JPS60137885A

JPS60137885A - セラミツク多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JPS60137885A
Application number: JP24414183A
Authority: JP
Inventors: 誠一中谷; 治牧野; 秀行沖中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-12-26
Filing date: 1983-12-26
Publication date: 1985-07-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は印刷配線基板におけるセラミック多層配線基板
の製造方法に関するものである。

（従来例の構成とその問題点）近年エレクトロニクス産業の発展に伴って、捷すます電
子機器の小型、軽量化が叫ばれるようになった。そして
それらの機器も電子部品の小型化だけでなく、その実装
をも含めた形での高密度化が要求されるようになシ、単
にコンピュータなどの特殊な用途の実装にとどまらず、
民生用機器についても同様の傾向がある。そして、その
実装形態も、基板、部品、実装配線という単一の機能の
集合ではなくすべてを含めた形での、いわゆる高密度配
線モジュールといった機能性基板としての発展が予測さ
れている。そこで、現在高密度実装化への取り組みとし
てなされていることは、部品の小型化以外には実装基板
の単位面積当たりの配線密度を高くすることである。そ
してこのためには、配線パターンの微細化による方法と
、多層化による方法があり、各方面で種々の研究がなさ
れている。この中で比較的容易な方法は多層化による方
法で、有機系プリント基板、ノ・イブリッド〃、板での
応用は多い。特に近年セラミック多層配線モジュールが
注目されつつある。セラミック、多層配線基板には、そ
の製造法から大別して３つの方法がある。一つは、ハイ
ブリッド基板に代表される厚膜多層印刷法で焼結したセ
ラミック基板に配線を厚膜印刷で設け、その上にガラス
などめ絶縁層を印刷しくり返し積層する方法である。こ
の方法で作製される基板は通称ハイブリッドＩＣ（ＨＩ
Ｃとも呼ぶ）といわれ比較的低温（８００〜９００℃）
で焼成できる反面、印刷後、焼成を〈シ返し行う必要が
あシ、繁雑である。第２の方法にグリーンシート多層印
刷法がある。これは、基板が焼成前のグリーンシートの
状態で、導体、絶縁体の印刷を〈シ返し行ない、最後に
燃成を１回で行う方法である。グリーンシートの焼成前
にあらかじめ加工ができるので、スルーホールなどの形
成が容易で、両面に配線し、それを接合することが可能
である。第３の方法は、グリーンシート多層積層法で同
じくグリーンシートを用いるが、おのおののグリーンシ
ートの上に導体を印刷しくその前あるいは後に必要なバ
イアホールをあけておく）それらを順次積層圧着し、グ
リーンシートで一体焼成を行う方法である。グリーンシ
ート多層印刷法、グリーンシート多層積層法は、厚膜多
層印刷法に比ベグリーンシートの焼成と同時に導体のメ
タライズを行う必要があるため、通常は導体にＷやＭｏ
　＜−ストなどの高融点金属に限られ、かつ還元雰囲気
で焼成を行う必要がある。その反面、多層化が容易であ
ることやスルーホール等の加工が容易なため両面配線が
可能である、加えて、焼成後２０％近い収縮があるため
実質的に、微細／９ターンにすることができるなどの利
点を有している。したがって今後、高速コンピュータを
はじめとするディジタル回路の高密度配線としてますま
す発展するものと期待されている。しかしながら、グリ
ーンシート状態でスルーホール、バイアホールを設ける
ことは、かえって不都合な面も多い。つまシ、加工が容
易な反面、焼結時の収縮率を制御することや、加工精度
が位置合わせの而で難しく、またグリーンシートの焼結
と同時にスルーホールの内部導体を焼結させるため、そ
のマツチングが非常に難しく、ピンホールやクラックの
発生原因となっているのである。そこで、多層化のため
に行なわれている例としてグリーンシート多層積層法に
ついて説明する。この方法は前述のように、グリーンシ
ート上に、導体ペーストをスクリーン印刷法で形成し、
乾燥の後、積層、圧着する方法であるが、以下のような
問題点がある。

第１に、スクリーン印刷法によれば、スクリーン版が、
積層枚数分だけ必要であること、そしてバイアホールの
加工精度が良くないため、版もそれに合わせるためよシ
多数必要とすること、第２に溶剤系の湿式波−スト？使
用するため印刷工程の後に乾燥工程を必要とすること、
などの理由からも、製造面での自動化が困難′であシ、
現在、コンピュータ用など、特殊な用途のものに限られ
ている。さらにその他前述のようにスクリーン印刷にま
つわる種々の繁雑さも無視できない欠点である。

（発明の目的）本発明は印刷配線基板のセラミックグリーンシート多層
法におけるバイアホール形成法について上記の問題点を
解消しようとするもので、硬−スト等の湿式インクが不
用であシ、スクリーン印刷のような版（マスク）を必要
とせず、簡単にスルーホール導体を形成することを目的
とするものである。

（発明の構成）上記の目的を達成するために本発明は、電子写真技術を
利用し、高融点金属と、電荷調整剤を内部に分散させた
熱可塑性樹脂粉末を荷電粒子として形成し、感光体等の
誘電体表面に形成した静電潜像上に沈積せしめる。そし
て、スルーホール加工したセラミックグリーンシートに
静電的に転写し、スルーホール内に荷電粒子による内部
導体を形成する。この時グリーンシートの裏面には、転
写時に荷電粒子が通過しないように絶縁層を設け、荷電
粒子の熱軟化性を利用してスルーポール内壁の導体形成
を行うものである。さらに、上記セラミックグリーンシ
ートの絶縁層を剥離し多数枚、熱圧着により積層化し、
高温の還元雰囲気で焼成を行うものである。一般に電子
写真技術は、力一ルソン法、光導電性トナー法、光起電
力法、ＴＥＳ　Ｉ法、キャノンＮ’Ｐ法など種々のもの
があシ、中でもカールソン法が代表的なもので、普通紙
へのコピーが可能なことから大いに発展したのは衆知の
ことである。電子写真プロセスは、乾式で処理できる、
アクセスタイムが短い、微細なパターンが得られるなど
の利点があシ、本発明によれば、その利点がそのｉｔ生
かせることができ、スクリーン印刷のような、版を必要
とせず、微細は配線／ｅターンは云うに及ばず、スルー
ホール内、バイアホール内、バイアホール内の導体形成
についても同様な方法で得られるものである。

以下、本発明の構成を図に基づいて説明する。

まず、約１００μｍの厚みのセラミックグリーンシート
ラ電子写真印刷機を用いて、導体パターンとバイアホー
ル内の電極の印刷を行う。電子写真印刷機の構成は次の
ようになっている。第１図の感光基体１ｉコロナ帯電器
３でその表面を一様に帯電させ、導体パターンならびに
、バイアホール部分に反応したパターンに露光する（第
２図）。感光基体１で感光した部分は光導電作用によっ
て帯電が除去され、光の当っていない部分のみが、静電
潜像６として記録される。静電潜像の形成された部分は
導体粉末と樹脂からなる荷電粒子で沈積され感光層に現
像される（第３図）。次に前記セラミックグリーンシー
ト（バイアホール加工したもの）ｉｌの裏面に、荷電粒
子の通過を妨げるように薄い絶縁シートｌＯを張合せた
ものを上記沈積像８に圧着させながら、静電的に転写さ
せる（第４図）。これによジグリーンシートのバイアホ
ール内に荷電粒子群が埋する。このようにして転写印刷
されたグリーン７−トを加熱し、熱可塑性樹脂の熱軟化
性を利用して、バイアホール内壁に定着させる。しかる
後上記絶縁シートを剥がしたグリーンシートを多数枚、
位置合せの上、熱圧着する。この時、印刷した導体粒子
を含む樹脂は再度熱軟化性のため、溶融し、その表面張
力のため、バイアホール内から外の導体・ぐターンに１
でしみ出す。その結果、還元雰囲気の焼成によって、バ
イアホール内の導体と、グリーンシート表面の導体ノ４
ターンとが電気的に接触するのである。なお上記゛の帯
電、感光から転写プロセスまで電子写真印刷機内で連続
的に行なわれる。

（実施例の説明）先ず、感光体としては暗抵抗が１０１２〜１０１４Ω”
Ｃｍ　、光照射時の抵抗が１０７〜１０９Ω・（７）の
無定形セレンを用いた。次に現像剤であるが、現像剤と
しては、導体層を構成する微細な荷電粒子とこの粒子に
対して適当な摩擦帯電を与えかつ、潜像部分まで搬送す
る役割シをするキャリヤとに分けることができる。導体
層を構成する荷電粒子は以下のような組成からなってい
る。

第　１　表上記の厚相をアセトンを溶剤として、溶融混合し、均一
に分散させて後、熱ロールによって１３０℃の温度で、
溶剤を飛散させなから熱溶融させて混練する。次に熱ロ
ールから回収した上記樹脂の団塊’ｔノ・ンマーミルに
よって１００μｍ以下の粉末に粗粉砕する。次にジェッ
トミル（日本ニー−マチック社製）によって２０μｍ以
下に微粉砕し、′気流分級機（日本ニー−マチ、クキ１
製）によって分級し、平均粒径約１０〜１５μｍの粉末
とした。一方、キャリヤとしては、鉄粉を用いその表面
全酸化し、四三酸化鉄Ｆｅ３Ｏ４の安定な酸化膜を形成
した平均粒径７０１１ｍのものを用いた。現像方式は磁
気ブラシ現像法で以下のような条件で、現像を行なった
。

第５図において１６は現像剤量全調整するブレードであ
り、１５はスリーブ、１４は磁石を内部に配置（，１０
００Ｇａｕｓｓ　）　Ｌ、、スリーブと独立に回転する
マグネチックロールであシ、１７は感光体である。

第　２　表被印刷物は、マイラフィルム上にドクターブレード法で
造膜した、アルミナ基板材料粉末（アルミナ、マグネシ
ア、シリカ、カルシアなど）とポリビニルブチラル系か
らなるグリーンシート（１００μｍ厚）を用いた。この
グリーンシートｔレーデー加工機によシ所定の部分に穴
（０，５ｍｍφ）をあけ、一方の面に粘着度のごく少い
粘着テープ（商品名ヒタレックス　日立化成社製）を張
シ合わせたものを用いて、前記の電子写真印刷機にて印
刷を行なった。この方法で得られたバイアホールを形成
したグリーンシートラ、多数枚位置合せの一ヒ、熱圧着
した。条件は温度が７０℃、圧力が１００ｋｇ／ｃｒｎ
２である。そして積層したグリーンシートラ、所定の寸
法に打ち抜き、水蒸気を含む水素雰囲気（２０％Ｈ２，
残シはＮ２）で、１６００℃の温度で焼成した。その結
果セラミック基板表面の配線と内部配線との間には、バ
イアホールを通して良好な電気的導通が得られた。

（発明の効果）以上述べたように本発明によれば乾式でセラミック多層
配線基板の導体印刷をバイアホールの形成も含めて行な
えるもので、従来のような湿式スクリーン印刷にまつわ
る諸問題が解消される。また電子写真法を用いたことに
よシミ極ノｅターンは光学的倍率を変えることによシ一
台の機械で種々のサイズのものを印刷することが可能と
なり１品釉によって毎回印刷スクリーン版を交換すると
いう繁雑さからも解放される。また本実施例では電子写
真手法を用いたが、他に静電記録法あるいはレーザー記
録法によっても、もちろん有効な手段であることはいう
までもない。これらの方法によれば、任意のパターンを
電気的信号に置き換えて処理できるので、ＣＡＤシステ
ムと直結でき、工業上も極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の基本的印刷原理をノＪりす
概略図、第５図は磁器ブラシ現像器の構成概略図を示す
。 ■・・・感光基体、２・・・電極、３・・・コロナ帯電
器、４．９．１３・・・電源、５・・・レンズ、６・・
・静電潜像、７・・・磁気ブラシ現像器、８・・・沈積
像、１０・・・絶縁シール、１１・・・グリーンシート
、１２・・・コロナ帯電器（転写用）、１４・・・マグ
ネチックロール、１５・・・スリーブロール、１６・・
・ドクターブレード、１７・・・感光体。第１図９ン第２図第３図第４図第５図一−アん一一一７

Claims

【特許請求の範囲】

高融点金属粉末と電荷調整剤を内部に分散させた熱可塑
性樹脂粉末を、荷電粒子として形成せしめこの荷電粒子
を誘電体上に形成した静電潜像に沈積せしめる工程と、
セラミックグリーンシートにあけた穴の一方の面を絶縁
膜で覆い、他方の面に静電的に前記沈積像を転写する工
程、および、転写されたセラミックグリーンシートを加
熱し前記荷電粒子を融着させて後、絶縁膜を剥がし、多
数枚の前記グリーンシートをラミネートして焼成する工
程とを有することを特徴とするセラミック多層配線基板
の製造方法。　２