JPS60137886A

JPS60137886A - スル−ホ−ル形成法

Info

Publication number: JPS60137886A
Application number: JP24414283A
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配線基板の
スルーホール形成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、ますます電
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
にコンビー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１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シ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、配線パクーンの微細化による方法と多層化によ
る方法がアシ、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、ハイブリッド基板での応用は多い。特に
近年士うミック多層配線モノー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、ノ・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＋ラミック基板に配
線を厚膜印刷で設け、その」二にガラスなどの絶縁層を
印刷しくシ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・・イブリッドＩＣ（ＨＩＣとも呼ぶ）
といわれ比較的低温（８００〜９００°Ｇ）で焼成でき
る反面、印刷後、焼成をく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、絶縁体の印刷をくシ返し行ない、最後に焼成を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＆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１□　多Ｎ　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ツタラ
イズを行う必要があるため、通常は導体にＷやＭｏベー
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係近い収縮があるため実質的
に、微細ノぐ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、高速コンビーータをはじめ
とするディ端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。つまり、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
わせの面で難しく、マ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が発生しや
すい。このことは、両面配線や、多層化に大きな弊害と
なっているのである。そこで現在行なわれているスルー
ホールの内８１Ｓ導体形成法を簡単に述べる。第１図は
従来のスクリーン印刷法による導体ペーストのスルーホ
ール埋設方法である。まず使用するグリーンシートにあ
らかじめ、金型による打抜き、あるいはレーザー加工に
よって所定の位置にスルーホールをあけておく。次にグ
リーンシー１〜４のスルーホール部に対応する開口部を
有するメタルマスク３で覆い、かつグリーンシート４の
裏面のステージ５から真空引きを行う。そして導体波−
スト２をスギ−２１で押しあて、印刷する。導体ｄ−ス
トはメタルマスク；３全通して、スルーホール内に押し
込められる。この時、スギージによる抑圧、真空の引圧
力、に−スト粘度などによって大きくその性能が左右さ
れる。すなわち、上記３つの条件が適当でなければ、導
体ペーストが上面から下面へ届かなかったり、逆に導体
波−ストを真空で引いてしまったりするのである。また
この方法による欠点としては、メタルマスクを必要とす
ることであシ、グリーンシートの寸法精度が正確でない
ため設計通シのメタルマスクでは不都合な場合があり、
現在では回通シかのメタルマスクを用意し、寸法に合わ
せて使い分けているのが現状である。

（発明の目的）本発明はセラミックグリーンシートにスルーポールを形
成する方法について、上記の問題点を解消しようとする
もので、被−ストが不用であり、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
を形成できる方法を提供するものである。

（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、クグリーンンートに
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
時に荷電粒イが通過しないように絶縁層を設け、荷電粒
イの熱軟化性を利用してスルーホ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、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、カールソン法、光導電
性トナー法、光起電力法、　ＴＥＳＩ法、ギヤノンＮＰ
法など種々のものがあり、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
利点がそのまま活かせることができ、スクリーン印刷の
ような、版を必要とせず、微細な配線・ぐターンは云う
に及ばず、スルー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もとづいて説明する。

先ず、約３００μｍの厚みのセラミックグリーンシート
を電子写真印刷１機を用いて、スルーホール内の電極形
成を行う。電子写真印刷機の構成は次のようになってい
る。まず感光基体６をコロナ帯電器８で一様に帯電（第
２図）したのち、スルーホール部分に対応したパターン
に感光する（第３図）。感光基体６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１０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位↑脂からなる荷電粒子が
沈積され、感光層に現像される（第４図）。

次に前記セラミックグリーンシート（スルーホール加工
したもの）１５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１６を張シ合わせてたものを圧着させな
がら、静電転写させる（第５図）。これによシ、スルー
ホール内に荷電粒子群が埋まる。このようにして、転写
印刷されたグリーンシートを加熱し、熱可塑性樹脂の熱
軟化性を利用して、スルーホール内壁に定着させる（第
６図）。しかる後、絶縁シートラ剥がし、所定の寸法に
切断の後、還元雰囲気で焼成する。なお上記の感光から
転写印刷プロセスは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１０〜１０　Ω・函光照
射時の抵抗がｉｏ〜１０９Ω・温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、搬送する役割りをするキ
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。

上記の原料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°Ｃの温度で、
溶剤を飛散させなが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を−・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（日本ニューマチック社製）によって２０μｍ以下
に微粉砕し、気流分級機（日本ニー−マチック社製）に
よって分級し、平均粒径約１０〜１５μｍの粉末とした
。一方ギャリャとしては、鉄粉を用いその表面を酸化し
、四三酸化鉄Ｆｅ３Ｏ４の安定な酸化膜を形成した平均
粒径７０μｍ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７図において、２０は現像剤量を調整するブレードで
あシ、２１は感光体、２２はスリーブ、２３は磁石を内
部に配置（１０００Ｇａｕｓｓ　）　Ｌ、、スリーブと
独立に回転するマグネチックロールである。

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）とポリビニルプチラル系か
らなるグリーンシートを用いた。このグリーンシートラ
レーザー加工機により所定の部分に穴Ｃ０，５ｍｍφ）
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１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スルーホール形成したグリーンシー
トを、水蒸気を含む水素雰囲気（２０％は水素、残シは
窒素）で１６００℃の温度で焼成した。

その結果、上下間の導体抵抗は約５０ｍΩで、良好なス
ルーホールが形成された。

（発明の効果）以上述べたよりに、本発明によれば、乾式でセラミック
グリーンシートのスルーホール内の導体印刷を行うこと
が可能となるもので、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
いたことにより電極・ぐターンは光学的倍率を変えるこ
とにより一台の機械で種々のサイズのものを印刷するこ
とが可能となシ、品種によシ毎回印刷スクリーン版を変
換するという繁雑さから解放される。一方、上記実施例
では裏面に絶縁粘着シールを用いたが、これ以外にグリ
ーンシート作製時のマイラフィルムをそのまま用いるこ
とも、もちろん有効な手段であシ、この場合、グリーン
シートの作製、スルーホールの打抜キ加工、ツクターン
印刷、スルーホール内印刷と、連続的に処理することも
可能となシ、印刷速度も速く、生産性の向上の面からも
、１案上極めて効果的な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、メタルマスクを用いた従来のスクリーン印刷
法の断面図、第２図〜第５図は、本発明の基本的、印刷
原理を示す概略図、第６図は印刷後熱定着したスルーホ
ールの断面図、第７図は磁気ブラシ現像器の構成概略図
を示す。 ■・・・スキージ、２・・・印刷ペースト、３・・・メ
タルマスク、４・・・クリーンシート、５・・・印刷台
、６・・感光基体、７，１３．１８・・・電源、８・・
・コロナ帯電器、９・・・電極、１０・・・静電潜像、
１１・・・レンズ、１２・・・磁気ブラシ現像器、１４
・・・沈積像、１５・・・グリーンシート、１６・・・
絶縁シート、１７・・・転写コロナ、１９・・・定着し
た荷電粒子、２０・・・ブレード、２１・・・感光体、
２２・・・スリーブ、２３・・・マグネチックロール。第４図ｖＪＳ図第６図 ρ 第７図 −７Ａ−

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
子を誘電体表面に形成した静電潜像に沈積せしめる工程
と、スルーホールを加工したセラミックグリーンシート
の一方の面金絶縁膜で覆い、他方の面を前記沈積像に接
触させ、前記絶縁膜側から静電的な引力によって転写を
行ないスルーホール内に前記荷電粒子を埋める工程と、
ｉｂ記セラミックグリーンシートを加熱し、スルーホー
ル内の荷電粒子を熱融着させて後前記絶縁膜を剥離する
工程とを有することを特徴とするセラミックグリーンシ
ートのスルーホール形成法。