JPS61286261A - セラミック配線基板の製造方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は水性グリーンシートの製造方法に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

近年、回路基板の小型化、高信頼性化という点から、ア
ルミナ、低融点ガラス、ムライト等をそれぞれ主成分と
するセラミック配線基板がＩＣチップや電子部品を搭載
する基板として広く用いられている。

セラミック配線基板の素材は、セラミック粉末を樹脂で
結合したグリーンシート、タングステン、モリブデン等
の高融点金属粉末を主成分とする導体ペースト、および
グリーンシートと同組成のセラミック粉末をペースト化
した絶縁ペーストである。セラミック配線基板の製造方
法は、上記素材を用いてグリーンシート上に配線パター
ンを形成した後、焼成して作製される。

これらのうち、グリーンシートは、セラミック原料粉末
、ブチラール樹脂、酢酸ビニル樹脂等のバインダおよび
可塑剤、さらに酢酸ブチル、アルコール類、トリクロル
エチレン等の有機溶剤を千分混合してスラリー状とした
後、キャリアフィルム上に塗布し、乾燥させて作製され
てきた。しかし、この方法には、有機溶剤を使用するの
で、人体に対する衛生上の害があることや、有機溶剤に
よる火災や爆発事故の危険性があることなどの問題点が
あるため、水溶性の有機結合剤、例えばポリビニルアル
コール、ポリ酢酸ビニル、水溶性アクリル酸ポリマー等
を使用する方法が提案された（例えば、特開昭５７−８
８０６８号公報、特開昭５５−１１３６６５号公報）。

これらの新しい方法によシ、有機溶剤に起因する問題点
は解決できたが、新たに、次のような問題点が生じてき
た。それは、セラミック配線。

基板の回路の高密度化とともに、配線パターンも急速に
微細化してきたことに伴う問題である。

すなわち、配線パターンを印刷したグリーンシートの概
観検査、特に配線の断線や短絡の検査は、従来は目視で
行りてきたが、この方法は配線パターンの微細化に対応
できなくなり、検査の自動化が現在盛んに進められてい
る。そしてその検査方法の原理は、光の反射、散乱を利
用してグリーンシート上の配線パターンを検査スるもの
である。しかしながら、光の反射、散乱は、グリーンシ
ートのみならず、配線パターン中のタングステン、モリ
ブデン等の金属粒子によっても起こるため、配線パター
ンのみを明確に分離しにくく、検査工程に長時間を要す
る、また検出ミスが起こる等の欠点がある。さらに今後
ますます微細化することが予想される配線パターンの検
査に対し、上記した現在の方法では追従できなくなると
考えられる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点をなくし、配
線パターンの検査が容易なグリーンシートを提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

以下に本発明の基本的な考えについて述べる。

それは、配線層パターンの検査を、従来は可視光を用い
て行っていたのに対し、グリーンシートに蛍光材料を混
合することによって、紫外光を用いて配線層パターンの
検査を可能にすることである。すなわち、紫外光を配線
層パターンを印刷したグリーンシートに照射することに
より、グリーンシート中に含まれる蛍光材料から蛍光を
発するが、印刷された配線層パターンからは蛍光が発し
ない。その結果、グリーンシート上の配線層パターンの
濃淡が明確になシ、配線層パターンの検査が容易になる
。

本発明は、上記の考えを実現するための、蛍光材料を含
有する水性グリーンシートの製造方法を提供するもので
、その要旨は、グリーンシートの原料となるセラミック
粉末、バインダ等の混合時に蛍光材料を添加することで
ある。

図面は、本発明によるグリーンシートの製造方法の工程
図である。

添加する蛍光材料の量は、後述するような理由から、セ
ラミック粉末１００部に対して千分の１部を越えない量
とする。

また、蛍光材料としては、やはり後述するような理由か
ら、安息香酸誘導体、ナフタレン誘導体、フェノール誘
導体、フェニルポリフィリン誘導体、フルオレッセイン
誘導体のなかの１種または複数種からなるものが好まし
い。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１（バインダに水溶性アクリル酸ポリマーを用い
る場合） 初めに、従来法のグリーンシートの製造方法について述
べる。アルミナ粉末を主成分とし、全体の組成としては
Ｍ２Ｏ３を９１重量％、５ｉ０２を６重量％、ＭＩＯを
３重量％の成分を有する粒径５μｍ以下のセラミック粉
末１００部、平均分子量７００００以上のポリメメアク
リレート水溶液（樹脂含量３５％、粘度３０００　ａｐ
ｔ　、　ｐＨ８，０）を３０部、可塑剤としてグリセリ
ンを２部、分散剤としてポリカルボン酸型高分子活性剤
を０．４部、イオン交換水２０部を加え合わせ、アルミ
ナ製の内張り、およびアルミナ製ボールを用いたボール
ミルにて２４時間連続混合を行う。続いて、消泡剤を０
．１部加えて、さらに１時間混合を行い、スラリ−状の
混合物を作る。続いて、スラリー状混合物を攪拌しなが
ら、千分に減圧してスラリー中の空気な脱泡する。この
ようにして作りた均質なスラリーの粘度を調整して５０
００〜１００００Ｃｐｌとし、ドクターブレード型キャ
スティング装置を用いてキャリアフィルム上に塗布して
乾燥させ、厚さα３ｍのグリーンシートを作製した。

次に、配線パターンを形成するためのタングステン粉末
を用いたタングステンペーストの作製方法について述べ
る。タングステン粉末としては、ｌ］、５μ風粉末と！
１．０μｍ粉末とを重量比で３＝７の割合で混合した粉
末を８０重量％、ペースト用バインダとしてエチルセル
ロースを２５重量％、ジエチレングリコールを１７．５
重量％加え合わせ、アルミナ製の乳鉢と乳棒からなるら
いかい機で５時間混練する。続いて、この混合物をアル
ミナ張シをした３本ロールにて、ギャップ３０μ風で５
０分間混線後、ブチルカルピトールを加えて粘度を調整
し、印刷用ペーストとする。

−次に、本発明による蛍光材料を添加したグリーンシー
トの製造方法について述べる。これが従来のグリーンシ
ートの製造方法と異なる点はボールミル混合時に蛍光材
料を添加することである。本実施例では、一般的な蛍光
材料であるフルオレッセイン粉末をセラミック粉末１０
０部に対し１０万分の１部加えて、従来法と同様の方法
にて、厚さ０．３ｍのグリーンシートを作製した。

ここで、本実施例の効果について述べる。従来法で作製
したグリーンシートと、上記蛍光材料混合グリーンシー
トとを、それぞれ外形寸法２００■角に切断し、配線印
刷用のグリーンシートとした。続いて、前記のように作
製したタングステンペーストを用い、スクリーン印刷法
にて、検査テスト用の配線パターンを、従来法グリーン
シート上および蛍光材料混合グリーンシート上にそれぞ
れ形成した。

このようにして配線パターンを形成した２種類のグリー
ンシートについて、パターン認識盤の検査装置を用いて
、テスト配線パターンの検査を行った。検査条件として
は、蛍光材料混合グリーンシートに対しては紫外光を、
また従来のグリーンシートに対しては可視光を用いた。

測定に用いたサンプル数はそれぞれ１００である。

検査結果を表１に示す。

表　　１ 表１から明らかなように、従来法のグリーンシートに比
べ、本発明による蛍光材料混合グリーンシート上の配線
パターンの検査精度が高い。

なお、上記実施例においては、バインダとしてポリメタ
アクリレートを樹脂分として１０．５部−とじた場合に
ついて説明したが、樹脂分の範囲としては、下記理由に
より、２〜２０部が適当である。すなわち、２部より少
ない場合には、グリーンシートの強度が小さく、クラッ
クが入９一方、２０部を越えると、グリーンシートは塑
性変形を起こしやすくなり、焼成時に反シやクラックが
発生する。

また、上記実施例においては、蛍光材料の含有量を１０
万分の１部（セラミック粉末１００部に対し）としたが
、含有量としては１億分の１部程度あれば、千分な検出
精度が得られる。しかしながら、含有量が千分の１部を
越えると、グリーンシートの焼成時に悪影響を及ぼし、
アルミナ基板としての特性劣化（強度劣化、密度劣化、
表面粗さ丈等）が起こる。

さらに、本実施例においては、蛍光材料としてフルオレ
ッセインを用いたが、芳香族化合物であれば良く、好ま
しくは水溶性のものが良い。

それらには、例えば蛍光量子収率が比較的高く蒸気圧の
高いもの、安息香酸誘導体、ナフタレン誘導体、フェノ
ール誘導体等、また蛍光量子収率が極めて高く分子量の
比較的大きなもの、フェニルポルフィリン誘導体、フル
オレッセイン誘導体等がある。前者は、蒸気圧が高いの
で容易に取シ除かれ、グリーンシートの焼成時に障害と
ならないこと、また後者は、微量ですむため焼成時の障
害と々らないこと、等の特長がある。

実施例２（バインダに水性ポリウレタンヲ用いる場合） 初めに、従来法のグリーンシートの製造方法について述
べる。アルミナ粉末を主成分とし、全体の組成としては
Ｍ、０３を９１重量％、Ｓｉ　□　！を６重量チ、１４
１０を３重量−の成分を有する粒径５μ簿以下のセラミ
ック粉末１００部、平均分子量７００００以上のポリウ
レタンエマルジョン水溶液（樹脂含量２７チ、粘度５０
０ｃｐｚ、ｐＨ７，５）を３０部、分散剤としてポリオ
キシエチレンノニルフェノールエーテルを０．５部、イ
オン交換水１０部を加え合わせ、アルミナ製の内張シ、
およびアルミナ製ポールを用いたボールミルにて２４時
間連続混合を行う。続いて、消泡剤を０．１部加えて、
さらに１時間混合を行い、スラリー状の混合物を作る。

続いて、実施例と同様の方法にて、脱泡、キャストを行
い、厚さ０．３■　のグリーンシートを作製した。

次に、本発明による蛍光材料を添加したグリーンシート
の製造方法について述べる。これが従来のグリーンシー
トの製造方法と異なる点は混合時Ｋ、フルオレッセイ／
粉末をセラミック粉末の１００部に対し１０万分の１部
を加えることで、他は従来法と同様の方法にて、厚さ０
．３■のグリーンシートを作製した。

上記のようにして作製した従来法および本発明の方法に
よるグリーンシートについて、実施例１と同様に、タン
グステンペーストを用いてテスト配線パターンを印刷し
、配線パターン検査テストを行った。検査結果を表２に
示す。

以　　下　　余　　白 表　　２ 表２から、従来法のグリーンシートに比べ、本発明によ
る蛍光材料混合グリーンシート上の配線パターンの検査
精度が高いことがわかる。

なお、上記実施例においては、バインダの樹脂分の混合
量を８．１部としたが、実施例１で述べたと同様の理由
によシ混合量は２〜２０部が適当である。また、上記実
施例においては、蛍光材料の含有量を１０万分の１部と
したが、実施例１で述べたと同様な理由により千分の１
部を越えない量であればよい。

また、実施例１および実施例２の検査結果から、水溶性
バインダの種類や組成とは関係なく蛍光材料を添加する
ことによシ検出精度が向上することがわかる。

実施例３（ムライト系基板用の場合） 前記実施例１．２では、セラミック粉末がいずれもアル
ミナ系基板用の例を取シ上げたが、本実施例では、ムラ
イト系基板用の例について述べる。

本実施例では、セラミック粉末として、ムライト粉末を
主成分とし、全体の組成としてはＪＪ、、０．を５６重
量％、Ｓｉ　Ｏ＠を４３重量％、　ＭＩＯを１重量−の
成分を有する粒径５μｍ以下の粉末を用いた。そして、
実施例１，２と同様の方法でグリーンシートを作製した
。

作製したグリーンシート上Ｋ、テスト配線パターンをス
クリーン印刷した後、検査テストを行ったところ、実施
例１．２の場合と同様に、蛍光材料を添加することによ
りて検出精度が向上することを確認した。

！１１ユ（ガラス系基板用の場合） 本実施例では、ガラス系基板用の例について述べる。

本実施例では、セラミック粉末として、非晶質ガラス粉
末（主成分Ｓｉｎ！、ＰｂＯ，ＮＬ２０Ｂ、Ｃａｂ、’
ＭＩＯ）　７０部、Ｕ、ＯＳ粉末とＺｒＳｉＯ４粉末と
を混合した粉末３０部の組成のものを用いた。そして。

実施例１および２と同様の方法でグリーンシートを作製
した。

作製したグリーンシート上に、一般的なＡｙ−Ｐｄ導体
ペーストを用いてテスト配線パターンをスクリーン印刷
した後、検査テストを行った。

その結果、前述の各実施例の場合と同様に、蛍光材料を
添加することによって検出精度が向上した。

このように、実施例３および実施例４の検査結果から、
セラミック粉末の種類や組成とは関係なく、グリーンシ
ートに蛍光材料を添加することによシ検出精度が向上す
ることがわかる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、グリーンシートの
原料の混線時に蛍光材料を添加することによシ、配線パ
ターンの検査が容易で自動検査に適したグリーンシート
を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるグリーンシートの製造方法の工程図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック粉末にバインダとして水溶性アクリル酸
   ポリマーまたは水性ウレタンを樹脂分として添加し、さ
   らに必要に応じて分散剤、可塑剤を加え、この原料に適
   量の水を加えて混練した水溶性スラリーからグリーンシ
   ートを作製する製造方法であって、混合時に、前記セラ
   ミック粉末１００部に対し千分の１部を越えない量の蛍
   光材料を添加することを特徴とするグリーンシートの製
   造方法。 ２、蛍光材料が、安息香酸誘導体、ナフタレン誘導体、
   フェノール誘導体、フェニルポリフィリン誘導体、フル
   オレッセイン誘導体のうちの少なくとも１種を含んでな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のグリ
   ーンシートの製造方法。