JPS61290796A

JPS61290796A - 厚膜混成集積回路基板の製造方法

Info

Publication number: JPS61290796A
Application number: JP13329885A
Authority: JP
Inventors: 鍵井　孝夫
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-06-19
Filing date: 1985-06-19
Publication date: 1986-12-20

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、厚膜混成集積回路基板（以下厚ＭＨＩＣ基板
という）の製造方法に係り、特に、スクリーン印刷技術
を用いることなく、熱ビームによってパターン形成を行
う厚膜ＨＩＣ基板製造方法に関するものである。

（従来の技術）厚膜ＨＩＣ基板を製造する場合、従来はスクリーン印刷
技術、つまり、メツシュスクリーンによるパターン印刷
によっている。即ち、回路図より、マスクパターン（導
体、抵抗体、絶縁層、保護層等に分解された１０倍図）
を描き、これを製図機によって精密に描き直し原図を作
成する（ルビリスカッティング）。次に、精密図を写真
によって高精度縮写（１０分の１）を行い、マスク原版
とする。

このマスク原版から密着転写により、スクリーン版（導
体用、抵抗体用、絶縁体用など４乃至６枚に及ぶ）を作
成する。このスクリーン版を印刷機にセットし、各々の
回路パターンを印刷する。印刷後はレベリング、乾燥後
、焼成を行いこの繰り返しで回路が完成される。

ここで、従来のパターン印刷方法の概略を第３図に基づ
いて説明する。

まず、第３図（ａ）に示されるように、セラミッり基板
１を準備する。次に、第３図（ｂ）に示されるように、
製作されたスクリーン版４を用いて回路パターンを印刷
する。つまり、スクリーン版４上に塗られたインク５を
スキージ４で押圧しながら印刷パターン２を作成する。

次に、第３図（ｃ）に示されるように、印刷されたパタ
ーンを乾燥する。最後に、第３図（ｄ）に示されるよう
に、印刷されたパターンを焼成し、焼成パターン２′を
得るようにしている。なお、このスクリーン印刷につい
ては後で詳細に説明する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来の方法によれば、写真によるマスク
原版に始まってスクリーン版の作成、スクリーン印刷、
乾燥、焼成と行われており、就中、マスク原版とスクリ
ーン版の製作時間と費用は大なるものである。特に、実
験、開発に長い時間と多大の費用を要することになり、
少量製作にあたってはそれが顕著である０例えば、従来
の方法ではマスク原稿を起こしてから印刷に入るまで、
５日〜１０日を必要としている。

一方、スクリーン印刷は一見簡単に思われるが以下のよ
うな問題がある。この点について第４図を用いて説明す
る。

スクリーン印刷法にはオフコンタクト法とオンコンタク
ト法とがある。ここでは代表的なオフコンタクト法につ
いて説明する。

第４図において、１はセラミック基板、３はスキージ、
４はスクリーン版、５はインク（ペースト）、６は基台
、７はスクリーン枠、８はインク返し、Ｐはスキージに
加える印圧、θはスキージ角である。

基板１とスクリーン版４との間にギャップをもたせ、ス
キージ３に印圧Ｐを加えてスクリーン版４に変形を与え
ながらスキージ３を一定速度で移動し、インク５を基板
ｌに移しながら印刷を行う。

印刷が終わると、印圧Ｐは取り除かれ、スクリーン版４
は元の位置に戻る。この時にスキージ３と連動したイン
ク返し８のブレードによりスクリーン版４のインクがな
らされ、次の印刷に備えられる。

このようなスクリーン版印刷にあたって重要な要因とし
ては、（１）スクリーンマスク、【２）スキージに関してスキ
ージ角度θ、硬度、形状、（３）スキージの印圧、移動
速度、（４）スナップオフ距離、（５）インク返し、（
６）マスク版上のインク量、（７）スキージ・マスク基
板間の平行度等が挙げられる。

これらが変わると印刷されるパターンの形状、寸法、膜
厚等を一定に再現性よく作成できず、焼成後の膜素子の
電気的特性に大きな影響を与えるといった問題があった
。

また、スクリーン印刷による場合は、微小領域（０，４
ｍｍ”〜１　ｍｍ”　）において、極端には１００μｍ
’離れた隣接パターンでも厚膜は不均一になるといった
問題があった。

本発明はこのような状況に鑑み、容易にしかも短時間で
パターンの形成が可能な厚膜ＨＩＣ基板の製造方法を提
供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、厚膜パターンを形成する場合、従来のマスク
原版（写真）とスフ−リーン版を省略し、スクリーン印
刷を行うことなく、電子制御装置からの厚膜パターン情
報に基づいて熱ビームでもって厚膜用ペースト層を走査
することによって、基板全面に塗布されたペーストを所
望の部分のみ固化し、未焼耐部分を洗い除去することに
より、厚膜ＨＩＣ基板の製造を行うようにしたものであ
る。

（作用）本発明によれば、電子制御装置からの厚膜パターン情報
に基づいて厚膜用ペースト層を熱ビームでもって走査す
ることによって厚膜パターンの形成を行うので容易にし
かも短時間で厚膜ＨｒＣ基板の製造を行うことができる
。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例を工程順に示した説明図である
。

まず、第１図（ａ）に示されるように、セラミック基板
１１を準備し、次に、第１図（ｂ）に示されるように、
このセラミック基板ｌｌ上にペーストを所定の厚さに塗
布してペースト層１２を形成し、十分に乾燥を行う。

次に、第１図（ｃ）に示されるように、このペースト層
１２に所望のパターンを形成するためにレーザビーム１
４を照射することによって、ペースト層１２のガラス成
分と金属成分の軽い焼結を起こさせる。照射は電子制御
装置からの厚膜パターン情報に基づくレーザビーム走査
によって行い、線パターン、角パターン等を形成する。

レーザビーム照射はペーストの種類によって中性雰囲気
を必要とするものはＮ２ガス雰囲気又はアルゴンガス雰
囲気とし、還元性雰囲気を必要とする場合はビーム周囲
をＨｔ　−Ｎ　ｘガスのチャンバとし、外気より遮断し
て照射を行うようにする。

ビーム照射後はを機溶剤（アセトン系、シンナー系、フ
ロン系等）によって、溶解現像を行うことにより、照射
部１３ａが残された所定のパターンが形成される。この
時、スプレィによる噴射、超音波による機械的攪拌が効
果的である。

現像後は８０℃〜１２０℃の温度で表面に残る溶剤を蒸
発させて乾燥する。

パターン形成を終えた厚膜基板は従来から用いられてい
るベルト焼成炉によって８００℃〜９５０℃の温度で焼
成固化し、厚膜導体、厚膜抵抗体、絶縁層などのパター
ン１３ｂを得ることができる。

ここで、上記したレーザビームによる厚膜バタ描画シス
テムについて説明する。

第２図は係る厚膜パターン描画のための一実施例を示す
システムの全体構成図である。

この図において、２０は電子制御装置、２１は中央処理
装置（ＣＰＵ）、２２はメモリ、２３はディスプレイ、
２４はデータ入力装置、２５はＩ１０ボート、２６はバ
ス、３１は駆動回路、３２はレーザ、３３は光変調器、
３４は厚膜パターン描画装置である。

まず、作成すべき厚膜パターンに関する情報をデータ入
力装置２４を操作してディスプレイ２３の画面を見なが
らメモリ２２に記憶させる。データの入力方法としては
各種の方法がある。例えば、座標データをＭＤＩ（マニ
ュアルデータインプット装置）からマニュアル入力する
。（図形処理機を用いることもてきる。）このようにし
て厚膜パターン形成のためのデータをメモリ２２に書き
込む、なお、このデータはフロッピーディスクにおとし
、保存することもできる。

一方、レーザ３２からのレーザビームは光変調器３３を
介して前記したセラミック基板１上のペースト層１２上
に導かれ走査線密度に見合うビーム径に集光され主走査
が行われる。即ち、厚膜パターン描画装置３４及び駆動
回路３１には電子制御装置２０のメモリ２２に記憶され
た厚膜パターン情報がＩ１０ボート２５から出力される
。そして、駆動回路３１からの出力で光変調器３３は制
御されると共に厚膜パターン描画装置３４は電子制御装
置２０からのパターン位置に関する信号によって制御さ
れる。そして、この厚膜パターン描画装置３４からの出
力信号はＩ１０ポート２５を介してｃ　Ｐ　Ｕ２１に送
られフィードバック制御される。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように・本発明によれば、基板上
に厚膜用ペーストを塗布し乾燥させる工程と、該ペース
トが塗布された基板上に熱ビームを所定パターンに走査
し、仮焼成固化を行う工程と、有機溶剤によって未照射
部分を溶解する現像工程と、本焼成を行って完全に固化
し厚膜パターンを形成する工程とを順に施すようにした
ので、（１）パターン形成は従来のスクリーン印刷にお
ける前記した問題を一掃し、電子制御装置による厚膜パ
ターン作成の自動化を達成することができる。

（２）印刷条件によるパターン厚膜のバラツキが小さく
、全面塗布であるため、中心部と周辺部の厚膜の制御が
容易である。特に、従来のスクリーン印刷の場合、微小
領域（０，４ｍｍ富〜１ｍｍ”）においても、極端には
数１００＋ｕｍ離れた隣接パターンでも厚膜が不均一に
ならざるを得なかったが、これを解決することができる
。

（３）電子制御装置からのパターン情報を熱ビーム走査
により直接基板に描くことで製造工程が短縮される。従
来の方法ではマスク原稿を起こしてから印刷に入るまで
５日〜１０日を必要としていたが、本発明では１．５日
〜３日と約１／３に期間を短縮することができる。

（４）スポットビームによる照射であり、光学系を用い
ることから、解像度が高い。ビームをシャープに絞る、
又はアパーチャを用いることで５０〜１００μｍの実用
線幅を形成することができ、この点、従来の方法によれ
ば、スクリーンのメツシュは最小２５μｍ程度であるた
め５０〜７０μｍの実用線幅を形成することは困難であ
った。

このように、本発明は種々の利点を有し、それによって
もたらされる効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の厚膜ＨＩＣ基板の製造方法の説明図、
第２図ば厚膜パターン描画システムの全体構成図、第３
図は従来の厚膜ＨＩＣ基板の製造方法の説明図、第４図
は従来のスクリーン印刷法の説明図である。１１・・・セラミック基板、１２・・・ペースト層、１
３・・・描画パターン、１４・・・レーザビーム、２０
・・・電子制御装置、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・メ
モリ、２３・・・ディスプレイ、２４・・・データ入力
装置、２５・・・１１０ポート、３１・・・駆動回路、
３２・・・レーザ、３３・・・光変調器、３４・・・厚
膜パターン描画装置。

Claims

【特許請求の範囲】（ａ）基板上に厚膜用ペーストを塗布し乾燥させる工程
と、（ｂ）該ペーストが塗布された基板上に熱ビームを所定
パターンに走査し、仮焼成固化を行う工程と、（ｃ）有機溶剤によって未照射部分を溶解する現像工程
と、（ｄ）本焼成を行って固化し厚膜パターンを形成する工
程とを順に施すことを特徴とする厚膜混成集積回路基板の製造方法。