JPS6314493A - 多層セラミツク基板の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は多層セラミック基板の製造方法に関し、特に内
部導体配線パターンのｊ臣密度化が達成できる多層セラ
ミック基板の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 近年電子部品の高密度実装化が進むにつれ、半導体装置
用セラミックパッケージ等に用いられる多層セラミック
基板における内部導体配線パターンは、より一層の高密
度化が要求されている。

従来多層セラミック基板における内部導体配線パターン
を形成するには、グリーンシート上に金属ペーストをス
クリーン印刷法によって塗布し、このグリーンシートを
必要枚数積層して焼成することによって形成している。

このような金属ペーストは、１５００°Ｃ以上で焼成さ
れるアルミナセラミックにおいては通常Ｗ％　Ｍｏまた
はＭｏ　−Ｍｎ系のものが使用され、１０００’ｃ以下
で焼成される低温焼成セラミックにおいてはＡＬ１％八
ｇ−へｄ　、　Ｐｔ−Ｐｄ　、　Ｃｕ系などのものが用
いられている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで従来における多層セラミック基板の製造方法、
特にその内部導体配線パターンの形成方法には次のよう
な問題点がある。

すなわち従来におけるスクリーン印１１１法による内部
導体配線パターンの形成方法によっては、導体線幅およ
び導体線間隔共に１００μｍが限界であった。これは、
スクリーン印刷法にあっては、スクリーンのメソシュの
影響、金属ペーストの粘度等のレオロジーからの制限等
によって、導体線幅および導体線間隔共に１００μｍ以
下にすることは極めて困難であることによる。

また、スクリーン印刷後その都度印刷の状況を確認しな
ければならず、自動化が困難であることから作業能率の
面においても問題があった。

発明者は上記の問題点に鑑み、鋭怠検討を重ねた結果、
グリーンシートの段階でグリーンシートの所定範囲全面
に金属層を形成し、この金属層をフォトエ・ノチング法
により加工することで這ｉ密度の内部導体配線パターン
を形成しうろことに想到し、本発明を完成した。

またフォトエツチングの際のエツチング液およびレジス
ト膜除去液によるグリーンシートの蝕刻、変質等をも有
効に防止する手段に想到した。

すなわち、本発明の目的は上記従来の問題点を解決して
、高密度の内部導体配線パターンをグリーンシートを損
うことなく形成しうる多層セラミック基板の製造方法を
提供するにある。

（発明の概要） 本発明は上記目的を達するため次の構成を備える。

すなわち、グリーンシート上の導体配線パターンを形成
する全領域一面に金属層を形成し、該金属層を所望する
導体配線パターンにエツチングし、次にこの導体配線パ
ターンを形成したグリーンシートを所要枚数積層して焼
成する工程を含むことを特徴とする。

また、グリーンシート上に、保護膜を介してグリーンシ
ート上の導体配線パターンを形成する全領域一面に金属
層を形成し、該金属層を所望する導体配線パターンにエ
ツチングし、次にこの導体配線パターンを形成したグリ
ーンシートを所要枚数積層して焼成する工程を含むこと
を特徴とする。

（実施例） 以下本発明に係る多層セラミック基板の製造方法を添付
図面を参照して詳細に説明する。

〔１〕第１実施例 ■　まず、第１図に示すごとく、グリーンシート１０上
の導体配線パターンを形成する部位の全面に金属層１２
を形成し、この金属層１２上にフォトレジスト膜１４を
形成する。

グリーンシート１０は、通常の１５００″Ｃ以上の高温
で焼成されるセラミック、例えばアルミナセラミックに
ついては、Ａ＆Ｏａを主成分とした粉状体を有機バイン
ダーと溶剤とでシート状に成形したものを、また１００
０℃以下で焼成される低温焼成セラミックについては、
低温焼結用無機粉体をやはり有機バインダーと溶剤とで
シート状に成形したものを用いる。

金属層１２（ま金属層を接着したもの、スクリーン印刷
法を用いて金属ペーストを印刷したもの、蒸着法により
形成したもののいずれでもよい。金属層を接着するには
、金属層をグリーンシート１０上に熱圧着するか、ある
いは金属箔を、グリーンシート成分に含まれるバインダ
ー成分と相溶性のある可塑剤もしくは溶剤を介してグリ
ーンシート１０上に圧着することによって行う。

なお上記金属は、１５００℃以上で焼成されるアルミナ
セラミック等の場合、Ｗ、、ＭＯあルイハＭＯＭｎ系の
金属を用いるが、１０００℃以下の低温焼成セラミック
の場合は、Ｃｕ、　Ａｕ、　Ａｇ−Ｐｄ合金、ＰＬ−Ｐ
ｄ合金などが好適であり、特に価格等の面でＣｕが好適
である。

フォトレジスト膜１４はキノンジアミド、あるいはポリ
メチルイソプロペニルケトンなどで形成する。

なお塗布するフォトレジストは光用、紫外線用、電子ビ
ーム用のいずれでもよく、またネガ型、ポジ型の別は使
用するフォトマスクの型に合わせて用いればよく特に限
定されない。

■　次に第２図に示すように通常のフォトエツチング法
により得るべき導体配線パターンにエツチングする。

上記エツチングに用いる溶液は、従来の塩化第二鉄をは
じめ、金泥の種類に応じ、硫酸、硝酸を主体とした溶液
、もしくは、アンモニア系、シアン系アルカリ溶液等を
用いることができる。

また現像液としては従来のアルカリ溶液を用いることが
できる。

■　次に第３図に示すようにフォトレジスト膜１４を除
去して、所望の導体配線パターンを得ることができる。

このフォトレジスト膜の除去液は、グリーンシート１０
に含まれる有機バインダーの種類にもよるが、一般的に
用いているトリクロルエチレンやテトラクロルエチレン
を用いることはできず、飽和炭化水素、メチルイソブチ
ルケトンなど一部のケトン類、酢酸イソプロピルなどの
一部のエステル類、またはアルカリｌ容；夜を用いる。

上記のエツチング溶液、現像液およびフォトレジスト膜
除去液に対してグリーンシート１０が蝕刻されたり変質
しないことが必要である。

グリーンシートに用いられる疎水性有機バインダーには
ポリビニルブチラール系やポリアクリル系のものがあり
、バインダーとしてこれらを用いた場合、これらの分子
の重合度や官能基数にもよるが、グリーンシートが充分
均一であり、かつ充分緻密なものであれば、充分な耐水
性を有して室温程度の水中においては膨潤することがな
（、また上述のエツチング溶液、現像液およびフォトレ
ジスト膜除去液に対してもほとんど蝕刻や変質がなく安
定であった。また有機溶剤についても、ｎ−へキサン、
シクロヘキサンなどの飽和炭化水素、メチルイソブチル
ケトン、酢酸イソプロピルなどにも安定であった。

■　次に、上記のように導体配線パターンを形成したグ
リーンシート１０を所要枚数、熱圧着法もしくはグリー
ンシート中に含まれるバインダー成分と相溶性のある可
塑剤または溶剤を介した圧着法などの手段によって積層
し、望ましくは還元または中性ガス雰囲気中にて焼成す
ることによって多層セラミック基板を得る。

なおグリーンシートの積層枚数が少ないときは■の工程
、すなわちフォトレジスト膜１４を除去する工程を経ず
に、フォトレジスト膜１４を付着したまま積層して焼成
するようにしても構わない。

また上記実施例においては金属層１２をフォトエツチン
グ法によってエツチングし、ワイヤボンジイング精度等
を考慮して、導体線幅、導体線間隔共に５０μｍの高密
度の内部導体配線パターンを得たが、さらに微細化する
ことも可能である。

なお金属層１２として金属箔を接着するものにおいては
、焼成時の熱収縮率の小さいグリーンシート素材を選定
する必要がある。グリーンシート素材として熱収縮率の
大きなものを用いると焼成中金属箔がセラミック表面か
ら剥離するおそれがあるからである。

〔２〕第２実施例 上記第１実施例において、グリーンシートに用いる有機
バインダーとしてポリビニルブチラード系のものあるい
はポリアクリル系のものを使用した場合にあっては、エ
ツチング溶液、現像液、フォトレジスト膜除去液に対し
てグリーンシートの蝕刻を抑止できた。

しかし、グリーンシートが不均一であったり、緻密性に
欠ける場合には、上記各液によって膨潤したり場合によ
っては蝕刻される。また有機バインダーが上記のもの以
外のものの場合にも蝕刻を受けるおそれがある。

特に微細な導体配線パターンの加工を施す場合には、グ
リーンシート表面の僅かな蝕刻あるいは膨潤も導体配線
のオーバーカット、断線または短絡の原因となる。

本実施例はグリーンシートの蝕刻あるいは膨潤を完全に
抑止するものである。

本実施例において上記第１実施例と異なる点はグリーン
シート表面にあらかじめ保護膜を形成する点にある。

■　すなわち、まず第４図に示すように、グリーンシー
ト１０の表面にパラフィン系炭化水素の保護膜１１を形
成し、この保護膜１１の上に金属層１２を、さらにその
上にフォトレジスト膜１４を形成するのである。

保護膜１１は融点が４５〜８０°Ｃ程度の高純度のパラ
フィン系炭化水素を一種または混合物として用いてＷｉ
Ｎに形成される。

保護膜１１は、化学的安定性を同上させるためにハロゲ
ン化物および不飽和物の混入を極力避けた高純度品が望
ましいのである。

グリーンシート１０と保護膜１１との間、および金属層
１２として金属箔を用いた場合の保護膜１１と金属箔と
の間の接着は、１０ｋｇ／ｃＪ以下の圧力で室温以下の
温度で圧着することで容易に行える。

■　上記のように形成したものを、第５図に示すように
通常のフォトエツチング法（もちろん単なるエツチング
法でもよい）により得るべき導体配線パターンにエツチ
ングする。

■　次に第６図に示すようにフォトレジスト膜１４を除
去して、所望の導体配線パターンを得ることができる（
第１実施例と同様にこのフォトレジスト膜は必すしも除
去しな（ともよい）。

本実施例においてはグリーンシートＩＯの保護１１１１
１として完全に疎水性を有するパラフィン系炭化水素を
用いたので、グリーンシート１０のバインダーの種類の
如何に抱らず、エツチング溶液、現像液、フォトレジス
ト膜除去液からグリーンシート１０が良好に保護され、
蝕刻されたり膨潤したりすることがない。

フォトレジスト膜除去液も通電のトリクロルエチレンや
テトラクロルエチレンを用いることができる。

■　次に、上記のように導体配線パターンを形成したグ
リーンシート１０を所要枚数前記と同様・　に積層して
焼成することによって多層セラミソり基板を得る。

なお、グリーンシート１０を熱圧着法によって積層する
と、第７図に示すように、パラフィン系炭化水素から成
る保護［１１は融解してグリーンシート１０中に受信す
る。

いずれにしてもパラフィン系炭化水素から成る保護膜１
１は上記の焼成工程で分解揮散してしまう。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、グリーンシートの段階で
金属層をエツチングして内部導体配線パターンを形成す
るので高密度の内部導体配線パターンを容易に形成しう
る。特にフォトエツチング法を採用すれば、導体線幅、
導体線間隔共に５０μｍ以下の極めて高密度の内部導体
配線パターンを得ることができる。また金属層の金属と
してＣＬＩ％　Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｐｔ−Ｐｄ合金
などの金属を用いれば、配線パターンが高密度化して導
体断面積が小さくなっても低抵抗の回路となすことがで
きる。特に銅箔を用いた場合には約１．７Ｘ１０−６．
９ｃｍ　（２０℃）という著しく低抵抗な配線が可能と
なる。

また金属層を用いた場合には、金属ペーストを用いるの
と異なり、配線の位置ずれによる断線や配線間の短絡の
おそれが解を肖される。

さらに、本発明によれば配線パターン形成の全目動化が
可能となり作業効率の大幅な改善が達成される。

またグリーンシートの保護膜を形成して金属層のエツチ
ングをすることによって、グリーンシートがエツチング
溶液、現像液、フォトレジスト膜除去液等により蝕刻さ
れたり膨潤することが全くなく、より微細な高密度の内
部導体配線パターンの形成が可能となる。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではな（、発明
の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは
もちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は第１実施例の工、程図であり、第１
図はグリーンシート上に金属層、フォトレジスト膜を形
成した状態の断面図、第２図はエツチング後の断面図、
第３図はフォトレジスト膜を除去した状態の断面図であ
る。 第４図乃至第６図は第２実施例の工程図であり、第４図
はグリーンシート上に保護膜、金属層、フォトレジスト
膜を形成した状態の断面図、第５図はエツチング後の断
面図、第６−図はフォトレジスト膜を除去した状態の断
面図である。 第７図はグリーンシートを熱圧着した状態の断面図を示
す。 １０・・・グリーンシート、　　１１・・・保護膜、　
１２・・・金属膜、　１４・・・フォトレジスト膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、グリーンシート上の導体配線パターンを形成する全
   領域一面に金属層を形成し、該金属層を所望する導体配
   線パターンにエッチングし、次にこの導体配線パターン
   を形成したグリーンシートを所要枚数積層して焼成する
   工程を含むことを特徴とする多層セラミック基板の製造
   方法。 ２、金属層が金属箔をグリーンシート上に接合したもの
   である特許請求の範囲第１項記載の多層セラミック基板
   の製造方法。 ３、金属層が金属ペーストをグリーンシート上にスクリ
   ーン印刷したものである特許請求の範囲第１項記載の多
   層セラミック基板の製造方法。 ４、金属層が金属をグリーンシート上に蒸着したもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の多層セラミック基板の
   製造方法。 ５、金属層の金属としてＣｕ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金、
   Ｐｔ−Ｐｄ合金などの電気抵抗の低い金属を用いる特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載の
   多層セラミック基板の製造方法。 ６、金属層のエッチングをフォトエッチング法で行う特
   許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項または第
   ５項記載の多層セラミック基板の製造方法。 ７、グリーンシート上に、保護膜を介してグリーンシー
   ト上の導体配線パターンを形成する全領域一面に金属層
   を形成し、該金属層を所望する導体配線パターンにエッ
   チングし、次にこの導体配線パターンを形成したグリー
   ンシートを所要枚数積層して焼成する工程を含むことを
   特徴とする多層セラミック基板の製造方法。 ８、保護膜がパラフィン系炭化水素の薄膜である特許請
   求の範囲第７項記載の多層セラミック基板の製造方法。 ９、金属層が金属箔をグリーンシート上に接合したもの
   である特許請求の範囲第７項または第８項記載の多層セ
   ラミック基板の製造方法。 １０、金属層が金属ペーストをグリーンシート上にスク
   リーン印刷したものである特許請求の範囲第７項または
   第８項記載の多層セラミック基板の製造方法。 １１、金属層が金属をグリーンシート上に蒸着したもの
   である特許請求の範囲第７項または第８項記載の多層セ
   ラミック基板の製造方法。 １２、金属層の金属としてＣｕ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金
   、Ｐｔ−Ｐｄ合金などの電気抵抗の低い金属を用いる特
   許請求の範囲第７項、第８項、第９項、第１０項または
   第１１項記載の多層セラミック基板の製造方法。 １３、金属層のエッチングをフォトエッチング法で行う
   特許請求の範囲第７項、第８項、第９項、第１０項、第
   １１項または第１２項記載の多層セラミック基板の製造
   方法。