JPS644359B2 - - Google Patents

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JPS644359B2
JPS644359B2 JP59078829A JP7882984A JPS644359B2 JP S644359 B2 JPS644359 B2 JP S644359B2 JP 59078829 A JP59078829 A JP 59078829A JP 7882984 A JP7882984 A JP 7882984A JP S644359 B2 JPS644359 B2 JP S644359B2
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JP
Japan
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ceramic
pattern
green
sheet
substrate
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JP59078829A
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Amendora Arubaato
Efu Shumetsukenbetsuchaa Aanorudo
Tei Sobon Josefu
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Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミツク基板の最上面に金属化配線
すなわちメタラージイのパターンを有する多層セ
ラミツク基板を製造するための方法に係る。
［従来の技術］ 電子パツケージ技術に於ける最近の技術的革新
は多層セラミツク（MLC）の発達による。この
技術に於て、一時的に有機バインダ材によつて一
体的に保持されたセラミツク粉体よりなるグリー
ン・シートがスクリーン印刷技術（これが絶対的
な技術ではないが）によつて貴金属乃至耐火金属
でもつてメタライズされる。メタライズされたシ
ートは重積され、モノリシツクなセラミツク―金
属パツケージを形成すべく焼成される。MLC技
術の詳細はSolid State Technology（May1972），
Vol.15，No.５の第35頁〜第40頁に開示されてい
る。
グリーン・シートはシンタリング処理中に不均
一に収縮する事、この不均一な収縮によつて、セ
ラミツク基板内の充填されたバイア・ホールが、
シンタリング後に付着される最上層のメタラージ
イと不整合状態を呈する事が知られている。
IBM Technical Disclosure Bulletin，Vol，
22，No.12，May 1980，pp 5328〜5329は、MLC
構造体に於けるバイイア・ホール（以下バイアと
云う）がセラミツクの不均一な収縮によつてシン
タリング（焼結）後、しばしば不整合状態を呈す
る事を開示している。この文献はMLCの上部の
バイアの位置を記録するために電子ビームを用
い、メタライズし、フオトレジストを施し0.001
の余裕ができる様に電子ビーム露光し、エツチン
グし、MLCバイアのまわり及び真の位置のまわ
りに余裕を有する矩形のパツドを形成する事を示
している。
米国特許第3651567号明細書は、導電性フイル
ムを形成する材料で一側面を被覆した薄いフオイ
ルを用いるドライ印刷法によつて基板表面上に導
電性フイルムを付着した電子素子を作る方法を開
示している。そのフオイルは適当な形状の型を用
いて基板に押しつけられ、フオイルから基板へフ
イルム形成材が転写される。型は転写のために加
熱されるのが普通である。
米国特許第3948706号明細書は、改良された線
寸法を呈する金属化相互結線パターンをセラミツ
ク・グリーン・シート上に形成するための方法
と、セラミツク・グリーン・シートに於けるバイ
ア及び溝部をメタライズするためのプロセスを開
示している。この米国特許発明の目的とするとこ
ろは、マスク材の使用と不随する化学エツチング
の必要性とを回避する事にある。この米国特許に
於ては、熱可塑性のシートのような材料のシート
がセラミツク・グリーン・シートに付着され、所
定のパターン状の開口が熱可塑性シートに形成さ
れ、その開口を充填して金属化処理したコンポジ
ツト構造体を形成する様に上記熱可塑性シートに
導電性金属ペーストが塗布され、複合構造体を少
くとも１つの他の同様な複合構造体と積層し、結
果物としての積層体を、熱可塑性シートを蒸発さ
せそしてセラミツク・グリーン・シートを焼結す
るべく加熱する。
米国特許第3990142号明細書は、回路ボードを
作る方法を開示している。誘電性基板に対して所
定パターンの型を用いて導電性フオイルのシート
を型押しし、基板に押付けたフオイル部分を切
る。その間、熱硬化性接着材でもつて基板に上記
部分を接着するために型を通して熱を加える。型
はかなり特殊な構造を有するものでなければなら
ない。
米国特許第42370606号明細書は、第１の基板上
に導体ランド部が形成されて、加熱されるMLC
ボードの製造方法を開示している。配線パターン
が形成される第２の基板がランド部を介して第１
の基板へ電気的に接続される。焼結時の収縮によ
る不具合は導体ランド部によつて補償される。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は金属化済みのセラミツク基板に
おける充填されたバイア間の不整合を防止する事
にある。
本発明の他の目的は、セラミツク基板と同時に
は焼成され得ない銅（セラミツク基板の焼結温度
よりも溶融点が低い）のような高導電性の材料か
らなる導電性パターンを形成する事にある。
本発明の更に他の目的は典型的なシルク・スク
リーン法によつて得られる線幅よりも相当細い、
15μmの線幅の高解像度の導電性パターンを有す
る多層セラミツク基板を提供する事にある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、グリーン・セラミツク基板の
上部表面上に所定の溝部のパターンを形成し、積
層し焼結した多層セラミツク基板の上記表面に、
水でといたポリビニル・アルコールなどのつや出
し（glazing）剤を塗布し、その後上記溝部に着
色材を埋め込む。この埋め込みは、着色材を全面
に塗布した後に、その表面をぬぐうことによつて
行なわれる。続いて、その表面の写真を撮影す
る。すると、上記ぬぐい操作によつて溝部のみに
着色材が残存しているので、溝部が着色された領
域として影像化される。そして、上記写真から、
マスクを作成する。次に、このマスクを用いて、
フオトリソグラフ的に上記溝内に導電性の材料を
付着する。
本発明は、写真撮影により作成したマスクを用
いるので、金属蒸着法が利用でき、よつて、きわ
めて微細な線幅の導電性パターンを実現しうるも
のである。
また、スクリーニングで導電性パターンを付着
する場合は、単一の材料の導電層しか付着できな
いが、本発明によれば付着した導電性パターン上
に別の材料（絶縁層、パツベーシヨン層、接点用
貴金属層など）を追加的に付着することも可能で
ある。
［実施例］ 第１図並びに第２Ａ図ないし第２Ｄ図は本発明
の一実施例を示す。
第１図に於て、所望の内部メタラージイ１１を
有するセラミツク・グリーン・シート１０の典型
的な積層体の最上層１０Ａの表面に於て形板１２
でもつて溝部もしくは凹所１３が形成された状態
が示されている。
第２Ａ図は、焼結後のセラミツク・シートの上
方断面図を示す。そこには単一のバイア１１のみ
が図示されている。このシートの表面には、水で
といたポリビニル・アルコールなどのつや出し
（glazing）層１５が塗布される。
第２Ｂ図は、例えば靴墨用の黒色ワツクス１６
を着色材として塗布したのちに凹所１３以外の全
領域からワツクスをぬぐい取つたセラミツク・シ
ート１４を示す。フオトマスク１７は、凹所１３
内の黒色ワツクスを撮影することにより作成され
た写真から作られたものである。
写真の撮影後、黒色ワツクス１６が除去され、
そうして金属層１８をブラケツト（全面）被覆す
ることにより第２Ｃ図に示す構造が得られる。
次に、前記で撮影されたマスクを用いて、金属
層１８が溝パターンに従いフオトエツチングされ
る。尚、フオトエツチグとは、先ず金属層１８上
にフオトレジストを塗布し、このフオトレジスト
を上記マスクを用いて現像し、現像されたフオト
レジストをマスクとして金属層１８を選択的にエ
ツチングする処理であるが、従来よりよく知られ
ている処理であるので、ここでは詳細には述べな
い。
第２Ｄ図は凹所１３に於て導電性パターン１９
を残す様に通常のフオトエツチングを実施した後
のセラミツク・シート１４を示す。
本発明に於ける主たる工程は次のような工程か
らなる。
第１に、グリーン・セラミツク基板の最上面に
溝のパターンを形成する。
第２に、グリーン・セラミツク基板を焼結す
る。典型例として、複数個のグリーン・セラミツ
ク基板をこの段階に於てMLCを形成するために
焼結する。
第３に、形成した溝部のパターンの少くとも一
部に導電性を付着する。
上述の様に本発明に於ては、ポリマ材で基板表
面を塗布し、溝部を充填するように基板上に着色
染料のような有色材（以下着色材という）を基板
に塗布し、基板の写真を撮り、そのままをマスク
として用いるかあるいはその写真からマスクを作
る。次に、溝のパターンに於ける歪曲状態を含む
そのマスクを用いて所望のメタラージイ・パター
ンをフオトリソグラフ法によつて形成する。
以上に於いて、本発明の実施例を概略説明した
が、以下に於てそれを更に詳細に示す。
［有用なセラミツク材］ 従来用いられてきたグリーン・セラミツク基板
を作るためのセラミツク材を用いる事ができる。
グリーン・セラミツク基板は常にシンタリングの
際に不均一な収縮を呈する。
本発明に有用なセラミツク材の主たる特性とし
ては、その粒体がグリーン・シートの形で焼結さ
れる事によつて固体を構成するものであることが
挙げられる。
焼結後、セラミツク基板はハーメチツク状態す
なわち例えばモリブデンの様な埋設したメタライ
ゼーシヨン・パターンを腐食する様な流体が透過
しない状態を呈しなければならない。
本発明セラミツク基板の熱膨張係数はシリコン
のそれと同等即ち7.6×10-6／℃のオーダーであ
る。
本発明のセラミツク基板は機械的に非常に強
く、衝撃及び振動に体して耐性があつてしかも良
好な熱伝導率を呈する。
その電気的特性も本発明が予定している応用面
に良く適合し、10より小さい誘電率を呈し、しか
もコンデンサとして用いる場合には40ないし100
の高い誘電率を呈しうる。そのセラミツク基板は
高い破壊電圧及び誘電損失を呈する。
有用なセラミツク材としては、通常用いられる
例えばシリケート・フリツトを有するアルミナ、
酸化ベリリウム（高熱伝導率を呈するが、安全性
の点で問題がある）、ムライト、磁器、ガラス―
セラミツク、ガラス及びシリカが含まれる。好ま
しいセラミツク材はシリケート・フリツト（バイ
ンダ材として働く）を有するアルミナ及びガラス
―セラミツクスである。
本発明に於けるセラミツク粒子の寸法は通常用
いられる寸法でよい。典型的な寸法は2μmないし
8μmである。
本発明はアルミナの含有量が多いグリーン・セ
ラミツク基板に特に適応している。
［ポリマ・バインダ材］ 本発明に用いるポリマ・バインダ材は公知のバ
インダ材から自由に選択できる。
ポリマ・バインダ材の一例としてフタル酸ジオ
クチル及び通常の湿潤剤と組合せてポリビニルブ
チラールを用いうる。
ポリマ・バインダ材の分子量も従来用いられる
分子量でよい。ポリマ・バインダ材は、グリー
ン・セラミツク基板を形成するために用いられる
スラリの形成が容易であり、工程に於てグリー
ン・シートを適当に取扱う事ができるための十分
な強度を呈し、焼成したセラミツク基板の成形中
にきれいに除去される様に焼結の際に容易に蒸発
されるものであればよい。
［選択的な添加物］ セラミツクの焼結温度を下げるカルシウム、マ
グネシウム及び珪酸アルミニウムの様な高温フリ
ツトを組合せて用いうる。この添加物はセラミツ
クの重量の例えば２ないし12重量％のオーダーで
ある。
［溶剤］ グリーン・シートを形成するためのスラリは公
知の例えば約60℃ないし160℃の異なる沸点を有
するいくつかの有機溶剤の混合物を含みうる。典
型的な溶剤としては水、脂肪族アルコール、ケト
ン及び芳香族の溶剤が含まれる。良好な混合物と
してはエタノール、トルエン及びシクロヘキサノ
ンの混合体がある。
［スラリの特性］ スラリの組成は特に制限されない。一例とし
て、セラミツク粒子が約55重量％乃至70重量％、
ポリマ・バインダ材が約５重量％乃至８重量％、
そして溶剤が約25重量％乃至40重量％である。
［スラリ／グリーン・セラミツク・シートの形
成］ 本発明に於て用いるスラリ及びグリーン・セラ
ミツク・シートは従来技術に於ては開示されな
い。後述する本発明に於ける凹処の形成ステツプ
を除いて次の様な通常の手順に従つて形成する。
適当な分量だけ所望のセラミツク材を計量す
る。所望ならば粒子寸法を調整する。所望の熱可
塑性樹脂のような有機バインンダ材、可塑剤及び
溶剤を別途混合しておく。セラミツク材及び有機
材を夫々計量し、ボール・ミル内で混合する。出
来たスラリ（スリツプとも云う）をマイラ（デユ
ポン社の商標名）のシートの上へドクタ・ブレー
ドでスラリーを均一なフイルム状に拡げてテープ
を形成する。マイラ（デユポン社の商標名）上に
スラリが拡がつた後、スラリが容易には動かない
様になるまで十分が量の溶剤が蒸発する様な環境
に置く。完全に乾いたスラリをマイク（デユポン
社の商品名）からはがす。
この時点に於てはグリーン・セラミツク・シー
トは相当大型であるので、グリーン・セラミツ
ク・シートを適当な寸法に切つたグリーン・セラ
ミツク体（以下ブランク・シートと云う）を形成
し、標準的な格子状パターンに選択的にバイア・
ホールをパンチングする。
所望ならば、この段階に於て通常の有機バイン
ダ系と組合せた例えばモリブデンもしくはモリブ
デン及びマンガン金属粉体からなる通常の金属ペ
ーストを用いて通常の方法に従つてシルクスクリ
ーンを行う事によつてグリーン・ブランク・シー
ト上に回路メタライゼーシヨンン（金属パター
ン）を形成することができる。
通常は２つのシルクスクリーン操作が用いられ
る。第１のステツプに於て、バイア充填パターン
を用いて底部からバイア・ホールに金属ペースト
を部分的に充填し、第２のステツプに於て、上面
からバイア・ホールの充填が完全に行なわれる。
詳細に後述する本発明に於ける凹所形成プロセ
ス以後のプロセスをこの段階に於て実施する。
本発明の手順を実施する事によつて最終的なモ
ジユールとなるグリーン・セラミツク・ブラン
ク・シートの積層体が形成される。
概略を説明すると、適当な順序で位置合せピン
を用いて一組のブランク・シートを積層し、積層
体を積層プレスに配置し、例えば約70℃ないし90
℃の温度の下で約105Kg／cm2ないし211Kg／cm2
（1500psiないし3000psi）の圧力を約１ないし15
分間印加し、これによつてグリーン・シート内の
熱可塑性バインダ材を軟化させて層を一体に融合
せしめ金属化パターンまわりが変形して線が完全
に覆われる。所望ならば、本発明に於ける凹所形
成を単に積層プレスの上方のプラテンを後述する
型板と取り換えるだけで上記積層プロセスと同時
に実施する事ができる。凹所形成のための条件は
この例に於ける積層のための条件と同じである事
は云う迄もない。
上記工程に従い、公知の湿性水素のような雰囲
気に於て例えば約1350ないし1650℃に於て約16な
いし24時間グリーン・セラミツク基板を焼成す
る。
基板は今や公知の種々の焼結後の処理のための
準備ができた状態を呈する。
本発明は最終的な基板となるブランク・シート
の積層体が形成された段階すなわち、大きなグリ
ーン・シートからブランク・シートを裁断し、位
置合せ用開口を設け、バイア・ホールを選択的に
パンチし、ブランク・シート上に所望のメタラー
ジイ即ち回路パターンを形成（パーソナライズ）
し、前記の技術に従つてバイア・ホールを充填し
た段階に於て応用しうる。この段階に於て構造体
は例えば50mm×50mmの方形で２mm厚の10層の
MLC構造体である。
この段階に於て15μmないし75μm幅の種々の寸
法及び形状の溝部及びパツド部がパーソナライズ
したセラミツク・グリーン．シートの積層体の最
上層に形成される。
積層体は熱可塑性バインダ材が流動し、加圧に
よつて成形しうる温度まで加熱される。
所望のメタライゼーシヨン・パターンの盛り上
つた状態の鏡像を担持する型板（公知の離型剤の
薄層を被覆したものが好ましい）がセラミツク・
グリーン．シートの積層体の表面へプレスされ
る。型板の除去後、積層体の表面は凹み部を有す
る所望のパターンを有する。即ち、メタライゼー
シヨン（導体線）を形成すべき表面に於て溝部が
形成される。
凹所の深さは、最も細い溝部が少くともその深
さに等しく（縦横比１：１以上）なる様な深さと
するのが好ましい。
この段階ではグリーン・セラミツク・ブラン
ク・シートの積層体が形成された状態にあるの
で、溝部は積層体の最上表面に於てのみ形成され
る事は云うまでもない。
凹所の形成のための条件は重要ではないが、ポ
リビニル・ブチラールを用いる場合、凹所形成は
約75ないし90℃に於て、約35.2Kg／cm2ないし211
Kg／cm2の圧力を印加する事によつて行なわれる。
前述の様に、凹所の形成は積層と同時であつても
よい。しかしながら、これに従う場合、条件はや
や緩やかとなる。凹所の形成は焼成の前に実施さ
れる事は云う迄もない。
凹所形成のための最適条件はセラミツク・グリ
ーン．シートにおけるポリマ・バインダ材に依存
する。熱可塑性材の粘度は温度の上昇に伴つて減
じる。従つて凹所形成のための温度はセラミツ
ク・グリーン．シートの表面が中位の圧力に於て
型板によつて形成されうるに十分粘度が小さい温
度であるべきである。一方、温度はあまり高くて
もいけない。即ち、あまりにも高いとセラミツ
ク・グリーン．シートの積層体は変形しない様に
即ち積層体が自重で流動しない様に取り扱かう事
ができない。熱分解が生じてはならない事も明ら
かであろう。
既知の高さを有する盛り上つたパターンを設け
たテスト用の型板（ダイ）を用いて最適の温度／
圧力範囲が得られる。凹所形成プロセスが種々の
温度及び圧力に於て実施され、形成された溝部の
深さを測定する。例えば、所定の温度に於て圧力
を高くしながら凹所形成プロセスを実施できる。
低い圧力に於ては溝部の深さは一般に浅く、圧
力の増加に伴つてその深さは型板の盛り上つたパ
ターンの高さに近付く。
所望の深さを呈するに必要な最小圧力が所望の
温度に於ける最適圧力であると考えられる。
溝部はMLC構造体の最上層のブランク・シー
ト上に形成されるべき最終的なメタライゼーシヨ
ン・パターンに対応する。メタライゼーシヨン・
パターンは任意の形状でよい。典型例としてこの
パターンは、約15μmないし50μm幅の細い導電性
メタライゼーシヨン線と、装置の他の素子への結
線のために用いられる種々の寸法及び形状のパツ
ド（例えばICチツプへの接続のために用いられ
る径が125μmの円形パツド）とからなる。
上記の凹所形成ステツプに続いて焼成した
MLC基板を形成するために積層体を前記の条件
で焼結する。
なお凹所を有するパターンを含む焼成した
MLCに体して次につや出し（glazing）材を塗布
する。
つや出し材で覆う理由は、MLC基板を形成す
るのに一般に用いる様な焼成セラミツクの表面は
比較的粗く、つや出し材を用いないと凹所の間の
領域から材料を除去するのが非常に困難であるか
らである。例えばMLCを作るのに一般に用いら
れる様な典型的なセラミツク材は、Tayler―
Hobson社の“Tallysurf”トレーサを用いて測定
した場合、約0.2μmないし0.5μmのオーダーの表
面粗度（中央線平均）を呈した。
つや出し材は最初はセラミツクの表面上に塗布
される液体である。それは毛管作用によつて凹所
や粒子間のギヤツプを充填すると共にセラミツク
の表面を被覆する。溶剤の蒸発によつてつや出し
材は固化し、よつて比較的滑性の固い表面を呈す
る。つや出し材は凹所を有するパターンを充填す
るために用いられるメタライゼーシヨンのペスト
の賦形剤における溶剤とは相互作用しない。この
相互作用のない事並びにつや出し材の表面の滑性
によつて、単にぬぐうだけで凹所の間の領域から
メタライゼーシヨン・ペーストを除去する事がで
きる。
ぬぐう動作によつてメタライゼーシヨン・ペー
ストを凹所に押し込んだ後で被覆材を完全に除去
しうる事が好ましい。例えば、もしもメタライゼ
ーシヨン・ペーストが約900℃に於いて水蒸気及
び水素雰囲気の中でシンタリングされるならば、
つや出し材（グレーズ）はメタライゼーシヨン・
ペーストの賦形剤における有機剤と共に蒸発す
る。
被覆材は蒸発しうる溶剤に解ける有機材であつ
て、溶剤の蒸発後はメタライゼーシヨン・ペース
トの賦形剤の溶剤と相互に作用せずあるいは凹所
を充填するために用いた着色材と相互作用しない
材料である。
溶剤は塗布技術に適した適当な粘度のつや出し
材の溶液を生じる様なものであればよい。
例えば、溶剤は水溶液、脂肪族アルコール、芳
香族溶剤、塩素化炭化水素等を用いうる。
好ましい溶剤としては例えば水に可溶な樹脂の
ための水及びアルコールに可溶な樹脂のための樹
脂族アルコールがあり、ポリビニル・アルコール
及び水の溶液もしくはポリイミド及びメチル・ア
ルコールの溶液がすぐれた結果をもたらす。
特定のつや出し材としては溶剤としての水及び
ポリビニル・アルコールがある。これは水を含ま
ないメタライゼーシヨン・ペーストの賦形剤ない
しワツクスと共に用いる事ができる。
他の特定のつや出し材としてはメタノールで溶
いたポリアミドを用いる事ができる。これは同じ
様なアルコール（例えばヘタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、ベンジン・アル
コール、フルフリル・アルコールもしくはｍ―ク
レゾール）を含量しない任意のメタライゼーシヨ
ン・ペーストないしワツクスと共に用いる事がで
きる。
つや出し材は浸漬被覆、スプレイ、ブラシング
（つや出し材が熱可塑材であるならば、粉体とし
て塗布したのち加熱溶融する）等の公知の方法に
よつて、焼結した凹所を有するセラミツクへ塗布
できる粘性の溶液を生じる様な分子量で用いられ
る。
典型例として、つや出し材の溶液を浸漬法もし
くはスプレイ法を用いてMLCの表面に塗布する。
例えば、浸漬被覆の場合、被覆すべき表面が垂
直に取付けられ、溶液に浸漬され、一定速度で取
り出され、水平位置に配置され、そして乾燥され
る。
乾燥後のつや出し層の厚さは溶液の粘度及び引
上げ速度に依存する事は云うまでもない。引上げ
速度が遅ければ遅い程表面上のつや出し材の量は
少量となり、引上げ速度が速くなると逆の効果が
生じる事は云う迄もない。毎分2.54cmの引上げ速
度が良好な結果をもたらすが、この速度に限定さ
れない。
乾燥後のセラミツク表面上のつや出し材の所望
の平均厚さは、凹所の間の領域からメタライゼー
シヨン・ペーストを完全にぬぐい去る事ができる
様な厚さにすべきである。
溶剤に於けるつや出し材（有機ポリマ）の濃度
は溶剤の粘度を考慮して決定する。例えば浸漬被
覆の場合、約100cps乃至2000cpsのオーダーだと
塗布及び乾燥が容易である。
さて、つや出し材の塗布に続いて、通常約18℃
ないし60℃の温度（ただし、これに限定されな
い）で乾燥する事によつて溶剤を除去する。
つや出し材が凹所を完全に充填しない様に
MLCの最上部に滑性の層を形成する事が重要で
ある。例えば約10μmないし50μmの深さを有する
凹所については、凹所の総深さの約30％以上を満
たさないのが非常に好ましい（15％程度が望まし
い）。しかしながら、凹所の間の表面が完全にメ
タライゼーシヨン・ペーストをぬぐう事ができる
様に、つや出し材は表面の粗さを減じるために十
分な厚さに塗布すべきである。
つや出し材は、後で塗布される着色材あるいは
後述するメタライゼーシヨン・ペーストの賦形剤
に解けるものであつてはならない。
つや出し材は以下に於て説明する２つの手順の
いずれについても、その後で除去できるものであ
る事が必要である。
次に、つや出し材の上から溝部即ち凹所に着色
材が塗布される。着色材の正確な量は重要でな
く、この段階に於て着色材の色がMLCの最上部
表面の色と十分に異つた色であつて、マスク形成
プロセスが可能となる様に着色材のパターンの写
真ができる様な色を有すればよい。
こすりつけて凹所にすり込めるものであつて、
溶剤、燃焼除去（burn―off）あるいはいわゆる
リフト・オフによつて除去できるものであるなら
ば任意の軟性の着色材を用いる事ができる。
着色材の例としては、種々の色ワツクス、モリ
ブデン・ペースト、UV光写真のとれる蛍光材を
含むペーストもしくはワツクス等を挙げる事がで
きる。
好ましい着色材として市販されているkiwi社
の靴磨き用材料の様な黒色ワツクスを用いる事も
可能である。
凹所の外部の着色材を通常の方法で、例えばぬ
ぐうなどして除去してから、MLCの上面の等倍
写真を撮る。
露出時の不作為的なブレを防ぐ為に高速フラツ
シユ光で撮影するのが好ましい。
例えばkiwi社の黒色ワツクスを用いるならば、
キシレンの様な溶剤でワツクスを除去できるが、
加熱蒸発や化学作用による除去も用いる事ができ
る。凹所のポリビニル・アルコールつや出し材層
の上に黒色のワツクスが用いられる場合、ポリビ
ニル・アルコールを除去するのに、また黒色ワツ
クスをリフト・オフさせるのには熱湯にひたすだ
けで十分である。
MLCの上面の着色材のパターンからできた写
真は直接フオトマスクとして用いる事もできる
し、あるいはまた通常の技法によつて着色材と正
確に相関するフオトマスクを作るために用いる事
ができる。
MLC基板の表面に例えば400ÅのCr及び4000Å
の銅の単層もしくは多層の金属を例えば蒸着によ
つて付着する。通常の方法で金属に所望のパター
ンをフオトエツチングする。露光された金属層の
部分をエツチングして凹所に所望の導電性メタラ
イゼーシヨン・パターンを残す。
以上によつて、今やMLCは種々の通常の処理
を行なえる準備ができた事になる。例えば、IC
チツプ、技術変更用のワイヤ、コンデンサ等の他
の電子素子を前記の円形パツドに接続する事がで
きる。所望ならば、保護用のプラスチツクもしく
はヒート・シンクなどを備えた密封キヤツプ内に
基板を封入することができる。
例 この例に於て、最終的なMLCは10層からなり、
各層は厚さ140μmで、50mm×50mmの寸法を有す
る。用いられたセラミツクは通常のものであつ
て、Al2O3が92重量％、シリケート・フリツト
（Ca，Mg，Alのシリケート）が８重量％であつ
た。平均粒径は4μmである。
バインダ材も通常の、ポリビニル・ブチラー
ル、可塑剤としてのフタル酸ジオクチル及び湿潤
剤としてのTergitol（商標）の混合物であつた。
シクロヘキサノン、エタノール及びトルエンか
らなる通常の混合物を溶剤として用いた。
セラミツク・フリツト、バインダ材及び溶剤を
通常の方法でボール・ミルした。
公知のドクター・ブレードを用いてスラリから
200μmの厚さのグリーン・シートを形成した。
グリーン・シートを12時間空気中で乾燥し、そ
して180mm×180mmの寸法のブランク・シートに裁
断した。通常の方法で位置合せ用の開口をあけ
た。次に各ブランク・シートに標準的な格子パタ
ーン状に直径125μmのバイア・ホールを選択的に
設けた。
次に80重量％のモリブデン粒子及びバランス量
の有材賦形剤を含むメタライゼーシヨン・ペース
トを用いて通常の方法によつて上部及び底部から
バイア・ホールを充填した。
次の各ブンク・シート（但しMLCの最上層の
ブランク・シートとなるものを除く）上に同じメ
タライゼーシヨン・ペーストを用いて印刷し、通
常の方法によつて、再配電層、接地面などの所望
のメタライゼーシヨン・パターンをブランク・シ
ート上に形成する事によつて配線パターンを設け
た。
続いて、25μmないし75μm幅の溝部のパター
ン、直径125μmの円形パツド、特別な形状のパツ
ドのパターンを、以下の手順に従つて10層のセラ
ミツク・グリーン．シートの積層体の最上面内に
16μmの深さに形成した。
水圧プレスの上部プラテン及び下部プラテンを
抵抗加熱により75℃に加熱した。下部プラテン上
にセラミツク・グリーンシートの積層体を置い
た。型板から16μm盛り上つたフオトエツチング
した所望のパターンを有するモリブデンの型板に
公知の離型剤をスプレーしたのち、セラミツク・
グリーン・シートの積層体及び型板の両者に設け
た位置合せ開口によつて定まる位置に積層体の最
上面にパターンが対向する様に型板を配置した。
下部のプラテンを上部プラテンに向つて上方に押
し上げた。グリーン・セラミツク・シートに対し
て型板が１分間、70.3Kg／cm2の圧力を印刷した。
次にプラテンが離され、積層体から型板を取り除
いた。
水蒸気及び水素の雰囲気に於て16時間、1560℃
で積層体を焼結した。
焼成後、溝部（各溝部）のパターンは幅20μm
を有し、深さが各溝について12μmないし16μmで
あつた。
次に87.2％ないし89.2％の加水分解度及び
348cpsの粘度を呈する高分子量の冷水に可溶なポ
リビニル・アルコールの7.5重量％溶液内に焼成
したMLC基板を浸漬した。
表面を垂直にしたMLC基板を2.5cm／分の一定
の速度でポリビニル・アルコール溶液から取出
し、凹所を設けた面を上向きにして水平に配置
し、約１〜２時間空気中で乾燥させた。
次に、溝部内へ約10μmの厚さに黒色ワツクス
（kiwi社の靴磨き用ワツクスが好ましい）をすり
込んだ。溝部の外側の黒色ワツクスを軟かい吸収
性の布でぬぐつて取つた。
この段階のMLCの最上面の写真を撮つた。次
にキシレンで溶解する事によつて黒色ワツクスを
除去したのちに、ポリビニル・アルコールを水中
で溶解する事によつて除去した。
結果として得た写真を通常の方法でフオトマス
クを形成するために用いた。
所望のメタラージイの層が通常の金属蒸着技術
を用いる事によつて形成され、公知の方法でネガ
型フオトレジストを用いて通常のフオトエツチン
グを行う事によつて凹所に所望のメタライゼーシ
ヨン・パターンが形成された。
［発明の効果］ 本発明を用いる事によつてバイア間の不整合の
ない、従来の方法よりも相当線幅の細い高解像度
の導電性パターンを形成する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図並びに第２Ａ図ないし第２Ｄ図は本発明
の実施例を説明する図である。 １０……セラミツク・グリーン・シート、１１
……内部メタラージイ、１２……型板、１３……
溝部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 上部表面に導電線のパターンを有する多層セ
    ラミツク基板の製造方法であつて、 (a) グリーン・セラミツク基板の上部表面上に所
    定の溝部のパターンを形成し、 (b) 上記のグリーン・セラミツク基板を焼結する
    ことにより多層セラミツク基板を形成し、 (c) 上記溝部の少なくとも一部に導電性の材料を
    付着する工程を有する方法において、 上記導電性の材料を付着する工程が、 （ｃ―１） 上記多層セラミツク基板の上面
    を、つや出し材料によりつや出しする工程
    と、 （ｃ―２） 上記溝部の少なくとも一部に着色
    材料を埋め込む工程と、 （ｃ―３） 上記多層セラミツク基板の上面を
    写真撮影する工程と、 （ｃ―４） 上記撮影された写真からマスクを
    作成する工程と、 （ｃ―５） 上記着色材料を上記溝部から除去
    する工程と、 （ｃ―６） 上記マスクとフオトレジストを用
    いたフオトリソグラフ工程により、上記溝部
    のパターン内に導電性の材料を付着する工程
    を有することを特徴とする多層セラミツク基
    板の製造方法。
JP59078829A 1983-08-08 1984-04-20 多層セラミツク基板の製造方法 Granted JPS6045097A (ja)

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