JPWO2005052691A1 - 厚膜パターンの形成方法、電子部品の製造方法、およびフォトリソグラフィー用感光性ペースト - Google Patents
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Abstract
Description
無機粉末、感光性モノマー、および光重合開始剤を含有し、ポリマーを実質的に含有していない感光性ペーストを支持体上に塗布して感光性ペースト膜を形成する膜形成工程と、
前記感光性ペースト膜に露光処理を施す露光工程と、
前記露光処理が施された前記感光性ペースト膜を現像して、所定の厚膜パターンを形成する現像工程と
を具備することを特徴としている。
無機粉末、感光性モノマー、光重合開始剤、およびポリマーを含有する感光性ペーストであって、かつ、前記感光性モノマーと前記ポリマーの合計量に対する前記感光性モノマーの割合(重量割合)が、下記の式(1):
感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)≧0.86……(1)
の要件を満たす感光性ペーストを支持体上に塗布して感光性ペースト膜を形成する膜形成工程と、
前記感光性ペースト膜に露光処理を施す露光工程と、
前記露光処理が施された前記感光性ペースト膜を現像して、所定の厚膜パターンを形成する現像工程と
を具備することを特徴としている。
前記感光性ペーストを構成する無機粉末、感光性モノマー、および光重合開始剤の含有割合が、
無機粉末 :60〜90重量%
感光性モノマー :5〜39重量%
光重合開始剤 :1〜10重量%
の範囲にあることを特徴としている。
請求項1〜10のいずれかに記載の方法により厚膜パターンを形成する工程と、
前記厚膜パターンを焼成する工程と、
を具備することを特徴としている。
無機粉末、感光性モノマー、光重合開始剤、およびポリマーを含有するフォトリソグラフィー用感光性ペーストであって、
前記感光性モノマーと前記ポリマーの合計量に対する前記感光性モノマーの割合(重量割合)が、下記の式(1):
感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)≧0.86……(1)
の要件を満たすことを特徴としている。
前記無機粉末、前記感光性モノマー、および前記光重合開始剤の含有割合が、
無機粉末 :60〜90重量%
感光性モノマー :5〜39重量%
光重合開始剤 :1〜10重量%
の範囲にあることを特徴としている。
なお、本願発明において、感光性ペーストが「ポリマーを実質的に含有していない」とは、本願発明が感光性ペースト中に不純物として微量のポリマーが含まれる場合を含むことを意味するものである。
無機粉末 :60〜90重量%
感光性モノマー :5〜39重量%
光重合開始剤 :1〜10重量%
の範囲とすることにより、感光性ペーストの光硬化深度の値を大きくすることが可能になり、かかる感光性ペーストを用いることにより、厚みが大きく、寸法精度や形状精度の高い厚膜パターンを効率よく形成することが可能になる。
無機粉末 :60〜90重量%
感光性モノマー :5〜39重量%
光重合開始剤 :1〜10重量%
の範囲とすることにより、光硬化深度の値の大きいフォトリソグラフィー用感光性ペーストを得ることが可能になり、かかるフォトリソグラフィー用感光性ペーストを用いることにより、厚みが大きく、寸法精度や形状精度の高い厚膜パターンを効率よく形成することが可能になる。
S スペース
1 基板(アルミナ基板)
2 膜(感光性ペースト膜)
3 フォトマスク
5 PETフィルム
6 グリーンシート
11 セラミック多層基板
12a、12b、12c、12d、12e、12f 絶縁体層
13a,13b 誘電体層
15 内層銅パターン
16 バイアホール
17 表層銅パターン
20 チップ部品
21 厚膜抵抗体
22 半導体IC
31 チップコイル
32 部品本体
33 絶縁性基板
34、35、36、37 絶縁体膜
38、39、40、41 導体膜
42、43 外部端子
44、45,46 バイアホール接続部
(a)無機粉末 :60〜90重量%
(b)感光性モノマー :5〜39重量%
(c)光重合開始剤 :1〜10重量%
の範囲にあるものを用いることが望ましい。
また、無機粉末としては、導電性粉末、セラミック粉末、ガラス粉末などを用いることが可能である。
なお、二重結合濃度が8mmol/g〜11mmol/gの範囲にある感光性モノマーとしては、ヘキサンジオールトリアクリレート、トリプロピレングリコールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、1,3-ブタンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが例示される。
重合度が3以下のエチレンオキシド構造を有する感光性モノマーとしては、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートなどのエトキシ化(エチレンオキシド変性)されたもの、ポリエチレングリコールジアクリレートなどが例示される。
溶剤としては、具体的には、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、キシレンなどの芳香族化合物などが例示される。これらの溶剤は混合して用いることも可能である。
なお、乾燥工程を不要にする見地から、基本的には溶剤を含有させないことが望ましいが、感光性ペーストの粘度調整の目的で添加する場合や、添加剤などを加える場合に、添加剤に由来して溶剤が添加される場合などにおいても、溶剤の割合が5重量%以下であれば特に問題はない。なお、溶剤の含有率が5重量%を超えても、必ずしも本願発明の作用効果が損なわれることはないが、乾燥工程が必要になる。
<感光性ペーストP1の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP1を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :75.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :17.7重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.6重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.5重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブ タノン−1 :2.2重量%
ペンタメチレングリコール :3.0重量%
この感光性ペーストP1の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は18.9μmであった。
この感光性ペーストP1を用いて、図1(a)に示すように、スクリーン印刷により支持体である基板(この実施例ではアルミナ基板)1上に厚さ17.0μmの膜(感光性ペースト膜)2を形成した。それから図1(b)に示すように、フォトマスク3を介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して感光性ペースト膜2を硬化させ、図1(c)に示すように、未硬化部をエタノールを用いて除去することにより、同一幅のライン状のパターンLがスペースSを介して複数配設された厚膜パターンを得た。なお、ライン状のパターンLの幅とスペースSの幅の下限はパターン幅20μm、スペース幅20μmであった(以下、最小のL/S=20/20μmというように記載する)。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比(断面の底辺寸法に対する高さ寸法の比(高さ寸法/底辺寸法)を調べたところ、アスペクト比は0.80であった。
<感光性ペーストP2の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP2を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :80.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :14.8重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :2.0重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.9重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.3重量%
この感光性ペーストP2の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は16.2μmであった。この感光性ペーストP2を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ16.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.69であった。
<感光性ペーストP3の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP3を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :85.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :10.9重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.2重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.4重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :1.2重量%
エチルカルビトールアセテート :1.3重量%
この感光性ペーストP3の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は12.8μmであった。この感光性ペーストP3を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ12.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.61であった。
<感光性ペーストP4の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP4を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :71.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :11.0重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :11.0重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.7重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :1.5重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.3重量%
チクソ剤 :1.5重量%
この感光性ペーストP4の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は22.1μmであった。この感光性ペーストP4を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ20.8μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をアセトンを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/20μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.68であった。
<感光性ペーストP5の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP5を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :75.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :9.5重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :9.5重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :2.8重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.7重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.5重量%
この感光性ペーストP5の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は18.5μmであった。この感光性ペーストP5を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ18.1μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をアセトンを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.62であった。
<感光性ペーストP6の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP6を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :80.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :7.6重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :7.6重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.5重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.6重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.0重量%
ペンタメチレングリコール :0.7重量%
この感光性ペーストP6の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は17.0μmであった。この感光性ペーストP6を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ16.8μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をアセトンを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/30μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.55であった。
<感光性ペーストP7の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP7を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :80.0重量%
Si−B系ガラス粉末(平均粒径=1.5μm) :2.4重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :15.0重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.5重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.6重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :0.5重量%
この感光性ペーストP7の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は15.2μmであった。この感光性ペーストP7を用いて、図2(a)に示すように、スクリーン印刷により支持体であるPETフィルム5上に厚さ14.7μmの膜(感光性ペースト膜)2を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、図2(b)に示すように、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のライン状のパターンLとスペースSの比(L/S)は、25/30μmであった。
<感光性ペーストP8の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP8を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :56.3重量%
Al2O3コートAg(平均粒径=2.0μm) :18.8重量%
Si−B系ガラス粉末(平均粒径=1.5μm) :2.4重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :16.5重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.5重量%
2,4−ジエチルチオキサンソン :0.9重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.3重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :1.3重量%
この感光性ペーストP8の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は13.9μmであった。この感光性ペーストP8を用いてスクリーン印刷により支持体であるPETフィルム上に厚さ13.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/30μmであった。
<感光性ペーストP9の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP9を作製した。
Cu粉末(平均粒径=2.5μm) :77.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :14.0重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.0重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.4重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :1.6重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :3.0重量%
ペンタメチレングリコール :3.0重量%
この感光性ペーストP9の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は15.8μmであった。この感光性ペーストP9を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ15.1μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/30μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.59であった。
<感光性ペーストP10の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP10を作製した。
Cu粉末(平均粒径=2.5μm) :80.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :14.0重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.8重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.9重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.1重量%
フタル酸ジ−n−ブチル :1.2重量%
この感光性ペーストP10の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は14.8μmであった。この感光性ペーストP10を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ13.8μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.53であった。
<感光性ペーストP11の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP11を作製した。
AgPd粉末(平均粒径=2.0μm) :80.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :14.0重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン −1−オン :3.0重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.9重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブ タノン−1 :2.1重量%
この感光性ペーストP11の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は14.1μmであった。この感光性ペーストP11を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ14.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは20/20μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.70であった。
<感光性ペーストP12の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP12を作製した。
Ag粉末(平均粒径=3.0μm) :75.0重量%
トリメチロールプロパントリアクリレート(エチレンオキシド変性なし)(感光性モノマー) :16.5重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :5.0重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :2.0重量%
チクソ剤 :1.5重量%
この感光性ペーストP12の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は17.1μmであった。この感光性ペーストP12を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ17.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/30μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.61であった。
<感光性ペーストP13の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲内で含有する感光性ペーストP13を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :75.0重量%
アクリル系共重合体(ポリマー) :0.5重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :14.5重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=14.5/(14.5+0.5)=0.97)
ベンジルジメチルケタール :2.0重量%
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキシド :2.0重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :5.0重量%
チクソ剤 :1.0重量%
この感光性ペーストP13の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は16.7μmであった。この感光性ペーストP13を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ16.5μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.68であった。
<感光性ペーストP14の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲内で含有する感光性ペーストP14を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :75.0重量%
アクリル系共重合体(ポリマー) :1.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :17.5重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=17.5/(17.5+1.0)=0.95)
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン :2.5重量%
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキシド :3.0重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :1.0重量%
この感光性ペーストP14の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は16.0μmであった。この感光性ペーストP14を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ15.8μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.62であった。
<感光性ペーストP15の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲内で含有する感光性ペーストP15を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :75.0重量%
アクリル系共重合体(ポリマー) :1.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :9.0重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=9.0/(9.0+1.0)=0.90)
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン :3.5重量%
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキシド :5.5重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :4.0重量%
チクソ剤 :2.0重量%
この感光性ペーストP15の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は15.6μmであった。この感光性ペーストP15を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ15.1μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.60であった。
<感光性ペーストP16の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲内で含有する感光性ペーストP16を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :75.0重量%
アクリル系共重合体(ポリマー) :2.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :12.5重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=12.5/(12.5+2.0)=0.86)
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン :2.0重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :3.2重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :3.8重量%
チクソ剤 :1.5重量%
この感光性ペーストP16の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は14.2μmであった。この感光性ペーストP16を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ14.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.48であった。
<感光性ペーストP17の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP17を作製した。
Ag粉末(平均粒径=3.0μm) :75.0重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :16.0重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :4.5重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :1.0重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :1.5重量%
チクソ剤 :2.0重量%
この感光性ペーストP17の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は12.5μmであった。この感光性ペーストP17を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ11.5μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.55であった。
<感光性ペーストP18の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP18を作製した。
Ag粉末(平均粒径=3.0μm) :75.0重量%
イソシアヌル酸トリアリル(感光性モノマー) :17.5重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :2.5重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.9重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.5重量%
チクソ剤 :1.6重量%
この感光性ペーストP18の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は13.8μmであった。この感光性ペーストP18を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ12.5μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは35/35μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.35であった。
<感光性ペーストP19の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP19を作製した。
Ag粉末(平均粒径=3.0μm) :75.0重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=3)トリアクリレート(感光性モノマー) :18.0重量%
ベンジルジメチルケタール :2.5重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.5重量%
チクソ剤 :2.0重量%
この感光性ペーストP19の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は11.3μmであった。この感光性ペーストP19を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ10.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは35/30μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.30であった。
<感光性ペーストP20の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP20を作製した。
Ag粉末(平均粒径=3.0μm) :75.0重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=4)トリアクリレート(感光性モノマー) :18.5重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :2.5重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.9重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :1.6重量%
チクソ剤 :1.5重量%
この感光性ペーストP20の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は11.0μmであった。この感光性ペーストP20を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ9.5μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは40/30μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.29であった。
<感光性ペーストP21の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを含まない感光性ペーストP21を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :80.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :13.2重量%
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :2.0重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.9重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :2.3重量%
紫外線吸収剤(アントラキノン系染料) :1.6重量%
この感光性ペーストP21の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は15.5μmであった。この感光性ペーストP21を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ14.8μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/20μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.65であった。
<感光性ペーストP01の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲を超えて含有する感光性ペーストP01を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :75.0重量%
アクリル系共重合体(ポリマー) :3.0重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(感光性モノマー) :13.0重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=13.0/(13.0+3.0)=0.81)
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :2.0重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.5重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :3.0重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :2.0重量%
チクソ剤 :1.5重量%
この感光性ペーストP01の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は9.6μmであった。この感光性ペーストP01を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ9.6μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をエタノールを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/30μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.32であった。
<感光性ペーストP02の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲を超えて含有する感光性ペーストP02を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :75.0重量%
アクリル系共重合体(ポリマー) :4.0重量%
ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート(感光性モノマー) :11.5重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=11.5/(11.5+4.0)=0.74)
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :2.5重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.5重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :1.0重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :3.5重量%
チクソ剤 :2.0重量%
この感光性ペーストP02の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は6.7μmであった。この感光性ペーストP02を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ6.7μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部を0.5重量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/30μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.27であった。
<感光性ペーストP03の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲を超えて含有する感光性ペーストP03を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :74.0重量%
アクリルポリマー(ポリマー) :6.2重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :6.0重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=6.0/(6.0+6.2)=0.49)
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :0.6重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.2重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :0.9重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :11.6重量%
チクソ剤 :0.5重量%
この感光性ペーストP03の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は9.1μmであった。この感光性ペーストP03を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ8.5μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部を0.5重量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.43であった。
<感光性ペーストP04の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲を超えて含有する感光性ペーストP04を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :77.0重量%
アクリル系ポリマー(ポリマー) :5.5重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :6.2重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=6.2/(6.2+5.5)=0.53)
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン −1−オン :1.0重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.2重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :0.4重量%
ペンタメチレングリコール :1.2重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :8.5重量%
この感光性ペーストP04の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は7.2μmであった。この感光性ペーストP04を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ7.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部を0.5重量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.31であった。
<感光性ペーストP05の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲を超えて含有する感光性ペーストP05を作製した。
Ag粉末(平均粒径=2.8μm) :80重量%
Si−B系ガラス粉末(平均粒径=1.5μm) :2.4重量%
アクリル系ポリマー(ポリマー) :4.1重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :2.8重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=2.8/(2.8+4.1)=0.41)
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.8重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.3重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :1.1重量%
エチルカルビトールアセテート :7.5重量%
この感光性ペーストP05の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は7.0μmであった。この感光性ペーストP05を用いてスクリーン印刷によりPETフィルム上に厚さ7.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部を0.5重量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/30μmであった。
<感光性ペーストP06の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲を超えて含有する感光性ペーストP06を作製した。
Cu粉末(平均粒径=2.5μm) :80重量%
アクリル系ポリマー(ポリマー) :5.6重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :3.8重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=3.8/(3.8+5.6)=0.40)
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.0重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.3重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :1.6重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :6.9重量%
フタル酸ジブチル :0.8重量%。
この感光性ペーストP06の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は7.9μmであった。この感光性ペーストP06を用いてスクリーン印刷によりPETフィルム上に厚さ7.1μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部を0.5重量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて除去した。その結果、最小のL/Sは30/30μmであった。
次に、このPETフィルム上に形成したパターンを反転し、グリーンシート上に熱圧着機を用いて60℃、0.5MPa、60秒の条件で加圧、転写した。このパターンを焼成し、パターンの幅と厚みをレーザー顕微鏡により観察したところアスペクト比は0.20であった。
<感光性ペーストP07の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲を超えて含有する感光性ペーストP07を作製した。
Cu粉末(平均粒径=2.5μm) :80重量%
Si−B系ガラス粉末(平均粒径=1.5μm) :0.4重量%
アクリル系ポリマー(ポリマー) :7.8重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :2.8重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=2.8/(2.8+7.8)=0.26)
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.0重量% 2,4−ジエチルチオキサントン :0.3重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 :0.5重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :7.2重量%
この感光性ペーストP07の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は7.0μmであった。この感光性ペーストP07を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ7.0μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部をアセトンを用いて除去した。その結果、最小のL/Sは35/30μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.27であった。
<感光性ペーストP08の作製>
以下の材料を配合し、混練することによりポリマーを本願発明の範囲を超えて含有する感光性ペーストP08を作製した。
AgPd粉末(平均粒径=2.0μm) :75重量%
アクリル系ポリマー(ポリマー) :6.8重量%
トリメチロールプロパンEO変性(重合度n=1)トリアクリレート(感光性モノマー) :4.1重量%
(感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)=4.1/(4.1+6.8)=0.38)
2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン :1.5重量%
2,4−ジエチルチオキサントン :0.3重量%
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブ タノン−1 :1.1重量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル :11.2重量%
この感光性ペーストP08の、露光量400mJ/cm2における光硬化深度は6.5μmであった。この感光性ペーストP08を用いてスクリーン印刷によりアルミナ基板上に厚さ6.5μmの膜を形成した。それからフォトマスクを介して400mJ/cm2の条件で紫外光を照射して硬化させ、未硬化部を0.5重量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて除去した。その結果、最小のL/Sは25/25μmであった。
また、焼成後の寸法から、パターンのアスペクト比を調べたところ、アスペクト比は0.41であった。
モノマーA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
モノマーB:トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート
モノマーC:トリメチロールプロパントリアクリレート
モノマーD:イソシアヌル酸トリアリル
PMG:ペンタメチレングリコール
ECA:エチルカルビトールアセテート
DGME:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
DBP:フタル酸ジブチル
ポリマー:メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体
分子量Mw=15000
なお、このセラミック多層基板11において、内層銅パターン(厚膜パターン)15、及び表層銅パターン(厚膜パターン)17は幅が約50μm、膜厚が5μm以上となっている。
まず、ガラス粉末、セラミック粉末及び有機ビヒクルを混合して、絶縁体セラミックグリーンシート用スラリーを調製する。また、同様にして、誘電体セラミックグリーンシート用スラリーを調製する。次いで、得られた各スラリーをドクターブレード法などによってシート状に成形し、50〜150℃の温度で乾燥させて、絶縁体セラミックグリーンシート及び誘電体セラミックグリーンシートを作製する。なお、各セラミックグリーンシートには、必要に応じてバイアホールを形成する。
図5に示すように、まず、例えばアルミナからなる絶縁性基板33上に、本願発明にかかるフォトリソグラフィー用感光性ペースト(導体用感光性ペースト)を塗布する。このフォトリソグラフィー用感光性ペースト(導体用感光性ペースト)を塗布するにあたっては、スクリーン印刷法、スピンコート法、ドクターブレード法などの種々の方法を用いることが可能である。
なお、導体ペーストを一回塗布することにより、バイアホール接続部の孔に導体ペーストを充填するとともに感光性ペースト膜(導体用ペースト膜)を形成し、その後、露光、現像して、バイアホール導体と導体膜とを同時に焼成してもよい。
なお、本願発明の感光性ペーストを、導体用感光性ペーストあるいは絶縁体用感光性ペーストのいずれかにのみ用いるようにすることも可能である。
したがって、本願発明は、種々の電子部品並びにその製造方法に、広く適用することが可能である。
Claims (18)
- 無機粉末、感光性モノマー、および光重合開始剤を含有し、ポリマーを実質的に含有していない感光性ペーストを支持体上に塗布して感光性ペースト膜を形成する膜形成工程と、
前記感光性ペースト膜に露光処理を施す露光工程と、
前記露光処理が施された前記感光性ペースト膜を現像して、所定の厚膜パターンを形成する現像工程と
を具備することを特徴とする厚膜パターンの形成方法。 - 無機粉末、感光性モノマー、光重合開始剤、およびポリマーを含有する感光性ペーストであって、かつ、前記感光性モノマーと前記ポリマーの合計量に対する前記感光性モノマーの割合(重量割合)が、下記の式(1):
感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)≧0.86……(1)
の要件を満たす感光性ペーストを支持体上に塗布して感光性ペースト膜を形成する膜形成工程と、
前記感光性ペースト膜に露光処理を施す露光工程と、
前記露光処理が施された前記感光性ペースト膜を現像して、所定の厚膜パターンを形成する現像工程と
を具備することを特徴とする厚膜パターンの形成方法。 - 前記感光性ペーストを構成する無機粉末、感光性モノマー、および光重合開始剤の含有割合が、
無機粉末 :60〜90重量%
感光性モノマー :5〜39重量%
光重合開始剤 :1〜10重量%
の範囲にあることを特徴とする請求項1または2記載の厚膜パターンの形成方法。 - 前記感光性ペーストとして、二重結合濃度が8mmol/g〜11mmol/gの範囲にある感光性モノマーを含有する感光性ペーストを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の厚膜パターンの形成方法。
- 前記感光性ペーストとして、重合度が3以下のエチレンオキシド構造を有する感光性モノマーを含有するものを用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の厚膜パターンの形成方法。
- 前記感光性ペーストが紫外線吸収剤を含有するものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の厚膜パターンの形成方法。
- 前記感光性ペーストが5重量%以下の割合で溶剤を含有するものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の厚膜パターンの形成方法。
- 前記現像工程において、有機溶剤を用いて現像を行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の厚膜パターンの形成方法。
- 前記露光工程において、前記感光性ペースト膜とフォトマスクを接触させないように配置して露光処理を施すことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の厚膜パターンの形成方法。
- 前記露光工程において、フォトマスクを用いずに感光性ペーストに露光処理を施すことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の厚膜パターンの形成方法。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の方法により厚膜パターンを形成する工程と、
前記厚膜パターンを焼成する工程と、
を具備することを特徴とする電子部品の製造方法。 - 無機粉末、感光性モノマー、光重合開始剤を含有し、ポリマーを実質的に含有していないことを特徴とするフォトリソグラフィー用感光性ペースト。
- 無機粉末、感光性モノマー、光重合開始剤、およびポリマーを含有するフォトリソグラフィー用感光性ペーストであって、
前記感光性モノマーと前記ポリマーの合計量に対する前記感光性モノマーの割合(重量割合)が、下記の式(1):
感光性モノマー/(感光性モノマー+ポリマー)≧0.86……(1)
の要件を満たすことを特徴とするフォトリソグラフィー用感光性ペースト。 - 前記無機粉末、前記感光性モノマー、および前記光重合開始剤の含有割合が、
無機粉末 :60〜90重量%
感光性モノマー :5〜39重量%
光重合開始剤 :1〜10重量%
の範囲にあることを特徴とする請求項12または13記載のフォトリソグラフィー用感光性ペースト。 - 前記感光性モノマーが、二重結合濃度が8mmol/g〜11mmol/gの感光性モノマーであることを特徴とする請求項12〜14のいずれかに記載のフォトリソグラフィー用感光性ペースト。
- 前記感光性モノマーが、重合度が3以下のエチレンオキシド構造を有する感光性モノマーであることを特徴とする請求項12〜15のいずれかに記載のフォトリソグラフィー用感光性ペースト。
- 紫外線吸収剤を含有するものであることを特徴とする請求項12〜16のいずれかに記載のフォトリソグラフィー用感光性ペースト。
- 5重量%以下の割合で溶剤を含有するものであることを特徴とする請求項12〜17のいずれかに記載のフォトリソグラフィー用感光性ペースト。
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