KR20040049263A - 후막 배선의 형성방법 및 적층형 전자부품의 제조방법 - Google Patents

후막 배선의 형성방법 및 적층형 전자부품의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 페이스트의 두께가 소정 이상이 되어도, 오목판으로부터 기체에 도전성 페이스트를 확실하게 전사하는 것이 가능한 후막 배선의 형성방법을 제공한다.
소망의 후막 배선 패턴에 대응하는 패턴 홈(2)이 표면에 형성된 광투과성을 가지는 오목판(1)의 패턴 홈에 감광성 도전성 페이스트 P를 메워넣고, 이 오목판에 대하여 광투과성을 가지는 중간체(8)를 포갠 상태로, 오목판의 이면측 및 중간체의 이면측의 양쪽으로부터 빛을 조사하고, 경화반응을 생기게 해서 도전성 페이스트의 전주를 소정의 경도까지 경화시킨다. 그 후, 오목판(1)안에서 경화한 도전성 페이스트를 중간체(8)에 전사한 후, 중간체(8)위의 도전성 페이스트를 기체(20)에 재전사한다. 그 후, 도전성 페이스트를 소성함으로써, 후막 배선을 기체(20)상에 형성한다.

Description

후막 배선의 형성방법 및 적층형 전자부품의 제조방법{Method of forming thick-film wiring and method of producing laminated electronic part}
본 발명은 후막 배선의 형성방법으로서, 특히 선폭이 미세하며 막두께가 비교적 큰(10㎛ 이상) 배선을 기체 상에 형성하는데 적합한 방법에 관한 것이다.
최근, 전자기기의 소형화에 따라서, 기기내에서 사용되는 전자부품의 소형화도 진행되고 있다. 이러한 상황하에서, 전자부품의 패턴에 있어서도 패턴을 구성하는 배선의 미세화, 라인 저항의 감소화를 목적으로 한 후막 배선이 요구되고 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 특허문헌 1에서는 가요성 수지 오목판에 도전성 페이스트를 충전하고, 페이스트를 건조한 후, 건조에 의한 체적 흡수분을 보충하기 위해서, 추가의 도전성 페이스트를 재충전하고, 재충전 후의 도전 페이스트를 재건조하는 공정을 복수회 되풀이하여, 기판 상에 접착층을 형성하고, 오목판을 기판에 접합하고, 도전성 페이스트를 기판에 전사한 후, 소성하여 후막 배선을 얻는 것이 제안되어 있다.
그러나, 이 방법에서는 도전성 페이스트의 충전과 건조를 복수회 되풀이해야만 하므로, 작업 공정수가 많아, 작업시간이 길다고 하는 문제가 있다.
한편, 금속분말을 포함하는 광경화형의 도전성 페이스트를 투명한 오목판의홈내에 메워넣고, 홈내의 도전성 페이스트에 기판을 접촉시킨 상태로 오목판측에서 자외선을 조사하고, 광경화 반응을 생기게 해서 도전성 페이스트를 경화시키는 동시에 기판에 접착시키고, 그 후, 오목판을 기판으로부터 분리해서 경화한 도전성 페이스트를 기판측에 전사하고, 이어서 도전성 페이스트를 소성함으로써 후막 배선을 기판 상에 형성하는 방법도 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).
이 방법에서는 상기와 같은 도전성 페이스트의 충전·건조를 되풀이할 필요가 없으므로, 작업 공정수를 삭감할 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 도전성 페이스트의 두께가 예를 들어 20㎛ 이상의 후막이 되면, 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 도전성 페이스트 P의 속에 포함되는 금속분말 때문에 자외선 UV가 안쪽까지 미치지 않아, 투명한 오목판(41)의 홈(42)에 접하는 부분에서는 경화부 P1이 되지만, 기판(40)에 접하는 부분에 미경화부 P2가 발생한다. 그 때문에, 기판(40)을 오목판(41)으로부터 분리하였을 때, 도전성 페이스트 P의 일부가 오목판(41)의 홈(42)에 남고, 도 11의 (b)와 같이 전사 불량이 발생할 가능성이 있었다.
따라서, 종래 방법에서는 소정 이상의 두께의 후막 배선을 형성하는 것이 곤란하였다.
[특허문헌 1] 일본국 특허 제3039285호 공보
[특허문헌 2] 일본국 특허 공개공보 평11-154782호 공보
본 발명의 목적은 도전성 페이스트의 두께가 소정 이상이 되어도, 오목판에서 기체로 도전성 페이스트를 확실하게 전사할 수 있는 후막 배선의 형성방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 방법에서 이용되는 전사장치의 제 1 실시예의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 방법에서 이용되는 전사장치의 제 2 실시예의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 방법에서 이용되는 전사장치의 제 3 실시예의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 방법에서 이용되는 전사장치의 제 4 실시예의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 방법에서 이용되는 전사장치의 제 5 실시예의 구조도이다.
도 6은 오목판의 다른 예의 측면도이다.
도 7은 적층체의 제조방법의 예를 나타내는 공정도이다.
도 8은 PET필름에 있어서의 빛의 파장흡수 스펙트럼이다.
도 9는 PET필름의 자외선의 적산광량과 인장 강도와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 자외선의 적산광량에 의한 도전 페이스트와 오목판과의 전단 박리 강도를 나타내는 도면이다.
도 11은 종래에 있어서의 후막 배선의 형성방법의 일례의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
P: 도전성 페이스트1: 오목판
2: 패턴 홈6: 스퀴지
8: 중간체(캐리어 시트)10: 노광부
11,12: UV 광원20: 기체(세라믹 그린 시트)
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기체 상에 후막 배선을 형성하는 방법으로서, 소망의 후막 배선 패턴에 대응하는 패턴 홈이 표면에 형성된 광투과성을 가지는 오목판의 패턴 홈에, 감광성 도전성 페이스트를 메워넣는 제1의 공정; 상기 패턴 홈에 메워넣어진 감광성 도전성 페이스트에 대하여 오목판의 표리양측에서 빛을 조사하고, 경화반응을 생기게 해서 도전성 페이스트의 전주를 소정의 경도까지 경화시키는 제2의 공정; 상기 오목판내에서 경화한 도전성 페이스트를 기체에 직접 또는 중간체를 개재해서 전사하는 제3의 공정; 상기 도전성 페이스트를 소성함으로써, 후막 배선을 기체 상에 형성하는 제4의 공정; 을 가지는 후막 배선의 형성방법을 제공한다.
오목판에서 기체로 도전성 페이스트를 직접 전사하는 방법을 예로 하여 설명하면, 우선 표면에 패턴 홈이 형성된 광투과성을 가지는 오목판의 패턴 홈에, 감광성 도전성 페이스트를 메워넣는다. 이 메워넣는 공정은 예를 들어 도전성 페이스트를 오목판의 표면에 공급하고, 스퀴지(squeegee) 등으로 여분의 도전성 페이스트를 긁어모음으로써, 간단히 실시할 수 있다.
다음으로, 패턴 홈에 메워넣어진 감광성 도전성 페이스트에 대하여 오목판의 표리양측에서 빛을 조사하고, 경화반응을 생기게 해서 도전성 페이스트의 전면을 소정의 경도까지 경화시킨다. 여기에서, 빛이란 자외선, 가시광선 및 적외선의 파장영역의 빛이 포함된다. 예를 들어, 도전성 페이스트가 자외선 경화형인 경우, 자외선을 오목판의 표리양측에서 조사하여, 오목판의 표면에 노출하고 있는 도전성 페이스트의 노출부에는 직접 자외선이 조사되고, 오목판의 홈과 접하고 있는 도전성 페이스트의 부분에는 오목판을 통해서 자외선이 조사된다. 도전성 페이스트 중에는 금속분말, 유기 바인더, 광중합 개시제, 광경화성 모노머 등이 포함되지만, 오목판의 표리양측에서 자외선이 조사되므로, 도전성 페이스트의 전주(전면)가 소정 경도까지 경화되고, 도전성 페이스트의 응집력이 높아진다. 따라서, 종래와 같이 도전성 페이스트가 홈내에 남는 전사 불량이 발생하지 않는다.
다음으로, 오목판내에서 경화한 도전성 페이스트를 기체에 전사한다. 다시 말해, 오목판의 표면에 기체를 꽉 눌러서, 도전성 페이스트와 기체간에 발생하는 점착력에 의해 기체의 표면으로 옮긴다. 이 때, 도전성 페이스트와 기체와의 점착력 또는 접착력을, 도전성 페이스트와 오목판과의 점착력 또는 접착력보다 크게 해 두어, 오목판의 홈에 도전성 페이스트의 일부가 잔류하지 않고, 전사 불량을 방지할 수 있다.
도전성 페이스트를 기체에 전사한 후, 도전성 페이스트를 소성함으로써, 후막 배선을 기체 상에 형성한다. 예를 들어, 기체를 소성로에 투입하고 일체로 소성하여 후막 배선을 형성할 수 있다.
상기와 같이 오목판의 표리양측에서 빛을 조사하므로, 오목판에 메워넣어진 도전성 페이스트의 전주(전면)를 소정 경도까지 경화시킬 수 있어 전사성이 향상한다. 그 때문에, 20㎛ 이상의 두께를 가지는 도전성 페이스트라도 전사 불량을 해소할 수 있다.
오목판을 투명한 PET필름으로 구성하는 것이 좋다. 광투과성의 오목판으로서 유리를 생각할 수 있지만, 기체로부터의 박리시에 오목판을 굽힐 수 없어 박리성이 좋지 않다. 또한, 유리의 경우, 미세한 홈가공은 에칭 가공이 되지만, 홈 깊이는 약 2㎛정도가 한도이며, 깊게 패어지지 않는다.
그래서, 오목판을 투명한 PET필름으로 구성하여, 박리시에 오목판을 굽힐 수 있고, 또한 홈의 가공성도 양호하며 저렴하게 구성할 수 있다.
수지재료로서는 폴리이미드를 생각할 수 있지만, 폴리이미드는 자외선 투과율이 약 60% 정도로 낮다. 이에 대하여, PET필름은 자외선 투과율이 약 90% 이상으로 높으므로, 도전성 페이스트의 경화반응을 효과적으로 생기게 할 수 있다.
오목판은 투명한 PET필름으로 이루어지고, 제2의 공정은 오목판의 표리양측에서 350㎚보다 파장이 긴 빛을 조사하는 것이 좋다.
오목판으로 수지 필름을 이용하는 경우, 오목판의 빛에 의한 열화가 걱정된다. PET필름에는, 도 8에 나타낸 바와 같이 빛의 파장흡수 스펙트럼이 있어, 자외선 영역에서는 비교적 파장이 짧은 300㎚ 이하의 파장을 흡수하기 쉽다. 제2의 공정에서 연속적으로 자외선을 조사하면, 오목판은 빛을 흡수하여 열화가 진행된다. 그래서, 자외선 조사시에는 파장 컷오프 필터(cut-off filter)(예를 들어 유리판에 파장 컷오프 재료를 코팅한 것)를 사이에 넣고, 350㎚ 이하의 파장의 자외선을 컷팅하여, 오목판의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 PET필름으로의 자외선의 적산광량과 PET필름의 인장강도와의 관계를나타낸 것으로, 필터를 이용하지 않을 경우에는 5000J/㎠ 이하에서 PET필름의 인장강도가 실질적으로 0까지 저하한 것에 대하여, 필터를 이용한 경우에는 85000J/㎠ 부근까지 인장강도를 유지할 수 있었다.
오목판은 투명한 PET필름으로 이루어지고, 오목판의 패턴 홈은 상기 빛보다 짧은 파장을 가지는 레이저광에 의해 가공되고, 상기 PET필름은 상기 레이저광의 투과성이 낮고, 상기 빛의 투과성이 높은 파장흡수 스펙트럼을 가지는 것이 좋다.
PET필름에 홈 가공을 행할 경우, 레이저광을 이용하면 깊은 홈을 용이하게 가공할 수 있으므로 바람직하다. 그러나, PET필름에는 상기와 같이 빛의 파장흡수 스펙트럼이 있기 때문에, 페이스트가 경화반응을 일으키는 파장(자외선)에서의 광투과성이 양호하고, 또한 레이저광에 의한 가공성이 우수한 것이 좋다.
PET필름의 경우, 도 8에 나타낸 바와 같이 320㎚ 부근에서 광투과율이 급격하게 변화한다. 그래서, 가공파장이 190∼250㎚인 엑시머 레이저를 이용하면, 레이저광을 실질적으로 100% 흡수하므로, 가공성이 우수하고 단시간에 소망의 깊이(20㎛ 이상)의 홈을 가공할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 PET필름이 자외선에 의한 광투과성이 우수하므로, 오목판의 내구성이 향상한다.
오목판에서 기체로 도전성 페이스트를 직접 전사하는 방법 대신에, 오목판에서 중간체, 중간체에서 기체로 2단계의 전사를 행하여도 좋다. 다시 말해, 중간체를 광투과성을 가지는 재료로 형성하고, 제2의 공정을 도전성 페이스트가 충전된 오목판에 대하여 중간체를 포갠 상태로, 오목판의 이면측 및 중간체의 이면측의 양쪽에서 빛을 조사하는 것으로 하고, 제3의 공정을 오목판내에서 경화한 도전성 페이스트를 중간체에 전사한 후, 중간체상의 도전성 페이스트를 기체에 재전사하여도 좋다.
도전성 페이스트 P를 오목판에 충전하였을 때, 오목판의 표면에 긁어모아 남은 것(잔류 페이스트)이 발생하는 경우가 있다. 오목판에서 기체로 직접 전사하는 방법의 경우, 잔류 페이스트도 함께 전사되어 버릴 가능성이 있다. 그래서, 중간체를 개재해서 간접적으로 기체에 전사하는 방법을 이용하면, 잔류 페이스트는 대단히 막두께가 얇기 때문에, 중간체에는 전사되지만, 기체에는 전사되지 않는다. 그 때문에, 기체의 표면에 잔류 페이스트가 없는 깨끗한 도체 패턴을 얻을 수 있다.
오목판의 표면에서 조사되는 빛의 조사량을, 이면에서 조사되는 빛의 조사량보다 많게 하는 것이 좋다.
오목판에서 기체로의 도전성 페이스트의 전사성을 향상시키는 방법으로서는, 예를 들어 오목판의 표면(홈내를 포함한다)에 미리 불소계 수지 등의 이형제를 코팅하는 방법, 기체의 표면에 미리 점착제 또는 접착제를 도포해 두는 방법, 오목판의 홈의 단면형상을 그 측면이 소정의 테이퍼 각을 가지는 사다리꼴 형상으로 하는 방법 등 여러가지 방법을 생각할 수 있지만, 이들의 방법과는 달리, 혹은 이들의 방법 이외에, 상기의 방법을 이용하는 것이 좋다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 자외선을 조사하는 경우는, 자외선의 적산광량에 의해 도전 페이스트와 오목판의 박리성이 변화한다. 투명한 중간체를 포개고나서 양면 UV조사하는 경우, 중간체측에서는 밀착력이 커지는 조건(적산광량또는 조사량을 많게 한다)으로, 오목판측에서는 밀착력이 작아지는 조건(적산광량 또는 조사량을 적게 한다)으로 경화하여, 중간체에 용이하게 전사할 수 있게 된다.
한편, 중간체를 개재하지 않고 기체에 직접 전사하는 경우도, 기체가 투명하다면 이 방법을 이용할 수 있다.
이 방법은 광원의 빛의 강도 또는 조사시간을 길게 하는 것만으로 좋으므로, 상술의 다른 방법에 비하여 처리가 간단하다.
오목판을 가요성을 가지는 수지제 오목판으로 하고, 이 수지제 오목판을 광투과성을 가지는 비가요성의 지지체 상에 접합하여 구성하는 것이 좋다.
예를 들어, 오목판을 유리 등의 경질재료로 형성한 경우, 상기와 같이 패턴 홈을 이온 에칭이나 이온 트리밍에 의해 가공할 필요가 있어, 가공 비용이 높고, 특히 깊은 홈을 형성하기에는 큰 과제가 있었다. 또한, 비교적 저렴한 습식 에칭에서의 가공은, 주로 금속 등의 광투과성을 가지지 않는 재료가 대상물이며, 등방성 에칭이 되기 때문에, 큰 에스펙트 비율(aspect ratio)을 가지는 홈을 형성할 수 없다.
한편, PET나 PC와 같은 수지 필름에 레이저 가공하여 오목판으로 하는 방법도 있지만, 이 경우에는 기체로의 전사시에 오목판을 변형시키면서 떼어내므로, 패턴 왜곡이 생겨서, 정밀한 도체 패턴을 얻을 수 없을뿐만 아니라, 오목판에의 손상이 크고 열화가 심하다.
그래서, 가공이 용이한 가요성 재료로 이루어진 수지제 오목판을, 유리 등의 비가요성(경질)의 지지체 상에 접합하여, 상기의 과제를 해결하고 있다. 다시 말해, 오목판과 지지체를 개재해서 빛을 조사할 수 있고, 오목판을 변형시키지 않고 전사할 수 있으므로, 왜곡이 없고, 정밀한 도체 패턴을 얻을 수 있는 동시에, 오목판의 열화도 적다.
오목판의 패턴 홈의 내면에 이형제를 코팅하여도 좋다. 오목판의 패턴 홈내에 미리 불소계 수지 등의 이형제를 코팅해 두면, 오목판에서 기체로의 도전성 페이스트의 전사성이 향상하고, 도전성 페이스트를 예를 들어 40㎛∼60㎛로 두껍게 형성하는 경우에 있어서도, 오목판에서 기체로 도전성 페이스트를 확실하게 전사할 수 있다.
본 발명의 후막 배선의 형성방법을 적층형 전자부품의 제조방법에 적용하여도 좋다. 다시 말해, 세라믹 그린 시트로 이루어진 기체를 준비하는 공정; 상기 기체 상에 직접 또는 중간체를 개재해서 도전성 페이스트를 전사하는 공정; 상기 2개의 공정을 되풀이해서 상기 도전성 페이스트가 전사된 복수의 상기 기체를 적층한 적층체를 형성하는 공정; 상기 적층체를 소성함과 동시에 상기 도전성 페이스트를 소성하는 공정; 을 구비한 적층형 전자부품의 제조방법에 있어서, 상기 도전성 페이스트를 상술한 후막 배선의 형성방법에 의해 형성하는 것이다.
도전성 페이스트가 전사되고, 소정 매수 적층된 기체는, 도전성 페이스트와 동시 소성된다. 여기에서, 도전성 페이스트는 내부에 포함된 금속분말이 용융하고, 후막 배선이 되는 동시에, 기체는 세라믹 다층기판으로 변화된다. 이와 같이 내부에 후막 배선을 가지는 적층형 전자부품을 얻을 수 있다.
한편, 적층체를 형성하기 위해서는 다음과 같은 방법이 있다. 하나의 방법은, 기체 상에 도전성 페이스트를 전사하고, 그 위에 도전성 페이스트가 전사된 다른 기체를 순차 적층해서 적층체를 형성하는 방법이고, 다른 방법은, 기체 상에 도전성 페이스트를 전사하고, 그 위에 도전성 페이스트가 전사되어 있지 않은 기체를 적층하고, 그 적층체 상에 도전성 페이스트를 전사하고, 그 위에 다시 도전성 페이스트가 전사되어 있지 않은 기체를 적층해 나가는 방법이다. 어떤 방법을 이용하여도 좋다.
<발명의 실시형태>
이하에, 본 발명의 실시형태를 실시예를 참조해서 설명한다.
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 방법을 실시하는 전사장치의 제 1 실시예를 나타낸다. 이 전사장치는 원통 드럼 형상의 오목판(1)을 구비하고 있다. 이 오목판(1)은 투명 유리 등의 자외선 투과성을 가지는 재료로 형성되어 있고, 그 외표면에 소망의 후막 배선 패턴에 대응하는 패턴 홈(2)이 형성되어 있다. 패턴 홈(2)의 깊이는 20㎛ 이상이고, 에스펙트 비율(종/횡)은 1에 가까운 것이 좋다. 오목판(1)의 직경은 φ300∼600mm이 바람직하다. 오목판(1)은 화살표 방향으로 일정 속도로 구동된다.
오목판(1)의 외주부에는 패턴 홈(2)에 도전성 페이스트 P를 공급하기 위한 공급장치(3)가 형성되어 있다. 도전성 페이스트 P는 금속분말 등을 포함하고, 자외선을 조사함으로써 경화반응을 일으키는 것을 이용한다. 도전성 페이스트 P는 건조성이 높은 것이면 용제계라도 좋지만, 무용제계 쪽이 바람직하다. 건조시에 체적 감소를 방지할 수 있기 때문이다. 공급장치(3)는 도전성 페이스트 P를 모아두는 페이스트 용기(4), 페이스트 용기(4)의 페이스트 P를 오목판(1)에 도포하는 도포 롤러(5), 및 홈 이외의 페이스트 P를 긁어모으기 위한 스퀴지(6)를 구비하고 있다. 스퀴지(6)는 예를 들어 폴리아세탈 등의 경질수지를 이용하는 것이 좋다. 스퀴지(6)에 의해, 도전성 페이스트 P는 패턴 홈(2)에 완전히 충전된다.
패턴 홈(2)에 충전된 도전성 페이스트 P는 오목판(1)의 회전에 따라 제1롤러(7)의 위치까지 이동하고, 여기에서 공급 롤러(9)에서 연속적으로 공급된 캐리어 시트(8)와 포개어진다. 캐리어 시트(8)는 오목판(1)으로부터 도전성 페이스트 P를 받고, 기체(20)에 건네주기 위한 중간체로서 작용하는 것으로, 예를 들어 PET, PC, 폴리에스테르, 폴리스티롤 등의 자외선 투과성을 가지는 시트가 사용된다.
오목판(1)과 캐리어 시트(8)는 포개어진 상태로 화살표 방향으로 회전하고, 노광부(10)를 통과함으로써, 도전성 페이스트 P에 경화반응을 생기게 하고, 도전성 페이스트 P의 전면을 소정 경도까지 경화시킨다. 노광부(10)에는 오목판(1)의 내측에서 자외선을 조사하는 광원(11)과, 캐리어 시트(8)의 이면측에서 자외선을 조사하는 광원(12)이 형성되어 있다. 한편, 13, 14는 오목판(1)이 흡수하는 파장을 컷팅하는 필터이다. 광원(11, 12)에는 고압 수은 램프나 메탈헬라이드 램프 등이 이용되고, 각각의 노광량이 예를 들어 0.2∼1.0J/㎠ 정도가 되도록 자외선을 조사한다. 이 때의 자외선 강도는 0.1∼0.2W/㎠, 조사시간은 1∼10초, 오목판(1)의 회전수는 약 2rpm정도가 바람직하다.
노광부(10)를 통과한 캐리어 시트(8)는, 제2롤러(15)에 의해 오목판(1)으로부터 박리된다. 도전성 페이스트 P는 오목판(1)내에서 경화반응할 때, 포개어진 캐리어 시트(8)와의 사이에 접착력이 발생하고, 제2롤러(15)에서 캐리어 시트(8)로 전사된다. 제1롤러(7)에서 제2롤러(15)까지의 영역에서는, 각별한 가압 수단은 필요로 하지 않고, 포개어 두면 페이스트 P의 점착력만으로 전사가능하다.
표 1은 자외선의 노광량과, 전사성 및 도체 패턴 형상의 양호·불량을 나타낸 것이다. 전사성이란, 경화 후의 도전성 페이스트가 오목판에서 기체로 전사된 비율을 말한다. 또한, 도체 패턴 형상이란, 기체에 전사된 후의 형상이다. ◎는 대단히 좋음, ○은 좋음, ×는 나쁨, －은 데이타 없음을 나타내고 있다. 도체 패턴 형상에 대해서는, 전사 후의 도체 패턴의 단면 형상이 패턴 홈(2)의 단면 형상에 가까운 것을 양호한 것, 패턴 홈(2)의 단면 형상과 상당히 다른 것을 불량품으로 하였다.
노광량(J/㎠) 전사성 도체 패턴 형상
0.1 × －
0.4 ◎ ◎
0.8 ◎ ◎
1.5 ○ ○
2.5 × ×
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 노광량이 0.1J/㎠ 이하에서는 캐리어 시트(8)로의 전사에 견디는 만큼의 응집력을 얻을 수 없고, 2.5J/㎠ 이상에서는 경화반응은 충분히 진행하고 있지만, 오목판(1)과의 접착력이 강해져, 양호한 박리성을 얻을 수 없다. 따라서, 오목판(1)의 내측(도전성 페이스트 P의 이면측)으로부터의 노광량은 0.2∼1.5J/㎠의 범위가 바람직하다.
이 실시예에서는, 오목판(1)에서 캐리어 시트(8)로의 전사성을 높이기 위해서, 오목판(1)의 내측(도전성 페이스트 P의 이면측)으로부터의 자외선 조사량에 비하여, 캐리어 시트(8)의 이면측(도전성 페이스트 P의 표면측)으로부터의 자외선 조사량(노광량)을 많게 하고 있다. 예를 들어, 오목판(1)의 내주에 배치된 광원(11)의 조사시간에 비하여, 캐리어 시트(8)의 이면측에 배치된 광원(12)의 조사시간을 길게 하거나, 광원(11)의 자외선 강도에 비하여 광원(12)의 자외선 강도를 높게 하고 있다.
이와 같이 하여, 도전성 페이스트 P의 홈측의 접착력에 비하여, 도전성 페이스트 P의 캐리어 시트(8)측의 접착력이 커지고, 오목판(1)에서 캐리어 시트(8)로의 전사성이 향상한다.
구체적으로는, 오목판(1)의 내츠ㄱ(도전성 페이스트 P의 이면측)으로부터의 자외선 조사량을 0.2∼1.5J/㎠ 로 하고, 캐리어 시트(8)의 이면측(도전성 페이스트 P의 표면측)으로부터의 자외선 조사량을 1.5J/㎠ 이상으로 하는 것이 좋다.
제2롤러(15)를 통과한 도전성 페이스트 P가 부착된 캐리어 시트(8)는 재전사부(16)에 보내진다. 재전사부(16)에는 한 쌍의 전사 롤러(17, 18)가 배치되고, 그 사이에서 기체(20)와 캐리어 시트(8)가 접촉하고 눌려져, 도전성 페이스트 P는 기체(20)로 재전사된다. 여기에서는, 기체(20)로서 캐리어 필름에 의해 안을 댄 세라믹 그린 시트가 이용되어, 공급 롤러(19)로부터 연속적으로 공급된다. 캐리어 시트(8)에서 기체(20)로의 도전성 페이스트 P의 전사성을 높이기 위해서, 200∼500kg/㎠ 정도의 압축 하중을 가하는 것이 좋다. 또한, 전사 롤러(17, 18)의내부에 히터 등을 설치하여, 예를 들어 60∼90℃의 온도하에서 전사하면, 기체(20) 내부의 바인더 성분이 연화되고, 전사성이 향상한다. 스퀴지(6)에 의해 도전성 페이스트 P를 패턴 홈(2)에 충전하였을 때, 오목판(1)의 표면에 긁어모아 남은 것(잔류 페이스트)이 있는 경우라도, 캐리어 시트(8)로는 전사되지만, 기체(20)로는 전사되지 않는다. 잔류 페이스트는 대단히 막두께가 얇기 때문이다. 그 때문에, 기체(20)의 표면에는 잔류 페이스트가 없는 깨끗한 도체 패턴을 얻을 수 있다. 한편, 전사 롤러(17, 18)로서 비교적 고경도(예를 들어 JIS-A60 이상)의 고무제 롤러를 이용하여, 한층 효과적으로 잔류 페이스트가 없는 전사를 실현할 수 있다.
전사 후의 캐리어 시트(8)는 권취 롤러(21)에 회수되고, 기체(20)는 권취 롤러(22)에 회수된다. 그 후, 도전성 페이스트 P가 전사된 기체(20)는 소정 매수 적층된 후, 소성로(도시하지 않음)에 보내져, 도전성 페이스트 P와 동시 소성된다. 여기에서, 도전성 페이스트 P는 내부에 포함된 금속 분말이 용융하고, 후막 배선이 되는 동시에, 기체(20)는 세라믹 기판으로 변화된다. 한편, 오목판(1), 기체(20) 및 캐리어 시트(8)는 벨트 형상의 연속 시트에 한하지 않고, 복수장의 시트라도 좋다.
소성 후, 적층 세라믹 기판을 조각으로 절단하고, 그 단면에 전극을 형성하여, 적층형 전자부품을 얻을 수 있다.
상기 2회의 전사시에, 위치 정밀도를 높이기 위해서, 오목판(1)과 캐리어 시트(8), 캐리어 시트(8)와 기체(20)는 예를 들어, 도체 패턴 이외에 얼라인먼트(alignment) 마크를 형성해 두어, 그것을 기준으로 하여 위치맞춤을 하고, 전사하는 것이 좋다.
제 2 실시예
도 2는 본 발명의 방법을 실시하는 전사장치의 제 2 실시예를 나타낸다.
이 실시예에서는, 중간체로서의 캐리어 시트(8)를 이용하지 않고, 오목판(1)에서 기체(20)로 도전성 페이스트 P를 직접 전사하는 것이다. 한편, 제 1 실시예와 동일부분에는 동일부호를 부여해서 중복설명을 생략한다.
공급장치(3)에 의해 오목판(1)의 패턴 홈(2)에 충전된 도전성 페이스트 P에 대하여, 오목판(1)의 표리(내외) 양측에 배치된 UV용 광원(11, 12)으로부터 자외선이 조사된다. 자외선 UV를 오목판(1)의 표리양측에서 조사하여, 오목판(1)의 표면에 노출하고 있는 도전성 페이스트 P의 노출부에는 직접 자외선이 조사되고, 오목판(1)의 홈(2)과 접하고 있는 도전성 페이스트 P의 부분에는 오목판(1)을 통해서 자외선이 조사된다. 그 결과, 도전성 페이스트 P의 전주가 소정 경도까지 경화(건조)되어, 도전성 페이스트 P의 응집력이 높아진다.
다음으로, 오목판(1) 내에서 경화한 도전성 페이스트 P를 기체(20)에 전사한다. 이 경우의 기체(20)도, 캐리어 필름에 의해 안을 댄 세라믹 그린 시트이며, 공급 롤러(19)로부터 연속적으로 공급된다. 그리고, 기체(20)는 전사 롤러(18)에 의해 오목판(1)에 꽉 눌려지고, 도전성 페이스트 P는 오목판(1)에서 기체(20)로 전사된다. 이 경우도, 도전성 페이스트 P의 전사성을 높이기 위해서, 200∼500kg/㎠ 정도의 압축 하중을 가하거나, 전사 롤러(18)의 내부에 히터 등을 설치하여도 좋다.
제 3 실시예
도 3는 본 발명의 방법을 실시하는 전사장치의 제 3 실시예를 나타낸다.
이 실시예에서는, 중간체를 이용하지 않고 기체(20)에 직접 전사하는 동시에, 기체(20)로서 소성이 완료된 세라믹판과 같은 경질기판을 이용한 것이다.
오목판(1)의 표리(내외) 양측에 배치된 UV 램프(11, 12)에 의해, 패턴 홈(2) 내에서 소정 경도까지 경화된 도전성 페이스트 P는, 오목판(1)의 하단면을 따라 수평이동하는 기체(20)에 직접 전사된다.
이 경우도, 패턴 홈(2) 내의 도전성 페이스트 P의 전주가 소정 경도까지 경화(건조)되어 있으므로, 도전성 페이스트 P의 응집력이 증가하여, 기체(20)로의 전사성이 향상한다.
제 4 실시예
도 4는 본 발명에 따른 후막 배선의 형성장치의 제 4 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는, 오목판(30)으로서 평판 형상의 오목판을 이용한 것이다. 한편, 제 1 실시예와 동일부분에는 동일부호를 부여해서 중복설명을 생략한다.
오목판(1)은 투명 유리 등의 경질평판으로 이루어지고, 표면에 패턴 홈(2)이 형성되어 있다. 패턴 홈(2)의 깊이는 20㎛ 이상이고, 에스펙트 비율(종/횡)은 1이 좋다. 오목판(1) 상에 도전성 페이스트 P가 공급되고, 스퀴지(6)로 여분의 도전성 페이스트 P를 긁어모아서, 패턴 홈(2)에 도전성 페이스트 P가 충전된다.
도전성 페이스트 P가 충전된 오목판(1)은 제1롤러(7)의 위치에서 중간체인 캐리어 시트(8)와 포개어진다. 캐리어 시트(8)는 제1롤러(7), 제2롤러(15), 가이드 롤러(32, 33, 34)의 사이를 화살표 방향으로 주회하고 있고, 가이드 롤러(33)의 근방에는 캐리어 시트(8)의 표면에 남은 잔류 페이스트를 제거하는 청소수단(35)이 형성되어 있다. 스퀴지(6)에 의해 도전성 페이스트 P를 패턴 홈(2)에 충전했을 때, 오목판(1)의 표면에 긁어모아 남은 것(잔류 페이스트)이 있는 경우, 캐리어 시트(8)에 잔류 페이스트가 남지만, 이 잔류 페이스트는 청소수단(35)에 의해 제거되므로, 캐리어 시트(8)를 반복하여 사용할 수 있다.
오목판(1)과 캐리어 시트(8)는 포개어진 상태로 수평방향으로 이동하고, 노광부(10)를 통과함으로써, 도전성 페이스트 P에 경화반응을 생기게 하고, 도전성 페이스트 P의 전면을 소정 경도까지 경화시킨다. 노광부(10)에는 오목판(1)의 하측으로부터 자외선을 조사하는 광원(11), 캐리어 시트(8)의 상측으로부터 자외선을 조사하는 광원(12), 및 필터(13, 14) 등이 배치되어 있다.
노광부(10)를 통과한 오목판(1) 및 캐리어 시트(8)는, 제2롤러(15)에 의해 서로 박리된다. 이 때, 도전성 페이스트 P는 오목판(1) 내에서 경화반응할 때, 포개어진 캐리어 시트(8)와의 사이에 접착력이 발생하고 있으므로, 캐리어 시트(8)에 확실하게 전사된다. 이 경우도, 오목판(1)에서 캐리어 시트(8)로의 전사성을 높이기 위해서, 오목판(1)의 하측으로부터의 자외선 조사량에 비하여, 캐리어 시트(8)의 상측으로부터의 자외선 조사량(노광량)을 많게 하는 것이 좋다.
제2롤러(15)는 전사 롤러를 겸하고 있고, 제2롤러(15)와 쌍을 이루는 전사 롤러(18)와의 사이에서 기체(20)와 캐리어 시트(8)가 접촉하고 눌려서, 도전성 페이스트 P는 기체(20)로 재전사된다. 이 기체(20)도, 캐리어 필름에 의해 안을 댄 세라믹 그린 시트이다. 캐리어 시트(8)에서 기체(20)로의 도전성 페이스트 P의 전사성을 높이기 위해서, 200∼500kg/㎠ 정도의 압축하중을 가하여도 좋고, 전사 롤러(15, 18)의 내부에 히터 등을 설치하여도 좋다.
제 5 실시예
도 5는 본 발명에 따른 후막 배선의 형성장치의 제 5 실시예를 나타낸다.
이 실시예에서는 중간체로서의 캐리어 시트(8)를 이용하지 않고, 오목판(1)에서 기체(20)로 도전성 페이스트 P를 직접 전사하는 것이다. 한편, 제 4 실시예와 동일부분에는 동일부호를 부여하여 중복설명을 생략한다.
공급장치(3)에 의해 오목판(1)의 패턴 홈(2)에 충전된 도전성 페이스트 P에 대하여, 오목판(1)의 표리양측에 배치된 UV용 광원(11, 12)으로부터 자외선이 조사된다. 자외선 UV를 오목판(1)의 표리양측에서 조사하여, 오목판(1)의 표면에 노출하고 있는 도전성 페이스트 P의 노출부에는 직접 자외선이 조사되고, 오목판(1)의 홈(2)과 접하고 있는 도전성 페이스트 P의 부분에는 오목판(1)을 통해서 자외선이 조사된다. 그 결과, 도전성 페이스트 P의 전면이 소정 경도까지 경화(건조)되어, 도전성 페이스트 P의 응집력이 높아진다.
이 경우도, 오목판(1)의 이면측(하측)으로부터 조사되는 자외선에 비하여, 오목판(1)의 표면측(상측)에서부터 조사되는 자외선의 조사량(노광량)을 많게 하여, 패턴 홈(2)으로부터 노출하는 도전성 페이스트 P의 점착성 또는 접착성을 높이는 동시에, 도전성 페이스트 P의 응집력을 높일 수 있다.
도전성 페이스트 P의 경화가 종료한 오목판(1)을 전사 롤러(18)의 아래쪽으로 통과시키고, 오목판(1) 내에서 경화한 도전성 페이스트 P를 기체(20)에 전사한다. 이 경우의 기체(20)도, 캐리어 필름에 의해 안을 댄 세라믹 그린 시트이며, 공급 롤러(19)로부터 연속적으로 공급된다. 그리고, 기체(20)는 전사 롤러(18)에 의해 오목판(1)에 꽉 눌려져, 도전성 페이스트 P는 오목판(1)에서 기체(20)로 전사된다. 이 경우도, 도전성 페이스트 P의 전사성을 높이기 위해서, 200∼500kg/㎠ 정도의 압축하중을 가하거나, 전사 롤러(18)의 내부에 히터 등을 설치하여도 좋다.
제 1∼제 5 실시예에서는, 오목판(1)을 투명 유리 등의 경질재료로 형성하였지만, 도 6에 나타낸 바와 같이, PET나 PC 등의 투명수지 필름의 표면에 레이저 가공에 의해 패턴 홈(2)을 형성한 오목판(1)을 이용하고, 이 오목판(1)을 투명 유리등의 경질 재료로 이루어진 투명한 지지체(40)의 외표면에 접합시켜도 좋다.
도 6의 (a)는 드럼 형상의 오목판(1)을 나타내고, 도 6의 (b)는 평판 형상의 오목판(1)을 나타낸다. 이 경우도, 오목판(1) 및 지지체(40)가 함께 자외선 투과성을 가지므로, 지지체(40)의 내측 및 오목판(1)의 외측에서 자외선을 조사하여, 패턴 홈(2)에 충전된 도전성 페이스트 P의 전면을 경화시킬 수 있다. 또한, 가요성을 가지는 수지 필름에 레이저 가공하여 오목판(1)으로 하므로, 가공이 용이하다. 더욱이, 오목판(1)이 지지체(40)에 의해 변형이 방지되므로, 오목판(1)에서 캐리어 시트(8)로 도전성 페이스트 P를 전사할 때, 혹은 오목판(1)에서 기체(20)로 도전성 페이스트 P를 전사할 때, 오목판(1)을 변형시키지 않아도 되며, 패턴 왜곡이나 오목판(1)의 열화를 방지할 수 있다는 이점이 있다.
상기 실시예에서는, 도전성 페이스트 P를 자외선 경화형인 예에 대해서 설명하였지만, 가시광선 또는 적외선에 의해 경화하는 성질을 가지는 도전성 페이스트이어도 좋다. 또한, 오목판(1)을 PET필름 등의 투명한 연질의 수지재료만으로 형성하는 것도 가능하다.
상기 실시예에서는, 오목판에서 기체(또는 중간체)로의 도전성 페이스트의 전사성을 향상시키는 방법으로서, 오목판의 표면에서 조사되는 빛의 조사량을, 이면에서 조사되는 빛의 조사량보다 많게 하였지만, 이것과는 달리 또는 이것과 함께, 오목판의 표면에 미리 불소계 수지 등의 이형제를 코팅하거나, 기체(또는 중간체)의 표면에 미리 점착제 또는 접착제를 도포해 두는 방법 등을 이용하여도 좋다.
본 발명에 따른 전사방법을 이용해서 적층체를 형성하는 방법으로서, 예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같은 방법을 생각할 수 있다.
도 7의 (a)는 도전성 페이스트 P가 전사된 기체(20a)를 준비하고, 그 위에 도전성 페이스트 P가 전사된 다른 기체(20b)를 배치하고, 최상층에 도전성 페이스트가 전사되어 있지 않은 기체(20c)를 배치하고, 동시에 적층하여 적층체(23)를 형성하는 방법이며, 도 7의 (b)는 기체(20a) 상에 도전성 페이스트 P를 전사하고, 그 위에 도전성 페이스트 P가 전사되어 있지 않은 기체(20b)를 적층하고, 그 적층체 상에 도전성 페이스트 P를 전사하는 공정을 되풀이한 후, 최상층에 도전성 페이스트가 전사되어 있지 않은 기체(20c)를 적층하여 적층체(23)를 형성하는 방법이다.
그 후, 적층체(23)와 도전성 페이스트 P가 동시 소성된다. 여기에서는 3층 구조의 적층체에 대해서 설명하였지만, 4층 이상이어도 좋은 것은 물론이다.
이상의 설명으로 명확한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 발명에 따르면, 오목판을 이용해서 후막 배선을 형성하는 방법에 있어서, 패턴 홈에 메워넣어진 감광성 도전성 페이스트에 대하여 오목판의 표리양측에서 빛을 조사하므로, 도전성 페이스트의 전면에서 경화반응을 생기게 할 수 있고, 도전성 페이스트의 전주에서 응집력이 높아진다. 그 때문에, 20㎛ 이상의 두께를 가지는 도전성 페이스트라도, 도전성 페이스트는 잔류 없게 기체의 표면에 옮겨질 수 있어, 전사불량을 적게 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기체 상에 후막 배선을 형성하는 방법으로서,
    소망의 후막 배선 패턴에 대응하는 패턴 홈이 표면에 형성된 광투과성을 가지는 오목판의 패턴 홈에, 감광성 도전성 페이스트를 메워넣는 제1의 공정;
    상기 패턴 홈에 메워넣어진 감광성 도전성 페이스트에 대하여 오목판의 표리양측에서 빛을 조사하고, 경화반응을 생기게 해서 도전성 페이스트의 전주를 소정의 경도까지 경화시키는 제2의 공정;
    상기 오목판내에서 경화한 도전성 페이스트를 기체에 직접 또는 중간체를 개재해서 전사하는 제3의 공정;
    상기 도전성 페이스트를 소성함으로써, 후막 배선을 기체 상에 형성하는 제4의 공정; 을 가지는 후막 배선의 형성방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 오목판은 투명한 PET필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 후막 배선의 형성방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제2의 공정은 상기 오목판의 표리양측에서 350㎚보다 파장이 긴 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 후막 배선의 형성방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 오목판의 패턴 홈은 상기 빛보다 짧은파장을 가지는 레이저광에 의해 가공되고,
    상기 오목판은 상기 레이저광의 투과성이 낮고, 상기 빛의 투과성이 높은 파장흡수 스펙트럼을 가지는 것을 특징으로 하는 후막 배선의 형성방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중간체는 광투과성을 가지는 재료로 이루어지고,
    상기 제2의 공정은 도전성 페이스트가 충전 또는 도포된 오목판에 대하여 중간체를 포갠 상태로, 오목판의 이면측 및 중간체의 이면측의 양쪽으로부터 빛을 조사하는 것이며,
    상기 제3의 공정은 오목판내에서 경화한 도전성 페이스트를 중간체에 전사한 후, 중간체상의 도전성 페이스트를 기체에 재전사하는 것임을 특징으로 하는 후막 배선의 형성방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제2의 공정에 있어서의 오목판의 표면측에서 조사되는 빛의 조사량을, 이면측에서 조사되는 빛의 조사량보다 많게 한 것을 특징으로 하는 후막 배선의 형성방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 오목판은 가요성을 가지는 수지제 오목판이며,
    이 수지제 오목판은 광투과성을 가지는 비가요성의 지지체 상에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 후막 배선의 형성방법.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 오목판의 패턴 홈의 내면에는 이형제가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 후막 배선의 형성방법.
  9. 세라믹 그린 시트로 이루어진 기체를 준비하는 공정;
    상기 기체 상에 직접 또는 중간체를 개재해서 도전성 페이스트를 전사하는 공정;
    상기 2개의 공정을 되풀이해서 상기 도전성 페이스트가 전사된 복수의 상기 기체를 적층한 적층체를 형성하는 공정;
    상기 적층체를 소성함과 동시에 상기 도전성 페이스트를 소성하는 공정; 을 구비한 적층형 전자부품의 제조방법으로서,
    상기 도전성 페이스트가 제 1항 또는 제 2항에 기재된 후막 배선의 형성방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 전자부품의 제조방법.
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