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JP5052380B2 - Manufacturing method of ceramic wiring board - Google Patents

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JP5052380B2 JP2008082353A JP2008082353A JP5052380B2 JP 5052380 B2 JP5052380 B2 JP 5052380B2 JP 2008082353 A JP2008082353 A JP 2008082353A JP 2008082353 A JP2008082353 A JP 2008082353A JP 5052380 B2 JP5052380 B2 JP 5052380B2
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Description

本発明は、セラミック配線基板の製造方法に関するもので、セラミックグリーンシートを積層することにより多積層のセラミック配線基板を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic wiring board, and more particularly to a method for manufacturing a multi-layer ceramic wiring board by stacking ceramic green sheets.

近年、電子機器の小型化に伴い、積層コンデンサや積層セラミック配線基板のような電子部品において、小型化および高性能化が望まれている。例えば、積層コンデンサにおいては小型化および高容量化のためにより薄い誘電体層および導体層を多層化したものが求められている。また、積層セラミック配線基板においては小型化および配線導体の高密度化のために、より薄い絶縁層および配線導体層を多層に形成し、配線導体層の幅および間隔もより微細なものが求められている。   In recent years, with the miniaturization of electronic devices, there has been a demand for miniaturization and high performance in electronic components such as multilayer capacitors and multilayer ceramic wiring boards. For example, multilayer capacitors are required to have multilayered thin dielectric layers and conductor layers for miniaturization and high capacity. In addition, in order to reduce the size and increase the density of wiring conductors in multilayer ceramic wiring boards, thinner insulating layers and wiring conductor layers are formed in multiple layers, and the width and spacing of wiring conductor layers must be finer. ing.

このような電子部品は、セラミック粉末に有機バインダー、可塑剤、溶剤等を加えてスラリーとし、ドクターブレード等によりセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を成形した後、金属粉末を含有する導体ペーストを印刷するなどしてグリーンシート上に導体層を形成し、ついで複数枚の導体層が形成されたグリーンシートを積層して加圧することにより圧着して積層体を得て、この積層体を焼成することで得られる。   Such electronic parts are made by adding an organic binder, plasticizer, solvent, etc. to ceramic powder to form a slurry, forming a ceramic green sheet (hereinafter also referred to as green sheet) with a doctor blade, etc., and then a conductor containing metal powder. A conductive layer is formed on a green sheet by printing a paste, and then a green sheet on which a plurality of conductive layers are formed is laminated and pressed to obtain a laminated body. Obtained by firing.

上記導体ペーストの印刷工程においては、従来はスクリーン印刷法にてパターンが形成されるために、スクリーン印刷のファイン化技術が必要であった。しかし、従来のスクリーン印刷法では配線導体層の幅、配線導体間隔に限界がある。   In the printing process of the conductor paste, conventionally, since a pattern is formed by a screen printing method, a fine technique for screen printing has been required. However, the conventional screen printing method has limitations in the width of the wiring conductor layer and the wiring conductor spacing.

また、上記積層体において、重要な電気特性である直流抵抗値の低減のためには、導体パターンの厚みが厚い高アスペクトな導体パターンを形成する必要がある。しかし、従来のスクリーン印刷法では配線幅の減少にともない膜厚も薄くなり、導体パターンの形成が困難となる。   Further, in the laminate, in order to reduce the direct current resistance value which is an important electrical characteristic, it is necessary to form a high aspect conductor pattern with a thick conductor pattern. However, according to the conventional screen printing method, the film thickness decreases as the wiring width decreases, and it becomes difficult to form a conductor pattern.

これらの問題に対して凹版転写法を用いる方法が提案されている。この製法によれば、凹版に導体ペーストを充填して導体パターンを形成する工程とセラミックグリーンシートに導体を転写し、凹版を剥離することによりファイン性(配線導体層間隔40μm)と焼成厚み10μmを実現することが可能とされている(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve these problems, a method using an intaglio transfer method has been proposed. According to this manufacturing method, fineness (wiring conductor layer interval 40 μm) and firing thickness 10 μm are obtained by filling the intaglio with a conductor paste to form a conductor pattern, transferring the conductor to the ceramic green sheet, and peeling the intaglio. It can be realized (see, for example, Patent Document 1).

しかし、凹版転写法では前記凹版剥離工程において凹版への転写残りが発生してしまうことが課題であった。   However, the intaglio transfer method has a problem that a transfer residue to the intaglio occurs in the intaglio peeling process.

この問題に対しては、特許文献1に記載されているような導体ペースト、グリーンシートの双方に有機バインダー量を多く含ませる方法が提案されている。   To solve this problem, a method has been proposed in which both the conductive paste and the green sheet described in Patent Document 1 contain a large amount of organic binder.

この方法によると、導体ペースト、グリーンシートの双方に有機バインダー量を多く含ませることにより相互の接着性が向上し、凹版転写後の転写不良を無くすことができるとされている。
特開2003−31948号公報
According to this method, it is said that by including a large amount of organic binder in both the conductor paste and the green sheet, the mutual adhesiveness is improved and transfer defects after intaglio transfer can be eliminated.
JP 2003-31948 A

しかしながら、特許文献1に記載されているような、導体ペースト、グリーンシートの双方に有機バインダー量を多く含ませる方法においては、積層体の焼成工程において有機バインダーが揮発した際の空隙が多くなってしまう。その結果、焼成後の導体層の緻密性が劣化することによる電気抵抗値の低下や、セラミック絶縁層の緻密性が劣化することによる磁器強度の低下等の特性劣化が発生する問題があった。   However, in the method of including a large amount of the organic binder in both the conductor paste and the green sheet as described in Patent Document 1, there are many voids when the organic binder volatilizes in the firing process of the laminate. End up. As a result, there has been a problem that characteristic deterioration such as a decrease in electric resistance value due to deterioration of the denseness of the conductor layer after firing and a decrease in porcelain strength due to deterioration of the denseness of the ceramic insulating layer occur.

本発明は、上記の問題点を解決するために完成されたものであり、微細で高アスペクトな配線導体層を有するとともに、セラミック絶縁層の特性が良好なセラミック基板の製造方法を提供することにある。   The present invention has been completed to solve the above-described problems, and provides a method for manufacturing a ceramic substrate having a fine and high-aspect wiring conductor layer and having good ceramic insulating layer characteristics. is there.

本発明のセラミック基板の製造方法は、凹版に導体ペーストを充填して導体パターンを形成する第1工程と、前記導体パターンが形成された前記凹版にセラミックスラリーを塗布する第2工程と、塗布された前記セラミックスラリーを乾燥してセラミックグリーンシートを形成する第3工程と、前記凹版上に形成された前記セラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを塗布して導体パターンを形成する導体塗布工程と、該導体パターンが形成された前記セラミックグリーンシートの表面にセラミックスラリーを塗布するスラリー塗布工程と、前記セラミックスラリーを乾燥してセラミックグリーンシートを形成するグリーンシート形成工程と、導体塗布工程、スラリー塗布工程、グリーンシート形成工程が所定回数繰り返されてセラミックグリーンシート積層体を形成する積層工程と、前記凹版から前記セラミックグリーンシート積層体を剥離する第4工程とを有する。
The method for producing a ceramic substrate of the present invention includes a first step of filling a conductive paste into an intaglio plate to form a conductor pattern, a second step of applying a ceramic slurry to the intaglio plate on which the conductor pattern is formed, A third step of drying the ceramic slurry to form a ceramic green sheet; a conductor coating step of forming a conductor pattern by applying a conductor paste on the upper surface of the ceramic green sheet formed on the intaglio; A slurry application step of applying a ceramic slurry to the surface of the ceramic green sheet on which a conductor pattern is formed, a green sheet formation step of drying the ceramic slurry to form a ceramic green sheet, a conductor application step, a slurry application step, The green sheet forming process is repeated a predetermined number of times It has a laminating step for forming a click green sheet laminate, and a fourth step of removing the ceramic green sheet laminate from the intaglio.

好ましくは、上記製造方法において、前記第4工程の後に得られた前記セラミックグリーンシート積層体を複数積層する第5工程を有する。
Preferably, in the above manufacturing method has a fifth step of stacking a plurality of pre-Symbol ceramic green sheet laminate obtained after the fourth step.

好ましくは、上記製造方法において、前記セラミックスラリーに含まれる溶剤の溶解度パラメータと、前記凹版に充填される導体ペーストに含まれるバインダーの溶解度パラメータとの差が3以下である。   Preferably, in the above manufacturing method, the difference between the solubility parameter of the solvent contained in the ceramic slurry and the solubility parameter of the binder contained in the conductor paste filled in the intaglio is 3 or less.

好ましくは、上記製造方法において、表面が粘着性の支持体を前記セラミックグリーンシートの表面に粘着させ、該支持体を引っ張ることによって前記凹版から前記セラミックグリーンシートを剥離させる工程を有する。   Preferably, the manufacturing method includes a step of sticking a support having an adhesive surface to the surface of the ceramic green sheet, and peeling the ceramic green sheet from the intaglio by pulling the support.

本発明のセラミック基板の製造方法によれば、微細で高アスペクトな導体パターンの転写不良を少なくでき、配線導体およびセラミック絶縁層の特性が良好なセラミック基板を得ることができる。   According to the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, it is possible to reduce a transfer defect of a fine and high aspect conductor pattern and to obtain a ceramic substrate having excellent characteristics of the wiring conductor and the ceramic insulating layer.

以下に、添付の図面を参照して、本発明のセラミック基板の製造方法について説明する。   Hereinafter, a method for producing a ceramic substrate according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明のセラミック基板の製造方法の実施形態の一例を示す断面図である。図1において、1は凹版、2aは導体ペースト、2は導体ペースト2aが凹版1充填後に乾燥されることにより形成される導体パターン、2cは導体ペースト2aがスクリーン印刷後に乾燥されることにより形成される導体パターン、3aはセラミックスラリー、3はセラミックスラリー3aが乾燥されることにより形成されるセラミックグリーンシートである。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a method for producing a ceramic substrate of the present invention. In FIG. 1, 1 is an intaglio, 2a is a conductor paste, 2 is a conductor pattern formed by drying the conductor paste 2a after filling the intaglio 1 and 2c is formed by drying the conductor paste 2a after screen printing. 3a is a ceramic slurry, and 3a is a ceramic green sheet formed by drying the ceramic slurry 3a.

まず、図1(a)に示すように、凹版1上に導体ペースト2aを充填して乾燥させることにより導体層2を形成する。   First, as shown in FIG. 1A, a conductor layer 2 is formed by filling a conductor paste 2a on an intaglio 1 and drying it.

凹版1はポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリイミド系、または塩化ビニル系等の有機樹脂にレーザー加工等により所望の導体パターン2の形状に溝を形成することで作製される。また、高い寸法精度が要求される場合においては、溶剤や熱による変形の小さいステンレス板やセラミック板等を使用することも可能である。   The intaglio 1 is produced by forming grooves in the shape of the desired conductor pattern 2 by laser processing or the like in an organic resin such as polyolefin, polyester, polyamide, polyimide, or vinyl chloride. Further, when high dimensional accuracy is required, it is also possible to use a stainless steel plate, a ceramic plate, or the like that is less deformed by a solvent or heat.

凹版1の表面には、導体パターン2および後に形成されるセラミックグリーンシート3(以下、導体パターン2が転写されたセラミックグリーンシート3をまとめて「導体層付きセラミックグリーンシート3」という。)の剥離性を考慮して、離型剤を塗布しておくことが好ましい。特に、凹版1からの剥離時に導体層付きセラミックグリーンシート3が伸び等の変形をしてしまうことを抑えるためには、凹版1の凹部に離型剤による表面処理層が形成されていることがより好ましい。
On the surface of the intaglio 1, the conductor pattern 2 and a ceramic green sheet 3 formed later (hereinafter, the ceramic green sheet 3 to which the conductor pattern 2 is transferred are collectively referred to as “ceramic green sheet 3 with a conductor layer”) are peeled off. In consideration of the properties, it is preferable to apply a release agent. In particular, in order to prevent the ceramic green sheet 3 with a conductor layer from being deformed such as stretching when it is peeled off from the intaglio 1, a surface treatment layer is formed by a release agent in the recess of the intaglio 1. More preferred.

離型剤の種類としては、大別してシリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有系、アルキッド樹脂系、若しくはポリオレフィン樹脂系などを用いることができる。特に、耐熱性、剥離性およびコストの観点から、シリコーン系がより望ましい。   As a kind of mold release agent, silicone type, fluorine type, long chain alkyl group containing type, alkyd resin type, polyolefin resin type, etc. can be roughly classified. In particular, a silicone type is more desirable from the viewpoints of heat resistance, peelability and cost.

この凹版1に、導体ペースト2aが、剛性をもったスキージで充填される。   The intaglio 1 is filled with the conductive paste 2a with a rigid squeegee.

導体ペースト2aは、金属導体粉末に有機バインダー、有機溶剤、および必要に応じて分散剤等を加えて、ボールミル、三本ロールミル、若しくはプラネタリーミキサー等の混練手段によって混合および混練することにより作製される。   The conductor paste 2a is prepared by adding an organic binder, an organic solvent, and a dispersant as necessary to the metal conductor powder, and mixing and kneading them by a kneading means such as a ball mill, a three-roll mill, or a planetary mixer. The

金属導体粉末としては、タングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn),銅(Cu),銀(Ag),金(Au),白金(Pt),アルミニウム(Al),銀−鉛(Ag−Pd)合金および銀−白金(Ag−Pt)合金が挙げられるが、その中でもセラミック磁性体が焼成される温度で焼結する金属の粉末である、Cu,Ag,Au,Pt,Al,Ag−Pd合金およびAg−Pt合金がより好ましい。   Metal conductor powders include tungsten (W), molybdenum (Mo), manganese (Mn), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), aluminum (Al), silver-lead ( Ag-Pd) alloy and silver-platinum (Ag-Pt) alloy, among which Cu, Ag, Au, Pt, Al, which are metal powders sintered at the temperature at which the ceramic magnetic body is fired. An Ag—Pd alloy and an Ag—Pt alloy are more preferable.

導体ペースト2aの有機バインダーは、従来導体ペーストに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系(アクリル酸,メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体,具体的にはアクリル酸エステル共重合体,メタクリル酸エステル共重合体,アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等),ポリビニルブチラール系,ポリビニルアルコール系,アクリル−スチレン系,ポリプロピレンカーボネート系,若しくはセルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。   As the organic binder of the conductive paste 2a, those conventionally used for the conductive paste can be used. For example, acrylic (acrylic acid, methacrylic acid or their homopolymers or copolymers, specifically acrylic Acid ester copolymer, methacrylate ester copolymer, acrylic ester-methacrylic ester copolymer, etc.), polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic-styrene, polypropylene carbonate, or cellulose Examples thereof include a polymer or a copolymer.

導体ペースト2aの有機溶剤は、導体粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、例えばテルピネオール、ブチルカルビトールアセテート若しくはフタル酸等などが使用可能である。   The organic solvent of the conductor paste 2a may be any organic solvent that can disperse and mix the conductor powder and the organic binder. For example, terpineol, butyl carbitol acetate, phthalic acid, or the like can be used.

例えば、導体ペースト2aは、金属導体粉末原料100質量部に対して有機バインダーを3〜10質量部、有機溶剤を10〜30質量部加えて混練することにより形成される。   For example, the conductor paste 2a is formed by adding and kneading 3 to 10 parts by mass of an organic binder and 10 to 30 parts by mass of an organic solvent with respect to 100 parts by mass of the metal conductor powder raw material.

この導体ペースト2を図1(a)に示すように、凹版1に充填した後、導体ペースト2を50℃の乾燥炉中で30分程度かけて乾燥させる。このようにして、導体パターン2が充填された凹版1を得る。   1A, after filling the intaglio 1 with the conductor paste 2, the conductor paste 2 is dried in a drying furnace at 50 ° C. for about 30 minutes. In this way, the intaglio 1 filled with the conductor pattern 2 is obtained.

次に、図1(b)のように、導体層2が充填された凹版1上にセラミックスラリー3aをダイコーター法等を用いて塗布した後に50℃の乾燥炉中で20分程度乾燥させることにより導体層付きセラミックグリーンシート3を形成する。   Next, as shown in FIG. 1B, the ceramic slurry 3a is applied on the intaglio 1 filled with the conductor layer 2 by using a die coater method or the like and then dried in a drying furnace at 50 ° C. for about 20 minutes. Thus, the ceramic green sheet 3 with a conductor layer is formed.

前記セラミックスラリー3aに含まれるセラミック粉末主成分としては、例えばセラミック配線基板であれば、Al,AlN,ガラスセラミック粉末(ガラス粉末とフィラー粉末との混合物)等が挙げられ、積層コンデンサであればBaTiO系,PbTiO系等の複合ペロブスカイト系セラミック粉末が挙げられ、電子部品に要求される特性に合わせて適宜選択される。 The ceramic powder main component contained in the ceramic slurry 3a includes, for example, Al 2 O 3 , AlN, glass ceramic powder (a mixture of glass powder and filler powder), etc. If present, examples thereof include composite perovskite ceramic powders such as BaTiO 3 series and PbTiO 3 series, which are appropriately selected in accordance with characteristics required for electronic components.

例えば、ガラスセラミック粉末としては、ガラス成分として、SiO−B系、SiO−B−Al系,SiO−B−Al−MO系(ただし、MはCa,Sr,Mg,BaまたはZnを示す),SiO−Al−MO−MO系(ただし、MおよびMは同じまたは異なってCa,Sr,Mg,BaまたはZnを示す),SiO−B−Al−MO−MO系(ただし、MおよびMは上記と同じである),SiO−B−M O系(ただし、MはLi、NaまたはKを示す),SiO−B−Al−M O系(ただし、Mは上記と同じである),Pb系ガラス,Bi系ガラス等が挙げられる。 For example, as the glass ceramic powder, as a glass component, SiO 2 -B 2 O 3 based, SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 based, SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 -MO -based (Wherein M represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO 2 —Al 2 O 3 —M 1 O—M 2 O system (where M 1 and M 2 are the same or different and Ca, Sr , Mg, Ba or Zn), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —M 1 O—M 2 O system (where M 1 and M 2 are the same as above), SiO 2 — B 2 O 3 —M 3 2 O system (where M 3 represents Li, Na or K), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —M 3 2 O system (where M 3 is the above) And Pb-based glass, Bi-based glass, etc. .

また、フィラー粉末として、例えばAl,SiO,ZrOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物,TiOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物,AlおよびSiOから選ばれる少なくとも1種を含む複合酸化物(例えばスピネル,ムライト,コージェライト)等のセラミック粉末が加えられる。 Further, as the filler powder, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 , composite oxide of ZrO 2 and alkaline earth metal oxide, composite oxide of TiO 2 and alkaline earth metal oxide, Al 2 O 3 and A ceramic powder such as a complex oxide (for example, spinel, mullite, cordierite) containing at least one selected from SiO 2 is added.

有機バインダーとしては、従来セラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系(アクリル酸,メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体,具体的にはアクリル酸エステル共重合体,メタクリル酸エステル共重合体,アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等),ポリビニルブチラール系,ポリビニルアルコール系,アクリル−スチレン系,ポリプロピレンカーボネート系,セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系バインダーがより好ましい。   As the organic binder, those conventionally used for ceramic green sheets can be used. For example, acrylic (a homopolymer or copolymer of acrylic acid, methacrylic acid or an ester thereof, specifically an acrylic ester. Copolymer, methacrylic acid ester copolymer, acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, etc.), polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic-styrene, polypropylene carbonate, cellulose and other homopolymers or copolymers A polymer is mentioned. In view of decomposition and volatility in the firing step, an acrylic binder is more preferable.

前記セラミックスラリー3aに含まれる溶剤としては、上記のセラミック粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものが必要であり、トルエン,ケトン類,アルコール類の有機溶媒や水等が挙げられる。   As the solvent contained in the ceramic slurry 3a, a solvent that can disperse and mix the ceramic powder and the organic binder is necessary, and examples thereof include organic solvents such as toluene, ketones, and alcohols, and water. It is done.

また、導体パターン2とセラミックグリーンシート3の接着性を上げるためには前記セラミックスラリー3aの溶剤が導体パターン2の有機バインダーを適度に溶解させることが必要である。これにより、セラミックスラリーの有機バインダーと導体パターン2とを適度に接着させることができ、そのためには前記セラミックスラリーに含まれる溶剤の溶解度パラメータと、前記凹版1に充填される導体パターン2に含まれるバインダーの溶解度パラメータとの差が3以下となるよう選択をするのがよい。   Further, in order to improve the adhesion between the conductor pattern 2 and the ceramic green sheet 3, it is necessary that the solvent of the ceramic slurry 3a appropriately dissolves the organic binder of the conductor pattern 2. Accordingly, the organic binder of the ceramic slurry and the conductor pattern 2 can be appropriately bonded. For this purpose, the solubility parameter of the solvent contained in the ceramic slurry and the conductor pattern 2 filled in the intaglio 1 are included. Selection should be made so that the difference from the solubility parameter of the binder is 3 or less.

ここで、溶解度パラメータ(Solubility Parameter)とは、有機成分の性質が似通ったものは相溶しやすいという性質をもとに数値化したものであり、SP値とも呼ばれるものである。溶解度パラメータの値が近いもの同士は溶解しやすいことを示すものであるので、有機成分の溶解力を示す指標として用いられる。なお、本発明の有機成分の溶解度パラメータは、講談社出版「溶剤ハンドブック」(浅原昭三ほか編、1976年初版)による溶解度パラメータのデータを使用した。   Here, the solubility parameter is a numerical value based on the property that organic components having similar properties are easily compatible with each other, and is also called an SP value. Since those having similar solubility parameter values are easily dissolved, they are used as an index indicating the dissolving power of the organic component. As the solubility parameter of the organic component of the present invention, solubility parameter data published by Kodansha “Solvent Handbook” (Shozo Asahara et al., 1976, first edition) was used.

セラミックグリーンシート3を作製するためのスラリーは、セラミック組成粉末100質量部に対して有機バインダーを5〜15質量部、有機溶剤を15〜50質量部加え、ボールミル等の混合手段により混合することにより3mPa・s〜100mPa・sの粘度となるように調製される。   The slurry for producing the ceramic green sheet 3 is obtained by adding 5 to 15 parts by mass of an organic binder and 15 to 50 parts by mass of an organic solvent with respect to 100 parts by mass of the ceramic composition powder, and mixing them by a mixing means such as a ball mill. It is prepared to have a viscosity of 3 mPa · s to 100 mPa · s.

セラミックスラリーは、ドクターブレード法,リップコーター法,若しくはダイコーター法等を用いて塗布される。特にダイコーター法やスロットコーター法、若しくはカーテンコーター法等の押し出し式の方法を用いると、これらは非接触式の塗布方法であるため、導体パターン2を物理的な力で混合させてしまうことなく導体層付きセラミックグリーンシート3を形成することができるのでより好ましい。   The ceramic slurry is applied using a doctor blade method, a lip coater method, a die coater method or the like. In particular, when an extrusion method such as a die coater method, a slot coater method, or a curtain coater method is used, these are non-contact coating methods, so that the conductor pattern 2 is not mixed by a physical force. Since the ceramic green sheet 3 with a conductor layer can be formed, it is more preferable.

凹版1上に塗布したセラミックスラリー3aの乾燥は、従来用いられている温風乾燥機や遠赤外線乾燥機等のような輻射熱や伝熱を利用するものの他、溶剤の蒸気圧を低下させ揮発させる真空乾燥機等の乾燥機を用いることにより行なわれてもよい。   The ceramic slurry 3a applied on the intaglio 1 is dried by using a radiant heat or heat transfer such as a hot air dryer or a far-infrared dryer, which has been conventionally used, and lowering the vapor pressure of the solvent to volatilize it. It may be performed by using a dryer such as a vacuum dryer.

なお、セラミックグリーンシート3には、必要に応じて上下の層間の導体層2同士を接続するためのビアホール導体やスルーホール導体等の貫通導体を形成してもよい。これら貫通導体は、金型によるパンチング加工やレーザー加工等により導体層付きセラミックグリーンシートに貫通孔を形成した後に、貫通導体用導体ペーストを印刷やプレス充填等の埋め込み手段によって形成される。   The ceramic green sheet 3 may be formed with through conductors such as via-hole conductors and through-hole conductors for connecting the conductor layers 2 between the upper and lower layers as necessary. These through conductors are formed by embedding means such as printing or press filling with a conductive paste for through conductors after forming through holes in a ceramic green sheet with a conductor layer by punching with a mold or laser processing.

導体層付きセラミックグリーンシート3に貫通穴を加工する際、導体層付きセラミックグリーンシート3を凹版1から剥がして行なってもよいが、凹版1上に保持したまま行なうと導体層付きセラミックグリーンシート3の変形を防止できるのでより好ましい。   When processing the through hole in the ceramic green sheet 3 with a conductor layer, the ceramic green sheet 3 with a conductor layer may be peeled off from the intaglio plate 1. This is more preferable because it can prevent deformation.

また、貫通導体用導体ペーストは、導体ペースト2aと同様にして作製され、溶剤や有機バインダーの量により15Pa・s乃至40Pa・s程度に調整される。   The through-conductor conductor paste is prepared in the same manner as the conductor paste 2a, and is adjusted to about 15 Pa · s to 40 Pa · s depending on the amount of the solvent and the organic binder.

なお、貫通導体用導体ペーストの焼結挙動の調整のために、金属導体粉末にガラスやセラミックスの粉末等の無機成分をさらに加えてもよい。これら無機成分100質量部に対して有機バインダーの量は3〜15質量部の範囲が好ましい。3質量部以上では、ペースト状に調整することが容易となり、15質量部未満では、ペースト中の有機成分の量が適度であるため、焼結後の導体が多孔性となるか過剰に収縮することにより貫通導体内部や貫通導体と貫通孔内壁の間に空隙が生じることを抑制することができる。   In order to adjust the sintering behavior of the conductor paste for through conductor, an inorganic component such as glass or ceramic powder may be further added to the metal conductor powder. The amount of the organic binder is preferably in the range of 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of these inorganic components. If it is 3 parts by mass or more, it becomes easy to adjust to a paste form, and if it is less than 15 parts by mass, the amount of organic components in the paste is moderate, so the sintered conductor becomes porous or shrinks excessively. Thus, it is possible to suppress the formation of a gap between the inside of the through conductor or between the through conductor and the through hole inner wall.

次に、図1(c)に示すように、凹版1から導体パターン2およびセラミックグリーンシート3を引き剥がすことにより導体層付きセラミックグリーンシート3を形成する。特にセラミックグリーンシート3が薄い場合や強度が弱い場合においては、表面が粘着性の支持体4、例えばPETフィルム等を前記セラミックグリーンシート3の表面に粘着させ、該支持体4を引っ張ることによって前記凹版1から前記セラミックグリーンシート3を剥離させることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 1C, the ceramic green sheet 3 with a conductor layer is formed by peeling the conductor pattern 2 and the ceramic green sheet 3 from the intaglio 1. In particular, when the ceramic green sheet 3 is thin or weak in strength, the support 4 having a sticky surface, such as a PET film, is adhered to the surface of the ceramic green sheet 3 and the support 4 is pulled to pull the support 4. The ceramic green sheet 3 is preferably peeled from the intaglio 1.

次に、図1(d)に示すように、得られた導体層付きセラミックグリーンシート3同士を位置合わせして積み重ね、圧着することによりセラミックグリーンシート積層体を作製する。   Next, as shown in FIG.1 (d), the obtained ceramic green sheets 3 with a conductor layer are aligned, stacked, and press-bonded to produce a ceramic green sheet laminate.

積層する方法は、積み重ねた導体層付きセラミックグリーンシート3に熱と圧力を加えて熱圧着する方法や、有機バインダー,可塑剤,溶剤等からなる密着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。   The method of laminating is a method of applying heat and pressure to the stacked ceramic green sheets 3 with a conductor layer and thermocompression bonding, or a method of thermocompression bonding by applying an adhesive made of an organic binder, plasticizer, solvent, etc. between the sheets. Etc. can be adopted.

本製造方法においては高アスペクトの導体層の形成が可能となるが、それにより積層工程において、導体パターン2の高さによる段差がセラミックグリーンシート上に生じ、密着不良やデラミネーションが発生することがある。そのような場合においては導体層付きグリーンシート3上に、セラミックスラリーを塗布し、前記セラミックスラリーを乾燥させることにより段差は緩和され、密着不良やデラミネーションが発生することのない積層体を形成することができる。   In this manufacturing method, a high-aspect conductor layer can be formed, which may cause a step due to the height of the conductor pattern 2 on the ceramic green sheet in the laminating process, resulting in poor adhesion and delamination. is there. In such a case, the step is relaxed by applying a ceramic slurry on the conductive sheet green sheet 3 and drying the ceramic slurry, thereby forming a laminate that does not cause poor adhesion or delamination. be able to.

この積層体を大気中または加湿窒素雰囲気中にて、400〜600℃の温度で脱バインダーした後、800〜1000℃の温度で焼成することによりガラスセラミック配線基板が得られる。   A glass-ceramic wiring board is obtained by debinding the laminate at a temperature of 400 to 600 ° C. in the air or in a humidified nitrogen atmosphere, and then firing at a temperature of 800 to 1000 ° C.

また、図1(e)に示すように、図1(b)の後に得たセラミックグリーンシート3の表面に、導体ペースト2aをスクリーン印刷等により塗布して導体パターン2cを形成し、これを乾燥後にその上からセラミックスラリー3を塗布した後に乾燥させる工程を所定回数繰り返し、セラミック配線基板を得ることもできる。 Also, as shown in FIG. 1 (e), a conductive paste 2a is applied to the surface of the ceramic green sheet 3 obtained after FIG. 1 (b) by screen printing or the like to form a conductive pattern 2c, which is then dried. later repeated the predetermined number of times the step of drying after applying the ceramic slurry 3 a from thereon, it is also possible to obtain a ceramic wiring substrate.

さらに、図1(e)または図1(d)に示す方法によって得られた多層のセラミックグリーンシート3同士をさらに積層することによってセラミック配線基板を得ることもできる。   Furthermore, a ceramic wiring board can also be obtained by further laminating multilayer ceramic green sheets 3 obtained by the method shown in FIG. 1 (e) or FIG. 1 (d).

なお、半導体チップやチップ部品を搭載するための搭載用電極や、コイル内蔵基板を外部配線基板として接続するための電極パッドのための導体層を表面に焼成してなるセラミック配線基板には、半田等による半導体チップやチップ部品との接合を強固なものにするために、導体層の表面にニッケル層および金層をメッキ法等により順次被着するとよい。   In addition, a soldering electrode is used for a ceramic wiring board in which a mounting layer for mounting a semiconductor chip or a chip component or a conductive layer for an electrode pad for connecting a coil built-in board as an external wiring board is fired on the surface. In order to strengthen the bonding between the semiconductor chip and the chip component by means of, for example, a nickel layer and a gold layer may be sequentially deposited on the surface of the conductor layer by a plating method or the like.

以上のような方法で作製されたセラミック基板は、従来品に比べ微細でかつ厚みが厚く、したがって微細で低抵抗な導体層を形成できるため、電子部品として要求される電気特性の高いものが得られる。   The ceramic substrate manufactured by the method as described above is finer and thicker than conventional products. Therefore, a fine and low-resistance conductor layer can be formed. It is done.

以下、実施例を挙げて本発明の配線基板の製造方法を詳細に説明する。   Hereinafter, an example is given and the manufacturing method of the wiring board of the present invention is explained in detail.

まず、ポリイミドより成るフィルムに、エキシマレーザーにより幅20μm、深さ10μm、長さ10mmの溝加工を行ない、剥離しやすいようにシリコーン系の離形剤をコーティングした。   First, a film made of polyimide was grooved with an excimer laser with a width of 20 μm, a depth of 10 μm, and a length of 10 mm, and a silicone-based release agent was coated so as to be easily peeled off.

次にこの凹版1に剛性を有するスキージを用いて導体ペースト2aを充填した。続いてセラミックスラリー3aを塗布、乾燥することにより、導体パターン2上に100μmの厚みとなるセラミックグリーンシート3を形成した後に剥離することにより転写性を評価した。   Next, the intaglio 1 was filled with the conductor paste 2a using a rigid squeegee. Subsequently, the ceramic slurry 3a was applied and dried to form a ceramic green sheet 3 having a thickness of 100 μm on the conductor pattern 2 and then peeled off to evaluate transferability.

Figure 0005052380
Figure 0005052380

表1における例1においては、導体ペースト2aの有機バインダーとしてメタクリル酸エステル重合体を使用し、セラミックスラリー3aの溶媒としてはイソプロピルアルコールを使用した。その結果、転写性に関しては良好(○)で凹版1への導体パターン2残が無い状態での剥離が可能であり、グリーンシート3上への線幅20μmかつ厚み10μmの導体パターン2形成が可能であった。この例では、お互いのSP値差(溶解度差)は0.8である。   In Example 1 in Table 1, a methacrylic acid ester polymer was used as the organic binder of the conductor paste 2a, and isopropyl alcohol was used as the solvent of the ceramic slurry 3a. As a result, the transferability is good (◯), and it is possible to peel off the conductor pattern 2 on the intaglio 1 without leaving the conductor pattern 2, and the conductor pattern 2 having a line width of 20 μm and a thickness of 10 μm can be formed on the green sheet 3. Met. In this example, the SP value difference (solubility difference) between each other is 0.8.

また表1における例4においては、導体ペースト2aの有機バインダーとしてイソブチルメタクリル酸エステル重合体を使用し、セラミックスラリー3aの溶媒としてはイソプロピルアルコールを使用した。その結果、転写性に関しては不安定(△)で導体パターンの断線はないもの、凹版1への導体パターン2残りの発生が5%程度確認される場合があった。この例では、お互いのSP値差(溶解度差)は3.2である。   In Example 4 in Table 1, isobutyl methacrylate polymer was used as the organic binder of the conductive paste 2a, and isopropyl alcohol was used as the solvent of the ceramic slurry 3a. As a result, the transferability was unstable (Δ) and there was no breakage of the conductor pattern, but the occurrence of the remaining conductor pattern 2 on the intaglio 1 was confirmed to be about 5%. In this example, the SP value difference (solubility difference) between each other is 3.2.

また表1における例9においては、導体ペースト2aの有機バインダーとしてアクリル酸−メタクリル酸エステル共重合体を使用し、セラミックスラリー3aの溶媒としては酢酸エチルを使用した。その結果、転写性に関しては良好(○)で凹版1への導体パターン2残りなく剥離が可能であった。この例では、お互いのSP値差(溶解度差)は2.9である。   Moreover, in Example 9 in Table 1, an acrylic acid-methacrylic acid ester copolymer was used as the organic binder of the conductor paste 2a, and ethyl acetate was used as the solvent of the ceramic slurry 3a. As a result, the transferability was good (◯) and the conductor pattern 2 on the intaglio 1 could be peeled off without remaining. In this example, the SP value difference (solubility difference) between each other is 2.9.

配線導体用ペースト2aとしては、Ag粉末100質量部に、有機バインダー5質量部とテルピネオールを15質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に3本ロールにて十分に混練したものを用いた。   As the wiring conductor paste 2a, 100 parts by mass of Ag powder, 5 parts by mass of an organic binder and 15 parts by mass of terpineol were added and mixed thoroughly with a stirring deaerator, and then kneaded sufficiently with three rolls. Was used.

セラミックスラリー3aとしては、ガラス粉末100質量部に、アクリル樹脂を10質量部と溶剤を加え、十分に混練したものを用いた。   As the ceramic slurry 3a, 10 parts by mass of an acrylic resin and a solvent were added to 100 parts by mass of the glass powder and sufficiently kneaded.

なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例ではAg粉末を使用しているが、Cu,Au,Pt,Al,Ag−Pd合金またはAg−Pt合金粉末においても同様の結果が得られる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, although Ag powder is used in the above-described embodiment, the same result can be obtained with Cu, Au, Pt, Al, Ag-Pd alloy, or Ag-Pt alloy powder.

また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。   In the description of the above embodiment, the terms “upper, lower, left and right” are merely used to describe the positional relationship in the drawings, and do not mean the positional relationship in actual use.

本発明のセラミック基板の製造方法の実施の形態の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of embodiment of the manufacturing method of the ceramic substrate of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:凹版
2:導体パターン
2a:導体ペースト
2c:スクリーン印刷により形成された導体パターン
3:セラミックグリーンシート
3a:セラミックスラリー
4:支持体
1: Intaglio 2: Conductor pattern 2a: Conductor paste 2c: Conductor pattern formed by screen printing 3: Ceramic green sheet 3a: Ceramic slurry 4: Support

Claims (4)

凹版に導体ペーストを充填して導体パターンを形成する第1工程と、
前記導体パターンが形成された前記凹版にセラミックスラリーを塗布する第2工程と、
塗布された前記セラミックスラリーを乾燥してセラミックグリーンシートを形成する第3工程と、
前記凹版上に形成された前記セラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを塗布して導体パターンを形成する導体塗布工程と、
該導体パターンが形成された前記セラミックグリーンシートの表面にセラミックスラリーを塗布するスラリー塗布工程と、
前記セラミックスラリーを乾燥してセラミックグリーンシートを形成するグリーンシート形成工程と、
導体塗布工程、スラリー塗布工程、グリーンシート形成工程が所定回数繰り返されてセラミックグリーンシート積層体を形成する積層工程と、
前記凹版から前記セラミックグリーンシート積層体を剥離する第4工程とを有していることを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。
A first step of filling the intaglio with a conductive paste to form a conductive pattern;
A second step of applying a ceramic slurry to the intaglio in which the conductor pattern is formed;
A third step of drying the applied ceramic slurry to form a ceramic green sheet;
A conductor applying step of forming a conductor pattern by applying a conductor paste on the upper surface of the ceramic green sheet formed on the intaglio;
A slurry application step of applying a ceramic slurry to the surface of the ceramic green sheet on which the conductor pattern is formed;
A green sheet forming step of drying the ceramic slurry to form a ceramic green sheet;
A laminating step in which a conductor coating step, a slurry coating step, and a green sheet forming step are repeated a predetermined number of times to form a ceramic green sheet laminate;
And a fourth step of peeling off the ceramic green sheet laminate from the intaglio.
前記第4程の後に得られた前記セラミックグリーンシート積層体を複数積層する第5工程を有していることを特徴とする請求項1記載のセラミック配線基板の製造方法。 Method for producing a ceramic wiring substrate according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that a fifth step of stacking a plurality of pre-Symbol ceramic green sheet laminate obtained after the fourth degree. 前記セラミックスラリーに含まれる溶剤の溶解度パラメータと、前記凹版に充填される導体ペーストに含まれるバインダーの溶解度パラメータとの差が3以下であることを特徴とする請求項1または2記載のセラミック配線基板の製造方法。 A solubility parameter of the solvent contained in the ceramic slurry, a ceramic wiring board according to claim 1 or 2, wherein the difference between the solubility parameter of the binder contained in the conductive paste filled in the intaglio is 3 or less Manufacturing method. 前記第4程において、表面が粘着性の支持体を前記セラミックグリーンシートの表面に粘着させ、該支持体を引っ張ることによって前記凹版から前記セラミックグリーンシート積層体を剥離させることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のセラミック配線基板の製造方法。 The ceramic green sheet laminate is peeled off from the intaglio by sticking a support having an adhesive surface to the surface of the ceramic green sheet and pulling the support in the fourth step. A method for producing a ceramic wiring board according to any one of 1 to 3 .
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