JP3591818B2

JP3591818B2 - Manufacturing method of wiring board

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Publication number: JP3591818B2
Application number: JP17159599A
Authority: JP
Inventors: 啓介時任
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: JP2001007521A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載される配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載される配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁基体の内部及び表面にタングステン、モリブデン等の高融点金属材料から成る配線導体層、スルーホール導体層、電源導体層および接地導体層を形成した構造を有しており、絶縁基体表面に半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載されるとともに各電子部品の電極が配線導体層等に電気的に接続させるようになっている。
【０００３】
かかる配線基板は、一般に、セラミックスの積層技術及びスクリーン印刷等の厚膜形成技術を採用することによって製作されており、具体的には以下の方法によって製作される。
【０００４】
即ち、
（１）まず、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等から成るセラミックス原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿物を作り、次にこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に形成して複数枚のセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得る。そして各セラミックグリーンシートの上面側から下面側にかけて金属製の打ち抜きピンを押圧し、各セラミックグリーンシートの所定位置に厚み方向に貫通するスルーホールを形成する。
【０００５】
（２）次に、前記セラミックグリーンシートの表面及びスルーホール内に、タングステンやモリブデン粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導電ペーストをスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布する。
【０００６】
（３）そして最後に前記導電ペーストを印刷塗布した各セラミックグリーンシートを上下に積層するとともに還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成し、有機溶剤、溶媒を気化除去するとともに、セラミックグリーンシートと導電ペーストとを焼結一体化することによって絶縁基体の内部及び表面に所定パターンの配線導体層を有する配線基板が完成する。
【０００７】
しかしながら、この従来の配線基板においては、スルーホール導体層を形成するためのスルーホールがセラミックグリーンシートの上面側から下面側にかけて金属製の打ち抜きピンを押圧することによって形成されており、該打ち抜きピンは機械的強度の関係から直径を８０μｍ未満とすることができず、その結果、打ち抜きピンを用いて形成されるスルーホール及び該スルーホール内に形成されるスルーホール導体層は直径が８０μｍ以上となり、スルーホール導体層を高密度に形成することができないという欠点を有していた。
【０００８】
そこで上記欠点を解消するためにセラミックグリーンシートを感光性とし、所定領域に光を照射して光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去する、いわゆるフォトリソグラフィー技術を採用することによって直径が約６０μｍ程度の微細なスルーホールを形成することが提案されている（特開平６−３０５８１４号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、感光性のセラミックグリーンシートを用いて配線基板を製造した場合、光硬化後のセラミックシートは内部および表面に網目状の構造を有する有機樹脂が存在し、該網目状の有機樹脂はその構造上変形し難いものであるため光硬化後のセラミックシートも変形し難いものとなっている。そのため上面に配線導体層となる導電ペーストが印刷塗布されている光硬化後のセラミックシートを上下に積層したとき、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成され、この隙間によって得られる絶縁基体に剥離やフクレ等が発生するとともに該剥離等によって配線導体層等に断線が生じるという欠点を有していた。
【００１０】
またこの従来の配線基板においては、配線導体層がセラミックグリーンシートに導電ペーストをスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布することによって形成されており、該スクリーン印刷法による導電ペーストの印刷塗布はスクリーンメッシュの関係から線幅及び隣接間隔を７０μｍ以下とすることができず、その結果、形成される配線導体層はその線幅が太く、隣接間隔も広いものとなり、配線導体層を高密度に形成することができないという欠点も有していた。
【００１１】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は配線導体層及びスルーホール導体層を高密度に形成することができるとともに、絶縁基体に剥離やフクレ等が発生するのを有効に防止し、配線導体層等の導通を確実とした配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板の製造方法は、
（１）感光性樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複数枚の感光性セラミックグリーンシートと、感光性樹脂組成物に金属粉末を分散混入させた感光性導電ペーストを作製する工程と、
（２）前記感光性セラミックグリーンシートの所定領域に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して厚み方向に貫通するスルーホールを有する複数枚の光硬化セラミックシートを形成する工程と、
（３）前記光硬化セラミックシートの下面にエッチングにより所定パターンの溝部を形成する工程と、
（４）前記光硬化セラミックシートの上面及びスルーホール内に感光性導電ペーストを被着充填させるとともに該感光性導電ペーストの所定位置に光を照射し、所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して光硬化セラミックシートの表面及びスルーホール内に所定パターンの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する工程と、
（５）前記複数枚の光硬化セラミックシートを、下部に位置する光硬化セラミックシートの上面に形成した配線用導体層と上部に位置する光硬化セラミックシートの下面に形成した溝部とが嵌合するように積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及び表面に配線導体層及びスルーホール導体層を形成する工程とから成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の配線基板の製造方法は、
（１）感光性樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複数枚の感光性セラミックグリーンシートと、感光性樹脂組成物に金属粉末を分散混入させた感光性導電ペーストを作製する工程と、
（２）前記感光性セラミックグリーンシートの所定領域に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して、厚み方向に貫通するスルーホール及び下面に溝部を有する光硬化セラミックシートを形成する工程と、
（３）感光性樹脂組成物に金属粉末を分散混入させた感光性導電ペーストを、前記光硬化セラミックシートの上面及びスルーホール内に被着させるとともに該感光性導電ペーストの所定位置に光を照射し、所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して光硬化セラミックシートの上面及びスルーホール内に所定パターンの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する工程と、
（４）前記複数枚の光硬化セラミックシートを、下部に位置する光硬化セラミックシートの上面に形成した配線用導体層と上部に位置する光硬化セラミックシートの下面に形成した溝部とが嵌合するように積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及び表面に配線導体層及びスルーホール導体層を形成する工程とから成ることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁基体を形成するためのセラミックグリーンシートを、感光性樹脂組成物にセラミック粉末を添加分散させて感光性となしたことから、セラミックグリーンシートの所定位置に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の感光性樹脂組成物を現像により除去することによってスルーホールを極めて簡単に、かつ直径を６０μｍ以下の小さな径に形成することができ、これによってスルーホール内に形成されるスルーホール導体層もその直径を６０μｍ以下の小さいものとしてスルーホール導体層を高密度に形成することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上下に積層される光硬化セラミックシートのうち、下部側に配される光硬化セラミックシートの上面に配線用導体層を、上部側に配される光硬化セラミックシートの下面に溝部を各々形成したことから積層時、下部側に配される光硬化セラミックシート上面の配線用導体層が、上部側に配される光硬化セラミックシート下面の溝部に嵌合して上下の光硬化セラミックシートが密着し、その結果、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成されることはなく、得られる絶縁基体も剥離やフクレ等の発生が有効に防止され、配線導体層等の導通を確実となすことができる。
【００１６】
さらに本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体層を形成するための導電ペーストを感光性樹脂組成物に金属粉末を分散混入させて感光性となしたことから光硬化セラミックシートの上面に感光性導電ペーストを被着させ、その後、所定位置に光を照射し、所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の感光性樹脂組成物を現像除去することによって配線用導体層を形成する、所謂、フォトリソグラフィー技術を採用することによって形成することができるため配線用導体層の線幅、隣接間隔は６０μｍ以下と細く、狭いものになすことができ、これによって配線導体層も線幅が細く、隣接間隔が狭いものとなって配線導体層を高密度に形成することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の配線基板の製造方法を図１（ａ）乃至（ｉ）に示す実施例に基づいて説明する。
【００１８】
まず図１（ａ）に示す如く、感光性セラミックグリーンシート１を複数枚形成する。
前記感光性セラミックグリーンシート１はセラミック粉末に、光反応性化合物、光重合開始剤、光重合促進剤から成る感光性樹脂組成物および必要に応じて有機バインダー、紫外線吸収剤、熱重合禁止剤、非感光性ポリマー等を混合して感光性泥漿物を作り、前記感光性泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形することによって形成される。
【００１９】
前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられるセラミック粉末としてはガラスセラミックス粉末、酸化アルミニウム粉末、ムライト粉末、窒化アルミニウム粉末、結晶化ガラス粉末等が使用され、例えば、ガラスセラミックス粉末が使用される場合には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）１０．８重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）２８．０重量％、酸化珪素（ＳｉＯ_２）４３．８重量％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）７．１重量％、残部がホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）から成るガラス成分８０重量％に対し、酸化珪素（ＳｉＯ_２）粉末を２０重量％としたものが好適に使用される。
【００２０】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光反応性化合物は光反応性の炭素−炭素不飽和結合を有するアクリル系またはメタクリル系のモノマーもしくはオリゴマーであり、光硬化して感光性セラミックグリーンシート１を後述する現像液に不溶となすことにより、フォトリソグラフィー法によるスルーホール形成を可能とする作用を有し、例えば、１，６ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、ステアリルアクリレート、テトラヒドラフルフリルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、トリデシルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、エトキシ化ノニルフェニールアクリレート、ジンクジアクリレート、１，３ブタンジオールジアクリレート、１．４ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、プロピシ化ネオペンチルグリコールアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化グリセリ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トールテトラアクリレート、ペンタアクリレートエステル及び上記のアクリレートをメタクリレートに置き換えたものがあり、これらの１種または２種以上を混合したものを用いることができる。
【００２１】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光重合開始剤は紫外線等の光エネルギーによりラジカルを生じ、このラジカルにより光反応性化合物に光硬化の反応を開始させる作用を有し、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２ジメトキシ−２−フェニル−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジル、ベンジルジメチルケタノール、ベンジル−メトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンゾアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンザルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−１−プロパノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、Ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソビチロニトリル、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、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−１，２−４ジエチルチオキサントン、２，２ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ジフェニルジスルフィド、ベンゾチアゾールジスルフィド、トリフェニルホルフィン、カンファーキノン、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、及び、エオシン、メチレンブルーなどの光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミンなどの還元剤の組み合わせなどが挙げられ、上記化合物中の１種または２種以上を用いることができる。
【００２２】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光重合促進剤は光反応性化合物の光硬化の反応を促進する作用をなし、例えば４−ジメチルアミノイソアミルベンゾエート、４−ジメチルアミノエチルベンゾエートなどがあり、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００２３】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる有機バインダーは、セラミック粉末と結合してこれを有機溶剤中に分散させる作用をなし、イソブチルメタクリレート（ｉ−ＢＭＡ）とアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体を用いることができる。
【００２４】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる紫外線吸収剤は、光硬化の反応を起こすために照射された紫外線が感光性セラミックグリーンシート１の内部でセラミック粉末により散乱されて不要な部分まで光硬化をさせてしまい、例えばスルーホールの形成精度を劣化させてしまうということを防ぐ作用をなし、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ビンダードアミン系の化合物の１種または２種以上を用いることができる。
【００２５】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる熱重合禁止剤はフリーラジカルを吸収する性質があり、感光性セラミックグリーンシート１に環境中から加わる弱い熱エネルギーにより感光性樹脂組成物の一部から小量のフリーラジカルを生じ、このフリーラジカルにより光反応性化合物が部分的に重合して現像液に溶解し難くなってフォトリソグラフィー法によるスルーホールの形成が困難になるのを防止する作用をなし、例えば、キノン、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ニトロソアルミニウム塩、ハイドロキノンモノメチルエーテル、２，６−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、２，３−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノールが挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００２６】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる非感光性ポリマーは、光反応性化合物の作用を補完してセラミック粉末をシート状に成形することを補助する作用をなし、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の樹脂にカルボン酸を置換した樹脂を置換した樹脂が挙げられ、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸イソボニル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−メトキシエチル、メタクリル酸２−エトキシエチル、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸１，３ブチレングリコール、ジメタクリル酸１，６ヘキサンジオール、ジメタクリル酸ポリプロピレングリコール、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、コハク酸２−メタクリロイルオキシエチル、マレイン酸２−メタクリロイルオキシエチル、フタル酸２−メタクリロイルオキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸２−メタクリロイルオキシエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸トリフルオロエチル、メタクリル酸ヘプタデカフルオデシル及びこれらの有機酸をアクリル酸で置き換えたものの共重合体が挙げられ、置換するカルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酸およびこれらの酸無水物が使用される。
【００２７】
次に前記感光性セラミックグリーンシート１の上面に図１（ｂ）に示す如く、フォトマスクパターン２を被着形成する。
【００２８】
前記フォトマスクパターン２は微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の上面に形成され、その形状は形成しようとするスルーホールの形状に対応したものとなっている。
【００２９】
次に前記上面にフォトマスクパターン２が被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ^２の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２の存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて光硬化させるとともにフォトマスクパターン２で覆われた紫外線の照射されていない領域、即ち、未硬化の領域を現像により除去することによって図１（ｃ）に示す如く、所定位置にスルーホール３が形成された光硬化セラミックシート１ａを得る。
【００３０】
前記感光性セラミックグリーンシート１に紫外線等の光を照射してスルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａを形成した場合、フォトマスクパターン２が微細加工の可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって形成されているためスルーホール３の径は６０μｍ以下の小さな径とすることができ、同時にスルーホール３の形成がフォトマスクパターンを介して紫外線等の光を照射し、未硬化の領域を現像で除去するという極めて簡単な作業で行うことができる。
【００３１】
なお、前記スルーホール３を形成するための未硬化の感光性樹脂組成物を除去する現像液としては、例えば、トリエタノールアミン等の有機アルカリの溶液が使用され、該トリエタノールアミン等の有機アルカリから成る溶液は未硬化の感光性セラミックグリーンシート１中の有機バインダーの有するカルボキシル基から水素イオンを奪い、このカルボキシル基をイオン化することによって水溶性となし、現像液または洗浄水中に溶解させる。
【００３２】
また前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａを形成する場合、感光性セラミックグリーンシート１に含有されているセラミック粉末の平均粒径を約２μｍ（マイクロトラック法でＤ５０）としておくと、紫外線の透過が良好で光硬化を均一に行わせることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１のセラミック粉末はその平均粒径を約２μｍとしておくことが好ましい。
【００３３】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光反応性化合物は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して５〜１２重量部としておくとスルーホール３を感光性セラミックグリーンシート１の厚み方向に均一に形成することが容易となる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光反応性化合物はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して５〜１２重量部としておくことが好ましい。
【００３４】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合開始剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．５〜５重量部としておくと光硬化の反応を感光性セラミックグリーンシート１中で均一に開始させることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合開始剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．５〜５重量部としておくことが好ましい。
【００３５】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合促進剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して２〜５重量部としておくと感光性セラミックグリーンシート１中で均一に光硬化の反応を促進させることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合促進剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して２〜５重量部としておくことが好ましい。
【００３６】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される有機バインダーは、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して１０〜２５重量部としておくと、セラミック粉末を有機溶剤中に均一に分散させることが容易であり、また後の焼成の際に容易に分解してセラミックから成る絶縁基体中に残留することがない。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される有機バインダーはその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して１０〜２５重量部としておくことが好ましい。
【００３７】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される紫外線吸収剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．０１〜２重量部としておくと紫外線を過度に吸収することなく効果的に吸収し、不要な部分の光硬化を抑えることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される紫外線吸収剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．０１〜２重量部としておくことが好ましい。
【００３８】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される熱重合禁止剤はセラミック粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲としておくと熱エネルギーにより生じた小量のフリーラジカルを効果的に吸収することができるとともに、光硬化の反応を妨げることがなく、スルーホール３を任意の箇所に精度良く形成することができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される熱重合禁止剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲としておくことが好ましい。
【００３９】
また前記感光性セラミックグリーンシート１は、その厚みが１０μｍ未満の場合、機械的強度が弱く、容易に破断して、取扱いが困難となり、また６０μｍを超えると、光硬化のために照射される紫外線等の光が感光性セラミックグリーンシート１の下面側に到達し難くなってスルーホール３の形成の解像度が低下する恐れがある。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１は、その厚みを１０〜６０μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００４０】
次に、図１（ｄ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの下面に感光性レジストフィルムを被着させメタルマスク等を介して光を照射し所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去して所定パターンの貫通穴を有するレジスト膜４を形成し、しかる後、光硬化セラミックシート１ａ下面でレジスト膜４により被覆されていない露出部位を炭酸ナトリウム溶液等のエッチング液を用いてエッチングすることにより、図１（ｅ）に示す如く、所定の深さ及びパターンの溝部５を形成する。
【００４１】
前記溝部５は、後述する複数枚の光硬化セラミックシート１ａを上下に積層する際、下部側に配される光硬化セラミックシート１ａの上面に被着形成される配線用導体層を嵌合収容する作用をなし、そのパターンの形状、深さは下部側に配される光硬化セラミックシート１ａの上面に被着形成される配線用導体層と同じになっている。
【００４２】
そして次に図１（ｆ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの上面およびスルーホール３内に感光性導電ペースト６をスクリーン印刷法やスピンコート法等によって所定厚みに被着充填する。
【００４３】
前記感光性導電ペースト６は、金、銀、白金、パラジウム、銅、ニッケル、モリブデン、タングステンまたはこれらの合金、あるいはこれらを主成分とする合金等から成る金属粉末に、光反応性化合物、光重合開始剤、光重合促進剤から成る感光性樹脂組成物および有機バインダー、さらに必要に応じて紫外線吸収剤、熱重合禁止剤、無機添加物を混合して形成される。
【００４４】
次に前記光硬化セラミックシート１ａの表面に被着させた感光性導電ペースト６は更に図１（ｇ）に示す如く、フォトマスクパターン７が被着される。
【００４５】
前記フォトマスクパターン７は、例えば、感光性導電ペースト上に感光性フォトレジストを被着させるとともに所定パターンのメタルマスクを介して光を照射し、所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去する、所謂、フォトリソグラフィー技術を採用することによって形成され、その形状は形成しようとする配線導体層の形状に対応したものとなっている。
【００４６】
次に前記上面にフォトマスクパターン７が被着されている感光性導電ペースト６に対し、フォトマスクパターン７側から、例えば、約５０〜３０００ｍｊ／ｃｍ^２の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン７の存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて光硬化させるとともにフォトマスクパターン７で覆われた紫外線の照射されていない領域、即ち、未硬化の領域を現像により除去することによって図１（ｈ）に示す如く、所定位置に所定パターンの配線用導体層８及びスルーホール用導体層９が被着充填された光硬化セラミックシート１ａを得る。
【００４７】
この場合、メタルマスクを上述の溝部５を形成する際に用いたメタルマスクに対し同じものを使用するようにしておくと、溝部５と同じパターンの貫通穴を有するフォトマスクパターンが形成されるため、溝部５と同じパターンに配線用導体層８を容易に形成することができる。
【００４８】
前記感光性導電ペースト６に紫外線等の光を照射して所定パターンの配線用導体層８及びスルーホール用導体層９を形成した場合、フォトマスクパターン７が微細加工の可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって形成されているため配線用導体層８はその線幅、隣接間隔を６０μｍ以下の細く、狭いものとなすことができ、同時に配線用導体層８及びスルーホール用導体層９の形成がフォトマスクパターンを介して紫外線等の光を照射し、未硬化の領域を現像で除去するという極めて簡単な作業で行うことができる。
【００４９】
なお、前記感光性導電ペースト６における未硬化の感光性樹脂組成物を除去する現像液としては、例えば、前述の感光性セラミックグリーンシート１にスルーホールを形成する際に使用される現像液と同様のものが使用される。
【００５０】
また前記感光性導電ペースト６中に含有される金属粉末は、その粒径が０．５μｍ未満となると光硬化のために照射される紫外線等の光に散乱が生じやすく、また１０μｍを超えると形成される配線用導体層８の表面が粗くなり、かつ線幅が１００μｍ以下の微細な配線用導体層８を精度良く形成することが難しくなる傾向がある。従って、前記感光性導電ペースト６中の金属粉末はその粒径を０．５μｍ〜１０μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００５１】
また前記感光性導電ペースト６中に含有される光反応性化合物は、光反応性の炭素−炭素二重結合を有する有機化合物であり、重合反応で光硬化することにより導電ペーストを現像液に不溶性となす作用を有し、例えば、ジエチレングリコール、モノエチレングリコール、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、トリデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート等が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００５２】
前記光反応性化合物は、その添加量が金属粉末１００重量部に対して０．１重量部以下では硬化が弱いため良好な配線用導体層５を形成することが困難となる傾向があり、また１０重量部を超えると導電ペーストの表面がべとついて作業性が低下する恐れがある。従って、前記光反応性化合物はその添加量を金属粉末１００重量部に対して０．１から０重量部の範囲としておくことが好ましい。
【００５３】
また、前記感光性導電ペースト６中に含有される光重合開始剤は光エネルギーによりラジカルを生じて光反応性化合物に重合反応を生じさせる作用を有し、例えば、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、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−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、２，４ジエチルチオキサントン等が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００５４】
前記光重合開始剤はその添加量が金属粉末１００重量部に対して０．１重量部未満となると光硬化のための重合反応が開始され難くなる傾向があり、また５重量部を超えると硬化が進行し過ぎて所定パターンの配線用導体層８を形成することが難しくなる。従って、前記光重合開始剤はその添加量を金属粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲としておくことが好ましい。
【００５５】
また前記感光性導電ペースト６中に含有される光重合促進剤は光反応性化合物の重合反応を促進する作用を有し、例えば４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル等を用いることができる。
【００５６】
前記光重合促進剤はその添加量が金属粉末１００重量部に対して０．１重量部未満では光硬化を促進する効果が得られず、また１０重量部を超えると重合が不必要な部分まで過度に進んで所定パターンの配線用導体層８を形成することが難しくなる。従って、前記光重合促進剤はその添加量を金属粉末１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲としておくことが好ましい。
【００５７】
また前記感光性導電ペースト６中に含有される有機バインダーは金属粉末を均一に分散させる作用を有し、例えばメタクリル酸エステルとアクリル酸エステルとの共重合体を用いることができる。
【００５８】
前記有機バインダーは、その添加量が金属粉末１００重量部に対して１重量％未満となると感光性導電ペーストの流動性が高くなりすぎて、スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの表面に均一厚みに被着させることが困難となり、また１５重量％を超えるとこの感光性導電ペーストを使用して形成される配線導体やスルーホール導体の電気抵抗が高くなってしまう。従って、前記有機バインダーはその添加量を金属粉末１００重量部に対して１〜１５重量部とすることが好ましい。
【００５９】
また前記感光性導電ペースト６中に含有される紫外線吸収剤は照射された紫外線が感光性導電ペーストの内部で金属粉末により散乱されて不要な部分まで光硬化してしまうのを防ぐ作用を有し、例えば、２−（２′−ヒドロキシ−５′メチル−フェニル）−ベンゾトリアゾール等を用いることができる。
【００６０】
また前記紫外線吸収剤は、その添加量が金属粉末１００重量部に対して０．１重量部未満では紫外線の散乱を防ぐ作用が不十分であり、１０重量部を超えると紫外線の吸収量が大きくなるため光硬化が進み難くなり露光効率が低下して生産性が低下してしまう傾向にある。従って、前記紫外線吸収剤はその添加量を金属粉末１００重量部に対して０．１〜１０重量部としておくことが好ましい。
【００６１】
また前記感光性導電ペースト６中に含有される熱重合禁止剤は、感光性導電ペーストに加わる熱エネルギーにより感光性樹脂組成物の一部が分解してフリーラジカルを生じ、このフリーラジカルにより光反応性化合物が部分的に重合して感光性導電ペーストの粘度が高くなってしまい、光硬化セラミックシート１の表面に印刷塗布することが困難になるという問題を防ぐ作用を有し、例えば、メトキノン、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン等を用いることができる。
【００６２】
前記熱重合禁止剤は、その添加量が金属粉末１００重量部に対して０．１重量部未満ではフリーラジカルを吸収する作用が弱く、また５重量部を超えると感光性導電ペーストの表面がべとつき作業性が低下するおそれがある。従って前記熱重合禁止剤はその添加量を金属粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲とすることが好ましい。
【００６３】
また前記感光性導電ペースト６中に含有される無機添加物は、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ホウ素等の金属酸化物やガラスから成り、この感光性導電ペースト６を使用して形成される配線導体およびスルーホール導体を絶縁基体に強固に接合させる作用を有する。
【００６４】
前記無機添加物は金属粉末１００重量部に対して０．１重量部未満では配線導体及びスルーホール導体と絶縁基体との接合強度を強くする作用が不十分となり、また１０重量部を超えると形成される配線導体やスルーホール導体の電気抵抗が高くなる恐れがある。従って、前記無機添加物はその添加量を金属粉末１００重量部に対して０．１〜１０重量部とすることが好ましい。
【００６５】
そして最後に、前記配線用導体層８、スルーホール用導体層９、及び溝部５を有する複数枚の光硬化セラミックシート１ａを、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの溝部５と、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの配線用導体層８とが嵌合するようにして積層するとともに焼成し、セラミック粉末および金属粉末を一体焼結させることにより、図１（ｉ）に示す如くセラミックから成る絶縁基体１ｂの内部及び表面に配線導体層８ａ及びスルーホール導体層９ａを有する製品としての配線基板が完成する。
【００６６】
この場合、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの上面に形成された配線用導体層８が、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの下面に形成された溝部５内に嵌合、収容されてしまうことから、配線用導体層８と溝部５の内壁面とを密着させるとともに上下の光硬化セラミックシート１ａ同士を密着させることができ、積層された上下の光硬化セラミックシート１ａ間に隙間が生じることはなく、同時に得られる絶縁基体１ｂも剥離やフクレ等の発生が有効に防止されて隣接する配線導体層８ａ間及び配線導体層８ａとスルーホール導体層９ａとの間の導通を確実となすことができる。
【００６７】
次に本発明の他の実施例を図２（ａ）乃至（ｈ）に基づき説明する。
なお、図中、図１と同一箇所には同一符号が付してある。
まず図２（ａ）に示す如く、感光性セラミックグリーンシート１を複数枚形成する。
この感光性セラミックグリーンシート１は、前述の図１に示す感光性セラミックグリーンシート１に使用した材料、方法を用いることによって形成される。
【００６８】
次に前記感光性セラミックグリーンシート１の上面に図２（ｂ）に示す如く、フォトマスクパターン２ａを被着形成する。
【００６９】
前記フォトマスクパターン２ａは微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の上面に形成され、その形状は形成しようとするスルーホールの形状に対応したものとなっている。
【００７０】
次に前記上面にフォトマスクパターン２ａが被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２ａ側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ^２の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２ａの存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせる。そしてその後、この感光性セラミックグリーンシート１の下面に図２（ｃ）に示す如く、フォトマスクパターン２ｂを被着形成する。
【００７１】
前記フォトマスクパターン２ｂは微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の下面に形成され、その形状は形成しようとする溝部の形状に対応したものとなっている。
【００７２】
次に前記下面にフォトマスクパターン２ｂが被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２ｂ側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ^２の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２ｂの存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域をさらに光重合させて光硬化の硬化度を高くさせる。
【００７３】
そして次にフォトマスクパターン２ａ及び２ｂで覆われており、紫外線の照射されていない領域及び紫外線の照射が少ない領域、即ち、未硬化の領域と硬化度の低い領域を現像により除去し、これによって、図２（ｄ）に示す如く、所定位置にスルーホール３及び溝部５が形成された光硬化セラミックシート１ａを得る。
【００７４】
この場合、現像は前述の図１と同様の現像液、例えば、トリエタノールアミン等の有機アルカリの溶液を用いることができ、未硬化の領域と硬化度の低い領域との間で現像除去の速度が大きく異なることを利用して、未硬化の領域では完全に貫通されてスルーホール３が形成され、硬化度の低い領域では表層部のみが現像除去されて所定の深さの溝部７が形成される。
【００７５】
そして次に、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの少なくとも１つの上面およびスルーホール３内に、前述の図１に示す製造方法に使用した材料、方法を用いることによって、所定厚みの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する。
【００７６】
前記配線用導体層及びスルーホール用導体層の形成は、まず図２（ｅ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの上面およびスルーホール３内に感光性導電ペースト６をスクリーン印刷法やスピンコート法等によって所定厚みに被着充填し、次に図２（ｆ）に示す如く、前記光硬化セラミックシート１ａの表面に被着させた感光性導電ペースト６上に、フォトマスクパターン７を被着形成し、最後に、前記上面にフォトマスクパターン７が被着されている感光性導電ペースト６に対し、フォトマスクパターン７側から、例えば、約５０〜３０００ｍｊ／ｃｍ^２の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン７の存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて光硬化させるとともにフォトマスクパターン７で覆われた紫外線の照射されていない領域、即ち、未硬化の領域を現像により除去することによって図２（ｇ）に示す如く、所定位置に所定パターンの配線用導体層８及びスルーホール用導体層９が被着充填された光硬化セラミックシート１ａを得る。
【００７７】
なお、前記感光性導電ペースト６は図１に示す製造方法に使用した材料、方法を用いることによって形成され、また前記フォトマスクパターン７も、例えば、図１に示す製造方法に使用した材料、方法を用いるフォトリソグラフィー技術により形成され、その形状は形成しようとする配線導体層の形状に対応したものとなっている。
【００７８】
またこの場合も図１の場合と同様、フォトマスクパターン７が微細加工の可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって形成されているため配線用導体層８はその線幅、隣接間隔を６０μｍ以下の細く、狭いものとなすことができ、同時に配線用導体層８及びスルーホール用導体層９の形成がフォトマスクパターンを介して紫外線等の光を照射し、未硬化の領域を現像で除去するという極めて簡単な作業で行うことができる。
【００７９】
そして最後に、前記配線用導体層８、スルーホール用導体層９、及び溝部５を有する複数枚の光硬化セラミックシート１ａを、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの溝部と、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの配線用導体層８とが嵌合するようにして積層するとともに焼成し、セラミック粉末および金属粉末を一体焼結させることにより、図２（ｈ）に示す如くセラミックから成る絶縁基体１ｂの内部及び表面に配線導体層８ａ及びスルーホール導体層９ａを有する製品としての配線基板が完成する。
【００８０】
この場合も、図１の場合と同様、積層された上下の光硬化セラミックシート１ａ間に隙間が生じることはない。
【００８１】
かくして得られた配線基板は、絶縁基体１ｂの上面に半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載されるとともに各電子部品の電極が配線導体層８ａ等に電気的に接続され、これによって各電子部品はその各々が配線導体層８ａ等を介して互いに電気的に接続されるとともに外部電気回路に接続されることとなる。
【００８２】
なお本発明は上述の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であれば種々の変更は可能である。
【００８３】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁基体を形成するためのセラミックグリーンシートを、感光性樹脂組成物にセラミック粉末を添加分散させて感光性となしたことから、セラミックグリーンシートの所定位置に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の感光性樹脂組成物を現像により除去することによってスルーホールを極めて簡単に、かつ直径を６０μｍ以下の小さな径に形成することができ、これによってスルーホール内に形成されるスルーホール導体層もその直径を６０μｍ以下の小さいものとしてスルーホール導体層を高密度に形成することが可能となる。
【００８４】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上下に積層される光硬化セラミックシートのうち、下部側に配される光硬化セラミックシートの上面に配線用導体層を、上部側に配される光硬化セラミックシートの下面に溝部を各々形成したことから積層時、下部側に配される光硬化セラミックシート上面の配線用導体層が、上部側に配される光硬化セラミックシート下面の溝部に嵌合して上下の光硬化セラミックシートが密着し、その結果、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成されることはなく、得られる絶縁基体も剥離やフクレ等の発生が有効に防止され、配線導体層等の導通を確実となすことができる。
【００８５】
さらに本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体層を形成するための導電ペーストを感光性樹脂組成物に金属粉末を分散混入させて感光性となしたことから光硬化セラミックシートの上面に感光性導電ペーストを被着させ、その後、所定位置に光を照射し、所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の感光性樹脂組成物を現像除去することによって配線用導体層を形成する、所謂、フォトリソグラフィー技術を採用することによって形成することができるため配線用導体層の線幅、隣接間隔は６０μｍ以下と細く、狭いものになすことができ、これによって配線導体層も線幅が細く、隣接間隔が狭いものとなって配線導体層を高密度に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）乃至（ｉ）は本発明の配線基板の製造方法を説明するための各工程毎の断面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｈ）は本発明の他の実施例を説明するための各工程毎の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・感光性セラミックグリーンシート
１ａ・・・・光硬化セラミックシート
１ｂ・・・・絶縁基体
３・・・・・スルーホール
６・・・・・感光性導電ペースト
５・・・・・溝部
８・・・・・配線用導体層
８ａ・・・・配線導体層
９・・・・・スルーホール用導体層
９・・・・・スルーホール導体層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board on which electronic components such as a semiconductor element, a capacitance element, and a resistor are mounted.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a wiring board on which electronic components such as a semiconductor element, a capacitor element, and a resistor are mounted has a wiring conductor made of a refractory metal material such as tungsten or molybdenum on the inside and surface of an insulating base made of an aluminum oxide sintered body. Layers, through-hole conductor layers, power supply conductor layers, and ground conductor layers. Electronic components such as semiconductor elements, capacitors, resistors, etc. are mounted on the surface of the insulating base and the electrodes of each electronic component Are electrically connected to a wiring conductor layer or the like.
[0003]
Such a wiring board is generally manufactured by employing a ceramic laminating technique and a thick film forming technique such as screen printing, and is specifically manufactured by the following method.
[0004]
That is,
(1) First, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), Silicon oxide (SiO ₂ ), Magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), and the like, and an organic solvent and a solvent are added to and mixed with ceramic raw material powder to form a slurry, which is then formed by a well-known doctor blade method, calender roll method, or the like. A plurality of ceramic green sheets (ceramic green sheets) are obtained by forming a sheet. Then, a metal punch pin is pressed from the upper surface side to the lower surface side of each ceramic green sheet, and a through hole penetrating in a thickness direction is formed at a predetermined position of each ceramic green sheet.
[0005]
(2) Next, a conductive paste obtained by adding and mixing an organic solvent and a solvent to tungsten or molybdenum powder is printed and applied in a predetermined pattern on the surface of the ceramic green sheet and in the through holes by a screen printing method.
[0006]
(3) Finally, the ceramic green sheets on which the conductive paste is printed and applied are laminated one on top of the other and fired at a temperature of about 1600 ° C. in a reducing atmosphere to evaporate and remove the organic solvent and the solvent. By sintering and integrating the conductive paste, a wiring substrate having a predetermined pattern of wiring conductor layers inside and on the surface of the insulating base is completed.
[0007]
However, in this conventional wiring board, a through-hole for forming a through-hole conductor layer is formed by pressing a metal punching pin from the upper surface side to the lower surface side of the ceramic green sheet. Cannot be less than 80 μm in diameter due to the mechanical strength, and as a result, the diameter of the through-hole formed by using the punched pin and the through-hole conductor layer formed in the through-hole becomes 80 μm or more. However, there is a disadvantage that the through-hole conductor layer cannot be formed at a high density.
[0008]
Therefore, in order to eliminate the above-mentioned disadvantage, the ceramic green sheet is made photosensitive, and a predetermined area is irradiated with light to be light-cured and the uncured area is removed by development. It has been proposed to form through holes as fine as possible (see JP-A-6-305814).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a wiring board is manufactured using a photosensitive ceramic green sheet, the photocured ceramic sheet has an organic resin having a network structure inside and on the surface, and the network organic resin has the structure. Since it is hardly deformed, the ceramic sheet after light curing is also hardly deformed. Therefore, when the photo-cured ceramic sheets on which the conductive paste to be the wiring conductor layer is printed and applied on the upper surface are vertically stacked, due to the thickness of the conductive paste to be the wiring conductor layer between the upper and lower photo-cured ceramic sheets. A gap is formed, and the insulating base obtained by the gap causes peeling, blistering, and the like, and has a defect that the peeling or the like causes disconnection in the wiring conductor layer and the like.
[0010]
In this conventional wiring board, a wiring conductor layer is formed by printing and applying a conductive paste on a ceramic green sheet in a predetermined pattern by a screen printing method. Therefore, the line width and the adjacent distance cannot be reduced to 70 μm or less. As a result, the formed wiring conductor layer has a large line width and a large adjacent distance, and the wiring conductor layer is formed with high density. It also had the disadvantage that it was not possible.
[0011]
The present invention has been devised in view of the above-mentioned drawbacks, and its object is to form a wiring conductor layer and a through-hole conductor layer at a high density and to effectively prevent peeling, blistering, etc. from occurring on an insulating base. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a wiring board which prevents the wiring and ensures conduction of the wiring conductor layer and the like.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing a wiring board according to the present invention includes:
(1) a step of preparing a plurality of photosensitive ceramic green sheets in which ceramic powder is dispersed in a photosensitive resin composition, and a photosensitive conductive paste in which metal powder is dispersed and mixed in the photosensitive resin composition;
(2) A plurality of photo-cured ceramic sheets having through holes penetrating in the thickness direction by irradiating light to a predetermined area of the photosensitive ceramic green sheet and photo-curing and developing the photosensitive resin composition in the predetermined area. Forming,
(3) forming a groove of a predetermined pattern by etching on the lower surface of the photocurable ceramic sheet;
(4) A photosensitive conductive paste is applied and filled on the upper surface and the through holes of the photocurable ceramic sheet, and a predetermined position of the photosensitive conductive paste is irradiated with light, and a predetermined region of the photosensitive resin composition is photocured. Forming and conducting a predetermined pattern of a wiring conductor layer and a through-hole conductor layer on the surface and in the through-hole of the photocured ceramic sheet by developing and
(5) The plurality of light-cured ceramic sheets are fitted with the wiring conductor layer formed on the upper surface of the lower light-cured ceramic sheet and the groove formed on the lower surface of the upper light-cured ceramic sheet. Forming a wiring conductor layer and a through-hole conductor layer on the inside and on the surface of an insulating substrate made of ceramic.
[0013]
Further, the method for manufacturing a wiring board of the present invention includes:
(1) a step of preparing a plurality of photosensitive ceramic green sheets in which ceramic powder is dispersed in a photosensitive resin composition, and a photosensitive conductive paste in which metal powder is dispersed and mixed in the photosensitive resin composition;
(2) A photo-cured ceramic having a through-hole penetrating in the thickness direction and a groove on the lower surface by irradiating light to a predetermined area of the photosensitive ceramic green sheet and photo-curing and developing the photosensitive resin composition in the predetermined area. Forming a sheet;
(3) A photosensitive conductive paste obtained by dispersing and mixing metal powder in a photosensitive resin composition is applied on the upper surface of the photocurable ceramic sheet and in the through holes, and a predetermined position of the photosensitive conductive paste is irradiated with light. Then, a step of forming a predetermined pattern of the wiring conductor layer and the through-hole conductor layer in the upper surface and the through-hole of the photo-cured ceramic sheet by photo-curing and developing the photosensitive resin composition in a predetermined region,
(4) The plurality of photocurable ceramic sheets are fitted with the wiring conductor layer formed on the upper surface of the lower photocurable ceramic sheet and the groove formed on the lower surface of the upper photocurable ceramic sheet. Forming a wiring conductor layer and a through-hole conductor layer on the inside and on the surface of an insulating substrate made of ceramic.
[0014]
According to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, a ceramic green sheet for forming an insulating substrate is made photosensitive by adding and dispersing ceramic powder to a photosensitive resin composition. By irradiating the position with light and photo-curing the photosensitive resin composition in a predetermined area, and removing the photosensitive resin composition in the uncured area by development, the through-hole is extremely easily formed, and the diameter is as small as 60 μm or less. The diameter of the through-hole conductor layer formed in the through-hole can be reduced to 60 μm or less, so that the through-hole conductor layer can be formed at a high density.
[0015]
According to the method of manufacturing a wiring board of the present invention, among the photocurable ceramic sheets stacked vertically, the wiring conductor layer is disposed on the upper surface of the photocurable ceramic sheet disposed on the lower side. Since the grooves are formed on the lower surface of the photo-cured ceramic sheet, the wiring conductor layer on the upper surface of the photo-cured ceramic sheet disposed on the lower side during lamination is formed in the groove on the lower surface of the photo-cured ceramic sheet disposed on the upper side. The upper and lower light-cured ceramic sheets are closely attached to each other, so that no gap is formed between the upper and lower light-cured ceramic sheets due to the thickness of the conductive paste serving as a wiring conductor layer. The substrate is also effectively prevented from peeling or blistering, and the conduction of the wiring conductor layer and the like can be ensured.
[0016]
Further, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, the conductive paste for forming the wiring conductor layer is made photosensitive by dispersing and mixing metal powder in the photosensitive resin composition, so that the upper surface of the photocurable ceramic sheet is formed. A photosensitive conductive paste is applied to the wiring, and thereafter, a predetermined position is irradiated with light, and the photosensitive resin composition in a predetermined region is light-cured, and the photosensitive resin composition in an uncured region is developed and removed. Since the wiring conductor layer can be formed by employing a so-called photolithography technique, the line width and the adjacent distance of the wiring conductor layer can be made as narrow and narrow as 60 μm or less. The conductor layer also has a small line width and a small adjacent space, so that the wiring conductor layer can be formed at a high density.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a method for manufacturing a wiring board according to the present invention will be described with reference to the embodiments shown in FIGS.
[0018]
First, as shown in FIG. 1A, a plurality of photosensitive ceramic green sheets 1 are formed.
The photosensitive ceramic green sheet 1 is obtained by adding a photosensitive resin composition comprising a photoreactive compound, a photopolymerization initiator, a photopolymerization accelerator and, if necessary, an organic binder, an ultraviolet absorber, a thermal polymerization inhibitor, The photosensitive slurry is formed by mixing a non-photosensitive polymer or the like to form a photosensitive slurry, and forming the photosensitive slurry into a sheet by a doctor blade method, a calendar roll method, or the like.
[0019]
As the ceramic powder used for forming the photosensitive ceramic green sheet 1, glass ceramic powder, aluminum oxide powder, mullite powder, aluminum nitride powder, crystallized glass powder and the like are used. For example, glass ceramic powder is used. In this case, 10.8% by weight of magnesium oxide (MgO) and aluminum oxide (Al ₂ O ₃ 28.0% by weight, silicon oxide (SiO ₂ 43.8% by weight, zinc oxide (ZnO) 7.1% by weight, the balance being boron (B ₂ O ₃ ) To 80% by weight of a glass component composed of silicon oxide (SiO 2). ₂ ) A powder containing 20% by weight is preferably used.
[0020]
The photoreactive compound used for forming the photosensitive ceramic green sheet 1 is an acrylic or methacrylic monomer or oligomer having a photoreactive carbon-carbon unsaturated bond. By making the ceramic green sheet 1 insoluble in a developing solution described later, the ceramic green sheet 1 has an effect of enabling formation of a through hole by a photolithography method. For example, 1,6 hexanediol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, trimethylol Propane triacrylate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate, stearyl acrylate, tetrahydrfurfuryl acrylate, lauryl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, isodecyl acrylate, isooctyl acryle , Tridecyl acrylate, caprolactone acrylate, ethoxylated nonylphenyl acrylate, zinc diacrylate, 1,3 butanediol diacrylate, 1.4 butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, Triethylene glycol diacrylate, ethoxylated bisphenol A diacrylate, propicylated neopentyl glycol acrylate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate triacrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, propoxylated trimethylol Propane triacrylate, proxy glyceryl triacryle G, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol hydroxypentaacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, pentaacrylate ester, and the above acrylates are replaced with methacrylates. One or more of these are mixed. Can be used.
[0021]
Further, the photopolymerization initiator used when forming the photosensitive ceramic green sheet 1 has a function of generating a radical by light energy such as ultraviolet light, and causing the photoreactive compound to start a photocuring reaction by the radical, For example, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4bis (diethylamino) benzophenone, 4,4-dichlorobenzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenylketone, dibenzyl Ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2 dimethoxy-2-phenyl-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, pt-butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methyl Thioxanthone, 2- Lorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyl, benzyldimethylketanol, benzyl-methoxyethylacetal, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloro Anthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzosuberone, methyleneanthrone, 4-azidobenzalacetophenone, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) cyclohexanone, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone 2-phenyl-1,2-butadione-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione-2- (o-ethoxycarbo) Nil) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-benzoyl) oxime, Michler's ketone, 2-methyl- [ 4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, naphthalenesulfonyl chloride, quinoline sulfonyl chloride, N-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobityronitrile, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl- Ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,4-diethylthioxanthone, 2,2 dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, diphenyl disulfide, benzo Thiazole disulfide, trif Nylphorphine, camphorquinone, carbon tetrabromide, tribromophenylsulfone, benzoin peroxide, and a combination of a photoreducing dye such as eosin and methylene blue and a reducing agent such as ascorbic acid and triethanolamine. One or more of the compounds can be used.
[0022]
Further, the photopolymerization accelerator used when forming the photosensitive ceramic green sheet 1 has an action of accelerating the photocuring reaction of the photoreactive compound, for example, 4-dimethylaminoisoamylbenzoate, 4-dimethylaminoethylbenzoate. And one or more of these can be used.
[0023]
The organic binder used to form the photosensitive ceramic green sheet 1 has a function of binding to ceramic powder and dispersing the same in an organic solvent, and isobutyl methacrylate (i-BMA) and acrylic acid or methacrylic acid are used. Can be used.
[0024]
The ultraviolet absorber used when forming the photosensitive ceramic green sheet 1 is unnecessary because ultraviolet rays emitted to cause a photo-curing reaction are scattered by ceramic powder inside the photosensitive ceramic green sheet 1. It does not act to prevent the photocuring up to the part, for example, deteriorating the precision of the formation of through holes, and uses one or more of benzotriazole-based, benzophenone-based, and binderdamine-based compounds be able to.
[0025]
Further, the thermal polymerization inhibitor used when forming the photosensitive ceramic green sheet 1 has a property of absorbing free radicals, and the photosensitive resin composition of the photosensitive resin green sheet 1 is weakened by weak thermal energy applied from the environment. A small amount of free radicals are generated from a part, and the free radicals prevent the photoreactive compound from being partially polymerized and hardly dissolved in the developer, thereby preventing the formation of through holes by photolithography. Acting, for example, quinone, hydroquinone, methylhydroquinone, nitrosoaluminum salt, hydroquinone monomethyl ether, 2,6-t-butyl-p-cresol, 2,3-dimethyl-6-t-butylphenol; One or more kinds can be used.
[0026]
In addition, the non-photosensitive polymer used in forming the photosensitive ceramic green sheet 1 complements the action of the photoreactive compound and assists in forming the ceramic powder into a sheet. Copolymers, methacrylic acid ester copolymers, resins such as acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymers and the like, in which a resin obtained by substituting a resin with a carboxylic acid, include, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and methacrylic acid. N-butyl acrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, isobonyl methacrylate, glycidyl methacrylate, methacrylyl Tetrahydrofurfuryl, allyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, dimethacrylic acid 1 1,3-butylene glycol, 1,6-hexanediol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 2-methacryloyloxyethyl succinate, 2-methacryloyloxyethyl maleate, 2-methacryloyloxyethyl phthalate , 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, trifur methacrylate Roethyl, heptadecafluorodecyl methacrylate and copolymers of these organic acids replaced with acrylic acid, and the substituted carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, and fumaric acid. , Vinyl acids and their anhydrides are used.
[0027]
Next, a photomask pattern 2 is formed on the upper surface of the photosensitive ceramic green sheet 1 as shown in FIG.
[0028]
The photomask pattern 2 is formed on the upper surface of the photosensitive ceramic green sheet 1 by employing a photolithography technique capable of fine processing, and the shape thereof corresponds to the shape of the through hole to be formed. .
[0029]
Next, the photosensitive ceramic green sheet 1 on which the photomask pattern 2 is adhered on the upper surface is, for example, about 300 mj / cm from the photomask pattern 2 side. ² UV light is applied to a portion where the photomask pattern 2 is not present, and the photosensitive resin composition in the region where the UV light is irradiated is photopolymerized to be photo-cured. By removing the covered area not irradiated with ultraviolet rays, that is, the uncured area by development, a photocured ceramic sheet 1a having a through hole 3 formed at a predetermined position is obtained as shown in FIG. 1 (c). .
[0030]
When the photosensitive ceramic green sheet 1 is irradiated with light such as ultraviolet rays to form a photo-cured ceramic sheet 1a having through holes 3, the photomask pattern 2 is formed by employing a photolithography technique capable of fine processing. Therefore, the diameter of the through hole 3 can be reduced to a small diameter of 60 μm or less. At the same time, the formation of the through hole 3 is performed by irradiating light such as ultraviolet rays through a photomask pattern, and an uncured region is removed by development. It can be done with a very simple task of doing.
[0031]
As the developer for removing the uncured photosensitive resin composition for forming the through hole 3, for example, a solution of an organic alkali such as triethanolamine is used, and an organic alkali such as triethanolamine is used. The solution consisting of is deprived of hydrogen ions from the carboxyl groups of the organic binder in the uncured photosensitive ceramic green sheet 1 and ionized, so that the carboxyl groups are rendered water-soluble and dissolved in a developing solution or washing water.
[0032]
When the photocurable ceramic sheet 1a having the through holes 3 is formed, if the average particle size of the ceramic powder contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is set to about 2 μm (D50 by the microtrack method), Light transmission is good and light curing can be performed uniformly. Therefore, it is preferable that the average particle size of the ceramic powder of the photosensitive ceramic green sheet 1 is about 2 μm.
[0033]
When the photoreactive compound contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is added in an amount of 5 to 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder, the through holes 3 are formed in the photosensitive ceramic green sheet 1. It becomes easy to form uniformly in the thickness direction. Therefore, the amount of the photoreactive compound contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is preferably set to 5 to 12 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic powder.
[0034]
When the photopolymerization initiator contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is added in an amount of 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder, the photo-curing reaction is prevented. It can be started uniformly in the sheet 1. Therefore, the amount of the photopolymerization initiator contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is preferably set to 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic powder.
[0035]
When the photopolymerization accelerator contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is added in an amount of 2 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder, the photopolymerization accelerator is uniformly dispersed in the photosensitive ceramic green sheet 1. The curing reaction can be accelerated. Therefore, the amount of the photopolymerization accelerator contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is preferably set to 2 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic powder.
[0036]
When the organic binder contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is added in an amount of 10 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder, the ceramic powder can be uniformly dispersed in the organic solvent. It is easy and does not easily decompose during the subsequent firing and remains in the insulating substrate made of ceramic. Therefore, the organic binder contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is preferably added in an amount of 10 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic powder.
[0037]
When the amount of the ultraviolet absorber contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is set to 0.01 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder, the ultraviolet absorber is effectively prevented from excessively absorbing ultraviolet rays. It absorbs and can suppress the photocuring of an unnecessary part. Therefore, it is preferable that the amount of the ultraviolet absorber contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is 0.01 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic powder.
[0038]
When the thermal polymerization inhibitor contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is in the range of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder, a small amount of free radicals generated by thermal energy can be effectively removed. The through-hole 3 can be accurately formed at any position without hindering the photocuring reaction. Therefore, it is preferable that the amount of the thermal polymerization inhibitor contained in the photosensitive ceramic green sheet 1 is set in the range of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic powder.
[0039]
When the thickness of the photosensitive ceramic green sheet 1 is less than 10 μm, the mechanical strength is weak, the sheet is easily broken, and handling becomes difficult. When the thickness exceeds 60 μm, ultraviolet rays irradiated for photocuring are used. Such light may hardly reach the lower surface side of the photosensitive ceramic green sheet 1, and the resolution of the formation of the through hole 3 may be reduced. Therefore, it is preferable that the photosensitive ceramic green sheet 1 has a thickness in the range of 10 to 60 μm.
[0040]
Next, as shown in FIG. 1 (d), a photosensitive resist film is applied to the lower surface of the photocurable ceramic sheet 1a having the through holes 3, and light is irradiated through a metal mask or the like to light cure a predetermined area. At the same time, the uncured region is removed by development to form a resist film 4 having a through hole of a predetermined pattern. Thereafter, the exposed portion of the lower surface of the photocurable ceramic sheet 1a that is not covered with the resist film 4 is exposed to a solution such as sodium carbonate solution. By etching using an etchant, a groove 5 having a predetermined depth and pattern is formed as shown in FIG.
[0041]
The groove portion 5 fits and accommodates a wiring conductor layer formed on the upper surface of the photocurable ceramic sheet 1a disposed on the lower side when a plurality of photocurable ceramic sheets 1a to be described later are vertically stacked. The pattern and the depth of the pattern are the same as those of the wiring conductor layer formed on the upper surface of the photocurable ceramic sheet 1a disposed on the lower side.
[0042]
Then, as shown in FIG. 1 (f), a photosensitive conductive paste 6 is coated to a predetermined thickness on the upper surface of the photocured ceramic sheet 1a having the through holes 3 and in the through holes 3 by a screen printing method, a spin coating method or the like. Fill and fill.
[0043]
The photosensitive conductive paste 6 is made of a metal powder made of gold, silver, platinum, palladium, copper, nickel, molybdenum, tungsten, an alloy thereof, or an alloy containing these as a main component, a photoreactive compound, photopolymerization, or the like. It is formed by mixing a photosensitive resin composition comprising an initiator, a photopolymerization accelerator, an organic binder, and, if necessary, an ultraviolet absorber, a thermal polymerization inhibitor, and an inorganic additive.
[0044]
Next, as shown in FIG. 1 (g), a photomask pattern 7 is further applied to the photosensitive conductive paste 6 applied to the surface of the photocurable ceramic sheet 1a.
[0045]
The photomask pattern 7 is formed, for example, by applying a photosensitive photoresist on a photosensitive conductive paste and irradiating light through a metal mask having a predetermined pattern to light cure a predetermined area and develop an uncured area by development. It is formed by employing a so-called photolithography technique to be removed, and its shape corresponds to the shape of the wiring conductor layer to be formed.
[0046]
Next, the photosensitive conductive paste 6 having the photomask pattern 7 adhered to the upper surface is, for example, about 50 to 3000 mj / cm from the photomask pattern 7 side. ² Irradiation of ultraviolet light of intensity is applied to a portion where the photomask pattern 7 is not present, to cause photopolymerization of the photosensitive resin composition in the region where the ultraviolet light is irradiated, thereby causing photocuring and curing. As shown in FIG. 1 (h), by removing the covered area which has not been irradiated with ultraviolet rays, that is, the uncured area by development, a predetermined pattern of the wiring conductor layer 8 and the through-hole conductor layer are formed at predetermined positions as shown in FIG. Thus, a light-cured ceramic sheet 1a is obtained.
[0047]
In this case, if the same metal mask as that used when forming the above-described groove portion 5 is used, a photomask pattern having the same pattern of the through hole as the groove portion 5 is formed. The wiring conductor layer 8 can be easily formed in the same pattern as the groove 5.
[0048]
In the case where the photosensitive conductive paste 6 is irradiated with light such as ultraviolet rays to form the wiring conductor layer 8 and the through-hole conductor layer 9 in a predetermined pattern, the photomask pattern 7 employs a photolithography technique capable of fine processing. Therefore, the wiring conductor layer 8 can have a narrow and narrow line width and an adjacent interval of 60 μm or less, and at the same time, the formation of the wiring conductor layer 8 and the through-hole conductor layer 9 can be achieved. Irradiation with light such as ultraviolet rays through a photomask pattern and removal of the uncured area by development can be performed with a very simple operation.
[0049]
The developer for removing the uncured photosensitive resin composition in the photosensitive conductive paste 6 is, for example, the same as the developer used when forming the through holes in the photosensitive ceramic green sheet 1 described above. Is used.
[0050]
When the particle size of the metal powder contained in the photosensitive conductive paste 6 is less than 0.5 μm, scattering of light such as ultraviolet rays irradiated for photocuring tends to occur. There is a tendency that the surface of the wiring conductor layer 8 to be formed becomes rough, and it is difficult to accurately form the fine wiring conductor layer 8 having a line width of 100 μm or less. Therefore, it is preferable that the metal powder in the photosensitive conductive paste 6 has a particle size in a range of 0.5 μm to 10 μm.
[0051]
The photoreactive compound contained in the photosensitive conductive paste 6 is an organic compound having a photoreactive carbon-carbon double bond. The photoreactive compound becomes insoluble in a developer by being photocured by a polymerization reaction. For example, diethylene glycol, monoethylene glycol, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate, caprolactone acrylate, tridecyl acrylate, isooctyl acrylate, stearyl Acrylate, lauryl acrylate and the like can be mentioned, and one or more of these can be used.
[0052]
When the addition amount of the photoreactive compound is 0.1 part by weight or less based on 100 parts by weight of the metal powder, the curing is weak, so that it tends to be difficult to form a favorable wiring conductor layer 5, If the amount exceeds 10 parts by weight, the surface of the conductive paste may become sticky and workability may be reduced. Therefore, it is preferable that the amount of the photoreactive compound is in the range of 0.1 to 0 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder.
[0053]
Further, the photopolymerization initiator contained in the photosensitive conductive paste 6 has a function of generating a radical by light energy to cause a polymerization reaction of the photoreactive compound. For example, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butan-1-one, 2, 4-diethylthioxanthone and the like, and one or more of these can be used.
[0054]
When the amount of the photopolymerization initiator is less than 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the metal powder, the polymerization reaction for photocuring tends to be difficult to be started, and when the amount exceeds 5 parts by weight, the curing is hardened. Progresses too much, and it becomes difficult to form the wiring conductor layer 8 having a predetermined pattern. Therefore, it is preferable to add the photopolymerization initiator in the range of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder.
[0055]
The photopolymerization accelerator contained in the photosensitive conductive paste 6 has an action of accelerating the polymerization reaction of the photoreactive compound. For example, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate can be used.
[0056]
When the amount of the photopolymerization accelerator is less than 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal powder, the effect of promoting photocuring cannot be obtained. It becomes difficult to form the wiring conductor layer 8 of the predetermined pattern excessively. Therefore, it is preferable that the amount of the photopolymerization accelerator is in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder.
[0057]
The organic binder contained in the photosensitive conductive paste 6 has a function of uniformly dispersing the metal powder. For example, a copolymer of methacrylic acid ester and acrylic acid ester can be used.
[0058]
If the amount of the organic binder is less than 1% by weight based on 100 parts by weight of the metal powder, the fluidity of the photosensitive conductive paste becomes too high, and the organic binder is uniformly formed on the surface of the photo-cured ceramic sheet 1a having the through holes 3. It becomes difficult to adhere to the thickness, and if it exceeds 15% by weight, the electric resistance of the wiring conductor and the through-hole conductor formed using this photosensitive conductive paste becomes high. Therefore, the organic binder is preferably added in an amount of 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder.
[0059]
The ultraviolet absorber contained in the photosensitive conductive paste 6 has a function of preventing the irradiated ultraviolet rays from being scattered by the metal powder inside the photosensitive conductive paste and hardening to an unnecessary portion. For example, 2- (2'-hydroxy-5'methyl-phenyl) -benzotriazole and the like can be used.
[0060]
When the amount of the ultraviolet absorber is less than 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal powder, the effect of preventing the scattering of ultraviolet light is insufficient, and when the amount exceeds 10 parts by weight, the amount of ultraviolet absorption is large. As a result, photocuring hardly proceeds, and the exposure efficiency tends to decrease, and the productivity tends to decrease. Therefore, it is preferable to add the ultraviolet absorber in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder.
[0061]
In addition, the thermal polymerization inhibitor contained in the photosensitive conductive paste 6 causes a part of the photosensitive resin composition to be decomposed by heat energy applied to the photosensitive conductive paste to generate free radicals. Has a function of preventing the problem that the photosensitive compound is partially polymerized to increase the viscosity of the photosensitive conductive paste, making it difficult to print and apply on the surface of the photocurable ceramic sheet 1. Hydroquinone, methylhydroquinone and the like can be used.
[0062]
When the amount of the thermal polymerization inhibitor is less than 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the metal powder, the effect of absorbing free radicals is weak, and when the amount exceeds 5 parts by weight, the surface of the photosensitive conductive paste becomes sticky. Workability may be reduced. Therefore, the amount of the thermal polymerization inhibitor is preferably in the range of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder.
[0063]
The inorganic additive contained in the photosensitive conductive paste 6 is made of a metal oxide such as aluminum oxide, silicon dioxide, magnesium oxide, zinc oxide, or boron oxide or glass. Has the effect of firmly joining the wiring conductor and the through-hole conductor formed as described above to the insulating base.
[0064]
When the amount of the inorganic additive is less than 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal powder, the effect of increasing the bonding strength between the wiring conductor and the through-hole conductor and the insulating base becomes insufficient, and when the amount exceeds 10 parts by weight, the inorganic additive is formed. There is a possibility that the electrical resistance of the wiring conductor and the through-hole conductor to be formed becomes high. Therefore, the amount of the inorganic additive is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder.
[0065]
Finally, the plurality of photo-cured ceramic sheets 1a having the wiring conductor layer 8, the through-hole conductor layer 9, and the groove 5 are placed in the groove 5 of the light-cured ceramic sheet 1a located at the upper part and at the lower part. As shown in FIG. 1 (i), the light-cured ceramic sheet 1a is laminated and fired so that the wiring conductor layer 8 of the light-cured ceramic sheet 1a fits, and is sintered integrally with the ceramic powder and the metal powder. A wiring board as a product having the wiring conductor layer 8a and the through-hole conductor layer 9a inside and on the surface of the insulating base 1b is completed.
[0066]
In this case, the wiring conductor layer 8 formed on the upper surface of the lower photocurable ceramic sheet 1a is fitted and accommodated in the groove 5 formed on the lower surface of the upper photocurable ceramic sheet 1a. Therefore, the wiring conductor layer 8 and the inner wall surface of the groove 5 can be brought into close contact with each other, and the upper and lower photocurable ceramic sheets 1a can be brought into close contact with each other, and a gap is generated between the stacked upper and lower photocurable ceramic sheets 1a. In addition, the insulating substrate 1b obtained at the same time is effectively prevented from peeling, blistering or the like, and ensures conduction between the adjacent wiring conductor layers 8a and between the wiring conductor layer 8a and the through-hole conductor layer 9a. be able to.
[0067]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
First, as shown in FIG. 2A, a plurality of photosensitive ceramic green sheets 1 are formed.
The photosensitive ceramic green sheet 1 is formed by using the material and method used for the photosensitive ceramic green sheet 1 shown in FIG.
[0068]
Next, a photomask pattern 2a is formed on the upper surface of the photosensitive ceramic green sheet 1 as shown in FIG.
[0069]
The photomask pattern 2a is formed on the upper surface of the photosensitive ceramic green sheet 1 by employing a photolithography technique capable of fine processing, and the shape thereof corresponds to the shape of the through hole to be formed. .
[0070]
Next, the photosensitive ceramic green sheet 1 on which the photomask pattern 2a is attached on the upper surface is, for example, about 300 mj / cm from the photomask pattern 2a side. ² UV light is applied to a portion where the photomask pattern 2a is not present, and photopolymerization is caused in the photosensitive resin composition in the region where the UV light has been applied. Then, a photomask pattern 2b is formed on the lower surface of the photosensitive ceramic green sheet 1 as shown in FIG.
[0071]
The photomask pattern 2b is formed on the lower surface of the photosensitive ceramic green sheet 1 by employing photolithography technology capable of fine processing, and its shape corresponds to the shape of the groove to be formed.
[0072]
Next, the photosensitive ceramic green sheet 1 having the photomask pattern 2b adhered to the lower surface is, for example, about 300 mj / cm from the photomask pattern 2b side. ² UV light is applied to a portion where the photomask pattern 2b is not present, and the region irradiated with the UV light is further photopolymerized to increase the degree of photocuring.
[0073]
Then, the areas covered with the photomask patterns 2a and 2b, which are not irradiated with the ultraviolet rays and the areas where the irradiation of the ultraviolet rays is small, that is, the uncured areas and the areas having a low degree of curing are removed by development. As shown in FIG. 2 (d), a photo-cured ceramic sheet 1a having through holes 3 and grooves 5 formed at predetermined positions is obtained.
[0074]
In this case, a developing solution similar to that shown in FIG. 1 described above, for example, a solution of an organic alkali such as triethanolamine can be used. By making use of the fact that the through hole 3 is completely penetrated in the uncured region, the through-hole 3 is formed in the region with a low degree of curing, and only the surface layer is developed and removed to form the groove 7 having a predetermined depth. You.
[0075]
Then, the wiring having a predetermined thickness is formed on at least one upper surface of the photo-cured ceramic sheet 1a having the through hole 3 and the inside of the through hole 3 by using the material and method used in the manufacturing method shown in FIG. And a conductor layer for through holes are formed.
[0076]
First, as shown in FIG. 2 (e), the photosensitive conductive paste 6 is formed on the upper surface of the photocured ceramic sheet 1 a having the through holes 3 and in the through holes 3, as shown in FIG. 2 (f), a photoconductive paste 6 is adhered to the surface of the photocurable ceramic sheet 1a by photolithography, spin coating, or the like. A mask pattern 7 is deposited and finally, the photosensitive conductive paste 6 on which the photomask pattern 7 is deposited on the upper surface is, for example, about 50 to 3000 mj / cm from the photomask pattern 7 side. ² Irradiation of ultraviolet light of intensity is applied to a portion where the photomask pattern 7 is not present, to cause photopolymerization of the photosensitive resin composition in the region where the ultraviolet light is irradiated, thereby causing photocuring and curing. As shown in FIG. 2 (g), by removing the covered area which has not been irradiated with ultraviolet rays, ie, the uncured area by development, a predetermined pattern of the wiring conductor layer 8 and the through-hole conductor layer are formed at predetermined positions. Thus, a light-cured ceramic sheet 1a is obtained.
[0077]
The photosensitive conductive paste 6 is formed by using the material and method used in the manufacturing method shown in FIG. 1, and the photomask pattern 7 is also formed of, for example, the material and method used in the manufacturing method shown in FIG. Is formed by a photolithography technique using the same, and the shape thereof corresponds to the shape of the wiring conductor layer to be formed.
[0078]
Also in this case, as in the case of FIG. 1, the photomask pattern 7 is formed by employing a photolithography technique capable of microfabrication, so that the wiring conductor layer 8 has a line width and an adjacent interval of 60 μm or less. At the same time, the formation of the wiring conductor layer 8 and the through-hole conductor layer 9 involves irradiating light such as ultraviolet rays through a photomask pattern, and removing the uncured region by development. It can be done with extremely simple work.
[0079]
Finally, the plurality of photo-cured ceramic sheets 1a having the wiring conductor layer 8, the through-hole conductor layer 9, and the groove 5 are formed by placing the plurality of photo-cured ceramic sheets 1a at the upper portion and at the lower portion. As shown in FIG. 2 (h), by laminating and firing so that the wiring conductor layer 8 of the photocurable ceramic sheet 1a fits and firing it, the ceramic powder and the metal powder are integrally sintered. A wiring board as a product having the wiring conductor layer 8a and the through-hole conductor layer 9a inside and on the surface of the base 1b is completed.
[0080]
Also in this case, as in the case of FIG. 1, there is no gap between the laminated upper and lower photocurable ceramic sheets 1a.
[0081]
In the wiring board thus obtained, electronic components such as semiconductor elements, capacitance elements, and resistors are mounted on the upper surface of the insulating base 1b, and the electrodes of each electronic component are electrically connected to the wiring conductor layer 8a and the like. Accordingly, each of the electronic components is electrically connected to each other via the wiring conductor layer 8a and the like, and is also connected to an external electric circuit.
[0082]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0083]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, a ceramic green sheet for forming an insulating substrate is made photosensitive by adding and dispersing ceramic powder to a photosensitive resin composition. By irradiating the position with light and photo-curing the photosensitive resin composition in a predetermined area, and removing the photosensitive resin composition in the uncured area by development, the through-hole is extremely easily formed, and the diameter is as small as 60 μm or less. The diameter of the through-hole conductor layer formed in the through-hole can be reduced to 60 μm or less, so that the through-hole conductor layer can be formed at a high density.
[0084]
According to the method of manufacturing a wiring board of the present invention, among the photocurable ceramic sheets stacked vertically, the wiring conductor layer is disposed on the upper surface of the photocurable ceramic sheet disposed on the lower side. Since the grooves are formed on the lower surface of the photo-cured ceramic sheet, the wiring conductor layer on the upper surface of the photo-cured ceramic sheet disposed on the lower side during lamination is formed in the groove on the lower surface of the photo-cured ceramic sheet disposed on the upper side. The upper and lower light-cured ceramic sheets are closely attached to each other, so that no gap is formed between the upper and lower light-cured ceramic sheets due to the thickness of the conductive paste serving as a wiring conductor layer. The substrate is also effectively prevented from peeling or blistering, and the conduction of the wiring conductor layer and the like can be ensured.
[0085]
Further, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, the conductive paste for forming the wiring conductor layer is made photosensitive by dispersing and mixing metal powder in the photosensitive resin composition, so that the upper surface of the photocurable ceramic sheet is formed. A photosensitive conductive paste is applied to the wiring, and thereafter, a predetermined position is irradiated with light, and the photosensitive resin composition in a predetermined region is light-cured, and the photosensitive resin composition in an uncured region is developed and removed. Since the wiring conductor layer can be formed by employing a so-called photolithography technique, the line width and the adjacent distance of the wiring conductor layer can be made as narrow and narrow as 60 μm or less. The conductor layer also has a small line width and a small adjacent space, so that the wiring conductor layer can be formed at a high density.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1I are cross-sectional views for explaining respective steps of a method for manufacturing a wiring board according to the present invention.
2 (a) to 2 (h) are cross-sectional views for respective steps for explaining another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Photosensitive ceramic green sheet
1a ··· Photocurable ceramic sheet
1b Insulating base
3 ・・・・・ Through hole
6 ... Photosensitive conductive paste
5. Groove
8 .... Conductive layer for wiring
8a... Wiring conductor layer
9 Conductor layer for through hole
9 ····· Through-hole conductor layer

Claims

(1) a step of preparing a plurality of photosensitive ceramic green sheets in which ceramic powder is dispersed in a photosensitive resin composition, and a photosensitive conductive paste in which metal powder is dispersed and mixed in the photosensitive resin composition;
(2) A plurality of photo-cured ceramic sheets having through holes penetrating in the thickness direction by irradiating light to a predetermined area of the photosensitive ceramic green sheet and photo-curing and developing the photosensitive resin composition in the predetermined area. Forming,
(3) forming a groove of a predetermined pattern by etching on the lower surface of the photocurable ceramic sheet;
(4) A photosensitive conductive paste is applied and filled on the upper surface and the through hole of the photocurable ceramic sheet, and a predetermined position of the photosensitive conductive paste is irradiated with light;
A step of forming a predetermined pattern of a wiring conductor layer and a through-hole conductor layer on the surface and in the through-hole of the photo-cured ceramic sheet by photocuring and developing the photosensitive resin composition in a predetermined region,
(5) The plurality of light-cured ceramic sheets are fitted with the wiring conductor layer formed on the upper surface of the lower light-cured ceramic sheet and the groove formed on the lower surface of the upper light-cured ceramic sheet. Forming a wiring conductor layer and a through-hole conductor layer inside and on the surface of an insulating base made of ceramic.

(1) a step of preparing a plurality of photosensitive ceramic green sheets in which ceramic powder is dispersed in a photosensitive resin composition, and a photosensitive conductive paste in which metal powder is dispersed and mixed in the photosensitive resin composition;
(2) A photo-cured ceramic having a through-hole penetrating in the thickness direction and a groove on the lower surface by irradiating light to a predetermined area of the photosensitive ceramic green sheet and photo-curing and developing the photosensitive resin composition in the predetermined area. Forming a sheet;
(3) A photosensitive conductive paste obtained by dispersing and mixing metal powder in a photosensitive resin composition is applied on the upper surface of the photocurable ceramic sheet and in the through holes, and a predetermined position of the photosensitive conductive paste is irradiated with light. Then, a step of forming a predetermined pattern of the wiring conductor layer and the through-hole conductor layer in the upper surface and the through-hole of the photo-cured ceramic sheet by photo-curing and developing the photosensitive resin composition in a predetermined region,
(4) The plurality of photocurable ceramic sheets are fitted with the wiring conductor layer formed on the upper surface of the lower photocurable ceramic sheet and the groove formed on the lower surface of the upper photocurable ceramic sheet. Forming a wiring conductor layer and a through-hole conductor layer inside and on the surface of an insulating base made of ceramic.