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JP5451365B2 - Wiring board manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、配線パターンの埋設されたセラミックグリーンシートを積層して焼成する、半導体素子収納用パッケージや高周波モジュールに適用される配線基板の製造方法および配線基板に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board applied to a package for housing semiconductor elements and a high-frequency module, in which ceramic green sheets with embedded wiring patterns are stacked and fired, and to the wiring board.

近年、移動体通信分野などで使用される電子機器の小型化に伴い、この電子機器に用いられる配線基板においても小型化および高性能化が望まれている。   In recent years, along with miniaturization of electronic devices used in the field of mobile communication, etc., miniaturization and high performance have been desired for wiring boards used in these electronic devices.

このような配線基板は、セラミック粉末に有機バインダ、可塑剤および溶剤等を加えてスラリーとし、ドクターブレード法等によってセラミックグリーンシートを成形した後、金属粉末を含有する導体ペーストを印刷するなどしてセラミックグリーンシート上に配線パターンを形成し、次に複数枚の配線パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層して加圧することによってセラミックグリーンシート積層体を得た後、このセラミックグリーンシート積層体を焼成することによって得られる。   Such a wiring board is made by adding an organic binder, a plasticizer and a solvent to a ceramic powder to form a slurry, forming a ceramic green sheet by a doctor blade method or the like, and then printing a conductor paste containing a metal powder. A ceramic green sheet laminate is obtained by forming a wiring pattern on the ceramic green sheet and then laminating and pressing the ceramic green sheets on which a plurality of wiring patterns are formed. It is obtained by firing.

ところが、配線基板に対する前述の要求に対応するために、セラミックグリーンシートの厚みを薄くするとともにセラミックグリーンシートの積層数を多くすると、異なるセラミックグリーンシートの層間に形成された配線パターンが積層方向において重なる領域と重ならない領域とではその厚み差が大きくなる。このため、セラミックグリーンシート積層体を作製するために加圧する際に、異なるセラミックグリーンシートの層間に形成された配線パターンが積層方向において重なる領域においては加圧力が十分に加わるものの、重ならない領域において加圧力が十分に加わりにくくなるので、不十分な圧着となりやすい。そして、そのように不十分な圧着により形成されたセラミックグリーンシート積層体を焼成すると、圧着が不十分な部分でデラミネーション(層間剥離)が発生する可能性があった。   However, when the thickness of the ceramic green sheet is reduced and the number of laminated ceramic green sheets is increased in order to meet the above-described requirements for the wiring board, the wiring patterns formed between the layers of different ceramic green sheets overlap in the lamination direction. The thickness difference between the region and the region that does not overlap with the region increases. For this reason, when pressure is applied to produce a ceramic green sheet laminate, a sufficient amount of pressure is applied in areas where wiring patterns formed between layers of different ceramic green sheets overlap in the stacking direction, but in areas where they do not overlap Since the applied pressure is difficult to be applied sufficiently, insufficient pressure bonding tends to occur. And when the ceramic green sheet laminated body formed by such insufficient pressure bonding is fired, delamination (delamination) may occur in a portion where pressure bonding is insufficient.

一方、上記のセラミックグリーンシート積層体において、重要な電気特性である直流抵抗値の低減のためには、配線パターンの厚みを厚くする必要がある。しかしながら、配線パターンの厚みを厚くしようとすると、デラミネーションは一層生じ易くなるという問題があった。   On the other hand, in the above ceramic green sheet laminate, it is necessary to increase the thickness of the wiring pattern in order to reduce the DC resistance value which is an important electrical characteristic. However, there is a problem that delamination is more likely to occur when the thickness of the wiring pattern is increased.

これらの問題に対して、支持フィルム上にスクリーン印刷法等によって導体ペーストによる配線パターンを印刷し、その上にセラミックスラリーを塗布してから加熱して乾燥させた後、貼着している支持フィルムを剥がすことによって、セラミックグリーンシートに配線パターンを転写することを特徴とする配線パターン付きセラミックグリーンシートの製造方法が提案されている(特許文献1を参照)。   For these problems, a wiring pattern made of a conductive paste is printed on a support film by a screen printing method, etc., and a ceramic slurry is applied thereon, followed by heating and drying, and then the support film adhered. A method of manufacturing a ceramic green sheet with a wiring pattern, which is characterized in that the wiring pattern is transferred to the ceramic green sheet by peeling off (see Patent Document 1).

この製造方法によれば、導体ペーストによる配線パターンをセラミックグリーンシートに埋設させ、配線パターンの形成されたセラミックグリーンシートの表面を平坦にすることができることから、セラミックグリーンシートを積層したときに異なるセラミックグリーンシートの層間に形成された配線パターンが積層方向において重なる領域と重ならない領域とで厚み差がなくなり、不均一な加圧力によりデラミネーションが発生するのを抑制することができる。   According to this manufacturing method, since the surface of the ceramic green sheet on which the wiring pattern is formed can be flattened by embedding the wiring pattern with the conductor paste in the ceramic green sheet, different ceramic green sheets are laminated. There is no difference in thickness between the area where the wiring patterns formed between the green sheet layers overlap and the area where they do not overlap in the stacking direction, and it is possible to suppress the occurrence of delamination due to uneven pressure.

しかしながら、特許文献1に記載された製造方法によれば、離型剤層が導体ペーストに含まれる溶剤を吸収せずにはじき易いという特徴があるため、導体ペーストによる配線パターンを支持フィルム上にスクリーン印刷法等により形成する際に、印刷にじみが発生する問題があった。   However, according to the manufacturing method described in Patent Document 1, since the release agent layer is easy to repel without absorbing the solvent contained in the conductor paste, the wiring pattern of the conductor paste is screened on the support film. When forming by a printing method or the like, there is a problem that printing bleeding occurs.

特開平9−283360号公報JP-A-9-283360 特開2007−160643号公報JP 2007-160643 A

ここで、印刷にじみ無く印刷を行なうことを可能とするために、特許文献2に記載のように、印刷転写時に熱を加えることで溶融させ、配線パターン転写後に常温で硬化させることができるホットメルト組成物を含む導体ペーストを用いることが考えられる。なお、ホットメルト組成物とは、常温では一定の形状を保つ固形状となっているが、一定の熱を与えることにより溶融し、流動性を有する(溶融する)ようになるもののことをいう。   Here, in order to enable printing without blurring, as described in Patent Document 2, it is melted by applying heat at the time of print transfer and can be cured at room temperature after wiring pattern transfer. It is conceivable to use a conductor paste containing the composition. The hot melt composition is a solid that maintains a constant shape at room temperature, but melts when given constant heat and has fluidity (melts).

しかしながら、このホットメルト組成物を含む導体ペーストを用いる方法では、セラミックスラリーを塗布してから加熱して乾燥させる工程の際の熱によってホットメルト組成物が溶融してしまい、配線パターンの形状を保持することが困難であった。   However, in the method using the conductive paste containing the hot melt composition, the hot melt composition is melted by the heat in the process of applying the ceramic slurry and then heating and drying to maintain the shape of the wiring pattern. It was difficult to do.

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、デラミネーションが発生するのを抑制するとともに、ホットメルト組成物を含む配線パターンが溶融によって変形するのを抑制する配線基板の製造方法および配線基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a wiring board that suppresses occurrence of delamination and suppresses deformation of a wiring pattern containing a hot melt composition due to melting. An object is to provide a manufacturing method and a wiring board.

本発明の配線基板の製造方法は、支持フィルムの上に導体粉末およびホットメルト組成物を含む導体ペーストによる配線パターンを形成する工程と、該配線パターンおよび露出した前記支持フィルムの上面を覆うように第1のセラミック粉末および前記ホットメルト組成物の溶融温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を含む第1のセラミックスラリーによる被膜を形成して、前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、前記第1のセラミック粉末と同一組成であり前記第1のセラミック粉末よりも平均粒径の大きい第2のセラミック粉末および有機バインダを含む第2のセラミックスラリーを、前記第1のセラミックスラリーによる被膜の上面を覆い、かつ部分的に厚みを異ならせて平坦な上面が形成されるように塗布して、前記配線パターンがセラミックグリーンシートに埋設された配線パターン付きセラミックグリーンシートを前記支持フィルムの上に作製する工程と、該配線パターン付きセラミックグリーンシートから前記支持フィルムを剥離する工程と、前記配線パターン付きセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、該積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とするものである。   The method for manufacturing a wiring board of the present invention includes a step of forming a wiring pattern with a conductive paste containing a conductor powder and a hot melt composition on a support film, and covering the wiring pattern and the exposed upper surface of the support film. Forming a film of a first ceramic slurry containing a first ceramic powder and a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting temperature of the hot melt composition, and curing the thermosetting resin; The second ceramic slurry containing the second ceramic powder and the organic binder having the same composition as the first ceramic powder and having an average particle size larger than that of the first ceramic powder is applied to the coating of the first ceramic slurry. The wiring pattern is coated so that a flat upper surface is formed by covering the upper surface and partially varying the thickness. Forming a ceramic green sheet with a wiring pattern embedded in a ceramic green sheet on the support film, peeling the support film from the ceramic green sheet with the wiring pattern, and ceramic green with the wiring pattern It comprises a step of stacking a plurality of sheets to produce a laminate and a step of firing the laminate.

本発明の配線基板の製造方法によれば、配線パターンおよび露出した支持フィルムを覆うようにホットメルト組成物の溶融温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を含む第1のセラミックスラリーによる被膜を形成して、熱硬化性樹脂を硬化させる工程を有することで、ホットメルト組成物を含む配線パターンが乾燥時の熱によって溶融して変形するのを抑制するとともに、デラミネーションが発生するのを抑制することができる。   According to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, the first ceramic slurry coating containing a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting temperature of the hot melt composition so as to cover the wiring pattern and the exposed support film. And the step of curing the thermosetting resin prevents the wiring pattern containing the hot melt composition from being melted and deformed by the heat during drying and causing delamination. Can be suppressed.

本発明の配線基板の製造方法の説明図であり、(a)は支持フィルムの上に導体ペーストによる配線パターンが形成された状態を表し、(b)は支持フィルムの上に配線パターンおよび露出した支持フィルムを覆うように第1のセラミックスラリーによる被膜を形成した状態を表し、(c)は支持フィルムの上に配線パターン付きセラミックグリーンシートを作製した状態を表し、(d)は配線パターン付きセラミックグリーンシートから支持フィルムを剥離した状態を表し、(e)は配線パターン付きセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製した状態を表している。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the wiring board of this invention, (a) represents the state by which the wiring pattern by the conductor paste was formed on the support film, (b) showed the wiring pattern and exposure on the support film. A state in which a film made of the first ceramic slurry is formed so as to cover the support film is represented, (c) represents a state in which a ceramic green sheet with a wiring pattern is formed on the support film, and (d) represents a ceramic with a wiring pattern. The state which peeled the support film from the green sheet represents, and (e) represents the state which laminated | stacked multiple ceramic green sheets with a wiring pattern, and produced the laminated body.

以下、本発明の実施の形態の例について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の配線基板の製造方法は、まず、図1(a)に示すように、支持フィルム1の上に導体粉末およびホットメルト組成物を含む導体ペーストによる配線パターン2を形成する。   In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, first, as shown in FIG. 1A, a wiring pattern 2 is formed on a support film 1 using a conductor paste containing a conductor powder and a hot melt composition.

支持フィルム1は、支持フィルム本体11とこの上面に形成された離型剤層12とで構成されている。   The support film 1 includes a support film body 11 and a release agent layer 12 formed on the upper surface.

支持フィルム本体11は、この上面に離型剤層12が形成されたうえで、さらにこの上面に配線パターン付きセラミックグリーンシートを形成する支持体としての役割を有するものであるから、その材質としては機械的強度、耐熱性等に優れているポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド等が挙げられるが、コストを考慮するとポリエチレンテレフタレート(PET)が望ましい。また、支持フィルム本体11の厚みは、機械的強度維持、変形防止およびコストの点から、50〜100μm程度であるのが望ましく、特に50〜60μmが望ましい。   The support film body 11 has a role as a support for forming a ceramic green sheet with a wiring pattern on the upper surface after the release agent layer 12 is formed on the upper surface. Examples thereof include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyimide that are excellent in mechanical strength, heat resistance, etc., but polyethylene terephthalate (PET) is desirable in consideration of cost. The thickness of the support film body 11 is preferably about 50 to 100 μm, particularly 50 to 60 μm from the viewpoint of maintaining mechanical strength, preventing deformation, and cost.

離型剤層12は、支持フィルム本体11とこの離型剤層12とを一体にして後述する配線パターン付きセラミックグリーンシートから剥離するためのもので、その材質としてはフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられるが、シリコーン系樹脂を用いるのが望ましく、その厚みは、必要とされる十分な剥離性が維持できる為には、10〜50nmであるのが望ましい。   The release agent layer 12 is used to peel the support film body 11 and the release agent layer 12 together from a ceramic green sheet with a wiring pattern, which will be described later. However, it is desirable to use a silicone-based resin, and the thickness is desirably 10 to 50 nm so that sufficient releasability required can be maintained.

配線パターン2を形成する導体ペーストは、導体粉末およびホットメルト組成物を含んでいる。例えば、製造しようとする配線基板を構成するセラミック絶縁層がアルミナからなる場合はW、Mo等の導体粉末を主成分とし、製造しようとする配線基板を構成するセラミック絶縁層がガラスセラミックスからなる場合は、Cu、Agなどの導体粉末を主成分とし、これにホットメルト組成物が混合され、さらに可塑剤、ガラス、フィラー等の添加物が添加されたものが用いられる。   The conductor paste that forms the wiring pattern 2 contains a conductor powder and a hot melt composition. For example, when the ceramic insulating layer constituting the wiring board to be manufactured is made of alumina, the conductive powder such as W or Mo is the main component, and the ceramic insulating layer constituting the wiring board to be manufactured is made of glass ceramics. Uses a conductive powder such as Cu or Ag as a main component, a hot melt composition mixed therein, and further added with additives such as plasticizer, glass and filler.

ここで、ホットメルト組成物とは、常温では一定の形状を保つ固形状となっているが、一定の熱を与えることにより溶融し、流動性を有する(溶融する)ようになるもののことをいう。このようなホットメルト組成物として、配線パターン2を形成する際の温度との関係から、40℃〜100℃程度の熱で流動性を有する(溶融する)ように分子量及び結晶化度等を調整した熱可塑性樹脂が用いられ、基材への熱影響等を考慮して、40〜60℃の熱で流動性を有する(溶融する)ように調整したものが好ましい。   Here, the hot melt composition is a solid that maintains a constant shape at room temperature, but melts when given constant heat, and has fluidity (melts). . As such a hot melt composition, the molecular weight, crystallinity, etc. are adjusted so that it has fluidity (melts) with heat of about 40 ° C. to 100 ° C. from the relationship with the temperature at which the wiring pattern 2 is formed. It is preferable to use a thermoplastic resin that has been adjusted so as to have fluidity (melt) with a heat of 40 to 60 ° C. in consideration of the thermal effect on the substrate.

上記の熱可塑性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン樹脂;エチレン−エチレン以外のα−オレフィン共重合体;エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−n−ブチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体などのエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体;エチレン−酢酸ビニル共重合体;ポリプロピレン樹脂;プロピレン−プロピレン以外のα−オレフィン共重合体;スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)やスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、これらのジエン部分に水素添加して得られるスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)やスチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)などのブロック共重合体が挙げられ、共重合体は、ランダム共重合体であっても良く、ブロック共重合体であっても良い。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いられても良く2種類以上が併用されても良い。   Examples of the thermoplastic resin include polyethylene resins such as low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, and linear low density polyethylene; α-olefin copolymers other than ethylene-ethylene; ethylene-ethyl acrylate Polymers, ethylene-alkyl (meth) acrylate copolymers such as ethylene-n-butyl acrylate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer; ethylene-vinyl acetate copolymer; polypropylene resin; α other than propylene-propylene -Olefin copolymer: Styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), styrene-ethylene-butylene-styrene obtained by hydrogenating these diene moieties block Examples include block copolymers such as copolymers (SEBS) and styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymers (SEPS). The copolymers may be random copolymers, and block copolymers. It may be. These thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more.

可塑剤は、酸とアルコールから合成されるエステル化合物であり、酸としては、フタル酸、トリメリット酸、アジピン酸などが挙げられ、アルコールとしては、オクタノール、ノナノール、高級混合アルコールなど挙げられる。具体的には、フタル酸ジメチル(DMP)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジノルマルオクチル(DNOP)、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジノニル(DNP)等のフタル酸エステルや、アジピン酸ジオクチル(DOA)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)などが挙げられる。   The plasticizer is an ester compound synthesized from an acid and an alcohol. Examples of the acid include phthalic acid, trimellitic acid, and adipic acid. Examples of the alcohol include octanol, nonanol, and higher mixed alcohols. Specifically, dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), di-normal octyl phthalate (DNOP), diisononyl phthalate (DINP), phthalate Examples thereof include phthalic acid esters such as dinonyl acid (DNP), dioctyl adipate (DOA), and diisononyl adipate (DINA).

配線パターン2の形成には、スクリーン印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷等が採用できるが、パターン形成タクト面、設備コスト面よりスクリーン印刷法を用いるのが望ましい。スクリーン印刷法の場合、発熱線の埋め込まれたスキージおよびマスクを用い、印刷する際に40〜120℃程度に加熱しておくことでホットメルト樹脂を含む導体ペーストを塗布することができ、この後、マスクなどを取り去ってホットメルト樹脂の温度低下とともに導体ペーストが固化することで、支持フィルム1の上に配線パターン2を形成することができる。なお、配線パターン2は、通常10〜500μmの幅で2〜50μmの厚みに形成される。   For the formation of the wiring pattern 2, screen printing, ink jet printing, offset printing, and the like can be adopted. However, it is desirable to use a screen printing method in terms of pattern formation tact surface and equipment cost. In the case of the screen printing method, a conductive paste containing hot melt resin can be applied by heating to about 40 to 120 ° C. at the time of printing using a squeegee and a mask embedded with heating lines. The wiring pattern 2 can be formed on the support film 1 by removing the mask and solidifying the conductive paste as the temperature of the hot melt resin decreases. Note that the wiring pattern 2 is usually formed to a width of 10 to 500 μm and a thickness of 2 to 50 μm.

次に、図1(b)に示すように、配線パターン2および露出した支持フィルム1の上面を覆うように第1のセラミック粉末およびホットメルト組成物の溶融温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を含む第1のセラミックスラリーによる被膜3を形成して、熱硬化性樹脂を硬化させる。   Next, as shown in FIG. 1B, thermosetting is performed at a temperature lower than the melting temperature of the first ceramic powder and the hot melt composition so as to cover the upper surface of the wiring pattern 2 and the exposed support film 1. The film 3 made of the first ceramic slurry containing the curable resin is formed to cure the thermosetting resin.

第1のセラミックスラリーによる被膜3は、後述する第2のセラミックスラリーを乾燥させる際の熱によってホットメルト組成物を含む配線パターン2が溶融して変形するのを防ぐ役割を有するものである。第1のセラミックスラリーによる被膜3は、ホットメルト組成物の溶融温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を含んでいる。すなわち、この熱硬化性樹脂は、後述する第2のセラミックスラリーを乾燥する際の熱によって配線パターン2が溶融したときにすでに硬化していることから、配線パターン2および露出した支持フィルム1を覆うように第1のセラミックスラリーによる被膜3を形成することで、第2のセラミックスラリーを乾燥する際の熱によって配線パターン2が溶融しても、第1のセラミックスラリーによる被膜3がその形状を崩さずに、配線パターン2の変形を抑制することができる。   The coating 3 made of the first ceramic slurry has a role of preventing the wiring pattern 2 containing the hot melt composition from being melted and deformed by heat when drying the second ceramic slurry described later. The coating 3 made of the first ceramic slurry contains a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting temperature of the hot melt composition. That is, this thermosetting resin covers the wiring pattern 2 and the exposed support film 1 because the wiring pattern 2 is already cured when the wiring ceramics 2 are melted by heat when drying the second ceramic slurry described later. Thus, even if the wiring pattern 2 is melted by the heat at the time of drying the second ceramic slurry, the coating 3 made of the first ceramic slurry breaks its shape. Therefore, the deformation of the wiring pattern 2 can be suppressed.

ここで、ホットメルト組成物の溶融温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂としては、ホットメルト組成物として40℃〜100℃程度の熱で流動性を有する(溶融する)ように分子量及び結晶化度等を調整した熱可塑性樹脂が用いられることから、常温(25℃程度)〜40℃未満の温度下で硬化する熱硬化性樹脂が挙げられ、具体的にはエポキシ樹脂またはアルキド樹脂が挙げられる。これらは、単独で用いられても併用されてもよく、ポリアミンやヒドラジド化合物等の硬化剤(架橋剤)が添加されてもよい。   Here, as the thermosetting resin that is cured at a temperature lower than the melting temperature of the hot melt composition, the hot melt composition has a molecular weight and fluidity so as to have fluidity (melt) with a heat of about 40 ° C. to 100 ° C. Since a thermoplastic resin with adjusted crystallinity and the like is used, a thermosetting resin that cures at a temperature from room temperature (about 25 ° C.) to less than 40 ° C. is exemplified. Specifically, an epoxy resin or an alkyd resin is used. Can be mentioned. These may be used alone or in combination, and a curing agent (crosslinking agent) such as a polyamine or a hydrazide compound may be added.

第1のセラミック粉末としては、後述する第2のセラミックスラリーに含まれる第2のセラミック粉末と同一組成である。例えば、第2のセラミック粉末がアルミナ粉末の場合は第1のセラミック粉末もアルミナ粉末とする。この構成により、磁器特性の変化や収縮のミスマッチを抑制できる。   The first ceramic powder has the same composition as the second ceramic powder contained in the second ceramic slurry described later. For example, when the second ceramic powder is alumina powder, the first ceramic powder is also alumina powder. With this configuration, changes in porcelain characteristics and shrinkage mismatch can be suppressed.

また、第1のセラミック粉末の平均粒径は、第1のセラミックスラリーによる被膜3を薄く塗布する関係で、後述する第2のセラミックスラリーに含まれる第2のセラミック粉末の平均粒径よりも小さく、具体的には0.1〜1μmのものとなっている。この構成により、配線パターン2に含まれる導体成分が焼成時に拡散するのを抑制することができ、絶縁性を良好なものとすることができる。   In addition, the average particle size of the first ceramic powder is smaller than the average particle size of the second ceramic powder contained in the second ceramic slurry, which will be described later, because the coating 3 made of the first ceramic slurry is thinly applied. Specifically, the thickness is 0.1 to 1 μm. With this configuration, the conductor component contained in the wiring pattern 2 can be prevented from diffusing during firing, and the insulation can be improved.

第1のセラミックスラリーによる被膜3の形成には、例えばスプレー等による吹付けやグラビアコーター、リバースグラビアコーター、メイヤーバーコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、ファンテンリバースロールコーター、キスロールコーター等各種コーターによる塗工方法が用いられ、第1のセラミックスラリーによる被膜3は通常1〜30μmの厚みに形成される。   For forming the coating 3 with the first ceramic slurry, various coaters such as spraying, gravure coater, reverse gravure coater, Mayer bar coater, die coater, reverse roll coater, phanten reverse roll coater, kiss roll coater, etc. The coating method 3 by the first ceramic slurry is usually formed to a thickness of 1 to 30 μm.

そして、熱硬化性樹脂を硬化させる方法としては、常温で数時間放置して硬化させてもよいが、短時間で製造することを考慮して、常温(25℃程度)〜40℃未満の範囲で加熱して硬化させるのが好ましく、第1のセラミックスラリー中に硬化剤を添加して硬化させてもよい。   And as a method of curing the thermosetting resin, it may be allowed to stand at room temperature for several hours, but in consideration of manufacturing in a short time, a range from room temperature (about 25 ° C.) to less than 40 ° C. It is preferable to cure by heating, and a curing agent may be added to the first ceramic slurry and cured.

次に、図1(c)に示すように、第1のセラミック粉末と同一組成であり第1のセラミック粉末よりも平均粒径の大きい第2のセラミック粉末および有機バインダを含む第2のセラミックスラリーを、第1のセラミックスラリーによる被膜3の上面を覆い、かつ部分的に厚みを異ならせて平坦な上面が形成されるように塗布して、配線パターン2がセラミックグリーンシート4に埋設された配線パターン付きセラミックグリーンシート5を支持フィルム1の上に作製する。   Next, as shown in FIG. 1C, a second ceramic slurry containing the second ceramic powder having the same composition as the first ceramic powder and a larger average particle diameter than the first ceramic powder and an organic binder. The wiring pattern 2 is coated so as to cover the upper surface of the coating 3 made of the first ceramic slurry and to form a flat upper surface by partially varying the thickness, and the wiring pattern 2 is embedded in the ceramic green sheet 4 A patterned ceramic green sheet 5 is produced on the support film 1.

第2のセラミックスラリーは、第1のセラミック粉末と同一組成であり第1のセラミック粉末よりも平均粒径の大きい第2のセラミック粉末および有機バインダを含んでいる。   The second ceramic slurry includes a second ceramic powder having the same composition as the first ceramic powder and an average particle size larger than that of the first ceramic powder, and an organic binder.

第2のセラミック粉末は、例えばアルミナ粉末、シリカ粉末、ガラス粉末等からなり、前述したように、第2のセラミック粉末がアルミナ粉末の場合は第1のセラミック粉末もアルミナ粉末とする。そして、第2のセラミック粉末の平均粒径は、前述した第1のセラミック粉末の平均粒径よりも大きく、例えば1〜10μmの範囲内で適宜決定される。   The second ceramic powder is made of, for example, alumina powder, silica powder, glass powder, and the like. As described above, when the second ceramic powder is alumina powder, the first ceramic powder is also alumina powder. And the average particle diameter of 2nd ceramic powder is larger than the average particle diameter of 1st ceramic powder mentioned above, for example, is suitably determined in the range of 1-10 micrometers.

有機バインダとしては、例えばアクリル系の単独重合体または共重合体(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)や、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。   Examples of the organic binder include acrylic homopolymers or copolymers (homopolymers or copolymers of acrylic acid, methacrylic acid or their esters, specifically acrylic ester copolymers, methacrylate esters). Polymer, acrylic ester-methacrylic ester copolymer, etc.), homopolymers or copolymers such as polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic-styrene, polypropylene carbonate, and cellulose.

なお、第2のセラミックスラリーには、第2のセラミック粉末および有機バインダを分散させ、適切な粘度が得られるように、例えばエーテル類、エステル類、ケトン類、アルコール類等の有機溶剤、具体的にはテルピネオール、ジメチルフタレート、ブチルカルビトールアセテート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート、ジブチルフタレート等が添加される。また、分散をより良好なものとするために分散剤が添加されてもよい。   In addition, in the second ceramic slurry, for example, an organic solvent such as ethers, esters, ketones, alcohols, or the like is used so that an appropriate viscosity can be obtained by dispersing the second ceramic powder and the organic binder. Terpineol, dimethyl phthalate, butyl carbitol acetate, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate, dibutyl phthalate, and the like are added. Further, a dispersant may be added in order to make the dispersion better.

第2のセラミックスラリーの塗布方法としては、ドクターブレード、リップコーター、ダイコーターによる方法等が用いられる。   As a method for applying the second ceramic slurry, a method using a doctor blade, a lip coater, a die coater or the like is used.

また、第2の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4となるが、この乾燥工程では、乾燥速度や熱変形を防止する点を考慮しながら、40℃〜70℃の温度、特に50℃〜65℃の温度で加熱するのが好ましい。このとき、ホットメルト組成物は一旦溶融するが、乾燥終了後に冷却されると再び固化する。   In addition, the second ceramic slurry is dried to form the ceramic green sheet 4. In this drying step, the temperature of 40 ° C. to 70 ° C., particularly 50 ° C. Heating at a temperature of 65 ° C is preferred. At this time, the hot-melt composition once melts, but solidifies again when cooled after the completion of drying.

なお、図に示してはいないが、後述する積層体6が作製されたとき、異なる配線パターン付きセラミックグリーンシート5に形成された配線パターン2同士を接続するように、支持フィルム1の上に形成された配線パターン付きセラミックグリーンシート5には、これを貫通する貫通孔がマイクロドリル、レーザ等により形成され、この貫通孔に貫通導体用導体ペーストが充填される。この貫通導体用導体ペーストには、配線パターン2を形成する導体ペーストに含まれる導体粉末と同様の導体粉末が用いられ、例えばこれに有機バインダ、有機溶剤などが添加されたものが用いられる。   Although not shown in the figure, when a laminate 6 described later is manufactured, it is formed on the support film 1 so as to connect the wiring patterns 2 formed on the ceramic green sheets 5 with different wiring patterns. A through hole penetrating the ceramic green sheet 5 with a wiring pattern is formed by a micro drill, a laser, or the like, and the through hole is filled with a conductor paste for a through conductor. As the through-conductor paste, a conductor powder similar to the conductor powder contained in the conductor paste forming the wiring pattern 2 is used. For example, a paste obtained by adding an organic binder, an organic solvent, or the like to the conductor powder is used.

次に、図1(d)に示すように、配線パターン付きセラミックグリーンシート5から支持フィルム1を剥離する。   Next, as shown in FIG.1 (d), the support film 1 is peeled from the ceramic green sheet 5 with a wiring pattern.

具体的には、配線パターン付きセラミックグリーンシート5を真空吸着等で固定し、支持フィルム1の4隅の任意の1ヶ所から、一定速度で剥離する。離型剤層12の剥離性により、離型剤層12と配線パターン付きセラミックグリーンシート5との間できれいに剥離することができる。   Specifically, the ceramic green sheet 5 with a wiring pattern is fixed by vacuum suction or the like, and is peeled from any one of the four corners of the support film 1 at a constant speed. Due to the peelability of the release agent layer 12, the release agent layer 12 and the ceramic green sheet 5 with the wiring pattern can be peeled cleanly.

次に、図1(e)に示すように、配線パターン付きセラミックグリーンシート5を複数積層して積層体6を作製する。   Next, as shown in FIG.1 (e), the laminated body 6 is produced by laminating | stacking several ceramic green sheets 5 with a wiring pattern.

積層する方法は、積み重ねた配線パターン付きセラミックグリーンシート5に熱と圧力を加えて熱圧着する方法や、有機バインダ、可塑剤、溶剤等からなる密着剤を配線パターン付きセラミックグリーンシート5間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。なお、積層の際の加熱加圧の条件は、用いる有機バインダ等の種類や量により異なり、例えば30〜100℃、2〜20MPaに設定される。   The lamination is performed by applying heat and pressure to the stacked ceramic green sheets 5 with wiring patterns, or by applying an adhesive composed of an organic binder, plasticizer, solvent, etc. between the ceramic green sheets 5 with wiring patterns. Then, a thermocompression bonding method or the like can be employed. In addition, the conditions of the heating and pressing at the time of lamination | stacking change with kinds and quantity of organic binders etc. to be used, for example, set to 30-100 degreeC and 2-20 MPa.

最後に、積層体6を焼成する。   Finally, the laminate 6 is fired.

具体的には、配線パターン2がW、Mo材料からなり、セラミックグリーンシート4がアルミナ材料からなる場合は、還元雰囲気で1300〜1600℃の焼成温度で焼成がなされる。また、配線パターン2がCu材料からなり、セラミックグリーンシート4がガラスセラミック材料からなる場合は、窒素還元雰囲気で800〜1000℃の焼成温度で焼成がなされ、配線パターン2がAg材料からなり、セラミックグリーンシート4がガラスセラミック材料からなる場合は、大気雰囲気で800〜1000℃の焼成温度で焼成がなされる。   Specifically, when the wiring pattern 2 is made of W or Mo material and the ceramic green sheet 4 is made of alumina material, firing is performed at a firing temperature of 1300 to 1600 ° C. in a reducing atmosphere. When the wiring pattern 2 is made of a Cu material and the ceramic green sheet 4 is made of a glass ceramic material, firing is performed at a firing temperature of 800 to 1000 ° C. in a nitrogen reducing atmosphere, and the wiring pattern 2 is made of an Ag material and ceramic. When the green sheet 4 is made of a glass ceramic material, firing is performed at a firing temperature of 800 to 1000 ° C. in an air atmosphere.

なお、焼成によって前述のホットメルト組成物や熱硬化性樹脂は焼失する。   In addition, the above-mentioned hot melt composition and thermosetting resin are burned away by firing.

以上の製造方法により、一方主面側に配線が埋設されたセラミック絶縁層が複数積層されてなり、該セラミック絶縁層における前記配線の側面に当接する部位、底面に当接する部位および一方主面の近傍の部位に含まれる第1のセラミック結晶粒子が、前記セラミック絶縁層におけるその他の部位に含まれる第2のセラミック結晶粒子と同一組成であるとともに該第2のセラミック結晶粒子よりも平均粒径が小さいことを特徴とする配線基板を得ることができる。   By the above manufacturing method, a plurality of ceramic insulating layers in which wiring is embedded on one main surface side are laminated, a portion of the ceramic insulating layer that contacts the side surface of the wiring, a portion that contacts the bottom surface, and one main surface The first ceramic crystal particles included in a nearby portion have the same composition as the second ceramic crystal particles included in other portions of the ceramic insulating layer and have an average particle size larger than that of the second ceramic crystal particles. A wiring board characterized by being small can be obtained.

すなわち、第1のセラミックスラリーによる被膜3を形成したことで、得られた配線基板は、セラミック絶縁層における配線の側面に当接する部位、底面に当接する部位および一方主面の近傍の部位に含まれる第1のセラミック結晶粒子が、セラミック絶縁層におけるその他の部位に含まれる第2のセラミック結晶粒子と同一組成であり第2のセラミック結晶粒子よりも平均粒径が小さいものとなる。   That is, by forming the coating 3 made of the first ceramic slurry, the obtained wiring board is included in a portion that contacts the side surface of the wiring in the ceramic insulating layer, a portion that contacts the bottom surface, and a portion near one main surface. The first ceramic crystal particles are of the same composition as the second ceramic crystal particles contained in other parts of the ceramic insulating layer and have an average particle size smaller than that of the second ceramic crystal particles.

このような配線基板は、デラミネーションが発生するのを抑制され、精度良く形成された配線を備えた絶縁性の良好な配線基板となる。   Such a wiring board is suppressed from the occurrence of delamination and becomes a wiring board having good insulation provided with wiring formed with high accuracy.

1:支持フィルム
11:支持フィルム本体
12:離型剤層
2:配線パターン
3:第1のセラミックスラリーによる被膜
4:セラミックグリーンシート
5:配線パターン付きセラミックグリーンシート
6:積層体
1: Support film 11: Support film body 12: Release agent layer 2: Wiring pattern 3: Coating with first ceramic slurry 4: Ceramic green sheet 5: Ceramic green sheet with wiring pattern 6: Laminate

Claims (1)

支持フィルムの上に導体粉末およびホットメルト組成物を含む導体ペーストによる配線パターンを形成する工程と、
該配線パターンおよび露出した前記支持フィルムの上面を覆うように第1のセラミック粉末および前記ホットメルト組成物の溶融温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を含む第1のセラミックスラリーによる被膜を形成して、前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、
前記第1のセラミック粉末と同一組成であり前記第1のセラミック粉末よりも平均粒径の大きい第2のセラミック粉末および有機バインダを含む第2のセラミックスラリーを、前記第1のセラミックスラリーによる被膜の上面を覆い、かつ部分的に厚みを異ならせて平坦な上面が形成されるように塗布して、前記配線パターンがセラミックグリーンシートに埋設された配線パターン付きセラミックグリーンシートを前記支持フィルムの上に作製する工程と、
該配線パターン付きセラミックグリーンシートから前記支持フィルムを剥離する工程と、前記配線パターン付きセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、
該積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
Forming a wiring pattern with a conductive paste containing a conductive powder and a hot melt composition on a support film;
A first ceramic slurry containing a first ceramic powder and a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting temperature of the hot melt composition so as to cover the wiring pattern and the exposed upper surface of the support film. Forming and curing the thermosetting resin;
The second ceramic slurry containing the second ceramic powder and the organic binder having the same composition as the first ceramic powder and having an average particle size larger than that of the first ceramic powder is applied to the coating of the first ceramic slurry. A ceramic green sheet with a wiring pattern in which the wiring pattern is embedded in the ceramic green sheet is coated on the support film so as to cover the upper surface and partially vary in thickness to form a flat upper surface. A manufacturing process;
Peeling the support film from the ceramic green sheet with a wiring pattern; and stacking a plurality of ceramic green sheets with the wiring pattern to produce a laminate;
And a step of firing the laminated body.
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