セラミックグリーンシートの製造方法及びこれを用いた多層セラミック回路基板の製造方法
【課題】セラミックグリーンシートの製造方法を提供すること。
【解決手段】回路パターンに対応する陽刻構造部が形成されたインプリンティング面を有するスタンプを設ける段階と、セラミックグリーンシートに上記陽刻構造部に転写された陰刻パターンが形成されるように上記セラミックグリーンシートに上記スタンプをインプリンティングする段階と、上記スタンプがインプリンティングされた状態で上記セラミックグリーンシートを硬化させる段階と、上記セラミックグリーンシートから上記スタンプを分離する段階と、上記セラミックグリーンシートの陰刻パターンに導電性物質を提供する段階を含むセラミックグリーンシートの製造方法を提供する。
【解決手段】回路パターンに対応する陽刻構造部が形成されたインプリンティング面を有するスタンプを設ける段階と、セラミックグリーンシートに上記陽刻構造部に転写された陰刻パターンが形成されるように上記セラミックグリーンシートに上記スタンプをインプリンティングする段階と、上記スタンプがインプリンティングされた状態で上記セラミックグリーンシートを硬化させる段階と、上記セラミックグリーンシートから上記スタンプを分離する段階と、上記セラミックグリーンシートの陰刻パターンに導電性物質を提供する段階を含むセラミックグリーンシートの製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックグリーンシートの製造方法に関するものであって、特に、多層セラミック回路基板に用いられる回路パターンを有するセラミックグリーンシートの製造方法とこれを用いた多層セラミック回路基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品が次第に小型化する傾向に従って、電子部品の精密化、微細パターン化及び薄膜化によって、小型モジュール及び小型基板が開発されている。しかし、通常で用いられる印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）を小型化された電子部品に用いる場合は、サイズを小型化するのに限界があり、高周波領域における信号損失及び高温高湿時の信頼性を低下させるということが問題であった。
【０００３】
このような問題を克服するために、印刷回路基板とは異なるセラミックを用いた基板の使用が行われている。このようなセラミック基板としては、主にガラス成分が含まれた低温同時焼成セラミック基板が用いられる。
【０００４】
このように、低温同時焼成セラミック基板の製造工程は、セラミック組成物を含んだスラリーを用いて複数のセラミックグリーンシートを設ける段階から始まる。
【０００５】
各セラミックグリーンシートに層間回路を構成する回路パターンを形成した後に上記セラミックシートを積層し焼成して所望の多層セラミック回路基板を製造することができる。
【０００６】
ここで、複数のセラミックグリーンシートに形成される回路パターンは、導電性ビア及び回路ラインを含むものである。
【０００７】
従来は、複数のセラミックグリーンシートに回路パターンを形成するために、先ずセラミックグリーンシートの夫々の適正位置にレーザー加工等によってビアホールを形成し、ビアホール内に金属物質を充填させ導電性ビアを形成する。このようなスクリーン印刷工程を通じて、所望の回路ラインも共に形成する。
【０００８】
このように、従来からの回路パターンを形成する方式は、セラミックグリーンシート毎にビアホール及び導電性ビアを形成し、回路ラインを形成する工程を繰り返して行わなければならないため、工程時間が長いという問題がある。
【０００９】
一方、各セラミックグリーンシート上に形成された回路パターン、特に、回路ラインによりセラミックグリーンシートの界面において段差が発生し、これを複数の層に積層する際に特定部分が突出し、均一な厚さの多層セラミック回路基板を製造するのに不都合が生じ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した問題点を解決するためのものであって、本発明は、インプリンティング方式を利用して、セラミックグリーンシートに回路パターンを形成する工程を簡素化しつつ、その性能を改善するセラミックグリーンシートの製造方法を提供することをその目的の一つとする。
【００１１】
また、本発明は、上記したセラミックグリーンシートの製造方法により得られた複数のグリーンシートを用いる多層セラミック回路基板の製造方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した技術的課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回路パターンに対応する陽刻構造部が形成されたインプリンティング面を有するスタンプを設ける段階と、セラミックグリーンシートに上記陽刻構造部に転写された陰刻パターンが形成されるように上記セラミックグリーンシートに上記スタンプをインプリンティングする段階と、上記スタンプがインプリンティングされた状態で上記セラミックグリーンシートを硬化させる段階と、上記セラミックグリーンシートから上記スタンプを分離する段階と、上記セラミックグリーンシートの陰刻パターンに導電性物質を提供する段階を含むセラミックグリーンシートの製造方法を提供する。
【００１３】
上記回路パターンは、導電性ビアと回路ラインを含むことができる。好ましくは、上記スタンプに形成された陽刻構造部は上記導電性ビアに該当する少なくとも１つの第１陽刻構造部と上記回路ラインに該当する少なくとも１つの第２陽刻構造部を有する。上記第１陽刻構造部の高さは、上記セラミックグリーンシートの厚さ以上であり、上記第２陽刻構造部の高さは、上記第１陽刻構造部より低くなる。
【００１４】
好ましくは、上記スタンプは、少なくとも上記インプリンティング面に容易に剥離をするために形成された離型層を含む。このような上記離型層は、自己集合単分子層で構成することができる。代表的に使用可能な自己集合単分子層としては、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３がある。
【００１５】
上記セラミックグリーンシートは、インプリンティングによる転写が十分に保障されるように適正な粘度を有するように提供される。このような粘度としては、５０００〜１２０００ｃｐｓの範囲を有することができる。具体的に、上記セラミックグリーンシートは、１０００〜２０００ｃｐｓの粘度を有するセラミックスラリーを所望のセラミックグリーンシートの形状にキャスティングし、そのキャスティング結果物を予備硬化させることにより得ることができる。
【００１６】
好ましくは、上記セラミックグリーンシートを硬化させる段階は、用いられるバインダーの適切な脱脂温度に従って、段階的昇温過程を通じた熱処理過程で行うことができる。
【００１７】
好ましくは、上記陰刻パターンに導電性物質を提供する段階は、印刷工程を用いて上記陰刻パターンに導電性ペーストを充填させる段階とすることができる。これとは異なり、メッキ工程を用いて上記陰刻パターンにメッキ層を形成する段階とすることもできる。
【００１８】
本発明は、多層セラミック回路基板の製造方法を提供する。上記多層セラミック回路基板の製造方法は、上述のセラミックグリーンシートの製造方法を用いて所望の層間回路を構成する夫々の回路パターンを複数のセラミックグリーンシートを設ける段階から始まる。次いで、上記複数のセラミックグリーンシートを積層して上記層間回路を有するセラミック積層体を形成し、上記セラミック積層体を焼成して多層セラミック回路基板を製造する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、それぞれ別に行われていた回路ライン、ビア、ガイドホール等の加工の工程を同時に行うことができるので、回路パターン形成工程を大きく簡素化させることができ、さらにスタンプを用いるインプリンティング工程を繰り返すことにより高い量産効率を期待することができる。
【００２０】
また、回路ラインを陰刻に形成することにより、セラミックグリーンシートを積層する際に、容易に所望の整列を具現することができる。従って、焼成後に電極とセラミック構造体の段差がないため、平坦性に優れ、続く組立工程やパッケージング工程がより容易になり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】図１ａは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図１ｂ】図１ｂは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図１ｃ】図１ｃは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図１ｄ】図１ｄは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図１ｅ】図１ｅは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図２ａ】図２ａは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の工程断面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の工程断面図である。
【図２ｃ】図２ｃは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の工程断面図である。
【図２ｄ】図２ｄは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の工程断面図である。
【図２ｅ】図２ｅは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の一実施形態による多層セラミック回路基板の製造方法の工程断面図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の一実施形態による多層セラミック回路基板の製造方法の工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態についてより詳細に説明する。
【００２３】
図１ａ〜図１ｄは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の概略図である。本実施形態においては、スタンプはフォトリソグラフィーを用いて製造される方法で例示されている。本工程において製造されるスタンプは、導電性ビアと回路ラインに対応する陽刻構造を有するように形成された例であって、夫々の構造に対してフォトリソグラフィー工程が必要とされる。
【００２４】
本実施の形態によるスタンプ製造工程は、図１ａに示されたように、スタンプとして用いられる基板１０'上にビア形成領域に該当する第１マスクパターン１１を形成して１次エッチング工程を適用する段階から始まる。
【００２５】
基板１０'の物質は、精密な加工が容易で、且つ、形態が変わらない剛性材質である物質を用いることができる。また、これに限定されないが、ガラス基板またはシリコン無機物基板の他にも金属基板を用いることができる。第１マスクパターン１１は、フォトリソグラフィー工程によって得られたフォトレジストパターンで構成することができる。上記フォトレジストパターンによるエッチング工程は、形成しようとするビアの深さによって決定される。
【００２６】
このような１次エッチング工程を通じて、図１ｂのように基板上に導電性ビアに対応する第１陽刻構造部１０ａを形成する。第１陽刻構造部１０ａの高さは、図１ａでのエッチング深さによって決定され、用いられるセラミックグリーンシートの厚さ以上の高さを有するように形成される。
【００２７】
次いで、図１ｃのように、基板１０'上において回路ラインに対応する領域に第２マスクパターン１２を形成し、所望する回路ラインの厚さに該当する深さほどを除去するための２次エッチング工程を行う。これにより第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂを有するスタンプ１０を製造することができる。
【００２８】
このような２次エッチング工程を通じて、図１ｄに示された回路ラインを形成するための第２陽刻構造部１０ｂを得ることができる。本実施形態において第１陽刻構造部１０ａも２次エッチングにより露出されるが、その周りの領域も共に同じ厚さでエッチングされるため、第１陽刻構造部１０ａは１次エッチングにより得られた高さを維持することができる。
【００２９】
夫々のエッチング工程を通じて、導電性ビアのための第１陽刻構造部１０ａ及び回路ラインのための第２陽刻構造部１０ｂは、それぞれ、所望の高さｈ１、ｈ２を有することができる。本実施形態のように、スタンプ１０を通じて形成しようとする回路パターンが導電性ビアと回路ラインを含む場合には、第１陽刻構造部１０ａの高さｈ１は上記セラミックグリーンシートの厚さ以上で設計され、第２陽刻構造部１０ｂの高さｈ２は第１陽刻構造部１０ａの高さｈ１より低くなるように設計される。
【００３０】
これに限定されないが、通常の多層セラミック回路基板に使用される回路パターンを考慮すると、第１陽刻構造部１０ａは約８０〜１２０μｍの幅を有することができ、約４０〜１２０μｍの高さを有することができ、第２陽刻構造部１０ｂは約９０〜１１０μｍの幅を有し、約８〜１２μｍの高さを有することができる。
【００３１】
最後に、図１ｅのように、スタンプ１０における、少なくともインプリンティング面、即ち、第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂが形成された面に、離型層１５を形成することができる。離型層１５は、セラミックグリーンシートに転写されたパターンを維持しながら容易に分離されるようにするためのものである。
【００３２】
このような離型層１５としては、自己集合単分子層（ＳＡＭ：Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｏｎｏｌａｙｅr）を用いることができ、代表的にはＣＨ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３のような物質の自己集合単分子膜を形成することができる。
【００３３】
図２ａ〜図２ｅは本発明の一実施形態を説明するものであって、図１ａ〜ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の概略図である。先ず、図２ａに示されたように、キャリアフィルム２５上にセラミックグリーンシート２１'を形成する。
【００３４】
通常で用いられるセラミックグリーンシートとは異なり、インプリンティング工程が円滑に適用できる条件を有するように形成される。このようなインプリンティングのための好ましい条件は、セラミックグリーンシートの粘度で定義できる。即ち、８０００〜１２０００ｃｐｓの粘度を有するように形成することが好ましく、約１００００ｃｐｓの粘度を有するように形成することが最も好ましい。キャリアフィルム２５としては、セラミックグリーンシート２１'を容易に取り扱うためのＰＥＴフィルムのような支持フィルムを用いることができる。
【００３５】
一般的に用いられるセラミックグリーンシートは、完全に乾燥／硬化されてほぼ粘度を有しない状態であるのに対し、本発明で採用されるセラミックグリーンシート２１'は、スタンプの陽刻構造部が精密に転写されるように適切な粘度を有する。
【００３６】
セラミックグリーンシート２１'は、Ａｌ２Ｏ３のようなセラミック粉末と、ガラス粉末、結合剤及びバインダーが溶媒に混合されたセラミックスラリーを用いて、製造することができる。このように製造されたセラミックスラリーは、約１０００〜２０００ｃｐｓのゲル状で、ドクターブレード法のような公知のキャスティング工程を通じて所望のシート形状に製造され、半硬化に該当する予備硬化を通じて上記の高粘度のセラミックグリーンシート２１'を提供することができる。
【００３７】
次いで、図２ｂに示されたように、高粘度のセラミックグリーンシート２１'に第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂを有するスタンプ１０をインプリンティングする。
【００３８】
本段階において用いられるスタンプは、図１ｅに示されたスタンプ１０と理解することができる。スタンプ１０は、導電性ビアのための第１陽刻構造部１０ａと回路ラインのための第２陽刻構造部１０ｂが形成されたインプリンティング面を有する。第１陽刻構造部１０ａの高さは上記セラミックグリーンシートの厚さ以上で設計され、第２陽刻構造部１０ｂの高さは第１陽刻構造部１０ａの高さｈ１より低く設計される。
【００３９】
次に、図２ｃのように、上記インプリンティングを通じて第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂに対応する陰刻パターンがセラミックグリーンシート２１’にそのまま転写され、スタンプ１０がインプリンティングされた状態でセラミックグリーンシート２１’を硬化させる。
【００４０】
図２ａにおいて説明したように、セラミックグリーンシート２１’は通常のシートとは異なり、完全に硬化されていない高粘度セラミックグリーンシートであるため、第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂに対応する陰刻パターンが容易で且つ精密に形成される。次に、陰刻パターンが維持されるように、スタンプ１０が装着された状態で硬化させる。本硬化工程は、バインダーの種類により適正な温度で段階的昇温過程を通じて行われることができ、この工程を通じて、円滑な脱脂と硬化を図ることができる。このように硬化されたセラミックグリーンシート２１は通常用いられるセラミックグリーンシートと類似する状態であると理解することができる。
【００４１】
次いで、図２ｄのように、硬化されたセラミックグリーンシート２１からスタンプ１０を分離する。その結果、スタンプ１０の第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂがセラミックグリーンシート１０に転写され、第１陰刻パターン２０ａ及び第２陰刻パターン２０ｂを形成する。このような分離過程は、インプリンティング面に形成されたＳＡＭのような離型層１５によってより円滑に実現される。
【００４２】
次に、図２ｅのように、硬化されたセラミックグリーンシート２１の第１陰刻パターン２１ａ及び第２陰刻パターン２１ｂに導電性物質を提供する。第１陰刻パターン２１ａに充填された導電性物質は、導電性ビアＶ１として提供されることができ、第２陰刻パターン２１ｂに充填された導電性物質は、回路ラインＰ１として提供され得る。
【００４３】
このように、第１陰刻パターン２１ａ及び第２陰刻パターン２１ｂに導電性物質を提供する段階は、印刷工程を用いて第１陰刻パターン２１ａ及び第２陰刻パターン２１ｂに導電性ペーストを充填させる工程とすることができる。これとは異なり、第１陰刻パターン２１ａ及び第２陰刻パターン２１ｂにメッキ工程を用いてメッキ層を形成することにより所望の導電性物質を充填することができ、メッキ工程とともに印刷工程が結合されて行われることもできる。
【００４４】
図２ａ〜図２ｅにおいて説明したように、スタンプ１０を用いたインプリンティング工程を通じてセラミックグリーンシート２１に回路パターンを形成する際には、導電性ビアと回路ラインのような構造を同時に一括で形成することができるため、工程を大きく単純化させることができ、複雑なレーザー加工やパンチングマシーンとは異なり、スタンプを用いたインプリンティング工程の反復的な具現は簡単に行われることができるため、量産効率を大きく向上させることができる。
【００４５】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の一実施形態によるセラミック基板の製造方法を示した図である。図３ａを参照すると、図２ａ〜図２ｅに示されたセラミックグリーンシートの製造方法を用いて製造された複数のセラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４を積層してセラミック積層体２０'を形成する。各セラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４は層間回路を構成する夫々の回路パターンＰ１−Ｐ４、Ｖ１−Ｖ４を有する。
【００４６】
各セラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４に形成された回路パターンは、図１ａ〜図１ｅに示された工程により別途に製造されたスタンプを用いて形成されたと理解することができる。この場合、複数のセラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４に形成された回路ラインＰ１〜Ｐ４は全て、陰刻パターンに導電性物質が平坦に充填された形態であるため、段差を誘発しないという利点を提供する。
【００４７】
複数のセラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４のセラミック積層体２０'は、図３ｂのように焼成してから多層セラミック回路基板２０として提供される。必要に応じて、さらに外部電極２７ａ、２７ｂを形成する。上述したように、本発明による回路パターン形成工程は、スタンプを用いたインプリンティング工程を使用するため、非常に簡素である上、陰刻パターンが採用されるので、パターンにより誘発される段差問題を解決することができる。これによって完成されたセラミック基板の寸法の精密度と信頼性の向上を期待することができる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施形態について図示して説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨から外れない範囲内で、当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により、多様な変形による実施が可能であり、このような変形による実施は、本発明の技術的思想や展望から個別に理解されてはならない。
【符号の説明】
【００４９】
１０ スタンプ
１０ａ 第１陽刻構造部
１０ｂ 第２陽刻構造部
１５ 離型層
２０ 多層セラミック回路基板
２０' セラミック積層体
２１、２２、２３、２４ セラミックグリーンシート
２１ａ 第１陰刻パターン
２１ｂ 第２陰刻パターン
２５ キャリアフィルム
２７ａ、２７ｂ 外部電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックグリーンシートの製造方法に関するものであって、特に、多層セラミック回路基板に用いられる回路パターンを有するセラミックグリーンシートの製造方法とこれを用いた多層セラミック回路基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品が次第に小型化する傾向に従って、電子部品の精密化、微細パターン化及び薄膜化によって、小型モジュール及び小型基板が開発されている。しかし、通常で用いられる印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）を小型化された電子部品に用いる場合は、サイズを小型化するのに限界があり、高周波領域における信号損失及び高温高湿時の信頼性を低下させるということが問題であった。
【０００３】
このような問題を克服するために、印刷回路基板とは異なるセラミックを用いた基板の使用が行われている。このようなセラミック基板としては、主にガラス成分が含まれた低温同時焼成セラミック基板が用いられる。
【０００４】
このように、低温同時焼成セラミック基板の製造工程は、セラミック組成物を含んだスラリーを用いて複数のセラミックグリーンシートを設ける段階から始まる。
【０００５】
各セラミックグリーンシートに層間回路を構成する回路パターンを形成した後に上記セラミックシートを積層し焼成して所望の多層セラミック回路基板を製造することができる。
【０００６】
ここで、複数のセラミックグリーンシートに形成される回路パターンは、導電性ビア及び回路ラインを含むものである。
【０００７】
従来は、複数のセラミックグリーンシートに回路パターンを形成するために、先ずセラミックグリーンシートの夫々の適正位置にレーザー加工等によってビアホールを形成し、ビアホール内に金属物質を充填させ導電性ビアを形成する。このようなスクリーン印刷工程を通じて、所望の回路ラインも共に形成する。
【０００８】
このように、従来からの回路パターンを形成する方式は、セラミックグリーンシート毎にビアホール及び導電性ビアを形成し、回路ラインを形成する工程を繰り返して行わなければならないため、工程時間が長いという問題がある。
【０００９】
一方、各セラミックグリーンシート上に形成された回路パターン、特に、回路ラインによりセラミックグリーンシートの界面において段差が発生し、これを複数の層に積層する際に特定部分が突出し、均一な厚さの多層セラミック回路基板を製造するのに不都合が生じ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した問題点を解決するためのものであって、本発明は、インプリンティング方式を利用して、セラミックグリーンシートに回路パターンを形成する工程を簡素化しつつ、その性能を改善するセラミックグリーンシートの製造方法を提供することをその目的の一つとする。
【００１１】
また、本発明は、上記したセラミックグリーンシートの製造方法により得られた複数のグリーンシートを用いる多層セラミック回路基板の製造方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した技術的課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回路パターンに対応する陽刻構造部が形成されたインプリンティング面を有するスタンプを設ける段階と、セラミックグリーンシートに上記陽刻構造部に転写された陰刻パターンが形成されるように上記セラミックグリーンシートに上記スタンプをインプリンティングする段階と、上記スタンプがインプリンティングされた状態で上記セラミックグリーンシートを硬化させる段階と、上記セラミックグリーンシートから上記スタンプを分離する段階と、上記セラミックグリーンシートの陰刻パターンに導電性物質を提供する段階を含むセラミックグリーンシートの製造方法を提供する。
【００１３】
上記回路パターンは、導電性ビアと回路ラインを含むことができる。好ましくは、上記スタンプに形成された陽刻構造部は上記導電性ビアに該当する少なくとも１つの第１陽刻構造部と上記回路ラインに該当する少なくとも１つの第２陽刻構造部を有する。上記第１陽刻構造部の高さは、上記セラミックグリーンシートの厚さ以上であり、上記第２陽刻構造部の高さは、上記第１陽刻構造部より低くなる。
【００１４】
好ましくは、上記スタンプは、少なくとも上記インプリンティング面に容易に剥離をするために形成された離型層を含む。このような上記離型層は、自己集合単分子層で構成することができる。代表的に使用可能な自己集合単分子層としては、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３がある。
【００１５】
上記セラミックグリーンシートは、インプリンティングによる転写が十分に保障されるように適正な粘度を有するように提供される。このような粘度としては、５０００〜１２０００ｃｐｓの範囲を有することができる。具体的に、上記セラミックグリーンシートは、１０００〜２０００ｃｐｓの粘度を有するセラミックスラリーを所望のセラミックグリーンシートの形状にキャスティングし、そのキャスティング結果物を予備硬化させることにより得ることができる。
【００１６】
好ましくは、上記セラミックグリーンシートを硬化させる段階は、用いられるバインダーの適切な脱脂温度に従って、段階的昇温過程を通じた熱処理過程で行うことができる。
【００１７】
好ましくは、上記陰刻パターンに導電性物質を提供する段階は、印刷工程を用いて上記陰刻パターンに導電性ペーストを充填させる段階とすることができる。これとは異なり、メッキ工程を用いて上記陰刻パターンにメッキ層を形成する段階とすることもできる。
【００１８】
本発明は、多層セラミック回路基板の製造方法を提供する。上記多層セラミック回路基板の製造方法は、上述のセラミックグリーンシートの製造方法を用いて所望の層間回路を構成する夫々の回路パターンを複数のセラミックグリーンシートを設ける段階から始まる。次いで、上記複数のセラミックグリーンシートを積層して上記層間回路を有するセラミック積層体を形成し、上記セラミック積層体を焼成して多層セラミック回路基板を製造する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、それぞれ別に行われていた回路ライン、ビア、ガイドホール等の加工の工程を同時に行うことができるので、回路パターン形成工程を大きく簡素化させることができ、さらにスタンプを用いるインプリンティング工程を繰り返すことにより高い量産効率を期待することができる。
【００２０】
また、回路ラインを陰刻に形成することにより、セラミックグリーンシートを積層する際に、容易に所望の整列を具現することができる。従って、焼成後に電極とセラミック構造体の段差がないため、平坦性に優れ、続く組立工程やパッケージング工程がより容易になり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】図１ａは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図１ｂ】図１ｂは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図１ｃ】図１ｃは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図１ｄ】図１ｄは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図１ｅ】図１ｅは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の工程断面図である。
【図２ａ】図２ａは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の工程断面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の工程断面図である。
【図２ｃ】図２ｃは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の工程断面図である。
【図２ｄ】図２ｄは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の工程断面図である。
【図２ｅ】図２ｅは、図１ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の一実施形態による多層セラミック回路基板の製造方法の工程断面図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の一実施形態による多層セラミック回路基板の製造方法の工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態についてより詳細に説明する。
【００２３】
図１ａ〜図１ｄは、本発明の一実施形態に用いられるスタンプの製造方法の概略図である。本実施形態においては、スタンプはフォトリソグラフィーを用いて製造される方法で例示されている。本工程において製造されるスタンプは、導電性ビアと回路ラインに対応する陽刻構造を有するように形成された例であって、夫々の構造に対してフォトリソグラフィー工程が必要とされる。
【００２４】
本実施の形態によるスタンプ製造工程は、図１ａに示されたように、スタンプとして用いられる基板１０'上にビア形成領域に該当する第１マスクパターン１１を形成して１次エッチング工程を適用する段階から始まる。
【００２５】
基板１０'の物質は、精密な加工が容易で、且つ、形態が変わらない剛性材質である物質を用いることができる。また、これに限定されないが、ガラス基板またはシリコン無機物基板の他にも金属基板を用いることができる。第１マスクパターン１１は、フォトリソグラフィー工程によって得られたフォトレジストパターンで構成することができる。上記フォトレジストパターンによるエッチング工程は、形成しようとするビアの深さによって決定される。
【００２６】
このような１次エッチング工程を通じて、図１ｂのように基板上に導電性ビアに対応する第１陽刻構造部１０ａを形成する。第１陽刻構造部１０ａの高さは、図１ａでのエッチング深さによって決定され、用いられるセラミックグリーンシートの厚さ以上の高さを有するように形成される。
【００２７】
次いで、図１ｃのように、基板１０'上において回路ラインに対応する領域に第２マスクパターン１２を形成し、所望する回路ラインの厚さに該当する深さほどを除去するための２次エッチング工程を行う。これにより第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂを有するスタンプ１０を製造することができる。
【００２８】
このような２次エッチング工程を通じて、図１ｄに示された回路ラインを形成するための第２陽刻構造部１０ｂを得ることができる。本実施形態において第１陽刻構造部１０ａも２次エッチングにより露出されるが、その周りの領域も共に同じ厚さでエッチングされるため、第１陽刻構造部１０ａは１次エッチングにより得られた高さを維持することができる。
【００２９】
夫々のエッチング工程を通じて、導電性ビアのための第１陽刻構造部１０ａ及び回路ラインのための第２陽刻構造部１０ｂは、それぞれ、所望の高さｈ１、ｈ２を有することができる。本実施形態のように、スタンプ１０を通じて形成しようとする回路パターンが導電性ビアと回路ラインを含む場合には、第１陽刻構造部１０ａの高さｈ１は上記セラミックグリーンシートの厚さ以上で設計され、第２陽刻構造部１０ｂの高さｈ２は第１陽刻構造部１０ａの高さｈ１より低くなるように設計される。
【００３０】
これに限定されないが、通常の多層セラミック回路基板に使用される回路パターンを考慮すると、第１陽刻構造部１０ａは約８０〜１２０μｍの幅を有することができ、約４０〜１２０μｍの高さを有することができ、第２陽刻構造部１０ｂは約９０〜１１０μｍの幅を有し、約８〜１２μｍの高さを有することができる。
【００３１】
最後に、図１ｅのように、スタンプ１０における、少なくともインプリンティング面、即ち、第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂが形成された面に、離型層１５を形成することができる。離型層１５は、セラミックグリーンシートに転写されたパターンを維持しながら容易に分離されるようにするためのものである。
【００３２】
このような離型層１５としては、自己集合単分子層（ＳＡＭ：Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｏｎｏｌａｙｅr）を用いることができ、代表的にはＣＨ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３のような物質の自己集合単分子膜を形成することができる。
【００３３】
図２ａ〜図２ｅは本発明の一実施形態を説明するものであって、図１ａ〜ｅに示されたスタンプを用いたセラミックグリーンシートの製造方法の概略図である。先ず、図２ａに示されたように、キャリアフィルム２５上にセラミックグリーンシート２１'を形成する。
【００３４】
通常で用いられるセラミックグリーンシートとは異なり、インプリンティング工程が円滑に適用できる条件を有するように形成される。このようなインプリンティングのための好ましい条件は、セラミックグリーンシートの粘度で定義できる。即ち、８０００〜１２０００ｃｐｓの粘度を有するように形成することが好ましく、約１００００ｃｐｓの粘度を有するように形成することが最も好ましい。キャリアフィルム２５としては、セラミックグリーンシート２１'を容易に取り扱うためのＰＥＴフィルムのような支持フィルムを用いることができる。
【００３５】
一般的に用いられるセラミックグリーンシートは、完全に乾燥／硬化されてほぼ粘度を有しない状態であるのに対し、本発明で採用されるセラミックグリーンシート２１'は、スタンプの陽刻構造部が精密に転写されるように適切な粘度を有する。
【００３６】
セラミックグリーンシート２１'は、Ａｌ２Ｏ３のようなセラミック粉末と、ガラス粉末、結合剤及びバインダーが溶媒に混合されたセラミックスラリーを用いて、製造することができる。このように製造されたセラミックスラリーは、約１０００〜２０００ｃｐｓのゲル状で、ドクターブレード法のような公知のキャスティング工程を通じて所望のシート形状に製造され、半硬化に該当する予備硬化を通じて上記の高粘度のセラミックグリーンシート２１'を提供することができる。
【００３７】
次いで、図２ｂに示されたように、高粘度のセラミックグリーンシート２１'に第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂを有するスタンプ１０をインプリンティングする。
【００３８】
本段階において用いられるスタンプは、図１ｅに示されたスタンプ１０と理解することができる。スタンプ１０は、導電性ビアのための第１陽刻構造部１０ａと回路ラインのための第２陽刻構造部１０ｂが形成されたインプリンティング面を有する。第１陽刻構造部１０ａの高さは上記セラミックグリーンシートの厚さ以上で設計され、第２陽刻構造部１０ｂの高さは第１陽刻構造部１０ａの高さｈ１より低く設計される。
【００３９】
次に、図２ｃのように、上記インプリンティングを通じて第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂに対応する陰刻パターンがセラミックグリーンシート２１’にそのまま転写され、スタンプ１０がインプリンティングされた状態でセラミックグリーンシート２１’を硬化させる。
【００４０】
図２ａにおいて説明したように、セラミックグリーンシート２１’は通常のシートとは異なり、完全に硬化されていない高粘度セラミックグリーンシートであるため、第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂに対応する陰刻パターンが容易で且つ精密に形成される。次に、陰刻パターンが維持されるように、スタンプ１０が装着された状態で硬化させる。本硬化工程は、バインダーの種類により適正な温度で段階的昇温過程を通じて行われることができ、この工程を通じて、円滑な脱脂と硬化を図ることができる。このように硬化されたセラミックグリーンシート２１は通常用いられるセラミックグリーンシートと類似する状態であると理解することができる。
【００４１】
次いで、図２ｄのように、硬化されたセラミックグリーンシート２１からスタンプ１０を分離する。その結果、スタンプ１０の第１陽刻構造部１０ａ及び第２陽刻構造部１０ｂがセラミックグリーンシート１０に転写され、第１陰刻パターン２０ａ及び第２陰刻パターン２０ｂを形成する。このような分離過程は、インプリンティング面に形成されたＳＡＭのような離型層１５によってより円滑に実現される。
【００４２】
次に、図２ｅのように、硬化されたセラミックグリーンシート２１の第１陰刻パターン２１ａ及び第２陰刻パターン２１ｂに導電性物質を提供する。第１陰刻パターン２１ａに充填された導電性物質は、導電性ビアＶ１として提供されることができ、第２陰刻パターン２１ｂに充填された導電性物質は、回路ラインＰ１として提供され得る。
【００４３】
このように、第１陰刻パターン２１ａ及び第２陰刻パターン２１ｂに導電性物質を提供する段階は、印刷工程を用いて第１陰刻パターン２１ａ及び第２陰刻パターン２１ｂに導電性ペーストを充填させる工程とすることができる。これとは異なり、第１陰刻パターン２１ａ及び第２陰刻パターン２１ｂにメッキ工程を用いてメッキ層を形成することにより所望の導電性物質を充填することができ、メッキ工程とともに印刷工程が結合されて行われることもできる。
【００４４】
図２ａ〜図２ｅにおいて説明したように、スタンプ１０を用いたインプリンティング工程を通じてセラミックグリーンシート２１に回路パターンを形成する際には、導電性ビアと回路ラインのような構造を同時に一括で形成することができるため、工程を大きく単純化させることができ、複雑なレーザー加工やパンチングマシーンとは異なり、スタンプを用いたインプリンティング工程の反復的な具現は簡単に行われることができるため、量産効率を大きく向上させることができる。
【００４５】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の一実施形態によるセラミック基板の製造方法を示した図である。図３ａを参照すると、図２ａ〜図２ｅに示されたセラミックグリーンシートの製造方法を用いて製造された複数のセラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４を積層してセラミック積層体２０'を形成する。各セラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４は層間回路を構成する夫々の回路パターンＰ１−Ｐ４、Ｖ１−Ｖ４を有する。
【００４６】
各セラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４に形成された回路パターンは、図１ａ〜図１ｅに示された工程により別途に製造されたスタンプを用いて形成されたと理解することができる。この場合、複数のセラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４に形成された回路ラインＰ１〜Ｐ４は全て、陰刻パターンに導電性物質が平坦に充填された形態であるため、段差を誘発しないという利点を提供する。
【００４７】
複数のセラミックグリーンシート２１、２２、２３、２４のセラミック積層体２０'は、図３ｂのように焼成してから多層セラミック回路基板２０として提供される。必要に応じて、さらに外部電極２７ａ、２７ｂを形成する。上述したように、本発明による回路パターン形成工程は、スタンプを用いたインプリンティング工程を使用するため、非常に簡素である上、陰刻パターンが採用されるので、パターンにより誘発される段差問題を解決することができる。これによって完成されたセラミック基板の寸法の精密度と信頼性の向上を期待することができる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施形態について図示して説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨から外れない範囲内で、当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により、多様な変形による実施が可能であり、このような変形による実施は、本発明の技術的思想や展望から個別に理解されてはならない。
【符号の説明】
【００４９】
１０ スタンプ
１０ａ 第１陽刻構造部
１０ｂ 第２陽刻構造部
１５ 離型層
２０ 多層セラミック回路基板
２０' セラミック積層体
２１、２２、２３、２４ セラミックグリーンシート
２１ａ 第１陰刻パターン
２１ｂ 第２陰刻パターン
２５ キャリアフィルム
２７ａ、２７ｂ 外部電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンに対応する陽刻構造部が形成されたインプリンティング面を有するスタンプを設ける段階と、
セラミックグリーンシートに前記陽刻構造部に転写された陰刻パターンが形成されるように前記セラミックグリーンシートに前記スタンプをインプリンティングする段階と、
前記スタンプがインプリンティングされた状態で前記セラミックグリーンシートを硬化させる段階と、
前記セラミックグリーンシートから前記スタンプを分離する段階と、
前記セラミックグリーンシートの陰刻パターンに導電性物質を提供する段階と、
を含むことを特徴とするセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項２】
前記回路パターンは導電性ビアと回路ラインを含み、
前記スタンプに形成された陽刻構造部は前記導電性ビアに該当する少なくとも１つの第１陽刻構造部と前記回路ラインに該当する少なくとも１つの第２陽刻構造部を有し、
前記第１陽刻構造部は前記セラミックグリーンシートの厚さ以上の高さを有し、前記第２陽刻構造部は前記第１陽刻構造部より低い高さを有することを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項３】
前記スタンプは、少なくとも陽刻構造部の形成面に形成された離型層を含むことを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項４】
前記離型層は、自己集合単分子層であることを特徴とする請求項３に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項５】
前記自己集合単分子層は、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３を含むことを特徴とする請求項４に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項６】
前記セラミックグリーンシートは、５０００〜１２０００ｃｐｓの粘度を有することを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項７】
前記セラミックグリーンシートは、１０００〜２０００ｃｐｓの粘度を有するセラミックスラリーを所望のセラミックグリーンシートの形状にキャスティングし、そのキャスティング結果物を予備硬化させることにより得られることを特徴とする請求項６に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項８】
前記セラミックグリーンシートを硬化させる段階は、段階的昇温過程を通じて前記セラミックグリーンシートを熱処理する段階であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項９】
前記陰刻パターンに導電性物質を提供する段階は、印刷工程を用いて前記陰刻パターンに導電性ペーストを充填させる段階であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項１０】
前記陰刻パターンに導電性物質を提供する段階は、メッキ工程を用いて前記陰刻パターンにメッキ層を形成する段階であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９のいずれか１項を用いて層間回路を構成する夫々の回路パターンを有する複数のセラミックグリーンシートを設ける段階と、
前記複数のセラミックグリーンシートを積層して前記層間回路を有するセラミック積層体を形成する段階と、
前記セラミック積層体を焼成して多層セラミック回路基板を製造する段階と、
を含むことを特徴とする多層セラミック回路基板の製造方法。
【請求項１】
回路パターンに対応する陽刻構造部が形成されたインプリンティング面を有するスタンプを設ける段階と、
セラミックグリーンシートに前記陽刻構造部に転写された陰刻パターンが形成されるように前記セラミックグリーンシートに前記スタンプをインプリンティングする段階と、
前記スタンプがインプリンティングされた状態で前記セラミックグリーンシートを硬化させる段階と、
前記セラミックグリーンシートから前記スタンプを分離する段階と、
前記セラミックグリーンシートの陰刻パターンに導電性物質を提供する段階と、
を含むことを特徴とするセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項２】
前記回路パターンは導電性ビアと回路ラインを含み、
前記スタンプに形成された陽刻構造部は前記導電性ビアに該当する少なくとも１つの第１陽刻構造部と前記回路ラインに該当する少なくとも１つの第２陽刻構造部を有し、
前記第１陽刻構造部は前記セラミックグリーンシートの厚さ以上の高さを有し、前記第２陽刻構造部は前記第１陽刻構造部より低い高さを有することを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項３】
前記スタンプは、少なくとも陽刻構造部の形成面に形成された離型層を含むことを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項４】
前記離型層は、自己集合単分子層であることを特徴とする請求項３に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項５】
前記自己集合単分子層は、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３を含むことを特徴とする請求項４に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項６】
前記セラミックグリーンシートは、５０００〜１２０００ｃｐｓの粘度を有することを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項７】
前記セラミックグリーンシートは、１０００〜２０００ｃｐｓの粘度を有するセラミックスラリーを所望のセラミックグリーンシートの形状にキャスティングし、そのキャスティング結果物を予備硬化させることにより得られることを特徴とする請求項６に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項８】
前記セラミックグリーンシートを硬化させる段階は、段階的昇温過程を通じて前記セラミックグリーンシートを熱処理する段階であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項９】
前記陰刻パターンに導電性物質を提供する段階は、印刷工程を用いて前記陰刻パターンに導電性ペーストを充填させる段階であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項１０】
前記陰刻パターンに導電性物質を提供する段階は、メッキ工程を用いて前記陰刻パターンにメッキ層を形成する段階であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９のいずれか１項を用いて層間回路を構成する夫々の回路パターンを有する複数のセラミックグリーンシートを設ける段階と、
前記複数のセラミックグリーンシートを積層して前記層間回路を有するセラミック積層体を形成する段階と、
前記セラミック積層体を焼成して多層セラミック回路基板を製造する段階と、
を含むことを特徴とする多層セラミック回路基板の製造方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図１ｅ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図１ｅ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【公開番号】特開２０１０−５２４１９（Ｐ２０１０−５２４１９Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５１２９（Ｐ２００９−９５１２９）
【出願日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【出願人】（５９１００３７７０）三星電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【出願人】（５９１００３７７０）三星電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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