説明

回路基板の製造方法

【課題】導体ペーストとグリーンシートとでは、焼成による収縮の程度が大きく異なるため、これに起因して、焼成後に、セラミック基板が反りやすくなり、寸法精度を向上させることが困難である。
【解決手段】グリーンシートを焼成してセラミック基板を形成する基板形成工程S1と、めっき触媒を含有する液状体で触媒パターンを描画形成する触媒パターニング工程S2と、前記触媒パターンにめっきを施すめっき工程S3と、を有する回路基板の製造法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回路基板の製造方法等に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、回路基板の一種である多層配線板において、セラミック基板に配線を設けた構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−34311号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1に記載された多層配線板は、導体ペーストで配線パターンを形成したグリーンシートを一括焼成することによって製造され得る。
ところで、導体ペースト及びグリーンシートのいずれも、焼成によって収縮することがある。ところが、導体ペーストとグリーンシートとでは、焼成による収縮の程度が大きく異なることがある。これに起因して、焼成後に、セラミック基板が反りやすくなる。
このように、従来の回路基板では、寸法精度を向上させることが困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【0006】
[適用例1]焼成されたセラミック基板に、めっき触媒を含有する液状体で配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、前記配線パターンにめっきを施すめっき工程と、を有する、ことを特徴とする回路基板の製造方法。
【0007】
この適用例の回路基板の製造方法は、配線パターン形成工程と、めっき工程と、を有する。
配線パターン形成工程では、焼成されたセラミック基板に、配線パターンを形成する。このとき、配線パターンは、めっき触媒を含有する液状体で形成される。
めっき工程では、配線パターンにめっきを施す。
上記により、セラミック基板に配線が設けられた回路基板が製造され得る。この回路基板の製造方法によれば、焼成されたセラミック基板に配線を設けるので、配線パターン形成工程や、めっき工程においてセラミック基板が収縮することを抑えることができる。また、この回路基板の製造方法では、配線パターンにめっきを施すことによって配線が形成されるので、配線の収縮の発生を抑えることができる。これらにより、回路基板の反りの発生を抑えやすくすることができるので、寸法精度を向上させやすくすることができる。
【0008】
[適用例2]上記の回路基板の製造方法であって、前記配線パターン形成工程では、インクジェット法で前記配線パターンを形成する、ことを特徴とする回路基板の製造方法。
【0009】
この適用例では、インクジェット法で配線パターンを形成するので、配線パターン形成工程において、セラミック基板に外力が作用することを避けやすくすることができる。これにより、回路基板の反りの発生を一層抑えやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態における回路基板の断面図。
【図2】本実施形態における回路基板の製造方法を示すフローチャート。
【図3】本実施形態における回路基板の製造方法を説明する図。
【図4】本実施形態における液滴吐出ヘッドの概略の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施形態について説明する。
図1は、本実施形態における回路基板の断面図である。本実施形態における回路基板1は、セラミック基板3と、回路パターン5と、を有している。
セラミック基板3は、後述するグリーンシートの焼結体で構成されている。
回路パターン5は、抵抗素子、容量素子、コイル素子等の各種の内部素子や、内部素子間を電気的に接続する配線などを含んでいる。また、回路パターン5には、セラミック基板3を貫通するスルーホールに沿って設けられたビア配線7も含まれている。
【0012】
本実施形態における回路基板1の製造方法について説明する。
回路基板1の製造方法は、図2に示すように、基板形成工程S1と、触媒パターニング工程S2と、めっき工程S3と、を有している。
基板形成工程S1は、セラミック基板3を形成する工程であり、スルーホール形成工程S11と、焼成工程S12と、を含んでいる。
回路基板1の製造方法では、まず、スルーホール形成工程S11において、図3(a)に示すように、グリーンシート3aにスルーホール9を形成する。このとき、スルーホール9は、パンチング法やレーザー加工法などによって形成され得る。
【0013】
本実施形態では、グリーンシート3aとして、ガラス系セラミックが採用されている。グリーンシート3aは、ガラスセラミック粉末やバインダー等を含むガラスセラミック組成物からなるシートである。
ガラスセラミック粉末は、0.1μm〜5μmの平均粒径を有する粉末であり、例えばアルミナやフォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合したガラス複合セラミックなどが採用され得る。また、ガラスセラミック粉末としては、ZnO−MgO−Al23−SiO2系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラスセラミック、BaO−Al23−SiO2系セラミック粉末やAl23−CaO−SiO2−MgO−B23系セラミック粉末等も採用され得る。
なお、グリーンシート3aは、ガラス系セラミックに限定されず、非ガラス系セラミックも採用され得る。
【0014】
バインダーは、ガラスセラミック粉末の結合剤としての機能を有し、焼成工程S12で分解して容易に除去できる有機高分子である。バインダーとしては、例えばブチラール系、アクリル系、セルロース系等のバインダー樹脂などが採用され得る。また、バインダーとしては、例えばアジピン酸エステル系可塑剤、ジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)フタル酸エステル系可塑剤、グリコールエステル系可塑剤等の可塑剤を含有したものも採用され得る。
【0015】
スルーホール形成工程S11に次いで、焼成工程S12では、グリーンシート3aを焼成する。これにより、図3(b)に示すように、グリーンシート3aからセラミック基板3が形成され得る。
焼成温度としては、ガラス系セラミックでは、グリーンシート3a中に含まれるガラスの軟化点以上とするのが好ましく、具体的には、600℃以上900℃以下とするのが好ましい。また、焼成条件としては、適宜な速度で温度を上昇させ、かつ下降させるようにし、さらに、最大加熱温度、すなわち600℃以上900℃以下の温度では、その温度に応じて適宜な時間保持するようにする。
また、非ガラス系セラミックでは、焼成温度を1200℃以上1600以下とするのが好ましい。このとき、1200℃以上1600以下の温度において、適宜な時間保持するようにする。
【0016】
焼成工程S12に次いで、触媒パターニング工程S2では、図3(c)に示すように、めっき触媒を含有する機能液(液状体)11をセラミック基板3に塗布することによって、セラミック基板3に機能液11で触媒パターン13を形成する。触媒パターン13は、回路基板1における回路パターン5に沿ってパターニングされる。
触媒パターン13の描画には、液滴吐出ヘッド15を利用したインクジェット法が活用され得る。
液滴吐出ヘッド15から機能液11を液滴11aとして吐出する技術は、インクジェット技術と呼ばれる。そして、インクジェット技術を活用して機能液11などを所定の位置に配置する方法は、インクジェット法と呼ばれる。このインクジェット法は、塗布法の1つである。
【0017】
めっき触媒としては、触媒作用のある金属であれば良く、その種類は特に限定されない。触媒作用のある金属としては、例えば、コバルト、ニッケル、銅、パラジウム、金、銀、鉛、プラチナ等や、これらの合金などを採用することができる。なお、触媒作用のある金属は化学めっきにて形成する金属膜を形成し易い金属を採用するのが好ましい。例えば、ニッケルの膜、金の膜を形成するときにはパラジウム、金を触媒に採用するのが好ましい。銀の膜を形成するときにはパラジウム、金、銀を触媒に採用するのが好ましい。スズの膜を形成するときには銅を触媒に採用するのが好ましい。銅の膜を形成するときにはパラジウム、金、銀、銅を触媒に採用するのが好ましい。本実施形態では、パラジウムを含有するめっき触媒が採用されている。
【0018】
本実施形態では、機能液11として、触媒作用のある金属を含む官能基を備えたシランカップリング剤が採用され得る。このようなシランカップリング剤は公知の方法を用いて製造することが可能である。例えば、国際公開番号WO2003/091476A1号パンフレットに記載されている方法を参考にすることができる。これによると、金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤の溶液を基板に塗布し、さらに、金属化合物の有機溶媒溶液をこの基板に塗布する。この方法により金属を含む官能基を備えたシランカップリング剤が形成される。例えば、この方法を応用することにより触媒作用のある金属を含む官能基を備えたシランカップリング剤である金属触媒を製造することができる。この金属触媒を溶解する溶媒は、触媒を溶解可能であれば良く、各種溶媒の中から選択することができる。
本実施形態で採用されている機能液11の焼成温度は、100℃以上であり、溶媒の沸点以上が好ましい。機能液11の焼成温度を200℃以上にするときには窒素雰囲気等の無酸素雰囲気にするのが好ましい。これにより、機能液11に含まれるめっき触媒が酸化することを防止することができる。温度条件や加熱条件は特に限定されないが、本実施形態では、150℃の焼成温度で保持時間を1時間とした。
【0019】
本実施形態で採用されている液滴吐出ヘッド15は、図4に示すように、ノズルプレート21と、キャビティープレート23と、振動板25と、圧電素子27と、を有している。
ノズルプレート21は、ノズル面21aを有している。また、ノズルプレート21にはのノズル29が設けられている。
キャビティープレート23は、ノズルプレート21のノズル面21aとは反対側の面に設けられている。キャビティープレート23には、キャビティー31が形成されている。キャビティー31は、ノズル29に対応して設けられており、対応するノズル29に連通している。キャビティー31には、図示しないタンクからリザーバー33を経由して機能液11が供給される。
【0020】
振動板25は、キャビティープレート23のノズルプレート21側とは反対側の面に設けられている。振動板25は、縦方向に振動することによって、キャビティー31内の容積を拡大したり、縮小したりする。
圧電素子27は、振動板25のキャビティープレート23側とは反対側の面に設けられている。圧電素子27は、キャビティー31に対応して設けられており、振動板25を挟んでキャビティー31に対向している。圧電素子27は、駆動回路35から出力される駆動信号に基づいて、伸張する。これにより、振動板25がキャビティー31内の容積を縮小する。このとき、キャビティー31内の機能液11に圧力が付与される。その結果、ノズル29から、機能液11が液滴11aとして吐出される。
【0021】
触媒パターニング工程S2に次いで、めっき工程S3では、触媒パターン13にめっき処理を施す。本実施形態では、めっき処理として無電解めっき処理が採用されている。めっき工程S3では、触媒パターン13がパターニングされたセラミック基板3をめっき浴に浸漬させることによって、触媒パターン13にめっきが施される。
本実施形態では、めっき工程S3により、触媒パターン13に沿ってめっき皮膜を析出させることができる。めっき皮膜としては、例えば、銅、ニッケル、金、パラジウム、銀、錫、などの金属又これらの合金または、これらの積層体から得られる。これにより、図1に示す回路パターン5が形成され得る。この結果、回路基板1が製造され得る。
【0022】
本実施形態において、機能液11が液状体に対応し、触媒パターン13が配線パターンに対応し、触媒パターニング工程S2が配線パターン形成工程に対応している。
本実施形態では、焼成されたセラミック基板3に回路パターン5を設けるので、触媒パターニング工程S2や、めっき工程S3においてセラミック基板3が収縮することを抑えることができる。また、この回路基板1の製造方法では、触媒パターン13にめっきを施すことによって回路パターン5が形成されるので、回路パターン5の収縮の発生を抑えることができる。これらにより、回路基板1の反りの発生を抑えやすくすることができるので、寸法精度を向上させやすくすることができる。
【0023】
なお、本実施形態では、基板形成工程S1において、スルーホール形成工程S11の後に焼成工程S12を実施する順序が採用されている。しかしながら、スルーホール形成工程S11と、焼成工程S12との順序は、これに限定されない。スルーホール形成工程S11と、焼成工程S12との順序としては、例えば、焼成工程S12の後にスルーホール形成工程S11を実施する順序も採用され得る。この順序でも同様の効果が得られる。
【0024】
また、本実施形態では、触媒パターニング工程S2で触媒パターン13をパターニングするときに、機能液11を塗布する方法として、塗布法の1つであるインクジェット法が採用されている。しかしながら、塗布法は、インクジェット法に限定されず、ディスペンス法や、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法なども採用され得る。しかしながら、インクジェット法を採用することは、セラミック基板3の任意の箇所に任意の量の機能液11を塗布しやすい点で好ましい。また、インクジェット法では、セラミック基板3に対して非接触で触媒パターン13をパターニングすることができるので、セラミック基板3に外力が作用することを避けやすくすることができる。これにより、回路基板1の反りや、クラックなどのダメージの発生を一層抑えやすくすることができる。
【0025】
また、本実施形態では、液滴吐出ヘッド15において、機能液11に圧力を付与するための加圧手段として縦振動型の圧電素子27が採用されているが、機能液11に圧力を付与するための加圧手段は、これに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子も採用され得る。また、加圧手段としては、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル29から液滴11aを吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなども採用され得る。さらに、発熱体を用いて機能液11に泡を発生させ、その泡によって機能液11に圧力を付与する構成も採用され得る。
【符号の説明】
【0026】
1…回路基板、3…セラミック基板、3a…グリーンシート、5…回路パターン、7…ビア配線、9…スルーホール、11…機能液、11a…液滴、13…触媒パターン、15…液滴吐出ヘッド。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
焼成されたセラミック基板に、めっき触媒を含有する液状体で配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
前記配線パターンにめっきを施すめっき工程と、を有する、
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項2】
前記配線パターン形成工程では、インクジェット法で前記配線パターンを形成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の回路基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−182341(P2012−182341A)
【公開日】平成24年9月20日(2012.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−44777(P2011−44777)
【出願日】平成23年3月2日(2011.3.2)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】