DE4401616A1 - Keramische Mehrfachschichten-Verdrahtungskarte - Google Patents

Keramische Mehrfachschichten-Verdrahtungskarte

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine keramische Mehrfachschichten-Verdrahtungskarte.
Die japanische geprüfte Patentveröffentlichung (Kokoku Nr. Hei-03-78798 offenbart eine keramische Mehrfachschichten- Verdrahtungskarte, bei der ein Material auf der Grundlage von Kupfer mit einem ausgezeichneten Migrationswiderstand als Oberflächenverdrahtungsleiter verwendet wird, und ein Material auf der Grundlage von Silber, welches hohen Brenntemperaturen in einer Sauerstoffatmosphäre resistent ist, als innerer Verdrahtungsleiter und Durchgangsöffnungsleiter verwendet ist. Diese Veröffentlichung zeigt ferner eine Abdeckung der Oberfläche eines oberen Durchgangsöffnungsleiters mit einer Eutektikverhinderungsschicht, bevor der Oberflächenverdrah­ tungsleiter aufgebracht wird. Die Eutektikkristallverhinde­ rungsschicht wird durch CVD oder weiteren Mitteln vorgesehen, um die Bildung von Ag-Cu-eutektischen Kristallen bei der Grenzfläche zwischen den Durchgangsöffnungsleitern und dem Oberflächenverdrahtungsleiter zu verhindern.
Bei diesem Verfahren zur Verhinderung von eutektischen Kri­ stallen wird ein zusätzlicher Schritt bei der Bildung der Eutektikkristallverhinderungsschicht benötigt. Falls die Eutektikkristallverhinderungsschicht durch CVD gebildet wird, wird ein hoher Zeitbedarf benötigt, um eine ausreichende Dicke der Schicht zu erhalten. Falls die Schicht durch ein Druckverfahren ausgebildet wird, wird ein Brennschritt benötigt, und ebenfalls ein hoher Zeitbedarf benötigt. Falls die Eutektikkristallverhinderungsschicht dünn ist, diffundiert Silber oder Kupfer über die eutektische Kristallveränderungsschicht, und es wird eine Ag-Cu-Eutektikkristallschicht ausgebildet.
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. Hei-04-32297 offenbart einen zweiten Oberflächenverdrahtungs­ leiter, der zwischen dem Kupferoberflächenverdrahtungsleiter und dem oberen Durchgangsöffnungsleiter angeordnet ist, um die Bildung der Ag-Cu-Eutektikkristalle zu verhindern. Der zweite Oberflächenverdrahtungsleiter weist Kupfer auf und wird bei einer Temperatur (600°C) gebrannt, die geringer ist als die eutektische Temperatur von 780°C.
Die Anordnung des Kupferoberflächenleiters mit geringer Brenntemperatur erfordert einen zusätzlichen Schritt. Der Kupferoberflächenleiter, der bei geringer Temperatur gebrannt wird, weist eine geringe Haftung mit dem Substrat und eine schlechte Benetzbarkeit mit einem Lötmittel auf. Somit ist die Zuverlässigkeit gering.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine keramische Mehrfachschichten-Verdrahtungskarte zur Ver­ fügung zu stellen, welche einen Oberflächenleiter auf der Grundlage von Kupfer mit einem ausgezeichneten Migrationswi­ derstand und eine kupferlose innere Verdrahtungsschicht auf­ weist, welche in einer oxidierenden Atmosphäre gebrannt wer­ den kann, bei der die Bildung von eutektischen Kristallen zwischen diesen beiden Materialien verhindert ist, und bei der kein zusätzlicher Schritt benötigt wird.
Diese Aufgabe wird durch eine keramische Mehrfachschichten- Verdrahtungskarte gemäß Anspruch 1 und 3 gelöst.
Eine erfindungsgemäße keramische Mehrfachschichten-Verdrah­ tungskarte weist auf: eine oder mehrere keramische Schichten mit einem oder mehreren zwischenverbundenen inneren Leitern, die in oder auf den keramischen Schichten angeordnet sind, wobei die inneren Leiter aus einem kupferlosen Leiter mit ei­ nem Schmelzpunkt hergestellt sind, der höher ist als die Tem­ peratur, bei der die keramischen Schichten gebrannt sind; ei­ ne auf der äußersten Schicht der keramischen Schichten ange­ ordnete obere keramische Schicht, welche eine Öffnung auf­ weist; eine auf der oberen keramischen Schicht ausgebildete Oberflächenverdrahtungsschicht auf der Grundlage von Kupfer; und einen in die Öffnung der oberen keramischen Schicht ge­ füllten Öffnungsfülleiter, der den Oberflächenverdrahtungs­ leiter und die inneren Leiter elektrisch miteinander verbin­ det, wobei der Öffnungsfülleiter aus einem Metall hergestellt ist, welches unterschiedlich ist von den Materialien der Oberflächenverdrahtungsschicht und der inneren Leiter, und welches keine eutektischen Kristalle mit dem Material der Oberflächenverdrahtungsschicht bei einer Temperatur bildet, bei der die Oberflächenverdrahtungsschicht gebrannt ist.
Vorzugsweise ist die Oberflächenverdrahtungsschicht aus Kup­ fer hergestellt, die inneren Leiter sind aus Silber herge­ stellt, und der Öffnungsfülleiter ist aus einer Silber-Palla­ dium-Legierung (Ag-Pd) hergestellt.
Desweiteren ist eine erfindungsgemäße keramische Mehrfach­ schichten-Verdrahtungskarte vorgesehen, welche aufweist: eine oder mehrere keramische Schichten mit einem oder mehreren zwischenverbundenen inneren Leitern aus Silber, die in oder auf den keramischen Schichten angeordnet sind; eine auf der äußersten Schicht der keramischen Schichten ausgebildete obere keramische Schicht, welche eine Öffnung aufweist; eine auf der oberen keramischen Schicht ausgebildete Oberflächen­ verdrahtungsschicht aus Kupfer; und einen in der Öffnung der oberen keramischen Schicht gefüllten Öffnungsfülleiter, der den Oberflächenverdrahtungsleiter und die inneren Leiter elektrisch miteinander verbindet, wobei der Öffnungsfülleiter eine Silber-Palladium-Legierung darstellt mit einem Gehalt an Palladium in einer derartigen Menge, daß die Temperatur, bei der die Legierung eutektische Kristalle mit Kupfer ausbildet, höher ist als die Temperatur, bei der die Kupfer-Oberflächen­ verdrahtungsschicht gebrannt wird.
Es ist bekannt, daß Silber und Kupfer eutektische Kristalle zwischen diesen Metallen bei 760°C ausbildet, und eine Kup­ ferschicht durch Brennen bei etwa 800 bis 900°C ausgebildet wird. Demgemäß bildet während des Brennens einer Kupfer­ schicht eine Öffnungsfüllschicht aus Silber eutektische Kri­ stalle bei der Grenzfläche hiervon mit der Kupferverdrah­ tungsschicht aus, welche vermieden werden sollten. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel erreicht durch eine Legierungsbildung des Silbers mit Palladium. Silber besitzt einen Schmelzpunkt von 960°C, und Palladium besitzt einen Schmelzpunkt von 1554°C, so daß die Temperatur, bei der die Silber-Palladium-Legierung eutektische Kristalle mit Kupfer ausbildet, mit dem Gehalt von Palladium in der Legierung an­ gehoben wird. Demgemäß wird der Gehalt an Palladium in der Legierung derart ausgewählt, daß die Legierung keine eutekti­ schen Kristalle mit Kupfer bei derjenigen Temperatur bildet, bei der Kupfer gebrannt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Oberflächenver­ drahtungsschicht auf der Grundlage von Kupfer einen Kupferge­ halt von nicht weniger als 90 Gewichtsprozent auf, wobei der kupferlose Leiter Ag, Ag-Pt, Ag-Pd, Ag-Pt-Pd, Ag-Au, usw. sein kann. Falls Ag-Pd oder dergleichen für das Material des kupferlosen Leiters ausgewählt wird, sollte der Gehalt an Palladium usw. ausreichend niedrig sein, beispielsweise 5-25 Gewichtsprozent für Pd sein, da der elektrische Widerstand von Pd, usw. im Vergleich zu dem von Silber groß ist.
Der Öffnungsfülleiter kann ein einzelnes Metall oder eine Le­ gierung oder eine intermetallische Zusammensetzung sein. Bei­ spiele für den Öffnungsfülleiter umfassen etwa Ag-Pt, Ag-Pd, Ag-Au, Ag-Pt-Pd, usw. Der Öffnungsfülleiter kann eine Legie­ rung darstellen, die aus denselben Metallen wie die Zusammen­ setzung des inneren Leiters zusammengesetzt ist, solange die Zusammensetzung der Legierung hierzwischen verschieden ist. Falls der innere Leiter eine Silberlegierung und der Öff­ nungsfülleiter ebenfalls eine Silberlegierung darstellt, ist der Silbergehalt des Öffnungsfülleiters geringer als derje­ nige des inneren Leiters.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt der Öffnungs­ fülleiter eine Legierung aus Pd oder Pt und einem Metall dar, welches das gleiche wie das Hauptbestandteilsmetall der Le­ gierung des inneren Leiters darstellt, wobei der Gehalt die­ ses Hauptbestandteilsmetalles in dem Öffnungsfülleiter in ei­ nem Bereich des Öffnungsfülleiters in der Nähe des inneren Leiters größer ist als in einem Bereich in der Nähe der Ober­ flächenverdrahtungsschicht.
Falls der innere Leiter Silber darstellt und der Öffnungsfül­ leiter aus einer Ag-Pd-Paste hergestellt ist, beträgt der Pd- Gehalt des Öffnungsfülleiters vorzugsweise nicht mehr als 40 Gewichtsprozent, um die Verbindung zwischen dem inneren Lei­ ter und dem Öffnungsfülleiter zu gewährleisten. Falls der Pd- Gehalt größer als 40 Gewichtsprozent ist, diffundiert Ag in dem inneren Leiter selektiv in das Ag/Pd des Öffnungsfüllei­ ters und bildet Leerstellen in dem Ag-Leiter aus (Kirkendal- Effekt), wodurch die Zuverlässigkeit der Verbindung ver­ schlechtert wird. Mit anderen Worten, der Gehalt von Silber wird vorzugsweise nicht weniger als 60 Gewichtsprozent der Legierung sein. Es ist ferner bevorzugt, daß im Falle der Ausbildung der Oberflächenverdrahtungsschicht durch Brennen einer Cu-Paste bei etwa 900°C der Pd-Gehalt einer Ag-Pd-Le­ gierung des Öffnungsfülleiters nicht geringer ist als 30 Ge­ wichtsprozent, um die Bildung von eutektischen Kristallen zu verhindern. Falls die Kupferschicht bei einer Temperatur von weniger als 900°C gebrannt wird, kann der Gehalt an Pd selbstverständlich geringer sein als 30 Gewichtsprozent. Auf­ grund ähnlicher Betrachtungen wird ein Gehalt von 60 bis 70 Gewichtsprozent von Silber im allgemeinen bevorzugt. Bei­ spielsweise können in den Ag-Pt, Ag-Pt-Pd oder weiteren Sil­ berlegierungen die anderen als Ag konstituierenden Metalle wie beispielsweise Pt, oder Pt und Pd (gesamt), oder derglei­ chen als Äquivalente zu Pd in Ag-Pd angesehen werden.
Es sollte jedoch beachtet werden, daß, falls der Öffnungsfül­ leiter eine Gradiation der Silberkonzentration aufweist, der Gehalt an Silber bei einem Bereich in der Nähe der Kupfer­ schicht vorzugsweise kleiner als 30 Gewichtsprozent sein sollte (der Gehalt an Pd oder dergleichen sollte vorzugsweise 30 Gewichtsprozent oder mehr ausmachen, um eutektische Kri­ stalle zu verhindern), wobei jedoch der Gehalt an Silber in der Legierung des Öffnungsfülleiters bei einem Bereich ent­ fernt von der Kupferschicht, beispielsweise bei einem Bereich in der Nähe des inneren Leiters, mehr Silber, bis zu 100 Ge­ wichtsprozent enthalten kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Oberflächenverdrah­ tungsschicht eines Materials auf der Grundlage von Kupfer und der innere Leiter eines kupferlosen Materials mit einer aus­ gezeichneten elektrischen Leitfähigkeit und einem Schmelz­ punkt, der höher ist als die Temperatur, bei der das Mehr­ fachschichten-Substrat gebrannt wird, über dem Öffnungsfül­ leiter elektrisch miteinander verbunden. Der Öffnungsfüllei­ ter kann ein ausgezeichnetes Bonden und eine ausgezeichnete elektrische Verbindung mit dem inneren Leiter bei einer Tem­ peratur, bei der das Substrat gebrannt wird, zur Verfügung stellen. Der Öffnungsfülleiter bildet keine eutektischen Kri­ stalle mit den Materialen den Oberflächenverdrahtungsschicht und des inneren Leiters aus, so daß die Oberflächenverdrah­ tungsschicht ausgezeichnete Festigkeit bzw. Widerstand gegen Migration und ausgezeichnete Festigkeit gegen Durchsickern von Lötmittel besitzt. Falls eine Ag-Pd-Legierung zusammen mit Cu als Oberflächenverdrahtungsschicht und Ag als innerer Leiter verwendet wird, ist der Öffnungsfülleiter aus einer Ag-Pd-Legierung ausgezeichnet bezüglich der Festigkeit gegen Migration und Festigkeit gegen Durchsickern von Lötmittel, unabhängig von der Bildung von eutektischen Kristallen. Die Verwendung eines solchen Öffnungsfülleiters benötigt keinen zusätzlichen Schritt zur Verhinderung der Ausbildung von eu­ tektischen Kristallen und ermöglicht somit eine hohe Produk­ tivität.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 bis 4 schematische Schnittansichten von beispielhaften keramischen Mehrfachschichten-Verdrahtungskarten gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsbeispiel 1
Gemäß Fig. 1 ist die keramische Mehrfachschichten-Verdrah­ tungskarte aus drei Grünkeramikblättern ausgebildet und weist eine untere Schicht 11, eine mittlere Schicht 12 und eine obere Schicht 13 auf, die aus keramischen Isolierschichten hergestellt sind. Die mittlere Schicht 12 weist Durchgangs­ öffnungen (Durchmesser etwa 100 µm) auf, welche mit einem Ag- Leiter 3 gefüllt sind, und weist innere Verdrahtungsschichten 2 aus Ag (Dicke etwa 10 µm) auf den beiden Oberflächen der Schicht 12 auf, die durch ein Druckverfahren gebildet sind. Die unteren und oberen Schichten 11 und 13 weisen Durchgangs­ öffnungen auf (Durchmesser etwa 100 µm), die mit einem Öff­ nungsfüll-Leiter 5 aus Ag-Pd gefüllt sind und Oberflächenver­ drahtungsschichten 4 aus Cu aufweisen, die durch ein Druck­ verfahren ausgebildet sind.
Auf der Oberfläche der unteren Schicht 11 ist ein Dickfilmwi­ derstand 7 vermittels eines Druckverfahrens vorgesehen, und auf der Oberfläche der oberen Schicht 13 sind Schaltkreistei­ le 6 durch Löten vorgesehen.
Im folgenden wird das Herstellungsverfahren dieser kerami­ schen Verdrahtungskarte näher erläutert.
Es werden die verwendeten Glaspulver durch Schmelzen vorbe­ reitet, Abschrecken in Wasser und Pulverisieren einer Mi­ schung aus CaO, PbO, Al2O3, SiO2 und B2O3 mit einer bestimm­ ten Zusammensetzung mit einer mittleren Teilchengröße von 2-5 µm. Zu der Mischung aus 60 Gewichtsprozenten des somit vorbe­ reiteten Glaspulvers und 40 Gewichtsprozenten eines Al2O2- Pulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 2-5 µm wird ein Lösungsmittel wie beispielsweise Terpineol und ein Bindemit­ tel wie beispielsweise Äthylzellulose hinzugefügt und zur Bildung eines keramischen Breies geknetet. Aus diesem kerami­ schen Brei werden die Grünblätter für die unteren, mittleren und oberen Schichten hergestellt.
Die Grünblätter werden zur Bildung der Durchgangsöffnungen mit einem Durchmesser von etwa 0,3 mm bei vorbestimmten Posi­ tionen gestanzt.
Es wurde eine Ag-Paste durch Mischen und Kneten eines Ag-Pul­ vers mit Äthylzellulose als Bindemittel und Terpineol als Lö­ sungsmittel vorbereitet und gedrückt und als die inneren Lei­ ter (Durchgangsöffnungsfülleiter) 3 in den Durchgangsöffnun­ gen des Grünblattes für die mittlere Schicht 12 gefüllt. Die­ selbe Ag-Paste wurde auf die beiden Oberflächen des Grünblat­ tes für die mittlere Schicht 12 zur Bildung der inneren Ver­ drahtungsleitungen 2 aufgedrückt.
Eine Ag-Pd-Paste wurde durch Mischen und Kneten eines Ag-Pd- Legierungspulvers (35 Gewichtsprozent Ag) mit Äthylzellulose als Bindemittel und Perpineol als Lösungsmittel vorbereitet und als Durchgangsfülleiter 5 in die Durchgangsöffnungen der Grünblätter für die unteren und oberen Schichten 11 und 13 aufgedrückt und gefüllt.
Die drei Grünblätter wurden anschließend miteinander ver­ schichtet und gepreßt und bei 100°C zur Bildung eines lami­ nierten Grünblattes gebondet. Das laminierte Grünblatt wurde in Luft bei 800-1000°C für 25 Minuten gebrannt.
Anschließend wurde die Cu-Paste auf die Oberflächen des ge­ brannten Substrates zur Bildung der Verdrahtungsstrukturie­ rungen für die Oberflächenverdrahtungschichten 4 aufgedrückt. Das Substrat wurde anschließend in einer N2-Atmosphäre bei 850-1000°C für 10 Minuten gebrannt.
Es wurde ein gemischtes Pulver aus RuO2-Pulver, dem obigen Glaspulver und Aluminapulver mit einer vorbestimmten Zusam­ mensetzung gemischt und mit dem Bindemittel und Lösungsmittel wie oben geknetet, um eine RuO2-Paste auszubilden. Die RuO2- Paste wurde auf die Oberfläche der unteren Schicht 11 aufge­ drückt und es wurde eine keramische Paste auf die RuO2-Pa­ stenschicht überzogen, welche zur Bildung eines Dickfilmwi­ derstandes 7 gebrannt wurde. Ferner wurden Schaltkreisteile 6 auf der Oberfläche der oberen Schicht 13 aufgelötet. Auf diese Weise wurde die keramische Verdrahtungskarte (Schaltkreiskarte) vervollständigt.
Die Schnittansicht der keramischen Verdrahtungskarte wurde nach dem Schneiden beobachtet, wobei keine eutektischen Kri­ stalle bei der Grenzfläche zwischen den Öffnungsfülleitern 5 und den Oberflächenverdrahtungsschichten 4 festgestellt wer­ den konnten.
Ausführungsbeispiel 2
Fig. 2 zeigt eine keramische Mehrfachschichtenverdrahtungs­ karte mit drei aufgedrückten Isolierschichten. Auf einem Substrat 14 wurde wiederholtermaßen Aufdrücken und Brennen zur Bildung einer mittleren Schicht 15 und einer oberen Schicht 16 von keramischen Isolierschichten durchgeführt. Auf der Oberfläche des Substrates 14 ist eine innere Verdrahtungs­ schicht 2 aus Ag ausgebildet, Öffnungsfülleiter 5 aus Ag-Pd sind in den Öffnungen der mittleren Schicht 15 eingefüllt und eine Oberflächenverdrahtungsschicht 4 aus Cu ist auf der Oberfläche der oberen Schicht 16 angeordnet. Auf der oberen Schicht 16 ist ein Dickfilmwiderstand 7 durch Aufdrücken und Brennen ausgebildet, und es sind Schaltkreisteile 6 auf der Oberfläche der oberen Schicht 16 angelötet.
Nachstehend wird die Herstellung dieser keramischen Mehrfach­ schichtverdrahtungskarte erläutert.
Das Substrat 14 stellt ein Aluminasubstrat dar, welches bei etwa 1600°C gebrannt wurde. Wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 wurde eine Ag-Paste aufgedrückt und in Luft bei 800 bis 950°C für 10 Minuten zur Ausbildung eines inneren Verdrahtungslei­ ters 2 gebrannt.
Der im Ausführungsbeispiel 1 verwendete keramische Brei wurde auf das Substrat 14 und die inneren Verdrahtungsleiter 2 auf­ gedrückt, und in Luft bei 800 bis 950°C für 10 Minuten zur Ausbildung einer mittleren Schicht 15 gebrannt. Die im Aus­ führungsbeispiel 1 verwendete Ag-Pd-Paste wurde zum Füllen der Öffnungen in der mittleren Schicht 15 aufgedrückt, und in Luft bei 800 bis 950°C für 10 Minuten zur Ausbildung eines Öffnungsfülleiters 5 gebrannt.
Der im Ausführungsbeispiel 1 verwendete keramische Brei wurde auf die mittlere Schicht 15 aufgedrückt, und in Luft bei 800 bis 950°C für 10 Minuten zur Bildung einer oberen Schicht 16 gebrannt. Die im Ausführungsbeispiel 1 verwendete Cu-Paste wurde auf die obere Schicht 15 aufgedrückt, und in N2 bei 850 bis 950°C für 10 Minuten zur Bildung einer Oberflächenver­ drahtungsschicht 4 gebrannt.
Die verbleibenden Schritte waren dieselben wie beim Ausfüh­ rungsbeispiel 1.
Die keramische Verdrahtungskarte wurde einer Prüfung unterzo­ gen, wobei keine eutektischen Kristalle bei der Grenzfläche zwischen den Öffnungsfülleitern 5 und den Oberflächenverdrah­ tungsschichten 4 gefunden werden konnten.
Ausführungsbeispiel 3
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel 1 mit der Ausnahme, daß in die Durch­ gangsöffnungen der unteren und oberen Schichten 11 und 13 ei­ ne erste Ag-Pd-Legierung mit einem relativ geringen Pd-Gehalt gefüllt wurde in einem Bereich der Durchgangsöffnungen in der Nähe der mittleren Schicht 12, und eine zweite Ag-Pd-Legie­ rung mit einem relativ hohen Pd-Gehalt in einem Bereich der Durchgangsöffnungen in der Nähe der unteren und oberen Schichten 11 und 13 gefüllt wurde. Die erste Ag-Pd-Paste weist einen Pd-Gehalt von 10 Gewichtsprozent, und die zweite Ag-Pd-Paste weist einen Pd-Gehalt von 40 Gewichtsprozent auf.
Bei dieser Ausbildung wurde der Pd-Gehalt bei der Grenzfläche des Öffnungsfülleiters 5 zu den inneren Verdrahtungsleitern 2 geringer eingestellt, wodurch Kirkendal-Leerstellen aufgrund einer selektiven Diffusion von Ag effektiv verhindert wurde, und die Haftung der Öffnungsfülleiter 5 an die inneren Ver­ drahtungsleiter verbessert wurde.
Es ist denkbar, die Anzahl der Aufdrücke derart zu erhöhen, daß der Pd-Gehalt in den Öffnungsfülleitern 5 in zwei oder mehr Stufen variiert.
Ausführungsbeispiel 4
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel 2 mit der Ausnahme, daß nach dem Brennen der oberen Schicht 16 ein zweiter Öffnungsfülleiter 8 mit einem höheren Pd-Gehalt als bei dem Öffnungsfülleiter 5 aufgedrückt und gebrannt wurde, gefolgt vom Aufdrücken und Brennen der Oberflächenverdrahtungsschicht 4. Der zweite Öff­ nungsfülleiter 8 wurde unter denselben Bedingungen wie bei dem Öffnungsfülleiter 5 mit Ausnahme der Zusammensetzung her­ gestellt. Wie beim Ausführungsbeispiel 3 können auch hier Kirkendal-Leerstellen effektiv verhindert werden.
Ausführungsbeispiel 5
Bei dem Ausführungsbeispiel 5 wird ebenfalls auf die Fig. 1 Bezug genommen. Ausführungsbeispiel 5 ist ähnlich wie das Aus­ führungsbeispiel 1 mit der Ausnahme, daß die inneren Leiter aufweisend die inneren Verdrahtungsleiter 2 und die Durch­ gangsöffnungsfülleiter 3 aus W (Wolfram) hergestellt sind, und der Öffnungsfülleiter 5 aus einer W-Pt-Legierung herge­ stellt ist. Eine Paste für die inneren Leiter aus W und eine Paste für den Öffnungsfülleiter 5 aus W-Pt wurde in einem ähnlichen Verfahren wie bei den Pasten aus Ag und Ag-Pd her­ gestellt.
Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht relativ hohe Brenntem­ peraturen für den Öffnungsfülleiter, den inneren Leiter, die untere Schicht, die mittlere Schicht und die obere Schicht, so daß ein dichtes keramisches Mehrfachschichtensubstrat zur Verfügung gestellt werden kann.
Des weiteren sollte vermerkt werden, daß keine Diffusion zwi­ schen W und Cu stattgefunden hat. Der Einbau einer W-Pt-Le­ gierung zwischen Cu und W ermöglicht die Diffusion zwischen Cu und W-Pt und zwischen W und W-Pt, so daß die Bondstärke zwischen den Leitern erhöht werden kann, und ein dichtes Substrat erhalten werden kann.
Ähnliche Wirkungen können durch W-Co, W-Cr, W-Fe, W-Mn, W-Ni, W-Ir oder dergleichen erzielt werden. Der innere Leiter kann anstelle von W auch Mo sein.
Obwohl bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen die Ober­ flächenverdrahtungsschicht aus Kupfer hergestellt ist, und der innere Leiter aus Silber und der Öffnungsfülleiter aus Ag-Pd hergestellt ist, so können ähnliche Wirkungen durch Er­ setzen von Kupfer durch eine Kupfer-Legierung für die Ober­ flächenverdrahtungsschicht, Ag-Pd durch Ag-Pt, Ag-Pd, Ag-Pt- Pd, Ag-Au, usw. für den inneren Leiter, und von Ag-Pd durch Ag-Au, Ag-Pt-Pd, usw. für den Öffnungsfülleiter erzielt wer­ den. Falls jedoch eine Silberlegierung wie beispielsweise Ag- Pd für den inneren Leiter verwendet wird, beträgt der Gehalt an Pd vorzugsweise einen Wert in dem Bereich von 5 bis 25 Ge­ wichtsprozent, um den Verdrahtungswiderstand zu verringern.

Claims (7)

1. Keramische Mehrfachschichtenverdrahtungskarte, welche aufweist:
eine oder mehrere keramische Schichten mit einem oder mehreren zwischenverbundenen inneren Leitern, die in oder auf den keramischen Schichten angeordnet sind, wo­ bei die inneren Leiter aus einem kupferlosen Leiter mit einem Schmelzpunkt hergestellt sind, der höher ist als die Temperatur, bei der die keramischen Schichten ge­ brannt sind;
eine auf der äußersten Schicht der keramischen Schich­ ten angeordnete obere keramische Schicht, welche eine Öffnung aufweist;
eine auf der oberen keramischen Schicht ausgebildete Oberflächenverdrahtungsschicht auf der Grundlage von Kupfer; und
einen in die Öffnung der oberen keramischen Schicht ge­ füllten Öffnungsfülleiter, der den Oberflächenverdrah­ tungsleiter und die inneren Leiter elektrisch miteinan­ der verbindet;
wobei der Öffnungsfülleiter aus einem Metall herge­ stellt ist, welches unterschiedlich ist von den Mate­ rialien der Oberflächenverdrahtungsschicht und der in­ neren Leiter, und welches keine eutektischen Kristalle mit dem Material der Oberflächenverdrahtungsschicht bei einer Temperatur bildet, bei der die Oberflächenver­ drahtungsschicht gebrannt ist.
2. Keramische Mehrfachschichtenverdrahtungskarte nach An­ spruch 1, wobei die Oberflächenverdrahtungsschicht aus Kupfer, die inneren Leiter aus Silber, und der Öff­ nungsfülleiter aus einer Ag-Pd-Legierung hergestellt ist.
3. Keramische Mehrfachschichtverdrahtungskarte, welche aufweist:
eine oder mehrere keramische Schichten mit einem oder mehreren zwischenverbundenen inneren Leitern aus Sil­ ber, die in oder auf den keramischen Schichten angeord­ net sind;
eine auf der äußersten Schicht der keramischen Schich­ ten ausgebildete obere keramische Schicht, welche eine Öffnung aufweist;
eine auf der oberen keramischen Schicht ausgebildete Oberflächenverdrahtungsschicht aus Kupfer; und
einen in der Öffnung der oberen keramischen Schicht ge­ füllten Öffnungsfülleiter, der den Oberflächenverdrah­ tungsleiter und die inneren Leiter elektrisch miteinan­ der verbindet,
wobei der Öffnungsfülleiter eine Silber-Palladium-Le­ gierung darstellt.
4. Keramische Mehrfachschichtenverdrahtungskarte nach An­ spruch 1, wobei die Oberflächenverdrahtungsschicht auf der Grundlage von Kupfer nicht weniger als 90 Gewichts­ prozent Kupfer aufweist, und der kupferlose Leiter ein Material aus der Gruppe bestehend aus Ag, Ag-Pt, Ag-Pd, Ag-Pt-Pd und Ag-Au darstellt.
5. Keramische Mehrfachschichtenverdrahtungskarte nach An­ spruch 1, wobei der Öffnungsfülleiter ein Material aus der Gruppe bestehend aus Ag-Pt, Ag-Pd, Ag-Au und Ag-Pt- Pd darstellt.
6. Keramische Mehrfachschichtenverdrahtungskarte nach An­ spruch 1, wobei der Öffnungsfülleiter eine Legierung aus Pd oder Pt darstellt mit einem Metall, aus dem die Oberflächenverdrahtungsschicht oder die inneren Leiter zusammengesetzt sind, wobei der Gehalt dieses Metalles in dem Öffnungsfülleiter größer ist in einem Bereich des Öffnungsfülleiters in der Nähe des inneren Leiters als in einem Bereich in der Nähe der Oberflächenver­ drahtungsschicht.
7. Keramische Mehrfachschichtenverdrahtungskarte nach An­ spruch 3, wobei der Gehalt an Ag in dem Öffnungsfüllei­ ter aus Ag-Pd größer ist in einem Bereich des Öffnungs­ fülleiters in der Nähe des inneren Leiters als in einem Bereich in der Nähe der Oberflächenverdrahtungsschicht.
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