JP2002043740A - セラミック基板のスルーホールへの金属充填方法 - Google Patents
セラミック基板のスルーホールへの金属充填方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼成後のセラミック基板に形成しているスル
ーホールに金属を充填した際に、気密性及び耐薬品性に
優れる金属充填スルーホールが得られるセラミック基板
のスルーホールへの金属充填方法を提供する。 【解決手段】 （１）IV族の活性金属であるＴｉ、Ｚｒ
及びＨｆの少なくとも何れかの金属を含んだ合金粉末１
を含んでなるペースト３を、焼成後のセラミック基板４
に形成しているスルーホール５内に充填する工程と、
（２）加熱を施してスルーホール５内の合金粉末１を溶
融する工程と、（３）冷却してスルーホール内の金属を
固体化する工程とを備えていることを特徴とするセラミ
ック基板のスルーホールへの金属充填方法。
ーホールに金属を充填した際に、気密性及び耐薬品性に
優れる金属充填スルーホールが得られるセラミック基板
のスルーホールへの金属充填方法を提供する。 【解決手段】 （１）IV族の活性金属であるＴｉ、Ｚｒ
及びＨｆの少なくとも何れかの金属を含んだ合金粉末１
を含んでなるペースト３を、焼成後のセラミック基板４
に形成しているスルーホール５内に充填する工程と、
（２）加熱を施してスルーホール５内の合金粉末１を溶
融する工程と、（３）冷却してスルーホール内の金属を
固体化する工程とを備えていることを特徴とするセラミ
ック基板のスルーホールへの金属充填方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック基板の
スルーホールへの金属充填方法に関する。
スルーホールへの金属充填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高集積化、高
周波数対応化が加速する中、セラミック配線板の分野で
は、ＩＣ等の電子部品から発生する熱の放熱や、高周波
数対応化のためのグランド回路の強化が問題となってい
る。これらの対策として、スルーホール内に金属充填を
行い、このスルーホール上に電子部品を実装することに
よって、放熱性向上及びグランド回路の強化を行うこと
が行われている。これに加え、最近になってＩＣをセラ
ミック基板上に実装した後、このＩＣに対し半田による
ＣＡＮ封止（キャップを用いた封止）を行い、その際
に、不活性ガスや窒素雰囲気でキャップ内を気密封止す
ることが行われている。そして、ＣＡＮ封止を行う場合
には、封止しようとするものの内部にあるスルーホール
内の金属充填部に対して気密性が求められることにな
る。
周波数対応化が加速する中、セラミック配線板の分野で
は、ＩＣ等の電子部品から発生する熱の放熱や、高周波
数対応化のためのグランド回路の強化が問題となってい
る。これらの対策として、スルーホール内に金属充填を
行い、このスルーホール上に電子部品を実装することに
よって、放熱性向上及びグランド回路の強化を行うこと
が行われている。これに加え、最近になってＩＣをセラ
ミック基板上に実装した後、このＩＣに対し半田による
ＣＡＮ封止（キャップを用いた封止）を行い、その際
に、不活性ガスや窒素雰囲気でキャップ内を気密封止す
ることが行われている。そして、ＣＡＮ封止を行う場合
には、封止しようとするものの内部にあるスルーホール
内の金属充填部に対して気密性が求められることにな
る。
【０００３】従来の、セラミック基板のスルーホールへ
の金属充填は、充填金属としてＭｏ（モリブデン）やＷ
（タングステン）ペーストを用いてグリーンシートと一
括焼成する高温同時焼成法や、焼成後のセラミック基板
にスルーホール加工を行い、無収縮タイプの導体厚膜ペ
ーストをスルーホールに注入した後、焼結させて金属充
填を行う方法や、収縮タイプの導体厚膜ペーストを繰り
返し印刷し、スルーホールが充填されるまで焼成を繰り
返して穴埋めを行う方法があった。しかし、高温同時焼
成法では基板材料が限定されてしまい、高純度の基板材
料への適用が難しいという欠点があり、また、基板焼成
時の収縮バラツキにより、寸法安定性が劣るという問題
点があった。無収縮タイプの厚膜ペースト（例えばＡｇ
ペースト）を用いる方法では、無収縮という構造上、導
体膜質がスポンジ状になってしまい、気密性に欠ける問
題点があり、収縮タイプの厚膜ペーストを用いる方法で
は、繰り返し印刷して焼成を行うために、工程が複雑で
長時間を要するという問題点があった。また、厚膜ペー
ストに共通している問題点として、耐薬品性が低いとい
う問題点があった。
の金属充填は、充填金属としてＭｏ（モリブデン）やＷ
（タングステン）ペーストを用いてグリーンシートと一
括焼成する高温同時焼成法や、焼成後のセラミック基板
にスルーホール加工を行い、無収縮タイプの導体厚膜ペ
ーストをスルーホールに注入した後、焼結させて金属充
填を行う方法や、収縮タイプの導体厚膜ペーストを繰り
返し印刷し、スルーホールが充填されるまで焼成を繰り
返して穴埋めを行う方法があった。しかし、高温同時焼
成法では基板材料が限定されてしまい、高純度の基板材
料への適用が難しいという欠点があり、また、基板焼成
時の収縮バラツキにより、寸法安定性が劣るという問題
点があった。無収縮タイプの厚膜ペースト（例えばＡｇ
ペースト）を用いる方法では、無収縮という構造上、導
体膜質がスポンジ状になってしまい、気密性に欠ける問
題点があり、収縮タイプの厚膜ペーストを用いる方法で
は、繰り返し印刷して焼成を行うために、工程が複雑で
長時間を要するという問題点があった。また、厚膜ペー
ストに共通している問題点として、耐薬品性が低いとい
う問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、その目的とする所
は、焼成後のセラミック基板に形成しているスルーホー
ルに金属を充填した際に、気密性及び耐薬品性に優れる
金属充填スルーホールが得られるセラミック基板のスル
ーホールへの金属充填方法を提供することにある。
を改善するために成されたもので、その目的とする所
は、焼成後のセラミック基板に形成しているスルーホー
ルに金属を充填した際に、気密性及び耐薬品性に優れる
金属充填スルーホールが得られるセラミック基板のスル
ーホールへの金属充填方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のセ
ラミック基板のスルーホールへの金属充填方法は、
（１）IV族の活性金属であるＴｉ、Ｚｒ及びＨｆの少な
くとも何れかの金属を含んだ合金粉末を含んでなるペー
ストを、焼成後のセラミック基板に形成しているスルー
ホール内に充填する工程と、（２）加熱を施してスルー
ホール内の合金粉末を溶融する工程と、（３）冷却して
スルーホール内の金属を固体化する工程とを備えている
ことを特徴とするセラミック基板のスルーホールへの金
属充填方法である。
ラミック基板のスルーホールへの金属充填方法は、
（１）IV族の活性金属であるＴｉ、Ｚｒ及びＨｆの少な
くとも何れかの金属を含んだ合金粉末を含んでなるペー
ストを、焼成後のセラミック基板に形成しているスルー
ホール内に充填する工程と、（２）加熱を施してスルー
ホール内の合金粉末を溶融する工程と、（３）冷却して
スルーホール内の金属を固体化する工程とを備えている
ことを特徴とするセラミック基板のスルーホールへの金
属充填方法である。
【０００６】請求項２に係る発明のセラミック基板のス
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末中に含まれる
IV族の活性金属がＴｉであり、合金粉末中のＴｉの含有
率が０．５〜１０重量％であることを特徴とする請求項
１記載のセラミック基板のスルーホールへの金属充填方
法である。
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末中に含まれる
IV族の活性金属がＴｉであり、合金粉末中のＴｉの含有
率が０．５〜１０重量％であることを特徴とする請求項
１記載のセラミック基板のスルーホールへの金属充填方
法である。
【０００７】請求項３に係る発明のセラミック基板のス
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末中に含む金属
として、さらにＡｇ及びＣｕを含むことを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載のセラミック基板のスルーホ
ールへの金属充填方法である。
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末中に含む金属
として、さらにＡｇ及びＣｕを含むことを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載のセラミック基板のスルーホ
ールへの金属充填方法である。
【０００８】請求項４に係る発明のセラミック基板のス
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末の最大粒径
が、充填しようとするスルーホールの穴径の１／１０以
下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３までの
何れかに記載のセラミック基板のスルーホールへの金属
充填方法である。
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末の最大粒径
が、充填しようとするスルーホールの穴径の１／１０以
下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３までの
何れかに記載のセラミック基板のスルーホールへの金属
充填方法である。
【０００９】請求項５に係る発明のセラミック基板のス
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末中に含む金属
として、さらにVIII族の金属であるＲｈ又はＲｕを含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４までの何れかに
記載のセラミック基板のスルーホールへの金属充填方法
である。
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末中に含む金属
として、さらにVIII族の金属であるＲｈ又はＲｕを含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４までの何れかに
記載のセラミック基板のスルーホールへの金属充填方法
である。
【００１０】請求項６に係る発明のセラミック基板のス
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末中に含む金属
として、さらにVI族の金属であるＭｏ又はＷを含むこと
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５までの何れかに
記載のセラミック基板のスルーホールへの金属充填方法
である。
ルーホールへの金属充填方法は、合金粉末中に含む金属
として、さらにVI族の金属であるＭｏ又はＷを含むこと
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５までの何れかに
記載のセラミック基板のスルーホールへの金属充填方法
である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１２】図１は、本発明に係るスルーホールへの金
属充填方法の一実施の形態を説明するための概略断面図
であって、（ａ）、（ｂ）は充填の過程を順に示してい
る。この実施の形態では、IV族の活性金属であるＴｉ
（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）及びＨｆ（ハフニュ
ウム）の少なくとも何れかの金属を含んだ合金粉末１
と、溶剤を含む有機成分２を混合してペースト状に調整
した合金ペースト３を、アルミナ基板等の焼成後のセラ
ミック基板４に形成しているスルーホール５に注入す
る。IV族の活性金属であるＴｉ、Ｚｒ及びＨｆは、セラ
ミック中に含まれるＮ原子、Ｏ原子等をとりこみやすい
性質を持つため、セラミックに対し濡れ性を持つ金属で
ある。このように、セラミックに対し濡れ性を持つIV族
の活性金属を含んだ合金粉末を使用することで、スルー
ホール内で溶融後に固体化した合金に対して、セラミッ
クに対する濡れ性を付与することができ、そのため、こ
の実施の形態では気密性及び耐薬品性に優れる金属充填
スルーホールが得られるようになる。
属充填方法の一実施の形態を説明するための概略断面図
であって、（ａ）、（ｂ）は充填の過程を順に示してい
る。この実施の形態では、IV族の活性金属であるＴｉ
（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）及びＨｆ（ハフニュ
ウム）の少なくとも何れかの金属を含んだ合金粉末１
と、溶剤を含む有機成分２を混合してペースト状に調整
した合金ペースト３を、アルミナ基板等の焼成後のセラ
ミック基板４に形成しているスルーホール５に注入す
る。IV族の活性金属であるＴｉ、Ｚｒ及びＨｆは、セラ
ミック中に含まれるＮ原子、Ｏ原子等をとりこみやすい
性質を持つため、セラミックに対し濡れ性を持つ金属で
ある。このように、セラミックに対し濡れ性を持つIV族
の活性金属を含んだ合金粉末を使用することで、スルー
ホール内で溶融後に固体化した合金に対して、セラミッ
クに対する濡れ性を付与することができ、そのため、こ
の実施の形態では気密性及び耐薬品性に優れる金属充填
スルーホールが得られるようになる。
【００１３】そして、合金ペースト３内の溶剤を含む有
機成分２は、合金ペースト３に適度な粘性を持たせ、印
刷やディスペンスといった方法で合金粉末１をスルーホ
ール５に注入できるするために配合していて、後の溶融
工程で加熱したときに、気化してしまうものである。
機成分２は、合金ペースト３に適度な粘性を持たせ、印
刷やディスペンスといった方法で合金粉末１をスルーホ
ール５に注入できるするために配合していて、後の溶融
工程で加熱したときに、気化してしまうものである。
【００１４】合金粉末１の粒径は、充填しようとするス
ルーホール５の穴径の１／１０以下であることが望まし
い。これは、合金粉末１の粒径が、スルーホール５の穴
径の１／１０を越えると、合金ペースト３をスルーホー
ル５に注入したときの、注入されたものの厚みのバラツ
キが大きくなる傾向があるためである。なお、ここでい
う注入されたものの厚みのバラツキは、セラミック基板
の厚さを基準とし、その基準に対してスルーホール５に
充填した合金ペースト３の厚さがバラツク程度で評価し
ている。
ルーホール５の穴径の１／１０以下であることが望まし
い。これは、合金粉末１の粒径が、スルーホール５の穴
径の１／１０を越えると、合金ペースト３をスルーホー
ル５に注入したときの、注入されたものの厚みのバラツ
キが大きくなる傾向があるためである。なお、ここでい
う注入されたものの厚みのバラツキは、セラミック基板
の厚さを基準とし、その基準に対してスルーホール５に
充填した合金ペースト３の厚さがバラツク程度で評価し
ている。
【００１５】この実施形態では、スルーホール５に注入
した合金ペースト３を合金粉末１の融点以上の温度に上
げ、合金粉末１を溶融して、合金６に変化させる。この
とき、溶融した合金６に含まれるIV族の活性金属とスル
ーホール５の内壁との間で反応が生じて、IV族の活性金
属の酸化物、窒化物又はセラミック成分を含んだ化学反
応層７が形成される。この化学反応層７を介して合金６
とセラミック基板４との接着が確保される。合金粉末１
に含有させる、IV族の活性金属としてはＴｉ、Ｚｒ及び
Ｈｆの少なくとも何れかの金属であればよいが、Ｔｉを
用いると、合金６のセラミック基板４に対する濡れ性、
接合強度がより良好となるので望ましい。また、合金粉
末１中に含まれるＴｉの含有率は０．５〜１０重量％で
あることが望ましい。何故ならば、０．５重量％未満で
はセラミックとの化学反応層７が十分に形成されず、接
合境界面に隙間が生じる場合があり、気密性が低下する
ためである。一方、１０重量％を越えると、セラミック
との化学反応層７が過剰反応して、脆化が発生し、化学
反応層７内にクラックが発生する場合があり、気密性が
低下するおそれがあるためである。また、０．５重量％
未満の場合及び１０重量％を越える場合の両方ともに、
化学反応層７にすきま、クラックが発生すると、リン酸
溶液等で薬品処理を行った場合、薬液が進入していくた
めダメージを受け易く、その結果気密性がさらに低下す
る傾向がある。
した合金ペースト３を合金粉末１の融点以上の温度に上
げ、合金粉末１を溶融して、合金６に変化させる。この
とき、溶融した合金６に含まれるIV族の活性金属とスル
ーホール５の内壁との間で反応が生じて、IV族の活性金
属の酸化物、窒化物又はセラミック成分を含んだ化学反
応層７が形成される。この化学反応層７を介して合金６
とセラミック基板４との接着が確保される。合金粉末１
に含有させる、IV族の活性金属としてはＴｉ、Ｚｒ及び
Ｈｆの少なくとも何れかの金属であればよいが、Ｔｉを
用いると、合金６のセラミック基板４に対する濡れ性、
接合強度がより良好となるので望ましい。また、合金粉
末１中に含まれるＴｉの含有率は０．５〜１０重量％で
あることが望ましい。何故ならば、０．５重量％未満で
はセラミックとの化学反応層７が十分に形成されず、接
合境界面に隙間が生じる場合があり、気密性が低下する
ためである。一方、１０重量％を越えると、セラミック
との化学反応層７が過剰反応して、脆化が発生し、化学
反応層７内にクラックが発生する場合があり、気密性が
低下するおそれがあるためである。また、０．５重量％
未満の場合及び１０重量％を越える場合の両方ともに、
化学反応層７にすきま、クラックが発生すると、リン酸
溶液等で薬品処理を行った場合、薬液が進入していくた
めダメージを受け易く、その結果気密性がさらに低下す
る傾向がある。
【００１６】次に、温度を下げて、溶融した合金６を固
体化させ、バルク化する。このとき、スルーホール５の
穴径が比較的大きい場合、基材と充填金属との熱膨張係
数の差、又は溶融化した合金６が固体化した際の容積収
縮により、応力が発生するが、合金内の成分としてＡｇ
（銀）及びＣｕ（銅）を含有していると応力の緩和作用
があり好ましい。これは、Ａｇ及びＣｕは、Ｔｉと相性
が良く、また、Ａｇの硬度が低いため、応力緩和作用が
あり、さらに融点を下げる作用があるためである。ま
た、合金内の成分として、VIII族の金属であるＲｈ（ロ
ジウム）又はＲｕ（ルテニウム）を添加すると、合金が
溶融して粒成長するのを防ぐ作用があるので、応力が緩
和されるので望ましい。また、合金内の成分として、VI
族の金属であるＭｏ又はＷを添加することも好ましい。
これは、Ｍｏ、Ｗの熱膨張係数がセラミック基板に近い
ため、Ｍｏ又はＷの添加により合金の熱膨張係数がセラ
ミック基板のそれに近くなるためである。
体化させ、バルク化する。このとき、スルーホール５の
穴径が比較的大きい場合、基材と充填金属との熱膨張係
数の差、又は溶融化した合金６が固体化した際の容積収
縮により、応力が発生するが、合金内の成分としてＡｇ
（銀）及びＣｕ（銅）を含有していると応力の緩和作用
があり好ましい。これは、Ａｇ及びＣｕは、Ｔｉと相性
が良く、また、Ａｇの硬度が低いため、応力緩和作用が
あり、さらに融点を下げる作用があるためである。ま
た、合金内の成分として、VIII族の金属であるＲｈ（ロ
ジウム）又はＲｕ（ルテニウム）を添加すると、合金が
溶融して粒成長するのを防ぐ作用があるので、応力が緩
和されるので望ましい。また、合金内の成分として、VI
族の金属であるＭｏ又はＷを添加することも好ましい。
これは、Ｍｏ、Ｗの熱膨張係数がセラミック基板に近い
ため、Ｍｏ又はＷの添加により合金の熱膨張係数がセラ
ミック基板のそれに近くなるためである。
【００１７】上記の工程を経て、図１（ｂ）に示すよう
に、セラミック基板４に形成しているスルーホール５に
合金充填部８が形成される。この合金充填部８は溶融工
程を経た合金のバルクであるため非常に緻密である。ま
た、セラミック基板４に含まれる成分とIV族の活性金属
が反応した層である化学反応層７が接着界面全体に形成
されており、また、ガラス化しているため膜質も緻密で
ある。従って、上記の工程を経て形成された、合金充填
部８の気密性は非常に高いものとなる。
に、セラミック基板４に形成しているスルーホール５に
合金充填部８が形成される。この合金充填部８は溶融工
程を経た合金のバルクであるため非常に緻密である。ま
た、セラミック基板４に含まれる成分とIV族の活性金属
が反応した層である化学反応層７が接着界面全体に形成
されており、また、ガラス化しているため膜質も緻密で
ある。従って、上記の工程を経て形成された、合金充填
部８の気密性は非常に高いものとなる。
【００１８】また、耐薬品性についても、従来の厚膜ペ
ーストによる金属充填法に比べると、合金充填部８が緻
密なため、合金充填部８の内部への薬液の浸透が遅く、
表層がわずかに影響を受けるだけであり、耐薬品性は高
いレベルにある。なお、耐薬品性の評価は、例えば加熱
したリン酸溶液等で薬品処理を行った場合、合金充填部
８の気密性が低下する程度で評価できる。
ーストによる金属充填法に比べると、合金充填部８が緻
密なため、合金充填部８の内部への薬液の浸透が遅く、
表層がわずかに影響を受けるだけであり、耐薬品性は高
いレベルにある。なお、耐薬品性の評価は、例えば加熱
したリン酸溶液等で薬品処理を行った場合、合金充填部
８の気密性が低下する程度で評価できる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例によって、さらに具体
的に説明する。
的に説明する。
【００２０】実施例１：まず、Ａｇ／Ｃｕ／Ｔｉからな
る合金粉末と有機成分と溶剤成分を混ぜ合せたペースト
を準備した。Ａｇ／Ｃｕ／Ｔｉからなる合金粉末として
は、石福金属興業社製のＢ−Ａｇ８（Ｔｉ入り）［含有
割合：Ａｇ７２重量％、Ｃｕ２７重量％、Ｔｉ１重量
％、粒径５４μｍアンダー］を用いた。
る合金粉末と有機成分と溶剤成分を混ぜ合せたペースト
を準備した。Ａｇ／Ｃｕ／Ｔｉからなる合金粉末として
は、石福金属興業社製のＢ−Ａｇ８（Ｔｉ入り）［含有
割合：Ａｇ７２重量％、Ｃｕ２７重量％、Ｔｉ１重量
％、粒径５４μｍアンダー］を用いた。
【００２１】次に、スクリーン印刷機を用いて、板厚２
００μｍのアルミナ９６％基板（焼成後の基板）のスル
ーホール（スルーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０
ｍｍ）に、上記で準備したペーストを注入した。
００μｍのアルミナ９６％基板（焼成後の基板）のスル
ーホール（スルーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０
ｍｍ）に、上記で準備したペーストを注入した。
【００２２】次に、減圧雰囲気に保ちながら（１×１０
-3Ｐａ以下）、アルゴンガスを流している雰囲気で、温
度を８５０℃まで上げて、合金粉末を溶融させた。
-3Ｐａ以下）、アルゴンガスを流している雰囲気で、温
度を８５０℃まで上げて、合金粉末を溶融させた。
【００２３】次に、温度を徐々に下げて、常温まで戻し
てスルーホールへの金属充填を行った。このようにして
金属充填されたスルーホールの気密性をヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、測定状況を図２に示すが、セラミック基板４の表面
裏面間で圧力差を生じさせて、高圧側からＨｅガスを吹
き付けたとき、合金充填部８で減圧側にもれたＨｅガス
の量を真空吸引してヘリウムリークディテクターで検知
し、その値で気密性を評価するものである。なお、真空
吸引する管とセラミック基板４が接触する部分には気密
性接着剤９を塗布するようにしている。
てスルーホールへの金属充填を行った。このようにして
金属充填されたスルーホールの気密性をヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、測定状況を図２に示すが、セラミック基板４の表面
裏面間で圧力差を生じさせて、高圧側からＨｅガスを吹
き付けたとき、合金充填部８で減圧側にもれたＨｅガス
の量を真空吸引してヘリウムリークディテクターで検知
し、その値で気密性を評価するものである。なお、真空
吸引する管とセラミック基板４が接触する部分には気密
性接着剤９を塗布するようにしている。
【００２４】また、耐薬品性を評価するため、３３０℃
に加熱したリン酸溶液に２分浸漬した後、上記と同様に
して、金属充填されたスルーホール（合金充填部８）の
気密性を評価し、その結果を表１に示す。
に加熱したリン酸溶液に２分浸漬した後、上記と同様に
して、金属充填されたスルーホール（合金充填部８）の
気密性を評価し、その結果を表１に示す。
【００２５】また、スルーホール径が０．１５ｍｍのス
ルーホールについて、ペーストを注入したときの注入し
たものの厚みをｎ＝１０で測定し、その最小厚み及び最
大厚みをを表２に示す。この最小厚みと最大厚みの差が
大きいほど注入したものの厚みバラツキは大きいと評価
する。
ルーホールについて、ペーストを注入したときの注入し
たものの厚みをｎ＝１０で測定し、その最小厚み及び最
大厚みをを表２に示す。この最小厚みと最大厚みの差が
大きいほど注入したものの厚みバラツキは大きいと評価
する。
【００２６】実施例２：Ａｇ／Ｃｕ／Ｔｉからなる合金
粉末として含有割合Ａｇ６５重量％、Ｃｕ２５重量％、
Ｔｉ１０重量％、粒径：５４μｍアンダーのものを用い
た以外は実施例１と同様にしてアルミナ９６％基板のス
ルーホール（スルーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３
０ｍｍ）への金属充填を行った。
粉末として含有割合Ａｇ６５重量％、Ｃｕ２５重量％、
Ｔｉ１０重量％、粒径：５４μｍアンダーのものを用い
た以外は実施例１と同様にしてアルミナ９６％基板のス
ルーホール（スルーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３
０ｍｍ）への金属充填を行った。
【００２７】このようにして金属充填されたスルーホー
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
【００２８】実施例３：Ａｇ／Ｃｕ／Ｔｉからなる合金
粉末の粒径を１５μｍアンダーとした以外は、実施例１
と同様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（スル
ーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金属
充填を行った。
粉末の粒径を１５μｍアンダーとした以外は、実施例１
と同様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（スル
ーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金属
充填を行った。
【００２９】このようにして金属充填されたスルーホー
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
【００３０】また、スルーホール径が０．１５ｍｍのス
ルーホールについて、ペーストを注入したときの注入し
たものの厚みをｎ＝１０で測定し、その最小厚み及び最
大厚みをを表２に示す。この最小厚みと最大厚みの差が
大きいほど注入したものの厚みバラツキは大きいと評価
するが、表２で明かなように実施例３の方が実施例１よ
りも厚みバラツキは小さい結果が得られている。
ルーホールについて、ペーストを注入したときの注入し
たものの厚みをｎ＝１０で測定し、その最小厚み及び最
大厚みをを表２に示す。この最小厚みと最大厚みの差が
大きいほど注入したものの厚みバラツキは大きいと評価
するが、表２で明かなように実施例３の方が実施例１よ
りも厚みバラツキは小さい結果が得られている。
【００３１】比較例１：デュポン社製の穴埋め用無収縮
タイプの厚膜Ａｇペースト６３４４を準備した。次に、
スクリーン印刷機を用いて、板厚２００μｍのアルミナ
９６％基板（焼成後の基板）のスルーホール（スルーホ
ール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）に、上記で準
備したペーストを注入した。
タイプの厚膜Ａｇペースト６３４４を準備した。次に、
スクリーン印刷機を用いて、板厚２００μｍのアルミナ
９６％基板（焼成後の基板）のスルーホール（スルーホ
ール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）に、上記で準
備したペーストを注入した。
【００３２】次に、１５０℃で１０分の乾燥を行った
後、大気中にて、８５０℃で１０分の焼成を行い、金属
成分を焼結させた。このようにして金属充填されたスル
ーホールの気密性を、実施例１と同様に、ヘリウムリー
クディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。
後、大気中にて、８５０℃で１０分の焼成を行い、金属
成分を焼結させた。このようにして金属充填されたスル
ーホールの気密性を、実施例１と同様に、ヘリウムリー
クディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。
【００３３】また、耐薬品性を評価するため、３３０℃
に加熱したリン酸溶液に２分浸漬した後、金属充填され
たスルーホールの気密性を、実施例１と同様に評価し、
その結果を表１に示す。
に加熱したリン酸溶液に２分浸漬した後、金属充填され
たスルーホールの気密性を、実施例１と同様に評価し、
その結果を表１に示す。
【００３４】表１で明かなように、実施例１〜３ではス
ルーホール径が０．１５ｍｍの場合にはヘリウムリーク
ディテクターによってＨｅは検出されなかったのに対
し、比較例１ではスルーホール径が０．１５ｍｍの場合
もＨｅが検出されている。すなわち、実施例１〜３では
気密性が比較例１に比べると良好となっている。
ルーホール径が０．１５ｍｍの場合にはヘリウムリーク
ディテクターによってＨｅは検出されなかったのに対
し、比較例１ではスルーホール径が０．１５ｍｍの場合
もＨｅが検出されている。すなわち、実施例１〜３では
気密性が比較例１に比べると良好となっている。
【００３５】なお、実施例１〜３で、スルーホール径が
０．３０ｍｍの場合にはＨｅが検出されているが、この
ことは、実施例１〜３を適用して、Ｈｅが検出されない
ようにできるスルーホール径には当然ある限度があるこ
とを示している。実施例１〜３ではその限度が、０．１
５ｍｍと０．３０ｍｍの中間にあると判断される。
０．３０ｍｍの場合にはＨｅが検出されているが、この
ことは、実施例１〜３を適用して、Ｈｅが検出されない
ようにできるスルーホール径には当然ある限度があるこ
とを示している。実施例１〜３ではその限度が、０．１
５ｍｍと０．３０ｍｍの中間にあると判断される。
【００３６】実施例４：合金粉末としてＡｇ／Ｃｕ／Ｔ
ｉ／Ｒｈからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ７２重量
％、Ｃｕ２６重量％、Ｔｉ１重量％、Ｒｈ１重量％、粒
径：５４μｍアンダー］のものを用いた以外は実施例１
と同様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（スル
ーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金属
充填を行った。
ｉ／Ｒｈからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ７２重量
％、Ｃｕ２６重量％、Ｔｉ１重量％、Ｒｈ１重量％、粒
径：５４μｍアンダー］のものを用いた以外は実施例１
と同様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（スル
ーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金属
充填を行った。
【００３７】このようにして金属充填されたスルーホー
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
【００３８】実施例５：合金粉末としてＡｇ／Ｃｕ／Ｔ
ｉ／Ｒｕからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ７２重量
％、Ｃｕ２６重量％、Ｔｉ１重量％、Ｒｕ１重量％、粒
径：５４μｍアンダー］のものを用いた以外は実施例１
と同様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（スル
ーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金属
充填を行った。
ｉ／Ｒｕからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ７２重量
％、Ｃｕ２６重量％、Ｔｉ１重量％、Ｒｕ１重量％、粒
径：５４μｍアンダー］のものを用いた以外は実施例１
と同様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（スル
ーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金属
充填を行った。
【００３９】このようにして金属充填されたスルーホー
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
【００４０】実施例６：合金粉末としてＡｇ／Ｃｕ／Ｔ
ｉ／Ｍｏからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ６５重量
％、Ｃｕ２４重量％、Ｔｉ１重量％、Ｍｏ１０重量％、
粒径：５４μｍアンダー］のものを用いた以外は実施例
１と同様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（ス
ルーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金
属充填を行った。
ｉ／Ｍｏからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ６５重量
％、Ｃｕ２４重量％、Ｔｉ１重量％、Ｍｏ１０重量％、
粒径：５４μｍアンダー］のものを用いた以外は実施例
１と同様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（ス
ルーホール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金
属充填を行った。
【００４１】このようにして金属充填されたスルーホー
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
【００４２】実施例７：合金粉末としてＡｇ／Ｃｕ／Ｔ
ｉ／Ｗからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ６５重量％、
Ｃｕ２４重量％、Ｔｉ１重量％、Ｗ１０重量％、粒径：
５４μｍアンダー］のものを用いた以外は実施例１と同
様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（スルーホ
ール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金属充填
を行った。
ｉ／Ｗからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ６５重量％、
Ｃｕ２４重量％、Ｔｉ１重量％、Ｗ１０重量％、粒径：
５４μｍアンダー］のものを用いた以外は実施例１と同
様にしてアルミナ９６％基板のスルーホール（スルーホ
ール径：０．１５ｍｍ及び０．３０ｍｍ）への金属充填
を行った。
【００４３】このようにして金属充填されたスルーホー
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
【００４４】実施例８：合金粉末としてＡｇ／Ｃｕ／Ｔ
ｉ／Ｒｈ／Ｍｏからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ６５
重量％、Ｃｕ２３重量％、Ｔｉ１重量％、Ｒｈ１重量
％、Ｍｏ１０重量％、粒径：５４μｍアンダー］のもの
を用いた以外は実施例１と同様にしてアルミナ９６％基
板のスルーホール（スルーホール径：０．１５ｍｍ及び
０．３０ｍｍ）への金属充填を行った。
ｉ／Ｒｈ／Ｍｏからなる合金粉末［含有割合：Ａｇ６５
重量％、Ｃｕ２３重量％、Ｔｉ１重量％、Ｒｈ１重量
％、Ｍｏ１０重量％、粒径：５４μｍアンダー］のもの
を用いた以外は実施例１と同様にしてアルミナ９６％基
板のスルーホール（スルーホール径：０．１５ｍｍ及び
０．３０ｍｍ）への金属充填を行った。
【００４５】このようにして金属充填されたスルーホー
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
【００４６】表１の結果から、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｍｏ及びＷ
の少なくとも何れかの金属を合金成分として含有してい
る、実施例４〜８ではスルーホール径が０．３０ｍｍの
場合でもヘリウムのリークの発生はなく、実施例１に比
べて、さらに気密性が良好となっていることが確認され
た。
の少なくとも何れかの金属を合金成分として含有してい
る、実施例４〜８ではスルーホール径が０．３０ｍｍの
場合でもヘリウムのリークの発生はなく、実施例１に比
べて、さらに気密性が良好となっていることが確認され
た。
【００４７】実施例９：実施例１において、セラミック
基板として窒化アルミ基板を用いるようにした以外は、
実施例１と同様にして、スルーホールへの金属充填を行
った。
基板として窒化アルミ基板を用いるようにした以外は、
実施例１と同様にして、スルーホールへの金属充填を行
った。
【００４８】このようにして金属充填されたスルーホー
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
ルの気密性を、実施例１と同様にして、ヘリウムリーク
ディテクターにて評価した。その結果を表１に示す。ま
た、耐薬品性を評価するため、３３０℃に加熱したリン
酸溶液に２分浸漬した後、金属充填されたスルーホール
の気密性を、実施例１と同様に評価し、その結果を表１
に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【発明の効果】請求項１〜請求項６に係る発明のセラミ
ック基板のスルーホールへの金属充填方法によれば、焼
成後のセラミック基板に形成しているスルーホールに金
属を充填した際に、気密性及び耐薬品性に優れる金属充
填スルーホールを得ることが可能となる。
ック基板のスルーホールへの金属充填方法によれば、焼
成後のセラミック基板に形成しているスルーホールに金
属を充填した際に、気密性及び耐薬品性に優れる金属充
填スルーホールを得ることが可能となる。
【００５２】また、請求項４〜請求項６に係る発明のセ
ラミック基板のスルーホールへの金属充填方法によれ
ば、請求項１に係る発明のセラミック基板のスルーホー
ルへの金属充填方法よりもさらに、気密性及び耐薬品性
に優れる金属充填スルーホールを得ることが可能とな
る。
ラミック基板のスルーホールへの金属充填方法によれ
ば、請求項１に係る発明のセラミック基板のスルーホー
ルへの金属充填方法よりもさらに、気密性及び耐薬品性
に優れる金属充填スルーホールを得ることが可能とな
る。
【図１】本発明の一実施の形態を示す概略断面図であ
り、（ａ）、（ｂ）は充填の過程を順に示している。
り、（ａ）、（ｂ）は充填の過程を順に示している。
【図２】金属充填されたスルーホールの気密性を測定す
る状況を示す斜視図である。
る状況を示す斜視図である。
１ 合金粉末 ２ 溶剤を含む有機成分 ３ 合金ペースト ４ セラミック基板 ５ スルーホール ６ 合金 ７ 化学反応層 ８ 合金充填部 ９ 気密性接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 広明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB04 BB12 BB14 BB16 BB17 BB19 CC22 CC25 GG17
Claims (6)
- 【請求項１】 （１）IV族の活性金属であるＴｉ、Ｚｒ
及びＨｆの少なくとも何れかの金属を含んだ合金粉末を
含んでなるペーストを、焼成後のセラミック基板に形成
しているスルーホール内に充填する工程と、（２）加熱
を施してスルーホール内の合金粉末を溶融する工程と、
（３）冷却してスルーホール内の金属を固体化する工程
とを備えていることを特徴とするセラミック基板のスル
ーホールへの金属充填方法。 - 【請求項２】 合金粉末中に含まれるIV 族の活性金属
がＴｉであり、合金粉末中のＴｉの含有率が０．５〜１
０重量％であることを特徴とする請求項１記載のセラミ
ック基板のスルーホールへの金属充填方法。 - 【請求項３】 合金粉末中に含む金属として、さらにＡ
ｇ及びＣｕを含むことを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載のセラミック基板のスルーホールへの金属充填
方法。 - 【請求項４】 合金粉末の最大粒径が、充填しようとす
るスルーホールの穴径の１／１０以下であることを特徴
とする請求項１乃至請求項３までの何れかに記載のセラ
ミック基板のスルーホールへの金属充填方法。 - 【請求項５】 合金粉末中に含む金属として、さらにVI
II族の金属であるＲｈ又はＲｕを含むことを特徴とする
請求項１乃至請求項４までの何れかに記載のセラミック
基板のスルーホールへの金属充填方法。 - 【請求項６】 合金粉末中に含む金属として、さらにVI
族の金属であるＭｏ又はＷを含むことことを特徴とする
請求項１乃至請求項５までの何れかに記載のセラミック
基板のスルーホールへの金属充填方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222983A JP2002043740A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | セラミック基板のスルーホールへの金属充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222983A JP2002043740A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | セラミック基板のスルーホールへの金属充填方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002043740A true JP2002043740A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=18717150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000222983A Withdrawn JP2002043740A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | セラミック基板のスルーホールへの金属充填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002043740A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPWO2021245912A1 (ja) * | 2020-06-05 | 2021-12-09 |
-
2000
- 2000-07-24 JP JP2000222983A patent/JP2002043740A/ja not_active Withdrawn
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040705 |