JP2002232146A

JP2002232146A - ビアホール導体用組成物ならびに多層セラミック基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002232146A
Application number: JP2001025050A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Nakamura; 良二中村; Mitsuyoshi Nishide; 充良西出
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混合セラミッ
クを含む複数の積層されたセラミック層およびセラミッ
ク層の特定のものを貫通するように設けられたビアホー
ル導体を備える多層セラミック基板を製造するにあたっ
て、焼成工程の結果、ビアホール導体の部分が隆起した
り、セラミック層において割れやクラックが生じたり、
ビアホール導体にクラックが生じたり、ビアホール導体
と導体膜との界面付近にデラミネーションが生じたりし
にくくできる、ビアホール導体用組成物を提供する。【解決手段】Ｃｕ等を含む導体材料と無機ホウ素化合
物とを含み、無機ホウ素化合物の含有量を、導体材料と
当該無機ホウ素化合物の合計に対して、０．５〜３０．
０体積％とした、ビアホール導体用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ビアホール導体
用組成物、ならびに、それを用いる多層セラミック基板
およびその製造方法に関するもので、特に、多層セラミ
ック基板におけるビアホール導体とセラミック層との焼
成時の収縮挙動差によるクラック等の構造欠陥の発生を
抑制するための改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多層セラミック基板は、その上に種々の
電子部品を搭載したり、その内部に受動素子を内蔵した
りしながら、これら電子部品等を配線するために用いら
れ、より具体的には、ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子を収
納するパッケージ部品において、また、複数種類の電子
部品を搭載した混成集積回路装置において用いられてい
る。多層セラミック基板に備えるセラミック層のための
材料としては、電気絶縁性や化学的安定性等の特性に優
れていることから、アルミナ質セラミックが多用されて
いる。

【０００３】しかしながら、多層セラミック基板におい
て、高周波化および高密度化が進むにつれて、セラミッ
ク層に対しては、より低い誘電率が要求され、上述した
アルミナ質セラミックでは、このような要求を十分に満
たし得ない状況となってきている。また、配線導体に対
しては、より低い配線抵抗が要求されるようになってき
ている。

【０００４】このような状況の下、より低い誘電率を実
現するため、セラミック層の材料としては、アルミナ質
セラミックに代えて、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混
合セラミックが注目されている。また、低い配線抵抗を
実現するため、配線導体のための材料として、たとえ
ば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）を用いる
ことが好ましく、コストの点から、特に銅を用いること
がより好ましい。

【０００５】セラミック層の材料として、ＢａＯ−Ａｌ
₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混合セラミックを用い、かつ配線導体
において銅を用いながら、多層セラミック基板を製造す
るにあたっては、一般に、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ
₂混合セラミック原料粉末と有機バインダと溶剤とを混
合して得られたスラリーを、ドクターブレード法等のシ
ート成形方法を適用してシート状に成形し、得られたセ
ラミックグリーンシートに、必要に応じて、ビアホール
導体のための貫通孔を設け、この貫通孔に銅を含む導電
性ペーストを充填したり、銅を含む導電性ペーストを用
いて所定のパターンを有する導体膜をスクリーン印刷法
等の厚膜形成方法を適用して形成したりした後、複数の
セラミックグリーンシートを積層し、プレスし、得られ
た生の積層体を加熱することによって、バインダを除去
し、次いで、焼成することが行なわれている。

【０００６】上述した多層セラミック基板の製造方法に
おいて、ビアホール導体や導体膜を形成するための銅を
含む導電性ペーストは、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂
混合セラミックと同時に焼成される。

【０００７】しかしながら、銅を含む導電性ペーストと
ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混合セラミックとの焼成
工程における収縮挙動差によって、焼成後において、ビ
アホール導体が他の部分から隆起したり、セラミック層
部分に割れが生じたり、ビアホール導体にクラックが生
じたりすることがある。

【０００８】この問題を解決するため、特許第２９３３
４６３号公報には、ビアホール導体を形成するための導
電性ペーストに、粒径が１〜４０μｍのポリスチレン等
からなる空孔形成材を添加することによって、ビアホー
ル導体中に空孔を生じさせ、この空孔によって、ビアホ
ール導体とセラミック部分との熱収縮挙動差による応力
を緩和することが提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
２９３３４６３号公報に示されているような粒径が１〜
４０μｍのポリスチレン等からなる空孔形成材を、導体
材料としてのＣｕ粉末に混合し、分散させた、導電性ペ
ーストを用いる場合、焼成工程中にポリスチレン等から
なる空孔形成材を消失させる必要があるため、焼成を酸
化性雰囲気下で実施しなければならないが、酸化性雰囲
気中での焼成は、Ｃｕの酸化を引き起こしてしまう。

【００１０】その結果、導電性ペーストによって与えら
れた導体の電気抵抗値が大幅に増加するだけでなく、酸
化によってビアホール導体が膨張するため、ビアホール
導体の周囲のセラミック部分にクラックが発生し、さら
には、多層セラミック基板が大きく変形してしまうとい
う重大な問題を引き起こす。

【００１１】また、導体材料としてＣｕＯやＣｕ₂Ｏを
主成分とする導電性ペーストの場合、還元性雰囲気中で
焼成しなければならないが、還元性雰囲気中での焼成で
は、ポリスチレン等の空孔形成材が消失しにくく、その
ため、焼成工程における雰囲気制御が非常に困難である
という問題を有していて、実用に適しているとは決して
言えるものではない。

【００１２】特に、多数のビアホール導体を有する多層
セラミック基板の場合、特許第２９３３４６３号公報に
示されているようなポリスチレン等の有機物を導電性ペ
ースト中に含有させると、還元性雰囲気下では、ビアホ
ール導体中のポリスチレン等が十分に消失しないため、
ビアホール導体と導体膜との界面付近において、デラミ
ネーションが発生しやすく、また、このデラミネーショ
ンによる断線やビアホール導体の膨張による多層セラミ
ック基板の変形が生じやすくなるという致命的な問題に
遭遇する。

【００１３】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な問題を解決し得る、ビアホール導体用組成物ならびに
多層セラミック基板およびその製造方法を提供しようと
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、まず、ビア
ホール導体用組成物に向けられる。

【００１５】この発明に係るビアホール導体用組成物
は、ビアホール導体を有し、かつ１０５０℃以下の温度
で焼結可能な低温焼成セラミック材料を含む、複数の積
層されたセラミックグリーン層を備える生の積層体を作
製し、この生の積層体を焼成する、各工程を経て製造さ
れる、多層セラミック基板において、上記ビアホール導
体を形成するために用いられるものであって、上述した
技術的課題を解決するため、導電性金属元素を含む導体
材料と無機ホウ素化合物とを含み、この無機ホウ素化合
物が、導体材料と当該無機ホウ素化合物との合計に対し
て、０．５〜３０．０体積％含むことを特徴としてい
る。

【００１６】上述の無機ホウ素化合物は、平均粒径が
０．１μｍを超えかつ３０．０μｍ以下の粉末であるこ
とが好ましい。

【００１７】また、この発明に係るビアホール導体用組
成物において、導体材料は、Ｃｕ、ＣｕＯ、Ｃｕ₂Ｏ、
Ｃｕ−ＣｕＯ混合物、Ｃｕ−Ｃｕ₂Ｏ混合物、およびＣ
ｕＯ−Ｃｕ₂Ｏ混合物から選ばれた少なくとも１種を主
成分とするものであることが好ましい。

【００１８】この発明は、また、多層セラミック基板の
製造方法にも向けられる。

【００１９】この発明に係る多層セラミック基板の製造
方法は、上述したようなビアホール導体用組成物を用意
する工程と、１０５０℃以下の温度で焼結可能な低温焼
成セラミック材料を含む、複数の積層されたセラミック
グリーン層を備え、セラミックグリーン層の特定のもの
に貫通孔が形成され、貫通孔に上記ビアホール導体用組
成物が充填された、生の積層体を作製する工程と、生の
積層体を、還元性雰囲気中において、ビアホール導体用
組成物および低温焼成セラミック材料が焼結する温度で
焼成する工程とを備えることを特徴としている。

【００２０】この発明に係る多層セラミック基板の製造
方法において、上述の低温焼成セラミック材料は、Ｂａ
Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混合セラミックを含むことが
好ましい。

【００２１】さらに、この発明は、上述したような製造
方法によって得られた、多層セラミック基板にも向けら
れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よる多層セラミック基板１を図解的に示す断面図であ
る。

【００２３】多層セラミック基板１は、積層された複数
のセラミック層２を備えている。このような多層セラミ
ック基板１に関連して設けられる配線導体として、セラ
ミック層２の特定のものの主面に沿って、いくつかの導
体膜３が形成され、また、セラミック層２の特定のもの
を貫通して、いくつかのビアホール導体４が設けられて
いる。

【００２４】この多層セラミック基板１において、セラ
ミック層２は、たとえばＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂
混合セラミックを含む低温焼成セラミック材料のよう
に、１０５０℃以下の温度で焼結可能な低温焼成セラミ
ック材料を含む組成を有するようにされる。

【００２５】また、ビアホール導体４内には、図示しな
いが、複数の空孔が形成されている。この空孔の形成
は、ビアホール導体４を形成するために用いられるビア
ホール導体用組成物の組成によるもので、その詳細につ
いては、後述する。

【００２６】図１に示した多層セラミック基板１を製造
するため、次のような工程が実施される。

【００２７】まず、ビアホール導体４を形成するための
ビアホール導体用組成物が用意される。ビアホール導体
用組成物は、導電性金属元素を含む導体材料と空孔形成
のためのたとえばＨ₃ＢＯ₃のような無機ホウ素化合物
とを含んでいる。そして、無機ホウ素化合物の含有量
は、導体材料と当該無機ホウ素化合物との合計に対し
て、０．５〜３０．０体積％となるように選ばれる。ま
た、無機ホウ素化合物としては、平均粒径が０．１μｍ
を超えかつ３０．０μｍ以下の粉末を用いることが好ま
しい。

【００２８】ビアホール導体用組成物に含まれる導電性
金属元素を含む導体材料としては、Ｃｕ、ＣｕＯ、Ｃｕ
₂Ｏ、Ｃｕ−ＣｕＯ混合物、Ｃｕ−Ｃｕ₂Ｏ混合物、お
よびＣｕＯ−Ｃｕ₂Ｏ混合物から選ばれた少なくとも１
種を主成分とするものが好適に用いられる。また、この
導体材料については、好ましくは、平均粒径０．５〜
４．０μｍの粉末が用いられる。

【００２９】上述したビアホール導体用組成物は、通
常、ペースト化されて用いられる。このペースト化のた
め、上述した導体材料の粉末および無機ホウ素化合物の
粉末に対して、有機ビヒクルを所定量加え、攪拌擂潰機
または３本ロール等によって攪拌かつ混練することが行
なわれる。このとき、導体材料の粉末については、粗大
粉や極端な凝集粉がなく、ペースト化してからの最大粗
粒の粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。

【００３０】有機ビヒクルは、バインダと溶剤とを混合
したものであるが、バインダとしては、たとえば、エチ
ルセルロース、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、
メタクリル樹脂等を用いることができ、また、溶剤とし
ては、たとえば、テレピネオール、ブチルカルビトー
ル、ブチルカルビトールアセテート、アルコール類等を
用いることができる。また、必要に応じて、ビアホール
導体用組成物ペーストに、分散剤、可塑剤、活性剤等を
添加してもよい。また、このペーストの粘度は、印刷性
を考慮して、１００〜１０００Ｐａ・ｓ^-1に選ばれるこ
とが好ましい。

【００３１】また、導体膜３を形成するための導電性ペ
ーストが用意される。この導電性ペーストとしては、た
とえば、平均粒径０．５〜４．０μｍの銅粉末を主成分
とするものが用いられる。なお、この導電性ペーストに
おいて、導電成分として、銅のほかに、アルミニウム、
ニッケル、銀、金もしくはパラジウム、またはこれらの
少なくとも１種を含む合金が用いられてもよい。また、
焼成時の収縮挙動の制御や印刷性および接合強度の向上
を目的として、樹脂、ガラスまたはその他の無機物を添
加したり、これら樹脂等によって導電成分を表面処理し
たりしてもよい。

【００３２】また、セラミック層２を形成するため、好
ましくは、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混合セラミッ
クを含む低温焼成セラミック材料を含むスラリーが用意
される。たとえば、酸化バリウム、酸化ケイ素、アルミ
ナ、酸化カルシウムおよび酸化ホウ素の各粉末を混合し
たものに、バインダとしてのポリビニルブチラールと、
可塑剤としてのジ−ｎ−ブチルフタレートと、溶剤とし
てのトルエンおよびイソプロピレンアルコールとを添加
し、これらを混合することによって、スラリーが作製さ
れる。

【００３３】なお、このようなスラリーにおいて、焼結
促進、収縮挙動制御、強度改善および電気特性制御等を
目的として、適宜の無機化合物やガラスを添加したり、
得られたセラミック層２における電気絶縁性を損なわな
い範囲で金属を添加してもよい。また、上述したバイン
ダ、可塑剤および溶剤については、上で例示した以外の
ものを用いてもよい。また、必要に応じて、耐電防止剤
や粘着性付与剤を添加してもよい。

【００３４】上述のスラリーは、適当なキャリアフィル
ム上で、たとえばドクターブレード法を適用することに
よってシート状に成形され、乾燥されることによって、
セラミック層２となるべきセラミックグリーンシートが
作製される。

【００３５】次に、このようにして得られた複数のセラ
ミックグリーンシートのうちの特定のものに、たとえ
ば、ドリル加工、パンチ加工、レーザ加工等の方法によ
って、ビアホール導体４を設けるための貫通孔が形成さ
れる。そして、これら貫通孔には、印刷等の方法を適用
して、前述したビアホール導体用組成物ペーストが充填
される。

【００３６】また、複数のセラミックグリーンシートの
特定のものの主面上には、前述した導電性ペーストが、
たとえばスクリーン印刷法によって付与され、それによ
って、導体膜３となるべき導電性ペースト膜が形成され
る。

【００３７】次に、複数のセラミックグリーンシートが
積層され、たとえば、温度８０℃および圧力２００ｋｇ
／ｃｍ²の条件でプレスすることによって、生の積層体
が得られる。この生の積層体は、セラミックグリーンシ
ートによって与えられた複数の積層されたセラミックグ
リーン層を備え、セラミックグリーン層の特定のものに
貫通孔が形成され、貫通孔にビアホール導体用組成物が
充填されている。

【００３８】なお、上述のような構造を有する生の積層
体を作製するにあたって、貫通孔にビアホール導体用組
成物が予め充填され、かつ、導体膜３となる導電性ペー
スト膜が予め形成された、複数のセラミックグリーンシ
ートを積層するのではなく、複数のセラミックグリーン
シートを積層しながら、貫通孔へのビアホール導体組成
物の充填および導電性ペースト膜の形成を行なうように
してもよく、あるいは、複数の積層されたセラミックグ
リーン層を形成するため、前述したスラリーを印刷等に
より塗布することを繰り返し、この繰り返される塗布の
間に、貫通孔へのビアホール導体組成物の充填および導
電性ペースト膜の形成を行なうようにしてもよい。

【００３９】次に、生の積層体は焼成され、それによっ
て、多層セラミック基板１が得られる。

【００４０】この焼成工程において、たとえば、水蒸気
を含んだ窒素雰囲気、乾燥窒素雰囲気、アルゴン雰囲気
もしくは水素雰囲気、またはこれらのうちの２種類以上
を混合した雰囲気下での焼成が実施され、また、ビアホ
ール導体用組成物およびＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂
混合セラミックを含む低温焼成セラミック材料が焼結す
る温度、たとえば９８０℃の温度で、保持時間を１時間
とする条件が適用される。

【００４１】上述の焼成工程での昇温過程において、ビ
アホール導体用組成物に含まれる無機ホウ素化合物が、
たとえばＨ₃ＢＯ₃である場合には、２Ｈ₃ＢＯ₃→Ｂ₂Ｏ₃＋３Ｈ₂Ｏ↑ で示す式に従って、Ｈ₃ＢＯ₃が分解し、生成されたＢ
₂Ｏ₃はセラミック部分に吸収されるとともに、生成さ
れたＨ₂Ｏが気化するため、後に空孔が残される。

【００４２】次いで、上述のように、たとえば９８０℃
の温度で保持される段階においては、ビアホール導体用
組成物中において、ＣｕＯ→Ｃｕ＋１／２Ｏ₂ Ｃｕ₂Ｏ→２Ｃｕ＋１／２Ｏ₂ のような反応が起こり、ビアホール導体組成物の体積が
減少する。このとき、ビアホール導体用組成物とセラミ
ックグリーン層に含まれる特にＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ ₃−Ｓ
ｉＯ₂混合セラミックとの間での収縮開始温度の差およ
び収縮量の差による応力が発生するが、前述した空孔が
応力緩和に働くため、焼成後において、ビアホール導体
４の部分に隆起が生じたり、セラミック層２に割れが生
じたり、ビーホール導体４にクラックが生じたりするこ
とが抑制される。

【００４３】また、前述した特許第２９３３４６３号公
報に記載されているようなポリスチレン等の固体樹脂と
は異なり、無機ホウ素化合物は、還元性雰囲気中でも分
解・気化するため、ビアホール導体４と導体膜３との界
面付近において、デラミネーションが生じにくく、断線
や多層セラミック基板１の変形等を招かない。

【００４４】ビアホール導体用組成物に含まれる無機ホ
ウ素化合物は、前述したように、０．５〜３０．０体積
％の添加量をもって添加される。

【００４５】無機ホウ素化合物の添加量が０．５体積％
未満であると、焼成後において、ビアホール導体４中に
十分な空孔が形成されないため、セラミック層２とビア
ホール導体４との間の熱膨張差による応力を十分に緩和
できず、そのため、ビアホール導体４とその側壁に接す
るセラミック層２との界面において剥離が生じやすくな
る。

【００４６】他方、無機ホウ素化合物の添加量が３０体
積％を超えると、焼成時に無機ホウ素化合物が分解する
とき、ビアホール導体４における体積膨張が大きくなり
すぎて、そのため、セラミック層２におけるビアホール
導体４の周辺部分においてクラックが発生しやすくな
る。

【００４７】また、ビアホール導体用組成物に含まれる
無機ホウ素化合物は、前述したように、０．５μｍを超
えかつ３０．０μｍ以下の平均粒径を有する粉末である
ことが好ましい。

【００４８】無機ホウ素化合物の平均粒径が０．５μｍ
以下であると、収縮量差による応力の緩和が不十分な場
合があり、そのため、ビアホール導体４とその側壁に接
するセラミック層２との界面において剥離が生じやすく
なる。

【００４９】他方、無機ホウ素化合物の平均粒径が３
０．０μｍを超えると、生成される空孔の径が大きくな
りすぎ、そのため、ビアホール導体４の導通率が著しく
低くなりやすい。

【００５０】次に、この発明に係るビアホール導体用組
成物を評価するために実施した実験例について説明す
る。

【００５１】

【実験例１】酸化バリウム、酸化ケイ素、アルミナ、酸
化カルシウムおよび酸化ホウ素を混合したものに、バイ
ンダとしてのポリビニルブチラールと、可塑剤としての
ジ−ｎ−ブチルフタレートと、溶剤としてのトルエンお
よびイソプロピレンアルコールとを添加し、これらを混
合することによって、スラリーを作製し、このスラリー
を、ドクターブレード法によって、キャリアフィルム上
でシート状に成形し、次いで乾燥させて、厚み１２５μ
ｍのセラミックグリーンシートを作製した。

【００５２】次に、セラミックグリーンシートに対し
て、炭酸ガスレーザを適用して、直径２００μｍの貫通
孔を形成した。

【００５３】他方、平均粒径３μｍのＣｕ粉末、ＣｕＯ
粉末およびＣｕ₂Ｏ粉末を適当量混合した導体材料に対
して、表１に示すように、種々の平均粒径を有するＨ₃
ＢＯ ₃粉末を種々の含有量となるように添加し、さら
に、バインダとしてのアクリル樹脂および溶剤としての
テレピネオールを添加し、これらを混練することによっ
て、ビアホール導体用組成物ペーストを作製した。この
ペースト中におけるバインダの量は、導体材料に対して
１０重量％とした。

【００５４】また、平均粒径３μｍのＣｕ粉末に、バイ
ンダとしてのアクリル樹脂および溶剤としてのテレピネ
オールを添加し、これらを混練することによって、導体
膜用の導電性ペーストを作製した。

【００５５】次に、前述したセラミックグリーンシート
に設けられた貫通孔に、キャリアフィルムを介しての印
刷法を適用することによって、上述のビアホール導体用
組成物ペーストを充填し、ビアホール導体を形成した。

【００５６】次に、上述のようにビアホール導体を形成
したセラミックグリーンシート上に、前述の導体膜用の
導電性ペーストを用いて、印刷法によって、焼成後の膜
厚が５μｍおよび配線幅が１００μｍである導体膜とな
るべき導電性ペースト膜を、その端部がビアホール導体
に重なるように形成した。

【００５７】次に、上述のようにビアホール導体および
導電性ペースト膜が形成された７枚のセラミックグリー
ンシートを積層し、温度８０℃および圧力２００ｋｇ／
ｃｍ ²の条件でプレスすることによって、生の積層体を
得た。

【００５８】次に、生の積層体を、水蒸気を含む窒素雰
囲気中において、４５０℃の温度で２時間保持する熱処
理を実施した後、９８０℃の温度にまで昇温して、これ
を１時間保持することによって、ビアホール導体および
導体膜とセラミック層とが同時に焼成された、試料とし
ての多層セラミック基板を得た。

【００５９】得られた各試料に係る多層セラミック基板
について、ビアホール導体を目視および３０〜４０倍の
倍率の双眼顕微鏡によって外観検査し、セラミック層お
よびビアホール導体におけるクラックまたは割れの有無
を評価した。

【００６０】また、各試料に係る多層セラミック基板に
ついて、ビアホール導体を横切る位置で導体膜の延びる
方向に対して垂直方向に切断し、ビアホール導体と導体
膜との界面付近の断面を走査型顕微鏡を用いて観察する
ことによって、ビアホール導体と導体膜との界面付近に
おけるデラミネーションの有無を評価した。

【００６１】以上の評価結果が表１に示されている。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１において、試料１では、Ｈ₃ＢＯ₃の
含有量が、０．５体積％未満の０．３体積％であり、他
方、試料６では、Ｈ₃ＢＯ₃の含有量が、３０．０体積
％を超える４０．０体積％となっている。そのため、試
料１では、クラックまたは割れおよびデラミネーション
が生じ、試料６では、クラックまたは割れが生じてい
る。

【００６４】これらに対して、試料２〜５および８〜１
３では、Ｈ₃ＢＯ₃の含有量が、０．５〜３０．０体積
％の範囲内にあり、クラックまたは割れおよびデラミネ
ーションのいずれもが生じていない。

【００６５】なお、試料７および１４については、Ｈ₃
ＢＯ₃の含有量が、いずれも、０．５〜３０．０体積％
の範囲内の１５．０体積％であるが、Ｈ₃ＢＯ₃の平均
粒径が、試料７では、０．１μｍ以下の０．１μｍであ
り、試料１４では、３０．０μｍを超える３５．０μｍ
である。そのため、試料７では、クラックまたは割れお
よびデラミネーションが生じ、試料１４では、クラック
または割れが生じている。

【００６６】

【実験例２】ビアホール導体用組成物ペーストにおい
て、実験例１におけるＣｕ粉末、ＣｕＯ粉末およびＣｕ
₂Ｏ粉末を適当量混合した導体材料に代えて、導体材料
としてＡｇ粉末を用いるとともに、実験例１におけるＨ
₃ＢＯ₃粉末の代わりに、表２に示すように、種々の平
均粒径を有するポリスチレン粉末を種々の含有量となる
ように添加し、さらに、銀粉末と有機バインダとの比率
を８４／１６（重量％）としたことを除いて、実験例１
と同様の操作を実施し、試料としての多層セラミック基
板を得た。

【００６７】また、得られた各試料に係る多層セラミッ
ク基板について、実験例１の同様の方法によって、セラ
ミック層およびビアホール導体におけるクラックまたは
割れの有無、ならびにビアホール導体と導体膜との界面
付近におけるデラミネーションの有無をそれぞれ評価し
た。

【００６８】これらの評価結果が表２に示されている。

【００６９】

【表２】

【００７０】表２に示すように、この実験例２における
試料１５〜２８では、すべて、クラックまたは割れおよ
びデラミネーションが生じている。

【００７１】また、表２には示さないが、この実験例２
における各試料では、ビアホール導体が黒色に変色し
た。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るビアホー
ル導体用組成物によれば、無機ホウ素化合物を、導体材
料と当該無機ホウ素化合物との合計に対して、０．５〜
３０．０体積％含有しているので、これを用いてビアホ
ール導体が設けられた多層セラミック基板を作製すれ
ば、焼成工程において、無機ホウ素化合物が分解、気化
し、ビアホール導体に空孔が形成され、この空孔によっ
て、ビアホール導体とセラミック層との間での収縮量の
差による応力が緩和され、したがって、焼成後におい
て、ビアホール導体の部分に隆起が生じたり、セラミッ
ク層に割れやクラックが生じたり、ビアホール導体にク
ラックが生じたり、ビアホール導体と導体膜との界面付
近にデラミネーションが生じたりすることを抑制するこ
とができる。

【００７３】したがって、良好な品質をもって、多層セ
ラミック基板を製造することができる。

【００７４】上述の無機ホウ素化合物の平均粒径が０．
１μｍを超えかつ３０．０μｍ以下である場合には、上
述したような効果がより確実に達成される。

【００７５】また、無機ホウ素化合物は、還元性雰囲気
中においても、前述したような分解・気化を生じさせる
ので、ビアホール導体用組成物に含まれる導体材料とし
て、Ｃｕ、ＣｕＯ、Ｃｕ₂Ｏ、Ｃｕ−ＣｕＯ混合物、Ｃ
ｕ−Ｃｕ₂Ｏ混合物、およびＣｕＯ−Ｃｕ₂Ｏ混合物か
ら選ばれた少なくとも１種を主成分とするものを問題な
く用いることができる。

【００７６】この発明に係る多層セラミック基板の製造
方法によれば、上述したようなビアホール導体用組成物
を用いているので、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混合
セラミックを含むセラミック層を有する多層セラミック
基板を良好な状態で製造することができる。したがっ
て、セラミック層において低い誘電率を有し、配線導体
において低い配線抵抗を有する多層セラミック基板を良
好な状態で製造することができ、多層セラミック基板の
高周波化および高密度化に有利に対応することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による多層セラミック基
板１を図解的に示す断面図である。

【符号の説明】

１多層セラミック基板２セラミック層４ビアホール導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G030 AA08 AA10 AA35 AA36 AA37 AA61 BA20 CA03 CA08 GA19 GA26 GA27 5E346 AA41 AA43 CC18 CC32 DD34 EE24 EE27 FF01 FF18 GG03 GG04 GG05 GG06 GG08 GG09 HH06 HH31 HH33 5G301 DA06 DA33 DA36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビアホール導体を有し、かつ１０５０℃
以下の温度で焼結可能な低温焼成セラミック材料を含
む、複数の積層されたセラミックグリーン層を備える生
の積層体を作製し、前記生の積層体を焼成する、各工程
を経て製造される、多層セラミック基板において、前記
ビアホール導体を形成するために用いられるビアホール
導体用組成物であって、導電性金属元素を含む導体材料と無機ホウ素化合物とを
含み、前記無機ホウ素化合物は、前記導体材料と当該無
機ホウ素化合物との合計に対して、０．５〜３０．０体
積％含む、ビアホール導体用組成物。
【請求項２】前記無機ホウ素化合物は、平均粒径が
０．１μｍを超えかつ３０．０μｍ以下の粉末である、
請求項１に記載のビアホール導体用組成物。
【請求項３】前記導体材料は、Ｃｕ、ＣｕＯ、Ｃｕ₂
Ｏ、Ｃｕ−ＣｕＯ混合物、Ｃｕ−Ｃｕ₂Ｏ混合物、およ
びＣｕＯ−Ｃｕ₂Ｏ混合物から選ばれた少なくとも１種
を主成分とする、請求項１または２に記載のビアホール
導体用組成物。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のビ
アホール導体用組成物を用意する工程と、１０５０℃以下の温度で焼結可能な低温焼成セラミック
材料を含む、複数の積層されたセラミックグリーン層を
備え、前記セラミックグリーン層の特定のものに貫通孔
が形成され、前記貫通孔に前記ビアホール導体用組成物
が充填された、生の積層体を作製する工程と、前記生の積層体を、還元性雰囲気中において、前記ビア
ホール導体用組成物および前記低温焼成セラミック材料
が焼結する温度で焼成する工程とを備える、多層セラミ
ック基板の製造方法。
【請求項５】前記低温焼成セラミック材料は、ＢａＯ
−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混合セラミックを含む、請求項
４に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項６】請求項４または５に記載の製造方法によ
って得られた、多層セラミック基板。