JP2003277852A - Copper metallized composition and ceramic wiring board - Google Patents

Copper metallized composition and ceramic wiring board

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JP2003277852A
JP2003277852A JP2002084101A JP2002084101A JP2003277852A JP 2003277852 A JP2003277852 A JP 2003277852A JP 2002084101 A JP2002084101 A JP 2002084101A JP 2002084101 A JP2002084101 A JP 2002084101A JP 2003277852 A JP2003277852 A JP 2003277852A
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copper
mass
glass
ceramic
composition
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Hiromi Yamada
裕美 山田
Naoto Shibuichi
直人 澁市
Yoshitake Terashi
吉健 寺師
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Kyocera Corp
Original Assignee
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper metallized composition with which the adhesive strength between a copper wiring layer and a ceramic insulation layer such as glass ceramic is improved, the warpage of the wiring board is suppressed, and which has excellent solder wettability, and to provide a ceramic wiring board obtained by using the composition. <P>SOLUTION: The copper metallized composition is obtained by incorporating glass components in 0.5 to 8 pts.mass, and a compound oxide essentially consisting of Mg, Zn and Ti in 0.05 to 3 pts.mass to 100 pts.mass of copper powder. Further, an ilmenite phase and a spinel phase are formed in the compound oxide, and B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>is contained in 0.01 to 10 pts.mass to 100 pts.mass of the compound oxide. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、銅メタライズ組成
物およびそれを用いたセラミック配線基板に関し、特
に、セラミック磁器粉末との同時焼成に適した銅メタラ
イズ組成物およびセラミック配線基板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copper metallization composition and a ceramic wiring board using the same, and more particularly to a copper metallization composition and a ceramic wiring board suitable for cofiring with ceramic porcelain powder.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、配線基板においては、高周波回路の
対応性、高密度化、高速化が要求され、アルミナ系セラ
ミック絶縁層に比較して、低い誘電率が得られ、配線層
の低抵抗化が可能なガラスセラミックなどの低温焼成が
可能なセラミック配線基板が一層注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, wiring boards have been required to have high frequency circuit compatibility, high density, and high speed, and have a lower dielectric constant and a lower wiring layer resistance than alumina-based ceramic insulating layers. A ceramic wiring substrate that can be fired at a low temperature, such as a glass ceramic that can be used, is receiving more attention.

【0003】セラミック配線基板は、ガラスセラミック
スなどの絶縁層からなる絶縁基板に、銅、金、銀などの
低抵抗金属を主体とする配線層を施したものが知られて
いる。このような配線基板に用いられる銅メタライズ組
成物として、例えば、特開平3−46706号公報に開
示されたものが知られている。この公報に開示された銅
メタライズ組成物は、銅粉末と、ZnO、B23、Si
2およびPbOからなるガラス粉末とを混合したもの
であり、このような組成の銅メタライズ組成物を用いる
ことにより、銅粉末の焼結を促進させることができ、9
00℃以下の温度で焼成しても高い接着強度を得ること
ができることが記載されている。
As a ceramic wiring substrate, there is known a substrate in which a wiring layer mainly made of a low resistance metal such as copper, gold or silver is applied to an insulating substrate made of an insulating layer such as glass ceramics. As a copper metallizing composition used for such a wiring board, for example, the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-46706 is known. The copper metallization composition disclosed in this publication includes copper powder, ZnO, B 2 O 3 , and Si.
It is a mixture of O 2 and a glass powder of PbO, and by using a copper metallizing composition having such a composition, the sintering of the copper powder can be promoted.
It is described that a high adhesive strength can be obtained even by firing at a temperature of 00 ° C. or lower.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された銅メタライズ組成物は、この銅メタライ
ズ組成物に含まれるガラス粉末が低軟化性であるため
に、銅粉末の焼結性は向上するものの、配線基板に反り
が発生したり、銅成分とガラス成分との分離が生じて、
導体ペースト中に含有されたガラス成分が銅配線層の表
面に浮上してしまい、その結果、銅配線層とガラスセラ
ミック絶縁層との間の接着強度が低下するとともに、半
田によって端子等を接続する際に半田濡れ性が低下する
という問題があった。
However, in the copper metallizing composition disclosed in the above publication, since the glass powder contained in the copper metallizing composition has a low softening property, the sinterability of the copper powder is improved. However, warpage occurs in the wiring board or separation of the copper component and the glass component occurs,
The glass component contained in the conductor paste floats on the surface of the copper wiring layer, and as a result, the adhesive strength between the copper wiring layer and the glass ceramic insulating layer is reduced, and terminals etc. are connected by soldering. At that time, there was a problem that solder wettability was lowered.

【0005】従って、本発明は、銅配線層とガラスセラ
ミック磁器などのセラミック絶縁層との接着強度を向上
させ、且つ配線基板の反りを抑制し、半田濡れ性にも優
れた銅メタライズ組成物およびセラミック配線基板を提
供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a copper metallized composition which improves the adhesive strength between a copper wiring layer and a ceramic insulating layer such as a glass ceramic porcelain, suppresses the warp of a wiring board, and has excellent solder wettability. An object is to provide a ceramic wiring board.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の銅メタライズ組
成物は、銅粉末100質量部に対して、ガラス成分を
0.5〜8質量部、Mg、Zn、およびTiを主成分と
する複合酸化物を0.05〜3質量部含有してなること
を特徴とする。
The copper metallizing composition of the present invention is a composite containing 0.5 to 8 parts by mass of a glass component, and Mg, Zn, and Ti as the main components with respect to 100 parts by mass of copper powder. It is characterized by containing 0.05 to 3 parts by mass of an oxide.

【0007】このような構成によれば、銅粉末に主成分
としてZnO粉末を単味で含有する導体ペーストを用い
る場合に比較して、銅メタライズ組成物をガラスセラミ
ック絶縁層の焼成収縮挙動に近づけることができ、セラ
ミック配線基板の反りを低減できる。
According to such a structure, the copper metallization composition approaches the firing shrinkage behavior of the glass ceramic insulating layer, as compared with the case where a conductor paste containing ZnO powder as the main component in the copper powder is used. Therefore, the warp of the ceramic wiring board can be reduced.

【0008】また、ガラス成分とともに上記複合酸化物
を含有させることにより、この複合酸化物が銅成分とセ
ラミック絶縁層との双方に対して高い濡れ性を有するこ
とから、銅配線層とセラミック絶縁層との間の接着強度
を高めることができ、さらに、銅成分とガラス成分との
分離を抑制できることから銅配線層表面へのガラス浮き
を抑制でき半田濡れ性を向上できる。
Further, by containing the above composite oxide together with the glass component, this composite oxide has high wettability with respect to both the copper component and the ceramic insulating layer. It is possible to increase the adhesive strength between the copper component and the glass component, and further suppress the separation of the copper component and the glass component, so that the glass floating on the surface of the copper wiring layer can be suppressed and the solder wettability can be improved.

【0009】上記銅メタライズ組成物では、複合酸化物
の組成が、モル比で、Zn:Mg:Ti=0.1〜0.
95:0.05〜0.9:0.1〜1.1であることが
望ましい。複合酸化物の組成をこのような組成の範囲と
することにより、複合酸化物中にイルメナイト相やスピ
ネル相、あるいはこれらの混合相が形成されることか
ら、本発明のセラミック配線基板の焼成温度付近におい
て、この複合酸化物の過度の軟化を抑制できる。このた
め銅メタライズ組成物中において複合酸化物を均質に存
在させることができ、銅メタライズ組成物の焼結性を高
めることができる。
In the above copper metallized composition, the composition of the composite oxide is Zn: Mg: Ti = 0.about.0.1.
It is preferably 95: 0.05 to 0.9: 0.1 to 1.1. By setting the composition of the composite oxide in such a range, since an ilmenite phase, a spinel phase, or a mixed phase thereof is formed in the composite oxide, the temperature around the firing temperature of the ceramic wiring substrate of the present invention In, the excessive softening of this composite oxide can be suppressed. Therefore, the composite oxide can be present in the copper metallized composition uniformly, and the sinterability of the copper metallized composition can be enhanced.

【0010】上記銅メタライズ組成物では、複合酸化物
中にはイルメナイト相およびスピネル相とが形成されて
いることが望ましく、複合酸化物中にイルメナイト相と
スピネル相の両相が混在することにより、銅成分および
セラミック磁器両層への濡れ性が同時に高まり、このた
め銅配線層とセラミック磁器との接着強度をさらに高め
ることができる。
In the above-mentioned copper metallized composition, it is desirable that an ilmenite phase and a spinel phase are formed in the composite oxide. Since both phases of the ilmenite phase and the spinel phase are mixed in the composite oxide, The wettability to both the copper component and the ceramic porcelain is increased at the same time, so that the adhesive strength between the copper wiring layer and the ceramic porcelain can be further increased.

【0011】上記銅メタライズ組成物では、複合酸化物
中に、Zn、Mg、およびTiから構成される主成分中
100質量部に対して、さらに、B23が0.01〜1
0質量部含まれることが望ましい。複合酸化物中に、B
23を含有させることにより、銅メタライズ組成物中に
ともに含まれているガラス成分をさらに取り込みやすく
なり、銅成分やセラミック絶縁層との濡れ性をさらに向
上でき、このため銅配線層の接着強度をさらに高めるこ
とができる。
In the above copper metallized composition, B 2 O 3 is added in an amount of 0.01 to 1 with respect to 100 parts by mass of the main component composed of Zn, Mg and Ti in the composite oxide.
It is desirable to include 0 parts by mass. B in the complex oxide
By containing 2 O 3 , it becomes easier to take in the glass component contained together in the copper metallization composition, and the wettability with the copper component and the ceramic insulating layer can be further improved. The strength can be further increased.

【0012】本発明のセラミック配線基板は、セラミッ
ク磁器粉末と銅メタライズ組成物とを同時焼成して得ら
れる銅配線層とセラミック磁器との界面領域にイルメナ
イト相および/またはスピネル相とを含む複合酸化物が
形成されていることを特徴とする。
The ceramic wiring substrate of the present invention is a composite oxide containing an ilmenite phase and / or a spinel phase in the interface region between the copper wiring layer and the ceramic porcelain obtained by co-firing the ceramic porcelain powder and the copper metallized composition. It is characterized in that an object is formed.

【0013】このように、複合酸化物に含まれる結晶相
がイルメナイト相またはスピネル相、あるいはこれらの
混合相であれば、複合酸化物の軟化を抑制できることか
ら銅メタライズ組成物中の複合酸化物のセラミック絶縁
層への拡散を防止でき、このため銅配線層とセラミック
絶縁層との接着強度を高めることができるとともに、銅
メタライズ組成物中のガラス粉末量を低減できることか
ら、銅配線層の表面へのガラス浮きを抑制できる。
As described above, when the crystal phase contained in the composite oxide is an ilmenite phase, a spinel phase, or a mixed phase thereof, softening of the composite oxide can be suppressed. It is possible to prevent the diffusion to the ceramic insulating layer, and therefore, it is possible to increase the adhesive strength between the copper wiring layer and the ceramic insulating layer, and it is possible to reduce the amount of glass powder in the copper metallization composition. It is possible to suppress the floating of the glass.

【0014】上記セラミック配線基板では、銅配線層の
全表面積に対するガラスの面積占有率が50%以下であ
ることが望ましい。銅配線層の表面に浮き出てくるガラ
スの面積占有率を50%以下とすることにより、この銅
配線層の表面に形成されるメッキ膜の欠けを防止でき、
半田との濡れ性および接着性を向上できる。即ち、ガラ
ス成分の銅配線層表面への浮き出しが抑制される分、銅
配線層自体および銅配線層とセラミック絶縁層との接着
強度を向上できる。
In the above-mentioned ceramic wiring board, it is desirable that the area occupancy rate of glass is 50% or less with respect to the total surface area of the copper wiring layer. By setting the area occupancy of the glass protruding on the surface of the copper wiring layer to 50% or less, it is possible to prevent the plating film formed on the surface of the copper wiring layer from being chipped.
The wettability and adhesiveness with solder can be improved. That is, since the glass component is suppressed from being raised to the surface of the copper wiring layer, the adhesive strength between the copper wiring layer itself and the copper wiring layer and the ceramic insulating layer can be improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の銅メタライズ組成
物およびそれを用いたセラミック配線基板について詳述
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The copper metallized composition of the present invention and the ceramic wiring board using the same will be described in detail below.

【0016】本発明の銅メタライズ組成物では、銅粉末
は、銅粉末および/または、還元雰囲気での熱処理によ
って銅に還元される酸化銅粉末であってもよい。この銅
粉末は平均粒径1〜5μm、特に、1.5〜3μm、さ
らには2〜2.5μmの粉末、特に、球状の銅粉末を用
いることによって、過焼結による接着強度の低下を防止
し、また微細な銅配線層を形成することが可能となる。
In the copper metallization composition of the present invention, the copper powder may be a copper powder and / or a copper oxide powder reduced to copper by heat treatment in a reducing atmosphere. The copper powder has an average particle size of 1 to 5 μm, particularly 1.5 to 3 μm, and further 2 to 2.5 μm, and in particular, spherical copper powder is used to prevent a decrease in adhesive strength due to oversintering. In addition, it becomes possible to form a fine copper wiring layer.

【0017】本発明によれば、かかるガラス成分を含有
せしめることによって、上記銅成分100質量部に対し
て、ガラス成分を0.5〜8質量部の割合で含有せしめ
ることが重要である。セラミック絶縁層との同時焼成に
おいて、銅メタライズ組成物の焼結助剤としての効果が
高まり銅メタライズ組成物自体の焼結性を高めることが
できるとともに、セラミック絶縁層との接着強度を向上
できる。
According to the present invention, it is important that the glass component is contained in an amount of 0.5 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper component. When co-firing with the ceramic insulating layer, the effect of the copper metallizing composition as a sintering aid is enhanced, the sinterability of the copper metallizing composition itself can be enhanced, and the adhesive strength with the ceramic insulating layer can be improved.

【0018】このガラス成分量が0.5質量部よりも少
ない場合には、焼結助剤としての効果が小さくなり、焼
結不足を招きやすくなり、接着強度が低下する。一方、
ガラス成分量が8質量部より多い場合には、ガラス成分
の軟化性のために銅メタライズ組成物自体の焼結性が高
まるものの、セラミック絶縁層との焼成収縮率差が大き
くなることから反りが大きくなる。また、銅配線層表面
へのガラス浮きも多くなる。ガラス成分は、銅成分10
0質量部に対して、特に、ガラス成分を2〜5質量部が
望ましい。
When the amount of the glass component is less than 0.5 part by mass, the effect as a sintering aid becomes small, the insufficient sintering tends to occur, and the adhesive strength is lowered. on the other hand,
When the amount of the glass component is more than 8 parts by mass, the sinterability of the copper metallized composition itself is increased due to the softening property of the glass component, but the difference in firing shrinkage with the ceramic insulating layer becomes large, so that the warpage is caused. growing. Moreover, the glass floats on the surface of the copper wiring layer more frequently. Glass component is copper component 10
Particularly, 2 to 5 parts by mass of the glass component is preferable with respect to 0 parts by mass.

【0019】本発明において用いられるガラス成分とし
ては、ほう珪酸ガラス、ほう珪酸亜鉛系ガラス、リチウ
ム珪酸系ガラス、PbO系ガラス、BaO系ガラスのう
ち少なくとも1種が用いられ、これらのガラスは、非晶
質または焼成によって結晶相が析出する結晶化ガラスで
あってもよい。また、この原料であるこれらのガラス粉
末の平均粒径は均一な分散が可能という理由から1〜3
μmであることが望ましく、特に、1.5〜2μmであ
ることがより望ましい。
As the glass component used in the present invention, at least one of borosilicate glass, zinc borosilicate glass, lithium silicate glass, PbO glass, and BaO glass is used. It may be crystallized glass in which a crystal phase is precipitated by crystal quality or firing. Further, the average particle size of these glass powders as the raw materials is 1 to 3 because the glass particles can be uniformly dispersed.
The thickness is preferably μm, and more preferably 1.5 to 2 μm.

【0020】また、本発明によれば、銅成分100質量
部に対して、Zn、MgおよびTiを主成分とする複合
酸化物を0.05〜3質量部の割合で含有させることが
重要である。この複合酸化物を添加することによって、
この銅メタライズ組成物中にともに含まれるガラス成分
の拡散を抑制して銅メタライズ組成物とセラミック絶縁
層との焼結性を高めるとともに、反りを抑制できる。
Further, according to the present invention, it is important that the complex oxide containing Zn, Mg and Ti as the main components is contained in a proportion of 0.05 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper component. is there. By adding this complex oxide,
It is possible to suppress the diffusion of the glass component contained together in the copper metallized composition to enhance the sinterability between the copper metallized composition and the ceramic insulating layer and to suppress the warpage.

【0021】上記複合酸化物量が0.05質量部よりも
少ない場合には、銅メタライズ組成物とセラミック絶縁
層との焼結性が低下するとともに、接着強度が低くな
る。一方、複合酸化物量が3質量部よりも多い場合に
は、銅成分の焼結を阻害されることから反りが大きくな
り、接着強度が低くなる。
When the amount of the complex oxide is less than 0.05 parts by mass, the sinterability between the copper metallization composition and the ceramic insulating layer is lowered and the adhesive strength is lowered. On the other hand, when the amount of the composite oxide is more than 3 parts by mass, the sintering of the copper component is hindered, so that the warpage becomes large and the adhesive strength becomes low.

【0022】そして、銅メタライズ組成物中の銅成分と
セラミック絶縁層との双方に対して高い濡れ性を有し、
銅配線層とガラスセラミック絶縁層との間の接着強度を
さらに高めることができるという理由から、特に、Z
n、Mg、およびTiを主成分とする複合酸化物は0.
1〜1質量部含有することが望ましい。
Further, it has high wettability with respect to both the copper component in the copper metallized composition and the ceramic insulating layer,
In particular, since the adhesive strength between the copper wiring layer and the glass ceramic insulating layer can be further increased, Z is particularly preferable.
The composite oxide containing n, Mg, and Ti as the main components is 0.
It is desirable to contain 1 to 1 part by mass.

【0023】また、複合酸化物中にはイルメナイト相お
よび/またはスピネル相とが形成されていることが望ま
しい。銅メタライズ組成物を構成する複合酸化物がこの
ような結晶相であれば、銅メタライズ組成物およびセラ
ミック絶縁層の焼成温度において、過度の軟化を抑制で
き、銅成分とセラミック絶縁層に対し均質な濡れを形成
できる。特に、銅配線層の接着強度を高めるという理由
から、複合酸化物中にイルメナイト相とスピネル相とが
共存していることがより望ましい。
Further, it is desirable that an ilmenite phase and / or a spinel phase be formed in the composite oxide. When the complex oxide constituting the copper metallized composition has such a crystal phase, excessive softening can be suppressed at the firing temperature of the copper metallized composition and the ceramic insulating layer, and the copper component and the ceramic insulating layer are homogeneous. Can form wetting. In particular, it is more desirable that the ilmenite phase and the spinel phase coexist in the composite oxide because the adhesive strength of the copper wiring layer is increased.

【0024】また、本発明の複合酸化物はこれらの化学
量論組成の結晶相に限定されるのではなく、例えば、M
g、ZnおよびTiの金属酸化物から構成されるもので
あれば、イルメナイト相やスピネル相のような化学量論
組成になっていなくてもかまわない。
Further, the complex oxide of the present invention is not limited to the crystal phase of these stoichiometric compositions, and for example, M
As long as it is composed of metal oxides of g, Zn and Ti, it does not have to have a stoichiometric composition such as an ilmenite phase or a spinel phase.

【0025】また、複合酸化物中において、Zn、M
g、およびTiから構成される主成分100質量部に対
して、B23量を0.01〜10質量部添加することに
よって、銅メタライズ組成物とセラミック絶縁層との接
着性をさらに高めることができる。特に、上記B23
は2〜5質量部であることがより望ましい。
In the composite oxide, Zn, M
Addition of 0.01 to 10 parts by mass of B 2 O 3 to 100 parts by mass of the main component composed of g and Ti further enhances the adhesiveness between the copper metallization composition and the ceramic insulating layer. be able to. Particularly, the amount of B 2 O 3 is more preferably 2 to 5 parts by mass.

【0026】さらに、複合酸化物中のZn、Mg、およ
びTiの元素比は、上記イルメナイト相およびスピネル
相を形成する場合モル比で、Zn:Mg:Ti=0.1
〜0.95:0.05〜0.9:0.9〜1.1である
ことが望ましく、イルメナイト相のみを形成する場合に
はモル比でZn:Mg:Ti=0.1〜0.8:0.2
〜0.9:0.9〜1.1、スピネル相のみを形成する
場合にはZn:Mg:Ti=0.8:0.2:0.1で
あることが望ましい。
Further, the element ratio of Zn, Mg, and Ti in the composite oxide is a molar ratio of Zn: Mg: Ti = 0.1 when the above ilmenite phase and spinel phase are formed.
˜0.95: 0.05 to 0.9: 0.9 to 1.1 is desirable, and when only an ilmenite phase is formed, the molar ratio of Zn: Mg: Ti is 0.1 to 0. 8: 0.2
˜0.9: 0.9 to 1.1, and when forming only a spinel phase, it is desirable that Zn: Mg: Ti = 0.8: 0.2: 0.1.

【0027】また、この複合酸化物粉末の平均粒径は銅
メタライズ組成物中における均質分散性を向上させ、濡
れ性を高めるという理由から1〜5μmであることが望
ましく、特に、1.5〜2.5μmであることがより望
ましい。
The average particle size of the composite oxide powder is preferably 1 to 5 μm for the purpose of improving the homodispersibility in the copper metallized composition and enhancing the wettability, and particularly 1.5 to More preferably, it is 2.5 μm.

【0028】また、本発明における複合酸化物は、Zn
O、MgO、およびTiO2、あるいはこれにB23
上記の割合で添加した混合物を700〜1300℃で仮
焼後、粉砕したものであって、その平均粒径が1〜5μ
mであることが望ましい。これは、各成分を各酸化物粉
末単味で添加する場合よりも均質であるために、セラミ
ック絶縁層と銅配線層との接着強度を高めるとともに、
接着強度のばらつきを抑えることができる。なお、この
熱処理された複合酸化物は前述したような結晶相を含む
結晶性化合物であることが望ましい。
The composite oxide in the present invention is Zn
O, MgO, and TiO 2 , or a mixture obtained by adding B 2 O 3 to the above in the above proportions was calcined at 700 to 1300 ° C. and then pulverized, and the average particle diameter was 1 to 5 μm.
It is desirable that it is m. This is more homogeneous than the case where each component is added as each oxide powder alone, so that the adhesive strength between the ceramic insulating layer and the copper wiring layer is increased,
Variation in adhesive strength can be suppressed. The heat-treated complex oxide is preferably a crystalline compound containing the crystalline phase as described above.

【0029】また、本発明の銅メタライズ組成物中に
は、上記以外に他の無機物を、銅成分100質量部に対
して、0.05〜1質量部配合することができる。他の
無機物としては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライ
ト、フォルステライト、ペタライト、ネフェリン、リチ
ウムシリケート、カーネギアナイト、ガーナイト、ジル
コニアなどを挙げることができる。その中でアルミナが
特に望ましい。
In the copper metallized composition of the present invention, in addition to the above, other inorganic substances can be added in an amount of 0.05 to 1 part by mass based on 100 parts by mass of the copper component. Examples of other inorganic substances include alumina, silica, mullite, forsterite, petalite, nepheline, lithium silicate, carnegia night, garnite, and zirconia. Of these, alumina is particularly desirable.

【0030】また、この無機物の平均粒径は均一に分散
できるという理由から0.1〜3μmであることが望ま
しく、特に、0.5〜1μmであることがより望まし
い。
The average particle size of the inorganic material is preferably 0.1 to 3 μm, and more preferably 0.5 to 1 μm, because it can be dispersed uniformly.

【0031】次に、図面に基づいて、本発明の銅メタラ
イズ組成物を用いたセラミック配線基板について説明す
る。図1は、本発明の一実施形態にかかるセラミック配
線基板の構造を示しており、複数の銅配線層を有する多
層配線基板である。
Next, a ceramic wiring board using the copper metallizing composition of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the structure of a ceramic wiring board according to an embodiment of the present invention, which is a multilayer wiring board having a plurality of copper wiring layers.

【0032】図1に示すように、セラミック配線基板1
は、セラミック絶縁基板2と銅配線層3とを含む。
As shown in FIG. 1, a ceramic wiring board 1
Includes a ceramic insulating substrate 2 and a copper wiring layer 3.

【0033】セラミック絶縁基板2は、複数のセラミッ
ク絶縁層2a・・・2dを積層した積層体から構成さ
れ、各層間およびセラミック絶縁基板2の表面には、厚
みが5〜30μmの銅配線層3が被着形成されている。
また、セラミック絶縁基板2内には、セラミック絶縁層
2a・・・2dの厚さ方向に貫通した直径が50〜20
0μm程度のビアホール導体4が形成されている。
The ceramic insulating substrate 2 is composed of a laminated body in which a plurality of ceramic insulating layers 2a ... 2d are laminated, and a copper wiring layer 3 having a thickness of 5 to 30 μm is provided on each layer and on the surface of the ceramic insulating substrate 2. Has been formed.
Further, in the ceramic insulating substrate 2, the diameter of the ceramic insulating layers 2a ... 2d penetrating in the thickness direction is 50 to 20.
The via-hole conductor 4 having a thickness of about 0 μm is formed.

【0034】セラミック絶縁基板2は、800〜110
0℃の低温で焼成可能な材料からなり、例えば、少なく
ともSiO2を含有するガラス材、又はSiO2を含有す
るガラス材と無機フィラーとの複合材料からなるガラス
セラミック磁器粉末からなる。具体的には、このガラス
材は、複数の金属酸化物成分から構成され、焼成後にお
いて非晶質、又は焼成によって、コージェライト、ムラ
イト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイ
ト、ウィレマイト、ドロマイト、リチウムシリケートや
その置換誘導体の結晶を析出する結晶化ガラスであるこ
とが望ましい。
The ceramic insulating substrate 2 is 800-110.
It is made of a material that can be fired at a low temperature of 0 ° C., for example, a glass material containing at least SiO 2 or a glass ceramic porcelain powder made of a composite material of a glass material containing SiO 2 and an inorganic filler. Specifically, this glass material is composed of a plurality of metal oxide components, amorphous after firing, or by firing, cordierite, mullite, anorthite, Sergian, spinel, garnite, willemite, dolomite, lithium. A crystallized glass that precipitates crystals of silicate or its substituted derivative is desirable.

【0035】ガラス材としては周知のガラス材を用いる
ことができるが、特に、焼成時に結晶化する結晶性ガラ
スが望ましく、この結晶性ガラスからの結晶相の析出に
より機械的強度を向上でき、この結果、銅配線層の接着
強度も向上させることができる。ここで用いられるガラ
ス成分としては、例えば、SiO2−Al23−MgO
−CaO系結晶化ガラス材が好適であり、この系のガラ
ス材以外にLi2O、K2O、Na2Oなどのアルカリ金
属酸化物、CaO、MgOなどのアルカリ土類金属酸化
物、Al23、P25、ZnO、B23、PbOから選
ばれる1種または2種以上を含有するホウ珪酸ガラス、
BaO系ガラス、ナトリウムソーダガラス等が挙げられ
る。
As the glass material, a well-known glass material can be used. In particular, crystalline glass that crystallizes during firing is desirable, and mechanical strength can be improved by precipitation of a crystalline phase from this crystalline glass. As a result, the adhesive strength of the copper wiring layer can also be improved. Examples of the glass component used here include SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO
A preferred -CaO based crystallized glass material, Li 2 O in addition to glass materials of this system, K 2 O, alkali metal oxides such as Na 2 O, CaO, alkaline earth metal oxides such as MgO, Al Borosilicate glass containing one or more selected from 2 O 3 , P 2 O 5 , ZnO, B 2 O 3 and PbO,
BaO type glass, sodium soda glass, etc. are mentioned.

【0036】セラミック絶縁基板2を構成する無機フィ
ラーとしては、ジルコン酸カルシウム、チタン酸カルシ
ウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、ア
ルミナ、ムライト、フォルステライト、ジルコニア、ス
ピネル等の群から選ばれる少なくとも1種を用いること
ができる。
As the inorganic filler constituting the ceramic insulating substrate 2, at least one selected from the group consisting of calcium zirconate, calcium titanate, strontium titanate, barium titanate, alumina, mullite, forsterite, zirconia, spinel and the like. Can be used.

【0037】ガラス材と無機フィラーとの割合は、ガラ
ス材が30〜70質量%、無機フィラーが70〜30質
量%からなることが適当である。
The ratio of the glass material to the inorganic filler is preferably 30 to 70% by mass of the glass material and 70 to 30% by mass of the inorganic filler.

【0038】その他、低温で焼成可能な材料としては、
上記のようなガラスを用いず、SiO2、アルカリ土類
金属酸化物などを所望の組成で混合した組成物であって
もよい。
Other materials that can be fired at low temperature include
A composition obtained by mixing SiO 2 , an alkaline earth metal oxide, and the like in a desired composition without using the above glass may be used.

【0039】本発明におけるセラミック絶縁基板2は、
0〜400℃までの熱膨張係数が7〜18×10-6/℃
であるのが好ましい。セラミック絶縁基板2の熱膨張係
数が7×10-6/℃を下回ると、セラミック絶縁基板2
とプリント配線板との半田接合部に熱応力が加わり実装
信頼性が低下するという問題があり、逆に18×10 -6
/℃を超えるとセラミック絶縁基板2とシリコンチップ
との半田接合部に熱応力が加わり実装信頼性が低下する
という問題がある。
The ceramic insulating substrate 2 according to the present invention is
Coefficient of thermal expansion from 0 to 400 ° C is 7 to 18 × 10-6/ ° C
Is preferred. Thermal expansion of ceramic insulating substrate 2
Number is 7 × 10-6Below / ° C, ceramic insulating substrate 2
Mounted by applying thermal stress to the solder joint between the board and the printed wiring board
There is a problem that reliability decreases, and conversely 18 × 10 -6
/ C is exceeded, ceramic insulating substrate 2 and silicon chip
Thermal stress is applied to the solder joint part with and mounting reliability deteriorates.
There is a problem.

【0040】セラミック配線基板1における表面の銅配
線層3は、シリコンチップなどの各種電子部品5を搭載
するためのパッドとして、シールド用導体膜として、さ
らには、外部回路と接続する端子電極として用いられ、
各種電子部品5が銅配線層3に半田などの導電性接合剤
6を介して接合される。
The copper wiring layer 3 on the surface of the ceramic wiring board 1 is used as a pad for mounting various electronic components 5 such as a silicon chip, as a conductor film for shielding, and as a terminal electrode for connecting to an external circuit. The
Various electronic components 5 are bonded to the copper wiring layer 3 via a conductive bonding agent 6 such as solder.

【0041】表面の銅配線層3の全表面積に対するガラ
スの占有面積率は、メッキ膜の形成をよくし、半田濡れ
性を高めるという理由から50%以下であることが望ま
しい。
The occupying area ratio of glass with respect to the total surface area of the copper wiring layer 3 on the surface is preferably 50% or less in order to improve the formation of the plated film and enhance the solder wettability.

【0042】また、本発明によれば、セラミック配線基
板1の表面および内部の銅配線層3、並びにビアホール
導体4を上記の銅メタライズ組成物によって絶縁基板2
と同時焼成によって形成するものである。
According to the present invention, the copper wiring layer 3 on the surface and inside of the ceramic wiring substrate 1 and the via-hole conductor 4 are insulated from the insulating substrate 2 by the above-mentioned copper metallizing composition.
It is formed by co-firing with.

【0043】なお、図示していないが、必要に応じて、
セラミック配線基板1の表面には、更に、珪化タンタ
ル、珪化モリブデンなどの厚膜抵抗体膜や配線保護膜な
どを形成しても構わない。
Although not shown, if necessary,
On the surface of the ceramic wiring substrate 1, a thick film resistor film such as tantalum silicide or molybdenum silicide, a wiring protective film, or the like may be further formed.

【0044】次に、本発明のセラミック配線基板1を作
製する方法について説明する。
Next, a method for producing the ceramic wiring board 1 of the present invention will be described.

【0045】まず、例えば、SiO2−Al23−Mg
O−CaO系結晶化ガラス材を50〜90質量%とアル
ミナ系のフィラーを10〜50質量%とを混合してガラ
スセラミック組成物を調製し、その混合物100質量部
に対して有機バインダを10〜12質量部加え、さら
に、フタル酸エステル等の可塑剤およびトルエン等の溶
媒を添加してスラリを調製する。この後、ドクターブレ
ード法、圧延法、プレス法等の適宜な成形手段によりグ
リーンシートを得る。
First, for example, SiO 2 --Al 2 O 3 --Mg
A glass-ceramic composition is prepared by mixing 50 to 90% by mass of an O-CaO-based crystallized glass material and 10 to 50% by mass of an alumina-based filler, and 10 parts of an organic binder are added to 100 parts by mass of the mixture. ~ 12 parts by mass is added, and further a plasticizer such as phthalic acid ester and a solvent such as toluene are added to prepare a slurry. After that, a green sheet is obtained by an appropriate forming means such as a doctor blade method, a rolling method or a pressing method.

【0046】次に、このグリーンシートにレーザーやマ
イクロドリル、パンチングなどにより直径100〜20
0μmの貫通孔を形成しこの貫通穴の内部に前記銅配線
層3と同じ導体ペーストを充填する。
Next, a diameter of 100 to 20 is applied to this green sheet by laser, microdrilling, punching or the like.
A 0 μm through hole is formed, and the same conductor paste as that for the copper wiring layer 3 is filled in the through hole.

【0047】ついで、このグリーンシートの表面に、本
発明の銅メタライズ組成物を含む上記導体ペーストを用
いてスクリーン印刷等によりパターン状に印刷して配線
パターンを形成する。導体ペーストの主成分となる銅成
分には前記した所定の粒径の銅粉末、もしくは一部酸化
銅を含んだものが用いられる。尚、酸化銅は還元性雰囲
気で焼成されることにより実質的に銅単体に還元され
る。
Then, a pattern is printed on the surface of this green sheet by screen printing using the above-mentioned conductor paste containing the copper metallizing composition of the present invention to form a wiring pattern. As the copper component which is the main component of the conductor paste, the above-mentioned copper powder having a predetermined particle diameter, or one containing a part of copper oxide is used. Note that copper oxide is substantially reduced to copper simple substance by firing in a reducing atmosphere.

【0048】導体ペーストは、前記した銅成分とガラス
成分、複合酸化物、および必要に応じてAl23等の無
機物からなる無機成分に対して、アクリル樹脂などの有
機バインダと、αテルピネオール、ジブチルフタレー
ト、ブチルカルビトールなどの有機溶剤とを攪拌混合機
を用いて均質混合して調製される。
The conductor paste contains an organic binder such as an acrylic resin, α-terpineol, and an inorganic component such as the above-mentioned copper component, glass component, complex oxide, and if necessary, an inorganic substance such as Al 2 O 3 . It is prepared by homogeneously mixing an organic solvent such as dibutyl phthalate or butyl carbitol using a stir mixer.

【0049】有機バインダは前記無機成分100質量部
に対して1〜10質量部、有機溶剤成分は5〜30質量
部の割合で混合するのが望ましい。
It is desirable to mix the organic binder in an amount of 1 to 10 parts by mass and the organic solvent component in an amount of 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic component.

【0050】その後、配線パターンやビアホール導体4
が形成されたグリーンシートを積層圧着して積層体を形
成する。
After that, the wiring pattern and the via-hole conductor 4
The green sheets on which are formed are laminated and pressure-bonded to form a laminated body.

【0051】ついで、この積層体を300〜500℃の
水蒸気を含んだ窒素雰囲気中で熱処理し、さらに温度を
700℃以上に上げてグリーンシート内や導体ペースト
中に含有されている有機成分を分解除去した後、800
〜1100℃の窒素雰囲気中で同時焼成することによ
り、銅配線層3及びビアホール導体4を具備するセラミ
ック配線基板1を作製することができる。
Next, this laminated body is heat-treated in a nitrogen atmosphere containing water vapor at 300 to 500 ° C., and the temperature is further raised to 700 ° C. or higher to decompose the organic components contained in the green sheet and the conductor paste. After removing 800
By co-firing in a nitrogen atmosphere at ˜1100 ° C., the ceramic wiring board 1 including the copper wiring layer 3 and the via-hole conductor 4 can be manufactured.

【0052】本発明のセラミック配線基板1を構成する
銅配線層3とセラミック絶縁層からなるセラミック絶縁
基板2との焼成収縮挙動を近づけるとともに、それらの
接着強度を高め、かつ銅配線層3上のガラス浮きを抑制
するという理由から、焼成温度は900〜1050℃で
あることがより望ましい。
The copper wiring layer 3 constituting the ceramic wiring substrate 1 of the present invention and the ceramic insulating substrate 2 made of the ceramic insulating layer are made to have similar firing shrinkage behaviors, the adhesive strength between them is enhanced, and the copper wiring layer 3 is provided. The firing temperature is more preferably 900 to 1050 ° C. for the reason that the glass float is suppressed.

【0053】尚、本発明のセラミック配線基板1は上述
したようなセラミック配線基板1に限定されるものでは
なく、セラミック絶縁層を構成する単層のグリーンシー
ト上に前記と同様な導体ペーストで配線パターンを印刷
し、同時焼成したセラミック配線基板1をも包含する。
The ceramic wiring board 1 of the present invention is not limited to the ceramic wiring board 1 as described above, and wiring is performed on the single-layer green sheet constituting the ceramic insulating layer with the same conductor paste as above. It also includes a ceramic wiring substrate 1 on which a pattern is printed and cofired.

【0054】また、セラミック配線基板1の構造が多層
構造であっても、内部の銅配線層3のみを積層体と同時
に焼成処理し、表面の配線層を公知の銅厚膜用の組成物
を印刷して焼き付け処理して形成することも可能であ
る。
Even if the structure of the ceramic wiring board 1 is a multi-layer structure, only the internal copper wiring layer 3 is baked at the same time as the laminated body, and the wiring layer on the surface is coated with a known copper thick film composition. It is also possible to print and print to form.

【0055】[0055]

【実施例】以下、本発明の銅メタライズ組成物及びそれ
を用いたセラミック配線基板について、実施例に基づき
具体的に詳述する。
EXAMPLES Hereinafter, the copper metallized composition of the present invention and the ceramic wiring board using the same will be described in detail based on examples.

【0056】まず、SiO250質量%−Al235.
5質量%−MgO18.5質量%−CaO26質量%の
組成を有する結晶性のガラス粉末60質量部と、無機フ
ィラーとして、平均粒径2μmのアルミナ40質量部か
らなるガラスセラミック原料粉末の混合物を調製し、こ
の混合物100質量部に対して、有機バインダとしてメ
タクリル酸イソブチル樹脂を固形分で14質量部、可塑
剤としてフタル酸ジブチルを7質量部添加し、トルエン
を溶媒としてボールミルにより40時間混合しスラリー
を調整した。
First, SiO 2 50% by mass-Al 2 O 3 5.
A mixture of 60 parts by mass of crystalline glass powder having a composition of 5% by mass-MgO 18.5% by mass-26% by mass CaO and 40% by mass of glass ceramic raw material powder, which is an inorganic filler, and 40 parts by mass of alumina having an average particle diameter of 2 μm, is prepared. Then, to 100 parts by mass of this mixture, 14 parts by mass of isobutyl methacrylate resin as an organic binder and 7 parts by mass of dibutyl phthalate as a plasticizer were added as an organic binder, and toluene was mixed for 40 hours by a ball mill as a slurry to form a slurry. Was adjusted.

【0057】次に、得られたスラリーをドクターブレー
ド法により厚さ0.3mmのグリーンシートに成形し
た。このグリーンシートにはパンチングを用いてビアホ
ールを形成した。
Next, the obtained slurry was formed into a green sheet having a thickness of 0.3 mm by the doctor blade method. Via holes were formed in this green sheet by using punching.

【0058】次に、表1に示す銅メタライズ組成物を調
製した。複合酸化物およびガラス成分の添加量は銅粉末
100質量部に対する添加量である。また、B23の添
加量は複合酸化物100質量部に対する添加量である。
この場合、銅粉末100質量部に対して無機物としてA
23を0.1質量部添加した。尚、この銅メタライズ
組成物を構成する銅粉末の平均粒径は約2μm、複合酸
化物の平均粒径は約2μm、無機物として用いるAl2
3の平均粒径は約0.5μmとし、ガラス粉末として
平均粒径が約1.5μmのアルミノホウケイ酸ガラスを
用いた。尚、銅メタライズ組成物に含まれる複合酸化物
はX線回折を用いてその結晶相を同定した。
Next, the copper metallization compositions shown in Table 1 were prepared. The addition amount of the complex oxide and the glass component is the addition amount with respect to 100 parts by mass of the copper powder. The amount of B 2 O 3 added is the amount added with respect to 100 parts by mass of the composite oxide.
In this case, 100 parts by mass of copper powder was used as A
0.1 part by mass of 1 2 O 3 was added. The average particle size of the copper powder constituting the copper metallized composition is about 2 μm, the average particle size of the composite oxide is about 2 μm, and Al 2 used as an inorganic substance is used.
The average particle size of O 3 was about 0.5 μm, and aluminoborosilicate glass having an average particle size of about 1.5 μm was used as the glass powder. The crystal phase of the complex oxide contained in the copper metallized composition was identified by X-ray diffraction.

【0059】次に、この銅メタライズ組成物に有機バイ
ンダとしてメタクリル酸イソブチルを4質量部添加し、
さらに可塑剤および溶剤としてブチルカルビトールアセ
テート及びジブチルフタレートの混合溶液を加え攪拌混
合機を用いて混合し導体ペーストを作製した。
Next, 4 parts by mass of isobutyl methacrylate as an organic binder was added to this copper metallized composition,
Further, a mixed solution of butyl carbitol acetate and dibutyl phthalate was added as a plasticizer and a solvent and mixed by using a stirring mixer to prepare a conductor paste.

【0060】次に、グリーンシートに形成されたビアホ
ールおよびその表面に前記導体ペーストを印刷してビア
ホール導体および配線パターンを形成した。
Next, the conductor paste was printed on the via holes formed in the green sheet and the surface thereof to form via hole conductors and wiring patterns.

【0061】次に、ビアホール導体および配線パターン
が形成されたグリーンシートを複数積層加圧して成形体
を作製した。
Next, a plurality of green sheets having via-hole conductors and wiring patterns formed thereon were laminated and pressed to produce a molded body.

【0062】次に、この成形体を300〜500℃の温
度に加熱して脱バインダ処理を行い、さらに水蒸気を含
んだ窒素雰囲気中で750℃×1hの熱処理を行い成形
体中の残留炭素量を200ppm以下に低減した後、9
00℃×1hの焼成を行い銅配線層およびビアホール導
体が形成されたのセラミック配線基板を得た。得られた
ガラスセラミック配線基板は外形寸法が約15mm×1
5mm×1mmで、表層には面積が10mm×10mm
で、厚みが10μmのメタライズパターンが形成されて
いた。
Next, the molded body is heated to a temperature of 300 to 500 ° C. to remove the binder, and further heat-treated at 750 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere containing water vapor to remove residual carbon in the molded body. After reducing to less than 200ppm,
Firing at 00 ° C. × 1 h was performed to obtain a ceramic wiring board on which a copper wiring layer and a via hole conductor were formed. The obtained glass-ceramic wiring board has external dimensions of approximately 15 mm x 1
5mm x 1mm, surface area is 10mm x 10mm
Thus, a metallized pattern having a thickness of 10 μm was formed.

【0063】このセラミック配線基板のメタライズパタ
ーンの上面側を対角方向に表面粗さ計を用いて反りを測
定した。尚、反り量は10mm当たりの変形量とした。
The warp was measured diagonally on the upper surface side of the metallized pattern of this ceramic wiring board using a surface roughness meter. The amount of warpage was the amount of deformation per 10 mm.

【0064】次に、このセラミック配線基板に金属成分
としてNiとAuのメッキ処理を行い、このメッキ膜を
施した銅配線層に対して金属顕微鏡観察を行って撮影し
た写真からガラスの面積占有率を評価した。
Next, this ceramic wiring board was plated with Ni and Au as metal components, and the copper wiring layer provided with this plating film was observed with a metallurgical microscope. Was evaluated.

【0065】また、銅配線層の接着強度の評価用サンプ
ルを作製した。このサンプルは焼成後の形状が2mm×
2mm(2mm□)となるパターンを別途作製し、これ
を最上層としてグリーンシート3枚を加圧積層し、焼成
を行った後、Ni−Auメッキを施し、その後2mm□
のパターンにリード線を銅配線層の表面と平行に半田で
接合した。接着強度の評価は、銅配線層の表面に対して
垂直方向にリード線を曲げ、10mm/minの条件で
ピールテストを行った。
Further, a sample for evaluating the adhesive strength of the copper wiring layer was prepared. This sample has a shape of 2 mm after firing
A pattern of 2 mm (2 mm □) is separately prepared, three green sheets are pressure-laminated using this as the uppermost layer, and after firing, Ni-Au plating is applied, and then 2 mm □.
Lead wires were joined to the pattern in parallel with the surface of the copper wiring layer by soldering. To evaluate the adhesive strength, a lead wire was bent in a direction perpendicular to the surface of the copper wiring layer, and a peel test was performed under the condition of 10 mm / min.

【0066】一方、比較例として、本発明の銅メタライ
ズ組成物の組成の範囲外の組成物の他に、銅粉末に対し
て、ZnO、MgOおよびTiO2を複合酸化物とせず
単味で添加した場合の銅メタライズ組成物を調製し、本
発明の銅メタライズ組成物と同様の評価を行った。
On the other hand, as a comparative example, ZnO, MgO, and TiO 2 were added alone to the copper powder, not as a composite oxide, in addition to the composition outside the composition range of the copper metallized composition of the present invention. In that case, a copper metallized composition was prepared, and the same evaluation as the copper metallized composition of the present invention was performed.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】表1および表2の結果から明らかなよう
に、銅粉末100質量部に対して、ガラス成分を0.5
〜8質量部、Mg、Zn、およびTiを主成分とする複
合酸化物を0.05〜3質量部添加した試料No.2〜
6、9〜12、14〜23では、銅配線層の接着強度が
31MPa以上で、セラミック配線基板の反りが50μ
m以下で、ガラスの面積占有率が50%以下となり、半
田濡れ性が良好であった。
As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, 0.5 parts of the glass component was added to 100 parts by mass of the copper powder.
.About.8 parts by mass, and 0.05 to 3 parts by mass of the composite oxide containing Mg, Zn, and Ti as the main components. 2 to
6, 9 to 12, and 14 to 23, the adhesive strength of the copper wiring layer was 31 MPa or more, and the warpage of the ceramic wiring board was 50 μ.
When it was m or less, the area occupancy of the glass was 50% or less, and the solder wettability was good.

【0070】また、複合酸化物中に、結晶相としてイル
メナイト相およびスピネル相の両相を共存させた試料N
o.2〜6、9〜12、14〜21では、銅配線層の接
着強度が34MPa以上まで向上した。
Further, a sample N in which both the ilmenite phase and the spinel phase coexist as crystal phases in the composite oxide
o. In Nos. 2 to 6, 9 to 12, and 14 to 21, the adhesive strength of the copper wiring layer was improved to 34 MPa or more.

【0071】さらには、複合酸化物100質量部に対し
てB23を0.01〜10質量部添加した試料No.1
4〜20では、銅配線層の接着強度が43MPa以上
と、さらに向上した。
Further, in Sample No. 10 containing 0.01 to 10 parts by mass of B 2 O 3 with respect to 100 parts by mass of the composite oxide. 1
In Nos. 4 to 20, the adhesive strength of the copper wiring layer was further improved to 43 MPa or more.

【0072】一方、銅メタライズ組成物に含有されるガ
ラス成分量および複合酸化物量が本発明の範囲外の試料
No.1、7、8、13では、接着強度が29MPa以
下まで低下するかセラミック配線基板の反りが55μm
以上と大きくなるものもあった。
On the other hand, the sample No. in which the amount of glass component and the amount of complex oxide contained in the copper metallized composition were out of the range of the present invention. In Nos. 1, 7, 8, and 13, the adhesive strength is reduced to 29 MPa or less, or the warp of the ceramic wiring board is 55 μm.
There were some things that became bigger than the above.

【0073】また、複合酸化物の代わりに、ZnO、M
gOおよびTiO2を仮焼せずに、それぞれ単味で添加
した試料No.24では、ガラス粉末が低軟化性である
ために、銅成分とガラス成分との分離が生じて、導体ペ
ースト中に含有されたガラス成分が銅配線層の表面に浮
上してしまい、その結果、ガラスの面積占有率が80%
まで増加し半田濡れ性が低下するとともに、銅配線層と
ガラスセラミック絶縁層との間の接着強度が14MPa
以下まで低下した。また、ガラスセラミック配線基板の
反りが140μmまで増大した。
Further, instead of the complex oxide, ZnO, M
Sample No. 1 in which gO and TiO 2 were not calcined but were added individually. In No. 24, since the glass powder has a low softening property, the copper component and the glass component are separated from each other, and the glass component contained in the conductor paste floats on the surface of the copper wiring layer. 80% glass area occupancy
And the solder wettability deteriorates, and the adhesive strength between the copper wiring layer and the glass ceramic insulating layer is 14 MPa.
It dropped to below. In addition, the warp of the glass ceramic wiring board was increased to 140 μm.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、セラミック絶縁層と同時焼成される銅メタライズ組
成物において、この組成物中に、銅粉末に対して、ガラ
ス成分とともにMg、Zn、およびTiを主成分とする
複合酸化物を含有することにより、この複合酸化物が銅
成分とガラスセラミック磁器粉末との双方に対して高い
濡れ性を有することから、ガラス浮きを抑制して半田濡
れ性を向上できるとともに、銅配線層とガラスセラミッ
ク磁器との間の接着強度を高めることができる。
As described above in detail, according to the present invention, in the copper metallizing composition co-fired with the ceramic insulating layer, in this composition, in addition to the glass component with respect to the copper powder, Mg, By containing the composite oxide containing Zn and Ti as the main components, the composite oxide has high wettability with respect to both the copper component and the glass ceramic porcelain powder, thus suppressing glass float. The solder wettability can be improved, and the adhesive strength between the copper wiring layer and the glass ceramic porcelain can be increased.

【0075】また、銅メタライズ組成物をガラスセラミ
ック磁器の焼成収縮挙動に近づけることができ、このた
めセラミック配線基板の反りを低減できる。
Further, the copper metallization composition can be brought close to the firing shrinkage behavior of the glass-ceramic porcelain, so that the warpage of the ceramic wiring board can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のセラミック配線基板の概略断面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a ceramic wiring board of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミック配線基板 2 絶縁基板 3 銅配線層 4 ビアホール導体 5 電子部品 1 Ceramic wiring board 2 insulating substrate 3 Copper wiring layer 4 Via hole conductor 5 electronic components

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E351 AA07 BB01 BB31 CC12 DD04 DD08 DD31 EE02 EE08 EE27 GG01 GG02 GG03 GG15 5E346 AA02 AA12 AA15 AA22 AA32 CC16 CC32 DD02 DD13 DD34 DD45 EE21 EE24 GG04 GG06 GG08 HH11 HH13 HH31    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 4E351 AA07 BB01 BB31 CC12 DD04                       DD08 DD31 EE02 EE08 EE27                       GG01 GG02 GG03 GG15                 5E346 AA02 AA12 AA15 AA22 AA32                       CC16 CC32 DD02 DD13 DD34                       DD45 EE21 EE24 GG04 GG06                       GG08 HH11 HH13 HH31

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】銅粉末100質量部に対して、ガラス成分
を0.5〜8質量部、Zn、Mg、およびTiを主成分
とする複合酸化物を0.05〜3質量部含有してなるこ
とを特徴とする銅メタライズ組成物。
1. A glass component is contained in an amount of 0.5 to 8 parts by mass and a complex oxide containing Zn, Mg, and Ti as main components in an amount of 0.05 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of copper powder. A copper metallization composition comprising:
【請求項2】複合酸化物の組成が、モル比で、Zn:M
g:Ti=0.1〜0.95:0.05〜0.9:0.
1〜1.1であることを特徴とする請求項1に記載の銅
メタライズ組成物。
2. The composition of the composite oxide is a molar ratio of Zn: M.
g: Ti = 0.1 to 0.95: 0.05 to 0.9: 0.
The copper metallization composition according to claim 1, wherein the composition is 1 to 1.1.
【請求項3】複合酸化物中にはイルメナイト相およびス
ピネル相の結晶相とが形成されていることを特徴とする
請求項1または2に記載の銅メタライズ組成物。
3. The copper metallized composition according to claim 1, wherein an ilmenite phase and a spinel phase crystal phase are formed in the composite oxide.
【請求項4】複合酸化物中に、Zn、Mg、およびTi
から構成される主成分100質量部に対して、B23
0.01〜10質量部含まれることを特徴とする請求項
1乃至3のうちいずれか記載の銅メタライズ組成物。
4. Zn, Mg, and Ti in a composite oxide
With respect to the main component of 100 parts by weight consists, B 2 O 3 is copper metallization composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that contained 0.01 to 10 parts by weight.
【請求項5】セラミック磁器粉末と銅メタライズ組成物
とを同時焼成して得られる銅配線層とセラミック磁器と
の界面領域にイルメナイト相および/またはスピネル相
とを含む複合酸化物が形成されていることを特徴とする
セラミック配線基板。
5. A composite oxide containing an ilmenite phase and / or a spinel phase is formed in an interface region between a copper wiring layer and a ceramic porcelain obtained by co-firing ceramic porcelain powder and a copper metallized composition. A ceramic wiring board characterized by the above.
【請求項6】焼成後の銅配線層の全表面積に対するガラ
スの面積占有率が50%以下であることを特徴とする請
求項5に記載のセラミック配線基板。
6. The ceramic wiring substrate according to claim 5, wherein the glass has an area occupancy of 50% or less with respect to the total surface area of the copper wiring layer after firing.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1940210A3 (en) * 2006-12-26 2009-07-08 TDK Corporation Multilayer ceramics substrate
US7626665B2 (en) 2004-08-31 2009-12-01 Tohoku University Copper alloys and liquid-crystal display device
US7940361B2 (en) 2004-08-31 2011-05-10 Advanced Interconnect Materials, Llc Copper alloy and liquid-crystal display device
WO2022163574A1 (en) 2021-01-28 2022-08-04 京セラ株式会社 Wiring board
WO2023054137A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 京セラ株式会社 Wiring substrate
WO2023127705A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 京セラ株式会社 Wiring board

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE44817E1 (en) 2001-08-31 2014-03-25 Altiam Services Ltd. Llc Copper alloy and liquid-crystal display device
US7626665B2 (en) 2004-08-31 2009-12-01 Tohoku University Copper alloys and liquid-crystal display device
US7782433B2 (en) 2004-08-31 2010-08-24 Tohoku University Copper alloy and liquid-crystal display device
US7940361B2 (en) 2004-08-31 2011-05-10 Advanced Interconnect Materials, Llc Copper alloy and liquid-crystal display device
EP1940210A3 (en) * 2006-12-26 2009-07-08 TDK Corporation Multilayer ceramics substrate
KR100922079B1 (en) * 2006-12-26 2009-10-16 티디케이가부시기가이샤 Multilayer ceramic substrate
US7662477B2 (en) 2006-12-26 2010-02-16 Tdk Corporation Multilayer ceramics substrate
WO2022163574A1 (en) 2021-01-28 2022-08-04 京セラ株式会社 Wiring board
WO2023054137A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 京セラ株式会社 Wiring substrate
WO2023127705A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 京セラ株式会社 Wiring board

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