JP2583532B2 - Ceramic with conductor - Google Patents
Ceramic with conductorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミックパッケージや電子回路基板などに
用いられる導体部を有するセラミックに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ceramic having a conductor portion used for a ceramic package, an electronic circuit board, and the like.
（従来の技術） 従来、導体部を有するセラミックを製造する際は、た
とえば、特に多用されている電子部品用セラミックを例
にすると、まず無機粉末組成物と有機バインダとを主要
な成分とするセラミックグリーンシートを作成し、この
上にタングステンあるいはモリブデン−マンガン等の金
属粉末を主成分とする導体ペーストをスクリーン印刷に
よって塗布し、一般にはこれらを積層した後、該導体部
が酸化しない雰囲気中で焼成して得られる。(Prior Art) Conventionally, when a ceramic having a conductor portion is produced, for example, when a ceramic for electronic parts which is particularly frequently used is taken as an example, first, a ceramic mainly composed of an inorganic powder composition and an organic binder is used. A green sheet is prepared, and a conductor paste containing a metal powder such as tungsten or molybdenum-manganese as a main component is applied on the green sheet by screen printing. In general, after laminating these, firing is performed in an atmosphere where the conductor portion is not oxidized. Is obtained.
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来の製造方法には以下のよ
うな問題点がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-described conventional manufacturing method has the following problems.
上述したように積層されて一体化されていた各層は
焼成中に剥離する（デラミネーション）ことがある。こ
のデラミネーションを防止する目的で、塗布された金属
ペースト部をあらかじめセラミックグリーンシート中に
押し込む（コイニング）等の方法も採られているが、押
し込まれた金属ペーストの近傍には応力が残留したり、
密度のばらつきが生じたりすることにより、このデラミ
ネーションの発生を完全に防ぐことが困難であり、ま
た、コイニングの結果焼結体の反り等の不良につなが
る。Each layer that has been laminated and integrated as described above may peel off (delamination) during firing. In order to prevent this delamination, a method of pressing the applied metal paste portion into the ceramic green sheet in advance (coining) or the like has been adopted, but stress may remain near the pressed metal paste. ,
Due to variations in density, it is difficult to completely prevent the occurrence of this delamination, and as a result of coining, defects such as warpage of the sintered body are caused.
また、上述したように、コイニングによって金属ペ
ースト部をセラミックグリーンシート中に押し込むため
には、セラミックグリーンシートの生密度を低く抑えな
ければならず、焼成中の緻密化にたいして不利な条件と
なる。Further, as described above, in order to push the metal paste portion into the ceramic green sheet by coining, the green density of the ceramic green sheet must be kept low, which is a disadvantageous condition for densification during firing.
セラミックグリーンシート上に金属ペーストを印刷
する際には、セラミックグリーンシートをあらかじめ10
0〜200mm2程度の大きさに打ち抜いて、一枚ずつ位置決
めして印刷するので生産性に劣る。When printing the metal paste on the ceramic green sheet, the ceramic green sheet must be
Punching out to a size of about 0 to 200 mm 2 and positioning and printing one sheet at a time results in poor productivity.
印刷される金属ペーストの厚さはおよそ40μｍが限
界であり、高密度に配線するために配線幅を小さくする
と、断面積が減少して導体抵抗が増大する。The thickness of the printed metal paste is limited to about 40 μm. When the wiring width is reduced for high-density wiring, the cross-sectional area decreases and the conductor resistance increases.
そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたも
のであり、その目的とするところは、低抵抗を有する導
体部を有するセラミックを提供するにある。Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic having a conductor portion having low resistance.
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために次の構成をそなえ
る。(Means for Solving the Problems) The present invention has the following configuration to achieve the above object.
すなわち、金属粉末とバインダーを含んで成る金属グ
リーンシートから形成した配線パターン上にセラミック
スラリーを流して乾燥することにより、前記配線パター
ンを固定したシート状の複合グリーンシートを形成し、
該複合グリーンシートを焼成して成ることを特徴とす
る。That is, by flowing and drying a ceramic slurry on a wiring pattern formed from a metal green sheet comprising a metal powder and a binder, a sheet-shaped composite green sheet in which the wiring pattern is fixed is formed,
The composite green sheet is fired.
また、前記配線パターンは、金型を用いて金属グリー
ンシートを所定の形状に打ち抜き加工したものであるこ
とを特徴とする。Further, the wiring pattern is formed by punching a metal green sheet into a predetermined shape using a mold.
（実施例） 以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳
細に説明する。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明に係る導体部を有するセラミックの
製造方法を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a method for producing a ceramic having a conductor according to the present invention.
図で10はモリブデン、タングステン等の金属粉末と有
機バインダーを含んで成る可撓性を有するシート状に形
成された金属グリーンシートであり、ドクターブレード
法などによりスラリーからあらかじめ長尺に形成され、
送出側位置にロール状に巻回されて支持される。なお、
この金属グリーンシートを形成するスラリー中に、Mg、
Si、Ca、Ｙ、Cr、Ni、Nb、Al、Mn、のうち、少なくとも
一種類以上の金属またはその化合物を添加することによ
り、セラミックとの接合強度を高めることができる。In the figure, 10 is a metal green sheet formed into a flexible sheet containing a metal powder such as molybdenum and tungsten and an organic binder, and is formed in advance into a long length from slurry by a doctor blade method or the like,
It is wound and supported in a roll shape at the sending side position. In addition,
In the slurry for forming the metal green sheet, Mg,
By adding at least one metal or a compound thereof among Si, Ca, Y, Cr, Ni, Nb, Al, and Mn, the bonding strength with the ceramic can be increased.
12は前記金属グリーンシート10を金型によって所定の
配線パターンに打ち抜く打ち抜き部である。Reference numeral 12 denotes a punching section for punching the metal green sheet 10 into a predetermined wiring pattern using a mold.
14は打ち抜きがなされた後の金属グリーンシート10を
載置するキャリアフィルムであり、金属グリーンシート
10を前方に移送する。金属グリーンシート10の移送位置
の上方にはドクターブレード16およびこのドクターブレ
ード16にセラミックスラリーを供給するセラミックスラ
リー収納部18が設けられる。20は金属グリーンシート10
とセラミックスラリーとの複合グリーンシートを乾燥さ
せる乾燥部であり、22は乾燥後にロール状に巻取られる
複合グリーンシートを示す。Reference numeral 14 denotes a carrier film on which the metal green sheet 10 after the punching has been placed.
Transfer 10 forward. Above the transfer position of the metal green sheet 10, a doctor blade 16 and a ceramic slurry storage section 18 for supplying a ceramic slurry to the doctor blade 16 are provided. 20 is metal green sheet 10
A drying unit for drying the composite green sheet of the composite green sheet and the ceramic slurry, and 22 denotes a composite green sheet that is wound into a roll after drying.
こうして形成された複合グリーンシート22は所定の焼
成工程によって焼成され、前記配線パターンに形成され
た金属グリーンシート10は焼成によって金属導体部とし
て形成される。The composite green sheet 22 thus formed is fired in a predetermined firing step, and the metal green sheet 10 formed in the wiring pattern is formed as a metal conductor by firing.
この金属導体部は、単層の配線体を得るには金属グリ
ーンシートとセラミックスラリーとの複合グリーンシー
トを焼成後、焼成された金属グリーンシート部分をエッ
チング加工法等によって所定の配線パターンに形成する
こともできる。多くの電子部品などに用いられているよ
うなセラミック内部に配線パターンをもつ多層の配線体
を得るには、あらかじめ金型加工等によって金属グリー
ンシート10を所定の配線パターンに加工し、セラミック
スラリーとともに複合グリーンシートとした後、これら
を複数枚積層して焼成する方法が好適である。In order to obtain a single-layer wiring body, the metal conductor portion is formed by firing a composite green sheet of a metal green sheet and a ceramic slurry, and then forming the fired metal green sheet portion into a predetermined wiring pattern by an etching method or the like. You can also. In order to obtain a multilayer wiring body having a wiring pattern inside a ceramic such as used in many electronic components, a metal green sheet 10 is previously processed into a predetermined wiring pattern by die processing, etc. After forming the composite green sheet, a method of laminating a plurality of these and firing them is preferable.
この加工の際には、第１図に示すように、金属グリー
ンシート10を長尺に形成しておき、連続的に供給して打
ち抜く順送金型等を使用することにより、金属グリーン
シート10を連続的に加工することが可能である。At the time of this processing, as shown in FIG. 1, the metal green sheet 10 is formed in a long shape, and the metal green sheet 10 is formed by using a progressive die or the like that is continuously supplied and punched. It is possible to process continuously.
このようにして得られる導体部を有するセラミックの
特徴はセラミック中に埋め込まれる金属導体部の厚さを
自由に制御できる点にある。すなわち、従来の金属ペー
ストをスクリーン印刷する方法では、厚さに限界がある
ので導体部の断面積を大きくするためには、配線幅を大
きくしなければならなかったが、上述した方法によれば
従来と同じ断面積を得るのに必要な配線幅が小さくて済
むという利点がある。すなわち、導体部の低抵抗化に著
効がある。A feature of the ceramic having a conductor obtained in this way is that the thickness of the metal conductor embedded in the ceramic can be freely controlled. That is, in the conventional method of screen-printing a metal paste, since the thickness is limited, in order to increase the cross-sectional area of the conductor portion, the wiring width had to be increased. There is an advantage that the wiring width required to obtain the same cross-sectional area as in the related art can be reduced. That is, it is very effective in lowering the resistance of the conductor.
第２図は上述した方法によって得られる導体部と従来
の導体部を示す説明図であり、図で30はセラミック部、
32は上述した方法で得られる導体部、34は従来法によっ
て導体部32と同等の断面積に形成した際の導体部の断面
を示す。導体部32は厚みが十分とれるので、従来例に比
較して配線幅を小さくできることが明瞭である。FIG. 2 is an explanatory view showing a conductor part obtained by the above-described method and a conventional conductor part. In FIG.
Numeral 32 denotes a conductor portion obtained by the above-described method, and numeral 34 denotes a cross section of the conductor portion when formed to have the same cross-sectional area as the conductor portion 32 by a conventional method. Since the conductor portion 32 has a sufficient thickness, it is clear that the wiring width can be reduced as compared with the conventional example.
なお、前記金属グリーンシート10とセラミックスラリ
ーとから成る複合グリーンシート22にたいして、従来の
金属ペーストの印刷法および、グリーンシートに貫通孔
を設けて金属ペーストを充填する配線方法等を施すこと
が可能であり、これらを併用することによって、導体部
の低抵抗化と高密度化を達成することができる。The composite green sheet 22 composed of the metal green sheet 10 and the ceramic slurry can be subjected to a conventional metal paste printing method, a wiring method of providing a through hole in the green sheet and filling the metal paste, or the like. Yes, by using these together, it is possible to achieve lower resistance and higher density of the conductor portion.
また、従来の印刷法では導体部が薄いために、この導
体部の上に必要に応じて抵抗体や他の導体等を形成する
際に必要な表面状態を得る表面加工によって導体部が失
われてしまうが、本発明の導体部は厚く形成されるので
表面加工によって導体部が失われることがない。In addition, since the conductor portion is thin in the conventional printing method, the conductor portion is lost by surface processing to obtain a necessary surface state when forming a resistor or another conductor as necessary on the conductor portion. However, since the conductor of the present invention is formed thick, the conductor is not lost by surface processing.
第３図は上記複合グリーンシートに従来の加工方法を
併用した例であり、図で30はセラミック部、36は複合グ
リーンシートによって形成された導体部、37は従来の印
刷法による導体部、38は従来の印刷法による導体部にビ
ア導体39を複合したもの、40は複合グリーンシートによ
る導体部にビア導体41を複合したものをそれぞれ示す。FIG. 3 shows an example in which a conventional processing method is used in combination with the composite green sheet. In FIG. 3, reference numeral 30 denotes a ceramic portion, 36 denotes a conductor portion formed by the composite green sheet, 37 denotes a conductor portion formed by a conventional printing method, and 38 Denotes a composite of a conductor portion formed by a conventional printing method and a via conductor 39, and 40 denotes a composite of a conductor portion formed by a composite green sheet and a via conductor 41.
第４図はピングリッドアレイ型のセラミックパッケー
ジに、上述した複合グリーンシートを積層して使用した
例であり、図で30はセラミック部、42は内部導体部、43
は外部リードピンである。FIG. 4 shows an example in which the above-described composite green sheet is laminated and used on a pin grid array type ceramic package, where 30 is a ceramic portion, 42 is an internal conductor portion, and 43 is a ceramic portion.
Is an external lead pin.
なお、上述した金属グリーンシートとセラミックスラ
リーとから成る複合グリーンシートを得るためには、金
属グリーンシートおよびセラミックスラリーに使用する
バインダー成分を厳選する必要がある。すなわち、金属
グリーンシート中に含まれるバインダー成分が、セラミ
ックスラリー中に含まれる溶剤にたいして大きな溶解性
をもつものであると、複合グリーンシートの乾燥が完了
する前に金属粉末が移動を起こし、導体部のにじみにつ
ながり、配線パターンの短絡を招来するためである。In order to obtain a composite green sheet comprising the above-described metal green sheet and ceramic slurry, it is necessary to carefully select a binder component used for the metal green sheet and the ceramic slurry. That is, if the binder component contained in the metal green sheet has a high solubility in the solvent contained in the ceramic slurry, the metal powder moves before the drying of the composite green sheet is completed, and the conductor portion This leads to bleeding and short circuit of the wiring pattern.
したがって、セラミックスラリー中の溶剤に対するそ
のスラリー中のバインダー成分の溶解性は高いが、該溶
剤に対する金属グリーンシート中のバインダー成分の溶
解性は低いというように、セラミックスラリー中に用い
られる溶剤に対する金属グリーンシート中およびセラミ
ックスラリー中のバインダー成分の溶解性を異なるよう
に選ぶ必要がある。そのためには、用いるバインダー種
を各々異なるものにすることも有効であるが、同一種の
バインダーであっても、たとえばポリビニルブチラール
を用いる場合のように、水酸化度やブチラール化度およ
び重合度を異ならせることにより高極性溶剤、貧極性溶
剤または非極性溶剤にたいする溶解性を制御することが
できるので適宜調整することによって使用することが可
能である。また、異なるバインダー種を用いる場合で
も、相溶性のまったくないものよりも、むしろ、ある程
度相溶性をたがいに有する組み合わせのほうが良好な複
合グリーンシートを得ることができる。Therefore, the solubility of the binder component in the slurry in the solvent in the ceramic slurry is high, but the solubility of the binder component in the metal green sheet in the solvent is low. It is necessary to select different solubilities of the binder component in the sheet and in the ceramic slurry. For that purpose, it is effective to use different binder types, but even with the same type of binder, for example, when using polyvinyl butyral, the degree of hydroxylation, the degree of butyralization, and the degree of polymerization are changed. The solubility in a highly polar solvent, a poorly polar solvent or a non-polar solvent can be controlled by making them different, so that they can be used by appropriately adjusting them. In addition, even when different binder types are used, a composite green sheet having a certain degree of compatibility can be obtained better than a combination having no compatibility at all.
以下、本発明の具体例として、タングステン−ムライ
ト複合グリーンシートの作成例について説明する。Hereinafter, as a specific example of the present invention, a production example of a tungsten-mullite composite green sheet will be described.
粒径約１μｍのタングステン粉末630重量部と可塑剤
（フタル酸ジ−ｎブチル）15重量部、エタノール150重
量部とをアルミナボールミルにて24時間混合した後、バ
インダー（ポリビニルブチラール）30重量部を加えて、
さらに24時間混合した。得られたスラリーを真空脱泡し
た後、ドクターブレードにて0.2mmの厚さに成形し、タ
ングステングリーンシートを得た。これを、金型にて断
面積0.2×0.5mm2、長さ110mmの棒状に打ち抜いた。630 parts by weight of a tungsten powder having a particle size of about 1 μm, 15 parts by weight of a plasticizer (di-n-butyl phthalate), and 150 parts by weight of ethanol are mixed for 24 hours in an alumina ball mill, and then 30 parts by weight of a binder (polyvinyl butyral) are mixed. in addition,
Mix for an additional 24 hours. After vacuum-defoaming the obtained slurry, it was formed into a thickness of 0.2 mm with a doctor blade to obtain a tungsten green sheet. This was punched out in a mold into a rod shape having a cross-sectional area of 0.2 × 0.5 mm 2 and a length of 110 mm.
一方、粒径約１μｍのムライト粉末197重量部にMgO3
重量部、可塑剤（フタル酸ジ−ｎブチル）８重量部、酢
酸エチルとトルエンの混合溶剤100重量部を加え、これ
をアルミナボールミルにて24時間混合した後、バインダ
ー（ポリメタクリル酸メチル）25重量部を加え、さらに
24時間混合し、ムライトスラリーを得た。On the other hand, 197 parts by weight of mullite powder having a particle size of about 1 μm
Parts by weight, 8 parts by weight of a plasticizer (di-n-butyl phthalate), 100 parts by weight of a mixed solvent of ethyl acetate and toluene are mixed for 24 hours in an alumina ball mill, and then mixed with a binder (polymethyl methacrylate) 25. Add parts by weight,
Mixing was performed for 24 hours to obtain a mullite slurry.
このムライトスラリーをドクターブレードにて、先に
加工したタグンステングリーンシートを載置したキャリ
アフィルム上に成形し、乾燥して厚さ0.6mmのタングス
テン−ムライト複合グリーンシートを得た。The mullite slurry was formed on a carrier film on which the previously processed Taungsten green sheet was mounted by a doctor blade, and dried to obtain a tungsten-mullite composite green sheet having a thickness of 0.6 mm.
このタングステン−ムライト複合グリーンシートを金
型にて110×110mm2大きさに打ち抜き、還元雰囲気中157
0℃にて３時間焼成し、導体部を有するセラミックを得
た。This tungsten-mullite composite green sheet is punched into a size of 110 × 110 mm 2 by using a mold, and 157
The resultant was fired at 0 ° C. for 3 hours to obtain a ceramic having a conductor portion.
以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明
したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
く、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し
得るのはもちろんのことである。As described above, the present invention has been described variously with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That is.
（発明の効果） 本発明によれば、上述したように、金属グリーンシー
トとセラミックスラリーから複合グリーンシートを形成
するように構成したから、金属グリーンシートの金型加
工およびセラミックスラリーとの一体成形、複合グリー
ンシートの乾燥、巻取りを同一の連続工程によって行う
ことができ、これによって、導体部を有するセラミック
の生産性をきわめて向上させることが可能であり、低コ
スト化を可能とすることができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, as described above, the composite green sheet is formed from the metal green sheet and the ceramic slurry, so that the metal green sheet is subjected to mold processing and integral molding with the ceramic slurry. Drying and winding of the composite green sheet can be performed in the same continuous process, whereby the productivity of the ceramic having the conductor can be significantly improved, and the cost can be reduced. .
また金属グリーンシートを金型を用いて所定の配線パ
ターンに打ち抜き加工して形成すれば、金属導体部の厚
さを自由に調整できるというメリットがある。Further, if the metal green sheet is formed by punching into a predetermined wiring pattern using a mold, there is an advantage that the thickness of the metal conductor can be freely adjusted.
第１図は本発明に係る導体部を有するセラミックの製造
方法を示す説明図、第２図および第３図は導体部を示す
説明図、第４図はピングリッドアレー型のパッケージに
使用した例を示す断面図である。 10……金属グリーンシート、12……打ち抜き部、14……
キャリアフィルム、16……ドクターブレード、18……セ
ラミックスラリー収納部、20……乾燥部、30……セラミ
ック部、32……導体部、34、37……従来法による導体
部。1 is an explanatory view showing a method of manufacturing a ceramic having a conductor portion according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory views showing a conductor portion, and FIG. 4 is an example in which the present invention is used for a pin grid array type package. FIG. 10 ... Metal green sheet, 12 ... Punched part, 14 ...
Carrier film, 16 doctor blade, 18 ceramic slurry storage section, 20 drying section, 30 ceramic section, 32 conductor section, 34, 37 conductor section by conventional method.
Claims (2)
リーンシートから形成した配線パターン上にセラミック
スラリーを流して乾燥することにより、前記配線パター
ンを固定したシート状の複合グリーンシートを形成し、 該複合グリーンシートを焼成して成ることを特徴とする
導体部を有するセラミック。1. A sheet-like composite green sheet to which said wiring pattern is fixed is formed by flowing a ceramic slurry over a wiring pattern formed from a metal green sheet comprising a metal powder and a binder and drying. A ceramic having a conductor portion, which is obtained by firing a composite green sheet.
リーンシートを所定の形状に打ち抜き加工したものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導体部
を有するセラミック。2. A ceramic having a conductor according to claim 1, wherein said wiring pattern is formed by punching a metal green sheet into a predetermined shape using a mold.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62265764A JP2583532B2 (en) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | Ceramic with conductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62265764A JP2583532B2 (en) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | Ceramic with conductor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108797A JPH01108797A (en) | 1989-04-26 |
| JP2583532B2 true JP2583532B2 (en) | 1997-02-19 |
Family
ID=17421695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62265764A Expired - Lifetime JP2583532B2 (en) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | Ceramic with conductor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2583532B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6782375B1 (en) * | 2020-01-22 | 2020-11-11 | Ｓｈプレシジョン株式会社 | Metal circuit pattern and manufacturing method of metal circuit pattern |
-
1987
- 1987-10-21 JP JP62265764A patent/JP2583532B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01108797A (en) | 1989-04-26 |
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