JP2653127B2 - 多層セラミツクス基板の製造方法 - Google Patents
多層セラミツクス基板の製造方法Info
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- JP2653127B2 JP2653127B2 JP24433288A JP24433288A JP2653127B2 JP 2653127 B2 JP2653127 B2 JP 2653127B2 JP 24433288 A JP24433288 A JP 24433288A JP 24433288 A JP24433288 A JP 24433288A JP 2653127 B2 JP2653127 B2 JP 2653127B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shrinkage
- green sheet
- temperature
- particle size
- ceramic substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は多層セラミックス基板に関するものである。
［従来の技術］ 多層セラミックス基板の製造において、グリーンシー
トとそれに印刷された導体ペーストが焼成時に収縮率の
差によっては反り等の変形が発生する問題については、
グリーンシートと導体ペーストとの収縮率の差が小さい
ものを使用する提案が特開昭60−24095号公報によって
なされている。しかし、このようにした場合、焼成の
際、グリーンシートおよび導体ペーストの収縮開始温度
と収縮終了温度をほぼ一致させなければならず、そのた
めにグリーンシートと導体ペーストに使用する固形分の
粒径をほぼ対応させなければならず、導体のシート抵抗
に自由度を持たせることができなかった。
トとそれに印刷された導体ペーストが焼成時に収縮率の
差によっては反り等の変形が発生する問題については、
グリーンシートと導体ペーストとの収縮率の差が小さい
ものを使用する提案が特開昭60−24095号公報によって
なされている。しかし、このようにした場合、焼成の
際、グリーンシートおよび導体ペーストの収縮開始温度
と収縮終了温度をほぼ一致させなければならず、そのた
めにグリーンシートと導体ペーストに使用する固形分の
粒径をほぼ対応させなければならず、導体のシート抵抗
に自由度を持たせることができなかった。
［発明の解決しようとする課題］ 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を
解消しようとするものであり、従来知られていなかった
多層セラミックス基板を新規に提供することを目的とす
るものである。
解消しようとするものであり、従来知られていなかった
多層セラミックス基板を新規に提供することを目的とす
るものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであ
り、グリーンシート収縮終了温度より高い収縮終了温度
の導体ペーストを使用することを特徴とする多層セラミ
ックス基板の製造方法を提供するものである。
り、グリーンシート収縮終了温度より高い収縮終了温度
の導体ペーストを使用することを特徴とする多層セラミ
ックス基板の製造方法を提供するものである。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明はほぼ一定の昇降温度で焼成を行なう場合固形
分の平均粒径が小さいほど収縮終了温度が低温側に移動
し、平均粒径が大きいほど収縮終了温度が高温側に移動
することを利用して、導体ペーストの収縮終了温度をグ
リーンシートの収縮終了温度より高くすることによって
多層セラミックス基板の反り等の変形や導体の断線を防
止しようとするものであり、更に、このようにすること
によって平均粒径が大きくなると収縮終了温度が高くな
ることを利用して導体のシート抵抗をも下げようとする
ものである。尚、％は得に記載しない限り重量％を意味
する。
分の平均粒径が小さいほど収縮終了温度が低温側に移動
し、平均粒径が大きいほど収縮終了温度が高温側に移動
することを利用して、導体ペーストの収縮終了温度をグ
リーンシートの収縮終了温度より高くすることによって
多層セラミックス基板の反り等の変形や導体の断線を防
止しようとするものであり、更に、このようにすること
によって平均粒径が大きくなると収縮終了温度が高くな
ることを利用して導体のシート抵抗をも下げようとする
ものである。尚、％は得に記載しない限り重量％を意味
する。
表−１はグリーンシートの固形分の平均粒径およびグ
リーンシートの収縮終了温度、収縮率等を示したもので
ある。
リーンシートの収縮終了温度、収縮率等を示したもので
ある。
表−２はAg77％,Pd20％、結晶化ガラスフリット３％
の導体ペーストの固形分の平均粒径および導体ペースト
の，シート抵抗値、収縮終了温度、収縮率を示したもの
である。なお、導体ペーストの固形分の（平均）粒径
は、導体ペーストを加熱（約300℃）して有機物、水分
を除去し、固形分を取り出し、この固形分をレーザー粒
度分布測定器により測定して求めた平均粒径である。
の導体ペーストの固形分の平均粒径および導体ペースト
の，シート抵抗値、収縮終了温度、収縮率を示したもの
である。なお、導体ペーストの固形分の（平均）粒径
は、導体ペーストを加熱（約300℃）して有機物、水分
を除去し、固形分を取り出し、この固形分をレーザー粒
度分布測定器により測定して求めた平均粒径である。
表−３は、ガラスフリットを３％含有するCu導体ペー
ストの固形分の平均粒径およびCu導体ペーストのシート
抵抗値、収縮終了温度、収縮率を示したものである。
ストの固形分の平均粒径およびCu導体ペーストのシート
抵抗値、収縮終了温度、収縮率を示したものである。
尚、表−２、表−３において焼成後の導体の厚みは８
μｍとする。ここで収縮終了温度とは、固形分の焼きし
まりによる体積変化が終了した点である。その具体的測
定法としては、グリーンシート（導体ペーストの場合は
それをシート状に形成したもの）を熱膨張計にセット
し、３℃／分の速度で昇温し、収縮量−温度曲線を測定
し、この曲線の収縮量が飽和したときの温度を収縮終了
温度とした。
μｍとする。ここで収縮終了温度とは、固形分の焼きし
まりによる体積変化が終了した点である。その具体的測
定法としては、グリーンシート（導体ペーストの場合は
それをシート状に形成したもの）を熱膨張計にセット
し、３℃／分の速度で昇温し、収縮量−温度曲線を測定
し、この曲線の収縮量が飽和したときの温度を収縮終了
温度とした。
収縮率とは、焼成開始前の寸法（L0）に対する焼成終
了後の寸法（L1）との差（L0−L1＝△Ｌ）を焼成開始前
の寸法で割った変化率のことである。（△L/L0×100
［％］） 表１〜３より固形分の粒径が小さいほど収縮終了温度
が低温側に移動し、粒径が大きいほど収縮終了温度が高
温側へ移動することがわかる。又、表−２、表−３から
わかるように導体ペーストの固形分の平均粒径が大きく
なるとシート抵抗値が小さくなることがわかる。
了後の寸法（L1）との差（L0−L1＝△Ｌ）を焼成開始前
の寸法で割った変化率のことである。（△L/L0×100
［％］） 表１〜３より固形分の粒径が小さいほど収縮終了温度
が低温側に移動し、粒径が大きいほど収縮終了温度が高
温側へ移動することがわかる。又、表−２、表−３から
わかるように導体ペーストの固形分の平均粒径が大きく
なるとシート抵抗値が小さくなることがわかる。
更に、収縮率は、固形分の充填率に支配されることが
わかった。即ち、充填率が高いほど収縮率は小さくな
り、収縮率が低いほど収縮率は大きくなる。そこで固形
分の充填率をコントロールするため、グリーンシートの
場合は、バインダー量により充填率をコントロールし、
導体ペーストの場合は、印刷性を付与するために添加す
るビヒクル量により充填率をコントロールすればよい。
なお、充填率とは、導体ペースト、グリーンシート中に
占める固形分の体積割合である。グリーンシート（導体
ペーストの場合は導体ペーストを成形したシート）の体
積を測定した後、グリーンシートを加熱して有機成分、
水分を除去し、固形分を取り出し、次いでこの固形分の
体積を水置換法により測定する。この固形分の体積をグ
リーンシートの体積で除して充填率が求められる。
わかった。即ち、充填率が高いほど収縮率は小さくな
り、収縮率が低いほど収縮率は大きくなる。そこで固形
分の充填率をコントロールするため、グリーンシートの
場合は、バインダー量により充填率をコントロールし、
導体ペーストの場合は、印刷性を付与するために添加す
るビヒクル量により充填率をコントロールすればよい。
なお、充填率とは、導体ペースト、グリーンシート中に
占める固形分の体積割合である。グリーンシート（導体
ペーストの場合は導体ペーストを成形したシート）の体
積を測定した後、グリーンシートを加熱して有機成分、
水分を除去し、固形分を取り出し、次いでこの固形分の
体積を水置換法により測定する。この固形分の体積をグ
リーンシートの体積で除して充填率が求められる。
本発明にかかる多層セラミックス基板は次のように製
造される。本発明は、ほぼ一定の昇温速度で焼成した場
合導体ペーストの収縮終了温度をグリーンシートの収縮
終了温度より高くすることによって、多層セラミックス
基板の変形や導体の断線を防止するものであるから、導
体ペーストの収縮終了温度をグリーンシート収縮終了温
度より高くするように導体ペーストの固形分の平均粒径
を大きくするかグリーンシートの固形分の平均粒径を小
さくするように選択したものである。そして、導体のシ
ート抵抗値を小さくしたいときは、導体ペーストの粒径
を大きくし、それに対応して上記条件を満足するように
してグリーンシートの固形分の粒径を選択すれば良い。
又グリーンシートと導体ペーストの収縮率があまりかけ
離れないように上記の如く充填率でコントロールする。
このように選択された粒径のアルミナ粉末、ガラスフリ
ット等のセラミックスの原料粉にブチラール樹脂、アク
リル樹脂等の有機バインダー、フタル酸ジブチル、フタ
ル酸ジオクチル、フタル酸ブチル−ベンジン等の可塑
剤、トルエン、アルコール等の溶剤を添加し混練してス
ラリーを作成する。そして、該スラリーをシート状に成
形し、いわゆるグリーンシートが作成される。該グリー
ンシートにヴィアホール用等の穴を開け、表面に配線用
等のCu,Ag,Ag−Pd等の上記したように選択された粒径の
導体ペーストを所定の回路に印刷する。この時、ヴィア
ホールにはCu,Ag,Ag−Pd等の導体ペーストが満たされ
る。次にこれらの印刷されたグリーンシートを所定の枚
数重ね合わせ、熱圧着により積層化し、1000℃以下の温
度にて焼成して多層セラミックス基板となる。このよう
にして製造された多層セラミックス基板は、回路が絶縁
基板を介して多層に積層されたものとなる。
造される。本発明は、ほぼ一定の昇温速度で焼成した場
合導体ペーストの収縮終了温度をグリーンシートの収縮
終了温度より高くすることによって、多層セラミックス
基板の変形や導体の断線を防止するものであるから、導
体ペーストの収縮終了温度をグリーンシート収縮終了温
度より高くするように導体ペーストの固形分の平均粒径
を大きくするかグリーンシートの固形分の平均粒径を小
さくするように選択したものである。そして、導体のシ
ート抵抗値を小さくしたいときは、導体ペーストの粒径
を大きくし、それに対応して上記条件を満足するように
してグリーンシートの固形分の粒径を選択すれば良い。
又グリーンシートと導体ペーストの収縮率があまりかけ
離れないように上記の如く充填率でコントロールする。
このように選択された粒径のアルミナ粉末、ガラスフリ
ット等のセラミックスの原料粉にブチラール樹脂、アク
リル樹脂等の有機バインダー、フタル酸ジブチル、フタ
ル酸ジオクチル、フタル酸ブチル−ベンジン等の可塑
剤、トルエン、アルコール等の溶剤を添加し混練してス
ラリーを作成する。そして、該スラリーをシート状に成
形し、いわゆるグリーンシートが作成される。該グリー
ンシートにヴィアホール用等の穴を開け、表面に配線用
等のCu,Ag,Ag−Pd等の上記したように選択された粒径の
導体ペーストを所定の回路に印刷する。この時、ヴィア
ホールにはCu,Ag,Ag−Pd等の導体ペーストが満たされ
る。次にこれらの印刷されたグリーンシートを所定の枚
数重ね合わせ、熱圧着により積層化し、1000℃以下の温
度にて焼成して多層セラミックス基板となる。このよう
にして製造された多層セラミックス基板は、回路が絶縁
基板を介して多層に積層されたものとなる。
［実施例］ 実施例１ 1.グリーンシートの作製 アルミナ60重量部とガラスフリット（SiO2−A12O3−C
a0−Pb0系）40重量部とをボールミルにて30分間混合し
た。
a0−Pb0系）40重量部とをボールミルにて30分間混合し
た。
次いで、これらに有機バインダーとしてアクリル樹
脂、可塑剤としてフタル酸ジブチルならびに溶剤として
トルエンを添加し、混練して粘度1000〜3000CPSのスラ
リーを作製した。
脂、可塑剤としてフタル酸ジブチルならびに溶剤として
トルエンを添加し、混練して粘度1000〜3000CPSのスラ
リーを作製した。
次いで、このスラリーを約0.2mm厚のシートに成形し
た後、70℃で２時間乾燥し、グリーンシートを作製し
た。グリーンシート作製に用いた固形分の平均粒径、バ
インダー量及び昇温速度３℃/minで1000℃、６時間焼成
した場合の収縮終了温度、収縮率を表−１に示した。
た後、70℃で２時間乾燥し、グリーンシートを作製し
た。グリーンシート作製に用いた固形分の平均粒径、バ
インダー量及び昇温速度３℃/minで1000℃、６時間焼成
した場合の収縮終了温度、収縮率を表−１に示した。
2.導体ペーストの作製 （１）結晶化ガラスフリット３％、銀77％、パラジウム
20％の混合粉末と、印刷性を付与するためのエチルセル
ソース樹脂、ブチルカルビトールからなる有機ビヒクル
を、アルミナ磁製乳鉢中で30分間混合し、次いで、三本
ロールにて分散し、導体ペーストを作製した。作製した
導体ペーストの固形分の平均粒径および導体ペーストの
収縮終了温度、収縮率、シート抵抗値を表−２に示し
た。
20％の混合粉末と、印刷性を付与するためのエチルセル
ソース樹脂、ブチルカルビトールからなる有機ビヒクル
を、アルミナ磁製乳鉢中で30分間混合し、次いで、三本
ロールにて分散し、導体ペーストを作製した。作製した
導体ペーストの固形分の平均粒径および導体ペーストの
収縮終了温度、収縮率、シート抵抗値を表−２に示し
た。
（２）導体粉末として、ガラスフリット３％、銅粉末97
％を用いて、上記した同様の方法で作製した導体ペース
トの固形分の平均粒径および導体ペーストの収縮終了温
度、収縮率、シート抵抗値を表−３に示した。
％を用いて、上記した同様の方法で作製した導体ペース
トの固形分の平均粒径および導体ペーストの収縮終了温
度、収縮率、シート抵抗値を表−３に示した。
3.銀−パラジウムを導体として使用した多層セラミック
ス基板の作製 表−１に示したグリーンシートと表−２に示した導体
ペーストの組み合わせで反りや断線の有無を調査するた
めテストモジュールを作製した。
ス基板の作製 表−１に示したグリーンシートと表−２に示した導体
ペーストの組み合わせで反りや断線の有無を調査するた
めテストモジュールを作製した。
作製条件は次の通りである。
基板サイズ＝100mm×100mm角 印刷パターン＝250μ、線幅250μピッチ スルホール充填＝200孔に充填 水平方向配線と接続 層 数＝シート単位で20層 積層法＝90℃×５分 圧着 焼成温度＝850℃、６時間、空気中雰囲気結果を表−４
に示す。表−４に示したように導体ペーストの収縮終了
温度がグリーンシートの収縮終了温度より高い組み合わ
せ（サンプルNo.5,No.6,No.7）では、反り、断線等の不
良は見られなかった。
に示す。表−４に示したように導体ペーストの収縮終了
温度がグリーンシートの収縮終了温度より高い組み合わ
せ（サンプルNo.5,No.6,No.7）では、反り、断線等の不
良は見られなかった。
4.銅を導体として使用した多層セラミックス基板の作製 表−１に示したグリーンシートと表−３に示した導体
ペーストの組み合わせで反りや断線の有無を調査するた
めテストモジュールを作製した。作製条件は次の通りで
ある。
ペーストの組み合わせで反りや断線の有無を調査するた
めテストモジュールを作製した。作製条件は次の通りで
ある。
基板サイズ＝100mm×100mm角 印刷パターン＝750μ、線幅150μピッチ スルホール充填＝150孔に充填 水平方向配線と接続 層 数＝シート単位で20層 積層法＝90℃×５分 圧着 焼成温度＝900℃、６時間、空気中雰囲気結果を表−５
に示す。表−５に示したように導体ペーストの収縮終了
温度がグリーンシートの収縮終了温度より高い組み合わ
せ（サンプルNo.5,No.6,No.7）では、反り、断線等の不
良は見られなかった。
に示す。表−５に示したように導体ペーストの収縮終了
温度がグリーンシートの収縮終了温度より高い組み合わ
せ（サンプルNo.5,No.6,No.7）では、反り、断線等の不
良は見られなかった。
［発明の効果］ 本発明は、反り、断線等の不良のない優れた信頼性を
有する多層セラミックス基板の製造方法を提供し、更に
導体のシート抵抗値も小さくできるという優れた効果も
認められるものであり、その工業的価値は多大である。
有する多層セラミックス基板の製造方法を提供し、更に
導体のシート抵抗値も小さくできるという優れた効果も
認められるものであり、その工業的価値は多大である。
Claims (1)
- 【請求項１】グリーンシートの収縮終了温度より高い収
縮終了温度の導体ペーストを使用することを特徴とする
多層セラミックス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24433288A JP2653127B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 多層セラミツクス基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24433288A JP2653127B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 多層セラミツクス基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0294595A JPH0294595A (ja) | 1990-04-05 |
| JP2653127B2 true JP2653127B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=17117133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24433288A Expired - Lifetime JP2653127B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 多層セラミツクス基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653127B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3019138B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2000-03-13 | 株式会社住友金属エレクトロデバイス | 銀系導電性ペースト及びそれを用いた多層セラミック回路基板 |
| JP2005216998A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Kyocera Corp | セラミック回路基板及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP24433288A patent/JP2653127B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0294595A (ja) | 1990-04-05 |
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