JP2746515B2 - セラミックス配線基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導体を有して予め焼成
される焼成層を備えたセラミックス配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内部に空気中で加熱すると酸化さ
れてしまうタングステン、モリブデン等の高融点金属か
らなる導体を有する層が多層に構成されたセラミックス
配線基板が知られている。このようなセラミックス配線
基板で、最外層のセラミックス層上にさらに酸化ルテニ
ウム系抵抗体等が形成されるときには、前記抵抗体は空
気中で焼成する必要があるので、前記抵抗体が接続され
る導体パターンも空気中で焼成できる材料が用いられる
とともに、内部の高融点金属からなる導体が酸化されな
いように、前記最外層のセラミックス層に設けられた開
口部から露出する前記高融点金属からなる導体上に耐酸
化バリアとして耐酸化導体が設けられている。

【０００３】この種のセラミックス配線基板を製造する
際には、図５に示すように、まず所定の位置にビアホー
ル２を備えた複数のグリーンシート４が複数積層され
る。このビアホール２には、例えばモリブデンを用いた
金属ペースト６が印刷して設けられるとともに、各グリ
ーンシート４の表面には、例えばモリブデンを用いた金
属ペースト層８が印刷して設けられている。図中、最上
位のグリーンシート４には、例えばタングステンを用い
た金属ペースト層１０が金属ペースト６を被覆するよう
に印刷して設けられている。最上位のグリーンシート４
上には、金属ペースト層１０に対応して開口部１２を形
成するように絶縁ペースト層１４が印刷して設けられ
る。この絶縁ペースト層１４は、焼成されるとセラミッ
クス層を形成する。

【０００４】そこで、以上の積層体が、還元雰囲気中で
１６００℃程度の温度で焼成され、焼成体１６が得られ
る。この焼成によって金属ペースト層１０が導体層１７
となり、この導体層１７上にニッケルメッキ層１８が形
成され、このニッケルメッキ層１８上に金−銀合金層か
らなる耐酸化導体２０が印刷して設けられる。この耐酸
化導体２０上に導体パターンが接続され、さらに前記導
体パターンに接続されて酸化ルテニウム系抵抗体（図示
せず）が印刷により設けられる。

【０００５】この場合、積層体が予め焼成されて焼成体
１６が得られるため、この焼成体１６の焼成による縮み
量は、常時、一定の値とはならずに変動してしまう。従
って、導体層１７上に設けられる耐酸化導体２０の位置
が、この導体層１７の位置ずれに応じて変動し、この耐
酸化導体２０上に所望の導体パターンを確実に印刷して
設けることが困難となっていた。

【０００６】そこで、耐酸化導体２０が形成された後、
この耐酸化導体２０全体を覆うようにして広範囲に、例
えば銀−パラジウム合金である補助導体２２を設け、こ
の補助導体２２上に所望の導体パターンを印刷して設け
る工夫がなされている。これにより、耐酸化導体２０の
エッジ部分の耐酸化性を強化することができるという利
点が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、耐酸化導体２０全体を覆うようにして補
助導体２２が形成されるため、この補助導体２２が焼成
体１６の表面上で広い範囲に渡って設けられることにな
り、前記補助導体２２の外側接続部位２４の寸法が耐酸
化導体２０の寸法（直径）に比べて相当に大きなものと
なってしまう。これにより、外側接続部位２４に接続さ
れる導体パターンが制限されてしまい、該導体パターン
の設計の自由度が低下するという問題が指摘されてい
る。

【０００８】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、予め焼成される焼成層に設けられた導体と
後に印刷される導体パターンとを確実かつ容易に接続す
ることが可能なセラミックス配線基板を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、導体を有して予め焼成される焼成層
と、一端が前記導体に接続されかつ他端に該導体の接続
部位よりも広範囲な接続部位が設けられた接続導体と、
前記接続導体と導体パターンとの間に配設される絶縁層
と、前記絶縁層に設けられたビアホールに形成され、該
接続導体の接続部位の一部に接続されて前記導体パター
ンを前記導体に接続するための連結導体と、を備えるこ
とを特徴とする。

【００１０】また、前記焼成層に設けられた前記導体
が、空気中で焼成すると酸化される導体であり、前記接
続導体および前記連結導体が、耐酸化性を有する導体で
あることが好ましい。

【００１１】また、前記接続導体が、前記導体に接続さ
れる金−銀合金製の第１接続導体と、前記第１接続導体
と前記連結導体とに接続される銀−パラジウム合金製の
第２接続導体とを備えることが好ましい。

【００１２】さらにまた、前記絶縁層には、前記連結導
体に接続される導体配線層が積層されることが好まし
い。

【００１３】

【作用】本発明のセラミックス配線基板では、焼成層が
予め焼成されることによりこの焼成層に設けられた導体
の位置が変動しても、この導体に一端が接続される接続
導体の他端に、該導体の接続部位よりも広範囲な接続部
位が設けられるため、前記接続導体の接続部位に絶縁層
の連結導体を確実に接続することができる。これによ
り、予め焼成される焼成層の導体と、後に焼成される絶
縁層の連結導体とを容易かつ確実に接続することが可能
になる。しかも、絶縁層に設けられたビアホールに連結
導体が形成されるため、この連結導体の寸法を有効に小
さくすることができ、導体パターンの設計の自由度が向
上する。

【００１４】また、焼成雰囲気の異なる複数の層を有す
るセラミックス配線基板において、空気中で焼成すると
酸化される導体が設けられた焼成層が予め還元雰囲気中
で焼成された後、耐酸化導体である接続導体および連結
導体が空気中で焼成されても、この接続導体が介在され
ることにより、前記連結導体と前記導体とを確実に接続
することができる。

【００１５】また、導体に金−銀合金製の第１接続導体
が接続される一方、この第１接続導体と連結導体とに銀
−パラジウム合金製の第２接続導体が接続されることに
より、前記第１接続導体の周辺端部付近で該導体が酸化
されることがない。

【００１６】さらにまた、絶縁層に、連結導体に接続さ
れる導体配線層が積層されると、特に集中配線が容易に
なり、配線の自由度が向上する。

【００１７】

【実施例】本発明のセラミックス配線基板について実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下に説明する。

【００１８】図１において、参照数字３０は、第１の実
施例に係るセラミックス配線基板を示し、このセラミッ
クス配線基板３０は、導体３２を有して予め焼成される
焼成層３４と、一端が前記導体３２に接続されかつ他端
に該導体３２の接続部位３６よりも広範囲な接続部位３
８が設けられた接続導体４０と、この接続導体４０と導
体パターン４２との間に配設される絶縁層４４と、この
絶縁層４４に設けられたビアホール４６に形成され、該
接続導体４０の接続部位３８の一部に接続されて前記導
体パターン４２を前記導体３２に接続するための連結導
体４７とを備える。

【００１９】焼成層３４は、ビアホール４８を備える複
数のアルミナセラミックス層５０と開口部５２を備える
アルミナセラミックス層５４とを備え、導体３２は、タ
ングステンからなるランド５６とモリブデン導体５８と
モリブデン導体層６０とを備える。

【００２０】このランド５６上には、無電解メッキによ
りニッケルメッキ層６２が形成され、このニッケルメッ
キ層６２に金−銀合金層（第１接続導体）６４が設けら
れる。開口部５２に、金−銀合金層６４を覆うようにし
て接続導体４０を構成する銀−パラジウム合金層（第２
接続導体）６６が設けられ、この銀−パラジウム合金層
６６に、導体３２の接続部位３６（実質的には、ニッケ
ルメッキ層６２）よりも広範囲な接続部位３８が設けら
れる。

【００２１】絶縁層４４は、所定の位置にビアホール４
６を有する絶縁ガラス若しくはガラスセラミックス層
（以下、セラミックス層７０という）であり、このビア
ホール４６に銀または銀−パラジウム合金である連結導
体４７が設けられる。セラミックス層７０上には、酸化
ルテニウム系抵抗体７２と導体パターン４２とが設けら
れ、この導体パターン４２は、前記酸化ルテニウム系抵
抗体７２に接続されるとともに、ビアホール４６内の連
結導体４７を介してモリブデン導体５８と導通してい
る。

【００２２】このように構成される第１の実施例に係る
セラミックス配線基板３０を製造する作業について以下
に説明する。

【００２３】まず、図２に示すように、所定の位置に設
けられたビアホール４８ａ内にモリブデン導体ペースト
５８ａが印刷により充填されたアルミナグリーンシート
５０ａの表面にモリブデン導体ペースト層６０ａが印刷
して設けられ、このアルミナグリーンシート５０ａが複
数積層される。最上層のアルミナグリーンシート５０ａ
の表面にはモリブデン導体ペースト層６０ａが設けられ
ていない。

【００２４】この最上層のアルミナグリーンシート５０
ａのビアホール４８ａから露出するモリブデン導体ペー
スト５８ａを被覆するように、タングステン導体ペース
ト層５６ａが印刷して設けられる。さらに、最上層のア
ルミナグリーンシート５０ａ上に、焼成されるとアルミ
ナセラミックス層５４を形成する絶縁ペースト層５４ａ
が印刷して設けられる。この絶縁ペースト層５４ａは、
最上層のアルミナグリーンシート５０ａのビアホール４
８ａ上、すなわちタングステン導体ペースト層５６ａ上
に開口部５２ａを設けている。

【００２５】次に、このように形成された予備積層体３
４ａが、還元雰囲気中、１６００℃程度の温度で焼成さ
れ、焼成層３４が得られる。前記焼成を還元雰囲気中で
行うのは、空気中で焼成するとモリブデンおよびタング
ステンが酸化されるからである。

【００２６】さらに、図３に示すように、タングステン
導体ペースト層５６ａが焼成されてなるランド５６上に
無電解メッキによりニッケルメッキ層６２が形成され
る。ニッケルは次工程で形成される金−銀合金層６４に
対して良好な濡れ特性を与えるために用いられている。
また、耐酸化性も多少有している。

【００２７】次いで、開口部５２上に金−銀合金ペース
ト層６４ａが印刷して設けられる。この金−銀合金ペー
スト層６４ａは、溶融されることにより開口部５２内に
導入され、ニッケルメッキ層６２上に金−銀合金層６４
が形成される。開口部５２内には、金−銀合金層６４を
覆うようにして銀−パラジウム合金ペースト層６６ａが
印刷して設けられ、この銀−パラジウム合金ペースト層
６６ａが焼成されて前記金−銀合金層６４上に銀−パラ
ジウム合金層６６が形成される。

【００２８】そこで、アルミナセラミックス層５４上
に、絶縁ガラス若しくはガラスセラミックスペースト層
（図示せず）が印刷して設けられ、焼成によりセラミッ
クス層７０が形成される（図１参照）。このセラミック
ス層７０に設けられたビアホール４６には、銀ペースト
層または銀−パラジウム合金ペースト層（図示せず）が
印刷して設けられ、この銀ペースト層または銀−パラジ
ウム合金ペースト層が焼成されて連結導体４７が設けら
れる。そして、セラミックス層７０上には、酸化ルテニ
ウム系抵抗体７２と導体パターン４２とが設けられる。
この酸化ルテニウム系抵抗体７２は、空気中、８５０℃
程度の温度で焼成しなければならないため、導体パター
ン４２も空気中で焼成できる銀−パラジウム合金または
銀−白金合金等により形成される。

【００２９】ところで、予備積層体３４ａが還元雰囲気
中で焼成されて焼成層３４が得られる際、この焼成層３
４の収縮量が一定ではないため、ランド５６の位置が変
動し易い。このため、第１の実施例では、ランド５６に
設けられた金−銀合金層６４を覆うようにして銀−パラ
ジウム合金層６６が設けられ、この銀−パラジウム合金
層６６に導体３２の接続部位３６（実質的には、ニッケ
ルメッキ層６２）よりも広範囲な接続部位３８が設けら
れている。従って、焼成によりランド５６の位置が変動
しても、アルミナセラミックス層５４上に予め設定され
た印刷用マスク（図示せず）を用いて形成されるセラミ
ックス層７０には、接続部位３８の一部に対応してビア
ホール４６が確実に設けられる。これにより、ビアホー
ル４６に形成される連結導体４７は、ランド５６の位置
変動に影響されることなく、常時、接続導体４０を介し
てランド５６に接続され、接続不良を防止することがで
きるという利点がある。

【００３０】しかも、連結導体４７の直径を有効に小さ
く設定することが可能になり、所望の導体パターン４２
を容易に形成することができ、該導体パターン４２の設
計の自由度が向上するという効果が得られる。

【００３１】次に、第２の実施例に係るセラミックス配
線基板９０が、図４に示されている。なお、第１の実施
例に係るセラミックス配線基板３０と同一の構成要素に
は同一の参照数字を付してその詳細な説明は省略する。

【００３２】このセラミックス配線基板９０では、セラ
ミックス層７０上に銀ペースト層または銀−パラジウム
合金ペースト層（図示せず）が印刷して設けられ、この
銀ペースト層または銀−パラジウム合金ペースト層が焼
成されて配線導体９２が設けられる。この配線導体９２
は、連結導体４７に接続されており、前記配線導体９２
上には、絶縁ガラスペースト層（図示せず）が印刷して
設けられ、焼成によりセラミックス層（絶縁ガラス若し
くはガラスセラミックス層）９４が形成される。これに
より、セラミックス層７０上には、導体配線層９５が形
成されることになる。このセラミックス層９４には、所
望の位置にビアホール９６が設けられており、このビア
ホール９６に、配線導体９２に接続する連結導体９８が
形成されるとともに、この連結導体９８に導体パターン
１００が接続される。

【００３３】従って、セラミックス配線基板９０上の所
望の位置にビアホール９６を形成することができ、例え
ば複数のビアホール９６を互いに近接して配置させるこ
とにより、特に集中配線が可能になって集積回路（Ｉ
Ｃ）の接続作業等が容易に遂行される。これにより、配
線の自由度が一層向上するという効果が得られる。

【００３４】

【発明の効果】本発明のセラミックス配線基板によれ
ば、焼成層が予め焼成されることによりこの焼成層に設
けられた導体の位置が変動しても、この導体に一端が接
続される接続導体の他端に、該導体の接続部位よりも広
範囲な接続部位が設けられるため、前記接続導体の接続
部位に絶縁層の連結導体を確実に接続することができ
る。これにより、予め焼成される焼成層の導体と、後に
焼成される絶縁層の連結導体とを容易かつ確実に接続す
ることが可能になる。しかも、絶縁層に設けられたビア
ホールに連結導体が形成されるため、この連結導体の寸
法を有効に小さくすることができ、導体パターンの設計
の自由度が向上する。

【００３５】また、焼成雰囲気の異なる複数の層を有す
るセラミックス配線基板において、空気中で焼成すると
酸化される導体が設けられた焼成層が予め還元雰囲気中
で焼成された後、耐酸化導体である接続導体および連結
導体が空気中で焼成されても、この接続導体が介在され
ることにより、前記連結導体と前記導体とを確実に接続
することができる。

【００３６】また、導体に金−銀合金製の第１接続導体
が接続される一方、この第１接続導体と連結導体とに銀
−パラジウム合金製の第２接続導体が接続されることに
より、導体の酸化を有効に防止することが可能になる。

【００３７】さらにまた、絶縁層に連結導体に接続され
る導体配線層が積層されると、特に集中配線が容易にな
り、配線の自由度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るセラミックス配線
基板の縦断説明図である。

【図２】前記セラミックス配線基板を構成する焼成層の
焼成前における予備積層体の縦断説明図である。

【図３】前記焼成層に接続導体が設けられた状態の縦断
説明図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係るセラミックス配線
基板の縦断説明図である。

【図５】従来のセラミックス配線基板の縦断説明図であ
る。

【符号の説明】

３０…セラミックス配線基板 ３２…導体 ３４…焼成層 ３６、３８…接続部位 ４０…接続導体 ４２…導体パターン ４４…絶縁層 ４６…ビアホール ４７…連結導体 ５６…ランド ６４…金−銀合金層 ６６…銀−パラジウム合金層 ７０…セラミックス層（絶縁ガラス若しくはガラスセラ
ミックス層） ９０…セラミックス配線基板 ９２…配線導体 ９４…セラミックス層（絶縁ガラス若しくはガラスセラ
ミックス層） ９６…ビアホール ９８…連結導体 １００…導体パターン

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 3/46

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体を有して予め焼成される焼成層と、 一端が前記導体に接続されかつ他端に該導体の接続部位
   よりも広範囲な接続部位が設けられた接続導体と、 前記接続導体と導体パターンとの間に配設される絶縁層
   と、 前記絶縁層に設けられたビアホールに形成され、該接続
   導体の接続部位の一部に接続されて前記導体パターンを
   前記導体に接続するための連結導体と、 を備えることを特徴とするセラミックス配線基板。
2. 【請求項２】請求項１記載のセラミックス配線基板にお
   いて、前記焼成層に設けられた前記導体は、空気中で焼
   成すると酸化される導体であり、 前記接続導体および前記連結導体は、耐酸化性を有する
   導体である、 ことを特徴とするセラミックス配線基板。
3. 【請求項３】請求項２記載のセラミックス配線基板にお
   いて、前記接続導体は、前記導体に接続される金−銀合
   金製の第１接続導体と、 前記第１接続導体と前記連結導体とに接続される銀−パ
   ラジウム合金製の第２接続導体と、 を備えることを特徴とするセラミックス配線基板。
4. 【請求項４】請求項１記載のセラミックス配線基板にお
   いて、前記絶縁層には、前記連結導体に接続される導体
   配線層が積層されることを特徴とするセラミックス配線
   基板。