JP2958492B2 - Method for manufacturing multilayer wiring circuit board - Google Patents

Method for manufacturing multilayer wiring circuit board

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JP2958492B2 JP8598890A JP8598890A JP2958492B2 JP 2958492 B2 JP2958492 B2 JP 2958492B2 JP 8598890 A JP8598890 A JP 8598890A JP 8598890 A JP8598890 A JP 8598890A JP 2958492 B2 JP2958492 B2 JP 2958492B2
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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、セラミックの多層配線回路基板に関するも
のであり、特に基板材料として、ガラス質フリットとセ
ラミック成分からなる低温焼成セラミック基板を有する
多層配線回路基板およびその製造方法である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic multilayer wiring circuit board, and more particularly to a multilayer wiring having a low-temperature fired ceramic substrate composed of a vitreous frit and a ceramic component as a substrate material. A circuit board and a method of manufacturing the same.

〔従来の技術〕 一般に多層配線回路基板は、セラミックのグリーンシ
ート上に、モリブデン、タングステンなどの高融点金属
の導電性ペーストを内部配線として所望パターンを印刷
したシートを、積層・圧着した後1400℃程度に焼成して
いた。
[Prior art] Generally, a multilayer printed circuit board is formed by laminating and crimping a sheet on which a desired pattern is printed on a ceramic green sheet with a conductive paste of a high melting point metal such as molybdenum or tungsten as an internal wiring, and then laminated at 1400 ° C. It was baked to the extent.

しかし、モリブデン、タングステンなどは、焼成温度
が高くコストアップにつながり、また導体抵抗が比較的
高く、回路の信号の高速化が困難であった。
However, molybdenum, tungsten, and the like have high firing temperatures leading to cost increases, and have relatively high conductor resistance, making it difficult to increase the speed of circuit signals.

そこで最近、内部配線材料として金(Au)、銀(A
g)、銅(Cu)などの比較的低融点、且つ低抵抗の材料
を使用することが検討されている。また、基板材料につ
いても、焼成温度が140℃前後から、1000℃未満の低温
で焼成できるガラス質フリットとセラミック成分とから
なるガラスセラミック基板(低温焼成用セラミック基
板)の使用が検討されている。
Recently, gold (Au) and silver (A
The use of a material having a relatively low melting point and low resistance, such as g) and copper (Cu), has been studied. As for the substrate material, use of a glass-ceramic substrate (ceramic substrate for low-temperature firing) composed of a vitreous frit and a ceramic component that can be fired at a firing temperature of about 140 ° C. to a low temperature of less than 1000 ° C. has been studied.

このような状況において、低温焼成用セラミックを用
いた多層配線回路基板の内部配線としてAgが有望とされ
ている。Agにはマイグレーションという問題はあるもの
の、Auに比較して極めて安価であり、また、Cuと比較し
て、ペースト中の有機バインダーの脱バイ(脱バインダ
ー)工程が簡単であり、製造上の制約が少ないことが挙
げられる。
In such a situation, Ag is promising as an internal wiring of a multilayer wiring circuit board using a ceramic for low-temperature firing. Although Ag has the problem of migration, it is extremely inexpensive compared to Au, and the debinding (debinding) process of the organic binder in the paste is simpler than that of Cu. Is small.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、低温焼成用セラミックの多層配線基板の内部
配線としてAgを使用した時の最大の問題点は、低温焼成
用セラミックグリーンシートとAgペーストの焼結反応の
度合いに大きな違いがあり、これにより、積層した基板
全体に反りが発生したり、導体抵抗値が大きくなってし
まうという問題点がある。即ち、低温焼成セラミックの
グリーンシートにAgの内部配線パターンを形成し、積層
圧着後、一体的に焼結すべく約900℃で焼成すると、Ag
の焼結反応が完了した後でも、焼結が続けられ、Ag過焼
結となり導体中に空孔が発生する。
However, the biggest problem when using Ag as the internal wiring of the multilayer wiring board of the low-temperature firing ceramic is that there is a large difference in the degree of the sintering reaction between the low-temperature firing ceramic green sheet and the Ag paste. There is a problem that warpage occurs in the entire laminated substrate and a conductor resistance value increases. That is, an internal wiring pattern of Ag is formed on a green sheet of a low-temperature fired ceramic, and after laminating and pressing, firing at about 900 ° C. to sinter integrally,
After the completion of the sintering reaction, sintering is continued, and Ag oversintering occurs, and pores are generated in the conductor.

本発明は、上述の問題点に鑑みて案出したものであ
り、その目的は、内部配線としてAgを使用するにあた
り、基板と内部配線との焼結度合いの違いに起因する基
板の反りが一切ない、抵抗抗の内部配線を有する多層配
線回路基板を提供することにある。
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and has as its object to reduce the warpage of the substrate caused by the difference in the degree of sintering between the substrate and the internal wiring when using Ag as the internal wiring. Another object of the present invention is to provide a multilayer wiring circuit board having a resistance internal wiring.

〔目的を達成するための具体的手段〕[Specific means to achieve the purpose]

上述の問題点を解決するために行なった本発明の具体
的な手段は、180〜250℃で仮焼処理により平均粒径5〜
25μmの略球状に粒成長させた銀粉末と有機ビヒクルと
を混合した導電性ペーストでもって所望の内部配線パタ
ーンを、ガラス質フリット成分とセラミック成分とから
なるセラミックグリーンシート上に印刷し、これらのセ
ラミックグリーンシートを複数枚積層した後、焼成処理
する工程から成る多層配線回路基板の製造方法である。
The specific means of the present invention carried out to solve the above-mentioned problems is that the average particle size is 5 to 180 ° C. by calcination at 250 ° C.
A desired internal wiring pattern is printed on a ceramic green sheet composed of a vitreous frit component and a ceramic component using a conductive paste obtained by mixing a silver powder grown in a substantially spherical shape of 25 μm and an organic vehicle. This is a method for manufacturing a multilayer wiring circuit board, comprising a step of laminating a plurality of ceramic green sheets and then performing a firing treatment.

〔作用〕[Action]

上述の手段により、セラミックグリーンシートの表面
に所望内部配線パターンが印刷されたガラス質フリット
とセラミック成分とからなるセラミックグリーンシート
を積層し、焼結させた多層配線回路基板にあって、所望
内部配線パターンとして印刷される導体材料は、平均粒
径が5〜25μmの略球状のAg粉末の導電性ペーストが印
刷されて形成されるので、Ag粉末の極度の過焼結状態に
ならず、焼結後の内部配線導体が緻密質となり、低抵抗
が達成され、さらに基板に反りが生じない。
By means of the above means, a ceramic green sheet comprising a vitreous frit having a desired internal wiring pattern printed on the surface of the ceramic green sheet and a ceramic component is laminated and sintered to form a multilayer wiring circuit board. Since the conductive material printed as a pattern is formed by printing a conductive paste of a substantially spherical Ag powder having an average particle size of 5 to 25 μm, the Ag powder does not become an over-sintered state and is sintered. The later internal wiring conductor becomes dense, low resistance is achieved, and the substrate does not warp.

上述のAg粉末の粒径は、通常(1〜2μm)の10倍程
度の粒径を有している。これにより、セラミックグリー
ンシートの積層基板と同時に焼結させると、通常よりも
Ag粉末の焼結が遅れ、セラミックグリーンシートの焼結
温度と近似し、その挙動に差異が少なくなる。例えば、
セラミックグリーンシートの焼結温度は、ガラス質フリ
ットの成分などで若干異なるものの、その温度は850〜9
50℃である。これに対して通常のAg粉末では、約300〜
約400℃で焼結反応が終了し、850〜約900℃の間はAgの
過焼結状態となってしまう。
The particle size of the above-mentioned Ag powder is usually about 10 times as large as (1 to 2 μm). As a result, when sintering simultaneously with the laminated substrate of ceramic green sheets,
The sintering of the Ag powder is delayed, approximating the sintering temperature of the ceramic green sheet, and the difference in behavior is reduced. For example,
The sintering temperature of the ceramic green sheet varies slightly depending on the components of the vitreous frit, but the temperature ranges from 850 to 9
50 ° C. On the other hand, about 300 ~
The sintering reaction is completed at about 400 ° C., and the state of Ag sintering occurs between 850 and about 900 ° C.

本発明においては、平均粒径が5〜25μmの略球状の
Ag粉末を使用することにより、焼結開始温度が700〜800
℃となり、セラミックグリーンシートの焼結温度と近似
させることができる。
In the present invention, the average particle size of 5 to 25 μm substantially spherical
By using Ag powder, the sintering start temperature is 700-800
° C, which can be approximated to the sintering temperature of the ceramic green sheet.

また、過焼結状態にならないので、焼成したAgの焼成
導体に空孔が発生せず、モリブデン、タングステンに比
較して低抵抗の内部配線が達成できる。
Further, since the sintered conductor does not become over-sintered, voids are not generated in the fired Ag fired conductor, and internal wiring having lower resistance than molybdenum and tungsten can be achieved.

通常、Ag粉末は化学還元法にっよって、上述したよう
に2μm以下の粒径のAg粉末が形成される。特に、1μ
m未満の粒径のAg粉末をペースト化した導電性ペースト
では、印刷後、セラミックグリーンシートと一体的に焼
結すると、Ag粉末の過焼結状態が極端となり、体積の収
縮が起こる。これにより、焼結後の導体には空孔が発生
し、導体抵抗を大きくなる、反りについては、この空孔
が作用して逆に反り防止に役立つが根本的に導体抵抗の
問題で使用することが困難である。
Usually, Ag powder having a particle diameter of 2 μm or less is formed by the chemical reduction method as described above. In particular, 1μ
In the case of a conductive paste obtained by forming an Ag powder having a particle size of less than m into a paste, when printing and sintering integrally with the ceramic green sheet, the oversintering state of the Ag powder becomes extremely large, and the volume shrinks. As a result, voids are generated in the conductor after sintering, and the conductor resistance is increased. With respect to warpage, the voids act to prevent warpage, but are used fundamentally for the problem of conductor resistance. It is difficult.

また、粒径1〜2μm程度のAg粉末をペースト化した
伝導性ペーストでは、導体に空孔の発生が少ないもの
の、その焼結挙動が、ガラスセラミックのセラミックグ
リーンシートの焼結温度よりも低い温度で発生しはじめ
るため、始め、焼成後の多層基板に反りが発生する。
In the case of a conductive paste obtained by forming an Ag powder having a particle size of about 1 to 2 μm into a paste, although porosity is small in the conductor, the sintering behavior is lower than the sintering temperature of the ceramic green sheet of glass ceramic. In the first place, the multilayer substrate after firing is warped.

また、別の製造方法、電解法による製造された球状粉
末があるが、この方法で形成された球状粉末は粒径が数
十μmと大きく、さらに燐片粉末では、粒径が不揃い
で、偏平状であるため、内部配線パターンの印刷時スク
リーンのメッシュに目詰まりを起こし、精度の高い配線
パターンが不可能となる。
In addition, there is another manufacturing method, a spherical powder manufactured by an electrolytic method, but the spherical powder formed by this method has a large particle size of several tens of μm, and further, in the case of flake powder, the particle size is not uniform and is flat. In this case, the mesh of the screen is clogged at the time of printing the internal wiring pattern, so that a wiring pattern with high accuracy cannot be obtained.

結局、ガラス質フリットを含むセラミックのグリーン
シートの内部配線の導電性ペーストとして、平均粒径が
5〜25μmで略球状のAg粉末が使用されることが最適で
ある。
After all, it is optimal to use a substantially spherical Ag powder having an average particle size of 5 to 25 μm as the conductive paste for the internal wiring of the ceramic green sheet containing the vitreous frit.

このような平均粒径が5〜25μmで略球状のAg粉末
は、化学還元法によるAg粉末を仮焼させることにより達
成される。即ち、粒径が2μm以下の小さなAg粉末をペ
ースト化する前に、仮焼し、Ag粉末の粒径を成長させて
おくことが重要である。その仮焼の温度は、150〜300℃
であり、好ましくは180〜250℃である。これにより、本
発明の目的である内部配線の低抵抗で、且つ反りが少な
い多層配線回路基板が達成されることになる。
Such an approximately spherical Ag powder having an average particle diameter of 5 to 25 μm is achieved by calcining the Ag powder by a chemical reduction method. That is, it is important to calcine before growing a small Ag powder having a particle size of 2 μm or less into a paste to grow the particle size of the Ag powder. The calcining temperature is 150 ~ 300 ℃
And preferably 180 to 250 ° C. As a result, the object of the present invention is to achieve a multilayer wiring circuit board with low internal wiring resistance and less warpage.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の多層配線回路基板を図面に基づいて詳
説する。
Hereinafter, a multilayer wiring circuit board of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の多層配線回路基板の断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of a multilayer wiring circuit board according to the present invention.

本発明の多層配線回路基板10は、セラミック絶縁層
(以下、セラミック基板という)1a、1b・・・と内部配
線2a、2b・・・とで構成されている。尚、セラミック基
板1a上の内部配線2aとセラミック基板1b上の内部配線2b
とは、セラミック基板1bに形成された導体材料(内部配
線2bの同一材料)が充填されたスルーホール(実線で示
す)3bで電気的に接続されている。このように形成され
た多層配線回路基板10の表面および裏面には、必要にじ
て、所望厚膜回路配線4や電子部品5などが被着・搭載
される。
The multilayer wiring circuit board 10 of the present invention includes ceramic insulating layers (hereinafter, referred to as ceramic substrates) 1a, 1b... And internal wirings 2a, 2b. The internal wiring 2a on the ceramic substrate 1a and the internal wiring 2b on the ceramic substrate 1b
Is electrically connected through a through hole (shown by a solid line) 3b filled with a conductive material (the same material as the internal wiring 2b) formed on the ceramic substrate 1b. On the front and back surfaces of the multilayer wiring circuit board 10 formed as described above, a desired thick film circuit wiring 4, an electronic component 5, and the like are attached and mounted as necessary.

上述の多層配線回路基板10の製造方法は、以下のとお
りである。
The method for manufacturing the above-described multilayer wiring circuit board 10 is as follows.

多層配線回路基板10を構成するセラミック基板1a、1b
・・・はガラス質フリットとセラミック成分とからなる
混合物を有機成分で混練したガラスセラミック材料を、
ドクターブレード法によって形成したセラミックグリー
ンシートを焼結して形成する。具体的には、ガラス質フ
リットは、例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウ
ム、酸化珪素を主成分とし、セラミック成分は、例えば
アルミナであり、夫々が70wt%、30wt%の比率で混合さ
れる。また、有機成分として、バインダーは例えばアク
リル系樹脂、可塑剤は例えばジブチルフタレート、ビヒ
クルは例えばトルエンである。そして、上述のガラス質
フリットとセラミック成分との混合物と有機成分とをボ
ールミルにて均質混練する。
Ceramic substrates 1a and 1b constituting the multilayer wiring circuit board 10
... is a glass-ceramic material obtained by kneading a mixture consisting of a vitreous frit and a ceramic component with an organic component,
It is formed by sintering a ceramic green sheet formed by a doctor blade method. Specifically, the vitreous frit has, for example, magnesium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide as main components, and the ceramic component is, for example, alumina, and is mixed at a ratio of 70 wt% and 30 wt%, respectively. As the organic component, the binder is, for example, an acrylic resin, the plasticizer is, for example, dibutyl phthalate, and the vehicle is, for example, toluene. Then, the mixture of the above-mentioned vitreous frit and the ceramic component and the organic component are homogeneously kneaded by a ball mill.

上述の内部配線2a、2b・・・は、Agを主成分とする導
電性ペーストを焼結することによって形成する。その導
電性ペーストはAgを主成分とする金属粉末と有機成分と
を均質混練して構成する。金属粉末であるAg粉末は、化
学還元法によって形成された粒径の小さい(〜2μm未
満)略球状の粉末を仮焼して形成する。これより、平均
粒径が5〜25μmの略球状の粉末体となる。具体的には
Ag粉末の仮焼方法は化学還元法によって形成さられたAg
粉末をルツボに入れ、恒温槽に150〜300℃の範囲で1時
間加熱する。
Are formed by sintering a conductive paste mainly composed of Ag. The conductive paste is formed by homogeneously kneading a metal powder mainly composed of Ag and an organic component. Ag powder, which is a metal powder, is formed by calcining a substantially spherical powder having a small particle size (less than 2 μm) formed by a chemical reduction method. This gives a substantially spherical powder having an average particle size of 5 to 25 μm. In particular
Ag powder calcined is Ag exposed by chemical reduction
The powder is placed in a crucible and heated in a thermostat at 150 to 300 ° C. for 1 hour.

有機ビヒクルとして、有機バインダーは例えばエチル
セルロースであり、有機溶剤は例えば2.2.4−トリメチ
ル−1.3−ペンタンジオールモノイソブチレートであ
り、このバインダーおよびビヒクルを秤量・混合し、3
本ロールにて混練する。例えば、平均粒径が5〜25μm
の略球状のAg粉末を87〜93重量%、有機ビヒクルを7〜
8重量%、尚、有機ビヒクル中、バインダーを10重量
%、溶剤を90重量%夫々用いる。
As the organic vehicle, the organic binder is, for example, ethyl cellulose, and the organic solvent is, for example, 2.2.4-trimethyl-1.3-pentanediol monoisobutyrate.
Knead with this roll. For example, the average particle size is 5 to 25 μm
87-93% by weight of approximately spherical Ag powder and 7-
8% by weight, and 10% by weight of a binder and 90% by weight of a solvent are used in an organic vehicle.

ここで、Agの平均粒径を大きくすれば、比表面積が低
下するので、Agの重量を多くする。例えば、平均粒径を
10μmのAg粉末ではAg粉末を90重量%に設定することが
望ましい。
Here, if the average particle size of Ag is increased, the specific surface area is reduced, so that the weight of Ag is increased. For example, the average particle size
For a 10 μm Ag powder, it is desirable to set the Ag powder to 90% by weight.

上述のドクターブレード法によって形成されたセラミ
ックグリーンシートを所定形状にプレス切断し、単板の
セアミッググリーンシート11a、11b・・・を作製する。
そして、核単板のセラミックグリーンシート11a、11b・
・・には、所定位置にスルーホール3a、3b・・・を形成
し、さらにセラミックグリーンシート11a、11b・・・上
に所望内部配線のして上述のAgの導電性ペーストをスク
リーンに印刷する。このとき、スルーホール3a、3b・・
・にもAの導電性ペーストを充填する。充填する方法と
してスクリーン印刷のスキージの印圧を利用したり、印
刷面の反対側からスルーホール3a、3b・・・を介して減
圧にしてエアを引き、導電性ペーストをスルーホール3
a、3b・・・に吸引したりする。
The ceramic green sheets formed by the above-mentioned doctor blade method are pressed and cut into a predetermined shape to produce single semi-green sheets 11a, 11b,....
And the ceramic green sheets 11a, 11b
.. Are formed at predetermined positions, through holes 3a, 3b... Are formed, and desired conductive wiring is formed on ceramic green sheets 11a, 11b. . At this time, the through holes 3a, 3b
-Also fill the conductive paste of A. As a filling method, the printing pressure of a screen printing squeegee is used, or air is drawn from the opposite side of the printing surface through the through holes 3a, 3b.
a, 3b ...

このように導電性ペーストにより所望内部配線パター
ンが形成されたセラミックグリーンシート11a、11b・・
・を所要枚数積層し、圧着する。
The ceramic green sheets 11a, 11b,... On which the desired internal wiring pattern is formed by the conductive paste as described above.
・ The required number of sheets are laminated and crimped.

最後にピーク温度900℃、30分間、焼結し、多層配線
回路基板を製造する。
Finally, sintering is performed at a peak temperature of 900 ° C. for 30 minutes to manufacture a multilayer wiring circuit board.

上述の多層配線回路基板10によれば、所望内部配線パ
ターンとして印刷される導体ペーストのAg粉末が平均粒
径5〜25μmであるため、焼結後の内部配線2a、2b・・
・が緻密質となり、低抵抗が達成され、さらに基板1a、
1b・・・に反りがない多層配線回路基板10となる。
According to the multilayer wiring circuit board 10 described above, since the Ag powder of the conductive paste printed as a desired internal wiring pattern has an average particle size of 5 to 25 μm, the internal wirings 2a, 2b,.
・ Becomes dense, low resistance is achieved, and the substrate 1a,
The multilayer wiring circuit board 10 having no warp in 1b.

Ag粉末の平均粒径が5〜25μmの導電性ペーストを用
いることにより、Ag粉末の焼結反応の温度が700〜800℃
となる。また、低温焼成可能なガラス質セラミックのグ
リーンシート11a、11b・・・の焼結反応温度は、850〜9
50℃であり、互いの焼結反応温度が近似させることがで
きるため、焼結の挙動に差異が少なく、基板全体の反り
が少なくなる。
By using a conductive paste having an average particle size of 5 to 25 μm of the Ag powder, the temperature of the sintering reaction of the Ag powder is 700 to 800 ° C.
Becomes The sintering reaction temperature of the vitreous ceramic green sheets 11a, 11b,.
Since it is 50 ° C. and the sintering reaction temperatures can be approximated to each other, there is little difference in the sintering behavior, and the warpage of the entire substrate is reduced.

基板全体の反りがないことは、外観形状は勿論のこ
と、内部配線2a、2b・・のパターンを精細に形成した
時、配線着れが一切ない安定した多層配線回路着板が達
成されることにもなる。
The fact that there is no warping of the whole substrate means that, when the pattern of the internal wiring 2a, 2b Also.

これに対して、平均粒径2μm以下のAg粉末を有する
通常の導電性ペーストは、Ag粉末の焼結開始温度が300
〜400℃程度であり、セラミックグリーンシートが焼結
反応する前に、焼結反応が終了する。さらに昇温される
ため、Ag粉末が過焼結状態となる。
On the other hand, a normal conductive paste having an Ag powder having an average particle size of 2 μm or less has a sintering start temperature of the Ag powder of 300 μm.
400400 ° C., and the sintering reaction ends before the sintering reaction of the ceramic green sheet. Since the temperature is further increased, the Ag powder is in an over-sintered state.

本発明ではAg粉末の過焼結が防止できるため、体積収
縮が少なく、導体中に空孔が発生せず、低抵抗の内部配
線が達成でき、緻密質な導体が達成でき導体抵抗が小さ
くできる。
In the present invention, since over-sintering of the Ag powder can be prevented, volume shrinkage is small, voids are not generated in the conductor, low-resistance internal wiring can be achieved, a dense conductor can be achieved, and the conductor resistance can be reduced. .

また、このような内部配線用のAgの導電性ペーストを
作成するにあたり、化学還元法によって形成された略球
状のAg粉末を仮焼して形成することにより安定して平均
粒径が5〜25μmで略球状のAg粉末を形成することがで
きる。
Further, in preparing such a conductive paste of Ag for internal wiring, the average particle size is stabilized by calcining and forming a substantially spherical Ag powder formed by a chemical reduction method to have a mean particle size of 5 to 25 μm. Can form a substantially spherical Ag powder.

ここで、Ag粉末が鱗片状粒子であったり、粒径が20μ
mを越えるものであると、印刷時スクリーンのメッシュ
に目詰まりが発生してしまう。
Here, the Ag powder is scaly particles or the particle size is 20μ.
If it exceeds m, clogging occurs in the mesh of the screen during printing.

本発明者らは、300mm×35mmの上述のセラミッググリ
ーンシート(厚み約0.8mmで、焼結温度が900℃)の単板
上に、Ag粉末の平均粒径が異なる導電性ペーストで、20
mm×20mm(反りの測定用)と0.3mm×10mm(抵抗値測定
用)の2つのパターン(厚み13μm)を夫々形成し、反
り及び抵抗値を測定した。その結果は、第1表のとおり
である。
The present inventors have prepared a conductive paste having a different average particle size of Ag powder on a single plate of the above-described ceramic green sheet (approximately 0.8 mm thick and sintering temperature of 900 ° C.) of 300 mm × 35 mm.
Two patterns (thickness: 13 μm) of mm × 20 mm (for measuring warpage) and 0.3 mm × 10 mm (for measuring resistance) were formed, and the warpage and resistance were measured. The results are shown in Table 1.

尚、反りの測定については、反りゲージで基板の中央
部の高さを求め、この高さから基板の厚みを差し引いた
値を反りとした。また、抵抗値の測定について、オーム
メータで、4端子法にて測定した。
In the measurement of the warpage, the height of the central portion of the substrate was obtained with a warp gauge, and the value obtained by subtracting the thickness of the substrate from this height was used as the warpage. The resistance was measured by an ohmmeter by a four-terminal method.

試料番号1〜3で明らかなように、Agの平均粒径が5
〜25μmであると、反りが0.02mm以下となり、実質的に
無視でき、所要枚数のセラミックグリーンシートを積層
した多層配線回路基板10であっても問題なく使用できる
ものである。
As is apparent from the sample numbers 1 to 3, the average particle size of Ag is 5
If it is 2525 μm, the warp is 0.02 mm or less, which can be substantially ignored, and can be used without any problem even with a multilayer wiring circuit board 10 on which a required number of ceramic green sheets are laminated.

また、配線導体に空孔が生じることがなく、緻密な状
態となり、抵抗値が3.0〜3.5mΩ/mmと極めて低く、ばら
つきも小さくなり、回路の信号高速化に対応が容易とな
る。
In addition, no voids are formed in the wiring conductor, the wiring conductor is in a dense state, the resistance value is extremely low at 3.0 to 3.5 mΩ / mm, the variation is small, and it is easy to cope with a high-speed signal of the circuit.

これに対して、試料番号4〜6のようにAgの平均粒径
が0.5〜2.0μmと、発明品に比較して小さいものについ
ては、反りが0.58〜3.05mmと大きく、また抵抗値が3.5
〜30mΩ/mmと全体的に大きく、ばらつきが多いものとな
ってしまい、所要枚数のセラミックグリーンシートを積
層した回路基板では、反りによる内部配線切れ、外観不
良などが生じてしまう。尚、試料番号4、5において、
反りが本発明品に比較して大きいものの、試料番号6よ
りも小さくなる原因として、上述したように粒径がAgの
粒径が1μm以下では、簡単に化焼結状態になり、体積
が収縮してしまい、導体中に空孔が発生したり、極端な
場合には基板上に焼結した導体が点在してしまい、極端
な反りが発生しないのである。
On the other hand, the average particle size of Ag is 0.5 to 2.0 μm as in Sample Nos. 4 to 6 and smaller in comparison with the invention, the warpage is as large as 0.58 to 3.05 mm and the resistance value is 3.5.
As a whole, it is as large as 〜30 mΩ / mm, and there is a lot of variation. In a circuit board on which a required number of ceramic green sheets are laminated, disconnection of internal wiring due to warpage, poor appearance, and the like occur. In addition, in sample numbers 4 and 5,
Although the warpage is larger than that of the product of the present invention, the reason why the size is smaller than that of the sample No. 6 is that if the particle size of Ag is 1 μm or less as described above, it easily becomes a sintered state and the volume shrinks. As a result, voids are generated in the conductor, and in an extreme case, the sintered conductor is scattered on the substrate, and no extreme warpage occurs.

なお、試料番号1〜3の粒径を形成するにありり、試
料番号1(Agの平均粒径56μm)については、比較例5
のAg粉末を180節式1時間仮焼した。試料番号2(Agの
平均粒径15μm)については、比較例5のAg粉末を200
℃1時間仮焼した。試料番号3(Agの平均粒径25μm)
についは、比較例5のAg粉末を250℃1時間仮焼した。
In order to form the particle diameters of Sample Nos. 1 to 3, Sample No. 1 (Ag average particle diameter of 56 μm) was prepared in Comparative Example 5.
Ag powder was calcined for 180 hours for 1 hour. For Sample No. 2 (Ag average particle size 15 μm), the Ag powder of Comparative Example 5 was
Calcination was performed for 1 hour at ℃. Sample No. 3 (Ag average particle size 25 μm)
Then, the Ag powder of Comparative Example 5 was calcined at 250 ° C. for 1 hour.

上述のセラミックグリーンシートは、ガラス質フリッ
トとして酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化珪
素を主成分として、セラミック成分にアルミナを用いた
もので説明したが、このようなガラス質セラミックは、
800〜950℃程度の低温で焼結できる材料として用いられ
ているものであり、上述の温度範囲の低温焼成用ガラス
セラミック材料であれば、どのような材料のガラス質セ
ラミックとグリーンシートにも本発明は適用できる。
Although the above-mentioned ceramic green sheet has been described using magnesium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide as main components as a glassy frit and using alumina as a ceramic component, such a glassy ceramic is
It is used as a material that can be sintered at a low temperature of about 800 to 950 ° C, and can be used for any glassy ceramic and green sheet as long as it is a glass ceramic material for low temperature firing within the above temperature range. The invention is applicable.

また、上述の導電性ペーストは、Ag粉末を用いたAgペ
ーストであるが、導体材料としてAgを主成分とした、Ag
系導電性ペースト、例えばAg−Pdペーストであっても構
わない。
Further, the above-mentioned conductive paste is an Ag paste using Ag powder.
A system conductive paste, for example, an Ag-Pd paste may be used.

〔効果〕〔effect〕

以上のように、本発明によれば、ガラスセラミック成
分で構成した多層配線回路基板の内部配線として、平均
粒径が5〜25μmの略球状の銀粉末から成るAgの導電性
ペーストを用いたので、多層配線回路基板の基板材料と
Agとの焼結反応の挙動の差が少なく、基板全体の反りが
なく、また、緻密な導体が達成され低抵抗の多層配線回
路基板となる。
As described above, according to the present invention, as the internal wiring of the multilayer wiring circuit board composed of the glass ceramic component, the conductive paste of Ag made of substantially spherical silver powder having an average particle diameter of 5 to 25 μm was used. , With the substrate material of the multilayer wiring circuit board
The difference in the behavior of the sintering reaction with Ag is small, there is no warpage of the entire substrate, and a dense conductor is achieved, resulting in a low-resistance multilayer wiring circuit substrate.

また、多層配線回路基板の内部配線として、150〜300
℃で仮焼させた銀粉末を導電性ペーストに用いて製造す
るため、平均粒径5〜25μmのAg粉末が容易に、且つ正
確に作成でき、反りがなく、また、緻密質な導体を有す
る低抵抗の多層配線回路基板の製造方法となる。
Also, as the internal wiring of the multilayer wiring circuit board, 150 to 300
Ag powder with an average particle size of 5 to 25 μm can be easily and accurately produced without warpage, and has a dense conductor because it is manufactured by using silver powder calcined at ℃ as a conductive paste. This is a method for manufacturing a low-resistance multilayer wiring circuit board.

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

第1図は発明の多層配線回路基板の断面図である。 10……多層配線回路基板 1a、1b……セラミック基板 2a、2b……内部配線 3a、3b……スルーホール 11a、11b……セラミックグリーンシート FIG. 1 is a sectional view of a multilayer wiring circuit board according to the present invention. 10 Multilayer wiring circuit board 1a, 1b Ceramic substrate 2a, 2b Internal wiring 3a, 3b Through hole 11a, 11b Ceramic green sheet

───────────────────────────────────────────────────── 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 H05K 1/09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H05K 3/46 H05K 1/09

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】180〜250℃で仮焼処理により平均粒径5〜
25μmの略球状に粒成長させた銀粉末と有機ビヒクルと
を混合した導電性ペーストでもって所望の内部配線パタ
ーンを、ガラス質フリット成分とセラミック成分とから
なるセラミックグリーンシート上に印刷し、これらのセ
ラミックグリーンシートを複数枚積層した後、焼成処理
する工程からなる多層配線回路基板の製造方法。
1. An average particle size of 5 to 180 ° C. by calcining at 180 to 250 ° C.
A desired internal wiring pattern is printed on a ceramic green sheet composed of a vitreous frit component and a ceramic component using a conductive paste obtained by mixing a silver powder grown in a substantially spherical shape of 25 μm and an organic vehicle. A method for manufacturing a multilayer wiring circuit board, comprising a step of laminating a plurality of ceramic green sheets and then performing a firing treatment.
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