JP3152854B2 - Multilayer wiring board - Google Patents

Multilayer wiring board

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JP3152854B2
JP3152854B2 JP29007294A JP29007294A JP3152854B2 JP 3152854 B2 JP3152854 B2 JP 3152854B2 JP 29007294 A JP29007294 A JP 29007294A JP 29007294 A JP29007294 A JP 29007294A JP 3152854 B2 JP3152854 B2 JP 3152854B2
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powder
sio
firing
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正光 鬼谷
智美 小長
秀和 乙丸
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスセラミック材料
と同時焼成が可能な銅ペーストを用いた多層配線基板に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer wiring board using a copper paste which can be co-fired with a glass ceramic material.

【0002】[0002]

【従来技術】半導体素子などを搭載するための基板とし
ては、従来からアルミナなどのセラミック材料が用いら
れているが、最近に至り、アルミナに比較して誘電率が
低く、かつ、焼成温度が低い低抵抗の導体、例えばC
u,Au,Agにより配線を形成できるなどの点で優れ
ていることから、特に回路の高集積化の要求に適用する
ことのできる基板材料としてガラスセラミックが注目さ
れている。このガラスセラミックは、近年では通信分野
で使用する基板材料として、特に低抵抗の配線を形成で
きるという点から注目されている。
2. Description of the Related Art A ceramic material such as alumina is conventionally used as a substrate for mounting a semiconductor element or the like. However, recently, the dielectric constant is lower and the firing temperature is lower than that of alumina. Low resistance conductor, eg C
Glass ceramics have attracted attention as a substrate material that can be applied particularly to the demand for high integration of circuits, because it is excellent in that wiring can be formed by u, Au, and Ag. In recent years, this glass ceramic has been attracting attention as a substrate material used in the communication field, particularly since it can form low-resistance wiring.

【0003】従来、ガラスセラミック基板は以下のよう
にして製造される。即ち、先ず、ガラスセラミック原料
と有機バインダーからなるグリーンシートに穴開けして
スルーホールを形成し、このスルーホールに導体ペース
トを充填する。次に、このシートの所定位置に導体ペー
ストをプリントして導体パターンを形成し、これらのグ
リーンシートを位置合わせして加圧積層した後、該積層
体を加熱して脱バインダー及び焼成を行い、ガラスセラ
ミック多層配線基板が得られる。
Conventionally, a glass ceramic substrate is manufactured as follows. That is, first, a green sheet made of a glass ceramic material and an organic binder is punched to form a through hole, and the through hole is filled with a conductive paste. Next, a conductor pattern is formed by printing a conductor paste at a predetermined position on this sheet, and after aligning these green sheets and pressing and laminating, the laminate is heated to remove binder and fire, A glass ceramic multilayer wiring board is obtained.

【0004】ところで、従来、ガラスセラミック材料と
同時焼成が可能な銅ペーストとして、特開昭63−17
4203号公報、特開平1−201996号公報には、
添加物として非晶質シリカ、あるいはMgO等のセラミ
ック粉末を用いた銅ペーストが開示されている。
Conventionally, a copper paste which can be co-fired with a glass ceramic material is disclosed in
No. 4,203, JP-A-1-202096,
A copper paste using amorphous silica or a ceramic powder such as MgO as an additive is disclosed.

【0005】しかしながら、銅ペーストにセラミック粉
末を添加した場合は、焼成後の銅メタライズの表面状態
が粗となりメッキ処理や半田濡れ性に問題が生じてい
た。
[0005] However, when ceramic powder is added to the copper paste, the surface state of the copper metallized copper after sintering becomes rough, causing problems in plating and solder wettability.

【0006】この問題を解決するために、特開平5−2
43700号公報では、700℃以上の温度で溶融する
ガラス粉末を5〜24体積%の割合で銅粉末と混合した
銅ペーストが開示されている。
In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 43700 discloses a copper paste obtained by mixing glass powder that melts at a temperature of 700 ° C. or more with copper powder at a ratio of 5 to 24% by volume.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、特開
平5−243700号公報に開示された銅ペーストで
は、銅粉末へのガラス粉末の混合比が最も少ない5体積
%の場合でも、添加したガラス粉末が焼成後の銅メタラ
イズ表面に残存し、メッキ処理や半田濡れ性に問題が生
じるという問題があった。
However, in the copper paste disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-243700, even when the mixing ratio of the glass powder to the copper powder is 5 vol%, which is the smallest, Remains on the copper metallized surface after firing, causing a problem in plating treatment and solder wettability.

【0008】また、通信分野などの高周波数域(1〜3
GHz)で使用する場合に、配線導体の抵抗値が特に問
題となることから、銅以外の無機物等の添加物を極力低
減する必要があった。
[0008] Further, in a high frequency range (1 to 3) such as a communication field.
(GHz), the resistance of the wiring conductor is particularly problematic, so it is necessary to reduce additives such as inorganic substances other than copper as much as possible.

【0009】さらに、銅ペーストに添加するガラス粉末
が、グリーンシートに含まれる絶縁層のガラス粉末より
もガラス粉末単独での焼結終了温度が非常に高い場合
は、たとえ銅ペーストに添加するガラス粉末の溶融開始
温度(焼結開始温度)が700℃以上であっても、銅粒
子の焼結不良により導通抵抗値が増加するという問題が
あった。
Further, when the glass powder to be added to the copper paste has a very high sintering end temperature by itself than the glass powder of the insulating layer contained in the green sheet, even if the glass powder to be added to the copper paste is However, even when the melting start temperature (sintering start temperature) is 700 ° C. or more, there is a problem that conduction resistance increases due to poor sintering of copper particles.

【0010】さらにまた、銅ペーストに添加するガラス
粉末が結晶性のものである場合は、その軟化挙動にもよ
るが、焼成時に結晶化することにより銅粒子の焼結を妨
げ、導通抵抗値が増加するという問題があった。
Further, when the glass powder to be added to the copper paste is crystalline, depending on its softening behavior, crystallization during sintering hinders sintering of the copper particles and reduces the conduction resistance. There was a problem of increasing.

【0011】[0011]

【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記の
問題点を解決するために鋭意検討した結果、銅粉末10
0体積部に対して、非結晶性のSiO2 −Al2 3
2 3 −RO系ガラス粉末を1〜4.5体積部含有す
る銅ペーストを、SiO2 −Al2 3 −B2 3 −M
gO−ZnO系の結晶性ガラス粉末とアルミナ粉末と有
機成分からなるグリーンシートに印刷し、該グリーンシ
ートを複数積層し、焼成することにより、メッキ処理
性、半田濡れ性に優れ、接着強度が高く、かつ導通抵抗
の増大を防止できることを見出し、本発明に至った。
The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that copper powder 10
Non-crystalline SiO 2 —Al 2 O 3
B 2 O 3 to -RO based glass powder 1 to 4.5 parts by volume containing copper paste, SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -M
By printing on a green sheet composed of gO-ZnO-based crystalline glass powder, alumina powder and organic components, laminating and firing a plurality of the green sheets, the plating processability, the solder wettability are excellent, and the adhesive strength is high. In addition, the present inventors have found that an increase in conduction resistance can be prevented, and the present invention has been accomplished.

【0012】本発明の多層配線基板は、SiO2−Al2
3−B23−MgO−ZnO系の結晶性ガラスとアル
ミナからなる絶縁層の少なくとも表面に、銅100体積
部に対して、非結晶性のSiO2−Al23−B23
RO(RO:アルカリ土類金属酸化物)系ガラスを1〜
4.5体積部含有した銅メタライズを形成し、かつ該銅
メタライズの表面にメッキ膜を形成してなることを特徴
とするものである。
[0012] The multilayer wiring board of the present invention comprises SiO 2 -Al 2
At least the surface of the insulating layer made of O 3 —B 2 O 3 —MgO—ZnO-based crystalline glass and alumina is made of amorphous SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O with respect to 100 parts by volume of copper. 3
RO (RO: alkaline earth metal oxide) glass
A copper metallization containing 4.5 parts by volume is formed, and a plating film is formed on the surface of the copper metallization.

【0013】本発明では、ガラスセラミック絶縁層の材
料として結晶性ガラスとアルミナからなるものを用いる
ことにより、結晶性ガラスが焼成時に結晶化し、これに
より絶縁層の抗折強度を高くでき、この結果、ガラスセ
ラミック材料に焼き付けられる銅メタライズの接着強度
を向上させることができる。
In the present invention, by using a material composed of crystalline glass and alumina as the material of the glass-ceramic insulating layer, the crystalline glass is crystallized at the time of firing, whereby the transverse rupture strength of the insulating layer can be increased. In addition, the adhesive strength of copper metallized to be baked on a glass ceramic material can be improved.

【0014】ガラスセラミックからなる絶縁層には、S
iO2 −Al2 3 −B2 3 −MgO−ZnO系結晶
性ガラスとアルミナからなるガラスセラミック原料を含
むグリーンシートを用いる。グリーンシートのバインダ
ーには窒素雰囲気下での熱分解性に優れたアクリル系樹
脂、具体的にはメタクリル酸イソブチル等を用いる。
The insulating layer made of glass ceramic has S
A green sheet containing a glass ceramic material made of iO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —MgO—ZnO-based crystalline glass and alumina is used. As a binder for the green sheet, an acrylic resin having excellent thermal decomposition properties under a nitrogen atmosphere, specifically, isobutyl methacrylate or the like is used.

【0015】これらのバインダーは、固形分で前記のガ
ラスセラミック粉末100重量部に対して8〜20重量
部の割合で添加される。また、可塑剤にはフタル酸ジブ
チル等を、溶剤にはトルエン等を用いることができる。
These binders are added in a proportion of 8 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the above-mentioned glass ceramic powder in solid content. Further, dibutyl phthalate or the like can be used as a plasticizer, and toluene or the like can be used as a solvent.

【0016】本発明の銅ペーストにおいて用いられる銅
粉末は、平均粒径が3〜8μm(BET法による比表面
積が0.1〜0.6m2 /g)、好ましくは平均粒径が
4〜7μm(比表面積が0.2〜0.3m2 /g)の球
状粒子である。このような低比表面積の銅粉末は、焼成
雰囲気にもよるが、400〜650℃といった低温での
急激な焼結を抑制できるため、銅ペーストにガラス粉末
を添加しなくてもガラスセラミック基板の反りを制御で
きるのである。しかし、ガラス粉末を無添加の場合は、
焼成後における銅メタライズの初期の接着強度は高い
が、NiメッキやAuメッキを施した後にはメッキ厚み
と共に接着強度が低下する。この際の銅メタライズの剥
がれ状態は、銅メタライズとガラスセラミック磁器との
界面剥がれが多く、界面での接着強度が低いものと考え
られる。
The copper powder used in the copper paste of the present invention has an average particle size of 3 to 8 μm (specific surface area by BET method is 0.1 to 0.6 m 2 / g), preferably 4 to 7 μm. (Specific surface area is 0.2 to 0.3 m 2 / g). The copper powder having such a low specific surface area can suppress rapid sintering at a low temperature of 400 to 650 ° C., although depending on the firing atmosphere, so that the glass ceramic substrate can be prepared without adding the glass powder to the copper paste. Warpage can be controlled. However, when no glass powder is added,
The initial bond strength of the copper metallization after firing is high, but after Ni plating or Au plating, the bond strength decreases with the plating thickness. It is considered that the state of copper metallization peeling at this time is such that the interface metallization between the copper metallization and the glass ceramic porcelain often peels, and the bonding strength at the interface is low.

【0017】銅メタライズとガラスセラミック磁器との
界面における接着強度を向上させるために、本発明で
は、銅ペーストにガラス粉末を添加する。添加するガラ
ス粉末は、上述の理由により非結晶性のものであり、そ
の焼成収縮挙動はガラスセラミック絶縁層に用いる結晶
性ガラスと同様であり、具体的には、ガラス粉末単独で
の焼成収縮開始温度及び焼結終了温度が±30℃の範囲
で一致するものを用いる。これより、本発明の銅ペース
トに使用するガラス粉末は、ガラスセラミック絶縁層に
使用するSiO2 −Al2 3 −B2 3 −MgO−Z
nO系結晶性ガラスと同様の焼成収縮挙動を示すSiO
2 −Al2 3 −B2 3 −RO(RO:アルカリ土類
金属酸化物)系ガラスを用いる。
In the present invention, glass powder is added to the copper paste in order to improve the adhesive strength at the interface between the copper metallization and the glass ceramic porcelain. The glass powder to be added is non-crystalline for the above reason, and its firing shrinkage behavior is the same as that of the crystalline glass used for the glass ceramic insulating layer. Specifically, firing shrinkage of the glass powder alone is started. The temperature and the sintering end temperature used in the range of ± 30 ° C. are used. Thus, the glass powder used for the copper paste of the present invention is made of SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —MgO-Z used for the glass ceramic insulating layer.
SiO showing the same firing shrinkage behavior as nO-based crystalline glass
2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -RO (RO: alkaline earth metal oxide) based a glass.

【0018】非結晶性のSiO2 −Al2 3 −B2
3 −RO系ガラス粉末に用いられるアルカリ土類金属酸
化物としては、MgO,CaO,SrO,BaO等があ
り、この非結晶性のガラスとしては、例えば、SiO2
50〜65重量%、Al2 3 15〜20重量%、B2
3 2〜5重量%、アルカリ土類金属酸化物20〜25
重量%が軟化挙動の点から望ましい。
Amorphous SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O
Examples of the alkaline earth metal oxide used in the 3- RO glass powder include MgO, CaO, SrO, and BaO. Examples of the non-crystalline glass include SiO 2
50-65 wt%, Al 2 O 3 15~20 wt%, B 2
O 3 2 to 5% by weight, alkaline earth metal oxide 20 to 25
% By weight is desirable from the viewpoint of softening behavior.

【0019】非結晶性のSiO2 −Al2 3 −B2
3 −RO系ガラス粉末を、銅粉末100体積部に対して
1〜4.5体積部含有させたのは、非結晶性のSiO2
−Al2 3 −B2 3 −RO系ガラス粉末が1体積部
よりも少ない場合には、Niメッキ処理を施した後の銅
メタライズの接着強度の低下が著しくなるからであり、
また、4.5体積部を越えると焼成後の銅メタライズ表
面に添加したガラスが局在することにより、Niメッキ
膜が載らない部分が生じるからである。ガラス添加量
は、銅粉末100体積部に対して2〜3.5体積部であ
ることが望ましい。尚、このような少量のガラス粉末
を、銅ペースト中で銅粉末の周囲に均一に分散させるこ
とが必要である。このため、添加するガラス粉末の粒径
は2μm以下、好ましくは1.5μm以下とすることが
望ましい。
Amorphous SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O
The reason that the 3- RO glass powder was contained in an amount of 1 to 4.5 parts by volume with respect to 100 parts by volume of the copper powder was that of amorphous SiO 2.
If the amount of the -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -RO glass powder is less than 1 part by volume, the adhesion strength of the copper metallized metal after the Ni plating treatment is significantly reduced,
On the other hand, if the content exceeds 4.5 parts by volume, the added glass is localized on the surface of the copper metallized film after firing, so that a portion where the Ni plating film is not formed is generated. The glass addition amount is desirably 2 to 3.5 parts by volume based on 100 parts by volume of the copper powder. In addition, it is necessary to uniformly disperse such a small amount of glass powder around the copper powder in the copper paste. For this reason, the particle size of the glass powder to be added is desirably 2 μm or less, preferably 1.5 μm or less.

【0020】銅ペーストに用いるビヒクル中のバインダ
ーには、窒素雰囲気中での熱分解性に優れたメタクリル
酸樹脂、具体的には、メタクリル酸イソブチル、メタク
リル酸ノルマルブチル等を用いる。また、ビヒクルの溶
剤には、ブチルカルビトールアセテート、ジブチルフタ
レート、αテルピネオール等を用いる。
As the binder in the vehicle used for the copper paste, a methacrylic acid resin excellent in thermal decomposability in a nitrogen atmosphere, specifically, isobutyl methacrylate, normal butyl methacrylate, or the like is used. As a solvent for the vehicle, butyl carbitol acetate, dibutyl phthalate, α-terpineol, or the like is used.

【0021】本発明の多層配線基板の製造方法は、銅粉
末100体積部に対して、非結晶性のSiO2 −Al2
3 −B2 3 −RO系ガラス粉末を1〜4.5体積部
含有する銅ペーストを、SiO2 −Al2 3 −B2
3 −MgO−ZnO系の結晶性ガラス粉末とアルミナ粉
末と有機成分からなるグリーンシートに印刷し、該グリ
ーンシートを複数積層し、窒素雰囲気中で焼成する方法
である。
According to the method of manufacturing a multilayer wiring board of the present invention, an amorphous SiO 2 —Al 2
A copper paste containing 1 to 4.5 parts by volume of an O 3 —B 2 O 3 —RO glass powder was prepared by using SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O
This is a method of printing on a green sheet composed of 3- MgO-ZnO-based crystalline glass powder, alumina powder and an organic component, laminating a plurality of the green sheets, and firing in a nitrogen atmosphere.

【0022】即ち、SiO2 −Al2 3 −B2 3
MgO−ZnO系結晶性ガラスとアルミナとを含有する
ガラスセラミック原料に、バインダー,可塑剤,溶剤を
混合してなるグリーンシートの表面の所定位置に、上記
した本発明の銅ペーストを印刷して導体パターンを形成
した後、該複数のグリーンシートを位置合わせして加圧
積層する。
That is, SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3
The above-mentioned copper paste of the present invention is printed at a predetermined position on the surface of a green sheet obtained by mixing a binder, a plasticizer, and a solvent with a glass ceramic raw material containing MgO-ZnO-based crystalline glass and alumina, and the conductor is formed. After forming the pattern, the plurality of green sheets are aligned and pressure-laminated.

【0023】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、グリーンシートおよび
銅ペースト中のバインダー、可塑剤、溶剤を分解除去す
る。
This laminate is heat-treated in a nitrogen atmosphere containing water vapor at 300 to 500 ° C. to decompose and remove the binder, plasticizer and solvent in the green sheet and the copper paste.

【0024】その後、温度を700〜800℃に上げシ
ート及び銅ペースト中の残留炭素を除去する。この時の
温度が700℃より低いと残留する炭素を効率良く除去
できず、焼成後の基板中に炭素が残存し、また、800
℃より高いと焼成収縮による基板の緻密化が進行しすぎ
て基板内部に未分解の炭素が残存し、基板の色調不良や
絶縁不良が発生する。
Thereafter, the temperature is increased to 700 to 800 ° C. to remove the residual carbon in the sheet and the copper paste. If the temperature at this time is lower than 700 ° C., the remaining carbon cannot be efficiently removed, and the carbon remains in the fired substrate.
If the temperature is higher than 0 ° C., densification of the substrate due to firing shrinkage proceeds excessively, and undecomposed carbon remains inside the substrate, resulting in poor color tone and poor insulation of the substrate.

【0025】その後、乾燥窒素雰囲気中、900〜10
50℃の温度で焼成することにより、ガラスセラミック
多層配線基板を形成することができる。
Then, 900 to 10 in a dry nitrogen atmosphere.
By firing at a temperature of 50 ° C., a glass ceramic multilayer wiring board can be formed.

【0026】[0026]

【作用】SiO2 −Al2 3 −B2 3 −MgO−Z
nO系結晶性ガラスとアルミナからなるガラスセラミッ
ク材料と同時焼成するための銅ペーストとして、銅粉末
100体積部に対して1〜4.5体積部の非結晶性のS
iO2 −Al2 3 −B2 3 −RO系ガラス粉末を含
有する銅ペーストを用いることにより、メッキ処理性、
半田濡れ性に優れ、接着強度が高く、かつ導通抵抗の増
大を防止することができる。
[Action] SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -MgO-Z
As a copper paste for co-firing with a glass ceramic material composed of nO-based crystalline glass and alumina, 1 to 4.5 parts by volume of amorphous S per 100 parts by volume of copper powder
By using a copper paste containing iO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —RO-based glass powder, plating property,
It has excellent solder wettability, high adhesive strength, and can prevent an increase in conduction resistance.

【0027】[0027]

【実施例】SiO2 :44重量%、Al2 3 :28重
量%、MgO:11重量%、ZnO:8重量%、B2
3 :9重量%の組成を有する結晶性ガラス粉末75重量
%と、アルミナ粉末25重量%からなるガラスセラミッ
ク原料粉末(焼結開始温度:750℃、焼結終了温度:
900℃)に対して、有機バインダーとしてメタクリル
酸イソブチル樹脂を固形分で12重量%、可塑剤として
フタル酸ジブチルを8重量%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。
Examples: SiO 2 : 44% by weight, Al 2 O 3 : 28% by weight, MgO: 11% by weight, ZnO: 8% by weight, B 2 O
3 : Glass ceramic raw material powder composed of 75% by weight of crystalline glass powder having a composition of 9% by weight and 25% by weight of alumina powder (sintering start temperature: 750 ° C., sintering end temperature:
(900 ° C.), an isobutyl methacrylate resin as an organic binder was added in an amount of 12 wt% in solids, and a dibutyl phthalate as a plasticizer was added in an amount of 8 wt%. The mixture was mixed by a ball mill using toluene as a solvent for 40 hours to prepare a slurry. .

【0028】得られたスラリーをドクターブレード法に
より厚さ0.2mmのグリーンシートに成形した。この
グリーンシート上に、平均粒径5μm、BET法による
比表面積が0.2m2 /gの銅粉末100体積部に対し
て、表1に示すガラス添加量の銅ペーストを印刷したも
のを10枚加圧積層した成形体を作製した。添加ガラス
の組成は、SiO2 :57重量%、Al2 3 :17重
量%、(MgO+CaO+SrO+BaO):22重量
%、B2 3 :4重量%であり、ガラス粉末単独での焼
結開始温度はガラスセラミック材料に使用する結晶性ガ
ラスと同じ750℃であり、焼結終了温度は890℃で
ある。銅ペーストのバインダーにはメタクリル酸イソブ
チルを、溶剤には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用いた。銅ペースト中の
バインダー量は銅粉末100重量部に対して3重量部と
した。
The obtained slurry was formed into a green sheet having a thickness of 0.2 mm by a doctor blade method. 10 sheets of this green sheet were printed with 100 parts by volume of copper powder having an average particle size of 5 μm and a specific surface area of 0.2 m 2 / g by the BET method, and the copper paste having the glass addition amount shown in Table 1 was printed. A press-laminated molded article was produced. The composition of the glass is added, SiO 2: 57 wt%, Al 2 O 3: 17 wt%, (MgO + CaO + SrO + BaO): 22 wt%, B 2 O 3: 4 weight%, and the sintering initiation temperature of the glass powder alone Is 750 ° C. which is the same as the crystalline glass used for the glass ceramic material, and the sintering end temperature is 890 ° C. Isobutyl methacrylate was used as a binder for the copper paste, and a mixed solution of butyl carbitol acetate and dibutyl phthalate was used as a solvent. The amount of the binder in the copper paste was 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the copper powder.

【0029】成形体中の有機成分(バインダー、可塑剤
等)を分解除去するために水蒸気を含んだ窒素雰囲気中
で730℃×3h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、雰囲気を乾燥窒素に
切り替え1000℃×1hの焼成を行い銅配線のガラス
セラミック基板を得た。
In order to decompose and remove organic components (binders, plasticizers, etc.) in the compact, heat treatment is performed at 730 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere containing water vapor to reduce the residual carbon content in the compact to 200 ppm or less. After that, the atmosphere was switched to dry nitrogen, and firing was performed at 1000 ° C. for 1 hour to obtain a glass ceramic substrate having copper wiring.

【0030】そして、銅メタライズの接着強度、メッキ
処理性、導通抵抗を測定した。ここで、銅メタライズの
接着強度の測定は、焼成後の形状が2mmφとなるパタ
ーンを作製し、焼成後及びNi−Auメッキ後の2mm
φのパターンにリード線を半田で接合し、銅メタライズ
表面に対して垂直方向に引っ張り速度20mm/min
の条件で行った。
Then, the adhesive strength, plating property, and conduction resistance of the copper metallization were measured. Here, the measurement of the adhesion strength of the copper metallization was performed by preparing a pattern having a shape after firing of 2 mmφ, and measuring the 2 mm diameter after firing and after plating with Ni—Au.
The lead wire is joined to the φ pattern by soldering, and the pulling speed is 20 mm / min in the direction perpendicular to the copper metallized surface.
Was performed under the following conditions.

【0031】半田濡れ性に関しては、銅メタライズの接
着強度測定用試料においてメッキ後(Niメッキ:2.
5μm、Auメッキ:0.1μm)の半田濡れ部の目視
による評価を行った。
Regarding the solder wettability, the plating (Ni plating: 2.
(5 μm, Au plating: 0.1 μm) was visually evaluated for the solder wetted portion.

【0032】メッキ処理性に関しては、無電解Niメッ
キを2.5μm施した後のメッキ膜表面をSEM観察
し、評価した。
The plating processability was evaluated by SEM observation of the surface of the plated film after 2.5 μm of electroless Ni plating.

【0033】導通抵抗に関しては、焼成後の形状が10
0μm幅、15μm厚のライン状パターンにおいて測定
した。これらの結果を表1に記載する。
Regarding the conduction resistance, the shape after firing was 10
The measurement was performed on a line pattern having a width of 0 μm and a thickness of 15 μm. Table 1 shows the results.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】この表1より、本発明の銅ペーストでは、
メッキ処理性、半田濡れ性に優れ、接着強度が高く、か
つ導通抵抗を2.0mΩ/□以下であることが判る。
As shown in Table 1, in the copper paste of the present invention,
It can be seen that the plating property and the solder wettability are excellent, the adhesive strength is high, and the conduction resistance is 2.0 mΩ / □ or less.

【0036】尚、表1における試料No.7は、ガラス粉
末としてSiO2 −Al2 3 −B2 3 −MgO−Z
nO系結晶性ガラスを用いた場合である。
The sample No. 7 in Table 1 was made of SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —MgO—Z as a glass powder.
This is a case where nO-based crystalline glass is used.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、SiO2 −Al2 3 −B2 3 −MgO−ZnO
系結晶性ガラスとアルミナからなるガラスセラミック材
料と同時焼成するための銅ペーストとして、銅粉末10
0体積部に対して1〜4.5体積部の非結晶性のSiO
2 −Al2 3 −B2 3 −RO系ガラス粉末を含有す
る銅ペーストを用いることにより、メッキ処理性、半田
濡れ性に優れ、接着強度が高く、かつ導通抵抗の増大を
防止することができる。
As described in detail above, according to the present invention, SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —MgO—ZnO
As a copper paste for co-firing with a glass-ceramic material comprising a base crystalline glass and alumina, copper powder 10
1 to 4.5 parts by volume of amorphous SiO per 0 parts by volume
By using a copper paste containing 2- Al 2 O 3 —B 2 O 3 —RO glass powder, it is excellent in plating property and solder wettability, has high adhesive strength, and prevents an increase in conduction resistance. Can be.

【0038】また、銅ペースト中のガラスの焼成収縮挙
動をガラスセラミック材料のそれに合わせ、かつ、ガラ
ス添加量を低減することによりNi−Auメッキ後も高
い接着強度を有する銅メタライズを形成できるため、実
装部品の接合信頼性を高めることができる。
In addition, since the firing shrinkage behavior of the glass in the copper paste is matched with that of the glass ceramic material and the amount of glass added is reduced, it is possible to form a copper metallized film having high adhesive strength even after Ni-Au plating. The bonding reliability of the mounted components can be improved.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−97667(JP,A) 特開 平6−139813(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 1/09 H05K 3/46 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-97667 (JP, A) JP-A-6-139813 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05K 1 / 09 H05K 3/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】SiO2−Al23−B23−MgO−Z
nO系の結晶性ガラスとアルミナからなる絶縁層の少な
くとも表面に、銅100体積部に対して、非結晶性のS
iO2−Al23−B23−RO(RO:アルカリ土類
金属酸化物)系ガラスを1〜4.5体積部含有した銅メ
タライズを形成し、かつ該銅メタライズの表面にメッキ
膜を形成してなることを特徴とする多層配線基板。
1. A SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -MgO-Z
On at least the surface of the insulating layer made of nO-based crystalline glass and alumina, a non-crystalline S
iO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -RO (RO: alkaline earth metal oxide) based glass to form a copper metallizations containing 1 to 4.5 parts by volume, and plated on the surface of the copper metallization A multilayer wiring board comprising a film formed.
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