JP3197147B2 - 多層セラミック基板の製造方法 - Google Patents
多層セラミック基板の製造方法Info
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- JP3197147B2 JP3197147B2 JP8001494A JP8001494A JP3197147B2 JP 3197147 B2 JP3197147 B2 JP 3197147B2 JP 8001494 A JP8001494 A JP 8001494A JP 8001494 A JP8001494 A JP 8001494A JP 3197147 B2 JP3197147 B2 JP 3197147B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
- H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
- H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ＬＳＩ、チップ部
品などを搭載し、かつそれらを相互配線するためのセラ
ミック多層配線基板の製造方法に関する。
品などを搭載し、かつそれらを相互配線するためのセラ
ミック多層配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体ＬＳＩ、チップ部品等は小
型、軽量化が進んでおり、これらを実装する配線基板も
小型、軽量化が望まれている。このような要求に対し
て、セラミック多層基板は、要求される高密度配線が得
られ、なお薄膜化が可能なことより、今日のエレクトロ
ニクス業界において重要視されている。
型、軽量化が進んでおり、これらを実装する配線基板も
小型、軽量化が望まれている。このような要求に対し
て、セラミック多層基板は、要求される高密度配線が得
られ、なお薄膜化が可能なことより、今日のエレクトロ
ニクス業界において重要視されている。
【０００３】このセラミック多層基板に使用される電極
材料としての導体組成物は、一般に導電性金属、無機酸
化物、ガラス粉末が有機媒体中に分散されているペース
ト状組成物である。近年、低温焼結ガラス・セラミック
多層基板の開発によって、使用できる導体材料は、金、
銀、銅、パラジウムまたはそれらの混合物が用いられる
ようになった。これらの金属は従来使用されたタングス
テン、モリブデンなどに比べ導体抵抗が低く、かつ使用
できる設備も安全で低コストに製造できる。
材料としての導体組成物は、一般に導電性金属、無機酸
化物、ガラス粉末が有機媒体中に分散されているペース
ト状組成物である。近年、低温焼結ガラス・セラミック
多層基板の開発によって、使用できる導体材料は、金、
銀、銅、パラジウムまたはそれらの混合物が用いられる
ようになった。これらの金属は従来使用されたタングス
テン、モリブデンなどに比べ導体抵抗が低く、かつ使用
できる設備も安全で低コストに製造できる。
【０００４】一方これらの金属の内、貴金属である金、
銀、パラジウムは高価でかつ価格変動が大きいことか
ら、安価で価格変動の少ない卑金属系が使用されてきて
いる。この中でも銅が比抵抗が小さく半田濡れ性も優れ
ているため、銅の電極材料の使用が望まれている。
銀、パラジウムは高価でかつ価格変動が大きいことか
ら、安価で価格変動の少ない卑金属系が使用されてきて
いる。この中でも銅が比抵抗が小さく半田濡れ性も優れ
ているため、銅の電極材料の使用が望まれている。
【０００５】ここではそれらの低温焼結多層基板に銅を
使用する代表的な製造方法の一例を述べる。方法として
は内層および最上層に銅電極を用いる方法がある。導体
抵抗、半田濡れ性、コストの点で最も良いが、すべて窒
素などの中性雰囲気で焼成しなければならず、その作製
が困難である。一般に銅電極を使用するには、基板上に
Ｃｕペーストをスクリーン印刷にて配線パターンを形成
し、乾燥後、Ｃｕの融点以下の温度（８５０〜９５０℃
程度）で、かつＣｕが酸化されず導体ペースト中の有機
成分が十分燃焼するように酸素分圧を制御した窒素雰囲
気中で焼成を行なうものである。多層する場合は、同様
の条件で絶縁層を印刷焼成して得られる。しかし、焼成
工程における雰囲気を適度な酸素分圧下にコントロール
することは困難であり、また多層化する場合、各ペース
トを印刷後その都度焼成を繰り返し行なう必要があり、
リードタイムが長くなり設備などのコストアップにつな
がるなどの課題を有している（特開昭５７−５３３２１
号公報）。そこで特許第１７７４４９６号において、セ
ラミック多層基板の作製にあたり、ＣｕＯペーストを用
い、脱バインダ工程、還元工程、焼成工程の３段階とす
る方法がすでに開示されている。それはＣｕＯを導体の
出発原料とし多層体を作製し、脱バインダ工程は、炭素
に対して充分な酸素雰囲気でかつ内部の有機バインダを
熱分解させるに充分な温度で熱処理を行なう。次にＣｕ
Ｏを銅に還元する還元工程、基板の焼結を行なう焼成工
程により成立しているものである。これにより、焼成時
の雰囲気制御が容易になり、緻密な焼結体が得られるよ
うになった。
使用する代表的な製造方法の一例を述べる。方法として
は内層および最上層に銅電極を用いる方法がある。導体
抵抗、半田濡れ性、コストの点で最も良いが、すべて窒
素などの中性雰囲気で焼成しなければならず、その作製
が困難である。一般に銅電極を使用するには、基板上に
Ｃｕペーストをスクリーン印刷にて配線パターンを形成
し、乾燥後、Ｃｕの融点以下の温度（８５０〜９５０℃
程度）で、かつＣｕが酸化されず導体ペースト中の有機
成分が十分燃焼するように酸素分圧を制御した窒素雰囲
気中で焼成を行なうものである。多層する場合は、同様
の条件で絶縁層を印刷焼成して得られる。しかし、焼成
工程における雰囲気を適度な酸素分圧下にコントロール
することは困難であり、また多層化する場合、各ペース
トを印刷後その都度焼成を繰り返し行なう必要があり、
リードタイムが長くなり設備などのコストアップにつな
がるなどの課題を有している（特開昭５７−５３３２１
号公報）。そこで特許第１７７４４９６号において、セ
ラミック多層基板の作製にあたり、ＣｕＯペーストを用
い、脱バインダ工程、還元工程、焼成工程の３段階とす
る方法がすでに開示されている。それはＣｕＯを導体の
出発原料とし多層体を作製し、脱バインダ工程は、炭素
に対して充分な酸素雰囲気でかつ内部の有機バインダを
熱分解させるに充分な温度で熱処理を行なう。次にＣｕ
Ｏを銅に還元する還元工程、基板の焼結を行なう焼成工
程により成立しているものである。これにより、焼成時
の雰囲気制御が容易になり、緻密な焼結体が得られるよ
うになった。
【０００６】一方、セラミック多層基板は焼成時に焼結
に伴う収縮が生じる。この焼結に伴う収縮は、使用する
基板材料、グリーンシート組成、粉体ロットなどにより
異なる。これにより多層基板の作製においていくつかの
問題が生じている。まず第１に、多層セラミック基板の
作製において前述のように内層配線の焼成を行なってか
ら最上層配線の形成を行なうため、基板材料の収縮誤差
が大きいと、最上層配線パターンと寸法誤差のため内層
電極との接続が行えない。その結果、収縮誤差を予め許
容するように最上層電極部に必要以上の大きい面積のラ
ンドを形成しなければならず、高密度の配線を必要とす
る回路には使用できない。そのため収縮誤差にあわせて
最上層配線のためのスクリーン版をいくつか用意してお
き、基板の収縮率に応じて使用する方法が取られること
もある。この方法ではスクリーン版が数多く用意しなけ
ればならず不経済である。
に伴う収縮が生じる。この焼結に伴う収縮は、使用する
基板材料、グリーンシート組成、粉体ロットなどにより
異なる。これにより多層基板の作製においていくつかの
問題が生じている。まず第１に、多層セラミック基板の
作製において前述のように内層配線の焼成を行なってか
ら最上層配線の形成を行なうため、基板材料の収縮誤差
が大きいと、最上層配線パターンと寸法誤差のため内層
電極との接続が行えない。その結果、収縮誤差を予め許
容するように最上層電極部に必要以上の大きい面積のラ
ンドを形成しなければならず、高密度の配線を必要とす
る回路には使用できない。そのため収縮誤差にあわせて
最上層配線のためのスクリーン版をいくつか用意してお
き、基板の収縮率に応じて使用する方法が取られること
もある。この方法ではスクリーン版が数多く用意しなけ
ればならず不経済である。
【０００７】第２にグリーンシート積層法による多層基
板は、グリーンシートの造膜方向によって幅方向と長手
方向によってもその収縮率が異なる。このこともセラミ
ック多層基板の作製の障害となっている。
板は、グリーンシートの造膜方向によって幅方向と長手
方向によってもその収縮率が異なる。このこともセラミ
ック多層基板の作製の障害となっている。
【０００８】これらの収縮誤差をなるべく少なくするた
めには、製造工程において、基板材料およびグリーンシ
ート組成の管理はもちろん、粉体ロットの違いや積層条
件（プレス圧力、温度）を十分管理する必要がある。し
かし、一般に収縮率の誤差は±０．５％程度存在すると
言われている。
めには、製造工程において、基板材料およびグリーンシ
ート組成の管理はもちろん、粉体ロットの違いや積層条
件（プレス圧力、温度）を十分管理する必要がある。し
かし、一般に収縮率の誤差は±０．５％程度存在すると
言われている。
【０００９】このことは多層基板にかかわらずセラミッ
ク、およびガラス・セラミックの焼結を伴うものに共通
の課題である。そこで特開平５−１０２６６６号公報に
おいて、低温焼結ガラス・セラミックよりなるグリーン
シートに電極パターンを形成したものを所望枚数積層
し、この積層体の両面、もしくは片面に前記ガラス・セ
ラミック低温焼結基板材料の焼成温度では焼結しない無
機組成物よりなるグリーンシートで挟み込むように積層
し、前記積層体を焼成する。しかる後に焼結しない無機
組成物を取り除くという発明がなされた。これにより基
板材料の焼結が厚み方向だけ起こり、平面方向の収縮が
ゼロの基板が作製でき上記のような課題が解決できる。
ク、およびガラス・セラミックの焼結を伴うものに共通
の課題である。そこで特開平５−１０２６６６号公報に
おいて、低温焼結ガラス・セラミックよりなるグリーン
シートに電極パターンを形成したものを所望枚数積層
し、この積層体の両面、もしくは片面に前記ガラス・セ
ラミック低温焼結基板材料の焼成温度では焼結しない無
機組成物よりなるグリーンシートで挟み込むように積層
し、前記積層体を焼成する。しかる後に焼結しない無機
組成物を取り除くという発明がなされた。これにより基
板材料の焼結が厚み方向だけ起こり、平面方向の収縮が
ゼロの基板が作製でき上記のような課題が解決できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上のことから平面方
向の収縮が起こらない基板が作成されているが、ここに
は幾つかの課題がある。それは平面方向の基板収縮が起
こらないことから前述のような従来の電極用ペ−スト状
組成物では焼成後の電極が粗な状態になってしまうた
め、前記平面方向の収縮が起こらないガラス・セラミッ
ク基板に適した電極ペーストが必要となる。現在この電
極ペーストを前記多層基板表層に使用し、基板と同時焼
成を行うと、焼成後の表層電極の半田濡れ性が悪く部品
実装の弊害となる。同時焼成を行わず多層基板を焼成、
表面のガラス・セラミック結晶化温度では焼結しない無
機組成物を除去後、表層に電極ペーストを印刷、再び焼
成を行うと焼成の工程が増え、全体的なコストアップと
なってしまう。このため半田濡れ性の良好な表層電極の
同時焼成が望まれている。しかし現在、上記の点を満足
した平面方向に収縮をしない基板の表層用の導電性ペー
ストが存在していない。
向の収縮が起こらない基板が作成されているが、ここに
は幾つかの課題がある。それは平面方向の基板収縮が起
こらないことから前述のような従来の電極用ペ−スト状
組成物では焼成後の電極が粗な状態になってしまうた
め、前記平面方向の収縮が起こらないガラス・セラミッ
ク基板に適した電極ペーストが必要となる。現在この電
極ペーストを前記多層基板表層に使用し、基板と同時焼
成を行うと、焼成後の表層電極の半田濡れ性が悪く部品
実装の弊害となる。同時焼成を行わず多層基板を焼成、
表面のガラス・セラミック結晶化温度では焼結しない無
機組成物を除去後、表層に電極ペーストを印刷、再び焼
成を行うと焼成の工程が増え、全体的なコストアップと
なってしまう。このため半田濡れ性の良好な表層電極の
同時焼成が望まれている。しかし現在、上記の点を満足
した平面方向に収縮をしない基板の表層用の導電性ペー
ストが存在していない。
【００１１】このため、前述の高精度の平面方向の収縮
の起きないガラス・セラミック多層基板を使用するため
半田濡れ性の良好な表層電極の同時焼成の方法が必要と
なる。
の起きないガラス・セラミック多層基板を使用するため
半田濡れ性の良好な表層電極の同時焼成の方法が必要と
なる。
【００１２】本発明は上記課題を解決するための多層セ
ラミック基板の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
ラミック基板の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の多層セラミック
基板の製造方法は、導体ペースト組成物で電極パターン
を形成した少なくとも有機バインダ、溶剤を含むガラス
・セラミックよりなるグリーンシートを所望枚数積層し
たグリーンシート積層体の両面表層にある前記電極パタ
ーン上もしくは表層全面にＺｎ系組成物を含んだ少なく
とも有機バインダと溶剤を加え、無機成分を分散させた
ペーストの印刷を行い、前記Ｚｎ系組成物のペーストを
印刷した積層体の両面に、前記ガラス・セラミックの結
晶化温度では焼結しない無機組成物よりなるグリーンシ
ートを積層した後に焼成処理を行い、その後この両面の
前記焼結しない無機組成物と前記Ｚｎ系組成物を取り除
くことを特徴とする。また、酸化第２銅を主成分とする
導体ペースト組成物で電極パターンを形成した少なくと
も有機バインダ、溶剤を含むガラス・セラミックよりな
るグリーンシートを所望枚数積層したグリーンシート積
層体の両面の電極パターン上もしくは表層全面にＺｎ系
組成物を含んだ少なくとも有機バインダと溶剤を加え、
無機成分を分散させたペーストの印刷を行い、前記Ｚｎ
系組成物のペーストを印刷した積層体の両面に、前記ガ
ラス・セラミックの結晶化温度では焼結しない無機組成
物よりなるグリーンシートを積層した後、これらを空気
中で多層体内部の有機バインダが分解・飛散する温度で
熱処理し、しかる後、水素もしくは水素と窒素の混合ガ
ス雰囲気中で還元熱処理を行い、さらに、前記還元熱処
理済み多層体を窒素雰囲気中で焼結させ、その後この両
面の前記焼結しない無機組成物と前記Ｚｎ系組成物を取
り除くことを特徴とする。 上記の方法にて製造された多
層セラミック基板は、表層に電極を有する多層セラミッ
ク基板において、前記電極表面中のガラス成分の量が、
前記電極内部のガラス成分の量より少なく、かつ前記電
極の表面にはＳｉとＺｎの結晶化物が存在していないこ
とを特徴とする。
基板の製造方法は、導体ペースト組成物で電極パターン
を形成した少なくとも有機バインダ、溶剤を含むガラス
・セラミックよりなるグリーンシートを所望枚数積層し
たグリーンシート積層体の両面表層にある前記電極パタ
ーン上もしくは表層全面にＺｎ系組成物を含んだ少なく
とも有機バインダと溶剤を加え、無機成分を分散させた
ペーストの印刷を行い、前記Ｚｎ系組成物のペーストを
印刷した積層体の両面に、前記ガラス・セラミックの結
晶化温度では焼結しない無機組成物よりなるグリーンシ
ートを積層した後に焼成処理を行い、その後この両面の
前記焼結しない無機組成物と前記Ｚｎ系組成物を取り除
くことを特徴とする。また、酸化第２銅を主成分とする
導体ペースト組成物で電極パターンを形成した少なくと
も有機バインダ、溶剤を含むガラス・セラミックよりな
るグリーンシートを所望枚数積層したグリーンシート積
層体の両面の電極パターン上もしくは表層全面にＺｎ系
組成物を含んだ少なくとも有機バインダと溶剤を加え、
無機成分を分散させたペーストの印刷を行い、前記Ｚｎ
系組成物のペーストを印刷した積層体の両面に、前記ガ
ラス・セラミックの結晶化温度では焼結しない無機組成
物よりなるグリーンシートを積層した後、これらを空気
中で多層体内部の有機バインダが分解・飛散する温度で
熱処理し、しかる後、水素もしくは水素と窒素の混合ガ
ス雰囲気中で還元熱処理を行い、さらに、前記還元熱処
理済み多層体を窒素雰囲気中で焼結させ、その後この両
面の前記焼結しない無機組成物と前記Ｚｎ系組成物を取
り除くことを特徴とする。 上記の方法にて製造された多
層セラミック基板は、表層に電極を有する多層セラミッ
ク基板において、前記電極表面中のガラス成分の量が、
前記電極内部のガラス成分の量より少なく、かつ前記電
極の表面にはＳｉとＺｎの結晶化物が存在していないこ
とを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明は前記のような工程を行なうことによっ
て、平面方向には収縮を起こさないガラス・セラミック
多層基板における同時焼成表層電極の半田濡れ性を良好
なものとしたものである。以下に本発明の作用を説明す
る。
て、平面方向には収縮を起こさないガラス・セラミック
多層基板における同時焼成表層電極の半田濡れ性を良好
なものとしたものである。以下に本発明の作用を説明す
る。
【００１５】本発明は上記構成により、多層基板焼成中
に両面の無機組成物が焼結しないためにガラス・セラミ
ック基板が平面方向への収縮を阻害され、また表層電極
の表面のガラス中のＳｉとＺｎが結晶化を起こし半田濡
れを阻害するガラス成分を減少させる。焼成後、積層体
表面の無機組成物とＺｎ系組成物を除去することによ
り、表層電極表面に半田濡れ性を阻害するガラス成分が
減少しており、得られるガラス・セラミック多層基板は
寸法精度が良く、かつ表層電極の半田濡れ性の良好なも
のとなる。
に両面の無機組成物が焼結しないためにガラス・セラミ
ック基板が平面方向への収縮を阻害され、また表層電極
の表面のガラス中のＳｉとＺｎが結晶化を起こし半田濡
れを阻害するガラス成分を減少させる。焼成後、積層体
表面の無機組成物とＺｎ系組成物を除去することによ
り、表層電極表面に半田濡れ性を阻害するガラス成分が
減少しており、得られるガラス・セラミック多層基板は
寸法精度が良く、かつ表層電極の半田濡れ性の良好なも
のとなる。
【００１６】
【実施例】（実施例１）ここで用いたＺｎ系組成物ペー
ストは、無機組成はＺｎ（平均粒経１．０μｍ）５０．
０重量％からなるもので、この無機組成と有機バインダ
であるエチルセルロースをターピネオールに溶かしたビ
ヒクルを加えたミルベースをセラミック３本ロールによ
り適度な粘度になるように混合したものを用いた。
ストは、無機組成はＺｎ（平均粒経１．０μｍ）５０．
０重量％からなるもので、この無機組成と有機バインダ
であるエチルセルロースをターピネオールに溶かしたビ
ヒクルを加えたミルベースをセラミック３本ロールによ
り適度な粘度になるように混合したものを用いた。
【００１７】導体ペーストは、Ａｇ粉末（平均粒径１μ
ｍ）に接着強度を得るためのガラスフリット（日本電気
硝子社製 ＧＡ−８ガラス粉末、平均粒径２．５μｍ）
を加えたものを無機成分とし、有機バインダであるエチ
ルセルロースをターピネオールに溶かしたビヒクルとと
もに加えて、セラミック３本ロールにより適度な粘度に
なるように混合したものを用いた。
ｍ）に接着強度を得るためのガラスフリット（日本電気
硝子社製 ＧＡ−８ガラス粉末、平均粒径２．５μｍ）
を加えたものを無機成分とし、有機バインダであるエチ
ルセルロースをターピネオールに溶かしたビヒクルとと
もに加えて、セラミック３本ロールにより適度な粘度に
なるように混合したものを用いた。
【００１８】次に図１に示すように低温焼成用ガラス・
セラミックのグリーンシート１上に、導体ペ−スト２と
して上記Ａｇペーストをスクリーン印刷機を使用して印
刷を行い、この印刷したグリーンシート１を必要枚数積
層した。つぎに図２に示すように、この積層体表層のＡ
ｇペースト２上に上記Ｚｎ系組成物ペースト３ａの印刷
を行う。つぎに図３に示すように、この後にガラス・セ
ラミック結晶化温度では焼結しない無機組成物よりなる
グリーンシートとしてＡｌ2 Ｏ3 のグリーンシート４を
両面に積層する。この状態で熱圧着して積層体を形成し
た。熱圧着条件は、温度が８０℃、圧力は２００Kg/cm2
であった。次に図４に示すように前記積層体をアルミナ
９６％基板上に乗せ焼成する。条件はベルト炉によって
空気中、５００℃で脱バインダ終了後、の９５０℃で１
時間焼成で行なった。焼成後、表面のＡｌ2 Ｏ3 とＺｎ
組成物を取り除き、焼結したガラス・セラミック基板５
と導体電極６をもつセラミック多層基板を得た。そして
得られた基板表層電極について半田濡れ評価を行った。
性能評価方法 半田濡れ性：基板上に１ｍｍ×１ｍｍ導体膜６箇所、２
ｍｍ×２ｍｍ導体膜８箇所、直径２ｍｍの円の導体膜６
箇所、５ｍｍ×５ｍｍ導体膜２箇所のパターンの印刷を
行ない前記方法により焼成した。この導体膜にフラック
スを付け、２５０℃の半田層に５±０．５秒間基板を漬
けて、引き上げたときの導体膜部の半田濡れ面積で評価
した。ここでは半田濡れ面積が導体膜部の９５％以上で
ある場合を良好とした。
セラミックのグリーンシート１上に、導体ペ−スト２と
して上記Ａｇペーストをスクリーン印刷機を使用して印
刷を行い、この印刷したグリーンシート１を必要枚数積
層した。つぎに図２に示すように、この積層体表層のＡ
ｇペースト２上に上記Ｚｎ系組成物ペースト３ａの印刷
を行う。つぎに図３に示すように、この後にガラス・セ
ラミック結晶化温度では焼結しない無機組成物よりなる
グリーンシートとしてＡｌ2 Ｏ3 のグリーンシート４を
両面に積層する。この状態で熱圧着して積層体を形成し
た。熱圧着条件は、温度が８０℃、圧力は２００Kg/cm2
であった。次に図４に示すように前記積層体をアルミナ
９６％基板上に乗せ焼成する。条件はベルト炉によって
空気中、５００℃で脱バインダ終了後、の９５０℃で１
時間焼成で行なった。焼成後、表面のＡｌ2 Ｏ3 とＺｎ
組成物を取り除き、焼結したガラス・セラミック基板５
と導体電極６をもつセラミック多層基板を得た。そして
得られた基板表層電極について半田濡れ評価を行った。
性能評価方法 半田濡れ性：基板上に１ｍｍ×１ｍｍ導体膜６箇所、２
ｍｍ×２ｍｍ導体膜８箇所、直径２ｍｍの円の導体膜６
箇所、５ｍｍ×５ｍｍ導体膜２箇所のパターンの印刷を
行ない前記方法により焼成した。この導体膜にフラック
スを付け、２５０℃の半田層に５±０．５秒間基板を漬
けて、引き上げたときの導体膜部の半田濡れ面積で評価
した。ここでは半田濡れ面積が導体膜部の９５％以上で
ある場合を良好とした。
【００１９】この評価法によって評価を行った結果、焼
成後のＡｇ電極は半田濡れ面積１００％を示す良好な半
田濡れ性を示した。 （実施例２）ここで用いたＺｎ系組成物ペーストは、無
機組成はＺｎＯ（平均粒経１．５μｍ）８５．０重量％
からなるもので、この無機組成と有機バインダであるエ
チルセルロースをターピネオールに溶かしたビヒクルを
加えたミルベースをセラミック３本ロールにより適度な
粘度になるように混合したものを用いた。
成後のＡｇ電極は半田濡れ面積１００％を示す良好な半
田濡れ性を示した。 （実施例２）ここで用いたＺｎ系組成物ペーストは、無
機組成はＺｎＯ（平均粒経１．５μｍ）８５．０重量％
からなるもので、この無機組成と有機バインダであるエ
チルセルロースをターピネオールに溶かしたビヒクルを
加えたミルベースをセラミック３本ロールにより適度な
粘度になるように混合したものを用いた。
【００２０】導体ペーストは、ＣｕＯ粉末（平均粒径５
μｍ）に接着強度を得るためのガラスフリット（日本電
気硝子社製 ＬＳ−０８０３ガラス粉末、平均粒径２．
０μｍ）を無機成分とし、有機バインダであるエチルセ
ルロースをターピネオールに溶かしたビヒクルとともに
加えて、３本ロールにより適度な粘度になるように混合
したものを用いた。
μｍ）に接着強度を得るためのガラスフリット（日本電
気硝子社製 ＬＳ−０８０３ガラス粉末、平均粒径２．
０μｍ）を無機成分とし、有機バインダであるエチルセ
ルロースをターピネオールに溶かしたビヒクルとともに
加えて、３本ロールにより適度な粘度になるように混合
したものを用いた。
【００２１】次に低温焼成用ガラス・セラミックのグリ
ーンシート１上に導体ペ−スト２として上記ＣｕＯペー
ストをスクリーン印刷機を使用して印刷を行い、この印
刷したグリーンシートを必要枚数積層した。これを図１
に示す。つぎに図５に示すようにこの積層体の導体ペー
スト２が印刷してある表層全面にＺｎ系組成物ペースト
３ｂとしてＺｎＯペーストの印刷を行う。つぎに図６に
示すように、この後にガラス・セラミックの結晶化温度
では焼結しない無機組成物よりなるグリーンシートとし
てＺｒＯ2 のグリーンシート４を両面に積層する。この
状態で熱圧着して積層体を形成した。熱圧着条件は、温
度が８０℃、圧力は２００Kg/cm2であった。
ーンシート１上に導体ペ−スト２として上記ＣｕＯペー
ストをスクリーン印刷機を使用して印刷を行い、この印
刷したグリーンシートを必要枚数積層した。これを図１
に示す。つぎに図５に示すようにこの積層体の導体ペー
スト２が印刷してある表層全面にＺｎ系組成物ペースト
３ｂとしてＺｎＯペーストの印刷を行う。つぎに図６に
示すように、この後にガラス・セラミックの結晶化温度
では焼結しない無機組成物よりなるグリーンシートとし
てＺｒＯ2 のグリーンシート４を両面に積層する。この
状態で熱圧着して積層体を形成した。熱圧着条件は、温
度が８０℃、圧力は２００Kg/cm2であった。
【００２２】次に焼成の工程を説明する。この工程は積
層体を加圧せずに行ったものである。まず最初は、脱バ
インダ工程である。発明に使用したグリーンシート、Ｃ
ｕＯペーストの有機バインダは、ＰＶＢおよびエチルセ
ルロースである。したがって空気中での分解温度は、５
００℃以上あれば良いので、６００℃の温度で行なっ
た。その後前記積層体を水素ガス１００％雰囲気中で２
５０℃ー５時間で還元した。次に焼成工程は、純窒素中
９５０℃であるメッシュベルト炉で焼成した。焼成後表
面のＺｒＯ2 とＺｎ組成物を取り除き、焼結したガラス
・セラミック基板５と導体電極６をもつセラミック多層
基板を得た。これを図４に示す。そして得られた基板表
層電極について半田濡れ評価を行った。評価方法は実施
例１と同じ方法を行った。
層体を加圧せずに行ったものである。まず最初は、脱バ
インダ工程である。発明に使用したグリーンシート、Ｃ
ｕＯペーストの有機バインダは、ＰＶＢおよびエチルセ
ルロースである。したがって空気中での分解温度は、５
００℃以上あれば良いので、６００℃の温度で行なっ
た。その後前記積層体を水素ガス１００％雰囲気中で２
５０℃ー５時間で還元した。次に焼成工程は、純窒素中
９５０℃であるメッシュベルト炉で焼成した。焼成後表
面のＺｒＯ2 とＺｎ組成物を取り除き、焼結したガラス
・セラミック基板５と導体電極６をもつセラミック多層
基板を得た。これを図４に示す。そして得られた基板表
層電極について半田濡れ評価を行った。評価方法は実施
例１と同じ方法を行った。
【００２３】前述の評価法によって評価を行った結果、
焼成後のＣｕ電極は半田濡れ面積１００％となる良好な
半田濡れ性を示した。なお本実施例においてＺｎ系組成
物ペーストのＺｎ量は２種しか示していないが、５０重
量％以上であれば同様に良好な半田濡れ性が得られ、Ｚ
ｎ系組成物としてはＺｎとＺｎＯを示してあるがＺｎ
（ＯＨ）2 、ＺｎＡｌ2 Ｏ4 、ＺｎＣＯ 3 を用いたとき
にも同様の効果が得られる。また焼結しない無機組成物
にＡｌ2Ｏ3 、ＺｒＯ2 を用いたがＭｇＯ、ＴｉＯ2 、
ＢｅＯ、ＢＮを用いたときにも同様の高寸法精度の基板
が得られた。焼成温度も８００℃〜１０００℃であれば
同様の高寸法精度の基板が得られた。導体ペ−スト主成
分としてはＡｇ、ＣｕＯを使用しているがＡｇ／Ｐｄ，
Ａｇ／Ｐｔ，Ｃｕを使用した時にも同様の効果が得られ
た。
焼成後のＣｕ電極は半田濡れ面積１００％となる良好な
半田濡れ性を示した。なお本実施例においてＺｎ系組成
物ペーストのＺｎ量は２種しか示していないが、５０重
量％以上であれば同様に良好な半田濡れ性が得られ、Ｚ
ｎ系組成物としてはＺｎとＺｎＯを示してあるがＺｎ
（ＯＨ）2 、ＺｎＡｌ2 Ｏ4 、ＺｎＣＯ 3 を用いたとき
にも同様の効果が得られる。また焼結しない無機組成物
にＡｌ2Ｏ3 、ＺｒＯ2 を用いたがＭｇＯ、ＴｉＯ2 、
ＢｅＯ、ＢＮを用いたときにも同様の高寸法精度の基板
が得られた。焼成温度も８００℃〜１０００℃であれば
同様の高寸法精度の基板が得られた。導体ペ−スト主成
分としてはＡｇ、ＣｕＯを使用しているがＡｇ／Ｐｄ，
Ａｇ／Ｐｔ，Ｃｕを使用した時にも同様の効果が得られ
た。
【００２４】以上のように本発明は、平面方向の収縮が
起こらない多層セラミック基板の作製工程において、表
層に印刷された電極用ペースト上にＺｎ系組成物のペー
ストを印刷して作製することにより、基板と表層の導体
の同時焼成後の表層電極が半田濡れ性の電極面積１００
％の濡れ性となり、現在使用されている基板焼成後に表
層導体を焼成するセラミック多層基板と同等の良好な半
田濡れをもつ高精度のセラミック多層基板を得ることが
できるものである。
起こらない多層セラミック基板の作製工程において、表
層に印刷された電極用ペースト上にＺｎ系組成物のペー
ストを印刷して作製することにより、基板と表層の導体
の同時焼成後の表層電極が半田濡れ性の電極面積１００
％の濡れ性となり、現在使用されている基板焼成後に表
層導体を焼成するセラミック多層基板と同等の良好な半
田濡れをもつ高精度のセラミック多層基板を得ることが
できるものである。
【００２５】
【発明の効果】本発明は前記のような工程を行なうこと
によって、平面方向には収縮を起こさないガラス・セラ
ミック多層基板表層電極が同時焼成中に表層電極の表面
のガラス成分中のＳｉとＺｎが結晶化を起こし、半田濡
れを阻害するガラス成分を減少させる。焼成後、積層体
表面の無機組成物とＺｎ系組成物を除去することによ
り、表層電極表面に半田濡れ性を阻害するガラス成分を
減少しており、得られるガラスセラミック積層体は表層
電極の半田濡れ性の良好なものとなる。
によって、平面方向には収縮を起こさないガラス・セラ
ミック多層基板表層電極が同時焼成中に表層電極の表面
のガラス成分中のＳｉとＺｎが結晶化を起こし、半田濡
れを阻害するガラス成分を減少させる。焼成後、積層体
表面の無機組成物とＺｎ系組成物を除去することによ
り、表層電極表面に半田濡れ性を阻害するガラス成分を
減少しており、得られるガラスセラミック積層体は表層
電極の半田濡れ性の良好なものとなる。
【図１】本発明の一実施例のガラス・セラミックグリー
ンシート積層体の側面図
ンシート積層体の側面図
【図２】本発明の一実施例のガラス・セラミックグリー
ンシート積層体の側面図
ンシート積層体の側面図
【図３】本発明の一実施例のガラス・セラミックグリー
ンシートとガラス・セラミックの結晶化温度では焼結し
ない無機組成物よりなるグリーンシートとの積層体の側
面図
ンシートとガラス・セラミックの結晶化温度では焼結し
ない無機組成物よりなるグリーンシートとの積層体の側
面図
【図４】本発明の一実施例のガラス・セラミック多層基
板の側面図
板の側面図
【図５】本発明の他の実施例のガラス・セラミックグリ
ーンシート積層体の側面図
ーンシート積層体の側面図
【図６】本発明の他の実施例のガラス・セラミックグリ
ーンシートとガラス・セラミックの結晶化温度では焼結
しない無機組成物よりなるグリーンシートとの積層体の
側面図
ーンシートとガラス・セラミックの結晶化温度では焼結
しない無機組成物よりなるグリーンシートとの積層体の
側面図
１ ガラス・セラミックグリーンシート ２ 導体ペースト ３ａ Ｚｎ系組成物ペースト ３ｂ Ｚｎ系組成物ペースト ４ ガラス・セラミックの結晶化温度では焼結しない無
機組成物よりなるグリーンシート ５ ガラス・セラミック基板 ６ 電極
機組成物よりなるグリーンシート ５ ガラス・セラミック基板 ６ 電極
フロントページの続き (72)発明者 箱谷 靖彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 板垣 峰広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 中村 嘉文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 三好 昭彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−343851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−216204（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 3/46
Claims (8)
- 【請求項１】 導体ペースト組成物で電極パターンを形
成した少なくとも有機バインダ、溶剤を含むガラス・セ
ラミックよりなるグリーンシートを所望枚数積層したグ
リーンシート積層体の両面表層にある前記電極パターン
上もしくは表層全面にＺｎ系組成物を含んだ少なくとも
有機バインダと溶剤を加え、無機成分を分散させたペー
ストの印刷を行い、前記Ｚｎ系組成物のペーストを印刷
した積層体の両面に、前記ガラス・セラミックの結晶化
温度では焼結しない無機組成物よりなるグリーンシート
を積層した後に焼成処理を行い、その後この両面の前記
焼結しない無機組成物と前記Ｚｎ系組成物を取り除くこ
とを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。 - 【請求項２】 酸化第２銅を主成分とする導体ペースト
組成物で電極パターンを形成した少なくとも有機バイン
ダ、溶剤を含むガラス・セラミックよりなるグリーンシ
ートを所望枚数積層したグリーンシート積層体の両面の
電極パターン上もしくは表層全面にＺｎ系組成物を含ん
だ少なくとも有機バインダと溶剤を加え、無機成分を分
散させたペーストの印刷を行い、前記Ｚｎ系組成物のペ
ーストを印刷した積層体の両面に、前記ガラス・セラミ
ックの結晶化温度では焼結しない無機組成物よりなるグ
リーンシートを積層した後、これらを空気中で多層体内
部の有機バインダが分解・飛散する温度で熱処理し、し
かる後、水素もしくは水素と窒素の混合ガス雰囲気中で
還元熱処理を行い、さらに、前記還元熱処理済み多層体
を窒素雰囲気中で焼結させ、その後この両面の前記焼結
しない無機組成物と前記Ｚｎ系組成物を取り除くことを
特徴とする多層セラミック基板の製造方法。 - 【請求項３】 積層体の両面表層の電極パターン上もし
くは表層全面に印刷を行うＺｎ系組成物よりなるペース
トのＺｎ含有量がペースト全体に対し５０重量％以上含
まれることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の多層セラミック基板の製造方法。 - 【請求項４】 積層体の両面表層の電極パターン上もし
くは表層全面に印刷を行うＺｎ系組成物よりなるペース
トがＺｎ、ＺｎＯ、Ｚｎ（ＯＨ） 2 、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 、
ＺｎＣＯ 3 のいずれかを主成分とすることを特徴とする
請求項１また は請求項２に記載の多層セラミック基板の
製造方法。 - 【請求項５】 焼成温度を８００℃〜１０００℃の範囲
で行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の多層セラミック基板の製造方法。 - 【請求項６】 焼成処理で焼結しない無機組成物よりな
るグリーンシートが、Ａｌ 2 Ｏ 3 ，ＭｇＯ，ＺｒＯ 2 ，
ＴｉＯ 2 ，ＢｅＯ，ＢＮの内少なくとも１種以上を含む
グリーンシートからなることを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の多層セラミック基板の製造方法。 - 【請求項７】 導体ペーストがＡｇ，Ａｇ／Ｐｄ，Ａｇ
／Ｐｔ，Ｃｕのいずれかを主成分とすることを特徴とす
る請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法。 - 【請求項８】 表層に電極を有する多層セラミック基板
において、前記電極表面中のガラス成分の量が、前記電
極内部のガラス成分の量より少なく、かつ前記電極の表
面にはＳｉとＺｎの結晶化物が存在していないことを特
徴とする多層セラミック基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8001494A JP3197147B2 (ja) | 1993-10-15 | 1994-04-19 | 多層セラミック基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25737893 | 1993-10-15 | ||
| JP5-257378 | 1993-10-15 | ||
| JP8001494A JP3197147B2 (ja) | 1993-10-15 | 1994-04-19 | 多層セラミック基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07162152A JPH07162152A (ja) | 1995-06-23 |
| JP3197147B2 true JP3197147B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=26421040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8001494A Expired - Fee Related JP3197147B2 (ja) | 1993-10-15 | 1994-04-19 | 多層セラミック基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197147B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4831492B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2011-12-07 | Ｔｄｋ株式会社 | セラミック基板の製造方法 |
-
1994
- 1994-04-19 JP JP8001494A patent/JP3197147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07162152A (ja) | 1995-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |