JP3226281B2 - 支持基板上のセラミック多層回路基板用導電性バイア充填インク - Google Patents

支持基板上のセラミック多層回路基板用導電性バイア充填インク

Info

Publication number
JP3226281B2
JP3226281B2 JP52288296A JP52288296A JP3226281B2 JP 3226281 B2 JP3226281 B2 JP 3226281B2 JP 52288296 A JP52288296 A JP 52288296A JP 52288296 A JP52288296 A JP 52288296A JP 3226281 B2 JP3226281 B2 JP 3226281B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
weight
green tape
ink
volume
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 - Fee Related
Application number
JP52288296A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11505368A (ja
Inventor
クマール,アナンダ,ホサケレ
サラー,バリー,ジェイ
プラビュー,アショック,ナラヤン
トーメイ,エレン,シュワルツ
Original Assignee
サーノフ コーポレイション
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サーノフ コーポレイション filed Critical サーノフ コーポレイション
Publication of JPH11505368A publication Critical patent/JPH11505368A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3226281B2 publication Critical patent/JP3226281B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/52Electrically conductive inks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H01L23/49883Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials the conductive materials containing organic materials or pastes, e.g. for thick films
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095Indexing 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
    • H01L2924/097Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/901Printed circuit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24917Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24926Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including ceramic, glass, porcelain or quartz layer

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、合衆国陸軍省から授与されたDAAB07−94−
C−C009号に基づく政府支援より達成された。合衆国政
府は本発明に対して一定の権利を有する。
本発明は、支持基板を有する同時熱処理されたセラミ
ック多層回路基板用導電性バイア充填インクに関する。
特に、この発明は、加熱中のバイア損傷を軽減する支持
多層セラミック回路基板用の改良されたバイア充填イン
クに関する。
背景技術 多層セラミック回路基板は、長年、メインフレームコ
ンピュータなどの電子装置の回路に使用されてきた。そ
のようなセラミック回路基板は、ガラス及び/またはセ
ラミック粉末を有機結合材と共に型どりし、「グリーン
テープ」と呼ばれるその上に金属回路がパターン化され
たテープ状に成型することにより製造される。異なる層
の回路を電気的に接続するため、導電性材料により充填
されているバイアが各グリーンテープに形成される。グ
リーンテープ層はその後、揃えられ、重ねられ、共に圧
縮され、さらに、有機残留物を焼却除去し、ガラスを焼
結するために加熱されて、熱処理多層セラミック回路基
板を形成する。
当初は、アルミナのようなセラミックが、グリーンテ
ープ層を形成するために使用された。しかし、これらの
セラミックは、1500℃に達する高い加熱温度を必要とす
る。これは、導電性回路パターンを形成するため、タン
グステンやモリブデンのような耐熱性の導電性金属の使
用を余儀なくされていた。これらの耐熱性かつ、導電性
の金属は、溶解せず、高い加熱温度にも耐え得る。さら
に最近になり、アルミナの代わりに低融点材料が使用さ
れている。例えば、1000℃以下の温度で加熱できる不透
明ガラス等である。これらのガラス材料で製造された多
層セラミック回路基板は低融点で高導電性の金属、例え
ば、銀、金、銅等とともに使用することができる。しか
し、これらのセラミック回路基板は、アルミナベースの
回路基板ほど強度がないという欠点を有する。
したがって、ごく最近になり、多層セラミック回路基
板が、熱伝導性の良い金属あるいはセラミック製の支持
基板に固着されるようになった。この支持基板は、コバ
ールあるいはアンバーのような金属、あるいは、銅/コ
バール/銅、銅/モリブデン/銅、銅/アンバ/銅等の
複合材料、あるいは窒化アルミニウム、シリコンカーバ
イド等のようなセラミックから製造され、複合材料基板
にさらなる強度を与える。しかしながら、従来の多層セ
ラミック基板と、これらの支持基板の間の熱膨張係数に
は大きな不整合がある。金属製の支持基板は、例えば、
加熱工程時に全く収縮しない。一方で、セラミック基板
を形成するのに使用されるグリーンテープ層は、その各
寸法が約20%収縮する。したがって、プラビュー(Prab
hu)の米国特許5,277,724号に開示されたような接着ガ
ラスが、グリーンテープ薄層を支持基板へ接着するのに
使用されてきた。さらに、正しく選択された場合には、
その接着ガラスは、少なくともx、yの2水平方向の支
持基板寸法に関して、加熱時のグリーンテープ薄層の収
縮を完全に抑えることができる。こうして、すべての収
縮は、厚さ方向、すなわち、z方向のみに発生する。こ
のことは、加熱後、セラミック層中の回路パターンと支
持基板中の接点及びバイアを揃えるトラブルを減少させ
る。こうして、支持基板に固着された多層セラミック基
板が選択肢の一つとなった。
多層グリーンテープ層間のバイア結合のための従来の
導電性バイアインクは、有機ビヒクル、と導電性金属粉
末、例えば、銀、金、銅、それらの合金または混合物等
を、ガラス粉末、通常はグリーンテープ作成に使用した
のと同じガラス製のもの、と混合して製作される。この
場合、グリーンテープとバイア中のガラスの収縮特性は
同じで、バイア中のガラスとグリーンテープのガラス
は、同じ加熱温度で容易に焼結し合う。グリーンテープ
導電性バイア充填インクのガラスとそれら両方の収縮は
同じなので、導電性バイア充填インクのガラスとグリー
ンテープ層のガラスは、加熱工程中に焼結し、隙間のな
い接点を形成する。
しかし、支持基板と接着ガラス層がパッケージの一部
として使用された場合には、X、Y水平方向のグリーン
テープの収縮は抑えられ、大部分の収縮はZ方向、すな
わち、厚さ方向に発生する。我々は、この収縮挙動が、
前述の支持複合材料/多層セラミック回路基板の加熱
後、導電性バイアを完全にするのに悪い影響があること
を発見した。バイア孔は非常に小さく、ガラスはバイア
充填インクの導電性金属−ガラス組成全体のほんの少数
部分にすぎないので、ビアホール内のガラスの総量は少
ない。実際、このガラスは、グリーンテープの収縮特性
と同じ収縮特性を維持するためには、厚さ方向で体積が
約50%に収縮しなければならない。さらに、導電性バイ
ア充填インク調剤の大部分を形成する導電性金属粉末
は、通常、ガラス−セラミックグリーンテープ組成物よ
り前に焼結するので、バイア充填インクは、加熱中にバ
イアの壁から剥がれやすい。もちろん、このことは、バ
イアと回路の交差部分での導電路が不連続性になり、さ
らに、非密閉バイアを生成する。
導電性バイア充填インクに、さらにガラスを添加し
て、この問題を軽減し、焼結中にバイア充填インクを更
に収縮させようとする試みがなされている。しかし、こ
の解決法は、他の問題、例えば、バイアの隆起、冷却時
のバイア周囲のガラス−セラミックの亀裂、バイア気
孔、そして、電気伝導性がないバイアさえも発生させ
る。
したがって、前述の諸問題を克服し、完全な導電性バ
イアを形成し、支持基板に固着されたセラミック多層回
路基板の収縮特性を修正する改良された導電性バイア充
填インクが必要とされている。
発明の開示 我々は、支持基板に固着された多層セラミック回路基
板用の導電性バイア充填インクを作成するために使用さ
れるガラスに必要とされる基準が三つあることを発見し
た。導電バイア充填インクに添加されたガラスのガラス
転位温度は、グリーンテープ組成物を作成するのに使用
されるガラスの転位温度よりいくらか高くなければなら
ない。そのガラスは、多層積層物を加熱する最高温度で
結晶化しないことが望ましい。さらに、バイア充填イン
クのガラス含有量は、ガラス及び導電性金属粉末の30〜
75体積%の間に維持されねばならない。このようなガラ
スを使用するバイア充填インクは、完全に充填され、グ
リーンテープ組成物の収縮特性に等しい収縮特性を有
し、かつ、非気孔性のバイア充填が形成されたバイアを
生成する。
本発明の導電性バイア充填インクを作成するのに使用
されるガラスは、バイアが形成された多層グリーンテー
プ積層物が支持基板に固着される際に使用される。この
組み合わせは、グリーンテープの一般的な収縮特性を変
化させ、グリーンテープは、加熱中、主に厚さ方向にの
み収縮する。
本発明の導電性バイア充填インクを作成するのに使用
されるガラスのガラス転位温度は、少なくともグリーン
テープを作成するのに使用されるガラスのガラス転位温
度よりいくらか高くなければならない。すなわち、少な
くとも約5℃高くなくてはならない。しかし、そのガラ
ス転位温度は、セラミック多層回路基板の加工中に行う
加熱処理の最高温度より低くなければならない。例え
ば、マグネシウム・アルミノ珪酸塩ガラスが、グリーン
テープを製造するのに使用される時には、そのガラス転
位温度は約850℃で、使用される加熱処理の最高温度は
約950℃である。導電バイア充填インクを製造するのに
使用されるガラスの総量は、導電性金属−ガラス複合材
料体積の約75%以下に制限され、そのバイアが電気伝導
性を維持することが保証されなければならない。
導電性バイア充填インクを作成するのに使用されるガ
ラスはまた、この使用される最高加熱温度で望ましくは
結晶化しないものでなければならない。そのようなガラ
スは、そのガラス転位温度以上では、軟化し流動さえし
てしまう。この場合、そのことは、ガラスがバイア中の
隙間をすべて満たし、バイアの壁内でガラスに対する良
い結合をなすことを意味する。バイアに対して使用され
たガラスが結晶化する場合、そのような結晶化の前に焼
結による収縮のかなりの部分が先行するに違いない。
第一と第二の基準は、グリーンテープ中の焼結、及
び、収縮の大部分が発生した後で、バイア中のガラスが
焼結されることを保証する。こうして、グリーンテープ
中の収縮、主にz方向、つまり厚さ方向に主に発生す
る、は、バイア孔中のガラスの焼結が始まる前に発生す
る。このことは、バイアインクの焼結発生時のバイア充
填インクがバイアの壁から剥がれる傾向を減じることに
なる。バイア中のガラスが早期に結晶化しないという事
実は、バイア中のガラスが加熱温度の上昇にしたがって
軟化し、そして、わずかに流動しさえするという影響を
有する。こうして、グリーンテープが既に焼結されてし
まっているので、インクは水平方向に広がることができ
ず、収縮の大部分は厚さ方向に起こる。しかし、バイア
のガラスのわずかな流動が、導電性バイアインクのガラ
スとグリーンテープを作成するのに使用したガラス間の
良好な固着をもたらす。低温度結晶ガラスが使用された
場合は、そのような軟化は発生せずに、高いバイアの隆
起が現れる。
発明を実施するための最良の形態 好適なシステムの調整を説明するために、グリーンテ
ープは、加熱後、フォルステライト−コージエライト型
の結晶相、あるいは、他のマグネシウム珪酸塩結晶相に
転換するマグネシウムアルミノ珪酸塩ガラスから製作さ
れた。好適なガラスは、以下の組成を有する。
酸化物組成 重量% MgO 29.0 Al2O3 22.0 SiO2 45.0 P2O5 1.5 B2O3 1.0 ZrO2 1.5 上述のガラスは、加熱速度10℃/minで加熱され、示差
熱分析(DTA)法によりガラス転位温度が測定されたと
きには、ガラス転位温度は850℃で、結晶化温度はガラ
スの粒子サイズによるが925〜950℃であった。
グリーンテープ組成物は、上述のガラスから従来法に
より行われた。グリーンテープ組成物は適当な溶媒内で
樹脂結合剤を含む有機ビヒクルとガラス粉末を混合する
ことにより製作することができる。通常、ペンキ状のス
ラリを得るために、適当な周知の界面活性剤と可塑剤が
添加される。好適な樹脂の例としては、ポリビニールブ
チラールや、エチールセルロースのようなセルロース誘
導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエ
ステル、ポリオレフィン等のような合成樹脂が挙げられ
る。好適な溶媒の例としては、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、トルエン等が挙げられる。ビヒ
クルは、通常、樹脂結合剤を約5〜25重量%含むが、こ
の量は混合物の正しい流動性を得るために調節される。
オレイルアミン、あるいは、魚油のような界面活性剤が
通常、約1〜3%使用される。適当な可塑剤の一例は、
ベンジルフタレートである。望むならば、油誘導体のよ
うな粘度改良材もまた添加することができる。グリーン
テープ組成物は、通常、有機ビヒクル中に約60〜75重量
%のガラス粉末を含む。しかし、アルミナや他のセラミ
ックのような少量の添加剤をさらに添加するもまた可能
である。
こうして、上述のガラス粉末は、ポリビニールブチレ
ートのような樹脂とメチルエチルケトンのような溶媒
を、少量の可塑剤と界面活性剤と一緒にボールミル中で
数時間混合して、モールド内で型どりされるスラリやポ
リエステルテープに対してドクターブレードされ、その
後乾燥されて、グリーンテープ薄層を形成するスラリを
得る。そのグリーンテープは、所望の寸法に裁断され、
そのテープ上にバイア孔が穿たれる。そのバイア孔は、
例えば、0.008インチの直径を有する。厚膜回路パター
ンが、従来の方法、例えば、厚膜インクによるスクリー
ン印刷、により、グリーンテープ層の各々に形成され
る。
次いで、バイア孔は導電性バイア充填インクをテープ
上にスクリーン印刷することにより充填される。
導電性バイア充填インクは、3〜5ミクロンの粒子サ
イズを有する導電性の金属粉末、例えば、銅、銀、金及
びそれらの混合物や合金、をガラス及び有機ビヒクルと
一緒に混合して製造される。本発明によれば、ガラスは
前述の三つの基準に適合するように選択される。有機ビ
ヒクルは好適には、エチルセルロースやアクリル樹脂で
あるが、他の周知な有機材料、例えば、ポリメチルメタ
クリレート、ポリエステル、ポリオレフィン等、も使用
できる。インクの粘度は、グリーンテープ組成物の作成
において前述で列挙したのと同じ有機溶媒で調節され
る。インクは、一台のスリーロールミル中で混合され、
スクリーン印刷等の周知の方法によりグリーンテープ上
に塗布される。
我々は、CaO−Al2O3−SiO2三元系の所定のガラスで、
酸化カルシウムが約20〜30重量%、酸化アルミニウムが
約15〜25重量%、酸化シリコンが約45〜60%、他の金属
酸化物を少量含む組成を有するガラスが、従来のグリー
ンテープ組成物と一緒に使用される本発明のバイアイン
クに、特に、向いていることを発見した。
これらの酸化カルシウム−アルミノ珪酸塩ガラスが、
バイアインク中の固体体積中、約35〜75%含まれる場合
に、多層構造中に適正な電気伝導度を有する最小のバン
プ高さ(75ミクロン)で、殆ど、或いは、気孔がなく周
囲の誘電ガラス−セラミックと良好な側壁連続性を有す
るバイアが得られる。さらに、隣接する誘電材料中に亀
裂を生じさせる傾向は、殆ど、あるいは、全くない。本
発明の目的に対して、固体体積は、所定のインク体積中
の、導電性金属粉とガラス粉末の合計体積として定義さ
れる。
前述のバイアインク中のガラス粉末部分は、ガラス成
分の体積にして約50%まで、溶融シリカ、或いは、結晶
コージエライトのような低膨脹の不活性材料で置換され
得る。これらのインクは、多層セラミックの誘電性材料
に隣接した場所に亀裂が存在しない。しかし、体積で10
%までの気孔を示す。この事は、加熱時に形成される複
合材料バイア構造の熱膨張の低下による。
この例として選択されたガラスは、カルシウム−アル
ミノ珪酸塩ガラスで以下の組成を有する: 酸化物組成 重量% CaO 26.0 Al2O3 20.0 SiO2 50.0 P2O5 1.5 ZrO2 2.5 このグラスのガラス転位温度Tgは905℃である。この
ガラスはこのように、グリーンテープ作成に使用される
ガラスより、高いTgを有するが、Tgは最高加熱温度の91
5℃より低い。さらにそのガラスは、熱示差分析(DTA)
試験での結晶ピークの欠落から明らかなように、温度10
00℃までの結晶化する傾向を示さなかった。前述のガラ
スは銀粉と、ガラスの銀への体積割合で35%〜75%の割
合で混合された。樹脂結合剤と溶媒がインクの残りの成
分を構成した。このバイアインクが上述のグリーンテー
プのバイア孔にスクリーン印刷された。
印刷されたグリーンテープ6枚が積み重ねられて、そ
のバイアが相互に揃えられ、その積層物は、90℃で1500
psiの圧力でプラテンプレスにより一緒にプレスされ、
グリーン薄層体が製造される。
出来上がった薄層体は、その上に接着ガラス層を有す
る予め調製された銅/モリブデン/銅複合材料支持基板
上に配置される。その複合材料を915℃まで徐々に加温
して、有機物を除去し、グリーンテープ内のガラスを焼
結する。
その加熱セラミック基板には、セラミック表面と面一
になったバイアがあり、そのバイアには、完全に亀裂や
その他の欠陥がなく、気孔も存在しなかった。こうし
て、このバイアは、完全に充填され、本発明のグリーン
テープ−導電体バイア充填複合体では、バイアの亀裂や
気孔の問題が回避された。
別の例として、前述のインクのガラス成分の体積割合
にして50%を溶融シリカで置換したバイアインクを、バ
イアを充填するのに使用した。またしても、その加熱基
板のバイアには、75ミクロンを超えた隆起はなく、適正
な電気伝導度と、良好な側壁連続性を有し、亀裂は生じ
なかった。これらのバイアは約5〜10%の気孔率を有し
たが、それらの気孔はバイア構造中で孤立し、バイアの
気密性を損なわなかった。
対照材料として、銀粉が、鉛ベースのガラスと重量比
4対1でエチルセルロースとアクリル樹脂と共に適当な
溶媒内で混合され、対照バイア充填導電インク組成物を
形成した。その対照材料は、前述した例のようにグリー
ンテープ上にスクリーン印刷された。その鉛ベースガラ
スは、DTA分析による測定で525℃のガラス転位温度を有
しており、その遷移温度は、グリーンテープを製造する
のに使用されるガラスのTgよりかなり低かった。その導
電バイア充填インクが、スクリーン印刷によって、グリ
ーンテープに塗布され、6枚のグリーンテープが積層さ
れて一緒にプレスされた後、銅/モリブデン/銅複合材
料金属支持基板と揃えられて、有機物を除去し、グリー
ンテープを製造するのに用いられるガラスを焼結するた
めに915℃に加熱された。
バイアのすべてが、気孔、バイア壁からのバイア充填
物の分離、バイア周辺でのガラス隆起等の問題を示し
た。この問題は、加熱多層印刷回路基板を使用不能にし
た。
他の対照材料として、グリーンテープを製造するのに
使用されたガラスと同じマグネシウム・アルミノ珪酸塩
結晶ガラスを体積で50%含むバイアインクをバイア充填
インクを製造するのに使用した。そのようなグリーンテ
ープ6層を薄積層し、加熱した後で、バイアを調べた。
そのバイアは高さ100〜120ミクロンという許容しがたい
高い隆起と高い割合の気孔を有していた。バイアインク
におけるガラス添加剤の結晶化は、必要な程度を超えて
収縮と流動の能力を減少するものと確信できた。
したがって、導電性バイア充填インクが前記基準に沿
って製造された場合、すなわち、使用ガラスが、グリー
ンテープを製造するのに使用されたガラスの転位温度よ
り高い転位温度を有しているが、使用されるピークの加
熱温度を超えず、そのガラスがグリーンテープ加熱時の
最高温度で好ましくは結晶化せず、また、ガラスと導電
性金属の適正な成分比が使用された場合には、バイア中
の収縮がグリーンテープ組成物中の収縮後に発生し、バ
イア中の収縮発生もまた厚さ方向に起こり、バイアが完
全に充填され、そして、ガラスの気孔やバイアの端部の
ガラスの亀裂の問題を回避することが保証される。
本発明は特定の実施形態により説明されたが、当業者
であれば、本発明の精神から逸脱することなく、ここで
用いられた導電性金属、種々のガラス、反応条件等を、
他の物体・条件に容易に置換することができる。したが
って、本発明は、添付された特許請求の範囲によって限
定されることのみを意図している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 プラビュー,アショック,ナラヤン アメリカ合衆国 ニュージャージー州 イーストウィンザー メドウ レーン 21 (72)発明者 トーメイ,エレン,シュワルツ アメリカ合衆国 ニュージャージー州 プリンストン ジャンクション ジェフ リー レーン 8 (56)参考文献 特開 平5−243700(JP,A) 特開 平5−105481(JP,A) 特公 平4−67360(JP,B2) 特公 昭57−42577(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/46

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】その上に形成された導電性金属回路とその
    中にバイア孔を有する複数の積層グリーンテープ組成物
    を備え、前記積層物は、支持基板上に支持され、前記バ
    イア孔は、導電性金属粉末及びガラスからなる導電性イ
    ンクで充填されており、前記ガラスのガラス転位温度
    は、グリーンテープ組成物に使用されたガラスより高い
    が、グリーンテープの加熱処理の最高温度より低く、前
    記導電性インクの組成は、前記ガラスを体積で30〜75
    %、導電性金属を体積で25〜70%含んでいるセラミック
    多層回路基板中間体。
  2. 【請求項2】前記グリーンテープ組成物を製造するのに
    使用したガラスが、850℃より低いガラス転位温度と、9
    50℃以下の焼成温度を有するガラスである請求項1記載
    の中間体。
  3. 【請求項3】前記グリーンテープ組成物を製造するのに
    使用したガラスがマグネシウム−アルミノ珪酸塩ガラス
    を含む請求項2記載の中間体。
  4. 【請求項4】前記バイア充填導電インクのガラスは、酸
    化カルシウムを20〜30重量%、酸化アルミニウムを15〜
    25重量%、酸化シリコンを45〜60重量%、酸化ホウ素を
    2重量%まで、五酸化リンを2重量%まで含むガラスか
    ら構成される請求項3記載の中間体。
  5. 【請求項5】前記グリーンテープ組成物を製造するのに
    使用したガラスは、マグネシウム−アルミノ珪酸塩系ガ
    ラス及び体積で50%までの第2のガラス、あるいは、結
    晶添加剤から構成される請求項4記載の中間体。
  6. 【請求項6】その上に形成された導電性金属回路とその
    中に形成されたバイア孔を有する複数の積層グリーンテ
    ープ組成物を備え、前記積層物は、支持基板上に支持さ
    れ、前記バイア孔は、導電性金属粉末及びガラスからな
    る導電性インクで充填 されており、前記ガラスのガラ
    ス転位温度は、グリーンテープ組成物に使用されたガラ
    スより高いが、グリーンテープの加熱処理の最高温度よ
    り低く、前記導電性インクの組成は、前記ガラスを体積
    で30〜75%、導電性金属を体積で25〜70%含んでいる中
    間体製の加熱回路基板。
  7. 【請求項7】前記グリーンテープ組成物を製造するのに
    使用したガラスがマグネシウム−アルミノ珪酸塩ガラス
    を含んでおり、前記バイア充填導電インクは、酸化カル
    シウムを20〜30重量%、酸化アルミニウムを15〜25重量
    %、酸化シリコンを45〜60重量%、酸化ホウ素を2重量
    %まで、五酸化リンを2重量%まで含む組成のガラスか
    ら構成される請求項6記載の加熱回路基板。
  8. 【請求項8】前記グリーンテープ組成物を製造するのに
    使用したガラスは、マグネシウム−アルミノ珪酸塩ガラ
    スと体積にして50%までの第2のガラスまたは結晶添加
    物からなる請求項7記載の加熱回路基板。
  9. 【請求項9】酸化カルシウムを20〜30重量%、酸化アル
    ミニウムを15〜25重量%、酸化シリコンを45〜60重量
    %、酸化ホウ素を2重量%まで、五酸化リンを2重量%
    までで構成される組成を有するガラスと、導電性金属粉
    末とからなるバイア充填導電インク。
  10. 【請求項10】前記インクは、前記ガラスを体積で30〜
    75%含有する請求項9記載のインク。
  11. 【請求項11】前記第2のガラスは結晶コージエライト
    である請求項8記載の加熱回路基板。
JP52288296A 1995-01-27 1996-01-29 支持基板上のセラミック多層回路基板用導電性バイア充填インク Expired - Fee Related JP3226281B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US379,265 1995-01-27
US08/379,265 US5514451A (en) 1995-01-27 1995-01-27 Conductive via fill inks for ceramic multilayer circuit boards on support substrates
US08/379,265 1995-01-27
PCT/US1996/000317 WO1996022882A1 (en) 1995-01-27 1996-01-29 Conductive via fill inks for ceramic multilayer circuit boards on support substrates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11505368A JPH11505368A (ja) 1999-05-18
JP3226281B2 true JP3226281B2 (ja) 2001-11-05

Family

ID=23496527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52288296A Expired - Fee Related JP3226281B2 (ja) 1995-01-27 1996-01-29 支持基板上のセラミック多層回路基板用導電性バイア充填インク

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5514451A (ja)
EP (1) EP0843621B1 (ja)
JP (1) JP3226281B2 (ja)
KR (1) KR100284068B1 (ja)
CA (1) CA2211540C (ja)
DE (1) DE69629571T2 (ja)
WO (1) WO1996022882A1 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5660781A (en) * 1994-06-28 1997-08-26 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Process for preparing glass ceramic green sheets
JP3019136B2 (ja) * 1995-03-09 2000-03-13 株式会社住友金属エレクトロデバイス 厚膜ペースト及びそれを用いたセラミック回路基板
US5894329A (en) * 1996-06-20 1999-04-13 International Business Machines Corporation Display control unit for converting a non-interlaced image into an interlaced image and displaying the converted image data
TW353762B (en) * 1996-10-21 1999-03-01 Dainippon Printing Co Ltd Transfer sheet, and pattern-forming method
KR100516043B1 (ko) * 1997-03-06 2005-09-26 라미나 세라믹스, 인크. 수동 소자들이 내재된 세라믹 다층 인쇄 회로 기판
US6117367A (en) * 1998-02-09 2000-09-12 International Business Machines Corporation Pastes for improved substrate dimensional control
US6471805B1 (en) * 1998-11-05 2002-10-29 Sarnoff Corporation Method of forming metal contact pads on a metal support substrate
US6565956B2 (en) * 2000-11-30 2003-05-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Multilayer ceramic wiring board and process for producing same
US6553662B2 (en) 2001-07-03 2003-04-29 Max Levy Autograph, Inc. Method of making a high-density electronic circuit
US6828898B2 (en) * 2003-04-03 2004-12-07 Cts Corporation Fuel tank resistor card having improved corrosion resistance
US7279217B2 (en) * 2004-05-24 2007-10-09 Tdk Corporation Multilayer ceramic device, method for manufacturing the same, and ceramic device
US7387838B2 (en) * 2004-05-27 2008-06-17 Delaware Capital Formation, Inc. Low loss glass-ceramic materials, method of making same and electronic packages including same
US7186461B2 (en) * 2004-05-27 2007-03-06 Delaware Capital Formation, Inc. Glass-ceramic materials and electronic packages including same
DE602005014933D1 (de) * 2005-02-28 2009-07-30 Samsung Sdi Germany Gmbh Metallische Tinte und Substrat für eine Anzeige und deren Fertigungsmethode
US20060192183A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Andreas Klyszcz Metal ink, method of preparing the metal ink, substrate for display, and method of manufacturing the substrate
CN101189921A (zh) * 2005-06-01 2008-05-28 松下电器产业株式会社 电路基板和其制造方法以及使用该电路基板的电子部件
WO2018094177A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Samtec Inc. Filling materials and methods of filling through holes of a substrate
US11264293B2 (en) * 2017-07-24 2022-03-01 Kyocera Corporation Wiring board, electronic device package, and electronic device
KR102384789B1 (ko) 2020-02-25 2022-04-08 (주)도 은 무광 미러 코팅 렌즈 및 그의 제조방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3944696A (en) * 1972-03-02 1976-03-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company High-adhesion conductors
US4301324A (en) * 1978-02-06 1981-11-17 International Business Machines Corporation Glass-ceramic structures and sintered multilayer substrates thereof with circuit patterns of gold, silver or copper
JPS5729185U (ja) * 1980-07-28 1982-02-16
JPS62265796A (ja) * 1986-05-14 1987-11-18 株式会社住友金属セラミックス セラミツク多層配線基板およびその製造法
US4799983A (en) * 1987-07-20 1989-01-24 International Business Machines Corporation Multilayer ceramic substrate and process for forming therefor
JPH01258495A (ja) * 1988-04-08 1989-10-16 Hitachi Ltd セラミック多層基板の製造方法
DE3935471A1 (de) * 1989-10-25 1991-05-02 Hoechst Ag Keramische stoffzusammensetzung und ihre verwendung
JP2763664B2 (ja) * 1990-07-25 1998-06-11 日本碍子株式会社 分布定数回路用配線基板
US5277724A (en) * 1991-12-18 1994-01-11 General Electric Co. Method of minimizing lateral shrinkage in a co-fired, ceramic-on-metal circuit board
JPH05174614A (ja) * 1991-12-26 1993-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 配線電極ペースト及び電子部品の製造方法
EP0569799B1 (en) * 1992-05-14 2000-09-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for making via conductors in multilayer ceramic substrates
JPH06223621A (ja) * 1993-01-29 1994-08-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導体ペースト組成物

Also Published As

Publication number Publication date
EP0843621A4 (en) 1998-12-23
DE69629571D1 (de) 2003-09-25
KR100284068B1 (ko) 2001-04-02
EP0843621A1 (en) 1998-05-27
CA2211540A1 (en) 1996-08-01
WO1996022882A1 (en) 1996-08-01
CA2211540C (en) 2006-08-15
US5514451A (en) 1996-05-07
DE69629571T2 (de) 2004-06-24
EP0843621B1 (en) 2003-08-20
KR19980701653A (ko) 1998-06-25
JPH11505368A (ja) 1999-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3226281B2 (ja) 支持基板上のセラミック多層回路基板用導電性バイア充填インク
JP3226280B2 (ja) 多層回路板の製造方法
USRE34887E (en) Ceramic multilayer circuit board and semiconductor module
US4672152A (en) Multilayer ceramic circuit board
JP3327556B2 (ja) 低誘電損失ガラス
US4861646A (en) Co-fired metal-ceramic package
US4621066A (en) Low temperature fired ceramics
US5206190A (en) Dielectric composition containing cordierite and glass
GB1565421A (en) Manufacture of electrical devices
EP0552522B1 (en) Low dielectric, low temperature fired glass ceramics
JPH04130072A (ja) ガラスセラミック・グリーンシートと多層基板、及び、その製造方法
JPS6043890A (ja) 集積回路装置を装着するための誘電体基板
US5283081A (en) Process for manufacturing a ceramic wiring substrate having a low dielectric constant
JPS6357393B2 (ja)
JPH0249265B2 (ja)
JPH05218654A (ja) マイクロ波を用いたセラミック複合構造の製造方法
JPH05116986A (ja) 不透明化ガラスおよびこれにより得られた焼結積層セラミツク配線板
JPH0650792B2 (ja) 耐酸化金属導体を含むセラミック構造体及びその製造方法
JPS62143865A (ja) セラミツク絶縁基板の製造法
JPH0544190B2 (ja)
JPS6323394A (ja) 複合焼結体の製造法
JPS62150856A (ja) セラミツク多層基板材料
JPS61278194A (ja) セラミツク絶縁基板
JPS62252004A (ja) ガラスセラミツク焼結体
JPS6364957A (ja) 低温焼結性低誘電率無機組成物

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees