JP3366479B2 - メタライズ組成物及び配線基板の製造方法 - Google Patents
メタライズ組成物及び配線基板の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メタライズ組成物およ
びこれをメタライズ配線層として用いた配線基板の製造
方法に関するものである。
びこれをメタライズ配線層として用いた配線基板の製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、セラミックスのうち、アルミナ質焼
結体は電気絶縁性、化学的安定性等の特性に優れている
ことから半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケ
ージや回路配線を有する回路基板等の電子部品に多用さ
れており、アルミナ質焼結体からなる絶縁層の表面ある
いは内部には回路を形成するための導体としてメタライ
ズ配線層が被着形成されている。
結体は電気絶縁性、化学的安定性等の特性に優れている
ことから半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケ
ージや回路配線を有する回路基板等の電子部品に多用さ
れており、アルミナ質焼結体からなる絶縁層の表面ある
いは内部には回路を形成するための導体としてメタライ
ズ配線層が被着形成されている。
【０００３】かかるアルミナ質焼結体を絶縁基板とした
配線基板のメタライズ配線層は、タングステン（Ｗ）、
モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属粉末に有機溶剤、溶
媒を添加してペースト状と成したものをシート状の未焼
成アルミナ質成形体（グリーンシート）の表面にスクリ
ーン印刷等により被着させ、しかる後、前記未焼成アル
ミナ質成形体を適宜積層して還元雰囲気中、１４５０〜
１７００℃の温度で焼成することにより、アルミナ質焼
結体のアルミナ結晶粒子間に介在するガラス成分の一部
を高融点金属の金属粒子間に移行させ、アルミナ結晶と
高融点金属とをガラス成分を介し接着させることによっ
てアルミナ質焼結体からなる絶縁層に固着される。
配線基板のメタライズ配線層は、タングステン（Ｗ）、
モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属粉末に有機溶剤、溶
媒を添加してペースト状と成したものをシート状の未焼
成アルミナ質成形体（グリーンシート）の表面にスクリ
ーン印刷等により被着させ、しかる後、前記未焼成アル
ミナ質成形体を適宜積層して還元雰囲気中、１４５０〜
１７００℃の温度で焼成することにより、アルミナ質焼
結体のアルミナ結晶粒子間に介在するガラス成分の一部
を高融点金属の金属粒子間に移行させ、アルミナ結晶と
高融点金属とをガラス成分を介し接着させることによっ
てアルミナ質焼結体からなる絶縁層に固着される。
【０００４】また、前記メタライズ配線層の一部の表面
には外部リード端子等を強固にロウ付けするために、或
いはメタライズ配線層の酸化腐食を有効に防止するため
に通常、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の良導電性
で、且つ耐蝕性に優れた金属がメッキにより被着され
る。
には外部リード端子等を強固にロウ付けするために、或
いはメタライズ配線層の酸化腐食を有効に防止するため
に通常、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の良導電性
で、且つ耐蝕性に優れた金属がメッキにより被着され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】この従来のタングス
テン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を使用
したメタライズ配線層は、絶縁基板であるアルミナ質焼
結体中のＳｉＯ2 、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物
などの焼結助剤量がおよそ１０重量％以上であればアル
ミナ質焼結体のアルミナ結晶間に介在するガラス成分の
量が多く、このガラス成分は高融点金属粒子間へ移行し
やすくなるためにメタライズ配線層の焼結性が向上し、
メタライズ配線層をアルミナ質焼結体からなる絶縁基板
に強固に接着させることができる。
テン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を使用
したメタライズ配線層は、絶縁基板であるアルミナ質焼
結体中のＳｉＯ2 、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物
などの焼結助剤量がおよそ１０重量％以上であればアル
ミナ質焼結体のアルミナ結晶間に介在するガラス成分の
量が多く、このガラス成分は高融点金属粒子間へ移行し
やすくなるためにメタライズ配線層の焼結性が向上し、
メタライズ配線層をアルミナ質焼結体からなる絶縁基板
に強固に接着させることができる。
【０００６】しかしながら、アルミナ質焼結体中の焼結
助剤量が１０重量％以下の場合、アルミナ結晶間に介在
するガラス成分の量が少ないために、メタライズ配線層
の高融点金属粒子間へのガラス成分の移行量が少なくな
り、メタライズ配線層の焼結性が悪化し、メタライズ層
がポーラスとなり、メタライズ配線層を絶縁基板に強固
に接着させることができにくいという欠点があった。
助剤量が１０重量％以下の場合、アルミナ結晶間に介在
するガラス成分の量が少ないために、メタライズ配線層
の高融点金属粒子間へのガラス成分の移行量が少なくな
り、メタライズ配線層の焼結性が悪化し、メタライズ層
がポーラスとなり、メタライズ配線層を絶縁基板に強固
に接着させることができにくいという欠点があった。
【０００７】この問題に対して、本出願人は先にメタラ
イズ配線層としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）の少なくとも１種に酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）（特
開平３ ２７５５８０）を０．３重量％以上とアルミナ
またはジルコニアを１〜３０％含有させたメタライズ組
成物を提案した。
イズ配線層としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）の少なくとも１種に酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）（特
開平３ ２７５５８０）を０．３重量％以上とアルミナ
またはジルコニアを１〜３０％含有させたメタライズ組
成物を提案した。
【０００８】この提案によれば、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ
5 ）のガラスに対する濡れ性が優れることから、メタラ
イズ配線層中にアルミナ質焼結体中のガラス成分が移行
しやすくなり、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン
（Ｍｏ）等の高融点金属の焼結性を高める作用をなし、
またアルミナ、ジルコニアはメタライズ層中のガラス成
分の絶対量を補填してメタライズ金属層をアルミナ質焼
結体表面に強固に被着接着させることができるものであ
る。
5 ）のガラスに対する濡れ性が優れることから、メタラ
イズ配線層中にアルミナ質焼結体中のガラス成分が移行
しやすくなり、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン
（Ｍｏ）等の高融点金属の焼結性を高める作用をなし、
またアルミナ、ジルコニアはメタライズ層中のガラス成
分の絶対量を補填してメタライズ金属層をアルミナ質焼
結体表面に強固に被着接着させることができるものであ
る。
【０００９】しかしながら、ガラス成分の絶対量の補填
のために添加されたアルミナあるいはジルコニアは、メ
タライズ配線層の焼結性を高めることはできるが、アル
ミナやジルコニアはそれ自体耐熱性が高く、高融点金属
粒子の粒界にアルミナやジルコニアの粒子が残存するた
め、メタライズ配線層のシート抵抗が高くなるという問
題があった。
のために添加されたアルミナあるいはジルコニアは、メ
タライズ配線層の焼結性を高めることはできるが、アル
ミナやジルコニアはそれ自体耐熱性が高く、高融点金属
粒子の粒界にアルミナやジルコニアの粒子が残存するた
め、メタライズ配線層のシート抵抗が高くなるという問
題があった。
【００１０】従って、本発明は上記欠点に鑑み案出され
たもので、その目的はアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有量
が多いアルミナ質焼結体に、シート抵抗の低いメタライ
ズ金属層を強固に被着接合させることのできるメタライ
ズ組成物およびこれを用いた配線基板の製造方法を提供
することにある。
たもので、その目的はアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有量
が多いアルミナ質焼結体に、シート抵抗の低いメタライ
ズ金属層を強固に被着接合させることのできるメタライ
ズ組成物およびこれを用いた配線基板の製造方法を提供
することにある。
【００１１】
【問題を解決するための手段】本発明者によれば、メタ
ライズ組成物として、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属の他に酸
化ニオブを添加すると同時に、アルミナやジルコニアに
代わり、ムライトを含有せしめることにより、高アルミ
ナ含有の絶縁層に対してシート抵抗を高めることなく強
固な接着力で金属層を形成できることを見いだし本発明
に至った。
ライズ組成物として、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属の他に酸
化ニオブを添加すると同時に、アルミナやジルコニアに
代わり、ムライトを含有せしめることにより、高アルミ
ナ含有の絶縁層に対してシート抵抗を高めることなく強
固な接着力で金属層を形成できることを見いだし本発明
に至った。
【００１２】即ち、本発明のメタライズ組成物は、高融
点金属を５５〜９８．７重量％と、酸化ニオブを０．３
乃至１５重量％、ムライトを１乃至３０重量％含有する
ことを特徴とするものであり、さらにこのメタライズ組
成物を用い、焼結助剤を１０重量％以下含有するアルミ
ナ質のセラミックグリーンシートの表面に上記組成物を
含むメタライズペーストを塗布し、還元性雰囲気中で同
時焼成して配線基板を製造することを特徴とするもので
ある。
点金属を５５〜９８．７重量％と、酸化ニオブを０．３
乃至１５重量％、ムライトを１乃至３０重量％含有する
ことを特徴とするものであり、さらにこのメタライズ組
成物を用い、焼結助剤を１０重量％以下含有するアルミ
ナ質のセラミックグリーンシートの表面に上記組成物を
含むメタライズペーストを塗布し、還元性雰囲気中で同
時焼成して配線基板を製造することを特徴とするもので
ある。
【００１３】以下、本発明を詳述する。本発明における
メタライズ組成物は、高融点金属、具体的にはＷ、Ｍ
ｏ、Ｒｅから選ばれる少なくとも１種を主成分とするも
のであり、さらに添加成分として酸化ニオブおよび一般
式が３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 で表されるムライトを含
有するものであり、主成分である高融点金属を５５〜９
８．７重量％、特に８５〜９８．７重量％、酸化ニオブ
を０．３乃至１５重量％、特に０．３〜５重量％、ムラ
イトを１乃至３０重量％、特に１〜１０重量％含有する
ものである。
メタライズ組成物は、高融点金属、具体的にはＷ、Ｍ
ｏ、Ｒｅから選ばれる少なくとも１種を主成分とするも
のであり、さらに添加成分として酸化ニオブおよび一般
式が３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 で表されるムライトを含
有するものであり、主成分である高融点金属を５５〜９
８．７重量％、特に８５〜９８．７重量％、酸化ニオブ
を０．３乃至１５重量％、特に０．３〜５重量％、ムラ
イトを１乃至３０重量％、特に１〜１０重量％含有する
ものである。
【００１４】本発明のメタライズ組成物において含有さ
れる酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）はタングステン（Ｗ）、
モリブデン（Ｍｏ）のガラスに対する濡れ性を改善し、
タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）の粒子
間にアルミナ質焼結体のアルミナ結晶間に介在するガラ
ス成分を良好に移行させるための成分であり、その含有
量が０．３重量％未満であるとガラス成分を移行させる
効果が得られず、１０重量％を越えるとアルミナ質焼結
体にまで拡散して該アルミナ質焼結体表面を変色させ外
観不良を発生する。
れる酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）はタングステン（Ｗ）、
モリブデン（Ｍｏ）のガラスに対する濡れ性を改善し、
タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）の粒子
間にアルミナ質焼結体のアルミナ結晶間に介在するガラ
ス成分を良好に移行させるための成分であり、その含有
量が０．３重量％未満であるとガラス成分を移行させる
効果が得られず、１０重量％を越えるとアルミナ質焼結
体にまで拡散して該アルミナ質焼結体表面を変色させ外
観不良を発生する。
【００１５】また、前記添加される酸化ニオブ（Ｎｂ2
Ｏ5 ）はその粒径がタングステン（Ｗ）、モリブデン
（Ｍｏ）の粒径より大きくなると酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ
5 ）がタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）の粒子
間に均一分散しなくなり、その結果、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）のガラスに対する濡れ性改
善も部分的となってメタライズ金属層全体のアルミナ質
焼結体に対する接合強度が低下する傾向にあることか
ら、含有される酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）の平均粒径
は、０．５〜１μｍ程度でタングステン（Ｗ）、モリブ
デン（Ｍｏ）の粒径より小さいものにしておくことが好
ましい。
Ｏ5 ）はその粒径がタングステン（Ｗ）、モリブデン
（Ｍｏ）の粒径より大きくなると酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ
5 ）がタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）の粒子
間に均一分散しなくなり、その結果、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）のガラスに対する濡れ性改
善も部分的となってメタライズ金属層全体のアルミナ質
焼結体に対する接合強度が低下する傾向にあることか
ら、含有される酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）の平均粒径
は、０．５〜１μｍ程度でタングステン（Ｗ）、モリブ
デン（Ｍｏ）の粒径より小さいものにしておくことが好
ましい。
【００１６】更に、ムライトはタングステン（Ｗ）、モ
リブデン（Ｍｏ）の粒子間に移行するガラス成分の絶対
量の不足を補填するとともに、アルミナ質焼結体中のガ
ラス成分がタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）の
全ての粒子間を埋めるようガラス成分の移行を促進する
成分であり、また、ムライトの一部もしくはその全部が
焼成により分解しガラス化するため、アルミナやジルコ
ニアのように、Ｗ、Ｍｏ粒子間の直接接触をさまたげ、
シート抵抗を高めるようなことがなく、シート抵抗を低
くすることができる。
リブデン（Ｍｏ）の粒子間に移行するガラス成分の絶対
量の不足を補填するとともに、アルミナ質焼結体中のガ
ラス成分がタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）の
全ての粒子間を埋めるようガラス成分の移行を促進する
成分であり、また、ムライトの一部もしくはその全部が
焼成により分解しガラス化するため、アルミナやジルコ
ニアのように、Ｗ、Ｍｏ粒子間の直接接触をさまたげ、
シート抵抗を高めるようなことがなく、シート抵抗を低
くすることができる。
【００１７】従って、ムライトの含有量が１重量％未満
ではガラス成分の絶対量が少なくなり、メタライズ配線
層のシート抵抗が高くしかも絶縁層との密着性も低くな
り、３０．０重量％を超えるとメタライズ金属層中での
ＷやＭｏ粒子間の粒界相量が過多となり、シート抵抗が
大幅に増大し、半導体素子収納用パッケージや配線基板
等の回路配線導体としては不向きになる。
ではガラス成分の絶対量が少なくなり、メタライズ配線
層のシート抵抗が高くしかも絶縁層との密着性も低くな
り、３０．０重量％を超えるとメタライズ金属層中での
ＷやＭｏ粒子間の粒界相量が過多となり、シート抵抗が
大幅に増大し、半導体素子収納用パッケージや配線基板
等の回路配線導体としては不向きになる。
【００１８】また、前記ムライトはその平均粒径が１μ
ｍを越えるとメタライズ金属層表面にムライト粒子が露
出してしまい、メタライズ金属層表面にニッケル（Ｎ
ｉ）、金（Ａｕ）等をメッキする際、そのメッキ金属層
の被着が疎らとなりメタライズ金属層に外部リード端子
等を強固にロウ付けすることができなくなったり、外観
不良を発生したりするためムライトの平均粒径は１μｍ
以下であることが好ましい。
ｍを越えるとメタライズ金属層表面にムライト粒子が露
出してしまい、メタライズ金属層表面にニッケル（Ｎ
ｉ）、金（Ａｕ）等をメッキする際、そのメッキ金属層
の被着が疎らとなりメタライズ金属層に外部リード端子
等を強固にロウ付けすることができなくなったり、外観
不良を発生したりするためムライトの平均粒径は１μｍ
以下であることが好ましい。
【００１９】本発明によれば、上記メタライズ組成物を
アルミナを主成分とし焼結助剤量が１０重量％以下の高
アルミナ含有のアルミナ質焼結体を絶縁層とするセラミ
ック配線基板のメタライズ配線層を形成するためのもの
として用いる。
アルミナを主成分とし焼結助剤量が１０重量％以下の高
アルミナ含有のアルミナ質焼結体を絶縁層とするセラミ
ック配線基板のメタライズ配線層を形成するためのもの
として用いる。
【００２０】この配線基板の絶縁層を形成する焼結体と
しては、アルミナを主成分とし、焼結助剤を１０重量％
以下、特に１〜８重量％の割合で含むものである。焼結
助剤としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土
類元素、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、周期律表第８族の群から選
ばれる少なくとも１種の元素の酸化物などから構成され
る。
しては、アルミナを主成分とし、焼結助剤を１０重量％
以下、特に１〜８重量％の割合で含むものである。焼結
助剤としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土
類元素、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、周期律表第８族の群から選
ばれる少なくとも１種の元素の酸化物などから構成され
る。
【００２１】本発明の配線基板の製造方法によれば、ア
ルミナ粉末に焼結助剤を１０重量％以下添加した混合粉
末に溶媒等を添加混合してスラリーを調製し、これをド
クターブレード法、カレンダーロール法、圧延法、ある
いは混合粉末をプレス成形して適当な厚みのグリーンシ
ートを作製する。
ルミナ粉末に焼結助剤を１０重量％以下添加した混合粉
末に溶媒等を添加混合してスラリーを調製し、これをド
クターブレード法、カレンダーロール法、圧延法、ある
いは混合粉末をプレス成形して適当な厚みのグリーンシ
ートを作製する。
【００２２】一方、前述したメタライズ組成物からなる
混合粉末にアクリル、エチルセルロースやニトロセルロ
ースなどの公知のバインダー、ジブチルフタレート、Ｄ
ＯＡ、ＢＣＡなどの公知の可塑剤、消泡剤、界面活性剤
等を溶剤とともに添加して混合してメタライズペースト
を調製する。そして、このメタライズペーストを前記グ
リーンシートの表面にスクリーン印刷法などにより配線
パターン状に印刷する。また、場合によってはグリーン
シートにスルーホールを形成し、そのホール内に上記ペ
ーストを充填した後、複数のグリーンシートを積層一体
化する。
混合粉末にアクリル、エチルセルロースやニトロセルロ
ースなどの公知のバインダー、ジブチルフタレート、Ｄ
ＯＡ、ＢＣＡなどの公知の可塑剤、消泡剤、界面活性剤
等を溶剤とともに添加して混合してメタライズペースト
を調製する。そして、このメタライズペーストを前記グ
リーンシートの表面にスクリーン印刷法などにより配線
パターン状に印刷する。また、場合によってはグリーン
シートにスルーホールを形成し、そのホール内に上記ペ
ーストを充填した後、複数のグリーンシートを積層一体
化する。
【００２３】このようにして得られた積層物を還元性雰
囲気中、好ましくは加湿窒素水素混合雰囲気中で１４５
０〜１７００℃の温度で焼成し、グリーンシートとメタ
ライズペーストとを同時に焼成することにより多層の配
線基板を作製できる。
囲気中、好ましくは加湿窒素水素混合雰囲気中で１４５
０〜１７００℃の温度で焼成し、グリーンシートとメタ
ライズペーストとを同時に焼成することにより多層の配
線基板を作製できる。
【００２４】また、配線基板の表面に露出したメタライ
ズ配線層の表面には、所望によりメタライズ金属層の一
部の表面に外部リード端子等がロウ付けされたり、メタ
ライズ金属層の酸化腐食を有効に防止するために、ニッ
ケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の良導電性で、且つ耐蝕性
に優れた金属をメッキ等の手段により被着される。
ズ配線層の表面には、所望によりメタライズ金属層の一
部の表面に外部リード端子等がロウ付けされたり、メタ
ライズ金属層の酸化腐食を有効に防止するために、ニッ
ケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の良導電性で、且つ耐蝕性
に優れた金属をメッキ等の手段により被着される。
【００２５】このようにして得られる配線基板のメタラ
イズ配線層は、ＷあるいはＭｏを合量で５５〜９８．７
重量％、Ｎｂを酸化物換算で１５重量％以下、Ａｌを酸
化物換算で２２重量％以下、Ｓｉを酸化物換算で９重量
％以下、さらに絶縁層から拡散移行するガラス成分とし
て、アルカリ土類、希土類元素、アルカリ金属、Ｂ、Ｚ
ｎなどを酸化物換算で１０重量％以下の組成によって構
成される。
イズ配線層は、ＷあるいはＭｏを合量で５５〜９８．７
重量％、Ｎｂを酸化物換算で１５重量％以下、Ａｌを酸
化物換算で２２重量％以下、Ｓｉを酸化物換算で９重量
％以下、さらに絶縁層から拡散移行するガラス成分とし
て、アルカリ土類、希土類元素、アルカリ金属、Ｂ、Ｚ
ｎなどを酸化物換算で１０重量％以下の組成によって構
成される。
【００２６】
【作用】本発明によれば、メタライズ組成物として、タ
ングステン、モリブデンの主成分以外の添加成分とし
て、酸化ニオブを所定量添加することにより、タングス
テン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）のガラスに対する濡れ
性を改善し、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン
（Ｍｏ）の粒子間にアルミナ質焼結体のアルミナ結晶間
に介在するガラス成分が移行するのを促進することがで
きる。なお、添加されたＮｂ2 Ｏ5 はおもにガラスの一
成分を構成する。
ングステン、モリブデンの主成分以外の添加成分とし
て、酸化ニオブを所定量添加することにより、タングス
テン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）のガラスに対する濡れ
性を改善し、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン
（Ｍｏ）の粒子間にアルミナ質焼結体のアルミナ結晶間
に介在するガラス成分が移行するのを促進することがで
きる。なお、添加されたＮｂ2 Ｏ5 はおもにガラスの一
成分を構成する。
【００２７】さらに、ムライト（３Ａｌ2 Ｏ3 ・ＳｉＯ
2 ）は、それ自体が分解しアルカリ土類や希土類元素の
酸化物とともに液相を形成し、タングステン（Ｗ）、モ
リブデン（Ｍｏ）等の高融点金属の粒子間のガラス成分
の絶対量の不足を補填する。
2 ）は、それ自体が分解しアルカリ土類や希土類元素の
酸化物とともに液相を形成し、タングステン（Ｗ）、モ
リブデン（Ｍｏ）等の高融点金属の粒子間のガラス成分
の絶対量の不足を補填する。
【００２８】しかもムライトはアルミナ粒子やＺｒＯ2
粒子のようにタングステン、モリブデンの粒子間に絶縁
性の粒子として残る量が少ないためメタライズ配線層の
シート抵抗を低減することができる。
粒子のようにタングステン、モリブデンの粒子間に絶縁
性の粒子として残る量が少ないためメタライズ配線層の
シート抵抗を低減することができる。
【００２９】その結果、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有
量が多いアルミナ質焼結体を絶縁層とする配線基板にお
いて、シート抵抗が低く、しかも絶縁層への接着強度の
高いメタライズ配線層を形成することができる。
量が多いアルミナ質焼結体を絶縁層とする配線基板にお
いて、シート抵抗が低く、しかも絶縁層への接着強度の
高いメタライズ配線層を形成することができる。
【００３０】従って、熱伝導性および抗折強度の点で優
れる焼結助剤量が１０重量％以下のアルミナ質焼結体か
らなる絶縁層を具備する配線基板における信頼性を高め
ることができる。
れる焼結助剤量が１０重量％以下のアルミナ質焼結体か
らなる絶縁層を具備する配線基板における信頼性を高め
ることができる。
【００３１】
実施例１
出発原料として平均粒径１〜５μｍのタングステン
（Ｗ）粉末、モリブデン（Ｍｏ）粉末およびレニウム
（Ｒｅ）粉末と、平均粒径１μｍの酸化ニオブ（Ｎｂ2
Ｏ5 ）粉末と、平均粒径０．８μｍのムライト粉末を表
１および表２に示す割合になるように秤量し、これに有
機溶剤、溶媒を添加し混練機で１０時間混練し、メタラ
イズペーストを得た。
（Ｗ）粉末、モリブデン（Ｍｏ）粉末およびレニウム
（Ｒｅ）粉末と、平均粒径１μｍの酸化ニオブ（Ｎｂ2
Ｏ5 ）粉末と、平均粒径０．８μｍのムライト粉末を表
１および表２に示す割合になるように秤量し、これに有
機溶剤、溶媒を添加し混練機で１０時間混練し、メタラ
イズペーストを得た。
【００３２】尚、試料番号１は本発明品と比較するため
の比較試料であり、従来一般に使用されているＷメタラ
イズペーストである。
の比較試料であり、従来一般に使用されているＷメタラ
イズペーストである。
【００３３】かくして得られたメタライズペースト試料
を使用して、焼結助剤としてＳｉＯ2 、ＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 を７：１：１：１の重量比で１０重量％、
８重量％、５重量％、３重量％、１重量％含有し、残部
がアルミナからなる未焼成アルミナ質グリーンシートの
夫々の外表面に１．５ｍｍ角、厚さ２０μｍのパターン
２０個をスクリーン印刷法により印刷した。次にこれを
還元雰囲気（窒素／水素雰囲気）中で約１５５０℃の温
度で同時焼成しアルミナ質焼結体の表面にメタライズ金
属層を被着形成した。
を使用して、焼結助剤としてＳｉＯ2 、ＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 を７：１：１：１の重量比で１０重量％、
８重量％、５重量％、３重量％、１重量％含有し、残部
がアルミナからなる未焼成アルミナ質グリーンシートの
夫々の外表面に１．５ｍｍ角、厚さ２０μｍのパターン
２０個をスクリーン印刷法により印刷した。次にこれを
還元雰囲気（窒素／水素雰囲気）中で約１５５０℃の温
度で同時焼成しアルミナ質焼結体の表面にメタライズ金
属層を被着形成した。
【００３４】そして、前記メタライズ金属層に１．０ｍ
ｍ角、長さ４０．０ｍｍの４２Ａｌｌｏｙ（Ｆｅ−Ｎｉ
合金）から成る金属柱の一端を銀ロウ（Ａｇ：７２％、
Ｃｕ：２８％）を介してロウ付けし、しかる後、金属柱
のロウ付け部と反対の端を垂直方向に引っ張り、メタラ
イズ金属層がアルミナ質焼結体から剥がれた際の引っ張
り強度を調べ、その平均値をメタライズ金属層の接合強
度として算出した。なお、前記メタライズ金属層に金属
柱をロウ付けする際には、メタライズ金属層の外表面に
厚さ１．０μｍのＮｉメッキ層を被着させておいた。
ｍ角、長さ４０．０ｍｍの４２Ａｌｌｏｙ（Ｆｅ−Ｎｉ
合金）から成る金属柱の一端を銀ロウ（Ａｇ：７２％、
Ｃｕ：２８％）を介してロウ付けし、しかる後、金属柱
のロウ付け部と反対の端を垂直方向に引っ張り、メタラ
イズ金属層がアルミナ質焼結体から剥がれた際の引っ張
り強度を調べ、その平均値をメタライズ金属層の接合強
度として算出した。なお、前記メタライズ金属層に金属
柱をロウ付けする際には、メタライズ金属層の外表面に
厚さ１．０μｍのＮｉメッキ層を被着させておいた。
【００３５】また、上述と同様の方法によりアルミナ質
焼結体表面に長さ３０．０ｍｍ、幅３．０ｍｍ、厚さ２
０μｍのメタライズ金属層を２０個、被着接合させると
ともに各々のシート抵抗を測定し、その平均値を各メタ
ライズ金属のシート抵抗値として算出し、結果を表１お
よび表２に示した。
焼結体表面に長さ３０．０ｍｍ、幅３．０ｍｍ、厚さ２
０μｍのメタライズ金属層を２０個、被着接合させると
ともに各々のシート抵抗を測定し、その平均値を各メタ
ライズ金属のシート抵抗値として算出し、結果を表１お
よび表２に示した。
【００３６】更に、上記各メタライズ金属層表面に厚さ
１．０μｍのニッケル（Ｎｉ）メッキ層を被着させ、こ
れをＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３−１００４に規定の温度サ
イクル試験を２４０時間（１０サイクル）行うとともに
各メタライズ金属層の外表面を顕微鏡により観察し、変
色しているものの数を数え、結果を表１および表２に示
した。
１．０μｍのニッケル（Ｎｉ）メッキ層を被着させ、こ
れをＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３−１００４に規定の温度サ
イクル試験を２４０時間（１０サイクル）行うとともに
各メタライズ金属層の外表面を顕微鏡により観察し、変
色しているものの数を数え、結果を表１および表２に示
した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】表１および表２の結果から明らかなよう
に、従来のＷメタライズ組成物を使用した試料Ｎo.１
は、アルミナ質焼結体の焼結助剤量が１０重量％である
時には接合強度が５．８ｋｇ／ｍｍ2 と大きな値を示
し、メタライズ金属層がアルミナ質焼結体に強固に被着
接合するものの、アルミナ質焼結体の焼結助剤量が８重
量％以下では接合強度が２．４ｋｇ／ｍｍ2 以下の値と
なり、メタライズ金属層の接合強度が大きく低下してし
まうことがわかる。
に、従来のＷメタライズ組成物を使用した試料Ｎo.１
は、アルミナ質焼結体の焼結助剤量が１０重量％である
時には接合強度が５．８ｋｇ／ｍｍ2 と大きな値を示
し、メタライズ金属層がアルミナ質焼結体に強固に被着
接合するものの、アルミナ質焼結体の焼結助剤量が８重
量％以下では接合強度が２．４ｋｇ／ｍｍ2 以下の値と
なり、メタライズ金属層の接合強度が大きく低下してし
まうことがわかる。
【００４０】これに対し、本発明のメタライズ組成物を
用いたメタライズ金属層はアルミナ質焼結体の助剤量が
１０重量％以下、特に８重量％以下でもメタライズ金属
層の接合強度が５．０ｋｇ／ｍｍ2 以上、シート抵抗２
０ｍΩ／ＳＱ以下の優れた値を示すものであった。更
に、本発明によるメタライズ金属層は温湿度サイクル試
験でも変色が殆ど発生せず、メタライズ金属層を構成す
るタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）の粒子間間
隙がガラス成分により完全に埋められていることが理解
される。
用いたメタライズ金属層はアルミナ質焼結体の助剤量が
１０重量％以下、特に８重量％以下でもメタライズ金属
層の接合強度が５．０ｋｇ／ｍｍ2 以上、シート抵抗２
０ｍΩ／ＳＱ以下の優れた値を示すものであった。更
に、本発明によるメタライズ金属層は温湿度サイクル試
験でも変色が殆ど発生せず、メタライズ金属層を構成す
るタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）の粒子間間
隙がガラス成分により完全に埋められていることが理解
される。
【００４１】しかし、本発明のメタライズ組成物と同様
にＮｂ2 Ｏ5 やムライトを添加した場合であっても、ム
ライト量が３０重量％を越える試料Ｎo.９では、シート
抵抗が増大し、１重量％より少ない試料Ｎo.３、４で
は、助剤量が８重量％以下の場合に接合強度は５．０ｋ
ｇ／ｍｍ2 未満となり、しかも温度サイクル試験での変
色が見られた。また、Ｎｂ2 Ｏ5 量が０．３重量％より
少ない試料Ｎo.２ではシート抵抗が高く、１５重量％を
超える試料Ｎo.１５もシート抵抗の増大と変色が観察さ
れた。
にＮｂ2 Ｏ5 やムライトを添加した場合であっても、ム
ライト量が３０重量％を越える試料Ｎo.９では、シート
抵抗が増大し、１重量％より少ない試料Ｎo.３、４で
は、助剤量が８重量％以下の場合に接合強度は５．０ｋ
ｇ／ｍｍ2 未満となり、しかも温度サイクル試験での変
色が見られた。また、Ｎｂ2 Ｏ5 量が０．３重量％より
少ない試料Ｎo.２ではシート抵抗が高く、１５重量％を
超える試料Ｎo.１５もシート抵抗の増大と変色が観察さ
れた。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のメタライ
ズ組成物は、高アルミナ含有の絶縁性セラミックスから
なる絶縁基板の表面に塗布し焼成してメタライズ配線層
を形成した場合においても、絶縁基板に低いシート抵抗
で且つ高い接合強度で接合され、環境変化によっても安
定な配線層を形成することができるため、半導体素子を
収容する半導体素子収納用パッケージや回路配線導体を
有する回路基板等の電子部品に好適に使用される。
ズ組成物は、高アルミナ含有の絶縁性セラミックスから
なる絶縁基板の表面に塗布し焼成してメタライズ配線層
を形成した場合においても、絶縁基板に低いシート抵抗
で且つ高い接合強度で接合され、環境変化によっても安
定な配線層を形成することができるため、半導体素子を
収容する半導体素子収納用パッケージや回路配線導体を
有する回路基板等の電子部品に好適に使用される。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 41/88
H01B 1/00 - 1/24
Claims (2)
- 【請求項１】高融点金属を５５乃至９８．７重量％、酸
化ニオブを０．３乃至１５重量％、ムライトを１乃至３
０重量％とからなるメタライズ組成物。 - 【請求項２】アルミナを主成分として焼結助剤を１０重
量％以下含有するセラミックグリーンシートの表面に、
高融点金属５５乃至９８．７重量％、酸化ニオブ０．３
乃至１５重量％、ムライト１乃至３０重量％からなる組
成物を含むメタライズペーストを印刷した後、これを還
元性雰囲気中で同時焼成したことを特徴とする配線基板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03812195A JP3366479B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | メタライズ組成物及び配線基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03812195A JP3366479B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | メタライズ組成物及び配線基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08231288A JPH08231288A (ja) | 1996-09-10 |
| JP3366479B2 true JP3366479B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=12516636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03812195A Expired - Fee Related JP3366479B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | メタライズ組成物及び配線基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366479B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6068912A (en) | 1998-05-01 | 2000-05-30 | International Business Machines Corporation | Platible non-metallic filler material for metallurgical screening paste |
| JP2006253199A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | メタライズ組成物とこれを用いて行う配線基板の製造方法 |
| CN108503391A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-09-07 | 珠海惠友电子有限公司 | 一种陶瓷发热件的制造工艺 |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP03812195A patent/JP3366479B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08231288A (ja) | 1996-09-10 |
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