JP4596936B2 - Conductive paste for via conductor, ceramic wiring board using the same, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ビア導体用導電性ペースト、このビア導体用導電性ペーストを用いてビア導体を形成したセラミック配線板と、当該セラミック配線板の製造方法とに関するものである。 The present invention relates to a conductive paste for via conductors, a ceramic wiring board in which via conductors are formed using the conductive paste for via conductors, and a method for manufacturing the ceramic wiring board.
近年、積層セラミックコンデンサなどの電子部品を構成する、特に、2層以上の積層構造を有するセラミック配線板においては、積層構造の内部に設けられる導体配線の、等価直列抵抗や等価直列インダクタンスを低くするために、上記導体配線を、セラミック配線板の積層方向を貫くビア導体と導電接続した構造を採用する場合が増加しつつある。 In recent years, in an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, particularly in a ceramic wiring board having a multilayer structure of two or more layers, the equivalent series resistance and equivalent series inductance of the conductor wiring provided in the multilayer structure are lowered. For this reason, there is an increasing number of cases where a structure in which the conductor wiring is conductively connected to a via conductor penetrating in the stacking direction of the ceramic wiring board is employed.
図5は、上記構造を採用した積層セラミックコンデンサ90の一例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a multilayer
図5を参照して、この例の積層セラミックコンデンサ90は、セラミックで形成された複数の誘電体層92を積層した誘電体ブロック91を備えている。
Referring to FIG. 5, a multilayer
誘電体ブロック91を形成する各誘電体層92の層間には、導体配線としての内部電極93、94が、複数層ずつ、交互に設けられている。
Between the
また、誘電体ブロック91には、その積層方向を貫いて、ビア導体95、96が形成されていると共に、誘電体ブロック91の表面には、ビア導体95と導電接続された外部電極97と、ビア導体96と導電接続された外部電極98とが形成されている。
In addition, via
内部電極93は、誘電体ブロック91の、図において、上面側から数えて偶数番目の誘電体層92の上面に設けられていると共に、それぞれ、ビア導体95の周囲に電極のない領域91aを設けて、ビア導体95との接触を回避した状態で、ビア導体96および外部電極98と導電接続されている。
The internal electrode 93 is provided on the upper surface of the even-numbered
また、内部電極94は、誘電体ブロック91の、図において、上面側から数えて奇数番目の誘電体層92(最上層、つまり1番目の誘電体層92は除く)の上面に設けられていると共に、それぞれ、ビア導体96の周囲に電極のない領域91bを設けて、ビア導体96との接触を回避した状態で、ビア導体95および外部電極97と導電接続されている。
In addition, the internal electrode 94 is provided on the upper surface of the dielectric block 91 (excluding the uppermost layer, that is, the first dielectric layer 92) of the odd-numbered
そして、ビア導体96を介して外部電極98と導電接続された内部電極93と、ビア導体95を介して外部電極97と導電接続された内部電極94とが、図中に示した領域Xにおいて、誘電体層92をはさんで対峙した、等価的にコンデンサとして機能する回路が構成されている。
In the region X shown in the drawing, the internal electrode 93 conductively connected to the
誘電体層92は、セラミック成分と、有機バインダ樹脂とを含むグリーンシートを焼成して形成される。
The
内部電極93、94は、導電成分としてのNiと、有機バインダ樹脂とを含む導体配線用導電性ペーストを、グリーンシートの表面に、スクリーン印刷などによって、所定の平面形状となるように塗布した後、グリーンシートと共に焼成して形成される。 The internal electrodes 93 and 94 are formed by applying a conductive paste for conductive wiring containing Ni as a conductive component and an organic binder resin to the surface of a green sheet so as to have a predetermined planar shape by screen printing or the like. It is formed by firing together with a green sheet.
ビア導体95、96は、ビア導体用導電性ペーストを、グリーンシートに形成した貫通孔内に充てんした状態で、グリーンシートと共に焼成して形成される。
The
ビア導体用導電性ペーストとしては、Cu粉末、Ni粉末、セラミック成分および有機バインダ樹脂を含有するものが好適に使用される。 As the conductive paste for via conductors, a paste containing Cu powder, Ni powder, a ceramic component and an organic binder resin is preferably used.
上記ビア導体用導電性ペーストにおいて、Cu粉末は、焼成時に、Ni粉末と固溶体を形成することで、焼成によるビア導体95、96の収縮を抑制して、内部電極93、94と良好に導電接続するために機能する。
In the conductive paste for via conductors, Cu powder forms a solid solution with Ni powder at the time of firing, thereby suppressing the shrinkage of the
また、セラミック成分は、焼成時に、ビア導体用導電性ペーストの焼結が、グリーンシートの焼成よりも速く進行するのを抑制するために機能する。 In addition, the ceramic component functions to suppress the progress of the sintering of the conductive paste for via conductors faster than the firing of the green sheet during firing.
そのため、積層セラミックコンデンサ90にクラックが生じるのを防止することができる。
Therefore, it is possible to prevent the multilayer
上記積層セラミックコンデンサ90などの、セラミック配線板を形成するための焼成時には、デラミネーションなどの内部欠陥の原因となる、グリーンシートや導電性ペーストに含まれる有機バインダ樹脂を、十分に燃焼させて分解させるために、焼成の途中で、所定濃度の酸素を導入することが行われる。
When firing to form a ceramic wiring board such as the above-mentioned multilayer
ところが、この酸素を導入した焼成時や、あるいは、ビア導体用導電性ペーストを、大気中で、長期間に亘って保管している間に、ペースト中で互いに近接して存在するCu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成される場合があり、Cu−Ni合金が生成されると、ビア導体の電気抵抗が増大して、導電性が低下するという問題がある。 However, Cu powder and Ni present in the paste in close proximity to each other during baking with oxygen introduced or while the conductive paste for via conductors is stored in the atmosphere for a long period of time. In some cases, the powder reacts to produce a Cu—Ni alloy. When the Cu—Ni alloy is produced, there is a problem in that the electrical resistance of the via conductor increases and the conductivity decreases.
本発明の目的は、Cu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成されるのを防止して、従来に比べてより一層、良好な導電性を有するビア導体を形成することができるビア導体用導電性ペーストを提供することにある。 An object of the present invention is to prevent a Cu powder and a Ni powder from reacting to form a Cu-Ni alloy, and to form a via conductor having a better conductivity than in the past. An object is to provide a conductive paste for via conductors.
また、本発明の目的は、上記のビア導体用導電性ペーストを用いて形成されたビア導体を有するセラミック配線板と、その製造方法とを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a ceramic wiring board having via conductors formed using the above conductive paste for via conductors and a method for manufacturing the same.
本発明のビア導体用導電性ペーストは、セラミック成分を含むグリーンシートに形成した貫通孔内に充てんされ、グリーンシートと共に焼成されてビア導体を形成するものであって、表面にガラス層を有するCu粉末と、表面に金属酸化物層を有するNi粉末と、グリーンシートに含まれるセラミック成分と同質のセラミック成分とを含有することを特徴とする。 The conductive paste for via conductor according to the present invention is filled in a through-hole formed in a green sheet containing a ceramic component, and is baked together with the green sheet to form a via conductor, and has a glass layer on the surface. It contains powder, Ni powder having a metal oxide layer on its surface, and a ceramic component of the same quality as the ceramic component contained in the green sheet.
また、Cu粉末の体積比率Vaと、Ni粉末の体積比率Vbと、セラミック成分の体積比率Vcとが、式(1)〜(5)を全て満足することを特徴とする。 Further, the volume ratio Va of the Cu powder, the volume ratio Vb of the Ni powder, and the volume ratio Vc of the ceramic component satisfy all of the expressions (1) to (5).
0.01≦Va≦0.1 (1)
0.9≦Vb≦0.99 (2)
0.01≦Vc≦0.3 (3)
Va+Vb=1 (4)
1.01≦Va+Vb+Vc≦1.3 (5)
さらに、Cu粉末の表面の、ガラス層の平均厚みが5.0〜50nm、Ni粉末の表面の、金属酸化物層の平均厚みが1.0〜20nmであることを特徴とする。
0.01 ≦ Va ≦ 0.1 (1)
0.9 ≦ Vb ≦ 0.99 (2)
0.01 ≦ Vc ≦ 0.3 (3)
Va + Vb = 1 (4)
1.01 ≦ Va + Vb + Vc ≦ 1.3 (5)
Further, the average thickness of the glass layer on the surface of the Cu powder is 5.0 to 50 nm, and the average thickness of the metal oxide layer on the surface of the Ni powder is 1.0 to 20 nm.
また更に、Cu粉末の平均粒径が0.1〜1.0μm、Ni粉末の平均粒径が0.1〜10μm、セラミック成分の平均粒径が0.1〜1.0μmであることを特徴とする。 Furthermore, the average particle size of the Cu powder is 0.1 to 1.0 μm, the average particle size of the Ni powder is 0.1 to 10 μm, and the average particle size of the ceramic component is 0.1 to 1.0 μm. And
更にまた、Ni粉末として、平均粒径が異なる2種のNi粉末を併用することを特徴とする。 Furthermore, as the Ni powder, two types of Ni powders having different average particle diameters are used in combination.
本発明のセラミック配線板は、請求項1のビア導体用導電性ペーストを焼成して形成されたビア導体を有することを特徴とする。 The ceramic wiring board of the present invention has a via conductor formed by firing the conductive paste for via conductor according to claim 1.
本発明のセラミック配線板の製造方法は、グリーンシートに貫通孔を形成する工程と、形成した貫通孔に、請求項1のビア導体用導電性ペーストを充てんする工程と、焼成によって導体配線を形成する、導電成分としてNiを含む導体配線用導電性ペーストを、グリーンシートの表面に、その一部が、貫通孔に充てんしたビア導体用導電性ペーストと接するように塗布する工程と、グリーンシート、ビア導体用導電性ペースト、および導体配線用導電性ペーストを同時に焼成する工程とを含むことを特徴とする。 The method for manufacturing a ceramic wiring board according to the present invention includes a step of forming a through hole in a green sheet, a step of filling the formed through hole with the conductive paste for via conductors according to claim 1, and forming a conductor wiring by firing. Applying a conductive paste for conductive wiring containing Ni as a conductive component to the surface of the green sheet so that part of the conductive paste is in contact with the conductive paste for via conductor filled in the through hole; And a step of simultaneously firing the conductive paste for via conductor and the conductive paste for conductor wiring.
また、貫通孔にビア導体用導電性ペーストを充てんし、表面に導体配線用導電性ペーストを塗布したグリーンシートを、複数枚、焼成前に重ねる工程を含み、重ねた複数枚のグリーンシートを、焼成によって一体化させることを特徴とする。 In addition, the method includes a step of filling a plurality of green sheets, each filled with a conductive paste for via conductors in a through hole, and coated with a conductive paste for conductor wiring on the surface, before firing. It is characterized by being integrated by firing.
また、本発明のセラミック配線板の製造方法は、焼成によって導体配線を形成する、導電成分としてNiを含む導体配線用導電性ペーストを、グリーンシートの表面に、その一部が、グリーンシートの、貫通孔を形成する領域に重なるように塗布する工程と、グリーンシートに貫通孔を形成すると共に、貫通孔に重なる導体配線用導電性ペーストを除去する工程と、形成した貫通孔に、グリーンシートの表面に塗布した導体配線用導電性ペーストの一部と接するように、請求項1のビア導体用導電性ペーストを充てんする工程と、グリーンシート、ビア導体用導電性ペースト、および導体配線用導電性ペーストを同時に焼成する工程とを含むことを特徴とする。 Further, the method for producing a ceramic wiring board of the present invention comprises forming conductive wiring by firing, conductive paste for conductive wiring containing Ni as a conductive component on the surface of the green sheet, part of which is green sheet, The step of applying so as to overlap the region where the through hole is formed, the step of forming the through hole in the green sheet, the step of removing the conductive paste for the conductor wiring that overlaps the through hole, The step of filling the conductive paste for via conductors of claim 1 so as to be in contact with a part of the conductive paste for conductor wiring applied to the surface, the green sheet, the conductive paste for via conductors, and the conductive property for conductor wiring And a step of simultaneously baking the paste.
また、表面に導体配線用導電性ペーストを塗布したグリーンシートを、複数枚、貫通孔を形成する前に重ねる工程を含み、重ねた複数枚のグリーンシートを貫通させて貫通孔を形成して、ビア導体用導電性ペーストを充てんした後、重ねた複数枚のグリーンシートを、焼成によって一体化させることを特徴とする。 In addition, including a step of stacking a plurality of green sheets coated with conductive paste for conductor wiring on the surface before forming the through holes, forming the through holes by penetrating the plurality of stacked green sheets, After filling the conductive paste for via conductors, a plurality of stacked green sheets are integrated by firing.
本発明のビア導体用導電性ペーストによれば、Cu粉末の表面をガラス層で被覆すると共に、Ni粉末の表面を金属酸化物層で被覆しているため、Cu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成されるのを有効に防止することができる。 According to the conductive paste for via conductors of the present invention, the surface of Cu powder is coated with a glass layer, and the surface of Ni powder is coated with a metal oxide layer, so that Cu powder and Ni powder react. Thus, the formation of the Cu—Ni alloy can be effectively prevented.
そのため、良好な導電性を有するビア導体を形成することが可能となる。 Therefore, it is possible to form a via conductor having good conductivity.
本発明のビア導体用導電性ペーストにおいては、Cu粉末の体積比率Vaと、Ni粉末の体積比率Vbと、セラミック成分の体積比率Vcとが、式(1)〜(5)を全て満足しているのが好ましい。 In the conductive paste for via conductors of the present invention, the volume ratio Va of the Cu powder, the volume ratio Vb of the Ni powder, and the volume ratio Vc of the ceramic component satisfy all the expressions (1) to (5). It is preferable.
0.01≦Va≦0.1 (1)
0.9≦Vb≦0.99 (2)
0.01≦Vc≦0.3 (3)
Va+Vb=1 (4)
1.01≦Va+Vb+Vc≦1.3 (5)
体積比率Va〜Vcを上記の範囲内とすれば、先に説明したCu粉末の機能やセラミック成分の機能を、いずれも効果的に発揮させて、良好な特性を有するセラミック配線板を製造することができる。
0.01 ≦ Va ≦ 0.1 (1)
0.9 ≦ Vb ≦ 0.99 (2)
0.01 ≦ Vc ≦ 0.3 (3)
Va + Vb = 1 (4)
1.01 ≦ Va + Vb + Vc ≦ 1.3 (5)
When the volume ratios Va to Vc are within the above range, the functions of the Cu powder and the ceramic component described above are effectively exhibited to produce a ceramic wiring board having good characteristics. Can do.
すなわち、Cu粉末の機能によって、焼成時に、ビア導体の収縮を抑制して、内部電極などの導体配線と、より一層、良好に導電接続することができる。 That is, by the function of the Cu powder, the shrinkage of the via conductor can be suppressed at the time of firing, and the conductive connection with the conductor wiring such as the internal electrode can be made even better.
また、セラミック成分の機能によって、焼成時に、ビア導体用導電性ペーストの焼結が、グリーンシートの焼成よりも速く進行するのを抑制して、セラミック配線板にクラックが生じるのを、より一層、確実に防止することもできる。 In addition, due to the function of the ceramic component, during firing, the sintering of the conductive paste for via conductors is suppressed from proceeding faster than the firing of the green sheet, and the cracks in the ceramic wiring board are further generated. It can also be surely prevented.
本発明のビア導体用導電性ペーストにおいては、Cu粉末の表面の、ガラス層の平均厚みが5.0〜50nm、Ni粉末の表面の、金属酸化物層の平均厚みが1.0〜20nmであるのが好ましい。 In the conductive paste for via conductors of the present invention, the average thickness of the glass layer on the surface of Cu powder is 5.0 to 50 nm, and the average thickness of the metal oxide layer on the surface of Ni powder is 1.0 to 20 nm. Preferably there is.
ガラス層および金属酸化物層の平均厚みを、それぞれ、上記の範囲内とすれば、Cu粉末とNi粉末との反応による、Cu−Ni合金の生成を、さらに確実に防止して、ビア導体に、より一層、良好な導電性を付与することができる。 If the average thicknesses of the glass layer and the metal oxide layer are within the above ranges, respectively, the formation of a Cu—Ni alloy due to the reaction between the Cu powder and the Ni powder can be more reliably prevented, and the via conductor can be formed. Further, it is possible to impart good conductivity.
本発明のビア導体用導電性ペーストにおいては、Cu粉末の平均粒径が0.1〜1.0μm、Ni粉末の平均粒径が0.1〜10μm、セラミック成分の平均粒径が0.1〜1.0μmであるのが好ましい。 In the conductive paste for via conductors of the present invention, the average particle size of Cu powder is 0.1 to 1.0 μm, the average particle size of Ni powder is 0.1 to 10 μm, and the average particle size of ceramic components is 0.1. It is preferable that it is -1.0 micrometer.
Cu粉末、Ni粉末およびセラミック成分の平均粒径を上記の範囲内とすれば、ビア導体用導電性ペースト中において、Cu粉末、Ni粉末、およびセラミック成分を、それぞれ、凝集を生じさせることなく、均一に分散させることができる。 If the average particle size of Cu powder, Ni powder and ceramic component is within the above range, Cu powder, Ni powder and ceramic component in the conductive paste for via conductor, respectively, without causing aggregation, It can be uniformly dispersed.
そのため、焼成時に、Cu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成されるのを効果的に防止すると共に、ビア導体中で、Cu粉末同士、Ni粉末同士が偏在するのを防止して、ビア導体に、より一層、良好な、しかも、均一な導電性を付与することができる。 Therefore, during firing, Cu powder and Ni powder react to effectively prevent the formation of a Cu-Ni alloy, and Cu powder and Ni powder are unevenly distributed in the via conductor. Therefore, it is possible to impart even better and uniform conductivity to the via conductor.
また、焼成時に、ビア導体用導電性ペーストの焼結が、グリーンシートの焼成よりも速く進行するのを抑制して、セラミック配線板にクラックが生じるのを、より一層、確実に防止することもできる。 In addition, during firing, the sintering of the conductive paste for via conductors can be prevented from proceeding faster than the firing of the green sheet, and it is possible to more reliably prevent cracks in the ceramic wiring board. it can.
また、Ni粉末としては、平均粒径が上記の範囲内で、なおかつ、互いに異なる2種のNi粉末を併用するのが好ましい。平均粒径が異なる2種のNi粉末を併用すると、Ni粉末の充てん密度を高めて、ビア導体に、より一層、良好な、しかも、均一な導電性を付与することができる。また、焼成時に、ビア導体の収縮を抑制して、内部電極などの導体配線と、より一層、良好に導電接続することもできる。 As the Ni powder, it is preferable to use two kinds of Ni powders having an average particle diameter within the above range and different from each other. When two kinds of Ni powders having different average particle diameters are used in combination, the packing density of the Ni powder can be increased, and a better and even conductivity can be imparted to the via conductor. Further, the shrinkage of the via conductor can be suppressed during firing, and the conductive wiring such as the internal electrode can be more conductively connected.
本発明のセラミック配線板は、本発明のビア導体用導電性ペーストを焼成して形成されたビア導体を有することを特徴とするものである。 The ceramic wiring board of the present invention has a via conductor formed by firing the conductive paste for via conductor of the present invention.
したがって、本発明のセラミック配線板によれば、ビア導体の導電性を向上すると共に、導体配線と良好に導電接続することができる。 Therefore, according to the ceramic wiring board of the present invention, the electrical conductivity of the via conductor can be improved and the conductive wiring can be satisfactorily connected to the conductor wiring.
そのため、特に、2層以上の積層構造を有するセラミック配線板において、積層構造の内部に設けられる導体配線の、等価直列抵抗や等価直列インダクタンスを低くすることが可能となる。 Therefore, particularly in a ceramic wiring board having a laminated structure of two or more layers, it is possible to reduce the equivalent series resistance and equivalent series inductance of the conductor wiring provided in the laminated structure.
また、焼成時に、ビア導体用導電性ペーストの焼結が、グリーンシートの焼成よりも速く進行するのを抑制して、セラミック配線板にクラックが生じるのを防止することも可能となる。 In addition, it is possible to prevent the ceramic wiring board from cracking by suppressing the progress of the sintering of the conductive paste for via conductors faster than the firing of the green sheet during firing.
本発明のセラミック配線板の製造方法は、グリーンシートに貫通孔を形成する工程と、形成した貫通孔に、クレーム1のビア導体用導電性ペーストを充てんする工程と、焼成によって導体配線を形成する、導電成分としてNiを含む導体配線用導電性ペーストを、グリーンシートの表面に、その一部が、貫通孔に充てんしたビア導体用導電性ペーストと接するように塗布する工程と、グリーンシート、ビア導体用導電性ペースト、および導体配線用導電性ペーストを同時に焼成する工程とを含むことを特徴とするものである。 The method for producing a ceramic wiring board of the present invention includes a step of forming a through hole in a green sheet, a step of filling the formed through hole with the conductive paste for via conductor of claim 1, and forming a conductor wiring by firing. Applying a conductive paste for conductive wiring containing Ni as a conductive component to the surface of the green sheet so that a part of the conductive paste is in contact with the conductive paste for via conductor filled in the through hole; And a step of simultaneously firing the conductive paste for conductor and the conductive paste for conductor wiring.
本発明の製造方法によれば、上記の各工程を経ることによって、前記のように導電性に優れると共に、導体配線と良好に接続されたビア導体を有し、なおかつ、クラックを有しないセラミック配線板を、効率よく、製造することができる。 According to the manufacturing method of the present invention, through each of the above steps, the ceramic wiring is excellent in conductivity as described above, has a via conductor well connected to the conductor wiring, and has no cracks. A board can be manufactured efficiently.
また、上記本発明の製造方法によって、2層以上の積層構造を有するセラミック配線板を製造するためには、貫通孔にビア導体用導電性ペーストを充てんし、表面に導体配線用導電性ペーストを塗布したグリーンシートを、複数枚、焼成前に重ねる工程を含み、重ねた複数枚のグリーンシートを、焼成によって一体化させるのが好ましい。 In addition, in order to manufacture a ceramic wiring board having a laminated structure of two or more layers by the manufacturing method of the present invention, a conductive paste for via conductor is filled in the through hole, and the conductive paste for conductor wiring is formed on the surface. It is preferable to include a step of stacking a plurality of applied green sheets before firing, and integrating the plurality of stacked green sheets by firing.
本発明のセラミック配線板の製造方法は、焼成によって導体配線を形成する、導電成分としてNiを含む導体配線用導電性ペーストを、グリーンシートの表面に、その一部が、グリーンシートの、貫通孔を形成する領域に重なるように塗布する工程と、グリーンシートに貫通孔を形成すると共に、貫通孔に重なる導体配線用導電性ペーストを除去する工程と、形成した貫通孔に、グリーンシートの表面に塗布した導体配線用導電性ペーストの一部と接するように、クレーム1のビア導体用導電性ペーストを充てんする工程と、グリーンシート、ビア導体用導電性ペースト、および導体配線用導電性ペーストを同時に焼成する工程とを含むことを特徴とするものである。 The method for producing a ceramic wiring board according to the present invention comprises forming a conductive wiring by firing, a conductive paste for conductive wiring containing Ni as a conductive component on the surface of a green sheet, a part of which is a through hole of the green sheet. The step of applying so as to overlap the region for forming the conductive layer, the step of forming the through hole in the green sheet, the step of removing the conductive paste for conductor wiring overlapping the through hole, and the formed through hole on the surface of the green sheet The step of filling the conductive paste for via conductor of claim 1 so as to be in contact with a part of the applied conductive paste for conductive wiring, the green sheet, the conductive paste for via conductor, and the conductive paste for conductive wiring are simultaneously performed. And a step of firing.
本発明の製造方法によれば、上記の各工程を経ることによって、前記のように導電性に優れると共に、導体配線と良好に接続されたビア導体を有し、なおかつ、クラックを有しないセラミック配線板を、効率よく、製造することができる。 According to the manufacturing method of the present invention, through each of the above steps, the ceramic wiring is excellent in conductivity as described above, has a via conductor well connected to the conductor wiring, and has no cracks. A board can be manufactured efficiently.
また、上記本発明の製造方法によって、2層以上の積層構造を有するセラミック配線板を製造するためには、表面に導体配線用導電性ペーストを塗布したグリーンシートを、複数枚、貫通孔を形成する前に重ねる工程を含み、重ねた複数枚のグリーンシートを貫通させて貫通孔を形成して、ビア導体用導電性ペーストを充てんした後、重ねた複数枚のグリーンシートを、焼成によって一体化させるのが好ましい。 Moreover, in order to manufacture a ceramic wiring board having a laminated structure of two or more layers by the manufacturing method of the present invention, a plurality of green sheets coated with conductive paste for conductor wiring are formed on the surface, and through holes are formed. Including a step of overlapping before forming, through the plurality of stacked green sheets to form through holes, filling with conductive paste for via conductors, and then integrating the stacked plurality of green sheets by firing It is preferable to do so.
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明のビア導体用導電性ペーストは、表面にガラス層を有するCu粉末と、表面に金属酸化物層を有するNi粉末と、グリーンシートに含まれるセラミック成分と同質のセラミック成分とを含有することを特徴とするものである。 The conductive paste for via conductors of the present invention contains Cu powder having a glass layer on the surface, Ni powder having a metal oxide layer on the surface, and a ceramic component of the same quality as the ceramic component contained in the green sheet. It is characterized by.
Cu粉末の表面に設けられるガラス層としては、例えば、石英ガラス(SiO2)、ソーダ石灰ガラス(Na2O−CaO−SiO2)、カリ石灰ガラス(K2O−CaO−SiO2)、アルカリガラス(K2O−PbO−SiO2)、バリウムガラス(BaO−SiO2−B2O3)、ホウケイ酸ガラス(Na2O−B2O3−SiO2)などの、ケイ酸塩ガラスの1種または2種以上からなる層が挙げられる。 Examples of the glass layer provided on the surface of the Cu powder include quartz glass (SiO 2 ), soda lime glass (Na 2 O—CaO—SiO 2 ), potash lime glass (K 2 O—CaO—SiO 2 ), and alkali. Of silicate glass such as glass (K 2 O—PbO—SiO 2 ), barium glass (BaO—SiO 2 —B 2 O 3 ), borosilicate glass (Na 2 O—B 2 O 3 —SiO 2 ), etc. The layer which consists of 1 type (s) or 2 or more types is mentioned.
ガラス層の平均厚みは、5.0〜50nmであるのが好ましい。 The average thickness of the glass layer is preferably 5.0 to 50 nm.
ガラス層の平均厚みが5.0nm未満では、当該ガラス層による、Cu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成されるのを防止する効果が十分に得られないおそれがある。 When the average thickness of the glass layer is less than 5.0 nm, there is a possibility that the effect of preventing the Cu powder and the Ni powder from reacting and generating a Cu—Ni alloy by the glass layer may not be sufficiently obtained. .
また、ガラス層の平均厚みが50nmを超える場合には、Cu粉末による、Ni粉末と固溶体を形成することで、ビア導体を、導体配線と良好に導電接続する効果が十分に得られないおそれがある。 In addition, when the average thickness of the glass layer exceeds 50 nm, there is a possibility that the effect of good conductive connection between the via conductor and the conductor wiring may not be sufficiently obtained by forming a solid solution with the Ni powder by the Cu powder. is there.
ガラス層の平均厚みは、表面にガラス層を有するCu粉末を、熱硬化性樹脂と混合してペーストを作製し、このペーストを、150〜200℃に加熱して熱硬化性樹脂を熱硬化させて固形の試料体を形成した後、研磨し、研磨面を、最後にダイヤモンドペーストで鏡面になるまで仕上げた状態で、走査型電子顕微鏡を用いて、倍率8000倍以上で観察してガラス層の厚みを測定する操作を、研磨面に露出した複数のCu粉末について行った平均値でもって表すこととする。 The average thickness of the glass layer is such that Cu powder having a glass layer on the surface is mixed with a thermosetting resin to prepare a paste, and this paste is heated to 150 to 200 ° C. to thermoset the thermosetting resin. After forming a solid sample body, it was polished, and the polished surface was finally finished to a mirror surface with a diamond paste, and was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 8000 times or more. The operation for measuring the thickness is expressed by an average value obtained for a plurality of Cu powders exposed on the polished surface.
なお、実際のCu粉末は、その形成方法などにもよるが、必ずしも、表面の全面が、ガラス層によって被覆されていない場合もあり得る。 In addition, although actual Cu powder is based also on the formation method etc., the whole surface may not necessarily be coat | covered with the glass layer.
その場合でも、上記の方法によって求められるガラス層の平均厚みが、先に提示した好適な範囲内であるときは、Cu粉末がNi粉末と反応してCu−Ni合金が生成されるのを防止することが可能である。 Even in that case, when the average thickness of the glass layer obtained by the above method is within the preferred range presented above, the Cu powder is prevented from reacting with the Ni powder to form a Cu-Ni alloy. Is possible.
よって、Cu粉末は、表面の全面が、ガラス層によって被覆されていても、一部が露出していても構わない。 Therefore, the entire surface of the Cu powder may be covered with the glass layer or may be partially exposed.
Cu粉末の平均粒径は、0.1〜1.0μmであるのが好ましい。 The average particle diameter of the Cu powder is preferably 0.1 to 1.0 μm.
Cu粉末の平均粒径が0.1μm未満であるか、または、1.0μmを超える場合には、このいずれの場合においても、Cu粉末が、ビア導体用導電性ペースト中で凝集しやすくなる。 When the average particle diameter of the Cu powder is less than 0.1 μm or exceeds 1.0 μm, the Cu powder tends to aggregate in the conductive paste for via conductors in either case.
そのため、Ni粉末とセラミック成分も凝集しやすくなり、焼成時に、Cu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成されるのを効果的に防止できないおそれがある。 Therefore, the Ni powder and the ceramic component are also easily aggregated, and it may not be possible to effectively prevent the Cu powder and the Ni powder from reacting and generating a Cu—Ni alloy during firing.
また、ビア導体中で、Cu粉末同士、Ni粉末同士が偏在して、ビア導体の導電性が低下したり、不均一になったりするおそれもある。 In addition, Cu powder and Ni powder are unevenly distributed in the via conductor, and the conductivity of the via conductor may be reduced or non-uniform.
なお、Cu粉末は、その粒径が小さいほど、焼成によって、Ni粉末に対して効果的に固溶させることができる。 In addition, Cu powder can be effectively solid-solved with respect to Ni powder by baking, so that the particle size is small.
そのため、焼成時に、ビア導体用導電性ペーストが収縮するのを抑制して、ビア導体を、導体配線と良好に導電接続することができる。 Therefore, it is possible to suppress the shrinkage of the conductive paste for via conductors at the time of firing, and to connect the via conductors to the conductor wirings with good conductivity.
したがって、Cu粉末の平均粒径は、上記の範囲内でも、小さいほど、好ましい。 Therefore, the smaller the average particle diameter of the Cu powder is, the more preferable it is within the above range.
Cu粉末の平均粒径は、表面にガラス層を形成しない状態での、Cu粉末そのものの粒径の平均値であって、Cu粉末を、走査型電子顕微鏡を用いて、倍率8000倍以上で観察して粒径を測定する操作を、複数のCu粉末について行った平均値でもって表すこととする。 The average particle diameter of the Cu powder is the average value of the particle diameter of the Cu powder itself in a state where no glass layer is formed on the surface, and the Cu powder is observed at a magnification of 8000 times or more using a scanning electron microscope. Then, the operation for measuring the particle diameter is expressed by an average value obtained for a plurality of Cu powders.
表面にガラス層を有するCu粉末は、例えば、噴霧熱分解法によって製造することができる。例えば、ガラス層としてSiO2の層を有するCu粉末は、還元性雰囲気中で、Cu粉末と、Siを含む化合物とを噴霧して、Cu粉末の表面に、上記化合物を付着させた後、当該化合物を、大気中等の酸化性雰囲気中で熱分解させて、SiO2を生成させることで製造される。 Cu powder having a glass layer on the surface can be produced, for example, by spray pyrolysis. For example, Cu powder having a SiO 2 layer as a glass layer is sprayed with Cu powder and a compound containing Si in a reducing atmosphere, and the compound is attached to the surface of the Cu powder, and then the The compound is produced by thermally decomposing in an oxidizing atmosphere such as the air to generate SiO 2 .
Ni粉末の表面に設けられる金属酸化物層としては、例えば、Ni、Al、Y、Zr、Ti、Mg、Ca、Sr、またはBaの酸化物の1種単独からなる層、上記酸化物の2種以上の混合物からなる層、上記金属の2種以上を含む複合酸化物からなる層、上記金属と他の金属との複合酸化物からなる層などの、高温で、Ni粉末よりも安定な金属酸化物からなる層が挙げられる。 As the metal oxide layer provided on the surface of the Ni powder, for example, a layer made of a single oxide of Ni, Al, Y, Zr, Ti, Mg, Ca, Sr, or Ba, or 2 of the above oxides. Metals that are more stable than Ni powder at high temperatures, such as layers composed of a mixture of two or more species, layers composed of complex oxides containing two or more of the above metals, and layers composed of complex oxides of the above metals and other metals Examples thereof include a layer made of an oxide.
金属酸化物層の平均厚みは、1.0〜20nmであるのが好ましい、金属酸化物層の平均厚みが1.0nm未満では、当該金属酸化物層による、Cu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成されるのを防止する効果が十分に得られないおそれがある。 The average thickness of the metal oxide layer is preferably 1.0 to 20 nm. When the average thickness of the metal oxide layer is less than 1.0 nm, Cu powder and Ni powder react with the metal oxide layer. Thus, the effect of preventing the formation of the Cu—Ni alloy may not be sufficiently obtained.
また、金属酸化物層の平均厚みが20nmを超える場合には、Cu粉末による、Ni粉末と固溶体を形成することで、ビア導体を、導体配線と良好に導電接続する効果が十分に得られないおそれがある。 In addition, when the average thickness of the metal oxide layer exceeds 20 nm, the effect of conducting the conductive connection between the via conductor and the conductor wiring cannot be sufficiently obtained by forming a solid solution with Ni powder using Cu powder. There is a fear.
金属酸化物層の平均厚みは、ガラス層の平均厚みと同様にして求めることができる。 The average thickness of the metal oxide layer can be determined in the same manner as the average thickness of the glass layer.
すなわち、表面に金属酸化物層を有するNi粉末を、熱硬化性樹脂と混合してペーストを作製し、このペーストを、150〜200℃に加熱して熱硬化性樹脂を熱硬化させて固形の試料体を形成した後、研磨し、研磨面を、最後にダイヤモンドペーストで鏡面になるまで仕上げた状態で、走査型電子顕微鏡を用いて、倍率8000倍以上で観察して金属酸化物層の厚みを測定する操作を、研磨面に露出した複数のNi粉末について行った平均値でもって表すこととする。 That is, a Ni powder having a metal oxide layer on the surface is mixed with a thermosetting resin to prepare a paste, and the paste is heated to 150 to 200 ° C. to thermoset the thermosetting resin to form a solid. After forming the sample body, the metal oxide layer is polished by observing at a magnification of 8000 times or more with a scanning electron microscope in a state where the polished surface is finally finished to a mirror surface with diamond paste. The operation for measuring is represented by an average value obtained for a plurality of Ni powders exposed on the polished surface.
なお、実際のNi粉末は、その形成方法などにもよるが、必ずしも、表面の全面が、金属酸化物層によって被覆されていない場合もあり得る。 In addition, although actual Ni powder is based on the formation method etc., the whole surface may not necessarily be coat | covered with the metal oxide layer.
その場合でも、上記の方法によって求められる金属酸化物層の平均厚みが、先に提示した好適な範囲内であるときは、Cu粉末がNi粉末と反応してCu−Ni合金が生成されるのを防止することが可能である。 Even in that case, when the average thickness of the metal oxide layer determined by the above method is within the preferred range presented above, the Cu powder reacts with the Ni powder to form a Cu-Ni alloy. Can be prevented.
よって、Ni粉末は、表面の全面が、金属酸化物層によって被覆されていても、一部が露出していても構わない。 Therefore, the Ni powder may be entirely covered with the metal oxide layer or partially exposed.
Ni粉末の平均粒径は、0.1〜10μmであるのが好ましい。 The average particle diameter of the Ni powder is preferably 0.1 to 10 μm.
Ni粉末の平均粒径が0.1μm未満であるか、または、10μmを超える場合には、このいずれの場合においても、Ni粉末が、ビア導体用導電性ペースト中で凝集しやすくなる。 When the average particle diameter of the Ni powder is less than 0.1 μm or exceeds 10 μm, the Ni powder easily aggregates in the conductive paste for via conductors in either case.
そのため、Cu粉末とセラミック成分も凝集しやすくなり、焼成時に、Cu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成されるのを効果的に防止できないおそれがある。 Therefore, the Cu powder and the ceramic component are also easily aggregated, and it may not be possible to effectively prevent the Cu powder and the Ni powder from reacting and generating a Cu—Ni alloy during firing.
また、ビア導体中で、Cu粉末同士、Ni粉末同士が偏在して、ビア導体の導電性が低下したり、不均一になったりするおそれもある。 In addition, Cu powder and Ni powder are unevenly distributed in the via conductor, and the conductivity of the via conductor may be reduced or non-uniform.
また、Ni粉末としては、平均粒径が上記の範囲内で、なおかつ、互いに異なる2種のNi粉末を併用するのが好ましい。平均粒径が異なる2種のNi粉末を併用すると、Ni粉末の充てん密度を高めて、ビア導体に、より一層、良好な、しかも、均一な導電性を付与することができる。また、焼成時に、ビア導体の収縮を抑制して、内部電極などの導体配線と、より一層、良好に導電接続することもできる。組み合わせる2種のNi粉末の粒径の比は、小粒径のNi粉末の平均粒径が、大粒径のNi粉末の平均粒径の5〜35%であるのが好ましい。小粒径のNi粉末の平均粒径が、この範囲より小さくても、また大きくても、Ni粉末の充てん密度を高める効果が十分に得られないおそれがある。また、2種のNi粉末は、大粒径のNi粉末100重量部に対して、小粒径のNi粉末10〜35重量部を配合するのが好ましい。小粒径のNi粉末の配合量が、この範囲より小さくても、また大きくても、Ni粉末の充てん密度を高める効果が十分に得られないおそれがある。 As the Ni powder, it is preferable to use two kinds of Ni powders having an average particle diameter within the above range and different from each other. When two kinds of Ni powders having different average particle diameters are used in combination, the packing density of the Ni powder can be increased, and a better and even conductivity can be imparted to the via conductor. Further, the shrinkage of the via conductor can be suppressed during firing, and the conductive wiring such as the internal electrode can be more conductively connected. The ratio of the particle diameters of the two Ni powders to be combined is preferably such that the average particle diameter of the small Ni powder is 5 to 35% of the average particle diameter of the large Ni powder. Even if the average particle size of the Ni powder having a small particle size is smaller or larger than this range, the effect of increasing the packing density of the Ni powder may not be sufficiently obtained. Moreover, it is preferable to mix | blend 10-35 weight part of Ni powder of a small particle size with respect to 100 weight part of Ni powder of a large particle size as 2 types of Ni powder. Even if the blending amount of the Ni powder having a small particle size is smaller or larger than this range, the effect of increasing the packing density of the Ni powder may not be sufficiently obtained.
Ni粉末の平均粒径は、表面に金属酸化物層を形成しない状態での、Ni粉末そのものの粒径の平均値であって、Ni粉末を、走査型電子顕微鏡を用いて、倍率8000倍以上で観察して粒径を測定する操作を、複数のNi粉末について行った平均値でもって表すこととする。 The average particle diameter of the Ni powder is the average value of the particle diameter of the Ni powder itself in a state where no metal oxide layer is formed on the surface, and the Ni powder is magnified by 8000 times or more using a scanning electron microscope. The operation for observing and measuring the particle size is expressed by an average value obtained for a plurality of Ni powders.
表面に金属酸化物層を有するNi粉末は、例えば、噴霧熱分解法によって製造することができる。すなわち、表面に金属酸化物層を有するNi粉末は、還元性雰囲気中で、Ni粉末と、金属酸化物のもとになる金属を含む化合物とを噴霧して、Ni粉末の表面に、上記化合物を付着させ、次いで、当該化合物を、大気中等の酸化性雰囲気中で熱分解させた後、酸化処理して金属酸化物を生成させることで製造される。 Ni powder having a metal oxide layer on the surface can be produced, for example, by spray pyrolysis. That is, Ni powder having a metal oxide layer on its surface is sprayed with Ni powder and a compound containing a metal that is the basis of the metal oxide in a reducing atmosphere, and the above compound is applied to the surface of Ni powder. Then, the compound is thermally decomposed in an oxidizing atmosphere such as the air and then oxidized to produce a metal oxide.
なお、金属酸化物層がNiの酸化物の層である場合は、噴霧後の酸素濃度を調整するだけで、所定の厚みを有する金属酸化物層を形成することができるが、通常は、熱処理条件を調整することで、所定の厚みを有する金属酸化物層を形成することができる。 When the metal oxide layer is a Ni oxide layer, a metal oxide layer having a predetermined thickness can be formed simply by adjusting the oxygen concentration after spraying. By adjusting the conditions, a metal oxide layer having a predetermined thickness can be formed.
セラミック成分としては、グリーンシートに含まれるセラミック成分と同質のセラミック成分、すなわち、主成分が同一であるか、または類似していると共に、焼成時の焼結挙動や温度特性が近似するため、ビア導体用導電性ペーストの焼結が、グリーンシートの焼成よりも速く進行するのを抑制する機能を有する種々のセラミック成分を用いることができる。 As the ceramic component, the ceramic component of the same quality as the ceramic component contained in the green sheet, that is, the main component is the same or similar, and the sintering behavior and temperature characteristics at the time of firing are approximated. Various ceramic components having a function of suppressing the progress of the sintering of the conductive paste for conductors from proceeding faster than the firing of the green sheet can be used.
例えば、グリーンシートが、セラミック成分の主成分としてチタン酸バリウム(BaTiO3)を含む場合には、ビア導体用導電性ペーストのセラミック成分として、同じBaTiO3を使用するのが好ましい。 For example, when the green sheet contains barium titanate (BaTiO 3 ) as the main component of the ceramic component, it is preferable to use the same BaTiO 3 as the ceramic component of the conductive paste for via conductors.
セラミック成分の平均粒径は、0.1〜1.0μmであるのが好ましい。 The average particle size of the ceramic component is preferably 0.1 to 1.0 μm.
セラミック成分の平均粒径が0.1μm未満あるか、または、1.0μmを超える場合には、このいずれの場合においても、セラミック成分が、ビア導体用導電性ペースト中で凝集しやすくなる。 When the average particle size of the ceramic component is less than 0.1 μm or exceeds 1.0 μm, in either case, the ceramic component tends to aggregate in the conductive paste for via conductors.
そのため、Cu粉末およびNi粉末も凝集しやすくなり、焼成時に、Cu粉末とNi粉末とが反応して、Cu−Ni合金が生成されるのを効果的に防止できないおそれがある。 For this reason, Cu powder and Ni powder are also easily aggregated, and it may not be possible to effectively prevent the Cu powder and Ni powder from reacting and generating a Cu—Ni alloy during firing.
また、ビア導体中で、Cu粉末同士、Ni粉末同士が偏在して、ビア導体の導電性が低下したり、不均一になったりするおそれもある。 In addition, Cu powder and Ni powder are unevenly distributed in the via conductor, and the conductivity of the via conductor may be reduced or non-uniform.
セラミック成分の平均粒径は、セラミック成分を、走査型電子顕微鏡を用いて、倍率8000倍以上で観察して粒径を測定する操作を、複数のセラミック成分について行った平均値でもって表すこととする。 The average particle size of the ceramic component is expressed by an average value obtained by performing an operation for measuring the particle size by observing the ceramic component at a magnification of 8000 times or more using a scanning electron microscope. To do.
本発明のビア導体用導電性ペーストにおいては、Cu粉末の体積比率Vaと、Ni粉末の体積比率Vbと、セラミック成分の体積比率Vcとが、式(1)〜(5)を全て満足しているのが好ましい。 In the conductive paste for via conductors of the present invention, the volume ratio Va of the Cu powder, the volume ratio Vb of the Ni powder, and the volume ratio Vc of the ceramic component satisfy all the expressions (1) to (5). It is preferable.
0.01≦Va≦0.1 (1)
0.9≦Vb≦0.99 (2)
0.01≦Vc≦0.3 (3)
Va+Vb=1 (4)
1.01≦Va+Vb+Vc≦1.3 (5)
Cu粉末の体積比率Vaが0.01未満では、Cu粉末による、Ni粉末と固溶体を形成することで、焼成によるビア導体の収縮を抑制して、導体配線と良好に導電接続する効果が十分に得られないおそれがある。
0.01 ≦ Va ≦ 0.1 (1)
0.9 ≦ Vb ≦ 0.99 (2)
0.01 ≦ Vc ≦ 0.3 (3)
Va + Vb = 1 (4)
1.01 ≦ Va + Vb + Vc ≦ 1.3 (5)
When the volume ratio Va of the Cu powder is less than 0.01, by forming a solid solution with the Ni powder by the Cu powder, the shrinkage of the via conductor due to the firing is suppressed, and the conductive wiring and the conductive connection are sufficiently effective. It may not be obtained.
また、体積比率Vaが0.1を超える場合には、CuがNiより融点が低く、焼成時に蒸発しやすいこと、焼結の進行が速いことから、ビア導体内の空隙が多くなって、当該ビア導体の導電性が低下したり、ビア導体が、却って、大きく収縮して、導体配線と良好に導電接続できなくなったりするおそれがある。 Further, when the volume ratio Va exceeds 0.1, Cu has a melting point lower than that of Ni, easily evaporates at the time of firing, and since the progress of sintering is fast, voids in the via conductor increase, There is a possibility that the conductivity of the via conductor may be reduced, or the via conductor may be greatly contracted, and the conductive wiring may not be satisfactorily connected to the conductor wiring.
Ni粉末の体積比率Vbが0.9未満では、相対的に、Cu粉末の体積比率Vaが大きくなるため、上記と同様に、ビア導体内の空隙が多くなって、当該ビア導体の導電性が低下したり、ビア導体が、却って、大きく収縮して、導体配線と良好に導電接続できなくなったりするおそれがある。 When the volume ratio Vb of the Ni powder is less than 0.9, the volume ratio Va of the Cu powder is relatively large, so that the gap in the via conductor is increased as described above, and the conductivity of the via conductor is increased. Otherwise, the via conductor may contract greatly, and it may not be able to conduct a good conductive connection with the conductor wiring.
また、体積比率Vbが0.99を超える場合には、相対的に、Cu粉末の体積比率Vaが小さくなるため、Cu粉末による、Ni粉末と固溶体を形成することで、焼成によるビア導体の収縮を抑制して、導体配線と良好に導電接続する効果が十分に得られないおそれがある。 In addition, when the volume ratio Vb exceeds 0.99, the volume ratio Va of the Cu powder becomes relatively small, so that the via conductor shrinks due to firing by forming a solid solution with the Ni powder by the Cu powder. There is a possibility that the effect of conducting conductive connection with the conductor wiring is not sufficiently obtained.
セラミック成分の体積比率Vcが0.01未満では、セラミック成分による、焼成時に、ビア導体用導電性ペーストの焼結が、グリーンシートの焼成よりも速く進行するのを抑制することで、セラミック配線板にクラックが生じるのを防止する効果が十分に得られないおそれがある。 When the volume ratio Vc of the ceramic component is less than 0.01, the ceramic wiring board is suppressed by suppressing the sintering of the conductive paste for the via conductor during the firing by the ceramic component faster than the firing of the green sheet. There is a risk that the effect of preventing cracks from being sufficiently generated is not obtained.
また、セラミック成分の体積比率Vcが0.3を超える場合には、相対的に、Cu粉末およびNi粉末の体積比率Va、Vbが小さくなるため、ビア導体の導電性が低下するおそれがある。 In addition, when the volume ratio Vc of the ceramic component exceeds 0.3, the volume ratios Va and Vb of the Cu powder and the Ni powder are relatively small, so that the conductivity of the via conductor may be reduced.
ビア導体用導電性ペーストは、上記Cu粉末、Ni粉末およびセラミック成分に加えて、有機バインダ樹脂、溶剤などを含有してもよい。 The conductive paste for via conductors may contain an organic binder resin, a solvent, etc. in addition to the Cu powder, Ni powder and ceramic component.
有機バインダ樹脂としては、Cu粉末、Ni粉末およびセラミック成分を均質に分散させることができると共に、ビア導体用導電性ペーストに、グリーンシートに形成される貫通孔への充てん方法(例えば、スクリーン印刷)に適した粘度とレオロジーを与えることができる、種々の樹脂が使用可能である。 As an organic binder resin, Cu powder, Ni powder and ceramic components can be uniformly dispersed, and a conductive paste for via conductor is filled into a through-hole formed in a green sheet (for example, screen printing). Various resins can be used that can provide suitable viscosity and rheology.
有機バインダ樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ロジンエステル、エチルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどが挙げられる。 Examples of the organic binder resin include acrylic resin, phenol resin, alkyd resin, rosin ester, ethyl cellulose, methyl cellulose, polyvinyl alcohol, and polyvinyl butyral.
溶剤としては、有機バインダ樹脂を溶解すると共に、Cu粉末、Ni粉末およびセラミック成分を分散させることで、混合系全体をペースト状にする役割をする種々の溶剤が使用可能である。 As the solvent, various solvents can be used that dissolve the organic binder resin and disperse the Cu powder, the Ni powder, and the ceramic component to make the entire mixed system into a paste.
溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤(例えば、α−テルピネオール、ベンジルアルコールなど)、炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤(例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなど)、ナフサなどが挙げられる。 Examples of the solvent include alcohol solvents (for example, α-terpineol, benzyl alcohol, etc.), hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents (for example, diethylene glycol monobutyl ether acetate), naphtha, and the like.
特に、Cu粉末およびNi粉末の分散性を良くするという観点からすると、溶剤としては、α−テルピネオールなどのアルコール系溶剤が好ましい。 In particular, from the viewpoint of improving the dispersibility of Cu powder and Ni powder, the solvent is preferably an alcohol solvent such as α-terpineol.
有機バインダ樹脂および溶剤の含有量は、ビア導体用導電性ペーストに、グリーンシートに形成される貫通孔への充てん方法に適した粘度とレオロジーを与えることができる、適宜の範囲に設定することができる。 The content of the organic binder resin and the solvent can be set in an appropriate range that can give the conductive paste for via conductors a viscosity and rheology suitable for the filling method of the through holes formed in the green sheet. it can.
ビア導体用導電性ペーストは、さらに、必要に応じて、分散剤、活性剤、可塑剤などを含有してもよい。 The conductive paste for via conductors may further contain a dispersant, an activator, a plasticizer, and the like as necessary.
本発明のセラミック配線板は、上記本発明のビア導体用導電性ペーストを焼成して形成されたビア導体を有することを特徴とするものである。 The ceramic wiring board of the present invention has a via conductor formed by firing the conductive paste for a via conductor of the present invention.
図1は、上記本発明のセラミック配線板の、実施の形態の一例としての、積層セラミックコンデンサ10を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a multilayer
図1を参照して、この例の積層セラミックコンデンサ10は、セラミックで形成された複数の誘電体層2を積層した誘電体ブロック1を備えている。
Referring to FIG. 1, a multilayer
誘電体ブロック1を形成する各誘電体層2の層間には、導体配線としての内部電極3、4が、複数層ずつ、交互に設けられている。
Between the
また、誘電体ブロック1には、その積層方向を貫いて、ビア導体5、6が形成されていると共に、誘電体ブロック1の表面には、ビア導体5と導電接続された外部電極7と、ビア導体6と導電接続された外部電極8とが形成されている。
In addition, via
内部電極3は、誘電体ブロック1の、図において、上面側から数えて偶数番目の誘電体層2の上面に設けられていると共に、それぞれ、ビア導体5の周囲に電極のない領域13を設けて、ビア導体5との接触を回避した状態で、ビア導体6および外部電極8と導電接続されている。
The
また、内部電極4は、誘電体ブロック1の、図において、上面側から数えて奇数番目の誘電体層2(最上層、つまり1番目の誘電体層2は除く)の上面に設けられていると共に、それぞれ、ビア導体6の周囲に電極のない領域14を設けて、ビア導体6との接触を回避した状態で、ビア導体5および外部電極7と導電接続されている。
The internal electrode 4 is provided on the upper surface of the dielectric block 1, which is an odd-numbered dielectric layer 2 (excluding the uppermost layer, ie, the first dielectric layer 2) counted from the upper surface side in the drawing. At the same time, a
そして、ビア導体6を介して外部電極8と導電接続された内部電極3と、ビア導体5を介して外部電極7と導電接続された内部電極4とが、図中に示した領域Xにおいて、誘電体層2をはさんで対峙した、等価的にコンデンサとして機能する回路が構成されている。
In the region X shown in the figure, the
誘電体層2は、BaTiO3などのセラミック成分と、有機バインダ樹脂とを含むグリーンシートを焼成して形成される。
The
グリーンシートとしては、先に説明したように、BaTiO3などのセラミック成分と、有機バインダ樹脂とを含むものが好適に用いられる。 As described above, as the green sheet, those containing a ceramic component such as BaTiO 3 and an organic binder resin are preferably used.
詳しくは、上記セラミック成分に、焼結助剤、有機バインダ樹脂、可塑剤、分散剤、溶剤などを混合してセラミックスラリーを調製し、このセラミックスラリーを、シート状に成形して乾燥させることで、グリーンシートが形成される。 Specifically, a ceramic slurry is prepared by mixing the ceramic component with a sintering aid, an organic binder resin, a plasticizer, a dispersant, a solvent, and the like, and the ceramic slurry is molded into a sheet and dried. A green sheet is formed.
セラミックスラリーをシート状に成形する方法としては、例えば、ドクターブレード法、引き上げ法、ダイコーターを利用した塗布方法、グラビアロールコーターを利用した塗布方法などが挙げられる。 Examples of the method for forming the ceramic slurry into a sheet include a doctor blade method, a pulling method, a coating method using a die coater, and a coating method using a gravure roll coater.
セラミック成分としては、BaTiO3を主成分とし、副成分として、チタン酸マグネシウム(MgTiO3)やチタン酸マンガン(MnTiO3)などの誘電体材料を加え、さらに、必要に応じて、酸化イットリウム(Y2O3)などの希土類金属化合物を混合したものなどが挙げられる。 The ceramic component, the BaTiO 3 as a main component, as a subcomponent, a dielectric material such as magnesium titanate (MgTiO 3) or titanium manganese (MnTiO 3) was added, and further, if necessary, yttrium oxide (Y And a mixture of rare earth metal compounds such as 2 O 3 ).
焼結助剤は、焼成による、グリーンシートの収縮開始温度を低くする機能を有している。 The sintering aid has a function of lowering the shrinkage start temperature of the green sheet by firing.
焼結助剤としては、例えば、ガラス成分となる液相形成物質や、金属酸化物などが挙げられる。 Examples of the sintering aid include a liquid phase forming substance that becomes a glass component, a metal oxide, and the like.
有機バインダ樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。 Examples of the organic binder resin include polyvinyl butyral resin, ethyl cellulose resin, and acrylic resin.
可塑剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、フタル酸エステルなどが挙げられる。 Examples of the plasticizer include polyethylene glycol and phthalate ester.
溶剤としては、例えば、水溶性溶剤としての水の他に、有機溶剤として、トルエン、酢酸エチル、テルピネオールなどがあり、また、これらの混合物なども挙げられる。 Examples of the solvent include water as a water-soluble solvent, and organic solvents such as toluene, ethyl acetate, terpineol, and a mixture thereof.
分散剤としては、例えば、水溶性溶剤と共に用いるのが好ましい分散剤としてカルボン酸型高分子界面活性剤が挙げられ、有機溶剤と共に用いるのが好ましい分散剤としては、ポリオキシエチレン系エーテルや両イオン性界面活性剤が挙げられる。 Examples of the dispersant include a carboxylic acid type polymer surfactant as a dispersant that is preferably used with a water-soluble solvent, and examples of a dispersant that is preferably used with an organic solvent include polyoxyethylene ether and amphoteric ion Surfactants.
内部電極3、4は、導電成分としてのNiと、有機バインダ樹脂とを含む導体配線用導電性ペーストを、グリーンシートの表面に、スクリーン印刷などによって、所定の平面形状となるように塗布した後、グリーンシートと共に焼成して形成される。
The
導体配線用導電性ペーストとしては、Ni粉末と、有機バインダ樹脂とを含むものが好適に用いられる。 As the conductive paste for conductor wiring, a paste containing Ni powder and an organic binder resin is preferably used.
詳しくは、Ni粉末と有機バインダ樹脂に、当該有機バインダ樹脂を溶解しうる溶剤を加えて有機バインダ樹脂を溶解させることで、導体配線用導電性ペーストが調製される。 Specifically, a conductive paste for conductor wiring is prepared by adding a solvent capable of dissolving the organic binder resin to Ni powder and the organic binder resin to dissolve the organic binder resin.
Ni粉末としては、導体配線用導電性ペースト中での凝集を防止することを考慮すると、その平均粒径が、0.1〜10μmであるものを用いるのが好ましい。 In consideration of preventing aggregation in the conductive paste for conductor wiring, it is preferable to use Ni powder having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm.
有機バインダ樹脂およびその溶剤としては、先に説明した、ビア導体用導電性ペーストで挙げたものと同様の有機バインダ樹脂および溶剤が挙げられる。 Examples of the organic binder resin and the solvent thereof include the same organic binder resins and solvents as those described above for the conductive paste for via conductors.
有機バインダ樹脂および溶剤の含有量は、導体配線用導電性ペーストに、グリーンシートの表面への塗布方法(スクリーン印刷など)に適した粘度とレオロジーを与えることができる、適宜の範囲に設定することができる。 The content of the organic binder resin and the solvent should be set in an appropriate range that can give the conductive paste for conductor wiring a viscosity and rheology suitable for the method of applying to the surface of the green sheet (screen printing, etc.). Can do.
導体配線用導電性ペーストは、さらに、必要に応じて、分散剤、活性剤、可塑剤などを含有してもよい。 The conductive paste for conductor wiring may further contain a dispersant, an activator, a plasticizer, and the like as necessary.
ビア導体5、6は、本発明のビア導体用導電性ペーストを、グリーンシートに形成した貫通孔内に充てんした状態で、グリーンシートと共に焼成して形成される。
The via
外部電極7、8は、例えば、グリーンシートを一体に焼成して誘電体ブロック1を形成した後、この誘電体ブロック1の表面に、内部電極3、4と同様の導体配線用導電性ペーストを、スクリーン印刷などによって、所定の平面形状となるように塗布して形成される。
For example, after forming the dielectric block 1 by integrally baking the green sheets, the external electrodes 7 and 8 are made of the same conductive paste for conductor wiring as the
図2(a)〜図2(e)は、上記の積層セラミックコンデンサ10を、本発明の製造方法によって製造するための各工程を示す断面図である。
FIG. 2A to FIG. 2E are cross-sectional views showing respective steps for manufacturing the multilayer
これらの図を参照して、この製造方法では、まず、個々の誘電体層2のもとになるグリーンシート20を用意する。
Referring to these drawings, in this manufacturing method, first, a
1枚のグリーンシート20は、1層の誘電体層2に対応する大きさに形成してもよい。しかし、1枚のグリーンシート20を、1層の誘電体層2に対応する領域を複数個、含む大きさに形成して、各領域に対して、以下で説明する貫通孔15、16の形成、ビア導体用導電性ペースト50、60の充てん、導体配線用導電性ペースト30、40の塗布の各工程を行った後、複数枚のグリーンシート20を重ね合わせて積層体11を形成し、形成した積層体11から個々の領域を切り出して、誘電体ブロック1のもとになる複数個の積層体を製造するのが、製造効率の点で好ましい。
One
次に、それぞれのグリーンシート20の所定の位置に、例えば、マイクロドリルを使用して穿孔したり、パンチングしたりすることで、ビア導体用導電性ペーストが充てんされる貫通孔15、16を形成する(図2(a))。
Next, through
貫通孔15、16は、複数枚のグリーンシート20を重ねた際に、互いに面方向に重なるように、形成位置を一致させておく。
The through holes 15 and 16 are formed at the same position so as to overlap each other in the surface direction when a plurality of
なお、貫通孔15、16の径を比較的小さく形成する場合は、グリーンシート20の表面に、例えば、UV−YAGレーザを照射して穿孔するのが好ましい。
In addition, when forming the diameter of the through-
また、貫通孔15、16を形成したグリーンシート20は、水中に浸して超音波洗浄するなどして、残留した加工くずを除去するのが好ましい。
In addition, the
次に、形成した貫通孔15、16内に、スクリーン印刷などによって、ビア導体用導電性ペースト50、60を充てんする(図2(b))。
Next, the
次に、誘電体ブロック1の、上面側から数えて偶数番目の誘電体層2のもとになるグリーンシート20の表面には、スクリーン印刷などによって、内部電極3のもとになる導体配線用導電性ペースト30を、所定の平面形状となるように塗布する(図2(c))。
Next, the surface of the
詳しくは、導体配線用導電性ペースト30を、貫通孔15の周囲に塗布しない領域13を設けて、当該貫通孔15内に充てんしたビア導体用導電性ペースト50との接触を回避した状態で、貫通孔16内に充てんしたビア導体用導電性ペースト60と接触するように、その上に重ねて塗布する。
Specifically, in the state where the
また、誘電体ブロック1の、上面側から数えて奇数番目の誘電体層2(最上層、つまり1番目の誘電体層2は除く)のもとになるグリーンシート20の表面には、スクリーン印刷などによって、内部電極4のもとになる導体配線用導電性ペースト40を、やはり、所定の平面形状となるように塗布する(図2(d))。
Further, screen printing is performed on the surface of the
詳しくは、導体配線用導電性ペースト40を、貫通孔16の周囲に塗布しない領域14を設けて、当該貫通孔16内に充てんしたビア導体用導電性ペースト60との接触を回避した状態で、貫通孔15内に充てんしたビア導体用導電性ペースト50と接触するように、その上に重ねて塗布する。
Specifically, in a state where the
そして、上記2種のグリーンシート20を、貫通孔15、16を位置合わせしながら、複数枚ずつ、厚み方向に交互に積み重ねると共に、その上に、最上層(1番目の誘電体層2)となるグリーンシート20を、貫通孔15、16を位置合わせしながら重ねた後、上下から加圧して積層体11を形成する(図2(e))。
The two types of
最上層のグリーンシート20は、図2(b)に示すように、貫通孔15、16に、ビア導体用導電性ペースト50、60を充てんした後、表面に導体配線用導電性ペースト30、40を塗布せずに形成される。
As shown in FIG. 2B, the uppermost
なお、全く同じ組成を有する本発明のビア導体用導電性ペーストを、ビア導体用導電性ペースト50、60および導体配線用導電性ペースト30、40として使用して、貫通孔15、16への充てんと、グリーンシート20の表面への塗布とを1工程で行ってもよい。
The via conductor conductive paste of the present invention having exactly the same composition is used as the via conductor conductive pastes 50 and 60 and the conductor wiring conductive pastes 30 and 40 to fill the through
この場合には、位置あわせおよび印刷の工程を省略して、製造工程の簡略化を図ることができる。 In this case, it is possible to simplify the manufacturing process by omitting the alignment and printing processes.
また、交互に重ねる2種のグリーンシート20を、貫通孔15、16の形成位置、および導体配線用導電性ペースト30、40の塗布形状が全く同じで、なおかつ、積み重ねる向きを違えるだけで、上記2種のグリーンシート20として使用しうる1種のグリーンシート20で代用してもよい。
In addition, the two
この場合には、グリーンシート20の種類を減らして、製造工程の簡略化を図ることができる。
In this case, the types of
次いで、先に説明したように、1枚のグリーンシート20が、1層の誘電体層2に対応する領域を複数個、含む大きさに形成されている場合は、積層体11を、個々の領域ごとに、例えば、押し切りなどを用いて切り出す。積層体11の厚みが大きい場合は、ダイシングによって切り出してもよい。
Next, as described above, in the case where one
この後、切り出した積層体を、例えば、加熱炉中に入れて、250〜400℃に加熱して有機バインダ樹脂その他の有機物を除去し、次いで、本焼成炉中に入れて、1250〜1300℃に加熱して焼成することで、図1に示す誘電体ブロック1を形成した後、その表面に、外部電極7、8を形成することで、同図に示す積層セラミックコンデンサ10が製造される。
Thereafter, the laminated body cut out is placed in, for example, a heating furnace and heated to 250 to 400 ° C. to remove the organic binder resin and other organic substances, and then placed in a main firing furnace to 1250 to 1300 ° C. After the dielectric block 1 shown in FIG. 1 is formed by heating and firing, external electrodes 7 and 8 are formed on the surface of the dielectric block 1 to produce the multilayer
図3(a)〜図3(e)は、積層セラミックコンデンサ10を、本発明の別の製造方法によって製造するための各工程を示す断面図である。
FIG. 3A to FIG. 3E are cross-sectional views showing respective steps for manufacturing the multilayer
この製造方法では、まず、誘電体ブロック1の、上面側から数えて偶数番目の誘電体層2のもとになるグリーンシート20の表面に、スクリーン印刷などによって、内部電極3のもとになる導体配線用導電性ペースト30を、所定の平面形状となるように塗布する(図3(a))。
In this manufacturing method, first, on the surface of the
詳しくは、導体配線用導電性ペースト30を、後の工程で貫通孔15が形成される位置の周囲に塗布しない領域13を設けて、当該貫通孔15内に充てんされるビア導体用導電性ペースト50との接触を回避すると共に、貫通孔16に充てんされるビア導体用導電性ペースト60と接触するように、当該貫通孔16が形成される位置の上に重ねて塗布する。
Specifically, the conductive paste for
また、誘電体ブロック1の、上面側から数えて奇数番目の誘電体層2(最上層、つまり1番目の誘電体層2は除く)のもとになるグリーンシート20の表面に、スクリーン印刷などによって、内部電極4のもとになる導体配線用導電性ペースト40を、所定の平面形状となるように塗布する(図3(b))。
Further, screen printing or the like is performed on the surface of the
詳しくは、導体配線用導電性ペースト40を、後の工程で貫通孔16が形成される位置の周囲に塗布しない領域14を設けて、当該貫通孔16内に充てんされるビア導体用導電性ペースト60との接触を回避すると共に、貫通孔15に充てんされるビア導体用導電性ペースト50と接触するように、当該貫通孔15が形成される位置の上に重ねて塗布する。
Specifically, the
グリーンシート20は、先の製造方法の場合と同様に、1層の誘電体層2に対応する領域を複数個、含む大きさに形成して、各領域に対して、導体配線用導電性ペースト30、40の塗布、積層、貫通孔15、16の形成、ビア導体用導電性ペースト50、60の充てんの各工程を行って積層体11を形成し、形成した積層体11から個々の領域を切り出して、誘電体ブロック1のもとになる複数個の積層体を製造するのが、製造効率の点で好ましい。
As in the case of the previous manufacturing method, the
次に、上記2種のグリーンシートを、位置合わせしながら、複数枚ずつ、厚み方向に交互に積み重ねると共に、その上に、最上層となる、導体配線用導電性ペースト30、40を塗布していないグリーンシート20を、位置合わせしながら重ねた後、上下から加圧して積層体11を形成する(図3(c))。
Next, while aligning the two types of green sheets, a plurality of sheets are alternately stacked in the thickness direction, and
なお、交互に重ねる2種のグリーンシート20を、貫通孔15、16の形成位置、および導体配線用導電性ペースト30、40の塗布形状が全く同じで、なおかつ、積み重ねる向きを違えるだけで、上記2種のグリーンシート20として使用しうる1種のグリーンシート20で代用してもよい。
Note that the two
この場合には、グリーンシート20の種類を減らして、製造工程の簡略化を図ることができる。
In this case, the types of
次に、形成した積層体11の表面に、例えば、波長350nmのUV−YAGレーザを照射するなどして、貫通孔15、16を形成すると共に、貫通孔15、16に重なる導体配線用導電性ペーストを除去する(図3(d))。
Next, the surface of the formed laminate 11 is irradiated with, for example, a UV-YAG laser having a wavelength of 350 nm to form the through
貫通孔15は、誘電体ブロック1の、上面側から数えて偶数番目の誘電体層2のもとになるグリーンシート20の、導体配線用導電性ペースト30を塗布しない領域13の中心部を貫通し、かつ、誘電体ブロック1の、上面側から数えて奇数番目の誘電体層2のもとになるグリーンシート20の、導体配線用導電性ペースト40を塗布した領域と重なるように形成する。
The through
また、貫通孔16は、誘電体ブロック1の、上面側から数えて奇数番目の誘電体層2のもとになるグリーンシート20の、導体配線用導電性ペースト40を塗布しない領域14の中心部を貫通し、かつ、誘電体ブロック1の、上面側から数えて偶数番目の誘電体層2のもとになるグリーンシート20の、導体配線用導電性ペースト30を塗布した領域と重なるように形成する。
In addition, the through
レーザの照射は、トレパン加工、つまり、レーザの径を、形成する貫通孔15、16の径よりも細く設定して、照射を繰り返すことにより、所定の径を有する貫通孔15、16を形成するのが好ましい。
The laser irradiation is trepan processing, that is, the diameter of the laser is set to be smaller than the diameter of the through
詳しくは、まず、貫通孔15、16となる領域のほぼ中心部にレーザLaを照射することで、中心貫通孔15a、16aを形成する(図4(a))。
Specifically, first, the central through-
次に、照射位置を、中心貫通孔15a、16aの周囲で移動させながら、渦巻き状に徐々に外側に、レーザLnを照射して、貫通孔15,16となる領域の周辺位置まで周辺貫通穴15n、16nをあけてゆく(図4(b))。
Next, while moving the irradiation position around the central through-
そして、この操作を繰り返すことによって、所定の径を有する貫通孔15、16を形成する(図4(c))。
Then, by repeating this operation, the through
上記の操作を行うと、たとえ積層体11を形成するグリーンシート20の積層数が100層以上である場合でも、レーザLnの照射によって発生する熱が、中心貫通孔15a、16aを通って上下に放散される。
When the above operation is performed, even when the number of
そのため、上記熱によって、導体配線用導電性ペースト30、40の、貫通孔15、16内に露出する部分が蒸発して消失してしまって、内部電極3、4と、ビア導体5、6とを良好に導電接続できなくなるという問題が生じるのを防止することができる。
Therefore, the exposed portions of the conductive wiring conductive pastes 30 and 40 exposed in the through
そして、導体配線用導電性ペースト30、40を、貫通孔15、16内に露出させた状態で、ビア導体用導電性ペースト50、60を、上記貫通孔15、16内に充てんできるため、その後の焼成によって、内部電極3、4と、ビア導体5、6とを良好に導電接続することが可能となる。
And since the
レーザのパルス周波数は、1〜30kHz(パルス周期0.03〜1ms)であるのが好ましい。 The pulse frequency of the laser is preferably 1 to 30 kHz (pulse period 0.03 to 1 ms).
パルス周波数が1kHz未満では、レーザによる穿孔時間が長くかかって、生産性が低下するおそれがある。 When the pulse frequency is less than 1 kHz, it takes a long time for laser drilling, and the productivity may decrease.
また、パルス周波数が30kHzを超える場合には、レーザの照射によって発生する熱量が大きくなって、先に説明した、導体配線用導電性ペースト30、40の蒸発に伴う問題を生じるおそれがある。
In addition, when the pulse frequency exceeds 30 kHz, the amount of heat generated by laser irradiation becomes large, and there is a possibility that the problem associated with the evaporation of the
レーザの照射によって貫通孔15、16を形成する際には、真空引きして、有機バインダ樹脂などの有機物の分解物や、ばらばらになったセラミック粉末などを除去するのが好ましい。
When the through-
なお、貫通孔15、16は、マイクロドリルを使用して穿孔したり、パンチングしたりして形成してもよい。 The through holes 15 and 16 may be formed by drilling or punching using a micro drill.
貫通孔15、16を形成した積層体11は、水中に浸して超音波洗浄するなどして、残留した加工くずを除去するのが好ましい。
The laminated body 11 in which the through
次に、形成した貫通孔15、16内に、スクリーン印刷などによって、ビア導体用導電性ペースト50、60を充てんする(図3(e))。
Next, via
そうすると、貫通孔15内に露出した、誘電体ブロック1の、上面側から数えて奇数番目の誘電体層2のもとになるグリーンシート20の表面に塗布した導体配線用導電性ペースト40と、貫通孔15内に充てんしたビア導体用導電性ペースト50とが接触した状態となる。
Then, the
また、貫通孔16内に露出した、誘電体ブロック1の、上面側から数えて偶数番目の誘電体層2のもとになるグリーンシート20の表面に塗布した導体配線用導電性ペースト30と、貫通孔16内に充てんしたビア導体用導電性ペースト60とが接触した状態となる。
次いで、先に説明したように、1枚のグリーンシート20が、1層の誘電体層2に対応する領域を複数個、含む大きさに形成されている場合は、積層体11を、個々の領域ごとに、例えば、押し切りなどを用いて切り出す。積層体11の厚みが大きい場合は、ダイシングによって切り出してもよい。
Next, as described above, in the case where one
この後、切り出した積層体を、例えば、加熱炉中に入れて、250〜400℃に加熱して有機バインダ樹脂その他の有機物を除去し、次いで、本焼成炉中に入れて、1250〜1300℃に加熱して焼成することで、図1に示す誘電体ブロック1を形成した後、その表面に、外部電極7、8を形成することで、同図に示す積層セラミックコンデンサ10が製造される。
Thereafter, the laminated body cut out is placed in, for example, a heating furnace and heated to 250 to 400 ° C. to remove the organic binder resin and other organic substances, and then placed in a main firing furnace to 1250 to 1300 ° C. After the dielectric block 1 shown in FIG. 1 is formed by heating and firing, external electrodes 7 and 8 are formed on the surface of the dielectric block 1 to produce the multilayer
なお、本発明の構成は、以上で説明した各実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更や改良を施すことができる。 The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、ビア導体5、6は、それぞれ、誘電体ブロック1内に複数個ずつ形成してもよい。
For example, a plurality of via
これにより、寄生インダクタンスの少ない積層セラミックコンデンサ10を提供することができる。
Thereby, the multilayer
また、1個の誘電体ブロック1内に、複数個の、それぞれ電気的に独立したコンデンサを形成してもよい。例えば、個々のコンデンサとして機能する内部電極3、4の面積を違えて、容量の異なるコンデンサを、同一の誘電体ブロック1ないに内蔵させてもよい。
A plurality of electrically independent capacitors may be formed in one dielectric block 1. For example, capacitors having different capacities with different areas of the
また、本発明の構成が、積層セラミックコンデンサ10以外の電子部品を形成するセラミック配線板に適用できることは、言うまでもない。
It goes without saying that the configuration of the present invention can be applied to a ceramic wiring board that forms electronic components other than the multilayer
《ビア導体用導電性ペーストの作製》
Ni粉末としては、平均粒径が6.7μmで、かつ、その表面が、NiO層によって被覆された第1のNi粉末と、平均粒径が0.9μmで、かつ、その表面が、NiO層によって被覆された第2のNi粉末とを用いた。両者の配合割合は、第1のNi粉末100重量部に対して、第2のNi粉末を33重量部とした。
<< Preparation of conductive paste for via conductor >>
As the Ni powder, the average particle diameter is 6.7 μm, and the surface thereof is the first Ni powder coated with the NiO layer, and the average particle diameter is 0.9 μm, and the surface is the NiO layer. And a second Ni powder coated with. The blending ratio of both was 33 parts by weight of the second Ni powder with respect to 100 parts by weight of the first Ni powder.
Ni粉末の表面を被覆するNiO層の平均厚みは、組み合わせる2種のNi粉末で同じ厚みとすることとし、0.7nm、2nm、15nm、および25nmの4種とした。 The average thickness of the NiO layer covering the surface of the Ni powder was set to the same thickness for the two types of Ni powders to be combined, and four types of 0.7 nm, 2 nm, 15 nm, and 25 nm were used.
Cu粉末としては、平均粒径が0.1μmで、かつ、その表面が、SiO2層で被覆されたものを用いた。 As the Cu powder, one having an average particle diameter of 0.1 μm and a surface coated with an SiO 2 layer was used.
Cu粉末の表面を被覆するSiO2層の平均厚みは、3nm、7nm、40nm、および60nmの4種とした。 The average thickness of the SiO 2 layer covering the surface of the Cu powder was 4 types of 3 nm, 7 nm, 40 nm, and 60 nm.
上記2種のNi粉末の混合物と、Cu粉末と、セラミック成分としてのBaTiO3とを、有機バインダ樹脂および溶剤と混合してビア導体用導電性ペーストを作製した。Ni粉末およびCu粉末としては、表1に示すように、NiO層およびSiO2層の平均厚みが異なるものを組み合わせた。Cu粉末の体積比率Vaは0.03、Ni粉末の混合物の体積比率Vbは0.97、セラミック成分の体積比率Vcは0.15とした。実際には、各成分の体積比率が上記の値となるように、それぞれの成分の比重から重量換算して求めた各成分の配合量を計量して調合を行った。 A conductive paste for via conductors was prepared by mixing a mixture of the above two kinds of Ni powder, Cu powder, and BaTiO 3 as a ceramic component with an organic binder resin and a solvent. As Ni powder and Cu powder, as shown in Table 1, NiO layers and SiO 2 layers having different average thicknesses were combined. The volume ratio Va of the Cu powder was 0.03, the volume ratio Vb of the mixture of Ni powder was 0.97, and the volume ratio Vc of the ceramic component was 0.15. Actually, the blending amount of each component obtained by weight conversion from the specific gravity of each component was measured so that the volume ratio of each component was the above value.
《ビア導体の形成》
セラミック成分の主成分としてBaTiO3を含有し、かつ、副成分としてMgTiO3を含有する、厚み0.7μmのグリーンシートの表面に、Niを含む導体配線用導電性ペーストを、スクリーン印刷によって塗布して複合シートを作製し、この複合シートを複数枚、重ねて積層体を形成した。次に、この積層体の所定の位置に、直径100μmの貫通穴を形成して、上記のビア導体用導電性ペーストを充てんした。
《Formation of via conductor》
A conductive paste for conductive wiring containing Ni is applied by screen printing to the surface of a 0.7 μm thick green sheet containing BaTiO 3 as a main component of the ceramic component and MgTiO 3 as a subcomponent. A composite sheet was prepared, and a plurality of the composite sheets were stacked to form a laminate. Next, a through hole having a diameter of 100 μm was formed at a predetermined position of the laminated body, and the above conductive paste for via conductor was filled.
そして、ピーク温度1310℃で、入炉から出炉まで24時間かけて焼成してセラミック配線板のモデルを作製した後、ビア導体が露出するまで研磨して、ビア導体を観察すると共に、その電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
表1において、*1)は、ビア導体が、貫通穴から離れた箇所が見られたことを意味する。*2)は、ビア導体が、曲がりくねった形状になっているのが見られたことを意味する。*3)は、ビア導体の電気抵抗が高くなって、導電性が低下したことを意味する。 In Table 1, * 1) means that a portion of the via conductor away from the through hole was seen. * 2) means that the via conductor was found to have a winding shape. * 3) means that the electrical resistance of the via conductor has increased and the conductivity has decreased.
表1より、Ni粉末の表面を被覆するNiO層の平均厚みは、1.0〜20nmであるのが好ましく、Cu粉末の表面を被覆するSiO2層の平均厚みは、5.0〜50nmであるのが好ましいことが判った。 From Table 1, the average thickness of the NiO layer covering the surface of the Ni powder is preferably 1.0 to 20 nm, and the average thickness of the SiO 2 layer covering the surface of the Cu powder is 5.0 to 50 nm. It turned out to be preferable.
1 誘電体ブロック
2 誘電体層
3、4 内部電極
5、6 ビア導体
7、8 外部電極
10 積層セラミックコンデンサ(セラミック電子部品)
11 積層体
13、14 電極のない領域(塗布しない領域)
15、16 貫通孔
20 グリーンシート
30、40 導体配線用導電性ペースト
50、60 ビア導体用導電性ペースト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11
15, 16 Through
Claims (10)
0.01≦Va≦0.1 (1)
0.9≦Vb≦0.99 (2)
0.01≦Vc≦0.3 (3)
Va+Vb=1 (4)
1.01≦Va+Vb+Vc≦1.3 (5) 2. The via conductor according to claim 1, wherein the volume ratio Va of the Cu powder, the volume ratio Vb of the Ni powder, and the volume ratio Vc of the ceramic component satisfy all of the expressions (1) to (5). Conductive paste.
0.01 ≦ Va ≦ 0.1 (1)
0.9 ≦ Vb ≦ 0.99 (2)
0.01 ≦ Vc ≦ 0.3 (3)
Va + Vb = 1 (4)
1.01 ≦ Va + Vb + Vc ≦ 1.3 (5)
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