JPH01106497A - 多層セラミック回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、多層セラミック回路基板の製造方法に関し、
さらに詳しくは多層化した混成厚膜集積回路基板（以下
ＨＩＣ基板という）において、ＷｌＭｏ等の高融点金属
を導体とし、アルミナを絶縁体とするセラミック多層基
板、上に従来からの混成厚膜集積回路用のペーストを用
いて導体、抵抗体および保護体を印刷形成し、酸化性雰
囲気中で焼成および焼付けして厚膜回路パターンを形成
する多層セラミック回路基板の製造方法に関する。′［
技術の背景コ ＨＩＣ基板の実装密度は、回路の小型化、高機能化の為
にさらに向上させることが望まれている。

このようにＨＩＣ基板を高密度化させるには、導体配線
を細線化する方法が考えられるが、印刷技術の限界や、
導体配線の高抵抗化を避けるため、せいぜい数十μｍか
ら画数＋μｍ程度の細線化が限度であり、単層や２層程
度の通常のＨＩＣ基板の小型化には限度があった。この
ため、ＨＩＣ基板の高密度化を実現するには、配線の細
線化ではなく多層化を行ない、基板内部に導体配線を押
し込めて配線面積を低下させる必要が生じた。また、Ｈ
ＩＣ基板の特徴の１つであるスクリーン印刷を形成出来
る抵抗体も高密度化には不可欠で、この特徴を残したま
まＨＩＣ基板を多層化することが望まれていた。

［従来技術およびその問題点コ 通常のクロスオーバー配線を有する単層の厚膜基板では
、シルクスクリーン印刷の解像度の限界等、製作工程上
の制限をうけるため実装密度の向上はもはや限界に達し
つつある。

このような事情に鑑み、厚膜基板において特に高い実装
密度を得る方法として多層セラミック基板が提案されて
いる。

多層セラミック基板には大別すると、厚膜印刷積層法と
グリーンシート法があり、さらにグリーンシート法には
積層法と印刷法がある。これらの中でアルミナ基板上に
導体回路印刷と結晶化ガラス等の絶縁層の印刷形成とを
繰り返す厚膜印刷積層法は実用化されてはいるが次のよ
うな問題点を含んでいる。

■　絶縁層、導体層の各層を印刷毎に焼成し、これを繰
り返さなければならないため工程数が多く繁雑である。

■　絶縁層中のガラス層のピンホール発生によって導体
間にショートが生じ歩留りが低くなる。

■　多数回の焼成によって層間に歪が発生する等の層数
を制限する要素が多く、多くても数層程度しか積層でき
ない。

■　厚膜印刷積層法に用いられている層間の絶縁材料は
、ピンホール発生以外にも絶縁劣化を起こし易い等信頼
性が低く、生産性や得られた基板の寿命についても満足
できるものではない。

一方、未焼成のいわゆるセラミックグリーンシートを積
層圧着し、同時焼成するグリーンシート積層法は上記問
題点の多くを解決するものの、表層に導体、抵抗回路等
の厚膜回路を印刷法（厚膜法）で形成し、焼き付けるこ
とについては未だ実用化に至っていない。この根本的な
原因は、焼成温度が１５００〜１６００℃と高いアルミ
ナを絶縁材料として用いているために、積層面上の導体
回路形成に際しては、通常、ＭＯｌＭｏ−Ｍｎ、Ｗ等の
高融点金属を導体として用いなければならないことおよ
びこれら導体金属は焼付けに際して酸化され品いことに
ある。Ｗ導体とアルミナを還元性雰囲気中で焼成して得
られた多層基板上に、さらに厚膜法で導体回路および抵
抗体等を酸化性雰囲気中で焼き付けるには、通常５００
〜９５０℃の温度を必要とする。この焼成工程において
、ＭＯやＷの酸化を防ぐ必要があり、Ａｕ等の貴金属を
メツキしたりＮｉメツキした後、溶融Ａｇを付着させる
等の特別な処理が必要である。

しかし、完全に内部導体の酸化を防止しきれないか或い
は、電気的な接続に問題があった。また同じグリーンシ
ートを用いる方法でもタシグステン導体、アルミナ絶縁
ペーストを層数骨くり返して印刷、焼成する方法もある
が、使用する材料がグリーンシートを積層する方法と殆
ど同じであり、本質的に上記のグリーンシート積層法と
同じ問題を有している。

また、酸化性雰囲気中に耐えるＡｇ系やＡｕ系の導体を
ＷやＭｏの代りに用い、またアルミナの代りにこれらの
Ａｇ系、Ａｕ系材料の融点以下で焼成できるセラミック
ス、ガラスセラミックスおよび結晶化ガラス等を基板用
絶縁材料として用いることが提案され、多層化基板とし
ての開発が行なわれているが、基板の機械的強度がアル
ミナに較べて低いことや、また形成された抵抗体の信頼
性が充分に確認されていないなどの問題点を含んでいる
。また、本質的に熱伝導率の高いものを得るのは困難で
あり、この値はアルミナに比べて数分の１〜１／ｌＯ程
度である。このため、熱伝導率の比較的高い９４〜ｂ る従来のＨＩＣ基板を用いた実装では問題にならなかっ
た発熱量の大きいパワートランジスタやＬＳＩを搭載し
た場合には熱放散が不十分になることもあり、この様な
場合には適用不可能である。

上記した様に、ＨＩＣ基板の多層化には種々の困難な問
題点があり、このような上記問題点を改良する幾つかの
提案がなされている。例えば特開昭５８−５２９００や
特開昭５９−１７１１９５によれば、アルミナを絶縁体
とし、ＭＯやＷを内部導体とする多層基板上に通常の酸
化性雰囲気焼成工程を含む厚膜回路を形成出来る。しか
し、抵抗体や保護用のガラス形成までを含む厚膜工程は
、複数回の酸化性雰囲気中焼成を含んでいる。即ち、Ａ
ｇ／Ｐｄ。

Ａ　ｇ　／　Ｐ　を等の導体を印刷後、約８５０℃で焼
成し、酸化ルテニウム系抵抗体を印刷後、約８５０℃で
焼成し、この後保護用ガラスペーストを印刷後、約５０
０℃で焼成する。従ってＷ、Ｍｏ等の導体は最低でも８
５０℃で２回、５００℃で１回の繰り返しの酸化性雰囲
気中焼成に耐える必要がある。しかるに、上記特開昭５
８−５２９００や特開昭５９−１７１１９５によれば、
この繰り返しの焼成において、Ｗと上部厚膜導体の境界
での電気的な接続が悪化し易く、この境界を含む配線の
抵抗値が大きく上昇したり、極端な場合には電気的な接
続が失なわれる等の工程上の問題が出やすかった。また
、場合によっては絶縁体であるアルミナ部分がＷの酸化
のため黄変して電気接続は維持し得るも、製品として見
苦しくなったり、また、酸化したＷの影響で上部に形成
したＡｇ／Ｐｄ、Ａｇ／Ｐｔ等の導体の半田濡れ性が悪
くなる等の欠点が出ることもあった。

さらに、内部導体として白金を用いれば、このようなＷ
、Ｍｏ等の内部導体の酸化という問題はなくなるが、Ｐ
ｔは高価であり、内部に高価なｐｔを用いて配線を形成
することは、コストの上昇を招いて好ましくない。また
、Ｐｔは体積固有抵抗が高く、これを使用することは内
部配線の抵抗値を増大させ、回路の性能を悪化させると
いう意味でも好ましいものではなかった。このため、Ｈ
ＩＣ基板の多層化においては工程的に安定性があり、か
つ秀れた特性を持ち高密度化の容易な製造方法が必要と
されていた。

本発明の目的は、従来のＨＩＣと同程度以上の特性を持
つ導体、抵抗体および保護体を表層に形成し、かつ高密
度の配線を多層化の手段を用いて内部に形成した、セラ
ミック製多層回路基板の製造方法を提供することにある
。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明者等
は上記目的を達成するため、種々検討した結果、本発明
を完成するに至った。

すなわち、本発明の多層セラミック回路基板の製造方法
は、アルミナセラミックスを絶縁体とし、高融点金属を
内部導体として構成した多層配線基板上に厚膜導体、抵
抗体および保護体が酸化性雰囲気中で焼成、焼付けされ
るセラミック厚膜回路基板の製造方法において、前記高
融点金属層上にニッケルメッキを施し、その上にニッケ
ル、パラジウムおよび銀の金属混合粉体と有機バインダ
ー、有機溶剤を混練して得たペーストを印刷し、これを
熱処理してニッケルメッキと接続した後、さらにこの上
に銀または銀合金粉末と有機バインダーおよび有機溶剤
から得たペーストを印刷後溶融し、この溶融接合された
銀または銀合金上に厚膜導体、抵抗体および保護体を順
次、印刷と酸化性雰囲気焼成を繰り返し形成することを
特徴とするものである。

以下、本発明の多層セラミック回路基板の製造方法を図
面に基づいて詳しく説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る多層セラミック回路
基板の断面図を示す。

第２図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例に使用する
印刷パターン図を示したものであり、同図（ａ）はＷま
たはＭｏ等の導体印刷パターン図、同図（ｂ）は絶縁層
印刷パターン図、同図（ｃ）は酸化防止層印刷パターン
図、同図（ｄ）は厚膜導体層印刷パターン図をそれぞれ
示す。

第３図は、本発明に使用するＮｉ−Ｐｄ−Ａｇ系合金組
成の三角図を示す。

第１図から第２図（ａ）〜（ｄ）において、１はアルミ
ナグリーンシート、２は高融点金属層、３はアルミナペ
ースト印刷層、４は開口部、５は一酸化防止層で、５ａ
はＮｉ層、５ｂはＮｉ−Ｐｄ−Ａｇ層、５ＣはＡｇまた
はＡｇ合金層、６は厚膜導体、７は抵抗体、８は保護体
、２０は導体印刷パターン図、３０は絶縁層印刷パター
ン図、５０は酸化防止層印刷パターン図、ＢＯは厚膜導
体層印刷パターン図をそれぞれ示す。

本発明においては、まず通常のアルミナグリーンシート
１上に第２図（ａ）の導体印刷パターンにより高融点金
属層２を導体として印刷し、これを層数分熱圧着等によ
って積層するか、または必要な層数骨、高融点金属層２
及び第２図（ｂ）の絶縁層印刷パターンによりアルミナ
ペースト印刷層３をくり返し印刷し、多層化したものを
還元性雰囲気中で焼成し、内部で互いに接続された多層
の導体を持つ多層の基板を得る。

その後この多層基板の絶縁体の開口部４から、内部の導
体の酸化を防ぐ処理をし、さらに酸化性雰囲気で焼成可
能な厚膜ペーストを用いて、内部導体と電気的接続がと
れる様にして、多層基板の表層に、Ａｇ／ＰｄＳＡｇ／
Ｐｔ系等の厚膜導体６、酸化ルテニウム系の抵抗体７、
保護体８等を形成する手法を用いる。

本発明によれば、還元焼成して得られたアルミナ多層基
板の開口部４より露出した高融点金属層２上に、先ずＮ
ｉ層５ａを化学メツキにて形成する。化学メツキ液には
、６０℃〜７０℃でメツキでき、かつ形成後のＮｉメツ
キ層５ａにホウ素（Ｂ）が約１％程度含まれる（メツキ
厚み５μｍ〜２０μｍ）Ｎ　ｉ　／　Ｂ系のものを用い
ると良い。ここで電気メツキを行なわず化学Ｎｉメツキ
によるのは、電気メツキを行なう場合、対象とする内部
導体に通電し、メツキされる間これを負電位に保つため
に高融点金属層から引出しパターンを形成し、これをメ
ツキ用電源に接続する必要があるため、パターン設計の
自由度が低下し、パターン設計が困難になり、高密度化
を防げるため、もしくはこの引出し線の浮遊容量のため
に高周波回路には使用しずらいためである。

次に、このＮｉ層５ａのメツキを行なった後第２図（ｃ
）の酸化防止層印刷パターンにより、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｇ
３成分系の金属混合粉体ペーストの印刷、焼成を行ない
ＮＬ−Ｐｄ−Ａｇ層５ｂを形成する。Ｎｉとしては０．
１〜１μｍ、Ｐｄとしては０．２〜ＩｇｍＳＡｇとして
は０．２〜２μｍの粒径範囲のＮｉ−Ｐｄ−Ａｇの金属
混合粉体と有機バインダー、溶剤等より構成された金属
ペーストを、スクリーン印刷法にて乾燥後の厚さが１０
μｍ〜３０μｍ程度になる様に印刷し、これを空気中で
３００〜４ＱＯ℃で１０〜２０分間で予め脱バインダー
処理した後、９５０℃〜１１００℃の温度で水素、窒素
の体積比が３：１から１：１０程度の還元性雰囲気中で
３分〜１５分間熱処理を行ない、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｇ層５
ｂはＮｉメツキ層５ａとこの後形成される溶融Ａｇまた
はＡｇ合金層５Ｃの電気的接続をより確実にし、さらに
Ｎｉメツキ層５ａの酸化°を防ぐために形成する。

ニッケル、パラジウムおよび銀の金属混合粉体としては
Ｎｉは４２〜８３重量％、Ｐｄは７〜４３重量％、Ａｇ
は１０〜４３重量％の範囲が好ましく、重量組成比とし
ては第３図に示される３成分の３角図で示した場合に各
頂点（Ａ〜Ｅ）の含有ｆｆ１（Ｎｉ：Ｐｄ：Ａｇ）がそ
れぞれ、 Ａ−８３：　　７：１０ Ｂ−４５：　４３７１２ Ｃ−４２：　２４：　３４ Ｄ−４９：　　８：４３ Ｅ−ａｏ：　　７：３３ で結ばれた多角形の範囲に包含される金属混合粉体が好
ましい。

Ｎｉ５ＰｄおよびＡｇの比率が第３図の多角形内にない
と、２回以上の８５０℃焼成において、ＷまたはＭｏが
酸化されアルミナと反応して黄変が激しくなり、抵抗値
が上昇するかまたは黄変せずとも接続抵抗が高くなり過
ぎ、回路基板としての使用に耐えないかのいずれかとな
るからである。

例えば、Ａｇの含有量が少ないと、初期的にも接続の抵
抗値が高くなり過ぎて酸化黄変しやすい。

また、Ａｇの含有量が多過ぎると接続抵抗の変化率が高
くなり過ぎ、焼成回数に対して早く抵抗値が上昇する。

また、パラジウムが少ないと接続抵抗が高くなり、また
多過ぎると酸化による黄変が早くなり、また抵抗値も速
く上昇する。Ｎｉが少ないと抵抗値が高く、また黄変し
易くなる。また、Ｎｉが多過ぎると、接続の抵抗値が高
くなり易い。

金属混合粉体ペーストに用いられる有機バインダーとし
ては、エチルセルロース、アクリル系樹脂等が好ましく
、・有機溶剤としては、ブチルカルピトールアセテート
やα−ターピネオール等が好ましい。

さらにこのＮＬ−Ｐｄ−Ａｇ層５ｂの上にＡｇまたはＡ
ｇ合金層５Ｃとして、第２図（ｃ）の酸化防止層印刷パ
ターンにより、粒径０．２〜２μｍのＡｇまたはＡｇ合
金粉末とビヒクルより構成されたＡｇまたはＡｇ合金ペ
ーストを乾燥後の厚さが、１５μｍ〜５０μｍ程度にな
る様にスクリーン印刷した後、空気中で３００〜４００
℃で１０〜２０分間予め脱バインダー処理した後、水素
と窒素の体積比が３：ｌから１：１０程度の還元性雰囲
気中で、ＡｇまたはＡｇ合金の融点以上でかつ１１００
℃以下の温度でＡｇまたはＡｇ合金を３〜１５分間溶融
し、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｇ層５ｂと接合させる。ここで用い
られる有機バインダーとしては、エチルセルロース、ア
クリル系樹脂等が好ましく、有機溶剤としては、ブチル
カルピトールアセテートやα−ターピネオール等が好ま
しい。このＡｇまたはＡｇ合金層５Ｃは、Ｎｉメツキ層
５ａへの酸素の侵入を防止する能力をさらに補助し、か
つ後の厚膜導体６との電気接続を確実にするために設け
られる。

次に、このようにして形成された酸化防止層５（５ａ〜
５ｃ）の上に通常の方法に従い、厚膜導体６、抵抗体７
および保護体８の各層を形成する。

厚膜導体層６には、第２図（ｄ）の厚膜導体層印刷パタ
ーンにより、導体材料としてＡｇ−Ｐ　ｔ。

Ａｇ−Ｐｄ等が用いられ、８００〜９００℃で焼成され
る。

また、抵抗体層７としては、複合型ルテニウム化合物、
酸化ルテニウム系等が用いられ、７５０〜９００℃で焼
成される。

保護体層８としては、低融点のガラスペースト等が好ま
しく用いられ、４５０〜８００℃で焼成される。

このような製造方法により、多層セラミック回路基板が
製造される。

以下、本発明によりＷ、Ｍｏ等の高融点金属の酸化が防
止される機構を説明する。

高融点金属の酸化を防止するには、酸素の侵入を防止す
れば良いことは明らかである。Ｎｉメツキの緻密な膜は
この目的を良く果たすが、高温で表面が酸化され易い。

また、この酸化膜は電気を通し難く、導体の接続には不
向きである。このＮｉメツキ層の酸化は、高温の酸化性
雰囲気中で進行し、ついにＷ　９　Ｍ　。

に至り、ＷＳＭｏが酸化され始める。Ｎｉの酸化を防ぐ
ためおよび導通を確実にするため、酸化され難いＡｇを
Ｎｉに溶着させるとＮｉの酸化はかなり防ぐことが出来
る。しかし、ＮｉとＡｇとは合金化もしくは固溶し難く
、ＮｉとＡｇとの境界はＡｇ溶着後もかなりはっきりし
ている。また、Ａｇは高温では多少酸素を通すため、高
温ではＮｉとＡｇの界面のＮｉが酸化され、くり返しの
焼成で、電気的接続が絶たれてしまう。試みに、Ｗ上に
直接Ａｇと還元雰囲気で溶解して付着させると、ＷとＡ
ｇは完全に濡れて、Ｗ上にＡｇの緻密な膜が形成される
が、この構造では酸化性雰囲気中の焼成を１回通すのみ
で、Ｗは完全に酸化されてしまう。これにより、Ｎｉ膜
の有効性は明らかである。また、Ａｇは表層のＡｇＳＡ
ｇ系の厚膜導体との接続を確実にするために有効である
。

そこで、この構造を改良し、Ｎｉの酸化膜等により、電
気的接続が断たれるのを防ぐ必要がある。

先ず、Ｎｉメツキ層が酸化され尽くして、酸化がＷＳＭ
ｏに到達することを防ぐには、Ｎｉ層を厚くすることが
考えられる。しかし、メツキによる手段のみでＮｉ層を
厚くすることは、Ｎｉメツキ層とＷ層の間にストレスが
発生し、Ｎｉ層がＷ層より剥離するため難しい。一方、
Ｎｉメツキ上にＮｉペーストを用いてＮｉ層を厚くする
ことも考えられる。現状では、Ｎｉペーストを用いて緻
密なニッケル層を形成することは困難であるが、焼結し
たＮｉペーストの個々のニッケル金属粒子が酸化される
ことによって酸素を捕えるので、酸化がＮｉメツキ層に
到達するのを遅らせることは可能であ−る。さらに、Ｎ
ｉメツキ層とＡｇとの境界のＮｉメツキ面が酸化され電
気的接続が絶たれるのを防ぐには、ＮｉメツキとＡｇと
の境界を不明確にすることも有効であると考えられる。

この目的のためには、双方と固溶もしくは合金化し易い
金属を、ＮｉとＡｇとの間にはさんで熱処理し、Ｎｉか
らＮｉ−Ｐｄの合金さらに、Ｎｉ−ＰｄからＰｄ−Ａｇ
の合金と連続的に組成が変化する様にすることが有効で
ある。上述した様にＮｉ層を厚くすること、およびＮｉ
とＡｇとの境界を不明確にすることおよびＮｉ金属粉体
を焼結させることによって、ＡｇとＮｉの境界の面積を
増加させることも考慮して本発明は検討された。この結
果、Ｎｉ層と、Ａｇ層の間にＮｉ金属粉体とＰｄ金属粉
体、およびＡｇ金属粉体の混合体のペーストを用いるこ
とが有効であることがわかった。ＡｇはＮｉおよびＰｄ
の焼結温度や状態を制御し、さらに溶融Ａｇ層を付着さ
せる時の濡れの改善に役立つ。Ｎｉ、ＰｄおよびＡｇそ
れぞれの金属混合粉体を、前述した好ましい割合で含む
ペーストを調製し、これを用いてＮ１メツキ層と溶融Ａ
ｇ層の界面を接合することにより前述の理由から、Ｎｉ
メツキ面の酸化やＷＳＭｏの酸化が防止され、しかもＷ
またはＭｏからＮｉメツキ、Ｎ　ｉ　／　Ｐ　ｄ　／Ａ
ｇの層および溶融銀の層を通して、良好な電気的接続が
得られ、この接続は、厚膜ペーストの焼付けに必要な酸
化性雰囲気焼成をくり返した後も維持される。

ともあれ、この構造、材料、製法を用いることによりＷ
ＳＭｏを導体とし、アルミナを絶縁体とする多層構造体
の上に、市販されている厚膜用ペーストを用い、酸化性
雰囲気焼成された導体、抵抗体および絶縁体が形成され
、しかも高密度に多層化されたＨＩＣ基板を得ることが
出来る。

尚説明において、アルミナグリーンシート上にＷＳＭｏ
等の導体ペーストを印刷し、この上にアルミナペースト
を用いて絶縁体を形成し、この導体印刷および絶縁体印
刷をくり返し、多層化して焼成する方式の多層体、およ
び複数枚のアルミナグリーンシートに穴をあけ、ＷＳＭ
ｏ等の導体を詰め、所望のパターンを印刷した後、この
穴を介して層間の導通がとれるように複数枚のグリーン
シートを積み重ね、熱圧着等により接着一体化を行なっ
た成形体を焼成して得られる多層体に本発明の工程を適
用したが、前２者の組み合わさった方法に適用しても同
様の効果が得′られるのは言うまでもない。

［実施例］ 以下実施例および比較例により、本発明をさらに詳しく
説明する。

アルミナ（Ａ　Ｊ　２０３　）　９４ｗｔ％およびフラ
ックス成分として、Ｍｇ０ＳＣａｂＳＳｉｎ２の合計が
６　ｗ　ｔ％、アルミナとフラックス合わせて１００ｗ
ｔ％の無機組成と、ポリビニルブチラール、可塑剤とし
てジオクチルフタレート、分散剤としてソルビタントリ
オレエート等のバインダーとしての有機成分および有機
溶剤としてエタノール、トルエン混合溶剤から調製、混
練されたスラリーを、公知のドクターブレード工法でキ
ャリアフィルム上にキャスティングして厚さ約０　、８
　ｍｍのグリーンシートを形成した。

また、粒径１〜５μｍのＷ金属粉体とエチルセルロース
、ターピネオール等を主成分としたビヒクルからＷペー
ストを調製した。

上記アルミナグリーンシートを金型で７３Ｘ４９ｍｍに
打ち抜き、このグリーンシート上に第２図（ａ）に示さ
れるようなＷ導体パターンを公知のスクリーン印刷法で
乾燥後約２０μｍになるよう印刷した。

この時、焼成後の寸法が第２図（ａ）のような所定の寸
法になるようにパターンは約１，２倍に拡大され印刷さ
れた。このＷペーストを乾燥後、アルミナグリーンシー
トと同じ無機組成および有機成分であるビヒクルから調
製した、アルミナペーストで第２図（ｂ）のような絶縁
層のパターンを乾燥後の厚さが約４０ａｍになるように
２層印刷し、乾燥後水素、窒素の比率が３＝１〜１：ｌ
Ｏ程度の露点が３０から６０℃で湿潤させた混合ガスの
還元雰囲気中で、約１５５０℃で焼成し内層１層の導体
を含む基板を得た。

この基板を、市販のＮｉボロン化学メツキ液でＮｉメツ
キし、約ＩＯμｍのＮｉメツキ膜（Ｂを約ｌνｔ％含む
）をＷ上に形成した。

さらにこのＮｉメツキ膜の上に、第１表に示されるよう
にＮｉ−Ｐｄ−Ａｇ組成を変量し、粒径０．１〜０．５
μｍのＮｉ金属粉末、粒径０．３〜０．８μｍのＰｄ金
属粉末および粒径０．３〜１．０μｍのＡｇ金属粉末を
金属組成とし、エチルセルロースおよびターピネオール
をビヒクルとして調製、混練したＮ　ｉ　／　Ｐ　ｄ　
／　Ａ　ｇペーストを３？！２図（ｃ）に示されるパタ
ーンを用いて乾燥後に約２０μｍの厚さになるように印
刷し、乾燥後、約３５０℃で２０分間予め脱バインダー
処理を行なった後、水素および窒素の比率が３＝１から
　１：１０程度の乾燥した混合ガス雰囲気中で約１００
０℃で５分間熱処理をした。

さらにこの層の上に粒径０．３〜１．０μｍのＡｇ金属
粉末とアクリル樹脂およびブチルカルピトールアセテー
ト等の有機溶剤より成るビヒクルとを調製、混練して得
たＡｇペーストを乾燥後、約３０μｍになるように印刷
し、乾燥倹約３５０℃で２０分１８１Ｐめ脱バインダー
処理を行なった後、水素および窒素の比率が３：ｌから
　１：１０程度の乾燥した混合ガス雰囲気中で約１００
０℃で約５分間Ａｇを溶融した。

このようにして得られた基板上に、内層のタングステン
導体を全て直列に接続するように、市販のＰｔ＃Ｊ１％
を含有するＡ　ｇ　／　Ｐ　を系ペーストで、第２図（
ｄ）に示されるようなパターンを印刷し、８５０℃酸化
性雰囲気中で焼成した。この時の厚膜焼成炉の昇温カー
ブは大概第４図のようであった。

この後、第２図（ｄ）の端子ＡＢ間の電気抵抗を測定し
た。また２回、３回焼成後の電気抵抗を調べた。これら
の得られた結果を第１表に示した。

比較例１〜２ 実施例１〜１７でのＮ　ｉ　／　Ｐ　ｄ　／　Ａ　ｇの
層形成を行なわず、また、溶融Ａｇの代わりにｐｔ約１
ｗｔ％を含むＡｇ／ＰｔまたはＰｄ約５ｖｔ％を含むＡ
　ｇ／Ｐ　ｄを約１０００℃〜１０５０℃で溶融させた
他は実施例１と同様にして試料を作成して測定した。

これらの得られた結果を第１表に示した。

実施例１８ 実施例１で用いた方法で、Ｗ内層５層を含む、９４ｗｔ
％アルミナ多層基板を作成し、実施例４を作成するのに
用いたものと同じ組成のＮｉ−Ｐｄ−Ａｇペーストを用
いて酸化防止処理をアルミナ絶縁体開口部から、露出し
たＷ内部導体上に行なった。その後、この基板両面に前
記開口部と接続を取る様に、Ａ　ｇ　／　Ｐ　を系厚膜
導体ペーストを印刷焼成後この基板片面に、酸化ルテニ
ウム系抵抗ペースト（照栄化学■製、Ｒ−９００ＯＮシ
リーズ）を用いて抵抗体を形成して約８５０℃で焼成し
、その後、保護用のガラスペーストで必要な部分を保護
するパターンを印刷してから約５００℃で焼成し、厚膜
導体、抵抗体を持つ両面の多層（表層含め７層）の基板
を作成した。この基板上に形成された抵抗体は、通常の
アルミナ９６％の内層導体のない基板上に形成されたも
のと同じであった。第５図にこの基板の構造を模式的に
示した。

以上の実施例１〜１７から明らかなように、８５０℃で
繰り返し焼成した場合、一定の範囲のＮｉ−Ｐｄ−Ａｇ
ペースト組成で良好な耐酸化性を示している。これらの
組成では、８５０℃での導体および抵抗体の繰り返し焼
成に対して充分酸化に耐えることを示している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればアルミナグリーン
シートやアルミナペーストおよびＷやＭｏ等の導体ペー
ストを用いて形成、焼成したメタライズ多層基板の表層
に、従来からアルミナ基板上に形成されている通常の混
成祿膜集積回路と同じ材料および手法を用いて導体、抵
抗体および保護体を含んだ厚膜回路が形成出来る。この
ため従来からのＨＩＣ基板では実現し得なかった小型化
、高密度化が導体配線の多層化および内層化により実現
され、またその特性も抵抗体の信頼性を含め、従来のＨ
ＩＣ用基板に劣らない。また、多量に使用する原料はア
ルミナやＷ％Ｍｏ等の比較的安価なものであり、層数の
増加によるコストの上昇を抑えることが可能であり、小
型化されたＨＩＣ基板を安価に供給することができ、工
業的に利用価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る多層セラミック回路
基板の断面図、 第２図（ａ）は、導体層印刷パターン図、第２図（ｂ）
は、絶縁層印刷パターン図、第２図（ｃ）は、酸化防止
層印刷パターン図、第２図（ｄ）は、厚膜導体層印刷パ
ターン図、第３図は、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｇ合金組成の三角
図、第４図は、実施例１に係る厚膜焼成炉の昇温カーブ
を示す図、 第５図は、実施例１８に係る多層セラミック回路基板の
断面図を示す。 １・・・アルミナグリーンシート、　２・・・高融点金
属層、　３・・・アルミナペースト印刷層、４・・・開
口部、　５・・・酸化防止層、　５ａ・・・Ｎｉメツキ
層、　５ｂ・・・ＮＬ−Ｐｄ−Ａｇ層、５Ｃ・・・Ａｇ
またはＡｇ合金層、　６・・・厚膜導体、７・・・抵抗
体、　８・・・保護体、　２０・・・導体印刷パターン
図、　３０・・・絶縁層印刷パターン図、５０・・・酸
化防止層印刷パターン図、　６０・・・厚膜導体層印刷
パターン図。 特許出願人　株式会社　ノリタケ カンパニーリミテド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．アルミナセラミックスを絶縁体とし、高融点金属を
   内部導体として構成した多層配線基板上に厚膜導体、抵
   抗体および保護体が酸化性雰囲気中で焼成、焼付けされ
   るセラミック厚膜回路基板の製造方法において、前記高
   融点金属層上にニッケルメッキを施し、その上にニッケ
   ル、パラジウムおよび銀の金属混合粉体と有機バインダ
   ー、有機溶剤を混練して得たペーストを印刷し、これを
   熱処理してニッケルメッキと接続した後、さらにこの上
   に銀または銀合金粉末と有機バインダーおよび有機溶剤
   から得たペーストを印刷後溶融し、この溶融接合された
   銀または銀合金上に厚膜導体、抵抗体および保護体を順
   次、印刷と酸化性雰囲気焼成を繰り返し形成することを
   特徴とする前記製造方法。
2. ２．前記ニッケル、パラジウムおよび銀の金属混合粉体
   がＮｉは４２〜８３重量％、Ｐｄは７〜４３重量％、Ａ
   ｇは１０〜４３重量％の範囲内で、しかもその重量組成
   比を各成分の３角図で示した場合に、各頂点（Ａ〜Ｅ）
   の含有量（Ｎｉ：Ｐｄ：Ａｇ）がそれぞれ、 Ａ＝８３：７：１０ Ｂ＝４５：４３：１２ Ｃ＝４２：２４：３４ Ｄ＝４９：８：４３ Ｅ＝６０：７：３３ であり、この各頂点によって結ばれた多角形の範囲に該
   金属混合粉体が包含される特許請求の範囲第１項記載の
   多層セラミック回路基板の製造方法。