JPH01230295A

JPH01230295A - セラミック多層基板の製造方法

Info

Publication number: JPH01230295A
Application number: JP5477688A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Yamaguchi; 朋一山口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1989-09-13

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）本発明は電子回路の基板として利用されるセラミック多
層基板に関するものである。

（従来の技術）窒化珪素は高絶縁性、高強度、低誘電率の材料であるた
め、窒化珪素の回路基板への応用が期待されている。こ
の窒化珪素を用いて高密度実装が可能な多層基板を得る
には、従来法のような方法が用いられていた。すなわち
、第４図に示すように窒化珪素の焼結体２１上に導電路
となる部分を所定の径路に連続した空隙２２としてでき
るよう窒化珪素のペースト２３を印刷、積層したのち、
焼成し。

連続した空ｖＸ２２にメツキ処理によって、銀、銅。

金などの金属の導電路２４を形成するものであった。

（発明が解決しようとする課題）上記、従来の方法では窒化珪素の焼結体中に連続した空
隙をもうける工程の歩留りが悪いことと、導電路を形成
するために独立した工程（メツキ処理）が必要であるた
め量産性に劣る欠点があった。

さらに焼成した窒化珪素の焼結体中にメツキによって導
電路を形成するため、窒化珪素の焼結体と導電路との結
合が十分でない場合が生じ、信頼性が低下する欠点があ
った。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、高信頼性の窒化
珪素のセラミック多層基板を斌産性良く得る製造方法を
提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明のセラミック多層基板の製造方法は、窒化珪素の
焼結体の上に焼成時に反応して導電体となる物質の層と
、絶縁体である物質の層を交互に複数印刷したのち、焼
成して得るものであり、また焼成時に反応して導電体と
なる物質が窒化アルミニウムと酸化ジルコニウムと有機
物質の混合物であり、また窒化珪素の焼結体の上に印刷
する絶縁体である物質が、窒化珪素と有機物質の混合物
であり、さらに窒化アルミニウムと酸化ジルコニウムと
有機物質の混合物の組成が（ＡＱＮ）。

（ｚｒｏｚ）ｉ−ｔで表したとき、工＝０．２〜０．９
であるものである。

（作　用）上記の方法により、窒化アルミニウムと酸化ジルコニウ
ムが焼成時に反応し、高電導性および高熱伝導性を有す
る窒化ジルコニウムが生成する。

したがって、焼成前に印刷した窒化アルミニウムと窒化
ジルコニウムと有機物質の混合物の層は焼成と同時に導
電路となる。よって量産性が向上すると同時に、導電路
は焼成と同時に形成されるセラミックスであるため、基
板との結合が完全で高い信頼性を有するものとなる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。

窒化珪素粉末に焼結助剤として酸化イツトリウムを２重
量％、結合剤としてポリビニルブチラールを５重量％、
溶媒としてイソプロピルアルコールを加えたペースト状
の混合物（以下ペーストＡと略す）と、（ＺｒＯｚ）ｏ
−ｚ３（Ａ　Ｑ　Ｎ）ｎ−ｉなる組成に配合した窒化ア
ルミニウムと酸化ジルコニウムの混合粉に結合剤として
ポリビニルブチラールを５重量％、溶媒としてイソプロ
ピルアルコールを加えたペースト状の混合物（以下ペー
ストＢと略す）を用意した。

第１図は本発明の窒化珪素のセラミック多層基板の断面
図である。同図において、　３０　Ｘ　３０　Ｘ　Ｏ，
５■の窒化珪素の焼結体１１上にペーストＡ１２を全面
にスクリーン印刷し、１５０℃で乾燥させた。乾燥後、
その上にペーストＢ１３を第２図＜ａ＞で示すようなパ
ターンでスクリーン印刷し、１５０℃で乾燥させた。乾
燥後その上にペーストＡ１４を第２図（ｂ）で示すよう
なパターンでスクリーン印刷し、１５０℃で乾燥させた
。乾燥後、その上にペーストＢ１５を第２図（Ｃ）で示
すようなパターンで印刷し、１５０℃で乾燥させた。乾
燥後の各層の厚さは５０−程度であった。この積層体を
脱脂したのち、窒素雰囲気中で１８００℃、２時間の焼
成を行った。このようにして得られた窒化珪素のセラミ
ック多層基板において、第３図に示す各点で導通の有無
を確認したところ、Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’、Ｄ
−Ｄ’では金属に等しい導電性を示し、ペーストＢを印
刷した部分は焼成後は完全に導電性となっていることが
わかった。また、第２図（ｂ）に示すように下から３層
目のペーストＡの印刷時に窓をもうけ、導電路Ａ−Ａ’
と導電路Ｃ−Ｃ’間で導通をもたせるように試みた。焼
成後Ａ−Ｃ間で導電性の有無を確認したところ高い導電
性を示した。また、Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃ，Ｂ−Ｄ間では導電
性は全くなく、各導電路間に存在する窒化珪素の層は絶
縁層として有効に働いていることがわかった。この導電
路を構成する物質をＸ線回折で分析したところ、窒化ジ
ルコニウムおよびアルミニウムの酸窒化物（Ａ　Ｑ　Ｏ
Ｎ）の複合体であることがわかった。この導電路を構成
する物質は焼成と同時に生成しており、窒化珪素層との
結合性も強く、完全に一体化していた。また、この導電
路を構成する物質はセラミックスであるため、耐久性高
く、耐酸化性においても空気中５００℃、２時間の熱処
理をしても変化は認められなかった。

なお１本実施例では、ペーストＡ、Ｂを得るための結合
剤としてポリビニルブチラールを用いたが、他の樹脂を
用いてもよく、また溶媒にイソプロピルアルコールを用
いたが他の溶媒を用いてもよい。

また窒化珪素の焼結助剤として酸化イツトリウムを添加
したが、他の有効な焼結助剤を加えても、また加えなく
とも本発明が有効であることには変わりない。

一方、窒化珪素の成形体の上に各層を印刷して多層基板
を得る方法も考えられるが、焼成後の精度の点で窒化珪
素の焼結体上に各層を印刷する方が有利である。

さらに、導電路を構成する物質が生成する窒化アルミニ
ウムと酸化ジルコニウムの起こす反応はモル比でＡＱＮ
：　ＺｒＯ，＝３　：　ｌでおこる。したがって、Ａ＜
２Ｎ：　Ｚｒ０２＝３　Ｈ１の組成で配合した混合物を
導電路に用いるのが最も有効であるが、（ＡＱＮ）、（
ＺｒＯ，）、、で表したときに、χ＝０．２〜０．９の
組成の混合物で導電性を有するのに十分な窒化ジルコニ
ウムが生成する。たとえば工＝０．９では窒化ジルコニ
ウムの生成量は２０重量％である。しかし、工＝０．９
５では窒化ジルコニウムの生成量は十分でなく、導電性
が得られない。

（発明の効果）本発明によれば、窒化珪素の焼結体の上に、窒化アルミ
ニウムと酸化ジルコニウムと有機物質の混合物の層と、
窒化アルミニウムと有機物質の混合物の層を交互に複数
印刷したのち、焼成することにより、印刷層中に空隙を
もうける必要がなく、しかも導電路の形成と絶ＭＭの焼
成が同時に行われるため、量産性が著しく向上する。ま
た、形成される導電路はセラミックスであり、導電路と
絶縁層である窒化珪素の焼結が同時に行われるため。

両者の結合力は非常に堅固なものとなる。また、セラミ
ックスの導電路により、耐久性、耐候性が大きく、高信
頼性の窒化珪素のセラミック多層基板が得られ、その実
用上の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による窒化珪素のセラミック
多層基板の断面図、第２図は同窒化珪素のセラミック多
層基板における各層の印刷パターン、第３図は同窒化珪
素のセラミック多層基板の導電路の配置図、第４図は従
来の方法による窒化珪素のセラミック多層基板の断面図
である。１１・・・窒化珪素、１２．１４・・・ペーストＡの層
、１３．１５・・・ペーストＢの層。特許出願人　松下電器産業株式会社第１図１１・・望化綾！Ｑ淡拍捧１２．１４・ペーストＡ禮畳１３、＋５・・・ペーストａ９１第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）窒化珪素の焼結体の上に焼成時に反応して導電体
となる物質の層と、絶縁体である物質の層を交互に複数
印刷したのち、焼成して得ることを特徴とするセラミッ
ク多層基板の製造方法。
（２）焼成時に反応して導電体となる物質が窒化アルミ
ニウムと酸化ジルコニウムと有機物質の混合物であるこ
とを特徴とする請求項（１）記載のセラミック多層基板
の製造方法。
（３）窒化珪素の焼結体の上に印刷する絶縁体である物
質が窒化珪素と有機物質の混合物であることを特徴とす
る請求項（１）記載のセラミック多層基板の製造方法。
（４）窒化アルミニウムと酸化ジルコニウムと有機物質
の混合物の組成が（ＡｌＮ）＿ｘ（ＺｒＯ＿２）＿１＿
−＿ｘで表したとき、ｘ＝０．２〜０．９であることを
特徴とする請求項（１）記載のセラミック多層基板の製
造方法。