JPH0198294A - セラミック配線基板の製造方法 - 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、半導体ＩＣ、チップ部品などを搭載し、かつ
それらを相互配線したハイブリッドＩＣ基板に用いるこ
とができるセラミック配線基板の製造方法に関するもの
である。

従来の技術 セラミック配線基板の工法は大きく分けてグリーンシー
ト積層法と厚膜印刷法とがある。このうち、グリーンシ
ート積層法は、未焼成の絶縁シート上に導体を印刷し、
これを複数枚重ねて熱と圧力゛で積層一体化した後焼結
する方法で、積層数の多い用途に使用されている。一方
、厚膜印刷法は、焼結剤のセラミック基板上に導体や絶
縁体の厚膜ペーストを使用してパターンを形成する方法
で、この方法の利点は、厚膜ペーストが手軽に入手でき
ることや工法そのものが簡単なため比較的容易に製造が
できることである。これらの印刷法に用いる導体材料と
しては、従来ＡｕやＡｇ−Ｐｄ系の材料を用いているが
、これらの導体材料は貴金属であるためコストが高くつ
き、又、半田付の際の半田くわれや導体抵抗が高いなど
の問題があり、この問題に対処する観点からＣｕを導体
材料として用いたセラミック配線基板が注目されている
　。

（例えば、特開昭５５−８８９９号公報）。又、ＣｕＯ
ベ−ニストを用いて印刷積層後、ＣｕＯをＣｕに還元し
て導体層を形成したセラミック配線基板（以後、ＣｕＯ
方式のセラミック基板と呼ぶ）（特開昭６１−２６９２
号公報）などがある。このＣｕＯ方式のセラミック配線
基板の製造方法は、ＣｕＯ層と絶縁層とをスクリーン印
刷によって、セラミック焼結基板上に積層化した後、炭
素に対して充分な酸化雰囲気で、かつ内部の有機成分を
熱分解させ、るに充分な温度で熱処理を行ない、しかる
後、還元雰囲気中において、積層体中のＣｕＯ層をＣｕ
に還元し、ついで、Ｃｕに対して非酸化性とな暮雲囲気
で焼結することである。この方法の利点は、酸化雰囲気
中での脱バインダが可能であるので、ペースト中の有機
成分を充分に除去することができるため、導体層や絶縁
層の各層を印刷する毎に焼成を繰り返す必要がないので
、導体層と絶縁層を印刷積層後、−括して焼成すること
が可能である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記ＣｕＯ方式のセラミック配線基板の
製造方法は、印刷積層化した後、−括して焼成できると
いう利点がある反面、印刷方法が困難である。その理由
は、導体層または絶縁層を印刷、乾燥後の未焼結の導体
層あるいは絶縁層上に印刷しなければならない点にある
。わかりやすく説明すると、第２図に印刷積層後の配線
基板の断面図を示すが、３の導体層の一層目は１の焼結
基板上に印刷されるので問題ないが、二層目以降の導体
層は、２の印刷、乾燥後の未焼結の絶縁層上に印刷され
るので導体ペースト中の溶媒が絶縁層に吸収され、導体
層のレベリングが充分に行なわれない。したがって、印
刷された導体層の表面は平滑性に乏しい。一方、絶縁層
は、導体層上のバイアホール部分を残し、他の導体層部
分は完全に絶縁層で被われてなければならないが、導体
層上の絶縁層のレベリングが悪くスクリーンメツシュ跡
が残り、これが原因で耐圧不良となる。これらの問題を
解決するために、ペースト中の溶媒量を多くして粘度を
下げたペーストを用いて印刷する方法が考えられるが、
ペースト粘度が低すぎると導体層がダしたり、バイアホ
ールがうまったりしてファインなパターンが形成されな
いなどの問題がある。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のセラミック配線
基板の製造方法は、有機バインダと有機溶媒から成るビ
ヒクルを印刷後の導体層上に印刷して、導体層上の表面
を平滑化すると共に緻密な構造にした。ついで、絶縁層
を印刷して積層化した。また、前記積層体は、有機バイ
ンダを多く含有しているので、脱バインダは、炭素に対
して充分な酸化雰囲気で行なった。又、導体ペーストの
無ａ感分としては、酸化雰囲気で安定なＣｕＯを用いた
。さらに、ＣｕＯをＣｕに還元させるためにＮ２　＋Ｈ
Ｂ雰囲気中で還元し、その後、Ｎ！雰囲気中で焼成した
。

作用 本発明は、前記した様に、ビヒクルを導体層上に印刷し
て、導体層表面を平滑化すると共に緻密な構造にするこ
とによって、導体層上に印刷された絶縁ペーストの溶媒
の吸収が少なくなり、絶縁層のレベリングが充分に行な
われるので絶縁層表面は平滑で、耐圧不良の原因となる
メツシュ跡が残らない。又、脱バインダは、炭素に対し
て充分な酸化雰囲気で、かつ内部の有機成分を熱分解さ
せるに充分な温度で行なうので、有機成分の多い積層体
でも完全に除去することが可能である。つぎに、Ｎｚ十
Ｈｚ雰囲気中で還元を行なうので、積層体中のＣｕＯ導
体は完全にＣｕに還元される。

そして、Ｎ！中雰囲気で焼成してＣｕ導体を酸化させず
に焼結させるものである。

実施例 以下本発明の一実施例のセラミック基板の製造方法につ
いて、図面を参照しながら説明する。

（実施例１）　　　　。

まず、本発明に用いたＣｕ’Ｏ導体ペースト、絶縁ペー
スト、導体層上に印刷するビヒクルの作製方法について
伸べる。ＣｕＯ導体ペーストは、平均粒径が２〜３μｍ
に調整されたＣｕＯ粉体１００ｇとビヒクル１５ｃｃと
を三本ロールを用いて混練してペースト化した。ここで
用いたビヒクルは、エチルセルロース粉体１５ｇをテレ
ピン油１００　ｇで溶かしたものである。絶縁ペースト
は、ホウケイ酸ガラス粉体と酸化アルミニウム粉体とを
重量比で１対１となる様に混合した粉体１００ｇと導体
ペーストに用いたビヒクル２４ｃｃとを三本ロールを用
いて混練してペースト化した。導体層上に印刷するビヒ
クルは、エチルセルロースとポリビニールブチラールを
それぞれテレピン油で溶かしたものである。

この様にして作製したペーストを用いて、９６％アルミ
ナ焼結基板上に第１図に示した構造のテスト基板を作製
した。テスト基板の作製方法を以下　・に伸べる。Ｃｕ
Ｏ導体ペーストを３５０メツシユのスクリーンを用い、
アルミナ焼結基板上に印刷し、乾燥した。乾燥後、ビヒ
クルを前記導体印刷に用いたスクリーンを用い、導体層
上に印刷、乾燥した。ビヒクル乾燥後、絶縁ペーストを
２５０メンシユのスクリーンを用い、印刷、乾燥した後
、さらに、絶縁ペーストを前回と同様、印刷、乾燥した
。

乾燥後の絶縁層の厚みは約５０μｍであった一０次にこ
の乾燥剤基板を、空気中７００℃の温度で脱バインダし
た後、Ｎｚ　＋　Ｈｚ　　（Ｎｚ　／　Ｈｚ　＝８０／
２０　：流ｉ１２１　／ｍｉｎ　）の雰囲気中４００℃
の温度で還元し、続いて、Ｎ２雰囲気中９００℃の温度
で焼成した。この様にして作製したテスト基板の耐圧試
験を行なった。試験条件は１００ＯＶの直流電圧を絶縁
層をはさむ電極間に印加した時のショート数を調べた。

なお、絶縁層をはさむ電極間の対向面積は１ｃＩｉＩで
あった。

（比較例） 比較例として、前記テスト基板の作製に用いたＣｕＯ導
体ペーストと絶縁ペーストを用いて、第１図に示した構
造のビヒクル層を除いた構造のテスト基板を作製して、
前回と同様の耐圧試験を行なった。試験結果を表に示し
た。

表中のショート数は、試験数１０個中のショート数であ
る。耐圧試験の結果、ビヒクルを導体層上に印刷した試
料は、バインダの種類にかかわらずショート数が少なく
なり改善の効果が見られる。

また、バイイダ量の少ない試料にショートが見られるの
は、導体層表面を充分に被うだけのバインダ量がないた
めと思われる。逆に、バインダ量が多いと電極と絶縁層
間でクランクが起る。

発明の効果 本発明は、ビヒクルを導体層上に印刷して導体層上の表
面を平滑化すると共に緻密な構造にすることによって、
導体層上に印刷される絶縁ペーストのレベリングが充分
に行なわれるので、メツシュ跡のない、平滑な絶縁層が
形成される。さらに、脱バインダは、酸化雰囲気で行な
うので、積層体内部の有機成分を完全に除去することが
できるので焼結後の絶縁層は緻密で絶縁性に優れている
。

また、導体の出発原料としてＣｕＯを用いるため極めて
低コスト化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１の耐圧試験用基板の断面図、第２図
は、セラミック配線基板の断面図である。 １・・・・・・アルミナ焼結基板、２・・・・・・絶縁
層、３・・・・・・ａｌｌｌｉ、４・・・・・・バイア
ホール、５・・・・・・ビヒクル層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　セラミック焼結基板上に、ＣｕＯを無機成分とする導
   体層を印刷，乾燥し、ついで、該導体層上に有機バイン
   ダと有機溶剤から成るビヒクルを印刷，乾燥後、ガラス
   −セラミックを無機成分とする絶縁層を印刷，乾燥し、
   さらに、前記導体層、ビヒクル、絶縁層を繰り返し印刷
   ，乾燥して積層化する工程と、前記積層体を炭素に対し
   て充分な酸化雰囲気で、かつ内部の有機成分を熱分解さ
   せるに充分な温度で脱バインダする工程と、さらに、こ
   れをガラスの軟化点以下の温度で、還元雰囲気中におい
   て熱処理する工程と、その後、窒素雰囲気中で焼結させ
   る工程とを有することを特徴とするセラミック配線基板
   の製造方法。