JPH0213479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、混成集積回路等に使用されるセラミ
ツク多層配線基板の製造法に関し、特に耐酸化性
導体保護層と厚膜導体層とを１回の酸化焼成で形
成するセラミツク多層配線基板の製造法に関する
ものである。 （従来の技術） 従来の混成集積回路に用いられる多層配線基板
の製造法としては、例えば第２図に示すように、
セラミツクグリーンシート１１上にＷ、Mo等の
高融点金属を主成分とする高融点金属導体ペース
ト層および該導体ペースト層の一部が露出する開
口を有する絶縁ペースト層を複数層重ね合わせ、
最上層の絶縁ペーストの開口中に露出導体ペース
ト上に貴金属例えばＷ−Ptよりなる耐酸化性保
護層を形成する導体ペースト層を印刷形成した後
還元雰囲気で焼成して、高融点金属導体層１２お
よび耐酸化性導体保護層１３と絶縁層１４を形成
し、さらに耐酸化性導体保護層１３上に銀等の厚
膜導体ペースト層を印刷し、例えば空気中620℃
で10分間焼成して厚膜導体層１５を形成して多層
配線基板を得ることが、特開昭59−75695号公報
において開示されている。 また、上述した耐酸化性導体保護層として、貴
金属焼結体の間隙中にガラスを均一に介在させた
導電性ガラス層を設けて多層配線基板を得る製造
法も、特願昭58−184420号において知られてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） 上述した方法では、厚膜導体層形成時の酸化雰
囲気中での焼成における高融点金属導体層中への
酸素の侵入を、耐酸化性導体保護層により有効に
防止することができるが、これら耐酸化性導体保
護層を形成するために還元雰囲気における独自の
熱処理が必要であつた。 すなわち、貴金属より成る耐酸化性導体保護層
を形成する場合は貴金属より成る導体ペーストを
還元雰囲気下で焼成する必要があると共に、導電
性ガラスより成る耐酸化性導体保護層を形成する
場合でも貴金属とガラスとの混合ペーストを還元
雰囲気下で焼成する必要があるため、耐酸化性導
体保護層と厚膜導体層とを形成するのにそれぞれ
還元雰囲気と酸化雰囲気とでの２回の焼成が必要
であり、作業工程が多くなる欠点があつた。 本発明の目的は上述した不具合を解消して、耐
酸化性導体保護層と厚膜導体層とを１回の焼成で
形成することができ、作業工程を減少して作業能
率を高めることができるセラミツク多層配線基板
の製造法を提供しようとするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明のセラミツク多層配線基板の製造法は、
絶縁層と高融点金属導体層とを複数層交互に重ね
合わせた多層配線基板の露出導体層上に厚膜素子
形成用ペーストを配置接続して焼成するセラミツ
ク多層配線基板の製造法において、前記露出導体
層上に還元剤としてケイ素またはホウ化マンガン
を３〜10重量％含む導電性ペーストを配置し、さ
らにその上に厚膜素子形成用導体ペーストを配置
接続して、その後酸化性雰囲気で焼成することを
特徴とするものである。 （作用） 本発明は、耐酸化性導体保護層として還元剤を
含有する導電ペーストを使用すれば、高融点金属
導体層を酸化することなく１回の酸化雰囲気中の
焼成で耐酸化性導体保護層と厚膜導体層とを形成
することができることを見出したことによる。 （実施例） 本発明の詳細を第１図を参照して各工程ごとに
順次説明する。 アルミナ、ベリリア等を主成分とするセラミツ
クグリーンシートを公知のドクターブレード法に
より調整し、混成集積回路基板として必要な寸法
に切断したセラミツクグリーンシート１を準備す
る。 次いで、そのグリーンシート１上にタングステ
ン、モリブデン等の高融点金属、すなわちセラミ
ツクグリーンシート１の焼成温度よりも融点が高
く、かつ電気抵抗の低い金属を主成分とする導体
ペーストと、該導体ペーストの一部が露出する開
口を有するグリーンシート１と同一成分を主原料
とする絶縁ペーストとをスクリーン印刷により交
互に印刷し、図に示すように導体ペーストよりな
る高融点金属導体層２と絶縁ペーストよりなる絶
縁層３を形成する。なお、高融点金属導体層２お
よび絶縁層３の層数は限られたものでなく、用途
に応じた層数とすればよい。そして、高融点金属
導体層２と絶縁層３とを形成するペーストが印刷
されたセラミツクグリーンシート１を還元雰囲気
中で焼成する。焼成条件はセラミツクグリーンシ
ート１の成分により定められるが、1400〜1800
℃、５〜180分である。 次いで、開口露出部２ａに露出した高融点金属
導体層２上に貴金属とガラスと還元剤とを主成分
とする導電性ペースト層４を印刷により形成し、
さらにその上に厚膜素子形成用の厚膜導体ペース
ト層５を印刷により形成した後酸化雰囲気中で焼
成し、本発明のセラミツク多層配線基板を得る。
なお上記還元剤としては、タングステン酸化物に
対して還元力があり、さらに酸化後ガラスの粘度
を上げる効果の少いものとしてホウ素、ケイ素の
化合物が使用できるがその中ではホウ化マンガン
が最も好ましく、その含有量は導電ペースト全体
の３〜10重量％程度がよい。還元剤の含有量が３
重量％より少ないと、酸化防止効果が少なく、ま
た10重量％より多いとガラスの粘度が上がつて好
ましくない。 また、導電性ペーストとしては、貴金属60〜90
重量％と低融点ガラス20〜40％および還元剤３〜
10％の混合物が好ましい。さらに上記ガラスペー
ストの成分としては、焼成温度や導体露出部の材
質にもよるが導体露出部の著しい酸化の前に溶融
することが好ましく、また成分としてのPbO、
ZnO、Bi₂O₃等のＷより酸素の結合力の弱い金属
酸化物が少ない程好ましい。なお、酸化雰囲気中
での焼成条件は厚膜導体ペーストやそれに接続す
る素子形成用ペースト等の種類にもよるが、800
〜900℃、５〜20分が適当である。そしてさらに、
抵抗等の受動素子や電極を厚膜導体層上に接続形
成したり、その他回路部品を半田付けあるいはワ
イヤボンドし、集積回路を形成する。 上述した構成をとつているため、厚膜導体ペー
スト層５を例えば850℃、酸化雰囲気中で焼成し
たとしても、導体露出部の著しい酸化の前にガラ
スペースト層が溶融して基板内への酸素の侵入を
防止すると共に、還元剤の作用により導体酸化物
を還元して酸化物の導電性を回復させ、さらに酸
化された還元剤がガラスと反応してガラスを変質
させてガラスの酸素遮断性を向上させ、安定した
導電性が得られる。 実施例 セラミツク成分としてアルミナ90重量パーセン
トの他シリカ、マグネシア等の添加物とポリビニ
ールブチラール等の有機バインダーを混合し、ド
クターブレード法により、厚み0.8mmのセラミツ
クグリーンシート１を作成した。 次に、タングステン粉末からなるメタライズ成
分にエチルセルロースを印刷助剤として加えた導
体ペーストと、グリーンシートと同一成分の粉末
にエチルセルロースを印刷助剤として加えた絶縁
ペーストを、グリーンシート上に導体ペーストの
１部を露出させて交互に印刷し、高融点金属導体
層２、絶縁層３を形成する積層体を得た。 次いで、その積層体を露点35℃の水素と窒素の
混合雰囲気中で昇温速度300℃／時間で昇温した
後、1550℃、２時間保持して焼結後、降温速度
600℃／時間で冷却し、多層配線基板を得た。 次いで、第１表に示す成分の低融点ガラスと貴
金属および還元剤の混合物にエチルセルロースを
印刷助剤として加えた導電性ペーストを、開口露
出部２ａの高融点金属導体層２上に重ねて印刷
し、さらにその上に厚膜導体ペーストを印刷形成
した後、酸化雰囲気中で850℃、10分焼成し、本
発明のセラミツク多層配線基板を得た。また、還
元剤を含まない本発明の範囲外のものを比較例と
して準備し、本発明例のものと同様に、シミ等の
外観、導通抵抗を測定し、最終的な判定を行なつ
た。これらの結果を第１表に示し、表中〇は良品
を×は不良品を表わしている。なお、第２表と第
３表には、各試料のガラスとガラスの成分を
示している。

【表】

【表】

【表】

【表】 第１表から明らかなように、還元剤を含む本発
明の範囲内の試料は高融点金属導体層の酸化によ
る外観上のシミや抵抗値の劣化がないため、十分
な性能のセラミツク多層配線基板を得ることがで
きた。これに対して還元剤を含まない比較例で
は、外観上のシミや抵抗値の劣化を生じ、十分な
性能のセラミツク多層配線基板を得ることができ
なかつた。 本発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形、変更が可能である。例え
ば上述した実施例では、開口露出部２ａの露出導
体層２上に直接貴金属、低融点ガラスおよび還元
剤からなる耐酸化性導体保護層を設けたが、開口
露出部２ａの露出導体層２上にタングステンと白
金からなる合金層を設け、その後該めつき上に本
発明の耐酸化性導体保護層を設けても良い。 （発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明のセラミツク多層配線基板の製造法に
よれば、従来行なわれていた耐酸化性導体保護層
形成のための還元雰囲気下での焼成が不要とな
り、耐酸化性導体保護層と厚膜導体層とを１回の
酸化焼成で形成できるため、作業工程を減少して
作業能率を高めることができる。また、露出導体
層が酸化されることを還元剤により防止してさら
にガラスをより酸素遮断性の強いものに変質させ
るため、露出導体層が酸化されて導電性を失う温
度よりも高い温度で厚膜導体形成用ペーストを焼
成でき、多種の厚膜ペーストの適用が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造法によるセラミツク多層
配線基板の一実施例の要部断面図、第２図は従来
のセラミツク多層配線基板の要部断面図である。 １……セラミツクグリーンシート、２……高融
点金属導体層、３……絶縁層、４……導電性ペー
スト層、５……厚膜導体ペースト層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁層と高融点金属導体層とを複数層交互に
   重ね合わせた多層配線基板の露出導体層上に厚膜
   素子形成用ペーストを配置接続して焼成するセラ
   ミツク多層配線基板の製造法において、 前記露出導体層上に還元剤としてケイ素または
   ホウ化マンガンを３〜10重量％含む導電性ペース
   トを配置し、さらにその上に厚膜素子形成用導体
   ペーストを配置接続して、その後酸化性雰囲気中
   で焼成することを特徴とするセラミツク多層配線
   基板の製造法。 ２ 前記導電性ペーストが、貴金属、低融点ガラ
   ス及び還元剤の混合物よりなる特許請求の範囲第
   １項記載のセラミツク多層配線基板の製造法。 ３ 前記導電性ペーストの配置に先立つて、前記
   露出導体層上にＷ−Ptの合金層を形成する特許
   請求の範囲第１項記載のセラミツク多層配線基板
   の製造法。 ４ 前記低融点ガラスがPb、Zn、Biの酸化物の
   少なくとも１種以上を合計で20モル％以下含有す
   る融点が700℃以下のガラスである特許請求の範
   囲第２項記載のセラミツク多層配線基板の製造
   法。