JPH0213952B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、混成集積回路等に用いられるセラミ
ツク多層配線基板の製造法に関し、特に厚膜素子
形成用ペーストの酸化焼成時に高融点金属導体層
の酸化による劣化が少ない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、セラミツク多層配線基板の製造法とし
て、例えば第２図に示すように、絶縁層１３を形
成する絶縁ペーストと高融点金属導体層１２を形
成する導体ペーストとをセラミツクグリーンシー
ト１１上に交互に重ねて還元雰囲気で焼成して得
た多層配線基板の絶縁層間に露出する高融点金属
導体層１２上に、ニツケルめつき１５を施した
後、耐酸化性導体保護層１４を形成する金と銀と
を主成分とする貴金属層をその上に熱処理により
形成し、その後厚膜体層１６を形成する厚膜素子
形成用ペーストを耐酸化性導体保護層１４上に印
刷し、酸化焼成する方法が特開昭59−171195号公
報において開示されている。 （発明が解決しようとする問題点） 第２図に示した従来の多層配線基板において
は、絶縁層１３を形成する絶縁ペーストをスクリ
ーン印刷法で印刷するため絶縁層１３の耐酸化性
導体保護層１４と接する端部が薄くなり、その結
果厚膜導体層１６を焼成するときに厚膜素子形成
用ペースト中の高融点金属導体層１２を酸化する
Bi₂O₃等を多量に含むガラスが上記絶縁層の薄い
部分に浸透し、高融点金属導体層１２を酸化し
て、十分な性能の多層配線基板を得られない欠点
があつた。 本発明の目的は上述した不具合を解消して、セ
ラミツクグリーンシート中に設けたスルホールを
利用して、厚膜導体層を焼成するときに高融点金
属導体層の酸化による劣化が少ないセラミツク多
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、
絶縁層を形成する絶縁ペーストと高融点金属導体
層を形成する導体ペーストとをセラミツクグリー
ンシート上に交互に複数層印刷した後還元雰囲気
中で焼成して得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印刷して酸化雰囲
気中で焼成するセラミツク多層配線基板の製造法
において、所定のスルホールを有するセラミツク
グリーンシートの一方の面に導体ペーストと絶縁
ペーストとを複数層印刷すると共にスルホール中
にも導体ペーストを配置した後還元雰囲気中で焼
成し、その後前記セラミツクシートの他方の面側
のスルホールにより画成された露出導体層上に高
融点金属導体層の酸化を防止する耐酸化性導体保
護層を形成し、さらにこの耐酸化性導体保護層上
に厚膜素子形成用ペーストを印刷して酸化性雰囲
気中で焼成することにより、高融点金属導体層と
厚膜導体層とをセラミツクシートの両面に分離し
形成することを特徴とするものである。 （作用） 本発明によれば、耐酸化性導体保護層をセラミ
ツクのスルホールに囲まれた金属導体層上に設
け、その上に厚膜素子形成用の厚膜導体層を設け
ているため、厚膜導体層が接する絶縁層（本発明
ではセラミツクグリーンシートがその役目を果
す）に従来例のようなスクリーン印刷に起因する
薄い部分が生じない。その結果、厚膜素子形成用
ペースト中のガラスと高融点金属導体層が接しな
く、高融点金属導体層が酸化されることがない。 （実施例） 第１図は本発明の製造法によつて作成した多層
配線基板の一実施例を示す要部断面図である。以
下、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。 まず、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
ード法等により調整し、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、セラミツクグリーンシート１にドリル
でスルホール８を形成し、そのスルホール８中お
よびグリーンシート１の一方の面（第１図では下
面）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をスクリーン印刷
しさらにその導体ペーストと、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、第１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３と絶
縁ペーストよりなる絶縁層４を形成する。なお、
高融点金属導体層３および絶縁層４の層数は限ら
れたものではなく、用途に応じた層数とすれば良
く、また高融点金属導体層３と絶縁層４は、グリ
ーンシートに導体ペーストを印刷し積層により形
成してもかまわない。 そして、その一方の面に導体層３と絶縁層４と
が形成されたセラミツクグリーンシート１を、還
元雰囲気で焼成する。焼成条件は、セラミツクグ
リーンシート１の組成、導体ペーストの成分によ
り定められるが、1400〜1800℃、５〜180分であ
る。 焼成後、セラミツクグリーンシート１の他方の
面（第１図では上面）に露出し、スルホール８に
より画成される高融点金属導体層２上に、ニツケ
ル等の鉄属めつき層５を形成する。鉄属めつきを
するのは、貴金属との濡れ性の向上を図るためで
ある。鉄属めつき層５の厚みは、１〜5μｍが適
当である。鉄属めつき層５を形成する方法は、電
解、無電解のどちらでもよく、電極の取り出しの
可否により選択される。鉄属めつき層５を形成し
た後、鉄属めつき層５と高融点金属導体層２との
密着強度を向上させるため、800〜1200℃、５分
〜30分還元雰囲気中で熱処理してもよい。なお、
この鉄属めつき層５は必ずしも必要なわけではな
く、作業工程の短縮等が必要な場合は除くことが
できる。 次いで、好ましくは金と銀とをモル比で１／１
〜１／４含むペーストを、鉄属めつき層５上にス
クリーン印刷し、耐酸化性導体保護層となる金と
銀との貴金属合金層６を形成するペースト層を鉄
属めつき層５上に形成する。次いで、合金層６を
形成するペースト層が形成されたセラミツク配線
基板を、非酸化性雰囲気中で加熱処理して、ペー
スト層を溶融するとともに合金化し、耐酸化性導
体保護層としての金・銀溶融合金層６を形成す
る。 さらに、熱処理されたセラミツク基板の合金層
６およびセラミツクグリーンシート１上に、銀等
を主成分とする厚膜導体層７を形成する厚膜導体
ペーストにより、所要の回路パターンを印刷す
る。次いで、印刷物を酸化雰囲気で焼成して、本
発明のセラミツク多層配線基板を得る。なお焼成
条件としては厚膜ペーストの成分によるが、800
℃〜850℃、５分〜20分で十分である。その後、
抵抗等の受動素子を厚膜導体層７上に形成した
り、その他回路部品リードを、厚膜導体層７上に
ワイヤボンドあるいは半田付けすることにより集
積回路を形成する。 以下、実施例につき第１図を参照して説明す
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0.6mmのセラ
ミツクグリーンシート１を作成した。 次に、セラミツクグリーンシート１にドリルに
て0.3mmφのスルホールを形成し、そのスルホー
ルにタングステン80重量パーセント、セラミツク
グリーンシートと同一組成の粉末20重量パーセン
トに印刷助剤を加えたペーストを充填し、次いで
タングステン粉末98重量パーセント、シリカ２重
量パーセントのメタライズ成分に印刷助剤を加え
た導体ペーストと、グリーンシートと同一組成の
粉末に印刷助剤を加えた絶縁ペーストとを、グリ
ーンシート１の一方の面上に導体ペーストの一部
を露出させて交互に印刷して、導体層３および絶
縁層４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℃で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。 そして、得られたセラミツク配線基板の導体層
３と絶縁層４を設けた面と反対の面上に露出し、
スルホールにより画成される高融点金属導体層２
上に、硼化水素浴系の無電解めつきにより、３〜
5μｍのニツケルめつきよりなる鉄属めつき層５
を形成した。 次に、ニツケルめつきしたセラミツク基板を水
素雰囲気中で、950℃、５分間熱処理後、銀を50
重量パーセント、金を50重量パーセントの粉末に
アクリル系バインダーを印刷助剤として加えたペ
ーストを以つて、印刷厚みが約30μｍになるよう
にめつき層５上にスクリーン印刷し、水素雰囲気
中1000〜1100℃でそれぞれの組成ペーストの融点
にあわせて溶融するとともに合金化し、耐酸化性
導体保護層としての金と銀とよりなる合金層６を
形成した。 さらに、合金層６上に銀、パラジウム系の厚膜
導体ペースト（TR−4846）をスクリーン印刷し
た後、空気中、850℃で10分間焼成し、第１図に
示すように、セラミツクグリーンシート１の高融
点金属導体層３を設けた面と反対の面上の導体層
２上に、各々鉄属めつき層５および合金層６をは
さんで厚膜導体層７を設け、本発明のセラミツク
多層配線基板の製造法により作製した多層配線基
板を得た。 なお、本発明の比較のため第２図に示すよう
に、高融点金属導体層上に絶縁ペーストを印刷に
より形成してビアを有する絶縁層を形成したもの
を参考例として準備した。このようにして得られ
たセラミツク多層配線基板について酸化焼成後の
高融点導体層の酸化度と導電性の劣化の程度を比
較したところ、第１表に示すごとく本発明例にお
いては全く異常がなかつたが、参考例は高融点金
属層が露出部外周から酸化され、かつ導電異常も
多発した。

【表】 （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、セラミツクグリーンシート中に設けたス
ルホールを利用して、高融点金属層と厚膜導体層
をセラミツクグリーンシートの両面に各別の設け
たため、厚膜素子形成用ペーストを印刷する絶縁
層（本発明ではセラミツクグリーンシートがその
役目を果す）と高融点金属導体層との接触面がシ
ヤープになり、その結果従来のようにスクリーン
印刷に起因する絶縁層の薄い部分が生じず、高融
点金属導体層の酸化を有効に防止することができ
る。そのため、導体層の導通抵抗の劣化が少ない
多層配線基板を得ることができる。 また、高融点金属層の露出面積が小さくでき高
密度配線に有利であると共に、厚膜素子形成面が
シート上であり平坦であるため、厚膜印刷の高密
度化に適している。さらに、高融点金属層の露出
面積の変動が小さく、溶融金属層の厚さ管理が容
易となる。

【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、２，３……
高融点金属導体層、４……絶縁層、５……鉄属め
つき層、６……貴金属合金層、７……厚膜導体
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁層を形成する絶縁ペーストと高融点金属
   導体層を形成する導体ペーストとをセラミツクグ
   リーンシート上に交互に複数層印刷した後還元雰
   囲気中で焼成して得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印刷して酸化雰
   囲気中で焼成するセラミツク多層配線基板の製造
   法において、 所定のスルホールを有するセラミツクグリーン
   シートの一方の面に導体ペーストと絶縁ペースト
   とを複数層印刷すると共にスルホール中にも導体
   ペーストを配置した後還元雰囲気中で焼成し、そ
   の後前記セラミツクシートの他方の面側のスルホ
   ールにより画成された露出導体層上に高融点金属
   導体層の酸化を防止する耐酸化性導体保護層を形
   成し、さらにこの耐酸化性導体保護層上に厚膜素
   子形成用ペーストを印刷して酸化性雰囲気中で焼
   成することにより、高融点金属導体層と厚膜導体
   層とをセラミツクシートの両面に分離して形成す
   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 セラミツクグリーンシート上に導体ペースト
   と絶縁ペーストとを交互に印刷した後、さらにそ
   の最外層に絶縁ペーストを全面に印刷して還元雰
   囲気で焼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。 ３ 前記耐酸化性導体保護層を形成するに先立つ
   て、前記露出導体層上にニツケル等の鉄属めつき
   を施す特許請求の範囲第１項記載のセラミツク多
   層配線基板の製造法。 ４ 前記耐酸化性保護層が少なくとも金と銀とを
   含む貴金属合金層である特許請求の範囲第１項ま
   たは第３項記載のセラミツク多層配線基板の製造
   法。