JPH0240229B2 - - Google Patents
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- JPH0240229B2 JPH0240229B2 JP60255844A JP25584485A JPH0240229B2 JP H0240229 B2 JPH0240229 B2 JP H0240229B2 JP 60255844 A JP60255844 A JP 60255844A JP 25584485 A JP25584485 A JP 25584485A JP H0240229 B2 JPH0240229 B2 JP H0240229B2
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- conductor
- glass
- green sheet
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Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、セラミツクス多層配線基板、殊に低
温焼成が可能なセラミツクスの多層配線基板に関
するものである。 （従来技術） 従来、一般的にはＷ又はMoを導体とするアル
ミナ系の高温焼成多層基板が使用されているが、
この高温焼成多層基板では、アルミナの誘電率が
高く、導電抵抗も高いため、信号伝播遅延時間も
長くなりコンピユータ等の高速化、高性能化の障
害となつていた。 このため、高温焼成多層基板に代わるものとし
て低融点ガラスにアルミナを添加したセラミツク
スを基板材料として、Ag，Au，Pt等の低抵抗金
属を導体とし、これらを多層に積層した低温焼成
セラミツクス多層配線基板の開発が進められてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） 低温焼成セラミツクス多層配線基板は、通常
Ag，Au，Pt等を導体としており、Ｗ，Mo等の
高融点金属を導体とした高温焼成セラミツクス多
層配線基板に比較して、 セラミツクスの誘電率が小さく、信号伝播速
度が速い。 高電気伝導性金属を導体として使用できるた
め配線抵抗が小さい。 空気中で800〜1000℃で焼成可能である。 等の優れた特徴を有している。 ところが、従来の低温焼成セラミツクス基板の
抗折強度は2000Kg／mm2で高温焼成のアルミナ系セ
ラミツクス基板の抗折強度3000〜4000Kg／mm2に比
較して弱く、実用上は抗折強度の強いものが望ま
しいため、抗折強度の強いものが必要な場合、で
きる限りガラス成分を少くしてアルミナ成分の多
い組成としていた。 しかし、アルミナ成分の多いものはAg，Au，
Pt等の金属導体とセラミツクスとを同時に焼成
する際、導体成分へのガラス成分の反応が弱くな
り、導体の付着強度、殊に150℃での熱エージン
グ後の付着強度の弱いものしか得られなかつた。 また、導体成分とセラミツクス成分の収縮挙動
の差が大きいため、焼成後反りが発生するという
不具合があつた。 更に、従来セラミツクス成分と導体成分との付
着強度が弱い場合、この欠点を解消するために、
セラミツクス中にガラスフリツトを添加すること
或はCuO等、アルミナ成分と化学反応を起させる
添加物を加える方法等が試みられているが、これ
らの方法を低温焼成セラミツクス多層基板に適用
した場合、ガラスフリツトの添加は導体の半田ぬ
れ性を悪くし、かつ焼成時の反りを大きくする一
因となる。 また、CuOの添加はCuOがガラス中に拡散して
しまい接着強度を高める効果は殆んどなく、且
つ、焼成時の反りも大きくなる等、いずれの方法
も十分満足の行く解決手段とはなり得なかつた。 （発明の目的） 本発明は従来の低温焼成セラミツクス多層配線
基板の欠点を解消した、基板強度が強く、セラミ
ツクスと導体との付着強度、半田ぬれ性及び焼成
時の反りのいずれもが実用上十分満足の行く良好
な特性を有する低温焼成セラミツクス多層配線基
板を得ることを目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、低融点ガラスにアルミナを添加した
低温焼成セラミツクス基板の導体間の絶縁層のア
ルミナ含有率が基体となるグリーンシートのアル
ミナ５乃至30重量％低くしたことを特徴としてい
る。 また、望ましくは、低融点ガラスはCaO―
Al2O3―SiO2―B2O3又はMgO―Al2O3―SiO2―
B2O3。尚、低融点ガラスに添加されるアルミナ
には重量で10％迄の不純物（例えば、シリカ、コ
ージエライト、炭化硅素、窒化硅素、フオルステ
ライト、ジルコニア、スピネル）を含んでもよ
い。 （実施例） 本発明者らは低融点ガラスとして、第１表に示
すNo.１〜No.３の組成を有する３種類の低融点ガラ
スを用意した。
温焼成が可能なセラミツクスの多層配線基板に関
するものである。 （従来技術） 従来、一般的にはＷ又はMoを導体とするアル
ミナ系の高温焼成多層基板が使用されているが、
この高温焼成多層基板では、アルミナの誘電率が
高く、導電抵抗も高いため、信号伝播遅延時間も
長くなりコンピユータ等の高速化、高性能化の障
害となつていた。 このため、高温焼成多層基板に代わるものとし
て低融点ガラスにアルミナを添加したセラミツク
スを基板材料として、Ag，Au，Pt等の低抵抗金
属を導体とし、これらを多層に積層した低温焼成
セラミツクス多層配線基板の開発が進められてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） 低温焼成セラミツクス多層配線基板は、通常
Ag，Au，Pt等を導体としており、Ｗ，Mo等の
高融点金属を導体とした高温焼成セラミツクス多
層配線基板に比較して、 セラミツクスの誘電率が小さく、信号伝播速
度が速い。 高電気伝導性金属を導体として使用できるた
め配線抵抗が小さい。 空気中で800〜1000℃で焼成可能である。 等の優れた特徴を有している。 ところが、従来の低温焼成セラミツクス基板の
抗折強度は2000Kg／mm2で高温焼成のアルミナ系セ
ラミツクス基板の抗折強度3000〜4000Kg／mm2に比
較して弱く、実用上は抗折強度の強いものが望ま
しいため、抗折強度の強いものが必要な場合、で
きる限りガラス成分を少くしてアルミナ成分の多
い組成としていた。 しかし、アルミナ成分の多いものはAg，Au，
Pt等の金属導体とセラミツクスとを同時に焼成
する際、導体成分へのガラス成分の反応が弱くな
り、導体の付着強度、殊に150℃での熱エージン
グ後の付着強度の弱いものしか得られなかつた。 また、導体成分とセラミツクス成分の収縮挙動
の差が大きいため、焼成後反りが発生するという
不具合があつた。 更に、従来セラミツクス成分と導体成分との付
着強度が弱い場合、この欠点を解消するために、
セラミツクス中にガラスフリツトを添加すること
或はCuO等、アルミナ成分と化学反応を起させる
添加物を加える方法等が試みられているが、これ
らの方法を低温焼成セラミツクス多層基板に適用
した場合、ガラスフリツトの添加は導体の半田ぬ
れ性を悪くし、かつ焼成時の反りを大きくする一
因となる。 また、CuOの添加はCuOがガラス中に拡散して
しまい接着強度を高める効果は殆んどなく、且
つ、焼成時の反りも大きくなる等、いずれの方法
も十分満足の行く解決手段とはなり得なかつた。 （発明の目的） 本発明は従来の低温焼成セラミツクス多層配線
基板の欠点を解消した、基板強度が強く、セラミ
ツクスと導体との付着強度、半田ぬれ性及び焼成
時の反りのいずれもが実用上十分満足の行く良好
な特性を有する低温焼成セラミツクス多層配線基
板を得ることを目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、低融点ガラスにアルミナを添加した
低温焼成セラミツクス基板の導体間の絶縁層のア
ルミナ含有率が基体となるグリーンシートのアル
ミナ５乃至30重量％低くしたことを特徴としてい
る。 また、望ましくは、低融点ガラスはCaO―
Al2O3―SiO2―B2O3又はMgO―Al2O3―SiO2―
B2O3。尚、低融点ガラスに添加されるアルミナ
には重量で10％迄の不純物（例えば、シリカ、コ
ージエライト、炭化硅素、窒化硅素、フオルステ
ライト、ジルコニア、スピネル）を含んでもよ
い。 （実施例） 本発明者らは低融点ガラスとして、第１表に示
すNo.１〜No.３の組成を有する３種類の低融点ガラ
スを用意した。
【表】
また、導体成分は、Ag，Pd，Pt等より成り、
基体の焼成温度で焼結する材質であれば良いの
で、第２表に示す如く、Ag，Pd，Ptの配合を異
ならしめたア〜エの４種類の粉末を例えば、エチ
ルセルロース、アクリル樹脂、或はブチラール樹
脂等の有機成分をブチルカルビトール、ブチルカ
ルビトールアセテート或はテレピネオール等の溶
剤に溶解したビヒクル中に分散させた導体ペース
トを用意した。
基体の焼成温度で焼結する材質であれば良いの
で、第２表に示す如く、Ag，Pd，Ptの配合を異
ならしめたア〜エの４種類の粉末を例えば、エチ
ルセルロース、アクリル樹脂、或はブチラール樹
脂等の有機成分をブチルカルビトール、ブチルカ
ルビトールアセテート或はテレピネオール等の溶
剤に溶解したビヒクル中に分散させた導体ペース
トを用意した。
【表】
そして、前記した第１表に示すガラス成分にア
ルミナを混合したものに重量比でアクリル樹脂10
％トルエン30％、イソプロピルアルコール10％及
びジブチルフタレート５％を混合して第３表に示
す絶縁体及び基体（セラミツクグリーンシート）
を作成した。
ルミナを混合したものに重量比でアクリル樹脂10
％トルエン30％、イソプロピルアルコール10％及
びジブチルフタレート５％を混合して第３表に示
す絶縁体及び基体（セラミツクグリーンシート）
を作成した。
【表】
【表】
第３表は、本発明の実施例と比較例としての従
来例について、異なる絶縁体組成、基体（グリー
ンシート）組成及び導体組成もので900℃〜1000
℃の焼成温度で焼成したセラミツクス基板（焼成
物）の導体特性を示したものである。 第３表の実施例１〜３は第１表のNo.１のガラス
組成を有するガラスにアルミナの混合割合を変え
て絶縁体を形成する一方、No.１のガラス組成とア
ルミナとを60／40の割合で含むグリーンシートと
組み合せた場合を示している。また、実施例４〜
６は第１表のNo.２のガラス組成を有するガラスに
アルミナの混合割合を変えて絶縁体を形成し、No.
２のガラス組成とアルミナとを60／40の割合で含
有するグリーンシートと組み合せた場合を示して
いる。実施例１〜６ではいずれも導体として第２
表のイを使用している。更に、実施例７〜９は絶
縁体及びグリーンシートにおけるガラスとアルミ
ナの混合割合は一定（70／30及び60／40）にして
導体組成を第２表に示す組成に変えたもので、こ
れらの実施例１〜９はいずれもセラミツクグリー
ンシート（基体）と導体及び導体間絶縁体とを同
時に一体焼成したものである。 また、第３表の実施例10では実施例１と同一条
件の材料をグリーンシート上に導体間絶縁体を印
刷して900℃で焼成した基板上に導体ペーストイ
を印刷して900℃で焼成したものである。 更に、実施例11〜13はグリーンシート中のガラ
ス／アルミナの混合割合を50／50に選び、グリー
ンシート中の全アルミナ量を重量で、56.5％に
し、ガラスとアルミナの混合割合の異なる絶縁体
と組み合せた例である。尚、グリーンシートにお
けるガラス／アルミナの混合割合が60／40以下、
例えば、70／30の場合には基板強度が低下して良
好な特性が得られない。 第３表における比較例のうち、１〜５はセラミ
ツクグリーンシート、導体、及び絶縁体を同時焼
成したものであり、比較例６はグリーンシート等
を個別焼成した例である。いずれの比較例でも、
絶縁体と基体とに含有されるアルミナ量の差は０
である。 第３表から明らかな通り比較例１〜６はいずれ
も引張強度が弱く、また比較例３〜‐は半田ぬれ
性も悪く、更に比較例３は焼成後の反りも大きい
のに対し、本発明の実施例１〜９は、いずれも半
田ぬれ性1.5mm以下、150℃熱エージング後の引張
強度1.2Kg／２mm□以上、焼成後の反り0.20mm／
10mm□以下であり、比較例として示す従来の低温
焼成セラミツクス多層配線基板に比較して優れた
特性を有している。 また、実施例10のセラミツクグリーンシートと
導体及び導体間絶縁体を１回毎に焼成したものも
比較例６に比較して明らかな如く、良好な特性を
有している。 実施例から理解できる通り、基板（基体）中の
アルミナ原子のアルミナとしての含有率は（一般
的に）35〜65％であり、この基板中のアルミナと
しての含有率と導体間の絶縁体中のアルミナ原子
のアルミナとしての含有率との差が５％以下であ
ると導体は付着強度が弱く、また、この差が30％
以上であると絶縁体自身の強度が弱くなり、その
部分からリード線が剥離して強度が低下する。 この付着強度が強くなる原因はセラミツクグリ
ーンシートより絶縁体中のガラス成分が多いため
に導体とガラスとの相互拡散が起きて導体とガラ
スとの接着性が良くなるためと推測される。 なお、セラミツクス多層配線基板の最上層部の
導体の付着強度だけが問題になる場、最上層導体
の下一層のみを本発明を実施して、他は従来通
り、セラミツクグリーンシートと導体間絶縁体と
を同一の組成として積層しても同様の効果が得ら
れる。 （発明の効果） 本発明によれば、基板強度が強く、セラミツク
スと導体との付着強度、半田ぬれ性に優れ、しか
も焼成時の反りのない低温焼成セラミツクス多層
配線基板を得ることが可能となり、導体に導電抵
抗の小さい高電気伝導性金属を使用した多層配線
基板の実用化が図れるので、コンピユータ等の高
速化、高性能化を図り得る。
来例について、異なる絶縁体組成、基体（グリー
ンシート）組成及び導体組成もので900℃〜1000
℃の焼成温度で焼成したセラミツクス基板（焼成
物）の導体特性を示したものである。 第３表の実施例１〜３は第１表のNo.１のガラス
組成を有するガラスにアルミナの混合割合を変え
て絶縁体を形成する一方、No.１のガラス組成とア
ルミナとを60／40の割合で含むグリーンシートと
組み合せた場合を示している。また、実施例４〜
６は第１表のNo.２のガラス組成を有するガラスに
アルミナの混合割合を変えて絶縁体を形成し、No.
２のガラス組成とアルミナとを60／40の割合で含
有するグリーンシートと組み合せた場合を示して
いる。実施例１〜６ではいずれも導体として第２
表のイを使用している。更に、実施例７〜９は絶
縁体及びグリーンシートにおけるガラスとアルミ
ナの混合割合は一定（70／30及び60／40）にして
導体組成を第２表に示す組成に変えたもので、こ
れらの実施例１〜９はいずれもセラミツクグリー
ンシート（基体）と導体及び導体間絶縁体とを同
時に一体焼成したものである。 また、第３表の実施例10では実施例１と同一条
件の材料をグリーンシート上に導体間絶縁体を印
刷して900℃で焼成した基板上に導体ペーストイ
を印刷して900℃で焼成したものである。 更に、実施例11〜13はグリーンシート中のガラ
ス／アルミナの混合割合を50／50に選び、グリー
ンシート中の全アルミナ量を重量で、56.5％に
し、ガラスとアルミナの混合割合の異なる絶縁体
と組み合せた例である。尚、グリーンシートにお
けるガラス／アルミナの混合割合が60／40以下、
例えば、70／30の場合には基板強度が低下して良
好な特性が得られない。 第３表における比較例のうち、１〜５はセラミ
ツクグリーンシート、導体、及び絶縁体を同時焼
成したものであり、比較例６はグリーンシート等
を個別焼成した例である。いずれの比較例でも、
絶縁体と基体とに含有されるアルミナ量の差は０
である。 第３表から明らかな通り比較例１〜６はいずれ
も引張強度が弱く、また比較例３〜‐は半田ぬれ
性も悪く、更に比較例３は焼成後の反りも大きい
のに対し、本発明の実施例１〜９は、いずれも半
田ぬれ性1.5mm以下、150℃熱エージング後の引張
強度1.2Kg／２mm□以上、焼成後の反り0.20mm／
10mm□以下であり、比較例として示す従来の低温
焼成セラミツクス多層配線基板に比較して優れた
特性を有している。 また、実施例10のセラミツクグリーンシートと
導体及び導体間絶縁体を１回毎に焼成したものも
比較例６に比較して明らかな如く、良好な特性を
有している。 実施例から理解できる通り、基板（基体）中の
アルミナ原子のアルミナとしての含有率は（一般
的に）35〜65％であり、この基板中のアルミナと
しての含有率と導体間の絶縁体中のアルミナ原子
のアルミナとしての含有率との差が５％以下であ
ると導体は付着強度が弱く、また、この差が30％
以上であると絶縁体自身の強度が弱くなり、その
部分からリード線が剥離して強度が低下する。 この付着強度が強くなる原因はセラミツクグリ
ーンシートより絶縁体中のガラス成分が多いため
に導体とガラスとの相互拡散が起きて導体とガラ
スとの接着性が良くなるためと推測される。 なお、セラミツクス多層配線基板の最上層部の
導体の付着強度だけが問題になる場、最上層導体
の下一層のみを本発明を実施して、他は従来通
り、セラミツクグリーンシートと導体間絶縁体と
を同一の組成として積層しても同様の効果が得ら
れる。 （発明の効果） 本発明によれば、基板強度が強く、セラミツク
スと導体との付着強度、半田ぬれ性に優れ、しか
も焼成時の反りのない低温焼成セラミツクス多層
配線基板を得ることが可能となり、導体に導電抵
抗の小さい高電気伝導性金属を使用した多層配線
基板の実用化が図れるので、コンピユータ等の高
速化、高性能化を図り得る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 低融点ガラスにアルミナを添加した低温焼成
セラミツクス配線基板において、 焼成後の導体間絶縁相のアルミナ含有率が基体
となるグリーンシートのアルミナ含有率よりも５
乃至30wt％低いことを特徴とする低温焼成セラ
ミツクス多層配線基板。 ２ 低融点ガラスをCaO―Al2O3―SiO2―B2O3
又はMgO―Al2O3―SiO2―B2O3としたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の低温焼成セ
ラミツクス多層配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25584485A JPS62117393A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 低温焼成セラミツクス多層配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25584485A JPS62117393A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 低温焼成セラミツクス多層配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62117393A JPS62117393A (ja) | 1987-05-28 |
| JPH0240229B2 true JPH0240229B2 (ja) | 1990-09-10 |
Family
ID=17284374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25584485A Granted JPS62117393A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 低温焼成セラミツクス多層配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62117393A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10145363A1 (de) * | 2001-09-14 | 2003-04-10 | Epcos Ag | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Substrats und keramisches Substrat |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106001A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-01 | Tdk Electronics Co Ltd | Laminated chip resistor |
| JPS58204870A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | 富士通株式会社 | ガラス・セラミツク組成物 |
| JPS5922399A (ja) * | 1982-07-29 | 1984-02-04 | ソニー株式会社 | プリント基板収納装置 |
-
1985
- 1985-11-16 JP JP25584485A patent/JPS62117393A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106001A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-01 | Tdk Electronics Co Ltd | Laminated chip resistor |
| JPS58204870A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | 富士通株式会社 | ガラス・セラミツク組成物 |
| JPS5922399A (ja) * | 1982-07-29 | 1984-02-04 | ソニー株式会社 | プリント基板収納装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62117393A (ja) | 1987-05-28 |
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