JPH0242796A - 多層セラミックス基板の製造方法 - 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］ 本発明は多層セラミックス基板の製造方法に関するもの
である。

［従来の技術］ 銅導体多層セラミックス基板は、有機バインダーの熱分
解に有利な、酸化性雰囲気（たとえば空気雰囲気）中で
、焼成した場合、銅導体が酸化され、導電性を失なうた
め、不活性雰囲気（主に窒素雰囲気中）で焼成する試み
がなされている。

しかしながら、このように窒素雰囲気中で焼成した場合
、グリーンシート中に含まれている有機バインダーが、
完全に飛散せず、多層セラミックス基板中に炭化して残
留し、多層セラミックス基板の絶縁抵抗値の低下をもた
らすとともに、クローズした気孔内部に残留した炭素が
、より焼成が進行し、温度が上昇した時に気化し、多層
セラミックス基板表面や銅導体表面を気化ガス圧によっ
て、風船の様に膨らませる現象、いわゆるブリスタが発
生する等の問題があり、実用化が難かしかった。

［発明の解決しようとする課題］ 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものであり、従来知られていなかった多
層セラミックス基板の製造方法を新規に提供することを
目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ ＋１１構成の表示 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであり
、セラミックスの原料粉末を有機バインダー等にて混練
してグリーンシートを形成し、該グリーンシート上に銅
導体を形成して多層構造に積層したものを、水蒸気、酸
素、不活性ガスの混合ガス雰囲気中で、１０００℃以下
の温度で焼成することを特徴とする多層セラミックス基
板の製造方法を提供するものである。

（２）構成の詳細説明 以下本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明にかかる実施例の焼成の昇温曲線を示す
。

本発明にかかる多層セラミックス基板は該昇温曲線のよ
うに温度を変化させて焼成される。

本発明の目的は焼成中、不活性ガス中に混入させる水蒸
気分圧と酸素分圧を約５５０℃以下の範囲と約６５０℃
以上の範囲で、分けて変化させ、グリーンシート内の有
機バインダーの飛散を完全に行いせしめるようにしよう
とするものである。

尚本発明にかかる焼成の昇温は第１図に示す昇温曲線に
限定されるものではない。

本発明にかかる多層セラミックス基板の焼成に必要な水
蒸気分圧、酸素分圧の範囲は、次の通りである。

約５５０℃以下、 水蒸気分圧、　０．０５〜０．３気圧、酸素分圧、　　
０．００００５〜０．００２気圧残り不活性ガス 約６５０℃以上 水蒸気分圧、　０．０５〜０．１５気圧、酸素分圧、　
　０．００００１気圧以下、残り不活性ガス 本発明にかかる多層セラミック、ス基板の焼成中約５５
０℃以下の温度では、不活性ガス中の水蒸気分圧、酸素
分圧が、各々、０．０５気圧、０、００００５気圧以下
であると、有機バインダーが炭化して残留して基板が黒
化する不良が発生するばかりでな（、残留炭素により絶
縁抵抗が低下したり、ブリスタ等の不良が発生するので
好ましくない。

基板の黒化、絶縁抵抗の低下、ブリスタの発生を防止す
るためには、窒素中の水蒸気分圧０．０５気圧以上、酸
素分圧０．００００５気圧以上であることが必要である
。また、焼成の際、約５５０℃以下の場合、不活性ガス
中の水蒸気分圧、酸素分圧の何れかが各々０．３気圧、
０．００２気圧（２０００ｐｐｍ）以上になると銅導体
が酸化され導電性を失うので、好ましくない。

以上の点を考慮すると焼成の際約５５０℃以下のとき望
ましい範囲は 水蒸気分圧、　０．０５〜０．２気圧 酸素分圧、　　０．０００４〜０．００１気圧残りが不
活性ガス であり、特に望ましい範囲は 水蒸気分圧、　０．１−０．２気圧 酸素分圧、　　ｏ、ｏｏｏｓ〜０．００１気圧残りが不
活性ガス である。

次に、焼成中約６５０℃以上の温度では、銅導体と雰囲
気中の酸素、水蒸気との反応が増大するため、酸素分圧
、水蒸気分圧は焼成温度が約５５０℃以下の場合より小
さいことが必要である。酸素分圧が０．００００１気圧
（１０ｐｐｍ１以上、水蒸気分圧が０．１５気圧以上で
あると、銅導体を酸化させるので使用できない、更に水
蒸気分圧が０．０５気圧以下の場合には、多層セラミッ
クス基板中に、炭素が残留し、絶縁抵抗値が低下すると
共にブリスタ不良が発生するため、好ましくない。

以上の点を考慮すると約６５０℃以上では望ましい範囲
は 水蒸気分圧、　０．０５〜０．１気圧 酸素分圧、　　０．０００００５気圧以下残りが不活性
ガス であり、特に望ましい範囲は 水蒸気分圧、　０．０６〜０．０９気圧酸素分圧、　　
０．０００００３気圧以下残りが不活性ガス である。

尚、不活性ガスは、窒素ガスが通常使用されるが、アル
ゴン等でも使用できる。酸素分圧が０、０００００３以
下等の非常に少ない範囲は、液体窒素によって実現され
る。

本発明にかかる焼成の際の酸素分圧、水蒸気分圧のコン
トロールは、約５５０℃以下は、上記した如く、約５５
０℃以下の必要な範囲である水蒸気分圧０．０５〜０．
３気圧、酸素分圧０．００００５〜０、００２気圧で行
ない、そのままの状態を維持して、約６５０℃士数℃付
近で急激に約６５０℃以上の必要な範囲である水蒸気分
圧０．０５〜０．１５気圧、酸素分圧０．００００１気
圧以下にしてもよいし、約り５０℃〜約６５０℃の間で
だんだんに変化させて約６５０℃以上で上記所望の値に
してもよい。上記約り５０℃〜約６５０℃の間でだんだ
んに変化させる場合は、直線的に変化させてもよいし、
２次曲線的に変化させてもよい。

また、本発明にかかるセラミックスの原料粉末は、アル
ミナとガラスフリット（Ｓ　１ｏ−Ａ　１２０３−Ｃａ
Ｏ−Ｂ２０３−ＰｂＯ系）の粉末が通常使用さレルカ、
これらに限界されるものではなく、他のセラミックスの
原料粉末でも使用できるものもある。

上記原料粉末と有機バインダー等を混合してグリーンシ
ートをつくり、該グリーンシート上に配線用の導体を形
成するが、この導体は銅（Ｃｕ）を使用する。そして、
該グリーンシートを多層構造に積層した後１０００℃以
下で焼成する。

［実施例］ アルミナ８０重量％、ガラスフリット（ＳｉＯ−Ａ　Ｉ
２０３−ＣａＯ−８？０３−ＰｂＯ系）４０重量％を、
ボールミルにて３０分間混合した。

次いで、これらに有機バインダーとしてアクリル樹脂、
可塑剤としてフタル酸ジブチル。

溶剤としてトルエンを添加し、混練して粘度１００００
〜３００００ＣＰＳのスラリーを作製した。

次いでこのスラリーを約０．２■鵬厚のシートに成形し
た後、７０℃で２時間乾燥し、グリーンシートを作製し
た。

このグリーンシートに銅導体ペース）ｅ印ｍして、１２
層に積層し、更に９０℃、１００ｋｇ／ｃｉ＋２６分Ｍ
熱圧着し、第１図に示した昇温曲線で焼成し、銅導体多
層セラミックス基板を得た。

実施した雰囲気条件と、焼成後の多層セラミックスの基
板の特性評価結果を、表−１に示した０表−１に示した
酸素分圧値水蒸気分圧値以外の残りの部分は窒素である
。

表−１より明らかな如く、本発明にかかる焼成の水蒸気
、酸素、字素雰囲気の範囲では、なんら不良は見い出さ
れず、優れた銅導体の多層セラミックス基板を得ること
が出来た。

［表−１］−１゜ 法−１］−２゜ ［発明の効果］ 本発明にかかる多層セラミックス基板を水蒸気、酸素、
窒素等の不活性ガスの混合雰囲気中で焼成することによ
り、該多層セラミックス基板の黒化、絶縁抵抗値の低下
、ブリスタの発生、銅導体の配化等の不良を防止できる
という効果が認められ、この工業的価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる実施例の焼成の昇温曲線である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．セラミックスの原料粉末を有機バインダー等にて混
   練してグリーンシートを形成し、該グリーンシート上に
   銅導体を形成して多層構造に積層したものを、水蒸気、
   酸素、不活性ガスの混合ガス雰囲気中で、１０００℃以
   下の温度で焼成することを特徴とする多層セラミックス
   基板の製造方法。