JPH03284896A - Multilayer interconnection circuit substrate and manufacture thereof - Google Patents

Multilayer interconnection circuit substrate and manufacture thereof

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JPH03284896A
JPH03284896A JP8598890A JP8598890A JPH03284896A JP H03284896 A JPH03284896 A JP H03284896A JP 8598890 A JP8598890 A JP 8598890A JP 8598890 A JP8598890 A JP 8598890A JP H03284896 A JPH03284896 A JP H03284896A
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入間川 裕
Tsutomu Oda
勉 小田
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Abstract

PURPOSE:To remove curvature of a substrate for reducing resistance of internal wiring by forming an internal wiring pattern inside a circuit substrate made of glass ceramics by using conductive paste consisting of specific silver powder and an organic vehicle. CONSTITUTION:Almost spheric Ag powder calcined at 150 to 250 deg.C and having an average powder diameter of 5 to 25mum and an organic vehicle are mixed and kneaded in homogeneity to obtain conductive paste. The subject substrate consists of hyaline frit formed by a doctor blade method and a ceramic component. A ceramic green sheet is press-cut in a prescribed shape to manufacture ceramic green sheets 11a, 11b... of a single plate. Next, through holes 3a, 3b... are formed in these prescribed positions, further, aforesaid conductive paste of Ag is screen-printed as the desired internal wirings 2a, 2b. The through holes 3a, 3b... are filled with this paste. A required number of these ceramic green sheets 11a, 11b... are laminated, compression.bonded and sintered.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックの多層配線回路基板に関するもの
であり、特に基板材料として、ガラス質フリットとセラ
ミック成分からなる低温焼成セラミック基板を有する多
層配線回路基板およびその製造方法である。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a ceramic multilayer wiring circuit board, and particularly to a multilayer wiring having a low-temperature fired ceramic substrate made of a glassy frit and a ceramic component as the substrate material. A circuit board and a method for manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に多層配線回路基板は、セラミックのグリーンシー
ト上に、モリブデン、タングステンなどの高融点金属の
導電性ペーストを内部配線として所望パターンを印刷し
たシートを、積層・圧着した後1400℃程度に焼成し
ていた。
Generally, a multilayer wiring circuit board is made by laminating and pressing a sheet with a desired pattern printed on a ceramic green sheet using conductive paste of a high-melting point metal such as molybdenum or tungsten as internal wiring, and then baking it at about 1400℃. Ta.

しかし、モリブデン、タングステンなどは、焼成温度が
高くコストアップにつながり、また導体抵抗が比較的高
く、回路の信号の高速化が困難であった。
However, molybdenum, tungsten, and the like require high firing temperatures, leading to increased costs, and have relatively high conductor resistance, making it difficult to increase the speed of circuit signals.

そこで最近、内部配線材料として、金(Au)、銀(A
g)、銅(Cu)などの比較的低融点、且つ低抵抗の材
料を使用することが検討されている。
Recently, gold (Au), silver (A
g) The use of a material with a relatively low melting point and low resistance, such as copper (Cu), is being considered.

また、基板材料についても、焼成温度が1400℃前後
から、1000℃未満の低温で焼成できるガラス質フリ
ットとセラミック成分とからなるガラスセラミック基板
(低温焼成用セラミック基板)の使用が検討されている
Regarding substrate materials, the use of glass ceramic substrates (ceramic substrates for low-temperature firing) consisting of glassy frit and ceramic components that can be fired at low temperatures ranging from around 1400°C to less than 1000°C is being considered.

このような状況において、低温焼成用セラミックを用い
た多層配線回路基板の内部配線としてAgが有望とされ
ている。Agにはマイグレーションという問題はあるも
のの、Auに比較して極めて安価であり、また、Cuと
比較して、ペースト中の有機バインダーの脱パイ(脱バ
インダー)工程が簡単であり、製造上の制約が少ないこ
とが挙げられる。
Under these circumstances, Ag is considered to be promising for internal wiring of multilayer wiring circuit boards using ceramics for low-temperature firing. Although Ag has the problem of migration, it is extremely inexpensive compared to Au, and compared to Cu, the depyriding (debinding) process for the organic binder in the paste is easier, and there are no manufacturing constraints. One example is that there are few.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、低温焼成用セラミックの多層配線基板の内部配
線としてAgを使用した時の最大の問題点は、低温焼成
用セラミックグリーンシートとAgペーストの焼結反応
の度合いに大きな違いがあり、これにより、積層した基
板全体に反りが発生したり、導体抵抗値が大きくなって
しまうという問題点がある。即ち、低温焼成セラミック
のグリーンシートにAgの内部配線パターンを形成し、
積層圧着後、一体的に焼結すべく、約900℃で焼成す
ると、Agの焼結反応が完了した後でも、焼結が続けら
れ、Ag過焼結となり導体中に空孔が発生する。
However, the biggest problem when using Ag as the internal wiring of a ceramic multilayer wiring board for low-temperature firing is that there is a large difference in the degree of sintering reaction between the ceramic green sheet for low-temperature firing and the Ag paste. There are problems in that the entire laminated substrate may be warped and the conductor resistance value may become large. That is, an internal wiring pattern of Ag is formed on a green sheet of low-temperature fired ceramic,
After lamination and pressure bonding, when the conductor is fired at about 900° C. to integrally sinter, sintering continues even after the sintering reaction of Ag is completed, resulting in oversintering of Ag and generation of pores in the conductor.

本発明は、上述の問題点に鑑みて案出したものであり、
その目的は、内部配線としてAgを使用するにあたり、
基板と内部配線との焼結度合いの違いに起因する基板の
反りが一切ない、低抵抗の内部配線を有する多層配線回
路基板を提供することにある。
The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems,
The purpose is to use Ag as internal wiring.
It is an object of the present invention to provide a multilayer wiring circuit board having low-resistance internal wiring without any warping of the board due to a difference in the degree of sintering between the board and internal wiring.

〔目的を達成するための具体的手段〕[Specific means to achieve the purpose]

上述の問題点を解決するために行った本発明の具体的な
手段は、ガラスセラミックから成る回路基板内に平均粒
径5〜25μmの略球状の銀粉末と有機ビヒクルとから
なる導電性ペーストによって形成した内部配線パターン
を有することを特徴とする多層配線回路基板である。
The specific means of the present invention taken to solve the above-mentioned problems is to use a conductive paste made of approximately spherical silver powder with an average particle size of 5 to 25 μm and an organic vehicle in a circuit board made of glass ceramic. This is a multilayer wiring circuit board characterized by having a formed internal wiring pattern.

また、180〜250℃で仮焼した銀粉末と有機ビヒク
ルとを混練した導電性ペスートでもって所望の内部配線
パターンを、ガラス質フリットとセラミック成分とから
なるセラミックグリーンシート上に印刷し、これらのセ
ラミックグリーンシートを所要枚数積層した後、焼成す
る工程から成る多層配線回路基板の製造方法である。
In addition, a desired internal wiring pattern is printed on a ceramic green sheet consisting of a glassy frit and a ceramic component using a conductive paste made by kneading silver powder calcined at 180 to 250°C and an organic vehicle. This is a method for manufacturing a multilayer wiring circuit board, which comprises the steps of laminating a required number of ceramic green sheets and then firing them.

〔作用〕[Effect]

上述の手段により、セラミックグリーンシートの表面に
所望内部配線パターンか印刷されたガラス質フリットと
セラミック成分とからなるセラミックグリーンシートを
積層し、焼結させた多層配線回路基板にあって、所望内
部配線パターンさして印刷される導体材料は、平均粒径
が5〜25μmの略球状のAg粉末の導電性ペーストが
印刷されて形成されるので、Ag粉末の極度の過焼結状
態にならず、焼結後の内部配線導体が緻密質となり、低
抵抗が達成され、さらに基板に反りか生じない。
By the above-mentioned means, ceramic green sheets made of glass frit and ceramic components with a desired internal wiring pattern printed on the surface of the ceramic green sheets are laminated and sintered to form a multilayer wiring circuit board. The conductive material printed with the pattern is formed by printing a conductive paste of approximately spherical Ag powder with an average particle size of 5 to 25 μm, so the Ag powder does not become extremely oversintered, and the sintering The subsequent internal wiring conductor becomes dense, low resistance is achieved, and the substrate only warps.

上述のAg粉末の粒径は、通常(1〜2μm)の10倍
程度の粒径を有している。これにより、セラミックグリ
ーンシートの積層基板と同時に焼結させると、通常より
もAg粉末の焼結が遅れ、セラミックグリーンシートの
焼結温度と近似し、その挙動に差異が少なくなる。例え
ば、セラミックグリーンシートの焼結温度は、ガラス質
フリットの成分などで若干異なるものの、その温度は8
50〜950℃である。これに対して通常のAg粉末で
は、約300〜約400’Cて焼結反応が終了し、85
0〜約900℃の間はAgの過焼結状態となってしまう
The particle size of the above-mentioned Ag powder is about 10 times the normal particle size (1 to 2 μm). As a result, when the ceramic green sheet laminate is sintered at the same time, the sintering of the Ag powder is delayed compared to normal, and the temperature approximates the sintering temperature of the ceramic green sheet, reducing the difference in behavior. For example, the sintering temperature for ceramic green sheets varies slightly depending on the ingredients of the glass frit, but the temperature is 8.
The temperature is 50-950°C. On the other hand, with ordinary Ag powder, the sintering reaction is completed at about 300 to about 400'C;
Between 0°C and about 900°C, Ag is in an oversintered state.

本発明においては、平均粒径か5〜25μmの略球状の
Ag粉末を使用することにより、焼結開始温度が700
〜800℃となり、セラミックグリーンシートの焼結温
度と近似させることができる。
In the present invention, by using approximately spherical Ag powder with an average particle size of 5 to 25 μm, the sintering start temperature is 700 μm.
~800°C, which can be approximated to the sintering temperature of ceramic green sheets.

また、過焼結状態にならないので、焼成したAgの焼成
導体に空孔が発生ぜず、モリブデン、タングステンに比
較して低抵抗の内部配線が達成できる。
Furthermore, since no over-sintering occurs, no voids are generated in the fired Ag conductor, and internal wiring with lower resistance than molybdenum or tungsten can be achieved.

通常、Ag粉末は化学還元法によって、上述したように
2μm以下の粒径のAg粉末が形成される。特に、1μ
m未満の粒径のAg粉末をペースト化した導電性ペース
トでは、印刷後、セラミックグリーンシートと一体的に
焼結すると、Ag粉末の過焼結状態が極端となり、体積
の収縮が起こる。これにより、焼結後の導体には空孔が
発生し、導体抵抗を大きくなる。反りについては、この
空孔が作用して逆に反り防止に役立つが根本的に導体抵
抗の問題で使用することが困難である。
Generally, Ag powder having a particle size of 2 μm or less is formed by a chemical reduction method as described above. In particular, 1μ
In the case of a conductive paste made by pasting Ag powder with a particle size of less than m, when it is sintered integrally with a ceramic green sheet after printing, the oversintering state of the Ag powder becomes extreme and the volume shrinks. As a result, pores are generated in the conductor after sintering, increasing the conductor resistance. As for warpage, these pores act to help prevent warpage, but it is fundamentally difficult to use due to the problem of conductor resistance.

また、粒径1〜2μm程度のAg粉末をペースト化した
導電性ペーストでは、導体に空孔の発生が少ないものの
、その焼結挙動が、ガラスセラミックのセラミックグリ
ーンシートの焼結温度よりも低い温度で発生しはじめる
ため、始め、焼成後の多層基板に反りが発生する。
In addition, although a conductive paste made by pasting Ag powder with a particle size of about 1 to 2 μm has fewer pores in the conductor, its sintering behavior is lower than the sintering temperature of glass-ceramic ceramic green sheets. As a result, warping initially occurs in the multilayer substrate after firing.

また、別の製造方法、電解法による製造された球状粉末
があるが、この方法で形成された球状粉末は粒径が数十
μmと大きく、さらに鱗片状粉末では、粒径が不揃いで
、偏平状であるため、内部配線パターンの印刷時スクリ
ーンのメツシュに目詰まりを起こし、精度の高い配線パ
ターンが不可能となる。
In addition, there is spherical powder produced by another manufacturing method, electrolytic method, but the spherical powder formed by this method has a large particle size of several tens of μm, and the scaly powder has irregular particle sizes and is flat. Because of this, the screen mesh becomes clogged when printing internal wiring patterns, making it impossible to print highly accurate wiring patterns.

結局、ガラス質フリットを含むセラミックのグリーンシ
ートの内部配線の導電性ペーストとして、平均粒径が5
〜25μmで略球状のAg粉末か使用されることが最適
である。
As a result, as a conductive paste for internal wiring of a ceramic green sheet containing glassy frit, the average particle size was 5.
It is optimal to use approximately spherical Ag powder with a diameter of ~25 μm.

このような平均粒径が5〜25μmで略球状のAg粉末
は、化学還元法によるAg粉末を仮焼させることにより
達成される。即ち、粒径が2μm以下の小さなAg粉末
をペースト化する前に、仮焼し、Ag粉末の粒径を成長
させておくことか重要である。その仮焼の温度は、15
0〜300℃であり、好ましくは180〜2506Cで
ある。これにより、本発明の目的である内部配線の低抵
抗で、且つ反りが少ない多層配線回路基板が達成される
ことになる。
Such a substantially spherical Ag powder with an average particle diameter of 5 to 25 μm is achieved by calcining Ag powder using a chemical reduction method. That is, before turning small Ag powder with a particle size of 2 μm or less into a paste, it is important to calcinate it to grow the particle size of the Ag powder. The temperature of the calcination is 15
The temperature is 0 to 300C, preferably 180 to 2506C. As a result, the object of the present invention, which is a multilayer wiring circuit board with low internal wiring resistance and less warpage, can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の多層配線回路基板を図面に基づいて詳説
する。
Hereinafter, the multilayer wiring circuit board of the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第1図は、本発明の多層配線回路基板の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a multilayer wiring circuit board of the present invention.

本発明の多層配線回路基板10は、セラミック基板1a
、lb・・・と内部配線2a、2b・・・とで構成され
ている。尚、セラミック基板1a上の内部配線2aとセ
ラミック基板lb上の内部配線2bとは、セラミック基
板1bに形成された導体材料(内部配線2bと同一材料
)か充填されたスルーホール(実線で示す)3bで電気
的に接続されている。このように形成された多層配線回
路基板10の表面および裏面には、必要に応じて、所望
厚膜回路配線4や電子部品5などが被着・搭載される。
The multilayer wiring circuit board 10 of the present invention includes a ceramic substrate 1a.
, lb... and internal wirings 2a, 2b... Note that the internal wiring 2a on the ceramic substrate 1a and the internal wiring 2b on the ceramic substrate lb are made of a conductive material (same material as the internal wiring 2b) formed on the ceramic substrate 1b or filled through holes (shown by solid lines). It is electrically connected at 3b. Desired thick film circuit wiring 4, electronic components 5, etc. are adhered to and mounted on the front and back surfaces of the multilayer wiring circuit board 10 formed in this way, as necessary.

上述の多層配線回路基板10の製造方法は、以下のとお
りである。
The method for manufacturing the multilayer wiring circuit board 10 described above is as follows.

多層配線回路基板10を構成するセラミック基板1a、
lb・・・は、ガラス質フリットとセラミック成分とか
らなる混合物を有機成分で混練ししたガラスセラミック
材料を、ドクターブレード法によって形成したセラミッ
クグリーンシートを焼結して形成する。具体的には、ガ
ラス質フリットは、例えば、酸化マグネシウム、酸化ア
ルミニウム、酸化珪素を主成分とし、セラミック成分は
、例えばアルミナであり、夫々が70wt%、30wt
%の比率で混合される。また、有機成分として、バイン
ダーは例えばアクリル系樹脂、可塑剤は例えばジブチル
フタレート、ビヒクルは例えばトルエンである。そして
、上述のガラス質フリットとセラミック成分との混合物
と有機成分とをホールミルにて均質混練する。
a ceramic substrate 1a constituting the multilayer wiring circuit board 10;
lb... is formed by sintering a ceramic green sheet formed by a doctor blade method using a glass-ceramic material obtained by kneading a mixture of a glassy frit and a ceramic component with an organic component. Specifically, the vitreous frit has, for example, magnesium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide as main components, and the ceramic component is, for example, alumina, and each has a content of 70 wt% and 30 wt%, respectively.
It is mixed in the ratio of %. Further, as organic components, the binder is, for example, an acrylic resin, the plasticizer is, for example, dibutyl phthalate, and the vehicle is, for example, toluene. Then, the mixture of the glassy frit and the ceramic component described above and the organic component are homogeneously kneaded in a hole mill.

上述の内部配線2a、2b・・・は、Agを主成分とす
る導電性ペーストを焼結することによって形成する。そ
の導電性ペーストはAgを主成分とする金属粉末と有機
成分とを均質混練して構成する。金属粉末であるAg粉
末は、化学還元法によって形成された粒径の小さい(〜
2μm未満)略球状の粉末を仮焼して形成する。これよ
り、平均粒径が5〜25μmの略球状の粉末体となる。
The internal wirings 2a, 2b, etc. described above are formed by sintering a conductive paste containing Ag as a main component. The conductive paste is constituted by homogeneously kneading a metal powder containing Ag as a main component and an organic component. Ag powder, which is a metal powder, has a small particle size (~
(less than 2 μm) is formed by calcining approximately spherical powder. This results in a substantially spherical powder with an average particle size of 5 to 25 μm.

具体的には、Ag粉末の仮焼方法は化学還元法によって
形成さられたAg粉末をルツボに入れ、恒温槽に150
〜300℃の範囲で1時間加熱する。
Specifically, the calcination method for Ag powder involves putting Ag powder formed by a chemical reduction method into a crucible, and heating it in a constant temperature bath for 150 min.
Heat in the range of ~300°C for 1 hour.

有機ビヒクルとして、有機バインダーは例えばエチルセ
ルロースであり、有機溶剤は例えば2゜2.4−トリメ
チル−1,3−ベンタンジオールモノイソブチレートで
あり、このバインダーおよびビヒクルを秤量・混合し、
3本ロールにて混練する。 例えば、平均粒径が5〜2
5μmの略球状のAg粉末を87〜93重量%、有機ビ
ヒクルを7〜8重量%、尚、有機ビヒクル中、バインダ
ーを10重量%、溶剤を90重量%夫々用いる。
As the organic vehicle, the organic binder is, for example, ethyl cellulose, and the organic solvent is, for example, 2°2,4-trimethyl-1,3-bentanediol monoisobutyrate, and the binder and vehicle are weighed and mixed,
Knead using three rolls. For example, the average particle size is 5-2
87 to 93% by weight of approximately spherical Ag powder of 5 μm, 7 to 8% by weight of an organic vehicle, and 10% by weight of a binder and 90% by weight of a solvent in the organic vehicle.

ここで、Agの平均粒径を大きくすれば、比表面積が低
下するので、Agの重量を多くする。例えば、平均粒径
を10μmのAg粉末ではAg粉末を90重量%に設定
することが望ましい。
Here, if the average particle size of Ag is increased, the specific surface area is reduced, so the weight of Ag is increased. For example, in the case of Ag powder having an average particle size of 10 μm, it is desirable to set the Ag powder to 90% by weight.

上述のドクターブレード法によって形成されたセラミッ
クグリーンシートを所定形状にプレス切断し、単板のセ
ラミックグリーンシート11a111b・・・を作製す
る。そして、各単板のセラミックグリーンシートlla
、llb・・・には、所定位置にスルーホール3 a−
、3b・・・を形成し、さらにセラミックグリーンシー
トlla、11b・・・上に所望内部配線として上述の
Agの導電性ペーストをスクリーン印刷する。このとき
、スルーホール3a、3b・・・にもAgの導電性ペー
ストを充填する。充填する方法としてスクリーン印刷の
スキージの印圧を利用したり、印刷面の反対側からスル
ーホール3a、3b・・・を介して減圧にしてエアを引
き、導電性ペーストをスルーホール3a、3b・・・、
に吸引したりする。
The ceramic green sheet formed by the above-described doctor blade method is press-cut into a predetermined shape to produce a single ceramic green sheet 11a111b... And each veneer ceramic green sheet lla
, llb... have a through hole 3 a- in a predetermined position.
, 3b, . . . are formed, and the above-mentioned Ag conductive paste is screen printed on the ceramic green sheets lla, 11b, . . . as desired internal wiring. At this time, the through holes 3a, 3b, . . . are also filled with Ag conductive paste. The filling method is to use the printing pressure of a screen printing squeegee, or to draw air under reduced pressure from the opposite side of the printing surface through the through holes 3a, 3b, etc., to apply the conductive paste to the through holes 3a, 3b, etc. ...,
to be sucked into.

このように導電性ペーストにより所望内部配線パターン
が形成されたセラミックグリーンシート11a、11b
・・・を所要枚数積層し、圧着する。
Ceramic green sheets 11a and 11b on which desired internal wiring patterns are formed using conductive paste in this way.
Laminate the required number of sheets and press them together.

最後にピーク温度900℃130分間、焼結し、多層配
線回路基板を製造する。
Finally, it is sintered at a peak temperature of 900° C. for 130 minutes to produce a multilayer wiring circuit board.

上述の多層配線回路基板10によれば、所望内部配線パ
ターンとして印刷される導体ペーストのAg粉末が平均
粒径5〜25μmであるため、焼結後の内部配線2a、
2b・・・が緻密質となり、低抵抗が達成され、さらに
基板1aS lb・・・に反りがない多層配線回路基板
工0となる。
According to the multilayer wiring circuit board 10 described above, since the Ag powder of the conductive paste printed as the desired internal wiring pattern has an average particle size of 5 to 25 μm, the internal wiring 2a after sintering,
2b... becomes dense, low resistance is achieved, and the substrates 1aS lb... have no warpage, resulting in a multilayer wiring circuit board construction of 0.

Ag粉末の平均粒径が5〜25μmの導電性ペーストを
用いることにより、Ag粉末の焼結反応の温度が700
〜800℃となる。また、低温焼成可能なガラス質セラ
ミックのグリーンシート11a、llb・・・の焼結反
応温度は、850〜950℃であり、互いの焼結反応温
度が近似させることができるため、焼結の挙動に差異が
少なく、基板全体の反りか少なくなる。
By using a conductive paste with an average particle size of Ag powder of 5 to 25 μm, the temperature of the sintering reaction of Ag powder can be increased to 700 °C.
~800℃. In addition, the sintering reaction temperature of the glassy ceramic green sheets 11a, llb, etc. that can be fired at a low temperature is 850 to 950°C, and since the sintering reaction temperatures can be approximated, the sintering behavior There is less difference between the two, and there is less warping of the entire board.

基板全体の反りがないことは、外観形状は勿論のこと、
内部配線2a、2b・・のパターンを精細に形成した時
、配線切れが一切ない安定した多層配線回路基板が達成
されることにもなる。
The fact that there is no warping of the entire board, not only the external shape, but also
When the patterns of the internal wirings 2a, 2b, etc. are precisely formed, a stable multilayer wiring circuit board without any wiring breaks can be achieved.

これに対して、平均粒径が2μm以下のAg粉末を有す
る通常の導電性ペーストは、Ag粉末の婢結開始温度が
300〜4006C程度であり、セラミックグリーンシ
ートが焼結反応する前に、焼結反応が終了する。さらに
昇温されるため、Ag粉末が過焼結状態となる。
On the other hand, in a normal conductive paste containing Ag powder with an average particle size of 2 μm or less, the sintering start temperature of the Ag powder is about 300 to 4006 C, and the sintering starts before the ceramic green sheet undergoes the sintering reaction. The binding reaction is completed. Since the temperature is further increased, the Ag powder becomes oversintered.

本発明ではAg粉末の過焼結が防止できるため、体積収
縮が少なく、導体中に空孔が発生せず、低抵抗の内部配
線が達成でき、緻密質な導体が達成でき導体抵抗が小さ
くできる。
In the present invention, over-sintering of Ag powder can be prevented, so volumetric shrinkage is small, voids are not generated in the conductor, internal wiring with low resistance can be achieved, a dense conductor can be achieved, and conductor resistance can be reduced. .

また、このような内部配線用のAgの導電性ペーストを
作成するにあたり、化学還元法によって形成された略球
状のAg粉末を仮焼して形成することにより安定して平
均粒径か5〜25μmで略球状のAg粉末を形成するこ
とができる。
In addition, when creating such a conductive Ag paste for internal wiring, by calcining approximately spherical Ag powder formed by a chemical reduction method, it is possible to stably maintain an average particle size of 5 to 25 μm. substantially spherical Ag powder can be formed.

ここで、Ag粉末が鱗片状粒子であったり、粒径が20
μmを越えるものであると、印刷時スクリーンのメツシ
ュに目詰まりが発生してしまう。
Here, the Ag powder may be scaly particles or have a particle size of 20
If it exceeds μm, the screen mesh will become clogged during printing.

本発明者らは、30mmX35mmの上述のセラミック
グリーンシート(厚み約0.8mmで、焼結温度が90
0℃)の単板上に、Ag粉末の平均粒径が異なる導電性
ペーストで、20mmX20mm(反りの測定用)と0
.3mmXlOmm(抵抗値測定用)の2つのパターン
(厚み13μm)を夫々形成し、反り及び抵抗値を測定
した。
The present inventors developed the above-mentioned ceramic green sheet of 30 mm x 35 mm (with a thickness of about 0.8 mm and a sintering temperature of 90 mm).
Conductive pastes with different average particle sizes of Ag powder were placed on a single plate at 0°C), measuring 20mm x 20mm (for measuring warpage) and 0°C.
.. Two patterns (thickness: 13 μm) of 3 mmXlOmm (for resistance measurement) were formed, and warpage and resistance were measured.

その結果は、第1表のとおりである。The results are shown in Table 1.

尚、反りの測定については、反りゲージで基板の中央部
の高さを求め、この高さから基板の厚みを差し引いた値
を反りとした。また、抵抗値の測定について、オームメ
ータで、4端子法にて測定した。
Regarding the measurement of warpage, the height of the center portion of the substrate was determined using a warp gauge, and the value obtained by subtracting the thickness of the substrate from this height was defined as the warpage. Further, the resistance value was measured using an ohmmeter using a four-terminal method.

第1表 試料番号1〜3で明らかなように、Agの平均粒径が5
〜25μmであると、反りが0.02mm以下となり、
実質的に無視でき、所要枚数のセラミックグリーンシー
トを積層した多層配線回路基板10であっても問題なく
使用できるものである。
As is clear from sample numbers 1 to 3 in Table 1, the average particle size of Ag is 5.
~25 μm, the warpage is 0.02 mm or less,
This can be substantially ignored, and even a multilayer wiring circuit board 10 in which a required number of ceramic green sheets are laminated can be used without any problem.

また、配線導体に空孔が生じることがなく、緻密な状態
となり、抵抗値が3,0〜3.5mΩ/IDO]と極め
て低く、ばらつきも小さくなり、回路の信号高速化に対
応が容易となる。
In addition, there are no holes in the wiring conductor, it is in a dense state, the resistance value is extremely low at 3.0 to 3.5 mΩ/IDO], and the variation is small, making it easy to support higher signal speeds in the circuit. Become.

これに対して、試料番号4〜6のようにAgの平均粒径
が0.5〜2.0μmと、発明品に比較して小さいもの
については、反りが0.58〜3.05mmと大きく、
また抵抗値が3.5〜30[IlΩ/田mと全体的に大
きく、ばらつきが多いものとなってしまい、所要枚数の
セラミックグリーンシートを積層した回路基板では、反
りによる内部配線切れ、外観不良などが生じてしまう。
On the other hand, for samples like sample numbers 4 to 6, which have an average Ag particle diameter of 0.5 to 2.0 μm, which is smaller than the invented product, the warpage is large, 0.58 to 3.05 mm. ,
In addition, the resistance value is generally large at 3.5 to 30[IlΩ/m], and there are many variations, and a circuit board made by laminating the required number of ceramic green sheets may have internal wiring breakage due to warping or poor appearance. etc. will occur.

尚、試料番号4.5において、反りが本発明品に比較し
て大きいものの、試料番号6よりも小さくなる原因とし
て、上述したように粒径がAgの粒径が1μm以下では
、簡単に過焼結状態になり、体積が収縮してしまい、導
体中に空孔が発生したり、極端な場合には基板上に焼結
した導体が点在してしまい、極端な反りが発生しないの
である。
In sample number 4.5, the warpage is larger than that of the product of the present invention, but the reason why it is smaller than that of sample number 6 is that as mentioned above, when the grain size of Ag is 1 μm or less, it is easily over-warped. The conductor becomes sintered, its volume shrinks, and voids occur in the conductor, and in extreme cases, the sintered conductor ends up scattered on the board, preventing extreme warping. .

なお、試料番号1〜3の粒径を形成するにありり、試料
番号1 (Agの平均粒径5μm)については、比較例
5のAg粉末を180′C1時間仮焼した。試料番号2
(Agの平均粒径15μm)については、比較例5のA
g粉末を200’CI時間仮焼した。試料番号3(Ag
の平均粒径25μm)については、比較例5のAg粉末
を250’C1時間仮焼した。
In order to form the particle sizes of sample numbers 1 to 3, for sample number 1 (average particle size of Ag 5 μm), the Ag powder of Comparative Example 5 was calcined at 180'C for 1 hour. Sample number 2
(Average particle size of Ag 15 μm), A of Comparative Example 5
The g powder was calcined for 200'CI hours. Sample number 3 (Ag
(average particle size of 25 μm), the Ag powder of Comparative Example 5 was calcined at 250'C for 1 hour.

上述のセラミックグリーンシートは、ガラス質フリット
として酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化珪素
を主成分として、セラミック成分にアルミナを用いたも
ので説明したが、このようなガラス質セラミックは、8
00〜950℃程度の低温で焼結できる材料として用い
られているものであり、上述の温度範囲の低温焼成用ガ
ラスセラミック材料であれば、どのような材料のガラス
セラミックのグリーンシートにも本発明は適用できる。
The above-mentioned ceramic green sheet was explained using magnesium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide as the main components as the glassy frit, and alumina as the ceramic component.
It is used as a material that can be sintered at a low temperature of about 00 to 950°C, and the present invention can be applied to glass-ceramic green sheets of any material as long as it is a glass-ceramic material for low-temperature firing within the above-mentioned temperature range. is applicable.

また、上述の導電性ペーストは、Ag粉末を用いたAg
ペーストであるか、導体材料としてAgを主成分とした
、Ag系導電性ペースト、例えばAg−Pdペーストで
あっても構わない。
Moreover, the above-mentioned conductive paste is made of Ag powder using Ag powder.
It may be a paste or an Ag-based conductive paste containing Ag as a main component as a conductor material, such as an Ag-Pd paste.

〔効果〕〔effect〕

以上のように、本発明によれば、ガラスセラミック成分
で構成した多層配線回路基板の内部配線として、平均粒
径が5〜25μmの略球状の銀粉末から成るAgの導電
性ペーストを用いたので、多層配線回路基板の基板材料
とAgとの焼結反応の挙動の差が少なく、基板全体の反
りがなく、また、緻密な導体が達成され低抵抗の多層配
線回路基板となる。
As described above, according to the present invention, an Ag conductive paste made of approximately spherical silver powder with an average particle size of 5 to 25 μm is used as the internal wiring of a multilayer wiring circuit board made of a glass ceramic component. , there is little difference in the behavior of the sintering reaction between the board material of the multilayer wiring circuit board and Ag, there is no warping of the entire board, and a dense conductor is achieved, resulting in a low resistance multilayer wiring circuit board.

また、多層配線回路基板の内部配線として、150〜3
00℃で仮焼させた銀粉末を導電性ペーストに用いて製
造するため、平均粒径5〜25μmのAg粉末か容易に
、且つ正確に作成でき、反りがなく、また、緻密質な導
体を有する低抵抗の多層配線回路基板の製造方法となる
In addition, 150 to 3
Since the conductive paste is manufactured using silver powder calcined at 00℃, it is possible to easily and accurately produce Ag powder with an average particle size of 5 to 25 μm, without warping, and to create a dense conductor. The present invention provides a method for manufacturing a multilayer wiring circuit board with low resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の多層配線回路基板の断面図である。 10  ・ ・ ・ la、1b 2a、2b a13b 11a、llb ・多層配線回路基板 ・・・・・・ セラミック基板 ・・・・・・ 内部配線 ・・・・・・ スルーホール ・・・・セラミックグリーンシート FIG. 1 is a sectional view of a multilayer wiring circuit board of the present invention. 10 ・ ・ ・ la, 1b 2a, 2b a13b 11a,llb ・Multilayer wiring circuit board ・・・・・・Ceramic substrate ・・・・・・Internal wiring ・・・・・・Through hole ・・・Ceramic green sheet

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ガラスセラミックから成る回路基板内に平均粒径
5〜25μmの略球状の銀粉末と有機ビヒクルとからな
る導電性ペーストによって形成した内部配線パターンを
有することを特徴とする多層配線回路基板。
(1) A multilayer wiring circuit board comprising a circuit board made of glass ceramic and having an internal wiring pattern formed from a conductive paste made of approximately spherical silver powder with an average particle size of 5 to 25 μm and an organic vehicle.
(2)180〜250℃で仮焼した銀粉末と有機ビヒク
ルとを混練した導電性ペスートでもって所望の内部配線
パターンを、ガラス質フリットとセラミック成分とから
なるセラミックグリーンシート上に印刷し、これらのセ
ラミックグリーンシートを所要枚数積層した後、焼成す
る工程から成る多層配線回路基板の製造方法。
(2) A desired internal wiring pattern is printed on a ceramic green sheet consisting of a glassy frit and a ceramic component using a conductive paste made by kneading silver powder calcined at 180 to 250°C and an organic vehicle. A method for manufacturing a multilayer wiring circuit board, which comprises the steps of laminating a required number of ceramic green sheets and then firing them.
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