JPH03295294A - 銅ペーストの印刷方法 - 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〕 本発明は銅ペーストの印刷方法に係り、特に多層セラミ
ック基板の製造に用いて好適な銅ペーストの印刷方法に
関する。

一般に、半導体素子を搭載する回路基板としてセラミッ
ク基板か広く用いられている。セラミッり基板は耐熱性
、放熱性、電気特性２機械的強度等の面で良好な特性を
有している。このセラミック基板はグリーンシートを焼
成することにより製造される。

また昨今では、半導体素子の高集積化が急速に行われて
おり、これに伴いセラミック基板を複数の薄いセラミッ
ク板を積層した構造とし、各セラミック板に銅パターン
を形成すると共に各層間をバイヤ（ＶＩＡ＋貫通孔に導
体を充填したもの）で電気的に接続することにより高集
積化された多層セラミック基板か多用され始められてい
る。しかるに、各セラミック板に形成される銅パターン
が焼成時に適正に形成されない場合、多層セラミック基
板内の電気的導通が図れなくなってしまう。　そこで、
確実に電気的導通を図りうる銅ペーストの印刷方法か望
まれている。

〔従来の技術〕

一般に多層セラミック基板の製造工程においては、グリ
ーンシート上に銅パターンとなる銅ペーストをスクリー
ン印刷した後に、このグリーンシートを積層し、続いて
この積層されたグリーンシートを焼成して多層セラミッ
ク基板を製造している。

また、銅ペーストは銅粉に有機バインダを含有させると
共に、これに合わせて銅酸化物を添加した構成とされて
いた。この銅酸化物は焼成時に気化する有機バインダ（
以下、この有機バインダか気化したガスをバインダガス
という）を酸化分解することによりバインダガスのガス
抜けを良好にするために添加される。このバインダガス
は銅ペーストやグリーンシートから発生するか、このバ
インダガスが積層される各グリーンシート間に残存した
場合には、焼成時に多層セラミック基板内に割れやひび
か発生したり、ガス状残渣か生じたりしてしまう。

従来における銅ペーストの印刷方法を第２図に示す。周
知の方法（例えばドクターブレード法）でグリーンシー
トを形成し、このグリーンシートにバイヤを形成した後
、銅ペーストの印刷か行われる。この銅ペーストの印刷
は、例えばスクリーン印刷法にて行われる。

同図（Ａ）に示すように、スクリーン印刷はスクリーン
１．スキージ２．銅ペースト３を用いて行われる。スク
リーン】は、その上に光化学的方法（例えば写真法）て
版膜か形成されており、この版膜は所定の銅パターンを
形成するのに必要な画像以外の目か塞がれている。この
スクリーン１をグリーンシート４上にセットし、ゴムス
キージ２をスクリーン１の内側から加圧摺動させること
により銅ペースト３をグリーンシート４に印刷する。

多層セラミック基板を構成するグリーンシート４に印刷
される銅ペースト３の印刷パターンは、各層毎に異なっ
ている。同図（Ｂ）はグリーンシート４を３枚重ね合わ
せる３層積層構造の多層セラミック基板５の分解斜視図
である。グリーンシーｈ４ａは一番上部に配設されるも
のあり、その表面には表面パターンとなる銅ペースト３
ａが印刷されている。

このグリーンシート４ａの表面上における銅ペースト３
ａの占有率は通常ｌＯ〜１３％程度である。

また、中間に配設されるグリーンシート４ｂの表面上に
は内層パターンとなる銅ペースト３ｂか印刷され、その
銅ペースト３の占有率は通常４〜８％である。更に、最
下部に配設されるグリーンシート４ｃの表面上には電源
・グランドパターンとなる銅ペースト３ｃか印刷され、
その占有率は通常２２〜２５％である。

このように多層セラミック基板ては、積層される各グリ
ーンシート４ａ〜４ｃに印刷される銅ペースト３ａ〜３
ｃは、各層ごとにその占有率か異なっていた。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記のように銅ペースト３内には、銅粉、有機バインダ
に加えて銅酸化物か添加されている。この銅酸化物は添
加量か多い程、多量のバインダガスを分解する事かでき
る。また、上記のように、各グリーンシー）４ａ〜４ｃ
に印刷される銅ぺ一スト３ａ〜３ｃの占有率は各層毎に
異なっており、かつ各層間で発生するバインダガスの発
生量も異なる。

しかるに、従来の銅ペーストの印刷方法では、銅ペース
ト３ａ〜３ｃに添加する銅酸化物の添加量を一律２５％
としていたため、バインダガスの発生量に対応した量の
銅酸化物を各グリーンシート４ａ〜４Ｃ上に印刷される
銅ペースト３ａ〜３ｃに添加することができなかった。

このため、電源・グランドパターン等のように銅ペース
ト３ｃの占有面積の大きい場合は、バインダガスの飛散
速度過剰によりグリーンシー）４ｂ、４ｃに割れやひび
が発生してしまう。また、バインダガスが各層間に残っ
てしまい、これかガス状残渣となり各層間に間隙か発生
してしまう。このように、焼成された多層セラミック基
板の各層に割れ、ひび及びガス状残渣か発生すると、銅
パターンが切断されたり電気抵抗か増大し、多層セラミ
ック基板の電気的特性か劣化してしまうという課題かあ
った。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、セラミ
ック基板に割れやひびが発生するのを防止しうる銅ペー
ストの印刷方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明では、積層された上
で焼成処理され多層セラミック基板（５）となるグリー
ンシート（４ａ〜４ｃ）に、銅酸化物を添加してなる銅
ペースト（３ａ〜　３ｃ）を印刷する銅ペーストの印刷
方法において、上記各グリーンシート（４ａ〜４ｃ）毎
に印刷される銅ペースト（３ａ〜３ｃ）の印刷面積と、
グリーンシート（４ａ〜４ｃ）の配設位置とに応し、 上記銅酸化物の添加量を可変させることを特徴とするも
のである。

〔作用〕

上記の銅ペーストの印刷方法によれば、各グリーンシー
ト（４ａ〜４ｃ）間に発生するバインダガスの発生量に
対応し、これを分解するのに適量の銅酸化物を銅ペース
ト（３ａ〜３ｃ）に添加することかできるため、各グリ
ーンシート（４ａ〜４ｃ）間における所謂ガス抜けは良
好に行われ、焼成される多層セラミック基板内に割れ、
ひび。

ガス状残渣が発生するようなことはない。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について説明する。尚、本実施例
では３層の多層セラミック基板に実施する銅ペーストの
印刷を例に挙げて説明する。また、本発明に係る印刷方
法の具体的な作業手順は第２図を用いて説明した内容と
同一であるため、その説明は省略する。

本発明方法は、各グリーンシート４８〜４ｃに夫々印刷
される銅ペースト３ａ〜３ｃに添加される銅酸化物（本
実施例では酸化鋼を用いる）の添加量を、各層毎に夫々
異ならせたことを特徴とするものである。具体的には、
一番上部に配設されるグリーンシート４ａに印刷される
銅ペースト３ａへの銅酸化物の添加量は０％に、中央に
配設されるグリーンシート４ｂに印刷される銅ペースト
３ｂへの銅酸化物の添加量は２５％に、最下部に配設さ
れるグリーンシー）４ｃに印刷される銅ペースト３ｃへ
の銅酸化物の添加量は５％に設定されている。二の添加
量と、前記した各グリーンノート４ａ〜４ｃにおける銅
ペースト３ａ〜３ｃの占有率とを合わせて示したのか下
表である。

上表に示されるように、上層となるグリーンシート４ａ
に印刷される銅酸化物の添加量を０％としだのは、グリ
ーンシート４ａ（銅ペースト３ａ）は外気に露出してい
るため、バインダガスのガス抜けは円滑に行われ、銅酸
化物を添加する必要がないからである。

また、内層となるグリーンシート４ｂは、銅ペースト３
ｂの占有率が低く、またその両面にグリーンシート４ａ
、４ｃか配設されるためガス抜けは不良で、かつ焼成後
の緻密性が要求される。

このため銅酸化物の添加量は多く設定されており、その
値は２５％とされている。

更に、下層となるグリーンシー）４ｃに印刷される銅酸
化物の添加量を５％としたのは、この層では銅ペースト
３ｃの占有率が多いため銅酸化物を過剰に添加するとバ
インダガスの飛散速度か過剰となり、グリーンシート４
ｂとの間で層間剥離か誘発されてしまうからである。ま
た、グリーンシー）４ｂと焼結するための緻密性も要求
されるため、銅酸化物の添加量を５％に設定している。

上記のように、積層される各グリーンシート４ａ〜４ｃ
毎に銅ペースト３ａ〜３ｃに添加する銅酸化物の添加量
を適宜選定することにより、バインダガスの飛散性及び
各グリーンシート４ａ〜４ｃの焼結性を制御することか
でき、多層セラミック基板５の割れ、ひび、ガス状残渣
の発生を防止することができる。更に焼成処理によるの
眉間剥離か防止されると共に、銅パターン近傍の空隙の
発生をも防止できる。これにより、焼成される銅パター
ンは電気的特性に優れたものとなり、多層セラミック基
板５の信頼性を向上させることかできる。

第１図は銅ペーストの占有率に対し、最適な銅酸化物の
添加量を示す図である。尚、実線で示すのはグリーンシ
ートか内層となる場合であり、破線で示すのはグリーン
シートか外層となる場合である。また、同図はグリーン
シートの大きさか口３６０ｍｍのものを用いた場合のデ
ータである。同図から、グリーンシートが内層となる場
合は銅酸化物の占有率か大きくなる程、銅酸化物の添加
量は少なくて済むことが判る。またグリーンシートか外
層となる場合には、前記したようにガス抜けは良好とな
るため、銅酸化物は添加しなくても良い。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、多層セラミック基板の割
れ、ひび、ガス状残渣の発生を防止することかでき、更
に焼成処理による層間剥離か防止されると共に、銅パタ
ーン近傍の空隙の発生をも防止できるため、焼成される
銅パターンは電気的特性の優れたものとなり、本発明方
法を用いて製造される多層セラミック基板の信頼性を向
上させることができる等の特長を有する。

１はスクリーン、 ３ａ〜３ｃは銅ペースト、 ４ａ〜４ｃはグリーンシート、 ５多層セラミック基板 を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 積層された上で焼成処理され多層セラミック基板（５）
   となるグリーンシート（４ａ〜４ｃ）に、銅酸化物を添
   加してなる銅ペースト（３ａ〜３ｃ）を印刷する銅ペー
   ストの印刷方法において、該各グリーンシート（４ａ〜
   ４ｃ）毎に印刷される銅ペースト（３ａ〜３ｃ）の印刷
   面積と、該グリーンシート（４ａ〜４ｃ）の配設位置と
   に応じ、 該銅酸化物の添加量を可変させることを特徴とする銅ペ
   ーストの印刷方法。