JPH04297092A - セラミック多層回路板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数枚のセラミック
基板が積層接合されてなるセラミック多層回路板の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の小型化・軽量化に伴い
、使用される回路板（配線板）には高密度化が求められ
ている。セラミック回路板においても例外でなく、高密
度化について種々の方法が検討・提案されている。例え
ば、導電ペーストを用い印刷法により回路パターンを形
成したセラミックグリーンシートを重ねておいて、８０
０℃を越える温度で焼成（加熱処理）することによりセ
ラミック多層回路板を得るという方法がある。しかしな
がら、この方法は、８００℃を越す熱処理を行うため、
ワレや強いソリのある不良品が出やすいという問題があ
る。

【０００３】また、ワレやソリを軽減させるために、導
電ペーストを用い印刷法でパターン状の回路を形成した
複数枚のセラミック基板を、回路における基板間導通用
部分は導電性接合材を介して、その他の部分は、絶縁性
接合材を介して対面するようにして重ねておいて、加熱
加圧処理することにより接合するというセラミックミッ
ク多層回路板の製造方法がある。しかし、この方法でも
、７００〜１０００℃というかなりの高温処理を行うた
め、ワレやソリの問題の解消が十分にはなされない。

【０００４】また、上のように、導電ペーストで回路を
形成する場合は、コストが高くつくだけでなく、微細な
回路形成が難しくて高密度化も図り難い。コストが高く
つくのは、導電ペーストが金、銀等の貴金属を含む高価
な材料だからである。微細な回路形成が難しいのは、純
金属に比べると比抵抗が高く、回路幅の狭い微細な回路
では必要な低回路抵抗値が確保できないからであり、ま
た、印刷法は極狭い幅（例えば、１００μｍ以下）の回
路を形成するのに適していないからである。

【０００５】一方、セラミック基板に微細な回路を形成
するだけなら、以下のようにすれば可能である。セラミ
ック基板表面にスパッタリング、無電解メッキ等の方法
で純金属膜を形成し、これをフォトリソグラフィ技術を
利用してパターン化するのである。この場合、金属膜に
導電ペーストの場合よりも安価で比抵抗の小さいな銅、
ニッケル等が使え、１００μｍ以下の微細な回路パター
ンを高精度で形成することができる。しかしながら、こ
のようにして得たセラミック基板を複数枚準備して、前
記の方法で積層回路板を製造しても、高温の熱処理で回
路がダメージを受けるため、不良品が出やすい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑み、回路が形成されたセラミック基板複数枚を高温
の熱処理を伴うことなく接合させ多層化することができ
る方法を提供することを第１の課題とし、加えて、回路
の高密度化が、より図り易い方法を提供することを第２
の課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るため、請求項１記載の発明にかかるセラミック多層回
路板の製造方法では、回路が形成された複数枚のセラミ
ック基板を、回路における基板間導通用部分は導電性接
合材を介して、その他の部分は絶縁性接合材を介して対
面するように重ねておいて熱処理することにより、それ
ぞれ接合するにあたり、前記絶縁性接合材として、低融
点ガラス組成物を用いるようにしている。

【０００８】前記第２の課題を解決するため、請求項２
記載の発明にかかるセラミック多層回路板の製造方法は
、加えて、回路が形成されたセラミック基板を得るに際
し、セラミック基板表面に純金属膜を積層形成した後、
この金属膜をパターン化するようにしている。以下、こ
の発明をより具体的に説明する。

【０００９】この発明で使用されるセラミック基板は、
周知のセラミック基板でよい。セラミック基板の厚みは
、通常、０．１〜１ｍｍ程度である。セラミック基板へ
の回路形成方法は特に限定されないが、下記の方法によ
ることが好ましい。すなわち、無電解メッキ法等の化学
メッキ法、あるいは、スパッタリング法等の物理（気相
）メッキ法によりセラミック基板表面に純金属膜を積層
形成した後、この純金属膜をフォトリソグラフィ技術を
利用してパターン化するという方法である。

【００１０】この発明における絶縁性接合材用の低融点
ガラス組成物としては、ＰｂＯ−Ｂ２　Ｏ３　系ガラス
組成物、ＰｂＯ−ＳｉＯ２　−Ｂ２　Ｏ３　系ガラス組
成物等のような、普通、はんだガラスとか封着ガラスと
か呼ばれるものが例示される。焼成温度は３００〜６０
０℃程度から４００〜６００℃程度である。これに対し
、従来の絶縁性接合材用のガラス組成物としては、Ｓｉ
Ｏ２　−Ｂ２　Ｏ３　−Ｂｉ２　Ｏ３　系ガラス組成物
、ＳｉＯ２　−Ｂ２　Ｏ３　−Ｎａ２　Ｏ系ガラス組成
物という高融点系のものであった。焼成温度は７００〜
１０００℃程度である。

【００１１】この発明の場合、絶縁性接合材に基板間隔
調整用のフィラーが５〜５０体積％程度で含まれている
ことが好ましい。基板間の間隔調整用のフィラーとして
は、粒径１０〜１００μｍ程度のＳｉＯ２　粒子やＡｌ
２　Ｏ３　粒子が例示される。フィラーが含まれている
絶縁性接合材の場合、加熱加圧工程で基板同士が不要箇
所で直に接触したりせずに適切な間隔が保たれ短絡が防
止できる。

【００１２】導電性接合材としては、はんだ材、ろう材
、導電ペースト等が挙げられ、６００℃以下で絶縁性接
合材の加熱処理温度になるべく近い温度で接合させられ
るものが好ましい。これらの導電性接合材は、単独使用
に限らず、併用するようにしてもよい。続いて、この発
明でセラミック多層回路板を製造するときの様子を図面
を参照しながら具体的に説明する。

【００１３】まず、図１にみるように、所定の位置にス
ルホール用の貫通孔１１の開いた２枚のセラミック基板
１、２を準備する。そして、両セラミック基板１、２の
表面に、無電解メッキ法等により厚み約１０μｍの銅膜
（純金属膜）を形成し、公知の選択エッチング法により
、図２にみるように、所定のパターンの回路１２、１３
をそれぞれ形成する。銅膜の形成に先立って、セラミッ
ク基板に粗面化処理を施しておくと銅膜のセラミック基
板１、２に対する密着力が高まる。また、フォトリソグ
ラフィ法の利用により、５０μｍの回路幅、５０μｍの
回路間隔という微細回路の形成も容易に行える。

【００１４】ついで、図３にみるように、回路における
基板間導通用部分以外の部分に絶縁性接合材である低融
点ガラス組成物１４をスクリーン印刷法により塗布した
後、Ｎ２　雰囲気中、ガラス軟化点以上の温度で仮焼し
てから、次に、回路における基板間導通用部分に導電性
接合材１５をスクリーン印刷法ないしディスペンサーに
より塗布する。

【００１５】続いて、セラミック基板１、２を対面させ
ておいて、Ｎ２　雰囲気中、６００℃以下の温度で加熱
処理する。加熱処理の際、通常、０．１〜１ｋｇ／ｃｍ
２　程度の圧力も同時にかけるようにする。そうすると
、図４にみるように、セラミック多層回路板３が得られ
る。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明にかかるセラミック多層回
路板の製造方法では、セラミック基板の回路における基
板間導通用部分に介在する絶縁性接合材が低融点ガラス
組成物であって、セラミック基板を接合させる加熱処理
の際の温度が低くてすむため、強いソリやワレのない回
路板を得ることができるようになる。

【００１７】請求項２記載の発明にかかるセラミック多
層回路板の製造方法では、加えて、回路が形成されたセ
ラミック基板を得るに際し、セラミック基板表面に純金
属膜を積層形成した後、この金属膜をパターン化するよ
うにしているため、回路を容易に微細なものにすること
ができ、そのため、高密度化がより図り易い。もちろん
、微細な回路であっても、加熱処理の際の温度が低いた
め、回路が接合工程で損傷することもない。

【００１８】

【実施例】以下、この発明のより具体的な実施例を説明
する。この発明は、下記の実施例に限らない。 −実施例１− まず、所定の位置にスルホール用の貫通孔（直径０．４
ｍｍ）の開いた２枚のアルミナ基板（縦：１００ｍｍ　
　横：１００ｍｍ　　厚み：０．５ｍｍ）を、８５％リ
ン酸浴（温度３３０℃）に３分間浸漬し、表面粗化処理
を行った。

【００１９】次に、通常の無電解銅メッキ法により厚み
約１０μｍの銅膜を形成した後、フォトリソグラフィ法
を利用して、所定のパターンの回路を形成した。そして
、絶縁性接合材として、粒径２０μｍのＡｌ２　Ｏ３　
粒子（フィラー）を２５体積％含むＰｂＯ−ＳｉＯ２　
−Ｂ２　Ｏ３　系ガラス組成物（焼成温度約４６０℃）
を、回路における基板間導通用部分以外の部分にスクリ
ーン印刷法により塗布した後、Ｎ２　雰囲気中、４００
℃で仮焼した。

【００２０】ついで、回路における基板間導通用部分に
、導電性接合材としてのろう材（Ａｕ：７３．３％、Ｉ
ｎ：２６．７％、液相温度４５１℃）をディスペンサー
により塗布した。最後に、２枚のアルミナ基板を対面さ
せておいて、Ｎ２　雰囲気中、４６０℃の温度で加熱加
圧処理してセラミック多層回路板を得た。

【００２１】−実施例２− まず、実施例１と同様にして表面粗化処理を行った。次
に、通常のスパッタリング法により厚み約１０μｍの銅
膜を形成した後、フォトリソグラフィ法を利用して、所
定のパターンの回路を形成した。そして、絶縁性接合材
として、粒径２０μｍのＡｌ２　Ｏ３　粒子（フィラー
）を２５体積％含むＰｂＯ−Ｂ２　Ｏ３　系ガラス組成
物（焼成温度約４００℃）を、回路における基板間導通
用部分以外の部分にスクリーン印刷法により塗布した後
、Ｎ２　雰囲気中、４００℃で仮焼した。

【００２２】ついで、回路における基板間導通用部分に
、導電性接合材としての高温はんだ材（溶融温度３５０
℃：接合温度４００℃）をディスペンサーにより塗布し
た。最後に、２枚のアルミナ基板を対面させておいて、
Ｎ２　雰囲気中、４００℃の温度で加熱加圧処理してセ
ラミック多層回路板を得た。 −実施例３− まず、実施例２と同様にして表面粗化処理および回路形
成を行った。

【００２３】次に、絶縁性接合材として、粒径３０μｍ
のＳｉＯ２　粒子（フィラー）を１０体積％含むＰｂＯ
−ＳｉＯ２　−Ｂ２　Ｏ３　系ガラス組成物（焼成温度
約６００℃）を、回路における基板間導通用部分以外の
部分にスクリーン印刷法により塗布した後、Ｎ２　雰囲
気中、５８０℃で仮焼した。ついで、回路における基板
間導通用部分に、導電性接合材として高温焼成型導電ペ
ースト（焼成温度約６００℃）をディスペンサーにより
塗布した。

【００２４】最後に、２枚のアルミナ基板を対面させて
おいて、Ｎ２　雰囲気中、６００℃の温度で加熱加圧処
理してセラミック多層回路板が得た。実施例１〜３のセ
ラミック多層回路板は、強いソリやワレはなく、銅層か
らなる微細回路の損傷もない良好な基板であった。この
発明は、上記実施例に限らないことは言うまでもない。 例えば、上記実施例では、セラミック基板の積層枚数が
２枚であったが、３枚以上であってもよい。絶縁性接合
材がフィラーを含有していたが、フィラー未含有の接合
材を用いるようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上に述べたように、請求項１記載の発
明にかかるセラミック多層回路板の製造方法によれば、
セラミック基板の回路における基板間導通用部分に介在
する絶縁性接合材が低融点ガラス組成物であって、セラ
ミック基板を接合させる加熱処理の際の温度が低くてす
むため、強いソリやワレのないセラミック多層回路板を
得ることができる。

【００２６】請求項２記載の発明にかかるセラミック多
層回路板の製造方法では、加えて、セラミック基板の回
路を容易に微細なものにすることができ、しかも、この
微細な回路が加熱処理の際の温度が低くて接合工程で損
傷することもないため、高密度化がより図り易いという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のセラミック多層回路板の製造方法に
おける具体的なセラミック基板２枚をあらわす概略断面
図である。

【図２】図１のセラミック基板に回路を形成した状態を
あらわす概略断面図である。

【図３】図２のセラミック基板に導電性接合材および絶
縁性接合材を塗布した状態をあらわす概略断面図である
。

【図４】図３に示す２枚のセラミック基板を接合したセ
ラミック多層回路板をあらわす概略断面図である。

【符合の説明】

１　　セラミック基板 ２　　セラミック基板 ３　　セラミック多層回路板 １２　　回路 １３　　回路 １４　　絶縁性接合材（低融点ガラス組成物）１５　　
導電性接合材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回路が形成された複数枚のセラミック
   基板を、回路における基板間導通用部分は導電性接合材
   を介して、その他の部分は絶縁性接合材を介して対面す
   るように重ねておいて熱処理することにより、それぞれ
   接合するセラミック多層回路板の製造方法において、前
   記絶縁性接合材として、低融点ガラス組成物を用いるよ
   うにすることを特徴とするセラミック多層回路板の製造
   方法。
2. 【請求項２】　　回路が形成されたセラミック基板を得
   るにあたり、セラミック基板表面に純金属膜を積層形成
   した後、この金属膜をパターン化するようにする請求項
   １記載のセラミック多層回路板の製造方法。