JPH05152757A - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents

多層配線基板の製造方法

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JPH05152757A
JPH05152757A JP31053491A JP31053491A JPH05152757A JP H05152757 A JPH05152757 A JP H05152757A JP 31053491 A JP31053491 A JP 31053491A JP 31053491 A JP31053491 A JP 31053491A JP H05152757 A JPH05152757 A JP H05152757A
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JP
Japan
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conductor
insulator
wiring board
weight
conductor paste
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Pending
Application number
JP31053491A
Other languages
English (en)
Inventor
Minehiro Itagaki
峰広 板垣
Kazuyuki Okano
和之 岡野
Seigo Shiraishi
誠吾 白石
Ryo Kimura
涼 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層配線基板において信頼性の劣化の原因と
なる配線パターン部における導体と絶縁体との間の空間
や、またバイア孔部における導体と絶縁体との間に空間
が生じることを解決し、導体と絶縁体との間で空間が生
じることのない信頼性に優れた多層配線基板を得ること
を目的とする。 【構成】 酸化銅粉末に、Pd,Pt,CrSi2,T
iSi2,ZrSi2,TaSi2より選ばれた少なくと
も1種以上を含有した無機成分と、少なくとも有機バイ
ンダと溶剤よりなる有機ビヒクルを備えた厚膜導体ペー
スト組成物を使用するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエレクトロニクス産業で
用いられる多層配線基板の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】多層配線基板の製造方法として、グリー
ンシート多層法と厚膜印刷多層法が知られ、広範に利用
されている。グリーンシート多層法は高積層、微細な配
線パターンが可能である反面、製造歩留りの悪さや配線
パターン変更への対応力の弱さといった難点があるのに
対し、厚膜印刷多層法は工程が簡便で対応力もよく、製
造歩留りもよい反面、配線パターンによる基板表面の段
差のため、高積層が不可能で微細な配線パターンに対応
できない。これら二者の製造法の長所を取り入れた方法
として配線パターンを絶縁層中に埋設した構造をもつ転
写シートを転写、積層する方法が提案される。一方、導
体材料としては低導体抵抗、耐マイグレーション性等の
点で銅配線が有利であり、脱バインダが困難とされてい
た焼成プロセスは酸化銅を出発材料とすることで解決さ
れる。酸化銅を主成分とする導体ペースト組成物につい
ては特開昭62−2405号公報に示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の酸
化銅導体ペースト組成物より得られる銅導体は焼成によ
る収縮が大きいために配線部における導体と絶縁体との
間に空間が生じ、またバイア孔部においても導体と絶縁
体との間に空間が生じ、絶縁層の機械的強度の劣化や熱
衝撃試験等の信頼性の劣化の原因となる。
【0004】本発明はこのような課題を解決するもの
で、導体と絶縁体との間に空間が生じないようにするこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、ガラスセラミックもしくは結晶化ガラス
粉末を絶縁体の主成分とする多層配線基板の製造方法に
おいて、酸化銅粉末90.0〜99.6重量%にPdを
0.4〜10.0重量%含有した無機成分と少なくとも
有機バインダと溶剤よりなる有機ビヒクル成分とからな
る導体ペースト組成物を用いてベースフィルム上に所望
の配線パターンを形成した後、前記絶縁体を主成分とす
る絶縁体ペーストで所望の領域に絶縁層を形成しさらに
所望の位置に穿孔を施して転写シートを作製する工程
と、セラミック基板上にこの転写シートを重ねて熱圧着
によりベースフィルム上の導体と絶縁体を転写した後前
記孔内部に前記導体ペースト組成物を充填し同手順で導
体と絶縁体を順次積層する工程と、最後に所望の位置に
穿孔を施した絶縁層のみの転写シートを最上部に熱圧着
し前記孔内部に前記導体ペースト組成物を充填する工程
と、空気中での熱処理により有機バインダの除去を行う
工程と、水素中での熱処理により導体の還元を行う工程
と、窒素中での熱処理により絶縁体と導体の焼結を行う
工程と、さらに前記焼成済みの多層基板上の所望の領域
に銅を主成分とする導体ペーストで配線層を形成した後
に窒素中での熱処理により最上部の導体の焼結を行う工
程からなることを特徴とする多層配線基板の製造方法で
ある。
【0006】
【作用】本発明によれば、上述したように酸化銅粉末に
Pdを0.4〜10.0重量%含有していることにより
銅の焼結が抑えられ、収縮がコントロールされ導体と絶
縁体との間で空間が発生しない多層配線基板が得られ
る。
【0007】
【実施例】以下本発明の一実施例の多層配線基板の製造
方法について、図面を参照しながら説明する。なお、図
1(a),(b),(c)は本発明の一実施例における
脱バインダ工程、還元工程、焼結・焼成工程の温度プロ
ファイルそれぞれを示す図である。
【0008】(実施例1)厚膜導体ペーストの原料とし
て、平均粒径が約3ミクロンの酸化銅粉末(京都エレッ
クス社製CB250)を81.5重量部、Pd粉末(昭
栄化学社製)を4.3重量部、バインダとしてのブチラ
ール系樹脂(積水化学工業社製BLS)を4.5重量
部、溶剤としてのブチルカルビトールを7.5重量部、
可塑剤としてのベンジルブチルフタレートを2.2重量
部、それぞれ用意し、これらを充分に3本ロールにて充
分に混合・混練して厚膜導体ペーストを作製した。
【0009】絶縁体ペーストの原料として、アルミナ+
ホウケイ酸ガラス粉末を70重量部、バインダとしてブ
チラール系樹脂+ベンジルブチルフタレートを15重量
部、溶剤としてのブチルカルビトールを15重量部を用
意し、これらを充分に3本ロールにて充分に混合・混練
して絶縁体ペーストを作製した。
【0010】表面に離型処理を施したベースフィルム
(PET)上に作製した厚膜導体ペーストでスクリーン
印刷により配線パターンを形成し、さらに絶縁体ペース
トで配線パターン全体を覆うように絶縁層を形成し、転
写シートを作製した。同様の順序で各層の配線パターン
を形成した転写シートを作製し、各転写シートの所定箇
所にスルーホールを炭酸ガスレーザによって穿孔した。
なおスルーホールはパンチングによって穿孔してもよ
い。次に96%アルミナ基板上に転写シートを60℃、
80kg/cm2の条件で熱転写し、作製した厚膜導体ペー
ストをスルーホールに充填した後にベースフィルムをは
がし、同様の順序で転写シートを積層して積層体を得
た。
【0011】次に得られた積層体を加熱炉内の空気雰囲
気中で、脱バインダ処理した。この際の加熱条件はピー
ク温度450℃、ピーク温度時間120分の図1(a)
に示した温度プロファイルとした。
【0012】しかる後、積層体中の導体である酸化銅の
還元処理を、加熱炉内の水素ガス雰囲気中で行った。加
熱条件はピーク温度350℃、ピーク温度時間180分
の図1(b)に示した温度プロファイルとした。
【0013】さらに積層体を加熱炉内の窒素ガス雰囲気
中で焼結・焼成した。加熱条件はピーク温度900℃、
ピーク温度時間10分の図1(c)に示した温度プロフ
ァイルとした。最後に最上部の配線を銅ペースト(昭栄
化学社製SC404)でスクリーン印刷により形成し、
窒素ガス雰囲気中で焼成した。加熱条件はピーク温度9
00℃、ピーク温度時間10分の図1(c)に示した温
度プロファイルとした。こうして得られた多層配線基板
は、充分な絶縁特性を持ち、内層導体は2.5mΩ/□
という低導体抵抗を得た。
【0014】(実施例2)厚膜導体ペーストの原料とし
て、平均粒径が約3ミクロンの酸化銅粉末(京都エレッ
クス社製CB250)を43重量部、Pt粉末(昭栄化
学社製)を43重量部、バインダとしてのブチラール系
樹脂(積水化学工業社製BLS)を4.5重量部、溶剤
としてのブチルカルビトールを7.5重量部、可塑剤と
してのベンジルブチルフタレートを2重量部、それぞれ
用意し、これらを充分に3本ロールにて充分に混合・混
練して厚膜導体ペーストを作製した。
【0015】絶縁体ペーストの原料として、アルミナ+
ホウケイ酸ガラス粉末を70重量部、バインダとしてブ
チラール系樹脂+ベンジルブチルフタレートを15重量
部、溶剤としてのブチルカルビトールを15重量部を用
意し、これらを充分に3本ロールにて充分に混合・混練
して絶縁体ペーストを作製した。
【0016】表面に離型処理を施したベースフィルム
(PET)上に作製した厚膜導体ペーストでスクリーン
印刷により配線パターンを形成し、さらに絶縁体ペース
トで配線パターン全体を覆うように絶縁層を形成し、転
写シートを作製した。同様の順序で各層の配線パターン
を形成した転写シートを作製し、各転写シートの所定箇
所にスルーホールを炭酸ガスレーザによって穿孔した。
なおスルーホールはパンチングによって穿孔してもよ
い。次に96%アルミナ基板上に転写シートを60℃、
80kg/cm2の条件で熱転写し、作製した厚膜導体ペー
ストをスルーホールに充填した後にベースフィルムをは
がし、同様の順序で転写シートを積層して積層体を得
た。
【0017】次に得られた積層体を加熱炉内の空気雰囲
気中で、脱バインダ処理した。この際の加熱条件はピー
ク温度450℃、ピーク温度時間120分の図1(a)
に示した温度プロファイルとした。
【0018】しかる後、積層体中の導体である酸化銅の
還元処理を、加熱炉内の水素ガス雰囲気中で行った。加
熱条件はピーク温度350℃、ピーク温度時間180分
の図1(b)に示した温度プロファイルとした。
【0019】さらに積層体を加熱炉内の窒素ガス雰囲気
中で焼結・焼成した。加熱条件はピーク温度900℃、
ピーク温度時間10分の図1(c)に示した温度プロフ
ァイルとした。最後に最上部の配線を銅ペースト(昭栄
化学社製SC404)でスクリーン印刷により形成し、
窒素ガス雰囲気中で焼成した。加熱条件はピーク温度9
00℃、ピーク温度時間10分の図1(c)に示した温
度プロファイルとした。こうして得られた多層配線基板
は、充分な絶縁特性を持ち、内層導体は5mΩ/□とい
う低導体抵抗を得た。
【0020】(実施例3)厚膜導体ペーストの原料とし
て、平均粒径が約3ミクロンの酸化銅粉末(京都エレッ
クス社製CB250)を43重量部、TiSi2粉末
(日本新金属社製)を43重量部、バインダとしてのブ
チラール系樹脂(積水化学工業社製BLS)を4.5重
量部、溶剤としてのブチルカルビトールを7.5重量
部、可塑剤としてのベンジルブチルフタレートを2重量
部、それぞれ用意し、これらを充分に3本ロールにて充
分に混合・混練して厚膜導体ペーストを作製した。
【0021】絶縁体ペーストの原料として、アルミナ+
ホウケイ酸ガラス粉末を70重量部、バインダとしてブ
チラール系樹脂+ベンジルブチルフタレートを15重量
部、溶剤としてのブチルカルビトールを15重量部を用
意し、これらを充分に3本ロールにて充分に混合・混練
して絶縁体ペーストを作製した。
【0022】表面に離型処理を施したベースフィルム
(PET)上に作製した厚膜導体ペーストでスクリーン
印刷により配線パターンを形成し、さらに絶縁体ペース
トで配線パターン全体を覆うように絶縁層を形成し、転
写シートを作製した。同様の順序で各層の配線パターン
を形成した転写シートを作製し、各転写シートの所定箇
所にスルーホールを炭酸ガスレーザによって穿孔した。
なおスルーホールはパンチングによって穿孔してもよ
い。次に96%アルミナ基板上に転写シートを60℃、
80kg/cm2の条件で熱転写し、作製した厚膜導体ペー
ストをスルーホールに充填した後にベースフィルムをは
がし、同様の順序で転写シートを積層して積層体を得
た。
【0023】次に得られた積層体を加熱炉内の空気雰囲
気中で、脱バインダ処理した。この際の加熱条件はピー
ク温度450℃、ピーク温度時間120分の図1(a)
に示した温度プロファイルとした。
【0024】しかる後、積層体中の導体である酸化銅の
還元処理を、加熱炉内の水素ガス雰囲気中で行った。加
熱条件はピーク温度350℃、ピーク温度時間180分
の図1(b)に示した温度プロファイルとした。
【0025】さらに積層体を加熱炉内の窒素ガス雰囲気
中で焼結・焼成した。加熱条件はピーク温度900℃、
ピーク温度時間10分の図1(c)に示した温度プロフ
ァイルとした。最後に最上部の配線を銅ペースト(昭栄
化学社製SC404)でスクリーン印刷により形成し、
窒素ガス雰囲気中で焼成した。加熱条件はピーク温度9
00℃、ピーク温度時間10分の図1(c)に示した温
度プロファイルとした。こうして得られた多層配線基板
は、充分な絶縁特性を持ち、内層導体は10mΩ/□と
いう導体抵抗を得た。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、銅の焼結
が抑えられ、収縮がコントロールされ導体と絶縁体との
間で空間が発生しない信頼性の高い多層配線基板が得ら
れる。さらに銅が導体材料の主成分であるので耐マイグ
レーション性に優れ、導電性を有するPd,Pt,Cr
Si2,TiSi2,ZrSi2,TaSi2を添加するの
で導体抵抗が高くない多層配線基板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施例による多層配線基板
の製造方法における脱バインダ工程の温度プロファイル
を示す関係図 (b)は同じく還元工程の温度プロファイルを示す関係
図 (c)は同じく焼結・焼成工程の温度プロファイルを示
す関係図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 涼 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラスセラミックもしくは結晶化ガラス粉
    末を絶縁体の主成分とする多層配線基板の製造方法にお
    いて、酸化銅粉末90.0〜99.6重量%にPdを
    0.4〜10.0重量%含有した無機成分と少なくとも
    有機バインダと溶剤よりなる有機ビヒクル成分とからな
    る導体ペースト組成物を用いてベースフィルム上に所望
    の配線パターンを形成した後、前記絶縁体を主成分とす
    る絶縁体ペーストで所望の領域に絶縁層を形成しさらに
    所望の位置に穿孔を施して転写シートを作製する工程
    と、セラミック基板上にこの転写シートを重ねて熱圧着
    によりベースフィルム上の導体と絶縁体を転写した後前
    記孔内部に前記導体ペースト組成物を充填し同手順で導
    体と絶縁体を順次積層する工程と、最後に所望の位置に
    穿孔を施した絶縁層のみの転写シートを最上部に熱圧着
    し前記孔内部に前記導体ペースト組成物を充填する工程
    と、空気中での熱処理により有機バインダの除去を行う
    工程と、水素中での熱処理により導体の還元を行う工程
    と、窒素中での熱処理により絶縁体と導体の焼結を行う
    工程と、さらに前記焼成済みの多層基板上の所望の領域
    に銅を主成分とする導体ペーストで配線層を形成した後
    に窒素中での熱処理により最上部の導体の焼結を行う工
    程からなることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
  2. 【請求項2】導体ペースト組成物が酸化銅粉末50.0
    〜99.5重量%にPtを0.5〜50.0重量%含有
    した無機成分と、少なくとも有機バインダと溶剤よりな
    る有機ビヒクル成分とからなることを特徴とする請求項
    1記載の多層配線基板の製造方法。
  3. 【請求項3】導体ペースト組成物が酸化銅粉末50.0
    〜99.5重量%に、CrSi2,TiSi2,ZrSi
    2,TaSi2より選ばれた少なくとも1種以上を0.5
    〜50重量%含有した無機成分と、少なくとも有機バイ
    ンダと溶剤よりなる有機ビヒクルとからなることを特徴
    とする請求項1記載の多層配線基板の製造方法。
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