JPH05267490A - 多層セラミック回路基板用導体組成物及びこれを用いた基板の製法 - Google Patents
多層セラミック回路基板用導体組成物及びこれを用いた基板の製法Info
- Publication number
- JPH05267490A JPH05267490A JP4060187A JP6018792A JPH05267490A JP H05267490 A JPH05267490 A JP H05267490A JP 4060187 A JP4060187 A JP 4060187A JP 6018792 A JP6018792 A JP 6018792A JP H05267490 A JPH05267490 A JP H05267490A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層セラミック回路基板の製造において、ア
スペクト比が高く、微細なグリーンシートのスルーホー
ルでも導電性金属粉末が、密度分布を均一に、十分な充
填量で充填されたビアを形成すること。 【構成】 導電性金属粉末（例、銅）に熱分解性かつ表
面潤滑性の樹脂（例、ポリメチルメタクリレート、ポリ
ブチラール、酢酸ビニル、セルロース、パラフィン系、
ステアリン酸樹脂）を好ましくは１０重量％以下の量で
コーティングする。グリーンシートのビアに充填後、９
０〜１５０℃で積層する。
スペクト比が高く、微細なグリーンシートのスルーホー
ルでも導電性金属粉末が、密度分布を均一に、十分な充
填量で充填されたビアを形成すること。 【構成】 導電性金属粉末（例、銅）に熱分解性かつ表
面潤滑性の樹脂（例、ポリメチルメタクリレート、ポリ
ブチラール、酢酸ビニル、セルロース、パラフィン系、
ステアリン酸樹脂）を好ましくは１０重量％以下の量で
コーティングする。グリーンシートのビアに充填後、９
０〜１５０℃で積層する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックグリーンシ
ートを複数枚積層して作製する多層回路基板用の導体及
びこれを用いた多層基板の製法に関する。近年、回路基
板はコンピュータなどの高速化に伴い、高密度実装化が
要求されている。このため、基板内の導体を微細にする
必要がある。基板内の導体は基板Ｘ，Ｙ方向を走るパタ
ーンとＺ方向を走るビアがある。したがって、導体の微
細化はこの両者の導体を微細にする必要がある。回路基
板の導体を微細にすると、導体の形成過程で断線が起こ
り易くなる。このため、パターンおよびビアが断線無く
微細化可能な導体組成物または形成方法が必要である。
ートを複数枚積層して作製する多層回路基板用の導体及
びこれを用いた多層基板の製法に関する。近年、回路基
板はコンピュータなどの高速化に伴い、高密度実装化が
要求されている。このため、基板内の導体を微細にする
必要がある。基板内の導体は基板Ｘ，Ｙ方向を走るパタ
ーンとＺ方向を走るビアがある。したがって、導体の微
細化はこの両者の導体を微細にする必要がある。回路基
板の導体を微細にすると、導体の形成過程で断線が起こ
り易くなる。このため、パターンおよびビアが断線無く
微細化可能な導体組成物または形成方法が必要である。
【０００２】
【従来の技術】従来のセラミック多層回路基板はまず、
セラミックグリーンシートのビアを形成したい場所にス
ルーホールをあける。そして、導電性金属粉末と有機バ
インダーを混合し、ペースト状態にした導電性ペースト
を用い、スクリーン印刷方法でスルーホール内に充填す
る。その後、同様に導電性ペーストを用いたスクリーン
印刷でセラミックグリーンシート上にパターンを形成す
る。
セラミックグリーンシートのビアを形成したい場所にス
ルーホールをあける。そして、導電性金属粉末と有機バ
インダーを混合し、ペースト状態にした導電性ペースト
を用い、スクリーン印刷方法でスルーホール内に充填す
る。その後、同様に導電性ペーストを用いたスクリーン
印刷でセラミックグリーンシート上にパターンを形成す
る。
【０００３】このように加工したグリーンシートを必要
枚数積層し、焼成工程を経て、各グリーンシートを一体
化され、導体が形成される。本発明者らは、ビアに関し
て、導電性粉末を主成分とする組成で混合粉末の状態の
ままでグリーンシートスルーホールに充填してビアを形
成する方法を提案している（特願昭６３−１６９５１８
号公報、特開平１−２８１７９号公報）。
枚数積層し、焼成工程を経て、各グリーンシートを一体
化され、導体が形成される。本発明者らは、ビアに関し
て、導電性粉末を主成分とする組成で混合粉末の状態の
ままでグリーンシートスルーホールに充填してビアを形
成する方法を提案している（特願昭６３−１６９５１８
号公報、特開平１−２８１７９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記２種類
の方法のうち、ペーストを用いる方法では、ビアの形成
に際し、特にビアの径が小さい場合、スルーホールに充
填しにくく、各層間で断線が発生し易い。このためペー
ストの粘度を工夫し対応するが、粘度調整は作業性が悪
く、一定にするのが難しい。またペーストではバインダ
ー成分に比較的高温分解性のものを用いるため、焼成後
にカーボンが残留し易く、ビア品質が悪くなりやすい。
の方法のうち、ペーストを用いる方法では、ビアの形成
に際し、特にビアの径が小さい場合、スルーホールに充
填しにくく、各層間で断線が発生し易い。このためペー
ストの粘度を工夫し対応するが、粘度調整は作業性が悪
く、一定にするのが難しい。またペーストではバインダ
ー成分に比較的高温分解性のものを用いるため、焼成後
にカーボンが残留し易く、ビア品質が悪くなりやすい。
【０００５】導電性粉末でビアを形成する場合、グリー
ンシートスルーホール内に充填した後、グリーンシート
を重ね合わせて圧力を加え、積層するが、この際、スル
ーホール内の粉末が流動しにくく、粉末の密度分布がス
ルーホール内で一様になりにくいため焼成後にクラック
が入り易く、ビアの機械的強度が低い。したがって、セ
ラミックグリーンシートに形成されたスルーホール径が
小さく、スルーホールのアスペクト比が高い場合、すな
わち微細なビアを形成したい場合、導電性粉末をスルー
ホール内に十分に且つ、均一な密度分布となるように充
填することが難しいという問題を生じていた。
ンシートスルーホール内に充填した後、グリーンシート
を重ね合わせて圧力を加え、積層するが、この際、スル
ーホール内の粉末が流動しにくく、粉末の密度分布がス
ルーホール内で一様になりにくいため焼成後にクラック
が入り易く、ビアの機械的強度が低い。したがって、セ
ラミックグリーンシートに形成されたスルーホール径が
小さく、スルーホールのアスペクト比が高い場合、すな
わち微細なビアを形成したい場合、導電性粉末をスルー
ホール内に十分に且つ、均一な密度分布となるように充
填することが難しいという問題を生じていた。
【０００６】本発明は、アスペクト比が高く、微細なグ
リーンシートのスルーホールでも導電性金属粉末が、従
来に比べて密度分布を均一に出来、且つ十分な充填量が
得られることを目的とする。
リーンシートのスルーホールでも導電性金属粉末が、従
来に比べて密度分布を均一に出来、且つ十分な充填量が
得られることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、導電性金属粉末に、熱分解性および表面
潤滑性が高い樹脂をコーティングしたことを特徴とする
多層セラミック回路基板用導体組成物を提供する。導電
性金属粉末は、微細なスルーホールに対応してμｍオー
ダーの細かい粉末を用いる。したがって、スプレードラ
イ、液体中での混合粉砕など特殊な方法で作製すること
になろう。なお、導電性金属粉末としては一般に銅、白
金、金、銀、Ｐｄ、これらの合金などが用いられる。
成するために、導電性金属粉末に、熱分解性および表面
潤滑性が高い樹脂をコーティングしたことを特徴とする
多層セラミック回路基板用導体組成物を提供する。導電
性金属粉末は、微細なスルーホールに対応してμｍオー
ダーの細かい粉末を用いる。したがって、スプレードラ
イ、液体中での混合粉砕など特殊な方法で作製すること
になろう。なお、導電性金属粉末としては一般に銅、白
金、金、銀、Ｐｄ、これらの合金などが用いられる。
【０００８】本発明では導電性金属粉末を表面潤滑性が
高い樹脂でコーティングする。これによって導電性金属
粉末の流動性が高くなってグリーンシートのスルーホー
ル中により多く充填できるようになる。また、粉末を充
填後、積層する際、コーティングされた樹脂は加熱され
て液状になるので、粉末が動き易くなり、スルーホール
内の粉末の密度分布は均一になる。また、コーティング
樹脂としては熱分解性（低沸点）の樹脂を用い、基板焼
成時に導電性金属粉末及びセラミック粉末の焼結を妨げ
ることのないようにする。
高い樹脂でコーティングする。これによって導電性金属
粉末の流動性が高くなってグリーンシートのスルーホー
ル中により多く充填できるようになる。また、粉末を充
填後、積層する際、コーティングされた樹脂は加熱され
て液状になるので、粉末が動き易くなり、スルーホール
内の粉末の密度分布は均一になる。また、コーティング
樹脂としては熱分解性（低沸点）の樹脂を用い、基板焼
成時に導電性金属粉末及びセラミック粉末の焼結を妨げ
ることのないようにする。
【０００９】このようなコーティング用樹脂として、ポ
リメチルメタクリレート、ポリブチラール、酢酸ビニ
ル、セルロース、パラフィン系、ステアリン酸樹脂など
の樹脂が好ましく用いうることが見い出された。導電性
金属粉末に樹脂をコーティングする方法はスプレードラ
イ、ハイブリダイゼーション（機械的に押し付ける）、
液体中での混合粉砕などがある。コーティング樹脂に合
せ、適当な方法を選択するのが好ましい。コーティング
樹脂は導電性金属粉末に対して１０重量％以下、より好
ましくは１〜３重量％の量になるようにコーティングす
ることが好ましい。樹脂の量が多すぎるとスルーホール
内の導電性金属粉末の密度が低下して、焼成後にポアの
多いビアとなるので好ましくない。
リメチルメタクリレート、ポリブチラール、酢酸ビニ
ル、セルロース、パラフィン系、ステアリン酸樹脂など
の樹脂が好ましく用いうることが見い出された。導電性
金属粉末に樹脂をコーティングする方法はスプレードラ
イ、ハイブリダイゼーション（機械的に押し付ける）、
液体中での混合粉砕などがある。コーティング樹脂に合
せ、適当な方法を選択するのが好ましい。コーティング
樹脂は導電性金属粉末に対して１０重量％以下、より好
ましくは１〜３重量％の量になるようにコーティングす
ることが好ましい。樹脂の量が多すぎるとスルーホール
内の導電性金属粉末の密度が低下して、焼成後にポアの
多いビアとなるので好ましくない。
【００１０】本発明の導電性金属粉末組成物を用いて多
層セラミック回路基板を製造する方法を好ましい態様に
ついて説明すると、銅粉末にポリブチラール、ステアリ
ン酸のいずれかの樹脂をコーティングし、銅粉末に対し
コーティング樹脂を１０wt％以下配合した粉末を用い、
セラミックグリーンシート内のスルーホールに充填して
ビアを形成する工程と、このグリーンシートを９０〜１
５０℃で積層する工程を含む。
層セラミック回路基板を製造する方法を好ましい態様に
ついて説明すると、銅粉末にポリブチラール、ステアリ
ン酸のいずれかの樹脂をコーティングし、銅粉末に対し
コーティング樹脂を１０wt％以下配合した粉末を用い、
セラミックグリーンシート内のスルーホールに充填して
ビアを形成する工程と、このグリーンシートを９０〜１
５０℃で積層する工程を含む。
【００１１】セラミックグリーンシート及びビアは常法
に従って作製すればよく、セラミック粉末（ガラスを含
むことができる）、有機バインダー、溶媒からなるスラ
リーをシート成形し、ビアの穴あけを行なう。導体層は
従来通りの導体ペーストによって印刷すればよく、ビア
内へ充填する導体のみが本発明の導体組成物であればよ
い。ビア内への導体の充填も常法によることができる。
に従って作製すればよく、セラミック粉末（ガラスを含
むことができる）、有機バインダー、溶媒からなるスラ
リーをシート成形し、ビアの穴あけを行なう。導体層は
従来通りの導体ペーストによって印刷すればよく、ビア
内へ充填する導体のみが本発明の導体組成物であればよ
い。ビア内への導体の充填も常法によることができる。
【００１２】グリーンシートの積層も常法によることが
できるが、適当数のグリーンシートを重ね、９０〜１５
０℃の温度で１００〜３００kg／cm2 の圧力を０．２〜
２時間程度かけて積層する。積層温度は９０〜１５０℃
程度がよく、これより低いと導体をコーティングした樹
脂が溶融せず、スルーホール内の導体の密度が均一化し
ない。積層温度があまり高いとグリーンシートの変形が
大きい。また、コーティング樹脂が酸化し、焼成時に分
解しにくい。
できるが、適当数のグリーンシートを重ね、９０〜１５
０℃の温度で１００〜３００kg／cm2 の圧力を０．２〜
２時間程度かけて積層する。積層温度は９０〜１５０℃
程度がよく、これより低いと導体をコーティングした樹
脂が溶融せず、スルーホール内の導体の密度が均一化し
ない。積層温度があまり高いとグリーンシートの変形が
大きい。また、コーティング樹脂が酸化し、焼成時に分
解しにくい。
【００１３】積層後、脱脂、焼成する。脱脂、焼成の条
件はグリーンシートの組成、積層板数などによって異な
るが、常法に従うことができる。例えば、銅を導体とす
るセラミック基板の場合、湿潤窒素雰囲気中７５０〜８
５０℃で２〜６時間程度加熱する。
件はグリーンシートの組成、積層板数などによって異な
るが、常法に従うことができる。例えば、銅を導体とす
るセラミック基板の場合、湿潤窒素雰囲気中７５０〜８
５０℃で２〜６時間程度加熱する。
【００１４】
【実施例】 グリーンシート組成 アルミナ ３０部 硼珪酸ガラス ５０部 バインダー（ポリメチルメタクリレート） １２部 可塑剤（ジオクチルフタレート） ５部 上記の組成のセラミックグリーンシートにφ１２０μｍ
のスルーホールをあけた。一方、φ４μｍの銅粉末に５
wt％のポリメチルメタアクリレートを混合し、さらに混
合粉末をメチルエチルケトン中で４８ｈボールミルによ
って混合した。その後、らいかい機で攪拌しながらメチ
ルエチルケトンを蒸発させた。さらに振動式のスタンプ
ミルで粉砕しφ５−８μｍの粉末を作製した。
のスルーホールをあけた。一方、φ４μｍの銅粉末に５
wt％のポリメチルメタアクリレートを混合し、さらに混
合粉末をメチルエチルケトン中で４８ｈボールミルによ
って混合した。その後、らいかい機で攪拌しながらメチ
ルエチルケトンを蒸発させた。さらに振動式のスタンプ
ミルで粉砕しφ５−８μｍの粉末を作製した。
【００１５】この混合粉末を先程穴あけしたグリーンシ
ートの上から図１のような構成で、スキージをグリーン
シート上を移動させ、スルーホールに混合粉末を充填し
た。図中、１はグリーンシート、２は樹脂コーティング
粉末、３はスキージ、４はＰＢＴシート、５はグリーン
シートのガラスセラミック部分、６はステンレスメッシ
ュ、７は支持台、８は真空吸引口、９はスルーホールで
ある。
ートの上から図１のような構成で、スキージをグリーン
シート上を移動させ、スルーホールに混合粉末を充填し
た。図中、１はグリーンシート、２は樹脂コーティング
粉末、３はスキージ、４はＰＢＴシート、５はグリーン
シートのガラスセラミック部分、６はステンレスメッシ
ュ、７は支持台、８は真空吸引口、９はスルーホールで
ある。
【００１６】充填したグリーンシートを５０枚１４０℃
の温度で３０min 圧力２０MPa で積層した。積層体を湿
潤Ｎ2 中８００℃で８ｈの条件で脱脂し、さらにＮ
2 中、１０００℃で５ｈ焼成した。焼成後形成されたビ
ア断面を観察すると５０層いずれも断線がなく、ビア内
にクラックも発生していなかった。
の温度で３０min 圧力２０MPa で積層した。積層体を湿
潤Ｎ2 中８００℃で８ｈの条件で脱脂し、さらにＮ
2 中、１０００℃で５ｈ焼成した。焼成後形成されたビ
ア断面を観察すると５０層いずれも断線がなく、ビア内
にクラックも発生していなかった。
【００１７】樹脂コーティングの効果を検証した結果を
次に示す。上記の実験と同様の実験をビア形成材料に表
２の組成のものを用いて行った。結果を表１に示す。こ
の結果から、コーティングして効果のある樹脂としてポ
リメチルメタクリレート、ステアリン酸、ポリブチラー
ル、酢酸ビニル、セルロース、パラフィン樹脂があるこ
とがわかる。
次に示す。上記の実験と同様の実験をビア形成材料に表
２の組成のものを用いて行った。結果を表１に示す。こ
の結果から、コーティングして効果のある樹脂としてポ
リメチルメタクリレート、ステアリン酸、ポリブチラー
ル、酢酸ビニル、セルロース、パラフィン樹脂があるこ
とがわかる。
【００１８】
【表１】
【００１９】一方、ポリメチルメタクリレートを代表例
に添加量と積層温度を変えて行った結果を表２に示す。
この結果から、添加量が多くなりすぎると、スルーホー
ル内の銅粉末密度が低くなるため、焼成後にポアの多い
ビアとなること、および樹脂の粘度が低くなる（１００
cp程度）温度範囲で積層しなければ焼成後のビアのクラ
ック（断線）防止に効果がない（この範囲で積層すると
粉末の流動性が増す）ことがわかる。
に添加量と積層温度を変えて行った結果を表２に示す。
この結果から、添加量が多くなりすぎると、スルーホー
ル内の銅粉末密度が低くなるため、焼成後にポアの多い
ビアとなること、および樹脂の粘度が低くなる（１００
cp程度）温度範囲で積層しなければ焼成後のビアのクラ
ック（断線）防止に効果がない（この範囲で積層すると
粉末の流動性が増す）ことがわかる。
【００２０】なお、コーティング樹脂は一種類に限るも
のではなく、たとえば、粉末の凝集性を阻害しない範囲
で可塑剤を添加するなど組み合わせが可能である。
のではなく、たとえば、粉末の凝集性を阻害しない範囲
で可塑剤を添加するなど組み合わせが可能である。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】本発明によって、微細なビアでも断線や
ビア内にクラックがない良好な導体が形成できる。特に
従来のペーストに比べ微細なビアへ簡単に充填可能で、
粉末のみを充填するのに比べ充填密度が高く、均一なビ
アとなる。
ビア内にクラックがない良好な導体が形成できる。特に
従来のペーストに比べ微細なビアへ簡単に充填可能で、
粉末のみを充填するのに比べ充填密度が高く、均一なビ
アとなる。
【図１】実施例においてグリーンシートのビアへ導体を
充填する様子を示す図である。
充填する様子を示す図である。
１…グリーンシート ２…樹脂コーティング粉末 ３…スキージ ４…ＰＢＴシート ５…グリーンシートのガラスセラミック部分 ６…ステンレスメッシュ ７…支持台 ８…真空吸引口 ９…スルーホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｓ 6921−4Ｅ Ｈ 6921−4Ｅ 8617−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｑ
Claims (3)
- 【請求項１】 導電性金属粉末に、熱分解性および表面
潤滑性が高い樹脂をコーティングしたことを特徴とする
多層セラミック回路基板用導体組成物。 - 【請求項２】 上記コーティング樹脂がポリメチルメタ
クリレート、ポリブチラール、酢酸ビニル、セルロー
ス、パラフィン系、ステアリン酸樹脂のうちの少なくと
も一種類を含む請求項１記載の多層セラミック回路基板
用導体組成物。 - 【請求項３】 銅粉末にポリブチラール、ステアリン酸
のいずれかの樹脂をコーティングし、銅粉末に対しコー
ティング樹脂を１０wt％以下配合した粉末を用い、グリ
ーンシート内のスルーホールに充填してビアを形成する
工程と、このグリーンシートを９０〜１５０℃で積層す
る工程を含むことを特徴とする多層セラミック回路基板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4060187A JPH05267490A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 多層セラミック回路基板用導体組成物及びこれを用いた基板の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4060187A JPH05267490A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 多層セラミック回路基板用導体組成物及びこれを用いた基板の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267490A true JPH05267490A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13134913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4060187A Withdrawn JPH05267490A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 多層セラミック回路基板用導体組成物及びこれを用いた基板の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05267490A (ja) |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP4060187A patent/JPH05267490A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |