JPH0530317B2 - - Google Patents
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- JPH0530317B2 JPH0530317B2 JP29714987A JP29714987A JPH0530317B2 JP H0530317 B2 JPH0530317 B2 JP H0530317B2 JP 29714987 A JP29714987 A JP 29714987A JP 29714987 A JP29714987 A JP 29714987A JP H0530317 B2 JPH0530317 B2 JP H0530317B2
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Description
イ 発明の目的
［産業上の利用分野］
本発明は電子機器に使用されるセラミツク多層
回路基板に関する。 ［従来の技術］ 一般にセラミツク多層回路基板はＷまたはMo
を導体とする高アルミナ系の高温焼成（1500℃以
上）の多層回路基板を用いているが、アルミナは
比誘電率が高く、導通抵抗も高いため、信号伝播
遅延時間も長くなりコンピユータ等の高速化、高
性能化の障害となつていた。 このため、高温焼成多層回路基板に代わるもの
として、基板材料は、例えば特開昭60−260465号
公報、特開昭60−227311号公報等には低融点ガラ
スにアルミナを添加したセラミツクやAl2O3−
SiO2−CaO−MgO−B2O3系セラミツク等を用
い、さらに導体は、例えばAg，Ag−Pd，Cu等
の低抵抗金属を用い、これらを多層に積層した低
温焼成セラミツク多層回路基板の開発が進められ
ている。 この一般的な製造方法を第２図にフローチヤー
トで示した。そこで使用されているスルホール用
導体ペーストは導通抵抗が低いこと、セラミ
ツクの焼成は800℃〜1000℃で焼結可能なこと、
できるだけ安価なこと等を考慮して金属成分が
決められている。例えば、酸化雰囲気（空気）焼
成ではAg，Ag−Pdで、中性および還元雰囲気で
はCuである。 このような金属粉末は通常平均0.1μ〜5μ程度の
球状ないし粒状粉体であり、スルホール用導体ペ
ーストは前述した金属粉末と有機ビヒクルを三本
ロールなどでよく混合混練して作製される。こう
して作製された導体ペーストを用いて第２図に示
したフローチヤートのように多層回路基板を作製
すると、スルホール内へ充填したAg，Ag−Pdお
よびCuの熱膨張係数がセラミツクに比べて著し
く大きいため、温度変化によつてスルホール内の
金属粒子とセラミツクとの間に大きな引張応力あ
るいは圧縮応力がかかり、導体中やセラミツク中
にクラツクの発生し、導通の信頼性を低下させて
いた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はスルホール導通の信頼性を向上するた
め、従来の平均0.1μ〜5μ球状ないし粒状のAg，
Cu，Ag−Pd粉体を使用すると、導体がセラミツ
クの焼成温度では緻密に焼結してしまうことが導
通の信頼性を低下させている原因と考え、導体を
多孔状質状とすることにより問題を解決しようと
するものである。 ロ 発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はセラミツクグリンシートにスルホール
を形成し、金属成分と有機ビヒクルよりなるペー
ストで充填した後、焼成して製造するセラミツク
多層回路基板において、前記金属成分は重量比率
で30％以上の偏平状導体金属粉末を含有するペー
ストからなることを特徴とするセラミツク多層回
路基板である。 そして、スルホールに充填するペーストの金属
成分はAg，Pd，Pt、およびCuの少なくとも１種
以上からなることを特徴とする。 そして、スルホールをペーストで充填したセラ
ミツクグリンシートは800℃〜1000℃で焼成する
ことを特徴とする。 ［作用］ 通常、導体ペーストに用いられる球状あるいは
粒状金属粉末は、金属塩溶液から還元剤を用いて
金属粉末を沈殿させる等の方法で作製されたもの
であり、本発明で用いる偏平状粉末は、前記の方
法等で作製した球状粉末などをボールミルなどで
機械的な力で砕きあるいは延ばしたりして作製さ
れる。 また、Ag−Pd共沈粉末は、Ag，Pdそれぞれ
の金属塩混合溶液に還元剤を添加して、同時に沈
殿させ粒子として作製したものである。 またAg−Pd合金粉末は、AgとPdのそれぞれ
の水酸化物を水素気流中で加熱還元させる方法等
で作製したものである。 導体ペースト中の金属粒子を従来の球状から偏
平状の粒子を金属成分全体の30％以上とすること
により、セラミツクと一体焼結した場合、スルホ
ール導体の金属成分部の構造は、焼結性が悪いた
めに空孔の多い多孔質状の組織となつて、急激な
温度変化に起因する応力を緩和し、セラミツク部
および導体部でのクラツクの発生を防ぐものと思
われる。 なお、導体部の構造組織は多孔質ではあるが、
一つのポアーの孔径は数μ程度であり、導通抵抗
は緻密質の場合と比較して実用上の差異はほとん
ど認められず、電気回路として好ましくない配線
抵抗の増加を防いでいる。 ［実施例］ 本発明の実施例を示す。 低温焼成セラミツク基板はCaO−Al2O3−SiO2
−B2O3系ガラスとアルミナ粉の混合物を用いた。 セラミツクグリンシートは前記混合物と有機バ
イダー（アクリル樹脂）、可塑剤（フタル酸ジブ
チル）、溶剤（トルエンとブタノール混合）をボ
ールミルで混合し、ドクターブレード法にて厚み
0.4mmのセラミツクグリンシートを作製した。 導体ペーストは第１表に示したそれぞれの金属
回路基板に関する。 ［従来の技術］ 一般にセラミツク多層回路基板はＷまたはMo
を導体とする高アルミナ系の高温焼成（1500℃以
上）の多層回路基板を用いているが、アルミナは
比誘電率が高く、導通抵抗も高いため、信号伝播
遅延時間も長くなりコンピユータ等の高速化、高
性能化の障害となつていた。 このため、高温焼成多層回路基板に代わるもの
として、基板材料は、例えば特開昭60−260465号
公報、特開昭60−227311号公報等には低融点ガラ
スにアルミナを添加したセラミツクやAl2O3−
SiO2−CaO−MgO−B2O3系セラミツク等を用
い、さらに導体は、例えばAg，Ag−Pd，Cu等
の低抵抗金属を用い、これらを多層に積層した低
温焼成セラミツク多層回路基板の開発が進められ
ている。 この一般的な製造方法を第２図にフローチヤー
トで示した。そこで使用されているスルホール用
導体ペーストは導通抵抗が低いこと、セラミ
ツクの焼成は800℃〜1000℃で焼結可能なこと、
できるだけ安価なこと等を考慮して金属成分が
決められている。例えば、酸化雰囲気（空気）焼
成ではAg，Ag−Pdで、中性および還元雰囲気で
はCuである。 このような金属粉末は通常平均0.1μ〜5μ程度の
球状ないし粒状粉体であり、スルホール用導体ペ
ーストは前述した金属粉末と有機ビヒクルを三本
ロールなどでよく混合混練して作製される。こう
して作製された導体ペーストを用いて第２図に示
したフローチヤートのように多層回路基板を作製
すると、スルホール内へ充填したAg，Ag−Pdお
よびCuの熱膨張係数がセラミツクに比べて著し
く大きいため、温度変化によつてスルホール内の
金属粒子とセラミツクとの間に大きな引張応力あ
るいは圧縮応力がかかり、導体中やセラミツク中
にクラツクの発生し、導通の信頼性を低下させて
いた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はスルホール導通の信頼性を向上するた
め、従来の平均0.1μ〜5μ球状ないし粒状のAg，
Cu，Ag−Pd粉体を使用すると、導体がセラミツ
クの焼成温度では緻密に焼結してしまうことが導
通の信頼性を低下させている原因と考え、導体を
多孔状質状とすることにより問題を解決しようと
するものである。 ロ 発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はセラミツクグリンシートにスルホール
を形成し、金属成分と有機ビヒクルよりなるペー
ストで充填した後、焼成して製造するセラミツク
多層回路基板において、前記金属成分は重量比率
で30％以上の偏平状導体金属粉末を含有するペー
ストからなることを特徴とするセラミツク多層回
路基板である。 そして、スルホールに充填するペーストの金属
成分はAg，Pd，Pt、およびCuの少なくとも１種
以上からなることを特徴とする。 そして、スルホールをペーストで充填したセラ
ミツクグリンシートは800℃〜1000℃で焼成する
ことを特徴とする。 ［作用］ 通常、導体ペーストに用いられる球状あるいは
粒状金属粉末は、金属塩溶液から還元剤を用いて
金属粉末を沈殿させる等の方法で作製されたもの
であり、本発明で用いる偏平状粉末は、前記の方
法等で作製した球状粉末などをボールミルなどで
機械的な力で砕きあるいは延ばしたりして作製さ
れる。 また、Ag−Pd共沈粉末は、Ag，Pdそれぞれ
の金属塩混合溶液に還元剤を添加して、同時に沈
殿させ粒子として作製したものである。 またAg−Pd合金粉末は、AgとPdのそれぞれ
の水酸化物を水素気流中で加熱還元させる方法等
で作製したものである。 導体ペースト中の金属粒子を従来の球状から偏
平状の粒子を金属成分全体の30％以上とすること
により、セラミツクと一体焼結した場合、スルホ
ール導体の金属成分部の構造は、焼結性が悪いた
めに空孔の多い多孔質状の組織となつて、急激な
温度変化に起因する応力を緩和し、セラミツク部
および導体部でのクラツクの発生を防ぐものと思
われる。 なお、導体部の構造組織は多孔質ではあるが、
一つのポアーの孔径は数μ程度であり、導通抵抗
は緻密質の場合と比較して実用上の差異はほとん
ど認められず、電気回路として好ましくない配線
抵抗の増加を防いでいる。 ［実施例］ 本発明の実施例を示す。 低温焼成セラミツク基板はCaO−Al2O3−SiO2
−B2O3系ガラスとアルミナ粉の混合物を用いた。 セラミツクグリンシートは前記混合物と有機バ
イダー（アクリル樹脂）、可塑剤（フタル酸ジブ
チル）、溶剤（トルエンとブタノール混合）をボ
ールミルで混合し、ドクターブレード法にて厚み
0.4mmのセラミツクグリンシートを作製した。 導体ペーストは第１表に示したそれぞれの金属
【表】
成分の金属粉末と有機バインダー（エチルセルロ
ース、またはアクリル樹脂）と溶剤（テレピネオ
ール）の混合物を三本ロールでよく混合混練して
作製した。 スルホールは穴径0.3mmφの大きさに金型を用
いて打ち抜き、導体ペーストをスクリン印刷法で
スルホール内に充填した。 実施例１，２，３，４，５，７，８は内線配線
用Ag導体ペーストを印刷し、また外部に出るセ
ラミツクグリンシート上には外部配線用Ag−Pd
ペーストを印刷した。第１図に示したように、こ
うして作製した配線印刷とスルホール内に導体が
充填されたセラミツクグリンシートを第１層と
し、２，３層はスルホールのないセラミツクグリ
ンシートとして、この３枚を加熱圧着して積層し
た。次いで、空気雰囲気中の900℃で焼成してセ
ラミツク多層回路基板とした。 実施例６は実施例１と同様に作製したセラミツ
クグリンシートを用い、スルホール導体ペースト
としてCuペースト、また内部配線および外部配
線はCuペーストを印刷し、前述と同様に３枚を
加熱圧着して積層し、加湿N2を主体とした中性
雰囲気の900℃で焼成し多層回路基板とした。 こうして得た試験片を用いて信頼性試験とし
て、温度サイクル試験（条件は−40℃〜＋150℃、
100サイクル）を行つて、導通抵抗の変化率、ま
たセラミツクおよび導体周辺のクラツク発生の有
無を調べた。その結果を第１表に示した。 これに対して、比較のため（比較例１−３）、
導体ペーストは第１表に示した金属塩溶液から還
元剤を用いて金属粉末を沈殿させる等の方法で作
製された球状のそれぞれの金属成分の金属粉末を
用い、そのほかは比較例１，２は実施例１と、ま
た比較例３は実施例６同様の作製方法および試験
方法で行つた。その結果も第１表に示した。 実施例の全ては導体周辺および導体中にクラツ
クの発生はなく、また、導通抵抗の変化率は±
0.5％以下であつた。一方比較例の全てはセラミ
ツク中にクラツクが発生し、それにより導通抵抗
が２％以上増大した。 なお、本発明はスルホールと必要な配線を有す
る１層の回路基板であつても良いことは当然であ
り、スルホール導体を形成する必要があるセラミ
ツク多層回路基板を作製する全てに利用できる。 また、セラミツクグリンシートの代わりにセラ
ミツク絶縁体ペーストを用いて多層化する、いわ
ゆる印刷積層多層回路基板にも応用できる。 ハ 発明の効果 本発明によれば、スルホール導体およびその周
辺にクラツクの発生のない高信頼性のセラミツク
多層回路基板を低温焼成で得ることができた。
ース、またはアクリル樹脂）と溶剤（テレピネオ
ール）の混合物を三本ロールでよく混合混練して
作製した。 スルホールは穴径0.3mmφの大きさに金型を用
いて打ち抜き、導体ペーストをスクリン印刷法で
スルホール内に充填した。 実施例１，２，３，４，５，７，８は内線配線
用Ag導体ペーストを印刷し、また外部に出るセ
ラミツクグリンシート上には外部配線用Ag−Pd
ペーストを印刷した。第１図に示したように、こ
うして作製した配線印刷とスルホール内に導体が
充填されたセラミツクグリンシートを第１層と
し、２，３層はスルホールのないセラミツクグリ
ンシートとして、この３枚を加熱圧着して積層し
た。次いで、空気雰囲気中の900℃で焼成してセ
ラミツク多層回路基板とした。 実施例６は実施例１と同様に作製したセラミツ
クグリンシートを用い、スルホール導体ペースト
としてCuペースト、また内部配線および外部配
線はCuペーストを印刷し、前述と同様に３枚を
加熱圧着して積層し、加湿N2を主体とした中性
雰囲気の900℃で焼成し多層回路基板とした。 こうして得た試験片を用いて信頼性試験とし
て、温度サイクル試験（条件は−40℃〜＋150℃、
100サイクル）を行つて、導通抵抗の変化率、ま
たセラミツクおよび導体周辺のクラツク発生の有
無を調べた。その結果を第１表に示した。 これに対して、比較のため（比較例１−３）、
導体ペーストは第１表に示した金属塩溶液から還
元剤を用いて金属粉末を沈殿させる等の方法で作
製された球状のそれぞれの金属成分の金属粉末を
用い、そのほかは比較例１，２は実施例１と、ま
た比較例３は実施例６同様の作製方法および試験
方法で行つた。その結果も第１表に示した。 実施例の全ては導体周辺および導体中にクラツ
クの発生はなく、また、導通抵抗の変化率は±
0.5％以下であつた。一方比較例の全てはセラミ
ツク中にクラツクが発生し、それにより導通抵抗
が２％以上増大した。 なお、本発明はスルホールと必要な配線を有す
る１層の回路基板であつても良いことは当然であ
り、スルホール導体を形成する必要があるセラミ
ツク多層回路基板を作製する全てに利用できる。 また、セラミツクグリンシートの代わりにセラ
ミツク絶縁体ペーストを用いて多層化する、いわ
ゆる印刷積層多層回路基板にも応用できる。 ハ 発明の効果 本発明によれば、スルホール導体およびその周
辺にクラツクの発生のない高信頼性のセラミツク
多層回路基板を低温焼成で得ることができた。
第１図は本発明の１実施例を示すセラミツク多
層回路基板の断面図、第２図はセラミツク多層回
路基板の工程のフローチヤート。 １……セラミツクグリンシート、２……スルホ
ール、３……外層導体、４……内層導体。
層回路基板の断面図、第２図はセラミツク多層回
路基板の工程のフローチヤート。 １……セラミツクグリンシート、２……スルホ
ール、３……外層導体、４……内層導体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミツクグリンシートにスルホールを形成
し、金属成分と有機ビヒクルよりなるペーストで
充填した後、焼成して製造するセラミツク多層回
路基板において、前記金属成分は重量比率で30％
以上の偏平状導体金属粉末を含有するペーストか
らなることを特徴とするセラミツク多層回路基
板。 ２ スルホールに充填するペーストの金属成分は
Ag，Pd，Pt、およびCuの少なくとも１種以上か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のセラミツク多層回路基板。 ３ スルホールをペーストで充填したセラミツク
グリンシートは800℃〜1000℃で焼成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミツ
ク多層回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29714987A JPH01138793A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | セラミック多層回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29714987A JPH01138793A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | セラミック多層回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138793A JPH01138793A (ja) | 1989-05-31 |
| JPH0530317B2 true JPH0530317B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17842835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29714987A Granted JPH01138793A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | セラミック多層回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01138793A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3019139B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2000-03-13 | 株式会社住友金属エレクトロデバイス | 導電性ペースト及びそれを用いたセラミック回路基板 |
| TW200733143A (en) | 2006-01-23 | 2007-09-01 | Hitachi Metals Ltd | Conductor paste, multilayer ceramic substrate and fabrication method of multilayer ceramic substrate |
| JP5469316B2 (ja) * | 2007-07-03 | 2014-04-16 | 日本碍子株式会社 | セラミックス構造体及びその製造方法 |
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1987
- 1987-11-25 JP JP29714987A patent/JPH01138793A/ja active Granted
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| JPH01138793A (ja) | 1989-05-31 |
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