JPH054884A - セラミツクス用メタライズ組成物 - Google Patents
セラミツクス用メタライズ組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｃｕの配合比率を高めることなく捲れ上がり
を防止するとともに、局部焼結現象を防止して優れた特
性のメタライズ層を形成するセラミックス用メタライズ
組成物を提供すること。 【構成】 低温焼成セラミックスのメタライズ組成物に
おいて、主成分のＣｕＯ−Ｃｕ混合物又はＣｕＯ−Ｃｕ
2Ｏ混合物に対して、Ｂｉ2Ｏ3：１〜８重量％，Ｍｏ
Ｏ3：０.１〜５重量％及びＣｒ2Ｏ3：０.１〜２重量％
のうち、少なくともを２種類以上を組合せて主成分に添
加したことを特徴とするセラミックス用メタライズ組成
物。
を防止するとともに、局部焼結現象を防止して優れた特
性のメタライズ層を形成するセラミックス用メタライズ
組成物を提供すること。 【構成】 低温焼成セラミックスのメタライズ組成物に
おいて、主成分のＣｕＯ−Ｃｕ混合物又はＣｕＯ−Ｃｕ
2Ｏ混合物に対して、Ｂｉ2Ｏ3：１〜８重量％，Ｍｏ
Ｏ3：０.１〜５重量％及びＣｒ2Ｏ3：０.１〜２重量％
のうち、少なくともを２種類以上を組合せて主成分に添
加したことを特徴とするセラミックス用メタライズ組成
物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温焼成セラミックス
に金属面を形成することによって、例えば高密度多層配
線基板，ＩＣ又はトランジスタパッケージ，電気絶縁用
電子部品等に利用できるセラミックス用メタライズ組成
物に関するものである。
に金属面を形成することによって、例えば高密度多層配
線基板，ＩＣ又はトランジスタパッケージ，電気絶縁用
電子部品等に利用できるセラミックス用メタライズ組成
物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、低温焼成セラミックスに用い
られるメタライズ組成物は、セラミックスと同時焼成す
ることによって、セラミックス上に金属面を形成するも
のであり、この低温焼成セラミックス用メタライズ組成
物として、各種のものが提案されている。
られるメタライズ組成物は、セラミックスと同時焼成す
ることによって、セラミックス上に金属面を形成するも
のであり、この低温焼成セラミックス用メタライズ組成
物として、各種のものが提案されている。
【０００３】例えば、低温焼成セラミックス用Ｃｕメタ
ライズ組成物としては、ＣｕＯ−Ｃｕ粉末の混合割合や
粒度配合を工夫したり、ＴｉＯ2，ＭｎＯ2，Ｐｔ，Ａ
ｕ，Ａｇ2Ｏ等の添加によって、Ｃｕメタライズ層の導
通や気密性等の特性の向上が図られている（特開昭６３
−２９５４９１号公報参照）。
ライズ組成物としては、ＣｕＯ−Ｃｕ粉末の混合割合や
粒度配合を工夫したり、ＴｉＯ2，ＭｎＯ2，Ｐｔ，Ａ
ｕ，Ａｇ2Ｏ等の添加によって、Ｃｕメタライズ層の導
通や気密性等の特性の向上が図られている（特開昭６３
−２９５４９１号公報参照）。
【０００４】また、この様なメタライズ組成物を使用
し、同時焼成によって例えばＣｕメタライズ層を形成す
る場合には、次の様な工程で行われている。即ち、大気
中にて脱バインダーを行う工程（脱バインダー工程）、
Ｈ2又は分解ガス中でＣｕＯをＣｕに還元する工程（還
元焼成工程）、非酸化ガス中でセラミックスとＣｕを一
体に焼結する工程（本焼成工程）等である。
し、同時焼成によって例えばＣｕメタライズ層を形成す
る場合には、次の様な工程で行われている。即ち、大気
中にて脱バインダーを行う工程（脱バインダー工程）、
Ｈ2又は分解ガス中でＣｕＯをＣｕに還元する工程（還
元焼成工程）、非酸化ガス中でセラミックスとＣｕを一
体に焼結する工程（本焼成工程）等である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
メタライズ層の形成方法では、上述した焼成工程を必要
とするために、下記の様な問題が生ずることがあった。
つまり、上記脱バインダー工程や焼成還元工程では、Ｃ
ｕ粉の酸化と還元とを避けることが不可能であり、それ
によって、Ｃｕの酸化による体積増加や還元による体積
減少等の体積変動が生じていた。更に、この体積変動に
よって、メタライズに粗密部を生じ易くなり、この粗部
から図４に示す様な蜂の巣状のひび割れＰ１を生じて、
ブロックＰ２に分離してしまうことがあった。その結
果、後の本焼成工程で、ブロックＰ２に局部焼結現象が
発生してしまい、導通が取れなくなったり気密性が損な
われるという問題があった。
メタライズ層の形成方法では、上述した焼成工程を必要
とするために、下記の様な問題が生ずることがあった。
つまり、上記脱バインダー工程や焼成還元工程では、Ｃ
ｕ粉の酸化と還元とを避けることが不可能であり、それ
によって、Ｃｕの酸化による体積増加や還元による体積
減少等の体積変動が生じていた。更に、この体積変動に
よって、メタライズに粗密部を生じ易くなり、この粗部
から図４に示す様な蜂の巣状のひび割れＰ１を生じて、
ブロックＰ２に分離してしまうことがあった。その結
果、後の本焼成工程で、ブロックＰ２に局部焼結現象が
発生してしまい、導通が取れなくなったり気密性が損な
われるという問題があった。
【０００６】また、従来は、気密性の向上のために、メ
タライズの主組成であるＣｕＯ／Ｃｕの配合比率のＣｕ
を高めていたが、このＣｕの配合比率を高めると、脱バ
インダー焼成工程で、Ｃｕ→ＣｕＯによって生じる体積
増加が大きくなるので、メタライズ層がセラミックスか
ら捲れ上がる危険性が生ずるという問題があった。
タライズの主組成であるＣｕＯ／Ｃｕの配合比率のＣｕ
を高めていたが、このＣｕの配合比率を高めると、脱バ
インダー焼成工程で、Ｃｕ→ＣｕＯによって生じる体積
増加が大きくなるので、メタライズ層がセラミックスか
ら捲れ上がる危険性が生ずるという問題があった。
【０００７】本発明は、上記課題を解決し、Ｃｕの配合
比率を高めることなく捲れ上がりを防止するとともに、
局部焼結現象を防止して優れた特性のメタライズ層を形
成するセラミックス用メタライズ組成物を提供すること
を目的とする。
比率を高めることなく捲れ上がりを防止するとともに、
局部焼結現象を防止して優れた特性のメタライズ層を形
成するセラミックス用メタライズ組成物を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の請求項１の発明は、低温焼成セラミックスのメタライ
ズ組成物において、主成分のＣｕＯ−Ｃｕ混合物又はＣ
ｕＯ−Ｃｕ2Ｏ混合物に対して、ＭｏＯ3を０.１〜５重
量％又はＣｒ2Ｏ3を０.１〜２重量％添加したことを特
徴とするセラミックス用メタライズ組成物を要旨とす
る。
の請求項１の発明は、低温焼成セラミックスのメタライ
ズ組成物において、主成分のＣｕＯ−Ｃｕ混合物又はＣ
ｕＯ−Ｃｕ2Ｏ混合物に対して、ＭｏＯ3を０.１〜５重
量％又はＣｒ2Ｏ3を０.１〜２重量％添加したことを特
徴とするセラミックス用メタライズ組成物を要旨とす
る。
【０００９】また、請求項２の発明は、低温焼成セラミ
ックスのメタライズ組成物において、主成分のＣｕＯ−
Ｃｕ混合物又はＣｕＯ−Ｃｕ2Ｏ混合物に対して、Ｂｉ2
Ｏ3：１〜８重量％，ＭｏＯ3：０.１〜５重量％及びＣ
ｒ2Ｏ3：０.１〜２重量％のうち、少なくともを２種類
以上を組合せて主成分に添加したことを特徴とするセラ
ミックス用メタライズ組成物を要旨とする。
ックスのメタライズ組成物において、主成分のＣｕＯ−
Ｃｕ混合物又はＣｕＯ−Ｃｕ2Ｏ混合物に対して、Ｂｉ2
Ｏ3：１〜８重量％，ＭｏＯ3：０.１〜５重量％及びＣ
ｒ2Ｏ3：０.１〜２重量％のうち、少なくともを２種類
以上を組合せて主成分に添加したことを特徴とするセラ
ミックス用メタライズ組成物を要旨とする。
【００１０】更に、請求項３の発明は、前記セラミック
ス用メタライズ組成物の主成分に対して、Ａｇを０.１
〜０.５重量％又は／及びガラスを１〜１０重量％添加
したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセラ
ミックス用メタライズ組成物を要旨とする。
ス用メタライズ組成物の主成分に対して、Ａｇを０.１
〜０.５重量％又は／及びガラスを１〜１０重量％添加
したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセラ
ミックス用メタライズ組成物を要旨とする。
【００１１】ここで、前記ＣｕＯ−Ｃｕ混合物として
は、ＣｕＯ粉末３０〜１００重量部、Ｃｕ粉末７０〜０
重量部からなるものが望ましく、またＣｕＯ−Ｃｕ2Ｏ
混合物としては、ＣｕＯ１０〜１００重量部、Ｃｕ2Ｏ
を９０〜０重量部からなるものが望ましい。
は、ＣｕＯ粉末３０〜１００重量部、Ｃｕ粉末７０〜０
重量部からなるものが望ましく、またＣｕＯ−Ｃｕ2Ｏ
混合物としては、ＣｕＯ１０〜１００重量部、Ｃｕ2Ｏ
を９０〜０重量部からなるものが望ましい。
【００１２】更に、使用するＣｕＯ粉末の粒径が、０.
５〜５μmの範囲のものが好ましく、特にその範囲で異
なる平均粒径のＣｕＯ粉末を組み合わせてもよい。また
Ｃｕ2Ｏ粉末の粒径が、０.５〜１０μmの範囲のものが
好ましく、その範囲で異なる平均粒径のＣｕ2Ｏ粉末を
組み合わせてもよい。或いはＣｕ粉末の粒径が、０.５
〜２０μmの範囲のものが好ましく、その範囲で異なる
平均粒径のＣｕ粉末を組み合わせてもよい。
５〜５μmの範囲のものが好ましく、特にその範囲で異
なる平均粒径のＣｕＯ粉末を組み合わせてもよい。また
Ｃｕ2Ｏ粉末の粒径が、０.５〜１０μmの範囲のものが
好ましく、その範囲で異なる平均粒径のＣｕ2Ｏ粉末を
組み合わせてもよい。或いはＣｕ粉末の粒径が、０.５
〜２０μmの範囲のものが好ましく、その範囲で異なる
平均粒径のＣｕ粉末を組み合わせてもよい。
【００１３】上記Ｂｉ2Ｏ3は１重量％未満では局部焼結
抑制作用がなく、８重量％を超えると導通抵抗が大きく
なりすぎる。このＢｉ2Ｏ3の粒径は、０.３〜１.０μm
が望ましい。ＭｏＯ3は０.１重量％未満では局部焼結抑
制作用がなく、５重量％を超えるとＭｏが多量にセラミ
ックスに拡散してセラミックスが黒色に変色する。この
ＭｏＯ3の粒径は、３〜５μmが望ましい。
抑制作用がなく、８重量％を超えると導通抵抗が大きく
なりすぎる。このＢｉ2Ｏ3の粒径は、０.３〜１.０μm
が望ましい。ＭｏＯ3は０.１重量％未満では局部焼結抑
制作用がなく、５重量％を超えるとＭｏが多量にセラミ
ックスに拡散してセラミックスが黒色に変色する。この
ＭｏＯ3の粒径は、３〜５μmが望ましい。
【００１４】Ｃｒ2Ｏ3は０.１重量％未満では局部焼結
抑制作用がなく、２重量％を超えるとメタライズの気密
性が低下する。このＣｒ2Ｏ3の粒径は、０.３〜１.０μ
mが望ましい。
抑制作用がなく、２重量％を超えるとメタライズの気密
性が低下する。このＣｒ2Ｏ3の粒径は、０.３〜１.０μ
mが望ましい。
【００１５】
【作用】本発明は、セラミックス用メタライズ組成物と
して、その成分にＢｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3を含有
している。そして、この添加物が、下記の様に作用して
局部焼結現象を抑制すると考えられる。
して、その成分にＢｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3を含有
している。そして、この添加物が、下記の様に作用して
局部焼結現象を抑制すると考えられる。
【００１６】メタライズペーストが印刷されたセラミ
ックスグリーンシートは、大気中で焼成されてバインダ
ーが除されるが、この時Ｃｕが酸化されてＣｕＯとなり
体積膨脹を引き起す。そして、次の還元焼成の工程でＣ
ｕＯが還元されてＣｕになるが、このときに体積収縮し
てメタライズに粗密を生じて、ひび割れを起こし易くな
る。
ックスグリーンシートは、大気中で焼成されてバインダ
ーが除されるが、この時Ｃｕが酸化されてＣｕＯとなり
体積膨脹を引き起す。そして、次の還元焼成の工程でＣ
ｕＯが還元されてＣｕになるが、このときに体積収縮し
てメタライズに粗密を生じて、ひび割れを起こし易くな
る。
【００１７】ところがメタライズの組成中にＢｉ2Ｏ3
が含まれていると、Ｂｉ2Ｏ3も同様に還元されてＢｉと
なり、このＢｉがＣｕ粒子を濡らし、Ｃｕ同士を結合さ
せるので、ＢｉがＣｕ粒子を結合したところから先へク
ラックが進行してゆくのを抑制すると考えられる。
が含まれていると、Ｂｉ2Ｏ3も同様に還元されてＢｉと
なり、このＢｉがＣｕ粒子を濡らし、Ｃｕ同士を結合さ
せるので、ＢｉがＣｕ粒子を結合したところから先へク
ラックが進行してゆくのを抑制すると考えられる。
【００１８】また、ＭｏＯ3も同様に還元されるが、
Ｍｏは融点が２６２２℃と高いために、Ｃｕ粒子を濡ら
さず、ＭｏがＣｕ粒子間に介在して、Ｃｕ粒子同士の焼
結を抑制する。その結果、ひび割れが生じにくくなる。
更に、本焼成時には、ＭｏとＣｕが合金化して緻密なメ
タライズになる。この時には、下地のセラミックスの焼
結も始まるので、メタライズのクラックは発生しない。
Ｍｏは融点が２６２２℃と高いために、Ｃｕ粒子を濡ら
さず、ＭｏがＣｕ粒子間に介在して、Ｃｕ粒子同士の焼
結を抑制する。その結果、ひび割れが生じにくくなる。
更に、本焼成時には、ＭｏとＣｕが合金化して緻密なメ
タライズになる。この時には、下地のセラミックスの焼
結も始まるので、メタライズのクラックは発生しない。
【００１９】Ｃｒ2Ｏ3は還元されないで、そのままＣ
ｕ粒子間に介在して、Ｍｏと同じ様にＣｕ粒子同士の焼
結を抑制する。更に、本焼成時には、メタライズとセラ
ミックス界面に拡散して接着強度を高める効果も併せ持
つ。上記〜のメカニズムによって、ひび割れが防止
されるので、メタライズが多くのブロックに分離されな
い。従って、形成されたメタライズ層の導通や気密性が
損なわれず、捲れ上がりも防止される。特に、３種の添
加物のうち少なくとも２種を組み合わせて使用すると、
クラックが一層発生しにくくなり、しかも形成されるメ
タライズ層がより緻密化されるので、好適である。
ｕ粒子間に介在して、Ｍｏと同じ様にＣｕ粒子同士の焼
結を抑制する。更に、本焼成時には、メタライズとセラ
ミックス界面に拡散して接着強度を高める効果も併せ持
つ。上記〜のメカニズムによって、ひび割れが防止
されるので、メタライズが多くのブロックに分離されな
い。従って、形成されたメタライズ層の導通や気密性が
損なわれず、捲れ上がりも防止される。特に、３種の添
加物のうち少なくとも２種を組み合わせて使用すると、
クラックが一層発生しにくくなり、しかも形成されるメ
タライズ層がより緻密化されるので、好適である。
【００２０】次に、Ｂｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3の
他、適宜添加されるＡｇ及びガラスの作用について説明
する。 ａ）Ａｇは、０.１重量％以上添加すると、Ｃｕと合金
化してメタライズの緻密化に寄与するが、必要以上
（０.５重量％を超える量）に混合すると、合金化が進
みすぎて互いに溶融して球状になるので好ましくない。
他、適宜添加されるＡｇ及びガラスの作用について説明
する。 ａ）Ａｇは、０.１重量％以上添加すると、Ｃｕと合金
化してメタライズの緻密化に寄与するが、必要以上
（０.５重量％を超える量）に混合すると、合金化が進
みすぎて互いに溶融して球状になるので好ましくない。
【００２１】ｂ）ガラスは、１重量％以上１０重量％以
下の範囲で添加すると、Ｃｕとセラミックス界面との結
合を強固にし、気密性と接着強度に寄与する。また、Ｃ
ｕ粒子間に介在して、還元焼成時のクラック抑制効果も
併せ持つ。このガラスとしては、コーディエライトを主
結晶とする主結晶化ガラス粉末を使用できるが、その他
に、ＴｉＯ2，ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる粉末材料にも
クラック抑制作用がある。
下の範囲で添加すると、Ｃｕとセラミックス界面との結
合を強固にし、気密性と接着強度に寄与する。また、Ｃ
ｕ粒子間に介在して、還元焼成時のクラック抑制効果も
併せ持つ。このガラスとしては、コーディエライトを主
結晶とする主結晶化ガラス粉末を使用できるが、その他
に、ＴｉＯ2，ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる粉末材料にも
クラック抑制作用がある。
【００２２】
【実施例】次に、本発明の実施例を、セラミックスパッ
ケージを例にとり、図１の工程図に基づいて説明する。
本実施例のセラミックスパッケージは以下の様にして製
造される。
ケージを例にとり、図１の工程図に基づいて説明する。
本実施例のセラミックスパッケージは以下の様にして製
造される。
【００２３】（グリーンシート製造工程）…I
グリーンシートの原料となる、ＺｎＯ，ＭｇＣＯ3，Ａ
ｌ（ＯＨ）3，ＳｉＯ2，Ｈ3ＢＯ3，Ｈ3ＰＯ4を所定量秤
量し、ライカイ機にて混合し、白金ルツボ又はアルミナ
質ルツボにて１４００〜１５００℃の適当な温度で溶融
する。この融液を水中に投入し、急冷してガラス化し、
その後アルミナ製ボールミルで粉砕して、粒径が２〜３
μmのフリット（ガラス粉末）を形成する。
ｌ（ＯＨ）3，ＳｉＯ2，Ｈ3ＢＯ3，Ｈ3ＰＯ4を所定量秤
量し、ライカイ機にて混合し、白金ルツボ又はアルミナ
質ルツボにて１４００〜１５００℃の適当な温度で溶融
する。この融液を水中に投入し、急冷してガラス化し、
その後アルミナ製ボールミルで粉砕して、粒径が２〜３
μmのフリット（ガラス粉末）を形成する。
【００２４】この粉末とポリビニルブチラールと可塑剤
（ジエチレングリコール）とを用いて、常法に従って、
ドクターブレード法により厚さ約０.６mmのグリーンシ
ートを作成する。 （パンチング工程）…II この様にして形成したグリーンシートに、必要に応じて
パンチング加工を行なう。
（ジエチレングリコール）とを用いて、常法に従って、
ドクターブレード法により厚さ約０.６mmのグリーンシ
ートを作成する。 （パンチング工程）…II この様にして形成したグリーンシートに、必要に応じて
パンチング加工を行なう。
【００２５】（メタライズペースト印刷工程）…III
次に、Ｃｕメタライズペーストを用い、グリーンシート
表面に、スクリーン印刷によって焼結後の導電層となる
Ｃｕメタライズ層を形成する。Ｃｕメタライズペースト
の組成及び原料粉末としては、種々のものを採用できる
が、例えば下記の様なものである。
表面に、スクリーン印刷によって焼結後の導電層となる
Ｃｕメタライズ層を形成する。Ｃｕメタライズペースト
の組成及び原料粉末としては、種々のものを採用できる
が、例えば下記の様なものである。
【００２６】ＣｕＯ：８０重量部（粉末粒径１μm），
ＣｕＯ：２０部（３μm），Ｂｉ2Ｏ3：１部（０.７μ
m），Ｃｒ2Ｏ3：０.５部（０.５μm），Ａｇ：０.５部
（３μm），ガラス：１部（４μm），樹脂（バインダ
ー）：５部，溶剤適量部。 （シート積層工程）…IV 印刷の終了した各層のグリーンシートを所定の順序で重
ねて加熱し、加圧して一体化する。そして所定の形状に
切断して外形寸法を揃えて製品形状とする。
ＣｕＯ：２０部（３μm），Ｂｉ2Ｏ3：１部（０.７μ
m），Ｃｒ2Ｏ3：０.５部（０.５μm），Ａｇ：０.５部
（３μm），ガラス：１部（４μm），樹脂（バインダ
ー）：５部，溶剤適量部。 （シート積層工程）…IV 印刷の終了した各層のグリーンシートを所定の順序で重
ねて加熱し、加圧して一体化する。そして所定の形状に
切断して外形寸法を揃えて製品形状とする。
【００２７】尚、本工程ではグリーンシートを積層して
一体化したが、これ以外にも、絶縁層や導電層を印刷に
よって順次積層して形成してもよい。 （脱バインダー工程）…V その後、大気中にて約３００℃で５時間かけて仮焼を行
ない、グリーンシート及び各メタライズ層等に含まれる
樹脂等の有機質成分を飛散・除去させる。そしてこの仮
焼成後、大気中にて６００〜７５０℃で約１時間焼成
し、残存カーボンを消失させる。
一体化したが、これ以外にも、絶縁層や導電層を印刷に
よって順次積層して形成してもよい。 （脱バインダー工程）…V その後、大気中にて約３００℃で５時間かけて仮焼を行
ない、グリーンシート及び各メタライズ層等に含まれる
樹脂等の有機質成分を飛散・除去させる。そしてこの仮
焼成後、大気中にて６００〜７５０℃で約１時間焼成
し、残存カーボンを消失させる。
【００２８】（還元焼成工程）…VI
次に、アンモニア分解ガス雰囲気中にて、３５０〜７５
０℃に保って、ＣｕＯをＣｕに還元する。尚、この時、
アンモニア分解ガスに代えて水素ガスを使用してもよ
い。
０℃に保って、ＣｕＯをＣｕに還元する。尚、この時、
アンモニア分解ガスに代えて水素ガスを使用してもよ
い。
【００２９】（本焼成工程）…VII
次いで、非酸化ガスの中性雰囲気中にて、９００〜１１
１０℃で約１時間本焼成を行なう。即ち、メタライズ及
びセラミックスを同時に一体化に焼結する。この様に、
本実施例では、セラミックス用Ｃｕメタライズ組成物と
して、その成分中にＢｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3を適
量添加している。従って、還元焼成の際にＣｕＯからＣ
ｕへの体積変化が生じても、メタライズ層にひび割れが
生じることを防止できる。それによって、本焼成の際に
局部焼結現象が生ずることが抑止されるので、メタライ
ズ層は好適な導通を有し、また高い気密性を達成でき
る。また、Ｃｕの配合比率は上昇しないので、メタライ
ズ層の捲れ上がりも防止できる。
１０℃で約１時間本焼成を行なう。即ち、メタライズ及
びセラミックスを同時に一体化に焼結する。この様に、
本実施例では、セラミックス用Ｃｕメタライズ組成物と
して、その成分中にＢｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3を適
量添加している。従って、還元焼成の際にＣｕＯからＣ
ｕへの体積変化が生じても、メタライズ層にひび割れが
生じることを防止できる。それによって、本焼成の際に
局部焼結現象が生ずることが抑止されるので、メタライ
ズ層は好適な導通を有し、また高い気密性を達成でき
る。また、Ｃｕの配合比率は上昇しないので、メタライ
ズ層の捲れ上がりも防止できる。
【００３０】次に、本発明の効果を確認するために行っ
た実施例について説明する。 ［実験例１］本実験例では、メタライズ組成物の試料と
して下記表１に示す材料を使用し、上述した実施例の製
造工程を経て、図２に示す様に、セラミックス板１，２
に挟まれたメタライズ層３を備えた１辺が１５mmのセラ
ミックスパッケージ４を製造した。つまり添加物とし
て、Ｂｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3のうち何れか１種を
使用したメタライズペーストを用いて、メタライズ層３
を形成した。そして、このメタライズ層３の気密性とク
ラック発生状況を調べ、その結果を同じく表１に記す。
た実施例について説明する。 ［実験例１］本実験例では、メタライズ組成物の試料と
して下記表１に示す材料を使用し、上述した実施例の製
造工程を経て、図２に示す様に、セラミックス板１，２
に挟まれたメタライズ層３を備えた１辺が１５mmのセラ
ミックスパッケージ４を製造した。つまり添加物とし
て、Ｂｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3のうち何れか１種を
使用したメタライズペーストを用いて、メタライズ層３
を形成した。そして、このメタライズ層３の気密性とク
ラック発生状況を調べ、その結果を同じく表１に記す。
【００３１】尚、表１及び後述する表２〜４，６におい
て、添加物の量は、ＣｕＯ−Ｃｕ混合物又はＣｕＯ−Ｃ
ｕ2Ｏ混合物に対する重量％である。また、表１では、
気密性として、セラミックスパッケージ４の外周部から
中央部へ気圧差を設け、メタライズ層３の体積中を経由
し通過して流入するＨｅガスの漏洩量が、３×１０-8st
d.cc／sec 以下であるものを○で示し、それを上回るも
のをＸで示した。更に、クラック発生状況については、
１０μm幅程度の大きなクラックが連続して連なったも
のをＸで示し、部分的にそのクラックが発生しているも
のを△で示し、ほとんどクラックが見られないものを○
で示した。尚、比較例として、添加物を加えないメタラ
イズ層も製造した。
て、添加物の量は、ＣｕＯ−Ｃｕ混合物又はＣｕＯ−Ｃ
ｕ2Ｏ混合物に対する重量％である。また、表１では、
気密性として、セラミックスパッケージ４の外周部から
中央部へ気圧差を設け、メタライズ層３の体積中を経由
し通過して流入するＨｅガスの漏洩量が、３×１０-8st
d.cc／sec 以下であるものを○で示し、それを上回るも
のをＸで示した。更に、クラック発生状況については、
１０μm幅程度の大きなクラックが連続して連なったも
のをＸで示し、部分的にそのクラックが発生しているも
のを△で示し、ほとんどクラックが見られないものを○
で示した。尚、比較例として、添加物を加えないメタラ
イズ層も製造した。
【００３２】
【表１】
【００３３】この表１から、明かな様に、添加物Ｂｉ2
Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3のうち何れか１種を使用した実
施例のNo1-1〜8の試料では、クラックの発生が減少した
という効果が見られた。それに対して、添加物を加えな
かった比較例のNo1-9〜12の試料では、クラックが多く
発生し好ましくはなかった。尚、No1-10の試料は、クラ
ックの発生は部分的であったが、その数が多く、しかも
メタライズがポーラスな状態であり必ずしも好ましくは
ない。 ［実験例２］本実験例では、主組成をＣｕＯとして粒度
配合し、２種以上の添加物を組み合わせてメタライズ組
成物の試料を作成した。そして、上記実験例１と同様に
して、クラックの発生状況の観察及び気密性の実験を行
った。その結果を下記表２に記す。
Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｃｒ2Ｏ3のうち何れか１種を使用した実
施例のNo1-1〜8の試料では、クラックの発生が減少した
という効果が見られた。それに対して、添加物を加えな
かった比較例のNo1-9〜12の試料では、クラックが多く
発生し好ましくはなかった。尚、No1-10の試料は、クラ
ックの発生は部分的であったが、その数が多く、しかも
メタライズがポーラスな状態であり必ずしも好ましくは
ない。 ［実験例２］本実験例では、主組成をＣｕＯとして粒度
配合し、２種以上の添加物を組み合わせてメタライズ組
成物の試料を作成した。そして、上記実験例１と同様に
して、クラックの発生状況の観察及び気密性の実験を行
った。その結果を下記表２に記す。
【００３４】
【表２】
【００３５】この表２から明かな様に、２種以上の添加
物を組み合わせて使用した場合には、クラックの発生が
少なくしかも気密性にも優れているので、極めて優れた
メタライズ組成物であることが分かる。 ［実験例３］本実験例では、主組成をＣｕＯ−Ｃｕ2Ｏ
として粒度配合し、２種以上の添加物を組み合わせてメ
タライズ組成物の試料を作成した。そして、上記実験例
１と同様にして、クラックの発生状況の観察及び気密性
の実験を行った。その結果を下記表３に記す。
物を組み合わせて使用した場合には、クラックの発生が
少なくしかも気密性にも優れているので、極めて優れた
メタライズ組成物であることが分かる。 ［実験例３］本実験例では、主組成をＣｕＯ−Ｃｕ2Ｏ
として粒度配合し、２種以上の添加物を組み合わせてメ
タライズ組成物の試料を作成した。そして、上記実験例
１と同様にして、クラックの発生状況の観察及び気密性
の実験を行った。その結果を下記表３に記す。
【００３６】
【表３】
【００３７】この表３から明かな様に、主組成をＣｕＯ
−Ｃｕ2Ｏとし、２種以上の添加物を組み合わせて使用
した場合にも、クラックの発生が少なく殆どが気密性に
も優れているので、極めて優れたメタライズ組成物であ
ることが分かる。尚、No3-5とNo3-6の試料とを比較する
と、ガラスを添加することによって気密性が向上するこ
とが明かである。 ［実験例４］本実験例では、主組成をＣｕＯ−Ｃｕとし
て粒度配合し、２種以上の添加物を組み合わせてメタラ
イズ組成物の試料を作成した。そして、上記実験例１と
同様にして、クラックの発生状況の観察及び気密性の実
験を行った。その結果を下記表４に記す。
−Ｃｕ2Ｏとし、２種以上の添加物を組み合わせて使用
した場合にも、クラックの発生が少なく殆どが気密性に
も優れているので、極めて優れたメタライズ組成物であ
ることが分かる。尚、No3-5とNo3-6の試料とを比較する
と、ガラスを添加することによって気密性が向上するこ
とが明かである。 ［実験例４］本実験例では、主組成をＣｕＯ−Ｃｕとし
て粒度配合し、２種以上の添加物を組み合わせてメタラ
イズ組成物の試料を作成した。そして、上記実験例１と
同様にして、クラックの発生状況の観察及び気密性の実
験を行った。その結果を下記表４に記す。
【００３８】
【表４】
【００３９】この表４から明かな様に、主組成をＣｕＯ
−Ｃｕとし、添加物を組み合わせて使用した場合にも、
クラックの発生が少なくしかも気密性にも優れているの
で、極めて優れたメタライズ組成物であることが分か
る。 ［実験例５］本実験例では、導通（体積）抵抗測定のた
めに、実施例のNo2-1，2-6，3-2，3-7のペーストと、比
較例のNo1-9のペーストとを使用し、図３に示す様に、
セラミックス基板１０の表面に幅０.７mm，長さ２５mm
のメタライズパターン１１を形成した。そして、そのパ
ターン１１の両端間の抵抗［μΩ・cm］を測定し、ま
た、１.６mm四方のパターンに直径０.５mmのＣｕ線をハ
ンダ付けし、垂直方向に引張って接着強度［kg／mm2］
を測定した。その結果を下記表５に示す。
−Ｃｕとし、添加物を組み合わせて使用した場合にも、
クラックの発生が少なくしかも気密性にも優れているの
で、極めて優れたメタライズ組成物であることが分か
る。 ［実験例５］本実験例では、導通（体積）抵抗測定のた
めに、実施例のNo2-1，2-6，3-2，3-7のペーストと、比
較例のNo1-9のペーストとを使用し、図３に示す様に、
セラミックス基板１０の表面に幅０.７mm，長さ２５mm
のメタライズパターン１１を形成した。そして、そのパ
ターン１１の両端間の抵抗［μΩ・cm］を測定し、ま
た、１.６mm四方のパターンに直径０.５mmのＣｕ線をハ
ンダ付けし、垂直方向に引張って接着強度［kg／mm2］
を測定した。その結果を下記表５に示す。
【００４０】
【表５】
【００４１】この表５から明かな様に、本実施例のメタ
ライズ組成物は、体積抵抗が小さく、しかも接着強度が
大きいので、極めて優れたものであることが分かる。そ
れに対して、添加物を加えなかった比較例では、断線が
生じ接着強度も低いので好ましくない。 ［実験例６］本実験例では、Ａｇやガラスの添加による
効果を確認した。そのため、主組成をＣｕＯとして粒度
配合し、Ａｇやガラスの添加量を違え、２種以上の添加
物を組み合わせてメタライズ組成物の試料を作成した。
そして、上記実験例１と同様にして、クラックの発生状
況の観察及び気密性の実験を行った。その結果を下記表
６に記す。尚、No2-1，2-4，2-5，2-6の試料が実施例で
あり、No2-14の試料が比較例である。
ライズ組成物は、体積抵抗が小さく、しかも接着強度が
大きいので、極めて優れたものであることが分かる。そ
れに対して、添加物を加えなかった比較例では、断線が
生じ接着強度も低いので好ましくない。 ［実験例６］本実験例では、Ａｇやガラスの添加による
効果を確認した。そのため、主組成をＣｕＯとして粒度
配合し、Ａｇやガラスの添加量を違え、２種以上の添加
物を組み合わせてメタライズ組成物の試料を作成した。
そして、上記実験例１と同様にして、クラックの発生状
況の観察及び気密性の実験を行った。その結果を下記表
６に記す。尚、No2-1，2-4，2-5，2-6の試料が実施例で
あり、No2-14の試料が比較例である。
【００４２】更に、上記実験例４と同様に、体積抵抗及
び接着強度の実験を行った。その結果を下記表７に記
す。尚、この実験では、ガラスの添加による効果を確認
するために、ガラスを添加しないNo2-1の試料を比較例
とした。
び接着強度の実験を行った。その結果を下記表７に記
す。尚、この実験では、ガラスの添加による効果を確認
するために、ガラスを添加しないNo2-1の試料を比較例
とした。
【００４３】
【表６】
【００４４】
【表７】
【００４５】この表６，７から明かな様に、Ａｇやガラ
スを添加した場合は、気密性に優れているので好適であ
り、特にガラスを添加した場合には、断線することなく
接着強度が増加するので望ましい。
スを添加した場合は、気密性に優れているので好適であ
り、特にガラスを添加した場合には、断線することなく
接着強度が増加するので望ましい。
【００４６】
【発明の効果】上述した様に、本発明のセラミックス用
メタライズ組成物は、その成分中にＢｉ2Ｏ3，Ｍｏ
Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3を所定量含有している。それによって、
還元焼成の際にメタライズ層にひび割れが生じることを
防止できるので、本焼成の際に局部焼結現象が生ずるこ
とがない。その結果、高い導通性及び気密性を備えたメ
タライズ層を形成できるので、微細配線が可能になり、
配線密度の高い多層配線基板や各種のパッケージを製造
することができる。また、Ｃｕの配合比率を増加しない
ので、メタライズ層が捲れ上がることもない。
メタライズ組成物は、その成分中にＢｉ2Ｏ3，Ｍｏ
Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3を所定量含有している。それによって、
還元焼成の際にメタライズ層にひび割れが生じることを
防止できるので、本焼成の際に局部焼結現象が生ずるこ
とがない。その結果、高い導通性及び気密性を備えたメ
タライズ層を形成できるので、微細配線が可能になり、
配線密度の高い多層配線基板や各種のパッケージを製造
することができる。また、Ｃｕの配合比率を増加しない
ので、メタライズ層が捲れ上がることもない。
【００４７】特に、Ａｇを所定量含むものは、メタライ
ズの緻密化が促進され、また、ガラスを所定量含むもの
は、気密性と接着強度が向上するという効果がある。
ズの緻密化が促進され、また、ガラスを所定量含むもの
は、気密性と接着強度が向上するという効果がある。
【図１】 本発明の実施例のメタライズ層を形成する手
順を示す工程図である。
順を示す工程図である。
【図２】 気密性の実験に使用したセラミックスパッケ
ージの平面及び断面を示す説明図である。
ージの平面及び断面を示す説明図である。
【図３】 接着強度の実験に使用した基板を示す平面図
である。
である。
【図４】 従来技術の問題点を示す説明図である。
３…メタライズ層 ４…セラミックスパッケ
ージ
ージ
Claims (3)
- 【請求項１】 低温焼成セラミックスのメタライズ組成
物において、主成分のＣｕＯ−Ｃｕ混合物又はＣｕＯ−
Ｃｕ2Ｏ混合物に対して、ＭｏＯ3を０.１〜５重量％又
はＣｒ2Ｏ3を０.１〜２重量％添加したことを特徴とす
るセラミックス用メタライズ組成物。 - 【請求項２】 低温焼成セラミックスのメタライズ組成
物において、主成分のＣｕＯ−Ｃｕ混合物又はＣｕＯ−
Ｃｕ2Ｏ混合物に対して、Ｂｉ2Ｏ3：１〜８重量％，Ｍ
ｏＯ3：０.１〜５重量％及びＣｒ2Ｏ3：０.１〜２重量
％のうち、少なくともを２種類以上を組合せて主成分に
添加したことを特徴とするセラミックス用メタライズ組
成物。 - 【請求項３】 前記セラミックス用メタライズ組成物の
主成分に対して、Ａｇを０.１〜０.５重量％又は／及び
ガラスを１〜１０重量％添加したことを特徴とする請求
項１又は請求項２記載のセラミックス用メタライズ組成
物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154960A JP2657008B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | セラミックス用メタライズ組成物 |
| US07/903,933 US5261950A (en) | 1991-06-26 | 1992-06-26 | Composition for metalizing ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154960A JP2657008B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | セラミックス用メタライズ組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH054884A true JPH054884A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2657008B2 JP2657008B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=15595670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3154960A Expired - Fee Related JP2657008B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | セラミックス用メタライズ組成物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5261950A (ja) |
| JP (1) | JP2657008B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016528134A (ja) * | 2013-06-05 | 2016-09-15 | セラムテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＣｅｒａｍＴｅｃ ＧｍｂＨ | セラミック基材上の金属被覆 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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