JPH06334352A - セラミック回路基板およびその製造方法 - Google Patents
セラミック回路基板およびその製造方法Info
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- JPH06334352A JPH06334352A JP14674893A JP14674893A JPH06334352A JP H06334352 A JPH06334352 A JP H06334352A JP 14674893 A JP14674893 A JP 14674893A JP 14674893 A JP14674893 A JP 14674893A JP H06334352 A JPH06334352 A JP H06334352A
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- paste
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導電性ペーストによって回路パターンの形成
されたセラミック未焼成グリーンシートを積層し、これ
らを一括焼成して形成されるセラミック回路基板におい
て、一括焼成時における表層回路パターンの捲れや剥離
を防止する。 【構成】 表層に形成される導電性ペーストの焼結開始
温度をセラミックグリーンシートの焼結開始温度より高
くする。
されたセラミック未焼成グリーンシートを積層し、これ
らを一括焼成して形成されるセラミック回路基板におい
て、一括焼成時における表層回路パターンの捲れや剥離
を防止する。 【構成】 表層に形成される導電性ペーストの焼結開始
温度をセラミックグリーンシートの焼結開始温度より高
くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック回路基板お
よびその製造方法に係り、特に、表面に回路パターンの
形成された多数のグリーンシートを積層後一括焼成する
ことにより製造されるセラミック回路基板およびその製
造方法に関する。
よびその製造方法に係り、特に、表面に回路パターンの
形成された多数のグリーンシートを積層後一括焼成する
ことにより製造されるセラミック回路基板およびその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハイブリッドＩＣ等の半導体実装
用基板として、基板内部に回路パターンを埋設したセラ
ミック多層回路基板が用いられている。従来のセラミッ
ク多層回路基板は、表面に導電性ペーストにより回路パ
ターンの印刷された多数のグリーンシートを積層後一括
焼成して形成された絶縁基板の表面に、表層回路の形成
された基板（グリーンシート）を更に積層することによ
り形成されていた。ところが、セラミックは焼結時に大
きな寸法変化（収縮）を伴うため、上記した構成のセラ
ミック回路基板では、絶縁基板内に埋設された回路パタ
ーンと表層回路との位置のマッチングがとりにくいとい
う問題があった。
用基板として、基板内部に回路パターンを埋設したセラ
ミック多層回路基板が用いられている。従来のセラミッ
ク多層回路基板は、表面に導電性ペーストにより回路パ
ターンの印刷された多数のグリーンシートを積層後一括
焼成して形成された絶縁基板の表面に、表層回路の形成
された基板（グリーンシート）を更に積層することによ
り形成されていた。ところが、セラミックは焼結時に大
きな寸法変化（収縮）を伴うため、上記した構成のセラ
ミック回路基板では、絶縁基板内に埋設された回路パタ
ーンと表層回路との位置のマッチングがとりにくいとい
う問題があった。
【０００３】このようなセラミック基板の熱収縮に伴う
種々の問題点を解決するために、例えば特開平２−１５
９０９３号公報では、表層回路基板を他の多数のグリー
ンシートと共に一括焼成する技術が提案されている。
種々の問題点を解決するために、例えば特開平２−１５
９０９３号公報では、表層回路基板を他の多数のグリー
ンシートと共に一括焼成する技術が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の表層回路基板をも含めた一括焼成では、表層回路の
パターンが捲れ上がったり剥離してしまうという問題が
あった。そして、発明者等が検討を重ねた結果、このよ
うな問題は表層回路パターンの焼結開始タイミングが絶
縁基板材料（グリーンシート）の焼結開始タイミングよ
り早いことに起因することがわかった。
来の表層回路基板をも含めた一括焼成では、表層回路の
パターンが捲れ上がったり剥離してしまうという問題が
あった。そして、発明者等が検討を重ねた結果、このよ
うな問題は表層回路パターンの焼結開始タイミングが絶
縁基板材料（グリーンシート）の焼結開始タイミングよ
り早いことに起因することがわかった。
【０００５】すなわち、一般的に回路パターンとなる導
電性ペーストの焼結開始温度は、セラミックグリーンシ
ートの焼結開始温度より低いため、これらを一括焼成す
ると導電性ペーストが初めに焼結を開始する。ところ
が、この時点でのグリーンシートは無機粉末の集合体で
あり、その表面はなんら拘束力を持たない。したがっ
て、導電性ペース（回路パターン）が焼結して収縮する
と、グリーンシートは導電性ペースの収縮を支えきれ
ず、回路パターンは基板から剥がれて捲れ上がってしま
う。なお、内部配線となるパターンは積層されるために
捲れ上がりや剥離を生じることはない。
電性ペーストの焼結開始温度は、セラミックグリーンシ
ートの焼結開始温度より低いため、これらを一括焼成す
ると導電性ペーストが初めに焼結を開始する。ところ
が、この時点でのグリーンシートは無機粉末の集合体で
あり、その表面はなんら拘束力を持たない。したがっ
て、導電性ペース（回路パターン）が焼結して収縮する
と、グリーンシートは導電性ペースの収縮を支えきれ
ず、回路パターンは基板から剥がれて捲れ上がってしま
う。なお、内部配線となるパターンは積層されるために
捲れ上がりや剥離を生じることはない。
【０００６】また、本発明等の実験結果によれば、基板
と回路パターンとの接着強度が１ｋｇｆ／１．５ｍｍ□
以下であると、回路パターンにチップ部品を実装するこ
とが困難となり、製品の信頼性を保証する面からも問題
となることを確認した。
と回路パターンとの接着強度が１ｋｇｆ／１．５ｍｍ□
以下であると、回路パターンにチップ部品を実装するこ
とが困難となり、製品の信頼性を保証する面からも問題
となることを確認した。
【０００７】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決して、一括焼成時における表層の回路パターン
の捲れ上がりや剥離を防止するようにしたセラミック回
路基板およびその製造方法を提供することにある。
点を解決して、一括焼成時における表層の回路パターン
の捲れ上がりや剥離を防止するようにしたセラミック回
路基板およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、導電性ペーストによって回路パタ
ーンの形成されたセラミック未焼成グリーンシートを積
層し、これらを一括焼成して形成されるセラミック回路
基板において、表層に形成される導電性ペーストの焼結
開始温度をセラミックグリーンシートの焼結開始温度よ
り高くした点に特徴がある。
ために、本発明では、導電性ペーストによって回路パタ
ーンの形成されたセラミック未焼成グリーンシートを積
層し、これらを一括焼成して形成されるセラミック回路
基板において、表層に形成される導電性ペーストの焼結
開始温度をセラミックグリーンシートの焼結開始温度よ
り高くした点に特徴がある。
【０００９】
【作用】上記した構成によれば、導電性ペーストより先
に基板表面が焼結し、基板表面が十分な強度を有した後
に導電性ペーストが焼結するので、導電性ペーストの収
縮が基板表面によって制限されて捲り上がりや剥離が防
止される。
に基板表面が焼結し、基板表面が十分な強度を有した後
に導電性ペーストが焼結するので、導電性ペーストの収
縮が基板表面によって制限されて捲り上がりや剥離が防
止される。
【００１０】
【実施例】上記したように、表層回路パターンの捲り上
がりといった問題は、表層回路の焼結開始タイミングが
絶縁基板材料の焼結開始タイミングより早いことに起因
するという技術的考察に基づいて、発明者等は、絶縁基
板材料の焼結開始タイミングを表層回路パターンの焼結
開始タイミングよりも早くし、表層回路パターンが基板
と共に収縮するようにすることで上記問題の解決を試み
た。
がりといった問題は、表層回路の焼結開始タイミングが
絶縁基板材料の焼結開始タイミングより早いことに起因
するという技術的考察に基づいて、発明者等は、絶縁基
板材料の焼結開始タイミングを表層回路パターンの焼結
開始タイミングよりも早くし、表層回路パターンが基板
と共に収縮するようにすることで上記問題の解決を試み
た。
【００１１】焼結は化学ポテンシャル差を駆動力とした
表面拡散、粒界拡散、体積拡散、粘性流動などによる物
質移動の結果生じる。したがって、焼結開始時期は、そ
の材料を構成する物質の拡散速度により決まる。焼結開
始温度の比較は便宜上、拡散係数が１０-7ｃｍ2 ／ｓに
達する温度の比較より判断できると考えてよい。
表面拡散、粒界拡散、体積拡散、粘性流動などによる物
質移動の結果生じる。したがって、焼結開始時期は、そ
の材料を構成する物質の拡散速度により決まる。焼結開
始温度の比較は便宜上、拡散係数が１０-7ｃｍ2 ／ｓに
達する温度の比較より判断できると考えてよい。
【００１２】表層回路パターンの焼結開始温度を絶縁基
板材料の焼結温度より高くするためには、絶縁基板材料
の焼結開始温度を低くすれば良いが、基板材料であるグ
リーンシート中の有機物の分解温度より低くすることは
できず限界がある。したがって、表層回路パターンの焼
結開始温度を高める方法が現実的である。
板材料の焼結温度より高くするためには、絶縁基板材料
の焼結開始温度を低くすれば良いが、基板材料であるグ
リーンシート中の有機物の分解温度より低くすることは
できず限界がある。したがって、表層回路パターンの焼
結開始温度を高める方法が現実的である。
【００１３】表層回路パターンの焼結開始温度を高める
ためには、導体の主原料である金属粉末の粒径を大きく
し、焼結助剤の液化温度を高くすれば良い。なお、焼結
助剤とは他の物質の焼結を助けるために添加する無機物
のことである。主に、表層回路パターンの焼結助剤は酸
化物であり、基板と表層回路パターンの接着剤としても
機能する。以下では、結晶における融点およびガラスに
おける軟化温度のことを液化温度と定義する。
ためには、導体の主原料である金属粉末の粒径を大きく
し、焼結助剤の液化温度を高くすれば良い。なお、焼結
助剤とは他の物質の焼結を助けるために添加する無機物
のことである。主に、表層回路パターンの焼結助剤は酸
化物であり、基板と表層回路パターンの接着剤としても
機能する。以下では、結晶における融点およびガラスに
おける軟化温度のことを液化温度と定義する。
【００１４】上に述べた方法により表層回路を絶縁基板
材料と一括焼成することが可能となる。しかし、これだ
けでは回路基板としての有効利用が困難な場合が多い。
前述のように、焼結助剤は基板と導体の接着剤としても
機能する。基板と導体が強い接着力を持つためには焼結
助剤が基板中に十分拡散することが必要となる。ところ
が、焼結助剤として液化温度の高いものを使用しなけれ
ばならないため、焼成温度において十分には軟化せず、
基板に十分拡散しないことが多い。したがって、焼結助
剤には温度粘度特性が大きなものを用いるのが好まし
い。特に、表層回路パターンの主成分がＣｕ等の卑金属
の場合には、その酸化を防止するために中性雰囲気中で
焼成する必要がある。一般に、中性雰囲気中での脱脂は
容易ではなく、グリーンシートの焼結開始温度を通常約
６００℃以上に設定しなければならない。したがって、
表層回路パターンはこの温度すなわち６００℃以上で焼
結を開始するように設定しなければならない。したがっ
て、表層回路パターンの主成分が卑金属のときは焼結助
剤の選択の幅がいっそう狭くなる。こうした条件を満足
する材料として、具体的には結晶性Ｂｉ2 Ｏ3 が好まし
い。
材料と一括焼成することが可能となる。しかし、これだ
けでは回路基板としての有効利用が困難な場合が多い。
前述のように、焼結助剤は基板と導体の接着剤としても
機能する。基板と導体が強い接着力を持つためには焼結
助剤が基板中に十分拡散することが必要となる。ところ
が、焼結助剤として液化温度の高いものを使用しなけれ
ばならないため、焼成温度において十分には軟化せず、
基板に十分拡散しないことが多い。したがって、焼結助
剤には温度粘度特性が大きなものを用いるのが好まし
い。特に、表層回路パターンの主成分がＣｕ等の卑金属
の場合には、その酸化を防止するために中性雰囲気中で
焼成する必要がある。一般に、中性雰囲気中での脱脂は
容易ではなく、グリーンシートの焼結開始温度を通常約
６００℃以上に設定しなければならない。したがって、
表層回路パターンはこの温度すなわち６００℃以上で焼
結を開始するように設定しなければならない。したがっ
て、表層回路パターンの主成分が卑金属のときは焼結助
剤の選択の幅がいっそう狭くなる。こうした条件を満足
する材料として、具体的には結晶性Ｂｉ2 Ｏ3 が好まし
い。
【００１５】絶縁基板材料と導体の焼結のタイミングを
ずらすには材料の焼結開始温度をずらす方法のほかに、
導体と基板に温度勾配をつけて焼成する方法がある。具
体的には、基板材料によく吸収されるマイクロ波により
加熱する方法がある。
ずらすには材料の焼結開始温度をずらす方法のほかに、
導体と基板に温度勾配をつけて焼成する方法がある。具
体的には、基板材料によく吸収されるマイクロ波により
加熱する方法がある。
【００１６】以下、上記した考察に基づいて選別した各
種の導体および基板材料を用いて一括焼成を行った実験
結果について説明する。 ［実験１］平均粒径２μｍのＡｇ粉末とＢｉ2 Ｏ3 粉末
との重量比が１０対２である混合物に、アクリル樹脂／
ブチルカルビトールアセテートからなるビヒクル（以
下、単にビヒクルと表現する）を適量加えて、３本ロー
ルを用いて室温で混練し、スクリーン印刷に好適なＡｇ
導体ペーストを作成した。このペーストの焼結開始温度
は、金属粉末Ａｇの焼結開始温度が支配的となり約４６
０℃である。
種の導体および基板材料を用いて一括焼成を行った実験
結果について説明する。 ［実験１］平均粒径２μｍのＡｇ粉末とＢｉ2 Ｏ3 粉末
との重量比が１０対２である混合物に、アクリル樹脂／
ブチルカルビトールアセテートからなるビヒクル（以
下、単にビヒクルと表現する）を適量加えて、３本ロー
ルを用いて室温で混練し、スクリーン印刷に好適なＡｇ
導体ペーストを作成した。このペーストの焼結開始温度
は、金属粉末Ａｇの焼結開始温度が支配的となり約４６
０℃である。
【００１７】次に、硼硅酸鉛ガラスとフリットとしての
アルミナ粉末にポリビニルブチラール等の有機溶剤を加
えて撹拌し、泥しょう化状態とした。この泥しょうをド
クターブレードを用いたキャスティング成膜法によって
１０ｃｍ×１０ｃｍの未焼成のグリーンシートを複数枚
形成した。このグリーンシートの焼結開始温度は約４２
０℃であり、前記Ａｇ導体ペーストの焼結開始温度より
も低い。
アルミナ粉末にポリビニルブチラール等の有機溶剤を加
えて撹拌し、泥しょう化状態とした。この泥しょうをド
クターブレードを用いたキャスティング成膜法によって
１０ｃｍ×１０ｃｍの未焼成のグリーンシートを複数枚
形成した。このグリーンシートの焼結開始温度は約４２
０℃であり、前記Ａｇ導体ペーストの焼結開始温度より
も低い。
【００１８】この様にして形成した複数のグリーンシー
トを積み重ね、熱プレス機を用いて温度１２０℃、圧力
２００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で上下面から熱圧着し、積層
体を得た。この積層体上に前記Ａｇ導体ペーストを用い
て、一辺が１．５ｍｍの正方形パッドをスクリーン印刷
により形成した。この後、約４００℃の空気中で１時間
の脱脂を行った後、８５０℃で１０分間焼成した。Ａｇ
導体は捲れ上がることなく形成され、基板との接着強度
は２．２ｋｇｆであった。したがって、前記表層回路の
Ａｇ導体ペーストと前記グリーンシートとの組み合わせ
により表層回路を一括焼成できることが確認された。 ［実験２］平均粒径０．３μｍのＡｇ粉末とＢｉ2 Ｏ3
粉末との重量比が１０対２の混合物に、前記と同様にビ
ヒクルを適量加えて室温で混練することによりＡｇ導体
ペーストを作成した。このペーストの焼結開始温度は、
金属粉末Ａｇの焼結開始温度が支配的となり、約３５０
℃である。
トを積み重ね、熱プレス機を用いて温度１２０℃、圧力
２００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で上下面から熱圧着し、積層
体を得た。この積層体上に前記Ａｇ導体ペーストを用い
て、一辺が１．５ｍｍの正方形パッドをスクリーン印刷
により形成した。この後、約４００℃の空気中で１時間
の脱脂を行った後、８５０℃で１０分間焼成した。Ａｇ
導体は捲れ上がることなく形成され、基板との接着強度
は２．２ｋｇｆであった。したがって、前記表層回路の
Ａｇ導体ペーストと前記グリーンシートとの組み合わせ
により表層回路を一括焼成できることが確認された。 ［実験２］平均粒径０．３μｍのＡｇ粉末とＢｉ2 Ｏ3
粉末との重量比が１０対２の混合物に、前記と同様にビ
ヒクルを適量加えて室温で混練することによりＡｇ導体
ペーストを作成した。このペーストの焼結開始温度は、
金属粉末Ａｇの焼結開始温度が支配的となり、約３５０
℃である。
【００１９】このＡｇ導体ペーストを用いて、前記グリ
ーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パッド
をスクリーン印刷により形成した。この後、約４００℃
の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃で１０分
間焼成した。焼成中、Ａｇ導体は捲れ上がり、この組み
合わせでは表層回路を一括焼成できないことが確認され
た。 ［実験３］平均粒径２μｍのＡｇ粉末と平均粒径４μｍ
のＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重量比が１０
対２の混合物に、前記と同様にビヒクルを適量加えて室
温で混練することによりＡｇ導体ペーストを作成した。
この導体ペーストの焼結開始温度はガラスの軟化温度に
より支配され、約３５０℃である。
ーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パッド
をスクリーン印刷により形成した。この後、約４００℃
の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃で１０分
間焼成した。焼成中、Ａｇ導体は捲れ上がり、この組み
合わせでは表層回路を一括焼成できないことが確認され
た。 ［実験３］平均粒径２μｍのＡｇ粉末と平均粒径４μｍ
のＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重量比が１０
対２の混合物に、前記と同様にビヒクルを適量加えて室
温で混練することによりＡｇ導体ペーストを作成した。
この導体ペーストの焼結開始温度はガラスの軟化温度に
より支配され、約３５０℃である。
【００２０】このＡｇ導体ペーストを用いて前記グリー
ンシート積層体上に、一辺が１．５ｍｍの正方形パッド
をスクリーン印刷により形成した。この後、約４００℃
の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃で１０分
間焼成した。焼成中、Ａｇ導体は捲れ上がり、この組み
合わせでは表層回路を一括焼成できないことが確認され
た。 ［実験４］平均粒径２μｍのＡｇ−Ｐｄの合金粉末とＢ
ｉ2 Ｏ3 粉末との重量比が１０対２の混合物に前記と同
様にビヒクルを適量加えて室温で混練することによりＡ
ｇ−Ｐｄ導体ペーストを作成した。このペーストの焼結
開始温度は、金属粉末の焼結開始温度が支配的となり、
約５６０℃である。
ンシート積層体上に、一辺が１．５ｍｍの正方形パッド
をスクリーン印刷により形成した。この後、約４００℃
の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃で１０分
間焼成した。焼成中、Ａｇ導体は捲れ上がり、この組み
合わせでは表層回路を一括焼成できないことが確認され
た。 ［実験４］平均粒径２μｍのＡｇ−Ｐｄの合金粉末とＢ
ｉ2 Ｏ3 粉末との重量比が１０対２の混合物に前記と同
様にビヒクルを適量加えて室温で混練することによりＡ
ｇ−Ｐｄ導体ペーストを作成した。このペーストの焼結
開始温度は、金属粉末の焼結開始温度が支配的となり、
約５６０℃である。
【００２１】次に、前記と同様な方法でグリーンシート
を複数枚形成した。このグリーンシートの焼結開始温度
は約４２０℃であり、前記Ａｇ−Ｐｄ導体ペーストの焼
結開始温度よりも低い。ここで前記と同様にしてグリー
ンシート積層体を得た。この積層体上に前記Ａｇ−Ｐｄ
導体ペーストを用いて、一辺が１．５ｍｍの正方形パッ
ドをスクリーン印刷により形成した。この後、約４００
℃の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃で１０
分間焼成した。Ａｇ−Ｐｄ導体は捲れ上がらることなく
形成でき、基板との接着強度は１．５ｋｇｆであった。
したがって、この組み合わせにより表層回路を一括焼成
できることが確認された。 ［実験５］平均粒径０．１μｍのＡｇ−Ｐｄ合金粉末と
Ｂｉ2 Ｏ3 粉末との重量比が１０対２の混合物に、前記
と同様にビヒクルを適量加えて室温で混練することによ
りＡｇ−Ｐｄ導体ペーストを作成した。このペーストの
焼結開始温度は、金属粉末の焼結開始温度が支配的とな
り、約３５０℃である。このＡｇ−Ｐｄ導体ペーストを
用いて、前記グリーンシート積層体上に、一辺が１．５
ｍｍの正方形パッドをスクリーン印刷により形成した。
この後、約４００℃の空気中で１時間脱脂を行った後、
８５０℃で１０分間焼成した。焼成中、Ａｇ−Ｐｄ導体
は捲れ上がり、この組み合わせでは表層回路を一括焼成
できないことが確認された。 ［実験６］平均粒径２μｍのＡｇ−Ｐｄ合金粉末と平均
粒径４μｍのＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重
量比が１０対２の混合物に、前記と同様にビヒクルを適
量加えて室温で混練することによりＡｇ−Ｐｄ導体ペー
ストを作成した。このペーストの焼結開始温度はガラス
の軟化温度に支配され、約３５０℃である。
を複数枚形成した。このグリーンシートの焼結開始温度
は約４２０℃であり、前記Ａｇ−Ｐｄ導体ペーストの焼
結開始温度よりも低い。ここで前記と同様にしてグリー
ンシート積層体を得た。この積層体上に前記Ａｇ−Ｐｄ
導体ペーストを用いて、一辺が１．５ｍｍの正方形パッ
ドをスクリーン印刷により形成した。この後、約４００
℃の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃で１０
分間焼成した。Ａｇ−Ｐｄ導体は捲れ上がらることなく
形成でき、基板との接着強度は１．５ｋｇｆであった。
したがって、この組み合わせにより表層回路を一括焼成
できることが確認された。 ［実験５］平均粒径０．１μｍのＡｇ−Ｐｄ合金粉末と
Ｂｉ2 Ｏ3 粉末との重量比が１０対２の混合物に、前記
と同様にビヒクルを適量加えて室温で混練することによ
りＡｇ−Ｐｄ導体ペーストを作成した。このペーストの
焼結開始温度は、金属粉末の焼結開始温度が支配的とな
り、約３５０℃である。このＡｇ−Ｐｄ導体ペーストを
用いて、前記グリーンシート積層体上に、一辺が１．５
ｍｍの正方形パッドをスクリーン印刷により形成した。
この後、約４００℃の空気中で１時間脱脂を行った後、
８５０℃で１０分間焼成した。焼成中、Ａｇ−Ｐｄ導体
は捲れ上がり、この組み合わせでは表層回路を一括焼成
できないことが確認された。 ［実験６］平均粒径２μｍのＡｇ−Ｐｄ合金粉末と平均
粒径４μｍのＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重
量比が１０対２の混合物に、前記と同様にビヒクルを適
量加えて室温で混練することによりＡｇ−Ｐｄ導体ペー
ストを作成した。このペーストの焼結開始温度はガラス
の軟化温度に支配され、約３５０℃である。
【００２２】このＡｇ−Ｐｄ導体ペーストを用いて、前
記グリーンシート積層体上に、一辺が１．５ｍｍの正方
形パッドをスクリーン印刷により形成した。この後、約
４００℃の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃
で１０分間焼成した。焼成中、Ａｇ−Ｐｄ導体は捲れ上
がり、この組み合わせでは表層回路を一括焼成できない
ことが確認された。 ［実験７］平均粒径２μｍのＡｇ粉末と平均粒径２μｍ
のＰｔ粉末とＢｉ2 Ｏ3 粉末との重量比が１５対１対３
の混合物に前記と同様にビヒクルを適量加えて室温で混
練することによりＡｇ−Ｐｔ導体ペーストを作成した。
このペーストの焼結開始温度は、金属粉末の焼結開始温
度が支配的となり、約４６０℃である。
記グリーンシート積層体上に、一辺が１．５ｍｍの正方
形パッドをスクリーン印刷により形成した。この後、約
４００℃の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃
で１０分間焼成した。焼成中、Ａｇ−Ｐｄ導体は捲れ上
がり、この組み合わせでは表層回路を一括焼成できない
ことが確認された。 ［実験７］平均粒径２μｍのＡｇ粉末と平均粒径２μｍ
のＰｔ粉末とＢｉ2 Ｏ3 粉末との重量比が１５対１対３
の混合物に前記と同様にビヒクルを適量加えて室温で混
練することによりＡｇ−Ｐｔ導体ペーストを作成した。
このペーストの焼結開始温度は、金属粉末の焼結開始温
度が支配的となり、約４６０℃である。
【００２３】次に、前記と同様に未焼成のグリーンシー
トを複数枚形成した。このグリーンシートの焼結開始温
度は約４２０℃であり、前記Ａｇ−Ｐｔ導体ペーストの
焼結開始温度よりも低い。さらに前記と同様な方法によ
りグリーンシート積層体を得た。前記積層体上に前記Ａ
ｇ−Ｐｔ導体ペーストを用いて、一辺が１．５ｍｍの正
方形パッドをスクリーン印刷により形成した。この後、
約４００℃の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０
℃で１０分間焼成した。
トを複数枚形成した。このグリーンシートの焼結開始温
度は約４２０℃であり、前記Ａｇ−Ｐｔ導体ペーストの
焼結開始温度よりも低い。さらに前記と同様な方法によ
りグリーンシート積層体を得た。前記積層体上に前記Ａ
ｇ−Ｐｔ導体ペーストを用いて、一辺が１．５ｍｍの正
方形パッドをスクリーン印刷により形成した。この後、
約４００℃の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０
℃で１０分間焼成した。
【００２４】この時、Ａｇ−Ｐｔ導体は捲れ上がること
なく形成でき、基板との接着強度は２．０ｋｇｆであっ
た。したがって、この組み合わせにより表層回路を一括
焼成できることが確認された。 ［実験８］平均粒径０．３μｍのＡｇ粉末と平均粒径２
μｍのＰｔ粉末とＢｉ2 Ｏ3 粉末との重量比が１５対１
対３の混合物に前記と同様にビヒクルを適量加えて室温
で混練することによりＡｇ−Ｐｔ導体ペーストを作成し
た。このペーストの焼結開始温度は、金属粉末の焼結開
始温度が支配的となり、約３５０℃である。
なく形成でき、基板との接着強度は２．０ｋｇｆであっ
た。したがって、この組み合わせにより表層回路を一括
焼成できることが確認された。 ［実験８］平均粒径０．３μｍのＡｇ粉末と平均粒径２
μｍのＰｔ粉末とＢｉ2 Ｏ3 粉末との重量比が１５対１
対３の混合物に前記と同様にビヒクルを適量加えて室温
で混練することによりＡｇ−Ｐｔ導体ペーストを作成し
た。このペーストの焼結開始温度は、金属粉末の焼結開
始温度が支配的となり、約３５０℃である。
【００２５】このＡｇ−Ｐｔ導体ペーストを用いて、前
記グリーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形
パッドをスクリーン印刷により形成した。この後、約４
００℃の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃で
１０分間焼成した。この時、Ａｇ−Ｐｔ導体は捲れ上が
り、この組み合わせでは表層回路を一括焼成できないこ
とが確認された。 ［実験９］平均粒径２μｍのＡｇ粉末と平均粒径２μｍ
のＰｔ粉末とＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重
量比が１５対１対３の混合物に前記と同様にビヒクルを
適量加えて室温で混練することによりＡｇ−Ｐｔ導体ペ
ーストを作成した。このペーストの焼結開始温度はガラ
スの軟化温度に支配され、約３５０℃である。
記グリーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形
パッドをスクリーン印刷により形成した。この後、約４
００℃の空気中で１時間の脱脂を行った後、８５０℃で
１０分間焼成した。この時、Ａｇ−Ｐｔ導体は捲れ上が
り、この組み合わせでは表層回路を一括焼成できないこ
とが確認された。 ［実験９］平均粒径２μｍのＡｇ粉末と平均粒径２μｍ
のＰｔ粉末とＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重
量比が１５対１対３の混合物に前記と同様にビヒクルを
適量加えて室温で混練することによりＡｇ−Ｐｔ導体ペ
ーストを作成した。このペーストの焼結開始温度はガラ
スの軟化温度に支配され、約３５０℃である。
【００２６】このＡｇ−Ｐｔ導体ペーストを用いて前記
グリーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パ
ッドをスクリーン印刷により形成した。この後、約４０
０℃の空気中で１時間脱脂を行った後、８５０℃で１０
分間焼成した。焼成中、Ａｇ−Ｐｔ導体は捲れ上がり、
この組み合わせでは表層回路を一括焼成できないことが
確認された。 ［実験１０］平均粒径０．７μｍのＡｕ粉末とＢｉ2 Ｏ
3 粉末との重量比が１０対２の混合物に前記と同様にビ
ヒクルを適量加えて室温で混練することによりＡｕ導体
ペーストを作成した。このペーストの焼結開始温度は、
金属粉末の焼結開始温度が支配的となり、約４７０℃で
ある。
グリーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パ
ッドをスクリーン印刷により形成した。この後、約４０
０℃の空気中で１時間脱脂を行った後、８５０℃で１０
分間焼成した。焼成中、Ａｇ−Ｐｔ導体は捲れ上がり、
この組み合わせでは表層回路を一括焼成できないことが
確認された。 ［実験１０］平均粒径０．７μｍのＡｕ粉末とＢｉ2 Ｏ
3 粉末との重量比が１０対２の混合物に前記と同様にビ
ヒクルを適量加えて室温で混練することによりＡｕ導体
ペーストを作成した。このペーストの焼結開始温度は、
金属粉末の焼結開始温度が支配的となり、約４７０℃で
ある。
【００２７】次に、前記と同様に未焼成のグリーンシー
トを複数枚形成した。このグリーンシートの焼結開始温
度は約４２０℃であり前記Ａｕ導体ペーストの焼結開始
温度よりも低い。さらに前記と同様な方法により、グリ
ーンシート積層体を得た。前記積層体上に前記Ａｕ導体
ペーストを用いて、一辺が１．５ｍｍの正方形パッドを
スクリーン印刷により形成した。この後、約４００℃の
空気中で１時間脱脂を行った後、８５０℃で１０分間焼
成した。
トを複数枚形成した。このグリーンシートの焼結開始温
度は約４２０℃であり前記Ａｕ導体ペーストの焼結開始
温度よりも低い。さらに前記と同様な方法により、グリ
ーンシート積層体を得た。前記積層体上に前記Ａｕ導体
ペーストを用いて、一辺が１．５ｍｍの正方形パッドを
スクリーン印刷により形成した。この後、約４００℃の
空気中で１時間脱脂を行った後、８５０℃で１０分間焼
成した。
【００２８】この時、Ａｕ導体は捲れ上がらず、また、
基板との接着強度は１．８ｋｇｆであった。したがっ
て、この組み合わせにより表層回路を一括焼成できるこ
とが確認された。 ［実験１１］平均粒径０．１μｍのＡｕ粉末とＢｉ2 Ｏ
3 粉末との重量比が１０対２の混合物に、前記と同様に
ビヒクルを適量加えて室温で混練することによりＡｕ導
体ペーストを作成した。本ペーストの焼結開始温度は、
金属粉末の焼結開始温度が支配的となり、約３９０℃で
ある。前記Ａｕ導体ペーストを用いて、前記グリーンシ
ート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パッドをスク
リーン印刷により形成した。この後、約４００℃の空気
中で１時間脱脂を行った後、８５０℃で１０分間焼成し
た。焼成中、Ａｕ導体は捲れ上がり、この組み合わせで
は表層回路を一括焼成できないことが確認された。 ［実験１２］平均粒径０．１μｍのＡｕ粉末と平均粒径
４μｍのＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重量比
が１０対２の混合物に、前記と同様にビヒクルを適量加
えて室温で混練することによりＡｕ導体ペーストを作成
した。このペーストの焼結開始温度はガラスの軟化温度
が支配的となり、約３５０℃である。前記Ａｕ導体ペー
ストを用いて、前記グリーンシート積層体上に一辺が
１．５ｍｍの正方形パッドをスクリーン印刷により形成
した。この後、約４００℃の空気中で１時間脱脂を行っ
た後、８５０℃で１０分間焼成した。焼成中、Ａｕ導体
は捲れ上がり、この組み合わせでは表層回路を一括焼成
できないことが確認された。 ［実験１３］平均粒径４μｍのＣｕ粉末とＢｉ2 Ｏ3 粉
末との重量比が１０対２の混合物に、前記と同様にビヒ
クルを適量加えて室温で混練することによりＣｕ導体ペ
ーストを作成した。このペーストの焼結開始温度は、金
属粉末の焼結開始温度が支配的となり、約６１０℃であ
る。
基板との接着強度は１．８ｋｇｆであった。したがっ
て、この組み合わせにより表層回路を一括焼成できるこ
とが確認された。 ［実験１１］平均粒径０．１μｍのＡｕ粉末とＢｉ2 Ｏ
3 粉末との重量比が１０対２の混合物に、前記と同様に
ビヒクルを適量加えて室温で混練することによりＡｕ導
体ペーストを作成した。本ペーストの焼結開始温度は、
金属粉末の焼結開始温度が支配的となり、約３９０℃で
ある。前記Ａｕ導体ペーストを用いて、前記グリーンシ
ート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パッドをスク
リーン印刷により形成した。この後、約４００℃の空気
中で１時間脱脂を行った後、８５０℃で１０分間焼成し
た。焼成中、Ａｕ導体は捲れ上がり、この組み合わせで
は表層回路を一括焼成できないことが確認された。 ［実験１２］平均粒径０．１μｍのＡｕ粉末と平均粒径
４μｍのＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重量比
が１０対２の混合物に、前記と同様にビヒクルを適量加
えて室温で混練することによりＡｕ導体ペーストを作成
した。このペーストの焼結開始温度はガラスの軟化温度
が支配的となり、約３５０℃である。前記Ａｕ導体ペー
ストを用いて、前記グリーンシート積層体上に一辺が
１．５ｍｍの正方形パッドをスクリーン印刷により形成
した。この後、約４００℃の空気中で１時間脱脂を行っ
た後、８５０℃で１０分間焼成した。焼成中、Ａｕ導体
は捲れ上がり、この組み合わせでは表層回路を一括焼成
できないことが確認された。 ［実験１３］平均粒径４μｍのＣｕ粉末とＢｉ2 Ｏ3 粉
末との重量比が１０対２の混合物に、前記と同様にビヒ
クルを適量加えて室温で混練することによりＣｕ導体ペ
ーストを作成した。このペーストの焼結開始温度は、金
属粉末の焼結開始温度が支配的となり、約６１０℃であ
る。
【００２９】次に、硼硅酸アルミガラスとフリットとし
てのアルミナ粉末にポリビニルブチラール等の有機溶剤
を加えて撹拌し、泥しょう化状態とした。この泥しょう
をドクターブレードを用いたキャスティング成膜法によ
って１０ｃｍ×１０ｃｍの未焼成のグリーンシートを複
数枚形成した。このグリーンシートの焼結開始温度は約
５９０℃であって前記Ｃｕ導体ペーストの焼結開始温度
よりも低い。
てのアルミナ粉末にポリビニルブチラール等の有機溶剤
を加えて撹拌し、泥しょう化状態とした。この泥しょう
をドクターブレードを用いたキャスティング成膜法によ
って１０ｃｍ×１０ｃｍの未焼成のグリーンシートを複
数枚形成した。このグリーンシートの焼結開始温度は約
５９０℃であって前記Ｃｕ導体ペーストの焼結開始温度
よりも低い。
【００３０】この様にして形成した複数のグリーンシー
トを順次積み重ね、熱プレス機を用いて温度１２０℃、
圧力２００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で上下面から熱圧着し、
積層体を得た。この積層体上にＣｕ導体ペーストを用い
て、一辺が１．５ｍｍの正方形パッドをスクリーン印刷
により形成した。この後、約５８０℃の窒素雰囲気中で
５時間脱脂を行った後、窒素雰囲気中９００℃で２０分
間焼成した。この時、Ｃｕ導体は捲れ上がることなく形
成され、基板との接着強度は２．２ｋｇｆであった。し
たがって、この組み合わせにより表層回路を一括焼成で
きることが確認された。 ［実験１４］平均粒径０．３μｍのＣｕ粉末とＢｉ2 Ｏ
3 粉末との重量比が１０対２の混合物に、前記と同様に
ビヒクルを適量加えて室温で混練することによりＣｕ導
体ペーストを作成した。このペーストの焼結開始温度
は、金属粉末の焼結開始温度が支配的となり約４５０℃
である。
トを順次積み重ね、熱プレス機を用いて温度１２０℃、
圧力２００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で上下面から熱圧着し、
積層体を得た。この積層体上にＣｕ導体ペーストを用い
て、一辺が１．５ｍｍの正方形パッドをスクリーン印刷
により形成した。この後、約５８０℃の窒素雰囲気中で
５時間脱脂を行った後、窒素雰囲気中９００℃で２０分
間焼成した。この時、Ｃｕ導体は捲れ上がることなく形
成され、基板との接着強度は２．２ｋｇｆであった。し
たがって、この組み合わせにより表層回路を一括焼成で
きることが確認された。 ［実験１４］平均粒径０．３μｍのＣｕ粉末とＢｉ2 Ｏ
3 粉末との重量比が１０対２の混合物に、前記と同様に
ビヒクルを適量加えて室温で混練することによりＣｕ導
体ペーストを作成した。このペーストの焼結開始温度
は、金属粉末の焼結開始温度が支配的となり約４５０℃
である。
【００３１】このＣｕ導体ペーストを用いて、前記グリ
ーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パッド
をスクリーン印刷により形成し、約５８０℃の窒素雰囲
気中で５時間脱脂を行った後、窒素雰囲気中９００℃で
２０分間焼成した。
ーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パッド
をスクリーン印刷により形成し、約５８０℃の窒素雰囲
気中で５時間脱脂を行った後、窒素雰囲気中９００℃で
２０分間焼成した。
【００３２】焼成中、Ｃｕ導体は捲れ上がり、この組み
合わせでは表層回路を一括焼成できないことが確認され
た。 ［実験１５］平均粒径４μｍのＣｕ粉末と平均粒径４μ
ｍのＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重量比が１
０対２の混合物に、前記と同様にビヒクルを適量加えて
室温で混練することによりＣｕ導体ペーストを作成し
た。このペーストの焼結開始温度はガラスの軟化点が支
配的となり約３５０℃である。
合わせでは表層回路を一括焼成できないことが確認され
た。 ［実験１５］平均粒径４μｍのＣｕ粉末と平均粒径４μ
ｍのＳｉ−Ｂ−Ｂｉ系酸化物ガラス粉末との重量比が１
０対２の混合物に、前記と同様にビヒクルを適量加えて
室温で混練することによりＣｕ導体ペーストを作成し
た。このペーストの焼結開始温度はガラスの軟化点が支
配的となり約３５０℃である。
【００３３】このＣｕ導体ペーストを用いて、前記グリ
ーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パッド
をスクリーン印刷により形成し、約６００℃の窒素雰囲
気中で５時間脱脂を行った後、窒素雰囲気中９００℃で
２０分間焼成した。この焼成中、Ｃｕ導体は捲れ上が
り、この組み合わせでは表層回路を一括焼成できないこ
とが確認された。
ーンシート積層体上に一辺が１．５ｍｍの正方形パッド
をスクリーン印刷により形成し、約６００℃の窒素雰囲
気中で５時間脱脂を行った後、窒素雰囲気中９００℃で
２０分間焼成した。この焼成中、Ｃｕ導体は捲れ上が
り、この組み合わせでは表層回路を一括焼成できないこ
とが確認された。
【００３４】以上の各実験結果から明らかなように、表
層に形成される導電性ペーストの焼結開始温度をセラミ
ックグリーンシートの焼結開始温度より高くすることに
より、一括焼成時における表層回路パターンの捲れや剥
離を防止することができる。
層に形成される導電性ペーストの焼結開始温度をセラミ
ックグリーンシートの焼結開始温度より高くすることに
より、一括焼成時における表層回路パターンの捲れや剥
離を防止することができる。
【００３５】なお、本実施例によれば、例えば図１の平
面図および図２の斜視図に示したように、一辺が１４ｃ
ｍの絶縁基板の４隅に、ビア間の距離がビアの直径φ
（１００μｍ）の１５００倍以上となるように４つのビ
ア（もしくはスルーホール）３、４、５、６を設け、そ
れぞれを幅が３０μｍの回路パターン７で接続したセラ
ミック基板において、ビア３とビア６との間で導通がと
れることを確認した。
面図および図２の斜視図に示したように、一辺が１４ｃ
ｍの絶縁基板の４隅に、ビア間の距離がビアの直径φ
（１００μｍ）の１５００倍以上となるように４つのビ
ア（もしくはスルーホール）３、４、５、６を設け、そ
れぞれを幅が３０μｍの回路パターン７で接続したセラ
ミック基板において、ビア３とビア６との間で導通がと
れることを確認した。
【００３６】また、本発明は多層基板のみでなく、スル
ーホールやビアなどを有する片面配線基板や両面配線基
板にも適用可能であり、多層回路基板と同様に基板の高
密度化に有効である。
ーホールやビアなどを有する片面配線基板や両面配線基
板にも適用可能であり、多層回路基板と同様に基板の高
密度化に有効である。
【００３７】そして、本発明のセラミック回路基板は、
ハイブリッドＩＣ、マルチチップモジュール、光インタ
フェース用モジュール、電話交換機、ワークステーショ
ン、ビデオ、携帯電話、電子計算機等に有効利用でき
る。
ハイブリッドＩＣ、マルチチップモジュール、光インタ
フェース用モジュール、電話交換機、ワークステーショ
ン、ビデオ、携帯電話、電子計算機等に有効利用でき
る。
【００３８】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、表層
回路パターン材料の焼結開始温度を絶縁層材料の焼結開
始温度より高くするような材料構成をとることにより、
表層回路を一括焼成した多層回路基板を提供できるよう
になる。
回路パターン材料の焼結開始温度を絶縁層材料の焼結開
始温度より高くするような材料構成をとることにより、
表層回路を一括焼成した多層回路基板を提供できるよう
になる。
【図１】 本発明によるセラミック基板の平面図であ
る。
る。
【図２】 本発明によるセラミック基板の斜視図であ
る。
る。
１…セラミック基板，３、４、５、６…ビア、７…配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 満 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 導電性ペーストによって表面に回路パタ
ーンの形成されたセラミック未焼成グリーンシートを積
層し、これらを一括焼成して形成されるセラミック回路
基板において、 少なくとも表層に形成される導電性ペーストの焼結開始
温度がセラミックグリーンシートの焼結開始温度より高
いことを特徴とするセラミック回路基板。 - 【請求項２】 前記導電性ペーストに含まれる最も拡散
速度の高い無機物の拡散係数が１０-7ｃｍ2 ／ｓに達す
る温度が、前記セラミックグリーンシートに含まれる最
も拡散速度の高い無機物の拡散係数が１０-7ｃｍ2 ／ｓ
に達する温度より高いことを特徴とする請求項１記載の
セラミック回路基板。 - 【請求項３】 前記導電性ペーストは、Ａｇ導体ペース
トであることを特徴とする請求項１記載のセラミック回
路基板。 - 【請求項４】 前記導電性ペーストは、Ａｇ−Ｐｄ導体
ペーストであることを特徴とする請求項１記載のセラミ
ック回路基板。 - 【請求項５】 前記導電性ペーストは、Ａｇ−Ｐｔ導体
ペーストであることを特徴とする請求項１記載のセラミ
ック回路基板。 - 【請求項６】 前記導電性ペーストは、Ａｕ導体ペース
トであることを特徴とする請求項１記載のセラミック回
路基板。 - 【請求項７】 前記導電性ペーストは、Ｃｕ導体ペース
トであることを特徴とする請求項１記載のセラミック回
路基板。 - 【請求項８】 導電性ペーストによって表面に回路パタ
ーンの形成されたセラミック未焼成グリーンシートを積
層し、これらを一括焼成して形成されるセラミック回路
基板の製造方法において、 少なくとも表層に形成される導電性ペーストが焼結を開
始する前にセラミックグリーンシートを焼結を開始させ
るようにしたことを特徴とするセラミック回路基板の製
造方法。 - 【請求項９】 前記導電性ペーストは卑金属を含み、中
性雰囲気中で焼成することを特徴とする請求項８記載の
セラミック回路基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14674893A JPH06334352A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | セラミック回路基板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14674893A JPH06334352A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | セラミック回路基板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06334352A true JPH06334352A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=15414707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14674893A Pending JPH06334352A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | セラミック回路基板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06334352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265090B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-07-24 | Murata Maufacturing Co., Ltd. | Electrically conductive paste ceramic multi-layered substrate |
| JP2015106574A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-08 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | インダクタンス素子 |
-
1993
- 1993-05-27 JP JP14674893A patent/JPH06334352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265090B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-07-24 | Murata Maufacturing Co., Ltd. | Electrically conductive paste ceramic multi-layered substrate |
| JP2015106574A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-08 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | インダクタンス素子 |
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