JPH0738493B2 - 同時焼成セラミック回路基板 - Google Patents
同時焼成セラミック回路基板Info
- Publication number
- JPH0738493B2 JPH0738493B2 JP9853189A JP9853189A JPH0738493B2 JP H0738493 B2 JPH0738493 B2 JP H0738493B2 JP 9853189 A JP9853189 A JP 9853189A JP 9853189 A JP9853189 A JP 9853189A JP H0738493 B2 JPH0738493 B2 JP H0738493B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit board
- ceramic
- conductor
- firing
- fired ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/4038—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
- H05K3/4053—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques
- H05K3/4061—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques for via connections in inorganic insulating substrates
Landscapes
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 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ック多層回路基板
に関する。
に関する。
［従来の技術］ 一般に、セラミック多層回路基板は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、導体
の導通抵抗も高いため、信号伝播遅延時間も長くなりコ
ンピュータ等の高速化、高性能化の障害となっていた。
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、導体
の導通抵抗も高いため、信号伝播遅延時間も長くなりコ
ンピュータ等の高速化、高性能化の障害となっていた。
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、低融点ガラスにアルミナを添加し
たセラミックやAl2O3−SiO2−CaO−MgO−B2O3系セラミ
ック等を用い、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後800〜1
100℃で焼成する同時焼成セラミック回路基板が発表さ
れている。ここで使用されているスルーホール用導体ペ
ーストは、Ag、Ag−Pdが酸化雰囲気焼成で使用されてい
る。
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、低融点ガラスにアルミナを添加し
たセラミックやAl2O3−SiO2−CaO−MgO−B2O3系セラミ
ック等を用い、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後800〜1
100℃で焼成する同時焼成セラミック回路基板が発表さ
れている。ここで使用されているスルーホール用導体ペ
ーストは、Ag、Ag−Pdが酸化雰囲気焼成で使用されてい
る。
［発明が解決しようとする課題］ 導体としてのAgおよびAg−Pdは、熱膨張係数がセラミッ
クに比較し、著しく大きく、急激な温度変化によってス
ルーホール中のAgおよびAg−Pdとセラミックとの間に大
きな引張応力あるいは圧縮応力がかかり、導体中やセラ
ミック中にクラックが発生しやすい欠点がある。またAg
−Pdの場合、焼成中にPdが酸化膨張し、セラミック中へ
のクラックが発生しやすいという欠点があった。即ち、
同時焼成セラミック基板の焼成中に基板にクラックを発
生させないスルーホール導体の開発が課題であった。
クに比較し、著しく大きく、急激な温度変化によってス
ルーホール中のAgおよびAg−Pdとセラミックとの間に大
きな引張応力あるいは圧縮応力がかかり、導体中やセラ
ミック中にクラックが発生しやすい欠点がある。またAg
−Pdの場合、焼成中にPdが酸化膨張し、セラミック中へ
のクラックが発生しやすいという欠点があった。即ち、
同時焼成セラミック基板の焼成中に基板にクラックを発
生させないスルーホール導体の開発が課題であった。
ロ．発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、スルーホール充填導体がAg、Rh、Sb2O3より
なり、その組成割合がAg100重量部に対しRhとSb2O3をそ
れぞれ、ＸおよびＹ重量部としたとき、Ｘ、Ｙが下記式
の範囲内 （−5/2）Ｘ＋10.0≧Ｙ≧（−５）Ｘ＋0.05、 Ｘ≧０、Ｙ≧０を満足することを特徴とする同時焼成セ
ラミック回路基板である。
なり、その組成割合がAg100重量部に対しRhとSb2O3をそ
れぞれ、ＸおよびＹ重量部としたとき、Ｘ、Ｙが下記式
の範囲内 （−5/2）Ｘ＋10.0≧Ｙ≧（−５）Ｘ＋0.05、 Ｘ≧０、Ｙ≧０を満足することを特徴とする同時焼成セ
ラミック回路基板である。
［作用］ 本発明は、その構成に示すように、同時焼成後のスルー
ホール導体組成の主組成であるAgに対しRh、Sb2O3を一
定範囲量添加することで達成される。即ち、本発明はペ
ースト中のAg粉体に焼成後Sb2O3になるSb含有物を添加
することによってAg焼結体をポーラス状としてAgとセラ
ミック間の熱膨張係数の不一致を防ぐことと、従来のペ
ーストの欠点であるPdによる焼成中の体積膨張を防ぐた
め、Pdを含有させないことで課題を解決したものと考え
られる。
ホール導体組成の主組成であるAgに対しRh、Sb2O3を一
定範囲量添加することで達成される。即ち、本発明はペ
ースト中のAg粉体に焼成後Sb2O3になるSb含有物を添加
することによってAg焼結体をポーラス状としてAgとセラ
ミック間の熱膨張係数の不一致を防ぐことと、従来のペ
ーストの欠点であるPdによる焼成中の体積膨張を防ぐた
め、Pdを含有させないことで課題を解決したものと考え
られる。
第１図に、本発明のAg100重量部に対するSb2O3とRh成分
の添加量を図示した。その添加量の組成限定理由は、第
１図の斜線部の左下部ではその添加効果が見られず、ま
た斜線部の左上部では、導通抵抗が上昇することおよび
焼成収縮量が少なくなるためセラミックの収縮率と一致
しなくなり、焼成時にセラミック中にクラックが発生し
易くなるためである。本発明に用いる金属ペースト中の
Ag粉は、通常市販されている沈澱法またはアトマイズ法
等で作製された。粒径0.01〜100μｍ程度の粉末であ
り、球状あるいは扁平状粉末でよい。また添加するSb
は、Sb2O3無機粉やSbレジネート等の有機アンチモン化
合物を用い、焼成後Sb2O3となるものであればよい。Rh
も同様にRh金属粉体やRhレジネート等の有機Rh化合物等
で焼成後Rhとなるものを使用すればよい。
の添加量を図示した。その添加量の組成限定理由は、第
１図の斜線部の左下部ではその添加効果が見られず、ま
た斜線部の左上部では、導通抵抗が上昇することおよび
焼成収縮量が少なくなるためセラミックの収縮率と一致
しなくなり、焼成時にセラミック中にクラックが発生し
易くなるためである。本発明に用いる金属ペースト中の
Ag粉は、通常市販されている沈澱法またはアトマイズ法
等で作製された。粒径0.01〜100μｍ程度の粉末であ
り、球状あるいは扁平状粉末でよい。また添加するSb
は、Sb2O3無機粉やSbレジネート等の有機アンチモン化
合物を用い、焼成後Sb2O3となるものであればよい。Rh
も同様にRh金属粉体やRhレジネート等の有機Rh化合物等
で焼成後Rhとなるものを使用すればよい。
［実施例］ 以下実施例で説明する。
同時焼成セラミック基板としてはCaO−Al2O3−SiO2−B2
O3系ガラスとアルミナ粉の混合物を用いた。セラミック
グリンシートは前記混合物と有機バインダー（アクリル
樹脂）、可塑剤（フタル酸ジブチル）、溶剤（トリエン
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のセラミッ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
成分の金属粉末・添加物と有機バインダー（エチルセル
ロース、またはアルカリ樹脂）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。
O3系ガラスとアルミナ粉の混合物を用いた。セラミック
グリンシートは前記混合物と有機バインダー（アクリル
樹脂）、可塑剤（フタル酸ジブチル）、溶剤（トリエン
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のセラミッ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
成分の金属粉末・添加物と有機バインダー（エチルセル
ロース、またはアルカリ樹脂）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。
スルーホールは穴径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ーホール
内に充填した。
ち抜き、導体ペーストをスクリン印刷法でスルーホール
内に充填した。
実施例１〜６は、第２図に示す同時焼成用グリンシート
１、２、３を用いた本発明の実施例を示す。内部配線用
Ag導体ペースト４をグリンシート２上に印刷し、また外
部に出るセラミックグリンシート１上には外部配線用Ag
−Pdペースト５を印刷しさらに、オーバーコート８とし
て外部配線用Ag−Pdペースト上にセラミックグリンシー
トと同一のセラミック材料を用いたペーストを印刷し
た。こうして作製した配線印刷とスルーホール６内に本
発明の導体となる導体ペースト７が充填されたセラミッ
クグリンシート１を第１層とし、２、３層はスルーホー
ルのないセラミッ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
焼成して同時焼成セラミック回路基板とした。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）を行って、
導通抵抗の変化率、またセラミックおよび導体周辺のク
ラック発生の有無を調べた。その結果を第１表に示し
た。
１、２、３を用いた本発明の実施例を示す。内部配線用
Ag導体ペースト４をグリンシート２上に印刷し、また外
部に出るセラミックグリンシート１上には外部配線用Ag
−Pdペースト５を印刷しさらに、オーバーコート８とし
て外部配線用Ag−Pdペースト上にセラミックグリンシー
トと同一のセラミック材料を用いたペーストを印刷し
た。こうして作製した配線印刷とスルーホール６内に本
発明の導体となる導体ペースト７が充填されたセラミッ
クグリンシート１を第１層とし、２、３層はスルーホー
ルのないセラミッ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
焼成して同時焼成セラミック回路基板とした。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）を行って、
導通抵抗の変化率、またセラミックおよび導体周辺のク
ラック発生の有無を調べた。その結果を第１表に示し
た。
実施例４のSb2O3はSbレジネートで添加し、そのほかはS
b2O3無機物で添加した。また、実施例１のRhはRhレジネ
ートで添加し、そのほかはRh金属粉末で添加した。
b2O3無機物で添加した。また、実施例１のRhはRhレジネ
ートで添加し、そのほかはRh金属粉末で添加した。
実施例では信頼性試験後、導体周辺および導体中にクラ
ックの発生は全くなく、また導通抵抗の変化率は±0.9
％以内であった。一方、比較例２は、焼成後には、クラ
ックの発生はみられなかったが、温度サイクル試験後に
クラックが発生し導通抵抗の変化率は＋２％以上であっ
た。比較例は焼成後にオーバコートにクラックの発生が
みられた。
ックの発生は全くなく、また導通抵抗の変化率は±0.9
％以内であった。一方、比較例２は、焼成後には、クラ
ックの発生はみられなかったが、温度サイクル試験後に
クラックが発生し導通抵抗の変化率は＋２％以上であっ
た。比較例は焼成後にオーバコートにクラックの発生が
みられた。
なお、本発明はスルー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、スルーホ
ール導体を形成する必要があるセラミック多層回路基板
を作製する全てに利用できる。また、セラミックグリン
シートの代わりにセラミッ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。
の回路基板であつても良いことは当然であり、スルーホ
ール導体を形成する必要があるセラミック多層回路基板
を作製する全てに利用できる。また、セラミックグリン
シートの代わりにセラミッ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、スルーホール導体およびその周辺にク
ラックの発生のない高信頼性の同時焼成セラミック回路
基板を低温焼成で得ることができる。
ラックの発生のない高信頼性の同時焼成セラミック回路
基板を低温焼成で得ることができる。
第１図は本発明のRhとSb2O3の範囲を示したもので斜線
部が本発明の範囲を示す。 第２図は本発明の１実施例を示すセラミック多層配線基
板の断面図である。 １、２、３……セラミックグリンシート、４……内層導
体、５……外層導体、６……スルーホール、７……スル
ーホール導体、８……オーバーコート。
部が本発明の範囲を示す。 第２図は本発明の１実施例を示すセラミック多層配線基
板の断面図である。 １、２、３……セラミックグリンシート、４……内層導
体、５……外層導体、６……スルーホール、７……スル
ーホール導体、８……オーバーコート。
Claims (1)
- 【請求項１】スルーホール充填導体がAg、Rh、Sb2O3よ
りなり、その組成割合がAg100重量部に対しRhとSb2O3を
それぞれ、ＸおよびＹ重量部としたとき、Ｘ、Ｙが下記
式の範囲内 （−5/2）Ｘ＋10.0≧Ｙ≧（−５）Ｘ＋0.05、 Ｘ≧０、Ｙ≧０を満足することを特徴とする同時焼成セ
ラミック回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9853189A JPH0738493B2 (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | 同時焼成セラミック回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9853189A JPH0738493B2 (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | 同時焼成セラミック回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02277279A JPH02277279A (ja) | 1990-11-13 |
| JPH0738493B2 true JPH0738493B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=14222262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9853189A Expired - Lifetime JPH0738493B2 (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | 同時焼成セラミック回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738493B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5456778A (en) * | 1992-08-21 | 1995-10-10 | Sumitomo Metal Ceramics Inc. | Method of fabricating ceramic circuit substrate |
| JP2732171B2 (ja) * | 1992-08-21 | 1998-03-25 | 株式会社住友金属エレクトロデバイス | セラミックス回路基板の製造方法 |
| JPH07235215A (ja) * | 1994-02-24 | 1995-09-05 | Nikko Co | スルーホール充填用導体ペースト |
| JP2807976B2 (ja) * | 1995-02-14 | 1998-10-08 | ニッコー株式会社 | 導体充填スルーホールの製造方法 |
| 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 |
-
1989
- 1989-04-18 JP JP9853189A patent/JPH0738493B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02277279A (ja) | 1990-11-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426 |
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