JPH0783180B2 - セラミック多層基板とその製造方法 - Google Patents
セラミック多層基板とその製造方法Info
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- JPH0783180B2 JPH0783180B2 JP62122908A JP12290887A JPH0783180B2 JP H0783180 B2 JPH0783180 B2 JP H0783180B2 JP 62122908 A JP62122908 A JP 62122908A JP 12290887 A JP12290887 A JP 12290887A JP H0783180 B2 JPH0783180 B2 JP H0783180B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、セラミック多層基板、特に低温焼成可能なセ
ラミック多層基板及びその製造方法に関するものであ
る。
ラミック多層基板及びその製造方法に関するものであ
る。
従来の技術 近年、電子回路には、厚膜印刷法により簡便に回路形成
できる熱放散性の優れたセラミック基板を使用した電子
回路が使用されている。そして、より小型高性能化を実
現する為に多層電子回路基板が使用され始めている。
できる熱放散性の優れたセラミック基板を使用した電子
回路が使用されている。そして、より小型高性能化を実
現する為に多層電子回路基板が使用され始めている。
多層回路基板を製造する方法は一般的には次に述べる
（ａ），（ｂ），（ｃ）の三種類がある。
（ａ），（ｂ），（ｃ）の三種類がある。
（ａ） セラミック焼結体上での印刷多層法 （ｂ） グリーンシート上での印刷多層法 （ｃ） グリーンシート積層多層法 （ａ）のセラミック焼結体上での印刷多層法による多層
基板の製造方法を説明すると、第３図にそのプロセスを
示すように、まず基板となるセラミック焼結体上に第１
導体層を印刷・乾燥・焼成し、次に第１絶縁層を印刷・
乾燥・焼成し、その上に第２絶縁層を印刷・乾燥し、第
２導体層を印刷・乾燥し、第２絶縁層ごと一括焼成す
る。この際、第１及び第２絶縁層はヴィアホールと呼ば
れる微小孔が形成されるように印刷し、その微小孔中に
第２導体層に用いられる材料が充填されるように第２導
体層を印刷することにより第１導体層と第２導体層とが
接続される。次に第２導体層上に第３絶縁層を印刷・乾
燥・焼成し、第２絶縁層以降と同手順で層数を重ねてい
く。
基板の製造方法を説明すると、第３図にそのプロセスを
示すように、まず基板となるセラミック焼結体上に第１
導体層を印刷・乾燥・焼成し、次に第１絶縁層を印刷・
乾燥・焼成し、その上に第２絶縁層を印刷・乾燥し、第
２導体層を印刷・乾燥し、第２絶縁層ごと一括焼成す
る。この際、第１及び第２絶縁層はヴィアホールと呼ば
れる微小孔が形成されるように印刷し、その微小孔中に
第２導体層に用いられる材料が充填されるように第２導
体層を印刷することにより第１導体層と第２導体層とが
接続される。次に第２導体層上に第３絶縁層を印刷・乾
燥・焼成し、第２絶縁層以降と同手順で層数を重ねてい
く。
（ｂ）のグリーンシート上での印刷多層法による多層基
板の製造方法は、第４図にそのプロセスを示すように、
まず焼成後基板となるセラミックのグリーンシート上に
第１導体層を印刷・乾燥し、次にその上に第１絶縁層を
印刷・乾燥し、引き続き第２導体層，第２絶縁層の印刷
・乾燥を行ない、以降同手順で層数を繰り返し、グリー
ンシートと導体層と絶縁層とを一括焼成する。
板の製造方法は、第４図にそのプロセスを示すように、
まず焼成後基板となるセラミックのグリーンシート上に
第１導体層を印刷・乾燥し、次にその上に第１絶縁層を
印刷・乾燥し、引き続き第２導体層，第２絶縁層の印刷
・乾燥を行ない、以降同手順で層数を繰り返し、グリー
ンシートと導体層と絶縁層とを一括焼成する。
（ｃ）のグリーンシート積層多層法による多層基板の製
造方法は、第２図にそのプロセスを示すように、まず複
数枚のセラミックのグリーンシートそれぞれに異なるパ
ターンの微小孔を形成し（ステップ１〜３）、それぞれ
異なるパターンの導体層を印刷・乾燥する（ステップ４
〜９）。次に導体パターンの異なるグリーンシート同士
を所望枚数積層し（ステップ10）、適度な圧力と適度な
温度のもとで圧着し（ステップ11）、所望の外形寸法に
切断してから焼成する（ステップ12,13）。各導体層間
の導通はグリーンシートの微小孔に充填された導体によ
り行なわれる。
造方法は、第２図にそのプロセスを示すように、まず複
数枚のセラミックのグリーンシートそれぞれに異なるパ
ターンの微小孔を形成し（ステップ１〜３）、それぞれ
異なるパターンの導体層を印刷・乾燥する（ステップ４
〜９）。次に導体パターンの異なるグリーンシート同士
を所望枚数積層し（ステップ10）、適度な圧力と適度な
温度のもとで圧着し（ステップ11）、所望の外形寸法に
切断してから焼成する（ステップ12,13）。各導体層間
の導通はグリーンシートの微小孔に充填された導体によ
り行なわれる。
（ｂ），（ｃ）の製造方法においては共に基板焼成の後
に最上層の厚膜形成を行なう（ｃではステップ14）。
に最上層の厚膜形成を行なう（ｃではステップ14）。
（ａ），（ｂ），（ｃ）三種類の製造方法を比較する
と、（ａ）は比較的簡単な技術で多層化が可能である
が、実質的な層数限界は４〜６層であり、それ以上の層
数は表面の凹凸が激しくなり実用に耐えない。（ｂ）は
グリーンシートと印刷した絶縁層と導体層とを一度に焼
成することによりプロセセの合理化を行なうことができ
る。しかし（ｂ）も（ａ）同様に、層数を増すと表面の
凹凸が大きくなるのでやはり限界層数は４〜６層であ
る。（ｃ）は理論的に層数は無限に可能であり、現実的
にも30〜40層程度の多層基板が報告されている。しか
し、その製造にはきわめて高度な技術を要し、プロセス
的課題も多い。
と、（ａ）は比較的簡単な技術で多層化が可能である
が、実質的な層数限界は４〜６層であり、それ以上の層
数は表面の凹凸が激しくなり実用に耐えない。（ｂ）は
グリーンシートと印刷した絶縁層と導体層とを一度に焼
成することによりプロセセの合理化を行なうことができ
る。しかし（ｂ）も（ａ）同様に、層数を増すと表面の
凹凸が大きくなるのでやはり限界層数は４〜６層であ
る。（ｃ）は理論的に層数は無限に可能であり、現実的
にも30〜40層程度の多層基板が報告されている。しか
し、その製造にはきわめて高度な技術を要し、プロセス
的課題も多い。
本発明は、以上の（ａ），（ｂ），（ｃ）３種類の多層
基板に共通的に使用可能な技術であるが主に（ｂ）と
（ｃ）に関連する技術であり、近年開発が活発である低
温焼成（1000℃以下の焼成）型のセラミック多層基板に
関するものである。
基板に共通的に使用可能な技術であるが主に（ｂ）と
（ｃ）に関連する技術であり、近年開発が活発である低
温焼成（1000℃以下の焼成）型のセラミック多層基板に
関するものである。
次に、より詳細に従来技術を述べる。トリケップス企画
部編集：「最新厚膜集積回路技術」トリケップスブルー
ペーパーズNo.44,P115〜P131に開示されているように、
導体材料として、貴金属系はAg,Au,Pd,Pt卑金属系はCu,
Ni,Cr,Alの使用が可能である低温焼成基板の開発が活発
に行なわれている。基板の製造方法は導体材料の種類に
より大きく２つの例に分けられる。
部編集：「最新厚膜集積回路技術」トリケップスブルー
ペーパーズNo.44,P115〜P131に開示されているように、
導体材料として、貴金属系はAg,Au,Pd,Pt卑金属系はCu,
Ni,Cr,Alの使用が可能である低温焼成基板の開発が活発
に行なわれている。基板の製造方法は導体材料の種類に
より大きく２つの例に分けられる。
従来技術の第１例は、内部及び上表部導体材料として貴
金属系のAg,Au,Pd,Ptを使用する方法であり、セラミッ
ク絶縁層と内部導体は酸化性雰囲気中で同時一括焼成
し、次に上表部導体を焼成し、抵抗体を焼成する。
金属系のAg,Au,Pd,Ptを使用する方法であり、セラミッ
ク絶縁層と内部導体は酸化性雰囲気中で同時一括焼成
し、次に上表部導体を焼成し、抵抗体を焼成する。
従来技術の第２例は、内部及び上表部導体材料として卑
金属系のCu,Ni,Cr,Alを使用する方法であり、まずセラ
ミック絶縁層と内部導体とを非酸化性雰囲気中にて同時
一括焼成して、次に上表部導体を同じく非酸化性雰囲気
中にて焼成する。もしくは、セラミック絶縁層と内部導
体と上表部導体とを非酸化性雰囲気中にて同時一括焼成
する。
金属系のCu,Ni,Cr,Alを使用する方法であり、まずセラ
ミック絶縁層と内部導体とを非酸化性雰囲気中にて同時
一括焼成して、次に上表部導体を同じく非酸化性雰囲気
中にて焼成する。もしくは、セラミック絶縁層と内部導
体と上表部導体とを非酸化性雰囲気中にて同時一括焼成
する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような従来技術では次のような問題
点がある。
点がある。
従来技術第１例の問題点 内部導体材料としては、低材料コストかつ低インピーダ
ンスであるAgもしくはAg含有率の高いAu,Pt,Pdとの合金
が使用できるが、上表部導体にはAg移行が発生し易すい
為、Ag含有率の比較的低い（70％Ag〜85％Ag）Au,Pt,Pd
との合金しか使用出来ない。また、上表部導体に半田付
けを考える場合は半田食われのおそれがある為にもAg高
含有率の材料は使用出来ない。結果として、70％Ag〜85
％Ag＋15〜30％（Au,Pt,Pd）の合金を使用できず、材料
コストとインピーダンスが著じるしく増大するという問
題点がある。
ンスであるAgもしくはAg含有率の高いAu,Pt,Pdとの合金
が使用できるが、上表部導体にはAg移行が発生し易すい
為、Ag含有率の比較的低い（70％Ag〜85％Ag）Au,Pt,Pd
との合金しか使用出来ない。また、上表部導体に半田付
けを考える場合は半田食われのおそれがある為にもAg高
含有率の材料は使用出来ない。結果として、70％Ag〜85
％Ag＋15〜30％（Au,Pt,Pd）の合金を使用できず、材料
コストとインピーダンスが著じるしく増大するという問
題点がある。
従来技術第２例の問題点 内部及び上表部導体材料として、Cu,Ni,Cr,Alが使用可
能であり、このうちのCuを使用した場合、材料コストと
インピーダンスは低く抑えられ従来技術第１例の問題点
である材料コストのインピーダンスの増大は解決でき
る。しかしながら、基板は非酸化性雰囲気（一般的には
N2もしくはN2/H2）中で焼成される為に製造コストが大
幅に増大するという問題がある。また、上表部に抵抗体
を形成する場合も、非酸化性雰囲気中で焼成しなければ
ならないという拘束条件があり、現在、適切な抵抗体が
未だ開発されていない。その為、不充分な抵抗体の使用
を余儀なくされ、抵抗体を形成した卑金属導体セラミッ
ク多層基板は開発されていない。
能であり、このうちのCuを使用した場合、材料コストと
インピーダンスは低く抑えられ従来技術第１例の問題点
である材料コストのインピーダンスの増大は解決でき
る。しかしながら、基板は非酸化性雰囲気（一般的には
N2もしくはN2/H2）中で焼成される為に製造コストが大
幅に増大するという問題がある。また、上表部に抵抗体
を形成する場合も、非酸化性雰囲気中で焼成しなければ
ならないという拘束条件があり、現在、適切な抵抗体が
未だ開発されていない。その為、不充分な抵抗体の使用
を余儀なくされ、抵抗体を形成した卑金属導体セラミッ
ク多層基板は開発されていない。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のセラミック基板
は、第１の発明として内部導体材料がAg,Au,Pd,Ptの単
体あるいはこれらのうちから選択される複数種の合金か
らなり、上表部導体材料の主材料がCuで、かつ、上表部
に形成されている抵抗体の材料がRuO2系であり、かつRu
O2系材料による抵抗体の電極は、内部導体材料と同一材
料としたことを特徴とする。
は、第１の発明として内部導体材料がAg,Au,Pd,Ptの単
体あるいはこれらのうちから選択される複数種の合金か
らなり、上表部導体材料の主材料がCuで、かつ、上表部
に形成されている抵抗体の材料がRuO2系であり、かつRu
O2系材料による抵抗体の電極は、内部導体材料と同一材
料としたことを特徴とする。
第２の発明に係るセラミック基板は、内部導体材料がA
g,Au,Pd,Ptの単体あるいはこれらのうちから選択される
複数種の合金からなり、上表部導体材料の主材料がCu
で、かつ、上表部に形成されている抵抗体の材料がRuO2
系であり、かつRuO2系材料による抵抗体の電極材料の成
分のうち、金属成分は内部導体材料の金属成分と同一成
分であり、かつガラス成分はセラミック絶縁層と同一成
分であるセラミック多層基板であって、内部導体材料の
成分のうち金属成分は酸化物に換算して88〜99wt％、ガ
ラス成分は酸化物に換算して12〜1wt％であることを特
徴とする。
g,Au,Pd,Ptの単体あるいはこれらのうちから選択される
複数種の合金からなり、上表部導体材料の主材料がCu
で、かつ、上表部に形成されている抵抗体の材料がRuO2
系であり、かつRuO2系材料による抵抗体の電極材料の成
分のうち、金属成分は内部導体材料の金属成分と同一成
分であり、かつガラス成分はセラミック絶縁層と同一成
分であるセラミック多層基板であって、内部導体材料の
成分のうち金属成分は酸化物に換算して88〜99wt％、ガ
ラス成分は酸化物に換算して12〜1wt％であることを特
徴とする。
さらに、第３の発明に係るセラミック基板は、内部導体
材料がAg,Au,Pd,Ptの単体あるいはこれらのうちから選
択される複数種の合金からなり、上表部導体材料の主材
料がCuで、かつ、上表部にRuO2系材料により抵抗体が形
成され、かつCuからなる上表部導体が抵抗体の電極の上
部に前記抵抗体に接触するように形成されて電気的接続
がとられているセラミック多層基板であって、Cuからな
る上表部導体と抵抗体の電極との接触面積及び上表部導
体と抵抗体との接触面積の合計は、抵抗体電極と抵抗体
の接触面積より大きいことを特徴とする。
材料がAg,Au,Pd,Ptの単体あるいはこれらのうちから選
択される複数種の合金からなり、上表部導体材料の主材
料がCuで、かつ、上表部にRuO2系材料により抵抗体が形
成され、かつCuからなる上表部導体が抵抗体の電極の上
部に前記抵抗体に接触するように形成されて電気的接続
がとられているセラミック多層基板であって、Cuからな
る上表部導体と抵抗体の電極との接触面積及び上表部導
体と抵抗体との接触面積の合計は、抵抗体電極と抵抗体
の接触面積より大きいことを特徴とする。
そして、第４の発明として、本発明に係るセラミック多
層基板の製造方法は、まず、セラミック絶縁層，内部導
体層及び抵抗体電極を酸化性雰囲気にて同時一括焼成
し、次にRuO2系材料による抵抗体を酸化性雰囲気にて焼
成し、次にCuからなる上表部導体を抵抗体の電極の上部
に前記抵抗体に接触するように印刷し非酸化性雰囲気に
て焼成するか、もしくはセラミック絶縁層，内部導体
層，抵抗体電極及びRuO2系抵抗体を酸化性雰囲気にて同
時一括焼成し、次にCuからなる上表部導体を抵抗体の電
極の上部に前記抵抗体に接触するように印刷し非酸化性
雰囲気にて焼成することを特徴とする。
層基板の製造方法は、まず、セラミック絶縁層，内部導
体層及び抵抗体電極を酸化性雰囲気にて同時一括焼成
し、次にRuO2系材料による抵抗体を酸化性雰囲気にて焼
成し、次にCuからなる上表部導体を抵抗体の電極の上部
に前記抵抗体に接触するように印刷し非酸化性雰囲気に
て焼成するか、もしくはセラミック絶縁層，内部導体
層，抵抗体電極及びRuO2系抵抗体を酸化性雰囲気にて同
時一括焼成し、次にCuからなる上表部導体を抵抗体の電
極の上部に前記抵抗体に接触するように印刷し非酸化性
雰囲気にて焼成することを特徴とする。
作用 本発明のセラミック多層基板は、内部導体材料に貴金属
（Ag,Au,Pd,Pt等の単体もしくは合金）を使用し、上表
部導体にCuを使用し、さらに好適には上表部抵抗体にRu
O2系材料を使用する事により、回路導体及び回路抵抗体
としてはほぼ理想的な特性を持つ事ができる。
（Ag,Au,Pd,Pt等の単体もしくは合金）を使用し、上表
部導体にCuを使用し、さらに好適には上表部抵抗体にRu
O2系材料を使用する事により、回路導体及び回路抵抗体
としてはほぼ理想的な特性を持つ事ができる。
即ち、低融点かつ空気中でも酸化しにくい貴金属（Ag,A
u,Pd,Pt等の単体もしくは合金）を内部導体材料として
使用する為、セラミック絶縁層は酸化性雰囲気の中で低
温焼成する事が可能となり、Ag,Auは抵抗値が低い（１
〜3mΩ／□）為、回路導体として充分満足し得る特性を
持つ。さらに、内部導体が酸化されにくいという特性の
為、上表部に抵抗体としての特性が極めて優秀なRuO2系
材料により形成して酸化性雰囲気により焼成するという
事が可能となった。又、上表部導体にCuを使用したこと
により材料自身の性質の故に従来技術で問題であったAg
マイグレーションの問題も解決され、卑金属故に低材料
コストであり、そのインピーダンスも小さい。また上表
部導体に対して半田付けを行なう場合、材料自身の持っ
ている特性故に半田食われも少ない。
u,Pd,Pt等の単体もしくは合金）を内部導体材料として
使用する為、セラミック絶縁層は酸化性雰囲気の中で低
温焼成する事が可能となり、Ag,Auは抵抗値が低い（１
〜3mΩ／□）為、回路導体として充分満足し得る特性を
持つ。さらに、内部導体が酸化されにくいという特性の
為、上表部に抵抗体としての特性が極めて優秀なRuO2系
材料により形成して酸化性雰囲気により焼成するという
事が可能となった。又、上表部導体にCuを使用したこと
により材料自身の性質の故に従来技術で問題であったAg
マイグレーションの問題も解決され、卑金属故に低材料
コストであり、そのインピーダンスも小さい。また上表
部導体に対して半田付けを行なう場合、材料自身の持っ
ている特性故に半田食われも少ない。
そして抵抗体形成用の電極は、内部導体材料と同一材料
にするか、もしくは、金属成分は内部導体と同一成分と
し、ガラス成分はセラミック絶縁層と同一成分にする事
で内部導体と抵抗体電極とのコンタクト性，抵抗体電極
と抵抗体とのコンタクト性，並びに抵抗体電極とセラミ
ック絶縁層との密着性を良好にできる。即ち、内部導体
と抵抗体電極の金属成分が異なる場合、両者の界面にお
いて成分の違いによる材料拡散が生ずる。つまり、内部
導体側の金属成分が抵抗体電極側に拡散するか、もしく
は抵抗体電極側の金属成分が内部導体側に拡散し、結果
として、内部導体と抵抗体電極の間で断線が生ずるか、
もしくは接触抵抗値が異常に大きくなる。また、抵抗体
電極のガラス成分をセラミック絶縁層と同一成分にする
と、まず低抗体電極のセラミック絶縁層に対する密着性
が良好になり、ヒートサイクルや高温放置試験時の信頼
性が確保され、抵抗体電極上に形成されている抵抗体の
信頼性に大きく寄与する。いい換えるならば、抵抗体電
極がセラミック絶縁層に信頼性高く密着してない場合、
抵抗体にクラックが入ったり、また断線を発生させ、抵
抗体の抵抗値が大きく変化し、回路特性上、実用に耐え
ない。
にするか、もしくは、金属成分は内部導体と同一成分と
し、ガラス成分はセラミック絶縁層と同一成分にする事
で内部導体と抵抗体電極とのコンタクト性，抵抗体電極
と抵抗体とのコンタクト性，並びに抵抗体電極とセラミ
ック絶縁層との密着性を良好にできる。即ち、内部導体
と抵抗体電極の金属成分が異なる場合、両者の界面にお
いて成分の違いによる材料拡散が生ずる。つまり、内部
導体側の金属成分が抵抗体電極側に拡散するか、もしく
は抵抗体電極側の金属成分が内部導体側に拡散し、結果
として、内部導体と抵抗体電極の間で断線が生ずるか、
もしくは接触抵抗値が異常に大きくなる。また、抵抗体
電極のガラス成分をセラミック絶縁層と同一成分にする
と、まず低抗体電極のセラミック絶縁層に対する密着性
が良好になり、ヒートサイクルや高温放置試験時の信頼
性が確保され、抵抗体電極上に形成されている抵抗体の
信頼性に大きく寄与する。いい換えるならば、抵抗体電
極がセラミック絶縁層に信頼性高く密着してない場合、
抵抗体にクラックが入ったり、また断線を発生させ、抵
抗体の抵抗値が大きく変化し、回路特性上、実用に耐え
ない。
抵抗体電極中の金属成分とガラス成分との混合比率を限
定した理由を次に述べると、金属成分は電気信号の伝達
を行なう主成分である事は言うまでもないが、そのイン
ピーダンスが低い事が重要である。一方、セラミック絶
縁層への密着性を向上させるガラス成分の添加は、その
量が多くなるほど密着性が向上するが、12wt％を超える
と抵抗体のインピーダンスが大幅に高くなり実用に耐え
ない。またガラス成分の添加量が１％未満であるとセラ
ミック絶縁層への密着性に対して効果がなくなるのであ
る。
定した理由を次に述べると、金属成分は電気信号の伝達
を行なう主成分である事は言うまでもないが、そのイン
ピーダンスが低い事が重要である。一方、セラミック絶
縁層への密着性を向上させるガラス成分の添加は、その
量が多くなるほど密着性が向上するが、12wt％を超える
と抵抗体のインピーダンスが大幅に高くなり実用に耐え
ない。またガラス成分の添加量が１％未満であるとセラ
ミック絶縁層への密着性に対して効果がなくなるのであ
る。
また、上表部導体を抵抗体電極の上部に形成する事と
し、好ましくは上表部導体と抵抗体電極の接触面積及び
上表部導体と抵抗体の接触面積の合計が、抵抗体と抵抗
体電極の接触面積より大きくなるように形成している。
抵抗体と抵抗体電極との接触抵抗は、異種物質同士の焼
結反応によりその接範抵抗値安定性が不安定である。従
ってその接触抵抗値の不安定性を補ぎない、抵抗体精度
の高い抵抗体を実現する為、上表部導体と抵抗体電極及
び抵抗体との接触面積を広くとっておく必要がある。上
表部導体と抵抗体電極の接触面積及び上表部導体と抵抗
体の接触面積の合計が抵抗体と抵抗体電極の接触面積よ
り大きくなるように構成すると実用上問題がなくなる。
し、好ましくは上表部導体と抵抗体電極の接触面積及び
上表部導体と抵抗体の接触面積の合計が、抵抗体と抵抗
体電極の接触面積より大きくなるように形成している。
抵抗体と抵抗体電極との接触抵抗は、異種物質同士の焼
結反応によりその接範抵抗値安定性が不安定である。従
ってその接触抵抗値の不安定性を補ぎない、抵抗体精度
の高い抵抗体を実現する為、上表部導体と抵抗体電極及
び抵抗体との接触面積を広くとっておく必要がある。上
表部導体と抵抗体電極の接触面積及び上表部導体と抵抗
体の接触面積の合計が抵抗体と抵抗体電極の接触面積よ
り大きくなるように構成すると実用上問題がなくなる。
本発明のセラミック多層基板の製造方法によれば、セラ
ミック絶縁層，内部導体，抵抗体電極を酸化雰囲気中に
て低温焼成する事により、工程の合理化，設備コストの
低減，非酸化性ガス（通常はN2もしくはN2/H2）の削除
が可能となる。また、セラミック絶縁層，内部導体，抵
抗体電極，抵抗体を一括同時焼成する事で、さらにトー
タルコストの低減につなげる事が可能となる。Cuからな
る上表部導体は、抵抗体焼成後に非酸化性雰囲気にて焼
成する事により、Cu材料自身の短所である酸化し易すい
特性を抑えながら、半田付け性，インピーダンスの低さ
という長所を最大限発揮する事が可能となる。
ミック絶縁層，内部導体，抵抗体電極を酸化雰囲気中に
て低温焼成する事により、工程の合理化，設備コストの
低減，非酸化性ガス（通常はN2もしくはN2/H2）の削除
が可能となる。また、セラミック絶縁層，内部導体，抵
抗体電極，抵抗体を一括同時焼成する事で、さらにトー
タルコストの低減につなげる事が可能となる。Cuからな
る上表部導体は、抵抗体焼成後に非酸化性雰囲気にて焼
成する事により、Cu材料自身の短所である酸化し易すい
特性を抑えながら、半田付け性，インピーダンスの低さ
という長所を最大限発揮する事が可能となる。
実 施 例 以下本発明のセラミック多層基板の製造実施例について
説明する。
説明する。
本実施例は、前述の（ａ），（ｂ），（ｃ）三種類の多
層回路基板の製造方法のうち（ｃ）のグリーンシート積
層多層法を一例として採用し、説明するが、他の
（ａ），（ｂ）でも応用可能である事は明らかである。
層回路基板の製造方法のうち（ｃ）のグリーンシート積
層多層法を一例として採用し、説明するが、他の
（ａ），（ｂ）でも応用可能である事は明らかである。
第１図に本発明のセラミック多層基板の断面図を示すよ
うに、まず焼成後セラミック絶縁層となるセラミックグ
リーンシート15に100％Agの材料からなる内部導体19を
印刷乾燥する。同様に所望の層数になるように、セラミ
ックグリーンシート16〜18に対し内部導体20,21を印刷
乾燥する。次に、Ag95wt％，セラミック絶縁層と同一成
分のガラス成分5wt％の比率からなる抵抗体電極22,23を
印刷乾燥する。次いで、内部導体19〜21と抵抗体電極2
2,23とを印刷乾燥したセラミックグリーンシート15〜18
を積層圧着し、上表部RuO2材料による抵抗体24を印刷乾
燥し、外形を所望の寸法に切断後、酸化性雰囲気中で焼
成した。焼成温度は900℃，焼成時間は１時間あった。
次に、上表部にCuからなる上表部導体26,27を印刷乾燥
し、N2中で焼成した。焼成温度は870℃，焼成時間は10
分であった。
うに、まず焼成後セラミック絶縁層となるセラミックグ
リーンシート15に100％Agの材料からなる内部導体19を
印刷乾燥する。同様に所望の層数になるように、セラミ
ックグリーンシート16〜18に対し内部導体20,21を印刷
乾燥する。次に、Ag95wt％，セラミック絶縁層と同一成
分のガラス成分5wt％の比率からなる抵抗体電極22,23を
印刷乾燥する。次いで、内部導体19〜21と抵抗体電極2
2,23とを印刷乾燥したセラミックグリーンシート15〜18
を積層圧着し、上表部RuO2材料による抵抗体24を印刷乾
燥し、外形を所望の寸法に切断後、酸化性雰囲気中で焼
成した。焼成温度は900℃，焼成時間は１時間あった。
次に、上表部にCuからなる上表部導体26,27を印刷乾燥
し、N2中で焼成した。焼成温度は870℃，焼成時間は10
分であった。
焼成後、回路としての機能を評価する為、内部導体19〜
21のインピーダンス，上表部導体26,27のインピーダン
ス，上表部導体26,27の半田付け性，上表部抵抗体24,25
の抵抗値安定性等の測定と種々の環境試験を行ない、充
分な機能を確認した。
21のインピーダンス，上表部導体26,27のインピーダン
ス，上表部導体26,27の半田付け性，上表部抵抗体24,25
の抵抗値安定性等の測定と種々の環境試験を行ない、充
分な機能を確認した。
また同時に、抵抗体電極中の金属成分とガラス成分の比
率を変えた材料により抵抗体電極を形成し、抵抗体電極
のシート抵抗値セラミック絶縁層への密着力と抵抗体の
抵抗値安定性と測定した。その結果を第１表に記す。
率を変えた材料により抵抗体電極を形成し、抵抗体電極
のシート抵抗値セラミック絶縁層への密着力と抵抗体の
抵抗値安定性と測定した。その結果を第１表に記す。
密着力は0.2Kg/cm2未満は実用に耐えない。また抵抗値
の安定性は、設計値に対する倍率が0.7倍〜1.3倍のもの
は実用上問題がない。抵抗体電極のシート抵抗値は8mΩ
／□以上のものは、本発明の意図に合わず、大きな効果
は望み得ない。
の安定性は、設計値に対する倍率が0.7倍〜1.3倍のもの
は実用上問題がない。抵抗体電極のシート抵抗値は8mΩ
／□以上のものは、本発明の意図に合わず、大きな効果
は望み得ない。
尚、上記実施例では、内部導体19,20,21として、Ag100
％の材料を例示したが、他の貴金属、例えばAu,Pd,Pt等
の単体あるいはこれらのうちから選択された複数種の合
金についても検討した結果、同様の結果が得られた。
％の材料を例示したが、他の貴金属、例えばAu,Pd,Pt等
の単体あるいはこれらのうちから選択された複数種の合
金についても検討した結果、同様の結果が得られた。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、 （１） 基板上部においてAgマイグレーションを抑止で
き、かつ内部導体，上部導体共にシート抵抗値の小さい
多層基板を実現でき、上部導体（Cu）を除く基板焼成に
関して非酸化性雰囲気中での焼成を必要としなくなっ
た。
き、かつ内部導体，上部導体共にシート抵抗値の小さい
多層基板を実現でき、上部導体（Cu）を除く基板焼成に
関して非酸化性雰囲気中での焼成を必要としなくなっ
た。
（２） 結果として、N2もしくはN2/H2のガス代の節約
につながり、焼成用の設備に関しても、高価な非酸化性
雰囲気焼成炉を必要とせず、安価な空気中焼成炉を可能
となり、トータルコストを大幅に削減できる。
につながり、焼成用の設備に関しても、高価な非酸化性
雰囲気焼成炉を必要とせず、安価な空気中焼成炉を可能
となり、トータルコストを大幅に削減できる。
という効果が得られる。
また、 （１） 内部導体と抵抗体電極のコンタクト性を良好に
する。
する。
（２） 抵抗体電極と抵抗体のコンタクト性を良好にす
る。
る。
（３） 抵抗体電極とセラミック絶縁層との密着性を良
好にする。
好にする。
という効果により、結果として、 （４） 上部に抵抗体形成を可能とし、環境試験時の抵
抗体信頼性の確保，抵抗体の抵抗値変化の抑制効果によ
りその回路特性は充分実用可能となる という効果が得られる。
抗体信頼性の確保，抵抗体の抵抗値変化の抑制効果によ
りその回路特性は充分実用可能となる という効果が得られる。
さらに、 （１） 抵抗体の抵抗値を安定させ、抵抗値精度を向上
させる という効果が得られる。
させる という効果が得られる。
最後に、 （１） 製造工程の合理化（工程数の削減） （２） 設備コストの低減 （３） 非酸化性ガスの節約 という効果により、 （４） トータルコストの低減 という効果が得られる。
以上述べたように、各々の効果の総合効果として、トー
タルコストと回路機能，回路特性の両面に関して理想的
かつ実用性が充分可能なセラミック多層基板を提供でき
た。
タルコストと回路機能，回路特性の両面に関して理想的
かつ実用性が充分可能なセラミック多層基板を提供でき
た。
第１図は、本発明の一実施例であるセラミック多層基板
の断面図、第２図は本発明の一実施例に適用したセラミ
ック多層基板の製造工程の例を示す図、第３図及び第４
図は、セラミック多層基板の製造工程の別例を示す図で
ある。 15,16,17,18……セラミックグリーンシート、19,20,21
……内部導体、22,23……抵抗体電極、24,25……抵抗
体、26,28……上表部導体。
の断面図、第２図は本発明の一実施例に適用したセラミ
ック多層基板の製造工程の例を示す図、第３図及び第４
図は、セラミック多層基板の製造工程の別例を示す図で
ある。 15,16,17,18……セラミックグリーンシート、19,20,21
……内部導体、22,23……抵抗体電極、24,25……抵抗
体、26,28……上表部導体。
Claims (3)
- 【請求項１】内部導体材料がAg,Au,Pd,Ptの単体あるい
はこれらのうちから選択される複数種の合金からなり、
上表部導体材料の主材料がCuで、かつ、上表部に形成さ
れている抵抗体の材料がRuO2系であり、かつRuO2系材料
による抵抗体の電極材料の成分のうち、金属成分は内部
導体材料の金属成分と同一成分であり、かつガラス成分
はセラミック絶縁層と同一成分であるセラミック多層基
板であって、内部導体材料の成分のうち金属成分は酸化
物に換算して88〜99wt％、ガラス成分は酸化物に換算し
て12〜1wt％であることを特徴とするセラミック多層基
板。 - 【請求項２】内部導体材料がAg,Au,Pd,Ptの単体あるい
はこれらのうちから選択される複数種の合金からなり、
上表部導体材料の主材料がCuで、かつ、上表部にRuO2系
材料により抵抗体が形成され、かつCuからなる上表部導
体が抵抗体の電極の上部に前記抵抗体に接触するように
形成されて電気的接続がとられているセラミック多層基
板であって、Cuからなる上表部導体と抵抗体の電極との
接触面積及び上表部導体と抵抗体との接触面積の合計
は、抵抗体電極と抵抗体の接触面積より大きいことを特
徴とするセラミック多層基板。 - 【請求項３】内部導体材料がAg,Au,Pd,Ptの単体あるい
はこれらのうちから選択される複数種の合金からなり、
上表部導体材料の主材料がCuで、かつ、上表部に形成さ
れている抵抗体の材料がRuO2系であるセラミック多層基
板の製造方法であって、セラミック絶縁層，内部導体層
及び抵抗体電極を酸化性雰囲気にて同時一括焼成し、次
にRuO2系材料による抵抗体を酸化性雰囲気にて焼成し、
次にCuからなる上表部導体を抵抗体の電極の上部に前記
抵抗体に接触するように印刷し非酸化性雰囲気にて焼成
するか、もしくはセラミック絶縁層，内部導体層，抵抗
体電極及びRuO2系抵抗体を酸化性雰囲気にて同時一括焼
成し、次にCuからなる上表部導体を抵抗体の電極の上部
に前記抵抗体に接触するように印刷し非酸化性雰囲気に
て焼成することを特徴とするセラミック多層基板の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62122908A JPH0783180B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | セラミック多層基板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62122908A JPH0783180B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | セラミック多層基板とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63288095A JPS63288095A (ja) | 1988-11-25 |
| JPH0783180B2 true JPH0783180B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=14847589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62122908A Expired - Fee Related JPH0783180B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | セラミック多層基板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783180B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5169679A (en) * | 1988-10-11 | 1992-12-08 | Delco Electronics Corporation | Post-termination apparatus and process for thick film resistors of printed circuit boards |
| JP3398291B2 (ja) * | 1996-11-28 | 2003-04-21 | 京セラ株式会社 | 配線基板 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59194493A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-05 | 松下電器産業株式会社 | コンデンサ内蔵型セラミツク多層配線基板 |
| JPS6036363A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-25 | 株式会社日立製作所 | セラミツクグリ−ンシ−トの製造方法 |
| JPS60260465A (ja) * | 1984-06-01 | 1985-12-23 | 鳴海製陶株式会社 | 低温焼成セラミツクス |
| JPS62265796A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-18 | 株式会社住友金属セラミックス | セラミツク多層配線基板およびその製造法 |
-
1987
- 1987-05-20 JP JP62122908A patent/JPH0783180B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63288095A (ja) | 1988-11-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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