JPH08293652A - 銅ペーストの製造方法、セラミック多層配線基板及びその製造方法 - Google Patents
銅ペーストの製造方法、セラミック多層配線基板及びその製造方法Info
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- JPH08293652A JPH08293652A JP9912495A JP9912495A JPH08293652A JP H08293652 A JPH08293652 A JP H08293652A JP 9912495 A JP9912495 A JP 9912495A JP 9912495 A JP9912495 A JP 9912495A JP H08293652 A JPH08293652 A JP H08293652A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】配線パターンの欠陥数を減少させることのでき
るセラミック多層配線基板の製造方法。 【構成】エチルセルロース等のバインダとｎ−ブチルカ
ルビトールアセテート等の有機溶剤を配合し、バインダ
を溶解してビヒクルとし、これを、例えば、孔径５〜５
０μｍ程度のフィルタにより濾過し、濾過したビヒクル
と銅粉を配合し、混合して銅ペーストとする。セラミッ
ク多層配線基板は、この銅ペーストを用い、グリーンシ
ートに所望のパターンを印刷し、次いで、グリーンシー
トを積層し、焼成して製造する。
るセラミック多層配線基板の製造方法。 【構成】エチルセルロース等のバインダとｎ−ブチルカ
ルビトールアセテート等の有機溶剤を配合し、バインダ
を溶解してビヒクルとし、これを、例えば、孔径５〜５
０μｍ程度のフィルタにより濾過し、濾過したビヒクル
と銅粉を配合し、混合して銅ペーストとする。セラミッ
ク多層配線基板は、この銅ペーストを用い、グリーンシ
ートに所望のパターンを印刷し、次いで、グリーンシー
トを積層し、焼成して製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品等を搭載する
ためのセラミック多層配線基板、それを製造するために
用いる銅ペーストの製造方法及びセラミック多層配線基
板の製造方法に関する。
ためのセラミック多層配線基板、それを製造するために
用いる銅ペーストの製造方法及びセラミック多層配線基
板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のセラミック多層配線基板を製造す
るための銅ペーストは、米国特許第４，２３４，３６７
号、特開平４−３６７５７５，特公平５−６３１１０等
に示されているように、バインダと有機溶剤とからなる
ビヒクルを銅粉末等の粉末材料に配合し、ボールミル又
はロールミルにより混練を行ない、粘度を調整して製造
していた。さらに、この銅ペーストを用いて、セラミッ
クグリーンシートに配線パターンを印刷する。配線パタ
ーンが印刷されたグリーンシートを、例えば３０層積層
し、焼成してセラミック多層配線基板としていた。
るための銅ペーストは、米国特許第４，２３４，３６７
号、特開平４−３６７５７５，特公平５−６３１１０等
に示されているように、バインダと有機溶剤とからなる
ビヒクルを銅粉末等の粉末材料に配合し、ボールミル又
はロールミルにより混練を行ない、粘度を調整して製造
していた。さらに、この銅ペーストを用いて、セラミッ
クグリーンシートに配線パターンを印刷する。配線パタ
ーンが印刷されたグリーンシートを、例えば３０層積層
し、焼成してセラミック多層配線基板としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、次の
ような問題があった。バインダを有機溶剤に溶解してビ
ヒクルを作製するとき、ビヒクル中に未溶解物が存在
し、これが銅ペースト中に混入し、さらにセラミック多
層配線基板製造工程中の配線パターン印刷工程で、未溶
解物がスクリーンメッシュを通過できずにパターン欠損
等のパターンの欠陥となった。また、スクリーンメッシ
ュを通過した未溶解物があると、グリーンシートの焼結
のときに、未溶解の有機物が消失するため、その部分の
配線が断線し、或は半断線して配線抵抗を増加させる等
の欠陥となった。
ような問題があった。バインダを有機溶剤に溶解してビ
ヒクルを作製するとき、ビヒクル中に未溶解物が存在
し、これが銅ペースト中に混入し、さらにセラミック多
層配線基板製造工程中の配線パターン印刷工程で、未溶
解物がスクリーンメッシュを通過できずにパターン欠損
等のパターンの欠陥となった。また、スクリーンメッシ
ュを通過した未溶解物があると、グリーンシートの焼結
のときに、未溶解の有機物が消失するため、その部分の
配線が断線し、或は半断線して配線抵抗を増加させる等
の欠陥となった。
【０００４】本発明の第１の目的は、銅ペーストを用い
てセラミック多層配線基板を製造するとき、配線パター
ンの欠陥数を減少させることのできる銅ペーストの製造
方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、配
線パターンの欠陥数を減少させることのできるセラミッ
ク多層配線基板の製造方法を提供することにある。本発
明の第３の目的は、配線パターンの欠陥数が減少したセ
ラミック多層配線基板を提供することにある。
てセラミック多層配線基板を製造するとき、配線パター
ンの欠陥数を減少させることのできる銅ペーストの製造
方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、配
線パターンの欠陥数を減少させることのできるセラミッ
ク多層配線基板の製造方法を提供することにある。本発
明の第３の目的は、配線パターンの欠陥数が減少したセ
ラミック多層配線基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の銅ペーストの製造方法は、バインダ
を有機溶剤に溶解してビヒクルとし、このビヒクルをフ
ィルタにより濾過し、濾過したビヒクルと銅粉を混合す
るようにしたものである。
るために、本発明の銅ペーストの製造方法は、バインダ
を有機溶剤に溶解してビヒクルとし、このビヒクルをフ
ィルタにより濾過し、濾過したビヒクルと銅粉を混合す
るようにしたものである。
【０００６】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、上記の
銅ペーストの製造方法により製造した銅ペーストを用
い、グリーンシートに所望のパターンを印刷し、このパ
ターンの印刷されたグリーンシートを積層し、焼成する
ようにしたものである。
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、上記の
銅ペーストの製造方法により製造した銅ペーストを用
い、グリーンシートに所望のパターンを印刷し、このパ
ターンの印刷されたグリーンシートを積層し、焼成する
ようにしたものである。
【０００７】さらにまた、上記第３の目的を達成するた
めに、本発明のセラミック多層配線基板は、上記の銅ペ
ーストの製造方法により製造した銅ペーストを焼成して
なる銅パターンを有するようにしたものである。
めに、本発明のセラミック多層配線基板は、上記の銅ペ
ーストの製造方法により製造した銅ペーストを焼成して
なる銅パターンを有するようにしたものである。
【０００８】上記の濾過は、孔径５〜５０μｍのフィル
タを用いて濾過することが好ましく、孔径５〜３０μｍ
のフィルタを用いて濾過することがより好ましく、孔径
５〜２０μｍのフィルタを用いて濾過することが最も好
ましい。孔径５０μｍ以下のフィルタを用いれば、銅ペ
ースト中の未溶解の大きな有機物等が除去され、孔径３
０μｍ以下のフィルタを用いれば、未溶解の有機物等の
より小さいものも除去され、孔径２０μｍ以下のフィル
タを用いれば、未溶解の有機物等のさらに小さいものも
除去されるためである。また、孔径５μｍ未満のフィル
タを用いて濾過すると、濾過に長時間かかり適切でな
い。
タを用いて濾過することが好ましく、孔径５〜３０μｍ
のフィルタを用いて濾過することがより好ましく、孔径
５〜２０μｍのフィルタを用いて濾過することが最も好
ましい。孔径５０μｍ以下のフィルタを用いれば、銅ペ
ースト中の未溶解の大きな有機物等が除去され、孔径３
０μｍ以下のフィルタを用いれば、未溶解の有機物等の
より小さいものも除去され、孔径２０μｍ以下のフィル
タを用いれば、未溶解の有機物等のさらに小さいものも
除去されるためである。また、孔径５μｍ未満のフィル
タを用いて濾過すると、濾過に長時間かかり適切でな
い。
【０００９】また、上記積層したグリーンシートの焼成
は、次ぎのような方法で行なうことが好ましい。まず、
８００〜９００℃の範囲の温度で、５〜２０ｈ、弱酸化
性雰囲気、例えば、水蒸気と窒素とからなる雰囲気で脱
バインダを行なう。次ぎに、９５０〜１１００℃の範囲
の温度で、２〜１０ｈ程度、非酸化性雰囲気、例えば、
窒素雰囲気で焼成する。
は、次ぎのような方法で行なうことが好ましい。まず、
８００〜９００℃の範囲の温度で、５〜２０ｈ、弱酸化
性雰囲気、例えば、水蒸気と窒素とからなる雰囲気で脱
バインダを行なう。次ぎに、９５０〜１１００℃の範囲
の温度で、２〜１０ｈ程度、非酸化性雰囲気、例えば、
窒素雰囲気で焼成する。
【００１０】
【作用】ビヒクルの濾過処理により、ビヒクル中に存在
する、例えば、長径が２００μｍもある異物又はバイン
ダ未溶解物は銅ペーストから除去される。この銅ペース
トを用いて配線パターン等をグリーンシートに印刷する
と、スクリーンメッシュを通過できない未溶解物等が少
ないので、パターン欠損等の欠陥の発生を減少させるこ
とができる。さらに、欠損にならずに異物又は未溶解物
を含んだまま導体部が形成されても、その大きさが小さ
いために、グリーンシートの焼成時にこれらが消失した
とき、断線又は半断線による配線の導通不良等の欠陥と
なる場合が少なくなる。
する、例えば、長径が２００μｍもある異物又はバイン
ダ未溶解物は銅ペーストから除去される。この銅ペース
トを用いて配線パターン等をグリーンシートに印刷する
と、スクリーンメッシュを通過できない未溶解物等が少
ないので、パターン欠損等の欠陥の発生を減少させるこ
とができる。さらに、欠損にならずに異物又は未溶解物
を含んだまま導体部が形成されても、その大きさが小さ
いために、グリーンシートの焼成時にこれらが消失した
とき、断線又は半断線による配線の導通不良等の欠陥と
なる場合が少なくなる。
【００１１】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。図１は銅ペーストの製造プロセスを示すブロ
ック図である。図に示すように、まず、エチルセルロー
スと有機溶剤のｎ−ブチルカルビトールアセテートを重
量比１：９で配合し、１００℃の温度で約３時間撹拌
し、エチルセルロースを溶解してビヒクルを作製する。
このビヒクルを孔径５、１０、２０、３０又は５０μｍ
のフィルタを用い、３気圧の加圧下で濾過を行ない、所
定の大きさ以上の異物又はバインダ未溶解物を除去した
ビヒクルとする。
説明する。図１は銅ペーストの製造プロセスを示すブロ
ック図である。図に示すように、まず、エチルセルロー
スと有機溶剤のｎ−ブチルカルビトールアセテートを重
量比１：９で配合し、１００℃の温度で約３時間撹拌
し、エチルセルロースを溶解してビヒクルを作製する。
このビヒクルを孔径５、１０、２０、３０又は５０μｍ
のフィルタを用い、３気圧の加圧下で濾過を行ない、所
定の大きさ以上の異物又はバインダ未溶解物を除去した
ビヒクルとする。
【００１２】図３は、用いた濾過装置の断面図である。
濾液排出部３４と試料投入部３３の間に、Ｏリング３２
を介してフィルタ３５を配置する。エアー供給部３１と
試料投入部３３の間にもＯリング３２を配置する。試料
投入部３３にビヒクルを入れ、エアー導入孔３７より窒
素ガスにより加圧し、濾液をビーカー３６に採取する。
濾液排出部３４と試料投入部３３の間に、Ｏリング３２
を介してフィルタ３５を配置する。エアー供給部３１と
試料投入部３３の間にもＯリング３２を配置する。試料
投入部３３にビヒクルを入れ、エアー導入孔３７より窒
素ガスにより加圧し、濾液をビーカー３６に採取する。
【００１３】上記のビヒクル中の未溶解物の長径の長さ
を表１に示した。比較例として未濾過のビヒクルと孔径
７０μｍのフィルタで濾過したビヒクルについても表１
に示した。それぞれ、複数の試料について顕微鏡観察に
より測定した値である。
を表１に示した。比較例として未濾過のビヒクルと孔径
７０μｍのフィルタで濾過したビヒクルについても表１
に示した。それぞれ、複数の試料について顕微鏡観察に
より測定した値である。
【００１４】
【表１】
【００１５】未濾過のビヒクルには最大２００μｍ程度
の大きさのバインダの未溶解物があるのに対して、孔径
５〜２０μｍのフィルタで濾過することによって、未溶
解物の最大径を６０μｍ以下とすることができる。孔径
３０、５０μｍのフィルタで濾過したときも、未溶解物
の最大径を未濾過のビヒクルよりも小さくすることがで
きる。なお、孔径５μｍのフィルタで濾過するとき、孔
径１０μｍのフィルタのときより３倍以上の時間がかか
る。孔径５μｍ未満のフィルタで濾過すると、さらに時
間がかかり、バインダ未溶解物の除去の効果はあるが、
工業的に用いるには適していない。
の大きさのバインダの未溶解物があるのに対して、孔径
５〜２０μｍのフィルタで濾過することによって、未溶
解物の最大径を６０μｍ以下とすることができる。孔径
３０、５０μｍのフィルタで濾過したときも、未溶解物
の最大径を未濾過のビヒクルよりも小さくすることがで
きる。なお、孔径５μｍのフィルタで濾過するとき、孔
径１０μｍのフィルタのときより３倍以上の時間がかか
る。孔径５μｍ未満のフィルタで濾過すると、さらに時
間がかかり、バインダ未溶解物の除去の効果はあるが、
工業的に用いるには適していない。
【００１６】上記ビヒクル１０重量％に対して、９０重
量％の平均粒径５μｍの銅粉末を配合し、さらに有機チ
タン系界面活性剤を、上記混合物に対し０．５重量％程
度加えて、三本ロールミルで混練し、粘度調節して銅ペ
ーストを製造した。この三本ロールミルによる混練時に
は、銅粉末粒子を潰さないようにロール間のギャップを
銅粉末の平均粒子径よりも小さくすることはできない。
本実施例ではロール間のギャップを７０μｍとした。一
般的には平均粒径１〜５μｍの銅粉末を用い、ロール間
のギャップを３０〜７０μｍ程度として行なうことが好
ましい。
量％の平均粒径５μｍの銅粉末を配合し、さらに有機チ
タン系界面活性剤を、上記混合物に対し０．５重量％程
度加えて、三本ロールミルで混練し、粘度調節して銅ペ
ーストを製造した。この三本ロールミルによる混練時に
は、銅粉末粒子を潰さないようにロール間のギャップを
銅粉末の平均粒子径よりも小さくすることはできない。
本実施例ではロール間のギャップを７０μｍとした。一
般的には平均粒径１〜５μｍの銅粉末を用い、ロール間
のギャップを３０〜７０μｍ程度として行なうことが好
ましい。
【００１７】次に、得られた銅ペーストを用いて、厚さ
２００μｍのガラスセラミックスグリーンシート上に、
３００メッシュスクリーン、パターン幅７０μｍ、スキ
ージ硬度９０の条件下に一般的な方法で配線パターンを
印刷した。以下、図２に示すような工程によりセラミッ
ク多層配線基板を製造した。銅パターン２の印刷された
グリーンシート１を自然乾燥後、１０ＭＰａで１３０
℃、１ｈの条件、拘束下で圧着し、３０層の積層体３と
する。得られた積層体３は、水蒸気＋窒素の雰囲気中
で、８５０℃の温度で１０ｈ保持後、さらに窒素雰囲気
中にて最高温度１０００℃で５ｈ加熱し、室温まで冷却
してセラミック多層配線基板とした。
２００μｍのガラスセラミックスグリーンシート上に、
３００メッシュスクリーン、パターン幅７０μｍ、スキ
ージ硬度９０の条件下に一般的な方法で配線パターンを
印刷した。以下、図２に示すような工程によりセラミッ
ク多層配線基板を製造した。銅パターン２の印刷された
グリーンシート１を自然乾燥後、１０ＭＰａで１３０
℃、１ｈの条件、拘束下で圧着し、３０層の積層体３と
する。得られた積層体３は、水蒸気＋窒素の雰囲気中
で、８５０℃の温度で１０ｈ保持後、さらに窒素雰囲気
中にて最高温度１０００℃で５ｈ加熱し、室温まで冷却
してセラミック多層配線基板とした。
【００１８】製造したセラミック多層配線基板の配線パ
ターンの欠陥数、配線の導通不良の数を検討したとこ
ろ、孔径５〜２０μｍのフィルタで濾過した銅ペースト
を用いたときは、未濾過のものの約半数であり、孔径３
０〜５０μｍのフィルタで濾過した銅ペーストを用いた
ときは、およそ３／４であった。
ターンの欠陥数、配線の導通不良の数を検討したとこ
ろ、孔径５〜２０μｍのフィルタで濾過した銅ペースト
を用いたときは、未濾過のものの約半数であり、孔径３
０〜５０μｍのフィルタで濾過した銅ペーストを用いた
ときは、およそ３／４であった。
【００１９】なお、ビヒクルに銅粉末を配合した後に濾
過をする方法もあるが、この方法では孔径５〜２０μｍ
のフィルタでは、目詰りを起こしてほとんど濾過するこ
とができない。孔径３０μｍのフィルタでも濾過に長時
間かかり、或は少量濾過したあとに目詰りを起こし、実
際に用いるのには適切でない。
過をする方法もあるが、この方法では孔径５〜２０μｍ
のフィルタでは、目詰りを起こしてほとんど濾過するこ
とができない。孔径３０μｍのフィルタでも濾過に長時
間かかり、或は少量濾過したあとに目詰りを起こし、実
際に用いるのには適切でない。
【００２０】上記の実施例は、種々の改変が可能であ
る。例えば、ビヒクルは、有機高分子化合物５〜１５重
量％、溶剤９５〜８５重量％程度の比率で配合されるこ
とが多い。また、銅ペーストは、ビヒクル５〜２０重量
％に対して、銅粉末９５〜８０重量％程度の比率で配合
されることが多い。さらに、銅粉末と共に、銅以外の金
属粉末、例えば、タングステン、モリブデン、アルミニ
ウム等を種々の目的で添加することが行なわれており、
本発明でもこのような銅以外の金属粉末を混合して用い
てよい。また、銅粉末の混合に、ロールミルでなく、ボ
ールミルを用いてもよく、両者を併用してもよい。
る。例えば、ビヒクルは、有機高分子化合物５〜１５重
量％、溶剤９５〜８５重量％程度の比率で配合されるこ
とが多い。また、銅ペーストは、ビヒクル５〜２０重量
％に対して、銅粉末９５〜８０重量％程度の比率で配合
されることが多い。さらに、銅粉末と共に、銅以外の金
属粉末、例えば、タングステン、モリブデン、アルミニ
ウム等を種々の目的で添加することが行なわれており、
本発明でもこのような銅以外の金属粉末を混合して用い
てよい。また、銅粉末の混合に、ロールミルでなく、ボ
ールミルを用いてもよく、両者を併用してもよい。
【００２１】グリーンシートの加熱も、最初の脱バイン
ダの際は、８００〜９００℃の範囲の温度で、５〜２０
ｈ、次ぎの焼成の際は、９５０〜１１００℃の範囲の温
度で、２〜１０ｈ程度行なってよい。
ダの際は、８００〜９００℃の範囲の温度で、５〜２０
ｈ、次ぎの焼成の際は、９５０〜１１００℃の範囲の温
度で、２〜１０ｈ程度行なってよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、製造したセラミック多
層配線基板の配線パターンの欠陥数、配線の導通不良の
数をおよそ３／４から１／２程度にすることができる。
層配線基板の配線パターンの欠陥数、配線の導通不良の
数をおよそ３／４から１／２程度にすることができる。
【図１】本発明の銅ペーストの製造プロセスの一例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本発明のセラミック多層配線基板の製造工程の
一例を示す説明図。
一例を示す説明図。
【図３】本発明の銅ペーストの製造に用いた濾過装置の
一例の断面図。
一例の断面図。
１…グリーンシート ２…銅パターン ３…積層体 ３１…エアー供給部 ３２…Ｏリング ３３…試料投入部 ３４…濾液排出部 ３５…フィルタ ３６…ビーカー ３７…エアー導入孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 泰宏 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 野口 高広 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立コンピュータエレクトロニクス内 (72)発明者 庄子 房次 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 木下 円 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】バインダを有機溶剤に溶解してビヒクルと
し、該ビヒクルをフィルタにより濾過し、濾過したビヒ
クルと銅粉を混合することを特徴とする銅ペーストの製
造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の銅ペーストの製造方法によ
り製造した銅ペーストを用い、グリーンシートに所望の
パターンを印刷し、該パターンの印刷されたグリーンシ
ートを積層し、焼成することを特徴とするセラミック多
層配線基板の製造方法。 - 【請求項３】請求項１記載の銅ペーストの製造方法によ
り製造した銅ペーストが焼成されてなる銅パターンを有
することを特徴とするセラミック多層配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9912495A JPH08293652A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 銅ペーストの製造方法、セラミック多層配線基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9912495A JPH08293652A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 銅ペーストの製造方法、セラミック多層配線基板及びその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36721499A Division JP2000151106A (ja) | 1999-01-01 | 1999-12-24 | セラミック多層配線基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08293652A true JPH08293652A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14239024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9912495A Pending JPH08293652A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 銅ペーストの製造方法、セラミック多層配線基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08293652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6849206B2 (en) | 2000-06-12 | 2005-02-01 | Murata Manufacturing Co. Ltd | Paste for forming thick film, method for manufacturing thereof, and filter apparatus |
-
1995
- 1995-04-25 JP JP9912495A patent/JPH08293652A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6849206B2 (en) | 2000-06-12 | 2005-02-01 | Murata Manufacturing Co. Ltd | Paste for forming thick film, method for manufacturing thereof, and filter apparatus |
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