JPH10200227A - 低温焼成セラミック基板のビアホール導体の製造方法及びビアホール用導体ペースト - Google Patents

低温焼成セラミック基板のビアホール導体の製造方法及びビアホール用導体ペースト

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JPH10200227A
JPH10200227A JP511497A JP511497A JPH10200227A JP H10200227 A JPH10200227 A JP H10200227A JP 511497 A JP511497 A JP 511497A JP 511497 A JP511497 A JP 511497A JP H10200227 A JPH10200227 A JP H10200227A
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JP
Japan
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via hole
low
paste
conductor
resin
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Application number
JP511497A
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English (en)
Inventor
Hidetaka Nishijima
英孝 西島
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Original Assignee
Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温焼成セラミックのグリーンシートに対す
る導体ペーストの印刷性とビアホールの充填性とを向上
させる。 【解決手段】 低温焼成セラミックのグリーンシート1
1のビアホール12に充填する導体ペーストは、Ag系
の金属粉末に対して、バインダ樹脂となるアクリル系の
樹脂と有機溶剤と少量のガラス粉末とを混合し、これを
十分に混練して作製したものである。このAg系ペース
トは、バインダ樹脂として従来のエチルセルロース系の
樹脂に代えてアクリル系の樹脂を用いているため、粉末
配合量を従来よりも多くして有機溶剤の配合量を少なく
しても、従来とほぼ同程度の印刷に適した低い粘度にす
ることができる。これにより、Ag系ペーストの印刷性
を確保できて、ファインパターン化に対応できると共
に、ビアホールの充填性を向上でき、ビアホール印刷を
何回も繰り返す必要がなく、生産性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成セラミッ
クのグリーンシートに形成されたビアホールに導体ペー
ストを充填し、これを1000℃以下で焼成して低温焼
成セラミック基板のビアホール導体を製造する方法及び
ビアホール用導体ペーストに関するものである。
【0002】
【従来の技術】1000℃以下で焼成する低温焼成セラ
ミック基板は、1600℃前後で焼成するアルミナ基板
と比較して、誘電率が低く、信号処理の高速化が可能
であると共に、セラミックと同時焼成する配線導体と
して導通抵抗の小さいAg系導体等の低融点金属を用い
ることができる等の利点があり、近年益々需要が増大し
ている。この低温焼成セラミック基板は、高密度化・小
型化のために、セラミックのグリーンシートを複数枚積
層して多層基板として製造されることが多い。多層基板
の場合は、層間を電気的に接続するために、各層のグリ
ーンシートにビアホールを打ち抜き形成し、このビアホ
ールに導体ペーストをスクリーン印刷して充填する。こ
の導体ペーストとしては、電気的特性に優れたAg系ペ
ーストが用いられることが多い。ビアホールへの導体ペ
ーストの充填後、各層のグリーンシートへの配線パター
ンの印刷とグリーンシートの積層を行い、これを800
〜1000℃で焼成して低温焼成セラミック多層基板を
製造する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、低温
焼成セラミック多層基板の高密度化・小型化に伴い、配
線パターンがファインパターン化されると共に、ビアホ
ールの穴径が益々微小になってきている。ビアホールの
穴径が微小になればなるほど、ビアホールへの導体ペー
ストの充填性が問題となってくる。
【0004】一般に、ビアホール用の導体ペーストとし
ては、配線パターンの印刷に用いるAg系ペーストが用
いられている。このAg系ペーストは、ファインパター
ンを印刷するために、チクソトロピー性(攪拌するほど
粘度が低下し且つ静置すると粘度が増大する性質)を高
める必要があり、そのために、バインダ樹脂としてエチ
ルセルロース系の樹脂を用いると共に、Ag系ペースト
中の粉末(金属粉末と少量のガラス粉末)の配合量を少
なくして有機溶剤の配合量を相対的に多くし、低粘度化
している。
【0005】しかし、このエチルセルロース系の樹脂を
配合したAg系ペーストでは、エチルセルロース系の樹
脂が高分子量であるため、有機溶剤の配合量が多くな
り、ビアホールに充填しても、図1(b)に示すように
乾燥後に充填不良となってしまう。このため、ビアホー
ルのペースト充填状態を良くするには、ビアホール印刷
を何回も繰り返して行う必要があり、生産性が低下する
という欠点があった。また、ビアホールの充填状態が不
十分のまま焼成すると、ビアホール導体にクラックが発
生しやすく、ビアホール導体の信頼性も低下してしま
う。
【0006】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、導体ペーストの印刷
性を確保しながら、ビアホールの充填性を向上でき、生
産性向上とビアホール導体の信頼性向上とを実現するこ
とができる低温焼成セラミック基板のビアホール導体の
製造方法及びビアホール用導体ペーストを提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】ところで、従来のような
ビアホール印刷後の乾燥による充填不良の原因は、有機
溶剤の配合量が多いため(換言すれば粉末配合量が少な
いため)であると考えられるが、従来のエチルセルロー
ス系の樹脂を配合したAg系ペーストでは、有機溶剤の
配合量を少なくして粉末配合量を多くすると、粘度が著
しく増大して、印刷性、充填性が共に低下してしまう。
【0008】そこで、本発明者は、粉末の配合量を従来
よりも多くしても、従来と同程度の印刷に適した低い粘
度にすることができる導体ペーストの研究を重ねた結
果、本発明をなすに至った。本発明で用いる導体ペース
トは、バインダ樹脂として従来のエチルセルロース系の
樹脂に代えてアクリル系の樹脂を含むAg系ペーストを
用いる。このように、バインダ樹脂としてアクリル系の
樹脂を用いると、後述する表1の試験結果から明らかな
ように、Ag系ペーストの粉末配合量を従来よりも多く
して有機溶剤の配合量を少なくしても、従来とほぼ同程
度の印刷に適した低い粘度にすることができ、Ag系ペ
ーストの印刷性とビアホールの充填性とを両立できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態では、低温焼
成セラミックのグリーンシート11のセラミック材料と
して、CaO−Al2 3 −SiO2 −B2 3 系ガラ
ス粉末とアルミナ粉末との混合物や、MgO−SiO2
−Al2 3 −B2 3 系のガラス粉末とAl2 3
末との混合物等、800〜1000℃で焼成可能な低温
焼成セラミックが用いられる。このグリーンシート11
には、パンチングマシーンや打ち抜き型等によって直径
50〜1000μmのビアホール12を打ち抜き形成す
る。
【0010】このビアホール12に充填する導体ペース
トは、導体としてAg系の金属粉末を含み且つバインダ
樹脂としてアクリル系の樹脂を含むAg系ペーストを用
いる。ここで、Ag系の金属粉末としては、Ag粉末の
他、Ag−Pd、Ag−Pt、Ag−Pd−Pt、Ag
−Au等のいずれかの合金又は金属の混合物の粉末を用
いても良い。Ag−Pdの場合には、Ag−Pdの比率
をAg:80〜90重量%、Pd:20〜10重量%と
すると良い。また、バインダ樹脂として用いるアクリル
系の樹脂としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂(P
MMA)等を用いれば良い。
【0011】このAg系ペーストは、Ag系の金属粉末
に対して、バインダ樹脂となるアクリル系の樹脂と有機
溶剤(例えばテレピネオール等)とからなる有機ビヒク
ルと少量のガラス粉末とを混合し、これを十分に混練し
て作製したものである。この場合、有機ビヒクル中の樹
脂の配合量を例えば25〜45重量%、粉末(金属粉末
と少量のガラス粉末)の配合量を例えば40〜55重量
%に設定し、Ag系ペーストの粘度を印刷に適した低い
粘度にする。
【0012】このAg系ペーストをグリーンシート11
のビアホール12にスクリーン印刷して充填し、各層の
グリーンシート11に同じAg系ペーストを用いて内層
配線パターンをスクリーン印刷する。この後、各層のグ
リーンシート11を積層・圧着し、これを800〜10
00℃で焼成して低温焼成セラミック多層基板を製造す
る。
【0013】
【実施例】本発明者は、グリーンシート11のビアホー
ル12に充填するAg系ペーストの印刷性とビアホール
充填性について、バインダ樹脂として低分子量(約1
万)のアクリル樹脂を用いた実施例のAg系ペースト
〜とエチルセルロースを用いた比較例のAg系ペース
ト〜を比較する試験を行ったので、その試験結果を
次の表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】この試験では、実施例〜と比較例〜
は、いずれもAg−Pdペーストであり、Ag−Pd
の比率をAg:80重量%、Pd:20重量%に固定し
ている。バインダ樹脂として低分子量(約1万)のアク
リル樹脂を用いた実施例〜は、有機ビヒクル中の樹
脂配合量がそれぞれ35重量%、30重量%、40重量
%であり、粉末(金属粉末と少量のガラス粉末)の配合
量がいずれも48重量%であり、粘度がそれぞれ200
0ps、1500ps、2500psである。
【0016】一方、バインダ樹脂としてエチルセルロー
スを用いた比較例〜は、有機ビヒクル中の樹脂配合
量がそれぞれ12重量%、12重量%、35重量%であ
り、粉末配合量がそれぞれ22重量%、48重量%、2
2重量%であり、粘度がそれぞれ1650ps、100
00ps未満、10000ps未満である。
【0017】比較例は、従来のAg系ペーストに相当
し、有機ビヒクル中の樹脂配合量を少なく(有機溶剤の
配合量を多く)すると共に、粉末配合量を少なくするこ
とで、粘度を低くして、チクソトロピー性を高め、印刷
性を向上させるようにしている。この比較例では、有
機溶剤の配合量が多いため、ビアホール12に充填して
も、図1(b)に示すように乾燥後に充填不良となって
しまう。このため、ビアホール12のペースト充填状態
を良くするには、ビアホール印刷を何回も繰り返して行
う必要があり、生産性が低下する欠点がある。また、ビ
アホール12の充填状態が不十分のまま焼成すると、ビ
アホール導体にクラックが発生しやすく、ビアホール導
体の信頼性が低下してしまう。
【0018】一方、比較例は、比較例よりも粉末配
合量を多くして、有機溶剤の配合量を少なくしている
が、これでは、粘度が高くなってしまうため、チクソト
ロピー性が低下して、印刷性が不良となってしまう。し
かも、粘度が高すぎるため、図1(c)に示すように、
ビアホール12にAg系ペーストを十分に充填でき
ず、充填不良となる。
【0019】また、比較例は、比較例よりも有機ビ
ヒクル中の樹脂配合量を多くして有機溶剤の配合量を少
なくしているが、この場合も、比較例と同じく、粘度
が高くなってしまうため、チクソトロピー性が低下し
て、印刷性とビアホール充填性の双方が不良となる。
【0020】以上の比較例〜の試験結果から、バイ
ンダ樹脂としてエチルセルロースを用いたAg系ペース
トでは、配合比を変えても、ビアホール充填性は改善さ
れない。
【0021】これに対し、実施例〜は、バインダ樹
脂として比較例〜のエチルセルロースに代えてアク
リル樹脂を用いている。これにより、実施例〜は、
比較例(従来に相当)よりも、粉末配合量と樹脂配合
量の双方を多くして有機溶剤の配合量を少なくしても、
比較例とほぼ同程度の印刷に適した低い粘度にするこ
とができる。この結果、チクソトロピー性を確保でき
て、印刷性を良好にすることができ、ファインパターン
化に対応できると共に、図1(a)に示すように1回の
ビアホール印刷でビアホール12にAg系ペースト〜
をほぼ完全に充填でき、充填性を向上できる。このA
g系ペースト〜は、有機溶剤の配合量が少ないた
め、比較例とは異なり、乾燥後でもビアホール12の
ペースト充填状態を良好に保つことができ、ビアホール
印刷を何回も繰り返す必要がなく、生産性を向上でき
る。しかも、焼成時にビアホール導体にクラックが発生
することを防止でき、ビアホール導体の信頼性も向上で
きる。
【0022】尚、実施例〜は、有機ビヒクル中の樹
脂の配合量を30〜40重量%、粉末(金属粉末と少量
のガラス粉末)の配合量を48重量%に設定している
が、配合比はこれに限定されず、有機ビヒクル中の樹脂
の配合量を25〜45重量%、粉末の配合量を40〜5
5重量%に設定すれば、Ag系ペーストの粘度を印刷に
適した低い粘度にすることができ、Ag系ペーストの印
刷性とビアホールの充填性とを両立できる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、バインダ樹脂として従来のエチルセルロース
系の樹脂に代えてアクリル系の樹脂を含むAg系ペース
トを用いるようにしたので、Ag系ペーストの粉末配合
量を従来よりも多くして有機溶剤の配合量を少なくして
も、従来とほぼ同程度の印刷に適した低い粘度にするこ
とができ、Ag系ペーストの印刷性を確保できて、ファ
インパターン化に対応できると共に、ビアホールの充填
性を向上でき、ビアホール印刷を何回も繰り返す必要が
なく、生産性を向上できると共に、ビアホール導体の信
頼性も向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施例〜のビアホール充
填状態を示す拡大縦断面図、(b)は比較例のビアホ
ール充填状態を示す拡大縦断面図、(c)は比較例,
のビアホール充填状態を示す拡大縦断面図
【符号の説明】
11…グリーンシート、12…ビアホール。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低温焼成セラミックのグリーンシートに
    形成されたビアホールに導体ペーストを充填し、これを
    800〜1000℃で焼成して低温焼成セラミック基板
    のビアホール導体を製造する方法において、 前記導体ペーストは、導体としてAg系の金属粉末を含
    み且つバインダ樹脂としてアクリル系の樹脂を含むAg
    系ペーストを用いることを特徴とする低温焼成セラミッ
    ク基板のビアホール導体の製造方法。
  2. 【請求項2】 低温焼成セラミックのグリーンシートに
    形成されたビアホールに充填される導体ペーストであっ
    て、 導体としてAg系の金属粉末を含み且つバインダ樹脂と
    してアクリル系の樹脂を含むことを特徴とする低温焼成
    セラミック基板のビアホール用導体ペースト。
JP511497A 1997-01-16 1997-01-16 低温焼成セラミック基板のビアホール導体の製造方法及びビアホール用導体ペースト Pending JPH10200227A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194859A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Seiko Instruments Inc 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194859A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Seiko Instruments Inc 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計

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