JPH1051088A - セラミック配線基板およびその製造方法 - Google Patents
セラミック配線基板およびその製造方法Info
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- JPH1051088A JPH1051088A JP9074550A JP7455097A JPH1051088A JP H1051088 A JPH1051088 A JP H1051088A JP 9074550 A JP9074550 A JP 9074550A JP 7455097 A JP7455097 A JP 7455097A JP H1051088 A JPH1051088 A JP H1051088A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ag、Pd、Auなどの低融点金属を配線材料
とする低温焼成のセラミック配線基板において、配線材
料とセラミック材料との焼成時の収縮挙動を接近したも
のとし、配線基板の反りや変形を少なくすること。 【解決手段】Ag、Pd、Au、Ptのうちの少なくと
も1種からなる導電用金属:100重量部に対し、Wお
よびまたはMoの化合物を金属換算で3〜5重量部と、
ガラス組成物:1〜10重量部とを含有するメタライズ
部を有することを特徴とするセラミック配線基板とす
る。Wの化合物がWO3およびまたはWSi2を含有する
ものであること。Moの化合物がMoSi2を含有する
ものであること。
とする低温焼成のセラミック配線基板において、配線材
料とセラミック材料との焼成時の収縮挙動を接近したも
のとし、配線基板の反りや変形を少なくすること。 【解決手段】Ag、Pd、Au、Ptのうちの少なくと
も1種からなる導電用金属:100重量部に対し、Wお
よびまたはMoの化合物を金属換算で3〜5重量部と、
ガラス組成物:1〜10重量部とを含有するメタライズ
部を有することを特徴とするセラミック配線基板とす
る。Wの化合物がWO3およびまたはWSi2を含有する
ものであること。Moの化合物がMoSi2を含有する
ものであること。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成のセラミ
ック配線基板およびその製造方法に関する。特にAg、
Pd、Auなどの低融点金属や、それら低融点金属とP
tとの混合物が配線材料としてメタライズされた低温焼
成のガラスセラミック配線基板に関する。
ック配線基板およびその製造方法に関する。特にAg、
Pd、Auなどの低融点金属や、それら低融点金属とP
tとの混合物が配線材料としてメタライズされた低温焼
成のガラスセラミック配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、LSIなどの半導体素子を実装す
る基板として、アルミナ系セラミックを絶縁材料とする
配線基板が使用されてきた。しかし、アルミナ系セラミ
ック材料の焼成温度が高く、同時焼成が可能な配線材料
としては高融点金属であるW、Mo等が使われるため、
導通抵抗が10〜20mΩ/□(mΩ/mm2)と高く
なる問題を有していた。そこで、Ag、Auなどの低抵
抗な配線材料と、それらと同時焼成可能な低温焼成絶縁
材料としてガラスあるいはガラスセラミックとを用いる
配線基板が使用されるようになってきた。特にガラスセ
ラミック配線基板は、800〜1100℃程度の低温で
焼成可能であり、かつセラミックの結晶相を構成成分と
して含有するため、機械的強度にも優れており、最近注
目されている。
る基板として、アルミナ系セラミックを絶縁材料とする
配線基板が使用されてきた。しかし、アルミナ系セラミ
ック材料の焼成温度が高く、同時焼成が可能な配線材料
としては高融点金属であるW、Mo等が使われるため、
導通抵抗が10〜20mΩ/□(mΩ/mm2)と高く
なる問題を有していた。そこで、Ag、Auなどの低抵
抗な配線材料と、それらと同時焼成可能な低温焼成絶縁
材料としてガラスあるいはガラスセラミックとを用いる
配線基板が使用されるようになってきた。特にガラスセ
ラミック配線基板は、800〜1100℃程度の低温で
焼成可能であり、かつセラミックの結晶相を構成成分と
して含有するため、機械的強度にも優れており、最近注
目されている。
【0003】ところで、このような配線基板に用いられ
るAg、AuあるいはそれらにPd、Pt等を添加ある
いは混合してなるメタライズ組成物は、焼結開始温度が
600〜700℃程度となるものが多い。一方、ガラス
セラミックは軟化点が700〜900℃程度である。こ
こで、メタライズの焼結開始温度とガラスセラミックの
焼結開始温度が大きく異なる場合、焼成時にまずメタラ
イズ組成物のみが収縮を開始するため、収縮の開始が高
温で始まるガラスセラミックとの収縮差が生じる。その
結果、配線基板に反りや変形を生じて所望とする寸法、
形状のものが得られないことがある。その対策として、
メタライズ組成物としてガラスセラミックと同程度ある
いはそれ以上の軟化点を有するガラス成分を添加する方
法が考えられるが、メタライズ組成物の焼結開始温度を
大幅に高くするには至らない。その他、焼成時において
配線基板上に平坦な面を有するアルミナ等のセラミック
板を乗せ、強制的に反りを抑える方法があるが、大きな
サイズの配線基板では、均一な収縮が達成できないとい
う問題や、配線基板がセラミック板に付着するという問
題が発生する恐れがある。
るAg、AuあるいはそれらにPd、Pt等を添加ある
いは混合してなるメタライズ組成物は、焼結開始温度が
600〜700℃程度となるものが多い。一方、ガラス
セラミックは軟化点が700〜900℃程度である。こ
こで、メタライズの焼結開始温度とガラスセラミックの
焼結開始温度が大きく異なる場合、焼成時にまずメタラ
イズ組成物のみが収縮を開始するため、収縮の開始が高
温で始まるガラスセラミックとの収縮差が生じる。その
結果、配線基板に反りや変形を生じて所望とする寸法、
形状のものが得られないことがある。その対策として、
メタライズ組成物としてガラスセラミックと同程度ある
いはそれ以上の軟化点を有するガラス成分を添加する方
法が考えられるが、メタライズ組成物の焼結開始温度を
大幅に高くするには至らない。その他、焼成時において
配線基板上に平坦な面を有するアルミナ等のセラミック
板を乗せ、強制的に反りを抑える方法があるが、大きな
サイズの配線基板では、均一な収縮が達成できないとい
う問題や、配線基板がセラミック板に付着するという問
題が発生する恐れがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち本発明は、A
g、Pd、Auなどの低融点金属や、それら低融点金属
とPtとの混合物が配線材料としてメタライズされた低
温焼成のガラスセラミック配線基板板において、配線材
料とセラミック材料との焼成時の収縮挙動を接近したも
のとし、配線基板の反りや変形を少なくすることを課題
とする。
g、Pd、Auなどの低融点金属や、それら低融点金属
とPtとの混合物が配線材料としてメタライズされた低
温焼成のガラスセラミック配線基板板において、配線材
料とセラミック材料との焼成時の収縮挙動を接近したも
のとし、配線基板の反りや変形を少なくすることを課題
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項1の発明は、Ag、Pd、Au、Ptのうちの
少なくとも1種からなる導電用金属:100重量部に対
し、WおよびまたはMoの化合物を金属Wまたは金属M
oに換算して3〜5重量部と、ガラス組成物:1〜10
重量部とを含有するメタライズ部を有することを特徴と
するセラミック配線基板を要旨とする。
の請求項1の発明は、Ag、Pd、Au、Ptのうちの
少なくとも1種からなる導電用金属:100重量部に対
し、WおよびまたはMoの化合物を金属Wまたは金属M
oに換算して3〜5重量部と、ガラス組成物:1〜10
重量部とを含有するメタライズ部を有することを特徴と
するセラミック配線基板を要旨とする。
【0006】請求項2の発明は、上記WおよびまたはM
oの化合物が、金属Wまたは金属Moに換算して3.2
5〜5重量部であることを特徴とする請求項1に記載の
セラミック配線基板を要旨とする。
oの化合物が、金属Wまたは金属Moに換算して3.2
5〜5重量部であることを特徴とする請求項1に記載の
セラミック配線基板を要旨とする。
【0007】請求項3の発明は、上記Wの化合物が、W
O3およびまたはWSi2を含有するものであることを特
徴とする請求項1、2に記載のセラミック配線基板を要
旨とする。
O3およびまたはWSi2を含有するものであることを特
徴とする請求項1、2に記載のセラミック配線基板を要
旨とする。
【0008】請求項4の発明は、上記Moの化合物がM
oSi2を含有するものであることを特徴とする請求項
1〜2のいずれか1つに記載のセラミック配線基板を要
旨とする。
oSi2を含有するものであることを特徴とする請求項
1〜2のいずれか1つに記載のセラミック配線基板を要
旨とする。
【0009】請求項5の発明は、絶縁材料がガラスセラ
ミックであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
1つに記載のセラミック配線基板を要旨とする。
ミックであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
1つに記載のセラミック配線基板を要旨とする。
【0010】請求項6の発明は、上記ガラス組成物がホ
ウケイ酸ガラスまたはアルミノホウケイ酸ガラスである
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の
セラミック配線基板を要旨とする。
ウケイ酸ガラスまたはアルミノホウケイ酸ガラスである
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の
セラミック配線基板を要旨とする。
【0011】請求項7の発明は、上記ガラス組成物が焼
成によりガラスセラミックとなるものであることを特徴
とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のセラミック
配線基板を要旨とする。
成によりガラスセラミックとなるものであることを特徴
とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のセラミック
配線基板を要旨とする。
【0012】請求項8の発明は、少なくともAgを含む
導電用金属:100重量部に対し、WおよびまたはMo
の化合物を金属Wまたは金属Moに換算して3〜5重量
部と、ガラス組成物:1〜10重量部とを含有するメタ
ライズ部を有することを特徴とするセラミック配線基板
を要旨とする。
導電用金属:100重量部に対し、WおよびまたはMo
の化合物を金属Wまたは金属Moに換算して3〜5重量
部と、ガラス組成物:1〜10重量部とを含有するメタ
ライズ部を有することを特徴とするセラミック配線基板
を要旨とする。
【0013】請求項9の発明は、上記WおよびまたはM
oの化合物として、Ag2WO4、Ag2MoO4から選ば
れる少なくとも1つの化合物を含有することを特徴とす
る請求項8に記載のセラミック配線基板を要旨とする。
oの化合物として、Ag2WO4、Ag2MoO4から選ば
れる少なくとも1つの化合物を含有することを特徴とす
る請求項8に記載のセラミック配線基板を要旨とする。
【0014】請求項10の発明は、絶縁材料がガラスセ
ラミックであることを特徴とする請求項8、9のいずれ
か1つに記載のセラミック配線基板を要旨とする。
ラミックであることを特徴とする請求項8、9のいずれ
か1つに記載のセラミック配線基板を要旨とする。
【0015】請求項11の発明は、上記ガラス組成物が
ホウケイ酸ガラスまたはアルミノホウケイ酸ガラスであ
ることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1つに記
載のセラミック配線基板を要旨とする。
ホウケイ酸ガラスまたはアルミノホウケイ酸ガラスであ
ることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1つに記
載のセラミック配線基板を要旨とする。
【0016】請求項12の発明は、上記ガラス組成物が
焼成によりガラスセラミックとなるものであることを特
徴とする請求項8〜10のいずれか1つに記載のセラミ
ック配線基板を要旨とする。
焼成によりガラスセラミックとなるものであることを特
徴とする請求項8〜10のいずれか1つに記載のセラミ
ック配線基板を要旨とする。
【0017】請求項13の発明は、Ag、Pd、Au、
Ptのうちの少なくとも1種からなる導電用金属粉末:
100重量部に対し、WおよびまたはMoの金属粉末も
しくはWおよびまたはMoの化合物粉末から選ばれる少
なくとも1種を金属Wまたは金属Moに換算して3〜5
重量部と、ガラス粉末:1〜10重量部とを含有するメ
タライズぺ−ストをセラミックグリ−ンシ−トに印刷ま
たは塗布し、焼成することを特徴とするセラミック配線
基板の製造方法を要旨とする。
Ptのうちの少なくとも1種からなる導電用金属粉末:
100重量部に対し、WおよびまたはMoの金属粉末も
しくはWおよびまたはMoの化合物粉末から選ばれる少
なくとも1種を金属Wまたは金属Moに換算して3〜5
重量部と、ガラス粉末:1〜10重量部とを含有するメ
タライズぺ−ストをセラミックグリ−ンシ−トに印刷ま
たは塗布し、焼成することを特徴とするセラミック配線
基板の製造方法を要旨とする。
【0018】請求項14の発明は、焼成によりガラスセ
ラミックとなるセラミックグリ−ンシ−トを用いること
を特徴とする請求項13に記載のセラミック配線基板の
製造方法を要旨とする。
ラミックとなるセラミックグリ−ンシ−トを用いること
を特徴とする請求項13に記載のセラミック配線基板の
製造方法を要旨とする。
【0019】請求項15の発明は、上記ガラス組成物が
ホウケイ酸ガラスまたはアルミノホウケイ酸ガラスであ
ることを特徴とする請求項13、14のいずれか1つに
記載のセラミック配線基板の製造方法を要旨とする。
ホウケイ酸ガラスまたはアルミノホウケイ酸ガラスであ
ることを特徴とする請求項13、14のいずれか1つに
記載のセラミック配線基板の製造方法を要旨とする。
【0020】請求項16の発明は、上記ガラス組成物が
焼成によりガラスセラミックとなるものであることを特
徴とする請求項13、14のいずれか1つに記載のセラ
ミック配線基板の製造方法を要旨とする。
焼成によりガラスセラミックとなるものであることを特
徴とする請求項13、14のいずれか1つに記載のセラ
ミック配線基板の製造方法を要旨とする。
【0021】ここで、Ag、Pd、Au、Ptのうちの
少なくとも1種からなる導電用金属とは、Ag、Pd、
Au、Ptの単体からなるものの他、それらを2種以上
含むものも含む。例えば、Ag単体ではマイグレ−ショ
ン性が問題となる場合には、AgとPdとの合金である
Ag80−Pd20なる組成であるもの等が使用できる。ま
た配線基板が多層配線を有する場合に、内部の配線を導
電率の高いAg単体からなる、あるいはPd含有量の少
ないAg−Pd合金を使用し、表層の配線にはマイグレ
−ション防止のためAg80−Pd20なる合金を使用する
ものの他に、各配線層毎に配線材料が異なる場合にも適
用できる。
少なくとも1種からなる導電用金属とは、Ag、Pd、
Au、Ptの単体からなるものの他、それらを2種以上
含むものも含む。例えば、Ag単体ではマイグレ−ショ
ン性が問題となる場合には、AgとPdとの合金である
Ag80−Pd20なる組成であるもの等が使用できる。ま
た配線基板が多層配線を有する場合に、内部の配線を導
電率の高いAg単体からなる、あるいはPd含有量の少
ないAg−Pd合金を使用し、表層の配線にはマイグレ
−ション防止のためAg80−Pd20なる合金を使用する
ものの他に、各配線層毎に配線材料が異なる場合にも適
用できる。
【0022】WおよびまたはMoの化合物を金属Wまた
は金属Moに換算して3〜5重量部とするのは以下の理
由による。3重量部未満であると化合物を添加する効
果、すなわちメタライズ部の焼結開始温度を高くする効
果が十分に発揮されないためである。一方、5重量部を
越えると、導電率の低いあるいは絶縁性のWおよびまた
はMoの化合物の割合が高くなり、配線の導通抵抗が高
くなるためである。また同時に、表層配線である場合に
は表面に凹凸(ブリスタ−)が形成され好ましくない。
なお好ましくは、配線の導通抵抗が低く、かつ配線基板
の反り、変形が小さくなるため、WおよびまたはMoの
化合物が金属Wまたは金属Moに換算して3.25〜5
重量部であるのが好ましい。
は金属Moに換算して3〜5重量部とするのは以下の理
由による。3重量部未満であると化合物を添加する効
果、すなわちメタライズ部の焼結開始温度を高くする効
果が十分に発揮されないためである。一方、5重量部を
越えると、導電率の低いあるいは絶縁性のWおよびまた
はMoの化合物の割合が高くなり、配線の導通抵抗が高
くなるためである。また同時に、表層配線である場合に
は表面に凹凸(ブリスタ−)が形成され好ましくない。
なお好ましくは、配線の導通抵抗が低く、かつ配線基板
の反り、変形が小さくなるため、WおよびまたはMoの
化合物が金属Wまたは金属Moに換算して3.25〜5
重量部であるのが好ましい。
【0023】製造方法に関しては、W、Moの金属粉末
を使用するのが好ましい。これは、W、Moの金属粉末
は粒径および形状の均一なものが入手し易く、よって導
電用金属粉末と均一に混合できるためである。その他、
W、Moの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、ホウ化物
なども使用できる。
を使用するのが好ましい。これは、W、Moの金属粉末
は粒径および形状の均一なものが入手し易く、よって導
電用金属粉末と均一に混合できるためである。その他、
W、Moの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、ホウ化物
なども使用できる。
【0024】ガラス組成物とは、Ag、Pd、Au、P
tからなる導電用金属の焼結を助け、あるいは、焼成温
度を調節するために添加するものである。また、導電用
金属が多孔質状に焼結した場合に、その孔内を埋めメタ
ライズ部の気密性を得る目的も有する。さらに、焼成工
程の冷却過程の際に、メタライズ部の絶縁材料であるセ
ラミック部に対する熱膨張差を緩和し、反り、変形を小
さくする働きも有する。このようなガラス組成物として
は、ホウケイ酸ガラス(B2O3−SiO2系ガラス)、
アルミノホウケイ酸ガラス(B2O3−SiO2−Al2O
3系ガラス)やガラスセラミックなどが使用できる。ま
た、ガラス組成物として配線基板の絶縁材料と同材料も
使用できる。
tからなる導電用金属の焼結を助け、あるいは、焼成温
度を調節するために添加するものである。また、導電用
金属が多孔質状に焼結した場合に、その孔内を埋めメタ
ライズ部の気密性を得る目的も有する。さらに、焼成工
程の冷却過程の際に、メタライズ部の絶縁材料であるセ
ラミック部に対する熱膨張差を緩和し、反り、変形を小
さくする働きも有する。このようなガラス組成物として
は、ホウケイ酸ガラス(B2O3−SiO2系ガラス)、
アルミノホウケイ酸ガラス(B2O3−SiO2−Al2O
3系ガラス)やガラスセラミックなどが使用できる。ま
た、ガラス組成物として配線基板の絶縁材料と同材料も
使用できる。
【0025】また、ガラス組成物を1〜10重量部とす
るのは、1重量部未満であると、前段に記載の目的を達
成できないためである。また10重量部を越えると、メ
タライズ部の抵抗値が高くなるため好ましくない。さら
に、配線基板の表層に形成されるメタライズにおいて
は、その最表面にガラス成分が析出したり、あるいは最
表面のガラス成分による被覆などが発生することもあり
好ましくない。
るのは、1重量部未満であると、前段に記載の目的を達
成できないためである。また10重量部を越えると、メ
タライズ部の抵抗値が高くなるため好ましくない。さら
に、配線基板の表層に形成されるメタライズにおいて
は、その最表面にガラス成分が析出したり、あるいは最
表面のガラス成分による被覆などが発生することもあり
好ましくない。
【0026】本発明のセラミック配線基板の絶縁材料に
好ましく用いられるガラスセラミックとは、ホウケイ酸
ガラス粉末やアルミノホウケイ酸ガラス粉末等のガラス
粉末に、アルミナ、アノ−サイト、コ−ジエライト、シ
リカ等のセラミックフィラ−を混合し焼成したものの
他、焼成時にガラス中より結晶相が形成される部分結晶
化ガラス、あるいは完全結晶化ガラス等を言う。
好ましく用いられるガラスセラミックとは、ホウケイ酸
ガラス粉末やアルミノホウケイ酸ガラス粉末等のガラス
粉末に、アルミナ、アノ−サイト、コ−ジエライト、シ
リカ等のセラミックフィラ−を混合し焼成したものの
他、焼成時にガラス中より結晶相が形成される部分結晶
化ガラス、あるいは完全結晶化ガラス等を言う。
【0027】
【作用】Ag、Pd、Au、Ptのうちの少なくとも1
種からなる導電用金属粉末に、難焼結性であるWおよび
またはMoの金属粉末もしくはWおよびまたはMoの化
合物粉末から選ばれる少なくとも1種を添加、分散する
ことにより、導電用金属粉末の焼結を抑制し、焼結開始
温度を高めることができる。よって従来セラミック部よ
り低温で軟化、焼成収縮が進んでいたメタライズ部が、
セラミック部の焼結温度により近い温度域で軟化、焼成
収縮が起こるようになる。従って、本発明のメタライズ
成分とすることにより、配線基板の焼成時の反り、変形
の発生を抑制できるようになる。
種からなる導電用金属粉末に、難焼結性であるWおよび
またはMoの金属粉末もしくはWおよびまたはMoの化
合物粉末から選ばれる少なくとも1種を添加、分散する
ことにより、導電用金属粉末の焼結を抑制し、焼結開始
温度を高めることができる。よって従来セラミック部よ
り低温で軟化、焼成収縮が進んでいたメタライズ部が、
セラミック部の焼結温度により近い温度域で軟化、焼成
収縮が起こるようになる。従って、本発明のメタライズ
成分とすることにより、配線基板の焼成時の反り、変形
の発生を抑制できるようになる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、本
発明の範囲内の例を実施例として、また本発明の範囲外
の例を比較例として記載する。
発明の範囲内の例を実施例として、また本発明の範囲外
の例を比較例として記載する。
【0029】
実施例1〜16 導電用金属粉末として、平均粒径3.0μmのAg粉
末、平均粒径3.0μmのAg80Pd20合金粉末、平均
粒径2.0μmのAu粉末、平均粒径3μmのPt粉末を
用意した。なお実施例16は、Ag粉末とPt粉末とが
所定の重量割合で混合された混合紛を用いた。W、Mo
についてはそれぞれの金属粉末を用意した。その平均粒
径は、Wは2.5μm、Moは2.5μmである。ガラス
組成物としてはアルミノホウケイ酸ガラス(B2O3−S
iO2−Al2O3系ガラス)なるもので、具体的にはS
iO2:43%、Al2O3:28%、B2O3:8%、M
gO:8%、CaO:12%、ZrO2:1%の重量割
合となるガラスを溶融、粉砕し平均粒径1.0μmにし
たものを用意した。これらを導電用金属粉末100重量
部に対して、それぞれ表1に示す重量割合に秤量し混合
した。さらに、エチルセルロ−スを20重量%含むBC
A(ブチル・カルビト−ル・アセテ−ト)溶液をビヒク
ルとして、導電用金属粉末100重量部に対して20重
量部混合し、メタライズぺ−ストとした。
末、平均粒径3.0μmのAg80Pd20合金粉末、平均
粒径2.0μmのAu粉末、平均粒径3μmのPt粉末を
用意した。なお実施例16は、Ag粉末とPt粉末とが
所定の重量割合で混合された混合紛を用いた。W、Mo
についてはそれぞれの金属粉末を用意した。その平均粒
径は、Wは2.5μm、Moは2.5μmである。ガラス
組成物としてはアルミノホウケイ酸ガラス(B2O3−S
iO2−Al2O3系ガラス)なるもので、具体的にはS
iO2:43%、Al2O3:28%、B2O3:8%、M
gO:8%、CaO:12%、ZrO2:1%の重量割
合となるガラスを溶融、粉砕し平均粒径1.0μmにし
たものを用意した。これらを導電用金属粉末100重量
部に対して、それぞれ表1に示す重量割合に秤量し混合
した。さらに、エチルセルロ−スを20重量%含むBC
A(ブチル・カルビト−ル・アセテ−ト)溶液をビヒク
ルとして、導電用金属粉末100重量部に対して20重
量部混合し、メタライズぺ−ストとした。
【0030】
【表1】
【0031】次にセラミックグリ−ンシ−トを以下のよ
うに別途用意した。セラミック原料粉末としてアルミノ
ホウケイ酸ガラス粉末とアルミナ粉末とを用意した。ア
ルミノホウケイ酸ガラス粉末は上記ガラス組成物と同じ
組成、すなわちSiO2:43%、Al2O3:28%、
B2O3:8%、MgO:8%、CaO:12%、ZrO
2:1%とし、それらの酸化物粉末をそれぞれ秤量し、
混合し、溶融後、急冷してカレット状とし、さらに粉砕
し、50%粒子径(D50)=5μmとなるようにして作
製した。このガラス組成物の軟化点は890℃であっ
た。一方、アルミナ粉末として、市販の低ソ−ダのα−
アルミナ粉でD50=3μmであるものを用意した。
うに別途用意した。セラミック原料粉末としてアルミノ
ホウケイ酸ガラス粉末とアルミナ粉末とを用意した。ア
ルミノホウケイ酸ガラス粉末は上記ガラス組成物と同じ
組成、すなわちSiO2:43%、Al2O3:28%、
B2O3:8%、MgO:8%、CaO:12%、ZrO
2:1%とし、それらの酸化物粉末をそれぞれ秤量し、
混合し、溶融後、急冷してカレット状とし、さらに粉砕
し、50%粒子径(D50)=5μmとなるようにして作
製した。このガラス組成物の軟化点は890℃であっ
た。一方、アルミナ粉末として、市販の低ソ−ダのα−
アルミナ粉でD50=3μmであるものを用意した。
【0032】バインダ−としては、メタクリル酸エチル
系のアクリル樹脂を用意した。次にアルミナ製のポット
に、上記のガラス粉末とアルミナ粉末とを重量比で6:
4、総量で1Kgとなるように秤量して入れた。さらに
溶剤としてMEK(メチル・エチル・ケトン)を200
g、前記のアクリル樹脂を100g、可塑剤としてDO
P(ジオクチルフタレ−ト)を50g、分散剤5gを上
記ポットへ入れ10時間混合した。こうしてセラミック
グリ−ンシ−ト成形用のスラリ−を得た。このスラリ−
を用いて、ドクタ−ブレ−ド法でシ−ト厚み0.4mm
のセラミックグリ−ンシ−トを得た。
系のアクリル樹脂を用意した。次にアルミナ製のポット
に、上記のガラス粉末とアルミナ粉末とを重量比で6:
4、総量で1Kgとなるように秤量して入れた。さらに
溶剤としてMEK(メチル・エチル・ケトン)を200
g、前記のアクリル樹脂を100g、可塑剤としてDO
P(ジオクチルフタレ−ト)を50g、分散剤5gを上
記ポットへ入れ10時間混合した。こうしてセラミック
グリ−ンシ−ト成形用のスラリ−を得た。このスラリ−
を用いて、ドクタ−ブレ−ド法でシ−ト厚み0.4mm
のセラミックグリ−ンシ−トを得た。
【0033】次に、上記のメタライズぺ−ストと、セラ
ミックグリ−ンシ−トとの焼成収縮挙動の違いによる反
り具合を評価するため、以下のようにテストピ−スを作
製し、評価した。はじめに、セラミックグリ−ンシ−ト
を厚さ1.2mmとなるように3枚積層し、さらに40
mm角に切断し積層体とした。次にメタライズぺ−スト
を、積層体の片面の全面に厚さ20μmとなるようにス
クリ−ン印刷し、70℃で乾燥した。次に積層体を大気
中250℃、10時間の熱処理で脱バインダ−を行い、
次いで大気中950℃、30分間の熱処理で焼成を行っ
た。
ミックグリ−ンシ−トとの焼成収縮挙動の違いによる反
り具合を評価するため、以下のようにテストピ−スを作
製し、評価した。はじめに、セラミックグリ−ンシ−ト
を厚さ1.2mmとなるように3枚積層し、さらに40
mm角に切断し積層体とした。次にメタライズぺ−スト
を、積層体の片面の全面に厚さ20μmとなるようにス
クリ−ン印刷し、70℃で乾燥した。次に積層体を大気
中250℃、10時間の熱処理で脱バインダ−を行い、
次いで大気中950℃、30分間の熱処理で焼成を行っ
た。
【0034】得られた焼結体の反りを、焼結体のメタラ
イズが施されていない面において対角線上で測定した。
測定は表面粗さ計で測定し、対角線をトレ−スした時の
焼結体の反りの最大値で評価し、これを表1に記載し
た。表1では、反りの値が1mmを越え測定不能であっ
たものを、「>1000」と表示した。表1のように、
本発明範囲のメタライズ組成である、実施例1〜16で
は、反りの最大値が98μm以下であった。特にW、M
oの添加量が金属換算で3.25〜5%である実施例2
〜16は、反りの最大値が85μm以下で優れていた。
イズが施されていない面において対角線上で測定した。
測定は表面粗さ計で測定し、対角線をトレ−スした時の
焼結体の反りの最大値で評価し、これを表1に記載し
た。表1では、反りの値が1mmを越え測定不能であっ
たものを、「>1000」と表示した。表1のように、
本発明範囲のメタライズ組成である、実施例1〜16で
は、反りの最大値が98μm以下であった。特にW、M
oの添加量が金属換算で3.25〜5%である実施例2
〜16は、反りの最大値が85μm以下で優れていた。
【0035】次にメタライズの表面抵抗値を測定するた
め、別途用意した積層体に焼成時の寸法で厚さ15μ
m、幅1mm、長さ40mmの測定用配線を印刷し、焼
成し、測定した。結果を表1に併記した。表から分かる
ように、W、Moの添加量、およびガラス組成物の添加
量が多くなるほど表面抵抗値が高くなり不利となること
がわかる。
め、別途用意した積層体に焼成時の寸法で厚さ15μ
m、幅1mm、長さ40mmの測定用配線を印刷し、焼
成し、測定した。結果を表1に併記した。表から分かる
ように、W、Moの添加量、およびガラス組成物の添加
量が多くなるほど表面抵抗値が高くなり不利となること
がわかる。
【0036】実施例8のメタライズ部分をX線回折分析
したところ、AgPd合金の回折ピ−クの他、WO3、
Ag2WO4、Ag2MoO4のピ−クが観測された。なお
Ag2WO4、Ag2MoO4のピ−クはAgにPdが固溶
しているため、Pd側にシフトしていた。メタライズぺ
−ストの成分として添加したW、Moは焼成時に酸化し
たものと考えられる。
したところ、AgPd合金の回折ピ−クの他、WO3、
Ag2WO4、Ag2MoO4のピ−クが観測された。なお
Ag2WO4、Ag2MoO4のピ−クはAgにPdが固溶
しているため、Pd側にシフトしていた。メタライズぺ
−ストの成分として添加したW、Moは焼成時に酸化し
たものと考えられる。
【0037】以上の評価で優れた特性を有する実施例7
のメタライズぺ−ストを用いて外形寸法40mm×40
mm×1mmで、3層構造の配線基板を作製したとこ
ろ、反りは58μmと満足できるものであった。
のメタライズぺ−ストを用いて外形寸法40mm×40
mm×1mmで、3層構造の配線基板を作製したとこ
ろ、反りは58μmと満足できるものであった。
【0038】比較例1〜7 表1のように、本発明の範囲外の重量割合となるW、M
o及びガラス組成物を混合したメタライズぺ−ストを作
製した。これらを実施例と同様な方法で反り、表面抵抗
値を評価した。W、Moが金属換算で3重量未満である
比較例1、2、3、7では反りが250μmより大きい
ものであった。一方、W、Moが金属換算で5重量部を
越える比較例4では、表面抵抗値が50.4mΩ/□
(mΩ/mm2)となった。一方、ガラス組成物の添加
量が少ない比較例4では、メタライズ部とガラスセラミ
ック部との剥離が発生するところがあった。また、ガラ
ス組成物の添加量が多い比較例6では、同じく表面抵抗
値(体積抵抗値)が40.2mΩ/□(mΩ/mm2)
となり、低抵抗が達成できなかった。
o及びガラス組成物を混合したメタライズぺ−ストを作
製した。これらを実施例と同様な方法で反り、表面抵抗
値を評価した。W、Moが金属換算で3重量未満である
比較例1、2、3、7では反りが250μmより大きい
ものであった。一方、W、Moが金属換算で5重量部を
越える比較例4では、表面抵抗値が50.4mΩ/□
(mΩ/mm2)となった。一方、ガラス組成物の添加
量が少ない比較例4では、メタライズ部とガラスセラミ
ック部との剥離が発生するところがあった。また、ガラ
ス組成物の添加量が多い比較例6では、同じく表面抵抗
値(体積抵抗値)が40.2mΩ/□(mΩ/mm2)
となり、低抵抗が達成できなかった。
【0039】実施例17〜19 実施例17〜19は、セラミックグリ−ンシ−トに用い
るアルミノホウケイ酸ガラスを表2に示すものとし、ま
たそれぞれの焼成温度を同じく表2に示す温度に変えた
他は、実施例6と同様に評価したものである。いずれも
焼結体の反りは70μm以下と優れていた。
るアルミノホウケイ酸ガラスを表2に示すものとし、ま
たそれぞれの焼成温度を同じく表2に示す温度に変えた
他は、実施例6と同様に評価したものである。いずれも
焼結体の反りは70μm以下と優れていた。
【0040】
【表2】
【0041】実施例20〜22 実施例20〜22は、セラミックグリ−ンシ−トに用い
るアルミノホウケイ酸ガラスを表2に示すものとし、ま
たそれぞれの焼成温度を同じく表2に示す温度とし、さ
らにメタライズペ−ストのガラス組成物もそれぞれのセ
ラミックグリ−ンシ−トのガラスと同じ組成とした他
は、実施例7と同様に評価したものである。いずれも焼
結体の反りは60μm以下と優れていた。
るアルミノホウケイ酸ガラスを表2に示すものとし、ま
たそれぞれの焼成温度を同じく表2に示す温度とし、さ
らにメタライズペ−ストのガラス組成物もそれぞれのセ
ラミックグリ−ンシ−トのガラスと同じ組成とした他
は、実施例7と同様に評価したものである。いずれも焼
結体の反りは60μm以下と優れていた。
【0042】
【発明の効果】Ag、Pd、Au、Ptのうちの少なく
とも1種からなる導電用金属粉末:100重量部に対
し、難焼結性であるWおよびまたはMoの金属粉末ある
いはWおよびまたはMoの化合物粉末から選ばれる少な
くとも1種を金属換算で3〜5重量部と、ガラス粉末:
1〜10重量部とを添加、混合したメタライズぺ−スト
を使用することにより、導電用金属粉末の焼結開始温度
を高めることができる。よって従来セラミック部より低
温で軟化、焼成収縮が進んでいたメタライズ部が、セラ
ミック部の焼結温度により近い温度域で軟化、焼成収縮
が起こるようになる。従って、セラミック配線基板の焼
成時の反り、変形の発生を抑制できるようになる。
とも1種からなる導電用金属粉末:100重量部に対
し、難焼結性であるWおよびまたはMoの金属粉末ある
いはWおよびまたはMoの化合物粉末から選ばれる少な
くとも1種を金属換算で3〜5重量部と、ガラス粉末:
1〜10重量部とを添加、混合したメタライズぺ−スト
を使用することにより、導電用金属粉末の焼結開始温度
を高めることができる。よって従来セラミック部より低
温で軟化、焼成収縮が進んでいたメタライズ部が、セラ
ミック部の焼結温度により近い温度域で軟化、焼成収縮
が起こるようになる。従って、セラミック配線基板の焼
成時の反り、変形の発生を抑制できるようになる。
Claims (16)
- 【請求項1】 Ag、Pd、Au、Ptのうちの少なく
とも1種からなる導電用金属:100重量部に対し、W
およびまたはMoの化合物を金属Wまたは金属Moに換
算して3〜5重量部と、ガラス組成物:1〜10重量部
とを含有するメタライズ部を有することを特徴とするセ
ラミック配線基板。 - 【請求項2】 上記WおよびまたはMoの化合物が、金
属Wまたは金属Moに換算して3.25〜5重量部であ
ることを特徴とする請求項1に記載のセラミック配線基
板。 - 【請求項3】 上記Wの化合物が、WO3およびまたは
WSi2を含有するものであることを特徴とする請求項
1、2に記載のセラミック配線基板。 - 【請求項4】 上記Moの化合物がMoSi2を含有す
るものであることを特徴とする請求項1〜2のいずれか
1つに記載のセラミック配線基板。 - 【請求項5】 絶縁材料がガラスセラミックであること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のセラ
ミック配線基板。 - 【請求項6】 上記ガラス組成物がホウケイ酸ガラスま
たはアルミノホウケイ酸ガラスであることを特徴とする
請求項1〜5のいずれか1つに記載のセラミック配線基
板。 - 【請求項7】 上記ガラス組成物が焼成によりガラスセ
ラミックとなるものであることを特徴とする請求項1〜
5のいずれか1つに記載のセラミック配線基板。 - 【請求項8】 少なくともAgを含む導電用金属:10
0重量部に対し、WおよびまたはMoの化合物を金属W
または金属Moに換算して3〜5重量部と、ガラス組成
物:1〜10重量部とを含有するメタライズ部を有する
ことを特徴とするセラミック配線基板。 - 【請求項9】 上記WおよびまたはMoの化合物とし
て、Ag2WO4、Ag2MoO4から選ばれる少なくとも
1つの化合物を含有することを特徴とする請求項8に記
載のセラミック配線基板。 - 【請求項10】 絶縁材料がガラスセラミックであるこ
とを特徴とする請求項8、9のいずれか1つに記載のセ
ラミック配線基板。 - 【請求項11】 上記ガラス組成物がホウケイ酸ガラス
またはアルミノホウケイ酸ガラスであることを特徴とす
る請求項8〜10のいずれか1つに記載のセラミック配
線基板。 - 【請求項12】 上記ガラス組成物が焼成によりガラス
セラミックとなるものであることを特徴とする請求項8
〜10のいずれか1つに記載のセラミック配線基板。 - 【請求項13】 Ag、Pd、Au、Ptのうちの少な
くとも1種からなる導電用金属粉末:100重量部に対
し、WおよびまたはMoの金属粉末もしくはWおよびま
たはMoの化合物粉末から選ばれる少なくとも1種を金
属Wまたは金属Moに換算して3〜5重量部と、ガラス
粉末:1〜10重量部とを含有するメタライズぺ−スト
をセラミックグリ−ンシ−トに印刷または塗布し、焼成
することを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項14】 焼成によりガラスセラミックとなるセ
ラミックグリ−ンシ−トを用いることを特徴とする請求
項13に記載のセラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項15】 上記ガラス組成物がホウケイ酸ガラス
またはアルミノホウケイ酸ガラスであることを特徴とす
る請求項13、14のいずれか1つに記載のセラミック
配線基板の製造方法。 - 【請求項16】 上記ガラス組成物が焼成によりガラス
セラミックとなるものであることを特徴とする請求項1
3、14のいずれか1つに記載のセラミック配線基板の
製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9074550A JPH1051088A (ja) | 1996-05-28 | 1997-03-10 | セラミック配線基板およびその製造方法 |
US08/850,632 US5932326A (en) | 1996-05-28 | 1997-05-02 | Ceramic wiring boards and method for their manufacture |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-157709 | 1996-05-28 | ||
JP15770996 | 1996-05-28 | ||
JP9074550A JPH1051088A (ja) | 1996-05-28 | 1997-03-10 | セラミック配線基板およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1051088A true JPH1051088A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=26415710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9074550A Pending JPH1051088A (ja) | 1996-05-28 | 1997-03-10 | セラミック配線基板およびその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5932326A (ja) |
JP (1) | JPH1051088A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002043756A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-08 | Kyocera Corp | 窒化珪素質多層配線基板 |
EP0997941A3 (en) * | 1998-10-28 | 2003-05-14 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Conductive paste and ceramic printed circuit substrate using the same |
US6762369B2 (en) | 2001-10-29 | 2004-07-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate and method for manufacturing the same |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW507484B (en) * | 2000-03-15 | 2002-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of manufacturing multi-layer ceramic circuit board and conductive paste used for the same |
US6483690B1 (en) | 2001-06-28 | 2002-11-19 | Lam Research Corporation | Ceramic electrostatic chuck assembly and method of making |
EP1684559A4 (en) * | 2003-11-14 | 2009-08-19 | Murata Manufacturing Co | Conductive Paste and Multi-Layered Ceramic Substrate |
ES2390427B1 (es) * | 2011-04-14 | 2013-07-04 | Roca Sanitario, S. A. | Composición de una pasta conductora eléctrica co-sinterizable a altas temperaturas y su integración en materiales cerámicos en base porcelana, gres, gres porcelánico o similares |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4927505A (en) * | 1988-07-05 | 1990-05-22 | Motorola Inc. | Metallization scheme providing adhesion and barrier properties |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP9074550A patent/JPH1051088A/ja active Pending
- 1997-05-02 US US08/850,632 patent/US5932326A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0997941A3 (en) * | 1998-10-28 | 2003-05-14 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Conductive paste and ceramic printed circuit substrate using the same |
JP2002043756A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-08 | Kyocera Corp | 窒化珪素質多層配線基板 |
US6762369B2 (en) | 2001-10-29 | 2004-07-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5932326A (en) | 1999-08-03 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041221 |