JPS59142B2 - 多層厚膜回路基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基板上に導体層と絶縁体層を交互に積層形成し
、所望の導体層間を絶縁体層を貫通させて接続して所望
の回路配線を行なう多層厚膜回路基板に関し、特に導体
層間の短絡が生じない多層厚膜回路基板に関する・従来
、多層厚膜回路基板において絶縁体ペーストとして、例
えば低温焼成ガラス（鉛を含んだケイ酸ガラス等）など
の非結晶性絶縁体ペーストを用いて導体層の上に絶縁体
層を印刷乾燥させたのち焼成して形成する場合に、この
絶縁体層の上に導体ペーストを所望のパターンに印刷乾
燥させたのち焼成して導体層を形成するとき、またはさ
らにこの導体層の上に非結晶性絶縁体ペーストを用いて
絶縁体層を形成するときに、この絶縁体層が非結晶性絶
縁体ペーストで形成されているため再溶解して変形して
しまうという問題が生じていた。

また、この非結晶性絶縁体ペーストで形成した絶縁体層
は抗折力が弱いためその上にバルク導体で導体層を形成
しようとすると、例えば１０ミクロン程度の厚さの銅を
蒸着、メツキ、スパツタリング等の手段により導体層を
形成すれば、内部応力または加熱などによつて絶縁体層
が割れてしまうという問題もあつた。そこで一度焼成す
ると結晶化し、この結晶化によつて軟化点が上昇してそ
の上に導体層、更にその上に絶縁体層を形成するときに
は軟化しない結晶化絶縁体ペーストを用いるようになつ
た。

即ち、この結晶化絶縁体ペーストの一例として再結晶化
ガラスばあげられる。これは例えばＡｌ２Ｏ３（アルミ
ナ）とＳｉＯ２（酸化シリコンまたはケイ素）を主成分
とするガラスで、焼成前はＡｌ，Ｏ３とＳｉＯ２が別々
に独立して混合された状態になつているが焼成後はＳｉ
Ｏ，が軟化して（Ａｌ２Ｏ３）ｘ・（ＳｉＯ２）ｙが形
成されるものである。この一度焼成された結晶化絶縁体
ペーストは、再結晶温度が９２５℃付近であるが、この
温度においてはＳｉＯ２は多少軟化するもののＡｌ２Ｏ
３と完全に溶解融合するには至らないものである。

一方、絶縁体ペーストは通常スクリーン印刷をされるた
め、スクリーンメツシユの影響によりパターン精度の高
いペーストほど層を形成したときにピンホール、ピツチ
、気泡が発生しやすい。そしてこのピンホール、ピツチ
、気泡が、焼成するとつぶれることがあればパターンの
ゆがみに影響するのでつぶれないようになつている。ま
た、非結晶性絶縁体ペーストは焼成すると完全に溶解す
るため、ピンホール、ピツチ、気泡は発生しなかつた。
第１図は基板１０の上に結晶化絶縁体ペーストで形成し
た絶縁体層１２をはさんで第１の導体層１１と第２の導
体層１３が形成された従来の多層厚膜回路基板の１部断
面図である。

絶縁体層１２は結晶化絶縁体ペーストを用いて形成され
ているので、ピンホール１５、ピツチ１４、気泡１６が
発生している。そしてこの絶縁体層１２の上に第２の導
体層１３が導体ペーストを印刷乾燥させたのち焼成して
形成されているので、ピンホール１５やピツチ１４には
導体ペーストが充填されたようになつている。従つてピ
ンホール１５を介して第２の導体層１３と第１の導体層
１１とが短絡をおこしている。通常絶縁体層はピンホー
ル等を防止するために絶縁体ペーストを３回程度にわけ
て印刷をして所定の厚さに形成するようにしているが、
結晶化絶縁体ペーストはピンホール等が発生しやすいた
め印刷を３回程度に分けても導体間の短絡の原因となる
場合が多かつた。また、この結晶化絶縁体ペーストは、
ピンホール等が発生しやすく多孔質なため、形成した絶
縁体層の上に導体層を形成する過程において、メツキや
エツチング等の薬液を使う工程がある場合にはその絶縁
体層の気泡等に薬液がしみこんでしまい絶縁体層として
の機能の長期的信頼性をそこねてしまう。本発明はこれ
らの欠点を除去し、導体層間の短絡がなく、長期的信頼
性の保てる多層厚膜回路基板を提供することを目的とす
る。以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

まず本発明の一実施例をその製造工程順に第２図〜第５
図を用いて説明する。即ち、第２図に示すように第１の
導体層２１が形成されている基板２０の上に結晶化絶縁
体ペーストを印刷乾燥させたのち焼成して第１の絶縁体
層２２を形成する。この第１の絶縁体層２２には、ピン
ホール２４、ピツチ２５、気泡２３が発生している。次
に第３図に示すように第１の絶縁体層２２の上に、非結
晶性絶縁体ペーストを印刷乾燥させたのち焼成して第２
の絶縁体層２６を形成する。このとき非結晶性絶縁体ペ
ーストが第１の絶縁体層２２のピンホール２５やピツチ
２４に充填されるように印刷されているため、第２の絶
縁体層２６でうめたかたちになつている。尚、この第２
の絶縁層２６は非結晶性絶縁体ペーストを焼成して形成
しているため、ピンホール、ピツチ、気泡は発生してい
ない。次に第４図に示すように第２の絶縁層２６の上に
結晶化絶縁体ペーストを印刷乾燥させたのち焼成して第
３の絶縁体層２７を形成する。

このとき結晶化絶縁体ペーストを焼成する温度は、非結
晶性絶縁体ペーストを焼成する温度よりも高いので、第
２の絶縁体層２６が再度溶解してその表面がゆがんでし
まう。しかし、この上には第３の絶縁体層２７が形成さ
れているため、その上の導体層へは第２の絶縁体層２６
のゆがみは伝わらない。また第３の絶縁体層２７にもピ
ンホール２９、ピ゛スチ２８、気泡３０が発生している
。次に第５図に示すように第３の絶縁層２７の上に導体
ペーストを印刷乾燥させたのち焼成して第２の導体層３
１を形成する。このとき導体ペーストは第３の絶縁体層
２７のピンホール２９やピツチ２８に充填されるように
印刷されているため、第２の導体層３１でうめたかたち
になつている。尚、第１〜第３の絶縁体層２２，２６，
２７の形成にあたつては、各層ごとに焼成する必要はな
く一括して焼成してもかまわない。以上、第２図〜第５
図で説明したような構造にすれば基板２０上に絶縁体層
をはさんで第１および第２の導体層２１，３１が互いに
短絡のないように形成することができる。

即ち、第１の絶縁体層２２に発生したピンホール２４は
、第２の絶縁体層２６がうめてしまう。第２の絶縁体層
２６はピンホール等は発生せず、第３の絶縁体層２７の
ピンホール２９に充填された第２の導体層３１は第２の
絶縁体層２６に阻止されて第１の導体層２１とは接触で
きないようになつている。また、第２の導体層３１の形
成にあたつて薬液を使用した場合に、第１および第２の
絶縁体層２２，２６にはこの薬液はしみこまず絶縁体層
としての機能を長期にわたり保てる。次に本発明の他の
実施例を説明する。

即ち第６図に示すように、第１の導体層４１が形成され
た基板４０の上に非結晶性絶縁体ペーストを印刷乾燥さ
せたのち焼成して第１の絶縁体層４２を形成する。

次にその上に結晶化絶縁体ペーストを印刷乾燥したのち
焼成して第２の絶縁体層４３を形成する。次にその上に
導体ペーストを印刷乾燥させたのち焼成して第２の導体
層４４を形成する。このような構造にすることによつて
、第２の絶縁体層４３を形成するときに第１の絶縁体層
４２が再溶解して層がゆがんでしまうが、第２の絶縁体
層４３によつて第２の導体層４４へはそのゆがみは伝わ
らない。そして第２の絶縁体層４３に発生したピンホー
ルに充填された形になる第２の導体層４４はピンホール
の発生していない第１の絶縁体層４２に阻止されて第１
の導体層４１と接触することはない。また第２の導体層
４４の形成にあたつて薬液を使用した場合に、第１の絶
縁体層４２にはこの薬液はしみこまない。

次に本発明のその他の実施例を説明する。

即ち、第７図に示すように、まず第１の導体層５１が形
成されている基板５０の上に結晶化絶縁体ペーストを印
刷乾燥させたのち焼成して第１の絶縁体層５２を形成す
る。

次に非結晶性絶縁体ペーストをピンホールやピツチが発
生している第１の絶縁体層５２の上にその表面が平らに
なる程度の厚さで印刷乾燥させたのち焼成して第２の絶
縁体層５３を形成する。

次いでこの上に導体ペーストを印刷乾燥させたのち焼成
して第２の導体層５４を形成する。このような構造にす
ることによつて、第２の絶縁体層５３が第１の絶縁体層
５２に発生したピンホール等をうめてしまうように形成
されており、しかも第２の絶縁体層５３にはピンホール
等が発生していないため、第１の導体層５１と第２の導
体層５４は接触することはない。また、第２の絶縁体層
５３は層が薄く形成されているため、再溶解しても第２
の導体層５４へはゆがみ等の影響はない。また、第２の
導体層５４の形成にあたつて薬液を使用した場合に第１
および第２の絶縁体層５２，５３へはこの薬液はしみこ
まず絶縁体層としての機能を長期にわたり保てる。また
、更に他の実施例として次のような構造がある。

即ち、図示はしないが第１の導体層が形成されている基
板の上に非結晶性絶縁体ペーストと結晶化絶縁体ペース
トを混合させた絶縁体ペーストを用いて絶縁体層を形成
する。次にその上に第２の導体層を形成する。このよう
な構造にすれば、絶縁体層は結晶化絶縁体ペーストで形
成された部分に発生するピンホール等の中に非結晶性絶
縁体ペーストで形成された部分が入るためピンホール等
が発生しない。

また、一度焼成すると結晶化絶縁体ペースト形成された
部分の軟化点が上昇し、非結晶性絶縁体ペーストで形成
された部分の再溶解による形くずれを阻止し、絶縁体層
を非結晶性絶縁体ペーストだけで形成した場合に比べ形
くずれが実用的な程少ない。従つて第１の導体層と第２
の導体層とが接触することがない。絶縁体層が再溶解し
て形くずれせず第２の導体層へ影響を与えない。また第
２の導体層形成にあたつて薬液を使用した場合に、絶縁
体層へはこの薬液はしみこまず、絶縁体層としての機能
を長期にわたり保てる。

尚、この場合に非結晶性絶縁体ペーストの混合率によつ
て形成される絶縁体層の抗折力や軟化による変形の度合
が変化するので使用限度内に入る混合率を選択する必要
がある。抗折力はほぼ非結晶性絶縁体ペーストの混合率
が高くなるほど比例して下つていく。

この実施例の場合には、全体の１０％前後の率で非結晶
性絶縁体ペーストを混合すると抗折力や変形の度合が十
分な使用限度内に入ることができる。以上、詳細に説明
したように絶縁体層を非結晶性絶縁体ペーストで形成さ
れる層と結晶化絶縁体ペーストで形成される層とを積層
し、または前記両ペーストを混合させた絶縁体ペースト
で形成される層により形成されているので、導体層間が
接触することなく短絡が却きず、しかも薬液に対して長
期信頼性を保てる多層厚膜回路基板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多層厚膜回路基板を示す一部断面図。 第２図〜第５図は本発明の一実施例をその製造工程を追
つて示す一部断面図。第６図は本発明の他の実施例を示
す一部断面図。第７図は本発明のその他の実施例を示す
一部断面図。２０・・・・・・基板、２１・・・・・・
第１の導体層、２２・・・・・・第１の絶縁体層、２６
・・・・・・第２の絶縁体層、２７・・・・・・第３の
絶縁体層、３１・・・・・・第２の導体層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に導体層と絶縁体層が交互に積層形成され、
   所望の導体層間を絶縁体層を貫通させて接続し、所望の
   回路配線を行なう多層厚膜回路基板であつて、第１の導
   体層と第２の導体層の間に非結晶性絶縁体を主成分とす
   るペーストで形成される第１の絶縁体部材と、結晶化絶
   縁体を主成分とするペーストで形成される第２の絶縁体
   部材とを積層して形成される絶縁体層を介在させること
   を特徴とする多層厚膜回路基板。 ２ 第１の導体層の上に結晶化絶縁体を主成分とするペ
   ーストで形成される第２の絶縁体部材と、非結晶性絶縁
   体を主成分とするペーストで形成される第１の絶縁体部
   材と、結晶化絶縁体を主成分とするペーストで形成され
   る第２の絶縁体部材とを順次積層して絶縁体層を形成し
   、その上に第２の導体層を形成することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の多層厚膜回路基板。 ３ 第１の導体層の上に非結晶性絶縁体を主成分とする
   ペーストで形成される第１の絶縁体部材と、結晶化絶縁
   体を主成分とするペーストで形成される第２の絶縁体部
   材とを順次積層して絶縁体層を形成し、その上に第２の
   導体層を積層形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の多層厚膜回路基板。 ４ 第１の導体層の上に結晶化絶縁体を主成分とするペ
   ーストで形成される第２の絶縁体部材と、非結晶性絶縁
   体を主成分とするペーストで形成される第１の絶縁体部
   材とを順次積層して絶縁体層を形成し、その上に第２の
   導体層を積層形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の多層厚膜回路基板。 ５ 基板上に導体層と絶縁体層が交互に積層形成され、
   所望の導体層間を絶縁体層を貫通させて接続し、所望の
   回路配線を行なう多層厚膜回路基板であつて、第１の基
   体層と第２の導体層の間に非結晶性絶縁体を主成分とす
   るペーストと結晶化絶縁体を主成分とするペーストとを
   混合させた絶縁体ペーストで形成される絶縁体層を介在
   させることを特徴とする多層厚膜回路基板。