JPS59193096A - 厚膜混成集積回路板 - Google Patents

厚膜混成集積回路板

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JPS59193096A
JPS59193096A JP6631283A JP6631283A JPS59193096A JP S59193096 A JPS59193096 A JP S59193096A JP 6631283 A JP6631283 A JP 6631283A JP 6631283 A JP6631283 A JP 6631283A JP S59193096 A JPS59193096 A JP S59193096A
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JP
Japan
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insulating layer
layer
thick film
filler
circuit board
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平吉 種井
杉下 信行
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高密度小型化の厚膜混成集積回路板に関する
〔発明の背景〕
セラミック基板上に厚膜ペーストをスクリーン印刷し、
配線導体、抵抗体等を形成し、これに半導体素子その他
の電子部品を塔載してなる厚膜混成集積回路板は、電子
機器の小型化のために広く用いられている。計算機やビ
デオ機器、携帯用音響機器などの小型化が進むKしたが
って、厚膜混成集積回路もより一層の小型化が要求され
るようになった。この要求を満たすため、従来、配線導
体とともに抵抗体をも多層化した厚膜混成集積回踏板が
製作されている。
第1図はその一例を示すもので、セラミック基板1上に
設けられた第1層配線導体2と、これに接続するように
設けられた第1層抵抗体3と、これらを被覆する絶縁層
4と、その上に設けられた第2層配線導体5と、これに
接続するように設けられた第2層抵抗体6とからなる。
従来、このような抵抗体を多層化した厚膜混成集積回路
板においては、前記絶縁層4は、ペースト状にしたガラ
ス粉末材料を印刷、焼成し、結晶化することにより形成
されているが、このガラス材料の組成が適切ではなかっ
たため、 (1)ガラス材料と第1層抵抗体3との反応およびガラ
ス材料の焼成に必要な高温度の影響によって、第1層抵
抗体3の設計値に対する抵抗値変化が大きく、抵抗値精
度が悪い (2)第2層配線導体6が上記ガラス材料との反応によ
って半田付は性が悪くなる (3)絶縁層40強度が不十分でクラックが生じ易く、
絶縁特性の耐湿不良が起る 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、抵抗値精
度が優れ、半田付は性が良好であり、しかも絶縁層の強
度が大きく耐湿性の高い絶縁特性を有する高密度厚膜混
成集積回路板を提供することにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明者等は、初めに第1
層抵抗体および第2層配線導体と反応しにくいガラス組
成を種々検討した。その結果、550°C〜650℃の
結晶化温度を有する、鉛元素を含まない結晶化ガラスが
適していることがわかった。また、その最適組成は、重
量%表示で、SiO’ 5〜2 Q 、 Al2O3:
 0.5〜10 、ZrL01 :52〜65 、B2O3:15〜30 、Na2o 
 −iたはに20またはL t 20 : 0,1〜2
 、 MgOまたはcao  tたはBao : 0.
5〜10.TiO□またktS n O2: O〜5で
あることがわかった。
さらに、太発明者等は、実験を重ねた結果、上記結晶化
ガラスにフィラーとしてアルミナ(AJ 20t)、ジ
ルコy(ZrO□−8iO2)、コージエライ)(2M
y0・2A7203・5 S * 02 )  のうち
少なくとも1種以上を混合せしめた場合、絶縁層の強度
が大きくなって、クランクによる絶縁特性の耐湿不良が
なくなり、しかも第2層配線導体の半田付は性も良好に
なるという効果が得られることを見出した。
すなわち、本発明は、厚膜混成集積回路板の絶縁層とし
て、上記結晶化ガラスとこれに添加した上記フィラーと
の混合体を使用することを特徴とするものであり、その
混合比は、重量比で、結晶化ガラス85〜95%、フィ
ラー5〜15%である。フィラーが5%より少ないとき
には、フィラーの添加による絶縁層の耐湿改善効果が得
られずまた。15%より多い時には、絶縁層の緻密性が
そこなわれ、耐湿性が不十分となるので、本発明の範囲
外とした。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を具体的実施例について詳細に説明する。
本発明の厚膜混成集積回路板における第1層配線導体は
、セラミック基板上に、例えばkg/ P d系導体ペ
ーストを印刷し、850℃で焼成して形成されたもので
、また、第1層抵抗体は、上記第1層配線導体が形成さ
れた後、該配線導体に接続するように、例えばRu、0
□系抵抗ペーストを印刷し、これを焼成して形成された
ものであり、これらは前記従来技術と同様のものである
上記第1層配線導体と第1層抵抗体を被覆する絶縁層は
、ガラス粉末とフィラー(アルミナ)との混合粉末を有
機ビヒクル(テルピネオールにエチルセルローズを溶解
させたもの)と混練した絶縁層ペーストを印刷した後、
これを上記ガラス粉、  末の結晶化温度で焼成し、結
晶化ガラスとフィラーとの混合体としたものである。
上記結晶化ガラスの組成例と、その結晶化温度を下記表
1に示す。表1において、[ガラスNo。
1 、2 、3Jは3つの異なった組成例で、「ガラス
組成(重量%)」は、各結晶化ガラスの組成成分を重量
%で示している。なお、組成成分中、R20,RO、R
O2は、それぞれ■α、■α、■族の金属元素の酸化物
を意味し、これら酸化物としては、各結晶化ガラス毎に
表1中に示すものが用いられている。
表  1 このような組成の結晶化ガラスを得るための上記粉末ガ
ラスは、表1に示す酸化物組成成分の混合体を通常の方
法により溶解し、溶解物を水中に流し出してガラス化し
た後、適宜粉砕することにより得ることができる。
上記絶縁層上には、例えばAy/Pd系導体ペースト(
ソーダ石灰ガラス基板用またはほうろう被覆金属基板用
として市販されているもの)を印刷し、600℃で焼成
して第2層配線導体が形成され、更に、該配線導体に接
続するように例えばR,u、O□系低抵抗ペースト印刷
、焼成して第2層抵抗体が形成されるが、これらは前記
従来技術と同様のものであるのでその詳細は省略する。
次に、絶縁層として、上記実施例のごとき組成の結晶化
ガラスとこれに添加したフィラーとの混合体を用いた場
合の第1層抵抗体の抵抗値変化率、第2層配線導体の半
田付は性および絶縁層の耐湿性についての測定結果につ
いて説明する。。
(1)第1層抵抗体の抵抗値変化率 上記特性を次のように試料を作成し、測定した。
96%アルミナ基板にAg/Pd系導体ペーストを印刷
し、850℃で焼成して抵抗体の端子を形成した。この
基板に、シート抵抗(厚膜抵抗体を正方形に形成した場
合の抵抗値)10にΩ/口のf(uO□系抵抗抵抗ペー
スト刷して焼成し、第1層抵抗体に相当する抵抗体を形
成し、さらにその上に前記実施例の絶縁層ペーストを印
刷した。表1に示すガラスN001とフィラー系絶縁層
を得る場合には550°C、ガラスNo、2とフィラー
系絶縁層を得る場合には600℃、ガラスN093とフ
ィラー系絶縁層を得る場合には650℃でそれぞれの絶
縁層ペーストを焼成した。各ガラス−フィラー系絶縁層
で被覆された抵抗体の抵抗値変化率を第2図に示す。第
2図中の番号は、表1のガラス番号と一致する。抵抗値
変化率は、絶縁層被覆前の抵抗値を基準とし、絶縁層被
覆後の抵抗値の変化率として求めたものである。
第2図かられかるとおり、表IK示した組成の結晶化ガ
ラスにフィラー(アルミナ)を添加した絶縁層を用いた
場合には、フィラー添加量が15%以下においては、焼
成時の抵抗値変化率が10%以下と小さく・、30%以
上の抵抗値変化を生じた従来技術に比して優れた精度を
もつ第1層抵抗体が得られる。
なお、フィラーとして、アルミナの代りにジルコンまた
はコージェライトを用いた場合にも同様の結果が得られ
た。
(2)第2層配線導体の半田付は性 上記特性を次のように試料を作成し、測定した。
96%アルミナ基板に前記実施例の絶縁層ペーストを印
刷し、上記(1)と同様の条件で焼成した後、kg/ 
Pd系導体ペースト(ソーダ石灰ガラス基板用またはほ
うろう被覆金属基板用として市販されているもの)を印
刷し、600°Cで焼成し、第2層配線導体を形成した
。この第2層配線導体に半田フラックスを塗布した後、
半田円柱(4yxmφ。
2.5 m m l 、 60 Sn/ 4 Qpb)
を載せ、230℃でその半田円柱を溶融した時の拡がり
径を測定し、半田付は性を評価した。
第3図に、各ガラス−フィラー系絶縁層上の第2層配線
導体の半田拡がり径を示す。第3図中の番号は、表1の
ガラス番号と一致する。
第3図かられかるとおり、表1に示した結晶化ガラスに
フィラー(アルミナ)を添加した絶縁層を用いた場合に
は、従来4.5 m m〜5.5 m m程度であった
半田拡がり径が増大し、しかもその増大量は、フィラー
の添加量とともに向上するから、半田付は性の優れた第
2層配線導体を得ることができる。
なお、フィラーとして、アルミナのかわりにジルコンま
たはコージェライトを用いた場合にも同様の結果が得ら
れた。
(3)絶縁層の耐湿性 上記特性を、試料として、絶縁層を誘電体とする厚膜コ
ンデンサを作成して測定した。該コンデンサは次のよう
にして作られた。
96%アルミナ基板にAg/Pd系導体ペーストを印刷
し、850℃で焼成してコンデンサの下部電極を形成し
、この下部電極を覆うように、前記実施例の絶縁層ペー
ストを印刷して上記(1)と同様の条件で焼成した。さ
らにその上に、上部電極として、下部電極より小さな形
状にAg/Pd系導体ペースト(ソーダ石灰ガラス基板
用またはほうろう被覆金属基板用として市販されている
もの)を印刷し、600℃で焼成した。このようにして
作成した厚膜コンデンサを数百側ポリ容器に入れ、それ
を手で振って厚膜コンデンサをお互いに衝突させるよう
にした。しかる後、それらの厚膜コンデンサを60℃、
95%RHに保った恒温、恒湿槽に入れ、上下電極間に
0.1 (A)のヒユーズを介して直流75 (Vlを
印加し、絶縁層の耐湿性を測定した。
耐湿性が悪(、絶縁不良が生じたものは、上記ヒーーズ
が断線することにより識別できる。
上記耐湿試験の1000時間における不良率を第4図に
示す。第4図かられかるとおり、表1に示した組成の結
晶化ガラスにフィラー(アルミナ)を5〜15重量%添
加した絶縁層を用いた場合には、不良率がOであり、耐
湿性が非常に良い。フィラーが5重量%より少ない場合
には、絶縁層の強度が十分ではなく、上記機械的衝撃に
よって微少なりラックが生じ、そのため耐湿不良が起き
ている。一方、フィラーが15重量%より多い場合には
、絶縁層の緻密性が十分ではなく、耐湿不良が起きてい
る。
なお、フィラーとしてアルミナの代りにジルコンまたは
コージェライトを用いた場合にも同様の結果が得られた
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、絶縁層の下の第
1層抵抗体の抵抗値変化を小さく(±10%以内ンする
ことができるので、その抵抗値変化率を見込んで第1層
抵抗体の幅もしくは長さをレーザまたはザンドプラスト
などによってわずかにトリミングすることにより、高精
度の抵抗値を必要とする抵抗体を多数含有する高密度厚
膜混成集積回路板を得ることができる。また、絶縁層上
の第2層配線溝体の半田付は性が良好であるので、歩留
りが向上し、高密度厚膜混成集積回路板の製造コストを
低減できる。さらに、絶縁層の強度が大きく、耐湿性に
優れているので、信頼性の高い高密度厚膜混成集積回路
板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、厚膜混成集積回路板の構成を説明するための
断面図、第2図〜第4図は、それぞれ本発明による厚膜
混成集積回路板の第1層抵抗体の抵抗値変化率、第2層
配線溝体の半田波がり径、絶縁層の耐湿試験による不良
率を示す図である。 1・・・・・・セラミック基板 2・・・・・・第1層
配線溝体3・・・・・・第1層抵抗体  4・・・・・
・絶縁層5・・・・・・第2層配線溝体 6・・・・・
・第2層抵抗体第1図 第2図 0    5    IO1520 フイ −7−t   (型費%) 第3図 Q   5   IQ  r5 20 フイラー1 it量%ノ 第4図 直 フィラー蓋 (支)1%ノ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セラミック基板上に形成した第1層配線溝体、第
    1層抵抗体と、これらを被覆するようにして形成した絶
    縁層と、この絶縁層の上に形成した第2層配線溝体、第
    2層抵抗体とからなる厚膜混成集積回路板において、前
    記絶縁層として、550℃〜650°Cの結晶化温度を
    有し、しかもpb元素を含まない結晶化ガラスとこれに
    添加したフィラーとからなる混合体であって、その混合
    比が重量%で結晶化ガラス85〜95%、フィラー5〜
    15%であるものを使用したことを特徴とする厚膜混成
    集積回路板。
  2. (2)前記結晶化ガラスは重量%表示でまたはに20ま
    たはLL20 : 0.1〜2.MfOまたはCα0ま
    たはBaO:0.5〜10.TiO2または5rLO8
    二〇〜5 の組成を有し、前記フィラーはアルミナ(Ag2O3)
    +ジルコン(ZrO2@5tO2)9コージエライト(
    2M2O・2A1203・58′L02 )のうち少な
    くとも1種からなるものである、特許請求の範囲第1項
    記載の厚膜混成集積回路板。
JP6631283A 1983-04-16 1983-04-16 厚膜混成集積回路板 Granted JPS59193096A (ja)

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JP6631283A JPS59193096A (ja) 1983-04-16 1983-04-16 厚膜混成集積回路板

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JPH0136995B2 JPH0136995B2 (ja) 1989-08-03

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0284795A (ja) * 1988-09-21 1990-03-26 Nippon Denso Co Ltd 集積回路装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0284795A (ja) * 1988-09-21 1990-03-26 Nippon Denso Co Ltd 集積回路装置

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JPH0136995B2 (ja) 1989-08-03

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