JPS5922399B2 - 多層セラミツク基板 - Google Patents
多層セラミツク基板Info
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- JPS5922399B2 JPS5922399B2 JP56164017A JP16401781A JPS5922399B2 JP S5922399 B2 JPS5922399 B2 JP S5922399B2 JP 56164017 A JP56164017 A JP 56164017A JP 16401781 A JP16401781 A JP 16401781A JP S5922399 B2 JPS5922399 B2 JP S5922399B2
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、多層セラミック基板特に低温焼成を可能にし
た多層セラミック基板に関するものである。
た多層セラミック基板に関するものである。
半導体工業の飛躍的な進展によつて、ＩＣ、ＬＳＩが産
業用、民需用に幅広く使用されるようになつた。特に集
積密度の高い、ＬＳＩの実装用基板として、直接ＬＳＩ
を実装でき、微細多層配線が可能な多層セラミック基板
で脚光を浴びている。多層セラミック基板の製造方法を
大別すると、Ｉ）厚膜印刷法と■）グリーンシート法と
の二つの方法に分けられる。グリーンシート法について
は、さらに積層法と印刷法とがあわ、それぞれの製造工
程を流れ図で示すと次のようになる。Ｉ） 厚膜印刷法
セラミック基板−導体層印刷−焼成−絶縁層印刷−焼成
Ｌ繰り返す■） グリーンシート法 １）積層法 グリーンシート−スルーホール形成−導体層印刷：：”
■■■□■■■■■■ｌ”゜””−゛“一２）印刷法グ
リーンシートー導体層印刷−絶縁層印刷−焼成−ー→Ｌ
−−一繰り返すーーーーー」これらの方法の中で第１の
厚肱旧耶１法は二般に広く実用化されているが、各導体
層及び絶縁層を印刷する毎に焼成する必要があるため、
工程に時間がかかり、配線の微細化、絶縁層のスルーホ
ールを小さくすること、多層化、等々に困難があり歩留
りも著しく悪く、量的に安定生産することが困難であつ
た。
業用、民需用に幅広く使用されるようになつた。特に集
積密度の高い、ＬＳＩの実装用基板として、直接ＬＳＩ
を実装でき、微細多層配線が可能な多層セラミック基板
で脚光を浴びている。多層セラミック基板の製造方法を
大別すると、Ｉ）厚膜印刷法と■）グリーンシート法と
の二つの方法に分けられる。グリーンシート法について
は、さらに積層法と印刷法とがあわ、それぞれの製造工
程を流れ図で示すと次のようになる。Ｉ） 厚膜印刷法
セラミック基板−導体層印刷−焼成−絶縁層印刷−焼成
Ｌ繰り返す■） グリーンシート法 １）積層法 グリーンシート−スルーホール形成−導体層印刷：：”
■■■□■■■■■■ｌ”゜””−゛“一２）印刷法グ
リーンシートー導体層印刷−絶縁層印刷−焼成−ー→Ｌ
−−一繰り返すーーーーー」これらの方法の中で第１の
厚肱旧耶１法は二般に広く実用化されているが、各導体
層及び絶縁層を印刷する毎に焼成する必要があるため、
工程に時間がかかり、配線の微細化、絶縁層のスルーホ
ールを小さくすること、多層化、等々に困難があり歩留
りも著しく悪く、量的に安定生産することが困難であつ
た。
また、第２のグリーンシート積層法は、絶縁材料として
従来はアルミナが使用されてきたため焼結温度が１５０
０℃以上と高く、このため導体としてはＭＯ，．Ｗなど
の高融点金属を使用しなけれならず、しかも水素炉など
を用いて還元性の雰囲気で処理する必要があつたため、
製造装置が大がかクのものとなり、コストもかかり省エ
ネルギーの観点からも好ましくなかつた。
従来はアルミナが使用されてきたため焼結温度が１５０
０℃以上と高く、このため導体としてはＭＯ，．Ｗなど
の高融点金属を使用しなけれならず、しかも水素炉など
を用いて還元性の雰囲気で処理する必要があつたため、
製造装置が大がかクのものとなり、コストもかかり省エ
ネルギーの観点からも好ましくなかつた。
さらに製造上のばらつきも大きく歩留りが低い欠点があ
つた。さらに導体として、ＭＯ．Ｗなどを用いるため導
体抵抗が大きくなシ、配線の幅を細くし実装密度を上げ
ることが困難であつた。さらに、ＭＯ．Ｗなどを導体と
して用いた多層セラミツク基板では、基板上に抵抗やコ
ンデンサをさらに厚膜法によつて一体化して形成しよう
とする場合、通常使用されている厚膜ペーストでは空気
中で７０『Ｃ〜９００℃で焼き付けるためＭＯｓＷなど
の導体が酸化してしまう等々の問題があり、所期の目的
を達成することができなかつた。
つた。さらに導体として、ＭＯ．Ｗなどを用いるため導
体抵抗が大きくなシ、配線の幅を細くし実装密度を上げ
ることが困難であつた。さらに、ＭＯ．Ｗなどを導体と
して用いた多層セラミツク基板では、基板上に抵抗やコ
ンデンサをさらに厚膜法によつて一体化して形成しよう
とする場合、通常使用されている厚膜ペーストでは空気
中で７０『Ｃ〜９００℃で焼き付けるためＭＯｓＷなど
の導体が酸化してしまう等々の問題があり、所期の目的
を達成することができなかつた。
そこで導体の露出部分に金をめつきするような技術が開
発されてはいるが、非常に高価なものになつてしまい広
く実用化することは困難である。又、抵抗やコンデンサ
などを形成するための厚膜ペーストとして、中性雰囲気
中で使用できるものや低温で焼付けられるものなども発
表されてはいるが、その種類が少なかつたり、リーク電
流が大きかつたり、信頼性がなかつたり、再現性が悪い
などの欠点があり、実用に供し得ない。さらに、コンデ
ンサを多層セラミツク基板の多層配線の中に組み入れる
試みがなされているが、従来のグリーンシート法による
限りでは、グリーンシートの厚さが２００ｔｔｍ以上と
厚くなつてしまうため、容量を大きくすることができず
、高々数百ピコフアラッドのものしか得られなかつた。
発されてはいるが、非常に高価なものになつてしまい広
く実用化することは困難である。又、抵抗やコンデンサ
などを形成するための厚膜ペーストとして、中性雰囲気
中で使用できるものや低温で焼付けられるものなども発
表されてはいるが、その種類が少なかつたり、リーク電
流が大きかつたり、信頼性がなかつたり、再現性が悪い
などの欠点があり、実用に供し得ない。さらに、コンデ
ンサを多層セラミツク基板の多層配線の中に組み入れる
試みがなされているが、従来のグリーンシート法による
限りでは、グリーンシートの厚さが２００ｔｔｍ以上と
厚くなつてしまうため、容量を大きくすることができず
、高々数百ピコフアラッドのものしか得られなかつた。
グリーンシートの上に印刷する方法によつてセラミツク
層を形成し焼結する第３の方法では、絶縁層の厚さは薄
くすることができるが、積層数にノ限界があるため、こ
の場合も容量はあまシ大きく取ることができなかつた。
層を形成し焼結する第３の方法では、絶縁層の厚さは薄
くすることができるが、積層数にノ限界があるため、こ
の場合も容量はあまシ大きく取ることができなかつた。
以上、３つの方法のうち最も有望と考えられるのは第２
のグリーンシート積層法であるが、その最大の難点はセ
ラミツク層を形成する組成物がかなりの高温で焼結しな
ければならなかつたことにその端を発していた。
のグリーンシート積層法であるが、その最大の難点はセ
ラミツク層を形成する組成物がかなりの高温で焼結しな
ければならなかつたことにその端を発していた。
そこで本発明はこの難点を除去しようとするものであり
、そのためにセラミツク層の組成を新規開発したもので
ある。本発明と同じ発想に基いて、ガラスを絶縁材料と
して用いて、低温焼結化する試みが行なわれているが、
この場合は、焼結後気孔を多く含む欠点があるため、リ
ーク電流が著しく大きくなり、熱抵抗も大きくなるため
、実用化できない状態にある。また、導体材料と絶縁材
料の組み合せも、むずかしく、多数層積層し焼成した場
合、導体上あるいは導体の上の絶縁層に多数のバブルを
発生することが多く実用化が困難であつた。さらに、多
層セラミック基板として実用化するためには、基板上に
ＩＣ，．ＬＳＩを実装したり、装置に組込まれたうする
際、機械的な強度も重要であり、少なくとも抗折強度で
２０００ｋｇ／Ｃｍ２以上の強度が必要といわれている
。
、そのためにセラミツク層の組成を新規開発したもので
ある。本発明と同じ発想に基いて、ガラスを絶縁材料と
して用いて、低温焼結化する試みが行なわれているが、
この場合は、焼結後気孔を多く含む欠点があるため、リ
ーク電流が著しく大きくなり、熱抵抗も大きくなるため
、実用化できない状態にある。また、導体材料と絶縁材
料の組み合せも、むずかしく、多数層積層し焼成した場
合、導体上あるいは導体の上の絶縁層に多数のバブルを
発生することが多く実用化が困難であつた。さらに、多
層セラミック基板として実用化するためには、基板上に
ＩＣ，．ＬＳＩを実装したり、装置に組込まれたうする
際、機械的な強度も重要であり、少なくとも抗折強度で
２０００ｋｇ／Ｃｍ２以上の強度が必要といわれている
。
しかしながら、従来から試みられているガラスを絶縁材
料として用いたものは、高々１８００ｋｇ／ｉ程度で、
この点からも実用化は、むずかしかつた。本発明の目的
は、これらの欠点を除去し、多層化が容易で、しかも高
密度配線が可能であり、配線の接続の信頼性も高く、半
導体チツブを直接マウントでき、量産化が可能で、コス
トダウンが可能な多層セラミツク基板を提供することで
ある。
料として用いたものは、高々１８００ｋｇ／ｉ程度で、
この点からも実用化は、むずかしかつた。本発明の目的
は、これらの欠点を除去し、多層化が容易で、しかも高
密度配線が可能であり、配線の接続の信頼性も高く、半
導体チツブを直接マウントでき、量産化が可能で、コス
トダウンが可能な多層セラミツク基板を提供することで
ある。
本発明によれば、セラミック層が酸化物換算表記に従つ
たとき、酸化アルミニウム４０〜６０重量％、酸化鉛１
〜４０重量％、酸化ホウ素１〜３０重量％、二酸化硅素
２〜４０重量％、族元素酸化物０．０５〜２５重量％、
族元素（但し、炭素、硅素、鉛は除く）酸化物０．０１
〜１０重量％の組成範囲で総重量１００重量％となるよ
うに選んだ組成物で構成され、複数の導体層と上記セラ
ミック層を介して積層したことを特徴とするイ層セラミ
ツク基板が得られる。本発明を実施するときは、１４０
０℃以下の温度で焼結可能となるため、所望のグリーン
シート積層法によつて容易に多層化ができ、導体として
Ａｕ，Ａｇ，．Ｐｔ，．Ｐｄ，．ＣｕｓＮｉ，．Ｃｒ等
の多くの元素およびこれらのうち、２種類以上を含む合
金が安心して使用できるようにな、り、実装密度の高い
多層セラミック基板を実用に供すことが可能となる。
たとき、酸化アルミニウム４０〜６０重量％、酸化鉛１
〜４０重量％、酸化ホウ素１〜３０重量％、二酸化硅素
２〜４０重量％、族元素酸化物０．０５〜２５重量％、
族元素（但し、炭素、硅素、鉛は除く）酸化物０．０１
〜１０重量％の組成範囲で総重量１００重量％となるよ
うに選んだ組成物で構成され、複数の導体層と上記セラ
ミック層を介して積層したことを特徴とするイ層セラミ
ツク基板が得られる。本発明を実施するときは、１４０
０℃以下の温度で焼結可能となるため、所望のグリーン
シート積層法によつて容易に多層化ができ、導体として
Ａｕ，Ａｇ，．Ｐｔ，．Ｐｄ，．ＣｕｓＮｉ，．Ｃｒ等
の多くの元素およびこれらのうち、２種類以上を含む合
金が安心して使用できるようにな、り、実装密度の高い
多層セラミック基板を実用に供すことが可能となる。
さて、現状をもう一度振り？つて検討してみると、６０
０をＣ〜８００℃で焼結可能なガラス材料を用い厚膜印
刷法によつて多層化したセラミック基板が広く使用され
ている。
０をＣ〜８００℃で焼結可能なガラス材料を用い厚膜印
刷法によつて多層化したセラミック基板が広く使用され
ている。
しかし、この場合は、印刷する毎に焼成する必要があり
、一回の印刷厚みがあまｖ厚くできないためもあつて、
ピンホール等が生じやすいため同じ絶縁層を２〜３回印
刷・焼成を繰り？す必要があつた。しかし、このことは
製造するのに時間がかかるということであり、さらに印
刷時の位置合せのズレが生じるなど、歩留りも非常に悪
くなつていた。さらに厚膜印刷法によつて形成した焼結
前の絶縁層はプレス等によつて密度を高くすることがで
きず、さらにセラミツク基板上に印刷されているため、
焼結時に厚み方向だけしか収縮できないため、焼結後の
絶縁層の密度は低いものになつていた。従つて、絶縁層
の絶縁抵抗が低くなり、絶縁層中にボードを多く含んで
いるため熱抵抗が高く、ピンホールなどの欠陥を多く含
む絶縁層しか得られない状態にあつた。これらの欠点を
除くため、無機材料の組成などが鋭意検討されてきては
いたが、収縮が厚み方向しか許されず、しかも焼結前の
絶縁層の密度が低いという理由によつて、焼成条件や材
料組成を検討してもボードやピンホール等を取り除くこ
とができず、その結果、絶縁抵抗が低かつたり熱抵抗が
大きかつたり耐圧が低下したり層間にリーク電流が流れ
たりして実用化が困難な状態にあつた。本発明はグリー
ンシート法が使用でき、１４００℃以下で焼結可能な無
機材料を用いて多層セラミツク基板を形成することによ
つて、焼結前の積層体をプレスして厚み方向の密度をも
上げることができるようになつた。さらに、本発明をグ
リーンシート法によつて実施した場合、焼結時の収縮が
縦横、厚み方向で生じるように自由な状態で焼成できる
ため、焼結密度が上がり、そのためにボードやピンホー
ルの発生割合が激減し、絶縁抵抗、耐圧、リーク電流な
どの電気的性質もまた飛躍的に改善され、熱抵抵も小さ
くなり、実用上の問題点が全て解決された。さらに、本
発明の多層セラミツク基板は、導体層として、Ａｇ．Ａ
ｕ，．Ｐｔ，．Ｐｄ，．Ｃｕ，．Ｎｌ、Ｃｒ等の多くの
元素を卑金属をも含めて使用可能とし、更にはこれらの
中から１種類以上を含む合金をも使用できるようにした
。
、一回の印刷厚みがあまｖ厚くできないためもあつて、
ピンホール等が生じやすいため同じ絶縁層を２〜３回印
刷・焼成を繰り？す必要があつた。しかし、このことは
製造するのに時間がかかるということであり、さらに印
刷時の位置合せのズレが生じるなど、歩留りも非常に悪
くなつていた。さらに厚膜印刷法によつて形成した焼結
前の絶縁層はプレス等によつて密度を高くすることがで
きず、さらにセラミツク基板上に印刷されているため、
焼結時に厚み方向だけしか収縮できないため、焼結後の
絶縁層の密度は低いものになつていた。従つて、絶縁層
の絶縁抵抗が低くなり、絶縁層中にボードを多く含んで
いるため熱抵抗が高く、ピンホールなどの欠陥を多く含
む絶縁層しか得られない状態にあつた。これらの欠点を
除くため、無機材料の組成などが鋭意検討されてきては
いたが、収縮が厚み方向しか許されず、しかも焼結前の
絶縁層の密度が低いという理由によつて、焼成条件や材
料組成を検討してもボードやピンホール等を取り除くこ
とができず、その結果、絶縁抵抗が低かつたり熱抵抗が
大きかつたり耐圧が低下したり層間にリーク電流が流れ
たりして実用化が困難な状態にあつた。本発明はグリー
ンシート法が使用でき、１４００℃以下で焼結可能な無
機材料を用いて多層セラミツク基板を形成することによ
つて、焼結前の積層体をプレスして厚み方向の密度をも
上げることができるようになつた。さらに、本発明をグ
リーンシート法によつて実施した場合、焼結時の収縮が
縦横、厚み方向で生じるように自由な状態で焼成できる
ため、焼結密度が上がり、そのためにボードやピンホー
ルの発生割合が激減し、絶縁抵抗、耐圧、リーク電流な
どの電気的性質もまた飛躍的に改善され、熱抵抵も小さ
くなり、実用上の問題点が全て解決された。さらに、本
発明の多層セラミツク基板は、導体層として、Ａｇ．Ａ
ｕ，．Ｐｔ，．Ｐｄ，．Ｃｕ，．Ｎｌ、Ｃｒ等の多くの
元素を卑金属をも含めて使用可能とし、更にはこれらの
中から１種類以上を含む合金をも使用できるようにした
。
この場合、焼成温度が低いため酸化性の雰囲気中でも充
分焼成可能であり、電極ペーストとしても粒径の細かい
金属粉末ができるため、細かい導体パターンを精度よく
印刷することが可能となり、集積度の高い多層セラミツ
ク基板が安定して歩留り良く製造することが可能となつ
た。Δらに、本発明で使用するセラミック組成において
含む族元素酸化物の作用効果は、リーク電流、熱抵抗、
絶縁抵抗、耐圧等の諸特性を更に改善する。
分焼成可能であり、電極ペーストとしても粒径の細かい
金属粉末ができるため、細かい導体パターンを精度よく
印刷することが可能となり、集積度の高い多層セラミツ
ク基板が安定して歩留り良く製造することが可能となつ
た。Δらに、本発明で使用するセラミック組成において
含む族元素酸化物の作用効果は、リーク電流、熱抵抗、
絶縁抵抗、耐圧等の諸特性を更に改善する。
例えば、グリーンシート法によつて本発明の多層セラミ
ック基板を製造する場合で考えてみれば、導体ペースト
の焼結反応と無機粉末の焼結反応とが同時に起るため、
その収縮率や焼結の温度などを近接させる作用を果して
いる。逆に、これらがうまく適合しない場合には、クラ
ツク、剥離、変形などを生じ、製品の歩留りを著しく低
下されることになる。
ック基板を製造する場合で考えてみれば、導体ペースト
の焼結反応と無機粉末の焼結反応とが同時に起るため、
その収縮率や焼結の温度などを近接させる作用を果して
いる。逆に、これらがうまく適合しない場合には、クラ
ツク、剥離、変形などを生じ、製品の歩留りを著しく低
下されることになる。
本発明で使用した組成物はこれら収縮率等が適当である
ため、クラック、剥離、変形などを起さず多層セラミツ
ク基板を製造することができるというわけである。また
、従来から使用されているアルミナを使用したグリーン
シート法による多層セラミツク基板では、グリーンシー
トの厚さを２００μｍ以下にすることはハンドリングな
どの点で困難であつた。グリーンシートのハンドリング
を良くするだけであれば、有機バインダーの量を増加す
れば良く、グリーンシートの厚さを２００μｍ以下にす
ることも可能である。しかし、有機バインダー量が多く
なると、その後、脱バインダーを充分に行なう必要が生
じ、酸化性雰囲気中で長時間５０『Ｃ〜６００℃の温度
で熱処理を行なわなければならない。このような熱処理
をすると、導体として、たとえばＷＭＯなどを用いるよ
うな場合は、その酸化によつて導体が断線したり、セラ
ミツク基板の電気特性を劣化▲せてしまうこととなるの
で、結果として所望の多層セラミック基板を形成するこ
とが困難であつた。従つて、グリーンシート中の有機バ
インダーの増量には、自ずと限界があり、この限界を維
持して、なお・・ンドリングが可能とするためには、グ
リーンシートの厚さは２００！Ｔｍ以上でなければなら
なかつたのである。次に、グリーンシートにスルーホー
ルをあけるには、一般にダイとポンチを用いた板抜き加
工によるか、あるいはドリル等を用いて穿孔するか、の
機械的な手段が一般に用いられているが、いずれの方法
によるとしてもグリーンシートの厚さよりも直径の小さ
いスルーホールをあけることは不可能である。
ため、クラック、剥離、変形などを起さず多層セラミツ
ク基板を製造することができるというわけである。また
、従来から使用されているアルミナを使用したグリーン
シート法による多層セラミツク基板では、グリーンシー
トの厚さを２００μｍ以下にすることはハンドリングな
どの点で困難であつた。グリーンシートのハンドリング
を良くするだけであれば、有機バインダーの量を増加す
れば良く、グリーンシートの厚さを２００μｍ以下にす
ることも可能である。しかし、有機バインダー量が多く
なると、その後、脱バインダーを充分に行なう必要が生
じ、酸化性雰囲気中で長時間５０『Ｃ〜６００℃の温度
で熱処理を行なわなければならない。このような熱処理
をすると、導体として、たとえばＷＭＯなどを用いるよ
うな場合は、その酸化によつて導体が断線したり、セラ
ミツク基板の電気特性を劣化▲せてしまうこととなるの
で、結果として所望の多層セラミック基板を形成するこ
とが困難であつた。従つて、グリーンシート中の有機バ
インダーの増量には、自ずと限界があり、この限界を維
持して、なお・・ンドリングが可能とするためには、グ
リーンシートの厚さは２００！Ｔｍ以上でなければなら
なかつたのである。次に、グリーンシートにスルーホー
ルをあけるには、一般にダイとポンチを用いた板抜き加
工によるか、あるいはドリル等を用いて穿孔するか、の
機械的な手段が一般に用いられているが、いずれの方法
によるとしてもグリーンシートの厚さよりも直径の小さ
いスルーホールをあけることは不可能である。
従つて、従来のグリーンシート法によるスルーホールの
直径は、その厚さのオーダーである２００μｍが限界で
あね、これよりも小さいスルーホールを、あけることは
不可能であつた。
直径は、その厚さのオーダーである２００μｍが限界で
あね、これよりも小さいスルーホールを、あけることは
不可能であつた。
従つて、この点からも、グリーンシートを薄くしたいと
の願望が生ずるのである。さらに、グリーンシートの厚
さが２００μｍが限界であるため、積層数を増加すると
基板の厚さが厚くなシすぎ、基板の体積が大きくなるば
かねでなく熱抵抗が大きくなるなどの欠点を有していた
。
の願望が生ずるのである。さらに、グリーンシートの厚
さが２００μｍが限界であるため、積層数を増加すると
基板の厚さが厚くなシすぎ、基板の体積が大きくなるば
かねでなく熱抵抗が大きくなるなどの欠点を有していた
。
本発明の多層セラミツク基板は、グリーンシートの厚さ
を１０μｍ〜１５０μｍと非常に薄くすることが可能な
ため、スルーホールの直径を数十ミクロン程度まで小さ
くすることができ、回路の集積度を土げ得るとともに、
基板の全厚を薄く維持したまま横層数を充分に大きくし
、基板の体積を小さくしながら、かつ、熱抵抗も下げる
ことが可能となつた。本発明によつてグリーンシートの
厚さを２００Ｆ未満にできるようになつた理由は、全て
セラミツク組成に帰するわけである。
を１０μｍ〜１５０μｍと非常に薄くすることが可能な
ため、スルーホールの直径を数十ミクロン程度まで小さ
くすることができ、回路の集積度を土げ得るとともに、
基板の全厚を薄く維持したまま横層数を充分に大きくし
、基板の体積を小さくしながら、かつ、熱抵抗も下げる
ことが可能となつた。本発明によつてグリーンシートの
厚さを２００Ｆ未満にできるようになつた理由は、全て
セラミツク組成に帰するわけである。
すなわち、この組成であるがために、グリーンシート中
の有機バインダーの量を必要に応じて増加でき、かつ、
導体として、ＡｇｓＡｕ，．ＰｄｓＰｔｓＣｕ，．Ｎｉ
ｌＣｒ等の単体およびこれらの合金などが使用できるよ
うになう、しかも５００℃〜６００℃の温度で非還元性
雰囲気中で有機バインダーを分解させても導体が劣化し
ないようにすることができたからである。さらに、本発
明では導体としてＡｇ，．Ａｕ，ＰｄｓＰｔｓＣｕ，Ｎ
ｉｓＣｒ等が単体で、あるいはこれらの合金を使用でき
るようになつたため、本発明を実施して得た多層セラミ
ツク基板の上に、従来から使用されている厚膜ペースト
を使用した通常の厚膜法によつて、さらに導体、抵抗、
コンデンサなどを形成することができ、導体が酸化する
こともなく所望の回路を形成できるため、その使用範囲
が著しく広くなる。
の有機バインダーの量を必要に応じて増加でき、かつ、
導体として、ＡｇｓＡｕ，．ＰｄｓＰｔｓＣｕ，．Ｎｉ
ｌＣｒ等の単体およびこれらの合金などが使用できるよ
うになう、しかも５００℃〜６００℃の温度で非還元性
雰囲気中で有機バインダーを分解させても導体が劣化し
ないようにすることができたからである。さらに、本発
明では導体としてＡｇ，．Ａｕ，ＰｄｓＰｔｓＣｕ，Ｎ
ｉｓＣｒ等が単体で、あるいはこれらの合金を使用でき
るようになつたため、本発明を実施して得た多層セラミ
ツク基板の上に、従来から使用されている厚膜ペースト
を使用した通常の厚膜法によつて、さらに導体、抵抗、
コンデンサなどを形成することができ、導体が酸化する
こともなく所望の回路を形成できるため、その使用範囲
が著しく広くなる。
さらにグリーンシートの厚さを１０μ〜１５０μと非常
に薄くでき、しかも積層数を多くできるため、こうして
形成する容量の大きさを労せずして、従来の１０倍以上
大きくすることも可能となつた。
に薄くでき、しかも積層数を多くできるため、こうして
形成する容量の大きさを労せずして、従来の１０倍以上
大きくすることも可能となつた。
さらに、多層セラミツク基板として実用化するために必
要な機械的強度も、本発明の材料組成物によつて実用上
全く問題のない抗折強度で、２０００ｋｇ／ｉ以上を実
現することができた。以下、実施例によつて、本発明の
一態様を具体的に詳細に説明する。
要な機械的強度も、本発明の材料組成物によつて実用上
全く問題のない抗折強度で、２０００ｋｇ／ｉ以上を実
現することができた。以下、実施例によつて、本発明の
一態様を具体的に詳細に説明する。
セラミツク層を形成する組成物を酸化物に換算して、第
１表に示すように組成の粉末状のものとして用意し、こ
れを更にボールミルを用いて湿式粉砕を２４時間行なつ
た。
１表に示すように組成の粉末状のものとして用意し、こ
れを更にボールミルを用いて湿式粉砕を２４時間行なつ
た。
粉砕した粉末をポリピニルブチラール、ポリビニルアル
コールあるいはポリアクリル系樹脂などの有機バインダ
ーとともに溶媒中に分散し泥漿にする。
コールあるいはポリアクリル系樹脂などの有機バインダ
ーとともに溶媒中に分散し泥漿にする。
この泥漿をドクタープレード法によつて１０μ〜１９０
μ程度の厚さの均一なグリーンシートにする。このグリ
ーンシートを６０ｍｍ×４０關の矩型に打抜き、スルー
ホールの必要な層については、さらに板抜き型を使用し
て、スルーホールをあける。
μ程度の厚さの均一なグリーンシートにする。このグリ
ーンシートを６０ｍｍ×４０關の矩型に打抜き、スルー
ホールの必要な層については、さらに板抜き型を使用し
て、スルーホールをあける。
これらの打抜かれたグリーンシート上へＰｔｓＡｕ−Ｐ
ｔｓＡｕ−Ｐｄ−ＰｔｓＡｇ−ＰｄｓＡｕ−ＰｄｌＰｄ
，．ＡｕｓＡｇ−Ａｕ，．Ａｇ，．ＣｕｓＮｉ，Ｃｒ等
を主成分とした導体ペーストをスクリーン印刷法によつ
て所定の位置に印刷する。こうして導体を印刷したグリ
ーンシートおよび導体を印刷していないグリーンシート
を所定の回路を形成し、かつ基板の厚さが所定の厚さに
なるようにグリーンシートを積層し、熱圧縮する。その
後、必要な形状になるようにカッタ一を用いて切断し、
７００℃〜１４００℃の温度で１時間空気中あるいは窒
素中で焼成した。焼成の際その昇温過程で５００℃の空
気中あるいは非還元性雰囲気中で５時間保持して脱バイ
ンダーを充分に行なつた。第１表に示した組成の無機粉
末を用いて多層セミツク基板を形成時の基板の状態を第
２表にす。
ｔｓＡｕ−Ｐｄ−ＰｔｓＡｇ−ＰｄｓＡｕ−ＰｄｌＰｄ
，．ＡｕｓＡｇ−Ａｕ，．Ａｇ，．ＣｕｓＮｉ，Ｃｒ等
を主成分とした導体ペーストをスクリーン印刷法によつ
て所定の位置に印刷する。こうして導体を印刷したグリ
ーンシートおよび導体を印刷していないグリーンシート
を所定の回路を形成し、かつ基板の厚さが所定の厚さに
なるようにグリーンシートを積層し、熱圧縮する。その
後、必要な形状になるようにカッタ一を用いて切断し、
７００℃〜１４００℃の温度で１時間空気中あるいは窒
素中で焼成した。焼成の際その昇温過程で５００℃の空
気中あるいは非還元性雰囲気中で５時間保持して脱バイ
ンダーを充分に行なつた。第１表に示した組成の無機粉
末を用いて多層セミツク基板を形成時の基板の状態を第
２表にす。
なお、無機粉末の試料番号は、それぞれ第２表で示す基
板の試料番号に対応している。第２表からも明らかなよ
うに、本発明の組成物を使用することによシ、容易に高
密度の回路を形成し、特性上も優れ、かつ、実用に供さ
れるために必要な機械的強度も充分満足する多層セラミ
ツク基板を得ることができる。
板の試料番号に対応している。第２表からも明らかなよ
うに、本発明の組成物を使用することによシ、容易に高
密度の回路を形成し、特性上も優れ、かつ、実用に供さ
れるために必要な機械的強度も充分満足する多層セラミ
ツク基板を得ることができる。
なお、セラミック層の組成を酸化物に換算して表現した
が、これは酸化物を出発原料として使用することを制約
するものではない。
が、これは酸化物を出発原料として使用することを制約
するものではない。
１）アルミニウムが酸化物換算で４０重量％未満あるい
は６０重量％を越えると抗折強度が２０００ｋｇ／Ｃｒ
ｌｌ未満となり、実用的な多層セラミツク基板としての
機械的強度が不充分となり好ましくない。
は６０重量％を越えると抗折強度が２０００ｋｇ／Ｃｒ
ｌｌ未満となり、実用的な多層セラミツク基板としての
機械的強度が不充分となり好ましくない。
）鉛が酸化物換算で１重量％未満のとき、あるいは４０
重量％を越えたときは、セラミツクの焼結性が不良とな
るので、好ましくない。
重量％を越えたときは、セラミツクの焼結性が不良とな
るので、好ましくない。
）ホウ素が酸化物換算で１重量％未満ではセラミツク中
のボードが多くなり、３０重量％を越えると吸水して絶
縁抵抗を劣化させるので好ましくない。
のボードが多くなり、３０重量％を越えると吸水して絶
縁抵抗を劣化させるので好ましくない。
）硅素が２酸化物換算で２重量％未満ではセラミツクが
焼結しにくくな）、４０重量％を越えるとセラミツクの
熱抵抗を大きくして、かつ、抗折強度が２０００ｋｇ／
Ｃ−JモV！より小さくなるので好ましくない。
焼結しにくくな）、４０重量％を越えるとセラミツクの
熱抵抗を大きくして、かつ、抗折強度が２０００ｋｇ／
Ｃ−JモV！より小さくなるので好ましくない。
族元素が酸化物換算で０．０１重量％未満の時には焼結
時に気孔を多く含むようなセラミックとなり、基板の信
頼性が低下し、２５重量％を越えると焼結時にクラツク
を生じるので、好ましくない。
時に気孔を多く含むようなセラミックとなり、基板の信
頼性が低下し、２５重量％を越えると焼結時にクラツク
を生じるので、好ましくない。
族元素が酸化物換算で０．０１重量％未満では焼結時に
セラミツクの変形が著しくなシ、１０重量％を越えると
導体金属との密着性が悪くなるので好ましくない。
セラミツクの変形が著しくなシ、１０重量％を越えると
導体金属との密着性が悪くなるので好ましくない。
なお、本発明で使用するセラミツク組成物の−部は、結
晶質、非晶質又はガラス質のいずれか１つの相又は、こ
れらの中の２つ以上の相が共存している場合でも、本発
明の効果に変わりはなく、又、さらに不純物として５％
以下のアルカリ金属が含まれていても、本発明の効果を
損うものではない。
晶質、非晶質又はガラス質のいずれか１つの相又は、こ
れらの中の２つ以上の相が共存している場合でも、本発
明の効果に変わりはなく、又、さらに不純物として５％
以下のアルカリ金属が含まれていても、本発明の効果を
損うものではない。
Claims (1)
- １ セラミック層が酸化物換算表記に従つたとき、酸化
アルミニウム４０〜６０重量％、酸化鉛１〜４０重量％
、酸化ホウ素１〜３０重量％、２酸化硅素２〜４０重量
％、II族元素酸化物０．０１〜２５重量％、IV族元素（
促し、炭素、硅素、鉛は除く）酸化物０．０１〜１０重
量％の組成範囲で総量１００％となるように選んだ組成
物で構成され、複数の導体層を上記セラミック層を介し
て積層したことを特徴とする多層セラミック基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56164017A JPS5922399B2 (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 多層セラミツク基板 |
| US06/434,238 US4536435A (en) | 1981-10-14 | 1982-10-14 | Multilayer substrate including layers of an alumina and borosilicate-lead-glass ceramic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56164017A JPS5922399B2 (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 多層セラミツク基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5878496A JPS5878496A (ja) | 1983-05-12 |
| JPS5922399B2 true JPS5922399B2 (ja) | 1984-05-26 |
Family
ID=15785197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56164017A Expired JPS5922399B2 (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 多層セラミツク基板 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4536435A (ja) |
| JP (1) | JPS5922399B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01139200U (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-22 |
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- 1982-10-14 US US06/434,238 patent/US4536435A/en not_active Expired - Lifetime
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