JPS61170094A - セラミツク多層配線基板の製造法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、混成集積回路等に使用されるセラミック多層
配線基板の製造法に関し、特に耐酸化性導体保護層と厚
膜導体層とを１回の酸化焼成で形成するセラミック多層
配線基板の製造法に関するもので菰る。

゛（従来の技術） 従来の混成集積回路に用いられる多層配線基板の製造法
としては、例えば第２図に示すように、セラミックグリ
ーンシート１１上にＷ＋　Ｍｏ等の高融点金属を主成分
とする高融点金属導体ペースト層および該導体ペースト
層の一部が露出する開口を有する絶縁ぺ！スト層を複数
層重ね合わせ、最上層の絶縁ペーストの開口中に露出導
体ペースト上に貴金属例えばｗ−ｐｔよりなる耐酸化導
体保護層を形成する導体ペースト層を印刷形成した後還
元雰囲気で焼成して、高融点金属導体層１２および耐酸
化性導体保護層１３と絶縁層１４を形成し、さらに耐酸
化性導体保護層１３上に銀等の厚膜導体ペースト層を印
刷し、例えば空気中６２０℃で１０分間焼成して厚膜導
体層１５を形成して多層配線基板を得ることが、特開昭
５９−７５６９５号公報において開示されている。

また、上述した耐酸化性導体保護層として、貴金属焼結
体の間隙中にガラスを均一に介在させた導電性ガラス層
を設けて多層配線基板を得る製造法も、特願昭５８−１
８４４２０号において知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した方法では、厚膜導体層形成時の酸化雰囲気中で
の焼成における高融点金属導体層中への酸素の侵入を、
耐酸化性導体保護層により有効に防止することができる
が、これら耐酸化性導体保護層を形成するために還元雰
囲気における独自の熱処理が必要であった。

すなわち、貴金属より成る耐酸化性導体保護層を形成す
る場合は貴金属より成る導体ペーストを還元雰囲気下で
焼成する必要があると共に、導電性ガラスより成る耐酸
化性導体保護層を形成する場合でも貴金属とガラスの混
合ペーストを還元雰囲気下で焼成する必要があるため、
耐酸化性導体保護層と厚膜導体層とを形成するのにそれ
ぞれ還元雰囲気と酸化雰囲気とでの２回の焼成が必要で
あり、作業工程が多くなる欠点があった。

本発明の目的は上述した不具合を解消して、耐酸化性導
体保護層と厚膜導体層とを１回の焼成で形成することが
でき、作業工程を減少して作業能率を高めるととができ
るセラミック多層配線基板の製造法を提供しようとする
ものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のセラミック多層配線基板の製造法は、絶縁層と
高融点金属導体層とを複数層交互に重ね合わせた多層配
線基板の露出導体層上に厚膜素子形成用導体ペーストを
配置接続して焼成するセラミック多層配線基板の製造法
において、前記露出導体層上に低融点ガラスと貴金属と
の比率が体積比で１７２〜２／１の混合物よりなる導電
性ペーストを配置し、さらにその上に厚膜素子形成用ペ
ーストを配置接続して、その後酸化性雰囲気中で焼成す
ることを特徴とするものである。

（作　用） 本発明は、耐酸化性導体保護層として貴金属と低融点ガ
ラスとを上述した体積比で含む導電性ペーストを使用す
れば、高融点金属導体層を酸化することなく１回の酸化
雰囲気中の焼成で耐酸化性導体保護層と厚膜導体層を形
成することができることを見出したことによる。

また、このとき低融点のガラスが必要なのは、低融点の
ガラスを使用しないと厚膜導体層形成用ペーストを酸化
雰囲気中、８００〜８３０　℃で焼成する際ガラスの溶
−融が不充分となり高融点金属導体層を酸化して導通抵
抗が増加するためである。

（実施例） 本発明の詳細を第１図を参照して各工程ごとに順次説明
する。

アルミナ、ベリリア等を主成分とするセラミックグリー
ンシートを公知のドクターブレード法により調製し、混
成集積回路基板として必要な寸法に切断したセラミック
グリーンシートｌを準備する。

次いで、そのグリーンシートｌ上にタングステン、モリ
ブデン等の高融点金属、すなわちセラミックグリーンシ
ートｌの焼成温度よりも融点が高く、かつ電気抵抗の低
い金属を主成分とする導体ペーストと、該導体ペースト
の一部が露出する開口を有するグリーンシート１と同一
成分を主原料とする絶縁ペーストとをスクリーン印刷に
より交互に印刷し、図に示すように導体ペーストよりな
る高融点金属導体層２と絶縁ペーストよりなる絶縁層３
を形成する。なお、高融点金属導体層２および絶縁層３
の暦数は限られたものでなく、用途に応じた層数とすれ
ばよい。

そして、高融点金属導体層２と絶縁層３とを形成するペ
ーストが印刷されたセラミックグリーンシートｌを還元
雰囲気中で焼成する。焼成条件はセラミックグリーンシ
ートｌの成分により定められるが、１４００〜１８００
℃、５〜１８０分である。

次いで、開口露出部２ａに露出した高融点金属導体層２
上に貴金属とガラスとを主成分とするペースト層４を印
刷により形成し、さらにその上に厚膜素子形成用の厚膜
導体ペースト層５を印刷により形成した後酸化雰囲気中
で焼成し、本発明のセラミック多層配線基板を得る。

なお、上記貴金属とガラスとを主成分とする導電性ペー
ストの成分として、ガラスは高融点金属が酸化して導電
性を損なう前に溶融しかつ高融点金属をコートして外気
から完全に遮断するに足る量を有し、ガラス成分中の酸
化物を構成する酸素が高融点金属をはげしく酸化させな
い成分である事が必要であると共に、貴金属は酸素の固
溶がわずかで酸素の遮断性があり、導電性に対して充分
な量を含むことが必要である。

さらに上記ガラスペーストの成分としては、焼成温度や
導体露出部の材質にもよるが導体露出部の著しい酸化の
前に溶融することが好ましく、また成分としてもＰｂＯ
、ＺｎＯ＋Ｂｉｚ０３等のＷ、Ｍｏ等より酸素の結合力
の弱い金属酸化物が少ない程好ましい。

また、酸化雰囲気中での焼成条件は、耐酸化性導体保護
層を構成する導電性ペーストやそれに接続する素子形成
用ペースト等の種類にもよるが、７５０〜８５０℃、５
〜２０分が適当である。そしてさらに、抵抗等の受動素
子を厚膜導体層上に形成したり、その他回路部品を半田
付けあるいはワイヤボンドし、集積回路を形成する。

上述した構成をとっているため、厚膜導体ペースト層５
を例えば８５０℃、酸化雰囲気中で焼成したとしても、
導体露出部の著しい酸化の前にガラスが溶融して基板内
への酸素の浸入を防止し金属成分も充分な酸素の遮断性
を有するので、導電性を維持しつつ露出導体層を保護す
ることができる。

ス」１舛 セラミック成分としてアルミナ９０重量パーセントの他
シリカ、マグネシア等の添加物とポリビニールブチラー
ル等の有機バインダーを混合し、ドクターブレード法に
より、厚さ０．８ｆｌのセラミックグリーンシート１を
作成した。

次に、タングステン粉末からなるメタライズ成分にエチ
ルセルロースを印刷助剤として加えた導体ペーストと、
グリーンシートと同一成分の粉末にエチルセルロースを
印刷助剤として加えた絶縁ペーストを、グリーンシート
上に導体ペーストの１部を露出させて交互に印刷し、高
融点金属導体層２、絶縁層３を形成する積層体を得た。

次いで、その積層体を露点３５℃の水素と窒素の混合雰
囲気中で昇温速度３００℃／時間で昇温した後、１５５
０℃、２時間保持して焼結後、降温速度６００℃／時間
で冷却し、多層配線基板を得た。

次いで、第１表および第２表に示す割合の低融点ガラス
と貴金属の混合物にエチルセルロースを印刷助剤として
加えた導電性ペーストを開口露出部２ａの高融点金属導
体層２上に重ねて印刷し、さらにその上に厚膜導体ペー
ストを印刷形成した後、酸化性雰囲気中で８００℃、１
０分焼成し、本発明のセラミック多層配線基板を得た。

また、貴金属とガラスの体積比が本発明の範囲外のもの
を比較例として準備し、本発明例のものと同様に、シミ
等の外観、初期抵抗、再焼成変化率を測定し、最終的な
判定を行った。これらの結果を第１表に示し、表中Ｏは
良品を×は不良品を表している。なお、第２表には、各
試料の貴金属およびガラスの成分とガラスの融点を示し
ている。

第１表および第２表から明らかなように、低融点ガラス
と貴金属の比率が本発明の範囲内の試料は高融点金属導
体層の酸化による外観上のシミや抵抗値の劣化がなくま
た再焼成変化率も少ないため、十分な性能のセラミック
多層配線基板を得ることができた。これに対して本発明
の範囲外の比較例では外観上のシミや抵抗値の劣化が生
じ、十分な性能のセラミック多層配線基板を得ることが
できなかった。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変形、変更が可能である。例えば上述した実施
例では、開口露出部２ａの露出導体層２上に直接貴金属
と低融点ガラスの耐酸化性導体保護層を設けたが、開口
露出部２ａの露出導体層２上に例えばニッケル等の鉄属
めっき層を設け、その後該めっき上に本発明の耐酸化性
導体保護層を設けても良い。

（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
のセラミック多層配線基板の製造法によれば、従来行わ
れていた耐酸化性導体保護層形成のための還元雰囲気下
での焼成が不要となり、耐酸化性導体保護層と厚膜導体
層とを１回の酸化焼成で形成できるため、作業工程を減
少して作業能率を高めることができる。また、露出導体
層が酸化され導電性を損なう前にガラスが溶融し酸素を
遮断しかつ貴金属成分も酸素を遮断するので、例えば７
５０℃〜８５０℃の高い温度で厚膜導体形成用ペースト
を焼成でき、多種の厚膜ペーストの適用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造法によるセラミック多層配線基板
の一実施例の要部断面図、 第２図は従来のセラミック多層配線基板の要部断面図で
ある。 １−　セラミックグリーンシート ２−高融点金属導体層　３−絶縁層 ４−・導電性ペースト層　５−・厚膜導体ペースト層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁層と高融点金属導体層とを複数層交互に重ね合
   わせた多層配線基板の露出導体層上に厚膜素子形成用導
   体ペーストを配置接続して焼成するセラミック多層配線
   基板の製造法において、 前記露出導体層上に低融点ガラスと貴金属 との比率が体積比で１／２〜２／１の混合物よりなる導
   電性ペーストを配置し、さらにその上に厚膜素子形成用
   ペーストを配置接続して、その後酸化性雰囲気中で焼成
   することを特徴とするセラミック多層配線基板の製造法
   。 ２、前記低融点ガラスが、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｂｉの酸化物の
   少なくとも１種以上を合計で２０モル％以下含有する、
   融点が７００℃以下のガラスである特許請求の範囲第１
   項記載のセラミック多層配線基板の製造法。 ３、前記導電性ペーストの配置に先立って、前記露出導
   体層上に鉄属めっきを施す特許請求の範囲第１項記載の
   セラミック多層配線基板の製造法。 ４、前記低融点ガラスが、ＰｂＯを２０モル％以下含有
   するものである特許請求の範囲第１項記載のセラミック
   多層配線基板の製造法。