JPS61171198A - 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ある。

（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ペースト層を複数層
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よりなる耐酸化性保
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べ−９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５
９−７５６９５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との
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
、耐酸化性保護層Ｗ１１１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　　　Ｊ
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こ
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還元剤を含む導電性ペースト
を配置し、さらにその上に厚膜素子形成用導体ペースト
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還元剤を含有する
導電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
護層と厚膜導体層とを形成することができることを見出
したことによる。

（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整し、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１を準備する。

次いで、そのグリーンシート１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１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中欄に
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１１
３の層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１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−ト１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還元剤とを主成分とする導電性ペ
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。

なお上記還元剤としては、タングステン酸化物に対して
還元力があり、さらに酸化後ガラスの粘度を上げる効果
の少いものとしてホウ素、ケイ素の化合物が使用できる
がその中ではホウ化マンガンが最も好ましく、その含有
量は導電ペースト全体の３〜１０重量％重量％上い。

また、導電性ペーストとしては、貴金属６０〜９０重畿
％と低融点ガラス２０〜４０％および還元剤３〜１０％
の混合物が好ましい。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ｐｂ　ｏ。

Ｚｎ　ｏ、ａｔ　２０ｓ等のＷ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。なお、酸化雰囲気中で
の焼成条件は厚膜導体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、８００〜９００℃、
５〜２０分が適当である。そしてさらに、抵抗等の受動
素子や電極を厚膜導体層上に接続形成したり、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、厚膜導体ベースト層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ペースト層が溶融
して基板内への酸素の侵入を防止すると共に、還元剤の
作用により導体酸化物を還元して酸化物の導電性を回復
させ、さらに酸化された還元剤がガラスと反応してガラ
スを変質させてガラスの酸素遮断性を向上させ、安定し
たｌｆｔ”Ｉｔ’ｌｌ・　　　　　　　　　　　　　。

実施例 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、厚み０．８Ｉ−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
で冷即し、多層配線基板を得た。

次いで、第１表に示す成分の低融点ガラスと貴金属およ
び還元剤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、酸化雰囲気中で８５０℃、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、還元剤を含まない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
、導通抵抗を測定し、最終的な判定を行なった。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
わしている。なお、第２表と第３表には、各試料のガラ
スエとガラス■の成分を示している。

第２表 第３表 第１表から明らかなように、還元剤を含む本発明の範囲
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いため、十分す性能のセラミック多
層配線基板を得ることができた。これに対して還元剤を
含まない比較例では、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（
、幾多の変形、変更が可能である。例えば上述した実施
例で縛、開口露出部２ａの露出導体層２上に直接貴金属
、低融点ガラスおよび還元剤からなる耐酸化性導体保護
層を設けたが、開口露出部２ａの露出導体１１２上にタ
ングステンと白金からなる合金層を設け、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、従来性な
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
体層が酸化されることを還元剤により防止してさらにガ
ラスをより酸素遮断性の強いものに変質させるため、露
出導体層が酸化されて導電性を失う温度よりも高い温度
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 第１図 第２図

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還元剤を含む導電性ペ ーストを配置し、さらにその上に厚膜素子形成用導体ペ
   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、前記還元剤が、ホウ素、ケイ素の化合物あるいはホ
   ウ化マンガン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が、貴金属、低融点ガラスおよ
   び還元剤の混合物よりな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。 ４、前記導電性ペーストの配置に先立つて、前記露出導
   体層上にＷ−Ｐｔの合金層を形成す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。 ５、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３項記
   載のセラミック多層配線基板の製造法。