JPS62117393A - 低温焼成セラミツクス多層配線基板 - 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、セラミックス多層配線基板、殊に低温焼成が
可能なセラミッ−クスの多層配線基板に関するものであ
る。

（従来技術） 従来、一般的にはＷ又はＭｏを導体とするアルミナ系の
高温焼成多層基板が使用されているが、との高温焼成多
層基板では、アルミナの誘電率が高く、導電抵抗も高い
ため、信号伝播遅延時間も長くなりコンビーータ等の高
速化、高性能化の障害となっていた。

仁のため、高温焼成多層基板に代わるものとして低融点
ガラスのアルミナを添加したセラミックスを基板材料と
して＋　Ａｇ　＋　、ｋｕ　ＨＰ　を等の低抵抗金属を
導体とし、これらを多層に積層した低温焼成セラミック
ス多層配線基板の開発が進められている０ （発明が解決しようとする問題点） 低温焼成セラミックス多層配線基板は２通常Ａｇ　ｒ　
Ａｕ　、　Ｐｔ等を導体としておｐ　、　Ｗ　、　Ｍｏ
等の高融点金属を導体とした高温焼成セラミックス多層
配線基板に比較して。

■　セラミックスの誘電率が小さく、信号伝播速度が速
い。

■　高電気伝導性金属を導体として使用できるため配線
抵抗が小さい。

■　空気中で８００〜１０００℃で焼成可能である。

等の優れた特徴を有している。

ととるが、従来の低温焼成セラミックス基板の抗折強度
はｚ、ｏｏｏｋｇ／ｍ２で高温焼成のアルミナ系セラミ
ックス基板の抗折強度３，０００〜４．０００　ｋ１７
／ａｍ２に比較して弱く、実用上は抗折強度の強いもの
が望ましいため、抗折強度の強いものが必要な場合。

できる限りガラス成分を少くしてアルミナ成分の多い組
成としていた。

しかし、アルミナ成分の多いものはＡ　ｇ　ｒ　Ａｕ　
ｅ　Ｐ　を等の金属導体とセラミックスとを同時に焼成
する際、導体成分へのガラス成分の反応が弱くなり。

導体の付着強度、殊に１５０℃での熱エージング後の付
着強度の弱いものしが得らＪ’Ｌながった。

また、導体成分とセラミックス成分の収縮挙動の差が大
きいため、焼成後反りが発生するという不具合があった
。

更に、従来中ラミックス成分と導体成分との付着強度が
弱い場合、との欠点を解消するために。

セラミックス中にガラスフリットを添加すること或はＣ
ｕＯ等、アルミナ成分と化学反応を起させる添加物を加
える方法等が試みられているが、へれもの方法を低温焼
成セラミックス多層基板に適用した場合、ガラスフリッ
トの添加は導体の゛（４）７１ぬれ性を悪くシ、かつ焼
成時の反りを大きくする一因となる。

またｘ　ＣｕＯの添加はＣｕＯがガラス中に拡散してし
まい接着強度を高める効果は殆んどなく、目、っ。

焼成時の反りも大きくノ、仁る等、いずれの方法も十分
満足の行く解決手段とはなり得なかった。

（発明の目的） 本発明は従来の低温焼成セラミックス多層配線基板の欠
点を解消した。基板強度が強く、セラミックスと導体と
の付着強度、半田ぬれ性及び焼成時の反シのいずれもが
実用上十分満足の行く良好な特性を有する低温焼成セラ
ミックス多層配線基板を得ることを目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、低融点ガラスにアルミナを添加した低温焼成
セラミックス基板の導体間の絶縁層のアルミナ含有率が
基体となるグリーンシートのアルミナ含有率よりも低く
したことを特徴としている。

また、望ましくは、低融点ガラスはＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３
−８ｉｎ２−　Ｂ２Ｏ５又はＦｉｌｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−
５ｉｎ２−　Ｂ２Ｏ３とし。

グリーンシートと導体間の絶縁層とのアルミナ含有率の
差が５乃至３０ｗｔ％とじたものである。尚。

低融点ガラスに添加されるアルミナには重量でｌＯチ迄
の不純物（例えば、シリカ、コージェライト、炭化硅素
、窒化硅素、フォルステライト。

ジルコニア、スピネル）を含んでもよ−。

（実施例） 本発明者らは低融点ガラスとして、第１表に示すＡ１−
Ａ３の組成を有する３種類の低融点ガ２スを用意した。

第１表 また、導体成分は、　Ａｇ　、　Ｐｄ　、　Ｐｔ等よシ
成シ。

基体の焼成温度で焼結する材質であれば良いので。

第２表に示す如＜　ｐ　Ａｇ　＊　Ｐｄ　、　Ｐｔの配
合を異ならしめたア〜工の４種類の粉末を例えば、エチ
ルセプ ルロース、アクリル樹脂、或はｔチラール樹脂等の有機
成分をブチルカルピトール、！チルヵルビ意した。

以下余白 （６’） 導体ペースト組成 そして、前記した第１表に示すガラス成分にアルミナを
混合したものに重量比でアクリル樹脂１０％トルエン３
０％、（ンプロビルアルコール１０％及びジブチルフタ
レート５チを混合して第３表に示す絶縁体及び基体（セ
ラミックグリーンシート）を作成した。

以下余白 第３表は９本発明の実施例と比較例としての従来例につ
いて、異なる絶縁体組成、基体（グリーンシート）組成
及び導体組成もので９００℃〜１．０００℃の焼成温度
で焼成したセラミックス基板（焼成物）の導体特性を示
したものである。

第３表の実施例１〜３は第１表の屋１のガラス組成を有
するガラスにアルミナの混合割合を変えて絶縁体を形成
する一方、屋１のガラス組成とアルミナとを６０７４０
の割合で含むグリーンシートと組み合せた場合を示して
いる。また、実施例４〜６は第１表の扁２のガラス組成
を有するガラスにアルミナの混合割合を変えて絶縁体を
形成し。

扁２のガラス組成とアルミナとを６０７４０の割合で含
有するグリーンシートと組み合せた場合を示している。

実施例１〜６ではいずれも導体として第２表のイを使用
している。更に、実施例７〜９は絶縁体及びグリーンシ
ートにおけるガラスとアルミナの混合割合は一定（７０
／３０及び６０／４．０）にして導体組成を第２表に示
す組成に変えたもので、これらの実施例１〜９はいずれ
もセラミックグリーンシート（基体）と導体及び導体間
絶縁体とを同時に一体焼成したものである。

また、第３表の実施例ＪＯは実施例１と同一条件の材料
をグリーンシート上に導体間絶縁体を印刷して９００℃
で焼成した基板上に導体ペーストイを印刷して９００℃
で焼成したものである。

更に、実施例１１〜Ｊ３はグリーンシート中のガラス／
アルミナの混合割合を５０　／　５０に選び。

グリーンシート中の全アルミナ量を重量で、５６５チに
し、ガラスとアルミナの混合割合の異なる絶縁体と組み
合せた例である。尚、グリーンシートにおけるガラス／
アルミナの混合割合が６０／４０以下２例えば、７０／
３０の場合には基板強度が低下して良好な特性が得られ
ない。

第３表における比較例のうち、１〜５はセラミックグリ
ーンシート、導体、及び絶縁体を同時焼成したものであ
り、比較例６はグリーンシート等を個別焼成した例であ
る。いずれの比較例でも。

絶縁体と基体とに含有されるアルミナ量の差はＯである
。

第３表から明らかな通シ比較例１〜６はいずれも引張強
度が弱く、１だ比較例３〜４は半田ぬれ性も悪い、更に
比較例３は焼成後の反シも大きいのに対し２本発明の実
施例１〜９は、いずれも半田ぬれ性１゜５瓢以下、１５
０℃熱エージング後の引張強度１２　ｋｇ／２　ｔｍｓ
’以上、焼成後の反シ０．２０　ｒｕｖ’１０　ｍｌ］
　以下であシ、比較例として示す従来の低温焼成セラミ
ックス多層配線基板に比較して優れた特性を有している
。

また、実施例１０のセラミックグリーンシートと導体及
び導体間絶縁体を１回毎に焼成したものも比較例６に比
較して明らかな如く、良好な特性を有している。

実施例から理解できる通り、基板（基体）中のアルミナ
原子のアルミナとしての含有率は（一般的に）３５〜６
５チであシ、この基板中のアルミナとしての含有率と導
体間の絶縁体中のアルミナ原子のアルミナとしての含有
率との差が５％以下であると導体は付着強度が弱く、ま
た、この差が３０％以上であると絶縁体自身の強度が弱
くなシ。

その部分からリード線が剥離して強度が低下する。

この付着強度が強くなる原因はセラミックグリーンシー
トよシ絶縁体中のガラス成分が多いために導体とガラス
との相互拡散が起きて導体とガラスとの接着性が良くな
るためと推測される。

なおシセラミックス多層配線基板の最上層部の導体の付
着強度だけが問題になる場合、最上層導体の下一層のみ
を本発明を実施して、他は従来通り。

セラミックスグリーンシートと導体間絶縁体とを同一の
組成として積層しても同様の効果が得られる。

（発明の効果） 本発明によれば、基板強度が強く、セラミックスと導体
との付着強度、半田ぬれ性に優れ、しかも焼成時の反り
のない低温焼成セラミックス多層配線基板を得ることが
可能となシ、導体に導電抵抗の小さい高電気伝導性金属
を使用した多層配線基板の実用化が図れるので、コンビ
ーータ等の高速化、高性能化を図り得る。

代理人（７７８３）弁理士池田憲保

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）低融点ガラスにアルミナを添加した低温焼成セラ
   ミックス多層配線基板において、焼成後の導体間の絶縁
   層のアルミナ含有率が基体となるグリーンシートのアル
   ミナ含有率よりも低いことを特徴とする低温焼成セラミ
   ックス多層配線基板。
2. （２）低融点ガラスをＣａＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ
   ＿２−Ｂ＿２Ｏ＿３又はＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−Ｓｉ
   Ｏ＿２−Ｂ＿２Ｏ＿３としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の低温焼成セラミックス多層配線基
   板。
3. （３）グリーンシートと導体間の絶縁層との焼成後のア
   ルミナ含有率の差が５乃至３０ｗｔ％としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の低温焼成セラミッ
   クス多層配線基板。