TWI331890B - - Google Patents
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1331890 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在多晶片模組等中所使用之陶瓷多層基板 及其製造方法。 【先前技術】 近年來，電子設備領域中電子零件之性能顯著提昇，有 助於大型計算機、移動通訊端末、個人電腦等資訊處理裝 置中資訊處理速度之高速化、裝置之小型化以及多功能 化。 作為上述電子零件之一，可列舉將多個VLsi、ulsi等 半導體裝置安裝於陶瓷基板上之多晶片模組(mcm)。於如 此模組中，為提高LSI之安裝密度，且與各LSI之間進行良 好之電性連接，常使用將配線導體以三維配置之陶瓷多層 基板。陶瓷多層基板係多個陶瓷層積層而成者，其表面或 内部具備電路構成用配線導體。 • 於陶究多層基板之製作時，在燒成步驟中，抑制未燒成 陶瓷層於平面方向之收縮作為技術性課題而為人所知。為 解決此課題，將燒結溫度不同之兩種未燒成陶究層積層而 燒成，由此利用收縮動作之不同，來抑制未燒成陶究層於 平面方向之收縮。上述工法有時稱作「無收縮處理」等。 圖12係表示利用無收縮處理所製作之先前陶瓷多層基板 之概略剖面圖。如圖12所示，陶究多層基板7〇具有第土㈣ 瓷層71與第2陶兗層72之積層構造，其中第！陶究層η由第 1陶究材料構成，第2陶究層72由第2陶究材料構成，該第2 112849.doc 1331890 陶兗材料具有高於第i陶究材料之燒結溫度。於第!陶究層 71及第2陶£層72之層間形成有内部導體73，且於陶究多 層基板70之表面形成有外部導體7心内部導體μ外部導 體74藉由於厚度方向上貫通第】陶究層71與第2陶究層η之 通道導體75而電性連接。 於陶完多層基板70之製作時，在燒成步驟中，作為燒成 後第2陶£層72之第2陶£生胚層，以抑制成為燒成後第】 陶究層之第】陶£生胚層之收縮而作用。(例如，參照專 利文獻1) [專利文獻1]曰本專利特開2000-315864號公報 [發明所欲解決之問題] 通常，於㈣多層基板70中，内部導體73藉由將導電膏 所形成之導電膏膜燒成而形成。並且，於燒成步驟中，導 電膏膜亦呈現出收縮動作，且與^陶究生胚層同樣地， 欠到來自第2陶瓷生胚層之收縮抑制方向之應力。另一方 面’由於導電膏膜與第生胚層亦相接，故亦受到第i 陶瓷生胚層之收縮應力。 亦即’導電膏膜受到來自第i陶究生胚層與第2陶究生胚 層之於不同方向之應力。其結果出現在燒成後之内部導雜 4 3中’易產生剥離或斷線之問題。 本發明係解決上述問題者，其目的在於提供—種陶究多 層基板，在作為基體之陶竞層與收縮抑制用陶究層之層門 配置有内部導體之狀態下，可抑制内部導體之剝離^斷 線0 112849.doc 1331890 【發明内容】
本發明之陶瓷多層基板之特徵在於：具備第丨陶瓷層， 由第1陶瓷材料燒結而成；第2陶瓷層，以與上述第丨^瓷 層之主面相接之方式而積層，且含有尚未燒結而維持原樣 之第2陶瓷材料，該第2陶瓷材料具有高於上述第丨陶瓷材 料之燒結溫度；以及内部導體，其形成於上述第〖陶瓷層 與上述第2陶瓷層之層間，並藉由從上述第丨陶瓷層向上述 第2陶究層滲透之上述第丨陶㈣料之_部分，而將^燒結 之上述第2陶瓷材料固著，且上述第i陶瓷層含有磷成分， 其具有越離開上述内部導體，濃度越低之濃度梯度。 本發明之陶瓷多層基板中，上述内部導體可含有磷成 分。又，於上述第1陶瓷層或上述第2陶瓷層之露出之表面 形成有外部導體，且於上述外部導體上安裝有安裝零件。
本發明之陶莞多層基板之製造方法之特徵在於：包括陶 瓷生胚積層體之準備步驟與該陶瓷生胚積層體之燒成步 驟，上述陶瓷生胚積層體具備第〗陶瓷生胚層，其含有第^ 陶瓷材料；第2陶瓷生胚層，其以與上述第〗陶瓷生胚層之 主面相接之方式而積層’且含有第2陶瓷材料，該第2陶瓷 材料具有高於上述第丨陶瓷材料之燒結溫度；以及導電膏 膜，其形成於上述第丨陶兗生胚層與上述第2陶莞生胚層之 層間’且含有鱗或峨化合物’上述陶£生胚積層體之燒成 步驟係在上述第丨陶兗材料燒結、且上述第2陶究材料未燒 結之溫度下燒成，且於上述陶莞生胚積層體之燒成步驟 中，上述第！陶瓷材料之一部分從上述第丨陶瓷生胚層向上 112849.doc 1331890 述第2陶竞生胚層滲透，且磷成分從上述導電膏膜向上述 第1陶瓷生胚層及上述第2陶瓷生胚層擴散。 、關於本發明之陶兗多層基板之製造方法，較好的是，上 述碟化合物係焦碌酸銅。 [發明之效果]
根據本發明，磷成分從導電膏膜側向第丨陶竟生胚層擴 散’且以抑制第！陶究生胚層之收縮而作用。藉此，導電 膏膜所受之來自第i陶兗生胚層之收縮應力得到緩和，故 導電膏膜党到來自第i陶瓷生胚層之收縮應力與來自第2陶 究生胚層之I縮抑制應力之差縮小’於燒成後之内部導體 中’可抑制產生剝離或斷線。
又’根據導電膏膜之組成’形成有導電膏膜之第1陶竞 生胚層有時會翹曲成凹狀(但是，實際上，因第2陶竟生胚 層之影響’翹曲幾乎未呈現)。此情形時，由於導電膏膜 党到如來自第2陶瓷生胚層之剝離應力，其結果導致於燒 成後之内部導體中可產生剝離。根據本發明，目第i陶竞 生胚層中供給有磷成分’而可抑制第1陶瓷生胚層之收 縮，且可抑制第i陶究生胚層之勉曲。藉此，可抑：燒成 後之内部導體中產生剝離。 再者，於日本專利特開平10_242644號公報十揭示有 使用p2o5作為陶莞多層基板之基板材料’ ^對基板全體添 力磷成刀，則會導致使基板之機械·電性特性劣化。本發 明中’：與第1陶莞生胜層中導電膏膜相鄰之部分，集中供 有磷成刀，故可將基板之特性劣化抑制於最小限度，且 112849.doc 1331890 可防止内部導體之缺陷。 又’於日本專利特開2002_94244號公報中，揭示有於拘 束層，即本發明所述之第2陶瓷生胚層中，添加含有p2〇3 之玻璃粉纟。然m ’由於將玻璃粉末添加1第2陶瓷生胚 層中’即使玻璃成分暫時擴散’其亦難以透過導電膏膜而 擴散’故將磷成分供給至與^陶:是生胚層中導電膏膜相 鄰之部分較為困難。
又 曰丰寻利特開平U20303號公報、曰本專利特開平 6-204512號公報及日本專利特開平9·24ΐ862號公報中，揭 示有於導電膏中添加填成分。然而’肖等皆係關於在燒成 後之基板上燒接導體之「後燒」者，與本發明之有關基板 與導體同時燒成之「共燒」無㈣處理相比，前提條件 完全不同。 又，日本專利特開平10_92226號公報中揭示有於積層 陶瓷電容器用導電膏中添加磷酸酯作為界面活性劑 '然 而，相比於積層陶究電容器，高頻帶中具有高傳輪特性要 求之陶瓷多層基板中，必須形成寬度小、厚度大且具有言 縱橫比之内部導體，故通常而言，添加導電膏之黏度有下 降之磷酸酯較不理想。 【實施方式】 圖Η系本發明之陶瓷多層基板之一例示之概略剖面圖。 圖2係模式化表示圖丨所示的陶瓷多層基板之部分放大 略剖面圖。圖3係表示於圖丨之陶莞多層基板上安裝有 零件之狀態之概略剖面圖。 ~ 112849.doc 1331890 如圖1所示，陶瓷多層基板10具備：第i陶瓷層U ;以與 第1陶究層11之主面相接之方式而積層之第2陶瓷層12 ;以 及形成於第1陶瓷層11及第2陶瓷層12之層間之内部導體 13。於陶瓷多層基板10之表面形成有外部導體14,且以貫 通第〗陶瓷層Π與第2陶瓷層12之方式而形成有通道導體 15。内部導體13與外部導體14經由通道導體。而電性連 接。 第1陶瓷層11係由第1陶瓷材料燒結而形成，且控制陶瓷 少層基板10之基板特性。第i陶瓷層丨丨之厚度較好的是 μιη。第！陶瓷層u之厚度不必各層相同。 作為第1陶瓷材料，使用於燒成時其一部分（例如，玻璃 成分）滲透至第2陶瓷層12者.又，作為第〗陶瓷材料，較 好的是，使用可於較低溫度，例如丨〇〇〇。匸以下而燒成之 LTCC(低，皿燒成陶瓷；L〇w Temperature c〇 fired
Ceramic)，以便可與銀或銅等低融點金屬所構成之導體同 時燒成。具體而言，可使用氧化紹與卿酸玻璃相混合之 玻璃陶究，或者燒成時生成玻璃成分2Ba_A1_si_〇系陶竟 等。 第2陶瓷層12含有未燒結而保持原樣之第2陶瓷材料，該 第2陶瓷材料具有尚於第1陶瓷材料之燒結溫度。第2陶瓷 層12之厚度由考慮第1陶瓷層11之厚度而決定，但較好的 是 1 〜1 0 μπι。 第2陶究材料藉由從第1陶究層U滲入而至之第i陶究材 料之彳刀而固著，由此第2陶竞層Η受到固化並且第^ 112849.doc 1331890 陶究層11與第2陶瓷層12相接合。作為第2陶瓷材料，可使 用氧化紹或氧化錯。 如圖2之模式化表示，第1陶瓷層11及第2陶瓷層12分別 具有磷成分層16a、i6b，該等磷成分層16a、16b具有越離 開内部導體13，濃度越低之濃度梯度。如此濃度梯度表示 磷成分有從内部導體〗3側擴散。
於第1陶瓷層11及第2陶瓷層12中，磷成务可以p2〇5之氧 化物狀態而存在。又，磷成分可橫穿第丨陶g層丨1及第2陶 瓷層12，進而亦可擴散至相鄰陶瓷層中。 使磷成分自内部導體13側擴散之方法，如下所述，於燒 成後，向成為内㈣體13之導電膏膜中添加鱗或破化合物 之方法最為簡便e於此方法中’由於鱗或鱗化合物之量、 導電《膜之厚度、燒成條件等條件，而於内部導體1 3中亦 可殘存有磷成分。 再者，本實施形態中，第！陶:充心及第2陶究層Η.皆含
有碌成分，而從本發明之目的而言，至少第層㈣ 有磷成分便足夠，不必二者皆冬 白3有碼成分。例如，若在導 電膏膜與燒成後成為第1陶究声】丨夕楚’如卞^ 瓦赝11之第1陶瓷生飪層之間， 塗佈含有峨或磷化合物 之漿枓，則可使磷成分優先擴散至 第1陶兗層11中。 土、低卞囟万向傳輸信號之功能 隨者陶竞多層基板1 0之小型化 π及间頻化，業者期望 體13微細且具有低電阻。特 Λ 付别疋’糟由内部導體Η 帶狀線或導波管等傳輪線路時， ^ 权紆的疋，内部導體13 112849.doc -11， 寬度較窄、厚度較厚、且具有高縱橫 言，較好的是等體。具體而 … 0_，厚度為3〜2〇_。 °體14具有於基板平面方向上傳輸俨號之a 者用以對安裝零件進行安裝之焊點電極之魏。^能，或 ^具有將内部導體13及外料體14進行 =導體 通道導體Μ直徑較好的是5G〜扇㈣。_連接之功能。 2導體u可制選自由銀、金、鋼 及銀-白金合金所組成之群中至少】種。， 體14與通道導體15。 屬作為外部導 安二3所示，於外部導體14上可安裝有安裝零件I?。在 如使用焊接等方法。圓3中，於第， ;:之表面形成有外部導體…但當第1陶竞層U為最上 層於第】陶究層〗】之露出之表面可形成外部導體；4最上 件二ΓΓ17’可使用適合於所形成之電路之各種零 。。 體、IC、LSI等主動元件，或者晶片電容 益、晶片電阻、晶片熱敏電阻、晶片電感器等被動元件。 其次’對本發明之㈣多層基板之製造方法加以說明。 圖4係用以製作陶竞多層基板而應準備之陶究生胜積層體 之—例示之概略剖面圖。 如圖4所示，陶瓷生胚積層體2〇具備第〗陶瓷生胚層21 ; 以與第旧£生胚層21之主面相接之方式而積層的第;陶究 生胚層22以及形成於第}陶瓷生胚層21及第2陶瓷生胚層 22之層間的内部導體用導電㈣23。於陶究生胚積層體^ 之表面形成有外部導體用導電膏膜24。於第i陶兗生胚層 】12849.doc 21及第2陶究生胚層22上形成有通道孔，通道孔中填充有 通道導體用導電膏25。 第1陶究生Μ層21含有第1陶兗材料，第2陶兗生胚層22 含有第2陶竟材料，該第2陶究材料具有高於第】陶莞材料 燒恤度。關於第】、第2陶瓷材料如上所述，此處省略 說明。 第1陶莞生胚層21及第2陶究生胚層22例如係使用陶究浆 料而形成。陶莞漿料係將陶瓷粉末、黏合劑、溶劑、可塑 劑等原料加以混合而成者。作為陶究粉末，可使用第】陶 莞材料或第2陶竞材料。作為黏合劑，可使用丙烯酸樹 脂、甲基丙烯_脂、$乙稀醇縮丁酸等有機黏合劑。作 為冷劑’可使用甲#、異丙烯醇、及其他醇類等有機溶 劑。作為可塑劑，可使用正鄰苯二f酸二丁酯等。 作為從陶瓷漿料而形成陶瓷生胚積層體2〇之方法，可列 舉例如薄層工法，其係將陶瓷漿料成形為薄層狀且製作陶 竞生胚薄層，並將此積層。又，亦可使用逐次積層工法， 其係於作為基材之樹脂薄膜或陶瓷生胚薄層上喷霧、浸潰 或印刷陶瓷漿料，並重複此操作，使各陶瓷生胚層增層。 薄層工法之効率較佳，但是通常，由於第2陶瓷生胚層Μ 非常薄，故單獨成形薄層時之操作性較差。因此，製作使 第1陶瓷生胚薄層層21及第2陶瓷生胚層22 一體化之陶瓷生 胚薄層，並將此積層之方法尤佳。 導電膏膜23由含有導電性粉末、磷或磷化合物、溶劑以 及黏合劑之導電膏而構成。 112849.doc 作為導電性粉末，可使用金屬粉末，例如可使用選自由 銀、金、銅、鎳、銀_鈀合金以及銀-白金合金所組成之群 中至少1種金屬。作為導電性粉末，較好的是使用平均粒 控為0.1〜10 μη!之粉末。導電膏中金屬粉末之含有比例為 60〜90重量％。 麟單體於常溫下以固體形態存在，而磷化合物於常溫下 可以固體或液體形態存在。然而，液體之添加導致導電膏 之黏度下降’故難以形成具有較高縱橫比之導體，因此較 好的是’磷化合物使用固體。作為磷或固體磷化合物，較 好的是使用平均粒徑為〇 5〜5.〇 μιη之粉末。 破化合物選擇燒成時分解而使磷成分游離者。於磷成分 未經游離時’燒成時磷成分不產生擴散，故第1陶瓷生胚 層2 1之收縮不受抑制。因此，磷化合物選擇分解溫度低於 陶竞生胚積層體20之燒成溫度者❶例如，當燒成溫度接近 1 000 c時’焦磷酸銅或碟酸酯分解，而碟酸銀或磷酸鈣未 分解。 磷化合物較好的是含有與導電性粉末同種之金屬。例 如，於使用銅作為導電性粉末，且使用焦鱗酸鋼作為填化 合物時，因銅成分與磷成分從焦磷酸銅中分解，使銅成分 與導電性粉末之銅一體化，藉此可良好地維持導電性。 磷或磷化合物可與導電性粉末分開單獨添加’亦可以覆 蓋導電性粉末表面之方式而付著於導電性粉末上並添加。 當為後者時，例如，對焦磷酸鈉水溶液中銅粉末加熱並攪 拌後’經洗淨、乾燥而可獲得。 112849.doc 導電膏中磷或磷化合物之含有比例按磷換算，較好的是 〇,〇1〜0.5重量％。又，例如，使用焦磷酸銅作為鱗化合物 時’導電膏中焦磷酸銅之含有比例較好的是0·1〜5 ·0重量 °/〇。當焦磷酸銅之含有比例小於〇. 1重量％時，無法充分抑 制第1陶瓷生胚層21之收縮。另一方面’當含有比例超過 5.0重量％時，導電膏中之磷成分擴散量過大，使導電膏體 積過度減少，故導電膏會過度收縮。 作為導電膏中所含溶劑，可使用松油醇、異丙稀醇、以 及其他醇類等。導電膏中溶劑之含有比例較好的是8〜33重 量％。 作為導電膏中所含黏合劑’可使用丙烯酸樹脂、醇酸樹 脂'丁醛樹脂、乙基纖維素等。導電膏中黏合劑之含有比 例較好的是0.5〜7.0重量％。 再者，除上述成分以外，導電膏中亦可添加玻璃粉末、 或者與第i陶瓷生胚層2!中所含有之陶瓷粉末同類之陶瓷 粉末。然而，較好的是，該等成分之添加量較少，更好的 是，去除該等成分。其原因在於，玻璃粉末成為導體之導 電性下降、或與基板成分之反應而產生特性劣化之主要原 因，且陶瓷粉末成為導體之導電性下降之主要原因。 導電膏膜24與導電膏25由含有導電性粉末、溶劑及黏合 劑之導電膏而構成。作為導電㈣末、溶劑及黏合劑，可 使用與導電膏膜23相同者。 導電膏膜23、24例如利用絲網印刷等印刷方法，藉由 導電膏印刷於陶瓷生胚薄層上而形成。 曰 ^ 逋道導體用導電 112849.doc •15· 1331890 25例如藉由於陶究生胚薄層上形成貫通孔，且於貫通孔中 填充導電膏而形成。 其-人’將所獲得之陶瓷生胚積層體2〇於第】陶瓷材料烤 結、且第2陶_不燒結之溫度下加以燒成。藉此，第: 陶竞生胚層21欲收料，第2陶究生胚層22產生抑制第㈣ 竞生胚層21收縮之作用。“匕’可製作具有 瓷多層基板》 陶 燒成環境根據第!陶究材料之種類或導電膏膜中 電性粉末之種類而適宜調整。 又，於燒成步驟中，對溫度或時間等燒成條件加 整’以使第i陶究材料從第i陶究生胚層21滲透至第 生胚層22中’且使磷成分自導電膏膜23向第 21擴散。 增 再者本1明中’各種粉末之「平均粒徑」係指利用超 音波分散機使粉末充分分散至分散媒中以冑，使用 miCr〇trac粒徑分析儀HRA(株式會社島津製作所 定時之平均粒徑。 ’疋订利 [實驗例1] 準備Ba-Al-Si-Ο系陶瓷粉末作為陶瓷粉末，曱苯及洗淨 用醇作為溶劑，丁路樹脂系黏合劑作為黏合劑，咖⑴ 〇叫抑制ate)鄰苯二甲酸二（2·乙基已）酷作為可塑劑^ 並將該等混合而製作陶究聚料。其次，將該陶竞渡料成形 為薄層狀’以製作長度15.0匪、寬度15.0 _、厚产37 μπι之陶瓷生胚薄層。 又 112849.doc -16- 1331890 其次，準Ί用刊丨u如初-冬、 糸 I 醇作為溶劑、丁酸系樹脂黏合劑攸 下為黏合劑，DOP作為可 塑劑，並將該等混合而製作陶f^ J ，料。其次，將該陶曼 料塗佈於上述陶瓷生胚薄層上， 男 以製作於第1陶瓷生胚/ 上製作形成有第2陶瓷生胚層之厚唐鬼^ ^ ' 層 塗佈於上述陶瓷生胚薄層上， 以製作於第1陶瓷 製作形成有第2陶瓷生胚層之厘疮* 与度為40 μιη之複合 〇 生胚 再次，以平均粒徑2
則物禾為80重量％、平均粒爭 1㈣之焦雜銅粉末為特定量、料溶劑之松油醇為1Μ 量。/。、作為黏合劑之乙基纖維素為2重量％之比例加以读 合，以製作導電膏。再者，焦磷酸銅粉末之含有比例如1 表1所示。
其次，於一片複合生胚薄層上印刷5叫厚度之導電膏， 並將未印刷有導電膏之多個複合生胚薄層積層於其上下 方。繼而，將所獲得之積層體切斷’以製作長度ι⑽、寬 度1 cm ’厚度〇.6 mm之陶瓷生胚積層體。 圖5係將本實驗例之陶瓷生胚積層體之積層狀態分解而 表示之概略剖面圖。如圖5所示，於陶兗生胚積層體3〇 上，複合生胚薄層38由第！陶究生胚層31與形成於該第1陶 瓷生胚層31上之第2陶瓷生胚層32所構成。又，於複合生 胚薄層38中，於第2陶瓷生胚層32上形成有導電膏膜33。 再者，導電膏膜33形成為鋸齒線（彎曲狀圖案），使線寬度 為100 μπι，且線寬：線長為！ ： 4〇0。 於複合生胚薄層38之上下方，配置有未形成導電膏膜33 之複合生胚薄層群3 8a、38b。複合生胚薄層群38a之配置 112849.doc 17 1331890 為第1陶究生胚層31在下方，複合生胚薄層群爲之配置為 =陶:是生胚層31在上方。本實驗例中，使構成複合生胚 潯層群38a、38b之複合生胚薄層分別為14片、丨5片。 對於每一個導電膏，均製作1〇〇個上述陶究生胚積層 體：且將各陶兗生胚積層體於還原環境中，在最高溫度 98〇C之條件下燒成1小時。藉此，製作下表i所示之陶究 多層基板之樣品1〜7。
又’除變更生胚薄層之積層圖案以外，以與樣品卜?同 樣之方法，分別製作1〇〇個陶曼多層&板之樣品8、9。 樣品8於圖5之複合生胚薄層38中，於第i陶究生胚層η 上形成導電膏臈33 1，如冑6所示，使導電膏膜Μ形成 於兩層第1陶瓷生胚層31之層間。 樣品9中，將圓5之複合生胚薄層38的複合生胚薄層群 3 8a、38b分別反轉配置。即，如圖7所示，使導電膏膜μ 开> 成於兩層第2陶瓷生胚層32之層間。
其次，於陶瓷多層基板之各樣品中，將基板剖面研磨 後，利用SEM(走査型電子顕微鏡）觀察其剖面，檢查内部 導體之狀態。又，關於電極之剝離狀態，亦可藉由c_ SAM(C模式走査型超音波顯微鏡）而確認。並且，對於各 樣品，分別檢查内部導體之剝離產生數量及内部導體之斷 線產生數量。結果於表1所示。 [表1] 112849.doc 1331890 導電膏中焦磷酸銅含有量 (重量％) 導電膏膜之形成位置 剝離產生數 斷線產生數 1 0.1 第1陶瓷生胚層-第2陶瓷生胚層之間 0/100 0/100 2 0.5 第1陶瓷生胚層-第2陶瓷生胚層之間 0/100 0/100 3 1.0 第1陶瓷生胚層-第2陶瓷生胚層之間 0/100 0/100 4 3.0 第1陶瓷生胚層· 第2陶瓷生胚層之間 1/100 0/100 5 5.0 第1陶瓷生胚層-第2陶瓷生胚層之間 4/100 3/100 6 10.0 第1陶瓷生胚層-第2陶瓷生胚層之間 18/100 5/100 % Ί - 第1陶瓷生胚層-第2陶瓷生胚層之間 26/100 6/100 % 8 - 第1陶瓷生胚層-第1陶瓷生胚層之間 0/100 0/100 % 9 - 第2陶瓷生胚層-第2陶瓷生胚層之間 0/100 0/100 *號項屬本發明之申請專利範圍以外 樣品1〜6與樣品7相比，内部導體之剝離或斷線之產生率 較低。樣品6中，由於導電膏中構成分之含量較多，燒成 時大量磷成分從導電膏中向基板側擴散，故導電膏易過度 收縮，由此可推測内部導體易產生斷線、剝離。 又，樣品8及樣品9中，内部導體幾乎未產生剝離或斷 線。由此而言，於同種陶瓷生胚層之層間形成導電膏膜 時，導電膏膜並未受到不同方向之應力，故可知，不會出 現最初内部導體之剝離或斷線問題。反之，本發明係解決 於不同種類之陶瓷生胚層之層間形成有導電膏膜之態樣時 開始出現之問題。從電路設計或積層圖案之自由度而言， -19- 112849.doc 1331890 於不同種類陶瓷生胚層之芦 層&層間形成導電膏膜較有價值，姑 本發明之貢獻較大。 [實驗例2] 本實驗係用以顯示磷成分對陶究生胚層之收 制作用。 邶 首先，以與實驗例1同樣之方法 系陶瓷粉末之陶瓷生胚薄層。
其次’以焦磷酸銅90重量％、作為黏合劑之乙基纖維素 1重量％、作為溶劑之松油醇9重量％之含有比例，製作試 驗用敷料。於陶究生胚薄層一個主面之整個面上，塗佈厚 度為10 μη!之本試驗用漿料，並於還原環境中，在最高溫
製作含有Ba-Al-Si-O 度98(TC之條件下燒成！小時。將結果所獲得之基板作為第 1試驗基板。另-方面’不塗佈試驗用漿料，在與糾試驗 基板同樣之熱處理條件下燒成陶竞生胚薄層，將此作為第 2試驗基板。 圖8係表示第丨試驗基板之概略剖面圖。於第〗試驗基板 4 la上，在其上表面側形成白色層46。附帶說明的是，基 板為綠&。第1試驗基板41a勉曲成形成有白色層46之上表 面侧突出。並且，利用WDX(波長分散式χ射線分光裝置） 對該白色層46進行映射分析，檢測出從基板上表面側向基 板内側之濃度分佈降低之磷成分。此係指由於磷成分擴散 至第1試驗基板41a之上表面侧，相比於其下表面側，上表 面侧於基板平面方向之收縮受到抑制。 圓9係表不第2試驗基板之概略剖面圖。第2試驗基板42& H2849.doc •20· 1331890 燒製成平面形狀。此係指第2試驗基板42a之上表面側與下 表面側於基板平面方向之收縮程度相同。 如上所述’由第1試驗基板41a及第2試驗基板41b之比較 可知’藉由磷成分自基板一個主面之擴散，而使基板之收 縮得到部分性抑制。 [實驗例3]
本實驗係用以顯示導電膏膜中磷成分具有抑制陶瓷生胚 層翹曲之作用。 首先，以與實驗例1同樣之方法，製作於第丨陶瓷生胚層 上形成有第2陶瓷生胚層之厚度為4〇μιη之複合生胚薄層。 其次，與實驗例1同樣之方法，製作導電膏。再者，有 關焦磷酸銅粉末之含有比例，如下表2所示。
其次，於一片第丨陶瓷生胚層上印刷厚度為5 pm之導電 膏，並將未印刷有導電膏之多個複合生胚薄層積層於其下 方，進而將未印刷有導電膏之第！陶究生胚層積層於^下 方。繼而，將所獲得之積層體切斷，以製作長度丨cm、、寬 度1 cm、厚度0.36 mm之陶瓷生胚積層體。 圖1〇係將本實驗例之陶究生胚積層體之積層狀態分解雨 表示之概略剖面圖。如圖1G所示’陶£生胚積層㈣具谓 配置於最上層及最下層之第_生胚層51，與配置於其 間之複合生㈣層群58a、58be於最上層第⑽竟生胚層 51之整個面上’形成厚度為1〇 μηι之導電膏膜”。複合生 胚薄層58由第生胚層51與形成於第㈣究生胚層二上 之第2陶究生胚層52而構成。複合生胚薄層群W之： H2849.doc 2] 1331890 第1陶瓷生胚層51在下方，複合生胚薄層群58b之配置為第 1陶究生胚層51在上方。本實驗例中，使構成複合生胜薄 層群58a、58b之複合生胚薄層皆為7片。 再者，於本實驗例中，導電膏膜並非形成於第丨陶瓷生 胚層與第2陶瓷生胚層之層間，而是導電膏膜暴露出來。 此係為易於掌握第丨陶瓷生胚層上產生之翹曲現象之方便 處理。
對於每一個導電膏，製作1〇個上述陶瓷生胚積層體，且 在與實驗例1同樣之條件下，燒成各陶瓷生胚積層體。藉 此’製作下表2所示之陶究多層基板之樣品η〜丨？。 又’除未形成導電膏膜以外，以與樣品11〜17同樣之方 法，製作10個陶瓷多層基板之樣品18。 其次，對於陶瓷多層基板之各樣品，根據基板側面之形 狀來檢查基板之翹曲。圖丨丨係模式化表示陶瓷多層基板於 翹曲狀態之概略側面圖。如圖η所示，所謂變形量，係指 由h所表不的陶瓷多層基板6〇之底面中點與假想的連結基 板兩端面下端之直線中點之距離。各樣品之距離h利用尺 寸測里器來Ϊ測，並求出其平均值。結果於下表2所示。 再者，該距離值為正時，基板呈現凸狀，即翹曲成上側主 面突出。 [表2] 導電膏中焦磷暖銅之含有量 (重量。/。） 基板変形量(um) 備考
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未形成導電膏膜 *號項屬本發明之申請專利範圍以外 由表2可知，對於未形成有導電膏膜之樣品18，幾乎不 產生翹曲。另一方面，對於形成有未添加焦磷酸銅之導電 膏膜之樣品17，基板翹曲成凹狀。即可知，藉由形成導電 膏膜’而產生使基板彎曲成凹狀之應力。 該應力係因形成導電膏膜而促進第：陶瓷生胚層收縮 者。該應力在導電膏膜形成於第丨陶瓷生胚層與第2陶瓷生 胚層之層間時，產生作用，使導電膏膜從第2陶瓷生胚層 上剝離’因此導致燒成後内部導體剝離。 再者，该翹曲在導電膏膜形成於第丨陶瓷生胚層與第2陶 瓷生胚層之層間時，難以明顯呈現。此係由於第2陶瓷生 胚層幾乎未產生変形，故整體看去未產生輕曲1而，於 形成第2陶瓷生胚層時，導電膏臈受到第1陶瓷生胚層欲翹 曲之應力不變。 又，從樣品U〜16可知，隨著焦磷酸銅添加量之增加， 基板之起曲逐漸得到修正。即可知，因焦磷酸銅添加至導 電膏，使磷成分向第1陶瓷生胚層擴散，第丨陶瓷生胚層之 收縮得到部分性抑制’因此使基板魅曲成凹狀之應力得到 112849.doc -23- 緩和 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之陶瓷 夕層基板之一例示的概略剖面圖。 圖2係將圖1所示之陶遂少麻甘2 之概略剖面圖。陶竞夕層基板部分放大並模式化表示 圖3係表示將安裝零件安裝 態的概略剖面圖。 於圖1之陶瓷多層基板上之 狀 圖4係本發明之陶究多層基板之製造方法中陶竞生 層體之—例示的概略剖面圖。 是生 圖5係表示實驗例1 m h 之陶瓷生胚積層體之積層 剖面圖。 胚積 狀態的概略 ▲圖6係表示實驗例1之樣品8中 態的概略剖面圖。 圖7係表示實驗例〗之樣中 中^貝/wm炙積層狀 態的概略剖面圖。 圖8係表示實驗例2中第！試驗基板之概略剖面圖。 圖9係表示實驗例2中第2試驗基板之概略剖面圖。 圖1 〇係將實驗例3中陶究生胚積層體之積層狀態分解 表示之概略剖面圖。 圖11係模式化表示實驗例3中陶瓷多層基板翹曲狀熊 概略側面圖。 w 圖12係表示先前之陶究多層基板之概略剖面圖。【主要元件符號說明】 10 陶瓷多層基板 陶瓷生胚積層體之積層狀 陶瓷生胚積層體之積層 而 之 I12849.doc •24· 1331890
11 第1陶瓷層 12 第2陶瓷層 13 内部導體 14 外部導體 15 通道導體 16a» 16b 磷成分層 17 安裝零件 20 陶瓷生胚積層體 21 第1陶瓷生胚層 22 第2陶瓷生胚層 23 導電膏膜
112849.doc -25-
Claims (1)
- 、申請專利範圍： 一種陶瓷多層基板，其特徵在於： 具傷： 第1陶瓷層，由第1陶瓷材料燒結而成； 第2陶竟層’以與上述第消竟層之 籍思 々八而 3有尚未燒結而維持原樣之第2陶瓷材料，該 陶究材料具有高於上述第1陶竞材料之燒結溫度；以及 之導體’其形成於上述第1陶瓷層與上述第2陶瓷層 !間；其中 藉由從上述第1陶瓷層向上述第2陶瓷層滲 :陶免材料之一部分’而將未燒結之上述第2陶究： 導：述！1陶究層含有填成分，其具有越離開上述内部 導體，/辰度越低之濃度梯度。 如請求項1之陶瓷多層其 ,.v 土板，其中上述内部導體含有磷 成分。 如清求項1或2之陶瓷 无夕層基板，其中於上述第1陶瓷層 述第2陶莞層之露出之表面形成有外部導體，且於 上述外部導體上安裝有安裝零件。 一種陶竞多層基板之製造方法，其特徵在於包含： ::生胚積層體之準備步驟與該陶究生胚 之燒 成步驟， 上述陶瓷生胚積層體具備· 第1陶瓷生胚層，其含有第1陶瓷材料； I9.doc 丄 第2陶究生胚層，其以與上述第！陶瓷生胚層之主面 相接之方式而積層，且含有第2陶瓷材料，該第2陶瓷 材料具有高於上述第1陶瓷材料之燒結溫度；以及 導電膏膜’其形成於上述第1陶究生胚層與上述第2 陶竟生胚層之層間，且含有磷或磷化合物， 上述陶瓷生胚積層體之燒成步驟係在上述第1陶究材 料燒結且上述第2陶瓷材料未燒結之溫度下燒成； 於上述陶瓷生胚積層體之燒成步驟中， 上述第1陶瓷材料之一部分從上述第丨陶瓷生胚層向 上述第2陶瓷生胚層滲透，且 磷成分從上述導電膏膜向上述第1陶瓷生胚層及上 述第2陶瓷生胚層擴散。 如請求項4之陶瓷多層基板之製造方法，其中上述破化 合物係焦磷酸銅。112849.doc
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