TWI331890B - - Google Patents

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TWI331890B
TWI331890B TW095125332A TW95125332A TWI331890B TW I331890 B TWI331890 B TW I331890B TW 095125332 A TW095125332 A TW 095125332A TW 95125332 A TW95125332 A TW 95125332A TW I331890 B TWI331890 B TW I331890B
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Masato Nomiya
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Murata Manufacturing Co
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Description

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)

  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。
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