JPH0227834B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0227834B2 JPH0227834B2 JP60147541A JP14754185A JPH0227834B2 JP H0227834 B2 JPH0227834 B2 JP H0227834B2 JP 60147541 A JP60147541 A JP 60147541A JP 14754185 A JP14754185 A JP 14754185A JP H0227834 B2 JPH0227834 B2 JP H0227834B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- circuit board
- conductor
- multilayer circuit
- tungsten
- Prior art date
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、厚膜回路部品、IC、LSIなどの高密
度実装に好適な多層回路基板に関するものであ
る。 従来の技術 近年、機器の小型化や多機能の要望が年を追つ
て強くなつてきているが、これらの要望に応える
ため、回路部品の高密度実装が重要な技術となつ
てきている。特にIC、LSIの発達や抵抗器、コン
デンサ等の厚膜化技術の発達にともない回路部品
の実装が益々高密度化へと移行しつつある。部品
の高密度実装を実現するには部品を小さくするこ
とと同時に基板の配線密度を高くすることが重要
である。基板の配線密度を高めるには、基板を多
層構造とし、配線層を基板内部に形成する方法が
最も効果が大きい。 従来の多層基板としては、アルミナとタングス
テン（Ｗ）、又はアルミナとモリブデン（Mo）
による絶縁層、導体層を交互に積層したものがあ
る。 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の基板には次の問題点がある。 (i) 部品の半田付を可能にするために、多層基板
表面のタングステン、又はモリブデンの導体層
上にニツケル、金などのメツキを施す必要があ
る。 (ii) 厚膜素子としてグレーズ抵抗素子やコンデン
サ素子を形成するためには、空気中で高温
（800〜900℃）処理する必要があるが、タング
ステンやモリブデンのような容易に酸化される
導体材料は酸素雰囲気中での処理ができないた
め厚膜素子を直接形成する回路基板として不向
きである。 これらの理由から、アルミナ多層配線基板とし
て十分な条件を備えていなかつた。 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の多層回路
基板はアルミナを主成分とする絶縁層とタングス
テン金属からなる導体層とを交互に積層してなる
積層部と、該積層部の最上層絶縁層に設けられた
導体露出部上に内部導体層と導通するように形成
した、タングステンに還元されない低融点ガラス
及び貴金属からなる導電性被覆材と、前記最上層
材絶縁層上に設けられ、前記被覆材の延設部を電
極とする厚膜抵抗素子及び前記延設部に電気的に
接続された電子部品装着用の銀−パラジウム系導
体パツドと配線パターンとから構成されたもので
ある。 作 用 本発明は上記の構成による、導電性充填材のガ
ラス成分としてタングステンに還元されない低融
点のガラスを用いるため、空気中の高温下でも導
体燃結層（タングステン或いはモリブデン）が酸
化されずに良好に電気導通性が得られ、該充填材
を介することによつて、抵抗やコンデンサの厚膜
素子を最上層に空気中にて形成可能となり、くわ
えて、厚膜抵抗のレーザによるトリミングも下地
が高アルミナであるところから安定に行なえるこ
ととなる。 さらには、被覆材中に非常に活性な酸化触媒で
あるPtを適量含有するため、被覆材焼成時のバ
インダ燃焼が効率よく行われ、ガラス軟化時のポ
アの発生防止や、樹脂の未燃焼による炭化物の残
渣発生防止が図られ、被覆効果が増加し、高信頼
性の多層基板を提供することが可能となる。 実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。 第１図は本発明の一実施例を示したものであり
１，２，及び３はアルミナ絶縁層、４及び５はタ
ングステンまたはモリブデン導体層、６はタング
ステン又はモリブデンに還元されない低融点ガラ
スと貴金属とからなる被覆材、７，９は銀−パラ
ジウム導体、８はルテニウム系厚膜抵抗素子であ
る。 つぎに具体例を示す。 アルミナを主成分をし、それに焼結助剤を添加
した無機粉末と、PVB（ポリ・ビニル・ブチラー
ル）と、可塑剤とからなるグリーンシートをドク
タブレード法をも用いて作成した、これにタング
ステンまたはモリブデンを主成分とし導体焼結助
剤を含む導体混合物に適量のエトセル系ビヒクル
を加えて混練した導体ペーストと、前記グリーン
シートと同じ無機組成をもつアルミナペーストと
を交互に印刷し多層化した。この工程で上層のア
ルミナ層には下部タングステン導体層の一部を露
出するように300μｍ角の孔を設けた。これを
1550〜1650℃の還元雰囲気中で焼成した。焼結後
の基板の収縮率は約16％であつた。 次に、焼結多層構造体の表面孔部に軟化点が約
540℃でB2O3とBaOを主成分とするガラス粉末と
銀粉末からなるペーストをスクリーン印刷し、最
上層アルミナ層の孔部を被覆するとともに抵抗素
子用の電極となる延設部を有するパターンを形成
した。これを釣鐘状の温度プロフアイルを有し、
ピーク温度が850℃の厚膜焼成炉に通した。次い
で、ルテニウム系グレーズ抵抗膜と銀−パラジウ
ム導体膜を必要パターンに印刷、形成し、上記厚
膜焼成炉に通した。 このようにして得られた回路基板では、銀−ガ
ラス材料から構成された被覆材の導体層が基板表
面に強固に密着し、さらに下部導体層との電気的
導通が十分確保されていた。下部導体層と上部電
極との間（図２における４−７間）の電気抵抗
（Rc）を評価したところ３〜５ｍΩ程度であつ
た。また被覆材の延設部を電極として形成したル
テニウム系抵抗素子は、従来のAg−Pd電極を用
いたものとほぼ同じ抵抗値を示し、極めて良いマ
ツチング性を示した。また、被覆材とマウント用
Ag−Pd電極界面の電気的導通においても極めて
良好な特性を示し、その界面において抵抗が増加
するような現象はみられなかつた。 さらに、この回路基板の被覆部の安定性を調べ
るためにプレツシヤ−クツカーテスト（121℃２
気圧）を行い48時間後の電気抵抗Rcを測定した。
第１表には具体例で得られた試料のPt含有量、
及び電極層間の電気抵抗Rc（Ω）をそれぞれ示
す。なお試料番号２〜４が本発明の実施例に相当
する。 第１表に示される様に、試料番号１や、試料番
号５の被覆材を設けた場合、初期値的には低抵抗
の導通が得られるが、プレツシヤ−クツカーテス
ト後抵抗値の増加がみられ、ときには数十ｋΩと
いう高抵抗となる。
度実装に好適な多層回路基板に関するものであ
る。 従来の技術 近年、機器の小型化や多機能の要望が年を追つ
て強くなつてきているが、これらの要望に応える
ため、回路部品の高密度実装が重要な技術となつ
てきている。特にIC、LSIの発達や抵抗器、コン
デンサ等の厚膜化技術の発達にともない回路部品
の実装が益々高密度化へと移行しつつある。部品
の高密度実装を実現するには部品を小さくするこ
とと同時に基板の配線密度を高くすることが重要
である。基板の配線密度を高めるには、基板を多
層構造とし、配線層を基板内部に形成する方法が
最も効果が大きい。 従来の多層基板としては、アルミナとタングス
テン（Ｗ）、又はアルミナとモリブデン（Mo）
による絶縁層、導体層を交互に積層したものがあ
る。 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の基板には次の問題点がある。 (i) 部品の半田付を可能にするために、多層基板
表面のタングステン、又はモリブデンの導体層
上にニツケル、金などのメツキを施す必要があ
る。 (ii) 厚膜素子としてグレーズ抵抗素子やコンデン
サ素子を形成するためには、空気中で高温
（800〜900℃）処理する必要があるが、タング
ステンやモリブデンのような容易に酸化される
導体材料は酸素雰囲気中での処理ができないた
め厚膜素子を直接形成する回路基板として不向
きである。 これらの理由から、アルミナ多層配線基板とし
て十分な条件を備えていなかつた。 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の多層回路
基板はアルミナを主成分とする絶縁層とタングス
テン金属からなる導体層とを交互に積層してなる
積層部と、該積層部の最上層絶縁層に設けられた
導体露出部上に内部導体層と導通するように形成
した、タングステンに還元されない低融点ガラス
及び貴金属からなる導電性被覆材と、前記最上層
材絶縁層上に設けられ、前記被覆材の延設部を電
極とする厚膜抵抗素子及び前記延設部に電気的に
接続された電子部品装着用の銀−パラジウム系導
体パツドと配線パターンとから構成されたもので
ある。 作 用 本発明は上記の構成による、導電性充填材のガ
ラス成分としてタングステンに還元されない低融
点のガラスを用いるため、空気中の高温下でも導
体燃結層（タングステン或いはモリブデン）が酸
化されずに良好に電気導通性が得られ、該充填材
を介することによつて、抵抗やコンデンサの厚膜
素子を最上層に空気中にて形成可能となり、くわ
えて、厚膜抵抗のレーザによるトリミングも下地
が高アルミナであるところから安定に行なえるこ
ととなる。 さらには、被覆材中に非常に活性な酸化触媒で
あるPtを適量含有するため、被覆材焼成時のバ
インダ燃焼が効率よく行われ、ガラス軟化時のポ
アの発生防止や、樹脂の未燃焼による炭化物の残
渣発生防止が図られ、被覆効果が増加し、高信頼
性の多層基板を提供することが可能となる。 実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。 第１図は本発明の一実施例を示したものであり
１，２，及び３はアルミナ絶縁層、４及び５はタ
ングステンまたはモリブデン導体層、６はタング
ステン又はモリブデンに還元されない低融点ガラ
スと貴金属とからなる被覆材、７，９は銀−パラ
ジウム導体、８はルテニウム系厚膜抵抗素子であ
る。 つぎに具体例を示す。 アルミナを主成分をし、それに焼結助剤を添加
した無機粉末と、PVB（ポリ・ビニル・ブチラー
ル）と、可塑剤とからなるグリーンシートをドク
タブレード法をも用いて作成した、これにタング
ステンまたはモリブデンを主成分とし導体焼結助
剤を含む導体混合物に適量のエトセル系ビヒクル
を加えて混練した導体ペーストと、前記グリーン
シートと同じ無機組成をもつアルミナペーストと
を交互に印刷し多層化した。この工程で上層のア
ルミナ層には下部タングステン導体層の一部を露
出するように300μｍ角の孔を設けた。これを
1550〜1650℃の還元雰囲気中で焼成した。焼結後
の基板の収縮率は約16％であつた。 次に、焼結多層構造体の表面孔部に軟化点が約
540℃でB2O3とBaOを主成分とするガラス粉末と
銀粉末からなるペーストをスクリーン印刷し、最
上層アルミナ層の孔部を被覆するとともに抵抗素
子用の電極となる延設部を有するパターンを形成
した。これを釣鐘状の温度プロフアイルを有し、
ピーク温度が850℃の厚膜焼成炉に通した。次い
で、ルテニウム系グレーズ抵抗膜と銀−パラジウ
ム導体膜を必要パターンに印刷、形成し、上記厚
膜焼成炉に通した。 このようにして得られた回路基板では、銀−ガ
ラス材料から構成された被覆材の導体層が基板表
面に強固に密着し、さらに下部導体層との電気的
導通が十分確保されていた。下部導体層と上部電
極との間（図２における４−７間）の電気抵抗
（Rc）を評価したところ３〜５ｍΩ程度であつ
た。また被覆材の延設部を電極として形成したル
テニウム系抵抗素子は、従来のAg−Pd電極を用
いたものとほぼ同じ抵抗値を示し、極めて良いマ
ツチング性を示した。また、被覆材とマウント用
Ag−Pd電極界面の電気的導通においても極めて
良好な特性を示し、その界面において抵抗が増加
するような現象はみられなかつた。 さらに、この回路基板の被覆部の安定性を調べ
るためにプレツシヤ−クツカーテスト（121℃２
気圧）を行い48時間後の電気抵抗Rcを測定した。
第１表には具体例で得られた試料のPt含有量、
及び電極層間の電気抵抗Rc（Ω）をそれぞれ示
す。なお試料番号２〜４が本発明の実施例に相当
する。 第１表に示される様に、試料番号１や、試料番
号５の被覆材を設けた場合、初期値的には低抵抗
の導通が得られるが、プレツシヤ−クツカーテス
ト後抵抗値の増加がみられ、ときには数十ｋΩと
いう高抵抗となる。
【表】
これは低軟化点ガラス、銀粉末とPt粉末とを
ペースト状にするために混ぜたビヒクル中の樹脂
成分のうち界面付近（被覆材と内部導体層間）の
ものが、ガラスが軟化したのちに燃焼飛散しよう
とするため、焼成後ポアがガラス内部に多く発生
する。そして、このポアが高温高湿中で、界面付
近の内部導体層の酸化、腐食を促進するためであ
ると考えられる。 これに比べて、本発明による多層基板は被覆材
中に非常に活性な酸化触媒剤であるPtを0.5〜
5.0wt％含有することにより、ガラスが軟化する
以前にペースト状のバインダ（樹脂成分）を燃焼
飛散させ、その後内部導体層の酸化が進行するま
えにガラスが軟化して被覆する。このためプレツ
シヤ−クツカーテストなどの苛酷な条件下でも被
覆材と内部導体は良好な導電性を保ちながら、内
層導体の酸化、腐食等を防ぐことができる。 なお、実施例では、内部導体層４，５はタング
ステンを用いたがモリブデンを使用することも可
能である。 また内部導体層と被覆材とは接しているため、
内部導体層中にPt、その他の金属（Pd、Co、
Ni、Mn、Ru）を添加することによつても、同
様の効果が得られる。 発明の効果 以上説明したように、本発明はアルミナを主成
分とする絶縁層とタングステン金属からなる導体
層とを交互に積層してなる積層部と、該積層部の
最上層に設けられた導体露出部上に内部導体層と
導通するように形成したタングステンに還元され
ない低融点ガラス、及びAgを主成分とする貴金
属からなる導電性被覆材と、前記被覆材と接続さ
れた電子部品装着用の導体パツドと配線パターン
とから構成されたことを特徴とする多層回路基板
において、導体露出部上に形成された導電性被覆
材中に非常に活性な酸化触媒であるPtを0.5〜
5.0wt％含有することにより、ガラスが軟化する
以前にペースト中のバインダ（樹脂成分）を充分
燃焼飛散させ、その後内部導体層の酸化が進行す
るまえにガラスが軟化して被覆する。このため内
層導体の酸化、腐食の原因となる外気や水分の浸
透が少ない緻密な構造を焼成工程において形成す
ることができ、さらには空気中、高温（800〜900
℃）で焼成する厚膜抵抗素子やコンデンサ素子を
最外層に形成することが可能となる。しかも、内
部配線層はタングステンやモリブデンで多層化さ
れているため、廉価であり、厚膜素子のみならず
チツプ部品やIC高密度で実装することが可能で
ある。特に本発明では被覆材が緻密で高安定化さ
れているため、高信頼性の多層基板が提供でき
る。
ペースト状にするために混ぜたビヒクル中の樹脂
成分のうち界面付近（被覆材と内部導体層間）の
ものが、ガラスが軟化したのちに燃焼飛散しよう
とするため、焼成後ポアがガラス内部に多く発生
する。そして、このポアが高温高湿中で、界面付
近の内部導体層の酸化、腐食を促進するためであ
ると考えられる。 これに比べて、本発明による多層基板は被覆材
中に非常に活性な酸化触媒剤であるPtを0.5〜
5.0wt％含有することにより、ガラスが軟化する
以前にペースト状のバインダ（樹脂成分）を燃焼
飛散させ、その後内部導体層の酸化が進行するま
えにガラスが軟化して被覆する。このためプレツ
シヤ−クツカーテストなどの苛酷な条件下でも被
覆材と内部導体は良好な導電性を保ちながら、内
層導体の酸化、腐食等を防ぐことができる。 なお、実施例では、内部導体層４，５はタング
ステンを用いたがモリブデンを使用することも可
能である。 また内部導体層と被覆材とは接しているため、
内部導体層中にPt、その他の金属（Pd、Co、
Ni、Mn、Ru）を添加することによつても、同
様の効果が得られる。 発明の効果 以上説明したように、本発明はアルミナを主成
分とする絶縁層とタングステン金属からなる導体
層とを交互に積層してなる積層部と、該積層部の
最上層に設けられた導体露出部上に内部導体層と
導通するように形成したタングステンに還元され
ない低融点ガラス、及びAgを主成分とする貴金
属からなる導電性被覆材と、前記被覆材と接続さ
れた電子部品装着用の導体パツドと配線パターン
とから構成されたことを特徴とする多層回路基板
において、導体露出部上に形成された導電性被覆
材中に非常に活性な酸化触媒であるPtを0.5〜
5.0wt％含有することにより、ガラスが軟化する
以前にペースト中のバインダ（樹脂成分）を充分
燃焼飛散させ、その後内部導体層の酸化が進行す
るまえにガラスが軟化して被覆する。このため内
層導体の酸化、腐食の原因となる外気や水分の浸
透が少ない緻密な構造を焼成工程において形成す
ることができ、さらには空気中、高温（800〜900
℃）で焼成する厚膜抵抗素子やコンデンサ素子を
最外層に形成することが可能となる。しかも、内
部配線層はタングステンやモリブデンで多層化さ
れているため、廉価であり、厚膜素子のみならず
チツプ部品やIC高密度で実装することが可能で
ある。特に本発明では被覆材が緻密で高安定化さ
れているため、高信頼性の多層基板が提供でき
る。
第１図は本発明の一実施例の多層回路基板の断
面図、第２図は同基板の要部拡大断面図である。 １，２，３……アルミナ絶縁層、４，５……タ
ングステン導体、６，１０……タングステンに還
元されない低融点ガラスと貴金属とから構成され
た被覆材、７，９……Ag−Pd導体、８……ルテ
ニウム系厚膜抵抗素子、１１……貴金属素子。
面図、第２図は同基板の要部拡大断面図である。 １，２，３……アルミナ絶縁層、４，５……タ
ングステン導体、６，１０……タングステンに還
元されない低融点ガラスと貴金属とから構成され
た被覆材、７，９……Ag−Pd導体、８……ルテ
ニウム系厚膜抵抗素子、１１……貴金属素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミナを主成分とする絶縁層とタングステ
ン金属からなる導体層とを交互に積層してなる積
層部と、該積層部の最上層に設けられた導体露出
部上に内部導体層と導通するように形成したタン
グステンに還元されない低融点ガラス、及びAg
を主成分とする貴金属からなる導電性被覆材と、
前記被覆材と接続された電子部品装着用の導体パ
ツドと配線パターンとから構成されたことを特徴
とする多層回路基板。 ２ 導体層をモリブデンとした特許請求の範囲第
１項記載の多層回路基板。 ３ 低融点ガラスとして（BaO−B2O3）を含む
非還元性酸化物より構成された特許請求の範囲第
１項記載の多層回路基板。 ４ 導電性被覆材中の貴金属としてPtを0.5〜
5.0wt％含有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の多層回路基板。 ５ 積層部内導体中にPt、Pd、Co、Ni、Mu、
Ruを含む特許請求の範囲第４項記載の多層回路
基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147541A JPS628595A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 多層回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147541A JPS628595A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 多層回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS628595A JPS628595A (ja) | 1987-01-16 |
| JPH0227834B2 true JPH0227834B2 (ja) | 1990-06-20 |
Family
ID=15432650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60147541A Granted JPS628595A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 多層回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS628595A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077492A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | 日本碍子株式会社 | セラミック多層配線基板の製造法 |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP60147541A patent/JPS628595A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS628595A (ja) | 1987-01-16 |
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