JPH0479290A - セラミック回路基板の製造方法 - 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） 本発明はセラミック回路基板の製造方法に関する。

（従来の技術） セラミック回路基板に回路パターンを形成する際、メタ
ライズペーストを用いてセラミックグリーンシートと同
時焼成によって回路パターンを形成する方法がある。セ
ラミックグリーンシートは高温で焼成されるから、回路
パターンの導体回路に用いるメタライズ用金属としては
タングステン等の高融点金属が用いられる。セラミック
の焼成温度は、たとえば、アルミナでは１５００〜１６
００℃、窒化アルミニウムでは１７００〜２０００℃で
ある。

これらセラミック回路基板を製造するには、セラミック
のグリーンシートを形成し、スクリーン印刷法等により
所定パターンでメタライズペーストを塗布し、あるいは
ビアを形成する場合はグリーンシートに設けたビア孔内
にメタライズペーストを充填した後、所定温度でセラミ
ックグリーンシートとメタライズペーストとを同時焼成
してセラミック回路基板とする。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにセラミック回路基板はかなり高温で焼成さ
れるが、タングステン粉末をメタライズ用金属として同
時焼成で回路基板を製造した場合、タングステンの焼結
粒が過大な粒になるという問題点がある。これは同時焼
成の際の焼成温度がきわめて高温であるため、焼成時に
タングステンが粒成長して大きな粒になるためと考えら
れる。

最近は非常に微細な回路パターンが要求されるセラミッ
ク回路基板があり、基板表面の平坦度がとくに要求され
る製品では焼成後に回路パターンが形成された面を研磨
して平坦度を出すようにするものがある。

このように研磨によって回路パターン面を平坦にする場
合、タングステンは脆性が高いから焼成によりタングス
テンが過大な粒になってしまうと、研磨した際にタング
ステン粒が欠は落ちたりして、所定の平坦度が得られな
いという問題がある。この問題はとくにビアを高密度で
配置した製品で問題となっている。

そ゛こで、焼成時にタングステンが粒成長して過大な粒
にならないようにするため、タングステン粉末にセラミ
ック粉末を混ぜたものをメタライズペーストとして用い
、導体回路内でタングステンが均一に分散するようにし
て、タングステンの過大な粒成長を防止することがなさ
れている。しかしながら、タングステン粉末とセラミッ
ク粉末を混ぜたものは導体回路の電気抵抗が上昇すると
いった問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、焼成時にタングステ
ンが過大粒となることが効果的に防止でき、研磨によっ
て表面を平坦化することも容易であり、電気的特性も優
れているセラミック回路基板の製造方法を提供するにあ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、タングステン粉末をメタライズ用金属として
用いてセラミックグリーンシートと同時焼成して回路パ
ターンを形成するセラミック回路基板の製造方法におい
て、前記タングステン粉末にレニウムを添加したメタラ
イズ用金属を用いることを特徴とする。また、前記基板
が窒化アルミニウムであることを特徴とする。

（発明の概要） 本発明は、従来タングステン粉末をメタライズ用金属と
して用いてセラミックグリーンシートと同時焼成によっ
てセラミック回路基板を作成していたのに対し、タング
ステン粉末にレニウムを添加したものをメタライズ用金
属として用いて同時焼成することを特徴とする。

タングステン粉末にレニウムを添加したメタライズペー
ストを用いることにより、後述するように、より平滑な
表面を有するセラミック回路基板を得ることができ、ま
た導体回路の電気抵抗をタングステン粉末のみの場合と
ほぼ同等にすることができる。

レニウムはタングステンに対して１〜１０重量２程度混
合して用いる。レニウムはタングステンに添加すること
により、高温焼成時にタングステンが過大に粒成長する
ことを防止し、タングステンの靭性を高めるように作用
すると考えられる。

以下、レニウムを添加したメタライズペーストを用いて
回路基板を製造した例、および比較例として従来方法に
よって回路基板を製造した例にっいて説明する。

〔実施例〕

セラミック基板として窒化アルミニウムを用い、導体回
路としてビアを形成した実施例について説明する。

メタライズペーストは、 タングステン粉末（平均粒径１，２μｍ）　　９７ｇレ
ニウム粉末　　　　　　　　　　　　　３ｇの混合物に
アクリル系バインダー３ｇを加えて混合し、さらにグリ
コール系溶剤１５ｍ１ｌを加えてペーストとした。

セラミック基板は、 窒化アルミニウム粉末　　　　　１００ｇ炭酸カルシウ
ム　　　　　　　　０．２ｇに対して、アクリル系バイ
ンダー１１ｇ、可塑剤４ｇ、有機溶剤１００ｍｕを加え
て混合し、スラリーとした後、ドクターブレード法によ
ってグリーンシートを形成した。

このグリーンシートに、０．１２ｍｍ径の穴あけ加工を
行ってビア孔を形成し、上記のメタライズペーストをビ
ア孔内に充填した。

窒素雰囲気中で脱バインダーを行った後、１７５０℃で
焼成して、窒化アルミニウムの回路基板を得た。得られ
た窒化アルミニウムの回路基板の厚さは１ｎ＋ｍである
。以下の比較例においても窒化アルミニウム回路基板の
厚さは同じである。

〔比較例１〕 上記実施例１と同様に、導体回路としてビアを形成した
窒化アルミニウムのセラミック回路基板を製造した。

本比較例においてはビアを形成するメタライズペースト
として。

タングステン粉末　　　　　　１００ｇ窒化アルミニウ
ム粉末　　　　　５ｇ の混合物にアクリル系バインダー、グリコール系溶剤を
加えたものを用いた。

実施例１と同様に、窒化アルミニウム粉末を用いてスラ
リーを形成し、ドクターブレード法によりグリーンシー
トを製造した後、０．１２ｍｍ径のビア孔加工を行い、
上記メタライズペーストを充填した。実施例１と同一条
件で焼成し、窒化アルミニウムの回路基板を得た。

〔比較例２〕 タングステン粉末のみを用いたメタライズペーストを用
い、上記例と同様に窒化アルミニウムのグリーンシート
を形成し、ビア孔にメタライズペーストを充填した後、
同一条件で焼成して、窒化アルミニウムの回路基板を得
た。

ａ１表面平滑度の測定 上記実施例および比較例で得た窒化アルミニウム回路基
板の表面をダイヤモンド砥粒で平坦面になるように研磨
し、表面に形成された凹部の深さ方向の最大値を測定し
た。

実施例の回路基板　　　　　　　　０．０７μｍ比較例
１の回路基板　　　　　　　０．１１μｍ比較例２の回
路基板　　　　　　　５．０μｍ上記結果は、タングス
テン粉末にレニウムを添加したメタライズペーストを用
いた回路基板がもっとも平滑性に優れていることを示す
。

比較例２のタングステンのみを用いたものと比較すると
平滑性の向上が顕著である。

このようにレニウムを添加したものの表面の平滑性が向
上したのは、レニウムの添加により焼成時にタングステ
ンの過大な粒成長が防止されたためと考えられる。

ｂ、電気抵抗の測定 実施例と比較例の窒化アルミニウム基板のビアの電気抵
抗値を測定した。測定結果は以下のとおりである。

実施例の回路基板　　　　　　　　１４０ｍΩ比較例１
の回路基板　　　　　　　３００ｍΩ比較例２の回路基
板　　　　　　　１３５ｍΩ実施例、すなわちタングス
テン粉末にレニウムを添加したメタライズペーストを用
いたものと、比較例２、すなわちタングステン粉末のみ
のメタライズペーストを用いたものが同程度の電気抵抗
値を示し、比較例１ではかなり高い電気抵抗値を示した
。

上記測定結果ａ、ｂから、タングステン粉末にレニウム
を添加したメタライズペーストを用いることによって、
電気抵抗値が小さく、かつ平滑な表面を有する窒化アル
ミニウムの回路基板を容易に得ることができる。これに
より、きわめて高密度な回路パターンを形成する必要の
あるセラミック回路基板にも有効に利用することができ
る。

上記実施例は窒化アルミニウムについて説明したが、ア
ルミナ等の高温焼成が必要なセラミック回路基板の一製
造にも好適に利用することができる。

なお、窒化アルミニウムはセラミックのうちでもかなり
高温の焼成温度が要求されるので、本方法がとくに有効
である。

また、上記実施例は回路基板にビアを形成した場合の表
面平滑性について述べたが、回路基板の表面上に回路パ
ターンを形成した場合に対しても、表面平滑性を向上さ
せる上で有効である。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係るセラミック回路基板の製造方法によれば、
上述したように、表面を研磨することによって平滑性を
効果的に向上させることのできるセラミック回路基板、
たとえば窒化アルミニウムの回路基板を容易に得ること
ができるとともに、導体回路の電気抵抗等の特性にも優
れたセラミック回路基板を得ることができる。また、こ
れによってより高密度の回路パターンを有するセラミッ
ク回路基板を容易に製造することができる等の著効を奏
する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．タングステン粉末をメタライズ用金属として用いて
   セラミックグリーンシートと同時焼成して回路パターン
   を形成するセラミック回路基板の製造方法において、 前記タングステン粉末にレニウムを添加し たメタライズ用金属を用いることを特徴とするセラミッ
   ク回路基板の製造方法。
2. ２．前記基板が窒化アルミニウムである請求項１記載の
   セラミック回路基板の製造方法。