JPH0561797B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0561797B2 JPH0561797B2 JP62210476A JP21047687A JPH0561797B2 JP H0561797 B2 JPH0561797 B2 JP H0561797B2 JP 62210476 A JP62210476 A JP 62210476A JP 21047687 A JP21047687 A JP 21047687A JP H0561797 B2 JPH0561797 B2 JP H0561797B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper oxide
- substrate
- temperature
- green sheet
- ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明はセラミツク多層基板の製造方法に関す
るものである。 従来の技術 近年、導体材料に銅を使用した厚膜多層基板
は、厚膜ペーストが手軽に入手できることや工法
そのものが簡単なため比較的容易に作製ができる
ので、現在多くの方面で実用化されようとしてい
る。しかし、この厚膜印刷法のほとんどの場合
は、導体層および絶縁層の印刷後その都度中性雰
囲気中で焼成を行うので、ペースト中のバインダ
除去が困難となり、絶縁層のプリンタの発生や絶
縁性の劣化につながる。また、設備コストのアツ
プそしてリードタイムが長くなる等の欠点があ
る。そこで上記欠点を解決したのが導体の出発材
料に酸化銅を使用する方法である。これにより大
気中で容易に脱バインダを行うことができ、印刷
後その都度焼成を繰り返す必要がなく、１回の還
元−焼成の連続工程を行うだけでよい。この多層
基板の製造方法は、特願昭59−147833号、特願昭
59−147832号に、そして酸化銅ペーストは、特願
昭60−23846号、特願昭60−140816号にそれぞれ
述べられている。 以下図面を参照しながら、上述した酸化銅を用
いた印刷多層基板の製造方法の一例について説明
する。第４図は酸化銅を用いた印刷多層基板の製
造工程を示すものである。セラミツク焼成基板上
に酸化銅ペーストで配線層を印刷し、乾燥後に前
記セラミツク基板上に厚膜絶縁ペーストを印刷す
ることにより絶縁層を形成する。前記酸化銅ペー
ストと絶縁ペーストを所望の回数だけ積層と印刷
を繰り返し多層化して、次に大気または酸化性雰
囲気中で加熱処理をすることにより脱バインダを
行う。そして還元雰囲気中および中性雰囲気中で
加熱処理をして印刷多層基板を得る。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の方法を含む厚膜印刷法で
の糸くずの混入で配線層間にシヨートが発生して
しまうという問題点がある。前記問題点の解決策
として、絶縁ペーストの印刷を繰り返して絶縁層
の厚みを厚くする方法が取られているが、作業が
煩雑になる上、印刷と乾燥を繰り返すと糸くずの
混入する機会が多くなるので、解決策としては完
全ではない。 また、別の解決策として１度の印刷で厚い膜厚
を得るためにメタルマスクや低メツシユスクリー
ンマスクを用いることも考えられるが、印刷膜の
膜厚むらやポアーが激しく実用的でない。 また、さらに別の解決策として未焼成のグリー
ンシートに配線導体を予め印刷したものを複数枚
積層した後一括焼成して印刷多層基板を得るグリ
ーンシート積層法を用いることにより配線層間の
シヨートを防ぐ方法も提案されている（特願昭59
−147833など）が、この方法では、焼結反応によ
りセラミツク基板自身が十数％収縮するため基板
の反りによる寸法バラツキが非常に大きいため実
用的でない。 上記問題点を解決するために本発明は絶縁層に
膜厚むらやポアーがなく表面平滑でかつ均一な厚
みをもたせることにより配線層間のシヨートが皆
無でしかも基板の反りがなく寸法精度の高いセラ
ミツク多層基板の製造方法を提供するものであ
る。 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は、セラミ
ツク焼成基板上に銅の酸化物を主成分とする酸化
銅ペーストで未焼成の配線層を施し、前記セラミ
ツク焼成基板上に前記酸化銅ペーストで配線層を
施した未焼成グリーンシートを50〜80℃の温度か
つ100〜300Kg／cm2の圧力範囲で熱圧着することに
より未焼成絶縁層を形成し、大気または酸化雰囲
気中で、かつグリーンシート中の有機成分を分解
させるに充分な温度で熱処理を行い、しかる後、
還元雰囲気中で前記グリーンシートが焼結する温
度以下で、かつ酸化銅が金属銅に還元される温度
以上で熱処理を行い、さらに銅に対して非酸化性
となる雰囲気で、かつ銅の融点よりも低い温度で
焼成し、焼結絶縁層を得るものである。 作 用 本発明は上述したように、酸化銅ペーストで配
線層を施したセラミツク焼成基板上に、同じく酸
化銅ペーストで配線層を施した未焼成グリーンシ
ートを接着することにより、膜厚むらやポアーが
なく表面平滑でかつ均一な厚みをもつ緻密な絶縁
層を形成するので、従来の厚膜印刷法によるセラ
ミツク多層基板作製の最大の問題点である配線層
間のシヨートの発生をなくすことができるととも
に、グリーンシート積層法におけるベースのグリ
ーンシートのかわりに焼結済みのセラミツク基板
をベースにすることになるため、基板の反りがな
く寸法精度の高い基板が得られる。 また、50〜80℃の温度かつ100〜300Kg／cm2の圧
力範囲において熱および圧力をかけることによ
り、セラミツク焼成基板とグリーンシートを接着
するため、接着層等を必要とせず工数が少なくか
つ簡単な設備によりセラミツク焼成基板とグリー
ンシートとの接着を確実に行うことができる。 実施例 以下本発明の実施例のセラミツク多層基板の製
造方法について図面を参照しながら説明する。第
１図および第３図は本発明の実施例におけるセラ
ミツク多層基板の製造工程図、第２図ａは同セラ
ミツク多層基板の分解斜視図、第２図ｂは同セラ
ミツク多層基板の断面図である。 まず、アルミナ焼成基板１上に酸化銅ペースト
で予め配線層２をスクリーン印刷し、乾燥する。 次に所望の箇所に穴４をあけた厚みの異なる未
焼成グリーンシート３上に前記酸化銅ペーストで
配線層２を印刷で施し乾燥する。 続いて前記アルミナ焼成基板１と未焼成グリー
ンシート３を重ね、50〜80℃の温度かつ100〜300
Kg／cm2の圧力範囲で熱圧着し、セラミツク焼成基
板１と未焼成グリーンシート３を接着した。な
お、未焼成グリーンシート３は、ホウケイ酸ガラ
ス粉末とアルミナ粉から成るガラスセラミツク粉
末を有機バインダと共に混練してスラリーを作
り、前記スラリーをドクターブレード法等によつ
て延伸することによつて得た。 次に接着が完了した基板を空気中で300〜700℃
に加熱し、酸化銅ペーストおよびグリーンシート
中の有機成分を完全に除去し脱バインダを行つ
た。続いて、水素ガスを５〜40％含む窒素ガス雰
囲気中300〜500℃で酸化銅を金属銅に還元した
後、窒素ガス雰囲気中850〜1000℃で金属銅とグ
リーンシートを焼成した。 本実施例で得られた基板の配線層間の絶縁抵抗
を測定したところ、以下の表に示した通り、従来
の厚膜印刷法によるものはシヨートが発生しかつ
その発生率は高かつたが、本発明の方法によれ
ば、シヨートの発生はなく、かつ配線層間の絶縁
抵抗値は1013Ω以上と非常に信頼性の高い値を得
た。
るものである。 従来の技術 近年、導体材料に銅を使用した厚膜多層基板
は、厚膜ペーストが手軽に入手できることや工法
そのものが簡単なため比較的容易に作製ができる
ので、現在多くの方面で実用化されようとしてい
る。しかし、この厚膜印刷法のほとんどの場合
は、導体層および絶縁層の印刷後その都度中性雰
囲気中で焼成を行うので、ペースト中のバインダ
除去が困難となり、絶縁層のプリンタの発生や絶
縁性の劣化につながる。また、設備コストのアツ
プそしてリードタイムが長くなる等の欠点があ
る。そこで上記欠点を解決したのが導体の出発材
料に酸化銅を使用する方法である。これにより大
気中で容易に脱バインダを行うことができ、印刷
後その都度焼成を繰り返す必要がなく、１回の還
元−焼成の連続工程を行うだけでよい。この多層
基板の製造方法は、特願昭59−147833号、特願昭
59−147832号に、そして酸化銅ペーストは、特願
昭60−23846号、特願昭60−140816号にそれぞれ
述べられている。 以下図面を参照しながら、上述した酸化銅を用
いた印刷多層基板の製造方法の一例について説明
する。第４図は酸化銅を用いた印刷多層基板の製
造工程を示すものである。セラミツク焼成基板上
に酸化銅ペーストで配線層を印刷し、乾燥後に前
記セラミツク基板上に厚膜絶縁ペーストを印刷す
ることにより絶縁層を形成する。前記酸化銅ペー
ストと絶縁ペーストを所望の回数だけ積層と印刷
を繰り返し多層化して、次に大気または酸化性雰
囲気中で加熱処理をすることにより脱バインダを
行う。そして還元雰囲気中および中性雰囲気中で
加熱処理をして印刷多層基板を得る。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の方法を含む厚膜印刷法で
の糸くずの混入で配線層間にシヨートが発生して
しまうという問題点がある。前記問題点の解決策
として、絶縁ペーストの印刷を繰り返して絶縁層
の厚みを厚くする方法が取られているが、作業が
煩雑になる上、印刷と乾燥を繰り返すと糸くずの
混入する機会が多くなるので、解決策としては完
全ではない。 また、別の解決策として１度の印刷で厚い膜厚
を得るためにメタルマスクや低メツシユスクリー
ンマスクを用いることも考えられるが、印刷膜の
膜厚むらやポアーが激しく実用的でない。 また、さらに別の解決策として未焼成のグリー
ンシートに配線導体を予め印刷したものを複数枚
積層した後一括焼成して印刷多層基板を得るグリ
ーンシート積層法を用いることにより配線層間の
シヨートを防ぐ方法も提案されている（特願昭59
−147833など）が、この方法では、焼結反応によ
りセラミツク基板自身が十数％収縮するため基板
の反りによる寸法バラツキが非常に大きいため実
用的でない。 上記問題点を解決するために本発明は絶縁層に
膜厚むらやポアーがなく表面平滑でかつ均一な厚
みをもたせることにより配線層間のシヨートが皆
無でしかも基板の反りがなく寸法精度の高いセラ
ミツク多層基板の製造方法を提供するものであ
る。 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は、セラミ
ツク焼成基板上に銅の酸化物を主成分とする酸化
銅ペーストで未焼成の配線層を施し、前記セラミ
ツク焼成基板上に前記酸化銅ペーストで配線層を
施した未焼成グリーンシートを50〜80℃の温度か
つ100〜300Kg／cm2の圧力範囲で熱圧着することに
より未焼成絶縁層を形成し、大気または酸化雰囲
気中で、かつグリーンシート中の有機成分を分解
させるに充分な温度で熱処理を行い、しかる後、
還元雰囲気中で前記グリーンシートが焼結する温
度以下で、かつ酸化銅が金属銅に還元される温度
以上で熱処理を行い、さらに銅に対して非酸化性
となる雰囲気で、かつ銅の融点よりも低い温度で
焼成し、焼結絶縁層を得るものである。 作 用 本発明は上述したように、酸化銅ペーストで配
線層を施したセラミツク焼成基板上に、同じく酸
化銅ペーストで配線層を施した未焼成グリーンシ
ートを接着することにより、膜厚むらやポアーが
なく表面平滑でかつ均一な厚みをもつ緻密な絶縁
層を形成するので、従来の厚膜印刷法によるセラ
ミツク多層基板作製の最大の問題点である配線層
間のシヨートの発生をなくすことができるととも
に、グリーンシート積層法におけるベースのグリ
ーンシートのかわりに焼結済みのセラミツク基板
をベースにすることになるため、基板の反りがな
く寸法精度の高い基板が得られる。 また、50〜80℃の温度かつ100〜300Kg／cm2の圧
力範囲において熱および圧力をかけることによ
り、セラミツク焼成基板とグリーンシートを接着
するため、接着層等を必要とせず工数が少なくか
つ簡単な設備によりセラミツク焼成基板とグリー
ンシートとの接着を確実に行うことができる。 実施例 以下本発明の実施例のセラミツク多層基板の製
造方法について図面を参照しながら説明する。第
１図および第３図は本発明の実施例におけるセラ
ミツク多層基板の製造工程図、第２図ａは同セラ
ミツク多層基板の分解斜視図、第２図ｂは同セラ
ミツク多層基板の断面図である。 まず、アルミナ焼成基板１上に酸化銅ペースト
で予め配線層２をスクリーン印刷し、乾燥する。 次に所望の箇所に穴４をあけた厚みの異なる未
焼成グリーンシート３上に前記酸化銅ペーストで
配線層２を印刷で施し乾燥する。 続いて前記アルミナ焼成基板１と未焼成グリー
ンシート３を重ね、50〜80℃の温度かつ100〜300
Kg／cm2の圧力範囲で熱圧着し、セラミツク焼成基
板１と未焼成グリーンシート３を接着した。な
お、未焼成グリーンシート３は、ホウケイ酸ガラ
ス粉末とアルミナ粉から成るガラスセラミツク粉
末を有機バインダと共に混練してスラリーを作
り、前記スラリーをドクターブレード法等によつ
て延伸することによつて得た。 次に接着が完了した基板を空気中で300〜700℃
に加熱し、酸化銅ペーストおよびグリーンシート
中の有機成分を完全に除去し脱バインダを行つ
た。続いて、水素ガスを５〜40％含む窒素ガス雰
囲気中300〜500℃で酸化銅を金属銅に還元した
後、窒素ガス雰囲気中850〜1000℃で金属銅とグ
リーンシートを焼成した。 本実施例で得られた基板の配線層間の絶縁抵抗
を測定したところ、以下の表に示した通り、従来
の厚膜印刷法によるものはシヨートが発生しかつ
その発生率は高かつたが、本発明の方法によれ
ば、シヨートの発生はなく、かつ配線層間の絶縁
抵抗値は1013Ω以上と非常に信頼性の高い値を得
た。
【表】
上記実施例においては、未焼成グリーンシート
を一層だけ圧着したが、第３図に示すように、酸
化銅ペーストで配線層を施した未焼成グリーンシ
ートを所望の枚数積層し熱圧着して多層化した場
合においても、上記実施例と同様の結果が得られ
た。 なお、上記実施例ではドクターブレード法等に
よつて延伸したグリーンシートを用いたが、表面
が平滑な未焼成グリーンシートであればよく、他
の方法で得たものでも構わない。 発明の効果 グリーンシート積層法のベースのグリーンシー
トのかわりに焼結済みのセラミツク基板をベース
にすることにより、厚膜印刷の場合のように絶縁
層に生じていた膜厚むらやポアーなく表面平滑で
かつ均一な厚みの緻密な絶縁層が得られ配線層間
にシヨートが発生して多層基板が破壊されること
がないというグリーンシート積層法の長所を生か
すとともに、グリーンシートがベースの焼結済み
のセラミツク基板に仮固定されるので、焼成によ
りグリーンシートが収縮して基板に反りが発生す
ることがなく、寸法精度の高いセラミツク多層基
板が得られる印刷法によるセラミツク多層基板の
長所をも実現することができる。 さらに、本発明では、酸化銅を銅に還元した後
グリーンシートを焼成するので、酸化銅の還元が
充分行なわれ、導体配線層の導体抵抗が下がり信
号のＳ／Ｎ比（シグナルとノイズの比）が大きく
なり回路としての性能が著しく良くなるととも
に、導体自身の発熱も下がるので回路としての放
熱効果を良くしまた消費電力も減少させることが
できる。 またさらに、本願発明によれば、50〜80℃の温
度かつ100〜300Kg／cm2の圧力範囲において熱およ
び圧力をかけることにより、セラミツク焼成基板
とグリーンシートを接着するため、他の接着法の
ように接着層等を介在する必要がない等工数が少
なく簡単な設備を用いるだけで、セラミツク焼成
基板とグリーンシートとの接着を確実に行うこと
ができ、基板はがれのない信頼性のあるセラミツ
ク多層基板を得ることができる。
を一層だけ圧着したが、第３図に示すように、酸
化銅ペーストで配線層を施した未焼成グリーンシ
ートを所望の枚数積層し熱圧着して多層化した場
合においても、上記実施例と同様の結果が得られ
た。 なお、上記実施例ではドクターブレード法等に
よつて延伸したグリーンシートを用いたが、表面
が平滑な未焼成グリーンシートであればよく、他
の方法で得たものでも構わない。 発明の効果 グリーンシート積層法のベースのグリーンシー
トのかわりに焼結済みのセラミツク基板をベース
にすることにより、厚膜印刷の場合のように絶縁
層に生じていた膜厚むらやポアーなく表面平滑で
かつ均一な厚みの緻密な絶縁層が得られ配線層間
にシヨートが発生して多層基板が破壊されること
がないというグリーンシート積層法の長所を生か
すとともに、グリーンシートがベースの焼結済み
のセラミツク基板に仮固定されるので、焼成によ
りグリーンシートが収縮して基板に反りが発生す
ることがなく、寸法精度の高いセラミツク多層基
板が得られる印刷法によるセラミツク多層基板の
長所をも実現することができる。 さらに、本発明では、酸化銅を銅に還元した後
グリーンシートを焼成するので、酸化銅の還元が
充分行なわれ、導体配線層の導体抵抗が下がり信
号のＳ／Ｎ比（シグナルとノイズの比）が大きく
なり回路としての性能が著しく良くなるととも
に、導体自身の発熱も下がるので回路としての放
熱効果を良くしまた消費電力も減少させることが
できる。 またさらに、本願発明によれば、50〜80℃の温
度かつ100〜300Kg／cm2の圧力範囲において熱およ
び圧力をかけることにより、セラミツク焼成基板
とグリーンシートを接着するため、他の接着法の
ように接着層等を介在する必要がない等工数が少
なく簡単な設備を用いるだけで、セラミツク焼成
基板とグリーンシートとの接着を確実に行うこと
ができ、基板はがれのない信頼性のあるセラミツ
ク多層基板を得ることができる。
第１図および第３図はそれぞれ本発明の実施例
におけるセラミツク多層基板の製造工程図、第２
図ａは同セラミツク多層基板の分解斜視図、第２
図ｂは同セラミツク多層基板の断面図、第４図は
従来の印刷多層法を示す製造工程図である。 １……アルミナ焼成基板、２……配線層、３…
…未焼成グリーンシート、４……穴。
におけるセラミツク多層基板の製造工程図、第２
図ａは同セラミツク多層基板の分解斜視図、第２
図ｂは同セラミツク多層基板の断面図、第４図は
従来の印刷多層法を示す製造工程図である。 １……アルミナ焼成基板、２……配線層、３…
…未焼成グリーンシート、４……穴。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミツク焼成基板上に銅の酸化物を主成分
とする酸化銅ペーストで未焼成の配線層を施し、
前記セラミツク焼成基板上に前記酸化銅ペースト
で配線層を施した未焼成グリーンシートを50〜80
℃の温度かつ100〜300Kg／cm2の圧力範囲で熱圧着
することにより未焼成絶縁層を形成し、大気また
は酸化雰囲気中で、かつグリーンシート中の有機
成分を分解させるに充分な温度で熱処理を行い、
しかる後、還元雰囲気中で前記グリーンシートが
焼結する温度以下で、かつ酸化銅が金属銅に還元
される温度以上で熱処理を行い、さらに銅に対し
て非酸化性となる雰囲気で、かつ銅の融点よりも
低い温度で焼成し、焼結絶縁層を得ることを特徴
とするセラミツク多層基板の製造方法。 ２ 酸化銅ペーストの印刷と未焼成グリーンシー
トの接着を所望の回数繰り返して多層化する特許
請求の範囲第１項記載のセラミツク多層基板の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62210476A JPS6453595A (en) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | Manufacture of ceramic multlayered board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62210476A JPS6453595A (en) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | Manufacture of ceramic multlayered board |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6453595A JPS6453595A (en) | 1989-03-01 |
| JPH0561797B2 true JPH0561797B2 (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=16589976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62210476A Granted JPS6453595A (en) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | Manufacture of ceramic multlayered board |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6453595A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001220286A (ja) | 2000-02-02 | 2001-08-14 | Sharp Corp | 分子線源および分子線エピタキシ装置 |
-
1987
- 1987-08-25 JP JP62210476A patent/JPS6453595A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6453595A (en) | 1989-03-01 |
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