JPH0632376B2 - 混成集積回路用多層基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、機器や回路ブロックの軽薄短小化を実現す
る、高密度実装用の混成集積回路用多層基板に関するも
のである。

（従来の技術） 混成集積回路は、半導体部品の高集積化、単体部品の小
型チップ化に伴い、部品の高密度実装や、回路ブロック
生産の合理化の手段として発展している。しかし、近年
は、回路を一層小型化、高密度実装化する要望が高ま
り、基板を多層化して配線密度を高める試みがなされて
いる。

従来の試みとして、例えば、「ザ・インターナショナル
・ジャーナル・フォア・ハイブリッド・マイクロエレク
トロニックス（The International Journal For Hybrid
Microelectronics）６〔１〕616〜620〔813〕」にみら
れるように、アルミナ絶縁体層とタングステン導体層と
からなる積層構造体の最上層のタングステン導体層にニ
ッケルと金のメッキを施し、さらに樹脂カーボン系の抵
抗体膜を形成した多層構造を有する混成集積回路用多層
基板（以下多層基板と略す）が提案されていた。

しかし、この方法は最上層タングステン層にメッキを施
す必要があり、抵抗体膜に樹脂カーボン系の抵抗体を用
いているため、一般に用いられているグレーズ抵抗体に
比べて、抵抗器としての諸特性が優れていないなどの問
題点があった。

これに対し、アルミナ絶縁体層とタングステン導体層と
からなる積層構造体に、通常用いられている厚膜、例え
ば、銀−パラジウム系厚膜導体とルテニウム系グレーズ
抵抗体膜の形成が可能な多層基板が提案されている。第
２図は、前記構成による多層基板の断面図を示す。第２
図において、１はアルミナ基板、２は第１層のアルミナ
絶縁体層、３は最上層のアルミナ絶縁体層、４はタング
ステンの導体層、５はタングステンを酸化させない低融
点ガラスとアルミニウム粉と銀粉からなる充填材、６は
銀−パラジウム系導体膜、７はルテニウム系グレーズ抵
抗体膜を示す。前記構成の多層基板は、絶縁体層にアル
ミナを用いるために絶縁特性に優れており、最上層表面
の抵抗体膜は、グレーズ抵抗体膜であるために抵抗器と
して安定性に優れているとともに、レーザによるトリミ
ングが容易であるなどの特徴がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、前記従来の構成では、タングステン導体層と銀
−パラジウム系導体膜を接続する充填材は、湿気を完全
に通さない構造となっていないため、防湿特性が十分で
ないという問題点があった。

すなわち、前記従来の構成の充填材は、タングステンを
酸化させない低融点ガラスとアルミナ粉と銀粉から構成
され、前記銀粉の重量比は７０〜８０％を占めている。
充填材の形成方法は、アルミナ絶縁体層とタングステン
導体層とからなる積層部の焼結体の最上層アルミナ絶縁
体層上に、低融点ガラス粉とアルミナ粉と銀粉を有機性
ビークルと混練したペーストを、スクリーン印刷により
充填し、その後空気中で８００〜９００℃で熱処理して
行なわれる。前記のように形成された充填材は、内部の
タングステン導体層と外部の銀−パラジウム系導体膜お
よびルテニウム系グレーズ抵抗体膜などを電気的に接続
する機能を有するとともに、前記充填材を形成した前記
積層部は、高温空気中で熱処理されても内部のタングス
テン導体層を酸化させないので、内部導体層にタングス
テンを用いても、前記積層部の表面に厚膜を高温空気中
で形成することができる。

しかし、充填材は、銀の成分が多く、充填材ペーストの
焼成過程中に有機バインダが完全に燃焼されていないた
め、完全な緻密状態となっていない。そのため、前記の
ように構成された多層基板には、高温湿中に放置される
ことにより、内部のタングステン導体層にまで湿気が侵
入し、充填材とタングステン導体層の界面が劣化され
て、前記界面の電気抵抗が上昇するという問題点があっ
た。

（問題を解決するための手段） 前記問題点を解決するため、本発明は、前記従来の多層
基板の充填材の上部にルテニウム系グレーズ抵抗体膜を
防湿膜として形成する。

（作用） 上記のような構成とすることにより、充填材とタングス
テン導体層の接続部の劣化を防ぎ、湿中に長時間放置し
ても前記接続部の抵抗値変化を起さない安定した多層基
板を提供できる。

（実施例） 第１図は、本発明の多層基板の断面図を示し、充填材上
部ルテニウム系グレーズ抵抗体膜８のほかは、従来例の
第２図と同一であるので、符号１ないし７の詳細な説明
は略す。アルミナ基板１と、第１層アルミナ絶縁体層２
と、最上層アルミナ絶縁体層３と、タングステン導体層
４とからなる積層部は、アルミナグリーンシート上に、
アルミナを主成分とする無機粉末と有機ビークルからな
るアルミナペーストと、タングステン粉末と有機ビーク
ルからなるタングステンペーストとを交互に印刷積層化
し、その後加湿還元雰囲気中で一体焼成して作製された
ものである。積層数は必要に応じてその数を増すことは
可能である。

次に、BaO−B₂O₃系ガラス粉末１５ｗｔ％とアルミナ粉
５ｗｔ％と銀粉末８０ｗｔ％を、１０％のエチルセルロ
ーズをテレピン油に溶解したビークルとともに混練して
作成した充填材ペーストを、前記最上層アルミナ絶縁体
層３の表面の必要箇所で内部のタングステン導体層４が
露出している300μｍ角の小孔部分に、２５０メッシ
ュ、乳厚１５μｍのスクリーンを用いて印刷充填し、１
２０℃にて１０分間乾燥した後、ピーク温度８５０℃の
空気中でベルト炉を用いて３０分間熱処理をした。

前記のように充填材５の形成された積層部に、充填材５
と接続するように銀−パラジウム厚膜ペーストパターン
を印刷乾燥し、ヒーター温度850℃のベルト炉で焼成し
た。

次に前記銀−パラジウム系導体膜６と接続する部分およ
び充填材５上部を被覆する部分に、ルテニウム系グレー
ズ抵抗ペーストを印刷乾燥し、ヒーター温度８５０℃の
ベルト炉で焼成して、ルテニウム系グレーズ抵抗体膜７
および充填材上部ルテニウム系グレーズ抵抗体膜８が形
成された。

前記のように形成された多層基板の耐温テストの結果を
表１に示す。なお、テストはテストパターンを用いて行
なわれた。前記テストパターンは、内部に０．４mm×４
mmのタングステン導体層４を形成し、最上層アルミナ絶
縁体層３の表面に前記タングステン導体層４の両端が露
出するように設けた小孔に充填材５を形成し、さらに、
抵抗測定用パラッドとして前記充填材５と接続するよう
に銀−パラジウム系導体膜６を延設形成した。耐湿テス
トは、８５℃、相対湿度８５％、１０００時間の条件
で、抵抗測定用パッド間の抵抗値を測定して行なった。

前記表で明らかなように、本発明によれば、湿中におい
ても極めて安定した混成集積回路用多層基板が得られる
ことがわかる。

（発明の効果） 以上により、本発明によれば、銀−パラジウム系導体膜
に接続する部分および充填材上部を被覆する部分に、ル
テニウム系グレーズ抵抗体膜を形成するのみで工程上極
めて簡単であるとともに、耐湿特性の優れた混成集積回
路用多層基板が実現されて、実用上極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における混成集積回路用多層
基板の断面図、第２図は従来の混成集積回路用多層基板
の断面図を示す。 １……アルミナ基板、２……第１層アルミナ絶縁体層、
３……最上層アルミナ絶縁体層、４……タングステン導
体層、５……充填材、６……銀−パラジウム系導体膜、
７……ルテニウム系グレーズ抵抗体膜、８……充填材上
部ルテニウム系グレーズ抵抗体膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミナセラミックスの絶縁体層とタング
   ステンの導体層とを交互に積層して積層部を形成し、前
   記積層部の最上層絶縁体層の必要箇所に内部のタングス
   テン導体層が露出するように形成した小孔に、タングス
   テンを酸化しない成分からなる低融点ガラスとアルミナ
   と銀粉とからなる充填材を形成し、さらに、前記積層部
   の表面に、前記充填材延長部と電気的に接続する銀−パ
   ラジウム系導体膜と、前記銀−パラジウム系導体膜に接
   続する部分および前記充填材上部を被覆する部分にルテ
   ニウム系グレーズ抵抗体膜を形成したことを特徴とする
   混成集積回路用多層基板。