JPH06342979A - セラミック多層配線基板およびその製造法 - Google Patents
セラミック多層配線基板およびその製造法Info
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- JPH06342979A JPH06342979A JP6011632A JP1163294A JPH06342979A JP H06342979 A JPH06342979 A JP H06342979A JP 6011632 A JP6011632 A JP 6011632A JP 1163294 A JP1163294 A JP 1163294A JP H06342979 A JPH06342979 A JP H06342979A
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Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 汎用化しうる高密度セラミック多層配線基
板と特定用途化しうる表面配線部分からなるセラミック
多層配線基板およびその製造法を提供する。 【構成】 多層のグリーンシートに内蔵され該グリー
ンシートと酸化雰囲気で同時焼成されたAg系導体と、
中性もしくは還元雰囲気で焼成された表面のCu系導体
が、多層基板上で回路的に接合されてなることを特徴と
するセラミック多層配線基板およびその製造法。
板と特定用途化しうる表面配線部分からなるセラミック
多層配線基板およびその製造法を提供する。 【構成】 多層のグリーンシートに内蔵され該グリー
ンシートと酸化雰囲気で同時焼成されたAg系導体と、
中性もしくは還元雰囲気で焼成された表面のCu系導体
が、多層基板上で回路的に接合されてなることを特徴と
するセラミック多層配線基板およびその製造法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は民生用やコンピューター
用など電子工業に用いられる高密度セラミック多層配線
基板に関する。
用など電子工業に用いられる高密度セラミック多層配線
基板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来電子機器類に使用する回路基板とし
て、セラミックを絶縁体として使用した配線基板が使用
されてきた。
て、セラミックを絶縁体として使用した配線基板が使用
されてきた。
【0003】その代表的なものとして、WやMoを配線
用導体として使用し、導体が酸化しないように還元雰囲
気で焼成する導体同時焼成セラミック多層配線基板があ
る。しかしながら、この基板は導体にWやMoを使用す
るので、導通抵抗が10〜20mΩ/□と高く、ハンダ
濡れ性を持たせるため金メッキをする必要があり、又、
酸化雰囲気で焼成する必要のある信頼性の高いRuO2
系やBi2Ru2O7系の抵抗を形成しようとすると導体
が酸化してしまうなどの問題があった。
用導体として使用し、導体が酸化しないように還元雰囲
気で焼成する導体同時焼成セラミック多層配線基板があ
る。しかしながら、この基板は導体にWやMoを使用す
るので、導通抵抗が10〜20mΩ/□と高く、ハンダ
濡れ性を持たせるため金メッキをする必要があり、又、
酸化雰囲気で焼成する必要のある信頼性の高いRuO2
系やBi2Ru2O7系の抵抗を形成しようとすると導体
が酸化してしまうなどの問題があった。
【0004】最近、これらの問題を解決するためにA
g、Ag−Pd、Ag−Pt、Ag−Pd−Ptなどの
導通抵抗が小さく、酸化焼成が可能なAg系導体を使用
し、これらの導体材料の融点(900〜1100℃)以
下で焼成できるセラミック材料を絶縁体として用いた導
体同時焼成セラミック多層配線基板が開発されている。
g、Ag−Pd、Ag−Pt、Ag−Pd−Ptなどの
導通抵抗が小さく、酸化焼成が可能なAg系導体を使用
し、これらの導体材料の融点(900〜1100℃)以
下で焼成できるセラミック材料を絶縁体として用いた導
体同時焼成セラミック多層配線基板が開発されている。
【0005】又、Cu系導体も知られており、導通抵抗
が1.5〜3mΩ/□と小さく、また、耐マイグレーシ
ョン性や耐ハンダ食われ性が優れていて、表面導体には
最適である。
が1.5〜3mΩ/□と小さく、また、耐マイグレーシ
ョン性や耐ハンダ食われ性が優れていて、表面導体には
最適である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記導体にAg系材料
を用いた同時焼成セラミック多層配線基板の場合には、
表面に形成される導体のAg等がマイグレーションを生
じ易く、絶縁不良やショートが発生したり、耐ハンダ食
われ性があまり良くないという問題があった。また、A
g等の耐マイグレーション性を向上するために、例えば
Ag−Pd系のPd量が20%を越えると、導通抵抗が
例えば20〜30mΩ/□と大きくなり、結局、導通抵
抗、耐マイグレーション性、耐ハンダ食われ性などの特
性を総てバランスよく保持する表面導体をAg系材料よ
り得ることは困難であった。
を用いた同時焼成セラミック多層配線基板の場合には、
表面に形成される導体のAg等がマイグレーションを生
じ易く、絶縁不良やショートが発生したり、耐ハンダ食
われ性があまり良くないという問題があった。また、A
g等の耐マイグレーション性を向上するために、例えば
Ag−Pd系のPd量が20%を越えると、導通抵抗が
例えば20〜30mΩ/□と大きくなり、結局、導通抵
抗、耐マイグレーション性、耐ハンダ食われ性などの特
性を総てバランスよく保持する表面導体をAg系材料よ
り得ることは困難であった。
【0007】又、導体としてCuを使用したセラミック
多層基板の場合、焼成温度が800〜1100℃と低い
ので、セラミック絶縁体用原料、粉末の成形用有機バイ
ンダーが、Cuを酸化させないために採用する中性雰囲
気や還元雰囲気では、充分に飛散することが困難で、カ
ーボン化して絶縁不良を生じたりするので、極めて長時
間の脱バインダー工程が必要で、実用的とは言えなかっ
た。そして、信頼性の高い抵抗として広く知られている
RuO2系やBi2Ru2O7系の抵抗は、酸化雰囲気焼成
が必要であるから、Cuが酸化してしまうため用いるこ
とができなかった。
多層基板の場合、焼成温度が800〜1100℃と低い
ので、セラミック絶縁体用原料、粉末の成形用有機バイ
ンダーが、Cuを酸化させないために採用する中性雰囲
気や還元雰囲気では、充分に飛散することが困難で、カ
ーボン化して絶縁不良を生じたりするので、極めて長時
間の脱バインダー工程が必要で、実用的とは言えなかっ
た。そして、信頼性の高い抵抗として広く知られている
RuO2系やBi2Ru2O7系の抵抗は、酸化雰囲気焼成
が必要であるから、Cuが酸化してしまうため用いるこ
とができなかった。
【0008】もし、多層のグリーンシート内に内蔵され
た導体を有する多層基板とその表面に設けられた導体を
回路的に接合することができるならば、多層基板のより
一層の高密度化及び小型化を達成できるだけでなく、汎
用化しうる高密度セラミック多層配線基板と特定用途化
しうる表面配線部分から成る多層配線基板は回路設計及
び設計変更に適した商品性の高いものとなる。
た導体を有する多層基板とその表面に設けられた導体を
回路的に接合することができるならば、多層基板のより
一層の高密度化及び小型化を達成できるだけでなく、汎
用化しうる高密度セラミック多層配線基板と特定用途化
しうる表面配線部分から成る多層配線基板は回路設計及
び設計変更に適した商品性の高いものとなる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべくなされたもので、その第1発明は、セラミック
多層配線基板において、多層のグリーンシートに内蔵さ
れている配線用導体が酸化雰囲気でグリーンシートと同
時焼成されたAg系材料をもって形成され、表面の導体
が中性もしくは還元雰囲気で焼成されたCu系材料をも
って形成され、両者の導体が多層配線基板上で回路的に
接合されてなることを特徴とするセラミック多層配線基
板である。
決すべくなされたもので、その第1発明は、セラミック
多層配線基板において、多層のグリーンシートに内蔵さ
れている配線用導体が酸化雰囲気でグリーンシートと同
時焼成されたAg系材料をもって形成され、表面の導体
が中性もしくは還元雰囲気で焼成されたCu系材料をも
って形成され、両者の導体が多層配線基板上で回路的に
接合されてなることを特徴とするセラミック多層配線基
板である。
【0010】すなわち、本発明は表面に導通抵抗が小さ
く、耐マイグレーション性、耐ハンダ食われ性の優れた
Cu系導体を使用し、内層の導体にはAg系のものを用
いたものである。
く、耐マイグレーション性、耐ハンダ食われ性の優れた
Cu系導体を使用し、内層の導体にはAg系のものを用
いたものである。
【0011】第2発明はかかるセラミック多層配線基板
を製造する方法であって、セラミック絶縁体材料のグリ
ーンシートをAg系導体材料を内蔵させて多層に積層
し、酸化雰囲気で該グリーンシートと同時に焼成し、得
られた焼成体の表面にAg系導体と回路的に接合するよ
うCu系導体材料よりなる配線パターンを形成し、中性
もしくは還元雰囲気において焼成することを特徴とする
セラミック多層配線基板の製造法である。
を製造する方法であって、セラミック絶縁体材料のグリ
ーンシートをAg系導体材料を内蔵させて多層に積層
し、酸化雰囲気で該グリーンシートと同時に焼成し、得
られた焼成体の表面にAg系導体と回路的に接合するよ
うCu系導体材料よりなる配線パターンを形成し、中性
もしくは還元雰囲気において焼成することを特徴とする
セラミック多層配線基板の製造法である。
【0012】使用するセラミック絶縁体材料としては、
内蔵するAg系導体材料の融点よりも低い温度で焼成で
きるものを使用する。例えばAg導体やPdおよびPt
の含有率の低いAg合金系導体を使用する場合には、そ
れらの多層に形成される金属の融点が約900〜120
0℃と低いので、800〜1100℃で焼成できる材料
を使用する必要があり、代表的なものとしては、ホウケ
イ酸ガラスやさらに数種類の酸化物(例えばMgO、C
aO、Al2O3、PbO、K2O、Na2O、ZnO、L
i2Oなど)を含むガラス粉末とアルミナ、石英などの
セラミック粉末の混合物を原料とするものや、コージエ
ライト系、αスポジュメン系の結晶化が生じるガラス粉
末を原料とするものがある。
内蔵するAg系導体材料の融点よりも低い温度で焼成で
きるものを使用する。例えばAg導体やPdおよびPt
の含有率の低いAg合金系導体を使用する場合には、そ
れらの多層に形成される金属の融点が約900〜120
0℃と低いので、800〜1100℃で焼成できる材料
を使用する必要があり、代表的なものとしては、ホウケ
イ酸ガラスやさらに数種類の酸化物(例えばMgO、C
aO、Al2O3、PbO、K2O、Na2O、ZnO、L
i2Oなど)を含むガラス粉末とアルミナ、石英などの
セラミック粉末の混合物を原料とするものや、コージエ
ライト系、αスポジュメン系の結晶化が生じるガラス粉
末を原料とするものがある。
【0013】かかる材料を積層して基板とするために
は、グリーンシートを使用したグリーンシート積層法や
グリーンシート印刷積層法が用いられる。グリーンシー
ト積層法を用いる場合には、セラミック絶縁体材料粉末
をドクターブレード法により成形し、厚み0.1〜0.
5mm程度のグリーンシートを得る。そして必要な配線
パターンをAg、Ag−Pd、Ag−Pt、Ag−Pd
−Ptなどの導体材料ペーストを使用してスクリーン印
刷する。また、他の導体層が接続できるように、打ち抜
き金型やパンチングマシーンでグリーンシートに0.2
〜0.5mmφ程度のスルーホールを形成し、導体材料
を充填しておく。同様の方法で回路を形成するのに必要
なだけ、他のグリーンシートにも配線パターンを印刷す
る。これらのグリーンシートを積層した後、80〜15
0℃、50〜250kg/cm2の条件で熱圧着し一体
化する。
は、グリーンシートを使用したグリーンシート積層法や
グリーンシート印刷積層法が用いられる。グリーンシー
ト積層法を用いる場合には、セラミック絶縁体材料粉末
をドクターブレード法により成形し、厚み0.1〜0.
5mm程度のグリーンシートを得る。そして必要な配線
パターンをAg、Ag−Pd、Ag−Pt、Ag−Pd
−Ptなどの導体材料ペーストを使用してスクリーン印
刷する。また、他の導体層が接続できるように、打ち抜
き金型やパンチングマシーンでグリーンシートに0.2
〜0.5mmφ程度のスルーホールを形成し、導体材料
を充填しておく。同様の方法で回路を形成するのに必要
なだけ、他のグリーンシートにも配線パターンを印刷す
る。これらのグリーンシートを積層した後、80〜15
0℃、50〜250kg/cm2の条件で熱圧着し一体
化する。
【0014】回路に抵抗を含む場合には、酸化雰囲気で
焼成されるRuO2、Bi2Ru2O7系の抵抗を形成す
る。その場合には抵抗用電極とともに表面もしくは内層
用グリーンシートに印刷しておく。
焼成されるRuO2、Bi2Ru2O7系の抵抗を形成す
る。その場合には抵抗用電極とともに表面もしくは内層
用グリーンシートに印刷しておく。
【0015】以上のようにしたものを酸化雰囲気で同時
焼成し、導体内蔵セラミック多層基板を得る。さらに必
要な場合には、RuO2、Bi2Ru2O7系の抵抗および
オーバーコートを印刷し、酸化雰囲気で焼成する。
焼成し、導体内蔵セラミック多層基板を得る。さらに必
要な場合には、RuO2、Bi2Ru2O7系の抵抗および
オーバーコートを印刷し、酸化雰囲気で焼成する。
【0016】グリーンシート印刷法を用いる場合には、
グリーンシート積層法と同様の方法で、0.3〜2.0
mm程度のグリーンシートを得る。このグリーンシート
上に、グリーンシートと同材質のセラミック絶縁体ペー
ストと前記Ag系の導体ペーストを交互に印刷し、多層
配線パターンを得る。導体層間の接続には、0.2〜
0.5mm程度のビアホールにより行なう。基板と同時
焼成により抵抗を得る場合には、電極と共に表面および
内層部分に印刷しておく。そして同時焼成するがさらに
必要な場合には抵抗およびオーバーコートを印刷し、酸
化雰囲気で焼成する。 Cu系導体は、以上の方法で得
られたセラミック多層配線基板上にCu系導体材料ペー
ストを使用してスクリーン印刷により配線パターンを形
成した後、中性もしくは還元雰囲気で焼成する。
グリーンシート積層法と同様の方法で、0.3〜2.0
mm程度のグリーンシートを得る。このグリーンシート
上に、グリーンシートと同材質のセラミック絶縁体ペー
ストと前記Ag系の導体ペーストを交互に印刷し、多層
配線パターンを得る。導体層間の接続には、0.2〜
0.5mm程度のビアホールにより行なう。基板と同時
焼成により抵抗を得る場合には、電極と共に表面および
内層部分に印刷しておく。そして同時焼成するがさらに
必要な場合には抵抗およびオーバーコートを印刷し、酸
化雰囲気で焼成する。 Cu系導体は、以上の方法で得
られたセラミック多層配線基板上にCu系導体材料ペー
ストを使用してスクリーン印刷により配線パターンを形
成した後、中性もしくは還元雰囲気で焼成する。
【0017】このCu導体の焼成は、500〜1000
℃の焼成温度で行われるが、その焼成温度がAg系の内
蔵導体との共融温度より高い場合には、両方の導体の接
合面に焼成中液相が生じ、Ag成分がCu系導体の表面
に析出し耐マイグレーション性を悪くしたり、ブクやフ
クレが発生して信頼性が低下したりする。よって通常は
Cu系導体材料の焼成温度はAg系導体との共融温度以
下になるようにする。この場合には、低温でもCu系導
体が焼成できるように0.1〜1.0μm平均粒径の微
細なCu系粉末や0.1〜10μm程度の広い粒度分布
を持つCu系粉末が導体材料に使用される。
℃の焼成温度で行われるが、その焼成温度がAg系の内
蔵導体との共融温度より高い場合には、両方の導体の接
合面に焼成中液相が生じ、Ag成分がCu系導体の表面
に析出し耐マイグレーション性を悪くしたり、ブクやフ
クレが発生して信頼性が低下したりする。よって通常は
Cu系導体材料の焼成温度はAg系導体との共融温度以
下になるようにする。この場合には、低温でもCu系導
体が焼成できるように0.1〜1.0μm平均粒径の微
細なCu系粉末や0.1〜10μm程度の広い粒度分布
を持つCu系粉末が導体材料に使用される。
【0018】しかし、Cu系導体材料の多くは適性焼成
温度が850〜950℃にあり、上記共融温度よりも高
い場合が多い。この場合で特に接合面の信頼性の高いも
のが要求されるときは、両方の導体の接合面に他の金属
層を介在させる。この金属層に使用される金属は、N
i、Cr、Ti、Pdのように、Cu導体の焼成温度8
50〜950℃で両方の導体との間に液相を生じないも
のが使用される。この金属層の形成はメッキ、蒸着、ス
パッタ法や通常の厚膜法による焼成により行なう。
温度が850〜950℃にあり、上記共融温度よりも高
い場合が多い。この場合で特に接合面の信頼性の高いも
のが要求されるときは、両方の導体の接合面に他の金属
層を介在させる。この金属層に使用される金属は、N
i、Cr、Ti、Pdのように、Cu導体の焼成温度8
50〜950℃で両方の導体との間に液相を生じないも
のが使用される。この金属層の形成はメッキ、蒸着、ス
パッタ法や通常の厚膜法による焼成により行なう。
【0019】図1は本発明の基板の構成を示す概念図
で、図中1はグリーンシートより形成されたセラミック
絶縁体層で、図の場合は4層により構成される。2はA
g系内蔵導体で3のスルーホール内にも充填して回路を
形成している。4は表面に形成したCu系導体で、5は
ハンダである。6は抵抗体でオーバーコート7を有し、
レーザートリミング8されている。図1からも明らかな
ように抵抗体6は、多層のグリーンシートに内蔵されて
もよいし、表面に形成されてもよく、又、内蔵と表面の
両方に存在してもよい。9はビアホール、10はシリコ
ンチップ、11は受動素子である。
で、図中1はグリーンシートより形成されたセラミック
絶縁体層で、図の場合は4層により構成される。2はA
g系内蔵導体で3のスルーホール内にも充填して回路を
形成している。4は表面に形成したCu系導体で、5は
ハンダである。6は抵抗体でオーバーコート7を有し、
レーザートリミング8されている。図1からも明らかな
ように抵抗体6は、多層のグリーンシートに内蔵されて
もよいし、表面に形成されてもよく、又、内蔵と表面の
両方に存在してもよい。9はビアホール、10はシリコ
ンチップ、11は受動素子である。
【0020】
【実施例】実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明
する。なお、%はいずれも重量基準である。
する。なお、%はいずれも重量基準である。
【0021】実施例1 1450℃で溶融後、水中急冷し、さらに粉砕して作成
したCaO18.2%、Al2O318.2%、SiO2
54.5%、B2O39.1%の組成をもつ平均粒径3〜
3.5μmのガラス粉末60%と平均粒径1.2μmの
アルミナ粉末40%よりなるセラミック絶縁体用混合粉
末に、溶剤(トルエン、キシレン、アルコール類)、バ
インダー(アクリル樹脂)、可塑剤(DOP)を加え、
十分に混練して粘度2000〜40000cpsのスラ
リーを作成し、通常のドクターブレード法を用いて厚み
0.4mmのグリーンシートを作成した。
したCaO18.2%、Al2O318.2%、SiO2
54.5%、B2O39.1%の組成をもつ平均粒径3〜
3.5μmのガラス粉末60%と平均粒径1.2μmの
アルミナ粉末40%よりなるセラミック絶縁体用混合粉
末に、溶剤(トルエン、キシレン、アルコール類)、バ
インダー(アクリル樹脂)、可塑剤(DOP)を加え、
十分に混練して粘度2000〜40000cpsのスラ
リーを作成し、通常のドクターブレード法を用いて厚み
0.4mmのグリーンシートを作成した。
【0022】そして図2(簡略化のため全工程を示して
ある)に示すようにこのグリーンシート12を30mm
角に切断し、0.3mmφのスルーホール13を形成し
たのち、Ag粉末にバインダー(エチルセルローズ)と
溶剤(テルピネオール)を加え、充分混練して作成した
Ag導体ペースト14をスルーホール13に充填し、同
じAg導体ペーストを使用してAg配線パターン15を
印刷した。
ある)に示すようにこのグリーンシート12を30mm
角に切断し、0.3mmφのスルーホール13を形成し
たのち、Ag粉末にバインダー(エチルセルローズ)と
溶剤(テルピネオール)を加え、充分混練して作成した
Ag導体ペースト14をスルーホール13に充填し、同
じAg導体ペーストを使用してAg配線パターン15を
印刷した。
【0023】同様の方法で配線パターンの印刷を終えた
グリーンシート12を積層した後、100℃、100k
g/cm2の条件で熱圧着し一体化した。
グリーンシート12を積層した後、100℃、100k
g/cm2の条件で熱圧着し一体化した。
【0024】これを通常の電気式連続ベルト炉を使用し
て900℃、20分ホールドの条件で酸化雰囲気同時焼
成した。焼成後のAg導体の導通抵抗は2.4mΩ/□
と小さかった。
て900℃、20分ホールドの条件で酸化雰囲気同時焼
成した。焼成後のAg導体の導通抵抗は2.4mΩ/□
と小さかった。
【0025】得られた基板表面にデュポン社製のCu系
ペースト6001を使用してCu系配線パターン16を
印刷した。Ag内蔵導体との接合はスルーホール13に
より行なった。
ペースト6001を使用してCu系配線パターン16を
印刷した。Ag内蔵導体との接合はスルーホール13に
より行なった。
【0026】Cu系配線パターン16の印刷後、600
℃、10分ホールドの条件で、通常の電気式連続ベルト
炉を使用してN2雰囲気で焼成した。
℃、10分ホールドの条件で、通常の電気式連続ベルト
炉を使用してN2雰囲気で焼成した。
【0027】Cu系導体とスルーホール部のAg導体と
の間の接合面には、液相が生じた粒子は見られずブクや
フクレは発生していなかった。
の間の接合面には、液相が生じた粒子は見られずブクや
フクレは発生していなかった。
【0028】Cu系導体の導通抵抗は2.5mΩ/□と
小さかった。
小さかった。
【0029】図3に得られたCu系導体のマイグレーシ
ョン性を評価した結果を示した。評価は上記実施例と同
様の方法で図4に示したような平面形状を有する導体1
7をギャップaをあけて配置した試料によって行なっ
た。すなわち、ギャップaのところに水滴18を落し
て、両導体17に直流5Vを印加し、そのとき、水滴を
介して電極間ギャップaに100μAの電流が流れるま
での時間とギャツプaの大きさとの関係をグラフ化した
ものである。比較のため、アルミナ基板上に市販のAg
−Pd導体ペーストを使用して通常の厚膜法により形成
した導体の評価も比較例として示した。
ョン性を評価した結果を示した。評価は上記実施例と同
様の方法で図4に示したような平面形状を有する導体1
7をギャップaをあけて配置した試料によって行なっ
た。すなわち、ギャップaのところに水滴18を落し
て、両導体17に直流5Vを印加し、そのとき、水滴を
介して電極間ギャップaに100μAの電流が流れるま
での時間とギャツプaの大きさとの関係をグラフ化した
ものである。比較のため、アルミナ基板上に市販のAg
−Pd導体ペーストを使用して通常の厚膜法により形成
した導体の評価も比較例として示した。
【0030】図3から明らかなように、実施例1の方が
100μAの電流が流れるまでの時間は桁違いに長く、
耐マイグレーション性が優れていることを示している。
また、260℃に保たれた溶融共晶ハンダ(Pb:Sn
=6:4)に5秒間浸漬した場合、上記Cu系導体は1
0回まで周辺部分がハンダに食われて周辺形状を損なう
ようなことがなかった。これに対して比較例の方は5回
目以降、顕著なハンダ食われが生じて周辺形状が損なわ
れた。
100μAの電流が流れるまでの時間は桁違いに長く、
耐マイグレーション性が優れていることを示している。
また、260℃に保たれた溶融共晶ハンダ(Pb:Sn
=6:4)に5秒間浸漬した場合、上記Cu系導体は1
0回まで周辺部分がハンダに食われて周辺形状を損なう
ようなことがなかった。これに対して比較例の方は5回
目以降、顕著なハンダ食われが生じて周辺形状が損なわ
れた。
【0031】実施例2 市販のアルミノ鉛ホウケイ酸ガラス(PbO−Al2O3
−SiO2−B2O3系)を粉砕して作成した平均粒径3
〜3.5μmのガラス粉末50%と平均粒径1.2μm
のアルミナ粉末50%のセラミック絶縁体用混合粉末を
用いて、実施例1と同様の方法で0.4mm厚のグリー
ンシートを作成した。そして、Ag99%、Pt1%の
組成割合を持つAg−Pt合金粉末にバインダー(エチ
ルセルローズ)と溶剤(テルピネオール)を加え、十分
混練して作成した導体ペーストを作成して、上記グリー
ンシートとともに実施例1と同様の方法で多層配線構造
を持つ成形体を得た。
−SiO2−B2O3系)を粉砕して作成した平均粒径3
〜3.5μmのガラス粉末50%と平均粒径1.2μm
のアルミナ粉末50%のセラミック絶縁体用混合粉末を
用いて、実施例1と同様の方法で0.4mm厚のグリー
ンシートを作成した。そして、Ag99%、Pt1%の
組成割合を持つAg−Pt合金粉末にバインダー(エチ
ルセルローズ)と溶剤(テルピネオール)を加え、十分
混練して作成した導体ペーストを作成して、上記グリー
ンシートとともに実施例1と同様の方法で多層配線構造
を持つ成形体を得た。
【0032】通常の電気式連続ベルト炉を使用して、9
00℃、20分ホールドの条件で酸化雰囲気同時焼成し
た。
00℃、20分ホールドの条件で酸化雰囲気同時焼成し
た。
【0033】焼成後のAg−Pt導体の導通抵抗は2.
2mΩ/□だった。
2mΩ/□だった。
【0034】得られた基板表面に実施例1と同様の方法
で、デュポン社製6001Cu系導体ペーストを使用し
て表面導体を形成した。Cu系導体とスルーホール部の
Ag−Pt導体との接合面に液相が生じた様子は見られ
ず、ブクやフクレは発生しなかった。Cu系導体の導通
抵抗は2.4mΩ/□で、耐マイグレーション性、耐ハ
ンダ食われ性はAg−Pd導体よりも優れた特性を有し
ていた。
で、デュポン社製6001Cu系導体ペーストを使用し
て表面導体を形成した。Cu系導体とスルーホール部の
Ag−Pt導体との接合面に液相が生じた様子は見られ
ず、ブクやフクレは発生しなかった。Cu系導体の導通
抵抗は2.4mΩ/□で、耐マイグレーション性、耐ハ
ンダ食われ性はAg−Pd導体よりも優れた特性を有し
ていた。
【0035】実施例3 1450℃で溶融後、水中急冷し、さらに粉砕して作成
したCaO27.3%、Al2O34.5%、SiO25
9.1%、B2O39.1%の組成を持つ平均粒径3〜
3.5μmのガラス粉末60%と、平均粒径1.2μm
のアルミナ粉末40%よりなるセラミック絶縁体用混合
粉末を実施例1と同様の方法で1.0mm厚のグリーン
シートにした。図5に示すようにこのグリーンシート1
2を3cm角に切断した後、Ag90%、Pd10%の
混合粉体にバインダー(エチルセルローズ)と溶剤(テ
ルピネオール)を加え十分混練して作成した導体ペース
トを使用してAg−Pd系配線パターン19を印刷し
た。
したCaO27.3%、Al2O34.5%、SiO25
9.1%、B2O39.1%の組成を持つ平均粒径3〜
3.5μmのガラス粉末60%と、平均粒径1.2μm
のアルミナ粉末40%よりなるセラミック絶縁体用混合
粉末を実施例1と同様の方法で1.0mm厚のグリーン
シートにした。図5に示すようにこのグリーンシート1
2を3cm角に切断した後、Ag90%、Pd10%の
混合粉体にバインダー(エチルセルローズ)と溶剤(テ
ルピネオール)を加え十分混練して作成した導体ペース
トを使用してAg−Pd系配線パターン19を印刷し
た。
【0036】さらに、その上に上記絶縁体用混合粉末に
バインダー(エチルセルローズ)と溶剤(テルピネオー
ル)を加え十分に混練して作成した絶縁ペーストを印刷
し絶縁層20とし、この絶縁層20上にAg−Pd系配
線パターン19を印刷する。
バインダー(エチルセルローズ)と溶剤(テルピネオー
ル)を加え十分に混練して作成した絶縁ペーストを印刷
し絶縁層20とし、この絶縁層20上にAg−Pd系配
線パターン19を印刷する。
【0037】層間の導体接続は、絶縁層に形成したビア
ホール21にAg−Pd系導体を充填することによって
行なう。
ホール21にAg−Pd系導体を充填することによって
行なう。
【0038】以上を繰り返して多層配線構造とし、通常
の電気式ベルト炉を使用して900℃、20分ホールド
の条件で酸化雰囲気焼成する。焼成後のAg−Pd導体
の導通抵抗は10mΩ/□であった。
の電気式ベルト炉を使用して900℃、20分ホールド
の条件で酸化雰囲気焼成する。焼成後のAg−Pd導体
の導通抵抗は10mΩ/□であった。
【0039】このようにして得られた基板表面に平均粒
径0.5μmのCu粉末100部にPb−SiO2−B2
O3系のガラス粉末 5部を加えた混合粉末にバインダー
(エチルセルローズ)と溶剤(テルピネオール)とを混
合し、十分に混練して作成したCu導体ペーストを使用
してCu系配線パターン22を印刷した。Cu系導体と
内蔵Ag−Pd系導体との接合はビアホール21´に充
填したCu系導体4によって行なった。
径0.5μmのCu粉末100部にPb−SiO2−B2
O3系のガラス粉末 5部を加えた混合粉末にバインダー
(エチルセルローズ)と溶剤(テルピネオール)とを混
合し、十分に混練して作成したCu導体ペーストを使用
してCu系配線パターン22を印刷した。Cu系導体と
内蔵Ag−Pd系導体との接合はビアホール21´に充
填したCu系導体4によって行なった。
【0040】その後、750℃、10分ホールドの条件
で、通常の電気式ベルト炉を使用してN2雰囲気で焼成
した。
で、通常の電気式ベルト炉を使用してN2雰囲気で焼成
した。
【0041】得られたCu導体の導通抵抗は2.4mΩ
/□と小さく、実施例1のCu系導体と同様、耐マイグ
レーション性、耐ハンダ食われ性はAg−Pd導体より
も優れた特性を有していた。また、内蔵Ag−Pd導体
とビアホールに充填したCu導体の接合面に液相が生じ
た様子は見られず、ブクやフクレは発生しなかった。
/□と小さく、実施例1のCu系導体と同様、耐マイグ
レーション性、耐ハンダ食われ性はAg−Pd導体より
も優れた特性を有していた。また、内蔵Ag−Pd導体
とビアホールに充填したCu導体の接合面に液相が生じ
た様子は見られず、ブクやフクレは発生しなかった。
【0042】実施例4 実施例1と同様の方法で、図6に示すようにAg系内蔵
導体2を内蔵した多層配線構造を持つ成形体を得た。こ
の成形体表面にAg80%、Pd20%の混合粉末にバ
インダー(エチルセルローズ)と溶剤(テルピネオー
ル)を添加し、充分混練して作成した導体ペーストを使
用して、抵抗用電極23を印刷した後、RuO2系の抵
抗ペースト24を印刷した。使用したRuO2系抵抗ペ
ースト24はRuO2粉末25部とセラミック絶縁体混
合粉末用のガラス粉末60部とアルミナ粉末15部を混
合した粉末に、バインダー(エチルセルローズ)と溶剤
を添加し、十分に混練して作成した。
導体2を内蔵した多層配線構造を持つ成形体を得た。こ
の成形体表面にAg80%、Pd20%の混合粉末にバ
インダー(エチルセルローズ)と溶剤(テルピネオー
ル)を添加し、充分混練して作成した導体ペーストを使
用して、抵抗用電極23を印刷した後、RuO2系の抵
抗ペースト24を印刷した。使用したRuO2系抵抗ペ
ースト24はRuO2粉末25部とセラミック絶縁体混
合粉末用のガラス粉末60部とアルミナ粉末15部を混
合した粉末に、バインダー(エチルセルローズ)と溶剤
を添加し、十分に混練して作成した。
【0043】こうして得た抵抗体上にセラミック絶縁体
用粉末にバインダー(エチルセルローズ)と溶剤(テル
ピネオール)を加え十分に混練して作成したオーバーコ
ートペーストを使用して、オーバーコート25を印刷し
た。
用粉末にバインダー(エチルセルローズ)と溶剤(テル
ピネオール)を加え十分に混練して作成したオーバーコ
ートペーストを使用して、オーバーコート25を印刷し
た。
【0044】この抵抗を形成した面と反対の表面上に
は、グリーンシートを熱圧着する前に、グリーンシート
に印刷したSiチップ実装時に使用するワイヤボンディ
ング用電極26を、上記Ag−Pd導体ペーストを使用
して形成しておく。この電極はスルーホール13に充填
した導体を介して内蔵導体と接続される。通常の電気式
ベルト炉を使用して900℃、20分ホールドの条件で
酸化雰囲気同時焼成した。焼成後デュポン社製Cu系ペ
ースト6001を使用して、抵抗を回路に接続する配線
29や信号ライン用の配線を抵抗を有する表面上に印刷
し、通常の電気式ベルト炉を使用して600℃、10分
の条件でN2雰囲気で焼成した。焼成後、抵抗を有する
面と反対面にSiチップ27を接合する電極28や信号
ライン用の配線をデュポン社製Cuペースト6001を
使用して印刷後、上記同様の条件で焼成した。
は、グリーンシートを熱圧着する前に、グリーンシート
に印刷したSiチップ実装時に使用するワイヤボンディ
ング用電極26を、上記Ag−Pd導体ペーストを使用
して形成しておく。この電極はスルーホール13に充填
した導体を介して内蔵導体と接続される。通常の電気式
ベルト炉を使用して900℃、20分ホールドの条件で
酸化雰囲気同時焼成した。焼成後デュポン社製Cu系ペ
ースト6001を使用して、抵抗を回路に接続する配線
29や信号ライン用の配線を抵抗を有する表面上に印刷
し、通常の電気式ベルト炉を使用して600℃、10分
の条件でN2雰囲気で焼成した。焼成後、抵抗を有する
面と反対面にSiチップ27を接合する電極28や信号
ライン用の配線をデュポン社製Cuペースト6001を
使用して印刷後、上記同様の条件で焼成した。
【0045】焼成後、抵抗体のオーバーコートの厚みは
約10μmで、オーバーコートを通じてレーザートリミ
ングにより高精度に抵抗値を調整した。
約10μmで、オーバーコートを通じてレーザートリミ
ングにより高精度に抵抗値を調整した。
【0046】得られた抵抗体の抵抗値は1kΩ/□であ
った。この抵抗値はRuO2粉末、ガラス粉末、アルミ
ナ粉末の割合を変化させることにより、10Ω/□〜1
MΩ/□の範囲で変化し、温度変化特性であるTCRは
±200ppm/℃以下の値を有していた。
った。この抵抗値はRuO2粉末、ガラス粉末、アルミ
ナ粉末の割合を変化させることにより、10Ω/□〜1
MΩ/□の範囲で変化し、温度変化特性であるTCRは
±200ppm/℃以下の値を有していた。
【0047】実施例5 実施例4と同様の方法を用いて酸化雰囲気焼成で導体内
蔵抵抗付多層配線基板を得た。ただし内蔵導体には実施
例3で使用したAg−Pd導体を使用し、Siチップの
ワイヤボンディング用電極は形成しなかった。
蔵抵抗付多層配線基板を得た。ただし内蔵導体には実施
例3で使用したAg−Pd導体を使用し、Siチップの
ワイヤボンディング用電極は形成しなかった。
【0048】酸化雰囲気焼成後、無電解メッキにより、
図7に示すようにスルーホール13に充填されたAg9
0%、Pd10%導体の表面露出部およびオーバーコー
トより露出している抵抗用電極23用のAg80%Pd
20%電極部分にNi金属層30を形成した。更にNi
金属上に同様の方法でCuメッキを行なった。
図7に示すようにスルーホール13に充填されたAg9
0%、Pd10%導体の表面露出部およびオーバーコー
トより露出している抵抗用電極23用のAg80%Pd
20%電極部分にNi金属層30を形成した。更にNi
金属上に同様の方法でCuメッキを行なった。
【0049】メッキ処理後、デュポン社製9153Cu
導体ペーストを使用して抵抗を回路に接続する配線29
や信号ライン用の配線を印刷した。印刷後、通常の電気
式ベルト炉を使用して900℃、10分の条件でN2雰
囲気で焼成した。
導体ペーストを使用して抵抗を回路に接続する配線29
や信号ライン用の配線を印刷した。印刷後、通常の電気
式ベルト炉を使用して900℃、10分の条件でN2雰
囲気で焼成した。
【0050】焼成後、Cu系導体とNiおよびNiと内
蔵導体の間に液相が生じた様子はなく、ブクやフクレは
発生しなかった。抵抗体の抵抗は10Ω/□〜1MΩ/
□の値を示し、温度変化特性であるTCRは±200p
pm/℃以下の値を有していた。表面のCu導体の導通
抵抗は1.8mΩ/□と小さく、耐マイグレーション性
も図3に示したように比較例の場合より優れており、耐
ハンダ食われ性も、260℃に保たれた溶融共晶ハンダ
に5秒浸漬した場合、10回浸漬までは全くハンダ食われ
は発生しなかった。
蔵導体の間に液相が生じた様子はなく、ブクやフクレは
発生しなかった。抵抗体の抵抗は10Ω/□〜1MΩ/
□の値を示し、温度変化特性であるTCRは±200p
pm/℃以下の値を有していた。表面のCu導体の導通
抵抗は1.8mΩ/□と小さく、耐マイグレーション性
も図3に示したように比較例の場合より優れており、耐
ハンダ食われ性も、260℃に保たれた溶融共晶ハンダ
に5秒浸漬した場合、10回浸漬までは全くハンダ食われ
は発生しなかった。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、多層配線基板全体とし
てみた場合に、数十層にもおよぶ多数層を、少ない焼成
回数で、しかも、表面に導通抵抗が小さく耐マイグレー
ション性、耐ハンダ食われ性の優れたCu系導体を有
し、内層には導通抵抗が小さく、酸化焼成が可能なAg
系の導体を有する多層配線基板が提供される。そして、
信頼性の高いRuO2、Bi2Ru2O7系の抵抗を一体化
して設けることができる。
てみた場合に、数十層にもおよぶ多数層を、少ない焼成
回数で、しかも、表面に導通抵抗が小さく耐マイグレー
ション性、耐ハンダ食われ性の優れたCu系導体を有
し、内層には導通抵抗が小さく、酸化焼成が可能なAg
系の導体を有する多層配線基板が提供される。そして、
信頼性の高いRuO2、Bi2Ru2O7系の抵抗を一体化
して設けることができる。
【0052】又、本発明によれば、汎用化しうる高密度
セラミック多層配線基板部分と特定用途化しうる表面配
線部分からなるため、回路設計及び設計変更に適した多
層配線基板およびその製造法が提供される。
セラミック多層配線基板部分と特定用途化しうる表面配
線部分からなるため、回路設計及び設計変更に適した多
層配線基板およびその製造法が提供される。
【図1】本発明基板の説明図。
【図2】同製法の説明図。
【図3】マイグレーション性の試験結果を示すグラフ。
【図4】同試験用試片の平面図。
【図5】本発明の他の実施例の説明図。
【図6】本発明の他の実施例の説明図。
【図7】本発明の他の実施例の説明図。
1 セラミック絶縁体層 2 Ag系内蔵導体 3 スルーホール 4 Cu系導体 5 ハンダ 6 抵抗体 7 オーバーコート 8 レーザートリミング 9 ビアホール 10 シリコンチップ 11 受動素子 12 グリーンシート 13 スルーホール 14 Ag導体ペースト 15 Ag配線パターン 16 Cu系配線パターン 17 導体 18 水滴 19 Ag−Pd配線パターン 20 絶縁層 21 ビアホール 22 Cu系配線パターン 23 抵抗用電極 24 抵抗ペースト 25 オーバーコートペースト 26 ワイヤーボンディング用電極 27 シリコンチップ 28 電極 29 配線 30 Ni金属層 a ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河辺 洋 名古屋市天白区天白町大字平針字新屋敷 2241 コーポ東海101号室
Claims (6)
- 【請求項1】 セラミック多層配線基板において、多層
のグリーンシートに内蔵されている配線用導体が酸化雰
囲気でグリーンシートと同時焼成されたAg系材料をも
って形成され、表面の導体が中性もしくは還元雰囲気で
焼成されたCu系材料をもって形成され、両者の導体が
多層配線基板上で回路的に接合されてなることを特徴と
するセラミック多層配線基板。 - 【請求項2】 セラミック絶縁体材料のグリーンシート
をAg系導体材料を内蔵させて多層に積層し、酸化雰囲
気で該グリーンシートと同時焼成し、得られた焼成体の
表面にAg系導体と回路的に接合するようCu系導体材
料よりなる配線パターンを形成し、中性もしくは還元雰
囲気において焼成することを特徴とするセラミック多層
配線基板の製造法。 - 【請求項3】 Cu系導体材料よりなる配線パターンを
形成後、中性もしくは還元雰囲気での焼成は、Ag系導
体とCu系導体の共融温度以下の温度で行なう請求項2
記載のセラミック多層配線基板の製造法。 - 【請求項4】 Cu系導体材料よりなる配線パターンを
形成後、中性もしくは還元雰囲気で焼成するに当り、A
g系導体とCu系導体との間に別の金属層を介在せしめ
てなる請求項2記載のセラミック多層配線基板の製造
法。 - 【請求項5】 Cu系導体材料よりなる配線パターンを
形成する以前に、回路に接合する抵抗を酸化雰囲気で焼
成する請求項3又は3記載のセラミック多層配線基板の
製造法。 - 【請求項6】 Ag系導体とCu系導体との間に別の金
属層を介在せしめる以前に回路に接合する抵抗を酸化雰
囲気で焼成する請求項4記載のセラミック多層配線基板
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6011632A JP2505107B2 (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | セラミック多層配線基板およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6011632A JP2505107B2 (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | セラミック多層配線基板およびその製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61108627A Division JPS62265796A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | セラミツク多層配線基板およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342979A true JPH06342979A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2505107B2 JP2505107B2 (ja) | 1996-06-05 |
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ID=11783324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6011632A Expired - Lifetime JP2505107B2 (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | セラミック多層配線基板およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2505107B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036363A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-25 | 株式会社日立製作所 | セラミツクグリ−ンシ−トの製造方法 |
| JPS60260465A (ja) * | 1984-06-01 | 1985-12-23 | 鳴海製陶株式会社 | 低温焼成セラミツクス |
-
1994
- 1994-02-03 JP JP6011632A patent/JP2505107B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036363A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-25 | 株式会社日立製作所 | セラミツクグリ−ンシ−トの製造方法 |
| JPS60260465A (ja) * | 1984-06-01 | 1985-12-23 | 鳴海製陶株式会社 | 低温焼成セラミツクス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2505107B2 (ja) | 1996-06-05 |
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