JPH0737421A - バイアホール用導電性ペーストおよびそれを用いた多層セラミック基板の製造方法 - Google Patents

バイアホール用導電性ペーストおよびそれを用いた多層セラミック基板の製造方法

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JPH0737421A
JPH0737421A JP5181547A JP18154793A JPH0737421A JP H0737421 A JPH0737421 A JP H0737421A JP 5181547 A JP5181547 A JP 5181547A JP 18154793 A JP18154793 A JP 18154793A JP H0737421 A JPH0737421 A JP H0737421A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層セラミック基板の製造において、導通信
頼性の高いバイアホール用の導電性ペーストおよびそれ
を用いた多層セラミック基板の製造方法を提供する。 【構成】 多層セラミック基板におけるバイアホール用
導電性ペーストであって、粒径範囲0.1〜20μm、
平均粒径2〜10μmのCu粉末が75〜95重量%、
有機ビヒクルが5〜25重量%からなり、ペースト粘度
が25〜50Pa・sの範囲内にある。また、セラミッ
クグリーンシートのバイアホールに、前記導電性ペース
トを充填した後、このセラミックグリーンシートを複数
枚積層し、焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層セラミック基板に
おいて、導通信頼性の高いバイアホール用導電性ペース
ト、およびそれを用いた多層セラミック基板の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小型化にともない、電子回路
を構成する各種電子部品を実装するためにセラミック基
板が汎用されている。最近では、実装密度をさらに高め
るために、その表面に導電材料のペーストで回路パター
ンを形成したセラミックグリーンシートを複数枚積層
し、この積層物を焼成して一体化した多層セラミック基
板が実用化されている。従来、この多層のセラミック基
板間の電気的接続は、一般的には以下に示す方式でバイ
アホールを形成して行っていた。
【0003】すなわち、多層セラミック基板において、
まずセラミックグリーンシートにドリルまたはパンチで
バイアホールをあけ、その中にスクリーン印刷等により
導電性ペーストあるいは導電性金属粉末を直接充填させ
る。さらに、グリーンシート表面に同様にスクリーン印
刷等により導電性ペーストで回路を形成する。その後、
そのグリーンシートを複数枚積層し圧着させ、適当な基
板サイズにカットして焼成する。この時、バイアホール
内に充填した導電性ペーストあるいは導電性金属粉末も
グリーンシートと同時に焼結して、多層セラミック基板
内の回路導通を図っている。
【0004】なお、バイアホール用の導電材料として
は、比抵抗が小さくマイグレーションが起こりにくく、
しかも安価なCuがよく用いられ、そのCu粉末をエチ
ルセルロース等を樹脂分とする有機ビヒクル中に混合分
散させたペーストが用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、セラ
ミックグリーンシートとバイアホール中の金属とが同時
に焼成される。ところが、バイアホールに導電性ペース
トを充填した場合、導電性ペーストのバイアホールへの
充填不足や、導電性ペーストとセラミックグリーンシー
トの焼成収縮の違いにより、バイアホール内の導体金属
に空洞や亀裂が生じることがあった。これらはバイアホ
ールの導通不良を引き起こし、多層セラミック基板の信
頼性を低下させる要因となっていた。
【0006】そこで、本発明の目的は、多層セラミック
基板の製造において、導通信頼性の高いバイアホール用
導電性ペーストおよびそれを用いた多層セラミック基板
の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のバイアホール用導電性ペーストは、粒径範
囲0.1〜20μm、平均粒径2〜10μmのCu粉末
が75〜95重量%、有機ビヒクルが5〜25重量%か
らなり、ペースト粘度が25〜50Pa・sの範囲内に
ある。
【0008】また、ガラスフリットを1〜10重量%添
加した上記バイアホール用導電性ペーストによりバイア
ホール内壁のセラミックと導体金属との密着力を向上さ
せることができる。
【0009】そして、多層セラミック基板の製造方法
は、セラミックグリーンシートのバイアホールに、本発
明の導電性ペーストを充填し、該セラミックグリーンシ
ートを複数枚積層し、焼成することを特徴とする。
【0010】ここで、上記した組成範囲に限定したのは
次のような理由による。Cu粉末の粒径が20μmを越
えると、導電性ペースト中の粗粒粉が多くスクリーン印
刷に適さず、またCu粉末が導電性ペースト中で沈降分
離を起こす。一方、Cu粉末の粒径が0.1μm未満で
は、Cu粉末の表面が酸化して、バイアホールにおける
導通抵抗が大となる。
【0011】また、Cu粉末の平均粒径が2μm未満で
は、導電性ペースト中のCu粉末の含有量を増やしても
充填不足となり、バイアホール内の導体金属に空洞およ
び亀裂が発生する。一方Cu粉末の平均粒径が10μm
を越えると、導電性ペースト中の粗粒粉の割合が多くな
りスクリーン印刷に適さない。
【0012】さらに、Cu粉末の含有量が75重量%未
満では、導電性ペーストの焼成収縮率が大となり、バイ
アホール内の導体金属に空洞および亀裂が発生する。一
方、Cu粉末の含有量が95重量%を越えると、固形分
量が多すぎてペースト化できない。
【0013】そして、導電性ペーストの粘度が50Pa
・sを越えると、導電性ペーストを充填する時に空気が
入り込み、バイアホール内の導体金属に空洞が発生する
要因となる。一方、導電性ペーストの粘度が25Pa・
s未満では、スクリーン印刷により導電性ペーストをバ
イアホールヘ充填するときに、バイアホール以外の部分
へ導電性ペーストがにじむ。
【0014】
【作用】導電性ペーストのCu粉末の粒径、量および粘
度を限定した本発明の導電性ペーストを用いることによ
り、バイアホールへ導電性ペーストを均一に充填できる
ようになり、また導電性ペーストとセラミックグリーン
シートの焼成収縮率の違いも少なくなる。したがって、
バイアホール内の導体金属に空洞や亀裂が発生しなくな
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明のバイアホール用導電性ペース
トおよびそれを用いた多層セラミック基板について、そ
の実施例を説明する。まず、セラミック材料としてBa
O−Al2 O3 −SiO2 系からなるガラス複合材料を
準備し、その粉末にポリビニールブチラール等の有機バ
インダーおよびトルエン等の有機溶剤を加え混練してス
ラリーを得た。得られたスラリーをドクターブレード法
によりシート状に成形して、セラミックグリーンシート
を作製した。このセラミックグリーンシートにバイアホ
ールをパンチであけた。
【0016】一方、バイアホール用導電性ペーストを以
下の通り作製した。すなわち、粒径範囲0.1〜20μ
mであって平均粒径1μm、2μm、5μm、10μm
のCu粉末を用いペースト中のCu含有量は70〜95
重量%とし、エチルセルロース樹脂およびアルキッド樹
脂からなる有機バインダーとテルピネオール系等の溶剤
からなる有機ビヒクルを5〜30重量%添加し、三本ロ
ールで混練してペーストとした。表1に作製したペース
ト組成とその粘度を示す。
【0017】次に、スクリーン印刷にてセラミックグリ
ーンシート中のバイアホールにこのペーストを充填し乾
燥させた後、同じ導電性ペーストを用いてセラミックグ
リーンシート上にスクリーン印刷により回路を形成し
た。なお、回路形成用の導電性ペーストは本発明のCu
導電性ペーストでなくても良い。次に、これらセラミッ
クグリーンシートを複数枚積層して圧着した後、所定寸
法に切断し、その後N2雰囲気中で1000℃で1〜2
時間焼成し多層セラミック基板を得た。
【0018】得られた多層セラミック基板のバイアホー
ル部分の、導体金属の空洞および亀裂の有無について、
その切断面を実体顕微鏡で観察し確認した。表1にその
結果を示す。なお、表1において、*印を付したものは
本発明の範囲外のものであり、それ以外はすべて本発明
の範囲内のものである。
【0019】表1より明らかな通り、粒径範囲0.1〜
20μm、平均粒径2〜10μmのCu粉末を75〜9
5重量%含有し、ペースト粘度が25〜50Pa・sの
範囲内にあるCuペーストをバイアホール用ペーストに
用いることにより、空洞や亀裂のないバイアホールが得
られた。
【0020】なお、Cu粉末の平均粒径が2μm未満で
は、試料番号1、2に示すようにCu導電性ペースト中
のCu粉末の含有量を増やしても充填不足となり、空洞
および亀裂が発生した。また、Cu粉末の含有量が75
%未満では、試料番号3に示すように焼成収縮率が大と
なり空洞および亀裂が発生した。さらに、Cu導電性ペ
ーストの粘度が50Pa・sを越えると、試料番号6に
示すようにバイアホールへCu導電性ペーストを充填す
るときに空気が入り込み空洞および亀裂が発生した。
【0021】なお上記実施例においては、エチルセルロ
ース樹脂およびアルキッド樹脂からなる有機バインダー
とテルピネオール系等の溶剤からなる有機ビヒクルを用
いているが、本発明はこれのみに限定されるものではな
く、通常厚膜ペーストに用いられている有機ビヒクルの
中から、セラミックグリーンシートのバインダーとの組
み合わせで選定して用いることができる。
【0022】また、上記実施例には示していないが、厚
膜用ペーストに、従来より用いられ公知の硼珪酸鉛系、
硼珪酸亜鉛系等のガラスフリットを、Cu導電性ペース
ト中に1〜10重量%添加することにより、バイアホー
ル中のCuとセラミック内壁との密着力を向上させるこ
とができる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
バイアホール用導電性ペーストによれば、バイアホール
へ導電性ペーストを均一に充填できるようになり、また
導電性ペーストとセラミックグリーンシートの焼成収縮
率の違いも少なくなる。したがって、バイアホール内の
導体金属に空洞や亀裂が発生しなくなる。
【0024】したがって、導通信頼性の高いバイアホー
ルを有した多層セラミック基板を得ることができる。
【0025】
【表1】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックグリーンシートに塗付し焼成
    するバイアホール用導電性ペーストであって、 粒径範囲0.1〜20μm、平均粒径2〜10μmのC
    u粉末が75〜95重量%、有機ビヒクルが5〜25重
    量%からなり、ペースト粘度が25〜50Pa・sの範
    囲内にあるバイアホール用導電性ペースト。
  2. 【請求項2】 ガラスフリットを1〜10重量%添加し
    た請求項1記載のバイアホール用導電性ペースト。
  3. 【請求項3】 セラミックグリーンシートのバイアホー
    ルに、請求項1または2記載の導電性ペーストを充填
    し、該セラミックグリーンシートを複数枚積層し、焼成
    することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100443664B1 (ko) * 2000-09-07 2004-08-09 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 전기-전도성 페이스트 및 이를 이용한 다층 세라믹전자부품 제조방법

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