JPH088401B2 - セラミックス配線基板 - Google Patents
セラミックス配線基板Info
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Landscapes
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックス配線基板に
関し、特にアルミナ基板上に設けられたＡｇ−Ｐｄ配線
層を有するセラミックス配線基板に関する。
関し、特にアルミナ基板上に設けられたＡｇ−Ｐｄ配線
層を有するセラミックス配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のセラミックス配線基板に
おいては、Ａｌ2 Ｏ3 を約９６重量％含有するセラミッ
クス基板（以下、９６％アルミナ基板という）上にＡｇ
−Ｐｄ配線層が設けられていた。
おいては、Ａｌ2 Ｏ3 を約９６重量％含有するセラミッ
クス基板（以下、９６％アルミナ基板という）上にＡｇ
−Ｐｄ配線層が設けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな９６％アルミナ基板を用いた従来のセラミックス配
線基板は耐温度サイクル特性が悪く、過酷な温度環境下
で用いられる車載用として使用するには信頼性の点で問
題があった。すなわち、セラミックス配線基板が用いら
れる厚膜ハイブリッドＩＣにおいては、アルミナ基板上
にＡｇ−Ｐｄ配線層を形成し、このＡｇ−Ｐｄ配線層上
に半田を用いて表面実装部品を搭載しているが、この厚
膜ハイブリッドＩＣに−４０℃と１２５℃との間で温度
を変化させる耐温度サイクル試験を行うと、半田とＡｇ
−Ｐｄ配線層との熱膨張係数の差からＡｇ−Ｐｄ配線層
の表面に生じたクラックが５００サイクル程度で下側の
アルミナ基板の方に進展し、Ａｇ−Ｐｄ配線層の抵抗を
高くし、ひいてはＡｇ−Ｐｄ配線層を断線させてしまう
という問題があった。
うな９６％アルミナ基板を用いた従来のセラミックス配
線基板は耐温度サイクル特性が悪く、過酷な温度環境下
で用いられる車載用として使用するには信頼性の点で問
題があった。すなわち、セラミックス配線基板が用いら
れる厚膜ハイブリッドＩＣにおいては、アルミナ基板上
にＡｇ−Ｐｄ配線層を形成し、このＡｇ−Ｐｄ配線層上
に半田を用いて表面実装部品を搭載しているが、この厚
膜ハイブリッドＩＣに−４０℃と１２５℃との間で温度
を変化させる耐温度サイクル試験を行うと、半田とＡｇ
−Ｐｄ配線層との熱膨張係数の差からＡｇ−Ｐｄ配線層
の表面に生じたクラックが５００サイクル程度で下側の
アルミナ基板の方に進展し、Ａｇ−Ｐｄ配線層の抵抗を
高くし、ひいてはＡｇ−Ｐｄ配線層を断線させてしまう
という問題があった。
【０００４】従って、本発明の主な目的は、優れた耐温
度サイクル特性を有するセラミックス配線基板を提供す
ることにある。
度サイクル特性を有するセラミックス配線基板を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、８７乃
至９４重量％のＡｌ2 Ｏ3 と６乃至１３重量％のフラッ
クスとを主成分とするセラミックス基板と、前記セラミ
ックス基板上に設けられ、８３乃至９０重量％のＡｇ−
Ｐｄ合金と１０乃至１７重量％のガラス成分とを主成分
とする配線層と、を有することを特徴とするセラミック
ス配線基板が得られる。
至９４重量％のＡｌ2 Ｏ3 と６乃至１３重量％のフラッ
クスとを主成分とするセラミックス基板と、前記セラミ
ックス基板上に設けられ、８３乃至９０重量％のＡｇ−
Ｐｄ合金と１０乃至１７重量％のガラス成分とを主成分
とする配線層と、を有することを特徴とするセラミック
ス配線基板が得られる。
【０００６】前記フラックスは、３乃至８重量％のＳｉ
Ｏ2 と、０．４乃至２重量％のＣａＯと、０．４乃至２
重量％のＭｇＯとからなることが好ましい。
Ｏ2 と、０．４乃至２重量％のＣａＯと、０．４乃至２
重量％のＭｇＯとからなることが好ましい。
【０００７】前記セラミックス基板は、前記Ａｌ2 Ｏ3
と前記フラックスとの合計重量に対して２重量％以下の
ＺｒＯ2 をさらに含有することが好ましい。
と前記フラックスとの合計重量に対して２重量％以下の
ＺｒＯ2 をさらに含有することが好ましい。
【０００８】さらに、前記Ａｇ−Ｐｄ合金は６０乃至８
０重量％のＡｇと５乃至２５重量％のＰｄとからなるこ
とが好ましい。
０重量％のＡｇと５乃至２５重量％のＰｄとからなるこ
とが好ましい。
【０００９】さらに、また、前記ガラス成分は６乃至１
３重量％のＢｉ2 Ｏ3 と、１乃至２．５重量％のＰｂＯ
と、０．１乃至３重量％のＳｉＯ2 と、０．０１乃至１
重量％のＡｌ2 Ｏ3 と、０．０１乃至０．４重量％のＣ
ａＯとからなることが好ましい。
３重量％のＢｉ2 Ｏ3 と、１乃至２．５重量％のＰｂＯ
と、０．１乃至３重量％のＳｉＯ2 と、０．０１乃至１
重量％のＡｌ2 Ｏ3 と、０．０１乃至０．４重量％のＣ
ａＯとからなることが好ましい。
【００１０】
【作用】本発明においては、セラミックス基板のＡｌ2
Ｏ3 成分を８７乃至９４重量％と少なくし、フラックス
成分を６乃至１３重量％と多くしているから、セラミッ
クス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に柱状のアノーサイ
ト結晶がメッシュ状になったガラス構造体が得られる。
そして、このアノーサイト結晶がセラミックス基板とＡ
ｇ−Ｐｄ配線層との間に存在することにより、Ａｇ−Ｐ
ｄ配線層の表面に生じたクラックが下側のアルミナ基板
の方に進展するのを抑制することができる。その結果、
−４０℃と１２５℃との間で耐温度サイクル試験を２０
００サイクル以上行っても、Ａｇ−Ｐｄ配線層の断線を
防止できることはもちろんのこと、抵抗が高くなること
も防止できるようになる。
Ｏ3 成分を８７乃至９４重量％と少なくし、フラックス
成分を６乃至１３重量％と多くしているから、セラミッ
クス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に柱状のアノーサイ
ト結晶がメッシュ状になったガラス構造体が得られる。
そして、このアノーサイト結晶がセラミックス基板とＡ
ｇ−Ｐｄ配線層との間に存在することにより、Ａｇ−Ｐ
ｄ配線層の表面に生じたクラックが下側のアルミナ基板
の方に進展するのを抑制することができる。その結果、
−４０℃と１２５℃との間で耐温度サイクル試験を２０
００サイクル以上行っても、Ａｇ−Ｐｄ配線層の断線を
防止できることはもちろんのこと、抵抗が高くなること
も防止できるようになる。
【００１１】また、このようにアノーサイト結晶がセラ
ミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に存在すること
により、Ａｇ−Ｐｄ配線層とセラミックス基板との接着
強度も強くなる。
ミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に存在すること
により、Ａｇ−Ｐｄ配線層とセラミックス基板との接着
強度も強くなる。
【００１２】さらに、フラックス成分を６乃至１３重量
％と多くしているから、焼成温度を下げることができ
る。従って、セラミックス基板の収縮ばらつきが押さえ
られて基板の寸法精度が向上するとともに、基板の反り
も低減される。また、このように焼成温度を下げること
ができるから、製造コストも下げることができるように
なる。
％と多くしているから、焼成温度を下げることができ
る。従って、セラミックス基板の収縮ばらつきが押さえ
られて基板の寸法精度が向上するとともに、基板の反り
も低減される。また、このように焼成温度を下げること
ができるから、製造コストも下げることができるように
なる。
【００１３】なお、フラックス成分が１３重量％より多
いと、セラミックス基板の強度が低下し、もはや車載用
としては用いることができなくなる。また、ガラス成分
がセラミックス基板表面に浮きだし、セッターとの融着
やトリミングにより形成された抵抗の抵抗値が不安定に
なる等の問題も生じる。
いと、セラミックス基板の強度が低下し、もはや車載用
としては用いることができなくなる。また、ガラス成分
がセラミックス基板表面に浮きだし、セッターとの融着
やトリミングにより形成された抵抗の抵抗値が不安定に
なる等の問題も生じる。
【００１４】フラックス成分が６重量％より少ないと、
セラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に十分な量
のアノーサイト結晶を存在させることができなくなり、
Ａｇ−Ｐｄ配線層の表面に生じたクラックが下側のアル
ミナ基板の方に進展するのを抑制することが困難とな
る。また、このように十分な量のアノーサイト結晶がセ
ラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に存在しなく
なることにより、Ａｇ−Ｐｄ配線層とセラミックス基板
との接着強度も弱くなってしまう。さらに焼成温度も高
くなり、基板の寸法精度が悪くなるとともに、基板の反
りも大きくなってしまう。また、このように焼成温度が
高くなるから、製造コストも高くなる。
セラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に十分な量
のアノーサイト結晶を存在させることができなくなり、
Ａｇ−Ｐｄ配線層の表面に生じたクラックが下側のアル
ミナ基板の方に進展するのを抑制することが困難とな
る。また、このように十分な量のアノーサイト結晶がセ
ラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に存在しなく
なることにより、Ａｇ−Ｐｄ配線層とセラミックス基板
との接着強度も弱くなってしまう。さらに焼成温度も高
くなり、基板の寸法精度が悪くなるとともに、基板の反
りも大きくなってしまう。また、このように焼成温度が
高くなるから、製造コストも高くなる。
【００１５】なお、より好ましくは、セラミックス基板
のＡｌ2 Ｏ3 成分が９０乃至９３重量％であり、フラッ
クス成分は７乃至１０重量％である。
のＡｌ2 Ｏ3 成分が９０乃至９３重量％であり、フラッ
クス成分は７乃至１０重量％である。
【００１６】また、本発明においては、前記セラミック
ス基板上に設けられる配線層のＡｇ−Ｐｄ合金を８３乃
至９０重量％とし、ガラス成分を１０乃至１７重量％と
しているから、セラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層と
の間に柱状のアノーサイト結晶を十分に生じさせるとと
もに半田付け性も良好に保つことができる。
ス基板上に設けられる配線層のＡｇ−Ｐｄ合金を８３乃
至９０重量％とし、ガラス成分を１０乃至１７重量％と
しているから、セラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層と
の間に柱状のアノーサイト結晶を十分に生じさせるとと
もに半田付け性も良好に保つことができる。
【００１７】Ａｇ−Ｐｄ配線層は疎であるから、ガラス
成分を多くしてＡｇ−Ｐｄ配線層の膜強度を強くすると
ともにセラミックス基板との密着性も増しているが、多
すぎると、Ａｇ−Ｐｄ配線層の表面のガラス成分が多く
なりすぎ半田付け性が悪くなってしまう。
成分を多くしてＡｇ−Ｐｄ配線層の膜強度を強くすると
ともにセラミックス基板との密着性も増しているが、多
すぎると、Ａｇ−Ｐｄ配線層の表面のガラス成分が多く
なりすぎ半田付け性が悪くなってしまう。
【００１８】本発明のように、セラミックス基板上に設
けられる配線層のＡｇ−Ｐｄ合金を８３乃至９０重量％
とし、ガラス成分を１０乃至１７重量％とすることによ
りＡｇ−Ｐｄ配線層の半田付け性を良好に保ったまま、
Ａｇ−Ｐｄ配線層の膜強度やセラミックス基板との接着
性も強くすることができるようになる。
けられる配線層のＡｇ−Ｐｄ合金を８３乃至９０重量％
とし、ガラス成分を１０乃至１７重量％とすることによ
りＡｇ−Ｐｄ配線層の半田付け性を良好に保ったまま、
Ａｇ−Ｐｄ配線層の膜強度やセラミックス基板との接着
性も強くすることができるようになる。
【００１９】なお、ガラス成分が１７重量％より多い
と、余剰ガラスがＡｇ−Ｐｄ配線層表面やセラミックス
基板上に染み出し半田濡れ性の劣化やブリードアウトを
引き起こしてしまう。
と、余剰ガラスがＡｇ−Ｐｄ配線層表面やセラミックス
基板上に染み出し半田濡れ性の劣化やブリードアウトを
引き起こしてしまう。
【００２０】ガラス成分が１０重量％より少ないとＡｇ
−Ｐｄ配線層はポーラスとなり、膜強度が劣化するとと
もに、セラミックス基板との接着性も悪くなる。さら
に、セラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に耐温
度サイクル試験に耐えるに十分な量のアノーサイト結晶
を生じさせることも困難となる。
−Ｐｄ配線層はポーラスとなり、膜強度が劣化するとと
もに、セラミックス基板との接着性も悪くなる。さら
に、セラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に耐温
度サイクル試験に耐えるに十分な量のアノーサイト結晶
を生じさせることも困難となる。
【００２１】なお、より好ましくはセラミックス基板上
に設けられる配線層のＡｇ−Ｐｄ合金が８５乃至８８重
量％であり、ガラス成分が１２乃至１５重量％である。
に設けられる配線層のＡｇ−Ｐｄ合金が８５乃至８８重
量％であり、ガラス成分が１２乃至１５重量％である。
【００２２】前記フラックスは、３乃至８重量％のＳｉ
Ｏ2 と、０．４乃至２重量％のＣａＯと、０．４乃至２
重量％のＭｇＯとからなることが好ましく、より好まし
くは４乃至７重量％のＳｉＯ2 と、０．６乃至１．８重
量％のＣａＯと、０．６乃至１．８重量％のＭｇＯとか
らなる。
Ｏ2 と、０．４乃至２重量％のＣａＯと、０．４乃至２
重量％のＭｇＯとからなることが好ましく、より好まし
くは４乃至７重量％のＳｉＯ2 と、０．６乃至１．８重
量％のＣａＯと、０．６乃至１．８重量％のＭｇＯとか
らなる。
【００２３】ＳｉＯ2 が３重量％より少ないとセラミッ
クスの焼結度が低下し、８重量％より多いと厚膜との接
着強度が低下する。
クスの焼結度が低下し、８重量％より多いと厚膜との接
着強度が低下する。
【００２４】ＣａＯが０．４重量％より少ないとセラミ
ックス内のポアが増加し、基板密度が低下する。２重量
％より多いとセラミックス基板表面にガラス浮きが生じ
てしまう。
ックス内のポアが増加し、基板密度が低下する。２重量
％より多いとセラミックス基板表面にガラス浮きが生じ
てしまう。
【００２５】ＭｇＯはアルミナの均一粒成長を助ける働
きをもっているが、０．４重量％より少ないと、基板の
焼結度が低下し、２重量％より多いとセラミックス基板
の強度が低下する。
きをもっているが、０．４重量％より少ないと、基板の
焼結度が低下し、２重量％より多いとセラミックス基板
の強度が低下する。
【００２６】前記セラミックス基板は、前記Ａｌ2 Ｏ3
と前記フラックスとの合計重量％に対して２重量％以下
のＺｒＯ2 をさらに含有することが好ましく、より好ま
しくは、０．２乃至１．８重量％のＺｒＯ2 が含有され
る。
と前記フラックスとの合計重量％に対して２重量％以下
のＺｒＯ2 をさらに含有することが好ましく、より好ま
しくは、０．２乃至１．８重量％のＺｒＯ2 が含有され
る。
【００２７】ＺｒＯ2 は圧縮応力をセラミックス基板に
かける作用があるが、基板焼結温度をさらに下げること
も可能である。しかしながら、２重量％より多いとセラ
ミックス基板の強度が低下する。
かける作用があるが、基板焼結温度をさらに下げること
も可能である。しかしながら、２重量％より多いとセラ
ミックス基板の強度が低下する。
【００２８】さらに、前記Ａｇ−Ｐｄ合金は６０乃至８
０重量％のＡｇと５乃至２５重量％のＰｄとからなるこ
とが好ましく、より好ましくは６０乃至７５重量％のＡ
ｇと１０乃至２５重量％のＰｄとからなる。
０重量％のＡｇと５乃至２５重量％のＰｄとからなるこ
とが好ましく、より好ましくは６０乃至７５重量％のＡ
ｇと１０乃至２５重量％のＰｄとからなる。
【００２９】さらにまた、前記ガラス成分は６乃至１３
重量％のＢｉ2 Ｏ3 と、１乃至２．５重量％のＰｂＯ
と、０．１乃至３重量％のＳｉＯ2 と、０．０１乃至１
重量％のＡｌ2 Ｏ3 と、０．０１乃至０．４重量％のＣ
ａＯとからなることが好ましく、より好ましくは８乃至
１１重量％のＢｉ2 Ｏ3 と、１乃至２重量％のＰｂＯ
と、０．２乃至２．５重量％のＳｉＯ2 と、０．０２乃
至０．８重量％のＡｌ2 Ｏ 3 と、０．０１乃至０．３５
重量％のＣａＯとからなる。
重量％のＢｉ2 Ｏ3 と、１乃至２．５重量％のＰｂＯ
と、０．１乃至３重量％のＳｉＯ2 と、０．０１乃至１
重量％のＡｌ2 Ｏ3 と、０．０１乃至０．４重量％のＣ
ａＯとからなることが好ましく、より好ましくは８乃至
１１重量％のＢｉ2 Ｏ3 と、１乃至２重量％のＰｂＯ
と、０．２乃至２．５重量％のＳｉＯ2 と、０．０２乃
至０．８重量％のＡｌ2 Ｏ 3 と、０．０１乃至０．３５
重量％のＣａＯとからなる。
【００３０】Ｂｉ2 Ｏ3 が６重量％より少ないと粘度が
高くなりすぎて脆いガラスとなり、１３重量％より多い
と軟化点が低下しすぎ良好なガラス−メタルマトリック
スの形成が困難となる。
高くなりすぎて脆いガラスとなり、１３重量％より多い
と軟化点が低下しすぎ良好なガラス−メタルマトリック
スの形成が困難となる。
【００３１】ＰｂＯが１重量％より少ないと粘度が高く
なりすぎて脆いガラスとなり、２．５重量％より多いと
軟化点が低下しすぎ良好なガラス−メタルマトリックス
の形成が困難となる。
なりすぎて脆いガラスとなり、２．５重量％より多いと
軟化点が低下しすぎ良好なガラス−メタルマトリックス
の形成が困難となる。
【００３２】ＳｉＯ2 が０．１重量％より少ないと結晶
相を含むガラス−メタルマトリックスの形成が困難とな
り、３重量％より多いと融点が高くなりすぎガラスの流
動性が阻害される。
相を含むガラス−メタルマトリックスの形成が困難とな
り、３重量％より多いと融点が高くなりすぎガラスの流
動性が阻害される。
【００３３】Ａｌ2 Ｏ3 が０．０１重量％より少ないと
結晶相を含むガラス−メタルマトリックスの形成が困難
となり、１重量％より多いと融点が高くなりすぎガラス
の流動性が阻害される。
結晶相を含むガラス−メタルマトリックスの形成が困難
となり、１重量％より多いと融点が高くなりすぎガラス
の流動性が阻害される。
【００３４】ＣａＯが０．０１重量％より少ないと結晶
相を含むガラス−メタルマトリックスの形成が困難とな
り、０．４重量％より多いと融点が高くなりすぎガラス
の流動性が阻害される。
相を含むガラス−メタルマトリックスの形成が困難とな
り、０．４重量％より多いと融点が高くなりすぎガラス
の流動性が阻害される。
【００３５】なお、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＣａＯ
の構成比は、Ａｇ／Ｐｄ比、ガラス−メタルマトリック
ス形成量、セラミックス基板との濡れ、接着強度、融点
等に応じて上記組成範囲内において適宜組み合わせる。
の構成比は、Ａｇ／Ｐｄ比、ガラス−メタルマトリック
ス形成量、セラミックス基板との濡れ、接着強度、融点
等に応じて上記組成範囲内において適宜組み合わせる。
【００３６】また、前記配線層がＡｇ−Ｐｄ合金とガラ
ス成分との合計重量に対して１重量％以下のＢ2 Ｏ3 や
２重量％以下のＺｎＯをさらに含有することもできる。
これらは、融点の調整等の目的で、ガラス成分の効果を
妨げない程度に添加できる。
ス成分との合計重量に対して１重量％以下のＢ2 Ｏ3 や
２重量％以下のＺｎＯをさらに含有することもできる。
これらは、融点の調整等の目的で、ガラス成分の効果を
妨げない程度に添加できる。
【００３７】なお、前記配線層を形成するためのペース
トは、前記諸成分に加え、パターンの印刷性を配慮し
て、エチルセルロース、アクリル系樹脂等の有機バイン
ダーやブチル−カルビトールアセテート、α−タービネ
オール等の有機溶剤を適宜含有する。
トは、前記諸成分に加え、パターンの印刷性を配慮し
て、エチルセルロース、アクリル系樹脂等の有機バイン
ダーやブチル−カルビトールアセテート、α−タービネ
オール等の有機溶剤を適宜含有する。
【００３８】
【実施例１】９０．５重量％のＡｌ2 Ｏ3 、６．０重量
％のＳｉＯ2 、１．８重量％のＣａＯ、１．７重量％の
ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの
合計重量に対して１．０重量％のＺｒＯ2 を含有するア
ルミナセラミックス基板を１５００℃で焼成した。な
お、このアルミナセラミックス基板はＡｌ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの合計重量に対して各々０．
１重量％以下のＮａ2 Ｏ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＫ2 Ｏをさ
らに含んでいた。
％のＳｉＯ2 、１．８重量％のＣａＯ、１．７重量％の
ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの
合計重量に対して１．０重量％のＺｒＯ2 を含有するア
ルミナセラミックス基板を１５００℃で焼成した。な
お、このアルミナセラミックス基板はＡｌ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの合計重量に対して各々０．
１重量％以下のＮａ2 Ｏ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＫ2 Ｏをさ
らに含んでいた。
【００３９】その後、７４．１重量％のＡｇと、１２．
２重量％のＰｄと、１１．１重量％のＢｉ2 Ｏ3 と、
１．６重量％のＰｂＯと、０．７重量％のＳｉＯ2 と、
０．１重量％のＡｌ2 Ｏ3 と、０．２重量％のＣａＯお
よびＡｇ、Ｐｄ、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＣａＯの合計重量に対して各々０．０１重量％
のＢ2 Ｏ3 とＺｎＯとを含有し、有機バインダーとして
のエチルセルロースや有機溶剤としてのブチルカルビト
ールアセテートを含有するペーストを焼成後のアルミナ
セラミックス基板上に塗布し、８５０℃で焼成し、Ａｇ
−Ｐｄ配線層を形成した。アルミナセラミックス基板と
Ａｇ−Ｐｄ配線層との間には柱状のアノーサイト結晶が
メッシュ状になったガラス構造体が存在していた。
２重量％のＰｄと、１１．１重量％のＢｉ2 Ｏ3 と、
１．６重量％のＰｂＯと、０．７重量％のＳｉＯ2 と、
０．１重量％のＡｌ2 Ｏ3 と、０．２重量％のＣａＯお
よびＡｇ、Ｐｄ、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＣａＯの合計重量に対して各々０．０１重量％
のＢ2 Ｏ3 とＺｎＯとを含有し、有機バインダーとして
のエチルセルロースや有機溶剤としてのブチルカルビト
ールアセテートを含有するペーストを焼成後のアルミナ
セラミックス基板上に塗布し、８５０℃で焼成し、Ａｇ
−Ｐｄ配線層を形成した。アルミナセラミックス基板と
Ａｇ−Ｐｄ配線層との間には柱状のアノーサイト結晶が
メッシュ状になったガラス構造体が存在していた。
【００４０】比較のために、９６重量％のＡｌ2 Ｏ3 、
２．８重量％のＳｉＯ2 、０．７重量％のＣａＯおよび
０．５重量％のＭｇＯからなるアルミナセラミックス基
板（９６％アルミナ基板）も作成した。この場合の焼成
温度は１６００℃であった。なお、この９６％アルミナ
基板もＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの合
計重量に対して０．０２重量％のＮａ2 Ｏおよび０．０
１重量％以下のＫ2 Ｏをさらに含んでいた。
２．８重量％のＳｉＯ2 、０．７重量％のＣａＯおよび
０．５重量％のＭｇＯからなるアルミナセラミックス基
板（９６％アルミナ基板）も作成した。この場合の焼成
温度は１６００℃であった。なお、この９６％アルミナ
基板もＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの合
計重量に対して０．０２重量％のＮａ2 Ｏおよび０．０
１重量％以下のＫ2 Ｏをさらに含んでいた。
【００４１】その後、本実施例で用いたペーストと同じ
ペーストを用い、アルミナセラミックス基板上にＡｇ−
Ｐｄ配線層を形成した。アルミナセラミックス基板とＡ
ｇ−Ｐｄ配線層との間には柱状のアノーサイト結晶がほ
とんど観測されなかった。
ペーストを用い、アルミナセラミックス基板上にＡｇ−
Ｐｄ配線層を形成した。アルミナセラミックス基板とＡ
ｇ−Ｐｄ配線層との間には柱状のアノーサイト結晶がほ
とんど観測されなかった。
【００４２】本実施例および比較例によって形成したＡ
ｇ−Ｐｄ配線層の接着強度をワイヤーピールによって試
験した結果を表１に示す。
ｇ−Ｐｄ配線層の接着強度をワイヤーピールによって試
験した結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】初期値並びに温度サイクル１０００サイク
ル後の接着強度とも本実施例に係る発明が優れていたこ
とが判明した。
ル後の接着強度とも本実施例に係る発明が優れていたこ
とが判明した。
【００４５】
【実施例２】９０．５重量％のＡｌ2 Ｏ3 、６．０重量
％のＳｉＯ2 、１．８重量％のＣａＯ、１．７重量％の
ＭｇＯおよびＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ、ＭｇＯの
合計重量に対して１．０重量％のＺｒＯ2 を含有する絶
縁材料とＭｏ、若しくはＷ等の高融点金属導体層を交互
に形成した後、還元雰囲気中１５５０℃で同時焼成し、
多層配線基板を得た。このセラミックス基板はＡｌ2 Ｏ
3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの合計重量に対して
０．０７重量％のＮａ2 Ｏ、０．０７重量％のＦｅ2 Ｏ
3 、および０．０２重量％のＫ2 Ｏをさらに含んでい
た。
％のＳｉＯ2 、１．８重量％のＣａＯ、１．７重量％の
ＭｇＯおよびＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ、ＭｇＯの
合計重量に対して１．０重量％のＺｒＯ2 を含有する絶
縁材料とＭｏ、若しくはＷ等の高融点金属導体層を交互
に形成した後、還元雰囲気中１５５０℃で同時焼成し、
多層配線基板を得た。このセラミックス基板はＡｌ2 Ｏ
3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの合計重量に対して
０．０７重量％のＮａ2 Ｏ、０．０７重量％のＦｅ2 Ｏ
3 、および０．０２重量％のＫ2 Ｏをさらに含んでい
た。
【００４６】その後、多層配線基板の露出導体層上に耐
酸化バリヤを設け、さらに接続補助導体を設けた後、６
５．１重量％のＡｇと２３．７重量％のＰｄと７．９重
量％のＢｉ2 Ｏ3 と１．６重量％のＰｂＯおよびＡｇ、
Ｐｄ、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃ
ａＯの合計重量に対して各々０．０１重量％のＢ2 Ｏ 3
とＺｎＯとを含有し、有機バインダーとしてのエチルセ
ルロースや有機溶剤としてのブチルカルビトールアセテ
ートを含有するペーストを焼成後のアルミナセラミック
ス基板上に塗布し、８５０℃で焼成し、Ａｇ−Ｐｄ配線
層を形成した。さらにＲｕＯ2 系印刷抵抗体を形成し８
５０℃で焼成した。さらにオーバーコートガラスを５２
０℃で焼成して多層配線基板とした。多層配線基板とＡ
ｇ−Ｐｄ配線層との間には柱状のアノーサイト結晶がメ
ッシュ状になったガラス構造体が存在していた。
酸化バリヤを設け、さらに接続補助導体を設けた後、６
５．１重量％のＡｇと２３．７重量％のＰｄと７．９重
量％のＢｉ2 Ｏ3 と１．６重量％のＰｂＯおよびＡｇ、
Ｐｄ、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃ
ａＯの合計重量に対して各々０．０１重量％のＢ2 Ｏ 3
とＺｎＯとを含有し、有機バインダーとしてのエチルセ
ルロースや有機溶剤としてのブチルカルビトールアセテ
ートを含有するペーストを焼成後のアルミナセラミック
ス基板上に塗布し、８５０℃で焼成し、Ａｇ−Ｐｄ配線
層を形成した。さらにＲｕＯ2 系印刷抵抗体を形成し８
５０℃で焼成した。さらにオーバーコートガラスを５２
０℃で焼成して多層配線基板とした。多層配線基板とＡ
ｇ−Ｐｄ配線層との間には柱状のアノーサイト結晶がメ
ッシュ状になったガラス構造体が存在していた。
【００４７】その後、Ａｇ−Ｐｄ配線層上に表面実装部
品であるフラットパッケージＩＣを半田付けして厚膜ハ
イブリッドＩＣを形成した。次に、この厚膜ハイブリッ
ドＩＣを−４０℃と１２５℃間の耐温度サイクル試験に
かけ累積故障率を調査した。本厚膜ハイブリッドＩＣは
２０００サイクルを経過しても故障率０％であった。
品であるフラットパッケージＩＣを半田付けして厚膜ハ
イブリッドＩＣを形成した。次に、この厚膜ハイブリッ
ドＩＣを−４０℃と１２５℃間の耐温度サイクル試験に
かけ累積故障率を調査した。本厚膜ハイブリッドＩＣは
２０００サイクルを経過しても故障率０％であった。
【００４８】比較のために、９６重量％のＡｌ2 Ｏ3 、
２．８重量％のＳｉＯ2 、０．７重量％のＣａＯおよび
０．５重量％のＭｇＯのアルミナセラミックス基板（９
６％アルミナ基板）も作成した。この場合の焼成温度は
１６００℃であった。なお、この９６％アルミナ基板も
Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの合計重量
に対して０．０２重量％のＮａ2 Ｏおよび０．０１重量
％以下のＫ2 Ｏをさらに含んでいた。
２．８重量％のＳｉＯ2 、０．７重量％のＣａＯおよび
０．５重量％のＭｇＯのアルミナセラミックス基板（９
６％アルミナ基板）も作成した。この場合の焼成温度は
１６００℃であった。なお、この９６％アルミナ基板も
Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯおよびＭｇＯの合計重量
に対して０．０２重量％のＮａ2 Ｏおよび０．０１重量
％以下のＫ2 Ｏをさらに含んでいた。
【００４９】その後、本実施例で用いたペーストと同じ
ペーストを用い、アルミナセラミックス基板上にＡｇ−
Ｐｄ配線層を形成した。アルミナセラミックス基板とＡ
ｇ−Ｐｄ配線層との間には柱状のアノーサイト結晶がほ
とんど観測されなかった。
ペーストを用い、アルミナセラミックス基板上にＡｇ−
Ｐｄ配線層を形成した。アルミナセラミックス基板とＡ
ｇ−Ｐｄ配線層との間には柱状のアノーサイト結晶がほ
とんど観測されなかった。
【００５０】次に、この厚膜ハイブリッドＩＣを−４０
℃と１２５℃間の耐温度サイクル試験にかけ累積故障率
を調査した。本厚膜ハイブリッグＩＣは８００サイクル
を経過した時点で２０％の累積故障が発生した。
℃と１２５℃間の耐温度サイクル試験にかけ累積故障率
を調査した。本厚膜ハイブリッグＩＣは８００サイクル
を経過した時点で２０％の累積故障が発生した。
【００５１】
【発明の効果】本発明においては、セラミックス基板の
主成分を８７乃至９４重量％のＡｌ2Ｏ3 と６乃至１３
重量％のフラックスとし、前記セラミックス基板上に設
けられる配線層の主成分を８３乃至９０重量％のＡｇ−
Ｐｄ合金と１０乃至１７重量％のガラス成分とすること
によりセラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に柱
状のアノーサイト結晶が十分に存在することになり、こ
の存在により、Ａｇ−Ｐｄ配線層の表面に生じたクラッ
クが下側のアルミナ基板の方に進展するのを抑制するこ
とができる。その結果、−４０℃と１２５℃との間で耐
温度サイクル試験を行っても、Ａｇ−Ｐｄ配線層の断線
を防止できることはもちろんのこと、抵抗が高くなるこ
とも防止できるようになる。
主成分を８７乃至９４重量％のＡｌ2Ｏ3 と６乃至１３
重量％のフラックスとし、前記セラミックス基板上に設
けられる配線層の主成分を８３乃至９０重量％のＡｇ−
Ｐｄ合金と１０乃至１７重量％のガラス成分とすること
によりセラミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に柱
状のアノーサイト結晶が十分に存在することになり、こ
の存在により、Ａｇ−Ｐｄ配線層の表面に生じたクラッ
クが下側のアルミナ基板の方に進展するのを抑制するこ
とができる。その結果、−４０℃と１２５℃との間で耐
温度サイクル試験を行っても、Ａｇ−Ｐｄ配線層の断線
を防止できることはもちろんのこと、抵抗が高くなるこ
とも防止できるようになる。
【００５２】また、このようにアノーサイト結晶がセラ
ミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に存在すること
より、Ａｇ−Ｐｄ配線層とセラミックス基板との接着強
度も強くなる。
ミックス基板とＡｇ−Ｐｄ配線層との間に存在すること
より、Ａｇ−Ｐｄ配線層とセラミックス基板との接着強
度も強くなる。
【００５３】さらに、フラックス成分が６乃至１３重量
％であるから、焼成温度を下げることができる。従っ
て、セラミックス基板の収縮ばらつきが押さえられて基
板の寸法精度が向上するとともに、基板の反りも低減さ
れる。また、このように焼成温度を下げることができる
から、製造コストも下げることができるようになる。
％であるから、焼成温度を下げることができる。従っ
て、セラミックス基板の収縮ばらつきが押さえられて基
板の寸法精度が向上するとともに、基板の反りも低減さ
れる。また、このように焼成温度を下げることができる
から、製造コストも下げることができるようになる。
【００５４】さらに、セラミックス基板上に設けられる
配線層のＡｇ−Ｐｄ合金を８３乃至９０重量％とし、ガ
ラス成分を１０乃至１７重量％とすることによりＡｇ−
Ｐｄ配線層の半田付け性を良好に保ったまま、Ａｇ−Ｐ
ｄ配線層の膜強度やセラミックス基板との接着性も強く
することができる。
配線層のＡｇ−Ｐｄ合金を８３乃至９０重量％とし、ガ
ラス成分を１０乃至１７重量％とすることによりＡｇ−
Ｐｄ配線層の半田付け性を良好に保ったまま、Ａｇ−Ｐ
ｄ配線層の膜強度やセラミックス基板との接着性も強く
することができる。
Claims (5)
- 【請求項１】８７乃至９４重量％のＡｌ2 Ｏ3 と６乃至
１３重量％のフラックスとを主成分とするセラミックス
基板と、 前記セラミックス基板上に設けられ、８３乃至９０重量
％のＡｇ−Ｐｄ合金と１０乃至１７重量％のガラス成分
とを主成分とする配線層と、 を有することを特徴とするセラミックス配線基板。 - 【請求項２】請求項１記載のセラミックス配線基板にお
いて、前記フラックスが３乃至８重量％のＳｉＯ2 と、
０．４乃至２重量％のＣａＯと、０．４乃至２重量％の
ＭｇＯとからなることを特徴とするセラミックス配線基
板。 - 【請求項３】請求項２記載のセラミックス配線基板にお
いて、前記セラミックス基板が前記Ａｌ2 Ｏ3 と前記フ
ラックスとの合計重量％に対して２重量％以下のＺｒＯ
2 をさらに含有することを特徴とするセラミックス配線
基板。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のセラミ
ックス基板において、前記Ａｇ−Ｐｄ合金が６０乃至８
０重量％のＡｇと５乃至２５重量％のＰｄとからなるこ
とを特徴とするセラミックス配線基板。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のセラミ
ックス基板において、前記ガラス成分が６乃至１３重量
％のＢｉ2 Ｏ3 と、１乃至２．５重量％のＰｂＯと、
０．１乃至３重量％のＳｉＯ2 と、０．０１乃至１重量
％のＡｌ2 Ｏ3 と、０．０１乃至０．４重量％のＣａＯ
とからなることを特徴とするセラミックス配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150454A JPH088401B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | セラミックス配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150454A JPH088401B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | セラミックス配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685418A JPH0685418A (ja) | 1994-03-25 |
| JPH088401B2 true JPH088401B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=15497285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4150454A Expired - Lifetime JPH088401B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | セラミックス配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088401B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108884417A (zh) | 2016-04-06 | 2018-11-23 | 宝洁公司 | 包含自结构化表面活性剂体系的稳定液体洗涤剂组合物 |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP4150454A patent/JPH088401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685418A (ja) | 1994-03-25 |
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