JPH09135075A - スルーホールへのペースト充填方法 - Google Patents

スルーホールへのペースト充填方法

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JPH09135075A
JPH09135075A JP31601595A JP31601595A JPH09135075A JP H09135075 A JPH09135075 A JP H09135075A JP 31601595 A JP31601595 A JP 31601595A JP 31601595 A JP31601595 A JP 31601595A JP H09135075 A JPH09135075 A JP H09135075A
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JP
Japan
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paste
hole
filling
weight
green sheet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP31601595A
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English (en)
Inventor
Kyoko Gomikawa
恭子 五味川
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばセラミック多層配線基板における層間
配線相互の接続用ヴィアを形成する場合などに適用する
スルーホールへのペースト充填方法に係り、所定量のペ
ーストをスルーホールに良好に充填できるようにする。 【解決手段】 セラミック粒子等を分散させたグリーン
シートにスルーホールを形成し、そのスルーホールに導
体ペースト等のペースト材を充填するに当たり、上記グ
リーンシートの下面側に紙を配置した状態で上記スルー
ホールにペースト材を充填するようにしたことを特徴と
する。なお、上記の紙の表面粗さRaは3〜6μmのも
のが好ましい。またペースト材は、固形分100重量部
に対してビヒクルを8〜16重量部程度混合して粘度が
150〜500Pa・sの範囲内となるようにするのが
望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えばセラミック
多層配線基板に層間配線相互の接続用ヴィアを形成する
場合などに適用するスルーホールへのペースト充填方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばセラミック多層配線基板を
製造する場合には、セラミック材料粉末にバインダや可
塑剤および溶剤等を加えて調製したスラリーを、ドクタ
ーブレード法等によりシート状に延ばしてグリーンシー
トを形成し、その表面にスクリーン印刷等で所望の配線
パターンを形成したものを、所要枚数積層したのち焼成
して作製する。
【0003】その際、層間の配線相互の接続は、一般に
ヴィアにより接続するもので、その接続ヴィアは、グリ
ーンシートに開孔したスルーホールに導体ペーストを充
填して形成する。そのスルーホールへのペーストの充填
は、一般にスクリーン印刷あるいはペースト圧入機等を
用いて行われる。又そのスルーホールに充填したペース
トは、予め乾燥機等で乾燥させた後、グリーンシートを
焼成する際に同時に焼成する。
【0004】そのとき、上記のペースト中に含まれる溶
剤等が乾燥除去されてペーストの体積は約半分に収縮す
る。そのため、層間配線との間に隙ができて接続不良を
生じるおそれがある。それを防ぐために従来は、スルー
ホールへのペーストの充填作業と、その乾燥作業とを交
互に繰り返したり、あるいは焼成による収縮量を勘案し
てスルーホールの上部にペーストが盛り上がるように充
填する等の対策がとられてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のようにペーストの充填と乾燥を繰り返す方法は、コ
ストが嵩むばかりか、乾燥を繰り返すことによってグリ
ーンシートが収縮し、積層する際に位置ずれが生じる等
のおそれがある。またスルーホール上部にペーストを盛
り上げる方法は、ペーストの充填量に大きなバラツキを
生じる等の問題があった。
【0006】本発明は上記の問題点に鑑みて提案された
もので、上記のようなペーストをスルーホールに充填す
る際に、充填と乾燥を繰り返すことなく、またスルーホ
ールの上部にペーストを盛り上げることなく、所望量の
ペーストをスルーホールに良好に充填することのできる
ペースト充填方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明によるスルーホールへのペースト充填方法
は、以下のようにしたものである。
【0008】即ち、セラミック粒子等を分散させたグリ
ーンシートにスルーホールを形成し、そのスルーホール
に導体ペースト等のペースト材を充填するに当たり、上
記グリーンシートの下面側に紙を配置した状態で上記ス
ルーホールにペースト材を充填するようにしたことを特
徴とする。
【0009】なお上記の紙の表面粗さRaは3〜7μm
のものが好ましい。またペースト材としては、固形分1
00重量部に対してビヒクルを8〜16重量部程度混合
して粘度が160〜500Pa・sの範囲内のものを用
いるとよい。さらに上記ペーストは、グリーンシートの
下面側に紙を配置した状態でスルーホールに0.5〜1
0秒の間に圧入するのが望ましい。
【0010】
【作用】上記のようにグリーンシートの下面側に紙を配
置した状態でスルーホールにペーストを充填することに
よって、ペースト充填時に該ペースト中の溶剤等が上記
の紙に吸収され、その吸収に伴う体積収縮に応じてペー
ストの補充を行いながら充填することで、所定量のペー
ストを一度の操作で良好に充填することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は、例えば前記のようなセ
ラミック多層配線基板の製造工程においてセラミックグ
リーンシートに形成したスルーホールに導体ペーストを
充填して接続ヴィアを形成する場合などに適用可能であ
り、そのグリーンシートの形成方法や厚さ等は適宜であ
る。
【0012】上記グリーンシートの下面側に配置する紙
は、市販のものでよいが、ペーストの溶剤の吸収速度
は、紙の表面粗さ(Ra)が大きい方が速いことがわか
った。しかし、紙の表面粗さがあまり大きいとペースト
がグリーンシート表面に染み出して接続ヴィアを形成す
る場合には配線短絡の原因となり、また表面粗さがあま
り小さいとペースト中の溶剤を充分に吸収できないの
で、紙の表面粗さは3〜7μm程度が好ましい。また紙
の厚さは、本発明の効果にあまり影響しないが、80〜
150μm程度が扱いやすい。
【0013】スルーホールに充填するペーストは、前記
のような接続ヴィア等を形成するための導体ペーストに
あっては、金属粉末に必要に応じてガラス粉末等を混合
した固形分に、ビヒクルを添加してスリーロールミル等
で混練して製造する。なお本発明は導体ペーストに限ら
ず抵抗ペースト等を充填する場合にも適用できる。
【0014】上記の固形分に添加するビヒクルは極力少
なくするのが好ましく、そのためにはペーストの固形分
の粒径は大きい方がよいが、あまり大きいとペースト状
態にするのが困難となるので、上記固形分の平均粒径は
2〜12μm程度が扱いやすい。この粒径範囲の固形分
をペースト状態にするためには、固形分100重量部に
対してビヒクルが8重量部以上必要となる。しかし、ビ
ヒクルが16重量部より多いと、紙による溶剤吸収に時
間がかかり、しかもペーストがグリーンシート表面に染
み出して導体ペーストにあっては短絡等を引き起こすお
それがある。
【0015】上記ビヒクルの成分は特に限定されない
が、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の樹脂
を単独あるいは混合してターピネオール、ブチルカルビ
トール等の溶剤あるいはフタル酸ブチル等の可塑剤に溶
解して作製する。また上記の樹脂の量は、ペーストの粘
度が160〜500Pa・Sになるように適宜選択すれ
ばよい。ペーストの粘度が160Pa・Sよりも柔らか
いと充填の際にペーストがグリーンシート表面に染み出
して導体ペーストにあっては配線の短絡を引き起こすお
それがある。また、500Pa・Sよりも硬いとペース
トがスルーホールを通過し難くなって、断線する可能性
が増える。なお、上記の粘度は回転粘度計(Brookfield
社製、HBT型)により10rpmで測定したときの値
である。
【0016】スルーホールへのペースト充填工程は、ペ
ースト溶剤が紙に吸収される間、ペーストを圧入できる
ようにすればよく、市販のペースト圧入機等が利用でき
る。そのペーストを圧入する時間(圧力が掛かっている
時間)は、0.5秒〜10秒程度がよく、0.5秒より
短いと溶剤吸収が不足し、10秒より長いとペーストが
グリーンシート表面に染み出し、配線の短絡を引き起こ
すおそれがある。なお圧入する際の圧力は、ペーストの
粘土にもよるが、一般に10〜50psi程度でよい。
また、ペースト充填時はスルーホール以外のグリーンシ
ート表面をマスク等で覆う必要があり、そのマスクとし
ては金属製もしくはプラスチック製等の通常使用するも
のでよく、特に限定されない。
【0017】
【実施例】以下の実施例では、ガラスセラミック多層配
線基板の製造工程において接続用ヴィアを形成する際の
スルーホールへの導体ペーストの充填工程に本発明を適
用することを前提として、ガラスセラミックグリーンシ
ートに形成したスルーホールに種々の条件で導体ペース
トを充填した。
【0018】〔実施例1〕ガラスセラミックグリーンシ
ートを形成するガラスセラミック粉末としては、下記表
1に示す組成のガラス粉末(平均粒径2.2μm)と、
アルミナ粉末(平均粒径1.7μm)とを用い、両者を
50:50の重量比率で混合した。
【0019】
【0020】上記の混合粉末100重量部に対して、ボ
リビニルブチラール9重量部、フタル酸ジイソブチル7
重量部、オレイン酸1重量部、イソプロピルアルコール
40重量部、トリクロロエタン20重量部を加えてボー
ルミルで24時間混合してスラリーを調製し、そのスラ
リーをドクターブレード法で均して厚さ約220μmの
ガラスセラミックグリーンシートを作製した。
【0021】また接続ヴィアを形成するための導体ペー
ストは、平均粒径3.8μmの銀粉末90重量部と平均
粒径2.1μmのガラス粉末10重量部とを混合した固
形分100重量部に、エチルセルロース1重量部、ポリ
ビニルブチラール0.2重量部、ターピネオール8.8
重量部からなるビヒクル10重量部を加えて混練して作
製した。
【0022】上記のガラスセラミックグリーンシートに
直径100μmの接続ヴィア形成用のスルーホールを形
成して、上記グリーンシートの下面側に表面粗さの異な
る種々の紙を配置し、上記スルーホールにペースト圧入
機を用いて上記導体ペーストを10秒間で充填して、そ
の充填性能を調べた。その結果を下記表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】なお、上記表2中の充填結果は、ペースト
充填後のグリーンシートを120℃で10分間乾燥し
て、体積収縮率が5%以内を○、それ以上を×とした。
また、染み出しは、接続ヴィアからグリーンシート表面
へのペーストの染み出しが20μm以内を○、それ以上
を×とした。後述する表3〜5においても同様である。
【0025】上記の表2からも明らかなように、表面粗
さが3〜7μmの範囲の紙を用いた試料No.4〜8のも
のは、いずれもペーストの体積収縮率が5%以内で、し
かもペーストの染み出しは、ヴィアから20μm以内で
あり、極めて良好に充填することができた。これに対
し、表面粗さが上記の範囲よりも大きい紙を用いた試料
No.1〜3のものは、グリーンシート表面へのペースト
の染み出しが大きく、また表面粗さが上記の範囲よりも
小さい紙を用いた試料No.9〜11のものは、ペースト
の体積収縮率が5%を越えてしまった。
【0026】〔実施例2〕上記実施例1の試料No.6の
紙を用い、導体ペーストのビヒクル量を種々変更し、そ
れ以外は実施例1と同じ条件でスルーホールにペースト
を充填して充填性能を調べた。その結果を下記表3に示
す。なお表3中のビヒクル量は、固形分100重量部に
対する重量割合である。
【0027】
【表3】
【0028】上記の表からも明らかなように、ペースト
のビヒクル量を、固形分100重量部に対して8〜16
重量部の範囲内で添加し、ペーストの粘度が160〜5
00Pa・Sの範囲内である試料No.22〜25のもの
は、いずれもペーストの体積収縮率が5%以内で、しか
もペーストの染み出しは、ヴィアから20μm以内であ
り、極めて良好に充填することができた。これに対し、
ビヒクルの添加量が少なく、ペーストの粘度が大きい試
料No.21のものは、充填不能であり、逆にビヒクルの
添加量が多く、ペーストの粘度が小さい試料No.26の
ものは、充填可能であるが、乾燥したときの体積収縮率
が大きく、しかもペーストの染み出しが大きくなった。
【0029】〔実施例3〕実施例1のNo.6の紙を用
い、ビヒクル中のエチルセルロース量を種々変更してペ
ースト粘度を変え、それ以外は実施例1と同じ条件でス
ルーホールにペーストを充填して充填性能を調べた。そ
の結果を下記表4に示す。なお下記表中のエチルセルロ
ース量は、ペーストの固形分100重量部に対する添加
量(重量部)であり、ビヒクル中のエチルセルロース以
外の添加割合は、実施例1と同様にペースト固形分10
0重量部に対してポリビニルブチラールを0.2重量
部、ターピネオールを8.8重量部添加した。
【0030】
【表4】
【0031】上記の表からも明らかなように、ビヒクル
中のエチルセルロース量を種々変更してペースト粘度が
160〜500Pa・Sの範囲内となるようにした試料
No.32〜34のものは、いずれもペーストの体積収縮
率が5%以内で、しかもペーストの染み出しは、ヴィア
から20μm以内であり、極めて良好に充填することが
できた。これに対し、エチルセルロースの添加量を少な
くしてペーストの粘度が上記の範囲よりも小さい試料N
o.31のものは、グリーンシート表面へのペーストの染
み出しが大きく、またエチルセルロースの添加量を多く
してペースト粘度が上記の範囲よりも大きい試料No.3
5のものは、充填不能であった。
【0032】〔実施例4〕実施例1のNo.6の紙を用
い、スルーホールへのペースト圧入時間を種々変更し、
それ以外は実施例1と同じ条件でスルーホールにペース
トを充填して充填性能を調べた。その結果を下記表5に
示す。
【0033】
【表5】
【0034】上記の表からも明らかなように、圧入時間
が0.5秒〜10秒の範囲内でペーストを充填した試料
No.43〜47のものは、いずれもペーストの体積収縮
率が5%以内で、しかもペーストの染み出しは、ヴィア
から20μm以内であり、極めて良好に充填することが
できた。これに対し、圧入時間が上記の範囲よりも短い
試料No.41、42のものは、ペーストの体積収縮率が
5%を越えてしまい、逆に圧入時間が上記の範囲よりも
長い試料No.48、49のものは、グリーンシート表面
へのペーストの染み出しが大きくなった。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるスル
ーホールへのペースト充填方法によれば、上述の通り所
定量のペーストを良好かつ容易に充填することが可能と
なり、しかもスルーホールへのペースト充填後、乾燥機
等を用いて乾燥する工程が不要となるので製造コストを
低減させることができる。その結果、例えばセラミック
多層配線基板を製造する際の接続ヴィア形成プロセスに
本発明を適用すれば、高精度のヴィアが容易に形成可能
であり、信頼性の高いセラミック多層配線基板を安価に
製造できる等の効果がある。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック粒子等を分散させたグリーン
    シートにスルーホールを形成し、そのスルーホールに導
    体ペースト等のペースト材を充填するに当たり、上記グ
    リーンシートの下面側に紙を配置した状態で上記スルー
    ホールにペースト材を充填するようにしたことを特徴と
    するスルーホールへのペースト充填方法。
  2. 【請求項2】 前記の紙として表面粗さRaが3〜7μ
    mのものを用いることを特徴とする請求項1記載のスル
    ーホールへのペースト充填方法。
  3. 【請求項3】 前記のペースト材として、固形分100
    重量部に対してビヒクル8〜16重量部を混合してな
    り、粘度が160〜500Pa・sの範囲内のものを用
    いることを特徴とする請求項1または2記載のスルーホ
    ールへのペースト充填方法。
  4. 【請求項4】 前記スルーホールにペースト材を0.5
    〜10秒間圧入することを特徴とする請求項1、2また
    は3記載のスルーホールへのペースト充填方法。
  5. 【請求項5】 前記スルーホールにペースト材を充填す
    る際に該スルーホール以外のグリーンシート表面をマス
    クで覆うようにした請求項1、2、3または4記載のス
    ルーホールへのペースト充填方法。
JP31601595A 1995-11-09 1995-11-09 スルーホールへのペースト充填方法 Withdrawn JPH09135075A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023047225A (ja) * 2021-09-24 2023-04-05 エレファンテック株式会社 印刷回路基板の製造方法および導電下地層形成方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20030204