JPH0936508A - セラミック回路基板用導体ぺースト及びセラミック回路基板 - Google Patents

セラミック回路基板用導体ぺースト及びセラミック回路基板

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JPH0936508A
JPH0936508A JP7201517A JP20151795A JPH0936508A JP H0936508 A JPH0936508 A JP H0936508A JP 7201517 A JP7201517 A JP 7201517A JP 20151795 A JP20151795 A JP 20151795A JP H0936508 A JPH0936508 A JP H0936508A
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JP
Japan
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ceramic
powder
circuit board
conductor paste
conductor
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JP7201517A
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Masafumi Ono
雅史 小野
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック回路基板のスルーホール内へ好適
に充填でき、ビア部分での断線を防止して信頼性の高い
セラミック回路基板を得る。 【解決手段】 導体金属粉末とセラミック粉末とをビヒ
クル中に分散させて成るセラミック回路基板用導体ぺー
ストであって、前記セラミック粉末の粒形状が略球状の
粉末であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミック回路基板
用導体ぺースト及びセラミック回路基板に関する。
【0002】
【従来の技術】多層セラミックパッケージ等のセラミッ
ク回路基板においては層間の配線パターン等の電気的導
通は基板に設けたビアによってなされる。このビアはセ
ラミックグリーンシートに設けたスルーホール内に導体
ぺーストを充填し、焼成して形成する。多層セラミック
パッケージを製造する場合には、セラミックグリーンシ
ートにスルーホールをあけ、スクリーン印刷法等でスル
ーホール内に導体ぺーストを充填した後、セラミックグ
リーンシートを積層し、焼成して得られる。
【0003】導体ぺーストは電気的導通をとるため一定
の導電性を有する必要があり、また、セラミックグリー
ンシートと同時焼成してビアを形成するため、焼成温度
に耐えられる導体金属を使用する必要がある。また、セ
ラミックグリーンシートの収縮および焼成後の基板との
熱膨張係数をマッチングさせる必要がある。これらの要
請から、アルミナセラミック等の高温焼成セラミックを
用いるセラミックパッケージでは導体ぺーストとしてモ
リブデン粉末あるいはタングステン粉末を導体金属とし
て使用し、これらの導体金属粉末とセラミック粉末とを
ビヒクル中に分散させたものを使用している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近のセラ
ミック回路基板はますます小型化し多ピン化しているこ
とから、セラミックパッケージ等で使用する基板に設け
るスルーホールはきわめて細径になっており、0.1m
m径といったきわめて細いスルーホールが用いられるよ
うになってきた。この結果、スルーホールの径に対する
スルーホールの長さの比が大きくなり、従来の導体ぺー
ストを使用してはスルーホール内への導体ぺーストの充
填が困難になるという問題が生じてきた。
【0005】スルーホール内に導体ぺーストが確実に充
填されないと焼成後の基板でビア部分が断線し半導体装
置の製品不良となる。したがって、セラミックパッケー
ジ等のスルーホールに導体ぺーストを充填して製造する
製品の場合は、スルーホール内への充填性がよく、断線
等を生じさせない導体ぺーストが要望される。
【0006】本発明は、これら問題点を解消すべくなさ
れたものであり、その目的とするところは、多層セラミ
ックパッケージ等の製造において細径のスルーホール内
への充填性が良好でビア部分での断線等の不良の発生を
防止し信頼性の高いセラミック回路基板を得ることがで
きるセラミック回路基板用導体ぺースト及びセラミック
回路基板を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、セラミック回路
基板用導体ぺーストにおいて、導体金属粉末とセラミッ
ク粉末とをビヒクル中に分散させて成るセラミック回路
基板用導体ぺーストであって、前記セラミック粉末の粒
形状が略球状の粉末であることを特徴とする。また、前
記セラミック粉末は、平均粒径が3±0.5μmで、か
つ粒度分布が粒径1〜5μmのものが90%以上である
ことを特徴とする。また。、前記導体金属粉末としてモ
リブデン粉末あるいはタングステン粉末を用いることを
特徴とする。また、セラミック回路基板において、導体
金属粉末と粒形状が略球状のセラミック粉末とをビヒク
ル中に分散させて成るセラミック回路基板用導体ぺース
トが基板のスルーホール内に充填されてビアが形成され
たことを特徴とする。また、前記セラミック粉末は、平
均粒径が3±0.5μmで、かつ粒度分布が粒径1〜5
μmのものが90%以上であることを特徴とする。ま
た、前記導体金属粉末がモリブデン粉末あるいはタング
ステン粉末であることを特徴とする。また、前記セラミ
ック回路基板用導体ぺーストに用いるセラミック粉末と
セラミック回路基板を形成するセラミック粉末が同一の
セラミック粉末であることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】多層セラミックパッケージ等のセ
ラミック回路基板でビアを形成する場合はセラミックグ
リーンシートにスルーホールをあけた後、スクリーン印
刷法等によりスルーホール内に導体ぺーストを充填す
る。導体ぺーストはスキージでスルーホール内に押し込
むようにするから、導体ぺーストはスキージの操作によ
って容易にかつ確実にスルーホール内に充填されるもの
である必要がある。
【0009】スキージ操作によって導体ぺーストをスル
ーホール内に充填する場合、スルーホール内に充填しや
すくするには流動性の高い導体ぺーストを使用すればよ
いが、流動性を高めるために溶剤の量を増やすとスルー
ホールに充填した後、スルーホール部分で導体ぺースト
がへこんで穴があいてしまい、導通がとれなくなる。し
たがって、導体ぺーストとしては溶剤の量を増やさずに
スルーホール内に充填しやすいものでなければならな
い。
【0010】このような導体ぺーストとしては、スキー
ジで導体ぺーストに力を加えた際に動きやすいもの、い
いかえれば動的な流動性が高いものが好適である。本発
明に係るセラミック回路基板用導体ぺーストは溶剤の量
を増やさずに動的な流動性を好適に高めたもので、導体
ぺーストに含有させるセラミック粉末として粒形が略球
状の粉末を使用することを特徴とする。このように、粒
形が略球状のセラミック粉末を使用すると従来のセラミ
ック粉末を使用した場合にくらべて導体ぺーストの動的
な流動性が高くなり、スルーホール内への導体ぺースト
の充填性を好適に向上させることが可能になる。
【0011】なお、多層セラミックパッケージの製造に
用いる導体ぺーストには種々のセラミック粉末を使用す
ることができるが、基材に用いるセラミック材料と同一
のセラミック粉末を用いた場合は基材と熱膨張係数をマ
ッチングさせることができるという利点がある。また、
使用するセラミック粉末の粒径も適宜粒径のものを選択
して使用することができる。また、導体ぺーストに使用
する導体金属粉末としては一般にモリブデン粉末あるい
はタングステン粉末が好適に用いられる。また、本発明
に係る導体ぺーストはスルーホールの充填に好適に用い
ることができるが、もちろんスルーホールの充填用に限
らず、基板表面や内部に形成する配線パターンの形成用
としても使用することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について説明す
る。 実施例1 導体金属として平均粒径1.5μmのモリブデン粉末7
0重量部と球状アルミナ粉末30重量部を有機ビヒクル
22重量部にらいかいにより混合して導体ぺーストを作
製した。なお、使用した球状アルミナ粉末は粒形状がほ
ぼ球状のアルミナ粉末で、粒径の平均が3±0.5μ
m、粒度分布が1〜5μm、90%のものである(昭和
電工製:CB−A05S)。実際に使用した球状のアル
ミナ粉末の電子顕微鏡写真を図2に示す。
【0013】比較例1 実施例1と同様のモリブデン粉末を導体金属として使用
し、従来用いられているアルミナ粉末(平均粒径2±
0.3μm、粒度分布1〜5μm 80%)を使用し、
実施例1と同組成で導体ぺーストを作製した。なお、図
3に比較例で用いたアルミナ粉末の電子顕微鏡写真を示
す。図2と図3に示す写真はともに同倍率のものであ
る。比較例のアルミナ粉末は個々の粉末の形状がきわめ
てまちまちで複雑な形状であるのに対して、実施例の球
状アルミナ粉末は球状にそろった形状になっている。
【0014】上記実施例1および比較例1の導体ぺース
トを用い、下記の方法によりスルーホール内への各導体
ぺーストの充填性を比較した。厚さ0.40mmのアル
ミナセラミックグリーンシートにNCパンチを用いて
0.1mm径のスルーホールを300個設け、スクリー
ン印刷法により各々導体ぺーストをスルーホール内に充
填した。その後、還元雰囲気中において1550℃で焼
成しセラミック基板を得た。
【0015】得られたセラミック基板について断線試験
機によりすべてのスルーホールについて導通を検査し
た。検査結果は以下のとおりである。
【表1】 上表で示すように、実施例1の導体ぺーストを使用した
セラミック基板でのスルーホール部分での断線率が0%
であるのに対して、比較例1の導体ぺーストを使用した
セラミック基板では断線率が25%と相当程度発生し
た。
【0016】上記実験結果は、実施例1の導体ぺースト
を用いれば0.1mm径といったきわめて細径のスルー
ホール内にも確実に導体ぺーストを充填することがで
き、スルーホール部分での断線を効果的に防止すること
ができることを示す。
【0017】図1は上記実施例1と比較例1の導体ぺー
ストの特性の相違を調べるため粘性試験を行った結果を
示す。横軸がずり速度で、縦軸がみかけの粘度を示す。
グラフ中で黒丸が実施例1の導体ぺーストについての測
定結果、白丸が比較例1の導体ぺーストについての測定
結果を示す。この測定結果はずり速度の増加とともに実
施例1の導体ぺーストのみかけの粘度の方が比較例1の
導体ぺーストよりもより大きく下がることを示す。
【0018】このように、ずり速度の増加とともにみか
けの粘度が下がるということは、スルーホール内への導
体ぺーストの充填性を良好にする点で有効である。すな
わち、スクリーン印刷法等でスルーホール内に導体ぺー
ストを充填する際は、スキージで導体ぺーストをスルー
ホール内に充填させるようにするが、スキージで導体ぺ
ーストに力を加えた際に導体ぺーストのみかけの粘度が
低下するとスルーホール内に導体ぺーストがはいり込み
やすくなり、これによってスルーホール内での導体ぺー
ストの充填性が良好になる。
【0019】上記の粘性の測定結果は実施例1の導体ぺ
ーストの方が比較例1の導体ぺーストよりもずり速度が
増加した際のみかけの粘度が小さくなることから、スル
ーホール内への充填性が良好になり、これによってスル
ーホール部分での断線を好適に防止することができるこ
とを説明するものである。
【0020】本実施例の導体ぺーストは球状のアルミナ
粉末を使用したことによってスルーホールへの充填性の
良好な導体ぺーストとして得られたもので、実施例では
アルミナセラミックグリーンシートのスルーホールに充
填して、断線不良等に好適に対処できることを示すが、
セラミック基板の他にスルーホールに導体ぺーストを充
填して形成する半導体装置には同様に適用することがで
きる。
【0021】
【発明の効果】本発明に係るセラミック回路基板用導体
ぺーストは、上述したように、溶剤の量を増やさずに動
的な流動特性に優れる導体ぺーストとして提供されるか
ら、導電特性を損なうことなくスルーホール内に容易に
充填できる導体ぺーストとして使用でき、細径のスルー
ホール内にも良好に充填することができてスルーホール
部分での断線のないセラミック回路基板を得ることがで
きる。また、本発明に係るセラミック回路基板は導電特
性にすぐれビア部分での断線のない信頼性の高い製品と
して提供される等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例と比較例の導体ぺーストについての粘性
試験結果を示すグラフである。
【図2】実施例のアルミナ粉末の粒子構造を示す電子顕
微鏡写真である。
【図3】比較例のアルミナ粉末の粒子構造を示す電子顕
微鏡写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年9月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項7
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、セラミック回路
基板用導体ぺーストにおいて、導体金属粉末とセラミッ
ク粉末とをビヒクル中に分散させて成るセラミック回路
基板用導体ぺーストであって、前記セラミック粉末の粒
形状が略球状の粉末であることを特徴とする。また、前
記セラミック粉末は、平均粒径が3±0.5μmで、か
つ粒度分布が粒径1〜5μmのものが90%以上である
ことを特徴とする。また。、前記導体金属粉末としてモ
リブデン粉末あるいはタングステン粉末を用いることを
特徴とする。また、セラミック回路基板において、導体
金属粉末と粒形状が略球状のセラミック粉末とをビヒク
ル中に分散させて成るセラミック回路基板用導体ぺース
トが基板のスルーホール内に充填されてビアが形成され
たことを特徴とする。また、前記セラミック粉末は、平
均粒径が3±0.5μmで、かつ粒度分布が粒径1〜5
μmのものが90%以上であることを特徴とする。ま
た、前記導体金属粉末がモリブデン粉末あるいはタング
ステン粉末であることを特徴とする。また、前記セラミ
ック回路基板用導体ぺーストに用いるセラミック粉末と
セラミック回路基板を形成するセラミック粉末が同一の
セラミック材料であることを特徴とする。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体金属粉末とセラミック粉末とをビヒ
    クル中に分散させて成るセラミック回路基板用導体ぺー
    ストであって、 前記セラミック粉末の粒形状が略球状の粉末であること
    を特徴とするセラミック回路基板用導体ぺースト。
  2. 【請求項2】 セラミック粉末は、平均粒径が3±0.
    5μmで、かつ粒度分布が粒径1〜5μmのものが90
    %以上であることを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置用導体ぺースト。
  3. 【請求項3】 導体金属粉末としてモリブデン粉末ある
    いはタングステン粉末を用いることを特徴とする請求項
    1または2記載の回路基板用導体ぺースト。
  4. 【請求項4】 導体金属粉末と粒形状が略球状のセラミ
    ック粉末とをビヒクル中に分散させて成るセラミック回
    路基板用導体ぺーストが基板のスルーホール内に充填さ
    れてビアが形成されたことを特徴とするセラミック回路
    基板。
  5. 【請求項5】 セラミック粉末は、平均粒径が3±0.
    5μmで、かつ粒度分布が粒径1〜5μmのものが90
    %以上であることを特徴とする請求項4記載のセラミッ
    ク回路基板。
  6. 【請求項6】 導体金属粉末がモリブデン粉末あるいは
    タングステン粉末であることを特徴とする請求項4また
    は5記載のセラミック回路基板。
  7. 【請求項7】 セラミック回路基板用導体ぺーストに用
    いるセラミック粉末とセラミック回路基板を形成するセ
    ラミック粉末が同一のセラミック粉末であることを特徴
    とする請求項4、5または6記載セラミック回路基板。
JP7201517A 1995-07-13 1995-07-13 セラミック回路基板用導体ぺースト及びセラミック回路基板 Pending JPH0936508A (ja)

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