JPH1116418A - 銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板 - Google Patents
銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板Info
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- JPH1116418A JPH1116418A JP16864097A JP16864097A JPH1116418A JP H1116418 A JPH1116418 A JP H1116418A JP 16864097 A JP16864097 A JP 16864097A JP 16864097 A JP16864097 A JP 16864097A JP H1116418 A JPH1116418 A JP H1116418A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】同時焼成して得られたビアホール導体とガラス
セラミック磁器との界面の接着強度が高く、安定した接
着強度が得られ、焼成過程での収縮率が一致してガラス
セラミック磁器表面のビアホール部に該ビアホール導体
が突出する等の異常がなく、かつ誘電率が低く、低抵抗
の導体を有する各種回路基板や高周波用多層配線基板等
に好適なガラスセラミック配線基板を得る。 【解決手段】主成分としてＣｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいは
Ｃｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物に、軟化
点が７００〜１０００℃のガラスフリットを総量で０．
５〜３５．０重量％含有したビアホール用の銅メタライ
ズ組成物を用いて８００〜１０００℃の温度でガラスセ
ラミック磁器と同時焼成する。
セラミック磁器との界面の接着強度が高く、安定した接
着強度が得られ、焼成過程での収縮率が一致してガラス
セラミック磁器表面のビアホール部に該ビアホール導体
が突出する等の異常がなく、かつ誘電率が低く、低抵抗
の導体を有する各種回路基板や高周波用多層配線基板等
に好適なガラスセラミック配線基板を得る。 【解決手段】主成分としてＣｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいは
Ｃｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物に、軟化
点が７００〜１０００℃のガラスフリットを総量で０．
５〜３５．０重量％含有したビアホール用の銅メタライ
ズ組成物を用いて８００〜１０００℃の温度でガラスセ
ラミック磁器と同時焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスセラミック
磁器と同時焼成が可能なビアホール用の銅メタライズ組
成物、及び該銅メタライズ組成物を用いてガラスセラミ
ック磁器と同時焼成し、ガラスセラミック磁器から成る
絶縁基体に対して良好な収縮整合性による高い接着強度
を有する低抵抗のビアホール導体を形成した各種回路基
板や高周波用多層配線基板等に好適なガラスセラミック
配線基板に関するものである。
磁器と同時焼成が可能なビアホール用の銅メタライズ組
成物、及び該銅メタライズ組成物を用いてガラスセラミ
ック磁器と同時焼成し、ガラスセラミック磁器から成る
絶縁基体に対して良好な収縮整合性による高い接着強度
を有する低抵抗のビアホール導体を形成した各種回路基
板や高周波用多層配線基板等に好適なガラスセラミック
配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子
を収容する半導体素子収納用パッケージや、半導体素子
の他に各種電子部品を搭載した混成集積回路装置等の各
種配線基板用絶縁基体としては、電気絶縁性や化学的安
定性等の特性に優れていることからアルミナ質セラミッ
クスが多用されてきた。
を収容する半導体素子収納用パッケージや、半導体素子
の他に各種電子部品を搭載した混成集積回路装置等の各
種配線基板用絶縁基体としては、電気絶縁性や化学的安
定性等の特性に優れていることからアルミナ質セラミッ
クスが多用されてきた。
【０００３】しかし、近年、高周波化及び高密度化が進
むＩＣやＬＳＩ等の半導体素子を搭載する配線基板に
は、前記アルミナ質セラミックスから成る絶縁基体より
も更に低い誘電率と、より低い配線抵抗が要求されるよ
うになり、かかる絶縁基体としてはガラスセラミックス
が、また前記ガラスセラミックスと同時焼成できる焼成
温度が低い低抵抗導体としては、例えば、銅（Ｃｕ）や
金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）で配線層を形成することが注目
されるようになっている。
むＩＣやＬＳＩ等の半導体素子を搭載する配線基板に
は、前記アルミナ質セラミックスから成る絶縁基体より
も更に低い誘電率と、より低い配線抵抗が要求されるよ
うになり、かかる絶縁基体としてはガラスセラミックス
が、また前記ガラスセラミックスと同時焼成できる焼成
温度が低い低抵抗導体としては、例えば、銅（Ｃｕ）や
金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）で配線層を形成することが注目
されるようになっている。
【０００４】前記ガラスセラミックスから成る絶縁基体
は、高周波化及び高密度化が進む通信分野で使用する配
線基板用に、低抵抗導体と組み合わせたガラスセラミッ
ク配線基板として開発が進められており、とりわけ低抵
抗導体としてＣｕによる配線化が鋭意開発されている。
は、高周波化及び高密度化が進む通信分野で使用する配
線基板用に、低抵抗導体と組み合わせたガラスセラミッ
ク配線基板として開発が進められており、とりわけ低抵
抗導体としてＣｕによる配線化が鋭意開発されている。
【０００５】係るガラスセラミック配線基板は、一般に
はガラスセラミック原料粉末と有機バインダー、溶媒を
用いて調製した泥漿をドクターブレード法等のシート成
形方法で成形した後、得られたガラスセラミックグリー
ンシートにビアホール等を打ち抜き加工し、該ビアホー
ルに銅メタライズ組成物を含む銅ペーストを充填した
後、グリーンシート上に同様の銅ペーストを用いて所定
の配線パターンを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜
手法により印刷形成した複数枚を加圧積層し、次いで該
積層体を加熱してバインダーを除去した後、焼成するこ
とにより作製されていた。
はガラスセラミック原料粉末と有機バインダー、溶媒を
用いて調製した泥漿をドクターブレード法等のシート成
形方法で成形した後、得られたガラスセラミックグリー
ンシートにビアホール等を打ち抜き加工し、該ビアホー
ルに銅メタライズ組成物を含む銅ペーストを充填した
後、グリーンシート上に同様の銅ペーストを用いて所定
の配線パターンを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜
手法により印刷形成した複数枚を加圧積層し、次いで該
積層体を加熱してバインダーを除去した後、焼成するこ
とにより作製されていた。
【０００６】以上のような目的に適用される銅メタライ
ズ組成物として、銅又は銅合金を主成分とした低温焼成
型の導電性ペーストが提案されている（特開平１−１１
２６０５号公報、特開昭６３−３０１４０５号公報参
照）。
ズ組成物として、銅又は銅合金を主成分とした低温焼成
型の導電性ペーストが提案されている（特開平１−１１
２６０５号公報、特開昭６３−３０１４０５号公報参
照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案の導電性ペーストはガラスセラミックグリーンシート
に穿孔されたビアホールに充填した場合、ガラスセラミ
ックスとの濡れ性に問題があるため、形成されたビアホ
ール導体とガラスセラミック磁器との接着強度が弱いと
いう課題があった。
案の導電性ペーストはガラスセラミックグリーンシート
に穿孔されたビアホールに充填した場合、ガラスセラミ
ックスとの濡れ性に問題があるため、形成されたビアホ
ール導体とガラスセラミック磁器との接着強度が弱いと
いう課題があった。
【０００８】その上、ガラスセラミックスと同時焼成す
る際、前記銅メタライズ組成物とガラスセラミック磁器
との焼結開始温度が異なることにより焼成過程での収縮
にズレを生じる結果、ビアホール導体がガラスセラミッ
ク磁器表面より不用意に突出してしまい、その結果、半
導体素子のシリコンチップ接続部の凹凸による接続不良
や、各種チップ部品の接続不良、あるいはワイヤーボン
ディングの接続不良が発生するという課題もあった。
る際、前記銅メタライズ組成物とガラスセラミック磁器
との焼結開始温度が異なることにより焼成過程での収縮
にズレを生じる結果、ビアホール導体がガラスセラミッ
ク磁器表面より不用意に突出してしまい、その結果、半
導体素子のシリコンチップ接続部の凹凸による接続不良
や、各種チップ部品の接続不良、あるいはワイヤーボン
ディングの接続不良が発生するという課題もあった。
【０００９】
【発明の目的】本発明は前記課題を解消せんとして成さ
れたもので、その目的は、先ずビアホールに充填された
銅メタライズ組成物とガラスセラミック磁器とを同時焼
成することができ、同時焼成して得られたビアホール導
体とガラスセラミック磁器との界面の接着強度が高く、
安定した接着強度が得られ、しかも焼成過程での収縮率
が一致してガラスセラミック磁器表面のビアホール部に
該ビアホール導体が突出する等の異常形態がなく、かつ
誘電率が低く、低抵抗の導体を有する各種回路基板や高
周波用多層配線基板等に好適なガラスセラミック配線基
板を提供することにある。
れたもので、その目的は、先ずビアホールに充填された
銅メタライズ組成物とガラスセラミック磁器とを同時焼
成することができ、同時焼成して得られたビアホール導
体とガラスセラミック磁器との界面の接着強度が高く、
安定した接着強度が得られ、しかも焼成過程での収縮率
が一致してガラスセラミック磁器表面のビアホール部に
該ビアホール導体が突出する等の異常形態がなく、かつ
誘電率が低く、低抵抗の導体を有する各種回路基板や高
周波用多層配線基板等に好適なガラスセラミック配線基
板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意研究
の結果、Ｃｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいはＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混
合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物を主成分とするビアホール
用の銅メタライズ組成物中に含有させるガラスフリット
の軟化点が７００〜１０００℃で、絶縁基体のガラスセ
ラミック磁器との熱膨張差が１ｐｐｍ／℃以内に制御す
ることにより、ビアホールに充填した銅メタライズ組成
物とガラスセラミック磁器との接着強度を高く維持しな
がら、ビアホール導体のガラスセラミック磁器表面より
の突出等の異常形態も低減できることを知見した。
の結果、Ｃｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいはＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混
合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物を主成分とするビアホール
用の銅メタライズ組成物中に含有させるガラスフリット
の軟化点が７００〜１０００℃で、絶縁基体のガラスセ
ラミック磁器との熱膨張差が１ｐｐｍ／℃以内に制御す
ることにより、ビアホールに充填した銅メタライズ組成
物とガラスセラミック磁器との接着強度を高く維持しな
がら、ビアホール導体のガラスセラミック磁器表面より
の突出等の異常形態も低減できることを知見した。
【００１１】即ち、本発明の銅メタライズ組成物は、８
００〜１０００℃の温度でガラスセラミック磁器と同時
焼成可能なビアホール用の銅メタライズ組成物であり、
該組成物は、主成分としてＣｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいは
Ｃｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物に、軟化
点が７００〜１０００℃のガラスフリットを有機ビヒク
ルを含む総量に対して０．５〜３５．０重量％含有する
ことを特徴とするものである。
００〜１０００℃の温度でガラスセラミック磁器と同時
焼成可能なビアホール用の銅メタライズ組成物であり、
該組成物は、主成分としてＣｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいは
Ｃｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物に、軟化
点が７００〜１０００℃のガラスフリットを有機ビヒク
ルを含む総量に対して０．５〜３５．０重量％含有する
ことを特徴とするものである。
【００１２】とりわけ、前記ガラスフリットの含有量
は、総量で１５．０〜２５．０重量％であることがより
望ましいものである。
は、総量で１５．０〜２５．０重量％であることがより
望ましいものである。
【００１３】また、本発明の銅メタライズ組成物を用い
たガラスセラミック配線基板は、軟化点が７００〜１０
００℃のガラスフリットを、Ｃｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるい
はＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物から成
る主成分に対して、有機ビヒクルを含む総量に対して
０．５〜３５．０重量％含有した銅メタライズ組成物
を、窒素雰囲気中、８００〜１０００℃の温度でガラス
セラミック磁器と同時焼成して形成したビアホール導体
を有することを特徴とするものである。
たガラスセラミック配線基板は、軟化点が７００〜１０
００℃のガラスフリットを、Ｃｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるい
はＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物から成
る主成分に対して、有機ビヒクルを含む総量に対して
０．５〜３５．０重量％含有した銅メタライズ組成物
を、窒素雰囲気中、８００〜１０００℃の温度でガラス
セラミック磁器と同時焼成して形成したビアホール導体
を有することを特徴とするものである。
【００１４】とりわけ、前記銅メタライズ組成物中のガ
ラスフリットの含有量は、総量で１５．０〜２５．０重
量％であることがより望ましいものである。
ラスフリットの含有量は、総量で１５．０〜２５．０重
量％であることがより望ましいものである。
【００１５】
【作用】本発明によれば、ビアホール用の銅メタライズ
組成物は、軟化点が７００〜１０００℃のガラスフリッ
トを含有することから、８００〜１０００℃の温度で同
時焼成できると共に、絶縁基体との熱膨張率の整合が得
られることから、前記温度で同時焼成すると、該ガラス
フリットがガラスセラミック磁器と反応し、銅メタライ
ズ中のガラスと絶縁基体のガラスセラミック磁器とが相
互拡散して接着強度が向上、即ち、ビアホール導体とガ
ラスセラミック磁器との接着強度が向上すると共に、前
記ガラスフリットの焼成収縮とガラスセラミック磁器へ
のガラスの相互拡散によりビアホールに充填された銅メ
タライズ組成物の収縮が促進され、その結果、ガラスセ
ラミック磁器表面におけるビアホール導体の突出等の異
常形態が極めて小さいガラスセラミック配線基板を得る
ことができる。
組成物は、軟化点が７００〜１０００℃のガラスフリッ
トを含有することから、８００〜１０００℃の温度で同
時焼成できると共に、絶縁基体との熱膨張率の整合が得
られることから、前記温度で同時焼成すると、該ガラス
フリットがガラスセラミック磁器と反応し、銅メタライ
ズ中のガラスと絶縁基体のガラスセラミック磁器とが相
互拡散して接着強度が向上、即ち、ビアホール導体とガ
ラスセラミック磁器との接着強度が向上すると共に、前
記ガラスフリットの焼成収縮とガラスセラミック磁器へ
のガラスの相互拡散によりビアホールに充填された銅メ
タライズ組成物の収縮が促進され、その結果、ガラスセ
ラミック磁器表面におけるビアホール導体の突出等の異
常形態が極めて小さいガラスセラミック配線基板を得る
ことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の銅メタライズ組成
物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板について
詳述する。
物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板について
詳述する。
【００１７】本発明の銅メタライズ組成物は、Ｃｕ又は
Ｃｕ2 Ｏ、あるいはＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−Ｃ
ｕＯ混合物を主成分とし、ガラスセラミック磁器と相互
拡散するガラスフリットとして、その軟化点が７００〜
１０００℃で、前記主成分に対してその含有量が有機ビ
ヒクルを含む総量に対して０．５〜３５．０重量％を占
めるものである。
Ｃｕ2 Ｏ、あるいはＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−Ｃ
ｕＯ混合物を主成分とし、ガラスセラミック磁器と相互
拡散するガラスフリットとして、その軟化点が７００〜
１０００℃で、前記主成分に対してその含有量が有機ビ
ヒクルを含む総量に対して０．５〜３５．０重量％を占
めるものである。
【００１８】本発明において、銅メタライズ組成物中の
主成分は、平均粒径が１〜１０μｍ（ＢＥＴ法による比
表面積は０．１〜０．５ｍ2 ／ｇ）、好ましくは平均粒
径が３〜６μｍ（ＢＥＴ法による比表面積は０．２〜
０．４ｍ2 ／ｇ）の球状粉末を用いるのが好ましい。
主成分は、平均粒径が１〜１０μｍ（ＢＥＴ法による比
表面積は０．１〜０．５ｍ2 ／ｇ）、好ましくは平均粒
径が３〜６μｍ（ＢＥＴ法による比表面積は０．２〜
０．４ｍ2 ／ｇ）の球状粉末を用いるのが好ましい。
【００１９】また、主成分のＣｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるい
はＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物は、い
ずれも焼結後はＣｕに還元されて導体となるものである
が、特にビアホール導体の突出を抑制し、かつその比抵
抗を小さくするという点からは、Ｃｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物
又はＣｕ−ＣｕＯ混合物がより望ましい。
はＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物は、い
ずれも焼結後はＣｕに還元されて導体となるものである
が、特にビアホール導体の突出を抑制し、かつその比抵
抗を小さくするという点からは、Ｃｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物
又はＣｕ−ＣｕＯ混合物がより望ましい。
【００２０】次に、本発明におけるガラスフリットとし
ては、例えば鉛ホウケイ酸ガラスやホウケイ酸ガラス、
亜鉛ホウケイ酸ガラス、リチウムケイ酸ガラス、シリカ
（ＳｉＯ2 ）等が挙げられ、特にガラスセラミック磁器
との成分適合という点からは、ホウケイ酸ガラスやシリ
カ（ＳｉＯ2 ）が望ましい。
ては、例えば鉛ホウケイ酸ガラスやホウケイ酸ガラス、
亜鉛ホウケイ酸ガラス、リチウムケイ酸ガラス、シリカ
（ＳｉＯ2 ）等が挙げられ、特にガラスセラミック磁器
との成分適合という点からは、ホウケイ酸ガラスやシリ
カ（ＳｉＯ2 ）が望ましい。
【００２１】また、前記ガラスフリットは球状粉末であ
り、平均粒径が０．５〜１０μｍ、好ましくは２〜７μ
ｍが最適である。
り、平均粒径が０．５〜１０μｍ、好ましくは２〜７μ
ｍが最適である。
【００２２】一方、前記ガラスフリットの軟化点が７０
０℃未満のものでは、ガラスセラミック磁器と焼結の不
整合が起こり、一方的にガラスセラミック中への拡散を
生じて接着強度が発現せず、また、前記軟化点が１００
０℃を越えると前記同様、焼結の不整合により、銅メタ
ライズ組成物の焼結不良が発生するため、本発明のガラ
スフリットの軟化点は７００〜１０００℃に特定され、
特に焼結温度の整合性の点では８００〜１０００℃の軟
化点を有するものが最も望ましい。
０℃未満のものでは、ガラスセラミック磁器と焼結の不
整合が起こり、一方的にガラスセラミック中への拡散を
生じて接着強度が発現せず、また、前記軟化点が１００
０℃を越えると前記同様、焼結の不整合により、銅メタ
ライズ組成物の焼結不良が発生するため、本発明のガラ
スフリットの軟化点は７００〜１０００℃に特定され、
特に焼結温度の整合性の点では８００〜１０００℃の軟
化点を有するものが最も望ましい。
【００２３】他方、かかるガラスフリットの含有量が、
前記主成分に対して有機ビヒクルを含む総量に対して
０．５重量％未満の場合には、ビアホール導体の突出を
抑制する効果が極めて小さく、３５．０重量％を越える
とヒアホール部の比抵抗が１０μΩ・ｃｍを越えるた
め、その含有量は０．５〜３５．０重量％の範囲に特定
される。
前記主成分に対して有機ビヒクルを含む総量に対して
０．５重量％未満の場合には、ビアホール導体の突出を
抑制する効果が極めて小さく、３５．０重量％を越える
とヒアホール部の比抵抗が１０μΩ・ｃｍを越えるた
め、その含有量は０．５〜３５．０重量％の範囲に特定
される。
【００２４】特に、前記ビアホール導体の突出とビアホ
ール部の比抵抗を両立させるという点では、前記ガラス
フリットの含有量は１５．０〜２５．０重量％であるこ
とがより望ましい。
ール部の比抵抗を両立させるという点では、前記ガラス
フリットの含有量は１５．０〜２５．０重量％であるこ
とがより望ましい。
【００２５】次に、本発明のガラスセラミック配線基板
は、前記銅メタライズ組成物を窒素雰囲気中、８００〜
１０００℃の温度でガラスセラミック磁器と同時焼成し
て形成したビアホール導体を有するものである。
は、前記銅メタライズ組成物を窒素雰囲気中、８００〜
１０００℃の温度でガラスセラミック磁器と同時焼成し
て形成したビアホール導体を有するものである。
【００２６】即ち、前記ビアホール導体は、本発明の銅
メタライズ組成物を使用して前記焼成条件で焼成するこ
とにより、ガラスセラミック配線基板と前記銅メタライ
ズ組成物を同時焼成して得られる焼結物には、接着強度
上、あるいはビアホール導体の突出に関わる不具合は発
生しない。
メタライズ組成物を使用して前記焼成条件で焼成するこ
とにより、ガラスセラミック配線基板と前記銅メタライ
ズ組成物を同時焼成して得られる焼結物には、接着強度
上、あるいはビアホール導体の突出に関わる不具合は発
生しない。
【００２７】次に、前記銅メタライズ組成物を用いて銅
ペーストを調製する場合、該銅メタライズ組成物に添加
される有機ビヒクル中のバインダーには、窒素雰囲気中
での熱分解性が優れたアクリル系バインダーが、具体的
には分子量が５０万以下のアクリル樹脂を用いるのが望
ましく、前記ビヒクルの溶剤にはジブチルフタレート、
ジオクチルフタレート等が好適であり、前記銅ペースト
は無機成分１００重量部に対してバインダーを１．０〜
１０．０重量部と溶媒を添加混合して調製される。
ペーストを調製する場合、該銅メタライズ組成物に添加
される有機ビヒクル中のバインダーには、窒素雰囲気中
での熱分解性が優れたアクリル系バインダーが、具体的
には分子量が５０万以下のアクリル樹脂を用いるのが望
ましく、前記ビヒクルの溶剤にはジブチルフタレート、
ジオクチルフタレート等が好適であり、前記銅ペースト
は無機成分１００重量部に対してバインダーを１．０〜
１０．０重量部と溶媒を添加混合して調製される。
【００２８】また、本発明に適用されるガラスセラミッ
ク磁器組成物としては、ガラス成分とセラミックフィラ
ー成分とから成るものを用い、ガラス成分としては特に
限定されるものではないが、Ｃｕとの熱膨張差を小さく
することができるリチウム系結晶化ガラスが望ましく、
ビアホール導体との接着強度が向上することが可能とな
る。
ク磁器組成物としては、ガラス成分とセラミックフィラ
ー成分とから成るものを用い、ガラス成分としては特に
限定されるものではないが、Ｃｕとの熱膨張差を小さく
することができるリチウム系結晶化ガラスが望ましく、
ビアホール導体との接着強度が向上することが可能とな
る。
【００２９】尚、前記ガラスセラミック磁器中のガラス
成分がリチウム珪酸系ガラス、特に結晶性ガラスである
場合、銅メタライズ組成物中には金属酸化物としてＡｌ
2 Ｏ3 やＮｉ等の金属を添加することにより、あるいは
それらを組み合わせて添加することにより、前記ガラス
成分の粘性を効果的に低下させ、かつガラス成分をＣｕ
粒子間に浸透させることもできる。
成分がリチウム珪酸系ガラス、特に結晶性ガラスである
場合、銅メタライズ組成物中には金属酸化物としてＡｌ
2 Ｏ3 やＮｉ等の金属を添加することにより、あるいは
それらを組み合わせて添加することにより、前記ガラス
成分の粘性を効果的に低下させ、かつガラス成分をＣｕ
粒子間に浸透させることもできる。
【００３０】一方、前記セラミックフィラー成分として
は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、ＣａＯ、フォルス
テライト等を用いることができる。
は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、ＣａＯ、フォルス
テライト等を用いることができる。
【００３１】次に、ガラスセラミック配線基板の絶縁基
体は、例えばリチウム珪酸系ガラスとセラミックフィラ
ーから成る原料粉末に窒素雰囲気下で熱分解性に優れた
分子量が５０万以下の有機バインダーと可塑剤、溶媒等
を適宜添加して調製した泥漿を周知のシート成形法で成
形する。
体は、例えばリチウム珪酸系ガラスとセラミックフィラ
ーから成る原料粉末に窒素雰囲気下で熱分解性に優れた
分子量が５０万以下の有機バインダーと可塑剤、溶媒等
を適宜添加して調製した泥漿を周知のシート成形法で成
形する。
【００３２】かくして得られたグリーンシート表面の所
定位置に前述のような銅メタライズ組成物を含有したペ
ーストを用いてビアホールに充填すると共に、同様のペ
ーストを用いて導体パターンを形成した後、それらを位
置合わせして複数枚加圧積層する。
定位置に前述のような銅メタライズ組成物を含有したペ
ーストを用いてビアホールに充填すると共に、同様のペ
ーストを用いて導体パターンを形成した後、それらを位
置合わせして複数枚加圧積層する。
【００３３】その後、前記積層体を加熱処理して脱バイ
ンダーし、引き続いて窒素雰囲気中、８００〜１０００
℃、より望ましくは８５０〜９５０℃の温度でガラスセ
ラミック磁器と銅メタライズ組成物を同時焼成すること
により、本発明の銅メタライズ組成物から成るビアホー
ル導体を有するガラスセラミック配線基板を得ることが
できる。
ンダーし、引き続いて窒素雰囲気中、８００〜１０００
℃、より望ましくは８５０〜９５０℃の温度でガラスセ
ラミック磁器と銅メタライズ組成物を同時焼成すること
により、本発明の銅メタライズ組成物から成るビアホー
ル導体を有するガラスセラミック配線基板を得ることが
できる。
【００３４】
【実施例】本発明の銅メタライズ組成物及びそれを用い
たガラスセラミック配線基板について、一実施例に基づ
き以下のように評価した。
たガラスセラミック配線基板について、一実施例に基づ
き以下のように評価した。
【００３５】先ず、平均粒径が５μｍの銅メタライズ組
成物の主成分に対して、軟化点が異なる種々のガラスフ
リットを有機ビヒクルを含む総量に対して表１に示す割
合で秤量し、それに分子量と添加量を適宜調整した有機
バインダーと溶媒を添加して混練し、ペースト状のビア
ホール用及び導体パターン用の銅メタライズ用試料をそ
れぞれ作製した。
成物の主成分に対して、軟化点が異なる種々のガラスフ
リットを有機ビヒクルを含む総量に対して表１に示す割
合で秤量し、それに分子量と添加量を適宜調整した有機
バインダーと溶媒を添加して混練し、ペースト状のビア
ホール用及び導体パターン用の銅メタライズ用試料をそ
れぞれ作製した。
【００３６】一方、８００〜１０００℃の温度で焼結す
る組成となるように、リチウム珪酸系ガラスにフィラー
成分としてセラミック粉末を添加した原料粉末に、アク
リル系樹脂の有機バインダーと可塑剤、溶媒を加えて調
製した泥漿を、ドクターブレード法により、絶縁基板を
構成する厚さが０．２ｍｍのグリーンシートを成形し
た。
る組成となるように、リチウム珪酸系ガラスにフィラー
成分としてセラミック粉末を添加した原料粉末に、アク
リル系樹脂の有機バインダーと可塑剤、溶媒を加えて調
製した泥漿を、ドクターブレード法により、絶縁基板を
構成する厚さが０．２ｍｍのグリーンシートを成形し
た。
【００３７】かくして得られたグリーンシートをＮＣパ
ンチング装置により、孔径が０．１５ｍｍのビアホール
を穿孔した後、該ビアホールに前記ビアホール用の銅メ
タライズ用試料を印刷法により充填し、更にその上面に
導体パターン用の銅メタライズ用試料を用いて所定パタ
ーンを印刷形成した。
ンチング装置により、孔径が０．１５ｍｍのビアホール
を穿孔した後、該ビアホールに前記ビアホール用の銅メ
タライズ用試料を印刷法により充填し、更にその上面に
導体パターン用の銅メタライズ用試料を用いて所定パタ
ーンを印刷形成した。
【００３８】次いで、銅メタライズ用試料をビアホール
に充填し、所定パターンを形成した前記グリーンシート
を複数枚積層した後、窒素雰囲気中で加熱して脱バイン
ダー処理し、次いで表１に示す温度でビアホール導体お
よび配線導体、絶縁基板を同時焼成して評価用のガラス
セラミック配線基板を作製した。
に充填し、所定パターンを形成した前記グリーンシート
を複数枚積層した後、窒素雰囲気中で加熱して脱バイン
ダー処理し、次いで表１に示す温度でビアホール導体お
よび配線導体、絶縁基板を同時焼成して評価用のガラス
セラミック配線基板を作製した。
【００３９】前記評価用のガラスセラミック配線基板を
用いて、該配線基板の両面を貫通するビアホール部を４
端子法により抵抗を測定すると共に、該配線基板の厚さ
とビアホール径を測定して比抵抗を算出し、その平均値
を求めた。
用いて、該配線基板の両面を貫通するビアホール部を４
端子法により抵抗を測定すると共に、該配線基板の厚さ
とビアホール径を測定して比抵抗を算出し、その平均値
を求めた。
【００４０】また、ビアホール部の突出高さは、表面粗
さ計を用いて触針法により測定し、その平均値を求める
と共に、該ビアホール部にシリコンチップを実装して該
シリコンチップ直下のボイドの発生を調査したところ、
突出高さが３５μｍ未満のものがボイド発生率が１０％
以内であり、それを越えるものを不良と判定した。
さ計を用いて触針法により測定し、その平均値を求める
と共に、該ビアホール部にシリコンチップを実装して該
シリコンチップ直下のボイドの発生を調査したところ、
突出高さが３５μｍ未満のものがボイド発生率が１０％
以内であり、それを越えるものを不良と判定した。
【００４１】次に、メッキ性はビアホール部に先ず、Ｎ
ｉメッキを３μｍ厚で、対でＡｕメッキを１μｍ厚で被
覆処理して、メッキの欠けの有無で評価した。
ｉメッキを３μｍ厚で、対でＡｕメッキを１μｍ厚で被
覆処理して、メッキの欠けの有無で評価した。
【００４２】一方、シリコンチップとの接続信頼性につ
いて、前記シリコンチップ直下のボイドを超音波探傷法
により計測してボイド発生率が５％以下を優、１０％以
下を良、１０％を越えるものを不良と判定した。
いて、前記シリコンチップ直下のボイドを超音波探傷法
により計測してボイド発生率が５％以下を優、１０％以
下を良、１０％を越えるものを不良と判定した。
【００４３】以上の個別の評価に基づき、優、良、不良
と総合評価した。
と総合評価した。
【００４４】
【表１】
【００４５】表から明らかなように、本発明の請求範囲
外のものはいずれもビアホール部の比抵抗が大きかった
り、突出高さが３５μｍ以上と突出していたり、メッキ
の欠けがあったり、シリコンチップとの接続信頼性に欠
けるものであったりして、全てを満足するものではない
のに対して、本発明ではビアホール部に要求される前記
項目を全て満足するものであることが分かる。
外のものはいずれもビアホール部の比抵抗が大きかった
り、突出高さが３５μｍ以上と突出していたり、メッキ
の欠けがあったり、シリコンチップとの接続信頼性に欠
けるものであったりして、全てを満足するものではない
のに対して、本発明ではビアホール部に要求される前記
項目を全て満足するものであることが分かる。
【００４６】尚、本発明は前記詳述した実施例に何ら限
定されるものではない。
定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の銅メタ
ライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基
板は、Ｃｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいはＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合
物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物を主成分とし、該主成分に軟
化点が７００〜１０００℃のガラスフリットを有機ビヒ
クルを含む総量に対して、０．５〜３５．０重量％含有
したガラスセラミック磁器と同時焼成可能なビアホール
用の銅メタライズ組成物を用いて作製したことから、該
銅メタライズ組成物中のガラスフリットが絶縁基体であ
るガラスセラミック磁器と反応すると共に、ビアホール
用の銅メタライズ組成物の収縮が促進され、ガラスセラ
ミック磁器との接着強度が高く維持され、ビアホール導
体のガラスセラミック磁器表面への突出も極めて微小と
なるガラスセラミック配線基板を得ることができる。
ライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基
板は、Ｃｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいはＣｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合
物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物を主成分とし、該主成分に軟
化点が７００〜１０００℃のガラスフリットを有機ビヒ
クルを含む総量に対して、０．５〜３５．０重量％含有
したガラスセラミック磁器と同時焼成可能なビアホール
用の銅メタライズ組成物を用いて作製したことから、該
銅メタライズ組成物中のガラスフリットが絶縁基体であ
るガラスセラミック磁器と反応すると共に、ビアホール
用の銅メタライズ組成物の収縮が促進され、ガラスセラ
ミック磁器との接着強度が高く維持され、ビアホール導
体のガラスセラミック磁器表面への突出も極めて微小と
なるガラスセラミック配線基板を得ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 古久保 洋二 鹿児島県国分市山下町１番４号 京セラ株 式会社総合研究所内 (72)発明者 田代 達也 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社鹿児島国分工場内
Claims (4)
- 【請求項１】８００〜１０００℃の温度でガラスセラミ
ック磁器と同時焼成可能なビアホール用の銅メタライズ
組成物であって、主成分のＣｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいは
Ｃｕ−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物に対し
て、軟化点が７００〜１０００℃のガラスフリットを総
量で０．５〜３５．０重量％含有したことを特徴とする
銅メタライズ組成物。 - 【請求項２】前記ガラスフリットを総量で１５．０〜２
５．０重量％含有したことを特徴とする請求項１記載の
銅メタライズ組成物。 - 【請求項３】主成分のＣｕ又はＣｕ2 Ｏ、あるいはＣｕ
−Ｃｕ2 Ｏ混合物又はＣｕ−ＣｕＯ混合物に対して、軟
化点が７００〜１０００℃のガラスフリットを総量で
０．５〜３５．０重量％含有した銅メタライズ組成物
を、窒素雰囲気中、８００〜１０００℃の温度でガラス
セラミック磁器と同時焼成して形成したビアホール導体
を有することを特徴とするガラスセラミック配線基板。 - 【請求項４】前記銅メタライズ組成物中のガラスフリッ
トの含有量が総量で１５．０〜２５．０重量％であるこ
とを特徴とする請求項３記載のガラスセラミック配線基
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16864097A JPH1116418A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16864097A JPH1116418A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1116418A true JPH1116418A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15871793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16864097A Pending JPH1116418A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1116418A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002198460A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-12 | Kyocera Corp | 多数個取り配線基板 |
| US6855399B2 (en) | 2002-07-17 | 2005-02-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Copper paste and wiring board using the same |
| JP2006093003A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Kyocera Corp | 導体ペーストおよびそれを用いた配線基板の製造方法 |
| JP2010239136A (ja) * | 2002-07-17 | 2010-10-21 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板 |
| WO2013089128A1 (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | 株式会社村田製作所 | 導電性組成物、多層セラミック基板およびその製造方法 |
| CN113853660A (zh) * | 2019-07-24 | 2021-12-28 | 肖特（日本）株式会社 | 气密端子 |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP16864097A patent/JPH1116418A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002198460A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-12 | Kyocera Corp | 多数個取り配線基板 |
| US6855399B2 (en) | 2002-07-17 | 2005-02-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Copper paste and wiring board using the same |
| JP2010239136A (ja) * | 2002-07-17 | 2010-10-21 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板 |
| EP2343956A1 (en) | 2002-07-17 | 2011-07-13 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Copper paste and wiring board using the same |
| JP2006093003A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Kyocera Corp | 導体ペーストおよびそれを用いた配線基板の製造方法 |
| WO2013089128A1 (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | 株式会社村田製作所 | 導電性組成物、多層セラミック基板およびその製造方法 |
| CN113853660A (zh) * | 2019-07-24 | 2021-12-28 | 肖特（日本）株式会社 | 气密端子 |
| CN113853660B (zh) * | 2019-07-24 | 2023-08-25 | 肖特（日本）株式会社 | 气密端子 |
| US12230421B2 (en) | 2019-07-24 | 2025-02-18 | Schott Japan Corporation | Hermetic terminal |
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