JPS62219997A

JPS62219997A - 低温焼成セラミツクス配線基板

Info

Publication number: JPS62219997A
Application number: JP6279686A
Authority: JP
Inventors: 福田　順三; 河辺　洋; 進西垣
Original assignee: Narumi China Corp
Current assignee: Narumi China Corp
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1987-09-28
Also published as: JPH0369194B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、セラミックス多層配線基板、殊に低温焼成が
可能なセラミックスの多層配線基板に関するものである
。

（従来技術）従来、一般的には、アルミナ系の基体上にＷ又はＭｏの
導体が載置される高温焼成多層配線基板が使用されてい
る。しかしながら、この高温焼成多層配線基板では、ア
ルミナの誘電率が高く、導電抵抗も高いため、信号伝播
遅延時間も長くなシコンピユータ等の高速化、高性能化
の障害となっていた。

そこで、高温焼成多層配線基板に代わるものとして低融
点ガラスにアルミナを添加したセラミックス基板上に、
　Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の低抵抗金属からなる導体を互い
に多層に積層した低温焼成セラミックス多層配線基板の
開発が進められている。

Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の低抵抗金属を導体とした低温焼成
セラミックス多層配線基板は、　Ｗ　、Ｍｏ等の高融点
金属を導体とした高温焼成セラミックス多層配線基板に
比較して ■　セラミックスの誘電率が小さく、信号伝播速度が速
い。

■　高電気伝導性金属を導体として使用できるため配線
抵抗が小さい。

■　空気中で８００〜１０００’Ｃで焼成可能である。

等の優れた特徴を有している。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来の低温焼成セラミックス多層配線基
板は、斯かる導体と基体との付着強度が弱いという欠点
があり、１５０℃程度の熱エージング後の付着強度は、
特に弱いことが判明した。

また、導体成分とセラミックス成分との収縮挙動の差が
大きいため、焼成後反シが発生するという欠点がある。

一方、　ＲｕＯ□域はＢｉ２Ｒｕ２Ｏ７等とガラス成分
とよりなる抵抗体を多層配線基板内に内蔵する場合には
保護層としてセラミックグリーンシートと同一の材料を
用いていた。しかし、この材料では、焼成後のレーザト
リミング作業において、レーザの吸収が悪く、抵抗値の
調整に長時間を要すると共に。

調整後の抵抗値の変化率が大きく、所定の抵抗値を得ら
れない欠点がある。

更に、セラミックス成分と導体成分との付着強度が弱い
場合、この欠点を解消するために、セラミックス中にガ
ラスフリットを添加すること或は。

ＣｕＯ等アルミナ成分と化学反応を起させる添加物を加
える方法等が試みられている。しかしながら。

これらの方法を低温焼成セラミックス多層配線基板に適
応した場合、ガラスフリットの添加は導体の半田ぬれ性
を悪くシ、かつ焼成時の反りを大きくするという欠点が
ある。

また、　ＣｕＯの添加はＣｕＯがガラス中に拡散してし
まい接着強度を高める効果は殆んどないと共に。

焼成時の反りも大きくなる等、いずれの方法も十分満足
の行く解決手段とはなシ得ながった。

本発明は従来の低温焼成セラミックス多層配線基板の欠
点を解消した。基板強度が強く、セラミックス基体と導
体との付着強度、半田ぬれ性及び焼成時の反り等のいず
れもが実用上十分満足の行く良好な特性を有する低温焼
成セラミックス多層配線基板を得ることを目的とするも
のである。

（問題点を解決するだめの手段）本発明では、基体上に直接導体を被着するのを避け、基
体と導体との間に、基体及び導体の双方と裏い付着強度
で付着する絶縁層を設けたセラミ、ラス多層配線基板が
得られる。

具体的に云えば１本発明は、低融点ガラスにアルミナを
添加した基体と、該基体に載置した導体とを有する低温
焼成セラミックス多層配線基板において、基体に絶縁層
を設け、この絶縁層上に前記導体を載置し、この絶縁層
は低融点ガラスにアルミナを添加し、さらに、　ＭｎＯ
□又はＣｒ　２０３を０．１〜１０．０重量％添加し、
かつ絶縁層は基体よりもアルミナ含有率の差が０〜２０
重量％多い組成であることを特徴とする低温焼成セラミ
ックス多層配線基板である。

尚、添加されるアルミナには、シリカ、コージェライト
、炭化硅素、窒化硅素、フォルステライト、ジルコニア
、スピネル等の不純物を１０％迄含んでいてもよい。

また、望ましくは、低融点がラスはＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３
−８ｉＯ□−Ｂ２０３又はＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−８１０
２−Ｂ２０．とし、クリーンシートと導体間の絶縁層と
の焼成後のアルミナ含有率の差がＯ乃至３０　ｗｔ％と
したものである。

また、絶縁体を基体上に被着する方法には２種々の方法
が適用される。例えば絶縁体をペースト化して印刷法に
て基体上に被着する方法、即ち。

エチルセルパース、アクリル樹脂、又ハブチ５−ル樹脂
等の樹脂成分をブチルカルピトール、ブチルカルピトー
ルアセテート、ラルビネオール等ノ溶剤に溶解して得ら
れるビヒクル中に絶縁体を分散させることにより、、−
ｅ−スト化した絶縁体を基体上に印刷して被着する方法
、または、絶縁体をテープ化し、加温加圧下で基体のグ
リーンシ一トに接着一体化する方法、絶縁体をシート化
し、その必要数量を加温加圧下で基体のグリーンシート
に一体化する方法等である。

（実施例）本発明に係る一実施例を説明する。

まず、低温焼成セラミックス配線基板は、導体が載置さ
れる基体（グリーンシート）と、基体と導体間に置かれ
る絶縁層とからなる。基体は第１表に示す屋１〜扁２の
２種類の組成のいずれかからなる低融点ガラスを含んで
いる。

第１表ガラス組成重量比更に、上記ガラス成分にアルミナを混合した組成を有し
ている。この基体を作成の際には、前記した組成に重量
比でアクリル樹脂１０％、トルエン３０％、イソプロピ
ルアルコール１０％及びジブチルフタレート５チを混合
してグリーンシートが形成される。また基体の表面上に
は前記基体材料ｉＣＭｎＯ２又はＣｒ２Ｏ３を重量比テ
０．１〜１０．０％添加した絶縁材料によって形成され
た絶縁体が被着される。

第２表導体ペースト組成重量比１６　　Ａｇ（平均０．１　ｐ）：　ｐａ（平均０．８
　μ）　’　Ｐｔ（平均０．１　μ）次に導体は、　Ａ
ｇ、Ｐｄ、Ｐｔ等よシ成シ、基体の焼成温度で焼結する
材質であれば良いので、第２表に示す如（、Ａｇ、Ｐｄ
、Ｐｔの配合を異ならしめたアル二の４種類の粉末を例
えばエチルセルロース、アクリル樹脂或はブチラール樹
脂等の有機成分をブチルカルピトール、ブチルカルピト
ールアセテート或はテレピネオール等の溶剤に溶解した
ピヒフル中に分散させた導体イーストとする。

上記したように、絶縁体中には、付着強度調整成分とし
てＣｒ　２０３又はＭｎＯ□が含まれているため。

この絶縁体に基体と導体とに対して高い付着強度を有し
ている。

以下余日第３表は１本発明の前述の実施例と比較例としての従来
例について、異なる絶縁体組成、基体（グリーンシート
）組成及び導体組成からなるものを９００℃〜１０００
℃の焼成温度で焼成したセラミックス配線基板（焼成物
）の組成及び導体特性を示したものである。

第３表の実施例１〜８は第１表のＡ１の組成を有するガ
ラス成分に混合割合を変えたアルミナとＣｒ２Ｏ３とを
加えてなる絶縁層と第１表のＡ１のガラス組成とアルミ
ナとを６０／４０の割合で含むグリーンシートとを組み
合せた場合を示している。

また、実施例９〜１８は第１表の屋１のガラス組成を有
するガラス成分に混合割合を変えたアルミナとＭｎ０２
とを加えてなる絶縁体と、第１表のＡ１のガラス組成と
アルミナとを６０／４０の割合で含有するグリーンシー
トとを組み合せた場合を示している。実施例１〜１８で
はいずれも導体として第２表の導体成分イを使用してい
る。

実施例１９は、第１表の煮２のガラス組成で。

金属クロムを５ｗｔ％添加した絶縁体である。更に。

実施例２０〜２２は絶縁体及びグリーンシートにおける
ガラスとアルミナとの混合割合が５０１５０及び６０／
４０にして導体組成を第２表に示す組成に変えたもので
ある。実施例２３は、絶縁体及びグリーンシートにおけ
るガラスとアルミナとの混合割合が同一（５０１５０）
の場合である。

尚、これらの実施例１〜２３はいずれもセラミックグリ
ーンシート（基体）と導体及び導体間絶縁体とを同時に
一体焼成したものである。

また、第３表の実施例２４は実施例１１と同一条件の材
料をグリーンシート上に導体間絶縁体を印刷して９００
℃で焼成した基板上に第２表の導体成分イからなる導体
ペーストを印刷して９００℃で焼成したものである。

実施例２５は、絶縁体をグリーンシート化し。

これと基体のグリーンシートとを温度１２０℃。

圧力２００　ｋｆ／ｃｍ’　、加圧時間１分で一体化し
たグリーンシートを用い１本発明の絶縁体上に導体ペー
ストイを印刷したものである。また実施例２６は、絶縁
体をグリーンシート化し、このグリーンンートのみを用
い、上記実施例２５と同一の条件で一体化したグリーン
シートを用いた例である。

実施例２６の様に、基体と絶縁体とをＭｎＯ３を含む同
一の組成としても、同様な効果が得られる。

このことは基体と絶縁体とのアルミナ含有率の差が０１
でもよいことを意味している。

第３表から明らかな通）比較例１１　、３／　、　４／
はいずれも引張強度が弱く、更に比較例２′は焼成後の
反りも大きいのに対し９本発明の実施例１〜９は。

いずれも半田ぬれ性１．５　ｍ＋ｓ以下、１５０℃熱エ
ージング後の引張強度１．２　ｋｇ／　２ｍ５１０以上
、焼成後の反り０．２０Ｗ／　１０ｓａ”以下であシ、
比較例として示す従来の低温焼成セラミックス多層配線
基板に比較して優れた特性を有している。

なお、半田ぬれ性は、　Ｓｎ／Ｐｄ　＝６０／　４０組
成で。

３．０φの半田ゴールを７２３０℃に加熱した導体上に
３０秒置きその拡がりを、半田高さく、、）を基準とし
て評価した。

以上の実施例と従来例との導体特性の比較結果から、明
らかな通り、絶縁体にＣｒ２Ｏ，又はＭｎＯを添加し、
かつ基体となるセラミックスと絶縁体との焼成後のアル
ミナ含有率の差を、絶縁層の方が０〜２０重量％多くす
ることによって、導体とセラミックス間の接合を強くす
ることができる。

しかし、　Ｃｒ２Ｏ，の添加量が多くなると反シが大き
くなり、かつＭｎ　０２の添加量が多くなると付着強度
が低下するので、　ＭｎＯ□の添加量は２０ｗｔ％以下
。

Ｃｒ２０６の添加量は１５ｗｔ％以下でなければならな
い。

また、　Ｃｒ２Ｏ３又はＭｎＯ２の成分は酸化物に限ら
ず金属Ｃｒ又はＭｎでもよく、焼成してＣｒ２Ｏ３或は
ＭｎＯ□となるＣｒ、Ｍｎレジネート或はアルコオンド
等の有機Ｃｒ、Ｍｎ化合物等であっても良い。

更に、添加方法は、絶縁体セラミック中に直接添加する
方法、ガラス中に添加してＭｎＯ□又はＣｒ２Ｏ３入り
のガラスを作成してこれとアルミナとを所定の割合で混
合する方法等でもよい。

なお、セラミックス多層配線基板の最上層部の導体の付
着強度だけが問題になる場合、最上層導体の下一層のみ
を本発明を実施して、他は従来通沙、セラミックスグリ
ーンシートと導体間絶縁体とを同一の組成として積層し
ても同効である。

尚、絶縁層にアルミナ成分の多い組成領域を使用するの
はＣｒ　２０３　、ＭｎＯ□などがアルミナに作用して
中間化合物を形成し、接着強度を向上させるからである
。アルミナ成分が２０％よシ多いと付着に寄与するガラ
ス成分が少なくなシ接着強度が低下するので適切でない
。

（発明の効果）本発明によれば、基板強度が強く、セラミックスの基体
と導体との付着強度、半田ぬれ性に優れ。

しかも焼成時の反シのない低温焼成セラミックス多層配
線基板を得ることが可能となシ、導体に導電抵抗の小さ
い高電気伝導性金属を使用した多層配線基板の実用化が
図れるので、コンピュータ等の高速化、高性能化を図シ
得る。

Claims

【特許請求の範囲】１）所定のガラス組成を有する低融点ガラスにアルミナ
を添加した基体を備え、該基体上に導体が載置される低
温焼成セラミックス配線基板において、前記基体に絶縁
層を設け、該絶縁層上に前記導体を載置し、前記絶縁層
は前記基体に含有される低融点ガラスと同様なガラス系
に属する低融点ガラスとアルミナを含むと共に、付着強
度調整用成分として、重量比で０．１〜１０．０％のＣ
ｒ＿２Ｏ＿３又は０．１〜１５％のＭｎＯ＿２を添加し
、焼成後のアルミナ含有率を上記基体よりも重量比で０
〜２０％多い組成にしたことを特徴とする低温焼成セラ
ミックス配線基板。２）特許請求の範囲第１項記載の低温焼成セラミックス
配線基板において、上記低融点ガラスは、ＣａＯ−Ａｌ
＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２−Ｂ＿２Ｏ＿３又はＭｇＯ−Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２−Ｂ＿２Ｏ＿３としたことを
特徴とする低温焼成セラミックス配線基板。