【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明はセラミツク多層回路基板の製造法に関
する。
従来、セラミツク多層回路基板は、予め焼結さ
れたセラミツク基板上に導体ペーストを印刷後、
絶縁ペーストを印刷し、これを複数回くり返して
多層回路を形成した後、焼成して製造していた
が、この方法によると焼成の際に絶縁層は予め焼
結されたセラミツク基板より収縮が大であるため
絶縁層にクラツクが生じたり、反りなどが発生す
る欠点があつた。
この欠点を補うため特公昭55―7957号公報、特
公昭55―24271号公報等に示されるようにセラミ
ツクグリーンシート（以下グリーンシートとい
う）上に導体ペーストと絶縁ペーストとを用いて
印刷法で多層回路を形成し、同時焼成する方法を
試みたが、あまり効果的ではなかつた。
また、フラツクスを含むグリーンシートを粉砕
した後、溶剤を加えて再溶解した絶縁ペーストを
用いて上記と同様に導体ペーストと共に印刷法で
多層回路を形成し、同時焼成する方法を試みた
が、このような方法でも多層印刷した絶縁ペース
トが焼結される際に第３図に示すように絶縁層２
にクラツク１を生ずる欠点があつた。なお第３図
において３は絶縁層２の下面の導体層である。
上記の他に特公昭54―38291号公報に示される
ように仮基板上に導体ペーストとフラツクスを含
有する絶縁ペーストとを用いて印刷法で積層物を
一体に焼結せしめ、焼結時または焼結後に前記の
仮基板を積層物から取除いて積層セラミツク基板
を製造する方法があるが、この方法は、仮基板上
面の絶縁層（グリーンシートに相当する）および
他の絶縁層を形成するのに、全て同質のフラツク
スを含有する絶縁ペーストを使用するため、前述
のフラツクスを含むグリーンシートを粉砕した
後、溶剤を加えて再溶解した絶縁ペーストを用い
て導体ペーストと共に印刷法で多層回路を形成
し、同時焼成する方法と同様の構造となり、絶縁
層にクラツクが生じる欠点がある。
本発明はかかる欠点のないセラミツク多層回路
基板の製造法を提供することを目的とするもので
ある。
本発明者らは絶縁層に発生するクラツク、反り
などは絶縁層の焼結不足に起因することに着目
し、絶縁ペースト中に含まれるフラツクスの成
分、含有量、融点、粒径などについて種々検討を
行なつた結果、同一のフラツクスを含有させた導
体ペーストおよび絶縁ペーストを使用することに
より絶縁層の焼結不足が解消し、クラツク、反り
などのないセラミツク多層回路基板が製造できる
ことを見出した。
本発明は導体ペーストとセラミツク質の絶縁ペ
ーストとをグリーンシート上に複数回印刷し、同
時焼成してセラミツク多層回路基板を製造する方
法において、同一のフラツクスを含有させた導体
ペーストおよび絶縁ペーストを使用するセラミツ
ク多層回路基板の製造法に関する。
なお本発明において使用されるフラツクスの配
合、使用量は特に制限されず、また導体ペース
ト、絶縁ペーストも同じフラツクスを含有してお
けば良い。さらに印刷される絶縁ペーストの厚さ
も何ら制限されない。
以下実施例により本発明を説明する。
実施例 １
平均粒径２μｍの高純度アルミナ（アルミナ純
度99.5％以上）96.2重量部に第１表に示すフラツ
クスを3.8重量部添加し、均一に混合して原料粉
Ａとした。
この原料粉A100重量部にバインダーとしてポ
リビニルブチラール樹脂８重量部、可塑剤として
フタル酸エステル４重量部、溶剤としてブタノー
ル20重量部、トリクロルエチレン50重量部を添加
し、ボールミルにて均一に混合してセラミツクス
リツプとした後、テープキヤステイング法により
厚み0.8mmのグリーンシートを得た。
次いで前述の高純度アルミナ95重量部に第１表
に示すフラツクスを５重量部添加し、均一に混合
して原料粉Ｂとした後上記と同じ工程を経て絶縁
ペーストを得た。次にＷ（タングステン）導体ペ
ースト（アサヒ化学製、商品名3TW―1000）98
重量部に第１表に示すフラツクスを２重量部添加
し、乳バチで均一に混合してフラツクス入り導体
ペーストを得た。次いで前述のグリーンシート上
に該フラツクス入り導体ペーストを印刷して回路
を形成した後その上部に前述の絶縁ペーストを30
μｍの厚さに印刷しこの工程を４回くり返して４
層の多層回路を形成した。その後空気中で300℃
まで50℃／時間の昇温速度で加熱し、300℃から
は水素雰囲気中で、30℃／時間の昇温速度で1500
℃まで昇温させてグリーンシート、フラツクス入
り導体ペーストおよび絶縁ペーストを同時焼成さ
せてセラミツク多層回路基板を得た。
このセラミツク多層回路基板について外観を観
察したが絶縁層にクラツクおよび反りは発生しな
かつた。第１図にセラミツク多層回路基板の絶縁
層２の表面の顕微鏡写真を示す。第１図から絶縁
層２にクラツクが発生しないことは明らかであ
る。なお第１図において３は絶縁層２の下面の導
体層である。
比較例 １
実施例１で使用したグリーンシート上に第１表
に示すフラツクスを3.8重量部含有するセラミツ
クスリツプを絶縁ペーストとして、また導体ペー
ストにはフラツクスを混入させてないＷ導体ペー
スト（アサヒ化学製、商品名3TW―1000）を使
用し、実施例１と同様の方法により４層の多層回
路を形成した後以下、実施例１と同様の条件によ
りグリーンシート、フラツクス入り導体ペースト
および絶縁ペーストを同時焼成してセラミツク多
層回路基板を得た。
このセラミツク多層回路基板について外観を顕
微鏡で観察したところ第２図に示すように導体層
３の上の部分に位置する絶縁層２に微小なクラツ
ク１が発生した。
The present invention relates to a method for manufacturing ceramic multilayer circuit boards. Conventionally, ceramic multilayer circuit boards are manufactured by printing conductive paste on a pre-sintered ceramic substrate, and then
Previously, insulating paste was printed and repeated several times to form a multilayer circuit, which was then fired. However, with this method, the insulating layer shrinks more during firing than the pre-sintered ceramic substrate. As a result, there were drawbacks such as cracks and warpage in the insulating layer. In order to compensate for this drawback, as shown in Japanese Patent Publication No. 55-7957, Japanese Patent Publication No. 55-24271, etc., a multilayer printing method using conductive paste and insulating paste on a ceramic green sheet (hereinafter referred to as "green sheet") is proposed. I tried forming the circuit and firing it at the same time, but it was not very effective. In addition, we tried a method of pulverizing green sheets containing flux, then adding solvent and remelting the insulating paste to form a multilayer circuit by printing together with conductive paste in the same way as above, and simultaneously firing it. Even with this method, when the multi-layer printed insulation paste is sintered, the insulation layer 2 is sintered as shown in Figure 3.
There was a defect that caused crack 1. In addition, in FIG. 3, 3 is a conductor layer on the lower surface of the insulating layer 2. In addition to the above, as shown in Japanese Patent Publication No. 54-38291, a conductive paste and an insulating paste containing flux are used on a temporary substrate to sinter the laminate together by a printing method. There is a method of manufacturing a laminated ceramic substrate by removing the above-mentioned temporary substrate from the laminate after drying, but this method involves forming an insulating layer (corresponding to a green sheet) on the top surface of the temporary substrate and other insulating layers. In order to use an insulating paste containing flux of the same quality, a multilayer circuit is formed by a printing method using the insulating paste, which is re-dissolved by adding a solvent after crushing the green sheet containing the aforementioned flux, along with the conductive paste. However, the structure is similar to that of the simultaneous firing method, which has the drawback of causing cracks in the insulating layer. The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic multilayer circuit board free of such drawbacks. The present inventors focused on the fact that cracks, warpage, etc. that occur in the insulating layer are caused by insufficient sintering of the insulating layer, and conducted various studies on the components, content, melting point, particle size, etc. of the flux contained in the insulating paste. As a result, we found that by using a conductive paste and an insulating paste containing the same flux, the insufficient sintering of the insulating layer could be overcome, and a ceramic multilayer circuit board without cracks or warping could be manufactured. The present invention uses conductive paste and insulating paste containing the same flux in a method of manufacturing a ceramic multilayer circuit board by printing conductive paste and ceramic insulating paste multiple times on a green sheet and firing them simultaneously. The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic multilayer circuit board. The composition and amount of flux used in the present invention are not particularly limited, and it is sufficient that the conductive paste and the insulating paste contain the same flux. Furthermore, the thickness of the printed insulating paste is not limited at all. The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 3.8 parts by weight of the flux shown in Table 1 was added to 96.2 parts by weight of high-purity alumina (alumina purity of 99.5% or more) with an average particle size of 2 μm and mixed uniformly to obtain raw material powder A. To 100 parts by weight of this raw material powder A, 8 parts by weight of polyvinyl butyral resin as a binder, 4 parts by weight of phthalate ester as a plasticizer, 20 parts by weight of butanol and 50 parts by weight of trichlorethylene as a solvent were added, and the mixture was uniformly mixed in a ball mill. After forming a ceramic slip, a green sheet with a thickness of 0.8 mm was obtained by tape casting. Next, 5 parts by weight of the flux shown in Table 1 was added to 95 parts by weight of the above-mentioned high-purity alumina and mixed uniformly to obtain raw material powder B, and the same process as above was carried out to obtain an insulating paste. Next, W (tungsten) conductor paste (manufactured by Asahi Chemical, product name 3TW-1000) 98
2 parts by weight of the fluxes shown in Table 1 were added to the parts by weight and mixed uniformly with a pestle to obtain a flux-containing conductor paste. Next, the flux-cored conductor paste is printed on the green sheet to form a circuit, and then the insulation paste is applied on top of it for 30 minutes.
Print to a thickness of μm and repeat this process 4 times.
The layers formed a multilayer circuit. Then 300℃ in air
Heating at a heating rate of 50℃/hour until 300℃, heating at a heating rate of 30℃/hour from 300℃ to 1500℃ at a heating rate of 30℃/hour.
The green sheet, flux-cored conductive paste, and insulating paste were simultaneously fired by raising the temperature to .degree. C. to obtain a ceramic multilayer circuit board. The appearance of this ceramic multilayer circuit board was observed, and no cracks or warpage occurred in the insulating layer. FIG. 1 shows a microscopic photograph of the surface of the insulating layer 2 of the ceramic multilayer circuit board. It is clear from FIG. 1 that no cracks occur in the insulating layer 2. In FIG. 1, reference numeral 3 denotes a conductor layer on the lower surface of the insulating layer 2. Comparative Example 1 A ceramic strip containing 3.8 parts by weight of the flux shown in Table 1 was placed on the green sheet used in Example 1 as an insulating paste, and a W conductor paste (manufactured by Asahi Chemical Co., Ltd.) with no flux mixed in was used as the conductor paste. , trade name 3TW-1000) to form a four-layer multilayer circuit in the same manner as in Example 1. Then, a green sheet, flux-cored conductive paste, and insulating paste were simultaneously formed under the same conditions as in Example 1. A ceramic multilayer circuit board was obtained by firing. When the appearance of this ceramic multilayer circuit board was observed under a microscope, minute cracks 1 were found in the insulating layer 2 located above the conductor layer 3, as shown in FIG.
【表】
本発明は、導体ペーストおよび絶縁ペーストに
同一のフラツクスを含有させた導体ペーストおよ
び絶縁ペーストを使用するので絶縁層を十分に焼
結することができ、クラツク、反りなどの発生を
皆無にすることができる。[Table] The present invention uses a conductive paste and an insulating paste containing the same flux, so the insulating layer can be sufficiently sintered, and there is no occurrence of cracks or warping. can do.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は、実施例で得たセラミツク多層回路基
板の表面の顕微鏡写真、第２図は、比較例で得た
セラミツク多層回路基板の表面の顕微鏡写真およ
び第３図は、従来法で得たセラミツク多層回路基
板の表面の顕微鏡写真である。
符号の説明 １…クラツク、２…絶縁層、３…
導体層。
Figure 1 is a photomicrograph of the surface of the ceramic multilayer circuit board obtained in the example, Figure 2 is a photomicrograph of the surface of the ceramic multilayer circuit board obtained in the comparative example, and Figure 3 is the photomicrograph of the surface of the ceramic multilayer circuit board obtained by the conventional method. This is a microscopic photograph of the surface of a ceramic multilayer circuit board. Explanation of symbols 1...Crack, 2...Insulating layer, 3...
conductor layer.