JPS63155693A - セラミツク多層配線板の製造法 - Google Patents

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多層配線板の製造法に関する。

（従来の技術とその問題点） 従来のセラミック多層配線板は、予め焼結されたセラミ
ッ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、この工程を複数回くシ返して多層の導体回路を形
成した後焼成して製造していたが、この方法によると予
め焼結されたセラミック基板の焼成収縮率と絶縁ペース
トの層（絶縁層）の焼成収縮率が異なるため絶縁層にク
ラックが生じたシ２反シなどが発生する欠点があった。

この欠点を補うためセラミックグリーンシート（以下グ
リーンシートという）上に前述のごとく導体ペーストと
絶縁ペーストとを交互に印刷して多層の導体回路を形成
し、同時焼成する方法が試みられたが、この方法でも多
層印刷した絶縁ペーストが焼結される際にクラックが発
生するという欠点があった。またこの方法では１回の印
刷によって得られる絶縁ペーストの厚さは２０〜３０μ
ｍと薄く、この厚さではピンホールによる短絡のおそれ
があるため２回以上の印刷が必要となシ工程が多くなる
欠点があった。

一方導体回路を形成する場合、上記のように導体ペース
トを用いて印刷法で形成する方法がその容易さから一般
的であるが、印刷法では印刷ダレが発生するため導体回
路の幅は１００μｍ、導体回路の厚さは約１５〜２０μ
ｍが実用上の限界であった。さらにグリーンシートの材
質がアルミナ質である場合、アルミナの焼結温度が約１
．５００〜１．６００℃であるため、導体ペーストには
高融点金属例えばタングステン、モリブデン等を用いな
ければならない。しかしながらこれらの高融点金属は銅
にくらべて電気抵抗が高く、導体回路の抵抗が高くなる
という欠点があった。タングステン粉末の分散を均一化
し、高密度光てん化をはかれば導体回路の抵抗を低くす
ることができるが。

この方法では導体の断面積が小さいこと（厚さが１５〜
２０μｍと薄いことによる）Ｋよる抵抗大。

導通不良等の欠点を解消することはできない。

（問題点を解決するための手段） 本発明はかかる欠点のないセラミック多層配線板の製造
法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは上記の欠点について種々検討した結果、内
部の導体回路の形成法を印刷法に代え。

金属粉末および樹脂組成物を含む線状体をグリーンシー
ト間に介在させて導体回路を形成したところ、導体回路
の抵抗が高くなるという欠点が解消され、また導体回路
の断面積を大きくすることができるということを見出し
た。

本発明はグリーンシートと金属粉末および樹脂組成物を
含む線状体とを交互に積層して一体化した後、最外層の
グリーンシート上に導体ペーストを塗布して導体回路を
形成し、ついで焼成するセラミック多層配線板の製造法
に関する。

本発明において金属粉末は、用いるグリーンシートの焼
結温度により適宜選定して用いるものとし、特に制限は
ない。例えばグリーンシートの材質がアルミナ質の場合
は、それよシ融点の高いタングステン、モリブデン、マ
ンガン等が、またグリーンシートの材質がガラス質で焼
結温度が９００〜１，０００℃の場合は、融点が１０５
０℃以上の銅が用いられる。

上記の金属粉末同士を接着して、線状体を形成するため
に用いられる樹脂組成物は、柔軟性、可とり性を有する
ものが、布設作業性にすぐれるので好ましいが、加熱に
よシ柔軟性を呈するものを用いても差し支えはない。例
えばグリーンシートのバインダとして用いられる。アク
リル系樹脂。

ポリビニルブチラール樹脂等とこれらの可とう仕付与剤
９例えばフタル酸エステル類などの混合物が用いられる
。

本発明においては上記に示す組成物に制限されるもので
はなく、エポキシ樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂
組成物、ポリイミド樹脂組成物。

ポリアミド樹脂組成物、ポリウレタン樹脂組成物等の熱
硬化性樹脂組成物の硬化体又は半硬化体。

飽和ポリエステル樹脂組成物、スチレン樹脂組成物、ポ
リプロピレン樹脂組成物等の熱可塑性樹脂組成物などが
用いられる。

線状体の製法には特に制限はないが１例えば金属粉末、
樹脂組成物および必要に応じ可塑剤、溶剤等ヲ三本ロー
ル、ヘンシェルミキサー、攪拌播かい機、ニーグー等で
混線後ダイスから押し出す方法によυ断面形状を規定し
た線状体が形成できる。

グリーンシートの材質は、アルミナ、アルミニウムンナ
イトライド、コージェライト、ムライト。

ガラス質等が用途、特性に応じて用いられる。

グリーンシートの厚さは導体間の短絡を防止する目的か
ら５０μｍ以上あることが好ましく、積層体を平坦化す
る観点から１００μｍ以上あればさらに好ましい。厚さ
の上限については特に制限はないが高密度実装、焼成の
容易さから５００μｍ以下であることが好ましい。

グリーンシートと金属粉末および樹脂組成物を含む線状
体とを交互に積層して一体化する方法は。

グリーンシートに接着剤を薄く塗布してからその表面に
線状体を仮接着した後グリーンシートを積層して圧着一
体化して積層体を形成してもよく。

グリーンシートを加熱軟化させてから圧着一体化して積
層体を形成してもよく特に制限はない。

積層体を形成した後必要に応じ貫通孔が設けられ２貫通
孔内に導体層が形成されるが、導体層の形成方法は特に
制限はなく１例えばドリリングやパンチングにより貫通
孔を形成した後２貫通孔内に導体ペーストを充てんする
か、上記に示す線状体を充てんするなどの方法で形成さ
れる。

導体ペーストにはタングステン、モリブデン。

モリブデン−マンガン、金、銀、銅、白金、銀−パラジ
ウム又はこれらの混合物等が用いられる。

焼成雰囲気については用いる金属粉末および導体ペース
トの種類により選定するものとし、酸化雰囲気９弱還元
性雰囲気等特に制限はない。また焼成温度についても特
に制限はなく、金属粉末および導体ペーストの種類によ
シ決定するものとする。

（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。

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重量部に第１表に示すフラックスを４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重量部にバインダとしてポリビニル
ブチラール樹脂（和光純薬製、試薬９重合度約７００）
８重量部、可塑剤としてジ−ｎ−ブチルフタレート（和
光純薬製、試薬）４重量部。

溶剤としてブタノール（和光純薬製、試薬１級）２０重
量部およびトリクロルエチレン（関東電化製、工業用）
５０重量部を添加し、ボールミルで５０時間均一に混合
してアルミナスリップとした後、テープキャスティング
法によシ厚さ０．６　ｍおよび厚さ０．２　＋ｎ＋ｎの
２種類のグリーンシートを得た。

−万粒径０．９μｍのタングステン粉末（東京タングス
テン製）１００重量部にバインダとしてポリビニルブチ
ラール樹脂（和光純薬製、試薬９重合度約Ｔｏｏ）２重
量部、可塑剤としてジ−ｎ−ブチルフタレート（和光純
薬製、試薬）１重量部。

ブタノール（和光純薬製、試薬１級）５重量部およびト
リクロルエチレン（関東電化製、工業用）５重量部を混
合し、この混合物を直径０．１　ｍｍ（φ）および直径
０．２　ｍｍ（φ）のダイスから押し出して２種類の円
柱状の線状体を得た。

次に直径が０．１　ｍ［φ）の線状体を、前記で得だ厚
さ０．６　ｍｍのグリーンシートの両面にポリビニルブ
チラール樹脂（和光純薬製、試薬９重合度約７００）５
重量部およびブタノール（和光純薬製、試薬）９５重量
部を混合して得られた接着剤で仮接着し。

ついで厚さ０．２　ｍｍのグリーンシートを線状体の両
面から積層し、圧着して一体化した。さらに別の直径が
ｏ、　ｉ　ｍｔｎ（φ）の線状体を上記外層の厚さ０．
２　ｍｍのグリーンシートの両面に上記と同じ接着剤を
用いて仮接着し、この後上記と同様に厚さ０．２　ｍｍ
のグリーンシートを線状体の両面から積層し２合計５層
のグリーンシートを圧着して一体化した。なお圧着一体
化は、加熱プレスを使用し、温度１２０℃、圧力３０　
ｋｇｆ　／ｃｍ２の条件で加熱加圧した。

一体化後超硬トリルを用いて直径０．２　ｍｍ（φ）の
貫通孔を所望の位置に形成後、直径０．２　ｍｍ（φ）
の前記線状体と同じ材質の線状体　　　　　　　　　を
長さ１，４工に切断して上記貫通孔内に挿入し導体回路
とした。この後最外層にタングステン導体ペースト（ア
サヒ化学製、商品名３ＴＷ−１０００）を印刷して導体
回路を形成した。

次に空気中で２００℃まで５０℃／時間の昇温速度で加
熱し、２００℃で３時間保持した後。

２００℃からは窒素、水素の混合雰囲気中で３０℃／時
間の昇温速度で１５５０℃まで昇温し。

１５５０℃で１時間焼成してセラミック多層配線板を得
た。なお上記の混合雰囲気中に水を３％水蒸気として添
加した。

得られたセラミック多層配線板について外観を観察した
がクラック、反シなどの発生は見られなかった。また回
路の抵抗を測定したところ、０．０９Ω／　ｃｍで従来
の印刷法によって回路を形成した場合の０，５６Ω／　
ｃｍに比べ約１／６低くすることができた。

第１表 実施例２ 平均粒径１．８μｍで軟化点１０４０℃のガラス粉（自
家製）１００重量部にポリビニルブチラール樹脂（和光
純薬製、試薬９重合度約７００）　１４重量部、可塑剤
としてジｎ−ブチルフタレート（和光純薬製、試薬）７
重量部、溶剤としてブタノール（試薬１級）３５重量部
およびトリクロルエチレン（関東電化製、工業用）７０
重量部を添加し、ボールミルで３０時間均一に混合して
ガラススリップとした後、テープキャスティング法によ
り厚さ０．６　＋Ｄｕ＋および厚さ０．２　ｍｍの２種
類のグリーンシートを得た。

一方粒径２．７μｍの銅粉末（住友金属鉱山製）１００
重量部にバインダとしてポリビニルブチラール樹脂（和
光純薬製、試薬９重合度約７００）４重量部、可塑剤と
してジ−ｎ−ブチルフタレート（和光純薬製、試薬）２
重量部、ブタノール（和光純薬製、試薬１級）１０重量
部およびトリクロルエチレン（関東電化製、工業用）１
０重量部を混合し、直径０．１　ｍｍ（φ）および直径
０．２　ａｒｍ（φ）のダイスから押し出して２種類の
円柱状の線状体を得た。

以下焼成を１０３０℃で行なった以外は実施例１と同様
の方法でセラミック多層配線板を得た。

得られたセラミック多層配線板について外観を観察した
がクラック、反シなどの発生は見られなかった。また回
路の抵抗を測定したところ、０．０３０／ｃｍで従来の
印刷法によって回路を形成した場合の０．１３０／ａｍ
に比べ約１／４低くすることができた。

（発明の効果） 本発明の製造法によって得られるセラミック多層配線板
はクラック、反りなどが発生せず、導体回路を低くする
ことができ、かつ導体回路の断面積を大きくすることが
できると共に生産工程を短縮することができ工業的に極
めて好適なセラミック多層配線板である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セラミックグリーンシートと金属粉末および樹脂組
   成物を含む線状体とを交互に積層して一体化した後、最
   外層のセラミックグリーンシート上に導体ペーストを塗
   布して導体回路を形成し、ついで焼成することを特徴と
   するセラミック多層配線板の製造法。