JPS63283192A

JPS63283192A - 多層配線板

Info

Publication number: JPS63283192A
Application number: JP11824687A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Sugishita; 杉下　信行; Yoshinobu Watanabe; 渡辺　嘉伸
Original assignee: TANAKA MASSEY KK
Current assignee: TANAKA MASSEY KK
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1988-11-21

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）本発明は多層配線板に関するもので、さらに詳細には電
子回路用厚膜多層配線板及びガラスセラミック多層配線
板に関するものである。

（発明の背景）近年電子回路の小型化、高密度化の要求が高まり、厚膜
回路の多層化に加え、ガラスセラミックグリーンシート
を用いた多層配線板の開発が進められている。

厚膜多層配線板はアルミナ等のセラミック基板上に、Ａ
ｕ、Ａｇ／Ｐｄ等の厚膜導体ペーストを印刷、焼成して
形成した配線の上に結晶化ガラスまたは耐熱性酸化物等
をフィラーとした非晶質ガラスよりなる絶縁ペーストを
印刷、焼成してガラスセラミック層を形成し、さらにそ
の上に導体を形成することを繰り返して製造される。

一方、ガラスセラミック多層配線板は、厚膜多層の絶縁
層と同様の材料を用いてドクターブレード法等によって
グリーンシートを製造し、このシート上に厚膜導体ペー
ストを印刷してそれを積み重ねて、−回で焼成して製造
される。焼成温度は両者とも８００〜１０００℃である
。

これらの多層配線板はいずれも、表面の配線導体に半導
体、コンデンサ等の電子部品をはんだ付けにより搭載し
、ハイブリッドＩＣまたはモジュールとして使用される
。したがって、表面導体ははんだ濡れ性が良好でなけれ
ばならない。

しかし、従来のガラスセラミック材料と厚膜導体材料の
組み合わせでは、多（の場合導体表面にガラス膜が生じ
て、はんだ濡れ性を著しく阻害し、ごく限られた組成の
材料のみが使用できるに過ぎず、この分野の発展が遅れ
ている。

（発明の目的）本発明は上記した問題点を解決し、多（のガラスセラミ
ックと厚膜導体の組み合わせで良好なはんだ濡れ性が得
られる多層配線板を提供するものである。

（発明の概要）前記の目的を達成するため、従来の厚膜多層用ガラスペ
ースト及び新規に作成したガラスに、種々の添加剤を加
え、Ａｇ／Ｐｄ系導体を用いた場合のはんだ濡れ性を調
べた。その結果、Ｃｒ２ｏ３とＣｕＯ，Ｍｎ０１Ｃｒ２
０３よりなる銅クロマイト（ＣｕＣｒ２０．）結晶構造
を有する添加物は、少量でも導体のはんだ濡れ性を著し
く改善することを見い出したが、Ｃｒ２ｏ３はガラスセ
ラミ・７りの絶縁性を低下させるため使用できない。こ
のような添加物がはんだ濡れ性をよくする理由はわがら
ないが、導体表面にガラス膜が生成しなくなることは明
らかである。

本発明のガラスセラミックは結晶化ガラス（フィラー入
り結晶化ガラスも含む）及び非晶質ガラスにＡ　ｌ　ｚ
　Ｏ！、Ｚｒ０＝、Ｓｉｎ、等のフィラーを混合したも
ののいずれでもよく、ガラスの熱膨張係数、軟化温度等
の特性に特に制限はない。また、厚膜導体は一般にはん
だ付は可能なものであれば種類を問わない。

さらに、上記の実験において非晶質ガラスに加えるフィ
ラーとしてＣａＺｒＯ３を用いると、添加物の効果が特
に顕著であることがわかった。

Ｃａ　Ｚ　ｒ　Ｏ３はガラスと混合して焼成するとＣａ
。、＋ｓＺ　ｒ　ｏ、ａｓｏ＋、ｍｓの結晶構造を持っ
たいわゆる安定化ジルコニアに変化する。この変化はガ
ラスの粘度に関係し、ガラスの軟化温度（粘度が１０７
・６ｐｏｉｓｅ）以上で始まり、例えば軟化温度５００
℃のガラスでは、６５０℃以上から変化しはじめ、軟化
温度７８０℃のガラスでは、８００℃以上で変化する。

結晶性のガラスでは、添加物の混合量は５％以下で十分
である。一方非晶質ガラスにフィラーを入れるタイプで
は、例えばＡｆｆｉｚＣｈ及びＣａＯを７％含む安定化
ジルコニアをそれぞれ２０％ずつ混合したものでは、複
酸化物を５％以上添加しないと導体にはんだが濡れない
が、安定化ジルコニアの代わりにＣａＺｒ０：＋を混合
した場合には、０．５％の添加でもはんだの濡れは良好
であった。このような理由から、非晶質のガラスのフィ
ラーはＣａＺｒ０ｔまたは数種類のフィラーを用いる場
合にはそのうちの一種類をＣａ　Ｚ　ｒ　Ｏ３とするの
が好ましい。また、複酸化物の添加量は、結晶化ガラス
及びＣａＺｒ０．をフィラーとする非晶質ガラスでは０
．５％以上で効果がある。しかし、添加量が多くなるに
つれて絶縁層の誘電損失が大きくなるので、１０％以上
添加することは避けなければならない。

（実施例）以下、実施例につき詳細に説明する。

実施例１Ｃａ　ＯＺ　ｎ　ＯＴ　ｉ　Ｏｚ　　Ａ　ｌｚ　Ｏ３Ｓ
　ｉ　ＯｚＢ　２０３よりなり、焼成するとＣａ　Ａ　
１　ｚＳ　１２０８（アノーサイト）の結晶を析出する
クロスオーバー用ガラスペーストに銅クロマイト形結晶
構造を持ち、ＣｕＯ，Ｍｎ０１Ｃｒ２０３よりなる複酸
化物（大日精化工業Ｇ１のダイピロキサイド　ブランク
９５１０）　　の０．５．２．５．８．１０％をそれぞ
れ加えて、３本ロールミルで混練した。これらのペース
トを９６％アルミナ基板上に２０ｍｍ　Ｘ　２（ｈｌｌ
のパターンでスクリーン印刷を２回行い、その上にＡｇ
８０％、Ｐｄ２０％の導体ペーストを印刷して８５０℃
で同時焼成を行った。導体パターンは、はんだ濡れ性評
価用の５　＊＊　Ｘ　５　ｍｓと接着強度測定用の２１
１Ｘ　２＊＊である。別に、上記導体ペーストを用いて
アルミナ基板上に下部電極を印刷、焼成して形成し、上
記ガラスペーストを印刷、焼成し、さらにもう−回印刷
してその上に導体ペーストを印刷して同時焼成してコン
デンサを作成し、絶縁層の特性を測定した。

焼成温度は８５０℃である。結果を１表に示す。

（以下余白）第１表添加物を混入しない比較例と比べてわかるとおり、添加
？Ｉ　Ｏ，５〜１０％の全てはんだ濡れ性が改善されて
いる。導体の接着強度は十分に大きく、その他の特性は
誘電損失（ｔａｎδ）が添加量の増加とともにやや大き
くなる以外は比較例と差がなく、絶縁層上の導体に電子
部品を接続することが可能である。

実施例２熱膨張がアルミナセラミックに近い厚膜多層用ガラスと
して、重量比でＳｉＯ□５５．６％、８２０３４．８％
、Ｃ：ａ０７．５％、ＭｇＯ２，５％、ＰｂＯ１７％。

Ａ１２０３１・８　、５％＋　ＮａｚＯ２，５％、に２
０１．５％の組成のガラスを作成した。ガラスの軟化温
度は７８０℃、熱膨張係数は７２ｘ　１０−’／’ｃ　
（２５〜３００℃）であった。

このガラスにフィラーとしてＡｌ□Ｑ　３．　　Ｚ　ｒ
　ＯｌＣａ０ｏ、＋５Ｚｒｏ、ｓｓＯ＋、ｓｓ　（Ｃａ
Ｏを７％含む安定化ジルコニア）及びＣａＺｒ０ｚの１
種または２種以上を重量で４０〜５０％と、実施例１と
同一の添加物を種々の割合で混合し、エチルセルロース
をα−ターピネオールに溶解して作った媒体に分散させ
、３本ロールミルで混練してガラスペーストを作成した
。これらを用い、実施例１と同様にして導体のはんだ濡
れ性、接着強度、絶縁層の特性を調べた結果を第２表に
示す。

（以下余白）添力■物がない場合（隘１．　５．　７．１０．１４．
　）には導体表面にガラスが多量に浮き出し、全くはん
だに濡れない、フィラーとしてＣａＺｒＯ３を混合しな
い場合には、添加物を２％を加えてもはんだ濡れ性が十
分ではないが、ＣａＺｒ０１が存在すると、添加物を０
．５％加えても効果が現れ、１％の添加で完全に濡れる
ことがわかる。

ＣａＺｒ０１をフィラーにした場合、焼成後はＣａ　ｇ
、＋ｓＺ　ｒ　ｏ、ｍｓｏ＋、ｍｓに変化するがＸ線回
折で調べた結果、添加物を加えない場合には８５０℃焼
成でこの変化率は約６０％であったが、１％の添加では
９０％以上が変化した。初めからＣａｂ、、５Ｚｒ。、
ｓｓｏ＋、ｍｓを加えた場合（患８．９）も２％以上の
添加が必要であることから、ＣａＺｒＯ３が焼成中に変
化することが、添加物との相乗効果となっていると思わ
れる。Ｃａ　Ｚ　ｒ　Ｏ３のみをフィラーにした場合（
Ｎ１１４．１５）には導体端部に剥離が生ずるため、他
のフィラー（例えばＡ　１２　ｚ　Ｏｓ）を−ＩＩに加
える必要がある。

はんだに濡れた導体の接着強度は、フィラーの種類及び
添加物の量に関係なくほぼ一定で、実用可能な値を示し
ている。

絶縁層の特性は、誘電損失が添加物の増大と共に大きく
なっており、１０％の添加ではｔａｎδが１％をこえる
。また、絶縁抵抗も添加物が多くなると低下する傾向が
見られる。したがって、このガラスでは、添加物は１０
％以下にすることが望ましい。

実施例３ＣａＯ−ＡＩ！ｚＯｚ−３１ｏｚ−Ｂ　１ｚｏ３系で、
熱膨張係数が５５ｘｌＯ−’／℃のガラスセラミック多
層配線用ガラスに、４０％のＡｌ２Ｏ２をフィラーとし
て加え、実施例２と同様にしてガラＺペーストを作成し
、実施例１と同様にして導体のはんだ濡れ性を調べたと
ころ、はとんど濡れなかった。フィラーとしてＡ　ｌ　
ｔ　０３２０％とＣａＺｒ０ｓ２０％を用い、実施例１
と同じ添加物を１％加えてペーストにしたものでは、導
体は完全にはんだに濡れた。

なお、このガラスはＡｌｔＯ３を加えて焼成するとＣａ
ＡＪ！ｉｓ　１ｓＯｓ　（アノーサイト）ノ結晶を析出
するタイプである。

この例でも添加物を加えることによる絶縁層の特性変化
はなかった。本実施例と同様にしてガラスセラミックグ
リーンシートを形成することは容易であり、電子部品の
はんだ接続が可能な表面導体を有するガラスセラミック
多層配線板を容易に製造できる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明は結晶化ガラスまた
はフィラー人りガラスに少量の添加物を加えることによ
り、これらのガラスを絶縁層とした多層配線板の導体の
はんだ濡れ性を著しく向上させること壷ができるため、
電子回路の小型、高密度化を目的とした多層配線板を容
易に製造し得る効果は極めて大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結晶化ガラスまたは結晶性物質をフィラーとして
含む非晶質ガラスに、銅クロマイト（ＣｕＣｒ＿２Ｏ＿
４）の結晶構造を有する複酸化物を混合したガラスセラ
ミックよりなる絶縁層と厚膜導体とで構成されることを
特徴とする多層配線板。
（２）セラミック基板上に厚膜導体ペーストと絶縁ペー
ストを交互に印刷、焼成して形成する厚膜多層配線板に
おいて、絶縁層が特許請求の範囲第１項記載のガラスセ
ラミックである多層配線板。
（３）ガラスセラミックグリーンシートに厚膜導体を印
刷し、これを複数枚積層したのち焼成して形成するセラ
ミック多層配線板において、グリーンシートが特許請求
の範囲第１項及び第２項記載のガラスセラミックからな
る多層配線板。
（４）複酸化物はＣｕＯ、ＭｎＯ及びＣｒ＿２Ｏ＿３か
らなる銅クロマイト（ＣｕＣｒ＿２Ｏ＿４）の結晶構造
を有し、ガラスセラミック中の含有量が重量比で０．５
〜１０％である特許請求の範囲第１項〜第３項記載の多
層配線板。
（５）非晶質ガラスのフィラーのうち１種類はＣａＺｒ
Ｏ＿３であって、焼成によりＣａ＿０＿．＿１＿５Ｚｒ
＿０＿．＿８＿５Ｏ＿１＿．＿■＿５の結晶構造を有す
る安定化ジルコニアになることを特徴とする特許請求の
範囲第１項〜第４項記載の多層配線板。