JP2000138309A - 導体ペースト、並びに、セラミック多層基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温焼結セラミックグリーンシートとの同時
焼成後に***、亀裂、セラミック割れ等が発生しにくい
導体ペーストを提供すること。 【解決手段】 導体粉末と有機ビヒクルとからなる導体
ペーストであって、前記導体粉末が、酸化銅粉末を６
０．０〜８０．０重量％、銅粉末を２０．０〜４０．０
重量％、それぞれ混合してなる導体ペースト。或いは、
酸化銅粉末を５５．０〜７９．５重量％、銅粉末を２
０．０〜４０．０重量％、酸化ニッケル、パラジウム及
びタングステンからなる群より選ばれる少なくとも1種
の金属粉末を０．５〜５．０重量％、それぞれ混合して
なる導体ペースト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビアホール形成等
に用いる導体ペースト、並びに、この導体ペーストを用
いたセラミック多層基板及びその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロニクス分野における電
子部品の性能向上は著しく、情報化社会を支える大型コ
ンピュータ、パーソナルコンピュータ、携帯端末機器等
に代表される情報処理装置では、情報処理速度の高速
化、装置の小型化、多機能化が進められている。これら
の情報処理装置に用いる電子部品として高性能の半導体
ＩＣをセラミック基板上に複数実装した、いわゆるマル
チチップモジュールが実用化されている。マルチチップ
モジュールにおいて、半導体ＩＣの実装密度を高め、各
半導体ＩＣ間を電気的に良好に接続するためには、電極
や回路等の導体パターンの配設された複数のセラミック
層を多層化し、さらに内部の導体パターンをビアホール
（via hole）によって３次元的に接続したセラミック多
層基板が有用である。

【０００３】一般に、セラミック多層基板は、 （１）セラミックグリーンシートにドリルやパンチ等を
用いてビアホール用孔を形成する。

【０００４】（２）ビアホール用孔に導体ペースト或い
は導電性金属粉末を充填する。

【０００５】（３）セラミックグリーンシート表面にス
クリーン印刷等の手法により、電極や回路等の導体パタ
ーンを形成する。

【０００６】（４）ビアホール及び導体パターンが形成
されたセラミックグリーンシートを積層及び圧着し、適
当な基板サイズにカットした後、焼成する。

【０００７】といった工程を経て製造される。

【０００８】上述した製造方法において、一般的に、ビ
アホール用孔に充填する導体粉末には、比抵抗が小さ
く、マイグレーションが発生しにくい、しかも安価であ
る銅粉末が好適に用いられている。また、ビアホール形
成用の導体ペーストとしては、エチルセルロース等を樹
脂成分とする有機ビヒクル中に銅粉末を混合、分散せし
めた導体ペーストが多用されている。

【０００９】また、銅粉末を主成分とする導体ペースト
を用いる場合、銅は比較的融点の低い金属であることか
ら、セラミックグリーンシートとしては、銅等の低融点
金属と同時焼結可能なガラス複合材料等の低温焼結セラ
ミック材料が用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したセ
ラミック多層基板の製造方法においては、焼成工程にて
セラミックグリーンシートとビアホール用孔に充填され
た導体ペーストとが同時に焼成されるが、導体ペースト
とセラミックグリーンシートの焼成時の収縮量差等によ
って、焼成後の導体ペースト（以下、ビアホール導体と
称することがある。）が***したり、セラミック割れが
発生することがある。或いは、ビアホール導体に亀裂が
生じたりすることがある。

【００１１】即ち、セラミックグリーンシートの収縮量
よりも導体ペーストの収縮量が小さい場合、図７（Ａ）
に示すように、セラミックグリーンシート２２中のビア
ホール用孔２４に充填された導体ペースト２３は、図７
（Ｂ）に示すように、焼成後には、ビアホール導体２６
が***し、さらに、ビアホール導体２６の圧力によって
セラミック層２５に割れ２７が生じることがある。一
方、セラミックグリーンシートの収縮量よりも導体ペー
ストの収縮量が大きい場合、図７（Ｃ）に示すように、
焼成後のビアホール導体２６に亀裂２８が生じることが
ある。

【００１２】ビアホール導体の***やセラミック割れ、
或いはビアホール導体の亀裂は、ビアホールと導体パタ
ーンとの接続不良や、セラミック多層基板の構造欠陥等
を引き起こし、セラミック多層基板の信頼性を大きく低
下させる要因となる。

【００１３】特に、焼成時の表面導体層の収縮による精
度バラツキを抑制するプロセスであって、アルミナ等の
収縮抑制層をセラミックグリーンシート積層体の両主面
に設け、その面方向への収縮を抑制するといった、いわ
ゆる無収縮プロセスでは、セラミックグリーンシート２
２の厚みｔ₁に比べて、焼成後のセラミック層２５の厚
みｔ₂が一次元的に大きく減少するため、ビアホール導
体の***、セラミック割れ、ビアホール導体の亀裂とい
った不良が発生し易い。

【００１４】本発明は、上述した問題点を解決するもの
であり、その目的は、セラミックグリーンシートとの同
時焼成後に***、亀裂、セラミック割れ等が発生しにく
く、優れた特性を有する導体ペーストを提供することに
ある。

【００１５】さらに本発明の他の目的は、ビアホールと
導体パターンとの接続不良や基板の構造欠陥が少なく、
信頼性の高いセラミック多層基板及びその製造方法を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、導体粉
末と有機ビヒクルとからなる導体ペーストであって、前
記導体粉末が、酸化銅粉末を６０．０〜８０．０重量
％、銅粉末を２０．０〜４０．０重量％、それぞれ混合
してなることを特徴とする導体ペースト（以下、本発明
の第１の導体ペーストと称する。）に係るものである。

【００１７】また、本発明は、導体粉末と有機ビヒクル
とからなる導体ペーストであって、前記導体粉末が、酸
化銅粉末を５５．０〜７９．５重量％、銅粉末を２０．
０〜４０．０重量％、酸化ニッケル、パラジウム及びタ
ングステンからなる群より選ばれる少なくとも1種の粉
末を０．５〜５．０重量％、それぞれ混合してなること
を特徴とする導体ペースト（以下、本発明の第２の導体
ペーストと称する。）に係るものである。

【００１８】また、本発明は、ビアホールを有し、低温
焼結セラミック材料からなるセラミックグリーンシート
を積層し、焼成してなるセラミック多層基板において、
前記ビアホールが請求項１又は２に記載の導体ペースト
で形成されていることを特徴とするセラミック多層基板
を提供するものである。

【００１９】本発明のセラミック多層基板は、前記低温
焼結セラミック材料がＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系材
料であることを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、低温焼結セラミック材料
からなるセラミックグリーンシートに、ビアホール用孔
を形成する工程と、前記ビアホール用孔に請求項１又は
２に記載の導体ペーストを充填してビアホールを形成す
る工程と、前記セラミックグリーンシート上に所定の導
体パターンを形成する工程と、得られたセラミックグリ
ーンシートを積層して第1積層体を作製する工程と、前
記第1積層体の両主面に収縮抑制層を形成し、これを圧
着して第2積層体を作製する工程と、前記第2積層体を非
酸化雰囲気下で焼成する工程と、前記収縮抑制層を剥離
する工程とを有するセラミック多層基板の製造方法を提
供するものである。

【００２１】本発明のセラミック多層基板の製造方法
は、前記低温焼結セラミック材料をＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−
ＳｉＯ₂系材料とすることを特徴とする。

【００２２】本発明の第１の導体ペーストは、酸化銅粉
末と銅粉末を所定量混合してなる導体粉末を含むので、
焼成時の導体粉末の体積収縮量がセラミックグリーンシ
ートの収縮量とほぼ等しくなり、セラミックグリーンシ
ートとの同時焼成後にビアホール導体に***、亀裂が発
生しにくく、さらにはセラミックの割れ（クラック）が
抑制され、優れた特性を有する導体ペーストである。

【００２３】また、本発明の第２の導体ペーストは、酸
化銅粉末と銅粉末と酸化ニッケル、パラジウム及びタン
グステンからなる群より選ばれる少なくとも1種の粉末
とを所定量混合してなる導体粉末を含むので、焼成時の
導体粉末の体積収縮量がセラミックグリーンシートの収
縮量とほぼ等しくなると共に、導体粉末の経時的な収縮
率（熱収縮曲線）もセラミックグリーンシートの経時的
な収縮率とほぼ等しくなり、セラミックグリーンシート
との同時焼成後にビアホール導体に***、亀裂が発生し
にくく、さらにはセラミックの割れが抑制された、優れ
た特性を有する導体ペーストである。

【００２４】なお、本発明の第１の導体ペースト及び本
発明の第２の導体ペーストは、体積収縮量や経時的な収
縮率の点から、特にＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系材料
等の低温焼結セラミック材料からなるセラミックグリー
ンシートのビアホール形成用の導体ペーストとして用い
ることが望ましい。低温焼結セラミック材料からなるセ
ラミックグリーンシートはガラス成分を含んでいるので
強度が低く割れ易いが、本発明による導体ペーストを導
体パターン形成に用いれば、セラミックの割れが十分に
抑制される。また、本発明の第１の導体ペースト及び本
発明の第２の導体ペーストは、その体積収縮量及び経時
的な熱収縮率から、無収縮プロセスに適用することが望
ましい。

【００２５】また、本発明のセラミック多層基板によれ
ば、前記ビアホールが本発明の第１の導体ペースト又は
本発明の第２の導体ペーストによって形成されているの
で、焼成後に、ビアホール導体の***、セラミック割
れ、ビアホール導体の亀裂等が抑えられ、ビアホールと
導体パターンとの接続不良や基板の構造欠陥が少ない、
信頼性の高いセラミック多層基板が得られる。

【００２６】また、本発明のセラミック多層基板の製造
方法によれば、いわゆる無収縮プロセスにおいて、前記
ビアホール用孔に本発明の第１の導体ペースト又は本発
明の第２の導体ペーストを充填してビアホールを形成す
るので、表面導体パターンを精度良く形成することがで
きると共に、焼成後に、ビアホール導体の***、セラミ
ック割れ、ビアホール導体の亀裂等が発生しにくく、ビ
アホールと導体パターンとの接続不良や基板の構造欠陥
が少なく、信頼性の高いセラミック多層基板を製造でき
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１〜図６を参照に、本発明のセ
ラミック多層基板の製造方法を説明する。

【００２８】まず、図１に示すように、低温焼結セラミ
ック材料からなるセラミックグリーンシート２ｂにドリ
ル加工、パンチ加工、レーザ加工等の手法により、ビア
ホール用孔３ａ、３ｂ…を形成する。次いで、ビアホー
ル用孔３ａ、３ｂ…中にスクリーン印刷法等によって、
本発明の第１の導体ペースト又は第２の導体ペースト４
ａ、４ｂ…を充填し、乾燥させる。

【００２９】次いで、図２に示すように、セラミックグ
リーンシート２ｂに、電極や回路等を形成するための導
体ペーストをスクリーン印刷して、所定の導体パターン
５ａ、５ｂ…を形成する。また、図示省略するが、セラ
ミックグリーンシート２ａ、２ｃ、２ｄ及び２ｅを同様
にして作製する。

【００３０】次いで、図３に示すように、所定の導体パ
ターン４及びビアホール５が形成されたセラミックグリ
ーンシート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ及び２ｅを順次積層
して、セラミックグリーンシート２ａ〜２ｅからなる積
層体２（前記第１積層体に相当）を作製する。

【００３１】次いで、図４に示すように、積層体２の両
主面に収縮抑制層７ａ及び７ｂを積み重ね、圧着処理を
経て、積層体１１（前記第２積層体に相当）を形成した
後、積層体１１を所定の寸法にカットする。ここで、積
層体２部分の厚みはＴ₁である。

【００３２】次いで、図５に示すように、非酸化雰囲気
中で所定温度、所定時間焼成すると、実質的に面方向に
は収縮せず、厚み方向にのみ収縮したセラミック層６
ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ及び６ｅが収縮抑制層７ａ及び７
ｂに挟持された構造の積層体１２が得られる。ここで、
セラミック層６ａ〜６ｅの合計の厚みはＴ₂となり、積
層体２の厚みＴ₁に比べておおよそ６０％程度収縮す
る。即ち、積層体１２中のビアホール１５も実質的に厚
み方向にのみ収縮することになる。次いで、焼成後の積
層体１２から、収縮抑制層７ａ及び７ｂを剥離して、所
定の導体パターン１４及びビアホール１５を有するセラ
ミック多層基板１３を得る。

【００３３】得られたラミック多層基板１３は、セラミ
ックグリーンシートとして低温焼結セラミックグリーン
シートが用いられており、かつ、ビアホール形成用の導
体ペースト４として、本発明の第１の導体ペースト或い
は本発明の第２の導体ペーストが用いられているので、
いわゆる無収縮プロセスであっても、セラミックグリー
ンシートと導体ペーストとの焼成収縮量差によるビアホ
ール導体の***、セラミック割れ、ビアホール導体の亀
裂等が発生しにくく、ビアホール４と導体パターン５と
の接続不良や、セラミック多層基板のボイド等による構
造欠陥の少ない、信頼性の高いセラミック多層基板とな
る。

【００３４】また、セラミックグリーンシート２ａ〜２
ｅとして、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系材料を用いる
と、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系材料（熱収縮率約１
５％）と本発明の第１の導体ペースト或いは第２の導体
ペースト（いずれも熱収縮率１４〜１６％）とは収縮量
差が小さいので、ビアホール導体の***、セラミック割
れ、ビアホール導体の亀裂等がさらに抑制され、信頼性
の高いセラミック多層基板が得られる。

【００３５】さらに、いわゆる無収縮プロセスを利用し
て製造されているので、セラミック多層基板１３の主面
に形成されるビアホールや導体パターンの位置精度が高
く、半導体ＩＣやチップコンデンサ等の表面実装部品を
高精度に搭載できる。

【００３６】次に、本発明に係る導体ペーストの作用を
説明する。

【００３７】本発明の第１の導体ペーストは、酸化銅粉
末を６０．０〜８０．０重量％、銅粉末を２０．０〜４
０．０重量％、それぞれ混合してなる導体粉末を含んで
いる。

【００３８】ＣｕＯ及び／又はＣｕ₂Ｏの酸化銅粉末を
Ｎ₂−Ｈ₂Ｏ等の非酸化雰囲気下で焼成すると、 ＣｕＯ→Ｃｕ＋１／２Ｏ₂ Ｃｕ₂Ｏ→２Ｃｕ＋１／２Ｏ₂ の反応が起こり、酸化銅粉末（ＣｕＯ及び／又はＣｕ₂
Ｏ）の体積が収縮する。上述した配合量範囲内で酸化銅
粉末と銅粉末とを混合した本発明の第１の導体ペースト
は、その体積収縮量が、特にＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ
₂系材料である低温焼結セラミックグリーンシートの焼
成時の収縮量とほぼ等しいので、焼成処理後の***、セ
ラミック割れ、亀裂の発生が抑制される。また、酸化銅
の還元時に発生する酸素ガスは有機ビヒクル中の樹脂成
分を取り除く作用も有している。

【００３９】さらに、無収縮プロセスにおいては、通常
のプロセスに比べて、セラミックグリーンシートが厚み
方向へ１次元的に大きく収縮するので、導体ペーストと
セラミックグリーンシートとの収縮量差の厳密な管理が
必要である。本発明の第１の導体ペーストは、この無収
縮プロセスに好適に使用可能である。

【００４０】なお、酸化銅粉末の含有量が８０重量％を
超え、銅粉末の含有量が２０重量％未満になると、ビア
ホールに図７（Ｃ）に示したような亀裂が生じる。ま
た、酸化銅粉末の含有量が６０重量％未満であって、銅
粉末の含有量が４０重量％を超えると、図７（ｂ）に示
したように、ビアホール中の導体材料が***し、セラミ
ック層に割れが発生する。

【００４１】また、本発明の第２の導体ペーストは、酸
化銅粉末を５５．０〜７９．５重量％、銅粉末を２０．
０〜４０．０重量％、酸化ニッケル、パラジウム及びタ
ングステンからなる群より選ばれる少なくとも1種の粉
末を０．５〜５．０重量％それぞれ混合してなる導体粉
末を含んでいる。

【００４２】ＣｕＯ及び／又はＣｕ₂Ｏの酸化銅粉末と
酸化ニッケルとを含む導体粉末を、Ｎ₂−Ｈ₂Ｏ等の非酸
化雰囲気下で焼成すると、 ＣｕＯ→Ｃｕ＋１／２Ｏ₂ Ｃｕ₂Ｏ→２Ｃｕ＋１／２Ｏ₂ ＮｉＯ→Ｎｉ＋１／２Ｏ₂ の反応が起こり、酸化銅粉末及び酸化ニッケルの体積が
収縮する。さらに、パラジウム、タングステンは銅粉末
等の早急な収縮を阻害し、これによって銅粉末、酸化銅
粉末等の経時的な収縮量変化（即ち熱収縮曲線）をセラ
ミックグリーンシートのそれに近づける作用を有してい
る。従って、特にＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系材料で
ある低温焼結セラミックグリーンシートの焼成時の収縮
量と上述の導体粉末の収縮量とがほぼ等しくなって、か
つ、導体粉末とセラミックグリーンシートとの熱収縮曲
線もほぼ等しくなって、ビアホール導体の***、セラミ
ック割れ、ビアホール導体の亀裂が発生しにくくなる。
また、酸化銅や酸化ニッケルの還元時に発生する酸素ガ
スは有機ビヒクル中の樹脂成分を取り除く作用も有して
いる。

【００４３】さらに、無収縮プロセスにおいては、通常
のプロセスに比べて、セラミックグリーンシートの厚み
方向へ１次元的に大きく収縮するので、導体ペーストと
セラミックグリーンシートとの収縮量の差、及び、導体
ペーストとセラミックグリーンシートとの熱収縮曲線の
差を小さくする必要がある。即ち、本発明の第２の導体
ペーストも、この無収縮プロセスに好適に使用可能であ
る。

【００４４】なお、酸化銅粉末の含有量が７９．５重量
％を超え、銅粉末の含有量が２０重量％未満であると、
ビアホール導体に図７（Ｃ）に示したような亀裂が生じ
る。また、酸化銅粉末の含有量が６０重量％未満であっ
て、銅粉末の含有量が４０重量％を超えると、図７
（Ｂ）に示したように、ビアホール導体が***し、セラ
ミック層に割れが発生する。同時に、酸化ニッケル、パ
ラジウム及びタングステンからなる群より選ばれる少な
くとも１種の導体金属の含有量が０．５重量％未満であ
る場合、若しくは、５．０重量％を超える場合は、ビア
ホール導体が***し、セラミック層に割れが発生する。

【００４５】特に、上述した理由から、本発明の第２の
導体ペーストは、所定量の酸化銅粉末及び銅粉末を有
し、かつ、少なくとも酸化ニッケルを含み、パラジウム
又はタングステンのいずれか一方を有していることがさ
らに望ましい。

【００４６】以上、本発明を実施の形態について説明し
たが、本発明は上述した実施の形態に限定されるもので
はない。

【００４７】例えば、低温焼結セラミック材料として
は、Ａｌ₂Ｏ₃にガラス成分を混合せしめたガラス−セラ
ミック複合系の低温焼結セラミック材料や、結晶化ガラ
ス系の低温焼結セラミック材料、セラミック複合系の低
温焼結セラミック材料を用いることができる。また、回
路や電極等の内層導体パターン、表層導体パターン用の
導体材料としては、銅や銀等の低融点金属以外にも、
金、銀−パラジウム合金等の低融点金属を使用してよ
い。

【００４８】さらに、本発明のセラミック多層基板は、
チップ多層ディレイラインやチップ多層ＬＣフィルタ等
の他、例えば、電圧制御発振器、デュプレクサ等の誘電
体フィルタ、弾性表面波フィルタ等の多層デバイスや、
ハイブリッドＩＣ等の多層モジュール、セラミックパッ
ケージなど、種々の用途に適用できる。

【００４９】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例について説明
する。

【００５０】例１〜例１５ まず、本発明の第１の導体ペーストを用いたセラミック
多層基板について、ビアホール導体の亀裂、ビアホール
導体の***、セラミックの割れの発生の有無を調べた。

【００５１】セラミック多層基板を作製するためのセラ
ミックグリーンシート、収縮抑制層、及び、ビアホール
形成用導体ペーストは、以下の要領に従って作製した。

【００５２】［セラミックグリーンシート］ＢａＯ−Ａ
ｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系材料に、結合剤としてのポリビニル
ブチラール、可塑剤としてのジオクチルフタレート、及
び、有機溶媒を加えてスラリーを形成し、これをドクタ
ーブレード法にてシート状に成形して、セラミックグリ
ーンシートを作製した。

【００５３】［収縮抑制層］Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）粉末
にポリビニルブチラール、ジオクチルフタレート、有機
溶媒等を加えて、ドクターブレード法によってシート状
に形成し、収縮抑制層を作製した。

【００５４】［ビアホール形成用導体ペースト］下記表
１に示す組成及び配合量の酸化銅粉末と銅粉末の混合粉
末を用い、この混合粉末１００重量％を、エチルセルロ
ース樹脂をテルピネオール系溶剤に溶解してなる有機ビ
ヒクル１５．０重量％中に混合、分散して、ビアホール
形成用の導体ペーストを作製した。

【００５５】次に、図１〜図６と同様の工程で、セラミ
ック多層基板を製造した。

【００５６】即ち、まず、図１に示したように、上述し
たセラミックグリーンシート２ｂにドリルによってビア
ホール用孔３ａ、３ｂ…を形成し、引き続いて、ビアホ
ール用孔３ａ、３ｂ…中にスクリーン印刷法を用いて、
ビアホール形成用の導体ペースト４ａ、４ｂ…を充填
し、乾燥した。次いで、図２に示したように、セラミッ
クグリーンシート２ｂに導体パターン形成用の導体ペー
ストをスクリーン印刷して、所定の導体パターン５ａ、
５ｂ…を形成した。同様にして、セラミックグリーンシ
ート２ａ、２ｃ、２ｄ及び２ｅを作製した。

【００５７】次いで、図３に示したように、導体パター
ン４及びビアホール５を形成したセラミックグリーンシ
ート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ及び２ｅを順次積層して積
層体２を作製した後、図４に示したように、積層体２の
両主面に上述した収縮抑制層７ａ及び７ｂを積み重ね、
圧着処理を経て、積層体１１を形成し、これを所定の寸
法にカットした。

【００５８】次いで、図５に示したように、Ｎ₂−Ｈ₂Ｏ
の非酸化雰囲気中、９５０度で１時間焼成した後、焼成
後の積層体１２から、収縮抑制層７ａ及び７ｂを超音波
振動法を利用して剥離し、図６に示したように、ビアホ
ール１５及び導体パターン１４を有するセラミック多層
基板１３を得た。

【００５９】このようにして作製したセラミック多層基
板を切断し、その切断面を実体顕微鏡で観察することに
より、ビアホール導体の亀裂の有無、***の有無、及
び、セラミック層の割れの有無を調べた。その測定結果
を下記表１に併せて示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】表１から、酸化銅粉末と銅粉末とを所定の
割合混合してなる導体粉末を含む導体ペーストを用いる
ことによって、導体ペーストとセラミックグリーンシー
トとの収縮量差を小さくし、ビアホール導体の亀裂、隆
起、さらにはセラミックの割れを抑制できることが分か
る。

【００６２】即ち、例４〜例１１のように、酸化銅（Ｃ
ｕＯ及び／又はＣｕ₂Ｏ）粉末６０．０〜８０．０重量
％と銅（Ｃｕ）粉末２０．０〜４０．０重量％とを混合
してなる導体ペーストを用いた場合、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃
−ＳｉＯ₂系材料をセラミックグリーンシートとして用
いた無収縮プロセスにおいて、ビアホール導体の亀裂や
***、セラミック割れが発生していなかった。これは、
ビアホールと導体パターンとの接続不良やセラミック多
層基板の構造欠陥等が殆ど無く、信頼性の高いセラミッ
ク多層基板であることを意味する。

【００６３】また、例６、７及び１１の場合、ビアホー
ルどう合いの亀裂や***、セラミック割れが発生してい
なかったことに加えて、ビアホール導体の表面形状が極
めて優れており、導体ペーストにおいては、ＣｕＯ、Ｃ
ｕ₂Ｏの両者を含むことが望ましいことが分かった。

【００６４】これに対して、酸化銅の割合が８０．０重
量％よりも多い導体ペーストを用いた例１〜例３では、
導体ペーストの収縮量がセラミックグリーンシートの収
縮量よりも大きかったことによるビアホール導体の亀裂
が発生してしまい、他方、所定量よりも、酸化銅の割合
が６０．０重量％よりも少ない導体ペーストを用いた例
１２〜例１５では、セラミックグリーンシートの収縮量
に比べて導体ペーストの収縮量が少なかったことによ
る、ビアホール導体の***及びセラミック割れが発生し
てしまった。

【００６５】例１６〜例４２ 次に、本発明の第２の導体ペーストを用いたセラミック
多層基板について、ビアホール導体の亀裂、ビアホール
導体の***、セラミックの割れの発生の有無を調べた。

【００６６】なお、セラミックグリーンシート、収縮抑
制層、及び、ビアホール形成用導体ペーストは、上述し
た例１〜例１５と同様の要領で作製し、また、例１〜例
１５と同様の工程で、セラミック多層基板を製造した。
また、ビアホール形成用導体ペーストの成分組成は下記
表２に示す。ここでは、有機ビヒクルの量はすべて導体
粉末全量に対して１５重量％とした。

【００６７】例１〜例１５と同様に、作製したセラミッ
ク多層基板を切断し、その切断面を実体顕微鏡で観察す
ることにより、ビアホール内の導体金属の亀裂の有無、
***の有無、及び、セラミック層の割れの有無を調べ
た。その測定結果を下記表２に併せて示す。

【００６８】

【表２】

【００６９】表２から、酸化銅粉末と銅粉末とを所定の
割合混合してなり、かつ、酸化ニッケル、パラジウム及
びタングステンからなる群より選ばれた少なくとも１種
の導体粉末を含む導体ペーストを用いることによって、
導体ペーストとセラミックグリーンシートとの収縮量差
を小さくし、ビアホール導体の亀裂、***、さらにはセ
ラミックの割れを抑制できることが分かる。

【００７０】即ち、例２０〜例２２、例２７〜例３４の
ように、酸化銅粉末５５．０〜７９．５重量％、銅粉末
２０．０〜４０．０重量％、酸化ニッケル、パラジウム
及びタングステンからなる群より選ばれる少なくとも1
種の金属粉末０．５〜５．０重量％をそれぞれ混合して
なる導体ペーストを用いた場合、ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｓ
ｉＯ₂系材料をセラミックグリーンシートとして用いた
無収縮プロセスにおいても、亀裂、***、セラミック割
れが発生しておらず、これは、ビアホールと導体パター
ンとの接続不良や、セラミック多層基板の構造欠陥等が
無く、信頼性の高いセラミック多層基板であることを意
味する。

【００７１】また、例２２、２９、３０、３３及び３４
の場合、ビアホール導体の亀裂や***、セラミック割れ
が発生していなかったことに加えて、ビアホール導体の
表面形状が極めて優れており、導体ペーストにおいて
は、ＣｕＯ、Ｃｕ₂Ｏの両者を含むことが望ましいこと
が分かった。また、例３０及び３１の場合、より一層優
れた表面形状を有していたので、酸化ニッケル、パラジ
ウム、タングステンの全てを含んでいることがさらに望
ましいことが分かった。

【００７２】これに対して、酸化銅の割合が７９．５重
量％よりも多い導体ペーストを用いた例１６〜例１９で
は、導体ペーストの収縮量がセラミックグリーンシート
の収縮量よりも大きかったことによるビアホール導体の
亀裂が発生してしまった。他方、酸化銅の割合が５５．
０重量％よりも少ない導体ペーストを用いた例３９〜例
４２では、セラミックグリーンシートの収縮量に比べて
導体ペーストの収縮量が少なかったことによるビアホー
ル導体の***及びセラミック割れが発生してしまった。

【００７３】また、酸化ニッケル、パラジウム及びタン
グステンからなる群より選ばれる少なくとも１種の導体
材料の割合が０．５重量％よりも少ない例２３〜例２
６、或いは、前記導体材料の割合が５．０重量％よりも
多い例３５〜例３８では、セラミックグリーンシートの
収縮量に比べて導体ペーストの収縮量が少なかったこと
によるビアホール導体の***及びセラミック割れが発生
してしまった。

【００７４】

【発明の効果】本発明の第１の導体ペーストによれば、
酸化銅粉末及び銅粉末からなる導体粉末の焼成時の体積
収縮量がセラミックグリーンシートの焼成時の収縮量と
ほぼ等しくなり、ビアホール導体の***、セラミック割
れ、ビアホール導体の亀裂等が発生しにくい優れた導体
ペーストが得られる。

【００７５】本発明の第２の導体ペーストによれば、酸
化銅粉末、銅粉末及び金属粉末からなる導体粉末の焼成
時の体積収縮量がセラミックグリーンシートの焼成時の
収縮量とほぼ等しくなると共に、導体粉末とセラミック
グリーンシートとの経時的な収縮率（熱収縮曲線）もほ
ぼ等しくなるので、ビアホール導体の***、セラミック
割れ、ビアホール導体の亀裂等がより一層発生しにくい
導体ペーストが得られる。

【００７６】本発明のセラミック多層基板によれば、前
記ビアホールが本発明の第１の導体ペースト又は本発明
の第２の導体ペーストで形成されているので、ビアホー
ル導体の***、セラミック割れ、ビアホール導体の亀裂
等が発生しにくく、ビアホールと導体パターンとの接続
不良や基板の構造欠陥が少ない、信頼性の高いセラミッ
ク多層基板が得られる。

【００７７】本発明のセラミック多層基板の製造方法に
よれば、いわゆる無収縮プロセスにおいて、前記ビアホ
ール用孔に本発明の第１の導体ペースト又は本発明の第
２の導体ペーストを充填してビアホールを形成している
ので、表面導体パターンを精度良く形成でき、また、焼
成時のビアホール導体の***、セラミック割れ、ビアホ
ール導体の亀裂等が発生しにくく、ビアホールと導体パ
ターンとの接続不良や基板の構造欠陥が少なくて信頼性
の高いセラミック多層基板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミック多層基板の製造方法の一工
程段階であって、ビアホールの形成されたセラミックグ
リーンシートの概略断面図である。

【図２】同、セラミック多層基板の製造方法の他の一工
程段階であって、電極パターンが印刷されたセラミック
グリーンシートの概略断面図である。

【図３】同、セラミック多層基板の製造方法の他の一工
程段階であって、セラミックグリーンシートが積層され
てなる第1積層体の概略断面図である。

【図４】同、セラミック多層基板の製造方法の他の一工
程段階であって、両主面に収縮抑制層が形成されてなる
第2積層体の概略断面図である。

【図５】同、セラミック多層基板の製造方法の他の一工
程段階であって、焼成処理が施された後の第2積層体の
概略断面図である。

【図６】同、セラミック多層基板の製造方法に従って形
成されたセラミック多層基板の概略断面図である。

【図7】（Ａ）は、ビアホール用孔に導体ペーストが充
填されたせラミックグリーンシートの概略断面図、
（Ｂ）は、導体ペーストの***及びセラミック割れが発
生した時のセラミック層の概略断面図、（Ｃ）は、亀裂
が発生した導体ペーストを有するセラミック層の概略断
面図である。

【符号の説明】

２…積層体 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ…セラミックグリーンシ
ート、 ３ａ、３ｂ…ビアホール（ビアホール導体）、 ４ａ、４ｂ、４、１４…導体ペースト、 ５ａ、５ｂ、５、１５…導体パターン、 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ…セラミック層、 ７ａ、７ｂ…収縮抑制層、 １１、１２…積層体、 １３…セラミック多層基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ Ｎ Ｂ２３Ｋ 35/22 ３１０Ａ // Ｂ２３Ｋ 35/22 ３１０ 35/30 ３１０Ｃ 35/30 ３１０ Ｈ０１Ｌ 23/14 Ｃ Ｆターム(参考） 4E351 AA07 BB31 BB35 BB49 CC12 CC22 CC33 DD04 DD17 DD20 DD31 DD33 DD52 EE01 EE11 GG03 5E317 AA24 BB04 BB12 BB15 BB16 CC22 CC25 CD21 CD32 GG05 5E346 AA12 AA15 AA24 AA43 BB01 CC18 CC31 CC32 CC36 CC37 CC51 DD13 DD34 EE24 EE27 FF18 GG03 GG06 GG08 GG09 HH07 HH11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体粉末と有機ビヒクルとからなる導体
   ペーストであって、前記導体粉末が、 酸化銅粉末を６０．０〜８０．０重量％、 銅粉末を２０．０〜４０．０重量％、それぞれ混合して
   なることを特徴とする、導体ペースト。
2. 【請求項２】 導体粉末と有機ビヒクルとからなる導体
   ペーストであって、前記導体粉末が、 酸化銅粉末を５５．０〜７９．５重量％、 銅粉末を２０．０〜４０．０重量％、 酸化ニッケル、パラジウム及びタングステンからなる群
   より選ばれる少なくとも1種の粉末を０．５〜５．０重
   量％、それぞれ混合してなることを特徴とする、導体ペ
   ースト。
3. 【請求項３】 ビアホールを有し、低温焼結セラミック
   材料からなるセラミックグリーンシートを積層し、焼成
   してなるセラミック多層基板において、 前記ビアホールが請求項１又は２に記載の導体ペースト
   で形成されていることを特徴とする、セラミック多層基
   板。
4. 【請求項４】 前記低温焼結セラミック材料がＢａＯ−
   Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系材料であることを特徴とする、請
   求項３に記載のセラミック多層基板。
5. 【請求項５】 低温焼結セラミック材料からなるセラミ
   ックグリーンシートに、ビアホール用孔を形成する工程
   と、 前記ビアホール用孔に請求項１又は２に記載の導体ペー
   ストを充填してビアホールを形成する工程と、 前記セラミックグリーンシート上に所定の導体パターン
   を形成する工程と、 得られたセラミックグリーンシートを積層して第1積層
   体を作製する工程と、 前記第1積層体の両主面に収縮抑制層を形成し、これを
   圧着して第2積層体を作製する工程と、 前記第2積層体を非酸化雰囲気下で焼成する工程と、 前記収縮抑制層を剥離する工程とを有する、セラミック
   多層基板の製造方法。
6. 【請求項６】 前記低温焼結セラミック材料をＢａＯ−
   Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系材料とすることを特徴とする、請
   求項５に記載のセラミック多層基板の製造方法。