JP5195432B2 - 感光性ガラスペーストおよび多層配線チップ部品 - Google Patents
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Description
そして、この製造方法によれば、配線密度の高い積層セラミック回路基板を効率よく製造することができるとされている。
そして、焼成時間が長くなると、焼結体(多層配線チップ部品などの焼結積層体)中にボイドの発生や、Agの拡散が生じ、層間の絶縁性が低下するという問題点がある。
感光性ガラスペーストが焼成されてなるガラス層と、前記ガラス層間に形成される、感光性Agペーストが焼成されてなる導体層とを備えた多層配線チップ部品を製造するにあたって、前記ガラス層を形成するために用いられる感光性ガラスペーストであって、
主成分ガラス、焼結助剤ガラス、セラミック骨材を含む無機成分と、
感光性有機成分と、
を含有し、
前記焼結助剤ガラスの軟化点が600℃以上であり、
前記無機成分中の前記焼結助剤ガラスの含有割合が、前記無機成分比率で5〜10体積%であって、
前記焼結助剤ガラスの800℃における前記セラミック骨材に対する接触角が44°以下であり、前記主成分ガラスの800℃における前記セラミック骨材に対する接触角よりも小さいこと
を特徴としている。
前記セラミック骨材が、アルミナ、マグネシア、スピネル、シリカ、フォルステライト、ステアタイトおよびジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、かつ、
前記無機成分中の前記セラミック骨材の含有割合が、無機成分比率で22.5〜27.5体積%であること
を特徴としている。
請求項1〜7のいずれかに記載の感光性ガラスペーストが焼成されてなるガラス層と、
前記ガラス層間に形成された、前記感光性Agペーストが熱処理されてなる導体層と
を備えていることを特徴としている。
したがって、本願発明の感光性ガラスペーストを用いることにより絶縁性の高いガラス層(絶縁層)を形成することが可能になる。
これは、セラミック骨材の割合が22.5体積%を下回ると、ガラス層の抗折強度160MPa以上を達成することができず、強度の面で信頼性が不十分になり、27.5体積%を上回ると、焼結性が悪化することによる。
2 導体層(内部導体)
3 ビアホール
4 積層体
5 コイル
5a,5b コイルの端部
6a,6b 外部電極
7 方向性マークパターン
有機染料は、吸光剤として添加した場合にも焼成時に蒸発するため、焼成後のガラス層に残存しないので吸光剤による絶縁抵抗の低下がなく望ましい。
なお、これらのセラミック骨材の中でも、形成されるガラス層(絶縁層)および積層体の強度の点で、特にアルミナをセラミック骨材として用いることが好ましい。
表1に示すように、
(a)主成分ガラスとして、SiO2、B2O3、K2Oを所定の割合で含む、ホウ珪酸ガラス(Si−B−K系ガラス)(ガラスA、800℃におけるアルミナに対する接触角≧90°、ガラス軟化点Ts:790℃)を用意した。
(b)また、焼結助剤ガラスとして、SiO2、B2O3、Li2O、CaO、ZnOを所定の割合で含む、Si−B−Li−Ca−Zn系ホウ珪酸ガラス(ガラスB、800℃におけるアルミナに対する接触角が26°、ガラス軟化点Ts:718℃)を用意した。
(c)また、焼結助剤ガラスとして、SiO2、B2O3、Li2O、CaO、ZnOを所定の割合で含む、Si−B−Li−Ca−Zn系ホウ珪酸ガラス(ガラスC、800℃におけるアルミナに対する接触角が44°、ガラス軟化点Ts:609℃)を用意した。
この(b)および(c)のガラスは本願発明において用いられる焼結助剤ガラスの要件を満たすガラスである。
さらに、比較のため、800℃におけるアルミナに対する接触角、ガラス軟化点が異なる焼結助剤ガラスとして、以下の(d)および(e)のガラスを用意した。
なお、(d)および(e)のガラスは本願発明において用いられる焼結助剤ガラスの要件を満たさないガラスである。
(d)Bi2O3:B2O3:Li2O:SiO2を所定の割合で含む、Bi−B−Li−Si系ホウ珪酸ガラス(ガラスD、800℃におけるアルミナに対する接触角:10°、ガラス軟化点Ts:420℃)、
(e)Bi2O3:B2O3:Al2O3:SiO2を所定の割合で含む、Bi−B−Al−Si系ホウ珪酸ガラス(ガラスE、800℃におけるアルミナに対する接触角:10°、ガラス軟化点Ts:490℃)、
(a)ポリマー(アクリル酸とアクリル酸メチルの共重合体:28重量部)
(b)モノマー(EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート:12重量部)
(c)光重合開始剤1(2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン:1重量部)
(d)光重合開始剤2(2,4−ジメチルチオキサントン:0.4重量部)
(e)光重合開始剤3(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド:0.6重量部)
(f)溶剤(ペンタメチレングリコール:0.6重量部)
(g)有機染料(オイルイエロー(商品名、オリエント化学工業株式会社製):1重量部)
(h)添加剤(分散剤、消泡剤:1重量部)
(i)表2に示す無機混合物(55.4重量部)
次に、上記感光性ガラスペーストを用いて、以下の手順で試験用配線回路チップを作製した。
(2)次に、感光性Agペーストを外層上に10μm程度の膜厚となるようにスクリーン印刷し、乾燥する。
(3)そして、感光性Agペースト層を露光、現像処理して1層目のコイルパターンを形成する。
(4)さらに、形成したコイルパターン上に、感光性ガラスペーストを15μm程度の膜厚となるように全面にスクリーン印刷し、乾燥する。続いて、選択的に露光・現像処理して所定の箇所にビアホールを形成する。
(5)再度、感光性Agペーストを10μm程度の膜厚となるように全面にスクリーン印刷し、乾燥する。
(6)続いて、感光性Agペーストを選択的に露光・現像処理して2層目のコイルパターンを形成する。
(7)さらに、感光性ガラスペーストの全面印刷・乾燥・全面露光を必要回数繰り返し、外層を形成する。
上記の各感光性ガラスペーストを用いて作製した、2層の導体層を含む試験用配線回路チップ(試料1〜9)について、Ag拡散量、焼結性、気孔率を調べた。その結果を表3に示す。
表3においては、Ag拡散量に関し、Agの拡散距離が30μm未満のものを○として評価し、Agの拡散距離が30μm以上であるものを×として評価した。
また、焼結性に関しては、試験用配線回路チップを赤色の染料インクに浸漬し、取り出して洗浄を行った後、試験用配線回路チップの断面研磨を行って、内側にインクの浸透が確認できたものを×として評価し、浸透が確認できないものを○として評価した。
また、気孔率(%)は、走査型レーザー顕微鏡(1LM21,レーザーテック株式会社製、倍率50倍)で観察される視野をパーソナルコンピュータに取り込み、ガラス部の面積と気孔部の面積を明暗2値化して計測した。本願発明では、気孔率を以下に示す式で定義した。
気孔率=観察ガラス層中の気孔部の面積/観察ガラス層の全面積
なお、この気孔率が1%以上になると不良率が増加することが確認されている。
図1は本願発明の一実施例(実施例2)にかかる多層配線チップ部品(積層インダクタ)の外観構成を示す斜視図、図2はその内部構造を示す分解斜視図である。
(2)次に、感光性Agペーストを外層上に10μm程度の膜厚となるようにスクリーン印刷し、乾燥する。
そして、感光性Agペースト層を選択的に露光・現像処理して1層目のコイルパターンを形成する。
(3)さらに、形成したコイルパターンの上から、感光性ガラスペーストを15μm程度の膜厚となるように全面にスクリーン印刷し、乾燥する。続いて、選択的に露光・現像処理して所定の箇所にビアホールを形成する。
(4)再度、感光性Agペーストを10μm程度の膜厚となるように全面にスクリーン印刷し、乾燥し、感光性Agペーストを選択的に露光・現像処理して2層目のコイルパターンを形成する。
(5)そして、必要な層数が得られるまで感光性Agペースト層(コイルパターン)と感光性ガラスペースト層(絶縁層)の積層を繰り返す。
(6)それからさらに、感光性ガラスペーストの全面印刷・乾燥・全面露光を必要回数繰り返し外層を得る。
(7)次に、外層の最上層にチップの方向性を示すための方向性マークパターンをスクリーン印刷する。
(8)このようにして得られたマザー積層体を、ダイサーを用いてチップ形状に分割した後、PETフィルムなどの支持部材を分離し、脱バインダーを行った後、焼成する。
(9)その後、焼成された積層体に外部電極を形成する。それからさらに、電解めっき法や無電解めっき法などによって、外部電極の表面に単層または積層構造のめっき層を被着させる。
したがって、本願発明は、ガラス層間に導体層を備えた構造を有する、積層インダクタなどの多層配線チップ部品の分野、多層配線チップ部品を製造するために用いられる感光性ガラスペーストの分野に広く適用することが可能である。
Claims (8)
- 感光性ガラスペーストが焼成されてなるガラス層と、前記ガラス層間に形成される、感光性Agペーストが焼成されてなる導体層とを備えた多層配線チップ部品を製造するにあたって、前記ガラス層を形成するために用いられる感光性ガラスペーストであって、
主成分ガラス、焼結助剤ガラス、セラミック骨材を含む無機成分と、
感光性有機成分と、
を含有し、
前記焼結助剤ガラスの軟化点が600℃以上であり、
前記無機成分中の前記焼結助剤ガラスの含有割合が、前記無機成分比率で5〜10体積%であって、
前記焼結助剤ガラスの800℃における前記セラミック骨材に対する接触角が44°以下であり、前記主成分ガラスの800℃における前記セラミック骨材に対する接触角よりも小さいこと
を特徴とする感光性ガラスペースト。 - 前記主成分ガラスが70〜90重量%のSiO2と、15〜20重量%のB2O3と、1〜5重量%のK2Oとを含むものであることを特徴とする請求項1記載の感光性ガラスペースト。
- 前記焼結助剤ガラスが45〜60重量%のSiO2と、15〜25重量%のB2O3と、10〜20重量%のCaOと、5〜15重量%のLi2Oと、0〜10重量%のZnOとを含むものであることを特徴とする請求項1または2記載の感光性ガラスペースト。
- 前記セラミック骨材が、アルミナ、マグネシア、スピネル、シリカ、フォルステライト、ステアタイトおよびジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、かつ、
前記無機成分中の前記セラミック骨材の含有割合が、無機成分比率で22.5〜27.5体積%であること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の感光性ガラスペースト。 - 紫外線吸収剤として有機染料を含有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の感光性ガラスペースト。
- 光重合開始剤としてリン系化合物を含有していることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の感光性ガラスペースト。
- 前記光重合開始材である前記リン系化合物が、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−プロピルベンジルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィネイト、(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−ペンチルフォスフィンオキサイドからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の感光性ガラスペースト。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の感光性ガラスペーストが焼成されてなるガラス層と、
前記ガラス層間に形成された、前記感光性Agペーストが熱処理されてなる導体層と
を備えていることを特徴とする多層配線チップ部品。
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