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JPH0479290A - Manufacture of ceramic circuit board - Google Patents

Manufacture of ceramic circuit board

Info

Publication number
JPH0479290A
JPH0479290A JP19338190A JP19338190A JPH0479290A JP H0479290 A JPH0479290 A JP H0479290A JP 19338190 A JP19338190 A JP 19338190A JP 19338190 A JP19338190 A JP 19338190A JP H0479290 A JPH0479290 A JP H0479290A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit board
tungsten
ceramic
aluminum nitride
tungsten powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19338190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Kuribayashi
明宏 栗林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP19338190A priority Critical patent/JPH0479290A/en
Publication of JPH0479290A publication Critical patent/JPH0479290A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To protect tungsten powder from increasing excessively in size by using a matellizing metal where rhenium is added to tungsten particles and adopting a board made of aluminum nitride. CONSTITUTION:In a manufacturing method of a ceramic circuit board which uses tungsten powder as a metallizing metal and incinerates simultaneously the powder with ceramic green sheet and forms a circuit pattern, metallizing metal is used where rhenium is added to tungsten powder while aluminum nitride is adopted for the board. This construction makes it possible to improve the smoothness effectively by grinding the surface of the board and hence obtain a circuit board which is excellent in terms of electric resistors or the like of a conductor circuit.

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回路基板の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic circuit board.

(従来の技術) セラミック回路基板に回路パターンを形成する際、メタ
ライズペーストを用いてセラミックグリーンシートと同
時焼成によって回路パターンを形成する方法がある。セ
ラミックグリーンシートは高温で焼成されるから、回路
パターンの導体回路に用いるメタライズ用金属としては
タングステン等の高融点金属が用いられる。セラミック
の焼成温度は、たとえば、アルミナでは1500〜16
00℃、窒化アルミニウムでは1700〜2000℃で
ある。
(Prior Art) When forming a circuit pattern on a ceramic circuit board, there is a method of forming the circuit pattern by using a metallization paste and co-firing it with a ceramic green sheet. Since the ceramic green sheet is fired at a high temperature, a high melting point metal such as tungsten is used as the metallizing metal used for the conductor circuit of the circuit pattern. For example, the firing temperature of ceramic is 1500-1600 for alumina.
00°C, and 1700 to 2000°C for aluminum nitride.

これらセラミック回路基板を製造するには、セラミック
のグリーンシートを形成し、スクリーン印刷法等により
所定パターンでメタライズペーストを塗布し、あるいは
ビアを形成する場合はグリーンシートに設けたビア孔内
にメタライズペーストを充填した後、所定温度でセラミ
ックグリーンシートとメタライズペーストとを同時焼成
してセラミック回路基板とする。
To manufacture these ceramic circuit boards, a ceramic green sheet is formed and metallized paste is applied in a predetermined pattern using a screen printing method, or if vias are formed, the metallized paste is applied inside the via holes provided in the green sheet. After filling, the ceramic green sheet and the metallization paste are co-fired at a predetermined temperature to form a ceramic circuit board.

(発明が解決しようとする課題) 上記のようにセラミック回路基板はかなり高温で焼成さ
れるが、タングステン粉末をメタライズ用金属として同
時焼成で回路基板を製造した場合、タングステンの焼結
粒が過大な粒になるという問題点がある。これは同時焼
成の際の焼成温度がきわめて高温であるため、焼成時に
タングステンが粒成長して大きな粒になるためと考えら
れる。
(Problem to be Solved by the Invention) As mentioned above, ceramic circuit boards are fired at a fairly high temperature, but when manufacturing circuit boards by simultaneous firing with tungsten powder as a metallizing metal, excessive sintered tungsten particles There is a problem that it becomes grainy. This is thought to be because the firing temperature during simultaneous firing is extremely high, so that the tungsten grains grow and become large grains during firing.

最近は非常に微細な回路パターンが要求されるセラミッ
ク回路基板があり、基板表面の平坦度がとくに要求され
る製品では焼成後に回路パターンが形成された面を研磨
して平坦度を出すようにするものがある。
Recently, there are ceramic circuit boards that require extremely fine circuit patterns, and for products that require particularly flat surfaces, the surface on which the circuit patterns are formed is polished to achieve flatness after firing. There is something.

このように研磨によって回路パターン面を平坦にする場
合、タングステンは脆性が高いから焼成によりタングス
テンが過大な粒になってしまうと、研磨した際にタング
ステン粒が欠は落ちたりして、所定の平坦度が得られな
いという問題がある。この問題はとくにビアを高密度で
配置した製品で問題となっている。
When flattening the circuit pattern surface by polishing in this way, tungsten is highly brittle, so if the tungsten grains become too large during firing, the tungsten grains will chip and fall off during polishing, making it difficult to achieve the desired flatness. There is a problem of not being able to obtain a degree. This problem is particularly problematic in products with highly densely arranged vias.

そ゛こで、焼成時にタングステンが粒成長して過大な粒
にならないようにするため、タングステン粉末にセラミ
ック粉末を混ぜたものをメタライズペーストとして用い
、導体回路内でタングステンが均一に分散するようにし
て、タングステンの過大な粒成長を防止することがなさ
れている。しかしながら、タングステン粉末とセラミッ
ク粉末を混ぜたものは導体回路の電気抵抗が上昇すると
いった問題点がある。
Therefore, in order to prevent tungsten grains from growing and becoming excessively large during firing, a mixture of tungsten powder and ceramic powder is used as a metallizing paste to ensure that tungsten is evenly dispersed within the conductor circuit. , attempts have been made to prevent excessive grain growth of tungsten. However, a mixture of tungsten powder and ceramic powder has a problem in that the electrical resistance of the conductor circuit increases.

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、焼成時にタングステ
ンが過大粒となることが効果的に防止でき、研磨によっ
て表面を平坦化することも容易であり、電気的特性も優
れているセラミック回路基板の製造方法を提供するにあ
る。
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to effectively prevent tungsten from forming excessive grains during firing, and to flatten the surface by polishing. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic circuit board that is easy and has excellent electrical characteristics.

(課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。(Means for solving problems) The present invention has the following configuration to achieve the above object.

すなわち、タングステン粉末をメタライズ用金属として
用いてセラミックグリーンシートと同時焼成して回路パ
ターンを形成するセラミック回路基板の製造方法におい
て、前記タングステン粉末にレニウムを添加したメタラ
イズ用金属を用いることを特徴とする。また、前記基板
が窒化アルミニウムであることを特徴とする。
That is, in a method of manufacturing a ceramic circuit board in which a circuit pattern is formed by co-firing a ceramic green sheet using tungsten powder as a metallizing metal, the method is characterized in that a metallizing metal obtained by adding rhenium to the tungsten powder is used. . Further, the substrate is made of aluminum nitride.

(発明の概要) 本発明は、従来タングステン粉末をメタライズ用金属と
して用いてセラミックグリーンシートと同時焼成によっ
てセラミック回路基板を作成していたのに対し、タング
ステン粉末にレニウムを添加したものをメタライズ用金
属として用いて同時焼成することを特徴とする。
(Summary of the Invention) The present invention uses tungsten powder as a metallizing metal to create a ceramic circuit board by co-firing with a ceramic green sheet. It is characterized by the fact that it can be fired simultaneously.

タングステン粉末にレニウムを添加したメタライズペー
ストを用いることにより、後述するように、より平滑な
表面を有するセラミック回路基板を得ることができ、ま
た導体回路の電気抵抗をタングステン粉末のみの場合と
ほぼ同等にすることができる。
By using a metallizing paste made by adding rhenium to tungsten powder, it is possible to obtain a ceramic circuit board with a smoother surface, as will be described later, and the electrical resistance of the conductor circuit can be made almost the same as when using only tungsten powder. can do.

レニウムはタングステンに対して1〜10重量2程度混
合して用いる。レニウムはタングステンに添加すること
により、高温焼成時にタングステンが過大に粒成長する
ことを防止し、タングステンの靭性を高めるように作用
すると考えられる。
Rhenium is used in a mixture of 1 to 10 parts by weight to tungsten. It is thought that by adding rhenium to tungsten, it acts to prevent excessive grain growth of tungsten during high-temperature firing and to improve the toughness of tungsten.

以下、レニウムを添加したメタライズペーストを用いて
回路基板を製造した例、および比較例として従来方法に
よって回路基板を製造した例にっいて説明する。
Hereinafter, an example in which a circuit board was manufactured using a metallized paste containing rhenium, and an example in which a circuit board was manufactured by a conventional method as a comparative example will be described.

〔実施例〕〔Example〕

セラミック基板として窒化アルミニウムを用い、導体回
路としてビアを形成した実施例について説明する。
An example in which aluminum nitride is used as the ceramic substrate and vias are formed as the conductive circuit will be described.

メタライズペーストは、 タングステン粉末(平均粒径1,2μm)  97gレ
ニウム粉末             3gの混合物に
アクリル系バインダー3gを加えて混合し、さらにグリ
コール系溶剤15m1lを加えてペーストとした。
The metallization paste was prepared by adding 3 g of an acrylic binder to a mixture of 97 g of tungsten powder (average particle size: 1.2 μm) and 3 g of rhenium powder, and then adding 15 ml of a glycol solvent to form a paste.

セラミック基板は、 窒化アルミニウム粉末     100g炭酸カルシウ
ム        0.2gに対して、アクリル系バイ
ンダー11g、可塑剤4g、有機溶剤100muを加え
て混合し、スラリーとした後、ドクターブレード法によ
ってグリーンシートを形成した。
The ceramic substrate was prepared by mixing 100 g of aluminum nitride powder and 0.2 g of calcium carbonate with 11 g of an acrylic binder, 4 g of a plasticizer, and 100 mu of an organic solvent to form a slurry, and then forming a green sheet using a doctor blade method.

このグリーンシートに、0.12mm径の穴あけ加工を
行ってビア孔を形成し、上記のメタライズペーストをビ
ア孔内に充填した。
This green sheet was drilled with a diameter of 0.12 mm to form via holes, and the metallized paste was filled into the via holes.

窒素雰囲気中で脱バインダーを行った後、1750℃で
焼成して、窒化アルミニウムの回路基板を得た。得られ
た窒化アルミニウムの回路基板の厚さは1n+mである
。以下の比較例においても窒化アルミニウム回路基板の
厚さは同じである。
After removing the binder in a nitrogen atmosphere, it was fired at 1750°C to obtain an aluminum nitride circuit board. The thickness of the aluminum nitride circuit board obtained was 1n+m. The thickness of the aluminum nitride circuit board is also the same in the following comparative examples.

〔比較例1〕 上記実施例1と同様に、導体回路としてビアを形成した
窒化アルミニウムのセラミック回路基板を製造した。
[Comparative Example 1] In the same manner as in Example 1 above, an aluminum nitride ceramic circuit board in which vias were formed as conductive circuits was manufactured.

本比較例においてはビアを形成するメタライズペースト
として。
In this comparative example, it was used as a metallization paste for forming vias.

タングステン粉末      100g窒化アルミニウ
ム粉末     5g の混合物にアクリル系バインダー、グリコール系溶剤を
加えたものを用いた。
A mixture of 100 g of tungsten powder and 5 g of aluminum nitride powder, to which an acrylic binder and a glycol solvent were added, was used.

実施例1と同様に、窒化アルミニウム粉末を用いてスラ
リーを形成し、ドクターブレード法によりグリーンシー
トを製造した後、0.12mm径のビア孔加工を行い、
上記メタライズペーストを充填した。実施例1と同一条
件で焼成し、窒化アルミニウムの回路基板を得た。
In the same manner as in Example 1, a slurry was formed using aluminum nitride powder, a green sheet was manufactured by the doctor blade method, and then a via hole with a diameter of 0.12 mm was formed.
The above metallized paste was filled. Firing was performed under the same conditions as in Example 1 to obtain an aluminum nitride circuit board.

〔比較例2〕 タングステン粉末のみを用いたメタライズペーストを用
い、上記例と同様に窒化アルミニウムのグリーンシート
を形成し、ビア孔にメタライズペーストを充填した後、
同一条件で焼成して、窒化アルミニウムの回路基板を得
た。
[Comparative Example 2] A green sheet of aluminum nitride was formed in the same manner as in the above example using a metallization paste using only tungsten powder, and after filling the via hole with the metallization paste,
An aluminum nitride circuit board was obtained by firing under the same conditions.

a1表面平滑度の測定 上記実施例および比較例で得た窒化アルミニウム回路基
板の表面をダイヤモンド砥粒で平坦面になるように研磨
し、表面に形成された凹部の深さ方向の最大値を測定し
た。
a1 Measurement of surface smoothness The surface of the aluminum nitride circuit board obtained in the above examples and comparative examples was polished with diamond abrasive grains to make it a flat surface, and the maximum value in the depth direction of the recesses formed on the surface was measured. did.

実施例の回路基板        0.07μm比較例
1の回路基板       0.11μm比較例2の回
路基板       5.0μm上記結果は、タングス
テン粉末にレニウムを添加したメタライズペーストを用
いた回路基板がもっとも平滑性に優れていることを示す
Circuit board of Example: 0.07 μm Circuit board of Comparative Example 1: 0.11 μm Circuit board of Comparative Example 2: 5.0 μm The above results show that the circuit board using metallized paste made by adding rhenium to tungsten powder has the best smoothness. Indicates that

比較例2のタングステンのみを用いたものと比較すると
平滑性の向上が顕著である。
Compared to Comparative Example 2, which uses only tungsten, the smoothness is significantly improved.

このようにレニウムを添加したものの表面の平滑性が向
上したのは、レニウムの添加により焼成時にタングステ
ンの過大な粒成長が防止されたためと考えられる。
The reason why the surface smoothness of the rhenium-added product was improved in this way is thought to be because the addition of rhenium prevented excessive grain growth of tungsten during firing.

b、電気抵抗の測定 実施例と比較例の窒化アルミニウム基板のビアの電気抵
抗値を測定した。測定結果は以下のとおりである。
b. Measurement of electrical resistance The electrical resistance values of the vias in the aluminum nitride substrates of the example and comparative example were measured. The measurement results are as follows.

実施例の回路基板        140mΩ比較例1
の回路基板       300mΩ比較例2の回路基
板       135mΩ実施例、すなわちタングス
テン粉末にレニウムを添加したメタライズペーストを用
いたものと、比較例2、すなわちタングステン粉末のみ
のメタライズペーストを用いたものが同程度の電気抵抗
値を示し、比較例1ではかなり高い電気抵抗値を示した
Circuit board of Example 140mΩ Comparative Example 1
Circuit board of 300 mΩ Circuit board of Comparative Example 2 The 135 mΩ Example, that is, the one that uses a metallized paste made of tungsten powder and rhenium, and the one that uses Comparative Example 2, that is, that uses a metallized paste that contains only tungsten powder, have the same electrical resistance. Comparative Example 1 showed a considerably high electrical resistance value.

上記測定結果a、bから、タングステン粉末にレニウム
を添加したメタライズペーストを用いることによって、
電気抵抗値が小さく、かつ平滑な表面を有する窒化アル
ミニウムの回路基板を容易に得ることができる。これに
より、きわめて高密度な回路パターンを形成する必要の
あるセラミック回路基板にも有効に利用することができ
る。
From the above measurement results a and b, by using a metallized paste made by adding rhenium to tungsten powder,
An aluminum nitride circuit board having a low electrical resistance value and a smooth surface can be easily obtained. As a result, it can be effectively used for ceramic circuit boards that require the formation of extremely high-density circuit patterns.

上記実施例は窒化アルミニウムについて説明したが、ア
ルミナ等の高温焼成が必要なセラミック回路基板の一製
造にも好適に利用することができる。
Although the above embodiment describes aluminum nitride, it can also be suitably used to manufacture a ceramic circuit board made of alumina or the like that requires high-temperature firing.

なお、窒化アルミニウムはセラミックのうちでもかなり
高温の焼成温度が要求されるので、本方法がとくに有効
である。
Note that this method is particularly effective for aluminum nitride, which requires a considerably higher firing temperature than other ceramics.

また、上記実施例は回路基板にビアを形成した場合の表
面平滑性について述べたが、回路基板の表面上に回路パ
ターンを形成した場合に対しても、表面平滑性を向上さ
せる上で有効である。
In addition, although the above embodiment describes the surface smoothness when vias are formed on the circuit board, it is also effective in improving the surface smoothness when a circuit pattern is formed on the surface of the circuit board. be.

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。
The present invention has been variously explained above using preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.
Of course, many modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

(発明の効果) 本発明に係るセラミック回路基板の製造方法によれば、
上述したように、表面を研磨することによって平滑性を
効果的に向上させることのできるセラミック回路基板、
たとえば窒化アルミニウムの回路基板を容易に得ること
ができるとともに、導体回路の電気抵抗等の特性にも優
れたセラミック回路基板を得ることができる。また、こ
れによってより高密度の回路パターンを有するセラミッ
ク回路基板を容易に製造することができる等の著効を奏
する。
(Effects of the Invention) According to the method for manufacturing a ceramic circuit board according to the present invention,
As mentioned above, a ceramic circuit board whose smoothness can be effectively improved by polishing the surface;
For example, it is possible to easily obtain a circuit board made of aluminum nitride, and also to obtain a ceramic circuit board having excellent characteristics such as electrical resistance of conductor circuits. Further, this provides remarkable effects such as being able to easily manufacture a ceramic circuit board having a higher density circuit pattern.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.タングステン粉末をメタライズ用金属として用いて
セラミックグリーンシートと同時焼成して回路パターン
を形成するセラミック回路基板の製造方法において、 前記タングステン粉末にレニウムを添加し たメタライズ用金属を用いることを特徴とするセラミッ
ク回路基板の製造方法。
1. A method for manufacturing a ceramic circuit board in which a circuit pattern is formed by co-firing a tungsten powder with a ceramic green sheet using tungsten powder as a metallizing metal, characterized in that the metallizing metal is made by adding rhenium to the tungsten powder. Substrate manufacturing method.
2.前記基板が窒化アルミニウムである請求項1記載の
セラミック回路基板の製造方法。
2. 2. The method of manufacturing a ceramic circuit board according to claim 1, wherein the substrate is made of aluminum nitride.
JP19338190A 1990-07-20 1990-07-20 Manufacture of ceramic circuit board Pending JPH0479290A (en)

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JP19338190A JPH0479290A (en) 1990-07-20 1990-07-20 Manufacture of ceramic circuit board

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JP (1) JPH0479290A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6261703B1 (en) 1997-05-26 2001-07-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Copper circuit junction substrate and method of producing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6261703B1 (en) 1997-05-26 2001-07-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Copper circuit junction substrate and method of producing the same

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