JP2019041022A - Wiring substrate manufacturing method and conductive paste - Google Patents
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Abstract
【課題】配線の材料である銅の酸化を抑制できるとともに、簡易な工程で配線基板を製造することができる配線基板の製造方法及び導電ペーストを提供すること。
【解決手段】第1工程では、少なくともCuを含む無機粉末に、ペースト化のためのペースト用成分と、Si、Ti、Al、及びBのうち少なくとも1種のレジネートと、を加えて導電ペーストを作製した。第2工程では、導電ペーストを用いて、グリーンシート11上に配線パターン13を形成した。第3工程では、配線パターン13を形成したグリーンシート11に他のグリーンシートを積層して積層体を作製し、この積層体15を、酸化雰囲気で脱脂した。第4工程では、脱脂後に、積層体15を構成する配線パターン13及びグリーンシート11を同時焼成し、セラミック基板3中にCuW配線5を備えた配線基板1を得た。
【選択図】図2A wiring board manufacturing method and a conductive paste capable of suppressing the oxidation of copper as a wiring material and manufacturing a wiring board by a simple process.
In the first step, a paste for paste formation and at least one resinate of Si, Ti, Al, and B are added to an inorganic powder containing at least Cu and a conductive paste is added. Produced. In the second step, the wiring pattern 13 was formed on the green sheet 11 using a conductive paste. In the third step, another green sheet was laminated on the green sheet 11 on which the wiring pattern 13 was formed to produce a laminate, and the laminate 15 was degreased in an oxidizing atmosphere. In the fourth step, after degreasing, the wiring pattern 13 and the green sheet 11 constituting the laminated body 15 were simultaneously fired to obtain the wiring substrate 1 provided with the CuW wiring 5 in the ceramic substrate 3.
[Selection] Figure 2
Description
本開示は、例えば電子部品のパッケージ、無線通信モジュール基板、制御回路用基板、半導体検査装置などに用いることができる配線基板の製造方法、及びその製造方法等に使用できる導電ペーストに関するものである。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a wiring board that can be used in, for example, an electronic component package, a wireless communication module substrate, a control circuit substrate, a semiconductor inspection apparatus, and the like, and a conductive paste that can be used in the manufacturing method.
従来、配線基板の表面や内部に配線を形成する場合には、導電ペーストが使用されている。この導電ペーストとしては、樹脂系バインダと溶媒とからなるペースト用成分(例えばビヒクル)に、銅(Cu)粉末等の導電フィラーを含む導電ペーストが知られている。 Conventionally, when forming wiring on the surface or inside of a wiring board, a conductive paste is used. As this conductive paste, a conductive paste containing a conductive filler such as copper (Cu) powder in a paste component (for example, a vehicle) made of a resin binder and a solvent is known.
この種の導電ペースト(例えば銅粉末を含む銅系ペースト)を用いて配線を形成する場合には、例えばセラミックグリーンシート上に銅系ペーストを塗布して配線パターンを形成し、セラミックグリーンシートと配線パターンとを同時焼成していた。つまり、例えば同時焼成の際に、銅系ペースト中の銅粉末を焼結して配線を形成していた。そのため、使用する銅粉末には、高い耐酸化性や焼結性が求められていた。 When wiring is formed using this type of conductive paste (for example, copper-based paste containing copper powder), for example, a copper-based paste is applied on a ceramic green sheet to form a wiring pattern, and the ceramic green sheet and the wiring are formed. The pattern was fired simultaneously. That is, for example, at the time of simultaneous firing, the copper powder in the copper-based paste is sintered to form the wiring. Therefore, high oxidation resistance and sinterability are required for the copper powder to be used.
詳しくは、銅系ペーストを加熱する際には、通常、不活性ガスの雰囲気が採用されるが、銅系ペースト中の樹脂や溶媒を十分に除去するために、不活性ガス中に若干の酸素を添加するので、配線を形成する際に、銅粉末の表面が酸化する恐れがある。そして、銅粉末の表面が酸化されると、粒子表面が酸化銅で覆われてしまうので、焼結性が悪くなり、形成される配線の導電性も低下してしまう。 Specifically, when heating the copper paste, an inert gas atmosphere is usually adopted, but in order to sufficiently remove the resin and solvent in the copper paste, some oxygen is contained in the inert gas. Therefore, the surface of the copper powder may be oxidized when the wiring is formed. When the surface of the copper powder is oxidized, the particle surface is covered with copper oxide, so that the sinterability is deteriorated and the conductivity of the formed wiring is also lowered.
この対策として、例えば下記特許文献1、2に記載の技術が提案されている。
特許文献1には、銅粉末の表面を、5重量%以下のSiを含有するSiO2系ゲルコーティグ膜によって覆うことによって、耐酸化性や焼結性を向上する技術が開示されている。この技術では、銅粉末を含む懸濁液に所定のSi化合物等を添加して、銅粉末の表面にSiO2系ゲルコーティグ膜を形成し、その後、窒素雰囲気下で例えば120℃で11時間以上加熱して乾燥することによって、SiO2系ゲルコーティグ膜を有する銅粉末を製造する。
As countermeasures, for example, techniques described in Patent Documents 1 and 2 below have been proposed.
Patent Document 1 discloses a technique for improving oxidation resistance and sinterability by covering the surface of a copper powder with a SiO 2 -based gel coating film containing 5% by weight or less of Si. In this technique, a predetermined Si compound or the like is added to a suspension containing copper powder to form a SiO 2 -based gel coating film on the surface of the copper powder, and then, for example, at 120 ° C. for 11 hours or more in a nitrogen atmosphere. By heating and drying, a copper powder having a SiO 2 -based gel coating film is produced.
また、特許文献2には、耐酸化性等を向上するために、銅粉末をホウ素(B)を含有する溶液中に浸漬した後に、50〜260℃の温度で加熱することにより、銅粉の表面にホウ素の膜を形成する技術が開示されている。 Further, in Patent Document 2, in order to improve oxidation resistance and the like, copper powder is immersed in a solution containing boron (B) and then heated at a temperature of 50 to 260 ° C. A technique for forming a boron film on the surface is disclosed.
ところで、上述した従来技術では、下記のような問題があり、その改善が求められていた。
具体的には、銅系ペーストを作製する際には予め銅粉末を準備するが、銅粉末の耐酸化性等を高めるために、銅粉末の表面にSiやBを含む被膜を形成する場合には、熱処理によって被膜を形成するので、被膜を有する銅粉末の製造工程が必要となる。その結果、配線基板を製造する際の工数や製造コストが増加するという問題があった。
By the way, the above-described conventional technology has the following problems, and improvements have been demanded.
Specifically, when preparing a copper-based paste, copper powder is prepared in advance, but in order to increase the oxidation resistance of the copper powder, etc., when a film containing Si or B is formed on the surface of the copper powder. Since a film is formed by heat treatment, a process for producing a copper powder having a film is required. As a result, there has been a problem that man-hours and manufacturing costs for manufacturing a wiring board increase.
本開示は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線の材料である銅の酸化を抑制できるとともに、簡易な工程で配線基板を製造することができる配線基板の製造方法及び導電ペーストを提供することにある。 This indication is made in view of the above-mentioned subject, and the object is that it can control the oxidation of copper which is the material of wiring, and can manufacture a wiring board by a simple process, and It is to provide a conductive paste.
(1)本開示の第1局面は、少なくともCuを含む無機粉末に、ペースト化のためのペースト用成分と、Si、Ti、Al、及びBのうち少なくとも1種のレジネートと、を加えて導電ペーストを作製する工程(例えば第1工程)と、導電ペーストを用いて、グリーンシートに配線パターンを形成する工程(例えば第2工程)と、配線パターンを形成したグリーンシートを、酸化雰囲気で脱脂する行う工程(例えば第3工程)と、脱脂後に、配線パターン及びグリーンシートを同時焼成する工程(例えば第4工程)と、を有している。 (1) According to a first aspect of the present disclosure, an inorganic powder containing at least Cu is added with a paste component for pasting, and at least one resinate among Si, Ti, Al, and B to conduct electricity. A step of producing a paste (for example, a first step), a step of forming a wiring pattern on a green sheet using a conductive paste (for example, a second step), and degreasing the green sheet on which the wiring pattern is formed in an oxidizing atmosphere A process to be performed (for example, a third process), and a process of simultaneously firing the wiring pattern and the green sheet (for example, a fourth process) after degreasing.
本開示では、第1工程にて、少なくともCuを含む無機粉末に、ペースト化のためのペースト用成分と、Si、Ti、Al、及びBのうち少なくとも1種のレジネートと、を加えて導電ペーストを作製する。 In the present disclosure, in the first step, the paste for paste formation and at least one resinate among Si, Ti, Al, and B are added to the inorganic powder containing at least Cu, and the conductive paste. Is made.
これにより、ペースト用成分中に、Cu等の無機粉末が分散するとともに、その無機粉末の表面に前記レジネートが付着した状態の導電ペーストが得られる。
第2工程では、前記導電ペーストを用いて、グリーンシートに配線パターンを形成する。
Thereby, while the inorganic powders, such as Cu, disperse | distribute in the component for paste, the electrically conductive paste of the state which the said resinate adhered to the surface of the inorganic powder is obtained.
In the second step, a wiring pattern is formed on the green sheet using the conductive paste.
第3工程では、配線パターンを形成したグリーンシートを、酸化雰囲気で脱脂する。この脱脂の際に、Cuの周囲に付着した前記レジネートのうち、Si、Ti、Al、及びBの少なくとも1種の金属成分が酸化して、Cuの周囲を覆うと推定される。即ち、Cuの周囲が前記金属成分の酸化被膜に覆われると推定される。 In the third step, the green sheet on which the wiring pattern is formed is degreased in an oxidizing atmosphere. At the time of this degreasing, it is presumed that at least one metal component of Si, Ti, Al, and B out of the resinate adhering to the periphery of Cu is oxidized to cover the periphery of Cu. That is, it is estimated that the periphery of Cu is covered with the oxide film of the metal component.
第4工程では、脱脂後に、配線パターン及びグリーンシートを同時焼成する。この同時焼成の際には、Cuの周囲の前記金属成分の酸化被膜によって、Cuの酸化が抑制されると考えられる。 In the fourth step, the wiring pattern and the green sheet are simultaneously fired after degreasing. In this simultaneous firing, it is considered that the oxidation of Cu is suppressed by the oxide film of the metal component around Cu.
このように、本開示では、前記第1〜第4工程の処理によって配線基板を製造するので、配線基板を製造する工数が少なくて済み、製造コストを低減できるという効果がある。
つまり、従来では、導電ペーストに添加するCu粉末を製造する際に、Cu粉末の周囲にSiやBの被膜を形成しており、その被膜の形成の際に高温での熱処理が必要であったが、本開示では、Cu粉末を導電ペーストに添加する前段階においてCu粉末に被膜を形成する加熱処理が不要であるので、その分、製造時の工数やコストを大きく低減できるという顕著な効果を奏する。
Thus, in this indication, since a wiring board is manufactured by processing of the 1st-the 4th process, there are few man-hours which manufacture a wiring board, and there is an effect that manufacturing cost can be reduced.
That is, conventionally, when manufacturing Cu powder to be added to the conductive paste, a coating of Si or B is formed around the Cu powder, and heat treatment at a high temperature is required when forming the coating. However, in the present disclosure, since the heat treatment for forming a coating film on the Cu powder is unnecessary before the Cu powder is added to the conductive paste, a remarkable effect that the man-hours and costs at the time of manufacture can be greatly reduced. Play.
また、本開示では、導体ペースト中に前記レジネートを添加するので、Cuの耐酸化性を向上するために使用する前記金属成分の使用量は、従来のCu粉末に被膜を形成する場合に加えて少量で済む。そのため、形成される配線の抵抗等の性能が優れているという利点がある。また、焼成によって配線を形成する際に、配線の焼結性に与える影響が少ないという効果もある。 In the present disclosure, since the resinate is added to the conductor paste, the amount of the metal component used for improving the oxidation resistance of Cu is added to the case of forming a film on the conventional Cu powder. Small amount is enough. Therefore, there is an advantage that performance such as resistance of the formed wiring is excellent. Further, when the wiring is formed by firing, there is an effect that the influence on the sinterability of the wiring is small.
(2)本開示の第2局面では、無機粉末に対して、レジネートを0.5〜3.0重量%添加してもよい。
後述するように、無機粉末に対してレジネートを0.5〜3.0重量%の範囲添加することにより、配線の抵抗(比抵抗値)を低減することができ、しかも、配線基板を焼成する際の変形量を抑制することができる。
(2) In the second aspect of the present disclosure, 0.5 to 3.0% by weight of resinate may be added to the inorganic powder.
As will be described later, by adding resinate to the inorganic powder in the range of 0.5 to 3.0% by weight, the resistance of the wiring (specific resistance value) can be reduced, and the wiring board is fired. The amount of deformation at the time can be suppressed.
なお、ここでは、レジネート中のSi等の金属換算で、無機粉末に対して外重量%にて添加した場合を示している。
(3)本開示の第3局面では、レジネートとして、Siレジネートを用いてもよい。
In addition, here, the case where it adds in external weight% with respect to inorganic powder in metal conversion, such as Si in resinate, is shown.
(3) In the third aspect of the present disclosure, Si resinate may be used as the resinate.
ここでは、レジネートとして好適な例を示している。このSiレジネートを用いることにより、配線の抵抗(比抵抗値)を低減することができ、しかも、配線基板を焼成する際の変形量を抑制することができる。 Here, an example suitable as a resinate is shown. By using this Si resinate, the resistance (specific resistance value) of the wiring can be reduced, and the deformation amount when the wiring substrate is baked can be suppressed.
(4)本開示の第4局面は、配線の形成に用いられる導電ペーストに関するものである。
この導電ペーストは、少なくともCuを含む無機粉末と、ペースト化のためのペースト用成分と、Si、Ti、Al、及びBのうち少なくとも1種のレジネートと、を含んでいる。
(4) A fourth aspect of the present disclosure relates to a conductive paste used for forming a wiring.
This conductive paste includes an inorganic powder containing at least Cu, a paste component for forming a paste, and at least one resinate among Si, Ti, Al, and B.
前記導電ペーストを用いることにより、配線基板を製造する工数が少なくて済み、製造コストを低減できるという効果がある。また、この導体ペーストを用いることにより、Cuの耐酸化性を向上するために使用する前記金属成分の使用量は少量で済む。そのため、形成される配線の抵抗等の性能が優れているという利点がある。また、焼成によって配線を形成する際に、配線の焼結性に与える影響が少ないという効果もある。 By using the conductive paste, it is possible to reduce the man-hours for manufacturing the wiring substrate and to reduce the manufacturing cost. Further, by using this conductor paste, the amount of the metal component used for improving the oxidation resistance of Cu can be small. Therefore, there is an advantage that performance such as resistance of the formed wiring is excellent. Further, when the wiring is formed by firing, there is an effect that the influence on the sinterability of the wiring is small.
(5)本開示の第5局面では、無機粉末に対して、レジネートを0.5〜3.0重量%含有していてもよい。
この導電ペーストを用いることにより、配線の抵抗(比抵抗値)を低減することができ、しかも、配線基板を焼成する際の変形量を抑制することができる。
(5) In the fifth aspect of the present disclosure, the resinate may be included in an amount of 0.5 to 3.0% by weight with respect to the inorganic powder.
By using this conductive paste, the resistance (specific resistance value) of the wiring can be reduced, and the deformation amount when the wiring board is fired can be suppressed.
なお、ここでは、レジネート中のSi等の金属換算で、無機粉末に対して外重量%にて添加した場合を示している。
(6)本開示の第6局面では、レジネートとして、Siレジネートを含有していてもよい。
In addition, here, the case where it adds in external weight% with respect to inorganic powder in metal conversion, such as Si in resinate, is shown.
(6) In the sixth aspect of the present disclosure, Si resinate may be contained as the resinate.
ここでは、レジネートとして好適な例を示している。このSiレジネートを用いることにより、配線の抵抗(比抵抗値)を低減することができ、しかも、配線基板を焼成する際の変形量を抑制することができる。 Here, an example suitable as a resinate is shown. By using this Si resinate, the resistance (specific resistance value) of the wiring can be reduced, and the deformation amount when the wiring substrate is baked can be suppressed.
<以下に、本開示の各構成について説明する>
・無機粉末としては、Cu以外に、W、Moが挙げられる。
・ペースト用成分としては、有機バインダ及び溶剤が挙げられる。有機バインダとしては、エチルセルロース、ブチラールが挙げられ、溶剤としては、ターピネオール、ブチルカルビトール、テキサノールが挙げられる
・レジネートとは、金属の有機化合物(有機金属化合物;詳しくは有機金属錯体)であり、ここでは、Si、Ti、Al、Bのうち少なくとも1種のレジネートを用いる。例えば、Siレジネート、Tiレジネート、Alレジネート、Bレジネートの少なくとも1種を用いることができる。
<Each component of the present disclosure will be described below>
In addition to Cu, examples of inorganic powder include W and Mo.
-As a component for paste, an organic binder and a solvent are mentioned. Examples of the organic binder include ethyl cellulose and butyral, and examples of the solvent include terpineol, butyl carbitol, and texanol. Resin is a metal organic compound (organometallic compound; specifically, an organometallic complex), and here Then, at least one resinate among Si, Ti, Al, and B is used. For example, at least one of Si resinate, Ti resinate, Al resinate, and B resinate can be used.
・グリーンシートとは、セラミック材料等の焼成後に固体となる無機成分を含み、焼成後にセラミック基板となる未焼成のシートである。なお、セラミック基板は、セラミックを主成分(即ち体積%で最も多い成分)としている。 A green sheet is an unfired sheet that contains an inorganic component that becomes solid after firing, such as a ceramic material, and becomes a ceramic substrate after firing. The ceramic substrate has ceramic as a main component (that is, a component having the largest volume%).
・無機成分としては、セラミック成分、セラミックの焼結を促進する焼結助剤、ガラス成分等が挙げられる。セラミック成分としては、アルミナ、ムライト、コージェライトなどが挙げられる。焼結助剤としては、SiO2、MgCO3、BaCO3などが挙げられる。なお、焼成時には、焼結助剤がガラス化する。 Examples of the inorganic component include a ceramic component, a sintering aid that promotes ceramic sintering, and a glass component. Examples of the ceramic component include alumina, mullite, cordierite, and the like. Examples of the sintering aid include SiO 2 , MgCO 3 , BaCO 3 and the like. During sintering, the sintering aid is vitrified.
次に、本開示の配線基板の製造方法及びその製造方法に用いる導電ペーストの実施形態について説明する。
[1.実施形態]
[1−1.配線基板の構成]
まず、実施形態の配線基板について説明する。
Next, a method for manufacturing a wiring board of the present disclosure and an embodiment of a conductive paste used for the manufacturing method will be described.
[1. Embodiment]
[1-1. Wiring board configuration]
First, the wiring board of the embodiment will be described.
図1に模式的に示す様に、実施形態の配線基板1は、Al2O3を例えば90体積%以上含むセラミック基板3の内部に、Cu及びWを主成分とするCuW電極(配線)5を備えたものである。なお、ここでは、ビアや他の配線等は省略してある。 As schematically shown in FIG. 1, a wiring substrate 1 of the embodiment includes a CuW electrode (wiring) 5 containing Cu and W as main components inside a ceramic substrate 3 containing, for example, 90% by volume or more of Al 2 O 3. It is equipped with. Here, vias and other wirings are omitted.
このうち、セラミック基板3は、第1セラミック層7と第2セラミック層9とを備えており、第1セラミック層7と第2セラミック層9との間にCuW配線5が配置されている。
セラミック基板3は、Al2O3以外に、例えば、SiO2、MgCO3、BaCO3等の焼結助剤の成分が含まれている。
Among these, the ceramic substrate 3 includes a first ceramic layer 7 and a second ceramic layer 9, and a CuW wiring 5 is disposed between the first ceramic layer 7 and the second ceramic layer 9.
In addition to Al 2 O 3 , the ceramic substrate 3 contains components of a sintering aid such as SiO 2 , MgCO 3 , BaCO 3 , for example.
前記CuW配線5は、導電成分であるCu及びW以外に、例えばAl2O3等の成分が含まれている。
[1−2.配線基板の製造方法]
次に、本実施形態の配線基板1の製造方法の要部について、図2に基づいて説明する。
The CuW wiring 5 includes components such as Al 2 O 3 in addition to Cu and W which are conductive components.
[1-2. Wiring board manufacturing method]
Next, the principal part of the manufacturing method of the wiring board 1 of this embodiment is demonstrated based on FIG.
<準備工程>
まず、セラミック基板3の主原料(主成分となる原料)として、Al2O3粉末を用意するとともに、焼結助剤の粉末を用意した。そして、これらの粉末材料に、バインダや溶剤等を加えて、セラミックスラリーを作製した。このセラミックスラリーを用いて、グリーンシート11を作製した。
<Preparation process>
First, Al 2 O 3 powder was prepared as a main raw material (raw material as a main component) of the ceramic substrate 3, and a powder of a sintering aid was prepared. And a ceramic slurry was produced by adding a binder, a solvent, etc. to these powder materials. The green sheet 11 was produced using this ceramic slurry.
<第1工程>
第1工程では、少なくともCuを含む無機粉末(例えばCu、W、焼結助剤)に、ペースト化のためのペースト用成分(例えばバインダ、溶剤)と、Si、Ti、Al、及びBのうち少なくとも1種のレジネート(例えばSiレジネート)と、を加えて導電ペーストを作製した。
<First step>
In the first step, an inorganic powder containing at least Cu (for example, Cu, W, a sintering aid), a paste component (for example, a binder, a solvent) for forming a paste, and Si, Ti, Al, and B At least one resinate (for example, Si resinate) was added to produce a conductive paste.
なお、レジネートは、無機粉末に対して、外重量%で(例えばSi換算で)0.5〜3.0重量%添加する。
<第2工程>
第2工程では、導電ペーストを用いて、グリーンシート(セラミックグリーンシート)11上に配線パターン13を形成した。
The resinate is added in an external weight percent (for example, in terms of Si) of 0.5 to 3.0 weight percent with respect to the inorganic powder.
<Second step>
In the second step, the wiring pattern 13 was formed on the green sheet (ceramic green sheet) 11 using a conductive paste.
<第3工程>
第3工程では、配線パターン13を形成したグリーンシート11に他のグリーンシートを積層して積層体を作製し、この積層体15を、酸化雰囲気で例えば200℃〜300℃の温度範囲(例えば250℃)で脱脂した。
<Third step>
In the third step, another green sheet is laminated on the green sheet 11 on which the wiring pattern 13 is formed to produce a laminate, and the laminate 15 is subjected to a temperature range (for example, 250 ° C. to 200 ° C.) in an oxidizing atmosphere. Deg.).
<第4工程>
第4工程では、脱脂後に、積層体15を構成する配線パターン13及びグリーンシート11を同時焼成し、セラミック基板3中にCuW配線5を備えた配線基板1を得た。
<4th process>
In the fourth step, after degreasing, the wiring pattern 13 and the green sheet 11 constituting the laminated body 15 were simultaneously fired to obtain the wiring substrate 1 provided with the CuW wiring 5 in the ceramic substrate 3.
[1−3.効果]
(1)本実施形態では、上述した各処理によって配線基板1を製造するので、配線基板1を製造する工数が少なくて済み、製造コストを低減できるという効果がある。
[1-3. effect]
(1) In this embodiment, since the wiring board 1 is manufactured by the above-described processes, the number of steps for manufacturing the wiring board 1 can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
つまり、従来では、導電ペーストに添加するCu粉末を製造する際に、Cu粉末の周囲にSiやBの被膜を形成しており、その被膜の形成の際に高温での熱処理が必要であったが、本実施形態では、従来のCu粉末に被膜を形成する加熱処理が不要であるので、その分、製造時の工数やコストを大きく低減できるという顕著な効果を奏する。 That is, conventionally, when manufacturing Cu powder to be added to the conductive paste, a coating of Si or B is formed around the Cu powder, and heat treatment at a high temperature is required when forming the coating. However, in this embodiment, since the heat treatment for forming a film on the conventional Cu powder is unnecessary, there is a remarkable effect that man-hours and costs at the time of manufacture can be greatly reduced.
(2)また、本実施形態では、導体ペースト中に例えばSiレジネートを添加するので、Cuの耐酸化性を向上するために使用する例えばSi成分の使用量は、従来のCu粉末に被膜を形成する場合に加えて少量で済む。そのため、形成されるCuW配線5の抵抗等の性能が優れているという利点がある。また、焼成によってCuW配線5を形成する際に、CuW配線5の焼結性に与える影響が少ないという効果もある。 (2) Further, in this embodiment, for example, Si resinate is added to the conductor paste, so that the amount of Si component used for improving the oxidation resistance of Cu, for example, forms a film on the conventional Cu powder. In addition to that, a small amount is sufficient. Therefore, there is an advantage that the performance such as resistance of the formed CuW wiring 5 is excellent. Further, when the CuW wiring 5 is formed by firing, there is an effect that the influence on the sinterability of the CuW wiring 5 is small.
(3)特に、無機粉末に対して、レジネートを0.5〜3.0重量%添加する場合には、CuW配線5の抵抗(比抵抗値)を大きく低減することができ、しかも、配線基板1を焼成する際の変形量も十分に抑制することができる。 (3) Particularly when 0.5 to 3.0% by weight of resinate is added to the inorganic powder, the resistance (specific resistance value) of the CuW wiring 5 can be greatly reduced, and the wiring board The amount of deformation when firing 1 can be sufficiently suppressed.
[1−4.文言の対応関係]
ここで、文言の対応関係について説明する。
実施形態の、配線基板1、グリーンシート11、配線パターン13が、それぞれ、本開示の、配線基板、グリーンシート、配線パターンの一例に相当する。
[1-4. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between words will be described.
The wiring board 1, the green sheet 11, and the wiring pattern 13 of the embodiment correspond to examples of the wiring board, the green sheet, and the wiring pattern of the present disclosure, respectively.
[1−5.実験例]
次に、本開示の範囲の実施例及び本開示の範囲外の比較例の試料を用いて行った実験例について説明する。
[1-5. Experimental example]
Next, experimental examples performed using samples in the examples of the scope of the present disclosure and comparative examples outside the scope of the present disclosure will be described.
なお、以下の実験では、焼成前の配線基板と焼成後の配線基板を用いたものがあるが、下記表1に示すように、同じ導電ペーストを用いたものは、同じ試料No.でまとめて表示してある。 In the following experiments, there are those using a wiring board before firing and a wiring board after firing, but as shown in Table 1 below, those using the same conductive paste are collected with the same sample number. It is displayed.
[1ー5ー1.試料の作製方法]
まず、実験に使用する各試料のグリーンシート及び導電ペーストの製造方法について説明する。
[1-5-1. Sample preparation method]
First, a method for producing a green sheet and a conductive paste for each sample used in the experiment will be described.
<グリーンシートの作製>
まず、セラミック原料粉末として、主原料であるAl2O3粉末を用意するとともに、焼結助剤として、SiO2、MgCO3、BaCO3等の粉末を用意した。なお、Al2O3粉末は、平均粒径0.5μm、比表面積6.0m2/gのものを用意した。
<Production of green sheet>
First, Al 2 O 3 powder as a main raw material was prepared as a ceramic raw material powder, and powders such as SiO 2 , MgCO 3 , BaCO 3 were prepared as a sintering aid. The Al 2 O 3 powder was prepared with an average particle size of 0.5 μm and a specific surface area of 6.0 m 2 / g.
また、シート成形用のバインダ成分及び可塑剤成分として、ブチラール系バインダ(即ちブチラール樹脂)及びDOP(ジ・オクチル・フタレート)等を用意した。
次に、Al2O3製のポットに、これらの粉末材料(なお、焼結助剤は各粉末から1種又は複数種を選択して使用する)を2500g秤量して投入した。これに、着色剤を所定量投入後、ブチラール樹脂を300gと、適当なスラリー粘度とシート強度を持たせるのに必要な量の溶剤(エタノール、トルエン)と適量の可塑剤(DOP)とを投入した。そして、このポットにて20時間粉砕混合することにより、セラミックスラリーを得た。
Further, as a binder component and a plasticizer component for forming a sheet, a butyral binder (that is, butyral resin), DOP (di-octyl phthalate), and the like were prepared.
Next, 2500 g of these powder materials (one or more kinds of sintering aids are selected and used from the respective powders) were weighed into an Al 2 O 3 pot. After adding a predetermined amount of colorant, 300 g of butyral resin, an amount of solvent (ethanol, toluene) and an appropriate amount of plasticizer (DOP) necessary to give an appropriate slurry viscosity and sheet strength are added. did. The ceramic slurry was obtained by grinding and mixing in this pot for 20 hours.
次に、得られたセラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法によって、グリーンシートを作成した。なお、グリーンシートの厚みとしては、0.11mm、0.14mmを採用できる。 Next, a green sheet was prepared by a doctor blade method using the obtained ceramic slurry. In addition, 0.11 mm and 0.14 mm can be adopted as the thickness of the green sheet.
<導電ペーストの作製>
無機成分として、導電成分であるCu粉末とW粉末とを用意するとともに、セラミック成分としてAl2O3粉末を用意した。また、ペースト用成分(ワニス成分)として、エチルセルロース樹脂とこの樹脂を溶解する溶剤としてターピオネールとを用意し、それらを体積比で15:85の割合で混合した。さらに、レジネートとしてSiレジネートを用意した。
<Preparation of conductive paste>
Cu powder and W powder, which are conductive components, were prepared as inorganic components, and Al 2 O 3 powder was prepared as a ceramic component. Further, ethyl cellulose resin and tarpione as a solvent for dissolving this resin were prepared as paste components (varnish components), and they were mixed at a volume ratio of 15:85. Furthermore, Si resinate was prepared as a resinate.
これらを、自動公転ミキサーに投入して混合後、三本ロールミルを用いて混練し、導電ペーストを得た。
なお、無機粉末において、Cu粉末とW粉末とAl2O3粉末とは、体積比で50:50:1の割合で添加した。また、Siレジネートは、後述する表1に示すように、Si換算で、無機粉末に対して外重量%で、0.5〜5重量%の範囲で添加した。
These were put into an automatic revolution mixer and mixed, and then kneaded using a three-roll mill to obtain a conductive paste.
Note that in the inorganic powder, the Cu powder and a W powder and Al 2 O 3 powder, 50 volume ratio: 50: was added at a ratio of 1. Further, as shown in Table 1 described later, the Si resinate was added in the range of 0.5 to 5% by weight based on the inorganic powder in terms of Si, based on the outer weight%.
なお、Siレジネートとしては、市販のSiレジネートを用いた。
[1ー5ー2.実験内容]
<実験例1>
この実験例1とは、レジネートを用いたことによるCuの酸化抑制効果を調べたものである。
A commercially available Si resinate was used as the Si resinate.
[1-5-2. Experiment contents]
<Experimental example 1>
This Experimental Example 1 is an investigation of the effect of suppressing the oxidation of Cu by using resinate.
実験例1では、Cu粉末を、図3及び図4に示すような種々のレジネートの溶液、詳しくは、Siレジネート、Niレジネート、Coレジネート、Tiレジネート、Bレジネート、Alレジネートの各溶液に浸漬したものを、自動公転ミキサーにより撹拌して、各種レジネート浸漬Cu粉末の溶液を作製した。 In Experimental Example 1, Cu powder was immersed in various resinate solutions as shown in FIGS. 3 and 4, specifically, Si resinate, Ni resinate, Co resinate, Ti resinate, B resinate, and Al resinate. The thing was stirred with the automatic revolution mixer and the solution of various resinate immersion Cu powder was produced.
このレジネート浸漬Cu粉末の溶液の上澄液を取り除き、残ったCu粉末を、TG−DTA分析装置により、大気中で室温(25℃)から500℃に昇温速度5℃/minで昇温して、TG−DTA曲線を求めた。 The supernatant of the resinate-immersed Cu powder solution was removed, and the remaining Cu powder was heated from room temperature (25 ° C.) to 500 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min in the atmosphere by a TG-DTA analyzer. Thus, a TG-DTA curve was obtained.
なお、Cu粉末をレジネートに浸漬しないで、Cu粉末のみの試料に対しても同様にして、熱重量測定(TG)及び示差熱分析(DTA)の変化を示すTG−DTA曲線を求めた。 In addition, the TG-DTA curve which shows the change of a thermogravimetry (TG) and a differential thermal analysis (DTA) was calculated | required similarly to the sample of only Cu powder, without immersing Cu powder in resinate.
その結果を、図3及び図4に示す。
図3(a)のTGのグラフに示すように、Cu粉末のみの場合には、200℃〜300℃の範囲(脱脂の際の温度)から、重量が徐々に増加している。これは、Cuの酸化によってTGの値が増加したと考えられる。
The results are shown in FIGS.
As shown in the TG graph of FIG. 3A, in the case of only Cu powder, the weight gradually increases from a range of 200 ° C. to 300 ° C. (temperature during degreasing). This is considered that the value of TG was increased by oxidation of Cu.
図3(b)のTGのグラフに示すように、Cu粉末をSiレジネートに浸漬した場合には、200℃〜300℃の範囲では、重量は減少しており、増加していない。これは、有機成分が揮発した後において、Cuの酸化が抑制されていると考えられる。 As shown in the TG graph of FIG. 3 (b), when Cu powder is immersed in Si resinate, the weight decreases and does not increase in the range of 200 ° C to 300 ° C. This is considered that the oxidation of Cu is suppressed after the organic component is volatilized.
図3(c)のTGのグラフに示すように、Cu粉末をNiレジネートに浸漬した場合には、200℃〜300℃の範囲では、重量は増加している。これは、Cuの酸化によるものと考えられる。 As shown in the TG graph of FIG. 3C, when Cu powder is immersed in Ni resinate, the weight increases in the range of 200 ° C to 300 ° C. This is considered to be due to oxidation of Cu.
図3(d)のTGのグラフに示すように、Cu粉末をCoレジネートに浸漬した場合には、270℃当たりから、重量は増加している。これは、Cuの酸化によるものと考えられる。 As shown in the TG graph of FIG. 3D, when Cu powder is immersed in Co resinate, the weight increases from around 270 ° C. This is considered to be due to oxidation of Cu.
図4(a)のTGのグラフに示すように、Cu粉末をTiレジネートに浸漬した場合には、200℃〜300℃の範囲では、重量は増加していない。これは、Cuの酸化が抑制されているからと考えられる。 As shown in the TG graph of FIG. 4A, when Cu powder is immersed in Ti resinate, the weight does not increase in the range of 200 ° C. to 300 ° C. This is considered because the oxidation of Cu is suppressed.
図4(b)のTGのグラフに示すように、Cu粉末をBレジネートに浸漬した場合には、200℃〜300℃の範囲では、重量は増加していない。これは、Cuの酸化が抑制されているからと考えられる。 As shown in the graph of TG in FIG. 4B, when Cu powder is immersed in B resinate, the weight does not increase in the range of 200 ° C. to 300 ° C. This is considered because the oxidation of Cu is suppressed.
図4(c)のTGのグラフに示すように、Cu粉末をAlレジネートに浸漬した場合には、200℃〜300℃の範囲では、重量は増加していない。これは、Cuの酸化が抑制されているからと考えられる。 As shown in the TG graph of FIG. 4C, when Cu powder is immersed in an Al resinate, the weight does not increase in the range of 200 ° C. to 300 ° C. This is considered because the oxidation of Cu is suppressed.
この実験例1から明らかなように、例えば200℃〜300℃の範囲の温度(例えば脱脂の際の温度)においては、Cu粉末を、Siレジネート、Tiレジネート、Bレジネート、又はAlレジネートの各溶液に浸漬した場合には、Cuの酸化を抑制できると考えられる。 As is clear from Experimental Example 1, for example, at a temperature in the range of 200 ° C. to 300 ° C. (for example, a temperature during degreasing), Cu powder is added to each of Si resinate, Ti resinate, B resinate, or Al resinate solution. It is considered that the oxidation of Cu can be suppressed when immersed in the substrate.
<実験例2>
この実験例2とは、下記表1に示すNo.1〜10の各試料に関して、Siレジネートを用いたことによるCuの酸化抑制効果を調べたものである。
<Experimental example 2>
In this experimental example 2, the effect of suppressing the oxidation of Cu by using Si resinate was investigated for each of Nos. 1 to 10 shown in Table 1 below.
本実験例2に用いる試料として、図5に示す形状の各試料を作製した。
具体的には、図5に示すように、前記実験例の試料の製造方法で作成したグリーンシート21を2枚積層して積層体23を作製し、その最表面に各試料に応じた導電ペーストを塗布して配線パターン25を形成した。配線パターン25の厚みは10〜20μmである。
Each sample having the shape shown in FIG.
Specifically, as shown in FIG. 5, two green sheets 21 prepared by the sample manufacturing method of the experimental example are stacked to prepare a stacked body 23, and a conductive paste corresponding to each sample is formed on the outermost surface thereof. Was applied to form a wiring pattern 25. The thickness of the wiring pattern 25 is 10 to 20 μm.
なお、下記表1に、試料No.1〜10の導電ペーストの添加物及びその添加量を示すが、実施例1〜5が本開示の範囲の試料であり、比較例1〜5が本開示の範囲外の試料である。
次に、この積層体23を、大気雰囲気にて250℃で5時間脱脂を行った。
In addition, although the following Table 1 shows the additive and the addition amount of the conductive paste of Sample Nos. 1 to 10, Examples 1 to 5 are samples within the scope of the present disclosure, and Comparative Examples 1 to 5 are the present disclosure. The sample is out of the range.
Next, this laminate 23 was degreased at 250 ° C. for 5 hours in an air atmosphere.
そして、脱脂後の配線パターン25に対してXRD分析(X線回折分析)を行って、CuとCu2Oとの最強線におけるピーク強度を測定した。このピーク強度の比率(Cu2O/Cu)からCu酸化率を算出した。その結果を、下記表1に記す。 Then, by performing XRD analysis of (X-ray diffraction analysis) relative to the wiring pattern 25 after degreasing was measured peak intensity in the strongest line of Cu and Cu 2 O. The Cu oxidation rate was calculated from this peak intensity ratio (Cu 2 O / Cu). The results are shown in Table 1 below.
また、前記実施例1〜5とは別に、Siレジネートを添加せずに導電ペーストを作製し、その配線パターンを、窒素雰囲気にて500℃で又は大気雰囲気にて250℃で脱脂した比較例1、2の試料についても、同様にして、Cu酸化率を算出した。 Further, apart from Examples 1 to 5, a conductive paste was prepared without adding Si resinate, and the wiring pattern was degreased at 500 ° C. in a nitrogen atmosphere or 250 ° C. in an air atmosphere. For the two samples, the Cu oxidation rate was calculated in the same manner.
さらに、単にSi粉末を添加した溶液にCu粉末を浸漬したものを用いて導電ペーストを作製し、250℃で脱脂した比較例3〜5の試料についても、同様にして、Cu酸化率を算出した。 Furthermore, the Cu oxidation rate was calculated in the same manner for the samples of Comparative Examples 3 to 5 in which a conductive paste was prepared by simply immersing Cu powder in a solution to which Si powder was added, and degreased at 250 ° C. .
表1のCu酸化率から明らかなように、実施例1〜5では、Cu酸化率が小さく、Cuの酸化が抑制されているので好適であった。一方、比較例2〜5では、Cuの酸化率が大きく、Cuの酸化があまり抑制されていない。なお、比較例1は、窒素雰囲気であるので、Cu酸化率は小さい。 As is clear from the Cu oxidation rate in Table 1, in Examples 1 to 5, the Cu oxidation rate was small and Cu oxidation was suppressed, which was preferable. On the other hand, in Comparative Examples 2-5, the oxidation rate of Cu is large and the oxidation of Cu is not suppressed so much. Since Comparative Example 1 is a nitrogen atmosphere, the Cu oxidation rate is small.
<実験例3>
この実験例3では、各試料の配線の抵抗(比抵抗値)を調べた。
本実験例3に用いる試料として、図6に示す形状の各試料を作製した。
<Experimental example 3>
In Experimental Example 3, the resistance (specific resistance value) of the wiring of each sample was examined.
Each sample having the shape shown in FIG. 6 was prepared as a sample used in this Experimental Example 3.
具体的には、図6に示すように、前記実験例の試料の製造方法で作成したグリーンシート31を2枚積層して積層体33を作製した。なお、積層する前に、両グリーンシート31の間に導電ペーストを塗布して、焼成後に配線となる配線パターン35を形成した。配線パターン35の厚みは10〜20μmである。 Specifically, as shown in FIG. 6, a laminate 33 was produced by laminating two green sheets 31 created by the sample production method of the experimental example. In addition, before laminating | stacking, the electrically conductive paste was apply | coated between both the green sheets 31, and the wiring pattern 35 used as wiring after baking was formed. The thickness of the wiring pattern 35 is 10 to 20 μm.
なお、実施例1〜5では、導電ペースト中のSiレジネートの添加量は、前記実験例2と同様である(下記表1参照)。
また、上層のグリーンシート31に、配線パターン35と連通するように一対の貫通孔37を開け、この貫通孔37に、焼成後にビアを形成するモリブデン(Mo)ペーストを充填した。さらに、貫通孔37を覆うようにモリブデンペーストを塗布し、焼成後に外部電極となる外部電極パターン39を形成した。
In Examples 1 to 5, the amount of Si resinate added in the conductive paste is the same as in Experimental Example 2 (see Table 1 below).
In addition, a pair of through holes 37 were formed in the upper green sheet 31 so as to communicate with the wiring pattern 35, and the through holes 37 were filled with molybdenum (Mo) paste for forming vias after firing. Further, a molybdenum paste was applied so as to cover the through hole 37, and an external electrode pattern 39 to be an external electrode after firing was formed.
次に、この積層体33を、大気雰囲気にて250℃で5時間脱脂を行った。
その後、この脱脂後の積層体33を、窒素水素混合雰囲気にて1300℃で焼成を行って、内部に配線及びビアを備えるとともに、外部に(ビアと接続された)外部電極を備えた配線基板の試料を作製した。
Next, this laminate 33 was degreased at 250 ° C. for 5 hours in an air atmosphere.
Thereafter, the degreased laminated body 33 is fired at 1300 ° C. in a nitrogen-hydrogen mixed atmosphere, and includes a wiring and a via inside, and a wiring board having an external electrode (connected to the via) outside. A sample of was prepared.
そして、各試料の配線の抵抗値を、四端子抵抗値測定機により測定した。詳しくは、内部の配線の測定距離(ビア間の距離)と、配線の厚み及び幅とを測定した。これらの測定結果から比抵抗値を求めた。その結果を、下記表1に記す。 And the resistance value of the wiring of each sample was measured with the 4-terminal resistance value measuring machine. Specifically, the measurement distance of the internal wiring (distance between vias) and the thickness and width of the wiring were measured. The specific resistance value was determined from these measurement results. The results are shown in Table 1 below.
また、前記実施例1〜5とは別に、下記表1に示すように、導電ペーストとして前記実験例2と同様な比較例1〜5の導電ペーストを使用し、本実験例3に記載の方法で比較例1〜5の試料を作製した。そして、この比較例1〜5についても、同様にして、比抵抗値を算出した。 In addition to Examples 1-5, as shown in Table 1 below, the conductive paste of Comparative Examples 1-5 similar to Experimental Example 2 was used as the conductive paste, and the method described in Experimental Example 3 was used. Samples of Comparative Examples 1 to 5 were prepared. And about this Comparative Examples 1-5, the specific resistance value was computed similarly.
表1の比抵抗値から明らかなように、実施例1〜4では、比抵抗値が小さく配線として好適であった。なお、実施例5では、Siレジネートの添加量が多いので、比抵抗値が大きくなっている。 As is clear from the specific resistance values in Table 1, in Examples 1 to 4, the specific resistance value was small and suitable as a wiring. In Example 5, since the amount of Si resinate added is large, the specific resistance value is large.
<実験例4>
この実験例4では、各試料の変形量として、反り量を調べた。
本実験例4に用いる試料として、前記図7に示す形状の各試料を作製した。
<Experimental example 4>
In Experimental Example 4, the amount of warpage was examined as the amount of deformation of each sample.
Each sample having the shape shown in FIG. 7 was prepared as a sample used in this Experimental Example 4.
具体的には、図7に示すように、前記実験例の試料の製造方法で作成したグリーンシート41を3枚積層して積層体43を作製した。なお、積層の前に、上層と中層のグリーンシート41の間に導電ペーストを塗布して、焼成後に配線となる配線パターン45を形成した。配線パターン45の厚みは10〜20μmである。 Specifically, as shown in FIG. 7, three green sheets 41 created by the sample manufacturing method of the experimental example were laminated to produce a laminate 43. Prior to lamination, a conductive paste was applied between the upper and middle green sheets 41 to form a wiring pattern 45 to be a wiring after firing. The thickness of the wiring pattern 45 is 10 to 20 μm.
なお、実施例1〜5では、導電ペースト中のSiレジネートの添加量は、前記実験例2と同様である(下記表1参照)。
次に、この積層体43を、大気雰囲気にて250℃で5時間脱脂を行った。
In Examples 1 to 5, the amount of Si resinate added in the conductive paste is the same as in Experimental Example 2 (see Table 1 below).
Next, this laminate 43 was degreased at 250 ° C. for 5 hours in an air atmosphere.
その後、この脱脂後の積層体43を、窒素水素混合雰囲気にて1300℃で焼成を行って、内部に配線を備えた配線基板の試料を作製した。なお、本実験例では、配線基板の寸法は、縦55mm×横55mmである。 Thereafter, this degreased laminate 43 was fired at 1300 ° C. in a nitrogen-hydrogen mixed atmosphere to prepare a sample of a wiring board having wiring therein. In this experimental example, the size of the wiring board is 55 mm long × 55 mm wide.
そして、各試料の配線基板に対して、キーエンス製のレーザー3D測定機により、反り量を求めた。なお、反り量は、配線基板を平坦な基材の表面に載置した場合において、基材の表面からの最大の変位量である。その結果を、下記表1に記す。 And the amount of curvature was calculated | required with the laser 3D measuring machine made from Keyence with respect to the wiring board of each sample. The amount of warpage is the maximum amount of displacement from the surface of the base material when the wiring board is placed on the surface of the flat base material. The results are shown in Table 1 below.
また、前記実施例1〜5とは別に、下記表1に示すように、導電ペーストとして前記実験例2と同様な比較例1〜5の導電ペーストを使用し、本実験例4に記載の方法で比較例1〜5の試料を作製した。そして、この比較例1〜5についても、同様にして、反り量を測定した。 In addition to Examples 1-5, as shown in Table 1 below, the conductive paste of Comparative Examples 1-5 similar to Experimental Example 2 was used as the conductive paste, and the method described in Experimental Example 4 was used. Samples of Comparative Examples 1 to 5 were prepared. And about this Comparative Examples 1-5, the curvature amount was measured similarly.
表1の反り量から明らかなように、実施例1〜4では、反り量が小さく配線基板として好適であった。なお、実施例5では、Siレジネートの添加量が多いので、反り量が大きくなっている。 As is apparent from the warpage amount in Table 1, in Examples 1 to 4, the warpage amount was small and suitable as a wiring board. In Example 5, since the amount of Si resinate added is large, the amount of warpage is large.
<実験例5>
この実験例5では、各試料の断面組織を観察した。
本実験例5に用いる試料として、前記実験例4と同様な形状の各試料(図7参照)を作製した。
<Experimental example 5>
In Experimental Example 5, the cross-sectional structure of each sample was observed.
Each sample (see FIG. 7) having the same shape as that in Experimental Example 4 was prepared as a sample used in Experimental Example 5.
そして、実施例1〜5及び比較例1〜5の各試料(配線基板)を、配線を含むように厚み方向に破断し、その断面を研磨した。
次に、その研磨した断面に対して、JOEL製の走査型電子顕微鏡(SEM)により組織を観察した。また、JOEL製の電子マイクロアナライザーにより、配線内に存在するSiをマッピング観察した。
And each sample (wiring board) of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5 was fractured | ruptured in the thickness direction so that wiring might be included, and the cross section was grind | polished.
Next, the structure | tissue was observed with the scanning electron microscope (SEM) made from JOEL with respect to the grind | polished cross section. Further, mapping observation of Si present in the wiring was performed using an electronic microanalyzer manufactured by JOEL.
図8及び図9に、倍率1500倍のSEM画像(SEM写真)を示す。このSEM画像から明らかなように、実施例1〜4の場合には、配線に空隙は見られず好適であった。また、実施例5では、Siレジネートの添加量が多いので、若干空隙が見られた。 8 and 9 show SEM images (SEM photographs) at a magnification of 1500 times. As is clear from this SEM image, in the case of Examples 1 to 4, there was no void in the wiring, which was preferable. Moreover, in Example 5, since there was much addition amount of Si resinate, the space | gap was seen a little.
一方、比較例3〜5では、配線には、空隙だけではなくSiO2も観察された。 On the other hand, in Comparative Examples 3 to 5, not only voids but also SiO 2 were observed in the wiring.
次に、前記実験例1〜5に関する全体の評価について説明する。
Next, the overall evaluation regarding Experimental Examples 1 to 5 will be described.
Cuを覆う被膜の材料を、Siレジネートで添加することにより、Cuの酸化率が低減し、窒素脱脂のものと同等になった。ただし、Si粉末で添加した場合、10重量%添加においても、Cuの酸化抑制効果はない。 By adding the material of the coating covering Cu with Si resinate, the oxidation rate of Cu was reduced and became equivalent to that of nitrogen degreasing. However, when added by Si powder, there is no effect of suppressing the oxidation of Cu even when 10 wt% is added.
これは、SiレジネートがCu粉末を覆うように形成することで、Cuの酸化よりも先に酸化しSiO2になり、Cu粉末の周囲にSiO2の膜を形成する為、Cuの酸化を抑制したと考えられる。 This is because the Si resinate is formed so as to cover the Cu powder, so that it is oxidized prior to the oxidation of Cu to become SiO 2 , and a SiO 2 film is formed around the Cu powder, thereby suppressing the oxidation of Cu. It is thought that.
Siレジネートは入れすぎると、比抵抗値が増加する。これは、Cuを覆うSiO2の被膜が厚くなりすぎて、Cuの焼成を阻害してしまったと考えられる。Cuの焼成が阻害されている為、配線(CuW電極)の焼成収縮が進まず、セラミック基板の焼成収縮との乖離が大きくなることで、反り量も増加していると考えられる。 If too much Si resinate is added, the specific resistance value increases. This is thought to be because the SiO 2 coating covering Cu was too thick to inhibit the firing of Cu. Since the firing of Cu is hindered, the firing shrinkage of the wiring (CuW electrode) does not progress, and the deviation from the firing shrinkage of the ceramic substrate is increased, so that the amount of warpage is also increased.
SEM画像から、Siレジネートの添加量を増加させるにつれて、配線内のボイドが増加する傾向が見られた。これは、SiによってCuの焼け(流動)が阻害されたことと、SiがSiO2となり、周囲の基板への濡れ性が上がったことによって、Siが配線から抜け出したことが要因と推定される。 From the SEM image, there was a tendency for voids in the wiring to increase as the amount of Si resinate added was increased. This is presumed to be due to the fact that Si was inhibited from burning (flowing) by Si and that Si became SiO 2 and wettability to the surrounding substrate was improved, so that Si escaped from the wiring. .
また、Si粉末を添加した場合、Siレジネートと異なり、配線内にとどまっていることが見られる。これにより、配線の焼成が阻害された為、比抵抗値の増加や反り形状の悪化といった現象を引き起こしていると考えられる。 In addition, when Si powder is added, it can be seen that it remains in the wiring unlike Si resinate. As a result, the firing of the wiring is hindered, which is considered to cause a phenomenon such as an increase in specific resistance value and a deterioration in warpage shape.
これらのことから、Siレジネートの添加量は、無機粉末に対して、Siの量が0.5〜3.0重量%の範囲が望ましく、より少ない事が一層望ましいことが分かる。
[2.その他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
From these facts, it can be seen that the amount of Si resinate added is desirably in the range of 0.5 to 3.0% by weight of Si with respect to the inorganic powder, and is more desirably smaller.
[2. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this indication was described, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be carried out in various modes in the range which does not deviate from the gist of this indication.
なお、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 In addition, the function which one component in the said embodiment has may be shared by a some component, or the function which a some component has may be exhibited by one component. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of another embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.
1…配線基板
5…配線
11、21、31、41…グリーンシート
13、25、35、45…配線パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wiring board 5 ... Wiring 11, 21, 31, 41 ... Green sheet 13, 25, 35, 45 ... Wiring pattern
Claims (6)
前記導電ペーストを用いて、グリーンシートに配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンを形成した前記グリーンシートを、酸化雰囲気で脱脂する行う工程と、
前記脱脂後に、前記配線パターン及び前記グリーンシートを同時焼成する工程と、
を有する、配線基板の製造方法。 A step of adding a paste component for forming a paste and at least one resinate of Si, Ti, Al, and B to an inorganic powder containing at least Cu to produce a conductive paste;
Using the conductive paste to form a wiring pattern on a green sheet;
Degreasing the green sheet on which the wiring pattern is formed in an oxidizing atmosphere;
A step of simultaneously firing the wiring pattern and the green sheet after the degreasing;
A method for manufacturing a wiring board, comprising:
請求項1に記載の配線基板の製造方法。 The resinate is added in an amount of 0.5 to 3.0% by weight based on the inorganic powder.
The manufacturing method of the wiring board of Claim 1.
請求項1又は2に記載の配線基板の製造方法。 As the resinate, Si resinate is used.
The manufacturing method of the wiring board of Claim 1 or 2.
少なくともCuを含む無機粉末と、ペースト化のためのペースト用成分と、Si、Ti、Al、及びBのうち少なくとも1種のレジネートと、を含む、
導電ペースト。 In the conductive paste used to form the wiring,
An inorganic powder containing at least Cu; a paste component for pasting; and at least one resinate of Si, Ti, Al, and B.
Conductive paste.
請求項4に記載の導電ペースト。 Containing 0.5 to 3.0 wt% of the resinate with respect to the inorganic powder;
The conductive paste according to claim 4.
請求項4又は5に記載の導電ペースト。 The resinate contains Si resinate,
The conductive paste according to claim 4 or 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JPS63271995A (en) * | 1986-12-17 | 1988-11-09 | Fujitsu Ltd | Manufacture of ceramic circuit substrate |
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| JPH11353939A (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Murata Mfg Co Ltd | Conductive paste and ceramic multilayer substrate |
-
2017
- 2017-08-25 JP JP2017162648A patent/JP2019041022A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63271995A (en) * | 1986-12-17 | 1988-11-09 | Fujitsu Ltd | Manufacture of ceramic circuit substrate |
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