JPS62229992A - 多層印刷配線基板 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子機器に使用される多層印刷配線基板に係
わり、特に１１間絶縁材料の改良をはかった多層印刷配
線基板に関する。

（従来の技術） 近年、電子回路基板は高密度化の要求から、様々な多層
化が行われている。中でもセラミック基板上の印刷多層
化においては、例えばガラス誘電体を絶縁層として用い
たものがある。この構成を第５図に示す。ここで、５１
はセラミック基板、５２．５３．５４は導体、５５はＲ
ｕＯ２系印刷抵抗体、５６はガラスＸｊｆｆｉ体、５７
は部品、５８はオーバコートである。

この構成の場合は、ガラス誘電体５６の焼成行程におい
て６００〜１０００［’Ｃ３の高温処理を必要とするた
め、ＲＬＪＯ２系印刷抵抗体５５の１氏抗値が変化して
しまう。その結果としてＲｕＯ２系印刷抵抗体５５のト
リミングがオーバコート５８の形成後のプロセスとなっ
てくるため、印刷抵抗体上への多層化は不可能であり、
実装密度は低いものであった。また、Ａａ／Ｐｄ系導体
５２゜５４間でのマイグレーションにも問題があった。

上記の欠点に対して、第１導体及び抵抗層を高温焼成厚
膜ペーストで形成し樹脂絶縁層を介し、同じく樹脂系ペ
ーストを用いて回路構成するという提案（特開昭６０−
１６０６８７号）もなされているが、ここで用いる樹脂
は主にエポキシ樹脂であり、これはマイグレーション及
び絶縁の耐湿劣化が問題となっていた。一方、絶縁性能
が優れている熱硬化型１−２ポリブタジエン樹脂は、層
間の絶縁体として好的な材料であるがセラミック基材と
の接着性に乏しいという欠点を有していた。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来、絶縁層の材料としてガラスｌｆｆ１体
を用いたものは、その焼成の際にＲＬＩ０２系印刷抵抗
体の抵抗値変化が生じると云う問題があった。また、絶
縁層の材料としてエポキシ樹脂等を用いた場合、マイグ
レーション及び絶縁層の耐湿劣化、更にはセラミック基
材との接着性に乏しい等の問題を招いた。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、ＲｕＯ２系印刷抵抗体の抵抗値変化及
びマイグレーションの発生を防止でき、且つ絶縁層とセ
ラミック基材との接着性を良好なものとすることができ
、実用性に優れた多層印刷配線基板を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の骨子は、配線層間の絶縁層の材ｎ選択により、
上記目的を達成することにある。

即ち本発明は、セラミック基材上に厚膜導電ペースト及
び抵抗体ペーストにより第１の配線層を形成したのら、
コンタクトホールを有する絶縁層を形成し、次いで該絶
縁層上に第２の配ｌｌ１層を形成し、且つ第１及び第２
の配線層を電気的接続する多層印刷配線基板において、
前記絶縁層の材料としてエポキシ変性ポリブタジェン樹
脂を用いるようにし−たものである。

（作用） 上記の構成であれば、ガラス誘電体等に比して焼成温度
の低い樹脂材料を絶縁層として用いることにより、該樹
脂材料を焼成する際にＲｕＯ２系印刷抵抗体の抵抗層が
変化する等の不都合は生じない。また、エポキシ変性ポ
リブタジェン樹脂は、セラミックとの接着性が良好であ
るから、絶縁層とセラミック基材との接着を良好なもの
とすることが可能となる。

（実施例） まず、実施例を説明する前に、本発明の基本原理につい
て説明する。

本発明者等は、従来の多層印刷配線基板の欠点であった
焼成の繰返し行程におけるＲＬＩＱ２系印刷抵抗体の抵
抗値変化を防ぐために、比較的焼成湿度の低い樹脂系ペ
ーストに着眼し、各種評価試験を行った。その結果、樹
脂材料にエポキシ変性ポリブタジェン樹脂を使用するこ
とにより、セラミック基材との密着性が優れ、且つマイ
グレーションを含む電気的性能が良い多層構造を見出し
た。

本発明について図面を参照して、更に詳しく説明する。

第１図に本発明に係わる多層印刷配線板の構成図を示す
。図中１１はアルミナ基板、１２゜１６．１７は導体層
、１３はＲｕＯ２系印刷抵抗体、１４．１５は絶縁層、
１８は部品である。

第ｉｓ体Ｊ１１２はＡａ／ＰｄＪ９［１１１パターンで
あり、第１の配線層を形成する第１導体Ｊｉ１２及びＲ
ｕＯ２系印刷抵抗体１３は、いずれも８００〜９００　
［’Ｃ］の高温中にて焼成されたものである。

コンタクトホールを有する樹脂組ｎｗ１１４は、エポキ
シ変性ポリブタジェン樹脂を主成分とするものである。

ここで、エポキシ変性ポリブタジェン樹脂が本発明の目
的に対して他の絶縁樹脂材料よりも優れていることは、
以下の実験により実証した。

まず、第２図に示す如く、アルミナ基板２１上に絶縁層
としての有機高分子体層２２．２３を形成し、さらにこ
の上にＣｕ１ｆ極２４を形成した。

使用した有機高分子体１２．１３の構成を下記第１表に
示す。

第　　１　　表 このような試料をＰＣＴ　（１２１℃、　２ａｔｉ　）
中に放置し、２０Ｈ１４０Ｈ後の絶縁抵抗の測定を行っ
た。その結果を第３図に示す。この図からＡの構成のも
のは１０３　［Ωαコ程度の絶縁抵抗の低下が見られる
が、それでも固有抵抗にして１０！３［Ωａｘ　］以上
であり、十分実用可能な値である。また、Ｂの構成にす
ることにより、絶縁抵抗の低下が１０２　［Ωｃｒｔｔ
　］以下になる。これに対し、Ｄの構成のものは１０日
　［Ωｃａ］、Ｅの構成のものは１０　［ΩｃＩＲ１の
低下が見られ、実用上支障となるものであった。また、
Ｃの構成のものはＢの構成のものど同梯であるが、アル
ミナ基板２１との接着性が悪く、絶縁層として望ましく
なかった。

その他にも、マイグレーション試験においてもＡ、Ｂの
構成のものは顕著に良かった。試料として第１図の構成
のものを用い、第２層目の導体１６にパターン間０．５
　［ａｍ］の２本のＣｕ導体を形成し、この導体間に１
０［Ｖ］の電圧を加え、ＰＣＴ（１２１℃、　２＃ｌｍ
　）中１’４０８通電試験を行った。その結果、有機高
分子体層（絶縁層）としてエポキシ変性ポリブタジェン
樹脂を用いたものは、マイグレーションの発生は２１５
０であった。また、熱硬化型１−２ポリブタジエン樹脂
では０１５０であり、またエポキシについては４５１５
０、ポリイミドについては５０１５０のマイグレーショ
ンの発生が見られた。

この実験から考えられることは、エポキシ、ポリイミド
に関しては、これらの樹脂が分子中に親水基を多く持っ
ているため水を吸収しやすく、それが絶縁抵抗の低下及
びマイグレーションの発生の原因となっている。これに
対し、エポキシ変性ポリブタジェン樹脂には、この親水
基がかなり少ない。さらに、熱硬化型１−２ポリブタジ
エン樹脂には親木基が無いために、この差が顕著に表わ
れたものと思われる。しかし、熱硬化型１−２ポリブタ
ジエン樹脂は耐水性に非常に優れた性質を持っているが
、セラミックスとの接着性が悪く、単独で用いるとクラ
ックとか、剥がれが生じ実用的ではない。そこで、エポ
キシ変性ポリブタジェン樹脂は、耐水性も従来のエポキ
シ、ポリイミドなどに比較すると優れており、またセラ
ミックとのＭＩＷ力も良いことから本発明に用いた。こ
こで、エポキシ変性ポリブタジェン樹脂と熱硬化型１−
２ポリブタジエン樹脂との複合もしくは組合せにより用
いることにより、さらに耐水性が良くなること明確であ
る。

次いで、第２の導体層は、有機金属と金属フィラー、例
えばＱｕ粉末、へ〇粉末等を主成分とするペーストを用
いた印刷、またはメッキ、例えば、ＣＵ等を無電解メッ
キにて有機高分子体層上に形成したのちエツチングにて
パターンを形成する方法、その他にも蒸着、転写法など
によってパターンを形成してもよい。この中でも印刷法
は、作業性もよくドライで製造できるので好ましい。

次いで、多層化を増やしていく場合には、有機高分子体
層と第２の導体層の作成条件を繰返していけばよい。こ
こで、最上部層に必要に応じてカーボン抵抗体などの低
温硬化型の抵抗体を付けても本発明の趣旨からはずれな
い。

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

〈実施例１〉 前記第１図の構成において、基板１１としてアルミナ９
６％基板（５０，８ＭＸ　５０．８＃ｌ　Ｘ　Ｏ，８３
５ｔｒｙ　）を用い、その表面にトリクレン脱帽洗浄を
行った。

その後、Ａｃ＋／Ｐｄペースト（昭栄化学（株）製Ｄ　
−４３４４）によりスクリーン印刷を行い、次いで１２
０［℃］で５分乾燥後、大気中８５０［℃］にて焼成を
行い、第１導体層１２を形成した。

次いで、ＲＬＪＱｚ系抵抗ペースト（昭栄化学（株）製
Ｒ−５０００シリーズ）を用い、スクリーン印刷を行い
、１２０［℃］で１５分乾燥後、大気中８５０［’Ｃ］
にて焼成を行い、Ｒｕ　Ｑ　２系印刷抵抗体１３を形成
した。

次いで、エポキシ変性ポリブタジェン樹脂（日本曹達（
株）製Ｅ　Ｐ　−１０５４）を主成分とする下記第２表
の組成のものを配合し、３本ロールにてペースト状にな
るまで混練した。

第　　２　　表 次いで、このペーストに印刷直前にイミダゾール系硬化
剤を５［％］配合し、スクリーン印刷を行い、１５０　
［℃］にて１５分乾燥後、窒素雰囲気中３５０［’Ｃ］
にて焼成を行い、コンタクトホールを有する絶縁！！１
４を形成した。

その後、ＣＵペースト（東芝ケミカル（株）製ＣＴ−２
２１）によりスクリーン印刷を行い、１２０　［℃］で
１０分乾燥後、窒素雰囲気３５０［”Ｃ］にて焼成を行
い、第２導体層１６を形成した。次いで、上記と同様に
して、第２の絶縁層１５及び第３導体層１７を形成し、
多層印刷配線基板を作成した。

ここで、作成した多層印刷配線基板のＲｕ０ｚ系印刷低
印刷抵抗時の抵抗値と、各３５０［”Ｃ］の焼成プロセ
スにおける抵抗値の変化を第４図（ａ）〜（Ｃ）に示す
。この図から判るように、抵抗値の変化は０．６［％］
以下であった。また、ＰＣＴ（１２１℃、２ａｔｍ）中
４０　Ｈ後の絶縁抵抗の低下は初期値に対して３桁に止
まり、実用上支障はなかった。また、マイグレーション
発生に関しては、ＰＣＴ（１２１℃、　２ａｔｔａ　）
中１０［Ｖ］通電試験を４０Ｈ行ったところ、試料数５
０個中２１５１！Ｊのマイグレーションの発生であった
が、従来のエポキシ或いはポリイミド等の樹脂と比較す
ると穫めて少ない発生率であった。

く実１例２〉 第１図中の絶縁層の第１導体１２の上を実施例１と同様
のエポキシ変性ポリブタジェン樹脂を用い、第２導体１
６の下を熱硬化型１−２ポリブタジエン樹脂（日本ａ達
（株）製Ｂ　−３０００）を主成分とする組成のものを
配合し、３本ロールペースト状になるまで混練したペー
ストを用いて絶縁層１４．１５を形成し、実施例１と同
様の多層印刷配線基板を作成した。

ここでのＲＬＪ　Ｑ　ｚ未印刷抵抗体１３の抵抗値の変
化は０．６［％］であった。また、ＰＣＴ（１２１℃、
　２ａｔｍ　）中４０Ｈ後の絶１１抵抗の低下は初期値
に対して２桁に止ま゛す、実用上支障はなかった。また
、マイグレーション発生に関しては、ＰＣＴ（１２１℃
、　２ａｔｍ　）　１０　［Ｖコ通電試験を４０８行っ
たところ、試料数５０個中０１５０個のマイグレーショ
ンの発生であり良好であった。

く比較例１〉 第１図中の絶縁１１１１４．１５にガラス誘電体ペース
ト（昭栄化学（株）製Ｇ　−５２３２＞を用いた実施例
１と同様の多層印刷配線基板を作成した。ここで、ガラ
ス誘電体の乾燥は１５０［’Ｃ］１５分の後、焼成は８
５０［’Ｃ］大気中にて行った。

この後、ＲｕＯ２系印刷抵抗体形成時の抵抗値と８５０
［’Ｃ］の焼成プロセスにおける抵抗値の変化は±５０
［％］前後であり、実用上支障となるものであった。

く比較例２〉 第１図中の絶縁層１４．１５にエポキシ樹脂系絶縁樹脂
（アサヒ化（研）　！ＩＩｃｃＲ−５０６４）　ヲｆｆ
Ｊい実施例１と同様の多層印刷配線基板を作成した。

ここで、エポキシの硬化は１５０［’Ｃ］にて２０分行
った。

この後、ＲＬ＋−０２系印刷抵抗体の形成時の抵抗値と
３５０［’Ｃ］プロセス後の変化は０．６Ｕ％コ以下と
良好であったが、ＰＣＴ（１２１℃、２ａｔｌ　）中４
０Ｈ後の絶縁抵抗の低下は初期値に対して８桁以上低下
した。また、マイグレーションの発生に関しては、ＰＣ
Ｔ（１２１℃、２ａｔｍ）１０［１通電試展を４０８行
ったところ、試料数５０１１１に対して４５１５０ｖＩ
Ａにマイグレーションが発生し、実用上支障となるもの
であった。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、 ＲｕＱｚ系印刷低印刷抵抗体セスによる抵抗値の変化を
極めて少なくすることができ、且つ耐湿性の向上及びマ
イグレーションの発生防止をはかり得る。しかも、絶縁
層とセラミック基材との接着性を良くすることができる
。このため、高密度実装可能な信頼性の＾い厚膜多層印
刷配！基板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる多層印刷配線基板基板の概略構
成を示す断面図、第２図は絶縁層の耐湿試験用サンプル
の構成を示す断面図、第３図はＩＰ！縁抵抗抵抗時変化
を示す特性図、第４図は温度プロセスによるＲｕＯ２系
印刷低抗体の抵抗変化率を示す特性図、第５図は従来の
高温焼成型ガラス誘電体を用いた多層印刷配線基板の概
略構成を示す断面図である。 １１・・・アルミナ基板（セラミック基材）、１２゜１
６．１７・・・導体、１３・・・ＲＬＪＯ２系印刷抵抗
体、１４．１５・・・絶縁層、１８・・・部品。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 Ｉｎ　　　　２０８　　　４０Ｈ（時間）−。 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック基材上に厚膜ペースト及び抵抗ペース
   トにより第１の配線層を形成したのち、コンタクトホー
   ルを有する絶縁層を形成し、次いで該絶縁層上に第２の
   配線層を形成し、且つ第１及び第２の配線層を電気的に
   接続する多層印刷配線基板において、前記絶縁層にエポ
   キシ変性ポリブタジエン樹脂を用いたことを特徴とする
   多層印刷配線基板。
2. （２）前記絶縁層として、エポキシ変性ポリブタジエン
   樹脂と熱硬化型１−２ポリブタジエン樹脂との複合また
   は組合せた樹脂を用いたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の多層印刷配線基板。
3. （３）前記第１の配線層以外の導体層として、有機高分
   子体と金属フィラーとを主成分とするペーストを用いた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多層印刷
   配線基板。