[发明专利]导体浆料、多层陶瓷基板以及多层陶瓷基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及连接所搭载的半导体、芯片部件等以及内置的电容器和线圈而成且具有高尺寸精度和连接可靠性的多层陶瓷基板及其制造方法、以及在其中使用的导体浆料。

背景技术

近年来，就半导体LSI、芯片部件等而言，小型化以及端子之间的间距狭小化在不断进展，安装这些的多层陶瓷基板也被要求与位置的高精度化以及间距狭小化相对应。目前被广泛使用的多层陶瓷基板是在绝缘性氧化铝烧结体基板的表面形成有由钨、钼等高熔点金属构成的配线而得到的基板。但是，由于钨、钼等高熔点金属的导体电阻较大，高频区域的损耗大，所以不可能在需要低电阻配线的部件或高频用部件中使用。因此，变成钨、钼等金属且可以使用铜、银、金等低电阻金属的低温烧结陶瓷基板，特别是可以用于移动电话用部件。在使用铜、银、金等熔点低的金属的情况下，陶瓷基板需要在800～1000℃左右的低温下烧结以及致密化。低温烧结陶瓷基板是使用了低温烧结陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-firedCeramics)的基板，可以称之为LTCC基板。

在用于得到多层陶瓷基板的烧结工序中，陶瓷收缩10～20％左右。由于无机原料粉的批次、生片的粘合剂的组成、构成生片的粉体粒度等的偏差，稳定管理收缩率是非常困难的，在批次之间有接近±1％的变动。另外，由银等低熔点金属粉的浆料形成的内部配线图案或表层的导电图案，由于烧结收缩行为与陶瓷不同，所以烧结后的LTCC基板出现翘曲等变形。为了减轻这些收缩率的变动或变形等，对于生片的每个批次选择内部或表层的配线图案，或者将收缩率与生片不同的陶瓷浆料涂布在层叠体的表背面，由此来应对。

为了解决这样的课题，专利第2554415号公开了如下所述的方法，即在由分散于有机粘合剂中的陶瓷粉末和烧结性无机粘合剂(玻璃成分)的混合物构成的陶瓷成形体的表面，密接在有机粘合剂中分散有非金属无机粒子得到的混合物所构成的挠性强制层，使有机粘合剂从陶瓷成形体和强制层双方挥发，在进行烧结之后，从得到的陶瓷烧结体中除去强制层的方法。根据该方法，在陶瓷成形体中含有的烧结性无机粘合剂渗透至强制层50μm以下的深度，使陶瓷成形体与强制层结合，但由无机粒子形成的强制层实质上并未烧结，所以不收缩，在密接其上的陶瓷成形体的层叠面(X—Y面)的收缩受到抑制。如此抑制X—Y面的收缩而进行烧成的方式被称为无收缩工作法。

最近，元件数量的增加以及电路的复杂化连同多层陶瓷基板的小型化以及薄型化在进展，内部的导电图案或通道导体(via conductor)的微细化在进展。成为主流的是通道导体在烧成后的孔径为150μm以下，随着今后进一步的小径化，需要所谓100μm、80μm的小直径的导体。微细通孔是通过激光加工形成，为了使通孔带有锥形，通道底部的孔径进一步减小。如果通孔直径如此减小，通道的长径比(通道长度/通道直径)增大，与以往一样导体浆料的填充性不充分，在烧成后形成较大的空间。如果出现这样的空间，上下电极之间的连接可靠性降低，或者通道导体的电阻值增高，或者根据情况，由于镀敷液的渗入等而导致可靠性降低。

由于利用通常的收缩工作法生片收缩10～20％左右，所以烧成前的通孔以及印刷图案均以收缩量较大形成，但由于在无收缩工作法中不在X—Y方向上收缩，所以烧成前的通孔以及印刷图案均需要比收缩工作法时小。另外，在无收缩工作法中在X—Y方向上不收缩，在厚度方向上约收缩30～50％左右，所以为了得到烧成后的目标厚度，需要进一步增厚生片。为此，印刷时的通孔的长径比大于收缩工作法，导体向通孔的填充变得更加困难。

就特开2000—285731号公开的方法而言，是在对层叠有多片的生片和在其两面配置的热收缩抑制片进行烧成而制造陶瓷多层基板的方法中，将含有95重量％以上为平均粒径3～10μm的Ag粉末的导电粉末和有机载色剂且不含玻璃粉的通孔填充用导体浆料，填充于设置在生片上的通孔的方法。根据该方法，由于不会因烧结在导体浆料和生片之间出现较大的偏移，所以在通道导体和基板之间难以出现空隙，基板上也很难出现裂纹。但是，如果通孔的直径进一步减小，长径比进一步增大，导体浆料向通孔的填充性变差，无法得到足够的性能。