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DE10108666A1 - Isolierende Dickschichtzusammensetzung, keramisches elektronisches Bauelement, bei dem diese verwendet wird, und elektronisches Gerät - Google Patents

Isolierende Dickschichtzusammensetzung, keramisches elektronisches Bauelement, bei dem diese verwendet wird, und elektronisches Gerät

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Publication number
DE10108666A1
DE10108666A1 DE10108666A DE10108666A DE10108666A1 DE 10108666 A1 DE10108666 A1 DE 10108666A1 DE 10108666 A DE10108666 A DE 10108666A DE 10108666 A DE10108666 A DE 10108666A DE 10108666 A1 DE10108666 A1 DE 10108666A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ceramic
film composition
ceramic powder
insulating thick
insulating
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.)
Withdrawn
Application number
DE10108666A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Nishide
Jun Urakawa
Yukinobu Sato
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing 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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of DE10108666A1 publication Critical patent/DE10108666A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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Abstract

Es wird eine isolierende Dickschichtzusammensetzung zur Ausbildung einer Lötstopplackschicht mit einem hohen Maß an Lagegenauigkeit bereitgestellt, die Verwerfungen und Unebenheiten eines mehrlagigen Keramiksubstrats unterdrücken und die überlegenen elektrischen Eigenschaften desselben aufrechterhalten kann. Die isolierende Dickschichtzusammensetzung besteht in erster Linie aus einem Keramikpulver mit demselben Zusammensetzungssystem wie ein in dem Keramikgrünling enthaltenes Keramikpulver, und der mittlere Teilchendurchmesser des Keramikpulvers in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung ist kleiner als der des in dem Keramikgrünling enthaltenen Keramikpulvers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft isolierende Dickschichtzu­ sammensetzungen, die für Lötstopplacke, Materialien zur Ver­ stärkung der Festigkeit, Materialien zur Einstellung der Dichte, Materialien zur Verminderung von Unebenheiten und dergleichen verwendet werden; sie betrifft keramische elekt­ ronische Bauelemente, bei denen die isolierenden Dickschicht­ zusammensetzungen verwendet werden, und sie betrifft mit den keramischen elektronischen Bauelementen versehene elektroni­ sche Geräte.
In den letzten Jahren werden die Trends zu einer Miniaturi­ sierung und höheren Leistungsfähigkeit elektronischer Geräte wie zum Beispiel mobiler Kommunikationsgeräte in erster Linie realisiert durch eine höhere Leistungsfähigkeit von Halblei­ terbauelementen wie zum Beispiel LSI-Bauelementen und durch dreidimensionale Verdrahtung bzw. Verdrahtung mit einer höhe­ ren Dichte von Substraten, auf denen die Halbleiterbauelemen­ te montiert sind. Keramiksubstrate, auf denen verschiedene Halbleiterbauelemente montiert sind, müssen vor allem an Mehrfachanschlüsse mit einem engeren Rasterabstand ange­ schlossen werden können, eine höhere Verdrahtungsdichte auf­ weisen und die Signalverarbeitung bei höheren Frequenzen durchführen. Vor allem wegen des Trends zu Mehrfachanschlüs­ sen mit engerem Rasterabstand werden Keramiksubstrate auf ih­ ren Hauptflächen mit einer Anzahl feiner Lötaugen versehen.
Wenn jedoch Keramikkondensatoren, Halbleiterbauelemente und dergleichen durch Löten auf Substraten befestigt werden, wer­ den die Stellen, an denen gelötet wird, vermutlich von ent­ sprechenden Lötaugen abweichen, was mit einer feineren Ges­ taltung der Lötaugen einhergeht. Wenn Lot schmilzt, verläuft das Lot außerdem in unerwünschte Bereiche, in denen infolge des Naßverlaufens des Lots kein Löten erforderlich ist, und in einigen Fällen kann es zu Lötfehlern und einer Veränderung der Kennwerte kommen.
Um das Naßverlaufen von Lot zu verhindern, ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Lötstopplackschicht ausgebildet wird, indem ein Resistharz, das von dem Lot kaum benetzt werden kann, auf Bereiche aufgetragen wird, in denen nicht gelötet werden muß, und indem das aufgetragene Harz gehärtet wird.
Ein durch Brennen eines leitenden Musters zusammen mit einem Laminat aus rohen Keramikschichten gebildetes Keramiksubstrat (insbesondere ein mehrlagiges Keramiksubstrat) wird jedoch infolge der Schrumpfung beim Brennen leicht verzogen und ver­ formt. Demzufolge können sich die Stellen mit dem leitenden Muster verändern, und dadurch können sich auch die Stellen, an denen Lötstopplacke aufgetragen sind, in einigen Fällen verlagern. Dieses Phänomen ist bei einem in hoher Dichte be­ stückten Substrat mit einer Anzahl feiner Lötaugen darauf häufig festzustellen.
Zur Lösung des oben beschriebenen Problems kann, wie zum Bei­ spiel in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 11-251723 offenbart, bei der Herstellung eines Keramiksubstrats durch Auftragen einer aus einem mit einer Glaskomponente gemischten Keramikpulver bestehenden Isolierpaste als Überzugsschicht auf einen Keramikgrünling mit einem leitenden Oberflächenmus­ ter und Brennen der Isolierpaste zusammen mit dem Keramiksub­ strat die relative Lagegenauigkeit zwischen dem leitenden O­ berflächenmuster und der Überzugsschicht verbessert werden.
Da die oben beschriebene Isolierpaste jedoch aus der Glaskom­ ponente als Sinterhilfsmittel und aus dem Keramikpulver be­ steht, diffundiert die Glaskomponente beim Brennen in das Ke­ ramiksubstrat und kann die Sintereigenschaften des Keramik­ substrats in einigen Fällen nachteilig beeinflussen. Da zum Beispiel ein Bereich, in dem der Überzug ausgebildet ist, die Glaskomponente in einer höheren Konzentration enthält als ein Bereich, in dem der Überzug nicht ausgebildet ist, kann sich das Sinterverhalten des Keramiksubstrats teilweise ändern. Infolgedessen kann es zur Entstehung von Verwerfungen und Un­ ebenheiten auf dem Keramiksubstrat kommen, und infolge der Wechselwirkung dazwischen kann es außerdem teilweise zu einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften kommen, und in einigen Fällen können durch die Reaktion der Glaskomponen­ te Poren ausgebildet werden.
Ferner kann sich die Glaskomponente in der Überzugsschicht auf der Oberfläche des leitenden Musters festsetzen, und da­ her können die Löteigenschaften und die Galvanisiereigen­ schaften in einigen Fällen verschlechtert werden.
Angesichts der oben beschriebenen Probleme wurde die vorlie­ gende Erfindung getätigt. Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine zusammen mit einem Keramikgrün­ ling gebrannte isolierende Dickschichtzusammensetzung bereit­ zustellen, die die Entstehung von Verwerfungen und Unebenhei­ ten des Keramikgrünlings infolge des Brennens unterdrücken kann, und die überlegene elektrische Eigenschaften sicher­ stellen kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines keramischen elektronischen Bau­ elements, das mit Hilfe der isolierenden Dickschichtzusammen­ setzung hergestellt wurde. Außerdem ist es noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein unter Verwendung des keramischen elektronischen Bauelements hergestelltes elektro­ nisches Gerät bereitzustellen.
Das heißt, die vorliegende Erfindung betrifft eine isolieren­ de Dickschichtzusammensetzung, die zusammen mit einem Kera­ mikgrünling gebrannt wird und ein Keramikpulver mit demselben Zusammensetzungssystem wie ein in dem Keramikgrünling enthal­ tenes Keramikpulver umfaßt, wobei der mittlere Teilchendurch­ messer des Keramikpulvers in der isolierenden Dickschichtzu­ sammensetzung kleiner ist als der des in dem Keramikgrünling enthaltenen Keramikpulvers.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein keramisches elektronisches Bauelement, das hergestellt wird durch Ausbil­ den einer aus einer isolierenden Dickschichtzusammensetzung bestehenden Schicht auf einem Keramikgrünling mit einem vor­ bestimmten leitenden Muster und Brennen der Schicht zusammen mit dem Keramikgrünling, wobei die isolierende Dickschichtzu­ sammensetzung eine isolierende Dickschichtzusammensetzung ge­ mäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung ist.
Da die isolierende Dickschichtzusammensetzung der vorliegen­ den Erfindung ein Keramikpulver mit demselben Zusammenset­ zungssystem wie das in dem Keramikgrünling enthaltene Kera­ mikpulver umfaßt, und da der mittlere Teilchendurchmesser des Keramikpulvers in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung kleiner ist als der des in dem Keramikgrünling enthaltenen Keramikpulvers, können überlegene elektrische Eigenschaften und eine überlegene Maßhaltigkeit des Keramikgrünlings in zu­ friedenstellender Weise sichergestellt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet "dasselbe Zusammen­ setzungssystem", daß das Keramikpulver in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung wenigstens einen Bestandteil des in dem Keramikgrünling enthaltenen Keramikpulvers umfaßt. Wenn zum Beispiel das in dem Keramikgrünling enthaltene Kera­ mikpulver eine BaO-Al2O3-SiO2-haltige Keramik ist, kann das Keramikpulver in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung wenigstens eines von BaO, Al2O3 und SiO2 enthalten.
Da außerdem das keramische elektronische Bauelement der vor­ liegenden Erfindung ein durch Auftragen der isolierenden Dickschichtzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf den Keramikgrünling mit einem vorbestimmten leitenden Muster und durch Brennen der aufgetragenen isolierenden Dickschichtzu­ sammensetzung zusammen mit dem Keramikgrünling hergestelltes keramisches elektronisches Bauelement ist, kann ein kompaktes elektronisches Bauelement mit überlegenen elektrischen Eigen­ schaften, einer überlegenen Maßhaltigkeit und einer hohen Leistungsfähigkeit hergestellt werden. Das heißt, unter Ver­ wendung des elektronischen Bauelements der vorliegenden Er­ findung kann ein kompaktes und höchst zuverlässiges elektro­ nisches Gerät mit einer höheren Leistungsfähigkeit herge­ stellt werden.
Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines kera­ mischen elektronischen Bauelements der vorliegenden Erfin­ dung.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der mittlere Teilchen­ durchmesser eines Keramikpulvers in einer isolierenden Dick­ schichtzusammensetzung vorzugsweise um mindestens 10% klei­ ner als der eines in einem Keramikgrünling enthaltenen Kera­ mikpulvers. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Kera­ mikpulvers in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung in dem oben erwähnten Bereich liegt, ohne daß der Zusammenset­ zung eine Glaskomponente oder dergleichen zugesetzt wird, kann die isolierende Dickschichtzusammensetzung unter den beim Brennen der rohen Keramikzusammensetzung herrschenden Bedingungen hinreichend dicht sein. Wenn dagegen der mittlere Teilchendurchmesser des Keramikpulvers in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung größer ist als der oben erwähnte, kann eine aus der isolierenden Dickschichtzusammensetzung ge­ bildete Schicht in einigen Fällen unter den beim Brennen der rohen Keramikzusammensetzung herrschenden Bedingungen ungenü­ gend gesintert sein. Außerdem sollte der mittlere Teilchen­ durchmesser des Keramikpulvers in der isolierenden Dick­ schichtzusammensetzung mehr bevorzugt um mindestens 30% kleiner sein als der des in dem Keramikgrünling enthaltenen Keramikpulvers.
Bei der vorliegenden Erfindung sollte der mittlere Teilchen­ durchmesser des in dem Keramikgrünling enthaltenen Keramik­ pulvers vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 µm liegen, und der mittlere Teilchendurchmesser des Keramikpulvers in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung sollte vorzugsweise im Bereich von 0,45 bis 9 µm liegen. Außerdem sollte der mittlere Teilchendurchmesser des in dem Keramikgrünling ent­ haltenen Keramikpulvers mehr bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 µm liegen, und der mittlere Teilchendurchmesser des Keramik­ pulvers in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung sollte mehr bevorzugt im Bereich von 0,7 bis 3 µm liegen. Wenn die mittleren Teilchendurchmesser der einzelnen Keramikpulver in den obenerwähnten Bereichen liegen, können der Keramikgrün­ ling und die isolierende Dickschichtzusammensetzung selbst bei einer relativ niedrigen Temperatur hinreichend gesintert werden, und da die maximale Teilchengröße des Keramikpulvers in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung auf ungefähr 10 µm gesteuert werden kann, wird die isolierende Dick­ schichtzusammensetzung mit Hilfe eines Siebdruckverfahrens oder dergleichen klar und deutlich gedruckt, wodurch eine i­ solierende Dickschichtzusammensetzung erhalten werden kann, die ein überlegenes Muster mit klaren Formen bilden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung enthält die isolierende Dick­ schichtzusammensetzung vorzugsweise im wesentlichen keine Glaskomponente. Wenn im wesentlichen keine Glaskomponente enthalten ist, diffundiert auch keine Glaskomponente in den Keramikgrünling, wenn die Zusammensetzung zusammen mit dem Keramikgrünling gebrannt wird, und damit werden dessen Sin­ tereigenschaften auch nicht nachteilig beeinflußt. Folglich kann man einen Sinterkeramikkörper mit überlegenen elektri­ schen Eigenschaften erhalten, bei dem die Verwerfung und Ver­ formung des Sinterkörpers unterdrückt sind. Da sich auf der Oberfläche des leitenden Musters keine Glaskomponente fest­ setzt, können außerdem überlegene Löteigenschaften und Galva­ nisiereigenschaften des leitenden Musters sichergestellt wer­ den.
Um die Farbe der isolierenden Dickschichtzusammensetzung von der des Keramikgrünlings zu unterscheiden (oder um die Farbe der gesinterten isolierenden Dickschichtzusammensetzung von der des Sinterkeramikkörpers zu unterscheiden), enthält die isolierende Dickschichtzusammensetzung vorzugsweise ein orga­ nisches oder anorganisches Pigment. Das heißt, wenn diese beiden Farben unterschieden werden können, kann das Prüfen und Testen beim Drucken der isolierenden Dickschichtzusammen­ setzung oder beim Anbringen verschiedener zu montierender Bauelemente leicht vorgenommen werden.
Um die Farben zu unterscheiden, können dem Keramikpulver in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung beispielsweise 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines organischen Pigments (wie zum Bei­ spiel Kupferphthalocyanin, ein azohaltiges Pigment, oder ein chinacridonhaltiges Pigment) als organisches Farbmittel zuge­ setzt werden. Alternativ können als anorganisches Farbmittel maximal 3 Gew.-% eines Oxidpulvers enthalten sein, das aus wenigstens einem Metall besteht, das aus der aus Chrom, Co­ balt, Kupfer, Nickel, Eisen und Titan bestehenden Gruppe aus­ gewählt ist.
Bei der vorliegenden Erfindung enthält die isolierende Dick­ schichtzusammensetzung außerdem vorzugsweise maximal 30 Gew.- % eines anorganischen Füllstoffs in bezug auf das Keramikpul­ ver in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung. Als oben­ genannter anorganischer Füllstoff kann vorzugsweise ein schwer zu sinterndes Material mit einem relativ hohen Schmelzpunkt verwendet werden. So sei beispielsweise eine Ke­ ramik aus einem Oxidpulver wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Zirconiumdioxid, Magnesiumoxid oder Titanoxid erwähnt; und eine Keramik aus einem Nichtoxidpulver wie zum Beispiel ein Nitrid oder ein Carbid. Durch Zugabe des oben beschriebenen anorganischen Füllstoffs zu der isolierenden Dickschichtzu­ sammensetzung werden die Schwankungen im Brennprofil und die Schwankungen im Brennverhalten infolge der weiten Verteilung der Teilchendurchmesser des Keramikpulvers verringert, und man kann einen Sinterkörper mit stabilen Eigenschaften her­ stellen. Außerdem können die Filmfestigkeit und die Druckei­ genschaften der isolierenden Dickschichtzusammensetzung ver­ bessert werden, und ferner kann auch die Festigkeit des Sin­ terkörpers verbessert werden. Wenn das Brennprofil und der mittlere Teilchendurchmesser des Keramikpulvers genau gesteu­ ert werden können, kann bei der vorliegenden Erfindung jedoch kein anorganischer Füllstoff verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der Keramikgrünling vor­ zugsweise ein rohes Keramiklaminat aus rohen Keramikschich­ ten, und eine Isolierschicht aus der isolierenden Dick­ schichtzusammensetzung kann auf oder in dem Keramiklaminat ausgebildet werden. Selbst wenn die rohe Keramikschicht und die isolierende Dickschichtzusammensetzung genau dieselbe Zu­ sammensetzung aufweisen, kann die Dispergierbarkeit des Kera­ mikpulvers in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung in vielen Fällen schlechter sein als die des Keramikpulvers in der rohen Keramikschicht. Wenn also die mittleren Teilchen­ durchmesser der einzelnen Keramikpulver in der oben beschrie­ benen Weise gesteuert werden, können die Schwankung in den Eigenschaften des Keramiklaminats und die Verformung dessel­ ben hinreichend unterdrückt werden, wodurch man einen höchst zuverlässigen Sinterkeramikkörper (insbesondere ein mehrlagi­ ges Keramiksubstrat) mit überlegenen elektrischen Eigenschaf­ ten und einer überlegenen Maßhaltigkeit erhalten kann.
Bei der vorliegenden Erfindung ist das in dem Keramikgrünling enthaltene Keramikpulver vorzugsweise eine Oxidpulverkeramik, die hauptsächlich aus Bariumoxid, Siliciumoxid, Aluminiumoxid und Boroxid besteht, und das Keramikpulver in der isolieren­ den Dickschichtzusammensetzung enthält vorzugsweise wenigs­ tens eine Oxidpulverkeramik, die aus der aus Bariumoxid, Si­ liciumoxid, Aluminiumoxid und Boroxid bestehenden Gruppe aus­ gewählt ist. Die Keramikpulver mit den oben beschriebenen Zu­ sammensetzungssystemen können sogar in einer reduzierenden Atmosphäre gebrannt werden, und sie können auch zusammen mit einem niedrigschmelzenden Metall wie zum Beispiel Kupfer ge­ brannt werden, das kostengünstig ist und einen niedrigen spe­ zifischen elektrischen Widerstand besitzt. Der Keramikgrün­ ling der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf einen Keramikgrünling aus dem oben beschriebenen Keramikpulver be­ grenzt, und es können verschiedene Keramikpulver verwendet werden, wie zum Beispiel Al2O3 oder dergleichen, die mit ei­ ner Glaskomponente gemischt sind, und ein Material, das Cor­ dierit, Anorthit oder dergleichen abscheidet. Außerdem ist das leitende Muster, das der Keramikgrünling aufweist, nicht auf ein leitendes Muster aus Kupfer begrenzt, und als leiten­ der Bestandteil können verschiedene Metallpulver wie zum Bei­ spiel Ag, Au, Ni, Ag/Pt und Ag/Pd verwendet werden.
Wenn das in dem Keramikgrünling enthaltene Keramikpulver eine Zusammensetzung gemäß dem oben beschriebenen Zusammenset­ zungssystem aufweist, enthält das Keramikpulver in der iso­ lierenden Dickschichtzusammensetzung vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-% Bariumoxid als BaO, 40 bis 70 Gew.-% Siliciumoxid als SiO2, 2 bis 10 Gew.-% Aluminiumoxid als Al2O3, und 1 bis 3 Gew.-% Boroxid als B2O3. Eine isolierende Dickschichtzusam­ mensetzung, die Keramikpulver mit der oben beschriebenen Zu­ sammensetzung enthält, kann bei 1000°C oder weniger in einer reduzierenden Atmosphäre gebrannt werden und kann ein kris­ tallisiertes Material wie zum Beispiel Celsian erzeugen, wo­ durch ein Muster mit einem niedrigen ε, einem hohen Gütewert Q, überlegenen Hochfrequenzeigenschaften, einer niedrigen Streukapazität, einer geringen Verformung durch Brennen und einer hohen Filmfestigkeit gebildet werden kann.
Wenn der Gehalt an Bariumoxid in dem Keramikpulver in der i­ solierenden Dickschichtzusammensetzung kleiner ist als 20 Gew.-% BaO, ist die Brenntemperatur im allgemeinen höher als die oben erwähnte, und wenn dagegen der Gehalt größer ist als 50 Gew.-%, kann in einigen Fällen die Zuverlässigkeit der Feuchtigkeitsbeständigkeit oder dergleichen schlechter sein. Wenn der Gehalt an Siliciumoxid kleiner ist als 40 Gew.-% SiO2, ist das ε erhöht, und die elektrischen Eigenschaften können in einigen Fällen nachteilig beeinflußt sein, und wenn dagegen der Gehalt größer ist als 70 Gew.-%, kann die Brenn­ temperatur in einigen Fällen höher sein als die oben erwähn­ te. Wenn der Gehalt an Aluminiumoxid kleiner ist als 2 Gew.-% Al2O3, kann die Biegefestigkeit in einigen Fällen herabge­ setzt sein, und wenn dagegen der Gehalt größer ist als 10 Gew.-%, ist die Brenntemperatur im allgemeinen höher als die oben erwähnte. Wenn außerdem der Gehalt an Boroxid kleiner ist als 1 Gew.-% B2O3, ist auch die Sintertemperatur im all­ gemeinen höher als die oben erwähnte, und wenn dagegen der Gehalt größer ist als 3 Gew.-%, kann die Zuverlässigkeit der Feuchtigkeitsbeständigkeit oder dergleichen in einigen Fällen schlechter sein.
Ferner enhält die isolierende Dickschichtzusammensetzung vor­ zugsweise maximal 3 Gew.-% eines Erdalkalioxids, wie zum Bei­ spiel CaO, SrO oder MgO, in bezug auf das Keramikpulver in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung. Jene Erdalkali­ oxide dienen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Feuch­ tigkeitsbeständigkeit oder dergleichen, indem das Ba des oben beschriebenen Bariumoxids ausgetauscht wird. Wenn jedoch die zugesetzte Menge des Erdalkalioxids 3 Gew.-% übersteigt, kann die Brenntemperatur höher sein, oder die elektrischen Eigen­ schaften, wie zum Beispiel ε, und der Gütewert Q können in einigen Fällen schlechter sein.
Anhand von Fig. 1 wird nun als nächstes ein keramisches e­ lektronisches Bauelement der vorliegenden Erfindung an einer Ausführungsform beschrieben.
Ein keramisches elektronisches Bauelement gemäß Fig. 1 ist ein mehrlagiges Keramikmodul 1, das aus einem mehrlagigen Ke­ ramiksubstrat 2 als Körper besteht, und ein auf einer der Hauptflächen des mehrlagigen Keramiksubstrats 2 montiertes Halbleiterbauelement 9, wobei dazwischen Lot 10 vorgesehen ist.
Im Inneren des mehrlagigen Keramiksubstrats 2 sind innere leitende Muster 3 vorgesehen, die einen Kondensator und eine innere Verdrahtung bilden, und auf einer der Hauptflächen des Substrats 2 sind leitende Oberflächenmuster 5 vorgesehen, die jeweils ein als Lötauge zu verwendendes Ende aufweisen. Au­ ßerdem sind auf der anderen Hauptfläche des mehrlagigen Kera­ miksubstrats 2 äußere Anschlüsse 6 so ausgebildet, daß sie Teile der Seitenflächen des Substrats 2 bedecken, und das mehrlagige Keramikmodul 1 ist über die äußeren Anschlüsse 6 mit einer Hauptplatine oder dergleichen verbunden, die nicht dargestellt ist. Ferner ist in dem mehrlagigen Keramiksub­ strat 2 ein Kontaktloch 4 ausgebildet, und über das Kontakt­ loch 4 sind die leitenden inneren Muster 3 miteinander ver­ bunden, und die leitenden inneren Muster 3 sind mit den lei­ tenden Oberflächenmustern 5 und mit den äußeren Anschlüssen 6 verbunden.
Im Inneren des mehrlagigen Keramiksubstrats 2 ist eine aus der isolierenden Dickschichtzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildete innere Isolierschicht 7 vorgesehen, und die innere Isolierschicht 7 dient als Material zur Verstär­ kung der Festigkeit des mehrlagigen Keramiksubstrats 2, als Material zum Einstellen der Dichte, um die durch die beim Brennen erzeugte Schrumpfung hervorgerufene Verwerfung einzu­ stellen, oder als Material zum Vermindern von Unebenheiten, um die Unebenheiten zu unterdrücken, die bei der Herstellung der leitenden inneren Muster 3 oder der leitenden Oberflä­ chenmuster 5 durch Zusammendrücken erzeugt werden.
Außerdem sind auf einer der Hauptflächen des mehrlagigen Ke­ ramiksubstrats 2 aus der isolierenden Dickschichtzusammenset­ zung der vorliegenden Erfindung bestehende Oberflächeniso­ lierschichten 8 so vorgesehen, daß Teile derselben die lei­ tenden Oberflächenmuster 5 bedecken. Die Oberflächenisolier­ schichten 8 lassen sich durch das Lot 10 kaum benetzen, und daher dienen die Oberflächenisolierschichten 8 als Löt­ stopplackschichten, die ein Naßverlaufen des Lots 10 verhin­ dern. Die Oberflächenisolierschichten 8 dienen auch zur Ver­ besserung der Haftfestigkeit der leitenden Oberflächenmuster 5.
Das mehrlagige Keramikmodul 1 kann beispielsweise nach einem unten beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Als Material zur Herstellung des mehrlagigen Keramiksubstrats 2 wird eine geeignete Menge eines organischen Trägers oder eines wasserhaltigen Trägers mit einem bei niedriger Tempera­ tur sinterfähigen Keramikpulver mit einem mittleren Teilchen­ durchmesser von 0,5 bis 10 µm gemischt, um einen Brei zur Ausbildung roher Keramikschichten herzustellen. Der Brei zur Ausbildung roher Keramikschichten wird nach einem Rakelver­ fahren oder dergleichen auf eine Trägerfolie aufgetragen, um die Schichten zu bilden, und die so gebildeten Schichten wer­ den getrocknet, wodurch die rohen Keramikschichten gebildet werden.
Das bei niedriger Temperatur sinterfähige Keramikpulver ist ein Keramikpulver, das bei maximal einem Schmelzpunkt (insbe­ sondere bei maximal 1000°C) eines Metallpulvers wie zum Bei­ spiel Ag, Cu, Au, Ni, Ag/Pd und Ag/Pt gebrannt werden kann, und als Beispiel sei, wie oben beschrieben, ein nicht aus Glas bestehendes Keramikpulver erwähnt, das aus Bariumoxid, Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Calciumoxid, Boroxid und der­ gleichen besteht; ein Verbundglaskeramikpulver, das aus einem Keramikpulver wie zum Beispiel Al2O3 besteht und eine Glas­ komponente als Sinterhilfsmittel enthält; oder ein kristall­ glashaltiges Keramikpulver.
Der organische Träger besteht aus einem Bindemittel wie zum Beispiel Polyvinylalkohol, Ethylcellulose, ein Acrylharz, Po­ lybutylbutyral, oder ein Methacrylharz; und aus einem Lö­ sungsmittel wie zum Beispiel Toluol, Terpineol, Butylcarbino­ lacetat oder ein Alkohol; und ggf. können verschiedene Dispergierungsmittel, Weichmacher, Beschleuniger und derglei­ chen zugesetzt werden (für die unten beschriebene leitende Paste und die isolierende Dickschichtzusammensetzung verwen­ dete Träger sind den oben beschriebenen im wesentlichen gleichwertig).
Nachdem als Kontaktlöcher verwendete Öffnungen ggf. durch Stanzen oder dergleichen in den rohen Keramikschichten ausge­ bildet wurden, wird als nächstes die leitende Paste, die aus einem mit einem organischen Träger gemischten Metallpulver wie zum Beispiel Ag, Cu, Au, Ni, Ag/Pd oder Ag/Pt besteht, in die als Kontaktlöcher verwendeten Öffnungen eingefüllt, wo­ durch die Kontaktlöcher gebildet werden. Außerdem wird eine leitende Paste ähnlich der oben beschriebenen mittels Sieb­ druck auf vorbestimmte rohe Keramikschichten aufgebracht, wo­ durch leitende Muster entstehen, die als die leitenden inne­ ren Muster 3 und die leitenden Oberflächenmuster 5 verwendet werden.
Anschließend wird eine isolierende leitende Dickschichtzusam­ mensetzung hergestellt, um die innere Isolierschicht 7 und die Oberflächenisolierschichten 8 herzustellen. Diese isolie­ rende Dickschichtzusammensetzung besteht aus einem Keramik­ pulver mit demselben Zusammensetzungssystem wie das bei nied­ riger Temperatur sinterfähige Keramikpulver und aus einer ge­ eigneten Menge eines organischen Trägers oder eines wasser­ haltigen Trägers, wobei das Keramikpulver einen mittleren Teilchendurchmesser hat, der um mindestens 10% kleiner ist als der des bei niedriger Temperatur sinterfähigen Keramik­ pulvers.
Insbesondere besteht diese isolierende Dickschichtzusammen­ setzung in erster Linie aus einem Keramikpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,45 bis 9 µm, enthält kei­ ne Glaskomponente als Sinterhilfsmittel, und enthält ein or­ ganisches oder anorganisches Farbmittel in einem vorbestimm­ ten Verhältnis. Vor allem besteht die isolierende Dick­ schichtzusammensetzung aus einem Keramikpulver mit 20 bis 50 Gew.-% Bariumoxid als BaO, 40 bis 70 Gew.-% Siliciumoxid als SiO2, 2 bis 10 Gew. -% Aluminiumoxid als Al2O3, und 1 bis 3 Gew. -% Boroxid als B2O3; und maximal 30 Gew.-% eines anorga­ nischen Füllstoffs und maximal 3 Gew.-% eines Erdalkalioxids in bezug auf das Keramikpulver. Im Hinblick auf die Druckei­ genschaften beträgt die Viskosität der isolierenden Dick­ schichtzusammensetzung vorzugsweise 50 bis 300 Pa.s.
Um die innere Isolierschicht 7 und die Oberflächenisolier­ schichten 8 auf den zuvor ausgebildeten rohen Keramikschich­ ten auszubilden, wird als nächstes die isolierende Dick­ schichtzusammensetzung mittels Siebdruck auf vorbestimmte Stellen aufgetragen, um Überzugsschichten zu bilden. An­ schließend werden die so gebildeten rohen Keramikschichten aufeinanderkaschiert und dann zusammengepreßt, wodurch ein rohes Keramiklaminat entsteht.
Das rohe Keramiklaminat wird dann bei maximal 1000°C bei­ spielsweise an Luft oder in einer reduzierenden Atmosphäre gebrannt, wodurch ein Sinterkeramikkörper (in diesem Fall das mehrlagige Keramiksubstrat 2) entsteht.
Nachdem die Bedingungen zum Brennen des mehrlagigen Keramik­ substrats vorrangig sein sollten, kann also dann, wenn der mehrlagige Keramikkörper in der oben beschriebenen Weise ge­ bildet wird, die isolierende Dickschichtzusammensetzung in einigen Fällen auf einer über der Sintertemperatur liegenden Temperatur gehalten werden.
Demzufolge kommt es an der Grenzfläche zwischen der aus der isolierenden Dickschichtzusammensetzung bestehenden Isolier­ schicht und dem mehrlagigen Keramiksubstrat oder an der Grenzfläche zwischen der Isolierschicht und dem leitenden Muster zu einer heftigen Wechselwirkung (insbesondere zu ei­ ner durch Diffusion verursachten Wechselwirkung), so daß der Unterschied in der Konzentration zwischen den einzelnen Mate­ rialien herabgesetzt wird, und infolgedessen werden verschie­ dene Eigenschaften nachteilig beeinflußt. Die isolierende Dickschichtzusammensetzung muß daher so ausgebildet werden, daß ein geringer Unterschied in der Konzentration zu den da­ mit in Kontakt befindlichen Materialien besteht, und sie muß außerdem so ausgebildet werden, daß in einem Temperaturbe­ reich zum Brennen des mehrlagigen Keramiksubstrats stabile Sintereigenschaften vorliegen.
Selbst wenn dieselbe Materialzusammensetzung verwendet wird, können die Sintereigenschaften (das Sinterverhalten) außerdem in vielen Fällen bei der isolierenden Dickschichtzusammenset­ zung anders sein als bei der rohen Keramikschicht (im allge­ meinen läßt sich die isolierende Dickschichtzusammensetzung schwer sintern), da die Menge des Trägers und die Art dessel­ ben jeweils anders sein können, und außerdem können die Dispergierbarkeit und die Fülldichte des Keramikpulvers je­ weils anders sein. Demgemäß wird herkömmlicherweise der iso­ lierenden Dickschichtzusammensetzung eine Glaskomponente oder dergleichen zugesetzt, die zu einer Isolierschicht geformt wird, um die Sintereigenschaften derselben zu verbessern; wie oben beschrieben, sind jedoch in einigen Fällen verschiedene nachteilige Einflüsse festzustellen, die auf die Diffusion der Glaskomponente zurückzuführen sind.
Gemäß dieser Ausführungsform besteht die isolierende Dick­ schichtzusammensetzung jedoch in erster Linie aus einem Kera­ mikpulver mit demselben Zusammensetzungssystem wie die rohe Keramikschicht, und außerdem ist der mittlere Teilchendurch­ messer des Keramikpulvers kleiner als der des in der rohen Keramikschicht enthaltenen Keramikpulvers; daher können die Sintereigenschaften der isolierenden Dickschichtzusammenset­ zung hinreichend verbessert werden, und somit ist es nicht notwendig, eine Glaskomponente oder dergleichen als Sinter­ hilfsmittel zuzugeben.
Da die oben beschriebene Zusammensetzung, die keine Glaskom­ ponente enthält, die die elektrischen Eigenschaften und die mechanische Festigkeit des mehrlagigen Keramiksubstrats ver­ schlechtert, auf das mehrlagige Keramiksubstrat aufgetragen wird, kann außerdem eine höchst zuverlässige, dem mehrlagigen Keramiksubstrat gleichwertige Isolierschicht mit einem sehr hohen Kristallisationsgrad ausgebildet werden, und außerdem können auch die Druckeigenschaften und die Prüfeigenschaften verbessert werden.
Das heißt, da die isolierende Dickschichtzusammensetzung der vorliegenden Erfindung im wesentlichen keine Glaskomponente als Sinterhilfsmittel enthält, ist es unwahrscheinlich, daß durch die Wechselwirkung zwischen der isolierenden Dick­ schichtzusammensetzung und dem Keramikgrünling beim Brennen ein Sinterfehler auftritt, und es ist ebenso unwahrschein­ lich, daß es zu einer Verwerfung, einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften und dergleichen kommt. Da die iso­ lierende Dickschichtzusammensetzung der vorliegenden Erfin­ dung zusammen mit dem mehrlagigen Keramiksubstrat und dem leitenden Muster gebrannt wird, kann man außerdem ein hohes Maß an Lagegenauigkeit erhalten, und daher kann die Zuverläs­ sigkeit des mehrlagigen Keramiksubstrats verbessert werden. Wenn die isolierende Dickschichtzusammensetzung für eine O­ berflächenisolierschicht verwendet wird, kann diese Isolier­ schicht wirksam als Lötstopplackschicht verwendet werden, die bei einem mehrlagigen Keramiksubstrat mit Mehrfachanschlüssen mit engerem Rasterabstand verwendet wird, und wenn die iso­ lierende Dickschichtzusammensetzung für eine innere Schicht verwendet wird, kann diese innere Schicht wirksam als Materi­ al zum Einstellen der Dichte in dem Substrat, als Material zum Vermindern von Unebenheiten und dergleichen verwendet werden.
Bis jetzt wurde das keramische elektronische Bauelement der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des mehrlagigen Kera­ mikmoduls 1 beschrieben; das keramische elektronische Bauele­ ment der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf Module aus passiven Bauelementen, wie zum Beispiel Chip- Kondensatoren, und aktiven Bauelementen, wie zum Beispiel auf mehrlagigen Keramiksubstraten montierte Halbleiterbauelemen­ te, begrenzt. Zum Beispiel kann das keramische elektronische Bauelement der vorliegenden Erfindung auf ein mehrlagiges Ke­ ramiksubstrat, wie zum Beispiel ein Substrat für ein Mehr­ chipmodul und ein zu kapselndes Substrat, aufgebracht werden; und auf Chipbauelemente, wie zum Beispiel einen Chip- Kondensator, eine Chip-Spule und eine Chip-Antenne. Außerdem kann das keramische elektronische Bauelement der vorliegenden Erfindung aus einem einzelnen Keramiksubstrat oder aus einem mehrlagigen Keramiksubstrat bestehen, und insbesondere kann dann, wenn das keramische elektronische Bauelement aus einem mehrlagigen Keramiksubstrat besteht, ein Hohlraum ausgebildet werden und ein Material mit einem hohen ε kann in das Sub­ strat eingebettet werden.
Außerdem kann das elektronische Gerät der vorliegenden Erfin­ dung ein elektronisches Gerät wie zum Beispiel eine mobile Kommunikationsvorrichtung oder ein Computer sein, die/der mit dem obengenannten mehrlagigen Keramiksubstrat, dem mehrlagi­ gen Keramikmodul, dem Chip-Bauelement und dergleichen verse­ hen ist. Zum Beispiel kann ein keramisches elektronisches Bauelement wie zum Beispiel das mehrlagige Keramikmodul 1 in einem Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungsabschnitt einer mobilen Kommunikationsvorrichtung und dergleichen verwendet werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird ferner die isolierende Dickschichtzusammensetzung so aufgetragen, daß die Oberflächenisolierschicht ausgebildet wird, bevor die einzelnen rohen Keramikschichten zusammengepreßt werden; die Zusammensetzung kann jedoch auch aufgetragen werden, nachdem die einzelnen rohen Keramikschichten zusammengepreßt wurden. Da das mehrlagige Keramiksubstrat nach dem Zusammenpressen eine überlegene Ebenheit der Oberfläche aufweist, kann in dem oben beschriebenen Fall das Aufdrucken der isolierenden Dick­ schichtzusammensetzung in zufriedenstellender Weise erfolgen, aber in einigen Fällen können durch die isolierende Dick­ schichtzusammensetzung Unebenheiten ausgebildet werden. Wenn die so entstandenen Unebenheiten bei der Montage von Bautei­ len von Nachteil sind oder Höcker bilden, wird vorzugsweise erneut zusammengepreßt, nachdem die isolierende Dickschicht­ zusammensetzung aufgedruckt wurde.
Wenn die isolierende Dickschichtzusammensetzung der vorlie­ genden Erfindung auf einer der Hauptflächen des rohen Kera­ mikkörpers ausgebildet wird, kann die Zusammensetzung außer­ dem auch als obengenanntes Material zum Verstärken der Fes­ tigkeit, als Material zum Einstellen der Dichte und als Mate­ rial zum Vermindern von Unebenheiten verwendet werden.
Beispiele
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand spezieller Beispiele beschrieben.
Zunächst wurde ein BaO-SiO2-Al2O3-B2O3-haltiges Keramikpulver (der mittlere Teilchendurchmesser betrug 2,5 µm) hergestellt, und eine geeignete Menge eines aus Polybutylbutyral bestehen­ den organischen Bindemittels, eines aus Di-n-Butylphthalat bestehenden Weichmachers und eines aus Toluol und Isopropy­ lalkohol bestehenden organischen Lösungsmittels wurden mit dem obengenannten Keramikpulver gemischt, wodurch ein Brei zur Ausbildung roher Keramikschichten hergestellt wurde. Die Zusammensetzung des Keramikpulvers war 33 Gew.-% BaO, 60 Gew.-% SiO2, 5 Gew.-% Al2O3 und 2 Gew.-% B2O3.
Als nächstes wurde der so hergestellte Brei nach einem Rakel­ verfahren auf eine Trägerfolie aufgetragen, so daß Schichten ausgebildet wurden, und wurde dann getrocknet, wodurch rohe Keramikschichten mit einer Dicke von 100 µm gebildet wurden.
Außerdem wurden den BaO-SiO2-Al2O3-B2O3-haltigen Keramikpul­ vern mit der in der nachfolgenden Tabelle 1 angegebenen Zu­ sammensetzung anorganische Füllstoffe und Erdalkalioxide zu­ gesetzt, wie sie in Tabelle 1 angegeben sind. Dann wurde den einzelnen, so hergestellten Zusammensetzungen jeweils eine geeignete Menge eines organischen Bindemittels und eines or­ ganischen Lösungsmittels zugesetzt, und die Mischungen wurden mit einer Schüttelmühle und einer Dreirollenmühle gerührt und geknetet, wodurch isolierende Dickschichtzusammensetzungen der in Tabelle 1 unten aufgeführten Proben Nr. 1 bis 14 her­ gestellt wurden.
Nachdem die isolierende Dickschichtzusammensetzung auf die gesamte Oberfläche eines aus zehn der oben beschriebenen ro­ hen Keramikschichten bestehenden Keramiklaminats (0,8 mm dick) aufgedruckt wurde, wurde das Laminat dann als nächstes auf ein Maß von 2 Inch (5,08 cm) mal 2 Inch (5,08 cm) zuge­ schnitten, und das so hergestellte zugeschnittene Laminat wurde bei 80°C und mit 200 kg/cm2 zusammengepreßt. Anschlie­ ßend wurde das Keramiklaminat bei maximal 1000°C in einer re­ duzierenden Atmosphäre gebrannt.
Die Sintereigenschaften und die Verwerfung jedes so erhalte­ nen mehrlagigen Keramiksubstrats wurden bewertet. Zur Bewer­ tung der Sintereigenschaften wurde jedes mehrlagige Keramik­ substrat in ein Eindringmedium (rote Tinte) eingetaucht, und der Grad des in dem mehrlagigen Keramiksubstrats verbleiben­ den Eindringmediums wurde nach dem Abwaschen unter fließendem gereinigtem Wasser festgestellt. Die Sintereigenschaften wur­ den in drei Stufen eingeteilt, d. h. überlegene Sintereigen­ schaften (), gute Sintereigenschaften (○) und schlechte Sintereigenschaften (x), je nach dem Grad des verbleibenden Eindringmediums. Bei dieser Bewertung bedeutet "überlegene Sintereigenschaften", daß in dem mehrlagigen Keramiksubstrat kein Eindringmedium festzustellen ist und ein dichter Sinter­ körper entsteht; "gute Sintereigenschaften" bedeutet, daß zwar eine geringe Anzahl Poren festzustellen ist, aber den­ noch ein dichter Sinterkörper entsteht; und "schlechte Sin­ tereigenschaften" bedeutet, daß ein Eindringen des Eindring­ mediums in dem mehrlagigen Keramiksubstrat festgestellt und kein dichter Sinterkörper erhalten wird.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten dargestellt.
Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wurden mit den isolieren­ den Dickschichtzusammensetzungen (Probe Nr. 1 bis 12) dieses Beispiels mehrlagige Keramiksubstrate mit überlegenen Sinter­ eigenschaften ohne wesentliche Zunahme der Verwerfungen er­ halten. Auch wenn dies in der Tabelle nicht dargestellt ist, hatten die isolierenden Dickschichtzusammensetzungen der Bei­ spiele außerdem überlegene Druckeigenschaften bei einem hohen Maß an Genauigkeit, wodurch feine Muster gebildet werden konnten.
In der nachstehenden Tabelle 3 sind die elektrischen Eigen­ schaften eines unter Verwendung der isolierenden Dickschicht­ zusammensetzung der Probe Nr. 5 hergestellten mehrlagigen Ke­ ramiksubstrats zusammen mit jenen eines unter Verwendung der isolierenden Dickschichtzusammensetzung der Probe Nr. 15 her­ gestellten mehrlagigen Keramiksubstrats dargestellt. Die iso­ lierende Dickschichtzusammensetzung der Probe Nr. 15 bestand aus einem Bao (30 Gew.-%)-SiO2(60 Gew. -%)-Al2O3(5 Gew. -%)- B2O3(2 Gew.-%)-haltigen Keramikpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2,5 µm, 5 Gew.-% Borosilicatglas mit einer Erweichungstemperatur von 600°C in bezug auf das oben beschriebene Keramikpulver, und aus einem organischen Träger, der dem oben beschriebenen gleichwertig war.
Tabelle 3
Da das unter Verwendung der isolierenden Dickschichtzusammen­ setzung von Probe Nr. 15 hergestellte mehrlagige Keramiksub­ strat eine Glaskomponente enthielt, war gemäß Tabelle 3 die Dielektrizitätskonstante ε etwas schlechter, und der Tempera­ turkoeffizient der Kapazität Tcc war ebenfalls etwas schlech­ ter im Vergleich zu den Werten des unter Verwendung der iso­ lierenden Dickschichtzusammensetzung der Probe Nr. 5 herge­ stellten mehrlagigen Keramiksubstrats. Da die Korngrenzen des mehrlagigen Keramiksubstrats wegen der vorhandenen Glaskompo­ nente ungeordnet sind, war der Gütewert Q etwas herabgesetzt. Ferner wurden in der Nähe der Grenzfläche zwischen der iso­ lierenden Dickschichtzusammensetzung und dem mehrlagigen Ke­ ramiksubstrat Poren erzeugt, und dadurch verschlechterte sich auch eher das Isoliervermögen.
Wenn 0,5 Gew.-% Kupferphthalocyanin als Farbmittel zugegeben wurden, war die aus der isolierenden Dickschichtzusammenset­ zung gebildete Isolierschicht blau im Gegensatz zu dem weißen mehrlagigen Keramiksubstrat, und daher waren die einzelnen Schichten leicht zu unterscheiden.
Da die isolierende Dickschichtzusammensetzung der vorliegen­ den Erfindung hauptsächlich aus einem Keramikpulver mit dem­ selben Zusammensetzungssystem wie das in dem Keramikgrünling enthaltene Keramikpulver besteht, und da der mittlere Teil­ chendurchmesser des Keramikpulvers kleiner ist als der des in dem Keramikgrünling enthaltenen Keramikpulvers, wird die Wechselwirkung zwischen dem Keramikgrünling und dem isolie­ renden Dickschichtsubstrat unterdrückt, und daher können die elektrischen Eigenschaften und die Maßhaltigkeit des Kera­ mikgrünlings verbessert werden.
Da das keramische elektronische Bauelement der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann durch Auftragen der isolieren­ den Dickschichtzusammensetzung der vorliegenden Erfindung als Lötstopplack, als Material zur Verstärkung der Festigkeit, als Material zur Einstellung der Dichte oder als Material zur Verringerung von Unebenheiten auf und/oder in dem Kera­ mikgrünling mit einem vorbestimmten leitenden Muster, und durch Brennen der Zusammensetzung zusammen mit dem Kera­ mikgrünling, hat das keramische elektronische Bauelement au­ ßerdem überlegene elektrische Eigenschaften und eine stabile Form mit wenig Verwerfung und Verformung. Das heißt, unter Verwendung der elektronischen Bauelemente der vorliegenden Erfindung kann ein kompaktes und höchst zuverlässiges elekt­ ronisches Gerät mit einer höheren Leistungsfähigkeit herge­ stellt werden.

Claims (16)

1. Isolierende Dickschichtzusammensetzung, die zusammen mit einem Keramikgrünling gebrannt wird und aus einem ersten Ke­ ramikpulver mit demselben Zusammensetzungssystem wie das in dem Keramikgrünling enthaltene zweite Keramikpulver besteht, wobei der mittlere Teilchendurchmesser des ersten Keramikpul­ vers kleiner ist als der des zweiten Keramikpulvers.
2. Isolierende Dickschichtzusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der mittlere Teilchendurchmesser des ersten Keramik­ pulvers um mindestens 10% kleiner ist als der des zweiten Keramikpulvers.
3. Isolierende Dickschichtzusammensetzung nach Anspruch 2, bei der der mittlere Teilchendurchmesser des zweiten Keramik­ pulvers 0,5 bis 10 µm beträgt und der mittlere Teilchendurch­ messer des ersten Keramikpulvers 0,45 bis 9 µm beträgt.
4. Isolierende Dickschichtzusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die isolierende Dickschichtzusammensetzung im wesent­ lichen keine Glaskomponente enthält.
5. Isolierende Dickschichtzusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die isolierende Dickschichtzusammensetzung 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines organischen Pigments in bezug auf das erste Keramikpulver enthält.
6. Isolierende Dickschichtzusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die isolierende Dickschichtzusammensetzung in bezug auf das erste Keramikpulver maximal 3 Gew.-% eines Oxidpul­ vers enthält, das sich aus wenigstens einem Metall zusammen­ setzt, das aus der aus Chrom, Cobalt, Kupfer, Nickel, Eisen und Titan bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
7. Isolierende Dickschichtzusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die isolierende Dickschichtzusammensetzung in bezug auf das erste Keramikpulver maximal 30 Gew.-% eines anorgani­ schen Füllstoffs enthält.
8. Keramisches elektronisches Bauelement, das hergestellt wurde nach einem Verfahren mit den folgenden Schritten: Aus­ bilden einer Schicht aus einer isolierenden Dickschichtzusam­ mensetzung auf einem Keramikgrünling mit einem vorbestimmten leitenden Muster, und Brennen der Schicht zusammen mit dem Keramikgrünling, wobei die isolierende Dickschichtzusammen­ setzung eine isolierende Dickschichtzusammensetzung nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 7 ist.
9. Keramisches elektronisches Bauelement nach Anspruch 8, bei dem der Keramikgrünling ein durch Laminieren von rohen Keramikschichten hergestelltes rohes Keramiklaminat ist und die aus der isolierenden Dickschichtzusammensetzung bestehen­ de Schicht auf wenigstens einer von der Außenseite und der Innenseite des rohen Keramiklaminats ausgebildet ist.
10. Keramisches elektronisches Bauelement nach Anspruch 9, bei dem das in dem Keramikgrünling enthaltene zweite Keramik­ pulver ein Oxidkeramikpulver ist, das in erster Linie aus Ba­ riumoxid, Siliciumoxid, Aluminiumoxid und Boroxid besteht, und das in der isolierenden Dickschichtzusammensetzung ent­ haltene erste Keramikpulver wenigstens ein Oxidkeramikpulver umfaßt, das aus der aus Bariumoxid, Siliciumoxid, Aluminiu­ moxid und Boroxid bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
11. Keramisches elektronisches Bauelement nach Anspruch 10, bei dem das erste Keramikpulver 20 bis 50 Gew.-% Bariumoxid als BaO, 40 bis 70 Gew.-% Siliciumoxid als SiO2, 2 bis 10 Gew.-% Aluminiumoxid als Al2O3, und 1 bis 3 Gew.-% Boroxid als B2O3 enthält.
12. Keramisches elektronisches Bauelement nach Anspruch 11, bei dem die isolierende Dickschichtzusammensetzung in bezug auf das erste Keramikpulver maximal 3 Gew.-% eines Erdalkali­ oxids enthält.
13. Keramisches elektronisches Bauelement nach Anspruch 8, bei dem die Schicht aus der isolierenden Dickschichtzusammen­ setzung auf der Oberfläche des Keramikgrünlings als Löt­ stopplackschicht ausgebildet ist.
14. Keramisches elektronisches Bauelement nach Anspruch 8, bei dem die Schicht aus der isolierenden Dickschichtzusammen­ setzung im Inneren des Keramikgrünlings als Schicht aus einem Material zur Verstärkung der Festigkeit, einem Material zur Einstellung der Dichte und einem Material zur Verminderung von Unebenheiten ausgebildet ist.
15. Keramisches elektronisches Bauelement nach Anspruch 8, bei dem ein Bauteil auf wenigstens einer der Hauptflächen des keramischen elektronischen Bauelements montiert ist.
16. Elektronisches Gerät mit einem keramischen elektroni­ schen Bauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 15.
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