專利名稱：：陶瓷電路板的制造方法以及陶瓷電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于高密度布線電路板的陶瓷電路板的制造方法以及陶瓷電路板。
背景技術(shù)：
：對(duì)于各種電子設(shè)備，為了獲得電路的小型化，而使用了陶瓷電路板。在陶瓷電路板中，為了導(dǎo)通陶瓷基板表里面的導(dǎo)體電路、為了縮短電路導(dǎo)體、或者為了導(dǎo)通多層電路的各層導(dǎo)體電路，而采用了利用通孔的導(dǎo)體層間的連接。通孔是貫通陶瓷基板的細(xì)微的孔。由于在通孔中填充了導(dǎo)體膏來(lái)燒成，填充到通孔的導(dǎo)體能夠使得連接在通孔上的各內(nèi)層導(dǎo)體電路的彼此之間、或者基板表面電路的彼此之間相互導(dǎo)通。填充在通孔中的導(dǎo)體膏的燒成大多數(shù)是與構(gòu)成陶瓷基板的陶瓷生片的燒成同時(shí)進(jìn)行的。又，在燒成陶瓷生片或者它的疊層體之后，在陶瓷電路板的表面上印刷導(dǎo)體膏，并且通過(guò)燒成導(dǎo)體膏而能夠形成在陶瓷電路板表面制成的表面電路，然而，在所述以往的陶瓷電路板的制造方法中存在一些問(wèn)題，即填充在通孔的導(dǎo)體與表面電路之間不能良好地導(dǎo)通，在通孔部分形成的表面電路容易發(fā)生不良情況。原因之一，認(rèn)為是填充到通孔的導(dǎo)體膏因燒成時(shí)的收縮而形成低于通孔開(kāi)口表面的下凹狀態(tài)。當(dāng)陶瓷生片與通孔內(nèi)的導(dǎo)體膏同時(shí)燒成的情況下，由于生片與導(dǎo)體膏的收縮率相差較大，則收縮大的導(dǎo)體膏成為低于通孔開(kāi)口的下凹狀態(tài)。當(dāng)在低于通孔開(kāi)口而下凹的狀態(tài)下，在生片上印刷表面電路用的導(dǎo)體膏，則不能充分地將導(dǎo)體膏填充到低于表面的通孔中。因此，在通孔的導(dǎo)體與表面電路導(dǎo)體膏之間有時(shí)會(huì)產(chǎn)生空洞、有時(shí)在通孔的周圍的導(dǎo)體膏的印刷圖案上會(huì)產(chǎn)生主形及模糊不清等的障礙。對(duì)于用于形成表面電路的導(dǎo)體膏，為了提高印刷形成時(shí)的布線精度而使用比較高粘度的膏體，使得印刷時(shí)不流動(dòng)，不產(chǎn)生所謂塌邊的現(xiàn)象。特別地，近年由于需要電路的高密度化，更加地需要粘度高的導(dǎo)體膏。然而，對(duì)于粘性高的導(dǎo)體膏，通過(guò)印刷則很難確實(shí)地填充到通孔其小凹部的內(nèi)部。又，在通孔的邊緣部分，因?qū)w膏的表面張力等的作用，或者說(shuō)會(huì)產(chǎn)生凹陷現(xiàn)象，導(dǎo)體膏不能填充到通孔的內(nèi)部，因而總會(huì)發(fā)生上述的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是提供一種陶瓷電路板，即使在于通孔的位置上通孔內(nèi)部導(dǎo)體與表面電路的導(dǎo)通性也很良好，并且能夠防止通孔周圍表面電路發(fā)生不良情況。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的陶瓷電路板的制造方法，其特點(diǎn)在于，包括在通孔中填充導(dǎo)體材料，且在燒成的陶瓷基板的通孔上產(chǎn)生凹陷的部分涂敷第1導(dǎo)體膏的步驟；在用第1導(dǎo)體膏填充了凹陷的陶瓷基板上，印刷用于形成表面電路的第2導(dǎo)體膏而形成表面電路的步驟，并且所述第1導(dǎo)體膏的粘度比所述第2導(dǎo)體膏的粘度要低。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，表面電路導(dǎo)體與通孔內(nèi)的導(dǎo)體間的導(dǎo)電性變得良好，又，通孔周圍的表面電路的印刷圖案其精度也會(huì)變高。結(jié)果，提供一種適合于高密度電路且使得電路可靠性能高的陶瓷電路板其生產(chǎn)性良好。附圖簡(jiǎn)述圖1是表示本發(fā)明的制造方法的陶瓷電路板的半成品與印刷版的剖視圖。圖2是表示本發(fā)明陶瓷電路板的制造步驟主要部分的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的陶瓷電路板通孔附近的平面圖。最佳實(shí)施形態(tài)以下，對(duì)于本發(fā)明的陶瓷電路板的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的陶瓷電路板的制造方法基本上包括以下的二個(gè)步驟。(1)將導(dǎo)體膏填充到生片的通孔中、覆蓋燒成基板的通孔且涂敷低粘度的第1導(dǎo)體膏的步驟。(2)在上述第1導(dǎo)體膏的上面，印刷形成表面電路的第2導(dǎo)體膠而形成表面電路的步驟。以下，對(duì)于本發(fā)明中所使用的構(gòu)成材料進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明?！不濉衬軌蚴褂糜诒景l(fā)明中的基板可以采用與通常陶瓷電路板相同的材料以及構(gòu)造。即，作為構(gòu)成陶瓷電路板的陶瓷材料，使用氧化鋁、氮化硅、碳化硅以及玻璃陶瓷等。由上述陶瓷材料與粘膏樹(shù)脂、可塑劑等制作成的生片，利用已知的方法來(lái)貫通形成通孔，在通孔的內(nèi)部填充了導(dǎo)體膏。通孔的直徑通常形成為0.1～0.3mm左右。這里使用的導(dǎo)體膏至少含有導(dǎo)體、粘膏樹(shù)脂以及少量的結(jié)合劑，并且使用通常通孔填充用的導(dǎo)體膏。制造多層電路板的情況下，將數(shù)枚生片疊層。在每一生片的表面上形成導(dǎo)體電路。導(dǎo)體電路為了構(gòu)成內(nèi)層電路，在必要的位置上印刷導(dǎo)體膏而形成。在此步驟中，由于通孔內(nèi)部的導(dǎo)體膏沒(méi)有引起收縮，則通孔的開(kāi)口表面與周圍表面之間沒(méi)有大的階差以及凹陷。因此，使得生片表面的導(dǎo)體膏與通孔內(nèi)部的導(dǎo)體膏很好地一體化。對(duì)于構(gòu)成多層電路板的生片疊層體，填充了導(dǎo)體膏的通孔有下述3種類型。第1種通孔是從疊層體的表面起貫通到里面。第2種通孔是從疊層體的一個(gè)面起貫通到疊層體的中間并在中間結(jié)束。第3種通孔僅與疊層體內(nèi)部連接而沒(méi)有向外露出。與形成表面電路有關(guān)的是至少為在疊層體的一個(gè)面上露出的通孔。生片或者它的疊層體是經(jīng)過(guò)通常的燒成步驟而被燒成。填充在通孔內(nèi)部的導(dǎo)體膏也同時(shí)地被燒成。此時(shí)，由于生片與通孔內(nèi)部的導(dǎo)體膏之間收縮率的相差，通孔內(nèi)部的導(dǎo)體面成為比通孔開(kāi)口面凹下的狀態(tài)。此凹陷通常為5～100μm左右?！驳?導(dǎo)體膏〕在本發(fā)明中，為了填充所述通孔開(kāi)口上導(dǎo)體表面的凹陷，而使用低粘度的第1導(dǎo)體膏。第1導(dǎo)體膏的基本的材料及組成可以與通常電路制造用的第2導(dǎo)體膠相同。但是，調(diào)整調(diào)制導(dǎo)體膠時(shí)的溶劑摻合量等，而作成比第2導(dǎo)體膏粘度低的導(dǎo)體膏。例如，在第2導(dǎo)體膏上由于添加摻合了溶劑，能夠獲得低粘度的第1導(dǎo)體膏。根據(jù)通孔導(dǎo)體產(chǎn)生的凹陷的深度及大小、或者形成表面電路的導(dǎo)體膏的粘度等的條件，第1導(dǎo)體膏的粘度會(huì)有所不同，但能夠使用50～100Pa·s粘度的導(dǎo)體膏。根據(jù)發(fā)明者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，第1導(dǎo)體的粘度相對(duì)于第2導(dǎo)體膏的粘度，希望具有第2導(dǎo)體膏的10～70％的粘度比，最好上述的粘度比為30～50％。當(dāng)上述粘度比為10％以下，則印刷的圖案會(huì)擴(kuò)展，不利于形成精細(xì)的電路。當(dāng)上述粘度比超過(guò)70％，則可能產(chǎn)生與以往同樣的連接不良。又，表面電路中，對(duì)于沒(méi)有要求高布線精度的地方，能夠用第1導(dǎo)體膏同時(shí)進(jìn)行制作。這種情況下，設(shè)定第1導(dǎo)體的粘度為能夠單獨(dú)形成表面電路的粘度。由此，在形成電路板時(shí)，沒(méi)有必要分開(kāi)使用2種導(dǎo)體膏。然而，在低粘度的第1導(dǎo)體膏中，很難形成布線密度高的部分以及要求高精度的部分的布線圖案。對(duì)于將第1導(dǎo)體膏填充到通孔的凹陷時(shí)，適用通常的絲網(wǎng)印刷等的印刷方法。在印刷網(wǎng)板中對(duì)應(yīng)于通孔凹陷的位置上最好設(shè)有透過(guò)粘膏的部分。另外，當(dāng)通孔個(gè)數(shù)少的時(shí)候，可以使用調(diào)合器(dispenser)。第1導(dǎo)體膏的涂敷量即使沒(méi)有完全填充通孔開(kāi)口處產(chǎn)生的凹陷，只要使得在形成表面電路時(shí)不會(huì)存在問(wèn)題，而填充了凹陷即可。低粘度的第1導(dǎo)體膏可以僅涂敷于通孔開(kāi)口部分上，然而希望涂敷到比通孔開(kāi)口稍寬的位置上。通過(guò)略微涂寬，即使存在通孔尺寸的誤差以及低粘度導(dǎo)體膏的印刷誤差或者印刷的偏差，也能夠確實(shí)地填充通孔。溢出到通孔外側(cè)并被涂敷的第1導(dǎo)體膏，以不會(huì)影響表面電路的印刷為前提，可以從陶瓷基板的表面突起。上述突出量可以設(shè)定為5～10μm。然而，第1導(dǎo)體的涂敷范圍為大量溢出到通孔的外側(cè)時(shí)，則與鄰接的表面電路接觸、會(huì)損壞表面電路的功能。這里，可以將第1導(dǎo)體膏的涂敷直徑設(shè)定為通孔口徑的0.8～3.0倍，最好為1.0～2.0倍。當(dāng)考慮實(shí)際電路尺寸等時(shí)，對(duì)于涂敷直徑的具體值采用0.2～0.4mm左右。又，對(duì)于第1導(dǎo)體粘膏，可以使用能夠改善在通孔內(nèi)部填充而形成的導(dǎo)體與表面電路導(dǎo)體間的連接性能的材料。例如，由于表面電路導(dǎo)體與在通孔中填充形成的導(dǎo)體彼此是金屬連接，當(dāng)為容易形成問(wèn)題的組合時(shí)，如使用與兩方導(dǎo)體材料接觸性好的導(dǎo)體材料而形成的低粘度導(dǎo)體膏，則可以改善上述問(wèn)題。具體地，當(dāng)雙方導(dǎo)體金屬的電極電位相差大、預(yù)料會(huì)形成局部電池的情況等，如使用具有它們中間電極電位的導(dǎo)體金屬來(lái)作為第1導(dǎo)體膏，則能夠防止局部電池的形成、能夠防止接觸面金屬的腐蝕。由此，可使得通孔用的填充金屬的選擇范圍變得大。〔表面電路的形成〕涂敷在通孔上的第1導(dǎo)體膏在干燥之前或者干燥之后，將形成表面電路的導(dǎo)體膏，采用通常的印刷方法而在陶瓷基板的表面上進(jìn)行印刷而形成表面電路。表面電路可以形成為完全覆蓋通孔的第1導(dǎo)體膏那樣，當(dāng)通過(guò)第1導(dǎo)體膏可以與通孔內(nèi)部導(dǎo)體良好的連接，則第1導(dǎo)體膏的一部分沒(méi)有被表面電路的導(dǎo)體膏覆蓋而可以露出。又，上述那樣，在用第1導(dǎo)體膏構(gòu)成表面電路的一部分的情況下，對(duì)于通孔部分有時(shí)可以不必進(jìn)行印刷表面電路用的導(dǎo)體膏。第2導(dǎo)體膏通常使用粘度為100～500Pa·s左右的導(dǎo)體膏。能夠設(shè)定覆蓋通孔的第1導(dǎo)體膏的第2導(dǎo)體膏的直徑為0.3～0.5mm左右。印刷了第2導(dǎo)體膏的陶瓷基板經(jīng)過(guò)通常的燒成步驟，并且燒成第1導(dǎo)體膏以及第2導(dǎo)體膏而獲得具有表面電路的陶瓷電路板。以下參照附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。圖1表示多層陶瓷電路板的制造方法。陶瓷基板10是疊層數(shù)枚陶瓷生片14而燒成一體化的多層基板。在圖1中區(qū)別表示了各層生片14，而對(duì)于燒成的陶瓷基板10，數(shù)枚生片14完全地一體化。在陶瓷基板10上，形成連通數(shù)層的通孔12。通孔12中由內(nèi)部導(dǎo)體20填充。將生片14依次疊層的過(guò)程中，將必要位置的通孔12用第2導(dǎo)體膏填充，當(dāng)所有生片14疊層之后，在燒成生片14的同時(shí)，也燒成內(nèi)部導(dǎo)體20。如圖2(a)具體地表示，在陶瓷基板10的表面上，通孔12的內(nèi)部導(dǎo)體20其表面比通孔12的開(kāi)口表面要下凹一些，并形成凹陷22。此凹陷22在制造陶瓷基板10時(shí)、燒成生片14的過(guò)程中，由于生片14與通孔12內(nèi)導(dǎo)體膏之間的收縮率不同而造成。如圖1所示，在陶瓷基板10的表面上，配置了印刷網(wǎng)框架30，在網(wǎng)面32上配置第1導(dǎo)體膏42，移動(dòng)刮板34，將導(dǎo)體膏42涂敷在通孔12的凹陷22中。如圖2(b)具體地表示，涂敷導(dǎo)體膏42使得成為比通孔12的開(kāi)口略大的范圍并且比陶瓷基板10的表面略高的狀態(tài)。其次，圖2(c)所示，當(dāng)在涂敷導(dǎo)體膏42之后，印刷形成通常表面電路用的第2導(dǎo)體膏44而形成表面電路。本實(shí)施形態(tài)中，使得印刷導(dǎo)體膏44比導(dǎo)體膏42寬一圈且完全覆蓋導(dǎo)體膏42。由于陶瓷基板10的表面僅因?qū)w膏42略高，而整體大致是平的，因此整個(gè)表面容易形成高精度的表面電路。在通孔12的位置上，導(dǎo)體膏44通過(guò)導(dǎo)體膏42而與內(nèi)部導(dǎo)體20可靠地連接著，不會(huì)發(fā)生因所述凹陷22而引起的問(wèn)題。圖3是表示通過(guò)上述步驟制造成的通孔12周圍的平面圖。如圖3所示，對(duì)于通孔12的外徑D1，導(dǎo)體膏42的外徑D2、導(dǎo)體膏44的D3逐級(jí)增大。印刷了導(dǎo)體膏44的陶瓷基板10在此后進(jìn)行燒成的步驟，燒成導(dǎo)體膏42及導(dǎo)體膏44。燒成的條件與通常形成表面電路相同。這樣制造成的陶瓷電路板其表面電路與通孔內(nèi)部電路的導(dǎo)通性良好、表面電路的電路精度高、產(chǎn)品質(zhì)量好、并且可以獲得高精度的陶瓷電路板。以下，進(jìn)行制造本發(fā)明的具體實(shí)施例的陶瓷電路板，并且評(píng)價(jià)它的性能。實(shí)施例1疊層數(shù)枚玻璃陶瓷生片并燒成所得的疊層體，而制造了陶瓷多層基板。在構(gòu)成陶瓷多層基板的生片中，至少對(duì)于配置在表面的生片預(yù)先要形成1000個(gè)以上的通孔，在各通孔的內(nèi)部填充內(nèi)部導(dǎo)體用的導(dǎo)體膏。結(jié)果是在陶瓷多層基板的表面上存在1000個(gè)以上直徑為0.15mmφ的通孔。在陶瓷多層基板的各通孔上，使用作為第1導(dǎo)體膏的粘度為70Pa·s的銀/鈀導(dǎo)體膏，以絲網(wǎng)印刷而印刷表面電路。涂敷直徑為0.2mmφ。在涂敷導(dǎo)體膠后將陶瓷基板以150℃干燥10分鐘。接著，使用以與第1導(dǎo)體膠相同組成的粘度為250Pa·s的銀/鈀導(dǎo)體膠，以絲網(wǎng)印刷法印刷表面電路，同時(shí)將各通孔的第1導(dǎo)體膏的上部用第2導(dǎo)體膏覆蓋，各通孔位置的第2導(dǎo)體膏的涂敷直徑為0.3mmφ，在涂敷第2導(dǎo)體膏之后，將陶瓷多層基板以150℃干燥10分鐘。將涂敷了表面電路的陶瓷多層基板在850℃情況下通過(guò)15分鐘而燒成，由此可獲得陶瓷電路板。比較例1在上述實(shí)施例中，不使用第1導(dǎo)體膏而僅使用第2導(dǎo)體膏，其它的步驟與實(shí)施例1相同，而獲得陶瓷電路板。〔性能評(píng)價(jià)〕對(duì)于實(shí)施例1以及比較例1的陶瓷電路板，評(píng)價(jià)其外觀及電性能。在表1中表示此結(jié)果。在評(píng)價(jià)的項(xiàng)目中，外觀不良是指眼睛可以觀察到在通孔周圍產(chǎn)生凹陷。導(dǎo)通不良是指對(duì)填充到通孔的導(dǎo)體進(jìn)行通常的導(dǎo)通檢查。兩者都是表示每1000個(gè)通孔的不良數(shù)。表1<tablesid="table1"num="001"><table>外觀不良導(dǎo)通不良實(shí)施例100比較例15512</table></tables>單位每1000個(gè)通孔的個(gè)數(shù)從表1可知，在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過(guò)組合第1導(dǎo)體膏與第2導(dǎo)體膏而來(lái)使用，這樣外觀不良及導(dǎo)通不良就明顯減少。如上述所述，本發(fā)明的陶瓷電路板的制造方法是通過(guò)涂敷第1導(dǎo)體膏來(lái)填充產(chǎn)生于導(dǎo)體填充通孔的凹陷，此后印刷形成表面電路的第2導(dǎo)體膏。由此，表面電路與通孔內(nèi)的導(dǎo)體的導(dǎo)通性良好，通孔周圍的表面電路的精度較高。結(jié)果是根據(jù)本發(fā)明，能夠使得電路精度高、電路可靠性好的陶瓷電路板生產(chǎn)性良好。權(quán)利要求1．一種陶瓷電路板的制造方法，其特征在于，包括在陶瓷基板的充填有導(dǎo)體的通孔上涂敷第1導(dǎo)體膏的步驟；在所述第1導(dǎo)體膏上，印刷用于形成表面電路的第2導(dǎo)體膏而形成表面電路的步驟，所述第1導(dǎo)體膏的粘度比所述第2導(dǎo)體膏的粘度要低。2．如權(quán)利要求1所述的陶瓷電路板的制造方法，其特征在于，所述第1導(dǎo)體膏的粘度為50～100Pa·s。3．如權(quán)利要求1或2所述的陶瓷電路板的制造方法，其特征在于，所述第1導(dǎo)體膏的粘度為所述第2導(dǎo)體膏的粘度的10～70％。4．如權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的陶瓷電路板的制造方法，其特征在于，所述第1導(dǎo)體膏的涂敷直徑是所述通孔的孔徑的0.8～3.0倍。5．如權(quán)利要求4所述的陶瓷電路板的制造方法，其特征在于，所述通孔的孔徑為0.1～0.3mm。6．如權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的陶瓷電路板的制造方法，其特征在于，構(gòu)成所述第1導(dǎo)體膏的導(dǎo)體的成份與構(gòu)成所述第2導(dǎo)體膏的導(dǎo)體的成份不相同。7．一種陶瓷電路板，其特征在于，構(gòu)成電路的導(dǎo)體由填充到通孔的第1導(dǎo)體、覆蓋填充到所述通孔的導(dǎo)體的第2導(dǎo)體、以及覆蓋所述第2導(dǎo)體的第3導(dǎo)體構(gòu)成，至少所述第1導(dǎo)體與所述第2導(dǎo)體的導(dǎo)體的成份不相同。8．如權(quán)利要求7所述的陶瓷電路板，其特征在于，所述第2導(dǎo)體與所述第3導(dǎo)體的導(dǎo)體的組成不同。全文摘要本發(fā)明的一種陶瓷電路板的制造方法是包括:在通孔中填充導(dǎo)體材料,并在產(chǎn)生于燒成陶瓷基板的通孔上的凹陷中涂敷第1導(dǎo)體膏的步驟;在由第1導(dǎo)體膏填充凹陷的陶瓷基板上,印刷用于形成表面電路的第2導(dǎo)體膏而形成表面電路的步驟,并且第1導(dǎo)體膏的粘度比第2導(dǎo)體膏的粘度要低。根據(jù)本發(fā)明的制造方法,表面電路導(dǎo)體與通孔內(nèi)的導(dǎo)體間的導(dǎo)通性變得良好,并且通孔周圍的表面電路的印刷圖案的精度變高。文檔編號(hào)H05K1/03GK1300526SQ00800551公開(kāi)日2001年6月20日申請(qǐng)日期2000年4月12日優(yōu)先權(quán)日1999年4月15日發(fā)明者瀨川茂俊,越智博申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社