DE69103999T2 - Mehrlagige Leiterplatte. - Google Patents
Mehrlagige Leiterplatte.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glaskeramik- Mehrlagenverdrahtungsplatte, die ein Schaltungsmuster aus einem sehr guten Leiter wie z.B. Kupfer enthält und die eine geringe Dielektrizitätskonstante aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer in der Mehrlagenverdrahtungsplatte zu verwendenden Glaskeramikgrünschicht.
- Damit eine große Informationsmenge bei hoher Geschwindigkeit behandelt werden kann, wird die Frequenz des Signals erhöht und häufig eine optische Kommunikationseinrichtung eingesetzt.
- In einer mehrlagigen Verdrahtungs- oder Schaltungsplatte, die eine zur Handhabung solcher sehr schnellen Signale geeignete elektrische Schaltung hat, muß die Verzögerung τ der elektrischen Signale so kurz wie möglich und das Übersprechen zwischen den Leitungen so gering wie möglich sein, und demgemäß muß die in der folgenden Formel (1) ausgedrückte Dielektrizitätskonstante klein sein,
- τ = ε1/2/C ....(1)
- wobei ε die Dielektrizitätskonstante der Platte und C die Lichtgeschwindigkeit sind. Außerdem muß, um die Übertragungsverluste zu verringern, die elektrische Schaltung auf und in der Platte durch ein Muster eines Metallmaterials ausgebildet werden, das einen geringen elektrischen Widerstand hat.
- Die Erfinder et al. schlugen die Verwendung eines Glaskeramikstoffs als Material einer Platte und Kupfer als Material einer elektrischen Schaltung vor. Grünschichten, die ein Keramikmaterial wie z.B. Aluminiumoxid (AL&sub2;O&sub3;, ε=10) und Mullit (3AL&sub2;O&sub3; 2SiO&sub2; ε=7) als Hauptbestandteil enthalten, benötigen eine Brenntemperatur über 1000º C, jedoch können Glaskeramik-Grünschichten, die Keramikpulver und ein Glas, wie z.B. Borsilikatglaspulver als Haupkomponenten enthalten, bei Temperaturen unter 1000º C gebrannt werden, wodurch man Kupfer, dessen Schmelzpunkt bei 1084º C liegt, als Leitermaterial eines Schaltungsmusters verwenden kann.
- Dennoch haben solche Glaskeramikplatten eine Dielektrizitätskonstante von 4 bis 6, die für die Verringerung der Informationsverzögerung nicht klein genug ist.
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrlagenschaltungsplatte aus einem Glaskeramikmaterial, das darin verteilte hohle oder poröse Quarzglaskugeln enthält. Solche Platten, die darin verteilte hohle oder poröse Kugeln enthalten, sind bekannt, wie nachstehend beschrieben wird.
- Die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 59-111345 beschreibt eine Schaltungsplatte aus einem Keramikmaterial, das darin verteilte hohle Kugeln enthält, wobei anorganische Partikel, wie hohle Aluminiumkugeln als die genannten hohlen Kugeln dienen.
- Die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift (Kakai) Nr. 62-206861 beschreibt eine Mehrlagen-Keramikplatte, die eine Isolierschicht hat, in der hohle Keramikpartikel in einer Keramikmatrix verteilt sind und die eine Dielektrizitätskonstante unter 5 und eine Biegefestigkeit über 5kg/mm² hat. Die verwendeten hohlen Keramikpartikel sind hohle Quarzkugeln, und die verwendete Keramikmatrix ist ursprünglich amorph und bildet Kristalle in der Matrix, wo sie einer Wärmebehandlung unterworfen wird, d.h. wird zu Kristallglas und erhöht dadurch die Festigkeit der Platte.
- Die ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 62-287658 beschreibt eine Mehrlagenschaltungsplatte, die abwechselnd laminierte Keramikschichten und Verdrahtungsschichten hat, bei der die Keramikschichten Glas aufweisen, dessen Seigerungspunkt unter dem Schmelzpunkt der Verdrahtungsschicht liegt und in der Glasmatrix verteilte hohle Siliziumpartikel aufweisen, deren Durchmesser kleiner als 100 um ist.
- Die ungeprüfte japanische Patenoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2-83995 beschreibt eine Mehrlagenschaltungsplatte, deren Verdrahtungsschichten abwechselnd mit dazwischenliegenden Isolierschichten laminiert sind, wobei die Isolierschichten zwei Bereiche unterschiedlicher Porosität haben und der Bereich größerer Porosität im Kontakt mit der Verdrahtungsschicht steht.
- Die ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 63-000358 lehrt ein Material geringer Dielektrizitätskonstante in Form eines Dickfilms, der eine ungefähr gleiche Mischung aus hohlen Glaskugeln mit einem Glaskeramikmaterial aufweist. Die hohlen Glaskugeln, das Glaskeramikmaterial und ein organischer Träger werden gemischt und damit eine Trägerschicht überzogen, die beispielsweise aus Aluminiumoxid mit einem darauf ausgebildeten Metallmuster besteht und die dann, um eine Isolierplatte zu erzielen, getrocknet wird.
- Wie oben dargelegt, sind viele Konzepte der Verwendung hohler Kugeln in einer isolierenden Matrix beschrieben worden, keine der Druckschriften beschreibt jedoch eine Gegenmaßnahme gegen eine Kristallisation der Quarzkugeln, um Cristobalit auszubilden, welches einen schnellen Anstieg des Wärmeausdehnungsskoeffizienten bewirkt oder eine Gegenmaßnahme zur Ausbildung von Poren in der Oberfläche der Quarzkugeln mittels Wärmebehandlung. Die obigen Offenlegungsschriften beschleunigen jedoch die Kristallisation der Quarzkugeln und erhöhen dadurch die Festigkeit einer Platte.
- Eine Mehrlagen-Keramikplatte, die eine elektrische Schaltung bildet, wie sie für eine sehr schnelle Signalübertragung, wie in Supercomputern benötigt wird, muß folgende Bedingungen erfüllen:
- (1) Ein Metallmaterial mit einem kleinen elektrischen Widerstand, wie Kupfer, wird als Verdrahtungs- oder Leitermaterial verwendet.
- (2) Die Dielektrizitätskonstante ist so klein wie möglich.
- (3) Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Platte liegt in der Nähe des Wertes eines Siliziumhalbleiters.
- Glaskeramik erfüllt die Bedingungen 1 und 3, nicht jedoch die Bedingung 2. Glaskeramik hat nämlich eine Brenntemperatur unter 1000ºC, wodurch sich ein Verdrahtungsmuster aus Kupfer herstellen läßt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient läßt sich in die Nähe des Werts 3,5 10&supmin;&sup6;/ºC für Silizium legen, indem als das Anfangsmaterial beispielsweise Borsilikat-, Bleiborsilikat- oder Aluminiumborsilikatglas gewählt wird.
- Dennoch liegt die Dielektrizitätskonstante nachteiligerweise bei 4 bis 6.
- Somit besteht der Zweck der vorliegenden Erfindung darin, eine Mehrlagenplatte zu erzielen, die die obigen Bedingungen (1) bis (3) erfüllt, wobei die Dielektrizitätskonstante nicht höher als 4 ist.
- Die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst, daß eine Mehrlagenverdrahtungsplatte zu Verfügung gestellt wird, die ein Laminat aus Glaskeramiklagen und Leitermustern aufweist, von denen die Glaskeramiklagen aus dem Glaskeramikmaterial hergestellt sind, das Glas und darin verteilte Keramikpartikel aufweist, wobei die Glaskeramiklagen außerdem hohle oder poröse, in der Glaskeramik verteilte Quarzglaskugeln aufweisen, welche mit einer keramischen Mantelschicht bedeckt sind, die Aluminium als Grundstoff enthält.
- Eine Keramikgrünschicht für die Glaskeramiklagen wird hergestellt, indem hohle oder poröse Quarzglaskugeln, die mit einer keramischen Mantelschicht bedeckt sind, die Aluminium als Grundstoff enthält, Glaspulver, Keramikpulver, ein Bindeharz, ein Weichmacher und ein Lösungsmittel miteinander vermengt und verknetet werden.
- Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Mehrlagenverdrahtungsplatte der vorliegenden Erfindung;
- Die Figuren 2 bis 4 zeigen photographische Aufnahmen herkömmlicher Quarzkugeln nach einer Wärmebehandlung bei 1100ºC, die durch ein SEM aufgenommen sind; und
- Fig. 5 zeigt eine photographische Darstellung von Quarzkugeln mit einer AL&sub2;O&sub3;-Ummantelung nach einer Wärmebehandlung bei 1100ºC, die durch ein SEM aufgenommen ist.
- Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten hohlen oder porösen Quarzglaskugeln werden deshalb hohle oder poröse Quarzglaskugeln genannt, weil sie mehr als 90 Gewichtsprozente vorzugsweise mehr als 93 Gewichtsprozente Quarz enthalten und der Rest Boroxid oder Alkalimetalle sind.
- Quarz hat eine Dielektrizitätskonstante ε gleich 3,8, die der kleinste Wert bei anorganischen Dieletrika ist, und die Dielektriziätskonstante kann weiterhin durch einen hohlen oder porösen Verbundkörper aus Siliciumoxid und Luft gesenkt werden. Die Dielektrizitätskonstante ε dieses Verbundwerkstoffs ergibt sich wie nachstehend:
- ε&sub0;= (ε&sub1; ε&sub2;)/(ε&sub1;V&sub2;+ε&sub2;V&sub1;) ...(2)
- worin ε&sub0; eine Verbunddielektrizitätskonstante, V&sub1; das Verhältnis des von einem Dielektrikum eingenommenen Volumens, dessen Dielektrizitätskonstante ε&sub1; ist, (in diesem Fall: Quarz) zum Gesamtvolumen des Verbundes und V&sub2; das Verhältnis des von einem Dielektrikum eingenommenen Volumens, dessen Dielektrizitätskonstante ε&sub2; beträgt (in diesem Fall: Luft) zum Gesamtvolumen des Verbunds sind.
- Die hohlen Siliziumoxid- oderQuarzglaskugeln können durch thermische Zersetzung einer organischen Siliziumverbindung, wie z.B. Methoxisilikat Si(OCH&sub3;)&sub4; oder Äthoxisilikat Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4; hergestellte werden, während der elementare Bestandteil abgetrennt und zu Kugeln wird. Solche hohlen Quarzglaskugeln werden z.B. unter der Produktbezeichnung "Microballoon" von Fuji Davison Chemical Ltd. verkauft. Die porösen Quarzglaskugeln können durch Pulverisierung einer porösen Siliziumoxid oder Quarzmasse hergestellt werden.
- Die hohlen Quarzglaskugeln haben eine Erweichungs- oder Erweichungs- oder Seigerungstemperatur von 900 bis 1000º C oder darüber, typischerweise von 950º C.
- Hohle Quarzglaskugeln, deren Partikelgröße über 100 um liegt, werden als Füllmasse zur Verfestigung oder als ein Material zur Verringerung des Gewichts von Harzartikeln verwendet. Bei der vorliegenden Erfindung wird hohles oder poröses Quarz mit einer mittleren Partikelgröße nicht über 20 um verwendet, statt der in Glaskeramik verwendeten Keramikpartikel, sodaß sich damit eine Mehrlagenglaskeramikplatte herstellen läßt, die eine geringe Dielektrizitätskonstante hat. Es wird nämlich eine Grünschicht unter Verwendung hohjer oder poröser Quarzkugeln und Glas als Hauptkomponenten hergestellt.
- Wenn diese hohlen oder porösen Quarzkugeln verwendet werden, ergeben sich jedoch die folgenden Probleine:
- (1) Bei der Erwärmung werden die Quarzkugeln durch Phasentransformation in Cristobalit umgesetzt, d.h. daß eine Kristallisation auftritt, und der Wärmeausdehnungskoeffizient wird schnell auf etwa 1 10&supmin;&sup5; erhöht.
- (2) Da die hohlen Quarzkugeln durch thermische Zersetzung einer organischen Siliziumverbindung hergestellt werden, deren Seigerungstemperatur etwa 950º C beträgt, die kleiner ist als die eines Keramikmaterials, wie Aluminiumoxid, muß die Seigerungstemperatur auf etwa 1050º C angehoben werden, um eine zuverlässige Platte zu erhalten.
- Um die obigen Probleme zu lösen, werden erfindungsgemäß die hohlen oder porösen Quarzkugeln mit einer keramischen Mantelschicht bedeckt, die Aluminium als Grundstoff enthält, und als Ergebnis zeigt sich:
- (1) Die Kristallisation des Quarzglases wird durch das Vorhandensein der keramischen Mantelschicht, die Aluminium als Hauptbestandteil enthält, verhindert. Obwohl dies nicht bestätigt wurde, wird angenommen, daß das Aluminium in das Quarz diffundiert oder damit reagiert, um die Kristallisation des Quarzglases zu verhindern, wobei eine schnelle Erhöhung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die Bildung von Poren in der Oberfläche der Kugeln aufgrund der Kristallisation verhindert werden.
- < 2) Das Vorhandensein der Keramikmantelschicht auf den hohlen oder porösen Quarzkugeln ermöglicht die Steigerung der Seigerungstemperatur der hohlen oder porösen Quarzkugeln auf 1050ºC.
- Die Aluminium als elementaren Bestandteil enthaltende Keramikmantelschicht kann aus Aluminiumoxid, Mullit, Spinell, Aluminiumnitrid usw. bestehen, solang es Aluminium als Grundstoff enthält und Keramikmaterial ist, dessen Seigerungs- oder Schmelzpunkt höher als 1050º C liegt.
- Die Aluminium als elementaren Bestandteil enthaltende Keramikmantelschicht kann auf der Oberfläche der hohlen oder porösen Quarzkugeln durch jedes bekannte Verfahren gebildet werden, beispielsweise durch chemische Dampfabscheidung, beispielsweise (CVD), oder durch Pyrolyse oder auch durch Plattieren einer Metallschicht und Zufuhr von Wärme zu derselben zur Ausbildung eines Oxids oder auch durch Eintauchen der Kugeln in einen Brei aus Keramik und dann Erhitzen derselben usw.
- Die Oberfläche der hohlen Quarzmikrokugeln kann durch eine anorganische Substanz, wie Al&sub2;O&sub3; Keramik durch die Sol-Gel Methode ummantelt werden. Falls die Mikrokugeln mit Aluminiumisopropoxid ummantelt werden, dient AL[OCH(CH&sub3;)&sub2;]&sub3; als Anfangsmaterial.
- Zur Beschichtung der Oberfläche hohler Quarzmikrokugeln mit einem Aluminiumoxidfilm gemäß der Sol-Gel Methode werden 50g Quarzmikrokugeln, die eine mittlere Partikelgröße von 10 um haben, einer aus 100g AL [OCH(CH&sub3;)&sub2;]&sub3;, 140 g C&sub2;H&sub5;OH, 80g H&sub2;O und 1,2g HCl bereiteten Lösung hinzugefügt. Die Aluminiumalkoxidlösung wurde verrührt, um die Hydrolyse der Lösung bis zu einem gewissen Maß zu aktivieren. Zum Zeitpunkt, wo das Gelieren der Lösung begann, wurde die Lösung einschließlich der hohlen Quarzmikrokugeln durch Sprühtrocknung getrocknet. Das sich ergebende Pulver wurde auf 1000º C in Luft in einem elektrischen Ofen erhitzt, so daß der Ummantelungsfilm einer Dehydrations-Kondensations- Reaktion unterzogen wurde und somit einen kompakten Aluminiumoxid ergab. Die Dicke der Keramikummantelungsschicht ist unkritisch.
- Die hohlen oder porösen Quarzkugeln können in einer Menge von bis zu 50 Volumenprozent, typisch etwa 30 Volumenprozent, in der Glaskeramikschicht enthalten sein.
- Die Glaskeramik der Glaskeramiklagen weist Glas und darin verteilte Keramikpartikel auf. Das Glas hat eine Seigerungstemperatur von etwa 700 bis 900º C, d.h. daß das Glas bei der Brenntemperatur der Glaskeramikschichten weich wird, jedoch nicht schmilzt. Solch ein Glas kann beispielsweise Borsilikatglas, Bleiborsilikatglas oder Aluminiumborsilikatglas sein. Das Borsilikatglas hat typischerweise eine verhältnismäßig geringe Dielektrizitätskonstante von 4,1 bis 4,6.
- Die Keramikpartikel dienen in der Glaskeramik zur Verstärkung und Verhinderung der Kristallisation derselben. Beispiele der Keramikpartikel sind Aluminiumoxid (ε = 10), Mullit (ε = 7), Spinell, Aluminiumnitrid usw. Die mittlere Partikelgröße der Keramikpartikel beträgt im allgemeinen 3 bis 10 um , bevorzugt 3 bis 4 um, und die Menge der Keramikpartikel beträgt allgemein bis zu 50 Volumenprozent, bevorzugt 20 bis 40 Volumenprozent, insbesondere bevorzugt 25 bis 35 Volumenprozent der Glaskeramiklage.
- Die Glaskeramiklage wird durch Brennen einer Grünschicht aus Glaskeramik hergestellt. Die Grünschicht für die Glaskeramiklage der vorliegenden Erfindung kann durch Vermengen und Verkneten hohler oder poröser Quarzglaskugeln, die mit einer keramischen Mantelschicht beschichtet sind, die Aluminium als Grundstoff enthält, eines Glaspulvers, eines Keramikpulvers, eines Bindeharzes, eines Weichmachers und eines Lösungsmittels hergestellt werden, woraufhin der sich ergebende Brei in Form einer Keramikgrünschicht gebildet wird.
- Die verwendeten Glaspulver haben eine mittlere Partikelgröße bis zu 10 um, bevorzugt 2 bis 3 um und der zur Herstellung einer Grünschicht dienende Prozess ist derselbe wie der herkömmliche Prozeß mit der Ausnahme des Zusatzes der hohlen oder porösen Quarzglaskugeln. Die typische Dicke der Grünschicht beträgt 600 bis 300 um.
- Die Grünschicht wird auf ein vorgegebenes Maß geschnitten und abwechselnd mit Leitermustern laminiert und dadurch ein Laminat erzeugt. Die Anzahl der Laminatlagen ist z.B. 70 bis 80, und nachdem Durchgangsöffnungen im Laminat ausgebildet sind, wird das Laminat gebrannt.
- Ein bevorzugter Leiter ist Kupfer, jedoch können Weißsilber und Platin usw. verwendet werden.
- Die Brenntemperatur eines Kupferleiters ist 900 bis 1010º C, typischerweise 980º C, und die Brennatmosphäre ist nasser Stickstoff; jedoch kann für Silber oder Platin usw. Luft verwendet werden.
- Die Borsilikatglas- und Keramikpartikel aufweisende Glaskeramikgrünschicht kann bei 1010º C gebrannt werden, jedoch sollte die Brenntemperatur auf 960º C gesenkt werden, falls hohle oder poröse Quarzglaskugeln ohne die Keramikmantelschicht der vorliegenden Erfindung der Glaskeramikgrünschicht zugefügt werden, um eine gute Verdichtung bei der Sinterung sicherzustellen. Falls die Dichte der gesinterten Platte verringert wird, nimmt die Festigkeit der Platte ab und die Wasserabsorptionsrate wird erhöht, wodurch die Zuverlässigkeit der Platte verringert wird. Jedoch kann die Brenntemperatur, indem man zu der Glaskeramikgrünschicht hohle oder poröse, mit der Keramikmantelschicht der vorliegenden Erfindung bedeckte Quarz glaskugeln hinzufügt, beispielsweise 980ºC bis 1010º C betragen, und die Platte kann ohne Auftreten von Problemen, wie der Kristallisation der Quarzkugeln dicht gesintert werden.
- Bei der Herstellung einer Mehrlagenplatte werden die Deckund Unterflächen poliert, um eine glatte Oberfläche zu erhalten, auf der ein Schaltungsmuster auszubilden ist, und, falls die Glaskeramik hohle oder poröse Kugeln enthält und die Oberflächen der Platte poliert werden, bilden sich Poren in der Oberfläche der hohlen oder porösen Kugeln aus, und die Oberflächen der Platte werden rau. Um dieses Problem zu lösen, werden eine kleine Anzahl Glaskeramiklagen, die Glaskeramik und Keramikpartikel jedoch keine hohlen oder porösen Kugeln aufweisen auf beiden Oberflächen des Laminats aus Glaskeramiklagen laminiert, welche Glaskeramik und Keramikpartikel sowie hohle oder poröse Kugeln enthalten, und dadurch bleiben die Oberflächen des Laminats oder der Platte nach dem Polieren glatt. Natürlich kann der Gehalt der Keramikpartikel in den Schichten auf beiden Seiten der Platte erhöht werden, da die hohlen oder porösen Kugeln weggelassen sind.
- Fig. 1 zeigt eine Struktur einer Mehrlagenverdrahtungsplatte der vorliegenden Erfindung. In der Fig. weist der Körper der Mehrlagenverdrahtungsplatte 1 ein Laminat aus (nicht gezeigten) Verdrahtungslagen und Glaskeramiklagen auf, die hohle Quarzkugeln 2 enthalten, und Glaskeramiklagen 3 und 4 werden auf beiden Oberflächen des Körpers der Mehrlagenverdrahtungsplatte 1 gebildet und poliert, und ein Schaltungsmuster aus einem Leiter 5 wird auf diesen Oberflächen geformt, auf dem LSI's 6 befestigt sind.
- Hohle Quarzkugeln (Microballoon vertrieben von Fuji Davison Chemical Ltd.), die eine mittlere Partikelgröße von 20 um haben und Aluminiumsulfat Al&sub2;(SO&sub4;)&sub3; werden gemischt und getrocknet, um eine Aluminiumsulfatschicht Al&sub2;(SO&sub4;)&sub3; auf der Oberfläche der hohlen Quarzkugeln auszubilden. Die Kugeln werden dann auf 1000º C erhitzt, um hohle Quarzkugeln zu erzeugen, die mit einer Schicht aus Al&sub2;O&sub3; auf ihren Oberflächen ummantelt sind.
- Das folgende Gemenge wurde geknetet und durch eine Rakelmesser-Methode in die Form einer Grünschicht gebracht, deren Dicke 300 um beträgt.
- Beschichtete, hohle Quarzkugeln 100g
- Borsilikatglas 200g
- Mullitpartikel 200g
- Polyvinylbutyral (Binder) 50g
- Dibutylphtalat (Weichmacher) 30g
- Methylethylketon (Lösungsmittel) 50g
- Aceton (Lösungsmittel) 100g
- In dieser Grünschicht werden ein Verdrahtungsmuster und Durchgangsöffnungen aus einer Kupferpaste ausgebildet, 30 der erzeugten Grünschichten werden zu einem Laminat geformt, und Grünschichten, die aus Quarzpartikels statt aus hohlen Quarzkugeln hergestellt wurden, werden außerdem auf der Deck- und Unterseite derselben laminiert. Das Laminat wird dann einem isotaktischen Druck mit 10 MPa unterworfen und in einer Stickstoffatmosphäre bei 1000º C zur Erzeugung einer Glaskeramikmehrlagen-Verdrahtungsplatte erhitzt.
- Die so erzeugte Glaskeramikmehrlagen-Verdrahtungsplatte war nicht verzogen, und die innerhalb der Platte befindlichen Glaskugeln waren nicht kristallisiert. Die Dielektrizitätskonstante der Platte betrug 3,5 und eignete sich somit für die Verwendung als Verdrahtungsplatte für eine Hochfrequenzübertragung.
- Die Prozeduren des Beispiels 1 wurden wiederholt zur Erzeugung einer Glaskeramikmehrlagenplatte mit der Ausnahme, daß statt Borsilikatglas Aluminiumborsilikatglas verwendet wurde.
- Die erzeugte Mehrlagenglaskeramik-Verdrahtungsplatte war nicht verformt und die Quarzkugeln innerhalb der Platte waren nicht kristallisiert, die Dielektrizitätskonstante der Platte betrug etwa 3,5 und der thermische Ausdehnungskoeffizient der Platte betrug 3,5 10&supmin;&sup6;, ist demnach derselbe wie von Silizium.
- Die Figuren 2 bis 4 sind mittels eines SEM aufgenommene Fotografien von Quarzkugeln ohne Keramikummantelung nach einer Wärmebehandlung mit 1100º C. Die Vergrößerungsmaßstäbe der Fotografien sind 500-fach in Fig. 2, 1000-fach in Fig. 3 und 5000-fach in Fig. 4. Die Fotografien in den Figuren 2 bis 4 zeigen deutlich die Phasentrennung und Poren. Fig. 5 ist eine mit einem SEM bei einer 1000-fachen Vergrößerung aufgenommene Photographie mit Quarzkugeln mit einer Al&sub2;O&sub3;-Beschichtung nach einer Wärmebehandlung bei 1100º C. Die Fotographie von Fig. 5 zeigt, daß keine Phasentrennung auftrat und keine Poren gebildet wurden.
Claims (14)
1. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1), die ein Laminat aus
einander abwechselnden Glaskeramiklagen (2) und
Leitermustern aufweist, wobei die Glaskeramiklagen (2) aus
Glaskeramik hergestellt sind, das Glas- und darin verteilte
Keramikpartikel aufweist, wobei die Glaskeramiklagen
weiterhin im Glaskeramikmaterial verteilte hohle oder
poröse Quarzglaskugeln aufweisen, welche mit einer
keramischen Mantelschicht bedeckt sind, die Aluminium als
Grundstoff enhält.
2. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1) nach Anspruch 1, wobei
die keramische Mantelschicht aus der Gruppe Aluminiumoxid,
Mullit, Spinell und Aluminiumnitrid gewählt ist.
3. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1) nach Anspruch 1 oder
2, wobei die hohlen oder porösen Quarzglaskugeln einen
mittleren Durchmesser nicht über 20 um haben.
4. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1) nach Anspruch 1, 2
oder 3, wobei die hohlen oder porösen Quarzglaskugeln mehr
als 90 Gewichtsprozente Quarz enthalten.
5. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1) nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei die hohlen oder
porösen Quarzglaskugeln in einer Menge nicht über 50
Volumenprozente der Glaskeramiklagen enthalten sind.
6. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1) nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Glaskeramik eine
Seigerungstemperatur von 700 bis 900º C hat und die
Keramikpartikel der Glaskeramik eine mittlere
Partikelgröße nicht über 10 um haben und in einer Menge von nicht
unter 10 Volumenprozente der Glaskeramiklagen enthalten
sind.
7. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1) nach einem der
vorangehenden Ansprüche, wobei die Leiter aus Kupfer
bestehen.
8. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1) nach einem der
vorangehenden Ansprüche, wobei die Mehrlagenplatte weiterhin
zweite Glaskeramiklagen (3, 4) enthält, die auf der
Deckund Unterfläche der Glaskeramiklagen (2) ausgebildet sind,
wobei die zweiten Glaskeramiklagen (3, 4) Glas und darin
verteilte Keramikpartikel, jedoch keine hohlen oder porösen
Quarzglaskugeln enthalten.
9. Mehrlagenverdrahtungsplatte (1) nach Anspruch 8, wobei
die zweiten Glaskeramiklagen (3, 4) poliert sind, und ein
Schaltungsmuster (5) auf einer polierten Oberfläche der
zweiten Glaskeramiklagen ausgebildet ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünschicht,
das die Schritte der Vermengung und des Knetens hohler oder
poröser Quarzglaskugeln, die mit einer
Keramikmantelschicht bedeckt sind, die Aluminium als Grundstoff
enthält, zusammen mit einem Glaspulver, einem
Keramikpulver, einem Bindeharz, einem Weichmacher und einem
Lösungsmittel und dann die Formung des sich ergebenden
Breis zu einer Keramikgrünschicht aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die
Keramikmantelschicht aus der Gruppe, die Aluminiumoxid, Mullit, Spinell
und Aluminiumnitrid enthält, gewählt ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die hohlen
oder porösen Quarzglaskugeln einen mittleren Durchmesser
nicht über 20 um haben.
13. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die
hohlen oder porösen Quarzglaskugeln mehr als 90
Gewichtsprozente Quarz enthalten.
14. Verfahren zur Herstellung einer
Mehrlagenverdrahtungsplatte, welches die Bereitung von Keramikgrünschichten
durch ein in einem der Ansprüche 10 bis 13
gekennzeichnetes Verfahren, die Bildung eines Laminats abwechselnder
Keramikgrünschichten und Grünschichten für Leitermuster
sowie das Brennen des Laminats aufweist, um eine
Mehrlagenverdrahtungsplatte zu erzeugen, die ein
abwechselndes Laminat aus Glaskeramiklagen und Leitermuster
aufweist.
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