JP2003078246A - Method of manufacturing glass ceramic substrate - Google Patents

Method of manufacturing glass ceramic substrate

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JP2003078246A
JP2003078246A JP2001262507A JP2001262507A JP2003078246A JP 2003078246 A JP2003078246 A JP 2003078246A JP 2001262507 A JP2001262507 A JP 2001262507A JP 2001262507 A JP2001262507 A JP 2001262507A JP 2003078246 A JP2003078246 A JP 2003078246A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of obtaining a glass-ceramic substrate, which gives high dimensional accuracy by surely constraining contraction in sintering ceramic green sheets, and which results in high reliability by being free from degradation of insulating property of glass-ceramic covering layers. SOLUTION: This method comprises steps of (i) forming a laminate 1 by laminating a plurality of glass-ceramic green sheets, on each surface of which a conductor pattern 2 is formed, and on each surface of the conductor pattern 2, forming a glass-ceramic covering layer 3 composed of glass-ceramic powder having a specified average grain size and grain-size distribution, an organic binder, and a solvent; (ii) laminating constraining green sheets containing hardly- sintered inorganic material and glass on both faces of the laminate; (iii) firing the laminate to form a glass-ceramic substrate having the constraining sheets; and (iv) removing the constraining sheets from the substrate. (v) Glass content of the constraining green sheets is the amount for binding the constraining sheets to the glass-ceramic green sheets and not allowing the constraining sheets to substantially contract within the laminating surfaces during the firing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体LSI、チ
ップ部品等を搭載し、それらを相互配線するための多層
ガラスセラミック基板の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a multi-layer glass ceramic substrate for mounting semiconductor LSIs, chip components, etc. and interconnecting them.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体LSI、チップ部品等は小
型化、軽量化が進んでおり、これらを実装する配線基板
も小型化、軽量化が望まれている。このような要求に対
して、基板内に内部電極等を配した多層セラミック基板
は、要求される高密度配線が可能となり、かつ薄型化が
可能なことから、今日のエレクトロニクス業界において
重要視されている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor LSIs, chip parts, etc. have been reduced in size and weight, and wiring boards for mounting them have been desired to be reduced in size and weight. In response to such demands, the multilayer ceramic substrate in which internal electrodes and the like are arranged in the substrate enables high-density wiring required and can be thinned, and thus is regarded as important in the electronics industry today. There is.

【0003】多層セラミック基板としては、アルミナ質
焼結体からなり、表面または内部にタングステン、モリ
ブデン等の高融点金属からなる配線層が形成された絶縁
基板が従来より広く用いられている。
As a multilayer ceramic substrate, an insulating substrate made of an alumina sintered body and having a wiring layer made of a refractory metal such as tungsten or molybdenum formed on the surface or inside thereof has been widely used.

【0004】一方、近年の高度情報化時代を迎え、使用
される周波数帯域はますます高周波帯に移行しつつあ
る。このような高周波の信号の伝送を行なう高周波配線
基板においては、高周波信号を高速で伝送する上で、配
線層を形成する導体の抵抗が小さいことが要求され、絶
縁基板にもより低い誘電率が要求される。
On the other hand, in the recent era of advanced information technology, the frequency band used is increasingly shifting to the high frequency band. In a high-frequency wiring board that transmits such a high-frequency signal, in order to transmit a high-frequency signal at high speed, it is required that the conductor forming the wiring layer has a low resistance, and the insulating board also has a lower dielectric constant. Required.

【0005】しかし、従来のタングステン、モリブデン
等の高融点金属は導体抵抗が大きく、信号の伝播速度が
遅く、また30GHz以上の高周波領域の信号伝播も困難
であることから、タングステン、モリブデン等の金属に
代えて銅、銀、金等の低抵抗金属を使用することが必要
である。ところが、上記のような低抵抗金属は融点が低
いため、800〜1000℃程度の低温で焼成することが必要
であることから、該低抵抗金属からなる配線層は、高温
焼成が必要なアルミナと同時焼成することができなかっ
た。また、アルミナ基板は誘電率が高いため、高周波回
路基板には不適切である。
However, conventional refractory metals such as tungsten and molybdenum have large conductor resistance, slow signal propagation speed, and are difficult to propagate signals in a high frequency region of 30 GHz or more. Instead, it is necessary to use a low resistance metal such as copper, silver or gold. However, since the low-resistance metal as described above has a low melting point, it is necessary to bake at a low temperature of about 800 to 1000 ° C., so that the wiring layer made of the low-resistance metal is alumina that requires high temperature firing. It could not be fired at the same time. Further, since the alumina substrate has a high dielectric constant, it is not suitable for a high frequency circuit substrate.

【0006】このため、最近では、ガラスとセラミック
ス(無機質フィラー)との混合物を焼成して得られるガ
ラスセラミックスを絶縁基板として用いることが注目さ
れている。すなわち、ガラスセラミックスは誘電率が低
いため高周波用絶縁基板として好適であり、またガラス
セラミックスは800〜1000℃の低温で焼成することがで
きることから、銅、銀、金等の低抵抗金属を配線層とし
て使用できるという利点がある。
Therefore, recently, attention has been paid to the use of glass ceramics obtained by firing a mixture of glass and ceramics (inorganic filler) as an insulating substrate. That is, since glass ceramics has a low dielectric constant, it is suitable as an insulating substrate for high frequencies, and since glass ceramics can be fired at a low temperature of 800 to 1000 ° C., a low resistance metal such as copper, silver, or gold is used as a wiring layer. There is an advantage that it can be used as.

【0007】多層ガラスセラミック基板は、ガラスとフ
ィラーとの混合物に有機バインダー、可塑剤、溶剤等を
加えてスラリーとし、ドクターブレード等によりガラス
セラミック・グリーンシートを成形した後、銅、銀、金
等の低抵抗金属の粉末を含有する導体ペーストを印刷す
るなどして前記グリーンシート上に導体パターンを形成
し、ついで複数枚のグリーンシートを積層して800〜100
0℃の温度で焼成して得られる。
The multi-layer glass ceramic substrate is made into a slurry by adding an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. to a mixture of glass and a filler, and after forming a glass ceramic green sheet with a doctor blade or the like, copper, silver, gold, etc. Forming a conductor pattern on the green sheet by printing a conductor paste containing a low-resistance metal powder, and then laminating a plurality of green sheets to form 800 to 100
It is obtained by firing at a temperature of 0 ° C.

【0008】ところが、多層ガラスセラミック基板は、
焼成過程において焼結に伴う収縮を生じるという問題が
ある。このような収縮の程度は一様ではなく、使用する
基板用無機材料、グリーンシート組成、原料である粉体
粒度のバラツキ、導体パターン、内部電極材料等により
収縮率や収縮方向が異なってくる。このことは、多層ガ
ラスセラミック基板の作製において、いくつかの問題を
ひき起こす。
However, the multilayer glass ceramic substrate is
There is a problem that shrinkage occurs due to sintering in the firing process. The degree of such shrinkage is not uniform, and the shrinkage rate and the shrinkage direction differ depending on the inorganic material for the substrate used, the green sheet composition, the variation in the particle size of the raw material powder, the conductor pattern, the internal electrode material, and the like. This causes some problems in the production of multilayer glass ceramic substrates.

【0009】先ず、内部電極印刷用のスクリーン版を作
製する際、基板の収縮率から逆算してスクリーン版の大
きさを決定しなければならないが、上記のように基板の
収縮率や収縮方向は一定でないため、スクリーン版は基
板の製造ロット毎に作り直さなければならず不経済であ
り現実的ではない。さらに、上記のようなグリーンシー
ト積層法によって作製される多層ガラスセラミック基板
では、グリーンシートの造膜方向によって積層面内の縦
方向と横方向の収縮率が異なるため、多層ガラスセラミ
ック基板の作製がより一層困難なものになる。
First, when manufacturing a screen printing plate for printing internal electrodes, the size of the screen printing plate must be determined by back-calculating from the shrinkage ratio of the substrate. Since it is not constant, the screen plate must be remade for each manufacturing lot of the substrate, which is uneconomical and impractical. Further, in the multilayer glass ceramic substrate produced by the green sheet laminating method as described above, since the shrinkage rates in the longitudinal direction and the lateral direction in the laminating plane differ depending on the film forming direction of the green sheet, it is possible to produce the multilayer glass ceramic substrate. It will be even more difficult.

【0010】これに対して、収縮誤差を許容するように
必要以上に大きい面積の電極を形成する場合には、高密
度な配線ができなくなる。
On the other hand, if an electrode having an unnecessarily large area is formed to allow the shrinkage error, high-density wiring cannot be performed.

【0011】これらの収縮変化を小さくするためには、
回路設計による基板の収縮率の傾向を調べたり、製造工
程において基板材料およびグリーンシート組成の管理、
粉体粒度のバラツキ、プレス圧や温度等の積層条件を充
分管理する必要がある。しかし、それでも一般に収縮率
の誤差として±0.5%程度はどうしても発生するといわ
れている。
In order to reduce these shrinkage changes,
Investigate the tendency of the shrinkage rate of the board due to the circuit design, manage the board material and the green sheet composition in the manufacturing process,
It is necessary to adequately control the stacking conditions such as variations in powder particle size, press pressure and temperature. However, it is generally said that an error in shrinkage of about ± 0.5% will inevitably occur.

【0012】このことは多層ガラスセラミック基板にか
かわらずセラミックスやガラスセラミックス等の焼結に
伴うものに共通する課題である。このような課題を解決
するために、特開平4−243978号公報、特開平5−2886
7号公報、特開平5−102666号公報では、以下の(1)
〜(4)の工程を含む基板の製造方法が提案されてい
る。 (1)ガラスセラミック成分とバインダー、可塑剤等の
有機成分とを含むガラスセラミック・グリーンシートに
導体パターンを形成したものを所望枚数積層し、(2)
得られたガラスセラミック・グリーンシートの積層体の
両面または片面に、前記ガラスセラミック成分の焼成温
度では焼結しない無機材料とバインダー、可塑剤等の有
機成分とを含む拘束グリーンシートを積層し、(3)こ
れらガラスセラミック・グリーンシートの積層体と拘束
グリーンシートとの積層体を加熱して、まず有機成分を
除去し、ついで焼成して、それぞれガラスセラミック基
板および拘束シートとなし、(4)最後に、ガラスセラ
ミック基板から拘束シートを除去する。
This is a problem that is common to ceramics, glass ceramics, etc. regardless of the multilayer glass ceramic substrate. In order to solve such a problem, JP-A-4-243978 and JP-A-5-2886
In Japanese Patent Laid-Open No. 7-102666 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-102666, the following (1)
A method of manufacturing a substrate including the steps (4) to (4) has been proposed. (1) A desired number of glass ceramic green sheets each containing a glass ceramic component and an organic component such as a binder and a plasticizer and having conductor patterns formed thereon are laminated, (2)
A constrained green sheet containing an inorganic material that does not sinter at the firing temperature of the glass ceramic component and an organic component such as a binder or a plasticizer is laminated on both surfaces or one surface of the obtained glass ceramic green sheet laminate, 3) Heating the laminated body of the glass ceramic green sheet and the constrained green sheet to remove organic components first, and then firing to form a glass ceramic substrate and a constrained sheet, respectively (4) Last First, the constraining sheet is removed from the glass ceramic substrate.

【0013】この方法によれば、前記拘束グリーンシー
トがガラスセラミック・グリーンシートの焼成時の収縮
を拘束するため、積層体の厚さ方向のみに収縮が起こ
り、積層面の縦・横方向には収縮が起こらなくなり、ガ
ラスセラミック基板の寸法精度が向上すると考えられて
いる。
According to this method, since the constraining green sheet constrains the shrinkage of the glass ceramic green sheet during firing, the shrinkage occurs only in the thickness direction of the laminated body, and in the longitudinal and lateral directions of the laminated surface. It is considered that the shrinkage does not occur and the dimensional accuracy of the glass ceramic substrate is improved.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記の方法では、ガラ
スセラミック・グリーンシートと拘束グリーンシートと
の結合は、それらのグリーンシート内に含有されている
バインダー等の有機成分により行なわれる。しかし、
(3)の焼成工程において、バインダー、可塑剤等の有
機成分が分解し揮散した後は、拘束グリーンシート中の
粉体とガラスセラミック・グリーンシート中の粉体とが
単に密着して接触しているだけであり、それらのシート
間にはファンデルワールス力による弱い結合が働いてい
るだけである。
In the above method, the glass-ceramic green sheet and the constraining green sheet are bonded to each other by an organic component such as a binder contained in the green sheet. But,
In the firing step (3), after the organic components such as the binder and the plasticizer are decomposed and volatilized, the powder in the constrained green sheet and the powder in the glass ceramic green sheet are simply brought into close contact with each other. There is only a weak bond between the sheets due to van der Waals forces.

【0015】このような弱い結合は、(4)の工程にお
ける拘束シートの除去が簡単になるという利点があるも
のの、(3)の焼成工程でガラスセラミック・グリーン
シート積層体から拘束グリーンシートがそれらの熱膨張
差等により不用意に剥離するおそれがある。
Although such a weak bond has an advantage that the constraining sheet can be easily removed in the step (4), the constraining green sheet is removed from the glass ceramic green sheet laminate in the firing step (3). There is a risk of inadvertent peeling due to differences in thermal expansion.

【0016】焼成途中で拘束グリーンシートが剥離する
と、ガラスセラミック・グリーンシートの焼結収縮を防
止できなくなる。また、拘束グリーンシートの剥離がた
とえ一部であっても、当該部分において収縮が起こるた
めガラスセラミック基板の変形が発生することになる。
If the constrained green sheet peels off during firing, it becomes impossible to prevent the sintering shrinkage of the glass ceramic green sheet. Further, even if the constrained green sheet is partly peeled off, the glass ceramic substrate is deformed because shrinkage occurs in the part.

【0017】また、ガラスセラミック・グリーンシート
積層体と拘束グリーンシートとは結合力が小さいため、
焼成前のそれらの密着状態や、ガラスセラミック成分の
種類によるガラスセラミック・グリーンシート中のガラ
ス成分の拘束グリーンシート内への浸透性によってはそ
れらの結合力にムラが生じやすい。結合力にムラがある
と、ガラスセラミックの焼結収縮を拘束する力にムラが
でき、収縮ムラが起こり、ガラスセラミック基板の反
り、変形等が発生することになる。その結果、寸法精度
の高い基板が得られないという問題がある。
Further, since the glass ceramic / green sheet laminate and the constraining green sheet have a small bonding force,
Depending on the adhesion state of them before firing and the permeability of the glass component in the glass-ceramic green sheet into the constrained green sheet depending on the type of the glass-ceramic component, the binding force thereof is likely to be uneven. If the binding force is uneven, the force for restraining the sintering shrinkage of the glass ceramic is also uneven, and uneven shrinkage occurs, and the glass ceramic substrate is warped or deformed. As a result, there is a problem that a substrate with high dimensional accuracy cannot be obtained.

【0018】さらに、ガラスセラミック基板の表面には
通常、半導体素子等を実装するためのパターンを形成す
るために、導体パターンの表面にガラスセラミック被覆
層が形成されることが多いが、このようなガラスセラミ
ック被覆層は、これを覆っている拘束シートを除去する
ときに、微小なクラックを生じたり、ガラスセラミック
被覆層が剥離したりすることがある。
Furthermore, a glass ceramic coating layer is often formed on the surface of the conductor pattern in order to form a pattern for mounting a semiconductor element or the like on the surface of the glass ceramic substrate. The glass-ceramic coating layer may cause minute cracks or the glass-ceramic coating layer may peel off when the constraining sheet covering the glass-ceramic coating layer is removed.

【0019】この原因は、ガラスセラミック被覆層が緻
密化しておらず、拘束シートを除去するときのブラスト
などの圧力が、表面からガラスセラミック被覆層の内部
に存在する空隙に伝播するためと考えられる。
It is considered that this is because the glass-ceramic coating layer is not densified, and the pressure such as blast when removing the restraint sheet propagates from the surface to the voids existing inside the glass-ceramic coating layer. .

【0020】このようにガラスセラミック被覆層にクラ
ックが生じたり剥離が生じると、この基板上に抵抗体パ
ターンを形成するために抵抗体ペーストをスクリーン印
刷したり、あるいは半導体素子等の部品実装用の半田ペ
ーストを印刷したりする際に、これらの印刷が困難にな
るという問題点がある。また、半導体素子等を実装して
動作させたときの発熱による熱ストレスによりガラスセ
ラミック被覆層のクラックが進行し、絶縁性が劣化して
信頼性が低下するという問題点がある。
When the glass ceramic coating layer is cracked or peeled off, a resistor paste is screen-printed to form a resistor pattern on the substrate, or a component for mounting a semiconductor element or the like is mounted. When printing a solder paste, there is a problem that these printings become difficult. Further, there is a problem that cracks in the glass-ceramic coating layer progress due to heat stress caused by heat generation when a semiconductor element or the like is mounted and operated, and the insulation property is deteriorated and reliability is lowered.

【0021】本発明の目的は、ガラスセラミック・グリ
ーンシートの積層面内での焼結収縮を確実に拘束して、
さらに、ガラスセラミック被覆層のクラックや剥離の発
生を抑えることにより、寸法精度が高くかつ高信頼性の
ガラスセラミック基板を得る方法を提供することであ
る。
An object of the present invention is to reliably restrain the sintering shrinkage within the laminated surface of the glass ceramic green sheet,
Another object of the present invention is to provide a method for obtaining a glass ceramic substrate having high dimensional accuracy and high reliability by suppressing the occurrence of cracks and peeling of the glass ceramic coating layer.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、(I)拘束グリー
ンシート内にガラス成分を含有させておくと、該ガラス
成分が焼成過程でガラスセラミック・グリーンシートと
拘束グリーンシートとを結合する結合材として作用する
ため、それらの間の結合力が高まり、拘束グリーンシー
トが剥離するのを防止できること、(II)焼成時におけ
る拘束グリーンシート自体の焼結収縮はガラスの含有量
を所定範囲内に設定することにより実質的に回避できる
こと、その結果、(III)拘束グリーンシートによりガ
ラスセラミック・グリーンシート積層体の収縮が確実に
抑えられ、寸法精度の高いガラスセラミック基板を得る
ことができること、さらに(IV)ガラスセラミック被覆
層のガラスセラミック粉末を、平均粒径が1〜3μmで
あり、かつ粒度分布が個数積算分布における10%粒子径
をD10、50%粒子径をD50、90%粒子径をD90としたと
きに(D90−D10)/D50≦3であるものとすることに
より、ガラスセラミック被覆層のクラックや剥離の発生
を抑制することができ、寸法精度が高くかつ高信頼性の
ガラスセラミック基板を得ることができるという新たな
事実を見出し、本発明を完成するに到った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies conducted by the present inventors to solve the above problems, (I) if a glass component is contained in the constrained green sheet, the glass component will burn. In the process, it acts as a binding material that joins the glass ceramic green sheet and the constraining green sheet, so that the binding force between them can be increased and the constraining green sheet can be prevented from peeling off. (II) Restraining green during firing Sintering shrinkage of the sheet itself can be substantially avoided by setting the glass content within a predetermined range, and as a result, the shrinkage of the glass ceramic / green sheet laminate is surely suppressed by (III) the restraining green sheet. That a glass ceramic substrate with high dimensional accuracy can be obtained, and (IV) glass ceramic of glass ceramic coating layer When the powder has an average particle size of 1 to 3 μm and the particle size distribution is 10% particle size D10, 50% particle size D50 and 90% particle size D90 in the number cumulative distribution (D90-D10) By setting / D50 ≦ 3, it is possible to suppress the occurrence of cracks and peeling of the glass ceramic coating layer, and it is possible to obtain a highly reliable glass ceramic substrate with high dimensional accuracy. The present invention has been completed and the present invention has been completed.

【0023】すなわち、本発明のガラスセラミック基板
の製造方法は、(i)有機バインダーを含有し表面に導
体パターンが形成されたガラスセラミック・グリーンシ
ートの複数枚を積層してガラスセラミック・グリーンシ
ート積層体を作製するとともに、該ガラスセラミック・
グリーンシート積層体の表面の前記導体パターンの表面
に、平均粒径が1〜3μmであり、かつ粒度分布が個数
積算分布における10%粒子径をD10、50%粒子径をD5
0、90%粒子径をD90としたときに(D90−D10)/D5
0≦3であるガラスセラミック粉末と有機バインダーと
溶剤とを混合したガラスセラミックペーストから成り、
前記導体パターンの一部を露出させるガラスセラミック
被覆層を形成する工程と、(ii)前記ガラスセラミック
・グリーンシート積層体の両面に、難焼結性無機材料と
ガラスと有機バインダーとを含む拘束グリーンシートを
積層する工程と、(iii)前記拘束グリーンシートとガ
ラスセラミック・グリーンシート積層体との積層体から
有機成分を除去し、ついで焼成して、拘束シートを保持
したガラスセラミック基板を作製する工程と、(iv)前
記ガラスセラミック基板から拘束シートを除去する工程
とを含み、(v)前記拘束グリーンシートのガラス含有
量が、前記焼成時に拘束グリーンシートを前記ガラスセ
ラミック・グリーンシートと結合させかつ拘束グリーン
シートをその積層面内で実質的に収縮させない量である
ことを特徴とする。
That is, in the method for producing a glass ceramic substrate of the present invention, (i) a plurality of glass ceramic green sheets containing an organic binder and having a conductor pattern formed on the surface thereof are laminated to laminate the glass ceramic green sheets. While making the body,
On the surface of the conductor pattern on the surface of the green sheet laminate, the average particle size is 1 to 3 μm, and the particle size distribution is 10% particle size D10 and 50% particle size D5 in the number cumulative distribution.
0, 90% (D90-D10) / D5 when the particle size is D90
Consisting of a glass ceramic paste in which 0 ≦ 3, a glass ceramic powder, an organic binder and a solvent are mixed,
A step of forming a glass ceramic coating layer exposing a part of the conductor pattern, and (ii) a constraining green containing a hardly-sinterable inorganic material, glass and an organic binder on both surfaces of the glass ceramic green sheet laminate. A step of laminating sheets, and (iii) a step of removing the organic component from the laminated body of the constrained green sheet and the glass-ceramic / green-sheet laminated body, and then firing to produce a glass-ceramic substrate holding the constrained sheet. And (iv) removing the constraining sheet from the glass-ceramic substrate, and (v) the glass content of the constraining green sheet is such that the constraining green sheet is combined with the glass-ceramic green sheet during the firing. It is characterized in that the amount of the constrained green sheet does not substantially shrink within the lamination plane.

【0024】ここで、「実質的に収縮させない」とは、
拘束グリーンシートの収縮が1%以下、好ましくは0.8
%以下、より好ましくは0.5%以下に抑制されているこ
とを意味する。また、前記「積層面内」とは、三次元座
標において厚さ方向をZ方向としたときのX方向および
Y方向によって規定される面内をいい、具体的にはシー
トの縦方向および横方向を意味する。
Here, "not substantially shrink" means
Shrinkage of constrained green sheets is less than 1%, preferably 0.8
% Or less, more preferably 0.5% or less. The "in-plane" means a plane defined by the X direction and the Y direction when the thickness direction is the Z direction in the three-dimensional coordinate, and specifically, the longitudinal direction and the lateral direction of the sheet. Means

【0025】本発明において、前記拘束グリーンシート
中に含有されるガラスの軟化点は、前記ガラスセラミッ
ク・グリーンシート積層体の焼成温度以下であるのがよ
い。これにより、焼成工程で拘束グリーンシート中のガ
ラスが軟化し、結合力が高まる。
In the present invention, the softening point of the glass contained in the constrained green sheet is preferably not higher than the firing temperature of the glass ceramic green sheet laminate. As a result, the glass in the constrained green sheet is softened in the firing step, and the bonding strength is increased.

【0026】また、前記拘束グリーンシート中に含有さ
れるガラスの軟化点は、前記有機成分の除去温度よりも
高いのがよい。前記ガラスの軟化点が有機成分の除去温
度よりも低い場合には、分解・揮散した有機成分が通過
するための除去経路が軟化したガラスによって閉塞され
てしまうおそれがある。
The softening point of the glass contained in the constrained green sheet is preferably higher than the removal temperature of the organic component. When the softening point of the glass is lower than the removal temperature of the organic component, the removal path for passing the decomposed / volatilized organic component may be blocked by the softened glass.

【0027】前記拘束グリーンシート中のガラス含有量
は、該拘束グリーンシート中の全無機成分の0.5〜15重
量%であるのがよい。通常は、この範囲が焼成時に前記
ガラスセラミック・グリーンシートと結合しかつ拘束グ
リーンシートをその積層面内で実質的に収縮させない量
となるが、必ずしもこの範囲に制限されるものではな
く、使用するガラスの種類等によってガラス含有量は変
化する。
The glass content in the constrained green sheet is preferably 0.5 to 15% by weight based on the total inorganic components in the constrained green sheet. Usually, this range is an amount that binds to the glass-ceramic green sheet during firing and does not substantially shrink the constraining green sheet within its laminating plane, but it is not necessarily limited to this range and is used. The glass content changes depending on the type of glass.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明におけるガラスセラミック
・グリーンシートは、ガラス粉末、フィラー粉末(セラ
ミック粉末)、さらに有機バインダー、可塑剤、有機溶
剤等を混合したものが用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The glass-ceramic green sheet of the present invention is a mixture of glass powder, filler powder (ceramic powder), organic binder, plasticizer, organic solvent and the like.

【0029】ガラス成分としては、例えばSiO2−B2
3系、SiO2−B23−Al23系、SiO2−B2
3−Al23−MO系(但し、MはCa、Sr、Mg、
BaまたはZnを示す)、SiO2−Al23−M1O−
2O系(但し、M1およびM 2は同一または異なってC
a、Sr、Mg、BaまたはZnを示す)、SiO2
23−Al23−M1O−M2O系(但し、M1および
2は前記と同じである)、SiO2−B23−M3 2O系
(但し、M3はLi、NaまたはKを示す)、SiO2
23−Al23−M3 2O系(但し、M3は前記と同じ
である)、Pb系ガラス、Bi系ガラス等が挙げられ
る。
As the glass component, for example, SiO2-B2
O3System, SiO2-B2O3-Al2O3System, SiO2-B2O
3-Al2O3-MO system (however, M is Ca, Sr, Mg,
Ba or Zn), SiO2-Al2O3-M1O-
M2O type (however, M1And M 2Are the same or different and are C
a, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO2
B2O3-Al2O3-M1OM2O type (however, M1and
M2Is the same as above), SiO2-B2O3-M3 2O system
(However, M3Represents Li, Na or K), SiO2
B2O3-Al2O3-M3 2O type (however, M3Is the same as above
Pb-based glass, Bi-based glass, and the like.
It

【0030】また、前記フィラーとしては、例えばAl
23、SiO2、ZrO2とアルカリ土類金属酸化物との
複合酸化物、TiO2とアルカリ土類金属酸化物との複
合酸化物、Al23およびSiO2から選ばれる少なく
とも1種を含む複合酸化物(例えばスピネル、ムライ
ト、コージェライト)等が挙げられる。
As the filler, for example, Al
At least one selected from 2 O 3 , SiO 2 , composite oxide of ZrO 2 and alkaline earth metal oxide, composite oxide of TiO 2 and alkaline earth metal oxide, Al 2 O 3 and SiO 2. Examples thereof include complex oxides containing (for example, spinel, mullite, cordierite).

【0031】上記ガラスとフィラーの混合割合は重量比
で40:60〜99:1であるのが好ましい。
The mixing ratio of the glass and the filler is preferably 40:60 to 99: 1 by weight.

【0032】ガラスセラミック・グリーンシートに配合
される有機バインダーとしては、従来からセラミックグ
リーンシートに使用されているものが使用可能であり、
例えばアクリル系(アクリル酸、メタクリル酸またはそ
れらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的に
はアクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル
共重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル
共重合体等)、ポリビニルブチラ−ル系、ポリビニルア
ルコール系、アクリル−スチレン系、ポリプロピレンカ
ーボネート系、セルロース系等の単独重合体または共重
合体が挙げられる。
As the organic binder to be mixed in the glass ceramic green sheet, those conventionally used in ceramic green sheets can be used.
For example, acrylics (homopolymers or copolymers of acrylic acid, methacrylic acid or their esters, specifically acrylic acid ester copolymers, methacrylic acid ester copolymers, acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymers Etc.), polyvinyl butyral type, polyvinyl alcohol type, acryl-styrene type, polypropylene carbonate type, cellulose type homopolymers or copolymers.

【0033】ガラスセラミック・グリーンシートは、上
記ガラス粉末、フィラー粉末、有機バインダーに必要に
応じて所定量の可塑剤、溶剤(有機溶剤、水等)を加え
てスラリーを得て、これをドクターブレード、圧延、カ
レンダーロール、金型ブレス等により厚さ約50〜500μ
mに成形することによって得られる。
The glass-ceramic green sheet is prepared by adding a predetermined amount of a plasticizer and a solvent (organic solvent, water, etc.) to the above-mentioned glass powder, filler powder and organic binder to obtain a slurry, which is then doctor blade. , Rolling, calender roll, die brace, etc., thickness about 50-500μ
It is obtained by molding into m.

【0034】ガラスセラミック・グリーンシート表面に
導体パターンを形成するには、例えば導体材料粉末をペ
ースト化したものをスクリーン印刷法やグラビア印刷法
等により印刷するか、あるいは所定パターン形状の金属
箔を転写する等の方法が挙げられる。導体材料として
は、例えばAu、Ag、Cu、Pd、Pt等の1種また
は2種以上が挙げられ、2種以上の場合は混合、合金、
コーティング等のいずれの形態であってもよい。
To form a conductor pattern on the surface of the glass ceramic green sheet, for example, a paste of conductor material powder is printed by a screen printing method or a gravure printing method, or a metal foil having a predetermined pattern is transferred. And the like. As the conductor material, for example, one kind or two kinds or more of Au, Ag, Cu, Pd, Pt and the like can be mentioned. In the case of two kinds or more, a mixture, an alloy,
It may be in any form such as coating.

【0035】なお、表面の導体パターンには、上下の層
間の導体パターン同士を接続するためのビア導体やスル
ーホール導体等の貫通導体が表面に露出した部分も含ま
れる。これら貫通導体は、パンチング加工等によりガラ
スセラミック・グリーンシートに形成した貫通孔に、導
体材料粉末をペースト化したもの(導体ペースト)を印
刷により埋め込む等の手段によって形成される。
The conductor pattern on the surface also includes a portion where a through conductor such as a via conductor or a through hole conductor for connecting conductor patterns between upper and lower layers is exposed on the surface. These through conductors are formed by means of embedding a paste (conductor paste) of conductive material powder in a through hole formed in a glass ceramic green sheet by punching or the like by printing.

【0036】ガラスセラミック・グリーンシートの積層
には、積み重ねたグリーンシートに熱と圧力を加えて熱
圧着する方法、有機バインダー、可塑剤、溶剤等からな
る接着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用
可能である。
For lamination of glass ceramic green sheets, a method of applying heat and pressure to the stacked green sheets to perform thermocompression bonding, or applying an adhesive composed of an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. between the sheets, and performing thermocompression bonding. It is possible to adopt a method of doing so.

【0037】次に、得られたガラスセラミック・グリー
ンシート積層体の表面には、半導体素子等を実装するた
めのパターンを形成するために、積層体表面の導体パタ
ーンの表面にその一部を露出させる約2〜5mm□の略
四角形の開口部を有するガラスセラミック被覆層が形成
される。
Next, in order to form a pattern for mounting a semiconductor element or the like on the surface of the obtained glass-ceramic / green sheet laminate, a part of it is exposed on the surface of the conductor pattern on the surface of the laminate. A glass-ceramic coating layer having a substantially square opening of about 2 to 5 mm □ is formed.

【0038】なお、ガラスセラミック被覆層は、その開
口部の形状として、コーナー部が非直角形状である略四
角形としておくことが、このガラスセラミック被覆層を
覆って積層されている拘束シートを除去するときの、開
口部を起点とするガラスセラミック被覆層における部分
的クラックの発生を抑制する点で好ましい。
It should be noted that the glass ceramic coating layer should have a substantially square shape with its corners having a non-rectangular shape as the shape of the opening, and the restraint sheet laminated to cover the glass ceramic coating layer is removed. At this time, it is preferable in that the occurrence of partial cracks in the glass ceramic coating layer starting from the opening is suppressed.

【0039】さらに、略四角形の開口部のコーナー部は
半径が0.02〜1mmの弧状であることが、拘束シートを
除去するときのガラスセラミック被覆層の部分的クラッ
クの発生を抑制する点で好ましい。弧状のコーナー部の
半径が0.02mm未満では拘束シートを除去するときの圧
力がコーナー部に集中しやすくなる傾向があり、コーナ
ー部から発生する部分的クラックや剥離が発生しやすく
なる傾向がある。他方、弧状のコーナー部の半径が1m
mを超えると、通常は約2〜5mm□の大きさに形成さ
れる開口部の形状が円形状に近くなり、四角形状の半導
体素子を実装搭載しにくくなりやすい傾向がある。
Further, it is preferable that the corners of the substantially quadrangular opening have an arc shape with a radius of 0.02 to 1 mm in order to suppress the occurrence of partial cracks in the glass ceramic coating layer when the constraining sheet is removed. If the radius of the arc-shaped corner portion is less than 0.02 mm, the pressure when removing the restraint sheet tends to concentrate on the corner portion, and partial cracks or peeling generated from the corner portion tends to occur. On the other hand, the radius of the arc-shaped corner is 1 m
When it exceeds m, the shape of the opening, which is usually formed in a size of about 2 to 5 mm □, becomes close to a circular shape, and it tends to be difficult to mount and mount a quadrangular semiconductor element.

【0040】導体パターンを形成したガラスセラミック
・グリーンシート表面にガラスセラミック被覆層を形成
するには、例えば、ガラス粉末・アルミナ粉末等の原料
粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤を添加混合
してペースト化したもの(コーティングペースト)を、
スクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷する等
の方法が挙げられる。
To form a glass-ceramic coating layer on the surface of a glass-ceramic green sheet on which a conductor pattern is formed, for example, a raw material powder such as glass powder or alumina powder is mixed with an appropriate organic binder, plasticizer and solvent. Made into a paste (coating paste)
Examples of the method include printing by screen printing or gravure printing.

【0041】ガラスセラミック被覆層に使用されるガラ
スセラミック粉末は、平均粒径が1〜3μmで、その粒
度分布(D90−D10)/D50も3以下とすることが、こ
のガラスセラミック被覆層を覆って積層されている拘束
シートを除去するときの部分的クラックの発生を抑制す
る点で好ましい。
The glass-ceramic powder used for the glass-ceramic coating layer has an average particle size of 1 to 3 μm and a particle size distribution (D90-D10) / D50 of 3 or less. It is preferable in that it suppresses the occurrence of partial cracks when removing the constraining sheet that has been laminated.

【0042】ガラスセラミック被覆層に使用されるガラ
スセラミック粉末の平均粒径が1μm未満では、ガラス
セラミックペーストを作製するときのガラスセラミック
粉末の分散が悪くなるために、大量の溶剤やバインダー
が必要となり、焼成後のガラスセラミック被覆層は緻密
化しにくい傾向があり、ボイド率が5%を超えることが
あり、ガラスセラミック被覆層の内部に存在する空隙か
らクラックや剥離が発生しやすくなる傾向がある。他
方、平均粒径が3μmを超えると、ガラスセラミック粉
末同士の焼結粒が成長しにくくなり、ガラスセラミック
被覆層は緻密化しにくくなる傾向があり、ボイド率が5
%を超えることがあり、ガラスセラミック被覆層の内部
に存在する空隙からクラックや剥離が発生しやすくなる
傾向がある。
If the average particle size of the glass ceramic powder used for the glass ceramic coating layer is less than 1 μm, the dispersion of the glass ceramic powder during the production of the glass ceramic paste will be poor, and a large amount of solvent or binder will be required. The glass ceramic coating layer after firing tends to be difficult to densify, the void ratio may exceed 5%, and cracks and peeling tend to occur easily from the voids present inside the glass ceramic coating layer. On the other hand, if the average particle size exceeds 3 μm, the sintered particles of the glass ceramic powder are hard to grow, the glass ceramic coating layer tends to be difficult to densify, and the void ratio is 5 or less.
%, And cracks and peeling tend to occur easily from the voids present inside the glass-ceramic coating layer.

【0043】また、ガラスセラミック被覆層に使用され
るガラスセラミックの平均粒径が1〜3μmでも、粒度
分布(D90−D10)/D50が3を超えると、ガラスセラ
ミックペーストを作製するときのガラスセラミック粉末
の分散が悪くなるために、大量の溶剤やバインダーが必
要となり、焼成後のガラスセラミック被覆層は緻密化し
にくい傾向があり、ボイド率が5%を超えることがあ
り、ガラスセラミック被覆層の内部に存在する空隙から
クラックや剥離が発生しやすくなる傾向がある。
Further, even if the average particle diameter of the glass ceramic used for the glass ceramic coating layer is 1 to 3 μm, if the particle size distribution (D90-D10) / D50 exceeds 3, the glass ceramic used for preparing the glass ceramic paste Since the dispersion of the powder becomes poor, a large amount of solvent and binder are required, the glass ceramic coating layer after firing tends to be difficult to densify, and the void ratio may exceed 5%. There is a tendency for cracks and peeling to easily occur from the voids present in.

【0044】なお、ガラスセラミック被覆層の緻密性を
示すボイド率は、その断面を電子顕微鏡(SEM)等に
より観察することにより求めることができる。
The void ratio showing the denseness of the glass-ceramic coating layer can be obtained by observing the cross section with an electron microscope (SEM) or the like.

【0045】本発明における拘束グリーンシートは、難
焼結性無機材料とガラスとからなる無機成分に有機バイ
ンダー、可塑剤、溶剤等を加えたスラリーを成形して得
られる。難焼結性無機材料としては、Al23およびS
iO2から選ばれる少なくとも1種が挙げられるが、こ
れらに制限されるものではない。
The constrained green sheet in the present invention is obtained by molding a slurry obtained by adding an organic binder, a plasticizer, a solvent and the like to an inorganic component composed of a hardly-sinterable inorganic material and glass. Al 2 O 3 and S are used as the non-sinterable inorganic material.
At least one selected from iO 2 may be mentioned, but the invention is not limited thereto.

【0046】拘束グリーンシートに加えられるガラスに
ついても、特に制限されるものではなく、前記したガラ
スセラミック・グリーンシートに配合されるガラスと同
様のものが使用可能である。また、拘束グリーンシート
中のガラスは、ガラスセラミック・グリーンシート中の
ガラスと同一組成のものであってもよく、異なる組成の
ものであってもよい。
The glass added to the constrained green sheet is not particularly limited, and the same glass as the glass compounded in the glass ceramic green sheet described above can be used. Further, the glass in the constrained green sheet may have the same composition as the glass in the glass ceramic green sheet or may have a different composition.

【0047】拘束グリーンシート中のガラスの軟化点
は、ガラスセラミック・グリーンシート積層体の焼成温
度以下で、かつ拘束グリーンシート中の有機成分の分解
・揮散温度よりも高いのが好ましい。具体的には、拘束
グリーンシート中のガラスの軟化点は450〜1100℃程度
であるのが好ましい。ガラスの軟化点が450℃未満の場
合には、ガラスセラミック・グリーンシートからの有機
成分の除去時に、軟化したガラスが分解・揮散した有機
成分の除去経路を塞ぐことになり有機成分を完全に除去
できないおそれがある。一方、ガラスの軟化点が1100℃
を超える場合には、通常のガラスセラミック・グリーン
シートの焼成条件では該グリーンシートへの結合材とし
て作用しなくなるおそれがある。
The softening point of the glass in the constrained green sheet is preferably lower than the firing temperature of the glass-ceramic / green sheet laminate and higher than the decomposition / volatilization temperature of the organic component in the constrained green sheet. Specifically, the softening point of the glass in the constrained green sheet is preferably about 450 to 1100 ° C. If the softening point of the glass is less than 450 ° C, the removal of the organic components from the glass-ceramic green sheet will block the removal route of the organic components decomposed and volatilized, and the organic components will be completely removed. It may not be possible. On the other hand, the softening point of glass is 1100 ℃
If it exceeds, there is a possibility that it will not act as a binder to the ordinary glass-ceramic green sheet under the firing conditions.

【0048】拘束グリーンシートは、ガラスセラミック
・グリーンシートの作製と同様にして、有機バインダ
ー、可塑剤、溶剤等を用いて成形することによって得ら
れる。有機バインダー、可塑剤および溶剤としては、ガ
ラスセラミック・グリーンシートで使用したのと同様な
材料が使用可能である。ここで、可塑剤を添加するの
は、拘束グリーンシートに可撓性を付与し、積層時にガ
ラスセラミック・グリーンシートとの密着性を高めるた
めである。
The constrained green sheet can be obtained by molding using an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. in the same manner as in the production of the glass ceramic green sheet. As the organic binder, the plasticizer and the solvent, the same materials as those used for the glass ceramic green sheet can be used. Here, the plasticizer is added in order to impart flexibility to the constrained green sheet and enhance the adhesiveness with the glass ceramic green sheet during lamination.

【0049】ガラスセラミック・グリーンシートの両面
に積層される拘束グリーンシートの厚さは、片面だけで
ガラスセラミック・グリーンシート積層体の厚さに対し
て10%以上であるのが好ましく、これよりも薄いと拘束
グリーンシートの拘束性が低下するおそれがある。ま
た、有機成分の揮散を容易にしかつガラスセラミック基
板からの拘束シートの除去を考慮すると、拘束グリーン
シートの厚さはガラスセラミック・グリーンシート積層
体の厚さの約200%以下であるのがよい。また、積層さ
れる拘束シートは1枚のものであってもよく、あるいは
所定の厚みになるように複数枚を積層したものであって
もよい。
The thickness of the constraining green sheet laminated on both sides of the glass ceramic green sheet is preferably 10% or more with respect to the thickness of the glass ceramic green sheet laminate only on one side, and more than 10%. If it is thin, the restraint of the restraint green sheet may be reduced. Further, in consideration of facilitating the volatilization of organic components and removing the constraining sheet from the glass ceramic substrate, the thickness of the constraining green sheet should be about 200% or less of the thickness of the glass ceramic / green sheet laminate. . Further, the constraining sheet to be laminated may be a single sheet, or a plurality of sheets may be laminated so as to have a predetermined thickness.

【0050】成形された拘束グリーンシートをガラスセ
ラミック・グリーンシートの両面に積層するには、積み
重ねたグリーンシートに熱と圧力を加えて熱圧着する方
法、有機バインダー、可塑剤、溶剤等からなる接着剤を
シート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能であ
る。シート間に接着剤層を介在させる場合には、該接着
剤層に拘束グリーンシートと同じガラス成分を含有させ
てシート間の結合力を高めるようにしてもよい。
In order to laminate the formed constrained green sheets on both sides of the glass-ceramic green sheet, heat and pressure are applied to the stacked green sheets to perform thermocompression bonding, and bonding using an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. A method of applying the agent between the sheets and thermocompression-bonding can be adopted. When an adhesive layer is interposed between the sheets, the adhesive layer may contain the same glass component as that of the constrained green sheet to enhance the bonding force between the sheets.

【0051】拘束グリーンシートを積層後、有機成分の
除去と焼成を行なう。有機成分の除去は100〜800℃の温
度範囲で積層体を加熱することによって行ない、有機成
分を分解・揮散させる。また、焼成温度はガラスセラミ
ック組成により異なるが、通常は約800〜1100℃の範囲
内である。焼成は通常、大気中で行なうが、導体材料に
Cuを使用する場合には100〜700℃の水蒸気を含む窒素
雰囲気中で有機成分の除去を行ない、ついで窒素雰囲気
中で焼成を行なう。
After stacking the constrained green sheets, the organic components are removed and baked. The organic components are removed by heating the laminate in the temperature range of 100 to 800 ° C to decompose and volatilize the organic components. Although the firing temperature varies depending on the glass ceramic composition, it is usually in the range of about 800 to 1100 ° C. Firing is usually performed in the air, but when Cu is used as the conductor material, the organic components are removed in a nitrogen atmosphere containing steam at 100 to 700 ° C., and then firing is performed in a nitrogen atmosphere.

【0052】また、焼成時には、反りを防止するため
に、積層体の上面に重しを載せる等して荷重をかけても
よい。荷重は50Pa〜1MPa程度が適当である。荷重
が50Pa未満である場合は、積層体の反り抑制作用が充
分でないおそれがある。また、荷重が1MPaを超える
場合は、使用する重しが大きくなるため焼成炉に入らな
かったり、また焼成炉に入っても熱容量不足になり焼成
できないなどの問題をひき起こすおそれがある。重しと
しては、分解した有機成分の揮散を妨げないように、例
えば多孔質のセラミックスや金属等を使用するのが好ま
しい。積層体の上面に多孔質の重しを置き、その上に非
多孔質の重しを置いてもよい。
During firing, a load may be applied by placing a weight on the upper surface of the laminate to prevent warpage. A load of about 50 Pa to 1 MPa is suitable. If the load is less than 50 Pa, the warpage suppressing effect of the laminate may not be sufficient. Further, if the load exceeds 1 MPa, the weight to be used becomes large, so that it may not enter the firing furnace, or even if it enters the firing furnace, the heat capacity may be insufficient and firing may not be possible. As the weight, it is preferable to use, for example, porous ceramics or metal so as not to prevent volatilization of decomposed organic components. A porous weight may be placed on top of the stack and a non-porous weight placed on top of it.

【0053】焼成後、拘束シートを除去する。除去方法
としては、ガラスセラミック基板の表面に結合した拘束
シートを除去できる方法であれば特に制限はなく、例え
ば超音波洗浄、研磨、ウォータージェット、サンドブラ
スト、ウェットブラスト(砥粒と水とを空気圧により噴
射させる方法)等が挙げられる。
After firing, the restraint sheet is removed. The removing method is not particularly limited as long as it can remove the restraint sheet bonded to the surface of the glass ceramic substrate, and includes, for example, ultrasonic cleaning, polishing, water jet, sand blasting, wet blasting (abrasive particles and water by air pressure). And the like).

【0054】得られた多層ガラスセラミック基板は、焼
成時の収縮が拘束グリーンシートによって厚さ方向だけ
に抑えられているので、その積層面内の収縮をおよそ0.
5%以下にも抑えることが可能となり、しかもガラスセ
ラミック・グリーンシートは拘束グリーンシートによっ
て全面にわたって均一にかつ確実に拘束されているの
で、拘束グリーンシートの一部剥離等によって反りや変
形が起こるのを防止することができ、さらにガラスセラ
ミック被覆層のガラスセラミック粉末を、平均粒径が1
〜3μmであり、かつ粒度分布(D90−D10)/D50が
3以下であるものにしているので、ガラスセラミック被
覆層をボイド率が5%以下の緻密な焼結体にすることが
でき、拘束シートを除去するときの圧力を良好に吸収し
てガラスセラミック被覆層の部分的クラックや剥離の発
生を抑制することができる。
Since the shrinkage during firing of the obtained multilayer glass ceramic substrate is suppressed only in the thickness direction by the constraining green sheet, the shrinkage in the laminated plane is about 0.
It can be suppressed to 5% or less, and since the glass ceramic green sheet is uniformly and surely restrained over the entire surface by the restraint green sheet, warping or deformation occurs due to partial peeling of the restraint green sheet. The glass-ceramic powder of the glass-ceramic coating layer has an average particle size of 1
.About.3 .mu.m and the particle size distribution (D90-D10) / D50 is 3 or less, the glass-ceramic coating layer can be a dense sintered body having a void ratio of 5% or less. The pressure at the time of removing the sheet can be favorably absorbed, and the occurrence of partial cracks or peeling of the glass ceramic coating layer can be suppressed.

【0055】[0055]

【実施例】以下、実施例、比較例および試験例を挙げて
本発明の方法を詳細に説明するが、本発明は以下の実施
例のみに限定されるものではない。
EXAMPLES The method of the present invention will be described in detail below with reference to Examples, Comparative Examples and Test Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0056】図2は、本発明の製造方法により得られる
ガラスセラミック・グリーンシート積層体の例を示す断
面図であり、1はガラスセラミック・グリーンシート積
層体、2はガラスセラミック・グリーンシート積層体1
の表面の導体パターン、3は導体パターン2の表面に形
成されたガラスセラミック被覆層、3aはその開口部で
ある。 <実施例1>ガラスセラミック成分として、SiO2
Al23−MgO−B23−ZnO系ガラス粉末60重量
%、CaZrO3粉末20重量%、SrTiO3粉末17重量
%およびAl23粉末3重量%を使用した。このガラス
セラミック成分100重量部に有機バインダーとしてアク
リル樹脂12重量部、フタル酸系可塑剤6重量部および溶
剤としてトルエン30重量部を加え、ボールミル法により
混合しスラリーとした。このスラリーを用いてドクター
ブレード法により厚さ300μmのガラスセラミック・グ
リーンシートを成形した。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a glass ceramic / green sheet laminate obtained by the manufacturing method of the present invention. 1 is a glass ceramic / green sheet laminate and 2 is a glass ceramic / green sheet laminate. 1
The conductor pattern on the surface of the conductor pattern, 3 is a glass ceramic coating layer formed on the surface of the conductor pattern 2, and 3a is an opening thereof. <Example 1> As a glass ceramic component, SiO 2 -
60 wt% of Al 2 O 3 —MgO—B 2 O 3 —ZnO based glass powder, 20 wt% of CaZrO 3 powder, 17 wt% of SrTiO 3 powder and 3 wt% of Al 2 O 3 powder were used. To 100 parts by weight of this glass-ceramic component, 12 parts by weight of an acrylic resin as an organic binder, 6 parts by weight of a phthalic acid-based plasticizer and 30 parts by weight of toluene as a solvent were added and mixed by a ball mill method to obtain a slurry. Using this slurry, a glass ceramic green sheet having a thickness of 300 μm was formed by the doctor blade method.

【0057】ついで、このグリーンシート上に銀−パラ
ジウムペーストを用いて導体パターン2をスクリーン印
刷にて形成した。導体ペーストとしては、Ag:Pdが
重量比で85:15である合金粉末(平均粒径1.0μm)100
重量部に対してAl23粉末2重量部および前記ガラス
と同組成のガラス粉末2重量部、さらにビヒクル成分と
して所定量のエチルセルロース系樹脂、テルピネオール
を加え、3本ロールにより適度な粘度になるように混合
したものを用いた。
Then, a conductor pattern 2 was formed on this green sheet by screen printing using silver-palladium paste. As the conductor paste, 100: alloy powder having an Ag: Pd weight ratio of 85:15 (average particle size 1.0 μm)
2 parts by weight of Al 2 O 3 powder and 2 parts by weight of glass powder having the same composition as the above glass, and a predetermined amount of ethyl cellulose resin and terpineol as vehicle components are added to obtain an appropriate viscosity by three rolls. The above mixture was used.

【0058】次に、ガラスセラミック被覆層3を、ガラ
スセラミック・グリーンシート積層体の表面の導体パタ
ーン2の表面に、導体パターン2の一部を露出させる、
コーナー部の半径が0.5mmの弧状である3mm□の開
口部3aを設けて、ガラスセラミックペーストを用いて
スクリーン印刷にて形成した。
Next, a part of the conductor pattern 2 is exposed on the surface of the conductor pattern 2 on the surface of the glass-ceramic / green sheet laminate by applying the glass-ceramic coating layer 3.
An arc-shaped 3 mm square opening 3 a having a corner radius of 0.5 mm was provided, and a glass ceramic paste was used for screen printing.

【0059】ガラスセラミックペーストとしては、平均
粒径が1.5μmで、その粒度分布(D90−D10)/D50
が2のガラスセラミック粉末と、アクリル樹脂12重量
部、フタル酸系可塑剤2重量部および溶剤としてテルピ
ネオールを加え、3本ロールにより適度な粘度になるよ
うに混合したものを用いた。
The glass-ceramic paste has an average particle size of 1.5 μm and its particle size distribution (D90-D10) / D50.
No. 2 glass ceramic powder, 12 parts by weight of an acrylic resin, 2 parts by weight of a phthalic acid-based plasticizer and terpineol as a solvent were mixed and mixed with a three-roll so as to have an appropriate viscosity.

【0060】一方、無機成分としてAl23粉末95重量
%と軟化点720℃のSiO2−Al23−MgO−B23
−ZnO系ガラス粉末5重量%とを用いて、前記ガラス
セラミック・グリーンシートと同様にしてスラリーを作
製し、ついで成形して厚さ250μmの拘束グリーンシー
トを得た。
On the other hand, 95% by weight of Al 2 O 3 powder as an inorganic component and SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO—B 2 O 3 having a softening point of 720 ° C.
A ZnO-based glass powder (5% by weight) was used to prepare a slurry in the same manner as the glass ceramic green sheet, and then the slurry was molded to obtain a constrained green sheet having a thickness of 250 μm.

【0061】表面に導体パターン2とガラスセラミック
被覆層3を形成した表層用ガラスセラミック・グリーン
シートと、内層用ガラスセラミック・グリーンシートの
所定枚数を積み重ねてガラスセラミック・グリーンシー
ト積層体1を得て、さらにその両面に前記拘束グリーン
シートを重ね合わせ、温度55℃、圧力20MPaで圧着し
て積層体を得た。
A glass ceramic green sheet laminate 1 is obtained by stacking a predetermined number of glass ceramic green sheets for the surface layer and the glass ceramic green sheet for the inner layer on the surface of which the conductor pattern 2 and the glass ceramic coating layer 3 are formed. Further, the constrained green sheets were superposed on both sides thereof, and pressure-bonded at a temperature of 55 ° C. and a pressure of 20 MPa to obtain a laminate.

【0062】得られた積層体をアルミナセッターに載置
し、さらに積層体の上に重しとして空孔率75%のポーラ
スセラミック板を載置することにより積層体に平均的に
100Paの荷重がかかるようにして、大気中500℃で2時
間加熱して有機成分を除去した後、900℃で1時間焼成
した。焼成後は、ガラスセラミック基板の両面に拘束シ
ートが付着していた。この状態では、軽く叩いても拘束
シートが剥がれることはなかった。
The obtained laminated body was placed on an alumina setter, and a porous ceramic plate having a porosity of 75% was placed as a weight on the laminated body, whereby the laminated body was evenly averaged.
After applying a load of 100 Pa and heating in air at 500 ° C. for 2 hours to remove organic components, firing was performed at 900 ° C. for 1 hour. After firing, the constraining sheets were attached to both sides of the glass ceramic substrate. In this state, the binding sheet was not peeled off even if tapped lightly.

【0063】ガラスセラミック基板の表面に付着した拘
束シートを、球状Al23微粉末と水との混合物を高圧
の空気圧で投射するウェットブラスト法により除去し
た。拘束シートを除去した後のガラスセラミック基板の
表面は、表面粗さRaが1μm以下の平滑な面となり、
導体の半田濡れ性も問題なかった。また、ガラスセラミ
ック被覆層3に剥離やクラックは発生していなかった。
The restraint sheet adhering to the surface of the glass ceramic substrate was removed by a wet blast method in which a mixture of spherical Al 2 O 3 fine powder and water was projected by high-pressure air pressure. The surface of the glass ceramic substrate after removing the restraint sheet becomes a smooth surface having a surface roughness Ra of 1 μm or less,
There was no problem with the solder wettability of the conductor. Moreover, neither peeling nor cracking occurred in the glass ceramic coating layer 3.

【0064】また、得られたガラスセラミック基板の積
層面内での収縮は0.5%以下であり、基板に反りや変形
も認められなかった。 <比較例1〜4>表1に示す平均粒径および粒度分布の
ガラスセラミック粉末を使用したガラスセラミックペー
ストを用いてガラスセラミック被覆層3を形成した以外
は、実施例1と同様にして比較例1〜4のガラスセラミ
ック基板を得た。
Further, the shrinkage of the obtained glass ceramic substrate in the laminating plane was 0.5% or less, and the substrate was not warped or deformed. <Comparative Examples 1 to 4> Comparative Examples 1 to 4 except that the glass ceramic coating layer 3 was formed using a glass ceramic paste containing glass ceramic powder having the average particle size and particle size distribution shown in Table 1. Glass ceramic substrates 1 to 4 were obtained.

【0065】その結果、比較例1〜4のガラスセラミッ
ク基板は、ガラスセラミック被覆層3が緻密化していな
いため、表面に付着した拘束シートを除去したときにガ
ラスセラミック被覆層3が剥離していた。
As a result, in the glass ceramic substrates of Comparative Examples 1 to 4, since the glass ceramic coating layer 3 was not densified, the glass ceramic coating layer 3 was peeled off when the restraint sheet attached to the surface was removed. .

【0066】また、得られたガラスセラミック基板のガ
ラスセラミック被覆層3の緻密性を、断面の電子顕微鏡
観察によりボイド率で比較した。
Further, the denseness of the glass ceramic coating layer 3 of the obtained glass ceramic substrate was compared by the void ratio by observing the cross section with an electron microscope.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】表1から、比較例1〜4のガラスセラミッ
ク被覆層3は、ボイド率が大きく緻密化していないこと
がわかる。 <実施例2および3>軟化点が600℃および700℃のガラ
スをそれぞれ用いて拘束グリーンシートを作製した以外
は実施例1と同様にしてガラスセラミック基板を得た。
It can be seen from Table 1 that the glass ceramic coating layers 3 of Comparative Examples 1 to 4 have a large void ratio and are not densified. <Examples 2 and 3> A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that constrained green sheets were produced using glasses having softening points of 600 ° C and 700 ° C, respectively.

【0069】拘束シートを除去するとき、ガラスセラミ
ック被覆層3に剥離やクラックの発生はなかった。 <比較例5>ガラスを含有しない拘束グリーンシートを
作製した以外は実施例1と同様にしてガラスセラミック
基板を得た。 <比較例6>軟化点が920℃のガラスを用いて拘束グリ
ーンシートを作製した以外は実施例1と同様にしてガラ
スセラミック基板を得た。 <比較例7>軟化点が400℃のガラスを用いて拘束グリ
ーンシートを作製した以外は実施例1と同様にしてガラ
スセラミック基板を得た。
When the constraining sheet was removed, neither peeling nor cracking occurred in the glass ceramic coating layer 3. <Comparative Example 5> A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that a constrained green sheet containing no glass was produced. <Comparative Example 6> A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that a constrained green sheet was produced using glass having a softening point of 920 ° C. <Comparative Example 7> A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that a constrained green sheet was produced using glass having a softening point of 400 ° C.

【0070】その結果、実施例2および3で得たガラス
セラミック基板は、実施例1と同様に積層面内での収縮
が0.5%以下(すなわち、収縮率99.5%以上)であり、
基板に反りや変形は認められなかった。また、ガラスセ
ラミック被覆層3に剥離やクラックは発生していなかっ
た。
As a result, the glass-ceramic substrates obtained in Examples 2 and 3 had a shrinkage in the laminated plane of 0.5% or less (that is, a shrinkage rate of 99.5% or more) as in Example 1.
No warp or deformation was observed on the substrate. Moreover, neither peeling nor cracking occurred in the glass ceramic coating layer 3.

【0071】これに対して、比較例5および6で得たガ
ラスセラミック基板は、使用した拘束グリーンシートが
ガラスを含まないか、あるいは焼成温度よりも高い軟化
点を有するガラスを含んでいるために、いずれも焼成後
のガラスセラミック基板から拘束グリーンシートが簡単
に剥がれてしまった。また、ガラスセラミック・グリー
ンシートと拘束グリーンシートとの間の結合力が弱いた
め、ガラスセラミック基板の積層面内での収縮率は85%
程度になるか、基板の一部のみが拘束シートに結合され
ているためにガラスセラミック基板は大きく変形した。
On the other hand, in the glass ceramic substrates obtained in Comparative Examples 5 and 6, the constrained green sheets used did not contain glass or contained glass having a softening point higher than the firing temperature. In each case, the restraint green sheet was easily peeled off from the glass ceramic substrate after firing. In addition, since the bonding strength between the glass ceramic green sheet and the constraining green sheet is weak, the shrinkage rate in the laminated surface of the glass ceramic substrate is 85%.
To some extent, the glass-ceramic substrate was significantly deformed because only part of the substrate was bonded to the constraining sheet.

【0072】一方、比較例7では、拘束グリーンシート
に含まれるガラスの軟化点が低いため、有機成分が完全
に除去されず、このためガラスセラミック基板の積層面
内での収縮は0.5%以下と良好であったが、ガラスセラ
ミック基板の色調が灰色になった。 <実施例4〜7>ガラスセラミック成分として、SiO
2−MgO−CaO−Al23系ガラス粉末70重量%、
Al23粉末30重量%を使用した。このガラスセラミッ
ク成分100重量部に有機バインダーとしてアクリル樹脂
9.0重量部、フタル酸系可塑剤4.5重量部および溶剤とし
てトルエン30重量部を加え、ボールミル法により混合し
スラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレー
ド法により厚さ300μmのガラスセラミック・グリーン
シートを成形した。
On the other hand, in Comparative Example 7, since the glass contained in the constrained green sheet has a low softening point, the organic component is not completely removed, and therefore the shrinkage in the laminated surface of the glass ceramic substrate is 0.5% or less. Although it was good, the color tone of the glass ceramic substrate became gray. <Examples 4 to 7> SiO was used as a glass ceramic component.
2 -MgO-CaO-Al 2 O 3 based glass powder 70 wt%,
30% by weight of Al 2 O 3 powder was used. Acrylic resin as an organic binder is added to 100 parts by weight of this glass-ceramic component.
9.0 parts by weight, 4.5 parts by weight of a phthalic acid-based plasticizer and 30 parts by weight of toluene as a solvent were added and mixed by a ball mill method to obtain a slurry. Using this slurry, a glass ceramic green sheet having a thickness of 300 μm was formed by the doctor blade method.

【0073】ついで、このグリーンシート上に実施例1
と同じ銀−パラジウムペーストを用いて導体パターンを
スクリーン印刷にて形成した。
Then, Example 1 was placed on this green sheet.
The same silver-palladium paste was used to form a conductor pattern by screen printing.

【0074】次に、実施例1と同じガラスセラミックペ
ーストを用いて、同様のガラスセラミック被覆層3をス
クリーン印刷にて形成した。
Next, the same glass-ceramic paste as in Example 1 was used to form a similar glass-ceramic coating layer 3 by screen printing.

【0075】一方、無機成分としてAl23粉末と軟化
点720℃のSiO2−MgO−CaO−Al23系ガラス
粉末とをそれぞれ表2に示す割合で用いて、前記ガラス
セラミック・グリーンシートと同様にしてスラリーを作
製し、ついで成形して厚さ250μmの拘束グリーンシー
トを得た。
On the other hand, Al 2 O 3 powder and SiO 2 —MgO—CaO—Al 2 O 3 glass powder having a softening point of 720 ° C. were used as the inorganic components in the proportions shown in Table 2, respectively, and the above glass ceramic green was used. A slurry was prepared in the same manner as the sheet, and was then molded to obtain a constrained green sheet having a thickness of 250 μm.

【0076】表面に導体パターン2とガラスセラミック
被覆層3を形成した表層用ガラスセラミック・グリーン
シートと、内層用ガラスセラミック・グリーンシートの
所定枚数を積み重ねてガラスセラミック・グリーンシー
ト積層体1を得て、さらにその両面に前記拘束グリーン
シートを重ね合わせ、温度55℃、圧力20MPaで圧着し
て積層体を得た。この積層体は、サイズが150mm×120
mmの長方形であった。
A glass ceramic / green sheet laminate 1 was obtained by stacking a predetermined number of glass ceramic / green sheets for the surface layer having the conductor pattern 2 and the glass ceramic coating layer 3 on the surface and glass ceramic / green sheets for the inner layer. Further, the constrained green sheets were superposed on both sides thereof, and pressure-bonded at a temperature of 55 ° C. and a pressure of 20 MPa to obtain a laminate. This stack has a size of 150 mm x 120
It was a rectangle of mm.

【0077】得られた積層体をアルミナセッターに載置
し、さらに積層体の上に空孔率50%のポーラスセラミッ
ク板を載置することにより積層体に平均的に50Paの荷
重がかかるようにして、大気中500℃で2時間加熱して
有機成分を除去した後、850℃で1時間焼成した。つい
で、ガラスセラミック基板の表面に付着した拘束シート
を除去した。得られたガラスセラミック基板の表面は、
表面粗さRaが1μm以下の平滑な面となり、導体の半
田濡れ性も問題なかった。また、拘束シートを除去する
ときに、ガラスセラミック被覆層3に剥離やクラックの
発生はなかった。
The obtained laminated body was placed on an alumina setter, and a porous ceramic plate having a porosity of 50% was placed on the laminated body so that an average load of 50 Pa was applied to the laminated body. After heating in air at 500 ° C. for 2 hours to remove the organic component, it was baked at 850 ° C. for 1 hour. Then, the restraint sheet attached to the surface of the glass ceramic substrate was removed. The surface of the obtained glass ceramic substrate is
The surface roughness Ra was a smooth surface of 1 μm or less, and there was no problem with the solder wettability of the conductor. Moreover, when the constraining sheet was removed, neither peeling nor cracking occurred in the glass ceramic coating layer 3.

【0078】また、得られたガラスセラミック基板の積
層面内での収縮率を表2に併せて示す。なお、ガラスセ
ラミック基板に反りや変形は認められなかった。
Table 2 also shows the shrinkage ratio of the obtained glass-ceramic substrate in the laminating plane. No warp or deformation was observed in the glass ceramic substrate.

【0079】[0079]

【表2】 [Table 2]

【0080】表2から、実施例4〜7の各拘束グリーン
シートを使用して得られたガラスセラミック基板は、焼
成時の収縮および反りが抑制され、高い寸法精度を有し
ていることがわかる。なお、表2に示す結果中、反りは
レーザ光学式非接触3次元形状測定装置を用いて反り高
さを測定したものである。 <実施例8>導体ペーストにAgPd合金粉末の代わり
にCu粉末を用いて、100〜700℃の水蒸気を含む窒素雰
囲気中で有機成分の除去を行ない、ついで窒素雰囲気中
で焼成を行なった以外は実施例4と同様にしてガラスセ
ラミック基板を得た。実施例4と同様に積層面内での収
縮が0.5%以下(すなわち、収縮率99.5%以上)であ
り、基板に反りや変形は認められなかった。また、拘束
シートを除去するときに、ガラスセラミック被覆層3の
剥離やクラックの発生はなかった。 <試験例1> (拘束グリーンシートの収縮試験)無機成分としてAl
23粉末と軟化点720℃のSiO2−MgO−CaO−A
23系ガラス粉末とをそれぞれ所定の割合で使用し、
さらに有機バインダーとしてアクリル樹脂9.0重量部、
フタル酸系可塑剤4.5重量部および溶剤としてトルエン3
0重量部を加え、これらをボールミルにて混合しスラリ
ーとした。このスラリーをドクターブレード法により厚
さ250μmの拘束グリーンシートを成形した。
From Table 2, each restraint green of Examples 4 to 7
The glass-ceramic substrate obtained using the sheet is baked.
Suppresses shrinkage and warpage during growth, and has high dimensional accuracy
You can see that In addition, in the results shown in Table 2, the warp is
High warpage using laser optical non-contact 3D shape measuring device
Is measured. <Example 8> Instead of AgPd alloy powder in the conductor paste
Cu powder is used for the nitrogen atmosphere containing steam at 100-700 ℃.
Remove organic components in ambient air, then in nitrogen atmosphere
A glass cell was prepared in the same manner as in Example 4 except that the baking was performed in
A lamic substrate was obtained. As in the case of Example 4, the yield within the lamination plane
Shrinkage is 0.5% or less (that is, shrinkage rate is 99.5% or more)
No warp or deformation was observed on the substrate. Also restraint
When removing the sheet, the glass ceramic coating layer 3
No peeling or cracking occurred. <Test Example 1> (Shrinkage test of restraint green sheet) Al as inorganic component
2O3Powder and softening point of 720 ℃ SiO2-MgO-CaO-A
l 2O3Using the glass powder and each at a predetermined ratio,
Furthermore, 9.0 parts by weight of acrylic resin as an organic binder,
4.5 parts by weight of phthalic acid plasticizer and toluene 3 as solvent
Add 0 parts by weight and mix them in a ball mill to make a slurry.
- Thick this slurry by doctor blade method
A 250 μm thick restraint green sheet was formed.

【0081】この拘束グリーンシートを単独でアルミナ
セッターに載置し、大気中500℃で2時間加熱して有機
成分を除去した後、850℃で1時間焼成した。
This constrained green sheet was placed alone on an alumina setter, heated in air at 500 ° C. for 2 hours to remove organic components, and then fired at 850 ° C. for 1 hour.

【0082】得られた拘束シートの平面内での収縮率と
ガラス添加量との関係を図1に示す。なお、収縮率は拘
束シートの厚さ方向を除く幅方向および流れ方向の各収
縮率の平均値(n=5)とバラツキを示しており、式:
(焼成後寸法)×100/(焼成前寸法)にて求めたもの
である。また、流れ方向はグリーンシートの造膜方向
を、幅方向は造膜方向に直交する方向をそれぞれ意味す
る。
FIG. 1 shows the relationship between the shrinkage ratio in the plane of the obtained constraining sheet and the glass addition amount. In addition, the shrinkage ratio shows the average value (n = 5) of the shrinkage ratios in the width direction and the flow direction excluding the thickness direction of the restraint sheet and the variation thereof.
(Dimension after firing) × 100 / (Dimension before firing). Further, the flow direction means the film forming direction of the green sheet, and the width direction means the direction orthogonal to the film forming direction.

【0083】図1に示すように、収縮率を99.5%以上と
する、すなわち拘束シートの収縮を0.5%以下に抑える
には、拘束グリーンシート内へのガラス添加量は約15重
量%以下とするのが望ましいことがわかる。また、ガラ
ス添加量が15重量%を超えると、収縮率のバラツキも大
きくなる傾向にある。ただし、ガラス添加量が少なくな
ると、拘束グリーンシートによるガラスセラミック・グ
リーンシートの拘束性が低下するので(前記の比較例5
を参照)、拘束性が低下しないガラス添加量を決定する
必要があり、本発明では0.5〜15重量%を好適範囲とし
ている。 <試験例2>ガラスとしてSiO2−Al23−MgO
−B23−ZnO系ガラス粉末を用いた以外は試験例1
と同様にして、ガラス添加量と収縮率との関係を調べた
ところ、ガラス添加量が15重量%以下では拘束グリーン
シートの収縮率は99.5%以上であり、ガラス添加量が10
重量%以下では約99.8%程度を維持していた。
As shown in FIG. 1, in order to set the shrinkage ratio to 99.5% or more, that is, to suppress the shrinkage of the restraint sheet to 0.5% or less, the amount of glass added to the restraint green sheet is set to about 15% by weight or less. It turns out that is desirable. If the amount of glass added exceeds 15% by weight, the shrinkage variation tends to increase. However, when the amount of added glass is small, the constraining property of the glass ceramic green sheet by the constraining green sheet deteriorates (Comparative Example 5 above).
It is necessary to determine the glass addition amount that does not reduce the restraint property, and in the present invention, 0.5 to 15% by weight is set as a preferable range. <Test Example 2> SiO 2 -Al 2 O 3 -MgO as glass
-B 2 O 3 except for using the -ZnO based glass powder Test Example 1
Similarly, when the relationship between the glass addition amount and the shrinkage ratio was examined, the shrinkage ratio of the constrained green sheet was 99.5% or more when the glass addition amount was 15% by weight or less, and the glass addition amount was 10% or less.
Below 9% by weight, about 99.8% was maintained.

【0084】[0084]

【発明の効果】本発明によれば、ガラスセラミック・グ
リーンシート積層体の両面に、該積層体と結合しかつ焼
成時に実質的に収縮しない拘束グリーンシートを積層し
て焼成するので、ガラスセラミック・グリーンシート基
板の積層面内の収縮を確実に抑えることができ、しか
も、ガラスセラミック・グリーンシート積層体の表面の
導体パターンの表面に、この導体パターンを覆い、かつ
その一部を露出させる略四角形の開口部を有するガラス
セラミック被覆層に用いるガラスセラミック粉末が、平
均粒径が1〜3μmであり、かつその粒度分布(D90−
D10)/D50が3以下であるものにしているので、ガラ
スセラミック被覆層のクラックや剥離の発生を抑制する
ことができ、反りや変形がない寸法精度の高い、かつガ
ラスセラミック被覆層の絶縁性の劣化がない高信頼性の
ガラスセラミック基板が得られるという効果がある。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the constraining green sheets that are combined with the laminated body and do not shrink substantially during firing are laminated and fired on both sides of the glass-ceramic / green sheet laminated body. It is possible to surely suppress the shrinkage in the lamination plane of the green sheet substrate, and to cover the conductor pattern on the surface of the glass ceramic green sheet laminate, and to expose a part of the substantially rectangular shape. The glass-ceramic powder used for the glass-ceramic coating layer having an opening of 1 has an average particle diameter of 1 to 3 μm, and its particle size distribution (D90-
Since D10) / D50 is set to 3 or less, the occurrence of cracks and peeling of the glass ceramic coating layer can be suppressed, the dimensional accuracy is high without warpage or deformation, and the insulating property of the glass ceramic coating layer is high. There is an effect that a highly reliable glass-ceramic substrate free of deterioration can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】拘束グリーンシートへのガラス添加量と収縮率
との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of glass added to a constrained green sheet and the shrinkage rate.

【図2】本発明のガラスセラミック基板の製造方法によ
り得られるガラスセラミック・グリーンシート積層体の
一例を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a glass ceramic / green sheet laminate obtained by the method for producing a glass ceramic substrate of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ガラスセラミック・グリーンシート積層体 2・・・導体パターン 3・・・ガラスセラミック被覆層 1-Glass ceramic green sheet laminate 2 ... Conductor pattern 3 ... Glass-ceramic coating layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】有機バインダーを含有し表面に導体パター
ンが形成されたガラスセラミック・グリーンシートの複
数枚を積層してガラスセラミック・グリーンシート積層
体を作製するとともに、該ガラスセラミック・グリーン
シート積層体の表面の前記導体パターンの表面に、平均
粒径が1〜3μmであり、かつ粒度分布が個数積算分布
における10%粒子径をD10、50%粒子径をD5
0、90%粒子径をD90としたときに(D90−D1
0)/D50≦3であるガラスセラミック粉末と有機バ
インダーと溶剤とを混合したガラスセラミックペースト
から成り、前記導体パターンの一部を露出させるガラス
セラミック被覆層を形成する工程と、 前記ガラスセラミック・グリーンシート積層体の両面
に、難焼結性無機材料とガラスと有機バインダーとを含
む拘束グリーンシートを積層する工程と、 前記拘束グリーンシートとガラスセラミック・グリーン
シート積層体との積層体から有機成分を除去し、ついで
焼成して拘束シートを保持したガラスセラミック基板を
作製する工程と、 前記ガラスセラミック基板から拘束シートを除去する工
程とを含み、 前記拘束グリーンシートのガラス含有量が、前記焼成時
に拘束グリーンシートを前記ガラスセラミック・グリー
ンシートと結合させかつ拘束グリーンシートをその積層
面内で実質的に収縮させない量であることを特徴とする
ガラスセラミック基板の製造方法。
1. A glass ceramic green sheet laminate is produced by laminating a plurality of glass ceramic green sheets containing an organic binder and having a conductor pattern formed on the surface thereof, and the glass ceramic green sheet laminate. On the surface of the conductor pattern, the average particle size is 1 to 3 μm, and the particle size distribution is 10% particle size D10 and 50% particle size D5 in the number cumulative distribution.
When the particle size of 0, 90% is D90 (D90-D1
0) / D50 ≦ 3, a step of forming a glass-ceramic coating layer which is made of a glass-ceramic paste in which an organic binder and a solvent are mixed, and exposes a part of the conductor pattern, and the glass-ceramic green. A step of laminating a constrained green sheet containing a hardly-sinterable inorganic material, glass and an organic binder on both sides of the sheet laminate, and an organic component from the laminated body of the constrained green sheet and the glass ceramic green sheet laminate. Removing, and then firing to produce a glass-ceramic substrate holding the constraining sheet, and removing the constraining sheet from the glass ceramic substrate, the glass content of the constraining green sheet is constrained during the firing Combine the green sheet with the glass ceramic green sheet A method for producing a glass-ceramic substrate, characterized in that the amount of the constrained green sheet does not substantially shrink within the laminating plane.
【請求項2】前記拘束グリーンシート中に含有されるガ
ラスの軟化点が、前記ガラスセラミック・グリーンシー
ト積層体の焼成温度以下であることを特徴とする請求項
1記載のガラスセラミック基板の製造方法。
2. The method for producing a glass ceramic substrate according to claim 1, wherein the softening point of the glass contained in the constrained green sheet is not higher than the firing temperature of the glass ceramic green sheet laminate. .
【請求項3】前記拘束グリーンシート中に含有されるガ
ラスの軟化点が、前記有機成分の揮発温度よりも高い請
求項1または請求項2記載のガラスセラミック基板の製
造方法。
3. The method for manufacturing a glass ceramic substrate according to claim 1, wherein the softening point of the glass contained in the constrained green sheet is higher than the volatilization temperature of the organic component.
【請求項4】前記拘束グリーンシート中のガラス含有量
が、該拘束グリーンシート中の全無機成分の0.5〜1
5重量%である請求項1記載のガラスセラミック基板の
製造方法。
4. The glass content in the constrained green sheet is 0.5 to 1 of all inorganic components in the constrained green sheet.
The method for producing a glass ceramic substrate according to claim 1, wherein the amount is 5% by weight.
【請求項5】前記拘束グリーンシートの厚さが片面で前
記ガラスセラミック・グリーンシート積層体の厚さに対
して10%以上である請求項1記載のガラスセラミック
基板の製造方法。
5. The method for manufacturing a glass ceramic substrate according to claim 1, wherein the thickness of the constrained green sheet is 10% or more with respect to the thickness of the glass ceramic green sheet laminate on one surface.
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