JP2003124629A - Method for manufacturing glass ceramic substrate - Google Patents

Method for manufacturing glass ceramic substrate

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JP2003124629A
JP2003124629A JP2001320880A JP2001320880A JP2003124629A JP 2003124629 A JP2003124629 A JP 2003124629A JP 2001320880 A JP2001320880 A JP 2001320880A JP 2001320880 A JP2001320880 A JP 2001320880A JP 2003124629 A JP2003124629 A JP 2003124629A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for obtaining a glass ceramic substrate having high dimensional precision and a recessed part like a cavity by surely restraining sintering shrinkage of a glass ceramic green sheet laminate. SOLUTION: This method consists of a process wherein (I) a laminate 1' having the recessed part A is formed by laminating glass ceramic sheets, (II) a depth of 10-60% of the recessed part A is filled with inorganic composition 2' for restraint, an adhesive agent layer containing glass and solvent are interposed on both surfaces, and restraint green sheets 3' containing inorganic material which is hard to be sintered and organic binder are laminated, (III) restraint sheets 3 are held by sintering and the glass ceramic substrate 1 wherein the recessed part A is filled with inorganic material 2 for restraint is formed, and (IV) the restraint sheets 3 and the inorganic material 2 for restraint are eliminated from the substrate. Glass content of the adhesive agent layer is the amount which combines the restraint green sheet 3' with the laminate 1' in the case of baking and is eliminated together with the restraint sheet 3 from the glass ceramic substrate 1.

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やチ
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 parts and the like and interconnecting them.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体LSIやチップ部品等は小
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 also 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化に移行しつつあ
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 age of advanced information technology, the frequency band used is shifting to higher frequencies. 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(W)、モリ
ブデン(Mo)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(Cu)、銀(Ag)、金(A
u)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
〜1100℃程度の比較的低温で焼成することが必要である
ことから、この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
板には適当とは言い難かった。
However, conventional refractory metals such as tungsten (W) and molybdenum (Mo) have a large conductor resistance, a slow signal propagation speed, and it is difficult to propagate a signal in a high frequency region of 30 GHz or more. Instead of metals such as tungsten and molybdenum, copper (Cu), silver (Ag), gold (A
It is necessary to use low resistance metals such as u). However, the low melting point metal as described above has a low melting point,
Since it is necessary to fire at a relatively low temperature of about 1100 ° C, the wiring layer made of this low resistance metal could not be fired at the same time as alumina which requires high temperature firing.
Further, since the alumina substrate has a high dielectric constant, it was difficult to say that it is 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800〜1100℃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 1100 ° 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、ガラスと無
機質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、次いで複数枚のグリーンシートを積層して80
0〜1100℃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 and the like to a mixture of glass and an inorganic filler, and after forming a glass ceramic green sheet with a doctor blade or the like, copper,
A conductor pattern containing a powder of a low resistance metal such as silver or gold is printed to form a conductor pattern on the green sheet, and then a plurality of green sheets are laminated to form a conductor pattern.
It is obtained by firing at a temperature of 0 to 1100 ° 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、一般に収縮率の誤差は
±0.5%程度は存在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 a shrinkage error of about ± 0.5% exists.

【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を
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。
This is a problem that is common to ceramics, glass ceramics, and the like that involve sintering, 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.

【0013】(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との積層体を加熱して、
まず有機成分を除去し、次いで焼成して、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。
(1) A desired number of glass ceramic green sheets containing a glass ceramic component and an organic component such as a binder and a plasticizer and having conductor patterns formed thereon are laminated, and (2) the obtained glass ceramic green sheet. 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 laminated body of (3) these glass ceramic green sheets. By heating the laminated body of and the restraint green sea,
First, the organic component is removed and then fired to form a glass ceramic substrate and a constraining sheet, respectively. (4) Finally, the constraining sheet is removed from the glass ceramic substrate.

【0014】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, 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.

【0015】また、キャビティ等の凹部を有するガラス
セラミック基板においては、前記課題を解決するため
に、例えば特開平11−177238号公報では、以下の工程を
含むガラスセラミック基板の製造方法が提案されてい
る。
Further, in a glass ceramic substrate having a recess such as a cavity, in order to solve the above problems, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-177238 proposes a method of manufacturing a glass ceramic substrate including the following steps. There is.

【0016】これは、ガラスセラミックスのグリーンシ
ートを積層して、低温焼結工程によって製造されるキャ
ビティ部を有するガラスセラミックス多層基板を製造す
る方法であって、前記ガラスセラミックスのグリーンシ
ート積層体のキャビティ部内部に前記ガラスセラミック
スよりも焼結温度の高い無機成分を主として含有するペ
ーストを充填する工程と、前記グリーンシート積層体の
上下両面に前記ガラスセラミックスよりも焼結温度の高
い無機成分を主として含有する成型体を配置する工程
と、前記グリーンシート積層体の上下両面に前記成型体
を配置した後、前記グリーンシート積層体の上下面に圧
力を負荷しながら焼成を行なう工程と、を含むものであ
る。
This is a method for producing a glass-ceramic multilayer substrate having a cavity portion produced by a low temperature sintering process by laminating glass-ceramic green sheets, wherein the cavity of the glass-ceramic green sheet laminate is produced. Filling the inside of the part with a paste mainly containing an inorganic component having a higher sintering temperature than the glass ceramics, and mainly containing an inorganic component having a higher sintering temperature than the glass ceramics on the upper and lower surfaces of the green sheet laminate. And a step of arranging the molded body on both upper and lower surfaces of the green sheet laminate, and then performing firing while applying pressure to the upper and lower surfaces of the green sheet laminate.

【0017】この方法によれば、凹部内部をガラスセラ
ミックスよりも焼結温度の高い無機成分を主として含有
するペーストを充填し、ペーストの固形分比率をコント
ロールすることにより、焼成時にキャビティ部を含むガ
ラスセラミックス積層体の全面において均一な加圧力の
負荷が可能となり、キャビティ部周辺の変形および割れ
を抑制し、焼結中の水平方向の収縮を抑制することがで
きるというものである。
According to this method, the inside of the recess is filled with a paste mainly containing an inorganic component having a sintering temperature higher than that of the glass ceramics, and the solid content ratio of the paste is controlled, so that the glass containing the cavity during firing is filled. A uniform pressing force can be applied to the entire surface of the ceramic laminate, deformation and cracks around the cavity can be suppressed, and horizontal contraction during sintering can be suppressed.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上記の(1)〜(4)
の工程を含む方法では、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。
[Problems to be Solved by the Invention] The above (1) to (4)
In the method including the step of, the binding between the glass ceramic green sheet and the constraining green sheet is performed by an organic component such as a binder contained in these green sheets. However, in the firing process of (3),
After the organic components such as the binder and plasticizer are decomposed and volatilized, the powder in the constrained green sheet and glass ceramic
The powders in the green sheets are only in intimate contact with each other, and a weak bond due to van der Waals force is acting between the sheets.

【0019】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.

【0020】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.

【0021】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.

【0022】さらに、特開平11−177238号公報に開示さ
れた方法においては、凹部内部にガラスセラミックスよ
りも焼結温度の高い無機成分を主として含有するペース
トを充填するため、拘束シートと同様にガラスセラミッ
クスとの結合力にムラが生じやすく、その結果、キャビ
ティ等に反りおよび変形を生じてしまうという問題があ
る。
Further, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-177238, since a paste mainly containing an inorganic component having a sintering temperature higher than that of glass ceramics is filled in the concave portion, the same glass as the constraining sheet is used. There is a problem that the bonding force with the ceramics is likely to be uneven, and as a result, the cavity or the like is warped and deformed.

【0023】また、凹部内部に前記ペーストを充填した
ガラスセラミックスのグリーンシート積層体と拘束グリ
ーンシートである前記成型体との積層体の焼成では、ガ
ラスセラミックスのグリーンシート積層体は厚み方向に
対し50〜60%の厚みに収縮するのに対し、ガラスセラミ
ックスよりも焼結温度の高い無機成分を主として含有す
るペーストの焼成体は収縮しないため、焼成時に凹部内
部に充填された前記ペーストの焼成体が凹部より突出す
るようになる。その結果、この突出したガラスセラミッ
クスよりも焼結温度の高い無機成分を主として含有する
ペーストの焼成体は、凹部上部および凹部周辺部の拘束
グリーンシートを押し上げてしまい、凹部周辺部の拘束
グリーンシートとガラスセラミックスのグリーンシート
積層体との間に剥離を生じさせて、キャビティ部周辺に
変形を発生させることとなるという問題がある。
When firing a laminate of the glass-ceramic green sheet laminate in which the paste is filled in the recess and the molded body that is the constraining green sheet, the glass-ceramic green sheet laminate is 50 in the thickness direction. In contrast to shrinking to a thickness of ~ 60%, the fired body of the paste mainly containing an inorganic component having a higher sintering temperature than glass ceramics does not shrink, so that the fired body of the paste filled in the recesses during firing is It comes to project from the recess. As a result, the fired body of the paste mainly containing an inorganic component having a sintering temperature higher than that of the protruding glass ceramics pushes up the constraining green sheet in the upper part of the recess and the peripheral part of the recess, and becomes a restrictive green sheet in the peripheral part of the recess. There is a problem that peeling occurs between the green sheet laminated body of glass ceramics and deformation occurs around the cavity.

【0024】[0024]

【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
ンシートとガラスセラミック・グリーンシートとの間に
ガラス成分を含有させた密着剤層を介在させておくと、
その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)密
着剤層中のガラス成分の含有量は焼成後に拘束シートと
ともにガラスセラミック基板から除去される量であるこ
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)キャビティ等の凹部内に
は拘束グリーンシートと同様の組成からなる拘束用無機
組成物を拘束グリーンシートの積層前に凹部の底面から
凹部の深さに対し10〜60%の高さに充填しておくこと
で、凹部を拘束し、さらにガラスセラミック・グリーン
シート積層体と拘束用無機組成物との厚み方向の収縮量
の差による凹部およびその周辺部における変形を抑え、
凹部を有するガラスセラミック基板においても寸法精度
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 to solve the above problems, the present inventors have made (I) a glass component contained between the constrained green sheet and the glass ceramic green sheet. By interposing an adhesive layer,
Since the glass component acts as a binding material that binds the glass ceramic green sheet and the constraining green sheet in the firing process, the binding force between them is increased and the constraining green sheet can be prevented from peeling, (II) The content of the glass component in the adhesive layer is the amount removed from the glass ceramic substrate together with the constraining sheet after firing, and as a result, (III) the constraining green sheet ensures that the glass ceramic / green sheet laminate shrinks. It is possible to obtain a glass-ceramic substrate that is suppressed and has high dimensional accuracy. Further, (IV) an inorganic composition for constraining having the same composition as the constraining green sheet is formed in the recesses such as cavities before the constraining green sheets are laminated. By filling the bottom of the base with a height of 10 to 60% of the depth of the recess, the recess is restrained and further Suppressing deformation in the recess and the periphery thereof due to the difference in the thickness direction of shrinkage of the glass ceramic green sheet laminate with constraining inorganic composition,
The present invention has been completed by discovering a new fact that a glass ceramic substrate having a dimensional accuracy can be obtained even in a glass ceramic substrate having a concave portion.

【0025】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
ートおよび貫通穴を設け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凹部を有するガラスセラミッ
ク・グリーンシート積層体を作製する工程(ii)前記ガ
ラスセラミック・グリーンシート積層体の前記凹部に難
焼結性無機材料を含む拘束用無機組成物を底面から前記
凹部の深さに対し10〜60%の高さに充填するとともに、
ガラスと溶剤とを含む密着剤層を介在させて、このガラ
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、次いで焼成して拘束シートを保持
するとともに凹部に拘束用無機物が充填されたガラスセ
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および前記拘束用無機物を除
去する工程とを含み、(v)前記密着剤層のガラス含有
量が、焼成時に前記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焼成後に拘束
シートとともにガラスセラミック基板から除去される量
であることを特徴とする。
That is, the method for producing a glass ceramic substrate of the present invention comprises: (i) a plurality of glass ceramic green sheets containing an organic binder and having a conductor pattern formed on the surface and glass ceramic green sheets having through holes. Step (ii) of stacking sheets to prepare a glass-ceramic / green-sheet laminate having a recessed portion, from the bottom surface of the glass-ceramic / green-sheet laminated body containing a constraining inorganic composition containing a hardly-sinterable inorganic material in the recessed portion. While filling to a height of 10 to 60% with respect to the depth of the recess,
A step of laminating constraining green sheets containing a hardly-sinterable inorganic material and an organic binder on both surfaces of the glass ceramic green sheet laminate with an adhesive layer containing glass and a solvent interposed therebetween, (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 hold the constrained sheet and produce a glass-ceramic substrate in which recesses are filled with the constraining inorganic material; (Iv) a step of removing the constraining sheet and the constraining inorganic substance from the glass ceramic substrate, and (v) the glass content of the adhesive layer is such that the constraining green sheet becomes the glass ceramic green sheet during firing. It is the amount removed from the glass ceramic substrate together with the restraint sheet after binding and firing. That.

【0026】本発明において、前記密着剤層中に含有さ
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、焼成工程で密着剤層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 adhesive layer is preferably below the firing temperature of the glass-ceramic / green sheet laminate. As a result, the glass in the adhesive layer is softened in the firing step and the bonding strength is increased.

【0027】また、前記密着剤層中に含有されるガラス
の軟化点は、前記有機成分の揮発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揮発温度よりも低
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 adhesive layer is preferably higher than the volatilization temperature of the organic component. When the softening point of the glass is lower than the volatilization temperature of the organic component, the removal path for passing the decomposed / volatilized organic component may be blocked by the softened glass.

【0028】前記密着剤層中のガラス含有量は、密着剤
層成分のうち5〜50重量%であるのがよい。通常はこの
範囲が積層時に前記ガラスセラミック・グリーンシート
と拘束グリーンシートの密着性を損なわず、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焼成
後に拘束シートとともにガラスセラミック基板から除去
される量となる。5重量%より少ない場合は、焼成時に
結合剤として働くガラス量が少ないために拘束シートと
ガラスセラミック・グリーンシートの結合が不十分とな
る。50重量%より多い場合は、ガラス量が多いために積
層時に拘束グリーンシートとガラスセラミック・グリー
ンシートとが密着する面積が小さくなり焼成前の密着性
が悪くなるおそれがある。また、焼成後に拘束シートを
除去する際にはガラスセラミック基板上に強固なガラス
層が形成されるために拘束シートの除去が困難になる。
なお、使用するガラスの種類等によってガラス含有量は
変化するが、5〜50重量%程度がよい。
The glass content in the adhesive layer is preferably 5 to 50% by weight of the components of the adhesive layer. Usually, this range does not impair the adhesion between the glass ceramic green sheet and the constraining green sheet during lamination, and is combined with the glass ceramic green sheet during firing and is removed from the glass ceramic substrate together with the constraining sheet after firing. Become. If the amount is less than 5% by weight, the amount of glass acting as a binder during firing is small and the binding between the constraining sheet and the glass ceramic green sheet becomes insufficient. If the amount is more than 50% by weight, the amount of glass is large, so that the area where the constrained green sheet and the glass ceramic green sheet adhere to each other during lamination becomes small, and the adhesion before firing may deteriorate. Further, when the constraining sheet is removed after firing, it is difficult to remove the constraining sheet because a strong glass layer is formed on the glass ceramic substrate.
Although the glass content varies depending on the type of glass used, it is preferably about 5 to 50% by weight.

【0029】キャビティ部等の凹部への拘束用無機組成
物の充填は、凹部の底面から凹部の深さに対し10〜60%
の高さに充填するのがよい。凹部の底面から凹部の深さ
に対し60%を超える高さに充填すると、焼成時に凹部に
充填された拘束用無機組成物が凹部より突出することと
なり、突出した拘束用無機組成物は凹部の上部および周
辺部の拘束グリーンシートを押し上げてしまい、凹部の
周辺の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間に剥離を生じさせ、凹部の周辺に
変形を生じさせてしまうこととなる。また、凹部の底面
から凹部の深さに対し10%未満の高さに充填したので
は、拘束性が低下し、良好な寸法精度が得られないこと
となる。
Filling the concave portion such as the cavity with the restraining inorganic composition is 10 to 60% of the depth of the concave portion from the bottom surface of the concave portion.
It is better to fill at the height of. When the height from the bottom surface of the recess is more than 60% with respect to the depth of the recess, the restraining inorganic composition filled in the recess during firing will protrude from the recess, and the protruding restraining inorganic composition is The constraining green sheets in the upper part and the peripheral part are pushed up, and peeling occurs between the constraining green sheet around the recess and the glass-ceramic / green-sheet laminate, which causes deformation around the recess. . Further, if the height is less than 10% of the depth of the recess from the bottom of the recess, the restraint property is lowered and good dimensional accuracy cannot be obtained.

【0030】本発明によれば、ガラスセラミック基板が
キャビティ等の凹部を有する場合であっても、拘束用無
機組成物を凹部の底面から凹部の深さに対し10〜60%の
高さに充填した後に拘束グリーンシートが積層されてガ
ラスセラミック・グリーンシート積層体の収縮を拘束す
ることとなるので、焼成後における凹部の変形をほとん
どなくすことができ、凹部を有するガラスセラミック基
板についても寸法精度の高いものを得ることができる。
According to the present invention, even when the glass ceramic substrate has a recess such as a cavity, the constraining inorganic composition is filled to a height of 10 to 60% from the bottom of the recess to the depth of the recess. After that, the constraining green sheets are laminated to constrain the shrinkage of the glass-ceramic / green-sheet laminate, so that the deformation of the recesses after firing can be almost eliminated, and the dimensional accuracy of the glass-ceramic substrate having the recesses can be improved. You can get a high price.

【0031】なお、凹部に充填する拘束用無機組成物
は、ペースト状であっても、粉体状であってもよく、必
要とされるガラスセラミック基板の精度や形状、寸法等
に応じて種々の形態で用いればよい。
The constraining inorganic composition to be filled in the recess may be in the form of paste or powder, and may be various depending on the required precision, shape, size, etc. of the glass ceramic substrate. It may be used in the form of.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明のガラスセラミック基板の
製造方法について以下に詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing a glass ceramic substrate of the present invention will be described in detail below.

【0033】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。
The glass-ceramic green sheet in the present invention is a mixture of glass powder, filler powder (ceramic powder), organic binder, plasticizer, organic solvent and the like.

【0034】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

【0035】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。
The filler may be, 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).

【0036】上記ガラスとフィラーの混合割合は通常の
ガラスセラミック基板材料に用いられる割合であり、重
量比で40:60〜99:1であるのが好ましい。
The mixing ratio of the above glass and the filler is a ratio used in a usual glass ceramic substrate material, and it is preferably 40:60 to 99: 1 by weight.

【0037】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、従来よりセラミックグ
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 blended with the glass ceramic green sheet, those conventionally used for 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.

【0038】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、金型プ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 obtained 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 press, etc., thickness about 50-500μ
It is obtained by molding into m.

【0039】また、得られたガラスセラミック・グリー
ンシートには、必要に応じて所定の位置にキャビティ等
の凹部を形成するための所定形状および寸法の貫通穴が
パンチング加工等により形成される。
Further, in the obtained glass ceramic green sheet, through holes having a predetermined shape and size for forming recesses such as cavities are formed at predetermined positions by punching or the like, if necessary.

【0040】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(パラジウム)、P
t(白金)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 shape is transferred. And the like. As the conductor material, for example, Au, Ag, Cu, Pd (palladium), P
One or two or more kinds of t (platinum) and the like can be mentioned, and in the case of two or more kinds, they may be in any form such as mixing, alloying, coating and the like.

【0041】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.

【0042】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 agent 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.

【0043】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SiO2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 restraint 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 made of a hardly-sinterable inorganic material. The hardly-sinterable inorganic material includes at least one selected from Al 2 O 3 and SiO 2, but is not limited to these.

【0044】また、拘束グリーンシート中に密着剤層と
同じガラス成分を含有させて拘束グリーンシートとガラ
スセラミック・グリーンシートとの結合力をより高める
ようにしてもよい。その場合のガラス成分の量は、焼成
時に拘束グリーンシートをその積層面内で実質的に収縮
させない量とするのがよい。
Further, the constraining green sheet may contain the same glass component as that of the adhesive layer to enhance the binding force between the constraining green sheet and the glass ceramic green sheet. In that case, the amount of the glass component is preferably an amount that does not substantially shrink the constrained green sheet in the laminated surface during firing.

【0045】なお、以上のような拘束グリーンシートの
組成は、凹部に充填する拘束用無機組成物の組成につい
ても同様である。
The composition of the constraining green sheet as described above is the same as the composition of the constraining inorganic composition with which the recesses are filled.

【0046】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 and the like 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.

【0047】また、拘束用無機組成物には、拘束グリー
ンシートと同様の無機成分に、ペースト化するため、あ
るいは粘着性等を持たせるために有機バインダーや可塑
剤、溶剤等を添加したものを用いてもよい。有機バイン
ダーとしては、例えばポリビニルアルコールを難焼結性
無機材料とガラスに対して5重量%程度添加すればよい
が、これに限らず、エチルセルロース系やニトロセルロ
ース系の有機成分、アクリル酸メチル、ポリアクリル酸
メチル、メタクリル酸メチル等を5〜15重量%程度添加
してもよい。また、有機溶剤としては、トルエンや各種
アルコール類を20〜40重量%程度添加してもよい。
The restraint inorganic composition is the same as the restraint green sheet, to which an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. are added in order to form a paste or to have adhesiveness. You may use. As the organic binder, for example, polyvinyl alcohol may be added in an amount of about 5% by weight with respect to the hardly-sinterable inorganic material and the glass, but not limited to this, an ethyl cellulose-based or nitrocellulose-based organic component, methyl acrylate, polyacrylate You may add methyl acrylate, methyl methacrylate, etc. about 5 to 15 weight%. Further, as the organic solvent, toluene or various alcohols may be added in an amount of about 20 to 40% by weight.

【0048】拘束グリーンシートおよび拘束用無機組成
物に添加する有機バインダー、あるいは可塑剤、溶剤と
しては、上記の他にもガラスセラミック・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、可塑剤は、拘束無機組成物層に可撓性を付与し、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
高めるために添加してもよいものである。
As the organic binder, the plasticizer and the solvent added to the constraining green sheet and the constraining inorganic composition, the same materials as those used for the glass ceramic green sheet can be used in addition to the above. Here, the plasticizer may be added to impart flexibility to the constrained inorganic composition layer and enhance adhesion to the glass ceramic green sheet during lamination.

【0049】ガラスセラミック・グリーンシート積層体
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容易にすることを考
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 sheets laminated on both sides of the glass ceramic green sheet laminate is preferably 10% or more with respect to the thickness of the glass ceramic green sheet laminate on only one side. If the thickness is smaller than the above range, the constraining property of the constraining green sheet may deteriorate. Considering that the organic components are easily volatilized and the restraint sheet is easily removed from the glass ceramic substrate, the restraint green sheet has a thickness of about 200% or less of the thickness of the glass ceramic / green sheet laminate. It should be 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】密着剤層形成用の密着剤は、ガラス粉末、
有機溶剤等を混合したものが用いられる。さらに、有機
バインダー成分を含有させて焼成前のグリーンシート間
の結合力を高めたり、塗布しやすい粘度に調整したりす
ることもできる。また、分散剤等を添加して密着剤中の
ガラスの分散性を良くすることもできる。
The adhesive for forming the adhesive layer is glass powder,
A mixture of organic solvents and the like is used. Further, an organic binder component may be contained to increase the binding force between the green sheets before firing, or the viscosity may be adjusted to be easy to apply. Further, a dispersant or the like may be added to improve the dispersibility of the glass in the adhesive.

【0051】密着剤中のガラスについても、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、密着剤中のガラスは、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 in the adhesive agent is not particularly limited, and the same glass as the glass compounded in the above-mentioned glass ceramic green sheet can be used. Also, the glass in the adhesive is glass ceramic
It may have the same composition as the glass in the green sheet, or may have a different composition.

【0052】密着剤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
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、密着剤中のガラスの軟化
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
ーンシート積層体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この
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 adhesive 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 green sheet. Specifically, the softening point of glass in the adhesive is preferably about 450 to 1100 ° C. If the softening point of the glass is lower than 450 ° C, the removal of the organic component from the glass-ceramic / green sheet laminate will block the removal route of the organic component decomposed and volatilized by the softened glass, thus completely removing the organic component. May not be removed. On the other hand, when the softening point of the glass exceeds 1100 ° C., there is a possibility that the glass does not act as a binder to the green sheet under the usual firing conditions of the glass ceramic green sheet.

【0053】密着剤中のガラスの粒径は10μm以下であ
ることが望ましい。これより大きいと、グリーンシート
積層時にガラス粒子がガラスセラミック・グリーンシー
ト積層体上の導体パターンに食い込むことがあり、それ
により焼成後の導体の表面粗さが大きくなったり、導体
中に欠陥が発生したりするおそれがあるからである。な
お、拘束グリーンシートが導体パターンより軟らかく、
ガラスが拘束グリーンシートの方に食い込む場合はこの
ような制限を受けるものではない。
The particle size of glass in the adhesive is preferably 10 μm or less. If it is larger than this, glass particles may bite into the conductor pattern on the glass-ceramic / green sheet laminate during lamination of the green sheets, which may increase the surface roughness of the conductor after firing or cause defects in the conductor. This is because there is a risk of doing so. In addition, the restraint green sheet is softer than the conductor pattern,
There is no such limitation when the glass cuts into the restraint green sheet.

【0054】密着剤中の溶剤はガラスを均一に分散さ
せ、グリーンシート間の結合性を阻害しないものであれ
ば特に制限されるものではない。また、複数の溶剤を混
合して用いることもできる。グリーンシートに可撓性を
付与したり、グリーンシート表面を膨潤させたり、溶解
させたりしてグリーンシート間の結合力を高めるような
ものを用いるとよい。具体的にはジエチレングリコール
モノブチルエーテルアセテート(BCA)、フタル酸ジ
−n−ブチル(dibutyl phthalate:DBP)、フタル
酸ジ−2−エチルヘキシル(di-sec-octyl phthalat
e:DOP)、テルピネオール、トルエン、酢酸ブチ
ル、酢酸エチル等が挙げられるが、グリーンシートによ
り適当な溶剤として異なるものを使用してもよい。
The solvent in the adhesive is not particularly limited as long as it uniformly disperses the glass and does not hinder the bonding between the green sheets. Also, a plurality of solvents can be mixed and used. It is preferable to use a material that imparts flexibility to the green sheets, swells or dissolves the surfaces of the green sheets to enhance the bonding force between the green sheets. Specifically, diethylene glycol monobutyl ether acetate (BCA), di-n-butyl phthalate (DBP), di-2-ethylhexyl phthalate (di-sec-octyl phthalat).
e: DOP), terpineol, toluene, butyl acetate, ethyl acetate, etc., but different solvents may be used as appropriate solvents depending on the green sheet.

【0055】成形された拘束グリーンシートをガラスセ
ラミック・グリーンシート積層体の両面に積層するに
は、密着剤層をシート間に形成して例えば圧着する方法
を採用する。例えば、密着剤をスクリーン印刷で拘束グ
リーンシートに塗布し、ガラスセラミック・グリーンシ
ート積層体に積層して熱圧着する方法である。
In order to laminate the formed constrained green sheets on both sides of the glass-ceramic / green-sheet laminate, a method of forming an adhesive layer between the sheets and press-bonding is adopted. For example, there is a method in which an adhesive agent is applied to a constrained green sheet by screen printing, laminated on a glass ceramic / green sheet laminate, and thermocompression bonded.

【0056】そして、拘束グリーンシートをガラスセラ
ミック・グリーンシート積層体に積層する際に、図1に
断面図で示すように、ガラスセラミック・グリーンシー
ト積層体1’の凹部Aに、拘束用無機組成物2’を底面
から凹部Aの深さに対し10〜60%の高さに充填し、拘束
用無機組成物2’内の有機溶剤をある程度乾燥した後、
これの両面に密着剤層(図示せず)を介して拘束グリー
ンシート3’を配置し、例えば5〜20MPa程度の圧力
で加圧して積層する。
When the constraining green sheet is laminated on the glass-ceramic / green-sheet laminate, the constraining inorganic composition is provided in the recess A of the glass-ceramic / green-sheet laminate 1'as shown in the sectional view of FIG. After filling the object 2 ′ with a height of 10 to 60% from the bottom to the depth of the recess A and drying the organic solvent in the restraining inorganic composition 2 ′ to some extent,
The constraining green sheets 3'are arranged on both sides of this with an adhesive layer (not shown) interposed therebetween, and are laminated under pressure of, for example, about 5 to 20 MPa.

【0057】凹部Aに拘束用無機組成物2’を充填し拘
束グリーンシート3’を積層した後、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
でこの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C
u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、次いで窒素雰囲気中
で焼成を行なう。
After filling the concave portion A with the constraining inorganic composition 2'and laminating the constraining green sheet 3 ', the organic components are removed and baked. The organic components are removed by heating the laminated body 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 atmosphere, but C is used as the conductor material.
When u is used, organic components are removed in a nitrogen atmosphere containing water vapor at 100 to 700 ° C., and then firing is performed in a nitrogen atmosphere.

【0058】また、有機成分の除去時ならびに焼成時に
は、拘束用無機組成物2’の変形を防止し、また積層体
の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。このような重しによる荷重
は50Pa〜1MPa程度が適当である。荷重が50Pa未
満である場合は、拘束用無機組成物2’の変形を抑える
作用、および積層体の反りを抑制する作用充分でなくな
るおそれがある。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こととなるため、焼成炉
に入らなくなったり、また焼成炉に入っても重しが大き
いために熱容量が不足することになり焼成できなくなっ
たりするなどの問題をひき起こすおそれがある。
Further, at the time of removing the organic component and at the time of firing, in order to prevent the deformation of the constraining inorganic composition 2'and prevent the warp of the laminate, a weight is placed on the upper surface of the laminate. You may apply a load. A load of about 50 Pa to 1 MPa is suitable for the weight. If the load is less than 50 Pa, the effect of suppressing the deformation of the constraining inorganic composition 2 ′ and the effect of suppressing the warp of the laminate may be insufficient. Also, if the load exceeds 1 MPa, the weight to be used will be large, so that it will not be able to enter the firing furnace, and even if it enters the firing furnace, the weight will be large and the heat capacity will be insufficient, resulting in insufficient firing. It may cause problems such as being unable to do so.

【0059】この重しとしては、ガラスセラミック基板
の焼成中に変形・溶融等して荷重が不均一になったり、
分解した有機成分の揮散を妨げたりすることがないよう
な耐熱性の多孔質のものが適している。具体的にはセラ
ミックス等の耐火物、あるいは高融点の金属等が挙げら
れる。また、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。
As for this weight, the load becomes non-uniform due to deformation or melting during firing of the glass ceramic substrate,
A heat-resistant porous material that does not hinder the volatilization of decomposed organic components is suitable. Specific examples include refractory materials such as ceramics and high melting point metals. Further, a porous weight may be placed on the upper surface of the laminate and a non-porous weight may be placed on it.

【0060】このようにして焼成後、図1に断面図で示
すような、ガラスセラミック基板1の凹部A内に拘束用
無機組成物2’が焼成されて成る拘束用無機物2が凹部
Aから突出せずに充填されるとともに、両面に拘束シー
ト3が積層され、凹部Aの周辺の拘束シート3がガラス
セラミック基板1より剥離していない、両面に拘束シー
ト3を保持したガラスセラミック基板1が得られる。
After firing in this way, the constraining inorganic composition 2 formed by firing the constraining inorganic composition 2'in the recess A of the glass ceramic substrate 1 as shown in the sectional view of FIG. A glass-ceramic substrate 1 having both sides filled with the binding sheet 3 and laminated with the binding sheets 3 on both sides, and the binding sheet 3 around the recess A being not separated from the glass-ceramic substrate 1 is obtained. To be

【0061】焼成により両面に拘束シート3を保持した
ガラスセラミック基板1が得られた後、拘束シート3お
よび拘束用無機物2を除去する。ここで、密着剤層は拘
束シート3とともに除去できる。除去方法としては、ガ
ラスセラミック基板1の表面に結合した拘束シート3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、ケミカルブラスト、
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 the glass ceramic substrate 1 holding the constraining sheets 3 on both sides is obtained by firing, the constraining sheet 3 and the constraining inorganic substance 2 are removed. Here, the adhesive layer can be removed together with the constraining sheet 3. The removing method is not particularly limited as long as it can remove the constraining sheet 3 bonded to the surface of the glass ceramic substrate 1. For example, ultrasonic cleaning, polishing, water jet, chemical blasting,
Sand blast, wet blast (a method of spraying abrasive grains and water by air pressure) and the like can be mentioned.

【0062】得られた多層ガラスセラミック基板1は、
焼成時の収縮が拘束グリーンシート3’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・グリーンシート積層体1’は拘束グリ
ーンシート3’によって全面にわたって均一にかつ確実
に結合されているので、拘束グリーンシート3’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
できる。さらに、ガラスセラミック・グリーンシート積
層体1’の凹部Aは拘束用無機組成物2’が充填されて
変形が抑えられているので、凹部Aについても高い寸法
精度を有し、凹部Aおよびその周辺に変形のないガラス
セラミック基板1を得ることができる。
The obtained multilayer glass ceramic substrate 1 is
Since the shrinkage during firing is suppressed only in the thickness direction by the constraining green sheet 3 ', it is possible to suppress the shrinkage in the stacking plane to about 0.5% or less, and further, the glass ceramic green sheet stack 1 Since the'constrained green sheet 3'is uniformly and surely bonded over the entire surface, it is possible to prevent warping or deformation due to partial peeling of the constrained green sheet 3 '. Furthermore, since the concave portion A of the glass-ceramic / green sheet laminate 1'is filled with the restraining inorganic composition 2'and its deformation is suppressed, the concave portion A also has high dimensional accuracy, and the concave portion A and its surroundings are high. It is possible to obtain the glass ceramic substrate 1 which is not deformed.

【0063】[0063]

【実施例】以下、実施例、比較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 and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0064】<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%、SrT
iO3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。
Example 1 As a glass ceramic component, SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO—B 2 O 3 —ZnO type glass powder 60% by weight, CaZrO 3 powder 20% by weight, SrT.
17% by weight of iO 3 powder and 3% by weight 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.

【0065】次いで、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 was formed on this green sheet by screen printing using a silver-palladium paste. As the conductor paste, 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-mentioned glass with respect to 100 parts by weight of alloy powder (average particle size 1.0 μm) in which Ag: Pd is 85:15 in weight ratio are used. By weight, a predetermined amount of ethyl cellulose resin and terpineol were further added as vehicle components, and the mixture was mixed with a three-roll so as to have an appropriate viscosity.

【0066】一方、無機成分としてAl23粉末を用い
て、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、次いで成形して厚さ250μmの拘束グ
リーンシートを得た。
On the other hand, using Al 2 O 3 powder as an inorganic component, a slurry was prepared in the same manner as the glass ceramic green sheet, and then molded to obtain a constrained green sheet having a thickness of 250 μm.

【0067】さらに、拘束用無機組成物として拘束グリ
ーンシートと同組成の難焼結性無機材料を用い、エチル
セルロース樹脂をアルコールで溶かしたビヒクルを30重
量%加えて混練したものを得た。
Further, a non-sinterable inorganic material having the same composition as the constraining green sheet was used as the constraining inorganic composition, and 30% by weight of a vehicle in which an ethyl cellulose resin was dissolved in alcohol was added and kneaded.

【0068】密着剤は、軟化点720℃のSiO2−Al2
3−MgO−B23−ZnO系ガラス粉末25重量%と
DBP39重量%、BCA31.2重量%、アクリル系バイン
ダー4.8重量%を混合したものを用いた。
The adhesive is SiO 2 --Al 2 having a softening point of 720 ° C.
O 3 -MgO-B 2 O 3 -ZnO based glass powder 25 wt% and DBP39 wt%, BCA31.2 wt%, was a mixture of 4.8 wt% acrylic binder.

【0069】所定のガラスセラミック・グリーンシート
に打ち抜き型またはパンチングマシーンを用いて所定の
位置に凹部となる貫通穴を形成し、表面に導体パターン
を形成した前記ガラスセラミック・グリーンシートとと
もに所定枚数を積み重ねて、温度55℃、圧力20MPaで
圧着して、積層面内の縦方向および横方向の寸法がそれ
ぞれ200mmの、凹部が形成されたガラスセラミック・
グリーンシート積層体を得た。その後、凹部内に上記拘
束用無機組成物をスクリーン印刷法にて底面から凹部の
深さに対し50%の高さに充填し、さらにその両面に密着
剤を塗布した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 predetermined number of glass ceramic green sheets are stacked together with the glass ceramic green sheets having a conductive pattern formed on the surface thereof by forming a through hole to be a recess at a predetermined position using a punching die or a punching machine. Glass-ceramics with a concave portion having a vertical dimension of 200 mm and a horizontal dimension of 200 mm in the laminated surface by pressure bonding at a temperature of 55 ° C and a pressure of 20 MPa.
A green sheet laminate was obtained. Then, the above-mentioned constraining inorganic composition was filled in the recesses by a screen printing method to a height of 50% with respect to the depth of the recesses, and a constraining green sheet coated with an adhesive agent was superposed on both surfaces thereof, Temperature 55
A laminate was obtained by pressure bonding at a temperature of 20 ° C. and a pressure of 20 MPa.

【0070】得られた積層体をアルミナセッターに載置
し、その上に重しを載せて約0.5MPaの荷重をかけつ
つ大気中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、拘束用無機物
が凹部より突出することなく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, a weight was placed on the alumina setter, and the organic component was removed by heating at 500 ° C. for 2 hours in the atmosphere while applying a load of about 0.5 MPa. Calcination was performed for 1 hour. After firing, the restraining sheet adhered to both surfaces of the glass ceramic substrate without the restraining inorganic substance protruding from the recess. In this state, the binding sheet was not peeled off even if tapped lightly.

【0071】ガラスセラミック基板の表面に付着した拘
束シートは、凹部内の拘束用無機物とともに擦り取るこ
とにより大部分は除去できたが、ガラスセラミック基板
表面に薄く残留していた。この残留した拘束シートを、
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(算術平均粗さ)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。
The restraint sheet adhered to the surface of the glass ceramic substrate could be mostly removed by scraping it off together with the restraining inorganic substance in the recess, but it remained thin on the surface of the glass ceramic substrate. This remaining restraint sheet
A mixture of spherical Al 2 O 3 fine powder and water was removed by a wet blast method in which high-pressure air pressure was used for projection. The surface of the glass ceramic substrate after removing the constraining sheet was a smooth surface having a surface roughness (arithmetic mean roughness) Ra of 1 μm or less, and there was no problem with the solder wettability of the conductor.

【0072】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。
Further, the shrinkage in the laminated surface of the obtained glass ceramic substrate was 0.5% or less, and the substrate was not warped or deformed.

【0073】<実施例2および実施例3>軟化点が600
℃および700℃のガラスをそれぞれ用いて密着剤を作製
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。
<Examples 2 and 3> The softening point is 600.
A glass-ceramic substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the adhesive was prepared by using glass at 70 ° C and 700 ° C, respectively.

【0074】<比較例1>ガラスを含有しない密着剤を
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。
Comparative Example 1 A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that an adhesive agent containing no glass was prepared.

【0075】<比較例2>軟化点が920℃のガラスを用
いて密着剤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。
<Comparative Example 2> A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that an adhesive was prepared using glass having a softening point of 920 ° C.

【0076】<比較例3>軟化点が400℃のガラスを用
いて密着剤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。
<Comparative Example 3> A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that an adhesive was prepared using glass having a softening point of 400 ° C.

【0077】その結果、実施例2および実施例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。
As a result, the glass-ceramic substrates obtained in Examples 2 and 3 had a shrinkage within the lamination plane of 0.5% or less (that is, a shrinkage ratio of 99.5% or more) as in Example 1. No warp or deformation was observed.

【0078】これに対して、比較例1および比較例2で
得たガラスセラミック基板は、使用した密着剤層がガラ
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 1 and 2, the adhesive layer used does not contain glass, or contains glass having a softening point higher than the firing temperature. As a result, the constrained green sheets were easily peeled off from the glass ceramic substrate after firing. Also, because the binding force between the glass ceramic green sheet and the restraint green sheet is weak,
The shrinkage ratio of the glass ceramic substrate in the laminating plane is about 85%, or the glass ceramic substrate is largely deformed because only part of the substrate is bonded to the constraining sheet.

【0079】一方、比較例3では、密着剤層に含まれる
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。
On the other hand, in Comparative Example 3, since the softening point of the glass contained in the adhesive layer was low, the organic component was not completely removed, and therefore the shrinkage in the laminated surface of the glass ceramic substrate was 0.5% or less. Although it was good, the color tone of the glass ceramic substrate became gray.

【0080】<実施例4および実施例5>凹部に拘束用
無機組成物をスクリーン印刷法にて底面から凹部の深さ
に対し10%および60%の高さに充填した以外は実施例1
と同様にしてガラスセラミック基板を得た。
<Example 4 and Example 5> Example 1 except that the recessed inorganic composition was filled in the recesses by screen printing at a height of 10% and 60% of the depth of the recesses.
A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in.

【0081】<比較例4および比較例5>凹部に拘束用
無機組成物をスクリーン印刷法にて底面から凹部の深さ
に対し5%および70%の高さに充填した以外は実施例1
と同様にしてガラスセラミック基板を得た。
<Comparative Example 4 and Comparative Example 5> Example 1 except that the recessed inorganic composition was filled in the recesses by screen printing at a height of 5% and 70% of the depth of the recesses.
A glass ceramic substrate was obtained in the same manner as in.

【0082】得られたガラスセラミック基板の反りと凹
部の底面の反りとを表1に示す。
Table 1 shows the warp of the obtained glass ceramic substrate and the warp of the bottom surface of the recess.

【0083】[0083]

【表1】 [Table 1]

【0084】表1から、実施例1、4および5の各充填
高さに拘束用無機組成物を充填して得られたガラスセラ
ミック基板は、基板および凹部の底面の焼成時の反りが
抑制されていることがわかる。また、凹部およびその周
辺の変形も見られなかった。これに対し、比較例4の充
填高さ(5%)に拘束用無機組成物を充填して得られた
ガラスセラミック基板は、凹部の内部の拘束が不十分で
凹部の反りが大きかった。また、比較例5の充填高さ
(70%)に拘束用無機組成物を充填して得られたガラス
セラミック基板は、拘束用無機組成物が凹部より突出
し、凹部の周辺の拘束グリーンシートとガラスセラミッ
ク基板との間に剥離を生じさせていたため、凹部の底面
の反りおよびガラスセラミック基板の反りが大きかっ
た。また、凹部の周辺に変形を生じていた。
From Table 1, the glass ceramic substrates obtained by filling the filling heights of Examples 1, 4 and 5 with the constraining inorganic composition, the warpage of the substrate and the bottom surface of the recess during firing were suppressed. You can see that In addition, no deformation was observed in the recess and its surroundings. On the other hand, in the glass ceramic substrate obtained by filling the filling height (5%) of the restraining inorganic composition in Comparative Example 4, the inside of the concave portion was not sufficiently restrained, and the concave portion was largely warped. Further, in the glass ceramic substrate obtained by filling the constraining inorganic composition to the filling height (70%) of Comparative Example 5, the constraining inorganic composition protruded from the recess, and the constraining green sheet and glass around the recess were formed. Since peeling occurred between the ceramic substrate and the ceramic substrate, the warp of the bottom surface of the recess and the warp of the glass ceramic substrate were large. In addition, deformation was generated around the recess.

【0085】<実施例6〜9>ガラスセラミック成分と
して、SiO2−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。
<Examples 6 to 9> As the glass ceramic component, 70 wt% of SiO 2 -MgO-CaO-Al 2 O 3 based glass powder and 30 wt% of Al 2 O 3 powder were used. To 100 parts by weight of this glass-ceramic component, 9.0 parts by weight of an acrylic resin as an organic binder, 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.

【0086】次いで、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.

【0087】一方、無機成分としてAl23粉末を用い
て、ガラスセラミック・グリーンシートと同様にスラリ
ーを作製し、次いで成形して厚さ250μmの拘束グリー
ンシートを得た。
On the other hand, Al 2 O 3 powder was used as an inorganic component 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.

【0088】さらに、拘束用無機組成物として拘束グリ
ーンシートと同組成の難焼結性無機材料とガラスとを用
い、エチルセルロース樹脂をアルコールで溶かしたビヒ
クルを30重量%加えて混練したものを得た。
Further, as the constraining inorganic composition, a non-sinterable inorganic material having the same composition as the constraining green sheet and glass were used, and 30% by weight of a vehicle in which an ethyl cellulose resin was dissolved in alcohol was added and kneaded to obtain a composition. .

【0089】また、密着剤は軟化点720℃のSiO2−M
gO−CaO−Al23系ガラス粉末とDBP、BC
A、アクリル系バインダーをそれぞれ表1に示す割合で
混合したものを用いて作製した。
The adhesive is SiO 2 -M having a softening point of 720 ° C.
gO-CaO-Al 2 O 3 based glass powder and DBP, BC
It was produced using a mixture of A and an acrylic binder in the proportions shown in Table 1, respectively.

【0090】所定のガラスセラミック・グリーンシート
の所定位置に所定の形状、寸法の貫通穴を形成し、表面
に導体パターンを形成した前記ガラスセラミック・グリ
ーンシートの所定枚数を積み重ねて、温度55℃、圧力20
MPaで圧着して、積層面内の縦方向および横方向の寸
法がそれぞれ200mmの、凹部を有するガラスセラミッ
ク・グリーンシート積層体を得て、さらに、その凹部内
に上記の拘束用無機組成物を底面から前記凹部の深さに
対し50%の高さに充填し、その両面に積層体との被着面
にスクリーン印刷により塗布して密着剤層を形成した拘
束グリーンシートを重ね合わせ、温度55℃、圧力20MP
aで圧着して積層体を得た。
A through hole having a predetermined shape and size is formed at a predetermined position of a predetermined glass ceramic green sheet, and a predetermined number of the glass ceramic green sheets having a conductor pattern formed on the surface are stacked, and the temperature is 55 ° C. Pressure 20
By pressure bonding with MPa, a glass-ceramic green sheet laminate having recesses each having a dimension of 200 mm in the longitudinal direction and 200 mm in the transverse direction is obtained, and the above-mentioned inorganic composition for restraint is placed in the recesses. Filled from the bottom to a height of 50% with respect to the depth of the recess, and superposing a constraining green sheet on both surfaces of which the adhesive layer is formed by applying by screen printing on the surface to be adhered to the laminated body, and the temperature 55 ℃, pressure 20MP
A laminate was obtained by pressing with a.

【0091】得られた積層体をアルミナセッターに載置
し、その上に重しを載せて約0.5MPaの荷重をかけつ
つ大気中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。次いで、ガラスセラミッ
ク基板の表面に付着した拘束シートおよび拘束用無機物
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(算術平均粗さ)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。
The obtained laminate was placed on an alumina setter, a weight was placed on the setter, and a load of about 0.5 MPa was applied to the laminate for heating at 500 ° C. for 2 hours in the atmosphere to remove organic components. Calcination was performed for 1 hour. Next, the restraint sheet and the restraining inorganic substance attached to the surface of the glass ceramic substrate were removed. The surface of the obtained glass ceramic substrate is
The surface roughness (arithmetic mean roughness) Ra was a smooth surface of 1 μm or less, and there was no problem with the solder wettability of the conductor.

【0092】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 laminated plane. No warp or deformation was observed in the glass ceramic substrate.

【0093】[0093]

【表2】 [Table 2]

【0094】表2から、実施例6〜実施例9の各密着剤
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
縮が抑制され、高い寸法精度を有していることがわか
る。また、凹部の変形も認められなかった。
It can be seen from Table 2 that the glass ceramic substrates obtained by using the adhesives of Examples 6 to 9 have high dimensional accuracy because shrinkage during firing is suppressed. In addition, the deformation of the recess was not recognized.

【0095】[0095]

【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凹部に、この積層体と結合しかつ
焼成時に実質的に焼成しない、難焼結性無機材料を含む
拘束用無機組成物を底面から凹部の深さに対し10〜60%
の高さに充填するとともに、このガラスセラミック・グ
リーンシート積層体の両面に、焼成時に結合剤として働
くガラスを含む密着剤層を介してこの積層体と結合し、
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
ート積層体の凹部の変形および積層面内の収縮を確実に
抑えることができ、また密着剤層は拘束シートとともに
除去されることから、反りや変形のない、またキャビテ
ィ等の凹部についても変形を生じない寸法精度の高いガ
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, a constraining inorganic composition containing a hardly sinterable inorganic material, which is bonded to the glass-ceramic / green-sheet laminate in the recess and is not substantially fired at the time of firing. From the bottom to the depth of the recess 10 to 60%
While being filled to the height of, and bonded to both sides of this glass ceramic green sheet laminate through an adhesive layer containing glass that acts as a binder during firing,
In addition, since the constraining green sheets that do not shrink substantially during firing are stacked and fired, it is possible to reliably suppress the deformation of the concave portions of the glass-ceramic green sheet laminate and the shrinkage in the laminating plane, and the adhesive layer restrains. Since it is removed together with the sheet, there is an effect that a glass-ceramic substrate having high dimensional accuracy can be obtained, which is free from warpage and deformation, and does not cause deformation in recesses such as cavities.

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

【図1】本発明のガラスセラミック基板の製造方法にお
ける積層体の一例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a laminate in a method for manufacturing a glass ceramic substrate of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・ガラスセラミック基板 1’・・・・・ガラスセラミック・グリーンシート積層
体 2・・・・・拘束用無機物 2’・・・・・拘束用無機組成物 3・・・・・拘束シート 3’・・・・・拘束グリーンシート A・・・・・凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass-ceramic substrate 1 '... Glass-ceramic / green sheet laminate 2 ... Restraint inorganic substance 2' ... Restraint inorganic composition 3 ... Restraint sheet 3 '... Restraint green sheet A ... Recess

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・グリーンシートおよ
び貫通穴を設けたガラスセラミック・グリーンシートの
複数枚を積層して凹部を有するガラスセラミック・グリ
ーンシート積層体を作製する工程と、 前記ガラスセラミック・グリーンシート積層体の前記凹
部に難焼結性無機材料を含む拘束用無機組成物を底面か
ら前記凹部の深さに対し10〜60%の高さに充填する
とともに、ガラスと溶剤とを含む密着剤層を介在させ
て、このガラスセラミック・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、次いで
焼成して拘束シートを保持するとともに凹部に拘束用無
機物が充填され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および前記拘
束用無機物を除去する工程とを含み、 前記密着剤層のガラス含有量が、焼成時に前記拘束グリ
ーンシートを前記ガラスセラミック・グリーンシートと
結合させかつ焼成後に拘束シートとともにガラスセラミ
ック基板から除去される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 having a recess formed by laminating a plurality of glass ceramic green sheets containing an organic binder and having a conductor pattern formed on the surface and glass ceramic green sheets having through holes. A step of producing a body, and a constraining inorganic composition containing a hardly-sinterable inorganic material is provided in the recess of the glass-ceramic green sheet laminate from the bottom surface to a height of 10 to 60% with respect to the depth of the recess. A step of stacking a constraining green sheet containing a hardly-sinterable inorganic material and an organic binder on both surfaces of the glass ceramic green sheet laminate while interposing an adhesive layer containing glass and a solvent, while filling. The organic component is removed from the laminated body of the constrained green sheet and the glass ceramic / green sheet laminated body, and then baked. And holding the constraining sheet and producing a glass-ceramic substrate in which recesses are filled with a constraining inorganic substance, and a step of removing the constraining sheet and the constraining inorganic substance from the glass-ceramic substrate, the adhesive layer The method for producing a glass-ceramic substrate according to claim 1, wherein the glass content of is the amount that binds the constraining green sheet to the glass ceramic green sheet during firing and is removed from the glass-ceramic substrate together with the constraining sheet after firing.
【請求項2】前記密着剤層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 adhesive layer is not higher than the firing temperature of the glass ceramic green sheet laminate.
【請求項3】前記密着剤層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 producing a glass ceramic substrate according to claim 1, wherein the softening point of the glass contained in the adhesive layer is higher than the volatilization temperature of the organic component.
【請求項4】前記密着剤層中のガラス含有量が、前記密
着剤層成分のうち5〜50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 method for producing a glass ceramic substrate according to claim 1, wherein the content of glass in the adhesive layer is 5 to 50% by weight of the components of the adhesive layer.
【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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