JP2598872B2 - ガラスセラミックス多層基板 - Google Patents
ガラスセラミックス多層基板Info
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、厚膜回路部品、ＩＣ、
及びＬＳＩ等の高密度実装に好適なガラスセラミックス
多層基板に関するものである。
及びＬＳＩ等の高密度実装に好適なガラスセラミックス
多層基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、セラミックス多層基板としては、機械的強度、熱伝
導性及び気密性に優れたアルミナセラミックスが主に用
いられている。しかしながら、アルミナセラミックスは
焼成温度が１５００〜１６００℃と極めて高いため、内
層導体の材料としては、Ｍｏ、Ｗ等の高融点の金属材料
を使用しなければならず、これらの材料は導体抵抗が高
いという欠点を有していた。従って、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ
等の低い融点を有する金属を内層導体として用いること
ができるように、１０００℃以下の低い温度で焼成する
ことができるセラミックス材料が要望され検討されてい
る。
り、セラミックス多層基板としては、機械的強度、熱伝
導性及び気密性に優れたアルミナセラミックスが主に用
いられている。しかしながら、アルミナセラミックスは
焼成温度が１５００〜１６００℃と極めて高いため、内
層導体の材料としては、Ｍｏ、Ｗ等の高融点の金属材料
を使用しなければならず、これらの材料は導体抵抗が高
いという欠点を有していた。従って、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ
等の低い融点を有する金属を内層導体として用いること
ができるように、１０００℃以下の低い温度で焼成する
ことができるセラミックス材料が要望され検討されてい
る。
【０００３】またアルミナセラミックスは熱膨張係数が
７０×１０-7／℃と高いため、熱膨張係数が３５×１０
-7／℃であるシリコンチップを直接搭載することができ
ないという問題もあった。
７０×１０-7／℃と高いため、熱膨張係数が３５×１０
-7／℃であるシリコンチップを直接搭載することができ
ないという問題もあった。
【０００４】さらに、アルミナセラミックスは、誘電率
（ε）が約１０と高いため、高速信号回路用の基板とし
て適さないという問題もあった。すなわち、導体中を伝
播する信号の速度は、その周囲を形成する材料の誘電率
が高いほど遅れることが一般的に知られており、アルミ
ナセラミックスは誘電率が高いため、演算処理の高速化
の要求に応えることができない。
（ε）が約１０と高いため、高速信号回路用の基板とし
て適さないという問題もあった。すなわち、導体中を伝
播する信号の速度は、その周囲を形成する材料の誘電率
が高いほど遅れることが一般的に知られており、アルミ
ナセラミックスは誘電率が高いため、演算処理の高速化
の要求に応えることができない。
【０００５】以上のような状況下において、近年、ガラ
ス粉末とフィラー成分とを混合してなり、１０００℃以
下の低温焼成で作製できるガラスセラミック多層基板が
提案されている。例えば特開昭６４−４５７４３号、同
６４−５１３４６号、特開平１−１７９７４１号、同１
−２５２５４８号等には、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＲＯ
を所定割合含むガラス粉末と、フィラー粉末、酸化剤、
ニオブの酸化物等を焼成してなるガラスセラミックス多
層基板が開示されている。これらのガラスセラミックス
多層基板は、機械的強度及び熱伝導率を大きくし、絶縁
抵抗及び絶縁破壊電圧の向上、及び導体のはんだ濡れ性
の向上等を目的として提案されているものであり、低温
焼成が可能な材料であるが、シリコンチップを直接搭載
できるような低い熱膨張係数を示すものではなく、また
高速信号回路用基板に用いることができる程度の低い誘
電率を有するものではなかった。
ス粉末とフィラー成分とを混合してなり、１０００℃以
下の低温焼成で作製できるガラスセラミック多層基板が
提案されている。例えば特開昭６４−４５７４３号、同
６４−５１３４６号、特開平１−１７９７４１号、同１
−２５２５４８号等には、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＲＯ
を所定割合含むガラス粉末と、フィラー粉末、酸化剤、
ニオブの酸化物等を焼成してなるガラスセラミックス多
層基板が開示されている。これらのガラスセラミックス
多層基板は、機械的強度及び熱伝導率を大きくし、絶縁
抵抗及び絶縁破壊電圧の向上、及び導体のはんだ濡れ性
の向上等を目的として提案されているものであり、低温
焼成が可能な材料であるが、シリコンチップを直接搭載
できるような低い熱膨張係数を示すものではなく、また
高速信号回路用基板に用いることができる程度の低い誘
電率を有するものではなかった。
【０００６】また、特開平１−１３２１９４号では、１
０００℃以下の低温で焼結することができ、低誘電率
で、かつ高い強度を有するガラスセラミックス配線基板
が提案されているが、低誘電率を得ることを目的とする
ものの、その誘電率は７．３〜７．８の範囲であり、未
だ不十分なものであった。また低熱膨張率の点において
も、明細書中の記載では、熱膨張係数は６０〜７２×１
０-7／℃の範囲が適当とされており、シリコンチップを
直接搭載するには不適当であった。
０００℃以下の低温で焼結することができ、低誘電率
で、かつ高い強度を有するガラスセラミックス配線基板
が提案されているが、低誘電率を得ることを目的とする
ものの、その誘電率は７．３〜７．８の範囲であり、未
だ不十分なものであった。また低熱膨張率の点において
も、明細書中の記載では、熱膨張係数は６０〜７２×１
０-7／℃の範囲が適当とされており、シリコンチップを
直接搭載するには不適当であった。
【０００７】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、１０００℃以下の低温焼成で作製することが
でき、熱膨張係数がシリコンチップの熱膨張係数と近似
しており、高速演算処理に十分対応することができるよ
うな７以下の低い誘電率を有し、かつ高い機械的強度を
有するガラスセラミックス多層基板を提供することにあ
る。
を解消し、１０００℃以下の低温焼成で作製することが
でき、熱膨張係数がシリコンチップの熱膨張係数と近似
しており、高速演算処理に十分対応することができるよ
うな７以下の低い誘電率を有し、かつ高い機械的強度を
有するガラスセラミックス多層基板を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のガラスセラミッ
クス多層基板は、重量百分率で、ガラス成分４０〜８０
％、フィラー成分２０〜６０％からなり、該ガラス成分
がＳｉＯ2 ２０〜５０％、Ａｌ2 Ｏ3 １０〜４０
％、ＳｒＯ １１〜２５％、ＭｇＯ ６〜２０％、Ｂ2
Ｏ3 ０．１〜３０％、ＺｎＯ ０．１〜３０％の組成
を有することを特徴としている。
クス多層基板は、重量百分率で、ガラス成分４０〜８０
％、フィラー成分２０〜６０％からなり、該ガラス成分
がＳｉＯ2 ２０〜５０％、Ａｌ2 Ｏ3 １０〜４０
％、ＳｒＯ １１〜２５％、ＭｇＯ ６〜２０％、Ｂ2
Ｏ3 ０．１〜３０％、ＺｎＯ ０．１〜３０％の組成
を有することを特徴としている。
【０００９】本発明に用いられるフィラー成分として
は、例えば、アルミナ、ムライト、コージエライト、ジ
ルコニア及びケイ酸ジルコニウムの群から選ばれる１種
以上を用いることができる。
は、例えば、アルミナ、ムライト、コージエライト、ジ
ルコニア及びケイ酸ジルコニウムの群から選ばれる１種
以上を用いることができる。
【００１０】なお、本発明のガラスセラミックス多層基
板は、以下の方法で製造される。まず重量百分率で、Ｓ
ｉＯ2 ２０〜５０％、Ａｌ2 Ｏ3 １０〜４０％、Ｓ
ｒＯ １１〜２５％、ＭｇＯ ６〜２０％、Ｂ2 Ｏ3
０．１〜３０％、ＺｎＯ０．１〜３０％の組成を有する
ガラス粉末と、アルミナ、ムライト、コージエライト、
ジルコニア及びケイ酸ジルコニウムの群から選ばれる１
種以上のフィラー粉末とを所定の混合割合で秤取し、結
合剤、可塑剤及び溶剤等と混合してスラリーを調製す
る。結合剤としては、例えばポリビニルブチラール樹
脂、メタアクリル酸樹脂等を用いることができる。また
可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチルを用いること
ができ、溶剤としては、例えばトルエン、メチルエチル
ケトン等を用いることができる。
板は、以下の方法で製造される。まず重量百分率で、Ｓ
ｉＯ2 ２０〜５０％、Ａｌ2 Ｏ3 １０〜４０％、Ｓ
ｒＯ １１〜２５％、ＭｇＯ ６〜２０％、Ｂ2 Ｏ3
０．１〜３０％、ＺｎＯ０．１〜３０％の組成を有する
ガラス粉末と、アルミナ、ムライト、コージエライト、
ジルコニア及びケイ酸ジルコニウムの群から選ばれる１
種以上のフィラー粉末とを所定の混合割合で秤取し、結
合剤、可塑剤及び溶剤等と混合してスラリーを調製す
る。結合剤としては、例えばポリビニルブチラール樹
脂、メタアクリル酸樹脂等を用いることができる。また
可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチルを用いること
ができ、溶剤としては、例えばトルエン、メチルエチル
ケトン等を用いることができる。
【００１１】このようにして得られたスラリーを、ポリ
エステルフィルム上にドクターブレード法により塗布
し、厚み０．２ｍｍ程度のグリーンシートを製造する。
これを乾燥し、所定の大きさに切断した後、各グリーン
シートに機械的加工によりスルーホールを形成し、導体
となる低抵抗金属材料をスルーホール及びグリーンシー
ト表面に印刷し形成する。これらのグリーンシートを複
数枚積層し、熱圧着により一体化する。
エステルフィルム上にドクターブレード法により塗布
し、厚み０．２ｍｍ程度のグリーンシートを製造する。
これを乾燥し、所定の大きさに切断した後、各グリーン
シートに機械的加工によりスルーホールを形成し、導体
となる低抵抗金属材料をスルーホール及びグリーンシー
ト表面に印刷し形成する。これらのグリーンシートを複
数枚積層し、熱圧着により一体化する。
【００１２】このようにして得た積層グリーンシート
を、毎分３℃の速度で昇温し、５００℃の温度で３０分
間保持し、グリーンシート中の有機物質を除去する。こ
の後、毎分１０℃の速度で８００〜１０００℃まで昇温
し、１０分〜１時間保持して焼結させ、本発明のガラス
セラミックス多層基板を得る。
を、毎分３℃の速度で昇温し、５００℃の温度で３０分
間保持し、グリーンシート中の有機物質を除去する。こ
の後、毎分１０℃の速度で８００〜１０００℃まで昇温
し、１０分〜１時間保持して焼結させ、本発明のガラス
セラミックス多層基板を得る。
【００１３】
【作用】本発明のガラスセラミックス多層基板は、ガラ
ス成分中にＳｒＯ及びＭｇＯを所定の割合で含有するこ
とを特徴としており、このようなＳｒＯ及びＭｇＯの含
有により、焼成の際ガラス相よりストロンチウム長石及
びコージエライトを同時に析出させることができ、シリ
コンチップを直接搭載可能な低い熱膨張係数、及び高速
演算処理に十分対応できる低い誘電率を実現すると共
に、高い機械的強度を得ることができる。
ス成分中にＳｒＯ及びＭｇＯを所定の割合で含有するこ
とを特徴としており、このようなＳｒＯ及びＭｇＯの含
有により、焼成の際ガラス相よりストロンチウム長石及
びコージエライトを同時に析出させることができ、シリ
コンチップを直接搭載可能な低い熱膨張係数、及び高速
演算処理に十分対応できる低い誘電率を実現すると共
に、高い機械的強度を得ることができる。
【００１４】以下、本発明の数値限定の理由について説
明する。本発明のガラスセラミックス多層基板は、４０
〜８０％のガラス成分と２０〜６０％のフィラー成分と
からなる。ガラス成分の割合が４０％未満であると、即
ちフィラー成分が６０％を超えると、焼成の際に緻密化
せず、機械的強度が著しく低下する。またガラス成分の
割合が８０％を超えると、即ちフィラー成分が２０％未
満であると、結晶析出後、ガラス成分が基板表面から浮
き出し、表面に印刷した導体との接着強度が低下する。
明する。本発明のガラスセラミックス多層基板は、４０
〜８０％のガラス成分と２０〜６０％のフィラー成分と
からなる。ガラス成分の割合が４０％未満であると、即
ちフィラー成分が６０％を超えると、焼成の際に緻密化
せず、機械的強度が著しく低下する。またガラス成分の
割合が８０％を超えると、即ちフィラー成分が２０％未
満であると、結晶析出後、ガラス成分が基板表面から浮
き出し、表面に印刷した導体との接着強度が低下する。
【００１５】また本発明のガラスセラミックス多層基板
において、ガラス成分中、ＳｉＯ2は２０〜５０％、好
ましくは、２５〜４５％含まれる。ＳｉＯ2 はガラスの
ネットワークフォーマーであり、またストロンチウム長
石及びコージエライトの結晶構成成分である。従って、
ＳｉＯ2 が２０％未満であると、結晶量が少なくなり、
低熱膨張係数、低誘電率及び十分な機械的強度を得るこ
とができない。また５０％を超えると、ガラスの溶融性
が悪くなると共に、軟化点が高くなり、低温焼成が困難
になる。
において、ガラス成分中、ＳｉＯ2は２０〜５０％、好
ましくは、２５〜４５％含まれる。ＳｉＯ2 はガラスの
ネットワークフォーマーであり、またストロンチウム長
石及びコージエライトの結晶構成成分である。従って、
ＳｉＯ2 が２０％未満であると、結晶量が少なくなり、
低熱膨張係数、低誘電率及び十分な機械的強度を得るこ
とができない。また５０％を超えると、ガラスの溶融性
が悪くなると共に、軟化点が高くなり、低温焼成が困難
になる。
【００１６】Ａｌ2 Ｏ3 は１０〜４０％、好ましくは１
５〜３５％、さらに好ましくは２０〜３５％含まれる。
Ａｌ2 Ｏ3 もストロンチウム長石及びコージエライトの
結晶構成成分であり、その含有量が１０％より少ないと
結晶量が少なくなり、また４０％を超えると溶融性が悪
くなる。
５〜３５％、さらに好ましくは２０〜３５％含まれる。
Ａｌ2 Ｏ3 もストロンチウム長石及びコージエライトの
結晶構成成分であり、その含有量が１０％より少ないと
結晶量が少なくなり、また４０％を超えると溶融性が悪
くなる。
【００１７】ＳｒＯは１１〜２５％含有され、好ましく
は１１〜２０％含有される。本発明においては、ＳｒＯ
がガラス成分中の必須成分として含有されるが、これは
焼成の際にストロンチウム長石を析出させる必要がある
からである。ＳｒＯの含有量が１１％未満であるとスト
ロンチウム長石が析出せず、機械的強度が低くなる。ま
た２５％を超えると、熱膨張係数が大きくなり過ぎる。
は１１〜２０％含有される。本発明においては、ＳｒＯ
がガラス成分中の必須成分として含有されるが、これは
焼成の際にストロンチウム長石を析出させる必要がある
からである。ＳｒＯの含有量が１１％未満であるとスト
ロンチウム長石が析出せず、機械的強度が低くなる。ま
た２５％を超えると、熱膨張係数が大きくなり過ぎる。
【００１８】ＭｇＯは、ＳｒＯと同様にガラス成分中の
必須成分であり、６〜２０％、好ましくは６〜１５％含
有される。本発明においては、ＭｇＯを含むことによ
り、焼成の際にコージエライトが析出し、シリコンチッ
プに近い熱膨張係数を示すと共に、誘電率を低くするこ
とができる。ＭｇＯの含有量が６％未満であると、コー
ジエライトが十分に析出せず、低熱膨張係数及び低誘電
率を達成することができない。またＭｇＯの含有量が２
０％を超えると、失透が生成しやすくなる。
必須成分であり、６〜２０％、好ましくは６〜１５％含
有される。本発明においては、ＭｇＯを含むことによ
り、焼成の際にコージエライトが析出し、シリコンチッ
プに近い熱膨張係数を示すと共に、誘電率を低くするこ
とができる。ＭｇＯの含有量が６％未満であると、コー
ジエライトが十分に析出せず、低熱膨張係数及び低誘電
率を達成することができない。またＭｇＯの含有量が２
０％を超えると、失透が生成しやすくなる。
【００１９】Ｂ2 Ｏ3 及びＺｎＯは、ガラスの溶融性を
向上させるためにガラス成分中に含まれる。Ｂ2 Ｏ3 の
含有量は０．１〜３０％であり、好ましくは１〜２５％
である。ＺｎＯの含有量は０．１〜３０％であり、好ま
しくは１〜２５％である。Ｂ 2 Ｏ3 が３０％を超えて含
まれると、ガラスの耐水性が悪化する。また、ＺｎＯの
含有量が３０％を超えると、異種結晶としてガーナイト
が析出し、熱膨張係数が高くなる。一方、Ｂ2 Ｏ3 及び
ＺｎＯは、前記したようにガラスの溶融性を改善する成
分であるので、それぞれ０．１％よりも少ない含有量で
ある場合には、その効果が十分に発揮されない。
向上させるためにガラス成分中に含まれる。Ｂ2 Ｏ3 の
含有量は０．１〜３０％であり、好ましくは１〜２５％
である。ＺｎＯの含有量は０．１〜３０％であり、好ま
しくは１〜２５％である。Ｂ 2 Ｏ3 が３０％を超えて含
まれると、ガラスの耐水性が悪化する。また、ＺｎＯの
含有量が３０％を超えると、異種結晶としてガーナイト
が析出し、熱膨張係数が高くなる。一方、Ｂ2 Ｏ3 及び
ＺｎＯは、前記したようにガラスの溶融性を改善する成
分であるので、それぞれ０．１％よりも少ない含有量で
ある場合には、その効果が十分に発揮されない。
【００２０】本発明においては、上述のように、ＳｒＯ
及びＭｇＯがガラス粉末中の必須成分であり、これらの
酸化物を含むことにより、焼成の際にストロンチウム長
石及びコージエライトをガラス相より析出させ、これに
よってシリコンに近い低熱膨張係数、高速演算処理に十
分対応できる低い誘電率を示すと共に、高い機械的強度
を有することができる。
及びＭｇＯがガラス粉末中の必須成分であり、これらの
酸化物を含むことにより、焼成の際にストロンチウム長
石及びコージエライトをガラス相より析出させ、これに
よってシリコンに近い低熱膨張係数、高速演算処理に十
分対応できる低い誘電率を示すと共に、高い機械的強度
を有することができる。
【００２１】
【実施例】表１のガラス組成となるように、二酸化珪
素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸ストロ
ンチウム、ホウ酸、及び酸化亜鉛の各原料を調合し、こ
れを白金ルツボ中に入れ、１５００℃で２時間保持して
溶融した。次に、この溶融ガラスを急冷して薄板状に成
形した後、アルミナボールで粉砕し分級することによっ
て、平均粒径が約２μｍのガラス粉末を得た。
素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸ストロ
ンチウム、ホウ酸、及び酸化亜鉛の各原料を調合し、こ
れを白金ルツボ中に入れ、１５００℃で２時間保持して
溶融した。次に、この溶融ガラスを急冷して薄板状に成
形した後、アルミナボールで粉砕し分級することによっ
て、平均粒径が約２μｍのガラス粉末を得た。
【００２２】このようにして得られた各ガラス粉末を、
表１に示す各種フィラー粉末と所定の割合で混合し、直
径５ｍｍ、長さ５０ｍｍの丸棒状試験体、直径４０ｍ
ｍ、厚み２ｍｍの円板状試験体、及び幅１５ｍｍ、長さ
５０ｍｍ、厚み１ｍｍの短冊状試験体にプレス成形した
後、９００℃で１０分間焼成した。
表１に示す各種フィラー粉末と所定の割合で混合し、直
径５ｍｍ、長さ５０ｍｍの丸棒状試験体、直径４０ｍ
ｍ、厚み２ｍｍの円板状試験体、及び幅１５ｍｍ、長さ
５０ｍｍ、厚み１ｍｍの短冊状試験体にプレス成形した
後、９００℃で１０分間焼成した。
【００２３】丸棒状試験体を用いてディラトメーターで
熱膨張係数を測定し、円板状試験体を用いて誘電率を測
定し、短冊状試験体を用いて曲げ強度（三点荷重方式）
を測定した。
熱膨張係数を測定し、円板状試験体を用いて誘電率を測
定し、短冊状試験体を用いて曲げ強度（三点荷重方式）
を測定した。
【００２４】結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】また、比較として、表２に示すように本発
明の範囲外の組成のガラス粉末を用い、上記実施例と同
様にしてフィラー粉末と混合し、同様の試験体を作製
し、熱膨張係数、誘電率及び曲げ強度を測定した。結果
を表２に示す。
明の範囲外の組成のガラス粉末を用い、上記実施例と同
様にしてフィラー粉末と混合し、同様の試験体を作製
し、熱膨張係数、誘電率及び曲げ強度を測定した。結果
を表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】表１から明らかなように、実施例の各試料
は、シリコンチップの熱膨張係数３５×１０-7／℃に近
い低熱膨張係数を示しており、また誘電率も７以下の低
い値を示している。また曲げ強度も高く、高い機械的強
度を有していることがわかる。
は、シリコンチップの熱膨張係数３５×１０-7／℃に近
い低熱膨張係数を示しており、また誘電率も７以下の低
い値を示している。また曲げ強度も高く、高い機械的強
度を有していることがわかる。
【００２９】これに対して、比較例１はガラス成分中の
ＭｇＯの含有量が本発明の範囲よりも少ないため熱膨張
係数及び誘電率が高くなっている。比較例２は、ガラス
成分中のＳｒＯの含有量が本発明の範囲よりも少なく、
曲げ強度が著しく低くなっている。
ＭｇＯの含有量が本発明の範囲よりも少ないため熱膨張
係数及び誘電率が高くなっている。比較例２は、ガラス
成分中のＳｒＯの含有量が本発明の範囲よりも少なく、
曲げ強度が著しく低くなっている。
【００３０】比較例３は、ガラス成分中にＢ2 Ｏ3 及び
ＺｎＯを含まないため、緻密化した焼結体を得ることが
できなかった。比較例４は、ガラス成分中のＡｌ2 Ｏ3
の含有量が本発明の範囲よりも少ないため、熱膨張係数
及び誘電率が高く、また著しく曲げ強度が低下した。
ＺｎＯを含まないため、緻密化した焼結体を得ることが
できなかった。比較例４は、ガラス成分中のＡｌ2 Ｏ3
の含有量が本発明の範囲よりも少ないため、熱膨張係数
及び誘電率が高く、また著しく曲げ強度が低下した。
【００３１】また比較例５は、ガラス成分が必須成分で
あるＭｇＯを含有しておらず、フィラー成分としてコー
ジエライトを６０％含有させたものである。コージエラ
イトをフィラー成分として大量に含有させると、低い熱
膨張係数及び低い誘電率が得られるものの、これらの特
性がほぼ同等である実施例３に比べて曲げ強度が著しく
劣る。これは本発明では、ガラス成分中にＭｇＯを必須
成分として含有させることにより、焼成の際にガラス相
よりコージエライトが析出し、析出したコージエライト
によって低い熱膨張係数及び低い誘電率を達成し、しか
も析出したコージエライトが微結晶粒であるため、曲げ
強度の向上に寄与するためである。
あるＭｇＯを含有しておらず、フィラー成分としてコー
ジエライトを６０％含有させたものである。コージエラ
イトをフィラー成分として大量に含有させると、低い熱
膨張係数及び低い誘電率が得られるものの、これらの特
性がほぼ同等である実施例３に比べて曲げ強度が著しく
劣る。これは本発明では、ガラス成分中にＭｇＯを必須
成分として含有させることにより、焼成の際にガラス相
よりコージエライトが析出し、析出したコージエライト
によって低い熱膨張係数及び低い誘電率を達成し、しか
も析出したコージエライトが微結晶粒であるため、曲げ
強度の向上に寄与するためである。
【００３２】次に実施例９〜１１のガラスセラミックス
組成物を使用してセラミックス多層基板を作製した。図
１はガラスセラミックス多層基板の断面図を示したもの
であり、１はビア導体、２は内層導体パターン、３は最
外層導体、４はベアＩＣチップ、５は突起電極、６は接
合材である。また表３は作製したガラスセラミックス多
層基板の反りや変形の有無、端子強度、接続抵抗値の変
化量をそれぞれ示している。
組成物を使用してセラミックス多層基板を作製した。図
１はガラスセラミックス多層基板の断面図を示したもの
であり、１はビア導体、２は内層導体パターン、３は最
外層導体、４はベアＩＣチップ、５は突起電極、６は接
合材である。また表３は作製したガラスセラミックス多
層基板の反りや変形の有無、端子強度、接続抵抗値の変
化量をそれぞれ示している。
【００３３】
【表３】
【００３４】まず実施例９〜１１の組成を有するガラス
セラミックス組成物を用い、公知の技術によりグリーン
シートを複数枚作製した。さらに得られた各グリーンシ
ートの所定の位置にビア孔を設け、ＣｕＯビア導体を充
填してビア導体１を形成し、また印刷法によりＣｕＯ内
層導体を用いて内層導体パターン２を形成した。その
後、これらのグリーンシートを積層して多層化し、脱バ
インダーの後、Ｈ2 ／Ｎ 2 グリーンガスにより還元し、
９００℃の窒素雰囲気中で１０分間焼成した。このよう
にして内層導体と同時焼成されたガラスセラミックス多
層基板には、反りや変形は認められなかった。
セラミックス組成物を用い、公知の技術によりグリーン
シートを複数枚作製した。さらに得られた各グリーンシ
ートの所定の位置にビア孔を設け、ＣｕＯビア導体を充
填してビア導体１を形成し、また印刷法によりＣｕＯ内
層導体を用いて内層導体パターン２を形成した。その
後、これらのグリーンシートを積層して多層化し、脱バ
インダーの後、Ｈ2 ／Ｎ 2 グリーンガスにより還元し、
９００℃の窒素雰囲気中で１０分間焼成した。このよう
にして内層導体と同時焼成されたガラスセラミックス多
層基板には、反りや変形は認められなかった。
【００３５】また、ガラスセラミックス多層基板にＣｕ
導体を印刷して焼成し、最外層導体３を形成し、その端
子強度を測定した。端子強度が１．５ｍｍ角の電極で
０．９ｋｇ以上であれば実用レベルであるが、本実施例
では表３に示すように０．９〜１．８ｋｇ／１．５ｍｍ
角の値を示し、実用に十分耐え得ることがわかった。
導体を印刷して焼成し、最外層導体３を形成し、その端
子強度を測定した。端子強度が１．５ｍｍ角の電極で
０．９ｋｇ以上であれば実用レベルであるが、本実施例
では表３に示すように０．９〜１．８ｋｇ／１．５ｍｍ
角の値を示し、実用に十分耐え得ることがわかった。
【００３６】さらに６ｍｍ角のベアＩＣチップ４を、接
合材に共晶ハンダを用い、フリップチップ実装法により
ガラスセラミックス多層基板にハンダ付けした。チップ
実装後の多層基板に対して、ヒートサイクル−４０〜＋
１２５℃、１００サイクルの試験を行ったところ、接続
部の断線はなく１バンプ（ＩＣパッドの大きさは１００
μｍ）当たりの抵抗値の変化量は±２０ｍΩと良好な値
を示した。このように熱膨張係数をシリコンチップに近
づけた組成により、優れた信頼性のフリップチップ実装
されたガラスセラミックス多層基板を得ることができ
た。
合材に共晶ハンダを用い、フリップチップ実装法により
ガラスセラミックス多層基板にハンダ付けした。チップ
実装後の多層基板に対して、ヒートサイクル−４０〜＋
１２５℃、１００サイクルの試験を行ったところ、接続
部の断線はなく１バンプ（ＩＣパッドの大きさは１００
μｍ）当たりの抵抗値の変化量は±２０ｍΩと良好な値
を示した。このように熱膨張係数をシリコンチップに近
づけた組成により、優れた信頼性のフリップチップ実装
されたガラスセラミックス多層基板を得ることができ
た。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明のガラスセラミック
ス多層基板は、１０００℃以下の温度で焼成が可能であ
り、シリコンチップを直接搭載できる低い熱膨張係数を
有し、高速演算処理に十分対応できる７以下の低い誘電
率を有し、かつ高い機械的強度を有するセラミックス多
層基板を作製することができる。
ス多層基板は、１０００℃以下の温度で焼成が可能であ
り、シリコンチップを直接搭載できる低い熱膨張係数を
有し、高速演算処理に十分対応できる７以下の低い誘電
率を有し、かつ高い機械的強度を有するセラミックス多
層基板を作製することができる。
【図１】本発明のガラスセラミックス多層基板にＩＣチ
ップを実装した状態を示す断面図。
ップを実装した状態を示す断面図。
１…ビア導体 ２…内層導体パターン ３…最外層導体 ４…ベアＩＣチップ ５…突起電極 ６…接合材
フロントページの続き (72)発明者 瀬川 茂俊 香川県高松市寿町２丁目２番10号 松下 寿電子工業株式会社内 (72)発明者 福永 靖一 香川県高松市寿町２丁目２番10号 松下 寿電子工業株式会社内 (72)発明者 馬屋原 芳夫 滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号 日本 電気硝子株式会社内 (72)発明者 渡邊 広光 滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号 日本 電気硝子株式会社内 (72)発明者 新藤 和義 滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号 日本 電気硝子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−107838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215559（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 重量百分率で、ガラス成分４０〜８０
％、フィラー成分２０〜６０％からなり、該ガラス成分
がＳｉＯ2 ２０〜５０％、Ａｌ2 Ｏ3 １０〜４０％、
ＳｒＯ １１〜２５％、ＭｇＯ ６〜２０％、Ｂ2 Ｏ3
０．１〜３０％、ＺｎＯ０．１〜３０％の組成を有す
ることを特徴とするガラスセラミックス多層基板。 - 【請求項２】 フィラー成分が、アルミナ、ムライト、
コージエライト、ジルコニア及びケイ酸ジルコニウムの
群から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項
１に記載のガラスセラミックス多層基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5199499A JP2598872B2 (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | ガラスセラミックス多層基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5199499A JP2598872B2 (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | ガラスセラミックス多層基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758454A JPH0758454A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2598872B2 true JP2598872B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=16408845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5199499A Expired - Lifetime JP2598872B2 (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | ガラスセラミックス多層基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598872B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6602623B1 (en) | 1999-10-27 | 2003-08-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Low-temperature firing ceramic composition, process for producing same and wiring substrate prepared by using same |
| JP2002338295A (ja) * | 2001-05-17 | 2002-11-27 | Asahi Glass Co Ltd | 無アルカリガラス、電子回路基板用組成物および電子回路基板 |
| KR100930852B1 (ko) * | 2004-06-28 | 2009-12-10 | 티디케이가부시기가이샤 | 저온 소성 기판 재료 및 그것을 사용한 다층 배선 기판 |
| JP5383962B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2014-01-08 | 京セラ株式会社 | ガラスセラミック組成物、ガラスセラミック焼結体並びにそれを用いた配線基板とその実装構造 |
| JP2012167008A (ja) * | 2012-04-06 | 2012-09-06 | Kyocera Corp | ガラスセラミック組成物、ガラスセラミック焼結体並びにそれを用いた配線基板とその実装構造 |
| JP2016128360A (ja) * | 2013-03-26 | 2016-07-14 | 日本碍子株式会社 | ガラス−セラミックス複合材料 |
| US20220319942A1 (en) * | 2019-09-24 | 2022-10-06 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Glass for covering semiconductor element and material for covering semiconductor element using same |
| CN113121116B (zh) * | 2021-05-11 | 2022-11-22 | 景德镇陶瓷大学 | 一种微晶玻璃焊料及其制备方法和连接氧化铝陶瓷的方法 |
-
1993
- 1993-08-11 JP JP5199499A patent/JP2598872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0758454A (ja) | 1995-03-03 |
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