JP2727369B2 - セラミック基板の製造方法 - Google Patents
セラミック基板の製造方法Info
- Publication number
- JP2727369B2 JP2727369B2 JP2017790A JP1779090A JP2727369B2 JP 2727369 B2 JP2727369 B2 JP 2727369B2 JP 2017790 A JP2017790 A JP 2017790A JP 1779090 A JP1779090 A JP 1779090A JP 2727369 B2 JP2727369 B2 JP 2727369B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic substrate
- glass
- alumina
- parts
- borosilicate glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
- C03C14/004—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 セラミック基板の製造方法の改良、特に、セラミック
基板の誘電率を低減する方法に関し、 誘電率が低く、しかも、熱膨張係数がシリコンに近似し
ているセラミック基板を提供することを目的とし、 アルミナ20〜75％とホウ珪酸ガラス80〜25％との混合
物を1,000℃以上の温度において熱処理をなした後粉砕
してアルミニウム拡散ガラス粉末を形成し、このアルミ
ニウム拡散ガラス粉末10〜75％とホウ珪酸ガラス20〜60
％と石英ガラス５〜70％との混合物のグリーンシートを
形成し、このグリーンシートを焼成してセラミック基板
を形成する工程をもって構成される。
基板の誘電率を低減する方法に関し、 誘電率が低く、しかも、熱膨張係数がシリコンに近似し
ているセラミック基板を提供することを目的とし、 アルミナ20〜75％とホウ珪酸ガラス80〜25％との混合
物を1,000℃以上の温度において熱処理をなした後粉砕
してアルミニウム拡散ガラス粉末を形成し、このアルミ
ニウム拡散ガラス粉末10〜75％とホウ珪酸ガラス20〜60
％と石英ガラス５〜70％との混合物のグリーンシートを
形成し、このグリーンシートを焼成してセラミック基板
を形成する工程をもって構成される。
本発明はセラミック基板の製造方法の改良、特に、セ
ラミック基板の誘電率を低減する方法に関する。
ラミック基板の誘電率を低減する方法に関する。
一般に知られているセラミック基板の製造方法は、ま
ず、ホウ珪酸ガラス33部と石英ガラス33部とアルミナ33
部とを、ポリメタクリル酸アクリレート（PMMA）、ジブ
チルフタレート、及び、メチルエチルケトンと共にボー
ルミルに入れて24時間混練して製造したスラリーをドク
ターブレード法を使用して成形してグリーンシートを製
造する。このグリーンシートを30MPaの圧力で加圧して1
30℃の温度に30分間加熱した後、窒素雰囲気中において
850℃の温度に加熱してバインダを除去し、さらに、1,0
20℃の温度で本焼成してセラミック基板を形成する。
ず、ホウ珪酸ガラス33部と石英ガラス33部とアルミナ33
部とを、ポリメタクリル酸アクリレート（PMMA）、ジブ
チルフタレート、及び、メチルエチルケトンと共にボー
ルミルに入れて24時間混練して製造したスラリーをドク
ターブレード法を使用して成形してグリーンシートを製
造する。このグリーンシートを30MPaの圧力で加圧して1
30℃の温度に30分間加熱した後、窒素雰囲気中において
850℃の温度に加熱してバインダを除去し、さらに、1,0
20℃の温度で本焼成してセラミック基板を形成する。
ところで、前記のセラミック基板の製造に使用される
原料のうち、ホウ珪酸ガラスは誘電率を下げる作用があ
り、アルミナは基板強度を高める作用があり、石英ガラ
スは焼成時にバインダを飛散しやすくする作用がある。
さらに、アルミナの添加はガラスの結晶化を抑制し、熱
膨張係数をシリコンに近似させる作用がある。
原料のうち、ホウ珪酸ガラスは誘電率を下げる作用があ
り、アルミナは基板強度を高める作用があり、石英ガラ
スは焼成時にバインダを飛散しやすくする作用がある。
さらに、アルミナの添加はガラスの結晶化を抑制し、熱
膨張係数をシリコンに近似させる作用がある。
このようにして製造されたセラミック基板は誘電率が
低く、熱膨張係数がシリコンに近似しており、強度が高
いという特性を有しているため、素子を搭載する実装基
板として使用されている。
低く、熱膨張係数がシリコンに近似しており、強度が高
いという特性を有しているため、素子を搭載する実装基
板として使用されている。
ところで、コンピューター等の分野において信号処理
の高速化を強く望まれているが、この要望に応えるに
は、半導体素子自体の動作特性を高速化することは勿論
であるが、これらの素子を搭載する基板についても高速
化対策が必要である。
の高速化を強く望まれているが、この要望に応えるに
は、半導体素子自体の動作特性を高速化することは勿論
であるが、これらの素子を搭載する基板についても高速
化対策が必要である。
基板の高速化対策の一つとして、基板の誘電率の低下
が挙げられる。セラミック基板の誘電率を下げる手段と
しては、ホウ珪酸ガラスの混合比率を高くすればよいこ
とは知られているが、単にホウ珪酸ガラスの混合比率を
高めると、ガラスが結晶化してクリストバライトが生成
し、その結果、セラミック基板の熱膨張係数がシリコン
に比べて大きくなり、シリコンを主体とする半導体素子
を搭載した時にクラックが発生するという問題が生ず
る。
が挙げられる。セラミック基板の誘電率を下げる手段と
しては、ホウ珪酸ガラスの混合比率を高くすればよいこ
とは知られているが、単にホウ珪酸ガラスの混合比率を
高めると、ガラスが結晶化してクリストバライトが生成
し、その結果、セラミック基板の熱膨張係数がシリコン
に比べて大きくなり、シリコンを主体とする半導体素子
を搭載した時にクラックが発生するという問題が生ず
る。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、誘
電率が低く、しかも、熱膨張係数がシリコンに近似して
いるセラミック基板を提供することにある。
電率が低く、しかも、熱膨張係数がシリコンに近似して
いるセラミック基板を提供することにある。
上記の目的は、アルミナ20〜75％とホウ珪酸ガラス80
〜25％との混合物を熱処理した後、粉砕してアルミニュ
ウム拡散ガラス粉末を形成し、このアルミニュウム拡散
ガラス粉末10〜75％とホウ珪酸ガラス20〜60％と石英ガ
ラス５〜70％との混合物のグリーンシートを形成し、こ
のグリーンシートを焼成してセラミック基板を形成して
なすセラミック基板の製造方法によって達成される。
〜25％との混合物を熱処理した後、粉砕してアルミニュ
ウム拡散ガラス粉末を形成し、このアルミニュウム拡散
ガラス粉末10〜75％とホウ珪酸ガラス20〜60％と石英ガ
ラス５〜70％との混合物のグリーンシートを形成し、こ
のグリーンシートを焼成してセラミック基板を形成して
なすセラミック基板の製造方法によって達成される。
本発明に係るセラミック基板の製造方法においては、
ホウ珪酸ガラスとアルミナとの混合物を1,000℃以上の
温度で熱処理した後に粉砕して製造したアルミニウム
（イオン）拡散ガラス粉末、すなわち、ガラス中にアル
ミニウムイオンが十分拡散している粉末をホウ珪酸ガラ
スと石英ガラスとに混合してセラミック基板を形成する
ので、ホウ珪酸ガラスと石英ガラスとに単にアルミナを
混合する従来の方法に比べて少ないアルミナ量で効率よ
くガラスの結晶化を防ぎ、熱膨張係数をシリコンに近似
させることができる。アルミナの混合比率が少なくてす
めば、それに相応してホウ珪酸ガラスの混合比率を増加
させることができるので、誘電率を低減することが可能
になる。
ホウ珪酸ガラスとアルミナとの混合物を1,000℃以上の
温度で熱処理した後に粉砕して製造したアルミニウム
（イオン）拡散ガラス粉末、すなわち、ガラス中にアル
ミニウムイオンが十分拡散している粉末をホウ珪酸ガラ
スと石英ガラスとに混合してセラミック基板を形成する
ので、ホウ珪酸ガラスと石英ガラスとに単にアルミナを
混合する従来の方法に比べて少ないアルミナ量で効率よ
くガラスの結晶化を防ぎ、熱膨張係数をシリコンに近似
させることができる。アルミナの混合比率が少なくてす
めば、それに相応してホウ珪酸ガラスの混合比率を増加
させることができるので、誘電率を低減することが可能
になる。
以下、本発明の三つの実施例に係るセラミック基板の
製造方法について説明する。
製造方法について説明する。
第１例 ホウ珪酸ガラス50部とアルミナ50部とにアセトンを加
えて48時間混合した後、アセトンを揮発させ、次いで、
大気中において1,300℃の温度に１時間加熱する。冷却
後、振動ミルに入れて粉砕しい、ガラス中にアルミニウ
ムイオンが拡散した粒径10μｍのアルミニウムイオン拡
散ガラス粉末を製造する。
えて48時間混合した後、アセトンを揮発させ、次いで、
大気中において1,300℃の温度に１時間加熱する。冷却
後、振動ミルに入れて粉砕しい、ガラス中にアルミニウ
ムイオンが拡散した粒径10μｍのアルミニウムイオン拡
散ガラス粉末を製造する。
次に、ホウ珪酸ガラス33部と石英ガラス33部と前記の
アルミニウム拡散ガラス粉末33部とを、ポリメタクリル
酸アクリレート（PMMA）、ジブチルフタレート、及び、
メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ24時間混練
して製造したスラリーをドクターブレード法を使用して
成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシー
トを10枚積層し、30MPaの圧力を加えて130℃の温度に30
分間加熱する。次いで、窒素雰囲気中において、850℃
の温度に加熱してバンインダを除去し、さらに、1,020
℃の温度に４時間加熱して本焼成し、セラミック基板を
製造する。
アルミニウム拡散ガラス粉末33部とを、ポリメタクリル
酸アクリレート（PMMA）、ジブチルフタレート、及び、
メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ24時間混練
して製造したスラリーをドクターブレード法を使用して
成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシー
トを10枚積層し、30MPaの圧力を加えて130℃の温度に30
分間加熱する。次いで、窒素雰囲気中において、850℃
の温度に加熱してバンインダを除去し、さらに、1,020
℃の温度に４時間加熱して本焼成し、セラミック基板を
製造する。
このセラミック基板の誘電率（周波数1MHzで測定）と
熱膨張係数とを第１表に示す。
熱膨張係数とを第１表に示す。
第２例 ホウ珪酸ガラス80部とアルミナ20部とにアセトンを加
えて48時間混合した後、アセトンを揮発させ、次いで、
大気中において1,300℃の温度に１時間加熱する。冷却
後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中にアルミニウム
イオンが拡散した粒径10μｍのアルミニウム拡散ガラス
粉末を製造する。
えて48時間混合した後、アセトンを揮発させ、次いで、
大気中において1,300℃の温度に１時間加熱する。冷却
後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中にアルミニウム
イオンが拡散した粒径10μｍのアルミニウム拡散ガラス
粉末を製造する。
次に、ホウ珪酸ガラス33部と石英ガラス33部と前記の
アルミニウム拡散ガラス粉末33部とを、ポリメタクリル
酸アクリレート（PMMA）、ジブチルフタレート、及び、
メチルエチルケトンと共に、ボールミルに入れ24時間混
練して製造したスラリーをドクターブレード法を使用し
て成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシ
ートを10枚積層し、30MPaの圧力を加えて130℃の温度に
30分間加熱する。次いで、窒素雰囲気中において、850
℃の温度に加熱してバインダを除去し、さらに、1,020
℃の温度に４時間加熱して本焼成し、セラミック基板を
製造する。
アルミニウム拡散ガラス粉末33部とを、ポリメタクリル
酸アクリレート（PMMA）、ジブチルフタレート、及び、
メチルエチルケトンと共に、ボールミルに入れ24時間混
練して製造したスラリーをドクターブレード法を使用し
て成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシ
ートを10枚積層し、30MPaの圧力を加えて130℃の温度に
30分間加熱する。次いで、窒素雰囲気中において、850
℃の温度に加熱してバインダを除去し、さらに、1,020
℃の温度に４時間加熱して本焼成し、セラミック基板を
製造する。
このセラミック基板の誘電率（周波数1MHzで測定）と
熱膨張係数とを第１表に示す。
熱膨張係数とを第１表に示す。
第３例 ホウ珪酸ガラス20部とアルミナ80部とにアセトンを加
えて48時間混合した後、アセトンを揮発させ、次いで、
大気中において1,300℃の温度に１時間加熱する。冷却
後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中にアルミニウム
イオンが拡散した粒径10μｍのアルミニウム拡散ガラス
粉末を製造する。
えて48時間混合した後、アセトンを揮発させ、次いで、
大気中において1,300℃の温度に１時間加熱する。冷却
後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中にアルミニウム
イオンが拡散した粒径10μｍのアルミニウム拡散ガラス
粉末を製造する。
次に、ホウ珪酸ガラス33部と石英ガラス33部と前記の
アルミニウム拡散ガラス粉末33部とを、ポリメタクリル
酸アクリレート（PMMA）、ジブチルフタレート、及び、
メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ24時間混練
して製造したスラリーをドクターブレード法を使用して
成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシー
トを10枚積層し、30MPaの圧力を加えて130℃の温度に30
分間加熱する。次いで、窒素雰囲気中において、850℃
の温度に加熱してバインダを除去し、さらに、1,020℃
の温度に４時間加熱して本焼成し、セラミック基板を製
造する。
アルミニウム拡散ガラス粉末33部とを、ポリメタクリル
酸アクリレート（PMMA）、ジブチルフタレート、及び、
メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ24時間混練
して製造したスラリーをドクターブレード法を使用して
成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシー
トを10枚積層し、30MPaの圧力を加えて130℃の温度に30
分間加熱する。次いで、窒素雰囲気中において、850℃
の温度に加熱してバインダを除去し、さらに、1,020℃
の温度に４時間加熱して本焼成し、セラミック基板を製
造する。
このセラミック基板の誘電率（周波数1MHzで測定）と
熱膨張係数とを第１表に示す。
熱膨張係数とを第１表に示す。
なお、比較のために、従来技術に係るセラミック基板
の誘電率と熱膨張係数とを第１表に併記する。
の誘電率と熱膨張係数とを第１表に併記する。
第１表から明らかなように、第１例は従来例に比べて
熱膨張係数を増大させることなく誘電率を低減できたこ
とを示し、また、第２例は熱膨張係数の増大を許容すれ
ば誘電率をさらに低減できたことを示している。これら
の結果は、アルミニウム拡散ガラス粉末を製造する時の
アルミナの混合比率を20〜75％の範囲内において選択す
ることにより、使用目的に達した特性を有するセラミッ
ク基板を製造することができることを示している。
熱膨張係数を増大させることなく誘電率を低減できたこ
とを示し、また、第２例は熱膨張係数の増大を許容すれ
ば誘電率をさらに低減できたことを示している。これら
の結果は、アルミニウム拡散ガラス粉末を製造する時の
アルミナの混合比率を20〜75％の範囲内において選択す
ることにより、使用目的に達した特性を有するセラミッ
ク基板を製造することができることを示している。
なお、第３例の場合には、誘電率も熱膨張係数も共に
増大しており、アルミナの量を極端に増加させた場合に
は、好ましい結果が得られないことを示している。
増大しており、アルミナの量を極端に増加させた場合に
は、好ましい結果が得られないことを示している。
なお、Ｘ線回折を行った結果、前記三つの実施例のい
ずれの場合においてもガラスの結晶相は同定できなかっ
た。
ずれの場合においてもガラスの結晶相は同定できなかっ
た。
以上説明せるとおり、本発明に係るセラミック基板の
製造方法においては、ホウ珪酸ガラスとアルミナとの混
合物を1,000℃以上の温度で熱処理した後、粉砕して形
成したアルミニウム拡散ガラス粉末、すなわち、ガラス
中にアルミニウムが十分拡散している粉末をホウ珪酸ガ
ラスと石英ガラスとに混合してグリーンシートを形成
し、これを焼成してセラミック基板を製造するので、少
ないアルミナ量で効率よくガラスの結晶化を防止して熱
膨張係数をシリコンに近似させることができる。その結
果、アルミナの減少量に相応してホウ珪酸ガラス量を増
加させることが可能になり、誘電率の低いセラミック基
板を製造することが可能になった。
製造方法においては、ホウ珪酸ガラスとアルミナとの混
合物を1,000℃以上の温度で熱処理した後、粉砕して形
成したアルミニウム拡散ガラス粉末、すなわち、ガラス
中にアルミニウムが十分拡散している粉末をホウ珪酸ガ
ラスと石英ガラスとに混合してグリーンシートを形成
し、これを焼成してセラミック基板を製造するので、少
ないアルミナ量で効率よくガラスの結晶化を防止して熱
膨張係数をシリコンに近似させることができる。その結
果、アルミナの減少量に相応してホウ珪酸ガラス量を増
加させることが可能になり、誘電率の低いセラミック基
板を製造することが可能になった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀原 伸男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 丹羽 紘一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】アルミナ20〜75％とホウ珪酸ガラス80〜25
％との混合物を熱処理した後、粉砕してアルミニュウム
拡散ガラス粉末を形成し、 該アルミニュウム拡散ガラス粉末10〜75％とホウ珪酸ガ
ラス20〜60％と石英ガラス５〜70％との混合物のグリー
ンシートを形成し、 該グリーンシートを焼成してセラミック基板を形成する ことを特徴とするセラミック基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017790A JP2727369B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | セラミック基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017790A JP2727369B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | セラミック基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223160A JPH03223160A (ja) | 1991-10-02 |
| JP2727369B2 true JP2727369B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=11953512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017790A Expired - Lifetime JP2727369B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | セラミック基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2727369B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2017790A patent/JP2727369B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03223160A (ja) | 1991-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH01203242A (ja) | 低温焼成基板 | |
| JPH03150236A (ja) | セラミック組成物およびその利用 | |
| JP2727369B2 (ja) | セラミック基板の製造方法 | |
| JPS5923442B2 (ja) | 抵抗組成物 | |
| EP2620418B1 (en) | Glass-ceramic composite material | |
| JP2000128628A (ja) | ガラスセラミックス組成物 | |
| JPS6049149B2 (ja) | 電子部品用白色アルミナ・セラミックの製造方法 | |
| GB2172282A (en) | Toughened glass-ceramics | |
| JP3130972B2 (ja) | セラミック基板およびその製造方法 | |
| JP2008100866A (ja) | 結晶化ガラス、結晶化ガラスを含む電気回路基板材料、積層回路基板材料、低温焼成基板材料および高周波回路基板材料 | |
| JP2566183B2 (ja) | 結晶化により主たる結晶相として六方晶コーディエライトを含有する焼結ガラスセラミックを生じ得るガラス粉末 | |
| JPS6363518B2 (ja) | ||
| JP2710311B2 (ja) | セラミツク絶縁材料 | |
| JPH10194846A (ja) | 低温焼成基板の製造方法 | |
| JPH1053459A (ja) | アルミナ磁器組成物 | |
| KR20230085976A (ko) | 크리스토발라이트 결정상 유도 생성 유리 조성물, 그의 제조방법 및 사용방법 | |
| JPH04114931A (ja) | ガラスセラミック焼結体の製法 | |
| JPS6150890B2 (ja) | ||
| JP4658311B2 (ja) | リチウムアルミノシリケート系セラミックス | |
| JP2000178072A (ja) | 窒化アルミニウム質焼結体 | |
| JPH04293290A (ja) | 平滑セラミック基板およびその製造方法 | |
| JPH0818232A (ja) | ガラスセラミック基板 | |
| JP2948946B2 (ja) | セラミック基板およびその製造方法 | |
| JP3001941B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
| JP2624147B2 (ja) | 低温焼成基板用組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080809 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090809 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090809 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100809 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100809 Year of fee payment: 15 |