JP2891518B2 - 窒化アルミニウム多層配線板の製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム多層配線板の製造方法Info
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- JP2891518B2 JP2891518B2 JP16922090A JP16922090A JP2891518B2 JP 2891518 B2 JP2891518 B2 JP 2891518B2 JP 16922090 A JP16922090 A JP 16922090A JP 16922090 A JP16922090 A JP 16922090A JP 2891518 B2 JP2891518 B2 JP 2891518B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体パッケージ等に使用する窒化アルミニ
ウムの多層配線板の製造方法に関する。
ウムの多層配線板の製造方法に関する。
［従来の技術］ 従来、アルミナ等のセラミックス粉末に炭素質バイン
ダーを配合してなる原料組成物によってグリーンシート
を成形し、このグリーンシートの表面やスルーホール形
成用孔内にタングステンペーストによって導体回路を形
成している。そして、このようなグリーンシートを複数
枚積層し、焼成を施すことによりセラミックス多層配線
板を製造している。
ダーを配合してなる原料組成物によってグリーンシート
を成形し、このグリーンシートの表面やスルーホール形
成用孔内にタングステンペーストによって導体回路を形
成している。そして、このようなグリーンシートを複数
枚積層し、焼成を施すことによりセラミックス多層配線
板を製造している。
［発明が解決しようとする課題］ 一般に、積層成形体の常圧焼結による収縮を極力低く
抑えるため、前記グリーンシートは高密度化される傾向
にある。特に、原料が窒化アルミニウムの場合、焼結に
よる収縮率が極めて大きいためにその傾向は顕著であ
り、窒化アルミニウムのグリーンシートでは、その窒化
アルミニウムの空間占有率が65％以上とかなり大きく設
定されている。
抑えるため、前記グリーンシートは高密度化される傾向
にある。特に、原料が窒化アルミニウムの場合、焼結に
よる収縮率が極めて大きいためにその傾向は顕著であ
り、窒化アルミニウムのグリーンシートでは、その窒化
アルミニウムの空間占有率が65％以上とかなり大きく設
定されている。
ところが、窒化アルミニウムの場合、非酸化性雰囲気
中にて焼成する必要があるため、炭素質バインダーが容
易に脱脂されないという事情に加えて、グリーンシート
における窒化アルミニウムの空間占有率が非常に高いた
めに、仮焼成時に発生する炭素質バインダーの分解生成
物を、グリーンシート中から十分に放出することができ
なかった。そのため、導体回路を構成するタングステン
粒子が、本焼成時に残留炭素質と反応してタングステン
カーバイト（WC,W2Ｃ）を生成し、多層配線板シート抵
抗を増大させるという問題があった。
中にて焼成する必要があるため、炭素質バインダーが容
易に脱脂されないという事情に加えて、グリーンシート
における窒化アルミニウムの空間占有率が非常に高いた
めに、仮焼成時に発生する炭素質バインダーの分解生成
物を、グリーンシート中から十分に放出することができ
なかった。そのため、導体回路を構成するタングステン
粒子が、本焼成時に残留炭素質と反応してタングステン
カーバイト（WC,W2Ｃ）を生成し、多層配線板シート抵
抗を増大させるという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであ
り、その目的は、製造時におけるタングステンカーバイ
トの生成を抑制することにより、シート抵抗の低い多層
配線板を確実に製造することができる窒化アルミニウム
多層配線板の製造方法を提供することにある。
り、その目的は、製造時におけるタングステンカーバイ
トの生成を抑制することにより、シート抵抗の低い多層
配線板を確実に製造することができる窒化アルミニウム
多層配線板の製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段及び作用］ 上記課題を解決するために本発明は、窒化アルミニウ
ム粉末に炭素質物質を配合してなる原料組成物から、窒
化アルミニウムの空間占有率が57〜61％となるグリーン
シートを成形すると共に、このグリーンシートにタング
ステンを含有する導体回路を形成し、このグリーンシー
トを複数枚積層した状態で、非酸化性雰囲気中にて仮焼
成を施し、その後、常圧にて本焼成することにより窒化
アルミニウム多層配線板を製造している。
ム粉末に炭素質物質を配合してなる原料組成物から、窒
化アルミニウムの空間占有率が57〜61％となるグリーン
シートを成形すると共に、このグリーンシートにタング
ステンを含有する導体回路を形成し、このグリーンシー
トを複数枚積層した状態で、非酸化性雰囲気中にて仮焼
成を施し、その後、常圧にて本焼成することにより窒化
アルミニウム多層配線板を製造している。
この方法によれば、グリーンシートの窒化アルミニウ
ムの空間占有率が非常に低く、グリーンシート中に開放
気孔が多く存在するため、仮焼成時に生成される炭素質
物質の分解生成物がグリーンシート内から容易に放出さ
れる。そのため、本焼成時におけるグリーンシート中の
残留炭素質が少なくなり、導体回路を構成するタングス
テンとの反応によって生ずるタングステンカーバイトの
生成が極力低く抑えられる。従って、多層配線板のシー
ト抵抗が従来よりも低減される。また、タングステンカ
ーバイトは非常に脆いものであるが、導体回路における
タングステンカーバイトの含有率が低くなることによ
り、導体回路の脆さが改善される。
ムの空間占有率が非常に低く、グリーンシート中に開放
気孔が多く存在するため、仮焼成時に生成される炭素質
物質の分解生成物がグリーンシート内から容易に放出さ
れる。そのため、本焼成時におけるグリーンシート中の
残留炭素質が少なくなり、導体回路を構成するタングス
テンとの反応によって生ずるタングステンカーバイトの
生成が極力低く抑えられる。従って、多層配線板のシー
ト抵抗が従来よりも低減される。また、タングステンカ
ーバイトは非常に脆いものであるが、導体回路における
タングステンカーバイトの含有率が低くなることによ
り、導体回路の脆さが改善される。
前記グリーンシートは窒化アルミニウム粉末に炭素質
物質を配合してなる原料組成物を成形したものである。
物質を配合してなる原料組成物を成形したものである。
窒化アルミニウムは、それが焼結された焼結体におい
て優れた電気絶縁性、熱伝導性、耐熱性、寸法安定性、
機械的強度を示し、配線基板用材料として優れた適性を
有する。
て優れた電気絶縁性、熱伝導性、耐熱性、寸法安定性、
機械的強度を示し、配線基板用材料として優れた適性を
有する。
前記炭素質物質とは、例えばアクリル系の有機樹脂バ
インダーをいい、窒化アルミニウム粉末の結合剤として
使用される全ての含炭素物質をいう。また、前記原料組
成物には必要に応じて有機溶剤等が配合される。
インダーをいい、窒化アルミニウム粉末の結合剤として
使用される全ての含炭素物質をいう。また、前記原料組
成物には必要に応じて有機溶剤等が配合される。
前記グリーンシートは、窒化アルミニウムの空間占有
率が57〜61％となるように成形する必要がある。
率が57〜61％となるように成形する必要がある。
この空間占有率が57％未満となると、タングステンカ
ーバイトの生成量が少なくなるものの、焼成後の基板の
寸法精度が極めて悪くなり、多層配線板として使用でき
なくなる。一方、空間占有率が61％を超えると、タング
ステンカーバイトの生成量が多くなり、シート抵抗の低
減を図れない。
ーバイトの生成量が少なくなるものの、焼成後の基板の
寸法精度が極めて悪くなり、多層配線板として使用でき
なくなる。一方、空間占有率が61％を超えると、タング
ステンカーバイトの生成量が多くなり、シート抵抗の低
減を図れない。
グリーンシートを前記空間占有率の範囲内に設定する
方法としては、平均粒径が異なる数種類の窒化アルミニ
ウム粉末を混合する方法があげられる。
方法としては、平均粒径が異なる数種類の窒化アルミニ
ウム粉末を混合する方法があげられる。
前記グリーンシートにタングステンを含有する導体回
路を形成する方法としては、例えば、タングステンペー
ストをスクリーン印刷する方法があげられる。このタン
グステンペーストは、タングステン微粒子にアクリル系
バインダー、エーテル系の溶剤、ブチラール、グリコー
ル等の分岐溶媒等を配合してなるものである。
路を形成する方法としては、例えば、タングステンペー
ストをスクリーン印刷する方法があげられる。このタン
グステンペーストは、タングステン微粒子にアクリル系
バインダー、エーテル系の溶剤、ブチラール、グリコー
ル等の分岐溶媒等を配合してなるものである。
さて、前記グリーンシートは、それらを複数枚積層し
た状態で、非酸化性雰囲気中にて仮焼成を施した後、常
圧にて本焼成される。
た状態で、非酸化性雰囲気中にて仮焼成を施した後、常
圧にて本焼成される。
前記仮焼成は1200〜1600℃の温度にて１〜10時間施さ
れることが好ましい。
れることが好ましい。
この温度が1200℃未満では、グリーンシート中の炭素
質物質を十分に分解することができず、1600℃を超える
と、炭素質物質の分解のみならず、分解生成物とタング
ステンとの反応を併発し、タングステンカーバイトの生
成を誘発する。
質物質を十分に分解することができず、1600℃を超える
と、炭素質物質の分解のみならず、分解生成物とタング
ステンとの反応を併発し、タングステンカーバイトの生
成を誘発する。
また、前記仮焼成時間が１時間未満では、グリーンシ
ートに含有される量の炭素質物質を十分に分解すること
ができない。一方、10時間を超えても、それ以上の効果
は得られない。
ートに含有される量の炭素質物質を十分に分解すること
ができない。一方、10時間を超えても、それ以上の効果
は得られない。
本焼成は、窒化アルミニウムの一般的な焼成温度であ
る1600〜2200℃の温度にてなされる。
る1600〜2200℃の温度にてなされる。
以下に、本発明を具体化した実施例１及び２、並びに
比較例１及び２について説明する。
比較例１及び２について説明する。
［実施例１］ （グリーンシートの作製） 平均粒径が1.4μｍ、粒子の100％が粒径0.1〜20μｍ
の範囲に存在し、粒子の80％が粒径0.1〜5.0μｍの範囲
に存在する窒化アルミニウム粉末（以下、「粒度分布の
広いAlN粉末」という）70重量部、平均粒径が1.1μｍ、
粒子の100％が粒径０〜4.0μｍの範囲に存在し、粒子の
80％が粒径の０〜1.5μｍの範囲に存在する窒化アルミ
ニウム粉末（以下、「粒度分布の狭いAlN粉末」とい
う）30重量部に、平均粒径が２〜３μｍの酸化イットリ
ウム（Y2O3）を５重量部、アクリル系バインダーを11重
量部、及びトルエン等を配合し、ボールミルにて24〜48
時間混練して原料組成物を調製した後、シートキスティ
ング法によって複数枚のグリーンシートを作製した。こ
のグリーンシートにおける窒化アルミニウムの空間占有
率は57.5％である。
の範囲に存在し、粒子の80％が粒径0.1〜5.0μｍの範囲
に存在する窒化アルミニウム粉末（以下、「粒度分布の
広いAlN粉末」という）70重量部、平均粒径が1.1μｍ、
粒子の100％が粒径０〜4.0μｍの範囲に存在し、粒子の
80％が粒径の０〜1.5μｍの範囲に存在する窒化アルミ
ニウム粉末（以下、「粒度分布の狭いAlN粉末」とい
う）30重量部に、平均粒径が２〜３μｍの酸化イットリ
ウム（Y2O3）を５重量部、アクリル系バインダーを11重
量部、及びトルエン等を配合し、ボールミルにて24〜48
時間混練して原料組成物を調製した後、シートキスティ
ング法によって複数枚のグリーンシートを作製した。こ
のグリーンシートにおける窒化アルミニウムの空間占有
率は57.5％である。
（導体回路の形成） 次に、平均粒径が1.0〜1.5μｍのタングステン微粒子
100重量部に、10重量％のアクリル系バインダーが配合
されたエーテル系の溶剤からなる混合溶媒を５〜10重量
部と、ひまし油0.1〜0.5重量部とを配合し、これを三本
ロール混合機にて約１時間混練することによりタングス
テンペーストを調製した。
100重量部に、10重量％のアクリル系バインダーが配合
されたエーテル系の溶剤からなる混合溶媒を５〜10重量
部と、ひまし油0.1〜0.5重量部とを配合し、これを三本
ロール混合機にて約１時間混練することによりタングス
テンペーストを調製した。
そして、前記各グリーンシートに対し、必要に応じて
パンチング加工によるスルーホール形成用孔を形成した
後、前記タングステンペーストによるスクリーン印刷を
施して、各グリーンシートの表面及びスルーホール形成
用孔内に導体回路を形成した。
パンチング加工によるスルーホール形成用孔を形成した
後、前記タングステンペーストによるスクリーン印刷を
施して、各グリーンシートの表面及びスルーホール形成
用孔内に導体回路を形成した。
（多層配線基板の作製） 次に、上記グリーンシートを複数枚積層し、これに加
熱乾燥を施して積層成形体中の溶剤を乾燥除去した後、
常圧窒素ガス雰囲気中にて1350℃で４時間仮焼成を施し
た。続いて、1750℃で２時間本焼成を施して窒化アルミ
ニウム多層配線板を得た。
熱乾燥を施して積層成形体中の溶剤を乾燥除去した後、
常圧窒素ガス雰囲気中にて1350℃で４時間仮焼成を施し
た。続いて、1750℃で２時間本焼成を施して窒化アルミ
ニウム多層配線板を得た。
このようにして得られた多層配線板の平面寸法を測定
したところ、長さ及び幅方向への平均収縮率は15.7％で
あった。また、使用した全タングステンに対するタング
ステンカーバイトへの転化率は60％であり、シート抵抗
は40mΩ／cm2という低い値を示した。尚、前記シート抵
抗は、多層配線板に形成された導体回路の両端部間の抵
抗を測定した値である。
したところ、長さ及び幅方向への平均収縮率は15.7％で
あった。また、使用した全タングステンに対するタング
ステンカーバイトへの転化率は60％であり、シート抵抗
は40mΩ／cm2という低い値を示した。尚、前記シート抵
抗は、多層配線板に形成された導体回路の両端部間の抵
抗を測定した値である。
［実施例２］ 粒度分布の広いAlN粉末80重量部、粒度分布の狭いAlN
粉末20重量部を使用し、前記実施例１と同様にして窒化
アルミニウムの空間占有率が60.0％のグリーンシートを
作製した。このグリーンシートを使用して、前記実施例
１と同様にして導体回路を形成すると共に、同じ条件で
仮焼成及び本焼成を施して窒化アルミニウム多層配線板
を得た。
粉末20重量部を使用し、前記実施例１と同様にして窒化
アルミニウムの空間占有率が60.0％のグリーンシートを
作製した。このグリーンシートを使用して、前記実施例
１と同様にして導体回路を形成すると共に、同じ条件で
仮焼成及び本焼成を施して窒化アルミニウム多層配線板
を得た。
このようにして得られた多層配線板の平面寸法を測定
したところ、長さ及び幅方向への平均収縮率は14.2％で
あった。また、使用した全タングステンに対するタング
ステンカーバイトへの転化率は65％であり、シート抵抗
は43mΩ／cm2という低い値を示した。
したところ、長さ及び幅方向への平均収縮率は14.2％で
あった。また、使用した全タングステンに対するタング
ステンカーバイトへの転化率は65％であり、シート抵抗
は43mΩ／cm2という低い値を示した。
［比較例１］ 粒度分布の広いAlN粉末100重量部を使用し、前記実施
例１と同様にして窒化アルミニウムの空間占有率が66.0
％のグリーンシートを作製した。このグリーンシートを
使用して、前記実施例１と同様にして導体回路を形成す
ると共に、同じ条件で仮焼成及び本焼成を施して窒化ア
ルミニウム多層配線板を得た。
例１と同様にして窒化アルミニウムの空間占有率が66.0
％のグリーンシートを作製した。このグリーンシートを
使用して、前記実施例１と同様にして導体回路を形成す
ると共に、同じ条件で仮焼成及び本焼成を施して窒化ア
ルミニウム多層配線板を得た。
このようにして得られた多層配線板の平面寸法を測定
したところ、長さ及び幅方向への平均収縮率は11.5％で
あった。しかし、使用した全タングステンに対するタン
グステンカーバイトへの転化率は80％であり、シート抵
抗も60mΩ／cm2という高い値を示した。
したところ、長さ及び幅方向への平均収縮率は11.5％で
あった。しかし、使用した全タングステンに対するタン
グステンカーバイトへの転化率は80％であり、シート抵
抗も60mΩ／cm2という高い値を示した。
［比較例２］ 粒度分布の広いAlN粉末50重量部、粒度分布の狭いAlN
粉末50重量部を使用し、前記実施例１と同様にして窒化
アルミニウムの空間占有率が54.0％のグリーンシートを
作製した。このグリーンシートを使用して、前記実施例
１と同様にして導体回路を形成すると共に、同じ条件で
仮焼成及び本焼成を施して窒化アルミニウム多層配線板
を得た。
粉末50重量部を使用し、前記実施例１と同様にして窒化
アルミニウムの空間占有率が54.0％のグリーンシートを
作製した。このグリーンシートを使用して、前記実施例
１と同様にして導体回路を形成すると共に、同じ条件で
仮焼成及び本焼成を施して窒化アルミニウム多層配線板
を得た。
このようにして得られた多層配線板の平面寸法を測定
したところ、長さ及び幅方向への平均収縮率は17.5％で
あった。尚、使用した全タングステンに対するタングス
テンカーバイトへの転化率は57％であり、シート抵抗も
35mΩ／cm2という低い値であったが、寸法精度が極めて
悪く、実用に供することができなかった。
したところ、長さ及び幅方向への平均収縮率は17.5％で
あった。尚、使用した全タングステンに対するタングス
テンカーバイトへの転化率は57％であり、シート抵抗も
35mΩ／cm2という低い値であったが、寸法精度が極めて
悪く、実用に供することができなかった。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、製造時における
タングステンカーバイトの生成を抑制して、シート抵抗
の低い窒化アルミニウム多層配線板を確実に製造するこ
とができるという優れた効果を奏する。
タングステンカーバイトの生成を抑制して、シート抵抗
の低い窒化アルミニウム多層配線板を確実に製造するこ
とができるという優れた効果を奏する。
Claims (2)
- 【請求項１】窒化アルミニウム粉末に炭素質物質を配合
してなる原料組成物から、窒化アルミニウムの空間占有
率が57〜61％となるグリーンシートを成形すると共に、
このグリーンシートにタングステンを含有する導体回路
を形成し、 このグリーンシートを複数枚積層した状態で、非酸化性
雰囲気中にて仮焼成を施し、その後、常圧にて本焼成す
ることを特徴とする窒化アルミニウム多層配線板の製造
方法。 - 【請求項２】前記仮焼成は、1200〜1600℃の温度にて１
〜10時間施されることを特徴とする請求項１に記載の窒
化アルミニウム多層配線板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16922090A JP2891518B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 窒化アルミニウム多層配線板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16922090A JP2891518B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 窒化アルミニウム多層配線板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456392A JPH0456392A (ja) | 1992-02-24 |
| JP2891518B2 true JP2891518B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=15882446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16922090A Expired - Lifetime JP2891518B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 窒化アルミニウム多層配線板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2891518B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5383363B2 (ja) * | 2008-07-29 | 2014-01-08 | 京セラ株式会社 | 配線基板およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-06-26 JP JP16922090A patent/JP2891518B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0456392A (ja) | 1992-02-24 |
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