JP3173412B2 - ガラスセラミックス基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ等の搭載に
適した、低温焼成ガラスセラミックス基板の製造方法に
関する。より詳しくは、表面に分割用の溝を有する多数
個取り用のガラスセラミックス基板の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高集積化されたＬＳＩや他の電子部品を
搭載する多層基板の絶縁材料として、セラミックスが広
く用いられている。中でもアルミナが、強度、価格、電
気絶縁性、熱伝導率といった要因から主に使用されてき
た。しかし、アルミナは、比誘電率が９〜10とプラスチ
ックに比べて大きく、信号伝達速度が遅いという欠点が
ある。また、アルミナ基板は、焼成温度が1550℃前後と
高いため、多層基板をグリーンシート多層積層法により
基板と配線を同時焼成する場合には、配線用導体材料と
してＷやMoなどの高融点金属を使用する必要がある。し
かし、これらの金属は電気抵抗が高いため、信号の伝送
損失が大きい。ＬＳＩの動作周波数が著しく増大した現
在では、これらの欠点が大きな問題となる。

【０００３】そこで、低温焼成が可能なガラスセラミッ
クス基板が開発された。ガラスセラミックス基板は、無
機バインダーとして機能するガラス粉末と骨材のセラミ
ックス粉末とを焼成したものであり、ガラスの軟化挙動
を利用して焼成が行われるため、1000℃以下の低温で焼
成できる。そのため、多層基板を同時焼成する場合の配
線用導体材料として、金、銀、銅、銀−パラジウム等の
低抵抗の金属材料が使用できる。また、ガラスの比誘電
率はアルミナより低いので、アルミナ基板より低誘電率
のセラミックス多層基板を得ることができる。

【０００４】ＬＳＩの高密度化、高速化により、基板へ
の実装方法も、高密度化を図るために、従来のワイヤボ
ンディングから、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)やフ
リップチップ実装等に変化してきている。そのため、基
板に±0.1 ％以下の寸法精度が求められ、従来の同時焼
成法によるセラミックス多層基板の製造ではこの寸法精
度を達成することが困難になってきた。

【０００５】ガラスセラミックス基板の寸法精度の改善
方法として、特公平５−22671 号公報には、グリーンシ
ートの両面にガスが流出可能な壁面を対向させて、厚み
方向(Ｚ方向) に加圧しながら焼成する方法が提案され
ている。また、特開平４−243978号公報には、グリーン
シートの両面に、ガラスセラミックスの焼成温度では焼
結しない無機物粒子を含む可撓性の強制層 (グリーンシ
ート) を積層して焼成し、焼成後に強制層を除去する焼
成方法が提案されており、この方法において厚み方向
（Ｚ方向）に加圧しながら焼成する方法が特表平５−50
3498号公報に提案されている。これらの方法によれば、
焼成時の基板の反りと、平面方向 (Ｘ−Ｙ方向) の収縮
が軽減される。

【０００６】一般に、セラミックス基板の量産において
は、一辺が20〜30cmの基本ワークサイズのグリーンシー
トに対して、導体ペーストの印刷等を行い、多層基板で
は次いで必要枚数のグリーンシートを熱圧着し、焼成に
供している。製品寸法が小さい場合は、１個のワークサ
イズの基板中に複数の製品を形成する多数個取りの手法
が採用される。その場合、ワークサイズのグリーンシー
トの片面または両面にカッター刃や金型で格子状その他
の所望形状の溝を形成し、焼結後にその溝を起点として
分割することにより、所定の大きさ、形状の多数のセラ
ミックス基板を同時に製造できる。この手法により、導
体ペーストの印刷回数が飛躍的に少なくなり、製品コス
トが下がる。分割は、レーザー加工や機械加工によって
行うこともできるが、生産性が低い。

【０００７】この多数個取り用ガラスセラミックス基板
の寸法精度を改善する方法として、特開平７−99263 号
公報には、少なくとも片面に切込溝を形成したガラスセ
ラミックスグリーンシートの両面に、ガラスセラミック
スの焼結温度では焼結しない無機成分からなる第２のグ
リーンシート (特開平４−243978号公報の強制層に相当
するもの) を圧着させ、加圧せずに焼成を行い、焼成後
に未焼結の第２のグリーンシートを除去する方法が提案
されている。第２のグリーンシートを圧着させる際にガ
ラスセラミックス・グリーンシートの溝の中に第２のグ
リーンシート材料の一部が侵入し、こうして高まる第２
のグリーンシートによる拘束によって焼成時の不均一な
収縮が防止され、寸法精度が向上すると説明されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平７−99
263 号公報に記載された方法では、焼成後の基板表面に
形成された溝が、グリーンシート表面に形成した切込み
溝に比べて著しく浅くなり、この溝を起点にして分割し
ようとしても、溝の通りに分割できず、亀裂が製品内部
を走ってしまう可能性が高いことが判明した。この可能
性は、特に、焼成中の反りや平面方向の収縮を抑制する
ために、グリーンシートを厚み方向に加圧しながら焼成
する場合に顕著となる。

【０００９】本発明の課題は、焼成を加圧下に実施して
も、多数個取り用基板の分割の起点とするのに十分な深
さを持つ溝が確実に形成でき、かつ焼成中の反りや平面
方向の収縮が抑制された、寸法精度に優れた多数個取り
用ガラスセラミックス基板を、グリーンシートの焼成に
より製造する方法を確立することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特開平７
−99263 号公報に記載された方法で焼成後に溝が浅くな
る原因について検討した結果、次の点を究明した。

【００１１】即ち、ガラスセラミックス・グリーンシー
トに切込みにより形成する溝は、特にこの溝を片面だけ
に設ける場合には、深さが基板厚みの例えば20〜60％と
いう深い溝になる。そのため、このグリーンシートに第
２のグリーンシートを単に加圧して圧着させても、溝は
完全には第２のグリーンシートの材料で埋まらず、溝の
下部に空隙が残ることが多い。そうなると、焼成中に軟
化した周囲のガラスがこの空隙中に流動し、空隙を埋め
てしまうため、溝が浅くなる。

【００１２】一方、焼成を加圧下で実施すると、ガラス
が軟化する前はＺ方向 (厚み方向)に加えた圧力は、未
焼成体のポアソン比に比例してこの加圧方向と垂直の方
向にも伝わるので、空隙があると、圧力に抗しきれずに
溝が変形して潰れる可能性がある。また、ガラスが軟化
し始めると、静水圧と同様に全方向に圧力が伝わり、軟
化ガラスの流動性が大きくなる。その結果、溝が浅くな
ったり、変形する現象が、無加圧の場合に比べてより顕
著となる。

【００１３】焼成中に軟化ガラスが緩やかに流動し、揮
発性有機成分の除去により発生した気孔やグリーンシー
ト中にもともと存在していた空隙を充填し、収縮するか
らこそ、ガラスセラミックス基板は緻密化し、多層基板
の内部のスルーホール周辺部や内層コンデンサーも緻密
に一体化できるのである。しかし、多数個取り用の基板
の場合には、この緻密化に必要なガラスの流動によっ
て、分割用に予め形成しておいた溝が浅くなってしま
い、分割の起点として機能しなくなるのである。

【００１４】本発明は上記知見に基づいて完成したもの
であって、焼結させようとするグリーンシートに設けた
溝に、ガラスセラミックスの焼成温度では焼結しない材
料を挿入してから、やはりガラスセラミックスの焼成温
度では焼結しない第２のグリーンシートを圧着させて焼
成する点に特徴がある。このように溝に予め焼結しない
材料を挿入しておけば、軟化ガラスが流入できる空隙が
少なくなるか、解消されるので、焼成中に溝が浅くなり
にくくなる。焼成を加圧下に実施する場合にも、挿入し
た材料が圧力を支えるため、溝の変形が起こりにくい。
そのため、焼成後の基板の溝は焼成前の溝形状に近い形
で残り、多数個取り用基板の分割の起点として十分に機
能する。

【００１５】焼結させようとするグリーンシートに予め
溝を形成して上記材料を挿入する代わりに、溝のないグ
リーンシートに線状または帯状の材料を乗せ、上記第２
のグリーンシートを圧着させた後、焼成を加圧下で行う
ことにより、焼成後のガラスセラミックス基板に分割用
の溝を形成することもできる。

【００１６】いずれの方法でも、圧着させた第２のグリ
ーンシートによって焼結すべきガラスセラミックス・グ
リーンシートが拘束されるため、特開平４−243978号公
報および特開平７−99263 号公報に記載されているよう
に、平面方向の収縮が抑制され、寸法精度が向上する。
さらに、焼成を加圧下で行うと、収縮は専ら厚み方向
(Ｚ方向) に起こるようになり、反りや平面方向の収縮
がほぼ解消される。

【００１７】本発明は、１態様において、表面に分割用
の溝を有する多数個取り用ガラスセラミックス基板の製
造方法であって、 ガラスセラミックス系の第１のグリーンシートの少な
くとも片面に分割用の溝を形成し、 この溝中に第１のグリーンシートの焼結温度では焼結
しない材料を挿入し、 第１のグリーンシートの少なくとも溝を設けた表面
に、第１のグリーンシートの焼結温度では焼結しない第
２のグリーンシートを圧着させ、 得られた積層体を、第１のグリーンシートが焼結し、
第２のグリーンシートが焼結しない温度で焼成し、 焼成体から、未焼結の第２のグリーンシートと、第１
のグリーンシートの溝に挿入した材料とを除去する、と
いう工程を含む、前記ガラスセラミックス基板の製造方
法である。

【００１８】この製造方法において、工程の焼成は、
通気性のジグを介して該積層体をその厚み方向に加圧し
ながら行うことが好ましい。

【００１９】別の態様において、本発明は、表面に分割
用の溝を有する多数個取り用ガラスセラミックス基板の
製造方法であって、 ガラスセラミックス系の第１のグリーンシートの少な
くとも片面に、第１のグリーンシートの焼結温度では焼
結しない線状または帯状の材料を乗せ、ここで帯状材料
の場合には該グリーンシートに対してほぼ垂直に配置
し、 第１のグリーンシートの少なくとも上記材料を乗せた
表面に、第１のグリーンシートの焼結温度では焼結しな
い第２のグリーンシートを圧着させ、 得られた積層体を、第１のグリーンシートが焼結し、
第２のグリーンシートが焼結しない温度で焼成し、 焼成体から、未焼結の第２のグリーンシートと、第１
のグリーンシートに乗せた上記材料とを除去する、とい
う工程を含む、前記ガラスセラミックス基板の製造方法
である。

【００２０】この製造方法においても、工程の焼成
は、通気性のジグを介して該積層体をその厚み方向に加
圧しながら行うことが好ましい。

【００２１】いずれの製造方法においても、第１のグリ
ーンシートは、内層配線を有する複数のグリーンシート
の積層体であることが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の方法により製造するガラ
スセラミックス基板の材料は特に制限されない。一般
に、ガラスセラミックスは、ガラスと必要に応じて骨材
の無機セラミックスとからなる組成物である。ガラスと
しては、ガラス本来の非晶質ガラス (例、ホウケイ酸ガ
ラス) のほか、結晶化ガラス (例、コーディエライトま
たはアノーサイト結晶化ガラス) も使用できる。

【００２３】骨材として用いる無機セラミックス材料
は、アルミナ、石英、溶融石英 (石英ガラス) 、コーデ
ィエライト、アノーサイト、ムライト、窒化アルミニウ
ム、ジルコニアなどが例示されるが、その他にも多様な
材料が使用可能である。基板の用途に要求される特性
(強度、比誘電率、熱伝導率など) を考慮して、適切な
材料を選択すればよい。多層基板の場合には、異なる材
料からなるガラスセラミックス層を組合わせて使用する
こともできる。

【００２４】本発明の方法によれば、まず有機成分とガ
ラスセラミックス材料とを含むガラスセラミックス系の
グリーンシート (これを第１のグリーンシートという)
を用意する。この第１のグリーンシートは常法により調
製すればよい。例えば、ガラス粉末と必要により骨材の
無機セラミックス粉末とからなる原料粉末に、有機バイ
ンダー (有機樹脂) 、可塑剤、および有機溶剤といっ
た、ガラスセラミックスの焼成温度で消失する有機成分
を加えて均一に混合することによりスラリー化し、この
スラリーをドクターブレード法等の適当な方法でシート
状に成形し、乾燥して有機溶剤を不完全に除去すると、
ガラスセラミックス系の第１のグリーンシートが得られ
る。

【００２５】このグリーンシートを基本のワークサイズ
に切断する。多層基板の場合には、複数のグリーンシー
トに、スルーホール（ビア）の穴あけ、導体ペーストに
よる穴の充填と配線 (導体回路) の印刷を済ませてお
く。その後、複数のグリーンシートを熱圧着させて、グ
リーンシート積層体とし、ワークサイズに切断する。

【００２６】このワークサイズのガラスセラミックス系
の第１のグリーンシート (上記のような積層体も含む)
の少なくとも片面に、分割用の溝を形成する。溝の形成
方法は特に制限されず、カッター刃や回転刃で切り込む
方法、多層基板の場合の複数のグリーンシートの熱圧着
に使用する加圧板に溝形成用の突起を形成しておく方
法、など何でもよい。

【００２７】溝の形状、特に深さは、焼成基板の分割の
起点として機能するように選定する。溝の深さは、溝を
片面に設ける場合で、焼成後の基板厚みの20〜60％程度
が好ましい。溝をグリーンシートの両面に形成する場合
には、深さは上記の半分でよいが、両面での位置合わせ
が必要である。切断面をまっすぐにするには、両面に溝
を形成する方が有利である。

【００２８】こうしてグリーンシートの少なくとも一方
の表面に形成した溝に、第１のグリーンシートを構成す
るガラスセラミックスの焼結温度では焼結しない材料を
挿入する。このような材料としては、ガラスセラミック
スの骨材として利用できる無機セラミックス、ならびに
金属がある。挿入材料は粉末形態で使用することが好ま
しく、粉末を予めペースト化して、スクリーン印刷また
は微細な中空針による注入などの方法で、溝を完全に埋
めるように挿入することが好ましい。金属の場合には、
溝に線状または帯状の金属を嵌め込む、或いは溝の形成
に用いたカッター刃をそのまま残しておくことによっ
て、溝を充填することもできる。

【００２９】別の方法として、溝を形成してから上記材
料を挿入する代わりに、第１のグリーンシートを構成す
るガラスセラミックスの焼結温度では焼結しない線状も
しくは帯状の材料 (例、金属線または金属帯) を、第１
のグリーンシートの少なくとも片面に乗せるだけでもよ
い。帯状の材料の場合には、これが第１のグリーンシー
トに対してほぼ垂直に位置するように乗せる。帯状の材
料は、例えば、楔型または一端を刃先型にした断面形状
のものでもよい。

【００３０】この場合には、焼成工程を加圧下に実施す
ることで、第１のグリーンシートに乗せた線状もしくは
帯状の材料が第１のグリーンシート内に少なくとも部分
的に埋め込まれることにより、溝の形成と充填とが行わ
れる。しかし、第２のグリーンシートを圧着させる前
に、第１のグリーンシートに乗せた線状または帯状の材
料を押し込んで、これが第１のグリーンシートに少なく
とも不完全に埋め込まれるようにしてもよい。

【００３１】こうして溝を形成し、材料を挿入した (或
いは線状または帯状材料を乗せた)第１のグリーンシー
トの、少なくとも溝を設けた (材料を乗せた) 表面に、
第１のグリーンシートの焼結温度では焼結しない第２の
セラミックス・グリーンシートを圧着させる。

【００３２】この第２のグリーンシートは、特開平４−
243978号公報に記載の可撓性の強制層と同じ作用、即
ち、焼成中に第１のグリーンシートを拘束して、その平
面方向の収縮を抑制する作用をする。さらに、焼成した
ガラスセラミックス基板が、グリーンシートを乗せた台
(セッター) 或いは加圧焼成する場合には加圧ジグに融
着するのを防ぐ作用も果たす。これは、焼成中に軟化し
たガラスが周囲にわずかにしみ出ても、第２のグリーン
シートがセッターまたは加圧ジグとの間に介在している
ことにより、しみ出たガラスが第２のグリーンシート内
でとどまるためである。このような作用を考慮すると、
第１のグリーンシートの両面ともに第２のグリーンシー
トを圧着させることが好ましい。第２のグリーンシート
の厚みは、通常は50〜300 μｍ程度でよい。１枚では厚
みが不足する場合には、第２のグリーンシートを２枚以
上重ねてもよい。

【００３３】第２のグリーンシートは、例えば、無機セ
ラミックスの粉末と揮発性有機成分とから上記と同様に
シート成形することにより形成できる。無機セラミック
スとしては、ガラスの軟化温度で焼結しないものであれ
ばよく、例えば、前述したガラスセラミックスの骨材と
して利用できるセラミックス、さらには酸化マグネシウ
ム、炭化ケイ素、窒化ホウ素などが例示される。但し、
第１のグリーンシート中の材料と焼成温度で反応性のも
のは好ましくない。第１のグリーンシートの溝の充填に
使用した無機材料と同じ材料であってもよい。第２のグ
リーンシートの形成に用いるセラミックス粉末は、粒度
が大きすぎると焼成したガラスセラミックス基板の表面
粗さが粗くなるため、平均粒径 0.5〜５μｍ程度が好ま
しい。

【００３４】第１のグリーンシートへの第２のグリーン
シートの圧着は、多層基板の場合の積層時と同様に、熱
圧着により行うことが好ましい。熱圧着は、例えば、温
度60〜100 ℃、圧力50〜300 kgf/cm² 程度で実施でき
る。第１のグリーンシートの表面には溝が形成されてい
るが、この溝は圧着前に既に材料が挿入されているた
め、圧着時に高い圧力を加えても、溝が変形する危険性
が少ない。

【００３５】また、第１のグリーンシートに、溝を形成
せずに単に線状または帯状の材料を乗せた場合には、こ
の圧着工程で線状または帯状の材料が第１のグリーンシ
ートに埋め込まれる。この時に、第２のグリーンシート
が線状または帯状の材料で変形または切断されることが
あるが、そうなっても別に支障はない。

【００３６】なお、多層基板の場合には、第１のグリー
ンシートの積層のための熱圧着を、この第２のグリーン
シートの圧着と同時に行ってもよい。即ち、スルーホー
ルとその充填や配線の印刷が済んだ複数の第１のグリー
ンシートのうち、少なくとも片面の最外層となるグリー
ンシートに対して、溝の形成と材料の挿入とを行ってお
き、これらのグリーンシートを重ね、さらにその片面ま
たは両面に第２のグリーンシートを重ねて、一度に熱圧
着させることも可能である。

【００３７】第１のグリーンシートに第２のグリーンシ
ートを圧着させて得た積層体を、第１のグリーンシート
は焼結するが、第２のグリーンシートは焼結しない温度
で焼成する。この温度では、第１のグリーンシートに埋
め込まれた材料も焼結しない。焼成条件は、第１のグリ
ーンシートが十分に焼結するように選定すればよい。焼
成雰囲気は大気雰囲気でよいが、多層基板の配線形成に
銅ペーストを使用した場合には、銅の酸化を防ぐために
非酸化性雰囲気中で焼成を行う。

【００３８】この焼成中に、各グリーンシートからは、
有機成分が揮発または分解して、多量のガスが発生す
る。第１のグリーンシートは、この焼成中にガラスが軟
化・溶融することにより焼結する。しかし、第２のグリ
ーンシートは、この焼成温度では焼結しないので、有機
成分がガスとして抜けることにより多孔性となる。その
ため、内部の第１のグリーンシートから発生したガス
が、第２のグリーンシート内の気孔を通って外部に抜け
ることができる。

【００３９】焼成は、第１のグリーンシートに溝を形成
し、この溝に焼結しない材料を挿入した場合には、単に
上記積層体をセッターに乗せて無加圧で加熱するだけで
も実施できる。第２のグリーンシートは、焼結しないの
で、焼成中に多孔性になるだけで、収縮はあまり起こら
ない。そのため、第２のグリーンシートに圧着している
第１のグリーンシートも平面方向には収縮しにくくな
り、加圧しなくても、第１のグリーンシートの平面方向
の収縮が抑制される。つまり、第２のグリーンシート
は、第１のグリーンシートを拘束する強制層となる。そ
の結果、裸 (第１のグリーンシートだけ) で焼成した場
合より平面方向の収縮が少ない焼成基板が得られる。

【００４０】しかし、好ましくは、上記積層体を厚み方
向に加圧しながら焼成を行う。第１のグリーンシートに
線状または帯状の材料を乗せた場合にも、この材料が第
１のグリーンシートに埋め込まれるように、焼成を加圧
下で行うことが好ましい。しかし、この場合でも、第２
のグリーンシートの圧着工程またはそれ以前に、線状ま
たは帯状の材料が既に第１のグリーンシートの内部に十
分な深さで押し込まれている場合には、無加圧で焼成を
行うことができる。

【００４１】加圧下で焼成すると、焼成中の収縮はほぼ
厚み方向だけに起こり、平面方向の収縮と反りがほぼ完
全に抑制された、寸法精度が極めて良好なガラスセラミ
ックス基板が得られる。積層体の加圧は、焼成中に発生
するガスが抜けるように、通気性のジグを介して行う。
この加圧ジグは、例えば、金属その他の耐熱製材料から
なる有孔板、多孔質の焼成耐火物等から形成することが
できる。加圧力は 0.5〜20 kgf/cm²の範囲内が好まし
い。

【００４２】前述したように、焼成中に第１のグリーン
シートからガラスがしみ出てきても第２のグリーンシー
トに浸透するだけであり、加圧ジグが融着することはな
いので、加圧ジグから焼成体を簡単に取り出せる。焼成
に供した積層体の外層を構成していた第２のグリーンシ
ートは、焼結しておらず、焼成中に有機バインダーが消
失したため崩れ易くなっており、焼結したガラスセラミ
ックス基板からブラシ、超音波振動等で容易に除去する
ことができる。さらに、第１のグリーンシートの溝に充
填した材料も、焼結していないので、やはり容易に除去
できる。この材料が、線状または帯状の金属である場合
には、単に取り出せばよい。得られたガラスセラミック
ス基板の表面に、第２のグリーンシートの一部が融着し
ている場合には、研磨等の手法で除去すればよい。

【００４３】こうして、グリーンシートに形成した当初
の溝の形状がかなりよく保持された分割用の溝を表面に
持った、ガラスセラミックス基板が得られる。但し、焼
成中にグリーンシート自体の厚みが減少するので、溝の
深さもグリーンシートに形成した時より浅くなる。しか
し、得られた焼成基板の厚みに対する溝の深さの割合
は、焼成前のグリーンシートの厚みに対する溝の深さの
割合に近くなる。また、第１のグリーンシートに線状ま
たは帯状の材料を乗せた場合には、ガラスセラミックス
基板は、この材料の形状と同形状の分割用の溝を表面に
持っている。

【００４４】

【実施例】平均粒径３μｍのコーディエライト結晶化ガ
ラス粉末60wt％と平均粒径３μｍのアルミナ粉末40wt％
とからなる原料粉末に、有機溶媒、可塑剤、アクリル樹
脂系バインダーを添加してスラリーとした後、ドクター
ブレード装置でシート成形して、ガラスセラミックス・
グリーンシートを作製した。このグリーンシートの焼結
温度は約900 ℃であった。このグリーンシートを20 cm
角に切断し、パンチにて必要なスルーホールを開け、さ
らにAg導体ペーストを用いて穴の充填と導体回路印刷と
を行った。

【００４５】別に、上記焼結温度（約900 ℃) では焼結
しない第２のセラミックス・グリーンシートを、原料粉
末として平均粒径３μｍアルミナ粉末のみを用い、有機
溶媒、可塑剤、ブチラール樹脂バインダーによりスラリ
ー化した後、ドクターブレード装置でシート成形するこ
とにより作製した。この第２のアルミナ・グリーンシー
トの厚みは200 μｍ (＝0.2 mm) であり、その焼結温度
は1800℃であった。

【００４６】前記のガラスセラミックス・グリーンシー
トを必要な枚数重ね、100 ℃、100kgf/cm² で熱圧着さ
せて一体化した。積層体の厚みは１mmとなった。この積
層体の上面に、剃刀の刃で、深さ約0.5 mmのＶ型の溝を
20 mm 間隔の格子状に切り込んだ。この溝の内部に、第
２のグリーンシートの作製に用いたものと同一のアルミ
ナ粉末をアクリル系バインダーと有機溶媒でペースト化
したアルミナ・ペーストを、溝の開口面からスクリーン
印刷することにより充填した。乾燥後、ガラスセラミッ
クス積層体の両面に、第２のアルミナ・グリーンシート
を重ね、100 ℃、100 kgf/cm² で熱圧着させて一体化し
た。

【００４７】これとは別に、前記のガラスセラミックス
・グリーンシートを必要な枚数重ね、上記と同様に100
℃、100 kgf/cm² で熱圧着させて一体化し、厚み１mmの
積層体を得た。得られた積層体の上面に、白金ロジウム
(融点1820℃) 製の直径１mmの金属線または同じ白金ロ
ジウム製の幅1.2 mm、厚み0.4 mmの金属帯を、それぞれ
20 mm 間隔で平行に配置した。金属帯は積層体に垂直に
配置し、積層体中に少し押し込んだ。この後、ガラスセ
ラミックス積層体の両面に、厚み200 μｍの第２のアル
ミナ・グリーンシートを重ね、100 ℃、100 kgf/cm² で
熱圧着させて一体化した。この熱圧着時に金属線または
金属帯はガラスセラミックス積層体中に押し込まれた。

【００４８】次に、上で得られたこれらの積層体の両面
を多孔質の耐火物で挟み、電気炉中で上下からセラミッ
クスロッドにより５kgf/cm² の圧力をかけながら、大気
雰囲気で昇温し、900 ℃で30分焼成した。焼成後、耐火
物にはセラミックスは全く固着していなかった。焼成さ
れたガラスセラミックス多層基板の表面に残存する末焼
結のアルミナ層を超音波洗浄で剥離させて除去した。こ
れにより、溝の中のアルミナ、金属線または金属帯も同
時に除去された。

【００４９】焼成の結果、ガラスセラミックス多層基板
の平面寸法は20 cm 角で、焼成前と同じであり、その厚
みは0.6 mmであった。ガラスセラミックス積層体の上面
に溝を切り、アルミナペーストを充填したガラスセラミ
ックス多層基板では、溝の深さは0.3 mmであって、溝深
さの基板厚みに対する割合は焼成前と同じであり、溝の
形状もＶ型を保持していた。

【００５０】一方、白金ロジウム製の金属線または金属
帯をガラスセラミックス積層体の上面に配置したガラス
セラミックス基板では、いずれも深さが約0.5 mmの溝が
形成されていた。この溝の形状は、金属線の場合にはＵ
型、金属帯の場合には凹型であって、埋め込まれた材料
の形状をほぼ保持していた。

【００５１】これらの深さの溝は、いずれも分割用の起
点として充分機能するものであった。実際に、これらの
各基板の溝の両脇を保持し、切り込み溝を広げるように
基板に曲げ荷重をかけることで、切り込み溝を起点とし
て製品を容易に個別に分割することができた。

【００５２】比較のために、ガラスセラミックス・グリ
ーンシートの積層体に形成した溝をアルミナ・ペースト
で充填しなかった点を除いて、上記と全く同様に、溝つ
きのガラスセラミックス多層基板を作製した。焼成後の
溝の深さは0.05 mm であり、また溝の形状は、初期の形
状より深さ、幅とも非常に小さくなった。この基板に同
様に曲げ荷重をかけたが、わずかに残った溝の跡から破
壊は起きず、基板端部の欠陥あるいは形成したスルーホ
ールを起点として割れが起こり、製品形状の通りの割れ
にはならなかった。

【００５３】

【発明の効果】本発明の多数個取り用のガラスセラミッ
クス基板の製造方法によれば、ガラスセラミックス・グ
リーンシートの表面に形成した分割用の溝の形状が焼成
中も良好に保持され、焼成を加圧下に実施しても、溝に
ガラスが埋まって浅くなったり、変形したりすることが
ないか、少ない。そのため、分割用の起点として機能し
うる溝を確実に形成することができる。

【００５４】また、ガラスセラミックス・グリーンシー
トの焼成温度では焼結しない第２のグリーンシートを圧
着させて焼成を行うことにより、これがガラスセラミッ
クス・グリーンシートの平面方向の収縮を拘束する強制
層として作用し、平面方向の収縮が抑制される。さら
に、焼成を加圧下で実施すると、平面方向の収縮がほぼ
完全に抑えられ、平面寸法が焼成前とほとんど同じで、
従って、寸法精度が極めて良好で、反りのないガラスセ
ラミックス基板を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−233561（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243978（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−99263（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 35/64 H01L 23/15

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に分割用の溝を有する多数個取り用
   ガラスセラミックス基板の製造方法であって、 ガラスセラミックス系の第１のグリーンシートの少な
   くとも片面に分割用の溝を形成し、 この溝中に第１のグリーンシートの焼結温度では焼結
   しない材料を挿入し、 第１のグリーンシートの少なくとも溝を設けた表面
   に、第１のグリーンシートの焼結温度では焼結しない第
   ２のグリーンシートを圧着させ、 得られた積層体を、第１のグリーンシートが焼結し、
   第２のグリーンシートが焼結しない温度で焼成し、 焼成体から、未焼結の第２のグリーンシートと、第１
   のグリーンシートの溝に挿入した材料とを除去する、と
   いう工程を含む、前記ガラスセラミックス基板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 工程で用いる材料が、粉末状、線状、
   または帯状の金属または無機物質からなる、請求項１記
   載の方法。
3. 【請求項３】 工程において、通気性のジグを介して
   該積層体をその厚み方向に加圧しながら焼成を行う、請
   求項１または２記載の方法。
4. 【請求項４】 表面に分割用の溝を有する多数個取り用
   ガラスセラミックス基板の製造方法であって、 ガラスセラミックス系の第１のグリーンシートの少な
   くとも片面に、第１のグリーンシートの焼結温度では焼
   結しない線状または帯状の材料を乗せ、ここで帯状材料
   の場合には該グリーンシートに対してほぼ垂直に配置
   し、 第１のグリーンシートの少なくとも上記材料を乗せた
   表面に、第１のグリーンシートの焼結温度では焼結しな
   い第２のグリーンシートを圧着させ、 得られた積層体を、第１のグリーンシートが焼結し、
   第２のグリーンシートが焼結しない温度で焼成し、 焼成体から、未焼結の第２のグリーンシートと、第１
   のグリーンシートに乗せた上記材料とを除去する、とい
   う工程を含む、前記ガラスセラミックス基板の製造方
   法。
5. 【請求項５】 工程において、通気性のジグを介して
   該積層体をその厚み方向に加圧しながら焼成を行う、請
   求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 第１のグリーンシートが、内層配線を有
   する複数のグリーンシートの積層体である、請求項１な
   いし５のいずれか１項に記載の方法。