JP3282147B2 - 高密度の半導体基板の作製方法および高密度焼結基板 - Google Patents
高密度の半導体基板の作製方法および高密度焼結基板Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に、少なく
とも1つの厚いグリーンシートの補助により、本来は非
常に薄い少なくとも1つのグリーンシートを使用するこ
とに関する。少なくとも1つの有機接着バリアが、多層
セラミック積層体を作製するために用いられる。基本的
に、この発明は、積層構造体を作製する構造および方法
に関し、特に、少なくとも1つの有機接着バリアを用い
て、少なくとも1つの厚いグリーンシートへ固着され
た、少なくとも1つの非常に薄いグリーンシート、およ
び/または、高密度の導電パターンを有する少なくとも
1つのグリーンシートを用いる高密度の多層セラミック
製品を作製する構造および方法に関する。
とも1つの厚いグリーンシートの補助により、本来は非
常に薄い少なくとも1つのグリーンシートを使用するこ
とに関する。少なくとも1つの有機接着バリアが、多層
セラミック積層体を作製するために用いられる。基本的
に、この発明は、積層構造体を作製する構造および方法
に関し、特に、少なくとも1つの有機接着バリアを用い
て、少なくとも1つの厚いグリーンシートへ固着され
た、少なくとも1つの非常に薄いグリーンシート、およ
び/または、高密度の導電パターンを有する少なくとも
1つのグリーンシートを用いる高密度の多層セラミック
製品を作製する構造および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】多層セラミック(MLC)構造体は、電
子基板および電子デバイスの製造に用いられている。M
LCは、種々の層構成を有することができる。例えば、
MLC回路基板は、誘電体層として働くセラミック層の
間に挟まれた導電体として働く、パターニングされた金
属層を備えることができる。層間の相互接続のために、
セラミック層の大半は、小さいホールすなわちバイアホ
ールを有する。積層する前に、バイアホールは、金属ペ
ーストのような導電性ペーストで充填され、焼結され
て、層間に電気的接続を与えるバイアを形成する。さら
に、MLC基板は、例えば、半導体チップ,コネクタリ
ード線,キャパシタ,抵抗などを取り付ける終端パッド
を有することができる。
子基板および電子デバイスの製造に用いられている。M
LCは、種々の層構成を有することができる。例えば、
MLC回路基板は、誘電体層として働くセラミック層の
間に挟まれた導電体として働く、パターニングされた金
属層を備えることができる。層間の相互接続のために、
セラミック層の大半は、小さいホールすなわちバイアホ
ールを有する。積層する前に、バイアホールは、金属ペ
ーストのような導電性ペーストで充填され、焼結され
て、層間に電気的接続を与えるバイアを形成する。さら
に、MLC基板は、例えば、半導体チップ,コネクタリ
ード線,キャパシタ,抵抗などを取り付ける終端パッド
を有することができる。
【0003】一般的に、セラミック構造体は、セラミッ
ク・グリーンシートから形成される。セラミック・グリ
ーンシートは、セラミック粒子,熱可塑性ポリマーバイ
ンダ,可塑剤,および溶剤からなるスラリーから調整さ
れる。この組成物は、セラミックシートまたはスリップ
に拡げられ、あるいはキャストされる。シートまたはス
リップから溶媒が蒸発して、凝集された自己支持の柔軟
なグリーンシートを与える。打ち抜き,金属ペーストの
スクリーン印刷,スタッキング,および積層後に、グリ
ーンシートは、不要なポリマーバインダ樹脂を焼失また
は除去し、セラミック粒子を焼結するのに十分な温度で
焼成または焼結して、高密度化されたセラミック基板と
なる。この発明は、この方法のスクリーン印刷,スタッ
キング,および積層の工程に関する。
ク・グリーンシートから形成される。セラミック・グリ
ーンシートは、セラミック粒子,熱可塑性ポリマーバイ
ンダ,可塑剤,および溶剤からなるスラリーから調整さ
れる。この組成物は、セラミックシートまたはスリップ
に拡げられ、あるいはキャストされる。シートまたはス
リップから溶媒が蒸発して、凝集された自己支持の柔軟
なグリーンシートを与える。打ち抜き,金属ペーストの
スクリーン印刷,スタッキング,および積層後に、グリ
ーンシートは、不要なポリマーバインダ樹脂を焼失また
は除去し、セラミック粒子を焼結するのに十分な温度で
焼成または焼結して、高密度化されたセラミック基板と
なる。この発明は、この方法のスクリーン印刷,スタッ
キング,および積層の工程に関する。
【0004】MLCパッケージング工業においては、種
々の厚さのグリーンシートを用いることが非常に一般的
である。厚さは、通常、約152〜約762μm(6〜
30ミル)とすることができ、一般的に、これらの層を
打ち抜き,メタライジングする技術は周知である。約1
52μm(6ミル)より薄い厚さのグリーンシートは、
一般的に、ほとんど用いられない。これは、例えば、約
152μm(6ミル)よりも薄いグリーンシートのハン
ドリング,スクリーン印刷,およびスタッキングは、か
なりの挑戦を要求するというような、様々な理由のため
である。実際、従来のMLC技術を用いて、打ち抜か
れ、スクリーン印刷された約25.4〜約50.8μm
(1〜2ミル)の厚さのセラミック・グリーンシートの
使用は、存在しない。
々の厚さのグリーンシートを用いることが非常に一般的
である。厚さは、通常、約152〜約762μm(6〜
30ミル)とすることができ、一般的に、これらの層を
打ち抜き,メタライジングする技術は周知である。約1
52μm(6ミル)より薄い厚さのグリーンシートは、
一般的に、ほとんど用いられない。これは、例えば、約
152μm(6ミル)よりも薄いグリーンシートのハン
ドリング,スクリーン印刷,およびスタッキングは、か
なりの挑戦を要求するというような、様々な理由のため
である。実際、従来のMLC技術を用いて、打ち抜か
れ、スクリーン印刷された約25.4〜約50.8μm
(1〜2ミル)の厚さのセラミック・グリーンシートの
使用は、存在しない。
【0005】また、MLCパッケージング工業において
は、キャパシタ層を用いることが非常に一般的である。
パッケージに必要な容量は設計に依存し、このような容
量は、適切な誘電体層厚さおよび層内の金属領域を選択
することによって得られる。MLCパッケージング工業
は、常に、さらに大きい容量を得ようと努めているが、
与えられた基板サイズに対して金属領域は最大に達して
いるので、要求される容量を得るためには、電極間によ
り薄い誘電体層を用いることが必要である。例えば、大
よそのところ、誘電体層の厚さを2分の1だけ減少させ
ることにより、与えられた誘電体系および電極金属領域
に対し、容量は2倍になる。さらに、パッケージ内の容
量のために必要とされる層の数は、同様に、約50%だ
け減少されている。基板を作製するコストおよび工程を
減少するので、層の数の減少は望ましい。
は、キャパシタ層を用いることが非常に一般的である。
パッケージに必要な容量は設計に依存し、このような容
量は、適切な誘電体層厚さおよび層内の金属領域を選択
することによって得られる。MLCパッケージング工業
は、常に、さらに大きい容量を得ようと努めているが、
与えられた基板サイズに対して金属領域は最大に達して
いるので、要求される容量を得るためには、電極間によ
り薄い誘電体層を用いることが必要である。例えば、大
よそのところ、誘電体層の厚さを2分の1だけ減少させ
ることにより、与えられた誘電体系および電極金属領域
に対し、容量は2倍になる。さらに、パッケージ内の容
量のために必要とされる層の数は、同様に、約50%だ
け減少されている。基板を作製するコストおよび工程を
減少するので、層の数の減少は望ましい。
【0006】米国特許第3,192,086号明細書
(Gyurk),第3,444,021号明細書(Bi
lbe),および第4,882,107号明細書(Ca
vender)は、離型剤材料として、ワックス材料,
ワックス状材料,グリース状材料,および他の同様な材
料の使用を教示している。しかし、これらの材料は、低
温で融解し、また金属表面へ結合するために、MLC積
層体には、極めて好ましくない。この結合の影響は、グ
リーンシートおよびメタラジの損傷を招く。
(Gyurk),第3,444,021号明細書(Bi
lbe),および第4,882,107号明細書(Ca
vender)は、離型剤材料として、ワックス材料,
ワックス状材料,グリース状材料,および他の同様な材
料の使用を教示している。しかし、これらの材料は、低
温で融解し、また金属表面へ結合するために、MLC積
層体には、極めて好ましくない。この結合の影響は、グ
リーンシートおよびメタラジの損傷を招く。
【0007】米国特許第5,254,191号明細書お
よび第5,474,741号明細書(Mikeska)
は、グリーンシート・セラミック・ボディを焼成する際
に、x−y収縮を軽減させるために、可とう性抑制層
(flexible constraining la
yer)の使用を教示している。しかし、これらの可と
う性抑制層は、特に、積層する際に接着バリアとして働
かない。
よび第5,474,741号明細書(Mikeska)
は、グリーンシート・セラミック・ボディを焼成する際
に、x−y収縮を軽減させるために、可とう性抑制層
(flexible constraining la
yer)の使用を教示している。しかし、これらの可と
う性抑制層は、特に、積層する際に接着バリアとして働
かない。
【0008】米国特許第5,601,672号明細書
(Casey)(International Bus
iness Machines Corporatio
n,Armonk,New Yorkに譲渡され、その
全内容はこの明細書に引用される)は、薄いセラミック
・グリーンシートおよび厚いセラミック・グリーンシー
トからセラミック基板を作製する方法を教示している。
この方法においては、導電性ペースト組成物は、薄いグ
リーンシート層上へ予め設けられず、したがって、薄い
グリーンシート層には導電性金属ペーストがない。
(Casey)(International Bus
iness Machines Corporatio
n,Armonk,New Yorkに譲渡され、その
全内容はこの明細書に引用される)は、薄いセラミック
・グリーンシートおよび厚いセラミック・グリーンシー
トからセラミック基板を作製する方法を教示している。
この方法においては、導電性ペースト組成物は、薄いグ
リーンシート層上へ予め設けられず、したがって、薄い
グリーンシート層には導電性金属ペーストがない。
【0009】米国特許出願第09/198,819号明
細書(1998年11月23日に提出され、”Mult
i−Thickness,Multi−Layer G
reen Sheet Lamination And
Method Thereof”の名称で、Inte
rnational Business Machin
es Corporation,Armonk,New
Yorkに譲渡され、その全内容はこの明細書に引用
される)は、少なくとも1つの無機接着バリアを用い
て、少なくとも1つの薄いグリーンシートと少なくとも
1つの厚いグリーンシートとを有する多層セラミック積
層体の形成を開示している。
細書(1998年11月23日に提出され、”Mult
i−Thickness,Multi−Layer G
reen Sheet Lamination And
Method Thereof”の名称で、Inte
rnational Business Machin
es Corporation,Armonk,New
Yorkに譲渡され、その全内容はこの明細書に引用
される)は、少なくとも1つの無機接着バリアを用い
て、少なくとも1つの薄いグリーンシートと少なくとも
1つの厚いグリーンシートとを有する多層セラミック積
層体の形成を開示している。
【0010】しかし、本出願に係る発明は、少なくとも
1つの有機接着バリアを用いて、少なくとも1つのより
厚いグリーンシート上へ固着された、少なくとも1つの
非常に薄いグリーンシート、および/または、導電パタ
ーンを有する少なくとも1つの非常に薄いグリーンシー
トを用いて、積層された高密度の多層セラミック構造体
を形成する。
1つの有機接着バリアを用いて、少なくとも1つのより
厚いグリーンシート上へ固着された、少なくとも1つの
非常に薄いグリーンシート、および/または、導電パタ
ーンを有する少なくとも1つの非常に薄いグリーンシー
トを用いて、積層された高密度の多層セラミック構造体
を形成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の問題と欠点
を考慮すると、この発明の目的の1つは、少なくとも1
つの有機接着バリアを用いて、多層セラミック・パッケ
ージ内に副構造体(sub−structure)を含
むメタライズされた薄いグリーンシートを作製する新規
な方法および構造を提供することにある。
を考慮すると、この発明の目的の1つは、少なくとも1
つの有機接着バリアを用いて、多層セラミック・パッケ
ージ内に副構造体(sub−structure)を含
むメタライズされた薄いグリーンシートを作製する新規
な方法および構造を提供することにある。
【0012】この発明の他の目的は、少なくとも1つの
キャパシタ層、または微細ラインがパターニングされた
少なくとも1つの導電性金属層を有する半導体基板を与
える構造および方法を提供することにある。
キャパシタ層、または微細ラインがパターニングされた
少なくとも1つの導電性金属層を有する半導体基板を与
える構造および方法を提供することにある。
【0013】この発明のさらに他の目的は、多層セラミ
ック・パッケージ内に、複数の薄い層を保持する構造お
よび方法を提供することにある。
ック・パッケージ内に、複数の薄い層を保持する構造お
よび方法を提供することにある。
【0014】この発明のさらに他の目的は、多層セラミ
ック・パッケージ内に、より大きい容量を確保する構造
および方法を提供することにある。
ック・パッケージ内に、より大きい容量を確保する構造
および方法を提供することにある。
【0015】この発明のさらに他の目的は、多層セラミ
ック・パッケージ内に、薄いグリーンシートを用いた、
微細ライン・パターンのための構造および方法を提供す
ることにある。
ック・パッケージ内に、薄いグリーンシートを用いた、
微細ライン・パターンのための構造および方法を提供す
ることにある。
【0016】この発明のさらに他の目的は、有害な歪み
を生じることなく、薄いグリーンシートをメタライズす
る構造および方法を提供することにある。
を生じることなく、薄いグリーンシートをメタライズす
る構造および方法を提供することにある。
【0017】この発明のさらに他の目的は、多層セラミ
ック・パッケージのために、薄いグリーンシートのハン
ドリングを確保する構造および方法を提供することにあ
る。
ック・パッケージのために、薄いグリーンシートのハン
ドリングを確保する構造および方法を提供することにあ
る。
【0018】この発明のさらに他の目的は、予測でき,
再現性のある多層セラミック・パッケージを作製する構
造および方法を提供することにある。
再現性のある多層セラミック・パッケージを作製する構
造および方法を提供することにある。
【0019】この発明のさらに他の目的は、新規な接着
バリアを用いて、スタックされた複数のグリーンシート
を積層して副構造体を製作することにある。
バリアを用いて、スタックされた複数のグリーンシート
を積層して副構造体を製作することにある。
【0020】この発明のさらに他の目的は、多層セラミ
ック・パッケージの積層において、少なくとも1つの有
機接着バリアの使用を提供することにある。
ック・パッケージの積層において、少なくとも1つの有
機接着バリアの使用を提供することにある。
【0021】この発明の他の目的,対象,および利点
は、一部は明らかであり、一部はこの明細書から明らか
となるであろう。
は、一部は明らかであり、一部はこの明細書から明らか
となるであろう。
【0022】
【課題を解決するための手段】したがって、この発明の
一形態は、少なくとも1つの高密度半導体基板を形成す
る方法であって、(a)少なくとも1つの厚いグリーン
シート上に少なくとも1つの導電フィーチャを形成する
工程と、(b)少なくとも1つのバイアホールを有する
少なくとも1つの薄いグリーンシートを用意する工程
と、(c)前記導電フィーチャの少なくとも一部は、前
記バイアホールの少なくとも一部と接触するように、前
記厚いグリーンシート上に前記薄いグリーンシートを位
置合わせし、配置する工程と、(d)少なくとも1つの
有機接着バリアよりなる少なくとも1つの層で積層表面
をコーティングする工程と、(e)前記少なくとも1つ
の厚いグリーンシートに、前記少なくとも1つの薄いグ
リーンシートを貼り合わせ、接合し、これにより前記高
密度半導体基板を作製する工程と、を含んでいる。
一形態は、少なくとも1つの高密度半導体基板を形成す
る方法であって、(a)少なくとも1つの厚いグリーン
シート上に少なくとも1つの導電フィーチャを形成する
工程と、(b)少なくとも1つのバイアホールを有する
少なくとも1つの薄いグリーンシートを用意する工程
と、(c)前記導電フィーチャの少なくとも一部は、前
記バイアホールの少なくとも一部と接触するように、前
記厚いグリーンシート上に前記薄いグリーンシートを位
置合わせし、配置する工程と、(d)少なくとも1つの
有機接着バリアよりなる少なくとも1つの層で積層表面
をコーティングする工程と、(e)前記少なくとも1つ
の厚いグリーンシートに、前記少なくとも1つの薄いグ
リーンシートを貼り合わせ、接合し、これにより前記高
密度半導体基板を作製する工程と、を含んでいる。
【0023】他の形態においては、この発明は、 少な
くとも2つの導電フィーチャを備え、前記導電フィーチ
ャのうち、少なくとも1つの第1の導電フィーチャは、
ベースとして働き,少なくとも152μm(6.0ミ
ル)の厚さを有し、少なくとも1つの第2の導電フィー
チャは、前記ベースの導電フィーチャへ電気的に接続さ
れ,約12.7〜約152μm(約0.5〜約6.0ミ
ル)の厚さを有する高密度焼結基板である。
くとも2つの導電フィーチャを備え、前記導電フィーチ
ャのうち、少なくとも1つの第1の導電フィーチャは、
ベースとして働き,少なくとも152μm(6.0ミ
ル)の厚さを有し、少なくとも1つの第2の導電フィー
チャは、前記ベースの導電フィーチャへ電気的に接続さ
れ,約12.7〜約152μm(約0.5〜約6.0ミ
ル)の厚さを有する高密度焼結基板である。
【0024】
【発明の実施の形態】この発明の構造および方法は、薄
いセラミック層のハンドリング,スクリーン印刷,スタ
ッキング,および積層を可能にする。これらの薄いセラ
ミック層は、例えば、キャパシタ構造、またはMLCパ
ッケージにおける微細ライン・パターン構造のような種
々の用途のために半導体工業において用いられている。
いセラミック層のハンドリング,スクリーン印刷,スタ
ッキング,および積層を可能にする。これらの薄いセラ
ミック層は、例えば、キャパシタ構造、またはMLCパ
ッケージにおける微細ライン・パターン構造のような種
々の用途のために半導体工業において用いられている。
【0025】前述したように、この発明の構造および方
法は、多層セラミック・パッケージの製造において、非
常に薄いグリーンシートおよび/または高密度にメタラ
イズされたパターンを有するグリーンシートのスクリー
ン印刷,スタッキング,およびハンドリングを可能にす
る。好適な実施例では、打ち抜かれ、スクリーン印刷さ
れた厚いグリーンシートへ、打ち抜かれた薄いグリーン
シートを貼り合わせ、接合して、副構造体を形成する。
この副構造体は、スクリーン印刷において、優れた安定
性を与え、スタッキングにおいて、優れたハンドリング
および位置合わせを可能にする。グリーンシートの副構
造体は、例えば、グリーンシート内にバイアのような、
またはグリーンシート上にライン,キャップのような導
電フィーチャを有することができる。
法は、多層セラミック・パッケージの製造において、非
常に薄いグリーンシートおよび/または高密度にメタラ
イズされたパターンを有するグリーンシートのスクリー
ン印刷,スタッキング,およびハンドリングを可能にす
る。好適な実施例では、打ち抜かれ、スクリーン印刷さ
れた厚いグリーンシートへ、打ち抜かれた薄いグリーン
シートを貼り合わせ、接合して、副構造体を形成する。
この副構造体は、スクリーン印刷において、優れた安定
性を与え、スタッキングにおいて、優れたハンドリング
および位置合わせを可能にする。グリーンシートの副構
造体は、例えば、グリーンシート内にバイアのような、
またはグリーンシート上にライン,キャップのような導
電フィーチャを有することができる。
【0026】厚いシート上へ薄いシートを貼り合わせ、
接合することは、好適には、熱と圧力とを必要とする。
このような場合においては、グリーンシートと、グリー
ンシート・スタック上へ熱と圧力とを伝える金属表面と
の間に、接着バリアとして粘着性のない固体ポリマー材
料を用いることにより、ペーストの引込み(pull)
およびセラミックの損傷を排除することが必要である。
粘着性のないポリマー材料は、表面コーティング材料と
して用いられるが、一般的に、非常に高価であり、いく
つかの製造応用例においてコストを圧迫している。
接合することは、好適には、熱と圧力とを必要とする。
このような場合においては、グリーンシートと、グリー
ンシート・スタック上へ熱と圧力とを伝える金属表面と
の間に、接着バリアとして粘着性のない固体ポリマー材
料を用いることにより、ペーストの引込み(pull)
およびセラミックの損傷を排除することが必要である。
粘着性のないポリマー材料は、表面コーティング材料と
して用いられるが、一般的に、非常に高価であり、いく
つかの製造応用例においてコストを圧迫している。
【0027】製造に適した製品構造を設計し、関連した
処理を行うためには、この発明は、例えば、鉱油,石
油,およびシリコーン油のようないくつかの有機流体の
うちの一種を用いる。いくつかの応用については、例え
ば、マグネシウムシリケート,アルミノ(alumin
o)−マグネシウム−シリケートセラミックス,アルミ
ニウム−マグネシウム−シリコンの酸化物,アルミナの
ような無機化合物を含む有機材料の懸濁液を用いること
が必要である。いくつかの応用については、噴霧された
有機流体を用いるのが好適である。例えば、プロパンお
よびイソブタンのようなガスを用いることにより、有機
接着バリアを噴霧することができる。
処理を行うためには、この発明は、例えば、鉱油,石
油,およびシリコーン油のようないくつかの有機流体の
うちの一種を用いる。いくつかの応用については、例え
ば、マグネシウムシリケート,アルミノ(alumin
o)−マグネシウム−シリケートセラミックス,アルミ
ニウム−マグネシウム−シリコンの酸化物,アルミナの
ような無機化合物を含む有機材料の懸濁液を用いること
が必要である。いくつかの応用については、噴霧された
有機流体を用いるのが好適である。例えば、プロパンお
よびイソブタンのようなガスを用いることにより、有機
接着バリアを噴霧することができる。
【0028】グリーンシート・スタックを接触させる加
圧デバイスの表面を、接着バリアとして、有機流体また
は無機粒子を含む有機懸濁液で、コーティングするのが
好適である。また、例えば、無電解ニッケル、または窒
化チタンで、金属プレートのような加圧デバイス表面を
コーティングし、ラミネーション・プレートの表面特性
を改善することが好適である。
圧デバイスの表面を、接着バリアとして、有機流体また
は無機粒子を含む有機懸濁液で、コーティングするのが
好適である。また、例えば、無電解ニッケル、または窒
化チタンで、金属プレートのような加圧デバイス表面を
コーティングし、ラミネーション・プレートの表面特性
を改善することが好適である。
【0029】また、この発明は、少なくとも一表面に少
なくとも1つの接着バリア材料を有する、打ち抜かれ、
スクリーン印刷されているより厚いセラミック・グリー
ンシートを用意し、このより厚いグリーンシートは、少
なくとも一表面に少なくとも1つの接着バリア材料を有
する打ち抜かれたより薄いセラミック・グリーンシート
層のためのベース、または恒久的な支持体として用いら
れる。
なくとも1つの接着バリア材料を有する、打ち抜かれ、
スクリーン印刷されているより厚いセラミック・グリー
ンシートを用意し、このより厚いグリーンシートは、少
なくとも一表面に少なくとも1つの接着バリア材料を有
する打ち抜かれたより薄いセラミック・グリーンシート
層のためのベース、または恒久的な支持体として用いら
れる。
【0030】さらに、また、この発明は、より薄いセラ
ミックシートが導電性ペーストでスクリーン印刷され、
乾燥されるときに、収縮および歪みを抑制するように働
くより厚い恒久的なセラミック・ベースを与える。
ミックシートが導電性ペーストでスクリーン印刷され、
乾燥されるときに、収縮および歪みを抑制するように働
くより厚い恒久的なセラミック・ベースを与える。
【0031】さらに、より厚いグリーンシート・ベース
上へ、より薄いグリーンシートを固着することは、例え
ば、スタッキングの際のハンドリングの問題を全体的に
排除している。
上へ、より薄いグリーンシートを固着することは、例え
ば、スタッキングの際のハンドリングの問題を全体的に
排除している。
【0032】また、この発明は、新規かつ安価な有機接
着バリアの導入によって、積層の際のポリマーの接着バ
リアの使用を排除する。
着バリアの導入によって、積層の際のポリマーの接着バ
リアの使用を排除する。
【0033】図1は、少なくとも1つのバイアホールま
たは開口12を有する薄いセラミック・グリーンシート
10のような、少なくとも1つの薄いグリーンシート1
0を示す。グリーンシートの薄さは、相対寸法であり、
可能なかぎり薄く、例えば、機械的な打ち抜き、または
レーザによるホール形成、またフォト処理のような強度
な化学的方法によるバイア形成方法により処理可能な程
度に薄くする。バイアホール12は、打ち抜かれている
が、充填されたバイアホール12ではない。
たは開口12を有する薄いセラミック・グリーンシート
10のような、少なくとも1つの薄いグリーンシート1
0を示す。グリーンシートの薄さは、相対寸法であり、
可能なかぎり薄く、例えば、機械的な打ち抜き、または
レーザによるホール形成、またフォト処理のような強度
な化学的方法によるバイア形成方法により処理可能な程
度に薄くする。バイアホール12は、打ち抜かれている
が、充填されたバイアホール12ではない。
【0034】この明細書で使用される用語“薄いシート
または層”は、シートの平均厚さが、約12.7〜約1
52μm(約0.5〜約6.0ミル)程度であることを
意味する。したがって、薄いシートまたは層内のスルー
バイア内に形成することができるあらゆる導電フィーチ
ャも、また、約12.7〜約152μm(約0.5〜約
6.0ミル)の厚さを有する。さらに、これらの種類の
薄いシートの製作レベルのスクリーン印刷、およびスタ
ックキングは、従来の技術では不可能である。というの
は、薄いシートは、非常に収縮し易く、また、薄いシー
トは、処理の際に歪み易いためである。
または層”は、シートの平均厚さが、約12.7〜約1
52μm(約0.5〜約6.0ミル)程度であることを
意味する。したがって、薄いシートまたは層内のスルー
バイア内に形成することができるあらゆる導電フィーチ
ャも、また、約12.7〜約152μm(約0.5〜約
6.0ミル)の厚さを有する。さらに、これらの種類の
薄いシートの製作レベルのスクリーン印刷、およびスタ
ックキングは、従来の技術では不可能である。というの
は、薄いシートは、非常に収縮し易く、また、薄いシー
トは、処理の際に歪み易いためである。
【0035】図2は、少なくとも1つのバイアホールま
たは開口22を有する厚いセラミック・グリーンシート
20のような、少なくとも1つの厚いグリーンシート2
0を示す。バイアホールまたは開口22は、少なくとも
一種の導電性金属材料24でメタライズされる。セラミ
ック・グリーンシート20にバイアホール22を打ち抜
き、少なくとも一種の導電性金属または導電性複合材料
24でバイアホール22を充填することは、技術上周知
である。通常、導電性ペースト24が、バイアホール2
2内へスクリーン印刷され、グリーンシート20は、適
切なパターン26および/または28でメタライズされ
る。パターン26,28は、例えば、導電ラインまたは
導電キャップなどとすることができる。
たは開口22を有する厚いセラミック・グリーンシート
20のような、少なくとも1つの厚いグリーンシート2
0を示す。バイアホールまたは開口22は、少なくとも
一種の導電性金属材料24でメタライズされる。セラミ
ック・グリーンシート20にバイアホール22を打ち抜
き、少なくとも一種の導電性金属または導電性複合材料
24でバイアホール22を充填することは、技術上周知
である。通常、導電性ペースト24が、バイアホール2
2内へスクリーン印刷され、グリーンシート20は、適
切なパターン26および/または28でメタライズされ
る。パターン26,28は、例えば、導電ラインまたは
導電キャップなどとすることができる。
【0036】グリーンシート20の厚さは、また相対寸
法であり、設計が保証する厚さ、例えばキャスティング
し、パーソナライズすることができるくらいの厚さにす
る。グリーンシート20は、厚いシートであるため、あ
らゆる有害なパターン歪みと半径方向誤差とを与えるこ
となく、通常の方法で、これらの層を打ち抜き、スクリ
ーン印刷することができる。一般的に、約30.5μm
(約1.2ミル)より大きい半径方向誤差は、良好でな
いと見なされる。
法であり、設計が保証する厚さ、例えばキャスティング
し、パーソナライズすることができるくらいの厚さにす
る。グリーンシート20は、厚いシートであるため、あ
らゆる有害なパターン歪みと半径方向誤差とを与えるこ
となく、通常の方法で、これらの層を打ち抜き、スクリ
ーン印刷することができる。一般的に、約30.5μm
(約1.2ミル)より大きい半径方向誤差は、良好でな
いと見なされる。
【0037】この発明のために、この明細書の中で使用
される用語“厚いシートまたは層”は、シートまたは層
の平均厚さが少なくとも約152μm(約6.0ミル)
であることを意味する。したがって、厚いシートまたは
層のスルーバイア内に形成することができるあらゆる導
電フィーチャは、少なくとも約152μm(約6.0ミ
ル)の厚さを有する。
される用語“厚いシートまたは層”は、シートまたは層
の平均厚さが少なくとも約152μm(約6.0ミル)
であることを意味する。したがって、厚いシートまたは
層のスルーバイア内に形成することができるあらゆる導
電フィーチャは、少なくとも約152μm(約6.0ミ
ル)の厚さを有する。
【0038】図3は、図2の厚いグリーンシート20
へ、図1の薄いグリーンシート10が固着される、この
発明の好適な実施例を示す。少なくとも1つの打ち抜か
れたバイアホール12を有する薄いグリーンシート10
を、打ち抜かれ、スクリーン印刷されたより厚いセラミ
ックのグリーンシート20へ、固着するよう、位置合わ
せされる。これは、半径方向誤差,x−y誤差,あるい
はシータ誤差を補正する機械的および光学的方法など、
従来実施されてきた方法でなされる。位置合わせ後、固
着は、少なくとも一種の有機接着バリア流体/懸濁液3
3を有するプレート31による積層処理を用いて貼り合
わせ、または接合することにより行われる。有機接着バ
リア流体/懸濁液33は、副構造体の表面上へある程度
転移されることが分かる。前述したように、貼り合わ
せ、または接合した薄いセラミック・グリーンシート1
0において、バイアホール12は、打ち抜かれている
が、充填されていない。厚いグリーンシート20にスク
リーン印刷されたフィーチャ26,28を、図2に示す
ようにシート20の表面上に置かれ、あるいは図3に示
すようにグリーンシート20内に部分的にまたは完全に
埋め込むことができる。
へ、図1の薄いグリーンシート10が固着される、この
発明の好適な実施例を示す。少なくとも1つの打ち抜か
れたバイアホール12を有する薄いグリーンシート10
を、打ち抜かれ、スクリーン印刷されたより厚いセラミ
ックのグリーンシート20へ、固着するよう、位置合わ
せされる。これは、半径方向誤差,x−y誤差,あるい
はシータ誤差を補正する機械的および光学的方法など、
従来実施されてきた方法でなされる。位置合わせ後、固
着は、少なくとも一種の有機接着バリア流体/懸濁液3
3を有するプレート31による積層処理を用いて貼り合
わせ、または接合することにより行われる。有機接着バ
リア流体/懸濁液33は、副構造体の表面上へある程度
転移されることが分かる。前述したように、貼り合わ
せ、または接合した薄いセラミック・グリーンシート1
0において、バイアホール12は、打ち抜かれている
が、充填されていない。厚いグリーンシート20にスク
リーン印刷されたフィーチャ26,28を、図2に示す
ようにシート20の表面上に置かれ、あるいは図3に示
すようにグリーンシート20内に部分的にまたは完全に
埋め込むことができる。
【0039】有機接着バリア流体33,または有機接着
バリア流体懸濁液33は、表面上に付加するとき、噴霧
状態であることが好適である。例えば、プロパンおよび
/またはイソブタンのようなガスを用いて、有機接着バ
リア33を噴霧することができる。
バリア流体懸濁液33は、表面上に付加するとき、噴霧
状態であることが好適である。例えば、プロパンおよび
/またはイソブタンのようなガスを用いて、有機接着バ
リア33を噴霧することができる。
【0040】接着バリア懸濁液33に含まれる無機材料
の平均粒子サイズは、約5μmより小さく、好適には約
1μmより小さいことが好ましい。この明細書の中で使
用される“平均粒子サイズ”は、これらの粒子が、あら
ゆる形状および/または形態をとることができるので、
粒子の最長寸法を意味する。そして、接着バリア層3
3、または接着バリア懸濁液33に含まれる無機材料の
平均厚さは、表面上で約20μmより薄く、好適には約
5μmより薄い。
の平均粒子サイズは、約5μmより小さく、好適には約
1μmより小さいことが好ましい。この明細書の中で使
用される“平均粒子サイズ”は、これらの粒子が、あら
ゆる形状および/または形態をとることができるので、
粒子の最長寸法を意味する。そして、接着バリア層3
3、または接着バリア懸濁液33に含まれる無機材料の
平均厚さは、表面上で約20μmより薄く、好適には約
5μmより薄い。
【0041】有機接着バリア流体33は、好適には、例
えば、鉱油,石油,およびシリコーン油からなる群から
選ばれる。しかし、材料は、グリーンシート・セラミッ
ク材料と相互作用しないような性質でなければならず、
また、基板形成または積層後に、さらに特に焼結処理の
際に、材料を除去することが容易でなければならない。
えば、鉱油,石油,およびシリコーン油からなる群から
選ばれる。しかし、材料は、グリーンシート・セラミッ
ク材料と相互作用しないような性質でなければならず、
また、基板形成または積層後に、さらに特に焼結処理の
際に、材料を除去することが容易でなければならない。
【0042】有機接着バリア流体33が、無機部分を有
する応用例の場合には、接着バリア懸濁液膜33の無機
部分は、好適には、グリーンシートのセラミック材料の
少なくとも一種と同じ材料から選ばれ、したがって、副
構造体形成または積層後に、あるいは焼結前後に、無機
部分を除去することを必要としない。
する応用例の場合には、接着バリア懸濁液膜33の無機
部分は、好適には、グリーンシートのセラミック材料の
少なくとも一種と同じ材料から選ばれ、したがって、副
構造体形成または積層後に、あるいは焼結前後に、無機
部分を除去することを必要としない。
【0043】厚いグリーンシート20に薄いグリーンシ
ート10を貼り合わせおよび/または接合することは、
例えば、標準的な積層処理のような種々の処理により行
うことができる。また、用いられる貼り合わせおよび/
または接合の処理は、厚いシート20に設けられたフィ
ーチャ26および/または28を歪ませず、およびグリ
ーンシート10および/または20は、プレート31に
固着しないことが非常に重要である。用いられるグリー
ンシート10,20に対して、約562,460kgf
/m2 (約800psi)より低い積層圧力、および約
90℃より低い温度が、貼り合わせおよび/または接合
の処理に適切であることが分かった。用いられる有機接
着バリア33は、グリーンシート10および/または2
0から、プレート31の完全な剥離を与えるのに適切で
あることが好ましい。
ート10を貼り合わせおよび/または接合することは、
例えば、標準的な積層処理のような種々の処理により行
うことができる。また、用いられる貼り合わせおよび/
または接合の処理は、厚いシート20に設けられたフィ
ーチャ26および/または28を歪ませず、およびグリ
ーンシート10および/または20は、プレート31に
固着しないことが非常に重要である。用いられるグリー
ンシート10,20に対して、約562,460kgf
/m2 (約800psi)より低い積層圧力、および約
90℃より低い温度が、貼り合わせおよび/または接合
の処理に適切であることが分かった。用いられる有機接
着バリア33は、グリーンシート10および/または2
0から、プレート31の完全な剥離を与えるのに適切で
あることが好ましい。
【0044】貼り合わせ/接合処理後に、少なくとも1
つの薄いセラミック層10と少なくとも1つの厚いセラ
ミック層20とを含む多層または高密度の副構造体30
が得られる。高密度副構造体30は、単層のグリーンシ
ート層30のように見え、かつそのように作用する。副
構造体30は、バイアホール12を有し、このバイアホ
ール12は、片面から始まるが、貫通していない。すな
わちバイアホール12は、スルーホール12として始ま
るが、ブラインド・バイアホールである。
つの薄いセラミック層10と少なくとも1つの厚いセラ
ミック層20とを含む多層または高密度の副構造体30
が得られる。高密度副構造体30は、単層のグリーンシ
ート層30のように見え、かつそのように作用する。副
構造体30は、バイアホール12を有し、このバイアホ
ール12は、片面から始まるが、貫通していない。すな
わちバイアホール12は、スルーホール12として始ま
るが、ブラインド・バイアホールである。
【0045】さらに、メタライゼーション24でスクリ
ーン印刷されたバイア22と、スクリーン印刷されてい
ないバイアホール12とが、適切に位置合わせされて、
上部と下部の位置合わせを与えることが好ましい。この
発明のこれらのユニークな特徴は、薄いセラミックシー
ト10を、副構造体30として扱うことができる。さら
に、副構造体30は、フィーチャ26,28を形成する
のに、グリーンシート10,20およびスクリーン印刷
されたペースト24以外の他の材料を有していない。こ
のことは、最小の処理コストしか要さずに、最良の歩留
まりを与える。前述したように、貼り合わせ/接合の処
理の際に、有機接着バリア流体/懸濁液33は、副構造
体の表面上にある程度転移される。
ーン印刷されたバイア22と、スクリーン印刷されてい
ないバイアホール12とが、適切に位置合わせされて、
上部と下部の位置合わせを与えることが好ましい。この
発明のこれらのユニークな特徴は、薄いセラミックシー
ト10を、副構造体30として扱うことができる。さら
に、副構造体30は、フィーチャ26,28を形成する
のに、グリーンシート10,20およびスクリーン印刷
されたペースト24以外の他の材料を有していない。こ
のことは、最小の処理コストしか要さずに、最良の歩留
まりを与える。前述したように、貼り合わせ/接合の処
理の際に、有機接着バリア流体/懸濁液33は、副構造
体の表面上にある程度転移される。
【0046】図4は、副構造体40を形成するために、
図3に示されたスクリーン印刷された副構造体30のメ
タライゼーションを示す。副構造体30は、導電性金属
または導電性複合ペースト44でスクリーン印刷され、
薄いセラミックシート10上にフィーチャ46,48を
形成し、中間あるいは最終的な構造体40を形成する。
フィーチャ46は、バイアホール12に形成されたバイ
ア46とすることができ、一方、フィーチャ48は、キ
ャップまたはライン48のようなパターンとすることが
できる。この発明の構造体40は、薄いグリーンシート
層10におけるフィーチャ46,48を示し、これらフ
ィーチャは、バイア24、および厚いグリーンシート2
0上のパターン26,28への電気的接続を形成する。
図3に示されたスクリーン印刷された副構造体30のメ
タライゼーションを示す。副構造体30は、導電性金属
または導電性複合ペースト44でスクリーン印刷され、
薄いセラミックシート10上にフィーチャ46,48を
形成し、中間あるいは最終的な構造体40を形成する。
フィーチャ46は、バイアホール12に形成されたバイ
ア46とすることができ、一方、フィーチャ48は、キ
ャップまたはライン48のようなパターンとすることが
できる。この発明の構造体40は、薄いグリーンシート
層10におけるフィーチャ46,48を示し、これらフ
ィーチャは、バイア24、および厚いグリーンシート2
0上のパターン26,28への電気的接続を形成する。
【0047】図5は、この発明の他の実施例を示す。こ
の実施例においては、図4に示された構造体40が、図
1に示された薄いグリーンシート10よりなる他の層と
固着されて、構造50を形成している。基本的には、ス
クリーン印刷された構造体40(図1〜図4に説明した
ようにして得られた)に、例えば、接着バリア材料33
を用いた、貼り合わせ/接合により、図1に示された打
ち抜かれた薄いセラミック層10が固着される。
の実施例においては、図4に示された構造体40が、図
1に示された薄いグリーンシート10よりなる他の層と
固着されて、構造50を形成している。基本的には、ス
クリーン印刷された構造体40(図1〜図4に説明した
ようにして得られた)に、例えば、接着バリア材料33
を用いた、貼り合わせ/接合により、図1に示された打
ち抜かれた薄いセラミック層10が固着される。
【0048】図6は、構造60を形成するために、図5
に示された構造体50のメタライゼーションを示す。バ
イアホール12は、少なくとも一種の導電材料64で充
填され、材料64が、初めの薄いセラミック層10のバ
イア材料44と直接に接触する。そして、必要ならば、
メタライゼーション66,68が、新しい薄いグリーン
シート10のバイア64と直接に接触する。この高密度
構造60を、さらに処理することができる。
に示された構造体50のメタライゼーションを示す。バ
イアホール12は、少なくとも一種の導電材料64で充
填され、材料64が、初めの薄いセラミック層10のバ
イア材料44と直接に接触する。そして、必要ならば、
メタライゼーション66,68が、新しい薄いグリーン
シート10のバイア64と直接に接触する。この高密度
構造60を、さらに処理することができる。
【0049】多くの副構造体を、最終的なMLC積層を
作製するために必要な多くの薄いグリーンシート10を
用いて作製することができる。図6で明らかに分かるよ
うに、副構造体60は、1つの厚いグリーンシート20
および2つの薄いグリーンシート10を有している。そ
して、この副構造体60は、スクリーン印刷およびスタ
ッキングを通じてのハンドリングに対して剛性を有す
る。さらに、図1の独立の薄いグリーンシート10とし
てスクリーン印刷されるのに比べ、副構造体としてスク
リーン印刷される場合、薄いグリーンシート10にスク
リーン印刷されたフィーチャの寸法安定性がはるかに良
い。
作製するために必要な多くの薄いグリーンシート10を
用いて作製することができる。図6で明らかに分かるよ
うに、副構造体60は、1つの厚いグリーンシート20
および2つの薄いグリーンシート10を有している。そ
して、この副構造体60は、スクリーン印刷およびスタ
ッキングを通じてのハンドリングに対して剛性を有す
る。さらに、図1の独立の薄いグリーンシート10とし
てスクリーン印刷されるのに比べ、副構造体としてスク
リーン印刷される場合、薄いグリーンシート10にスク
リーン印刷されたフィーチャの寸法安定性がはるかに良
い。
【0050】図7は、焼結された多層,高密度セラミッ
ク・パッケージ70を形成するのに用いられる構造体を
示す、この発明の他の実施例を示す。パッケージ70
を、例えば、2つの副構造体60(少なくとも1つの厚
いセラミック層20と少なくとも2つの薄いセラミック
層10からなる)を組み合わせることにより形成するこ
とができる。2つの副構造体60を、有機接着バリア材
料33を用いることにより互いに貼り合わせ/接合する
ことができ、また、それらは、いくつかの薄いセラミッ
ク・グリーンシート層10を含むことができる。焼結後
に、厚いグリーンシートおよび薄いグリーンシートは合
体し、明確な境界がない基板70を形成する。しかし、
基板70は、厚いグリーンシート20に起因した高い導
電フィーチャ24,および薄いグリーンシート10に起
因した低い導電フィーチャ44のような、明確に異なる
導電フィーチャを有している。
ク・パッケージ70を形成するのに用いられる構造体を
示す、この発明の他の実施例を示す。パッケージ70
を、例えば、2つの副構造体60(少なくとも1つの厚
いセラミック層20と少なくとも2つの薄いセラミック
層10からなる)を組み合わせることにより形成するこ
とができる。2つの副構造体60を、有機接着バリア材
料33を用いることにより互いに貼り合わせ/接合する
ことができ、また、それらは、いくつかの薄いセラミッ
ク・グリーンシート層10を含むことができる。焼結後
に、厚いグリーンシートおよび薄いグリーンシートは合
体し、明確な境界がない基板70を形成する。しかし、
基板70は、厚いグリーンシート20に起因した高い導
電フィーチャ24,および薄いグリーンシート10に起
因した低い導電フィーチャ44のような、明確に異なる
導電フィーチャを有している。
【0051】各グリーンシートは、例えば、キャップ,
ライン,バイアのような1つ以上の導電フィーチャを有
することができる。これらのフィーチャは、少なくとも
一種の導電材料で形成することができる。導電材料は、
個々のフィーチャで同じ材料とすることもでき、異なる
材料とすることもできる。
ライン,バイアのような1つ以上の導電フィーチャを有
することができる。これらのフィーチャは、少なくとも
一種の導電材料で形成することができる。導電材料は、
個々のフィーチャで同じ材料とすることもでき、異なる
材料とすることもできる。
【0052】この発明で用いられる導電材料は、例え
ば、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,ガラス
フリット含有金属,およびガラスグリッド含有金属から
なる群から好適に選ばれる。しかし、異なる層および/
またはフィーチャに用いられる導電材料を、同じ材料と
することもでき、異なる材料とすることもできる。
ば、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,ガラス
フリット含有金属,およびガラスグリッド含有金属から
なる群から好適に選ばれる。しかし、異なる層および/
またはフィーチャに用いられる導電材料を、同じ材料と
することもでき、異なる材料とすることもできる。
【0053】グリーンシート10および/または20の
材料は、例えば、アルミナ,ガラスフリット含有アルミ
ナ,ホウケイ酸ガラス(borosilicate g
lass),窒化アルミニウム,セラミック,およびガ
ラスセラミックからなる群から好適に選ばれる。
材料は、例えば、アルミナ,ガラスフリット含有アルミ
ナ,ホウケイ酸ガラス(borosilicate g
lass),窒化アルミニウム,セラミック,およびガ
ラスセラミックからなる群から好適に選ばれる。
【0054】また、2つのグリーンシート間の貼り合わ
せおよび/または接合を、少なくとも一種の化学物質か
らなる少なくとも1つの層が、2つのグリーンシート間
に挟まれる、化学物質環境内で行うことができる。次
に、2つのグリーンシートは、いずれかの既知の従来技
術方法によって、貼り合わされおよび/または接合され
る。いくつかの応用に対して、2つのグリーンシートを
貼り合わせおよび/または接合するために用いられる化
学物質は、例えば、水,メタノール,メチル−イソ−ブ
チルケトン,イソプロピルアルコール,アルミナ,窒化
アルミニウム,ホウケイ酸,ガラスセラミック,銅,モ
リブデン,タングステン,およびニッケルからなる群か
ら好適に選ばれる。
せおよび/または接合を、少なくとも一種の化学物質か
らなる少なくとも1つの層が、2つのグリーンシート間
に挟まれる、化学物質環境内で行うことができる。次
に、2つのグリーンシートは、いずれかの既知の従来技
術方法によって、貼り合わされおよび/または接合され
る。いくつかの応用に対して、2つのグリーンシートを
貼り合わせおよび/または接合するために用いられる化
学物質は、例えば、水,メタノール,メチル−イソ−ブ
チルケトン,イソプロピルアルコール,アルミナ,窒化
アルミニウム,ホウケイ酸,ガラスセラミック,銅,モ
リブデン,タングステン,およびニッケルからなる群か
ら好適に選ばれる。
【0055】有機接着バリア流体/懸濁液33は、例え
ば、鉱油,石油,およびシリコーン油からなる群から好
適には選ばれる。流体/懸濁液33は、無機微粒子を含
有することも、あるいは含有しないこともできる。流体
/懸濁液33が無機微粒子を含有する場合には、これら
の微粒子は、サブミクロンサイズであり、例えば、マグ
ネシウムシリケート,アルミノ−マグネシウム−シリケ
ートセラミック,アルミニウム−マグネシウム−シリコ
ンの酸化物,アルミナ,およびセラミックからなる群か
ら選ばれるのが好適である。
ば、鉱油,石油,およびシリコーン油からなる群から好
適には選ばれる。流体/懸濁液33は、無機微粒子を含
有することも、あるいは含有しないこともできる。流体
/懸濁液33が無機微粒子を含有する場合には、これら
の微粒子は、サブミクロンサイズであり、例えば、マグ
ネシウムシリケート,アルミノ−マグネシウム−シリケ
ートセラミック,アルミニウム−マグネシウム−シリコ
ンの酸化物,アルミナ,およびセラミックからなる群か
ら選ばれるのが好適である。
【0056】この発明の他の利点は、パッケージ内に高
密度のバイアおよびパターンを打ち抜き,スクリーン印
刷し,およびスタッキングすることができることであ
る。グリーンシート(厚いまたは薄い)内のバイアおよ
びパターンの金属密度が増大すると、自立構造体として
グリーンシートを扱う場合と同様に、フィーチャの半径
方向誤差が増大する。このような場合には、図1〜図7
に説明した処理と同じまたは類似の処理を用いることが
できる。基本的に、高密度パターンは、独立のセラミッ
ク・グリーンシート上よりもむしろ、セラミック副構造
体上にスクリーン印刷される。独立のグリーンシートが
同様に処理される場合よりも、副構造体がスクリーン印
刷される場合において、収縮および歪みがはるかに小さ
いことが分かった。さらに、副構造体は、普通のグリー
ンシート材料および既存の導電性の金属/複合ペースト
を用いて作製される。
密度のバイアおよびパターンを打ち抜き,スクリーン印
刷し,およびスタッキングすることができることであ
る。グリーンシート(厚いまたは薄い)内のバイアおよ
びパターンの金属密度が増大すると、自立構造体として
グリーンシートを扱う場合と同様に、フィーチャの半径
方向誤差が増大する。このような場合には、図1〜図7
に説明した処理と同じまたは類似の処理を用いることが
できる。基本的に、高密度パターンは、独立のセラミッ
ク・グリーンシート上よりもむしろ、セラミック副構造
体上にスクリーン印刷される。独立のグリーンシートが
同様に処理される場合よりも、副構造体がスクリーン印
刷される場合において、収縮および歪みがはるかに小さ
いことが分かった。さらに、副構造体は、普通のグリー
ンシート材料および既存の導電性の金属/複合ペースト
を用いて作製される。
【0057】ほとんどの応用に対して、有機接着バリア
または懸濁液33を、スプレー,ミスト,または薄膜と
して設けて、表面の少なくとも一部を完全に、または部
分的に覆う。
または懸濁液33を、スプレー,ミスト,または薄膜と
して設けて、表面の少なくとも一部を完全に、または部
分的に覆う。
【0058】前述したように、有機接着バリア33を、
ラミネーション・プレート31上にミストとしてスプレ
ーすることができる。これは、基本的に、ラミネーショ
ン・プレート31に、グリーンシート10および/また
は20が接着することを防ぐために行われる。有機流体
懸濁液33の場合には、無機粒子は、サイズがサブミク
ロンであり、積層の際に、基板の露出した表面上をコー
ティングし、積層時に層間に埋め込まれる。基板の焼結
時に、有機接着バリア33中の有機材料は焼失され、残
留無機接着バリア粒子33は、そこにとどまって、基板
のミクロ構造体の一部となることが分かった。これらの
懸濁粒子33のサイズが極めて小さく、これらの懸濁粒
子33の量が最小量であり、粒子の化学的性質が、好適
にはグリーンシート10および/または20の材料のう
ちの一種以上と同じであるので、接着バリア材料33
は、材料の焼結作用またはミクロ構造体への影響がな
い。
ラミネーション・プレート31上にミストとしてスプレ
ーすることができる。これは、基本的に、ラミネーショ
ン・プレート31に、グリーンシート10および/また
は20が接着することを防ぐために行われる。有機流体
懸濁液33の場合には、無機粒子は、サイズがサブミク
ロンであり、積層の際に、基板の露出した表面上をコー
ティングし、積層時に層間に埋め込まれる。基板の焼結
時に、有機接着バリア33中の有機材料は焼失され、残
留無機接着バリア粒子33は、そこにとどまって、基板
のミクロ構造体の一部となることが分かった。これらの
懸濁粒子33のサイズが極めて小さく、これらの懸濁粒
子33の量が最小量であり、粒子の化学的性質が、好適
にはグリーンシート10および/または20の材料のう
ちの一種以上と同じであるので、接着バリア材料33
は、材料の焼結作用またはミクロ構造体への影響がな
い。
【0059】また、有機接着バリア材料が、露出した表
面上にあり、および/または種々の副層(sub−la
yer)内に埋め込まれているとしても、あるいは、有
機接着バリア材料の無機部分が、露出した表面上にあ
り、および/または種々な副層内に埋め込まれていると
しても、この発明を用いて形成される多層,高密度の半
導体基板を、ラミネーション・プレート31の表面から
剥離するときに、高密度基板のいかなるフィーチャへの
あらゆる物理的,電気的,または機械的損傷を全く与え
ずに行われることが分かった。
面上にあり、および/または種々の副層(sub−la
yer)内に埋め込まれているとしても、あるいは、有
機接着バリア材料の無機部分が、露出した表面上にあ
り、および/または種々な副層内に埋め込まれていると
しても、この発明を用いて形成される多層,高密度の半
導体基板を、ラミネーション・プレート31の表面から
剥離するときに、高密度基板のいかなるフィーチャへの
あらゆる物理的,電気的,または機械的損傷を全く与え
ずに行われることが分かった。
【0060】
【実施例】以下の実施例は、この発明をさらに説明する
ことを意図し、この発明の範囲を限定することを意図す
るものではない。
ことを意図し、この発明の範囲を限定することを意図す
るものではない。
【0061】実施例1 この発明の方法を用いて、約20.3〜約152μm
(約0.8〜約6.0ミル)の厚さの薄いグリーンシー
ト10を含む多層セラミック副構造体のいくつかの試料
を、約152〜約508μm(約6.0〜約20ミル)
の種々の厚さの厚いセラミック・グリーンシート20上
に作製し、図3に示された構造体30を形成した。セラ
ミック・グリーンシート10,20の材料は、アルミナ
およびガラスセラミックを含んでいる。導電材料は、モ
リブデン,銅,および他の周知の複合物を含んでいる。
副構造体30を、有機接着バリア材料33を用いて、約
562,460kgf/m2 (約800psi)までの
種々の圧力および約90℃までの温度で作製した。全て
の場合において、副構造体を半径方向誤差について測定
した。半径方向誤差は、約30.5μm(約1.2ミ
ル)より小さいことが分かった。このことは、層対層の
接触および位置合わせが良好であり,フィーチャまたは
構造体の損傷または歪みがないことを示す。
(約0.8〜約6.0ミル)の厚さの薄いグリーンシー
ト10を含む多層セラミック副構造体のいくつかの試料
を、約152〜約508μm(約6.0〜約20ミル)
の種々の厚さの厚いセラミック・グリーンシート20上
に作製し、図3に示された構造体30を形成した。セラ
ミック・グリーンシート10,20の材料は、アルミナ
およびガラスセラミックを含んでいる。導電材料は、モ
リブデン,銅,および他の周知の複合物を含んでいる。
副構造体30を、有機接着バリア材料33を用いて、約
562,460kgf/m2 (約800psi)までの
種々の圧力および約90℃までの温度で作製した。全て
の場合において、副構造体を半径方向誤差について測定
した。半径方向誤差は、約30.5μm(約1.2ミ
ル)より小さいことが分かった。このことは、層対層の
接触および位置合わせが良好であり,フィーチャまたは
構造体の損傷または歪みがないことを示す。
【0062】実施例2 約20.3〜約76.2μm(約0.8〜約3.0ミ
ル)の厚さを有する、いくつかの薄いセラミック・グリ
ーンシート10を、独立のシート10として、打ち抜
き、スクリーン印刷した。グリーンシート10の材料
は、アルミナ,ガラスセラミックを含み、導電材料は、
モリブデン,銅,他の複合物のような金属ペーストを含
んでいる。全ての場合において、スクリーン印刷された
独立の薄いセラミック層10を、半径方向誤差について
測定した。測定された半径方向誤差は、全ての場合にお
いて、約30.5μm(約1.2ミル)より大きく、約
381μm(約15.0ミル)までに及んだ。また、ス
クリーン印刷された独立の薄い層10は全てしわが寄
り、使用できなかいことが分かった。
ル)の厚さを有する、いくつかの薄いセラミック・グリ
ーンシート10を、独立のシート10として、打ち抜
き、スクリーン印刷した。グリーンシート10の材料
は、アルミナ,ガラスセラミックを含み、導電材料は、
モリブデン,銅,他の複合物のような金属ペーストを含
んでいる。全ての場合において、スクリーン印刷された
独立の薄いセラミック層10を、半径方向誤差について
測定した。測定された半径方向誤差は、全ての場合にお
いて、約30.5μm(約1.2ミル)より大きく、約
381μm(約15.0ミル)までに及んだ。また、ス
クリーン印刷された独立の薄い層10は全てしわが寄
り、使用できなかいことが分かった。
【0063】実施例3 約20.3〜約152μm(約0.8〜約6.0ミル)
の厚さの薄いセラミック・グリーンシート10を含む多
層セラミック副構造体のいくつかの試料を、この発明の
方法および図3の構造を用いて、約152〜約203μ
m(約6〜約8ミル)の種々の厚さの厚いグリーンシー
ト20上に、約178μm(約7ミル)ピッチの約7
6.2μm(約3ミル)フィーチャの配線密度を有して
作製した。セラミック・グリーンシート10,20の材
料は、アルミナおよびガラスセラミックを含んでいる。
導電材料は、モリブデン,銅,および複合物を含んでい
る。副構造体を、有機接着バリア材料33を用いて、約
562,460kgf/m2(約800psi)までの
種々の圧力でおよび約90℃までの温度で作製した。全
ての場合において、副構造体を、半径方向誤差について
測定した。半径方向誤差は、約30.5μm(約1.2
mil)より小さいことが分かった。このことは、層対
層の接触および位置合わせが良好であることを意味す
る。また、セラミックボディあるいはフィーチャに損傷
を与えずに、副構造体をプレート31から剥離できた。
の厚さの薄いセラミック・グリーンシート10を含む多
層セラミック副構造体のいくつかの試料を、この発明の
方法および図3の構造を用いて、約152〜約203μ
m(約6〜約8ミル)の種々の厚さの厚いグリーンシー
ト20上に、約178μm(約7ミル)ピッチの約7
6.2μm(約3ミル)フィーチャの配線密度を有して
作製した。セラミック・グリーンシート10,20の材
料は、アルミナおよびガラスセラミックを含んでいる。
導電材料は、モリブデン,銅,および複合物を含んでい
る。副構造体を、有機接着バリア材料33を用いて、約
562,460kgf/m2(約800psi)までの
種々の圧力でおよび約90℃までの温度で作製した。全
ての場合において、副構造体を、半径方向誤差について
測定した。半径方向誤差は、約30.5μm(約1.2
mil)より小さいことが分かった。このことは、層対
層の接触および位置合わせが良好であることを意味す
る。また、セラミックボディあるいはフィーチャに損傷
を与えずに、副構造体をプレート31から剥離できた。
【0064】実施例4 約20.3〜約152μm(約0.8〜約6.0ミル)
の厚さ、および約178μm(約7ミル)ピッチの約7
6.2μm(約3ミル)フィーチャの配線密度を有する
いくつかの薄いグリーンシート10を、独立の薄いセラ
ミックシートとして、打ち抜き、スクリーン印刷した。
グリーンシートの材料は、アルミナおよびガラスセラミ
ックを含んでいる。導電性金属ペーストの材料は、モリ
ブデン,銅,および複合物を含んでいる。全ての場合に
おいて、層を半径方向誤差について測定した。測定され
た半径方向誤差は、全ての場合において約30.5μm
(約1.2ミル)より大きく、約635μm(約25ミ
ル)までに及んだ。
の厚さ、および約178μm(約7ミル)ピッチの約7
6.2μm(約3ミル)フィーチャの配線密度を有する
いくつかの薄いグリーンシート10を、独立の薄いセラ
ミックシートとして、打ち抜き、スクリーン印刷した。
グリーンシートの材料は、アルミナおよびガラスセラミ
ックを含んでいる。導電性金属ペーストの材料は、モリ
ブデン,銅,および複合物を含んでいる。全ての場合に
おいて、層を半径方向誤差について測定した。測定され
た半径方向誤差は、全ての場合において約30.5μm
(約1.2ミル)より大きく、約635μm(約25ミ
ル)までに及んだ。
【0065】有機接着バリア33を用いて作製されたセ
ラミック積層体の上記実施例においては、焼結の際に、
有機流体は酸化したガス種として除去され、残留してい
るあらゆる無機化合物は、焼結され、セラミック基板の
一部分となっていることが分かった。そして、ESCA
(電子分光法),電気的試験,チップ接続,および機械
的試験を用いて、焼結基板をさらに分析したところ、良
好であることが分かった。
ラミック積層体の上記実施例においては、焼結の際に、
有機流体は酸化したガス種として除去され、残留してい
るあらゆる無機化合物は、焼結され、セラミック基板の
一部分となっていることが分かった。そして、ESCA
(電子分光法),電気的試験,チップ接続,および機械
的試験を用いて、焼結基板をさらに分析したところ、良
好であることが分かった。
【0066】まとめとして、この発明の構成に関して以
下の事項を開示する。 (1) 少なくとも1つの高密度半導体基板を作製する
方法において、(a)少なくとも1つの厚いグリーンシ
ート上に少なくとも1つの導電フィーチャを形成する工
程と、 (b)少なくとも1つのバイアホールを有する少なくと
も1つの薄いグリーンシートを用意する工程と、 (c)前記導電フィーチャの少なくとも一部は、前記バ
イアホールの少なくとも一部と接触するように、前記厚
いグリーンシート上に前記薄いグリーンシートを位置合
わせし、配置する工程と、 (d)少なくとも1つの有機接着バリアよりなる少なく
とも1つの層で積層表面をコーティングする工程と、 (e)前記少なくとも1つの厚いグリーンシートに、前
記少なくとも1つの薄いグリーンシートを貼り合わせ、
接合し、焼結することにより前記有機接着バリア中の有
機材料は焼失され、残留無機接着バリア粒子はとどまっ
て基板の一部となり、これにより前記高密度半導体基板
を作製する工程と、を含むことを特徴とする方法。 (2) 前記少なくとも1つのバイアホールを、少なく
とも一種の第1の導電材料で充填することを特徴とする
(1)に記載の方法。 (3) 前記第1の導電材料のための少なくとも一種の
材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,ガ
ラスフリット含有金属,およびガラスグリット含有金属
からなる群から選択されることを特徴とする(2)に記
載の方法。 (4) 前記第1の導電材料と電気的に直接に接触する
ように、少なくとも一種の第2の導電材料を前記薄いグ
リーンシート上に形成することを特徴とする(2)に記
載の方法。 (5) 前記第2の導電材料のための少なくとも一種の
材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,ガ
ラスフリット含有金属,およびガラスグリット含有金属
からなる群から選択されることを特徴とする(4)に記
載の方法。 (6) 前記少なくとも1つの薄いグリーンシートのた
めの材料は、アルミナ,ガラスフリット含有アルミナ,
ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,セラミック,お
よびガラスセラミックからなる群から選択されることを
特徴とする(1)に記載の方法。 (7) 前記少なくとも1つの厚いグリーンシートのた
めの材料は、アルミナ,ガラスフリット含有アルミナ,
ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,セラミック,お
よびガラスセラミックからなる群から選択されることを
特徴とする(1)に記載の方法。 (8) 前記薄いグリーンシートの厚さは、12.7〜
152μm(0.5〜6.0ミル)であることを特徴と
する(1)に記載の方法。 (9) 前記厚いグリーンシートは、少なくとも152
μm(6ミル)の厚さであることを特徴とする(1)に
記載の方法。 (10) 前記薄いグリーンシートと前記厚いグリーン
シートとの間の貼り合わせ、接合工程を、熱的方法,機
械的方法,および化学的方法からなる群から選ばれる方
法を用いて行うことを特徴とする(1)に記載の方法。 (11) 前記工程(c)における位置合わせ工程を、
半径方向誤差、またはx−y誤差およびシータ誤差のた
めの補正を伴う機械的方法および光学的方法からなる群
から選ばれる少なくとも1つの方法で行うことを特徴と
する(1)に記載の方法。 (12) 前記少なくとも1つの有機接着バリアのため
の少なくとも一種の材料は、鉱油,石油,およびシリコ
ーン油からなる群から選択されることを特徴とする
(1)に記載の方法。 (13) 前記少なくとも1つの有機接着バリアは、ス
プレー,ミスト,または薄膜として付与されることを特
徴とする(1)に記載の方法。 (14) 前記少なくとも1つの有機接着バリアは、少
なくとも一種の無機材料を含む懸濁液であることを特徴
とする(1)に記載の方法。 (15) 前記無機材料は、マグネシウムシリケート,
アルミノ−マグネシウム−シリケートセラミック,アル
ミニウム−マグネシウム−シリコンの酸化物,アルミ
ナ,およびセラミックからなる群から選択されることを
特徴とする(14)に記載の方法。 (16) 前記無機材料の平均粒子サイズは、5μmよ
り小さく、好適には1μmより小さいことを特徴とする
(14)に記載の方法。 (17) 前記無機材料の平均厚さは、20μmより薄
く、好適には5μmよう薄いことを特徴とする(14)
に記載の方法。 (18) 前記工程(e)における貼り合わせ、接合工
程は、90℃より低い温度で行うことを特徴とする
(1)に記載の方法。 (19) 前記工程(e)における貼り合わせ、接合工
程は、562,460kgf/m2 (800psi)
より低い圧力で行うことを特徴とする(1)に記載の方
法。 (20) 前記工程(e)における貼り合わせ、接合工
程は、化学物質環境内で行い、前記化学物質は、水,メ
タノール,メチル−イソ−ブチルケトン,イソプロピル
アルコール,アルミナ,窒化アルミニウム,ホウケイ
酸,ガラスセラミック,銅,モリブデン,タングステ
ン,およびニッケルからなる群から選択されることを特
徴とする(1)に記載の方法。 (21) 前記厚いグリーンシート上の、前記少なくと
も1つの導電フィーチャは、キャップ,ライン,および
バイアからなる群から選択されることを特徴とする
(1)に記載の方法。 (22) 前記導電フィーチャのための少なくとも一種
の材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,
ガラスフリット含有金属,およびガラスグリット含有金
属からなる群から選択されることを特徴とする(21)
に記載の方法。 (23) 前記少なくとも1つの有機接着バリアは、前
記積層表面の少なくとも一部を覆うことを特徴とする
(1)に記載の方法。 (24) 少なくとも1つの厚いグリーンシートに、少
なくとも1つの薄いグリーンシートを貼り合わせ、接合
し、焼結することにより前記有機接着バリア中の有機材
料は焼失され、残留無機接着バリア粒子はとどまって基
板の一部となる高密度焼結基板であって、少なくとも2
つの導電フィーチャを備え、前記導電フィーチャのう
ち、少なくとも1つの第1の導電フィーチャは、ベース
として働き,厚いグリーンシートに形成して少なくとも
152μm(6.0ミル)の厚さを有し、少なくとも1
つの第2の導電フィーチャは、前記ベースの導電フィー
チャへ電気的に接続され、薄いグリーンシートに形成し
て12.7〜152μm(0.5〜6.0ミル)の厚さ
を有することを特徴とする高密度焼結基板。 (25) 前記導電フィーチャのための少なくとも一種
の材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,
ガラスフリット含有金属,およびガラスグリット含有金
属からなる群から選択されることを特徴とする(24)
に記載の高密度焼結基板。 (26) 前記基板は、アルミナ,ガラスフリット含有
アルミナ,ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,セラ
ミック,およびガラスセラミックからなる群から選択さ
れることを特徴とする(24)に記載の高密度焼結基
板。 (27) 前記導電フィーチャの少なくとも1つは、キ
ャップ,ライン,およびバイアからなる群から選択され
ることを特徴とする(24)に記載の高密度焼結基板。
下の事項を開示する。 (1) 少なくとも1つの高密度半導体基板を作製する
方法において、(a)少なくとも1つの厚いグリーンシ
ート上に少なくとも1つの導電フィーチャを形成する工
程と、 (b)少なくとも1つのバイアホールを有する少なくと
も1つの薄いグリーンシートを用意する工程と、 (c)前記導電フィーチャの少なくとも一部は、前記バ
イアホールの少なくとも一部と接触するように、前記厚
いグリーンシート上に前記薄いグリーンシートを位置合
わせし、配置する工程と、 (d)少なくとも1つの有機接着バリアよりなる少なく
とも1つの層で積層表面をコーティングする工程と、 (e)前記少なくとも1つの厚いグリーンシートに、前
記少なくとも1つの薄いグリーンシートを貼り合わせ、
接合し、焼結することにより前記有機接着バリア中の有
機材料は焼失され、残留無機接着バリア粒子はとどまっ
て基板の一部となり、これにより前記高密度半導体基板
を作製する工程と、を含むことを特徴とする方法。 (2) 前記少なくとも1つのバイアホールを、少なく
とも一種の第1の導電材料で充填することを特徴とする
(1)に記載の方法。 (3) 前記第1の導電材料のための少なくとも一種の
材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,ガ
ラスフリット含有金属,およびガラスグリット含有金属
からなる群から選択されることを特徴とする(2)に記
載の方法。 (4) 前記第1の導電材料と電気的に直接に接触する
ように、少なくとも一種の第2の導電材料を前記薄いグ
リーンシート上に形成することを特徴とする(2)に記
載の方法。 (5) 前記第2の導電材料のための少なくとも一種の
材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,ガ
ラスフリット含有金属,およびガラスグリット含有金属
からなる群から選択されることを特徴とする(4)に記
載の方法。 (6) 前記少なくとも1つの薄いグリーンシートのた
めの材料は、アルミナ,ガラスフリット含有アルミナ,
ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,セラミック,お
よびガラスセラミックからなる群から選択されることを
特徴とする(1)に記載の方法。 (7) 前記少なくとも1つの厚いグリーンシートのた
めの材料は、アルミナ,ガラスフリット含有アルミナ,
ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,セラミック,お
よびガラスセラミックからなる群から選択されることを
特徴とする(1)に記載の方法。 (8) 前記薄いグリーンシートの厚さは、12.7〜
152μm(0.5〜6.0ミル)であることを特徴と
する(1)に記載の方法。 (9) 前記厚いグリーンシートは、少なくとも152
μm(6ミル)の厚さであることを特徴とする(1)に
記載の方法。 (10) 前記薄いグリーンシートと前記厚いグリーン
シートとの間の貼り合わせ、接合工程を、熱的方法,機
械的方法,および化学的方法からなる群から選ばれる方
法を用いて行うことを特徴とする(1)に記載の方法。 (11) 前記工程(c)における位置合わせ工程を、
半径方向誤差、またはx−y誤差およびシータ誤差のた
めの補正を伴う機械的方法および光学的方法からなる群
から選ばれる少なくとも1つの方法で行うことを特徴と
する(1)に記載の方法。 (12) 前記少なくとも1つの有機接着バリアのため
の少なくとも一種の材料は、鉱油,石油,およびシリコ
ーン油からなる群から選択されることを特徴とする
(1)に記載の方法。 (13) 前記少なくとも1つの有機接着バリアは、ス
プレー,ミスト,または薄膜として付与されることを特
徴とする(1)に記載の方法。 (14) 前記少なくとも1つの有機接着バリアは、少
なくとも一種の無機材料を含む懸濁液であることを特徴
とする(1)に記載の方法。 (15) 前記無機材料は、マグネシウムシリケート,
アルミノ−マグネシウム−シリケートセラミック,アル
ミニウム−マグネシウム−シリコンの酸化物,アルミ
ナ,およびセラミックからなる群から選択されることを
特徴とする(14)に記載の方法。 (16) 前記無機材料の平均粒子サイズは、5μmよ
り小さく、好適には1μmより小さいことを特徴とする
(14)に記載の方法。 (17) 前記無機材料の平均厚さは、20μmより薄
く、好適には5μmよう薄いことを特徴とする(14)
に記載の方法。 (18) 前記工程(e)における貼り合わせ、接合工
程は、90℃より低い温度で行うことを特徴とする
(1)に記載の方法。 (19) 前記工程(e)における貼り合わせ、接合工
程は、562,460kgf/m2 (800psi)
より低い圧力で行うことを特徴とする(1)に記載の方
法。 (20) 前記工程(e)における貼り合わせ、接合工
程は、化学物質環境内で行い、前記化学物質は、水,メ
タノール,メチル−イソ−ブチルケトン,イソプロピル
アルコール,アルミナ,窒化アルミニウム,ホウケイ
酸,ガラスセラミック,銅,モリブデン,タングステ
ン,およびニッケルからなる群から選択されることを特
徴とする(1)に記載の方法。 (21) 前記厚いグリーンシート上の、前記少なくと
も1つの導電フィーチャは、キャップ,ライン,および
バイアからなる群から選択されることを特徴とする
(1)に記載の方法。 (22) 前記導電フィーチャのための少なくとも一種
の材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,
ガラスフリット含有金属,およびガラスグリット含有金
属からなる群から選択されることを特徴とする(21)
に記載の方法。 (23) 前記少なくとも1つの有機接着バリアは、前
記積層表面の少なくとも一部を覆うことを特徴とする
(1)に記載の方法。 (24) 少なくとも1つの厚いグリーンシートに、少
なくとも1つの薄いグリーンシートを貼り合わせ、接合
し、焼結することにより前記有機接着バリア中の有機材
料は焼失され、残留無機接着バリア粒子はとどまって基
板の一部となる高密度焼結基板であって、少なくとも2
つの導電フィーチャを備え、前記導電フィーチャのう
ち、少なくとも1つの第1の導電フィーチャは、ベース
として働き,厚いグリーンシートに形成して少なくとも
152μm(6.0ミル)の厚さを有し、少なくとも1
つの第2の導電フィーチャは、前記ベースの導電フィー
チャへ電気的に接続され、薄いグリーンシートに形成し
て12.7〜152μm(0.5〜6.0ミル)の厚さ
を有することを特徴とする高密度焼結基板。 (25) 前記導電フィーチャのための少なくとも一種
の材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステン,
ガラスフリット含有金属,およびガラスグリット含有金
属からなる群から選択されることを特徴とする(24)
に記載の高密度焼結基板。 (26) 前記基板は、アルミナ,ガラスフリット含有
アルミナ,ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,セラ
ミック,およびガラスセラミックからなる群から選択さ
れることを特徴とする(24)に記載の高密度焼結基
板。 (27) 前記導電フィーチャの少なくとも1つは、キ
ャップ,ライン,およびバイアからなる群から選択され
ることを特徴とする(24)に記載の高密度焼結基板。
【図1】本発明で使用する、充填されていないバイアホ
ールを有する薄いグリーンシートを示す図である。
ールを有する薄いグリーンシートを示す図である。
【図2】本発明で使用する、打ち抜かれ、メタライズさ
れた厚いグリーンシートを示す図である。
れた厚いグリーンシートを示す図である。
【図3】ラミネーション・プレート上に少なくとも1つ
の有機接着バリアを有し、図2の厚いグリーンシートへ
図1の薄いグリーンシートを固着した構造を示す図であ
る。
の有機接着バリアを有し、図2の厚いグリーンシートへ
図1の薄いグリーンシートを固着した構造を示す図であ
る。
【図4】ラミネーション・プレートに接触したグリーン
シートの表面の有機接着バリアを有し、図3に示した構
造のメタライゼーションを示す図である。
シートの表面の有機接着バリアを有し、図3に示した構
造のメタライゼーションを示す図である。
【図5】図1に示した薄いグリーンシートの少なくとも
1つ以上が、図4に示した構造に固着されている、この
発明の他の実施例を示す図である。
1つ以上が、図4に示した構造に固着されている、この
発明の他の実施例を示す図である。
【図6】図5に示した構造の薄いグリーンシートのメタ
ライゼーションを示す図である。
ライゼーションを示す図である。
【図7】図6の構造を用いて、焼結された多層の高密度
セラミック・パッケージを形成する、この発明の他の実
施例を示す図である。
セラミック・パッケージを形成する、この発明の他の実
施例を示す図である。
10 薄いグリーンシート 12,22 バイアホール 20 厚いグリーンシート 24,44,64 導電性金属材料 26,28,46,48,66,68 パターン 30,40,50,60,70 副構造体 31 プレート 33 有機接着バリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−135637(JP,A) 特開 平10−214747(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12 H05K 3/46
Claims (27)
- 【請求項1】少なくとも1つの高密度半導体基板を作製
する方法において、 (a)少なくとも1つの厚いグリーンシート上に少なく
とも1つの導電フィーチャを形成する工程と、 (b)少なくとも1つのバイアホールを有する少なくと
も1つの薄いグリーンシートを用意する工程と、 (c)前記導電フィーチャの少なくとも一部は、前記バ
イアホールの少なくとも一部と接触するように、前記厚
いグリーンシート上に前記薄いグリーンシートを位置合
わせし、配置する工程と、 (d)少なくとも1つの有機接着バリアよりなる少なく
とも1つの層で積層表面をコーティングする工程と、 (e)前記少なくとも1つの厚いグリーンシートに、前
記少なくとも1つの薄いグリーンシートを貼り合わせ、
接合し、焼結することにより前記有機接着バリア中の有
機材料は焼失され、残留無機接着バリア粒子はとどまっ
て前記基板の一部となり、これにより前記高密度半導体
基板を作製する工程と、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】前記少なくとも1つのバイアホールを、少
なくとも一種の第1の導電材料で充填することを特徴と
する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】前記第1の導電材料のための少なくとも一
種の材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステ
ン,ガラスフリット含有金属,およびガラスグリット含
有金属からなる群から選択されることを特徴とする請求
項2記載の方法。 - 【請求項4】前記第1の導電材料と電気的に直接に接触
するように、少なくとも一種の第2の導電材料を前記薄
いグリーンシート上に形成することを特徴とする請求項
2記載の方法。 - 【請求項5】前記第2の導電材料のための少なくとも一
種の材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステ
ン,ガラスフリット含有金属,およびガラスグリット含
有金属からなる群から選択されることを特徴とする請求
項4記載の方法。 - 【請求項6】前記少なくとも1つの薄いグリーンシート
のための材料は、アルミナ,ガラスフリット含有アルミ
ナ,ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,セラミッ
ク,およびガラスセラミックからなる群から選択される
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項7】前記少なくとも1つの厚いグリーンシート
のための材料は、アルミナ,ガラスフリット含有アルミ
ナ,ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,セラミッ
ク,およびガラスセラミックからなる群から選択される
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項8】前記薄いグリーンシートの厚さは、12.
7〜152μm(0.5〜6.0ミル)であることを特
徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項9】前記厚いグリーンシートは、少なくとも1
52μm(6ミル)の厚さであることを特徴とする請求
項1記載の方法。 - 【請求項10】前記薄いグリーンシートと前記厚いグリ
ーンシートとの間の貼り合わせ、接合工程を、熱的方
法,機械的方法,および化学的方法からなる群から選ば
れる方法を用いて行うことを特徴とする請求項1記載の
方法。 - 【請求項11】前記工程(c)における位置合わせ工程
を、半径方向誤差、またはx−y誤差およびシータ誤差
のための補正を伴う機械的方法および光学的方法からな
る群から選ばれる少なくとも1つの方法で行うことを特
徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項12】前記少なくとも1つの有機接着バリアの
ための少なくとも一種の材料は、鉱油,石油,およびシ
リコーン油からなる群から選択されることを特徴とする
請求項1記載の方法。 - 【請求項13】前記少なくとも1つの有機接着バリア
は、スプレー,ミスト,または薄膜として付与されるこ
とを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項14】前記少なくとも1つの有機接着バリア
は、少なくとも一種の無機材料を含む懸濁液であること
を特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項15】前記無機材料は、マグネシウムシリケー
ト,アルミノ−マグネシウム−シリケートセラミック,
アルミニウム−マグネシウム−シリコンの酸化物,アル
ミナ,およびセラミックからなる群から選択されること
を特徴とする請求項14記載の方法。 - 【請求項16】前記無機材料の平均粒子サイズは、5μ
mより小さいことを特徴とする請求項14記載の方法。 - 【請求項17】前記無機材料の平均厚さは、20μmよ
り薄いことを特徴とする請求項14記載の方法。 - 【請求項18】前記工程(e)における貼り合わせ、接
合工程は、90℃より低い温度で行うことを特徴とする
請求項1記載の方法。 - 【請求項19】前記工程(e)における貼り合わせ、接
合工程は、562,460kgf/m 2 (800ps
i)より低い圧力で行うことを特徴とする請求項1記載
の方法。 - 【請求項20】前記工程(e)における貼り合わせ、接
合工程を、化学物質環境内で行い、前記化学物質は、
水,メタノール,メチル−イソ−ブチルケトン,イソプ
ロピルアルコール,アルミナ,窒化アルミニウム,ホウ
ケイ酸,ガラスセラミック,銅,モリブデン,タングス
テン,およびニッケルからなる群から選択されることを
特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項21】前記厚いグリーンシート上の、前記少な
くとも1つの導電フィーチャは、キャップ,ライン,お
よびバイアからなる群から選択されることを特徴とする
請求項1記載の方法。 - 【請求項22】前記導電フィーチャのための少なくとも
一種の材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステ
ン,ガラスフリット含有金属,およびガラスグリット含
有金属からなる群から選択されることを特徴とする請求
項21記載の方法。 - 【請求項23】前記少なくとも1つの有機接着バリア
は、前記積層表面の少なくとも一部を覆うことを特徴と
する請求項1記載の方法。 - 【請求項24】少なくとも1つの厚いグリーンシート
に、少なくとも1つの薄いグリーンシートを貼り合わ
せ、接合し、焼結することにより前記有機接着バリア中
の有機材料は焼失され、残留無機接着バリア粒子はとど
まって基板の一部となる高密度焼結基板であって、 少なくとも2つの導電フィーチャを備え、前記導電フィ
ーチャのうち、少なくとも1つの第1の導電フィーチャ
は、ベースとして働き、前記厚いグリーンシートに形成
して少なくとも152μm(6.0ミル)の厚さを有
し、少なくとも1つの第2の導電フィーチャは、前記ベ
ースの導電フィーチャへ電気的に接続され、前記薄いグ
リーンシートに形成して12.7〜152μm(0.5
〜6.0ミル)の厚さを有することを特徴とする高密度
焼結基板。 - 【請求項25】前記導電フィーチャのための少なくとも
一種の材料は、銅,モリブデン,ニッケル,タングステ
ン,ガラスフリット含有金属,およびガラスグリット含
有金属からなる群から選択されることを特徴とする請求
項24記載の高密度焼結基板。 - 【請求項26】前記基板は、アルミナ,ガラスフリット
含有アルミナ,ホウケイ酸ガラス,窒化アルミニウム,
セラミック,およびガラスセラミックからなる群から選
択されることを特徴とする請求項24記載の高密度焼結
基板。 - 【請求項27】前記導電フィーチャの少なくとも1つ
は、キャップ,ライン,およびバイアからなる群から選
択されることを特徴とする請求項24記載の高密度焼結
基板。
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