JP3527038B2 - 低温焼成セラミックス、該セラミックスから成る配線基板 - Google Patents
低温焼成セラミックス、該セラミックスから成る配線基板Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成セラミッ
クス、そのセラミックスを絶縁基板に用いてなる配線基
板に関する。より詳細には、低温で焼成できるため、Ｃ
ｕ，Ａｇ等の金属によるメタライズ配線層の形成が可能
で、且つ、靱性、強度特性等に優れ、特に半導体素子等
を搭載した配線基板パッケージ用等の用途に好適に使用
出来る低温焼成セラミックス、該セラミックスを絶縁基
板として用いて成る配線基板に関する。
クス、そのセラミックスを絶縁基板に用いてなる配線基
板に関する。より詳細には、低温で焼成できるため、Ｃ
ｕ，Ａｇ等の金属によるメタライズ配線層の形成が可能
で、且つ、靱性、強度特性等に優れ、特に半導体素子等
を搭載した配線基板パッケージ用等の用途に好適に使用
出来る低温焼成セラミックス、該セラミックスを絶縁基
板として用いて成る配線基板に関する。
【０００２】
【従来技術】一般に、電子機器用等に使用される配線基
板は、絶縁基板の表面或いは内部にメタライズ配線層が
配設された構造から成る。又、このような配線基板を用
いた回路機器の代表的例として、半導体素子、特にＬＳ
Ｉ（大規模集積回路素子）等の半導体集積回路素子を収
容した半導体素子収納用パッケージが挙げられる。
板は、絶縁基板の表面或いは内部にメタライズ配線層が
配設された構造から成る。又、このような配線基板を用
いた回路機器の代表的例として、半導体素子、特にＬＳ
Ｉ（大規模集積回路素子）等の半導体集積回路素子を収
容した半導体素子収納用パッケージが挙げられる。
【０００３】この半導体素子収納用パッケージは、一般
にアルミナセラミックス等の電気絶縁用材料から成り、
上面中央部に半導体素子を搭載する絶縁基板と、半導体
素子に接続され、素子の周囲から下面にかけて導出され
るタングステン、モリブデン等の高融点金属から成る複
数個のメタライズ配線層と、絶縁基板の側面または下面
に形成され、メタライズ配線層が電気的に接続される複
数個の接続端子と、蓋体とから構成され、絶縁基板上面
に蓋体をガラス、樹脂等の封止材を介して接合させ、絶
縁基板と蓋体とから成る容器内部に半導体を気密に封止
することによって形成される。
にアルミナセラミックス等の電気絶縁用材料から成り、
上面中央部に半導体素子を搭載する絶縁基板と、半導体
素子に接続され、素子の周囲から下面にかけて導出され
るタングステン、モリブデン等の高融点金属から成る複
数個のメタライズ配線層と、絶縁基板の側面または下面
に形成され、メタライズ配線層が電気的に接続される複
数個の接続端子と、蓋体とから構成され、絶縁基板上面
に蓋体をガラス、樹脂等の封止材を介して接合させ、絶
縁基板と蓋体とから成る容器内部に半導体を気密に封止
することによって形成される。
【０００４】又、半導体素子収納用パッケージに用いる
絶縁基板としては、これまでアルミナやムライトなどの
燒結体が用いられていたが、最近では、低温で燒結が可
能で、配線層として比較的安価なＣｕやＡｇ等を用いる
ことが出来ることから、ガラスーセラミックスなどの燒
結体から成る絶縁材料が種々提案され（例えば、特開昭
５０ー１１９８１４号、特開昭５８ー１７６６５１号、
特公平３ー５９０２９号、特公平３ー３７７５８号
等）、又、使用されている。
絶縁基板としては、これまでアルミナやムライトなどの
燒結体が用いられていたが、最近では、低温で燒結が可
能で、配線層として比較的安価なＣｕやＡｇ等を用いる
ことが出来ることから、ガラスーセラミックスなどの燒
結体から成る絶縁材料が種々提案され（例えば、特開昭
５０ー１１９８１４号、特開昭５８ー１７６６５１号、
特公平３ー５９０２９号、特公平３ー３７７５８号
等）、又、使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらのパッケージに
於ける絶縁基板として従来使用されているアルミナ、ム
ライトなどのセラミックスは、２００ＭＰａ以上の高強
度を有し、然もメタライズ配線層などを多層化した場合
でも信頼性が高く有用であるが、焼成温度が１５００℃
以上と高く、このため、主として溶融点の関係から、導
体材料として導体抵抗が低く、且つ安価なＣｕ，Ａｇ等
の金属を使用することが出来ないと云う欠点があった。
於ける絶縁基板として従来使用されているアルミナ、ム
ライトなどのセラミックスは、２００ＭＰａ以上の高強
度を有し、然もメタライズ配線層などを多層化した場合
でも信頼性が高く有用であるが、焼成温度が１５００℃
以上と高く、このため、主として溶融点の関係から、導
体材料として導体抵抗が低く、且つ安価なＣｕ，Ａｇ等
の金属を使用することが出来ないと云う欠点があった。
【０００６】そこで、最近では、従来のアルミナ、ムラ
イト等のセラミックスの上記した欠点が回避されたセラ
ミック材料として、ホウケイ酸系ガラスなどのガラス成
分とアルミナ、シリカ、マグネシアなどのフィラーとか
ら成る複合材料からなり、Ｃｕなどの金属と同時焼成が
可能な低温焼成材料が使用されるようになってきてい
る。しかしながら、従来のこれらガラスセラミック複合
材料等の低温焼成材料は一般的に強度が１５０ＭＰａ程
度と低く、靱性も１．５ＭＰａ・ｍ 1/2程度と低いため
に取扱いに注意を払う必要があり、また、過酷な条件下
では使用に耐えないという問題があった。
イト等のセラミックスの上記した欠点が回避されたセラ
ミック材料として、ホウケイ酸系ガラスなどのガラス成
分とアルミナ、シリカ、マグネシアなどのフィラーとか
ら成る複合材料からなり、Ｃｕなどの金属と同時焼成が
可能な低温焼成材料が使用されるようになってきてい
る。しかしながら、従来のこれらガラスセラミック複合
材料等の低温焼成材料は一般的に強度が１５０ＭＰａ程
度と低く、靱性も１．５ＭＰａ・ｍ 1/2程度と低いため
に取扱いに注意を払う必要があり、また、過酷な条件下
では使用に耐えないという問題があった。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記問
題点に対して検討を重ねた結果、ガラスとフィラーとの
混合物を焼成して得られる燒結体中に特定アスペクト比
のエンスタタイト結晶を生成、含有させることにより、
その靱性及び強度特性を顕著に向上させることが出来る
ことを見い出し、この知見に基き本発明を完成するに至
った。本発明によれば、ガラスとフィラーとの混合物を
焼成して得られる燒結体であって、該燒結体が平均アス
ペクト比３以上のエンスタタイト結晶を５体積％以上含
有することを特徴とする低温焼成セラミックスが提供さ
れる。又、本発明によれば、絶縁基板の表面乃至内部に
メタライズ配線層が配設された配線基板であって、絶縁
基板が、上記低温焼成セラミックスから成ることを特徴
とする配線基板が提供される。
題点に対して検討を重ねた結果、ガラスとフィラーとの
混合物を焼成して得られる燒結体中に特定アスペクト比
のエンスタタイト結晶を生成、含有させることにより、
その靱性及び強度特性を顕著に向上させることが出来る
ことを見い出し、この知見に基き本発明を完成するに至
った。本発明によれば、ガラスとフィラーとの混合物を
焼成して得られる燒結体であって、該燒結体が平均アス
ペクト比３以上のエンスタタイト結晶を５体積％以上含
有することを特徴とする低温焼成セラミックスが提供さ
れる。又、本発明によれば、絶縁基板の表面乃至内部に
メタライズ配線層が配設された配線基板であって、絶縁
基板が、上記低温焼成セラミックスから成ることを特徴
とする配線基板が提供される。
【０００８】本発明の低温焼成セラミックスは、ガラス
とフィラーとの混合物を焼成して得られ、その焼成体中
に、ミクロ組織構造として、平均アスペクト比３以上の
針状乃至柱状形状のエンスタタイト結晶が５体積％以
上、分散状に存在していることが顕著な特徴である。こ
の特定形状のエンスタタイト結晶が５体積％以上含有さ
れていることにより、本発明のセラミックスはクラック
伝播の偏向等により燒結体の靱性が向上し、強度も高く
なる。
とフィラーとの混合物を焼成して得られ、その焼成体中
に、ミクロ組織構造として、平均アスペクト比３以上の
針状乃至柱状形状のエンスタタイト結晶が５体積％以
上、分散状に存在していることが顕著な特徴である。こ
の特定形状のエンスタタイト結晶が５体積％以上含有さ
れていることにより、本発明のセラミックスはクラック
伝播の偏向等により燒結体の靱性が向上し、強度も高く
なる。
【０００９】即ち、一般に、セラミックスの脆性破壊
は、ミクロ組織構造的に見た微細欠陥点等その材料中で
最も弱い点からまず極微小な亀裂が発生し、この微細亀
裂が伝播して広がり破壊に至るものであるが、この亀裂
は、通常、一般のセラミックスに於いては急速に一気に
伝播する傾向を有する。ガラス、陶磁器等の通常のセラ
ミックスが靱性に劣り脆性破壊に弱いのはこのためであ
ると考えられている。
は、ミクロ組織構造的に見た微細欠陥点等その材料中で
最も弱い点からまず極微小な亀裂が発生し、この微細亀
裂が伝播して広がり破壊に至るものであるが、この亀裂
は、通常、一般のセラミックスに於いては急速に一気に
伝播する傾向を有する。ガラス、陶磁器等の通常のセラ
ミックスが靱性に劣り脆性破壊に弱いのはこのためであ
ると考えられている。
【００１０】本発明のセラミックスはそれ自体強靱な、
針状乃至柱状形状のエンスタタイト結晶で強度的に補強
されているだけでなく、該針状乃至柱状結晶がセラミッ
クス中に分散状に存在しているため亀裂伝播がこの結晶
の位置で偏向されたり、停止されたりすること等により
亀裂の急速な直線的広がりが阻害され、このため優れた
破壊靱性及び強度を示すものと考えられる。又、更に本
発明のセラミックスは製品のハンドリング性、信頼性に
も優れている。
針状乃至柱状形状のエンスタタイト結晶で強度的に補強
されているだけでなく、該針状乃至柱状結晶がセラミッ
クス中に分散状に存在しているため亀裂伝播がこの結晶
の位置で偏向されたり、停止されたりすること等により
亀裂の急速な直線的広がりが阻害され、このため優れた
破壊靱性及び強度を示すものと考えられる。又、更に本
発明のセラミックスは製品のハンドリング性、信頼性に
も優れている。
【００１１】
【発明の実施の態様】本発明の低温焼成セラミックスは
ガラスとフィラーとの混合物を焼成して得られ、その焼
成物（燒結体）中に平均アスペクト比３以上の針状乃至
柱状のエンスタタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）結晶を５体
積％以上、分散状に生成させたものであるが、この燒結
セラミックスは比較的低温度での燒結が可能であると共
に得られたセラミックスの破壊靱性、強度が従来品に比
べて著しく高いという特性を有する。燒結体中に存在す
るエンスタタイト結晶の平均アスペクト比は３以上であ
れば本発明の燒結体の優れた諸特性を充分に達成できる
が、平均アスペクト比は４以上、特に４．５乃至５．５
の範囲にあることがより好ましい。アスペクト比が３以
下、即ち、粒状、短柱状、塊状等の形状の結晶では、例
えエンスタタイト結晶が存在していても本発明の燒結体
の優れた破壊靱性、強度は十分には得られない。
ガラスとフィラーとの混合物を焼成して得られ、その焼
成物（燒結体）中に平均アスペクト比３以上の針状乃至
柱状のエンスタタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）結晶を５体
積％以上、分散状に生成させたものであるが、この燒結
セラミックスは比較的低温度での燒結が可能であると共
に得られたセラミックスの破壊靱性、強度が従来品に比
べて著しく高いという特性を有する。燒結体中に存在す
るエンスタタイト結晶の平均アスペクト比は３以上であ
れば本発明の燒結体の優れた諸特性を充分に達成できる
が、平均アスペクト比は４以上、特に４．５乃至５．５
の範囲にあることがより好ましい。アスペクト比が３以
下、即ち、粒状、短柱状、塊状等の形状の結晶では、例
えエンスタタイト結晶が存在していても本発明の燒結体
の優れた破壊靱性、強度は十分には得られない。
【００１２】燒結体中に占める該エンスタタイト結晶の
存在割合は特性向上の点から５体積％以上であることが
重要である。また、５乃至７０体積％の範囲にあること
が好ましく、１０乃至６０重量％にあることが特に好ま
しい。前記特定エンスタタイト結晶の含有率が極端に少
ない場合には、本発明のセラミックスの有する優れた諸
特性を達成することが難しい。
存在割合は特性向上の点から５体積％以上であることが
重要である。また、５乃至７０体積％の範囲にあること
が好ましく、１０乃至６０重量％にあることが特に好ま
しい。前記特定エンスタタイト結晶の含有率が極端に少
ない場合には、本発明のセラミックスの有する優れた諸
特性を達成することが難しい。
【００１３】本発明の低温焼成セラミックスにおいて、
用いられるガラス成分としては、従来から公知のガラス
が使用でき、例えば、ホウケイ酸亜鉛系ガラス、ホウケ
イ酸鉛ガラス等が用いられる他、焼結体の高熱膨張化の
点では、ガラス成分としては、４０〜４００℃における
熱膨張係数が６〜１８ｐｐｍ／℃のリチウム珪酸系ガラ
ス、ＰｂＯ系ガラス、ＢａＯ系ガラス、ＺｎＯ系ガラス
等の高熱膨張係数のガラスも使用することができる。な
お、上記ガラス成分の熱膨張係数は、結晶化ガラスの場
合には、焼成温度で熱処理した後の熱膨張係数を指すも
のであり、線熱膨張係数を意味する。
用いられるガラス成分としては、従来から公知のガラス
が使用でき、例えば、ホウケイ酸亜鉛系ガラス、ホウケ
イ酸鉛ガラス等が用いられる他、焼結体の高熱膨張化の
点では、ガラス成分としては、４０〜４００℃における
熱膨張係数が６〜１８ｐｐｍ／℃のリチウム珪酸系ガラ
ス、ＰｂＯ系ガラス、ＢａＯ系ガラス、ＺｎＯ系ガラス
等の高熱膨張係数のガラスも使用することができる。な
お、上記ガラス成分の熱膨張係数は、結晶化ガラスの場
合には、焼成温度で熱処理した後の熱膨張係数を指すも
のであり、線熱膨張係数を意味する。
【００１４】リチウム珪酸系ガラスとしては、Ｌｉ2 Ｏ
を５〜３０重量％、特に５〜２０重量％の割合で含有す
るものであり、焼成後に高熱膨張係数を有するリチウム
珪酸を析出させることができる。また、上記のリチウム
珪酸ガラスとしては、Ｌｉ2Ｏ以外にＳｉＯ2 を必須の
成分として含むが、ＳｉＯ2 はガラス全量中、６０〜８
５重量％の割合で存在し、ＳｉＯ2 とＬｉ2 Ｏとの合量
がガラス全量中、６５〜９５重量％であることがリチウ
ム珪酸結晶を析出させる上で望ましい。また、これらの
成分以外に、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 、Ｂ
2 Ｏ3 、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ 2 Ｏ、Ｐ2 Ｏ5 、ＺｎＯ、Ｆ等が
配合されていてもよい。なお、このリチウム珪酸ガラス
中には、Ｂ2 Ｏ3 は１重量％以下であることが望まし
い。
を５〜３０重量％、特に５〜２０重量％の割合で含有す
るものであり、焼成後に高熱膨張係数を有するリチウム
珪酸を析出させることができる。また、上記のリチウム
珪酸ガラスとしては、Ｌｉ2Ｏ以外にＳｉＯ2 を必須の
成分として含むが、ＳｉＯ2 はガラス全量中、６０〜８
５重量％の割合で存在し、ＳｉＯ2 とＬｉ2 Ｏとの合量
がガラス全量中、６５〜９５重量％であることがリチウ
ム珪酸結晶を析出させる上で望ましい。また、これらの
成分以外に、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 、Ｂ
2 Ｏ3 、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ 2 Ｏ、Ｐ2 Ｏ5 、ＺｎＯ、Ｆ等が
配合されていてもよい。なお、このリチウム珪酸ガラス
中には、Ｂ2 Ｏ3 は１重量％以下であることが望まし
い。
【００１５】ＰｂＯ系ガラスとしては、ＰｂＯを主成分
とし、さらにＢ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 のうちの少なくとも１
種を含有するガラス粉末であり、焼成後にＰｂＳｉ
Ｏ3 、ＰｂＺｎＳｉＯ4 等の高熱膨張の結晶相が析出す
るものが好適に使用される。とりわけＰｂＯ（６５〜８
５重量％）−Ｂ2 Ｏ3 （５〜１５重量％）−ＺｎＯ（６
〜２０重量％）−ＳｉＯ2 （０．５〜５重量％）−Ｂａ
Ｏ（０〜５重量％）からなる結晶性ガラスや、ＰｂＯ
（５０〜６０重量％）−ＳｉＯ2 （３５〜５０重量％）
−Ａｌ2 Ｏ3 （１〜９重量％）からなる結晶性ガラスが
望ましい。
とし、さらにＢ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 のうちの少なくとも１
種を含有するガラス粉末であり、焼成後にＰｂＳｉ
Ｏ3 、ＰｂＺｎＳｉＯ4 等の高熱膨張の結晶相が析出す
るものが好適に使用される。とりわけＰｂＯ（６５〜８
５重量％）−Ｂ2 Ｏ3 （５〜１５重量％）−ＺｎＯ（６
〜２０重量％）−ＳｉＯ2 （０．５〜５重量％）−Ｂａ
Ｏ（０〜５重量％）からなる結晶性ガラスや、ＰｂＯ
（５０〜６０重量％）−ＳｉＯ2 （３５〜５０重量％）
−Ａｌ2 Ｏ3 （１〜９重量％）からなる結晶性ガラスが
望ましい。
【００１６】ＺｎＯ系ガラスとしては、ＺｎＯを１０重
量％以上含有するガラスであり、焼成後にＺｎＯ・Ａｌ
2 Ｏ3 ・ＺｎＯ・ｎＢ2 Ｏ3 等の高熱膨張係数の結晶相
が析出し得るものであり、ＺｎＯ以外の他成分として、
ＳｉＯ2 （６０重量％以下）、Ａｌ2 Ｏ3 （６０重量％
以下）、Ｂ2 Ｏ3 （３０重量％以下）、Ｐ2 Ｏ5 （５０
重量％以下）、アルカリ土類酸化物（２０重量％以
下）、Ｂｉ2 Ｏ3 （３０重量％以下）等の少なくとも１
種を含み得る。特に、ＺｎＯ１０〜５０重量％−Ａｌ2
Ｏ3 １０〜３０重量％−ＳｉＯ2 ３０〜６０重量％から
なる結晶性ガラスやＺｎＯ−１０〜５０重量％−ＳｉＯ
2 ５〜４０重量％−Ａｌ2 Ｏ3 ０〜１５重量％−ＢａＯ
０〜６０重量％−ＭａＯ０〜３５重量％からなる結晶性
ガラスが好適に使用される。
量％以上含有するガラスであり、焼成後にＺｎＯ・Ａｌ
2 Ｏ3 ・ＺｎＯ・ｎＢ2 Ｏ3 等の高熱膨張係数の結晶相
が析出し得るものであり、ＺｎＯ以外の他成分として、
ＳｉＯ2 （６０重量％以下）、Ａｌ2 Ｏ3 （６０重量％
以下）、Ｂ2 Ｏ3 （３０重量％以下）、Ｐ2 Ｏ5 （５０
重量％以下）、アルカリ土類酸化物（２０重量％以
下）、Ｂｉ2 Ｏ3 （３０重量％以下）等の少なくとも１
種を含み得る。特に、ＺｎＯ１０〜５０重量％−Ａｌ2
Ｏ3 １０〜３０重量％−ＳｉＯ2 ３０〜６０重量％から
なる結晶性ガラスやＺｎＯ−１０〜５０重量％−ＳｉＯ
2 ５〜４０重量％−Ａｌ2 Ｏ3 ０〜１５重量％−ＢａＯ
０〜６０重量％−ＭａＯ０〜３５重量％からなる結晶性
ガラスが好適に使用される。
【００１７】さらに、ＢａＯ系ガラスとしては、ＢａＯ
を１０重量％以上含有し、焼成後にＢａＡｌ2 Ｓｉ2 Ｏ
8 、ＢａＳｉ2 Ｏ5 、ＢａＢ2 Ｓｉ2 Ｏ8 などの結晶相
が析出するものが採用される。ＢａＯ以外の成分として
は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、アル
カリ土類酸化物、アルカリ金属酸化物等を含む場合もあ
る。
を１０重量％以上含有し、焼成後にＢａＡｌ2 Ｓｉ2 Ｏ
8 、ＢａＳｉ2 Ｏ5 、ＢａＢ2 Ｓｉ2 Ｏ8 などの結晶相
が析出するものが採用される。ＢａＯ以外の成分として
は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、アル
カリ土類酸化物、アルカリ金属酸化物等を含む場合もあ
る。
【００１８】一方、フィラー成分としては、焼結体中に
針状乃至柱状のエンスタタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）を
析出させる上で、エンスタタイトの他、フォルステライ
ト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）等の粉末を添加することがで
きる。なお、フォルステライトからエンスタタイトに変
換させるためには、他フィラーとして非晶質ＳｉＯ2、
クオーツ（石英）、クリストバライト、トリジマイト等
のＳｉＯ2 系フィラーとともに添加して、フォルステラ
イトとＳｉＯ2 とを反応させてエンスタタイトを生成析
出させることができる。その他、フィラー成分として
は、上記以外に、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、ペタライト（Ｌｉ
ＡｌＳｉ4 Ｏ10）等公知のセラミックフィラーを用いる
ことができる。
針状乃至柱状のエンスタタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）を
析出させる上で、エンスタタイトの他、フォルステライ
ト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）等の粉末を添加することがで
きる。なお、フォルステライトからエンスタタイトに変
換させるためには、他フィラーとして非晶質ＳｉＯ2、
クオーツ（石英）、クリストバライト、トリジマイト等
のＳｉＯ2 系フィラーとともに添加して、フォルステラ
イトとＳｉＯ2 とを反応させてエンスタタイトを生成析
出させることができる。その他、フィラー成分として
は、上記以外に、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、ペタライト（Ｌｉ
ＡｌＳｉ4 Ｏ10）等公知のセラミックフィラーを用いる
ことができる。
【００１９】また、焼結体の４０〜４００℃における熱
膨張係数を８〜１８ｐｐｍ／℃に高める上では、フィラ
ーとして、４０〜４００℃における熱膨張係数が６ｐｐ
ｍ／℃以上のセラミックフィラーを配合することが望ま
しい。熱膨張係数が６ｐｐｍ／℃以上のセラミックフィ
ラーとしては、前記ＺｒＯ2 、ＭｇＯ、ペタライト以外
に、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）、スピネ
ル（ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ 3 ）、ウォラストナイト（ＣａＯ
・ＳｉＯ2 ）、モンティセラナイト（ＣａＯ・ＭｇＯ・
ＳｉＯ2 ）、ネフェリン（Ｎａ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｓｉ
Ｏ2 ）、リチウムシリケート（Ｌｉ2 Ｏ・ＳｉＯ2 ）、
ジオプサイド（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 ）、メルビ
ナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 ）、アケルマイ
ト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 ）、カーネギアイト
（Ｎａ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、エンスタタイ
ト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）、ホウ酸マグネシウム（２Ｍｇ
Ｏ・Ｂ2 Ｏ3 ）、セルシアン（ＢａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２
ＳｉＯ2 ）、Ｂ2 Ｏ3 ・２ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 、ガーナ
イト（ＺｎＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）ＣａＴｉＯ3 、ＢａＴｉＯ
3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＴｉＯ2 等が挙げられる
膨張係数を８〜１８ｐｐｍ／℃に高める上では、フィラ
ーとして、４０〜４００℃における熱膨張係数が６ｐｐ
ｍ／℃以上のセラミックフィラーを配合することが望ま
しい。熱膨張係数が６ｐｐｍ／℃以上のセラミックフィ
ラーとしては、前記ＺｒＯ2 、ＭｇＯ、ペタライト以外
に、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）、スピネ
ル（ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ 3 ）、ウォラストナイト（ＣａＯ
・ＳｉＯ2 ）、モンティセラナイト（ＣａＯ・ＭｇＯ・
ＳｉＯ2 ）、ネフェリン（Ｎａ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｓｉ
Ｏ2 ）、リチウムシリケート（Ｌｉ2 Ｏ・ＳｉＯ2 ）、
ジオプサイド（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 ）、メルビ
ナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 ）、アケルマイ
ト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 ）、カーネギアイト
（Ｎａ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、エンスタタイ
ト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）、ホウ酸マグネシウム（２Ｍｇ
Ｏ・Ｂ2 Ｏ3 ）、セルシアン（ＢａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２
ＳｉＯ2 ）、Ｂ2 Ｏ3 ・２ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 、ガーナ
イト（ＺｎＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）ＣａＴｉＯ3 、ＢａＴｉＯ
3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＴｉＯ2 等が挙げられる
【００２０】これらのガラスおよびフィラーは、ガラス
１０〜９０体積％、フィラーを１０〜９０体積％の割合
で配合されたものであることが望ましく、特にガラス２
０〜８０体積％、フィラー２０〜８０体積％の割合で配
合されるのが低温焼結性および焼結体強度を高める上で
望ましい。
１０〜９０体積％、フィラーを１０〜９０体積％の割合
で配合されたものであることが望ましく、特にガラス２
０〜８０体積％、フィラー２０〜８０体積％の割合で配
合されるのが低温焼結性および焼結体強度を高める上で
望ましい。
【００２１】本発明の低温焼成セラミックス中に、針状
乃至柱状のエンスタタイト結晶を析出させるためには、
必ずしもこれに限定されるものではないが、前述したよ
うなフィラー成分としてエンスタタイト、またはフォル
ステライトとＳｉＯ２系フィラーとを配合したガラスセ
ラミック組成物を形成後、８３０乃至９００℃の温度範
囲内で最適焼成温度よりも低い温度で一次的に保持する
ことにより、エンスタタイト、または反応によって生成
したエンスタタイトを針状乃至柱状に粒成長させること
ができる。その後、９００乃至１０５０℃の最適焼成温
度で焼成することにより、緻密化を図ることができる。
この時、上記の一次的な保持を行わずに最適焼成温度ま
で昇温してしまうと、針状または柱状に成長する前に緻
密化してしまい、針状化乃至柱状化が阻害されてしま
い、アスペクト比が３以上のエンスタタイト結晶を生成
させることができなくなる場合がある。
乃至柱状のエンスタタイト結晶を析出させるためには、
必ずしもこれに限定されるものではないが、前述したよ
うなフィラー成分としてエンスタタイト、またはフォル
ステライトとＳｉＯ２系フィラーとを配合したガラスセ
ラミック組成物を形成後、８３０乃至９００℃の温度範
囲内で最適焼成温度よりも低い温度で一次的に保持する
ことにより、エンスタタイト、または反応によって生成
したエンスタタイトを針状乃至柱状に粒成長させること
ができる。その後、９００乃至１０５０℃の最適焼成温
度で焼成することにより、緻密化を図ることができる。
この時、上記の一次的な保持を行わずに最適焼成温度ま
で昇温してしまうと、針状または柱状に成長する前に緻
密化してしまい、針状化乃至柱状化が阻害されてしま
い、アスペクト比が３以上のエンスタタイト結晶を生成
させることができなくなる場合がある。
【００２２】本発明の低温焼成セラミックスは、上述し
た成分からなるガラス成分とフィラー成分との混合物に
対して、適当な成形の有機樹脂バインダーを添加した
後、所望の成形手段、例えば、金型プレス、冷間静水圧
プレス、射出成形、押出し成形、ドクターブレード法、
カレンダーロール法、圧延法等により任意の形状に成形
する。
た成分からなるガラス成分とフィラー成分との混合物に
対して、適当な成形の有機樹脂バインダーを添加した
後、所望の成形手段、例えば、金型プレス、冷間静水圧
プレス、射出成形、押出し成形、ドクターブレード法、
カレンダーロール法、圧延法等により任意の形状に成形
する。
【００２３】次に、上記の成形体の焼成にあたっては、
まず、成形のために配合したバインダー成分を除去す
る。バインダーの除去は、７００℃前後の大気または窒
素雰囲気中で行われるが、配線導体として例えばＣｕを
用いる場合には、１００〜７００℃の水蒸気を含有する
窒素雰囲気中で行われる。この時、成形体の収縮開始温
度は７００〜８５０℃程度であることが望ましく、かか
る収縮開始温度がこれより低いとバインダーの除去が困
難となる。
まず、成形のために配合したバインダー成分を除去す
る。バインダーの除去は、７００℃前後の大気または窒
素雰囲気中で行われるが、配線導体として例えばＣｕを
用いる場合には、１００〜７００℃の水蒸気を含有する
窒素雰囲気中で行われる。この時、成形体の収縮開始温
度は７００〜８５０℃程度であることが望ましく、かか
る収縮開始温度がこれより低いとバインダーの除去が困
難となる。
【００２４】焼成は、酸化性雰囲気または非酸化性雰囲
気中で行われるが、前述した通り、８３０乃至９００℃
温度で一次的に保持して針状乃至柱状エンスタタイトの
結晶を成長させた後、８５０乃至１０５０℃の温度で焼
成することが望ましい。これにより相対密度９０％以上
までは緻密化される。この時の焼成温度が１０５０℃を
越えるとＣｕなどのメタライズ配線層との同時焼成でメ
タライズ層が溶融してしまう。なお、Ｃｕ等の配線導体
と同時焼成する場合には、非酸化性雰囲気中で焼成され
る。
気中で行われるが、前述した通り、８３０乃至９００℃
温度で一次的に保持して針状乃至柱状エンスタタイトの
結晶を成長させた後、８５０乃至１０５０℃の温度で焼
成することが望ましい。これにより相対密度９０％以上
までは緻密化される。この時の焼成温度が１０５０℃を
越えるとＣｕなどのメタライズ配線層との同時焼成でメ
タライズ層が溶融してしまう。なお、Ｃｕ等の配線導体
と同時焼成する場合には、非酸化性雰囲気中で焼成され
る。
【００２５】このようにして作製されたガラスセラミッ
ク焼結体中には、針状乃至柱状のエンスタタイト結晶以
外に、ガラス成分から生成した結晶相、ガラス成分とフ
ィラー成分との反応により生成した結晶相、あるいはフ
ィラー成分、あるいはフィラー成分が分解して生成した
結晶相等が存在し、これらの結晶相の粒界にはガラス相
が存在する場合もある。
ク焼結体中には、針状乃至柱状のエンスタタイト結晶以
外に、ガラス成分から生成した結晶相、ガラス成分とフ
ィラー成分との反応により生成した結晶相、あるいはフ
ィラー成分、あるいはフィラー成分が分解して生成した
結晶相等が存在し、これらの結晶相の粒界にはガラス相
が存在する場合もある。
【００２６】このようにして作製された本発明の低温焼
成セラミックスは、誘電率が６以下であることが望まし
く、さらには、４０〜４００℃における熱膨張係数が８
〜１８ｐｐｍ／℃とすると、配線基板やパッケージとし
てＰＣボードなどの外部電気回路基板への実装した際
の、熱膨張差に起因する熱応力の発生を抑制することが
できる。
成セラミックスは、誘電率が６以下であることが望まし
く、さらには、４０〜４００℃における熱膨張係数が８
〜１８ｐｐｍ／℃とすると、配線基板やパッケージとし
てＰＣボードなどの外部電気回路基板への実装した際
の、熱膨張差に起因する熱応力の発生を抑制することが
できる。
【００２７】次に、前記低温焼成セラミックスを絶縁基
板として用いた本発明の配線基板及びその配線基板を用
いた半導体素子収納用パッケージの実装構造を、添付図
面に基き具体的に説明する。
板として用いた本発明の配線基板及びその配線基板を用
いた半導体素子収納用パッケージの実装構造を、添付図
面に基き具体的に説明する。
【００２８】（ＢＧＡ型実装構造）図１及び図２は、本
発明の半導体素子収納用パッケージの実装構造の一例を
示す図であり、図１、図２はボールグリッドアレイ（Ｂ
ＧＡ）型パッケージの例を示す。この半導体素子収納用
パッケージは絶縁基板の表面或いは内部にメタライズ配
線層が配設された、いわゆる配線基板を基礎的構造とす
るものである。
発明の半導体素子収納用パッケージの実装構造の一例を
示す図であり、図１、図２はボールグリッドアレイ（Ｂ
ＧＡ）型パッケージの例を示す。この半導体素子収納用
パッケージは絶縁基板の表面或いは内部にメタライズ配
線層が配設された、いわゆる配線基板を基礎的構造とす
るものである。
【００２９】図に於いて、Ａは半導体素子収納用パッケ
ージ、Ｂは外部電気回路基板である。図１の半導体素子
収納用パッケージＡは、絶縁基板１と蓋体２とメタライ
ズ配線層３と接続端子４及びパッケージの内部に収納さ
れる半導体素子５により構成され、絶縁基板１及び蓋体
２は半導体素子５を内部に気密に収容するためのキャビ
ティ６を構成する。
ージ、Ｂは外部電気回路基板である。図１の半導体素子
収納用パッケージＡは、絶縁基板１と蓋体２とメタライ
ズ配線層３と接続端子４及びパッケージの内部に収納さ
れる半導体素子５により構成され、絶縁基板１及び蓋体
２は半導体素子５を内部に気密に収容するためのキャビ
ティ６を構成する。
【００３０】つまり、キァビティ６内の絶縁基板１の上
面中央部には半導体素子５が接着剤を介して接着固定さ
れる。又、絶縁基板１には半導体素子５の周辺から下面
にかけて複数個のメタライズ配線層３が被着形成されて
おり、更に絶縁基板１の下面には図２に示すように多数
の接続端子４が設けられており、接続端子４はメタライ
ズ配線層３と電気的に接続されている。この接続端子４
は、電極パッド７に対して半田（錫ー鉛合金）などのロ
ウ材からなる突起状端子８が取着された構造からなる。
面中央部には半導体素子５が接着剤を介して接着固定さ
れる。又、絶縁基板１には半導体素子５の周辺から下面
にかけて複数個のメタライズ配線層３が被着形成されて
おり、更に絶縁基板１の下面には図２に示すように多数
の接続端子４が設けられており、接続端子４はメタライ
ズ配線層３と電気的に接続されている。この接続端子４
は、電極パッド７に対して半田（錫ー鉛合金）などのロ
ウ材からなる突起状端子８が取着された構造からなる。
【００３１】一方、外部電気回路基板Ｂは、有機樹脂を
含む材料からなるガラスーエポキシ樹脂の複合材料など
から構成される絶縁体９の表面に配線導体として、Ｃ
ｕ，Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｂ−Ｓｎなどの金属からなる
配線導体１０が被着形成された一般的なプリント基板で
ある。
含む材料からなるガラスーエポキシ樹脂の複合材料など
から構成される絶縁体９の表面に配線導体として、Ｃ
ｕ，Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｂ−Ｓｎなどの金属からなる
配線導体１０が被着形成された一般的なプリント基板で
ある。
【００３２】（実装方法）半導体素子収納用パッケージ
Ａを外部電気回路基板Ｂに実装するには、パッケージＡ
の絶縁基板１下面の電極パッド７に取着されている半田
からなる突起状端子８を外部電気回路基板Ｂの配線導体
１０上に載置当接させ、しかる後、約２５０乃至４００
℃の温度で加熱することにより、半田などのロウ材から
なる突起状端子自体が溶融し、配線導体１０に接合させ
ることによって外部電気回路基板Ｂ上に実装させる。こ
の時、配線導体１０の表面には端子４とのロウ材による
接続を容易に行うためロウ材が被着形成されていること
が望ましい。
Ａを外部電気回路基板Ｂに実装するには、パッケージＡ
の絶縁基板１下面の電極パッド７に取着されている半田
からなる突起状端子８を外部電気回路基板Ｂの配線導体
１０上に載置当接させ、しかる後、約２５０乃至４００
℃の温度で加熱することにより、半田などのロウ材から
なる突起状端子自体が溶融し、配線導体１０に接合させ
ることによって外部電気回路基板Ｂ上に実装させる。こ
の時、配線導体１０の表面には端子４とのロウ材による
接続を容易に行うためロウ材が被着形成されていること
が望ましい。
【００３３】又、他の例として、図２に示すように前記
接続端子として、電極パッド７に対して高融点材料から
なる球状端子１１を低融点ロウ材１２によりロウ付けし
たものが適用できる。この高融点材料は、ロウ付けに使
用される低融点ロウ材よりも高融点であることが必要
で、ロウ付け用ロウ材が例えばＰｂ４０重量％ーＳｎ６
０重量％の低融点半田からなる場合、球状端子は例えば
Ｐｂ９０重量％ーＳｎ１０重量％の高融点半田や、Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｆｅなどの金属に
より構成される。
接続端子として、電極パッド７に対して高融点材料から
なる球状端子１１を低融点ロウ材１２によりロウ付けし
たものが適用できる。この高融点材料は、ロウ付けに使
用される低融点ロウ材よりも高融点であることが必要
で、ロウ付け用ロウ材が例えばＰｂ４０重量％ーＳｎ６
０重量％の低融点半田からなる場合、球状端子は例えば
Ｐｂ９０重量％ーＳｎ１０重量％の高融点半田や、Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｆｅなどの金属に
より構成される。
【００３４】かかる構成に於いてはパッケージＡの絶縁
基板１下面の電極パッド７に取着されている球状端子１
１を外部電気回路基板Ｂの配線導体１０に載置当接さ
せ、しかる後、球状端子１１を半田などの低融点ロウ材
１３により配線導体１０に当設させて外部電気回路基板
Ｂ上に実装することが出来る。又、低融点のロウ材とし
てＡｕ−Ｓｎ合金を用いて接続端子を外部電気回路基板
に接続しても良く、更に上記球状端子に替えて柱状の端
子を用いてもよい。
基板１下面の電極パッド７に取着されている球状端子１
１を外部電気回路基板Ｂの配線導体１０に載置当接さ
せ、しかる後、球状端子１１を半田などの低融点ロウ材
１３により配線導体１０に当設させて外部電気回路基板
Ｂ上に実装することが出来る。又、低融点のロウ材とし
てＡｕ−Ｓｎ合金を用いて接続端子を外部電気回路基板
に接続しても良く、更に上記球状端子に替えて柱状の端
子を用いてもよい。
【００３５】
【実施例】表１に示す各種組成からなるガラス粉末に対
して、フィラーとして、クオーツ、クリストバライトの
少なくともいずれかを含む表に示すフィラーを表に示す
割合で添加混合し、この混合物をさらに粉砕した後、有
機バインダーを添加して、十分に混合した後、得られた
混合物を１軸プレス法により、３．５×１５ｍｍの形状
の成形体に成形した。そして、この成形体を７００℃の
Ｎ2 ＋Ｈ2 Ｏ雰囲気中で脱バインダー処理した後、表２
及び表３に示す条件で焼成した。
して、フィラーとして、クオーツ、クリストバライトの
少なくともいずれかを含む表に示すフィラーを表に示す
割合で添加混合し、この混合物をさらに粉砕した後、有
機バインダーを添加して、十分に混合した後、得られた
混合物を１軸プレス法により、３．５×１５ｍｍの形状
の成形体に成形した。そして、この成形体を７００℃の
Ｎ2 ＋Ｈ2 Ｏ雰囲気中で脱バインダー処理した後、表２
及び表３に示す条件で焼成した。
【００３６】（特性評価）
（結晶相）得られた焼結体に対して、Ｘ線回折測定を行
い、いずれの試料においてもエンスタタイトの析出を確
認した。そして、焼結体表面を鋭面研磨し、エンスタタ
イト結晶の平均アスペクト比（長径／短径）を求めた。
い、いずれの試料においてもエンスタタイトの析出を確
認した。そして、焼結体表面を鋭面研磨し、エンスタタ
イト結晶の平均アスペクト比（長径／短径）を求めた。
【００３７】（機械的、熱的特性）得られた焼結体に対
して、ＪＩＳＲ１６０１に基づき４点曲げ抗折強度を測
定した。また、破壊靱性については、ＩＦ法に従って求
めた。また、４０〜４００℃の熱膨張係数を測定し表２
及び表３に示した。
して、ＪＩＳＲ１６０１に基づき４点曲げ抗折強度を測
定した。また、破壊靱性については、ＩＦ法に従って求
めた。また、４０〜４００℃の熱膨張係数を測定し表２
及び表３に示した。
【００３８】（誘電特性）また、焼結体を直径６０ｍ
ｍ、厚さ２ｍｍに加工し、ＪＩＳＣ２１４１の手法で誘
電率を求めた。測定はＬＣＲメータ（Ｙ．Ｈ．Ｐ４２８
４Ａ）を用いて行い、１ＭＨ2 ，１．０Ｖｒｓｍの条件
で２５℃における静電容量を測定し、この静電容量から
２５℃における誘電率を測定し表２及び表３に示した。
ｍ、厚さ２ｍｍに加工し、ＪＩＳＣ２１４１の手法で誘
電率を求めた。測定はＬＣＲメータ（Ｙ．Ｈ．Ｐ４２８
４Ａ）を用いて行い、１ＭＨ2 ，１．０Ｖｒｓｍの条件
で２５℃における静電容量を測定し、この静電容量から
２５℃における誘電率を測定し表２及び表３に示した。
【００３９】（実装時の熱サイクル特性（ＴＣＴ））ま
た、表２における各原料組成物を用いて、ドクターブレ
ード法により厚み５００μｍのグリーンシートを作製
し、このシート表面にＣｕメタライズペーストをスクリ
ーン印刷法に基づき塗布した。また、グリーンシートの
所定箇所にスルーホールを形成しその中にもＣｕメタラ
イズペーストを充填した。そして、メタライズペースト
が塗布されたグリーンシートをスルーホールの位置に合
わせを行いながら６枚積層し圧着した。この積層体を７
００℃でＮ2 ＋Ｈ2 Ｏ中で脱バインダ後、各焼成温度で
窒素雰囲気中でメタライズ配線層と絶縁基板とを同時に
焼成し配線基板を作製した。
た、表２における各原料組成物を用いて、ドクターブレ
ード法により厚み５００μｍのグリーンシートを作製
し、このシート表面にＣｕメタライズペーストをスクリ
ーン印刷法に基づき塗布した。また、グリーンシートの
所定箇所にスルーホールを形成しその中にもＣｕメタラ
イズペーストを充填した。そして、メタライズペースト
が塗布されたグリーンシートをスルーホールの位置に合
わせを行いながら６枚積層し圧着した。この積層体を７
００℃でＮ2 ＋Ｈ2 Ｏ中で脱バインダ後、各焼成温度で
窒素雰囲気中でメタライズ配線層と絶縁基板とを同時に
焼成し配線基板を作製した。
【００４０】次に、配線基板の下面に設けられた電極パ
ッドに図１に示すようにＰｂ９０重量％、Ｓｎ１０重量
％からなる球状半田ボールを低融点半田（Ｐｂ３７％−
Ｓｎ６３％）により取着した。なお、接続端子は、１ｃ
ｍ2 当たり３０端子の密度で配線基板の下面全体に形成
した。
ッドに図１に示すようにＰｂ９０重量％、Ｓｎ１０重量
％からなる球状半田ボールを低融点半田（Ｐｂ３７％−
Ｓｎ６３％）により取着した。なお、接続端子は、１ｃ
ｍ2 当たり３０端子の密度で配線基板の下面全体に形成
した。
【００４１】そして、この配線基板を、ガラス−エポキ
シ基板からなる４０〜８００℃における熱膨張係数が１
３ｐｐｍ／℃の絶縁体の表面に銅箔からなる配線導体が
形成されたプリント基板表面に実装した。実装は、プリ
ント基板の上の配線導体と配線基板の球状端子とを位置
合わせし、低融点半田によって接続実装した。
シ基板からなる４０〜８００℃における熱膨張係数が１
３ｐｐｍ／℃の絶縁体の表面に銅箔からなる配線導体が
形成されたプリント基板表面に実装した。実装は、プリ
ント基板の上の配線導体と配線基板の球状端子とを位置
合わせし、低融点半田によって接続実装した。
【００４２】次に、上記のようにしてパッケージ用配線
基板をプリント基板表面に実装したものを大気の雰囲気
にて−４０℃と１２５℃の各温度に制御した恒温槽に試
験サンプルを１５分／１５分の保持を１サイクルとして
最高１０００サイクル繰り返した。そして、各サイクル
毎にプリント基板の配線導体とパッケージ用配線基板と
の電気抵抗を測定し電気抵抗に変化が現れるまでのサイ
クル数を測定し、１０００サイクル後も変化のないもの
をＯＫ、変化のあったものをＮＧと表記した。
基板をプリント基板表面に実装したものを大気の雰囲気
にて−４０℃と１２５℃の各温度に制御した恒温槽に試
験サンプルを１５分／１５分の保持を１サイクルとして
最高１０００サイクル繰り返した。そして、各サイクル
毎にプリント基板の配線導体とパッケージ用配線基板と
の電気抵抗を測定し電気抵抗に変化が現れるまでのサイ
クル数を測定し、１０００サイクル後も変化のないもの
をＯＫ、変化のあったものをＮＧと表記した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】尚、表２及び表３において、＊が付いた試
料ＮＯ．に加えて、試料ＮＯ．３も本発明の範囲外であ
る。表２及び表３より明らかなように、平均アスペクト
比が３以上のエンスタタイト結晶を５体積％以上含む本
発明の焼結体は、平均アスペクト比３未満の焼結体（試
料Ｎｏ．１，５，１２，１４，１７，１９，２２）およ
びエンスタタイト結晶量が５体積未満の焼結体（試料Ｎ
ｏ．３）に比較して、強度および靭性の点でいずれも優
れた特性を示した。また、熱サイクル試験の結果によれ
ば、焼結体の４０〜４００℃の熱膨張係数が８ｐｐｍ／
℃以上の焼結体を用いた配線基板は、１０００サイクル
までの試験に十分に耐えるものであった。
料ＮＯ．に加えて、試料ＮＯ．３も本発明の範囲外であ
る。表２及び表３より明らかなように、平均アスペクト
比が３以上のエンスタタイト結晶を５体積％以上含む本
発明の焼結体は、平均アスペクト比３未満の焼結体（試
料Ｎｏ．１，５，１２，１４，１７，１９，２２）およ
びエンスタタイト結晶量が５体積未満の焼結体（試料Ｎ
ｏ．３）に比較して、強度および靭性の点でいずれも優
れた特性を示した。また、熱サイクル試験の結果によれ
ば、焼結体の４０〜４００℃の熱膨張係数が８ｐｐｍ／
℃以上の焼結体を用いた配線基板は、１０００サイクル
までの試験に十分に耐えるものであった。
【００４７】
【発明の効果】本発明の低温焼成セラミックスは、低温
で焼成出来るためＡｇ、Ｃｕ金属を用いたメタライズ配
線層の形成が可能で、且つ靱性、強度特性に優れ、電子
機器等の配線基板用絶縁基板材料として特に好適であ
る。又、このセラミックスを絶縁基板として用いた半導
体素子収納用パッケージ、及びその実装構造は高集積大
型パッケージに於いても高度の信頼性を有する。
で焼成出来るためＡｇ、Ｃｕ金属を用いたメタライズ配
線層の形成が可能で、且つ靱性、強度特性に優れ、電子
機器等の配線基板用絶縁基板材料として特に好適であ
る。又、このセラミックスを絶縁基板として用いた半導
体素子収納用パッケージ、及びその実装構造は高集積大
型パッケージに於いても高度の信頼性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型半
導体素子収納用パッケージの実装構造を説明する図面
（断面図）
導体素子収納用パッケージの実装構造を説明する図面
（断面図）
【図２】接続端子の他の実施例に於けるよう部拡大断面
図である。
図である。
１ 絶縁基板
２ 蓋体
３ メタライズ配線層
４ 接続端子
５ 半導体素子
６ キャビティ
７ 電極パッド
８ 突起端子
９ 絶縁体
１０ 配線導体
１１ 球状端子
１２ 低融点ロウ材
１３ ロウ材
Ａ 半導体素子収納用（ＢＧＡ型）パッケージ
Ｂ 外部電気回路基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 永江 謙一
鹿児島県国分市山下町１−４ 京セラ株
式会社総合研究所内
(56)参考文献 特開 平７−48171（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−175855（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−208298（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−100454（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 35/00 - 35/22
C04B 35/42 - 35/51
C03C 1/00 - 14/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラスとフィラーとの混合物を焼成して
得られる燒結体であって、該燒結体が平均アスペクト比
３以上のエンスタタイト結晶を５体積％以上含有するこ
とを特徴とする低温焼成セラミックス。 - 【請求項２】 絶縁基板の表面乃至内部にメタライズ配
線層が配設された配線基板であって、前記絶縁基板が、
ガラスとフィラーの混合物を低温焼成して得られ、燒成
物中に平均アスペクト比が３以上のエンスタタイト結晶
相を５体積％以上含有する低温焼成セラミックスから成
ることを特徴とする配線基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32203896A JP3527038B2 (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 低温焼成セラミックス、該セラミックスから成る配線基板 |
| US08/980,703 US5889322A (en) | 1996-11-29 | 1997-12-01 | Low-temperature calcined ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32203896A JP3527038B2 (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 低温焼成セラミックス、該セラミックスから成る配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10167822A JPH10167822A (ja) | 1998-06-23 |
| JP3527038B2 true JP3527038B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=18139236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32203896A Expired - Fee Related JP3527038B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-12-02 | 低温焼成セラミックス、該セラミックスから成る配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3527038B2 (ja) |
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| JP2003112972A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-04-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器 |
| JP2003112971A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-04-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器 |
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-
1996
- 1996-12-02 JP JP32203896A patent/JP3527038B2/ja not_active Expired - Fee Related
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