JPH0195402A

JPH0195402A - 低温焼成セラミック基板

Info

Publication number: JPH0195402A
Application number: JP62254464A
Authority: JP
Inventors: Fumio Takao; 文雄高尾
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1989-04-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）電子回路として、導体材料を配線する多層配線用セラミ
ック基板に関するものである。

（従来の技術）従来の技術としては、セラミック基板にアルミナを使用
し、多層配線方法には「厚膜法」を採用している。これ
は、焼成済アルミナ基板の上にスクリーン印刷によって
導体配線と絶縁層を層数分だけ交互に印刷し、その都度
乾燥焼成を繰り返す方法であり、導体配線材として銀。

銅、金、銀／パラジウムなどを使用している。

コンピュータ本体に使用する１０〜４ＯＮの多層配線用
には、アルミナのグリーンシートを用いる「グリーンシ
ート多層積層法」がある、これはグリーンシート上に導
体配線をスクリーン印刷し、ついで積層して圧着一体化
したものを１５００〜１６００℃の温度でＮ　ｔ　＋　
Ｈを雰囲気中にて焼成する方法であり、導体配線材とし
てモリブデン、タングステンなどを使用している。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来のセラミック基板には電子回路の高
速化、高密度化のニーズに対応するための多層化に対し
ては１次のような問題点があった。

即ち、「厚膜法」においては、パターン精度。

および工数の点から３〜４層が限界であり、現状では１
〜３Ｎが主流となっている。

一方「グリーンシート多層積層法」においては、焼成温
度が１５００〜１６００℃と高く。

また導体材料として比較的導体抵抗値の高いモリブデン
（５，２μΩ（至））、タングステン（５，５μΩＣ１
１）などの高融点金属を用いる必要があるため１回路の
高速化、高密度化のニーズへの対応に制約があった。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明は前記
問題点を解決する手段として。

導体抵抗値の低い銀（１，６，ＥｌΩｃｍ）、銅（１，
７μΩＣ１１）、金（２，２μΩ値）などと同時焼成が
可能なことを特徴とする。ガラス／セラミックス複合系
の低温焼成セラミックスを提供するものである。

ガラス相は比較的低温で軟化流動を開始するので、セラ
ミックスと良（濡れ、銀、銅、金などの焼成温度域で緻
密化し、基板としての良好な特性値を示すようなガラス
／セラミックス量比およびガラスの化学組成を最適化す
ることにより、前記問題点の解決手段が得られるのであ
る。

本発明のガラスは第１図の５ｉＯ２−ＣａＯＡ　Ｉｔ　
ｘ　Ｏｓ　３元系状態図の共晶組成点である点Ａ２点Ｂ
をベースとしてこれに融剤Ｂ　＊　０３　、結晶化促進
剤Ｔ　ｉ　ＯＲを添加したものである。従って９本発明
のガラス軟化温度は７５０〜８２０℃と有機バインダー
の分解温度４００〜５００℃より十分に高く、またアル
ミナおよびコーディエライト粒子を良く濡らすことから
ガラス／セラミックスの量比を選ぶことにより８５０〜
８８０℃の温度域で十分に緻密化した焼成体が得られる
。

なお・前記共晶組成点の点ＡとＢを比較すると、点Ｂを
ベースガラスとした方がより低温で緻密化した焼成体が
得られる。

ガラス／セラミックスの量比については、第２図のガラ
ス量と焼成体密度の関係から明らかなように、ガラス量
が５５体積％以下では、焼成体は十分に緻密化しない。

一方、第３図のガラス量と焼成体表面粗さの関係かられ
かるように、ガラス量が７０体積％以上になると焼成体
の表面粗さが粗くなる。しかもガラス量増加による強度
の低下も避けられないため基板としての良好な特性が発
揮できなくなる。

また１本発明のガラスの化学組成の一つであるＴ　ｉ　
Ｏｔは残留カーボンを酸化除去する酸化剤として作用す
ると共に、ガラスの結晶化の核となり結晶化を促進する
＊Ｔｉ０ｔを含まないガラスを用いると、８５０℃焼成
においてもガラス相のまま残り、銀の導体ペーストとの
同時焼成において銀／ガラスの反応を生じ黄色に着色す
る。Ｔ１０□を添加すればガラスが結晶化するためこの
ような反応は生じることがない。

本発明では、ガラスの結晶化を促進するためＴｉＯ雪　
５〜１０重景％が適量である。

ベースガラス中のアルミナをコーディエライトに代えた
ガラス／コーディエライトでも良好な基板特性が得られ
る。

（実施例）本発明の詳細を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１〜９Ｓ　ｌ　Ｏｚ　　Ｃａ　ＯＡ　ｌ　＊　Ｏｓ　３元系状
態図（第１薗）の点Ａ（実施例１〜３）と点Ｂ（実施例
４〜９）の共晶組成点をベースガラスとし。

これに融剤としてＢｚＯｚ、結晶化促進剤としてＴ　ｉ
　Ｏｔを添加したガラスを溶製した。これらを金型成型
し８５０℃で焼成した結果を表１に示す、いずれも点Ｂ
をベースガラスとした方がより低温で緻密化している。

表１さらに、実施例４〜７についてガラスとアルミナを体積
比で６０／４０％としたものを、厚さ０．２５　ｔのシ
ートに成形した。このシートから１１００ｗＸ１００の
シートを打抜き８５０〜９００℃で１５分間焼成した結
果を第４図に示す、いずれも９５％ＴＤ（理論密度）以
上に緻密化している。

また、実施例４〜９について、グリーンシートに、Ａｇ
ペーストをスクリーン印刷し８５０℃で同時焼成したと
ころＴ　ｉ　Ｏ，を添加していない実施例４〜６のガラ
スはいずれもガラス状態のままであり、Ａｇと反応して
黄色に着色した。これに対し’ｒｔｏｇを添加した実施
例７〜９のガラスはいずれも緻密化とともに結晶化する
こめ、Ａｇとの反応は生ぜず、無色のままであった。

次に、実施例７〜９で得られたガラス／アルミナ基板特
性値を表２に示す。

実施例１０アルミナ（Ａｍ！意Ｏｉ）をコーディエライト（２Ｍｇ
Ｏ・２ＡｊｇＯｓ・５　Ｓ　Ｉ　Ｏｘ）に代えて実施例
１〜９と同様の試験を実施した。８５０℃焼成でコーデ
ィエライトとアノーサイト（Ｃａ　Ａ　ＩＩ　ＩＳ　ｉ
　ｔｏｅ）の２相からなる焼成体が得られた。実施例１
Ｏのガラス／コーディエライト基板特性値を表３に示す
。

（発明の成果）従来の「アルミナグリーンシート多層積層法」とくらべ
て９本発明は焼成温度を６００℃以上低くすることがで
きるため、省エネルギーとなるばかりでなく、導体材料
がモリブデン、タングステンなどの商融点材料から銀、
銀／パラジューム、銅、金といった材料に代わることに
より電気的特性が大巾に改善されＬＳＩの高速度化、高
密度化の要求を満たすことができる。

また、アルミナ白板材料を用いた「厚膜法」と比べても
５本発明は積層同時焼成が可能となるため１作業工程を
大巾に短縮できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＳ　ｉ　ＯＨＣａ　ＯＡｌｔ０３３元系状態図
、第２図はガラス量と焼成体密度の関係を示す図、第３
図はガラス量と焼成体表面粗さの関係を示す図、第４図
は焼成温度と焼成体密度の関係を示す図。図中１点Ａ、
ＢはＳｉＯ□−ＣａＯ−ＡｆｆｉｚＯｚ３元系の共晶組
成点。特許出願人　株式会社小松製作所代理人　（弁理士）岡　１）和　喜Ｓｉｏ２焼成温度（℃）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）焼成工程において，結晶化するガラスが５５〜７
０体積％とセラミックスが３０〜４５体積％の２相から
なることを特徴とするセラミック基板。
（２）ガラスの化学組成がＴｉＯ＿２５〜１０重量％，
融剤としてのＢ＿２Ｏ＿３が５〜１０重量％，残部がＳ
ｉＯ＿２−ＣａＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３３元系共品組成点と
なるように調整された原料組成物であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のセラミック基板。
（３）セラミックスの化学組成がアルミナ（Ａｌ＿２Ｏ＿３），コーディエライト（２ＭｇＯ・２
Ａｌ＿２Ｏ＿３・５ＳｉＯ＿２）のいずれか１種もしく
は２種であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のセラミック基板。