JPH02141479A - セラミックス多層基板の製造方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、導体ペーストと未焼成のセラミックスシート
とを交互に積層し、同時焼成するセラミックス多層基板
の製造方法に関する。

（従来の技術） ハイブリッドＩＣは、基板表面を２次元的に利用する形
で発展してきた。しかし、ＩＣの高密度化の勢いは激し
く、より高い単位面積当たりの回路密度を実現する実装
形態として基板の多層化による３次元的回路構成が取入
れられている。

このような多層基板は、セラミックス層と導電層とが交
互に積層されたものであり、たとえば、あらかじめ導通
用のスルーホールを設けた未焼成のセラミックスシート
（以下、グリーンシートと称す。）にタングステンまた
はモリブデンなどを主成分とする導体ペーストを印刷し
、必要な層の数だけグリーンシートを重ねて上下方向の
一軸加圧により熱圧着した後、同時焼成する方法や、加
圧を高温下で行うことにより圧着と焼成を同時に行うホ
ットプレス法などにより作製されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、最近ではＬＳＩの高密度化によって多層基板
の層数が増大してきており、この積層体を圧着するには
より高い圧力で圧着することが必要であった。

しかしながら、上述したような一軸加圧の方法では、高
い圧力をかけようとすると、一方向加圧のためグリーン
シートの厚み方向の収縮に伴って面方向に広がりが生じ
、寸法不良や回路パターンの歪みを招くという問題があ
った。

また、高圧化に伴うプレスの大型化は避けられず、コス
トが高くなるうえに、パンチなどの強度の点から一軸加
圧での高圧化には限界があった。

さらに、プレスの上下面における平行精度が一定でない
と、グリーンシートの加圧が不均一となり、焼成後の収
縮率が３次元の各方向で異なり、反りや寸法不良が生じ
るという問題があった。

そして、ＬＳＩの高密度化に伴う回路パターンの微細化
は、多層基板における上下の回路パターンを導通させる
ためのスルーホールを微細化させており、多少の基板の
歪みでも層間の断線を引起こす原因となっていた。

また、最近注目されている窒化アルミニウムセラミック
スは、放熱性が良く、高電気絶縁性、′低熱膨張率など
の優れた特性を有する反面、金属との濡れ性が悪く、導
体ペーストとの接合強度にばらつきが生じやすいという
難点があった。

このため、多層基板として窒化アルミニウムセラミック
スを使用する場合、特に層間の接合状態を改善すること
が望まれていた。

本発明は、このような課題に対処するためになされたも
ので、導体ペーストが所望の回路形状に印刷されたグリ
ーンシート積層体への加圧を均一に行うことにより、寸
法精度を向上させ、たとえば窒化アルミニウムセラミッ
クスを用いた場合でもセラミックス層−導電層間の接合
状態が良好であるセラミックス多層基板の製造方法を提
供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、導体ペーストを所望の回路形状に印刷した未
焼成のセラミックスシートを積層して積層体を作製する
工程と、この積層体を可撓性の型に入れて緊密に密封し
圧力媒体を介して全方向から均一に加圧して圧着する工
程と、この圧着した積層体を焼成する工程とを有するこ
とを特徴とするセラミックス多層基板の製造方法である
。

本発明における加圧法は、圧力媒体を介して成形体全表
面から同時に均一に高圧を与える方法（以下、静水圧プ
レス法と称す。）である。

使用する圧力媒体としては、液体、ガス、ゴム、プラス
チックなどが挙げられ、それぞれ、その圧縮性を考慮し
て選択される。

また、セラミックス積層体を密封するための可撓性の型
としては、ゴム型やゴム袋が使用され、これらはセラミ
ックス積層体との適合性、圧力媒体との適合性、セラミ
ックスとの圧縮比、必要な硬度などの条件を考慮して選
択される。

そして、このような可撓性の型をゴム栓などの止め具を
用いて閉鎖する。この際、真空ポンプなどで型内の脱気
を行う。脱気しないまま加圧すると、加圧にむらが生じ
成形体が変形しやすくなるため、この作業は重要である
。

こうしてゴム袋などで密封されたセラミックスに積層体
を、圧力容器の中に入れて５００ｋｇ／ｃｄ〜ａｏｏｏ
ｋｇ／ｃＪ程度で加圧する。−軸加圧では２００ｋｇ／
ｃセ程度か限度であるのに対し、静水圧加圧ではより高
い圧力をかけることができる。

（作　用） 本発明のセラミックス多層基板の製造方法によれば、グ
リーンシート積層体の加圧を静水圧プレス法によって行
うため、加圧が全方向から均一に行われ、グリーンシー
トの歪みを防ぎ、寸法精度を向上させることができる。

このため、多層基板の配線ずれや層間の断線が防止され
る。

また、静水圧プレス法によれば従来の一軸加圧よりも圧
力を高くすることが可能で、セラミックス層−導電層間
の接合強度を向上させることができる。

（実施例） 次に、図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は、この実施例のセラミックス多層基板の製造工
程を示す図である。

はじめに、たとえば窒化アルミニウムを主成分とするグ
リーンシート１上に、たとえばタングステンを主成分と
する導体ペーストをスクリーン印刷によって印刷した。

さらに、グリーンシート１には位置合せ穴２を設け、こ
の位置合せ穴２と所定のガイドピン３を対応させながら
、導体ペーストが印刷されているグリーンシート１を台
板４上に重ねて積層体１ａを作製した（第１図−Ａ）。

こうしてグリーンシート１を積層した後、ガイドピン３
を取除き、積層体１ａを天然ゴム（ラテックス）製の袋
５に収容した。そして、袋５の開口部より、真空ポンプ
で脱気を行い、積層体１ａと袋５とが密着するように止
め具６で密封した（第１図−Ｂ）。

その後、圧力媒体として３０％はう酸水を使用した静水
圧プレス装置７内に積層体１ａの入った袋５を配置し１
０００ｋｇ／ｃＴ！で加圧した（第１図−〇）。

このような加圧方法を用いることによって、積層体１ａ
に全方向から均一に圧力をかけることができた。

そして、得られた積層体を１８００℃で、常圧焼成しセ
ラミックス多層基板を作製した。

比較例 実施例と同様の方法でグリーンシートを積層し、積層体
を作製した。

この積層体を８０℃で、−軸加圧式のプレス装置によっ
て１５０ｋｇ／ｃＪて加圧し、熱圧着した。

この後、熱圧着されたグリーンシートの積層体を１８０
０℃で、常圧焼成しセラミックス多層基板を作製した。

さらに、上述した実施例の方法で作製したセラミックス
多層基板と、比較例の方法で作製したセラミックス多層
基板とを、基板の歪み、寸法精度、および多層間の接合
強度について比較したところ、実施例におけるセラミッ
クス多層基板の方が歪みや反りがなく、寸法精度が良好
であった。

また、多層間の接合強度においても、実施例の製造方法
によるセラミックス多層基板の方が大きく、多層間の剥
がれがみられなかった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のセラミックス多層基板の
製造方法によれば、グリーンシート積層体の圧着を静水
圧プレス法により行っているため、グリーンシート積層
体全体に均一に加圧することができる。

このため、グリーンシート積層体の歪みを防ぎ、セラミ
ックス多層基板の寸法精度を向上させることができる。

そして、寸法精度の向上によって多層間配線のずれや断
線を防ぐことができる。

また、高圧化が可能であるため、窒化アルミニウムなど
接合強度に難点のあったセラミックスを使用する場合に
も、セラミックス層−導電層間の接合状態が良好である
セラミックス多層基板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるグリーンシート積層体
の加圧工程を示す図である。 １・・・・・・・・・グリーンシート １ａ・・・・・積層体 ２・・・・・・・・・位置合せ穴 ３・・・・・・・・・ガイドピン ４・・・・・・・・・台板 ５・・・・・・・・・袋 ６・・・・・・・・・止め具 ７・・・・・・・・・静水圧プレス装置出願人　　　　
　　株式会社　東芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体ペーストを所望の回路形状に印刷した未焼成
   のセラミックスシートを積層して積層体を作製する工程
   と、この積層体を可撓性の型に入れて緊密に密封し圧力
   媒体を介して全方向から均一に加圧して圧着する工程と
   、この圧着した積層体を焼成する工程とを有することを
   特徴とするセラミックス多層基板の製造方法。