JPH0234571A - 焼結方法及び焼結補助構造体 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、セラミック基板積層品からの有機バインダの
除去に関するものであり、具体的には、酸素を含有する
雰囲気中で、付随するメタラジを酸化せずに、バインダ
を除去すると同時にセラミック本体を焼結するための方
法及び構成体に関するものである。

Ｂ、従来技術 マイクロエレクトロニクスの分野では、セラミックはメ
タラジ用の秀れた絶縁体であり、担体である。セラミッ
クは、焼結により、強度及び好ましい誘電特性を示すち
密な状態にすることができる。

セラミックは簡単なチップ担体を製造する場合に一般に
行なわれているように、事前焼結した後にメタライズす
ることができるが、高性能コンピュータに使用するパッ
ケージでは、回路の集積度を増大させることが望ましい
。回路集積度の増大は、未焼結のセラミックを注型して
シート状にし、パターン付は及びメタライゼーシヨンを
行なった後、位置合わせしてスタックした多層構造によ
り実現される。このスタックを積層し焼結して、完全に
焼結された構造とする。

スタックしメタライズしたセラミックを焼結するには、
材料及び処理条件を十分注意して選定しなければならな
い。焼結温度及び雰囲気は、セラミックに付随するメタ
ラジに適合するものでなければならない。さらに、セラ
ミック・スラリに添加するバインダ及び可塑剤は、セラ
ミック粒子を高密度化する前に除去する必要がある。一
般に、バインダ及び可塑剤は、特定の温度に可熱すると
、解重合して揮発性の炭化水素及び炭素質残液となるよ
うなものが選択される。この炭素質残渣（以下単に炭素
という）が完全に除去されないと、得られたセラミック
は、多孔質となり強度が低く、絶縁特性が不良になる。

基板積層品の焼結に使用する時間・温度・環境を一般に
焼結サイクルという。各種の焼結サイクルが提案されて
いるが、その際、炭素の除去を容易にするため、注意深
く制御した量の酸素を水蒸気の形で基板積層品に供給す
る。水蒸気は炭素と反応して、二酸化炭素と水素を生成
する。米国特許第４２３４３６７号明細書に教示されて
いるように、雰囲気中の酸素の分圧は、制御した量の遊
離水素を水蒸気とともに導入して制御し、それにより遊
離酸素を再び捕捉して、付随するメタラジと反応できな
いようにする。

米国特許第４２３４３６７号明細書はさらに、付随する
メタラジが銅であり、セラミックがガラス・セラミック
である系を開示している。銅が酸化されることを許すと
、生成した酸化銅が内部層中で膨張して、セラミックに
多大の応力を与えるという、膨張の問題が生じる。

米国特許第４５０４３３９号明細書にも、酸素を含有す
る雰囲気中でセラミックと金属のスタックを焼結する方
式が教示されている。上記特許は、同様に導体の酸化を
抑制するため、低い事前高密度化温度で、酸素の分圧を
抑制することを特許請求している。

米国特許第４６２７１６０号明細書は、セラミック粒子
、バインダ及び溶剤のスラリに、炭素質材料の効果的な
除去を促進する助けとして、触媒を添加することを提案
している。触媒として提案されているのは、銅及び酸化
鋼である。実際問題として、触媒の最大量は約０．１５
％に制限されている。この量を超えると、セラミック基
板の強度及び誘電特性に悪影響を与える。この触媒は有
効であることが判明した。しかし、焼結サイクルのバイ
ンダ燃焼段階で水素と水蒸気の比率を正しく保持するこ
とに問題が残っている。

米国特許第４４７４７３１号明細書には、セラミック基
板からの炭素質材料の除去を促進するための触媒として
、酸化ニッケルを使用することが提案されている。

米国特許第４１８９７８０号明細書には、セラミックの
層を酸化ニッケルでコーティングしたコンデンサが提案
されている。コーテイング後、酸化ニッケルはニッケル
に還元され、コンデンサの極板として曇く。

米国特許第４３８６９８５号明細書には、コンデンサの
誘電率を増大させるため、セラミック・コンデンサに酸
化ニッケルを添加することが提案されている。酸化ニッ
ケルは焼結中にニッケル電極がセラミック中に溶解する
のを防止することも判明した。

米国特許第２９９３８１５号明細書には、耐熱性基板上
に銅を形成させるというセラミック印刷回路板の作成方
法が開示されている。まず銅または酸化銅をガラスを含
有するペーストと混合した後、未焼結の耐熱性基板上に
塗布する。次に、コーティングした基板を酸化性雰囲気
中で焼結して、炭素質残渣を除去するとともに、含まれ
る銅を酸化銅の形にする。この工程の間に耐熱性基板・
ガラス・鋼の結合が形成される。最後に、コーティング
した基板を還元性雰囲気中で加熱し、酸化銅を銅に還元
する。

加藤等は、酸化銅を含有するセラミック組成物を開示し
ている。還元熱処理の間に、銅イオンがセラミックの表
面に移行する。その後、銅イオンでコーティングされた
セラミックを、酸化性雰囲気中で加熱し、続いて還元性
雰囲気中で加熱する。

この結果、きわめて薄い銅のコーティングを有するセラ
ミックが得られる。

当業者による上記の教示にもかかわらず、炭素質残渣の
燃焼除去を改良する必要性が残っている。

この必要性があるのは、たとえば米国特許第４２３４３
６７号及び米国特許第４８２７１ＥｔＯ号明細書に教示
されたような炭素質残渣を除去する工程が極端に遅いた
めである。炭素質残渣をこれまでより効果的にかつ効率
良く除去できるように、工程を改良することがおおいに
望まれている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、炭素質残渣の燃焼除去を改良すること
にある。

本発明の他の目的は、炭素質残渣を効果的に燃焼除去す
るための時間を短縮することにある。

さらに本発明の他の目的は、炭素質残渣の燃焼除去の間
、周囲条件のより厳密な制御を維持することにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明の１つの態様は、多層セラミック基板積層品の焼
結中に炭素の除去を強化する方法に関するもので、この
方法は、金属線及びバイアを有し、多層セラミック基板
積層品のごく近くに還元可能な金属酸化物を有し、加熱
すると解重合して炭素を生成する重合体バインダを含有
する多層セラミック基板積層品を形成する工程と、基板
積層品を還元可能な金属酸化物に対しては還元性、炭素
に対しては酸化性の雰囲気中で焼結する工程からなる。

本発明の別の態様は、多層セラミック基板積層品の焼結
中に炭素の除去を強化する焼結構成体に関するもので、
この構成体は、金属線及びバイアを有し、加熱すると解
重合して炭素を生成する重合体バインダを含有する多層
セラミック基板積層品と、基板積層品の少なくとも１つ
の表面上に設けた、還元可能な金属酸化物を含み、この
還元可能な金属酸化物は、基板積層品を炭素に対して酸
化性の雰囲気中で焼結すると、還元可能な金属酸化物が
還元して多層セラミック基板の表面上に密着したメタラ
ジの層を形成するように選択されることを特徴とする。

本発明の別の態様は、多層セラミック基板積層品の焼結
中に炭素の除去を強化する焼結構成体に関するもので、
この構成体は、金属線及びバイアを存し、加熱すると解
重合して炭素を生成する重合体バインダを含有する多層
セラミック基板積層品と、多層セラミック基板積層品に
近接した少なくとも１つのセック・タイルを含み、セッ
ク・タイルは耐熱性酸化物と、還元可能な金属酸化物を
含み、還元可能な金属酸化物は、セラミック基板積層品
を炭素に対して酸化性の雰囲気中で焼結すると、還元し
て非酸化物の形になるように選択されることを特徴とす
る。

本発明の最後の態様は、酸化鋼と耐熱性酸化物を含み、
酸化鋼の含有量が少なくとも組成物の２０重量％である
、部分焼結したセック・タイル組成物に関するものであ
る。

Ｅ、実施例 図面、特に第１図には、焼結した多層セラミック基板１
０を示す。多層セラミック基板は、複数のセラミック材
料の層で構成され、その１つを１２で示す。セラミック
材料の各層は、金属線１４及びバイア１６を宵する。さ
らに、多層積層板は、上面メタラジ１８及び下面メタラ
ジ（図示せず）を仔する。

次に、第２図を参照して、本発明の方法について説明す
る。本発明によれば、焼結中に多層セラミック基板から
の炭素の除去を強化する方法が開示される。この方法で
は、まず金属線１４及びバイア１６を存する未焼結の多
層セラミック基板積層品１０“を作成する。次に、多層
セラミック基板積層品１０“のごく近くに、還元可能な
金属酸化物を設ける。多層セラミック基板積層は、周知
のように加熱すると解重合して炭素を生成する重合体バ
インダを含有する。

多層セラミック基板積層品の焼結では、焼結構成体は通
常さらに、米国特許出願第８５９０９３号明細書に開示
されるように、セラミック基板積層品の上面に、未焼結
セラミック・シート２２を有し、セラミック基板積層板
の下に未焼結セラミック・シート２４を有する。各未焼
結セラミック・シートには、たとえばアルミナの未焼結
シート等を用いる。この焼結構成体の上におもり２６を
置く。焼結構成体全体を、セック・タイル２８の上に置
く。おもり２６の代りに第２のセック・タイルを使用し
てもよい。

この方法の次の工程は、還元可能な金属酸化物に対して
還元性、炭素に対しては酸化性の雰囲気中で、基板積層
品１０°を焼結することである。

このような焼結サイクルは周知のもので、前述の米国特
許第４２３４３８７号及び第４６２７１６０号明細書に
開示されている。この焼結工程により、基板積層品１０
″は基板１０に変換される。

本発明による好ましいセラミック基板積層品は、銅また
は銅合金の金属線及びバイアを育する。ただし、銅また
は銅合金の代りに、ニッケル、モリブデン、銀、パラジ
ウムまたはそれらの混合物等、他の導電性の良好な金属
または合金を使用してもよい。さらに、金属線及びバイ
アが銅または銅合金の場合は、還元可能な金属酸化物は
、Ｃｕ２０（酸化第一銅）及びＣｕＯ（酸化第二銅）の
うちから選択した酸化鋼であることが好ましい。金属線
及びバイアに他の金属または合金の１つを使用する場合
は、還元可能な金属酸化物として、その金属または合金
の酸化物を使用する。

本発明の最も重要な態様は、多層セラミック基板積層品
のごく近くに還元可能な金属化合物を形成させることで
ある。米国特許第４２３４３８７号明細書に開示されて
いるように、焼結サイクルの水蒸気セグメントの間にバ
インダの燃焼が生じる。一般に、バインダ燃焼の温度は
、約７００ないし７８５℃である。望ましい雰囲気は、
Ｈ２と水蒸気との比が１０−４：　１　（７８５℃）で
、これは銅（銅線及びバイアと仮定した場合）を酸化せ
ず、しかも有機バインダからの炭素を酸化するのに最適
な雰囲気である。これを第３図で点Ｘで示す。第３図は
米国特許第４２３４３８７号明細書から直接転記したも
のである。銅基外の他のメタラジでも同様のことが言え
る。銅のメタラジについて述べるが、これは例示のため
にすぎず、限定するものではない。他の金属及び合金も
、本発明の範囲に含まれる。

実際には、この理想的な条件は実現されない。

下記の反応で、水素が絶えずその場で遊離して、実際の
条件はＨ２／Ｈ２０＞＞１０−’となる。

Ｃ＋２　Ｈ２Ｏ（水蒸気）＝ＣＯ２＋２Ｈ２最初の段階
では、Ｈ２０雰囲気の供給が拡散によって制限され、Ｃ
と８２０の反応の平衡Ｈ２／Ｈ２０条件が反応によって
維持されるため、基板近傍でのＨ２／Ｈ２０の比は点Ｙ
付近からスタートする。

反応によって炭素のほとんどが除去されると、Ｈ２の遊
離は減少して、拡散によってＨ２／　Ｈ２０の比が制限
されなくなり、したがって、条件は点Ｘに向って移行し
始める。

局部的Ｈ２濃度の増加に伴って反応速度が低下するため
、バインダの除去速度は、米国特許第４２３４３８７号
明細書で推奨しているように最大にはならず、実際には
バインダの除去にはきわめて長時間を要する。本発明は
、水蒸気セグメントを、炭素と水蒸気の反応のほぼ理想
的な最高速度で実施する方法を提供する。銅を含育する
系で理想的な最高速度が得られるのは、第３図に示すよ
うに、Ｈ２／Ｈ２０の比が常に点２にある場合である。

これは下記の反応によって維持される平衡である。

２　Ｃｕ　＋　Ｈ２０”　Ｃｕ　２０　＋　Ｈ２この条
件はＣｕとＣｕ２Ｏの両方を多層セラミック基板積層品
に近接させることにより、基板積層品の近傍で常に維持
される。水素または水蒸気が平衡点Ｚより過剰になると
、反応はＣｕまたはＣｕ２Ｏを生成するように移行して
、平衡に達する。このことは、基板の近くにある量のＣ
ｕとＣｕ２Ｏが存在する限り、条件が自己調節されるこ
とを意味する。

本発明では、上記の調節条件は、最初に基板積層品の近
くにＣｕＯまたはＣｕ２Ｏを配置することによって実現
される。炭素と水蒸気の反応で水素が遊離されるので、
下記の反応が起こる。

２ＣｕＯ＋Ｈ２＝ＣｕｚＯ＋Ｈ２０（初期）ＣｕｚＯ＋
Ｈ２＝２Ｃｕ＋Ｈ２０（最終平衡状態）これらの反応に
より過剰の水素が消費されて、局部的な水蒸気の発生が
増加する。

基板積層品中の反応するバインダの量を知ることにより
、炭素の反応によって生じる水素を全部消費するのに必
要な量より多くの過剰のＣｕ２０が残留するように、最
初に基板積層品の近くに置くべきＣｕＯまたはＣｕ２Ｏ
の量を決定する。

Ｃｕ２ＯとＣｕＯの両方が存在してもよいが、Ｃｕ２Ｏ
のほうが酸素台を量が少ないため、ＣｕＯより必要量が
多い。

この種の自己調節緩衝系は、基板積層品の表面で理想的
なＨ２／Ｈ２０の比を維持する。したがって本発明は、
酸化銅または他の還元可能な金属酸化物をセラミック基
板積層品自体に混入するという米国特許第４８２７１８
０号明細書に開示された方法の代替と考えるより、改良
と考えるべきである。セラミック基板積層品中の酸化銅
触媒は、セラミック基板積層品からの炭素の除去を助け
るが、多層セラミック基板積層品の近傍に加えた本発明
の還元可能金属酸化物は、以下でより詳しく説明するよ
うに、炭素の除去を強化する働きをする。

一般に、重合体バインダは、ポリビニルブチラール（Ｐ
ＶＢ）樹脂を含む。ただし、重合体バインダに、ポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ−α−メチルス
チレンその他の周知のセラミック・バインダを含めるこ
とも、本発明の範囲内に含まれる。

セラミック基板積層品は、米国特許第４４１３０６１号
及び第４３０１３２４号明細書に開示されているような
、菫青石型のガラス・セラミック及びゆう輝石型ガラス
・セラミックのうちから選択したセラミックを含むこと
が最も好ましい。

好ましい焼結雰囲気は、水蒸気と水素の雰囲気で、水素
／水蒸気の比がｔｏ−４：１ないし１０−６・５：１の
ものである。焼結温度は、金属線及びバイアの融点より
低くなければならない。

還元可能な金属酸化物は、多層セラミック基板積層品に
密接していなければならないが、基板積層品に近接して
いる限り、いくつかの異なる位置に置くことができる。

すなわち、還元可能な金属酸化物は、セラミック基板積
層品の少なくとも１つの表面上にあればよい。たとえば
、第２図に示すように、還元可能な金属酸化物２０をセ
ラミック基板積層品１０”の上面（または水平面）上に
直接配置する。さらに、還元可能な金属酸化物をセラミ
ック基板積層品の底面にも直接配置することができる。

還元可能な金属酸化物を多層セラミック基板積層品の上
面に直接配置する場合、還元可能な酸化物は、金属に還
元すると、セラミック基板積層品上に、したがって基板
上に金属の接着層を形成する。実際には、還元可能な金
属酸化物は、最初に少なくとも一部がセラミック基板積
層品中に溶解し、次にその表面上に金属の接着層を形成
する。この金属層をセラミック基板の表面上に直接形成
することの利点は、上面及び底面メタラジをスクリーン
・プリントして焼結する代りに、メタラジをその場で直
接簡単に基板上に形成し、次にフォトリングラフィによ
りパターン付けができることである。

別法として、還元可能な金属酸化物を、セラミック基板
積層品に隣接する少なくとも１つのセック・タイル上に
配置してもよい。この実施例については後で詳細に説明
する。第２図の焼結構成体は、本発明の１つの態様を示
すものである。

本発明による多層セラミック基板積層品の焼結中に炭素
の除去を強化する焼結構成体には、さらに、第２図のセ
ック・タイル２８のような少なくとも１つのセック・タ
イルを多層セラミック基板積層品に隣接させるというも
のがある。セック・タイル２８は、耐熱性酸化物と還元
可能な金属酸化物を含む。還元可能な金属酸化物は、炭
素に対して酸化性の雰囲気中でセラミック基板積層品を
焼結した場合に、還元可能な金属が還元されて非酸化物
（すなわち金属）の形になるように選定する。１実施例
では、セック・タイルを、セラミック基板積層品と直接
接触させる。

セック・タイル中の耐熱性酸化物は、どのような耐熱性
酸化物でもよいが、アルミナ （Ａ悲２０３）、シリカ（Ｓ　ｔ　０２）　、マグネシ
ア（ＭｇＯ）　、ジルコニア（Ｚｒ０２）またはそれら
の混合物が好ましい。

セック・タイルは部分焼結して、多孔質とじたものが最
も好ましい。多孔性であることが望ましいのは、そうす
ると、周囲気体がセック・タイル中を流れ、セラミック
基板積層品に接触して、バインダの分解生成物の除去効
率を高めるためである。部分焼結とは、少なくとも空隙
度が４０％であることを意味し、空隙度が４５ないし５
０％のものが最適である。ＡＱ２０３が９２重量％、ガ
ラスが８重量％のガラス製セッタ・タイルを例にとると
、低温で予熱サイクルを行なってバインダを除去した後
、１０００ないし１３５０℃で１２ないし２４時間焼結
すると、部分焼結体が得られる。

次に第４図には、本発明によるセック・タイル１２８の
分解斜視図を示す。セック・タイル１２８は、還元可能
な金属酸化物をその上にスクリーン・プリントした耐熱
性酸化物の複数の履１３０を含む。したがって、各層１
３０は、スクリーン・プリントした還元可能な金属酸化
物のパターン１３２を有する。複数のスクリーン・プリ
ントした層１３０の両面に、還元可能な金属酸化物がな
く耐熱性酸化物だけを含む、少なくとも１つの層１３４
を設ける。セック・タイル１２８の両面は単純なセラミ
ック表面なので、前述のように単純な未焼結のセラミッ
ク・シート２４．２２を必要とせずに、セック・タイル
１２８をセラミック基板と直接接触させることができる
。

次に第５図には、本発明によるセック・タイルの他の実
施例を示す。この場合、セック・タイル２２８は、還元
可能な金属酸化物２３２をその中に分散させた耐熱性酸
化物２３０を含む。この特定のセック・タイル２２８は
、周囲から多層セラミック基板積層品の表面への気体の
流れを助ける空隙２３４を有する。

前述のように、還元可能な金属酸化物の量は、周囲を完
全に緩衝するのに必要な量より過剰でなければならない
。これは、存在するバインダの量に応じて変わる。一般
に、焼結したセック・タイル中に存在する還元可能な金
属酸化物の量は、約２０ないし７０重量％で、残部は耐
熱性酸化物である。

第４図及び第５図のいずれの実施例でも、還元可能な金
属酸化物は、酸化第一銅（Ｃｕ２０）及び酸化第二銅（
Ｃｕｂ）のうちから選択した酸化鋼であることが好まし
い。もちろん、前述のように、多層セラミック基板積層
品の金属線及びバイアが銅または銅合金以外の場合は、
還元可能な金属酸化物を変更することができる。

焼結サイクルの間に、緩衝セック・タイル中に最初に存
在した酸化銅のほとんどは、炭素との反応で生成した水
素によって金属鋼に変換される。

これらのタイルを再生するには、空気中で５００ないし
８００℃に加熱して、金属鋼をすべてＣｕＯに変換する
。（この温度では空気中でＣｕＯだけが安定であり、Ｃ
ｕ２Ｏはそうではない。）こうすると、セック・タイル
を次の焼結サイクルで再使用することができる。

本発明の最後の態様は、酸化銅と耐熱性酸化物からなり
、酸化鋼が組成物中央なくとも２０重量％を占める、部
分焼結したセック・タイル組成物に関するものである。

酸化銅は、酸化第一銅と酸化第二銅のうちから選択する
ことができる。耐熱性酸化物は、前述のどの酸化物でも
よい。

本発明の特徴及び目的は、下記の例を参照するとさらに
明らかになる。

■１ 概略組成が酸化マグネシウム２０重量％、酸化アルミニ
ウム２５重量％、残部が二酸化シリコンのガラス粉末と
、微量の核形成剤たとえば五酸化リンまたは二酸化ホウ
素を、適当なバインダ、たとえばポリビニルブチラール
及び溶剤たとえばメチルイソブチルケトンと適切な比率
でボールミルで混合して、注型可能なスラリを得た。こ
の組成物には酸化銅触媒は添加しなかった。次にこのス
ラリをドクタ・ブレード法で注型して、厚みが約４００
ないし５９９μｍのグリーン・シートを作成した。この
グリーン・シートを乾燥して溶剤を除去した後、適当な
寸法に切断し、プレス中で加熱、加圧しながら積層して
、モノリシック積層品を形成した。酸化第一銅（Ｃｕ２
０）と適当なペースト担体、たとえばテキサノールを混
合して、（７０重量％の酸化第一銅からなる）ペースト
を作成し、これを基板積層品の上面及び底面にスクリー
ン・プリントして、厚み゛約５０μｍの層を形成させた
。作成した積層品を、耐熱性セック・タイルの上に置い
た。同様のセック・タイルを積層品の上面にも置いて、
焼結中に積層品に下向きの圧力を与え、積層品の平面内
での焼結を抑制した。

次にアセンブリを次のように制御可能な炉で焼結した。

最初の積層品の加熱は、窒素の不活性雰囲気中で行ない
、バインダを分解、炭化した。温度が約７００℃に達し
たとき、焼結雰囲気を、水蒸気と水素の比が１０４：１
のものに変えた。この条件では炭素は酸化するが、銅は
酸化しない。この温度に数時間保った後、積層品を窒素
中で数時間加熱してガラス粉末中に溶解した水を除去し
てから、水素の還元性雰囲気中で約９５０℃の最終焼結
温度にまで加熱した。積層品を、窒素雰囲気中で室温に
まで冷却した。

このようにして作成した焼結ガラス・セラミック基板は
、厚みが約２０μｍの純粋な金属鋼の一体化した表面層
を有することが分かった。また、基板表面に酸化銅の層
が存在するため、その厚みを通して均一に炭素残渣を完
全に除去する助けとなることも判明した。

適当なフォトリングラフィとエツチング技法を組み合わ
せて、焼結基板上の一体化した銅層から、円形のパッド
を形成した。次に、円形の銅パッドにスタッドをはんだ
付けし、引張り試験を行なって、銅層とガラス・セラミ
ック表面の間の接着力を試験した。銅層の接着力は十分
で、従来技術によってガラス・セラミックの表面に形成
した厚膜または薄膜の金属パターンに匹敵することが判
明した。

亘又 下記の方法でセック・タイルを作成した。アルミナ、ガ
ラス、バインダ、溶剤及び他の有機添加剤を注型してグ
リーン・シートとした。（焼結後の最終組成は、アルミ
ナ９２重量％、ガラス８重量％であった。）その後、Ｃ
ｕＯと適当なペースト担体、たとえばポリビニルブチラ
ールまたはエチルセルロースからなるペーストを作成し
た。このペーストは８２重量％のＣｕＯを含有していた
。

次にこのペーストに、グリーン・シート上で第４図に示
すような正方形のハツチ・パターンを形成させた。グリ
ーン・シート１枚当りのペースト量は約５ないし８ｇと
した。

スクリーン・プリントした複数のグリーン・シートを積
み重ね、上面と底面に、２．３枚のスクリーン・プリン
トしないグリーン・シートを重ねた。

これを７５℃で４２０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加えて積層
した後、約９８０℃で事前焼結して有機物を除去した。

最終の積層品は、４５ないし５０％の開口した空隙を有
するものである。

米国特許第４４１３０Ｅｉ１号及び第４３０１３２４号
明細書等に記載の従来技術によるガラス・セラミック基
板積層品を作成した。ただし、米国特許第４６２７１８
０号明細書に教示されているように、この基板に０．１
５％の酸化銅を含ませた。ガラス・セラミック基板積層
品の上面及び底面の下に１枚のセック・タイルを置いた
。次にこのようにして形成した配置を従来のような焼結
サイクルにかけた。水蒸気セグメントの温度は７３０℃
で、Ｈ２／Ｈ２０の比は１０−４：１であった。

１８時間後、バインダは完全に燃焼した。同じ焼結条件
で、酸化銅を含有するセック・タイルを使用しない場合
は、バインダの燃焼除去に約３０時間かかる。

下記の組成（重量パーセント）のスラリを作り、セック
・タイルを作成した。

ＣｕＯ４９，９９ ＡＱ２０３　　　　　　　　　２５．２ＢブトバーＢ−
９０２，５８ ベンゾフレツクス　　　　　　　０．９０メタノール　
　　　　　　　　　５．３７メチルイソブチルケトン　
　　１６．１２次にこのスラリを注型してグリーン・シ
ートにした。２０枚のグリーン・シートを加熱、加圧し
ながら積層してタイルを作成し、次に約９６５℃に加熱
してバインダを除去し、部分焼結を行なった。部分焼結
したセック・タイルは約４０％の連続空隙を含んでいた
。セフタ・タイルの最終組成は、Ｃｕ０６８．３３重量
％、ＡＱ２０３３３．６７重量％であった。

米国特許第４４１３０６１号及び第４３０１３２４号明
細書等に記載の従来技術によるガラス・セラミック基板
積層品数枚を作成した。ただし、米国特許第４６２７１
６０号明細書に開示されているように、この基板に０．
１５％の酸化銅を含ませた。１組の実験で、一部のガラ
ス・セラミック基板積層品の上面及び底面の下に１枚の
酸化鋼を含有したセフタ・タイルを置いた。次に、セフ
タ・タイルと基板積層品を従来の焼結サイクルで焼結し
た。水蒸気セグメントの温度は７３０℃または７５０℃
、Ｈ２／Ｈ２０の比は１０−４：１であった。

第２組の実験では、ガラス・セラミック基板積層品を、
酸化銅を含をしないセフタ・タイルとともに焼結した。

他のすべての実験変数は一定に保った。

バインダ燃焼に要した時間（ガラス・セラミック中の炭
素が３００１）Ｉ）ｍ未溝になるまでの時間）を、焼結
したガラス・セラミックのそれぞれについて測定した。

結果を第１表に示す。

第１表　バインダ燃焼に必要な時間 ＣｕＯを含有しない 水蒸気ｔグメン）　　ＣｕＯを含有するの温度　　　　
　　　　　セフタ・タイル　　　　　　　セフタ・タイ
ル７３０℃　　　１２時間　　　　２２時間７５０℃　
　　　９時間　　　　１４時間第１表を検討すると、バ
インダの燃焼に要する時間は、セフタ・タイル中に酸化
銅を含有する場合、４５％（７３０℃）及び３６％（７
５０℃）減少することが明らかである。

Ｆ１発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、酸素を含有する雰
囲気中で、付随するメタラジを酸化することなく、バイ
ンダを除去すると同時にセラミック本体を焼結する方法
が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、周知の多層セラミック基板の斜視図、第２図
は、本発明による多層セラミック基板積層品及び焼結構
成体の側面図、 第３図は、Ｈ２／Ｈ２０雰囲気中における銅、炭素及び
それらの酸化物の平衡を示すグラフ、第４図は、本発明
によるセフタ・タイルの分解斜視図、 第５図は、本発明によるセフタ・タイルの他の実施例の
断面図である。 １０・・・・多層セラミック基板、１２・・・・セラミ
ック層、１４・・・・金属線、１６・・・・バイア、１
８・・・・表面メタラジ、２０・・・・金属酸化物、２
２．２４・・・・未焼結セラミック・シート、２６・・
・・おもり、２８・・・・セフタ・タイル、ｌＯ“・・
・・多層セラミック基板積層品。 湿度　（ＯＣ） ＦＩＧ、　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　焼結の間に、多層セラミック基板積層体から炭素を除
   去する方法であって、 （ａ）金属線と、バイアと、多層セラミック基板積層体
   に近接した還元可能な金属の酸化物を有し、該積層体が
   加熱により炭素に分解する重合体バインダを含むような
   多層セラミック基板積層体を用意する工程と、 （ｂ）上記多層セラミック基板積層体を、上記還元可能
   な金属の酸化物に対しては還元的であるが炭素に対して
   は酸化的であるような雰囲気中で焼結する工程を有する
   、 多層セラミック基板の焼結方法。