JPH0321044A - セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents
セラミック基板およびその製造方法Info
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- JPH0321044A JPH0321044A JP1156373A JP15637389A JPH0321044A JP H0321044 A JPH0321044 A JP H0321044A JP 1156373 A JP1156373 A JP 1156373A JP 15637389 A JP15637389 A JP 15637389A JP H0321044 A JPH0321044 A JP H0321044A
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- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
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〕
本発明はセラミック基板に関し、特にサーディンプ型半
導体パソケージ用のセラ旦ソク基板およびその製造方法
に関するものである。
導体パソケージ用のセラ旦ソク基板およびその製造方法
に関するものである。
サーディソプ型の半導体パ・７ケージのベース、キャソ
プにはセラミック基板が用いられていた。
プにはセラミック基板が用いられていた。
このセラミノク基板は通常黒色アルミナセラミックスか
らなり、その製法は、主成分とするＡｌｚ（ｈにＳｉＯ
、ＭｇＯ ， ＣａＯ 、ＴｉＯｚ等の焼結助剤と、
ＭｎＯｚ、ＣｒｚＯｚ 、Ｃｏｏ ， Ｆｅ２０３など
の着色剤を添加してなるセラミック原料をプレス成形に
よって所定形状に或形し、その生戊形体を電気式１・ン
ネル炉で焼成するものであった。
らなり、その製法は、主成分とするＡｌｚ（ｈにＳｉＯ
、ＭｇＯ ， ＣａＯ 、ＴｉＯｚ等の焼結助剤と、
ＭｎＯｚ、ＣｒｚＯｚ 、Ｃｏｏ ， Ｆｅ２０３など
の着色剤を添加してなるセラミック原料をプレス成形に
よって所定形状に或形し、その生戊形体を電気式１・ン
ネル炉で焼成するものであった。
ところが、従来のセラミック基板の焼威に用いる電気式
トンネル炉は、炉断面積に対する被焼成物の占める割合
が大きいこと、被焼成物は合板上をプソシャーにより押
し込まれて炉内を進行すること、および被焼成物を高く
積み上げて焼成することなどのために、均熱化ができず
、焼成時間が長いものであった。実際、従来の焼成時の
温度プロファイルを第２図に示すように、昇温開始から
降温終了までの時間ば１２時間程度必要であった。
トンネル炉は、炉断面積に対する被焼成物の占める割合
が大きいこと、被焼成物は合板上をプソシャーにより押
し込まれて炉内を進行すること、および被焼成物を高く
積み上げて焼成することなどのために、均熱化ができず
、焼成時間が長いものであった。実際、従来の焼成時の
温度プロファイルを第２図に示すように、昇温開始から
降温終了までの時間ば１２時間程度必要であった。
このように焼成時間が長いことにより、セラごソクス表
面の析出結晶相はα−Ａｌ２０３の他にＭｎＴｉ０３、
ＭｎＡｌｚＯ，， ， ＭｎｚＣＬ＋ 、Ｍｎ．＋Ｏ，
１等が混在しており、そのため破壊靭性が低く、耐チソ
ピング性も低いものであった。
面の析出結晶相はα−Ａｌ２０３の他にＭｎＴｉ０３、
ＭｎＡｌｚＯ，， ， ＭｎｚＣＬ＋ 、Ｍｎ．＋Ｏ，
１等が混在しており、そのため破壊靭性が低く、耐チソ
ピング性も低いものであった。
したがってこれらのセラ健ソク基板は半導体パソゲージ
の組立工程などにおいて、各セラミノク基板同士が衝突
してチソピングが発生しやすく、歩留まり低下、信頼性
低下を招くという問題点があった。
の組立工程などにおいて、各セラミノク基板同士が衝突
してチソピングが発生しやすく、歩留まり低下、信頼性
低下を招くという問題点があった。
また、この問題点を解消するためにセラ呉ソク基板のエ
ソジリリーフ形状や外辺形状を工夫することが行われて
きたが、大幅な改善は望めなかった。
ソジリリーフ形状や外辺形状を工夫することが行われて
きたが、大幅な改善は望めなかった。
」二記に鑑みて本発明は、アルミナを主成分とし、着色
剤を含有ずるセラξノク基板の焼成工程において、ロー
ラハースキルンを用いて、最高焼成温度を１４５０℃以
」−とし、昇温開始から降温終了までの焼成時間を６時
間以下としたものであり、このように高温、高速焼成を
行うことによって、表面析出結晶相のうちα ＡＩ２０
３を除く残部の大部分をＭｎＴｉ０３にずることができ
、チソピング発生最小応力が１．７０ ×１０−”以」
二のセラミック基板を１｝｝られることを見い出したも
のである。
剤を含有ずるセラξノク基板の焼成工程において、ロー
ラハースキルンを用いて、最高焼成温度を１４５０℃以
」−とし、昇温開始から降温終了までの焼成時間を６時
間以下としたものであり、このように高温、高速焼成を
行うことによって、表面析出結晶相のうちα ＡＩ２０
３を除く残部の大部分をＭｎＴｉ０３にずることができ
、チソピング発生最小応力が１．７０ ×１０−”以」
二のセラミック基板を１｝｝られることを見い出したも
のである。
以下、本発明実施例を説明する。
ザーディ・７ブ型の半導体パ・７ケージ用セラミック基
板として、黒色アルミナセラ兆ソクスからなるセラミッ
ク基板を作威した。
板として、黒色アルミナセラ兆ソクスからなるセラミッ
ク基板を作威した。
八１２０３ ９１重量χて、残部がＳｉＯｚ、ＭｇＯ
、ＣａＯ、ＴｉＯｚ等の焼結助剤および、ＭｎＯ２、Ｃ
ｒｚＯ：ｌ．． Ｃｏｏ ，Ｆｅｚ０３などの着色剤か
らなり、粒径などが異なる２種類のアルξナセラミノク
原籾（アルミ−＋−Ａ、アルミナＲ）を用意した。これ
らのアルミナセラミック原料に所定のハインダーを加え
て、プＩ／ス戊形によってセラ呉ノク基板の形状に或形
し、この生或形体をローラハースキルンを用いて、アル
ミナ八については第１図（ａ）に示ずｌ！ｌ！１度プ［
Ｉファイルで、アル多ナロについては第１図（ｂ）に示
す温度プロファイルで、それぞれ高速焼成を行った。
、ＣａＯ、ＴｉＯｚ等の焼結助剤および、ＭｎＯ２、Ｃ
ｒｚＯ：ｌ．． Ｃｏｏ ，Ｆｅｚ０３などの着色剤か
らなり、粒径などが異なる２種類のアルξナセラミノク
原籾（アルミ−＋−Ａ、アルミナＲ）を用意した。これ
らのアルミナセラミック原料に所定のハインダーを加え
て、プＩ／ス戊形によってセラ呉ノク基板の形状に或形
し、この生或形体をローラハースキルンを用いて、アル
ミナ八については第１図（ａ）に示ずｌ！ｌ！１度プ［
Ｉファイルで、アル多ナロについては第１図（ｂ）に示
す温度プロファイルで、それぞれ高速焼成を行った。
なお、−Ｌ記［：Ｊ−ラハースキルンとは、チェーン３
４
で自転ずる複数のローラ上を被焼成物を載置した棚板が
移動してゆくようにしたものであり、被焼成物を上下左
右から均一に加熱でき、被焼成物に対する炉断面積が充
分に大きいことから、高温、高速焼成を行うことができ
る。また、焼成炉としては、上記ローラハースキルンに
限らず高速バッジ炉を用いることもできる。
移動してゆくようにしたものであり、被焼成物を上下左
右から均一に加熱でき、被焼成物に対する炉断面積が充
分に大きいことから、高温、高速焼成を行うことができ
る。また、焼成炉としては、上記ローラハースキルンに
限らず高速バッジ炉を用いることもできる。
さらに、比較例として、同しアルミナＡ１アルミナＢの
原料を用い、焼成工程のみ第２図に示す従来の温度プロ
ファイルにより、電気式トンネル炉で焼成したセラミノ
ク基板を用意した。
原料を用い、焼成工程のみ第２図に示す従来の温度プロ
ファイルにより、電気式トンネル炉で焼成したセラミノ
ク基板を用意した。
これらの本発明実施例および比較例のセラミック基板に
対し、ビソカース硬度（Ｉｔν）、破壊靭性（ＫＣ）を
測定し、チノピング発生最小応力（Ｐ”）を求めた。チ
ソピング発生最小応力（ビ）とは、チ７ビングを発生さ
セるために必要な最小の応力のことであり、Ｋｌｃ’／
（Ｉｌｖ Ｘ ９．８） ’で与えられる数値である
。また、各セラミノク基板に対し、下記に示す２種類の
チノピングテストを行いカケ発生率を調べた。結果は第
１表、第２表に示す通りである。なお、本発明実施例、
比較例ともにセラ実ノク基板の大きさは３６ｍｍ Ｘ
１４ｍｍ Ｘ １．２ｍｍとし、工・ノジリリーフ形状
、外辺形状も同−のちのとした。
対し、ビソカース硬度（Ｉｔν）、破壊靭性（ＫＣ）を
測定し、チノピング発生最小応力（Ｐ”）を求めた。チ
ソピング発生最小応力（ビ）とは、チ７ビングを発生さ
セるために必要な最小の応力のことであり、Ｋｌｃ’／
（Ｉｌｖ Ｘ ９．８） ’で与えられる数値である
。また、各セラミノク基板に対し、下記に示す２種類の
チノピングテストを行いカケ発生率を調べた。結果は第
１表、第２表に示す通りである。なお、本発明実施例、
比較例ともにセラ実ノク基板の大きさは３６ｍｍ Ｘ
１４ｍｍ Ｘ １．２ｍｍとし、工・ノジリリーフ形状
、外辺形状も同−のちのとした。
また、カケ発生率とは２００個のセラミック些板に対し
チノビングテスｌ・を行った後、０．２５ ｍｍ以」二
のカケが発生していたものの割合である。
チノビングテスｌ・を行った後、０．２５ ｍｍ以」二
のカケが発生していたものの割合である。
チソビングテス１・Ａ（チコー−プロソクテスｌ−）樹
脂製のＩＣ搬送用チューブ内に、４個のセラミノク基板
を入れて、このチ．プ４−ブを水平に対し−Ｊ一下方向
に各５２°の範囲で振り、２３サイクル／分の速度で１
００サイクル行った後、カケの発生率を調べるテス１−
を２回くりかえした。
脂製のＩＣ搬送用チューブ内に、４個のセラミノク基板
を入れて、このチ．プ４−ブを水平に対し−Ｊ一下方向
に各５２°の範囲で振り、２３サイクル／分の速度で１
００サイクル行った後、カケの発生率を調べるテス１−
を２回くりかえした。
チノピングテストＢ （ドライタンブリングテス１−）
可傾式回転ハレル機中に本発明実施例と比較例のセラミ
ック基板をそれぞれ２００個ず゛つ同時に投入し、水平
に設定して３５回転／分の速度で６０秒間回転させた後
、それぞれのカケの発生率を調べるテス１・を３回くり
かえした。
可傾式回転ハレル機中に本発明実施例と比較例のセラミ
ック基板をそれぞれ２００個ず゛つ同時に投入し、水平
に設定して３５回転／分の速度で６０秒間回転させた後
、それぞれのカケの発生率を調べるテス１・を３回くり
かえした。
５
６
第２表
（カケ発生率％）
８
第１表中、Ｎｏ．ｌとＮｏ．３、またはＮｏ．２とＮｏ
． ４を対比すれば明らかなように、同じ原料を用いて
も、本発明のように高温、高速焼威を行うことδこまっ
て、破壊靭性（Ｋ ＋ ｃ）の値が向上し、チソピング
発生最小応力（Ｐ” ）が２倍程度となることがわかる
。
． ４を対比すれば明らかなように、同じ原料を用いて
も、本発明のように高温、高速焼威を行うことδこまっ
て、破壊靭性（Ｋ ＋ ｃ）の値が向上し、チソピング
発生最小応力（Ｐ” ）が２倍程度となることがわかる
。
実際にカケ発生率を調べた第２表の結果からも、本発明
のセラミンク基板はカケ発生率が低く、耐チソピング性
にすくれていることがＧＩＨ’ｔされた。
のセラミンク基板はカケ発生率が低く、耐チソピング性
にすくれていることがＧＩＨ’ｔされた。
また、第１表中、本発明実施例であるＮｏ．１のセラ美
ソク基板、および比較例であるＮｏ．３のセラミック基
板について、それぞれＸ線回折により表面析出結晶相を
調べた。その結果、比較例のセラミック基板はチャート
図を第４図に示すように、α八１２０３ 、ＭｎＴｉ
（Ｌ，、ＭｎＡＩｚＯａ 、ＭｎｚＯｚ 、Ｍｎ３
０ｇ なとさまざまな結晶相が析出していたのに対し
、本発明のセラミノク基板はチャート図を第３図に示す
ように、析出結晶相の大部分がα−Ａｈ（ｈとｌ’ｌｎ
Ｔｉ（１＋のみからなっていた。この表面析出結晶相は
耐チソピング性と密接な関係があることから、結局、本
発明のように表面析出結晶相のうちα−旧２０３を除く
残部の大部分がＭｎＴｉＯ．．からなるものが、耐チソ
ピング性に優れていることがわかる。さらに種々実験の
結果、表面析出結晶相のうちα−旧２０３を除く残部の
主結晶相が、ＭｎＴｉ（Ｌ＋であれば、最小チソピング
発生応力（ヒ）が１．７０ Ｘ １０−”以上となり、
優れたｉ１チソピング性を有することが確認された。
ソク基板、および比較例であるＮｏ．３のセラミック基
板について、それぞれＸ線回折により表面析出結晶相を
調べた。その結果、比較例のセラミック基板はチャート
図を第４図に示すように、α八１２０３ 、ＭｎＴｉ
（Ｌ，、ＭｎＡＩｚＯａ 、ＭｎｚＯｚ 、Ｍｎ３
０ｇ なとさまざまな結晶相が析出していたのに対し
、本発明のセラミノク基板はチャート図を第３図に示す
ように、析出結晶相の大部分がα−Ａｈ（ｈとｌ’ｌｎ
Ｔｉ（１＋のみからなっていた。この表面析出結晶相は
耐チソピング性と密接な関係があることから、結局、本
発明のように表面析出結晶相のうちα−旧２０３を除く
残部の大部分がＭｎＴｉＯ．．からなるものが、耐チソ
ピング性に優れていることがわかる。さらに種々実験の
結果、表面析出結晶相のうちα−旧２０３を除く残部の
主結晶相が、ＭｎＴｉ（Ｌ＋であれば、最小チソピング
発生応力（ヒ）が１．７０ Ｘ １０−”以上となり、
優れたｉ１チソピング性を有することが確認された。
また、このように表面析出結晶相のうち、α旧，０３を
除く残部の大部分がＭｎＴｉＯ＋となるのは、本発明の
ように高速焼威を行うためであり、焼成条件を変化させ
て種々の実験を行ったところ、最高焼成温度が１４５０
゜Ｃ以上で、焼成時間６時間以下であれば、表面析出結
晶相のうち、α−ＡＩ２０３を除く残部の主結晶相をＭ
ｎＴｉ０３とずることができ、特に、第１図（ａ ）〜
（ｄ）に示すように最高焼成ｌ１ｌ１７，度１４５０℃
以上、焼成時間８０〜１５０分としたものが最も優れた
結果を示した。
除く残部の大部分がＭｎＴｉＯ＋となるのは、本発明の
ように高速焼威を行うためであり、焼成条件を変化させ
て種々の実験を行ったところ、最高焼成温度が１４５０
゜Ｃ以上で、焼成時間６時間以下であれば、表面析出結
晶相のうち、α−ＡＩ２０３を除く残部の主結晶相をＭ
ｎＴｉ０３とずることができ、特に、第１図（ａ ）〜
（ｄ）に示すように最高焼成ｌ１ｌ１７，度１４５０℃
以上、焼成時間８０〜１５０分としたものが最も優れた
結果を示した。
さらに、上記実施例はサーディンプ型半導体パソケージ
用のセラミック基板についてのみ述べたが、プラグイン
型半導体パソケージ用、あるいは９ １０ ？子部品搭載用のセラ尖ソク基板についても同様である
。
用のセラミック基板についてのみ述べたが、プラグイン
型半導体パソケージ用、あるいは９ １０ ？子部品搭載用のセラ尖ソク基板についても同様である
。
叙上のように本発明によれば、アル≧ナを主或分とし、
着色剤を含有するセラミノク基板の焼成工程において、
ローラハースキルンを用いて最高焼成温度を１４５０℃
以上とし、昇温開始から隆温終了までの焼成時間を６時
間以下としたことによって、セラミック基板の表面析出
結晶相のうちαＡ１■０３を除く残部の大部分をＭｎＴ
ｉ０３とし、チソピング発生最小応力を１．７０Ｘ１０
−”以上とすることができることから、耐チソピング性
に優れ、半導体パソケージ組立工程中などにカケやワレ
の発生しにくいセラミック基板を提供できる。また、焼
成時間を短くすることから、製造工程の簡略化により生
産性の向上、低コスト化が図れる効果もある。
着色剤を含有するセラミノク基板の焼成工程において、
ローラハースキルンを用いて最高焼成温度を１４５０℃
以上とし、昇温開始から隆温終了までの焼成時間を６時
間以下としたことによって、セラミック基板の表面析出
結晶相のうちαＡ１■０３を除く残部の大部分をＭｎＴ
ｉ０３とし、チソピング発生最小応力を１．７０Ｘ１０
−”以上とすることができることから、耐チソピング性
に優れ、半導体パソケージ組立工程中などにカケやワレ
の発生しにくいセラミック基板を提供できる。また、焼
成時間を短くすることから、製造工程の簡略化により生
産性の向上、低コスト化が図れる効果もある。
第１図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明のセラミック基
板の焼成工程における温度プロファイルを示ず図である
。第２図ば従来のセラ迅ソク基板焼成工程における温度
プロファイルを示す図である。 第３図は本発明実施例に係るセラミック基板の表面析出
結晶相を示すＸ線回折チヤ−１・図である。 第４図は従来のセラミック基板の表面析出結晶相を示す
Ｘ線回折チャーｌ・図である。
板の焼成工程における温度プロファイルを示ず図である
。第２図ば従来のセラ迅ソク基板焼成工程における温度
プロファイルを示す図である。 第３図は本発明実施例に係るセラミック基板の表面析出
結晶相を示すＸ線回折チヤ−１・図である。 第４図は従来のセラミック基板の表面析出結晶相を示す
Ｘ線回折チャーｌ・図である。
Claims (2)
- （１）アルミナを主成分とするセラミックスからなり、
表面析出結晶相のうちα−Ａｌ＿２Ｏ＿３を除く残部の
主結晶相がＭｎＴｉＯ＿３からなることを特徴とするセ
ラミック基板。 - （２）アルミナを主成分とするセラミック原料を所定形
状に成形した後、最高焼成温度１４５０℃以上で、昇温
開始から降温終了までの焼成時間を６時間以下として焼
成することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1156373A JP2814104B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | セラミック基板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1156373A JP2814104B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | セラミック基板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321044A true JPH0321044A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2814104B2 JP2814104B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=15626335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1156373A Expired - Fee Related JP2814104B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | セラミック基板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2814104B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0732310A1 (fr) * | 1995-03-17 | 1996-09-18 | Ceramiques Techniques Desmarquest | Céramique à fritter à base d'alumine, procédé de fabrication et pièces de frottement ainsi obtenues |
| FR2731700A1 (fr) * | 1995-03-17 | 1996-09-20 | Desmarquest Ceramiques Tech | Ceramique a fritter a base d'alumine, procede de fabrication et pieces de frottement ainsi obtenues |
| FR2735768A1 (fr) * | 1995-06-22 | 1996-12-27 | Desmarquest Ceramiques Tech | Ceramique a fritter a base d'alumine, procede de fabrication et pieces de frottement ainsi obtenues |
| WO2013146500A1 (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | 日本碍子株式会社 | セラミック素地及びその製造方法 |
| RU2738880C9 (ru) * | 2020-03-17 | 2021-02-03 | Андрей Михайлович Абызов | Способ получения и материал алюмооксидной керамики |
| CN114262212A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-01 | 广东泛瑞新材料有限公司 | 一种黑色氧化铝陶瓷颗粒料及其制备方法和应用 |
| CN114560685A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-05-31 | 合肥商德应用材料有限公司 | 氧化铝陶瓷及其制备方法与应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6121965A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-30 | イビデン株式会社 | アルミナ質焼結体とその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1156373A patent/JP2814104B2/ja not_active Expired - Fee Related
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