JPH03223160A - セラミック基板の製造方法 - Google Patents
セラミック基板の製造方法Info
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- JPH03223160A JPH03223160A JP9017790A JP1779090A JPH03223160A JP H03223160 A JPH03223160 A JP H03223160A JP 9017790 A JP9017790 A JP 9017790A JP 1779090 A JP1779090 A JP 1779090A JP H03223160 A JPH03223160 A JP H03223160A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
- C03C14/004—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Dispersion Chemistry (AREA)
- 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】
〔概要〕
セラミック基板の製造方法の改良、特に、セラミック基
板の誘電率を低減する方法に関し、誘電率が低く、しか
も、熱膨張係数がシリコンに近僚しているセラミック基
板を従供することを目的とし、 アルミナ２０〜７５％とホウ珪酸ガラス８０〜２５％と
の混合物を１ 、０００℃以上の温度において熱処理を
なした後粉砕してアルミニウム拡散ガラス粉末を形成し
、このアルミニウム拡散ガラス粉末１０〜７５％とホウ
珪酸ガラス２０〜６０％と石英ガラス５〜７０％との混
合物のグリーンシートを形成し、このグリーンシートを
焼成してセラミック基板を形成する工程をもって構成さ
れる。
板の誘電率を低減する方法に関し、誘電率が低く、しか
も、熱膨張係数がシリコンに近僚しているセラミック基
板を従供することを目的とし、 アルミナ２０〜７５％とホウ珪酸ガラス８０〜２５％と
の混合物を１ 、０００℃以上の温度において熱処理を
なした後粉砕してアルミニウム拡散ガラス粉末を形成し
、このアルミニウム拡散ガラス粉末１０〜７５％とホウ
珪酸ガラス２０〜６０％と石英ガラス５〜７０％との混
合物のグリーンシートを形成し、このグリーンシートを
焼成してセラミック基板を形成する工程をもって構成さ
れる。
［産業上の利用分野］
本発明はセラミック基板の製造方法の改良、特に、セラ
ミック基板の誘電率を低減する方法に関する。
ミック基板の誘電率を低減する方法に関する。
〔従来の技術］
一般に知られているセラミック基板の製造方法は、まず
、ホウ珪酸ガラス３３部と石英ガラス３３部とアルミナ
３３部とを、ポリメタクリル酸アクリレート（ＰＭＭＡ
） 、ジブチルフタレート、及び、メチルエチルケトン
と共にボールミルに入れて２４時間混練して製造したス
ラリーをドクターブレード法を使用して成形してグリー
ンシードを製造する。このグリーンシートを３０ Ｍ
Ｐ ａの圧力で加圧して１３０℃の温度に３０分間加熱
した後、窒素雰囲気中において８５０℃の温度に加熱し
てバインダを除去し、さらに、１，０２０℃の温度で本
焼成してセラミック基板を形成する。
、ホウ珪酸ガラス３３部と石英ガラス３３部とアルミナ
３３部とを、ポリメタクリル酸アクリレート（ＰＭＭＡ
） 、ジブチルフタレート、及び、メチルエチルケトン
と共にボールミルに入れて２４時間混練して製造したス
ラリーをドクターブレード法を使用して成形してグリー
ンシードを製造する。このグリーンシートを３０ Ｍ
Ｐ ａの圧力で加圧して１３０℃の温度に３０分間加熱
した後、窒素雰囲気中において８５０℃の温度に加熱し
てバインダを除去し、さらに、１，０２０℃の温度で本
焼成してセラミック基板を形成する。
ところで、前記のセラミック基板の製造に使用される原
料のうち、ホウ珪酸ガラスは誘電率を下げる作用があり
、アルミナは基板強度を高める作用があり、石英ガラス
は焼成時にバインダを飛散しやすくする作用がある。さ
らに、アルミナの添加はガラスの結晶化を抑制し、熱膨
張係数をシリコンに近似させる作用がある。
料のうち、ホウ珪酸ガラスは誘電率を下げる作用があり
、アルミナは基板強度を高める作用があり、石英ガラス
は焼成時にバインダを飛散しやすくする作用がある。さ
らに、アルミナの添加はガラスの結晶化を抑制し、熱膨
張係数をシリコンに近似させる作用がある。
このようにして製造されたセラミック基板は誘電率が低
く、熱膨張係数がシリコンに近似しており、強度が高い
という特性を有しているため、素子を搭載する実装基板
として使用されている。
く、熱膨張係数がシリコンに近似しており、強度が高い
という特性を有しているため、素子を搭載する実装基板
として使用されている。
〔発明が解決しようとする課Ｍ］
ところで、コンピューター等の分野において信号処理の
高速化が強く望まれているが、この要望に応えるには、
半導体素子自体の動作特性を高速化することは勿論であ
るが、これらの素子を搭載する基板についても高速化対
策が必要である。
高速化が強く望まれているが、この要望に応えるには、
半導体素子自体の動作特性を高速化することは勿論であ
るが、これらの素子を搭載する基板についても高速化対
策が必要である。
基板の高速化対策の一つとして、基板の誘電率の低下が
挙げられる。セラミック基板の誘電率を下げる手段とし
ては、ホウ珪酸ガラスの混合比率を高くすればよいこと
は知られているが、単にホウ珪酸ガラスの混合比率を高
めると、ガラスが結晶化してクリストバライトが生成し
、その結果、セラミック基板の熱膨張係数がシリコンに
比べて大きくなり、シリコンを主体とする半導体素子を
搭載した時にクランクが発生するという問題が生ずる。
挙げられる。セラミック基板の誘電率を下げる手段とし
ては、ホウ珪酸ガラスの混合比率を高くすればよいこと
は知られているが、単にホウ珪酸ガラスの混合比率を高
めると、ガラスが結晶化してクリストバライトが生成し
、その結果、セラミック基板の熱膨張係数がシリコンに
比べて大きくなり、シリコンを主体とする半導体素子を
搭載した時にクランクが発生するという問題が生ずる。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、誘電
率が低く、しかも、熱膨張係数がシリコンに近似してい
るセラミック基板を提供することにある。
率が低く、しかも、熱膨張係数がシリコンに近似してい
るセラミック基板を提供することにある。
（！ｌａを解決するための手段）
上記の目的は、アルミナ２０〜７５％とホウ珪酸ガラス
８０〜２５％との混合物を１，０００ ’Ｃ以上の温度
において熱処理をなした後粉砕してアルミニウム拡散ガ
ラス粉末を形成し、このアルミニウム拡散ガラス粉末１
０〜７５％とホウ珪酸ガラス２０〜６０％と石英ガラス
５〜７０％との混合物のグリーンシートを形成し、この
グリーンシートを焼成してセラミック基板を形成するセ
ラミック基板の製造方法によって達成される。
８０〜２５％との混合物を１，０００ ’Ｃ以上の温度
において熱処理をなした後粉砕してアルミニウム拡散ガ
ラス粉末を形成し、このアルミニウム拡散ガラス粉末１
０〜７５％とホウ珪酸ガラス２０〜６０％と石英ガラス
５〜７０％との混合物のグリーンシートを形成し、この
グリーンシートを焼成してセラミック基板を形成するセ
ラミック基板の製造方法によって達成される。
本発明に係るセラミック基板の製造方法においては、ホ
ウ珪酸ガラスとアルミナとの混合物を１．０００℃以上
の温度で熱処理した後に粉砕して製造したアルミニウム
（イオン）拡散ガラス粉末、すなわち、ガラス中にアル
ミニウムイオンが十分拡散している粉末をホウ珪酸ガラ
スと石英ガラスとに混合してセラミック基板を形成する
ので、ホウ珪酸カラスと石英ガラスとに単にアルミナを
混合する従来の方法に比べて少ないアルミナ量で効率よ
くガラスの結晶化を防ぎ、熱膨張係数をシリコンに近似
させることができる。アルミナの混合比率が少なくてす
めば、それに相応してホウ珪酸ガラスの混合比率を増加
させることができるので、誘電率を低減することが可能
になる。
ウ珪酸ガラスとアルミナとの混合物を１．０００℃以上
の温度で熱処理した後に粉砕して製造したアルミニウム
（イオン）拡散ガラス粉末、すなわち、ガラス中にアル
ミニウムイオンが十分拡散している粉末をホウ珪酸ガラ
スと石英ガラスとに混合してセラミック基板を形成する
ので、ホウ珪酸カラスと石英ガラスとに単にアルミナを
混合する従来の方法に比べて少ないアルミナ量で効率よ
くガラスの結晶化を防ぎ、熱膨張係数をシリコンに近似
させることができる。アルミナの混合比率が少なくてす
めば、それに相応してホウ珪酸ガラスの混合比率を増加
させることができるので、誘電率を低減することが可能
になる。
〔実施例］
以下、本発明の三つの実施例に係るセラミック基板の製
造方法について説明する。
造方法について説明する。
１０性
ホウ珪酸ガラス５０部とアルミナ５０部とにアセトンを
加えて４８時間混合した後、アセトンを揮発させ、次い
で、大気中において１．３００℃の温度に１時間加熱す
る。冷却後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中にアル
ミニウムイオンが拡散した粒径１０ｎのアルミニウムイ
オン拡散ガラス粉末を製造する。
加えて４８時間混合した後、アセトンを揮発させ、次い
で、大気中において１．３００℃の温度に１時間加熱す
る。冷却後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中にアル
ミニウムイオンが拡散した粒径１０ｎのアルミニウムイ
オン拡散ガラス粉末を製造する。
次に、ホウ珪酸ガラス３３部と石英ガラス３３部と前記
のアルミニウム拡散ガラス粉末３３部とを、ポリメタク
リル酸アクリレート（ＰＭＭＡ）、ジブチルフタレート
、及び、メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ２
４時間混練して製造したスラリーをドクターブレード法
を使用して成形し、グリーンシートを作製する。このグ
リーンシートを１０枚積層し、３０ＭＰａの圧力を加え
て１３０ ’Ｃの温度に３０分間加熱する。次いで、窒
素雰囲気中において、８５０℃の温度に加熱してバイン
ダを除去し、さらに、１，０２０℃の温度に４時間加熱
して本焼成し、セラミック基板を製造する。
のアルミニウム拡散ガラス粉末３３部とを、ポリメタク
リル酸アクリレート（ＰＭＭＡ）、ジブチルフタレート
、及び、メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ２
４時間混練して製造したスラリーをドクターブレード法
を使用して成形し、グリーンシートを作製する。このグ
リーンシートを１０枚積層し、３０ＭＰａの圧力を加え
て１３０ ’Ｃの温度に３０分間加熱する。次いで、窒
素雰囲気中において、８５０℃の温度に加熱してバイン
ダを除去し、さらに、１，０２０℃の温度に４時間加熱
して本焼成し、セラミック基板を製造する。
このセラミック基板の誘電率（周波数ＩＭＩ（ｚで測定
）と熱膨張係数とを第１表に示す。
）と熱膨張係数とを第１表に示す。
芽」■舛
ホウ珪酸ガラス８０部とアルミナ２０部とにアセトンを
加えて４８時間混合した後、アセトンを揮発させ、次い
で、大気中において１，３００ ’Ｃの温度に１時間加
熱する。冷却後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中に
アルミニウムイオンが拡散した粒径１０ｎのアルミニウ
ム拡散ガラス粉末を製造する。
加えて４８時間混合した後、アセトンを揮発させ、次い
で、大気中において１，３００ ’Ｃの温度に１時間加
熱する。冷却後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中に
アルミニウムイオンが拡散した粒径１０ｎのアルミニウ
ム拡散ガラス粉末を製造する。
次に、ホウ珪酸ガラス３３部と石英ガラス３３部と前記
のアルミニウム拡散ガラス粉末３３部とを、ポリメタク
リル酸アクリレート（ＰＭＭＡ）、ジブチルフタレート
、及び、メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ２
４時間混練して製造したスラリーをドクターブレード法
を使用して成形し、グリーンシートを作製する。このグ
リーンシートを１０枚積層し、３０ Ｍ Ｐ ａの圧力
を加えて１３０℃の温度に３０分間加熱する９次いで、
窒素雰囲気中において、８５０℃の温度に加熱してバイ
ンダを除去し、さらに、１，０２０℃の温度に４時間加
熱して本焼成し、セラミック基板を製造する。
のアルミニウム拡散ガラス粉末３３部とを、ポリメタク
リル酸アクリレート（ＰＭＭＡ）、ジブチルフタレート
、及び、メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ２
４時間混練して製造したスラリーをドクターブレード法
を使用して成形し、グリーンシートを作製する。このグ
リーンシートを１０枚積層し、３０ Ｍ Ｐ ａの圧力
を加えて１３０℃の温度に３０分間加熱する９次いで、
窒素雰囲気中において、８５０℃の温度に加熱してバイ
ンダを除去し、さらに、１，０２０℃の温度に４時間加
熱して本焼成し、セラミック基板を製造する。
このセラミック基板の誘電率（周波敞ＩＭ七で測定）と
熱膨張係数とを第１表に示す。
熱膨張係数とを第１表に示す。
ｌｊ外
ホウ珪酸ガラス２０部とアルミナ８０部とにアセトンを
加えて４８時間混合した後、アセトンを揮発させ、次い
で、大気中において１，３００ ’Ｃの温度に１時間加
熱する。冷却後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中に
アルミニウムイオンが拡散した粒径１０ｎのアルミニウ
ム拡散ガラス粉末を製造する。
加えて４８時間混合した後、アセトンを揮発させ、次い
で、大気中において１，３００ ’Ｃの温度に１時間加
熱する。冷却後、振動ミルに入れて粉砕し、ガラス中に
アルミニウムイオンが拡散した粒径１０ｎのアルミニウ
ム拡散ガラス粉末を製造する。
次に、ホウ珪酸ガラス３３部と石英ガラス３３部と前記
のアルミニウム拡散ガラス粉末３３部とを、ポリメタク
リル酸アクリレート（ＰＭＭＡ）、ジブチルフタレート
、及び、メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ２
４時間混練して製造したスラリーをドクターブレード法
を使用して成形し、グリーンシートを作製する。このグ
リーンシートを１０枚積層し、３０ Ｍ Ｐ ａの圧力
を加えて１３０℃の温度に３０分間加熱する０次いで、
窒素雰囲気中において、８５０℃の温度に加熱してバイ
ンダを除去し、さらに、１．０２０℃の温度に４時間加
熱して本焼成し、セラミック基板を製造する。
のアルミニウム拡散ガラス粉末３３部とを、ポリメタク
リル酸アクリレート（ＰＭＭＡ）、ジブチルフタレート
、及び、メチルエチルケトンと共にボールミルに入れ２
４時間混練して製造したスラリーをドクターブレード法
を使用して成形し、グリーンシートを作製する。このグ
リーンシートを１０枚積層し、３０ Ｍ Ｐ ａの圧力
を加えて１３０℃の温度に３０分間加熱する０次いで、
窒素雰囲気中において、８５０℃の温度に加熱してバイ
ンダを除去し、さらに、１．０２０℃の温度に４時間加
熱して本焼成し、セラミック基板を製造する。
このセラミック基板の誘電率（周波数ＬＭ七で測定）と
熱膨張係数とを第１表に示す。
熱膨張係数とを第１表に示す。
なお、比較のために、従来技術に係るセラミック基板の
誘電率と熱膨張係数とを第１表に併記する。
誘電率と熱膨張係数とを第１表に併記する。
第１表
第１表から明らかなように、第１例は従来例に比べて熱
膨張係数を増大させることなく誘電率を低減できたこと
を示し、また、第２例は熱膨張係数の増大を許容すれば
誘電率をさらに低減できたことを示している。これらの
結果は、アルミニウム拡散ガラス粉末を製造する時のア
ルミナの混合比率を２０〜７５％の範囲内において選択
することにより、使用目的に適した特性を有するセラミ
ック基板を製造することができることを示している。
膨張係数を増大させることなく誘電率を低減できたこと
を示し、また、第２例は熱膨張係数の増大を許容すれば
誘電率をさらに低減できたことを示している。これらの
結果は、アルミニウム拡散ガラス粉末を製造する時のア
ルミナの混合比率を２０〜７５％の範囲内において選択
することにより、使用目的に適した特性を有するセラミ
ック基板を製造することができることを示している。
なお、第３例の場合には、誘電率も熱膨張係数も共に増
大しており、アルミナの量を極端に増加させた場合には
、好ましい結果が得られないことを示している。
大しており、アルミナの量を極端に増加させた場合には
、好ましい結果が得られないことを示している。
なお、Ｘ線回折を行った結果、前記三つの実施例のいず
れの場合においてもガラスの結晶相は同定できなかった
。
れの場合においてもガラスの結晶相は同定できなかった
。
以上説明せるとおり、本発明に係るセラミック基板の製
造方法においては、ホウ珪酸ガラスとアルミナとの混合
物を１ 、０００℃以上の温度で熱処理した後、粉砕し
て形成したアルミニウム拡散ガラス粉末、すなわち、ガ
ラス中にアルミニウムが十分拡散している粉末をホウ珪
酸ガラスと石英ガラスとに混合してグリーンシートを形
成し、これを焼成してセラミック基板を製造するので、
少ないアルミナ量で効率よくガラスの結晶化を防止して
熱膨張係数をシリコンに近似させることができる。
造方法においては、ホウ珪酸ガラスとアルミナとの混合
物を１ 、０００℃以上の温度で熱処理した後、粉砕し
て形成したアルミニウム拡散ガラス粉末、すなわち、ガ
ラス中にアルミニウムが十分拡散している粉末をホウ珪
酸ガラスと石英ガラスとに混合してグリーンシートを形
成し、これを焼成してセラミック基板を製造するので、
少ないアルミナ量で効率よくガラスの結晶化を防止して
熱膨張係数をシリコンに近似させることができる。
その結果、アルミナの減少量に相応してホウ珪酸ガラス
量を増加させることが可能になり、誘電率の低いセラミ
ック基板を製造することが可能になった。
量を増加させることが可能になり、誘電率の低いセラミ
ック基板を製造することが可能になった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 アルミナ２０〜７５％とホウ珪酸ガラス８０〜２５％
との混合物を１，０００℃以上の温度において熱処理を
なした後粉砕してアルミニウム拡散ガラス粉末を形成し
、 該アルミニウム拡散ガラス粉末１０〜７５％とホウ珪酸
ガラス２０〜６０％と石英ガラス５〜７０％との混合物
のグリーンシートを形成し、該グリーンシートを焼成し
てセラミック基板を形成する 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 |
|---|---|---|---|
| JP2017790A JP2727369B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | セラミック基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017790A JP2727369B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | セラミック基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223160A true JPH03223160A (ja) | 1991-10-02 |
| JP2727369B2 JP2727369B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=11953512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017790A Expired - Lifetime JP2727369B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | セラミック基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2727369B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2017790A patent/JP2727369B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2727369B2 (ja) | 1998-03-11 |
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