JPH0365566A - 窒化アルミニウム基板の焼成方法 - 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】 〔概　要〕 窒化アルミニウム（へｊ１２Ｎ）基板の焼成４方法に係
り、焼成の際、所定のグリーンシート及びその所望の位
置で融着を生ぜず、しかもＡＩＮ基板の焼成、を量産化
することを目的とし、 配線パターンを表面に有する窒化アルミ−てラムグリー
ンシート・を複数枚焼成する工程を含む窒化アルミニウ
ム基板の焼成方法に４、フいて、前記配線パターンを表
面に有する窒化アルミニウムグリーンシートの間に融着
防ＩＪ二用グリーンシートを介在させて積層１．で焼成
することを構成とする。

〔産業−１−の利用分野〕 本発明は１．ＩＮ基板の焼成方法に関ずろ。

近年の二ｊンビュータシステムの高速化の要求に従い、
インターポーザや多層セラミック基板が要求されている
っ熱伝導率が高く、シリコンに熱膨張係数が近い窒化ア
ルミニウム（Ａ　Ａ　Ｎ）もインターポーザや多層セラ
ミック基板の材料として使用するため、導体（Ｗ、Ｍｏ
等）どの同時焼成の検討を含めた検討が行われている。

しかし９、ＡβＮを焼結するためには、高温での焼成が
必要でバッチ型の焼成炉アはセット方法により大きくコ
スト・が変わる。このため、コストを低くするためのセ
ット方法を用いた。ＩＮ基板の焼成方法が要求されてい
る。

〔従来の技術〕

従来のＡＡＮ基板の焼成方法として、第５図に示すよう
に窒化ボロン（ＢＮ）のセッター１上等の１枚ずつ配線
パターン形成グリーンシート　（基板）３を置き、その
組合せを複数積み重ねてグラファイトまたは、ＢＮ容器
４内で焼成を行う方法が有る。このセットでは、ＢＮの
セッター１間にＢＮスペーサー７を配し各グリーンシー
ト３には荷重がかからない。しかし、この方法では、Ｂ
Ｎのセッター１．１枚につきグリーンシート３が１枚し
か焼成できず、またＢＮのセッターの厚み、枚数のため
焼成スペースが小さくなる。

また、図示はしないがコストを低くするために、ＢＮの
セッター上に直接グリーンシートを積み重ねて、グラフ
ァイトまたは、ＢＮ容器内で焼成を行う方法が有る。し
かし、この方法では、焼成の際、基板間の一部分に荷重
が強く掛かると、その部分で基板同士が融着を起こして
しまう。

〔発明が解決しようとする課題） そこで本発明は焼成の際所望のグリーンシート及びその
所望の位置で融着を生ぜずしかもＡｊｌ！Ｎ基板焼成を
量産化することを目的とする。また本発明では焼成時の
反りを軽減することをも目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は本発明によれば、配線パターンを表面に有す
る窒化アルミニウムグリーンシートを複数枚焼成する工
程を含む窒化アルミニウム基板の焼成方法において、前
記配線パターンを表面に有する窒化アルミニウムグリー
ンシートを融着防止用グリーンシートを介在させて積層
して焼成することを特徴とする窒化アルミニウム基板の
焼成方法によって解決される。

更に上記課題は本発明によれば窒化アルミニウムグリー
ンシートを焼成する工程を含む窒化アルミニウム基板の
焼成方法において、 無垢のグリーンシートの表面縁部に融着防止用パターン
を形成した融着防止用グリーンシートを介在させて積層
することを特徴とする窒化アルミニウム基板の焼成方法
によって解決される。

〔作　用〕

本発明によればグリーンシートを密に積層して積層体と
して焼成されるので量産可能になりしかも所望のグリー
ンシート間に無垢のグリーンシートを介在させたり、グ
リーンシート表面縁部に予め融着形成部の配線パターン
を形成しておく　（融着部は切断〉ため所望のグリーン
シートでは融着部懲戒が防止される。

本発明で用いる配線パターンとしてはタングステンペー
スト、その他Ｍｏ等の高融点金属のペースト及びＴｉ、
　Ｚｒ、　Ｔｉｅ、　、ＺｒＢ２．　ＴｉＮ、　ＺｒＮ
等を用いることができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はＷ、Ｍｏ等の導体パターンを有する、ＩＮ多層
回路基板の製造工程を示す図であり、（１）ＡＡＮセラ
ミックスラリ−調整工程、（２）ドクターブレード法に
よるグリーンシート形成工程、（３）グリーンシート打
抜き工程、（４）ピアホール懲戒の為の穴明は工程、（
５）穴明されたグリーンシートにＷ・Ｍｏ等の導体配線
パターンを形成する工程、（６）配線パターンが形成さ
れたグリーンシートを積層多層化する工程、（７〉　積
層多層化されたグリーンシートの積層体を熱処理して有
機バインダーを除去する脱脂工程、（８）脱脂された積
層体を、所定温度プロフィール、所定雰囲気等、所定熱
処理条件で熱処理し、Ｗ　、　ＭＯ，Ｔｉ、　７．ｒ。

ＴｉＢ２．　ＺｒＢ２．　ＴｉＮ、　ＺｒＮ等の導体パ
ターンが形成されたＡｌＮ多層回路基板が製造される。

本発明は特に上記（６）〜（８）工程に関する。第２図
は本発明で行われる、上記（４）〜（６）工程の工程図
を示し、（ａ）　は打抜き形成されたＡｌＮグリーンシ
ート２２を示し、（ｂ）　　はＡｌＮグリーンシート２
２にビア２３形戊の為穴明けをなし、しかる後上記導体
材料の粉末と有機溶剤、チクソ剤（ひまし油等）との混
合物である導体ペーストをグ＋Ｊ　＋−ンシート２２上
にスクリーン印刷して導体配線バタパン２４及びビア２
３を形成する。

（Ｃ）導体配線バク−・ン２４及びビア２３が形成パＳ
れたグリーンシー・ト２２を複数層積層多層化ずろ・・
例えば、導体配線パターン２４とビア２３を形成したグ
リーンシー・ト２２を１０層積層し、加圧温度７０℃、
圧力５０　ＭＰａ、保持時間３０で一体多層化積層体２
５とする。

（ｄ）上記グリーンシート■一体多層積層体２５＋、に
載置する１；面にＡ４２Ｎ多層回路基板同志の融着を防
止する無垢の／ＩＮグリーシシートあるい（：）、上面
に例えば口状（枠状）あるいは平行パターｙ状の融着防
止パターン２７を形成したＡ　Ｉ　Ｎグリーンシート２
６を形成する。

（ｅ）上記（Ｃ）工程で形成されたグリーンシート□□
□一体多層化積層体２５０間に、上記（ｄ）工程で形成
した融着防止用グリーンシー）２６を介在させて、加圧
することなく、８Ｎ等のセッター２７４−に、複数回積
む。

第３図は融着防止用グリーンシートとしてＡｎＮグリー
ンシ・−トコ２上に融着防止用の平行パターン３３を形
成した融着防止用グリーンシート３４を示す平面図であ
り、第４図は前述したグリ・−ンシート一体多層化積層
体とパターンが形成されていない又は融着防止用パター
ンが形成された融着防止用グリーンシートを交互に積層
して焼成する本発明方法の１実施例を示す模式断面図で
ある。

第３図のパターン３３は例えばＷ（タングステン）を配
線材料と１．またものでありＡｎＮグリーンシート３２
上に形成されている。第４図においてＢＮ容器４内にＢ
　Ｎセッター１上に配線パターン形成グリーンシート一
体多層化積層体２５と融着防止用グリーンシート２６と
が交互に積層され、その最上に反り防止用（矯正用）の
ＡＡＮ焼結基板６が設けられている。このＡｊ２Ｎ焼結
基板は設けなくとも従来よりは反りの防止がなされるが
矯正用ＡｎＮ焼結基板６を設けるのがより好ましい。

本発明の実施例では （１）グリーンシー・トの作製 第１表に示す胡或のスラリーを作製し、ドクターブレー
ドを用いて成形ギャップ４５０ＪＲ＠、送り速度２．３
　ｍ／ｍｉｒ＋で成形を行い、グリーンシー・・トを作
製した。

（２）Ｗパターンの形成 このグリーンシートを口９０ｍｍに打抜き、市販のタン
グステン（Ｗ）ペーストで幅３００−のパターンを形成
した。

（３〉　　グリーンシートの積層 作製したパターン形成グリーンシー　トを１０枚−組と
して以下の条件で積層した。（加圧温度７０℃、圧力５
０　ＭＰａ、保持時間３０ｍ１ｎ）２５はモの積層体で
ある。

上記条件で積層した試料２５と融着防止用パターンを形
成した融着防止用グリーンシート２６を交互に各１０枚
積み重ねた。

即ち、最終的にはＡＩＮ多層回路基板が１０枚形成され
ることになる。

（４）脱脂、焼成 グラファイト容器４０内のＢＮのセッターＩＷパターン
を形成したグリーンシートの一体多層化積層体２５と融
着防止用グリーンシート２６を交互に各１０枚重ね第４
図のようにセットした。窒素中１気圧ガスフローで、　
１０００℃で有機バインダを除去する脱脂を行った後こ
の試料を焼成を行った結果を第２表に示す。グリーンシ
ート一体多層化積層体を１０枚セットした中で下２枚の
多層回路基板が融着していた。しかし剥離ができた。即
ち、融着防止用の枠状パターンあるいは平行パターンの
Ｗペーストが融着しただけだったので基板中心の表面粗
さは良好で、Ｗは金属光沢を帯びていた。また、各基板
に反りは見られずしかも反りの結果も第２表に示す通り
良好であった。

第１表　スラリー組成 重量部 比較例１ 上記と同様に第１表に示す組成のスラリーを作製し、ド
クターブレードを用いて成形ギャップ４５０Ｊ！ｍ、送
り速度２．３　ｍ／ｍｉｎで成形を行い、グリーンシー
トを作製した。このグリーンシートを口９０ｍｍに打抜
き、９０ｍ＋ｎ角に打抜いたグリーンシートに市販のＷ
ペーストで幅３００μのパターンを形成した。作製した
パターン形成グリーンシートを１０枚−組として以下の
条件で積層した。

（加圧温度７０℃、圧力５０　ＭＰａ、保持時間３０ｍ
１ｎ）。グリーンシート一体多層化積層体の各試料を従
来の技術で説明した第５図のようにグラファイト容器内
のＢＨのセッターに積層した試料−枚ずつ、（図の場合
）３枚セットし窒素中１気圧ガスフロー中１０００℃で
グリーンシート一体化積層体の脱脂を行い、次いで、焼
成温度１８００℃、保持時間３ｈの焼成を行った。焼成
の結果を第２表に示す。多層回路基板の焼成枚数は、３
枚で表面状体がわるく、Ｗが黒化していた。また、多層
回路基板の焼成体に反りが生じていた。

第２表 〔実施例２〕 第５図は融着防止用パターン（Ｗペースト）５２を表面
縁部周辺に印刷した融着防止用グリーンシート２６′を
示す平面図であり、第６図はそのグリーンシートを積層
して焼成する本発明の第２の実施例を示す断面図である
。

（１）グリーンシートの作製 第１表に示す組成のスラリーを同様に作製し、ドクター
ブレードを用いて成形ギャップ４５０μ、送り速度２．
３　ｍ／ｍｉｎで成形を行い、グリーンシートを作製し
た。このグリーンシートを９０ｍｍ角に打抜いた。グリ
ーンシートにビア形成用穴明を行い、導体ペーストをス
クリーン印刷して導体パターンをグリーンシート上に形
成した。

（２）グリーンシートの積層 （１）で作製した導体パターン形成したグリーンシート
を１０枚−組として以下の条件で積層し、グリーンシー
ト一体化多層積層体とした。（加圧温度７０℃、圧力５
０　ＭＰａ、保持時間３　Ｑ　ｍ１ｎ）（３）融着防止
用グリーンシートの形成無垢のグリーンシートに市販の
Ｗペーストで、幅３００−１ロ７０ｍｍのパターンを形
成した。

パターン懲戒は、市販のＷペーストで幅３００印、口状
（枠状）７０ｍｍのパターンを第５図に示すようにグリ
ーンシート表面縁部に形成した。前記実施例１と同様な
工程で上記と同一の脱脂、セット、焼成を行った結果を
第３表に示す。１０枚セットした中で下２枚が融着して
いた。しかし剥離ができた。またグリーンシート表面縁
部のＷペーストが融着しただけだったので基板中心の表
面粗さは、良好だった。本実施例では上記融着部を含め
て周辺部を切断して使用に供した。第６図に示すように
グリーンシート最上部に矯正用、ｌ！Ｎ焼結基板６を設
けたがそれがなくとも反り前実施例と同様には軽減され
る。

比較例２ 表１に示す組成のスラリーを作製し、ドクターブレード
を用いて成形ギャップ４５０μ、送り速度２、３　ｍ／
ｍｉｎで成形を行い、グリーンシートを作製した。この
グリーンシートを口９０ｍｍに打抜き、ＩＯ層で積層を
行った。窒素中１０００℃で脱脂を行った後、各試料を
１０枚重ね第７図のようにグラファイト容器内のＢＮの
セッターにセットし窒素中１気圧ガスフローで、焼成温
度■８００℃、保持時間３ｈの焼成を行った。焼成の結
果を表２に示す。

１０枚セットシた中で下４枚が融着しＣいた。また、最
下層の２枚は、完全に融着１、ており、：）４枚目は、
剥離できたが融着Ｉ、ていた中心部分の表面状態が悪く
戊っていた。

第３表　改善前と改羞後の比較 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明（ごよれば量序件が向上し
、焼成の際のセット方法が簡−９１になる。また融着部
が所望グリ−・ンシー・トになくなり、反りも軽減され
品質の向」二、歩留り向にに寄与するどころが大きい。

なお、実施例ではグラファイト容器を用いる例を上げた
が、ＢＮ容器を用いでも喪い。

【図面の簡単な説明】

第１図はＷ、Ｍｏ等の導体パターンを有するＡＡＮ多層
回路基板の製造工程を示す図であり、第２園は第１図ｊ
こ示された工程のうち特にピアホール形成のための穴明
は工程から配線バタ・−ンが形成されたグリーンシート
を積層多層化する工程の工程用であり、 第３図はへｌＮ基汲グリーンシート２上に配線パターン
を形成した配線パターン形成グリーンシー）・を示す平
面図であり、 第４図は上記グリーンシートと配線パターンが形成され
ていないグリーンシートを交互に積層し−「焼成する本
発明ノコ法の１実施例を示す模式断面図であり、 第５図は配線パターン（Ｗペースト）を周辺に印刷１、
またグリーンシー・１・を示ず平面図であり、第６図は
そのグリーンシートを積層して焼成する本発明の第２の
実施例を示す模式断面図であり、第７図は従来の技術を
説明するための模式断面図である。 １・・・ＢＮセッター、 ２・・・グリーンシー）　（ＡｎＮ基板）、３・・・パ
ターン形成グリーンシート、４・・・グラファイト又は
ＢＮ容器、 ５・・・配線パターン（’ｖＶペースト等）、６・・・
ＡｎＮ焼結基板（矯正用〉、 ７・・・ＢＮスペ・−サー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．配線パターンを表面に有する窒化アルミニウムグ
   リーンシートを複数枚焼成する工程を含む窒化アルミニ
   ウム基板の焼成方法において、前記配線パターンを表面
   に有する窒化アルミニウムグリーンシートと融着防止用
   グリーンシートを介在させて積層して焼成することを特
   徴とする窒化アルミニウム基板の焼成方法。