JPH0417394A - ガラスセラミツク多層回路基板及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は．セラミツク多層回路基板に係り、特に、電気
信号の入出力のためのピンを取り付けたり半導体部品を
取り付けて機能モジュールを構成するのに好適なセラミ
ック多層回路基板、及び、その製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来．セラミツク多層回路基板の絶縁材料としてアルミ
ナやムライトを適用した場合には、配線等の導体材料と
してＷやＭｏなどが適用されていた。しかし、基板を使
用したシステムの高性能化のために基板サイズが大型化
していったり、配線が微細化されるにつれて、ＷやＭｏ
より電気抵抗率が小さなＣｕ、Ａｕ、Ａｇ等が配線材料
として要求されるようになってきている。Ｃｕ、Ａｕ。

Ａｇを多層回路板用の配線材料として適用するには、Ｃ
ｕ、Ａｕ、Ａｇの融点が１０００℃付近にあるため、絶
縁材料として１０００℃以下程度で焼結可能なセラミッ
ク絶縁材料が要求されるようになってきている。このよ
うな絶縁材料は、ガラスセラミックスがあり、特公昭５
７−１１８４７号公報に記載されているように、コージ
ェライトからなる絶縁材料や、特公昭５７−１９５９９
号公報、及び、特開昭５９−１０９４９０号公報に記載
されているように、Ａ　Ｄ　２０８、またはＡｆｌｚＯ
ｓと５ｉＯｚをホウケイ酸ガラスで結合した絶縁材料が
得られている。また、特開昭５９−１１７００号公報に
記載されているように、５ｉＯｚをホウケイ酸ガラスで
結合したものも得られている。これらのガラスセラミッ
クスは、比較的低誘電率であり、従来のアルミナ系材料
より信号伝播速度の高速化が可能となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のコージェライト系結晶化ガラスやホウケ
イ酸ガラスとＡ　Ｑ　ｚ○３の複合材料は、基板材料と
して要求されている特性を、はぼ、満足する絶縁材料で
ある。しかし、ホウケイ酸ガラスとＡｆｌｚＯａの複合
材の場合、焼成する前のグリーンシートには．セラミツ
クス原料としてホウケイ酸ガラスを用いているため、グ
リーンシートを大気中に放置しておくと大気中の水分と
ホウケイ酸ガラス中の８２．Ｏｇが反応し、ホウ酸を析
出し、印刷性などに悪影響を及ぼすため、グリーンシー
トを乾燥雰囲気中で保存するなど管理が難しい問題点が
あった。

また、コージェライト系結晶化ガラスは、このようなこ
とは起こらず、基板材料として優れた特性をもつ材料で
ある。しかし、材料が、はぼ、種類の結晶のみから構成
されているため、焼成後の特性がほぼ一定のものになっ
てしまい、適用する箇所に合わせて熱膨張係数等の特性
をフレキシブルに変化させるということに関しては不十
分であった。

また、従来から知られているアルカリ土類金属酸化物と
ＡＱｚＯａとＢ２Ｏ３からなるガラスは耐水性が優れて
いる。さらに、このガラスは組成を適当に選定すれば、
２ＡｎｚＯｓ・Ｂ　２０　ｓを析出する結晶化ガラスと
なる。そして、この結晶化ガラスとＳ　ｉ　Ｏ２を複合
化したセラミック多層回路基板用の絶縁材料が得られて
いる。この複合材は、低誘電率であるが、曲げ強さは１
５　ｋｇ／　ｏｎ２程度であり、さらに、強度的な信頼
性が要求されるような場合には不十分であった。例えば
、気孔を利用して信号伝播速度を高速化したい場合には
、気孔の存在によって基板全体の強度は低下してしまう
ため、絶縁材料そのものの高強度化が要求される。

また、高密度の配線が必要になってくると、配線ピッチ
が小さい微細配線が要求されるようになってくるが、こ
の場合、絶縁材にクラック等が生じるとマイグレーショ
ンが起こりやすくなる可能性があり、クラック等を生じ
ない高強度の材料が必要になる。

これらの要求を満足するための強度を向上させる方法は
、フイラとしてＡＱｚＯａのような高強度の材料を適用
すればよいと考えられる。しかし、アルカリ土類金属酸
化物とＡＱｚＯａとＢｚＯｓからなる結晶化ガラスとＡ
Ｑ２．０ａを実際に複合化してみると結晶化ガラスとＡ
　Ｑ　２０８が反応して結晶を生成し、緻密化が途中で
止まってしまって、緻密な焼結体が得られないことがわ
かった。

本発明の目的は、２Ａｌ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ３を析出する結
晶化ガラスとフイラからなる複合材料の高強度化を目的
としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は．セラミツク多層回路基板に関する発明であっ
て．セラミツク絶縁材料と導体とが交互に積層されてな
るセラミック多層回路基板において、絶縁材料が結晶化
ガラスと耐熱性のフイラの複合材料であって、結晶化ガ
ラスの組成が少なくとも一種のアルカリ土類金属酸化物
１０〜３゜ｍｏｌ％、ＡＱｚＯａ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２０ａ３５−５５ｍｏｌ％、焼結促進成分１０〜２０
ｒｎｏＱ％であることを特徴とする。

本発明の目的である２ＡＱｚ○８・ＢｚＯａを析出する
結晶化ガラスとフイラからなる複合材料の高強度化を達
成するには、緻密な焼結体とする必要があるが、いろい
ろと検討した結果、結晶化ガラスの組成を適当なものに
することによって、緻密な焼結体が得られることがわか
った。具体的には結晶化ガラスから２Ａｌ２Ｏ３・Ｂ２
０ａが析出した後のガラス組成をＡＱｚＯｓ等のフイラ
と反応性の高くないものにすることによって緻密で強度
の高い焼結体が得られる。アルカリ土類金属酸化物とＡ
ｆｌｚＯｓとＢｚＯａを基本成分とした結晶化ガラスと
耐熱性のフイラとの反応を抑制して焼結を促進させる成
分としては、例えば、ＳｉＯ２，ＰｂＯ。

Ｚｎ○等が効果があるが、その中でもＳｉＯ２は比誘電
率が小さいため好ましい。５ｉ０２等の焼結促進成分は
１０ｍｏｌ％以下であると、反応を抑制する効果が足り
ないため緻密化が不十分である。

また、ＳｉＯ２は２０ｍｏρ％以上含まれるとＣａ等の
導体の融点以下で焼結ができなくなってしまうため好ま
しくない。また、好ましくは、ＳｉＯ２は１０〜１５ｍ
ｏｌ％であった方がよい。なお、Ｓ　ｉ　０２等を添加
すると緻密化を促進する効果以外に、焼結体の耐水性を
さらに向上させる効果もある。また、ＺｎＯやＰｂＯは
２０ｍ０Ω％以上添加すると比誘電率が高くなってしま
って基板材料として適さなくなる。なお、好ましくは、
結晶化ガラスの組成は、少なくとも一種のアルカリ土類
金属酸化物１０〜２５ｍｏｌ％、ＡＱｚＯａ２５〜３０
ｍｏｌ％、Ｂ２．ｏ３３５〜４５ｍ０Ｑ％、焼結促進成
分１０〜１５ｍｏｌ％であった方がよい。

また、５ｉＯｚ等の成分は、２ＡＡｘＯｓ・Ｂ２Ｏ３の
結晶化を抑制して遅らせる作用もあり、このことは緻密
な焼結体を得る上で好ましい。

そして、このような組成とした結晶化ガラスとフイラと
してＡｌ１１２０ｇを複合化した場合には、焼結体は２
　Ａ　１１２０ｇ　・Ｂ　ｚｏｓトＡ　Ｑ　ｚｏｓ（７
）Ｍ＆カホウケイ酸ガラス中に分散されたようなガラス
セラミックスとなる。なお、この他にも焼結体中には添
加した成分の組み合わせによる結晶が生成する場合があ
る。この結晶の生成は、焼結性を阻害するためにできる
だけ生成しないようにするのが好ましい。しかし、緻密
化した後に結晶の生成があるような場合には、生成があ
ってもかまわない。

また、焼成途中であっても緻密化を阻害しない程度であ
れば、結晶の生成があってもかまわない。

また、この結晶には、例えば、ＣａＯ−３ｉ　０２やＣ
ａＯ−ＡＱｚＯｓ・２ＳｉＯｚのような針状結晶が析出
する場合もあり、このような結晶は、焼結体の強度をさ
らに高めたり、じん性を向上させるのに効果がある。

なお、このような方法で作製したガラスセラミックスは
、結晶化ガラスの組成を変えたり、添加するフイラの種
類及び添加量を変えることによって使用する目的に合わ
せて、比較的広く特性を変えることができる。

また、本発明のセラミックス多層回路基板は、そのまま
基板として適用することも可能であるが、この基板上に
有機、または、無機の薄膜多層回路を形成したり、基板
内部にコンデンサや抵抗を内蔵することもできる。

〔作用〕

アルカリ土類金属酸化物とＡｆｌｚＯ３とＢ２Ｏ３を基
本成分とする結晶化ガラスの成分以外に、Ｓ　ｉ　Ｏｘ
等の成分を添加した結晶化ガラスとした場合、焼成中に
結晶化ガラスから２　Ａ　Ｑ　２０ａ・８２０８等の結
晶が析出すると、残った液相中には５ｉ０２等の成分が
残り、その５ｉＯｚ等の成分が耐熱性のフイラと液相と
が反応して、結晶化してしまうことを抑制するため、焼
成時もガラス相、または、液相が十分存在することがで
き、緻密化が可能となる。また、緻密になったことで１
強度の高いガラスセラミックスとすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。

〈実施例１〉 セラミック多層回路基板の製造方法は、まず、グリーン
シートを作製する。グリーンシートを作製する方法は、
平均粒径５μｍのガラス粉を６０〜７０重量％、平均粒
径１μｍのＡｌ２２０１１粉を３０〜４０重量％の比で
混合したものを原料粉末として用いた。ガラス粉末の組
成は、ＣａＯが１５〜２０ｍｏｆｉ％、ＭｇＯが１〜２
ｍｏｌ％。

Ａ　ＱｚＯａ２５〜３０ｍｏｌ％、ＢｚＯａが３５〜４
５ｉｏＱ％ｒ　Ｓ　ｉ　Ｏ２１０−１５ｍｏｌ％である
。原料粉末１００重量部とアクリル系のバインダを２０
重量部、トリクロロエチレン１２４重量部、テトラクロ
ロエチレン３２重量部、ｎ−ブチルアルコール４４重量
部を加えてボールミルで２４）１湿式混合してスラリを
作る。次に、真空脱気処理により適当な粘度に調整する
。次に、このスラリをドクタブレードを用いてシリコー
ンコートしたポリエステルフィルム上に０．５ｍｍ厚さ
に塗布し、その後、乾燥してグリーンシートを作製した
。

次に、スルーホールに充てんする導体ペーストを作製し
た。導体ペーストの作製は、平均粒径５μｍのガラス粉
末を１０〜３０重量％、銅粉末を９０〜７０重量％で配
合し、この混合粉末１００重量部にアクリル系バインダ
３０重量部、ブチルカルピトールアセテート１００重量
部を加えたものを、３０分らいかい機で混合し、適当な
粘度に調整した。このペーストに使われたガラス粉末の
組成は、Ｓ　ｉ　Ｏｚを７０〜８０ｍ０Ｑ％、Ａｌ２２
０１１を１０〜１５ｍ０１２％、ＣｕｘＯを１０〜１５
ｆｉｌｏＱ％で総量１００％となるように選んだものを
基本組成とする。

次に、作製したグリーンシートに１００μｍφの孔あけ
をし、作製したペーストを埋め込んでピアホールを形成
した。更に、このグリーンシートに銅ペース１−でライ
ン配線、及び、表面ノ（ターンを印刷した。ライン配線
に使用した銅ペーストは、有機物を除いた成分の９５％
以上が銅である一般の銅ペーストである。

更に、このようにして作製したグリーンシートを三十層
積層した後、熱間プレスにより圧着した。

圧着条件は、温度１２０℃、圧力は３０〜５０ｋｇｆ／
［ｌｌ１１２である。このようにして作製した積層板を
、バインダ抜きのため１００’Ｃ／ｈ以下の昇温速度で
昇温し、９５０〜１０００℃で一時間焼成した。雰囲気
は、１０〜５０体積％の水蒸気を含む窒素中である。

作製したセラミック多層回路基板には、ライン配線、及
び、ピアホールの回りにクラック、及び、はがれ等は認
められなかった。更に、焼成品にピン付は及びＬＳＩチ
ップ装着をした、焼成品にピン付けした部分の周辺には
、クランク等を認められなかった。また、基板にそり、
変形などは認められなかった。

本実施例のセラミック絶縁材料の比誘電率は、６−６．
５．曲げ強さは１８〜２２１ｃｇｆ／ｒＮｒ１２熱膨張
係数は、４〜５　Ｘ　１０””／’Ｃであった。絶縁体
を構成している主結晶は、２ＡＱｚＯ３・Ｂ　ｔｏ　３
＋　Ａ　Ｑ　ｘｏ　ｓであり、それらの結晶間は、ホウ
ケイ酸ガラスであった。

〈実施例２〉 酸化物に換算して、ＭｇＯを２０〜２５ｍｏｌ％。

ＣａＯを０．５−３ｍｏｌ％　，Ａｌ２Ｏ３を２０〜３
０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を３５〜４０ｍｏｌ％、Ｓｉ○２
を１０〜１５ｍｏｌ％とし４ＪＪＯＯ％となるように選
んだ組成である平均粒径５μｍのガラス粉と平均粒径１
μｍのＡｕＺＯＳを、ガラス粉末７０〜８０重量％、Ａ
ＲｚＯａ２０〜３０重量％の混合比で配合し、この粉末
１００重量部にアクリル系の水系バインダ２０重量部、
分散剤１〜２重量部。

蒸留水１００重量部を加え、ボールミルで二十四時間、
湿式混合してスラリを作製した。更に、実施例１と同様
にして、グリーンシートを作製した。

次に、グリーンシートに１００μｍφの孔をあけ、Ａｕ
ペーストを埋め込んだ。更に、実施例１と同様にＡｕペ
ーストでライン配線、及び、表面パターンを形成し、実
施例１と同様にして積層し、圧着して９００〜１０５０
℃で焼成した。雰囲気は大気中である。このようにして
作製した焼結体の回りには、クランク、及び、はがれ等
は認められなかった。更に、焼成品にピン付け、及び、
チップ装着をした。焼成品のピン付けした部分の周辺に
は、クラック等は認められなかった。なお、本実施例で
作製したセラミック絶縁材料の特性は、比誘電率が５．
５〜６．０２曲げ強さが１８〜２０ｋｇ　ｆ　／　ｎｎ
２．熱膨張係数が４〜６　Ｘ　１０−Ｃ／’Ｃであった
。絶縁体を構成している主結晶相は、２　Ａ　Ｑ　２０
３・Ｂ２Ｏ３，ＡＱｚＯａでありそれらの間隙はホウケ
イ酸ガラスであった。

〈実施例３〉 酸化物に換算してＣａ　Ｏ２０−２５ｍｏｌ％。

Ｍｇ０２−５ｍｏ１２％、ＡＱｚＯａが２０〜２５ｍｏ
ｌ％、Ｂ２Ｏ３が３５〜４５ｍｏｌ％、ＳｉＯ２が１０
〜１５ｍｏＲ％の組成の平均粒径５μｍのガラス粉末を
６０重量％、平均粒径１μｍのＡＱｚＯｓを２０重量％
５ｉＯｚガラスを２ｏ重量％の混合比で配合し、実施例
１と同様にしてグリーンシートを作製し、１００μｍφ
の穴をあけた。次に、Ｐｄを１５〜２５重量％含んだＡ
ｇ−Ｐｄ導体ぺ−ストをこの孔に埋め込んだ。更に、こ
のＡｇ−Ｐｄ導体ペーストでライン配線及び表面パター
ンを形成し、実施例１と同様にして積層し、圧着して９
８０℃で焼成した。雰囲気は大気中である。

作製したセラミック多層回路基板のライン配線、及び、
ピアホールの回りにクラック及びはがれ等は認められな
かった。また、基板にそり、変形などは認められなかっ
た。更に、焼成品にピン付け、及び、ＬＳＩチップ装着
をして。焼成品のピン付けした部分の周辺には、クラッ
ク等は認められなかった。なお、本実施例で作製したセ
ラミック絶縁材料の特性は、比誘電率が５．５〜６．５
２曲げ強さが１８〜２２ｋｇｆ　／ｒｍ２．熱膨張係数
が４〜５　Ｘ　１０−６／’Ｃであった。絶縁体を構成
している主結晶相は、２Ａｌ２Ｏ３・ＢｚＯａ、Ａｆｌ
ｚＯａ及びＣａＣｌ５ｉＯｚであり、それらの間隙はホ
ウケイ酸ガラスであった。この焼結体にはＣａＯ・５ｉ
Ｏｚのような針状結晶が析出しているため比較的高強度
でじん性の高い焼結体とすることができる。

〈実施例４〉 酸化物に換算してＣａＯが１５−２Ｏｎ＋ｏＱ％。

Ａ　Ｑ　２０３が２５〜３０ＩｌｏＱ％、ＢｘＯｓが３
５〜４５ｍｏ１１１％、ＳｉＯ２が５〜１０ＩＤｏＱ％
、ｐｂｏが１０〜１５ｍｏΩ％の組成の平均粒径５μｍ
のガラス粉末を７０重量％、平均粒径１μｍのＡＱｚｏ
３を３０重量％の混合比で配合し、実施例１と同様にし
てグリーンシートを作製し、１００μｍφの孔をあけた
。次にこの孔にｐｔを１重量％含んだＡｇ−Ｐｔペース
トを埋め込み、このＡｇ−Ｐｉペーストでライン配線、
及び、表面パターンを印刷し、実施例１と同様にして積
層し、圧着して９２０℃で焼成した。雰囲気は大気中で
ある。作製したセラミック多層回路基板のライン配線、
及び、ピアホールの回りにはクラック、及び、はがれ等
は認められなかった。また、基板にそり、変形などは認
められなかった。更に焼成品にピン付は及びチップ装着
をした。焼成品のピン付けした部分の周辺には、クラッ
ク等は認められなかった。

〈実施例５〉 表２にラインと結晶化ガラスから作製した絶縁材料の特
性を示す。実施例１と同様にして、表１の絶縁材料を用
いてセラミック多層回路基板を作製した。

焼成品にピン付けした部分の周辺には、クラック等は認
められなかった。また、基板にそり、変形などは認めら
れなかった。

〈実施例６〉 実施例１で使用したＣａＯ−Ｍｇ０−ＡＱｚＯｓ−Ｂ２
０３−８ｉ０２系のガラス粉を６０重量％。

Ｓ　ｉ　Ｏ２ガラス粉を２０重量％、ＡＱｚＯ３粉を２
０重量％の比で混合したもの１００重量部とアクリル系
のバインダ２０重量部、トリクロロエチレン１２４重有
部、テトラクロロエチレン３２重量部、ｎ−ブチルアル
コール４４重量部を加え、実施例１と同様にしてスラリ
を作製し、第２図に示すように基板上に塗布した。さら
に、その上にリフトオフ層を形成し、ドライエツチング
マスクを形成した。次にドライエツチングをした後、Ｃ
ｕをスパッタし、リフトオフ層を除去した０次に、無電
解Ｃｕメツキをして厚さ２０μｍ９幅２ｏμｍの導体配
線を形成した。さらに、同様にしてピアホールを形成し
た。このような行程を複数回繰り返して多層化をした。

さらにバインダ抜きのため、１００℃／ｈ以下の昇温速
度で昇温し、９５０〜１０００℃で二時間焼成して焼成
品を得た。雰囲気は、水蒸気を含んだ窒素中である。こ
のような方法によってガラスセラミックスを絶縁材料と
して、Ｃｕを配線材料とした微細配線が形成できる。微
細配線とすることにより一層当りに形成可能な配線数を
非常に多くすることができ、全配線をするのに必要なセ
ラミック多層回路基板の暦数を低減することができる。

これにより層間を電気信号が伝播する回数が少なくなり
、層間を信号が伝播する時に発生する負荷反射ノイズを
低減することができる。つまり、全体のノイズ量を低減
することができ、演算速度の高速化が可能となる。

そして、このように微細配線からなる高密度配線の多層
回路基板により、高密度実装が可能になり、次のような
応用が可能となる。それは自動車電話のような無線電話
と同じように携帯用、または、移動可能な無線の端末と
することができる。

つまり、セルラ一方式のような無線方式を利用して、大
型電子計算機とデータ及び計算結果を交換できるような
端末として利用することができる。

〈実施例７〉 実施例１で作製したスラリを５ｉＯｚガラス繊細から作
製した厚さ１００μｍのシートの両面に約２０μｍ塗布
した。次に、このシートに孔あけをし、Ｃｕ粉が９５重
量％以上含まれたＣｕペーストを充填した。さらに、こ
のＣｕペーストでライン配線及びグランド層、ｉｌｉ源
層を印刷し、表面パターンを印刷した。次に、このシー
トを三十層積層し、積層体とした後、９５０℃〜１０５
０℃で焼成した。雰囲気は実施例１と同じ水蒸気を含ん
だ窒素中である。繊維が面方向の焼成収縮を抑制するた
め、このセラミック多層回路基板の焼成収縮率は約１％
であって。作製したセラミック多層回路基板には、そり
、変形などは認められなかった。更に、焼成品にピン付
は及びＬＳＩチップ装着をした。焼成品のピン付けした
部分の周辺にはクラック等は認められなかった。このよ
うな繊維からなるシートにスラリを塗布するとスラリ中
のセラミックスは繊維の内部まで入っていかないため、
気孔を多く含んだシートとすることができる６さらに、
このシートを多層化して焼成することによって、気孔を
多く含んで低誘電率のセラミック多層回路基板とするこ
とができ、信号伝播速度の高速化が可能となる。このよ
うにして作製したセラミック多層回路基板の概要を第３
図に示す。

〈実施例８〉 実施例１で作製した繊維を含まないグリーンシートと実
施例７と作製した繊維を含んだグリーンシートに孔あけ
をし、実施例１と同様にしてＣｕペーストでライン配線
、及び、グランド層、電源層を印刷し表面パターンを印
刷した。次に、このシートを三十層積層した。積層順序
は、表面、及び、裏面近くと中心付近に繊維を含んだシ
ートを配置し、その他を繊維を含まないシートとした。

次に、この積層体を実施例１と同様に９５０℃〜１０５
０℃で焼成した。雰囲気は、水蒸気を含んだ窒素中であ
る。繊維が面方向に焼成収縮を抑制するため、このセラ
ミック多層回路基板の面方向の焼成収縮率は約１％であ
った。作製したセラミック多層回路基板に、そり、変形
などは認められなかった。更に、焼成品にピン付け、及
び、ＬＳＴチップ装着をした。焼成品のピン付けした部
分の周辺にはクランク等は認められなかった。このよう
に繊維を含んだシートと繊維を含まないシートを混合し
て積層すると、繊維を含んだシートは、基板の面方向の
焼成収縮を抑制し、繊維を含まないシートは、はぼ、厚
さ方向にのみ収縮するため基板全体の密度を高めること
に効果がある。このような構成の基板とすることで面方
向の焼成収縮率のばらつきが小さく、相対密度が高くて
強度の高いセラミック多層回路基板が得られる。

また、ピン付けした部分の信頼性をさらに向」ニする方
法として、本実施例の繊維複合セラミック多層回路基板
は、面方向の焼成収縮がほとんどないため、焼成前の積
層体をアルミナ基板のような焼結体といっしょに積層し
、焼成して一体化した。

なお、アルミナ基板はタングステンでピアホールと表面
メタライズが形成されている。

本実施例のようなセラミック多層回路基板は、ピン付け
する部分がＡＱｚＯｓのような強度の高いセラミックス
であるため、ピン付けした部分の信頼性をさらに向上さ
せることができる。第４図にこのようにして作製したセ
ラミック多層回路基板の概要を示す。

〈実施例９〉 実施例８で作製した方法と同様にして、繊維を含んだグ
リーンシートと繊維を含まないグリーンシートに孔あけ
をし、Ｃｕペーストを充填した。

積層順序は表面近くに繊維を含んだグリーンシートを、
その他の部分は維持を含まないグリーンシートを積層し
、圧着して積層体とした後、９５０〜１０５０℃で焼成
した。雰囲気は実施例１と同じ水蒸気を含んだ窒素中で
ある。さらに、この上にＴ　ｉ　−Ｐ　ｔ　−Ａ　ｕ膜
を蒸着した。そして、ドライエツチングによりパターニ
ングをした。次に。

ＴａｚＯａ膜を０．５μｍ　スパッタした。そして、Ｔ
　ｉ　−Ｐ　ｔ　−Ａ　ｕ膜を蒸着しドライエツチング
によりパターニングをし、さらに、マスクをしてＴａ２
０５パターニングして薄膜コンデンサを形成した。さら
に、この基板上に保護膜として絶縁膜を形成し、Ｃｕで
ピアホールを形成した。この基板をキャリア基板として
使用すると電源中に発生する高周波ノイズを低減するの
に効果的である。

第５図にこのようにして作製したキャリア基板の概要を
示す。

〈実施例１０〉 第６図に示すように、５ｉＯｚガラス繊維からなるシー
トの両面に実施例７と同様にスラリを塗布した。さらに
、このシートに孔あけをして、その孔に実施例１で使用
したＣｕとＣｕ２Ｏ・Ａｌ２２０３・５ｉ０２系ガラス
から作製したペーストを充填した。次に、実施例６と同
様にしてＳ　ｉ　Ｏ２ガラス繊維の表面と裏面に微細配
線を形成した。次に、実施例１で使用したガラス粉末を
７０重量％、平均粒径１μｍのＡ　Ｑ　２．０３粉を３
０重量％混合したものを原料粉末１００重量部とし感光
性樹脂２０重量部、トリクロロエチレン１２４重量部、
テトラクロロエチレン３２重量部、ｎ−ブチルアルコー
ル４４重量部を加え、実施例１と同様にしてスラリを作
製した。なお、感光性樹脂は窒素中でもできるだけ熱分
解性の良いものが好ましい。また、この感光性自腹は紫
外線を当てると溶剤に溶けやすくなる性質をもつポジ形
のものである。次に、このスラリを５ｉＯｚガラス基板
に５０μｍ厚さに塗布した。次に、ドライエツチングマ
スクをして、５０μｍφの穴をあけた。さらに、印刷に
よりＣｕペーストを充填した。次に、フォトリソ技術を
用いて溝を形成した。つまり、マスクをして紫外線を照
射し感光性樹脂を感光させ、紫外線の当たった部分のみ
を溶剤で溶かした。

セラミックスと感光性樹脂からなるシート中に紫外線は
ある深さまである透過率で入射するため、紫外線の当た
った部分を溶剤で溶かすとある深さをもった溝゛が形成
できる。なお、この操作を何度も繰り返すことによって
、溝の深さをさらに深くすることもできる。次に、この
溝を形成したシートを微細配線を形成した繊維複合グリ
ーンシートの表面に位置合せをして圧着した。そして、
Ｓｉｏ２ガラス板をはがした。また、裏面にも同様に溝
を形成をしたシートを圧着した。さらに、その積層した
シートの片面にグランド層または電源層を印刷した。こ
のように三層−組のシートを複数組積層して実施例１と
同様にしてセラミック多層回路基板とした。作製したセ
ラミック多層回路基板にそり、変形などは認められなか
った。更に、焼成品にピン付け、及び、ＬＳＩチップ装
着をした。焼成品のピン付けした部分の周辺には、クラ
ック等は認められなかった。本実施例のように電源層、
または、グランド層との間に空洞が存在すると単位長さ
当りのキャパシタンスが小さくなるため信号伝播速度の
高速化が可能になる。

〈実施例１１〉 ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリント板上
にＣｕ板を張り、酸化物超伝導体をスパッタした。さら
に、その後エツチングによりパターンニングをした。本
実施例ではＢ１−８ｒ−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系のセラミ
ック超電導体を使用したが、その他にもＹ−Ｂａ−Ｃａ
−０系やＴＮ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系のペロブスカイ
ト型超電導体も適用が可能である。次に、このエポキシ
板をプリプレグをはさんで五層積層し、熱圧着をして積
層板を作製し、ドリルで孔あけをした後、スルーホール
を形成した。そして、この基板を電源基板として適用し
た。次に、微細配線と空洞を形成した実施例１０で作製
した積層体を実施例８のようにＡＱｚＯｓ基板の上に圧
着して焼結し．セラミツク多層回路基板を作製した。さ
らに、電気信号入出力用ピンをはんだ付けした。さらに
、電源基板にはんだ付けをした。さらにこのセラミック
多層回路基板上に、実施例９で作製した薄膜コンデンサ
を形成したキャリア基板をはんだ付けした。

そして、ＣＭＯ３回路で論理回路を形成したＬＳＩチッ
プをはんだ付けした。次に、ＡＱＮキャップをはんだ付
けし、その上に放熱フィンをはんだ付けした。そして、
このようなモジュールを液体窒素で冷却した。電源基板
からの発熱は、導体に超電導体が適用されているため、
非常に少なくすることができる。また．セラミツク多層
回路基板中の配線は微細であるが低温にすることによっ
て電気抵抗率が小さくなり、電気信号はあまり減衰する
ことなく伝播する。また、ＣＭＯ８回路は冷却すること
によって室温より高速で動作させることができる。この
ようにして作製したモジュールの概要を第７図に示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、結晶化ガラスと耐熱性のフイラの複合
材において、結晶化ガラス中のＳ　ｉ　Ｃ）ｚ等の成分
が緻密化を促進するため、高強度の基板とすることがで
きる。高強度の基板となることで、基板内部に気孔を含
んだり、微細配線を形成したり、電気信号入出力用ピン
を取り付けたりする実装において、信頼性の高いモジュ
ールが作製できる。また、本発明の結晶化ガラス粉末は
、耐水性。

耐薬品性の優れた粉末であるため、作製したグリーンシ
ートを大気中に放置してもホウ酸が析出したりすること
はない。また、この結晶化ガラスから得られた焼結体も
耐水性の良いものが作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例のセラミック多層回路基板
の断面図、第２図は、本発明のガラスセラミックスを絶
縁材料とし、微細配線を形成した多層基板の製造方法の
説明図、第３図は、繊維と本発明のガラスセラミックス
から作製したセラミック多層回路基板の断面図、第４図
は、繊維と本発明のガラスセラミックスから作製したセ
ラミック多層回路基板とアルミナ板を接合した断面図、
第５図は、繊維と本発明のガラスセラミックスから作製
したセラミック多層回路基板上に薄膜コンデンサを形成
したものの断面図、第６図は、本発明のガラスセラミッ
クスを絶縁材料とし、配線のまわりに空洞を形成したセ
ラミック多層回路基板の製造方法の説明図、第７図は、
微細配線のまわりに空洞を形成したセラミック多層基板
上に、薄膜コンデンサを形成したキャリア基板を適用し
、ＬＳＩと電源基板、ＡＱＮのフィンを実装し液体窒素
で冷却したモジュールの説明図である。 １・・・ＬＳＩチップ、２・・・はんだ、３・・・信号
配線、４・・・グランド層または電源層、５・・・ピア
ホール、６・・・電気信号入出力用ピン、７・・・セラ
ミック絶縁材料、８・・・スラリ、９・・・基板、１０
・・・リフトオフ層、１１・・・エツチングマスク、１
２・・・Ｃｕ薄膜。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．セラミツク絶縁材料と導体とが交互に積層されたセ
   ラミツク多層回路基板において、 絶縁材料が結晶化ガラスと耐熱性のフイラの複合材料で
   あつて、結晶化ガラスの組成が一種以上のアルカリ土類
   金属酸化物１０〜３０ｍｏｌ％，Ａｌ＿２Ｏ＿３２０〜
   ３５ｍｏｌ％，Ｂ＿２Ｏ＿３３５〜５５ｍｏｌ％，焼結
   促進成分１０〜２０ｍｏｌ％であることを特徴とするセ
   ラミツク多層回路基板。
2. ２．請求項１の前記焼結促進成分は、ＳｉＯ＿２，Ｚｎ
   Ｏ，ＰｂＯの中から選ばれた一種類以上のものであるセ
   ラミツク多層回路基板。
3. ３．セラミツク絶縁材料と導体とが交互に積層されたセ
   ラミツク多層回路基板において、絶縁材料が、主結晶と
   して２Ａｌ＿２Ｏ＿３・Ｂ＿２Ｏ＿３を析出する結晶化
   ガラスと耐熱性のフイラの複合材料であるセラミツク多
   層回路基板。
4. ４．セラミツク絶縁材料と導体とが交互に積層されたセ
   ラミツク多層回路基板において、 主結晶として２Ａｌ＿２Ｏ＿３・Ｂ＿２Ｏ＿３と耐熱性
   のフイラからなり、残部がホウケイ酸ガラスからなるセ
   ラミツクスを絶縁材料としたことを特徴とするセラミツ
   ク多層回路基板。
5. ５．請求項１，２，３または４における耐熱性のフイラ
   が、Ａｌ＿２Ｏ＿３，ムライト，ＺｒＯ＿２，コージエ
   ライトの中から少なくとも一種であるセラミツク多層回
   路基板。
6. ６．請求項１，２，３または４における耐熱性のフイラ
   のヤング率が１×１０＾６ｋｇ／ｃｍ＾２以上であるセ
   ラミツク多層回路基板。
7. ７．請求項１，２，３または４における耐熱性のフイラ
   の量は、複合材中の１０重量％〜５０重量％であるセラ
   ミツク多層回路基板。
8. ８．請求項１，２，３または４における複合材中の２Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３・Ｂ＿２Ｏ＿３の結晶の含有量は１０〜５
   ０重量％であるセラミツク多層回路基板。
9. ９．請求項１，２，３または４におけるセラミック絶縁
   材料中に針状結晶が存在するセラミツク多層回路基板。
10. １０．請求項９における針状結晶は、ＣａＯ・ＳｉＯ＿
    ２またはＣａＯ・Ａｌ＿２Ｏ＿３・２ＳｉＯ＿２である
    セラミツク多層回路基板。
11. １１．請求項１，２，３または４に記載の導体がＣｕ，
    Ａｕ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ，Ｎｉであり、セ
    ラミツク絶縁材料が導体の融点以下で焼結可能なセラミ
    ツク多層回路基板。
12. １２．請求項１，２，３または４のセラミツク多層回路
    基板の上に有機または無機の薄膜多層回路を形成したセ
    ラミツク多層回路基板。
13. １３．請求項１，２，３または４のセラミツク多層回路
    基板の内部にコンデンサおよびまたは抵抗を内蔵したセ
    ラミツク多層回路基板。
14. １４．請求項１，２，３または４のセラミツク多層回路
    基板上に薄膜コンデンサを形成しＬＳＩチップのキヤリ
    ア基板として適用したマシンサイクル時間１０ｎｓ以下
    の演算速度をもつ電子計算機。
15. １５．主結晶として少なくとも２Ａｌ＿２Ｏ＿３・Ｂ＿
    ２Ｏ＿３を析出することを特徴とする結晶化ガラス。
16. １６．無線機能と電子計算機の機能を併せ持ち、大型電
    子計算機または他の電子計算機との無線データ通信が可
    能で、持ち運びが可能なことを特徴とする携帯用通信端
    末機。
17. １７．セラミツク原料粉末とバインダ及び溶剤を混合し
    てスラリとした後、グリーンシート化し、孔あけ、ペー
    スト充填，配線を印刷した後、複数枚積層し、焼成する
    セラミツク多層回路基板の製造方法において、 前記セラミツク原料粉末として、ガラス粉末を９０〜５
    ０重量％、耐熱性のフイラを１０〜５０重量％で配合し
    たものを用い、ガラス組成とて、少なくとも一種のアル
    カリ土類金属酸化物を１０〜３０ｍｏｌ％，Ａｌ＿２Ｏ
    ＿３を２０〜３５ｍｏｌ％，Ｂ＿２Ｏ＿３を３５〜５５
    ｍｏｌ％，焼結促進物質を１０〜２０ｍｏｌ％としたも
    のを主成分としたガラス粉末を用いることを特徴とする
    セラミツク多層回路基板の製造方法。
18. １８．セラミツク原料粉末と感光性樹脂及び溶剤を混合
    してスラリとした後、シート化し、孔あけ、ペースト充
    填をした後、マスクをして紫外線を照射し、紫外線の当
    たつた部分のみを溶かして、溝を形成したものを用意し
    、さらに別のシートに孔あけ、ペースト充填をした後、
    そのシートに印刷、または、リフトオフ法，フオトリソ
    グラフイ等の技術を利用して配線を形成したものを用意
    し、前記溝を形成したシートと位置合せして圧着して空
    洞を形成し、さらに、グランド層または電源層を印刷し
    たものを一組として、複数組積層し、焼成することを特
    徴とするセラミツク多層回路基板の製造方法。