JPH04206552A - ガラス―セラミック基体 - Google Patents
ガラス―セラミック基体Info
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- JPH04206552A JPH04206552A JP2329101A JP32910190A JPH04206552A JP H04206552 A JPH04206552 A JP H04206552A JP 2329101 A JP2329101 A JP 2329101A JP 32910190 A JP32910190 A JP 32910190A JP H04206552 A JPH04206552 A JP H04206552A
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- ceramic
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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、半導体または集積回路チップを搭載するため
のガラス−セラミック基体より、具体的には低融点金属
である金、銀または銅を導体材料とし、これと誘電率の
低いガラス−セラミック総合体とを同時に焼成した信号
伝搬遅延の少ない多層配線基板に関する。
のガラス−セラミック基体より、具体的には低融点金属
である金、銀または銅を導体材料とし、これと誘電率の
低いガラス−セラミック総合体とを同時に焼成した信号
伝搬遅延の少ない多層配線基板に関する。
また、本発明はフィラーとガラス粉末が均一に分散した
フィラー・ガラス混合体粉末及び金、銀または銅の微細
な粉末を含む導体ペーストを用いて出発し、いわゆる「
積層クリーンシート」技術によって、金、銀または銅よ
り融点の低い焼成温度でその基板を製造するための工程
及び材料に関する。
フィラー・ガラス混合体粉末及び金、銀または銅の微細
な粉末を含む導体ペーストを用いて出発し、いわゆる「
積層クリーンシート」技術によって、金、銀または銅よ
り融点の低い焼成温度でその基板を製造するための工程
及び材料に関する。
従来、半導体素子を搭載する基板としてはアルミナか基
板材料とした多層回路基板が用いられてきた。アルミナ
は熱伝導性および機械的強度が優れているが焼結温度が
１５００℃以上と極めて高く、そのため多層配線を形成
する導体としてはモリングマランなどの高融点金属が用
いられている。
板材料とした多層回路基板が用いられてきた。アルミナ
は熱伝導性および機械的強度が優れているが焼結温度が
１５００℃以上と極めて高く、そのため多層配線を形成
する導体としてはモリングマランなどの高融点金属が用
いられている。
しかは、これらり導体材料は電気抵抗が高いので高密度
配線を形成するため配線巾を１００μｍ以下まで細くす
ると導体抵抗が問題となり伝送損失が大きくなる、雑音
の発生を伴うといった欠点を有している。そこでこれら
より固有抵抗の低い銅を導体材料として用いた多層配線
基板に対する要求が高まってきた。
配線を形成するため配線巾を１００μｍ以下まで細くす
ると導体抵抗が問題となり伝送損失が大きくなる、雑音
の発生を伴うといった欠点を有している。そこでこれら
より固有抵抗の低い銅を導体材料として用いた多層配線
基板に対する要求が高まってきた。
さらにアルミナは誘電率が比較的高いので儒号伝送の遅
延を伴うという欠点があり、また、シリコン集積回路チ
ップを半田で直接接続する場合、アルミナとシリコンの
熱膨張係数が一致しないため、熱サイクルによった発生
した応力によりはんだ後続部が破壊するという欠点であ
る。
延を伴うという欠点があり、また、シリコン集積回路チ
ップを半田で直接接続する場合、アルミナとシリコンの
熱膨張係数が一致しないため、熱サイクルによった発生
した応力によりはんだ後続部が破壊するという欠点であ
る。
このような問題を解決するには低誘電率で焼成温度が低
く、かつシリコンと熱膨張係数が一致する材料で基板を
形成すればよい。
く、かつシリコンと熱膨張係数が一致する材料で基板を
形成すればよい。
そこでこのような目的を満たすものとして納品化ガラス
基板、セラミックフィラーを分散したガラス基板が注目
されている。
基板、セラミックフィラーを分散したガラス基板が注目
されている。
本発明は半導体素子を高密度実装するのに適した基板と
してセラミックがガラス相に均一に分散されておりかつ
、基板内のボイドが少なく、かつ焼成を低温で行うこと
が可能なガラスセラミック基体を提供することを目的と
する。
してセラミックがガラス相に均一に分散されておりかつ
、基板内のボイドが少なく、かつ焼成を低温で行うこと
が可能なガラスセラミック基体を提供することを目的と
する。
従来のセラミックフィラを分散したガラス基板の製造に
おいてはセラミックフィラーとガラスの濡れが悪いため
焼結後ガラスセラミック基体の内部にボイドが残留しや
すく機械的強度が低下する、表面の荒さが多いとハラ問
題が生じる。
おいてはセラミックフィラーとガラスの濡れが悪いため
焼結後ガラスセラミック基体の内部にボイドが残留しや
すく機械的強度が低下する、表面の荒さが多いとハラ問
題が生じる。
セラミックフィラとガラスの濡れを良（する方法として
軟化点が低く流動性の良いガラス組成物を用いればよい
が、このようなガラス組成物は熱膨張係数が大きいため
シリコンと熱膨張が整合したガラス−セラミック基体を
うろことができない。
軟化点が低く流動性の良いガラス組成物を用いればよい
が、このようなガラス組成物は熱膨張係数が大きいため
シリコンと熱膨張が整合したガラス−セラミック基体を
うろことができない。
上記目的を達成するために、フィラー粒子の表面を母相
のガラスより軟化点の低いガラス組成物で被覆し、該フ
ィラー粒子と母相となるガラス粒子とを均一に混合、成
型した後、焼成して構成したとものである。
のガラスより軟化点の低いガラス組成物で被覆し、該フ
ィラー粒子と母相となるガラス粒子とを均一に混合、成
型した後、焼成して構成したとものである。
より具体的には目的とした組成のガラスが得られるよう
に複数種のアルコキシドの混合溶液を作り、この混合溶
液を加水分解させて結合反応を起させる際にアルミナ等
のセラミックフィラーを一緒に混入しておくことにより
目的としたガラス組成比の酸化物で覆われたフィラー粉
末の泥しようをうる。このようにして処理した泥しよう
をこのゲルに対応するガラス転移温度で仮焼成し薄いガ
ラスで覆われたフィラーを形成する。
に複数種のアルコキシドの混合溶液を作り、この混合溶
液を加水分解させて結合反応を起させる際にアルミナ等
のセラミックフィラーを一緒に混入しておくことにより
目的としたガラス組成比の酸化物で覆われたフィラー粉
末の泥しようをうる。このようにして処理した泥しよう
をこのゲルに対応するガラス転移温度で仮焼成し薄いガ
ラスで覆われたフィラーを形成する。
次にこのようにして作ったフィラーと母相となるガラス
粒子、例えば硼硅酸ガラスの粉末をホールミル等の混合
機で湿式混合して均一に分散されたフィラーガラス混合
粉を形成する。この混合粉を成型した後、焼成してボイ
ドがほとんどないフィラー粉末が均一に分数したガラス
セラミック基板が得られる。
粒子、例えば硼硅酸ガラスの粉末をホールミル等の混合
機で湿式混合して均一に分散されたフィラーガラス混合
粉を形成する。この混合粉を成型した後、焼成してボイ
ドがほとんどないフィラー粉末が均一に分数したガラス
セラミック基板が得られる。
フィラー／ガラス複合体の焼結過程ではガラス粒子が軟
化・流動し、フィラーを覆った後、ガラスの表面張力に
よる収縮によってボイドが焼結体の外部へ除去されて微
密化が進む。
化・流動し、フィラーを覆った後、ガラスの表面張力に
よる収縮によってボイドが焼結体の外部へ除去されて微
密化が進む。
しかし、シリコンと熱膨張係数が整合するフィラー／ガ
ラス複合体においてはガラス相の熱膨張件数を４Ｘ１ｏ
−’、／℃以下にする必要があり、軟化点が上ってしま
い、１０００℃以下の低温で焼成すると焼結過程でガラ
スの流動性が悪く、フィラーとガラスの濡れが悪いため
フィラー粒子間をガラスが埋めることができる。空隙と
して残ってしまい、機械的強度が低くなってしまう。
ラス複合体においてはガラス相の熱膨張件数を４Ｘ１ｏ
−’、／℃以下にする必要があり、軟化点が上ってしま
い、１０００℃以下の低温で焼成すると焼結過程でガラ
スの流動性が悪く、フィラーとガラスの濡れが悪いため
フィラー粒子間をガラスが埋めることができる。空隙と
して残ってしまい、機械的強度が低くなってしまう。
本発明によればフィラーの表面が軟化点の低いガラスで
薄く被覆されているため、フィラー／ガラス複合体の焼
結過程でフィラーの表面が十分流動しており、濡れ性に
とんでいるため、母相となるガラスが流動するとフィラ
ーとガラス相がよく濡れてフィラー粒子間をガラス相が
空隙を生じさせることなくうめるので、空隙やボイドを
生じさせない。また、軟化点の低いガラスはフィラーの
表面を薄く覆っているため、ガラス／フィラー複合体に
おいて母相ガラスに対する被覆ガラスの体積分率が小さ
いため、被覆してないガラス／フィラー複合体と特性が
かわらない、即ち、誘電率、熱膨張係数や機械的性質と
いったガラス／フィラ。
薄く被覆されているため、フィラー／ガラス複合体の焼
結過程でフィラーの表面が十分流動しており、濡れ性に
とんでいるため、母相となるガラスが流動するとフィラ
ーとガラス相がよく濡れてフィラー粒子間をガラス相が
空隙を生じさせることなくうめるので、空隙やボイドを
生じさせない。また、軟化点の低いガラスはフィラーの
表面を薄く覆っているため、ガラス／フィラー複合体に
おいて母相ガラスに対する被覆ガラスの体積分率が小さ
いため、被覆してないガラス／フィラー複合体と特性が
かわらない、即ち、誘電率、熱膨張係数や機械的性質と
いったガラス／フィラ。
−複合体の性質を変えることなく、焼結後のボイドを減
らすことができる。
らすことができる。
以下実施例について説明する。
フィラーとしては粒径数μｍのアルミナを用い、一方、
被覆ガラスとしては硼硅酸鉛ガラスを使用し、これは硼
素と硅素と鉛のアルコキシドすなわちＢ（ＯＣ，Ｈ６）
、とＳ ｉ（ＯＣ−Ｈ−）４とＰ ｂ （ＯＣ２Ｈ５）
、とをモル比が２：３：１の割合で混合し塩酸を触媒と
して加水分解を行ないＢ○と８１０とＰＯで被覆された
アルミナを作った。
被覆ガラスとしては硼硅酸鉛ガラスを使用し、これは硼
素と硅素と鉛のアルコキシドすなわちＢ（ＯＣ，Ｈ６）
、とＳ ｉ（ＯＣ−Ｈ−）４とＰ ｂ （ＯＣ２Ｈ５）
、とをモル比が２：３：１の割合で混合し塩酸を触媒と
して加水分解を行ないＢ○と８１０とＰＯで被覆された
アルミナを作った。
さらにこのアルミナを４００℃で仮焼して酸化物ケルを
ガラス相にした後粉砕した。
ガラス相にした後粉砕した。
ここでアルミナを被覆したガラス相との重量比率は１０
二ｌとした。このようにして得たガラス被覆フィラーと
母相となる硼硅酸ガラスをガラス被覆アルミナ ３０〜
８０％ 硼硅酸鉛ガラス ２０〜７０％ の割合で配合し、ボールミルで混合してアルミナガラス
の混合粉を得た。
二ｌとした。このようにして得たガラス被覆フィラーと
母相となる硼硅酸ガラスをガラス被覆アルミナ ３０〜
８０％ 硼硅酸鉛ガラス ２０〜７０％ の割合で配合し、ボールミルで混合してアルミナガラス
の混合粉を得た。
次に成形型に入れ１５０℃、２００ＭＰａの圧力で成形
してシートを作り、Ｃｕペーストを用いて配線パターン
を作り、かかるシートを積層し、先し同じ圧力で加圧し
一体化した後、９００℃で２時間焼成することにより多
層基板を得ることができた。
してシートを作り、Ｃｕペーストを用いて配線パターン
を作り、かかるシートを積層し、先し同じ圧力で加圧し
一体化した後、９００℃で２時間焼成することにより多
層基板を得ることができた。
次に本発明の別の実施例を説明する。
フィラとしては粒径数μｍのムライトを用い、一方、被
覆ガラスとしては硼硅酸ガラスを使用しこれは硼素と硅
素のアルコキシドすなわちＢ（ＯＣ，Ｈｓ）、と５ｉ（
ＯＣ，Ｈ６）４とをモル比が３＝５の割合になるように
混合し、アンモニア水を触媒として加水分解を行ないＢ
−０−８−０で被覆されたムライトを作った。さらにこ
のムライトを６００℃で仮焼して酸化物ゲルをガラスに
した後、粉砕し、粒子分離を行なった。
覆ガラスとしては硼硅酸ガラスを使用しこれは硼素と硅
素のアルコキシドすなわちＢ（ＯＣ，Ｈｓ）、と５ｉ（
ＯＣ，Ｈ６）４とをモル比が３＝５の割合になるように
混合し、アンモニア水を触媒として加水分解を行ないＢ
−０−８−０で被覆されたムライトを作った。さらにこ
のムライトを６００℃で仮焼して酸化物ゲルをガラスに
した後、粉砕し、粒子分離を行なった。
ここでムライトと被覆したガラスとの重量比率は１０：
１とした。このようにして得たガラス被覆ムライトを母
相となるガラスと ガラス被覆ムライト ３０〜８０％ 硼硅酸ガラス ２０〜７０％ の割合で配合し、ボールミルで混合して、ムライトガラ
スの混合粉を得た。
１とした。このようにして得たガラス被覆ムライトを母
相となるガラスと ガラス被覆ムライト ３０〜８０％ 硼硅酸ガラス ２０〜７０％ の割合で配合し、ボールミルで混合して、ムライトガラ
スの混合粉を得た。
次に適当な有機バインダおよび溶剤とともに混合し、成
型可能なスラリを得た。バインダとしては例えばフタル
酸ジブチルまたはフタル酸ジオクチル等の可塑剤を含む
ポリヒンルプチラール樹脂がある。溶剤としてはトリク
レン、パークレンとワーブタノールの混合液を用いた。
型可能なスラリを得た。バインダとしては例えばフタル
酸ジブチルまたはフタル酸ジオクチル等の可塑剤を含む
ポリヒンルプチラール樹脂がある。溶剤としてはトリク
レン、パークレンとワーブタノールの混合液を用いた。
このようにして用意したスラリーをドクターブレード技
術を用いて薄い生シートに成型した。
術を用いて薄い生シートに成型した。
成型したシートは切断装置で必要な大きさに切す揃え、
穿孔機を用いて必要な位置に貫通孔をあけた。
穿孔機を用いて必要な位置に貫通孔をあけた。
ついでスクリーン印刷法により個々のグリーンシートの
貫通孔中に金、銀または銅の導体ペーストを充填した。
貫通孔中に金、銀または銅の導体ペーストを充填した。
そのあと個々のグリーンシートに必要な導体パターンを
スクリーン印刷した。
スクリーン印刷した。
これらのグリーンシートを積層プレマ中で積層圧積した
。
。
この積層体を焼結温度まで加熱し、バインダを除去し、
ガラス粒子を溶融させて、フィラー粒子間をガラスで埋
め、導体パターン中の金属粒子を焼結させて金属配線お
よび貫通孔を形成した。
ガラス粒子を溶融させて、フィラー粒子間をガラスで埋
め、導体パターン中の金属粒子を焼結させて金属配線お
よび貫通孔を形成した。
〔発明の効果］
本発明のよればアルミナ等のセラミックフィラーの表面
が濡れ性にすくれたガラス相で覆われているため、焼成
過程でセラミックフィラと母相となるガラス相がよく融
合し、母相ガラスに熱膨張係数が低く、軟化点の高いガ
ラスを用いてもボイドがなく、機械的強度の高いガラス
ーセラミック基体が得られる。
が濡れ性にすくれたガラス相で覆われているため、焼成
過程でセラミックフィラと母相となるガラス相がよく融
合し、母相ガラスに熱膨張係数が低く、軟化点の高いガ
ラスを用いてもボイドがなく、機械的強度の高いガラス
ーセラミック基体が得られる。
Claims (5)
- １．ガラスとセラミックフィラーとからなり、該フイラ
ー粒子の表面を該ガラスの軟化点より低いガラスを薄く
覆った後、該フィラー粒子と該ガラス粒子を混合、成形
し、焼結したことを特徴とするガラス−セラミック基板 - ２．前記被覆ガラスが母相のガラスより軟化点が５０℃
以上低くしたガラス組成物で構成された請求項第１項記
載のガラス−セラミック基板 - ３．被覆ガラスの母相ガラスに対する割合が体積百率で
１／３以下になるよう構成された請求項第１項記載のガ
ラス−セラミック基板 - ４．前記セラミックフィラーの粒径が１〜５μｍの範囲
にある請求項第１項のガラス−セラミック基体 - ５．フィラー粒子への薄いガラスの被覆法としてフィラ
ー粒子を浸漬した金属アルコキシド溶液を加水分解し、
酸化物ケルで被覆したフィラー粒子を加処理して形成し
た請求項第１項のガラス−セラミック基板
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329101A JPH04206552A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ガラス―セラミック基体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329101A JPH04206552A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ガラス―セラミック基体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206552A true JPH04206552A (ja) | 1992-07-28 |
Family
ID=18217622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2329101A Pending JPH04206552A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ガラス―セラミック基体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04206552A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07173410A (ja) * | 1993-10-07 | 1995-07-11 | Heraeus Kulzer Gmbh | 残留性無機フィラーおよびその製造法 |
| JP2001342074A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-11 | Kyocera Corp | 複合粒子 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2329101A patent/JPH04206552A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07173410A (ja) * | 1993-10-07 | 1995-07-11 | Heraeus Kulzer Gmbh | 残留性無機フィラーおよびその製造法 |
| JP2001342074A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-11 | Kyocera Corp | 複合粒子 |
| JP4702979B2 (ja) * | 2000-05-31 | 2011-06-15 | 京セラ株式会社 | 複合粒子 |
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