JPH0474751A - 多層セラミック配線基板の製造方法 - Google Patents
多層セラミック配線基板の製造方法Info
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- JPH0474751A JPH0474751A JP2181407A JP18140790A JPH0474751A JP H0474751 A JPH0474751 A JP H0474751A JP 2181407 A JP2181407 A JP 2181407A JP 18140790 A JP18140790 A JP 18140790A JP H0474751 A JPH0474751 A JP H0474751A
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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]
本発明はガラスセラミック多層回路基板、より具体的に
は金、銀または銅の厚膜からなる導体パターンを内部に
含む焼結したガラス−セラミック絶縁体から成る多層回
路基板に関する。さらに詳しくはガラス/セラミック混
合粉末を含むグリーンシートおよびに金、銀または綱の
微細な粉末を含む導体ペーストから出発し、用いた導体
金属の融点を越ない焼成温度でこれらをガラスセラミッ
クスと一緒に焼結させるグリーンシート積層法による多
層回路基板の製造方法に関する。
は金、銀または銅の厚膜からなる導体パターンを内部に
含む焼結したガラス−セラミック絶縁体から成る多層回
路基板に関する。さらに詳しくはガラス/セラミック混
合粉末を含むグリーンシートおよびに金、銀または綱の
微細な粉末を含む導体ペーストから出発し、用いた導体
金属の融点を越ない焼成温度でこれらをガラスセラミッ
クスと一緒に焼結させるグリーンシート積層法による多
層回路基板の製造方法に関する。
[従来の技術]
セラミック多層配線基板は、一般にモリブデン。
タングステンなどの高融点金属を配線導体とする。
しかし、これらの導体金属は電気抵抗が大きいので、伝
送損失が大きく、雑音の発生を伴うという欠点を有して
いる。そこでこれらより電気抵抗が低い金、銀または綱
を配線導体として用いた多層回路基板に対する要求が高
まってきた。モリブデン、タングステンなどは高温で焼
結するため、絶縁基体としてはこれらの導体金属と一緒
に焼成できる高融点のアルミナを主成分とするセラミッ
クスが用いられてきた。アルミナは熱伝導性、および強
度が優れているが、誘電率が比較的高いので信号伝送の
遅延を伴うという欠点があり、また、シリコン集積回路
チップをアルミナ系基板にはんだで直接接続する場合、
シリコンの熱膨張係数(約35 x 107/ ’C)
に比らベアルミナは比較的高い熱膨張係数(約65〜7
Q X I O−7/ ’C)を持つため、シリコン
集積回路チップの動作に伴って発生する熱サイクルによ
りはんだ接続部が破壊するという欠点もある。
送損失が大きく、雑音の発生を伴うという欠点を有して
いる。そこでこれらより電気抵抗が低い金、銀または綱
を配線導体として用いた多層回路基板に対する要求が高
まってきた。モリブデン、タングステンなどは高温で焼
結するため、絶縁基体としてはこれらの導体金属と一緒
に焼成できる高融点のアルミナを主成分とするセラミッ
クスが用いられてきた。アルミナは熱伝導性、および強
度が優れているが、誘電率が比較的高いので信号伝送の
遅延を伴うという欠点があり、また、シリコン集積回路
チップをアルミナ系基板にはんだで直接接続する場合、
シリコンの熱膨張係数(約35 x 107/ ’C)
に比らベアルミナは比較的高い熱膨張係数(約65〜7
Q X I O−7/ ’C)を持つため、シリコン
集積回路チップの動作に伴って発生する熱サイクルによ
りはんだ接続部が破壊するという欠点もある。
銅を配線導体とする多層回路基板において、絶縁基体と
して金、銀または銅と一緒に焼成可能な900〜100
0℃で焼結できるガラス/フィラー分散系セラミックス
即ちガラスにセラミックスフィラーを分散させたガラス
セラミックが注目されている。
して金、銀または銅と一緒に焼成可能な900〜100
0℃で焼結できるガラス/フィラー分散系セラミックス
即ちガラスにセラミックスフィラーを分散させたガラス
セラミックが注目されている。
[発明が解決しようとする課題]
一般にこのようなガラスにフィラーを分散させたセラミ
ック誘電体構造を用いたガラス−セラミック多重層回路
基板は、通常使用される範囲の平均粒径が1〜5μmの
セラミックフィラーとガラス微粒子を所定の割きになる
よう秤量し、ボールミルを用いて混合し、ガラスとフィ
ラーの混合粉末を得た。混合した粉末を熱可塑性ポリマ
ーおよび溶媒に混合したガラスセラミックスラリ−を用
い、ガラスセラミックグリーンシー)−を形成した。よ
り詳しく述べるならば、このスラリーをドクターブレー
ド技術を用いてガラスセラミックのグリーンシートまた
はスリッ′プの形に成形または塗布し。
ック誘電体構造を用いたガラス−セラミック多重層回路
基板は、通常使用される範囲の平均粒径が1〜5μmの
セラミックフィラーとガラス微粒子を所定の割きになる
よう秤量し、ボールミルを用いて混合し、ガラスとフィ
ラーの混合粉末を得た。混合した粉末を熱可塑性ポリマ
ーおよび溶媒に混合したガラスセラミックスラリ−を用
い、ガラスセラミックグリーンシー)−を形成した。よ
り詳しく述べるならば、このスラリーをドクターブレー
ド技術を用いてガラスセラミックのグリーンシートまた
はスリッ′プの形に成形または塗布し。
次に溶媒を揮発させて凝集し、薄い柔軟なグリーンシー
トを形成した。
トを形成した。
次に所望の多層回路基板を構成するため、各層間の相互
接続ができるように構成シートにパイ7ホールを形成し
、金、銀または銅等の導体ペーストを各シートのバイア
ホールに充填した。その後上記グリーンシート上にスク
リーン印刷法を用いて金、銀または胴の微細な粉末を含
む導体ペーストを特定パターンに形成し、所定の数の構
成グリーンシートを所定の順序で互いに整合するように
積み重ねた。次にグリーンシートの積、1体は隣接する
各層間の結合が分離せず、また各層の電気伝導体形成パ
ターンがバイアホールに充填した電気伝導体を介して相
互に接続できるように所定の温度と圧力で接着し、一体
化したグリーンシート積層体を形成した。
接続ができるように構成シートにパイ7ホールを形成し
、金、銀または銅等の導体ペーストを各シートのバイア
ホールに充填した。その後上記グリーンシート上にスク
リーン印刷法を用いて金、銀または胴の微細な粉末を含
む導体ペーストを特定パターンに形成し、所定の数の構
成グリーンシートを所定の順序で互いに整合するように
積み重ねた。次にグリーンシートの積、1体は隣接する
各層間の結合が分離せず、また各層の電気伝導体形成パ
ターンがバイアホールに充填した電気伝導体を介して相
互に接続できるように所定の温度と圧力で接着し、一体
化したグリーンシート積層体を形成した。
その後、上記グリーンシート積層体を焼成することによ
ってバインダを焼尽し、ガラスセラミックおよび金、銀
または胴等の金属微粒子を焼結し、内部に所望の導体パ
ターンを有するガラスセラミック多層回路基板を形成し
た。
ってバインダを焼尽し、ガラスセラミックおよび金、銀
または胴等の金属微粒子を焼結し、内部に所望の導体パ
ターンを有するガラスセラミック多層回路基板を形成し
た。
従来のこのガラスセラミック多層回路基板の製造方法に
おいてはガラス微粒子とセラミックフィラーの粒子径の
比が考慮されておらず、はぼ同一の粒子径のものが用い
られてきた。その結果、上記したグリーンシート積層体
において、フィラー粒子の回りを固体のガラス粒子で覆
うことが困難となり、ガラス粒子とフィラー粒子間に大
きな空隙を生じる。
おいてはガラス微粒子とセラミックフィラーの粒子径の
比が考慮されておらず、はぼ同一の粒子径のものが用い
られてきた。その結果、上記したグリーンシート積層体
において、フィラー粒子の回りを固体のガラス粒子で覆
うことが困難となり、ガラス粒子とフィラー粒子間に大
きな空隙を生じる。
このようなガラス/フィラー混合系グリーンシ−ト積層
体を焼成すると焼成工程中にバインダが焼尽したあと、
上記したガラス粒子間、フィラー粒子間ならびにガラス
フィラー粒子間の空隙によってガラス−フィラーのマト
リックス層中に気泡を生じる。すなわち、このような気
泡はガラスの固体粒子が軟化し、隣接下る粒子と結合ま
たは合体しはじめる時形成され、さらに詳しく述べるな
らば、隣接する固体のガラス粒子間ならびにガラス粒子
とフィラー粒子間が接合し始めるとき蘭頂された空洞が
形成されるが、このような空洞は他のガラス粒子対なら
びにフィラーガラス粒子対の間にも成長し続けて、最終
的にす八での粒子間に成長し、気泡のネットワークがガ
ラス−フィラーのマトリックス全体に生じる。このよう
な気泡のネットワークはガラス−セラミック誘電体構造
の強度を著しく低下させる。
体を焼成すると焼成工程中にバインダが焼尽したあと、
上記したガラス粒子間、フィラー粒子間ならびにガラス
フィラー粒子間の空隙によってガラス−フィラーのマト
リックス層中に気泡を生じる。すなわち、このような気
泡はガラスの固体粒子が軟化し、隣接下る粒子と結合ま
たは合体しはじめる時形成され、さらに詳しく述べるな
らば、隣接する固体のガラス粒子間ならびにガラス粒子
とフィラー粒子間が接合し始めるとき蘭頂された空洞が
形成されるが、このような空洞は他のガラス粒子対なら
びにフィラーガラス粒子対の間にも成長し続けて、最終
的にす八での粒子間に成長し、気泡のネットワークがガ
ラス−フィラーのマトリックス全体に生じる。このよう
な気泡のネットワークはガラス−セラミック誘電体構造
の強度を著しく低下させる。
さらにはガラスとフィラーの粒子径が比較的近いため、
焼結熱処理によって形成されたセラミックフィラーとガ
ラスのマトリックスからなるガラスセラミック誘電体構
造においてガラス相中にフィラーが分散した微細構造と
なり、フィラー粒子間が離れてしまうため十分な強度が
得られないという問題を生じる。
焼結熱処理によって形成されたセラミックフィラーとガ
ラスのマトリックスからなるガラスセラミック誘電体構
造においてガラス相中にフィラーが分散した微細構造と
なり、フィラー粒子間が離れてしまうため十分な強度が
得られないという問題を生じる。
本発明の主な目的は、木質的に非多孔質でありかつ、フ
ィラーの稠密なネットワークからなり、ガラスがそのよ
うなネットワークのすき開をうめるようなガラスセラミ
ック誘電体構造をもつ多層回路基板の製造方法を与える
ことである。このような誘電体構造は、従来の粒子径の
ガラス粒子およびフィラーを用いて焼結したガラスフィ
ラー誘電体構造以上に高い破壊強度を与える。
ィラーの稠密なネットワークからなり、ガラスがそのよ
うなネットワークのすき開をうめるようなガラスセラミ
ック誘電体構造をもつ多層回路基板の製造方法を与える
ことである。このような誘電体構造は、従来の粒子径の
ガラス粒子およびフィラーを用いて焼結したガラスフィ
ラー誘電体構造以上に高い破壊強度を与える。
本発明の他の目的は金、銀または銅の導体パターンを内
部に有するガラスセラミックの多層回路基板の製造方法
を与える。
部に有するガラスセラミックの多層回路基板の製造方法
を与える。
[課運を解決するための手段]
上記目的を達成するために、本発明の多層回路基板の製
造においてセラミックフィラーの粒子径を1〜5μmと
し、該フィラー粒子径に対して固体のガラス粒子の粒子
径を3分の1以下にしたものである。
造においてセラミックフィラーの粒子径を1〜5μmと
し、該フィラー粒子径に対して固体のガラス粒子の粒子
径を3分の1以下にしたものである。
さらに該フィラー粉末が体積%表示で20〜70%、該
ガラス粉末が30〜80%とからなり。
ガラス粉末が30〜80%とからなり。
該ガラス粉末は体積%表示で
SiO220〜70%
AQ□0. 1〜20%
B20. 15〜40%
Ro 2〜5o%R:アルカリ土類金属Na
2O十に20 1〜5% からなる組成物で、ガラスセラミック構造体を形成する
ものである。
2O十に20 1〜5% からなる組成物で、ガラスセラミック構造体を形成する
ものである。
本発明におけるガラスセラミック多層回路基板の製造方
法における限定理由は以下の通りである。
法における限定理由は以下の通りである。
ガラス粒子の粒径をフィラーの粒径の1/3以上にする
とフィラー粒子の周囲をガラス粒子が覆う二とができな
くなり、焼成後の多層回路基板に空隙が残留し1強度が
低下する。
とフィラー粒子の周囲をガラス粒子が覆う二とができな
くなり、焼成後の多層回路基板に空隙が残留し1強度が
低下する。
また、ガラス粒子の含有量が30vo 1%より少ない
と焼結温度が高くなり、金、銀または銅等の導体材料と
一緒に焼成することができない。−方、ガラス粒子の含
有量が80vo 1%を越えると該多層回路基板の微細
構造がガラスマトリックス中にフィラーが分散した構造
となり、該多層回路基板の破壊強度が低下し、好ましく
ない。
と焼結温度が高くなり、金、銀または銅等の導体材料と
一緒に焼成することができない。−方、ガラス粒子の含
有量が80vo 1%を越えると該多層回路基板の微細
構造がガラスマトリックス中にフィラーが分散した構造
となり、該多層回路基板の破壊強度が低下し、好ましく
ない。
フィラー粒径が5μmを越えると多層回路基板内に形成
されるフィラーネットワークが密でなくなるため、破壊
強度が低下し、好ましくない。フィラーの粒径が1μm
より小さいと生シートの成形が困難となり、多層回路基
板を製造することができない。
されるフィラーネットワークが密でなくなるため、破壊
強度が低下し、好ましくない。フィラーの粒径が1μm
より小さいと生シートの成形が困難となり、多層回路基
板を製造することができない。
本発明におけるガラス粒子としては誘電率が低く、かつ
熱膨張係数が小さい次の組成を有するものが好ましい、
即ち重量%表示で、 S i 0. 20〜70% AQ20. 2〜20% B、0. 15〜40% Ro 2〜50%(Rはアルカリ土類金属)
Na20+に、01〜5% Sin、が2o%より少ないと軟化温度が低くなり、多
層回路基板の焼成温度においてガラスが比較的高い流動
性をもつため埋め込まれた内部導体パターンが過剰に移
動し、また満足すべき歪および寸法に関する厳しい公差
を達成することができない。70%を越えると焼結温度
が高くなり過ぎ、金、銀、または胴といった低抵抗の金
属と一緒に焼成することができず好ましくない。
熱膨張係数が小さい次の組成を有するものが好ましい、
即ち重量%表示で、 S i 0. 20〜70% AQ20. 2〜20% B、0. 15〜40% Ro 2〜50%(Rはアルカリ土類金属)
Na20+に、01〜5% Sin、が2o%より少ないと軟化温度が低くなり、多
層回路基板の焼成温度においてガラスが比較的高い流動
性をもつため埋め込まれた内部導体パターンが過剰に移
動し、また満足すべき歪および寸法に関する厳しい公差
を達成することができない。70%を越えると焼結温度
が高くなり過ぎ、金、銀、または胴といった低抵抗の金
属と一緒に焼成することができず好ましくない。
AQ、O,が2%より少ないと多層回路基板の耐湿性が
劣り、20%を越えると軟化温度が高くなり、ガラスセ
ラミックの焼結温度が高くなり過ぎいずれも好ましくな
い。
劣り、20%を越えると軟化温度が高くなり、ガラスセ
ラミックの焼結温度が高くなり過ぎいずれも好ましくな
い。
B20.は15%より少ないと焼結温度が高くなり過ぎ
40%を越えるとガラスの化学的安定性が低下し、好ま
しくない。
40%を越えるとガラスの化学的安定性が低下し、好ま
しくない。
アルカリ土類着化物Mg○* Ca OT B a O
+Sr○はガラス粉末製造時の溶解性を向上させるため
、およびガラスの熱膨張係数を調整するため添加するも
ので、それらの総量が2%より少ないと上記溶解性が充
分に向上せず、50%を越えると熱膨張係数が大きくな
りすぎいずれも好ましくない。
+Sr○はガラス粉末製造時の溶解性を向上させるため
、およびガラスの熱膨張係数を調整するため添加するも
ので、それらの総量が2%より少ないと上記溶解性が充
分に向上せず、50%を越えると熱膨張係数が大きくな
りすぎいずれも好ましくない。
N a 20およびに、Oもガラス粉末製造時の溶解性
を向上させるため添加するもので、それらの総量が1%
以下では上記溶解性が充分向上せず、5%を越えると熱
1張が大きくなり、いず九も好ましくはない。
を向上させるため添加するもので、それらの総量が1%
以下では上記溶解性が充分向上せず、5%を越えると熱
1張が大きくなり、いず九も好ましくはない。
[作用コ
フィラー分散系ガラスセラミックの破壊強度はガラスに
対するフィラーの体積分率に依存しており、フィラーの
粒子径が細かく、かつ、フィラーの体積分率が大きいほ
ど破壊強度が高くなることが知られている。これはフィ
ラーによって応力の伝搬が多方向に分散されるのみなら
ず強度の弱いガラス相のクラックの伝搬が強度の高いフ
ィラーによって阻止されるからである。さらに具体的に
述べるならば、焼結工程を経たあと該フィラー分散系ガ
ラスセラミックの微細構造が細かいフィラー粒子の稠密
なネットワークのすき間を溶融したガラスが占めてフィ
ラー粒子間に空隙がないことが望ましい。
対するフィラーの体積分率に依存しており、フィラーの
粒子径が細かく、かつ、フィラーの体積分率が大きいほ
ど破壊強度が高くなることが知られている。これはフィ
ラーによって応力の伝搬が多方向に分散されるのみなら
ず強度の弱いガラス相のクラックの伝搬が強度の高いフ
ィラーによって阻止されるからである。さらに具体的に
述べるならば、焼結工程を経たあと該フィラー分散系ガ
ラスセラミックの微細構造が細かいフィラー粒子の稠密
なネットワークのすき間を溶融したガラスが占めてフィ
ラー粒子間に空隙がないことが望ましい。
従来のフィラー分散系ガラスセラミック系では焼成熱処
理工程を経る前においてガラスセラミック成形体の粒子
状のガラスとフィラーの粒子比が比較的近い。したがっ
て、焼結工程でフィラー粒子間が溶融したガラスで埋め
られ、空隙のないガラスセラミック構造体を形成するた
めには焼結熱処理前のガラスセラミック成形体において
フィラーの周囲をガラスの粒子で覆いつくす必要があり
。
理工程を経る前においてガラスセラミック成形体の粒子
状のガラスとフィラーの粒子比が比較的近い。したがっ
て、焼結工程でフィラー粒子間が溶融したガラスで埋め
られ、空隙のないガラスセラミック構造体を形成するた
めには焼結熱処理前のガラスセラミック成形体において
フィラーの周囲をガラスの粒子で覆いつくす必要があり
。
これを実現するため、フィラーに対するガラスの割合を
ふやさなれればならない。しかし、このような割合のガ
ラスセラミック成形体を焼結熱処理すると、その微細構
造はガラスのマトリックス相中にフィラー粒子が離散的
に分散した形蕩となり。
ふやさなれればならない。しかし、このような割合のガ
ラスセラミック成形体を焼結熱処理すると、その微細構
造はガラスのマトリックス相中にフィラー粒子が離散的
に分散した形蕩となり。
十分な破壊強度を得ることができない。
ガラスマトリックス相を減らすことによってフィラー粒
子を相互に接近せしめてフィラーの稠密なネットワーク
を形成することが考えられる。しかしかかる場合にも従
来のようにガラス粒子とフィラーの粒子径が比較的近い
ときにはフィラーに対するガラス粒子の割合を減らして
いくと、焼結工程でフィラー粒子のすき間を溶融したガ
ラスが埋めることができず、ガラスフィラー構造体中に
空隙のネットワークが形成され、ガラス−セラミック焼
結体の破壊強度が著しく低下する。
子を相互に接近せしめてフィラーの稠密なネットワーク
を形成することが考えられる。しかしかかる場合にも従
来のようにガラス粒子とフィラーの粒子径が比較的近い
ときにはフィラーに対するガラス粒子の割合を減らして
いくと、焼結工程でフィラー粒子のすき間を溶融したガ
ラスが埋めることができず、ガラスフィラー構造体中に
空隙のネットワークが形成され、ガラス−セラミック焼
結体の破壊強度が著しく低下する。
フィラー分散系ガラスセラミックにおいて十分な破壊強
度を得るためには、最密充填したフィラーのネットワー
クのすき間を溶融したガラスがうめ、しかも該ネットワ
ークのすき間に空隙が残らないことが必要である。
度を得るためには、最密充填したフィラーのネットワー
クのすき間を溶融したガラスがうめ、しかも該ネットワ
ークのすき間に空隙が残らないことが必要である。
本発明によれば、ガラスの粒子径がフィラーの粒子径の
1/3以下の微粒子に抑えられているためフィラーに対
するガラス粒子の体積分率が少なくなってもフィラーの
周わりをガラスの粒子で薄く覆うことができる。したが
って、焼成工程を経たあと、比較的粗密なフィラーのネ
ットワークが形成され、かつフィラーのネットワークの
すき間を溶融したガラスが十分に埋めるため、該ネット
ワークのすき間に焼成後空隙を生ぜず、高い破壊強度が
得られる。
1/3以下の微粒子に抑えられているためフィラーに対
するガラス粒子の体積分率が少なくなってもフィラーの
周わりをガラスの粒子で薄く覆うことができる。したが
って、焼成工程を経たあと、比較的粗密なフィラーのネ
ットワークが形成され、かつフィラーのネットワークの
すき間を溶融したガラスが十分に埋めるため、該ネット
ワークのすき間に焼成後空隙を生ぜず、高い破壊強度が
得られる。
[実施例]
以下1本発明を実施例により具体的に説明する。
目標組成となるように各原料を調合し、これを白金ルツ
ボに入れ1350〜1500℃で2〜3時間加熱し、溶
融した。次いで溶融液を水中に投下して、透明なガラス
組成物のカレットを得た。この組成物を、湿式で、ボー
ルミル中で粉砕し、表1〜5に示すような平均粒径のガ
ラス粉末を得た。
ボに入れ1350〜1500℃で2〜3時間加熱し、溶
融した。次いで溶融液を水中に投下して、透明なガラス
組成物のカレットを得た。この組成物を、湿式で、ボー
ルミル中で粉砕し、表1〜5に示すような平均粒径のガ
ラス粉末を得た。
(以下余白)
(以下余白)
第3−1表
(以下余白)
(以下余白)
第2表
第3−2表
第4表
第5表
次いで、
このガラス粉末と所定の平均粒径をも
つセラミックフィラーを重量%で表1〜5に示す割合に
なるように秤量し、ボールミルで10時時間式混今し、
セラミックフィラーとガラス粉末の混合粉を得た。
なるように秤量し、ボールミルで10時時間式混今し、
セラミックフィラーとガラス粉末の混合粉を得た。
次いで、成形可能なスラリーを得るために有機バインダ
としてメチルメタクリレート4!1 、N、i=J逆剤
としてフタル駿ジブチルまたはフタル酸ジオクチル並び
に溶剤としてiリクロルエチレン石よびn−ブタノール
を加え、混合した。このスラリーから通常のドクターブ
レード技術を用いて、約0゜2〜0,3■の薄いシート
にした後、70℃で乾燥し、グリーンシート成形体を得
た。成形したシートは切断装置で必要な大きさに切り揃
え、せんこう機を用いて必要な位置に貫通孔をあけた。
としてメチルメタクリレート4!1 、N、i=J逆剤
としてフタル駿ジブチルまたはフタル酸ジオクチル並び
に溶剤としてiリクロルエチレン石よびn−ブタノール
を加え、混合した。このスラリーから通常のドクターブ
レード技術を用いて、約0゜2〜0,3■の薄いシート
にした後、70℃で乾燥し、グリーンシート成形体を得
た。成形したシートは切断装置で必要な大きさに切り揃
え、せんこう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シートの貫通孔に
金、銀または銅の導体ペース1〜を充填した。
金、銀または銅の導体ペース1〜を充填した。
さらに、これらのグリーンシート上に必要な導体パター
ンを印刷した。このようにして$備した複数のグリーン
シートを積み重ね、プレス中の所定の温度および圧力(
例えば、120℃でLOOkg/cm)で圧着すること
によりプレス成形体を得た。
ンを印刷した。このようにして$備した複数のグリーン
シートを積み重ね、プレス中の所定の温度および圧力(
例えば、120℃でLOOkg/cm)で圧着すること
によりプレス成形体を得た。
この成形体をプログラム焼成炉を用いて窒素と水素と水
蒸気の混合ガス中において焼成した。加熱速度はバイン
ダの完全な燃焼を実現するため100”C/h以下とし
た。バインダを除去したあとセラミックを焼結温度まで
加熱し、ガラス粒子を溶融させて、セラミックフィラー
の粒子間をガラスで埋めてフィラー分散ガラスセラミッ
クを焼結し。
蒸気の混合ガス中において焼成した。加熱速度はバイン
ダの完全な燃焼を実現するため100”C/h以下とし
た。バインダを除去したあとセラミックを焼結温度まで
加熱し、ガラス粒子を溶融させて、セラミックフィラー
の粒子間をガラスで埋めてフィラー分散ガラスセラミッ
クを焼結し。
導体パターン中の金属粒子を焼結させて内部金属配線お
よび貫孔穴導体を形成した。
よび貫孔穴導体を形成した。
第1表で明らかなようにガラス粒子径がフィラーの粒径
の1/3以下である試料番号! 、 5.6は破壊強度
が30kg/■1の高い機械的強度を有するが、ガラス
の粒子径がフィラーの粒子径とほぼ同じかそれ以上であ
る試料番号2 + 3 + 4 + 7は破壊強度が2
0 kg / am2以下で十分な機械的強度をもって
いない。
の1/3以下である試料番号! 、 5.6は破壊強度
が30kg/■1の高い機械的強度を有するが、ガラス
の粒子径がフィラーの粒子径とほぼ同じかそれ以上であ
る試料番号2 + 3 + 4 + 7は破壊強度が2
0 kg / am2以下で十分な機械的強度をもって
いない。
第2表で明らかなように実施例である試料番号8〜13
のフィラー含有量が20〜70vol′Aのものは破壊
強度が20kg/wa”であるが、比較例である試料番
号14.15は上記範囲をはずれるため、破壊強度は2
0kg/in2を割っている。試料番号14については
ガラス相中にフィラーが分散した微細構造となり、十分
な破壊強度が得られていない。試料番号15については
フィラー粒子間のすき闇をガラスが埋めることができず
フィラー粒子のネットワーク内に空隙を多数生じるため
十分な破壊強度が得られない。
のフィラー含有量が20〜70vol′Aのものは破壊
強度が20kg/wa”であるが、比較例である試料番
号14.15は上記範囲をはずれるため、破壊強度は2
0kg/in2を割っている。試料番号14については
ガラス相中にフィラーが分散した微細構造となり、十分
な破壊強度が得られていない。試料番号15については
フィラー粒子間のすき闇をガラスが埋めることができず
フィラー粒子のネットワーク内に空隙を多数生じるため
十分な破壊強度が得られない。
第3表で明らかなように
S i 0220〜70%
AQ20. 1〜20%
B□0. 15〜40%
Ca○+B a O+ M g○ 2−50%Na
、O+に20 1−5%の範囲の試料番号
15〜21は900〜1000℃で焼成でき、相対密度
は95%の値が得られている。
、O+に20 1−5%の範囲の試料番号
15〜21は900〜1000℃で焼成でき、相対密度
は95%の値が得られている。
比較例である試料番号22はAQ、○、含有量の多いガ
ラス成分を用いているため、焼結温度が上昇し、相対密
度が下がるため破壊強度が低い。
ラス成分を用いているため、焼結温度が上昇し、相対密
度が下がるため破壊強度が低い。
比較例である試料番号23はSiO□の含有量が多いガ
ラス成分を用いているため、焼結温度が上昇し、900
〜1000℃で焼成したのでは相対密度が低いため破壊
強度が低い。
ラス成分を用いているため、焼結温度が上昇し、900
〜1000℃で焼成したのでは相対密度が低いため破壊
強度が低い。
比較例である試料番号25はB20.の含有量が多いガ
ラス成分を用いているため、熱水に溶解するという欠点
を示す。
ラス成分を用いているため、熱水に溶解するという欠点
を示す。
比較例である試料番号24はB、O,の含有量が少ない
ガラス成分を用いているため、焼結温度が上昇し、90
0〜1000’Cの焼成温度では十分高い相対密度が得
られず、破壊強度も人権に低下する。
ガラス成分を用いているため、焼結温度が上昇し、90
0〜1000’Cの焼成温度では十分高い相対密度が得
られず、破壊強度も人権に低下する。
比較例である試料番号26はAQよ○、含有量の少ない
ガラス成分を用いているため、基板の化学的安定性が十
分でない。
ガラス成分を用いているため、基板の化学的安定性が十
分でない。
比較例である試料番号27はSjO□の含有量の少ない
ガラス成分を用いているため軟化点が低下し、多層回路
基板の焼成温において、ガラスが流動し、内部導体パタ
ーンが不均一に移動するという欠点を生じる。
ガラス成分を用いているため軟化点が低下し、多層回路
基板の焼成温において、ガラスが流動し、内部導体パタ
ーンが不均一に移動するという欠点を生じる。
比較例である試料番号28はアルカリ金属酸化物に20
+N a 、○の含有量が多いガラス成分を用いている
ため、多層回路基板の熱膨張係数が大きくない、大型の
シンコンチップを直接搭載することが困難となる。
+N a 、○の含有量が多いガラス成分を用いている
ため、多層回路基板の熱膨張係数が大きくない、大型の
シンコンチップを直接搭載することが困難となる。
第4表で明らかなようにフィラー粒径が大きい試料番号
29.30はフィラーを分散したガラスセラミックのフ
ィラーネットワークが密でないため、破壊強度が低い、
また、フィラー粒径が小さいものはドクターブレード法
でシートにしたあと。
29.30はフィラーを分散したガラスセラミックのフ
ィラーネットワークが密でないため、破壊強度が低い、
また、フィラー粒径が小さいものはドクターブレード法
でシートにしたあと。
乾燥すると5乾燥後グリーンシートに割れを生じた。
表5より明らかなようにセラミックフィラーとして、ア
ルミナ(An□○、)、コージュライト(2Mg0・2
S i O,・5AΩ20□)、β−スポジューメン
、α−石英(SiOよ)、ジルコニア(ZrO2)を単
独または併用した場合、十分な破壊強度が得られた。
ルミナ(An□○、)、コージュライト(2Mg0・2
S i O,・5AΩ20□)、β−スポジューメン
、α−石英(SiOよ)、ジルコニア(ZrO2)を単
独または併用した場合、十分な破壊強度が得られた。
[発明の効果コ
以上述べたように、ガラス粒子にフィラーを均一に分散
させたガラスセラミック成形体のガラス粒子径をフィラ
ーの1/3以下にすることにより、焼成工程を経たあと
のガラスセラミックの微細構造を比較的稠密に密接した
フィラーのすきゴロをガラスがうめた状態に形成するこ
とができるため、多、′!F回路基板の強度を従来の方
法によって形成したものより高くできる。
させたガラスセラミック成形体のガラス粒子径をフィラ
ーの1/3以下にすることにより、焼成工程を経たあと
のガラスセラミックの微細構造を比較的稠密に密接した
フィラーのすきゴロをガラスがうめた状態に形成するこ
とができるため、多、′!F回路基板の強度を従来の方
法によって形成したものより高くできる。
また、ガラスに対するフィラーの割合を70%まで増し
ても焼結熱処理を行なったあと、フィラー粒子のすき間
に空隙が残留しないため多層回路基板のさらなる高強度
化を達成することもできる。
ても焼結熱処理を行なったあと、フィラー粒子のすき間
に空隙が残留しないため多層回路基板のさらなる高強度
化を達成することもできる。
また本発明を用いて製造した多層回路基板は破壊強度が
高いため、LSIやICを高密度に実装でき、また装置
に組込まれても破壊する恐九がなし1゜ しかも、1000℃以下の低温で焼結することができる
ため、金、銀、または銅等の低抵抗の配線導体を使用す
ることができ、多層的配線の信号伝播特性が向上するだ
けでなく、配線内の信号伝播に伴なう減衰が少ないため
ノイズにχ響さiなし)。
高いため、LSIやICを高密度に実装でき、また装置
に組込まれても破壊する恐九がなし1゜ しかも、1000℃以下の低温で焼結することができる
ため、金、銀、または銅等の低抵抗の配線導体を使用す
ることができ、多層的配線の信号伝播特性が向上するだ
けでなく、配線内の信号伝播に伴なう減衰が少ないため
ノイズにχ響さiなし)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ガラスとフィラーの混合粉末を分散させた熱可塑性
有機バインダからなるグリーンシートを形成し、前記グ
リーンシートにスルーホールを穿設し、銅、銀、または
金等の金属粉末を含んでなる導体ペーストを前記スルー
ホールに充填するとともに各シートの表面に印刷して内
部配線用パターンを形成し、このようにして得られたグ
リーンシートを積層一体化してグリーンシート積層体を
作成し、前記グリーンシート積層体を予備焼成して含有
するバインダ類を除去した後、前記グリーンシート積層
体を焼成してガラス/セラミック混合粉を融合、焼結し
、内部に導体パターンを有するガラス−セラミック多層
配線基板の製造において、該ガラス−フィラー混合粉末
として粒径が1〜5μmのフィラー粉末、また粒径が該
フィラー粒径の3分の1以下のガラス粉末を用いたこと
を特徴とする、セラミック多層回路基板の製造方法。 2、前記ガラス−フィラー混合粉として体積%表示でフ
ィラー20〜70%、ガラス30〜80%とから構成さ
れる請求項1記載のセラミック多層回路基板の製造方法
。 3、前記フィラーはアルミナ、α−石英、コージェライ
ト、β−スポジューメン、安定化ジルコニアから選ばれ
た少くとも1者である請求項1記載のセラミック多層回
路基板の製造方法。 4、前記ガラスフリットは重量が SiO_220〜70% B_2O_315〜40% Al_2O_31〜20% BaO+CaO+MgO2〜50% Na_2O+K_2O1〜5% で構成される請求項1記載のセラミック多層回路基板の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2181407A JP3047985B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 多層セラミック配線基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2181407A JP3047985B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 多層セラミック配線基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0474751A true JPH0474751A (ja) | 1992-03-10 |
JP3047985B2 JP3047985B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=16100223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2181407A Expired - Fee Related JP3047985B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 多層セラミック配線基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3047985B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001010868A (ja) * | 1999-06-22 | 2001-01-16 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック基板用組成物およびセラミック回路部品 |
JP2002368421A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-20 | Murata Mfg Co Ltd | 多層セラミック基板の製造方法および多層セラミック基板 |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP2181407A patent/JP3047985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001010868A (ja) * | 1999-06-22 | 2001-01-16 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック基板用組成物およびセラミック回路部品 |
JP2002368421A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-20 | Murata Mfg Co Ltd | 多層セラミック基板の製造方法および多層セラミック基板 |
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---|---|
JP3047985B2 (ja) | 2000-06-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |