JPH0528867A - ガラスセラミツク基板の製造方法 - Google Patents
ガラスセラミツク基板の製造方法Info
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- JPH0528867A JPH0528867A JP20749191A JP20749191A JPH0528867A JP H0528867 A JPH0528867 A JP H0528867A JP 20749191 A JP20749191 A JP 20749191A JP 20749191 A JP20749191 A JP 20749191A JP H0528867 A JPH0528867 A JP H0528867A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼成時の収縮率を可及的に低減して寸法精度
の高い製品を得ることのできるガラスセラミック基板の
製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも、ガラスセラミック粉末を原料と
したグリーンシートを作成する工程と、耐火物粉末を原
料としたグリーンシートを作成する工程と、上記のガラ
スセラミック粉末を原料とした１枚以上のグリーンシー
トの両面を上記の耐火物粉末を原料としたグリーンシー
トで挟んで成形する工程と、その成形体を１１００℃以
下の温度で焼成する工程と、その焼成体から耐火物粉末
を除去する工程とを有することを特徴とする。
の高い製品を得ることのできるガラスセラミック基板の
製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも、ガラスセラミック粉末を原料と
したグリーンシートを作成する工程と、耐火物粉末を原
料としたグリーンシートを作成する工程と、上記のガラ
スセラミック粉末を原料とした１枚以上のグリーンシー
トの両面を上記の耐火物粉末を原料としたグリーンシー
トで挟んで成形する工程と、その成形体を１１００℃以
下の温度で焼成する工程と、その焼成体から耐火物粉末
を除去する工程とを有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばハイブリッドＩ
Ｃやマルチチップモジュール等に用いるガラスセラミッ
ク基板の製造方法に関する。
Ｃやマルチチップモジュール等に用いるガラスセラミッ
ク基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミック多層基板は、絶縁層と
してアルミナを用い、導体にタングステンあるいはモリ
ブデンを用いて１６００℃程度の温度で絶縁層と導体と
を同時焼成して製作されていた。また近年、低温焼成用
のセラミック多層基板として、ガラスセラミック系基板
が開発されている。この基板は、絶縁層としてガラス−
アルミナ系、結晶化ガラス系等の粉末にバインダと溶剤
を加えてスラリー状とし、ドクターブレードでグリーン
シートに成形した後、導体として通常の厚膜法で使用さ
れる金、銀、銅等のペーストを印刷して準備した各層を
積層して８００〜１１００℃で焼成して得られる。
してアルミナを用い、導体にタングステンあるいはモリ
ブデンを用いて１６００℃程度の温度で絶縁層と導体と
を同時焼成して製作されていた。また近年、低温焼成用
のセラミック多層基板として、ガラスセラミック系基板
が開発されている。この基板は、絶縁層としてガラス−
アルミナ系、結晶化ガラス系等の粉末にバインダと溶剤
を加えてスラリー状とし、ドクターブレードでグリーン
シートに成形した後、導体として通常の厚膜法で使用さ
れる金、銀、銅等のペーストを印刷して準備した各層を
積層して８００〜１１００℃で焼成して得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な積層体を焼成すると１０〜２０％収縮する。この収縮
率は、原料の組成、粒度、焼成温度、焼成時間、成形体
の密度等によって変化し、それぞれの変動が絡み合って
最終的な収縮率のバラツキとなって現れるので、寸法制
御が難しく、製品が所定の規格寸法精度を満たさないた
めに歩留まりが低下する等の問題があった。本発明は上
記の問題点に鑑みて提案されたもので、焼成時の収縮率
を可及的に低減して寸法精度の高い製品を得ることので
きるガラスセラミック基板の製造方法を提供することを
目的とする。
な積層体を焼成すると１０〜２０％収縮する。この収縮
率は、原料の組成、粒度、焼成温度、焼成時間、成形体
の密度等によって変化し、それぞれの変動が絡み合って
最終的な収縮率のバラツキとなって現れるので、寸法制
御が難しく、製品が所定の規格寸法精度を満たさないた
めに歩留まりが低下する等の問題があった。本発明は上
記の問題点に鑑みて提案されたもので、焼成時の収縮率
を可及的に低減して寸法精度の高い製品を得ることので
きるガラスセラミック基板の製造方法を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明によるガラスラミック基板の製造方法は、１
１００℃以下の温度で実質的に焼結しない耐火物粉末層
でガラスセラミック層を拘束して基板の面方向の焼成収
縮率を、可及的に低減することにより製品の寸法精度を
向上させるようにしたものである。すなわち、本発明に
よるガラスラミック基板の製造方法は、少なくとも、ガ
ラスセラミック粉末を原料としたグリーンシートを作成
する工程と、耐火物粉末を原料としたグリーンシートを
作成する工程と、上記のガラスセラミック粉末を原料と
した１枚以上のグリーンシートの両面を上記の耐火物粉
末を原料としたグリーンシートで挟んで加圧成形する工
程と、その成形体を１１００℃以下の温度で焼成する工
程と、その焼成体から耐火物粉末を除去する工程とを有
することを特徴とする。
めに本発明によるガラスラミック基板の製造方法は、１
１００℃以下の温度で実質的に焼結しない耐火物粉末層
でガラスセラミック層を拘束して基板の面方向の焼成収
縮率を、可及的に低減することにより製品の寸法精度を
向上させるようにしたものである。すなわち、本発明に
よるガラスラミック基板の製造方法は、少なくとも、ガ
ラスセラミック粉末を原料としたグリーンシートを作成
する工程と、耐火物粉末を原料としたグリーンシートを
作成する工程と、上記のガラスセラミック粉末を原料と
した１枚以上のグリーンシートの両面を上記の耐火物粉
末を原料としたグリーンシートで挟んで加圧成形する工
程と、その成形体を１１００℃以下の温度で焼成する工
程と、その焼成体から耐火物粉末を除去する工程とを有
することを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明において、ガラスセラミック粉末は１１
００℃以下で充分に焼成するものであればよく、ガラス
粉末としては例えば硼珪酸ガラスをベースに酸化鉛、酸
化亜鉛、アルカリ土類金属の酸化物などを含有する軟化
点６００〜８００℃の非晶質ガラス粉末、あるいは６０
０〜１１００℃で結晶化する結晶化ガラスなどが利用で
き、これにアルミナ、ジルコン、ムライト、コージェラ
イト、アノーサイト、シリカ等のセラミックフィラーを
混入させてもよい。そのガラス粉末とセラミックフィラ
ーの混合比率は、ガラスセラミック基板の抗折強度、誘
電率、緻密性等の性能を勘案して調整されるが、一般的
に重量比で１：１付近で用いることが多い。
００℃以下で充分に焼成するものであればよく、ガラス
粉末としては例えば硼珪酸ガラスをベースに酸化鉛、酸
化亜鉛、アルカリ土類金属の酸化物などを含有する軟化
点６００〜８００℃の非晶質ガラス粉末、あるいは６０
０〜１１００℃で結晶化する結晶化ガラスなどが利用で
き、これにアルミナ、ジルコン、ムライト、コージェラ
イト、アノーサイト、シリカ等のセラミックフィラーを
混入させてもよい。そのガラス粉末とセラミックフィラ
ーの混合比率は、ガラスセラミック基板の抗折強度、誘
電率、緻密性等の性能を勘案して調整されるが、一般的
に重量比で１：１付近で用いることが多い。
【０００６】一方、耐火物粉末は、１１００℃以下の温
度で実質的に焼結せず、かつガラスセラミック粉末と有
害な化学反応の起こらないことを条件として選定する。
その理由は、焼成工程で耐火物粉末が焼結またはガラス
セラミック粉末と化学反応をした場合には、耐火物層を
ガラスセラミック層から簡単に除去できなくなるからで
ある。上記のような耐火物粉末としては、例えばアルミ
ナ、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ
素、ムライト、酸化マグネシウム、炭化ケイ素などが利
用できる。その耐火物粉末の粒径は、大きいほうが焼成
後の除去が容易であるが、あまり大きいとガラスセラミ
ック基板の表面が粗くなるので０．５〜４μｍ程度のも
のが好ましい。
度で実質的に焼結せず、かつガラスセラミック粉末と有
害な化学反応の起こらないことを条件として選定する。
その理由は、焼成工程で耐火物粉末が焼結またはガラス
セラミック粉末と化学反応をした場合には、耐火物層を
ガラスセラミック層から簡単に除去できなくなるからで
ある。上記のような耐火物粉末としては、例えばアルミ
ナ、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ
素、ムライト、酸化マグネシウム、炭化ケイ素などが利
用できる。その耐火物粉末の粒径は、大きいほうが焼成
後の除去が容易であるが、あまり大きいとガラスセラミ
ック基板の表面が粗くなるので０．５〜４μｍ程度のも
のが好ましい。
【０００７】上述したガラスセラミック粉末および耐火
物粉末の試料を、それぞれバインダー、可塑剤、溶剤と
ともに混合してスラリー化し、各々をドクターブレード
法等でグリーンシートに作成するもので、上記のバイン
ダーとしては、例えばポリビニルブチラール、メタアク
リルポリマー、アクリルポリマー等を使用することがで
きる。また可塑剤としては例えばフタル酸の誘導体等を
使用することができ、溶剤としては例えばアルコール
類、ケトン類、塩素系有機溶剤等を使用することができ
る。
物粉末の試料を、それぞれバインダー、可塑剤、溶剤と
ともに混合してスラリー化し、各々をドクターブレード
法等でグリーンシートに作成するもので、上記のバイン
ダーとしては、例えばポリビニルブチラール、メタアク
リルポリマー、アクリルポリマー等を使用することがで
きる。また可塑剤としては例えばフタル酸の誘導体等を
使用することができ、溶剤としては例えばアルコール
類、ケトン類、塩素系有機溶剤等を使用することができ
る。
【０００８】ガラスセラミック粉末のグリーンシートの
厚さは、製造すべきガラスセラミック基板の抗折強度等
を勘案して適宜調整するもので、例えば３０〜２００μ
ｍ程度に成形する。また耐火物粉末のグリーンシートの
厚さは、あまり薄いと膜の強度が弱くてハンドリングが
悪く、また厚すぎると耐火物の使用量が多くなり不経済
であるので、３０〜２００μｍ程度が好ましい。
厚さは、製造すべきガラスセラミック基板の抗折強度等
を勘案して適宜調整するもので、例えば３０〜２００μ
ｍ程度に成形する。また耐火物粉末のグリーンシートの
厚さは、あまり薄いと膜の強度が弱くてハンドリングが
悪く、また厚すぎると耐火物の使用量が多くなり不経済
であるので、３０〜２００μｍ程度が好ましい。
【０００９】上記のようにして作成した２種類のグリー
ンシートは、適当な大きさの外形寸法に切断して積層す
るもので、ガラスセラミック基板が多層基板であるとき
は、必要に応じて導体ペースト等を印刷する。そしてガ
ラスセラミックのグリーンシートを１枚もしくは必要枚
数重ね、その両側に耐火物のグリーンシートを配置して
ホットプレス機等で加圧、加温して一体化する。そのと
きの圧力は例えば５０〜３００ｋｇ／ｃｍ2 、温度は６
０〜９０℃程度が好ましい。なお、上記のように積層し
た各層を、例えばポリビニルブチラールをアルコールに
溶かしたのりを用いて接着させる積層法でも同じ効果が
得られる。
ンシートは、適当な大きさの外形寸法に切断して積層す
るもので、ガラスセラミック基板が多層基板であるとき
は、必要に応じて導体ペースト等を印刷する。そしてガ
ラスセラミックのグリーンシートを１枚もしくは必要枚
数重ね、その両側に耐火物のグリーンシートを配置して
ホットプレス機等で加圧、加温して一体化する。そのと
きの圧力は例えば５０〜３００ｋｇ／ｃｍ2 、温度は６
０〜９０℃程度が好ましい。なお、上記のように積層し
た各層を、例えばポリビニルブチラールをアルコールに
溶かしたのりを用いて接着させる積層法でも同じ効果が
得られる。
【００１０】次に、上記の積層体を例えば４５０〜６０
０℃程度に加熱して有機物を除去した後、１１００℃以
下たとえば８００〜１１００℃で焼成して基板を製作す
る。この段階では、焼結したガラスセラミック層の両面
に耐火物粉末が付着した状態であるので、ブラシ等でこ
すれば耐火物粉末が基板から除去できる。この場合、ガ
ラスセラミック層と絶縁層の色が異なるようにすれば、
耐火物粉末の除去が目視で容易に確認できる。その着色
手段としては、例えばガラスセラミックあるいは耐火物
層にＣｒ2 Ｏ3 やＣｏ3 Ｏ4 等を混入させればよい。
０℃程度に加熱して有機物を除去した後、１１００℃以
下たとえば８００〜１１００℃で焼成して基板を製作す
る。この段階では、焼結したガラスセラミック層の両面
に耐火物粉末が付着した状態であるので、ブラシ等でこ
すれば耐火物粉末が基板から除去できる。この場合、ガ
ラスセラミック層と絶縁層の色が異なるようにすれば、
耐火物粉末の除去が目視で容易に確認できる。その着色
手段としては、例えばガラスセラミックあるいは耐火物
層にＣｒ2 Ｏ3 やＣｏ3 Ｏ4 等を混入させればよい。
【００１１】以上の本発明によるガラスセラミック基板
の製造方法によれば、ガラスセラミック層は耐火物層に
拘束されて基板の面方向には殆ど収縮せず厚さ方向にの
み収縮するので寸法精度の優れた基板を得ることが可能
となるものである。
の製造方法によれば、ガラスセラミック層は耐火物層に
拘束されて基板の面方向には殆ど収縮せず厚さ方向にの
み収縮するので寸法精度の優れた基板を得ることが可能
となるものである。
【００１２】
【実施例】ガラスセラミック粉末として、下記の表１に
示す組成のガラス粉末（平均粒径２．２μｍ）とアルミ
ナ粉末を５０：５０の重量比率で混合した。
示す組成のガラス粉末（平均粒径２．２μｍ）とアルミ
ナ粉末を５０：５０の重量比率で混合した。
【００１３】耐火物粉末としては、平均粒径１．３μｍ
の酸化ジルコニウムを用いた。スラリーは、ガラスセラ
ミック粉末および耐火物粉末１００重量部に対して、そ
れぞれポリビニルブチラール９重量部、フタル酸ジイソ
ブチル７重量部、オレイン酸１重量部、イソプロピルア
ルコール４０重量部、トリクロロエタン２０重量部を加
えてボールミルで２４時間混合して製作した。
の酸化ジルコニウムを用いた。スラリーは、ガラスセラ
ミック粉末および耐火物粉末１００重量部に対して、そ
れぞれポリビニルブチラール９重量部、フタル酸ジイソ
ブチル７重量部、オレイン酸１重量部、イソプロピルア
ルコール４０重量部、トリクロロエタン２０重量部を加
えてボールミルで２４時間混合して製作した。
【００１４】次に、上記２種類のスラリーを、各々ドク
ターブレード法でシート状に成形してガラスセラミック
粉末のグリーンシートと耐火物粉末のグリーンシートを
作成した。その厚さはそれぞれ１１８μｍ、１３１μｍ
であった。その得られたガラスセラミックのグリーンシ
ートを８枚積層し、さらに両面を同じ大きさの耐火物の
グリーンシートで挟んで１５０ｋｇ／ｃｍ2 、８５℃の
条件で加圧成形した。その成形体を５２０℃、３時間加
熱して有機物を除去した後、引き続いて９００℃、１時
間で焼成後、ブラシで擦って耐火物粉末を除去して基板
を得た。
ターブレード法でシート状に成形してガラスセラミック
粉末のグリーンシートと耐火物粉末のグリーンシートを
作成した。その厚さはそれぞれ１１８μｍ、１３１μｍ
であった。その得られたガラスセラミックのグリーンシ
ートを８枚積層し、さらに両面を同じ大きさの耐火物の
グリーンシートで挟んで１５０ｋｇ／ｃｍ2 、８５℃の
条件で加圧成形した。その成形体を５２０℃、３時間加
熱して有機物を除去した後、引き続いて９００℃、１時
間で焼成後、ブラシで擦って耐火物粉末を除去して基板
を得た。
【００１５】また、ガラスセラミック基板中のアルミナ
粉末の比表面積を変化させて基板の面方向の収縮率を測
定し、その比較例として耐火物シートで挟まない通常の
焼成法による場合と上記の本発明の実施例による場合と
を比較した。その結果を下記表２にまとめて示す。
粉末の比表面積を変化させて基板の面方向の収縮率を測
定し、その比較例として耐火物シートで挟まない通常の
焼成法による場合と上記の本発明の実施例による場合と
を比較した。その結果を下記表２にまとめて示す。
【００１６】
【００１７】以上の結果から明らかなように、本発明の
製造方法によれば、焼成時の収縮率を可及的に低減でき
る。また原料粉末を変えた場合にも、比較例では最大と
最小で６．７３％もの収縮率の変動が現れたが、本発明
によれば０．０７％の変動しかなく、最も影響の大きい
原料粉末の変化があってさえも高い寸法精度を維持でき
ることが分かった。
製造方法によれば、焼成時の収縮率を可及的に低減でき
る。また原料粉末を変えた場合にも、比較例では最大と
最小で６．７３％もの収縮率の変動が現れたが、本発明
によれば０．０７％の変動しかなく、最も影響の大きい
原料粉末の変化があってさえも高い寸法精度を維持でき
ることが分かった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラスセ
ラミック基板の製造方法によれば、焼成時の収縮率を可
及的に低減できると共に、原料の組成を変えた場合にも
高い寸法精度を維持させることができるもので、高品質
なガラスセラミック基板を歩留りよく量産できる等の効
果がある。
ラミック基板の製造方法によれば、焼成時の収縮率を可
及的に低減できると共に、原料の組成を変えた場合にも
高い寸法精度を維持させることができるもので、高品質
なガラスセラミック基板を歩留りよく量産できる等の効
果がある。
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも、ガラスセラミック粉末を原
料としたグリーンシートを作成する工程と、耐火物粉末
を原料としたグリーンシートを作成する工程と、上記の
ガラスセラミック粉末を原料とした１枚以上のグリーン
シートの両面を上記の耐火物粉末を原料としたグリーン
シートで挟んで成形する工程と、その成形体を１１００
℃以下の温度で焼成する工程と、その焼成体から耐火物
粉末を除去する工程とを有することを特徴とするガラス
セラミック基板の製造方法。 - 【請求項２】 前記ガラスセラミック粉末は、非晶質ガ
ラス粉末、結晶化ガラス粉末のうち少なくとも一方を含
むことを特徴とする請求項１記載のガラスセラミック基
板の製造方法。 - 【請求項３】 前記耐火物粉末は、アルミナ、酸化ジル
コニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、
酸化マグネシウム、炭化ケイ素から選択された１種以上
であることを特徴とする請求項１記載のガラスセラミッ
ク基板の製造方法。 - 【請求項４】 前記ガラスセラミックと耐火物粉末の色
が異なることを特徴とする請求項１記載のガラスセラミ
ック基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3207491A JPH0746540B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | ガラスセラミック基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3207491A JPH0746540B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | ガラスセラミック基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528867A true JPH0528867A (ja) | 1993-02-05 |
| JPH0746540B2 JPH0746540B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=16540609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3207491A Expired - Lifetime JPH0746540B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | ガラスセラミック基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746540B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5456778A (en) * | 1992-08-21 | 1995-10-10 | Sumitomo Metal Ceramics Inc. | Method of fabricating ceramic circuit substrate |
| US6413620B1 (en) | 1999-06-30 | 2002-07-02 | Kyocera Corporation | Ceramic wiring substrate and method of producing the same |
| WO2003072325A1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-09-04 | Murata Manufacturing Co.,Ltd. | Ceramic multilayer substrate manufacturing method and unfired composite multilayer body |
| JP2008004514A (ja) * | 2006-05-24 | 2008-01-10 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペーストおよびそれを用いたセラミック多層基板の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62260777A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-13 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 焼結セラミツク構造体の製造方法 |
| JPS63210058A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-31 | 新光電気工業株式会社 | 着色セラミツク |
| JPH0244043A (ja) * | 1988-05-31 | 1990-02-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 着色結晶化ガラス体とその製造法 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3207491A patent/JPH0746540B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS62260777A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-13 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 焼結セラミツク構造体の製造方法 |
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| WO2003072325A1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-09-04 | Murata Manufacturing Co.,Ltd. | Ceramic multilayer substrate manufacturing method and unfired composite multilayer body |
| GB2392312A (en) * | 2002-02-26 | 2004-02-25 | Murata Manufacturing Co | Ceramic multilayer substrate manufacturing method and unfired composite multilayer body |
| GB2392312B (en) * | 2002-02-26 | 2005-08-17 | Murata Manufacturing Co | Method for manufacturing ceramic multilayer substrate and green composite laminate |
| US6942833B2 (en) | 2002-02-26 | 2005-09-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ceramic multilayer substrate manufacturing method and unfired composite multilayer body |
| JP2008004514A (ja) * | 2006-05-24 | 2008-01-10 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペーストおよびそれを用いたセラミック多層基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746540B2 (ja) | 1995-05-17 |
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