JPH0547960A - ガラスセラミツク多層基板の製造方法 - Google Patents
ガラスセラミツク多層基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH0547960A JPH0547960A JP20776691A JP20776691A JPH0547960A JP H0547960 A JPH0547960 A JP H0547960A JP 20776691 A JP20776691 A JP 20776691A JP 20776691 A JP20776691 A JP 20776691A JP H0547960 A JPH0547960 A JP H0547960A
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- JP
- Japan
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- slurry
- glass
- green sheet
- multilayer substrate
- solvent
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラスセラミック多層基板の製造方法に関
し、層間剥離を無くすることを目的とする。 【構成】 ガラスとアルミナとの構成比率の異なる原料
粉末に、バインダ，可塑剤および溶剤とを加え、混練し
てスラリーとし、このスラリーを用いて特性の異なるグ
リーンシートを形成した後、必要に応じてグリーンシー
トに導体ペーストを印刷してパターンニングし、このグ
リーンシートを積層し、加圧して一体化した後に焼成し
て多層基板を得る工程において、原料を混練してスラリ
ーとする際に水と溶剤を加えて粘度の調整を行い、両種
の焼成収縮率を近似させることを特徴としてガラスセラ
ミック多層基板の製造方法を構成する。
し、層間剥離を無くすることを目的とする。 【構成】 ガラスとアルミナとの構成比率の異なる原料
粉末に、バインダ，可塑剤および溶剤とを加え、混練し
てスラリーとし、このスラリーを用いて特性の異なるグ
リーンシートを形成した後、必要に応じてグリーンシー
トに導体ペーストを印刷してパターンニングし、このグ
リーンシートを積層し、加圧して一体化した後に焼成し
て多層基板を得る工程において、原料を混練してスラリ
ーとする際に水と溶剤を加えて粘度の調整を行い、両種
の焼成収縮率を近似させることを特徴としてガラスセラ
ミック多層基板の製造方法を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は層間剥離を抑制したガラ
スセラミック多層基板の製造方法に関する。情報処理装
置の主体を占めるLSI やVLSIなどの半導体素子は集積度
が向上しているために発熱量が大きく、そのため耐熱性
の優れた多層セラミック回路基板が使用され、この上に
多数の半導体素子をマトリックス状に装着して電子回路
が構成されている。
スセラミック多層基板の製造方法に関する。情報処理装
置の主体を占めるLSI やVLSIなどの半導体素子は集積度
が向上しているために発熱量が大きく、そのため耐熱性
の優れた多層セラミック回路基板が使用され、この上に
多数の半導体素子をマトリックス状に装着して電子回路
が構成されている。
【０００２】こゝで、情報処理の高速化により信号周波
数は光にまで及んでいるが、このように高速な信号を処
理する電子回路が形成されている多層回路基板は信号の
遅延時間（τ) ができるだけ少なく、また、配線間の漏
話(Cross-talk)が少ないことが必要である。
数は光にまで及んでいるが、このように高速な信号を処
理する電子回路が形成されている多層回路基板は信号の
遅延時間（τ) ができるだけ少なく、また、配線間の漏
話(Cross-talk)が少ないことが必要である。
【０００３】そのためには、次の関係式からも明らかな
ように使用基板の誘電率（ε）を少くする必要がある。 τ＝ε1/2 ／ｃ …(1) 但し、ｃは光の速度 また、配線間の漏話を少なくするには多層基板を構成す
るセラミック層の厚さを増せばよいが、小形大容量化を
達成するにはセラミック層の厚さはでき得るだけ薄いこ
とが必要で、そのためにも誘電率の小さな材料を使用す
る必要がある。
ように使用基板の誘電率（ε）を少くする必要がある。 τ＝ε1/2 ／ｃ …(1) 但し、ｃは光の速度 また、配線間の漏話を少なくするには多層基板を構成す
るセラミック層の厚さを増せばよいが、小形大容量化を
達成するにはセラミック層の厚さはでき得るだけ薄いこ
とが必要で、そのためにも誘電率の小さな材料を使用す
る必要がある。
【０００４】また、配線パターンの形成材料としては抵
抗率の少ない銅(Cu)の使用が必要である。然し、Cuの融
点は1084.5℃とセラミックスの焼成温度に較べると遙か
に低い。
抗率の少ない銅(Cu)の使用が必要である。然し、Cuの融
点は1084.5℃とセラミックスの焼成温度に較べると遙か
に低い。
【０００５】そこで、これらの要求を満たすために軟化
温度が低く、また誘電率の少ない硼硅酸ガラスを主体と
するガラスセラミックスを基板材料とする多層セラミッ
ク回路基板が実用化されている。
温度が低く、また誘電率の少ない硼硅酸ガラスを主体と
するガラスセラミックスを基板材料とする多層セラミッ
ク回路基板が実用化されている。
【０００６】然し、ガラスセラミックスはアルミナセラ
ミックスなどに較べると機械的強度が劣っており、その
ため、ガラスセラミック多層回路基板は使用に当たって
損傷し易いなどの問題がある。
ミックスなどに較べると機械的強度が劣っており、その
ため、ガラスセラミック多層回路基板は使用に当たって
損傷し易いなどの問題がある。
【０００７】そこで、電子回路を形成する基板はガラス
セラミックスを用いて形成し、上下部の基板は機械的特
性に優れたセラミックスを用いて形成することが研究さ
れている。
セラミックスを用いて形成し、上下部の基板は機械的特
性に優れたセラミックスを用いて形成することが研究さ
れている。
【０００８】本発明はかゝる多層セラミック回路基板の
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
【０００９】
【従来の技術】材質の異なるグリーンシートの上にスク
リーンプリント法を用いて配線パターンを印刷し、これ
を積層して焼成しても使用材料により焼成収縮率が異な
るために容易に剥離が生じ、多層基板を形成することは
できない。
リーンプリント法を用いて配線パターンを印刷し、これ
を積層して焼成しても使用材料により焼成収縮率が異な
るために容易に剥離が生じ、多層基板を形成することは
できない。
【００１０】そこで、異種材料よりなる多層基板を形成
するには、両者の焼成収縮率を近似させることが必要で
ある。従来、この方法として材料の粒度を変えたり、多
孔質材料を使用することにより材料相互の比表面積を変
化するなどの方法が検討されている。
するには、両者の焼成収縮率を近似させることが必要で
ある。従来、この方法として材料の粒度を変えたり、多
孔質材料を使用することにより材料相互の比表面積を変
化するなどの方法が検討されている。
【００１１】また、グリーンシートに対する加圧条件を
変えることにより焼成収縮率を合わせることも検討され
ている。（例えば特願平2-238558）この方法はドクター
ブレード法によりグリーンシートを形成した後に加圧し
て圧延する（予備加圧と云う）際に加圧力を変えること
によりグリーンシートの密度を変え、両者の焼成収縮率
を近似させるものである。
変えることにより焼成収縮率を合わせることも検討され
ている。（例えば特願平2-238558）この方法はドクター
ブレード法によりグリーンシートを形成した後に加圧し
て圧延する（予備加圧と云う）際に加圧力を変えること
によりグリーンシートの密度を変え、両者の焼成収縮率
を近似させるものである。
【００１２】然し、本質的に異なる材料からなるグリー
ンシートの焼成収縮率を一致させることは困難であり、
解決が必要であった。
ンシートの焼成収縮率を一致させることは困難であり、
解決が必要であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】周波数の高い信号を処
理する半導体集積回路を搭載する回路基板は先に記した
ように低損失，低誘電率，耐熱性の絶縁材料からなり、
また、導体線路は抵抗率のなるべく少ない金属からなる
ことが必要であり、この観点からガラスセラミックス基
板にCuからなる導体線路をパターン形成して用いられて
いる。
理する半導体集積回路を搭載する回路基板は先に記した
ように低損失，低誘電率，耐熱性の絶縁材料からなり、
また、導体線路は抵抗率のなるべく少ない金属からなる
ことが必要であり、この観点からガラスセラミックス基
板にCuからなる導体線路をパターン形成して用いられて
いる。
【００１４】然し、このガラスセラミックスは割れ易い
など機械的強度に問題がある。そこで、上下に機械的強
度の優れたセラミック基板を配した多層回路基板の実用
化が望まれている。
など機械的強度に問題がある。そこで、上下に機械的強
度の優れたセラミック基板を配した多層回路基板の実用
化が望まれている。
【００１５】然し、両者の焼成収縮率が異なるために層
間剥離が生じ易く、この解決が課題である。
間剥離が生じ易く、この解決が課題である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の課題はガラスとア
ルミナとの構成比率の異なる原料粉末に、バインダ，可
塑剤および溶剤とを加え、混練してスラリーとし、この
スラリーを用いて特性の異なるグリーンシートを形成し
た後、必要に応じてグリーンシートに導体ペーストを印
刷してパターンニングし、このグリーンシートを積層
し、加圧して一体化した後に焼成して多層基板を得る工
程において、原料を混練してスラリーとする際に水と溶
剤を加えて粘度の調整を行い、両種の焼成収縮率を近似
させることを特徴としてガラスセラミック多層基板の製
造方法を構成することにより解決することができる。
ルミナとの構成比率の異なる原料粉末に、バインダ，可
塑剤および溶剤とを加え、混練してスラリーとし、この
スラリーを用いて特性の異なるグリーンシートを形成し
た後、必要に応じてグリーンシートに導体ペーストを印
刷してパターンニングし、このグリーンシートを積層
し、加圧して一体化した後に焼成して多層基板を得る工
程において、原料を混練してスラリーとする際に水と溶
剤を加えて粘度の調整を行い、両種の焼成収縮率を近似
させることを特徴としてガラスセラミック多層基板の製
造方法を構成することにより解決することができる。
【００１７】
【作用】本発明は焼成収縮率を精度よく一致させる方法
としてグリーンシートの密度調整を行うものである。
としてグリーンシートの密度調整を行うものである。
【００１８】ガラスセラミックス基板は硼珪酸ガラス粉
末とシリカガラス粉末とをガラス成分とし、アルミナ粉
をセラミック成分とし、これにバインダ（例えばポリビ
ニルブチラール）と可塑剤（例えばジブチルフタレー
ト）と溶剤（例えばアセトン）を加え、ボールミルなど
を用いて混練し、粘度が約20ポイズ( 略してPs) のスラ
リーとし、これをドクタブレード法により成形して後に
乾燥してグリーンシートを作り、これを焼成することで
作られている。
末とシリカガラス粉末とをガラス成分とし、アルミナ粉
をセラミック成分とし、これにバインダ（例えばポリビ
ニルブチラール）と可塑剤（例えばジブチルフタレー
ト）と溶剤（例えばアセトン）を加え、ボールミルなど
を用いて混練し、粘度が約20ポイズ( 略してPs) のスラ
リーとし、これをドクタブレード法により成形して後に
乾燥してグリーンシートを作り、これを焼成することで
作られている。
【００１９】こゝで、発明者は原料を混練してスラリー
とする際に、水を加えるとスラリーの粘度が増加する現
象を見出した。図１は次の組成のスラリーに水を添加す
る場合の粘度上昇を示している。
とする際に、水を加えるとスラリーの粘度が増加する現
象を見出した。図１は次の組成のスラリーに水を添加す
る場合の粘度上昇を示している。
【００２０】 硼珪酸ガラス（ガラス） ・・・・・・・100 ｇ シリカガラス（ガラス） ・・・・・・・ 80 ｇ アルミナ （セラミックス） ・・・・・・・120 ｇ ポリビニルブチラール（バインダ）・・・・・・・ 45 ｇ ジブチルフタレート（可塑剤） ・・・・・・・ 12 ｇ メチルエチルケトン（溶剤） ・・・・・・・420 ｇ すなわち、粘度は同図から2.5 ｇの添加により40％増加
し、５ｇの添加により120 ％増加し、また８ｇの添加に
より300 ％増加していることが判る。
し、５ｇの添加により120 ％増加し、また８ｇの添加に
より300 ％増加していることが判る。
【００２１】そこで、粘度を減らして従来と同一条件で
ドクタブレード法を適用するためには粘度を減らす必要
があり、この例の場合メチルエチルケトン（溶剤）を30
ｇ添加することにより20 Ps にすることができた。
ドクタブレード法を適用するためには粘度を減らす必要
があり、この例の場合メチルエチルケトン（溶剤）を30
ｇ添加することにより20 Ps にすることができた。
【００２２】そして、従来のグリーンシートをＡとし、
水を添加したグリーンシートをＢとし、この両種のグリ
ーンシートの密度を測定すると共に1030℃で焼成してガ
ラスセラミック基板を作り焼成収縮率を測定した結果、
次のようにＢの密度は小さくなり、また焼成収縮率は大
きくなった。
水を添加したグリーンシートをＢとし、この両種のグリ
ーンシートの密度を測定すると共に1030℃で焼成してガ
ラスセラミック基板を作り焼成収縮率を測定した結果、
次のようにＢの密度は小さくなり、また焼成収縮率は大
きくなった。
【００２３】 Ａの密度は1.40, 焼成収縮率は16.5％ Ｂの密度は1.35, 焼成収縮率は16.9％ すなわち、Ｂのグリーンシートを用いることで焼成収縮
率を増加させることができた。
率を増加させることができた。
【００２４】さて、水の添加による粘度上昇の理由につ
いては未だ充分な解明はなされていないが、本発明はこ
の現象を利用し、異種の原料からなるスラリーの中で焼
成収縮率の小さな原料からなるスラリーに水と溶剤を加
える粘度調整を行ってグリーンシートを作り、焼成収縮
率を増すことにより両者の焼成収縮率を近似させ、これ
により剥離のない多層基板を得るものである。
いては未だ充分な解明はなされていないが、本発明はこ
の現象を利用し、異種の原料からなるスラリーの中で焼
成収縮率の小さな原料からなるスラリーに水と溶剤を加
える粘度調整を行ってグリーンシートを作り、焼成収縮
率を増すことにより両者の焼成収縮率を近似させ、これ
により剥離のない多層基板を得るものである。
【００２５】
【実施例】 （信号層形成用） 硼硅酸ガラス ・・・・・・・・・・・・・・100 重量部 シリカガラス ・・・・・・・・・・・・・・120 〃 アルミナ粉末 ・・・・・・・・・・・・・・ 80 〃 ポリビニルブチラール（バインダ) ・・・・・・ 45 〃 ジブチルフタレート （可塑剤) ・・・・・・・ 12 〃 メチルエチルケトン （溶剤）・・・・・・・・400 〃 ( 表面層形成用) 硼硅酸ガラス ・・・・・・・・・・・・・・100 重量部 シリカガラス ・・・・・・・・・・・・・・ 80 〃 アルミナ粉末 ・・・・・・・・・・・・・・120 〃 ポリビニルブチラール（バインダ) ・・・・・・ 45 〃 ジブチルフタレート （可塑剤) ・・・・・・・ 12 〃 メチルエチルケトン （溶剤）・・・・・・・・450 〃 水 ・・・・・・・・ ５ 〃 を加え、ボールミルを用いて混練して粘度が20 Ps のス
ラリーを作り、ドクターブレード法により300 μm の厚
さのグリーンシートを形成した。
ラリーを作り、ドクターブレード法により300 μm の厚
さのグリーンシートを形成した。
【００２６】次に、グリーンシートを100mm 角に打抜
き、信号層形成用のグリーンシートと表面層形成用グリ
ーンシートの上にCuペーストを用いて信号線路とシール
ド層をスクリーン印刷した。
き、信号層形成用のグリーンシートと表面層形成用グリ
ーンシートの上にCuペーストを用いて信号線路とシール
ド層をスクリーン印刷した。
【００２７】図２はこの組合せを示している。すなわ
ち、信号層形成用グリーンシート１を二枚用意し、その
一枚には信号線路２を、また他の一枚にはシールド層３
をパターン形成し、また表面層形成用グリーンシート４
の一枚にもシールド層３をパターン形成した。
ち、信号層形成用グリーンシート１を二枚用意し、その
一枚には信号線路２を、また他の一枚にはシールド層３
をパターン形成し、また表面層形成用グリーンシート４
の一枚にもシールド層３をパターン形成した。
【００２８】このようにして形成したグリーンシートを
同図（Ａ）に示すように配列して積層した後、２ＭPaで
加圧して同図（Ｂ）に示すように密着させ、N2気流中で
1030℃で５時間に亙って焼成し、ガラスセラミックス多
層基板を形成したが、両層は密着しており、クラックの
発生は認められなかった。
同図（Ａ）に示すように配列して積層した後、２ＭPaで
加圧して同図（Ｂ）に示すように密着させ、N2気流中で
1030℃で５時間に亙って焼成し、ガラスセラミックス多
層基板を形成したが、両層は密着しており、クラックの
発生は認められなかった。
【００２９】なお、信号層形成用グリーンシートと表面
層形成用グリーンシートを個別に積層して一体化し、焼
成して基板を作り、誘電率（ε），曲げ強さ（Ｆ）およ
び焼成収縮率（Δｌ）を測った結果は次のようであっ
た。 信号層用基板：εは5.7, Ｆは160 ＭPa, Δlは16.9
％ 表面層用基板：εは6.5, Ｆは180 ＭPa, Δlは17.0
％
層形成用グリーンシートを個別に積層して一体化し、焼
成して基板を作り、誘電率（ε），曲げ強さ（Ｆ）およ
び焼成収縮率（Δｌ）を測った結果は次のようであっ
た。 信号層用基板：εは5.7, Ｆは160 ＭPa, Δlは16.9
％ 表面層用基板：εは6.5, Ｆは180 ＭPa, Δlは17.0
％
【００３０】
【発明の効果】本発明の実施により異種のグリーンシー
トを積層して多層セラミック回路基板を形成する際の焼
成収縮率を近似させることができ、これにより製造歩留
りを向上することができる。
トを積層して多層セラミック回路基板を形成する際の焼
成収縮率を近似させることができ、これにより製造歩留
りを向上することができる。
【図１】水添加量とスラリー粘度との関係図である。
【図２】試作例の構成を説明する断面図である。
１ 信号層形成用グリーンシート ２ 信号線路 ３ シールド層 ４ 表面層形成用グリーンシート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/03 Ｂ 7011−4Ｅ 3/46 Ｈ 6921−4Ｅ
Claims (1)
- 【請求項１】 ガラスとアルミナとの構成比率の異なる
原料粉末に、バインダ，可塑剤および溶剤とを加え、混
練してスラリーとし、該スラリーを用いて特性の異なる
グリーンシートを形成した後、必要に応じて該グリーン
シートに導体ペーストを印刷してパターンニングし、該
グリーンシートを積層し、加圧して一体化した後に焼成
して多層基板を得る工程において、 前記原料を混練してスラリーとする際に水と溶剤を加え
て粘度の調整を行い、両種の焼成収縮率を近似させるこ
とを特徴とするガラスセラミック多層基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20776691A JPH0547960A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | ガラスセラミツク多層基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20776691A JPH0547960A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | ガラスセラミツク多層基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547960A true JPH0547960A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16545186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20776691A Withdrawn JPH0547960A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | ガラスセラミツク多層基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547960A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160406B2 (en) | 2001-09-14 | 2007-01-09 | Epcos Ag | Ceramic substrate and method for the production thereof |
| US7510673B2 (en) * | 2004-07-06 | 2009-03-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electroconductive paste and ceramic electronic component including electroconductive paste |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP20776691A patent/JPH0547960A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160406B2 (en) | 2001-09-14 | 2007-01-09 | Epcos Ag | Ceramic substrate and method for the production thereof |
| US7510673B2 (en) * | 2004-07-06 | 2009-03-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electroconductive paste and ceramic electronic component including electroconductive paste |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |