JPH0579198B2 - - Google Patents

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配線基板の製造方法に
係り特に高い寸法精度が要求されるセラミツク多
層配線基板を得るのに好適なセラミツク多層配線
基板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、セラミツク多層配線基板の製造方法とし
て未焼結状態のいわゆるセラミツクグリーンシー
トに先ずスルーホールを加工し、該スルーホール
にモリブデンやタングステンを主成分とする導体
ベーストを充填して導通ホールを形成し、さらに
配線パターンを印刷形成した後、これらのグリー
ンシートを複数枚積層して焼結する、いわゆるラ
ミネート法が知られている。

このラミネート法により多層配線基板を製造す
る為のグリーンシートはキヤステイングあるいは
押出しにより製作されているが、このようなグリ
ーンシートは製作方向とその直角方向で焼結収縮
率が異なり、多層配線基板を高精度に製造する上
で隘路となつている。

この解決方法として例えば特開昭57−136396号
に記載のようにグリーンシートをそのキヤステイ
ング方向がほぼ直交するように積層し、焼結収縮
率の異方性をなくし、寸法精度を高める方法があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は工程管理の簡素化及びミクロ的
な内部応力の点について配慮がなされていない。
つまり、導体ペーストの穴埋め、印刷を積層する
一層毎に異なる方向に施す必要があり、グリーン
シートのキヤステイング方向と印刷方向の管理が
必要である。また、焼結時収縮率の差異によつて
生じるグリーンシートの界面応力により、積層さ
れたグリーンシート間で、すき間が発生する。

このようなすき間が発生することにより、導体
ペーストが埋められたスルーホール間が電気的に
非接触状態となる等の問題があつた。

本発明の目的はこれらの問題を解決し、工程管
理が簡易な、焼結時収縮率の差異によるすき間の
発生がない高精度なセラミツク多層配線基板の製
造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、セラミツクグリー
ンシートを積層し、焼結して一体化するセラミツ
ク多層配線基板の製造方法において、該セラミツ
クグリーンシートを形成後、圧延により塑性変形
を施したことに本発明の特徴がある。

該塑性変形には圧延や押出し等による変形方法
を用いることができる。

〔作用〕

上述したように、積層されたグリーンシート間
ですき間が発生する理由は、セラミツクグリーン
シートの焼結収縮率がキヤステイング方向と、そ
れに直角な方向とで相異することによる。このよ
うに、セラミツクグリーンシートノ焼結収縮率が
方向により相異するのは、セラミツクグリーンシ
ート中のセラミツク粉末の充填率が方向により相
異があることによる。つまり、キヤステイングあ
るいは押出しにより製作されたグリーンシート中
のセラミツク粒子の充填率が、上記いずれの製作
方法においても製作方向で、それに直角な方向よ
りも高くなつていることによる。セラミツクグリ
ーンシートに圧延等の塑性加工を施すとセラミツ
クグリーンシートは塑性変形し、それに伴つてセ
ラミツクグリーンシート中のセラミツク粒子が移
動し、その結果セラミツク粒子の充填率が均一に
なるので焼結収縮率の方向による相異は除去でき
るのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を説明する。

第１図に本発明におけるセラミツク多層配線基
板の製造工程を示す。図に示したように、グリー
ンシート製作工程、切断工程、塑性加工工程（こ
の工程には、圧延、若しくは押し出し等があ
る。）、穴あけ工程、穴埋め工程、配線印刷工程、
積層・接着工程、焼結工程とから、本発明の製造
工程はなつている。ここで、グリーンシート製作
後、塑性加工を施し、その後に所定形状にグリー
ンシートを切断する工程を経ても構わない。第１
図に示した工程順に従い詳細に説明する。

先ず、グリーンシート製作工程を第２図を用い
てて説明する。

例えば、グリーンシート用混合液として、セラ
ミツク原材料粉末100重量部、有機結合剤６重量
部、可塑剤３重量部、アゼオトロピツク溶剤55重
量部から成つたものを用い、ホツパに蓄える。こ
の混合液を、キヤリアテープ上に排出し、キヤリ
アテープの移動にともない、混合液を移動させ、
ブレードとキヤリアテープのすきまにより、混合
液の層の厚さを調節する。（ドクターブレード法）
この場合は、厚さ0.26mmに調節する。ブレードを
経た混合液層は、乾燥炉で乾燥硬化され、有機溶
剤は蒸発し、グリーンシートが形成される。この
ようにグリーンシートを形成することをキヤステ
イングと称し、第２図の矢印で示された方向、つ
まり、シート状のグリーンシートが送り出される
方向をキヤステイング方向という。

図示していない連続的に形成されるグリーンシ
ートを、外形打抜き機等で例えば200×200mmに切
断する。所定形状に切断されたグリーンシート
に、塑性加工を施す工程として、第３図に示した
ように圧延による場合、若しくは第４図に示した
ように押出しによる場合がある。まず、圧延によ
つて塑性加工を施す場合について説明する。グリ
ーンシート１はワークロール２の間に挿入され、
バツクアツプロール３がモータ（図示せず）によ
り回転することにより、ワークロール２が回転
し、グリーンシートが圧延される。図のＢで示し
た方向は、キヤステイング方向であり、Ａで示し
た方向が、圧延方向、つまりグリーンシートを送
り出す方向である。本実施例では、圧延方向を、
キヤステイング方向と直角な方向とし、圧下率
（圧延前のグリーンシートの断面積をS_A、圧延後
のグリーンシートの断面積をS_Bとしたとき（S_A
−S_B）×100／S_Aをいう。）を約４％で圧延して、
厚さ0.25mmのグリーンシートにする。塑性加工を
施すために、押出しを用いる場合を第４図で説明
する。押出しの場合、セラミツク粉末、有機結合
剤、溶剤は上述の混合液より粘度が高い状態に混
合される。このようにして混合した混合体又は既
に形成されたグリーンシート８が挿入口９からコ
ンテナー内に入れられ、プランジヤー７により矢
印１０の方向に押され型５を通ることにより所定
の厚さに塑性加工されて押出される。この場合の
塑性加工方向つまり押出方向はプランジヤ７が押
出される矢印１０の方向である。塑性加工方向
を、グリーンシートのキヤステイング方向と直角
な方向となるように押出しする。

塑性加工後は、第５図に示したように、パンチ
機により0.15mmφのスルーホールを、0.51mm間隔
で穴あけ加工をする。スルーホールには例えばス
クリーン印刷法で、タングステン粒子を含む導体
ペーストを充填する。穴埋め工程を第６図に概略
的に示した。グリーンシート上にスクリーンを設
け、スクリーンに搭載した導体ペーストをスキー
ジで押さえ込んで、スルーホール内に導体ペース
トを充填する。（導体ペーストが充填されたホー
ルをヴイアホールという。）更に、スクリーン印
刷法により、配線印刷を行なう。配線印刷を行な
つたグリーンシートを10枚を、キヤステイング方
向を合わせて積層した後、温度120℃、圧力70Kg
ｆ／cm³、時間５分の条件の下でホツトプレスで圧
着する。

圧着後、更に、焼結炉にて、温度1600℃、時間
１時間の条件で焼結する。

このようにして製作したセラミツク多層配線基
板の断面斜視図を第９図に示す。図では、６枚の
グリーンシートが積層された場合を示しており、
それぞれのグリーンシート上には、配線層１０
０，１００′が所定回路パターン状に形成されて
おり、ヴイアホール１０１，１０１′により、配
線層間の導通がなされている。図示していない
が、セラミツク多層配線基板の一方の面上には
LSIチツプを搭載し、他方の面にはピンを設け、
ピンを介してプリント板に実装される。

上述の実施例に基づいて作製したセラミツク多
層配線基板の寸法精度について述べれば、キヤス
テイング方向とその直角方向との差が0.1％と、
従来に比べて半分以下に抑えることができた。ま
た、積層した層間にすき間も見られず非常に高精
度のセラミツク多層配線基板が得られた。

上述の実施例では、キヤステイング後のグリー
ンシートの圧延は、圧下率４％としたが、グリー
ンシートをキヤステイング方向と直角な方向に圧
延したときの圧下率と焼結収縮率（焼結前後の寸
法の相対的割合）との関係を第７図に示す。高精
度な多層配線基板を製作するには、焼結収縮率の
方向による差を0.1％以下に抑える必要がある。
第７図でハツチングで示した適正領域６０の範囲
内、つまり、圧下率２〜6.5％の範囲内であれば、
キヤステイング方向の焼結収縮率４０とキヤステ
イング方向に直角な方向の焼結収縮率５０との差
は0.1％以下となり、高精度な多層配線基板を得
ることができる。

上述の実施例では、圧延方向をキヤステイング
方向と直角な方向にした場合について述べたが、
圧延方向を、キヤステイング方向と同一にした場
合の実施例について以下述べる。

本実施例における焼結収縮率と圧下率との関係
を第８図に示す。上述の実施例に比べて、適正領
域６０の範囲は狭いが、図からわかるように、圧
下率2.3％〜3.5％の範囲内であれば、焼結収縮率
の差を0.1％以下に抑えることができる。

グリーンシートと面粗さは、キヤステイング後
では、ドクターブレード側で3μｍになり、従来
では微細回路パターンの印刷は、キヤリアテープ
側で行なわなければならなかつた。

しかし、本発明では、塑性加工を施した後は、
グリーンシートの両面とも、面粗さが1μｍ以下
となり、微細隘回路パターンの印刷面を制限する
必要はない。更に、グリーンシート両面への微細
回路パターン印刷も可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、多層配線基板の各層ごとに、
セラミツクグリーンシートの作製方向と配線印刷
方向との関係を管理し、焼結収縮率の異方性を低
減する必要がなく、簡単な工程管理で、高精度な
セラミツク多層配線基板の製作をすることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る高精度セラミツク多層
配線基板の製造工程図を示す図、第２図は、本発
明におけるグリーンシート製作工程を示す図、第
３図は、本発明に係る塑性加工を圧延で行なう工
程を示す図、第４図は、本発明に係る塑性加工を
押出しで行なう工程を示す図、第５図は、本発明
に係る穴あけ工程を示す図、第６図は、本発明に
係る穴埋め工程を示す図、第７図は、本発明に係
る塑性加工で、圧延方向を、キヤステイング方向
と直角な方向にしたときの、焼結収縮率と圧下率
との関係を示す図、第８図は、本発明に係る塑性
加工で、圧延方向を、キヤステイング方向と同じ
方向にしたときの、焼結収縮率と圧下率との関係
を示す図、第９図は、本発明により製作したセラ
ミツク多層配線基板の断面斜視図。 符号の説明、１……グリーンシート、２……ワ
ークロール、３……バツクアツプロール、４……
フレーム、５……型、６……コンテナー、７……
プランジヤー、４０……キヤステイング方向の焼
結収縮率、５０……キヤステイング方向に直角な
方向の焼結収縮率、６０……適正領域、１００，
１００′……配線層、１０１，１０１′……ヴイア
ホール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツクグリーンシートを積層し、焼結し
   て一体化するセラミツク多層配線基板の製造方法
   において、前記セラミツクグリーンシートを形成
   後、圧延して塑性変形させることを特徴とするセ
   ラミツク多層配線基板の製造方法。 ２ セラミツクグリーンシートを積層し、焼結し
   て一体化するセラミツク多層配線基板の製造方法
   において、前記セラミツクグリーンシートは、グ
   リーンシート用混合液をキヤリアテープ上に排出
   し、前記キヤリアテープを移動させることにより
   前記キヤリアテープ上に排出された混合液を移動
   させ、前記キヤリアテープと対向するブレードに
   より前記キヤリアテープ上に排出された混合液の
   厚さを調整し、前記厚さの調整された混合液を乾
   燥硬化するキヤステイングにより形成され、前記
   キヤステイングにより形成されたセラミツクグリ
   ーンシートに圧延を施すことを特徴とするセラミ
   ツク多層配線基板の製造方法。 ３ 前記圧延の方向を前記キヤステイングの方向
   に対し、垂直な方向としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載のセラミツク多層配線基板
   の製造方法。 ４ 前記圧延の圧下率が、２以上6.5％以下の範
   囲であることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載のセラミツク多層配線基板の製造方法。 ５ 前記圧延の方向を前記キヤステイングの方向
   に対し、平行な方向としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載のセラミツク多層配線基板
   の製造方法。 ６ 前記圧延の圧下率が、2.3以上3.5％以下の範
   囲であることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載のセラミツク多層配線基板の製造方法。