JPH07221453A - Manufacture of multilayer ceramic substrate - Google Patents
Manufacture of multilayer ceramic substrateInfo
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- JPH07221453A JPH07221453A JP6013004A JP1300494A JPH07221453A JP H07221453 A JPH07221453 A JP H07221453A JP 6013004 A JP6013004 A JP 6013004A JP 1300494 A JP1300494 A JP 1300494A JP H07221453 A JPH07221453 A JP H07221453A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多層セラミックス基板
の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、高融点金属ペーストの印刷に
よって形成された導体パターンを有するセラミックス製
のグリーンシートを積層し、仮焼成及びホットプレスに
よる本焼成を行うという多層セラミックス基板の製造方
法が知られている。この種の基板を作製する場合、多層
セラミックス基板を一枚の焼結体から複数個採りするこ
とが好ましいと一般的に考えられている。その際、基板
の寸法精度を向上させるために、仮焼成時におけるグリ
ーンシート積層体の膨れ、層間剥離及びクラックを確実
に防止しておくことが必要となる。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate in which ceramic green sheets having a conductor pattern formed by printing a high-melting-point metal paste are stacked, and pre-baking and main baking are performed by hot pressing. Has been. When manufacturing a substrate of this type, it is generally considered preferable to take a plurality of multilayer ceramic substrates from one sintered body. At that time, in order to improve the dimensional accuracy of the substrate, it is necessary to surely prevent the swelling, delamination and cracking of the green sheet laminate during the preliminary firing.
【0003】このような事情のもと、本願出願人は、高
融点金属及びセラミックスの焼結収縮率がほぼ一致する
温度域、好ましくは焼結収縮率の差が0.1%以下にな
る範囲内で仮焼成を行うという方法を別件出願において
以前に提案している。この方法によると、仮焼成時にお
いてグリーンシート積層体に作用する内部応力が極めて
小さくなり、膨れ等が確実に防止されるという好適な結
果が得られている。Under these circumstances, the applicant of the present application has found that the temperature range in which the sintering shrinkages of the refractory metal and the ceramics are substantially the same, preferably in the range where the difference in the sintering shrinkages is 0.1% or less. In the separate application, a method of performing calcination in-house was previously proposed. According to this method, the internal stress acting on the green sheet laminate at the time of calcination becomes extremely small, and preferable results such as swelling are surely prevented are obtained.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のような好適温度
域は最大でも仮焼成最適温度の±10℃程度であること
から、炉内温度を限られた範囲内に設定したうえで仮焼
成を行うことが要求される。従って、このように温度依
存性が高い条件での仮焼成においては、ヒータの温度制
御を確実に行うことができ、かつ位置による温度むらの
小さい炉を用いることが好ましいということになる。Since the above-mentioned suitable temperature range is about ± 10 ° C. which is the optimum temperature for calcination at the maximum, the calcination is carried out after the furnace temperature is set within a limited range. Required to do. Therefore, it is preferable to use a furnace in which the temperature control of the heater can be surely performed and the temperature unevenness depending on the position is small in the calcination under the condition that the temperature dependency is high.
【0005】しかし、比較的温度むらが大きくなり易い
炉(例えば量産用大型炉など)を使用した場合、ヒータ
自身の温度が好適範囲内であっても、炉内の全てのグリ
ーンシート積層体を好適温度に加熱することができなく
なる。それゆえ、好適温度範囲外で仮焼成されたものに
ついては従来のときと同様に膨れ等が発生し、結果とし
て良品率が低下してしまうことが多かった。このため、
現状では基板を量産することが難しかった。However, in the case of using a furnace (for example, a large-scale furnace for mass production) in which the temperature unevenness tends to be relatively large, even if the temperature of the heater itself is within a suitable range, all green sheet laminates in the furnace are It becomes impossible to heat to a suitable temperature. Therefore, in the case where the material was pre-baked outside the preferable temperature range, swelling and the like occurred as in the conventional case, and as a result, the non-defective rate was often lowered. For this reason,
At present, it was difficult to mass-produce substrates.
【0006】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、仮焼成に好適な温度域の幅を広く
することにより仮焼成時の温度依存性を小さくすること
ができ、もって寸法精度等に優れた基板を確実に量産す
ることができる多層セラミックス基板の製造方法を提供
することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to widen the temperature range suitable for pre-baking to reduce the temperature dependence during pre-baking. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, which enables reliable mass production of substrates having excellent dimensional accuracy and the like.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、高融点金属ペースト
の印刷によって形成された導体パターンを有するセラミ
ックス製のグリーンシートを積層した後、その積層体に
仮焼成及びホットプレスによる本焼成を施す多層セラミ
ックス基板の製造方法において、仮焼成温度域における
前記高融点金属の焼成収縮率と前記セラミックスの焼結
収縮率とがほぼ一致するように、前記高融点金属ペース
トの密度を適宜変更したうえで仮焼成を行うことを特徴
とした多層セラミックス基板の製造方法をその要旨とし
ている。In order to solve the above problems, according to the invention of claim 1, after laminating ceramic green sheets having a conductor pattern formed by printing a refractory metal paste, In the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate in which the laminate is subjected to calcination and main calcination by hot pressing, the calcination shrinkage of the refractory metal and the sinter shrinkage of the ceramic in the calcination temperature range are substantially the same. The gist of the present invention is a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, which is characterized in that the density of the high-melting-point metal paste is appropriately changed and then calcination is performed.
【0008】請求項2に記載の発明では、高融点金属ペ
ーストの印刷によって形成された導体パターンを有する
セラミックス製のグリーンシートを積層した後、その積
層体に仮焼成及びホットプレスによる本焼成を施す多層
セラミックス基板の製造方法において、仮焼成温度域に
おける前記高融点金属の焼成収縮率と前記セラミックス
の焼結収縮率とがほぼ一致するように、高融点金属の平
均粒径及びセラミックスの平均粒径のうちから選択され
る少なくともいずれかを適宜変更したうえで仮焼成を行
うことを特徴とした多層セラミックス基板の製造方法を
その要旨としている。According to the second aspect of the present invention, after the ceramic green sheets having the conductor pattern formed by printing the high melting point metal paste are laminated, the laminated body is subjected to temporary firing and main firing by hot pressing. In the method for producing a multilayer ceramic substrate, the average particle diameter of the refractory metal and the average particle diameter of the ceramic are set so that the firing shrinkage rate of the refractory metal and the sintering shrinkage rate of the ceramic in the calcination temperature range are substantially the same. The gist is a method for producing a multilayer ceramic substrate, which is characterized by performing calcination after appropriately changing at least one selected from the above.
【0009】[0009]
【作用】請求項1に記載の発明は、高融点金属ペースト
の密度を適宜変更すれば、仮焼成温度域における高融点
金属及びセラミックスの焼成収縮率曲線をほぼ一致させ
ることができ、もって仮焼成に好適な温度域の幅を広く
することができるという知見に基づいてなされたもので
ある。According to the invention described in claim 1, if the density of the refractory metal paste is appropriately changed, the firing shrinkage curves of the refractory metal and the ceramics in the calcination temperature range can be made substantially equal to each other. It was made based on the finding that the width of a suitable temperature range can be widened.
【0010】請求項2に記載の発明は、高融点金属及び
セラミックスのうちの少なくともいずれかの平均粒径を
適宜変更すれば、両者の焼結収縮率曲線をほぼ一致させ
ることができ、もって仮焼成に好適な温度域の幅を広く
することができるという知見に基づいてなされたもので
ある。According to the second aspect of the present invention, if the average particle size of at least one of the refractory metal and the ceramics is appropriately changed, the sintering shrinkage rate curves of both can be made substantially coincident with each other. This is based on the finding that the width of the temperature range suitable for firing can be widened.
【0011】以下に、本発明の多層セラミックス基板の
製造方法を図3,図4のグラフをもとに詳細に説明す
る。図3,図4のグラフは、仮焼成時における高融点金
属及びセラミックスの焼成収縮率と加熱温度との関係を
示している。同グラフにおいて、C2 は高融点金属の焼
成収縮率(%)を、C1 はセラミックスの焼成収縮率
(%)を表す曲線である。C3 は高融点金属の焼成収縮
率とセラミックスの焼成収縮率との差の絶対値(%)を
表す曲線である。Taは従来方法における仮焼成温度
(約1560℃)を示している。The method of manufacturing the multilayer ceramic substrate of the present invention will be described in detail below with reference to the graphs of FIGS. The graphs of FIGS. 3 and 4 show the relationship between the firing shrinkage and the heating temperature of refractory metals and ceramics during pre-firing. In the graph, C2 is a curve showing the shrinkage rate (%) of refractory metal, and C1 is a curve showing the shrinkage rate (%) of ceramics. C3 is a curve representing the absolute value (%) of the difference between the firing shrinkage of the refractory metal and the firing shrinkage of the ceramics. Ta represents the calcination temperature (about 1560 ° C.) in the conventional method.
【0012】同図に示されるように、曲線C1 及び曲線
C2 は、いずれも加熱温度の上昇に伴って増加する(右
上がりになる)曲線である。曲線C3 は、仮焼成温度T
a付近の温度において極大値をとる曲線である。つま
り、従来方法においては両者の焼成収縮率の差が大きな
状態で仮焼成がなされていたことになる。但し、従来の
ようにペースト印刷面積が比較的少ない場合には、この
ような温度で仮焼成を行っても特に大きな問題は生じな
い。逆に印刷面積の割合が増加してくると、上記の温度
で仮焼成を行った場合にグリーンシート積層体に膨れ、
層間剥離、クラックが生じ易くなる。As shown in the figure, both the curve C1 and the curve C2 are curves that increase with the heating temperature (increasing to the right). Curve C3 is the calcination temperature T
It is a curve that has a maximum value at a temperature near a. That is, in the conventional method, the calcination was performed in a state where the difference in the calcination shrinkage rate between the two was large. However, if the paste printing area is relatively small as in the conventional case, even if pre-baking is performed at such a temperature, no particular problem occurs. On the contrary, when the proportion of the printing area increases, the green sheet laminate swells when pre-baking is performed at the above temperature,
Delamination and cracking are likely to occur.
【0013】ところで、両曲線C1 ,C2 同士は、仮焼
成温度Taよりも若干高い温度T2及び若干低い温度T1
の二点において交差した状態になっている。これは、
高融点金属のネック焼結のほうがセラミックスのネック
焼結よりも低温域において進行するからであると考えら
れている。そして、交差点付近の温度域Z1 ,Z2 にお
いては両者の焼成収縮率の差は小さくなり、完全に交差
した点においては理論上ゼロになる。従って、印刷面積
が多い場合には、両者の焼成収縮率がほぼ一致する温度
域Z1 ,Z2 の範囲内で、より好ましくは完全に交差す
る温度T1 ,T2 で仮焼成を行う必要があるということ
になる。そして、上記の仮焼成条件を満たしていない
と、高融点金属及びセラミックスの焼成収縮率の不整合
が解消されなくなってしまう。しかしながら、仮に焼成
収縮率差(%)≦0.1が許容範囲であると仮定する
と、前記温度域Z1 ,Z2 はいずれも10℃〜20℃程
度の狭い範囲になってしまう。By the way, the curves C1 and C2 have a temperature T2 slightly higher and a temperature T1 slightly lower than the calcination temperature Ta.
Are intersecting at two points. this is,
It is considered that neck sintering of refractory metal proceeds at a lower temperature range than neck sintering of ceramics. In the temperature regions Z1 and Z2 near the intersection, the difference in firing shrinkage between the two becomes small, and theoretically becomes zero at the completely intersecting point. Therefore, when the printing area is large, it is necessary to carry out the calcination within the temperature ranges Z1 and Z2 in which the calcination shrinkage rates of both are substantially equal to each other, and more preferably at the temperatures T1 and T2 that completely intersect each other. become. If the above calcination conditions are not satisfied, the inconsistency in the firing shrinkage of the refractory metal and the ceramics cannot be resolved. However, if it is assumed that the difference in firing shrinkage (%) ≦ 0.1 is within the allowable range, both of the temperature ranges Z1 and Z2 are narrow ranges of about 10 ° C. to 20 ° C.
【0014】先に述べたように、本発明では、 高融点金属ペーストの密度、または 高融点金属及びセラミックスのうちの少なくともいず
れかの平均粒径を適宜変更することをその要旨としてい
る。そこで、このような要因変更を行う理由を以下に記
す。As described above, the gist of the present invention is to appropriately change the density of the high melting point metal paste or the average particle size of at least one of the high melting point metal and the ceramics. Therefore, the reason why such a factor change is performed will be described below.
【0015】つまり、前記のような変更を行うと、高
融点金属のネック焼結の進行度をある程度変化させるこ
とができるからである。同様に、前記のような変更を
行うと、高融点金属またはセラミックスのネック焼結の
進行度をある程度変化させることができるからである。In other words, the above-mentioned changes can change the degree of neck sintering of the refractory metal to some extent. Similarly, if the above-mentioned changes are made, the progress of neck sintering of the refractory metal or ceramics can be changed to some extent.
【0016】例えば、高融点金属ペーストの密度を大き
くすると、ペースト中の高融点金属のネック焼結が進行
し難くなることが実験的にわかっている。即ち、上記の
ように密度を変更すると、ネック焼結進行時に見られる
収縮率の急激な増加が、より高い温度において起こるよ
うになる。すると、高融点金属の焼成収縮率曲線C2が
図3に示される曲線C4 の位置にシフトし、結果として
セラミックスの焼成収縮率曲線C1 の軌跡に近づくよう
になる。なお、高融点金属の平均粒径を大きくしたとき
にもこれと同様の傾向がみられる。For example, it has been experimentally found that when the density of the refractory metal paste is increased, neck sintering of the refractory metal in the paste becomes difficult to proceed. That is, when the density is changed as described above, the sharp increase in the shrinkage ratio observed during the progress of neck sintering occurs at a higher temperature. Then, the firing shrinkage curve C2 of the refractory metal shifts to the position of the curve C4 shown in FIG. 3, and as a result, it approaches the locus of the firing shrinkage curve C1 of the ceramics. The same tendency is observed when the average particle size of the refractory metal is increased.
【0017】また、セラミックスの平均粒径を大きくす
ると、今度はセラミックスのネック焼結が進行し難くな
ることが実験的にわかっている。即ち、上記のように変
更すると、ネック焼結進行時に見られる収縮率の急激な
増加が、より低い温度において起こるようになる。する
と、セラミックスの焼成収縮率曲線C1 が図4に示され
る曲線C5 の位置にシフトし、結果として高融点金属の
焼成収縮率曲線C2 の軌跡に近づくようになる。It has been experimentally known that, when the average particle size of the ceramics is increased, neck sintering of the ceramics becomes difficult to proceed. That is, with the above changes, the sharp increase in shrinkage seen during neck sintering progresses at a lower temperature. Then, the firing shrinkage rate curve C1 of the ceramics shifts to the position of the curve C5 shown in FIG. 4, and as a result, it approaches the locus of the firing shrinkage rate curve C2 of the refractory metal.
【0018】以上のような変更を行うと、図3,図4に
示されるように、仮焼成に好適な新たな温度域Z3 は、
これまでの温度域Z1 ,Z2 よりも確実に広いものとな
る。その結果として、仮焼成時の温度依存性が従来に比
較して小さくなる。それゆえ、温度むらが大きくなり易
い炉等によって仮焼成を行う場合であっても、寸法精度
等に優れた基板を確実に製造することが可能になる。つ
まり、このことは、大型用量産炉による仮焼成ができる
ことによって基板の量産が可能になる、ということを意
味する。When the above changes are made, as shown in FIGS. 3 and 4, the new temperature range Z3 suitable for pre-baking is:
It is certainly wider than the temperature ranges Z1 and Z2 so far. As a result, the temperature dependence during calcination becomes smaller than in the past. Therefore, even when the pre-baking is performed in a furnace or the like where the temperature unevenness is likely to be large, it is possible to reliably manufacture a substrate having excellent dimensional accuracy and the like. That is, this means that the substrate can be mass-produced by performing the calcination in the large-scale mass-production furnace.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明を多層窒化アルミニウム基板の
製造方法に具体化した実施例1を図1,図2に基づき詳
細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which the present invention is embodied in a method for manufacturing a multilayer aluminum nitride substrate will be described in detail below with reference to FIGS.
【0020】本実施例においてグリーンシート(厚さ4
00μm前後,200mm角)1は、窒化アルミニウム
(以下、AlN)粉末を主成分として含むスラリーをド
クターブレード法にてシート成形することによって作製
される。グリーンシート1の所定位置には、図1(a)
に示されるように、ドリル加工あるいは打ち抜き加工等
によって複数個のスルーホール形成用孔2が形成され
る。次いで、前記グリーンシート1には、高融点金属ペ
ーストとしてのタングステン(以下、W)ペーストPが
スクリーン印刷機によって印刷される。そして、図1
(b)に示されるように、グリーンシート1のスルーホ
ール形成用孔2内にはスルーホール内導体回路3aが形
成され、かつグリーンシート1の表面には配線パターン
3bが形成される。In this embodiment, the green sheet (thickness 4
Around 100 μm, 200 mm square 1 is produced by sheet-forming a slurry containing aluminum nitride (hereinafter referred to as AlN) powder as a main component by a doctor blade method. The green sheet 1 has a predetermined position as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a plurality of through-hole forming holes 2 are formed by drilling or punching. Next, a tungsten (hereinafter, W) paste P as a high melting point metal paste is printed on the green sheet 1 by a screen printing machine. And FIG.
As shown in (b), the through hole conductor circuit 3a is formed in the through hole forming hole 2 of the green sheet 1, and the wiring pattern 3b is formed on the surface of the green sheet 1.
【0021】ペースト印刷の結果、図2に示されるよう
にグリーンシート1上に略正方形状の印刷領域R1 が8
個×8列に配置された状態となる。一方、各印刷領域R
1 の間に格子状に非印刷領域R2 が形成された状態とな
る。本実施例では、グリーンシート1の表面積に対する
印刷領域R1 の面積の比率は、約70%となっている。
但し、この比率は70%のみに限定されるということは
ない。As a result of the paste printing, as shown in FIG. 2, there are 8 printing areas R1 of substantially square shape on the green sheet 1.
They are arranged in a unit of 8 columns. On the other hand, each print area R
The non-printed regions R2 are formed in a grid pattern between 1's. In this embodiment, the ratio of the area of the printing region R1 to the surface area of the green sheet 1 is about 70%.
However, this ratio is not limited to 70%.
【0022】更に、本実施例では、グリーンシート1作
製用のスラリーとして、平均粒径が約1.7μmのAl
N粉末に対して、焼結助剤としての酸化イットリウム粉
末、アクリル系バインダ、分散剤及び可塑剤を配合し、
均一に混練したものが使用されている。このようにして
作製されたグリーンシート1の密度は2.1g/cm3 とな
る。Further, in this embodiment, as the slurry for producing the green sheet 1, Al having an average particle size of about 1.7 μm is used.
Yttrium oxide powder as a sintering aid, an acrylic binder, a dispersant and a plasticizer are mixed with N powder,
The one that is uniformly kneaded is used. The green sheet 1 thus produced has a density of 2.1 g / cm 3 .
【0023】また、スルーホール内導体回路3a形成用
及び配線パターン3b形成用のWペーストPとして、次
のようなものが使用されている。即ち、所定の平均粒径
(1.1μmまたは3.0μm)のW粒子に、アクリル
系バインダ、溶剤及びを配合し、均一に混合したペース
トである。前記ペーストPのうち、W粒子の平均粒径が
1.1μmのものの密度は7.5g/cm3 となり、3.0
μmのものの密度は11.0g/cm3 となる。As the W paste P for forming the through-hole conductor circuit 3a and the wiring pattern 3b, the following is used. That is, it is a paste in which W particles having a predetermined average particle size (1.1 μm or 3.0 μm) are mixed with an acrylic binder, a solvent, and uniformly mixed. Of the paste P, the one having an average particle size of W particles of 1.1 μm has a density of 7.5 g / cm 3 , which is 3.0
The density of μm is 11.0 g / cm 3 .
【0024】前記ペーストPを作製する場合、W粒子の
平均粒径は0.5μm〜4.0μm程度であることが良
い。W粒子の平均粒径が小さすぎると、Wの焼結温度が
低くなる。但し、この場合には次のような問題がある。
Wの焼結温度が低くなると、それに従ってW及びAlN
の焼成収縮率が同一になる温度も低くなる。このとき、
およそ1450℃以下になるとWの炭化が阻害されるた
め、シート抵抗が増大する慮れがある。また、W粒子の
平均粒径が小さいほど焼成収縮率曲線の傾きも大きくな
る。このため、W及びAlNがほぼ同一の焼成収縮率と
なる温度域では、W粒子の平均粒径が小さいほど温度に
よる焼成収縮率のばらつきが大きくなる。ゆえに、炉内
の温度のばらつきの影響を受け易くなる。When the paste P is prepared, it is preferable that the W particles have an average particle size of about 0.5 μm to 4.0 μm. If the average particle size of W particles is too small, the sintering temperature of W becomes low. However, in this case, there are the following problems.
As the sintering temperature of W becomes lower, W and AlN
The temperature at which the firing shrinkage percentages are the same is also low. At this time,
When the temperature is about 1450 ° C. or lower, carbonization of W is hindered, so that the sheet resistance may increase. Further, the smaller the average particle size of W particles, the larger the slope of the firing shrinkage ratio curve. Therefore, in the temperature range in which W and AlN have substantially the same firing shrinkage, the smaller the average particle size of W particles, the greater the variation in firing shrinkage due to temperature. Therefore, it becomes easy to be affected by the variation in the temperature in the furnace.
【0025】逆にW粒子の平均粒径が大きすぎると、印
刷性が悪化することによって、ファインな配線パターン
3bが得られなくなる虞れがある。本実施例では、上記
のような理由からW粒子の平均粒径が好適範囲内となる
ように予め設定している。On the contrary, if the average particle size of W particles is too large, the printability is deteriorated, and there is a possibility that a fine wiring pattern 3b cannot be obtained. In the present embodiment, the average particle size of W particles is set in advance within the suitable range for the reasons described above.
【0026】前記グリーンシート1は、配線パターン3
bに対する仮プレスの後、図1(c)に示されるように
複数枚積層される。ラミネート装置等による熱圧着によ
って得られるグリーンシート積層体4は、ここで乾燥及
び脱脂される。The green sheet 1 has a wiring pattern 3
After the temporary pressing for b, a plurality of sheets are laminated as shown in FIG. The green sheet laminate 4 obtained by thermocompression bonding with a laminating device or the like is dried and degreased here.
【0027】次に、グリーンシート積層体4は非酸化雰
囲気下において仮焼成される。本実施例では、仮焼成時
において所定の加熱温度(表1に示されるように146
0℃〜1600℃)に焼成炉を保持する時間を10時間
としている。また、本実施例では、温度むらの少ない小
ロット生産用焼成炉によって仮焼成が行われている。Next, the green sheet laminate 4 is pre-baked in a non-oxidizing atmosphere. In this example, a predetermined heating temperature (146 as shown in Table 1 was used during calcination.
The time for holding the firing furnace at 0 ° C. to 1600 ° C.) is 10 hours. In addition, in the present embodiment, the preliminary firing is performed by a firing furnace for small lot production with less temperature unevenness.
【0028】仮焼成されたグリーンシート積層体4は、
更に図1(d)に示されるようなホットプレス装置6に
セットされ、高温加圧下で本焼成(1890℃,3時
間)される。その結果、グリーンシート積層体4は焼結
体5となる。The calcined green sheet laminate 4 is
Further, it is set in a hot press device 6 as shown in FIG. 1 (d), and is subjected to main firing (1890 ° C., 3 hours) under high temperature pressure. As a result, the green sheet laminated body 4 becomes the sintered body 5.
【0029】そして、表面研削加工が行われた後、焼結
体5は非印刷領域R2 の部分(図2にて破線で示される
部分)で切断される。その結果、合計64ピースの22
mm角の多層AlN基板7が得られることになる。After the surface grinding, the sintered body 5 is cut at the non-printed area R2 (the portion indicated by the broken line in FIG. 2). The result is a total of 64 pieces of 22
Thus, the multi-layered AlN substrate 7 having a square mm is obtained.
【0030】ここで表1及び表2に示されるように、加
熱温度を8段階(1460℃, 1480℃,1500℃,1520 ℃, 15
40℃,1560℃, 1580℃, 1600℃)設定してそれぞれ同じ
方法により仮焼成を行った。その結果、合計24種のサ
ンプルを得た。前記サンプルのうち、サンプルA群は実
施例のサンプルであり、サンプルB群は実施例の範囲に
属さない比較例(従来例)のサンプルである。前記サン
プルA1 〜A16のうち、表1に示される8種のサンプル
A1 〜A8 では、WペーストPの密度がサンプルB群よ
りも高くなるように設定されている。また、表2に示さ
れる8種のサンプルA9 〜A16では、W粒子の平均粒径
がサンプルB群よりも大きくなるように設定されてい
る。Here, as shown in Tables 1 and 2, the heating temperature was set in 8 steps (1460 ° C, 1480 ° C, 1500 ° C, 1520 ° C, 15
The temperature was set at 40 ° C, 1560 ° C, 1580 ° C, 1600 ° C) and calcined by the same method. As a result, a total of 24 types of samples were obtained. Among the samples, the sample A group is a sample of the example, and the sample B group is a sample of a comparative example (conventional example) which does not belong to the range of the example. Among the samples A1 to A16, eight kinds of samples A1 to A8 shown in Table 1 are set so that the density of the W paste P is higher than that of the sample B group. Further, in the eight kinds of samples A9 to A16 shown in Table 2, the average particle size of W particles is set to be larger than that of the sample B group.
【0031】そして、これらに対する試験では、W及び
AlNの焼成収縮率差(%)、配線パターン3bのX,
Y方向への寸法ばらつき量(±μm)、膨れ・層間剥離
・クラックの有無を調査した。また、以上の結果をもと
にその温度における仮焼成が有効であるか否かを評価し
た。Then, in the tests for these, the difference in firing shrinkage between W and AlN (%), X in the wiring pattern 3b,
The amount of dimensional variation (± μm) in the Y direction, and the presence or absence of swelling, delamination, and cracks were investigated. Further, based on the above results, it was evaluated whether or not the calcination at that temperature is effective.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】[0033]
【表2】 [Table 2]
【0034】表1及び表2から明らかなように、サンプ
ルA群についてはいずれの温度においても焼成収縮率差
が許容範囲である0.1%以下になることがわかった。
配線パターン3bの寸法ばらつき量を測定したところ、
サンプルA群では最大でも21μmであったのに対し、
サンプルB群では20μm〜45μmという値となっ
た。また、サンプルA群ではいずれの温度においても膨
れ等が全く見られなかった。それに対しサンプルB群で
は、焼成収縮率差が大きくなる温度において膨れ等が発
生することが確認された。以上のような結果から、実施
例の方法によると仮焼成に好適な温度域が従来に比較し
て確実に広くなるということがわかる。従って、仮焼成
時の温度依存性も小さくなるということができる。As is clear from Tables 1 and 2, it was found that the difference in the firing shrinkage of Sample A group was 0.1% or less, which is the allowable range, at any temperature.
When the amount of dimensional variation of the wiring pattern 3b was measured,
In the sample A group, the maximum was 21 μm, while
The sample B group had a value of 20 μm to 45 μm. Further, in sample A group, swelling or the like was not observed at any temperature. On the other hand, in sample B group, it was confirmed that swelling and the like occur at the temperature at which the difference in firing shrinkage rate becomes large. From the above results, it can be seen that the temperature range suitable for the calcination is surely widened by the method of the embodiment as compared with the conventional method. Therefore, it can be said that the temperature dependence during the calcination is also reduced.
【0035】なお、実際に量産用焼成炉で積層体4の仮
焼成を行ったところ、積層体4の載置位置により温度む
らができるにも関わらず、殆ど全ての積層体4から寸法
精度に優れた多層AlN基板7を得ることが可能であっ
た。つまり、従来の方法に比べて確実に良品率を向上さ
せることが可能であった。In addition, when the laminated body 4 is calcinated in a mass-production firing furnace, temperature variations can occur depending on the mounting position of the laminated body 4, but almost all the laminated bodies 4 have dimensional accuracy. It was possible to obtain an excellent multilayer AlN substrate 7. That is, it was possible to surely improve the non-defective rate as compared with the conventional method.
【0036】本発明は上記実施例のみに限定されること
はなく、以下のように変更することが可能である。例え
ば、 (a)AlN製グリーンシート1を使用した実施例に代
え、例えばアルミナ製、窒化珪素製、ムライト製、窒化
ホウ素製等のグリーンシートを使用することも可能であ
る。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified as follows. For example, (a) instead of the example using the AlN green sheet 1, it is possible to use a green sheet made of alumina, silicon nitride, mullite, boron nitride, or the like.
【0037】(b)また、WペーストPを使用した実施
例に代え、例えばモリブデン、ニオブ、タンタル等とい
ったタングステン以外の高融点金属ペーストを使用する
ことも勿論可能である。(B) Further, instead of the embodiment using the W paste P, it is of course possible to use a refractory metal paste other than tungsten, such as molybdenum, niobium, tantalum or the like.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の多層セラ
ミックス基板の製造方法によれば、仮焼成に好適な温度
域の幅が広くなるため、仮焼成時の温度依存性を小さく
することができ、もって寸法精度等に優れた基板を確実
に量産することができるという優れた効果を奏する。As described in detail above, according to the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present invention, the width of the temperature range suitable for pre-baking is widened, and therefore the temperature dependence during pre-baking is reduced. Therefore, it is possible to reliably mass-produce a substrate having excellent dimensional accuracy and the like, which is an excellent effect.
【図1】(a)〜(d)は実施例の多層窒化アルミニウ
ム基板の製造手順を示す概略断面図である。1A to 1D are schematic cross-sectional views showing a manufacturing procedure of a multilayer aluminum nitride substrate of an example.
【図2】多層窒化アルミニウム基板の製造手順におい
て、積層前のグリーンシートを示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a green sheet before lamination in a manufacturing procedure of a multilayer aluminum nitride substrate.
【図3】仮焼成時における高融点金属及びセラミックス
の焼成収縮率と加熱温度との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the firing shrinkage and the heating temperature of refractory metals and ceramics during pre-firing.
【図4】仮焼成時における高融点金属及びセラミックス
の焼成収縮率と加熱温度との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the firing shrinkage and the heating temperature of refractory metals and ceramics during pre-firing.
1…グリーンシート、3a,3b…導体パターン、4…
(グリーンシート)積層体、7…多層セラミックス基板
としての多層窒化アルミニウム基板、P…高融点金属ペ
ーストとしてのタングステンペースト。1 ... Green sheet, 3a, 3b ... Conductor pattern, 4 ...
(Green sheet) Laminated body, 7 ... Multilayer aluminum nitride substrate as multilayer ceramic substrate, P ... Tungsten paste as refractory metal paste.
Claims (2)
れた導体パターンを有するセラミックス製のグリーンシ
ートを積層した後、その積層体に仮焼成及びホットプレ
スによる本焼成を施す多層セラミックス基板の製造方法
において、 仮焼成温度域における前記高融点金属の焼成収縮率と前
記セラミックスの焼結収縮率とがほぼ一致するように、
前記高融点金属ペーストの密度を適宜変更したうえで仮
焼成を行うことを特徴とした多層セラミックス基板の製
造方法。1. A method for producing a multilayer ceramic substrate, comprising stacking ceramic green sheets having a conductor pattern formed by printing a high-melting-point metal paste, and then subjecting the stacked body to pre-baking and main baking by hot pressing. , So that the firing shrinkage of the refractory metal and the sintering shrinkage of the ceramics in the calcination temperature range substantially match,
A method for manufacturing a multi-layer ceramic substrate, which comprises calcination after appropriately changing the density of the high melting point metal paste.
れた導体パターンを有するセラミックス製のグリーンシ
ートを積層した後、その積層体に仮焼成及びホットプレ
スによる本焼成を施す多層セラミックス基板の製造方法
において、 仮焼成温度域における前記高融点金属の焼成収縮率と前
記セラミックスの焼結収縮率とがほぼ一致するように、
高融点金属の平均粒径及びセラミックスの平均粒径のう
ちから選択される少なくともいずれかを適宜変更したう
えで仮焼成を行うことを特徴とした多層セラミックス基
板の製造方法。2. A method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, comprising stacking ceramic green sheets having a conductor pattern formed by printing a high-melting-point metal paste, and then subjecting the stacked body to pre-baking and main baking by hot pressing. , So that the firing shrinkage of the refractory metal and the sintering shrinkage of the ceramics in the calcination temperature range substantially match,
A method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, which comprises performing appropriate firing after appropriately changing at least one selected from an average particle diameter of refractory metal and an average particle diameter of ceramics.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6013004A JPH07221453A (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | Manufacture of multilayer ceramic substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6013004A JPH07221453A (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | Manufacture of multilayer ceramic substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07221453A true JPH07221453A (en) | 1995-08-18 |
Family
ID=11821038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6013004A Pending JPH07221453A (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | Manufacture of multilayer ceramic substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07221453A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102468183A (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-23 | 九豪精密陶瓷(昆山)有限公司 | Method for manufacturing composite substrate |
-
1994
- 1994-02-04 JP JP6013004A patent/JPH07221453A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102468183A (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-23 | 九豪精密陶瓷(昆山)有限公司 | Method for manufacturing composite substrate |
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