JPH0811696B2 - 多層ガラスセラミック基板とその製造方法 - Google Patents

多層ガラスセラミック基板とその製造方法

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JPH0811696B2
JPH0811696B2 JP9471893A JP9471893A JPH0811696B2 JP H0811696 B2 JPH0811696 B2 JP H0811696B2 JP 9471893 A JP9471893 A JP 9471893A JP 9471893 A JP9471893 A JP 9471893A JP H0811696 B2 JPH0811696 B2 JP H0811696B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はLSI素子を高密度に実
装するための多層ガラスセラミック基板、特に低温で焼
結できる多層ガラスセラミック基板とその製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体技術の発展にともない電子装置
は、システムの小型化,高速化が益々要求されている。
半導体素子においては、VLSI,ULSIと高密度高
集積化され、これらをアセンブリするための実装技術は
極めて高密度微細化が必要とされている。特に半導体素
子を搭載するための実装基板は配線密度の増大による微
細配線化とともに配線抵抗の低減化,高速化に対応した
基板材料の低誘電率化および高密度配線化が要求されて
いる。
【0003】従来から使用されているものにアルミナ多
層基板がある。この基板の製造方法としては、厚膜印刷
多層法およびグリーンシート積層法があるが、高密度化
の要求に対してはグリーンシート積層法が有利である。
グリーンシート積層法は薄いセラミックグリーンシート
各層に配線を印刷形成し一体に積層して得られるため配
線層数を任意に多くすることができ、その結果厚膜印刷
多層よりも配線密度を高くすることができる。しかし、
アルミナセラミックは焼結温度が1500℃以上と高
く、配線導体に電気抵抗の比較的高いMo,W金属を使
わなければならず、配線の微細化が困難であった。
【0004】一方最近、低抵抗導体のAu,Ag−P
d,Ag,Cu等を用いるために低温焼結型のセラミッ
ク材料が開発されている。まずアルミナとホウケイ酸鉛
系ガラスの複合材料の場合、1000℃以下の低温で焼
結が可能で、Au,Ag−Pd,Agを配線導体に用い
た多層基板が開発されている。この材料は鉛を含んでい
るため卑金属であるCuを配線に用いることは困難であ
り、更に誘電率においても7.5以上にしか低減するこ
とができない。低誘電率化と1000℃以下の還元雰囲
気焼成をねらったホウケイ酸系ガラスを用いたガラスセ
ラミック材料も開発されている。これは誘電率が5.5
程度と低く抑えられ、Cu配線による多層化が、ガラス
セラミックと導体との同時焼結法により実現されている
が、焼結時に結晶化を起こしておらず機械的強度が著し
く低くなる欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のアルミナ多層基
板では、高温でしか焼結できないため電気抵抗の高いM
o,Wしか導体に利用できないため、配線抵抗が高くな
ったり、微細配線が不可能であった。またアルミナの誘
電率は約10と高く信号の高速化には不利であった。
【0006】アルミナとホウケイ酸鉛系ガラスの複合材
料は、低温焼結化ができ低抵抗導体を配線に使えるが、
還元雰囲気焼成や卑金属導体配線の実現が困難であっ
た。
【0007】更にホウケイ酸系ガラスを用いたガラスセ
ラミック基板では、Cu多層配線および低誘電率化は可
能であるが、機械的強度が著しく低くなった。基板の機
械的強度は、極めて重要な特性である。特に基板上に多
数の半導体素子が実装されるマルチチップ実装基板にお
いては、基板サイズが大面積化するとともに、入出力端
子またはピンが多数接続されるために、アセンブリ工程
ばかりでなく製品の状態で基板破損や金属との接合不良
等の問題が発生する。
【0008】本発明の目的は、このような従来の実装基
板の課題を解決することにより1000℃以下の低温
で、しかも酸化性ばかりでなく中性および還元雰囲気で
焼成でき、誘電率の低い機械的強度の優れた多層ガラス
セラミック基板を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、配線導体に低抵抗な
Au,Ag,Cu,Ag−Pd等の金属を適用すること
が可能となり、高密度微細配線でしかも高速化が期待で
きる実装基板を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の複数の導体層を
含んだ第1の多層ガラスセラミック基板は、次の組成物
で構成される。つまりガラスセラミック層がアルミナ1
2〜59.6重量%、ホウケイ酸系ガラス18〜69.
6重量%、アノーサイト結晶1〜40重量%、セルシア
ン結晶1〜5重量%の組成範囲で総量100%になるよ
うに構成された基板である。またこの基板を製造するに
あたっては、原料粉末にアルミナ粉末30〜60重量%
および酸化物換算表示に従ったとき酸化カルシウムが5
重量%以上、酸化バリウムが0.1重量%以上含んだホ
ウケイ酸ガラス粉末40〜70重量%で総量100%に
なるように混合した混合粉末を用い、焼結工程でアノー
サイト結晶、セルシアン結晶を生成させる方法を採用す
ることができる。
【0011】更に、他の製造方法として、原料粉末とし
て平均粒径が0.5〜3μmのアルミナ粉末、1〜5μ
mのホウケイ酸系ガラス粉末、1〜10μmのアノーサ
イト、セルシアン粉末を用い混合し、スラリー状態にし
たのちグリーンシート化し、次にヴァイアホールを形成
し、導体印刷および穴埋めを行ったのち積層、熱圧着し
1000℃以下の温度で焼成する方法を採用することも
できる。
【0012】本発明の複数の導体層を含んだ第2の多層
ガラスセラミック基板は、次の組成物で構成される。つ
まりガラスセラミック層がアルミナ12〜59.6重量
%、X(ただし、Xはムライト、石英ガラス、α−石
英、コーディエライトの中から選ばれた1種以上を含む
無機複合物)10〜30重量%、ホウケイ酸系ガラス1
8〜69.6重量%、アノーサイト結晶1〜40重量
%、セルシアン結晶1〜5重量%の組成範囲で総量10
0%になるように構成された基板である。またこの基板
を製造するにあたっては、原料粉末にアルミナ粉末10
〜50重量%、X粉末(ただし、X粉末はムライト、石
英ガラス、α−石英、コーディエライトの中から選ばれ
た1種以上を含む無機複合粉末)10〜50重量%およ
び酸化物換算表示に従ったとき酸化カルシウムを5重量
%以上、酸化バリウムを0.1重量%以上含んだホウケ
イ酸ガラス粉末40〜70重量%で総量100%になる
ように混合した混合粉末を用い、焼結工程でアノーサイ
ト結晶、セルシアン結晶を生成させる方法を採用するこ
とができる。
【0013】更に、他の製造方法として、原料粉末とし
て平均粒径が0.5〜3μmのアルミナ粉末、0.5〜
10μmのX粉末(ただし、X粉末はムライト、石英ガ
ラス、α−石英、コーディエライトの中から選ばれた1
種以上を含む無機複合粉末)、1〜5μmのホウケイ酸
系ガラス粉末、1〜10μmのアノーサイト、セルシア
ン粉末を用い混合し、スラリー状態にしたのちグリーン
シート化し、次にヴァイアホールを形成し、導体印刷お
よび穴埋めを行ったのち積層、熱圧着し1000℃以下
の温度で焼成する方法を採用することもできる。
【0014】本発明を実施するときは、1000℃以下
の温度で焼結が可能となるため、所望のグリーンシート
積層法によって容易に多層化ができ、導体としてAu,
Ag,Pd,Pt等の元素ばかりでなく中性または還元
雰囲気で焼成するCu,Ni等の卑金属の元素を含め、
それぞれ1種およびこれら2種以上を含む合金が安心し
て使用できるようになり、実装密度が高く機械的強度に
優れた多層ガラスセラミック基板を実用に供することが
可能となる。ここで機械的強度は少なくとも坑折強度で
2000kg/cm2 以上が必要といわれており、この
点からも本発明は十分な強度を有している。
【0015】
【作用】本発明の多層ガラスセラミック基板の組成は、
1000℃以下の温度で焼結できるが、その理由を次に
示す。ホウケイ酸系ガラスは焼成の際、約700℃以上
で軟化を開始する。この液相化したガラスが、アルミナ
またはアルミナとアノーサイト,セルシアンとのセラミ
ック粉末間の空隙を埋めることになり、あるいはアルミ
ナと石英ガラスまたはアルミナ,X(ただし、Xはムラ
イト、石英ガラス、α−石英、コーディエライトの中か
ら選ばれた1種以上を含む無機複合物),アノーサイト
とセルシアンとのセラミック粉末間の空隙を埋めること
になり、緻密化が進行する。こうして800〜1000
℃の温度領域で十分緻密なガラスセラミック体が形成さ
れ焼結を完了する。
【0016】次に還元雰囲気で焼結できる理由は、この
組成物がこの条件下で酸化物状態から還元され金属元素
に変化することが抑えられる元素を用いているためであ
る。例えば酸化鉛を含んだ組成物の場合、還元雰囲気下
では金属鉛に変化しガラスセラミック体の絶縁性が著し
く劣化する。
【0017】機械的強度は多層ガラスセラミック基板に
おいて重要な特性の一つであり、本発明は、特にこの特
性に対して効果が大である。強度を2000kg/cm
2 以上に実現できる理由は、焼結後のガラスセラミック
体の構造に起因する。つまりアルミナと液相化したガラ
スとは、焼結時に化学反応を伴いアノーサイト,セルシ
アン結晶を生成することができる。こうして焼結後のガ
ラスセラミック体には、アルミナ粒子とガラス質部分お
よびアノーサイト,セルシアン結晶とが三次元的に緻密
に構成されることになり、あるいはアルミナ粒子、X
(ただし、Xはムライト、石英ガラス、α−石英、コー
ディエライトの中から選ばれた1種以上を含む無機複合
物)粒子とガラス質部分およびアノーサイト,セルシア
ン結晶とが三次元的に緻密に構成されることになり、セ
ラミックとガラスとが強固に結合され、その結果基板と
して抗折強度の十分な特性が得られる。
【0018】
【実施例】(実施例1)ガラスセラミック層を形成する
組成物を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】これら組成物を製造するための方法を次に
示す。
【0021】アルミナ+X粉末とホウケイ酸系ガラス粉
末を、30重量%:70重量%〜60重量%:40重量
%の比率で十分に混合し、グリーンシート積層法によっ
てシート状に形成する。ここで用いるホウケイ酸系ガラ
ス粉末は、酸化物換算表記で酸化カルシウム10重量
%、酸化バリウム5重量%含んでいる。グリーンシート
に作成する方法は、混合粉をポリビニルブチラール,ポ
リビニルアルコールあるいはポリアクリル系樹脂などの
有機バインダーとともに溶媒中に分散し泥漿化したのち
スリップキャスティング法により形成する。グリーンシ
ート厚みは、10〜400μmの範囲で均一にしかも自
由にコントロールすることが可能である。
【0022】次に上下導体を接続するためのヴァイアホ
ールを、打ち抜き装置によりグリーンシートに形成す
る。ヴァイアホールに電気的接続を行うための導体ペー
ストの埋め込みおよび配線パターン印刷を行う。ここで
用いた導体としては、Au,Ag,Ag−Pd,Cu,
Ni,Ag−Pt等を主成分とした導体ペーストであ
り、スクリーン印刷法によって所定の位置に印刷され
る。導体パターンが印刷されヴァイアフィルされたグリ
ーンシートを所定の層数になるように積層し、熱圧着す
る。成形時に添加された有機バインダーおよび溶剤を4
00℃〜700℃の温度の脱バインダー工程により除去
した後、800〜1000℃の温度範囲で焼成し多層ガ
ラスセラミック基板を得た。この焼成に際し、ガラスが
軟化し、アルミナ+X粒子間の空隙をガラスが占有する
ことになり緻密化が進む。更にアルミナとの化学反応に
よりアノーサイト,セルシアン結晶が生成されることに
なる。
【0023】次に上記組成物を製造するための他の製造
方法を示す。アルミナ粉末を粉砕により平均粒径0.5
〜3μmになるようにコントロールする。またホウケイ
酸系ガラスを例えばアルミナボールミル等により平均粒
径1〜5μmになるように粉砕し微粉末化する。更にア
ノーサイト,セルシアン粉末を同様に1〜10μmにな
るように粉砕する。これらの粉末を目標組成になるよう
に秤量し、アルミナボールミル等により均一に混合す
る。この混合粉末を、ポリアクリル系樹脂,ポリビニル
ブチラールおよびポリビニルアルコールなどの有機バイ
ンダーとともに溶媒中に分散し泥漿にする。この泥漿を
ドクターブレード法やロール法等のスリップキャスティ
ング法により絶縁層を形成するのに適した膜厚、例えば
10〜400μmの範囲でグリーンシートとする。次に
上下導通を得るためのヴァイアホールをグリーンシート
にダイおよびポンチで形成する。ヴァイアホールの形成
されたシートに導体ペーストを埋め込み、配線パターン
印刷を施す。印刷およびペーストが埋め込まれたシート
を複数枚積層し、100〜120℃の温度で100〜3
00kg/cm2 の圧力で熱圧着し積層体を得る。40
0〜600℃で有機バインダーを分解除去したのち、8
00〜1000℃の範囲で焼結を完了する。ここで用い
た導体ペーストは、Au,Ag,Ag−Pd,Cu等を
主成分としたペーストを用いた。
【0024】表2および表3には、多層ガラスセラミッ
ク基板を作製したときの焼成条件,配線仕様および特性
を示した。焼結後の基板におけるガラスセラミック層の
組成を示した表1の試料番号と表2および表3の試料番
号は対応している。
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】表2および表3からも明らかなように、本
実施例の組成物を使用することにより、容易に高密度で
微細な配線を形成できるばかりでなく特性上も優れか
つ、実用に供されるために必要な機械的強度も充分満足
する多層ガラスセラミック基板を得ることができる。
【0028】本実施例によれば、以下の点が明らかとな
った。 1)アルミナ+Xが12重量%未満の場合、抗折強度が
2000kg/cm2 未満となり不充分となる。また5
9.6重量%を越えると1000℃以下の温度で焼結が
不充分となり、その結果、絶縁抵抗が低下するとともに
抗折強度も2000kg/cm2 未満となる。更に誘電
率も7を越えるため高速化に不利となり、実用的な多層
ガラスセラミック基板が得られない。 2)ホウケイ酸系ガラスが18重量%未満の場合、アル
ミナ+X粒子間の空隙を占有するに十分なガラス相を得
ることができなくなるため、強度が低下するとともに信
頼性が得られない。69.6重量%を越えるとガラスの
本来持つ強度が支配的となり抗折強度2000kg/c
2 未満になってしまう。 3)アノーサイト,セルシアン結晶が1重量%未満の場
合、これらによる強度補強効果がなくなり抗折強度20
00kg/cm2 以上が得られない。50重量%を越え
ると、多層ガラスセラミック基板の収縮性が不均一にな
り信頼性が低下する。 4)原料粉末として用いるアルミナ粉末が30重量%未
満の場合、焼結時のアノーサイト,セルシアン結晶生成
に対しガラスとの化学反応性が低下し、結晶生成が不十
分となるか、あるいは結晶が不均一に生成することにな
り、その結果、抗折強度が2000kg/cm2 未満に
なってしまう。60重量%を越えると1000℃以下の
温度で焼結が不十分となり絶縁抵抗が低下するとともに
抗折強度も低下する。また誘電率も7を越えてしまう。 5)原料粉末として用いるホウケイ酸系ガラス粉末が4
0重量%未満の場合、アルミナとの反応性が低下し、ア
ノーサイト,セルシアン結晶の生成が大きく阻害され、
不均一な結晶生成が起こるため強度が低下する。70重
量%を越える場合には焼成時のガラス軟化反応が進むた
め焼成基板の寸法安定性が悪くなり、実用的な基板が得
られない。 6)原料粉末として用いるホウケイ酸系ガラスのカルシ
ウム組成が酸化物換算表記に従ったとき酸化カルシウム
で5重量%未満のとき焼成時にアノーサイト結晶がほと
んど生成されない。また、酸化バリウムが同様の表示で
0.1%以下のとき、セルシアン結晶がほとんど生成さ
れない。 7)原料粉末として用いるアルミナ粉末が0.5μm未
満および3μmを越える場合、ホウケイ酸系ガラス粉末
が1μm未満および5μmを越える場合、更にアノーサ
イト,セルシアン粉末が1μm未満および10μmを越
える場合には、混合物の焼結性が悪く多層ガラスセラミ
ック基板の特性上の信頼性を著しく低下させるため、実
用的な多層ガラスセラミック基板が得られない。
【0029】(実施例2)ガラスセラミック層を形成す
る組成物を表4および表5に示す。
【0030】
【表4】
【0031】
【表5】
【0032】この組成物を製造するための方法を次に示
す。
【0033】アルミナ粉末,X粉末(ただし、X粉末は
ムライト、石英ガラス、α−石英、コーディエライトの
中から選ばれた1種以上を含む無機複合粉末)とホウケ
イ酸系ガラス粉末を、(アルミナ粉末+X粉末):ホウ
ケイ酸カルシウム系ガラス=30重量%:70重量%〜
60重量%:40重量%の比率で十分に混合し、グリー
ンシート積層法によってシート状に形成する。このと
き、アルミナ粉末は少なくとも10%以上含まれてお
り、またここで用いられたホウケイ酸系ガラス粉末に
は、酸化物換算表記で酸化カルシウム10重量%、酸化
バリウム5重量%含まれている。グリーンシートに作成
する方法は、混合粉をポリビニルブチラール,ポリビニ
ルアルコールあるいはポリアクリル系樹脂などの有機バ
インダーとともに溶媒中に分散し泥漿化したのち、スリ
ップキャスティング法により形成する。グリーンシート
厚みは、10〜400μmの範囲で均一にしかも自由に
コントロールすることが可能である。
【0034】次に上下導体を接続するためのヴァイアホ
ールを、打ち抜き装置によりグリーンシートに形成す
る。このヴァイアホールに電気的接続を行うための導体
ペーストの埋め込みおよび配線パターン印刷を行う。こ
こで用いた導体としては、Au,Ag,Ag−Pd,C
u,Ni,Ag−Pt等を主成分とした導体ペーストで
あり、スクリーン印刷法によって所定の位置に印刷され
る。導体パターンが印刷されヴァイアフィルされたグリ
ーンシートを所定の層数になるように積層し、熱圧着す
る。成形時に添加された有機バインダーおよび溶剤を4
00℃〜700℃の温度の脱バインダー工程により除去
した後、800〜1000℃の温度範囲で焼成し多層ガ
ラスセラミック基板を得た。この焼成に際し、ガラスが
軟化し、アルミナ,X(ただし、Xはムライト、石英ガ
ラス、α−石英、コーディエライトの中から選ばれた1
種以上を含む無機複合物)粒子間の空隙をガラスが占有
することになり緻密化が進む。更にアルミナとの化学反
応によりアノーサイト,セルシアン結晶が生成されるこ
とになる。
【0035】次に上記組成物を製造するための他の製造
方法を示す。アルミナ粉末を粉砕により平均粒径0.5
〜3μmになるようにコントロールする。X粉末(ただ
し、X粉末はムライト、石英ガラス、α−石英、コーデ
ィエライトの中から選ばれた1種以上を含む無機複合粉
末)も同様に平均粒径0.5〜10μmに粉砕する。ま
たホウケイ酸系ガラスを例えばアルミナボールミル等に
より平均粒径1〜5μmになるように粉砕し微粉末化す
る。更にアノーサイト,セルシアン粉末を同様に1〜1
0μmになるように粉砕する。これらの粉末を目標組成
になるように秤量し、アルミナボールミル等により均一
に混合する。この混合粉末を、ポリアクリル系樹脂,ポ
リビニルブチラールおよびポリビニルアルコールなどの
有機バインダーとともに溶媒中に分散し泥漿にする。こ
の泥漿をドクターブレード法やロール法等のスリップキ
ャスティング法により絶縁層を形成するのに適した膜
厚、例えば10〜400μmの範囲でグリーンシートと
する。次に上下導通を得るためのヴァイアホールをグリ
ーンシートにダイおよびポンチで形成する。ヴァイアホ
ールの形成されたシートに導体ペーストを埋め込み、配
線パターン印刷を施す。印刷およびペーストが埋め込ま
れたシートを複数枚積層し、100〜120℃の温度で
100〜300kg/cm2 の圧力で熱圧着し積層体を
得る。400〜600℃で有機バインダーを分解除去し
たのち、800〜1000℃の範囲で焼結を完了する。
ここで用いた導体ペーストは、Au,Ag,Ag−P
d,Cu等を主成分としたペーストを用いた。
【0036】表6および表7には、多層ガラスセラミッ
ク基板を作製したときの焼成条件,配線仕様および特性
を示した。焼結後の基板におけるガラスセラミック層の
組成を示した表4,5の試料番号と表6,表7の試料番
号は対応している。
【0037】
【表6】
【0038】
【表7】
【0039】表6および表7からも明らかなように、本
実施例の組成物を使用することにより、容易に高密度で
微細な配線を形成できるばかりでなく特性上も優れか
つ、実用に供されるために必要な機械的強度も充分満足
する多層ガラスセラミック基板を得ることができる。
【0040】本実施例によれば、以下の点が明らかとな
った。 1)アルミナが12重量%未満の場合、抗折強度が20
00kg/cm2 未満となり不充分となる。また59.
6重量%を越えると1000℃以下の温度で焼結が不充
分となり、その結果、絶縁抵抗が低下するとともに抗折
強度も2000kg/cm2 未満となる。更に誘電率も
7を越えるため高速化に不利となり、実用的な多層ガラ
スセラミック基板が得られない。 2)X(ただし、Xはムライト、石英ガラス、α−石
英、コーディエライトの中から選ばれた1種以上を含む
無機複合物)が10重量%未満の場合、誘電率が7を越
えてしまう。また30重量%を越えると焼結が不十分と
なり、絶縁抵抗を低下させ、抗折強度も2000kg/
cm2 未満に低下してしまう。 3)ホウケイ酸系ガラスが18重量%未満の場合、アル
ミナ,X,粒子間の空隙を占有するに十分なガラス相を
得ることができなくなるため、強度が低下するとともに
信頼性が得られない。69.6重量%を越えるとガラス
の本来持つ強度が支配的となり抗折強度2000kg/
cm2 未満になってしまう。 4)アノーサイト結晶,セルシアン結晶が1重量%未満
の場合、アノーサイト結晶による強度補強効果がなくな
り抗折強度2000kg/cm2 以上が得られない。ま
た、アノーサイトでは40重量%、セルシアンでは5重
量%を越えると、多層ガラスセラミック基板の収縮性が
不均一になり信頼性が低下する。 5)原料粉末として用いるアルミナ粉末が30重量%未
満の場合、焼結時のアノーサイト,セルシアン結晶生成
に対しガラスとの化学反応性が低下し、結晶生成が不十
分となるか、あるいは結晶が不均一に生成することにな
り、その結果、抗折強度が2000kg/cm2 未満に
なってしまう。60重量%を越えると1000℃以下の
温度で焼結が不十分となり絶縁抵抗が低下するとともに
抗折強度も低下する。また誘電率も7を越えてしまう。 6)原料粉末として用いるホウケイ酸系ガラス粉末が4
0重量%未満の場合、アルミナとの反応性が低下し、ア
ノーサイト,セルシアン結晶の生成が大きく阻害され、
不均一な結晶生成が起こるため強度が低下する。70重
量%を越える場合には焼成時のガラス軟化反応が進むた
め焼成基板の寸法安定性が悪くなり、実用的な基板が得
られない。 7)原料粉末として用いるホウケイ酸系ガラスのカルシ
ウム組成が酸化物換算表記に従ったとき酸化カルシウム
で5重量%未満のとき焼成時にアノーサイト結晶がほと
んど生成されない。また、酸化バリウムが同様の表示で
0.1%以下のとき、セルシアン結晶がほとんど生成さ
れない。 8)原料粉末として用いるアルミナ粉末が0.5μm未
満および3μmを越える場合、X粉末(ただし、X粉末
はムライト、石英ガラス、α−石英、コーディエライト
の中から選ばれた1種以上を含む無機複合粉末)が0.
5μm未満および10μmを越える場合、ホウケイ酸系
ガラス粉末が1μm未満および5μmを越える場合、更
にアノーサイト,セルシアン粉末が1μm未満および1
0μmを越える場合には、混合物の焼結性が悪く多層ガ
ラスセラミック基板の特性上の信頼性を著しく低下させ
るため、実用的な多層ガラスセラミック基板が得られな
い。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、1000℃以下の低温
で、しかも酸化性ばかりでなく中性および還元雰囲気で
焼成でき、誘電率の低い機械的強度の優れた多層ガラス
セラミック基板を実現できる。従って配線導体に低抵抗
なAu,Ag,Ag−Pd等の金属を適用することが可
能となり、高密度微細配線でしかも高速化が期待できる
実装基板を提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 35/16 37/00 Z 41/88 C H05K 3/46 H 6921−4E

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラスセラミック層が、アルミナ,ホウケ
    イ酸系ガラス,アノーサイト結晶およびセルシアン結晶
    からなる無機組成物であって、アルミナ12〜59.6
    重量%、ホウケイ酸系ガラス18〜69.6重量%、ア
    ノーサイト結晶1〜40重量%、セルシアン結晶1〜5
    重量%の組成範囲で総量100%になるように構成さ
    れ、複数の導体層を上記ガラスセラミック層を介して積
    層したことを特徴とする多層ガラスセラミック基板。
  2. 【請求項2】請求項1記載の多層ガラスセラミック基板
    の製造方法において、 原料粉末にアルミナ粉末30〜60重量%およびホウケ
    イ酸ガラス粉末40〜70重量%で総量100%になる
    ように混合した混合粉末を用いることを特徴とする多層
    ガラスセラミック基板の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の多層ガラスセラミック基板
    の製造方法において、 原料粉末として、アルミナ粉末、ホウケイ酸系ガラス粉
    末、アノーサイト粉末、およびセルシアン粉末を用い、
    それぞれの平均粒径がアルミナ粉末0.5〜3μm、ホ
    ウケイ酸系ガラス粉末1〜5μm、アノーサイト,セル
    シアン粉末1〜10μmの範囲にあり、これら粉末を混
    合する工程と、 混合した粉末をスラリー状態にしたのちグリーンシート
    化する工程と、 グリーンシートにヴァイアホールを形成し、グリーンシ
    ートに導体を印刷および穴埋めする工程と、 印刷されたシートを積層熱圧着し1000℃以下の温度
    で焼成する工程と、 を含むことを特徴とする多層ガラスセラミック基板の製
    造方法。
  4. 【請求項4】前記ホウケイ酸系ガラスは、ガラス組成が
    SiO2 :40〜75重量%、B23 :5〜40重量
    %、CaO:5〜30重量%、BaO:0.1〜20重
    量%、Al2 3 :0〜30重量%、M10:0〜5重
    量%、M22 O:0.1〜5重量%、M3O2 :0.1
    〜5重量%(ただし、M1:Mg,Zn、M2:Li,
    Na,K、M3:Ti,Zr)であることを特徴とする
    請求項2記載の多層ガラスセラミック基板の製造方法。
  5. 【請求項5】ガラスセラミック層が、アルミナ,X(た
    だし、Xはムライト、石英ガラス、α−石英、コーディ
    エライトの中から選ばれた1種以上を含む無機複合
    物),ホウケイ酸系ガラス,アノーサイト結晶,セルシ
    アン結晶からなる無機組成物であって、アルミナ12〜
    59.6重量%、X10〜30重量%、ホウケイ酸系ガ
    ラス18〜69.6重量%、アノーサイト結晶1〜40
    重量%、セルシアン結晶1〜5重量%の組成範囲で総量
    100%になるように構成され、複数の導体層を前記ガ
    ラスセラミック層を介して積層したことを特徴とする多
    層ガラスセラミック基板。
  6. 【請求項6】請求項5記載の多層ガラスセラミック基板
    の製造方法において、 原料粉末にアルミナ粉末10〜50重量%、X粉末(た
    だし、X粉末はムライト、石英ガラス、α−石英、コー
    ディエライトの中から選ばれた1種以上を含む無機複合
    粉末)10〜50重量%およびホウケイ酸系ガラス粉末
    40〜70重量%で総量100%になるように混合した
    混合粉末を用いることを特徴とする多層ガラスセラミッ
    ク基板の製造方法。
  7. 【請求項7】請求項記載の多層ガラスセラミック基板
    の製造方法において、原料粉末として、アルミナ粉末、X粉末(ただし、X粉
    末はムライト、石英ガラス、α−石英、コーディエライ
    トの中から選ばれた1種以上を含む無機複合粉末)、ホ
    ウケイ酸系ガラス粉末、アノーサイト粉末およびセルシ
    アン粉末を用い、それぞれの平均粒径がアルミナ粉末
    0.5〜3μm、X粉末0.5〜10μm、ホウケイ酸
    系ガラス粉末1〜5μm、アノーサイト、セルシアン粉
    末1〜10μmの範囲にあり、これら粉末を混合する工
    程と、 混合した粉末をスラリー状態にしたのちグリーンシート
    化する工程と、 グリーンシートにヴァイアホールを形成し、グリーンシ
    ートに導体を印刷および穴埋めする工程と、 印刷されたシートを積層熱圧着し1000℃以下の温度
    で焼成する工程と、 を含む ことを特徴とする多層ガラスセラミック基板の製
    造方法。
  8. 【請求項8】前記ホウケイ酸系ガラスは、ガラス組成が
    SiO 2 :40〜75重量%、B 2 3 :5〜40重量
    %、CaO:5〜30重量%、BaO:0.1〜20重
    量%、Al 2 3 :0〜30重量%、M10:0〜5重
    量%、M2 2 O:0.1〜5重量%、M3O 2 :0.1
    〜5重量%(ただし、M1:Mg,Zn、MS:Li,
    Na,K、M3:Ti,Zr)であることを特徴とする
    請求項6記載の多層ガラスセラミック基板の製造方法。
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