JPH08333157A - Wiring substrate, its production, amorphous glass, ceramic composition for wiring substrate, electronic circuit device, module for electronic computer and electronic computer - Google Patents

Wiring substrate, its production, amorphous glass, ceramic composition for wiring substrate, electronic circuit device, module for electronic computer and electronic computer

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JPH08333157A
JPH08333157A JP7210850A JP21085095A JPH08333157A JP H08333157 A JPH08333157 A JP H08333157A JP 7210850 A JP7210850 A JP 7210850A JP 21085095 A JP21085095 A JP 21085095A JP H08333157 A JPH08333157 A JP H08333157A
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弘則 児玉
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Heikichi Tanei
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Shoichi Iwanaga
昭一 岩永
Fusaji Shoji
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Nobuhito Katsumura
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Ryohei Sato
了平 佐藤
Fumiyuki Kobayashi
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文一 田上
Norio Sengoku
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邦博 矢木
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Kosaku Morita
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  • Glass Compositions (AREA)
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  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
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Abstract

PURPOSE: To obtain a ceramic wiring substrate having small dielectric constant, a thermal expansion coefficient matching with silicon and high in flexural strength and its production by sintering at 900-1050 deg.C. CONSTITUTION: A glass having 850-1100 deg.C softening temperature, that is, a glass having a composition expressed by points inside the region surrounded by the lines respectively binding the points respectively exhibiting a first, third, 10th, 11th and fourth compositions (containing the regions on the lines) in figure 1 (an SiO2 -B2 O3 -R2 O system triangular composition). Each position of the small circle exhibits its composition and the number in the small circle exhibits the composition number) is used as a raw material. Water-based dispersing particles are used as the binder and a green sheet is pressed in the thickness direction in a baking process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は配線基板と、該配線基板
を提供する技術とに係り、特にバインダとして有機バイ
ンダを用い、導体として銅等の卑金属導体材料を用い、
高密度配線を行なう場合に好適な配線基板と、該配線基
板の製造方法と、該配線基板を製造するための非晶質ガ
ラスおよびセラミック組成物とに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring board and a technique for providing the wiring board, and in particular, an organic binder is used as a binder and a base metal conductor material such as copper is used as a conductor.
The present invention relates to a wiring board suitable for high-density wiring, a method for manufacturing the wiring board, and an amorphous glass and a ceramic composition for manufacturing the wiring board.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミック配線基板は、小型化が可能
で、信頼性が高いという理由から、半導体チップや小型
電子部品を搭載するための基板として用いられ、電子計
算機、通信機器、家電品等に組み込まれている。
2. Description of the Related Art Ceramic wiring boards are used as substrates for mounting semiconductor chips and small electronic components because they can be miniaturized and have high reliability, and are used in electronic computers, communication devices, home appliances, etc. It has been incorporated.

【0003】セラミック配線基板のなかでも、グリーン
シートを用いる湿式セラミック配線基板は、高密度配線
に有利であるため、よく用いられる。この湿式セラミッ
ク配線基板は、つぎのような製造方法により作製され
る。まず、セラミック原料粉末を有機樹脂で結合したセ
ラミック生シート(以下、グリーンシートと呼ぶ)を作
製し、続いてこのグリーンシートに貫通孔(スルーホー
ル)をあけた後、導体ペーストを用いて表面に配線パタ
−ンを形成するとともに、シートを複数枚積層したとき
に各シートの配線パタ−ンを接続するため、貫通孔にも
導体ペーストを充填する。次に、このように配線パタ−
ンを形成したグリーンシートを所定枚数積み重ね積層圧
着した後、焼成する。以上により、セラミック多層配線
基板が作製される。
Among the ceramic wiring boards, wet ceramic wiring boards using green sheets are often used because they are advantageous for high-density wiring. This wet ceramic wiring board is manufactured by the following manufacturing method. First, a ceramic green sheet (hereinafter referred to as a green sheet) in which ceramic raw material powders are combined with an organic resin is produced, and then a through hole is formed in this green sheet, and then a conductor paste is used to cover the surface. In addition to forming the wiring patterns, the through holes are also filled with the conductor paste in order to connect the wiring patterns of each sheet when a plurality of sheets are laminated. Next, in this way the wiring pattern
After stacking a predetermined number of green sheets on which the sheets have been formed, stacking and laminating, and then firing. As described above, the ceramic multilayer wiring board is manufactured.

【0004】なお、シリコンを用いた半導体集積回路素
子を搭載する多層配線基板には、従来より、絶縁材料と
して、アルミナ(Al23)が主に用いられ、導体材料
として、アルミナと同時焼結可能な高融点金属であるモ
リブデン(Mo)やタングステン(W)が用いられてい
る。しかし、アルミナの熱膨張係数は約7×10-6/℃
と大きいので、アルミナ基板にシリコン半導体素子を直
接搭載する場合には、それらの接続導体部に大きな応力
が作用し、信頼性が得られない。さらに、アルミナの比
誘電率は約10と比較的大きく、多層配線基板としての
信号伝搬がまだ十分速くない。その上、上記高融点金属
の抵抗は比較的大きい。
Conventionally, alumina (Al 2 O 3 ) has been mainly used as an insulating material for a multilayer wiring board on which a semiconductor integrated circuit element made of silicon is mounted, and a conductor material is co-fired with alumina. Molybdenum (Mo) and tungsten (W) which are refractory metals that can be bonded are used. However, the coefficient of thermal expansion of alumina is about 7 × 10 -6 / ° C.
Therefore, when the silicon semiconductor element is directly mounted on the alumina substrate, a large stress acts on the connecting conductor portions, and reliability cannot be obtained. Further, the relative permittivity of alumina is relatively large at about 10, and the signal propagation as a multilayer wiring board is not yet sufficiently fast. In addition, the refractory metal has a relatively high resistance.

【0005】そこで、上記問題点を解決するために、特
公平2−49550号公報では、20重量%以上、50
重量%未満のアルミナと、10重量%以上、60重量%
未満の石英ガラスと、20重量%以上、40重量%未満
の非結晶化ガラスまたは結晶化ガラスとからなる混合物
を含むガラスセラミック層と銅導体層とを有すること、
および熱解重合型樹脂を含むバインダを使用することを
特徴とする多層セラミック配線基板およびその製造方法
が提案されている。また、例えば、特公平2−4955
0号公報や、特公平1−50120号公報には、電気抵
抗が低い銅を導体材料と誘電率の低いガラスセラミック
と組み合わせたガラス/銅配線基板を使用することによ
り、半導体素子を搭載するのに必要な高速の信号伝送を
実現する技術が記載されている。
Therefore, in order to solve the above problems, Japanese Patent Publication No. 2-49550 discloses that the content is 20% by weight or more, 50% or more.
Alumina less than wt% and 10 wt% or more, 60 wt%
Less than 40% by weight of quartz glass and a glass ceramic layer containing a mixture of 20% by weight or more and less than 40% by weight of non-crystallized glass or crystallized glass, and a copper conductor layer,
A multilayer ceramic wiring board characterized by using a binder containing a heat depolymerizable resin and a method for manufacturing the same have been proposed. Also, for example, Japanese Patent Publication No. 2-4955
No. 0 and Japanese Patent Publication No. 1-50120 disclose that a semiconductor element is mounted by using a glass / copper wiring board in which copper having a low electric resistance is combined with a conductor material and a glass ceramic having a low dielectric constant. The technology for realizing the high-speed signal transmission required for the above is described.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】グリーンシートは、セ
ラミック粉末と有機バインダと該バインダの溶剤とボー
ルミル混合して調製されるスラリを、シート状に成形す
ることにより作られる。
A green sheet is made by molding a slurry prepared by mixing a ceramic powder, an organic binder, a solvent for the binder and a ball mill into a sheet.

【0007】有機バインダとしては、ポリビニルブチラ
ール樹脂、熱解重合型アクリル樹脂等が一般に使用され
る。そこで、その溶剤として、従来より、アルコール
系、ケトン系、あるいは、トリクロロエチレン等の塩素
系の有機溶剤が用いられている。
As the organic binder, polyvinyl butyral resin, thermal depolymerization type acrylic resin and the like are generally used. Therefore, as the solvent, alcohol-based, ketone-based, or chlorine-based organic solvents such as trichlorethylene have been conventionally used.

【0008】しかしながら、アルコール系やケトン系の
溶剤は可燃性であり、さらに、人体に対する毒性がある
ものもあり、安全性に問題がある。また、塩素系の溶剤
は、これらの問題のほか、環境に対する悪影響が懸念さ
れる。従って、安全衛生上の観点では、これらの有機溶
剤ではなく、水または水を主成分とする溶剤を用いるこ
とが望ましい。
However, alcohol-based and ketone-based solvents are flammable, and some of them are toxic to the human body, which poses a safety problem. In addition to these problems, the chlorine-based solvent may have an adverse effect on the environment. Therefore, from the viewpoint of safety and hygiene, it is desirable to use water or a solvent containing water as a main component instead of these organic solvents.

【0009】このため、水を溶剤とする有機バインダ材
料が開発されてきている。例えば、セラミック成形用の
バインダとして水溶性ポリアクリル酸エステルまたは水
溶性ポリメタクリル酸エステルを用いる技術(特公平1
−53233号公報、特公平1−44668号公報)
や、界面活性剤を用いてビニル単量体を乳化重合して得
られたエマルジョン系バインダにアクリル酸またはメタ
クリル酸を加え、アンモニアで中和したものを用いる技
術(特開昭60−180955号公報、特開昭60−1
80956号公報)等が提案されている。
Therefore, an organic binder material using water as a solvent has been developed. For example, a technique using a water-soluble polyacrylic acid ester or a water-soluble polymethacrylic acid ester as a binder for ceramic molding (Japanese Patent Publication No.
-53233, Japanese Patent Publication No. 1-44668)
Alternatively, a technique in which acrylic acid or methacrylic acid is added to an emulsion-based binder obtained by emulsion-polymerizing a vinyl monomer using a surfactant and neutralized with ammonia is used (JP-A-60-180955). JP-A-60-1
No. 80956) has been proposed.

【0010】しかし、水を溶剤とする有機バインダ材料
は、一般に親水性官能基が付加されているため、有機溶
剤を用いる有機バインダ材料よりも熱分解性が悪く、脱
バインダが困難であるという問題を有する。
However, since an organic binder material using water as a solvent is generally added with a hydrophilic functional group, its thermal decomposability is lower than that of an organic binder material using an organic solvent, and it is difficult to remove the binder. Have.

【0011】有機バインダの焼尽(脱バインダ)は、有
機樹脂のカーボンへの分解過程とカーボンの酸化過程か
らなると言える。前者の過程は約200〜400℃の温
度で、後者の過程はおおよそ700℃以上の温度で起き
る。特に後者の過程は、 C+2H2O→CO2+2H と表される反応であり、高温であるほど反応が進みやす
い。従って、有機バインダの焼尽をできるだけ高温で行
う方が、短時間で脱バインダでき、生産性がよい。特
に、導体材料に酸化されやすい銅を用いるためには、脱
バインダ工程(グリーンシート調製用有機バインダを焼
尽する工程)は、銅が酸化しない雰囲気(水蒸気、窒
素、水素ガスなどの雰囲気)で行なうことが好ましい
が、このような非酸化性雰囲気中で脱バインダを行なう
と、熱分解後のバインダ残渣物がカーボンとなるため、
このカーボンを、水蒸気中との熱力学的な反応によっ
て、COまたはCOとして除去するためには、非常に
長時間を要することから、脱バインダ工程は高温で行な
うことが望ましいと考えられる。
It can be said that the burning-out (debinding) of the organic binder consists of a decomposition process of the organic resin into carbon and a carbon oxidation process. The former process occurs at a temperature of about 200 to 400 ° C, and the latter process occurs at a temperature of about 700 ° C or higher. In particular, the latter process is a reaction represented by C + 2H 2 O → CO 2 + 2H 2, and the higher the temperature, the easier the reaction proceeds. Therefore, when the organic binder is burned out at a temperature as high as possible, the binder can be removed in a short time and the productivity is good. In particular, in order to use copper, which is easily oxidized, as the conductor material, the binder removal step (step of burning out the organic binder for preparing the green sheet) is performed in an atmosphere in which copper is not oxidized (an atmosphere of water vapor, nitrogen, hydrogen gas, etc.). It is preferable, however, that when the binder is removed in such a non-oxidizing atmosphere, the binder residue after thermal decomposition becomes carbon,
Since it takes a very long time to remove this carbon as CO or CO 2 by a thermodynamic reaction with water vapor, it is considered desirable to perform the binder removal step at a high temperature.

【0012】また、有機バインダの焼尽の後、ガラスセ
ラミックスは緻密化のための熱処理、すなわち、焼結が
行われる。多層セラミック配線基板の生産性向上のため
には、それらの熱処理が短時間に行われる必要がある。
After the organic binder is burned out, the glass ceramics are heat-treated for densification, that is, sintered. In order to improve the productivity of the multilayer ceramic wiring board, those heat treatments need to be performed in a short time.

【0013】しかし、脱バインダ工程の熱処理の間に基
板材料であるガラスセラミックスの焼結が過度に進行
し、有機樹脂の残渣やカーボンがシート内に閉じ込めら
れてしまうと、閉じ込められたカーボンが酸化して生じ
るガスによるボイドの発生や、誘電率の増大の原因とな
り、さらに、得られるガラスセラミックスの絶縁抵抗が
低下したり、ガラスセラミックスがその後の熱処理で十
分に緻密化しないため十分な強度が得られないなどの問
題があるため、好ましくない。一般に、基板中に残存す
るカーボン量としては、200ppm以下が好ましい。
However, when the glass ceramics, which is the substrate material, is excessively sintered during the heat treatment in the binder removal step, and the residue of the organic resin and the carbon are trapped in the sheet, the trapped carbon is oxidized. The resulting gas will cause voids and increase in the dielectric constant, and the insulation resistance of the resulting glass ceramics will decrease, and the glass ceramics will not be sufficiently densified in the subsequent heat treatment, resulting in sufficient strength. It is not preferable because there are problems such as not being able to do so. Generally, the amount of carbon remaining in the substrate is preferably 200 ppm or less.

【0014】そこで、脱バインダ工程の温度を高くする
ためには、軟化点の高いガラスを用いる必要がある。し
かしながら、融点が1083℃である銅と同時に焼結す
るものを用いなくてはならないことから、ガラス材料
は、1000℃付近で焼結可能なものに限られる。従っ
て、バインダ除去の温度を800℃以上にすることは困
難である。
Therefore, in order to raise the temperature of the binder removal step, it is necessary to use glass having a high softening point. However, since a material that sinters at the same time with copper having a melting point of 1083 ° C. must be used, the glass material is limited to one that can be sintered at around 1000 ° C. Therefore, it is difficult to set the binder removal temperature to 800 ° C. or higher.

【0015】また、有機樹脂の残渣やカーボンをシート
内に閉じ込めないようにするには、基板材料であるガラ
スセラミックスとして、有機バインダの焼尽のための熱
処理の間、過度に焼結が進行しないものを用いることが
好ましい。上述のように、水を溶剤とする有機バインダ
材料は、有機溶剤を用いる有機バインダ材料よりも熱分
解しにくく、脱バインダの速度が遅い。そのため、水を
溶剤とする有機バインダ材料を用いるためには、それに
適した基板材料のガラスセラミックスが必要である。
Further, in order to prevent the residue of the organic resin and the carbon from being trapped in the sheet, the glass ceramic as the substrate material, which does not excessively sinter during the heat treatment for burning out the organic binder. Is preferably used. As described above, the organic binder material using water as the solvent is less likely to be thermally decomposed and the binder removal rate is slower than the organic binder material using the organic solvent. Therefore, in order to use an organic binder material that uses water as a solvent, a glass ceramics suitable as a substrate material is necessary.

【0016】また、上記のシリコン半導体集積回路素子
搭載用多層セラミック配線基板の性能向上と信頼性向上
を図るために、基板材料のセラミックスには、導体とし
て低抵抗金属の銅を使用できるように銅が溶融する温度
の1083℃よりも低い1050℃以下(望ましくは1
000℃付近)で焼結すること、比誘電率が小さいこ
と、熱膨張係数がシリコンの熱膨張係数(3.0×10
-6/℃)と整合すること、および、大きな曲げ強度を有
することが要求される。これらの特性を満たすセラミッ
ク材料としては、硼珪酸ガラス・フィラー系が挙げられ
る。
Further, in order to improve the performance and reliability of the above-mentioned multilayer ceramic wiring board for mounting a silicon semiconductor integrated circuit element, the ceramic material of the board is made of copper so that low-resistance metal copper can be used as a conductor. Below 1050 ° C, which is lower than the melting temperature of 1083 ° C (preferably 1
Sintering at around 000 ° C), low relative permittivity, and coefficient of thermal expansion of silicon (3.0 × 10
-6 / ° C.) And have a large bending strength. Borosilicate glass-filler type is mentioned as a ceramic material satisfying these characteristics.

【0017】しかし、硼珪酸ガラス・フィラー系では、
グリーンシートに調製した際の硼珪酸ガラスの耐水性が
問題となる。硼珪酸ガラスの耐水性が悪いと、含有され
る酸化硼素が水に溶出しやすく、高湿度雰囲気の下で、
ガラス表面に硼酸結晶が析出してしまう。また、硼珪酸
ガラスには、熱処理によりクリストバライト結晶の析出
しやすいものがある。クリストバライト結晶は約230
℃で異常に大きな体積変化を伴う結晶相の転移が生じる
ので、基板の割れの原因となり、その析出は好ましくな
い。
However, in the borosilicate glass / filler system,
The water resistance of borosilicate glass when it is made into a green sheet becomes a problem. If the water resistance of borosilicate glass is poor, the contained boron oxide easily elutes in water, and in a high humidity atmosphere,
Boric acid crystals are deposited on the glass surface. In addition, some borosilicate glasses are likely to precipitate cristobalite crystals by heat treatment. Cristobalite crystals are about 230
Since a crystal phase transition accompanied by an abnormally large volume change occurs at 0 ° C., it causes cracking of the substrate and its precipitation is not preferable.

【0018】さらに、従来技術では、十分な高密度配線
を行なうことができないという問題があった。
Further, the conventional technique has a problem that it is not possible to perform sufficient high-density wiring.

【0019】配線密度の目安として、グリーンシートに
あける貫通孔の間隔(スルーホールピッチ)がある。こ
のピッチの限界、すなわち配線密度の限界は、明けた貫
通孔の位置精度で決まり、この位置精度は、引張り強度
や剪断強度等のグリーンシートの機械的特性で決まる。
従って、配線密度を高くするためには、従来技術より機
械的特性の優れたグリーンシートが必要となる。そのた
めには、機械的特性の優れたグリーンシートを得ること
のできる材料とグリーンシート成形プロセスとの開発が
必要である。
As a measure of the wiring density, there is an interval between through holes (through hole pitch) in the green sheet. The pitch limit, that is, the wiring density limit is determined by the positional accuracy of the opened through holes, and the positional accuracy is determined by the mechanical properties of the green sheet such as tensile strength and shear strength.
Therefore, in order to increase the wiring density, a green sheet having mechanical properties superior to those of the prior art is required. For that purpose, it is necessary to develop a material capable of obtaining a green sheet having excellent mechanical properties and a green sheet forming process.

【0020】また、従来の焼結技術では、セラミック粉
末原料の粒径や組成ばらつき、グリーンシート密度ばら
つき、セラミック材料と銅導体との焼結収縮カーブのミ
スマッチ及び銅導体のパターン密度、積層圧着工程での
積層体密度ばらつき、焼成工程での雰囲気および温度ば
らつき等、原材料やプロセスに起因する焼結収縮率ばら
つきがあるため、焼結した基板の寸法精度も十分ではな
く、これもまた高密度配線を妨げていた。また、薄膜配
線基板を搭載するためにも、高い寸法精度が要求され
る。しかし、焼結体の寸法精度を大幅に改善するために
は、従来とは異なる新しい配線基板製造プロセスを開発
する必要がある。
Further, in the conventional sintering technology, variations in particle size and composition of ceramic powder raw materials, variations in green sheet density, mismatch in sintering shrinkage curve between ceramic material and copper conductor, pattern density of copper conductor, and lamination pressure bonding process. The dimensional accuracy of the sintered substrate is not sufficient because there are variations in the sintering contraction rate due to the raw materials and processes, such as variations in the stack density in the stack, variations in the atmosphere and temperature during the firing process, etc. Was hindering In addition, high dimensional accuracy is required to mount the thin film wiring board. However, in order to greatly improve the dimensional accuracy of the sintered body, it is necessary to develop a new wiring board manufacturing process different from the conventional one.

【0021】そこで、本発明は、上述した諸問題を解決
し、溶剤として水系溶剤を用い、脱バインダが容易で、
高密度配線が可能であり、寸法精度の高い配線基板およ
びその製造方法と、該配線基板を製造するための材料と
を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, uses an aqueous solvent as a solvent, and easily removes the binder,
It is an object of the present invention to provide a wiring board capable of high-density wiring and having high dimensional accuracy, a method for manufacturing the wiring board, and a material for manufacturing the wiring board.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記のような配線基板
は、高軟化点で耐水性が良好な硼珪酸ガラスとセラミッ
クフィラーとからなる基板用ガラス材料、および、熱分
解性が良好で孔あけおよび印刷工程での寸法変化が小さ
い水系分散型バインダ樹脂を用い、寸法収縮変化がほと
んど無い加圧焼結を行なうことによって得られる。
The wiring board as described above is made of a borosilicate glass having a high softening point and good water resistance, and a glass material for a board made of a ceramic filler. Also, it can be obtained by using a water-based dispersion type binder resin that has a small dimensional change in the printing process and performing pressure sintering with almost no dimensional change.

【0023】本発明では、上記目的を達成するために、
下記(1)〜(4)の工程をこの順で有する配線基板の
製造方法と、この方法に用いられる材料、この方法によ
り作製される配線基板と、該配線基板を備える電子回路
装置、電子計算機用モジュール、および電子計算機とが
提供される。
In the present invention, in order to achieve the above object,
A method of manufacturing a wiring board having the following steps (1) to (4) in this order, a material used in this method, a wiring board manufactured by this method, an electronic circuit device including the wiring board, and a computer. Module and an electronic calculator are provided.

【0024】(1)非晶質ガラスと、フィラーと、有機
バインダと、溶剤とを混合してスラリーを調製するスラ
リー調製工程 (2)スラリーをシート状に加工して、グリーンシート
を調製するグリーンシート調製工程 (3)グリーンシートに、導体によりビアホールおよび
/または配線を形成する導体形成工程 (4)グリーンシートを、必要に応じて積層する工程 (5)積層体を700〜880℃に加熱して脱バインダ
する工程 (6)積層体を900〜1050℃に加熱して焼結する
加熱工程 ただし、上記の非晶質ガラスは、SiO2、B23、R2
O(Rはアルカリ金属を表す)と不可避的不純物とを含
み、図1に示すSiO2−B23−R2O系三角組成図に
おいて、第1の組成を示す点および第3の組成を示す
点、第3の組成を示す点および第10の組成を示す点、
第10の組成を示す点および第11の組成を示す点、第
11の組成を示す点および第4の組成を示す点、第4の
組成を示す点および上記第1の組成を示す点、をそれぞ
れ結ぶ線により囲まれる領域内(線上含む)の点の示す
組成を有する。ただし、図1において、各組成を示す点
は小円により表されており、小円内の数字は、該小円の
表す組成の番号を示している。
(1) A slurry preparing step of preparing a slurry by mixing amorphous glass, a filler, an organic binder, and a solvent (2) Green for preparing a green sheet by processing the slurry into a sheet shape Sheet preparation step (3) Conductor forming step of forming via holes and / or wiring with conductors on the green sheet (4) Step of laminating the green sheet as necessary (5) Heating the laminated body to 700 to 880 ° C (6) Heating step of heating the laminated body to 900 to 1050 ° C. to sinter it. However, the above amorphous glass includes SiO 2 , B 2 O 3 , and R 2
O (R represents an alkali metal) and unavoidable impurities are contained, and in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram shown in FIG. 1, a point indicating the first composition and a third composition. Showing a third composition and a tenth composition,
A point indicating the tenth composition and a point indicating the eleventh composition, a point indicating the eleventh composition and a point indicating the fourth composition, a point indicating the fourth composition and a point indicating the first composition. It has a composition indicated by a point within a region (including on the line) surrounded by connecting lines. However, in FIG. 1, points indicating each composition are represented by small circles, and the numbers in the small circles indicate the numbers of the compositions represented by the small circles.

【0025】なお、三角組成図とは、三角座標により3
成分系の組成物を表現する図である。三角組成図におい
て、正三角形の頂点(A、B、Cとする)は、それぞれ
3成分のうちのいずれかの純物質を表し、正三角形内
(辺上を含む)の点は、3成分のうちの少なくとも1種
からなる組成物を表す。該組成物に含まれる各成分の比
率は、その組成物を示す点(Pとする)から、各頂点の
対辺へそれぞれ下した垂線の長さの比率により表され
る。すなわち、頂点Aの対辺をaとすると、頂点Aの示
す成分の比率は、点Pから辺aへ下された垂線(hとす
る)の長さにより表される。この線分hの長さ(すなわ
ち、頂点Aの示す成分の組成比)は、点Pから、線分h
に直行する線を引き、この線と頂点Aの示す成分の百分
率(または分率)目盛の付された辺との交点を求め、該
交点の目盛を読み取ることにより知ることができる。
It should be noted that the triangular composition diagram is 3 by the triangular coordinate.
It is a figure expressing the composition of a component system. In the triangular composition diagram, the vertices of an equilateral triangle (denoted as A, B, and C) represent pure substances of any of the three components, and the points within the equilateral triangle (including the sides) represent the three components. Represents a composition consisting of at least one of these. The ratio of each component contained in the composition is represented by the ratio of the lengths of perpendicular lines drawn from the point (P) indicating the composition to the opposite side of each vertex. That is, assuming that the opposite side of the vertex A is a, the ratio of the component indicated by the vertex A is represented by the length of a perpendicular line (denoted by h) from the point P to the side a. The length of the line segment h (that is, the composition ratio of the components indicated by the vertex A) is calculated from the point P by the line segment h.
It can be known by drawing a line perpendicular to the line, obtaining the intersection of this line and the side with the percentage (or fraction) scale of the component indicated by the vertex A, and reading the scale of the intersection.

【0026】また、非晶質ガラスの各成分は、それぞれ
酸化物として換算される。すなわち、SiO2成分の量
とは、非晶質ガラス中に含まれる珪素の量を、酸化珪素
(SiO2)に換算して求められる量であり、B23
分の量とは、非晶質ガラス中に含まれる硼素の量を、酸
化硼素(B23)に換算して求められる量であり、R2
O成分の量とは、非晶質ガラス中に含まれるアルカリ金
属の量を、アルカリ金属酸化物(R2O)に換算して求
められる量であり、Al23成分の量とは、非晶質ガラ
ス中に含まれるアルミニウムの量を、酸化アルミニウム
(Al23)に換算して求められる量であり、ZnO成
分の量とは、非晶質ガラス中に含まれる亜鉛の量を、酸
化亜鉛(ZnO)に換算して求められる量である。
Further, each component of the amorphous glass is converted into an oxide. That is, the amount of the SiO 2 component is an amount obtained by converting the amount of silicon contained in the amorphous glass into silicon oxide (SiO 2 ), and the amount of the B 2 O 3 component is not R 2 is an amount obtained by converting the amount of boron contained in the crystalline glass into boron oxide (B 2 O 3 ).
The amount of the O component is the amount obtained by converting the amount of the alkali metal contained in the amorphous glass into the alkali metal oxide (R 2 O), and the amount of the Al 2 O 3 component is The amount of aluminum contained in the amorphous glass is an amount obtained by converting it into aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the amount of ZnO component is the amount of zinc contained in the amorphous glass. , Zinc oxide (ZnO).

【0027】各組成の組成比は、SiO2成分、B23
成分、およびR2O成分の総重量を100%としたと
き、第1の組成は、SiO2成分が88重量%、B23
成分が12重量%であり、第3の組成は、SiO2成分
が82重量%、B23成分が18重量%であり、第10
の組成は、SiO2成分が84重量%、B23成分が1
0重量%、R2O成分が6重量%であり、第11の組成
は、SiO2成分が90重量%、B23成分が5重量
%、R2O成分が5重量%であり、第4の組成は、Si
2成分が89重量%、B23成分が10重量%、R2
成分が1重量%である。
The composition ratio of each composition is as follows: SiO 2 component, B 2 O 3
When the total weight of the component and the R 2 O component is 100%, the first composition is 88% by weight of the SiO 2 component and B 2 O 3
In the third composition, the SiO 2 component is 82% by weight and the B 2 O 3 component is 18% by weight.
In the composition of, the SiO 2 component is 84 wt% and the B 2 O 3 component is 1
0% by weight, R 2 O component is 6% by weight, and the 11th composition is 90% by weight of SiO 2 component, 5% by weight of B 2 O 3 component, 5% by weight of R 2 O component, The fourth composition is Si
89% by weight of O 2 component, 10% by weight of B 2 O 3 component, R 2 O
The component is 1% by weight.

【0028】なお、上記組成範囲のうち、上記第4の組
成を示す点および第5の組成を示す点、第5の組成を示
す点および第9の組成を示す点、第9の組成を示す点お
よび上記第10の組成を示す点、上記第10の組成を示
す点および上記第11の組成を示す点、上記第11の組
成を示す点および上記第4の組成を示す点、をそれぞれ
結ぶ線により囲まれる領域内(線上含む)の点の示す組
成が、さらに好ましい。
In the above composition range, the point indicating the fourth composition, the point indicating the fifth composition, the point indicating the fifth composition, the point indicating the ninth composition, and the ninth composition are shown. And a point indicating the tenth composition, a point indicating the tenth composition, a point indicating the eleventh composition, a point indicating the eleventh composition and a point indicating the fourth composition, respectively. The composition indicated by the dots within the region surrounded by the line (including on the line) is more preferable.

【0029】ここで、第5の組成は、SiO2成分が8
7重量%、B23成分が11.5重量%、R2O成分が
1.5重量%である組成を示し、第9の組成は、SiO
2成分が84.7重量%、B23成分が10.8重量
%、R2O成分が4.5重量%である組成を示す。
In the fifth composition, the SiO 2 component is 8
7% by weight, 11.5% by weight of B 2 O 3 component and 1.5% by weight of R 2 O component, and the ninth composition is SiO 2.
The composition has 84.7% by weight of 2 components, 10.8% by weight of B 2 O 3 component and 4.5% by weight of R 2 O component.

【0030】また、ガラスの耐水性の点から、Rはカリ
ウムであることが望ましい。また、上述の組成における
2Oを、R2OとR2Oのモル量の90%以下のAl2
3とに置き換えた組成のガラスが、より好ましく、さら
に、非晶質ガラス全体に対して1〜4重量%のZnO成
分を含んでいてもよい。
From the viewpoint of water resistance of glass, R is preferably potassium. Further, the R 2 O in the composition described above, R 2 O and R 2 O molar amount of 90% or less of Al 2 O
A glass having a composition replaced with 3 is more preferable, and may further contain 1 to 4% by weight of ZnO component with respect to the entire amorphous glass.

【0031】なお、非晶質ガラスとフィラーの量は、非
晶質ガラスおよびフィラーの前体積を100体積%とし
たとき、非晶質ガラスが60〜95%であり、フィラー
が40〜5体積%であることが好ましい。
The amounts of the amorphous glass and the filler are 60 to 95% of the amorphous glass and 40 to 5 volume of the filler when the volume of the amorphous glass and the filler is 100% by volume. % Is preferable.

【0032】また、本発明では、有機バインダとして、
水溶性高分子を重合用分散安定剤として用いた懸濁重合
によって得られるセラミック成形用有機バインダ、すな
わち、(A)少なくとも一種類以上のアクリル酸エステ
ルまたはメタクリル酸エステル(ただし、炭素数が1〜
18個のアルキル基、炭素数が1〜12個の環状アルキ
ル基またはアリール基のエステル)100重量部と、
(B)水溶性高分子(重合用分散安定剤)1〜9.5重
量部とを、水または水と水溶性有機溶剤との混合液に溶
解し、重合開始剤存在下で(A)のエステル化合物を懸
濁(共)重合させて得られる高分子化合物を用いる。
Further, in the present invention, as the organic binder,
An organic binder for ceramic molding obtained by suspension polymerization using a water-soluble polymer as a dispersion stabilizer for polymerization, that is, (A) at least one or more acrylic ester or methacrylic ester (provided that the carbon number is 1 to 1).
18 alkyl groups, esters of cyclic alkyl groups or aryl groups having 1 to 12 carbon atoms) 100 parts by weight,
(B) 1 to 9.5 parts by weight of a water-soluble polymer (dispersion stabilizer for polymerization) is dissolved in water or a mixed solution of water and a water-soluble organic solvent to prepare a solution of (A) in the presence of a polymerization initiator. A polymer compound obtained by suspension (co) polymerization of an ester compound is used.

【0033】さらに、本発明では、(6)の工程におい
て、成形体(積層する場合は積層体、積層しない場合は
グリーンシート)を焼結する際に、厚さ方向に加圧する
ことが望ましい。このようにすれば、表面に発生する摩
擦力または拘束力により、成形体の厚さ方向に垂直な方
向の収縮を抑制、制御することができるからである。
Further, in the present invention, in the step (6), it is desirable to apply a pressure in the thickness direction when the molded body (the laminated body when laminated, the green sheet when not laminated) is sintered. By doing so, it is possible to suppress and control the shrinkage of the molded body in the direction perpendicular to the thickness direction by the frictional force or the restraining force generated on the surface.

【0034】[0034]

【作用】本発明の配線基板の製造方法の一例を図2に模
式的に示す。図2に示した方法は、(1)まず、図2
(a)に示すように、ボールミル装置1に非晶質ガラス
とフィラーとからなるガラスセラミック組成物、有機バ
インダ、および溶剤を入れ、混合してスラリーにするス
ラリー化工程と、(2)図2(b)に示すように、スラ
リー2をキャスティングマシーン3によりシート状に加
工して、グリーンシート4にするグリーンシート形成工
程と、(3)図2(c)に示すように、得られたグリー
ンシート4にポンチ5を用いて貫通孔51をあける孔あ
け工程と、(4)図2(d)に示すように、グリーンシ
ート4上に載せた導体ペースト7をスキージ6によりグ
リーンシート4の貫通孔51に充填してビアホール53
を形成し、さらにグリーンシート表層部に導体ペースト
を印刷して配線52を形成する印刷工程と、(5)図2
(e)に示すように、図2(d)で得られたビアホール
53および配線52を備えるグリーンシート4を複数枚
積層して接着し、グリーンシート積層体41を形成する
積層工程と、(6)図2(f)に示すように、得られた
グリーンシート積層体41を、加熱炉8により700〜
880℃に加熱して脱バインダする脱バインダ工程と、
さらに900〜1050℃で焼結する焼結工程とを、こ
の順で有する。以下に、その詳細について述べる。
FIG. 2 schematically shows an example of the method of manufacturing the wiring board of the present invention. The method shown in FIG. 2 is (1)
As shown in (a), a slurry process of putting a glass ceramic composition consisting of amorphous glass and a filler, an organic binder, and a solvent into a ball mill device 1 and mixing them to form a slurry, (2) FIG. As shown in (b), the slurry 2 is processed into a sheet by a casting machine 3 to form a green sheet 4, and (3) a green sheet obtained as shown in FIG. 2 (c). A punching step of forming a through hole 51 in the sheet 4 by using the punch 5, and (4) as shown in FIG. 2D, the conductive paste 7 placed on the green sheet 4 is penetrated through the green sheet 4 by a squeegee 6. The via hole 53 is filled in the hole 51.
And forming a wiring 52 by printing a conductor paste on the surface layer of the green sheet, and (5) FIG.
As shown in (e), a laminating step of laminating a plurality of green sheets 4 each having the via hole 53 and the wiring 52 obtained in FIG. 2 (d) and adhering them to form a green sheet laminated body 41; ) As shown in FIG. 2 (f), the obtained green sheet laminate 41 is heated to 700-
A binder removal step of heating to 880 ° C. and binder removal;
Furthermore, it has a sintering step of sintering at 900 to 1050 ° C. in this order. The details will be described below.

【0035】<ガラスセラミック組成物> a.軟化温度 本発明のグリーンシートを構成する(すなわち、スラリ
ー化工程で用いられる)ガラスセラミック組成物はガラ
ス粒子とフィラー粒子とからなる複合体であり、このよ
うな複合体は、熱処理による加熱によってガラスが軟化
流動し、ガラス粒子接触部が増大してガラス粒子の表面
積の減少が生じる、すなわち、ガラス粒子どうしの焼結
が生じる。ガラスが軟化流動し、焼結が生じる温度は、
ガラスの軟化温度、ガラス粒子と混合されるフィラーの
量、ガラス粒子およびフィラー粒子の粒径等に依存す
る。一般に、フィラーはガラス粒子どうしの焼結を阻害
するので、フィラーの量が多いほどガラス粒子の焼結は
起こり難くなる。
<Glass-ceramic composition> a. Softening temperature The glass-ceramic composition that constitutes the green sheet of the present invention (that is, used in the slurrying step) is a composite of glass particles and filler particles, and such a composite is formed by heating the glass by heat treatment. Softens and flows, and the contact portion of the glass particles increases to reduce the surface area of the glass particles, that is, the sintering of the glass particles occurs. The temperature at which glass softens and flows and sintering occurs
It depends on the softening temperature of the glass, the amount of filler mixed with the glass particles, the particle size of the glass particles and the filler particles, and the like. Generally, the filler hinders the sintering of the glass particles, so that the larger the amount of the filler, the less likely the glass particles will sinter.

【0036】上述したように、グリーンシートに含まれ
る有機バインダの焼尽のための熱処理の間、ガラス粒子
の焼結は起こり難い方が好ましい。そのために、フィラ
ーの量を多くすることが考えられる。しかし、フィラー
の量が多くなり過ぎると、ガラスの緻密化焼結が起き難
くなる。緻密化焼結するための熱処理温度は、銅の融点
1083℃よりも少し低い1050℃以下に制限される
ので、緻密化焼結し難い場合には長時間熱処理するこ
と、加圧をしながら熱処理することなどによって、でき
るだけ緻密化することを試みたが、そのような熱処理は
多層セラミック配線基板の生産性の点であまり好ましく
ない。
As described above, it is preferable that the glass particles are less likely to be sintered during the heat treatment for burning out the organic binder contained in the green sheet. Therefore, it is possible to increase the amount of the filler. However, when the amount of the filler is too large, it becomes difficult for the glass to be densified and sintered. The heat treatment temperature for densification and sintering is limited to 1050 ° C. or lower, which is slightly lower than the melting point of copper, 1083 ° C. Therefore, if densification and sintering is difficult, heat treatment for a long time, or heat treatment while applying pressure. However, such heat treatment is not preferable in terms of productivity of the multilayer ceramic wiring board.

【0037】多層セラミック配線基板用ガラスセラミッ
クスのガラス組成物としては、基板特性として要求され
る熱膨張係数、比誘電率の点から、パイレックスガラス
(コーニング社商品名)を代表とする硼珪酸ガラスが用
いられる。パイレックスガラスの組成は、SiO2:8
1重量%、B23:12重量%、Na2O:4重量%、
Al23:3重量%であり、軟化温度は821℃で、市
販の硼珪酸ガラスの中では、最も軟化温度の高いものの
ひとつである。パイレックスガラス以上の軟化温度を有
する硼珪酸ガラスは、製造コストが高く、量産されてい
る市販ガラスとして入手することは困難である。
As a glass composition of glass ceramics for a multilayer ceramic wiring board, borosilicate glass typified by Pyrex glass (trade name of Corning Co.) is used from the viewpoint of the coefficient of thermal expansion and the relative dielectric constant required as substrate characteristics. Used. The composition of Pyrex glass is SiO 2 : 8
1% by weight, B 2 O 3 : 12% by weight, Na 2 O: 4% by weight,
Al 2 O 3 : 3% by weight, and the softening temperature is 821 ° C., which is one of the highest softening temperature among commercially available borosilicate glasses. Borosilicate glass having a softening temperature equal to or higher than that of Pyrex glass has a high manufacturing cost and is difficult to obtain as mass-produced commercial glass.

【0038】本発明者らはパイレックスガラスを用いて
多層セラミック基板の製造を検討したところ、軟化温度
が低すぎるため、フィラー量が少ないと、脱バインダ工
程(700〜880℃の非酸化性雰囲中の熱処理)にお
いてガラス粒子の焼結が進行してしまい、有機バインダ
残渣がガラス中に取り込まれ、完全な脱バインダが困難
であった。一方、フィラー量を50体積%以上と多くし
た場合、ガラス粒子の焼結が抑制され、脱バインダは容
易になった。しかし、このようにフィラー量を多くする
と、緻密化焼結し難く、1050℃の高温焼成でも、1
0時間以上の長時間を要した。
The inventors of the present invention studied the production of a multilayer ceramic substrate using Pyrex glass, and because the softening temperature was too low, if the amount of the filler was small, the binder removal step (700 to 880 ° C. in a non-oxidizing atmosphere) was performed. In the heat treatment), the sintering of the glass particles proceeded, the organic binder residue was taken into the glass, and it was difficult to completely remove the binder. On the other hand, when the filler amount was increased to 50% by volume or more, the sintering of the glass particles was suppressed, and the binder removal became easy. However, if the amount of filler is increased in this way, it is difficult to densify and sinter, and even if it is fired at a high temperature of 1050 ° C.
It took a long time of 0 hours or more.

【0039】軟化点より低い温度で脱バインダを行なえ
ば、ガラス中へのカーボンの取り込みは起こらない。一
方、銅(融点1083℃)との同時焼結を行なう必要が
あるため、1000℃付近で焼結するガラスを用いる必
要がある。
If the binder is removed at a temperature lower than the softening point, carbon will not be taken into the glass. On the other hand, since it is necessary to perform simultaneous sintering with copper (melting point 1083 ° C.), it is necessary to use glass that is sintered at around 1000 ° C.

【0040】そこで、本発明では、軟化点が850℃〜
1100℃のガラスを用いる。軟化温度が850℃以上
であれば、脱バインダ時の加熱による焼結の進行はほと
んど起こらず、軟化温度が1100℃よりも低ければ、
1050℃以下の焼成で緻密化焼結することができるか
らである。
Therefore, in the present invention, the softening point is 850 ° C.
Glass at 1100 ° C. is used. If the softening temperature is 850 ° C. or higher, the progress of sintering due to heating during binder removal hardly occurs. If the softening temperature is lower than 1100 ° C.,
This is because it is possible to densify and sinter by firing at 1050 ° C. or less.

【0041】なお、軟化点が800℃未満のガラスを用
いても、添加するフィラー量を増やせば焼結による収縮
カーブが緩やかとなり緻密化温度が高くなる。そこで、
フィラー量を増やせば、緻密化温度を800℃より高く
することができるので、緻密化前に、800℃で脱バイ
ンダを行なうことができるように見える。しかし、個々
のガラス粒子に着眼すると、脱バインダ温度がガラスの
軟化点以上であるため、脱バインダ工程においてすでに
ガラス粒子が軟化し、内部にカーボンを閉じ込めてしま
う。従って、ガラスの軟化点は、カーボン除去反応温度
以上であることが好ましい。
Even if glass having a softening point of less than 800 ° C. is used, if the amount of filler added is increased, the shrinkage curve due to sintering becomes gentle and the densification temperature becomes high. Therefore,
Since the densification temperature can be made higher than 800 ° C. by increasing the amount of filler, it seems that the binder removal can be performed at 800 ° C. before the densification. However, focusing on the individual glass particles, the binder removal temperature is equal to or higher than the softening point of the glass, so that the glass particles are already softened in the binder removal step and carbon is trapped inside. Therefore, the softening point of the glass is preferably equal to or higher than the carbon removal reaction temperature.

【0042】b.耐水性 水を主成分とする溶剤を用いて、グリーンシート作製用
スラリーを得るためには、ボールミル混合時にガラスの
成分が溶出しない、すなわち、耐水性の高いガラスを用
いる必要がある。
B. In order to obtain a slurry for producing a green sheet by using a solvent containing water-resistant water as a main component, it is necessary to use glass having high water resistance, that is, glass components do not elute during ball mill mixing.

【0043】硼珪酸ガラス成分中の酸化ホウ素成分(B
23)は、水に溶出しやすい。ボールミル混合時にこの
成分が溶剤に溶出すると、ガラス成分中のB23成分が
減少するだけでなく、グリーンシート成形後に、数十μ
m位の大きさのホウ酸結晶として、溶出したB23成分
がグリーンシート表面に析出する。この析出したホウ酸
結晶は配線幅が100μm以下の微細配線を形成する際
に、断線や短絡の原因となる。同様に、グリーンシート
を保管する際にも耐水性の悪いガラス材料を用いると、
吸湿によってホウ酸結晶が析出する。また、硼珪酸ガラ
スの耐水性が悪いと、焼結体となってもB23が水に溶
出しやすく、高湿度雰囲気下において表面にホウ酸結晶
が析出し、基板の強度を劣化させる。以上の理由から、
本発明で用いられるガラスは、耐水性が良い必要があ
る。
Boron oxide component (B
2 O 3 ) easily dissolves in water. If this component elutes in the solvent during ball mill mixing, not only the B 2 O 3 component in the glass component will decrease, but also several tens of μm after forming the green sheet.
As boric acid crystals of the size of m, the eluted B 2 O 3 component is deposited on the surface of the green sheet. The deposited boric acid crystal causes a disconnection or a short circuit when forming a fine wiring having a wiring width of 100 μm or less. Similarly, when using a glass material with poor water resistance when storing the green sheet,
Boric acid crystals are precipitated by moisture absorption. Further, if the borosilicate glass has poor water resistance, B 2 O 3 is likely to be dissolved in water even if it becomes a sintered body, and boric acid crystals are deposited on the surface in a high humidity atmosphere, which deteriorates the strength of the substrate. . For the above reasons,
The glass used in the present invention needs to have good water resistance.

【0044】耐水性の目安としては、ガラスを純水中に
90℃で8時間浸漬したときの、ガラスの表面積当たり
のB23の溶出量を用いることができる。この溶出量
は、1.9mg/m2(上記パイレックスガラスの溶出
量)以下が望ましく、1.5mg/m2以下がさらに望
ましい。本発明の非晶質ガラスは、この耐水性の基準
(1.9mg/m2以下)を満たしており、特にR2Oが
2Oであるガラスは耐水性に優れている。
As a measure of water resistance, the amount of B 2 O 3 eluted per surface area of glass when the glass is immersed in pure water at 90 ° C. for 8 hours can be used. This elution amount is preferably 1.9 mg / m 2 (elution amount of the Pyrex glass) or less, and more preferably 1.5 mg / m 2 or less. The amorphous glass of the present invention satisfies the water resistance standard (1.9 mg / m 2 or less), and particularly, the glass in which R 2 O is K 2 O has excellent water resistance.

【0045】c.クリストバライト結晶析出性 市販されている硼珪酸ガラスである上述のパイレックス
ガラスを、1000℃付近まで加熱すると、クリストバ
ライト結晶が析出してくる。クリストバライト結晶は2
30℃付近での結晶相転移に伴う大きな体積変化を起こ
すため、クラックや基板強度低下原因となる。従って、
クリストバライト結晶の析出しにくいガラスを用いるこ
とが好ましい。
C. Cristobalite Crystal Precipitability When the above-mentioned Pyrex glass, which is a commercially available borosilicate glass, is heated to around 1000 ° C., cristobalite crystals are precipitated. Cristobalite crystals are 2
Since a large volume change occurs due to the crystal phase transition at around 30 ° C., it causes cracks and lowers the substrate strength. Therefore,
It is preferable to use glass in which cristobalite crystals are hard to precipitate.

【0046】d.比誘電率および熱膨張係数 さらに、本発明の硼珪酸ガラスは、比誘電率が小さく、
多層配線基板としての信号伝搬を速くする作用がある。
また、本発明の硼珪酸ガラスは、熱膨張係数が小さく、
添加するフィラーと組み合わせて熱膨張係数をシリコン
と整合させることができる。、本発明のセラミック組成
物は、上記熱処理によっても硼珪酸ガラスからクリスト
バライト結晶が析出せず、好ましい。なお、シリコンの
熱膨張係数は3.0×10-6/℃であるから、セラミッ
ク焼結体の熱膨張係数は2.0〜4.0×10-6/℃で
あることが望ましい。
D. Dielectric constant and thermal expansion coefficient Further, the borosilicate glass of the present invention has a small dielectric constant,
It has the effect of speeding up signal propagation as a multilayer wiring board.
Further, the borosilicate glass of the present invention has a small thermal expansion coefficient,
In combination with the added filler, the coefficient of thermal expansion can be matched to that of silicon. The ceramic composition of the present invention is preferable because cristobalite crystals do not precipitate from the borosilicate glass even by the above heat treatment. Since the thermal expansion coefficient of silicon is 3.0 × 10 −6 / ° C., the thermal expansion coefficient of the ceramic sintered body is preferably 2.0 to 4.0 × 10 −6 / ° C.

【0047】e.本発明の非晶質ガラス 本発明の非晶質ガラスの組成は、上述した軟化温度、耐
水性、熱膨張係数、クリストバライト結晶析出性、およ
び比誘電率等の特性に優れるガラス材料という観点か
ら、探索実験により求められたものである。
E. Amorphous glass of the present invention, the composition of the amorphous glass of the present invention, from the viewpoint of a glass material having excellent characteristics such as the above-mentioned softening temperature, water resistance, thermal expansion coefficient, cristobalite crystal precipitation, and relative dielectric constant, It was obtained by a search experiment.

【0048】本発明の非晶質ガラスの第一組成域は、図
1に示すSiO2−B23−R2O系三角組成図におい
て、重量%でSiO2が88、B23が12である組成
を第1の組成、SiO2が82、B23が18である組
成を第3の組成、SiO2が84、B23が10、R2
が6である組成を第10の組成、SiO2が90、B2
3が5、R2Oが5である組成を第11の組成、SiO2
が89、B23が10、R2Oが1である組成を第4の
組成とした場合、第1の組成を示す点および第3の組成
を示す点を結ぶ直線と、第3の組成を示す点および第1
0の組成を示す点を結ぶ直線と、第10の組成を示す点
および第11の組成を示す点を結ぶ直線と、第11の組
成を示す点および第4の組成を示す点を結ぶ直線と、第
4の組成を示す点および第1の組成を示す点を結ぶ直線
とで囲まれた範囲(線上の組成も含む)の示す組成域で
ある。
The first composition region of the amorphous glass of the present invention is as shown in FIG. 1 in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram, where SiO 2 is 88 and B 2 O 3 is 88% by weight. Is 12 for the first composition, SiO 2 is 82, B 2 O 3 is 18 for the third composition, SiO 2 is 84, B 2 O 3 is 10, R 2 O.
The composition of 6 is the 10th composition, the composition of SiO 2 is 90, and the composition of B 2 O is
The composition in which 3 is 5 and R 2 O is 5 is the 11th composition, SiO 2
Is 89, B 2 O 3 is 10, and R 2 O is 1 and the fourth composition is the fourth composition, a straight line connecting the points indicating the first composition and the third composition and the third composition First point of composition
A straight line connecting the points indicating the 0 composition, a straight line connecting the points indicating the tenth composition and the eleventh composition, and a line connecting the points indicating the eleventh composition and the fourth composition , A composition range indicated by a range (including a composition on a line) surrounded by a straight line connecting a point indicating the fourth composition and a point indicating the first composition.

【0049】この組成域に含まれる組成のガラスは軟化
温度が850〜1100℃であり、耐水性は実用レベル
であり、熱膨張係数もフィラーの添加によりシリコンに
整合させることができるものである。この範囲の非晶質
ガラスを用いて調製したグリーンシートにおいては、脱
バインダ工程(700〜880℃の非酸化性雰囲気中の
熱処理)ではガラス粒子の焼結が進行し難く、上述した
ように熱分解の起こりにくい水溶性有機バインダを用い
た場合でも、有機バインダ残渣がガラス中に取り込まれ
ることなく脱バインダを容易に行うことができた。しか
も、本発明のセラミック組成物により調製したグリーン
シートは、緻密化焼結の工程において、1050℃以下
の短時間(2時間)焼成でも、緻密化焼結することがで
きる。
The glass having a composition contained in this composition range has a softening temperature of 850 to 1100 ° C., a water resistance of a practical level, and a thermal expansion coefficient which can be matched with that of silicon by adding a filler. In the green sheet prepared by using the amorphous glass in this range, it is difficult for the glass particles to sinter in the binder removal step (heat treatment in a non-oxidizing atmosphere at 700 to 880 ° C.), and as described above, Even when a water-soluble organic binder, which hardly decomposes, is used, the binder can be easily removed without the organic binder residue being taken into the glass. Moreover, the green sheet prepared from the ceramic composition of the present invention can be densified and sintered in the step of densification and sintering even by firing for a short time (2 hours) at 1050 ° C. or less.

【0050】ここで、SiO2およびB23はガラスの
網目構造を形成し、SiO2成分量の増大は軟化温度を
高め、耐水性を高める作用をもち、B23成分量の増大
は軟化温度を低下し、耐水性を低める作用をもつ。R2
Oは網目修飾成分として、軟化温度を低下し、一部の組
成領域でB23の耐水性を高める作用をもつ。本発明の
非晶質ガラスよりもSiO2が多い組成のものは、軟化
温度が高くなり過ぎて1000℃付近での焼結が困難と
なり、また、B23が多い組成のものは、B23の溶出
量が大きすぎるため耐水性の点で劣り、R2Oが多い組
成のものは、熱膨張係数が高すぎるためLSIチップと
の熱膨張係数差が大きくなるため、本発明の目的に適さ
ない。
[0050] Here, SiO 2 and B 2 O 3 forms a network structure of the glass, increase of the SiO 2 component amount increases the softening temperature, has the effect of increasing the water resistance, increase in B 2 O 3 component amount Has the effect of lowering the softening temperature and water resistance. R 2
O as a network modifying component has a function of lowering the softening temperature and enhancing the water resistance of B 2 O 3 in a part of the composition range. Those compositions SiO 2 is larger than the amorphous glass of the present invention, sintering at around 1000 ° C. and a softening temperature becomes too high it is difficult, also, B 2 O 3 in many compositions ones, B Since the amount of 2 O 3 eluted is too large, it is inferior in water resistance, and the composition having a large amount of R 2 O has a too large coefficient of thermal expansion and therefore has a large difference in coefficient of thermal expansion from the LSI chip. Not fit for purpose.

【0051】第1の組成と第4の組成と第11の組成を
結ぶ線よりSiO2の多い側の組成を有するガラスは、
軟化温度が高すぎるため、本発明の目的を達成する上で
は好ましくない。また、第11の組成と第10の組成を
結ぶ線よりR2Oの多い側の組成を有するガラスは、熱
膨張係数が高すぎるため、本発明の目的を達成する上で
は好ましくない。第3の組成と第10の組成を結ぶ線よ
りSiO2の少ない組成はB23溶出量が大きすぎるた
め、本発明の目的を達成する上では好ましくない。
A glass having a composition on the side with more SiO 2 than the line connecting the first composition, the fourth composition and the eleventh composition is
The softening temperature is too high, which is not preferable in achieving the object of the present invention. Further, a glass having a composition on the side containing more R 2 O than the line connecting the eleventh composition and the tenth composition is too high in thermal expansion coefficient and is not preferable for achieving the object of the present invention. A composition having less SiO 2 than the line connecting the third composition and the tenth composition has an excessively large B 2 O 3 elution amount, and is not preferable for achieving the object of the present invention.

【0052】本発明の非晶質ガラスの第二の組成域は、
図1に示すSiO2−B23−R2O系三角組成図におい
て、重量%でSiO2が89、B23が10、R2Oが1
である組成を第4の組成、SiO2が87、B23が1
1.5、R2Oが1.5である組成を第5の組成、Si
2が84.7、B23が10.8、R2Oが4.5であ
る組成を第9の組成、SiO2が84、B23が10、
2Oが6である組成を第10の組成、SiO2が90、
23が5、R2Oが5である組成を第11の組成とし
た場合、第4の組成を示す点および第5の組成を示す点
を結ぶ直線と、第5の組成を示す点および第9の組成を
示す点を結ぶ直線と、第9の組成を示す点および第10
の組成を示す点を結ぶ直線と、第10の組成を示す点お
よび第11の組成を示す点を結ぶ直線と、第11の組成
を示す点および第4の組成を示す点を結ぶ直線とで囲ま
れた範囲(線上の組成も含む)の示す組成域である。
The second composition range of the amorphous glass of the present invention is
In the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O type triangular composition diagram shown in FIG. 1, SiO 2 is 89, B 2 O 3 is 10, and R 2 O is 1 by weight%.
Is the fourth composition, 87 for SiO 2 and 1 for B 2 O 3.
1.5, the composition in which R 2 O is 1.5 is the fifth composition, Si
A composition in which O 2 is 84.7, B 2 O 3 is 10.8, and R 2 O is 4.5 is a ninth composition, SiO 2 is 84, B 2 O 3 is 10,
A composition in which R 2 O is 6 is a tenth composition, SiO 2 is 90,
When the composition in which B 2 O 3 is 5 and R 2 O is 5 is the 11th composition, a straight line connecting the points indicating the 4th composition and the point indicating the 5th composition and the 5th composition are shown. A straight line connecting the point and the point indicating the ninth composition, and a point indicating the ninth composition and the tenth point.
The straight line connecting the points indicating the composition, the straight line connecting the point indicating the tenth composition and the point indicating the eleventh composition, and the straight line connecting the point indicating the eleventh composition and the point indicating the fourth composition. It is the composition range indicated by the enclosed range (including the composition on the line).

【0053】この組成域に含まれる組成のガラスは、上
述した第一の組成域に含まれるガラスの中で、特に耐水
性が高い(すなわちB23溶出量が少ない)。この第2
の組成域に含まれる組成のガラスや、そのガラスを用い
て製作されたグリーンシートは保管や取扱い雰囲気の制
限がほとんどなくなり、より好ましい。
The glass having the composition contained in this composition range has particularly high water resistance (that is, the amount of B 2 O 3 eluted is small) among the glasses contained in the above-mentioned first composition range. This second
The glass having a composition contained in the composition range (1) and the green sheet produced by using the glass are more preferable because there are almost no restrictions on the atmosphere for storage and handling.

【0054】上述の組成範囲のなかでも、SiO2
7.0重量%−B239.0重量%−K2O4.0重量
%(第8の組成)またはその近傍の組成のガラスは、軟
化温度、耐熱性、耐水性に優れ、最も好ましい。
Among the above composition ranges, SiO 2 8
7.0 wt% -B 2 O 3 9.0 wt% -K 2 O4.0% by weight of glass (8 Composition of) or composition in the vicinity thereof is excellent softening temperature, heat resistance, water resistance, most preferable.

【0055】本発明の非晶質ガラスの第三の組成域は、
上記第二組成域に含まれる組成のガラスのR2O成分
を、R2Oと、該R2Oのモル量の90%以下のモル量の
Al23とに置き換えて得られる組成の範囲である。こ
の組成のガラスは、Al23の存在により、熱処理によ
るガラスからのクリストバライト結晶の析出も抑制され
るため、極めて好ましい。さらに、Al23の添加に
は、B23の溶出量を少なくするという効果もある。た
だし、Al23の添加がガラスに含まれるR2Oのモル
量の90%を超えると、ガラスの軟化温度が1100℃
を超えてしまうため、好ましくない。ここでRは、N
a、K等のアルカリ金属を示し、耐水性の点から、Kが
最も好ましい。
The third composition range of the amorphous glass of the present invention is
A composition obtained by replacing the R 2 O component of the glass having a composition contained in the second composition range with R 2 O and Al 2 O 3 in a molar amount of 90% or less of the molar amount of R 2 O. It is a range. The glass of this composition is extremely preferable because the presence of Al 2 O 3 also suppresses the precipitation of cristobalite crystals from the glass due to the heat treatment. Furthermore, the addition of Al 2 O 3 has the effect of reducing the amount of B 2 O 3 eluted. However, if the addition of Al 2 O 3 exceeds 90% of the molar amount of R 2 O contained in the glass, the softening temperature of the glass will be 1100 ° C.
Is exceeded, which is not preferable. Where R is N
Alkali metals such as a and K are shown, and K is most preferable from the viewpoint of water resistance.

【0056】Al23を添加することにより、クリスト
バライト結晶の析出が抑制されるメカニズムは、つぎの
ようなものであると考えられる。
The mechanism by which the precipitation of cristobalite crystals is suppressed by adding Al 2 O 3 is considered to be as follows.

【0057】SiO2−B23−R2O系ガラスの構造
は、図7(a)に示すようにSi原子の酸素4配位体と
B原子の酸素3配位体およびB原子の酸素4配位体の無
秩序網目構造である。ここで、B原子の酸素4配位体は
電荷補償のため、Rイオンを引き付けている。この3成
分系にAl23が添加された場合、図7(b)に示すよ
うにB原子の酸素4配位体はB原子の酸素3配位体にな
り、Rイオンを引き付けたAl原子の酸素4配位体が形
成される。B23溶出はB原子の酸素3配位体の方が、
B原子の酸素4配位体よりも起きやすい。Al23添加
を添加すると、B23溶出量のわずかな増加が見られる
が、これは、B原子の酸素4配位体がB原子の酸素3配
位体に変わるためと考えられる。
The structure of the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O type glass is as shown in FIG. 7A, the oxygen tetracoordinate of the Si atom, the oxygen tricoordinate of the B atom and the B atom. It is a disordered network structure of an oxygen tetracoordinate. Here, the oxygen tetracoordinate of the B atom attracts the R ion for charge compensation. When Al 2 O 3 is added to this ternary system, as shown in FIG. 7 (b), the oxygen tetracoordinator of the B atom becomes the oxygen tricoordinate of the B atom, and the Al ion attracting the R ion is attracted. An atomic oxygen tetracoordinate is formed. B 2 O 3 elution is better with the oxygen tricoordinate of B atom
It is more likely to occur than the B4 oxygen tetracoordinate. When the addition of Al 2 O 3 is added, a slight increase in the amount of B 2 O 3 eluted is observed, which is considered to be because the oxygen tetracoordinate of B atom is changed to the oxygen tricoordinate of B atom. .

【0058】つぎに、Al23を添加しないガラスと、
Al23を添加したガラスとを、それぞれ熱処理した場
合について考える。上述のように、Al23を添加しな
いガラスでは、B原子は酸素4配位体となっている。図
8(a)に示すように、B原子の酸素4配位体は、B−
O結合力およびRイオンを引き付ける力が比較的小さい
ため、高温でそれらの結合が切断され、Siの非架橋酸
素が形成されやすいと考えられる。このため、高温にお
ける粘度が低下し、クリストバライト結晶が析出しやす
い。一方、Al23を添加したガラスでは、Al原子が
酸素4配位体となっている。図8(b)に示すように、
Al原子の酸素4配位体はAl−O結合力およびRイオ
ンを引き付ける力が比較的大きいため、高温でもそれら
の結合が切断されにくく、クリストバライト結晶が析出
しにくいと考えられる。しかし、Al23の添加量が多
過ぎると、ガラスの軟化温度が高くなり過ぎるという副
作用を生じるため好ましくない。
Next, a glass to which Al 2 O 3 is not added,
Consider the case where the glass to which Al 2 O 3 is added is heat-treated respectively. As described above, in the glass to which Al 2 O 3 is not added, the B atom is an oxygen tetracoordinate. As shown in FIG. 8A, the oxygen tetracoordinate of the B atom is B-
Since the O-bonding force and the R-ion attracting force are relatively small, it is considered that those bonds are easily broken at high temperature and non-bridging oxygen of Si is easily formed. Therefore, the viscosity at high temperature is lowered, and cristobalite crystals are likely to precipitate. On the other hand, in the glass to which Al 2 O 3 has been added, Al atoms are oxygen tetracoordinators. As shown in FIG. 8 (b),
Since the oxygen tetracoordinate of Al atom has a relatively large Al—O binding force and R ion attracting force, it is considered that those bonds are hard to be broken even at high temperature, and cristobalite crystals are hard to precipitate. However, if the amount of Al 2 O 3 added is too large, the side effect that the softening temperature of the glass becomes too high is unfavorable.

【0059】なお、第8の組成ではそのK2Oのモル量
の80%以上のモル量のAl23を添加すれば、クリス
トバライト結晶の析出をほぼ完全に抑制できるが、Al
23添加量をK2Oのモル量の50%以上とすれば、ク
リストバライト結晶析出量を1/5以下とすることがで
きる。Al23の添加量をK2Oのモル量の80%とし
たとき、軟化温度は1020℃となり、Al23添加量
をこれより多くすれば、軟化温度も1020℃より高く
なある。軟化温度は、1000℃付近が最も好ましいた
め、Al23添加量は、K2Oのモル量の80%以下が
特によいと考えられる。そこで、第8の組成に対するA
23の添加量は、K2Oのモル量の50%以上80%
以下とすることが特に望ましく、70%モル量またはそ
の付近とすることが最も好ましい。
In the eighth composition, if Al 2 O 3 is added in a molar amount of 80% or more of the molar amount of K 2 O, the precipitation of cristobalite crystals can be almost completely suppressed.
When the amount of 2 O 3 added is 50% or more of the molar amount of K 2 O, the amount of cristobalite crystal precipitation can be reduced to ⅕ or less. When the added amount of Al 2 O 3 is 80% of the molar amount of K 2 O, the softening temperature is 1020 ° C., and when the added amount of Al 2 O 3 is higher than this, the softening temperature is also higher than 1020 ° C. . Since the softening temperature is most preferably around 1000 ° C., it is considered that the addition amount of Al 2 O 3 is particularly preferably 80% or less of the molar amount of K 2 O. Therefore, A for the eighth composition
The amount of l 2 O 3 added is 50% or more and 80% or more of the molar amount of K 2 O.
It is particularly desirable that the amount be below, and it is most preferable that the amount be at or near 70 mol%.

【0060】本発明の非晶質ガラスの第四の組成域は、
上記第一〜第三の組成域のガラスに、ZnOを1〜4重
量%添加して得られるガラスの組成の範囲である。この
組成のガラスはB23溶出量が少なく、比誘電率が低い
という特徴があり、好ましい。ZnOの添加量が1重量
%より少ない場合には、添加の効果が得られず、ZnO
の添加量が4重量%より多い場合には、熱処理によるガ
ラスからの結晶析出が起こり易く好ましくない。
The fourth composition range of the amorphous glass of the present invention is
It is the range of the composition of the glass obtained by adding 1 to 4% by weight of ZnO to the glass of the first to third composition regions. The glass having this composition is preferable because it has a small B 2 O 3 elution amount and a low relative dielectric constant. When the added amount of ZnO is less than 1% by weight, the effect of addition cannot be obtained, and
If the addition amount of is larger than 4% by weight, crystal precipitation from the glass due to heat treatment tends to occur, which is not preferable.

【0061】以上に述べた組成のガラスは、例えば、無
水ケイ酸(SiO2)、ホウ酸(H3BO3)、およびア
ルカリ金属の炭酸塩(R2CO3)と、必要に応じて、ア
ルミナ(Al23)および/または酸化亜鉛(ZnO)
を所定の組成比になるように秤量、続いてボールミル混
合後この混合粉末をルツボに入れ、加熱炉にて混合粉末
が十分溶融する温度で加熱した後急冷して非晶質ガラス
塊を作製し、所定の粒径となるように粉砕することによ
って得られる。
The glass having the above-mentioned composition contains, for example, silicic acid anhydride (SiO 2 ), boric acid (H 3 BO 3 ), and an alkali metal carbonate (R 2 CO 3 ), and if necessary, Alumina (Al 2 O 3 ) and / or zinc oxide (ZnO)
Was weighed so as to have a predetermined composition ratio, and subsequently, this mixed powder was put into a crucible after mixing in a ball mill, heated in a heating furnace at a temperature at which the mixed powder was sufficiently melted, and then rapidly cooled to produce an amorphous glass gob. It can be obtained by pulverizing so as to have a predetermined particle size.

【0062】f.フィラー ところで、セラミック配線基板としてのセラミック材料
としては、硼珪酸ガラスを単独で使用せずに、機械的強
度の向上、クリストバライト結晶析出を抑える、熱膨張
係数のLSIチップとの整合、及び銅との同時焼結のた
めの収縮整合を目的としてフィラーを添加した、ガラス
/フィラー複合体とした材料が用いられる。
F. Filler By the way, as the ceramic material for the ceramic wiring board, without using borosilicate glass alone, the mechanical strength is improved, the cristobalite crystal precipitation is suppressed, the coefficient of thermal expansion is matched with that of the LSI chip, and copper is used. A glass / filler composite material to which a filler is added for the purpose of shrinkage matching for co-sintering is used.

【0063】このようなフィラーとしては、ムライト、
アルミナ、コージェライト、石英を単独またはこれらを
組み合わせた混合物が用いられ、フィラーを添加する量
としては上記目的、比誘電率、及び焼結でのセラミック
材料の緻密化・変形・寸法精度等を材料構成及びプロセ
スを考慮して調整される。
As such a filler, mullite,
Alumina, cordierite, and quartz are used alone or in a mixture thereof, and the amount of the filler added depends on the above purpose, relative permittivity, and densification / deformation / dimensional accuracy of the ceramic material by sintering. It is adjusted considering the configuration and process.

【0064】本発明のガラスに添加するフィラーは、焼
結後、ガラスマトリックス相中に分散する粒子として構
成され、(a)ガラスセラミック複合体の機械的強度を
向上させる作用、(b)ガラスセラミック複合体の熱膨
張係数をシリコンと整合させる作用、(c)硼珪酸ガラ
スからの熱処理によるクリストバライト結晶析出を抑え
る作用、等の作用をもつ。上記したように、ガラスセラ
ミック複合体としては、高強度、低比誘電率が好まし
い。フィラーとしてのアルミナは、特に上記(a)、
(c)の作用、ムライトおよびコージェライトは上記
(a)、(b)、および(c)の作用、石英ガラスは特
に低比誘電率化の作用を有する。本発明では、これらそ
れぞれの単独体、あるいは、これらから選ばれる複数種
を組合せた混合物が、ガラスにフィラーとして添加され
る。
The filler added to the glass of the present invention is constituted as particles dispersed in the glass matrix phase after sintering, and has the function of (a) improving the mechanical strength of the glass ceramic composite, and (b) the glass ceramic. It has the effect of matching the thermal expansion coefficient of the composite with that of silicon, and the function of (c) suppressing the precipitation of cristobalite crystals by heat treatment from borosilicate glass. As described above, the glass ceramic composite preferably has high strength and low relative dielectric constant. Alumina as the filler is particularly the above (a),
The function (c), the mullite and the cordierite have the functions (a), (b), and (c) described above, and the quartz glass has a particularly low dielectric constant. In the present invention, each of these individual substances or a mixture of a plurality of types selected from them is added to the glass as a filler.

【0065】つぎに、セラミック組成物に含まれるフィ
ラーの量と、加圧焼成との関係について説明する。な
お、フィラー量と、焼成時に印加した圧力と、焼結温度
および相対密度(ボイド0%の時相対密度は100%)
との関係を、図21に模式的に示す。
Next, the relationship between the amount of filler contained in the ceramic composition and pressure firing will be described. The amount of filler, the pressure applied during firing, the sintering temperature and the relative density (when 0% void, the relative density is 100%).
The relationship with is schematically shown in FIG.

【0066】本発明では、焼成時に加圧することが望ま
しい。フィラー添加量は、加圧焼成時の最高温度保持時
に、ガラス材料が緻密化可能な範囲とする。焼成時に印
加する圧力を大きく設定すれば、添加できるフィラー量
は増える。しかし、フィラー量が増えると、緻密化した
時のガラスとフィラーからなるセラミック中のボイドが
多くなってしまう。セラミック体のボイドは5%以下で
あることが望ましく、このようにするためには、ガラス
およびフィラーの粒径にも依存するが、ガラス50〜1
00体積%に対してフィラーを50〜0体積%とするこ
とが好ましい。フィラー添加量が50体積%を超える
と、ガラス/銅配線基板を作製できる範囲内で(すなわ
ち、基板を破壊しない範囲内で)圧力および温度を最高
にしても、フィラーの周りを取り囲むためのガラスの量
が不十分なため、ガラスセラミック中のボイドを5%以
下とすることができない。なお、焼結を1050℃以下
の温度で行なうためには、フィラーを、セラミック全体
の40体積%以下にすることが望ましい。
In the present invention, it is desirable to apply pressure during firing. The amount of the filler added is in a range that allows the glass material to be densified while maintaining the maximum temperature during pressure firing. If the pressure applied during firing is set large, the amount of filler that can be added increases. However, as the amount of filler increases, the voids in the ceramic composed of glass and filler when densified will increase. The void of the ceramic body is preferably 5% or less, and in order to do so, depending on the particle diameters of the glass and the filler, the glass 50-1
It is preferable that the filler is 50 to 0% by volume with respect to 00% by volume. When the amount of filler added exceeds 50% by volume, glass for surrounding the filler even if the pressure and temperature are maximized within the range where the glass / copper wiring substrate can be produced (that is, within the range where the substrate is not destroyed). The voids in the glass-ceramic cannot be made 5% or less because of insufficient amount. In order to perform the sintering at a temperature of 1050 ° C. or lower, it is desirable that the filler content be 40% by volume or less of the whole ceramic.

【0067】<バインダ材料>グリーンシート用のバイ
ンダとしては、バインダ除去時間が短くてすむよう、熱
分解後のバインダ残渣物である残留カーボン量が少な
い、水系材料を用いることが望ましい。また、バインダ
材料は、グリーンシートの機械的性質、すなわち、該グ
リーンシートに微小な貫通孔を多数明ける際の歪量を支
配することから、高位置精度な孔あけを実現するために
は、この歪量が小さくなるようなバインダ材料が良い。
このような観点から、バインダには、熱分解が解重合型
で、熱分解時のカーボン残渣量が少なく、貫通孔を明け
る際の歪が小さい材料を用いることが望ましい。
<Binder Material> As the binder for the green sheet, it is desirable to use an aqueous material having a small amount of residual carbon as a binder residue after thermal decomposition so that the binder removal time can be shortened. Further, the binder material controls the mechanical properties of the green sheet, that is, the amount of strain when a large number of minute through holes are opened in the green sheet. A binder material that reduces the amount of strain is preferable.
From this point of view, it is desirable to use, as the binder, a material that is depolymerized by thermal decomposition, has a small amount of carbon residue during thermal decomposition, and has a small strain when the through hole is opened.

【0068】このようなバインダ材料として、水溶性高
分子を重合用分散安定剤として用いた懸濁重合によって
得られる重合体を用いることが好ましい。。
As such a binder material, it is preferable to use a polymer obtained by suspension polymerization using a water-soluble polymer as a dispersion stabilizer for polymerization. .

【0069】詳しくは、(A)下記一般式(化1)で表
されるアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル
のうちの少なくとも一種:100重量部と、
Specifically, (A) at least one of acrylic acid ester and methacrylic acid ester represented by the following general formula (Formula 1): 100 parts by weight,

【0070】[0070]

【化1】 Embedded image

【0071】(ただし、R1は、炭素数が1〜18個の
アルキル基、炭素数が1〜18個の環状アルキル基また
は炭素数が5〜18個のアリール基):100重量部
と、(B)分散安定剤:1〜9.5重量部とを、水また
は水と水溶性有機溶剤との混合液に溶解し、重合開始剤
存在下で(A)成分を懸濁(共)重合させて得られるセ
ラミック成形用有機バインダが好ましい。本発明で用い
る有機バインダは、水溶性ではなく、水系分散型粒子で
あることから吸湿性が低いため、これを用いて得られる
グリーンシートの機械的特性および寸法安定性が良い。
(Wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an aryl group having 5 to 18 carbon atoms): 100 parts by weight, (B) Dispersion stabilizer: 1 to 9.5 parts by weight is dissolved in water or a mixed solution of water and a water-soluble organic solvent, and the component (A) is suspended (co) polymerized in the presence of a polymerization initiator. The organic binder for ceramic molding thus obtained is preferable. The organic binder used in the present invention has low hygroscopicity because it is not water-soluble but is water-based dispersion type particles, and thus the green sheet obtained by using it has good mechanical properties and dimensional stability.

【0072】なお、有機バインダはバインダ調製用溶剤
に分散した状態で用いられるが、その状態の固形分濃度
は、濃度が高いと粒径が大きくなり、濃度が低いとグリ
ーンシート作製時の添加量の調節や乾燥等の作業性が低
下することから、20〜50重量%が好ましく、30重
量%程度がさらに好ましい。
The organic binder is used in a state of being dispersed in a solvent for preparing a binder, and the solid content concentration in that state is such that when the concentration is high, the particle size becomes large, and when the concentration is low, the amount of addition at the time of producing the green sheet is large. Since the workability such as adjustment and drying is lowered, it is preferably 20 to 50% by weight, more preferably about 30% by weight.

【0073】a.モノマ (A)成分は、セラミック成形用有機バインダの主成分
であり、メタクリル酸エステルは、熱分解性が良好なた
め特に好ましい。メタクリル酸エステルの中でも、特
に、メタクリル酸n−ブチル(以下、n−BMAと略
す)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピ
ル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−オク
チル、メタクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチル(以
下、n−BAAと略す)等が良い。さらに、これらの中
でも、熱分解性およびグリーンシート孔明け時の孔位置
精度の点から、特にメタクリル酸n−ブチルが良好であ
る。
A. The monomer (A) component is the main component of the organic binder for ceramic molding, and the methacrylic acid ester is particularly preferable because it has good thermal decomposability. Among the methacrylic acid esters, particularly n-butyl methacrylate (hereinafter abbreviated as n-BMA), ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-octyl methacrylate, methyl methacrylate, n-acrylate -Butyl (hereinafter abbreviated as n-BAA) and the like are preferable. Furthermore, among these, n-butyl methacrylate is particularly preferable from the viewpoints of thermal decomposability and hole position accuracy at the time of punching the green sheet.

【0074】b.分散安定剤 また(B)成分は、(A)成分を重合開始剤の存在下で
重合する際の、重合用分散安定剤として用いられる水溶
性高分子であり、具体的には、ポリエチレンオキシド
(以下、PEOと略す)、ポリビニル−2−ピロリド
ン、ポリビニル−2−ピロリドン共重合体、ポリ(2−
オキサゾリン)等が使用される。これらのなかで、熱分
解性の点からポリエチレンオキシドが特に好ましい。
B. Dispersion Stabilizer The component (B) is a water-soluble polymer used as a dispersion stabilizer for polymerization when the component (A) is polymerized in the presence of a polymerization initiator, and specifically, polyethylene oxide ( Hereinafter, abbreviated as PEO), polyvinyl-2-pyrrolidone, polyvinyl-2-pyrrolidone copolymer, poly (2-
Oxazoline) or the like is used. Of these, polyethylene oxide is particularly preferable from the viewpoint of thermal decomposability.

【0075】本発明では、水系分散型粒子のバインダを
用いる。すなわち、セラミック粉末とのボールミル混合
時には、バインダは粒子状であり、乾燥工程でこの粒子
状のバインダを溶融させる。溶融したバインダは、個々
のセラミック粒子を接着し、粒子状のバインダが占めて
いた部分が空間となる。したがって、セラミック成形用
バインダとしてのバインダポリマの平均粒径としては、
用いられるセラミック粒子の大きさと同等もしくはそれ
以下の、5μm以下、好ましくは3μm以下が良い。
In the present invention, a binder of aqueous dispersion type particles is used. That is, the binder is in the form of particles when mixed with the ceramic powder in a ball mill, and the particulate binder is melted in the drying step. The molten binder bonds the individual ceramic particles, and the space occupied by the particulate binder becomes a space. Therefore, as the average particle diameter of the binder polymer as the binder for ceramic molding,
The size is equal to or smaller than the size of the ceramic particles used, 5 μm or less, preferably 3 μm or less.

【0076】このような粒子径を得るためには、粘度平
均分子量が10〜100万の水溶性高分子(特にポリエ
チレンオキシド)を重合用分散安定剤として使用するこ
とが好ましく、粘度平均分子量が10〜50万であれば
さらに好ましい。また、この水溶性高分子(特にポリエ
チレンオキシド)の量は、(A)成分のモノマ100重
量部に対して、1〜9.5重量部が良く、6〜8重量部
がさらに好ましい。(A)成分のモノマ100重量部に
対して水溶性高分子である(B)成分の量を1重量部未
満とすると、(A)成分が分散せず、また、9.5重量
部を超える場合には、熱分解性の点から好ましくない。
In order to obtain such a particle size, it is preferable to use a water-soluble polymer (especially polyethylene oxide) having a viscosity average molecular weight of 10 to 1,000,000 as a dispersion stabilizer for polymerization. It is more preferable if it is up to 500,000. The amount of the water-soluble polymer (particularly polyethylene oxide) is preferably 1 to 9.5 parts by weight, and more preferably 6 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer (A). When the amount of the component (B) which is a water-soluble polymer is less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of the monomer of the component (A), the component (A) does not disperse and exceeds 9.5 parts by weight. In this case, it is not preferable in terms of thermal decomposability.

【0077】c.重合開始剤 また、重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム(以
下、APSと略す)等の過硫酸塩、過酸化物、アゾ化合
物等を用いることができ、特に制限されないが、モノマ
100重量部に対して0.5重量部以下とするこが望ま
しい。
C. Polymerization Initiator Further, as the polymerization initiator, persulfates such as ammonium persulfate (hereinafter abbreviated as APS), peroxides, azo compounds and the like can be used, and are not particularly limited, but with respect to 100 parts by weight of the monomer. It is desirable that the total amount be 0.5 parts by weight or less.

【0078】d.溶剤 バインダ調製用溶剤としては、水、または、水と一種以
上の水溶性有機溶剤との混合液が用いられる。水溶性溶
剤としては、例えば、下記一般式(化2)で表されるア
ルコール、および、下記一般式(化3)で表されるエチ
レングリコール誘導体のうちのいずれかを用いることが
でき、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、イソプロパノール(以下、IPAと略す)等のア
ルコールや、エチレングリコールメチルエーテル等のエ
チレングリコール誘導体等を用いることができる。これ
らの有機溶剤のうち、特にIPAが好ましい。
D. As the solvent for preparing the solvent binder, water or a mixed liquid of water and one or more water-soluble organic solvent is used. As the water-soluble solvent, for example, either an alcohol represented by the following general formula (Formula 2) or an ethylene glycol derivative represented by the following general formula (Formula 3) can be used. As the alcohol, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and isopropanol (hereinafter abbreviated as IPA), ethylene glycol derivatives such as ethylene glycol methyl ether, and the like can be used. Of these organic solvents, IPA is particularly preferable.

【0079】[0079]

【化2】 Embedded image

【0080】(ただし、R2は炭素数1〜18のアルキ
ル基または炭素数1〜18の環状アルキル基)
(Wherein R 2 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms)

【0081】[0081]

【化3】 Embedded image

【0082】(ただし、R3は、水素、炭素数1〜18
のアルキル基、炭素数1〜18の環状アルキル基、また
は、炭素数5〜18のアリール基であり、R4は、水
素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6の環状ア
ルキル基、または、炭素数5〜6のアリール基であり、
nは1〜20である) また、これらの有機溶剤と水との混合比は、水を100
〜50重量%、水溶性溶剤を0〜50重量%とすること
が望ましく、水を95〜50重量%、水溶性溶剤を5〜
50重量%とすることがさらに望ましい。なお、バイン
ダ調製用溶剤量は、モノマ100重量部に対して100
〜400重量部が好ましく、250重量部付近がさらに
好ましい。
(However, R 3 is hydrogen, having 1 to 18 carbon atoms.
Is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an aryl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 4 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. A group or an aryl group having 5 to 6 carbon atoms,
n is 1 to 20) Further, the mixing ratio of these organic solvents and water is 100
It is desirable that the content of the water-soluble solvent be -50% by weight and the amount of the water-soluble solvent be 0-50% by weight.
More preferably, it is 50% by weight. In addition, the amount of the solvent for preparing the binder is 100 with respect to 100 parts by weight of the monomer.
The amount is preferably 400 to 400 parts by weight, more preferably around 250 parts by weight.

【0083】e.可塑剤 グリーンシート成形用のバインダは、可塑剤を含むこと
が望ましい。可塑剤としては、バインダ用溶剤と相溶性
が良く、水または水溶性有機溶剤と共沸せず、グリーン
シート成形時の乾燥工程で揮発しにくいものが良い。そ
こで、可塑剤として、下記一般式(化4)により表され
る芳香族ジカルボン酸エステルのうちの少なくともいず
れかを用いることが望ましい。
E. Plasticizer The green sheet binder preferably contains a plasticizer. It is preferable that the plasticizer has good compatibility with the binder solvent, does not azeotrope with water or the water-soluble organic solvent, and does not easily volatilize in the drying step during molding of the green sheet. Therefore, it is desirable to use at least one of the aromatic dicarboxylic acid esters represented by the following general formula (Formula 4) as the plasticizer.

【0084】[0084]

【化4】 [Chemical 4]

【0085】(ただし、R5は、炭素数1〜18のアル
キル基、炭素数1〜18の環状アルキル基、または、炭
素数5〜18のアリール基であり、R6は、炭素数1〜
18のアルキル基、炭素数1〜18の環状アルキル基、
または、炭素数5〜18のアリール基である。また、R
7は炭素数5〜18の2価の芳香族基であり、特にフェ
ニレン基が好ましい。) この可塑剤の具体例としては、ジイソデシルフタレート
(以下、DIDPと略す)、ジブチルフタレート(以
下、DBPと略す)、ジ−2−エチルヘキシルフタレー
ト、ジイソノニルフタレート等のフタル酸エステルが挙
げられ、これらのなかでもDIDPが好ましい。可塑剤
の添加量は、モノマ100重量部に対して5〜15重量
部とすることが好ましく、10重量部程度がさらに好ま
しい。
(However, R 5 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an aryl group having 5 to 18 carbon atoms, and R 6 is 1 to 1 carbon atoms.
18 alkyl groups, C1-C18 cyclic alkyl groups,
Alternatively, it is an aryl group having 5 to 18 carbon atoms. Also, R
7 is a divalent aromatic group having 5 to 18 carbon atoms, and a phenylene group is particularly preferable. ) Specific examples of this plasticizer include phthalic acid esters such as diisodecyl phthalate (hereinafter abbreviated as DIDP), dibutyl phthalate (hereinafter abbreviated as DBP), di-2-ethylhexyl phthalate, and diisononyl phthalate. Of these, DIDP is preferable. The addition amount of the plasticizer is preferably 5 to 15 parts by weight, more preferably about 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer.

【0086】f.バインダ調製方法 バインダは、例えば、以下の手順で調製することができ
る。まず、バインダ用溶剤に(B)成分1〜9.5重量
部を溶解し、得られた溶液中に、0.15重量部程度の
重合触媒を添加し、重合触媒の種類によるが、通常、4
0〜90℃に加熱しながら激しく撹拌しつつ、(A)成
分100重量部および可塑剤を添加して、重合(または
共重合)反応を行うことによって、バインダが得られ
る。
F. Binder Preparation Method The binder can be prepared, for example, by the following procedure. First, 1 to 9.5 parts by weight of the component (B) is dissolved in a binder solvent, and about 0.15 parts by weight of a polymerization catalyst is added to the resulting solution. Four
The binder is obtained by adding 100 parts by weight of the component (A) and a plasticizer while carrying out vigorous stirring while heating at 0 to 90 ° C. to carry out a polymerization (or copolymerization) reaction.

【0087】なお、添加する(A)成分量は、重合反応
を円滑にするため、溶液濃度が60重量%以下となる量
とすることが望ましい。また、バインダがグリーンシー
トの機械的性質、すなわち、グリーンシートに微小な貫
通孔を多数明ける際の歪量を決めることから、バインダ
材料と同様に、可塑剤の量も、この歪量が小さくなるよ
うに定めることが、高位置精度な孔あけのために望まし
い。
The amount of component (A) to be added is preferably such that the solution concentration is 60% by weight or less in order to facilitate the polymerization reaction. In addition, since the binder determines the mechanical properties of the green sheet, that is, the amount of strain when a large number of minute through holes are opened in the green sheet, the amount of plasticizer also reduces this amount of strain, similar to the binder material. Therefore, it is desirable for high precision drilling.

【0088】<グリーンシート>本発明の非晶質ガラス
とフィラーとからなるセラミック粉末と、上述したバイ
ンダと、分散剤と、スラリー用溶剤とを、ボールミル混
合することにより、スラリーが得られる。このスラリー
をシート状に成形し、乾燥することにより、グリーンシ
ートが得られる。
<Green Sheet> A slurry is obtained by ball-mill mixing the ceramic powder of the present invention consisting of the amorphous glass and the filler, the above-mentioned binder, the dispersant, and the solvent for slurry. A green sheet is obtained by forming this slurry into a sheet and drying it.

【0089】a.スラリー用溶剤 なお、スラリー用溶剤としては、バインダ粒子の分散性
の点からバインダ作製時と同様の溶剤、すなわち、水、
または、水と水溶性有機溶剤との混合溶剤を用いること
が望ましく、水とイソプロパノールとの混合溶剤を用い
ることが特に望ましい。ここで、水とイソプロパノール
との混合溶剤を用いた場合でも、グリーンシート成形時
の乾燥工程において十分な空気を流すことで、容易に、
空中の溶剤濃度を爆発限界以下とすることができる。
A. Slurry solvent Incidentally, as the solvent for the slurry, from the viewpoint of dispersibility of the binder particles, the same solvent as in the binder preparation, that is, water,
Alternatively, it is desirable to use a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent, and it is particularly desirable to use a mixed solvent of water and isopropanol. Here, even when a mixed solvent of water and isopropanol is used, it is easy to flow sufficient air in the drying step at the time of forming the green sheet,
The solvent concentration in the air can be kept below the explosion limit.

【0090】b.バインダ量 バインダの量としては、脱バインダ性、グリーンシート
の成形性、積層圧着性の点から、セラミック粉末100
重量部に対して5〜25重量部が適当である。
B. Binder amount As the amount of binder, from the viewpoint of binder removal property, green sheet formability, and lamination pressure-bonding property, the ceramic powder 100 is used.
5 to 25 parts by weight is suitable with respect to parts by weight.

【0091】c.分散剤 また、分散剤は、セラミック粉末の分散のため、添加す
ることが望ましく、例えば、ポリアクリル酸アンモニウ
ム塩等を用いることができ、その添加量は、セラミック
粉末100重量部に対して0.5重量部以下とすること
が望ましく、0.1〜0.2重量部が特に好ましい。
C. Dispersant Further, it is desirable to add a dispersant to disperse the ceramic powder. For example, polyacrylic acid ammonium salt or the like can be used, and the addition amount thereof is 0. The amount is preferably 5 parts by weight or less, particularly preferably 0.1 to 0.2 parts by weight.

【0092】d.熱処理 先に述べたように、本発明のバインダは、粒子状態で混
合されてセラミック粒子間を接着する。このとき、キャ
スト温度が低いと、十分な接着強度が得られない。そこ
で、グリーンシートの引張り強度、ヤング率等の機械的
特性を向上させるために、乾燥時に、適宜熱処理を行っ
ても良い。
D. Heat Treatment As previously mentioned, the binder of the present invention is mixed in the particulate state to bond between the ceramic particles. At this time, if the casting temperature is low, sufficient adhesive strength cannot be obtained. Therefore, in order to improve mechanical properties such as tensile strength and Young's modulus of the green sheet, a heat treatment may be appropriately performed during drying.

【0093】この熱処理の温度および時間は、バインダ
粒子が溶融する条件とすることが望ましく、具体的に
は、80〜120℃、30〜90分程度とすることが望
ましい。この加熱条件であれば、バインダ粒子は、溶融
して、十分にセラミック粒子を相互に接着することがで
きる。
It is desirable that the temperature and time of this heat treatment are set under the condition that the binder particles are melted, and specifically, it is desirable that the temperature and time are about 80 to 120 ° C. and about 30 to 90 minutes. Under this heating condition, the binder particles can be melted and the ceramic particles can be sufficiently adhered to each other.

【0094】<配線形成>本発明では、グリーンシート
に高位置精度で孔あけできるため、グリーンシートを積
み重ねる際のセラミック基板Z方向(厚さ方向)の接続
が、高位置精度で行えることから、微小径孔での配線の
接続が可能となる。さらに、本発明では、グリーンシー
トに高位置精度で孔あけできるため、多数のビア配線に
よる、短いピッチでの接続が可能となるので、従来と比
べ配線の高密度化ができる。また、同様に、本発明で
は、グリーンシートに高位置精度で従来よりも多数の孔
をあけることができるため、これにあわせて配線幅を小
さくすることで、XY方向(表面の縦横方向)の配線に
ついても高密度化できる。
<Wiring Formation> In the present invention, since the green sheets can be punched with high positional accuracy, the ceramic substrates can be connected in the Z direction (thickness direction) with high positional accuracy when stacking the green sheets. It is possible to connect the wiring with a small diameter hole. Further, according to the present invention, since holes can be formed in the green sheet with high positional accuracy, a large number of via wirings can be connected at a short pitch, so that the wiring density can be increased as compared with the conventional one. Further, similarly, in the present invention, since it is possible to form a larger number of holes in the green sheet with higher positional accuracy than in the conventional case, the wiring width can be reduced accordingly, so that the XY direction (vertical and horizontal directions of the surface) can be improved. The wiring can also be densified.

【0095】ところで、配線の形成は一般的な配線形成
方法を適用することができる。例えば、スクリーン印刷
法により銅配線を形成する場合には、Cu、Cu合金、
または、ガラスを添加したCu等の導体を含むCuペー
ストを、所望の配線パターンを形成したスクリーン版お
よびスクリーン印刷機で、グリーンシート表面に印刷し
て、配線パターンを形成する。この場合、配線形成の精
度はスクリーンのパターン精度およびスクリーン印刷時
のパターン精度で決まるが、この精度は上述のグリーン
シートへの孔加工時の位置精度より高精度である。すな
わち、配線の高密度化の限界はグリーンシートへの孔加
工時の位置精度で概略決まり、基板サイズにもよるが、
焼結前で0.15mmピッチ程度である。
By the way, for forming the wiring, a general wiring forming method can be applied. For example, when a copper wiring is formed by the screen printing method, Cu, Cu alloy,
Alternatively, a Cu paste containing a conductor such as Cu to which glass is added is printed on the surface of the green sheet with a screen plate and a screen printing machine on which a desired wiring pattern is formed to form a wiring pattern. In this case, the accuracy of wiring formation is determined by the pattern accuracy of the screen and the pattern accuracy at the time of screen printing, but this accuracy is higher than the positional accuracy at the time of drilling holes in the green sheet. In other words, the limit of high density wiring is roughly determined by the positional accuracy when drilling holes in the green sheet, and depends on the substrate size.
Before sintering, the pitch is about 0.15 mm.

【0096】<焼成>セラミック配線基板を焼成する際
の高寸法精度化は、焼成時にセラミック配線基板の厚さ
方向に圧力を加えることによって達成できる。すなわ
ち、セラミック成形の焼成時に、厚さ方向に圧力を加え
ることによって、表面に摩擦力または拘束力を発生させ
る。この摩擦力または拘束力を最適に制御するることに
より、平均焼成収縮率をほぼ0とし、同時に収縮率ばら
つきもほぼ0に低減することができる。
<Firing> Higher dimensional accuracy when firing a ceramic wiring board can be achieved by applying pressure in the thickness direction of the ceramic wiring board during firing. That is, a frictional force or a restraining force is generated on the surface by applying pressure in the thickness direction during firing of ceramic molding. By optimally controlling this frictional force or restraint force, the average firing shrinkage can be reduced to almost zero, and at the same time, the shrinkage variation can be reduced to almost zero.

【0097】なお、この時、収縮抑制力は、加圧される
基板と加圧する側との間に働く摩擦力によって生じてい
るので、拘束されている表面から厚さ方向から離れるほ
ど収縮抑制力は小さくなり、反対に収縮量は大きくな
る。すなわち、加圧力を焼成時に基板がつぶれない程度
の範囲内で、基板表面の焼成による収縮を抑えるために
必要な拘束力となるように最適化することによって、側
面形状は凹型となる。
At this time, since the contraction suppressing force is generated by the frictional force acting between the pressed substrate and the pressing side, the contraction suppressing force increases as the distance from the constrained surface increases in the thickness direction. Becomes smaller, and conversely the amount of contraction becomes larger. That is, by optimizing the applied pressure so as to have a restraining force necessary for suppressing shrinkage of the substrate surface due to firing within a range in which the substrate is not crushed during firing, the lateral shape becomes concave.

【0098】また、同様に、基板表面の焼成による収縮
を抑えることができる範囲内の拘束力を加えるととも
に、セラミック基板材料に発生する塑性変形量を適正範
囲内に制御することによって、焼成後のセラミック配線
基板の側面形状は凸型となる。
Similarly, by applying a restraining force within a range capable of suppressing shrinkage due to firing of the substrate surface and controlling the amount of plastic deformation generated in the ceramic substrate material within an appropriate range, The side surface of the ceramic wiring board has a convex shape.

【0099】なお、加圧力を適正範囲以上に大きくする
と塑性変形によって基板が大きくつぶれて基板厚さが所
定の寸法以下となると同時に、内部配線の変形とともに
基板表面パターンにも伸びの寸法変化が起きる。
When the applied pressure is increased above the appropriate range, the substrate is largely crushed by the plastic deformation and the thickness of the substrate becomes less than a predetermined size, and at the same time, the internal wiring is deformed and the dimensional change of the elongation occurs in the substrate surface pattern. .

【0100】本発明のガラス材料およびバインダを用い
てグリーンシートを作製し、その表面に銅配線を形成し
て、加圧焼結した時の、平面方向(表面の縦横方向)お
よび厚さ方向の寸法変化率を、図20に示す。加圧力の
調整によって摩擦力を最適化すれば、基板表面パターン
寸法変化率を、ある加圧力範囲でほぼ0とすることがで
きる。この時の凹または凸型の側面変化量は、内部配線
の変形を考慮すれば、焼成後の基板厚さの1/2以下で
あることが好ましい。
A green sheet was prepared using the glass material and binder of the present invention, copper wiring was formed on the surface of the green sheet, and pressure-sintering was performed in the plane direction (vertical and horizontal directions of the surface) and the thickness direction. The dimensional change rate is shown in FIG. If the frictional force is optimized by adjusting the pressing force, the dimensional change rate of the substrate surface pattern can be made almost zero in a certain pressing force range. At this time, the amount of change in the concave or convex side surface is preferably ½ or less of the thickness of the substrate after firing in consideration of the deformation of the internal wiring.

【0101】ここで、加圧力および摩擦係数としては、
材料構成および焼成条件によってそれぞれの適正範囲が
あるために特に限定されるものではないが、概ね加圧力
としては100g/cm2以上、摩擦係数としては特に
数値が限定されることはなく基板表面パターンの収縮を
抑えるのに必要な拘束力が得られれば良い。
Here, as the pressing force and the friction coefficient,
It is not particularly limited because there are appropriate ranges depending on the material composition and firing conditions, but generally the pressing force is 100 g / cm 2 or more, and the coefficient of friction is not particularly limited, and the substrate surface pattern It is only necessary to obtain the restraining force necessary to suppress the contraction of the.

【0102】成形体に圧力を印加するには、例えば、接
触面に大きな摩擦力が得られ、かつ、セラミック成形体
の焼成温度範囲で寸法安定性が高い板状の加圧部材2枚
の間に、セラミック成形体を挾んで加圧する。なお、成
形体を加圧部材に挾持しながら積層すれば、同時に2個
以上の基板の焼結ができる。
To apply pressure to the molded body, for example, a large frictional force can be obtained on the contact surface, and between two plate-shaped pressure members having high dimensional stability in the firing temperature range of the ceramic molded body. Then, the ceramic compact is sandwiched and pressed. If the molded body is laminated while being sandwiched by the pressing member, it is possible to sinter two or more substrates at the same time.

【0103】加圧部材の熱膨張係数がセラミック配線基
板と同一であれば、表面パターンの収縮を完全に拘束す
る圧力を印加すると、収縮率は0となる。また、加圧部
材の熱膨張係数がセラミック配線基板の熱膨張係数と異
なっている場合には、焼成プロセスの冷却過程におい
て、セラミック配線基板が塑性変形を起こさない温度と
室温との間の温度範囲内における、両者の熱膨張率差に
基づく寸法変化が起こる。すなわち、加圧部材の熱膨張
係数がセラミック配線基板よりも大きい場合には、表面
パターンが小さくなるような寸法変化が起こり、加圧部
材の熱膨張係数がセラミック配線基板よりも小さい場合
には、表面パターンが大きくなるような寸法変化が起こ
る。見方を変えれば、加圧部材に種々の熱膨張係数の材
料を使用することで、セラミック配線基板の寸法の調整
が可能であり、概ね−0.2%〜+0.8%の範囲での
制御ができる。
If the thermal expansion coefficient of the pressing member is the same as that of the ceramic wiring board, the shrinkage rate becomes 0 when the pressure for completely restraining the shrinkage of the surface pattern is applied. If the thermal expansion coefficient of the pressure member is different from that of the ceramic wiring board, the temperature range between the room temperature and the room temperature at which the ceramic wiring board does not undergo plastic deformation in the cooling process of the firing process. Inside, a dimensional change occurs due to the difference in thermal expansion coefficient between the two. That is, when the thermal expansion coefficient of the pressing member is larger than that of the ceramic wiring board, a dimensional change occurs such that the surface pattern becomes smaller, and when the thermal expansion coefficient of the pressing member is smaller than that of the ceramic wiring board, A dimensional change occurs such that the surface pattern becomes large. From a different point of view, it is possible to adjust the dimensions of the ceramic wiring board by using materials with various thermal expansion coefficients for the pressure member, and control in the range of approximately -0.2% to + 0.8%. You can

【0104】なお、印加する圧力は、焼成過程全体で一
定にするよりも、温度に応じて最適な圧力に適正化する
ことがより好ましい。セラミック配線基板の寸法変化を
引き起こす主要因は、焼成の初期段階では、グリーンシ
ートおよびCuペースト中のバインダ成分の溶融や熱分
解除去によるものであり、中期段階では、セラミック粉
末粒子の焼結収縮によるものであり、後期段階では、セ
ラミック材料のガラス成分の軟化溶融にともなう液相成
分による焼結収縮によるものである。これらの原因によ
る焼結の収縮力は、互いに異なる場合が多いため、各段
階において最適な加圧力に制御することが好ましい。
It is more preferable that the applied pressure be optimized to the optimum pressure according to the temperature, rather than being kept constant throughout the firing process. The main factor that causes the dimensional change of the ceramic wiring board is the melting and thermal decomposition removal of the binder component in the green sheet and the Cu paste in the initial stage of firing, and the sintering shrinkage of the ceramic powder particles in the middle stage. This is due to the sintering shrinkage due to the liquid phase component accompanying the softening and melting of the glass component of the ceramic material in the latter stage. Since the shrinkage forces of sintering due to these causes are often different from each other, it is preferable to control the pressing force to be optimum at each stage.

【0105】つぎに、加圧焼成と脱バインダとの関係に
ついて述べる。グリーンシートに配線パターンを形成
し、これらを積層し圧着し、得られた積層体を焼成して
セラミック配線基板とする際には、グリーンシートおよ
び配線用導体ペーストに含まれるバインダを除去する必
要がある。セラミック配線基板として、ここでは、ガラ
ス/銅配線基板を例にとって詳しく説明する。
Next, the relationship between pressure firing and binder removal will be described. It is necessary to remove the binder contained in the green sheet and the wiring conductor paste when forming a wiring pattern on the green sheet, stacking and pressing these, and firing the obtained laminated body to form a ceramic wiring board. is there. As a ceramic wiring board, a glass / copper wiring board will be described in detail here as an example.

【0106】銅は酸化されやすいが、窒素中では還元さ
れるため、脱バインダは、窒素と水蒸気の混合ガス、ま
たは、窒素、水蒸気、水素の混合ガス等の非酸化性雰囲
気または還元性雰囲気において行なわれる。バインダ残
渣物のカーボンは、水蒸気中での熱力学的な反応によっ
て除去される。その後の焼結工程は、例えば、窒素雰囲
気でおこなう。
Since copper is easily oxidized but is reduced in nitrogen, the binder is removed in a non-oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere such as a mixed gas of nitrogen and steam, or a mixed gas of nitrogen, steam and hydrogen. Done. The carbon of the binder residue is removed by a thermodynamic reaction in steam. The subsequent sintering step is performed, for example, in a nitrogen atmosphere.

【0107】バインダ除去時間を短縮するためには、上
記のカーボンの除去反応速度が大きくなるように、雰囲
気ガスが焼成する基板内に常に行き渡るようにすること
が望ましい。したがって、圧力を加えるために基板に加
圧部材の材料としては、通気性が高いものが好ましい。
In order to shorten the binder removal time, it is desirable that the atmosphere gas is always spread within the substrate to be fired so that the carbon removal reaction rate is increased. Therefore, as the material of the pressing member for applying pressure to the substrate, a material having high air permeability is preferable.

【0108】このような通気性が高く、かつ前述したよ
うに寸法が安定で加圧力以上の強度を持つもつ材料とし
ては、例えば、多孔質セラミック板や耐熱セラミック繊
維材を成形して得られる多孔質板などがあり、その気孔
率が50%以上、より好ましくは70%以上のものを用
いることが望ましい。気孔率が60%以上の通気性の十
分な厚さの材料で加圧し、雰囲気ガスを十分に供給した
場合には、基板側面と同様に上下面からも通気ができる
ので、無加圧すなわち通常の台板上に置いて焼成する場
合とほとんど同様の時間での脱バインダできる。
Examples of such a material having high air permeability and having stable dimensions and strength equal to or higher than the pressing force as described above include, for example, porous ceramic plates and heat-resistant ceramic fiber materials obtained by molding. It is desirable to use a plate having a porosity of 50% or more, and more preferably 70% or more. When pressure is applied with a material of sufficient porosity with a porosity of 60% or more and sufficient atmospheric gas is supplied, air can be ventilated from the upper and lower surfaces as well as the side surface of the substrate. The binder can be removed in almost the same time as when it is placed on the base plate and fired.

【0109】さらに、先に述べたように、カーボンの除
去反応を短時間化するためには、できる限り高温度、好
ましくは800℃以上の温度で、かつ、基板材料として
用いるガラス内部にカーボンが閉じ込められてカーボン
の除去が妨げられることがないように、ガラスの軟化点
付近以下の温度で行うほうが良い。本発明では、軟化点
が850〜1100℃の高軟化点ガラス材料を用いるこ
とから、カーボン除去反応を800℃以上、組成によっ
ては850℃以上とすることができる。850℃とした
場合には、800℃でのカーボン除去時間の約1/3の
時間とすることができ、脱バインダ時間をさらに短時間
化できる。
Further, as described above, in order to shorten the carbon removal reaction in a short time, carbon is added to the glass used as the substrate material at a temperature as high as possible, preferably at 800 ° C. or higher. It is better to carry out at a temperature below the softening point of the glass so as not to be trapped and hinder the removal of carbon. In the present invention, since a high softening point glass material having a softening point of 850 to 1100 ° C. is used, the carbon removal reaction can be 800 ° C. or higher, and depending on the composition, 850 ° C. or higher. When the temperature is 850 ° C., it can be about 1/3 of the carbon removal time at 800 ° C., and the binder removal time can be further shortened.

【0110】また、この加圧焼成は、高寸法精度のセラ
ミック配線基板を得ることができるだけでなく、セラミ
ック材料と導体材料の焼成収縮率差を吸収できることか
ら、一般的な無加圧焼成を行なう場合に必要な、セラミ
ック材料と導体材料との焼成収縮率の厳密な整合を必要
としない。また、加圧焼成によって焼成されたセラミッ
ク配線基板の表面は、基板を加圧部材表面に倣うため、
加圧部材表面と同様の平坦さになる。これにより、基板
表面の平坦性は、通常の無加圧焼成時と比較して大幅に
改善される。例えば、加圧部材表面の平坦性を20μm
とすると、この面に接して加圧された基板表面もほぼ2
0μmとなる。このことは、基板表面を研削することな
く、基板表面に厳密な平坦性が要求される薄膜工程(基
板表面に薄膜配線層を形成する工程)を行なうことがで
きる。
In addition, this pressure firing is not limited to obtaining a ceramic wiring board with high dimensional accuracy, but can also absorb the difference in firing shrinkage between the ceramic material and the conductor material. The strict matching of firing shrinkage between the ceramic material and the conductor material, which is necessary in some cases, is not required. Further, the surface of the ceramic wiring board baked by pressure baking follows the surface of the pressure member,
It is as flat as the surface of the pressure member. As a result, the flatness of the substrate surface is significantly improved as compared with the case of normal pressureless firing. For example, the flatness of the pressure member surface is 20 μm.
Then, the surface of the substrate pressed against this surface is almost 2
It becomes 0 μm. This makes it possible to perform a thin film process (a process of forming a thin film wiring layer on the substrate surface) that requires strict flatness on the substrate surface without grinding the substrate surface.

【0111】また、加圧焼成では、焼成時に寸法変化が
起こらないため、各基板毎の収縮率を決める必要がない
ので、原寸でのスクリーン設計ができるとともに、基板
表面に薄膜配線層を形成する場合にも、通常の無加圧焼
成の場合と比較して寸法変化がほとんど無く、かつ、収
縮のバラツキも大幅に小さく、寸法精度が良いため、整
合が容易になり、さらに、より配線密度の高い微細なパ
ターンとも整合が可能となる。また、一般的な無加圧焼
結では平面方向で約20%の収縮があるが、加圧焼成で
はほとんど収縮が無い。そこで、一般的な無加圧焼結の
場合と比較して、より小さなワークサイズで、大きな基
板を製造することができる。
Further, in the pressure firing, since the dimensional change does not occur during firing, it is not necessary to determine the shrinkage ratio for each substrate. Therefore, the screen design can be performed in the original size and the thin film wiring layer is formed on the substrate surface. In this case, there is almost no dimensional change as compared with the case of normal pressureless firing, the variation in shrinkage is significantly small, and the dimensional accuracy is good, which facilitates alignment and further reduces wiring density. It is possible to match with a high fine pattern. Further, in general pressureless sintering, there is about 20% shrinkage in the plane direction, but there is almost no shrinkage in pressure sintering. Therefore, it is possible to manufacture a large substrate with a smaller work size as compared with the case of general pressureless sintering.

【0112】<薄膜形成>つぎに、セラミック多層配線
基板の表裏の少なくとも一方の面(以下、単に「基板表
面」という)に、薄膜配線層を形成する方法について説
明する。
<Thin Film Formation> Next, a method for forming a thin film wiring layer on at least one of the front and back surfaces of the ceramic multilayer wiring board (hereinafter, simply referred to as “substrate surface”) will be described.

【0113】始めに、焼結後の基板表面の付着物を取り
除いた後、表面を洗浄したのち、薄膜プロセスを実行す
る。なお、基板表面の厚膜配線パターンが必要無い、あ
るいは、厳密な平坦性が必要である、などの場合には、
付着物を取り除いた後、洗浄する前に、必要に応じて、
基板平坦化のためのラッピングを行い、表面をポリッシ
ュする。
First, after removing deposits on the surface of the substrate after sintering, the surface is washed and then a thin film process is performed. In addition, when the thick film wiring pattern on the substrate surface is not necessary or strict flatness is required,
After removing the deposits and before washing, if necessary,
Lapping is performed to flatten the substrate, and the surface is polished.

【0114】薄膜プロセスによる薄膜配線層の形成は、
例えば、つぎのようにして行なうことができる。
The thin film wiring layer is formed by the thin film process.
For example, it can be performed as follows.

【0115】まず、ポリイミド前駆体ワニスのスピン塗
布により形成した塗膜を乾燥ベークした後、350〜4
00℃の温度で硬化させてポリイミド膜を形成する。続
いて、この層間絶縁膜に所望のレジストパターンを形成
した後、ヒドラジン−エチレンジアミン系の混合液やそ
の他のアルカリ性混合液でエッチングすることによって
所定のパターンの層間絶縁膜を形成する。この層間絶縁
膜の形成は、感光性ポリイミド前駆体組成物を用いて、
フォトリソグラフィ法により形成することもできる。
First, a coating film formed by spin coating of a polyimide precursor varnish is dried and baked, and then 350 to 4
It is cured at a temperature of 00 ° C. to form a polyimide film. Then, after forming a desired resist pattern on the interlayer insulating film, the interlayer insulating film having a predetermined pattern is formed by etching with a hydrazine-ethylenediamine-based mixed solution or another alkaline mixed solution. The formation of this interlayer insulating film, using a photosensitive polyimide precursor composition,
It can also be formed by a photolithography method.

【0116】得られた層間絶縁膜表面に、薄膜配線を形
成する。まず、層間絶縁膜表面の全面にスパッタリング
により、クロム/銅/クロム積層膜、または、チタン/
銅/チタン積層膜を成膜をする。なお、各層間のコンタ
クトを確保する必要がある場合には、スパッタ成膜直前
に、アルゴンガスによるスパッタエッチを行う。この積
層膜の所望の配線パターンへの加工は、クロムの加工に
はアルカリ性過マンガン酸カリウム水溶液またはアルカ
リ性フェリシアン化カリウム水溶液を主成分とするエッ
チャント、銅の加工にはリン酸/硝酸系の混合液エッチ
ャント、チタンの加工にははアンモニア/過酸化水素系
エッチャントを用いて行う。これにより、所望のパター
ンの薄膜配線が得られる。
Thin film wiring is formed on the surface of the obtained interlayer insulating film. First, by sputtering on the entire surface of the interlayer insulating film, a chromium / copper / chrome laminated film or titanium /
A copper / titanium laminated film is formed. When it is necessary to secure the contact between the layers, sputter etching with argon gas is performed immediately before sputtering film formation. This laminated film is processed into a desired wiring pattern by using an etchant mainly containing an alkaline potassium permanganate aqueous solution or an alkaline potassium ferricyanide aqueous solution for chromium processing, and a phosphoric acid / nitric acid mixed solution etchant for copper processing. The processing of titanium is performed using an ammonia / hydrogen peroxide type etchant. As a result, a thin film wiring having a desired pattern can be obtained.

【0117】以上の層間絶縁膜形成工程および薄膜配線
形成工程を、所望の回数繰り返すことにより、所定の層
数の薄膜配線層が形成される。
By repeating the above-described interlayer insulating film forming step and thin film wiring forming step a desired number of times, a predetermined number of thin film wiring layers are formed.

【0118】<電子回路装置の組立ておよび電子計算機
の作製>電子回路装置の組立ての一例として、電子計算
機用のモジュールの組み立てについて用いて説明する。
本発明における電子計算機用のモジュールの製造プロセ
スを、図22に示す。図22において、(a)〜(f)
は、図2と同様に、セラミック多層配線基板の焼結体4
1の製造工程を示しており、(a)は、ボールミル工程
を、(b)はグリーンシート形成工程を、(c)は孔あ
け工程を、(d)は導体印刷工程を、(e)は積層圧着
工程を、(f)は焼結工程を、それぞれ示している。ま
た、図22の(g)は焼結体41の表面研磨工程を、
(h)は表面に薄膜配線層71を形成した焼結体41で
ある薄膜・厚膜複合多層配線基板71を、(i)は薄膜
・厚膜複合多層配線基板17を備えるモジュール61
を、(j)はモジュール61を備える命令プロセッサ1
85を、それぞれ示している。
<Assembly of Electronic Circuit Device and Production of Electronic Computer> As an example of the assembly of the electronic circuit device, the assembly of the module for the electronic computer will be described.
The manufacturing process of the module for the electronic computer in the present invention is shown in FIG. In FIG. 22, (a) to (f)
Is a sintered body 4 of a ceramic multilayer wiring board, as in FIG.
1 shows a manufacturing process of No. 1, (a) is a ball mill process, (b) is a green sheet forming process, (c) is a hole forming process, (d) is a conductor printing process, and (e) is The lamination pressure-bonding step and (f) show the sintering step, respectively. Further, FIG. 22G shows a surface polishing step of the sintered body 41.
(H) is a thin film / thick film composite multilayer wiring board 71 which is a sintered body 41 having a thin film wiring layer 71 formed on the surface thereof, and (i) is a module 61 having a thin film / thick film composite multilayer wiring board 17.
(J) is an instruction processor 1 including a module 61
85 are shown respectively.

【0119】まず、片面または表裏両面に薄膜配線層7
1を形成したセラミック多層配線基板(ガラス/銅多層
配線基板が望ましい)17に(図22(h))、入出力
ピン12、半導体素子または半導体素子を封止したチッ
プキャリア11、さらには冷却用フィン15、水冷ジャ
ケット16を順次取付けて、モジュール61を作製す
る。作製されるモジュール61を図23に示す。
First, the thin film wiring layer 7 is formed on one side or both sides.
22 is formed on the ceramic multilayer wiring board (preferably a glass / copper multilayer wiring board) 17 (FIG. 22 (h)), the input / output pins 12, the semiconductor element or the chip carrier 11 with the semiconductor element sealed, and further for cooling The fins 15 and the water cooling jacket 16 are attached in this order to produce the module 61. The module 61 produced is shown in FIG.

【0120】なお、セラミック多層配線基板17表面の
配線パターンに直接入出力ピン12等を接続せず、必要
な組成の金属膜層をスッパタ成膜し、必要に応じてめっ
きをして、接続層を形成し、この接続層を介して入出力
ピン59等を取り付けてもよい。
It should be noted that, without directly connecting the input / output pins 12 and the like to the wiring pattern on the surface of the ceramic multilayer wiring board 17, a metal film layer having a necessary composition is formed as a sputtering film, and if necessary, plated to form a connection layer. May be formed, and the input / output pin 59 and the like may be attached via this connection layer.

【0121】例えば、これらの部品のうち、入出力ピン
12は、基板表面に接続用パッドにニッケル/タングス
テン合金膜をスパッタで形成した後、所定量のろう材を
ヘッド部に固着させてある入出力ピンをカーボン製の位
置決め治具を用い、金属層が酸化しない雰囲気でリフロ
ーすることによって、基板裏面にろう付けする。同様に
して、融点の異なるはんだ材のハンダバンプを介して、
チップキャリア11を、続いて、さらに融点の異なるは
んだで水冷ジャケット16を、それぞれはんだ付けする
ようにする。
For example, among these components, the input / output pin 12 is formed by forming a nickel / tungsten alloy film on the connection pad on the substrate surface by sputtering and then fixing a predetermined amount of brazing material to the head portion. The output pins are brazed to the back surface of the substrate by using a carbon positioning jig and reflowing in an atmosphere in which the metal layer is not oxidized. Similarly, via solder bumps of solder materials with different melting points,
The chip carrier 11 is subsequently soldered to the water cooling jacket 16 with solder having a different melting point.

【0122】このようにして作製したモジュール61
を、ケーブルコネクタ18を介して、複数個多層プリン
ト基板63に搭載し、水パイプ62を接続することで、
命令プロセッサ185を作製する。作製される命令プロ
セッサ185を、図24に示す。また、この命令プロセ
ッサ185を複数個使用すれば、大型電子計算機を作製
することができる。
Module 61 produced in this way
Are mounted on the multilayer printed circuit board 63 via the cable connector 18 and the water pipe 62 is connected,
Create the instruction processor 185. The produced instruction processor 185 is shown in FIG. If a plurality of the instruction processors 185 are used, a large-sized computer can be manufactured.

【0123】[0123]

【実施例】【Example】

〈実施例1〉 (1)ガラスの調製 SiO2−B23−R2O系ガラスが所望の組成となるよ
うに、原料である無水珪酸(SiO2)、硼酸(H3BO
3)、および炭酸カリウム(K2CO3)を種々の組成比
になるように秤量し、それらをボールミル混合し、混合
粉末を得た。次に、混合粉末を白金坩堝、あるいは白金
−ロジウム坩堝に入れ、その坩堝を電気炉中に入れ、坩
堝内の混合粉末が溶融する温度(溶融温度)で1時間加
熱し、その後坩堝を電気炉から取り出し、坩堝を水に浸
漬してガラス化して硼珪酸ガラスのガラス塊を得た。坩
堝から取り出したガラス塊は、その一部を熱膨張係数測
定用試料とし、他の一部は粉砕してガラス粉末試料とし
た。調製した試料のうちの一部(第1〜11の組成の試
料)について、それぞれの組成比と、その組成比で調製
したガラスの溶融温度、B23溶出量、軟化温度、熱膨
張係数、比誘電率、およびクリストバライト結晶析出性
とを表1に示す。また、これら第1〜11の各組成は、
図1において、これらの各組成を示す点を中心とする小
円により図示されている。なお、図示された小円内の数
字は、それぞれ組成の番号を示している。
<Example 1> (1) as prepared SiO 2 -B 2 O 3 -R 2 O -based glass of the glass becomes a desired composition, silicic anhydride (SiO 2) as a raw material, boric acid (H 3 BO
3 ) and potassium carbonate (K 2 CO 3 ) were weighed so as to have various composition ratios, and they were ball-mill mixed to obtain a mixed powder. Next, the mixed powder is put into a platinum crucible or a platinum-rhodium crucible, the crucible is put into an electric furnace, and the mixed powder in the crucible is heated at a temperature (melting temperature) for 1 hour, and then the crucible is put into an electric furnace. Then, the crucible was immersed in water and vitrified to obtain a glass lump of borosilicate glass. A part of the glass gob taken out from the crucible was used as a sample for measuring a thermal expansion coefficient, and another part was crushed to obtain a glass powder sample. For some of the prepared samples (samples having compositions 1 to 11), the respective composition ratios, the melting temperature of the glass prepared at the composition ratios, the B 2 O 3 elution amount, the softening temperature, and the thermal expansion coefficient. , Relative permittivity, and cristobalite crystal precipitation property are shown in Table 1. Moreover, each of these 1st-11th compositions is
In FIG. 1, each of these compositions is illustrated by a small circle having a center point. The numbers in the illustrated small circles indicate the composition numbers.

【0124】[0124]

【表1】 [Table 1]

【0125】(2)ガラス粉末の耐水性の評価 得られた硼珪酸ガラスの耐水性はつぎのようにして評価
した。まず、ガラス粉末試料1gを150gの純水を入
れた容積300mlのテフロン(デュポン社商品名)の
ビーカーに入れた後、ポリエチレンフィルムでふたを
し、そのテフロンビーカーを90℃に保った恒温槽に8
時間入れた。つぎに、テフロンビーカー内の試料水を取
り出し、遠心分離して、その上澄み液を濾過し、得られ
た瀘液を分析液とした。この分析液中に溶出したB原子
を、ICP(高周波誘導結合プラズマ:Inductively Co
upled Plasma)発光分光分析により検出し、その量を求
めた。さらに、BET(ブルナウアー−エメット−テラ
ー:Brunauer-Emmett-Teller)法によりガラスの比表面
積を求め、B原子の検出値とガラスの比表面積とから、
ガラス粉末の単位表面積当りのB23溶出量を算出し
た。結果を図3に示す。また、第1〜11の組成のガラ
スについては、求めたB23溶出量を表1にも示した。
なお、図3には表1に示したもの以外の組成のガラスに
ついての実験結果も含まれている。
(2) Evaluation of Water Resistance of Glass Powder The water resistance of the obtained borosilicate glass was evaluated as follows. First, 1 g of a glass powder sample was placed in a beaker of Teflon (trade name of DuPont) having a volume of 300 ml containing 150 g of pure water, covered with a polyethylene film, and the Teflon beaker was placed in a constant temperature bath kept at 90 ° C. 8
I put in time. Next, the sample water in the Teflon beaker was taken out, centrifuged, and the supernatant liquid was filtered, and the obtained filtrate was used as an analysis liquid. The B atoms eluted in this analysis liquid are converted into ICP (Inductively Coated Plasma: Inductively Co).
upled Plasma) emission spectroscopy was used to determine the amount. Furthermore, the specific surface area of the glass is determined by the BET (Brunauer-Emmett-Teller) method, and from the detected value of B atom and the specific surface area of the glass,
The amount of B 2 O 3 eluted per unit surface area of the glass powder was calculated. The results are shown in Fig. 3. In addition, regarding the glasses having the first to eleventh compositions, the obtained B 2 O 3 elution amount is also shown in Table 1.
Note that FIG. 3 also includes experimental results for glasses having compositions other than those shown in Table 1.

【0126】図3において、線aはB23溶出量が20
mg/m2の等溶出量曲線、線bはB23溶出量が10
mg/m2の等溶出量曲線、線cはB23溶出量が6m
g/m2の等溶出量曲線、線dはB23溶出量が4mg
/m2の等溶出量曲線、線eはB23溶出量が2mg/
2の等溶出量曲線、線fはB23溶出量が0.7mg
/m2の等溶出量曲線、線gはB23溶出量が0.5m
g/m2の等溶出量曲線を示す。図3に示すように、ガ
ラス成分としてのK2Oが約3wt%以下のガラス組成
物では、K2O成分量が増大するに従いB23溶出量が
減少し、K2Oが約3wt%を超えるガラス組成物で
は、B23成分量が増大するに従いB23溶出量が減少
する。
In FIG. 3, line a indicates that the amount of B 2 O 3 eluted is 20.
mg / m 2 isoelution amount curve, line b shows B 2 O 3 elution amount of 10
mg / m 2 isoelution amount curve, line c shows B 2 O 3 elution amount of 6 m
g / m 2 isoelution amount curve, line d shows B 2 O 3 elution amount of 4 mg
/ M 2 isoelution amount curve, line e shows B 2 O 3 elution amount of 2 mg /
m 2 isoelution amount curve, line f shows B 2 O 3 elution amount of 0.7 mg
/ M 2 iso-elution amount curve, line g shows B 2 O 3 elution amount of 0.5 m
The iso-elution amount curve of g / m 2 is shown. As shown in FIG. 3, the K 2 O of about 3wt% or less of the glass composition of the glass component, B 2 O 3 elution amount decreases in accordance with K 2 O component amount increases, K 2 O of about 3wt In the glass composition exceeding%, the B 2 O 3 elution amount decreases as the B 2 O 3 component amount increases.

【0127】(3)グリーンシートの耐水性の評価 種々の組成のSiO2−B23−K2O系ガラスの粉末試
料を用いて、それぞれグリーンシートを作製し、室温の
55〜92%相対湿度雰囲気中に放置し、硼酸結晶の析
出状況を調べた。
(3) Evaluation of Water Resistance of Green Sheets Green sheets were prepared using powder samples of SiO 2 —B 2 O 3 —K 2 O type glass having various compositions, and the green sheets were made to have a room temperature of 55 to 92%. It was left to stand in an atmosphere of relative humidity to examine the precipitation state of boric acid crystals.

【0128】B23溶出量が20mg/m2のガラス組
成物(表1の第3の組成、図3ではa1として図示)を
用いた場合、55%相対湿度下における1か月の放置で
は、問題となる硼酸結晶の析出は見られないが、75%
相対湿度以上における1週間の放置で問題となる硼酸結
晶の析出が見られた。
When a glass composition having a B 2 O 3 elution amount of 20 mg / m 2 (the third composition in Table 1, shown as a1 in FIG. 3) was used, it was allowed to stand for 1 month under 55% relative humidity. Then, no problematic precipitation of boric acid crystals was observed, but 75%
Precipitation of problematic boric acid crystals was observed after standing for 1 week at a relative humidity or higher.

【0129】一方、B23溶出量が2mg/m2のガラ
ス組成物(表1の第4の組成(図3ではe1として図
示)、第5の組成(図3ではe2として図示)、第9の
組成(図3ではe3として図示)、第10の組成(図3
ではe4として図示)、および、図3でe5として図示
される組成の5種類の組成のガラス)を用いた場合、7
5%〜92%相対湿度の雰囲気下における2か月の放置
でも、問題となる硼酸結晶の析出は見られなかった。
On the other hand, a glass composition having a B 2 O 3 elution amount of 2 mg / m 2 (the fourth composition in Table 1 (illustrated as e1 in FIG. 3), the fifth composition (illustrated as e2 in FIG. 3), 9th composition (illustrated as e3 in FIG. 3), 10th composition (FIG. 3)
7), and glass of five compositions having the composition shown as e5 in FIG. 3),
No problematic precipitation of boric acid crystals was observed even after standing for 2 months in an atmosphere of 5% to 92% relative humidity.

【0130】したがって、B23溶出量が20mg/m
2以下のガラス組成物を用いた場合には、保管や取扱い
の際の雰囲気の制限が緩くなり、特にB23溶出量が2
mg/m2以下のガラス組成物を用いた場合には、保管
や取扱いの際の雰囲気に制限がほとんどなくなり、好ま
しい。しかし、B23溶出量が20mg/m2のガラス
組成物であっても、グリーンシートの保管や取扱いの際
の雰囲気に制限があるが、実用に供することはでき、本
発明に用いることはでき、他の特性が好ましいものであ
れば、本発明に用いることはできる。
Therefore, the elution amount of B 2 O 3 was 20 mg / m 2.
When a glass composition of 2 or less is used, the restrictions on the atmosphere during storage and handling are loosened, and especially the amount of B 2 O 3 eluted is 2
The use of a glass composition of mg / m 2 or less is preferable because there are almost no restrictions on the atmosphere during storage and handling. However, even a glass composition having a B 2 O 3 elution amount of 20 mg / m 2 can be put to practical use and can be used in the present invention, although the atmosphere during storage and handling of the green sheet is limited. And other properties are preferred, they can be used in the present invention.

【0131】(4)熱膨張係数の評価 作製した硼珪酸ガラス試料について、ガラス塊を直径約
4mm、長さ約15mmに加工し、レーザー干渉式熱膨
張計で0℃から200℃の温度範囲における熱膨張係数
を求めた。求められた第1〜11の組成の熱膨張係数を
表1に示す。第1〜11の組成のガラスの熱膨張係数
は、いずれも4.0×10-6/℃以下と低く、フィラー
を添加することにより、容易に熱膨張係数をシリコンの
それに整合させることができる。
(4) Evaluation of Coefficient of Thermal Expansion With respect to the prepared borosilicate glass sample, a glass lump was processed into a diameter of about 4 mm and a length of about 15 mm, and a laser interference type thermal expansion meter was used in a temperature range of 0 ° C. to 200 ° C. The coefficient of thermal expansion was determined. Table 1 shows the calculated thermal expansion coefficients of the first to eleventh compositions. The glass having the first to eleventh compositions all have a low thermal expansion coefficient of 4.0 × 10 −6 / ° C. or less, and by adding a filler, the thermal expansion coefficient can be easily matched with that of silicon. .

【0132】(5)軟化温度の評価 ガラス粉末試料について、通常の示差熱分析により軟化
温度を測定した。第1〜11の組成の測定結果を、表1
に示す。軟化温度は850〜1100℃であることが好
ましい。第1〜11の組成のガラスの軟化温度は、いず
れもこの範囲に含まれており、表1に示した結果から、
これらの組成は本発明に適していることがわかる。
(5) Evaluation of Softening Temperature With respect to the glass powder sample, the softening temperature was measured by a usual differential thermal analysis. The measurement results of the first to eleventh compositions are shown in Table 1.
Shown in The softening temperature is preferably 850 to 1100 ° C. The softening temperatures of the glasses having the first to eleventh compositions are all included in this range, and from the results shown in Table 1,
It will be appreciated that these compositions are suitable for the present invention.

【0133】(6)クリストバライト結晶の析出の評価 まず、ガラス粉末試料1gを通常のプレス法で直径15
mmの円板状に成形し、それを電気炉で800℃に50
時間保持する熱処理を行なって焼結体を得た。熱処理条
件は多層基板製造条件を想定し、ガラスからの結晶析出
として厳しくなる条件とした。得られた焼結体につい
て、X線回折強度によりクリストバライト結晶量を測定
した。第1〜11の組成のガラスについての測定結果を
表1に示す。いずれの組成についても、析出したクリス
トバライト結晶の量は、実用に供することのできる範囲
内であったが、K2Oの量が多い第6〜11の組成で
は、クリストバライト結晶の析出がかなり認められた。
(6) Evaluation of Cristobalite Crystal Precipitation First, 1 g of a glass powder sample was subjected to an ordinary pressing method to obtain a diameter of 15 g.
mm disk shape, and heat it in an electric furnace at 800 ℃ 50
A heat treatment for holding for a time was performed to obtain a sintered body. The heat treatment conditions were set under the condition that the production conditions for the multi-layered substrate are assumed, and crystal precipitation from glass becomes severe. For the obtained sintered body, the amount of cristobalite crystals was measured by X-ray diffraction intensity. Table 1 shows the measurement results of the glasses having the first to eleventh compositions. For all compositions, the amount of precipitated cristobalite crystals was within the range for practical use, but in the sixth to eleventh compositions in which the amount of K 2 O was large, the precipitation of cristobalite crystals was considerably observed. It was

【0134】(7)比誘電率の評価 ガラス粉末試料約10gを、通常のプレス法で直径47
mmの円板状に成形し、それを電気炉で約800℃に2
時間保持する熱処理を行なって、焼結体を得た。得られ
た焼結体を厚さ約0.5mmに加工し、さらにその両面
に電極としてCr/Cuの膜をスパッタ成膜し、LCR
(inductance capacitance resistance)メーター(測
定周波数:1MHz、入力信号レベル:1Vrms)に
より電気容量を測定して、比誘電率を求めた。第1〜1
1の組成のガラスについての測定結果を表1に示す。第
1〜11の組成のガラスの比誘電率は、いずれも5.0
以下と低く、好ましい。
(7) Evaluation of relative permittivity About 10 g of a glass powder sample was measured to have a diameter of 47 by an ordinary pressing method.
mm-shaped disc, which was heated to about 800 ° C in an electric furnace for 2
A heat treatment for holding for a time was performed to obtain a sintered body. The obtained sintered body is processed to a thickness of about 0.5 mm, and a Cr / Cu film is sputter-deposited as an electrode on both surfaces of the sintered body.
(Inductance capacitance resistance) The electrical capacitance was measured with a meter (measurement frequency: 1 MHz, input signal level: 1 Vrms) to determine the relative permittivity. First to first
Table 1 shows the measurement results of the glass having the composition of 1. The relative permittivities of the glasses having the first to eleventh compositions are all 5.0.
It is as low as possible and is preferable.

【0135】(8)評価のまとめ 以上の結果をまとめると、SiO2−B23−R2O系三
角組成図において、第1の組成を示す点と第3の組成を
示す点と第10の組成を示す点と第11の組成を示す点
と第4の組成を示す点と第1の組成を示す点とをこの順
で結ぶ線により囲まれる範囲(線上の組成も含む)に含
まれる組成のガラスは、軟化温度が850〜1100℃
であり、耐水性は実用レベルであり、熱膨張係数も4.
0×10-6/℃以下であってフィラーの添加によりシリ
コンに整合させることができるものであった。また、ク
リストバライト結晶析出性および比誘電率も実用に耐え
るものである。
(8) Summary of Evaluation To summarize the above results, in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram, the points indicating the first composition and the third composition Included in the range (including the composition on the line) surrounded by the line connecting the point indicating the composition of 10 and the point indicating the 11th composition, the point indicating the 4th composition and the point indicating the 1st composition in this order The glass having the composition described above has a softening temperature of 850 to 1100 ° C.
The water resistance is at a practical level, and the coefficient of thermal expansion is 4.
It was 0.times.10.sup.-6 / .degree. C. or less and could be matched with silicon by adding a filler. Further, the cristobalite crystal depositability and the relative dielectric constant are also practical.

【0136】一方、第4の組成を示す点と第5の組成を
示す点と第9の組成を示す点と第10の組成を示す点と
第11の組成を示す点と第4の組成を示す点とをこの順
で結ぶ線により囲まれる範囲(線上の組成も含む)に含
まれる組成のガラスは、B23溶出量が2mg/m2
下と特に少ないため、保管や取扱い雰囲気の制限がほと
んどなく、特に好ましい。
On the other hand, a point indicating the fourth composition, a point indicating the fifth composition, a point indicating the ninth composition, a point indicating the tenth composition, a point indicating the eleventh composition, and the fourth composition. The glass having a composition contained in a range (including the composition on the line) surrounded by a line connecting the indicated points in this order has a particularly small B 2 O 3 elution amount of 2 mg / m 2 or less. There is almost no limitation and it is particularly preferable.

【0137】<実施例2>つぎに、炭酸カリウム(K2
CO3)の代わりに炭酸ナトリウム(Na2CO3)を用
い、実施例1と同様にして、各種の組成比を有するSi
2−B23−Na2O系ガラスを調製した。得られたガ
ラス試料について、実施例1と同様にして各種特性を評
価したところ、実施例1のK2O系ガラスと同様に、本
発明の目的に適した溶融温度、軟化温度、熱膨張係数、
比誘電率を備えていた。ただし、耐水性およびクリスト
バライト結晶析出性についての測定結果から、Na2
系ガラスにはつぎのような特徴があることがわかった。
<Example 2> Next, potassium carbonate (K 2
CO 3) with sodium carbonate (Na 2 CO 3) in place of, in the same manner as in Example 1, Si having various composition ratios of
The O 2 -B 2 O 3 -Na 2 O based glass was prepared. Various properties of the obtained glass sample were evaluated in the same manner as in Example 1. As with the K 2 O-based glass of Example 1, the melting temperature, softening temperature and thermal expansion coefficient suitable for the purpose of the present invention were evaluated. ,
It had a relative permittivity. However, from the measurement results of water resistance and cristobalite crystal precipitation, it was confirmed that Na 2 O
It was found that the system glass has the following features.

【0138】図19にSiO2−B23−Na2O系ガラ
スのB23溶出特性を示す。図19において、線aはB
23溶出量が20mg/m2の等溶出量曲線、線bはB2
3溶出量が10mg/m2の等溶出量曲線、線cはB2
3溶出量が6mg/m2の等溶出量曲線、線dはB23
溶出量が4mg/m2の等溶出量曲線、線eはB23
出量が2mg/m2の等溶出量曲線を示す。
FIG. 19 shows the B 2 O 3 elution characteristics of SiO 2 —B 2 O 3 —Na 2 O based glass. In FIG. 19, the line a is B
2 O 3 elution amount of 20 mg / m 2 isoelution amount curve, line b indicates B 2
O 3 elution amount of 10 mg / m 2 isoelution amount curve, line c is B 2
The isoelution amount curve of O 3 elution amount of 6 mg / m 2 , the line d is B 2 O 3
An elution amount curve with an elution amount of 4 mg / m 2 is shown, and a line e shows an isoelution amount curve with a B 2 O 3 elution amount of 2 mg / m 2 .

【0139】SiO2−B23−K2O系ガラスのB23
等溶出曲線(図3)では、各等溶出曲線がほぼ平行に並
んでいるのに対して、SiO2−B23−Na2O系ガラ
スのB23等溶出曲線(図19)は乱れている。これ
は、Na2O系ガラスでは、組成の異なる2種のガラス
相に別れる傾向、すなわち、分相する傾向が大きいため
と考えられる。また、Na2O系ガラスは、実用性が損
なわれるほどではないが、熱処理によるクリストバライ
ト結晶の析出量が多く、K2O系ガラスの約2倍であっ
た。従って、Na2O系およびK2O系は、いずれも本発
明に用いることができるが、分相する傾向およびクリス
トバライト結晶の析出の少ないK2O系ガラスの方が、
より好ましいと考えられる。
SiO 2 -B 2 O 3 -K 2 O based glass B 2 O 3
In the iso-elution curve (FIG. 3), the iso-elution curves are arranged substantially in parallel, whereas the B 2 O 3 iso-elution curve of SiO 2 —B 2 O 3 —Na 2 O-based glass (FIG. 19). Is disordered. It is considered that this is because the Na 2 O-based glass has a large tendency to separate into two types of glass phases having different compositions, that is, a tendency to cause phase separation. Further, although the practical use of the Na 2 O-based glass was not impaired, the amount of cristobalite crystals precipitated by the heat treatment was large, which was about twice that of the K 2 O-based glass. Therefore, both Na 2 O and K 2 O can be used in the present invention, but the K 2 O based glass, which has less tendency to phase-separate and has less precipitation of cristobalite crystals, is
It is considered to be more preferable.

【0140】<実施例3>次に、SiO2、B23、R2
Oに加えて、さらにAl23を含む場合のガラスについ
て検討した。本実施例では、SiO2−B23−R2O系
三角組成図において、第1の組成を示す点と第3の組成
を示す点と第10の組成を示す点と第11の組成を示す
点と第4の組成を示す点と第1の組成を示す点とをこの
順で結ぶ線により囲まれる範囲(線上の組成も含む)に
含まれる組成の例として、SiO286.6wt%、B2
39.3wt%、K2O4.1wt%の組成(ほぼ第8
の組成)になるように調製された、無水珪酸、硼酸、炭
酸カリウムの混合粉末を用いた。この混合粉末に、さら
にアルミナ(Al23)粉末を表2に示す組成になるよ
うに添加して、ボールミル混合し、表2に示す第12〜
16の組成の混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、
実施例1と同様にしてガラスを作成し、その特性を評価
した。それぞれの組成におけるAl23およびR2
(本実施例ではK2O)の比率(モル比)と、溶融温
度、熱膨張係数、および比誘電率についての測定結果と
を表2に示す。表2に示した測定結果からわかるよう
に、Al23の添加量を増やしても、熱膨張係数および
比誘電率はほとんど変化せず、好ましい値の範囲に含ま
れている。
Example 3 Next, SiO 2 , B 2 O 3 , R 2
A glass in which Al 2 O 3 is further included in addition to O is examined. In the present example, in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram, a point indicating the first composition, a point indicating the third composition, a point indicating the tenth composition, and an eleventh composition. As an example of the composition contained in the range (including the composition on the line) surrounded by the line connecting the point indicating the above, the point indicating the fourth composition, and the point indicating the first composition in this order, SiO 2 86.6 wt %, B 2
Composition of O 3 9.3 wt% and K 2 O 4.1 wt% (approximately 8th
Was used to prepare a mixed powder of silicic acid anhydride, boric acid and potassium carbonate. Alumina (Al 2 O 3 ) powder was further added to this mixed powder so as to have the composition shown in Table 2, and the mixture was ball-milled.
A mixed powder having a composition of 16 was obtained. Using this mixed powder,
Glass was prepared in the same manner as in Example 1 and its characteristics were evaluated. Al 2 O 3 and R 2 O in each composition
Table 2 shows the ratio (molar ratio) of (K 2 O in this example) and the measurement results of the melting temperature, the thermal expansion coefficient, and the relative dielectric constant. As can be seen from the measurement results shown in Table 2, even if the amount of Al 2 O 3 added is increased, the thermal expansion coefficient and the relative permittivity hardly change, and they are within the preferable range.

【0141】[0141]

【表2】 [Table 2]

【0142】つぎに、B23溶出量に対するAl23
添加の影響について検討する。Al23を添加していな
い第8の組成のガラスと、上記第12〜16の組成のガ
ラスとのB23溶出量を図4に示す。図4では、Al2
3の添加量はガラス成分中のK2O量とのモル比で規格
化してある。また、小円内の数字は、その小円の示すガ
ラスの組成の番号を示している。図4より、Al23
添加量を増加させるとB23溶出量も増加することがわ
かる。しかし、K2Oモル量の90%のAl23を添加
しても、B23溶出量は1.6mg/m2と少なく、A
23の添加によるB23溶出量の増加は問題とならな
いと考えられる。
Next, the effect of addition of Al 2 O 3 on the amount of B 2 O 3 eluted will be examined. FIG. 4 shows the B 2 O 3 elution amounts of the glass having the eighth composition to which Al 2 O 3 was not added and the glasses having the 12th to 16th compositions. In FIG. 4, Al 2
The amount of O 3 added is standardized by the molar ratio with the amount of K 2 O in the glass component. The numbers in the small circles indicate the glass composition numbers indicated by the small circles. It can be seen from FIG. 4 that the amount of B 2 O 3 eluted increases as the amount of Al 2 O 3 added increases. However, even if 90% Al 2 O 3 of the molar amount of K 2 O was added, the elution amount of B 2 O 3 was as small as 1.6 mg / m 2, and
It is considered that the increase in the amount of B 2 O 3 eluted by adding 1 2 O 3 does not pose a problem.

【0143】さらに、軟化温度に対するAl23の添加
の影響について検討する。第8、12〜16の組成のガ
ラスの軟化温度を図5に示す。図5においても、図4と
同様、Al23の添加量はガラス成分中のK2O量との
モル比で規格化してある。また、小円内の数字は、その
小円の示すガラスの組成の番号を示している。図5か
ら、Al23の添加量がK2Oモル量の90%を超え
と、該組成のガラスの軟化温度は1100℃を超えてし
まうことがわかる。従って、このような多量のAl23
は好ましくない。
Further, the effect of the addition of Al 2 O 3 on the softening temperature will be examined. The softening temperatures of the eighth and twelfth to sixteenth compositions of glass are shown in FIG. In FIG. 5, as in FIG. 4, the amount of Al 2 O 3 added is normalized by the molar ratio with the amount of K 2 O in the glass component. The numbers in the small circles indicate the glass composition numbers indicated by the small circles. From FIG. 5, it can be seen that when the added amount of Al 2 O 3 exceeds 90% of the molar amount of K 2 O, the softening temperature of the glass having the composition exceeds 1100 ° C. Therefore, such a large amount of Al 2 O 3
Is not preferable.

【0144】最後に、クリストバライト結晶の析出性に
及ぼすAl23の添加の影響について検討する。第8、
12〜16の組成のガラスにおけるクリストバライト析
出量(クリストバライト結晶の回折強度により示され
る)を図6に示す。図6においても、図4と同様、Al
23の添加量はガラス成分中のK2O量とのモル比で規
格化してある。また、小円内の数字は、その小円の示す
ガラスの組成の番号を示している。図6より、Al23
の添加量が増加すると、クリストバライト結晶X線回折
強度(すなわち、析出したクリストバライト結晶の量)
は減少することがわかる。Al23の添加量がK2Oモ
ル量の80%以上の場合、熱処理によってもクリストバ
ライト結晶が析出しない。
Finally, the effect of the addition of Al 2 O 3 on the precipitation of cristobalite crystals will be examined. 8th,
FIG. 6 shows the amount of cristobalite precipitation (indicated by the diffraction intensity of cristobalite crystals) in the glass having the composition of 12 to 16. Also in FIG. 6, as in FIG. 4, Al
The amount of 2 O 3 added is standardized by the molar ratio with the amount of K 2 O in the glass component. The numbers in the small circles indicate the glass composition numbers indicated by the small circles. From FIG. 6, Al 2 O 3
X-ray diffraction intensity (that is, the amount of precipitated cristobalite crystals) as the amount of added cristobalite increased.
Can be seen to decrease. When the added amount of Al 2 O 3 is 80% or more of the molar amount of K 2 O, cristobalite crystals do not precipitate even by the heat treatment.

【0145】クリストバライト結晶は前述のように約2
30℃で非常に大きな体積変化を伴う結晶相の転移を生
じるので、基板の割れの原因となり、その析出は好まし
くない。しかし、焼成時に予想されるガラスとフィラー
との反応において、フィラー材料に硼珪酸ガラスのクリ
ストバライト結晶を抑止する効果があれば、ガラス単体
ではクリストバライト結晶が析出する条件であっても、
析出しないことになる。従って、ガラスとフィラーとの
複合体を用いて基板を作製する場合には、ガラス単体で
はクリストバライト結晶が析出する組成のガラスであっ
ても、フィラーとの複合体組成でクリストバライト結晶
が析出しなければ、本発明に適用する上では問題無いと
言える。従って、第8の組成や第12の組成のガラスで
あっても、本発明に用いることができる。ただし、ガラ
ス単独でも熱処理によるクリストバライト結晶の析出が
抑制されていれば、フィラー材料の選択の幅が広がると
ともに、製造プロセスの安定化を図ることができるとい
う長所がある。
Cristobalite crystals have about 2 as described above.
Since a crystal phase transition accompanied by a very large volume change occurs at 30 ° C., it causes cracking of the substrate and its precipitation is not preferable. However, in the reaction between the glass and the filler expected at the time of firing, if the filler material has the effect of suppressing the cristobalite crystals of borosilicate glass, even under the condition that the cristobalite crystals precipitate in the glass alone,
It will not precipitate. Therefore, when a substrate is prepared by using a composite of glass and a filler, even if the composition of glass is such that the cristobalite crystals are precipitated in the simple substance of glass, the cristobalite crystals are not precipitated in the composite composition with the filler. It can be said that there is no problem in applying the present invention. Therefore, even the glass having the eighth composition or the twelfth composition can be used in the present invention. However, even if the glass alone is used, if the precipitation of cristobalite crystals due to the heat treatment is suppressed, the range of selection of the filler material is widened and the manufacturing process can be stabilized.

【0146】以上の実験結果から、R2Oに対してモル
比で90%以下のAl23を添加してガラスを調製する
ことが望ましいことがわかる。また、R2Oに対してモ
ル比で50%以上のAl23を添加すれば、クリストバ
ライト結晶の析出をかなり抑制することができ、80%
以上では、析出を完全に抑制することができるため非常
に好ましいことがわかる。
From the above experimental results, it is found that it is desirable to prepare glass by adding 90% or less of Al 2 O 3 in molar ratio to R 2 O. Further, if 50% or more of Al 2 O 3 is added to R 2 O in a molar ratio, the precipitation of cristobalite crystals can be considerably suppressed, and 80%
It is understood from the above that the precipitation can be completely suppressed, which is very preferable.

【0147】<実施例4>次に、SiO2、B23、R2
O、Al23に加えて、さらにZnOを添加した場合
(SiO2−B23−R2O−Al23−ZnO系ガラ
ス)について検討した。まず、表3に示す組成になるよ
うに秤量した無水珪酸、硼酸、炭酸カリウム、炭酸ナト
リウム、アルミナ、および酸化亜鉛(ZnO)の粉末
を、ボールミル混合し、表3に示す第17〜23の組成
の混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、実施例1と
同様にしてガラスを作成し、その特性を評価した。それ
ぞれの組成における溶融温度、B23溶出量、軟化温
度、熱膨張係数、比誘電率、およびクリストバライト結
晶析出性についての測定結果を表3に示す。
Example 4 Next, SiO 2 , B 2 O 3 , R 2
The case of adding ZnO in addition to O and Al 2 O 3 (SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O—Al 2 O 3 —ZnO based glass) was examined. First, powders of anhydrous silicic acid, boric acid, potassium carbonate, sodium carbonate, alumina, and zinc oxide (ZnO), which were weighed so as to have the composition shown in Table 3, were ball-mill mixed, and compositions Nos. 17 to 23 shown in Table 3 were obtained. A mixed powder of Using this mixed powder, glass was prepared in the same manner as in Example 1 and its characteristics were evaluated. Table 3 shows the measurement results of the melting temperature, the B 2 O 3 elution amount, the softening temperature, the thermal expansion coefficient, the relative dielectric constant, and the cristobalite crystal precipitation property in each composition.

【0148】[0148]

【表3】 [Table 3]

【0149】表3に示したように、第17〜23の組成
のガラスは、いずれも、B23溶出量、熱膨張係数およ
び比誘電率は低い値であり、好ましい。また、軟化温度
も900〜1060℃であり、好ましい。さらに、クリ
ストバライト結晶の析出も認められないか、認められて
も少量であり、好ましい。
As shown in Table 3, all the glasses having the 17th to 23rd compositions have low B 2 O 3 elution amount, thermal expansion coefficient and relative dielectric constant, which are preferable. Also, the softening temperature is preferably 900 to 1060 ° C, which is preferable. Further, precipitation of cristobalite crystals is not observed, or even if it is observed, the amount is small, which is preferable.

【0150】つぎに、第2の組成(組成比は表1に示し
た)の原料混合粉末に、種々の量のZnO粉末を添加し
てガラスを調製し、このガラスから溶出するB23量を
実施例1と同様にして測定した。ZnOの添加量とB2
3溶出量との関係を図9に示す。図9より、ZnOを
添加することにより、B23溶出量を劇的に減少させる
ことができることがわかる。従って、本実施例から、ガ
ラスを調製する際には、ZnOを添加することが好まし
いことがわかる。また、表3に示すように、SiO2
23−Na2O−K2O−Al23−ZnO系ガラスは
23溶出量が少なく、比誘電率も低いという特徴があ
る。なお、ZnOの添加量が1重量%より少ない場合に
は、添加の効果が得られず、ZnOの添加量が4重量%
より多い場合には、熱処理によるガラスからの結晶析出
が起こり易いという問題がある。従って、本実施例か
ら、ZnOの添加量は1重量%以上4重量%以下である
ことが望ましいことがわかる。
Then, various amounts of ZnO powder were added to the raw material mixed powder having the second composition (composition ratio shown in Table 1) to prepare glass, and B 2 O 3 eluted from this glass was prepared. The amount was measured as in Example 1. ZnO addition amount and B 2
The relationship with the amount of O 3 eluted is shown in FIG. From FIG. 9, it is understood that the amount of B 2 O 3 eluted can be dramatically reduced by adding ZnO. Therefore, from this example, it is understood that it is preferable to add ZnO when the glass is prepared. In addition, as shown in Table 3, SiO 2
B 2 O 3 -Na 2 O- K 2 O-Al 2 O 3 -ZnO based glass amount of B 2 O 3 elution is small, is characterized in that the dielectric constant is low. If the added amount of ZnO is less than 1% by weight, the effect of the addition is not obtained, and the added amount of ZnO is 4% by weight.
If the amount is larger, there is a problem that crystal precipitation from the glass due to heat treatment tends to occur. Therefore, it can be seen from this example that the addition amount of ZnO is preferably 1% by weight or more and 4% by weight or less.

【0151】〈実施例5〜21、比較例1〉 (1)焼結体の調製 つぎに、ガラス組成物にフィラーを混合した場合の効果
について検討した。まず、実施例5〜12および比較例
1では第14の組成(表2に示した)のガラスの粉末
を、実施例13〜15では第9の組成(表1に示した)
のガラスの粉末を、実施例16では第19の組成(表3
に示した)のガラスの粉末を、実施例17〜20では第
23の組成(表3に示した)のガラスの粉末を、実施例
21では第1の組成(表1に示した)のガラスの粉末
を、それぞれ用意した。このガラス粉末に、フィラー粉
末を種々の割合で混合し、表4に示す18種類のセラミ
ック複合物を得た。ガラス粉末の平均粒径(直径)は約
4μm、フィラーの平均粒径(直径)は約3μmとし
た。なお、フィラーとして、実施例1〜11、13〜1
5、17〜18および比較例1ではムライト(3Al2
3・2SiO2)を用い、実施例12ではムライトおよ
びアルミナ(Al23)を用い、実施例16ではアルミ
ナおよびコージェライト(2MgO・2Al23・5Si
2)を用い、実施例19および21ではアルミナを用
い、実施例20ではアルミナおよび石英ガラス(SiO
2ガラス)を用いた。
<Examples 5 to 21, Comparative Example 1> (1) Preparation of Sintered Body Next, the effect of mixing a filler in the glass composition was examined. First, in Examples 5 to 12 and Comparative Example 1, a glass powder having a 14th composition (shown in Table 2) was used, and in Examples 13 to 15, a 9th composition (shown in Table 1) was used.
Glass powder of Example 16 was used in Example 19 (Table 3).
Glass), a glass powder having a 23rd composition (shown in Table 3) in Examples 17 to 20, and a glass having a first composition (shown in Table 1) in Example 21. Powders were prepared. Filler powder was mixed with this glass powder at various ratios to obtain 18 kinds of ceramic composites shown in Table 4. The average particle diameter (diameter) of the glass powder was about 4 μm, and the average particle diameter (diameter) of the filler was about 3 μm. In addition, as a filler, Examples 1-11 and 13-1
5, 17 to 18 and Comparative Example 1, mullite (3Al 2
O 3 .2SiO 2 ), mullite and alumina (Al 2 O 3 ) were used in Example 12, and alumina and cordierite (2MgO.2Al 2 O 3 .5Si) were used in Example 16.
O 2 ), alumina is used in Examples 19 and 21, and alumina and quartz glass (SiO 2 ) are used in Example 20.
2 glass) was used.

【0152】得られたセラミック複合物100重量部
と、変性アクリル樹脂を主成分とする水溶性の有機バイ
ンダ約14重量部と、溶剤としての水約75重量部と、
アクリル酸アンモニウム塩系分散剤0.3重量部とをボ
ールミルで混合し、スラリーを作製した。ここで、バイ
ンダ材料には、孔あけ位置精度が良く、環境の安全衛生
上好ましい水溶性有機バインダとして、ヒタロイド27
13(商品名:日立化成工業(株)製)を用いた。
100 parts by weight of the obtained ceramic composite, about 14 parts by weight of a water-soluble organic binder containing a modified acrylic resin as a main component, and about 75 parts by weight of water as a solvent,
A slurry was prepared by mixing 0.3 part by weight of an ammonium acrylate salt dispersant with a ball mill. Here, as the binder material, Hitaloid 27 is used as a water-soluble organic binder that has good hole-positioning accuracy and is preferable for environmental safety and hygiene.
13 (trade name: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was used.

【0153】[0153]

【表4】 [Table 4]

【0154】次に、得られたスラリーを用い、ドクタブ
レード法により厚さ0.2mm、幅450mmのグリー
ンシートを作製した。グリーンシートは150mm角あ
るいは50mm角の正方形に切断した。150mm角の
グリーンシートにはポンチで直径0.1mmの孔(スル
ーホール)を0.4mmピッチであけた。その孔に、銅
ペーストを印刷法で埋め込みビアホールとし、さらには
グリーンシート表面にも銅ペーストを印刷して0.08
mm幅の配線パターンを通常の方法で形成したものを、
4〜50層積層し、130℃、20MPaの圧力で10
分間プレスして、グリーンシート積層体を得た。また、
50mm角のグリーンシートは、強度や比誘電率、残留
カーボン量を測定するための試料として、孔あけや導体
印刷をせずに、4〜50層積層し、130℃、20MP
aの圧力で10分間プレスして、グリーンシート積層体
を得た。
Next, using the obtained slurry, a green sheet having a thickness of 0.2 mm and a width of 450 mm was prepared by a doctor blade method. The green sheet was cut into a square of 150 mm square or 50 mm square. Holes (through holes) having a diameter of 0.1 mm were punched at a pitch of 0.4 mm on a 150 mm square green sheet with a punch. A copper paste is embedded in the hole by a printing method to form a via hole, and the copper paste is printed on the surface of the green sheet to 0.08.
A wiring pattern with a width of mm formed by a normal method,
Laminate 4 to 50 layers and perform 10 at 130 ° C. and 20 MPa pressure.
After pressing for a minute, a green sheet laminate was obtained. Also,
The 50 mm square green sheet is a sample for measuring strength, relative permittivity, and residual carbon amount, and is laminated in 4 to 50 layers without punching or conductor printing, and at 130 ° C. and 20 MP.
It pressed for 10 minutes by the pressure of a, and the green sheet laminated body was obtained.

【0155】得られたグリーンシート積層体を雰囲気制
御可能な電気炉に入れ、水蒸気−窒素−水素ガス雰囲気
のもとで、炉内の温度を室温から700〜880℃に1
00℃/時間の昇温速度で上げ、その温度で10〜50
時間保持して、残留カーボンが200ppm以下になるま
で脱バインダ焼成を行った。その後、炉内の温度を、再
び100℃/時間の昇温速度で表4に示す焼結温度に上
げ、その温度で2時間保持して緻密化焼結を行って、セ
ラミック焼結体を得た。
The obtained green sheet laminate was placed in an electric furnace capable of controlling the atmosphere, and the temperature inside the furnace was raised from room temperature to 700 to 880 ° C. under a steam-nitrogen-hydrogen gas atmosphere.
The temperature is raised at a heating rate of 00 ° C / hour, and the temperature is increased to 10 to 50
After holding for a period of time, binder removal firing was performed until the residual carbon became 200 ppm or less. Then, the temperature in the furnace was again raised to the sintering temperature shown in Table 4 at a temperature rising rate of 100 ° C./hour, and the temperature was maintained for 2 hours for densification sintering to obtain a ceramic sintered body. It was

【0156】得られたセラミック焼結体(50mm角グ
リーンシート積層体の焼結体)の熱膨張係数と比誘電率
とを、実施例1と同様の方法により測定した。さらに、
この焼結体の曲げ強度を、JIS規格(R1601)に
従い、長さが38mm、幅が4mm、厚さが3mmにな
るように加工し、スパン30mmの3点曲げ試験により
測定した。以上の測定結果を表4に示す。
The thermal expansion coefficient and the relative dielectric constant of the obtained ceramic sintered body (sintered body of a 50 mm square green sheet laminate) were measured by the same method as in Example 1. further,
The bending strength of this sintered body was processed according to JIS standard (R1601) so that the length was 38 mm, the width was 4 mm, and the thickness was 3 mm, and the bending strength was measured by a three-point bending test with a span of 30 mm. Table 4 shows the above measurement results.

【0157】実施例5〜21および比較例1のセラミッ
ク焼結体の熱膨張係数は、いずれも2.0〜3.6×1
-6/℃以下と、シリコンの熱膨張係数(3.0×10
-6/℃)に近い値であった。また、実施例5〜21およ
び比較例1のセラミック焼結体の曲げ強度は、いずれも
150MPa以上であり、実用に供するのに十分な強度
が得られた。さらに、焼結強度は、実施例5〜21で
は、いずれも1050℃以下であった。しかし、比較例
1では、焼結温度が1100℃に達してしまい、望まし
くない結果となった。これは、フィラー量が多すぎるた
め焼結しにくくなってしまったものと考えられる。従っ
て、フィラーの量は、40%より多くないことが望まし
い。
The coefficient of thermal expansion of each of the ceramic sintered bodies of Examples 5 to 21 and Comparative Example 1 was 2.0 to 3.6 × 1.
0 -6 / ° C. and less, the thermal expansion coefficient of silicon (3.0 × 10
The value was close to −6 / ° C.). Further, the bending strength of each of the ceramic sintered bodies of Examples 5 to 21 and Comparative Example 1 was 150 MPa or more, and sufficient strength for practical use was obtained. Furthermore, in Examples 5 to 21, the sintering strength was 1050 ° C or lower. However, in Comparative Example 1, the sintering temperature reached 1100 ° C., which was an undesirable result. It is considered that this is because it was difficult to sinter because the amount of the filler was too large. Therefore, it is desirable that the amount of filler is not more than 40%.

【0158】また、焼結体の中央部を削り出し、この焼
結体中央部に含まれるカーボン量を定量することによ
り、残留カーボン量を測定したところ、残留カーボン量
は、実施例5〜21および比較例1のいずれの場合も2
00ppm以下であり、好ましい結果が得られた。さら
に、150mm角グリーンシート積層体の焼結体の銅導
体の抵抗を、四端子法により測定したところ、実施例5
〜21および比較例1のいずれの場合も、銅導体の比抵
抗は3μΩ・cmと十分小さく、好ましい値であった。
Further, the residual carbon amount was measured by cutting out the central portion of the sintered body and quantifying the amount of carbon contained in the central portion of the sintered body. And 2 in each case of Comparative Example 1
It was less than 00 ppm, and favorable results were obtained. Furthermore, when the resistance of the copper conductor of the sintered body of the 150 mm square green sheet laminate was measured by the four terminal method, Example 5
21 and Comparative Example 1, the specific resistance of the copper conductor was a sufficiently small value of 3 μΩ · cm, which was a preferable value.

【0159】(2)脱バインダ温度の検討 つぎに、脱バインダのための熱処理温度について検討す
る。実施例9のグリーンシートを用い、種々の温度に保
持して脱バインダを行って、セラミック焼結体中の残留
カーボン量が200ppm以下となるまでに要した時間
(脱バインダ時間)を測定した。結果を図10に示す。
図10からわかるように、熱処理温度が高い程、その温
度における保持時間が短くなり、好ましいことがわか
る。
(2) Examination of binder removal temperature Next, the heat treatment temperature for binder removal will be examined. Using the green sheet of Example 9, binder removal was carried out at various temperatures, and the time required for the residual carbon content in the ceramic sintered body to reach 200 ppm or less (binder removal time) was measured. The results are shown in Fig. 10.
As can be seen from FIG. 10, the higher the heat treatment temperature, the shorter the holding time at that temperature, which is preferable.

【0160】(3)フィラー量の検討 まず、脱バインダに必要なフィラー量について検討す
る。種々の組成のガラスと種々の量のフィラー(ムライ
ト(3Al23・2SiO2))とを用いて調製されたグ
リーンシートについて、800℃または850℃で脱バ
インダを行い、セラミック焼結体中の残留カーボン量を
200ppm以下にすることのできたグリーンシートの、
ガラスの軟化温度と、フィラー量とを求めた。その結果
を図11に示す。
(3) Examination of Filler Amount First, the amount of filler required for binder removal will be examined. A green sheet prepared by using various compositions of glass and various amounts of filler (mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 )) was debindered at 800 ° C or 850 ° C to obtain a ceramic sintered body. Of the green sheet that could reduce the residual carbon amount of
The softening temperature of the glass and the amount of filler were determined. The result is shown in FIG.

【0161】図11からわかるように、ガラスの軟化温
度が低くなるに従い、脱バインダに必要なフィラー量が
多くなる。また、脱バインダのための熱処理温度が高い
程、必要なフィラー量が多くなる。これは、脱バインダ
が完了するためには、脱バインダのための熱処理の間、
ガラス粒子の焼結が進まない必要があるからである。従
って、ガラスの軟化温度が低くなる程、あるいは、脱バ
インダの温度が高い程、焼結を阻害するフィラーが必要
となる。
As can be seen from FIG. 11, as the softening temperature of the glass decreases, the amount of filler required for binder removal increases. Further, the higher the heat treatment temperature for binder removal, the larger the amount of filler required. This is because during the heat treatment for binder removal,
This is because it is necessary that the sintering of the glass particles does not proceed. Therefore, the lower the softening temperature of the glass or the higher the temperature of the binder is, the more filler is required to inhibit sintering.

【0162】つぎに、緻密化焼結に必要なフィラー量と
焼結温度とについて検討する。第1の組成(軟化温度1
100℃)、第2の組成(軟化温度1000℃)、第5
の組成(軟化温度950℃)、第10の組成(軟化温度
850℃)の4種類のガラスの粉末に、それぞれ種々の
量のフィラー(ムライト)を添加してグリーンシートを
調製し、これを脱バインダ処理し、さらに焼結を行い、
焼結体相対密度を98%以上にすることのできた焼結温
度を求めた。求められた焼結温度とフィラー量との関係
を、用いたガラスの軟化温度ごとに図12に示す。図1
2から、フィラー量が多くなる程、または、ガラス軟化
温度が高くなる程、緻密化焼結に要する熱処理温度(焼
結温度)が高くなることがわかる。
Next, the amount of filler necessary for the densification sintering and the sintering temperature will be examined. First composition (softening temperature 1
100 ° C), second composition (softening temperature 1000 ° C), fifth
Of the four kinds of glass powders of composition No. 10 (softening temperature 950 ° C.) and composition No. 10 (softening temperature 850 ° C.) were added with various amounts of fillers (mullite) to prepare green sheets, and the green sheets were removed. Binder processing, further sintering,
The sintering temperature at which the relative density of the sintered body could be 98% or more was determined. FIG. 12 shows the relationship between the obtained sintering temperature and the amount of filler for each softening temperature of the glass used. FIG.
It can be seen from 2 that the heat treatment temperature (sintering temperature) required for the densification sintering increases as the amount of filler increases or the glass softening temperature increases.

【0163】なお、このようなフィラー量と焼結温度と
の関係は、図13に示す焼結収縮カーブから考察するこ
とができる。ここで焼結収縮カーブは、熱処理中の形
状、寸法を観察できるように石英ガラス反応管にグリー
ンシート積層体をいれて、100℃/分で昇温しなが
ら、各温度における形状を写真撮影し、寸法を計測して
相対密度を計算することにより求めた。図13におい
て、曲線131は第14の組成のガラス(フィラーな
し)を用いて調製したグリーンシートの焼結曲線、曲線
132〜138は、それぞれ、実施例5〜11のグリー
ンシートの焼結曲線を示している。
The relationship between the amount of filler and the sintering temperature can be considered from the sintering shrinkage curve shown in FIG. For the sintering shrinkage curve, the green sheet laminate was put in a quartz glass reaction tube so that the shape and dimensions during heat treatment could be observed, and the shape at each temperature was photographed while heating at 100 ° C / min. , Was calculated by measuring the dimensions and calculating the relative density. In FIG. 13, a curve 131 is a sintering curve of the green sheet prepared using the glass of the fourteenth composition (without a filler), and curves 132 to 138 are the sintering curves of the green sheets of Examples 5 to 11, respectively. Shows.

【0164】曲線131から、フィラーを添加していな
いグリーンシートは、800℃付近で急激に焼結が進み
緻密化することがわかる。一方、曲線132〜138か
ら、第14の組成のガラスにフィラーが10〜40体積
%添加された実施例5〜11のグリーンシートでは、フ
ィラー量が増大するに従い、相対密度の変化がなだらか
になっており、焼結が起こりにくくなっていることがわ
かる。なお、図13に示す焼結収縮カーブは、各温度に
おける保持時間を0時間として求めたものであり、保持
時間を長くすることにより、さらに緻密化が進行するも
のと考えられる。
From curve 131, it can be seen that the green sheet to which the filler has not been added rapidly sinters at around 800 ° C. and becomes densified. On the other hand, from the curves 132 to 138, in the green sheets of Examples 5 to 11 in which the filler of 10 to 40% by volume is added to the glass of the 14th composition, the relative density changes gently as the filler amount increases. It can be seen that sintering is less likely to occur. The sintering shrinkage curve shown in FIG. 13 is obtained by setting the holding time at each temperature as 0 hour, and it is considered that the densification proceeds further by increasing the holding time.

【0165】1050℃以下の焼結温度で短時間に焼結
するためには、フィラー量を少なくし、ガラス軟化温度
の低いガラスを用いる必要がある。一方、上述のよう
に、フィラー量が少なすぎると、あるいは、ガラス軟化
温度が低すぎると、脱バインダが完了しない可能性があ
る。また、脱バインダを行うことのできるフィラーおよ
び軟化温度であっても、焼結温度が高くなり過ぎてしま
い、好ましくない場合もある。例えば、図11からわか
るように、ガラス軟化温度が820℃のガラスを用い、
フィラー量を50体積%とした場合は、800℃で脱バ
インダを行うことができるが、この場合は、図12から
推測されるように、焼結温度は1050℃以上となって
しまい、好ましくない。従って、第14の組成のガラス
を用いる場合、1050℃以下で緻密化焼結するフィラ
ー量の上限は40体積%と考えることができる。なお、
その他の組成のガラスの焼結収縮カーブは、そのガラス
の軟化温度に応じて、図13において、第14の組成の
ガラスの焼結収縮カーブ(曲線131)を横軸方向に、
ほぼ平行移動すれば得られる。
In order to sinter at a sintering temperature of 1050 ° C. or lower in a short time, it is necessary to reduce the amount of filler and use glass having a low glass softening temperature. On the other hand, as described above, if the amount of the filler is too small or the glass softening temperature is too low, the binder removal may not be completed. Further, even if the filler and the softening temperature are such that the binder can be removed, the sintering temperature becomes too high, which is not preferable in some cases. For example, as can be seen from FIG. 11, glass having a glass softening temperature of 820 ° C. is used,
When the amount of the filler is 50% by volume, the binder can be removed at 800 ° C., but in this case, the sintering temperature becomes 1050 ° C. or higher, which is not preferable, as inferred from FIG. . Therefore, when using the glass of the 14th composition, the upper limit of the amount of the filler densified and sintered at 1050 ° C. or lower can be considered to be 40% by volume. In addition,
The sinter shrinkage curve of the glass of the other composition is the sinter shrinkage curve (curve 131) of the glass of the 14th composition in the horizontal axis direction in FIG. 13 according to the softening temperature of the glass.
It can be obtained by moving in parallel.

【0166】つぎに、焼結体の曲げ強度とフィラー量と
の関係について検討する。実施例5〜11により得られ
た焼結体に加え、フィラーを添加せずに第14の組成の
ガラスから調製したグリーンシートを脱バインダしたの
ち焼結して得られた焼結体と、第14の組成のガラスに
フィラーとして5vol%のムライトを添加して調製し
たグリーンシートを脱バインダしたのち焼結して得られ
た焼結体とを用意し、これらの焼結体の曲げ強度を、J
IS規格(R1601)に従って、長さが38mm、幅
が4mm、厚さが3mmになるように加工し、スパン3
0mmの3点曲げ試験により測定した。得られた焼結体
の曲げ強度とフィラー量との関係を図14に示す。
Next, the relationship between the bending strength of the sintered body and the amount of filler will be examined. In addition to the sintered bodies obtained in Examples 5 to 11, a sintered body obtained by debindering and sintering the green sheet prepared from the glass of the fourteenth composition without adding a filler, and A green sheet prepared by adding 5 vol% mullite as a filler to glass having a composition of 14 was prepared by debindering and then sintering the green sheet. J
In accordance with IS standard (R1601), processed to have a length of 38 mm, a width of 4 mm, and a thickness of 3 mm, and a span 3
It was measured by a 0 mm 3-point bending test. FIG. 14 shows the relationship between the bending strength and the amount of filler of the obtained sintered body.

【0167】図14から、フィラー量が5体積%から4
0体積%の範囲で、実用レベルの強度(この場合150
MPa以上の曲げ強度)が得られ、好ましいことがわか
る。なお、曲げ強度は、200MPa以上であること
が、さらに好ましい。
From FIG. 14, the amount of filler is from 5% by volume to 4%.
In the range of 0% by volume, practical strength (150 in this case)
Bending strength of MPa or more) is obtained, which is preferable. The bending strength is more preferably 200 MPa or more.

【0168】〈実施例22〉実施例5と同様の方法によ
り図15に示すような多層配線基板(層数:40)を作
製した。本実施例により作製した多層配線基板17は、
銅を導体とするビアホール53および配線52とガラス
セラミック焼結体158とからなる。
Example 22 A multilayer wiring board (the number of layers: 40) as shown in FIG. 15 was produced by the same method as in Example 5. The multilayer wiring board 17 manufactured according to the present embodiment is
The via hole 53 and the wiring 52, which have copper as a conductor, and the glass ceramic sintered body 158 are formed.

【0169】つぎに、図16に示すようにLSI(大規
模集積回路)11およびI/O(入出力)ピン12を接
続ろう材13、14により取り付けた後、図17に示す
ように、マイクロフィン15、冷却ジャケット16、お
よびコネクタ18を取付け、電子計算機用モジュールで
ある命令プロセッサ185を作製した。
Next, as shown in FIG. 16, after the LSI (large scale integrated circuit) 11 and the I / O (input / output) pin 12 are attached by the brazing filler metals 13 and 14, as shown in FIG. The fins 15, the cooling jacket 16, and the connector 18 were attached, and an instruction processor 185 that was a module for an electronic computer was produced.

【0170】さらに、この命令プロセッサ185を用い
て、図18に示すように、主記憶装置181、拡張記憶
装置182、システム制御装置183、入出力プロセッ
サ184、および命令プロセッサ185を備える電子計
算機を製作したところ、従来の、ムライトを基板材料と
しタングステンを導体材料とする多層配線基板を用いて
作製された命令プロセッサを備える電子計算機に比べ
て、約2倍の高速演算ができた。
Further, using this instruction processor 185, as shown in FIG. 18, an electronic computer including a main storage device 181, an extended storage device 182, a system control device 183, an input / output processor 184, and an instruction processor 185 is manufactured. As a result, approximately twice as high-speed calculation was possible as compared with a conventional electronic computer including an instruction processor manufactured using a multilayer wiring board using mullite as a substrate material and tungsten as a conductor material.

【0171】本実施例で作成した配線基板は、特に高
速、高密度が要求される電子計算機など、広く電子回路
装置に適用できる。
The wiring board prepared in this embodiment can be widely applied to electronic circuit devices such as an electronic computer which requires particularly high speed and high density.

【0172】<実施例23>本実施例23では、有機バ
インダとして、水系分散型粒子を用い、ガラス/銅多層
配線基板を作製した。その製造プロセスを、図22を用
いて説明する。
<Example 23> In Example 23, a glass / copper multilayer wiring board was produced using aqueous dispersion type particles as an organic binder. The manufacturing process will be described with reference to FIG.

【0173】(1)有機バインダの合成 精製水とイソプロパノールとを混合して、バインダ調製
用溶剤(精製水:70重量%、IPA:30重量%)を
調製した。分散剤であるポリエチレンオキシド7重量部
を、このバインダ調製用溶剤250重量部に溶解し、得
られた溶液に、重合開始剤として、0.15重量部の過
硫酸アンモニウムを添加し、40〜90℃に加熱しなが
ら激しく撹拌しつつ、メタクリル酸n−ブチル100重
量部および可塑剤としてフタル酸ジイソデシル10.5
重量部を添加して、さらに6〜8時間撹拌し、平均粒
径:0.8〜2.5μm、平均重量分子量:50〜65
万の重合体である有機バインダを得た。
(1) Synthesis of organic binder Purified water and isopropanol were mixed to prepare a binder preparation solvent (purified water: 70% by weight, IPA: 30% by weight). 7 parts by weight of polyethylene oxide, which is a dispersant, was dissolved in 250 parts by weight of this binder preparation solvent, and 0.15 parts by weight of ammonium persulfate was added as a polymerization initiator to the resulting solution at 40 to 90 ° C. 100 parts by weight of n-butyl methacrylate and 10.5 parts of diisodecyl phthalate as a plasticizer with vigorous stirring while heating to
Parts by weight, and further stirred for 6 to 8 hours, average particle diameter: 0.8 to 2.5 μm, average weight molecular weight: 50 to 65
An organic binder that is a polymer is obtained.

【0174】(2)スラリーの調製 つぎに、第14の組成(表2に示した)のガラスの粉末
(平均粒径が約4μm)を用意し、このガラス粉末70
体積%と、フィラーとして平均粒径が約3μmのムライ
ト粉末30体積%とをあらかじめ混合し、セラミック複
合物を得た。
(2) Preparation of Slurry Next, a glass powder (average particle size: about 4 μm) having a fourteenth composition (shown in Table 2) was prepared.
By volume, 30% by volume of mullite powder having an average particle diameter of about 3 μm as a filler was mixed in advance to obtain a ceramic composite.

【0175】このセラミック複合物100重量部と、分
散剤(ポリアクリル酸アンモニウム塩)0.13重量部
と、スラリー調製用溶剤(精製水80重量%とイソプロ
パノール20重量%との混合溶液)45重量部とを、ア
ルミナボールおよびアルミナ内張りボールミル1(図2
2(a))で予備混合した後、(1)で合成した有機バ
インダ(バインダ調製用溶剤に分散したままのもの)
を、バインダ固形分換算で17重量部加え、さらにボー
ルミル混合を続け、ガラス粉末と、フィラー粉末と、バ
インダ粒子とが均一に混合したスラリーを作製した。
100 parts by weight of this ceramic composite, 0.13 parts by weight of a dispersant (ammonium polyacrylate), and 45 parts by weight of a solvent for preparing a slurry (mixed solution of 80% by weight of purified water and 20% by weight of isopropanol). And the alumina ball and the alumina lined ball mill 1 (see FIG. 2).
2 (a)) After premixing, the organic binder synthesized in (1) (those still dispersed in the binder preparation solvent)
Was added in an amount of 17 parts by weight in terms of binder solid content, and ball mill mixing was further continued to prepare a slurry in which glass powder, filler powder, and binder particles were uniformly mixed.

【0176】(3)グリーンシートの作製 続いて、このスラリーを撹拌しながら減圧し、スラリー
中の気泡を取り除くとともに、溶媒を蒸発させ、粘度を
2000〜3000cpsに調節して、ドクターブレイ
ド型キャスティング装置2(図22(b))を用い、キ
ャリアフィルム上に塗布して、厚さ0.2mmのグリー
ンシート4を成形した後、120℃で約1時間乾燥させ
た。
(3) Preparation of Green Sheet Subsequently, the slurry was stirred and the pressure was reduced to remove air bubbles in the slurry, the solvent was evaporated, and the viscosity was adjusted to 2000 to 3000 cps. 2 (FIG. 22 (b)) was applied onto a carrier film to form a green sheet 4 having a thickness of 0.2 mm and then dried at 120 ° C. for about 1 hour.

【0177】(4)セラミック多層配線基板の作製 このようにして作製したグリーンシート4の外形を切断
して所定寸法とした後、金属製の支持枠に固定した。続
いて、複数の超硬製パンチピン5が独立駆動可能なNC
(numerically control)制御された孔明け装置を用い
て、支持枠に固定したグリーンシートに直径50〜70
μmの貫通孔51を0.3mmピッチであけた(図22
(c))。続いて、平均粒径4μmのCu粉末とビヒク
ルを50重量部づつ混合したCuペーストを用い、スク
リーン印刷法にて、グリーンシートの貫通孔にペースト
を充填してビアホール53を形成するとともに、グリー
ンシート表面に所定の配線パターン52を形成した(図
22(d))。
(4) Preparation of Ceramic Multilayer Wiring Substrate The green sheet 4 thus prepared was cut into a predetermined size and then fixed to a metal support frame. Successively, NC in which a plurality of carbide punch pins 5 can be independently driven
(Numerically controlled) Using a controlled punching device, the diameter of the green sheet fixed to the supporting frame is 50 to 70 mm.
Through holes 51 of μm were formed at a pitch of 0.3 mm (FIG. 22).
(C)). Subsequently, a Cu paste in which 50 parts by weight of Cu powder having an average particle diameter of 4 μm and 50 parts by weight of a vehicle are mixed is used to fill the through holes of the green sheet with the paste to form the via holes 53 by the screen printing method. A predetermined wiring pattern 52 was formed on the surface (FIG. 22 (d)).

【0178】次に、この配線パターン52を形成したグ
リーンシート4を、接続する貫通孔部分の位置ずれが小
さくなるように位置合わせして50枚積み重ね(図22
(e)))、温度:130℃、圧力:150kg/cm
2で圧着し一体化した後、外形を所定寸法に切断した。
得られた積層体41の寸法は約180mm角、厚さは約
10mmであった。
Next, the green sheets 4 on which the wiring patterns 52 are formed are aligned with each other so that the displacement of the through-holes to be connected becomes small, and 50 sheets are stacked (see FIG. 22).
(E))), temperature: 130 ° C., pressure: 150 kg / cm
After pressure-bonding with 2 and integration, the outer shape was cut into a predetermined size.
The dimensions of the obtained laminated body 41 were about 180 mm square and the thickness was about 10 mm.

【0179】続いて、焼成プロセスについて述べる。上
記積層体41の表裏に、アルミナファイバを主成分とす
る多孔質板64(気孔率約70%、平坦度30μm)を
それぞれ配置し、加圧機構を備える雰囲気制御可能な電
気炉8(図22(f)))内に置いて積層体41を加圧
した。続いて、窒素雰囲気にてあらかじめ設定した脱バ
インダに最適な速度で昇温を開始するとともに、炉8内
が結露しなくなる温度に達した時点で、炉8内雰囲気を
窒素と水蒸気との混合雰囲気(水蒸気分圧0.3〜0.
5atm)とし、850℃で10〜20時間保持しなが
ら脱バインダを行った。
Next, the firing process will be described. On the front and back of the laminate 41, porous plates 64 (a porosity of about 70% and a flatness of 30 μm) containing alumina fibers as main components are arranged, respectively, and an electric furnace 8 having a pressurizing mechanism and capable of controlling an atmosphere (FIG. 22). (F))) and the laminate 41 was pressed. Then, in a nitrogen atmosphere, the temperature is started to rise at a rate optimal for the binder to be set in advance, and when the temperature in the furnace 8 reaches a temperature at which dew condensation does not occur, the atmosphere in the furnace 8 is set to a mixed atmosphere of nitrogen and water vapor. (Steam partial pressure 0.3-0.
5 atm), and the binder was removed while maintaining the temperature at 850 ° C. for 10 to 20 hours.

【0180】この時の積層体41へ印加する圧力は、約
1〜3kg/cm2とした。この圧力は、脱バインダプ
ロセスにて平面方向の収縮をほぼ0にできる範囲内の圧
力のうち、積層体41の開気孔率を確保して脱バインダ
を阻害しないよう、比較的低い圧力を選択したものであ
る。
The pressure applied to the laminate 41 at this time was about 1 to 3 kg / cm 2 . This pressure is selected to be a relatively low pressure within the range in which the shrinkage in the planar direction can be almost zero in the binder removal process so as to secure the open porosity of the laminate 41 and not hinder the binder removal. It is a thing.

【0181】続いて、水蒸気を切り、炉内を窒素雰囲気
とした後、積層体41を加圧しながら再び昇温を開始
し、980〜1040℃の最高温度で1〜3時間保持
し、ガラスセラミック材料の気孔率が5%以下となり緻
密化するようした。
Subsequently, the steam was cut off, the atmosphere in the furnace was changed to a nitrogen atmosphere, and then the temperature of the laminated body 41 was again increased while being pressurized, and the temperature was maintained at the maximum temperature of 980 to 1040 ° C. for 1 to 3 hours. The porosity of the material was set to 5% or less so that the material was densified.

【0182】この時印加した圧力は、約1〜4kg/c
2とし、緻密化するとともに平面方向の収縮がほぼ0
となり、かつ側面の凹量が小さくなるように制御した。
The pressure applied at this time is about 1 to 4 kg / c.
m 2 to make it dense and to have almost no shrinkage in the plane direction
In addition, the control was performed so that the concave amount on the side surface became small.

【0183】最後に、窒素雰囲気にて焼結体を冷却し
た。冷却過程では、残留応力が小さくなるような温度お
よび加圧プロファイルとなるようにそれぞれを制御し
た。以上により、ガラス/銅多層配線基板が得られた。
本実施例における焼成工程での寸法変化は、XY平面方
向(基板表面の縦横方向)で0.15±0.02%であ
り、厚さ方向の収縮率は約45%であった。
Finally, the sintered body was cooled in a nitrogen atmosphere. In the cooling process, each was controlled so that the temperature and pressure profile were such that the residual stress was small. Through the above steps, a glass / copper multilayer wiring board was obtained.
The dimensional change in the firing step in this example was 0.15 ± 0.02% in the XY plane direction (vertical and horizontal directions of the substrate surface), and the shrinkage ratio in the thickness direction was about 45%.

【0184】<比較例2>本比較例2では、非晶質ガラ
スとして市販品のパイレックスガラスを用い、有機バイ
ンダとしてポリビニルブチラールを用いて、セラミック
多層配線基板を作製した。
Comparative Example 2 In Comparative Example 2, a commercially available Pyrex glass was used as the amorphous glass, and polyvinyl butyral was used as the organic binder to prepare a ceramic multilayer wiring board.

【0185】(1)スラリーの調製 平均粒径4μmのパイレックスガラス粉末60体積%
と、フィラーとして平均粒径が約3μmのムライト粉末
40体積%とを、あらかじめ混合し、セラミック複合物
を調製した。
(1) Preparation of slurry 60% by volume of Pyrex glass powder having an average particle size of 4 μm
And 40% by volume of mullite powder having an average particle size of about 3 μm as a filler were mixed in advance to prepare a ceramic composite.

【0186】このセラミック複合物100重量部と、有
機バインダとしてポリビニルブチラール6重量部と、可
塑剤としてブチルフタリル・ブチルグリコレート2重量
部と、トリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、お
よびブチルアルコールからなるアゼオトロープ組成の溶
剤とを加えあわせ、アルミナボールおよびアルミナ内張
りボールミル1にて十分混合し、非晶質ガラス粉末およ
びフィラー粉末が均一に分散したスラリーを調製した。
100 parts by weight of this ceramic composite, 6 parts by weight of polyvinyl butyral as an organic binder, 2 parts by weight of butylphthalyl butyl glycolate as a plasticizer, and an azeotropic composition consisting of trichloroethylene, tetrachloroethylene and butyl alcohol were used. A solvent was added and mixed well with an alumina ball and an alumina-lined ball mill 1 to prepare a slurry in which an amorphous glass powder and a filler powder were uniformly dispersed.

【0187】(2)グリーンシートの作製 続いて、スラリーを撹拌しながら減圧し、気泡を脱気し
ながら粘度を8000〜13000cpsに調整後、ド
クターブレイド型キャスティング装置2を用いて、無加
圧焼成で実施例23の基板と同じ厚さとなるように、厚
さが0.14mmのグリーンシート4を作製した。
(2) Preparation of Green Sheet Next, the slurry was depressurized while stirring, and the viscosity was adjusted to 8000 to 13000 cps while deaerating the air bubbles, and then pressureless firing was performed using a doctor blade type casting device 2. Then, a green sheet 4 having a thickness of 0.14 mm was produced so as to have the same thickness as the substrate of Example 23.

【0188】(3)セラミック多層配線基板の作製 得られたグリーンシート4の外形を切断し、所定寸法と
した後、実施例23と同様の方法にて、焼成後にピッチ
が0.3mmとなるように貫通孔51をあけ、スクリー
ン印刷法にて貫通孔51にCuペーストを充填するとと
もに、グリーンシート4表面に配線パターン52を形成
した。
(3) Preparation of Ceramic Multilayer Wiring Board After cutting the outer shape of the obtained green sheet 4 to have a predetermined size, the pitch was 0.3 mm after firing by the same method as in Example 23. A through hole 51 was formed in the through hole, a Cu paste was filled in the through hole 51 by a screen printing method, and a wiring pattern 52 was formed on the surface of the green sheet 4.

【0189】つぎに、配線パターン52を形成したグリ
ーンシート4を、実施例23と同様に50枚積み重ね、
温度:130℃、圧力:150kg/cm2で圧着し一
体化して、積層体41を作製した。得られた積層体41
の寸法は約220mm角であり、厚さは約7mmであっ
た。
Next, 50 green sheets 4 having the wiring pattern 52 formed thereon were stacked in the same manner as in Example 23,
A laminated body 41 was produced by pressure-bonding at a temperature of 130 ° C. and a pressure of 150 kg / cm 2 and integrating them. Obtained laminate 41
Was about 220 mm square and the thickness was about 7 mm.

【0190】続いて、実施例23と同様の電気炉8を用
いて、加圧をせず焼成を行った。すなわち、窒素雰囲気
にて、あらかじめ設定した脱バインダに最適な速度で昇
温を開始するとともに、炉内が結露しなくなる温度に達
した時点で窒素と水蒸気の混合雰囲気とし、800℃で
20〜30時間保持しながら脱バインダを行った。続い
て、水蒸気を切り、窒素雰囲気とした後、再び昇温を開
始し、970〜1020℃の最高温度で1〜3時間保持
して、ガラスセラミック材料の気孔率が5%以下になり
緻密化するようした。焼成工程での寸法変化は、XY平
面方向で18±0.29%であり、厚さ方向の収縮率は
20%であった。
Then, using the same electric furnace 8 as in Example 23, firing was performed without applying pressure. That is, in a nitrogen atmosphere, the temperature is started to rise at a rate optimal for a preset binder removal process, and when the temperature in the furnace reaches a temperature at which dew condensation does not occur, a mixed atmosphere of nitrogen and water vapor is formed, and the temperature is set to 20 to 30 at 800 ° C. The binder was removed while holding the time. Then, after steam is cut off and the atmosphere is changed to nitrogen, the temperature rise is started again, and the temperature is maintained at the maximum temperature of 970 to 1020 ° C. for 1 to 3 hours so that the glass ceramic material has a porosity of 5% or less and is densified. I tried to do it. The dimensional change in the firing step was 18 ± 0.29% in the XY plane direction, and the shrinkage ratio in the thickness direction was 20%.

【0191】(4)基板の評価 ここで、実施例23と本比較例2とのプロセス特性およ
び基板品質を比較すると、表5に示す通りであった。
(4) Evaluation of Substrate Here, when the process characteristics and substrate quality of Example 23 and this Comparative Example 2 are compared, the results are shown in Table 5.

【0192】[0192]

【表5】 [Table 5]

【0193】表5に示した評価結果から、実施例23で
は、グリーンシート表面へのホウ酸析出が起こらず、孔
明け時の位置精度が良く、かつ、グリーンシートの経時
寸法変化が小さいため、配線の高密度化が容易で、短時
間に容易に脱バインダでき、高密度配線を行なっても配
線不良の無い、高寸法精度なガラス/銅多層配線基板が
得られたことがわかる。
From the evaluation results shown in Table 5, in Example 23, boric acid did not precipitate on the surface of the green sheet, the positional accuracy was good at the time of punching, and the dimensional change of the green sheet with time was small. It can be seen that a glass / copper multilayer wiring board with high dimensional accuracy, which is easy to densify the wiring, can be easily removed from the binder in a short time, and has no wiring defects even if high-density wiring is performed, is obtained.

【0194】なお、実施例23では、高密度配線の一例
として、0.3mmピッチでのグリーンシートへの孔明
けについて述べたが、より細いパンチピンの使用で配線
基板として0.15mmピッチ程度の孔明けが可能であ
る。さらに、実施例23および本比較例2で述べた具体
的数値は、材料組成、材料構成、基板寸法およびパター
ン構造、プロセス条件で変化するもので、特に限定され
るものではない。また、ガラス材料およびバインダ材料
についても、前述した好ましい材料組成範囲のガラス材
料およびバインダ材料であれば、ほぼ実施例23と同様
のプロセス特性および基板品質を得ることができる。
In the twenty-third embodiment, as an example of high-density wiring, the punching of holes in the green sheet at a pitch of 0.3 mm has been described. However, by using thinner punch pins, holes at a pitch of about 0.15 mm are formed as a wiring board. Dawn is possible. Further, the specific numerical values described in Example 23 and Comparative Example 2 vary depending on the material composition, material configuration, substrate size and pattern structure, and process conditions, and are not particularly limited. Further, as for the glass material and the binder material, if the glass material and the binder material in the preferable material composition range described above, the process characteristics and the substrate quality substantially similar to those of the example 23 can be obtained.

【0195】<実施例24〜37>本実施例24〜37
では、有機バインダが異なる以外は実施例23と同様に
して、セラミック多層配線基板を作製した。各実施例に
おいて合成した有機バインダのモノマ、分散安定剤(重
合用分散剤)、可塑剤、バインダ調製用溶剤、および重
合開始剤を、表6に示す。なお、表6において「番号」
は実施例番号を示し、「開始剤」は重合開始剤を示す。
<Examples 24 to 37> Examples 24 to 37
Then, a ceramic multilayer wiring board was produced in the same manner as in Example 23 except that the organic binder was different. Table 6 shows the organic binder monomer, dispersion stabilizer (polymerization dispersant), plasticizer, binder preparation solvent, and polymerization initiator synthesized in each example. In addition, in Table 6, "number"
Indicates an example number, and “initiator” indicates a polymerization initiator.

【0196】[0196]

【表6】 [Table 6]

【0197】各実施例24〜37において得られた配線
基板は、実施例23と同様の良好な基板であった。
The wiring boards obtained in Examples 24 to 37 were the same good boards as in Example 23.

【0198】<実施例38>本実施例38では、実施例
23で得たガラス/銅多層配線基板を用い、電子計算機
用モジュールを作製した。その作製手順を、図22を用
いて説明する。
<Example 38> In Example 38, a module for an electronic computer was produced using the glass / copper multilayer wiring board obtained in Example 23. The manufacturing procedure will be described with reference to FIG.

【0199】始めに、ガラス/銅多層配線基板の焼結体
158の表裏面に付着した異物を除去した後、表裏面
を、グリーンシート焼成後の1枚相当分以下の厚さだけ
ラッピングして除去し(図22(g))、さらに、表裏
面を、必要な表面粗さとなるようポリッシュをしてから
洗浄した。
First, after removing foreign matters attached to the front and back surfaces of the sintered body 158 of the glass / copper multilayer wiring board, the front and back surfaces are lapped by a thickness of not more than one sheet after firing the green sheet. It was removed (FIG. 22 (g)), and the front and back surfaces were further polished to a required surface roughness and then washed.

【0200】続いて、基板158表面に、ポリイミド前
駆体ワニスのスピン塗布により形成した塗膜を乾燥ベー
クした後、350〜400℃の温度で硬化させて、保護
皮膜のためのポリイミド絶縁膜を形成した。次に、基板
158裏面に、入出力ピン12接続用薄膜電極パッドを
形成するため、基板158裏面全面にアルゴンガスによ
るスパッタエッチをした後、裏面全面にクロム、銅、ク
ロムの順に連続スパッタ成膜し、フォトレジストをマス
クとした連続ウェットエッチングを行った。このエッチ
ングは、クロムにはアルカリ性過マンガン酸カリウム水
溶液を、銅にはリン酸/硝酸系の混合液を、それぞれエ
ッチャントとして用いた。その後、基板裏面に、表面と
同様にして保護皮膜のための層間絶縁膜71を形成し
た。
Subsequently, the coating film formed by spin coating of the polyimide precursor varnish is dried and baked on the surface of the substrate 158 and then cured at a temperature of 350 to 400 ° C. to form a polyimide insulating film for a protective film. did. Next, in order to form a thin film electrode pad for connecting the input / output pin 12 on the back surface of the substrate 158, sputter etching with argon gas is performed on the entire back surface of the substrate 158, and then chromium, copper, and chromium are continuously sputtered on the entire back surface in this order. Then, continuous wet etching was performed using the photoresist as a mask. In this etching, an alkaline potassium permanganate aqueous solution was used for chromium, and a phosphoric acid / nitric acid mixed solution was used for copper as etchants. After that, an interlayer insulating film 71 for a protective film was formed on the back surface of the substrate similarly to the front surface.

【0201】続いて、基板158表面側に薄膜配線71
を以下の手順で形成した(図22(h))。最初に、基
板158表面の保護皮膜を、酸素プラズマアッシャで除
去してから、整合パッド、配線パターンおよび封止用パ
ターンを形成するため、基板表面全面にアルゴンガスに
よるスパッタエッチをした後、基板表面全面にクロム、
銅、クロムの順に連続スパッタ成膜し、フォトレジスト
をマスクとした連続ウェットエッチングを行った。つぎ
に、層間絶縁膜の形成および加工を行った。すなわち、
ポリイミド前駆体ワニスのスピン塗布により形成した塗
膜を乾燥ベークした後350〜400℃の温度で硬化さ
せ、この表面にレジストパターンを形成した後エッチン
グして所定のパターンに加工した。加工は、ヒドラジン
−エチレンジアミン系の混合液を用いた。以上の配線パ
ターン形成および層間絶縁膜形成を繰り返して、必要な
薄膜配線層71を形成した。これにより、薄膜・厚膜複
合多層配線基板17が得られた。
Subsequently, the thin film wiring 71 is formed on the surface side of the substrate 158.
Was formed by the following procedure (FIG. 22 (h)). First, the protective film on the surface of the substrate 158 is removed by an oxygen plasma asher, and then sputter etching with argon gas is performed on the entire surface of the substrate to form a matching pad, a wiring pattern and a sealing pattern, and then the substrate surface. Chrome on the entire surface,
Copper and chromium were successively sputter-deposited in this order, and continuous wet etching was performed using a photoresist as a mask. Next, an interlayer insulating film was formed and processed. That is,
The coating film formed by spin coating of the polyimide precursor varnish was dried and baked, then cured at a temperature of 350 to 400 ° C., and a resist pattern was formed on this surface and then etched to form a predetermined pattern. For processing, a hydrazine-ethylenediamine-based mixed solution was used. The above wiring pattern formation and interlayer insulating film formation were repeated to form the necessary thin film wiring layer 71. Thereby, the thin film / thick film composite multilayer wiring board 17 was obtained.

【0202】つぎに、はんだ接続用薄膜電極パッドを形
成した。まず、基板17表面に、クロムまたはチタン、
続いて銅またはニッケルまたは銅/ニッケル合金または
ニッケル/タングステン合金を連続スパッタ成膜し、こ
の上にレジストパターンを形成し、上層から順にエッチ
ングしてはんだ接続用薄膜電極パッドを形成した。ここ
で、銅、ニッケル、銅/ニッケル合金はリン酸/硝酸系
の混合液エッチャントで、ニッケル/タングステン合金
はフッ酸/硝酸系の混合液エッチャントで、チタンはア
ンモニア/過酸化水素系エッチャントで加工した。次
に、この電極パッド表面に金をめっきした。同様に封止
用パターン表面にも金をめっきした。
Next, a thin film electrode pad for solder connection was formed. First, on the surface of the substrate 17, chromium or titanium,
Subsequently, copper or nickel, a copper / nickel alloy, or a nickel / tungsten alloy was continuously sputter-deposited, a resist pattern was formed thereon, and etching was performed in order from the upper layer to form a thin film electrode pad for solder connection. Here, copper, nickel, copper / nickel alloy is processed by phosphoric acid / nitric acid mixed solution etchant, nickel / tungsten alloy is processed by hydrofluoric acid / nitric acid mixed solution etchant, and titanium is processed by ammonia / hydrogen peroxide type etchant. did. Next, the surface of this electrode pad was plated with gold. Similarly, the surface of the sealing pattern was also plated with gold.

【0203】続いて、基板17裏面の保護膜を酸素プラ
ズマアッシャで除去し、Au−Sn20wt%共晶合金
(融点280℃)のろう材がヘッド部に固着させてある
入出力ピン12を、カーボン製の位置決め治具を用い、
金属層が酸化しない雰囲気でろう材の融点以上の温度で
リフローすることによって、基板17裏面にろう付けし
た。同様にして、融点の異なるはんだ材のハンダバンプ
を介してチップキャリア11をはんだ付けし、続いて冷
却フィン15を組み合わせた後さらに融点の異なるはん
だを用いて水冷ジャケット16をはんだ付けをした。こ
れにより、図22(i)に示す電子計算機用モジュール
61が得られた。
Subsequently, the protective film on the back surface of the substrate 17 was removed by oxygen plasma asher, and the input / output pin 12 having the brazing material of Au--Sn 20 wt% eutectic alloy (melting point 280 ° C.) fixed to the head portion was replaced with carbon. Using a positioning jig made by
The back surface of the substrate 17 was brazed by reflowing at a temperature not lower than the melting point of the brazing material in an atmosphere in which the metal layer was not oxidized. Similarly, the chip carrier 11 was soldered through the solder bumps of solder materials having different melting points, subsequently the cooling fins 15 were combined, and the water cooling jacket 16 was further soldered using the solder having different melting points. In this way, the computer module 61 shown in FIG. 22 (i) was obtained.

【0204】以上により得られたモジュール61を複数
個用意し、それぞれコネクタ18を介して多層プリント
基板63に搭載することで、命令プロセッサ185を作
製し、この命令プロセッサ185を複数個使用して大型
電子計算機を作製した。
A plurality of modules 61 obtained as described above are prepared and mounted on the multi-layer printed circuit board 63 via the connectors 18, respectively, to prepare an instruction processor 185. An electronic computer was made.

【0205】その結果、従来の方法、例えばムライトセ
ラミックスとタングステン導体からなるムライト多層配
線基板(配線ピッチ0.45mm)を用いて製作された
大型電子計算機と比べ、約3倍の演算速度が達成でき
た。
As a result, about 3 times as much calculation speed can be achieved as compared with the conventional method, for example, a large-scale computer manufactured using a mullite multilayer wiring board (wiring pitch 0.45 mm) made of mullite ceramics and a tungsten conductor. It was

【0206】なお、実施例23で得られたガラス/銅多
層配線基板は本実施例38で作製したような電子計算機
だけでなく、高密度配線および高速演算が要求される電
子回路装置に適用できる。
The glass / copper multilayer wiring board obtained in Example 23 can be applied not only to the electronic computer manufactured in Example 38, but also to electronic circuit devices requiring high-density wiring and high-speed operation. .

【0207】[0207]

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、脱
バインダが容易で、緻密化焼結し易く、基板特性とし
て、熱膨張係数はシリコンの熱膨張係数と整合し、曲げ
強度は十分大きく、比誘電率は十分小さい配線基板が得
られる。特に、本発明の組成物はガラスの軟化温度が8
50〜1100℃と高いため、脱バインダ熱処理による
焼結収縮が起こり難く、少ないフィラー添加で脱バイン
ダ可能となり、短時間の焼成で緻密化焼結できる。ま
た、本発明のセラミック組成物および該組成物に含まれ
るガラスは、耐水性が高く、グリーンシート上に硼酸結
晶が析出し難く、しかも、本発明のセラミック組成物は
熱処理によっても硼珪酸ガラスからクリストバライト結
晶が析出せず、好ましい。従って、本発明によれば、配
線基板の生産性を格段に向上させることができる。
As described above, according to the present invention, binder removal is easy, densification and sintering are easy, and as a substrate characteristic, the coefficient of thermal expansion matches the coefficient of thermal expansion of silicon, and the bending strength is sufficiently large. A wiring board having a sufficiently small relative dielectric constant can be obtained. In particular, the composition of the present invention has a glass softening temperature of 8
Since it is as high as 50 to 1100 ° C., sintering shrinkage due to heat treatment for removing the binder hardly occurs, the binder can be removed by adding a small amount of the filler, and the densification and sintering can be performed in a short time firing. Further, the ceramic composition of the present invention and the glass contained in the composition have high water resistance, and it is difficult for boric acid crystals to be deposited on the green sheet. Moreover, the ceramic composition of the present invention can be converted from borosilicate glass by heat treatment. Cristobalite crystals do not precipitate, which is preferable. Therefore, according to the present invention, it is possible to significantly improve the productivity of the wiring board.

【0208】また、本発明によれば、(a)耐水性良好
な高軟化点ガラス、(b)熱分解性良好で、グリーンシ
ートへ高位置精度の孔加工ができる水系分散型バイン
ダ、(c)高寸法精度で基板を焼結できる加圧焼結、の
3要素の組み合せにより、高配線密度かつ高寸法精度
で、基板表面に薄膜を形成するのに適したガラス/銅多
層配線基板と、該基板を備える電子回路装置、電子計算
機用モジュール、および電子計算機とを製造することが
できる。
Further, according to the present invention, (a) a high softening point glass having good water resistance, (b) an aqueous dispersion type binder having good thermal decomposability and capable of forming a hole in a green sheet with high positional accuracy, (c) ) A glass / copper multilayer wiring board suitable for forming a thin film on the surface of the board with high wiring density and high dimensional accuracy by combining three elements of pressure sintering capable of sintering the board with high dimensional accuracy, and An electronic circuit device, a module for an electronic computer, and an electronic computer including the substrate can be manufactured.

【0209】例えば、(a)の耐水性良好な高軟化点ガ
ラスを用いることにより、グリーンシート表面へのホウ
酸析出が回避され、また、高温での脱バインダが可能に
なる。(b)のバインダを用いることにより、安全な水
系溶剤を用いることができる。また、(c)の加圧焼結
を行なうことにより、グリーンシートへの高位置精度で
の孔加工が可能になるとともに、グリーンシートの寸法
変化が抑制されるため、高寸法精度なガラス/銅多層配
線基板を作製することができ、高密度配線が実現され
る。さらに、この加圧焼結により、脱バインダ時間が短
縮される。これにより、(a)の高軟化点ガラスを用い
ても、脱バインダに過度の時間がかかることを回避でき
る。
For example, by using the high softening point glass (a) having good water resistance, boric acid precipitation on the surface of the green sheet can be avoided, and the binder can be removed at a high temperature. By using the binder of (b), a safe aqueous solvent can be used. Further, by performing the pressure sintering of (c), it becomes possible to form holes in the green sheet with high positional accuracy, and the dimensional change of the green sheet is suppressed, so that glass / copper with high dimensional accuracy can be suppressed. A multilayer wiring board can be manufactured, and high-density wiring is realized. Further, this pressure sintering reduces the binder removal time. Accordingly, even if the high softening point glass of (a) is used, it is possible to avoid that the binder removal takes an excessive time.

【0210】さらに、本発明では、水系分散型バインダ
を用いることで環境対策もでき、高軟化点ガラスを用い
ることで脱バインダ時間が短縮できるので低コストで基
板が製造することができる。
Further, in the present invention, environmental measures can be taken by using the aqueous dispersion type binder, and the binder removal time can be shortened by using the high softening point glass, so that the substrate can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の非晶質ガラスの組成域を表すSiO
2−B23−R2O3成分系三角組成図である。
FIG. 1 shows SiO representing the composition range of the amorphous glass of the present invention.
2 is a -B 2 O 3 -R 2 O3 component triangular composition diagram.

【図2】 多層配線基板の製造工程を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of a multilayer wiring board.

【図3】 B23等溶出曲線を示したSiO2−B23
−K2O3成分系三角組成図である。
FIG. 3 SiO 2 —B 2 O 3 showing a B 2 O 3 isoelution curve
FIG. 3 is a triangular composition diagram of a K 2 O 3 component system.

【図4】 SiO2−B23−K2O−Al23系ガラス
のB23溶出量とAl23/K2Oのモル比との関係を
示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a B 2 O 3 elution amount of SiO 2 —B 2 O 3 —K 2 O—Al 2 O 3 based glass and a molar ratio of Al 2 O 3 / K 2 O.

【図5】 SiO2−B23−K2O−Al23系ガラス
の軟化温度とAl23/K2Oのモル比との関係を示す
グラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the softening temperature of SiO 2 —B 2 O 3 —K 2 O—Al 2 O 3 based glass and the Al 2 O 3 / K 2 O molar ratio.

【図6】 SiO2−B23−K2O−Al23系ガラス
のクリストバライト析出性とAl23/K2Oのモル比
との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the cristobalite precipitation property of SiO 2 —B 2 O 3 —K 2 O—Al 2 O 3 based glass and the Al 2 O 3 / K 2 O molar ratio.

【図7】 図7(a)はSiO2−B23−R2O系ガラ
スの構造モデルを示す説明図である。図7(b)はSi
2−B23−R2O系ガラスにAl23成分を追加した
場合の構造変化を示す説明図である。
FIG. 7A is an explanatory view showing a structural model of SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O based glass. 7 (b) shows Si
The O 2 -B 2 O 3 -R 2 O -based glass is an explanatory diagram showing the structural change of adding the Al 2 O 3 component.

【図8】 図8(a)はSiO2−B23−R2O系ガラ
スを高温に加熱した場合の構造変化を示す説明図であ
る。図8(b)はSiO2−B23−R2O−Al23
ガラスを高温に加熱した場合の構造変化を示す説明図で
ある。
FIG. 8 (a) is an explanatory view showing a structural change in the case of heating SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O based glass to a high temperature. FIG. 8B is an explanatory view showing a structural change when the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O—Al 2 O 3 based glass is heated to a high temperature.

【図9】 SiO2−B23−ZnO系ガラスのB23
溶出量とZnO添加量との関係を示すグラフである。
9 SiO 2 -B 2 O 3 of -ZnO type glass B 2 O 3
It is a graph which shows the relationship between the elution amount and the ZnO addition amount.

【図10】 脱バインダ温度と脱バインダ時間との関係
を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between binder removal temperature and binder removal time.

【図11】 ガラスの軟化温度と脱バインダに必要なフ
ィラー量との関係を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the softening temperature of glass and the amount of filler required for binder removal.

【図12】 ガラス−フィラー系組成物の緻密化焼結温
度と、フィラー量およびガラス軟化温度との関係を示す
グラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the densification and sintering temperature of a glass-filler composition, the amount of filler, and the glass softening temperature.

【図13】 ガラス−フィラー系組成物の焼結収縮カー
ブを示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing a sintering shrinkage curve of a glass-filler composition.

【図14】 ガラス−フィラー系焼結体の曲げ強度とフ
ィラー量との関係を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the bending strength of a glass-filler sintered body and the amount of filler.

【図15】 実施例22の多層配線基板の断面図であ
る。
FIG. 15 is a sectional view of a multilayer wiring board of example 22.

【図16】 実施例22のLSIとI/Oピンを搭載し
た多層配線基板の断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of a multilayer wiring board on which an LSI and I / O pins of Example 22 are mounted.

【図17】 実施例22の命令プロセッサ・モジュール
の部分断面図である。
FIG. 17 is a partial cross-sectional view of the instruction processor module of the twenty-second embodiment.

【図18】 実施例22の電子計算機のシステム構成図
である。
FIG. 18 is a system configuration diagram of an electronic computer of Example 22.

【図19】 B23等溶出曲線を示したSiO2−B2
3−Na2O3成分系三角組成図である。
FIG. 19 shows SiO 2 —B 2 O showing a B 2 O 3 isoelution curve.
FIG. 3 is a triangular composition diagram of a 3- Na 2 O 3 component system.

【図20】 加圧焼結における、印加された圧力と、基
板の平面方向および厚さ方向の寸法変化との関係を示す
グラフである。
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the applied pressure and the dimensional changes in the plane direction and the thickness direction of the substrate in pressure sintering.

【図21】 加圧焼結における、フィラー量と、印加さ
れた圧力と、焼結温度と、相対密度との関係を示すグラ
フである。
FIG. 21 is a graph showing the relationship among the amount of filler, the applied pressure, the sintering temperature, and the relative density in pressure sintering.

【図22】 電子計算機用モジュールの製造工程を示す
説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing the manufacturing process of the computer module.

【図23】 電子計算機用モジュールの構造を示す部分
断面斜視図である。
FIG. 23 is a partial cross-sectional perspective view showing the structure of a computer module.

【図24】 命令プロセッサの構造を示す斜視図であ
る。
FIG. 24 is a perspective view showing the structure of an instruction processor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ボールミル装置、2…スラリー、3…キャスティン
グマシン、4…グリーンシート、5…ポンチ、6…スキ
ージ、7…ペースト、8…加熱炉、9…ビアホール、1
0…配線、11…LSI、12…I/O(入出力)ピ
ン、13および14…接続ろう材、15…マイクロフィ
ン、16…水冷ジャケット、17…多層配線基板、18
…コネクタ、41…積層体、51…貫通孔、52…配
線、53…ビアホール、61…モジュール、62…水パ
イプ、63…多層プリント基板、71…薄膜配線層、1
58…ガラスセラミック焼結体、181…主記憶装置、
182…拡張記憶装置、183…システム制御装置、1
84…入出力プロセッサ、185…命令プロセッサ。
1 ... Ball mill device, 2 ... Slurry, 3 ... Casting machine, 4 ... Green sheet, 5 ... Punch, 6 ... Squeegee, 7 ... Paste, 8 ... Heating furnace, 9 ... Via hole, 1
0 ... Wiring, 11 ... LSI, 12 ... I / O (input / output) pins, 13 and 14 ... Connection brazing material, 15 ... Micro fin, 16 ... Water cooling jacket, 17 ... Multilayer wiring board, 18
... connector, 41 ... laminated body, 51 ... through hole, 52 ... wiring, 53 ... via hole, 61 ... module, 62 ... water pipe, 63 ... multilayer printed board, 71 ... thin film wiring layer, 1
58 ... Glass ceramic sintered body, 181 ... Main memory device,
182 ... Extended storage device, 183 ... System control device, 1
84 ... I / O processor, 185 ... Instruction processor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 種井 平吉 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 岩永 昭一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 庄子 房次 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 勝村 宣仁 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 佐藤 了平 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 小林 二三幸 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 田上 文一 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 千石 則夫 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 矢木 邦博 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 中村 真人 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 森田 耕策 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 藤田 毅 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Heiyoshi Tanei 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the Hitachi, Ltd. Institute of Industrial Science (72) Inventor Shoichi Iwanaga 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi Ltd., Production Engineering Laboratory (72) Inventor, Fusuji Shoko, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture, Ltd. Production Engineering Laboratory, Hitachi (72) Inventor, Nobuhito Katsumura Yoshida, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture 292, Machi, Ltd., Production Engineering Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Ryohei Sato, Ryohei Sato, 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture, Ltd., Production Engineering Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Futami Kobayashi, Kanagawa Prefecture 1 Horiyamashita, Hadano City General Manager Computer Division, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Tagami Ichigo Horiyamashita, Hadano, Kanagawa, Japan 1st, General Computer Division, Hiritsu Mfg. Co., Ltd. (72) Norio Sengoku 1st, Horiyamashita, Hadano, Hadano, Kanagawa Pref., General Computer Div., Hitate, Kunihiro Yagi Kanagawa Horiyamashita No. 1, Hadano-shi, Hyogo, Ltd. General-purpose computer division, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. (72) Masato Nakamura, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Production Engineering Research Laboratory (72) Inventor Kosaku Morita Kanagawa Production Engineering Laboratory, Hitachi, Ltd., 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Japan (72) Inventor Takeshi Fujita, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa

Claims (46)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非晶質ガラスと、フィラーと、有機バイン
ダと、スラリー調製用溶剤とを混合してスラリーを調製
するスラリー調製工程と、 上記スラリーをシート状に加工して、グリーンシートを
調製するグリーンシート調製工程と、 上記グリーンシートにビアホールおよび/または配線を
形成する導体形成工程と、 上記グリーンシートを700〜880℃に加熱して脱バ
インダし、900〜1050℃に加熱して焼結する加熱
工程とを、この順に有し、 上記非晶質ガラスは、軟化温度が850〜1100℃の
ガラスであることを特徴とする配線基板の製造方法。
1. A slurry preparation step of preparing a slurry by mixing amorphous glass, a filler, an organic binder, and a solvent for preparing a slurry; and processing the slurry into a sheet to prepare a green sheet. Green sheet preparation step, conductor forming step of forming via holes and / or wiring in the green sheet, heating the green sheet to 700 to 880 ° C. to remove the binder, and heating to 900 to 1050 ° C. to sinter And a heating step in this order, and the amorphous glass is a glass having a softening temperature of 850 to 1100 ° C.
【請求項2】請求項1において、 非晶質ガラスと、フィラーと、有機バインダと、スラリ
ー調製用溶剤とを混合してスラリーを調製するスラリー
調製工程と、 上記スラリーをシート状に加工して、グリーンシートを
調製するグリーンシート調製工程と、 上記グリーンシートにビアホールおよび/または配線を
形成する導体形成工程と、 上記グリーンシートを第1の加熱温度に加熱して脱バイ
ンダし、該第1の加熱温度より高い第2の加熱温度に加
熱して焼結する加熱工程とを、この順に有し、 上記非晶質ガラスは、 SiO2成分、B23成分、R2O成分(ただし、Rはア
ルカリ金属を示す)を含み、 SiO2成分、B23成分、およびR2O成分の総重量を
100%とし、 SiO2成分が88重量%、B23成分が12重量%で
ある組成を第1の組成、 SiO2成分が82重量%、B23成分が18重量%で
ある組成を第3の組成、 SiO2成分が84重量%、B23成分が10重量%、
2O成分が6重量%である組成を第10の組成、 SiO2成分が90重量%、B23成分が5重量%、R2
O成分が5重量%である組成を第11の組成、 SiO2成分が89重量%、B23成分が10重量%、
2O成分が1重量%である組成を第4の組成とした場
合、 SiO2−B23−R2O系三角組成図において、第1の
組成を示す点および第3の組成を示す点、第3の組成を
示す点および第10の組成を示す点、第10の組成を示
す点および第11の組成を示す点、第11の組成を示す
点および第4の組成を示す点、第4の組成を示す点およ
び上記第1の組成を示す点、をそれぞれ結ぶ線により囲
まれる領域内(線上含む)の点の示す組成を有すること
を特徴とする配線基板の製造方法。
2. The slurry preparation step according to claim 1, wherein the amorphous glass, the filler, the organic binder, and the solvent for preparing the slurry are mixed to prepare a slurry, and the slurry is processed into a sheet shape. A green sheet preparing step of preparing a green sheet, a conductor forming step of forming via holes and / or wirings in the green sheet, and heating the green sheet to a first heating temperature to remove the binder, A heating step of heating to a second heating temperature higher than the heating temperature and sintering, in this order, the amorphous glass has a SiO 2 component, a B 2 O 3 component, and an R 2 O component (however, R represents an alkali metal), and the total weight of the SiO 2 component, the B 2 O 3 component, and the R 2 O component is 100%, and the SiO 2 component is 88 wt% and the B 2 O 3 component is 12 wt%. And The composition first composition, SiO 2 component is 82 wt%, B 2 O 3 composition component is 18 wt% third composition, SiO 2 component is 84 wt%, B 2 O 3 component is 10 wt% ,
The composition having 6% by weight of the R 2 O component is the 10th composition, 90% by weight of the SiO 2 component, 5% by weight of the B 2 O 3 component, and R 2
The 11th composition is a composition in which the O component is 5% by weight, the SiO 2 component is 89% by weight, the B 2 O 3 component is 10% by weight,
When the composition in which the R 2 O component is 1 wt% is the fourth composition, in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram, the points indicating the first composition and the third composition are Point, third composition and tenth composition, tenth composition and eleventh composition, eleventh composition and fourth composition , A point indicating the fourth composition and a point indicating the first composition, respectively, having a composition indicated by a point within a region (including on the line) surrounded by a line connecting the points.
【請求項3】請求項2において、 上記第1の加熱温度は、700〜880℃であり、 上記第2の加熱温度は、900〜1050℃であること
を特徴とする配線基板の製造方法。
3. The method for manufacturing a wiring board according to claim 2, wherein the first heating temperature is 700 to 880 ° C. and the second heating temperature is 900 to 1050 ° C.
【請求項4】請求項2において、 上記非晶質ガラスは、 SiO2成分、B23成分、およびR2O成分の総重量を
100%とし、 SiO2成分が87重量%、B23成分が11.5重量
%、R2O成分が1.5重量%である組成を第5の組
成、 SiO2成分が84.7重量%、B23成分が10.8
重量%、R2O成分が4.5重量%である組成を第9の
組成とした場合、 SiO2−B23−R2O系三角組成図において、上記第
4の組成を示す点および第5の組成を示す点、第5の組
成を示す点および第9の組成を示す点、第9の組成を示
す点および上記第10の組成を示す点、上記第10の組
成を示す点および上記第11の組成を示す点、上記第1
1の組成を示す点および上記第4の組成を示す点、をそ
れぞれ結ぶ線により囲まれる領域内(線上含む)の点の
示す組成を有することを特徴とする配線基板の製造方
法。
4. The method of claim 2, the amorphous glass, SiO 2 component, B 2 O 3 component, and the total weight of the R 2 O component and 100%, SiO 2 component is 87 wt%, B 2 The fifth composition has a composition in which the O 3 component is 11.5% by weight and the R 2 O component is 1.5% by weight, the SiO 2 component is 84.7% by weight, and the B 2 O 3 component is 10.8% by weight.
In the case where the composition containing 9% by weight and 4.5% by weight of R 2 O is the 9th composition, a point showing the 4th composition in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram And a point indicating the fifth composition, a point indicating the fifth composition, a point indicating the ninth composition, a point indicating the ninth composition, a point indicating the tenth composition, and a point indicating the tenth composition. And the point indicating the eleventh composition, and the first composition
1. A method for manufacturing a wiring board, which has a composition indicated by a point within a region (including a line) surrounded by a line connecting the point indicating the composition No. 1 and the point indicating the fourth composition.
【請求項5】請求項2または4において、 上記Rはカリウムであることを特徴とする配線基板の製
造方法。
5. The method for manufacturing a wiring board according to claim 2, wherein R is potassium.
【請求項6】請求項2において、 上記非晶質ガラスは、上記R2O成分の代わりに、R2
成分と、R2O成分のモル量の90モル%以下のAl2
3成分とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
6. The amorphous glass according to claim 2, wherein the R 2 O component is substituted for the R 2 O component.
Component and 90% by mole or less of the molar amount of the R 2 O component, Al 2 O
A method of manufacturing a wiring board, which comprises three components.
【請求項7】請求項2または6において、 上記非晶質ガラスは、非晶質ガラス全体に対して1〜4
重量%のZnO成分をさらに含むことを特徴とする配線
基板の製造方法。
7. The amorphous glass according to claim 2, wherein the amorphous glass is 1 to 4 with respect to the entire amorphous glass.
A method of manufacturing a wiring board, further comprising a ZnO component in a weight percentage.
【請求項8】請求項1または2において、 上記有機バインダは、(A)下記一般式(化1)で表さ
れるアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの
うちの少なくとも一種:100重量部と、 【化1】 (ただし、R1は、炭素数が1〜18個のアルキル基、
炭素数が1〜18個の環状アルキル基または炭素数が5
〜18個のアリール基):100重量部と、(B)分散
安定剤:1〜9.5重量部とを、バインダ調製用溶剤に
溶解し、重合開始剤存在下で上記(A)成分を懸濁重合
または懸濁共重合させて得られる重合体であることを特
徴とする配線基板の製造方法。
8. The organic binder according to claim 1 or 2, wherein (A) at least one type of acrylic acid ester and methacrylic acid ester represented by the following general formula (Formula 1): 100 parts by weight, Chemical 1] (However, R 1 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms,
Cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or 5 carbon atoms
.About.18 aryl groups): 100 parts by weight and (B) dispersion stabilizer: 1 to 9.5 parts by weight are dissolved in a binder preparation solvent, and the above component (A) is added in the presence of a polymerization initiator. A method for producing a wiring board, which is a polymer obtained by suspension polymerization or suspension copolymerization.
【請求項9】請求項8において、 上記(A)成分は、メタクリル酸エステルであることを
特徴とする配線基板の製造方法。
9. The method of manufacturing a wiring board according to claim 8, wherein the component (A) is methacrylic acid ester.
【請求項10】請求項9において、 上記(A)成分は、メタクリル酸n−ブチルであること
を特徴とする配線基板の製造方法。
10. The method of manufacturing a wiring board according to claim 9, wherein the component (A) is n-butyl methacrylate.
【請求項11】請求項8において、 上記分散安定剤は、粘度平均分子量が10〜100万の
水溶性有機高分子であることを特徴とする配線基板の製
造方法。
11. The method for manufacturing a wiring board according to claim 8, wherein the dispersion stabilizer is a water-soluble organic polymer having a viscosity average molecular weight of 100,000 to 1,000,000.
【請求項12】請求項11において、 上記(B)成分は、ポリエチレンオキシド、ポリビニル
−2−ピロリドン、ポリビニル−2−ピロリドン共重合
体、およびポリ(2−オキサゾリン)のうちから選ばれ
る少なくとも一種の重合体であることを特徴とする配線
基板の製造方法。
12. The component (B) according to claim 11, wherein the component (B) is at least one selected from polyethylene oxide, polyvinyl-2-pyrrolidone, polyvinyl-2-pyrrolidone copolymer, and poly (2-oxazoline). A method for manufacturing a wiring board, which is a polymer.
【請求項13】請求項1または2において、 上記有機バインダは、水系分散型粒子であることを特徴
とする配線基板の製造方法。
13. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the organic binder is aqueous dispersion type particles.
【請求項14】請求項13において、 上記有機バインダの平均粒径は、5μm以下であること
を特徴とする配線基板の製造方法。
14. The method for manufacturing a wiring board according to claim 13, wherein the organic binder has an average particle diameter of 5 μm or less.
【請求項15】請求項8において、 上記重合開始剤は、過硫酸塩、過酸化物、およびアゾ化
合物から選ばれる少なくとも一種の化合物であることを
特徴とする配線基板の製造方法。
15. The method for manufacturing a wiring board according to claim 8, wherein the polymerization initiator is at least one compound selected from persulfates, peroxides, and azo compounds.
【請求項16】請求項8において、 上記バインダ調製用溶剤は、水、または、水と水溶性有
機溶剤との混合液であることを特徴とする配線基板の製
造方法。
16. The method for manufacturing a wiring board according to claim 8, wherein the binder preparation solvent is water or a mixed liquid of water and a water-soluble organic solvent.
【請求項17】請求項16において、 上記水溶性有機溶剤は、下記一般式(化2)で表される
アルコール、および、下記一般式(化3)で表されるエ
チレングリコール誘導体のうちから選ばれる少なくとも
一種の化合物であることをことを特徴とする配線基板の
製造方法。 【化2】 (ただし、R2は炭素数1〜18のアルキル基または炭
素数1〜18の環状アルキル基) 【化3】 (ただし、R3は、水素、炭素数1〜18のアルキル
基、炭素数1〜18の環状アルキル基、または、炭素数
5〜18のアリール基であり、R4は、水素、炭素数1
〜6のアルキル基、炭素数1〜6の環状アルキル基、ま
たは、炭素数5〜6のアリール基であり、nは1〜20
である)
17. The water-soluble organic solvent according to claim 16, is selected from an alcohol represented by the following general formula (Formula 2) and an ethylene glycol derivative represented by the following general formula (Formula 3). A method for manufacturing a wiring board, wherein the wiring board is at least one compound. Embedded image (However, R 2 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms) embedded image (However, R 3 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an aryl group having 5 to 18 carbon atoms, and R 4 is hydrogen and 1 carbon atoms.
To C6 alkyl group, C1 to C6 cyclic alkyl group, or C5 to C6 aryl group, and n is 1 to 20.
Is)
【請求項18】請求項17において、 上記水溶性有機溶剤は、メタノール、エタノール、プロ
パノール、イソプロパノール、およびエチレングリコー
ルメチルエーテルから選ばれる少なくとも一種の化合物
であることを特徴とする配線基板の製造方法。
18. The method of manufacturing a wiring board according to claim 17, wherein the water-soluble organic solvent is at least one compound selected from methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and ethylene glycol methyl ether.
【請求項19】請求項16において、 上記バインダ調製用溶剤は、100〜50重量%の水
と、0〜50重量%の水溶性溶剤とからなることを特徴
とする配線基板の製造方法。
19. The method of manufacturing a wiring board according to claim 16, wherein the binder preparation solvent comprises 100 to 50% by weight of water and 0 to 50% by weight of a water-soluble solvent.
【請求項20】請求項8において、 上記有機バインダは、さらに可塑剤を含むことを特徴と
する配線基板の製造方法。
20. The method for manufacturing a wiring board according to claim 8, wherein the organic binder further contains a plasticizer.
【請求項21】請求項20において、 上記可塑剤として、下記一般式(化4)により表される
芳香族ジカルボン酸エステルのうちの少なくとも一種で
あることを特徴とする配線基板の製造方法。 【化4】 (ただし、R5は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素
数1〜18の環状アルキル基、または、炭素数5〜18
のアリール基であり、R6は、炭素数1〜18のアルキ
ル基、炭素数1〜18の環状アルキル基、または、炭素
数5〜18のアリール基である。また、R7は炭素数5
〜18の2価の芳香族基である。)
21. The method of manufacturing a wiring board according to claim 20, wherein the plasticizer is at least one of aromatic dicarboxylic acid esters represented by the following general formula (Formula 4). [Chemical 4] (However, R 5 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or 5 to 18 carbon atoms.
R 6 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an aryl group having 5 to 18 carbon atoms. Also, R 7 has 5 carbon atoms
To 18 divalent aromatic groups. )
【請求項22】請求項1または2において、 上記スラリー調製用溶剤は、水、または、水と水溶性有
機溶剤との混合液であることを特徴とする配線基板の製
造方法。
22. The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the slurry preparation solvent is water or a mixed liquid of water and a water-soluble organic solvent.
【請求項23】請求項8において、 上記スラリー調製用溶剤と、上記バインダ調製用溶剤
は、同じ溶剤からなることを特徴とする配線基板の製造
方法。
23. The method for manufacturing a wiring board according to claim 8, wherein the slurry preparation solvent and the binder preparation solvent are the same solvent.
【請求項24】請求項1または2において、 上記加熱工程における900〜1050℃の加熱は、グ
リーンシートに、厚さ方向の圧力を印加した状態で行な
われることを特徴とする配線基板の製造方法。
24. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the heating at 900 to 1050 ° C. in the heating step is performed while applying a pressure in the thickness direction to the green sheet. .
【請求項25】請求項24において、 上記圧力の印加は、気孔率が50%以上の平板を介して
行なわれることを特徴とする配線基板の製造方法。
25. The method for manufacturing a wiring board according to claim 24, wherein the pressure is applied through a flat plate having a porosity of 50% or more.
【請求項26】請求項1または2において、 上記フィラーは、アルミナ、ムライト、コージェライ
ト、および石英ガラスから選ばれた少なくとも一種であ
ることを特徴とする配線基板の製造方法。
26. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the filler is at least one selected from alumina, mullite, cordierite, and quartz glass.
【請求項27】請求項1または2において、 上記非晶質ガラスおよび上記フィラーの総体積を100
%とすると、 上記非晶質ガラスは、60〜95体積%であり、 上記フィラーは、40〜5体積%であることを特徴とす
る配線基板の製造方法。
27. The total volume of the amorphous glass and the filler according to claim 1 or 2,
%, The amorphous glass is 60 to 95% by volume, and the filler is 40 to 5% by volume.
【請求項28】請求項1または2において、 上記導体形成工程と、上記加熱工程との間に、 上記ビアホールおよび/または配線を形成したグリーン
シートを複数枚積層して接着し、グリーンシート積層体
を形成する積層工程をさらに有し、 上記加熱工程で加熱されるグリーンシートは、上記積層
工程により積層された上記グリーンシート積層体である
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
28. The green sheet laminate according to claim 1, wherein a plurality of green sheets having the via holes and / or wirings are laminated and adhered between the conductor forming step and the heating step. A method for manufacturing a wiring board, further comprising a stacking step for forming the green sheet, wherein the green sheet heated in the heating step is the green sheet stacked body stacked in the stacking step.
【請求項29】請求項1または2において、 上記導体は、銅であることを特徴とする配線基板の製造
方法。
29. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the conductor is copper.
【請求項30】SiO2成分、B23成分、およびR2
成分の総重量を100%とし、 SiO2成分が88重量%、B23成分が12重量%で
ある組成を第1の組成、 SiO2成分が82重量%、B23成分が18重量%で
ある組成を第3の組成、 SiO2成分が84重量%、B23成分が10重量%、
2O成分が6重量%である組成を第10の組成、 SiO2成分が90重量%、B23成分が5重量%、R2
O成分が5重量%である組成を第11の組成、 SiO2成分が89重量%、B23成分が10重量%、
2O成分が1重量%である組成を第4の組成とした場
合、 SiO2−B23−R2O系三角組成図において、第1の
組成を示す点および第3の組成を示す点、第3の組成を
示す点および第10の組成を示す点、第10の組成を示
す点および第11の組成を示す点、第11の組成を示す
点および第4の組成を示す点、第4の組成を示す点およ
び第1の組成を示す点、をそれぞれ結ぶ線により囲まれ
る領域内(線上含む)の点の示す組成に、 上記R2O成分は、アルカリ金属酸化物成分と、該アル
カリ金属酸化物成分のモル量の90モル%以下のAl2
3成分とからなることを特徴とする非晶質ガラス。
30. SiO 2 component, B 2 O 3 component, and R 2 O
The first composition is a composition in which the total weight of the components is 100%, the SiO 2 component is 88% by weight, the B 2 O 3 component is 12% by weight, the SiO 2 component is 82% by weight, and the B 2 O 3 component is 18% by weight. The third composition is the composition which is wt%, the SiO 2 component is 84 wt%, the B 2 O 3 component is 10 wt%,
The composition having 6% by weight of the R 2 O component is the 10th composition, 90% by weight of the SiO 2 component, 5% by weight of the B 2 O 3 component, and R 2
The 11th composition is a composition in which the O component is 5% by weight, the SiO 2 component is 89% by weight, the B 2 O 3 component is 10% by weight,
When the composition in which the R 2 O component is 1 wt% is the fourth composition, in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram, the points indicating the first composition and the third composition are Point, third composition and tenth composition, tenth composition and eleventh composition, eleventh composition and fourth composition , A point indicating the fourth composition and a point indicating the first composition, the R 2 O component is an alkali metal oxide component, and the R 2 O component is an alkali metal oxide component. And 90% by mole or less of the molar amount of the alkali metal oxide component Al 2
An amorphous glass characterized by comprising an O 3 component.
【請求項31】請求項30において、 上記Rは、カリウムであることを特徴とする非晶質ガラ
ス。
31. The amorphous glass according to claim 30, wherein R is potassium.
【請求項32】請求項30において、 非晶質ガラス全体に対して1〜4重量%のZnO成分を
さらに含むことを特徴とする非晶質ガラス。
32. The amorphous glass according to claim 30, further comprising 1 to 4% by weight of ZnO component with respect to the entire amorphous glass.
【請求項33】非晶質ガラスとフィラーとからなる配線
基板用セラミック組成物において、 上記セラミック組成物の総体積を100%とすると、6
0〜95体積%の非晶質ガラスと、40〜5体積%のフ
ィラーとからなり、 SiO2成分、B23成分、R2O成分(ただし、Rはア
ルカリ金属を示す)を含み、 SiO2成分、B23成分、およびR2O成分の総重量を
100%とし、 SiO2成分が88重量%、B23成分が12重量%で
ある組成を第1の組成、 SiO2成分が82重量%、B23成分が18重量%で
ある組成を第3の組成、 SiO2成分が84重量%、B23成分が10重量%、
2O成分が6重量%である組成を第10の組成、 SiO2成分が90重量%、B23成分が5重量%、R2
O成分が5重量%である組成を第11の組成、 SiO2成分が89重量%、B23成分が10重量%、
2O成分が1重量%である組成を第4の組成とした場
合、 SiO2−B23−R2O系三角組成図において、第1の
組成を示す点および第3の組成を示す点、第3の組成を
示す点および第10の組成を示す点、第10の組成を示
す点および第11の組成を示す点、第11の組成を示す
点および第4の組成を示す点、第4の組成を示す点およ
び第1の組成を示す点、をそれぞれ結ぶ線により囲まれ
る領域内(線上含む)の点の示す組成を有することを特
徴とする配線基板用セラミック組成物。
33. A ceramic composition for a wiring board, which comprises amorphous glass and a filler, wherein when the total volume of the ceramic composition is 100%, then 6
Consisting of 0 to 95% by volume of amorphous glass and 40 to 5% by volume of filler, and containing SiO 2 component, B 2 O 3 component, R 2 O component (where R represents an alkali metal), The total weight of the SiO 2 component, the B 2 O 3 component, and the R 2 O component is 100%, and the composition in which the SiO 2 component is 88 wt% and the B 2 O 3 component is 12 wt% is the first composition, SiO The second composition is 82% by weight, the B 2 O 3 component is 18% by weight, and the third composition is 84% by weight, the SiO 2 component is 84% by weight, and the B 2 O 3 component is 10% by weight.
The composition having 6% by weight of the R 2 O component is the 10th composition, 90% by weight of the SiO 2 component, 5% by weight of the B 2 O 3 component, and R 2
The 11th composition is a composition in which the O component is 5% by weight, the SiO 2 component is 89% by weight, the B 2 O 3 component is 10% by weight,
When the composition in which the R 2 O component is 1 wt% is the fourth composition, in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram, the points indicating the first composition and the third composition are Point, third composition and tenth composition, tenth composition and eleventh composition, eleventh composition and fourth composition , A point indicating the fourth composition and a point indicating the first composition, the ceramic composition for a wiring board having a composition indicated by a point inside (including on the line) surrounded by a line connecting the points.
【請求項34】請求項33において、 上記非晶質ガラスは、 SiO2成分、B23成分、およびR2O成分の総重量を
100%とし、 SiO2成分が87重量%、B23成分が11.5重量
%、R2O成分が1.5重量%である組成を第5の組
成、 SiO2成分が84.7重量%、B23成分が10.8
重量%、R2O成分が4.5重量%である組成を第9の
組成とした場合、 SiO2−B23−R2O系三角組成図において、上記第
4の組成を示す点および第5の組成を示す点、第5の組
成を示す点および第9の組成を示す点、第9の組成を示
す点および上記第10の組成を示す点、上記第10の組
成を示す点および上記第11の組成を示す点、上記第1
1の組成を示す点および上記第4の組成を示す点、をそ
れぞれ結ぶ線により囲まれる領域内(線上含む)の点の
示す組成を有することを特徴とする配線基板用セラミッ
ク組成物。
In 34. The method of claim 33, said amorphous glass, SiO 2 component, B 2 O 3 component, and the total weight of the R 2 O component and 100%, SiO 2 component is 87 wt%, B 2 The fifth composition has a composition in which the O 3 component is 11.5% by weight and the R 2 O component is 1.5% by weight, the SiO 2 component is 84.7% by weight, and the B 2 O 3 component is 10.8% by weight.
In the case where the composition containing 9% by weight and 4.5% by weight of R 2 O is the 9th composition, a point showing the 4th composition in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram And a point indicating the fifth composition, a point indicating the fifth composition, a point indicating the ninth composition, a point indicating the ninth composition, a point indicating the tenth composition, and a point indicating the tenth composition. And the point indicating the eleventh composition, and the first composition
1. A ceramic composition for a wiring board, which has a composition indicated by a point within a region (including a line) surrounded by a line connecting each of the points indicating the composition No. 1 and the point indicating the fourth composition.
【請求項35】請求項33または34において、 上記Rは、カリウムであることを特徴とする配線基板用
セラミック組成物。
35. The ceramic composition for a wiring board as claimed in claim 33, wherein R is potassium.
【請求項36】請求項33において、 上記非晶質ガラスは、上記R2O成分の代わりに、R2
成分と、R2O成分のモル量の90モル%以下のAl2
3成分とを含むことを特徴とする配線基板用セラミック
組成物。
36. The amorphous glass according to claim 33, wherein R 2 O is used in place of the R 2 O component.
Component and 90% by mole or less of the molar amount of the R 2 O component, Al 2 O
A ceramic composition for a wiring board, which comprises three components.
【請求項37】請求項33または36において、 上記非晶質ガラスは、非晶質ガラス全体に対して1〜4
重量%のZnO成分をさらに含むことを特徴とする配線
基板用セラミック組成物。
37. The amorphous glass according to claim 33, wherein the amount of the amorphous glass is 1 to 4 with respect to the entire amorphous glass.
A ceramic composition for a wiring board, which further comprises a ZnO component by weight.
【請求項38】非晶質ガラスと、フィラーとからなる配
線基板用セラミック組成物において、 上記セラミック組成物の総体積を100%とすると、上
記非晶質ガラスの体積は60〜95%であり、上記フィ
ラーの体積は40〜5%であり、 上記非晶質ガラスは、軟化温度が850〜1100℃で
あることを特徴とする配線基板用セラミック組成物。
38. A wiring board ceramic composition comprising amorphous glass and a filler, wherein the volume of the amorphous glass is 60 to 95% when the total volume of the ceramic composition is 100%. The volume of the filler is 40 to 5%, and the amorphous glass has a softening temperature of 850 to 1100 ° C.
【請求項39】請求項33または38において、 上記フィラーは、アルミナ、ムライト、コージェライ
ト、および石英ガラスから選ばれた少なくとも一種であ
ることを特徴とする配線基板用セラミック組成物。
39. The ceramic composition for a wiring board as defined in claim 33, wherein the filler is at least one selected from alumina, mullite, cordierite, and quartz glass.
【請求項40】導体からなるビアおよび配線と、セラミ
ックからなる基材とを備える配線基板において、 上記セラミックは、 該セラミックの総体積を100%とすると、60〜95
体積%の非晶質ガラスと、40〜5%のフィラーとが焼
結して得られる焼結体であり、 上記非晶質ガラスは、 SiO2成分、B23成分、R2O成分(ただし、Rはア
ルカリ金属を示す)を含み、 SiO2成分、B23成分、およびR2O成分の総重量を
100%とし、 SiO2成分が88重量%、B23成分が12重量%で
ある組成を第1の組成、 SiO2成分が82重量%、B23成分が18重量%で
ある組成を第3の組成、 SiO2成分が84重量%、B23成分が10重量%、
2O成分が6重量%である組成を第10の組成、 SiO2成分が90重量%、B23成分が5重量%、R2
O成分が5重量%である組成を第11の組成、 SiO2成分が89重量%、B23成分が10重量%、
2O成分が1重量%である組成を第4の組成とした場
合、 SiO2−B23−R2O系三角組成図において、第1の
組成を示す点および第3の組成を示す点、第3の組成を
示す点および第10の組成を示す点、第10の組成を示
す点および第11の組成を示す点、第11の組成を示す
点および第4の組成を示す点、第4の組成を示す点およ
び第1の組成を示す点、をそれぞれ結ぶ線により囲まれ
る領域内(線上含む)の点の示す組成を有することを特
徴とする配線基板。
40. A wiring board comprising a via and a wiring made of a conductor and a base material made of a ceramic, wherein the ceramic has a total volume of the ceramic of 60 to 95.
It is a sintered body obtained by sintering volume% of amorphous glass and 40 to 5% of filler, and the amorphous glass is composed of SiO 2 component, B 2 O 3 component, and R 2 O component. (However, R represents an alkali metal), the total weight of the SiO 2 component, the B 2 O 3 component, and the R 2 O component is 100%, and the SiO 2 component is 88 wt% and the B 2 O 3 component is The composition of 12% by weight is the first composition, the composition of SiO 2 is 82% by weight, the composition of the B 2 O 3 is 18% by weight is the third composition, the composition of SiO 2 is 84% by weight, and the composition of B 2 O 3 is B 2 O 3. 10% by weight of ingredients,
The composition having 6% by weight of the R 2 O component is the 10th composition, 90% by weight of the SiO 2 component, 5% by weight of the B 2 O 3 component, and R 2
The 11th composition is a composition in which the O component is 5% by weight, the SiO 2 component is 89% by weight, the B 2 O 3 component is 10% by weight,
When the composition in which the R 2 O component is 1 wt% is the fourth composition, in the SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O system triangular composition diagram, the points indicating the first composition and the third composition are Point, third composition and tenth composition, tenth composition and eleventh composition, eleventh composition and fourth composition , A point indicating the fourth composition and a point indicating the first composition, the wiring board having a composition indicated by a point inside (including on the line) surrounded by a line connecting the points.
【請求項41】請求項40において、 上記Rは、カリウムであることを特徴とする配線基板。41. The wiring board according to claim 40, wherein R is potassium. 【請求項42】導体からなるビアおよび配線と、セラミ
ックからなる基材とを備える配線基板において、 上記セラミックは、 該セラミックの総体積を100%とすると、60〜95
体積%の軟化温度が850〜1100℃である非晶質ガ
ラスと、40〜5%のフィラーとが焼結して得られる焼
結体であることを特徴とする配線基板。
42. A wiring board comprising a via and a wiring made of a conductor and a base material made of a ceramic, wherein the ceramic is 60 to 95 when the total volume of the ceramic is 100%.
A wiring board, which is a sintered body obtained by sintering amorphous glass having a volume% softening temperature of 850 to 1100 ° C. and 40 to 5% of a filler.
【請求項43】導体からなるビアおよび配線と、セラミ
ックからなる基材とを備える配線基板において、 上記セラミックは、 該セラミックの総体積を100%とすると、60〜95
体積%の非晶質ガラスと、40〜5%のフィラーとが焼
結して得られる焼結体であり、 熱膨張係数が2.0〜4.0×10-6/℃であることを
特徴とする配線基板。
43. A wiring board comprising a via and a wiring made of a conductor and a base material made of a ceramic, wherein the ceramic has a total volume of the ceramic of 60 to 95.
It is a sintered body obtained by sintering volume% of amorphous glass and 40 to 5% of filler, and has a thermal expansion coefficient of 2.0 to 4.0 × 10 −6 / ° C. Characteristic wiring board.
【請求項44】導体からなる配線と、セラミックからな
る絶縁層とを備える配線基板と、該配線基板上に搭載さ
れた電子回路素子とを備える電子回路装置において、 上記セラミックは、 60〜95体積%の軟化温度が850〜1100℃であ
る非晶質ガラスと、40〜5%のフィラーとからなるこ
とを特徴とする電子回路装置。
44. An electronic circuit device comprising: a wiring board provided with wiring made of a conductor; and an insulating layer made of ceramic; and an electronic circuit element mounted on the wiring board. The ceramic has a volume of 60 to 95. An electronic circuit device comprising: an amorphous glass having a softening temperature of 850 to 1100 ° C. and a filler of 40 to 5%.
【請求項45】導体からなる配線と、セラミックからな
る絶縁層とを備える配線基板と、該配線基板上に搭載さ
れた半導体素子とを備える電子計算機用モジュールにお
いて、 上記セラミックは、 60〜95体積%の軟化温度が850〜1100℃であ
る非晶質ガラスと、40〜5%のフィラーとからなるこ
とを特徴とする配線基板を備えることを特徴とする電子
計算機用モジュール。
45. An electronic module comprising: a wiring board provided with wiring made of a conductor and an insulating layer made of ceramic; and a semiconductor element mounted on the wiring board, wherein the ceramic has a volume of 60 to 95%. % Of softening temperature is 850-1100 degreeC, and the wiring board characterized by comprising 40-5% of filler, The module for electronic computers characterized by the above-mentioned.
【請求項46】プリント配線板と、該プリント配線板上
に搭載された電子計算機用モジュールとを備え、上記電
子計算機用モジュールは、導体からなる配線およびセラ
ミックからなる絶縁層を備える配線基板と、該配線基板
上に搭載された半導体素子とを備える電子計算機におい
て、 上記セラミックは、 60〜95体積%の軟化温度が850〜1100℃であ
る非晶質ガラスと、40〜5%のフィラーとからなるこ
とを特徴とする配線基板を備えることを特徴とする電子
計算機。
46. A printed wiring board, and a computer module mounted on the printed wiring board, wherein the computer module includes a wiring board having wiring made of a conductor and an insulating layer made of ceramics. In an electronic computer including a semiconductor element mounted on the wiring board, the ceramic is composed of 60 to 95% by volume of an amorphous glass having a softening temperature of 850 to 1100 ° C. and 40 to 5% of a filler. An electronic computer comprising a wiring board characterized by the following.
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