JPH107435A - ガラスセラミック配線基板およびその製造方法 - Google Patents
ガラスセラミック配線基板およびその製造方法Info
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- JPH107435A JPH107435A JP18544096A JP18544096A JPH107435A JP H107435 A JPH107435 A JP H107435A JP 18544096 A JP18544096 A JP 18544096A JP 18544096 A JP18544096 A JP 18544096A JP H107435 A JPH107435 A JP H107435A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ａｇ、Ａｕなどの低融点金属を配線材料とする
低温焼成のガラスセラミック配線基板において、配線材
料と絶縁材料との焼成時の収縮挙動を接近したものと
し、配線基板の反りや変形を少なくすること。 【解決手段】ホウケイ酸ガラスと、平均粒径が８〜１５
μmであるアルミナ粒子とを重量比８０：２０〜５５：
４５の範囲で含むガラスセラミックからなる絶縁部と、
Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたは
Ａｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体とするメ
タライズ部とを有すること。ガラス組成が、ＳｉＯ2＝
４０〜５２重量％、Ａｌ2Ｏ3＝２７〜３７重量％、Ｍｇ
Ｏ＝１１〜１３重量％、Ｂ2Ｏ3＝２〜８重量％、ＣａＯ
＝２〜８重量％、ＺｒＯ2＝０．１〜３重量％の範囲で
あること。
低温焼成のガラスセラミック配線基板において、配線材
料と絶縁材料との焼成時の収縮挙動を接近したものと
し、配線基板の反りや変形を少なくすること。 【解決手段】ホウケイ酸ガラスと、平均粒径が８〜１５
μmであるアルミナ粒子とを重量比８０：２０〜５５：
４５の範囲で含むガラスセラミックからなる絶縁部と、
Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたは
Ａｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体とするメ
タライズ部とを有すること。ガラス組成が、ＳｉＯ2＝
４０〜５２重量％、Ａｌ2Ｏ3＝２７〜３７重量％、Ｍｇ
Ｏ＝１１〜１３重量％、Ｂ2Ｏ3＝２〜８重量％、ＣａＯ
＝２〜８重量％、ＺｒＯ2＝０．１〜３重量％の範囲で
あること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成のセラミ
ック配線基板およびその製造方法に関する。特にＡｇ、
Ａｕなどの低融点金属が配線材料としてメタライズされ
た低温焼成のガラスセラミック配線基板に関する。
ック配線基板およびその製造方法に関する。特にＡｇ、
Ａｕなどの低融点金属が配線材料としてメタライズされ
た低温焼成のガラスセラミック配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩなどの半導体素子を実装す
る基板として、アルミナ系セラミックを絶縁材料とする
配線基板が使用されてきた。しかし、アルミナ系セラミ
ック材料の焼成温度が高く、同時焼成が可能な配線材料
としては高融点金属であるＷ、Ｍｏ等が使われるため、
導通抵抗が１０〜２０ｍΩ／□（ｍΩ／ｍｍ2）と高く
なる問題を有していた。そこで、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなど
の低抵抗な配線材料と、それらと同時焼成可能な低温焼
成絶縁材料としてガラスあるいはガラスセラミックとを
用いる配線基板が使用されるようになってきた。特にガ
ラスセラミック配線基板は、８００〜１１００℃程度の
低温で焼成可能であり、かつセラミックの結晶相を構成
成分として含有するため、機械的強度にも優れており、
さらに誘電率も低く高速信号処理が可能となるため最近
注目されている。
る基板として、アルミナ系セラミックを絶縁材料とする
配線基板が使用されてきた。しかし、アルミナ系セラミ
ック材料の焼成温度が高く、同時焼成が可能な配線材料
としては高融点金属であるＷ、Ｍｏ等が使われるため、
導通抵抗が１０〜２０ｍΩ／□（ｍΩ／ｍｍ2）と高く
なる問題を有していた。そこで、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなど
の低抵抗な配線材料と、それらと同時焼成可能な低温焼
成絶縁材料としてガラスあるいはガラスセラミックとを
用いる配線基板が使用されるようになってきた。特にガ
ラスセラミック配線基板は、８００〜１１００℃程度の
低温で焼成可能であり、かつセラミックの結晶相を構成
成分として含有するため、機械的強度にも優れており、
さらに誘電率も低く高速信号処理が可能となるため最近
注目されている。
【０００３】ところで、ガラスセラミック配線基板に用
いられるＡｇ、ＡｕあるいはそれらにＰｄ、Ｐｔ等を添
加してなるメタライズ組成物は、焼結開始温度が６００
〜７００℃程度となるものが多い。一方、ガラスセラミ
ックは焼結開始温度が７００〜９００℃程度である。こ
こで、メタライズの焼結開始温度とガラスセラミックの
焼結開始温度が大きく異なる場合、焼成時にまずメタラ
イズ組成物のみが収縮を開始するため、収縮の開始が高
温で始まるガラスセラミックとの収縮差が生じる。その
結果、配線基板に反りや変形を生じて所望とする寸法、
形状のものが得られないことがある。そこで、以下のよ
うな対策が考えられるが、よい効果が得られなかった。
すなわちメタライズ組成物としてガラスセラミックと同
程度あるいはそれ以上の軟化点を有するガラス成分を添
加する方法が考えられるが、メタライズ組成物の焼結開
始温度を大幅に高くするには至らなかった。その他、焼
成時において配線基板上に平坦な面を有するアルミナ等
のセラミック板を乗せ、強制的に反りを抑える方法があ
るが、大きなサイズの配線基板では、均一な収縮が達成
できないという問題や、配線基板がセラミック板に付着
するという問題が発生した。
いられるＡｇ、ＡｕあるいはそれらにＰｄ、Ｐｔ等を添
加してなるメタライズ組成物は、焼結開始温度が６００
〜７００℃程度となるものが多い。一方、ガラスセラミ
ックは焼結開始温度が７００〜９００℃程度である。こ
こで、メタライズの焼結開始温度とガラスセラミックの
焼結開始温度が大きく異なる場合、焼成時にまずメタラ
イズ組成物のみが収縮を開始するため、収縮の開始が高
温で始まるガラスセラミックとの収縮差が生じる。その
結果、配線基板に反りや変形を生じて所望とする寸法、
形状のものが得られないことがある。そこで、以下のよ
うな対策が考えられるが、よい効果が得られなかった。
すなわちメタライズ組成物としてガラスセラミックと同
程度あるいはそれ以上の軟化点を有するガラス成分を添
加する方法が考えられるが、メタライズ組成物の焼結開
始温度を大幅に高くするには至らなかった。その他、焼
成時において配線基板上に平坦な面を有するアルミナ等
のセラミック板を乗せ、強制的に反りを抑える方法があ
るが、大きなサイズの配線基板では、均一な収縮が達成
できないという問題や、配線基板がセラミック板に付着
するという問題が発生した。
【０００４】以上の課題を解決するに当たり、参考とな
る文献として次のようなものがある。特開平４−５０１
４１号公報には、セラミックフィラ−の粒径を１〜５μ
mとし、ガラスの粒径をセラミックフィラ−の粒径の１
／３以下とすると、ガラスセラミックの機械的強度が向
上するとの記載がある。特開昭６３−７９７３９号公報
には、特定組成のガラスとフィラ−の重量比を限定する
ことにより、低温焼成が可能であり、さらに機械的強度
が向上することが記載されている。また、その明細書中
に、フィラ−の粒度がガラス組成物の粒度と同等か、若
干小さめに設定するのが好ましいと記載されている。特
開平７−１５７３６３号公報にはガラスの組成重量比を
特定することにより、低誘電率化と高い機械的強度を達
成できると記載され、その実施例にアルミナ等のフィラ
−の平均粒径が２μmのものを使用したとある。以上の
公知資料は、ガラスセラミック自体の低誘電率化、機械
的強度の向上を主眼としたもので、配線基板等の反り、
変形に関する記載は特にない。
る文献として次のようなものがある。特開平４−５０１
４１号公報には、セラミックフィラ−の粒径を１〜５μ
mとし、ガラスの粒径をセラミックフィラ−の粒径の１
／３以下とすると、ガラスセラミックの機械的強度が向
上するとの記載がある。特開昭６３−７９７３９号公報
には、特定組成のガラスとフィラ−の重量比を限定する
ことにより、低温焼成が可能であり、さらに機械的強度
が向上することが記載されている。また、その明細書中
に、フィラ−の粒度がガラス組成物の粒度と同等か、若
干小さめに設定するのが好ましいと記載されている。特
開平７−１５７３６３号公報にはガラスの組成重量比を
特定することにより、低誘電率化と高い機械的強度を達
成できると記載され、その実施例にアルミナ等のフィラ
−の平均粒径が２μmのものを使用したとある。以上の
公知資料は、ガラスセラミック自体の低誘電率化、機械
的強度の向上を主眼としたもので、配線基板等の反り、
変形に関する記載は特にない。
【０００５】一方、配線基板の反り、変形の低減を目的
としたものとしては以下のものがある。特開平１−２８
６３８９号公報では、フィラ−の粒径を０．５μm以
下、ガラスの粒径を２．５μm以下とすることにより、
セラミック部の焼成収縮率を大きくし、導体部の焼成収
縮率に近づけることで目的を達成しようとするものであ
る。しかし、焼成中の焼成収縮挙動を考慮したものでは
ない。特開平４−３６９５０９号公報は、セラミックフ
ィラ−の粒径と、ガラス粉末の粒径が種々異なり、収縮
率の違うグリ−ンシ−トを作製し、その組み合わせで配
線基板全体で反り、変形を小さくすることを目的とした
ものである。しかし、メタライズ部の収縮率、あるい
は、焼成収縮挙動を考慮したものではない。
としたものとしては以下のものがある。特開平１−２８
６３８９号公報では、フィラ−の粒径を０．５μm以
下、ガラスの粒径を２．５μm以下とすることにより、
セラミック部の焼成収縮率を大きくし、導体部の焼成収
縮率に近づけることで目的を達成しようとするものであ
る。しかし、焼成中の焼成収縮挙動を考慮したものでは
ない。特開平４−３６９５０９号公報は、セラミックフ
ィラ−の粒径と、ガラス粉末の粒径が種々異なり、収縮
率の違うグリ−ンシ−トを作製し、その組み合わせで配
線基板全体で反り、変形を小さくすることを目的とした
ものである。しかし、メタライズ部の収縮率、あるい
は、焼成収縮挙動を考慮したものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】すなわち本発明は、Ａ
ｇ、Ａｕなどの低融点金属を配線材料とする低温焼成の
セラミック配線基板において、配線材料とセラミック材
料との焼成時の収縮挙動を接近したものとし、配線基板
の反りや変形を少なくすることを課題とする。
ｇ、Ａｕなどの低融点金属を配線材料とする低温焼成の
セラミック配線基板において、配線材料とセラミック材
料との焼成時の収縮挙動を接近したものとし、配線基板
の反りや変形を少なくすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１の発明は、ホウケイ酸ガラスと、平均粒径が
８〜１５μmであるアルミナ粒子とを重量比８０：２０
〜５５：４５の範囲で含むガラスセラミックからなる絶
縁部と、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡ
ｇまたはＡｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体
とするメタライズ部とを有することを特徴とするガラス
セラミック配線基板を要旨とする。
の請求項１の発明は、ホウケイ酸ガラスと、平均粒径が
８〜１５μmであるアルミナ粒子とを重量比８０：２０
〜５５：４５の範囲で含むガラスセラミックからなる絶
縁部と、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡ
ｇまたはＡｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体
とするメタライズ部とを有することを特徴とするガラス
セラミック配線基板を要旨とする。
【０００８】請求項２の発明は、化学組成がＳｉＯ2＝
４０〜５２重量％、Ａｌ2Ｏ3＝２７〜３７重量％、Ｍｇ
Ｏ＝１１〜１３重量％、Ｂ2Ｏ3＝２〜８重量％、ＣａＯ
＝２〜８重量％、ＺｒＯ2＝０．１〜３重量％の範囲で
あるホウケイ酸ガラスと、平均粒径が８〜１５μmであ
るアルミナ粒子とを重量比８０：２０〜５５：４５の範
囲で含むガラスセラミックからなる絶縁部と、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたはＡｕを含
む１種以上からなる導電用金属を主体とするメタライズ
部とを有することを特徴とするガラスセラミック配線基
板を要旨とする。
４０〜５２重量％、Ａｌ2Ｏ3＝２７〜３７重量％、Ｍｇ
Ｏ＝１１〜１３重量％、Ｂ2Ｏ3＝２〜８重量％、ＣａＯ
＝２〜８重量％、ＺｒＯ2＝０．１〜３重量％の範囲で
あるホウケイ酸ガラスと、平均粒径が８〜１５μmであ
るアルミナ粒子とを重量比８０：２０〜５５：４５の範
囲で含むガラスセラミックからなる絶縁部と、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたはＡｕを含
む１種以上からなる導電用金属を主体とするメタライズ
部とを有することを特徴とするガラスセラミック配線基
板を要旨とする。
【０００９】請求項３の発明は、平均粒径が１〜８μm
のホウケイ酸ガラス粉末と、平均粒径が８〜１５μmで
あるアルミナ粒子とを重量比８０：２０〜５５：４５の
範囲で含み、焼成によりガラスセラミックとなるセラミ
ックグリ−ンシ−トに、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうち
の少なくともＡｇまたはＡｕを含む１種以上からなる導
電用金属を主体とするメタライズぺ−ストを印刷または
塗布し、焼成することを特徴とするガラスセラミック配
線基板の製造方法を要旨とする。
のホウケイ酸ガラス粉末と、平均粒径が８〜１５μmで
あるアルミナ粒子とを重量比８０：２０〜５５：４５の
範囲で含み、焼成によりガラスセラミックとなるセラミ
ックグリ−ンシ−トに、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうち
の少なくともＡｇまたはＡｕを含む１種以上からなる導
電用金属を主体とするメタライズぺ−ストを印刷または
塗布し、焼成することを特徴とするガラスセラミック配
線基板の製造方法を要旨とする。
【０００１０】請求項４の発明は、化学組成がＳｉＯ2
＝４０〜５２重量％、Ａｌ2Ｏ3＝２７〜３７重量％、Ｍ
ｇＯ＝１１〜１３重量％、Ｂ2Ｏ3＝２〜８重量％、Ｃａ
Ｏ＝２〜８重量％、ＺｒＯ2＝０．１〜３重量％の範囲
であり、平均粒径が１〜８μmのホウケイ酸ガラス粉末
と、平均粒径が８〜１５μmであるアルミナ粒子とを重
量比８０：２０〜５５：４５の範囲で含み、焼成により
ガラスセラミックとなるセラミックグリ−ンシ−トに、
Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたは
Ａｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体とするメ
タライズぺ−ストを印刷または塗布し、焼成することを
特徴とするガラスセラミック配線基板の製造方法を要旨
とする。
＝４０〜５２重量％、Ａｌ2Ｏ3＝２７〜３７重量％、Ｍ
ｇＯ＝１１〜１３重量％、Ｂ2Ｏ3＝２〜８重量％、Ｃａ
Ｏ＝２〜８重量％、ＺｒＯ2＝０．１〜３重量％の範囲
であり、平均粒径が１〜８μmのホウケイ酸ガラス粉末
と、平均粒径が８〜１５μmであるアルミナ粒子とを重
量比８０：２０〜５５：４５の範囲で含み、焼成により
ガラスセラミックとなるセラミックグリ−ンシ−トに、
Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたは
Ａｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体とするメ
タライズぺ−ストを印刷または塗布し、焼成することを
特徴とするガラスセラミック配線基板の製造方法を要旨
とする。
【００１１】ここでアルミナ粒子の平均粒径を８〜１５
μmとするのは、この範囲であるとガラスセラミック配
線基板の、焼成後の反り、変形が小さくなるためであ
る。一方、平均粒径が８μm未満であると、ガラスセラ
ミック配線基板の焼成後の反り、変形が大きいものとな
るため好ましくない。また、平均粒径が１５μmより大
きいものとすると、配線基板表面の凹凸が大きくなり好
ましくない。また、製造工程においても、グリ−ンシ−
ト表面の凹凸が大きくなり、メタライズぺ−ストの印
刷、塗布時にかすれ等の不良原因となり好ましくない。
μmとするのは、この範囲であるとガラスセラミック配
線基板の、焼成後の反り、変形が小さくなるためであ
る。一方、平均粒径が８μm未満であると、ガラスセラ
ミック配線基板の焼成後の反り、変形が大きいものとな
るため好ましくない。また、平均粒径が１５μmより大
きいものとすると、配線基板表面の凹凸が大きくなり好
ましくない。また、製造工程においても、グリ−ンシ−
ト表面の凹凸が大きくなり、メタライズぺ−ストの印
刷、塗布時にかすれ等の不良原因となり好ましくない。
【００１２】ホウケイ酸ガラスと、アルミナ粒子との重
量比を８０：２０〜５５：４５とするのは以下の理由に
よる。アルミナ粒子の重量比が２０％より小さいと、ガ
ラスセラミックの強度向上に対する効果が小さくなるた
めである。一方、アルミナ粒子の重量比が４５％より大
きいと、焼結性が低下するとともに、アルミナ粒子間の
ガラス成分の充填性が低下し、気密性が低下するため好
ましくない。
量比を８０：２０〜５５：４５とするのは以下の理由に
よる。アルミナ粒子の重量比が２０％より小さいと、ガ
ラスセラミックの強度向上に対する効果が小さくなるた
めである。一方、アルミナ粒子の重量比が４５％より大
きいと、焼結性が低下するとともに、アルミナ粒子間の
ガラス成分の充填性が低下し、気密性が低下するため好
ましくない。
【００１３】Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくと
もＡｇまたはＡｕを含む１種以上からなる導電用金属と
は、Ａｇ、Ａｕの単体からなるものの他、主成分として
ＡｇまたはＡｕを含み、副成分として他の成分を１種以
上含むものも含む。例えば、Ａｇ単体ではマイグレ−シ
ョン性が問題となる場合には、ＡｇとＰｄとの合金であ
るＡｇ80−Ｐｄ20なる組成であるもの等が使用できる。
また配線基板が多層配線を有する場合に、内部の配線を
導電率の高いＡｇ単体からなる、あるいはＰｄ含有量の
少ないＡｇ−Ｐｄ合金を使用し、表層の配線にはマイグ
レ−ション防止のためＡｇ80−Ｐｄ20なる合金を使用す
るものの他に、各配線層毎に配線材料が異なる場合にも
適応できる。
もＡｇまたはＡｕを含む１種以上からなる導電用金属と
は、Ａｇ、Ａｕの単体からなるものの他、主成分として
ＡｇまたはＡｕを含み、副成分として他の成分を１種以
上含むものも含む。例えば、Ａｇ単体ではマイグレ−シ
ョン性が問題となる場合には、ＡｇとＰｄとの合金であ
るＡｇ80−Ｐｄ20なる組成であるもの等が使用できる。
また配線基板が多層配線を有する場合に、内部の配線を
導電率の高いＡｇ単体からなる、あるいはＰｄ含有量の
少ないＡｇ−Ｐｄ合金を使用し、表層の配線にはマイグ
レ−ション防止のためＡｇ80−Ｐｄ20なる合金を使用す
るものの他に、各配線層毎に配線材料が異なる場合にも
適応できる。
【００１４】メタライズ部には、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐ
ｔのうちの少なくともＡｇまたはＡｕを含む１種以上か
らなる導電用金属の他に、ガラス組成物を含有すること
が好ましい。これはガラス組成物が、Ａｇ、Ａｕ、Ｐ
ｄ、Ｐｔからなる導電用金属の焼結を助け、あるいは、
焼成温度の調節をすることができるためである。また、
導電用金属が多孔質状に焼結した場合に、その孔内を埋
めメタライズ部の気密性を得る目的も有する。さらに、
焼成工程の冷却過程の際に、メタライズ部の絶縁部に対
する熱膨張差を緩和し、反り、変形を小さくする働きも
有する。このようなガラス組成物としては、ホウケイ酸
ガラス（Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス、アルミノホウケイ
酸ガラスであるＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系ガラスも
これに含む）やホウケイ酸ガラスをマトリックスとする
ガラスセラミック組成物などが使用できる。また、ガラ
ス組成物として配線基板の絶縁材料と同組成の材料も使
用できる。
ｔのうちの少なくともＡｇまたはＡｕを含む１種以上か
らなる導電用金属の他に、ガラス組成物を含有すること
が好ましい。これはガラス組成物が、Ａｇ、Ａｕ、Ｐ
ｄ、Ｐｔからなる導電用金属の焼結を助け、あるいは、
焼成温度の調節をすることができるためである。また、
導電用金属が多孔質状に焼結した場合に、その孔内を埋
めメタライズ部の気密性を得る目的も有する。さらに、
焼成工程の冷却過程の際に、メタライズ部の絶縁部に対
する熱膨張差を緩和し、反り、変形を小さくする働きも
有する。このようなガラス組成物としては、ホウケイ酸
ガラス（Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス、アルミノホウケイ
酸ガラスであるＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系ガラスも
これに含む）やホウケイ酸ガラスをマトリックスとする
ガラスセラミック組成物などが使用できる。また、ガラ
ス組成物として配線基板の絶縁材料と同組成の材料も使
用できる。
【００１５】上記ガラス組成物は、メタライズ部の１〜
１０重量部であるのが好ましい。これは１重量部未満で
あると、前段に記載の目的を達成できないためである。
また１０重量部を越えると、メタライズ部の抵抗値が高
くなるため好ましくない。さらに、配線基板の表層に形
成されるメタライズにおいては、その最表面にガラス成
分が析出したり、あるいは最表面のガラス成分による被
覆などが発生することもあり好ましくない。
１０重量部であるのが好ましい。これは１重量部未満で
あると、前段に記載の目的を達成できないためである。
また１０重量部を越えると、メタライズ部の抵抗値が高
くなるため好ましくない。さらに、配線基板の表層に形
成されるメタライズにおいては、その最表面にガラス成
分が析出したり、あるいは最表面のガラス成分による被
覆などが発生することもあり好ましくない。
【００１６】本発明のガラスセラミック配線基板の絶縁
材料に好ましく用いられるガラスセラミックとは、ホウ
ケイ酸ガラス粉末等のガラス粉末に、アルミナ粒子から
なるセラミックフィラ−を混合してなる混合系である
が、セラミックフィラ−としてアノ−サイト、コ−ジエ
ライト、シリカ等を用いたものでも適用可能である。
材料に好ましく用いられるガラスセラミックとは、ホウ
ケイ酸ガラス粉末等のガラス粉末に、アルミナ粒子から
なるセラミックフィラ−を混合してなる混合系である
が、セラミックフィラ−としてアノ−サイト、コ−ジエ
ライト、シリカ等を用いたものでも適用可能である。
【００１７】
【作用】ガラスセラミック配線基板の絶縁部を、ホウケ
イ酸ガラスと、平均粒径が８〜１５μmであるアルミナ
粒子とを重量比８０：２０〜５５：４５の範囲で含むガ
ラスセラミックとすることにより、絶縁部の焼結性が向
上する。すなわちより低温で焼結収縮が進むようにな
る。従って、絶縁部と絶縁部より低温で焼結収縮が進む
Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたは
Ａｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体とするメ
タライズ部との焼結収縮挙動がより接近したものとな
り、配線基板の反りや変形がより少なくなる。
イ酸ガラスと、平均粒径が８〜１５μmであるアルミナ
粒子とを重量比８０：２０〜５５：４５の範囲で含むガ
ラスセラミックとすることにより、絶縁部の焼結性が向
上する。すなわちより低温で焼結収縮が進むようにな
る。従って、絶縁部と絶縁部より低温で焼結収縮が進む
Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたは
Ａｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体とするメ
タライズ部との焼結収縮挙動がより接近したものとな
り、配線基板の反りや変形がより少なくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、本
発明の範囲内の例を実施例として、また本発明の範囲外
の例を比較例として記載する。
発明の範囲内の例を実施例として、また本発明の範囲外
の例を比較例として記載する。
【００１９】
【実施例】 実施例１〜８ 導電用金属粉末として、平均粒径３．０μmのＡｇ粉
末、平均粒径３．０μmのＡｇ80Ｐｄ20合金粉末、平均
粒径２．０μmのＡｕ粉末、平均粒径３．０μmのＡｇ80
Ｐｔ20合金粉末を用意した。ガラス組成物としてはアル
ミノホウケイ酸ガラス（Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系
ガラス）なるもので、具体的にはＳｉＯ2：４３％、Ａ
ｌ2Ｏ3：２８％、Ｂ2Ｏ3：８％、ＭｇＯ：８％、Ｃａ
Ｏ：１２％、ＺｒＯ2：１％の重量割合となるガラスを
溶融、粉砕し平均粒径１．０μmにしたものを用意し
た。これらを導電用金属粉末１００重量部に対して、そ
れぞれ表１に示す重量割合に秤量し混合した。さらに、
エチルセルロ−スを２０重量％含むＢＣＡ（ブチル・カ
ルビト−ル・アセテ−ト）溶液をビヒクルとして、導電
用金属粉末１００重量部に対して２０重量部混合し、メ
タライズぺ−ストとした。
末、平均粒径３．０μmのＡｇ80Ｐｄ20合金粉末、平均
粒径２．０μmのＡｕ粉末、平均粒径３．０μmのＡｇ80
Ｐｔ20合金粉末を用意した。ガラス組成物としてはアル
ミノホウケイ酸ガラス（Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系
ガラス）なるもので、具体的にはＳｉＯ2：４３％、Ａ
ｌ2Ｏ3：２８％、Ｂ2Ｏ3：８％、ＭｇＯ：８％、Ｃａ
Ｏ：１２％、ＺｒＯ2：１％の重量割合となるガラスを
溶融、粉砕し平均粒径１．０μmにしたものを用意し
た。これらを導電用金属粉末１００重量部に対して、そ
れぞれ表１に示す重量割合に秤量し混合した。さらに、
エチルセルロ−スを２０重量％含むＢＣＡ（ブチル・カ
ルビト−ル・アセテ−ト）溶液をビヒクルとして、導電
用金属粉末１００重量部に対して２０重量部混合し、メ
タライズぺ−ストとした。
【００２０】
【表１】
【００２１】次にセラミックグリ−ンシ−トを以下のよ
うに別途用意した。セラミック原料粉末としてアルミノ
ホウケイ酸ガラス粉末とアルミナ粉末とを用意した。ア
ルミノホウケイ酸ガラス粉末は上記ガラス組成物と同じ
組成、すなわちＳｉＯ2：４３％、Ａｌ2Ｏ3：２８％、
Ｂ2Ｏ3：８％、ＭｇＯ：８％、ＣａＯ：１２％、ＺｒＯ
2：１％とし、それらの酸化物粉末をそれぞれ秤量し、
混合し、溶融後、急冷してカレット状とし、さらに粉砕
し、５０％粒子径（Ｄ50）＝５μmとなるようにして作
製した。このガラス組成物の軟化点は８９０℃であっ
た。一方、アルミナ粉末として、市販の低ソ−ダのα−
アルミナ粉でＤ50が表２に示すものを用意した。
うに別途用意した。セラミック原料粉末としてアルミノ
ホウケイ酸ガラス粉末とアルミナ粉末とを用意した。ア
ルミノホウケイ酸ガラス粉末は上記ガラス組成物と同じ
組成、すなわちＳｉＯ2：４３％、Ａｌ2Ｏ3：２８％、
Ｂ2Ｏ3：８％、ＭｇＯ：８％、ＣａＯ：１２％、ＺｒＯ
2：１％とし、それらの酸化物粉末をそれぞれ秤量し、
混合し、溶融後、急冷してカレット状とし、さらに粉砕
し、５０％粒子径（Ｄ50）＝５μmとなるようにして作
製した。このガラス組成物の軟化点は８９０℃であっ
た。一方、アルミナ粉末として、市販の低ソ−ダのα−
アルミナ粉でＤ50が表２に示すものを用意した。
【００２２】
【表２】
【００２３】成形用バインダ−としては、メタクリル酸
エチル系のアクリル樹脂を用意した。次にアルミナ製の
ポットミルに、上記のガラス粉末と各種平均粒径のアル
ミナ粉末とを表２に示す重量比で、総量で１Ｋｇとなる
ように秤量して入れた。さらに溶剤としてＭＥＫ（メチ
ル・エチル・ケトン）を２００ｇ、前記のアクリル樹脂
を１００ｇ、可塑剤としてＤＯＰ（ジ・オクチル・フタ
レ−ト）を５０ｇ、分散剤５ｇを上記ポットミルへ入れ
１０時間混合した。こうしてセラミックグリ−ンシ−ト
成形用のスラリ−を得た。このスラリ−を用いて、ドク
タ−ブレ−ド法でシ−ト厚み０．４ｍｍのセラミックグ
リ−ンシ−トを得た。
エチル系のアクリル樹脂を用意した。次にアルミナ製の
ポットミルに、上記のガラス粉末と各種平均粒径のアル
ミナ粉末とを表２に示す重量比で、総量で１Ｋｇとなる
ように秤量して入れた。さらに溶剤としてＭＥＫ（メチ
ル・エチル・ケトン）を２００ｇ、前記のアクリル樹脂
を１００ｇ、可塑剤としてＤＯＰ（ジ・オクチル・フタ
レ−ト）を５０ｇ、分散剤５ｇを上記ポットミルへ入れ
１０時間混合した。こうしてセラミックグリ−ンシ−ト
成形用のスラリ−を得た。このスラリ−を用いて、ドク
タ−ブレ−ド法でシ−ト厚み０．４ｍｍのセラミックグ
リ−ンシ−トを得た。
【００２４】次に、上記のメタライズぺ−ストと、セラ
ミックグリ−ンシ−トとの焼成収縮挙動の違いによる反
り具合を評価するため、以下のようにテストピ−スを作
製し、評価した。はじめに、セラミックグリ−ンシ−ト
を厚さ１．２ｍｍとなるように３枚積層し、さらに４０
ｍｍ角に切断し積層体とした。次にメタライズぺ−スト
を、積層体の片面の全面に厚さ２０μmとなるようにス
クリ−ン印刷し、７０℃で乾燥した。次に積層体を大気
中２５０℃、１０時間の熱処理で脱バインダ−を行い、
次いで大気中９５０℃、３０分間の熱処理で焼成を行っ
た。
ミックグリ−ンシ−トとの焼成収縮挙動の違いによる反
り具合を評価するため、以下のようにテストピ−スを作
製し、評価した。はじめに、セラミックグリ−ンシ−ト
を厚さ１．２ｍｍとなるように３枚積層し、さらに４０
ｍｍ角に切断し積層体とした。次にメタライズぺ−スト
を、積層体の片面の全面に厚さ２０μmとなるようにス
クリ−ン印刷し、７０℃で乾燥した。次に積層体を大気
中２５０℃、１０時間の熱処理で脱バインダ−を行い、
次いで大気中９５０℃、３０分間の熱処理で焼成を行っ
た。
【００２５】得られた焼結体の反りを、焼結体のメタラ
イズが施されていない面において対角線上で測定した。
測定は表面粗さ計で測定し、対角線をトレ−スした時の
焼結体の反りの最大値で評価し、これを表２に記載し
た。表２のように、本発明範囲内である、実施例１〜８
では、反りの最大値が６０μm以下であった。特にアル
ミナ粒子の平均粒径が１０〜１５μmのものが反りが少
なく優れていた。
イズが施されていない面において対角線上で測定した。
測定は表面粗さ計で測定し、対角線をトレ−スした時の
焼結体の反りの最大値で評価し、これを表２に記載し
た。表２のように、本発明範囲内である、実施例１〜８
では、反りの最大値が６０μm以下であった。特にアル
ミナ粒子の平均粒径が１０〜１５μmのものが反りが少
なく優れていた。
【００２６】得られた焼結体の反りの測定と同時に、絶
縁部の表面粗度を、焼結体のメタライズが施されていな
い面において対角線上で測定した。これを表２に記載し
た。表２のように、本発明範囲内である、実施例１〜８
では、表面粗さの最大値が３．０μm以下であった。
縁部の表面粗度を、焼結体のメタライズが施されていな
い面において対角線上で測定した。これを表２に記載し
た。表２のように、本発明範囲内である、実施例１〜８
では、表面粗さの最大値が３．０μm以下であった。
【００２７】その他別途、ガラスセラミック焼結体自身
の機械的強度を以下のように作製した試料で測定した。
前記のグリ−ンシ−トを必要枚数積層し、切断し、生成
形体を得、それを前記のメタライズされた焼結体を得る
のと同様に脱バインダ、焼成を行い焼結体を得た。これ
を研磨加工し、得られた試料をＪＩＳ Ｒ １６０１に
準じて測定し、その結果を表２に併記した。
の機械的強度を以下のように作製した試料で測定した。
前記のグリ−ンシ−トを必要枚数積層し、切断し、生成
形体を得、それを前記のメタライズされた焼結体を得る
のと同様に脱バインダ、焼成を行い焼結体を得た。これ
を研磨加工し、得られた試料をＪＩＳ Ｒ １６０１に
準じて測定し、その結果を表２に併記した。
【００２８】以上の評価で優れた特性を有する実施例２
のグリ−ンシ−トとメタライズペ−ストを用いて外形寸
法４０ｍｍ×４０ｍｍ×１ｍｍで、３層構造の配線基板
を作製したところ、反りは８μmと満足できるものであ
った。
のグリ−ンシ−トとメタライズペ−ストを用いて外形寸
法４０ｍｍ×４０ｍｍ×１ｍｍで、３層構造の配線基板
を作製したところ、反りは８μmと満足できるものであ
った。
【００２９】比較例１〜５ 比較例１〜５は、アルミナ粒子の平均粒径およびまたは
ガラス粉末とアルミナ粒子との重量比が本発明の範囲外
である他は、実施例１〜８と同様に焼結体を作製し、評
価したものである。アルミナ粒子の平均粒径が本発明範
囲より大きい比較例１では、メタライズペ−ストを印刷
すると、印刷されない箇所（かすれ）ができた。また、
焼成後の表面粗度Ｒａが３．５μmと大きいものとなっ
た。アルミナ粒子の平均粒径が本発明範囲より小さい比
較例２、３では、反りが１７２μm以上と大きいものと
なった。比較例４はガラスの重量比が多い例であり、こ
れは、絶縁部の機械的強度が不十分なものであった。比
較例５はガラスの重量比が少ない例であり、これは、別
途測定した結果、吸水率が５．６％と気孔の多いもので
あった。
ガラス粉末とアルミナ粒子との重量比が本発明の範囲外
である他は、実施例１〜８と同様に焼結体を作製し、評
価したものである。アルミナ粒子の平均粒径が本発明範
囲より大きい比較例１では、メタライズペ−ストを印刷
すると、印刷されない箇所（かすれ）ができた。また、
焼成後の表面粗度Ｒａが３．５μmと大きいものとなっ
た。アルミナ粒子の平均粒径が本発明範囲より小さい比
較例２、３では、反りが１７２μm以上と大きいものと
なった。比較例４はガラスの重量比が多い例であり、こ
れは、絶縁部の機械的強度が不十分なものであった。比
較例５はガラスの重量比が少ない例であり、これは、別
途測定した結果、吸水率が５．６％と気孔の多いもので
あった。
【００３０】実施例９、１０ 実施例９、１０はガラス粉末の平均粒径をそれぞれ１μ
m、８μmと変えた他は実施例２と同様に、評価したもの
である。いずれも焼結体の反りは３９μm以下と優れて
いた。
m、８μmと変えた他は実施例２と同様に、評価したもの
である。いずれも焼結体の反りは３９μm以下と優れて
いた。
【００３１】実施例１１〜１４ 実施例１１〜１４は、セラミックグリ−ンシ−トに用い
るアルミノホウケイ酸ガラスを表３に示す組成とした他
は、実施例２と同様に評価したものである。その結果を
表４に示す。いずれも焼結体の反りは４７μm以下と優
れていた。
るアルミノホウケイ酸ガラスを表３に示す組成とした他
は、実施例２と同様に評価したものである。その結果を
表４に示す。いずれも焼結体の反りは４７μm以下と優
れていた。
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】
【発明の効果】ホウケイ酸ガラス系のガラスセラミック
からなる絶縁部と、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少
なくともＡｇまたはＡｕを含む１種以上からなる導電用
金属を主体とするメタライズ部とを有するガラスセラミ
ック配線基板において、ガラスセラミックがホウケイ酸
ガラスと、平均粒径が８〜１５μmであるアルミナ粒子
とを重量比８０：２０〜５５：４５の範囲で含むものと
することにより、絶縁部の焼成収縮がより低温で進むよ
うになる。従って、低温で焼成収縮していたメタライズ
部と、セラミック部の焼結挙動がより接近したものとな
る。従って、セラミック配線基板の焼成時の反り、変形
の発生を抑制できるようになる。
からなる絶縁部と、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少
なくともＡｇまたはＡｕを含む１種以上からなる導電用
金属を主体とするメタライズ部とを有するガラスセラミ
ック配線基板において、ガラスセラミックがホウケイ酸
ガラスと、平均粒径が８〜１５μmであるアルミナ粒子
とを重量比８０：２０〜５５：４５の範囲で含むものと
することにより、絶縁部の焼成収縮がより低温で進むよ
うになる。従って、低温で焼成収縮していたメタライズ
部と、セラミック部の焼結挙動がより接近したものとな
る。従って、セラミック配線基板の焼成時の反り、変形
の発生を抑制できるようになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/12 7511−4Ｅ Ｈ０５Ｋ 3/12 Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】 ホウケイ酸ガラスと、平均粒径が８〜１
５μmであるアルミナ粒子とを重量比８０：２０〜５
５：４５の範囲で含むガラスセラミックからなる絶縁部
と、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇま
たはＡｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体とす
るメタライズ部とを有することを特徴とするガラスセラ
ミック配線基板。 - 【請求項２】 化学組成が、ＳｉＯ2＝４０〜５２重量
％、Ａｌ2Ｏ3＝２７〜３７重量％、ＭｇＯ＝１１〜１３
重量％、Ｂ2Ｏ3＝２〜８重量％、ＣａＯ＝２〜８重量
％、ＺｒＯ2＝０．１〜３重量％の範囲であるホウケイ
酸ガラスと、平均粒径が８〜１５μmであるアルミナ粒
子とを重量比８０：２０〜５５：４５の範囲で含むガラ
スセラミックからなる絶縁部と、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐ
ｔのうちの少なくともＡｇまたはＡｕを含む１種以上か
らなる導電用金属を主体とするメタライズ部とを有する
ことを特徴とするガラスセラミック配線基板。 - 【請求項３】 平均粒径が１〜８μmのホウケイ酸ガラ
ス粉末と、平均粒径が８〜１５μmであるアルミナ粒子
とを重量比８０：２０〜５５：４５の範囲で含み、焼成
によりガラスセラミックとなるセラミックグリ−ンシ−
トに、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇ
またはＡｕを含む１種以上からなる導電用金属を主体と
するメタライズぺ−ストを印刷または塗布し、焼成する
ことを特徴とするガラスセラミック配線基板の製造方
法。 - 【請求項４】 化学組成が、ＳｉＯ2＝４０〜５２重量
％、Ａｌ2Ｏ3＝２７〜３７重量％、ＭｇＯ＝１１〜１３
重量％、Ｂ2Ｏ3＝２〜８重量％、ＣａＯ＝２〜８重量
％、ＺｒＯ2＝０．１〜３重量％の範囲であり、平均粒
径が１〜８μmのホウケイ酸ガラス粉末と、平均粒径が
８〜１５μmであるアルミナ粒子とを重量比８０：２０
〜５５：４５の範囲で含み、焼成によりガラスセラミッ
クとなるセラミックグリ−ンシ−トに、Ａｇ、Ａｕ、Ｐ
ｄ、Ｐｔのうちの少なくともＡｇまたはＡｕを含む１種
以上からなる導電用金属を主体とするメタライズぺ−ス
トを印刷または塗布し、焼成することを特徴とするガラ
スセラミック配線基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18544096A JPH107435A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | ガラスセラミック配線基板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18544096A JPH107435A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | ガラスセラミック配線基板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH107435A true JPH107435A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=16170834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18544096A Pending JPH107435A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | ガラスセラミック配線基板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH107435A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11340039A (ja) * | 1998-05-22 | 1999-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミック部品およびその製造方法 |
| JP2001240470A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Kyocera Corp | 高周波用磁器組成物および高周波用磁器並びに高周波用磁器の製造方法 |
| WO2003040057A1 (fr) * | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Asahi Glass Company, Limited | Composition de vitroceramique |
| KR20180126464A (ko) * | 2016-01-31 | 2018-11-27 | 3디 글래스 솔루션즈 인코포레이티드 | 통합 디바이스를 갖는 다층 광 정의형 유리 |
| US10665377B2 (en) * | 2014-05-05 | 2020-05-26 | 3D Glass Solutions, Inc. | 2D and 3D inductors antenna and transformers fabricating photoactive substrates |
| US10854946B2 (en) | 2017-12-15 | 2020-12-01 | 3D Glass Solutions, Inc. | Coupled transmission line resonate RF filter |
| US10903545B2 (en) | 2018-05-29 | 2021-01-26 | 3D Glass Solutions, Inc. | Method of making a mechanically stabilized radio frequency transmission line device |
| US11076489B2 (en) | 2018-04-10 | 2021-07-27 | 3D Glass Solutions, Inc. | RF integrated power condition capacitor |
| US11101532B2 (en) | 2017-04-28 | 2021-08-24 | 3D Glass Solutions, Inc. | RF circulator |
| US11139582B2 (en) | 2018-09-17 | 2021-10-05 | 3D Glass Solutions, Inc. | High efficiency compact slotted antenna with a ground plane |
| US11161773B2 (en) | 2016-04-08 | 2021-11-02 | 3D Glass Solutions, Inc. | Methods of fabricating photosensitive substrates suitable for optical coupler |
| US11264167B2 (en) | 2016-02-25 | 2022-03-01 | 3D Glass Solutions, Inc. | 3D capacitor and capacitor array fabricating photoactive substrates |
| US11270843B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-03-08 | 3D Glass Solutions, Inc. | Annular capacitor RF, microwave and MM wave systems |
| US11342896B2 (en) | 2017-07-07 | 2022-05-24 | 3D Glass Solutions, Inc. | 2D and 3D RF lumped element devices for RF system in a package photoactive glass substrates |
| US11373908B2 (en) | 2019-04-18 | 2022-06-28 | 3D Glass Solutions, Inc. | High efficiency die dicing and release |
| US11594457B2 (en) | 2018-12-28 | 2023-02-28 | 3D Glass Solutions, Inc. | Heterogenous integration for RF, microwave and MM wave systems in photoactive glass substrates |
| US11677373B2 (en) | 2018-01-04 | 2023-06-13 | 3D Glass Solutions, Inc. | Impedence matching conductive structure for high efficiency RF circuits |
| US11908617B2 (en) | 2020-04-17 | 2024-02-20 | 3D Glass Solutions, Inc. | Broadband induction |
| US11962057B2 (en) | 2019-04-05 | 2024-04-16 | 3D Glass Solutions, Inc. | Glass based empty substrate integrated waveguide devices |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP18544096A patent/JPH107435A/ja active Pending
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6939819B2 (en) | 2001-11-05 | 2005-09-06 | Asahi Glass Company, Limited | Glass ceramic composition |
| US10665377B2 (en) * | 2014-05-05 | 2020-05-26 | 3D Glass Solutions, Inc. | 2D and 3D inductors antenna and transformers fabricating photoactive substrates |
| US11929199B2 (en) | 2014-05-05 | 2024-03-12 | 3D Glass Solutions, Inc. | 2D and 3D inductors fabricating photoactive substrates |
| KR20180126464A (ko) * | 2016-01-31 | 2018-11-27 | 3디 글래스 솔루션즈 인코포레이티드 | 통합 디바이스를 갖는 다층 광 정의형 유리 |
| KR20200088513A (ko) * | 2016-01-31 | 2020-07-22 | 3디 글래스 솔루션즈 인코포레이티드 | 통합 디바이스를 갖는 다층 광 정의형 유리 |
| JP2019504813A (ja) * | 2016-01-31 | 2019-02-21 | スリーディー グラス ソリューションズ，インク３Ｄ Ｇｌａｓｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ | 集積デバイスを有する多層感光性ガラス |
| US11264167B2 (en) | 2016-02-25 | 2022-03-01 | 3D Glass Solutions, Inc. | 3D capacitor and capacitor array fabricating photoactive substrates |
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Legal Events
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