JPS61230398A - Manufacture of high heat conductivity multilayer ceramic wiring substrate - Google Patents

Manufacture of high heat conductivity multilayer ceramic wiring substrate

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JPS61230398A
JPS61230398A JP60072166A JP7216685A JPS61230398A JP S61230398 A JPS61230398 A JP S61230398A JP 60072166 A JP60072166 A JP 60072166A JP 7216685 A JP7216685 A JP 7216685A JP S61230398 A JPS61230398 A JP S61230398A
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multilayer ceramic
conductor
substrate
aluminum nitride
manufacturing
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    • H05K3/4676Single layer compositions

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は多層セラミック基板、特に高熱伝導多層セラミ
ック基板の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, particularly a highly thermally conductive multilayer ceramic substrate.

(従来技術とその問題点) 半導体工業の飛躍的進展によってIC,LSIが産業用
、民生用と幅広く使用されるようになってきており、電
子装置の小型・高密度化および高性能化が進められてい
る。
(Prior art and its problems) With the rapid progress of the semiconductor industry, ICs and LSIs have come to be widely used for industrial and consumer purposes, and electronic devices are becoming smaller, more dense, and more sophisticated. It is being

特に集積密度の高い、高速作動のLSIの実装用基板と
しては、高密度化が必須であり多層セラミック基板が注
目されている。この多層セラミック基板は、直接L8I
を実装することができ、また多層に微細な配線を施すこ
とが可能である。
In particular, multilayer ceramic substrates are attracting attention as high-density mounting boards for high-speed operation LSIs with high integration density. This multilayer ceramic board can be used directly with L8I
It is also possible to implement fine wiring in multiple layers.

一般にセラミック基板の材料としては、主にアルミナが
使用されているが、近年電子装置は一段と小型化され1
回路の高密度化が要求され、基板の単位面積当りの素子
や回路素子の集積度がますます高くなっている。一方L
SIチップにおいては、高速作動を行なうに従いチップ
から発生する熱が多量になってくる傾向にある。この結
果、基板の発熱が大幅に増加し、アルミナ基板では熱の
放散が十分性なえず、基板温度が上昇することによりL
8Iチップおよび実装素子に悪影響をおよぼすという問
題が生じている。そのため、アルミナ基板よりも熱伝導
率が大きく熱の放散性に優れた絶縁基板が必要になって
きた。
Generally, alumina is mainly used as a material for ceramic substrates, but in recent years electronic devices have become smaller and smaller.
High density circuits are required, and the degree of integration of elements and circuit elements per unit area of a substrate is becoming higher and higher. On the other hand, L
SI chips tend to generate more heat as they operate at higher speeds. As a result, the heat generated by the board increases significantly, and the alumina board is unable to dissipate heat sufficiently, causing the board temperature to rise.
A problem has arisen in that the 8I chip and mounted elements are adversely affected. Therefore, there is a need for an insulating substrate that has higher thermal conductivity and better heat dissipation than an alumina substrate.

そこで開発されたのが炭化ケイ素を主成分としたセラミ
ック基板であり熱放散性に対して優れた特性をもってい
る。炭化ケイ素はそれ自体電気的には半導体に属し、比
抵抗が1〜10Ω・α程度で電気絶縁性が悪いため、絶
縁基板として用いるには問題がある。また炭化ケイ素は
融点が高く非常に焼結しにくいので通常焼結に際しては
少量の焼結添加剤を添加し、高圧で加圧するいわゆるホ
ットプレス法により作られている。この焼結添加剤とし
て酸化べ131Jウムや窒化ホウ素を用いると焼結効果
だけでなく電気絶縁性に対しても有効で、炭化ケイ素主
成分の焼結基板の比抵抗が191094以上となる。し
かしLSI等の実装基板において重要な要因の1つであ
る誘電率においてはI Mllzの周波数で40とかな
り高く、添加剤を加えた絶縁性も、電圧が高くなると粒
子界面での絶縁性が急激に低下するため耐電圧に対して
も問題がある。
Therefore, a ceramic substrate containing silicon carbide as its main component was developed, and it has excellent heat dissipation properties. Silicon carbide itself electrically belongs to a semiconductor, has a specific resistance of about 1 to 10 Ω·α, and has poor electrical insulation properties, so there is a problem in using it as an insulating substrate. Furthermore, since silicon carbide has a high melting point and is very difficult to sinter, it is usually produced by the so-called hot press method in which a small amount of sintering additive is added and pressed under high pressure. The use of Be-131J oxide or boron nitride as the sintering additive is effective not only for the sintering effect but also for the electrical insulation, and the specific resistance of the sintered substrate mainly composed of silicon carbide becomes 191,094 or more. However, the dielectric constant, which is one of the important factors in mounting boards such as LSI, is quite high at 40 at the I Mllz frequency, and even with the addition of additives, the insulation at the particle interface rapidly decreases as the voltage increases. There is also a problem with the withstand voltage.

またプロセス的観点からしてホットプレス法を適用しな
ければならず、装置が大がかりになるばかりでなく、基
板の形状も大面積化は困難であり、表面平滑性に対して
も問題が多い。
Moreover, from a process standpoint, a hot press method must be applied, which not only increases the size of the apparatus, but also makes it difficult to increase the shape of the substrate, and there are many problems with surface smoothness.

−害鳥密度化に対して期待されている実装基板として多
層セラミック基板がある。これはセラミックグリーンシ
ートを用いたもので基板内に層状に各種導体パターンが
形成されており、層間をスルーホールを介して電気的に
接続されているものである。該多層セラミック基板の材
料としては、アルミナ、ガラスセラミック等が現在開発
されているが、ホットプレス法を用いる炭化ケイ素系材
料ではプロセス的に極めて困難である。
-Multilayer ceramic substrates are a promising mounting substrate for increasing the density of harmful birds. This uses ceramic green sheets, and has various conductor patterns formed in layers within the substrate, and the layers are electrically connected via through holes. Alumina, glass ceramic, and the like are currently being developed as materials for the multilayer ceramic substrate, but silicon carbide materials using a hot pressing method are extremely difficult to process.

一般に高密度実装基板として具備すべき主な性質として
は(1)電気特性においては誘電率が低く、誘電損失が
小さく、また電気絶縁性に優れていること、(2)機械
的強度が十分であること、(3)熱伝導性が高いこと、
(4)熱膨張係数がシリコンチップのそれに近いこと、
および(5)表面平滑性が優れていること、(6)高密
度化が容易であること等が必要である。
In general, the main properties that a high-density mounting board should have are (1) low dielectric constant, low dielectric loss, and excellent electrical insulation in terms of electrical properties, and (2) sufficient mechanical strength. (3) have high thermal conductivity;
(4) The coefficient of thermal expansion is close to that of silicon chips;
(5) It needs to have excellent surface smoothness, and (6) it needs to be easy to increase the density.

これらの基板性質全般に対して前述の各種セラミック基
板は、決して十分なものであるとはいえない。
The various ceramic substrates described above are by no means sufficient in terms of these substrate properties in general.

本発明者らは、これらの具備すべき基板性質を留意しな
がら、特に高熱伝導性および多層高密度化に着目して、
常圧法により焼結可能な窒化アルミニウム系粉末を用い
、高温で焼結できる導体としてチタン金属を用いた高熱
伝導多層セラミック配線基板の製造方法の発明に至った
The present inventors paid particular attention to high thermal conductivity and multilayer densification, while keeping in mind these substrate properties that should be provided.
The present invention has led to the invention of a method for manufacturing a highly thermally conductive multilayer ceramic wiring board using aluminum nitride-based powder that can be sintered by a normal pressure method and titanium metal as a conductor that can be sintered at high temperatures.

(発明の目的) 本発明は、前述した従来の実装基板の欠点を除去せしめ
て、熱伝導性の優れた高密度な高熱伝導多層セラミック
配線基板を得るための製造方法を提供することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a manufacturing method for obtaining a high-density, high-density, high-thermal conductive multilayer ceramic wiring board with excellent thermal conductivity by eliminating the drawbacks of the conventional mounting board described above.

(発明の構成) 本発明によれば窒化アルミニウム粉末と焼結添加剤とか
ら成る混合粉末と、有機バインダーおよび有機溶剤との
混合物からなるグリーンシートにチタン金属を主成分と
するペーストを用いて導体層および導体埋め込みを行な
う工程と、導体形成された各グリーンシートを積層熱圧
着する工程と、非酸化性雰囲気で脱バインダーおよび焼
成を行なう工程とを備えたことを特徴とする高熱伝導多
層セラミック基板の製造方法が得られる。
(Structure of the Invention) According to the present invention, a conductor is formed by using a paste containing titanium metal as a main component on a green sheet made of a mixed powder made of aluminum nitride powder and a sintering additive, and a mixture of an organic binder and an organic solvent. A highly thermally conductive multilayer ceramic substrate characterized by comprising a step of embedding layers and conductors, a step of laminating and thermocompression bonding green sheets on which conductors are formed, and a step of removing the binder and firing in a non-oxidizing atmosphere. A manufacturing method is obtained.

(構成の詳細な説明) 本発明は、上述の構成をとることにより従来技術の問題
点を解決した。
(Detailed Description of Configuration) The present invention solves the problems of the prior art by adopting the above-described configuration.

まず多層セラミック基板を構成する絶縁セラミック材料
として、熱伝導性の高い窒化アルミニウムを用い、焼結
性を高めるために焼結添加剤を加えた。この材料は焼成
後室化アルミニウム多結晶の緻密な構造体を形成する。
First, aluminum nitride, which has high thermal conductivity, was used as the insulating ceramic material constituting the multilayer ceramic substrate, and a sintering additive was added to improve sinterability. After firing, this material forms a dense structure of polycrystalline aluminum aluminum.

有機バインダー等と混合し泥漿化す□る工程においては
、非酸化性雰囲気下で脱バインダーが適度に起こるよう
に非酸化性雰囲気下で分解しやすい有機物を適用した。
In the step of mixing with an organic binder etc. to form a slurry, an organic substance that is easily decomposed in a non-oxidizing atmosphere was used so that binder removal would occur appropriately in a non-oxidizing atmosphere.

製膜工程では、薄く・厚みの均質なグリーンシートを形
成する。
In the film forming process, a thin, uniformly thick green sheet is formed.

次に層間導通をもたせるスルーホールの形成工程では、
基本的には機械的な方法により極めて微細な貫通孔を形
成し、導体形成は、*#層、グランド層および微細な信
号線等の多数の導体層を形成するとともにスルーホール
への導体埋め込みも行なう。
Next, in the process of forming through holes that provide interlayer conduction,
Basically, extremely fine through holes are formed using mechanical methods, and conductor formation involves forming numerous conductor layers such as *# layer, ground layer, and fine signal lines, as well as embedding conductors in the through holes. Let's do it.

積層熱圧着工程では、高精度に微細パターンを積み重ね
一体化したkE積層基板を得ることが出きる。該生積層
基板を非酸化性雰囲気で有機物を適度に除去したのち高
温で焼きかためる。
In the lamination thermocompression bonding process, it is possible to obtain a kE laminated substrate in which fine patterns are laminated and integrated with high precision. After appropriately removing organic matter from the raw laminated substrate in a non-oxidizing atmosphere, it is baked at a high temperature.

このようにして製造された高熱伝導多層セラミック基板
においては、窒化アルミニウムで構成されているセラミ
ック層に、複数の電源層、グランド層および微細な信号
線等が形成され、これらの導体層をセラミック層中に設
けたスルーホールを介して電気的に接続されている構造
をとっている・したがって実装基板の配線密度が非常に
高められるとともに、LSI等の素子から発生する熱を
In the highly thermally conductive multilayer ceramic substrate manufactured in this way, multiple power layers, ground layers, fine signal lines, etc. are formed on the ceramic layer made of aluminum nitride, and these conductor layers are connected to the ceramic layer. It has a structure in which electrical connections are made through through-holes provided inside.Therefore, the wiring density of the mounting board is greatly increased, and the heat generated from elements such as LSIs is reduced.

効率的に外部に放散することが可能となる。It becomes possible to efficiently dissipate to the outside.

(実施例) 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
(Example) Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

まず高純度の窒化アルミニウム微粉末と焼結添加剤の粉
末を秤量する。ここで用いる焼結添加剤としてはCa 
、8r 、Ba 、Na 、に、Rb 、Ca 、Cu
 、人11 *Mg tcd eHg、Za、kl、C
e等のアセチリド化合物および酸化物の少なくとも一種
以上からなりでおり、焼結添加剤の量は0.1wt%〜
l Owt %の範囲で秤量したO この秤量した粉末をボールミルにより有機溶剤を用い湿
式混合した。この十分に混合した粉末とポリメタアクリ
レート系、ポリアクリレート系、ポリカプロラクトン系
、ポリビニルブチラール系等の有機バインダーと有機溶
剤とともに攪拌機例えばホモミキサー等で混合し泥漿化
した。この時の泥漿の粘度は3000〜7000cpの
範囲が適当である。粘度が1000cp以下であれば#
!膜工程で有機フィルム上で表面張力によりはじきが生
じ、10000 cp以上であれば、泥漿中に含まれる
異物等を濾し分ける際に泥漿がメツシー綱を通過するの
が非常に困難になることや泥漿中のガスを取り除くため
の脱泡工程の際十分にガスが抜は切れなくなり製膜性が
悪くなる。
First, high-purity aluminum nitride fine powder and sintering additive powder are weighed. The sintering additive used here is Ca
, 8r, Ba, Na, Rb, Ca, Cu
, person 11 *Mg tcd eHg, Za, kl, C
It consists of at least one kind of acetylide compound and oxide such as e, and the amount of the sintering additive is 0.1 wt% to
The weighed powder was wet-mixed using an organic solvent using a ball mill. This thoroughly mixed powder was mixed with an organic binder such as polymethacrylate, polyacrylate, polycaprolactone, or polyvinyl butyral and an organic solvent using a stirrer such as a homomixer to form a slurry. The appropriate viscosity of the slurry at this time is in the range of 3000 to 7000 cp. If the viscosity is 1000 cp or less #
! In the membrane process, repellency occurs on the organic film due to surface tension, and if it exceeds 10,000 cp, it will be extremely difficult for the slurry to pass through the mesh when filtering out foreign substances contained in the slurry. During the defoaming process to remove the gas inside, gas cannot be removed sufficiently and film forming properties deteriorate.

次に適当な粘度に調整した泥漿をポリエステル系有機フ
ィルム上にキャスティング製膜法により10μm〜20
0μm程度の均一な厚みになるようにシートを形成する
。この薄いグリーンシートを有機フィルムから剥離し、
第1図(a) I (b)に示すように各層間を電気的
に接続するためのスルーホールlを形成する。ここで第
1図(、)は平面図、第1図(b)は断面図である。ス
ルーホールの形成は、機械的方法でポンチおよびダイを
用いて行なったが他にレーザー加工等の方法によりても
開けることが可能である。機械的方法により形成したス
ルーホール径は最小で70μm程度が可能であった。
Next, the slurry adjusted to an appropriate viscosity is coated on a polyester organic film with a film casting method of 10 μm to 20 μm.
A sheet is formed to have a uniform thickness of about 0 μm. Peel this thin green sheet from the organic film,
As shown in FIGS. 1(a) and 1(b), through holes 1 for electrically connecting each layer are formed. Here, FIG. 1(,) is a plan view, and FIG. 1(b) is a sectional view. The through holes were formed mechanically using a punch and die, but they can also be formed by other methods such as laser processing. Through-holes formed by mechanical methods could have a minimum diameter of about 70 μm.

スルーホールの形成されたグリーンシート上へ、第2図
(、)(b)に示すように導体ペーストをスクリーン印
刷法により所定の位置に所定の導体パターン2を厚膜印
刷する。ここで用いる導体としては、セラミック基板を
1500’C以上の高温で焼結しなければならないため
、高融点金属を用いる必要がある。
A predetermined conductor pattern 2 is thick-film printed onto the green sheet in which through-holes have been formed at predetermined positions using a conductor paste using a screen printing method, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b). As the conductor used here, since the ceramic substrate must be sintered at a high temperature of 1500'C or higher, it is necessary to use a high melting point metal.

本発明においては導体材料としてチタン金属粉末を用い
た導体ペーストを利用した。この導体ペーストは焼結後
TiN又は金属チタン又はこれらの混合物になる可能性
がある。窒化チタンは立方晶系の結晶構造をとり電気抵
抗は、22XIQ−’Ω・傷という低い値を示す。また
チタン金属は47.8X10−60・儂の電気抵抗値を
示す。したがって導体ペーストとして厚膜形成した場合
においても窒化チタン又はチタン金属の本来の電気抵抗
値を示さないまでも、配線導体として十分に低い抵抗値
を示すことが出来る。この印刷工程においては、層間の
電気接続を行なうためのスルーホール内に同様の導体ペ
ーストを埋め込む工程を含んでいる。
In the present invention, a conductive paste using titanium metal powder was used as the conductive material. After sintering, this conductor paste can become TiN or metallic titanium or a mixture thereof. Titanium nitride has a cubic crystal structure and exhibits a low electrical resistance of 22XIQ-'Ω·flaw. Titanium metal also exhibits an electrical resistance value of 47.8 x 10-60. Therefore, even when a thick film is formed as a conductor paste, it can exhibit a sufficiently low resistance value as a wiring conductor, even if it does not exhibit the original electrical resistance value of titanium nitride or titanium metal. This printing process includes a step of embedding a similar conductive paste into through holes for making electrical connections between layers.

こうして導体を印刷および埋め込んだ各パターンのグリ
ーンシートを第3図に示すように所望の枚数積層し、熱
圧着を行なった。第3図には導体パターン2を形成した
絶縁体グリーンシート3が多数枚重なっている構造をも
つ生積層体の断面図を示す。グリーンシートの積層数は
、10〜50層で構成されている。熱圧着条件は、温度
70℃〜110℃圧力は200〜300初/dであった
As shown in FIG. 3, a desired number of green sheets having each pattern printed and embedded with conductors were laminated and thermocompression bonded. FIG. 3 shows a sectional view of a raw laminate having a structure in which a large number of insulating green sheets 3 on which conductive patterns 2 are formed are stacked. The number of stacked green sheets is 10 to 50. The thermocompression bonding conditions were a temperature of 70° C. to 110° C. and a pressure of 200 to 300 m/d.

該工程は、配線パターンおよびスルーホールが微細に形
成されている各グリーンシートを位置ずれなく高精度に
積層しなければならない。
In this process, green sheets each having finely formed wiring patterns and through holes must be laminated with high precision without misalignment.

次に積層され一体化した生基板を非酸化性雰囲気で脱バ
インダーを行ない高温で焼結する。第4図には、脱バイ
ンダーおよび焼成の温度プロファイルの一例を示す。脱
バインダ一工程が終了するまでは昇温スピードを遅(シ
400〜600℃の範囲で一定時間保持する。この脱バ
インダ一工程において有機物の除去を適度にコントロー
ルした。
Next, the laminated and integrated raw substrates are debindered in a non-oxidizing atmosphere and sintered at a high temperature. FIG. 4 shows an example of a temperature profile for binder removal and firing. Until the binder removal step is completed, the temperature increase speed is kept at a slow rate (maintained in the range of 400 to 600° C. for a certain period of time). In this binder removal step, the removal of organic matter is appropriately controlled.

なぜならば、残留物が窒化アルミニウム焼結体の焼結性
および特性に大きく影響をおよぼすためである。ひきつ
づき1500℃〜2000℃まで温度を上げ、最高温度
で2時間保持して焼結を行なった。
This is because the residue greatly affects the sinterability and properties of the aluminum nitride sintered body. Subsequently, the temperature was raised to 1500 DEG C. to 2000 DEG C., and sintering was carried out by holding at the maximum temperature for 2 hours.

第4図には、脱バインダーの保持温度が500℃焼焼結
度が1900℃の場合の例を示した。この一連の工程中
の雰囲気は窒素ガスヘリウムガス。
FIG. 4 shows an example in which the holding temperature for binder removal is 500°C and the degree of sintering is 1900°C. The atmosphere during this series of steps is nitrogen gas and helium gas.

アルゴンガス、水素ガス等を用いてコントロールした。Control was performed using argon gas, hydrogen gas, etc.

また焼結は常圧の状態で行なった。脱バインダーでの昇
温スピードをあまり速くしすぎると。
Further, sintering was performed under normal pressure. If the temperature rise speed during binder removal is too fast.

急激な有機物の分解蒸散が起ることによりクラックや層
間剥離等の不良が発生する原因になる。
Rapid decomposition and evaporation of organic matter causes defects such as cracks and delamination.

このようにして作成した窒化アルミニウムを主成分とし
た高熱伝導多層セラミック基板の模式的な斜視断面図を
第5図に示す。11は絶縁セラミック層であり、主成分
として窒化アルミニウムの多結晶体で構成されている。
FIG. 5 shows a schematic perspective cross-sectional view of a highly thermally conductive multilayer ceramic substrate made of aluminum nitride as a main component, produced in this way. Reference numeral 11 denotes an insulating ceramic layer, which is mainly composed of polycrystalline aluminum nitride.

12は信号線および電源等の導体層であり、チタン金属
導体ペーストを用いており、焼成後室化チタン多結晶体
又はチタン金属を形成しており、絶縁セラミック層に形
成されているスルーホール13を介して各層間を電気的
に接続している。このように構成されて0る多層セラミ
ック基板上にはLSIチップがマウント出来るようにダ
イパッド14およびポンディングパッド15が形成され
、該実装基板外に信号を取り出したり基板内へ信号を入
れたりするためのI10パッド16が基板面に形成され
ている。
Reference numeral 12 denotes a conductor layer for signal lines, power supply, etc., using titanium metal conductor paste, forming chambered titanium polycrystal or titanium metal after firing, and through hole 13 formed in the insulating ceramic layer. Each layer is electrically connected through the . A die pad 14 and a bonding pad 15 are formed on the multilayer ceramic substrate configured in this manner so that an LSI chip can be mounted, and for extracting signals from the mounting board or inputting signals into the board. An I10 pad 16 is formed on the substrate surface.

基板上にマウントされているL8Iチップから発生する
熱をダイパッド14を介してセラミック基板内へ拡散さ
せる。
Heat generated from the L8I chip mounted on the substrate is diffused into the ceramic substrate via the die pad 14.

この焼結基板の電気的特性を測定した結果、比抵抗は1
0”fi以上あり、誘電率は8.7(IMHz)、誘電
損失は10−3以下(IMHz)と小さな値であった。
As a result of measuring the electrical characteristics of this sintered substrate, the specific resistance was 1
The dielectric constant was 8.7 (IMHz), and the dielectric loss was 10 −3 or less (IMHz), which were small values.

電気的特性においては、従来の基板と比較して同程度で
あり実装基板として十分な特性であることがわかった。
It was found that the electrical characteristics were comparable to those of conventional boards, and were sufficient to be used as a mounting board.

第1表には、本発明の製造方法により作成した多層セラ
ミック基板の一実施例の基板性状および本実施例は焼結
添加剤としてCaC2を用い窒化アルミニウム重量を1
00としたときの添加量として表に示しである。表から
れかるように微細な配線パターンおよびスルーホールを
形成されており、抗折強度も極めて高く、熱伝導率も非
常に高い基板が得られた。さらに熱膨張係数においても
シリコンに近い値であり、L8I等の実装に極めて都合
がよい。
Table 1 shows the substrate properties of an example of a multilayer ceramic substrate produced by the manufacturing method of the present invention, and this example uses CaC2 as a sintering additive and the weight of aluminum nitride is reduced to 1.
The table shows the amount added when 00. A substrate was obtained that had a fine wiring pattern and through-holes visible from the surface, had extremely high bending strength, and had extremely high thermal conductivity. Furthermore, the coefficient of thermal expansion is close to that of silicon, making it extremely convenient for mounting L8I and the like.

一方焼結添加剤としてCa(4以外の8r、Ba、Na
On the other hand, Ca (8r other than 4, Ba, Na) is used as a sintering additive.
.

K、Rh、Cs、Cu、Ag、Mg、Cd、Hg、Zn
、人1.Ceのアセチリド化合物およびCaを含めたこ
れらの酸化物を°  添加した窒化アルミニウムの実装
多層セラミック基板を作成した。焼成温度としては15
00℃〜2000℃の範囲で同様の製造方法で行なった
K, Rh, Cs, Cu, Ag, Mg, Cd, Hg, Zn
, person 1. A multilayer ceramic substrate mounted with aluminum nitride to which an acetylide compound of Ce and oxides thereof including Ca were added was prepared. The firing temperature is 15
The same manufacturing method was used in the range of 00°C to 2000°C.

その結果1作成基板の熱伝導率は、添加量が0.5wt
%〜4.Owt%までは100 W/mk以上を実現す
ることが出来、さらに0.3vt%〜8. Owt %
までが80 W/mk以上の値が得られ、アルミナ基板
に比較して熱放散性にすぐ、れていた。
As a result, the thermal conductivity of the created substrate 1 was 0.5wt.
%~4. It is possible to achieve 100 W/mk or more up to 0.3vt% and 8. Owt%
A value of 80 W/mk or more was obtained, and the heat dissipation property was superior to that of an alumina substrate.

(発明の効果) 実施例からも明らかなように、本発明の製造方法を採用
することにより容易に高密度な回路を形成することが出
来、セラミック基板の熱伝導率が高いことにより熱放散
性に対しても非常に有効な高熱伝導多層セラミック配線
基板が得られる。
(Effects of the Invention) As is clear from the examples, by employing the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily form a high-density circuit, and the high thermal conductivity of the ceramic substrate improves heat dissipation. A highly thermally conductive multilayer ceramic wiring board is obtained which is also very effective.

従来用いられているアルミナ基板の熱伝導率は約17 
W/mk程度であり1本発明方法の基板の熱伝導率が非
常に高いレベルであることがわかる。
The thermal conductivity of conventionally used alumina substrates is approximately 17.
It can be seen that the thermal conductivity of the substrate obtained by the method of the present invention is at a very high level.

また熱膨張係数においては、アルミナ基板が65X 1
0−’/’C程度であるのに対して本発明方法による基
板は小さな値をもち、よりシリコンチップの熱膨張係数
に近い値になっており、この点においても有利である。
Also, in terms of thermal expansion coefficient, the alumina substrate has a coefficient of 65X 1
0-'/'C, whereas the substrate produced by the method of the present invention has a smaller coefficient of thermal expansion, which is closer to the coefficient of thermal expansion of a silicon chip, and is advantageous in this respect as well.

一方、本発明によるチタン金属を用いた導体ペーストは
焼結後において導体の電気抵抗値が実装基板として十分
な特性を示していた。
On the other hand, the conductor paste using titanium metal according to the present invention exhibited sufficient electrical resistance as a mounting board after sintering.

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

第1図〜第3図は、本発明の実施例による高熱伝導多層
セラミック基板の各製造工程を示す図、第4図は実施例
の焼成工程における焼成プロファイルを示す図、第5図
は完成基板の模式的斜視図。 1・・・スルーホール、2・・・導体層、3・・・絶縁
体グリーンシート、11・・・絶縁セラミック層、12
・・・導体層、13・・スルーホール、14・・・グイ
パッド。 15・・・ポンディングパッド、16・・・I10パッ
ド。 第1図 1スルーホール 第2図 第3図 温度(’C) 第5図
Figures 1 to 3 are diagrams showing each manufacturing process of a highly thermally conductive multilayer ceramic substrate according to an example of the present invention, Figure 4 is a diagram showing a firing profile in the firing process of the example, and Figure 5 is a completed substrate. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Through hole, 2... Conductor layer, 3... Insulator green sheet, 11... Insulating ceramic layer, 12
...Conductor layer, 13...Through hole, 14...Gui pad. 15...ponding pad, 16...I10 pad. Figure 1 1 Through Hole Figure 2 Figure 3 Temperature ('C) Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  セラミック層が窒化アルミニウムを主成分とする多結
晶体である多層セラミック基板の製造方法において、窒
化アルミニウム粉末と焼結添加剤とから成る混合粉末と
、有機バインダーおよび有機溶剤との混合物からなるグ
リーンシートに金属チタンを主成分とする導体ペースト
を用いて導体層形成およびスルーホール中の導体埋め込
みを行なう工程と、導体形成された各グリーンシートを
積層熱圧着する工程と、非酸化性雰囲気でこれらの脱バ
インダーおよび焼成を行なう工程を備えたことを特徴と
する高熱伝導多層セラミック配線基板の製造方法。
A green sheet made of a mixed powder of aluminum nitride powder and a sintering additive, an organic binder, and an organic solvent, in a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate in which the ceramic layer is a polycrystalline body mainly composed of aluminum nitride. There are two steps: forming a conductor layer and embedding the conductor in the through holes using a conductor paste containing metallic titanium as the main component, laminating and thermocompressing each green sheet on which the conductor has been formed, and bonding these in a non-oxidizing atmosphere. A method for manufacturing a highly thermally conductive multilayer ceramic wiring board, comprising the steps of removing binder and firing.
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