JPS62143865A - セラミツク絶縁基板の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はハイブリッドマイクロエレクトロニクスの分野
で絶縁基板としてアルミナなどを主成分とするセラミッ
ク基板を用いて上記基板の両面及び内層に配線回路を保
有し、さらに該基板の片面。

内至両面に抵抗体チップ、コンデンサチップやＩＣなど
その他の電子部品を実装して得られるところの集積回路
を構成する主要部品となるセラミック絶縁基板に関する
ものである。

従来の技術 一般に厚膜）・イブリッドＩＣと呼ばれる電子部品の構
成はアルミナ基板の表面に銀または銀−ノζラジウム合
金を導体とする配線ノ＜ターンにチップ状の抵抗体やコ
ンデンサおよびＩＣチ・ノブなどのリードレス部品を表
面実装して得られるものである。さらにコンピュータな
どのデジタノ（・・機器に見られる様により高密度な配
線および部品の実装を必要とする場合、上記アルミナ基
板は両面のみならず内部にも幾層かの配線を持つ事にな
る。この様な基板をセラミック多層配線基板と総称する
が、従来のものは殆んど絶縁体がアルミナであり導体に
はタングステンやモリブデンが用いられている。

したがって前記したような材料を用いてセラミック多層
配線基板を製造するには１６００°Ｃ以上の高温と還元
性雰囲気中における焼成を必要とする。

最近このような問題点を解決する目的で８００°Ｃ〜１
０００°Ｃの比較的低温で焼成可能ないわめる低温焼成
セラミック多層基板が注目されつ＼ある。

これら低温焼成セラミック基板の絶縁材料とじては一般
にガラス粉末とアルミナ粉末の混合物が、導電材料とし
ては銀または銀−パラジウムが用いられ、したがって焼
成はもっとも一般的で安価な空気中焼成が可能である。

しかしながら、前記低温焼成セラミック基板に使用され
る絶縁体は前述したようにアルミナの各粒子をガラス物
質で相互に融着している構造を有しているために、工程
の前段としてガラス粉末を調製する工程が必要となる。

一般的にはガラスを構成する原料を混合し、一旦高温に
て溶融させた後、急冷すると共に得られたガラスブロッ
クを粉砕して微粉末とする。さらに必要とする粒度のも
のを分級して所望のガラスフリットとする。このように
して得られたガラス粉末に任意の割合のアルミナあるい
は他のセラミック粉末を混合して低温燃成セラミック基
板材料となるのである。

発明が解決しようとする問題点 以上述べた様に低温焼成セラミック基板は焼成工程の前
にまずガラス粉末を作る工程が必要となり、一旦熔融し
たガラスはその粉砕および分級に多くの時間と費用を必
要とし、したがって基板材料のコストを押し上がる形と
なり、一般民生用電子機器への普及を困難ならしめてい
る。

問題点を解決するための手段 本発明は以上述べた様な問題点を解決するためにガラス
粉末の製造工程を出来る限り簡略化し、コイストダウン
する事によって従来高価であった低温焼成セラミック基
板を一般民生用電子機器の分野にまでその応用を拡げよ
うとするものであって、その手段としてガラス原料を混
合したのちγＯＯ℃〜８００　’Ｃで熱処理することに
よって構成原料の各粒子間を仮焼結させた後、粉砕し、
粉砕したのちの各粒子がそれぞれガラス形成に必要な構
成成分で成り立っている様な粉末をガラス成分とし、こ
れにアルミナ粉末を任意の割合で加えて８００〜９００
°Ｃで焼成することによって低温焼成セラミック基板を
得ようとするものである。

作　　用 本発明は上記した手段によって前述の問題点に指摘した
ような製造工程の煩雑さによるコスト高を避けようとす
るものであって、以下に本発明の作用について述べる。

前述した如く、従来の低温焼成セラミック基板の内部構
造はアルミナ粉末の各粒子ｋｍ解したガラス成分が接着
剤の役割りを果して相互接続している。したがってガラ
ス成分は一旦高温で溶解されたものを冷却、粉砕して使
用している。今、仮りにガラスを構成する成分とアルミ
ナ粉末を混合してセラミック基板を作ろうとしても、混
合過程でガラスを構成すべき各成分の間にアルミナ粉末
が介在し、低温でガラス化しにく＼焼結したセラミック
基板とはなり得ない。

そこで本発明ではアルミナ粉末との混合過程においても
ガラスを構成する各成分が分離することなく１つの粒子
としてアルミナの各粉末粒子間に存在せしめようとする
ものであって、まずガラスを構成する各成分を熱処理に
よって粒子間接合をする。次にこれを粉砕しても各粒子
はそれぞれがガラスを構成する一次粒子の集合によって
いわゆるマイクロカプセル化することになる。このマイ
クロカプセル化したガラス成分粒子が８００〜９シ０°
Ｃの比較的低温処理温度においてもアルミナ粒子同志を
接合する作用を持つのである。

実施例 以下に本発明の実施例について説明する。ガラス−セラ
ミックスを主成分とする低温焼成セラミックス基板に使
用されるガラス成分として一般的にはホウケイ酸系ガラ
スまたはホウケイ酸鉛系ガラスが使用されるが、本発明
の作用の本質を越えない限り以下の実施例に限定される
ものではない。

酸化鉛４０〜７０％　、無水ホウ酸１０〜４０多、シリ
カ１０〜３０係より成る組成物を攪拌混合したのち７０
０〜ｓｏｏ℃の温度で１〜２時間仮焼処理する。処理温
度の設定は前記処理時間内に組成物が溶解せず、しかも
組成物の各粒子間で焼結反応が持続する温度の範囲で設
定されなければならない。以上の如く処理された混合組
成物は各成分の粒子間で焼結反応が起ってはいるがガラ
ス状溶解にまでは至っていないので、冷却後粉砕した場
合、ガラス魁に比較して極めて容易に粉砕され、粉末と
なる。しかもこれら粉末の粒子１つ１つはそれぞれ、酸
化鉛、無水ホウ酸、ソリ力の各微粒子より構成されてい
る。次に以上述べた如く調製されたガラス組成物の仮焼
粉末に任意の割合でアルミナ粉末を加えて混合し、セラ
ミック基板材料の粉末ができ上る。

低温焼成セラミック基板を製造するには普通ドクターブ
レード法が用いられる。前記の如く調製されたセラミッ
クの粉末に有機結合剤としてのアクリル樹脂捷たはポリ
ビニルブチラールをトリクロロエタン、イソプロピルア
ルコール、メチルエチルケトン、酢酸ブチルなどを適当
量混合してなる有機溶剤に予じめ溶解して得られたいわ
ゆるバインダーを加える。さらに、最終的に得られるセ
ラミックグリーンシートに柔軟性を与えるために、可塑
剤としてジブチルフタレートまたはジオクチルフタレー
トを、上記有機結合剤に対して重量で２０％〜１００％
の範囲で加える。さらにまた、上記セラミック粉末をバ
インダー中に完全に分散させるために、ンルビタントリ
オレートなどから成る分散剤を添加する。以上の様に調
合した混合物をボールミルを用いて約４８時間粉砕混合
して所定粘度の均質なスラリーを得ることができる。。

このスラリーを２００メツ／ユのテトロン布を介して流
出させて混入した異物などを取除く。上記の如く調合さ
れたスラリーを、ドクタブレード法を用いてポリプロピ
レンなどのプラスチックキャリアテープ上に厚さが約２
００〜５００μになるようにシート化した後、乾燥して
有機溶剤を完全に除去させ、上記キャリアテープから剥
離して目的とするセラミックグリーンシートを得る。次
に、たとえば多層配線基板を得る場合には前記シートを
一定形状の寸法に打ち抜き、各層間電気導通をはかるた
めのスルホール孔を所定数設け、そのシートの片面に所
定の配線回路状に銀または銀−パラジウムなどの導体イ
ンクを用いて印刷する。このようにして得られたグリー
ンシートを所定層数積層して加圧成形したのち電気炉に
よりあらかじめ定められた昇温プログラムに従って８ｏ
○〜９００°Ｃで約１〜２時間焼成する。

発明の効果 以上、詳述した様に本発明による製造法によってセラミ
ック絶縁基板あるいは多層配線セラミック基板を作る場
合、ガラス成分を一旦熔融する必要がないため工程が簡
便となり、したがって製造コストも従来に比較して著し
く安価となり、実用上きわめて有利なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルミナ粉末とガラスの粉末を任意の割合に混合して
   比較的低温で焼成して得られるセラミック絶縁基板にお
   いて上記ガラス成分の構成材料を溶解せずに仮焼結させ
   た後、粉砕し、アルミナ粉末と混合して８００〜９００
   ℃で焼成することを特徴とするセラミック絶縁基板の製
   造法。