JPS6225486A - 低温焼結セラミツク多層基板の製造方法 - Google Patents
低温焼結セラミツク多層基板の製造方法Info
- Publication number
- JPS6225486A JPS6225486A JP60164739A JP16473985A JPS6225486A JP S6225486 A JPS6225486 A JP S6225486A JP 60164739 A JP60164739 A JP 60164739A JP 16473985 A JP16473985 A JP 16473985A JP S6225486 A JPS6225486 A JP S6225486A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- low temperature
- multilayer substrate
- alumina
- sintered ceramic
- Prior art date
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- Pending
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- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、低温焼結のガラス−アルミナ系セラミック材
料を用いた多層回路基板の製造方法に関する。
料を用いた多層回路基板の製造方法に関する。
［従来の技術］
ＬＳＩチップを高密度で多数個実装したりハイブリッド
ＩＣを組・み立てる技術として、アルミナシートを積層
した多層セラミック基板が開発されている。基板材料と
して高純度アルミナを使用したものは一般に焼結温度が
１５．００’Ｃ以上と高温なため内部配線材料としてモ
リブデンやタングステン等の高融点材料を使用しなけれ
ばならず、またその酸化を防ぐため水素雰囲気中で焼成
する必要がある。その上、前記のような高融点材料は比
較的抵抗率が高いため、配線幅を広くしなければならず
配線密度が高くならないばかりでなく、発熱等の問題に
より信鯨性の低下をきたす欠点があった。
ＩＣを組・み立てる技術として、アルミナシートを積層
した多層セラミック基板が開発されている。基板材料と
して高純度アルミナを使用したものは一般に焼結温度が
１５．００’Ｃ以上と高温なため内部配線材料としてモ
リブデンやタングステン等の高融点材料を使用しなけれ
ばならず、またその酸化を防ぐため水素雰囲気中で焼成
する必要がある。その上、前記のような高融点材料は比
較的抵抗率が高いため、配線幅を広くしなければならず
配線密度が高くならないばかりでなく、発熱等の問題に
より信鯨性の低下をきたす欠点があった。
そこで最近、低温で焼結できるガラス−アルミナ系セラ
ミック材料を用いたシートを積層した多層基板の開発が
進められている。低温焼結セラミック基板は大気中で９
００℃程度で焼成できる。そのため内部配線材料として
は銀や銀−パラジウム合金などを用いることができ、抵
抗率が低いので微細配線化でき配線密度の向上が可能で
あるとされている。
ミック材料を用いたシートを積層した多層基板の開発が
進められている。低温焼結セラミック基板は大気中で９
００℃程度で焼成できる。そのため内部配線材料として
は銀や銀−パラジウム合金などを用いることができ、抵
抗率が低いので微細配線化でき配線密度の向上が可能で
あるとされている。
［発明が解決しようとする問題点］
アルミナとガラスの粉末を混合してなるグリーンシート
を多数枚積層し、大気中で液相焼結する低温焼結法では
、積層時にシート間に残された空気、バインダ除去後の
ボイド、ガラス成分から発生するガス等が内部に残り、
焼成後、゛球形のボイドが材料中に残存するという問題
がある。特に多層基板のようにシートが薄くなると、僅
かなボイドの存在も絶縁耐圧を低下させ、信顛性の低下
をきたす大きな要因となる。
を多数枚積層し、大気中で液相焼結する低温焼結法では
、積層時にシート間に残された空気、バインダ除去後の
ボイド、ガラス成分から発生するガス等が内部に残り、
焼成後、゛球形のボイドが材料中に残存するという問題
がある。特に多層基板のようにシートが薄くなると、僅
かなボイドの存在も絶縁耐圧を低下させ、信顛性の低下
をきたす大きな要因となる。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、ボイドが発生し難く、そのため絶縁耐圧が非常に高く
極めて緻密な低温焼結セラミック多層基板を製造できる
方法を提供することにある。
、ボイドが発生し難く、そのため絶縁耐圧が非常に高く
極めて緻密な低温焼結セラミック多層基板を製造できる
方法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
上記のような目的を達成することのできる本発明は、ホ
ウケイ酸ガラス３０〜７０重量％とアルミナ７０〜３０
重量％を含む組成のグリーンシートを複数枚積層し、゛
真空中で低温焼結する低温焼結セラミック多層基板の製
造方法である。
ウケイ酸ガラス３０〜７０重量％とアルミナ７０〜３０
重量％を含む組成のグリーンシートを複数枚積層し、゛
真空中で低温焼結する低温焼結セラミック多層基板の製
造方法である。
アルミナとホウケイ酸ガラスの粉末を上記範囲内で混合
した後、適量のバインダを添加して混合し、ドクターブ
レード法等により所定厚さのグリーンシートを作成する
０通常このようにして得られたグリーンシートにスクリ
ーン印刷法等により銀−パラジウム等の導電ペーストを
用いて配線や電極を印刷する。またスルーホール部はパ
ンチング等により所定の位置に予め小孔を穿設しスクリ
ーン印刷時にｉｔペーストが充填されるようにする。そ
して印刷配線を施した所定のグリーンシートを位置決め
して重ね合わせ、熱圧着により積層一体化する。このよ
うにして得られたグリーンシート積層基板を加熱し、バ
インダを除去した後、７５０〜９００℃程度の低温で焼
成する。
した後、適量のバインダを添加して混合し、ドクターブ
レード法等により所定厚さのグリーンシートを作成する
０通常このようにして得られたグリーンシートにスクリ
ーン印刷法等により銀−パラジウム等の導電ペーストを
用いて配線や電極を印刷する。またスルーホール部はパ
ンチング等により所定の位置に予め小孔を穿設しスクリ
ーン印刷時にｉｔペーストが充填されるようにする。そ
して印刷配線を施した所定のグリーンシートを位置決め
して重ね合わせ、熱圧着により積層一体化する。このよ
うにして得られたグリーンシート積層基板を加熱し、バ
インダを除去した後、７５０〜９００℃程度の低温で焼
成する。
本発明が従来技術と顕著に相違する点は、この焼成工程
である０本発明では真空中で焼成が行われる。ここで真
空中とは約１ ｓｓＨｇ程度以下の状態をいい、好まし
くは１ ” ０ 、 ０１ｏ＋ｍＨｇ程度の状態である
。
である０本発明では真空中で焼成が行われる。ここで真
空中とは約１ ｓｓＨｇ程度以下の状態をいい、好まし
くは１ ” ０ 、 ０１ｏ＋ｍＨｇ程度の状態である
。
本発明においてアルミナの組成を７０〜３０重量％とじ
たのは、アルミナが７０重量％を超えると焼成温度が掻
めて高くなってしまうし、逆に３０重量％未満では強度
が低下してしまうためである。ホウケイ酸ガラスの量は
、このアルミナの存在割合によって自ずから定まるもの
である。
たのは、アルミナが７０重量％を超えると焼成温度が掻
めて高くなってしまうし、逆に３０重量％未満では強度
が低下してしまうためである。ホウケイ酸ガラスの量は
、このアルミナの存在割合によって自ずから定まるもの
である。
［作用］
多層基板においては各層の厚さが薄くなるから、絶縁耐
圧を向上させる面からもボイドの無い緻密な構造とする
ことが橿めて重要である。
圧を向上させる面からもボイドの無い緻密な構造とする
ことが橿めて重要である。
製造過程において積層基板中にボイドが残存する要因と
しては、積層時に各シート間に残された空気やバインダ
除去後のボイド、ガラス成分から発生するガス等がある
０本発明では焼成雰囲気を真空としているため、ガラス
が液相になる過程で内部の空気や炭酸ガス等が速やかに
外部に放出されて焼成収縮するため、ボイドの無い緻密
な構造を形成でき生のである。
しては、積層時に各シート間に残された空気やバインダ
除去後のボイド、ガラス成分から発生するガス等がある
０本発明では焼成雰囲気を真空としているため、ガラス
が液相になる過程で内部の空気や炭酸ガス等が速やかに
外部に放出されて焼成収縮するため、ボイドの無い緻密
な構造を形成でき生のである。
また真空中での焼成であるため、内部配線材料の酸化や
劣化も防止することができる。
劣化も防止することができる。
［実施例］
ホウケイ酸ガラスを平均粒径が５μｍ程度となるように
ボールミルで９６時間粉砕した。このようなホウケイ酸
ガラスとアルミナ粉末とを５０重量％対５０重量％の割
合で配合し、この試料粉体６１重量％に対してバインダ
ーを３９重量％配合した。ここで用いたバインダーは、
ポリビニルブチラール１５重量％、ジブチルフタレー）
Ｓｊｌｉ量％、メチルエチルケトン５０重量％、メチル
アルコール３０重量％の組成を有するものである。この
ような混合物をポリエチレン製のポットで４０時間混合
し、スラリーを作成した。
ボールミルで９６時間粉砕した。このようなホウケイ酸
ガラスとアルミナ粉末とを５０重量％対５０重量％の割
合で配合し、この試料粉体６１重量％に対してバインダ
ーを３９重量％配合した。ここで用いたバインダーは、
ポリビニルブチラール１５重量％、ジブチルフタレー）
Ｓｊｌｉ量％、メチルエチルケトン５０重量％、メチル
アルコール３０重量％の組成を有するものである。この
ような混合物をポリエチレン製のポットで４０時間混合
し、スラリーを作成した。
次に、このスラリーを用いてドクターブレード法により
０．２〜０．３１１Ｉ１１厚のシートを作成し、所定の
大きさに打ち抜いた。このシートにスクリーン印刷法に
より銀−パラジウムからなる導電ペーストを用いて配線
パターン、電極パターンを印刷した。またスルーホール
部は金型を用いたパンチングにより所定位置に小孔を穿
設し、その小孔内に前記の導電ペーストを充填した。
０．２〜０．３１１Ｉ１１厚のシートを作成し、所定の
大きさに打ち抜いた。このシートにスクリーン印刷法に
より銀−パラジウムからなる導電ペーストを用いて配線
パターン、電極パターンを印刷した。またスルーホール
部は金型を用いたパンチングにより所定位置に小孔を穿
設し、その小孔内に前記の導電ペーストを充填した。
そしてこのように導電パターンが形成されたグリーンシ
ートを、複数枚（２〜６枚）、温度１２０℃、圧力５０
０ ｋｇ／ｃｍ”の条件で熱圧着し一体化した。得られ
た積層グリーンシートを毎時１０℃程度の温度勾配で昇
温し、温度４８０℃で２４時間かけて脱バインダーを行
った。
ートを、複数枚（２〜６枚）、温度１２０℃、圧力５０
０ ｋｇ／ｃｍ”の条件で熱圧着し一体化した。得られ
た積層グリーンシートを毎時１０℃程度の温度勾配で昇
温し、温度４８０℃で２４時間かけて脱バインダーを行
った。
このようにして得られた積層体を温度８５０℃で、大気
中からＯ，ＯＯｌｍｍＨｇまで圧力条件を変化させて焼
結させた。各焼結晶についてのボアの発生個数（個／ｍ
＋ｎ”）および抗折強度（ｋｇ／ｃｍＪの測定結果を図
面に示す。ボアの発生個数は顕微鏡観察による平均値で
あり、抗折強度は３点曲げにより測定したものである。
中からＯ，ＯＯｌｍｍＨｇまで圧力条件を変化させて焼
結させた。各焼結晶についてのボアの発生個数（個／ｍ
＋ｎ”）および抗折強度（ｋｇ／ｃｍＪの測定結果を図
面に示す。ボアの発生個数は顕微鏡観察による平均値で
あり、抗折強度は３点曲げにより測定したものである。
この実験結果から、ｌ ａ＋ｍＨｇ程度もしくはそれ以
下の真空中であればボアの発生個数が急激に減少するこ
とが判る。またＳ板の緻密性を表す抗折強度の点からみ
れば０．０１ｍｍＨｇを超えてそれ以上に減圧されると
、かえって抗折強度が低下してしまう。高真空状態で焼
成することは技術的にも経済的にも困難となることと考
え合わせると、１〜Ｏ，Ｏ１ｍ＋ｎ）Ｉｇ程度の真空中
で焼結することが望ましいと言える。
下の真空中であればボアの発生個数が急激に減少するこ
とが判る。またＳ板の緻密性を表す抗折強度の点からみ
れば０．０１ｍｍＨｇを超えてそれ以上に減圧されると
、かえって抗折強度が低下してしまう。高真空状態で焼
成することは技術的にも経済的にも困難となることと考
え合わせると、１〜Ｏ，Ｏ１ｍ＋ｎ）Ｉｇ程度の真空中
で焼結することが望ましいと言える。
なお上記実施例はホウケイ酸ガラス５０重盪％に対して
アルミナ５０重量％の割合の場合であるが、ホウケイ酸
ガラス３０〜７０重量％、アルミナ７０〜３０重量％の
全範囲にわたってほぼ同様の傾向が認められ、上記程度
の真空中で良好な焼結体を製造できることがｂ’ｆｌ
Ｌ’ｌされている。
アルミナ５０重量％の割合の場合であるが、ホウケイ酸
ガラス３０〜７０重量％、アルミナ７０〜３０重量％の
全範囲にわたってほぼ同様の傾向が認められ、上記程度
の真空中で良好な焼結体を製造できることがｂ’ｆｌ
Ｌ’ｌされている。
［発明の効果コ
本発明は上記のように真空中で低温焼結するよう構成し
たガラス−アルミナ多Ｉｗ苓仮の製造方法であるから、
ガラスが液相になる過程で内部のガスや眉間の空気等が
速やかに基板外部に放出されて焼成されるため、ボイド
の無い緻密な構造となり絶縁耐圧が高くなるし、また配
線材料の酸化や劣化も生じないから、それらが相俟て信
頼性の高い多層基板が得られるという優れた効果を奏す
るものである。
たガラス−アルミナ多Ｉｗ苓仮の製造方法であるから、
ガラスが液相になる過程で内部のガスや眉間の空気等が
速やかに基板外部に放出されて焼成されるため、ボイド
の無い緻密な構造となり絶縁耐圧が高くなるし、また配
線材料の酸化や劣化も生じないから、それらが相俟て信
頼性の高い多層基板が得られるという優れた効果を奏す
るものである。
図面は本発明により得られた基板特性の一例を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
Claims (1)
- １、ホウケイ酸ガラス３０〜７０重量％とアルミナ７０
〜３０重量％を含む組成のグリーンシートを複数枚積層
し、真空中で低温焼結することを特徴とする低温焼結セ
ラミック多層基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60164739A JPS6225486A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 低温焼結セラミツク多層基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60164739A JPS6225486A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 低温焼結セラミツク多層基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225486A true JPS6225486A (ja) | 1987-02-03 |
Family
ID=15798983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60164739A Pending JPS6225486A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 低温焼結セラミツク多層基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6225486A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010109069A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Kyocera Corp | 配線基板およびその製造方法 |
| JP2011134841A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Kyocera Corp | 多層配線基板およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-07-25 JP JP60164739A patent/JPS6225486A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010109069A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Kyocera Corp | 配線基板およびその製造方法 |
| JP2011134841A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Kyocera Corp | 多層配線基板およびその製造方法 |
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