JPS6273791A - セラミツク配線基板 - Google Patents
セラミツク配線基板Info
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- JPS6273791A JPS6273791A JP21239785A JP21239785A JPS6273791A JP S6273791 A JPS6273791 A JP S6273791A JP 21239785 A JP21239785 A JP 21239785A JP 21239785 A JP21239785 A JP 21239785A JP S6273791 A JPS6273791 A JP S6273791A
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- Japan
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- powder
- wiring
- sintering
- ceramic
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- Pending
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、セラミック配線基板に係り、特に、電気信号
の高速伝播に好適な構造のセラミック配線基板に関する
。
の高速伝播に好適な構造のセラミック配線基板に関する
。
配線を施したセラミック基板上に多数の半導体素子を搭
載した電子装置が、電′ｎ機をはじめ、種々の電子装置
に使用されている。かかる電子装置は配線基板が十分な
耐熱性を有するため、半導体素子の直接搭載が可能であ
り、従って樹脂配線板とパッケージングされた半導体素
子を組合せた装置に比べ、その大きさを著しく削減でき
る利点を有する。
載した電子装置が、電′ｎ機をはじめ、種々の電子装置
に使用されている。かかる電子装置は配線基板が十分な
耐熱性を有するため、半導体素子の直接搭載が可能であ
り、従って樹脂配線板とパッケージングされた半導体素
子を組合せた装置に比べ、その大きさを著しく削減でき
る利点を有する。
しかしこの電子装置に使用する配線板のセラミックスは
、Ａ４０３を主成分とした材料に限定されているのが現
状である。これは、Ａ４０．金主成分とする材料が安定
な焼結特性を示すからである。例えばＡ４０ｓにＡ４０
３ ＋ ” ０２１ ’ Ｎ Ｏ＊ＣａＯなどの低融化
合物を数チル１０チ混入させる事により、Ｆ 、 Ｍ、
等高融点金属の焼結が容易な１５５０〜１６００℃の温
度でデ定な焼結特性を示す材料が得られる。第１図に一
例として１．４１．Ｏｓ： ９０ｗｔ％ 、タルクニ６
ｗｔ％、カオリナイト：４ｗｔ％の組成のセラミックの
焼結収縮率を示すが、 １５００〜１６５０℃という
広い焼結温度範囲で非常に安定な値を示す。このため配
線用金属として自由な粒径のＦ 、 Ｈａが選択できる
。
、Ａ４０３を主成分とした材料に限定されているのが現
状である。これは、Ａ４０．金主成分とする材料が安定
な焼結特性を示すからである。例えばＡ４０ｓにＡ４０
３ ＋ ” ０２１ ’ Ｎ Ｏ＊ＣａＯなどの低融化
合物を数チル１０チ混入させる事により、Ｆ 、 Ｍ、
等高融点金属の焼結が容易な１５５０〜１６００℃の温
度でデ定な焼結特性を示す材料が得られる。第１図に一
例として１．４１．Ｏｓ： ９０ｗｔ％ 、タルクニ６
ｗｔ％、カオリナイト：４ｗｔ％の組成のセラミックの
焼結収縮率を示すが、 １５００〜１６５０℃という
広い焼結温度範囲で非常に安定な値を示す。このため配
線用金属として自由な粒径のＦ 、 Ｈａが選択できる
。
しかし１，４４０．は比誘電率が犬きく、信号伝播が遅
いという問題がある。即ちＡ４０．を主成分としたセラ
ミックは、その誘電特性を考えると、比誘１Ｌ率が９〜
１０程度であり、特に配線基板肉での信号伝播を高速化
したい電子装置では低比誘電率材料への変更が望まれる
。信号伝播速度” ’ ／、’Ｊｔ！ｆｆｌ亀 の関
係なので、比誘電率が小さい程高速化が達成できるから
である。
いという問題がある。即ちＡ４０．を主成分としたセラ
ミックは、その誘電特性を考えると、比誘１Ｌ率が９〜
１０程度であり、特に配線基板肉での信号伝播を高速化
したい電子装置では低比誘電率材料への変更が望まれる
。信号伝播速度” ’ ／、’Ｊｔ！ｆｆｌ亀 の関
係なので、比誘電率が小さい程高速化が達成できるから
である。
このような低比誘電率材料として、熱膨張係数、機械的
強度等を考慮すると、ムライト−コージェライト系材料
が考えられる。しかしこの材料は第２図に示すとおシ安
定な焼結特性を示す温度範囲が狭く、適当な配線材料が
得られていないのが現状である。
強度等を考慮すると、ムライト−コージェライト系材料
が考えられる。しかしこの材料は第２図に示すとおシ安
定な焼結特性を示す温度範囲が狭く、適当な配線材料が
得られていないのが現状である。
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解決した
、低誘電率セラミックス用の配線材料を提供することに
ある。
、低誘電率セラミックス用の配線材料を提供することに
ある。
〔発明の概要〕
本発明は、１５００℃以上の高温熱処理に耐えるＷ粉末
の粒度配合によシ、５〜６と低比誘電率を有するムライ
ト−コージェライトセラミックへの配線形成を可能とし
たものである。即ち、本発明のセラミック配線基板は、
ムラ−イト−コージェライトを混合したセラミックスを
絶縁材料とし、０．５μ７ｒ−φ 以下の粒径の粉末を
１０・−２０ｗｔ％含有したモ均粒径２．０μｍφ以上
のＷ粉末を導体材料として成る。
の粒度配合によシ、５〜６と低比誘電率を有するムライ
ト−コージェライトセラミックへの配線形成を可能とし
たものである。即ち、本発明のセラミック配線基板は、
ムラ−イト−コージェライトを混合したセラミックスを
絶縁材料とし、０．５μ７ｒ−φ 以下の粒径の粉末を
１０・−２０ｗｔ％含有したモ均粒径２．０μｍφ以上
のＷ粉末を導体材料として成る。
本発明は以下のような知見に基づいて、なされたもので
ある。
ある。
即ち、セラミック配線基板用の配線材料には、セラミッ
クスど同一の焼結収縮率を有すると共に、低電気抵抗と
なるよう十分緻密化すること、又印刷プロセスに適切な
粘度特性を有するペーストに加工できることなどの特性
が要求される。
クスど同一の焼結収縮率を有すると共に、低電気抵抗と
なるよう十分緻密化すること、又印刷プロセスに適切な
粘度特性を有するペーストに加工できることなどの特性
が要求される。
第３図は、Ｗ粉末の粒径と焼結後の密度の関係を示した
ものである。「粉末は粒径によりその焼結密度が異υ、
その焼結挙動は、粒径１μ簿を境に急激な変化を示す。
ものである。「粉末は粒径によりその焼結密度が異υ、
その焼結挙動は、粒径１μ簿を境に急激な変化を示す。
配線基板のメタライゼイシッンとじ５ては、電気抵抗が
十分小さく又端子接続などに耐える機械的強度を有し、
さらにめっきなどの後工程に支障を来たさなくするには
、５０％以上焼結後見掛密度が要求される。一方、配線
は通常スクリーン印刷により成形されるが、このために
は、２万〜２０万ｅｐｌの粘度範囲にＷ粉末をペースト
化出来る必要がある。Ｗベース）Ｈ，Ｆｉ末にエチルセ
ルロースのループチルカルピトールアセテート溶液をビ
ヒクルとして作成され、その粘度は、粉末の比表面積、
即ち粒径に依存し、ペースト中でＷの占め得る体積（成
形密度）は第４図の如くなる。
十分小さく又端子接続などに耐える機械的強度を有し、
さらにめっきなどの後工程に支障を来たさなくするには
、５０％以上焼結後見掛密度が要求される。一方、配線
は通常スクリーン印刷により成形されるが、このために
は、２万〜２０万ｅｐｌの粘度範囲にＷ粉末をペースト
化出来る必要がある。Ｗベース）Ｈ，Ｆｉ末にエチルセ
ルロースのループチルカルピトールアセテート溶液をビ
ヒクルとして作成され、その粘度は、粉末の比表面積、
即ち粒径に依存し、ペースト中でＷの占め得る体積（成
形密度）は第４図の如くなる。
セラミック配勝基板は、この印刷で成形された配線とセ
ラミック粉末に有機溶剤を加えキャスティング成形した
グリーンシートを同時に焼結し作成される。このため、
セラミ、り部、配線部が同一の焼結収縮を生ずるよう材
料調整が必安となるが、通常グリーンシートはその成形
密度が５０〜６０％程度となシ焼結収縮率は、１０〜２
０チとなる。従って配線材料にも、この程度の又縮で５
０チ以上の見掛密度を有するものを選定せねばならない
が、第３．第４図から理解されるとおり、ムライト−コ
ージェライトセラミックスの安定焼結温度範囲である１
５００℃前後（第２図参照）で上記条件を満たすＷの粒
度範囲は存在しない。
ラミック粉末に有機溶剤を加えキャスティング成形した
グリーンシートを同時に焼結し作成される。このため、
セラミ、り部、配線部が同一の焼結収縮を生ずるよう材
料調整が必安となるが、通常グリーンシートはその成形
密度が５０〜６０％程度となシ焼結収縮率は、１０〜２
０チとなる。従って配線材料にも、この程度の又縮で５
０チ以上の見掛密度を有するものを選定せねばならない
が、第３．第４図から理解されるとおり、ムライト−コ
ージェライトセラミックスの安定焼結温度範囲である１
５００℃前後（第２図参照）で上記条件を満たすＷの粒
度範囲は存在しない。
しかし、第５図、第６図に示すように、粒度配合したＷ
粉末を使用することにより、ムライト−コージェライト
セラミックスに適合した配線材料が得られる。即ち第５
図よシ、ａ５μｍ径のＷ粉末を７％以上含むＷ粉末は、
１５００℃の焼結温度においても６０チ の見掛密度
が得られる。この場合、０．５μｍ以外の組成を１μ肩
φ以上１０μｍφ までの粒径としても同一の結果が得
られた。一方スクリーン印刷可能なペーストの成形密度
上限は、第６図の如く母粉末を２μフルφ以上とすれば
、０．５μ肩φ Ｗの混合比２０ｗｔチ以下で５０％
以上が得られ、グリーンシー トの収縮調整の可能な範
囲にその収縮率調整が可能である。
粉末を使用することにより、ムライト−コージェライト
セラミックスに適合した配線材料が得られる。即ち第５
図よシ、ａ５μｍ径のＷ粉末を７％以上含むＷ粉末は、
１５００℃の焼結温度においても６０チ の見掛密度
が得られる。この場合、０．５μｍ以外の組成を１μ肩
φ以上１０μｍφ までの粒径としても同一の結果が得
られた。一方スクリーン印刷可能なペーストの成形密度
上限は、第６図の如く母粉末を２μフルφ以上とすれば
、０．５μ肩φ Ｗの混合比２０ｗｔチ以下で５０％
以上が得られ、グリーンシー トの収縮調整の可能な範
囲にその収縮率調整が可能である。
以］、本発明の詳細な説明する。
実施例１：
ムライト（３−４４０ｓ ・２ Ｓｃ Ｏ２）粉末７５
ｗｔ％、 コーツ ェ ラ ・イ ト （’ ４０ｚ
： ３４−９ ｗ ｔ ・４ 、 Ｓｔ Ｏｘ
二 ５１１３ｕ ２％。
ｗｔ％、 コーツ ェ ラ ・イ ト （’ ４０ｚ
： ３４−９ ｗ ｔ ・４ 、 Ｓｔ Ｏｘ
二 ５１１３ｕ ２％。
Ｍｌｏ：１４．９７ｗｔ％）粉末２５ｗｔ％ を混合
した後、これにブチラール樹脂、トリクロルエチレン、
アルコールを加え、スラリー状として、通常のドクター
ブレード法によるキャスティングによ！、ＩＯ，２１１
Ｊ厚さのグリーンシートを作成した。この後、グリーン
シートにパンチングによりα２ａφの穴加工を行った。
した後、これにブチラール樹脂、トリクロルエチレン、
アルコールを加え、スラリー状として、通常のドクター
ブレード法によるキャスティングによ！、ＩＯ，２１１
Ｊ厚さのグリーンシートを作成した。この後、グリーン
シートにパンチングによりα２ａφの穴加工を行った。
一方粒径２μ瓜のＷ粉末と０．５μ席粉末を８０：２０
の割合いで混合し、これにループチルカルピトール
アセテート中に１Ｑｗｔ％のエチルセルロースを溶解さ
せたビヒクルを１２ｗｔ％加え、ペースト化した。次に
前述のグリーンシートに形成した穴にこのＷ°ペースト
を光填し、同一ペーストでグリーンシート表面にスクリ
ーン印刷によｆ） Ｐｈｉ望の配線パターンを形成した
。このようなグリーンシートを２０枚作成し、これ等を
１２０℃ＩＯ分５０〜／−の条件で圧着一体化した後、
Ｎ、、Ｈ，フォーミングカス中に１５％の水蒸気を混入
路せた雰囲気中、１５００℃の熱処理を行い基板を焼結
した。この結果、配線、スルホール部は良好な焼結状態
金示し、比抵抗１５μｍ、端子部の引張り強度２Ｋｇ／
ｍｍ２以上と十分実用化可能な特性を示した。
の割合いで混合し、これにループチルカルピトール
アセテート中に１Ｑｗｔ％のエチルセルロースを溶解さ
せたビヒクルを１２ｗｔ％加え、ペースト化した。次に
前述のグリーンシートに形成した穴にこのＷ°ペースト
を光填し、同一ペーストでグリーンシート表面にスクリ
ーン印刷によｆ） Ｐｈｉ望の配線パターンを形成した
。このようなグリーンシートを２０枚作成し、これ等を
１２０℃ＩＯ分５０〜／−の条件で圧着一体化した後、
Ｎ、、Ｈ，フォーミングカス中に１５％の水蒸気を混入
路せた雰囲気中、１５００℃の熱処理を行い基板を焼結
した。この結果、配線、スルホール部は良好な焼結状態
金示し、比抵抗１５μｍ、端子部の引張り強度２Ｋｇ／
ｍｍ２以上と十分実用化可能な特性を示した。
実施例２二
実施例１ど同様なグリーンシートに、粒径５μｍのＷ粉
末と０．５μｍ粉末を９０：１０の割合で混合した粉末
にエチルセルロースを１２ｗｔ４）溶解させた１−ブチ
ルカルピトールビヒクルｆ８ｗｔ％加えペースト化した
材料で実施例１と同様、メタライズを施し圧着した。こ
れを実施例１と同様の雰囲気中で１５２０℃の熱処理を
行い焼結させた。
末と０．５μｍ粉末を９０：１０の割合で混合した粉末
にエチルセルロースを１２ｗｔ４）溶解させた１−ブチ
ルカルピトールビヒクルｆ８ｗｔ％加えペースト化した
材料で実施例１と同様、メタライズを施し圧着した。こ
れを実施例１と同様の雰囲気中で１５２０℃の熱処理を
行い焼結させた。
この結果、配線部の比抵抗は１３μΩ・α、又端子強度
ｔ５に４／ＭＦが得られ、比誘電率６５の良好な配線基
板が得られた。
ｔ５に４／ＭＦが得られ、比誘電率６５の良好な配線基
板が得られた。
実施例３：
ムライト８５Ｗ１４％ 、コージェライト１５チとして
作成したグリーンシートに、実施例１，２に使用したペ
ーストによジメタライズを施し、て、１５００〜１５４
０℃の焼結温度範囲で熱処理し、基板を作成したが、比
抵抗１２〜１８μΩ・α、端子強度ｔ３〜２．５ Ｋｆ
／−と実施例１．２と同様に良好な結果を得た。
作成したグリーンシートに、実施例１，２に使用したペ
ーストによジメタライズを施し、て、１５００〜１５４
０℃の焼結温度範囲で熱処理し、基板を作成したが、比
抵抗１２〜１８μΩ・α、端子強度ｔ３〜２．５ Ｋｆ
／−と実施例１．２と同様に良好な結果を得た。
以上の如く本発明によれば、１５００度前後という低温
で焼結するムライト−コージェライトに焼結挙動の一致
するメタライゼイシ、ンが可能となシ、このため従来の
Ａ４０．に比し約１．２５倍の電気信号伝播速度を有す
るセラミック多層配線基板を提供できる。
で焼結するムライト−コージェライトに焼結挙動の一致
するメタライゼイシ、ンが可能となシ、このため従来の
Ａ４０．に比し約１．２５倍の電気信号伝播速度を有す
るセラミック多層配線基板を提供できる。
第１図、第２図はＡＩ、Ｏｓ、ムライトセラミクスの焼
結挙動を説明するための図である。 第３図、第４図は、Ｗ粉末の焼結密度およびＩＦペース
トの金属充填率を説明するための図であり、第５図、第
６図は本発明の詳細な説明するための粒度配合を行った
Ｗ粉末の緒特性を示す。
結挙動を説明するための図である。 第３図、第４図は、Ｗ粉末の焼結密度およびＩＦペース
トの金属充填率を説明するための図であり、第５図、第
６図は本発明の詳細な説明するための粒度配合を行った
Ｗ粉末の緒特性を示す。
Claims (1)
- ムライト−コージェライトを混合したセラミックスを
絶縁材料とし、０．５μｍφ以下の粒径の粉末を１０〜
２０ｗｔ％含有した２．０μｍφ以上のＷ粉末を導体材
料としたセラミック配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21239785A JPS6273791A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | セラミツク配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21239785A JPS6273791A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | セラミツク配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273791A true JPS6273791A (ja) | 1987-04-04 |
Family
ID=16621907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21239785A Pending JPS6273791A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | セラミツク配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6273791A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02133383A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Hitachi Ltd | 厚膜・薄膜混成配線基板 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP21239785A patent/JPS6273791A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02133383A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Hitachi Ltd | 厚膜・薄膜混成配線基板 |
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