JPS6323394A - 複合焼結体の製造法 - 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】 本発明は複合焼結体の改良された製造法に関するもので
ある。さらに詳しく説明すれば、複数層からなる例えば
半導体集積回路装置用の複合焼結体の製造法に関するも
のである。

一般に上述のような複合焼結体を製造するには第１図に
示したようにそれぞれ別個に形成された誘電材料よりな
る基板、例えば生セラミックシート１　、１’　、　１
’の表面にそれぞれ所望パターンの導体層２．２’、２
″を印刷し、上記各基板の所望の相互配線接続部分に孔
３を形成し、該孔にそれぞれ導体材料を充填せしめ、次
に導体層２　、２’、　２’が所望の相互配線接続とな
るように上記基板１．１’。

ビな積み重ねて積層体となす。

しかる後に焼結するのに充分な温度で、かつ−定時間上
記基板の積層体を加熱することにより多層配線基板ある
いは多層配線バクケージのよりな覆合焼結体を完成せし
めるのが普通であった。

しかしながらこのような方法は、特にそれぞれの基板の
相互配線接続において問題がある。丁なわち導体層を含
む基板１．１’、１’の所望の個所に穿たれた孔３に導
体材料を充填しようとする場合、孔はきわめて小さいも
のであるから導体材料が孔の中に完全に充填されない場
合があり、そのため相互の配線接続が完全に出来ず断線
等が生じることがあり、接続状態は極めて信頼性に乏し
いものであった。この欠点を解決するために導体材料を
真空吸引させて孔の中に充填させろ技術があるが作業工
程が増し、量産性に乏しく・ものである。

さらにこのような方法では、多層配線の層数に等しい数
の基板が必要であり、かつそれぞれの基板を所定の形に
打抜くパンチ工程が入り作業工程が多（なる。また、基
板を積層しホットプレスを行う工程も必要で、このホッ
トプレスの際、完全に積層されないと積層の不安定性（
接着の不確実性）による気密リーク、基板の不必要な変
形等の不良につながる原因が発生しやすい。また、焼成
時に生セラミックシートと導体層との収縮率の差異によ
り焼成変形によってセラミックシートにキろが生じたり
、メタライズされた導体層とセラミックシートとの間の
接合強度が低下し、はがれ等を生じることがある。した
がって工程が比較的複雑で歩留りが低下し、そのため原
価高となる。

本発明は上記欠点を解消するために成されたものであり
、その目的とするところは多層の配線接続を容易にしか
つ信頼性の高い複合焼結体の製造法を提供するものであ
る。他の目的は工程の省力化を計った複合焼結体の製造
法を提供するものである。さらに他の目的は複合焼結体
の厚さを極めて薄（し、それによる原料の無駄をなくし
た複合焼箭体の製造法を提供するものである。さらに他
の目的は気密リーク、基板の不必要な変形等をなくした
密封構造を有し、かつ比較的高度の耐久性を有する小型
化された複合焼結体の製造法を提供するものである。

さらに他の目的は生セラミックシートと印刷層との焼結
時罠おける収縮率の差異をなくし、焼結変形のない複合
焼結体の製造方法を提供するものである。

さらに他の目的は複合焼結体として使用する生セラミッ
クシートに対して、これと収縮率の合致した印刷ペース
トを製造することである。

このような本発明によれば各層の配線の相互接続を極め
て容易に行なうことができ、かつ各層は生セラミックシ
ート上にセラミックペーストおよび導体ペーストを印刷
すること圧よって形成され。

その厚さは充分薄く制御することができるから、多層配
線の複合焼結体の厚さを従来の方法に比べて充分薄（す
ることができる。

さらに本発明によれば、無機材料の混合物形成後その混
合物から上記生セラミックシートと印刷ペーストとを形
成するため、上記生セラミックシート及び印刷ペースト
の焼結時における収縮率は同一であり、従来のような収
縮率の差異（よるはがれ、断線、われ、そりのない良好
な複合焼結体を得ることができる。すなわち、本発明に
よれば、生セラミックシートと印刷ペーストとは同一の
混合物からなるため、それらは、同一の材質及び同一の
混合比となり焼結時開−の収縮率をもつことになるから
である。

第２図は本発明により得られた具体的な複合焼結体の完
成体断面図であり、１はセラミックシート、４は絶縁層
、２は導体層を示す。

第３図は本発明による製造工程を示すものである。

（１）セラミック原料無機分として、アルミナ（ＡＪｔ
Ｏｓ）を主成分とし、これにシリカ（ＳｉＯｚ）、マグ
ネシア（ＭｇＯ）のごとき鉱化剤の粉末を例えばＡｌ、
Ｏ。

：９１重量％、ＳｉＯ２：　６．８ｆｉｆｔ％、ＭｇＯ
：２．２重量％の比で混合したものを用意する。この鉱
化剤の添加量によって焼結温度を適宜変化させ得る。

次に上記セラミック無機原料間に結合性を与えるための
結合剤としてプツトバー（商品名）を、プツトバーの溶
剤として低沸点溶剤である例えば共沸点混合物（トリク
ロールエチレン＝６０重量％、ブチルアルコール；２３
重量％、パークロルエチレン：１７重量％）を、また生
セラミツクの可塑剤としてブチルフタリル・ブチルグリ
コレートを用意しアルミナ＋鉱化剤：１００ｇに対して
プツトバー：６ｇ、低沸点溶剤：３８ｇ、可塑剤：２．
８ｇ添加し混合する。

（２）上記の混合物をボールミルを使用し３時間かげて
充分に混合することによりアルミナスリップを得る。

（３）上記アルミナスリップをシート状に、樹脂フィル
ム例えばルミラー（商品名）、あるいは剥離紙上にキャ
スティングを行なって、一定の厚さく約１□（ｌｉｉ）
、所要形状の生セラミックシートを形成する。この生セ
ラミックシートは加熱することによって低沸点溶剤を揮
散させて乾５勲させる。

（３）′上記アルミナスリップをペーストとして使用す
る場合にこのままでは低沸点溶剤が常温で蒸発して急速
に固化し、印刷時にスクリーンの目づまりを生じたり、
印刷後のスクリーンの掃除を困難ならしめるので、低沸
点溶剤を一旦高沸点溶剤に置換する。例えば、アルミナ
スリップ５００　ｇＫ対し、ブチルカルピトールアセテ
ート１２０　ｇ。

消泡剤としてシリコーン油（商品名、東しシリコーン５
Ｈ５５２０）０．２ｇを加え真空加熱（１０−３Ｔｏｒ
ｒ、８０〜９０℃）して低沸点溶剤を飛散させることに
よりペーストを得る。

前記（３）′の工程で得られたペーストはそのままで絶
縁ペーストとして使用できろ。

（３ヒまた導体ペーストを得ろためには、上記ペースト
にさらにタングステン、モリブデンもしくはチタンのご
とき高耐熱性金属の粉末を単独にまたは複合体として添
加して混合する。これら金属添物の量によって導体の抵
抗値が決定される。これらペーストは例えばシルクスク
リーンプロセスで生セラミックシート上に単層に、また
は導体ベーストと絶縁ペーストとを交互に積層して印刷
する。

各印刷工程後８０℃でペーストの乾燥を行なう。

上記の生セラミックシートとペースト５ｔ３物を水素等
の還元性雰囲気中で１４５０〜１６５０“ＣＫ加熱し、
生セラミックシートと絶縁ペーストとをセラミック化す
ると同時に、導体ベーストをメタライズしてこれらを焼
結せしめろ。

このようにして得られた生セラミツクと絶縁層または（
および）金属層との複合焼結体は、同一粉砕ロットによ
る原料から生セラミックシートと印刷ペーストとを形成
しているため、特にそれらの混合度が一致しているから
、それらの焼成時の焼結温度に変動がないので収縮率が
完全に一致しており、焼成変形は全くな（、導体と基板
との間の接合強度もきわめて高い製品が得られる。

以上本発明の実施例において、セラミック原料無機分、
結合剤、溶剤等の種類、成分量を特定して説明したが１
本発明はその特許請求の範囲を越えない範囲で、前記材
料の種類成分比を適宜変更し得ることはいうまでもない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法におげろ薄板のそれぞれを分解して別
個に示した透視図、第２図は本発明の方法より得られた
具体的な完成体断面図、第３図は本発明の具体的実施例
の製造工程図である。 １・・・セラミックンート、２・・・導体層、３・・・
孔、４・・・絶縁層。 代理人　弁理士　　小　川　勝　男・ 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、低沸点溶剤を含む無機材料の混合物を形成する工程
   、上記混合物の一部を生セラミックシートにする工程、
   上記混合物の他部に高沸点溶剤を加え上記低沸点溶剤と
   置き換えそれを絶縁ペーストとする工程、上記生セラミ
   ックシート上に上記絶縁ペーストを形成する工程を有す
   ることを特徴とする複合焼結体の製造法。