JPS6399596A - 多層セラミツク基板の形成方法 - 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、半導体チップを載置し相互接続するのに特に
適した多層セラミック基板に関する。

本発明が最大の用途を有する適用分野はデータ処理装置
に使用される複数チップ・モジュールにある。この適用
分野と多層セラミック（ＭＬＣ）基板については、ＩＢ
Ｍジャーナル・オブ・リサーチ・アンド・デベロップソ
フト（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＲｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ
　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）　Ｖｏｌ、　２６．　Ｎｏ
、　１．１９８２年１月、３０ページ以下の“高性能多
層セラミック・パッケージ（Ａ　Ｈｉｇｈ　Ｐｅｒｆｏ
ｒｍａｎｃｅ　Ｍｕｌｔｉ−１ａｙｅｒ　Ｃｅｒａｍｉ
ｃ　Ｐａｃｋａｇｅ）”と題する、Ａ、　Ｊ、プロジェ
ット（Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）及びり、　Ｒ，バーバー（Ｂ
ａｒｂｏｕｒ）による論文に記載されている。

また、ＩＢＭジャーナル・オブ・リサーチ・アンド・デ
ベロップソフトＶｏ１．２７．　Ｎｏ、　１．１１ペー
ジ以下にＬ　Ｇ、バーガー（Ｂｅｒｇｅｒ）及びＣ，Ｗ
。

ワイゲル（Ｗｅｉｇｅｌ）によって多層セラミック基板
製造に関するさらなる研究報告がなされている。

Ｂ、従来技術 チップ中のディスクリート回路素子の回路密度及び数は
増大し続けており、このことがチップの動作速度の向上
をもたらす。これに伴って、チップのいわゆる″足跡”
　　（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）密度、すなわち多層セラミ
ク＋（ＭＬＣ）基板に接続をはかるための単位面積あた
りのチップ回路パッドの数が増加しつつある。これによ
り、ＭＬＣ基板の相補的なパッド・パターンの１１足跡
”密度がそれに対応して必要となる。また、チップ毎の
パッドの数の増加は、チップ間導電体の数の増加を要請
する。　さて、より複雑な相互接続金属パターンを与え
るために、ＭＬＣ基板の層の数を増加させることはでき
るけれども、それには何らかの不都合が伴なわないでは
いない。すなわち、導電体の長さが増大すると、回路遅
延が高まる。また、層を追加すると、製造上の困難も高
まる。ゆえに、ＭＬＣ基板上に、微細で間隔の狭いメタ
ライゼーション・パターンを付着するための手段が見出
されないなら、″足跡″の密度の問題は解決されない。

従来技術のＭＬＣ基板は１選択された位置で履体を貫通
するバイア・ホール中の焼結金属によって相互接続され
た個々の履体上の焼結金属パターンを利用していたにれ
らの金属パターンは、スクリーニング処理によってグリ
ーンシート層体上に付着されたものであった。しかしこ
の処理は、きわめて細く間隔の狭い導電体を形成するこ
とはできず、また最近の進歩したチップに対応する相補
的な足跡パターンを形成することができない。

仮にもしそれが可能であるとしても、焼結金属は微小面
積の導電体として使用するには電気抵抗率が大きすぎる
。

この抵抗率の問題は、米国特許第３８５２８７７で部分
的にとり扱われている。すなわち、この特許においては
、焼かれたＭＬＣ基板中に、焼結された金属で線続きさ
れた穴（ｂｕｒｒｏｗ）を形成し、その後その穴を銅な
どの高導電性の溶融金属で充填して相互接続金属パター
ンが形成された。この特許には、「この発明の本質は、
多層セラミック回路ボード内にメタライズされた毛細管
（ｃａｐｉｌｌａｒｙ）を形成することにあり、その毛
細管は後で高導電性金属で充填される。」という記載が
ある。

これにおいては、毛細管が１比金属で線引きされ基板が
焼かれた後に溶融金属で充填されるので。

導電性回路網は固体金属と焼結耐火金属とからなる。こ
うして、導電性回路網の密度は、スクリーニング処理の
みならず、後で溶融金属が流される毛細管を線引きする
という必要性によっても制限される。これの−実施例に
おいては、バイア・ホールと金属ペースト・パターンは
１０ミル（約０゜２５ｍｍ）である。その別の実施例に
おいては、線引きされた毛細管とは逆に、多孔性の毛細
管が溶融金属を受は入れる。

もし微細で間隔の狭い非焼結金属導電体をＭＬＣ基板中
で使用すべき場合には、その金属はスクリーニング以外
の処理によって付着されなくてはならず、また金属は、
セラミックの焼結温度よりも高い融点を有するものでな
くてはならない。その金属の抵抗率は低くなくてはなら
ない。また、選択されたセラミックは、焼き入れ時に収
縮しないかまたは収縮を制限されていなくてはならない
。

ＭＬＣ基板のために高導電性金属の融点以下の温度で焼
入れすることができるガラス・セラミックを使用するこ
とは、米国特許第４２３４３６７号、米国特許第４３０
１３２４号、米国特許第４３４０４３６号及び米国特許
第４４１３０６１号に述べられている。ガラス・セラミ
ックはこの望ましい性質を有するのみならず、誘電率が
低く、曲げ強度が大きく、熱膨張率が小さいという性質
をも有し、これらはすべて高速動作の電子回路技術には
きわめて望ましいものである。

半導体チップ上に顕微鏡的に小さいメタライゼーション
・パターンを形成するための技術はこの分野でよく知ら
れている。もしこれらの技術を、ＭＬＣ層体上に金属パ
ターンを形成するために適用できたなら、稠密な足跡パ
ターンのみならず微細で間隔の狭い導電体を達成するこ
とができよう。

しかし、これらの半導体デバイスのメタライゼーション
処理は、ＭＬＣ基板のグリーンシート層体を直接メタラ
イズするのには適していない。グリーンシートは、十分
になめらかな表面を有さないので、厳密さが要求される
導電体間の間隔を変更あるいは破壊するおそれなくして
微細で幅の狭い金属パターンを直接その表面に付着させ
ることばできないのである。また、大気圧以下でのメタ
ライゼーション処理は、バインダ材料の有機ガス放出に
よって相当に影響され、これによりグリーンシートの組
成が変化したり（例えば、グリーンシートが硬化する）
、処理システムが汚染されたりする。

Ｃ９発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、十分に高い精度で微細な導電体パター
ンをグリーンシート上に付着する方法を提供することに
ある。

Ｄ９問題点を解決するための手段 この発明によれば、複数の裏打ち（ｂａｃｋｉｎｇ）シ
ートの各々に固体金属導電体の予定のパターンを付着し
、その各々のパターンを個々の未焼入セラミック・グリ
ーンシートに転写し、それらのグリーンシートを互いに
整合するように重ね合わせ、その重ね合わせたグリーン
シートを金属８重体の融点よりも低い温度で焼結すると
ともに重ね合わせたセラミックのＸ及びＹ方向の収縮を
制限することによって、電子デバイスの載置及び相互接
続に使用される多層セラミック基板が製造される。

本発明によれば、金属パターンが予定形状のグリーンシ
ートに転写され、裏打シートが剥離される。

本発明によれば、グリーンシートを金属パターンを予め
形成された裏打シート上に押しつけて裏打シートを剥離
することにより金属パターンが転写される。

さらに、本発明によれば、焼結セラミック基板中に封入
された固体金属非焼結導電体パターンの複数の相互接続
層のみからなる、その外面に複数の電子デバイスを載置
し相互接続するのに適した埋込まれ露出された導電部材
をもつ多層セラミック基板が提供される。

Ｅ、実施例 Ｅｌ、発明の概要 個々のチップ及び複数のチップ・モジュールの必要な機
能ブロックにおける回路は、チップと、ピンまたは他の
外部モジュール接点への接続点との間の相互接続を必要
とする。そして、各チップの″足跡″が、チップが接続
されるべきＭＬＣ基板上の相補的パッドの幾何形状を規
定する。これらの予備的な必要条件は相互接続されるべ
きものと幾何形状を指示するが、相互結線が従わなくて
はならない経路は指示しない。

回路設計者は、所望のインピーダンス整合をは　　□か
り、信号線間の混線を最小限に抑え、動作速度を最大に
するためにチップに電力を分配し信号を搬送する導電体
を構成するべく、基板内の相互接続金属パターンの最適
な構成を決定する。導電体の長さが増大すると、間隔が
密の回路の抵抗キャパシタンスがともに増大するという
ことは公理的である。それゆえ、設計基準は、導電体の
長さを低減することにある。導電体の混線の低減により
抵抗が増大され、キャパシタンスが減少される。

導電体間の間隔を低減することは抵抗には影響は及ぼさ
ないが、導電体間のキャパシタンスは増加させる。しか
し、導電体の間隔の低減は、もしメタライゼーション密
度の全体的な増加をもたらすならば、導電体の長さに、
それを補う低減をもたらし、これにより回路のＲＣ時定
数が減少される。

固体金属導電体は、それとほぼ等しい断面積の焼結金属
導電体よりも単位長さあたりの抵抗が小さい。それゆえ
、もし微細近接間隔導電体を使用するなら、好適には銅
からなる固体金属導電体が必要である。

回路設計者は、相互に摺入れない現象に妥協をはかるべ
くコンピュータ支援設計技術を用いて必要条件を達成す
るために最適な構造を開発する。

しかし、回路設計者の構造は、材料適合性、温度適合性
、製造の経済性、歩どまり及び他の要因などのＭＬＣ基
板を製造するための処理条件にその構造が適合するよう
に変更を受けなくてはならない。これには１回路設計者
とＭＬＣ処理及び材料の専門家との間のおびただしい協
力が必要である。

さて、導電体用に選択された金属は、ＭＬＣ材料の焼結
温度よりも低い温度で溶融してはならない。ＭＬＣ材料
は低抗率が高く誘電率が低くなくてはならず、必要な物
理的性質を備えていなくてはならない。また、金属パタ
ーンが微細であるために、ＭＬＣ材料は、金属導電体を
破壊したり、例えば導電体間の間隔を歪ませることによ
って、回路設計者によって注意深く選択された回路パラ
メータを変更したりすることがないように、焼結の間に
Ｘ及びＹ方向に収縮してはならない。

ＭＬＣ基板自体は、導電体を電気的に相互接続するため
の手段（すなわちバイア）をもち焼結セラミック基板中
に封入された固体非多孔性金属導電体を有すると要約す
ることができる。この固体非多孔性導電体はほぼ均質で
あり、以て、その導電体の大部分の電気的且つ機械的性
質が変化されないままに保持される。一般的には、層間
接続バイアは依然として複合焼結導電体として形成され
ているが、選択されたバイアは固体非多孔性均質導電体
から成っていてもよい。このＭＬＣ基板のための材料は
、使用される特定のセラミック材料の焼結温度が、パッ
ケージ中に使用される金属導電体、すなわち銅、金、銀
または他の導電材料（すなわち、抵抗率が２　Ｘ　１０
−１Ｇオーム・Ｇ以下のもの）あるいは合金の融点より
も低い。さらに詳しく述べると、セラミック材料は典型
的には焼結温度が１０００℃より低いので、利用される
金属感電体の融点は１００’Ｃより高くなくてはならな
い。

本発明に従って製造された典型的なＭＬＣ構造上の金属
のパターンは、半導体チップの露出されたＩ１０パッド
に相補的である上面上にパッドを有する。導電体の典型
的な寸法は、幅約０．５〜４ミル、間隔は約１〜１６ミ
ルである。他の寸法も利用可能であり、例えば、線幅が
約２〜１０μｍの範囲にあるような微細線の応用技術も
考えられる。金属パターン間の層間接続は、厚い固体金
属スタッド、導電ペーストまたは、スタッドとそれに接
続されたパターンの間に介在配置された金属の合金でコ
ーティングされたスタッドでよい。この介在配置された
金属は、選択されたセラミックの焼結温度にほぼ等しい
融点をもつ。

ＭＩ、Ｃ基板を製造する方法は、なめらがな寸法的に安
定な裏打シートの離散領域上に金属を付着して個々の平
坦な金属導電体パターンを形成し、各々の金属パターン
を、個々のグリーンシート層体に転写し、それらのグリ
ーンシートを互いに整合して重ね合わせ、その重ね合わ
せた構造を、収縮及びゆがみがないように焼結する工程
として要約することができる。

焼結の間に、重ね合わせたグリーンシートは横方向の収
縮と縦方向の非平坦変形を抑えるように制限を受ける。

収縮を防止することは、固体金属パターンを歪めたり、
セラミックを変形したり亀裂を生じることなく首尾よく
本発明の構造を形成するための重要なポイントである。

収縮及び変形を防止するための好適な方法は、グリーン
シートの積金ねられたスタックを、各々がグリーンシー
よりも高い焼結温度を有する２個の多孔性のプラテンの
間に挟み、プラテンに押圧力を加えることである。

ゼロ収縮をさらに保証する方法としては、ＭＬＣ構造の
横方向の寸法と同じ拡がりをもつ構造でプラテン及び基
板をとり囲むようにすることがある。

Ｅ２．具体例 互いに離隔する平坦な金属パターンの各々のための金属
導電層は、離型材でコーティングされたなめらかで寸法
的に安定したシート（好適にはポリビニル・ブチラール
でコーティングされたポリエチレン・テレフタレート（
ＰＥＴ）シート）上に付着され、フォトリソグラフ的に
パターンに形成される。このシートは典型的には、他の
安定な有機ポリマ・フィルム（例えばポリイミド）、金
属シート、あるいはそれらの組み合せでもよい。

コーティングはまた典型的には、アルファーメチル・ス
チレン、ポリイソブチレンまたはポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）から成っていてもよい。この付着処理
は、必要とされる微細近接間隔金属導電体を形成し得る
任意の方法でよい。

次にガラス・セラミック・グリーンシートが、米国特許
第４３０１３２４号及び米国特許第４２３４３６７号の
教示に従い、バイア・ホールのパンチ及びスクリーニン
グを含む処理により用意される。バイア・ホールは典型
的には慣用的な技術によって、ガラス・セラミックの焼
結温度と両立する敲度で焼結可能な導電金属ペーストに
より充填される。固体銅導電体に使用するのに好適なバ
イヤ充填用ペーストは銅ペーストである。後述する例で
示すことであるが、パターン化された金属平面間の相互
接続は、メタライゼーション・スタッドまたは合金被覆
スタッドによって形成することができる。各々の金属パ
ターンは次に、予めパンチされたバイアに充填されたグ
リーンシートに精密に整合するように重ね合わされる。

整合金属パターン及び裏打ちシートをもつ各グリーン・
シートは次に、導電体をグリーンシート材料中に埋込む
ために加熱プレス中に配置される。

裏打シートは次に、今やメタライズされたグリーンシー
トから剥離され、個々のグリーンシートの履体は精密に
整合して積重ねられ、米国特許第４２３４３６７号に号
に記載されるような方法で積層される。

こうして積層されたＭＬＣが焼結されるとき、離型層す
なわちブチラールが焼却され、バイア・ペーストをメタ
ライズする銅が、固体金属パターンを導電的に接続する
ように焼結される。焼結の間に、後で述べるように、ガ
ラス・セラミックはＸ−Ｙ方向の収縮を防止するように
制限され、Ｚ方向のみの収縮変位を許容される。

充填バイアを使用する代りに使用することのできる代替
方法は、コーティングされたＰＥＴ基板上に平らな金属
パターンを付着し、その後平坦なパターンの選択された
領域中に余剰の付着によりスタッドを形成することであ
る。この際、パターンを、隣接するシートのパターンの
領域に接続することが必要である。このことは、隣接パ
ターンの相互接続のために充填バイアに代わるものであ
る。

この隆起スタッドは次に、そのスタッドを次に続くメタ
ライゼーション層中の任意の当接金属に接合するために
、後の焼結サイクルの間に溶融することになる被覆金属
を被せられる。次にグリーンシート・スラリーが、前に
スラリーがＰＥＴ裏打シート上に流し込まれたのと同様
の方法で直接、＝１５− メタライズされたパターン化裏打シート上に流し込まれ
る。このような導電体の周囲へのスラリーの流し込みは
、きわめて有効に導電体をグリーンシートに埋設するこ
とになり、しかも導電体を変形しない。このグリーンシ
ートの厚さは、隆起スタッドが、乾燥後グリーンシート
の表面かられずかに突出するように制御される。慣用的
な乾燥の後、依然としてブチラールまたはＰＭＭＡなど
で被覆されている埋設金属パターンを露出させるために
ＰＥＴ裏打シートが剥離される。露出されたスタッドの
上部は焼結温度に等しい融点をもつ合金で被覆され、こ
の合金は溶融したとき当接パターンとスタッドとを導電
経路を形成するように溶かすことになる。

グリーンシートは次に整合して積重ねられ、積層されて
焼結され、その間にスタッド上の被覆金属が溶融してス
タッドと、次のメタライゼーション層の当接領域の間に
接着性の橋絡部を与える。

焼結の間に、ＭＬＣ積層体は横方向の収縮と縦方向の屈
曲を制限され、ブチラール、ＰＭＭＡなどが焼却される
。第１図を参照すると、このことを実行するための典型
的な焼結装置が、気圧制御炉１０中に置かれている様子
が示されている。第１図ニオいて、積層体１５は２個の
多孔性アルミナ・タイル１３．１４間に配置し、側壁移
動を防止する保持具１２中に配置することができる。保
持具１６は、バインダの焼却効率を高めるために積層体
１５に酸素を到達させるとともに、均一な押圧力を加え
る役目を果たす。

上述の処理は、以下のような一連の工程により実行され
る。

肛 この例は、固体金属でメタライズされた裏打シートと組
合せて使用されるパンチされスクリーンされたペースト
・バイアを有するグリーンシートの使用を示すものであ
る。第２Ａ’図はこのタイプの構造を示す。

工」す、− ＰＥＴ裏打シートが、スプレーまたはロール・コーティ
ングによってポリメチルメタクリレートの薄い層で被覆
される。

工１に 所望の厚さの固体金属の層が、裏打シート２４に付着さ
れる。この付着は、シートに金属をロール積層するかま
たは、金属のスパッタリングまたは蒸着によって所望の
厚さの金属を形成することによって行なわれる。

工棗ｙ そのシートによって支持されている金属層には次に標準
的なフォトリソグラフ及びエツチング処理が施され、所
望の導電金属パターン２６が残される。このとき、もし
リフトオフまたは他の薄膜技術が使用されるなら、線を
約３〜６μｍの範囲に形成できることに注意されたい。

細線はまた、ＭＬＣ構造上に薄膜再分配層を形成するこ
とに関する米国特許第４２２１０４７号に記載されてい
るようなパッケージング構造に使用することもできる。

工程４ 現在の標準的なパッケージの場合、これらのパターンは
典型的には幅約２ミル、高さ約１ミル及び線間間隔約２
ミルの導電体である。そして、米国特許第４３０１３２
４号によって教示されるような複数のガラス−セラミッ
ク・グリーンシート２２が慣用的な方法で個別のＰＥＴ
シート上に流し込まれて乾燥され、所定のサイズに裁断
されて整合孔及びバイア開孔をあけられ、こうして個別
のＭＬＣ層体履体えられる。

工程５ このようにして処理されたシートは、第２Ａ’図の参照
番号２６Ｇで示されるように、導電性銅ペーストで充填
されている。尚、第２Ａ図及び第２Ａ’図にそれぞれ図
示されているバイア２６Ａ及び２Ｂは後の例２で記述さ
れる処理中でバイア２６Ｃの代わりに使用される固体金
属導電体をあられす。

工程６ 各裏打シート２４とそれトこ伴う金属パターン２６は、
個々のグリーンシート２２と正確に整合して重ねられ、
圧力約３００プサイ、温度約７５〜９５℃、時間約２分
間プレス中で押圧され、これによりグリーンシート中に
導電体が接着される。

尚、必要とされる厳密な圧力は、そのセラミック・グリ
ーンシートの平坦度の関数であり、必要とされる厳密な
圧力は、そのセラミック・グリーンシートの平坦度の関
数であり、必要とされる厳密な温度は、裏打シート及び
使用される離型剤の関数である。

工程７ 次にＰＥＴ裏打シートが剥離されて、各セラミック・グ
リーンシート２２上には金属パターン２６が残される。

工程８ 次にグリーンシートは、予めあけられた位置決め孔によ
って正確に整合して積重ねられ、高圧で薄板化（ｌａｍ
ｉｎａｔａ）される。このときの厳密な圧力は、導電体
の幾何形状と、グリーンシートの厚さと、基板全体の厚
さに依存し、少くとも約３００プサイである。この薄板
化の目的は、固体金属導電体パターンをセラミック・グ
リーンシート中に埋込み、且つ自己接着的な一体構造を
与えることにある。

工程９ こうして薄板化された構造体１５は、第１図に示すよう
なプレス中で焼結される。このプレスは直方体形のキャ
ビティ１２を有し、そのキャビティ１２のＸ及びＹ方向
はＭＬＣ最終製品のＸ及びＹ方向寸法に等しく、そのキ
ャビティの底には孔があけられているにのキャビティは
、層状体構造が、縦方向の圧力の下で膨れるのを制限す
る。

また、キャビティと等しいＸ−７寸法をもつ上下のプラ
テン１３及び１４が、その間にＭＬＣ層状体１５を挟み
込む。

プラテン１３及び１４は剛性の金属プラテン１６及びキ
ャビティ１２の底面によって裏打ちされており、金属プ
ラテン１６とキャビティ１２の底面にはともに、焼結の
間にガスが放出できるようにするために孔があけられて
いる。

プラテン１３及び１４は、ガラス−セラミック層状体構
造よりも高い焼結温度をもつ部分的に非焼結の多孔性セ
ラミックから製造され、従って処理の間プラテン１３及
び１４は焼結されず、よって収縮しない。

これらのプラテンは好適には予め焼結された多孔性ＡＱ
２０．とガラス基体とから成り、それらは、層状化され
たガラス−セラミック構造に押しつけられたときに、Ｘ
−Ｙ方向の収縮と２方向の歪を部止する摩擦保持力を与
える。

層状化構造のプレス中での焼結（第１図参照）は、次の
ような温度と、押圧力と、雰囲気圧と時間で行なわれる
。

（ａ）Ｚ方向の稠密化を行いつつ焼結の間のＸ−Ｙ収縮
を防止するために圧力を加える（すなわち１〜２００プ
サイ）。

（ｂ）窒素雰囲気中で、約１〜ｂ 約７２０〜７４０”Ｃまで温度を上昇させる。

（ｃ　）　Ｈ２／　Ｈ２０雰囲気中に約７．２０−７４
０℃で約３０時間保持する。

（ｄ）約り℃／分の割合で約９６５℃まで温度を上昇さ
せ、窒素雰囲気中、その温度で約２時間保持する。

（ｅ）約り℃／分で室温まで温度を下降させる。

態Ａ この例は、メタライズされたグリーンシート層を形成す
るために、後でガラス・セラミック・スラリーで被覆さ
れるスタッド（固体金属）バイアをもつメタライズ（固
体金ｌ１ＩＩ）された裏打シートの使用を例示する。こ
のことは第２八図中で最も良く見てとれる。

１劃Ｖ 例１の工程１及び２と同様にして平坦な固体金属パター
ン２６が用意される。ただし、ここでは典型的にはより
厚い金属層が使用される点で例］−とは異なる。

工ｌ又 シートによって支持されているこの金属パターンには次
に２段階のフォトリソグラフィック／エツチング処理が
施される。その第１の段階では線パターンがエツチング
され、第２の段階ではスタッド・パターン（第２Ａ図の
スタッド２６Ａを参照）がエツチングされる。露出され
たスタッドの表面は最適には融点９００℃の銅−銀合金
を形成する銀で被覆することができる。この合金は、溶
融したときに、スタッドと、次の上層平坦パターンの間
に導電性接続を与える。このことは、被覆されたスタッ
ドが参照番号２６Ｂで示されている第２Ａ’図で見てと
れる。

↓鼻−≦− 次に、平坦金属パターン上にガラス−セラミック・スラ
リーがスタッドの高さまで流し込まれる。

こうして出来上がった構造２０は第２Ａ図または第２Ａ
’図に図式的に示されている。セラミック・スラリー２
２は、上面に平坦な金属パターン２６が付着されている
被覆されたＰＥＴ裏打シート２４上に直接流し込まれる
。グリーンシート・スラリーを乾燥した後、整合孔があ
けられ、裏打シートが剥離される。スタッド２８Ａ及び
２６Ｂは、第２Ａ図及び第２Ａ’図に図示されているよ
うに、結果として得られたグリーンシート２２の上面と
同じ高さである。

２４一 工程４ グリーンシートの表面と露出されたスタッドから余剰の
グリーンシート材料が除去清浄される。

孟秋） グリーンシートは次に整合孔を用いて整合関係に積重ね
られる。この積重ねられた構造体は第２Ｂ図に図式的に
示されており、そこには固体金属スタット２６Ａが示さ
れている。これはまた、合金でキャップされたバイア２
６Ｂであることに注意されたい。薄板体２０（第２図参
照）は、薄板体３０及び４０の間に挟まれており、スタ
ッド２６Ａまたは２６Ｂは平坦なパターン４６の底面に
当接する。その下方のレベルでは、スタッド３６Ａが中
間レベル２８の平坦なパターン２６と接続している。

これらの図面は、相互接続のＪＸ理を例示するための図
式的なものである。従って、例えば、２個またはそれ以
上の非隣接薄板体の間に接続をはかることが要望される
なら、パッドが付着されその上にスタッドが付着される
ことになる。このパッドは、裏打シートが剥離されると
きに位置を保つように十分な面積と接着性を有すること
になる。

工程に の工程６は、例１の工程８と同一である。唯一の相違点
は、バイア中の焼結金属を相互接続に用いる代わりに、
スタッドのチップ上の合金が溶融して次の隣接する薄板
体の当接するメタライゼーションに至るスタッドに溶け
て融合することである。これによりいくらかＺ方向の収
縮が許容される。合金チップをもつスタッドは第２Ａ’
図中で参照番号２６Ｂとして図示されている。

Ｆ０発明の効果 上記例１及び２の上述のような段階によれば、裏打シー
ト上に付着される平坦な固体金属パターンは、細く間隔
の狭い導電体であることができ、これにより、集積度の
高いチップを接続し、モジュール毎に多くのチップを相
互接続するために必要な薄板体の数が低減される。また
、挟み込み手段による焼結の間の収縮及び屈曲の制限に
より、金属パターンが歪から保護され、その付着された
ままの状態の幾何形状が維持される。このとき金属の実
質的な幾何形状の変化は要望されないので。

特定のパッケージを形成するために選択された金属及び
セラミックは、蒸発または変形することなくセラミック
焼結温度に耐えるものでなくてはならない。結果として
得られた固体湛電体は実質的な非多孔性且つ均質であり
、以て使用される導電体の大部分の特性が保持される。

また、Ｘ−Ｙ方向のゼロ収縮は、固体金属パターンまた
はセラミックの歪みなくセラミック及び固体金属パター
ンを稠密化させることを可能ならしめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のセラミック基板の焼結に使用される
焼結装置の概要図、 第２Ａ図は、裏打シート上の、スタッドをもつ固体金属
パターンを示す図、 第２Ａ’図は、合金でキャップされたスタッドを示す図
、 第２Ａ’図は、グリーンシートのバイアと整合された裏
打シート上の金属パターンを示す図、＝２７− 第２Ｂ図は、裏打シートが除去された後の層状体の一部
を示す図である。 ２２・・・・グリーンシート、２４・・・・裏打シート
、２６・・・・金属導電パターン。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）固体で非多孔性の実質的に均質な金属導電体の複
   数のパターンを裏打シート上に付着し、（ｂ）上記パタ
   ーンをそれぞれ、複数の未焼成のグリーンシート上に移
   し、 （ｃ）上記グリーンシートを互いに整合するように重ね
   合せ、 （ｄ）上記グリーンシートを、上記固体金属導電体の融
   点よりも低いが上記グリーンシートを均質な固まりに融
   合させるに十分な温度で焼結する工程を含む、 多層セラミック基板の形成方法。