JPH01312886A - セラミック積層回路基板及びその製造方法並びに前記基板の用途 - Google Patents

セラミック積層回路基板及びその製造方法並びに前記基板の用途

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JPH01312886A
JPH01312886A JP63143350A JP14335088A JPH01312886A JP H01312886 A JPH01312886 A JP H01312886A JP 63143350 A JP63143350 A JP 63143350A JP 14335088 A JP14335088 A JP 14335088A JP H01312886 A JPH01312886 A JP H01312886A
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秀夫 鈴木
Satoru Ogiwara
荻原　覚
Hideo Arakawa
英夫 荒川
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機能モジュールを構成するのに好適なセラミ
ック積層回路基板及びその製造方法並びに前記基板の用
途に関する。
〔従来の技術〕
近年、大型電子計算機では、演算速度の高速化のために
、高密度実装が要求されるようになってきている。そし
て、ＬＳＩチップは、配線形成技術の進歩から微細な配
線が形成可能となり、ＬＳＩチップからの電気信号入出
力用端子のピッチは、５００μｍ以下と微細になってき
ている。
また、実装の点ではセラミック積層回路基板の採用で高
密度の配線が形成できるようになってきている。そして
、ＬＳＩチップとセラミック積層回路基板の接続は、高
密度実装の点からセラミック積層回路基板の上に直接、
またはキャリア基板を介してＬＳＩチップを装着する実
装方式を採用するようになってきている。
しかし、ＬＳＩチップが技術の進歩により微細化が進ん
でいるにもかかわらず、セラミック積層回路基板の方は
、焼結という技術で作製されるため、１０〜３０％の焼
成収縮を生じ、その収縮のばらつきによってＬＳＩチッ
プとセラミック積層回路基板の接続がうまくいかないと
いう問題が生じるようになってきた。焼成収縮率にばら
つきを生じるのは、焼成収縮率が１０〜３０％と比較的
大きく、またこの焼成収縮率が正確にコントロールでき
ないことによる。一般に焼成収縮率のばらつきと焼成収
縮率は関係が深く、焼成収縮率が大きい程ばらつきも大
きくなる。
焼成収縮率のばらつきを少なくするためには、原料粉末
の粒径及び粒度分布のコントロール、または分散法、バ
インダの選定、プレス条件などによって、均質で密度の
ばらつきの少ない成形体を作製しなければならない。し
かし、このようなコントロールをしても、焼成収縮率の
ばらつきは±０．１〜０．２％程度が限界であり、ＬＳ
Ｉチップの配線高密度化に対応できなくなってきている
。
一方、セラミックスに繊維等を含ませて複合セラミック
スとすることによりセラミックスの性能が向上すること
が知られている。例えば、セラミックスに繊維等を含ま
せて靭性を向上させたものがある。また、特開昭５９−
８３９８５号公報に記載されているように、ガラスに発
砲剤と繊維とを含ませたものとすることにより、軽量で
断熱性に優れたセラミックス基板としたものがある。ま
た、特公昭５１−１６３０２号公報、特開昭５５−１１
７２５０号公報に記載されているように、炭素繊維と銅
導体を複合化した導体も得られている。また、有機物の
中にガラスクロスを複合させることにより主として強度
を向上させ、熱膨張係数を下げた有機系多層回路基板も
知られているが、熱膨張係数がまだ十分に小さくないた
め、ＬＳＩチップとの接続の信頼性に問題がある。そし
てまた、特開昭６２−２７０４４２号公報に記載されて
いるように、ガラスにウィスカを複合化することにより
複合セラミックス材料が得られているが、常圧焼結では
、緻密に焼結できず、気孔が残りやすい。
これら複合セラミックスは、靭性、強度、軽量化、断熱
性等を向上させることを目的としたものであって、寸法
精度の向上を目的としたものではない。寸法精度の向上
を目的にしたものとしては、特開昭６２−２４１３９１
号公報に、セラミック配線基板用のグリーンシート中に
ガラス繊維からなるガラス布を埋設することにより、ガ
ラス布が補強材となってグリーンシートの歪発生が抑制
されるので、多層化に際して各層の寸法精度が向上する
ことが記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のセラミック積層配回路基板にあっては、繊維を含
まないグリーンシートのみを積層して焼成したセラミッ
ク積層回路基板では積層面方向の焼成収縮率が大きく、
またそのばらつきも大きいという欠点があった。また、
グリーンシート中にガラス布を埋設した複合グリーンシ
ートのみを積層体中に用いて焼成すると、この複合グリ
ーンシートは厚さ方向に焼成収縮しにくいので内部に１
５〜３０ｖｏｌ％の気孔を生じ易くなるという欠点があ
る。
本発明の目的は、焼成収縮率のばらつきが少なく、かつ
、内部に気孔の少ないセラミック積層回路基板を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明のセラミック積層回
路基板においては、導体層と複数のセラミック絶Ｍ層と
を有するセラミック積層回路基板において、前記セラミ
ック絶縁層が繊維複合セラミック絶縁層を少なくとも１
層含むものである。
上記繊維複合セラミック＃ＩＡｍ層がセラミック積層回
路基板の厚さ方向の中心線に対して上下にほぼ対称に積
層され、かつ、その積石間で繊維の長手方向が交差して
いるのが効果的である。
また、層内で繊維の長手方向の交差した繊維を含む繊維
複合セラミック＠ＲＮが、前記セラミック積層回路基板
の厚さ方向のほぼ中心に積層されたものも効果的である
。
そして、セラミック積層回路基板は導体層と複数のセラ
ミック絶縁層とを有するセラミック積層回路基板におい
て、前記セラミック絶縁Ｍが繊維複合セラミック絶縁層
を少なくともＩＮ含み、該暦を含むセラミック積層回路
基板の気孔率が１゜ＶＯＩ％以下としたものである。
また、上記導体層が、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、
Ｗ、またはそれらの２種以上の合金であり、前記セラミ
ック絶縁層のセラミック材料が前記導体層の融点未満で
軟化するものであると効果的である。
そして、上記繊維の軟化温度が、焼成前のセラミック成
形体のマトリックスの軟化温度よりも高いものとするの
がよい。
また、スルーホール導体とビアホール導体の少なくとも
一方を有するものでもよい。
そして、セラミック積層回路基板上の直交する２方向の
焼成収縮率が、夫々５％以下、また、そのばらつきが０
．２％以下となることにより効果的である。
さらに、この基板の繊維複合セラミックＭａｌＷの繊維
の長手方向の焼成収縮率が５％以下、また、そのばらつ
きが０．１％以下となることにより効果的である。
そして、繊維複合セラミック回路基板は、短繊維を含む
繊維複合セラミック絶縁層からなるものである。
また、セラミック積層回路基板用セラミック回路基板は
、短繊維を含む繊維複合セラミック絶縁層からなるもの
である。
そして、セラミック積層回路基板用成形体は、成形用加
圧に対して、繊維複合グリーンシートを含む成形体の繊
維の長手方向の変形量が１％以下とするものである。
また、セラミック積層回路基板用繊維複合グリーンシー
トは、グリーンシートに繊維を含めたものである。
そして、補強板付きセラミック積層回路基板は、繊維複
合グリーンシートを含む成形体と、金属又はセラミック
スとを接着して焼成して形成されたものであり、さらに
、その成形体の内部に導体層を有するものがよい。
また、光伝送用セラミック回路基板は、光ファイバを内
蔵するグリーンシートの少なくとも１層からなる成形体
を焼成して形成したものである。
また、セラミック回路基板は、ガラスクロスに溶融した
ガラスを含浸させて形成したものである。
そして、セラミック積層回路基板は、請求項１゜２．３
又は４に記載のセラミック積層回路基板の上に、薄膜多
層配線を形成したものである。
また、セラミック積層回路基板は、請求項１゜２．３又
は４に記載のセラミック積層回路基板の内部に、コンデ
ンサと抵抗体のいずれか一方を内蔵したものである。
そして、半導体モジュールは、請求項１，２゜３又は４
に記載のセラミック積層回路基板上に半導体素子を搭載
したものであり、その半導体装置は上記基板上に、ＣＣ
Ｂ接合されたものである。
そして、大型電子計算機は、上記半導体モジュールを適
用したものであり、また、請求項１，２゜３又は４に記
載のセラミック積層回路基板の内部にコンデンサを内蔵
したセラミック積層回路基板を半導体のキャリア基板と
して適用したものである。
本発明のセラミック積層回路基板の製造方法としては、
グリーンシート原料に、繊維としてウィスカ、ガラスフ
ィラメントおよびチョツプドストランドのうち少なくと
も１種を添加して繊維複合グリーンシートを作製し、該
繊維複合グリーンシートを、そのキャスティング方向が
異なる方向に積層して、繊維を含まないグリーンシート
との積層体を形成し、焼成して形成する方法がある。
そして、ガラスクロスにスラリを塗布して作製した繊維
複合グリーンシートを、積層体中に少なくとも１層含ま
せ、焼成して形成する方法もある。
また、セラミック積層回路基板用繊維複合グリーンシー
トの製造方法としては、ガラスクロスにスラリを塗布し
て、グリーンシートに繊維を含める方法があり、そして
、粘度を調整したスラリの中にガラスクロスを浸漬して
塗布する方法があり、また、スラリを塗布したガラスク
ロスをドクターブレードの間隙に通すことにより、グリ
ーンシートを作製する方法があり、さらに、ガラスクロ
スの両面にスラリを塗布して作製する方法がある。
そして、セラミック積層回路基板の製造方法として、ア
ルコキシドと水と触媒を混合して作製した適当な粘度の
液体をグリーンシートに塗布して繊維状ゲルをグリーン
シート表面に形成し、そのグリーンシートを少なくとも
−Ｍ積層して焼成する方法がある。
〔作用〕
上記のように構成されたセラミック積層回路基板におい
て、セラミック絶縁層に含まれた繊維は、焼成時にその
繊維の長手方向の収縮が少ないので。
繊維複合セラミック絶縁層の繊維の長手方向の焼成収縮
を妨げる。そして、繊維複合セラミック絶縁層を少なく
とも１１！Ｆ含めることにより、その絶縁層が繊維を含
まないセラミック絶縁層の積層面方向の焼成収縮を妨げ
、セラミック積層回路基板の面方向の収縮を妨げる。ま
た、繊維を含まない絶縁層が厚さ方向に焼成収縮し易い
ので、基板が厚み方向に収縮して、基板内の気孔率が低
減する。
このセラミック積層回路基板の中で、この基板の厚さ方
向の中心線に対して上下にほぼ対称に、上記繊維複合セ
ラミックス絶縁層を積層することにより、焼成時にこの
繊維複合セラミック絶縁層による基板の収縮変形を妨げ
る力が、基板の厚さ方向で中心線に対し上下にほぼ同等
になる。また、この中心線に対称に積層された繊維複合
セラミックス絶縁層を相互に繊維の長手方向を交差させ
て配置することにより、焼成時にこの絶縁層の焼成収縮
を妨げる方向が交差するので、この基板の面方向の焼成
収縮が妨げられる。
そして、層内で長手方向の交差した繊維は、焼成時に繊
維の長手方向に収縮しにくいので、この繊維を含む繊維
複合セラミック絶ｇ層が面方向に収縮するのを妨げる。
従って、この繊維複合セラミンク絶縁層を基板の厚さ方
向のほぼ中心に積層することにより、基板の両面の収縮
をほぼ均等に妨げる。
また、セラミック積層回路基板では、繊維を含む繊維複
合セラミック絶縁層は、焼成時に面方向に収縮しにくい
ので気孔率が１５〜３Ｑｖｏｌ％とやや高い。一方、繊
維を含まないセラミック絶縁層は厚さ方向に収縮し易い
ので、この絶縁層の気孔率は約５ｖｏｌ％と低くなる。
従って、繊維複合セラミック絶縁層を少なくとも１層含
むセラミック積層回路基板の全体としての気孔率は低く
なり、１０　ｖｏｌ％以下となる。気孔率が１０ｖｏｌ
％以下となることにより、この基板の強度が低下するの
が防止できる。気孔率が、１０ｖｏｌ％を越えると基板
の強度が低下し、実用に供し得にくくなる。
そして、セラミック積層回路基板を構成する導体層の金
属として、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｗ、または
それらの２種以上の合金を用いることにより、良好な導
体層を形成する。また、セラミック絶縁層のセラミック
材料が上記導体層の金属の融点未満で軟化することによ
り、セラミック絶縁層の厚さ方向に収縮し易くなるとと
もに各層間の密着性が向上する。
また、繊維複合セラミック絶Ｒ層に含める繊維の軟化温
度が、焼成前のセラミック成形体のマトリックスの軟化
温度より高くなることにより、繊維がその長手方向の収
縮に対し抵抗力を有するとともに、マトリックスが厚さ
方向に収縮し易くなって、繊維複合セラミック絶縁層の
面方向の収縮が抑制される。
そして、基板を貫通するスルーホール導体と貫通しない
ビアホール導体の少なくとも一方を有するものでも基板
の面方向の焼成収縮の減少が妨げられる。
また、セラミック積層回路基板面上の直交する２方向の
焼成収縮率が夫々５％以下となることにより、その焼成
収縮率のばらつきが小さくなり、さらに、そのばらつき
が０．２％以下となることにより、モジュール組立の位
置決め精度が向上する。
そして、繊維複合セラミック絶縁層の繊維長手方向の焼
成収縮率が５％以下となることにより、その絶縁層の焼
成収縮率のばらつきが小さくなり、さらに、その焼成収
縮率のばらつきが０．１％以下となることにより、モジ
ュール組立の位置決め精度が向上する。
また、セラミック回路基板は、短繊維を含む繊維複合セ
ラミック絶縁層からなり、この絶縁層は短繊維の長手方
向に焼成収縮が少なく、そのばらつきも小さくなる。そ
して、セラミック積層回路基板用セラミック回路基板も
同様に、焼成収縮が少なく、そのばらつきも小さくなる
。
次いで、セラミック積層回路基板用成形体では、前記成
形体が繊維複合グリーンシートを含み、成形用加圧に対
し、その繊維長手方向の変形量を１％以下にすることに
より、セラミック積層回路基板の面方向の印刷パターン
の変形を少なくする。
変形量が１％を越えるとセラミック積層回路基板の印刷
パターンの変形が大きくなる。
また、セラミック積層回路基板用繊維複合グリーンシー
トでは、グリーンシートに含めた繊維が。
繊維の長手方向に、成形時の変形と、焼成時の収縮を小
さくする。
次に、補強板付きセラミック積層回路基板では、繊維複
合グリーンシートを含む成形体の繊維の長手方向の焼成
収縮が小さいので、この成形体と、金属又はセラミック
スとを接着し焼成したものにすることにより１強度的な
信頼性が優れている。
そして、上記成形体の内部に設けた導体層は配線を構成
するとともに１強度的な信頼性が優れた基板となる。
次いで、光伝送用セラミック回路基板では、グリーンシ
ートに内蔵した光ファイバーが、焼成時にその長手方向
にグリーンシートが収縮するのを妨げるので、このグリ
ーンシートで少なくとも１層からなる成形体を形成し、
この成形体を焼成することにより、この基板の面方向の
収縮が妨げられる。
また、セラミック回路基板では、ガラスクロスに溶融し
たガラスを含浸させると、焼成時にそのガラスクロスの
面方向の収縮が妨げられる。
そして、セラミック積層回路基板では、請求項１．２．
３または４に記載のセラミック積層回路基板の面方向の
焼成収縮率が小さくなるので、この基板の上に薄膜多層
配線を精度よく形成できる。
また、請求項１，２．３又は４に記載のセラミック積層
回路基板の内部に、コンデンサと抵抗体のいずれか一方
を内蔵したセラミック積層回路基板とすることによって
も、面方向の焼成収縮は小さくなる。
次いで、半導体モジュールでは、請求項１，２゜３又は
４に記載のセラミック積層回路基板の面方向の焼成収縮
が小さいので、その上に搭載する半導体素子との接合位
置のずれが減少する。そして。
その半導体素子と基板とはＣＣＢ接合によりさらに精度
良くはんだ付けされる。
次に、大型電子計算機では、請求項１，２．３又は４に
記載のセラミック積層回路基板に半導体が接合精度良く
搭載され形成された半導体モジュールを適用することに
より、その大型電子計算機の性能を十分発揮する。
また、請求項１，２．３又は４に記載のセラミック積層
回路基板の内部にコンデンサを内蔵したセラミック積層
回路基板を、半導体素子のキャリア基板として適用する
ことにより、その大型電子計算機の性能を十分発揮する
。
次いで、セラミック積層回路基板の製造方法においては
、繊維複合グリーンシート中に含まれる繊維は、その長
手方向がそのグリーンシートのキャスティング方向に揃
う。従って、キャスティング方向の異なる方向に繊維複
合グリーンシートを積層することにより、繊維複合グリ
ーンシート間の繊維の長手方向が異なる。この繊維複合
グリーンシートと繊維を含まないグリーンシートとの積
層体を形成して焼成する時に、繊維複合グリーンシート
が繊維の長手方向に収縮しにくくなるので、その方向の
収縮が減少し、従って、セラミック積層回路基板が面方
向に収縮するのが妨げられる。
そして、同時に、繊維を含まないグリーンシートに含ま
れるセラミックスは、軟化しているので。
焼成中の厚さ方向の収縮が容易になる。
そして、ガラスクロスにスラリを塗布して作製した繊維
複合グリーンシートは、焼成時にガラスクロスの繊維の
長さ方向に収縮するのが妨げら才しる。この繊維複合グ
リーンシートが、積層体中に少なくとも１層含まれるの
で、その積層体が焼成中に面方向に収縮するのを妨げら
れる。そして、繊維を含まないグリーンシートが厚さ方
向に容易に収縮する。
次いで、セラミック積層回路基板用繊維複合グリーンシ
ートの製造方法としては、ガラスクロスにスラリを塗布
することにより、また、粘度を調整したスラリの中にガ
ラスクロスを浸漬することにより、さらに、スラリを塗
布したガラスクロスをドクタブレードの間隙に通すこと
により、そして、ガラスクロスの両面にスラリを塗布す
ることにより、上記いずれの場合にも、スラリを均一に
塗布するのが容易となる。
そして、セラミック積層回路基板の製造方法においては
、アルコキシドと水と触媒を混合することにより、アル
コキシドと水とが加水分解し、触媒が加水分解反応を促
進させたり抑制したりして適当な粘度の液体となる。こ
の粘液を細孔へ通してグリーンシート上に塗布して繊維
状ゲルが形成され、上記アルコキシドが繊維素となる。
このグリーンシートを少なくともＩＭ含めて積層し、焼
成すると、このグリーンシートが繊維の長手方向に収縮
するのが妨げられるとともに、積層体も繊維の長手方向
に収縮するのが妨げられる。
〔実施例〕
以下に、本発明の実施例について、第１図〜第１１図に
より説明する。
第１実施例 繊維複合セラミック多層回路基板の製造方法は、第５図
に示すように、まず繊維、すなわちガラスクロスＩＡを
複合化したグリーンシート２１Ａを作製する。繊維を複
合化したグリーンシート２１Ａを作製するには、セラミ
ック原料として、平均粒径５μｍのガラス粉を６０重量
％、平均粒径１μｍのα石英を３０重量％、Ｓ　ｉｏ２
ガラスクロスを１０重量％用意する。ガラス粉末の組成
は、酸化物に換算してＳｉｏ２を７０〜８０重量％、Ｂ
２Ｏ２を１０〜２０重量％、アルカリ金属酸化物（この
場合に、Ｏ）１〜５重量％、その他を１重量％以下であ
る。ガラスクロスの厚さは５０μｍである。次に上記の
ガラス粉末及びα石英を混合した粉末を用いてスラリー
を作製した。スラリーは、上記の比率で混合したガラス
粉末とα石英の混合粉末１００重量部とメタクリル酸系
のバインダを２０重量部、トリクロロエチレン９９重量
部、テトラクロロエチレン２６重量部、ｎブチルアルコ
ール３５重量部、フタル酸ジｎブチルを１重量部加えボ
ールミルで２４ｈ湿式混合して作製した。
さらに、このスラリをＳｉｏ、ガラスクロスＩＡの両面
に均一な厚さで塗布し、その後乾燥して繊維複合グリー
ンシート２１Ａを作製した。
次に、従来と同じ方法で、上記のガラス粉末とα石英を
原料粉末としたグリーンシート２１Ｂを作製した。つま
り、ガラス粉を６０重量％、α石英を４０重量％の比で
混合した原料粉末１００重置部とメタクリル酸系のバイ
ンダを２０重量部、トリクロロエチレン９９重量部、テ
トラクロロエチレン２６重量部、ｎブチルアルコール３
５重量部、フタル酸ジｎブチルを１重量部加えボールミ
ルで２４ｈ湿式混合してスラリーを作る。次に、真空脱
気処理によ番〕適当な粘度に調整する。次いで、このス
ラリーをドクターブレードを用いてシリコーニノコート
したポリエステルフィルム５ｍ厚さに塗布し、その後乾
燥してグリーンシート２１Ｂを作製した。
次に，スルーホールに充填する導体ペースト２３を作製
した。導体ペースト２３の作製は、平均粒径５μｍのガ
ラス粉末を１０〜３０重量％、銅粉末を９０〜７０重量
％で配合し、この混合粉末１００重量部にメタクリル酸
系バインダ３０重量部、プチルカルビ１〜ールアセテー
ト１００重量部を加えたものを３０分らいかい機にて混
合し、適当な粘度に調整した。このペーストに使われた
ガラス粉末の組成は、金属酸化物に換算した値で、Ｓｉ
ｏ２を７０〜８０ｍｏ１％，Ａｌ□Ｏ，を１０〜１５Ｉ
ＩＩ０１％，Ｃｕ２０を１０−１５ｉｏ１％で総量１０
０％となるように選んだものを基本組成とする。
次に、上記で作製した繊維複合グリーンシート２１Ａ及
び繊維を含まないグリーンシート２１Ｂに、機械加工に
より１００μｍφの穴２２をあけ、上記で作製した導体
ペースト２３を埋め込んでビアホールを形成した。更に
、このグリーンシートに銅ペーストでライン配線及び表
面パターンを印刷した。ライン配線に使用した銅ペース
トは、有機物を除いた成分の９５重量％以上が銅である
一般の銅ペーストである。
更に、このようにして作製したグリーンシートを、第５
図（Ｃ）に示すように、繊維を含んだグリーンシートを
表面近くに１層ずつ、中間に一層入れ、その他の層は，
Ｒ維を含まないグリーンシートを積層して計１５層とし
た。そして熱間プレスにより圧着した。圧着条件は、温
度１００℃、圧力は５０ｋｇｆ／ｃＪである。圧着によ
る面方向の変形量は少なく、１％以下であった。このよ
うにして作製した積層体を、バインダ抜きのため１００
℃／ｈ以下の昇温速度で昇温し、９５０〜１０００℃で
１ｈ焼成して，第５図（Ｄ）に示す焼成品を得た。雰囲
気は、１０〜５０ｖｏｌ％の水蒸気を含む窒素中である
。大気中では導体ペースト中の銅が酸化するため、上記
雰囲気を用いた。このようにして作製した基板を第１図
に示す。このセラミック積層回路基板３０には、導体層
３及びビアホール４の回りにクラック及びはがれ等は認
められなかった。セラミック積層回路基板の焼成収ｖａ
率は面方向が約１％であり，厚さ方向は約４０％であっ
た。また、面方向の焼成収縮率のばらつきは，測定試料
数１００個（以後の実施例も同じ）について０．１％以
下であった。また、セラミック積層回路基板の気孔率は
１０ｖｏｌ％以下となり、従来の１５〜３０％に比らべ
少なくなった。更に焼成品にピン９付は及び半導体素子
８、すなわち、ＬＳＩチップをＣＣＢ接合７により装着
した。焼成品にピン付けした部分の周辺には、クラック
等は認められなかった。また基板３０に反り、変形など
は認められなかった。更に、面方向の焼成収縮率のばら
つきが小さいために．ＬＳＩチップ８とセラミック積層
回路基板３０の電気的接続不良は発生しなかった。
第２実施例 酸化物に換算してＳｉｎ，を６５〜８０重量％、Ｂ２０
１を１０〜３０重量％、アルカリ金属酸化物（Ｋ２Ｏ）
５重量％以下、Ａ１□○，を１〜７重量％、その他を１
重量％以下とし総量１００％となるように選んだ組成で
ある平均粒径５μｍのガラス粉と平均粒径１μｍのα石
英を，ガラス粉末９０〜４０重量％、α石英１０〜６０
重量％の混合比で配合し、この粉末にメタクリル酸系の
バインダ２０重量部、トリクロロエチレン９９重量部、
テトラクロロエチレン２６重量部、ｎブチルアルコール
３５重量部、フタル酸ジｎブチルを１重量部加え、ボー
ルミルで２４ｈ湿式混合してスラリーを作る。更に、第
１実施例と同様にして、第５図（Ｂ）に示すように、グ
リーンシート２１Ｂを作製し、次いで、繊維複合グリー
ンシート２１Ａを作製した。繊維としては、Ｓｉｎ２ガ
ラス繊維を短く切ったチョツプドストランドを使用した
。つまり、上記のガラス粉末９０〜４０重量％、α石英
１０〜６０重量％、Ｓｉ○２ガラスのチョツプドストラ
ンド５〜１０重量％で総量１００％としたものを原料と
し、上記と同様にスラリーを作製した。
さらに第１実施例と同様の方法でグリーンシートを作製
した。次に、繊維複合グリーンシート２１Ａ及び繊維を
含まないグリーンシート２１Ｂに１００μｍφの穴をあ
け、第１実施例で作製したペースト、つまり、ＳｉＯ２
，Ａｌ２Ｏ３とＣｕ、Ｏを成分としたガラス粉と銅粉か
ら作製した銅ペーストを埋め込んだ。更に、第１実施例
と同様に銅ペーストでライン配線及び表面パターンを形
成した。本実施例で作製した繊維複合グリーンシート２
１Ａは、キャスティング方向、すなわち、ドクターブレ
ードの間隙を通過させる方向に繊維が配向するために、
グリーンシートを積層する時には、繊維の長平方向を９
０’ずらしたものを一組として、多層基板の表面層に配
置し、繊維を含まないグリーンシートを内部に配置して
２０層積層した。更に、圧着して、９００〜１０００℃
で第１実施例と同様に焼成した。圧着後の面方向の変形
量は１％以下と、少なかった。
作製した基板を第２図に示す。このセラミック積層回路
基板３０には、半導体３及びビアホール４の回りにクラ
ック及びはがれ等は認められなかった。セラミック積層
回路基板の焼成収縮率は。
面方向が約１〜２％で、厚さ方向は約４０％であった。
また１面方向の焼成収縮率のばらつきは、０．１％以下
であった。また、セラミック積層回路基板の気孔率は、
１０％以下であった。更に。
焼成品にピン付け９及びＬＳＩチップ８を装着した。焼
成品にピン付けした部分の周辺には、クラック等は認め
られなかった。また基板にそり、変形などは認められな
かった。更に面方向の焼成収縮率のばらつきが小さいた
めに、ＬＳＩチップ８とセラミック積層回路基板の電気
的接続不良は発生しなかった。
第３実施例 第１及び第２実施例で使用したホウケイ酸ガラス粉末を
６０〜７０重量％、平均粒径１．５μｍのＡｌ２Ｏ，粉
末を３０〜４０重量％の混合比で配合し、この粉末にメ
タクリル酸系のバインダ２０重量部、トリクロロエチレ
ン９９重量部、テトラクロロエチレン２６重量部、ｎブ
チルアルコール３５重量部、フタル酸ジｎブチルを１重
量部に加えボールミルで２４ｈ湿式混合してスラリを作
る。
このスラリを２つに分け、一方のスラリからは、通常の
方法でグリーンシートを作製した。もう−方のスラリは
、ＳｉＯ２ガラスクロスの両面に塗布して、繊維複合グ
リーンシートを作製した。次に、上記で作成した繊維複
合グリーンシート及び繊維を含まないグリーンシートに
１００μｍφの穴あけをし、Ａｇ−Ｐｄペーストを埋め
込んでビアホールを形成した。Ａｇ−Ｐｄペーストは、
Ｐｄの含有量が５〜３０重量％で、有機物を除いたＡｇ
＋Ｐｄの合計が９５重量％以上のペーストである。更に
、このグリーンシートに上記のＡｇ−Ｐｄペーストで導
体層及び表面パターンを印刷した。ここで、Ａｇ−Ｐｄ
中のＰｄは、Ａｇがまわりの絶縁体へ移動するのを防ぎ
、Ａｇを安定化させる元素である。
更に、第１実施例と同様に、積層し圧着して積層板を作
製した６次に、バインダ抜きのため１００℃／ｈ以下の
昇温速度で昇温し、９００〜９５０℃で１ｈ焼成した。
雰囲気は大気中である。導体ペースト中のＡｇ−Ｐｄは
大気中の酸素で酸化しないので大気中で焼成できる。作
製したセラミック積層回路基板には、導体層及びビアホ
ールの回りにクラック及びはがれ等は認められなかった
。
セラミック積層回路基板の焼成収縮率は面方向が約１〜
２％であり、厚さ方向は約４０％であった。
また、面方向の焼成収縮率のばらつきは、０．１％以下
であった。また、セラミックス積層回路基板の気孔率は
１０ｖｏｌ％以下であった。更に、焼成品にピン付は及
びＬＳＩチップ装着をした。焼成品にピン付けした部分
の周辺には、クラック等は認められなかった。また基板
にそり、変形などは認められなかった。面方向の焼成収
縮率のばらつきが小さいためにＬＳＩチップとセラミッ
ク多層回路基板の電気的接続不良は発生しなかった。
第４実施例 第１及び第２実施例で使用したホウケイ酸ガラス粉末を
３０〜７０重量％、α石英または石英ガラスを１０−４
０重量％、Ａｌ、Ｏ，を１０−４０重量％で総量１００
％とした混合粉末から、第２実施例と同様にグリーンシ
ートを作製した。更に、第１及び第２実施例で使用した
ホウケイ酸ガラス粉末を３０〜７０重量％、α石英また
はＳ　ｉｏ、ガラスを１０−４０重量％、Ａｌ、Ｏ，を
５〜３０重量％、Ａ１□０３ウィスカを５〜２０重量％
で総置１００％とした混合粉末から、第２実施例と同様
に繊維複合グリーンシートを作製した。なお、ウィスカ
のサイズは、直径０．５〜１μｍ、長さ１０〜２０μｍ
程度である。更に、実施例２と同様に穴あけをし、Ｃｕ
ペーストを充填した。そして、Ｃｕペース［・で導体層
及び電ｇ層、表面パターンを印刷した。Ｃｕペーストは
、有機物を除いた成分の９５％以上がＣｕのペーストで
ある。
次に、第２実施例と同様に積層して積層板とし、第１実
施例と同様に９５０〜１０５０℃で焼成した。雰囲気は
水蒸気を含んだ窒素中である。作製したセラミック積層
回路基板には、導体層及びビアホール回りにクラック及
びはがれ等は認められなかった。セラミック積層回路基
板の焼成収縮率は、面方向が約１〜２％であり。厚さ方
向は、約３５〜４５％であった。また、面方向の焼成収
縮率のばらつきは、０．１％以下であった。また、セラ
ミック積層回路基板の気孔率は１０ｖｏｌ％以下であっ
た。更に、焼成品にピン付は及びＬＳＩチップ装着をし
た。ピン付けした部分の周辺には、クランク等は認めら
れなかった。また、基板にそり、変形などは認められな
かった。そして、ＬＳＩチップとセラミック多層回路基
板の電気的接続不良は発生しなかった。
第５実施例 第１及び第２実施例で使用したホウケイ酸ガラスの粉末
を３０〜９０重量％２石英ガラスを１０〜６０重量％、
ムライトを５〜２０重量％で総量１００とした混合粉末
から第１実施例と同様にスラリを作製した。更に、この
スラリを、第１実施例と同様にしてガラスクロスの両面
に塗布し、繊維複合グリーンシートを作製した。次に、
このシー］・に穴あけをし、金ペーストを埋め込み、金
ペーストで導体層を印刷した。次いで、第１実施例と同
様に積層し積層体とした後、９００〜１０５０°Ｃで焼
成した。雰囲気は大気中である。セラミック積層回路基
板の焼成収縮率は、面方向が約０゜５％であり、厚さ方
向は約３５％であった。また、基板にそり、変形などは
認められなかった。そして、セラミック積層回路基板の
気孔率は１０ｖｏｌ％以下であった。次いで、焼成品に
ピン付は及びＬＳＩチップ装着をした。面方向の焼成収
縮率のばらつきが小さいために、ピンの接続及びＬＳＩ
チップの電気的接続不良は発生しなかった。
第６実施例 第３実施例で作製した繊維複合グリーンシート及び繊維
を含まないグリーンシートに穴あけをし、Ａ、　ｇ　−
Ｐ　ｄ粉末とガラス粉末からなるペーストを埋め込んだ
。このペーストは、Ａｇに対するＰｄＯ比が５〜３０重
量％であり、Ａｇ＋Ｐｄ粉末に対するガラス量は５〜３
０重量％である。ガラスは、第１実施例で使用したＣｕ
２ＯとＡΩ２０３とＳｉｎ、からなるガラス粉末である
。更に、第３実施例と同様にＡｇ−Ｐｄ粉末ペーストで
導体層を印刷し、積層して大気中で９００〜９５０℃で
焼成した。ビアホール周辺には、クラック等は発生して
いなかった。上記のようなペーストを使用することによ
り、ビアホール周辺の信頼性を向上させることができる
。更に、ＬＳＩチップ装着及びピン付けをした。作製し
たセ・ラミック積層回路基板には、電気的接続不良は発
生しなかった。
第７実施例 酸化物に換算して、ＭｇＯを１５〜２５ＩＩｌｏＱ％。
ＣａＯを０．０５〜３ｍｏｕ％、ＡＵ２０．を２０〜３
５ｍｏＱ％、Ｂ２０．を２０〜５５ｍｏＱ％、ＳｉＯ２
を０〜２５ＩＯｏＱ％、アルカリ金属酸化物（Ｋ２Ｏ）
をＯ〜５ｏ＋ｏ９％、ＺｎＯをＯ〜５　ｎｏ　Ｑ％、ｐ
ｂ。
をＯ〜２０ＩＩＩｏＱ％とし総量１００％となるように
選んだ組成である平均粒径５μｍのガラス粉と平均粒径
１μｍのα石英を、ガラス粉末６ｏ重量％。
α石英４０重量％の混合化で配合した原料粉末から、第
１実施例と同様にグリーンシートを作製した。
更に、上記のガラス粉末６０重量％、α石英の粉末３０
重量％、５ｉｎａガラスクロス１０重量％の比で用意し
、ガラス粉末とα石英の粉末から第１実施例と同様にス
ラリを作製し、Ｓｊ、Ｏ□ガラスクロスの両端に塗布し
て繊維複合グリーンシートを作製した。更に、第１実施
例と同様に穴あけをした。そして、第１実１例で使用し
たＣｕ２ＯとＡｆｆ２０．とＳｉｎ、からなるガラス粉
とＣｕ粉からなる導体ペーストを充填した。更に、Ｃｕ
ペーストで導体層及び電源層２表面パターンを印刷した
。
次に、第１実施例と同様に積層し、圧着して積層板を作
製し、第１実施例と同様に焼成した。作製したセラミッ
ク積層回路基板には、導体層及びビアホールの回りにク
ランク及びはがれ等は認められなかった。また、基板に
そり、変形などは認められなかった。セラミック積層回
路基板の焼成収縮率は、面方向が約１％であり。厚さ方
向は、約４０％であった。また１面方向の焼成収縮率の
ばらつきは、０．１％以下であった。また、セラミック
積層回路基板の気孔率は１０ｖｏｌ％以下であった。更
に、焼成品にピン付は及びＬＳＩチップ装着をした。焼
成品にピン付けした部分の周辺には、クラック等は認め
られなかった。また、焼成収縮率のばらつきが小さいた
めにＬＳＩチップとセラミック積層回路基板の電気的接
続不良は発生しなかった。
第８実施例 ムフイト（３Ａ　ＱｚＯｓ・２　Ｓ　ｉ○２）を７０〜
８０重量％、ＭｇＯを０．５〜１．５重置％、ＡＱ。
ｏ３を１〜３重量％、５ｉｎ２を２０〜３０重量％で総
量１００％とした混合粉末１００重量部と、ポリビニル
ブチラール５〜１０重量部、トリクロロエチレン６０重
量部、テトラクロロエチレン１７重量部、ｎブチルアル
コール２３重量部、ブチルフタリルブリコール酸ブチル
２重量部を加え、ボールミルで２４．　ｈ湿式混合して
スラリを作製した。更に、第３実施例と同様にこのスラ
リをＳｉＯ２ガラスクロスの両面に塗布して繊維複合グ
リーンシートを作製した。次に、上記スラリを用いて、
通常のドクターブレード法で繊維を含まないグリーンシ
ートを作製した。更に、第１実施例と同様に繊維を含ま
ないグリーンシートに穴あけをし、Ｗペーストを充填し
た。次いで、このグリーンシートにＷペーストで導体層
及び電源層２表面パターンを印刷した。Ｗペーストは、
有機物を除いた成分の９５重量％以上がＷである一般の
ペーストである。更に、第１実施例と同様に積層し、圧
着して積層板を作製した。更に、１６００〜１６５０℃
で１ｈ焼成した。雰囲気は、Ｈ２ガスを１０〜２０ｖｏ
Ｑ％、Ｈ２０を１０〜２０ｖｏＱ％含む窒素中である。
Ｈ２ガスはＷの酸化防止のために混合したものである。
作製したセラミック積層回路基板にはライン配線及びビ
アホールの回りにクランク及びはがれ等は認められなか
った。また基板にそり、変形などは認められなかった。
セラミック積層回路基板の焼成収縮率は、面方向が約１
％であり。厚さ方向は約４０％であった。また。
面方向の焼成収縮率のばらつきは、０．１％以下であっ
た。そして、セラミック積層回路基板の気孔率は１０ｖ
ｏｌ％以下であった。更に、焼成品にピン付は及びＬＳ
Ｉチップ装着をした。焼成品にピン付けした部分の周辺
には、クラック等は認められなかった。また、面方向の
焼成収縮率のばらつきが小さいために、ＬＳＩチップと
セラミック積層回路基板の電気的接続不良は発生しなか
った。
第９実施例 第１及び第２実施例に示した方法と同様にして、第１表
に示したセラミックスで繊維複合グリーンシートを作製
した。なお、繊維のサイズはウィスカが直径０　、５〜
１　μｍ　、長さ１０〜２０μｍ。
ガラスフィラメントが直径１０〜３０μｍ、長さ５０〜
１０００μｍ８度のものである。一方、同質の材料を用
いて繊維を含まないグリーンシートを作製した。更に、
第１実施例と同様に穴あけをし、第１表に示した導体ペ
ーストを充填し、導体層等を印刷した。更に、積層して
積層体とした後。
焼成してセラミック積層回路基板の導体層及びビアホー
ルの回りにクラック及びはがれ等は認められなかった。
また、基板にそり、変形などは認められなかった。そし
て、セラミック積層回路基板の気孔率は１ｏｖｏｌ％以
下であった。次いで、ピン付は及びＬＳＩチップ装着を
した。セラミック多層回路基板の面方向の焼成収縮率が
小さく、その焼成収縮率のばらつきが０．１％以下であ
る。
ピン及びＬＳＩチップとセラミック積層回路基板の電気
的接続不良は発生しなかった。
第１０実施例 エチルシリケートＳｉ（○Ｃ２Ｈｓ　）　４　、Ｈ２０
、ＨＣＱ、Ｃ，Ｈ，ＯＨを適当な量混合して放置し、紡
糸可能な粘度になった時、第１〜第９実施例で作製した
繊維を含まないグリーンシート上に、繊維状に塗布した
。次に、第１〜第９実施例と同様に穴あけをし、導体ペ
ーストを充填した。さらに、導体ペーストで導体層等を
印刷し、積層して積層体とした後焼成してセラミック積
層回路基板を作製した。セラミック積層回路基板の導体
層及びビアホールの回りにクラック及びはがれ等は認め
られなかった。また、基板にそり、変形などは認められ
なかった。そして、セラミック積層回路基板の気孔率は
１０ｖｏｌ％以下であった。次いでピン付は及びＬＳＩ
チップ装着をした。繊維状ゲルは焼成中にＳｉｎ、ガラ
ス繊維になり、面方向の焼成収縮率を小さくすることが
できる。また、面方向の焼成収縮率のばらつきが０．１
％以下であるため、ピン及びＬＳＩチップとセラミック
積層回路基板の電気的接続不良は発生しなかった。
第１１実施例 本実施例で作製したコンデンサ内蔵のセラミック積層回
路基板を第３図に示す。第１〜第７実施例及び第９実施
例の中で１０００℃以下で焼結可能なセラミック絶縁材
料を用いて、繊維を含まないグリーンシートを作製し、
そのグリーンシートに穴あけをし、Ａｇ−Ｐｄペースト
を充填した。
更に、Ａｇ−Ｐｄペーストを用いて電極パターンを印刷
し、そして、誘電体セラミック粉末から作製したペース
トを印刷した。更に誘電体の層にＡｇ−Ｐｄペーストを
埋め込んだ。そして、電ｗＡＷＪを印刷し、Ａｇ−Ｐｄ
ペーストを埋め込んだ絶縁材のグリーンシートではさん
だ。誘電体はｐｂ（ＭｇＬムＷ２八）○、−ＰｂＴｉＯ
，系のものである。
次に、第１〜第７実施例及び第９実施例の中で１０００
℃以下で焼結可能なセラミック絶縁材料を用いて、繊維
を含んだ繊維複合グリーンシートを作製し、そのグリー
ンシート、又は、第１０実施例の繊維状に塗布したグリ
ーンシートに穴あけをし、Ａｇ−Ｐｄペーストを充填し
た６更に、内部に誘電体を含むグリーンシートを、表面
近くに繊維複合グリーンシー　１・を配置し、積層して
猜層体とした後大気中で焼成した。基板３２にそり、変
形などは認められなかった。また、コンデンサ内蔵のセ
ラミック積層回路基板３２の気孔率は１０νｏ１％以下
であった。そして、面方向の焼成収縮率のばらつきが小
さいために、他の部品等との高精度の接続が可能なコン
デンサ内蔵のセラミック多層回路基板３２を作製できる
。
第１２実施例 本実施例の概略図を第４図に示す。第１〜第１０実施例
で作製したセラミック積回層回路基板十にポリイミドを
絶縁材料とし、Ｃｕを導体層とした薄膜多層配線３１を
形成した、従来のセラミック積層回路基板は、面方向の
焼成収縮率のばらつきが大きいために、その基板上に薄
膜多層配ｖＡ３１を形成する場合、セラミック積層回路
基板３０と薄膜多層配ｗＡ３１の電気的接続がうまくい
かないなどの問題点があったが、本発明のセラミック積
層回路基板は１面方向の焼成収縮率のばらつきが小さい
ためにセラミック積層回路基板と薄膜多層配線３１の電
気的接続不良は発生しなかった。
第１３実施例 第３、第５及び第６実施例で作製したセラミック積層回
路基板１に、その基板のセラミック絶縁材料と同質の粉
較と感光性樹脂を混合したものを塗布し、フォトリソグ
ラフィ技術を用いて穴あけをし、Ａｇ−Ｐｄペーストを
充填した。感光性樹脂としては、メタクリル酸系（例、
ポリチルメタクリート）、アクリル酸系、重クロムは一
？ンモニウム＋樹脂、有機珪素系の樹脂がある。この感
光性樹脂の添加量は、粉末に対し、１０〜３０ｗｔ％が
適当である。更に、Ａｇ−Ｐｄ粉末と感光性樹脂を混ぜ
たものをその上に塗布し、フォトリソグラフィ技術を用
いて導体パターンを形成した。この操作を数回繰り返し
て多層化した。更に、９゜０〜９５０℃で焼成した。雰
囲気は大気中である。
セラミック積層回路基板上へ無機の薄膜多層配線を形成
したものは、面方向の焼成収縮率のばらつきが小さいた
めに、電気的接続不良は発生しなかった。次に、Ａｇ−
Ｐｄの代わりにＣｕを用いて、上記と同様に無機の薄膜
多層配線を形成した。焼成雰囲気は、水蒸気を含んだ窒
素中である。
第１４実施例 第１〜第９実施例で作製した繊維複合グリーンシート及
び繊維を含まないグリーンシート上に、セラミック絶縁
材料と同時焼結が可能な導体粉末と感光性樹脂とを混ぜ
たものを塗布し、フォトリングラフィ技術を用いて配線
幅１００μｍ以下の導体パターンを形成した。更に、第
１〜第９実施例と同様に積層して積層体とした後、焼成
してセラミック積層回路基板を作製した。次に、ピン付
は及びＬＳＩチップ装着をした。面方向の焼成収縮率の
ばらつきが小さいために、ピン及びＬＳＩチップとの電
気的接続不良は発生しなかった。ＬＳＩチップとセラミ
ック積層回路基板を接続する時は、焼成収縮率のばらつ
きを考慮しても電気的な接続が可能となるように配線幅
等は設計されるが、従来のセラミック積層回路基板では
５面方向の焼成収縮率が比較的大きく、配線の微細化に
も限界があった。しかし、本発明のセラミック積層回路
基板は、面方向の焼成収縮率のばらつきが小さいために
、微細配線を形成しても電気的不良が発生しないセラミ
ック積層回路基板とすることができた。
第１５実施例 本実施例で作製した補強板付きセラミック積層回路基板
の概略図を第７図に示す。焼成したＡＱ２０□基板２０
にレーザー等の方法を用いて穴あけをし、その穴の部分
にメツキをした。次に、この基板２０に、第１〜第１４
実施例で作製した繊維複合グリーンシートを含んだグリ
ーンシート積層体を接着し、適正な焼成温度で焼成した
。更に、電気信号入出力用ピン９をろう付けし、その後
ＬＳＩチップ８を装着した。作製した補強板付きセラミ
ック積層回路基板３５は、ＬＳＩチップ８と基板の電気
的接続不良は発生しなかった。また、ピン９を取り付け
た部分のセラミックスの強度が大きいために、ピン付は
部分の信頼性も向上した。本実施例のように、繊維複合
グリーンシートを含んだグリーンシート積層体は、はと
んど焼成収縮が生じないために、焼結済みのセラミック
スとの接合及びグリーンシート積層体の焼成を同時にす
ることができる。
第１６実施例 本実施例である半導体モジュールの概略図を第６図に示
す。第１２〜第１３実施例で作製したセラミック積層回
路基板の上に、第１１実施例で作製したコンデンサ内蔵
セラミック多層回路基板３２をキャリア基板として装着
し、更に、等のキャリア基板３２の上にＬＳＩチップ８
を装着した。
更に、キャリア基板にＡＱＮキャップ１５をかぶせ、Ｌ
ＳＩチップ８の駆動源である電源基板３４及びＬＳＩチ
ップの発熱を冷却する冷却系１６にセラミック積層回路
基板３０を接続して大型電子計算機用のモジュール３７
を作製した。
第１７実施例 第１〜第１０実施例で作製した繊維複合グリーンシート
と繊維を含まないグリーンシートとを積層した積層体と
、その積層体の焼結温度以上の融点をもつ金属板とを接
着し、焼成して、第８図に示す補強板付きセラミック積
層回路基板３５を作製した。本実施例のように、繊維を
複合グリーンシート含んだグリーンシート積層体は、焼
結による焼成収縮がほとんど生じないために、金属との
接合及びグリーンシート積層体の焼成を同時に行なうこ
とができる。この基板３５の応用例として、第９図及び
第１０図に示すように、繊維複合の多層金属コアセラミ
ック基板３６がある。
この基板３６は、金属１９に機械的強度、熱拡散性、電
磁気シールド性をもたせ、セラミックスに電気特性をも
たせたものである。従来は、金属上に印刷、焼成を繰り
返し行なって多層化しいていたが、多層化の途中で不良
が発生すると基板自体が不良品となるため、製造歩留り
が悪く、更に、暦数の増加とともに基板の平坦性が悪く
なり、多層化は数層が限界であった。
しかしながら、本発明の繊維複合の多層金属コアセラミ
ック基板３６は、繊維複合グリーンシートと繊維を含ま
ないグリーンシートとを、内部に導体層を含めて成形し
て積層体とし、その積層体の焼成と金属との接合を同時
に行なって、内部に導体層を含み、繊維複合セラミック
絶縁／１１２Ａと繊維を含まないセラミック絶縁層２Ｂ
が積層して金属１９に接合されたものとなるので、製造
歩留りが良く、数十層の多層化も可能である。なお、金
属１９としては、鉄、アルミメツキ鋼、ステンレス、銅
、チタン等が適用できる。
第１８実施例 本実施例である光伝送用セラミック回路基板の概要図を
第１１図に示す。Ｂ２０．、ＳｉＯ２を主成分としたホ
ウケイ酸ガラスのスラリの中に、石英ガラスを主成分と
した光ファイバを埋め込み、９００〜９５０℃で焼成し
て基板３３とした。ファイバ１０の方向には焼成収縮は
ほとんど生じなかった。次に、ホウケイ酸ガラスとα石
英ガラスからなるグリーンシートに穴あけをし、光ファ
イバを埋め込み、そのグリーンシート上に光ファイバを
配置した。このグリーンシートを多層化し、積層体とし
た後９００〜１０００°Ｃで焼成した。
焼成時にホウケイ酸ガラス１１は軟化して各層間で接合
される。本実施例のように、ファイバ１゜を光信号の伝
送系とした光伝送用積層回路基板３３とすることもでき
る。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。
繊維複合セラミック絶縁層を少なくともＩＲ含むことに
より、焼成時のセラミック積層回路基板の面方向の収縮
が妨げられるので、その方向の焼成収縮が減少し、その
焼成収縮のばらつきが小さくなる。そして、半導体素子
との接合位置の精度が向上し、接合が確実になる。また
、繊維を含まないセラミック絶縁層が、厚さ方向に収縮
しやすいので、基板内の気孔率が小さくなり、強度が向
上する。
上記の繊維複合セラミック絶縁層が、基板の厚さ方向の
中心線に対して上下にほぼ対称に積層されているので、
基板の両面で焼成収縮がバランスする。さらに、その積
層間で繊維の長手方向が交差していることにより、基板
の面方向の焼成収縮が減少する。従って、基板の面方向
の焼成収縮のばらつきが減少し、半導体との接合性が向
上するとともに基板内の気孔率が小さくなり、強度が向
上する。また、層内で長手方向の交差した繊維を含む繊
維複合セラミック絶縁層が、基板の厚さ方向のほぼ中心
に積層されることによっても、上記と同様な効果が得ら
れる。　また、導体層と複数のセラミック絶縁層とを有
するセラミック積層回路基板として、繊維複合セラミッ
ク絶縁層を少なくとも１層含み、その基板の気孔率が１
０νｏ１′１以下であることにより、この基板の強度が
保持できる。そのため、半導体素子を搭載するキャリア
基板として実用に共しうる。
そして、上記導体層が、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａ、−Ｐｄ
、Ｗまたはそれらの２種以上の合金であることにより良
好な導体層を形成できるので、優れた配線となる。さら
に、セラミック絶縁層のセラミック材料が、上記半導体
層の融点未満で軟化することにより、セラミック絶縁層
の厚さ方向に収縮し易くなるとともに各層間の密着性が
向上するので、基板の面方向の収縮が少なく、かつ、気
孔率も小さくなる。
また、繊維の軟化温度が、焼成前のセラミック成形体の
マトリックスの軟化温度より高いことにより、繊維複合
セラミック絶縁層の面方向の収縮が抑制されるので、埃
板の面方向の焼成収縮が小さくなる。そして、スルーホ
ール導体とビアホール導体の少なくとも一方を有するも
のでも基板の面方向の焼成収縮は少ないものになる。
また、上記基板面上の直交する２方向の焼成収縮率が夫
々５％以下になることにより、そしてその焼成収縮率の
ばらつきが０．２％以下となることにより、モジュール
組立の位置決め精度が向上するので、基板上に搭載する
半導体素子との接合性が向上する。そして、セラミック
積層回路基板用繊維複合セラミック絶縁層として、この
絶縁層の繊維の長手方向の焼成収縮率が５％以下に、さ
らに、その焼成収縮率のばらつきが０．１％以下となる
ことにより、基板の面方向の焼成収縮を減少させ、その
ばらつきの少ない基板を作製できる。
また、短繊維を含む繊維複合セラミック絶縁層は、その
短繊維の長手方向に焼成収縮が少なく、そのばらつきも
小さいので、セラミック回路基板としても、また、セラ
ミック積層回路基板用セラミック回路基板としても使用
できる。
次いで、繊維複合グリーンシートを含む積層体の成型用
加圧により、その成形体の繊維の長手方向の変形量を１
％以下とすることにより、セラミック積層回路基板の面
方向の印刷パターンの変形を少なくするので、セラミッ
ク積層回路基板用成形体として使用できる。
そして、繊維複合グリーンシートは繊維の長手方向の焼
成収縮が小さいので、セラミック積層回路基板用繊維複
合グリーンシートとして使用できる。
次に、繊維複合グリーンシートを含む成形体と、金属又
はセラミックとを接着し焼成することにより、強度的な
信頼性が向上するので１層数の多い補強板付きセラミッ
ク積層回路基板を形成できるとともに、また容易に製作
できる。そして、上記成形体の内部に導体層を有するこ
とにより良好な配線になるとともに、上記と同様な効果
も得られる。
次いで、光ファイバを内蔵するグリーンシートの少なく
ともＩＷＪからなる成形体を焼成することにより、この
グリーンシートの光ファイバの長手方向の焼成収縮が少
なくなるので、基板の面方向の焼成収縮の少ない光伝送
用セラミック回路基板となる。
また、ガラスクロスに溶融したガラスを含浸させて成形
することにより、面方向の焼成収縮の少ないセラミック
回路基板となる。
そして、請求項１，２．３又は４に記載のセラミック積
層回路基板は１面方向の焼成収縮が小さいので、その基
板の上に薄膜多層配線を精度よく形成できる。そのため
、その焼成収縮のばらつきも小さ（なり、半導体素子と
の接合位置精度が向上する。
また、請求項１，２．３又は４に記載のセラミツク積層
回路基板の内部にコンデンサと抵抗体のいずれか一方を
内蔵したセラミック積層回路基板とすることによっても
、基板の面方向の焼成収縮が小さくなるので、上記同様
に半導体素子との接合位置精度が向上する。
そして、請求項１，２．３又は・１に記載のセラミック
積層回路基板は１面方向の焼成収縮が小さく、半導体素
子との接合位置精度がよいので、その上に搭載した半導
体素子との確実な接合を有する半導体モジュールとなる
。また、その接合部がＣＣＢ接合により精度よくはんだ
付けされるので、接合信頼性の高い半導体モジュールと
なる。次に、」二足の半導体モジュールを大型電子計算
機に適用することにより、接合信頼性の高い、高密度実
装化ができる。また、請求項１，２．：３又は４に記載
のセラミック積層回路基板の内部にコンデンサを内蔵し
たセラミック積層回路基板を半導体素子のキャリア基板
として大型電子計算機に適用することにより、上記と同
様な効果が得られる。
次いで、セラミック積層回ｇ基板の製造方法としては、
繊維を含むグリーンシートのキャスティング方向に繊維
の長手方向が揃うので、繊維の長手方向の異なった繊維
複合グリ・−ンシートを含む積層体を形成し、焼成する
ことにより、基板の面方向の焼成収縮が小さく、そのば
らつきの少ないセラミック積層回路基板を容易に製造す
ることができる。
また、ガラスケロスにスラリを塗布して作製した繊維複
合グリーンシートを、積層体中に少なくとも１層含ませ
、焼成することによって、上記と同様の基板を容易１．
〜製造できる。
次いで、セラミック積層回路基板用繊維複合グリーンシ
ートの製造方法としては、ガラスケロスにスラリを塗布
することにより、また、粘度を調整したスラリの中にガ
ラスクロスを浸漬することにより、更に、スラリを塗布
したガラスクロスをドクタブレートの間隙に通すことに
より、そして。
ガラスクロスの両面にスラリを塗布することにより、上
記いずわ、の場合によってもスラリを均一に塗布するこ
とができるので、面方向の焼成収縮の小さいセラミック
積層回路基板に使用し得る繊維複台グリーンシートを容
易に作製ずろことが出来る。
そして、アルコキシドと水と＠媒とを混合し、加水分解
して適度な粘度になった液体を、グリーンシー１−上に
塗布して繊維状ゲルを形成し、このグリーンシートを少
なくとも】層含めて積層し焼成すると、このグリーンシ
ー［−の繊維の長手方向の焼成収縮が小さくなるので、
基板の面方向に焼成収縮の小さいセラミック積層回路基
板を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はガラスクロスを用いたセラミック積層回路基板
の概要を示す断面図、第２図はチョツプドストランドを
用いたセラミック積層回路基板の概要を示す断面図、第
３図はコンデンサ内蔵のセラミック積層回路基板の概要
を示す断面図、第４図はセラミック積層回路基板上に薄
膜多層配線を形成したセラミック積層回路基板の概要を
示す断面図、第５図はガラスクロスを用いたセラミック
積層回路基板の製造方法の概要を示す説明図、第６図は
薄膜多層配線を形成し７たセラミック積層回路基板」二
に、コンデンサ内蔵のセラミック積層回路基板を適用１
した半導体モジュールの概要を示した断面図、第７図は
、第８図は補強板付きセラミック積層回路基板の概要を
示した断面図、第′、１図。 第１０図は多層金属コアセラくツク基板の概要を示した
断面図、第１］図は光伝送用セラミック回路基板の概要
を示した断面図である、 １・・・繊維、］−Ａ・・・ガラスクロス、ＩＢ・・・
チョツプドストライド、２・・・セラミック絶縁層。 ２Ａ・・・繊維複合セラミック絶縁層、２Ｂ−繊、惟を
含まないセラミック絶Ｂ層、３・・・導体層、・・】・
・・ビアホール、４゛・・・スルーホール、７・・・Ｃ
ＣＢ接合。 ８・・・半導体素子、１０・・・光ファイバ、１４・・
・コンデンサ、１９・・金属、２０・・・セうミック、
２１・・・グリーンシー１−１２．ＩＡ・・・繊維複合
グリーンシート、２１Ｂ・・・）［を含まないグリーン
シート、２３・・・導体ペースト、２４・・積層体、３
０・・・セラミック積層回路基板、３１・・・薄膜多層
配線、３２・・・コンデンサ内蔵のセラミック多層回路
基板、３３・・・光伝送用セラミック回路基板、３５・
・・補強板付きセラミック積層回路基板、３７・・・半
導体モジュー　ル　。

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. １．導体層と複数のセラミック絶縁層とを有するセラミ
    ック積層回路基板において、前記セラミック絶縁層が繊
    維を含む繊維複合セラミック絶縁層を少なくとも１層含
    むことを特徴とするセラミック積層回路基板。
  2. ２．前記繊維複合セラミック絶縁層が前記セラミック積
    層回路基板の厚さ方向の中心線に対して上下にほぼ対称
    に積層され、かつ、その積層間で繊維の長手方向が交差
    していることを特徴とする請求項１に記載のセラミック
    積層回路基板。
  3. ３．層内で繊維の長手方向の交差した繊維を含む繊維複
    合セラミック絶縁層が、前記セラミック積層回路基板の
    厚さ方向のほぼ中心に積層されたことを特徴とする請求
    項１に記載のセラミック積層回路基板。
  4. ４．導体層と複数のセラミック絶縁層とを有するセラミ
    ック積層回路基板において、前記セラミック絶縁層が繊
    維複合セラミック絶縁層を少なくとも１層含み、該層を
    含むセラミック積層回路基板の気孔率が１０ｖｏｌ％以
    下であることを特徴とするセラミック積層回路基板。
  5. ５．前記導体層が、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｗ
    ，またはそれらの２種以上の合金であり、前記セラミッ
    ク絶縁層のセラミック材料が前記導体層の融点未満で軟
    化するものであることを特徴とする請求項１，２，３又
    は４に記載のセラミック積層回路基板。
  6. ６．繊維の軟化温度が、焼成前のセラミック成形体のマ
    トリックスの軟化温度より高いことを特徴とする請求項
    １，２，３又は４に記載のセラミック積層回路基板。
  7. ７．スルーホール導体とビアホール導体の少なくとも一
    方を有することを特徴とする請求項１，２，３又は４に
    記載のセラミック積層回路基板。
  8. ８．セラミック積層回路基板面上の直行する２方向の焼
    成収縮率が、夫々５％以下であることを特徴とする請求
    項１，２，３又は４に記載のセラミック積層回路基板。
  9. ９．前記焼成収縮率のばらつきが、０．２％以下である
    ことを特徴とする請求項８に記載のセラミック積層回路
    基板。
  10. １０．請求項１，２，３又は４に記載の繊維複合セラミ
    ック絶縁層の繊維の長手方向の焼成収縮率が５％以下で
    あるセラミック積層回路基板用繊維複合セラミック絶縁
    層。
  11. １１．前記焼成収縮率のばらつきが０．１％以下である
    ことを特徴とする請求項１０に記載のセラミック積層回
    路基板用繊維複合セラミック絶縁層。
  12. １２．短繊維を含む繊維複合セラミック絶縁層からなる
    セラミック回路基板。
  13. １３．短繊維を含む繊維複合セラミック絶縁層からなる
    セラミック積層回路基板用セラミック回路基板。
  14. １４．成形用加圧に対して、繊維複合グリーンシートを
    含む成形体の繊維の長手方向の変形量が１％以下である
    セラミック積層回路基板用成形体。
  15. １５．グリーンシートに繊維を含めたセラミック積層回
    路基板用繊維複合グリーンシート。
  16. １６．繊維複合グリーンシートを含む成形体と、金属又
    はセラミックスとを接着し焼成して形成された補強板付
    きセラミック積層回路基板。
  17. １７．前記成形体の内部に導体層を有することを特徴と
    する請求項１６に記載の補強板付きセラミック積層回路
    基板。
  18. １８．光ファイバを内蔵するグリーンシートの少なくと
    も１層からなる成形体を焼成して形成された光伝送用セ
    ラミック回路基板。
  19. １９．ガラスクロスに溶融したガラスを含浸させて形成
    したセラミック回路基板。
  20. ２０．請求項１，２，３又は４に記載のセラミック積層
    回路基板の上に薄膜多層配線を形成したセラミック積層
    回路基板。
  21. ２１．請求項１，２，３又は４に記載のセラミック積層
    回路基板の内部に、コンデンサと抵抗体のいずれか一方
    を内蔵したセラミック積層回路基板。
  22. ２２．請求項１，２，３又は４に記載のセラミック積層
    回路基板上に、半導体素子を搭載した半導体モジュール
    。
  23. ２３．前記半導体素子が前記基板上にＣＣＢ接合されて
    いることを特徴とする請求項２２に記載の半導体モジュ
    ール。
  24. ２４．請求項２２に記載の半導体モジュールを適用した
    大型電子計算機。
  25. ２５．請求項２１に記載のコンデンサを内蔵したセラミ
    ック積層回路基板を、半導体素子のキャリア基板として
    適用した大型電子計算機。
  26. ２６．グリーンシート原料に、繊維としてウィスカ、ガ
    ラスフィラメントおよびチョップドストランドのうち少
    なくとも１種を添加して繊維複合グリーンシートを作製
    し、該繊維複合グリーンシートを、そのキャスティング
    方向が異なる方向に積層して、繊維を含まないグリーン
    シートとの積層体を形成し、焼成して形成するセラミッ
    ク積層回路基板の製造方法。
  27. ２７．ガラスクロスにスラリを塗布して作製した繊維複
    合グリーンシートを、積層体中に少なくとも１層含ませ
    、焼成して形成するセラミック積層回路基板の製造方法
    。
  28. ２８．ガラスクロスにスラリを塗布して繊維複合グリー
    ンシートを作製するセラミック積層回路基板用繊維複合
    グリーンシートの製造方法。
  29. ２９．粘度を調整したスラリの中にガラスクロスを浸漬
    して塗布することを特徴とする請求項２８に記載のセラ
    ミック積層回路基板用繊維複合グリーンシートの製造方
    法。
  30. ３０．スラリを塗布したガラスクロスをドクターブレー
    ドの間隙に通すことによりグリーンシートを作製するこ
    とを特徴とする請求項２８に記載のセラミック積層回路
    基板用繊維複合グリーンシートの製造方法。
  31. ３１．ガラスクロスの両面にスラリを塗布して作製する
    請求項２８に記載のセラミック積層回路基板用グリーン
    シートの製造方法。
  32. ３２．アルコキシドと水と触媒とを混合して作製した適
    当な粘度の液体をグリーンシートに塗布して繊維状ゲル
    をグリーンシート表面に形成し、そのグリーンシートを
    少なくとも一層積層して焼成するセラミック積層回路基
    板の製造方法。
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