JPH0143706B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0143706B2 JPH0143706B2 JP59150305A JP15030584A JPH0143706B2 JP H0143706 B2 JPH0143706 B2 JP H0143706B2 JP 59150305 A JP59150305 A JP 59150305A JP 15030584 A JP15030584 A JP 15030584A JP H0143706 B2 JPH0143706 B2 JP H0143706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- ceramic
- powder
- substrate
- mgo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はセラミツク粉末としてマグネシヤを用
いたガラスセラミツク基板の製造方法に関する。
いたガラスセラミツク基板の製造方法に関する。
情報処理の高速化と大容量化とを実現するため
電子機器特に電子計算機の進歩は著しく、これに
使用する電子回路は小形化と高密度化が進められ
ている。
電子機器特に電子計算機の進歩は著しく、これに
使用する電子回路は小形化と高密度化が進められ
ている。
特にIC、LSIなどの半導体装置はこれに該当す
るものであつて、従来はチツプ毎にアルミナセラ
ミツクからなる配線基板に接着剤或いは共晶ボン
デイングなどの方法で接着し、ワイヤボンデイン
グなどの方法でチツプの端子とセラミツク基板の
配線とを回路接続した後に樹脂外装或いはハーメ
チツクシール外装を施して半導体装置が構成され
ており、これをプリント配線基板に装着する実装
方法がとられていた。
るものであつて、従来はチツプ毎にアルミナセラ
ミツクからなる配線基板に接着剤或いは共晶ボン
デイングなどの方法で接着し、ワイヤボンデイン
グなどの方法でチツプの端子とセラミツク基板の
配線とを回路接続した後に樹脂外装或いはハーメ
チツクシール外装を施して半導体装置が構成され
ており、これをプリント配線基板に装着する実装
方法がとられていた。
然し、更に小形化と高密度化を達成する方法と
して複数個のチツプをセラミツク多層配線基板に
接着して回路接続した後、一括してハーメチツク
などの外装を施すか、或いは耐湿処理技術の進歩
によつて複数個のチツプをフエイスダウンボンデ
イング法でセラミツク多層配線基板に装着し、こ
れをそのままの状態で取替単位として使用する実
装形態が実用化されつつある。
して複数個のチツプをセラミツク多層配線基板に
接着して回路接続した後、一括してハーメチツク
などの外装を施すか、或いは耐湿処理技術の進歩
によつて複数個のチツプをフエイスダウンボンデ
イング法でセラミツク多層配線基板に装着し、こ
れをそのままの状態で取替単位として使用する実
装形態が実用化されつつある。
このような用途に使用されるセラミツク配線基
板は上部に装着したチツプの端子数が厖大である
ことから多層配線基板の構成層数の増加と配線パ
ターンの微細化が必要条件となる。
板は上部に装着したチツプの端子数が厖大である
ことから多層配線基板の構成層数の増加と配線パ
ターンの微細化が必要条件となる。
またチツプをフエイスダウンボンデイング法で
装着する場合にはチツプの信頼性保持のために基
板とチツプとの膨張係数を合わせることが必要と
なる。
装着する場合にはチツプの信頼性保持のために基
板とチツプとの膨張係数を合わせることが必要と
なる。
本発明はかかる目的で開発されたガラスセラミ
ツク基板の製造法に関するものである。
ツク基板の製造法に関するものである。
従来のセラミツク多層基板はアルミナ（α−
Al2O3）を主構成剤としてグリンシートを形成
し、これにモリブデン・マンガン（Mo・Mn）、
タングステン・マンガン（Ｗ・Mn）などの導電
ペーストをスクリーン印刷して導体パターンを作
り、これを積層した後、千数百℃の高温で焼成す
ることにより作られている。
Al2O3）を主構成剤としてグリンシートを形成
し、これにモリブデン・マンガン（Mo・Mn）、
タングステン・マンガン（Ｗ・Mn）などの導電
ペーストをスクリーン印刷して導体パターンを作
り、これを積層した後、千数百℃の高温で焼成す
ることにより作られている。
ここでセラミツク基板は多層化が進むに従つて
薄くなり、また回路が複雑になるに従つてパター
ン幅は縮小することが必要となるが、アルミナ磁
器基板は誘電率が９〜10と比較的高く、そのため
多層配線間の静電容量による漏話（クロストー
ク）や導体抵抗が増加し、この影響が無視できな
くなる。
薄くなり、また回路が複雑になるに従つてパター
ン幅は縮小することが必要となるが、アルミナ磁
器基板は誘電率が９〜10と比較的高く、そのため
多層配線間の静電容量による漏話（クロストー
ク）や導体抵抗が増加し、この影響が無視できな
くなる。
そこで誘電率が４〜５と低く、また900℃程度
で焼成が可能な硼珪酸ガラスが基板として使用さ
れるようになつた。
で焼成が可能な硼珪酸ガラスが基板として使用さ
れるようになつた。
この基板の特徴は焼成温度が低いために金
（Au）や銅（Cu）のような低抵抗金属を用いて
微細な導体パターンを形成できることである。
（Au）や銅（Cu）のような低抵抗金属を用いて
微細な導体パターンを形成できることである。
然し、ガラス基板は機械的強度の点で問題があ
る。
る。
そこでセラミツクの粉末を添加して機械的強度
を改良したガラスセラミツク基板が実用化され使
用されている。
を改良したガラスセラミツク基板が実用化され使
用されている。
ここでアルミナは膨張係数が少なく、また硬度
が高いなどの特徴からセラミツク粉末の成分とし
て選ばれ、シリコン半導体チツプの装着用基板と
して一般に使用されている。
が高いなどの特徴からセラミツク粉末の成分とし
て選ばれ、シリコン半導体チツプの装着用基板と
して一般に使用されている。
然し、半導体材料の中には熱膨張係数が大きく
従来のアルミナ基板或いはガラスセラミツク基板
では不適当なものがある。
従来のアルミナ基板或いはガラスセラミツク基板
では不適当なものがある。
例えば本発明に係るガリウム砒素（GaAs）が
これに該当し、GaAs基板を用いて形成されたチ
ツプを従来のセラミツク基板或いはガラスセラミ
ツク基板に接合すると熱膨張係数の差異が大き過
ぎるために温度変動に際して機械的ストレスを生
じ、信頼性が損なわれる。
これに該当し、GaAs基板を用いて形成されたチ
ツプを従来のセラミツク基板或いはガラスセラミ
ツク基板に接合すると熱膨張係数の差異が大き過
ぎるために温度変動に際して機械的ストレスを生
じ、信頼性が損なわれる。
そのためにGaAsに適合した膨張係数をもつガ
ラスセラミツク基板を使用する必要があり、セラ
ミツク成分としてマグネシヤ（MgO）が適して
いる。
ラスセラミツク基板を使用する必要があり、セラ
ミツク成分としてマグネシヤ（MgO）が適して
いる。
第１図はこの関係の説明図で横軸には絶対温度
を、また縦軸には熱膨張係数をとり、293度を基
準点として比較してある。
を、また縦軸には熱膨張係数をとり、293度を基
準点として比較してある。
図から明らかなようにGaAs１の熱膨張係数に
較べてアルミナ２の熱膨張係数は遥かに小さく、
またマグネシヤ３は僅かに大きい。
較べてアルミナ２の熱膨張係数は遥かに小さく、
またマグネシヤ３は僅かに大きい。
本発明はマグネシヤをガラスセラミツクのセラ
ミツク成分として用いるもので、第２図は硼珪酸
ガラスとMgOとからなる系においてMgO含有量
に対する熱膨張係数の変化を示している。
ミツク成分として用いるもので、第２図は硼珪酸
ガラスとMgOとからなる系においてMgO含有量
に対する熱膨張係数の変化を示している。
図からGaAsの熱膨張係数である10.7×10-4と
一致させるためには特性曲線４からMgOの含有
を40％とすればよいことが判る。
一致させるためには特性曲線４からMgOの含有
を40％とすればよいことが判る。
以上のことからGaAsに適したガラスセラミツ
ク基板は容易にできる筈であるが、MgOはガラ
スに対する濡れ性が極めて悪く、均一に分散され
ず、また焼成後にガラスとの界面に隙間を生ずる
など、緻密なガラスセラミツク基板ができないと
云う問題があつた。
ク基板は容易にできる筈であるが、MgOはガラ
スに対する濡れ性が極めて悪く、均一に分散され
ず、また焼成後にガラスとの界面に隙間を生ずる
など、緻密なガラスセラミツク基板ができないと
云う問題があつた。
以上説明したようにGaAsチツプを接着する基
板としてはMgOをセラミツク成分とするガラス
セラミツクが適しているが、両者の濡れ性が悪い
ことが問題である。
板としてはMgOをセラミツク成分とするガラス
セラミツクが適しているが、両者の濡れ性が悪い
ことが問題である。
上記の問題点はセラミツク粉末を添加したガラ
ス粉末にバインダと溶剤とを加え、これを混練し
てグリンシートを作り、該グリンシートに配線パ
ターンを印刷し焼成してなるガラスセラミツク基
板において、セラミツク粉末として硝酸アルミニ
ウムを熱分解して生じたアルミナ膜を被覆したマ
グネシヤ粉を用いるガラスセラミツク基板の製造
方法により解決することができる。
ス粉末にバインダと溶剤とを加え、これを混練し
てグリンシートを作り、該グリンシートに配線パ
ターンを印刷し焼成してなるガラスセラミツク基
板において、セラミツク粉末として硝酸アルミニ
ウムを熱分解して生じたアルミナ膜を被覆したマ
グネシヤ粉を用いるガラスセラミツク基板の製造
方法により解決することができる。
本発明はアルミナ（α−Al2O3）と硼珪酸ガラ
スとの濡れ性が非常に良いことを利用してマグネ
シヤ（MgO）粉の上にアルミナ膜を被覆するこ
とによつて濡れ性を改善するものである。
スとの濡れ性が非常に良いことを利用してマグネ
シヤ（MgO）粉の上にアルミナ膜を被覆するこ
とによつて濡れ性を改善するものである。
すなわちMgO粉を硝酸アルミニウム水溶液に
浸漬した後乾燥し、これを熱分解することを繰り
返すことにより、表面にアルミナ膜を形成するも
のである。
浸漬した後乾燥し、これを熱分解することを繰り
返すことにより、表面にアルミナ膜を形成するも
のである。
粒径約1μｍのMgOの粉末を濃度約30％の硝酸
アルミニウム水溶液中に浸漬し、充分に撹拌した
後に濾過して乾燥する。
アルミニウム水溶液中に浸漬し、充分に撹拌した
後に濾過して乾燥する。
これを空気中で熱分解温度以上の温度例えば
300度で加熱すると、 2Al（NO3）3→Al2O3＋6NO2＋3/2O2 の反応によりMgO粒の表面にAl2O3を析出するこ
とができ、これを繰り返すことにより、Al2O3膜
を被覆することができる。
300度で加熱すると、 2Al（NO3）3→Al2O3＋6NO2＋3/2O2 の反応によりMgO粒の表面にAl2O3を析出するこ
とができ、これを繰り返すことにより、Al2O3膜
を被覆することができる。
この粉末を硼珪酸ガラス（例えばコーニング社
No.7052）粉末と混合し、バインダとしてボリビニ
ルブチラールをまた溶剤としてメチルセルソルブ
を使用し、ボールミルで48時間混練し、これを用
いてグリンシートを作り、約600度で仮焼きを行
つた後、900度で１時間焼成して基板を形成した。
No.7052）粉末と混合し、バインダとしてボリビニ
ルブチラールをまた溶剤としてメチルセルソルブ
を使用し、ボールミルで48時間混練し、これを用
いてグリンシートを作り、約600度で仮焼きを行
つた後、900度で１時間焼成して基板を形成した。
このようにして作つたガラスセラミツク基板と
無処理のMgOを等量添加して作つた基板とに就
いて吸水性試験により緻密性を測定したところ、
無処理のものが９％と大きな吸水率を示すのに対
し、本発明を実施した基板は0.1％と吸水率が少
なく、これにより基板が緻密であり、MgOと硼
珪酸ガラスとの濡れ性の良いことが証明すること
ができた。
無処理のMgOを等量添加して作つた基板とに就
いて吸水性試験により緻密性を測定したところ、
無処理のものが９％と大きな吸水率を示すのに対
し、本発明を実施した基板は0.1％と吸水率が少
なく、これにより基板が緻密であり、MgOと硼
珪酸ガラスとの濡れ性の良いことが証明すること
ができた。
以上記したように本発明の実施によりGaAsチ
ツプの搭載に適するガラスセラミツク基板の製造
が可能となり、GaAs半導体装置の信頼性を向上
することが可能となる。
ツプの搭載に適するガラスセラミツク基板の製造
が可能となり、GaAs半導体装置の信頼性を向上
することが可能となる。
第１図は熱膨張係数の温度依存性の説明図、第
２図はマグネシヤを添加した硼珪酸ガラスの熱膨
張係数の変化を示す説明図である。 図において、４は熱膨張特性曲線である。
２図はマグネシヤを添加した硼珪酸ガラスの熱膨
張係数の変化を示す説明図である。 図において、４は熱膨張特性曲線である。
Claims (1)
- １ セラミツク粉末を添加したガラス粉末にバイ
ンダと溶剤とを加え、これを混練してグリンシー
トを作り、該グリンシートに配線パターンを印刷
し焼成してなるガラスセラミツク基板において、
セラミツク粉末として硝酸アルミニウムを熱分解
して生じたアルミナ膜を被覆したマグネシヤ粉を
用いることを特徴とするガラスセラミツク基板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59150305A JPS6131342A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | ガラスセラミツク基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59150305A JPS6131342A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | ガラスセラミツク基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131342A JPS6131342A (ja) | 1986-02-13 |
| JPH0143706B2 true JPH0143706B2 (ja) | 1989-09-22 |
Family
ID=15494097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59150305A Granted JPS6131342A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | ガラスセラミツク基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131342A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2786191B2 (ja) * | 1987-08-14 | 1998-08-13 | 旭硝子株式会社 | 酸化マグネシウム粉末の製造方法 |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP59150305A patent/JPS6131342A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6131342A (ja) | 1986-02-13 |
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