JPH0544840B2 - - Google Patents
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- JPH0544840B2 JPH0544840B2 JP59109199A JP10919984A JPH0544840B2 JP H0544840 B2 JPH0544840 B2 JP H0544840B2 JP 59109199 A JP59109199 A JP 59109199A JP 10919984 A JP10919984 A JP 10919984A JP H0544840 B2 JPH0544840 B2 JP H0544840B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- multilayer ceramic
- conductor
- ceramic substrate
- aluminum nitride
- 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 - Lifetime
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、多層セラミツク基板、特に高熱伝導
性を有する多層セラミツク基板の製造方法に関す
るものである。 （従来技術とその問題点） 半導体工業の飛躍的進展によつてIC、LSIが産
業用、民生用と幅広く使用されるようになつてき
ており、電子装置の小型・高密度化および高性能
化が進められている。 特に集積密度の高い、高速作動のLSIの実装用
基板としては、高密度化が必須であり多層セラミ
ツク基板が注目されている。この多層セラミツク
基板は、直接LSIを実装することができ、また多
層に微細な配線を施すことが可能である。 一般にセラミツク基板の材料としては、主にア
ルミナが使用されているが、近年電子装置は一段
と小型化され、回路の高密度化が要求され、基板
の単位面積当りの素子や回路素子の集積度がます
ます高くなつている。一方LSIチツプにおいて
は、高速作動を行なうに従いチツプから発生する
熱が多量になつてくる傾向にある。この結果、基
板の発熱が大幅に増加し、アルミナ基板では熱の
放散が十分行なえず、基板温度が上昇することに
よりLSIチツプおよび実装素子に悪影響をおよぼ
すという問題が生じている。そのため、アルミナ
基板よりも熱伝導率が大きく熱の放散性に優れた
絶縁基板が必要になつてきた。 そこで開発されたのが炭化ケイ素を主成分とし
たセラミツク基板であり熱放散性に対して優れた
特性をもつている。炭化ケイ素はそれ自体電気的
には半導体に属し、比抵抗が１〜10Ω・cm程度で
電気絶縁性がが悪いため、絶縁基板として用いる
には問題がある。また炭化ケイ素は融点が高く非
常に焼結しにくいので通常焼結に際しては少量の
焼結添加剤を添加し、高圧で加圧するいわゆるホ
ツトプレス方法により作られている。この焼結添
加剤として酸化ベリリウムや窒化ホウ素を用いる
と焼結効果だけでなく電気絶縁性に対しても有効
で、炭化ケイ素主成分の焼結基板比抵抗が1010Ω
cm以上となる。しかしLSI等の実装基板において
重要な要因の１つである誘導率においては1MHz
の周波数で40とかなり高く、添加剤を加えた絶縁
性も、電圧が高くなると粒子界面での絶縁性が急
激に低下するため耐電圧に対しても問題がある。 またプロセス的観点からしてホツトプレス法を
適用しなければならず、装置が大がかりになるば
かりでなく、基板の形状も大面積化は困難であ
り、表面平滑性に対しても問題が多い。 一方高密度化に対して期待されている実装基板
として多層セラツク基板がある。これはセラミツ
クグリーンシートを用いたもので基板内に層状に
各種導体パターンが形成されており、層間をスル
ーホールを介して電気的に接続されているもので
ある。該多層セラミツク基板の材料としては、ア
ルミナ、ガラスセラミツク等が現在開発されてい
るが、ホツトプレス法を用いる炭化ケイ素系材料
ではプロセス的に極めて困難である。 一般に高密度実装基板として具備すべき主な性
質としては(1)電気特性においては誘動率が低く、
誘動損失が小さく、また電気絶縁性に優れている
こと、(2)機械的強度が十分であること、(3)熱伝導
性が高いこと、(4)熱膨張係数がシリコンチツプの
それに近いこと、および(5)表面平滑性が優れてい
ること、(6)高密度化が容易であること等が必要で
ある。 これらの基板性質全般に対して前述の各種セラ
ミツク基板は、決して十分なものであるとはいえ
ない。 本発明者らは、これらの具備すでき基板性質を
留意しながら、特に高熱伝導性および多層高密度
化に着目して、常圧法により焼結可能な窒化アル
ミニウム系粉末を用いた高熱伝導多層セラミツク
基板の製造方法の発明に至つた。 （発明の目的） 本発明は、前述した従来の実装基板の欠点を除
去せしめて、熱伝導性の優れた高密度な高熱伝導
多層セラミツク基板を得るための製造方法を提供
することにある。 （発明の構成） 本発明よれば窒化アルミニウム粉末と、Ca、
Sr、Ba、Na、Ｋ、Rb、Cs、Cu、Ag、Mg、
Cd、Hg、Zn、Al、Ceのアセチリド化合物のう
ち少なくとも１種以上の焼結添加剤とから成る混
合粉末を、有機バインダーおよび有機溶剤と混合
し、泥奨化する工程と、有機フイルム上に該泥奨
を成膜する工程と、成膜したグリーンシートに層
間導通をもたせるためのスルーホールを形成する
工程と該スルーホールを形成したグリーンシート
に導体層および導体埋め込みを行なう工程と、導
体形成された各グリーンシートを積層熱圧着する
工程と、非酸化性雰囲気で脱バインダーおび焼成
を行なう工程とを備えたことを特徴とする高熱伝
導多層セラミツク基板の製造方法が得られる。 （構成の詳細な説明） 本発明は、上述の構成をとることにより従来技
術の問題点を解決した。 まず多層セラミツク基板を構成する絶縁セラミ
ツク材料として、熱伝導性の高い窒化アルミニウ
ムを用い、焼結性を高めるために焼結添加剤を加
えた。この材料は焼成後窒化アルミニウム多結晶
の緻密な構造体を形成する。 有機バインダー等と混合し泥漿化する工程にお
いては、非酸化性雰囲気下で脱バインダーが完全
に起こるように非酸化性雰囲気下で十分分解する
有機物を適用した。成膜工程では、薄く、厚みの
均質なグリーンシートを形成する。 次に層間導通をもたせるスルーホールの形成工
程では、基本的には機械的な方法により極めて微
細な貫通孔を形成し、導体形成は、電源層、グラ
ンド層および微細な信号線等の多数の導体層を形
成すると同時にスルーホールへの導体埋め込みも
行なう。 積層熱圧着工程では、高精度に微細パターンを
積み重ね一体化した生積層基板を得ることが出き
る。該生積層基板を非酸化性雰囲気で有機物を完
全に除去したのち高温で焼きかためる。 このようにして製造された高熱伝導多層セラミ
ツク基板おいては、窒化アルミニウムで構成され
ているセラミツク層に、複数の電源層、グランド
層および微細な信号線等が形成され、これらの導
体層をセラミツク層中に設けたスルーホールを介
して電気的に接続されている構造をとつている。 したがつて実装基板の配線密度が非常に高めら
れるとともに、LSI等の素子から発生する熱を、
効率的に外部に放散することが可能となる。 （実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して詳
細に説明する。 まず高純度の窒化アルミニウム微粉末と焼結添
加剤の粉末を秤量する。ここで用いる焼結添加剤
としてはCa、Sr、Ba、Na、Ｋ、Rb、Cs、Cu、
Ag、Mg、Cd、Hg、Zn、Al、Ceのアセチリド
化合物のうち少なくとも一種以上からなつてお
り、焼結添加剤の量は0.1wt％、0.3wt％、0.5wt
％、0.6wt％、1.0wt％、2.0wt％、6.0wt％、
8.0wt％、12.0wt％、16.0wt％になるように秤量
した。また比較例として添加剤を含まない試料を
作製した。 この秤量した粉末をボールミルにより湿式混合
を48時間行なつた。この十分に混合した粉末とポ
リメタアクリレート系、ポリアクリレート系、ポ
リカプロラクトン系等の非酸化性雰囲気で分解蒸
散しやすい有機バインダーと有機溶剤とともに攬
拌機例えばホモミキサー等で混合し泥化した。こ
の時の泥漿の粘度は3000〜7000cpの範囲が適当
である。粘度が1000cp以下であれば成膜工程で
有機フイルム上で表面張力によりはじきが生じ、
10000cp以上であれば、泥漿中に含まれる異物等
を濾し分ける際に泥漿がメツシユ網を通過するの
が困難になることや泥漿中のガスを取り除くため
の脱泡工程の際十分にガスが抜け切れなくなり成
膜性が悪くなる。 次に適当な粘度に調整した泥漿をポリエステル
系有機フイルム上にキヤステイング成膜法により
10μm〜200μm程度の均一な厚みになるようにシ
ートを形成する。この薄いグリーンシートを有機
フイルムから剥離し、第１図ａ，ｂに示すように
各層間を電気的に接続するためのスルーホール１
を形成する。ここで第１図ａは平面図、第１図ｂ
は断面図である。スルーホールの形成は、機械的
方法でポンチおよびダイを用いて行なたが他にレ
ーザ加工等の方法によつても開けることが可能で
ある。機械的方法により形成したスルーホール径
は最小で70μm程度が可能であつた。 スルーホールの形成されたグリーンシート上
へ、第２図ａ，ｂに示すように導体ペーストをス
クリーン印刷法により所定の位置に所定のパター
ン２を厚膜印刷する。ここで用いる導体として
は、セラミツク基板を1500℃以上の高温で焼結し
なければならないため、高融転金属を用いる必要
があり、モリブデン、タングステン、マンガンお
よび白金等の単体もしくは、これらの２種以上の
合金を用いた。この印刷工程においては、層間の
電気接続を行なうためのスルーホール内に同様の
導体ペーストを埋め込む工程を含んでいる。 こうして導体を印刷および埋め込んだ各パター
ンのグリーンシートを第３図に示すように所望の
枚数積層し、熱圧着を行なつた。第３図には導体
パターン２を形成した絶縁体グリーンシート３が
多数枚重なつている構造をもつ生積層体の断面図
を示す。グリーンシートの積層数は、10〜50層で
構成されている。熱圧着条件は、温度70℃〜110
℃圧力は200〜300Kg／cm2であつた。該工程は、配
線パターンおよびスルーホールが微細に形成され
ている各グリーンシートを位置ずれなく高精度に
積層しなければならない。 次に積層され一体化した生基板を非酸化性雰囲
気で脱バインダーを行ない高温で焼結する。第４
図には、脱バインダーおよび焼成の温度プロフア
イルの一例を示す。脱バインダー工程が終了する
までは昇温スピードを遅くし400〜500℃の範囲で
10時間保持することにより十分有機物残留物を取
り除いた。ひきつづき100℃／Ｈの昇温スピード
で1500℃2000℃まで温度を上げ、最高温度で２時
間保持して焼結を行なつた。第４図には、脱バイ
ンダーの保持温度は450℃、焼結温度は1700℃の
場合の例を示した。この一連の工程中雰囲気は窒
素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス又は窒素ガ
スと水素ガスおよび窒素ガスと一酸化炭素ガスの
混合ガス等を用いてコントロールしていた。また
焼結は常圧の状態で行なつた。脱バインダーでの
昇温スピードをあまり速くしすぎると、急激な有
機物の分解蒸散が起ることによりクラツクや層間
剥離等の不良が発生する原因になる。 このようにして作成した窒化アルミニウムを主
成分とした高熱伝導多層セラミツク基板の模式的
な斜視断面図を第５図に示す。１１は絶縁セラミ
ツク層であり、主成分として窒化アルミニウムの
多結晶体で構成されている。１２は信号線および
電源等の導体層であり、モリブデン、タングステ
ン、マンガンおよび白金等の金属の単体もしく
は、これらの金属の２つ以上を含んだ合金で形成
されており、絶縁セラミツク層に形成されている
スルーホール１３を介して各層間を電気的に接続
している。このように構成されている多層セラミ
ツク基板上にはLSIチツプがマウント出来るよう
にダイパツド１４およびボンデイングパツド１５
が形成され、該実装基板外に信号を取り出したり
基板内へ信号を入れたりするためのＩ／Ｏパツド
１６が基板裏面に形成されている。基板上にマウ
ントされているLSIチツプから発生する熱をダイ
パツト１４を介してセラミツク基板内へ拡散す
る。 この焼結基板の電気的特性を測定した結果、比
抵抗は1011Ωcm以上あり、誘電率は8.7（1MHz）、
誘動損失は10-3以下（1MHz）と小さな値であつ
た。電気的特性においては、従来の基板と比較し
て同程度であり実装基板として十分な特性である
ことがわかつた。 第１表には、本発明の製造方法により作成した
多層セラミツク基板の一実施例の基板性状および
諸特性を示す。本実施例は焼結添加剤として
CaC2を用い窒化アルミニウム重量を100としたと
きの添加量として表に示してある。表からわかる
ように微細な配線パターンおよびスルーホールを
形成されており、抗折強度も極めて高く、熱伝導
率も非常に高い基板が得られた。さらに熱膨張係
数においてもシリコンに近い値であり、LSI等の
実装に極めて都合がよい。
性を有する多層セラミツク基板の製造方法に関す
るものである。 （従来技術とその問題点） 半導体工業の飛躍的進展によつてIC、LSIが産
業用、民生用と幅広く使用されるようになつてき
ており、電子装置の小型・高密度化および高性能
化が進められている。 特に集積密度の高い、高速作動のLSIの実装用
基板としては、高密度化が必須であり多層セラミ
ツク基板が注目されている。この多層セラミツク
基板は、直接LSIを実装することができ、また多
層に微細な配線を施すことが可能である。 一般にセラミツク基板の材料としては、主にア
ルミナが使用されているが、近年電子装置は一段
と小型化され、回路の高密度化が要求され、基板
の単位面積当りの素子や回路素子の集積度がます
ます高くなつている。一方LSIチツプにおいて
は、高速作動を行なうに従いチツプから発生する
熱が多量になつてくる傾向にある。この結果、基
板の発熱が大幅に増加し、アルミナ基板では熱の
放散が十分行なえず、基板温度が上昇することに
よりLSIチツプおよび実装素子に悪影響をおよぼ
すという問題が生じている。そのため、アルミナ
基板よりも熱伝導率が大きく熱の放散性に優れた
絶縁基板が必要になつてきた。 そこで開発されたのが炭化ケイ素を主成分とし
たセラミツク基板であり熱放散性に対して優れた
特性をもつている。炭化ケイ素はそれ自体電気的
には半導体に属し、比抵抗が１〜10Ω・cm程度で
電気絶縁性がが悪いため、絶縁基板として用いる
には問題がある。また炭化ケイ素は融点が高く非
常に焼結しにくいので通常焼結に際しては少量の
焼結添加剤を添加し、高圧で加圧するいわゆるホ
ツトプレス方法により作られている。この焼結添
加剤として酸化ベリリウムや窒化ホウ素を用いる
と焼結効果だけでなく電気絶縁性に対しても有効
で、炭化ケイ素主成分の焼結基板比抵抗が1010Ω
cm以上となる。しかしLSI等の実装基板において
重要な要因の１つである誘導率においては1MHz
の周波数で40とかなり高く、添加剤を加えた絶縁
性も、電圧が高くなると粒子界面での絶縁性が急
激に低下するため耐電圧に対しても問題がある。 またプロセス的観点からしてホツトプレス法を
適用しなければならず、装置が大がかりになるば
かりでなく、基板の形状も大面積化は困難であ
り、表面平滑性に対しても問題が多い。 一方高密度化に対して期待されている実装基板
として多層セラツク基板がある。これはセラミツ
クグリーンシートを用いたもので基板内に層状に
各種導体パターンが形成されており、層間をスル
ーホールを介して電気的に接続されているもので
ある。該多層セラミツク基板の材料としては、ア
ルミナ、ガラスセラミツク等が現在開発されてい
るが、ホツトプレス法を用いる炭化ケイ素系材料
ではプロセス的に極めて困難である。 一般に高密度実装基板として具備すべき主な性
質としては(1)電気特性においては誘動率が低く、
誘動損失が小さく、また電気絶縁性に優れている
こと、(2)機械的強度が十分であること、(3)熱伝導
性が高いこと、(4)熱膨張係数がシリコンチツプの
それに近いこと、および(5)表面平滑性が優れてい
ること、(6)高密度化が容易であること等が必要で
ある。 これらの基板性質全般に対して前述の各種セラ
ミツク基板は、決して十分なものであるとはいえ
ない。 本発明者らは、これらの具備すでき基板性質を
留意しながら、特に高熱伝導性および多層高密度
化に着目して、常圧法により焼結可能な窒化アル
ミニウム系粉末を用いた高熱伝導多層セラミツク
基板の製造方法の発明に至つた。 （発明の目的） 本発明は、前述した従来の実装基板の欠点を除
去せしめて、熱伝導性の優れた高密度な高熱伝導
多層セラミツク基板を得るための製造方法を提供
することにある。 （発明の構成） 本発明よれば窒化アルミニウム粉末と、Ca、
Sr、Ba、Na、Ｋ、Rb、Cs、Cu、Ag、Mg、
Cd、Hg、Zn、Al、Ceのアセチリド化合物のう
ち少なくとも１種以上の焼結添加剤とから成る混
合粉末を、有機バインダーおよび有機溶剤と混合
し、泥奨化する工程と、有機フイルム上に該泥奨
を成膜する工程と、成膜したグリーンシートに層
間導通をもたせるためのスルーホールを形成する
工程と該スルーホールを形成したグリーンシート
に導体層および導体埋め込みを行なう工程と、導
体形成された各グリーンシートを積層熱圧着する
工程と、非酸化性雰囲気で脱バインダーおび焼成
を行なう工程とを備えたことを特徴とする高熱伝
導多層セラミツク基板の製造方法が得られる。 （構成の詳細な説明） 本発明は、上述の構成をとることにより従来技
術の問題点を解決した。 まず多層セラミツク基板を構成する絶縁セラミ
ツク材料として、熱伝導性の高い窒化アルミニウ
ムを用い、焼結性を高めるために焼結添加剤を加
えた。この材料は焼成後窒化アルミニウム多結晶
の緻密な構造体を形成する。 有機バインダー等と混合し泥漿化する工程にお
いては、非酸化性雰囲気下で脱バインダーが完全
に起こるように非酸化性雰囲気下で十分分解する
有機物を適用した。成膜工程では、薄く、厚みの
均質なグリーンシートを形成する。 次に層間導通をもたせるスルーホールの形成工
程では、基本的には機械的な方法により極めて微
細な貫通孔を形成し、導体形成は、電源層、グラ
ンド層および微細な信号線等の多数の導体層を形
成すると同時にスルーホールへの導体埋め込みも
行なう。 積層熱圧着工程では、高精度に微細パターンを
積み重ね一体化した生積層基板を得ることが出き
る。該生積層基板を非酸化性雰囲気で有機物を完
全に除去したのち高温で焼きかためる。 このようにして製造された高熱伝導多層セラミ
ツク基板おいては、窒化アルミニウムで構成され
ているセラミツク層に、複数の電源層、グランド
層および微細な信号線等が形成され、これらの導
体層をセラミツク層中に設けたスルーホールを介
して電気的に接続されている構造をとつている。 したがつて実装基板の配線密度が非常に高めら
れるとともに、LSI等の素子から発生する熱を、
効率的に外部に放散することが可能となる。 （実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して詳
細に説明する。 まず高純度の窒化アルミニウム微粉末と焼結添
加剤の粉末を秤量する。ここで用いる焼結添加剤
としてはCa、Sr、Ba、Na、Ｋ、Rb、Cs、Cu、
Ag、Mg、Cd、Hg、Zn、Al、Ceのアセチリド
化合物のうち少なくとも一種以上からなつてお
り、焼結添加剤の量は0.1wt％、0.3wt％、0.5wt
％、0.6wt％、1.0wt％、2.0wt％、6.0wt％、
8.0wt％、12.0wt％、16.0wt％になるように秤量
した。また比較例として添加剤を含まない試料を
作製した。 この秤量した粉末をボールミルにより湿式混合
を48時間行なつた。この十分に混合した粉末とポ
リメタアクリレート系、ポリアクリレート系、ポ
リカプロラクトン系等の非酸化性雰囲気で分解蒸
散しやすい有機バインダーと有機溶剤とともに攬
拌機例えばホモミキサー等で混合し泥化した。こ
の時の泥漿の粘度は3000〜7000cpの範囲が適当
である。粘度が1000cp以下であれば成膜工程で
有機フイルム上で表面張力によりはじきが生じ、
10000cp以上であれば、泥漿中に含まれる異物等
を濾し分ける際に泥漿がメツシユ網を通過するの
が困難になることや泥漿中のガスを取り除くため
の脱泡工程の際十分にガスが抜け切れなくなり成
膜性が悪くなる。 次に適当な粘度に調整した泥漿をポリエステル
系有機フイルム上にキヤステイング成膜法により
10μm〜200μm程度の均一な厚みになるようにシ
ートを形成する。この薄いグリーンシートを有機
フイルムから剥離し、第１図ａ，ｂに示すように
各層間を電気的に接続するためのスルーホール１
を形成する。ここで第１図ａは平面図、第１図ｂ
は断面図である。スルーホールの形成は、機械的
方法でポンチおよびダイを用いて行なたが他にレ
ーザ加工等の方法によつても開けることが可能で
ある。機械的方法により形成したスルーホール径
は最小で70μm程度が可能であつた。 スルーホールの形成されたグリーンシート上
へ、第２図ａ，ｂに示すように導体ペーストをス
クリーン印刷法により所定の位置に所定のパター
ン２を厚膜印刷する。ここで用いる導体として
は、セラミツク基板を1500℃以上の高温で焼結し
なければならないため、高融転金属を用いる必要
があり、モリブデン、タングステン、マンガンお
よび白金等の単体もしくは、これらの２種以上の
合金を用いた。この印刷工程においては、層間の
電気接続を行なうためのスルーホール内に同様の
導体ペーストを埋め込む工程を含んでいる。 こうして導体を印刷および埋め込んだ各パター
ンのグリーンシートを第３図に示すように所望の
枚数積層し、熱圧着を行なつた。第３図には導体
パターン２を形成した絶縁体グリーンシート３が
多数枚重なつている構造をもつ生積層体の断面図
を示す。グリーンシートの積層数は、10〜50層で
構成されている。熱圧着条件は、温度70℃〜110
℃圧力は200〜300Kg／cm2であつた。該工程は、配
線パターンおよびスルーホールが微細に形成され
ている各グリーンシートを位置ずれなく高精度に
積層しなければならない。 次に積層され一体化した生基板を非酸化性雰囲
気で脱バインダーを行ない高温で焼結する。第４
図には、脱バインダーおよび焼成の温度プロフア
イルの一例を示す。脱バインダー工程が終了する
までは昇温スピードを遅くし400〜500℃の範囲で
10時間保持することにより十分有機物残留物を取
り除いた。ひきつづき100℃／Ｈの昇温スピード
で1500℃2000℃まで温度を上げ、最高温度で２時
間保持して焼結を行なつた。第４図には、脱バイ
ンダーの保持温度は450℃、焼結温度は1700℃の
場合の例を示した。この一連の工程中雰囲気は窒
素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス又は窒素ガ
スと水素ガスおよび窒素ガスと一酸化炭素ガスの
混合ガス等を用いてコントロールしていた。また
焼結は常圧の状態で行なつた。脱バインダーでの
昇温スピードをあまり速くしすぎると、急激な有
機物の分解蒸散が起ることによりクラツクや層間
剥離等の不良が発生する原因になる。 このようにして作成した窒化アルミニウムを主
成分とした高熱伝導多層セラミツク基板の模式的
な斜視断面図を第５図に示す。１１は絶縁セラミ
ツク層であり、主成分として窒化アルミニウムの
多結晶体で構成されている。１２は信号線および
電源等の導体層であり、モリブデン、タングステ
ン、マンガンおよび白金等の金属の単体もしく
は、これらの金属の２つ以上を含んだ合金で形成
されており、絶縁セラミツク層に形成されている
スルーホール１３を介して各層間を電気的に接続
している。このように構成されている多層セラミ
ツク基板上にはLSIチツプがマウント出来るよう
にダイパツド１４およびボンデイングパツド１５
が形成され、該実装基板外に信号を取り出したり
基板内へ信号を入れたりするためのＩ／Ｏパツド
１６が基板裏面に形成されている。基板上にマウ
ントされているLSIチツプから発生する熱をダイ
パツト１４を介してセラミツク基板内へ拡散す
る。 この焼結基板の電気的特性を測定した結果、比
抵抗は1011Ωcm以上あり、誘電率は8.7（1MHz）、
誘動損失は10-3以下（1MHz）と小さな値であつ
た。電気的特性においては、従来の基板と比較し
て同程度であり実装基板として十分な特性である
ことがわかつた。 第１表には、本発明の製造方法により作成した
多層セラミツク基板の一実施例の基板性状および
諸特性を示す。本実施例は焼結添加剤として
CaC2を用い窒化アルミニウム重量を100としたと
きの添加量として表に示してある。表からわかる
ように微細な配線パターンおよびスルーホールを
形成されており、抗折強度も極めて高く、熱伝導
率も非常に高い基板が得られた。さらに熱膨張係
数においてもシリコンに近い値であり、LSI等の
実装に極めて都合がよい。
【表】
※ 試料１は比較例を示す
一方焼結添加剤としてCaC2以外のSr、Ba、
Na、Ｋ、Rb、Cs、Cu、Ag、Mg、Cd、Hg、
Zn、Al、Ceのアセチリド化合物およびCaを含め
たこれらの酸化物を添した窒化アルミニウムの実
装多層セラミツク基板を作成した。焼成温度とし
ては1500℃〜2000℃の範囲で同様の製造方法で行
なつた。その結果、作成基板の熱伝導率は、添加
量が0.5wt％〜4.0wt％までは100W／mk以上を実
現することが出来、さらに0.3wt％〜8.0wt％まで
が80W／mk以上の値が得られ、アルミナ基板に
比較して熱放散性にすぐれていた。 （発明の効果） 実施例からも明らかになるように、本発明の製
造方法を採用することにより容易に高密度な回路
を形成することが出来、セラミツク基板の熱伝導
率が高いことにより熱放散性に対しても非常に有
効な高熱伝導多層セラミツク基板が得られる。 従来用いられているアルミナ基板の熱伝導率は
約17W／mk程度であり、本発明方法の基板の熱
伝導率が非常に高いレベルであることがわかる。
また熱膨張係数においては、ルミナ基板が65×
10-7／℃であるのに対して本発明方法による基板
は小さな値をもち、よりシリコンチツプの熱膨張
係数に近い値になつており、この点においても有
利である。
一方焼結添加剤としてCaC2以外のSr、Ba、
Na、Ｋ、Rb、Cs、Cu、Ag、Mg、Cd、Hg、
Zn、Al、Ceのアセチリド化合物およびCaを含め
たこれらの酸化物を添した窒化アルミニウムの実
装多層セラミツク基板を作成した。焼成温度とし
ては1500℃〜2000℃の範囲で同様の製造方法で行
なつた。その結果、作成基板の熱伝導率は、添加
量が0.5wt％〜4.0wt％までは100W／mk以上を実
現することが出来、さらに0.3wt％〜8.0wt％まで
が80W／mk以上の値が得られ、アルミナ基板に
比較して熱放散性にすぐれていた。 （発明の効果） 実施例からも明らかになるように、本発明の製
造方法を採用することにより容易に高密度な回路
を形成することが出来、セラミツク基板の熱伝導
率が高いことにより熱放散性に対しても非常に有
効な高熱伝導多層セラミツク基板が得られる。 従来用いられているアルミナ基板の熱伝導率は
約17W／mk程度であり、本発明方法の基板の熱
伝導率が非常に高いレベルであることがわかる。
また熱膨張係数においては、ルミナ基板が65×
10-7／℃であるのに対して本発明方法による基板
は小さな値をもち、よりシリコンチツプの熱膨張
係数に近い値になつており、この点においても有
利である。
第１図〜第３図は、本発明の実施例による高熱
伝導多層セラミツク基板の各製造工程を示す図、
第４図は実施例の焼成工程における焼成プロフア
イルを示す図、第５図は完成基板の模式的斜視
図。 １……スルーホール、２……導体層、３……絶
縁体グリーンシート、１１……絶縁セラミツク
層、１２……導体層、１３……スルーホール、１
４……ダイパツド、１５……ボンデイングパツ
ド、１６……Ｉ／Ｏパツド。
伝導多層セラミツク基板の各製造工程を示す図、
第４図は実施例の焼成工程における焼成プロフア
イルを示す図、第５図は完成基板の模式的斜視
図。 １……スルーホール、２……導体層、３……絶
縁体グリーンシート、１１……絶縁セラミツク
層、１２……導体層、１３……スルーホール、１
４……ダイパツド、１５……ボンデイングパツ
ド、１６……Ｉ／Ｏパツド。
Claims (1)
- １ セラミツク層が窒化アルミニウムを主成分と
する多結晶体で構成されている多層セラミツク基
板の製造方法において、窒化アルミニウム粉末
と、Ca、Sr、Ba、Na、Ｋ、Rb、Cs、Cu、Ag、
Mg、Cd、Hg、Zn、Al、Ceのアセチリド化合物
のうち少なくとも１種以上の焼結添加剤とから成
る混合粉末を、有機バインダーおよび有機溶剤と
混合し泥奨化する工程と、有機フイルム上に該泥
奨を成膜する工程と、成膜したグリーンシートに
層間導通をもたせるためのスルーホールを形成す
る工程と、該スルーホールを形成したグリーンシ
ートに導体層形成および導体埋め込みを行う工程
と、導体形成された各グリーンシートを積層熱圧
着する工程と、非酸化性雰囲気で脱バインダーお
よび焼成を行う工程を備えたことを特徴とする多
層セラミツク基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10919984A JPS60253295A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 多層セラミツク基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10919984A JPS60253295A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 多層セラミツク基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253295A JPS60253295A (ja) | 1985-12-13 |
| JPH0544840B2 true JPH0544840B2 (ja) | 1993-07-07 |
Family
ID=14504124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10919984A Granted JPS60253295A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 多層セラミツク基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60253295A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165997A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-22 | 松下電器産業株式会社 | セラミツク多層基板 |
| JPH0744235B2 (ja) * | 1986-03-27 | 1995-05-15 | 株式会社東芝 | 高周波電力増幅モジユ−ル |
| JPS62275079A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-30 | 日立金属株式会社 | 表面被覆ＡｌＮ系セラミツクス |
| JPS6310594A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-18 | 日本電気株式会社 | 高熱伝導多層セラミツク配線基板 |
| JP5463280B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-04-09 | 株式会社日立製作所 | 半導体モジュール用回路基板 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60180954A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-14 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウムグリ−ンシ−トの製造方法 |
-
1984
- 1984-05-29 JP JP10919984A patent/JPS60253295A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60253295A (ja) | 1985-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |