JPH09181449A - セラミック多層基板の製造方法 - Google Patents

セラミック多層基板の製造方法

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JPH09181449A
JPH09181449A JP33486295A JP33486295A JPH09181449A JP H09181449 A JPH09181449 A JP H09181449A JP 33486295 A JP33486295 A JP 33486295A JP 33486295 A JP33486295 A JP 33486295A JP H09181449 A JPH09181449 A JP H09181449A
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JP
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rubber
green sheet
oil
ceramic multilayer
multilayer substrate
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JP33486295A
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Masataka Aoki
昌隆 青木
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来から使用されている裏ゴムを収納した圧
着具を使用してグリーンシート積層体を圧着すると、グ
リーンシート積層体の場所によって圧着の程度が異なる
ため、得られるセラミック多層基板用成形体が場所によ
り密度が異なり、製造されるセラミック多層基板の寸法
が不均一になる。 【解決手段】 セラミック多層基板用成形体を作製する
際、内部に開気孔を有し、かつオイルを含有するゴム体
が少なくとも1枚以上裏ゴム19として収納された圧着
具15を用いてグリーンシート積層体14を圧着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミック多層基板
の製造方法に関し、より詳細には半導体素子等を搭載す
るために用いられるセラミック多層基板の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子を保護すると同時に、マザー
ボード上に形成された配線との容易な接続を図るため
に、前記半導体素子は種々のパッケージに納められてお
り、例えばPGAタイプのパッケージを利用した半導体
装置においては、半導体素子がセラミック製のパッケー
ジ基体に設けられた半導体素子搭載部(キャビティ)に
収納され、該半導体素子搭載部がリッドで気密に封止さ
れて実用に供されている。
【0003】このような半導体素子搭載用パッケージ基
体の内部には、マザーボードとの接続等のために複数層
にわたって多数の配線やビアホールが形成されている。
以下、このようにその内部に配線層等を有するセラミッ
ク基板をセラミック多層基板ということにする。
【0004】この種のセラミック多層基板は、従来より
以下に示すような方法により製造されていた。まずアル
ミナ等の粉末に焼結助剤、バインダ、溶剤、可塑剤等を
添加して混合することによりスラリを調製し、このスラ
リを用いてドクターブレード法等によりグリーンシート
を作製する。
【0005】次に、これらグリーンシートを所定のサイ
ズに切断した後、それぞれの積層部分の形状等に応じて
グリーンシートにパンチング等の加工処理を施した後、
MoやW等を主成分とする導体ペーストを所定のパター
ンに印刷する。次に、この印刷処理が施されたグリーン
シートに接着剤を塗布し、この接着剤が塗布されたグリ
ーンシートを複数枚積層してグリーンシート積層体を形
成する。次に、このグリーンシート積層体を成形機にか
け、前記グリーンシート積層体を圧着、一体化すること
により、セラミック多層基板形成用成形体を作製する。
【0006】図1は前記グリーンシート積層体を圧着さ
せるための圧着具を模式的に示した断面図である。図中
11は長方形板形状のステンレス製のグリーンシート固
定板を示し、上面の4隅には位置決め用ピン12が立設
され、一方グリーンシート積層体14の4隅には、パン
チングによりグリーンシート積層体14位置決め用の貫
通孔14aが形成されており、グリーンシート固定板1
1の位置決め用ピン12に、グリーンシート積層体14
の貫通孔14aが挿通され、グリーンシート積層体14
がグリーンシート固定板11上に固定されている。
【0007】一方、グリーンシート積層体14の上方に
は、グリーンシート積層体14を圧着させるための圧着
具15が配設されている。この圧着具15の下部には、
グリーンシート積層体14に形成されたキャビティ14
b近傍を均等に加圧するため、キャビティ14bと同形
状の凸部分を有する型ゴム16が突出形成され、またグ
リーンシート積層体14上面の平面部分を加圧するた
め、型ゴム16が配設された部分以外の部分にはエッチ
ング板17が配設されている。型ゴム16はエッチング
板17にはめ込まれて固定されており、このエッチング
板17と型ゴム16の上に、裏ゴム19が内部に収納さ
れた金属製の箱形のゴム収納治具18が配設されてい
る。
【0008】グリーンシート積層体14を圧着させる際
には、グリーンシート固定板11に固定されたグリーン
シート積層体14に圧着具15を当接させ、成形機(図
示せず)により上方から80kg/cm2 程度の圧力を
かけてグリーンシート積層体14を圧着、一体化し、セ
ラミック多層基板形成用成形体を作製する。
【0009】図2は、セラミック多層基板形成用成形体
10の配置状態を模式的に示した平面図であり、作製さ
れる各セラミック多層基板用成形体20にA〜Oまでの
符号を付してある。図2に示したように、通常、セラミ
ック多層基板形成用成形体10からは、一度に複数個
(例えば15個)のセラミック多層基板用成形体20が
とれるよ1になっている。そして、前記工程により作製
されたセラミック多層基板形成用成形体10を個々のセ
ラミック多層基板用成形体20に切断し、このセラミッ
ク多層基板用成形体20を焼成することにより、焼結体
を製造する。そしてその後、前記焼結体に外部接続用ピ
ンを固着し、メッキ処理等を施すことによりセラミック
多層基板の製造を完了する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記したグリーンシー
ト積層体14の圧着工程において、成形機からの圧力を
均一にグリーンシート積層体14に伝える目的で、圧着
具15には弾性体である裏ゴム19及び型ゴム16が配
設されており、裏ゴム19の材料として、従来はシリコ
ーンゴムが使用されていた。前記成形機より圧着具15
を介してグリーンシート積層体14に圧力をかける際、
ゴム収納治具18に収納された裏ゴム19は主に水平方
向に変形しようとする。しかし、ゴム収納治具18及び
エッチング板17と接触している部分では摩擦力が大き
く働くため、裏ゴム19の水平方向への自由な動きは妨
げられる。また、裏ゴム19自身の形成に従来は変形性
が十分とは言えない材料を使用していたため、グリーン
シート積層体14全体を均一に加圧することは困難であ
った。
【0011】その結果、圧着工程後のセラミック多層基
板用成形体20の密度にばらつきが生じ、また1個のセ
ラミック多層基板用成形体20内においても場所により
密度が異なっていた。そのため、密度にばらつきがある
セラミック多層基板用成形体20を焼成すると、製造さ
れた各焼結体は寸法のばらつきを生じ、あるいは変形し
易いという課題があった。
【0012】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、均一な密度を有するセラミック多層基板用成
形体を形成することができ、これにより均一な寸法・形
状のセラミック多層基板用の焼結体を製造することが可
能なセラミック多層基板の製造方法を提供することを目
的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段及びその効果】本発明に係
るセラミック多層基板の製造方法は、内部に開気孔を有
し、かつオイルを含有するゴム体(以下、オイルブリー
ドゴムと記す)が少なくとも1枚以上裏ゴムとして収納
された圧着具を用いるグリーンシート積層体の圧着工程
を含んでいることを特徴としている。
【0014】前記オイルブリードゴムは該オイルブリー
ドゴムに付着しているオイルの作用により、他の裏ゴ
ム、又はゴム収納具やエッチング板に対して滑り易くな
っており、また内部の開気孔の一部が印加される圧力に
応じて塞がれるため、通常のゴムより変形性に優れる。
従って、ゴム収納治具に前記オイルブリードゴムが収納
された圧着具を用いてグリーンシート積層体を加圧する
と、前記圧着具を介して成形機の圧力がグリーンシート
積層体に均一に伝わり易い。
【0015】このため、本発明に係るセラミック多層基
板の製造方法によれば、グリーンシート積層体に均一的
に圧力をかけることができ、均一な密度を有するセラミ
ック多層基板用成形体を作製することができ、その結果
均一な寸法・形状のセラミック多層基板を製造すること
ができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るセラミック多
層基板の製造方法の実施の形態を説明する。
【0017】実施の形態に係るセラミック多層基板の製
造方法においては、ゴム収納治具に裏ゴムとしてオイル
ブリードゴムが収納された圧着具を用い、グリーンシー
ト積層体を圧着する他は、従来の場合と同様の方法によ
りセラミック多層基板用成形体を作製する。従って、こ
こでは一般的なセラミック多層基板用成形体の作製工程
の説明は省略し、主に使用するオイルブリードゴムにつ
いて説明する。
【0018】このオイルブリードゴム中のオイルの含有
量は1〜10wt%程度、さらには7〜9wt%が好ま
しい。またオイルとしては、例えば耐久性に優れたシリ
コーンオイル等が用いられる。開気孔の直径は約5〜1
0μmが好ましく、またその比重は1.1〜1.3程度
が好ましい。また本発明において用いるオイルブリード
ゴムは、通常、厚さが6mm程度であり、前記オイルブ
リードゴムを2〜5層にわたって重ねて収納させたゴム
収納治具を用いるのが好ましい。前記オイルブリードゴ
ムの具体例としては、東レ・シリコーン株式会社製のD
Y32−461u、DY32−403u、DY32−3
65u、DY32−502u、DY32−573u、S
E5782u、SE6785u、DY32−513u等
が挙げられる。
【0019】前記オイルブリードゴムが収納されたゴム
収納治具を含む圧着具を用いて、グリーンシート積層体
を圧着するが、その際の圧力は従来の場合と同様に80
〜120kg/cm2 程度でよい。
【0020】本発明に係るセラミックス多層基板の製造
方法により、その寸法のばらつきが0.5%以内のセラ
ミックス多層基板を製造することができる。
【0021】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係るセラミック多
層基板の製造方法の実施例を説明する。まず、アルミナ
粉末を主成分とするグリーンシート積層体の製造工程に
ついて説明する。
【0022】平均粒径が2〜3μmのアルミナ粉末10
0重量部に、バインダとしてPBV(ポリビニルブチラ
ール)を10重量部、可塑剤としてDOA(ジオクチル
アジペート)を2重量部配合し、これらに溶剤としてキ
シレン・ブタノール・トルエン混合液を50重量部添加
してよく混合した後、これらの混合物をボールミルによ
り48時間湿式混合してスラリを調製した。
【0023】次に、ドクターブレード法を用いて該スラ
リをポリエステルフィルム上にシート状に塗布し、熱風
乾燥器により60〜80℃で1時間乾燥させた。その
後、冷却されたシート状物をポリエステルフィルムより
剥して、厚さが約250μmのグリーンシートを得た。
【0024】次に、前記グリーンシートを所定のサイズ
に切断し、積層する部分の構成に応じて、パンチング等
の加工処理を施した後、タングステンを主成分とする導
体ペースト等を所定のパターンに印刷し、またビアホー
ルに導体ペーストを充填し、この印刷処理及び充填処理
等が施されたグリーンシートに、接着剤としてブチラー
ル樹脂を塗布した後、複数枚積層し、図1に示すグリー
ンシート積層体14を作製した。
【0025】次に、このグリーンシート積層体14をグ
リーンシート固定板11に固定し、実施の形態において
説明した圧着具15を用いて、グリーンシート積層体1
4を圧着し、切断することによりセラミック多層基板用
成形体20を作製し、その外周部の寸法を測定した。こ
のとき、東レ・シリコーン(株)製のDY32−513
u(厚さ:2mm)を裏ゴム19として3枚収納したゴ
ム収納治具18を用いた。
【0026】次に、得られたセラミック多層基板用成形
体20を不活性ガス雰囲気中で加熱処理することにより
セラミックスグリーンシート中の有機成分を分解、消失
させ、その後焼成することにより、セラミックス多層基
板用焼結体の製造を完了した。そして、この焼結体の外
周部の寸法を測定することにより、焼成による収縮率を
計算した。図3はその結果を示したグラフであり、焼結
による収縮率を圧着により得られたセラミック多層基板
用成形体の場所(周辺部(A、B、C)、中央部(G、
H、I)、周辺部(M、N、O))により分類して示し
ている。
【0027】なお、この場合、セラミックス多層基板用
焼結体外周部の一辺の目標長さは57mmであった。
【0028】一方、比較例として、従来から使用されて
いる裏ゴム(東レ・シリコーン(株)製のシリコーンゴ
ム)が収納されたゴム収納治具18を用いた他は、実施
例に係るセラミック多層基板の製造方法と同様の方法に
よりセラミックス多層基板用焼結体を製造し、その収縮
率を計算した。その結果を同じく図3に示している。
【0029】図3に示した結果より明らかなように、比
較例の場合には、セラミック多層基板用成形体が得られ
た場所、すなわち周辺部であるA、B、Cと、中央部で
あるG、H、Iと、もう一方の周辺部であるM、N、O
とで、焼結体の収縮率の傾向が異なっており、そのばら
つきも大きい。ちなみに、最大値と最小値の差をxm
すると、xm はいずれの部分でも0.29と大きい。ま
た、平均値をxa とすると、A、B、Cの部分のxa
0.8499、G、H、Iの部分のxa は0.847
9、M、N、Oの部分のxa は0.8475とそれぞれ
の部分で異なる。
【0030】一方、実施例の場合には、セラミック多層
基板用成形体が得られた場所による焼結体の収縮率の差
は小さくなっており、そのばらつきも小さくなってい
る。ちなみに、最大値と最小値の差をxm とすると、
A、B、Cの部分のxm は0.23、G、H、Iの部分
のxm は0.14、M、N、Oの部分のxm は0.14
といずれも比較例の場合よりもそのばらつきが小さくな
っている。また、平均値についても、A、B、Cの部分
のxa は0.8506、G、H、Iの部分のxa は0.
8490、M、N、Oの部分のxa は0.8496とそ
の差は小さくなっている。
【0031】このように実施例に係るセラミック多層基
板の製造方法にあっては、グリーンシート積層体14の
圧着工程において、ゴム収納治具18にオイルブリード
ゴムが少なくとも1枚以上裏ゴム19として収納された
圧着具15を用いるので、グリーンシート積層体14全
体を均一な圧力で圧着させることができ、均一な密度の
セラミック多層基板用成形体20を作製することがで
き、その結果均一な寸法のセラミック多層基板を製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】グリーンシート積層体を圧着させるための圧着
具を模式的に示した断面図である。
【図2】セラミック多層基板用成形体の作製工程におい
て作製されるセラミック多層基板形成用成形体の配置状
態の一例を模式的に示した平面図である。
【図3】実施例及び比較例に係るセラミック多層基板の
製造方法により得られたセラミック多層基板の収縮率を
示したグラフである。
【符号の説明】
14 グリーンシート積層体 15 圧着具 18 ゴム収納治具 19 裏ゴム 20 セラミック多層基板用成形体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に開気孔を有し、かつオイルを含有
    するゴム体が少なくとも1枚以上裏ゴムとして収納され
    た圧着具を用いるグリーンシート積層体の圧着工程を含
    んでいることを特徴とするセラミック多層基板の製造方
    法。
JP33486295A 1995-12-22 1995-12-22 セラミック多層基板の製造方法 Pending JPH09181449A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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