JPS60215569A - ガラス―セラミツクス複合基板の製造方法 - Google Patents
ガラス―セラミツクス複合基板の製造方法Info
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- JPS60215569A JPS60215569A JP59070373A JP7037384A JPS60215569A JP S60215569 A JPS60215569 A JP S60215569A JP 59070373 A JP59070373 A JP 59070373A JP 7037384 A JP7037384 A JP 7037384A JP S60215569 A JPS60215569 A JP S60215569A
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- glass
- substrate
- ceramic
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- Glass Compositions (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）発明の技術分野
本発明はセラミック粒子とガラスとが均一に分散した配
線基板の製造方法に関する。
線基板の製造方法に関する。
（ｂ）技術の背景
情報処理の高速化と大容量化を達成するため、電算機に
使用されているＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子は集積度
が増すと共にこれを構成する単位素子は益々小形化され
つつある。
使用されているＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子は集積度
が増すと共にこれを構成する単位素子は益々小形化され
つつある。
例えば集積度を増す方法としてＶ Ｌ Ｓ Ｉが実用化
され、また半導体素子へのパ・７シヘーシヨン法の改良
により、従来のハーメチック外装に代わって複数個の半
導体チップをそのま＼耐熱性基板に装着し、これを取替
え単位としてプリント配線基板に装着する実装法が採ら
れようとしている。
され、また半導体素子へのパ・７シヘーシヨン法の改良
により、従来のハーメチック外装に代わって複数個の半
導体チップをそのま＼耐熱性基板に装着し、これを取替
え単位としてプリント配線基板に装着する実装法が採ら
れようとしている。
またＬＳＩなどを構成する単位素子は益々小型化し、単
位素子間を結ぶ配線パターンを例にとれば約１００ μ
ｍ幅にまで縮小されつつある。
位素子間を結ぶ配線パターンを例にとれば約１００ μ
ｍ幅にまで縮小されつつある。
このように半導体素子の集積度が増し小型化が進むのに
対応し、これらの半導体素子を装着する耐熱性基板の性
能も向上が必要である。
対応し、これらの半導体素子を装着する耐熱性基板の性
能も向上が必要である。
（Ｃ）従来技術と問題点
複数個のＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子を装着する配線
基板は半導体素子の端子数が多いことから多層配線基板
が使われており、この層数は装着する素子の集積度と素
子数に比例して増加している。
基板は半導体素子の端子数が多いことから多層配線基板
が使われており、この層数は装着する素子の集積度と素
子数に比例して増加している。
一方多層配線基板において、配線パターンが施されてい
る各層の厚さは構成する層数に反比例して減少する傾向
にある。
る各層の厚さは構成する層数に反比例して減少する傾向
にある。
さて、従来より半導体チップを装着する基板としてはア
ルミナを構成材料とする多層配線基板が使用されてきた
。
ルミナを構成材料とする多層配線基板が使用されてきた
。
この理由は絶縁抵抗が高く且つ耐熱性が優れていること
による。
による。
然し、このようなアルミナ基板は多層として用いる場合
は単層と違い色々な問題点がある。
は単層と違い色々な問題点がある。
すなわちアルミナの焼結温度は千数百°Ｃと極めて高く
、そのため多層配線パターンを形成する金属材料として
電気伝導度の高い金（Ａｕ 、融点１０６４℃）や銅（
Ｃｕ 、融点１０８３°Ｃ）などを使用することができ
ない。
、そのため多層配線パターンを形成する金属材料として
電気伝導度の高い金（Ａｕ 、融点１０６４℃）や銅（
Ｃｕ 、融点１０８３°Ｃ）などを使用することができ
ない。
そこで融点が高く、また酸化し難い金属材料としてモリ
ブデン（Ｍｏ ） 、タンクステン（Ｗ）などの高融点
金属が用いられている。
ブデン（Ｍｏ ） 、タンクステン（Ｗ）などの高融点
金属が用いられている。
然し先に記したように配線パターン幅が１００μｍ程度
にまで縮小されてくると導体抵抗が問題となり、より低
い値を持つ導体材料の使用が必要となる。
にまで縮小されてくると導体抵抗が問題となり、より低
い値を持つ導体材料の使用が必要となる。
次ぎに多層配線基板の層数が増し、従って配線パターン
間の間隔が狭くなり、また上下のパターンが交叉するか
或いは平行に走る場合は静電容量の増大による漏話が問
題となる。
間の間隔が狭くなり、また上下のパターンが交叉するか
或いは平行に走る場合は静電容量の増大による漏話が問
題となる。
すなわち静電容量値は対向する電極面積の大きさと誘電
材料の誘電率に比例し、電極間距離に反比例する関係が
ある。
材料の誘電率に比例し、電極間距離に反比例する関係が
ある。
それゆえに多層基板を構成する単位層の厚さが減少する
に従って静電容量は増しており、信号の周波数が高いこ
と＼相持って漏話量が増し、そのため信号の高速伝播が
困難となる。
に従って静電容量は増しており、信号の周波数が高いこ
と＼相持って漏話量が増し、そのため信号の高速伝播が
困難となる。
このような問題を解決するには低誘電率で、焼成温度が
低く、且つ絶縁抵抗が高い材料で基板を形成すればよい
。
低く、且つ絶縁抵抗が高い材料で基板を形成すればよい
。
そこでこの目的に沿うものとして結晶化ガラス基板、セ
ラミックを分散したガラス基板などについて研究が進め
られている。
ラミックを分散したガラス基板などについて研究が進め
られている。
例えば硼珪酸ガラスの誘電率は４．１乃至６とアルミナ
の７と比べて低く、一方軟化温度は６００乃至８００°
Ｃとアルミナやマグネシアなどのセラミックに比べると
遥かに低い。
の７と比べて低く、一方軟化温度は６００乃至８００°
Ｃとアルミナやマグネシアなどのセラミックに比べると
遥かに低い。
そこで結晶化ガラスを使用して機械的強度を向上すると
共にガラス組成を選定して焼成温度を約１０００°Ｃと
するもの、アルミナなどのセラミ・ツクをガラス基板に
混入して機械的強度を向上したものなどが研究されてい
る。
共にガラス組成を選定して焼成温度を約１０００°Ｃと
するもの、アルミナなどのセラミ・ツクをガラス基板に
混入して機械的強度を向上したものなどが研究されてい
る。
然し低誘電率で焼成温度が適当であり、機械的強度が優
れ且つ表面荒さが少ないなど多層配線基板に適した基板
は未だ実用化されるに至っていない。
れ且つ表面荒さが少ないなど多層配線基板に適した基板
は未だ実用化されるに至っていない。
（ｄ）発明の目的
本発明の目的は半導体素子を高密度実装するに適した基
板としてセラミックが均一に分散されており、且つ焼成
を低温で行うことが可能なガラスセラミック基板の製造
方法を提供するにある。
板としてセラミックが均一に分散されており、且つ焼成
を低温で行うことが可能なガラスセラミック基板の製造
方法を提供するにある。
（ｅ）発明の構成
本発明の目的はＩｃ、ＬＳＩなどの半導体素子を装着す
る耐熱性配線基板の製法として、該基板が苓属アルコキ
シド溶液を加水分解して生した酸化物ゲルを被覆したセ
ラミック粒子を成型し、焼成して構成されることを特徴
とするガラス−セラミックス複合基板の製造方法により
達成することができる。
る耐熱性配線基板の製法として、該基板が苓属アルコキ
シド溶液を加水分解して生した酸化物ゲルを被覆したセ
ラミック粒子を成型し、焼成して構成されることを特徴
とするガラス−セラミックス複合基板の製造方法により
達成することができる。
（ｆ）発明の実施例
本発明は機械的強度が優れ且つ低誘電率を示す基板とし
てアルミナなどの微粉末を低誘電率を示すガラス中に均
一に分散したものを使用するもので、この方法として金
属アルコキシドの加水分解反応と縮合反応により作った
酸化物ゲルを使用する。
てアルミナなどの微粉末を低誘電率を示すガラス中に均
一に分散したものを使用するもので、この方法として金
属アルコキシドの加水分解反応と縮合反応により作った
酸化物ゲルを使用する。
従来ガラスとは珪酸塩ガラスを指し、網目構造を形成す
る珪酸基と硼素、燐などの酸化物の基とが共重合して安
定化したもので、ガラス転移点を持ち非晶質構造をとる
ものを指す。
る珪酸基と硼素、燐などの酸化物の基とが共重合して安
定化したもので、ガラス転移点を持ち非晶質構造をとる
ものを指す。
また網目構造をとる重合珪酸基の中にナトリウム、カリ
ウムなどのアルカリイオンやカルシウム。
ウムなどのアルカリイオンやカルシウム。
マグネシウムなどのアルカリ土類イオンが点々と入って
安定化した構造のものもある。
安定化した構造のものもある。
然し本目的に叶う基板材料は誘電率が低く、絶縁抵抗が
高く、イオン伝導などを生じない材料に限定されており
、軟化温度が１０００℃以下で目的に沿う材料として硼
珪酸ガラスがある。
高く、イオン伝導などを生じない材料に限定されており
、軟化温度が１０００℃以下で目的に沿う材料として硼
珪酸ガラスがある。
さて従来のガラスを作る方法は上記のような酸化物を混
合して融解し、その融液を急冷してガラスが形成されて
いる。
合して融解し、その融液を急冷してガラスが形成されて
いる。
然しこの方法とは別に室温付近の溶液反応で非晶質構造
のゲルを作り、これを加熱してガラスを製造する方法が
開発されておりその方法は金属−酸素結合を持つ金属ア
ルコキシド′を溶液内で加水分解して重合させ酸化物網
目構造をもつゲルを作る方法である。
のゲルを作り、これを加熱してガラスを製造する方法が
開発されておりその方法は金属−酸素結合を持つ金属ア
ルコキシド′を溶液内で加水分解して重合させ酸化物網
目構造をもつゲルを作る方法である。
すなわち化学式でＭ（ＯＲ）ｎ 但し、Ｍは金属、Ｒは
アルキル基、ｎはＭの価数に依存、で表わされる金属ア
ルコキシド溶液を加水分解するとＭ−０−Ｍ結合をもつ
化合物ができ、更に反応を進めると重合してゲルとなる
。
アルキル基、ｎはＭの価数に依存、で表わされる金属ア
ルコキシド溶液を加水分解するとＭ−０−Ｍ結合をもつ
化合物ができ、更に反応を進めると重合してゲルとなる
。
次ぎにこのケルは対応するガラス転移温度で加熱するこ
とによりガラスとなる。
とによりガラスとなる。
硼珪酸ガラスを作る具体例について言えば、硼素のアル
コキシド−Ｒ（ＯＣ，２１ｂ−）Ｊ？’Ｊ液と珪素のア
ルコキシド’ Ｓｉ （ＯＣｘ ｌＩ＋ ）？ Ｆ４液
とを混合して加水分解すればよいが、通常触媒として塩
酸（＋ＩＣＩ ）かアンモニア（ＮＨ，０１１）の添加
が行われており、また反応の緩和剤および粘度調整剤と
してアルコール（ＣｊＨ，＋ＯＨ）を加えることも行わ
れてている。
コキシド−Ｒ（ＯＣ，２１ｂ−）Ｊ？’Ｊ液と珪素のア
ルコキシド’ Ｓｉ （ＯＣｘ ｌＩ＋ ）？ Ｆ４液
とを混合して加水分解すればよいが、通常触媒として塩
酸（＋ＩＣＩ ）かアンモニア（ＮＨ，０１１）の添加
が行われており、また反応の緩和剤および粘度調整剤と
してアルコール（ＣｊＨ，＋ＯＨ）を加えることも行わ
れてている。
ここで金属アルコキシドの種類が異なる場合加水分解速
度は必ずしも一定ではないが、この例の場合のように近
似する場合は Ｂ−０−３ｉ−０ の結合をもつゲルができ、これをガラス転移点付近の温
度で加熱することによってガラスとすることができ、こ
のようにして作ったものは溶融法で作ったものと熱膨張
係数、密度などの物理的特性が一致することが知られて
いる。
度は必ずしも一定ではないが、この例の場合のように近
似する場合は Ｂ−０−３ｉ−０ の結合をもつゲルができ、これをガラス転移点付近の温
度で加熱することによってガラスとすることができ、こ
のようにして作ったものは溶融法で作ったものと熱膨張
係数、密度などの物理的特性が一致することが知られて
いる。
本発明はこのようにして作られたゲル状の酸化物の粒径
は１μｍ以下と極めて小さく、且つガラス組成比に均一
に混合されており、従って従来の酸化物粉末を混合した
ものと比較して遥かに低温の焼成で均一の組成を持つガ
ラスができる点に着目した。そして複数種のアルコキシ
ド混合溶液を加水分解させ縮合反応を起こさせる際にア
ルミナなどのセラミック粉末を一緒に混入しておくこと
により、ガラス組成比の酸化物に覆われたセラミックス
の泥しようを得るものである。
は１μｍ以下と極めて小さく、且つガラス組成比に均一
に混合されており、従って従来の酸化物粉末を混合した
ものと比較して遥かに低温の焼成で均一の組成を持つガ
ラスができる点に着目した。そして複数種のアルコキシ
ド混合溶液を加水分解させ縮合反応を起こさせる際にア
ルミナなどのセラミック粉末を一緒に混入しておくこと
により、ガラス組成比の酸化物に覆われたセラミックス
の泥しようを得るものである。
このように処理したセラミックスの泥しようは基板状に
成型し１００乃至２００℃で加圧成型して水分と溶剤を
蒸発させたのち、Ａｕ或いはＣｕ導体ペーストを用いて
配線パターンの形成を行って単位層の形成が終わる。
成型し１００乃至２００℃で加圧成型して水分と溶剤を
蒸発させたのち、Ａｕ或いはＣｕ導体ペーストを用いて
配線パターンの形成を行って単位層の形成が終わる。
次ぎにこのようにして作った複数個の単位層はガラスペ
ース１−をバインダとし、スクリーン印刷法で薄く塗布
し、正確に位置合わせし、加圧して一体化したのち焼成
することによりセラミック粉末が均一に分散したガラス
多層基板を得ることができる。
ース１−をバインダとし、スクリーン印刷法で薄く塗布
し、正確に位置合わせし、加圧して一体化したのち焼成
することによりセラミック粉末が均一に分散したガラス
多層基板を得ることができる。
以下実施例について説明する。
セラミックスとして粒径数μｍに粉砕したアルミナを使
用し、一方ガラスとしては硼珪酸ガラスを使用し、これ
は硼素と珪素のアルコキシドすなわちＢ （ＱＣ，ＩＩ
夕）３とＳｉ （ＱＣ，ＩＩ） ）ｐとを重量比が２：
５に混合し塩酸を触媒として加水分解を行いＢｏとＳｉ
Ｏで被覆されたアルミナを作った。
用し、一方ガラスとしては硼珪酸ガラスを使用し、これ
は硼素と珪素のアルコキシドすなわちＢ （ＱＣ，ＩＩ
夕）３とＳｉ （ＱＣ，ＩＩ） ）ｐとを重量比が２：
５に混合し塩酸を触媒として加水分解を行いＢｏとＳｉ
Ｏで被覆されたアルミナを作った。
ここでアルミナと酸化物との重量比率は約４＝１：３と
した。
した。
このようにして得た泥しよう状のアルミナは成型し易く
なるまで反応を進行させ、次ぎにこれを加熱して溶剤を
蒸発させ、次ぎに成型型に入れ１５０℃で２０ＭＰａの
圧力で成型してシートを作り、Ａｕペーストを用いて配
線パターンを作り、かかるシートを積層し、先と同じ圧
力で加圧し一体化した後、９００℃で２時間焼成するこ
とにより多層基板を得ることができる。
なるまで反応を進行させ、次ぎにこれを加熱して溶剤を
蒸発させ、次ぎに成型型に入れ１５０℃で２０ＭＰａの
圧力で成型してシートを作り、Ａｕペーストを用いて配
線パターンを作り、かかるシートを積層し、先と同じ圧
力で加圧し一体化した後、９００℃で２時間焼成するこ
とにより多層基板を得ることができる。
なお、かかる基板の複合誘電率は５．５また表面粗度は
４μｍであった。
４μｍであった。
（ｇ）発明の効果
本発明は誘電率が低く、焼成温度が低く、機械的強度が
優れた多層基板を実用化する目的でなされたもので、本
発明の実施によりアルミナなどセラミック粉末の均一分
散が可能となり、またガラス成分比の酸化物微粉末が均
一に分散しているため焼成温度が低いにも拘わらず高温
で溶融したのと同しガラスを得ることができる。
優れた多層基板を実用化する目的でなされたもので、本
発明の実施によりアルミナなどセラミック粉末の均一分
散が可能となり、またガラス成分比の酸化物微粉末が均
一に分散しているため焼成温度が低いにも拘わらず高温
で溶融したのと同しガラスを得ることができる。
以上のように本発明の実施により、金、銅など導電率の
良い材料で配線パターンを作ることが出来るとともに電
気的および機械的性質の優れた基板を作ることが可能と
なる。
良い材料で配線パターンを作ることが出来るとともに電
気的および機械的性質の優れた基板を作ることが可能と
なる。
１
Claims (1)
- ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子を装着する耐熱性配線基
板の製法として、該基板がセラミック粒子を浸漬した金
属アルコキシド溶液を加水分解し、縮合反応により生じ
た酸化物ゲルを被覆したセラミック粒子を焼成して構成
されることを特徴とするガラス−セラミックス複合基板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070373A JPH0666532B2 (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | ガラス―セラミックス複合基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070373A JPH0666532B2 (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | ガラス―セラミックス複合基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60215569A true JPS60215569A (ja) | 1985-10-28 |
| JPH0666532B2 JPH0666532B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=13429571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59070373A Expired - Lifetime JPH0666532B2 (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | ガラス―セラミックス複合基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666532B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62292666A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-19 | 株式会社東芝 | 多機能セラミックの製造方法 |
| JPH02283653A (ja) * | 1989-04-21 | 1990-11-21 | Matsushita Electric Works Ltd | 粉末焼結品の製造方法および着色方法 |
| JPH035353A (ja) * | 1989-05-12 | 1991-01-11 | Bayer Ag | 改善された処理特性を有する原料物質混合物、その製造法及びその使用 |
| JPH06190268A (ja) * | 1992-05-29 | 1994-07-12 | Hughes Aircraft Co | ゾル− ゲル被覆された球状粒子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4937910A (ja) * | 1972-08-14 | 1974-04-09 | ||
| JPS57175724A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-28 | Ngk Insulators Ltd | Preparation of high purity ceramic powder |
| JPS5926966A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-02-13 | 三菱鉱業セメント株式会社 | セラミツクスグリ−ン成形体の製造方法 |
-
1984
- 1984-04-09 JP JP59070373A patent/JPH0666532B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4937910A (ja) * | 1972-08-14 | 1974-04-09 | ||
| JPS57175724A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-28 | Ngk Insulators Ltd | Preparation of high purity ceramic powder |
| JPS5926966A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-02-13 | 三菱鉱業セメント株式会社 | セラミツクスグリ−ン成形体の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS62292666A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-19 | 株式会社東芝 | 多機能セラミックの製造方法 |
| JPH02283653A (ja) * | 1989-04-21 | 1990-11-21 | Matsushita Electric Works Ltd | 粉末焼結品の製造方法および着色方法 |
| JPH035353A (ja) * | 1989-05-12 | 1991-01-11 | Bayer Ag | 改善された処理特性を有する原料物質混合物、その製造法及びその使用 |
| JPH06190268A (ja) * | 1992-05-29 | 1994-07-12 | Hughes Aircraft Co | ゾル− ゲル被覆された球状粒子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666532B2 (ja) | 1994-08-24 |
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