JPS6027191A - ガラスセラミツクス多層配線基板の積層法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はガラスセラミックス多層配線基板の製造法に係
わり、特にそのグリーンシートを積層する工程において
、グリーンシートのｆｆ１ｉｌｌＪ１に気泡を取り込ま
ないようにすることに好適な／／　リーンシートの積層
法に関する。

〔発明の背景〕

ガラスセラミックス（ＢＩａｔ　、　Ｂｔｕｓ　、　Ａ
ＪｔＯｍ　、　Ｍｇ０ｐｂｏなど）のグリーンシートに
Ａｇ　、　Ａｕ　、　Ｃｕなどの導体ペースを印刷配線
し、これを多層に積層して一括焼成した、いわゆるガラ
スセラミックス多層配線基板は、これら導体が導電性に
すぐれ、またガラスセラミックスの比誘電率の低いこと
から、将来の大型計算機用として信号伝播遅延時間の少
ない実装モジュール法として注目されつつある。

しかし、この多層化するだめのグリーンシートの積層工
程において、重ね合せたグリーンシート間に気泡を取り
込んだ場合、このあとの焼成工程で、この気泡の膨張に
よって、焼結基板に部分的にふくれが生じ、当該多層基
板の製造において多くの不良品を発生する。

従来、このグリーンシートの積層法は印刷済のグリーン
シートを必要枚数（２０〜５０枚）積み重ね、これを１
２０〜１３０℃に加熱した金属性の２枚の板のあいだに
納め、油圧式のプレスで圧着するホットプレス法によっ
ていた。しかし、この方法ではシートを積み重ねる作業
中にシー）・どシートのあいだに小さいすき間を残した
まま、プレス作業に移ることが多く、このすき間は、ホ
ットプレス工程が終了後も、小さい気泡として、多層化
筒のグリーンシート内に存在する。

この様子は、たとえば、日常において、薄目のビニール
シートを何枚も重ねていくうち、その何層口かにはいつ
のまにか気泡が取り込まれていることに似ている。これ
と同様に、グリーンシートも可撓性をもつシートである
ため、注意して、積み重ねても、２０〜３０枚も重ねい
くあいだに発生するミスによるものである。ことに厚さ
が０．２ｍｍ以下のグリーンシートでは気泡取り込みに
よるふくれ不良品が多く発生し、作業者の注意力の限界
を超えた不可抗力的性格のものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的はこのグリーンシートの熱圧着（ホットプ
レス）工程における欠点をとシ除き、ふくれなどによる
不良品のないガラスセラミックス多層配線基板の製造方
法で、ことにそのグリーンシートの積層工程において積
層グリーンシート間に気泡を取り込まないようにし、密
着性のよいグリーンシート積層技術を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明は従来、グリーンシートの熱圧着において、加熱
とプレス（加圧）を同時に行がつていたのに対し、これ
を分解し、２つの工程に分けて行なう（第１図参照）。

まずグリーンシートを積み重ねた後、不注意によってシ
ート間に取り込んだすき間（気泡）を取り除くため、こ
れを減圧（〜１０−２Ｔｏｒｒ、　）内に入れ、常温の
ままプレス（加圧）する。ここでは、不注意に取り込ま
れた気泡は大気圧より低い減圧下によって脱気される。

つづいてこの脱気された状態のまま、シート（複数）に
加圧（プレス）すると、シート同志はその表面の接着面
が微小に押しつぶされる。これはグリーンシートは未だ
生（なま）のままであり、圧力によってガラスセラミッ
クスの粉末は若干の流動（すべ妙）を起すためである。

このようにしてシートの接着面にはすき間憔泡）のない
仮接合の状態が作シ出される。これが本発明による第１
の条件である。すなわち、減圧下（〜１０−２Ｔｏｒｒ
、　）で、かつ常温（〜５０℃以下）−？［圧着するこ
とが第１の条件である。このとき、常温で減圧しなけれ
ばならないことは次の理由による。すなわち、ガラスセ
ラミックスのグリーンシートはその粉末を成形し、可　
性を持せるために有機バインダとしてポリビニルブチラ
ールやブチルフタルブチルグリコートなどと、その溶剤
としてトリクロルエチレン、ブチルアルコールが使用さ
れている。したがって、初めから加熱状態（１２０〜１
３０℃）で減圧すると、これらの物質の沸点降下の効果
によって揮発が促進され脱気操作の意味が薄れる。こと
にグリーンシートを作製したときの乾燥温度である１１
０〜１２０°Ｃ以上の減圧下での加熱は、脱気後の多層
化シートに悪い影響を及ぼす。

次に、常温・減圧下で仮接着した多層のグリーンシート
に圧力（５ｏｋｇ／ｃｒｄ程度）を加えたまま、徐々に
加熱を行ない温度が５０″〜８０℃附近まで上昇した時
期に、減圧（〜１０−２Ｔｏｒｒ、　）状態をゆるめ、
大気圧にもどす。しかし加熱はつづいて行ない、所定の
温度（１２０〜１３０℃）で１０〜２０分間はど加圧す
る。これが本発明の第２の条件である。こうして完全に
密着した多層のグリーンシートを室温まで冷却し、本発
明による気泡のないグリーンシートの積層法は完了する
。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を示す。

実施例　１ 本実施例１は本発明の効果をよシ顕著に見るため実施し
た。

（１）　グリーンシートの作製法 本実施例で用いた刀シスセラミックスのグリーンシート
を次の様にして作製した。

Ｓｉｎｇ　５５．７　（ｗｔ０％以下同）、＆Ｕｓ　２
４．９％Ｂａ０１０．８％Ａｌｔｏ、　５．８％の０１
かＬＯ、Ｎａ、０なと小量を含む低融点ガラスに結晶性
８１αを４０ｗｔ、％を加えた原料粉末１００ｙに対し
、次の割合で有機物を加えボールミルで６ｈ混合した。

樹脂分−ポリビニルブチラール　７．６ｇ可可塑剤ジブ
チルフタルブチルグリコール２．５．９溶　剤＝トリク
ロルエチレン　３０ｃｃテトロクルロエチレン　８．５
ｃｃ ！】−ブチルアルコール　１１．４　ｃｃこうして得た
スリップをドクターブレード法によ−〕で、幅２５０ｍ
ｍ、厚さ０２韻のグリーンシートに成形した。このとき
の乾燥温度は１２０’Ｃである。

このグリーンシートは可撓性にとむため、シートに成形
したときのマイラーフィルムに耐着させたまま適当な長
さに切断する。次にこれらのシート中から欠陥（ボアな
ど）のないシートを選び、１０５ｍ＋＋＋角に切断し、
ここでマイラーフィルムをはぎとる。こうして多数のグ
リーンシートを準備した。

次に、このグリーンシート３０枚を用い、本発明の効果
を従来法のそれと比較するため、次の３つの条件で積層
実験した。

（２）　グリーンシートの積層 （ａｌ　本発明による積層法 前記グリーンシートを一枚づつ側法積み重ねた後、減圧
容器の附設されたホットプレス内にセットする。次にロ
ータリーポンプで減圧（５×１０　’Ｔｏｒｒ、）　（
、ｃ）ち、５０１ｃ９／ｃｕｔ　＜７）圧力で約５分間
加圧した。

次にこの状態を維持したまま、徐々に温度を上げ約６０
℃に達した時期に、真空ポンプを止め、リークバルブを
徐々に開き、大気圧までもどした。このとき温度８０°
Ｃに達する。その後、さらに加熱をつづけ１２５℃の所
定温度で１０分間加圧した。次に１００°Ｃまで冷却後
多層化したグリーンシートを取り出し、室温まで冷却し
た。このようにして１０個（１０組）の多層に積層した
グリーンシートを得た。

（ｂ）　従来法による積層法 前記の本発明の積層法と比較するため、従来法として次
の条件（第２図参照）でグリーンシート３０枚を用い、
１０個（１０組）積層した。

（１）で用意した１０５ｍｄのシート一枚づつ順次重ね
合せた後、前述の（ａ）で実験したホットプレス装置に
セットする。このとき、すでにホットプレスは１２５℃
の所定温度に設定しておく。次に真空引きをせず大気圧
下で、ｓｏｋｇ／ｃｙｓｔ圧力で２０分間プレスした。

これを１００℃まで′４余冷した後、試料を取り出し、
室温まで冷却した。

なお、本発明の第１の条件である冷間（室温）における
減圧状態での仮り圧着と第２の条件である大気圧下での
加熱（１２５℃）圧着の効果を見るため、前記（ｂ）の
積層温度プロファイルと同一にし、減圧下（５Ｘ　１０
　’Ｔｏｒｒ、）における積層を行なった（参考比較法
）。

以上、６通りの方法で積層した多層のグリーンシートを
８５０℃Ｘ１１１．空気中で焼成した結果、焼き上シ多
層基板のふくれの発生状況は第１表の通りであった。

実施例　２ 実施例１の（１）で用意したグリーンシート３０枚を用
い、それぞれに多層配線基板としての必要配線をＭ導体
ペーストを用い、印刷配線した。

これを実施例１の（ａ）、すなわち本発明による積層法
で、圧着積層したのち、８３０℃×１ｈ１空気中で焼成
した。この方法で、約１ケ月間に延べ５個（５組）のガ
ラスセラミック多層配線基板を製造したが、すべてふく
れのない製品を製造することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるグリーンシート積層法のプロファ
イルの一例を示す線図、第２図は従来法によるグリーン
シート積層法のプロファイルの一例を示す線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大気圧より低い減圧子において、多層に重ねたグリーン
   シートを仮圧着したのち、当該グリーンシートを大気圧
   下において、１００〜１４０℃に加熱しながら圧着する
   ことを特徴とするガラスセラミックス多層配線基板の積
   層法。