JP2002198647A

JP2002198647A - 低温焼成セラミック配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2002198647A
Application number: JP2000396302A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kawai; 信也川井; Tetsuya Kimura; 哲也木村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-12
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP4557417B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大面積あるいは厚みの厚い配線基板を作製する
場合でも、基板シートの良好な表面性状を維持しつつ、
焼成収縮を良好に抑制できる低温焼成セラミック配線基
板を提供する。【解決手段】セラミック配線基板を形成するための原料
粉末を含有するグリーンシート１の両面に、前記配線基
板を形成する原料粉末の焼成温度では焼結しないセラミ
ック粉末とガラス粉末を含有する第１の拘束シート８を
積層し、第１の拘束シート８を積層した積層体の両面
に、配線基板を形成する原料粉末の焼成温度では焼結し
ないセラミック粉末を含有するとともに、ガラス粉末を
実質的に含まない第２の拘束シート９を積層した後、該
複合シート積層体１１を焼成して第１および第２の拘束
シート８、９を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線基板や半
導体素子収納用パッケージなどに適した低温焼成セラミ
ック配線基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、半導体素子などのチップ部品は小型
化、軽量化が進んでおり、これらを実装する配線基板も
小型化、軽量化が望まれている。このような要求に対し
て、基板内に内部配線回路層を形成したセラミック多層
配線基板は、高密度配線化が可能であり、且つ薄型化が
可能であることから、今日のエレクトロニクス業界にお
いて重要視されている。

【０００３】従来より、半導体素子を収納するパッケー
ジなどに使用されるセラミック多層配線基板としては、
アルミナなどのセラミック絶縁基板の表面や内部にＷや
Ｍｏ等の金属からなる配線回路層が形成されたもので、
この絶縁基板の一部にキャビティが形成され、このキャ
ビティ内に半導体素子が収納され、蓋体によってキャビ
ティを気密に封止されるものである。

【０００４】近年、高集積化が進むＩＣやＬＳＩ等の半
導体素子を搭載する半導体素子収納用パッケージや、各
種電子部品が搭載される混成集積回路装置等に適用され
る配線基板においては、高密度化、低抵抗化、小型軽量
化が要求されており、従来のアルミナ系セラミック材料
に比較して低い誘電率が得られ、配線回路層としてＣｕ
などの低抵抗金属を用いることができることから、焼成
温度が１０００℃以下のいわゆる低温焼成セラミック材
料を絶縁基板とした低温焼成セラミック配線基板が一層
注目されている。

【０００５】このような低温焼成セラミック配線基板、
特にガラスとセラミックフィラー成分とを含有するガラ
スセラミック配線基板において、特開平７−８６７４３
号では、グリーンシート積層体の両面に、グリーンシー
トの焼成温度では焼結しない難焼結性のセラミック材料
からなるセラミックシート（以下、拘束シートと称す）
を積層して焼成することにより、焼成によるグリーンシ
ートの平面方向の収縮を抑制して、金属箔からなる配線
回路層と同時焼成する手法が提案されている。

【０００６】しかし、かかる方法においては、拘束シー
ト中の無機質成分としてアルミナなどの基板シートの焼
成温度では焼結しない成分のみを添加し、拘束シートは
焼成過程でほとんど液相が生成されることなく多孔質体
として存在することから、同時焼成される基板シート中
に焼結過程で生じたガラスあるいは液相成分が拘束シー
ト側に拡散してしまう結果、焼成後の基板表面がポーラ
スになり、基板強度が低下したり、基板表面の配線回路
層にメッキを施した場合にメッキ広がりが発生するなど
の問題があった。

【０００７】さらには、上記液相成分の拘束シート側へ
の拡散は、低温焼成セラミックの成分により不均一に拡
散するため、拘束シートと低温焼成セラミック間の結合
力にムラが生じ、部分的に基板用グリーシートと拘束シ
ートとの間に剥離が発生して基板の寸法精度が低下した
り、反りや変形が発生する等の問題があった。

【０００８】そこで、特願平１１−３６６８７０号で
は、拘束シート中にガラスを含有させることにより、低
温焼成セラミック表面での焼結不足の問題を解決しつ
つ、より寸法精度の高いガラスセラミック配線基板を得
る方法が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ガ
ラス粉末を添加した拘束シート１層のみにて基板シート
を拘束する方法では、拘束シートの拘束力がガラス粉末
の存在によって若干低下するために、基板シートが大面
積となったり厚みが厚くなったりして大きな拘束力が要
求される場合には、基板シートの焼成時の収縮抑制効果
が不十分となる恐れがあった。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、大面積あるいは厚みの厚い配
線基板を作製する場合でも、基板シートの良好な表面性
状を維持しつつ、焼成収縮を良好に抑制できる低温焼成
セラミック配線基板を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
に対し、拘束シートの構成について検討した結果、基板
シートの両面にガラス粉末を含有する第１の拘束シート
を、さらに、その両面に前記第１の拘束シートと密着し
て、ガラス粉末を含有しない第２の拘束シートを順次積
層することによって、基板の表面をポーラスにすること
なく良好な表面性状を維持しつつ、拘束シートの拘束力
を大きくすることができることを知見した。

【００１２】すなわち、本発明の低温焼成セラミック配
線基板は、セラミック配線基板を形成するための原料粉
末を含有するグリーンシートの両面に、前記配線基板を
形成する原料粉末の焼成温度では焼結しないセラミック
粉末とガラス粉末を含有する第１の拘束シートを積層
し、該第１の拘束シートを積層した積層体の両面に、前
記配線基板を形成する原料粉末の焼成温度では焼結しな
いセラミック粉末を含有するとともに、ガラス粉末を実
質的に含まない第２の拘束シートを積層して、該積層体
を焼成した後、前記第１および第２の拘束シートを除去
することを特徴とするものである。

【００１３】ここで、前記第１の拘束シート中のガラス
粉末の含有量が、前記第１の拘束シート中の無機物成分
の０．５〜１５体積％からなることが望ましい。

【００１４】また、前記第１の拘束シートの厚み
（ｔ₁）に対する前記第２の拘束シートの厚み（ｔ₂）の
比（ｔ₂／ｔ₁）が０．４〜５であること、前記セラミッ
ク配線基板を構成するグリーンシート積層体の厚さ
（Ｔ）に対する前記拘束シートの片面での総厚み
（ｔ₃）の比（ｔ₃／Ｔ）が、０．１以上であることが望
ましい。

【００１５】さらに、前記第１の拘束シート中のガラス
粉末の軟化点が、前記セラミック配線基板を形成する原
料粉末の焼成温度以下であるとともに、前記グリーンシ
ート中に添加される有機バインダの揮発温度よりも高い
ことが望ましい。

【００１６】また、前記セラミック配線基板を形成する
グリーンシートの表面に、金属箔からなる配線回路層を
形成することが望ましい。

【００１７】さらに、前記セラミック配線基板が略直方
体形状からなり、その少なくとも一辺の長さが７０ｍｍ
以上であることが望ましい。

【００１８】また、前記セラミック配線基板を形成する
グリーンシートの両面に前記第１および第２の拘束シー
トを順次積層した積層体を、さらに複数個積層した状態
で焼成する場合にも効率よく低温焼成セラミック配線基
板を作製することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の低温焼成セラミック配線
基板の製造方法の一例についての工程図を図１に示す。
図１によれば、まず、セラミック配線基板を形成するた
めの原料粉末、例えば、セラミック粉末および／または
ガラス粉末に対し、所望により焼結助剤をなすセラミッ
ク粉末を添加、混合した混合物に有機バインダ、可塑
剤、有機溶剤等を加えてスラリーを調製した後、ドクタ
ーブレード法、圧延法、プレス法等の成形法によりシー
ト状に成形して厚さ５０〜５００μｍのセラミック配線
基板をなすグリーンシート（以下、基板シートと称す）
１を作製する。

【００２０】なお、前記ガラス粉末としては、Ｓｉ
Ｏ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃、
ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類
金属酸化物、希土類酸化物の群から少なくとも一種を含
有するガラスが望ましく、特に上記成分を３種類以上含
有する多成分系ガラスであることが、ガラスの軟化点や
後述する絶縁基板１２の特性の制御の点で望ましい。

【００２１】また、前記セラミック粉末としては、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、ＭｇＯ、
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、ＺｎＡｌ₂Ｏ₄、ＭｇＳｉＯ₃、Ｍｇ₂Ｓｉ
Ｏ₄、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄、Ｚｎ₂ＴｉＯ₄、ＳｒＴｉＯ₃、Ｃａ
ＴｉＯ₃、ＭｇＴｉＯ₃、ＢａＴｉＯ₃、ＣａＭｇＳｉ₂Ｏ
₆、ＳｒＡｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈、ＢａＡｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈、ＣａＡｌ₂
Ｓｉ₂Ｏ₈、Ｍｇ₂Ａｌ₄Ｓｉ₅Ｏ₁₈、Ｚｎ₂Ａｌ₄Ｓｉ
₅Ｏ₁₈、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ ₄、ＳｉＣ、ムライト等が挙げ
られ、用途に合わせて選択することができる。

【００２２】また、前記助剤成分しては、Ｂ₂Ｏ₃、Ｚｎ
Ｏ、ＭｎＯ₂、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属
酸化物、希土類金属酸化物等が挙げられ、用途に合わせ
て選択することができる。

【００２３】さらに、有機バインダとしては、従来より
セラミックグリーンシートに使用されているものが使用
可能であり、例えば、アクリル系（アクリル酸、メタク
リル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重
合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体、メタク
リル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル−メタク
リル酸エステル共重合体等）、ポリビニルブチラール
系、ポリビニルアルコール系、アクリル−スチレン系、
ポリプロピレンカーボネート系、セルロール系等の単独
重合体または共重合体が挙げられる。

【００２４】そして、基板シート１にレーザーやマイク
ロドリル、パンチングなどにより、直径８０〜２００μ
ｍのビアホール（貫通孔）２を形成し、その内部に導体
ペーストを充填することにより、ビアホール導体３を形
成する。

【００２５】なお、導体ペーストとしては、Ａｕ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、ＰｄおよびＰｔの群から選ばれる少なくとも
１種を主成分とする金属粉末に、アクリル樹脂等からな
る有機バインダ、およびトルエン、イソプロピルアルコ
ール、アセトン、テオピネオール等の有機溶剤を混合し
たものが好適に使用できる。有機バインダは、金属成分
１００重量部に対して、０．５〜１５．０重量部、有機
溶剤は、固形成分及び有機バインダ１００重量部に対し
て、５〜１００重量部の割合で混合されることが望まし
い。なお、この導体ペースト中には若干のガラス粉末や
酸化物粉末等の無機成分を添加してもよい。

【００２６】続いて、このビアホール導体３を形成した
基板シート１の表面に配線パターン４を印刷法および／
あるいは転写法により形成し、ビアホール導体３および
配線パターン４が形成された基板シート１を作製する
（図１（１）参照）。印刷法による配線パターン４の形
成方法としては、スクリーン印刷法や、グラビア印刷法
等の公知の印刷手法を用いて導体ペーストを基板シート
１の表面に形成する。なお、該導体ペーストは、上記ビ
アホール導体３用の導体ペーストと同様の手法により作
製され、必要に応じて成分や配合比率を変更することに
より作製する。なお、上記印刷法により形成した配線パ
ターン４を焼成した配線回路層１３は、金属焼結体から
なる。

【００２７】一方、転写法による配線パターン４の形成
方法としては、まず、高分子材料等からなる転写フィル
ム上に高純度金属導体、特に金属箔を接着した後、この
金属導体の表面に鏡像のレジストを回路パターン状に塗
布した後、エッチング処理およびレジスト除去を行って
鏡像の配線パターン４を形成し、鏡像の配線パターン４
を形成した転写フィルムを前記ビアホール導体３が形成
された基板シート１の表面に位置合わせして積層圧着し
た後、転写フィルムを剥がすことにより、ビアホール導
体３と接続した配線パターン４を具備する基板シート１
を形成することができる。なお、上記転写法により形成
した配線パターン４を焼成した配線回路層１３は金属の
含有量が９０重量％以上の高純度金属導体からなる。

【００２８】ここで、本発明によれば、配線回路層１３
として、転写法等により金属箔を用いて配線回路層１３
を形成することにより、高精度の回路パターンを形成す
ることができることから、配線幅８０μｍ以下、配線ピ
ッチ８０μｍ以下の微細配線化が可能である。

【００２９】なお、上記印刷法と転写法による配線パタ
ーン４は、いずれか一方のみでも、両者が混在していて
も差し支えない。特に、グランド層などの面積の大きい
配線パターンは焼成前の脱脂工程を容易に行うために印
刷法で形成することが望ましい。

【００３０】さらに、上記配線パターン４は、いずれの
形成法においても、パターン形成後に導体形成面に対し
て圧力を印加することにより、基板シート１表面内に埋
設すること、特により埋設されるように配線パターン４
の形状が逆台形形状であることが望ましい。これは、特
に金属箔などの剛性の高い配線パターンの厚み分によっ
て、配線パターン４の端部において第１の拘束シート８
と基板シート積層体６表面との間に隙間が発生しやすく
なり、このような隙間が生じると、その部分における第
１の拘束シート８と基板シート積層体６との接着力が低
下し、配線パターン４付近における第１の拘束シート８
による拘束力が不均一となってしまう結果、焼成時に配
線パターン４の端部が剥がれたり、収縮バラツキが大き
くなるおそれがあるためである。なお、上記逆台形形状
の配線パターン４は転写フィルム上に形成した金属箔を
エッチング処理によってパターンを形成する際に、エッ
チング条件をコントロールして金属箔の厚み方向にした
がってエッチング速度に差をつけることよって形成する
ことができる。

【００３１】また、配線パターン４を埋設するには、１
０ＭＰａ以上の圧力を印加することが望ましい。この圧
力によって配線パターン４を強制的に埋設することがで
きる。なお、上記圧力の印加は、基板シート積層体６上
に拘束シート積層体７を積層する際に一括で行うことも
できる。

【００３２】次に、上記工程（１）と同様にして得られ
た基板シート１を所望により複数層積層して基板シート
積層体６を形成する（図１（２）参照）。

【００３３】（第１の拘束シート）一方、基板シート１
の焼結温度、すなわち前記配線基板を形成する原料粉末
の焼成温度では焼結しない難焼結性材料のセラミック粉
末に所定量のガラス粉末を添加し、基板シート１と同様
の方法に有機物成分を添加、混合した後、シート状に成
形してガラス粉末を含有する第１の拘束シート８を作製
する。

【００３４】ここで、第１の拘束シート８中におけるガ
ラスの含有量は、前記基板シート積層体６の焼成時に、
第１の拘束シート８と基板シート積層体６との密着力を
高め、絶縁基板１２表面のボイドの発生を抑制しつつ、
焼成後に配線基板表面から拘束シートを容易に除去する
ことができ、かつ第１の拘束シート８の収縮を極力抑制
する点で、第１の拘束シート８中の全無機成分に対して
０．５〜１５体積％、特に１〜１３体積％、最適には２
〜１０体積％であることが望ましい。

【００３５】また、前記難焼結性材料の例としては、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｇＡ
ｌ₂Ｏ₄、ＺｎＡｌ₂Ｏ₄、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄の群から選ばれる
少なくとも１種、特に第１の拘束シート８と基板シート
積層体６との密着性を高める上で、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ
Ｏ₂、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄を主体とすること
が望ましい。

【００３６】また、前記第１の拘束シート８中に含まれ
るガラス成分としては、基板シート積層体６内に存在す
る有機バインダ等の有機物成分を効率よく、かつ完全に
脱バインダ処理することができるとともに、拘束シート
８の拘束力を高めるために、ガラス粉末の軟化点が基板
シート積層体６の焼結温度以下であり、かつ基板シート
積層体６中の有機成分の分解揮散温度よりも高いことが
望ましい。具体的には、前記第１の拘束シート８中のガ
ラスの軟化点は４５０〜１１００℃、特に５５０〜１０
００℃、最適には６５０〜９００℃程度であることが好
ましい。

【００３７】なお、前記第１の拘束シート８中に含まれ
るガラス成分は、前述した基板シート１中に含まれるガ
ラス成分と異なるものであってもよいが、基板シート１
中のガラスの拡散を防止するためには、同一であること
が望ましい。

【００３８】（第２の拘束シート）他方、基板シート１
の焼結温度では焼結しない難焼結性材料のセラミック粉
末に、基板シート１と同様の方法に有機物成分を添加、
混合した後シート状に成形してガラス粉末を含有しない
第２の拘束シート９を作製する。

【００３９】ここで、前記難焼結性材料の例としては、
Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｍｇ
Ａｌ₂Ｏ₄、ＺｎＡｌ₂Ｏ₄、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄の群から選ばれ
る少なくとも１種、特に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｍｇ
Ｏ、ＺｒＯ₂、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄を主体とすることが望まし
い。さらに、より高い寸法精度を得るため、および量産
効果によるコストダウンのためには、第１の拘束シート
８中のセラミック材料と同じであることが望ましい。

【００４０】また、熱膨張挙動の見地からは、焼結後の
絶縁基板１２表面に圧縮応力を生ぜしめて絶縁基板１２
の機械的強度を高めて絶縁基板１２にクラックが発生す
るのを抑制するためには、焼成後の第１の拘束シート８
と第２の拘束シート９の熱膨張係数が絶縁基板１２の熱
膨張係数よりも高いことが望ましい。さらに、絶縁基板
１２の熱膨張係数と焼成後の第２の拘束シート９の熱膨
張係数に大きな差がある場合、焼成後の第１の拘束シー
ト８の熱膨張係数は両者の間の値であることが望まし
い。

【００４１】そして、基板シート積層体６の両面に第１
の拘束シート８および第２の拘束シート９を順次積層
し、熱と圧力を加えて熱圧着する方法や、有機ビヒクル
等からなる接着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法
により積層体のシート間を密着させて、基板シート１と
拘束シート８、９とが積層された積層体（以下、複合シ
ート積層体と略す。）１１を得る（図１（３）参照）。

【００４２】なお、積層の方法としては、第１の拘束シ
ート８と第２の拘束シート９とを予め加圧積層したもの
を基板シート積層体６表面に載置して再度加圧積層して
もよいし、先に加圧積層した基板シート積層体６の両面
に第１の拘束シート８および第２の拘束シート９を載置
した後、加圧積層する方法も適応可能である。

【００４３】本発明においては、前記のように、基板シ
ート積層体６の両面にガラス粉末を含有する第１の拘束
シート８とガラスを含有しない第２の拘束シート９を順
次積層することが大きな特徴であり、これによって、焼
成後の基板シート積層体６（絶縁基板１２）の表面をポ
ーラスにすることなく良好な表面性状を維持しつつ、拘
束シートの拘束力を大きくすることができる。

【００４４】また、基板シート積層体６に積層される第
１の拘束シート８および第２の拘束シート９を合わせた
拘束シートの総厚み（ｔ₃、ただし、ｔ₃＝ｔ₁＋ｔ₂）
は、複合シート積層体１１の拘束力を高め、複合シート
積層体１１中の有機物成分の揮散を容易にするとともに
製造コスト低減のために、片面だけで基板シート積層体
６の厚さ（Ｔ）に対して０．１以上、特に０．２〜２、
最適には０．２５〜１であるのが好ましい。また、有機
成分の揮散を容易にし、かつ絶縁基板１２から拘束シー
ト８、９を容易に除去するためには、拘束シートの総厚
み（ｔ）は８００μｍ以下、特に６００μｍ以下、最適
には４００μｍ以下であることが望ましい。

【００４５】また、複合シート積層体１１の拘束力を高
めるためには、前記第１の拘束シート８の厚み（ｔ₁）
に対する第２の拘束シート９の厚み（ｔ₂）の比（ｔ₂／
ｔ₁）が０．４〜５、特に０．５〜４、さらに０．７５
〜３であることが望ましい。

【００４６】さらに、本発明によれば、拘束シートとし
ては、第１の拘束シート８および第２の拘束シート９を
複数枚づつ用いることもでき、また、第１の拘束シート
８と第２の拘束シート９との間にガラス粉末の添加量が
第１の拘束シート８のそれよりも少ない、または第１の
拘束シート８と第２の拘束シート９との間の熱膨張係数
を有する第３の（他の）拘束シートを用いることも可能
である。

【００４７】（焼成）続いて、この複合シート積層体１
１を２００〜８００℃、特に４００〜７５０℃、さらに
は７００〜７５０℃で加熱処理して複合シート積層体１
１中の有機成分を分解除去した後、８００〜１１００
℃、特に８５０〜１０００℃で０．５〜５時間、特に１
〜２時間同時焼成する。このとき、配線パターン４およ
びビアホール導体３中にＣｕ等の焼成によって酸化する
金属を主成分とした場合には非酸化性雰囲気中で焼成す
る必要があり、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔを主成分とした
場合には、大気等の酸化性焼成雰囲気中で行うことがで
きる。

【００４８】かかる焼成による収縮は、Ｘ−Ｙ方向の収
縮は１．０％以下、Ｚ方向の収縮は３５〜７５％程度と
なる。また、本発明によれば、基板シート積層体６は第
１の拘束シート８によって全面にわたって均一にかつ確
実に結合されることにより、基板シート積層体６表面の
ガラス成分が第１の拘束シート８側に拡散するのを防止
することができるために、絶縁基板１２表面の気孔率を
５％以下、特に４％以下、さらに３％以下と低減するこ
とができるために、絶縁基板１２表面の配線パターン４
をも同時焼成によって形成することが可能である。な
お、上記絶縁基板１２の気孔率とは、絶縁基板１２表面
のＳＥＭ写真から気孔（ボイド）の面積をルーゼックス
画像解析によって求めたボイド面積占有率の意である。

【００４９】ここで、複合シート積層体１１の各シート
間の熱膨張差に基づくシート間の剥離を防止するととも
に、基板シート積層体６表面の成分変動を極力抑制する
ためには、焼成中の昇温速度は１０〜５００℃／時間、
特に５０〜４００℃／時間であることが望ましく、絶縁
基板１２と配線パターン４との熱膨張差によるクラック
が発生を防止するためには、焼成後の冷却速度は、４０
０℃／ｈｒ以下であることが望ましい。

【００５０】また、本発明によれば、焼成時には反りを
防止し、さらなる拘束力を得るために、複合シート積層
体１１上面に重しを載せて荷重をかけてもよいが、複合
シート積層体１１の表面がガラス粉末を含有せず、無機
質成分として難焼結性材料にて構成される第１の拘束シ
ート８からなるために、複合シート積層体１１と重しと
が焼結することなく、焼成後重しを容易にはずすことが
できる。なお、荷重は５０Ｐａ〜１ＭＰａが適当であ
る。

【００５１】さらに、本発明によれば、複合シート積層
体１１の表面は焼成によっても焼結しない難焼結性セラ
ミック粉末にて構成されているために、特に、複合シー
ト積層体１１をさらに複数個、多段積みして（積層し
て）焼成する、多段積み焼成を行った場合でも、複合シ
ート積層体１１間が固着することなく、焼成後、各複合
シート積層体を容易に１つづつ取り出すことができるこ
とができる。

【００５２】そして、第２の拘束シート９および第１の
拘束シート８を除去する（図１（４）参照）。除去の方
法としては、超音波洗浄、研磨、ウオータージェット、
ケミカルブラスト、サンドブラスト、ウエットブラスト
（砥粒と水を噴射させる方法）等が挙げられる。

【００５３】本発明によれば、大面積や厚みの厚い基
板、特に一辺の長さが７０ｍｍ以上、特に１００ｍｍ以
上、さらに、１５０ｍｍ以上の矩形形状の表面を有する
基板等の大きな拘束力が要求される得られる低温焼成セ
ラミック配線基板について特に有効である。

【００５４】

【実施例】先ず、表１に示すように、焼結後の非晶質成
分の含有量を調整するために、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂
Ｏ₃系結晶化ガラス、またはＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＢａＯ系
の非結晶化ガラスと、セラミックフィラー成分としてＡ
ｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂を秤量し、表１の低温焼成セ
ラミック組成物Ａ〜Ｆを作製した。

【００５５】

【表１】

【００５６】表１の低温焼成セラミック組成物１００重
量部にアクリル樹脂１２重量部、フタル酸系可塑材６重
量部、溶剤としてトルエン３０重量部を加え、ボールミ
ルで混合してスラリーを調製した。このスラリーをドク
ターブレード法によって厚さ３００μｍの低温焼成セラ
ミックグリーンシートを成形し、表３の矩形形状にカッ
トした。

【００５７】次に、平均粒径が５μｍのＣｕ単体それに
有機バインダとしてアクリル樹脂を、溶媒としてジブチ
ルフタレートを添加混練し、ペースト状の導体用ペース
ト試料を作製した。尚、前記導体ペースト試料中の有機
バインダ量は、主成分１００重量部に対して２．０重量
部であり、有機バインダに対して７５重量部の割合で溶
剤を加えた。そして前記グリーンシートの所定個所にビ
アホールを形成し、そのビアホール内に先の導体ペース
トを充填し、ビアホール導体とした。

【００５８】次に、高分子フィルム表面に純度９９．９
％以上のＣｕ箔を接着し、エッチングを行った後、断面
が台形形状の配線パターンを形成した。配線幅０．０５
ｍｍ、配線ピッチ０．０５ｍｍの非常に微細な配線パタ
ーンを形成することができた。

【００５９】そして、ビアホール導体を形成したグリー
ンシートにビアホールの位置あわせを行いながら転写シ
ートを積層し、６０℃、１５ＭＰａで熱圧着した。その
後、転写シートを剥がすことにより、ビアホール導体を
接続した配線回路層を具備する一単位の配線層を形成す
ることができた。また、同様にして５枚の配線層を形成
し、これらを積層し基板シート積層体を形成した。

【００６０】一方、拘束シートとして、純度９９．９９
％の表２に示す難焼結性材料、および純度９９．９９％
の難焼結材料と前記グリーンシート中のガラス成分と同
じガラスを用いて添加して、厚さ１５０μｍの拘束シー
トを作製した。なお、シート作製時の有機バインダ、可
塑材、溶剤などは基板シートと全く同様にした。

【００６１】

【表２】

【００６２】得られた拘束シートを、表３に示す種類お
よび枚数の第１の拘束シート、第２の拘束シートの順
に、上記基板シート積層体の両面に載置し、６０℃、圧
力２０ＭＰａで圧着して複合シート積層体を得た。

【００６３】次いで、この積層体を、Ａｌ₂Ｏ₃セッター
上に載置して、有機バインダ等の有機成分を分解除去す
るために、窒素雰囲気中、７００℃で脱バインダ処理
し、次に窒素雰囲気中、９００℃で１時間焼成を行っ
た。なお、焼成時の昇降温速度はいずれも２００℃／ｈ
ｒとした。その後、拘束シートをブラスト処理で除去
し、配線基板を作製した。

【００６４】得られた配線基板について、絶縁基板の焼
成前後の外辺をマイクロメータで測定し、収縮率を算出
した。また、配線基板表面状態の走査電子顕微鏡写真に
よる観察を行い、ボイド面積占有率（表ではボイド比
率）をルーゼックス画像解析によって求めた。

【００６５】また、上記試料を２００個作製して配線基
板の外観観察を行い、変形／付着の有無を確認し、さら
に、外辺をマイクロメーターにて測定し、寸法バラツキ
を測定し、バラツキが±０．１％以下を良品として良品
率を算出し、良品率９５％以上を合格とした。

【００６６】

【表３】

【００６７】表３より明らかなように、本発明に従い、
ガラス粉末を含有する第１の拘束シートとガラス粉末を
含有しない第２の拘束シートとを順次積層して焼成した
試料Ｎｏ．１〜１８では、収縮率１％以下、絶縁基板表
面のボイド比率５％以下、良品率９５％以上と、非常に
寸法精度の良い配線基板を歩留まり良く製造することが
でき、さらには、基板が大型化しても高い寸法精度を維
持することができた。

【００６８】これに対して、拘束シートとしてガラス粉
末を含有する（第１の）拘束シートのみを用いた試料Ｎ
ｏ．２０、２２では、絶縁基板の収縮率が１％を越え、
逆に、ガラス粉末を含有しない（第２の）拘束シートの
みを用いた試料Ｎｏ．１９、２１では、基板シート積層
体と拘束シートとの間に部分的な剥離が生じて絶縁基板
の収縮率が１％を超え、さらにボイド比率も５％を超え
るものとなった。さらに、拘束シートを一切用いない試
料Ｎｏ．２３では、絶縁基板の収縮率が１６．０％とな
り、絶縁基板の収縮率が１％を越えた試料では、いずれ
も一部の配線回路層およびビアホール導体、またはその
間に断線がみられた。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
大面積あるいは厚みの厚い配線基板を作製する場合で
も、基板シートの良好な表面性状を維持しつつ、焼成収
縮を良好に抑制できる低温焼成セラミック配線基板を作
製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミック配線基板の製造方法の一例
を説明するための工程図である。

【符号の説明】

１低温焼成セラミックグリーンシート（基板シー
ト）２ビアホール３ビアホール導体４配線パターン６低温焼成セラミックグリーンシート積層体（基板
シート積層体）８第１の拘束シート９第２の拘束シート１１低温焼成セラミックグリーンシートと第１、第２
の拘束シートの積層体（複合シート積層体）１２絶縁基板１３配線回路層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック配線基板を形成するための原料
粉末を含有するグリーンシートの両面に、前記配線基板
を形成する原料粉末の焼成温度では焼結しないセラミッ
ク粉末とガラス粉末を含有する第１の拘束シートを積層
し、該第１の拘束シートを積層した積層体の両面に、前
記配線基板を形成する原料粉末の焼成温度では焼結しな
いセラミック粉末を含有するとともに、ガラス粉末を実
質的に含まない第２の拘束シートを積層して、該積層体
を焼成した後、前記第１および第２の拘束シートを除去
することを特徴とする低温焼成セラミック配線基板の製
造方法。
【請求項２】前記第１の拘束シート中のガラス粉末の含
有量が、前記第１の拘束シート中の無機物成分の０．５
〜１５体積％からなることを特徴とする請求項１記載の
低温焼成セラミック配線基板の製造方法。
【請求項３】前記第１の拘束シートの厚み（ｔ₁）に対
する前記第２の拘束シートの厚み（ｔ₂）の比（ｔ₂／ｔ
₁）が０．４〜５であることを特徴とする請求項１また
は２記載の低温焼成セラミック配線基板の製造方法。
【請求項４】前記セラミック配線基板を構成するグリー
ンシート積層体の厚さ（Ｔ）に対する前記拘束シートの
片面での総厚み（ｔ₃）の比（ｔ₃／Ｔ）が、０．１以上
であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の
低温焼成セラミック配線基板の製造方法。
【請求項５】前記第１の拘束シート中のガラス粉末の軟
化点が、前記セラミック配線基板を形成する原料粉末の
焼成温度以下であるとともに、前記グリーンシート中に
添加する有機バインダの揮発温度よりも高いことを特徴
とする請求項１乃至４いずれか記載の低温焼成セラミッ
ク配線基板の製造方法。
【請求項６】前記セラミック配線基板を形成するグリー
ンシートの表面に、金属箔からなる配線回路層を形成す
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の低
温焼成セラミック配線基板の製造方法。
【請求項７】前記セラミック配線基板が略直方体形状か
らなり、その少なくとも一辺の長さが７０ｍｍ以上であ
ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の低
温焼成セラミック配線基板の製造方法。
【請求項８】前記セラミック配線基板を形成するグリー
ンシートの両面に前記第１および第２の拘束シートを順
次積層した積層体を、さらに複数個積層した状態で焼成
することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の
低温焼成セラミック配線基板の製造方法。