JPH07147487A - 低温焼成セラミック多層配線基板 - Google Patents
低温焼成セラミック多層配線基板Info
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- JPH07147487A JPH07147487A JP33911393A JP33911393A JPH07147487A JP H07147487 A JPH07147487 A JP H07147487A JP 33911393 A JP33911393 A JP 33911393A JP 33911393 A JP33911393 A JP 33911393A JP H07147487 A JPH07147487 A JP H07147487A
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板の誘電率を６以下に低くした低温焼成セ
ラミック多層配線基板を提供すること。 【構成】 組成としてＳｉＯ２が５０〜６５モル％、Ａ
ｌ２Ｏ３が５〜２０モル％、ＭｇＯが５〜２０モル％、
Ｂ２Ｏ３が１〜５モル％、ＺｎＯ、ＢａＯのうちいずれ
か１種以上が７〜２０モル％から成るガラスを作製し、
そのガラスを７０〜９０重量％、アルミナを５〜２０重
量％、コーディエライトを５〜１５重量％、ムライトを
０〜１０重量％用いて作製する低温焼成多層配線基板と
した。
ラミック多層配線基板を提供すること。 【構成】 組成としてＳｉＯ２が５０〜６５モル％、Ａ
ｌ２Ｏ３が５〜２０モル％、ＭｇＯが５〜２０モル％、
Ｂ２Ｏ３が１〜５モル％、ＺｎＯ、ＢａＯのうちいずれ
か１種以上が７〜２０モル％から成るガラスを作製し、
そのガラスを７０〜９０重量％、アルミナを５〜２０重
量％、コーディエライトを５〜１５重量％、ムライトを
０〜１０重量％用いて作製する低温焼成多層配線基板と
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック基板に関
し、特に１０００℃以下の温度で焼成できる低温焼成セ
ラミック多層配線基板に関する。
し、特に１０００℃以下の温度で焼成できる低温焼成セ
ラミック多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＩＣや電子部品を実装する基板と
して、主にアルミナ基板が用いられていた。しかし、こ
のアルミナ基板は、配線導体として導通抵抗が大きいＷ
やＭｏが用いられ、さらに、基板の誘電率が９〜１０と
高いため、高速処理が要求されるＬＳＩ搭載基板として
は限界があった。
して、主にアルミナ基板が用いられていた。しかし、こ
のアルミナ基板は、配線導体として導通抵抗が大きいＷ
やＭｏが用いられ、さらに、基板の誘電率が９〜１０と
高いため、高速処理が要求されるＬＳＩ搭載基板として
は限界があった。
【０００３】このような状況の中で、近年の電子機器の
高密度化、高速度化などの要求に伴い、電子部品を実装
する基板も種々の改良が為されてきた。その中で、アル
ミナ−ガラス系の低温焼成セラミック基板が開発され実
用化されている。
高密度化、高速度化などの要求に伴い、電子部品を実装
する基板も種々の改良が為されてきた。その中で、アル
ミナ−ガラス系の低温焼成セラミック基板が開発され実
用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これまでのアルミナ−
ガラス系の低温焼成セラミック基板は、１０００℃以下
の低い温度で造られるため、配線導体として導通抵抗の
小さいＡｇやＣｕ、Ａｕなどを使用できるが、基板の誘
電率については６〜８とまだ高いという問題があった。
ガラス系の低温焼成セラミック基板は、１０００℃以下
の低い温度で造られるため、配線導体として導通抵抗の
小さいＡｇやＣｕ、Ａｕなどを使用できるが、基板の誘
電率については６〜８とまだ高いという問題があった。
【０００５】本発明は、上述した従来の低温焼成セラミ
ック基板が有する課題に鑑みなされたものであって、そ
の目的は、基板の誘電率を６以下に低くした低温焼成セ
ラミック多層配線基板を提供することにある。
ック基板が有する課題に鑑みなされたものであって、そ
の目的は、基板の誘電率を６以下に低くした低温焼成セ
ラミック多層配線基板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため研究した結果、セラミック基板の作製に
使用する材料として、７０〜９０重量％のガラスを、５
〜２０重量％のアルミナを、５〜１５重量％のコーディ
エライトを、０〜１０重量％のムライトを用いれば目的
を達成できるとの知見を得て、本発明を完成した。
を達成するため研究した結果、セラミック基板の作製に
使用する材料として、７０〜９０重量％のガラスを、５
〜２０重量％のアルミナを、５〜１５重量％のコーディ
エライトを、０〜１０重量％のムライトを用いれば目的
を達成できるとの知見を得て、本発明を完成した。
【０００７】上記のように、ガラスの割合を多くするこ
とで基板の誘電率を低くでき、しかも熱膨張率をＬＳＩ
チップであるＳｉの熱膨張率に近くまで低くできるが、
９０重量％より多いと焼成時に基板が敷板であるセッタ
ーに付着するという問題があるので、ガラスの割合は９
０重量％が限度である。
とで基板の誘電率を低くでき、しかも熱膨張率をＬＳＩ
チップであるＳｉの熱膨張率に近くまで低くできるが、
９０重量％より多いと焼成時に基板が敷板であるセッタ
ーに付着するという問題があるので、ガラスの割合は９
０重量％が限度である。
【０００８】これに対しアルミナは、基板の強度を高め
る必要から必須な材料であるが、反面誘電率と熱膨張率
を高くしてしまうので、出来るだけ少なくする必要があ
り、５〜２０重量％が好ましい。また、コーディエライ
トも、自身低誘電率、低熱膨張率の材料であることから
必須な材料であり多いほどよいが、多すぎると基板の焼
結性が悪くなるので、５〜１５重量％が好ましい。ムラ
イトは、アルミナに比べて低誘電率、低熱膨張率の材料
であること、加えても焼結性をあまり損なわないことな
どから、アルミナの一部を基板の強度を損なわない程度
に置換してもよく、その量は０〜１０重量％が好まし
い。
る必要から必須な材料であるが、反面誘電率と熱膨張率
を高くしてしまうので、出来るだけ少なくする必要があ
り、５〜２０重量％が好ましい。また、コーディエライ
トも、自身低誘電率、低熱膨張率の材料であることから
必須な材料であり多いほどよいが、多すぎると基板の焼
結性が悪くなるので、５〜１５重量％が好ましい。ムラ
イトは、アルミナに比べて低誘電率、低熱膨張率の材料
であること、加えても焼結性をあまり損なわないことな
どから、アルミナの一部を基板の強度を損なわない程度
に置換してもよく、その量は０〜１０重量％が好まし
い。
【０００９】また、上記ガラスの組成としては、焼成時
にコーディエライトの結晶が析出するものがよいので、
５０〜６５モル％のＳｉＯ２と、５〜２０モル％のＡｌ
２Ｏ３と、５〜２０モル％のＭｇＯと、１〜５モル％の
Ｂ２Ｏ３と、７〜２０モル％のＺｎＯ、ＢａＯのうちい
ずれか１種以上とであることとした。
にコーディエライトの結晶が析出するものがよいので、
５０〜６５モル％のＳｉＯ２と、５〜２０モル％のＡｌ
２Ｏ３と、５〜２０モル％のＭｇＯと、１〜５モル％の
Ｂ２Ｏ３と、７〜２０モル％のＺｎＯ、ＢａＯのうちい
ずれか１種以上とであることとした。
【００１０】上記ガラスの組成の内ＳｉＯ２は、その成
分が少ないとガラスの軟化点が下がり基板の収縮開始が
低温度で始まるため、脱バインダー時の温度を上げられ
ず、脱バインダー不足となることがあり、好ましくな
い。逆に多すぎるとガラスの溶融が困難となる。また、
ガラスからクリストバライトの結晶が析出しやすくな
り、熱膨張率を高めてしまう。よって５０〜６５モル％
の範囲がよい。また、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯは、コーディ
エライト生成に必須であるため、各々５〜２０モル％必
要である。
分が少ないとガラスの軟化点が下がり基板の収縮開始が
低温度で始まるため、脱バインダー時の温度を上げられ
ず、脱バインダー不足となることがあり、好ましくな
い。逆に多すぎるとガラスの溶融が困難となる。また、
ガラスからクリストバライトの結晶が析出しやすくな
り、熱膨張率を高めてしまう。よって５０〜６５モル％
の範囲がよい。また、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯは、コーディ
エライト生成に必須であるため、各々５〜２０モル％必
要である。
【００１１】Ｂ２Ｏ３はコーディエライト生成には直接
関与しないが、添加することによりガラス化を容易にす
るため、基板の焼結性を向上させる。しかし、その量が
多すぎるとガラスの軟化温度が下がり過ぎることや、基
板を製造するのに必要なグリーンシートを成形する時に
用いるスラリーの流動性を悪化させ、グリーンシートの
成形に悪影響を与えることなどから限度があり、１〜５
モル％の範囲がよい。
関与しないが、添加することによりガラス化を容易にす
るため、基板の焼結性を向上させる。しかし、その量が
多すぎるとガラスの軟化温度が下がり過ぎることや、基
板を製造するのに必要なグリーンシートを成形する時に
用いるスラリーの流動性を悪化させ、グリーンシートの
成形に悪影響を与えることなどから限度があり、１〜５
モル％の範囲がよい。
【００１２】また、ＺｎＯとＢａＯは、ガラスの溶融を
容易にするのに効果があり、しかもそれぞれＺｎＡｌ２
Ｏ４とＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ３の結晶を析出するので、ガ
ラスの成分としては残る量は少なく、基板の強度を低下
させることなく焼結性を向上させる。しかし、多すぎる
とガラスの軟化点が低くなり脱バインダーに悪影響を及
ぼすので７〜２０モル％含むことが好ましい。
容易にするのに効果があり、しかもそれぞれＺｎＡｌ２
Ｏ４とＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ３の結晶を析出するので、ガ
ラスの成分としては残る量は少なく、基板の強度を低下
させることなく焼結性を向上させる。しかし、多すぎる
とガラスの軟化点が低くなり脱バインダーに悪影響を及
ぼすので７〜２０モル％含むことが好ましい。
【００１３】以上の材料を用いて好ましい比率で配合
し、グリーンシートを作製したのち、Ａｇ、Ａｇ−Ｐ
ｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の導電抵抗の低い内部導体を印刷し、
積層してプレス、脱バインダーを行い、１０００℃以下
の温度で焼成して基板の誘電率が６以下でしかも熱膨張
率の低い、また基板の抗折強度も２０００ｋｇ／ｃｍ２
以上の低温焼成セラミック多層配線基板を得ることが出
来る。
し、グリーンシートを作製したのち、Ａｇ、Ａｇ−Ｐ
ｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の導電抵抗の低い内部導体を印刷し、
積層してプレス、脱バインダーを行い、１０００℃以下
の温度で焼成して基板の誘電率が６以下でしかも熱膨張
率の低い、また基板の抗折強度も２０００ｋｇ／ｃｍ２
以上の低温焼成セラミック多層配線基板を得ることが出
来る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより詳細に説明する。
本発明をより詳細に説明する。
【００１５】（実施例１〜１８） （１）ガラスの作製 原料を表２に示す組成となるように配合して混合した
後、１４００℃にて溶融した。溶融後急冷し、ボールミ
ルにて平均粒径が約２μｍになるまで粉砕した。
後、１４００℃にて溶融した。溶融後急冷し、ボールミ
ルにて平均粒径が約２μｍになるまで粉砕した。
【００１６】（２）基板の作製 作製したガラスとアルミナ、コーディエライト、ムライ
トなどのフィラーとを表１に示す割合となるように混合
して、これに溶剤とアクリルバインダーを加えスラリー
とし、ドクターブレード法にてグリーンシートを成形し
た。このグリーンシートを複数枚重ね、熱プレスにて圧
着した後、窒素雰囲気中において９５０℃で焼成して基
板を作製した。
トなどのフィラーとを表１に示す割合となるように混合
して、これに溶剤とアクリルバインダーを加えスラリー
とし、ドクターブレード法にてグリーンシートを成形し
た。このグリーンシートを複数枚重ね、熱プレスにて圧
着した後、窒素雰囲気中において９５０℃で焼成して基
板を作製した。
【００１７】（３）評価 誘電率は、直径２０ｍｍ、厚さ１ｍｍの基板を作製し、
その両面にＩｎ−Ｇａ電極を塗布し、ＬＣＲメータ（ヒ
ューレットパッカード社製、４２８４Ａ型）を用いて、
１ＭＨｚ、１Ｖで容量を測定し、計算により誘電率を求
めた。基板の抗折強度は、幅１０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、
厚さ１ｍｍの基板を作製し、スパン３０ｍｍの３点曲げ
試験により強度を求めた。熱膨張率は、幅５ｍｍ、長さ
１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの基板を作製し、それを熱機械分
析装置（セイコー電子工業社製、ＴＭＡ３００型）を用
いて５℃／ｍｉｎの昇温速度で測定し、３０〜３００℃
の平均熱膨張係数を求めた。得られた結果を表１及び表
２に示す。
その両面にＩｎ−Ｇａ電極を塗布し、ＬＣＲメータ（ヒ
ューレットパッカード社製、４２８４Ａ型）を用いて、
１ＭＨｚ、１Ｖで容量を測定し、計算により誘電率を求
めた。基板の抗折強度は、幅１０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、
厚さ１ｍｍの基板を作製し、スパン３０ｍｍの３点曲げ
試験により強度を求めた。熱膨張率は、幅５ｍｍ、長さ
１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの基板を作製し、それを熱機械分
析装置（セイコー電子工業社製、ＴＭＡ３００型）を用
いて５℃／ｍｉｎの昇温速度で測定し、３０〜３００℃
の平均熱膨張係数を求めた。得られた結果を表１及び表
２に示す。
【００１８】基板の収縮開始温度は、幅５ｍｍ、長さ１
５ｍｍ、厚さ５ｍｍの生の積層板を作製し、これを５℃
／ｍｉｎの昇温速度で加熱していき、１％収縮した温度
を収縮開始温度として求めた。得られた結果を表２に示
す。
５ｍｍ、厚さ５ｍｍの生の積層板を作製し、これを５℃
／ｍｉｎの昇温速度で加熱していき、１％収縮した温度
を収縮開始温度として求めた。得られた結果を表２に示
す。
【００１９】（比較例１〜４）なお、比較のため、実施
例と同一の材料を用い、表１に示す割合で配合して混合
し、実施例と同じく低温焼成セラミック多層配線基板を
作製した。得られた基板に対して、同じく実施例と同様
に誘電率、抗折強度、熱膨張係数を求めた。その結果を
表１に示す。
例と同一の材料を用い、表１に示す割合で配合して混合
し、実施例と同じく低温焼成セラミック多層配線基板を
作製した。得られた基板に対して、同じく実施例と同様
に誘電率、抗折強度、熱膨張係数を求めた。その結果を
表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】表１及び表２から明らかなように、実施例
１〜１８においては、誘電率が６以下、基板の抗折強度
が２０００ｋｇ／ｃｍ２以上、熱膨張係数が５ｐｐｍ／
℃以下の基板となっている。これに対して比較例では、
表１のようにガラスの量が範囲外にあると誘電率が６を
超えてしまったり（比較例１）、ガラスの量が範囲内に
あってもコーディエライトを含まないとやはり誘電率が
６を超えてしまっている（比較例２）。また、アルミナ
を含まないと基板の抗折強度が２０００ｋｇ／ｃｍ２を
割ってしまっており（比較例３、４）、いずれも満足な
結果は得られなかった。
１〜１８においては、誘電率が６以下、基板の抗折強度
が２０００ｋｇ／ｃｍ２以上、熱膨張係数が５ｐｐｍ／
℃以下の基板となっている。これに対して比較例では、
表１のようにガラスの量が範囲外にあると誘電率が６を
超えてしまったり（比較例１）、ガラスの量が範囲内に
あってもコーディエライトを含まないとやはり誘電率が
６を超えてしまっている（比較例２）。また、アルミナ
を含まないと基板の抗折強度が２０００ｋｇ／ｃｍ２を
割ってしまっており（比較例３、４）、いずれも満足な
結果は得られなかった。
【００２３】
【発明の効果】以上の通り、本発明にかかる材料を所定
の範囲の割合で用いて低温焼成セラミック多層配線基板
を作製すれば、内部導体として低温度で焼成するＡｇ、
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕなどが使用可能で、かつ基板の
誘電率が６以下、抗折強度が２０００ｋｇ／ｃｍ２以
上、熱膨張係数が５ｐｐｍ／℃以下の低温焼成セラミッ
ク多層配線基板を得ることが出来る。
の範囲の割合で用いて低温焼成セラミック多層配線基板
を作製すれば、内部導体として低温度で焼成するＡｇ、
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕなどが使用可能で、かつ基板の
誘電率が６以下、抗折強度が２０００ｋｇ／ｃｍ２以
上、熱膨張係数が５ｐｐｍ／℃以下の低温焼成セラミッ
ク多層配線基板を得ることが出来る。
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミック基板の作製に使用する材料と
して、７０〜９０重量％のガラスを、５〜２０重量％の
アルミナを、５〜１５重量％のコーディエライトを、０
〜１０重量％のムライトを用いることを特徴とする低温
焼成セラミック多層配線基板。 - 【請求項２】 前記ガラスの組成が、５０〜６５モル％
のＳｉＯ２と、５〜２０モル％のＡｌ２Ｏ３と、５〜２
０モル％のＭｇＯと、１〜５モル％のＢ２Ｏ３と、７〜
２０モル％のＺｎＯ、ＢａＯのうちいずれか１種以上と
であることを特徴とする請求項１記載の低温焼成セラミ
ック多層配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33911393A JPH07147487A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 低温焼成セラミック多層配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33911393A JPH07147487A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 低温焼成セラミック多層配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07147487A true JPH07147487A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=18324387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33911393A Pending JPH07147487A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 低温焼成セラミック多層配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07147487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1443029A1 (en) * | 2001-11-05 | 2004-08-04 | Asahi Glass Company Ltd. | Glass ceramic composition |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP33911393A patent/JPH07147487A/ja active Pending
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