JPS60171781A - 低誘電率多層基板の製造方法 - 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】 （ａ）発明の技術分１１’ 本発明は低誘電率の誘電材料を用いて形成される多層配
線基板の製造方法に関する。

（ｂ）技術の背景 高速化を実現する方法として、使用する電子回路素子の
小型化と大容量化とが強力に進められている。

ここで代表、的な回路素子はＬＳ、１などの半導体素子
であって、単位素子の小型化による集積度の増大が進ん
でいる。

この場合半導体素子はセラミックなどの耐熱性基板に装
着され、従来の実装法による場合はハーメチックシール
外装が施されて半導体装置が形成され、これをプリント
配線基板に装着されている。

また今後の実装法としてはチップ形状の半導体素子をセ
ラミックなどの耐熱性絶縁基板に直接に装着する方法が
採られようとしている。

ここでＬＳＩや更に集積度を一段と増加したＶＬＳＩな
どの半導体素子を耐熱性絶縁基板に装着するに当たって
は端子数が多いので必然的に多層配線基板の使用が必要
になる。

本発明はかかる目的に使用される多層基板の製造方法に
ついてのものである。

（Ｃ）従来技術と問題点 従来半導体素子を装着する多層配線基板としてはアルミ
ナを成分とするセラミックが用いられており、導体金属
としてはモリブデン・マンガン（Ｍｏ　−Ｍｎ　）合金
やタングステン・マンガン（Ｗ・Ｍｎ）合金などの高融
点金属が用いられている。

この理由はアルミナ（αＡ１２．０３）の焼結温度が十
数百度と極めて高く、金（Ａｕ　）や銅（Ｃｕ）など一
般に使用される導体金属の融点を越えていることによる
。

ここで電算機に使用される半導体素子のように演算の高
速化が必要な用途については従来のような多層基板の構
成は問題があり、基板材料の低誘電率化と導体パターン
の低抵抗化が必要となる。

すなわち多層基板の配線パターン間には静電容量が存在
するが、この容量値は対向して存在する配線パターンの
面積に比例すると共に距離に反比例する。

そのため多層配線基板の層数が増し、単位の層厚が減少
するに従って配線バクーン間の静電容量が増して漏話量
がふえ信号の高速伝播が困難となる。

また半導体素子の集積度の増加に対応して導体パターン
幅の減少が必要であり、約１００μｍの導体パターンの
実用化が必要となるが、これを実現するためには従来の
導体材料よりも遥かに低抵抗の金属を使用する必要があ
る。

これらの問題を解決するためアルミナを分散させたガラ
ス基板、結晶化ガラス基板などについて実用化が進めら
れている。

然しアルミナを添加した硼珪酸ガラスと結晶化ガラスに
ついては焼成温度が低（ＡｕやＣｕが使用できるが誘電
率は５乃至８と以前として高く、更に少ない誘電率を示
す基板の実用化が望まれている。

（ｄ）発明の目的 本発明の目的は低誘電率の絶縁材料を用いて基板を形成
すると共に低抵抗の導体材料を用いＬＳＩやＶＬＳ　Ｉ
などの半導体素子を装着するのに適した多層配線基板の
製造方法を提供するにある。

（ｅ）発明の構成 本発明の目的は抵抗率の低い導体金属を用いて配線パタ
ーンを形成するとともに低誘電率の耐熱材料を用いて構
成される多層配線基板において、構成容積比率が１０乃
至７０％の石英ガラスと低誘電率のガラスとの混合物を
主構成材料としてグリンシートを形成し、該シートを積
層して加圧したのち１１００℃以下の温度で焼成するこ
とにより石英ガラスが均一に分散したガラス質の多層配
線基板を作ることを特徴とする低誘電率多層基板の製造
方法により実現することができる。

（ｆ）発明の実施例 本発明は石英ガラスが誘電率が３．８と少なく、熱膨張
係数や絶縁抵抗値など電気的および機械的特性が優れて
いるのを利用し、これを例えば誘電率が４．６と小さい
硼珪酸ガラスのような低誘電率ガラスと混合して焼成し
、基板を作ることにより焼成温度を１ｉｏｏ℃以下にま
で下げることが可能となり、これによりＡｕやＣｕのよ
うに融点がｔ　ｉｏ。

℃以下の導体金属の使用を可能とし、これにより上記の
目的を達成するものである。

以下本発明を実施例について説明する。

表は実施例のガラスを作るに用いた原料組成である。

表 、ここでバインダとして本実施例ではアクリル樹脂をま
た有機溶剤としてはメチルエチルケトンを使用した。

これらの材料は良く混合したのち混練してスラリー状と
し、ドクタブレード法により厚さが３００μｍのグリン
シートを成形した。

次にこのシートを１５０１■角に打抜くと共に必要とす
る位置にバイアボールを作り、また銅ペーストをスクリ
ーン印刷して１００　μｍ幅の配線パターンを形成した
。

このようにして作った１０枚のグリンシートは正確に位
置合わせして積層したのち２０ＭＰａの圧力で３０分加
圧して一体化し、次に窒素気流中で１０００℃の温度で
３０分間に互って焼成して多層基板を得た。

このようにして得られた基板の誘電率は４．０であって
石英ガラスの３．８と近似しており、一方配線パターン
の面積抵抗は１．１＋ｍΩと低い。

図は実施例と同じ成分組成のものについて石英ガラスと
硼珪酸ガラスの構成比を変えて作った基板の密度と誘電
率の関係を示すもので夷る。

すなわち石英の含有量が増すに従って基板の誘電率は石
英ガラスの３．８に近づくが一方基板の密度は石英ガラ
スの含有量が７０％を越えると急激に低下して多孔質に
なる。

なお基板の製造は石英ガラスの含有量が少ないほうが作
りやすい。それゆえ用途に応じて石英ガラスの含有量を
１０乃至７０％の範囲に選択して多層基板を作ればよい
。

（ｇ）発明の効果 本発明は多層配線基板に装着される半導体素子の集積度
の向上に伴い一構成層数が増し、また層厚が薄くなる結
果として低誘電率基板で且つ抵抗率の低い配線パターン
を特徴とする請求に応えるためになされたもので、本発
明の実施により誘電率の小さい基板の実用化が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例について石英含有量に対する誘電率
と密度の関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抵抗率の低い導体金属を用いて配線パターンを形成する
   とともに低誘電率の耐熱材料を用いて構成される多層配
   線基板において、構成容積比率が１０乃至７０％の石英
   ガラスと低誘電率のガラスとの混合物を主構成材料とし
   てグリンシートを形成し、該シートを積層して加圧した
   のち１１００℃以下の温度で焼成することにより石英ガ
   ラスが均一に分散したガラス質の多層配線基板を作るこ
   とを特徴とする低誘電率多層基板の製造方法。