JPH069296B2 - Manufacturing method of non-oxide ceramic wiring board - Google Patents
Manufacturing method of non-oxide ceramic wiring boardInfo
- Publication number
- JPH069296B2 JPH069296B2 JP61313813A JP31381386A JPH069296B2 JP H069296 B2 JPH069296 B2 JP H069296B2 JP 61313813 A JP61313813 A JP 61313813A JP 31381386 A JP31381386 A JP 31381386A JP H069296 B2 JPH069296 B2 JP H069296B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide ceramic
- wiring board
- ceramic
- ceramic wiring
- conductor paste
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910052575 non-oxide ceramic Inorganic materials 0.000 title claims description 21
- 239000011225 non-oxide ceramic Substances 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000010020 roller printing Methods 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 45
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 11
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- 229920005822 acrylic binder Polymers 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000001272 pressureless sintering Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、大型コンピューター本体の主要部を形成する
ＬＳＩ実装用基板に関し、特に高密度の配線回路を有す
る実装用基板に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an LSI mounting substrate forming a main part of a large computer body, and more particularly to a mounting substrate having a high-density wiring circuit.
（従来の技術と問題点） 今日、半導体工業の飛躍的進展によってＩＣ、ＬＳＩの
大容量化、高速化、小型化が要請され、ＬＳＩにあって
は高密度化が図られている。これらの要請に伴ない、Ｌ
ＳＩ実装用基板も高密度の配線回路が要求され、導体
幅、導体間隔、スルホール孔径が微細化されつつある。(Conventional Technology and Problems) Today, due to the rapid progress of the semiconductor industry, there has been a demand for large capacity, high speed, and small size of ICs and LSIs, and LSIs are being densified. With these requests, L
High-density wiring circuits are also required for SI mounting substrates, and conductor widths, conductor intervals, and through hole diameters are becoming finer.
ところで、従来ＬＳＩ実装用基板は、一般にグリーンシ
ート積層法によって製造されているが、一般にグリーン
シート積層法（メタライズ同時焼成）は、 セラミックス、メタライズ層の一括焼成のため、相互
拡散現象が生じ易い。By the way, a conventional LSI mounting substrate is generally manufactured by a green sheet laminating method. However, in the green sheet laminating method (metallization simultaneous firing), mutual diffusion phenomenon is likely to occur because ceramics and metallization layers are fired together.
導体ペーストの脱バインダーが難かしく、残炭した炭
素がセラミックス中へ侵入し易い。It is difficult to remove the binder from the conductor paste, and carbon from the residual carbon easily penetrates into the ceramics.
層内に回路が閉じこめられてしまうため、脱バインダ
ーが難かしく、導体ペースト中のバインダー類が炭化し
導体層に残り易い。Since the circuit is confined in the layer, it is difficult to remove the binder, and the binders in the conductor paste are easily carbonized and remain in the conductor layer.
等の問題点を有している。その結果、導体及び抵抗体の
シート抵抗値の不良、抵抗体のノイズ発生、隣接導体間
あるいは多層配線導体の絶縁抵抗不良、耐電圧劣化、静
電容量（誘電率）の増大、スルホール導通抵抗値の増大
等の現象が発生し易いものであった。There are problems such as. As a result, the sheet resistance of the conductor and the resistor is defective, noise is generated in the resistor, the insulation resistance of the adjacent conductors or the multilayer wiring conductor is defective, the withstand voltage is deteriorated, the capacitance (dielectric constant) is increased, and the through-hole conduction resistance value is set. The phenomenon such as an increase in the temperature was likely to occur.
また、ＬＳＩが大容量化、高速化し、チップサイズが大
きくなると、入出力端子、電源供給用端子が増加する。
そのため、セラミックス基板側のボンディングパット部
の面積が足りなくなる。そこで、ＬＳＩ実装用基板に、
フリップチップ形式の配線基板が要求されつつある。Further, as the LSI has a larger capacity, a higher speed, and a larger chip size, the number of input / output terminals and power supply terminals increases.
Therefore, the area of the bonding pad portion on the ceramic substrate side becomes insufficient. Therefore, on the LSI mounting board,
There is a growing demand for flip-chip type wiring boards.
フリップチップ形式の配線基板が特に具備すべき性質と
しては、 チップと基板の熱膨張係数の差によってストレスを受
けるため、強度補償から基板厚みを厚くする。As a property that the flip-chip type wiring board should have in particular, since the stress is caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the chip and the board, the board thickness is increased from the viewpoint of strength compensation.
チップからの熱伝導性を高くする。Increases thermal conductivity from the chip.
等が必要である。その結果、セラミックスシート（厚膜
シート）のメタライズ技術が必要になる。また、チップ
からの熱伝導性を考えると、ハンダバンプからの放熱性
を高めるため、メタライズ層は緻密で、かつジュール熱
を発生させないように、メタライズの比抵抗を理論値に
近づけること等が重要な条件となっている。Etc. are required. As a result, a ceramic sheet (thick film sheet) metallization technology is required. Also, considering the thermal conductivity from the chip, it is important to make the metallization layer close to the theoretical value so that the metallization layer is dense and Joule heat is not generated in order to improve the heat dissipation from the solder bumps. It is a condition.
本発明者らは、これらの特性を具備した基板を得るべく
研究を行ない、特に高熱伝導性及び高密度度配線化に着
目して種々検討した結果、本焼成する前に仮焼成を行っ
たセラミックスシートへ、高融点金属元素を主成分とし
た導体ペーストを印刷し本焼成することが、高熱伝導性
に優れたメタライズ層を形成し、高密度配線化に有効で
あることを新規に知見し、本発明を完成したのである。The present inventors conducted research to obtain a substrate having these characteristics, and as a result of various studies focusing on high thermal conductivity and high density wiring, ceramics that were pre-fired Newly found that printing a conductor paste containing a high-melting-point metal element as a main component on a sheet and performing main firing forms a metallized layer excellent in high thermal conductivity, and is effective for high-density wiring, The present invention has been completed.
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、以下の実情に鑑みてなされたもので、その解
決しようとする問題は、フリップチップ形式の配線基板
を製造するに際しての、セラミックスとメタライズ層間
の相互拡散現象、導体ペーストの残炭した炭素がセラミ
ックス層中へ侵入する現象、導体層の金属の炭化現象、
メタライズ層の緻密化不足現象である。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the following circumstances. The problem to be solved is to solve the problem between the ceramics and the metallized layer when manufacturing a flip-chip type wiring board. Mutual diffusion phenomenon, Phenomenon of carbon remaining in the conductor paste in the ceramic layer, Carbonization of metal in the conductor layer,
This is a phenomenon of insufficient densification of the metallized layer.
そして、本発明の目的とするところは、前述した従来の
セラミックス配線基板の欠点を除去せしめて、熱伝導性
の優れたフリップチップ形式のセラミックス高密度配線
基板を得るための製造方法を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a manufacturing method for obtaining a flip-chip type ceramics high density wiring board having excellent thermal conductivity by eliminating the above-mentioned drawbacks of the conventional ceramics wiring board. It is in.
（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するための本発明が採った手段は、 非酸化物系セラミックスを主成分とするグリーンシート
(10)を非酸化性雰囲気中で仮焼成し該非酸化物系セラミ
ックス粒子の一部を結合させた後、この仮焼成体である
セラミックスシート(15)に金属元素を主成分とする導体
ペースト(30)を使用して配線回路を形成し、次いで非酸
化性雰囲気中で焼成することを特徴とする非酸化物系セ
ラミックス配線基板の製造方法である。(Means for Solving Problems) Means adopted by the present invention for solving the above problems are green sheets containing non-oxide ceramics as a main component.
(10) is pre-baked in a non-oxidizing atmosphere to bond some of the non-oxide ceramic particles, and then a ceramic paste (15), which is the pre-baked body, has a conductor paste containing a metal element as a main component ( 30) is used to form a wiring circuit, which is then fired in a non-oxidizing atmosphere.
すなわち、本発明にあっては、まず非酸化物系セラミッ
クスを主成分とするシートに、第１図に示したような生
成形体(10)（通常グリーンシートと呼ばれている）を形
成するのである。また、必要に応じてこのグリーンシー
ト(10)には、貫通孔(11)を設ける。フリップチップ形式
のセラミックス高密度配線基板の場合、スルホールとな
るべき貫通孔(11)は、通常多数必要であるので、ポンチ
による打ち抜きか、あるいは多軸ドリルによる貫通孔加
工によって、必要な数の貫通孔(11)を同時に形成すると
よい。That is, in the present invention, first, a green body (10) (usually called a green sheet) as shown in FIG. 1 is formed on a sheet containing non-oxide ceramics as a main component. is there. Further, the green sheet (10) is provided with a through hole (11) if necessary. In the case of a flip-chip type ceramics high-density wiring board, a large number of through holes (11) that should be through holes are usually required.Therefore, punching with a punch or drilling through holes with a multi-axis drill will provide the required number of through holes. The holes (11) may be formed at the same time.
そして、このように形成したグリーンシート(10)を非酸
化性雰囲気中で仮焼成するのである。この場合、グリー
ンシート(10)は、酸化防止のため、非酸化性雰囲気中で
有機系のバインダーを十分に飛散できるような昇温条件
を含めて仮焼成するとよい。また、仮焼成によって前記
セラミックス粒子が一部結合できる温度がよく、1000〜
1700℃の温度で、10分間以上仮焼成するのが好ましい。
仮焼成する理由は以下にある。Then, the green sheet (10) thus formed is pre-baked in a non-oxidizing atmosphere. In this case, in order to prevent oxidation, the green sheet (10) may be preliminarily fired in a non-oxidizing atmosphere including a temperature rising condition that allows the organic binder to be sufficiently scattered. Further, the temperature at which the ceramic particles can partially be bonded by calcination is good, and 1000 to
It is preferable to perform calcination at a temperature of 1700 ° C. for 10 minutes or more.
The reason for calcination is as follows.
セラミックス粒子が一部結合するため、セラミックス
シートの強度が増加する。つまり、グリーンシート上に
印刷する場合より、仮焼成後のセラミックスシート上に
印刷した場合の方が、シートの破損が極めて少ない。Since the ceramic particles are partially bonded, the strength of the ceramic sheet increases. That is, the damage to the sheet is extremely less when printing is performed on the ceramics sheet after the calcination than when printing on the green sheet.
セラミックス粒子が一部結合するため、印刷時におけ
る導体ペースト中の溶媒及びバインダーが、仮焼成後の
セラミックスシートへ侵入する割合が少なくなる。その
結果、本焼成後のセラミックスが絶縁性に優れる。Since the ceramic particles are partially bonded, the solvent and the binder in the conductor paste during printing are less likely to enter the ceramic sheet after calcination. As a result, the ceramics after the main firing have excellent insulating properties.
仮焼成後のセラミックスシートに、導体ペーストを印
刷し本焼成した場合、セラミックスとメタライズ層間の
相互拡散現象がほとんどなく、緻密で電気比抵抗が理論
値に極めて近い優れた導体層を形成できる。When the conductor paste is printed on the ceramic sheet after the calcination and the main calcination is performed, there is almost no interdiffusion phenomenon between the ceramic and the metallized layer, and it is possible to form a dense and excellent conductor layer whose electric resistivity is extremely close to the theoretical value.
そして、このように形成されたセラミックスシート(15)
は、その表面に、例えばローラー（円筒形）(40)を利用
することを特徴とした装置を用いて、金属物質がバイン
ダーや溶媒等と混合されて形成された導体ペースト(30)
により、配線回路が形成され、次いで非酸化性雰囲気中
で焼成される。この場合の焼成は、1700〜2100℃の温度
で実施することが好ましい。前記導体ペースト(30)を構
成する金属は、セラミックス基板として使用されるセラ
ミックスの焼成温度と同等もしくは、より高い融点を有
するものがよく、Ｗ、Ｗｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｔｉ、
あるいはそれらの化合物から選ばれるいずれか少なくと
も１種であるのが好ましい。Then, the ceramic sheet (15) thus formed
Is a conductor paste (30) formed by mixing a metal substance with a binder, a solvent or the like on the surface of the device using a device characterized by using, for example, a roller (cylindrical) (40).
Thus, a wiring circuit is formed and then fired in a non-oxidizing atmosphere. The firing in this case is preferably carried out at a temperature of 1700 to 2100 ° C. It is preferable that the metal forming the conductor paste (30) has a melting point equal to or higher than the firing temperature of the ceramic used as the ceramic substrate, such as W, Wo, Mn, Ni, Pd, Ti,
Alternatively, it is preferably at least one selected from those compounds.
前記導体ペースト(30)のバインダーとしては、エチルセ
ルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、ビニル系
の合成樹脂、アルキッドフェノール系の合成樹脂、エポ
キシ樹脂などを有利に使用することができ、また前記溶
媒としては、バインダーの種類により適宜選択すること
が必要であり、例えばバインダーとしてエチルセルロー
スを使用した場合には、トルエン、キシレン等の芳香族
溶媒やメチルエチルケトン等のケトン系溶媒を使用する
ことが有利である。As the binder of the conductor paste (30), ethyl cellulose, nitrocellulose, acrylic resin, vinyl synthetic resin, alkyd phenol synthetic resin, epoxy resin or the like can be advantageously used, and as the solvent, It is necessary to select appropriately depending on the kind of the binder. For example, when ethyl cellulose is used as the binder, it is advantageous to use an aromatic solvent such as toluene or xylene or a ketone solvent such as methyl ethyl ketone.
なお、第２図に示した装置であっては、仮焼成後のセラ
ミックスシート(15)の上をメタルマスク(20)によって覆
い、ローラー(40)を所定の速度で移動させる。勿論、メ
タルマスク(20)には、仮焼成後のセラミックスシート(1
5)に形成した貫通孔(11)に対応する貫通孔(21)が形成し
てある。この移動時にメタルマスク(20)の上からペース
ト状にした導体ペースト(30)を流し込み、メタルマスク
(20)の上に配置させたローラー(40)によって、この導体
ペースト(30)を各貫通孔(11)(21)内に充填するのであ
る。In the apparatus shown in FIG. 2, the ceramic sheet (15) after calcination is covered with a metal mask (20), and the roller (40) is moved at a predetermined speed. Of course, the metal mask (20) has a ceramic sheet (1
A through hole (21) corresponding to the through hole (11) formed in 5) is formed. At the time of this movement, the conductive paste (30) in paste form is poured from above the metal mask (20) to
The conductor paste (30) is filled in the through holes (11) and (21) by the roller (40) arranged on the (20).
導体ペースト(30)を貫通孔(11)(21)に充填させる技術に
おいて、従来から一般に知られているスキジーの移動に
よる導体ペースト(30)の充填は、セラミックスシート(1
5)が厚い場合、特に貫通孔(11)(21)の孔径が小さい場合
に貫通孔(11)(21)への充填能力が著しく低下する。その
結果、未充填の貫通孔(11)(21)が発生し易く、導通不良
の原因となる。これに比べローラー(40)を利用した充填
方法は、ローラー(40)の回転力が垂直方向にセラミック
スシート(15)に加わることによって、導体ペースト(30)
を貫通孔(11)(21)に充填できるのである。つまり、セラ
ミックスシート(15)が厚い場合や、貫通孔(11)(21)の孔
径が小さい場合にも容易に充填することができるのであ
る。In the technique of filling the through holes (11) and (21) with the conductor paste (30), the filling of the conductor paste (30) by the movement of squeegee, which is generally known in the past, is performed by the ceramic sheet (1
When 5) is thick, especially when the diameter of the through holes (11) (21) is small, the filling ability into the through holes (11) (21) is significantly reduced. As a result, unfilled through-holes (11) and (21) are likely to occur, which causes poor conduction. Compared with this, the filling method using the roller (40) is that the rotating force of the roller (40) is applied to the ceramic sheet (15) in the vertical direction, so that the conductive paste (30)
Can be filled in the through holes (11) and (21). That is, the ceramic sheet (15) can be easily filled even when it is thick or when the through holes (11) and (21) have small hole diameters.
このように、導体ペースト(30)により配線回路を形成し
たセラミックスシート(15)を、非酸化雰囲気中で再度焼
成する。なお、上下に同じ組成からなるセラミックス板
(17)を重ね、第３図に示したような焼成装置(50)によっ
て加圧しながら、かつセラミックスの焼成温度で焼成し
ても良い。この場合、焼成装置(50)の加熱部は普通カー
ボンによってできており、焼成時に貫通孔(11)内の金属
の炭化を防止するために、上下に同じ組成からなるセラ
ミックス板(17)を重ねて焼成するのである。また、各貫
通孔(11)は、その中に充填した金属によって保護されて
いるから、焼成装置(50)によって仮焼成後のセラミック
スシート(15)に圧力が加えられても、この貫通孔(11)の
形状が変化することはほとんどない。Thus, the ceramic sheet (15) on which the wiring circuit is formed by the conductor paste (30) is fired again in a non-oxidizing atmosphere. It should be noted that ceramic plates with the same composition on the top and bottom
(17) may be stacked and fired at the firing temperature of ceramics while applying pressure by the firing apparatus (50) as shown in FIG. In this case, the heating part of the firing device (50) is usually made of carbon, and in order to prevent carbonization of the metal in the through holes (11) during firing, ceramic plates (17) of the same composition are stacked on top and bottom. And fire it. Further, since each through hole (11) is protected by the metal filled therein, even if a pressure is applied to the ceramic sheet (15) after pre-baking by the baking device (50), the through hole (11) The shape of 11) hardly changes.
なお、第３図に示した焼成装置(50)にあっては、その上
ラムと下ラム間に配置された上記のセラミックス材料を
両ラムによって加圧しながら焼成を行なうようにしたも
のである。In the firing apparatus (50) shown in FIG. 3, the above ceramic material arranged between the upper ram and the lower ram is fired while being pressed by both rams.
次に、本発明を実施例によって説明する。Next, the present invention will be described with reference to examples.
（実施例１） ドクターブレード法で作成した厚み１ｍｍの窒化アルミ
ニウム質の生成形態(10)を、45ｍｍ×45ｍｍの角板に切
断し、さらに金型を使用したパンチング加工によって、
第１図に示したような直径φ０．１ｍｍの貫通孔(11)を
０．６３６ｍｍピッチの間隔で760個設けた。(Example 1) A 1 mm-thick aluminum nitride material generation form (10) prepared by the doctor blade method was cut into a 45 mm x 45 mm square plate, and further punched using a die.
As shown in FIG. 1, 760 through holes 11 having a diameter of 0.1 mm were provided at a pitch of 0.636 mm.
次いで、窒素雰囲気中で生成形体を脱脂した後、1500℃
で２時間保持して仮焼成を行った。仮焼成を行ったセラ
ミックスシート(15)をＳＥＭ観察してみると、窒化アル
ミ粒子が一部結合しているのが確認された。Then, after degreasing the green compact in a nitrogen atmosphere, 1500 ° C
It was held for 2 hours to perform calcination. The SEM observation of the calcined ceramic sheet (15) confirmed that the aluminum nitride particles were partially bonded.
次いで、ダングステン粉とアクリル系バインダーとを配
合してペースト状にした組成物を、メタルマスク(20)及
びローラー(40)を用いてセラミックスシート(15)の各貫
通孔(11)内へ充填して乾燥した。Next, the composition made into a paste by mixing Dangsten powder and an acrylic binder is filled into each through hole (11) of the ceramic sheet (15) using the metal mask (20) and the roller (40). And dried.
このようにして各貫通孔(11)内に組成物を充填した仮焼
成後のセラミックスシート(15)を、黒鉛性焼結装置(50)
内に挿入し、真空状態で導体ペースト(30)中のバインダ
ーを分解させ脱脂した後、加圧焼成した。この場合の焼
成は常温〜1500℃までの間は35℃／分で昇温した後、さ
らに10℃／分の割合で昇温し、最高温度1910℃で１時間
保持した。常温〜1500℃までの間は減圧で昇温し、1500
℃で１〜10-4Ｔｏｒｒまで到達させた。1500℃より高温
域は、大気圧の窒素気流とした。成形圧力は常温〜1500
℃までは、無加圧、1500℃よりも高温域では300Ｋｇ／
ｃm2の圧力を付与した。In this way, the ceramic sheet (15) after calcination, in which the through holes (11) were filled with the composition, a graphite sintering device (50)
It was inserted into the inside, and the binder in the conductor paste (30) was decomposed and degreased in a vacuum state, and then pressure baking was performed. In the firing in this case, the temperature was raised from room temperature to 1500 ° C. at a rate of 35 ° C./min, then at a rate of 10 ° C./min and held at the maximum temperature of 1910 ° C. for 1 hour. From room temperature to 1500 ℃, increase the temperature by reducing the pressure to 1500
It was allowed to reach 1 to 10 -4 Torr at ℃. The region above 1500 ° C was a nitrogen stream at atmospheric pressure. Molding pressure is room temperature ~ 1500
No pressure up to ℃, 300Kg / in temperature range higher than 1500 ℃
A pressure of cm 2 was applied.
（実施例２） 上記実施例１と同様に作成した生成形体(10)の切断、及
びパンチング加工は、常圧焼結によって収縮する割合を
予め計算したものである。生成形体(10)には、焼結助剤
としてＹ２Ｏ３が５Ｗｔ％含まれている。この生成形体
(10)を窒素雰囲気中で脱脂した後、1500℃で２時間保持
して仮焼成した。タングステン導体ペースト（高融点金
属ペースト）(30)をメタルマスク(20)及びローラー(40)
を用いて、仮焼成後のセラミックスシート(15)の貫通孔
(11)内へ充填して乾焼させた。次に、ＢＮ粉末で被覆し
た黒鉛るつぼ中に設置し、真空状態で導体ペースト(30)
中のバインダーを分解させ脱脂した後、常圧焼結した。
この場合の焼成は、常温〜1500℃までの間は35℃／分で
昇温した後、さらに10℃／分の割合で昇温し、最高温度
1910℃で１時間保持した。常温〜1500℃までの間は、減
圧で昇温し、1500℃で１〜10-4Ｔｏｒｒまで到達させ
た。1500℃より高温域では、大気圧の窒素気流とした。(Example 2) In the cutting and punching of the green body (10) produced in the same manner as in Example 1, the rate of shrinkage due to atmospheric pressure sintering was calculated in advance. The green body (10) contained 5 Wt% of Y 2 O 3 as a sintering aid. This generated form
After degreasing (10) in a nitrogen atmosphere, it was temporarily baked at 1500 ° C. for 2 hours. Apply tungsten conductor paste (high melting point metal paste) (30) to metal mask (20) and roller (40).
Through holes in the ceramic sheet (15) after calcination
It was filled in (11) and dried. Next, it was placed in a graphite crucible coated with BN powder and the conductor paste (30) was placed in a vacuum state.
The binder inside was decomposed and degreased, followed by pressureless sintering.
In this case, firing is performed at a temperature of 35 ° C / min from room temperature to 1500 ° C, and then at a rate of 10 ° C / min to reach the maximum temperature.
Hold at 1910 ° C for 1 hour. From room temperature to 1500 ° C., the temperature was raised under reduced pressure to reach 1 to 10 −4 Torr at 1500 ° C. In the temperature range higher than 1500 ° C, the nitrogen flow was atmospheric pressure.
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明にあっては、上記各実施例
にて例示した如く、非酸化物系セラミックスを主成分と
するグリーンシートを非酸化性雰囲気中で仮焼成し該非
酸化物系セラミックス粒子の一部を結合させた後、この
セラミックスシートに高融点金属元素を主成分とする導
体ペーストを使用して配線回路を形成し、次いで非酸化
性雰囲気中で焼成することに特徴があり、従来の技術で
あるセラミックス生成形体へ導体ペーストを印刷して、
加圧しながら非酸化性雰囲気で焼成させたセラミックス
配線基板とを比べると、 ＡｌＮセラミックスの絶縁性が高くなる。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, as illustrated in each of the above embodiments, the green sheet containing the non-oxide ceramics as a main component is pre-baked in a non-oxidizing atmosphere. Then, after bonding a part of the non-oxide ceramic particles, a wiring circuit is formed on the ceramic sheet by using a conductor paste containing a refractory metal element as a main component, and then the ceramic sheet is fired in a non-oxidizing atmosphere. It is characterized by printing the conductor paste on the ceramics generation body, which is a conventional technology,
Compared with a ceramic wiring board that is fired in a non-oxidizing atmosphere while applying pressure, the insulating property of AlN ceramics becomes higher.
Ｗメタライズの緻密化が促進される。The densification of W metallization is promoted.
Ｗメタライズの比抵抗が理論値に極めて近くなる。The specific resistance of W metallization becomes extremely close to the theoretical value.
等の効果があった。And so on.
第４図は、本発明によって作成された基板、即ち仮焼成
した後、本焼成して作成した基板の断面組織を示す走査
型電子顕微鏡写真（1500倍）であり、第５図は、従来の
技術によって作成された基板、即ち生成形体を焼成して
作成した基板の断面組織を示す走査型電子顕微鏡写真
（1500倍）である。 FIG. 4 is a scanning electron micrograph (1500 times) showing a cross-sectional structure of a substrate prepared by the present invention, that is, a substrate prepared by pre-baking and then main baking, and FIG. It is a scanning electron micrograph (1500 times) showing the cross-sectional structure of the substrate produced by the technique, that is, the substrate produced by firing the green body.
この２つの図から明らかであるように、製造方法によっ
て異質のＡｌＮ組織ができること、またタングステンメ
タライズ層が本発明の基板にあっては緻密化しているこ
とが解る。本発明によって作成されたＡｌＮ組織は、絶
縁性が高く、タングステンメタライズの比抵抗は、理論
値に極めて近づいた。As is apparent from these two figures, it can be seen that a different AlN structure is formed by the manufacturing method, and the tungsten metallized layer is densified in the substrate of the present invention. The AlN structure produced by the present invention has a high insulating property, and the specific resistance of the tungsten metallization is extremely close to the theoretical value.
すなわち本発明の製造方法によれば，所望の要求特性に
あうよう基板素材として選択されたセラミックス本来の
特性を損なうことなく 非酸化物系セラミックスの絶縁性が高くなる。That is, according to the manufacturing method of the present invention, the insulating properties of the non-oxide ceramics are enhanced without impairing the original characteristics of the ceramics selected as the substrate material so as to meet the desired required characteristics.
金属元素を主成分とする導体ペーストを使用した配線
回路の緻密化が促進される。Densification of a wiring circuit using a conductor paste containing a metal element as a main component is promoted.
上記配線回路の比抵抗が理論的に極めて近くなる。The specific resistance of the wiring circuit becomes theoretically very close.
等の効果を奏する非酸化物系セラミックス配線基板を製
造できるものであり、大型，ンピユーター本体の主要部
を構成するＬＳＩ実装用基板に代表される，高密度に配
線されしかもチップからの熱伝導性の高い非酸化物系セ
ラミックス配線基板を製造できるという顕著な効果を奏
するものである。It is possible to manufacture a non-oxide ceramic wiring board that has the effects such as the above. Large-sized, high-density wiring and thermal conductivity from the chip, represented by the LSI mounting board that constitutes the main part of the computer main body. This is a remarkable effect that a non-oxide ceramic wiring board having a high price can be manufactured.
第１図はスルーホールとなる貫通孔を有する生成形体の
斜視図、第２図は本発明に係る方法において使用される
金属ペースト印刷のための装置を示す部分側面図、第３
図は本発明に係る方法において使用される焼成装置の縦
断面図、第４図は本発明に係る方法で製造された非酸化
物系セラミックス配線基板の結晶の構造を示す電子顕微
鏡写真、第５図は従来の方法で製造された非酸化物系セ
ラミックス配線基板の結晶の構造を示す電子顕微鏡写真
である。 符号の説明 10…生成形体，グリーンシート 11…貫通孔 15…セラミックスシート 17…セラミックス板 20…メタルマスク 21…貫通孔 30…導体ペースト 40…ローラー 50…焼成装置FIG. 1 is a perspective view of a green body having a through hole to be a through hole, FIG. 2 is a partial side view showing an apparatus for printing a metal paste used in a method according to the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a firing apparatus used in the method according to the present invention, FIG. 4 is an electron micrograph showing a crystal structure of a non-oxide ceramic wiring substrate manufactured by the method according to the present invention, and FIG. The figure is an electron micrograph showing the crystal structure of a non-oxide ceramic wiring substrate manufactured by a conventional method. Explanation of reference numerals 10 ... Green body, green sheet 11 ... Through hole 15 ... Ceramic sheet 17 ... Ceramic plate 20 ... Metal mask 21 ... Through hole 30 ... Conductor paste 40 ... Roller 50 ... Firing device
Claims (7)
リーンシートを非酸化性雰囲気中で仮焼成し該非酸化物
系セラミックス粒子の一部を結合させた後，この仮焼成
体に金属元素を主成分とする導体ペーストを使用して配
線回路を形成し，次いで非酸化性雰囲気中で焼成するこ
とを構成の特徴とする非酸化物系セラミックス配線基板
の製造方法。1. A green sheet containing a non-oxide ceramic as a main component is pre-baked in a non-oxidizing atmosphere to bond a part of the non-oxide ceramic particles, and then a metal element is added to the pre-baked body. A method for manufacturing a non-oxide ceramic wiring board, which is characterized in that a wiring circuit is formed using a conductor paste as a main component and then fired in a non-oxidizing atmosphere.
のである特許請求の範囲第１項記載の非酸化物系セラミ
ックス配線基板の製造方法。2. The method for producing a non-oxide ceramic wiring board according to claim 1, wherein the green sheet has a through hole.
ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４から選択されるいずれか少なくとも
１種を主成分とするものである特許請求の範囲第１項記
載の非酸化物系セラミックス配線基板の製造方法。3. The non-oxide ceramics is AlN,
The method for producing a non-oxide ceramic wiring board according to claim 1, which contains at least one selected from SiC and Si 3 N 4 as a main component.
Ｐｄ，Ｔｉから選択されるいずれか少なくとも１種であ
る特許請求の範囲第１項記載の非酸化物系セラミックス
配線基板の製造方法。4. The metal element is W, Mo, Mn, Ni,
The method for producing a non-oxide ceramic wiring board according to claim 1, wherein the method is at least one selected from Pd and Ti.
で、10分間以上仮焼成する特許請求の範囲第１項記載の
非酸化物系セラミックス配線基板の製造方法。5. The method for producing a non-oxide ceramic wiring board according to claim 1, wherein the green sheet is pre-baked at a temperature of 1000 to 1700 ° C. for 10 minutes or more.
体ペーストを使用して配線回路を形成した後、1700〜21
00℃の温度で焼成する特許請求の範囲第１項記載の非酸
化物系セラミックス配線基板の製造方法。6. A wiring circuit is formed by using a conductor paste containing a metal element as a main component on the calcined body, and then 1700 to 21.
The method for producing a non-oxide ceramic wiring substrate according to claim 1, wherein the firing is performed at a temperature of 00 ° C.
成されてなる特許請求の範囲第１項記載の非酸化物系セ
ラミックス配線基板の製造方法。7. The method for manufacturing a non-oxide ceramic wiring board according to claim 1, wherein the wiring circuit is formed by roller printing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61313813A JPH069296B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Manufacturing method of non-oxide ceramic wiring board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61313813A JPH069296B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Manufacturing method of non-oxide ceramic wiring board |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164489A JPS63164489A (en) | 1988-07-07 |
| JPH069296B2 true JPH069296B2 (en) | 1994-02-02 |
Family
ID=18045821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61313813A Expired - Lifetime JPH069296B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Manufacturing method of non-oxide ceramic wiring board |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069296B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4878816B2 (en) * | 2005-11-14 | 2012-02-15 | 株式会社ダイゾー | Aerosol product and contents discharge device used therefor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6263488A (en) * | 1985-09-13 | 1987-03-20 | 株式会社東芝 | Manufacturing thick film substrate |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61313813A patent/JPH069296B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63164489A (en) | 1988-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3666321B2 (en) | Multilayer ceramic substrate and manufacturing method thereof | |
| US6346317B1 (en) | Electronic components incorporating ceramic-metal composites | |
| JPH0452000B2 (en) | ||
| JPH0613726A (en) | Ceramics circuit board | |
| US6143421A (en) | Electronic components incorporating ceramic-metal composites | |
| JP3929660B2 (en) | Insulating alumina substrate and alumina copper-clad circuit substrate | |
| JP2955442B2 (en) | Manufacturing method of ceramic circuit board | |
| JPH069296B2 (en) | Manufacturing method of non-oxide ceramic wiring board | |
| JP4493158B2 (en) | Ceramic circuit board | |
| JPH0544840B2 (en) | ||
| JP4570263B2 (en) | Wiring board | |
| JPH0636473B2 (en) | Multilayer ceramic board | |
| JP3954912B2 (en) | Manufacturing method of ceramic circuit board | |
| JP2754806B2 (en) | Conductor paste for aluminum nitride substrate | |
| JP2986596B2 (en) | Method for manufacturing ceramic substrate having through hole | |
| JPH05191049A (en) | Manufacture of multilayer ceramic board | |
| JP3198139B2 (en) | AlN metallized substrate | |
| JP2002179467A (en) | AlN metallized substrate and manufacturing method thereof | |
| JPH0685461A (en) | Method for manufacturing aluminum nitride circuit board | |
| JPH10294561A (en) | Highly debinderable multilayer wiring board and its manufacturing method | |
| JPH0443440B2 (en) | ||
| JPH0523079B2 (en) | ||
| JP2763516B2 (en) | Metallization method for aluminum nitride substrate | |
| JPH0636474B2 (en) | Method for manufacturing multilayer ceramic wiring board | |
| JP3124614B2 (en) | Manufacturing method of ceramic substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |