JP2002050869A

JP2002050869A - 多層配線基板の製造方法

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Publication number: JP2002050869A
Application number: JP2000230913A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kimura; 哲也木村; Yasuhide Tami; 保秀民
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-15
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: JP4535576B2

Abstract

(57)【要約】【課題】微細配線化、低抵抗化ができ、高寸法精度の多
層配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス粉末とセラミック粉末とを含有する
グリーンシート１表面に配線回路層３を形成してグリー
ンシート１を複数積層するとともに、グリーンシート１
の積層体の少なくとも一方の表面に、難焼結性セラミッ
ク材料を主体とし、非晶質成分を０．５〜１５体積％含
有する拘束シート８を積層した後、該積層体を配線回路
層３の融点以下の温度で焼成してガラスセラミック絶縁
基板１０の表面および／または内部に配線回路層３を形
成してなる多層配線基板Ａの製造方法において、ガラス
セラミック絶縁基板１０と拘束シート８との４０〜４０
０℃における平均熱膨張係数差を３×１０^-6／℃以下と
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、多層配線基板及び
半導体素子収納用パッケージなどに適した多層配線基板
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、配線基板、例えば、半導体素子を収
納するパッケージに使用される多層配線基板として、比
較的高密度の配線が可能な多層セラミック配線基板が多
用されている。この多層セラミック配線基板は、アルミ
ナやガラスセラミックなどの絶縁基板と、その表面に形
成されたＷやＭｏ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属からなる配線導
体とから構成されるもので、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。

【０００３】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、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等の低
抵抗金属を用いることができることから、焼成温度が１
０００℃以下のいわゆるガラスセラミック配線基板が一
層注目されている。

【０００４】ところが、このようなガラスセラミック配
線基板において、配線回路層を形成する手法としては、
Ｃｕ、Ａｇ等の金属からなる配線導体を主成分とするメ
タライズペーストを、スクリーン印刷法等によって絶縁
基板上に印刷する。しかし、このような手法を用いた場
合、配線幅１００μｍ以下を形成するのが困難であり、
今後必要とされる更なる高密度化、小型軽量化の達成を
阻む原因であった。電気抵抗についてもペーストで配線
回路層を形成させるために空隙が多く存在し、低抵抗化
が困難という問題があった。

【０００５】この問題を解決する手法としては、ガラス
セラミックグリーンシートにおける配線回路層を、エッ
チングした金属箔によって形成する手法が知られている
（特開昭６３−１４４９３号公報）。しかし、金属箔と
ガラスセラミックを同時焼成すると、金属箔が収縮しな
いために、基板に反り、クラックが発生し、実用化が困
難という問題があった。

【０００６】そこで、ガラスセラミック配線基板の両面
に、該配線基板の焼成温度では焼結しない無機組成物の
層からなる拘束シートを形成した後、同時焼成し、該配
線基板における平面方向の収縮を抑制することで、金属
箔とガラスセラミックの同時焼成を可能とする方法が提
案されている（特開平７−８６７４３号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した拘束シートを
用いて焼成する方法において、ガラスセラミックグリー
ンシートと拘束シートは、それらのシート内に含有され
ている有機バインダー等の有機成分によって密着される
が、焼成によって前記有機成分が分解した後は、拘束シ
ートとガラスセラミック絶縁基板とは摩擦力のみによっ
て拘束され、ガラスセラミック絶縁基板の焼成後の収縮
が抑制されることになる。

【０００８】しかし、この方法では摩擦力のみによって
ガラスセラミック絶縁基板を拘束し、収縮を抑制するた
め、グリーンシートの表面状態や、積層条件の影響を受
け易く、場合によっては、拘束シートの拘束力が低下し
てガラスセラミック絶縁基板から剥離したり、反りや変
形が発生するという問題があった。

【０００９】そこで、前記拘束シート中に非晶質成分を
添加し、拘束シートとガラスセラミック絶縁基板とを前
記非晶質成分にて接合して、両者間の密着性を高めるこ
とによって、拘束シートの拘束力を高め、より安定して
平面方向の収縮を抑制する方法が挙げられる。しかしな
がら、この場合でも、焼成時にガラスセラミック絶縁基
板と拘束シートが反応することで強固に接合されること
により、焼成後の冷却の際、両者間に熱応力が発生し、
ガラスセラミック絶縁基板内または絶縁基板の拘束シー
ト接着面付近にクラック等が発生するという問題があっ
た。

【００１０】本発明の目的は、ガラスセラミックスを絶
縁基板とし、該絶縁基板積層体の表面に難焼結性拘束シ
ートを積層して焼成する多層配線基板の製造方法におい
て、拘束シートの剥離やガラスセラミック絶縁基板内に
クラック等が発生することなく、安定的に平面方向の収
縮を制御できる多層配線基板の製造方法を提供すること
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
について検討した結果、拘束シート内に所定量のガラス
成分を添加するとともに、ガラスセラミック絶縁基板と
拘束シートとの熱膨張係数を所定範囲に近似させること
によって、拘束シートの剥離やガラスセラミック絶縁基
板へのクラックの発生等を抑制でき、拘束シートによっ
て効果的にガラスセラミック絶縁基板の収縮を抑制する
ことができることを見いだした。

【００１２】即ち、本発明の多層配線基板の製造方法
は、ガラス粉末とセラミック粉末とを含有するグリーン
シート表面に配線回路層を形成して該グリーンシートを
複数積層するとともに、該積層体の少なくとも一方の表
面に、難焼結性セラミック材料を主体とし、非晶質成分
を０．５〜１５体積％含有する拘束シートを積層した
後、該積層体を前記配線回路層の融点以下の温度で焼成
してガラスセラミック絶縁基板の表面および／または内
部に配線回路層を形成してなるものであって、前記ガラ
スセラミック絶縁基板と前記拘束シートとの４０〜４０
０℃における平均熱膨張係数差を３×１０^-6／℃以下と
することを特徴とするものである。

【００１３】ここで、前記難焼結性セラミック材料が、
Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＢＮ、ＴｉＯ₂
の群から選ばれる少なくとも１種および／またはこれら
の複合酸化物を主体とすることが望ましく、前記拘束シ
ート中に含まれる非晶質成分の軟化点が、焼成温度以下
であることが望ましい。

【００１４】また、前記配線回路層が、金属箔からなる
ことが望ましく、前記金属箔がＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ａ
ｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種から
なることが望ましい。

【００１５】さらに、前記金属箔からなる配線回路層が
前記グリーンシート表面から内部へ埋設されてなること
が望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の多層配線基板の製
造方法について、図１の本発明の多層配線基板の製造方
法についての一例を示す工程図を基に説明する。まず、
例えば、平均粒径０．５〜１０μｍ、特に１〜５μｍの
ガラス粉末と平均粒径０．５〜１０μｍ、特に平均粒径
１〜５μｍのセラミック粉末とを準備する。用いられる
ガラス成分としては、少なくともＳｉＯ₂を含み、Ａｌ₂
Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＰｂＯ、アルカリ土類金属酸化
物、アルカリ金属酸化物のうちの少なくとも１種以上を
含有したものであって、例えば、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃系、
ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＭＯ系（但し、ＭはＣ
ａ、Ｓｒ、Ｍｇ、ＢａまたはＺｎを示す）等のホウケイ
酸ガラス、アルカリ珪酸ガラス、Ｂａ系ガラス、Ｐｂ系
ガラス、Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。

【００１７】これらのガラスは焼成処理することによっ
ても非晶質ガラスであるもの、また焼成処理によって、
アルカリ金属シリケート、クォーツ、クリストバライ
ト、コージェライト、ムライト、エンスタタイト、アノ
ーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ディオ
プサイド、イルメナイト、ウイレマイト、ドロマイト、
ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種を
析出するものが用いられる。

【００１８】また、セラミックフィラーとしては、クォ
ーツ、クリストバライト等のＳｉＯ ₂や、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚ
ｒＯ₂、ムライト、フォルステライト、エンスタタイ
ト、スピネル、マグネシアの群から選ばれる少なくとも
１種が好適に用いられる。

【００１９】上記ガラス粉末とセラミック粉末とを、特
に、ガラス成分１０〜９０体積％、特に５０〜８０体積
％と、セラミックフィラー成分１０〜９０体積％、特に
２０〜５０体積％の割合で混合する。その混合物に有機
バインダー等を加えた後、ドクターブレード法、圧延
法、プレス法などによりシート状に成形して厚さ約５０
〜５００μｍのグリーンシート１を作製する。

【００２０】次に、このグリーンシート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８０〜２
００μｍの貫通孔を形成し、その内部に導体ペーストを
充填してビアホール導体２を形成する。導体ペースト中
には、Ｃｕ、Ａｇ、等の金属成分と、それ以外にアクリ
ル樹脂などからなる有機バインダー、トルエン、イソプ
ロピルアルコール、アセトンなどの有機溶剤とを混合し
て形成される。有機バインダーは金属成分１００重量部
に対して０．５〜１５．０重量部、有機溶剤は固形成分
及び有機バインダー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成分等を添加してもよ
い。

【００２１】次に、このグリーンシート１の表面に、配
線回路層３を形成する。配線回路層３としては、上述の
ビアホール導体２を形成するための金属導体粉末を含有
する導体ペーストを用いて印刷法等により形成すること
もできるが、特に配線回路層３の幅が７５μｍ以下、特
に５０μｍ以下、かつ配線回路層３のピッチが１５０μ
ｍ以下、特に１００μｍ以下の微細配線化する上では、
金属箔を使用することが望ましい。金属箔としては、特
に純度９９重量％以上のＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎ
ｉ、Ｐｔ、Ｐｄの群から選ばれる少なくとも１種の高純
度金属からなることが望ましい。

【００２２】このような金属箔からなる配線回路層３
は、グリーンシートの表面に金属箔を接着した後に周知
のフォトエッチング法等の手法によって所望の回路を形
成する方法が知られているが、かかる方法ではエッチン
グ液によってグリーンシートを変質させてしまうため、
転写法にて形成することが望ましい。

【００２３】転写法による配線回路層３の形成方法とし
ては、まず、高分子材料からなる転写フィルム５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う方法が好
適である。

【００２４】そして、鏡像の配線回路層３を形成した転
写フィルム５を前記ビアホール導体２が形成されたグリ
ーンシート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５を剥がすことにより、ビアホール導体２
を接続した配線回路層３を具備する一単位のグリーンシ
ート１を形成することができる。

【００２５】なお、上記転写フィルム５をグリーンシー
ト１表面に積層圧着する場合、例えば５０〜８０℃、加
圧圧力１０〜２０ＭＰａにて熱圧着することによって配
線回路層（金属箔）３をグリーンシート１表面から内部
へ強制的に埋設することが望ましく、これによって、グ
リーンシート１を焼成したガラスセラミック絶縁基板１
０と配線回路層（金属箔）３との熱膨張差、および後述
の拘束シート８と配線回路層３との熱膨張差に起因する
界面での剥離やクラックの発生を防止することができ
る。また、金属箔からなる剛性の高い配線回路層３の厚
みによって、配線回路層３端部における拘束シート８と
グリーンシート１との界面に隙間が発生し、その部分に
おける拘束シート８とグリーンシート１との接着力が低
下してしまう結果、焼成時に配線回路層３の端部が剥が
れることを防止できる。

【００２６】また、配線回路層３として、高周波信号を
伝送するためのグランド層等、グリーンシート表面の面
積に対する配線回路層の面積比率が５０％以上を占める
配線回路層６を形成する場合、特に配線回路層６の主成
分金属の熱膨張係数が例えば１６〜１７×１０^-6／℃と
高い場合には、配線回路層６とガラスセラミック絶縁基
板および拘束シートとの平均熱膨張係数差に起因する剥
離やクラックを防止するために、上述した導体ペースト
を用いて印刷法により形成することが望ましい。

【００２７】その後、同様にして得られた複数のグリー
ンシート１ａ〜１ｄを積層圧着して積層体を形成する。
グリーンシート１の積層には、積み重ねられたグリーン
シート１に熱と圧力を加えて熱圧着する方法、有機バイ
ンダー、可塑剤、溶剤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等が採用可能である。

【００２８】次に、平面方向の収縮を抑制するため、グ
リーンシート１ａ〜１ｄの積層体の焼成温度で難焼結性
のセラミック材料を主成分とする拘束シート８をガラス
セラミックグリーンシート１ａ〜１ｄの積層体の両面又
は片面に加圧積層して積層体を作製する。

【００２９】本発明によれば、ガラスセラミックグリー
ンシート１を焼成したガラスセラミック絶縁基板１０と
拘束シート８との４０〜４００℃における平均熱膨張係
数差（以下、単に平均熱膨張係数差と略す。）が３×１
０^-6／℃以下、特に２×１０ ^-6／℃以下であることが大
きな特徴であり、これによって焼成後の冷却時にガラス
セラミック絶縁基板１０の拘束シート８接着面付近に発
生するクラックや剥離、またはガラスセラミック絶縁基
板１０内に発生するクラックを防止することができる。

【００３０】なお、本発明においてガラスセラミック絶
縁基板１０としては、プリント基板等の外部回路基板と
の平均熱膨張係数差を小さくして実装信頼性を高める上
で、ガラスセラミック絶縁基板の熱膨張係数が８×１０
^-6／℃以上、特に９〜１７×１０^-6／℃以上であること
が望ましい。また、ガラスセラミック絶縁基板１０の表
面（主平面）における焼成収縮を小さくする点では、拘
束シート８の熱膨張係数がガラスセラミック絶縁基板１
０の熱膨張係数以下であることが望ましく、ガラスセラ
ミック絶縁基板１０内に熱膨張差に伴う引張り応力を残
存させない点では、拘束シート８の熱膨張係数がガラス
セラミック絶縁基板１０の熱膨張係数以上であることが
望ましい。特に、拘束シート８の熱膨張係数がガラスセ
ラミック絶縁基板１０の熱膨張係数以下であることが望
ましい。

【００３１】この拘束シート８は、難焼結性セラミック
材料を主体とし、ガラスを０．５〜１５重量％添加した
無機成分に、有機バインダー、可塑剤、溶剤等を加えた
スラリーをシート状に成形して得られる。難焼結性セラ
ミック材料としては、具体的には１０００℃以下の温度
で緻密化しないようなセラミック組成物から構成され、
具体的には平均粒径１〜２０μｍ、特に３〜１０μｍの
Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＢＮ、ＴｉＯ₂
の群から選ばれる少なくとも１種および／またはこれら
の複合酸化物、特にフォルステライト（Ｍｇ₂Ｓｉ
Ｏ₄）、エンスタタイト（ＭｇＳｉＯ₃）等の粉末が挙げ
られる。また、有機バインダー、可塑剤及び溶剤として
はガラスセラミックグリーンシートを形成するものと同
じ材料、具体的にはアクリル系バインダー、ＤＢＰ等の
可塑剤、ＩＰＡ、アセトン、トルエン等の溶剤等が好適
に使用できる。

【００３２】本発明によれば、この拘束シート８中にガ
ラス成分、言い換えれば非晶質成分を０．５〜１５体積
％含有することが重要である。これはガラス量が０．５
体積％よりも少ないと、拘束シート８によるガラスセラ
ミックグリーンシート１の焼成収縮の拘束力が小さく、
また焼成工程でガラスセラミックグリーンシート１から
のガラス成分が拘束シート８側に毛細管現象によって拡
散、移動してしまう結果、焼結後のガラスセラミック配
線基板１０の表面にボイドが多数発生してしまう。逆
に、ガラス量が１５体積％より多いと、拘束シート８自
身の焼結が開始し焼結によって収縮してしまう結果、ガ
ラスセラミックグリーンシート１の収縮を抑制すること
が困難となるとともに、焼結後、拘束シート８をガラス
セラミック配線基板１０から除去することが困難となる
ためである。拘束シート８の好適なガラス量は１〜１２
体積％、最も好適な範囲は３〜１０体積％であることが
望ましい。

【００３３】また、拘束シート８中に含まれるガラス成
分としては、ガラスセラミックグリーンシート１からの
有機成分を容易に除去するため、およびガラスセラミッ
ク絶縁基板１０と拘束シート８との接着性を高める上
で、軟化点がガラスセラミックグリーンシート１ａ〜１
ｄの積層体の焼成温度以下で、かつ拘束シート８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、拘束シート８中のガラスの軟化点は４５０〜１
１００℃程度であることが好ましい。さらに、上記ガラ
スは１〜２０μｍの粉末であることが望ましい。

【００３４】前述した拘束シート８中に含まれるガラス
成分は、ガラスセラミックグリーンシート１中に含まれ
るガラス成分と異なるものであっても良いが、ガラスセ
ラミックグリーンシート１中のガラスの拡散を防止する
うえでは同一のガラスを用いることが望ましい。

【００３５】本発明によれば、上述した難焼結性セラミ
ック材料およびガラスの種類および粉末の粒径等を変え
ることによって拘束シート８の熱膨張係数を調整するこ
とができる。

【００３６】ガラスセラミックグリーンシート１ａ〜１
ｄの積層体に積層される拘束シート８の厚さは、拘束力
を高めるとともに有機成分の揮散を容易にしかつガラス
セラミック絶縁基板１０からの拘束シート８の除去性を
考慮すれば、ガラスセラミックグリーンシート１ａ〜１
ｄの積層体の厚さに対して１０〜２００％であることが
よい。なお、上記拘束シート８の厚さは、一方の表面に
積層される拘束シート８の厚みを指す。

【００３７】次に、上記積層体を１００〜８５０℃、特
に４００〜７５０℃の酸化性または弱酸化性雰囲気中で
加熱処理してグリーンシート１内やビアホール導体ペー
スト中の有機成分を分解除去した後、８００〜１１００
℃の酸化性または非酸化性雰囲気中で同時焼成する。ま
た、配線回路層としてＣｕ導体等の熱処理によって酸化
しない導体を用いる場合、焼成雰囲気は非酸化性雰囲気
で行う必要があり、配線回路層としてＡｇ導体等の熱処
理によって酸化しない導体を用いる場合、焼成雰囲気は
大気中等の酸化性雰囲気で行うことができる。

【００３８】なお、この焼成における焼成後の冷却速度
が早すぎると、絶縁基板１０と配線回路層３、拘束シー
ト８の温度差および熱膨張差によってクラックが発生す
るために、冷却速度は４００℃／ｈｒ以下であることが
望ましい。

【００３９】また、焼成時には反りを防止するために積
層体上面に重しを載せる等して荷重をかけてもよい。荷
重は５０Ｐａ〜１ＭＰａが適当である。

【００４０】その後、所望により、拘束シート８を超音
波洗浄、研磨、ウォータージェット、ケミカルブラス
ト、サンドブラスト、ウェットブラスト等で除去するこ
とによって本発明の多層配線基板Ａを作製することがで
きる。

【００４１】上記方法によって得られる多層配線基板Ａ
は、焼成時の収縮が拘束シート８によって厚さ方向だけ
に抑えられているので、その積層体面内の収縮を、例え
ば、積層体が矩形形状の場合には、一辺の長さの収縮率
が０．５％以下に抑えることが可能となり、しかもガラ
スセラミックグリーンシート１は拘束シート８によって
全面にわたって均一にかつ確実に結合されているので、
拘束シート８の一部剥離等によって反りや変形が起こる
のを防止することができる。

【００４２】上記方法によって得られる多層配線基板の
一例についての概略断面図を図２に示す。図２の多層配
線基板Ａによれば、絶縁基板１０は、厚み５０〜２５０
μｍの複数のガラスセラミック絶縁層１０ａ〜１０ｄを
積層してなる積層体から構成され、その絶縁層１０ａ〜
１０ｄ間および絶縁基板１０表面には、厚みが９〜１８
μｍ程度の高純度金属箔からなる配線回路層３が被着形
成されている。さらに、各ガラスセラミック絶縁層１０
ａ〜１０ｄの厚み方向を貫くように形成された直径が８
０〜２００μｍのビアホール導体２が形成され、これに
より、配線回路層３間を接続し所定回路を達成するため
の回路網が形成される。また配線回路層３の表面には半
導体素子等の電子部品Ｂが実装搭載される。

【００４３】また、図２において、表面の配線回路層３
は、ＩＣチップなどの各種電子部品Ｂを搭載するための
パッドとして、シールド用導体膜として、さらには、外
部回路と接続する端子電極として用いられ、電子部品Ｂ
が配線回路層３に半田や導電性接着剤などを介して接合
される。尚、図示していないが、必要に応じて、多層配
線基板Ａの表面には、さらに珪化タンタル、珪化モリブ
デンなどの厚膜抵抗体膜や配線保護膜などを形成しても
構わない。

【００４４】さらに、図２においては、絶縁層１０ａ〜
１０ｄの内部に上述した導体ペーストを印刷して形成さ
れたグランド層をなす配線回路層が形成されている。

【００４５】

【実施例】先ず、表１に示す結晶化ガラスとセラミック
フィラーとを秤量し、これにバインダーとしてアクリル
樹脂、可塑剤としてＤＢＰ（ジブチルフタレート）、溶
媒としてトルエンとイソプロピルアルコールを加えて混
合、調製したスラリーを用いて、ドクターブレード法に
より厚さ５００μｍのグリーンシートを作製した。な
お、表１には上記グリーンシートを後述する焼成条件
（窒素中、９５０℃にて１時間）焼成することによって
得られるガラスセラミックスの４０〜４００℃における
熱膨張係数を示した。

【００４６】次に、平均粒径が５μｍのＣｕ粉末に対し
て、フィラー成分としてＳｉＯ₂粉末を８重量％と、こ
れら無機成分に対して有機バインダーとしてアクリル樹
脂を２重量部と、溶媒としてアセトンを７５重量部との
比率で添加混練し、ペースト状のビアホール導体用ペー
ストを作製した。そして、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上記ビアホー
ル用ペーストを充填した。

【００４７】一方、高分子フィルムに、純度９９．５％
以上の表１に示す金属箔を接着し、エッチングを行って
配線回路層を形成し、転写シートを作製した。配線幅は
５０μｍ、配線層ピッチ１００μｍとしたが、エッチン
グによる形成のため従来のスクリーン印刷法と比較し
て、非常に微細な配線回路層を形成することができた。

【００４８】そして、上記転写シートの配線回路層形成
表面に上記グリーンシート形成用として用いた有機物成
分からなる接着剤をスクリーン印刷によって塗布した
後、ビアホールが形成されたグリーンシートにビアホー
ルの位置にあわせながら転写シートを積層し、６０℃、
１５ＭＰａで熱圧着して配線回路層をグリーンシート表
面から内部へ埋設した。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した。また、これら任意の一
単位のグリーンシートを５枚積層し、積層体を形成し
た。

【００４９】他方、表２に示す平均粒径２μｍのセラミ
ック粉末と平均粒径５μｍのガラス粉末の組成物からな
る厚さ２５０μｍ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ー、可塑剤、溶媒等はグリーンシ
ートと同じ配合量とし、後述する焼成後における４０〜
４００℃での平均熱膨張係数を表２に示した。この拘束
シートをグリーンシート積層体の両面に６０℃、２０Ｍ
Ｐａで加圧積層して積層体を得た。

【００５０】次いで、この積層体を、Ａｌ₂Ｏ₃セッター
に載置して有機バインダー等の有機成分を分解除去する
ために、水蒸気含有窒素雰囲気中、７００℃に加熱し、
さらに窒素雰囲気中、９５０℃で１時間焼成を行った。
なお、焼成後の冷却速度は３００℃／ｈｒとした。その
後、拘束シート（焼結しない無機組成物）をブラスト処
理によって除去し、多層配線基板を作製した。

【００５１】得られた多層配線基板について、外観観察
を行い、変形、クラックの有無を確認した。また、この
多層配線基板を用いて配線回路層の導通抵抗の評価を行
った。評価については、銅箔からなる配線回路層（幅５
０μｍ）の両端にて配線抵抗をテスターにて測定し、こ
の配線回路層の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、銅
配線の長さを顕微鏡を用いて測定し、得られた配線回路
層の形状から比抵抗を算出した。

【００５２】更に、ガラスセラミック絶縁基板の焼成に
よる収縮率を、絶縁基板の焼成前後の一辺の長さを測定
して（ｌ₁、ｌ₂）、収縮率（（ｌ₁−ｌ₂）／ｌ₁×１０
０％）を算出した。結果は表３に示した。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】

【００５６】表１〜３の結果から明らかなように、拘束
シート中のガラス含有量が０．５体積％以下の試料Ｎ
ｏ．１では、拘束シートがガラスセラミック絶縁基板か
ら剥離してしまい、絶縁基板の収縮率が大きいものであ
った。また、拘束シート中のガラス含有量が１５体積％
を越える試料Ｎｏ．５では、拘束シート自体が収縮して
絶縁基板の収縮率が大きくなった。

【００５７】さらに、ガラスセラミックス絶縁基板と拘
束シートとの平均熱膨張係数差が３×１０^-6／℃を越え
る試料Ｎｏ．７、１２、１３では、いずれもガラスセラ
ミック絶縁基板内にクラックが生じてしまった。

【００５８】これに対して、本発明に従い、拘束シート
中に０．５〜１５体積％のガラスを添加するとともに、
拘束シートとガラスセラミック絶縁基板との平均熱膨張
係数差を３×１０^-6／℃以下とした試料Ｎｏ．２〜４、
６、８〜１１、１４〜１９では、いずれも拘束シートの
剥離やガラスセラミック絶縁基板へのクラックの発生が
なく、ガラスセラミック絶縁基板の収縮率が０．５％以
下、配線回路層２．２μΩ・ｃｍ以下の優れた特性を有
するものであった。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
拘束シート内に所定量のガラス成分を添加するととも
に、ガラスセラミック絶縁基板と拘束シートとの熱膨張
係数を近似させることによって、拘束シートの剥離やガ
ラスセラミック絶縁基板へのクラックの発生等を抑制で
き、拘束シートによって効果的にガラスセラミック絶縁
基板の収縮を抑制することができる。

【００６０】また、配線回路層として高純度の金属箔を
使用し、転写法によって形成することによって、低抵抗
で、微細配線化が可能な高寸法精度の多層配線基板を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の製造方法を説明するた
めの工程図である。

【図２】本発明の多層配線基板の製造方法によって得ら
れる多層配線基板の概略断面図である。

【符号の説明】

１ガラスセラミックグリーンシート２ビアホール導体３、６配線回路層５転写フィルム８拘束シート１０ガラスセラミック絶縁基板Ａ多層配線基板Ｂ電子部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E346 AA02 AA04 AA12 AA15 AA32 AA43 CC17 CC18 CC32 CC34 CC37 CC38 CC39 CC53 CC55 DD12 DD13 EE13 EE24 EE27 EE28 EE29 FF01 FF18 FF23 FF27 GG04 GG05 GG15 GG19 GG24 GG26 GG28 HH11 HH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス粉末とセラミック粉末とを含有する
グリーンシート表面に配線回路層を形成して該グリーン
シートを複数積層するとともに、該積層体の少なくとも
一方の表面に、難焼結性セラミック材料を主体とし、非
晶質成分を０．５〜１５体積％含有する拘束シートを積
層した後、該積層体を前記配線回路層の融点以下の温度
で焼成してガラスセラミック絶縁基板の表面および／ま
たは内部に配線回路層を形成してなる多層配線基板の製
造方法において、前記ガラスセラミック絶縁基板と前記
拘束シートとの４０〜４００℃における平均熱膨張係数
差を３×１０^-6／℃以下とすることを特徴とする多層配
線基板の製造方法。
【請求項２】前記難焼結性セラミック材料が、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＢＮ、ＴｉＯ₂の群
から選ばれる少なくとも１種および／またはこれらの複
合酸化物を主体とすることを特徴とする請求項１記載の
多層配線基板の製造方法。
【請求項３】前記拘束シート中に含まれる非晶質成分の
軟化点が、焼成温度以下であることを特徴とする請求項
１または２記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項４】前記配線回路層が、金属箔からなることを
特徴とする請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項５】前記金属箔がＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎ
ｉ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種からなるこ
とを特徴とする請求項４記載の多層配線基板の製造方
法。
【請求項６】前記金属箔からなる配線回路層が前記グリ
ーンシート表面から内部へ埋設されてなることを特徴と
する請求項４または５記載の多層配線基板の製造方法。