JPH066015A

JPH066015A - ガラスセラミック多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JPH066015A
Application number: JP16088492A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ota; 満太田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】研削負荷を低減することで、残留応力およびク
ラック等を防止し、機械的強度の低下を防ぐ。【構成】焼成（Ｓ₈) が完了したガラスセラミック多層
配線基板にフッ酸処理（Ｓ₉）を施し、基板表面のガラ
ス成分を除去した後に研削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラスセラミック多層配
線基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、多様化にとも
なって、この種のセラミック多層配線基板には、一層の
高速化、高密度化が要求されている。このような状況の
中，低抵抗金属が使用できる、また比誘電率が低く、信
号伝搬速度の高速化に非常に有利で有る、また、膨張係
数がシリコンに近い等の理由によりガラスセラミック材
料を使用したセラミック多層配線基板が大きな注目を集
めている。

【０００３】次に、このような背景を持つ従来のガラス
セラミック多層配線基板の製造方法の一例について説明
する。まず、粒子サイズをコントロールしたアルミナ粉
末とガラス粉末をブチラール系バインダーおよび有機溶
剤と共に混合攪拌し、スラリー状にする。これをドクタ
ーブレード法によりキャリアフィルム上に、所定の膜厚
となるようキャスティングし、乾燥させ、グリーンシー
トを得る。こうして得られたグリーンシートに、パンチ
とダイスを使って、所定のピッチにヴィアホールを形成
する。

【０００４】次に、前記ヴィアボール部に、低融点金属
からなる導体ペーストをスクリーン印刷法により埋め込
む。また、このとき同様にして、配線パターンを厚膜印
刷する。次に、これらのシートを予め定められた順序に
従って、所定の枚数を精度良く積層して、熱圧着後に約
９００℃で焼成する。最後に、焼成が完了したセラミッ
ク基板を水冷しながら外形切断および平面研削を施して
いる。

【０００５】従来のガラスセラミック多層配線基板は、
ガラス成分を５０％以上も含むため非常に脆く、従来の
アルミナセラミック多層配線基板と比較して約２分の１
の強度しか得られていない。また、内装導体としてＡ
ｕ，Ａｇ／Ｐｄ等の低抵抗金属が使用できるが、これら
の金属は延性が強く、平面研削工程に於いて、研削低石
の目詰まりを導き易い。特に、研削邸石がセラミック基
板に接触し始める初期段階では、最も研削負荷がかか
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のガラスセラミッ
ク多層配線基板の製造方法は、研削の際の研削抵抗が比
較的高い状態が続き易い。そのため、研削後の基板に残
留応力を残したり、３０μｍ以上の加工変質層を形成し
てしまう結果となり、基板の機械的強度を低下させると
いう欠点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、焼成が完了し
たガラスセラミック多層配線基板の基板表面をフッ化水
素酸溶液により基板表面のガラス成分を溶解させた後
に、平面研削を施すプロセスを有している。

【０００８】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。

【０００９】図１は本発明の一実施例を示すフローチャ
ートである。

【００１０】図１に示すガラスセラミック多層配線基板
の製造方法は、粉体混合工程Ｓ₁、攪拌混合工程Ｓ₂、
成膜工程Ｓ₃、スルーホール形成工程Ｓ₄、厚膜印刷工
程Ｓ₅、積層工程Ｓ₆、熱圧着工程Ｓ₇、焼成工程
Ｓ₈、フッ酸処理工程Ｓ₉、平面研削工程Ｓ₁₀、外形切
断工程Ｓ₁₁から成っている。

【００１１】このガラスセラミック多層配線基板の製造
に当たっては、まず、アルミナ粉末とガラス粉末を５
５：４５ｗ％の混合粉体をブチラール系バインダーと共
にエチルセロソルブ、ブトキシエタノール等の有機溶剤
と共に攪拌混合しＳ₂、セラミックスラリーを得た。次
に、これを所定の厚さになるようにギャップ調整したド
クターブレードを通してキャリアフィルム上に成膜（Ｓ
₃）してグリーンシートとし、これにパンチとダイスを
用いてスルーホール加工（Ｓ₄）を施した。その後、ス
ルーホールに導体ペーストを充填すると共に、配線パタ
ーンを厚膜印刷（Ｓ₅）した。尚、導体ペーストには、
銀粉８５ｗ％およびパラジウム１５ｗ％の組成の銀パラ
ジウムペーストを使用した。

【００１２】次に、厚膜印刷工程を得た複数枚数のグリ
ーンシートを高精度に積層（Ｓ₆)し、熱圧着（Ｓ₇）
して積層体を得た。その後、積層体を約９００℃の大気
中で焼成（Ｓ₈）することで、内層に低抵抗導体で３次
元的に配線回路を構成したガラスセラミック多層配線基
板の焼結体を得た。

【００１３】図３は、薬品処理をする前のガラスセラミ
ック多層配線基板の表層部を拡大した部分断面図であ
り、無数のアルミナ粒子２とガラス成分１とで占められ
た複合構造となっている。次に、こうて得られた焼結等
にガラス成分を溶解させるための薬品処理について説明
する。

【００１４】図２は本発明の薬品処理工程を経たガラス
セラミック多層配線基板の表層部を拡大した部分断面図
である。薬品処理するに当たって、まず、フッ化アンモ
ニウムで約２０％に希釈されたフッ化水素溶液の入った
容器を用意し、これに前述した方法で得られた焼結体を
約１０分間浸漬した。この結果、ガラスセラミック多層
配線基板表層のガラス成分１が溶解し、アルミナ粒子２
のみが残っている溶解層３が、約５０μｍの厚さで形成
されているのが確認できた。

【００１５】その後、処理の完了した焼成体に付着して
いるフッ化水素溶液および溶解したガラス成分を除去す
るために、純水等で希釈すると共に完全に洗い流した。

【００１６】最後に、この溶解層３を完全に平面研削で
削り落とすと共に外形切断を施すが、ガラス成分が除去
されているため、基板表面にはアルミナ粒子１のみが残
った非常に脆い状態となっている。従って、被研削物に
最も負荷のかかる研削初期の段階での研削負荷を低減す
ることができた。

【００１７】平面研削が完了した後、外形切断を行い、
所定の外形寸法に整えて、ガラスセラミック多層配線基
板として完成できた。

【００１８】次に、使用するフッ酸溶液の濃度について
説明する。

【００１９】図４にフッ化水素溶液濃度とガラスセラミ
ック多層配線基板中のガラス成分のエッチング量の関係
を示す。焼成が完了したセラミック基板には、反りが発
生してしまう。この反りを除去し、基板表面を平坦にす
るために、通常１００〜２００μｍの研削代が基板の表
裏両面に必要となる。また、研削負荷を減少させるため
のガラス成分溶解層としては、研削代の範囲内で完全に
除去できる５０μｍ前後の厚さが要求される。

【００２０】フッ化水素の濃度を２０％〜４０％とした
のは、これより高濃度だと反応速度が早すぎて、ガラス
成分の溶解層の深さをコントロールする事が困難とな
る、また、これより低濃度だと反応速度が遅く、溶解層
形成に時間が掛かりすぎるためである。

【００２１】但し、成分の異なるガラスセラミック多層
配線基板に当たっては、この限りではなく、フッ化水素
溶液の濃度はガラスセラミック多層配線基板の種類およ
び研削代の厚み等の諸条件に合わせて設定する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ガラスセ
ラミック多層配線基板表面のガラス成分を溶解し、後に
溶解層を平面研削するに当たって、低負荷で研削するこ
とができるので、研削抵抗を大幅に減らす事が可能とな
り、残留応力をほとんど残さずにガラスセラミック多層
配線基板を平面研削でき、クラック等の防止に役立つと
共に機械的強度の低下を防ぐ事ができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。

【図２】薬品処理後の基板表層を拡大した部分断面図で
ある。

【図３】薬品処理前の基板表層を拡大した部分断面図で
ある。

【図４】フッ化水素溶液によるガラス成分のエッチング
量を示すグラフである。

【符号の説明】

１ガラス成分２アルミナ粒子３溶解層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスセラミック多層配線基板の平面研
削前に、ガラス成分を溶解させる薬品で、表面処理する
工程を含むことを特徴とするガラスセラミック多層配線
基板の製造方法。
【請求項２】前記薬品がフッ化アンモニウムで２０〜
４０％に希釈されたフッ化水素溶液である請求項１記載
のガラスセラミック多層配線基板の製造方法。