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発明の名称 多層セラミック基板の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−188570
公開日 平成6年(1994)7月8日
出願番号 特願平4−340086
出願日 平成4年(1992)12月21日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】薄田 利幸
発明者 藤井 満 / 関端 正雄 / 小野沢 朗
要約 目的
基板反り制御が可能で寸法精度が高い多層セラミック基板の製造方法を提供すること。

構成
セラミック質台板1の上にグリーンシート積層体2を搭載し、さらにその上にセラミック質台板1’及び荷重板3を荷重支持支柱4上に搭載し、焼結する。焼結の進行につれてグリーンシート積層体2は焼結収縮完了する。一方、荷重支持支柱4に支えられた、セラミック質台板1’及び荷重板3は荷重支持支柱4の軟化するに従い下降し、グリーンシート積層体2に荷重を負荷し、さらに焼結が続けられる。
特許請求の範囲
【請求項1】グリーンシート積層体を焼結してメタライズ配線を有する多層セラミック基板を製造する多層セラミック基板の製造方法において、上記グリーンシート積層体が焼結収縮終了してからグリーンシート積層体に荷重を負荷して焼結することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品等を搭載するための多層セラミック基板の製造方法に係り、特に、グリーンシート積層体を焼結して多層セラミック基板とする多層セラミック基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子部品用多層セラミック基板は、半田接続等の方法で部品を搭載して使用される。このため、基板の反りは極めて小さく押さえなければならない。しかし、多層セラミック基板は、複雑な印刷配線が設けられた複数のグリーンシートを積層し、焼結して製造するが、焼結時の収縮挙動がグリーンシート及び印刷配線の構成等で異なるため、焼結後の基板には、複雑な基板反りが発生する。この基板反りを小さくしなければ電子部品用多層セラミック基板として使用できない。
【0003】従来、メタライズ配線を有する多層セラミック基板の製造方法としては、平坦な台板上にグリーンシート積層体を搭載し、自重によってのみ反りを矯正する方法や、特開平4−120760に示されているように、焼結開始時から荷重を作用させ、焼結する方法が採られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の台板上荷重なしで焼結して製造した多層セラミック基板は、基板反りの制御ができず、著しい基板反りが発生する。
【0005】また、焼結開始時から荷重を作用させる方法は、基板反りは制御できるが次の様な問題があった。
(1)グリーンシート積層体を焼結開始時から荷重を作用させて焼結すると、荷重板と基板が焼き付き、荷重板の除去困難となる場合がある。
(2)グリーンシート積層体は、焼結反応とともに収縮する。この収縮率を見越して基板は設計されるが、焼結開始時から荷重を作用させると収縮率制御が困難で、寸法ばらつきが非常に大きくなる。
(3)グリーンシート積層体は、有機バインダーを含み、焼結反応とともに、内部に含有する有機物を酸化焼結し、焼結終了後には全てが酸化される。しかし、焼結開始時から荷重を作用させると表面が焼結炉中の雰囲気ガスと接しないため、脱バインダー困難となる。従って、基板内部には巨大なボイドが生成する。
【0006】本発明の目的は、基板反り制御が可能で寸法精度が高い多層セラミック基板の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の多層セラミック基板の製造方法は、グリーンシート積層体を焼結してメタライズ配線を有する多層セラミック基板を製造する際に、グリーンシート積層体が焼結収縮終了してからグリーンシート積層体に荷重を負荷して焼結するように構成する。
【0008】
【作用】本発明の多層セラミック基板の製造方法は、多層セラミック基板が焼結収縮終了してから荷重を負荷するため、(1)基板反りを極めて小さく、制御できる。
(2)荷重板と基板の焼き付きが発生しない。
(3)収縮率が制御しやすい。
等の特徴があり、電子部品用多層セラミック基板として好適である。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。厚さ0.25mmのアルミナ系グリーンシートを穴明け機を用いて、0.65mmピッチで0.15mmの穴を穴明けした。次に、穴明けした穴に印刷機を用いて穴埋め印刷し、さらにパターン配線印刷を施してグリーンシートを作製した。この様にして作製したグリーンシートを50シート積層し、接着圧力100kg/cm2で接着した。接着後、外周部を切断し、100mm角のグリーンシート積層体とした。
【0010】〈比較例1〉上記条件で作成したグリーンシート積層体を用い、図1に示す焼結プロファイルに従って焼結した。この構成は、セラミック質台板1の上にグリーンシート積層体2を搭載するものである。焼結条件は、焼結温度1600℃、焼結雰囲気窒素+水素+水蒸気混合雰囲気である。なお、焼結時間は、昇温時間、保持時間、降温時間をいれて、24時間である。
【0011】この条件で作成した多層セラミック基板の基板反り量を非接触式の反り測定機を用いて測定した。また焼結収縮率を非接触式の寸法測定機を用いて測定した。さらに、多層セラミック基板の外観を実体顕微鏡を用いて観察した。焼結された多層セラミック基板の基板反り量、焼結収縮率、多層セラミック基板へのセラミック質台板の貼り付き状態を表1に示す。基板反り量は55〜250μm、焼結収縮率は14.9〜15.1%、貼り付きは0個所であった。
【0012】
【表1】

【0013】〈比較例2〉上記条件で作成したグリーンシート積層体を用い、図2に示す焼結プロファイルに従って焼結した。この構成は、セラミック質台板1の上にグリーンシート積層体2を搭載し、さらにその上にセラミック質台板1’及び荷重板3を搭載するものである。焼結条件は、比較例1と同じである。
【0014】かかる構成により、焼結された多層セラミック基板の基板反り量、焼結収縮率、多層セラミック基板へのセラミック質台板の貼り付き状態を表1に合わせて示す。基板反り量は30〜50μm、焼結収縮率は11.5〜13.1%、貼り付きは50〜100個所であり、しかも強固に貼り付き、除去困難な物が多かった。
【0015】〈実施例1〉上記条件で作成したグリーンシート積層体を用い、図3に示す焼結プロファイルに従って焼結した。この構成は、セラミック質台板1の上にグリーンシート積層体2を搭載し、さらにその上にセラミック質台板1’及び荷重板3を荷重支持支柱4上に搭載するものある。荷重支持支柱4は、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム等の混合物を一度ガラス状に固めたもので、およそ1600℃で溶融する。なお、焼結条件は、比較例1と同じである。
【0016】上記構成では、焼結の進行につれてグリーンシート積層体2は焼結収縮完了する。一方、荷重支持支柱4に支えられたセラミック質台板1’及び荷重板3は荷重支持支柱4の軟化するに従い下降し、グリーンシート積層体2に荷重を負荷する。グリーンシート積層体は約1300℃の温度で収縮が始まり、約1600℃で収縮が終了する。そのため、このときに荷重が負荷されることになる。
【0017】かかる構成により、焼結された多層セラミック基板の基板反り量、焼結収縮率、多層セラミック基板へのセラミック質台板の貼り付き状態を表1に合わせて示す。基板反り量は32〜55μm、焼結収縮率は14.8〜15.0%、貼り付きは0個所であった。この方法により、基板反りが小さく、寸法制度も高く、しかも貼り付き異物も少ない電子部品用多層セラミック基板が得られた。
【0018】
【発明の効果】本発明に係る多層セラミック基板の製造方法により、基板反りが小さく、寸法精度も高く、しかも貼り付き異物も少ない多層セラミック基板が得られた。




 

 


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