(57)【要約】  【課題】  ガラスセラミックグリーンシート積層体の中央付近にボイドが発生するのを抑制するとともに、配線層間の静電容量の増加を抑制した寸法精度の高い多層配線基板の製造方法を提供する。  【解決手段】  第１のガラスセラミックグリーンシート１１〜１４と、この焼成収縮終了温度よりも高い温度で焼成収縮を開始する第２のガラスセラミックグリーンシート２１〜２３とを複数積層してなるガラスセラミックグリーンシート積層体５を焼成する多層配線基板の製造方法であり、第１のガラスセラミックグリーンシート１１〜１４の焼成後の厚みが第２のガラスセラミックグリーンシート２１〜２３の焼成後の厚みを３分の１以下とし、第１のガラスセラミックグリーンシート１１〜１４にのみ高誘電率粒子を含有させ、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の積層方向の外側から内側に向かって高誘電率粒子の含有量を徐々に多くさせ、マイクロ波を用いて加熱する。【選択図】  図１
2010258187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラスセラミックグリーンシートと、該第１のガラスセラミックグリーンシートの焼成収縮終了温度よりも高い温度で焼成収縮を開始する第２のガラスセラミックグリーンシートとを作製する工程と、前記第１のガラスセラミックグリーンシートおよび前記第２のガラスセラミックグリーンシートを積層して複合シートを作製する工程と、前記複合シートの内部に貫通孔を形成して貫通導体用ペーストを充填するとともに前記複合シートの一方主面に配線層用導体ペーストを塗布する工程と、前記貫通導体用ペーストの充填および前記配線層用導体ペーストの塗布がなされた前記複合シートを複数積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、前記ガラスセラミックグリーンシート積層体を焼成する工程とを有する多層配線基板の製造方法であって、
前記第１のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の厚みが前記第２のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の厚みの３分の１以下となるように、前記第１のガラスセラミックグリーンシートおよび前記第２のガラスセラミックグリーンシートの厚みを設定し、前記第１のガラスセラミックグリーンシートにのみＳｉＣ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＡｌＮ、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＳｉ３Ｎ４の群から選ばれる少なくとも一種からなる高誘電率粒子を含有させるとともに、前記ガラスセラミックグリーンシート積層体の積層方向の外側から内側に向かって前記第１のガラスセラミックグリーンシートに含まれる前記高誘電率粒子の含有量を徐々に多くさせて、マイクロ波による加熱で焼成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスセラミックスからなる絶縁基体を有する多層配線基板をマイクロ波にて加熱焼成する多層配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信分野などで使用される多層配線基板において、配線層の材料として銅、銀、金などの低抵抗金属を主成分とし、複数の絶縁層からなる絶縁基体の材料として前記低抵抗金属の融点よりも低い温度で焼成が可能なガラスセラミックスを用いたものが広く知られている。
【０００３】
このような多層配線基板は、ガラス粉末とセラミックフィラーとの混合物に有機バインダ、可塑剤、溶剤等を加えてスラリーとし、ドクターブレード等によりガラスセラミックグリーンシートを成形した後、銅、銀、金等の粉末を含有する導体ペーストを印刷するなどして得られたガラスセラミックグリーンシートを複数積層し、８００〜１０００℃の温度で焼成して得られる。
【０００４】
ここで、多層配線基板に実装される半導体素子の微細配線化が進められていることから、多層配線基板には高い寸法精度（主面に形成された接続端子の間隔の精度）が要求されており、この寸法精度を高めるために焼成時の平面方向の収縮を抑制する多層配線基板の製造方法が提案されている。
【０００５】
例えば、ガラス粉末とセラミックフィラーとの混合物に有機バインダ、可塑剤、溶剤等を加えてスラリーとし、ドクターブレード等により成形された第１のガラスセラミックグリーンシートと、第１のガラスセラミックグリーンシートと同様の方法で成形され、第１のガラスセラミックグリーンシートの焼成収縮終了温度よりも高い温度で焼成収縮を開始する第２のガラスセラミックグリーンシートとを用意し、それぞれのガラスセラミックグリーンシートに貫通孔を形成して貫通導体用ペーストを充填するとともに、少なくとも一方のガラスセラミックグリーンシートの一方主面に配線層用導体ペーストを塗布し、第１のガラスセラミックグリーンシートと第２のガラスセラミックグリーンシートとを積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製し、ガラスセラミックグリーンシート積層体を第２のガラスセラミックグリーンシートが焼成収縮する温度で焼成するという方法である（特許文献１を参照）。
【０００６】
この製造方法によれば、第１のガラスセラミックグリーンシートが焼成収縮する際、焼成収縮を開始していない状態の第２のガラスセラミックグリーンシートによって、第１のガラスセラミックグリーンシートの平面方向の収縮が抑制される。一方、第２のガラスセラミックグリーンシートが焼成収縮する際、第１の絶縁層（すでに焼成収縮を終了した状態の第１のガラスセラミックグリーンシート）によって、第２のガラスセラミックグリーンシートの平面方向の収縮が抑制される。なお、平面方向の収縮が抑制される分、積層方向の収縮は大きくなる。以上のようなメカニズムにより、多層配線基板（ガラスセラミックグリーンシート積層体の焼成後の状態）の寸法精度（主面に形成された接続端子の間隔の精度）が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６１４４３号公報
【特許文献２】特開平８−２７７４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この方法によれば、特に有機バインダが焼失したことに起因する気体が、ガラスセラミックグリーンシート積層体の中央付近に配置された第２の絶縁層（第２のガラスセラミックグリーンシートの焼結後の状態）から抜けきれずに、焼成後の多層配線基板においてボイドとして残存してしまう可能性が高いという問題があった。
【０００９】
一方、セラミック焼結体を製造する際にマイクロ波加熱を利用することが知られている。マイクロ波加熱は、マイクロ波と物質との相互作用によって物質の内部から熱を生じさせるもので、マイクロ波の吸収性に優れた高誘電率の物質が存在することが重要である。
【００１０】
例えば、セラミックスなどの粉粒体に炭化珪素などのマイクロ波吸収性に優れた粉末を混合してマイクロ波焼成することで、焼きむらなく短時間で焼成できることが提案されている（特許文献２を参照。）。
【００１１】
しかしながら、マイクロ波吸収性に優れた粉末は誘電率が高いことから、多層配線基板の絶縁基体の全体に均一にマイクロ波吸収性の優れた粉末を含有させると、配線層間の静電容量が増加して高周波信号の伝播特性が悪化してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ガラスセラミックグリーンシート積層体の中央付近にボイドが発生するのを抑制するとともに、配線層間の静電容量の増加を抑制した寸法精度の高い多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１のガラスセラミックグリーンシートと、該第１のガラスセラミックグリーンシートの焼成収縮終了温度よりも高い温度で焼成収縮を開始する第２のガラスセラミックグリーンシートとを作製する工程と、前記第１のガラスセラミックグリーンシートおよび前記第２のガラスセラミックグリーンシートを積層して複合シートを作製する工程と、前記複合シートの内部に貫通孔を形成して貫通導体用ペーストを充填するとともに前記複合シートの一方主面に配線層用導体ペーストを塗布する工程と、前記貫通導体用ペーストの充填および前記配線層用導体ペーストの塗布がなされた前記複合シートを複数積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、前記ガラスセラミックグリーンシート積層体を焼成する工程とを有する多層配線基板の製造方法であって、前記第１のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の厚みが前記第２のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の厚みの３分の１以下となるように、前記第１のガラスセラミックグリーンシートおよび前記第２のガラスセラミックグリーンシートの厚みを設定し、前記第１のガラスセラミックグリーンシートにのみＳｉＣ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＡｌＮ、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＳｉ３Ｎ４の群から選ばれる少なくとも一種からなる高誘電率粒子を含有させるとともに、前記ガラスセラミックグリーンシート積層体の積層方向の外側から内側に向かって前記第１のガラスセラミックグリーンシートに含まれる前記高誘電率粒子の含有量を徐々に多くさせて、マイクロ波による加熱で焼成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１のガラスセラミックグリーンシートにのみＳｉＣ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＡｌＮ、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＳｉ３Ｎ４の群から選ばれる少なくとも一種からなる高誘電率粒子を含有させているので、第１のガラスセラミックグリーンシートがマイクロ波で優先的に加熱され、そこからの伝熱により第２のガラスセラミックグリーンシートが加熱されるので、全体を均一に加熱して焼成することができ、寸法精度の高い多層配線基板を得ることができる。
【００１５】
また、第１のガラスセラミックグリーンシートおよび第２のガラスセラミックグリーンシートを積層してなる複合シートの一方主面に配線層用導体ペーストを塗布することから、異なる層に形成された配線層用導体ペーストと配線層用導体ペーストとの間には第１のガラスセラミックグリーンシートおよび第２のガラスセラミックグリーンシートが介在されている。さらに、第１のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の厚みが第２のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の厚みの３分の１以下となるように、第１のガラスセラミックグリーンシートおよび第２のガラスセラミックグリーンシートの厚みを設定している。これにより、配線層間の静電容量の増加が抑制されている。
【００１６】
また、ガラスセラミックグリーンシート積層体の積層方向の外側から内側に向かって第１のガラスセラミックグリーンシートに含まれる前記高誘電率粒子の含有量を徐々に多くさせているので、焼成時のガラスセラミックグリーンシート積層体の中央付近の温度を外側よりも高くすることができ、ガラスセラミックグリーンシート積層体の中央付近に配置された第２の絶縁層（第２のガラスセラミックグリーンシートの焼結後の状態）のボイド発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態の説明図である。
【図２】本発明の多層配線基板の製造方法に使用されるマイクロ波焼成炉の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態の説明図であり、本発明の多層配線基板の製造方法は、まず、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４と、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の焼成収縮終了温度よりも高い温度で焼成収縮を開始する第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３とを作製する。
【００２０】
第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４および第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３は、８００〜１０００℃前後の比較的低い温度で焼成収縮させることができるように、ガラス粉末およびセラミックフィラーを含む原料粉末を主成分とするものである。
【００２１】
ガラス粉末としては、ＳｉＯ２を含み、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、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、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＭＯ系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ、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。例えば、焼成後にリチウムシリケート、クォーツ、クリストバライト、エンスタタイト、コ−ジェライト、ムライト、アノ−サイト、セルジアン、スピネル、ガ−ナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライト、ディオプサイドやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種類析出する結晶性ガラスが好ましい。
【００２２】
ここで、第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３に含まれるガラス粉末の軟化点を、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４に含まれるガラスの結晶化点よりも高くなるように調整することで、第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３の焼成収縮開始温度を第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の焼成収縮終了温度よりも高くすることができる。なお、ここでいう焼成収縮開始温度とは、対象とする材料を単独で焼成した時に、０．５％体積収縮したときの温度をいう。また、焼成収縮終了温度とは、焼成前の状態から焼成終了後の状態までの収縮量に対し９０％以上体積収縮したときの温度をいう。体積収縮はＴＭＡ（熱機械分析）の線収縮から体積収縮に換算して決定される。
【００２３】
具体的には、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４に用いられるガラス粉末としては、低温で焼成収縮を開始させるとともに結晶を多く析出させるために、例えばＳｉをＳｉＯ２換算で１〜３０質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で５〜２５質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で２５〜６０質量％、ＣａをＣａＯ換算で０〜１０質量％、ＢａをＢａＯ換算で０〜２０質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算で５〜２５質量％、ＰをＰ２Ｏ５換算で０〜１０質量％、ＳｎをＳｎＯ２換算で０〜１０質量％、ＮａをＮａ２Ｏ換算で０〜３質量％を含むものが挙げられる。
【００２４】
また、第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３に用いられるガラス粉末としては、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の焼成収縮の終了後に第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３が焼成収縮を開始するように、例えばＳｉをＳｉＯ２換算で２５〜４５質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１０〜２５質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で１０〜２４質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算で５〜２０質量％、ＺｎをＺｎＯ換算で５〜２０質量％、およびＣａをＣａＯ換算で０．５〜４質量％を含むものが挙げられる。
【００２５】
なお、ガラス粉末としては、セラミックフィラーとの配合の関係で、焼成後に結晶を析出しない非結晶性ガラスを用いてもよい。
【００２６】
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ＳｉＯ２や、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、コージェライト、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア等が用いられる。これらのうち、高強度化、低コスト化等の点ではアルミナが好ましく、高熱膨張化の点ではクォーツが好ましい。
【００２７】
第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４には、上記のガラス粉末およびセラミックフィラーに加えて比誘電率（εｒ）の高い高誘電率粒子を含有させることが重要である。具体的には、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４にのみＳｉＣ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＡｌＮ、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＳｉ３Ｎ４の群から選ばれる少なくとも一種からなる高誘電率粒子を含有させる。高誘電率粒子の比誘電率（εｒ）は７以上であるのが好ましく、ＳｉＣ（εｒ＝９〜１２）、ＴｉＯ２（εｒ＝８０〜１８０）、ＺｒＯ２（εｒ＝２０〜３０）、ＭｇＯ（εｒ＝９〜１２）、ＡｌＮ（εｒ＝７〜９）、Ｃｒ２Ｏ３（εｒ＝１０〜１４）、ＺｎＯ（εｒ＝８〜１０）およびＳｉ３Ｎ４（εｒ＝７〜９）から選ばれる少なくとも一種が選択される。
【００２８】
ここで、第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３は、ガラス粉末を３０〜９０質量％、セラミックフィラーを１０〜７０質量％の割合で含むのに対し、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４は、ガラス粉末を３０〜９０質量％、セラミックフィラーを７〜６０質量％、高誘電率粒子を３〜２０質量％（ガラスセラミックグリーンシート積層体の中央に配置される第１のガラスセラミックグリーンシートは５〜２０質量％）の割合で含むものである。高誘電率粒子の割合をこの範囲とすることで、ガラスセラミックグリーンシート積層体５を焼結させるのに十分な発熱量が得られるとともに、高周波信号の遅延を許容できる範囲内に比誘電率の上昇を抑えることができる。この高誘電率粒子の含有量は、後述するように第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４のガラスセラミックグリーンシート積層体５における配置の位置によって異ならせていて、具体的には、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の積層方向の外側から内側に向かって第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４に含まれる高誘電率粒子の含有量を徐々に多くさせている。例えば、図１に示す層構成では、第１のガラスセラミックグリーンシート１１は３質量％、第１のガラスセラミックグリーンシート１２は５質量％、第１のガラスセラミックグリーンシート１３は５質量％、第１のガラスセラミックグリーンシート１４は３質量％という含有量になっている。
【００２９】
上述した原料粉末を所定量秤量し、有機バインダ、有機溶剤、および所望により可塑剤等を加えてスラリーを調製した後、ドクターブレード法、圧延法、プレス法等の周知の成形法によりシート状に成形して、第１ガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４および第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３をそれぞれ作製する。
【００３０】
ここで、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の焼成後の厚みが第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３の焼成後の厚みの３分の１以下となるように、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４および第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３の厚みが設定されていて、第１ガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の厚さは１０〜７０μｍであり、第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３の厚さは３０〜２１０μｍである。なお、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４と第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３との間の互いの平面方向の焼成収縮を抑制する点から、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の焼成後の厚みが第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３の焼成後の厚みの５分の１以上であるのが好ましい。
【００３１】
第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の焼成後の厚みが第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３の焼成後の厚みの３分の１以下であれば、異なる層に形成された配線層と配線層との間には後述する複合シートを焼成してなる第１の絶縁層（第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の焼成後の状態）および第２の絶縁層（第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３の焼成後の状態）が設けられることとなるから、これらをあわせた厚みでは配線層間の静電容量の増加が抑制され、高周波信号の遅延を抑えることに有効である。
【００３２】
次に、第１のガラスセラミックグリーンシート１１および第２のガラスセラミックグリーンシート２１、第１のガラスセラミックグリーンシート１２および第２のガラスセラミックグリーンシート２２、第１のガラスセラミックグリーンシート１３、１４および第２のガラスセラミックグリーンシート２３を積層して複合シートを作製する。積層には、熱と圧力とを加えて熱圧着する方法、有機バインダ、有機溶剤、可塑剤等からなる接着剤をシート間に塗布する方法等が採用できる。
【００３３】
次に、複合シートの内部に貫通孔を形成して貫通導体用ペースト３を充填するとともに複合シートの一方主面に配線層用導体ペースト４を塗布する。
【００３４】
複合シートへの貫通孔の形成は、パンチング、レーザー、エッチング等の方法などによって行われる。貫通孔に充填する貫通導体用ペースト３は、主成分としての銀粉末、銅粉末、金粉末などに有機バインダおよび有機溶剤を混練したものであり、さらに必要に応じて、電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で、他の金属、ガラス、酸化物、炭化物および窒化物等の無機分を含むものである。充填には、貫通孔に一致する箇所に穿孔されたメタルマスク、あるいは、エマルジョンメッシュスクリーンマスクを用いて、スクリーン印刷する方法を用いる。このとき、マスクを通して貫通導体用ペースト３を押し出す方法として、通常のポリウレタン製等の板状（あるいは剣状）のスキージを用いる方法でもよく、ペースト押し出し式のスキージヘッドを用いて、貫通導体用ペースト３を加圧注入する方法でもよい。
【００３５】
また、複合シートの一方主面への配線層用導体ペースト４の塗布は、スクリーン印刷法などによって行われる。配線層用導体ペースト４として、貫通導体用ペースト３と同様に、主成分としての銀粉末、銅粉末、金粉末などに有機バインダおよび有機溶剤を混練したものであり、さらに必要に応じて、電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で、他の金属、ガラス、酸化物、炭化物および窒化物等の無機分を含むものである。なお、ここで用いられる配線層用導体ペースト４と貫通孔内に充填した貫通導体用ペースト３とは、有機溶剤の量を異ならせるなどの手段によって粘度を異ならせてもよい。貫通導体用ペースト３よりも粘度を低くすることで、厚みを薄くすることができ、精度のよいパターンを形成することができる。これに対し、貫通導体用ペースト３は、粘度を高くすることで、充填後に垂れないようにすることができる。さらに、配線層用導体ペースト４と貫通導体用ペースト３とは、主成分およびガラス、無機フィラー等の副成分が異なっていてもよい。
【００３６】
なお、貫通導体用ペースト３の充填および配線層用導体ペースト４の塗布がなされた後、複合シートは６０〜１００℃で０．５〜３時間程度かけて乾燥される。
【００３７】
このように、複合シートを作成したうえで配線層用導体ペースト４を複合シートの一方主面に塗布するので、焼成後の異なる層に形成された配線層と配線層との間には必ず第２の絶縁層が配置されることとなり、配線層間の静電容量の増加が抑制されることになる。
【００３８】
次に、貫通導体用ペースト３の充填および配線層用導体ペースト４の塗布がなされた複合シートを、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の配置（高誘電率粒子の含有量）を考慮しつつ、複数積層してガラスセラミックグリーンシート積層体５を作製する
積層には、積み重ねられた複合シートに熱と圧力とを加えて熱圧着する方法、有機バインダ、有機溶剤、可塑剤等からなる接着剤をシート間に塗布する方法等が採用できる。
【００３９】
なお、平面方向の収縮を抑制する効果の点では、図１に示すように、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４と第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３とが交互に積層された構成が望ましいが、例えば、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４が２層連続して重なるように積層してもよい。
【００４０】
ここで、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の積層方向の外側から内側に向かって第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４に含まれる高誘電率粒子の含有量を徐々に多くさせている。これにより、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の内側（中央付近）の温度を表面よりも意図的に高くすることができる。
【００４１】
脱バインダが終了していない状態で、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の表面付近が焼結を開始してしまうと、発生した不飽和炭化水素がガス化して外へ放出するための経路が確保されなくなり、焼結後にボイドとなってあらわれる。多層配線基板内にボイドが増加すると、絶縁性や強度が低下してしまう。これに対し、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の積層方向の外側から内側に向かって第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４に含まれる高誘電率粒子の含有量を徐々に多くさせることで、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の表面付近が先に焼結を開始することはなくなり、ボイドの発生を抑制することができる。
【００４２】
なお、徐々に多くさせているとは、外側から内側に向かって隣り合う２層において高誘電率粒子の含有量が漸次多くなっていることに限らず、同じであってもいいことを含んでいる。この場合であっても、ボイドの発生を抑制する効果は得られるからである。ただし、外側から順に配置された３層が同じ含有量になっているものは排除することを意味する。多層配線基板の層数によりその影響は異なるが、特に層数が少ない場合に、ガラスセラミックグリーンシート積層体の中央付近にボイドが発生するのを抑制する効果が低下してしまうからである。
【００４３】
最後に、ガラスセラミックグリーンシート積層体をマイクロ波による加熱で焼成する。
【００４４】
焼成に際して、ガラスセラミックグリーンシート積層体５にマイクロ波を照射することにより、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の有機バインダの熱分解、熱分解によって生成した不飽和炭化水素の水蒸気との反応による二酸化炭素ガス化および焼結を行なわれる。この際、有機バインダの熱分解および熱分解によって生成した不飽和炭化水素の水蒸気との反応による二酸化炭素ガス化は約１００〜８００℃の温度範囲でなされ、焼結は約８００〜１０００℃の温度範囲でなされる。
【００４５】
用いられるマイクロ波の周波数は１〜２０ＧＨｚが好ましく、特に２．４５ＧＨｚが好ましい。この周波数が１ＧＨｚ未満では、波長が長くなりすぎるとともにガラスセラミックグリーンシート積層体５のマイクロ波による発熱性が低下するため好ましくない。逆に、２０ＧＨｚを超える場合には、マイクロ波発振器のコストが高く、工業的利用には不適である。特に、マイクロ波の周波数を２．４５ＧＨｚとした場合には、マイクロ波発振器が工業的に安定して利用できるうえ、コスト的にも比較的安価である。
【００４６】
焼成時には、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４が焼成収縮する際、焼成収縮を開始していない状態の第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３によって、第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４の平面方向の収縮が抑制される。一方、第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３が焼成収縮する際、第１の絶縁層（すでに焼成収縮を終了した状態の第１のガラスセラミックグリーンシート１１、１２、１３、１４）によって、第２のガラスセラミックグリーンシート２１、２２、２３の平面方向の収縮が抑制される。なお、平面方向の収縮が抑制される分、積層方向の収縮は大きくなる。以上のようなメカニズムにより、多層配線基板（ガラスセラミックグリーンシート積層体５の焼成後の状態）の寸法精度（主面に形成された接続端子の間隔の精度）が高くなる。
【００４７】
多層配線基板の製造方法として通常行われている抵抗体加熱炉を窒素雰囲気として焼成する場合では、抵抗体が発した熱が伝熱により窒素雰囲気を加熱するが、抵抗体は供給された窒素ガス全体を均一に加熱しきれず、抵抗体付近の窒素雰囲気の温度が高くなりやすい。そして、輻射熱による加熱は抵抗体からの距離に反比例するので、ガラスセラミックグリーンシート積層体５は抵抗体からの距離で焼成温度がばらついてしまう。具体的には、複数個のガラスセラミックグリーンシート積層体５を同時に焼成する場合、抵抗体付近に置かれたガラスセラミックグリーンシート積層体５の温度は高く、抵抗体から離れた位置に置かれたガラスセラミックグリーンシート積層体５の温度は低くなり、製品毎に脱バインダの状態や焼結状態にばらつきが発生してしまう。例えば、抵抗体に近いガラスセラミックグリーンシート積層体５が焼成収縮を終了しようとしている際に、抵抗体から遠いガラスセラミックグリーンシート積層体５はまだ焼成収縮して変形が発生するなどである。
【００４８】
さらに、ガラスセラミックグリーンシート積層体５が例えばプローブカード用配線基板のように大型の場合には、温度ばらつきがガラスセラミックスグリーンシート積層体５の内部で顕著に発生するので、これに起因して反りなどの変形が発生してしまうという問題があった。
【００４９】
これに対し、本発明のマイクロ波を用いた焼成では、多層配線基板の変形による寸法精度の低下を抑制することができ、抵抗体加熱炉による焼成よりもさらに寸法精度を高めることができる。また、前述のように、配線層間の静電容量の増加を抑制するとともに、ガラスセラミックグリーンシート積層体５の中央付近に配置された第２の絶縁層（第２のガラスセラミックグリーンシートの焼結後の状態）のボイド発生を抑制することができる。
【００５０】
以下、本発明の多層配線基板の製造方法に使用されるマイクロ波焼成炉について述べる。
【００５１】
図２は、本発明の多層配線基板の製造方法に使用されるマイクロ波焼成炉の説明図であり、マイクロ波焼成炉６は、炉壁６１の内部空間に、断熱材６２で覆われた筐体６３が配置されたものである。筐体６３の内部空間には、ガラスセラミックグリーンシート積層体５を載置するための複数の棚板６４が、支柱６５によって鉛直方向に所定の間隔をあけて設けられている。そして、雰囲気ガスが雰囲気ガス供給用ノズル６６を通って筐体６３の内部空間に供給され、排気ガスは筐体６３の内部空間から排気用ノズル６７を通って外部に放出される。マイクロ波照射によりガラスセラミックグリーンシート積層体５を構成する有機バインダが熱分解して発生した分解ガスは、筐体６３内において滞留することなく連続的に対向する側面の排気用ノズル６７から排気ガスとして排出される。
【００５２】
なお、マイクロ波焼成炉６としては、マイクロ波発振器および導波管を備えたバッチ炉であっても、あるいは大型の連続炉であっても何ら差し支えない。
【００５３】
また、マイクロ波焼成炉６内の炉壁６１はマイクロ波を透過しない金属でできており、導波管を通してマイクロ波焼成炉６内に導入されたマイクロ波は炉壁６１によって反射を繰り返すようになっている。また、断熱材６２はマイクロ波の透過性のあるアルミナファイバーや発泡アルミナ材料等で形成される。また、筐体７３や棚板７２は、炭化珪素やアルミナなどのセラミックス等で形成され、ガラスセラミックグリーンシート積層体５のマイクロ波吸収率と同じ程度かそれ以上のマイクロ波吸収率を有するものを用いるのが、マイクロ波照射の際にガラスセラミックグリーンシート積層体５の表面と内部との温度勾配が極めて小さくなる点で好ましい。また、雰囲気ガスとしては、不活性ガスである窒素雰囲気を用いるのが好ましく、有機バインダの熱分解生成物である不飽和炭化水素を二酸化炭素ガスに変化させる目的で露点が４０℃以上の雰囲気ガスを用いるのが好ましい。
【実施例】
【００５４】
第１のガラスセラミックグリーンシートの原料粉末として、ガラス粉末とクォーツ粉末（セラミックフィラー）とを質量比８２：１３となるように混合するとともに、これに表１に示す高誘電率粒子を加えて全体で１００質量％となるものを用いた。例えば、ガラス粉末８２質量％、クォーツ粉末１３質量％およびＴｉＯ２粉末５質量％という割合である。ガラス粉末の組成は、ＳｉをＳｉＯ２換算で１５質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１０質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で３０質量％、ＣａをＣａＯ換算で１質量％、ＢａをＢａＯ換算で１５質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算で２０質量％、ＰをＰ２Ｏ５換算で５質量％、ＳｎをＳｎＯ２換算で３．５質量％、ＮａをＮａ２Ｏ換算で０．５質量％としたものである。
【００５５】
一方、第２のガラスセラミックグリーンシートの原料粉末として、ガラス粉末５５質量％と、セラミックフィラーとしてクォーツ粉末４５質量％を用いた。ガラス粉末の組成は、ＳｉをＳｉＯ２換算で４０質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１７質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で２０質量％、ＣａをＣａＯ換算で３質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算で１２質量％、ＺｎをＺｎＯ換算で８質量％としたものである。
【００５６】
そして、それぞれの原料粉末に、有機バインダとしてアクリルバインダ、有機溶剤としてトルエンを添加してなるスラリーを調製し、ドクターブレード法により、ＰＥＴフィルム上に厚さ３０μｍの第１のガラスセラミックグリーンシートを作製するとともに、ＰＥＴフィルム上に厚さ１００μｍの第２のガラスセラミックグリーンシートを作製した。なお、第１のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の厚みは１５μｍ、第２のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の厚みは４５μｍとなるものであった。
【００５７】
その後、第１のガラスセラミックグリーンシートと第２のガラスセラミックグリーンシートとを重ね合わせた後、ＰＥＴフィルムを剥いで、第１のガラスセラミックグリーンシートと第２のガラスセラミックグリーンシートとからなる複合シートを作製した。また、さらに第1のガラスセラミックグリーンシートを重ね合わせた後、ＰＥＴフィルムを剥いで、外側に第1のガラスセラミックグリーンシートを配置し、内側に第２のガラスセラミックグリーンシートを配置した３層構造の複合シートを作製した。
【００５８】
複合シートにパンチングで貫通孔を形成し、その貫通孔内に貫通導体用ペーストを充填するとともに、一方主面に配線層用導体ペーストをスクリーン印刷で塗布した。ここで、貫通導体用ペーストおよび配線層用導体ペーストの形成材料として、銅粉末に、有機バインダとしてエチルセルロース、有機溶剤として２−２−４−トリメチル−３−３−ペンタジオールモノイソブチレートを添加してなるペーストを用いた。
【００５９】
そして、複合シートを組み合わせて、第１のガラスセラミックグリーンシートと第２のガラスセラミックグリーンシートとが交互に積層され、第１のガラスセラミックグリーンシートが最外層に配置されるようにして、第１のガラスセラミックグリーンシートが２１層、第２のガラスセラミックグリーンシートが２０層のガラスセラミックグリーンシート積層体を作製した。
【００６０】
このとき、中央に配置された第１のガラスセラミックグリーンシートの高誘電率粒子の含有量を表１に示す量とし、外側に向かって含有量が表１に示す割合で減少していくようにした。例えば、中央に配置された第１のガラスセラミックグリーンシートの高誘電率粒子の含有量は５質量％で減少量が０．２質量％の場合、この外側の第１のガラスセラミックグリーンシートの高誘電率粒子の含有量は４．８質量％、さらに外側が４．６質量％、またさらに外側が４．４質量％、４．２質量％、４．０質量％、３．８質量％、３．６質量％、３．４質量％、３．２質量％、３．０質量％という具合である。なお、減少量０質量％の場合は、すべての層が同じ含有量であることを示している。
【００６１】
次に作製したガラスセラミックグリーンシート積層体をマイクロ波によって自己発熱する炭化珪素からなる筐体内の炭化珪素からなる棚板に載置し、この筐体内に窒素を供給する供給するともに２．４５ＧＨｚのマイクロ波を連続照射し有機成分を除去しつつ、９００℃まで焼成し、多層配線基板を得た（試料Ｎｏ．１〜７）。
【００６２】
なお、比較例として、高誘電率粒子を含まずに抵抗体による焼成方法を用いた多層配線基板（試料Ｎｏ．８）を作製するとともに、第１のガラスセラミックグリーンシートの高誘電率粒子の含有量を外側から内側に向かって多くさせずに（中央から外側に向かって高誘電率粒子の含有量を減少させずに）高誘電率粒子の含有量を変更した多層配線基板（試料Ｎｏ．９〜１１）、第１のガラスセラミックグリーンシートの高誘電率粒子の含有量を外側から内側に向かって多くさせずに（中央から外側に向かって高誘電率粒子の含有量を減少させずに）高誘電率粒子の含有量を変更し、かつ第１のガラスセラミックグリーンシートの厚みと第２のガラスセラミックグリーンシートの厚みを同じくした多層配線基板（試料Ｎｏ．１２）、および中央から外側に向かって高誘電率粒子を増加させた多層配線基板（試料Ｎｏ．１３）を作製した。
【００６３】
そして、得られた多層配線基板について、予め表面に配線用導体ペーストにてドットマークをスクリーン印刷で形成しておき、焼成後にその寸法を３次元測定機で６０個測定し、寸法精度（収縮ばらつき）が０．１％以下のものを良品と判定した。その結果を表１に示す。
【００６４】
また、得られた多層配線基板について、インピーダンスアナライザーにて内部配線層間の容量値も測定し、第１のガラスセラミックグリーンシートの原料粉末に高誘電率粒子を含まないサンプルと比較して、実装する半導体素子を問題なく動作させることのできるレベルであるものを○、実装する半導体素子を問題なく動作させることはできるが容量の大きな上昇が見られたものを△、実装する半導体素子を問題なく動作させることができないものを×と判断した。その結果を表１に示す。
【００６５】
さらに、得られた多層配線基板について、切断して断面を研磨し、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１０００倍のＳＥＭ写真を撮影し、画像解析装置を用いて、上から１１番目の第２絶縁層（第２のガラスセラミックグリーンシートの焼成後の状態）についてボイド率を測定し、ボイド率が５％以下であるものを適正であると判断した。その結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
2010258187.tif 000003
【００６７】
表１から明らかなように、本発明によれば、収縮ばらつきが０．１％以下であり、容量値が実装する半導体素子を問題なく動作させることのできるレベルであり、ボイドの発生も抑制された多層配線基板が得られることがわかる。
【００６８】
これに対し、本発明範囲外である抵抗体による焼成の試料Ｎｏ．８では、収縮ばらつきが大きく、またボイドの発生を十分に抑制できていないことがわかる。
【００６９】
また、本発明範囲外である高誘電率粒子を減少させずに高誘電率粒子の含有量を変更した試料Ｎｏ．９〜１２および高誘電率粒子を増加させた試料Ｎｏ．１３では、ボイドの発生を十分に抑制できていないことがわかる。
【００７０】
なお、高誘電率粒子の含有量が１１質量％の試料Ｎｏ．１１では、実装する半導体素子を問題なく動作させることはできるが容量の大きな上昇が見られ、第１のガラスセラミックグリーンシートの厚みと第２のガラスセラミックグリーンシートの厚みを同じくした試料Ｎｏ．１２では、容量値が実装する半導体素子を問題なく動作させることができない値となった。
【符号の説明】
【００７１】
１１、１２、１３、１４・・・第１のガラスセラミックグリーンシート
２１、２２、２３・・・第２のガラスセラミックグリーンシート
３・・・貫通導体用ペースト
４・・・配線層用導体ペースト
５・・・ガラスセラミックグリーンシート積層体
６・・・マイクロ波焼成炉
６１・・・炉壁
６２・・・断熱材
６３・・・筐体
６４・・・棚板
６５・・・支柱
６６・・・雰囲気ガス供給用ノズル
６７・・・排気用ノズル
【図１】
2010258187.tif 000004
【図２】
2010258187.tif 000005