(57)【要約】【課題】延性を有する金属粉末を含む金属グリーンシートを安価に且つ容易にしかも安定して作製できる製造方法を提供する。【解決手段】金属粉末７、９と、樹脂と、溶媒１０とを含有するスラリー１を、該スラリー１よりも比重が軽いメディア３を用いて混合することを特徴とするスラリー１の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末と、樹脂と、溶媒とを含有するスラリーを、該スラリーよりも比重が軽いメディアを用いて混合することを特徴とするスラリーの製造方法。
【請求項２】
前記スラリーの比重に対し、前記メディアの比重が０．３〜０．９５倍であることを特徴とする請求項１に記載のスラリーの製造方法。
【請求項３】
前記メディアが前記金属粉末に対し１０〜１００質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラリーの製造方法。
【請求項４】
金属粉末が高延性金属粉末と低延性金属粉末からなることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載のスラリーの製造方法。
【請求項５】
前記高延性金属粉末がＣｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｂの群から選ばれる少なくとも１種類を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載のスラリーの製造方法。
【請求項６】
前記低延性金属粉末がＭｏ、Ｗの群から選ばれる少なくとも１種類を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載のスラリーの製造方法。
【請求項７】
前記メディアがアルミナ、窒化珪素、樹脂の群から選ばれるいずれか１種類を含有することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれかに記載のスラリーの製造方法。
【請求項８】
前記低延性金属粉末と樹脂と、溶媒とを含有するスラリーをメディアにより混合した後、前記高延性金属粉末をスラリーに添加し混合することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれかに記載のスラリーの製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれかに記載のスラリーの製造方法により作製されたスラリーをダイコーター法、ドクターブレード法、リップコーター法のいずれかによりシート状に成形することを特徴とする金属グリーンシートの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の金属グリーンシートの製造方法により作成した金属グリーンシートを、該金属グリーンシートと実質的に同一の厚みのセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に埋設する工程を具備することを特徴とする複合体の製造方法。
【請求項１１】
前記セラミックグリーンシートおよび金属グリーンシートを積層する工程と、前記積層体の所定箇所に前記金属グリーンシート側から押圧して、前記金属グリーンシートの押圧部分を前記セラミックグリーンシート側に移行させて、セラミックグリーンシートと前記金属グリーンシートと一体化した複合体を作製する工程を具備することを特徴とする請求項１０に記載の複合体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の複合体を、他のセラミックグリーンシートまたは他の複合体のいずれかと積層して積層体を作製する工程を具備することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０又は１１に記載の複合体の製造方法により作製した複合体を焼成する工程を具備することを特徴とする積層部品の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の積層体の製造方法により作製した積層体を焼成する工程を具備することを特徴とする積層部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種配線基板や半導体素子収納用パッケージ等に適用される配線基板の製造に好適に用いられるスラリー、金属グリーンシート、複合体、積層体、積層部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の高集積化に伴い、半導体装置から発生する熱も増加している。半導体装置の誤動作をなくすためには、このような熱を装置外に放出可能な配線基板が必要とされている。一方、電気的な特性としては、演算速度の高速化により、信号の遅延が問題となり、配線導体損失の小さい、つまり低抵抗の配線導体を用いることが要求されてきた。
【０００３】
このような半導体素子を搭載した配線基板としては、その信頼性の点から、アルミナセラミックスを絶縁基体とし、その表面あるいは内部にタングステンやモリブデンなどの高融点金属からなる配線層を被着形成したセラミック配線基板が多用されている。ところが、従来から多用されている高融点金属からなる配線層では、抵抗を高々１３μΩ・ｃｍ程度までしか低くできない。従って、前述のような多層配線基板における配線導体の抵抗値を低減して大電流を流せるようにするために、多層配線基板を構成する絶縁基体に銅（Ｃｕ）の厚膜や無電解メッキにより配線導体を形成することが行われていた。
【０００４】
しかし、かかる配線導体では、配線の高密度化のために配線パターンの線幅が多層配線基板の面積により制限され、一定以上に幅広く形成することができず、しかも、前記配線導体の形成方法では後の工程に悪影響を及ぼさず短時間に低コストで充分な厚さの配線導体を得ることが困難であり、前記低抵抗化を満足するものではなかった。
【０００５】
そこで、配線導体の抵抗値を低減して大電流を流せるようにするために、多層配線基板を構成するセラミックグリーシートに貫通孔を形成し、該貫通孔に電気抵抗値の低い銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）等の低融点金属から成る配線用導体ペーストを厚く充填して低抵抗配線導体としたものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
前記低抵抗配線導体を形成する場合、所定のセラミックグリーンシートに貫通孔を形成し、他のグリーンシートと積層して形成した凹部に配線用金属ペーストをスクリーン印刷法やディスペンサ法で充填して形成する。そしてペースト充填後に乾燥処理を行うと、ペースト充填部の表面が凹むなどの凹凸が発生し、グリーンシートの積層時に、積層不良が発生したり、積層体の変形を招くなどの問題があった。また、複雑なパターン形成にあたりペーストの充填不良が発生し、他の回路との接続不良が発生するなどの問題があった。
【０００７】
このような問題に対し、上記のような貫通孔への金属ペーストを充填する場合における問題点を解消できる手法として、セラミックグリーンシートに形成された貫通孔へ実質的に同一の厚みからなる金属グリーンシートを金型により埋め込む方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−０２１６３５号公報
【特許文献２】特開昭６３―０００１９４号公報
【特許文献３】特開２００４―８７９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３の方法では、用いる金属グリーンシートを製造する際に、金属粉末の変形を生じ易く、金属グリーンシートの特性、特に収縮挙動が安定しにくいという問題があった。
【０００９】
本発明は、金属粉末を含む金属グリーンシートを安価に且つ容易にしかも安定して作製できる製造方法を提供することを目的とするものであり、スラリー、金属グリーンシート、複合体、積層体、積層部品の製造方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のスラリーの製造方法は、金属粉末と、樹脂と、溶媒とを含有するスラリーを、該スラリーよりも比重が軽いメディアを用いて混合することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のスラリーの製造方法は、前記スラリーの比重に対し、前記メディアの比重が０．９〜０．３倍であることが望ましい。
【００１２】
また、本発明のスラリーの製造方法は、前記メディアが前記金属粉末に対し１０〜１００質量％であることが望ましい。
【００１３】
また、本発明のスラリーの製造方法は、金属粉末が高延性金属粉末と低延性金属粉末からなることが望ましい。
【００１４】
また、本発明のスラリーの製造方法は、前記高延性金属粉末がＣｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｂの群から選ばれる少なくとも１種類を含むことが望ましい。
【００１５】
また、本発明のスラリーの製造方法は、前記低延性金属粉末がＭｏ、Ｗの群から選ばれる少なくとも１種類を含むことが望ましい。
【００１６】
また、本発明のスラリーの製造方法は、前記メディアがアルミナ、窒化珪素、樹脂の群から選ばれるいずれか１種類を含有することが望ましい。
【００１７】
また、本発明のスラリーの製造方法は、前記低延性金属粉末と樹脂と、溶媒とを含有するスラリーをメディアにより混合した後、前記高延性金属粉末をスラリーに添加し混合することが望ましい。
【００１８】
また、本発明の金属グリーンシートの製造方法は、作製されたスラリーをダイコーター法、ドクターブレード法、リップコーター法のいずれかによりシート状に成形することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の複合体の製造方法は、金属グリーンシートの製造方法により作成した金属グリーンシートを、該金属グリーンシートと実質的に同一の厚みのセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に埋設する工程を具備することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の複合体の製造方法は、前記セラミックグリーンシートおよび金属グリーンシートを積層する工程と、前記積層体の所定箇所に前記金属グリーンシート側から押圧して、前記金属グリーンシートの押圧部分を前記セラミックグリーンシート側に移行させて、セラミックグリーンシートと前記金属グリーンシートと一体化した複合体を作製する工程を具備することが望ましい。
【００２１】
また、本発明の積層体の製造方法は、前記複合体を、他のセラミックグリーンシートまたは他の複合体のいずれかと積層して積層体を作製する工程を具備することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の積層部品の製造方法は、前記複合体の製造方法により作製した複合体を焼成する工程を具備することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の積層部品の製造方法は、前記積層体の製造方法により作製した積層体を焼成する工程を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のスラリーの製造方法は、金属粉末と、樹脂と、溶媒とを含有するスラリーを、該スラリーよりも比重が軽いメディアを用いて混合することによって、金属粉末と、樹脂と、溶媒を均一に混合でき、分散性の高いスラリーを作製する事ができる。また、ミル壁面とメディアとの間に発生するズリや衝撃が、スラリーより比重が重いメディアを用いた場合と比較して緩和されるため、延性のある金属粉末の変形や金属粉末同士の結合を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明のスラリーの製造方法によれば、前記スラリーの比重に対し、前記メディアの比重が０．３〜０．９５倍であることによってスラリーに対しメディアが液面に浮いた状態となり、スラリー混合時に浮力によりミル壁面に対するメディアの衝撃を緩和する事ができる。
【００２６】
また、本発明のスラリーの製造方法によれば、前記メディアの量を前記金属粉末に対し１０〜１００質量％とすることによりスラリーの混合効率が高まり金属粉末と、樹脂と、溶媒とを延性のある金属粉末の変形や金属粉末同士の結合を抑制するとともに、より効率よく簡易的に混合することができる。
【００２７】
また、本発明のスラリーの製造方法によれば、金属粉末として高延性金属粉末と低延性金属粉末とを用いることにより、従来のボールミル法では混合時に変形が発生し易い比較的衝撃に弱い高延性金属粉末に対する混合時の衝撃を和らげ変形を抑制しつつ混合でき、かつ比較的衝撃に強く変形しにくい低延性金属粉末も同時に均一に混合できるため、金属粉末の凝集未解砕や変形が起因する特性劣化を抑制でき、安定した特性を得る事ができる。
【００２８】
また、本発明のスラリーの製造方法によれば、前記高延性金属粉末としてＣｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｂの群から選ばれる少なくとも１種類を用いることによって前記スラリーを加工することで得られる組成物の熱伝導率を高く、且つ電気抵抗を低くする事ができる。
【００２９】
また、本発明のスラリーの製造方法によれば、前記低延性金属粉末としてＭｏ、Ｗの群から選ばれる少なくとも１種類を用いることによって前記スラリーを加工することで得られる組成物の熱膨張係数を小さくすることができる。
【００３０】
また、本発明のスラリーの製造方法によれば、前記メディアとしてアルミナ、窒化珪素、樹脂の群から選ばれるいずれか１種類を用いることによって、スラリーに対しメディアの比重を軽くする事ができ、さらに混合時におけるメディア同士の衝撃を調整でき高延性金属粉末に対する混合条件を最適化できる。例えばヤング率が極端に低いＰｂを用いる場合は、弾性のある樹脂メディアを用い極力変形を抑制でき、その他の高延性金属粉末を用いる場合は硬く軽いアルミナや窒化珪素メディアを用いる事によって短時間で変形を抑制した混合ができる。
【００３１】
また、本発明のスラリーの製造方法によれば、前記低延性金属粉末と樹脂と溶媒とを含有するスラリーをメディアにより混合する事により低延性金属粉末が均一に分散したスラリーを作製でき、前記高延性金属粉末を前記スラリーに添加することにより各粉末に適した最適の混合条件で混合する事ができる。さらに前記低延性金属粉末を長時間混合により細かく解砕し、高延性金属粉末を短時間で混合する事により、高延性金属粉末の変形を抑制するとともに、低延性金属粉末を所望の粒径に加工することができ、種々の形態の金属粉末の形状にバラつきの無い優れた金属グリーンシートを得る事ができる。
【００３２】
また、本発明の金属グリーンシートの製造方法によれば、以上説明したスラリーの製造方法により作製されたスラリーをダイコーター法、ドクターブレード法、リップコーター法のいずれかによりシート状に成形することによって金属粉末の変形や金属粉末同士の結合が抑制された金属グリーンシートを容易に作製することができる。この金属グリーンシートは金型加工などによって任意の形状に加工する事ができる。また、さらに別途作製したセラミックグリーンシートに積層する事によって金属グリーンシートとセラミックグリーンシートとの多層基板を作製する事ができる。
【００３３】
また、本発明の複合体の製造方法によれば、以上説明した金属グリーンシートの製造方法により作製した金属グリーンシートを、該金属グリーンシートと実質的に同一の厚みのセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に埋設することによって、金属グリーンシートとセラミックグリーンシートとがあたかも１枚のシートのように一体化した略平坦な複合シートを容易に作製することができる。
【００３４】
また、本発明の複合体の製造方法によれば、前記セラミックグリーンシートおよび金属グリーンシートを積層する工程と、前記積層体の所定箇所に前記金属グリーンシート側から押圧して、前記金属グリーンシートの押圧部分を前記セラミックグリーンシート側に移行させて、セラミックグリーンシートと前記金属グリーンシートと一体化した複合体を作製する工程を具備することによって、グリーンシートの貫通孔内に金属グリーンシートが一体的に隙間なく埋め込まれた複合体を得る事ができる。さらに、複雑な貫通孔の形状に合わせてパンチ形状を変更することによって、あらゆる形状の貫通孔に金属グリーンシートを埋め込むことができる。
【００３５】
また、本発明によれば、前記複合体を、他のセラミックグリーンシートまたは他の複合体のいずれかと積層して積層体を作製する工程を具備することによって、より複雑な構造を有する積層体を容易に形成できる。高機能を有するセラミック基板を実現することが容易となる。
【００３６】
本発明の積層部品の製造方法によれば、以上説明した複合体または積層体の製造方法により作製した複合体や積層体を焼成することで、略同一厚みの金属層と、セラミック層とが一体化した積層部品を容易に作製することができる。また、金属層となる金属グリーンシートに含まれる金属粉末は変形、金属粉末同士の結合が抑制されているため、安定した収縮挙動を示し、金属層とセラミック層との剥離が抑制され、製造歩留まりも向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明のスラリーの製造方法によれば、例えば、図１（ａ）に示すように金属粉末と、樹脂と、溶媒とを含有するスラリー１に対し、このスラリー１よりも比重が軽いメディア３を用いる事によって、例えば、ボールミル５により作製される金属粉末の変形や金属粉末同士の結合を抑制するとともにスラリー１を効率よく混合することができる。
【００３８】
なお、溶媒や樹脂のみならず、金属粉末までもが、スラリー１の構成要素であることから、溶媒、樹脂、金属粉末が混合されて一体となったスラリー１の重さを、スラリー１の体積で割った値がスラリー１の比重である。
【００３９】
この値は、簡易的に、混合する材料の比重と体積比率の積を、混合する材料の数に応じて足すことで求めることができる。
【００４０】
例えば、スラリー１の溶媒として比重が１ｇ／ｍｌの水を用いた場合であっても、比重が水よりも重い金属粉末と混合した場合には、スラリー１の比重は１ｇ／ｍｌを超えたように振る舞うのである。
【００４１】
そして、本発明のスラリー１の製造方法においては、スラリー１よりもメディア３の比重が軽いことが重要である。すなわち、スラリー１の液面にはメディア３が浮遊している状態となる。このときのスラリー１に対するメディア３の比重は０．３〜０．９５倍であることが望ましく、特に０．５〜０．９倍とすることで、金属粉末と、樹脂と、溶媒を均一に混合でき、さらにボールミルの壁面とメディアとの間に発生するズリや衝撃がメディア３に掛かる浮力により緩和される為、延性のある金属粉末を用いた場合でも金属粉末の形状を変形させる事無く効率よく混合する事ができる。
【００４２】
また、メディア３を用いる事によりメディアが無い混合方法と比較して、より効率よく混合することができる。例えば、攪拌混合機等は混合効率が良いものの設備的な制約があり大型化は困難なため、ボールミルと比較して多量に作製する事が困難である。また、ミル混合でメディアを用いない方法では、混合効率が非常に悪い。従って、メディア３の量を金属粉末に対し１０〜１００質量％とすることによりスラリーの混合効率が高まり金属粉末と、樹脂と、溶媒とを簡易的に安価なスラリーを作製でき、特に４０〜８０質量％とすることで混合状態が良好なスラリーを得る事ができる。
【００４３】
また、図１（ｂ）に示すように、金属粉末として、高延性金属粉末７と低延性金属粉末９とを樹脂を含有する溶媒１０に分散させてスラリー１とした場合には、変形しにくい低延性金属粉末９が緩衝剤となり、比較的衝撃に弱く変形し易い高延性金属粉末７の変形を抑制することができる。
【００４４】
なお、高延性金属粉末７、並びに低延性金属粉末９とは、延性の異なる２種以上の金属粉末を比較して表現したものである。
【００４５】
すなわち、２種以上の金属粉末を用いる場合には、金属粉末のうち、最も延性の高い金属粉末が高延性金属粉末７となり、最も延性の低い金属粉末が低延性金属粉末９となるのである。
【００４６】
用いる高延性金属粉末７としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｂの群から選ばれる少なくとも１種類を含むことが、望ましく、必要に応じて、低抵抗、低融点の金属を含有するスラリー１を作製できる。
【００４７】
また、スラリー１をシート状に成形し焼成した後、得られる金属シートの熱伝導率を高く、且つ電気抵抗を低くする事ができる。
【００４８】
また、低延性金属粉末９としては、Ｍｏ、Ｗの群から選ばれる少なくとも１種類を含むことが望ましく、スラリー１中の金属粉末の変形を抑制できるスラリー１となる。
【００４９】
また、スラリー１をシート状に成形し焼成した後、得られた金属シートの熱膨張を小さくすることができる。
【００５０】
例えば、高延性金属粉末７にＣｕを５０体積％、低延性金属粉末９にＷを５０体積％用いて作製されたスラリー１から成形し焼成する事によって、熱伝導率２００Ｗ／ｍＫ、熱膨張係数１１×１０−６／℃の金属グリーンシートを得る事ができる。
【００５１】
例えば、高延性金属粉末７としてＣｕを用い、低延性金属粉末９としてＷを用いた場合には、Ｃｕ粉末の変形を抑制して、Ｃｕ粉末、Ｗ粉末を含有するスラリーを効率よく作製することができる。
【００５２】
また、このスラリー１を所定の形状に成形して、熱処理を施すことで熱放散性に優れたＣｕ／Ｗ基板を容易に作製することができる。
【００５３】
また、このような複数の金属粉末を用いる場合には、まず、低延性金属粉末９と樹脂と、溶媒とを含有するスラリー１をメディア３により混合した後、このスラリーに高延性金属粉末７を混合する事で、高延性金属粉末７へ衝撃による外力が加わる機会を減らすことができるため、高延性金属粉末７の変形をさらに抑制することができる。
【００５４】
また、メディア３としてアルミナ、窒化珪素、樹脂の群から選ばれるいずれか１種類を用いる事が望ましい。
【００５５】
アルミナ製のメディア３は、安価で、耐摩耗性に優れ、しかも耐薬品性に優れており、比重も３．９９ｇ／ｃｍ３と比較的重いため、比重の重いスラリーを用いる場合には適している。
【００５６】
また、窒化珪素製のメディア３は、高価ではあるが、アルミナ製のメディア３よりもさらに優れた耐摩耗性を有するため、大量のスラリーを作製する場合でもメディア３の摩耗による不純物の混入を抑制することができる。
【００５７】
また、樹脂製のメディア３は、比重が軽いため、比較的比重の軽いスラリー作製に適している。また、必要に応じて、この樹脂製のメディア３には、芯材として金属を用いることができ、メディア３全体の比重を任意に調整したものを用いることもできる。
【００５８】
また、以上説明した以外の素材に関しても必要に応じてメディア３として用いることができるのは言うまでもない。
【００５９】
このように、必要に応じてメディア３の比重を調整することで、メディア３の比重をスラリー１の比重よりも軽くする事ができ、ボールミル内においてスラリー１の液面にメディア３が浮遊した状態を作り出す事ができる。さらにメディアと高延性金属粉末の組み合わせにより極力変形を抑制しつつ混合したり、効率よく短時間で変形を抑制した混合状態を得る事ができる。
【００６０】
また、本発明の金属グリーンシートは、作製されたスラリー１をダイコーター法、ドクターブレード法、リップコーター法のいずれかによりシート状に成形した後、金型加工などを施すことによって任意の形状に加工する事ができる。
【００６１】
次に、本発明のスラリー１、金属グリーンシート１１、複合体１５、積層体、積層部品の製造方法についてさらに詳細に説明する。
【００６２】
本発明のスラリー１の作製には、まず混合用のメディア３とボールミル５を準備する。メディア３としては、金属粉末と、樹脂と、溶媒との各々の比率より算出したスラリー１の比重より軽くなるように選択することが重要である。
【００６３】
さらに、スラリー１に含まれる高延性金属粉末７の種類も考慮し、アルミナ、窒化珪素、樹脂のいずれかより選択することが望ましい。
【００６４】
さらに、メディア３の量が金属粉末７、９に対し１０〜１００質量％の範囲内でボールミル内に準備する。また、メディア３の径はボールミルのスケールとの兼ね合いにもよるが、ボールミルの直径と比較して極端に大きすぎず、また、極端に小さいものは適用しない。例えば、直径２００ｍｍの試験レベルでのボールミルには、直径φ５〜３０ｍｍ程度のメディアが望ましく、直径５０００ｍｍの量産スケールのボールミル５にはφ１０〜５０ｍｍ程度のメディアを用いることが望ましい。
【００６５】
次に低延性金属粉末９としてＭｏ、Ｗの群から選ばれる少なくとも１種類を選択し、有機バインダーと有機溶媒を添加し、ボールミル５により所望の粒形となるように所定の時間混合しスラリー１を調製する。
【００６６】
特に、本発明のスラリー１に用いられる樹脂すなわち有機結合剤は、プレスによる打ち抜き加工性を高め、且つ焼成時の熱分解除去性を高めるために、アクリル系樹脂、とりわけ、イソブチルメタクリレートを主骨格とするアクリル系樹脂が望ましい。さらに、高延性金属粉末７としてＣｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｂの群から選ばれる少なくとも１種類を選択し、所定の時間混合しスラリー１を作製する。
【００６７】
次に、作製されたスラリー１を、従来周知のダイコーター法やドクターブレード法やリップコーター法等のキャスト法により、所望の厚みの金属グリーンシート１１を作製する。この金属グリーンシート１１の厚みは、通常、５０〜４００μｍが適当である。
【００６８】
また、セラミックグリーンシート１３は、セラミック粉末として窒化珪素、窒化アルミ、アルミナ、シリカガラス、フォルステライト等が挙げられ、金属グリーンシート１１との焼成温度がマッチングした材質を選択することが望ましい。
【００６９】
また、このセラミックグリーンシート１３には金属グリーンシート１１と実質的に同等の厚みとなるように調整することが望ましい。
【００７０】
以下に、複合体１５の製造方法について説明する。
【００７１】
まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート１３の所定箇所に予め金型を用いたパンチング加工やレーザー光を用いた加工により貫通孔３９を形成する。例えば、打ち抜きはめ込み法により、セラミックグリーンシート１３内にセラミックグリーンシート１３を貫通する金属グリーンシート１１を形成する場合には、前記セラミックグリーンシート１３に対して、例えば、縦１０ｍｍ×横３０ｍｍの形状が配置された上パンチ３５と下パンチ３７を具備したパンチング装置によって、中央部に縦１０ｍｍ×横３０ｍｍの大きさの貫通孔３９を形成する。
【００７２】
次に、図２（ｃ）に示すように、この貫通孔３９を形成したセラミックグリーンシート１３の上に、金属グリーンシート１１を当接させ、図２（ｄ）に示すように、パンチング装置における上パンチを下げ、上パンチの下面がシート１の表面と同一平面となるところまで下ろす。
【００７３】
そして、上パンチを上げることで、図３（ｅ）に示すようなセラミックグリーンシート１３の貫通孔３９部分に、金属グリーンシート１１が埋め込まれた構造の複合体１５を形成することができる。
【００７４】
以下に本発明の積層体の製造方法について説明する。
【００７５】
例えば、上記の工程により作製した複合体１５に、図４（ａ）に示すように、セラミックグリーンシート１３ａを当接させ、積層して積層体１７を作製することによって、本発明の積層体１７を得ることができる。
【００７６】
また、例えば、図４（ｂ）に示すように、複数の複合体１５ａ、１５ｂと複数のセラミックグリーンシート１３ａ〜１３ｃ同士を、密着液を用いて積層し、積層体１７を作製して、焼成することで、積層部品を作製することができる。
【００７７】
なお、図４（ｂ）に示すように、積層体１７の表面、内部には、複合体１５ａ、１５ｂ、セラミックグリーンシート１３ａ〜１３ｃを貫通するように設けられた焼成後に貫通導体となる貫通導体成形体１９を形成し、複合体１５ａ、１５ｂ、セラミックグリーンシート１３ａ〜１３ｃの表面に焼成後に配線層となる配線層成形体２１を形成することで、積層部品である配線基板を作製することができる。
【実施例】
【００７８】
まず、直径３００ｍｍ、深さ３００ｍｍの円筒状のボールミルに、表１に示す平均粒径１．０〜３．０μｍの金属粉末５０００ｇと、溶媒として、表１に示す量のトルエンを加え、バインダーとして、表１に示す量のアクリル系バインダーを投入した。
【００７９】
また、さらに、メディアである混合ボールとして、表１に示す素材の直径１０ｍｍの混合ボールを２５００ｇ投入した。
【００８０】
そして、スラリーの比重と、混合ボールの比重を変化させ、両者の比重の比（混合ボールの比重／スラリーの比重）が表１の範囲となるようにして、５時間、ボールミルを回転させ、スラリーを作製した。
【００８１】
なお、２種類の金属粉末を用いた場合には、２種類の混合方法を実施した。
【００８２】
表１に同時と記載した例では、２種類の金属粉末を最初から同時にボールミルに投入して混合を行っている。
【００８３】
また、表１に時間差と記載した例では、表１の金属粉末のうち、左側に記載した金属粉末を先にボールミルに投入し、表１に記載した溶媒とバインダーのうち一部を、表１に示した混合ボールの比重／スラリーの比重となるように加え、３時間混合し、その後、表１の金属粉末のうち、右側に記載した金属粉末と残りの溶媒とバインダーを投入し、さらに２時間混合してスラリーを作製した。
【００８４】
次に、このスラリーを開口径３５μｍのステンレスメッシュを用い、スラリーのメッシュパスを行った後、トルエンでメッシュを洗浄し、金属粉末の変形や結合による凝集粒の確認を行った。
【００８５】
この確認は、倍率５０倍の光学顕微鏡を用いて、凝集粒の存在の有無を確認して行った。その結果を表１に示す。
【００８６】
次に、このスラリーを用いてドクターブレード法によって縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ２３０μｍの金属グリーンシートを作製した。
【００８７】
この金属グリーンシートに対して、金属グリーンシートの加熱による収縮ばらつきの評価を行った。なお、この評価は、作製した金属グリーンシートを金型で３５×３０ｍｍの長方形のシートを作製し、このシートをそれぞれ２０枚づつ、表１に示す温度で１時間保持し、熱処理前後の長辺と、短辺のそれぞれの収縮率を測定し、それぞれの収縮率のばらつきを測定した。その結果を表１に示す。
【００８８】
つぎに、この金属グリーンシートを用いて、複合体を作製した。
【００８９】
まず、平均粒径が１．８μｍの酸化アルミニウム粉末に対して、ＭｎＯ２を５質量％、ＳｉＯ２を３質量％、ＭｇＯを０．５質量％の割合で添加混合した後、さらに、成形用有機樹脂としてアクリル系樹脂を１０質量％、トルエンを溶媒として添加し、ボールミルで２４時間混合してスラリーを調製した。このスラリーを用いてドクターブレード法によって縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ２３０μｍのセラミックグリーンシートを作製した。
【００９０】
このシートにマイクロドリルによって直径が１２０μｍの貫通孔を形成し、貫通孔内に導体ペーストを充填し、さらに、導体ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、貫通導体ならびに導体配線となる導体ペーストを形成した。
【００９１】
次に、前記セラミックグリーンシートに対して、図３に示すようなパンチング装置によって、中央部に縦１０ｍｍ×横３０ｍｍの大きさの貫通穴を形成した。
【００９２】
次に、貫通穴を形成したセラミックグリーンシートの上に、前述の工程で作製した金属グリーンシート１１を積層した後、パンチング装置における上パンチを下げ、上パンチの下面がセラミックグリーンシートの表面と同一平面となるところまで下ろした。
【００９３】
上パンチを上げ、セラミックグリーンシートを確認した結果、セラミックグリーンシートの貫通穴部分に、金属グリーンシート１１が埋め込まれた構造の複合体が形成されていた。次に、図４に示すように、上記のようにして作製した複合体、さらに同様にして作製された貫通穴に金属グリーンシートが埋め込まれた複合部体を積層するとともに、金属グリーンシートと複合化されていない通常の配線パターンが形成されたセラミックグリーンシートの延べ５層のシートを、密着液を用いて積層した。また、積層にあたっては、積層体に対して、６０度の温度に加熱しながら、５ＭＰａの圧力を印加し仮積層を行った後、静水圧プレス機にて６０度の温度に加熱しながら、９ＭＰａの圧力を印加し積層を行った。
【００９４】
次に、この積層体をそれぞれ、２０個、表１に示す温度で、還元雰囲気中、１時間、保持して焼結した後、積層部品を得る事ができた。また、作製した積層部品の表面にメッキ層を施した後、セラミックグリーンシートから形成された絶縁基板と、金属グリーンシートから形成された金属部分との接合界面の確認を行い、絶縁基板と金属部分との乖離の有無を確認した。
【００９５】
なお、界面の確認は、スライサーにて切断後、研磨しＳＥＭ観察して行った。
【００９６】
その結果を表１に示す。
【表１】
2006232993.tif 000003
【００９７】
（スラリー評価）
本発明の範囲外である混合ボールの比重が、スラリー比重の１．２倍となる試料Ｎｏ．１、１０では、メディアがスラリー中に沈み、ボールミル壁面との衝撃が緩和されず高延性金属粉末である銅の粒形状変形や結合による凝集粒が確認された。なお、ステンレスメッシュ上に残った凝集粒は３０個までカウントした。
【００９８】
そして、このスラリーから作製した金属グリーンシートは、凝集の影響により、収縮率のばらつきが０．８％以上となり、品質が安定しないことが判る。
【００９９】
そして、この金属グリーンシートを用いて作製した複合体を焼成して得られた積層部品では、絶縁基板と金属部分との界面に剥離が多数確認された。
【０１００】
一方、本願発明のメディアである混合ボールの比重が、スラリーの比重よりも軽い試料Ｎｏ．２〜９、１１〜３１では、金属粉末の凝集は確認されず、このスラリーから作製した金属グリーンシートの収縮のばらつきは、０．１８％以下となり、非常に、安定した品質の金属グリーンシートが得られた。
【０１０１】
そして、この金属グリーンシートを用いて作製した複合体を焼成して得られた積層部品では、絶縁基板と金属部分との界面に剥離が全く確認されなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】は、本発明のスラリーの模式図である。
【図２】は、本発明のスラリーを用いて形成された金属グリーンシートから複合体を作成する工程を示す工程図である。
【図３】は、本発明のスラリーを用いて形成された金属グリーンシートから複合体を作成する工程を示す工程図である。
【図４】は、本発明の複合体を用いて作製された積層体を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・スラリー
３・・・メディア
５・・・ボールミル
７・・・高延性金属粉末
９・・・低延性金属粉末
１０・・・溶媒
１１・・・金属グリーンシート
１３・・・セラミックグリーンシート
１５・・・複合体
１７・・・積層体
１９・・・貫通導体成形体
【図１】
2006232993.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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