(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス粉末と、酸化珪素粉末を含む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た後、該グリーンシートを複数積層して積層体を形成する工程と、該積層体の少なくとも一方の表面に、フォルステライトと軟化点が焼成温度以下である非晶質成分とを含む拘束シートを積層して成形体を作製する工程と、該成形体を前記配線回路層の融点以下の温度で焼成し、該焼成時に前記グリーンシートと前記拘束シートとの間に前記グリーンシートの酸化珪素と前記拘束シートのフォルステライトとの反応物であるエンスタタイト結晶相を形成する工程と、該焼結体の表面の前記拘束シートおよび前記反応物を除去する工程とからなることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記拘束シートが、さらにアルミナ及び／又は酸化珪素を含む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】
前記拘束シートが、２５〜９９．５体積％のフォルステライト、０〜４０体積％の酸化珪素、０〜６０体積％のアルミナ及び０．５〜１５体積％の非晶質成分からな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】
前記焼成後のグリーンシートと前記拘束シートとの４０〜４００℃における平均熱膨張係数差が３×１０−６／℃以下であ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多層配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記拘束シートの焼成前における粉末の充填率が相対密度で５１〜６３％である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多層配線基板の製造方法。
【請求項６】
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乃至５のうちいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記金属箔がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、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６記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項８】
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６または７記載の多層配線基板の製造方法。
【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、例えば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、焼成温度が１０００℃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】
このようなガラスセラミック配線基板において、配線回路層を形成したガラスセラミックグリーンシートの両面に、該ガラスセラミックグリーンシート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、拘束シートとガラスセラミックグリーンシートとが摩擦力によって拘束され、ガラスセラミックグリーンシートの平面方向の焼成収縮が抑制されることで、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特開平７−８６７４３号公報で提案されている。
【０００５】
また、配線回路層を形成したガラスセラミックグリーンシートの両面に、ガラスセラミック絶縁基板の焼成温度では結晶化しないガラスを積層して拘束シートとし、焼成することにより、表面のガラス層が容易に除去できることが特開平１０−７５０６０号公報に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−８６７４３号公報の方法では、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、特に、近年、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注目されている熱膨張係数が８×１０-6／℃〜１５×１０-6／℃、特に９×１０-6／℃〜１５×１０-6／℃のガラスセラミック配線基板の場合、摩擦力のみでは収縮の拘束が困難になり、拘束シートが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。
【０００７】
また、特開平１０−７５０６０号公報に記載の方法では、ガラスを拘束シートとして用いてもグリーンシートとの反応がなされず、十分な拘束力が発揮されないという問題があった。
【０００８】
従って、本発明は、反りや変形が無く、拘束シートの平面方向の収縮を効果的に抑制できる多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、グリーンシートに含まれる酸化珪素粉末と拘束シートに含まれるフォルステライトとを反応させてグリーンシートと拘束シートとを密着せしめることによって、グリーンシートの収縮を効果的に抑制することができるという知見に基づくものである。
【００１０】
即ち、酸化珪素粉末を含むセラミック粉末とガラス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た後、該グリーンシートを複数積層して積層体を形成する工程と、該積層体の少なくとも一方の表面に、フォルステライトと軟化点が焼成温度以下である非晶質成分とを含む拘束シートを積層して成形体を作製する工程と、該成形体を前記配線回路層の融点以下の温度で焼成し、この焼成時にグリーンシートと拘束シートとの間にグリーンシートの酸化珪素と拘束シートのフォルステライトとの反応物であるエンスタタイト結晶相を形成する工程と、焼結体の表面の拘束シートおよび反応物を除去する工程とからなることを特徴とするものである。
【００１１】
特に、焼成時にセラミックグリーンシートと、フォルステライトと軟化点が焼成温度以下である非晶質成分とを含む拘束シートとの間にグリーンシートの酸化珪素と拘束シートのフォルステライトとの反応物であるエンスタタイト結晶相を形成する。これにより、拘束シートとグリーンシートとの結合を強め、拘束シートがグリーンシートの収縮を十分に抑制することができる。
【００１２】
また、前記拘束シートが、さらにアルミナ及び／又は酸化珪素を含むことが好ましい。アルミナ及び酸化珪素を含有することにより、拘束シートの熱膨張率を調整することができるとともに、アルミナはグリーンシートとの密着性を向上させる効果がある。また、酸化珪素を加えることにより焼成時のガラスセラミック基板との接着性をより高めることができる。
【００１３】
さらに、前記拘束シートが、２５〜９９．５体積％のフォルステライト、０〜４０体積％の酸化珪素、０〜６０体積％のアルミナ及び０．５〜１５体積％の非晶質成分からなることが好ましい。この範囲に組成を制御することにより、安定して平面方向の収縮を抑制することが可能となる。
【００１４】
さらにまた、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。この軟化点以上の焼成温度にすることにより、グリーンシートのガラス成分との密着性を高めることができる。
【００１５】
また、前記グリーンシートと前記拘束シートとの４０〜４００℃における平均熱膨張係数差が３×１０-6／℃以下であることが好ましい。これにより、冷却時の熱膨張差によるクラックの発生を抑制することができる。
【００１６】
さらに、前記拘束シートの焼成前における粉末の充填率が相対密度で５１〜６３％であることが好ましい。これにより、拘束シートによる拘束性が向上し、ガラスセラミック絶縁基板の平面方向の収縮を効果的に抑制することができる。
【００１７】
さらにまた、前記配線回路層が金属箔からなり、特にＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種からなることが好ましい。これは、電気抵抗が低く、ガラスセラミックとの同時焼成が可能であるためである。
【００１８】
また、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好ましい。これは、それぞれのグリーンシートを積層する際、層間における剥離を防止するためである。
【００１９】
【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。
【００２０】
まず、グリーンシートのための原料粉末としてガラス粉末とセラミック粉末とを準備する。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。
【００２１】
ガラス粉末としては、少なくとも酸化珪素（ＳｉＯ2）成分と、Ａｌ2Ｏ3、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種とを含有するガラス粉末、例えば、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−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。
【００２２】
これらのガラスは焼成処理を行っても非晶質ガラスのままであるもの、又は焼成処理によって、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。
【００２３】
また、セラミック粉末としては、少なくともクォーツ、クリストバライト等のＳｉＯ2粉末を含むことが重要であり、これに加えてアルミナ粉末、ジルコニア粉末、ムライト粉末、フォルステライト粉末、エンスタタイト粉末、スピネル粉末、マグネシア粉末の群から選ばれる少なくとも１種が好適に用いられる。
【００２４】
上記のガラス粉末とセラミック粉末とを、例えば、ガラス粉末１０〜９０体積％、特に５０〜８０体積％と、セラミック粉末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。
【００２５】
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８０〜２００μｍ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、図１（ａ）のように形成する。
【００２６】
この導体ペーストは、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、グリーンシートの焼成収縮挙動に合わせるために所定量のセラミック粉末とを混合して形成される。
【００２７】
この有機バインダーは金属とセラミック成分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。またセラミック粉末（酸化珪素、アルミナ、ガラス等）は金属成分１００重量部に対して６〜４０重量部添加されることがグリーンシートの焼成収縮挙動に合わせる点で望ましい。
【００２８】
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１５０μｍ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、Ａｕ、Ｎｉ、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
そして、図１（ｂ）に示すように、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。
【００３２】
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１０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。
【００３３】
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を図１（ｃ）のように形成する場合、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１０および拘束シート８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。
【００３４】
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。
【００３５】
また、次に、拘束シート８のための原料粉末を準備する。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のフォルステライト粉末と、所望により平均粒径０．５〜１０μｍ、特に平均粒径１〜５μｍのアルミナ粉末及び／又は平均粒径０．５〜１０μｍ、特に平均粒径１〜５μｍの酸化珪素粉末とを準備する。
【００３６】
ガラス粉末としては、少なくとも酸化珪素（ＳｉＯ2）成分を含み、Ａｌ2Ｏ3、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。このガラス粉末は、グリーンシート１中に含まれるガラス粉末と異なるものであっても良いが、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。
【００３７】
これら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。
【００３８】
本発明によれば、図１（ｄ）に示す拘束シート８がフォルステライト２５〜９９．５体積％と、非晶質成分０．５〜１５体積％、ＳｉＯ2が０〜４０体積％、Ａｌ2Ｏ3が０〜６０体積％からなることが好ましい。このような組成範囲にすることにより、より安定した平面方向の収縮抑制という効果が得られ、図１（ｅ）のガラスセラミック絶縁基板１０が得られる。
【００３９】
また、組成を調整して、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。）を３×１０-6／℃以下、特に２×１０-6／℃以下、さらには１×１０-6／℃以下にすることが好ましく、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。
【００４０】
特に、酸化珪素及びアルミナの添加量の調整によって拘束シートの熱膨張率を８〜１５×１０-6／℃の範囲に制御し、グリーンシートとの熱膨張率との整合を容易に図ることができる。
【００４１】
さらに、拘束シート８の焼成前における粉末の充填率は、相対密度で表し、５１〜６３％とすることが好ましい。相対密度を高めることにより、生の段階の拘束シート８とグリーンシート積層体間の密着性が向上するため、ガラスセラミック絶縁基板１０の平面方向の収縮を効果的に抑制することができる。
【００４２】
次に、拘束シート８をグリーンシート１ａ〜１ｄの積層体の少なくとも一方の面に加圧積層して積層体を作製する。これにより、焼成時にグリーンシートが平面方向に収縮するのを抑制することができる。収縮を効果的に抑制するため、拘束シートは、焼成温度で難焼結性のセラミック材料を主成分とするグリーンシート１ａ〜１ｄの積層体の両面に積層することが好ましい。
【００４３】
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１０の熱膨張係数が８×１０-6／℃以上、特に９〜１５×１０-6／℃であることが望ましい。
【００４４】
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１０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。
【００４５】
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０．５〜１０μｍ、特に１〜５μｍのＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）の粉末が挙げられる。フォルステライトはグリーンシート中のＳｉＯ2粉末と反応して密着性を高めるために拘束シート８に２５〜９９．５体積％含まれることが重要で、特に４０〜７０体積％、さらには４５〜６５体積％含まれることが好ましい。
【００４６】
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からなる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。
【００４７】
本発明によれば、この拘束シート８中に軟化点が焼成温度以下であるガラス成分、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。これは非晶質成分が０．５体積％よりも少ないと、拘束シート８によるグリーンシート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絶縁基板１０の表面にボイドが多数発生するためである。また、非晶質成分が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、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絶縁基板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。
【００４８】
また、拘束シート８中に含まれるガラス成分としては、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、グリーンシート１ａ〜１ｄの積層体の焼成温度以下である必要があり、また、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４５０〜１１００℃程度であることが好ましい。さらに、上記ガラスは０．５〜１０μｍの粉末であることが望ましい。
【００４９】
グリーンシート１ａ〜１ｄ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、グリーンシート１ａ〜１ｄの積層体の厚さに対して１０〜２００％、特に３０
〜１５０％、さらには５０〜１００％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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、ドライブラスト、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。
【００５４】
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。
【００５５】
そして、焼成時にグリーンシート１と拘束シート８との間に、グリーンシート１に含まれる酸化珪素と、拘束シート８に含まれるフォルステライトとが反応し、反応物としてエンスタタイト結晶相を形成する。このように、グリーンシート１と拘束シート８との間に反応物としてエンスタタイト結晶相を形成することにより、グリーンシート１と拘束シート８間の結合力を強めることができ、グリーンシートの面方向の収縮を拘束シートが効率的に抑制し、収縮率０も可能となる。
【００５６】
従って、本発明を用いると、表面及び／又は内部に配線回路層が形成されてなるガラスセラミックスと、該ガラスセラミックスの少なくとも主面に設けられたフォルステライトを含有する拘束シートと、該拘束シートと前記ガラスセラミックスの間に形成されたエンスタタイト結晶相等の反応層とを具備する焼結体が得られ、拘束シートと反応物とを除去することにより多層配線基板を作製することができる。
【００５７】
例えば、図２に示すように、絶縁基板１０は、厚み５０〜２５０μｍ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９〜１８μｍ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１０ａ〜１０ｄの厚み方向を貫くように形成された直径が８０〜２００μｍ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。
【００５８】
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。
【００５９】
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３が形成されている。
【００６０】
【実施例】
まず、表１に示すガラスとセラミックスとを秤量し、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。
【００６１】
次に、平均粒径が５μｍのＣｕ粉末、Ａｕ粉末、Ｎｉ粉末、Ｐｔ粉末、Ｐｄ粉末及びＡｇ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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
他方、平均粒径２μｍのフォルステライト粉末と平均粒径５μｍのガラス粉末及び所望により平均粒径３μｍのＳｉＯ2粉末及びＡｌ2Ｏ3のうち少なくとも１種を表１の組成になるように混合し、厚さ２５０μｍの拘束シートを作製した。この拘束シートの充填率は、寸法及び重量から密度を算出し、この密度を理論密度で割り、相対密度を算出し、これを充填率とした。
【００６５】
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１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℃、２０ＭＰａで加圧積層して積層体を得た。
【００６６】
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で焼成した。焼成温度を表１に示した。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。
【００６７】
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５０μｍ）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。
【００６８】
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）／ｌ1×１００％）を算出した。結果を表１に示した。
【００６９】
【表１】
0004587562.tif 000002
【００７０】
本発明の試料Ｎｏ．２〜５、７〜１３及び１５〜２６は、クラックや剥離が発生せず、変形も無く、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。
【００７１】
一方、グリーンシートに酸化珪素粉末をセラミック粉末に含まない試料Ｎｏ．１及び拘束シートにフォルステライトを含まない本発明の範囲外の試料Ｎｏ．６は、クラックが発生し、配線は断線した。
【００７２】
また、拘束シートに非晶質成分を含まない本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１４は、拘束力が弱いため剥離が発生した。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、グリーンシートに酸化珪素粉末を、拘束シートにフォルステライトを含ませることによって、拘束シートによるガラスセラミック絶縁基板の平面方向の収縮を効果的に抑制することができる。
【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・・・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
【図１】
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【図２】
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