JPS6247198A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は１．高集積化したＬＳＩを多数搭載するため
の多層配線基板、特に、コーディエライト系結晶化ガラ
ス粉末と、石英ガラス粉末および／またはアルミナ粉末
との混合物により絶縁層を形成し、これと銀、銀−パラ
ジウム、金など低抵抗金属からなる導体配線層とを積層
してなる多層配線基板に関する。

〔背景技術〕

ＬＳＩを搭載する基板として、従来、つぎのようなもの
があった。アルミナを主材としてグリーンシートを形成
し、このグリーンシー１−」−にタングステンなど高融
点金属の導体配線を厚膜技術により印刷形成する。この
印刷されたグリーンシートを貼り合わせて積層した多層
のグリーンシートを約１５００℃前後の高温非酸化雰囲
気で焼結する。このようにして得られたものである。し
かし、上述のようなアルミナ系の多層配線基板では、ア
ルミナの高い比誘電率と、微細化配線タングステン導体
の高い抵抗によって多層内配線を伝播する信号伝達時間
が長くなり、高速化の要望には応え難々）７た。

この問題を解決するためには、固有抵抗の低いＡｕ、Ａ
ｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕなどで微細化配線を形成すればよ
いのであるが、これらの金属の融点が、アルミナの焼結
温度より低く、焼結以前に配線パターンが融解して表面
張力で収縮し断線するという問題があった。

この問題を解決するため、誘電率が低く、焼結温度の比
較的低いガラス、あるいは、ガラスセラミックスを絶縁
材料として用いて形成された多層配線基板が、特公昭５
７−６２５７号公報、特開昭５４−１１１５１７号公報
および特開昭５９−１７８７５２号公報等に示されてい
る。しかしながら、このような多層配線基板においても
、絶縁＋Ａ科料中Ｎａ、に、Ｌｉなどのアルカリ金属系
元素を含んでいることから、マイグレーションが起きや
すく、絶縁性の点で難点があると言う問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、このような現状に鑑みて、配線抵抗が小さ
く、マイグレーションを起こす心配のない、しかも、誘
電率の低い多層配線基板を提供することを目的としてい
る。

〔発明の開示〕

この発明は、このような目的を達成するために、重量百
分率でＳｉ０２４５〜６３％、ＡＩ、０３１８〜３１％
、　（好ましくは１８〜２８％）。

ＭｇＯ１４〜２８％、　（好ましくは１８〜２８％）、
Ｂｚｏ３２〜１０％からなるガラス粉末を主成分として
６０〜９５重量％、石英ガラス粉末およびアルミナ粉末
のうち少なくとも１方を副成分として４０〜５重量％含
むセラミック絶縁材料層と、低抵抗導体配線層とが交互
に積層されてなる多層配線基板を要旨とする。

以下に、この発明の詳細な説明する。

主成分として用いられるガラス粉末（ＤＩ下、「コーデ
ィエライト系ガラス粉末」と称する）は、ＳｉＯ□、Ａ
ｌ□０．、ＭｇＯおよびｌ’３２Ｏ３を前述のごとくに
配合してなるものであるから、誘電率がアルミナに比べ
低く、焼結温度も低抵抗金属導体、ずなわち、Ａｕ、Ａ
ｇなどの融点よりも低くテ、しかも、マイグレーション
を起こす心配のあるＮａ、Ｌｉなどを含んでいないもの
であるこの主成分に対して副成分とし２て石英ガラス（
Ｓ　ｉ　Ｏｚ　）粉末を加えるようにすると、誘電率が
さらに低い絶縁材料層を得ることができる。また、副成
分としてアルミナ粉末を加えるようにすると、熱伝導率
が良くなる。このため、必要に応じて、誘電率、熱伝導
率を制御できるようになっている。

以下に、この発明を、その実施例に基づいて詳しく説明
する。

まず、通常のガラス製造法および粉砕法によって、重量
百分率でＳＩＯ２４５〜６３％、Ａ１゜０３１８〜３１
％、ＭｇＯ１４〜２８％（好ましくは１６〜２８％）、
Ｂｚ　０３２〜１０％を満足するＧ−１〜Ｇ−６の６種
類のコーディエライト系ガラス粉末を用意した。この（
、−１〜Ｇ−６の６種類のコーディエライト系ガラス粉
末の組成比を第１表に示す。

つぎに、所定の粒径の石英ガラス粉末あるいはアルミナ
粉末を用意し、前述の６つの主成分に第２表に示すよう
な組成比で加え、アクリル系樹脂、テトラエチレングリ
コール、アリルスルホン酸および水を加えてボールミル
で混練し、減圧下で脱泡処理してスリップを形成した。

このスリップを用いて、ドクタブレード法によりフィル
ムシート上に０．２１厚の連続した乾燥シーｌ−を形成
した。この乾燥シートをフィルムシートからはがし、１
０ｃｍ角になるように打ち抜きしてグリーンシートを作
製した。このグリーンシーｌ−に常法に従いスルーホー
ルを形成し、このスルーホール中に低抵抗金属ペースト
を詰め込んで、さらに、グリーンシート上に低抵抗金属
ペーストで配線パターンをスクリーン印刷した。このよ
うにして準備した複数のシートを順次重ね合わせ、圧力
５０ｋｇ／ｃｎｌ、温度１１０℃の条件下で積層圧着し
た。この積層体を第１図にみるように、まず、毎時１５
０°Ｃの速度で５００℃まで昇温し、２時間４５分その
ままで保持してグリーンシーＩ・中の有機物質を除去し
た。その後、毎時２Ｏ０　’Ｃで所定の焼結温度１、ま
で昇温し、この焼結温度１．で２時間保持して、グリー
ンシートを焼結した。こののち、毎時１１０℃で４００
℃まで降温し、以後放冷して多層配線基板を得た。この
ようにして得た実施例１〜８の多層配線基板の吸水率、
熱膨張率、誘電率および熱伝導率をそれぞれ測定し、比
較例のそれと併せて第２表に示す。

実施例１〜８はいずれも優れた結果を示した。

すなわち、主成分たるコーディエライト系ガラス粉末６
０〜９５重量％、好ましくは７０〜９５重量％、副成分
たる石英ガラス粉末および／またはアルミナ粉末を４０
〜５重量％、好ましくは３０〜５重量％とじて形成され
た絶縁材料は、多層配線基板のセラミックス絶縁材料と
して求められる以下のような５つの条件をすべて満足さ
せるものであった。

■　低抵抗導体の融点より低い温度で焼成できる。

■　マイグレーションを起こす心配のあるＮａ、に、Ｌ
ｉ等の元素を含まない。

■　誘電率が低い。

■　熱膨張係数が３０〜６０　ｘ　１０−’、”ｃの範
囲でシリコンチップおよび金属導体とマツチングがとれ
る。

■　熱伝導率が良い。

比較例は、吸水率が非常に大きく、マイグレーションを
起こしたり絶縁性に問題がある。この例にみるように、
石英ガラス粉末またはアルミナ粉末が４０％を越すと、
吸水率等の点で問題が生じるようになる。これらの粉末
が５％未満では添加効果が生じない。ちなみに、アルミ
ナセラミックスを絶縁材料として用いた場合の焼結温度
は１４５０°Ｃ〜１６００°Ｃ１吸水率は０．１％以下
、誘電率は１０．０、熱伝導率は０．０４　ｃａｌ／ｃ
ｍ−ｓｅｃ’ｃである。

なお、吸水率の測定はＪＩＳ　　（、−２１４１に従っ
て行った。誘電率は周波数Ｉ　Ｍ　Ｈｚでの値を測定し
た。熱伝導率はレーザーフラッシュ法によって測定した
。

〔発明の効果〕

この発明の多層配線基板は、以上のように、絶縁層が、
重量百分率で５ＩＯ２４５〜６３％、Ａｌ２Ｏ３１８〜
３１％、ＭｇＯ１４〜２８％、Ｂ２Ｏ３２〜１０％から
なるコーディエライト系ガラス粉末を主成分として６０
〜９５重量％、石英ガラスおよび／またはアルミナ粉末
を副成分として４０〜５重量％含む絶縁材料で構成され
、低抵抗導体で配線層が形成されているので、誘電率が
低（、熱伝導率に優れ、かつ、マイグレーションが起こ
りにくい。そのため、■、Ｓ■搭載基板として用いた場
合に、高速演算処理を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかる多層配線基板の焼成プロフ
ィールを表すグラフである。 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第１図 侍問

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量百分率でＳｉＯ＿２４５〜６３％、Ａｌ＿２
   Ｏ＿３１８〜３１％、ＭｇＯ１４〜２８％、Ｂ＿２Ｏ＿
   ３２〜１０％からなるガラス粉末を主成分として６０〜
   ９５重量％、石英ガラス粉末およびアルミナ粉末のうち
   少なくとも１方を副成分として４０〜５重量％含むセラ
   ミック絶縁材料層と、低抵抗導体配線層とが交互に積層
   されてなる多層配線基板。