JPWO2008111408A1 - Multilayer wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
電子部品の集積度が高くなっても、実装面積を犠牲にすることなく、放熱特性を格段に高めることができ、もって信頼性を向上させることができる多層配線基板及びその製造方法を提供する。本発明の多層配線基板10は、複数のセラミック層11Aを積層してなる積層体11と、この積層体11の側面に形成された端子電極13と、を備え、更に、積層体11に搭載される第1、第2、第3の電子部品51、52、53に接続するために積層体11の上面からその内部の複数のセラミック層11Aを貫通する放熱用ビアホール導体17と、この放熱用ビアホール導体17に接続され且つ積層体11内で放熱用ビアホール導体17と端子電極13とを接続するように一つのセラミック層11A内で面方向にビア導体が連設されてなる連続ビアホール導体18と、を備えている。Provided are a multilayer wiring board and a method for manufacturing the same, which can significantly improve heat dissipation characteristics without sacrificing the mounting area even when the integration degree of electronic components is increased, and thereby improve the reliability. The multilayer wiring board 10 of the present invention includes a multilayer body 11 formed by laminating a plurality of ceramic layers 11A, and terminal electrodes 13 formed on the side surfaces of the multilayer body 11, and is further mounted on the multilayer body 11. A heat dissipating via-hole conductor 17 penetrating from the upper surface of the multilayer body 11 through the plurality of ceramic layers 11A in order to connect to the first, second, and third electronic components 51, 52, and 53; A continuous via-hole conductor 18 that is connected to the conductor 17 and has via conductors arranged in a plane direction in one ceramic layer 11A so as to connect the heat-radiating via-hole conductor 17 and the terminal electrode 13 in the multilayer body 11; It has.
Description
本発明は、多層配線基板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、電子部品の集積度が上がり、配線構造が高密度化しても放熱特性を向上させることができる多層配線基板及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a multilayer wiring board and a method for manufacturing the same, and more particularly to a multilayer wiring board capable of improving heat dissipation characteristics even when the integration degree of electronic components is increased and the wiring structure is increased in density. It is.
近年、半導体素子等の電子部品の高機能化及び小型化に伴って、これらの電子部品を搭載する多層配線基板も高機能化及び小型化が進んでいる。電子部品が高機能化するほど発熱しやすく、放熱対策が極めて重要になってくる。放熱対策が講じられた多層配線基板として、例えば特許文献1、2、3に記載された技術が知られている。In recent years, with the enhancement and miniaturization of electronic components such as semiconductor elements, the multilayer wiring board on which these electronic components are mounted has also become highly functional and miniaturized. Electronic components is likely to heat enough to high-performance, heat dissipation is becomes very important. As multilayer wiring boards in which measures for heat dissipation are taken, for example, techniques described in
特許文献1にはセラミック基板に関する発明が記載されている。このセラミック基板では、セラミック基板のキャビティの底面にメタライズ層が形成されており、このメタライズ層からセラミック基板の主面に達する伝熱体がキャビティの壁面の一部をなすように複数箇所に設けられている。この伝熱体は、AgやCuを主成分とし、セラミック基板と同時焼成可能な材料によって形成されている。このような伝熱体を設けることによって、キャビティに搭載された電子部品から発生する熱をメタライズ層及び伝熱体を介して外部へ放熱している。また、このセラミック基板には図7に部分的に示すようにキャビティの底面のメタライズ層1とキャビティの底面との対向面に形成されたメタライズ層2を接続する複数のサーマルビア3が設けられ、伝熱体以外にこれらのサーマルビア3からも放熱するようにしてある。尚、図7において、Dは電子部品である。 Patent Document 1 describes an invention related to a ceramic substrate. In this ceramic substrate, a metallized layer is formed on the bottom surface of the cavity of the ceramic substrate, and a heat transfer body that reaches the main surface of the ceramic substrate from this metallized layer is provided at a plurality of locations so as to form part of the wall surface of the cavity. ing. This heat transfer body is mainly made of Ag or Cu and is made of a material that can be fired simultaneously with the ceramic substrate. By providing such a heat transfer body, heat generated from the electronic component mounted in the cavity is radiated to the outside through the metallized layer and the heat transfer body. Further, the ceramic substrate is provided with a plurality of thermal vias 3 for connecting the metallized layer 1 formed on the opposite surface of the bottom surface of the cavity to the metallized layer 1 on the bottom surface of the cavity, as partially shown in FIG. In addition to the heat transfer body, heat is also radiated from these thermal vias 3. In FIG. 7, D is an electronic component.
特許文献2にはセラミック配線基板に関する発明が記載されている。このセラミック配線基板では、図8に示すように、電子部品Dの実装位置に、複数の放熱用スルーホール4が形成され、これらの放熱用スルーホール4は放熱用導体パターン5や接地用導体パターン6に接続されている。電子部品Dの熱は、放熱用スルーホール4、放熱用導体パターン5及び接地用導体パターン6を介して外部へ放熱される。
更に、特許文献3には回路部品内蔵モジュールが記載されている。この回路部品内蔵モジュールは、電気絶縁性基板が無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む第1の混合物を主体として形成され、第1の混合物の無機フィラーの含有量が高く、無機フィラーによって樹脂製の電気絶縁性基板の放熱性を高めている。更に、回路部品内蔵モジュールでも電子部品の直下にサーマルビアが設けられ、このサーマルビアが電子部品の搭載面と対向する面に形成された放熱用配線パターンに接続され、更に放熱性を高めている。 Further, Patent Document 3 describes a circuit component built-in module. In this circuit component built-in module, the electrically insulating substrate is mainly formed of a first mixture containing an inorganic filler and a thermosetting resin, and the content of the inorganic filler in the first mixture is high. The heat dissipation of the electrically insulating substrate is improved. Further, even in the circuit component built-in module, a thermal via is provided directly under the electronic component, and this thermal via is connected to a heat radiation wiring pattern formed on the surface facing the mounting surface of the electronic component, thereby further improving heat dissipation. .
しかしながら、特許文献1、3の技術の場合には、サーマルビアホールが基板を貫通している。そのため、多層基板を製造する時には貫通ビアホール導体が形成された各基材層を積層する必要があり、製造工程で貫通ビアホール導体が基材層から脱落することがある。また、キャビティ構造を持つモジュールにおいてモジュール規模が大きくなり部品の集積度が高くなると、キャビティの面積が大きくなり、その周囲の基板部分(桟部)の幅が狭くなるため、上面に配置した電子部品の放熱用ビアホール導体を基板表裏に貫通させて設けることが難しくなる。 However, in the techniques of Patent Documents 1 and 3, the thermal via hole penetrates the substrate. Therefore, when manufacturing a multilayer board | substrate, it is necessary to laminate | stack each base material layer in which the through-via-hole conductor was formed, and a through-via-hole conductor may fall out of a base material layer at a manufacturing process. In addition, if the module scale of a module having a cavity structure increases and the degree of integration of the components increases, the area of the cavity increases and the width of the surrounding substrate portion (crosspiece) becomes narrower. It is difficult to provide the heat dissipating via-hole conductor so as to penetrate the front and back of the substrate.
また、特許文献2の技術の場合には、放熱用スルーホール4が基板の表裏を貫通することなく、放熱用スルーホール4を基板内で放熱用導体パターン5や接地用導体パターン6に接続し、放熱用導体パターン5や接地用導体パターン6を介して外部へ放熱している。しかし、この構成によると、放熱用導体パターン5や接地用導体パターン6の断面積が極めて小さいため、放熱効率が悪い。 In the case of the technique of
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電子部品の集積度が高くなっても、実装面積を犠牲にすることなく、放熱特性を格段に高めることができ、もって信頼性を向上させることができる多層配線基板及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the integration degree of electronic components is increased, the heat dissipation characteristics can be remarkably improved without sacrificing the mounting area. An object of the present invention is to provide a multilayer wiring board that can be improved and a method for manufacturing the same.
本発明の多層配線基板は、複数の基材層を積層してなる積層体と、この積層体の側面または下面に形成された端子電極と、を備えた多層配線基板であって、上記積層体に搭載される電子部品に接続するために上記積層体の一方及び/または他方の主面からその内部の上記複数の基材層のうち少なくとも一層を貫通するビアホール導体と、このビアホール導体と上記端子電極とに接続され、一つの上記基材層内で面方向に導体が連設されてなる連続ビアホール導体と、を備えたことを特徴とするものである。 The multilayer wiring board of the present invention is a multilayer wiring board comprising: a laminate formed by laminating a plurality of base material layers; and a terminal electrode formed on a side surface or a lower surface of the laminate. A via-hole conductor penetrating at least one of the plurality of base material layers inside from one and / or the other main surface of the laminate to connect to an electronic component mounted on the via, and the via-hole conductor and the terminal A continuous via-hole conductor connected to an electrode and having a conductor continuously arranged in a plane direction in one of the base material layers.
本発明の多層配線基板において、上記連続ビアホール導体が同一の上記基材層に複数形成されていることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, it is preferable that a plurality of the continuous via-hole conductors are formed on the same base material layer.
また、本発明の多層配線基板において、上記基材層の上記連続ビアホール導体が形成されている領域が導体膜によって被覆されていることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, it is preferable that a region of the base material layer where the continuous via-hole conductor is formed is covered with a conductor film.
また、本発明の多層配線基板において、上記導体膜は、複数の上記連続ビアホール導体に跨るように形成されていることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, it is preferable that the conductor film is formed so as to straddle a plurality of the continuous via-hole conductors.
また、本発明の多層配線基板において、上記導体膜は、上記連続ビアホール導体と電気的に導通していることを特徴とすることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, it is preferable that the conductor film is electrically connected to the continuous via-hole conductor.
また、本発明の多層配線基板において、上記連続ビアホール導体は、少なくとも一つの上記基材層を介して上下に配置されていることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, it is preferable that the continuous via-hole conductors are arranged above and below via at least one base material layer.
また、本発明の多層配線基板において、上記連続ビアホール導体は、他の基材層よりも薄い基材層に形成されていることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, the continuous via-hole conductor is preferably formed on a base material layer thinner than the other base material layers.
また、本発明の多層配線基板において、上記連続ビアホール導体が上記基材層を貫通することが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, it is preferable that the continuous via-hole conductor penetrates the base material layer.
また、本発明の多層配線基板において、上記連続ビアホール導体が上記基材層を貫通しないことが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, it is preferable that the continuous via-hole conductor does not penetrate the base material layer.
また、本発明の多層配線基板において、上記ビアホール導体の上記基材層での軸芯方向の断面積は、上記連続ビアホール導体の上記基材層での軸芯方向の断面積より大きく形成されていることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, the cross-sectional area of the via hole conductor in the base layer direction of the base layer is formed to be larger than the cross-sectional area of the continuous via hole conductor in the base layer direction of the base layer. Preferably it is.
また、本発明の多層配線基板において、上記電子部品の外部端子電極が上記積層体の主面に露出した上記ビアホール導体に接続されていることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, it is preferable that the external terminal electrode of the electronic component is connected to the via-hole conductor exposed on the main surface of the multilayer body.
また、本発明の多層配線基板において、上記積層体は、一方の主面にキャビティを有していることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, the laminate preferably has a cavity on one main surface.
また、本発明の多層配線基板において、上記基材層は、低温焼結セラミック材料からなることが好ましい。 In the multilayer wiring board of the present invention, the base material layer is preferably made of a low temperature sintered ceramic material.
また、本発明の多層配線基板の製造方法は、複数の基材層を積層してなる積層体と、この積層体の側面に形成された端子電極と、を備えた多層配線基板を製造するに際し、複数の基材層のうち少なくとも一層に、上記基材層を上下に貫通する貫通孔と、この貫通孔から複数連続する第2貫通孔または半貫通孔とを上記基材層の面方向へ延びるように形成する第1の工程と、上記貫通孔、及び上記第2貫通孔または上記半貫通孔に導電性材料を充填することにより、ビアホール導体及び連続ビアホール導体を形成する第2の工程と、を備えたことを特徴とするものである。 In addition, the method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention, when manufacturing a multilayer wiring board comprising a laminate formed by laminating a plurality of base material layers and terminal electrodes formed on the side surfaces of the laminate. In at least one of the plurality of base material layers, a through hole penetrating the base material layer vertically and a plurality of second through holes or semi-through holes continuous from the through hole are provided in the surface direction of the base material layer. A first step of forming the via hole, and a second step of forming a via hole conductor and a continuous via hole conductor by filling the through hole and the second through hole or the half through hole with a conductive material; , Provided.
また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記導電性材料によって上記貫通孔、及び上記第2貫通孔または上記半貫通孔を被覆する導体膜を上記基材層上に形成する第3の工程を備えていることが好ましい。 Further, in the method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention, a third method of forming a conductive film covering the through hole and the second through hole or the half through hole with the conductive material on the base material layer. It is preferable to provide the process.
また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記第1の工程では、上記基材層にレーザを照射することにより、上記貫通孔、及び上記第2貫通孔または上記半貫通孔を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention, in the first step, the base layer is irradiated with a laser to form the through hole and the second through hole or the half through hole. It is preferable.
また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記基材層がキャリアフィルムによって支持されており、キャリアフィルム側からレーザを照射することにより、上記貫通孔を形成することが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the multilayer wiring board of this invention, it is preferable that the said base material layer is supported by the carrier film and forms the said through-hole by irradiating a laser from the carrier film side.
また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記基材層がキャリアフィルムによって支持されており、上記基材層側からレーザを照射することにより、上記貫通孔及び半貫通孔を形成することが好ましい。 In the method for producing a multilayer wiring board of the present invention, the base layer is supported by a carrier film, and the through hole and the semi-through hole are formed by irradiating a laser from the base layer side. Is preferred.
また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記第1、第2の工程における基材層は、未焼成のセラミックシートであり、この基材層を含む未焼成の積層体を作製した後、上記未焼成の積層体を焼成する第4の工程を備えていることが好ましい。 In the method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention, the base material layer in the first and second steps is an unfired ceramic sheet, and an unfired laminate including the base material layer is produced. It is preferable to include a fourth step of firing the unfired laminate.
本発明によれば、電子部品の集積度が高くなっても、実装面積を犠牲にすることなく、放熱特性を格段に高めることができ、もって信頼性を向上させることができる多層配線基板及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the integration degree of an electronic component becomes high, the heat dissipation characteristic can be improved significantly without sacrificing the mounting area, and the reliability can be improved. A manufacturing method can be provided.
10、10A 多層配線基板
11 セラミック層(基材層)
13 端子電極
14 ビアホール導体
17 放熱用ビアビアホール導体
18 放熱用連続ビアホール導体
100 キャリアフィルム
111A セラミックグリーンシート(未焼成の基材層)
117 放熱用ビアホール導体部
118、118A 放熱用連続ビアホール導体部
119 導体面部10, 10A
13
117 Heat Dissipation
以下、図1〜図6に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図1の(a)〜(c)はそれぞれ本発明の多層配線基板の一実施形態を示す図で、(a)はその断面図、(b)はその要部を示す平面図、(c)はビアホール導体と連続ビアホール導体を拡大して示す平面図、図2の(a)〜(f)はそれぞれ図1に示す多層配線基板のビアホール導体及び連続ビアホール導体を形成する工程を示す工程図、図3は図1に示す多層配線基板の基材層を積層する状態を示す断面図、図4は本発明の多層配線基板の他の実施形態の要部を示す断面図、図5の(a)〜(f)はそれぞれ図4に示す多層配線基板のビアホール導体及び連続ビアホール導体を形成する工程を示す工程図、図6は本発明の多層配線基板の更に他の実施形態の要部を示す断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS. In each figure, (a) to (c) of FIG. 1 are diagrams showing an embodiment of the multilayer wiring board of the present invention, (a) is a sectional view thereof, and (b) is an essential part thereof. FIG. 2C is an enlarged plan view showing a via hole conductor and a continuous via hole conductor, and FIGS. 2A to 2F form the via hole conductor and the continuous via hole conductor of the multilayer wiring board shown in FIG. 1, respectively. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the base material layer of the multilayer wiring board shown in FIG. 1 is laminated, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the main part of another embodiment of the multilayer wiring board of the present invention. FIGS. 5A to 5F are process diagrams showing steps of forming via-hole conductors and continuous via-hole conductors of the multilayer wiring board shown in FIG. 4, respectively, and FIG. 6 is still another embodiment of the multilayer wiring board of the present invention. It is sectional drawing which shows the principal part of a form.
第1の実施形態
本実施形態の多層配線基板10は、例えば図1に示すように、複数の基材層(例えばセラミック層)11Aが積層されてなる積層体11と、この積層体11内に設けられた配線パターン12と、積層体11の側面に形成された端子電極13と、を備えている。積層体11の一方の主面(上面)は全面が複数の第1、第2の電子部品51、52を搭載する平坦面として形成されている。積層体11の他方の主面(下面)の中央にはキャビティ10Aが形成され、このキャビティ10Aの底面に第3の電子部品53が搭載されている。第1、第2、第3の電子部品51、52、53は、いずれも配線パターン12を介して多層配線基板10を搭載するマザーボード等の実装用基板の表面電極(図示せず)に接続される。第1、第3の電子部品51、53は、それぞれ例えばシリコン半導体素子やガリウム砒素半導体素子等の能動素子からなり、第2の電子部品52は、例えばコンデンサ、インダクタ等の受動素子からなっている。First Embodiment A
而して、配線パターン12は、図1に示すように、上下のセラミック層11Aの界面に所定のパターンで形成された面内導体(以下、「ライン導体」と称す。)14と、上下のライン導体14、14等を電気的に接続するようにセラミック層11Aを貫通して設けられたビアホール導体15と、キャビティ10Aを囲む積層体11内に設けられたビアホール導体15に接続され且つ積層体11の下面周縁部に所定のパターンで配置して形成された表面電極16と、を含んでいる。第1、第3の電子部品51、53は、例えばボールグリッドアレイ構造の接続用端子が半田ボールBを介してビアホール導体(図示せず)の端面に電気的に接続され、また、第2の電子部品52は、外部電極が半田フィレットFを介してビアホール導体15の端面に電気的に接続されている。以下、ビアホール導体を含む配線パターン12について詳述する。尚、電子部品は、ビアホール導体に直接接続されないものを含んでいても良い。 Thus, as shown in FIG. 1, the
第1、第2、第3の電子部品51、52、53は、高機能化及び小型化されるにつれて発熱量が多くなり、従来にも増して効率よく放熱されなくてはならない。そのため、本実施形態の多層配線基板10では放熱用の配線構造に特殊な工夫が施されている。 The first, second, and third
即ち、多層配線基板10は、図1の(a)、(b)に示すように、積層体11の上面の複数箇所から内部へ垂直に延びる複数の放熱用のビアホール導体(以下、「放熱用ビアホール導体」と称する。)17と、この放熱用ビアホール導体17に接続された上下二段の放熱用の連続ビアホール導体(以下、「放熱用連続ビアホール導体」と称する。)18と、を備えている。また、積層体11にはキャビティ10Aの底面の複数箇所から内部へ垂直に延びる複数の放熱用ビアホール導体17が形成され、この放熱用ビアホール導体17には上下二段の放熱用連続ビアホール導体18が接続されている。 That is, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
複数の放熱用ビアホール導体17は、同図の(b)に示すように縦横に配列して形成され、それぞれの上端面に半田ボールBを介して第1の電子部品51が接続されている。放熱用連続ビアホール導体18は、同図の(a)に示すように少なくとも一層のセラミック層11Aを介して上下二段の配置されている。各放熱用連続ビアホール導体18は、同図の(a)、(c)に示すように一つのセラミック層11Aを貫通するビアホール導体が互いに部分的に繋がるように複数連設してセラミック層11Aの面方向に延びるように形成されている。放熱用連続ビアホール導体18の左端は放熱用ビアホール導体17に接続され、その右端が積層体11の右側面の端子電極13に接続されている。放熱用連続ビアホール導体18をグランド電極に接続すれば、グランドを強化することができる。本実施形態では放熱用連続ビアホール導体18が上下二段に渡って設けられているが、放熱量が少なければ必要に応じて一段だけ設けても良く、また、三段以上設けても良い。 The plurality of heat radiating via-
このような放熱用の配線構造では、第3の電子部品53で発生する熱は、放熱用ビアホール導体17及び放熱用連続ビアホール導体18を介して端子電極13から外部へ放熱される。放熱用連続ビアホール導体18は、セラミック層11Aと同じ厚さを有するため、従来の印刷による放熱用導体パターンと比較して伝熱断面積が格段に大きく、放熱効率を格段に高めることができる。また、本実施形態では同一セラミック層11A内に複数の放熱用ビアホール導体17及びそれに連設された複数の放熱用連続ビアホール導体18が設けられている。これにより、放熱経路が複数確保され、放熱効率を更に高めることができる。また、放熱用ビアホール導体17と放熱用連続ビアホール導体18は、後述するように同一プロセスで一体的に形成することができるため、位置ズレすることがなく確実に接続されて接続信頼性を確保することができる。 In such a heat dissipation wiring structure, heat generated in the third
放熱用ビアホール導体17は、例えば図1の(a)に示すように各セラミック層11Aに形成された略円錐台形状のビアホール導体を上下に接続して形成されている。また、放熱用連続ビアホール導体18は、同図の(b)、(c)に示すように放熱用ビアホール導体17よりセラミック層11Aにおける断面積の小さな円錐台状のビアホール導体が水平方向で部分的に重なるように連続してライン状に形成されている。本実施形態では、レーザ光を用いてビアホール導体用の孔を形成するため、放熱用連続ビアホール導体の側面に凹凸ができる。ビアホール導体は、いずれも円錐台形状を呈し、広い下面が接続ランドとして機能し、各セラミック層11Aの導体ビアホールの位置合わせが容易になる。但し、ビアホール導体は、円錐台形状に制限されるものではなく、円柱状であっても良い。尚、上下のライン導体14を接続するビアホール導体15も放熱用ビアホール導体17と同様に形成されている。 For example, as shown in FIG. 1A, the heat dissipating via-
放熱用連続ビアホール導体18は、図1の(a)に示すようにセラミック層11Aを貫通しているため、製造段階でセラミックグリーンシートを貫通させて連続ビアホール導体部を形成すると、セラミックグリーンシートから連続ビアホール導体部が脱落しやすくなる。況して、図1に示すように同一のセラミック層11Aに複数行に渡って放熱用連続ビアホール導体18が形成されている場合には、製造段階で連続ビアホール導体部が更に脱落しやすくなる。 Since the continuous via-
そこで、本実施形態では、図1の(b)に示すように複数の放熱用連続ビアホール導体18が配列して形成されたセラミック層11Aの上面には導体膜19が形成され、この導体膜19と放熱用連続ビアホール導体18が接続されて一体化している。即ち、導体膜19は同一セラミック層11Aに形成された複数の放熱用連続ビアホール導体18に跨って形成されている。この導体膜19は、放熱用連続ビアホール導体18と同一セラミック層11Aに形成された放熱用ビアホール導体17をも被覆して一体化している。このように放熱用ビアホール導体17と放熱用連続ビアホール導体18が導体膜19と一体化しているため、多層配線基板10の製造工程でセラミック層11Aとなるセラミックグリーンシートから放熱用ビアホール導体17及び放熱用連続ビアホール導体18となる導電性ペーストがセラミックグリーンシートから脱落することがなく、確実にこれらのビアホール導体17、18を形成することができる。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1B, a
本実施形態では基材層としてセラミック層を例に挙げて説明したが、基材層はセラミック層に制限されない。基材層としては、例えば熱硬化性の樹脂からなる樹脂層であっても良い。セラミック層である場合には、セラミック材料としては、例えば低温焼結セラミック(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic)材料を使用することができる。低温焼結セラミック材料とは、1050℃以下の温度で焼結可能であって、比抵抗の小さな銀や銅等と同時焼成が可能なセラミック材料である。低温焼結セラミック材料としては、具体的には、アルミナやジルコニア、マグネシア、フォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合してなるガラス複合系LTCC材料、ZnO−MgO−Al2O3−SiO2系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラス系LTCC材料、BaO−Al2O3−SiO2系セラミック粉末やAl2O3−CaO−SiO2−MgO−B2O3系セラミック粉末等を用いた非ガラス系LTCC材料等が挙げられる。セラミック層11Aの材料として低温焼結セラミック材料を用いることによって、配線パターン12、放熱用ビアホール導体17、放熱用連続ビアホール導体18及び導体膜19としては、例えば銀または銅等の低抵抗で低融点をもつ金属を用いることができ、積層体11と配線パターン12等とを1050℃以下の低温で同時焼成することができる。In the present embodiment, the ceramic layer is described as an example of the base material layer, but the base material layer is not limited to the ceramic layer. As the base material layer, for example, a resin layer made of a thermosetting resin may be used. In the case of the ceramic layer, for example, a low temperature co-fired ceramic (LTCC) material can be used as the ceramic material. The low-temperature sintered ceramic material is a ceramic material that can be sintered at a temperature of 1050 ° C. or less and can be simultaneously fired with silver, copper, or the like having a small specific resistance. Specifically, as the low-temperature sintered ceramic material, a glass composite LTCC material obtained by mixing borosilicate glass with ceramic powder such as alumina, zirconia, magnesia, and forsterite, ZnO—MgO—Al 2 O 3 — Crystallized glass-based LTCC material using crystallized glass of SiO 2 , BaO—Al 2 O 3 —SiO 2 ceramic powder, Al 2 O 3 —CaO—SiO 2 —MgO—B 2 O 3 ceramic powder, etc. Non-glass type LTCC materials using By using a low-temperature sintered ceramic material as the material of the
また、セラミック材料として、高温焼結セラミック(HTCC:High Temperature Co-fired Ceramic)材料を使用することもできる。高温焼結セラミック材料としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、その他の材料にガラスなどの焼結助剤を加え、1100℃以上で焼結されたものが用いられる。このとき、配線パターン12、放熱用ビアホール導体17、放熱用連続ビアホール導体18及び導体膜19としては、例えばモリブデン、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル及びこれらを含む合金から選択される金属を使用する。 In addition, a high temperature co-fired ceramic (HTCC) material can be used as the ceramic material. Examples of the high-temperature sintered ceramic material include alumina, aluminum nitride, mullite, and other materials added with a sintering aid such as glass and sintered at 1100 ° C. or higher. At this time, as the
次に、図2、図3を参照しながら本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態について説明する。
まず、低温焼結セラミック材料(例えば、Al2O3をフィラーとし、ホウ珪酸ガラスを焼結助材として含むセラミック材料)をビニルアルコール等のバインダ中に分散させてスラリーを調製した後、このスラリーをドクターブレード法等によって、図2の(a)に示すようにキャリアフィルム100上に塗布して低温焼結用のセラミックグリーンシート111Aを所定の大きさで作製する。セラミックグリーンシート111Aは複数の多層配線基板10が同時に作製される大きさである。尚、図2ではキャリアフィルム100とセラミックグリーンシート111Aを上下逆にして示してある。Next, an embodiment of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a slurry is prepared by dispersing a low-temperature sintered ceramic material (for example, a ceramic material containing Al 2 O 3 as a filler and borosilicate glass as a sintering aid) in a binder such as vinyl alcohol. Is applied onto the
次いで、ビアホール導体15を設けるために、例えばCO2レーザ光等のレーザ光をセラミックグリーンシート111Aに照射してビアホール導体用の孔を所定のパターンで形成する。ビアホール導体15は、セラミックグリーンシート111Aを上下に貫通するビアホール導体であるため、ビアホール導体用孔を所定のパターンで形成した後、図3に示すように、このビアホール導体用孔に導電性ペーストを充填してビアホール導体部115を形成する。ビアホール導体部115を形成した後、導電性ペーストを印刷して所定のパターンでライン導体部114を形成し、ビアホール導体部115とライン導体部114を図3に示すように接続する。ここでは、放熱用ビアホール導体17及び放熱用連続ビアホール導体18を形成する場合について説明する。Next, in order to provide the via-
セラミックグリーンシート111Aにビアホール導体用孔を形成する場合には、例えばキャリアフィルム100側からレーザ光を照射してビアホール導体用孔を形成する方法と、グリーンシート111A側からレーザ光を照射してビアホール導体用孔を形成する方法がある。 When forming via hole conductor holes in the ceramic
本実施形態では、キャリアフィルム100側からレーザ光を照射する方法を用いる。そこで、この方法について図2の(a)〜(f)に基づいて説明する。この方法では、図2の(a)に示すようにキャリアフィルム100をレーザ光Lの光源側に向けて配置する。 In this embodiment, a method of irradiating laser light from the
次いで、図2の(b)に示すようにレーザ光Lをキャリアフィルム100に照射し、レーザ光Lをキャリアフィルム100及びセラミックグリーンシート111Aを貫通させて略逆円錐台状のビアホール導体用孔Hを形成する。引き続き、レーザ光Lを図2の(b)に示す位置から右方へ移動させて放熱用連続ビアホール導体18となる部分を形成する。レーザ光Lの移動距離は、加工後のビアホール導体用孔にレーザ光Lが部分的に掛かる程度の距離に予め設定しておく。レーザ光Lが移動する度にキャリアフィルム100を貫通すると共にセラミックグリーンシート111Aに逆円錐台状の孔Hを形成する。レーザ光Lを移動させる度に、同図に(c)に示すようにキャリアフィルム100及びセラミックグリーンシート111Aを貫通する逆円錐台状の孔Hが連続する孔H’ができ、最終的には同図の(d)に示すように筋状の孔H”ができる。 Next, as shown in FIG. 2B, the laser beam L is irradiated onto the
この時、筋状の孔H”の加工上、セラミックグリーンシート111Aの厚みが5〜250μm、キャリアフィルムの厚みが25〜100μmであることが好ましい。これらの厚みが上記厚みより厚いと筋状のH”が形成し難くなる。筋状の孔H”の幅は、30〜500μmの範囲が好ましい。30μm未満では放熱効果が低下し、500μmを超えると筋状の孔H”内への導電性ペーストの充填が難しくなる。 At this time, it is preferable that the thickness of the ceramic
然る後、キャリアフィルム111A側からセラミックグリーンシート111Aに形成された筋状の孔H”内に、AgまたはCuを主成分とする導電性ペーストを充填し、余分な導電性ペーストをキャリアフィルム100から除去して、図2の(e)に示すように放熱用ビアホール導体部117及び放熱用連続ビアホール導体部118を連続して形成する。 Thereafter, a conductive paste mainly composed of Ag or Cu is filled into the streaky holes H ″ formed in the ceramic
そして、セラミックグリーンシート111Aを上向きにし、導電性ペーストをスクリーン印刷法等により所定のパターンで印刷して放熱用ビアホール導体部117及び放熱用連続ビアホール導体部118を導体膜部119で被覆する。これによって放熱用ビアホール導体部117及び放熱用連続ビアホール導体部118が導体膜部119と一体化する。導体膜部119は、図1の(b)に示すようにこれらのビアホール導体部117、118の周縁領域を含む広さに形成する。導体膜部119がビアホール導体部117、118と一体化することで、これらのビアホール導体部117、118が形成されたシートを取り扱う時にビアホール導体部117、118がセラミックグリーンシート111Aから脱落することがなく、シートの取り扱いが容易になると共に不良品率の発生を防止することができる。キャビティ10Aを形成する部分のセラミックグリーンシートにはビアホール導体部やライン導体部を形成した後、キャビティ10Aの大きさに見合った孔を開けて、図3に示すようにキャビティ部分のセラミックグリーンシートを作製する。 Then, the ceramic
放熱用ビアホール導体部117、放熱用連続ビアホール導体部118、導体膜部119及び他のビアホール導体部やライン導体部が形成されたシートを所定枚数作製した後、これらのセラミックグリーンシート111Aを図3に示すように下側から上方に向けて所定の順序で積層し、所定の圧力で圧着して生の積層体を作製する。 After a predetermined number of sheets on which heat-dissipating via-
その後、個々の多層配線基板に分割するためのブレイク溝を生の積層体の表面に形成した後、生の積層体を1050℃以下の所定の温度で焼成して焼結体を得る。この焼結体にメッキ処理を施した後、第1、第2、第3の電子部品51、52、53を搭載する。更に、焼結体をブレイク溝に従って分割することによって、第1、第2、第3の電子部品51、52、53を搭載した本実施形態の多層配線基板10を複数個同時に得ることができる。 Then, after forming a break groove for dividing into individual multilayer wiring boards on the surface of the raw laminate, the raw laminate is fired at a predetermined temperature of 1050 ° C. or lower to obtain a sintered body. After the sintered body is plated, the first, second, and third
以上説明したように本実施形態によれば、複数のセラミック層11Aを積層してなる積層体11と、この積層体11の側面に形成された端子電極13と、を備え、更に、積層体11に搭載される第1、第2、第3の電子部品51、52、53に接続するために積層体11の上面からその内部の複数のセラミック層11Aを貫通する放熱用ビアホール導体17と、この放熱用ビアホール導体17に接続され且つ積層体11内で放熱用ビアホール導体17と端子電極13とを接続するように一つのセラミック層11A内で面方向にビア導体が連設されてなる連続ビアホール導体18と、を備えているため、放熱用連続ビアホール18の伝熱断面積が大きく、第1、第2、第3の電子部品51、52、53からの熱を効率よく端子電極13まで導き、端子電極13から外部へ効率よく放熱することができる。例えば、放熱用ビアホール導体17の直径が100μm、放熱用連続ビアホール導体18の幅が75μm、セラミック層11Aの厚さが25μmの時、電子部品の温度が約68℃まで低下した。これに対して、従来の印刷による導体パターンの場合には同一の電子部品でその温度が約80℃であった。従って、本実施形態の場合には従来の場合よりも約12℃温度が低下し、放熱特性が向上した。 As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、セラミック層11Aの放熱用連続ビアホール導体18が形成されている領域が導体膜19によって被覆されているため、導体膜19からも放熱することができ、更に放熱特性を向上させることができる。また、導電性ペーストによって放熱用ビアホール導体用孔及び放熱用連続ビアホール用孔からなる筋状の孔H”を被覆する導体膜部119をセラミックグリーンシート111Aに形成するため、シートを取り扱う時に、ビアホール導体部117、118がセラミックグリーンシート111Aから脱落することがなく、シートの取り扱いが容易になると共に不良品率の発生を防止することができる。 In addition, according to the present embodiment, since the region of the
また、本実施形態によれば、放熱用連続ビアホール導体18は、セラミック層11Aを介して上下に配置されているため、必要に連続ビアホール導体18を増やして放熱効率を高めることができる。また、放熱用ビアホール導体17のセラミック層11Aでの軸芯方向の断面積が放熱用連続ビアホール導体18のセラミック層11Aでの軸芯方向の断面積より大きく形成されているため、放熱用ビアホール導体17に対して放熱用連続ビアホール導体18を容易且つ確実に接続することができる。また、第1、第2、第3の電子部品51、52、53の外部端子電極が上下面に露出した放熱用ビアホール導体17に接続されているため、各電子部品の狭ピッチ化に対応することができる。また、積層体11がキャビティ10Aを有するため、キャビティ10A内に第3の電子部品53を搭載することができ、電子部品の集積度を高めることができる。また、多層配線基板10が小型化してキャビティ10Aの周囲の桟部の幅が狭くなっても、放熱用連続ビアホール18をキャビティ10A以外の部分で外部へ引き出すことができ、放熱効率を低下させることがない。 Moreover, according to this embodiment, since the continuous via-
第2の実施形態
本実施形態の多層配線基板10Aは、図4に示すように放熱用連続ビアホール導体18Aが第1の実施形態と異なること以外は第1の実施形態に準じて構成されている。従って、ここでは放熱用連続ビアホール導体18Aを中心に説明し、その他の部分には第1の実施形態と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。Second Embodiment As shown in FIG. 4, the
本実施形態における放熱用連続ビアホール導体18Aは、図4に示すようにセラミック層11Aを貫通せず、セラミック層11Aの半分位の厚みに形成されている。この放熱用連続ビアホール導体18Aは、第1の実施形態と比較して使用金属量が少ないため、放熱量が少なくなる。従って、この放熱用連続ビアホール導体18Aは、第1の実施形態で使用される電子部品より放熱量が少ない場合に適用される。本実施形態でも放熱用連続ビアホール導体18Aが上下二段に渡って設けられているが、一段であっても良く、また、必要に応じて三段以上設けても良い。 As shown in FIG. 4, the heat dissipating continuous via-
本実施形態の放熱用ビアホール導体18Aを形成する場合には、例えば図5の(a)〜(f)に示すように形成する。セラミックグリーンシート111Aは第1の実施形態と同一要領で作製する。そして、図5の(a)に示すようにセラミックグリーンシート111をレーザ光Lの光源側に向けて配置する。更に、図5の(b)に示すようにレーザ光Lをセラミックグリーンシート111Aに向けて照射し、レーザ光Lをセラミックグリーンシート111A及びキャリアフィルム100を貫通させて略逆円錐台状のビアホール導体用孔Hを形成する。引き続き、レーザ光Lの照射エネルギーを、セラミックグリーンシート111を貫通しない程度の照射エネルギーに小さくして、レーザ光Lを図5の(b)に示す位置から右方へ移動させて、同図の(c)に示すように断面が逆円錐台状の溝Pを形成する。最終的には同図の(d)に示すように細長い溝P’が形成される。最後に照射エネルギーを元に戻してキャリアフィルム100をも貫通する孔Hを形成する。 In the case of forming the heat radiating via-
次いで、同図の(e)に示すように、これらのビアホール導体用孔H、溝P’内に導電性ペーストを充填し、放熱用ビアホール導体部117及び放熱用連続ビアホール導体部118Aを形成し、更に同図に(f)に示すようにセラミックグリーンシート111A上に導電性ペーストをスクリーン印刷法等により所定のパターンで印刷して導体面部119を形成する。 Next, as shown in FIG. 5E, the via hole conductor hole H and the groove P ′ are filled with a conductive paste to form a heat radiating via
後は第1の実施形態と同一の要領でビアホール導体部、ライン導体部を有する複数のセラミックグリーンシートを必要に応じて作製した後、これらのセラミックグリーンシートを積層し、所定の圧力で圧着して生の積層体を作製する。その後、個々の多層配線基板に分割するためのブレイク溝を生の積層体の表面に形成した後、生の積層体を1050℃以下の所定の温度で焼成して焼結体を得る。この焼結体にメッキ処理を施した後、焼結体を分割して本実施形態の多層配線基板10Aを複数個同時に得ることができる。 After that, a plurality of ceramic green sheets having via-hole conductor portions and line conductor portions are produced as necessary in the same manner as in the first embodiment, and then these ceramic green sheets are laminated and pressure-bonded at a predetermined pressure. To produce a raw laminate. Then, after forming a break groove for dividing into individual multilayer wiring boards on the surface of the raw laminate, the raw laminate is fired at a predetermined temperature of 1050 ° C. or lower to obtain a sintered body. After the sintered body is plated, the sintered body can be divided to obtain a plurality of
従って、本実施形態によれば、放熱用連続ビアホール導体18Aがセラミック層11Aを貫通していないため、放熱効率は低下するが、従来と比較すれば放熱効率は格段に向上する。 Therefore, according to the present embodiment, since the continuous via-hole conductor for
第3の実施形態
本実施形態の多層配線基板は、図6に示すようにセラミック層11B及び放熱用連続ビアホール導体18Bが第1の実施形態と異なること以外は第1の実施形態に準じて構成されている。従って、ここでは放熱用連続ビアホール導体18Bを中心に説明し、その他の部分には第1の実施形態と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。Third Embodiment As shown in FIG. 6, the multilayer wiring board according to the present embodiment is configured in accordance with the first embodiment except that the
本実施形態では図6に示すように放熱用連続ビアホール導体18Bが形成されたセラミック層11Bが他のセラミック層11Aよりも薄く形成されている。この放熱用連続ビアホール導体18Bはセラミック層11Bを貫通して形成されている。このような構成により、第2の実施形態と同様の作用効果を期することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではない。例えば、上記各実施形態では端子電極13がビアホール導体を半分した形態になっているが、平板状の電極であっても良い。また、放熱用ビアホール導体17は第1、第2、第3電子部品51、52、53に直接接続されているが、スペース的に余裕があれば放熱用ビアホール導体17の上端面に接続ランドとなる表面電極を設けても良い。図示してないがビアホール導体15についても放熱用ビアホール導体17と同様のことが云える。また、放熱用ビアホール導体や放熱用連続ビアホール導体は回路パターンとしても使用することができ、この場合には回路パターンの抵抗損失を低減することができる。また、上記実施形態では、連続ビアホール導体と端子電極が接続しているが、連続ビアホール導体を複数のシートを積層方向に貫通するビアホール導体を介して表面電極と接続しても良い。 The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in each of the embodiments described above, the
本発明は、種々の電子部品を搭載するための多層配線基板として好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used as a multilayer wiring board for mounting various electronic components.
Claims (19)
複数の基材層のうち少なくとも一層に、上記基材層を上下に貫通する貫通孔と、この貫通孔から複数連続する第2貫通孔または半貫通孔とを上記基材層の面方向へ延びるように形成する第1の工程と、
上記貫通孔、及び上記第2貫通孔または上記半貫通孔に導電性材料を充填することにより、ビアホール導体及び連続ビアホール導体を形成する第2の工程と、
を備えたことを特徴とする多層配線基板の製造方法。When producing a multilayer wiring board comprising a laminate formed by laminating a plurality of base material layers and a terminal electrode formed on a side surface of the laminate,
At least one of the plurality of substrate layers has a through-hole penetrating the substrate layer vertically and a plurality of second through-holes or semi-through holes extending from the through-hole in the surface direction of the substrate layer. A first step of forming
A second step of forming a via-hole conductor and a continuous via-hole conductor by filling the through-hole and the second through-hole or the semi-through-hole with a conductive material;
A method of manufacturing a multilayer wiring board, comprising:
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