DE10038429C2 - Composite laminate and method of making the same - Google Patents
Composite laminate and method of making the sameInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbundlaminate und Verfahren zur Herstellung derselben. Die vorliegende Erfin dung betrifft insbesondere ein Verbundlaminat, das aus Glas- und Keramikmaterialien besteht und zur Verwendung in Mehrschichtleiterplatten geeignet ist, und betrifft ein Verfahren zur Herstellung desselben.The present invention relates to composite laminates and methods of making the same. The present inven dung relates in particular to a composite laminate consisting of glass and ceramic materials and for use in Multilayer printed circuit boards is suitable, and relates to a method for producing the same.
Mit der Verringerung der Größe und des Gewichts von Chipbauteilen sind auch entsprechende Verringerungen der Größe und des Gewichts bei Leiterplatten zum Bestücken der Chipbauteile erforderlich. Glaskeramik-Mehrschichtleiter platten erfüllen zum Beispiel eine derartige Anforderung effektiv, da die Glas-Keramik-Mehrschichtleiterplatten eine Verdrahtung hoher Dichte und eine Verringerung der Dicke und des Gewichts der Substrate selbst erleichtern.With the reduction in the size and weight of chip components, corresponding reductions are also possible Size and weight of printed circuit boards required to assemble the chip components. Ceramic multilayer circuit For example, boards effectively meet such a requirement because the glass-ceramic multilayer boards have one High density wiring and a reduction in the thickness and weight of the substrates themselves are facilitated.
Eine Glaskeramik-Mehrschichtleiterplatte wird im Allgemeinen wie folgt gebildet. Eine Vielzahl ungesinterter Schichten, die sowohl Glaspulver als auch keramisches Pulver enthalten, wird vorgesehen. An jeder der spezifischen un gesinterten Schichten wird ein Innenleiter, beispielsweise eine Innenelektrode, durch zum Beispiel Drucken ausgebildet. Diese ungesinterten Schichten werden laminiert, gepresst und getempert. Schließlich werden äußere leitende Filme, bei spielsweise Außenelektroden, ausgebildet.A glass ceramic multilayer circuit board is generally formed as follows. A variety of unsintered Layers containing both glass powder and ceramic powder are provided. At each of the specific un sintered layers, an inner conductor, for example an inner electrode, is formed by, for example, printing. These unsintered layers are laminated, pressed and annealed. Finally, outer conductive films, at for example, outer electrodes.
Zur Verwirklichung einer Verdrahtung hoher Dichte an einer äußeren Fläche der Glaskeramik-Mehrschichtleiterplatte muss ein feines Leiterbild an der Oberfläche des Substrats gebildet werden. Somit muss die Oberflächenebenheit des Substrats verbessert werden.For realizing high density wiring on an outer surface of the glass ceramic multilayer circuit board a fine conductor pattern must be formed on the surface of the substrate. The surface flatness of the Substrate can be improved.
Eine derartige Verbesserung bei der Oberflächenebenheit erfordert die Verwendung nicht nur eines in den die äußeren Oberflächen bildenden ungesinterten Schichten enthaltenen fein pulverisierten keramischen Pulvers, sondern auch eines in den anderen ungesinterten Schichten enthaltenen fein pulverisierten Glaspulvers. Die Herstellung eines fein pulveri sierten Glaspulvers ist jedoch verglichen mit der Pulverisierung des keramischen Pulvers schwierig und verursacht er höhte Herstellkosten. Daher sind Glaskeramik-Mehrschichtleiterplatten für eine Verdrahtung mit hoher Dichte teuer.Such an improvement in surface flatness requires the use of not just one in the outer Surface-forming unsintered layers contain finely powdered ceramic powder, but also one fine powdered glass powder contained in the other unsintered layers. The production of a fine powder However, compared with the pulverization of the ceramic powder, glass powder is difficult and causes increased manufacturing costs. Therefore, multi-layer glass ceramic circuit boards are expensive for high density wiring.
Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Glaskeramik-Mehrschichtleiterplatte, die re lativ kostengünstig ist und eine Verdrahtung hoher Dichte erleichtert, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Glaskera mik-Mehrschichtleiterplatte zur Hand zu geben.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a glass-ceramic multilayer circuit board, the right is relatively inexpensive and facilitates high-density wiring, as well as a method for producing the glass casa mic multilayer circuit board to hand.
Gemäß einer Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verbundlaminat mindestens eine Glas enthal tende erste Schichtlage und mindestens eine Keramikpartikel enthaltende zweite Schichtlage, die in Kontakt mit der er sten Schichtlage steht, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schichtlage mindestens eine Hauptoberfläche des Ver bundlaminats bildet, die Keramikpartikel in der zweiten Schichtlage ungesintert sind und das in der ersten Schichtlage enthaltene Glas geschmolzen wird und teilweise in die zweite Schichtlage eindringt, so dass die Keramikpartikel mitein ander verbunden werden.According to one aspect of the present invention, a composite laminate comprises at least one glass Tende first layer layer and at least one ceramic layer-containing second layer layer, which is in contact with it most layer layer stands, characterized in that the second layer layer has at least one main surface of the ver Bundlaminats forms, the ceramic particles are unsintered in the second layer and that in the first layer contained glass is melted and partially penetrates into the second layer, so that the ceramic particles coexist be connected.
Bei dem erfindungsgemäßen Verbundlaminat umfasst die erste Schichtlage weiterhin einen keramischen Füllstoff.In the composite laminate according to the invention, the first layer layer further comprises a ceramic filler.
Wenn das erfindungsgemäße Verbundlaminat als Mehrschichtleiterplatte verwendet wird, kann die durch die zweite Schichtlage vorgesehene Hauptoberfläche als Oberfläche für einen äußeren leitenden Film verwendet werden, der einen Teil der Verdrahtung für die Mehrschichtleiterplatte darstellt.If the composite laminate according to the invention is used as a multilayer printed circuit board, the second can Layer provided main surface can be used as a surface for an outer conductive film, the one Part of the wiring for the multilayer circuit board.
Im Inneren des Verbundlaminats kann ein Innenleiter, der einen Teil der Verdrahtung für die Mehrschichtleiterplatte darstellt, vorgesehen werden.Inside the composite laminate can be an inner conductor, which is part of the wiring for the multilayer printed circuit board represents, are provided.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Erscheinungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundlami nats einen ersten Schritt der Herstellung eines ungesinterten Verbundlaminats, das mindestens eine Glas enthaltende er ste Schichtlage und mindestens eine Keramikpartikel enthaltende zweite Schichtlage umfasst, wobei die zweite Schicht lage in Kontakt mit der ersten Schichtlage steht, die zweite Schichtlage mindestens eine Hauptoberfläche des Verbund laminats bildet, und einen zweiten Schritt des Temperns des ungesinterten Verbundlaminats bei einer Temperatur, die kein Sintern der Keramikpartikel; aber ein Schmelzen des Glases bewirkt, um die erste Schichtlage durch Schmelzen des Glases in der ersten Schichtlage zu binden und einen Teil des geschmolzenen Glases in die zweite Schichtlage dringen zu lassen, um die Keramikpartikel miteinander zu verbinden.According to a further aspect of the invention, a method for producing a composite lamina comprises nats a first step in the production of an unsintered composite laminate which contains at least one glass comprises the first layer and at least one second layer containing ceramic particles, the second layer is in contact with the first layer, the second layer is at least one major surface of the composite laminates, and a second step of annealing the composite green laminate at a temperature that no sintering of the ceramic particles; but melting the glass causes the first layer to melt by melting the To bind glass in the first layer and part of the molten glass penetrate into the second layer leave to bond the ceramic particles together.
Bei dem ersten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Verbundlaminats wird das Glas in der ersten Schichtlage vorzugsweise pulverisiert und die Keramikpartikel in der zweiten Schichtlage weisen Korngrößen auf, die kleiner als die des Glaspulvers sind.In the first step of the method for producing the composite laminate, the glass is in the first layer preferably pulverized and the ceramic particles in the second layer layer have grain sizes that are smaller than that of the glass powder.
Bei dem ersten Schritt umfasst die erste Schichtlage vorzugsweise weiterhin einen keramischen Füllstoff.In the first step, the first layer layer preferably further comprises a ceramic filler.
Bei dem ersten Schritt kann die erste Schichtlage als Schicht vorgesehen werden, die allein behandelt werden kann, und die zweite Schichtlage kann auf der ersten Schichtlage ausgebildet werden. Alternativ können die erste Schichtlage und die zweite Schichtlage als erste Schicht und zweite Schicht vorgesehen werden, die jeweils allein behandelt werden können, und die erste Schicht und die zweite Schicht können übereinander geschichtet werden, um ein ungesintertes Ver bundlaminat zu bilden.In the first step, the first layer layer can be provided as a layer that can be treated alone, and the second layer layer may be formed on the first layer layer. Alternatively, the first layer layer and the second layer layer is provided as the first layer and the second layer, which are each treated alone can, and the first layer and the second layer can be stacked on top of each other to form an unsintered Ver to form bundle laminate.
Bei Anwenden dieses Verfahrens bei einem Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtleiterplatte kann ein äußerer leitender Film, der einen Teil der Verdrahtung für eine Mehrschichtleiterplatte darstellt, auf mindestens einer durch die zweite Schichtlage gebildeten Hauptoberfläche ausgebildet sein.When applying this method to a method of manufacturing a multilayer circuit board, an outer one conductive film, which forms part of the wiring for a multilayer circuit board, on at least one through the second layer layer formed main surface.
Ein Innenleiter, der einen Teil der Verdrahtung für eine Mehrschichtleiterplatte darstellt, kann im Inneren des ungesinterten Verbundlaminats ausgebildet werden.An inner conductor, which forms part of the wiring for a multilayer printed circuit board, can be inside the unsintered one Composite laminates are formed.
Erfindungsgemäß hängt die Oberflächenrauheit der zweiten Schichtlage im Wesentlichen von der Größe der in der zweiten Schichtlage enthaltenen Keramikpartikel ab. Somit verbessert die Verwendung kleiner Keramikpartikel die Oberflächenebenheit der zweiten Schichtlage, das heißt, sie verbessert die Oberflächenebenheit der Hauptoberfläche des Verbundlaminats, selbst wenn die ungesinterte Schicht für die erste Schichtlage Glaspulver mit einer relativ großen Par tikelgröße enthält. Demgemäß kann das Verbundlaminat erfindungsgemäß bei verringerten Kosten ohne Pulverisierung des Glaspulvers hergestellt werden. Zudem kann die mechanische Festigkeit des Verbundlaminats weiter verbessert wer den, wenn die erste Schichtlage zusätzlich zu dem Glas einen keramischen Füllstoff enthält.According to the invention, the surface roughness of the second layer essentially depends on the size of the layer ceramic layer contained in the second layer layer. Thus, the use of small ceramic particles improves the Surface flatness of the second layer, that is, it improves the surface flatness of the main surface of the Composite laminate, even if the unsintered layer for the first layer layer is glass powder with a relatively large par contains particle size. Accordingly, the composite laminate of the present invention can be used at a reduced cost without pulverization of the glass powder. In addition, the mechanical strength of the composite laminate can be further improved that if the first layer layer contains a ceramic filler in addition to the glass.
Erfindungsgemäß hängt die Oberflächenrauheit der zweiten Schichtlage im Wesentlichen von der Größe der in der zweiten Schichtlage enthaltenen Keramikpartikel ab. Somit verbessert die Verwendung kleiner Keramikpartikel die Oberflächenebenheit der zweiten Schichtlage, das heißt, sie verbessert die Oberflächenebenheit der Hauptoberfläche des Verbundlaminats, selbst wenn die ungesinterte Schicht für die erste Schichtlage Glaspulver mit einer relativ großen Par tikelgröße enthält. Demgemäß kann das Verbundlaminat erfindungsgemäß bei verringerten Kosten ohne Pulverisierung des Glaspulvers hergestellt werden. Wenn das Verbundlaminat als Leiterplatte verwendet wird, kann ein äußerer leiten der Film mit einem feinen Leiterbild problemlos an ihrer Hauptoberfläche ausgebildet werden, was zu einer Verdrahtung hoher Dichte auf der Leiterplatte führt. Zudem kann die mechanische Festigkeit des Verbundlaminats weiter verbessert werden, wenn die erste Schichtlage zusätzlich zu dem Glas einen keramischen Füllstoff enthält.According to the invention, the surface roughness of the second layer essentially depends on the size of the layer ceramic layer contained in the second layer layer. Thus, the use of small ceramic particles improves the Surface flatness of the second layer, that is, it improves the surface flatness of the main surface of the Composite laminate, even if the unsintered layer for the first layer layer is glass powder with a relatively large par contains particle size. Accordingly, the composite laminate of the present invention can be used at a reduced cost without pulverization of the glass powder. When the composite laminate is used as a circuit board, an outer one can conduct the film with a fine conductor pattern can be easily formed on its main surface, resulting in wiring leads to high density on the circuit board. In addition, the mechanical strength of the composite laminate can be further improved if the first layer layer contains a ceramic filler in addition to the glass.
Fig. 1A ist eine schematische Querschnittansicht eines ungesinterten Verbundlaminats gemäß einer erfindungsgemä ßen Ausführung und Fig. 1B ist eine schematische Querschnittansicht des in Fig. 1A gezeigten Verbundlaminats nach ei ner Wärmebehandlung; Fig. 1A is a schematic cross-sectional view of an unsintered composite laminate according to an embodiment according to the invention SEN and Figure 1B is a schematic cross-sectional view of the composite laminate shown in Figure 1A after egg ner heat treatment..;
Fig. 2A ist eine schematische Querschnittansicht eines ungesinterten Verbundlaminats gemäß einer anderen erfin dungsgemäßen Ausführung und Fig. 2B ist eine schematische Querschnittansicht des in Fig. 2A gezeigten Verbundlami nats nach einer Wärmebehandlung und Fig. 2A is a schematic cross-sectional view of an unsintered composite laminate according to another embodiment OF INVENTION to the invention and Fig. 2B is a schematic cross-sectional view of the Verbundlami shown in Fig. 2A NATs after a heat treatment and
Fig. 3 ist eine schematische Querschnittansicht eines Verbundlaminats, das auf eine Mehrschichtleiterplatte aufge bracht wurde. Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of a composite laminate that has been placed on a multilayer circuit board.
Fig. 1A ist eine schematische Querschnittansicht eines ungesinterten Laminats 1 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführung und Fig. 1B ist eine schematische Querschnittansicht eines Verbundlaminats 2, das durch Tempern des un gesinterten Laminats 1 gebildet wurde. Fig. 1A is a schematic cross-sectional view of a non-sintered laminate 1 according to an embodiment of the invention and Fig. 1B is a schematic cross-sectional view of a composite laminate 2 which has been formed by annealing the un-sintered laminate 1.
Das ungesinterte Laminat 1 umfasst eine Glaspulver enthaltende erste Schichtlage 4 und Keramikpartikel 5 enthal tende zweite Schichtlagen 6. Die zweiten Schichtlagen 6 stehen in Kontakt mit der ersten Schichtlage 4. Da die zweiten Schichtlagen 6 die erste Schichtlage 4 in dieser Ausführung sandwichartig umgeben, werden die zwei Hauptoberflächen des ungesinterten Laminats 1 durch die zweiten Schichtlagen 6 vorgesehen.The unsintered laminate 1 comprises a first layer layer 4 containing glass powder and second layer layers 6 containing ceramic particles 5 . The second layer layers 6 are in contact with the first layer layer 4 . Since the second film layer 6, the first coating layer 4 sandwiched in this embodiment, the two main surfaces of the unsintered laminate 1 can be provided through the second coating layers. 6
Ein bevorzugtes Glasmaterial für das Glaspulver 3 in der ersten Schichtlage 4 ist kristallisiertes Anorthitglas. Bei spiele anderer Glasmaterialien umfassen Borosilikatglas und kristallisiertes Cordieritglas. Die Partikelgröße des Gla spulvers 3 ist nicht unbedingt so klein wie die Partikelgröße der Keramikpartikel 5 und kann größer als die Partikelgröße der Keramikpartikel 5 sein.A preferred glass material for the glass powder 3 in the first layer 4 is crystallized anorthite glass. Examples of other glass materials include borosilicate glass and crystallized cordierite glass. The particle size of the glass powder 3 is not necessarily as small as the particle size of the ceramic particles 5 and can be larger than the particle size of the ceramic particles 5 .
Die erste Schichtlage 4 ist vorzugsweise als Schicht vorgesehen, die allein behandelt werden kann, zum Beispiel als Glaspulver 3 enthaltende ungesinterte Schicht. Eine derartige ungesinterte Schicht wird durch Mischen des Glaspulvers 3, eines Dispergierungsmediums und eines Bindemittels zur Ausbildung eines Schlickers, durch Entfernen der Bläschen in dem Schlicker und durch Verteilen des Schlickers mittels eines Schabklingenverfahrens zur Bildung einer Schicht ge bildet. Das Bindemittel und das Dispergierungsmittel werden als Trägermedium 7 in Fig. 1A und 1B gezeigt.The first layer layer 4 is preferably provided as a layer that can be treated alone, for example as an unsintered layer containing glass powder 3 . Such an unsintered layer is formed by mixing the glass powder 3 , a dispersing medium and a binder to form a slip, by removing the bubbles in the slip and by distributing the slip using a doctor blade method to form a layer. The binder and the dispersing agent are shown as carrier medium 7 in FIGS. 1A and 1B.
Beispiele brauchbarer Dispergierungsmittel sind Wasser, Toluol, Alkohole und Mischungen derselben. Beispiele für Bindemittel sind Butyralharze, Acrylharze, Urethanharze, Vinylacetatharze und Polyvinylalkohol. Falls erforderlich kann der Schlicker Plastifizierungsmittel, Dispergierungsmittel und Schaumdämpfungsmittel enthalten. Die ungesinterte Platte Schicht durch Extrudieren, Ausrollen oder Warmpressen gebildet werden.Examples of useful dispersants are water, toluene, alcohols and mixtures thereof. examples for Binders are butyral resins, acrylic resins, urethane resins, vinyl acetate resins and polyvinyl alcohol. If necessary The slip may contain plasticizers, dispersants and foam suppressants. The green one Plate layer can be formed by extrusion, rolling or hot pressing.
Nach Vorsehen der ersten Schichtlage 4 als Schicht, die wie oben beschrieben allein behandelt werden kann, können die zweiten Schichtlagen 6 auf dieser Schicht ausgebildet werden. In diesem Fall wird ein Schlicker, der die Keramikp artikel 5, ein Dispergierungsmittel und ein Bindemittel enthält, vorgesehen und die Schicht für die ersten Schichtlage 4 wird in den Schlicker getaucht. Der Eintauchvorgang kann das ungesinterte Laminat 1 mit den an beiden Oberflächen der ersten Schichtlage 4 vorgesehenen zweiten Schichtlagen 6 effektiv erzeugen. Die Dicke der zweiten Schichtlagen 6 kann durch den Gehalt der Keramikpartikel 5 in dem Schlicker und durch die Eintauchzeit gesteuert werden.After providing the first layer layer 4 as a layer that can be treated alone as described above, the second layer layers 6 can be formed on this layer. In this case, a slip containing the ceramic particles 5 , a dispersing agent and a binder is provided and the layer for the first layer 4 is immersed in the slip. The immersion process can effectively produce the unsintered laminate 1 with the second layer layers 6 provided on both surfaces of the first layer layer 4 . The thickness of the second layer layers 6 can be controlled by the content of the ceramic particles 5 in the slip and by the immersion time.
Das Bindemittel und das Dispergierungsmittel, die in Fig. 1A und 1B als Trägermedium 8 gezeigt werden, in dem Schlicker für die zweiten Schichtlagen 6 können gleich oder unterschiedlich zu dem Bindemittel und Dispergierungsmit tel in dem Schlicker für die erste Schichtlage 4 sein.The binder and the dispersing agent, which are shown in FIGS. 1A and 1B as carrier medium 8 , in the slip for the second layer layers 6 can be the same or different to the binder and dispersing agent in the slip for the first layer layer 4 .
Anstelle des Eintauchvorgangs können die zweiten Schichtlagen 6 durch Sprühen, Walzplattieren oder Drucken des die Keramikpartikel 5 enthaltenen Schlickers ausgebildet werden. Alternativ kann das ungesinterte Laminat 1 durch Vor sehen der zweiten Schichtlagen 6 als Schichten, die allein behandelt werden können, wie bei der ersten Schichtlage 4, und durch Überlagern der zweiten Schichtlagen 6 auf der ersten Schichtlage 4 vorgesehen werden.Instead of the immersion process, the second layer layers 6 can be formed by spraying, roll-cladding or printing the slip containing the ceramic particles 5 . Alternatively, the unsintered laminate 1 can be provided by providing the second layer layers 6 as layers that can be treated alone, as in the first layer layer 4 , and by superimposing the second layer layers 6 on the first layer layer 4 .
Bevorzugt ist, dass dic Keramikpartikel 5 in den zwischen Schichtlagen 6 eine hohe Benetzbarkeit für das Glaspulver 3 in der ersten Schichtlage 4 aufweisen. Ein bevorzugtes Keramikmaterial für die Keramikpartikel 5 ist Aluminiumoxid. Beispiele für andere brauchbare Keramikmaterialien umfassen MgO, ZrO2, SiO2 und TiO2.It is preferred that the ceramic particles 5 in the layers 6 have a high wettability for the glass powder 3 in the first layer 4 . A preferred ceramic material for the ceramic particles 5 is aluminum oxide. Examples of other useful ceramic materials include MgO, ZrO 2 , SiO 2 and TiO 2 .
Das ungesinterte Laminat 1 wird vor dem Tempern bevorzugt in der laminierten Richtung gepresst. Bei dem Tempervorgang wird eine Temperatur angelegt, die kein Sintern der Keramikpartikel 5, aber ein Schmelzen des Glaspulvers 3 bewirkt. Während des Tempervorgangs werden das Trägermedium 7 in der ersten Schichtlage 4 und das Trägermedium 8 in den zweiten Schichtlagen 6 entfernt, während das Glaspulver 3 in der ersten Schichtlage 4 als Schmelzglas geschmol zen wird, um die erste Schichtlage 4 wie in Fig. 1B gezeigt zu binden. Zudem dringt ein Teil des Schmelzglases 9 mittels Kapillarkraft in die zweiten Schichtlagen 6 ein, gelangt in die Zwischenräume zwischen den Keramikpartikeln 5 und ver bindet die Keramikpartikel 5 miteinander.The unsintered laminate 1 is preferably pressed in the laminated direction before the tempering. During the tempering process, a temperature is applied which does not cause the ceramic particles 5 to sinter, but does cause the glass powder 3 to melt. During the annealing process, the carrier medium 7 in the first layer layer 4 and the carrier medium 8 in the second layer layers 6 are removed, while the glass powder 3 in the first layer layer 4 is melted as melting glass to form the first layer layer 4 as shown in FIG. 1B tie. In addition, part of the melting glass 9 penetrates into the second layer layers 6 by means of capillary force, enters the spaces between the ceramic particles 5 and binds the ceramic particles 5 together.
Die Oberflächenrauheit der zwei Hauptflächen des sich ergebenden Verbundlaminats 2 hängt von der Größe der Kera mikpartikel 5 in den zweiten Schichtlagen 6 ab. Somit kann die Verwendung von Keramikpartikeln 5 mit kleinen Größen die Oberflächenrauheit des Verbundlaminats 2 verringern, auch wenn das Glaspulver 3 eine relativ große Partikelgröße aufweist.The surface roughness of the two main surfaces of the resulting composite laminate 2 depends on the size of the ceramic particles 5 in the second layer layers 6 . Thus, the use of ceramic particles 5 with small sizes can reduce the surface roughness of the composite laminate 2 , even if the glass powder 3 has a relatively large particle size.
Ist die Größe der Keramikpartikel 5 in den zweiten Schichtlagen 6 kleiner, sind die zweiten Schichtlagen 6 dichter. In diesem Fall wird die eine viskose Strömung des Schmelzglases 9 induzierende Kapillarkraft erhöht und das Schmelzglas 9 wird dichter gepackt.If the size of the ceramic particles 5 in the second layer layers 6 is smaller, the second layer layers 6 are denser. In this case, the capillary force inducing a viscous flow of the melting glass 9 is increased and the melting glass 9 is packed more densely.
Zudem erreicht das Schmelzglas 9 die äußeren Oberflächen der zweiten Schichtlagen 6 und die Oberflächenspannung des Schmelzglases 9 glättet diese Oberflächen. Demgemäß trägt das Schmelzglas 9 auch zu einer verbesserten Ebenheit der zwei Hauptoberflächen des Verbundlaminats 2 bei.In addition, the melting glass 9 reaches the outer surfaces of the second layer layers 6 and the surface tension of the melting glass 9 smoothes these surfaces. Accordingly, the melting glass 9 also contributes to an improved flatness of the two main surfaces of the composite laminate 2 .
Fig. 2A und 2B zeigen eine weitere erfindungsgemäße Ausführung und entsprechen Fig. 1A und 1B. In Fig. 2A und 2B werden die in Fig. 1A und 1B gezeigten gleichen Komponenten durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und ihre Beschreibung wird unterlassen. Figs. 2A and 2B show another embodiment of the invention and corresponding to Fig. 1A and 1B. In Fig. 2A and 2B, the same components shown in Fig. 1A and 1B are indicated by the same reference numerals and their description will be omitted.
In der in Fig. 2A und 2B gezeigten Ausführung enthält eine erste Schichtlage 4a eines in Fig. 2A gezeigten ungesin terten Laminats 1a nicht nur das Glaspulver 3, sondern auch einen keramischen Füllstoff 10. Somit enthält die erste Schichtlage 4a des in Fig. 2B gezeigten Verbundlaminats 2a zusätzlich zu dem Schmelzglas 9 den keramischen Füllstoff 10.In the embodiment shown in FIGS . 2A and 2B, a first layer layer 4 a of an unsintered laminate 1 a shown in FIG. 2A contains not only the glass powder 3 but also a ceramic filler 10 . Thus, the first layer 4 a of the composite laminate 2 a shown in FIG. 2B contains the ceramic filler 10 in addition to the melting glass 9 .
Der keramische Füllstoff 10 kann sich von den in den zweiten Schichtlagen 6 enthaltenen Keramikpartikeln 5 bezüg lich Partikelgröße und Material unterscheiden oder hierzu gleich sein.The ceramic filler 10 may differ from the ceramic particles 5 contained in the second layer layers 6 with respect to particle size and material or may be the same.
Andere Konfigurationen und das Herstellungsverfahren der zweiten Ausführung, die Fig. 2A und 2B gezeigt wird, sind im Wesentlichen die gleichen wie die der in Fig. 1A und 1B gezeigten Ausführung.Other configurations and the manufacturing method of the second embodiment shown in FIGS. 2A and 2B are substantially the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B.
Da die erste Schichtlage 4a den keramischen Füllstoff 10 enthält, weist das sich ergebende Verbundlaminat 2a eine verbesserte mechanische Festigkeit auf.Since the first layer layer 4 a contains the ceramic filler 10 , the resulting composite laminate 2 a has improved mechanical strength.
Sowohl bei dem in Fig. 1A und 1B gezeigten Verbundlaminat 2 als auch bei dem in Fig. 2A und 2B gezeigten Ver bundlaminat 2a sind die zweiten Schichtlagen 6, die durch Verwendung feiner Keramikpartikel 5 ebene Oberflächen er zeugen können, an äußeren Seiten angeordnet. Wenn das Verbundlaminat 2 oder 2a als Leiterplatte verwendet wird, kann ein äußerer leitender Film mit einem feinen Leiterbild problemlos an deren Hauptoberfläche ausgebildet werden, was zu einer Verdrahtung hoher Dichte auf der Leiterplatte führt.In both the in Figs. 1A and 1B shown composite laminate 2 as a composite laminate also in the example shown in Fig. 2A and 2B Ver 2 a second film layer 6, the finer by using ceramic particles 5 are flat surfaces he witnesses can disposed at outer sides. If the composite laminate 2 or 2 a is used as a circuit board, an outer conductive film with a fine circuit pattern can be easily formed on the main surface thereof, which leads to high-density wiring on the circuit board.
Das Verbundlaminat 2 oder 2a kann innen Innenleiter, beispielsweise einen inneren leitenden Film und ein Kontakt loch, umfassen.The composite laminate 2 or 2 a may comprise inner conductors, for example an inner conductive film and a contact hole.
Fig. 3 ist eine schematische Querschnittansicht eines Verbundlaminats 11, das mit den oben erwähnten äußeren leiten den Filmen und Innenleitern versehen ist. Das Verbundlaminat 11 umfasst eine erste Schichtlage 12, die der ersten Schichtlage 4 oder 4a in den obigen Ausführungen entspricht, und zweite Schichtlagen 13, die den zweiten Schichtlagen 6 in der obigen Ausführung entsprechen. Diese zweiten Schichtlagen 13 bilden zwei äußere Oberflächen, das heißt Hauptoberflächen des Verbundlaminats 11. Fig. 3 is a schematic cross sectional view of a composite laminate 11 provided with the above-mentioned outer conductors of the films and inner conductors. The composite laminate 11 comprises a first layer layer 12 , which corresponds to the first layer layer 4 or 4 a in the above embodiments, and second layer layers 13 , which correspond to the second layer layers 6 in the above embodiment. These second layer layers 13 form two outer surfaces, that is to say main surfaces of the composite laminate 11 .
Das Verbundlaminat 11 weist äußere leitende Filme 14, 15, 16, 17 und 18, die an diesen Hauptflächen ausgebildet sind, sowie darin ausgebildete Innenleiter, beispielsweise innere leitende Filme 19, 20, 21, 22, 23 und 24 und Kontaktlöcher 25, 26, 27, 28, 29 und 30 auf. Die inneren leitenden Filme 19 und 20 sind entlang der Grenzfläche zwischen der ersten Schichtlage 12 und der oberen zweiten Schichtlage 13 ausgebildet. Wie durch die geometrische Anordnung der inneren leitenden Filme 21 bis 24 und der Kontaktlochkontakte 27 bis 30 gezeigt wird, wird die erste Schichtlage 24 durch La minieren einer Vielzahl ungesinterter Schichten gebildet, die jeweils ein vorbestimmtes Leiterbild für die inneren leiten den Filme 19 bis 24 und die Kontaktlochkontakte 25 bis 30 aufweisen.The composite laminate 11 has outer conductive films 14 , 15 , 16 , 17 and 18 , which are formed on these main surfaces, and inner conductors formed therein, for example inner conductive films 19 , 20 , 21 , 22 , 23 and 24 and contact holes 25 , 26 , 27 , 28 , 29 and 30 . The inner conductive films 19 and 20 are formed along the interface between the first layer 12 and the upper second layer 13 . As shown by the geometrical arrangement of the inner conductive films 21 to 24 and the contact hole contacts 27 to 30 , the first layer layer 24 is formed by laminating a plurality of unsintered layers, each of which has a predetermined conductor pattern for the inner conduct films 19 to 24 and the contact hole contacts have 25 to 30 .
Zudem kann jede zweite Schichtlage 13 durch Laminieren einer Vielzahl von ungesinterten Schichten gebildet wer den. In diesem Fall können die inneren leitenden Filme mühelos in dem Inneren der zweiten Schichtlage 13 ausgebildet werden.In addition, every second layer layer 13 can be formed by laminating a plurality of unsintered layers. In this case, the inner conductive films can be easily formed inside the second layer layer 13 .
Verbundplatten der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurden wie in Tabelle 1 gezeigt zur Beurteilung der Oberflächenrauheit hergestellt.Composite panels of Examples 1 to 4 according to the invention and Comparative Examples 1 to 5 were as in Table 1 shown to assess surface roughness.
Das in der ersten Schichtlage enthaltene Glaspulver bestand aus kristallisiertem Anorthitglas und hatte eine Partikel größe von etwa 6,50 µm in den Beispielen 1 bis 4 bzw. eine Partikelgröße von etwa 3,63 µm bis etwa 7,47 µm in den Ver gleichsbeispielen 1 bis 4. Die erste Schichtlage in dem Vergleichsbeispiel 5 enthielt kein Glaspulver.The glass powder contained in the first layer layer consisted of crystallized anorthite glass and had a particle size of approximately 6.50 μm in examples 1 to 4 and a particle size of approximately 3.63 μm to approximately 7.47 μm in comparative examples 1 to 4th The first layer in Comparative Example 5 contained no glass powder.
Die erste Schichtlage enthielt pulverisiertes Aluminiumoxid mit einer Partikelgröße von etwa 0,35 µm als keramischer Füllstoff in allen Verbundplatten.The first layer layer contained powdered aluminum oxide with a particle size of approximately 0.35 μm as the ceramic Filler in all composite panels.
Das Glaspulver und der keramische Füllstoff wurden bei einem Gewichtsverhältnis von 60 : 40 gemischt. In den Bei spielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden dem Gemisch Wasser als Dispergierungsmittel und ein Bu tyralharz als Bindemittel zugegeben bzw. wurden in dem Vergleichsbeispiel 5 dem keramischen Füllstoff zugegeben, um den Schlicker zu bilden. Bläschen im Schlicker wurden entfernt und mittels eines Schabklingenverfahrens wurde eine ungesinterte Schicht gebildet, so dass die getrocknete Dicke 500 µm betrug.The glass powder and the ceramic filler were mixed at a weight ratio of 60:40. In the case of play 1 to 4 and in Comparative Examples 1 to 4 the mixture was water as a dispersant and a Bu tyral resin added as a binder or were added to the ceramic filler in Comparative Example 5 to form the slip. Bubbles in the slip were removed and a scraper blade method was used to remove one unsintered layer formed so that the dried thickness was 500 microns.
Unter Verwendung von pulverisiertem Aluminiumoxid mit einer Partikelgröße von etwa 0,35 µm bis 0,60 µm als ke ramisches Pulver wurde ein wässriger Schlicker zur Bildung der zweiten Schichtlagen der Beispiele 1 bis 4 erzeugt, so dass der Feststoffgehalt 10 Volumenprozent betrug.Using powdered alumina with a particle size of about 0.35 μm to 0.60 μm as ceramic powder, an aqueous slip was produced to form the second layer layers of Examples 1 to 4, so that the solids content was 10 percent by volume.
Die ungesinterte Schicht für die erste Schichtlage wurde in den Schlicker getaucht und getrocknet, um keramische La gen mit einer Dicke von etwa 10 µm als zweite Schichtlagen auf den zwei Oberflächen der ungesinterten Schicht zu bil den.The unsintered layer for the first layer layer was immersed in the slip and dried to form ceramic La to form with a thickness of about 10 microns as second layer layers on the two surfaces of the green layer the.
Jedes ungesinterte Laminat bzw. Schicht wurde unter einem Druck von 100 kg/cm2 unter Verwendung einer starren Presse gepresst, und wurde in den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 in Luft zwei Stunden bei 850°C bzw. bei 1.500°C bei dem Vergleichsbeispiel 5 erhitzt, um eine Platte zu bilden. Die Oberflächenrauheit Ra jeder Platte wird in Tabelle 1 gezeigt.Each unsintered laminate was pressed under a pressure of 100 kg / cm 2 using a rigid press, and was in air in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 at 850 ° C and 1,500 ° for two hours C heated in Comparative Example 5 to form a plate. The surface roughness Ra of each plate is shown in Table 1.
Tabelle 1 zeigt, dass die Oberflächenrauheit Ra jeder Platte mit den zweiten Schichtlagen in einem Bereich von 0,17 µm bis 0,48 µm liegt. Die Oberflächenrauheit Ra hängt von der Partikelgröße des in den zweiten Schichtlagen ent haltenen keramischen Pulvers ab. Das heißt, die Oberflächenebenheit wird verbessert, wenn die Partikelgröße des kera mischen Pulvers abnimmt.Table 1 shows that the surface roughness Ra of each plate with the second layer layers is in a range of 0.17 µm to 0.48 µm. The surface roughness Ra depends on the particle size in the second layer layers holding ceramic powder. This means that the surface flatness is improved if the particle size of the kera mixing powder decreases.
Die Oberflächenrauheit Ra ist in den Beispielen 1 bis 4 gegenüber der Oberflächenrauheit Ra von 0,80 µm des Ver gleichsbeispiels 3, das unter den gleichen Bedingungen, aber ohne Ausbildung der zweiten Schichtlagen erzeugt wurde, wesentlich verringert.The surface roughness Ra in Examples 1 to 4 compared to the surface roughness Ra of 0.80 µm of Ver same example 3, which was produced under the same conditions, but without the formation of the second layer layers, significantly reduced.
Verglichen mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 nimmt die Oberflächenrauheit ab, wenn die Partikelgröße des Glaspul vers abnimmt. Wie in Vergleichsbeispiel 1 gezeigt, muss die Partikelgröße des Glaspulvers jedoch auf etwa 3,63 µm ver ringert werden, um eine Oberflächenrauheit zu erhalten, die mit der in den Beispielen 1 bis 4 vergleichbar ist. Eine derart kleine Partikelgröße ist aufgrund hoher Herstellungskosten für die Erzeugung des Glaspulvers unpraktisch.Compared to Comparative Examples 1 to 4, the surface roughness decreases when the particle size of the glass powder verse decreases. As shown in Comparative Example 1, however, the particle size of the glass powder must be approximately 3.63 μm be reduced to obtain a surface roughness comparable to that in Examples 1 to 4. Such a small particle size is impractical due to the high manufacturing cost of producing the glass powder.
Wenn die zweiten Schichtlagen nicht auf der ersten Schichtlage ausgebildet sind, welche nur den keramischen Füll stoff enthält, wie in Vergleichsbeispiel 5 gezeigt, beträgt die Oberflächenrauheit Ra 0,20 µm und liegt auf einem zufrie den stellenden Niveau. In einem solchen Fall muss die Erwärmungstemperatur jedoch auf 1.500°C erhöht werden. Somit gibt es eine Beschränkung der Metalle, die als innere leitende Filme 19 bis 24 und Kontaktlochkontakte 25 bis 30 ver wendet werden können. Eine derart geringe Oberflächenrauheit wird beispielsweise durch Verringern der Partikelgröße des keramischen Pulvers in den zweiten Schichtlagen auf 0,35 µm, wie in Beispiel 1 gezeigt, mühelos erreicht.If the second layer layers are not formed on the first layer layer, which only contains the ceramic filler, as shown in Comparative Example 5, the surface roughness Ra is 0.20 μm and is at a satisfactory level. In such a case, however, the heating temperature must be increased to 1,500 ° C. Thus, there is a limitation of metals that can be used as inner conductive films 19 to 24 and via contacts 25 to 30 . Such a low surface roughness is easily achieved, for example, by reducing the particle size of the ceramic powder in the second layer layers to 0.35 μm, as shown in Example 1.
Die vorliegende Erfindung kann verschiedene Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungen unter Bezug auf die Zeichnungen in die in Tabelle 1 gezeigten Beispiele umfassen.The present invention can refer to various modifications of the above-described embodiments include the drawings in the examples shown in Table 1.
Die Anzahl der ersten Schichtlagen und der zweiten Schichtlagen und der Reihenfolge ihrer Laminierung kann gemäß erforderlichen Designs geändert werden, solange jede zweite Schichtlage sich in Kontakt mit jeder ersten Schichtlage be findet und die zweiten Schichtlagen mindestens eine Hauptoberfläche des Verbundlaminats bilden.The number of the first layer layers and the second layer layers and the order of their lamination can be according to required designs can be changed as long as every second layer is in contact with every first layer takes place and the second layer layers form at least one main surface of the composite laminate.
Die erste Schichtlage kann jede Dicke aufweisen. Die zweiten Schichtlagen können ebenfalls jede Dicke aufweisen, solange das in der ersten Schichtlage geschmolzene Glas teilweise in die zweiten Schichtlagen eindringt und die Partikel des keramischen Pulvers in den zweiten Schichtlagen miteinander verbunden werden.The first layer layer can have any thickness. The second layer layers can also have any thickness, as long as the glass melted in the first layer layer partially penetrates the second layer layers and the particles of the ceramic powder in the second layer layers.
Die ungesinterte Schicht für die erste Schichtlage kann Glasfasern, Glaswhisker, Glasflocken oder Glasplättchen an Stelle des Glaspulvers enthalten.The unsintered layer for the first layer layer can be glass fibers, glass whiskers, glass flakes or glass plates Place of the glass powder included.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verbundlaminat anwendbar, das mit Ausnehmungen versehen ist, die Öff nungen entlang äußerer Flächen aufweisen. Derartige Ausnehmungen werden in dem ungesinterten Verbundlaminat ge bildet und werden zur Aufnahme von elektronischen Bauelementen verwendet, wenn das Verbundlaminat als Mehr schichtleiterplatte verwendet wird.The present invention is also applicable to a composite laminate which is provided with recesses which open have openings along outer surfaces. Such recesses are ge in the green composite laminate forms and are used to hold electronic components when the composite laminate is more laminated circuit board is used.
Claims (11)
mindestens eine Glas enthaltende erste Schichtlage und
mindestens eine Keramikpartikel enthaltende zweite Schichtlage in Kontakt mit der ersten Schichtlage,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schichtlage mindestens eine Hauptoberfläche des Verbundlaminats dar stellt, die Keramikpartikel in der zweiten Schichtlage ungesintert sind und dass in der ersten Schichtlage enthaltene Glas geschmolzen und teilweise in die zweite Schichtlage eingedrungen ist, so dass die Keramikpartikel miteinan der verbunden sind.1. composite laminate comprising:
at least one first layer layer containing glass and
at least one second layer layer containing ceramic particles in contact with the first layer layer,
characterized in that the second layer layer represents at least one main surface of the composite laminate, the ceramic particles are unsintered in the second layer layer and that glass contained in the first layer layer has melted and partially penetrated into the second layer layer, so that the ceramic particles are connected to one another.
einen ersten Schritt der Erzeugung eines ungesinterten Verbundlaminats, welches mindestens eine Glas ent haltende erste Schichtlage und mindestens eine Keramikpartikel enthaltende zweite Schichtlage umfasst, wo bei sich die zweite Schichtlage in Kontakt mit der ersten Schichtlage befindet, die zweite Schichtlage minde stens eine Hauptoberfläche des Verbundlaminats darstellt, und
einen zweiten Schritt des Temperns des ungesinterten Verbundlaminats bei einer Temperatur, die kein Sin tern der Keramikpartikel, aber ein Schmelzen des Glases bewirkt, so dass die erste Schichtlage durch das Schmelzen des Glases in der ersten Schichtlage gebunden wird und ein Teil des geschmolzenen Glases in die zweite Schichtlage eindringt, um die Keramikpartikel miteinander zu verbinden.5. A method of making a composite laminate comprising:
a first step of producing an unsintered composite laminate which comprises at least one first layer layer containing glass and at least one second layer layer containing ceramic particles, where the second layer layer is in contact with the first layer layer, the second layer layer represents at least one main surface of the composite laminate , and
a second step of annealing the composite non-sintered laminate at a temperature which does not sinter the ceramic particles but causes the glass to melt, so that the first layer is bonded by melting the glass in the first layer and part of the molten glass into the second layer layer penetrates to connect the ceramic particles together.
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