JP2000031328A - Multilayered ceramic wiring board - Google Patents

Multilayered ceramic wiring board

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JP2000031328A
JP2000031328A JP10199932A JP19993298A JP2000031328A JP 2000031328 A JP2000031328 A JP 2000031328A JP 10199932 A JP10199932 A JP 10199932A JP 19993298 A JP19993298 A JP 19993298A JP 2000031328 A JP2000031328 A JP 2000031328A
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Japan
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layer
ceramic
layers
wiring board
conductor layer
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Japanese (ja)
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Koichi Asai
幸一 浅井
Masahiro Ogawa
正広 小川
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15312Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayered ceramic wiring board in which the occurrence of warps is suppressed, though the board incorporates a capacitor near its IC chip mounting surface. SOLUTION: A multilayered alumina ceramic wiring board having a front surface 100a, which is formed as an IC chip mounting surface and a rear surface 100b, incorporates a capacitor 10 composed of molybdenum-added dielectric layers 11-14 and electrode layers 21-25 which are formed in square shapes on nearly the whole upper and lower surfaces of the layers 11-14 by integral sintering and composed mainly of tungsten near the front surface 100a, and is provided with a conductor layer 61 made of the same material composed mainly of tungsten as that of the electrode layers 21-25 near the rear surface 100b. Even when the coefficients of firing shrinkage of ceramic layers 1-5 are different from those of the electrode layers 21-25, the conductor layer 6 having nearly the same coefficient of firing shrinkage as the electrode layer 21, etc., has is formed on the rear surface side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック多層配
線基板に関し、特に、コンデンサを内蔵したセラミック
多層配線基板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic multilayer wiring board, and more particularly to a ceramic multilayer wiring board having a built-in capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ICチップの接地電位や電源
電位に侵入する電磁ノイズを除去するため、ICチップ
を収容・搭載するセラミック多層配線基板に、コンデン
サを内蔵させることが行われている。セラミック多層配
線基板(以下、単に、基板ともいう)において、このよ
うなコンデンサを形成するには、以下の手法が挙げられ
る。即ち、通常のセラミック層と同じセラミック(例え
ばアルミナ)からなるセラミック層、あるいはセラミッ
ク(例えばアルミナ)を主成分とし、タングステンやモ
リブデン等の金属やその他の成分を添加して誘電率を高
めたセラミック層を誘電体層として用い、これを誘電体
層の略全面にわたって形成した電極層で挟んだものを、
一体焼結によって、基板の焼結と同時に形成する。とこ
ろで、このようにして内蔵コンデンサを形成するにあた
っては、電極層の焼成収縮率を、セラミック層の焼成収
縮率と一致させる必要がある。電極層はコンデンサの静
電容量を大きくするために、できるだけ広い面積にわた
って形成されることが多く、このために、一般に面積が
小さい配線層とは異なり、焼成収縮率の影響が大きくな
る。つまり、焼成収縮率が一致していないと、焼成時に
焼成収縮率の違いによって、基板が反ったり歪んだりす
る不具合が生じるからである。
2. Description of the Related Art Hitherto, in order to remove electromagnetic noise that enters a ground potential or a power supply potential of an IC chip, a capacitor has been built in a ceramic multilayer wiring board that houses and mounts the IC chip. In order to form such a capacitor in a ceramic multilayer wiring board (hereinafter, also simply referred to as a board), the following method can be used. That is, a ceramic layer made of the same ceramic (for example, alumina) as a normal ceramic layer, or a ceramic layer containing ceramic (for example, alumina) as a main component and adding a metal such as tungsten or molybdenum or other components to increase the dielectric constant. Is used as a dielectric layer and sandwiched between electrode layers formed over substantially the entire surface of the dielectric layer,
It is formed simultaneously with sintering of the substrate by integral sintering. By the way, in forming the built-in capacitor in this way, it is necessary to make the firing shrinkage of the electrode layer coincide with the firing shrinkage of the ceramic layer. The electrode layer is often formed over as large an area as possible in order to increase the capacitance of the capacitor. For this reason, in general, unlike a wiring layer having a small area, the influence of the firing shrinkage becomes large. That is, if the firing shrinkage ratios do not match, the substrate may be warped or distorted due to the difference in firing shrinkage during firing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電極層
は、タングステンやモリブデンその他の金属を主成分と
し、一方、セラミック層は、アルミナ等のセラミックを
主成分とする。このため、焼成時において、両者の焼成
収縮率を完全に一致させることは困難であり、結局、焼
成収縮率に若干の食い違いが生じる。一方、基板中にコ
ンデンサを形成するにあたっては、ICチップ搭載面に
できるだけ近い部分にコンデンサを形成することが望ま
れる。ICチップに近づけることで、ノイズ除去効果を
高くすることが出来るからである。
However, the electrode layer is mainly composed of tungsten, molybdenum or other metal, while the ceramic layer is mainly composed of ceramic such as alumina. For this reason, at the time of baking, it is difficult to completely match the baking shrinkage ratios, and eventually, there is a slight discrepancy in the baking shrinkage ratios. On the other hand, when forming a capacitor in a substrate, it is desired to form the capacitor as close to the IC chip mounting surface as possible. This is because the noise removal effect can be enhanced by approaching the IC chip.

【0004】このため、コンデンサをICチップ搭載面
近傍に形成した場合には、焼成収縮率の異なる電極層
が、基板の厚さ方向ICチップ搭載面側に集中すること
になるので、基板の厚さ方向に見て、焼成収縮率の不均
一が生じ、焼成後に反り変形が発生しやすくなる。反り
変形を生じた基板を使用すると、ICチップの搭載、接
続が困難になり、また接続信頼性が低下するので、好ま
しくない。特に、ICチップを基板表面に設けたバンプ
と接続するフリップチップ接続用のセラミック多層配線
基板においては、バンプの頂部の位置を均一にすべく、
コプラナリティの値を厳しく制限することが多いので、
反りによって不具合品と判定され易くなり、歩留まりが
低下する。
For this reason, when the capacitor is formed near the IC chip mounting surface, the electrode layers having different firing shrinkage concentrations are concentrated on the IC chip mounting surface in the thickness direction of the substrate. As viewed in the vertical direction, the firing shrinkage rate becomes non-uniform, and warpage tends to occur after firing. The use of a warped substrate is not preferable because mounting and connecting an IC chip becomes difficult and connection reliability is reduced. In particular, in a ceramic multilayer wiring board for flip chip connection for connecting an IC chip to a bump provided on a substrate surface, in order to make the position of the top of the bump uniform.
Since coplanarity values are often severely limited,
The warpage makes it easy to determine that the product is defective, and lowers the yield.

【0005】しかるに、この反り不良は、基板表面にキ
ャビティ(凹部)を設け、キャビティの底部にICチッ
プを搭載してワイヤボンディング接続等を行うタイプの
基板に比べ、キャビティを設けないで、基板表面をIC
チップ搭載面とし、この表面にICチップを搭載してフ
リップチップ接続や行う略板形状タイプの基板に、多く
発生する。キャビティを設けるタイプでは、キャビティ
の周囲部にもセラミック層を形成するので、コンデンサ
つまり電極層が相対的に基板の厚さ方向中央付近に位置
し、焼成収縮率が異なっても、反りを発生しにくいため
と考えられる。
[0005] However, this warpage defect is caused by providing a cavity (recess) on the surface of the substrate and mounting the IC chip on the bottom of the cavity to perform wire bonding connection or the like, without providing the cavity and providing the surface of the substrate. To IC
A chip-mounting surface is used, and an IC chip is mounted on the surface and flip-chip connection is performed. In the type with a cavity, a ceramic layer is also formed around the cavity, so that even if the capacitor, that is, the electrode layer is located relatively near the center in the thickness direction of the substrate and the firing shrinkage differs, warpage occurs. It is thought that it is difficult.

【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、略板形状のセラミック多層配線基板であっ
て、ICチップ搭載面近傍にコンデンサを内蔵しながら
も、反り発生を抑制したセラミック多層配線基板を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and is a ceramic multi-layer wiring board having a substantially plate shape, in which a capacitor is built in near a mounting surface of an IC chip while suppressing warpage. An object is to provide a multilayer wiring board.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明の
解決手段は、ICチップ搭載面をなす表面とその裏面と
を有する略板形状のセラミック多層配線基板であって、
セラミックを主成分とする誘電体層と上記誘電体層の上
下略全面に形成された電極層とからなるコンデンサを上
記表面近傍に一体的に内蔵し、セラミック層の略全面に
形成され、上記電極層と略同一材質からなる導体層を前
記裏面近傍に備えるセラミック多層配線基板である。
Means for Solving the Problems, Function and Effect The solution of the present invention is a substantially multilayer ceramic multilayer wiring board having a front surface forming an IC chip mounting surface and a back surface thereof.
A capacitor comprising a dielectric layer mainly composed of ceramic and an electrode layer formed on substantially the entire upper and lower surfaces of the dielectric layer is integrally incorporated near the surface, and formed on substantially the entire surface of the ceramic layer. This is a ceramic multilayer wiring board provided with a conductor layer made of substantially the same material as the layer near the back surface.

【0008】上記構成を有する本発明のセラミック多層
配線基板では、基板の厚さ方向において、コンデンサの
電極層が表面つまりICチップ搭載面近傍に位置する
が、裏面近傍にも、セラミック層の略全面に略同一材質
の導体層を備える。従って、セラミック層と電極層との
間に焼成収縮率に違いがあったとしても、電極層が表面
近傍に位置し、これと略同材質の導体層が略全面にわた
り裏面近傍に位置するので、基板の厚さ方向に見て焼成
収縮率の不均一さがバランスし、結局反りの少ないセラ
ミック多層配線基板とすることができる。
In the ceramic multilayer wiring board of the present invention having the above structure, the electrode layer of the capacitor is located on the front surface, ie, near the IC chip mounting surface, in the thickness direction of the substrate, but also on the substantially entire surface of the ceramic layer near the back surface. Are provided with a conductor layer of substantially the same material. Therefore, even if there is a difference in the firing shrinkage between the ceramic layer and the electrode layer, the electrode layer is located near the front surface, and the conductor layer of substantially the same material is located near the back surface over substantially the entire surface. The unevenness of the firing shrinkage ratio is balanced in the thickness direction of the substrate, so that a ceramic multilayer wiring substrate with less warpage can be obtained.

【0009】ここで、基板を構成するセラミックの材質
は、要求される強度、電気的特性その他を考慮して適宜
選択すれば良く、例えば、アルミナ、ムライト、窒化ア
ルミニウム、ガラスセラミックなどが挙げられる。ま
た、配線も、セラミックの材質に応じて適宜選択すれば
良く、例えば、タングステン、モリブデン、モリブデン
−マンガン、銅、銀、銀−パラジウム、銀−白金等が挙
げられる。誘電体層は、基板を構成するセラミックと同
じ材質(例えば、アルミナや窒化アルミニウム)や、こ
のセラミックにタングステン、モリブデン等の金属やT
io2等を添加して誘電率を高めた材質を用いることが
できる。この誘電体層は、必要な静電容量に応じて1ま
たは複数層設けることができる。電極層は、誘電体層を
挟んでコンデンサを構成するようにされていれば良く、
少なくとも2層形成される。また、導体層も基板の反り
が十分小さくなるように適数形成すれば良い。
Here, the material of the ceramic constituting the substrate may be appropriately selected in consideration of the required strength, electrical characteristics, and the like, and examples thereof include alumina, mullite, aluminum nitride, and glass ceramic. In addition, the wiring may be appropriately selected according to the material of the ceramic, and examples thereof include tungsten, molybdenum, molybdenum-manganese, copper, silver, silver-palladium, and silver-platinum. The dielectric layer is made of the same material (for example, alumina or aluminum nitride) as the ceramic constituting the substrate, or a metal such as tungsten or molybdenum or T
A material whose dielectric constant is increased by adding io2 or the like can be used. One or more dielectric layers can be provided depending on the required capacitance. The electrode layer only needs to be configured to form a capacitor with the dielectric layer interposed therebetween.
At least two layers are formed. Also, an appropriate number of conductor layers may be formed so that the warpage of the substrate is sufficiently small.

【0010】ここで、誘電体層が、前記セラミック層を
なすセラミックを主成分とし、前記電極層をなす金属成
分を添加してなることを特徴とするセラミック多層配線
基板が好ましい。誘電体層として、アルミナ等のセラミ
ック層に用いるセラミックに電極層の用いるタングステ
ンやモリブデン等の金属を添加して誘電率を向上させた
ものを用いる場合があるが、この場合には、通常のセラ
ミック層よりも電極層の焼成収縮率に近くなり、結果と
して通常のセラミック層との間で焼成収縮率に差が生じ
ることもある。この場合には、電極層のみでなく誘電体
層も、セラミック層と焼成収縮率が異なることとなるの
で反りが生じやすいが、導体層により効果的に反りの発
生を抑制できるからである。
Here, it is preferable that the dielectric layer is mainly composed of the ceramic constituting the ceramic layer and to which a metal component constituting the electrode layer is added. As the dielectric layer, there is a case in which a ceramic used for a ceramic layer such as alumina is added with a metal such as tungsten or molybdenum used for an electrode layer to improve the dielectric constant. In this case, a normal ceramic is used. It may be closer to the firing shrinkage of the electrode layer than the layer, and as a result, the firing shrinkage may differ from the ordinary ceramic layer. In this case, not only the electrode layer but also the dielectric layer has a different firing shrinkage from the ceramic layer, so that warpage is likely to occur, but the conductor layer can effectively suppress the warpage.

【0011】さらに、上記セラミック多層配線基板であ
って、前記裏面近傍に形成された導体層は、前記コンデ
ンサの電極層よりも厚さが厚いことを特徴とするセラミ
ック多層配線基板とすると良い。
Further, in the ceramic multilayer wiring board, it is preferable that the conductor layer formed near the back surface is thicker than the electrode layer of the capacitor.

【0012】電極層は、コンデンサを構成するために
は、少なくとも2層必要となる。従って、導体層を1層
だけ形成ししかも電極層と同じ厚さにした場合には、焼
成収縮率のバランスが十分に取れないで、反りが十分抑
制できない場合がある。そこで、導体層の数を増やす
(例えば2層以上とする)ことが考えられるが、導体層
の数を増やすには、導体層同士の間にセラミック層をも
追加することが必要となり、コストアップになる。ま
た、基板全体の厚さが厚くなるので、好ましくない場合
もある。これに対し、本発明のように、導体層の厚さを
厚くした場合には、セラミック層を追加する必要がない
ので、コストもほとんど変わらず、厚さも、導体層の厚
さが増えた分のみで増えるだけに止めることができる。
なお、導体層の厚さを厚くし、しかも導体層を2層以上
とすることもできることはいうまでもない。
At least two electrode layers are required to constitute a capacitor. Therefore, when only one conductive layer is formed and has the same thickness as the electrode layer, the firing shrinkage cannot be sufficiently balanced, and warpage may not be sufficiently suppressed. Therefore, it is conceivable to increase the number of conductor layers (for example, to increase the number of layers to two or more). However, in order to increase the number of conductor layers, it is necessary to also add a ceramic layer between the conductor layers, thereby increasing cost. become. Further, the thickness of the entire substrate is increased, which may not be preferable. On the other hand, when the thickness of the conductor layer is increased as in the present invention, there is no need to add a ceramic layer, so the cost is hardly changed, and the thickness is the same as the increase in the thickness of the conductor layer. You can stop just increasing it.
Needless to say, the thickness of the conductor layer can be increased and the number of conductor layers can be two or more.

【0013】さらに、上記のセラミック多層配線基板で
あって、前記導体層の厚さは、50μm以下であること
を特徴とするセラミック多層配線基板とすると良い。
Further, in the above-mentioned ceramic multilayer wiring board, it is preferable that the thickness of the conductor layer is 50 μm or less.

【0014】上記のように導体層の厚さを厚くするの
は、セラミック層の追加を抑制するので好ましい。しか
し、導体層はセラミック層の層間に形成されるものであ
るから、導体層の厚さが50μmを越えると、基板の周
囲部あるいは貫通するビアと絶縁を保つために導体層に
設ける引き下がり部において、上下のセラミック層の密
着性が低下し、両者間に隙間を生じ易くなって、絶縁性
が低下する。従って、導体層の厚さ50μm以下とする
のが好ましい。さらには、厚さ30〜40μmとするの
が好適である。
It is preferable to increase the thickness of the conductor layer as described above because addition of a ceramic layer is suppressed. However, since the conductor layer is formed between the ceramic layers, if the thickness of the conductor layer exceeds 50 μm, the lower portion provided in the conductor layer in order to keep insulation from the peripheral portion of the substrate or the penetrating vias. In addition, the adhesiveness between the upper and lower ceramic layers is reduced, and a gap is easily formed between the two, and the insulating property is reduced. Therefore, the thickness of the conductor layer is preferably set to 50 μm or less. Further, the thickness is preferably 30 to 40 μm.

【0015】さらに、前記導体層は、前記セラミック多
層配線基板の接地端子または電源端子に接続されている
のが好ましい。通常、ICチップに形成される端子(フ
リップチップバンプやワイヤボンディングパッド)の多
く(時には約半数)は、接地端子や電源端子であるの
で、基板の平面視略全面に形成されている導体層が、例
えば接地電位とされていると、接地電位が取り出しやす
くなる。また、接地電位および電源電位は電流の変動に
よる電位変動を抑制するため、低抵抗であることが望ま
れるので、この点でも、広い面積を持つ導体層が、接地
電位や電源電位にされていると、抵抗値が下がり、IC
チップをより安定に駆動することができる。特に、導体
層の厚さが厚いと導体層自身の抵抗が低くなるので、さ
らに好ましい。さらに、前記導体層を少なくとも2層設
け、それぞれ接地端子および電源端子のいずれかに接続
してコンデンサを構成するようにすると好ましい。基板
に内蔵するコンデンサは、一般に静電容量が大きいこと
が望まれており、導体層でもコンデンサを構成すれば、
より大きな静電容量のコンデンサとすることができるか
らである。
Further, it is preferable that the conductor layer is connected to a ground terminal or a power terminal of the ceramic multilayer wiring board. Usually, most (sometimes about half) of the terminals (flip chip bumps and wire bonding pads) formed on an IC chip are ground terminals and power supply terminals. For example, when the ground potential is set, the ground potential is easily extracted. In addition, since the ground potential and the power supply potential are desired to have low resistance in order to suppress potential fluctuation due to current fluctuation, the conductor layer having a large area is also set to the ground potential and the power supply potential in this regard. And the resistance value drops and IC
The chip can be driven more stably. In particular, it is more preferable that the thickness of the conductor layer be large, because the resistance of the conductor layer itself decreases. Further, it is preferable that at least two conductor layers are provided and connected to one of a ground terminal and a power supply terminal to form a capacitor. It is generally desired that a capacitor built in a substrate has a large capacitance.
This is because a capacitor having a larger capacitance can be obtained.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】(実施形態1)本発明の第1の実
施の形態を、図面と共に説明する。図1に本実施形態の
セラミック多層配線基板100の部分拡大断面図を示
す。この基板100は、図示しないが、外形40mm角
×1.5mm厚の正方形板状であり、その表面(ICチ
ップ搭載面、図中上面)100aには、図示しないIC
チップをフリップチップ接続法によって接続・搭載する
ためのフリップチップパッド7が多数形成されている。
また、その裏面(図中下面)100bの周縁近傍には、
所定間隔を保って設けられた多数のピンパッド8を介し
て、金属製のネイルヘッド型ピン9がロウ付けにより立
設されており、いわゆるPGA型基板とされている。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a partially enlarged cross-sectional view of the ceramic multilayer wiring board 100 of the present embodiment. Although not shown, the substrate 100 is a square plate having an outer shape of 40 mm square × 1.5 mm thick, and an IC (not shown) is mounted on its surface (IC chip mounting surface, upper surface in the figure) 100a.
A large number of flip chip pads 7 for connecting and mounting chips by a flip chip connection method are formed.
Also, near the periphery of the back surface (the lower surface in the figure) 100b,
Nail head pins 9 made of metal are erected by brazing via a large number of pin pads 8 provided at predetermined intervals to form a so-called PGA type substrate.

【0017】この基板100は、厚さ約200μmのア
ルミナセラミックからなるセラミック層1〜6を有す
る。このうち、表面100a近傍のセラミック層5,6
の間には、アルミナセラミックにモリブデン粉末を20
%添加して誘電率を高め、厚さを約50μmに薄くした
4つの誘電体層11〜14が形成されている。各々の誘
電体層11〜14の上下には、各々厚さ15μmでタン
グステンを主成分とする5層の電極層21〜25が形成
されているので、両者によって、コンデンサ10が構成
されている。なお、この誘電体層11〜14の厚さが薄
いほどコンデンサ10の静電容量が増加するので好まし
いが、例えば20μm未満のような薄さにすると絶縁性
が低下するので、絶縁性をも考慮して、20μm以上の
適当な厚さを選択すると良い。この電極層21〜25
は、誘電体層11〜14のほぼ全面、従って、基板10
0の平面視ほぼ全面(約38mm角)にわたって形成さ
れている。電極面積をできるだけ大きくして、コンデン
サ10の静電容量を大きくするためである。
This substrate 100 has ceramic layers 1 to 6 made of alumina ceramic having a thickness of about 200 μm. Among them, the ceramic layers 5, 6 near the surface 100a
In the meantime, molybdenum powder is
%, The dielectric constant is increased, and the four dielectric layers 11 to 14 whose thickness is reduced to about 50 μm are formed. Above and below each of the dielectric layers 11 to 14, five electrode layers 21 to 25 each having a thickness of 15 μm and containing tungsten as a main component are formed, and the two constitute the capacitor 10. It is preferable that the thickness of the dielectric layers 11 to 14 is smaller because the capacitance of the capacitor 10 increases. However, if the thickness is less than 20 μm, for example, the insulating property is reduced. Then, it is preferable to select an appropriate thickness of 20 μm or more. The electrode layers 21 to 25
Is substantially all over the dielectric layers 11 to 14, and
0 is formed over almost the entire surface (about 38 mm square) in plan view. This is for increasing the electrode area as much as possible to increase the capacitance of the capacitor 10.

【0018】また、セラミック層2,3,4,5の相互
間(層間)には、厚さ15μmでタングステンを主成分
とする所定パターンの配線層40が形成され、コンデン
サ10を貫通するビア30により、フリップチップパッ
ド7と接続している。また、この配線層40は、ビア5
0を介して、ピンパッド8とも接続している。これによ
り、各フリップチップパッド7は、ピン9に各々導通す
る。なお、コンデンサ10のうち、電極層21,23,
25は、ビア31と接続することによりフリップチップ
パッド7aと導通し、同様に、電極層22,24も、ビ
ア32と接続することによりフリップチップパッド7b
と導通している。さらに、電極層11,13,15は、
各所に設けたビア33によっても相互に接続され、同様
に、電極層12,14も、各所に設けたビア34によっ
て相互に接続している。電極層同士の接続点を増やして
電極層の持つ抵抗を下げるためである。
A wiring layer 40 having a thickness of 15 μm and having a predetermined pattern containing tungsten as a main component is formed between the ceramic layers 2, 3, 4, 5 (interlayer). With this, it is connected to the flip chip pad 7. The wiring layer 40 is formed by the via 5
0 is also connected to the pin pad 8. Thereby, each flip chip pad 7 is electrically connected to the pin 9. In the capacitor 10, the electrode layers 21, 23, 23
25 is electrically connected to the flip chip pad 7a by being connected to the via 31, and similarly, the electrode layers 22, 24 are also electrically connected to the flip chip pad 7b by being connected to the via 32.
It is conducting. Further, the electrode layers 11, 13, 15
The electrode layers 12 and 14 are also connected to each other by the vias 34 provided at various locations. This is because the number of connection points between the electrode layers is increased to reduce the resistance of the electrode layers.

【0019】一方、裏面100bの近傍のセラミック層
1と2の間には、上記電極層21〜25と同じく、タン
グステンを主成分とする導体層61が形成されている。
この導体層61は、厚さ45μmで電極層21〜25の
形状(38mm角)と略同一にされている。但し、電極
層21〜25においては、ビア30との絶縁を保つため
に直径200〜300μmの円状の引き下がり部15を
多数有する点で、一方、導体層61においては、ビア5
0を通すために直径300〜500μmの円状の引き下
がり部63を多数有する点で、互いに異なっている。
On the other hand, between the ceramic layers 1 and 2 near the back surface 100b, a conductor layer 61 containing tungsten as a main component is formed like the electrode layers 21 to 25.
The conductor layer 61 has a thickness of 45 μm and has substantially the same shape (38 mm square) as the electrode layers 21 to 25. However, the electrode layers 21 to 25 have a large number of circular down portions 15 having a diameter of 200 to 300 μm in order to maintain insulation from the vias 30.
They differ from each other in that they have a large number of circular pull-down portions 63 having a diameter of 300 to 500 μm for passing 0.

【0020】図1では明示していないが、電極層22,
24は、ビア32、配線層40およびビア50を通じて
電源電位に接続されるピン(電源端子)9に接続されて
いる。また、電極層21,23,25は、ビア31、導
体層61、およびこれに接続するビア(図示しない)を
通じて接地電位に接続されるピン(接地端子)9に接続
されている。これにより導体層61も接地電位にされる
が、広い面積と大きな厚さを有する導体層61は、配線
層40に比して抵抗が小さくなるため、導体層61を接
地電位とすることで、接地電位の抵抗を低減させること
もできる。
Although not explicitly shown in FIG. 1, the electrode layers 22,
Reference numeral 24 is connected to a pin (power supply terminal) 9 connected to a power supply potential through a via 32, a wiring layer 40, and a via 50. The electrode layers 21, 23, and 25 are connected to a pin (ground terminal) 9 connected to a ground potential through a via 31, a conductor layer 61, and a via (not shown) connected to the via. As a result, the conductor layer 61 is also set to the ground potential. However, since the conductor layer 61 having a large area and a large thickness has a smaller resistance than the wiring layer 40, by setting the conductor layer 61 to the ground potential, The resistance of the ground potential can be reduced.

【0021】なお、本実施形態では、導体層61の厚さ
を45μmとしたが、導体層61の厚さを50μmより
も厚くすると、導体層61の周縁部において、セラミッ
ク層1と2の間に隙間が発生したり、引き下がり部63
において隙間が生じたりして、絶縁性が低下するなどの
不具合が発生しやすくなる。従って、本実施形態では、
厚さをその上限に近い45μmにしている。この基板1
00、およびこれと同じ形状であって上記導体層61の
み形成していない比較形態の基板(図示しない)をそれ
ぞれ5ヶずつ製作し、その反り量を測定したところ、以
下のようになった。なお、反り量の測定は、基板表面に
ついてその対角線上の高さを表面粗さ計で測定し、その
結果のグラフにおける最大値と最小値との差を反りと
し、交差する2本の対角線のうち反りの値の大きい方を
測定値(実測値)とした。なお、基板の表面100aが
凸形状になる反りの方向を正方向とした。
In the present embodiment, the thickness of the conductor layer 61 is 45 μm. However, if the thickness of the conductor layer 61 is larger than 50 μm, the distance between the ceramic layers 1 and 2 at the periphery of the conductor layer 61 is reduced. There is a gap in the lower part 63
In such a case, a gap is formed, and problems such as a decrease in insulating property are likely to occur. Therefore, in this embodiment,
The thickness is set to 45 μm which is close to the upper limit. This substrate 1
Five substrates (not shown) having the same shape as that of No. 00 and only the conductor layer 61 were manufactured, and the amount of warpage was measured. The results were as follows. The amount of warpage was measured by measuring the height of the substrate surface on a diagonal line using a surface roughness meter, and taking the difference between the maximum value and the minimum value in the resulting graph as warpage. The larger one of the warpage values was taken as the measured value (actually measured value). The direction of the warp at which the surface 100a of the substrate becomes convex is defined as the positive direction.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】この表1から判るように、導体層61を形
成しない比較形態においては、平均値で108μmとな
り、反りが大きく現れている。これは、セラミック層1
〜5及び誘電体層11〜14に比較して、電極層21〜
25や誘電体層11〜14の焼成収縮率がやや小さいた
め、基板100の厚さ方向(図中上下方向)に見ると、
電極層や誘電体層の密集している表面100a側の焼成
収縮率が相対的に小さくなってアンバランスになり、裏
面側が相対的に収縮して表面側が凸になる反りが大きく
発生したものと考えられる。これに対し基板100で
は、反りが平均値で73μmと小さくなっている。裏面
100b側に、電極層21〜25と略同一形状の38m
m角であって厚みが45μmとされ、略同一の材質から
なる導体層61を形成したので、焼成収縮率の小さい電
極層21〜25と導体層61とが、表面100aおよび
裏面100b近傍に位置することとなって、厚さ方向に
おける焼成収縮率がバランスしたものと考えられる。こ
のように、本実施形態によれば、表面(ICチップ搭載
面)100a近傍に、コンデンサ10を形成した場合に
も、裏面100b近傍に導体層61を形成したことによ
り、反り変形を抑制することができる。なお、この効果
は、電極層とセラミック層の焼成収縮率の大小が逆にな
った場合、つまり、電極層の焼成収縮率がセラミック層
のそれよりも大きい場合でも、同様に有効である。
As can be seen from Table 1, in the comparative example in which the conductor layer 61 is not formed, the average value is 108 μm, and the warpage is large. This is the ceramic layer 1
5 and the dielectric layers 11 to 14, compared to the electrode layers 21 to
25 and the firing shrinkage of the dielectric layers 11 to 14 are slightly small, so that when viewed in the thickness direction of the substrate 100 (vertical direction in the figure),
It is assumed that the firing shrinkage on the surface 100a side where the electrode layers and the dielectric layers are densely packed becomes relatively unbalanced due to a relatively small shrinkage, and the back surface side shrinks relatively and the front surface side becomes convex and the warpage is large. Conceivable. On the other hand, the warpage of the substrate 100 is as small as 73 μm on average. 38 m of substantially the same shape as the electrode layers 21 to 25 on the back surface 100 b side
Since the conductor layer 61 having an m-square and a thickness of 45 μm and made of substantially the same material was formed, the electrode layers 21 to 25 having a small firing shrinkage and the conductor layer 61 were positioned near the front surface 100a and the back surface 100b. It is considered that the firing shrinkage in the thickness direction was balanced. As described above, according to the present embodiment, even when the capacitor 10 is formed near the front surface (IC chip mounting surface) 100a, the warp deformation is suppressed by forming the conductor layer 61 near the rear surface 100b. Can be. This effect is similarly effective when the firing shrinkage of the electrode layer and the ceramic layer is reversed, that is, when the firing shrinkage of the electrode layer is larger than that of the ceramic layer.

【0024】基板100は、従来のセラミック多層配線
基板の製法と同様の製法で製造できる。即ち、所定寸法
のアルミナセラミックグリーンシート、およびアルミナ
粉末とモリブデン粉末を混練して形成した誘電体グリー
ンシートを用意する。ついで、これらの所定位置に貫通
孔を穿孔し、タングステンを主成分とするメタライズイ
ンクを充填する。さらに、スクリーン印刷によりタング
ステンを主成分とするメタライズインクを所定パターン
で所定厚さで塗布し、乾燥させる。その後、これを所定
順序で積層し、圧着後、焼成して基板100を製作す
る。ただし、本実施形態の基板100においては、導体
層61となるメタライズインクの層を形成するのに、通
常よりも厚く(2〜3倍程度厚く)塗布する必要があ
る。このため、数回(例えば3回)に分けて塗布と乾燥
を繰り返してその厚みを厚くする。
The substrate 100 can be manufactured by the same manufacturing method as that of a conventional ceramic multilayer wiring board. That is, an alumina ceramic green sheet having a predetermined size and a dielectric green sheet formed by kneading alumina powder and molybdenum powder are prepared. Next, through holes are formed in these predetermined positions, and metalized ink containing tungsten as a main component is filled. Further, a metallized ink containing tungsten as a main component is applied in a predetermined pattern to a predetermined thickness by screen printing, and dried. Thereafter, the substrates are stacked in a predetermined order, pressed, and fired to manufacture the substrate 100. However, in the substrate 100 of the present embodiment, it is necessary to apply a thicker (about 2 to 3 times thicker) than usual to form a metallized ink layer to be the conductor layer 61. Therefore, application and drying are repeated several times (for example, three times) to increase the thickness.

【0025】(実施形態2)ついで、本発明の第2の実
施の形態について、説明する。本実施形態の基板200
は、基板裏面200b近傍のセラミック層1と2との間
にセラミック層201を追加し、さらにセラミック層1
と201の間に導体層61と同様な導体層262を形成
した点で、上記実施形態1の基板100と異なり、他は
同様であるので、同じ部分には同じ記号を付し説明を省
略し、異なる部分のみ説明する。基板200は、セラミ
ック層201が追加された上で、導体層61と同じく、
厚さ45μmでタングステンを主成分とし、電極層21
〜25の平面形状(38mm角)と略同一の平面形状の
導体層262がセラミック層201の略全面に形成され
ている。この導体層262は、引き下がり部264によ
ってビア50との絶縁を保っている。
(Embodiment 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described. The substrate 200 of the present embodiment
Adds a ceramic layer 201 between the ceramic layers 1 and 2 near the substrate back surface 200b, and further adds a ceramic layer 1
And 201, a conductor layer 262 similar to the conductor layer 61 is formed, and is different from the substrate 100 of the first embodiment. Only different parts will be described. The substrate 200 has a ceramic layer 201 added thereto and, like the conductor layer 61,
The electrode layer 21 having a thickness of 45 μm and mainly containing tungsten
A conductor layer 262 having a plane shape substantially the same as the plane shape (38 mm square) of No. 25 to 25 is formed on substantially the entire surface of the ceramic layer 201. The conductor layer 262 maintains insulation from the via 50 by the lowered portion 264.

【0026】この基板200を製作して、上記実施形態
1と同様にその反りの大きさを計測すると、上記表1に
示すように、さらに反りを減少させることができた。こ
れは、基板100に比して導体層262を加えたことに
より、基板裏面200b側の焼成収縮率がさらに低下し
たため、厚み方向における焼成収縮率のバランスがさら
に良好になったためと考えられる。このように、導体層
の層数は、反りの大きさを考慮して適数とすればよい。
また、導体層の厚さも、同様にして適切な厚さとすれば
よい。なお、基板200は、上記基板100と略同一の
方法で製造できることは明らかであるので、説明は省略
する。さらに、基板200においては、図2において破
線で示すように、ビア32を延長したビア232によっ
て電極層22,24と導体層262とを接続すると、導
体層61と262、およびセラミック層201とで、コ
ンデンサCを構成することになる。従って、基板に内蔵
されるコンデンサの静電容量がコンデンサCによって増
加するので、より好ましい。
When the substrate 200 was manufactured and its warpage was measured in the same manner as in the first embodiment, the warpage could be further reduced as shown in Table 1 above. This is presumably because the addition of the conductor layer 262 to the substrate 100 further reduced the firing shrinkage on the back surface 200b side of the substrate, thereby further improving the balance of the firing shrinkage in the thickness direction. As described above, the number of conductor layers may be an appropriate number in consideration of the magnitude of warpage.
In addition, the thickness of the conductor layer may be set to an appropriate thickness in the same manner. It is clear that the substrate 200 can be manufactured by substantially the same method as that of the substrate 100, and a description thereof will be omitted. Further, in the substrate 200, when the electrode layers 22, 24 and the conductor layer 262 are connected by the via 232 which is an extension of the via 32 as shown by the broken line in FIG. 2, the conductor layers 61 and 262 and the ceramic layer 201 are connected. , And the capacitor C. Therefore, the capacitance of the capacitor built in the substrate is increased by the capacitor C, which is more preferable.

【0027】以上において、本発明を実施形態に即して
説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適
用できることはいうまでもない。例えば、上記実施形態
では、裏面100b、200bにピン9を多数立設した
PGA型基板を示したが、その他、ボール状の端子を形
成したBGA型基板や、パッド(ランド)8のみとした
LGA型基板などにすることもできる。また、上記実施
形態では、表面100a,200aに、フリップチップ
パッド7を多数形成した例を示したが、ICチップをフ
ェイスアップで基板表面に固着してワイヤボンディング
接続できるようにし、表面にワイヤボンディングパッド
を多数形成するようにしても良い。コンデンサ10とし
て、4層の誘電体層11〜14および5層の電極層21
〜25を備えるものを例示したが、要求される静電容量
を考慮して、適数の誘電体層及び電極層を備えるものと
すればよい。また、上記実施形態では、誘電体層11〜
14の略全面の方形状に電極層21〜25を形成した
が、電極層を他の形状、例えば、電極層の中央部を一部
抜きパターンとした略全面のロ字状等に形成しても良
く、この場合には、導体層も電極層と略同一の形状(例
えばロ字状)でセラミック層の略全面に形成するとよ
い。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. Nor. For example, in the above-described embodiment, a PGA type substrate having a large number of pins 9 on the back surfaces 100b and 200b is shown. However, a BGA type substrate having ball-shaped terminals or an LGA having only pads (lands) 8 is also provided. It can also be a mold substrate or the like. In the above-described embodiment, an example in which a large number of flip chip pads 7 are formed on the surfaces 100a and 200a has been described. However, the IC chip is fixed to the surface of the substrate face-up so that wire bonding connection can be performed. A large number of pads may be formed. As the capacitor 10, four dielectric layers 11 to 14 and five electrode layers 21
Although an example including the number of the dielectric layers and the electrode layers is required in consideration of the required capacitance. In the above embodiment, the dielectric layers 11 to 11 are used.
Although the electrode layers 21 to 25 are formed in a square shape on substantially the entire surface of the electrode layer 14, the electrode layer is formed in another shape, for example, a substantially whole square shape in which a central portion of the electrode layer is partially cut out. In this case, the conductor layer may be formed on substantially the entire surface of the ceramic layer in substantially the same shape (for example, a rectangular shape) as the electrode layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1にかかるセラミック多層配線基板の
部分拡大断面図である。
FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view of a ceramic multilayer wiring board according to a first embodiment.

【図2】実施形態2にかかるセラミック多層配線基板の
部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a ceramic multilayer wiring board according to a second embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200 セラミック多層配
線基板 100a,200a 表面 100b,200b 裏面 1,2,3,4,5,6,201 セラミック層 7,7a,7b フリップチップパ
ッド 8 ワイヤボンディン
グパッド 9 ピン 10 コンデンサ 11,12,13,14 誘電体層 15 引き下がり部 21,22,23,24,25 電極層 30,31,32,33,34 ビア 40 配線層 50 ビア 61,262 導体層 63,264 引き下がり部
100, 200 Ceramic multilayer wiring board 100a, 200a Front surface 100b, 200b Back surface 1, 2, 3, 4, 5, 6, 201 Ceramic layer 7, 7a, 7b Flip chip pad 8 Wire bonding pad 9 Pin 10 Capacitor 11, 12, 13, 14 Dielectric layer 15 Downward portion 21, 22, 23, 24, 25 Electrode layer 30, 31, 32, 33, 34 Via 40 Wiring layer 50 Via 61, 262 Conductive layer 63, 264 Downward portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E346 AA13 AA15 AA24 AA43 BB02 BB03 BB04 BB07 BB15 BB16 BB20 CC17 CC18 CC32 CC35 CC36 CC38 CC39 DD07 DD34 EE24 FF18 FF45 GG06 GG09 HH11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5E346 AA13 AA15 AA24 AA43 BB02 BB03 BB04 BB07 BB15 BB16 BB20 CC17 CC18 CC32 CC35 CC36 CC38 CC39 DD07 DD34 EE24 FF18 FF45 GG06 GG09 HH11

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ICチップ搭載面をなす表面とその裏面
とを有する略板形状のセラミック多層配線基板であっ
て、 セラミックを主成分とする誘電体層と上記誘電体層の上
下略全面に形成された電極層とからなるコンデンサを上
記表面近傍に一体的に内蔵し、 セラミック層の略全面に形成され、上記電極層と略同一
材質からなる導体層を前記裏面近傍に備えるセラミック
多層配線基板。
1. A substantially plate-shaped ceramic multilayer wiring board having a front surface forming an IC chip mounting surface and a back surface thereof, wherein the dielectric layer is mainly composed of ceramic, and is formed over substantially the entire upper and lower surfaces of the dielectric layer. A ceramic multilayer wiring board integrally including a capacitor formed of an electrode layer formed in the vicinity of the front surface and being formed on substantially the entire surface of the ceramic layer, and having a conductor layer made of substantially the same material as the electrode layer near the rear surface.
【請求項2】 請求項1に記載のセラミック多層配線基
板であって、 前記裏面近傍に形成された導体層は、前記コンデンサの
電極層よりも厚さが厚いことを特徴とするセラミック多
層配線基板。
2. The ceramic multilayer wiring board according to claim 1, wherein the conductor layer formed near the back surface is thicker than an electrode layer of the capacitor. .
【請求項3】 請求項2に記載のセラミック多層配線基
板であって、 前記導体層の厚さは、50μm以下であることを特徴と
するセラミック多層配線基板。
3. The ceramic multilayer wiring board according to claim 2, wherein said conductor layer has a thickness of 50 μm or less.
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