JP2001015869A - Wiring board - Google Patents

Wiring board

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JP2001015869A
JP2001015869A JP11185831A JP18583199A JP2001015869A JP 2001015869 A JP2001015869 A JP 2001015869A JP 11185831 A JP11185831 A JP 11185831A JP 18583199 A JP18583199 A JP 18583199A JP 2001015869 A JP2001015869 A JP 2001015869A
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thermal
insulating substrate
wiring board
copper
conductor
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Application number
JP11185831A
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Japanese (ja)
Inventor
Masamitsu Onitani
正光 鬼谷
Hidehiro Arikawa
秀洋 有川
Yasuhiko Yoshihara
安彦 吉原
Shigeki Yamada
成樹 山田
Masanobu Ishida
政信 石田
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a wiring board which is formed of a material that contains copper and is low in resistance and high in thermal conductivity and where thermal vias which are large in diameter and arranged at a narrow interval can be formed at the same time when an insulating board is formed by sintering. SOLUTION: A wiring board is equipped with an insulating board formed of ceramic whose main component is aluminum oxide and relative density is 95% or above and which contains 2.0 to 10.0 wt.% Mn in terms of Mn2O3 and thermal vias 2 provided penetrating through the insulating board so as to dissipate heat released from a heat releasing device mounted on the insulating board, where the thermal via 2 is formed of thermal good conductor which contains 10 to 60 vol.% copper and 40 to 90 vol.% tungsten and/or molybdenum, its maximum diameter is set 200 μm or above, and an interval between the adjacent thermal vias is set at 50 to 300 μm.

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、酸化アルミニウム
を主成分とするセラミックスからなる絶縁基板とする配
線基板に関し、詳細には低抵抗導体からなり、且つ絶縁
基板と同時焼成によって形成された該絶縁基板の表面に
搭載される発熱性素子から発生した熱を放熱するために
前記絶縁基板表面から裏面に貫通するように形成された
サーマルビアを具備した配線基板とその製造方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring substrate which is an insulating substrate made of ceramics mainly composed of aluminum oxide, and more particularly, to a wiring substrate made of a low-resistance conductor and formed by co-firing with an insulating substrate. The present invention relates to a wiring board including a thermal via formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the insulating substrate in order to radiate heat generated from a heat-generating element mounted on the front surface of the substrate, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、半導体素子の高集積化に伴い、半導
体装置から発生する熱も増加している。半導体装置の誤
動作をなくすためには、このような熱を装置外に放出可
能な配線基板が必要とされている。一方、電気的な特性
としては、演算速度の高速化により、信号の遅延が問題
となり、導体損失の小さい、つまり低抵抗の導体を用い
ることが要求されてきた。
2. Description of the Related Art In recent years, heat generated by a semiconductor device has been increasing along with the high integration of semiconductor elements. In order to eliminate the malfunction of the semiconductor device, a wiring board capable of releasing such heat to the outside of the device is required. On the other hand, as for electrical characteristics, signal delay has become a problem due to an increase in operation speed, and it has been required to use conductors having small conductor loss, that is, low resistance.

【0003】このような半導体素子を搭載した配線基板
としては、その信頼性の点から、アルミナセラミックス
を絶縁基板とし、その表面あるいは内部にタングステン
やモリブデンなどの高融点金属からなる配線層を被着形
成したセラミック配線基板が多用されている。ところ
が、従来から多用されている高融点金属からなる配線層
では、抵抗を高々8mΩ/□程度までしか低くできず、
そのため放熱性に関しても放熱フィンの接合やサーマル
ビア等により改善を図っているが、Wメタライズ自体の
熱伝導性が悪い為に、大きな効果は得られない。
[0003] As a wiring board on which such a semiconductor element is mounted, from the viewpoint of reliability, an alumina ceramic is used as an insulating substrate, and a wiring layer made of a refractory metal such as tungsten or molybdenum is deposited on the surface or inside thereof. The formed ceramic wiring board is frequently used. However, in a wiring layer made of a refractory metal that has been widely used, the resistance can be reduced only to about 8 mΩ / □ at most.
For this reason, the heat dissipation is also improved by bonding the heat dissipation fins or thermal vias, but a large effect cannot be obtained because the thermal conductivity of the W metallization itself is poor.

【0004】これに対して、近年に至り、低抵抗導体で
ある銅や銀と同時焼成可能な、いわゆるガラスセラミッ
クスを用いた多層配線基板が提案されている。ところ
が、ガラスセラミックスの熱伝導率は高々数W/m・K
しかなく、前記熱的問題を解決することが難しくなって
きている。この問題に対してアルミナなどと同様にサー
マルビアを形成することにより、配線基板としての熱伝
導率を十数W/m・K程度まで改善することができる。
しかし、近年の動向としては、更に小型化が進み、配線
基板としてもサーマルビアだけでは対応できない状況に
ある。
On the other hand, in recent years, a multilayer wiring board using a so-called glass ceramic which can be co-fired with copper or silver which is a low-resistance conductor has been proposed. However, the thermal conductivity of glass ceramics is at most several W / m · K.
However, it has become difficult to solve the thermal problem. To solve this problem, by forming a thermal via in the same manner as with alumina or the like, the thermal conductivity as a wiring substrate can be improved to about ten and several W / m · K.
However, in recent years, miniaturization has progressed further, and there is a situation where thermal vias alone cannot be used as a wiring substrate.

【0005】そこで、この熱的問題点と、電気的問題点
を同時に解決する方法として、酸化アルミニウムに、
銅、または銅とタングステンまたはモリブデンを組み合
わせた導体層を同時焼成により形成する方法が、特開平
8−8502号、特開平7−15101号、特許第26
66744号に提案されている。
[0005] Therefore, as a method of simultaneously solving the thermal problem and the electrical problem, aluminum oxide is used.
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H8-8502, H7-115101, and No. 26 describe a method for forming a conductor layer formed by simultaneously sintering copper or a combination of copper and tungsten or molybdenum.
66744.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−8502号は、そもそも酸化アルミニウムを緻密化
させるために、1600℃以上の高い温度で焼成するも
のであるが、このような高温で銅およびタングステンの
導体層を焼成すると、タングステンやモリブデンの急激
な焼結が進行して大きな凝集粒子を形成するために溶融
した銅成分が表面に分離し、表面配線層ににじみが生じ
たり、銅の揮散が生じるなど、表面配線層形状の保形性
が低下し、特にサーマルビアなどのようにビア径が大き
い場合、焼成中に溶解した銅が溶出するためにサーマル
ビアの形成ができないものであった。しかも、導体中の
銅成分が、焼成中に絶縁基板のセラミックス中に拡散
し、配線層間の絶縁性を劣化させるなどの問題があっ
た。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-8502 discloses a method in which aluminum oxide is fired at a high temperature of 1600 ° C. or more in order to densify aluminum oxide. When the tungsten conductor layer is fired, the rapid sintering of tungsten and molybdenum progresses to form large agglomerated particles, and the molten copper component separates to the surface, causing bleeding of the surface wiring layer and the volatilization of copper In particular, when the via diameter is large, such as a thermal via, the copper dissolved during the firing is eluted, so that the thermal via cannot be formed. . In addition, there is a problem that the copper component in the conductor diffuses into the ceramics of the insulating substrate during firing and deteriorates the insulation between the wiring layers.

【0007】また、特開平7−15101号によれば、
一旦、すべての配線層を絶縁基板内部に配設して同時焼
成した後、研磨等により表面の絶縁層を研磨除去して内
部配線層を表面に露出させたり、焼成後の配線基板の表
面に、厚膜法や薄膜法によって表面配線層を形成するも
のである。そのために、表面配線層を形成するためには
研磨工程、厚膜形成工程、薄膜形成工程などが不可欠の
工程となるために、製造工程が多く、歩留りの低下やコ
スト高となるような問題があった。そして、内部配線と
して同時焼成しているために、サーマルビア等の導体層
の形成は困難であった。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-15101,
Once all the wiring layers are placed inside the insulating substrate and fired at the same time, the insulating layer on the surface is polished and removed by polishing or the like to expose the internal wiring layer to the surface. And forming a surface wiring layer by a thick film method or a thin film method. Therefore, a polishing process, a thick film forming process, a thin film forming process, and the like are indispensable processes for forming a surface wiring layer, so that there are many manufacturing processes, and there are problems such as a reduction in yield and an increase in cost. there were. Further, since the internal wirings are simultaneously fired, it is difficult to form a conductor layer such as a thermal via.

【0008】さらに、特許第2666744号には、絶
縁基板を形成するためのセラミック粉末として、平均粒
径が5〜50nmの微細なアルミナ粉末を用いることに
より、金、銀、銅等などの低抵抗金属の焼成温度に近づ
けることにより、絶縁基板と低抵抗金属との同時焼結性
を達成したものであるが、このような微粉末は取扱いが
非常に難しく、コスト高であるために、量産性に欠ける
とともにコスト高となる問題があった。
Further, Japanese Patent No. 2666744 discloses that a fine alumina powder having an average particle diameter of 5 to 50 nm is used as a ceramic powder for forming an insulating substrate, so that a low resistance material such as gold, silver, copper or the like is used. Simultaneous sintering of the insulating substrate and low-resistance metal has been achieved by approaching the firing temperature of the metal, but such fine powders are extremely difficult to handle and costly, resulting in mass production. However, there is a problem that the cost is high.

【0009】なお、従来のアルミナ系配線基板において
は、Cu、Ag、W、Moなどの単一配線材料が用いら
れるが、基板材料とビア配線材料との熱膨張差により焼
成後にビアと絶縁基板とのセパレーション或いは、基板
割れが発生する。その為、サーマルビア径が高々200
μm程度であり、その場合の隣接するビアとビアの間隔
を約300μm以上にする必要があるため熱放散性の向
上に限界が生じる。
In a conventional alumina-based wiring board, a single wiring material such as Cu, Ag, W, and Mo is used. However, due to a difference in thermal expansion between the substrate material and the via wiring material, a via and an insulating substrate are not fired after firing. Separation or substrate cracking. Therefore, the thermal via diameter is 200 at most.
In this case, the distance between adjacent vias needs to be about 300 μm or more, so that there is a limit to improvement in heat dissipation.

【0010】従って、本発明は、発熱性素子が搭載さ
れ、サーマルビアが形成された配線基板であって、発熱
性素子から発生した熱を効率的に放熱することのできる
とともに、サーマルビア形成部分の周辺にクラックなど
の発生がなく、信頼性に優れた配線基板を提供すること
を目的とするものである。
Accordingly, the present invention is directed to a wiring board on which a heat generating element is mounted and on which a thermal via is formed, wherein heat generated from the heat generating element can be efficiently radiated and a thermal via forming portion is provided. It is an object of the present invention to provide a wiring board which is free from cracks and the like and has excellent reliability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
に対して検討を重ねた結果、酸化物セラミックスを絶縁
基板とする配線基板において、絶縁基板として、酸化ア
ルミニウムを主成分とするセラミックスによって形成す
るとともに、サーマルビアとして、Cuと、W/Moな
どの高融点金属との複合導体材料によって形成し、その
比率を変化させることにより、絶縁基板とサーマルビア
の熱膨張の整合性を図ることができるために、サーマル
ビアの大孔径化とともにビアの狭間隔化を図ることがで
き、これによりサーマルビアによる放熱特性を高めるこ
とができることを見いだし、本発明に至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have studied the above problems, and as a result, have found that in a wiring board using an oxide ceramic as an insulating substrate, a ceramic mainly containing aluminum oxide is used as an insulating substrate. The thermal via is formed of a composite conductor material of Cu and a high melting point metal such as W / Mo, and the thermal expansion of the insulating substrate and the thermal via are matched by changing the ratio. Therefore, the present inventors have found that it is possible to increase the hole diameter of the thermal via and to narrow the interval between the vias, thereby improving the heat radiation characteristics of the thermal via.

【0012】即ち、本発明の配線基板は、酸化アルミニ
ウムを主成分とする相対密度95%以上のセラミックス
からなる絶縁基板と、該絶縁基板の表面に搭載される発
熱性素子から発生した熱を放熱するために前記絶縁基板
表面から裏面に貫通するように形成された複数のサーマ
ルビアを具備する配線基板において、前記サーマルビア
を銅10〜60体積%、タングステン及び/もしくはモ
リブデンを40〜90体積%の割合で含有してなる良熱
伝導体によって形成し、且つサーマルビアの最大径が2
00μm以上であるとともに、隣接するサーマルビア間
の間隔が50〜300μmであることを特徴とするもの
である。
That is, the wiring board of the present invention radiates heat generated from an insulating substrate made of ceramics containing aluminum oxide as a main component and having a relative density of 95% or more, and a heat generating element mounted on the surface of the insulating substrate. A wiring board having a plurality of thermal vias formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the insulating substrate, the thermal vias are made of 10 to 60% by volume of copper, and 40 to 90% by volume of tungsten and / or molybdenum. And the maximum diameter of the thermal via is 2
It is characterized in that it is not less than 00 μm and the interval between adjacent thermal vias is 50 to 300 μm.

【0013】なお、前記絶縁基板と前記サーマルビア中
の良熱伝導体との40〜400℃における熱膨張係数が
5ppm/℃以下であること、前記サーマルビアの横断
面形状が略楕円形状からなること、または、前記絶縁基
板が、MnをMn2 3 換算で2.0〜10.0重量%
の割合で含有することが望ましい。
The thermal expansion coefficient of the insulating substrate and the good thermal conductor in the thermal via at 40 to 400 ° C. is 5 ppm / ° C. or less, and the thermal via has a substantially elliptical cross-sectional shape. Or the insulating substrate contains Mn in an amount of 2.0 to 10.0% by weight in terms of Mn 2 O 3.
Is desirable.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の配線基板の一実
施態様を示す図1の概略断面図を基に説明する。図1の
配線基板によれば、酸化アルミニウムを主体とするセラ
ミックスからなる絶縁基板1中にその表面から背面に貫
通するサーマルビア2が設けられている。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a wiring board according to the present invention. According to the wiring board of FIG. 1, a thermal via 2 penetrating from the front surface to the back surface is provided in an insulating substrate 1 made of ceramics mainly composed of aluminum oxide.

【0015】本発明の配線基板においては、絶縁基板1
のサーマルビア2形成部の上面に直接、あるいは導体層
3を介して半導体素子などの発熱性素子4が実装される
ことにより、発熱性素子4から発生した熱は、直接、あ
るいは導体層3を介してサーマルビア2を経由して、絶
縁基板1の裏面に接合されたヒートシンク5等に伝熱さ
れる。
In the wiring board of the present invention, the insulating substrate 1
When the heat generating element 4 such as a semiconductor element is mounted directly on the upper surface of the formation portion of the thermal via 2 or via the conductor layer 3, the heat generated from the heat generating element 4 directly or Heat is transferred to the heat sink 5 and the like joined to the back surface of the insulating substrate 1 via the thermal via 2 via the thermal via.

【0016】また、この配線基板の絶縁基板1には、上
記サーマルビア2以外に、表面配線層6a及び内部配線
層6b、さらにはビアホール導体7が形成されていても
よく、これらのサーマルビア2、配線層6a、6b、ビ
アホール導体7はいずれも絶縁基板1と同時焼成して形
成される。
Further, in addition to the thermal via 2, a surface wiring layer 6 a, an internal wiring layer 6 b, and a via-hole conductor 7 may be formed on the insulating substrate 1 of the wiring board. The wiring layers 6a and 6b and the via-hole conductor 7 are all formed by firing simultaneously with the insulating substrate 1.

【0017】(絶縁基板)本発明において、絶縁基板1
は、酸化アルミニウムを主体とするものであるが、絶縁
基板の熱伝導性および高強度化を達成する上では、相対
密度95%以上、特に97%、さらには98%以上の高
緻密体から構成されるものであり、さらに熱伝導率は1
0W/m・K以上、特に15W/m・K以上、さらには
17W/m・K以上であることが望ましい。
(Insulating substrate) In the present invention, the insulating substrate 1
Is mainly composed of aluminum oxide, but is composed of a high-density body having a relative density of 95% or more, particularly 97%, and more preferably 98% or more in order to achieve the thermal conductivity and high strength of the insulating substrate. And a thermal conductivity of 1
It is desirably 0 W / m · K or more, particularly 15 W / m · K or more, and more desirably 17 W / m · K or more.

【0018】本発明では、サーマルビア2などとの同時
焼結時による保形性を達成する上で1200〜1500
℃の低温で焼成することが必要となるが、本発明によれ
ば、このような低温での焼成においても相対密度95%
以上に緻密化することが必要となる。
In the present invention, in order to achieve shape retention during simultaneous sintering with the thermal via 2 or the like, 1200 to 1500
It is necessary to fire at a low temperature as low as 95 ° C., but according to the present invention, even at such a low temperature, the relative density is 95%.
It is necessary to densify as described above.

【0019】かかる観点から、本発明における絶縁基板
1は、酸化アルミニウムを主成分とするもので、具体的
には酸化アルミニウムを84重量%以上の割合で含有す
るものであるが、第2の成分として、Mn化合物をMn
2 3 換算で2.0〜10.0重量%の割合で含有する
ことが必要である。即ち、Mn化合物量が2.0重量%
よりも少ないと、1200〜1500℃での緻密化が達
成されず、また10.0重量%よりも多いと絶縁基板1
の絶縁性が低下するためである。Mn化合物の最適な範
囲は、Mn2 3 換算で3〜7重量%である。
From this point of view, the insulating substrate 1 according to the present invention contains aluminum oxide as a main component, and specifically contains aluminum oxide in a proportion of at least 84% by weight. As the Mn compound
It must be contained at a rate of 2.0 to 10.0% by weight in terms of 2 O 3 . That is, the amount of the Mn compound is 2.0% by weight.
If it is less than 1, the densification at 1200 to 1500 ° C. cannot be achieved, and if it is more than 10.0% by weight, the insulating substrate 1
This is because the insulating property of the metal decreases. The optimum range of the Mn compound is 3 to 7% by weight in terms of Mn 2 O 3 .

【0020】また、この絶縁基板1中には、第3の成分
として、SiO2 およびMgO、CaO、SrO等のア
ルカリ土類元素酸化物を銅含有導体との同時焼結性を高
める上で合計で0.4〜8重量%の割合で含有せしめる
ことが望ましい。
Further, in the insulating substrate 1, SiO 2 and alkaline earth element oxides such as MgO, CaO, and SrO are added as a third component in order to improve the simultaneous sinterability with the copper-containing conductor. At a ratio of 0.4 to 8% by weight.

【0021】さらに第4の成分としてW、Moなどの金
属を着色成分として2重量%以下の割合で含んでもよ
い。
Further, a metal such as W or Mo as a fourth component may be contained as a coloring component in a proportion of 2% by weight or less.

【0022】上記酸化アルミニウム以外の成分は、酸化
アルミニウム主結晶相の粒界に非晶質相あるいは結晶相
として存在するが、熱伝導性を高める上で粒界中に助剤
成分を含有する結晶相が形成されていることが望まし
い。
The components other than the aluminum oxide are present as an amorphous phase or a crystal phase at the grain boundaries of the aluminum oxide main crystal phase, but the crystal containing an auxiliary component in the grain boundaries to enhance the thermal conductivity. Desirably, a phase is formed.

【0023】また、絶縁基板1を形成する酸化アルミニ
ウム主結晶相は、粒状または柱状の結晶として存在する
が、これら主結晶相の平均結晶粒径は、1.5〜5.0
μmであることが望ましい。なお、主結晶相が柱状結晶
からなる場合、上記平均結晶粒径は、短軸径に基づくも
のである。この主結晶相の平均結晶粒径が1.5μmよ
りも小さいと、高熱伝導化が難しく、平均粒径が5.0
μmよりも大きいと基板材料として用いる場合に要求さ
れる十分な強度が得られにくくなるためである。
The aluminum oxide main crystal phase forming the insulating substrate 1 exists as granular or columnar crystals, and the average crystal grain size of these main crystal phases is 1.5 to 5.0.
μm is desirable. When the main crystal phase is composed of columnar crystals, the average crystal grain size is based on the minor axis diameter. When the average crystal grain size of the main crystal phase is smaller than 1.5 μm, it is difficult to increase the thermal conductivity, and the average grain size is 5.0 μm.
This is because if it is larger than μm, it is difficult to obtain sufficient strength required when used as a substrate material.

【0024】(サーマルビア)一方、サーマルビア3
は、銅を10〜60体積%、W及び/またはMoを40
〜90体積%の割合で含有する必要がある。
(Thermal via) On the other hand, the thermal via 3
Is 10 to 60% by volume of copper, 40 and W and / or Mo
It must be contained at a rate of ~ 90% by volume.

【0025】銅とWおよび/またはMoとの比率は、サ
ーマルビア3の放熱性、上記絶縁基板1との同時焼結
性、サーマルビア3の同時焼成後の保形性の維持、さら
には絶縁基板との熱膨張特性の整合を図る上で重要であ
り、上記銅が10体積%よりも少なく、WやMo量が9
0体積%よりも多いと、サーマルビアの熱伝導率がWと
同等になり低くなるばかりでなく熱膨張差によって絶縁
基板にクラックなどの割れが生じる。
The ratio of copper to W and / or Mo depends on the heat dissipation of the thermal via 3, the simultaneous sintering with the insulating substrate 1, the maintenance of the shape retention after the simultaneous firing of the thermal via 3, and the insulation. It is important to match the thermal expansion characteristics with the substrate. The copper content is less than 10% by volume, and the W and Mo content is 9% by volume.
If the content is more than 0% by volume, not only the thermal conductivity of the thermal via becomes equal to and lower than W, but also a crack such as a crack occurs in the insulating substrate due to a difference in thermal expansion.

【0026】また、銅が60体積%よりも多く、WやM
o量が40体積%よりも少ないと、サーマルビアの同時
焼成後の保形性が低下しサーマルビア3において、にじ
みなどが発生したり、サーマルビア部の凹凸が大きくな
り、更には焼成時にサーマルビア内の導体が欠落する不
具合が生じる。最適な組成範囲は、銅を30〜60体積
%、W及び/またはMoを40〜70体積%である。
Further, when the content of copper is more than 60% by volume, W or M
If the amount of o is less than 40% by volume, the shape retention of the thermal vias after simultaneous firing is reduced, and bleeding or the like occurs in the thermal vias 3 or the thermal vias have large irregularities. A defect occurs in which the conductor in the via is missing. The optimal composition range is 30-60% by volume of copper and 40-70% by volume of W and / or Mo.

【0027】また、本発明においては、前記W及び/ま
たはMoは、平均粒径1〜10μmの球状あるいは数個
の粒子による焼結粒子として銅からなるマトリックス中
に分散含有していることが望ましい。これは、上記平均
粒径が1.0μmよりも小さい場合、サーマルビア3中
の良熱伝導体の保形性が悪くなるとともに組織が多孔質
化し熱伝導性が低くなり、10μmを越えると銅のマト
リックスがWやMoの粒子によって分断されてしまい熱
伝導路が遮断されて熱抵抗が高くなったり銅成分が分離
して、にじみなどが発生するためである。W及び/また
はMoは平均粒径1.3〜5μm、特に1.3〜3μm
の大きさで分散されていることが最も望ましい。
In the present invention, it is desirable that the W and / or Mo are dispersed and contained in a matrix composed of copper as spherical particles having an average particle diameter of 1 to 10 μm or sintered particles of several particles. . When the average particle size is smaller than 1.0 μm, the shape retention of the good thermal conductor in the thermal via 3 is deteriorated, the structure becomes porous, and the thermal conductivity is reduced. Is separated by the particles of W or Mo, the heat conduction path is cut off, the thermal resistance is increased, and the copper component is separated, thereby causing bleeding or the like. W and / or Mo have an average particle size of 1.3 to 5 μm, particularly 1.3 to 3 μm
Most preferably, they are dispersed in the size of

【0028】なお、本発明によれば、絶縁基板1とサー
マルビア2を構成する良熱伝導体との40〜400℃に
おける熱膨張係数差は5ppm/℃以下、特に4ppm
以下であることが望ましい。これは、熱膨張差が5pp
m/℃よりも高いと、後述するサーマルビア2の径およ
び間隔で配設した場合に、サーマルビア2のビア間の絶
縁基板1が熱膨張差に起因した応力によってクラックが
発生する恐れがあるためである。
According to the present invention, the difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate 1 and the good thermal conductor forming the thermal via 2 at 40 to 400 ° C. is 5 ppm / ° C. or less, particularly 4 ppm.
It is desirable that: This is because the thermal expansion difference is 5pp
If the temperature is higher than m / ° C., when the thermal vias 2 to be described later are arranged at the same diameter and at intervals, the insulating substrate 1 between the thermal vias 2 may be cracked by stress caused by a difference in thermal expansion. That's why.

【0029】図2は、サーマルビア3の配置を説明する
ための平面図であるが、図2に示すように、サーマルビ
ア3の最大径Xが200μm以上、特に210μm以
上、さらに250μm以上であり、隣接するサーマルビ
アとの間隔Zが50〜300μm、特に50〜290μ
m、さらには50〜250μmであることが配線基板に
おける熱放散性の効率化を高める上で望ましい。
FIG. 2 is a plan view for explaining the arrangement of the thermal via 3. As shown in FIG. 2, the maximum diameter X of the thermal via 3 is 200 μm or more, particularly 210 μm or more, and further 250 μm or more. The distance Z between adjacent thermal vias is 50 to 300 μm, especially 50 to 290 μm.
m, and more preferably 50 to 250 μm, in order to increase the efficiency of heat dissipation in the wiring board.

【0030】即ち、サーマルビアの最大径が200μm
よりも小さく、隣接するサーマルビアの間隔が300μ
mよりも大きい場合には、所定領域に数多くのサーマル
ビアを形成する必要があるばかりでなく、局部的に熱抵
抗の高い部分が多くなる為に、良好な放熱性が得られ
ず、素子の発熱に伴う誤作動を誘発する。また、隣接す
るサーマルビア3間の間隔が50μmよりも小さいと、
サーマルビア3間の絶縁基板1にクラックなどが発生す
るためである。
That is, the maximum diameter of the thermal via is 200 μm.
Smaller, and the distance between adjacent thermal vias is 300μ
If it is larger than m, not only is it necessary to form a large number of thermal vias in a predetermined region, but also because a portion having a high thermal resistance increases locally, good heat dissipation cannot be obtained, and Induces malfunction due to heat generation. Further, when the interval between adjacent thermal vias 3 is smaller than 50 μm,
This is because cracks and the like occur in the insulating substrate 1 between the thermal vias 3.

【0031】また、本発明におけるサーマルビア2は、
横断面が円形であるのが一般的であるが、横断面形状が
図2に示すように、最大径Xと最小径YとがX>Yの略
楕円形状であることが望ましい。これは、円形に比較し
て、略楕円形状の方が、サーマルビアを図2に示すよう
に格子状に配列した場合のサーマルビアの占める面積が
大きくなり、配線基板の単位面積あたりの放熱性を高め
ることができる。特に略楕円形状における最大径X/最
小径Yの比率は1.1以上、特に1.2以上であること
が望ましい。
The thermal via 2 according to the present invention comprises:
Generally, the cross section is circular, but it is desirable that the maximum diameter X and the minimum diameter Y be substantially elliptical with X> Y as shown in FIG. This is because the area occupied by the thermal vias when the thermal vias are arranged in a lattice as shown in FIG. 2 is larger in the substantially elliptical shape than in the circular shape, and the heat dissipation per unit area of the wiring board is larger. Can be increased. In particular, the ratio of the maximum diameter X / minimum diameter Y in the substantially elliptical shape is preferably 1.1 or more, particularly preferably 1.2 or more.

【0032】また、表面配線層6a及び内部配線層6b
およびスルーホール導体7についてもサーマルビア2を
形成する良熱伝導体と同様の導体によって形成すること
が同時焼結性の観点から望ましい。
The surface wiring layer 6a and the internal wiring layer 6b
Also, it is desirable that the through-hole conductor 7 be formed of the same conductor as the good thermal conductor forming the thermal via 2 from the viewpoint of simultaneous sintering.

【0033】本発明の配線基板によれば、後述するよう
に焼成温度及び雰囲気を制御して焼成することによっ
て、絶縁基板1の表面の平均表面粗さRaを1μm以
下、特に0.7μm以下の平滑性に優れた表面を形成で
きるものであり、その結果、絶縁基板1の表面に表面配
線層6aを形成する場合、絶縁基板1表面に研磨加工等
を施す必要がない。
According to the wiring board of the present invention, the average surface roughness Ra of the surface of the insulating substrate 1 is 1 μm or less, particularly 0.7 μm or less by firing at a controlled firing temperature and atmosphere as described later. The surface having excellent smoothness can be formed. As a result, when the surface wiring layer 6a is formed on the surface of the insulating substrate 1, it is not necessary to perform a polishing process or the like on the surface of the insulating substrate 1.

【0034】さらに、本発明の配線基板においては、酸
化アルミニウムとの銅の融点を越える温度での同時焼成
によって、サーマルビア2、表面配線層6a、内部配線
層6bおよびビアホール導体7の導体層中の銅成分が絶
縁基板1中に拡散する場合があるが、本発明によれば、
上記導体層の周囲の絶縁基板1のセラミックスへの銅の
拡散距離が20μm以下、特に10μm以下であること
が望ましい。これは、銅のセラミックス中への拡散距離
が20μmを超えると、配線層間の絶縁性が低下し、配
線基板としての信頼性が低下するためである。
Furthermore, in the wiring board of the present invention, the thermal via 2, the surface wiring layer 6a, the internal wiring layer 6b and the via-hole conductor 7 are simultaneously baked at a temperature exceeding the melting point of copper with aluminum oxide. May diffuse into the insulating substrate 1, but according to the present invention,
It is desirable that the diffusion distance of copper into the ceramics of the insulating substrate 1 around the conductor layer be 20 μm or less, particularly 10 μm or less. This is because if the diffusion distance of copper into the ceramic exceeds 20 μm, the insulation between the wiring layers decreases, and the reliability as a wiring substrate decreases.

【0035】(製造方法)次に、本発明の配線基板の製
造方法について具体的に説明する。まず、絶縁基板を形
成するために、酸化物セラミックスの主成分となる酸化
アルミニウム原料粉末として、平均粒径が0.5〜2.
5μm、特に0.5〜2.0μmの粉末を用いる。これ
は、平均粒径は0.5μmよりも小さいと、粉末の取扱
いが難しく、また粉末のコストが高くなり、2.5μm
よりも大きいと、1500℃以下の温度で焼成すること
が難しくなるためである。
(Manufacturing Method) Next, a method of manufacturing a wiring board according to the present invention will be specifically described. First, in order to form an insulating substrate, an aluminum oxide raw material powder which is a main component of oxide ceramics has an average particle size of 0.5 to 2.
5 μm, especially 0.5 to 2.0 μm powder is used. If the average particle size is smaller than 0.5 μm, it is difficult to handle the powder, and the cost of the powder is increased.
If it is larger than this, it becomes difficult to fire at a temperature of 1500 ° C. or less.

【0036】そして、上記酸化アルミニウム粉末に対し
て、適宜、焼結助剤としてMnO2を2〜10重量%、
特に3〜7重量%の割合で添加する。また、適宜、Si
2、MgO、CaO、SrO粉末等を0.4〜8重量
%、さらにW、Mo、Crなどの遷移金属の金属粉末や
酸化物粉末を着色成分として金属換算で2重量%以下の
割合で添加する。
Then, 2 to 10% by weight of MnO 2 as a sintering aid is added to the aluminum oxide powder as appropriate.
Particularly, it is added at a ratio of 3 to 7% by weight. In addition, as appropriate,
0.4 to 8% by weight of O 2 , MgO, CaO, SrO powder and the like, and 2% by weight or less in terms of metal as a color component using a metal powder or oxide powder of a transition metal such as W, Mo or Cr. Added.

【0037】なお、上記酸化物の添加に当たっては、酸
化物粉末以外に、焼成によって酸化物を形成し得る炭酸
塩、硝酸塩、酢酸塩などとして添加してもよい。
In addition, in addition to the oxide powder, the above oxides may be added as carbonates, nitrates, acetates, etc. which can form oxides by firing.

【0038】そして、この混合粉末を用いて絶縁層を形
成するためのシート状成形体を作製する。シート状成形
体は、周知の成形方法によって作製することができる。
例えば、上記混合粉末に有機バインダーや溶媒を添加し
てスラリーを調製した後、ドクターブレード法によって
形成したり、混合粉末に有機バインダーを加え、プレス
成形、圧延成形等により所定の厚みのシート状成形体を
作製できる。そしてこのシート状成形体に対して、マイ
クロドリル、レーザー等により焼成後の直径が0.1〜
0.3mmとなるようなサーマルビア用スルーホールを
形成する。また、同時に直径が50〜250μmのビア
ホール導体用スルーホールを形成してもよい。
Then, a sheet-like molded body for forming an insulating layer is prepared using the mixed powder. The sheet-shaped molded body can be produced by a well-known molding method.
For example, after a slurry is prepared by adding an organic binder or a solvent to the mixed powder, a sheet is formed by a doctor blade method, or an organic binder is added to the mixed powder, and a sheet having a predetermined thickness is formed by press molding, rolling, or the like. Body can be made. Then, the diameter of this sheet-like molded body after firing by a microdrill, laser, or the like is 0.1 to
A through hole for a thermal via having a thickness of 0.3 mm is formed. Also, a through-hole for a via-hole conductor having a diameter of 50 to 250 μm may be formed at the same time.

【0039】このようにして作製したシート状成形体に
対して、導体成分として、平均粒径が1〜10μmの銅
含有粉末を10〜60体積%、特に40〜60体積%、
平均粒径が1〜10μmのWおよび/またはMoを40
〜90体積%、特に40〜60体積%の割合で含有して
なる導体ペーストを調製し、このペーストを各シート状
絶縁層に施した上記スルーホール内にスクリーン印刷法
等により充填する。
With respect to the sheet-like molded body thus produced, as a conductor component, a copper-containing powder having an average particle diameter of 1 to 10 μm is 10 to 60% by volume, particularly 40 to 60% by volume,
W and / or Mo having an average particle size of 1 to 10 μm
A conductor paste containing a content of about 90% by volume, especially about 40% to 60% by volume is prepared, and the paste is filled into the through holes provided in each sheet-like insulating layer by a screen printing method or the like.

【0040】これらの導体ペースト中には、絶縁層との
密着性を高めるために、酸化アルミニウム粉末や、絶縁
層を形成する酸化物セラミックス成分と同一の組成物粉
末を0.05〜2体積%の割合で添加することも可能で
ある。
In these conductor pastes, in order to enhance the adhesion to the insulating layer, 0.05 to 2% by volume of aluminum oxide powder or the same composition powder as the oxide ceramic component forming the insulating layer is used. It is also possible to add in the ratio of.

【0041】その後、導体ペーストを充填したシート状
成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体
を、この焼成を、非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が1
200〜1500℃の温度となる条件で焼成する。
Thereafter, the sheet-like molded body filled with the conductive paste is aligned and pressed by lamination, and the laminated body is fired in a non-oxidizing atmosphere at a maximum firing temperature of 1 ° C.
The firing is performed under the condition of a temperature of 200 to 1500 ° C.

【0042】また、表面配線層や内部配線層を形成する
際は、上記導体ペーストをシート状成形体の表面にスク
リーン印刷、グラビア印刷などの方法により印刷塗布し
た後、この絶縁層を積層圧着し、上記と同様にして焼成
を行なう。
When the surface wiring layer and the internal wiring layer are formed, the above-mentioned conductive paste is printed and applied on the surface of the sheet-like molded body by a method such as screen printing or gravure printing. Then, firing is performed in the same manner as described above.

【0043】この時の焼成温度が1200℃より低い
と、通常の原料を用いた場合において、酸化アルミニウ
ム絶縁基板が相対密度95%以上まで緻密化できず、熱
伝導性や強度が低下し、1500℃よりも高いと、Wあ
るいはMo自体の焼結が進み、銅との均一組織を維持で
きなく、強いては低抵抗を維持することが困難となりW
と同等の放熱性しか得られなくなる。また、酸化物セラ
ミックスの主結晶相の粒径が大きくなり異常粒成長が発
生したり、銅がセラミックス中へ拡散するときのパスで
ある粒界の長さが短くなるとともに拡散速度も速くなる
結果、拡散距離を20μm以下に抑制することが困難と
なるためである。好適には、1250〜1400℃の範
囲がよい。
If the firing temperature at this time is lower than 1200 ° C., the aluminum oxide insulating substrate cannot be densified to a relative density of 95% or more when ordinary raw materials are used, so that the thermal conductivity and strength are reduced, and 1500 ° C. If the temperature is higher than 0 ° C., sintering of W or Mo itself proceeds, and a uniform structure with copper cannot be maintained.
Only the same heat dissipation can be obtained. In addition, the grain size of the main crystal phase of the oxide ceramics increases, abnormal grain growth occurs, and the diffusion speed increases as the length of the grain boundary, which is the path when copper diffuses into the ceramics, decreases. This is because it becomes difficult to suppress the diffusion distance to 20 μm or less. Preferably, the range of 1250-1400 degreeC is good.

【0044】また、この焼成時の非酸化性雰囲気として
は、窒素、あるいは窒素と水素との混合雰囲気であるこ
とが望ましいが、特に、配線層中の銅の拡散を抑制する
上では、水素及び窒素を含み露点+10℃以下、特に−
10℃以下の非酸化性雰囲気であることが望ましい。な
お、この雰囲気には所望により、アルゴンガス等の不活
性ガスを混入してもよい。焼成時の露点が+10℃より
高いと、焼成中に酸化物セラミックスと雰囲気中の水分
とが反応し酸化膜を形成し、この酸化膜と銅含有導体の
銅が反応してしまい、導体の低抵抗化の妨げとなるのみ
でなく、銅の拡散を助長してしまうためである。
It is preferable that the non-oxidizing atmosphere at the time of firing is nitrogen or a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen. In particular, in order to suppress the diffusion of copper in the wiring layer, hydrogen and oxidizing atmosphere are preferable. Dew point + 10 ° C or less including nitrogen, especially-
It is desirable that the atmosphere be a non-oxidizing atmosphere of 10 ° C. or less. Note that an inert gas such as an argon gas may be mixed into this atmosphere, if desired. If the dew point during firing is higher than + 10 ° C., the oxide ceramic reacts with moisture in the atmosphere during firing to form an oxide film, and this oxide film reacts with copper of the copper-containing conductor, resulting in a low conductor. This not only hinders resistance but also promotes copper diffusion.

【0045】[0045]

【実施例】酸化アルミニウム粉末(平均粒径1.8μ
m)に対して、Mn2 3 を表1、表2に示すような割
合で添加するとともに、SiO2 を3重量%、MgOを
0.5重量%の割合で添加混合した後、さらに、成形用
有機樹脂(バインダー)としてアクリル系バインダー
と、トルエンを溶媒として混合してスラリーを調製した
後、ドクターブレード法にて厚さ250μmのシート状
に成形した。そして、所定箇所にマイクロドリルによっ
て焼成後のビアホールの形状が表1、表2の最大径X、
最小径、ビアホール間間隔Zとなるようにビアホールを
形成した。
EXAMPLE An aluminum oxide powder (average particle size 1.8 μm)
m), Mn 2 O 3 was added at a ratio as shown in Tables 1 and 2, SiO 2 was added at 3% by weight, and MgO was added at a ratio of 0.5% by weight. A slurry was prepared by mixing an acrylic binder as a forming organic resin (binder) and toluene as a solvent, and then formed into a sheet having a thickness of 250 μm by a doctor blade method. Then, the shape of the via hole after firing by a micro drill at a predetermined location is the maximum diameter X in Tables 1 and 2,
Via holes were formed so as to have a minimum diameter and an interval Z between via holes.

【0046】次に、平均粒径が5μmの銅粉末と、平均
粒径が0.8〜12μmのW粉末あるいはMo粉末とを
表1、表2に示す比率で混合し、アクリル系バインダー
とをアセトンを溶媒として導体ペーストを作製した。
Next, copper powder having an average particle diameter of 5 μm and W powder or Mo powder having an average particle diameter of 0.8 to 12 μm were mixed at the ratios shown in Tables 1 and 2, and an acrylic binder was mixed. A conductor paste was prepared using acetone as a solvent.

【0047】そして、シート状成形体上に上記導体ペー
ストを印刷塗布し、各シート状成形体のビアホール導体
にも上記配線層用導体ペーストを充填した。上記のよう
にして作製した各シート状成形体を位置合わせして積層
圧着して成形体積層体を作製した。その後、この成形体
積層体を実質的に水分を含まない酸素含有雰囲気中(N
2 +O2 または大気中)で脱脂を行った後、表1、表2
に示した焼成温度にて、露点−20℃の窒素水素混合雰
囲気にて焼成した。
Then, the above-mentioned conductor paste was printed and applied on the sheet-like molded body, and the via-hole conductor of each sheet-like molded body was also filled with the above-mentioned conductor paste for wiring layer. Each sheet-like molded body produced as described above was aligned, laminated and pressed to produce a molded body laminate. Thereafter, the molded laminate is placed in an oxygen-containing atmosphere (N
2 + O 2 or in the air) and then Tables 1 and 2
At the firing temperature shown in Table 2 and a nitrogen-hydrogen mixed atmosphere with a dew point of -20 ° C.

【0048】作製した配線基板における絶縁基板の相対
密度をアルキメデス法によって測定するとともに、レー
ザーフラッシュ法によって熱伝導率(厚さ3mm)を測
定した。
The relative density of the insulating substrate in the manufactured wiring substrate was measured by the Archimedes method, and the thermal conductivity (thickness: 3 mm) was measured by the laser flash method.

【0049】また、組織を走査型電子顕微鏡にて観察を
行い、ビアホール周囲の組織観察を行った。その結果を
表1、表2に示した。
The structure was observed with a scanning electron microscope, and the structure around the via hole was observed. The results are shown in Tables 1 and 2.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】表1、表2に示すように、絶縁基板中のM
2 3 の含有量が2重量%よりも低く、相対密度が9
5%よりも小さい試料No.1では、基板の熱伝導性が劣
化し、絶縁性の低下も起こり、配線基板として使用でき
なくなった。また、焼成温度が低く相対密度が95%に
満たない試料No.28も同様に基板の熱伝導性が低くな
り配線基板全体の熱伝導性が低下した。
As shown in Tables 1 and 2, M in the insulating substrate
The content of n 2 O 3 is lower than 2% by weight and the relative density is 9%.
In sample No. 1 smaller than 5%, the thermal conductivity of the substrate deteriorated, the insulating property also deteriorated, and it could not be used as a wiring substrate. Also, in Sample No. 28, in which the firing temperature was low and the relative density was less than 95%, the thermal conductivity of the substrate was similarly reduced, and the thermal conductivity of the entire wiring substrate was reduced.

【0053】また、サーマルビアの導体において、Cu
含有量が10体積%よりも少ない試料No.8では、配線
基板全体における熱伝導率が60W/m・Kよりも小さ
くなり、また、表1、表2に示すビア径、間隔において
ビア周辺の絶縁基板にクラックが観察された。またCu
含有量が70体積%よりも多い試料No.16では、導体
の保形性が悪くなるとともに、組織が不均一となるばか
りでなくサーマルビア内の導体の欠落も発生するととも
に、導体によるにじみおよび表面の配線層には一部剥離
も観察された。
In the thermal via conductor, Cu
In Sample No. 8 having a content of less than 10% by volume, the thermal conductivity of the entire wiring board was smaller than 60 W / m · K. Cracks were observed on the insulating substrate. Cu
In Sample No. 16 having a content of more than 70% by volume, not only the shape retention of the conductor is deteriorated, but also the structure becomes non-uniform, the conductor is also missing in the thermal via, and bleeding and Partial peeling was also observed in the wiring layer on the surface.

【0054】これらの比較例に対して、本発明の配線基
板によれば、絶縁基板が相対密度95%、60W/m・
K以上の熱伝導率を有し、しかもサーマルビアのにじみ
や導体の脱落の発生もなく、良熱伝導のサーマルビアを
同時焼成によって形成することができた。
In contrast to these comparative examples, according to the wiring board of the present invention, the insulating substrate has a relative density of 95% and a power density of 60 W / m ·
A thermal via having good thermal conductivity was formed by simultaneous firing, having a thermal conductivity of K or more, without causing bleeding of the thermal via and falling off of the conductor.

【0055】なお、上記本発明の配線基板において、E
PMA(X線マイクロアナライザー)分析において、配
線層の端部から同一平面内において、銅元素が検出され
る領域の最外部までの距離を10箇所測定したところ、
各配線層の銅の拡散距離は平均で20μm以下と良好な
特性を示した。
In the wiring board of the present invention, E
In PMA (X-ray microanalyzer) analysis, the distance from the end of the wiring layer to the outermost part of the region where the copper element is detected in the same plane was measured at 10 places.
The average diffusion distance of copper in each wiring layer was 20 μm or less, indicating good characteristics.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の配線基板に
よれば、高熱伝導性の酸化アルミニウムセラミックスか
らなる絶縁基板の表面から背面に貫通する大孔径並びに
狭間隔のサーマルビアを同時焼成によって低抵抗の銅を
含有する導体層として形成することができ、高信頼性の
低抵抗、良熱伝導のサーマルビア形成することができ
る。
As described in detail above, according to the wiring board of the present invention, large-diameter and narrow-spaced thermal vias penetrating from the surface to the back of an insulating substrate made of aluminum oxide ceramic having high thermal conductivity are simultaneously fired. It can be formed as a conductor layer containing copper with low resistance, and a thermal via with high reliability and low resistance and good thermal conductivity can be formed.

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

【図1】本発明の配線基板の一実施態様を示す概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a wiring board of the present invention.

【図2】本発明の配線基板におけるサーマルビアの形状
を説明するための平面図である。
FIG. 2 is a plan view for explaining the shape of a thermal via in the wiring board of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁基板 1a,1b、1c 絶縁層 2a 表面配線層 2b 内部配線層 3 ビアホール導体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating board 1a, 1b, 1c Insulating layer 2a Surface wiring layer 2b Internal wiring layer 3 Via hole conductor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 1/11 H01L 23/36 D (72)発明者 山田 成樹 鹿児島県国分市山下町1番4号 京セラ株 式会社総合研究所内 (72)発明者 石田 政信 鹿児島県国分市山下町1番4号 京セラ株 式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4E351 AA07 AA08 BB01 BB31 BB49 CC12 CC22 CC35 DD04 DD17 DD18 EE02 EE08 GG04 GG16 5E317 AA24 AA25 BB04 BB12 BB16 BB17 BB19 BB24 CC22 CC25 CD32 GG03 GG20 5E338 AA03 AA18 BB05 BB12 BB25 BB75 CC08 EE02 5F036 AA01 BB01 BB08 BC31 BD01 BD13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05K 1/11 H01L 23/36 D (72) Inventor Nariki Yamada 1-4-4 Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima KYOCERA (72) Inventor Masanobu Ishida 1-4-4 Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima F-term in Kyocera Research Institute (reference) 4E351 AA07 AA08 BB01 BB31 BB49 CC12 CC22 CC35 DD04 DD17 DD18 EE02 EE08 GG04 GG16 5E317 AA24 AA25 BB04 BB12 BB16 BB17 BB19 BB24 CC22 CC25 CD32 GG03 GG20 5E338 AA03 AA18 BB05 BB12 BB25 BB75 CC08 EE02 5F036 AA01 BB01 BB08 BC31 BD01 BD13

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸化アルミニウムを主成分とする相対密度
95%以上のセラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁
基板の表面に搭載される発熱性素子から発生した熱を放
熱するために前記絶縁基板表面から裏面に貫通するよう
に形成された複数のサーマルビアを具備する配線基板に
おいて、前記サーマルビアを銅10〜60体積%、タン
グステン及び/もしくはモリブデンを40〜90体積%
の割合で含有してなる良熱伝導体によって形成し、且つ
サーマルビアの最大径が200μm以上であるととも
に、隣接するサーマルビア間の間隔が50〜300μm
であることを特徴とする配線基板。
1. An insulating substrate made of ceramics containing aluminum oxide as a main component and having a relative density of 95% or more, and a surface of the insulating substrate for radiating heat generated from a heat-generating element mounted on the surface of the insulating substrate. In a wiring board having a plurality of thermal vias formed so as to penetrate from the back to the back, the thermal vias are made of 10 to 60% by volume of copper, and 40 to 90% by volume of tungsten and / or molybdenum.
And the maximum diameter of the thermal vias is 200 μm or more, and the interval between adjacent thermal vias is 50 to 300 μm.
A wiring board, characterized in that:
【請求項2】前記絶縁基板と前記サーマルビア中の良熱
伝導体との40〜400℃における熱膨張係数差が5p
pm/℃以下であることを特徴とする請求項1記載の配
線基板。
2. The thermal expansion coefficient difference between the insulating substrate and the good thermal conductor in the thermal via at 40 to 400 ° C. is 5p.
2. The wiring board according to claim 1, wherein the temperature is not more than pm / ° C.
【請求項3】前記サーマルビアの横断面形状が略楕円形
状からなることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
3. The wiring board according to claim 1, wherein the thermal via has a substantially elliptical cross-sectional shape.
【請求項4】前記絶縁基板が、MnをMn2 3 換算で
2.0〜10.0重量%の割合で含有することを特徴と
する請求項1記載の配線基板。
4. The wiring substrate according to claim 1, wherein said insulating substrate contains Mn at a ratio of 2.0 to 10.0% by weight in terms of Mn 2 O 3 .
JP11185831A 1999-06-30 1999-06-30 Wiring board Pending JP2001015869A (en)

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