JP2001185824A - Ceramic wiring board and method of manufacturing it - Google Patents

Ceramic wiring board and method of manufacturing it

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JP2001185824A JP36687099A JP36687099A JP2001185824A JP 2001185824 A JP2001185824 A JP 2001185824A JP 36687099 A JP36687099 A JP 36687099A JP 36687099 A JP36687099 A JP 36687099A JP 2001185824 A JP2001185824 A JP 2001185824A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a glass ceramic wiring board which can control the shrinkage in plan direction and enable fine wiring with excellent surface. SOLUTION: The glass ceramic wiring board on the surface of which the area ratio of voids is adjusted to <=5% is manufactured in such a way that green sheets composed of a glass ceramic composition containing >=20 vol.% amorphous component after burning are prepared, and wiring circuit layers composed of high-purity metallic conductors containing >=99.5 wt.% metallic component are respectively formed on the surfaces of the green sheets. Then the green sheets are laminated upon another and a constraining sheet which is composed mainly of a hardly sinterable ceramic material and containing 0.5-15 vol.% amorphous component is formed on at least one surface of the laminated green sheet body. Finally, the laminated body is sintered and the constraint sheet is removed.

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、多層配線基板及び
半導体素子収納用パッケージなどに適したセラミック配
線基板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 method for manufacturing a ceramic wiring board suitable for a multilayer wiring board and a package for accommodating a semiconductor element.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、半導体素子などのチップ部品は小型
化、軽量化が進んでおり、これらを実装する配線基板も
小型化、軽量化が望まれている。このような要求に対し
て、基板内に内部配線回路層を形成したセラミック多層
配線基板は、高密度配線化が可能であり、且つ薄型化が
可能であることから、今日のエレクトリニクス業界にお
いて重要視されている。
2. Description of the Related Art In recent years, chip components such as semiconductor elements have been reduced in size and weight, and it has been desired to reduce the size and weight of wiring boards on which these are mounted. In response to such demands, ceramic multilayer wiring boards in which an internal wiring circuit layer is formed within the board are capable of high-density wiring and can be made thinner, so they are important in today's electronics industry. Have been watched.

【0003】従来より、半導体素子を収納するパッケー
ジなどに使用されるセラミック多層配線基板としては、
アルミナなどのセラミック絶縁基板の表面や内部にWや
Mo等の金属からなる配線回路層が形成されたもので、
この絶縁基板の一部にキャビティが形成され、このキャ
ビティ内に半導体素子が収納され、蓋体によってキャビ
ティを気密に封止されるものである。
Conventionally, as a ceramic multilayer wiring board used for a package or the like for housing a semiconductor element,
A wiring circuit layer made of a metal such as W or Mo is formed on the surface or inside of a ceramic insulating substrate such as alumina.
A cavity is formed in a part of the insulating substrate, a semiconductor element is accommodated in the cavity, and the cavity is hermetically sealed by a lid.

【0004】近年、高集積化が進むICやLSI等の半
導体素子を搭載する半導体素子収納用パッケージや、各
種電子部品が搭載される混成集積回路装置等に適用され
る配線基板においては、高密度化、低抵抗化、小型軽量
化が要求されており、従来のアルミナ系セラミック材料
に比較して低い誘電率が得られ、配線回路層としてCu
などの低抵抗金属を用いることができることから、ガラ
ス、またはガラスとセラミックフィラーとの混合物から
なり、焼成温度が1000℃以下のいわゆるガラスセラ
ミック材料を絶縁基板としたセラミック配線基板が一層
注目されている。
In recent years, a high-density package is used for a semiconductor element storage package for mounting a semiconductor element such as an IC or an LSI, and a wiring board applied to a hybrid integrated circuit device on which various electronic components are mounted. , Lower resistance, smaller size and lighter weight are required, a lower dielectric constant is obtained as compared with conventional alumina-based ceramic materials, and Cu is used as a wiring circuit layer.
Therefore, ceramic wiring boards made of glass or a mixture of glass and a ceramic filler and having a firing temperature of 1000 ° C. or lower and using a so-called glass ceramic material as an insulating substrate have attracted much attention because a low-resistance metal such as such can be used. .

【0005】ところが、このようなガラスセラミック配
線基板において、配線導体層を形成する手法としては、
Cu、Ag等の金属からなる配線導体を主成分とするメ
タライズペーストを、ガラスセラミック組成物をシート
状に成形したグリーンシートの表面にスクリーン印刷法
等によって印刷した後に焼成することが行なわれてい
る。しかし、このような印刷手法を用いた場合、配線幅
100μm以下を形成するのが困難であり、今後必要と
される更なる高密度化、小型軽量化の達成を阻む原因と
なっていた。また、電気抵抗についても金属粉末を主導
体とする導体ペーストで配線導体層を形成するために焼
成後の配線回路層内に空隙が多く存在する結果、配線導
体層の低抵抗化が困難という問題があった。
However, in such a glass ceramic wiring board, a method of forming a wiring conductor layer is as follows.
A metallizing paste mainly composed of a wiring conductor made of a metal such as Cu or Ag is printed on a surface of a green sheet formed by molding a glass ceramic composition into a sheet shape by a screen printing method or the like and then fired. . However, when such a printing method is used, it is difficult to form a wiring having a width of 100 μm or less, which has been a factor which hinders achievement of further higher density, smaller size and lighter weight which will be required in the future. Also, regarding the electric resistance, since the wiring conductor layer is formed with a conductor paste containing metal powder as a main conductor, there are many voids in the wiring circuit layer after firing, so that it is difficult to reduce the resistance of the wiring conductor layer. was there.

【0006】この問題を解決する手法として、ガラスセ
ラミックグリーンシートにおける配線回路層を、金属箔
のエッチングによって形成する手法が知られている(特
開昭63−14493号)。しかし、金属箔とガラスセ
ラミックを同時焼成すると、金属箔自体は実質的に緻密
質であってほとんど収縮しないために、基板に反り、ク
ラックが発生し、実用化が困難という問題があった。
As a method for solving this problem, a method is known in which a wiring circuit layer in a glass ceramic green sheet is formed by etching a metal foil (JP-A-63-14493). However, when the metal foil and the glass ceramic are co-fired, the metal foil itself is substantially dense and hardly shrinks, so that there is a problem that the substrate is warped and cracks occur, which makes practical use difficult.

【0007】そこで、ガラスセラミックグリーンシート
の積層体の両面に、焼成温度では焼結しない難焼結性の
セラミック材料からなるセラミックシートを無機組成物
の層を形成した後、同時に焼成し、配線基板における平
面方向の収縮を抑制することで、金属箔とガラスセラミ
ックスとの同時焼成を可能とする手法が知られている
(特開平7−86743号)。また、導体ペーストをグ
リーンシートの表面に印刷塗布したグリーンシートを同
様に平面方向の収縮を抑制しつつ焼成する方法につい
て、特開平4−293978号、特開平5−28867
号、特開平5−102666号などにも提案されてい
る。
Therefore, a ceramic sheet made of a hardly sinterable ceramic material which does not sinter at a firing temperature is formed on both sides of a laminated body of glass ceramic green sheets, and then a layer of an inorganic composition is formed. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-86743) is known which enables simultaneous firing of a metal foil and a glass ceramic by suppressing shrinkage in a plane direction in (1). Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-2939778 and 5-28867 disclose a method of firing a green sheet obtained by printing and applying a conductive paste on the surface of the green sheet while also suppressing shrinkage in the planar direction.
And JP-A-5-102666.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】通常、上記の方法にお
いて、ガラスセラミックグリーンシートと拘束シートと
の結合は、それらのシート内に含有されている有機バイ
ンダーなどの有機成分によって行なわれ、有機成分が分
解揮散した後には、拘束シートとグリーンシートとの摩
擦力のみによってグリーンシートの収縮が拘束されるこ
とになる。
Normally, in the above method, the bonding between the glass ceramic green sheet and the restraining sheet is performed by an organic component such as an organic binder contained in the sheet, and the organic component is After decomposition and volatilization, the contraction of the green sheet is restricted only by the frictional force between the restriction sheet and the green sheet.

【0009】ところが、通常、拘束シートは、焼結性を
低くするために、アルミナなどの高温焼結成分のみと
し、液相が生成されるようなガラス成分などをほとんど
含有しておらず、焼結過程では多孔質体として存在す
る。
However, in order to reduce the sinterability, the restraint sheet usually contains only a high-temperature sintering component such as alumina, and contains almost no glass component that generates a liquid phase. In the binding process, it exists as a porous body.

【0010】そこで、このような拘束シートによってガ
ラス粉末、またはガラス粉末とセラミックフィラー粉末
との混合物からなるグリーンシートの表面に積層して焼
成すると、焼結過程でグリーンシート中のガラス成分が
液相を生成した際に、液相成分が拘束シート側に拡散し
てしまう結果、グリーンシート表面のガラス量が減少
し、拘束シートを積層した表面が焼結不足となり易いと
いう問題があった。
Therefore, when such a constrained sheet is laminated and fired on the surface of a green sheet made of glass powder or a mixture of glass powder and ceramic filler powder, the glass component in the green sheet becomes liquid phase during the sintering process. As a result, the liquid phase component diffuses toward the constraining sheet side, resulting in a problem that the amount of glass on the surface of the green sheet decreases and the surface on which the constraining sheets are laminated tends to be insufficiently sintered.

【0011】かかる現象は、ガラスセラミックグリーン
シート側のガラスセラミック組成物が焼結後の非晶質成
分量が多いほど観察され、配線基板の表面がボイドが多
数存在する荒れた表面となってしまうために基板強度が
低下したり、基板表面の配線回路層にメッキを施した場
合にメッキ広がりが発生するなどの問題があった。
Such a phenomenon is observed as the amount of the amorphous component after sintering of the glass ceramic composition on the glass ceramic green sheet side increases, and the surface of the wiring substrate becomes a rough surface having many voids. As a result, there are problems such as a decrease in substrate strength and a spread of plating when a wiring circuit layer on the substrate surface is plated.

【0012】したがって本発明の目的は、ガラスセラミ
ックスを絶縁基板とする配線基板において、安定的に平
面方向の収縮を制御できるとともに、微細配線化が可能
であって、且つ基板の表面状態の良好なセラミック配線
基板とその製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a wiring substrate using glass ceramics as an insulating substrate, which can stably control the shrinkage in the planar direction, enables fine wiring, and has a good surface condition of the substrate. An object of the present invention is to provide a ceramic wiring board and a method for manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記のよ
うな課題について鋭意検討した結果、ガラスセラミック
グリーンシートに積層される難焼結性の拘束シート中に
適度のガラスを含有せしめることによって、ガラスセラ
ミックグリーンシートからの液相成分の拡散を防止する
とともに、拘束シートによる効果的な収縮抑制を実現で
きることによって、前記目的が達成できることを見いだ
し本発明に至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies on the above-mentioned problems, and as a result, have found that an appropriate amount of glass is contained in a hardly sinterable restraint sheet laminated on a glass ceramic green sheet. As a result, it has been found that the object can be achieved by preventing the diffusion of the liquid phase component from the glass ceramic green sheet and realizing effective suppression of shrinkage by the restraining sheet.

【0014】即ち、本発明のセラミック配線基板は、ガ
ラスセラミックスから成り、且つ非晶質成分を20体積
%以上含有する絶縁基板の表面および/または内部に、
金属成分の含有量が99.5重量%以上の高純度金属導
体からなる配線回路層が形成されてなる配線基板であっ
て、前記絶縁基板の最表面におけるボイド面積占有率が
5%以下であることを特徴とするものである。
That is, the ceramic wiring board of the present invention is formed on the surface and / or inside of an insulating substrate made of glass ceramic and containing an amorphous component of 20% by volume or more.
A wiring board on which a wiring circuit layer made of a high-purity metal conductor having a metal component content of 99.5% by weight or more is formed, wherein the void area occupancy on the outermost surface of the insulating substrate is 5% or less. It is characterized by the following.

【0015】また、上記のようなセラミック配線基板を
製造する方法としては、(a)焼成後の非晶質成分の含
有量が20体積%以上のガラスセラミック組成物からな
るグリーンシートを作製する工程と、(b)前記グリー
ンシートの表面に金属成分の含有量が99.5重量%以
上の高純度金属導体からなる配線回路層を形成する工程
と、(c)前記配線回路層が形成されたグリーンシート
を積層する工程と、(d)前記グリーンシート積層体の
少なくとも一方の表面に、難焼結性セラミック材料を主
成分とし、且つ非晶質成分を0.5〜15体積%含有す
る拘束シートを積層する工程と、(e)前記拘束シート
と前記グリーンシート積層体との積層物を焼成して表面
に拘束シートを保持したガラスセラミック基板を作製す
る工程と、(f)前記ガラスセラミック基板から前記拘
束シートを除去する工程とを含むことが望ましい。
The method of manufacturing the above ceramic wiring board includes the steps of (a) forming a green sheet made of a glass ceramic composition having an amorphous component content of 20% by volume or more after firing. (B) forming a wiring circuit layer made of a high-purity metal conductor having a metal component content of 99.5% by weight or more on the surface of the green sheet; and (c) forming the wiring circuit layer. Laminating a green sheet; and (d) restraining at least one surface of the green sheet laminate to have a non-sinterable ceramic material as a main component and an amorphous component in an amount of 0.5 to 15% by volume. (E) baking a laminate of the constrained sheet and the green sheet laminate to produce a glass-ceramic substrate having the constrained sheet on its surface; (f) It is desirable that the serial glass-ceramic substrate and a step of removing the binding sheet.

【0016】また、上記の製造方法において、難焼結性
セラミック材料としては、Al23、SiO2、Mg
O、ZrO2、BN、TiO2の群から選ばれる少なくと
も1種を主体とすることが望ましく、さらに、前記拘束
シート中に含まれる非晶質成分の軟化点が、前記ガラス
セラミック組成物の焼成温度以下であることが望まし
い。
In the above-mentioned manufacturing method, the hardly sinterable ceramic material may be Al 2 O 3 , SiO 2 , Mg
It is preferable that at least one selected from the group consisting of O, ZrO 2 , BN, and TiO 2 be the main component, and the softening point of the amorphous component contained in the restraining sheet is determined by firing the glass ceramic composition. It is desirable that the temperature be lower than the temperature.

【0017】なお、上記のセラミック配線基板およびそ
の製造方法によれば、配線回路層としては、前記金属箔
からなることが望ましく、その金属箔からなる配線回路
層は絶縁基板あるいはグリーンシートの表面に埋設され
てなることが望ましい。
According to the above-described ceramic wiring board and the method of manufacturing the same, it is desirable that the wiring circuit layer is made of the metal foil, and the wiring circuit layer made of the metal foil is formed on the surface of the insulating substrate or the green sheet. It is desirable to be buried.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミック配線基
板について、図面に基づいて説明する。図1は本発明の
セラミック配線基板の一例を示す概略断面図である。図
1のセラミック配線基板1によれば、絶縁基板2は、複
数のガラスセラミック絶縁層2a〜2dを積層してなる
積層体から構成され、その絶縁層間および絶縁基板表面
には、厚みが10〜15μm程度の純度が99%以上の
金属成分の含有量が99.5重量%以上の高純度金属導
体、特に金属箔からなる配線回路層3が被着形成されて
いる。さらに、各ガラスセラミック絶縁層2a〜2dに
は、厚み方向を貫くように形成された直径が80〜20
0μmのビアホール導体4が形成され、これにより、配
線回路層3間を接続し所定回路を達成するための回路網
が形成される。また、配線回路層3の表面には半導体素
子5が実装搭載される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a ceramic wiring board according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the ceramic wiring board of the present invention. According to the ceramic wiring board 1 of FIG. 1, the insulating substrate 2 is composed of a laminated body formed by laminating a plurality of glass ceramic insulating layers 2a to 2d, and the thickness between the insulating layers and the surface of the insulating substrate is 10 to 10. A wiring circuit layer 3 made of a high-purity metal conductor having a purity of 99.5% by weight or more, particularly a metal foil, having a purity of about 15 μm and a purity of 99% or more is formed. Further, each of the glass ceramic insulating layers 2a to 2d has a diameter of 80 to 20 formed so as to penetrate in the thickness direction.
A 0 μm via-hole conductor 4 is formed, thereby forming a circuit network for connecting the wiring circuit layers 3 and achieving a predetermined circuit. The semiconductor element 5 is mounted on the surface of the wiring circuit layer 3.

【0019】本発明では、絶縁基板2は、ガラス粉末、
あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合
物を焼成してなるガラスセラミックスによって形成され
たものであり、特に、ガラス成分10〜70重量%と、
セラミックフィラー成分30〜90重量%の割合からな
る組成物を焼成したものであることが望ましい。
In the present invention, the insulating substrate 2 is made of glass powder,
Alternatively, it is formed of a glass ceramic obtained by firing a mixture of a glass powder and a ceramic filler powder.
It is desirable that the composition be fired from a composition comprising 30 to 90% by weight of the ceramic filler component.

【0020】用いられるガラス成分としては、少なくと
もSiO2を含み、Al23、B2 3、ZnO、Pb
O、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物のう
ちの少なくとも1種以上を含有したものであって、例え
ば、SiO2−B23系、SiO2−B23−Al2
3系、SiO2−B23−Al23−MO系(但し、Mは
Ca,Sr,Mg,BaまたはZnを示す。)などのホ
ウケイ酸系ガラス、アルカリ珪酸系ガラス、Ba系ガラ
ス、Pb系ガラス、Bi系ガラス等が挙げられる。
As the glass component used, at least
Also SiOTwoContaining, AlTwoOThree, BTwoO Three, ZnO, Pb
O, alkaline earth metal oxides, alkali metal oxides
Containing at least one of the following,
For example, SiOTwo-BTwoOThreeSystem, SiOTwo-BTwoOThree-AlTwoO
ThreeSystem, SiOTwo-BTwoOThree-AlTwoOThree-MO system (where M is
Indicates Ca, Sr, Mg, Ba or Zn. E)
Silicate glass, alkali silicate glass, Ba glass
, Pb-based glass, Bi-based glass, and the like.

【0021】これらのガラスは、焼成処理することによ
っても非晶質ガラスであるもの、また焼成処理によって
リチウムシリケート、コージェライト、ムライト、アノ
ーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレ
マイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結
晶を少なくとも1種を析出するものが用いられる。
These glasses are also amorphous glasses by firing, and lithium silicate, cordierite, mullite, anorthite, cellian, spinel, garnite, willemite, dolomite, petalite and the like are obtained by firing. What precipitates at least one kind of crystal of the substituted derivative is used.

【0022】また、セラミックフィラーとしては、石英
ガラス、クオーツ、クリストバライトなどのSiO2
Al23、ZrO2、ムライト、フォルステライト、エ
ンスタタイト、コージェライト、スピネル等が好適に用
いられる。
Examples of the ceramic filler include SiO 2 such as quartz glass, quartz, and cristobalite;
Al 2 O 3 , ZrO 2 , mullite, forsterite, enstatite, cordierite, spinel and the like are preferably used.

【0023】上記の組成物を焼成してなるセラミックス
中には、セラミックフィラーによる結晶相、ガラス成分
から析出した結晶相、ガラス成分とセラミックフィラー
との反応によって生成した結晶相など、種々の結晶相が
存在するが、本発明のガラスセラミックスは、非晶質成
分量、言い換えればガラス量を20体積%以上含有する
セラミックスから構成されている。
In the ceramics obtained by firing the above composition, various crystal phases such as a crystal phase by a ceramic filler, a crystal phase precipitated from a glass component, and a crystal phase formed by a reaction between the glass component and the ceramic filler are included. However, the glass ceramic of the present invention is composed of a ceramic containing an amorphous component amount, in other words, a glass amount of 20% by volume or more.

【0024】このように焼結後のガラスセラミックスに
おいて、非晶質成分を20体積%以上含有するセラミッ
クスの場合、前述したように多孔質の拘束シートを用い
て焼成するとガラス成分の拡散によってセラミックス表
面には多量のボイドが発生してしまうが、本発明のセラ
ミック配線基板においては、後述するような特殊な製法
に基づき、セラミック絶縁基板の最表面においてボイド
面積占有率が5%以下、特に3%以下と非常に緻密性に
優れた表面性状が良好な配線基板を作製することができ
る。
As described above, in the case of a sintered glass-ceramic containing 20% by volume or more of an amorphous component, if the ceramic is fired using a porous constraining sheet as described above, the diffusion of the glass component causes the surface of the ceramic to diffuse. Causes a large amount of voids, but in the ceramic wiring board of the present invention, the void area occupancy on the outermost surface of the ceramic insulating substrate is 5% or less, particularly 3%, based on a special manufacturing method described later. It is possible to manufacture a wiring board having excellent surface properties excellent in denseness as described below.

【0025】また、本発明によれば、この絶縁基板を形
成するガラスセラミックスのヤング率が120GPa以
下、特に110GPa以下、さらに100GPa以下の
低ヤング率の材質を用いることによって金属箔からなる
配線回路層形成による応力の発生を低減することができ
る。
Further, according to the present invention, the wiring circuit layer made of metal foil can be formed by using a material having a low Young's modulus of 120 GPa or less, particularly 110 GPa or less, and even 100 GPa or less of the glass ceramic forming the insulating substrate. Generation of stress due to formation can be reduced.

【0026】ガラスセラミックスのヤング率は、上記の
うちガラス、セラミックフィラーの各材質および配合比
率によって種々変化する。例えば、セラミックフィラー
としては、Al23はヤング率が高いために50重量%
以上配合するとヤング率は120GPaよりも大きくな
る。特に、高熱膨張化と低ヤング率化を図る上では、フ
ィラーとしては前記SiO2やフォルステライト、エン
スタタイトのうちの少なくとも1種を含有することが望
ましい。
The Young's modulus of the glass ceramic varies depending on the material and the mixing ratio of the glass and the ceramic filler. For example, as a ceramic filler, Al 2 O 3 is 50% by weight because of its high Young's modulus.
With the above blending, the Young's modulus becomes larger than 120 GPa. In particular, in order to achieve a high thermal expansion and a low Young's modulus, it is desirable to contain at least one of the above-mentioned SiO 2 , forsterite, and enstatite as a filler.

【0027】本発明の配線基板において、配線回路層3
は、99.5重量%以上の高純度な金属導体からなるも
ので、Cu、Ag、Al、Au、Ni、Pt、Pdから
選ばれる少なくとも一種以上の金属箔からなることが望
ましい。またビアホール導体4は、上記の配線回路層3
と同様の成分からなる導体が充填されていることが望ま
しい。
In the wiring board of the present invention, the wiring circuit layer 3
Is made of a high-purity metal conductor of 99.5% by weight or more, and is desirably made of at least one kind of metal foil selected from Cu, Ag, Al, Au, Ni, Pt, and Pd. Further, the via-hole conductor 4 is provided in the wiring circuit layer 3.
It is desirable that a conductor composed of the same components as described above is filled.

【0028】また、セラミック配線基板の表面の配線回
路層は、ICチップなどの各種電子部品5を搭載するた
めのパッドとして、シールド用導体膜として、さらに
は、外部回路と接続する端子電極として用いられ、各種
電子部品5が配線回路層3に半田や導電性接着剤などを
介して接合される。尚、図示していないが、必要に応じ
て、配線基板の表面には、さらに珪化タンタル、珪化モ
リブデンなどの厚膜抵抗体膜や配線保護膜などを形成し
ても構わない。
The wiring circuit layer on the surface of the ceramic wiring board is used as a pad for mounting various electronic components 5 such as an IC chip, as a shielding conductor film, and as a terminal electrode for connecting to an external circuit. Then, various electronic components 5 are joined to the wiring circuit layer 3 via solder, a conductive adhesive, or the like. Although not shown, a thick-film resistor film such as tantalum silicide or molybdenum silicide, a wiring protection film, or the like may be further formed on the surface of the wiring substrate as necessary.

【0029】次に、本発明のセラミック配線基板を作製
する方法について説明する。まず、上述したような結晶
化ガラス又は非結晶ガラスと前記の無機質フィラー成分
を混合してガラスセラミック組成物を調製し、その混合
物に有機バインダー、可塑剤、有機溶剤等を加えてスラ
リーを調製した後、ドクターブレード法、圧延法、プレ
ス法などによりシート状に成形して厚さ約50〜500
μmのグリーンシートを作製する。
Next, a method for manufacturing the ceramic wiring board of the present invention will be described. First, a glass-ceramic composition was prepared by mixing the above-mentioned inorganic filler component with the above-mentioned crystallized glass or amorphous glass, and an organic binder, a plasticizer, an organic solvent, etc. were added to the mixture to prepare a slurry. After that, it is formed into a sheet by a doctor blade method, a rolling method, a pressing method, etc., and has a thickness of about 50 to 500.
A green sheet of μm is prepared.

【0030】有機バインダーとしては、従来よりセラミ
ックグリーンシートに使用されているものが使用可能で
あり、例えば、アクリル系(アクリル酸、メタクリル酸
またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、
具体的にはアクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸
エステル共重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸
エステル共重合体等)、ポリビニルブチラール系、ポリ
ビニルアルコール系、アクリル−スチレン系、ポリプロ
ピレンカーボネート系、セルロール系等の単独重合体ま
たは共重合体が挙げられる。
As the organic binder, those conventionally used for ceramic green sheets can be used. For example, acrylic binders (a homopolymer or a copolymer of acrylic acid, methacrylic acid or their esters,
Specifically, an acrylate ester copolymer, a methacrylate ester copolymer, an acrylate-methacrylate ester copolymer, etc.), a polyvinyl butyral type, a polyvinyl alcohol type, an acryl-styrene type, a polypropylene carbonate type, a cellulose type And the like.

【0031】次に、このグリーンシートにレーザーやマ
イクロドリル、パンチングなどにより、直径80〜20
0μmの貫通孔を形成し、その内部に導体ペーストを充
填する。導体ペースト中には、CuまたはAgを主成分
とする金属粉末以外に、アクリル樹脂などからなる有機
バインダーとトルエン、イソプロピルアルコール、アセ
トンなどの有機溶剤とを均質混合して形成される。有機
バインダーは、金属成分100重量部に対して、0.5
〜15.0重量部、有機溶剤は、固形成分及び有機バイ
ンダー100重量部に対して、5〜100重量部の割合
で混合されることが望ましい。なお、この導体ペースト
中には若干のガラス成分等を添加してもよい。
Next, a diameter of 80 to 20 is applied to the green sheet by laser, micro drill, punching or the like.
A through hole of 0 μm is formed, and the inside thereof is filled with a conductive paste. The conductive paste is formed by homogeneously mixing an organic binder such as an acrylic resin and an organic solvent such as toluene, isopropyl alcohol, and acetone, in addition to the metal powder containing Cu or Ag as a main component. The organic binder is used in an amount of 0.5 to 100 parts by weight of the metal component.
Preferably, the organic solvent is mixed at a ratio of 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid component and the organic binder. Note that a slight glass component or the like may be added to the conductor paste.

【0032】次に、このグリーンシートの表面に高純度
金属導体、特に金属箔からなる配線回路層を形成する。
このような金属箔からなる配線回路層は、グリーンシー
トの表面に金属箔を接着した後に周知のフォトエッチン
グ法などの手法によって所望の回路を形成する方法が知
られているが、かかる方法ではエッチング液によってグ
リーンシートを変質させてしまう虞があるために、転写
法にて形成することが望ましい。
Next, a wiring circuit layer made of a high-purity metal conductor, particularly a metal foil, is formed on the surface of the green sheet.
A wiring circuit layer made of such a metal foil is formed by bonding a metal foil to the surface of a green sheet and then forming a desired circuit by a known method such as a photo-etching method. It is desirable to form the green sheet by a transfer method because there is a possibility that the liquid may deteriorate the quality of the green sheet.

【0033】転写法による配線回路層の形成方法として
は、まず、高分子材料等からなる転写フィルム上に高純
度金属導体、特に金属箔を接着した後、この金属導体の
表面に鏡像のレジストを回路パターン状に塗布した後、
エッチング処理およびレジスト除去を行って鏡像の配線
回路層を形成する。
As a method of forming a wiring circuit layer by a transfer method, first, a high-purity metal conductor, particularly a metal foil, is adhered onto a transfer film made of a polymer material or the like, and then a mirror image resist is formed on the surface of the metal conductor. After applying in a circuit pattern,
An etching process and a resist removal are performed to form a mirror image wiring circuit layer.

【0034】そして、鏡像の配線回路層を形成した転写
フィルムを前記ビアホール導体が形成されたグリーンシ
ートの表面に位置合わせして積層圧着した後、転写フィ
ルムを剥がすことにより、ビアホール導体と接続した配
線回路層を具備する一単位のグリーンシートを形成する
ことができる。
Then, the transfer film on which the mirror image wiring circuit layer is formed is positioned on the surface of the green sheet on which the via-hole conductor is formed and laminated and pressed, and then the transfer film is peeled off to obtain the wiring connected to the via-hole conductor. One unit of a green sheet having a circuit layer can be formed.

【0035】その後、同様にして得られた複数のグリー
ンシートを積層圧着して積層体を形成する。グリーンシ
ートの積層には、積み重ねられたグリーンシートに熱と
圧力を加えて熱圧着する方法、有機バインダー、可塑
剤、溶剤等からなる接着剤をシート間に塗布して熱圧着
する方法等が採用可能である。
Thereafter, a plurality of green sheets obtained in the same manner are laminated and pressed to form a laminate. Green sheets are laminated by applying heat and pressure to the stacked green sheets and thermocompression bonding, or by applying an adhesive consisting of an organic binder, plasticizer, solvent, etc. between the sheets and thermocompression bonding. It is possible.

【0036】次に、平面方向の収縮を抑制するため、グ
リーンシート積層体の焼成温度で難焼結性のセラミック
材料を主成分とする拘束シートをガラスセラミックグリ
ーンシート積層体の両面又は片面に加圧積層して積層体
を作製する。
Next, in order to suppress shrinkage in the plane direction, a constraint sheet mainly composed of a hardly sinterable ceramic material is applied to both sides or one side of the glass ceramic green sheet laminate at the firing temperature of the green sheet laminate. A laminate is prepared by pressure lamination.

【0037】この拘束シートは、難焼結性セラミック材
料とガラスとからなる無機成分に、有機バインダー、可
塑剤、溶剤等を加えたスラリーをシート状に成形して得
られる。難焼結性セラミック材料としては、具体的には
1000℃以下の温度で緻密化しないようなセラミック
組成物から構成され、具体的にはAl23、SiO2
MgO、ZrO2、BN、TiO2の群から選ばれる少な
くとも1種のセラミック粉末が挙げられる。また、有機
バインダー、可塑材および溶剤としてはガラスセラミッ
クグリーンシートで使用したのと同様の材料が使用可能
である。
This constrained sheet is obtained by molding a slurry in which an organic binder, a plasticizer, a solvent, and the like are added to an inorganic component composed of a hardly sinterable ceramic material and glass to form a sheet. The non-sinterable ceramic material is specifically composed of a ceramic composition that does not densify at a temperature of 1000 ° C. or less, and specifically includes Al 2 O 3 , SiO 2 ,
At least one type of ceramic powder selected from the group consisting of MgO, ZrO 2 , BN, and TiO 2 may be used. As the organic binder, plasticizer and solvent, the same materials as those used for the glass ceramic green sheet can be used.

【0038】本発明によれば、この拘束シート中にガラ
ス成分、言い換えれば非晶質成分を0.5〜15体積%
含有することが重要である。これは、ガラス量が0.5
体積%よりも少ないと、拘束シートによるガラスセラミ
ックグリーンシートの焼成収縮の拘束力が小さく、また
焼成工程でガラスセラミックグリーンシートからのガラ
ス成分の拡散が顕著となり、焼結後のガラスセラミック
スの表面にボイドが多数発生してしまう。また、ガラス
量が15体積%よりも多いと、拘束シートが焼結しはじ
めてしまい、ガラスセラミックグリーンシートの収縮を
拘束することが困難となるとともに、焼結後の拘束シー
トをガラスセラミックスから除去することが困難となる
ためである。拘束シート中のガラス量は1〜10体積%
であることが望ましい。
According to the present invention, a glass component, in other words, an amorphous component, is contained in the restraining sheet in an amount of 0.5 to 15% by volume.
It is important to include. This is because the amount of glass is 0.5
If the content is less than the volume%, the restraining force of the shrinkage of the glass ceramic green sheet by the restraining sheet is small, and the diffusion of the glass component from the glass ceramic green sheet in the firing step becomes remarkable. Many voids occur. On the other hand, if the glass content is more than 15% by volume, the restraining sheet starts to sinter, which makes it difficult to restrain shrinkage of the glass ceramic green sheet, and removes the restrained sheet after sintering from the glass ceramic. This is because it becomes difficult. The amount of glass in the restraint sheet is 1 to 10% by volume
It is desirable that

【0039】また、拘束シート中に含まれるガラス成分
としては、軟化点がガラスセラミックグリーンシート積
層体の焼成温度以下で、かつ拘束シートなかの有機成分
の分解揮散温度よりも高いことが望ましい。具体的に
は、拘束シート中のガラスの軟化点は450〜1100
℃程度であることが好ましい。ガラスの軟化点が450
℃よりも低い場合にはガラスセラミックグリーンシート
からの有機成分の除去時に軟化したガラスが分解、揮散
した有機成分の除去経路を塞ぐことになり、有機成分を
完全に除去できないおそれがある。一方、ガラスの軟化
点が1100℃を超える場合には、通常のガラスセラミ
ックグリーンシートの焼成条件ではグリーンシートへの
結合材として作用しなくなるおそれがある。
The glass component contained in the constrained sheet desirably has a softening point not higher than the firing temperature of the glass-ceramic green sheet laminate and higher than the decomposition and volatilization temperature of the organic component in the constrained sheet. Specifically, the softening point of the glass in the constraint sheet is 450 to 1100.
It is preferable that the temperature is about ° C. Glass has a softening point of 450
When the temperature is lower than ℃, the softened glass when removing the organic components from the glass-ceramic green sheet blocks the removal path of the decomposed and volatilized organic components, and the organic components may not be completely removed. On the other hand, when the softening point of the glass exceeds 1100 ° C., there is a possibility that the glass ceramic green sheet does not function as a binder to the green sheet under ordinary firing conditions.

【0040】前述したガラスセラミックグリーンシート
中に含まれるガラス成分と異なるものであってもよい
か、ガラスセラミックグリーンシートのガラスの拡散を
防止する上では、同一であることが望ましい。
The glass component contained in the above-mentioned glass ceramic green sheet may be different from the above-mentioned glass component, or is preferably the same in order to prevent the glass of the glass ceramic green sheet from diffusing.

【0041】ガラスセラミックグリーンシートに積層さ
れる拘束シートの厚さは片面だけでガラスセラミックグ
リーンシート積層体の厚さに対して10%以上であるの
が好ましく、これよりも薄いと拘束シートの拘束力が低
下するおそれがある。また有機成分の揮散を容易にしか
つガラスセラミック基板からの拘束シートの除去性を考
慮すれば、拘束シートの厚さは400μm以下であるこ
とがよい。
The thickness of the constraining sheet laminated on the glass ceramic green sheet is preferably at least 10% of the thickness of the glass ceramic green sheet laminated body on one side only. The force may decrease. Further, in consideration of the ease of volatilization of the organic component and the ease of removal of the restraint sheet from the glass ceramic substrate, the thickness of the restraint sheet is preferably 400 μm or less.

【0042】また、ガラスセラミックグリーンシート積
層体の表面に拘束シートを積層圧着した時、高純度金属
からなる、特に金属箔からなる配線回路層をグリーンシ
ートの表面、または界面に完全に埋設することが望まし
い。これは、金属箔などの剛性の高い金属の厚み分によ
って、配線回路層の端部において拘束シートとガラスセ
ラミックグリーンシート表面との間に隙間が発生しやす
く、このような隙間が生じると、その部分における拘束
シートとガラスセラミックグリーンシートとの接着力が
低下し、配線回路層形成付近における拘束シートによる
拘束力が不均一となってしまう結果、焼成時に配線回路
層の端部が剥がれたりするおそれがある。
When a constraining sheet is laminated and pressed on the surface of the glass ceramic green sheet laminate, a wiring circuit layer made of a high-purity metal, particularly a metal foil, is completely embedded in the surface or the interface of the green sheet. Is desirable. This is because, due to the thickness of a highly rigid metal such as a metal foil, a gap is easily generated between the constraining sheet and the surface of the glass ceramic green sheet at the end of the wiring circuit layer. As a result, the adhesive force between the constraining sheet and the glass ceramic green sheet in the portion decreases, and the constraining force of the constraining sheet near the formation of the wiring circuit layer becomes non-uniform. As a result, the ends of the wiring circuit layer may peel off during firing. There is.

【0043】配線回路層を埋設するには、上記のグリー
ンシート表面への転写時または拘束シートを積層した際
に、10MPa以上の圧力を印加することが望ましい。
この圧力によって金属箔からなる配線回路層を強制的に
埋設することができる。
In order to embed the wiring circuit layer, it is desirable to apply a pressure of 10 MPa or more at the time of transfer to the green sheet surface or at the time of laminating the restraining sheet.
With this pressure, the wiring circuit layer made of metal foil can be forcibly buried.

【0044】次に、この積層体を100〜800℃、特
に400〜750℃の窒素雰囲気中で加熱処理してグリ
ーンシート内やビアホール導体ペースト中の有機成分を
分解除去した後、800〜1100℃の窒素雰囲気中で
同時焼成する。また、配線回路層としてAg導体を用い
る場合には、焼成雰囲気は大気中でおこなうことができ
る。この焼成後の冷却速度が、早すぎると、絶縁基板と
配線回路層の熱膨張差によるクラックが発生するため
に、冷却速度は、400℃/hr以下であることが望ま
しい。
Next, the laminate is subjected to heat treatment in a nitrogen atmosphere at 100 to 800 ° C., particularly 400 to 750 ° C. to decompose and remove organic components in the green sheet and the via-hole conductor paste. Co-firing in a nitrogen atmosphere. When an Ag conductor is used as the wiring circuit layer, the firing can be performed in the air. If the cooling rate after firing is too fast, cracks occur due to the difference in thermal expansion between the insulating substrate and the wiring circuit layer. Therefore, the cooling rate is desirably 400 ° C./hr or less.

【0045】また、焼成時には反りを防止するために積
層体上面に重しを載せる等して荷重をかけてもよい。荷
重は50Pa〜1MPaが適当である。
During firing, a load may be applied by placing a weight on the upper surface of the laminate to prevent warpage. An appropriate load is 50 Pa to 1 MPa.

【0046】その後、拘束シートを超音波洗浄、研磨、
ウオータージェット、ケミカルブラスト、サンドブラス
ト、ウエットブラスト(砥粒と水を噴射させる方法)等
が挙げられる。
Thereafter, the constraining sheet is subjected to ultrasonic cleaning, polishing,
Water jet, chemical blast, sand blast, wet blast (method of spraying abrasive grains and water) and the like are included.

【0047】これによって、得られるセラミック配線基
板は、焼成時の収縮が拘束シートによって厚さ方向だけ
に抑えられているので、その積層面内の収縮を0.5%
以下に抑えることが可能となり、しかもガラスセラミッ
クグリーンシートは拘束シートによって全面にわたって
均一にかつ確実に結合されているので、拘束シートの一
部剥離等によって反りや変形が起こるのを防止すること
ができる。
As a result, the shrinkage during firing of the obtained ceramic wiring board is suppressed only in the thickness direction by the restraint sheet, so that shrinkage in the lamination plane is reduced by 0.5%.
In addition, since the glass ceramic green sheet is uniformly and securely bonded over the entire surface by the restraining sheet, it is possible to prevent warpage or deformation due to partial peeling of the restraining sheet or the like. .

【0048】さらに、本発明によれば、ガラスセラミッ
クグリーンシート表面のガラス成分が拘束シート側に拡
散するのを防止することができるために、焼成後の拘束
シート積層側表面の焼結不足がなくボイド面積占有率が
5%以下の良好な表面を有するセラミック配線基板を作
製することができる。
Further, according to the present invention, since the glass component on the surface of the glass ceramic green sheet can be prevented from diffusing to the constrained sheet side, the surface of the constrained sheet lamination side after firing is not insufficiently sintered. A ceramic wiring board having a good surface with a void area occupancy of 5% or less can be manufactured.

【0049】[0049]

【実施例】実施例1 本発明のガラスセラミック配線基板について、一実施例
に基づき評価する。
EXAMPLE 1 The glass ceramic wiring board of the present invention is evaluated based on one example.

【0050】先ず、表1に示すように、焼結後の非晶質
成分の含有量を調整するために、SiO2−B23−A
23系結晶化ガラス、またはSiO2−B23−Ba
O系の非晶質ガラスと、セラミックフィラー成分として
Al23、ZrO2、SiO2を秤量し、表1のガラスセ
ラミック組成物A〜Fを作製した。
First, as shown in Table 1, in order to adjust the content of the amorphous component after sintering, SiO 2 —B 2 O 3 —A
l 2 O 3 based crystallized glass or SiO 2 -B 2 O 3 -Ba,
O-based amorphous glass and Al 2 O 3 , ZrO 2 , and SiO 2 as ceramic filler components were weighed to prepare glass ceramic compositions A to F in Table 1.

【0051】それらの組成物に、バインダーとしてアク
リル樹脂、可塑剤としてDBP(ジブチルフタレー
ト)、溶媒としてトルエンとイソプロピルアルコールを
加えて調製したスラリーを用いて、ドクターブレード法
により厚さ500μmのグリーンシートを作製した。
Using a slurry prepared by adding an acrylic resin as a binder, DBP (dibutyl phthalate) as a plasticizer, and toluene and isopropyl alcohol as a solvent, a green sheet having a thickness of 500 μm was prepared by a doctor blade method. Produced.

【0052】まず、表1の組成物の焼結後のガラスの含
有量を測定するために、上記の組成物を成形後、900
℃で焼成し、10×10×3mmの試験片を作製した。
得られた試験片を乳鉢を使って細かく砕き、リートベル
ト法によりガラスの含有量(結晶化度)の測定を行っ
た。測定結果を表1に示す。
First, in order to measure the content of glass after sintering of the composition shown in Table 1, the composition was molded,
It baked at ℃, and produced a 10 × 10 × 3 mm test piece.
The obtained test piece was finely ground using a mortar, and the content of glass (crystallinity) was measured by the Rietveld method. Table 1 shows the measurement results.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】種々のガラスセラミック組成物100重量
部にアクリル樹脂12重量部、フタル酸系可塑材6重量
部、溶剤としてトルエン30重量部を加え、ボールミル
で混合してスラリーを調製した。このスラリーをドクタ
ーブレード法によって厚さ300μmのガラスセラミッ
クグリーンシートを成形した。
To 100 parts by weight of the various glass ceramic compositions, 12 parts by weight of an acrylic resin, 6 parts by weight of a phthalic acid-based plasticizer, and 30 parts by weight of toluene as a solvent were added and mixed by a ball mill to prepare a slurry. The slurry was formed into a glass ceramic green sheet having a thickness of 300 μm by a doctor blade method.

【0055】次に、平均粒径が5μmのCu単体それに
有機バインダーとしてアクリル樹脂を、溶媒としてジブ
チルフタレートを添加混練し、ペースト状のビアホール
導体用ペースト試料を作製した。尚、前記ビアホール用
ペースト試料中の有機バインダー量は、主成分100重
量部に対して2.0重量部であり、固形成分、有機バイ
ンダーに対して75重量部の割合で溶剤を加えた。そし
て前記グリーンシートの所定個所にビアホールを形成
し、そのビアホール内に先のCuペーストを充填した。
Next, Cu alone having an average particle size of 5 μm, an acrylic resin as an organic binder, and dibutyl phthalate as a solvent were added and kneaded to prepare a paste-like paste sample for via-hole conductor. The amount of the organic binder in the via hole paste sample was 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the main component, and a solvent was added at a ratio of 75 parts by weight based on the solid component and the organic binder. Then, via holes were formed at predetermined locations of the green sheet, and the via holes were filled with the aforementioned Cu paste.

【0056】次に、高分子フィルム表面に純度99.9
%以上のCu箔を接着し、エッチングを行った後、配線
回路層を形成した。配線幅は0.05mmとしたが、エ
ッチングによる形成のため従来のスクリーン印刷法と比
較して、非常に微細な配線回路層を形成することができ
た。
Next, a purity of 99.9 was applied to the surface of the polymer film.
% Or more of the Cu foil was bonded and etched, and then a wiring circuit layer was formed. Although the wiring width was 0.05 mm, an extremely fine wiring circuit layer could be formed as compared with the conventional screen printing method due to the formation by etching.

【0057】そして、ビアホール導体を形成したグリー
ンシートにビアホールの位置あわせを行いながら転写シ
ートを積層し、60℃、15MPaで熱圧着した。その
後、転写シートを剥がすことにより、ビアホール導体を
接続した配線回路層を具備する一単位の配線層を形成す
ることができた。
Then, the transfer sheet was laminated on the green sheet on which the via-hole conductor was formed while aligning the via-hole, and thermocompression-bonded at 60 ° C. and 15 MPa. Thereafter, by peeling off the transfer sheet, a single wiring layer having a wiring circuit layer to which via-hole conductors were connected could be formed.

【0058】また、同様にして5枚の配線層を形成し、
これらを積層しガラスセラミックグリーンシート積層体
を形成した。
Similarly, five wiring layers are formed,
These were laminated to form a glass ceramic green sheet laminate.

【0059】次に、拘束シートとして、純度99.99
%のアルミナに、前記グリーンシート中のガラス成分と
同じガラスを用いて添加して、表2に示す種々の組成物
からなる厚さ250μmの拘束シートを作製した。な
お、シート作製時の有機バインダー、可塑材、溶剤など
はグリーンシートと全く同様にした。
Next, as a restraining sheet, a purity of 99.99 was used.
% Alumina was added using the same glass as the glass component in the green sheet, to produce a 250 μm-thick restraint sheet made of various compositions shown in Table 2. Note that the organic binder, plasticizer, solvent, and the like during sheet production were exactly the same as for the green sheet.

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】得られた拘束シートをグリーンシート積層
体1の両面に60℃、圧力20MPaで圧着して積層体
を得た。
The obtained constrained sheet was pressed against both sides of the green sheet laminate 1 at 60 ° C. and a pressure of 20 MPa to obtain a laminate.

【0062】次いで、この積層体を、Al23セッター
に載置して、有機バインダー等の有機成分を分解除去す
るために、窒素雰囲気中、700℃で焼成し、次に窒素
雰囲気中、900℃で1時間焼成を行った。その後、拘
束シートをブラスト処理で除去し、配線基板を作製し
た。
Next, this laminate is placed on an Al 2 O 3 setter and fired at 700 ° C. in a nitrogen atmosphere to decompose and remove organic components such as an organic binder. The firing was performed at 900 ° C. for 1 hour. Thereafter, the constraining sheet was removed by blasting to produce a wiring board.

【0063】配線基板の外観観察を行い、変形/付着の
有無を確認し、無を良品とした。配線基板表面状態の走
査電子顕微鏡写真による観察を行い、ボイド面積占有率
を画像解析によって求めた。
The external appearance of the wiring board was observed, and the presence or absence of deformation / adhesion was confirmed. The surface state of the wiring board was observed with a scanning electron microscope photograph, and the void area occupancy was determined by image analysis.

【0064】また、得られた配線基板を用いて配線層の
導通抵抗の評価を行った。評価については、幅0.05
mm、長さ20mmの銅配線層を予め形成し、配線抵抗
をテスターを用いて測定し、銅配線層の断面を走査型電
子顕微鏡(SEM)、銅配線の長さを40倍の顕微鏡を
用いて測定し、得られた面積、長さから抵抗率を算出し
た。尚、良否の判断としては、抵抗率が2.5μΩ・c
m以下を良品とした。
The conduction resistance of the wiring layer was evaluated using the obtained wiring board. About evaluation, width 0.05
A copper wiring layer having a thickness of 20 mm and a length of 20 mm is formed in advance, the wiring resistance is measured using a tester, and the cross section of the copper wiring layer is measured using a scanning electron microscope (SEM) and a microscope having a copper wiring length of 40 times. The resistivity was calculated from the obtained area and length. In addition, as for the judgment of pass / fail, the resistivity is 2.5 μΩ · c
m or less was defined as a good product.

【0065】さらに収縮率を絶縁基板の未焼成時の外辺
をマイクロメータで測定し、焼成後の外辺を同様にマイ
クロメータで測定して算出した。
Further, the shrinkage rate was calculated by measuring the outer edge of the insulating substrate before firing, with a micrometer, and measuring the outer edge after firing with a micrometer.

【0066】実施例2、3、4 基板材料を実施例1と同様とし、導体材料をAg、Ag
/Pd、Ag/Ptを用い、実施例1と同様の仕様で配
線基板を作製した。焼成については大気中、900℃で
焼成を行った。評価結果については表3に示す。
Examples 2, 3, and 4 The substrate materials were the same as in Example 1, and the conductor materials were Ag and Ag.
Using / Pd and Ag / Pt, a wiring board was manufactured in the same specifications as in Example 1. The firing was performed at 900 ° C. in the air. Table 3 shows the evaluation results.

【0067】実施例5、6、7 実施例1と同様の仕様で、拘束シートをSiO2、Mg
O、ZrO2として評価を行った。評価結果については
表3に示す。
Examples 5, 6, and 7 The restraining sheets were made of SiO 2 , Mg, and
Evaluation was made as O and ZrO 2 . Table 3 shows the evaluation results.

【0068】比較例1 実施例1と同様の仕様とし、導体の形成方法を金属箔の
転写から従来のスクリーン印刷法で行った。配線幅が
0.05mmと微細であるため、断線が発生した。評価
結果については表3に示す。
Comparative Example 1 The same specifications as in Example 1 were used, and the conductor was formed by a conventional screen printing method from the transfer of a metal foil. Since the wiring width was as fine as 0.05 mm, disconnection occurred. Table 3 shows the evaluation results.

【0069】[0069]

【表3】 [Table 3]

【0070】表3より、基板材料のガラスの含有量が2
0体積%未満の試料No.1、拘束シート中のガラス量
が0.5体積%よりも少ない試料No.7は、拘束シー
トが焼成中に剥離したため、焼成収縮が発生しており、
基板表面の状態も荒れたものであってボイド率が5%よ
りも大きいものであった。
Table 3 shows that the glass content of the substrate material was 2
Sample No. less than 0% by volume. Sample No. 1 in which the amount of glass in the restraint sheet was less than 0.5% by volume. In No. 7, since the restraint sheet was peeled off during firing, firing shrinkage occurred,
The state of the substrate surface was also rough, and the void ratio was larger than 5%.

【0071】また、拘束シートのガラス量が15体積%
を越える試料No.14は、拘束シートの付着がひど
く、剥がすことが困難であった。また、比較例において
スクリーン印刷法で配線回路層を形成した試料No.2
1では断線が発生した。金属箔を用いたそれ以外の試料
においては、何ら問題もなく良好な配線回路層が形成で
きた。
The glass content of the restraint sheet is 15% by volume.
Sample no. In No. 14, the constraining sheet adhered badly and was difficult to peel off. In the comparative example, the sample No. in which the wiring circuit layer was formed by the screen printing method was used. 2
In No. 1, disconnection occurred. In the other samples using the metal foil, a good wiring circuit layer could be formed without any problem.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
Cu,Agなどの低抵抗金属からなる配線回路層を具備
し、安定的に平面方向の収縮を制御できるとともに、微
細配線化が可能であって、且つ基板の表面状態の良好な
セラミック配線基板を得ることができる。
As described in detail above, according to the present invention,
A ceramic circuit board having a wiring circuit layer made of a low-resistance metal such as Cu or Ag, capable of stably controlling shrinkage in a planar direction, enabling fine wiring, and having a good surface condition of the board. Obtainable.

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

【図1】本発明のセラミック配線基板の一例を説明する
ための概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining an example of a ceramic wiring board of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミック配線基板 2 絶縁基板 2a〜2d 絶縁層 3 配線回路層 4 ビアホール導体 5 半導体素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic wiring board 2 Insulating board 2a-2d Insulating layer 3 Wiring circuit layer 4 Via-hole conductor 5 Semiconductor element

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/46 C04B 35/00 J Fターム(参考) 4E351 AA07 AA12 BB30 BB49 CC17 DD01 DD04 DD05 DD06 DD10 DD19 DD20 DD54 GG11 4G030 AA07 AA08 AA10 AA17 AA32 AA35 AA36 AA37 CA08 GA14 GA15 GA20 PA21 5E346 AA12 AA15 AA24 AA38 AA43 BB01 CC18 CC31 CC32 CC39 CC60 DD02 DD12 DD33 EE24 EE25 EE29 FF18 GG03 GG08 GG09 HH11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H05K 3/46 C04B 35/00 J F term (Reference) 4E351 AA07 AA12 BB30 BB49 CC17 DD01 DD04 DD05 DD06 DD10 DD19 DD20 DD54 GG11 4G030 AA07 AA08 AA10 AA17 AA32 AA35 AA36 AA37 CA08 GA14 GA15 GA20 PA21 5E346 AA12 AA15 AA24 AA38 AA43 BB01 CC18 CC31 CC32 CC39 CC60 DD02 DD12 DD33 EE24 EE25 EE29 FF18 GG03 HGG08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガラスセラミックスから成り、且つ非晶質
成分を20体積%以上含有する絶縁基板の表面および/
または内部に、金属成分の含有量が99.5重量%以上
の高純度金属導体からなる配線回路層が形成されてなる
配線基板であって、前記絶縁基板の最表面におけるボイ
ド面積占有率が5%以下であることを特徴とするセラミ
ック配線基板。
1. The surface of an insulating substrate made of glass ceramics and containing at least 20% by volume of an amorphous component and / or
Alternatively, a wiring board in which a wiring circuit layer made of a high-purity metal conductor having a metal component content of 99.5% by weight or more is formed, wherein the void area occupation ratio on the outermost surface of the insulating substrate is 5%. % Or less.
【請求項2】前記配線回路層が、金属箔からなることを
特徴とする請求項1記載のセラミック配線基板。
2. The ceramic wiring board according to claim 1, wherein said wiring circuit layer is made of a metal foil.
【請求項3】前記金属箔からなる配線回路層が、前記絶
縁基板表面に埋設されてなることを特徴とする請求項2
記載のセラミック配線基板。
3. The circuit board according to claim 2, wherein the wiring circuit layer made of the metal foil is embedded in a surface of the insulating substrate.
The ceramic wiring board as described.
【請求項4】(a)焼成後の非晶質成分の含有量が20
体積%以上のガラスセラミック組成物からなるグリーン
シートを作製する工程と、(b)前記グリーンシートの
表面に金属成分の含有量が99.5重量%以上の高純度
金属導体からなる配線回路層を形成する工程と、(c)
前記配線回路層が形成されたグリーンシートを積層する
工程と、(d)前記グリーンシート積層体の少なくとも
一方の表面に、難焼結性セラミック材料を主成分とし、
且つ非晶質成分を0.5〜15体積%含有する拘束シー
トを積層する工程と、(e)前記拘束シートと前記グリ
ーンシート積層体との積層物を焼成して表面に拘束シー
トを保持したガラスセラミック基板を作製する工程と、
(f)前記ガラスセラミック基板から前記拘束シートを
除去する工程とを含むことを特徴とするセラミック配線
基板の製造方法。
(A) the content of the amorphous component after firing is 20;
And (b) forming a wiring circuit layer comprising a high-purity metal conductor having a metal component content of 99.5% by weight or more on the surface of the green sheet. Forming (c)
Laminating a green sheet on which the wiring circuit layer is formed; and (d) at least one surface of the green sheet laminated body contains a non-sinterable ceramic material as a main component,
And a step of laminating a restraint sheet containing 0.5 to 15% by volume of an amorphous component, and (e) firing a laminate of the restraint sheet and the green sheet laminate to hold the restraint sheet on the surface. Producing a glass ceramic substrate;
(F) removing the restraining sheet from the glass ceramic substrate.
【請求項5】前記金属成分の含有量が99.5重量%以
上の高純度金属導体が、金属箔からなることを特徴とす
る請求項4記載のセラミック配線基板の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the high-purity metal conductor having a metal component content of 99.5% by weight or more is made of a metal foil.
【請求項6】前記難焼結性セラミック材料が、Al
23、SiO2、MgO、ZrO2、BN、TiO2の群
から選ばれる少なくとも1種を主体とすることを特徴と
する請求項4記載のセラミック配線基板の製造方法。
6. The hard-to-sinter ceramic material is Al
2 O 3, SiO 2, MgO , ZrO 2, BN, 4. a manufacturing method of a ceramic wiring board, wherein a composed mainly of at least one selected from the group consisting of TiO 2.
【請求項7】前記(d)工程において、前記金属箔から
なる配線回路層は前記グリーンシートの表面に埋設され
てなることを特徴とする請求項5記載のセラミック配線
基板の製造方法。
7. The method according to claim 5, wherein in the step (d), the wiring circuit layer made of the metal foil is embedded in a surface of the green sheet.
【請求項8】前記拘束シート中に含まれる非晶質成分の
軟化点が、前記ガラスセラミック組成物の焼成温度以下
であることを特徴とする請求項4記載のセラミック配線
基板の製造方法。
8. The method according to claim 4, wherein the softening point of the amorphous component contained in the constraining sheet is lower than the firing temperature of the glass ceramic composition.
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