JP2002198646A - Method of manufacturing multilayer wiring board - Google Patents
Method of manufacturing multilayer wiring boardInfo
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Abstract
Description
【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多層配線基板
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 multilayer wiring board suitable for a multilayer wiring board and a package for accommodating a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来技術】従来、配線基板、例えば、半導体素子を収
納するパッケージに使用される多層配線基板として、比
較的高密度の配線が可能な多層セラミック配線基板が多
用されている。この多層セラミック配線基板は、アルミ
ナやガラスセラミックなどの絶縁基板と、その表面に形
成されたWやMo、Cu、Ag等の金属からなる配線導
体とから構成されるもので、例えば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。2. Description of the Related Art Conventionally, a multilayer ceramic wiring board capable of relatively high-density wiring has been frequently used as a wiring board, for example, a multilayer wiring board used for a package for housing a semiconductor element. This multilayer ceramic wiring board is composed of an insulating substrate such as alumina or glass ceramic, and a wiring conductor formed on the surface thereof and made of a metal such as W, Mo, Cu, or Ag. A cavity is formed in a part, a semiconductor element is housed in the cavity, and the cavity is hermetically sealed by a lid.
【0003】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、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等の低
抵抗金属を用いることができ、焼成温度が1000℃以
下のいわゆるガラスセラミック配線基板が一層注目され
ている。In recent years, high-density packaging has been required for semiconductor element storage packages for mounting semiconductor elements such as ICs and LSIs, and for hybrid integrated circuit devices on which various electronic components are mounted. , Low resistance, small size and light weight are required, a low dielectric constant is obtained as compared with the alumina-based ceramic material, a low-resistance metal such as Cu can be used for the wiring circuit layer, and the firing temperature is 1000 A so-called glass ceramic wiring substrate having a temperature of less than or equal to ° C. has been receiving more attention.
【0004】このようなガラスセラミック配線基板にお
いて、配線回路層を形成したガラスセラミックグリーン
シートの両面に、該ガラスセラミックグリーンシートの
焼成温度では焼結しない無機組成物の層からなる拘束シ
ートを形成した後、同時焼成し、拘束シートとガラスセ
ラミックグリーンシートとが摩擦力によって拘束され、
ガラスセラミックグリーンシートの平面方向の焼成収縮
が抑制されることで、金属箔とガラスセラミックの同時
焼成を可能とする方法が特開平7−86743号公報で
提案されている。In such a glass-ceramic wiring board, a constraining sheet made of a layer of an inorganic composition which is not sintered at the firing temperature of the glass-ceramic green sheet is formed on both sides of the glass-ceramic green sheet on which the wiring circuit layer is formed. Then, simultaneous firing, restraint sheet and glass ceramic green sheet are restrained by frictional force,
Japanese Patent Laying-Open No. 7-86743 proposes a method that enables simultaneous firing of a metal foil and a glass ceramic by suppressing firing shrinkage in the planar direction of a glass ceramic green sheet.
【0005】また、配線回路層を形成したガラスセラミ
ックグリーンシートの両面に、ガラスセラミック絶縁基
板の焼成温度では結晶化しないガラスを積層して拘束シ
ートとし、焼成することにより、表面のガラス層が容易
に除去できることが特開平10−75060号公報に記
載されている。[0005] Further, glass that does not crystallize at the firing temperature of the glass ceramic insulating substrate is laminated on both sides of the glass ceramic green sheet on which the wiring circuit layer is formed to form a constrained sheet. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-75060 describes that it can be removed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7−86743号公報の方法では、摩擦力のみによって
ガラスセラミック絶縁基板を拘束し、収縮を抑制するた
め、グリーンシートの表面状態や、積層条件の影響を受
け易く、特に、近年、プリント基板等の外部回路基板と
の平均熱膨張係数差を小さくして実装信頼性を高める上
で注目されている熱膨張係数が8×10-6/℃〜15×
10-6/℃、特に9×10-6/℃〜15×10-6/℃の
ガラスセラミック配線基板の場合、摩擦力のみでは収縮
の拘束が困難になり、拘束シートがガラスセラミック絶
縁基板から剥離したり、反りや変形が発生するという問
題があった。However, according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-86743, the glass ceramic insulating substrate is restrained only by the frictional force and the shrinkage is suppressed. In particular, a thermal expansion coefficient of 8 × 10 −6 / ° C. or more, which has recently attracted attention in reducing the average thermal expansion coefficient difference from an external circuit board such as a printed circuit board to enhance mounting reliability, has been noted. 15x
In the case of a glass-ceramic wiring board of 10 −6 / ° C., especially 9 × 10 −6 / ° C. to 15 × 10 −6 / ° C., it becomes difficult to restrain shrinkage only by frictional force, and the restraining sheet is made of glass ceramic insulating substrate. There were problems such as peeling, warpage and deformation.
【0007】また、特開平10−75060号公報に記
載の方法では、ガラスを拘束シートとして用いてもグリ
ーンシートとの反応がなされず、十分な拘束力が発揮さ
れないという問題があった。Further, the method described in JP-A-10-75060 has a problem that even if glass is used as a restraining sheet, it does not react with the green sheet and does not exhibit sufficient restraining force.
【0008】従って、本発明は、反りや変形が無く、拘
束シートの平面方向の収縮を効果的に抑制できる多層配
線基板の製造方法を提供することを目的とする。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a multilayer wiring board which is free from warpage or deformation and can effectively suppress shrinkage of a restraint sheet in a planar direction.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、グリーンシー
トに含まれる酸化珪素粉末と拘束シートに含まれるフォ
ルステライトとを反応させてグリーンシートと拘束シー
トとを密着せしめることによって、グリーンシートの収
縮を効果的に抑制することができるという知見に基づく
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the shrinkage of the green sheet is caused by causing the silicon oxide powder contained in the green sheet to react with the forsterite contained in the restraint sheet to bring the green sheet and the restraint sheet into close contact. Can be effectively suppressed.
【0010】即ち、酸化珪素粉末を含むセラミック粉末
とガラス粉末とを含有するグリーンシート表面に配線回
路層を形成した後、該グリーンシートを複数積層して積
層体を形成する工程と、該積層体の少なくとも一方の表
面に、フォルステライトと非晶質成分とを含む拘束シー
トを積層して成形体を作製する工程と、該成形体を前記
配線回路層の融点以下の温度で焼成する工程と、表面の
拘束シートを除去する工程とからなることを特徴とする
ものである。That is, after forming a wiring circuit layer on the surface of a green sheet containing a ceramic powder containing a silicon oxide powder and a glass powder, a plurality of the green sheets are laminated to form a laminate. A step of laminating a constraining sheet containing forsterite and an amorphous component on at least one surface to form a molded body, and firing the molded body at a temperature equal to or lower than the melting point of the wiring circuit layer, Removing the restraint sheet on the surface.
【0011】特に、焼成時にセラミックグリーンシート
と拘束シートとの間にグリーンシートの酸化珪素と拘束
シートのフォルステライトとの反応物を形成することが
好ましい。さらに、前記反応物がエンスタタイト結晶相
であることが好ましい。これにより、拘束シートとグリ
ーンシートとの結合を強め、拘束シートがグリーンシー
トの収縮を十分に抑制することができる。In particular, it is preferable to form a reaction product between silicon oxide of the green sheet and forsterite of the constrained sheet between the ceramic green sheet and the constrained sheet during firing. Further, it is preferable that the reactant is an enstatite crystal phase. Accordingly, the binding between the restraint sheet and the green sheet is strengthened, and the restraint sheet can sufficiently suppress the shrinkage of the green sheet.
【0012】また、前記拘束シートが、さらにアルミナ
及び/又は酸化珪素を含むことが好ましい。アルミナ及
び酸化珪素を含有することにより、拘束シートの熱膨張
率を調整することができるとともに、アルミナはグリー
ンシートとの密着性を向上させる効果がある。また、酸
化珪素を加えることにより焼成時のガラスセラミック基
板との接着性をより高めることができる。It is preferable that the restraining sheet further contains alumina and / or silicon oxide. By containing alumina and silicon oxide, the coefficient of thermal expansion of the restraint sheet can be adjusted, and alumina has the effect of improving the adhesion to the green sheet. Further, by adding silicon oxide, the adhesiveness to the glass ceramic substrate during firing can be further improved.
【0013】さらに、前記拘束シートが、25〜99.
5体積%のフォルステライト、0〜40体積%の酸化珪
素、0〜60体積%のアルミナ及び0.5〜15体積%
の非晶質成分からなることが好ましい。この範囲に組成
を制御することにより、安定して平面方向の収縮を抑制
することが可能となる。[0013] Further, the restraining sheet is 25-99.
5% by volume forsterite, 0 to 40% by volume silicon oxide, 0 to 60% by volume alumina and 0.5 to 15% by volume
Of an amorphous component of By controlling the composition within this range, it is possible to stably suppress shrinkage in the planar direction.
【0014】さらにまた、前記拘束シート中に含まれる
非晶質成分の軟化点が、焼成温度以下であることが好ま
しい。この軟化点以上の焼成温度にすることにより、グ
リーンシートのガラス成分との密着性をさらに高めるこ
とができる。Further, it is preferable that the softening point of the amorphous component contained in the restraint sheet is lower than the firing temperature. By setting the firing temperature at or above this softening point, the adhesion of the green sheet to the glass component can be further increased.
【0015】また、前記グリーンシートと前記拘束シー
トとの40〜400℃における平均熱膨張係数差が3×
10-6/℃以下であることが好ましい。これにより、冷
却時の熱膨張差によるクラックの発生を抑制することが
できる。Further, the average thermal expansion coefficient difference between the green sheet and the restraint sheet at 40 to 400 ° C. is 3 ×
It is preferably at most 10 −6 / ° C. Thereby, generation of cracks due to a difference in thermal expansion during cooling can be suppressed.
【0016】さらに、前記拘束シートの焼成前における
粉末の充填率が相対密度で51〜63%であることが好
ましい。これにより、拘束シートによる拘束性が向上
し、ガラスセラミック絶縁基板の平面方向の収縮を効果
的に抑制することができる。Further, it is preferable that the filling rate of the powder before firing the constraining sheet is 51 to 63% in relative density. Thereby, the restraint by the restraint sheet is improved, and the shrinkage of the glass ceramic insulating substrate in the planar direction can be effectively suppressed.
【0017】さらにまた、前記配線回路層が金属箔から
なり、特にCu、Ag、Au、Ni、Pt、Pdから選
ばれる少なくとも1種からなることが好ましい。これ
は、電気抵抗が低く、ガラスセラミックとの同時焼成が
可能であるためである。Furthermore, it is preferable that the wiring circuit layer is made of a metal foil, and in particular, is made of at least one selected from Cu, Ag, Au, Ni, Pt, and Pd. This is because the electric resistance is low and simultaneous firing with glass ceramic is possible.
【0018】また、前記金属箔からなる配線回路層が前
記グリーンシート表面から内部へ埋設されてなることが
好ましい。これは、それぞれのグリーンシートを積層す
る際、層間における剥離を防止するためである。It is preferable that the wiring circuit layer made of the metal foil is buried from the surface of the green sheet to the inside. This is to prevent separation between layers when laminating the respective green sheets.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の多層配線基板の製
造方法について、図1の本発明の多層配線基板の製造方
法についての一例を示す工程図を基に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention will be described with reference to a process chart showing an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention in FIG.
【0020】まず、グリーンシートのための原料粉末と
してガラス粉末とセラミック粉末とを準備する。例え
ば、平均粒径0.5〜10μm、特に1〜5μmのガラ
ス粉末と平均粒径0.5〜10μm、特に平均粒径1〜
5μmのセラミック粉末とを準備する。First, glass powder and ceramic powder are prepared as raw material powders for the green sheet. For example, a glass powder having an average particle size of 0.5 to 10 μm, particularly 1 to 5 μm, and an average particle size of 0.5 to 10 μm, particularly 1 to 5 μm
Prepare a 5 μm ceramic powder.
【0021】ガラス粉末としては、少なくとも酸化珪素
(SiO2)成分と、Al2O3、B2O3、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種とを含有するガラス粉末、例えば、
SiO2−B2O3系、SiO2−B2O3−Al2O3−MO
系(但し、MはCa、Sr、Mg、BaまたはZnを示
す)等のホウケイ酸ガラス、アルカリ珪酸ガラス、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 powder, at least a silicon oxide (SiO 2 ) component, Al 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO, Pb
O, an alkaline earth metal oxide, a glass powder containing at least one of alkali metal oxides, for example,
SiO 2 -B 2 O 3 based, SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 -MO
Borosilicate glass, alkali silicate glass, Ba, and the like (where M represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn)
System glass, Pb system glass, Bi system glass and the like.
【0022】これらのガラスは焼成処理を行っても非晶
質ガラスのままであるもの、又は焼成処理によって、ア
ルカリ金属シリケート、クォーツ、クリストバライト、
コージェライト、ムライト、エンスタタイト、アノーサ
イト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ディオプサ
イド、イルメナイト、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 remain as amorphous glass even after firing, or are subjected to alkali metal silicate, quartz, cristobalite,
What precipitates at least one kind of crystal of cordierite, mullite, enstatite, anorthite, sergian, spinel, garnite, diopside, ilmenite, willemite, dolomite, petalite or a substituted derivative thereof is used.
【0023】また、セラミック粉末としては、少なくと
もクォーツ、クリストバライト等のSiO2粉末を含む
ことが重要であり、これに加えてアルミナ粉末、ジルコ
ニア粉末、ムライト粉末、フォルステライト粉末、エン
スタタイト粉末、スピネル粉末、マグネシア粉末の群か
ら選ばれる少なくとも1種が好適に用いられる。It is important that the ceramic powder contains at least SiO 2 powder such as quartz and cristobalite. In addition to this, alumina powder, zirconia powder, mullite powder, forsterite powder, enstatite powder, spinel powder And at least one selected from the group consisting of magnesia powder.
【0024】上記のガラス粉末とセラミック粉末とを、
例えば、ガラス粉末10〜90体積%、特に50〜80
体積%と、セラミック粉末10〜90体積%、特に20
〜50体積%の割合で混合する。その混合物に有機バイ
ンダー等を加えた後、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50〜50
0μmのグリーンシート1を作製する。The above glass powder and ceramic powder are
For example, 10 to 90% by volume of glass powder, especially 50 to 80%
% By volume and 10 to 90% by volume of ceramic powder, in particular 20
Mix at a rate of 5050% by volume. After adding an organic binder or the like to the mixture, the mixture is formed into a sheet by a doctor blade method, a rolling method, a pressing method, or the like, and has a thickness of about 50 to 50.
A green sheet 1 of 0 μm is prepared.
【0025】次に、このグリーンシート1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80〜2
00μmの貫通孔を形成し、その内部に導体ペーストを
充填してビアホール導体2を、図1(a)のように形成
する。Next, the green sheet 1 has a diameter of 80 to 2 by laser, micro drill, punching or the like.
A via hole conductor 2 is formed as shown in FIG. 1A by forming a through hole of 00 μm and filling the inside with a conductive paste.
【0026】この導体ペーストは、Cu、Ag等の金属
成分と、それ以外にアクリル樹脂などからなる有機バイ
ンダー、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、グリーンシートの焼成収縮挙動に合わ
せるために所定量のセラミック粉末とを混合して形成さ
れる。This conductor paste is used to match the metal components such as Cu and Ag, an organic binder such as an acrylic resin, an organic solvent such as toluene, isopropyl alcohol and acetone, and the firing shrinkage behavior of the green sheet. It is formed by mixing a fixed amount of ceramic powder.
【0027】この有機バインダーは金属とセラミック成
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。またセラミック粉末(酸化珪素、アルミナ、ガラス
等)は金属成分100重量部に対して6〜40重量部添
加されることがグリーンシートの焼成収縮挙動に合わせ
る点で望ましい。The organic binder is mixed at a ratio of 0.5 to 15.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal and the ceramic component, and 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. It is desirable to be done. In addition, it is desirable to add 6 to 40 parts by weight of the ceramic powder (silicon oxide, alumina, glass, etc.) to 100 parts by weight of the metal component from the viewpoint of matching the firing shrinkage behavior of the green sheet.
【0028】次に、このグリーンシート1の表面に、配
線回路層3を形成する。配線回路層3としては、上述の
ビアホール導体2を形成するための金属導体粉末を含有
する導体ペーストを用いて印刷法等により形成すること
もできるが、特に配線回路層3の幅が75μm以下、特
に50μm以下、かつ配線回路層3のピッチが150μ
m以下、特に100μm以下の微細配線化する上では、
金属箔を使用することが望ましい。金属箔としては、特
に純度99重量%以上のCu、Ag、Au、Ni、P
t、Pdの群から選ばれる少なくとも1種の高純度金属
からなることが望ましい。Next, a wiring circuit layer 3 is formed on the surface of the green sheet 1. The wiring circuit layer 3 can be formed by a printing method or the like using a conductor paste containing a metal conductor powder for forming the via-hole conductor 2 described above, but in particular, the width of the wiring circuit layer 3 is 75 μm or less, In particular, 50 μm or less, and the pitch of the wiring circuit layer 3 is 150 μm.
m or less, especially 100 μm or less,
It is desirable to use metal foil. Examples of the metal foil include Cu, Ag, Au, Ni, and P having a purity of 99% by weight or more.
It is desirable that the material be made of at least one high-purity metal selected from the group consisting of t and Pd.
【0029】このような金属箔からなる配線回路層3
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等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ため、
転写法にて形成することが望ましい。The wiring circuit layer 3 made of such a metal foil
It is known that a method of forming a desired circuit by a method such as a well-known photo-etching method after bonding a metal foil to a surface of a green sheet is known. However, such a method involves altering the green sheet by an etching solution. ,
It is desirable to form by a transfer method.
【0030】転写法による配線回路層3の形成方法とし
ては、まず、高分子材料からなる転写フィルム5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う方法が好
適である。As a method of forming the wiring circuit layer 3 by the transfer method, first, a high-purity metal conductor, particularly a metal foil, is bonded onto a transfer film 5 made of a polymer material, and a mirror image resist is formed on the surface of the metal conductor. Is preferably applied in the form of a circuit pattern, followed by etching and resist removal.
【0031】そして、図1(b)に示すように、鏡像の
配線回路層3を形成した転写フィルム5を前記ビアホー
ル導体2が形成されたグリーンシート1の表面に位置合
わせして積層圧着した後、転写フィルム5を剥がすこと
により、ビアホール導体2を接続した配線回路層3を具
備する一単位のグリーンシート1を形成することができ
る。Then, as shown in FIG. 1B, after the transfer film 5 on which the wiring circuit layer 3 of the mirror image is formed is aligned with the surface of the green sheet 1 on which the via-hole conductor 2 is formed and laminated and pressed. By peeling off the transfer film 5, one unit of the green sheet 1 including the wiring circuit layer 3 to which the via-hole conductor 2 is connected can be formed.
【0032】なお、上記転写フィルム5をグリーンシー
ト1表面に積層圧着する場合、例えば50〜80℃、加
圧圧力10〜20MPaにて熱圧着することによって配
線回路層(金属箔)3をグリーンシート1表面から内部
へ強制的に埋設することが望ましく、これによって、グ
リーンシート1を焼成したガラスセラミック絶縁基板1
0と配線回路層(金属箔)3との熱膨張差、および後述
の拘束シート8と配線回路層3との熱膨張差に起因する
界面での剥離やクラックの発生を防止することができ
る。また、金属箔からなる剛性の高い配線回路層3の厚
みによって、配線回路層3端部における拘束シート8と
グリーンシート1との界面に隙間が発生し、その部分に
おける拘束シート8とグリーンシート1との接着力が低
下してしまう結果、焼成時に配線回路層3の端部が剥が
れることを防止できる。When the transfer film 5 is laminated and pressure-bonded to the surface of the green sheet 1, for example, the wiring circuit layer (metal foil) 3 is thermally pressed at 50 to 80 ° C. under a pressure of 10 to 20 MPa to form the wiring circuit layer (metal foil) 3 on the green sheet. It is desirable to buried the green sheet 1 from the surface into the inside of the substrate.
It is possible to prevent the occurrence of peeling or cracking at the interface due to the difference in thermal expansion between 0 and the wiring circuit layer (metal foil) 3 and the difference in thermal expansion between the constraint sheet 8 and the wiring circuit layer 3 described below. Also, due to the thickness of the highly rigid wiring circuit layer 3 made of a metal foil, a gap is generated at the interface between the constraint sheet 8 and the green sheet 1 at the end of the wiring circuit layer 3, and the constraint sheet 8 and the green sheet 1 at that portion are formed. As a result, the end of the wiring circuit layer 3 can be prevented from peeling off during firing.
【0033】また、配線回路層3として、高周波信号を
伝送するためのグランド層等、グリーンシート表面の面
積に対する配線回路層の面積比率が50%以上を占める
配線回路層6を図1(c)のように形成する場合、特に
配線回路層6の主成分金属の熱膨張係数が例えば16〜
17×10-6/℃と高い場合には、配線回路層6とガラ
スセラミック絶縁基板10および拘束シート8との平均
熱膨張係数差に起因する剥離やクラックを防止するため
に、上述した導体ペーストを用いて印刷法により形成す
ることが望ましい。As the wiring circuit layer 3, a wiring circuit layer 6 occupying 50% or more of the area of the green sheet surface, such as a ground layer for transmitting a high-frequency signal, is shown in FIG. In particular, the thermal expansion coefficient of the main component metal of the wiring circuit layer 6 is, for example, 16 to
When the temperature is as high as 17 × 10 −6 / ° C., the above-described conductor paste is used to prevent peeling and cracking due to a difference in average thermal expansion coefficient between the wiring circuit layer 6 and the glass ceramic insulating substrate 10 and the restraining sheet 8. It is desirable to form by a printing method by using.
【0034】その後、同様にして得られた複数のグリー
ンシート1a〜1dを積層圧着して積層体を形成する。
グリーンシート1の積層には、積み重ねられたグリーン
シート1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 1a to 1d obtained in the same manner are laminated and pressed to form a laminate.
For laminating the green sheets 1, a method of applying heat and pressure to the stacked green sheets 1 to perform thermocompression bonding, a method of applying an adhesive made of an organic binder, a plasticizer, a solvent, or the like between the sheets and performing thermocompression bonding, etc. Can be adopted.
【0035】また、次に、拘束シート8のための原料粉
末を準備する。例えば、平均粒径0.5〜10μm、特
に1〜5μmのガラス粉末と、平均粒径0.5〜10μ
m、特に平均粒径1〜5μmのフォルステライト粉末
と、所望により平均粒径0.5〜10μm、特に平均粒
径1〜5μmのアルミナ粉末及び/又は平均粒径0.5
〜10μm、特に平均粒径1〜5μmの酸化珪素粉末と
を準備する。Next, a raw material powder for the restraint sheet 8 is prepared. For example, a glass powder having an average particle size of 0.5 to 10 μm, particularly 1 to 5 μm, and an average particle size of 0.5 to 10 μm
m, especially a forsterite powder having an average particle size of 1 to 5 μm, and optionally an alumina powder having an average particle size of 0.5 to 10 μm, especially an average particle size of 1 to 5 μm and / or an average particle size of 0.5.
A silicon oxide powder having an average particle size of 1 to 5 μm is prepared.
【0036】ガラス粉末としては、少なくとも酸化珪素
(SiO2)成分を含み、Al2O3、B2O3、ZnO、
PbO、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種を含有したものであって、例え
ば、SiO2−B2O3系、SiO2−B2O3−Al2O3−
MO系(但し、MはCa、Sr、Mg、BaまたはZn
を示す)等のホウケイ酸ガラス、アルカリ珪酸ガラス、
Ba系ガラス、Pb系ガラス、Bi系ガラス等が挙げら
れる。このガラス粉末は、グリーンシート1中に含まれ
るガラス粉末と異なるものであっても良いが、グリーン
シート1中のガラスの拡散を防止するうえでは同一のガ
ラスを用いることが望ましい。The glass powder contains at least a silicon oxide (SiO 2 ) component, and includes Al 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO,
It contains at least one of PbO, alkaline earth metal oxides and alkali metal oxides, for example, SiO 2 —B 2 O 3 , SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 −
MO type (where M is Ca, Sr, Mg, Ba or Zn
Borosilicate glass, alkali silicate glass, etc.
Ba-based glass, Pb-based glass, Bi-based glass, and the like can be given. This glass powder may be different from the glass powder contained in the green sheet 1, but it is desirable to use the same glass in order to prevent the glass in the green sheet 1 from diffusing.
【0037】これらの混合物に有機バインダー等を加え
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50〜500μmのグリー
ンシート1を作製する。After adding an organic binder or the like to the mixture, the mixture is formed into a sheet by a doctor blade method, a rolling method, a pressing method, or the like, to produce a green sheet 1 having a thickness of about 50 to 500 μm.
【0038】本発明によれば、図1(d)に示す拘束シ
ート8がフォルステライト25〜99.5体積%と、非
晶質成分0.5〜15体積%、SiO2が0〜40体積
%、Al2O3が0〜60体積%からなることが好まし
い。このような組成範囲にすることにより、より安定し
た平面方向の収縮抑制という効果が得られ、図1(e)
のガラスセラミック絶縁基板10が得られる。According to the present invention, the constraining sheet 8 shown in FIG. 1D is composed of 25 to 99.5% by volume of forsterite, 0.5 to 15% by volume of an amorphous component, and 0 to 40% by volume of SiO 2. %, And Al 2 O 3 is preferably 0 to 60% by volume. By setting such a composition range, the effect of more stably suppressing shrinkage in the planar direction can be obtained, and FIG.
Is obtained.
【0039】また、組成を調整して、グリーンシート1
を焼成したガラスセラミック絶縁基板10と拘束シート
8との40〜400℃における平均熱膨張係数差(以
下、単に平均熱膨張係数差と略す。)を3×10-6/℃
以下、特に2×10-6/℃以下、さらには1×10-6/
℃以下にすることが好ましく、これによって焼成後の冷
却時にガラスセラミック絶縁基板10の拘束シート8接
着面付近に発生するクラックや剥離、またはガラスセラ
ミック絶縁基板10内に発生するクラックを防止するこ
とができる。The composition of the green sheet 1 was adjusted.
The average thermal expansion coefficient difference (hereinafter simply referred to as the average thermal expansion coefficient difference) between 40 ° C. and 400 ° C. between the glass ceramic insulating substrate 10 and the restraint sheet 8 obtained by baking the above is 3 × 10 −6 / ° C.
Or less, especially 2 × 10 −6 / ° C. or less, further 1 × 10 −6 / ° C.
° C or less, and thereby, it is possible to prevent cracks or peeling occurring near the bonding surface of the constraining sheet 8 of the glass ceramic insulating substrate 10 during cooling after firing, or cracks occurring in the glass ceramic insulating substrate 10. it can.
【0040】特に、酸化珪素及びアルミナの添加量の調
整によって拘束シートの熱膨張率を8〜15×10-6/
℃の範囲に制御し、グリーンシートとの熱膨張率との整
合を容易に図ることができる。In particular, the thermal expansion coefficient of the constraining sheet is adjusted to 8 to 15 × 10 −6 / by adjusting the addition amounts of silicon oxide and alumina.
The temperature can be controlled in the range of ° C. to easily match the coefficient of thermal expansion with the green sheet.
【0041】さらに、拘束シート8の焼成前における粉
末の充填率は、相対密度で表し、51〜63%とするこ
とが好ましい。相対密度を高めることにより、生の段階
の拘束シート8とグリーンシート積層体間の密着性が向
上するため、ガラスセラミック絶縁基板10の平面方向
の収縮を効果的に抑制することができる。Further, the filling rate of the powder before baking the constraining sheet 8 is represented by a relative density and is preferably 51 to 63%. By increasing the relative density, the adhesion between the constrained sheet 8 and the green sheet laminate in the raw stage is improved, so that the shrinkage of the glass ceramic insulating substrate 10 in the plane direction can be effectively suppressed.
【0042】次に、拘束シート8をグリーンシート1a
〜1dの積層体の少なくとも一方の面に加圧積層して積
層体を作製する。これにより、焼成時にグリーンシート
が平面方向に収縮するのを抑制することができる。収縮
を効果的に抑制するため、拘束シートは、焼成温度で難
焼結性のセラミック材料を主成分とするグリーンシート
1a〜1dの積層体の両面に積層することが好ましい。Next, the restraining sheet 8 is replaced with the green sheet 1a.
To 1d are laminated under pressure on at least one surface of the laminate to produce a laminate. Thereby, it is possible to suppress the green sheet from shrinking in the plane direction during firing. In order to effectively suppress shrinkage, it is preferable that the constraining sheet be laminated on both surfaces of the laminate of the green sheets 1a to 1d whose main component is a ceramic material that is difficult to sinter at the firing temperature.
【0043】なお、本発明においてガラスセラミック絶
縁基板10としては、プリント基板等の外部回路基板と
の平均熱膨張係数差を小さくして実装信頼性を高める上
で、ガラスセラミック絶縁基板10の熱膨張係数が8×
10-6/℃以上、特に9〜15×10-6/℃であること
が望ましい。In the present invention, as the glass ceramic insulating substrate 10, the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating substrate 10 is reduced in order to reduce the average thermal expansion coefficient difference from an external circuit substrate such as a printed circuit board and improve the mounting reliability. The coefficient is 8 ×
It is preferably at least 10 −6 / ° C., particularly preferably 9 to 15 × 10 −6 / ° C.
【0044】また、ガラスセラミック絶縁基板10の表
面(主平面)における焼成収縮を小さくする点では、拘
束シート8の熱膨張係数がガラスセラミック絶縁基板1
0の熱膨張係数以下であることが望ましく、ガラスセラ
ミック絶縁基板10内に熱膨張差に伴う引張り応力を残
存させない点では、拘束シート8の熱膨張係数がガラス
セラミック絶縁基板10の熱膨張係数以上であることが
望ましい。特に、拘束シート8の熱膨張係数がガラスセ
ラミック絶縁基板10の熱膨張係数以下であることが望
ましい。In order to reduce the firing shrinkage on the surface (principal plane) of the glass ceramic insulating substrate 10, the thermal expansion coefficient of the restraining sheet 8 is limited to the glass ceramic insulating substrate 1.
It is desirable that the thermal expansion coefficient of the constraining sheet 8 is not less than the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating substrate 10 in that the tensile stress due to the difference in thermal expansion does not remain in the glass ceramic insulating substrate 10. It is desirable that In particular, it is desirable that the thermal expansion coefficient of the constraining sheet 8 be equal to or less than the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating substrate 10.
【0045】この拘束シート8は、難焼結性セラミック
材料を主体とし、ガラスを0.5〜15重量%添加した
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、
具体的には平均粒径0.5〜10μm、特に1〜5μm
のAl2O3、SiO2、フォルステライト(Mg2SiO
4)の粉末が挙げられる。フォルステライトはグリーン
シート中のSiO2粉末と反応して密着性を高めるため
に拘束シート8に25〜99.5体積%含まれることが
重要で、特に40〜70体積%、さらには45〜65体
積%含まれることが好ましい。The constraining sheet 8 is made of a non-sinterable ceramic material as a main component, and is formed into a sheet-like slurry by adding an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. to an inorganic component containing 0.5 to 15% by weight of glass. Obtained by molding. The non-sinterable ceramic material is specifically composed of a ceramic composition that does not densify at a temperature of 1000 ° C. or less,
Specifically, the average particle size is 0.5 to 10 μm, particularly 1 to 5 μm
Al 2 O 3 , SiO 2 , forsterite (Mg 2 SiO
4 ) powder. It is important that the forsterite is contained in the constraining sheet 8 in an amount of 25 to 99.5% by volume in order to increase the adhesion by reacting with the SiO 2 powder in the green sheet. Preferably, it is contained by volume.
【0046】また、有機バインダー、可塑剤及び溶剤と
してはガラスセラミックからなるグリーンシートを形成
するものと同じ材料、具体的にはアクリル系バインダ
ー、DBP等の可塑剤、IPA、アセトン、トルエン等
の溶剤等が好適に使用できる。As the organic binder, plasticizer and solvent, the same materials as those used to form the green sheet made of glass ceramic, specifically, an acrylic binder, a plasticizer such as DBP, and a solvent such as IPA, acetone and toluene are used. Etc. can be suitably used.
【0047】本発明によれば、この拘束シート8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。これは非晶質成分が0.
5体積%よりも少ないと、拘束シート8によるグリーン
シート1の焼成収縮の拘束力が小さく、また焼成工程で
グリーンシート1からのガラス成分が拘束シート8側に
毛細管現象によって拡散、移動してしまう結果、焼結後
のガラスセラミック絶縁基板10の表面にボイドが多数
発生するためである。また、非晶質成分が15体積%よ
り多いと、拘束シート8自身の焼結が開始し焼結によっ
て収縮してしまう結果、グリーンシート1の収縮を抑制
することが困難となるとともに、焼結後、拘束シート8
をガラスセラミック絶縁基板10から除去することが困
難となるためである。拘束シート8の好適なガラス量は
1〜12体積%、最も好適な範囲は3〜10体積%であ
る。According to the present invention, it is important that the constraining sheet 8 contains a glass component, that is, an amorphous component in an amount of 0.5 to 15% by volume. This is because the amorphous component is 0.
If the content is less than 5% by volume, the restraining force of the shrinkage of the green sheet 1 by the restraining sheet 8 is small, and the glass component from the green sheet 1 diffuses and moves toward the restraining sheet 8 by the capillary phenomenon in the firing step. As a result, many voids are generated on the surface of the glass ceramic insulating substrate 10 after sintering. If the amorphous component is more than 15% by volume, sintering of the restraining sheet 8 itself starts and shrinks due to sintering. As a result, it becomes difficult to suppress shrinkage of the green sheet 1 and sintering occurs. After, restraint sheet 8
Is difficult to remove from the glass ceramic insulating substrate 10. The preferred glass amount of the restraining sheet 8 is 1 to 12% by volume, and the most preferred range is 3 to 10% by volume.
【0048】また、拘束シート8中に含まれるガラス成
分としては、グリーンシート1からの有機成分を容易に
除去するため、およびガラスセラミック絶縁基板10と
拘束シート8との接着性を高める上で、軟化点がグリー
ンシート1a〜1dの積層体の焼成温度以下で、かつ拘
束シート8中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8中のガラスの軟
化点は450〜1100℃程度であることが好ましい。
さらに、上記ガラスは0.5〜10μmの粉末であるこ
とが望ましい。As the glass component contained in the restraining sheet 8, in order to easily remove the organic component from the green sheet 1 and to enhance the adhesion between the glass ceramic insulating substrate 10 and the restraining sheet 8, It is desirable that the softening point be equal to or lower than the firing temperature of the laminate of the green sheets 1a to 1d and higher than the decomposition and volatilization temperature of the organic component in the constraining sheet 8. Specifically, the softening point of the glass in the constraint sheet 8 is preferably about 450 to 1100 ° C.
Further, the glass is desirably a powder of 0.5 to 10 μm.
【0049】グリーンシート1a〜1dの積層体に積層
される拘束シート8の厚さは、拘束力を高めるとともに
有機成分の揮散を容易にしかつガラスセラミック絶縁基
板10からの拘束シート8の除去性を考慮すれば、グリ
ーンシート1a〜1dの積層体の厚さに対して10〜2
00%、特に30〜150%、さらには50〜100%
であることがよい。なお、上記拘束シート8の厚さは、
一方の表面に積層される拘束シート8の厚みを指す。The thickness of the constraining sheet 8 laminated on the laminate of the green sheets 1a to 1d increases the constraining force, facilitates the volatilization of organic components, and improves the removability of the constraining sheet 8 from the glass ceramic insulating substrate 10. Considering the thickness of the laminate of the green sheets 1a to 1d,
00%, especially 30-150%, even 50-100%
It is good to be. The thickness of the restraint sheet 8 is
It indicates the thickness of the constraint sheet 8 laminated on one surface.
【0050】次に、上記積層体を100〜850℃、特
に400〜750℃の酸化性または弱酸化性雰囲気中で
加熱処理してグリーンシート1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
℃の酸化性または非酸化性雰囲気中で同時焼成する。ま
た、配線回路層としてCu導体等の熱処理によって酸化
しない導体を用いる場合、焼成雰囲気は非酸化性雰囲気
で行う必要があり、配線回路層としてAg導体等の熱処
理によって酸化しない導体を用いる場合、焼成雰囲気は
大気中等の酸化性雰囲気で行うことができる。Next, the laminate was heated in an oxidizing or weakly oxidizing atmosphere at 100 to 850 ° C., particularly 400 to 750 ° C., to decompose and remove organic components in the green sheet 1 and the via-hole conductor paste. Later, 800-1100
Co-firing in an oxidizing or non-oxidizing atmosphere at ℃. When a conductor that is not oxidized by heat treatment such as a Cu conductor is used as the wiring circuit layer, the firing must be performed in a non-oxidizing atmosphere. When a conductor that is not oxidized by the heat treatment such as an Ag conductor is used as the wiring circuit layer, firing is performed. The atmosphere can be performed in an oxidizing atmosphere such as the air.
【0051】なお、この焼成における焼成後の冷却速度
が早すぎると、絶縁基板10と配線回路層3、拘束シー
ト8の温度差および熱膨張差によってクラックが発生す
るために、冷却速度は400℃/hr以下であることが
望ましい。If the cooling rate after the firing in this firing is too fast, cracks occur due to the temperature difference and the thermal expansion difference between the insulating substrate 10, the wiring circuit layer 3, and the restraint sheet 8, so that the cooling rate is 400 ° C. / Hr or less.
【0052】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.
【0053】その後、所望により、拘束シート8を超音
波洗浄、研磨、ウォータージェット、ケミカルブラス
ト、ドライブラスト、ウェットブラスト等で除去するこ
とによって本発明の多層配線基板Aを作製することがで
きる。Thereafter, if desired, the constraining sheet 8 is removed by ultrasonic cleaning, polishing, water jet, chemical blast, drive blast, wet blast or the like, whereby the multilayer wiring board A of the present invention can be manufactured.
【0054】上記方法によって得られる多層配線基板A
は、焼成時の収縮が拘束シート8によって厚さ方向だけ
に抑えられているので、その積層体面内の収縮を、例え
ば、積層体が矩形形状の場合には、一辺の長さの収縮率
が0.5%以下に抑えることが可能となり、しかもグリ
ーンシート1は拘束シート8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8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。The multilayer wiring board A obtained by the above method
Since the shrinkage during firing is suppressed only in the thickness direction by the constraint sheet 8, the shrinkage in the plane of the laminate is reduced, for example, when the laminate has a rectangular shape, the contraction rate of the length of one side is reduced. 0.5% or less, and since the green sheet 1 is uniformly and securely bonded over the entire surface by the restraining sheet 8, warpage or deformation due to partial peeling of the restraining sheet 8 or the like is prevented. Can be prevented.
【0055】そして、焼成時にグリーンシート1と拘束
シート8との間に、グリーンシート1に含まれる酸化珪
素と、拘束シート8に含まれるフォルステライトとが反
応し、反応物を形成することが好ましく、特にこの反応
物がエンスタタイト結晶相であることが好ましい。この
ように、グリーンシート1と拘束シート8との間にエン
スタタイト等の反応物を形成することにより、グリーン
シート1と拘束シート8間の結合力を強めることがで
き、グリーンシートの面方向の収縮を拘束シートが効率
的に抑制し、収縮率0も可能となる。It is preferable that the silicon oxide contained in the green sheet 1 and the forsterite contained in the constrained sheet 8 react between the green sheet 1 and the constrained sheet 8 during firing to form a reactant. It is particularly preferred that this reaction product is in the enstatite crystal phase. As described above, by forming a reactant such as enstatite between the green sheet 1 and the restraining sheet 8, the bonding force between the green sheet 1 and the restraining sheet 8 can be increased, and the surface direction of the green sheet can be enhanced. The contraction sheet efficiently suppresses shrinkage, and a shrinkage ratio of 0 is also possible.
【0056】従って、本発明を用いると、表面及び/又
は内部に配線回路層が形成されてなるガラスセラミック
スと、該ガラスセラミックスの少なくとも主面に設けら
れたフォルステライトを含有する拘束シートと、該拘束
シートと前記ガラスセラミックスの間に形成されたエン
スタタイト結晶相等の反応層とを具備する焼結体が得ら
れ、拘束シートと反応物とを除去することにより多層配
線基板を作製することができる。Therefore, according to the present invention, a glass ceramic having a wiring circuit layer formed on the surface and / or inside thereof, a constraining sheet containing forsterite provided on at least the main surface of the glass ceramic, and A sintered body including a constraining sheet and a reaction layer such as an enstatite crystal phase formed between the glass ceramics is obtained, and a multilayer wiring board can be manufactured by removing the constraining sheet and a reactant. .
【0057】例えば、図2に示すように、絶縁基板10
は、厚み50〜250μmの複数のガラスセラミック絶
縁層10a〜10dを積層してなる積層体から構成さ
れ、その絶縁層10a〜10d間および絶縁基板10表
面には、厚みが9〜18μm程度の高純度金属箔からな
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10a〜10dの厚み方向を貫くよ
うに形成された直径が80〜200μmのビアホール導
体2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等の電子部品Bが実装
搭載される。For example, as shown in FIG.
Is composed of a laminated body formed by laminating a plurality of glass ceramic insulating layers 10a to 10d having a thickness of 50 to 250 μm, and a high thickness of about 9 to 18 μm is formed between the insulating layers 10a to 10d and on the surface of the insulating substrate 10. A wiring circuit layer 3 made of a pure metal foil is adhered and formed. Further, a via-hole conductor 2 having a diameter of 80 to 200 μm is formed so as to penetrate through the thickness direction of each of the glass ceramic insulating layers 10 a to 10 d, thereby connecting the wiring circuit layers 3 to achieve a predetermined circuit. Is formed. An electronic component B such as a semiconductor element is mounted and mounted on the surface of the wiring circuit layer 3.
【0058】また、図2において、表面の配線回路層3
は、ICチップなどの各種電子部品B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、電子部品B
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、多層配
線基板A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。In FIG. 2, the wiring circuit layer 3 on the surface
Are used as pads for mounting various electronic components B such as IC chips, as conductive films for shielding, and as terminal electrodes for connection to external circuits.
Are bonded 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 multilayer wiring board A as necessary.
【0059】さらに、図2においては、絶縁層10a〜
10dの内部に上述した導体ペーストを印刷して形成さ
れたグランド層をなす配線回路層3が形成されている。Further, in FIG. 2, the insulating layers 10a to 10a
A wiring circuit layer 3 serving as a ground layer formed by printing the above-described conductor paste is formed inside 10d.
【0060】[0060]
【実施例】まず、表1に示すガラスとセラミックスとを
秤量し、これ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混合、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50
0μmのグリーンシートを作製した。なお、表1には上
記グリーンシートを後述する焼成条件(窒素中、950
℃にて1時間)焼成することによって得られるガラスセ
ラミックスの40〜400℃における熱膨張係数を示し
た。EXAMPLES First, glass and ceramics shown in Table 1 were weighed, and an acrylic resin was used as a binder, DBP (dibutyl phthalate) was used as a plasticizer, and toluene and isopropyl alcohol were used as a solvent. And a thickness of 50 by the doctor blade method.
A 0 μm green sheet was produced. Table 1 shows the firing conditions of the green sheet described below (in nitrogen, 950
C. for 1 hour) shows the coefficient of thermal expansion of glass ceramics obtained by firing at 40 to 400 ° C.
【0061】次に、平均粒径が5μmのCu粉末、Au
粉末、Ni粉末、Pt粉末、Pd粉末及びAg粉末に対
して、フィラー成分としてSiO2粉末を8重量%と、
これら無機成分に対して有機バインダーとしてアクリル
樹脂を2重量部と、溶媒としてアセトンを75重量部と
の比率で添加混練し、ペースト状のビアホール導体用ペ
ーストを作製した。そして、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上記ビアホ
ール用ペーストを充填した。Next, Cu powder having an average particle size of 5 μm, Au
8 wt% of SiO 2 powder as a filler component with respect to the powder, Ni powder, Pt powder, Pd powder and Ag powder,
To these inorganic components, 2 parts by weight of an acrylic resin as an organic binder and 75 parts by weight of acetone as a solvent were added and kneaded to prepare a paste-like via-hole conductor paste. Then, a via hole was formed at a predetermined position of the green sheet, and the via hole paste was filled in the via hole.
【0062】一方、高分子フィルムに、純度99.5%
以上の表1に示す金属箔を接着し、エッチングを行って
配線回路層を形成し、転写シートを作製した。配線幅は
50μm、配線層ピッチ100μmとした。On the other hand, the polymer film has a purity of 99.5%
The metal foils shown in Table 1 above were adhered and etched to form a wiring circuit layer, thereby producing a transfer sheet. The wiring width was 50 μm, and the wiring layer pitch was 100 μm.
【0063】そして、上記転写シートの配線回路層形成
表面に上記グリーンシート形成用として用いた有機物成
分からなる接着剤をスクリーン印刷によって塗布した
後、ビアホールが形成されたグリーンシートにビアホー
ルの位置にあわせながら転写シートを積層し、60℃、
15MPaで熱圧着して配線回路層をグリーンシート表
面から内部へ埋設した。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した。また、これら任意の一
単位のグリーンシートを5枚積層し、積層体を形成し
た。Then, an adhesive composed of the organic component used for forming the green sheet is applied to the surface of the transfer sheet on which the wiring circuit layer is formed by screen printing, and then the via sheet is aligned with the position of the via hole on the green sheet where the via hole is formed. While laminating the transfer sheet, 60 ℃,
The wiring circuit layer was embedded from the surface of the green sheet to the inside by thermocompression bonding at 15 MPa. Thereafter, the transfer sheet was peeled off to form a unit wiring layer having a wiring circuit layer to which the via-hole conductor was connected. Also, five sheets of any one of these green sheets were laminated to form a laminate.
【0064】他方、平均粒径2μmのフォルステライト
粉末と平均粒径5μmのガラス粉末及び所望により平均
粒径3μmのSiO2粉末及びAl2O3のうち少なくと
も1種を表1の組成になるように混合し、厚さ250μ
mの拘束シートを作製した。この拘束シートの充填率
は、寸法及び重量から密度を算出し、この密度を理論密
度で割り、相対密度を算出し、これを充填率とした。On the other hand, at least one of a forsterite powder having an average particle diameter of 2 μm, a glass powder having an average particle diameter of 5 μm, and, if desired, at least one of SiO 2 powder and Al 2 O 3 having an average particle diameter of 3 μm has the composition shown in Table 1. Mixed, thickness 250μ
m restraint sheet was produced. The filling rate of the restraint sheet was calculated from the size and weight, the density was divided by the theoretical density, the relative density was calculated, and this was defined as the filling rate.
【0065】なおシート作製時の有機バインダー、可塑
剤、溶媒等はグリーンシートと同じ配合量とし、後述す
る焼成後における40〜400℃での平均熱膨張係数を
表1に示した。この拘束シートをグリーンシート積層体
の両面に60℃、20MPaで加圧積層して積層体を得
た。The organic binder, plasticizer, solvent and the like used in the preparation of the sheet were the same as those of the green sheet, and the average thermal expansion coefficient at 40 to 400 ° C. after firing described later is shown in Table 1. This constrained sheet was laminated under pressure at 60 ° C. and 20 MPa on both sides of the green sheet laminate to obtain a laminate.
【0066】次いで、この積層体を、Al2O3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、水蒸気含有窒素雰囲気中、700℃に加熱し、
さらに窒素雰囲気中で焼成した。焼成温度を表1に示し
た。なお、焼成後の冷却速度は300℃/hrとした。
その後、拘束シートをブラスト処理によって除去し、多
層配線基板を作製した。Next, this laminate was placed on an Al 2 O 3 setter and heated to 700 ° C. in a steam-containing nitrogen atmosphere to decompose and remove organic components such as an organic binder.
Further, firing was performed in a nitrogen atmosphere. The firing temperatures are shown in Table 1. The cooling rate after firing was 300 ° C./hr.
After that, the constraining sheet was removed by blasting to produce a multilayer wiring board.
【0067】得られた多層配線基板について、外観観察
を行い、変形、クラックの有無を確認した。また、この
多層配線基板を用いて配線回路層の導通抵抗の評価を行
った。評価については、銅箔からなる配線回路層(幅5
0μm)の両端にて配線抵抗をテスターにて測定し、こ
の配線回路層の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)、銅
配線の長さを顕微鏡を用いて測定し、得られた配線回路
層の形状から比抵抗を算出した。The appearance of the obtained multilayer wiring board was observed, and the presence or absence of deformation and cracks was confirmed. The conduction resistance of the wiring circuit layer was evaluated using this multilayer wiring board. For evaluation, a wiring circuit layer made of copper foil (width 5
0 μm), the wiring resistance was measured with a tester, the cross section of the wiring circuit layer was measured using a scanning electron microscope (SEM), and the length of the copper wiring was measured using a microscope. The specific resistance was calculated from the shape.
【0068】更に、ガラスセラミック絶縁基板の焼成に
よる収縮率を、絶縁基板の焼成前後の一辺の長さを測定
して(l1、l2)、収縮率((l1−l2)/l1×10
0%)を算出した。結果を表1に示した。Further, the shrinkage rate of the glass ceramic insulating substrate due to firing was measured by measuring the length of one side before and after firing of the insulating substrate (l 1 , l 2 ), and the shrinking rate ((l 1 -l 2 ) / l 1 x 10
0%) was calculated. The results are shown in Table 1.
【0069】[0069]
【表1】 [Table 1]
【0070】本発明の試料No.2〜5、7〜13及び
15〜26は、クラックや剥離が発生せず、変形も無
く、ガラスセラミック絶縁基板の収縮率が0.5%以
下、配線回路層2.2μΩ・cm以下の優れた特性を有
するものであった。Sample No. of the present invention Nos. 2 to 5, 7 to 13 and 15 to 26 have no cracks or peeling, no deformation, a shrinkage ratio of the glass ceramic insulating substrate of 0.5% or less, and a wiring circuit layer of 2.2 μΩ · cm or less. It had the characteristic which was.
【0071】一方、グリーンシートに酸化珪素粉末をセ
ラミック粉末に含まない試料No.1及び拘束シートに
フォルステライトを含まない本発明の範囲外の試料N
o.6は、クラックが発生し、配線は断線した。On the other hand, the sample No. 1 in which the silicon oxide powder was not included in the ceramic powder in the green sheet was used. No. 1 and sample N which does not include forsterite in the restraining sheet and is outside the scope of the present invention
o. In No. 6, a crack occurred and the wiring was disconnected.
【0072】また、拘束シートに非晶質成分を含まない
本発明の範囲外の試料No.14は、拘束力が弱いため
剥離が発生した。Further, Sample No. which does not contain an amorphous component in the restraining sheet and is out of the range of the present invention. In No. 14, peeling occurred because the binding force was weak.
【0073】[0073]
【発明の効果】本発明によれば、グリーンシートに酸化
珪素粉末を、拘束シートにフォルステライトを含ませる
ことによって、拘束シートによるガラスセラミック絶縁
基板の平面方向の収縮を効果的に抑制することができ
る。According to the present invention, the shrinkage of the glass-ceramic insulating substrate in the plane direction due to the restraint sheet can be effectively suppressed by including the silicon oxide powder in the green sheet and the forsterite in the restraint sheet. it can.
【図1】本発明の多層配線基板の製造方法を説明するた
めの工程図である。FIG. 1 is a process chart for explaining a method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention.
【図2】本発明の多層配線基板の製造方法によって得ら
れる多層配線基板の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a multilayer wiring board obtained by a method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention.
1・・・グリーンシート 2・・・ビアホール導体 3、6・・・配線回路層 5・・・転写フィルム 8・・・拘束シート 10・・・ガラスセラミック絶縁基板 A・・・多層配線基板 B・・・電子部品 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Green sheet 2 ... Via-hole conductor 3, 6 ... Wiring circuit layer 5 ... Transfer film 8 ... Restriction sheet 10 ... Glass ceramic insulating substrate A ... Multilayer wiring board B. ..Electronic components
Claims (11)
ック粉末とを含有するグリーンシート表面に配線回路層
を形成した後、該グリーンシートを複数積層して積層体
を形成する工程と、該積層体の少なくとも一方の表面
に、フォルステライトと非晶質成分とを含む拘束シート
を積層して成形体を作製する工程と、該成形体を前記配
線回路層の融点以下の温度で焼成する工程と、表面の拘
束シートを除去する工程とからなることを特徴とする多
層配線基板の製造方法。1. A step of forming a wiring circuit layer on the surface of a green sheet containing glass powder and ceramic powder containing silicon oxide powder, and then laminating a plurality of the green sheets to form a laminate. A step of laminating a constraining sheet containing forsterite and an amorphous component on at least one surface of the body to form a molded body, and firing the molded body at a temperature equal to or lower than the melting point of the wiring circuit layer. Removing the constraining sheet on the surface.
間にグリーンシートの酸化珪素と拘束シートのフォルス
テライトとの反応物を形成することを特徴とする請求項
1記載の多層配線基板の製造方法。2. A method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein a reaction product of silicon oxide of the green sheet and forsterite of the restraint sheet is formed between the green sheet and the restraint sheet during firing. .
ことを特徴とする請求項2記載の多層配線基板の製造方
法。3. The method according to claim 2, wherein the reactant is an enstatite crystal phase.
又は酸化珪素を含むことを特徴とする請求項1乃至3の
いずれかに記載の多層配線基板の製造方法。4. The constraining sheet further comprises alumina and / or
4. The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1, further comprising silicon oxide.
のフォルステライト、0〜40体積%の酸化珪素、0〜
60体積%のアルミナ及び0.5〜15体積%の非晶質
成分からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
かに記載の多層配線基板の製造方法。5. The restraint sheet according to claim 5, wherein the content is 25 to 99.5% by volume.
Forsterite, 0-40 volume% silicon oxide, 0
5. The method according to claim 1, comprising 60% by volume of alumina and 0.5% to 15% by volume of an amorphous component.
軟化点が、焼成温度以下であることを特徴とする請求項
1乃至5のうちいずれかに記載の多層配線基板の製造方
法。6. The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein the softening point of the amorphous component contained in the constraining sheet is equal to or lower than a firing temperature.
ートとの40〜400℃における平均熱膨張係数差が3
×10-6/℃以下であることを特徴とする請求項1乃至
6のうちいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。7. An average thermal expansion coefficient difference between the green sheet after firing and the constrained sheet at 40 to 400 ° C.
The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the temperature is not higher than 10-6 / C.
填率が相対密度で51〜63%であることを特徴とする
請求項1乃至7のうちいずれかに記載の多層配線基板の
製造方法。8. The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein a filling rate of the powder before firing the restraining sheet is 51 to 63% in relative density.
徴とする請求項1乃至8のうちいずれかに記載の多層配
線基板の製造方法。9. The method according to claim 1, wherein said wiring circuit layer is made of a metal foil.
Pt、Pdから選ばれる少なくとも1種からなることを
特徴とする請求項9記載の多層配線基板の製造方法。10. The method according to claim 1, wherein the metal foil is made of Cu, Ag, Au, Ni,
The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 9, comprising at least one selected from Pt and Pd.
リーンシート表面から内部へ埋設されてなることを特徴
とする請求項9または10記載の多層配線基板の製造方
法。11. The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 9, wherein the wiring circuit layer made of the metal foil is buried inside from the surface of the green sheet.
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