JP2002198660A

JP2002198660A - 回路基板及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002198660A
Application number: JP2000396719A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Oda; 勉小田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】多層回路基板への半導体部品の搭載において、
半導体部品からの発熱をサーマルビアホールなどの熱伝
導部材に効率良く伝導させて放熱させることができ、か
つ基板の反りも抑制した回路基板及びその製造方法を提
供する。【解決手段】絶縁基板１の内部に、該絶縁基板１の厚み
を貫くサーマルビアホール８を複数配置した回路基板１
０である。そして、サーマルビアホール８はＡｇを主成
分とし、そのペーストは、平均粒径が５μｍ以上である
Ａｇ粉末と、平均粒径が１μｍ以下であるＡｇ粉末を含
有するものを用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種の電子機器・電
子装置等の電子回路モジュール等における回路基板とし
て用いられる回路基板及びその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種の電子機器や電子装置等に対
して小型化・薄型化・高機能化等の要求が高まってお
り、それに伴って、それら機器や装置の電子回路モジュ
ールに用いられる回路基板にも、小型化・薄型化・高密
度化ならびに高速信号処理に対応した高機能化が強く要
求されている。

【０００３】そのような回路基板には、一般にアルミナ
等のセラミック材料を主成分とする回路基板が用いられ
ており、回路基板のより一層の小型化・高密度化を進め
るために、ＩＣ（集積回路）等の半導体部品を基板上に
直接搭載して実装するチップオンボード（ＣＯＢ）技術
を採用した回路基板が多用されるようになってきた。

【０００４】一方、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等を主成分と
したセラミック材料は、１４００〜１６５０℃程度の高
温で焼成しなければならないことから、回路基板の内部
に配線パターンを形成するには、高融点金属であるタン
グステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）を用いなければな
らかった。ところが、これら高融点金属は比抵抗が高い
ために、それらを使用した配線パターンでは高速信号処
理を行う電子回路を構成できないという問題点があっ
た。

【０００５】これに対して、ガラスフリットにアルミナ
等の無機フィラーを添加したガラス−セラミック材料か
ら成る、８５０〜１０５０℃で焼成可能な低温焼成回路
基板が提案され、実用化されている。この低温焼成回路
基板では、内部配線パターンの形成には金（Ａｕ）系・
銀（Ａｇ）系・銅（Ｃｕ）系等の低融点で比抵抗の小さ
い金属材料を用いることができ、それにより高速信号処
理を行なう回路基板を実現できることから、民生機器分
野での実用化を図るべく、小型化・高密度化・低コスト
化に向けての開発が進められている。

【０００６】そして、回路基板に搭載される半導体部品
の発熱量が、素子の小型化・高密度化・高電力化に伴っ
て増大したため、半導体部品搭載部の直下の回路基板内
部に、その熱を伝導して放熱を促進するための熱伝導を
目的としたビアホール、すなわちサーマルビアホールを
多数設けることにより、半導体部品の熱的破壊や信頼性
劣化の防止が図られてきた。

【０００７】従来、基板の表裏両面に貫通するサーマル
ビアホールを用いた回路基板が、実開平３−３８６５３
号、実開平３−９６０７５号、特開昭６４−１３７７８
号、特開昭５０−１５５９７３号公報などに開示されて
いる。

【０００８】特に、実開平３−９６０７５号、特開昭５
０−１５５９７３号公報では、回路基板の構造が積層体
基板であり、サーマルビアホールは、積層体基板を構成
する各絶縁層に形成されていた。即ち、回路基板の表面
に、半導体部品を実装するとともに、このＩＣチップの
実装領域に、積層回路基板の厚みを貫く複数のサーマル
ビアホールが形成されていた。

【０００９】上記ガラス−セラミックスを用いた製品の
サーマルビアホールの材料には、安価で導電性に優れて
いることから、Ａｇが用いられてきた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、Ａｇ系サーマ
ルビアホールの放熱性向上を図ろうとする場合、従来
は、単位面積当たりのサーマルビアホールの形成密度を
高めてきたが、形成密度の増加に伴う製造コストの増
大、機械的な強度の劣化などの問題点が生じてきて、さ
らなる放熱性向上に限界が生じてきた。

【００１１】そこで、サーマルビアホールの熱伝導率を
高めるため、導電性ペーストの焼結性を向上させる方法
が考えられる。一般には、導電性ペースト中のＡｇ粒子
の粒径を小さくすると、Ａｇ系導体の焼結性は向上す
る。しかしこのとき、粒成長が進み、収縮率が大きくな
るため、焼成後のサーマルビア中の粒子内部に空隙が多
く存在することになる。このことから、実際には熱伝導
性は低下してしまう。また、Ａｇ系導体が先行して焼結
反応し、サーマルビアホールに応力が発生して、その後
の基体材料の焼結時の基体の挙動が、既に焼結されたサ
ーマルビアホールの形状に規制されることにより、基板
の反りが大きくなるという問題もあった。

【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みて本発明者が
鋭意研究を進めた結果完成したものであり、その目的
は、回路基板への半導体部品の搭載において、半導体部
品からの発熱をサーマルビアホールなどの熱伝導部材に
効率良く伝導させて放熱させることができる回路基板及
びその製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
回路基板は、Ａｇを主成分とするサーマルビアホールの
熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とす
るものである。

【００１４】本発明の請求項２記載の回路基板は、Ａｇ
を主成分とするサーマルビアホールの断面の空隙率が３
０％以下であることを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項３に記載した回路基板の製造
方法は、絶縁基板となるグリーンシートに貫通孔を複数
形成し、該貫通孔に導体ペーストを充?するとともに、
前記グリーンシートと導体ペーストとを焼成処理して絶
縁基板に複数のサーマルビアホールを設けた回路基板の
製造方法において、前記導体ペーストは、Ａｇを主成分
とし、且つ平均粒径が５μｍ以上であるＡｇ粉末と、平
均粒径が１μｍ以下であるＡｇ粉末を含有することを特
徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の回路基板及びその
製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明にかかる回路基板１０の一実
施形態を示す半導体部品搭載部近傍の断面図である。こ
れらの図において、１は複数の誘電体層１ａ〜１ｅが積
層されて成る絶縁基板であり、その表面には半導体部品
５がその一部に搭載される搭載部導体４１が、また搭載
部導体４１と対向する裏面には裏面導体４２が形成され
ている。なお、図１においては、半導体部品５を搭載す
るためのキャビティ７をセラミック層１ｃの上面に形成
した例を示しているが、このキャビティ７は必ずしも必
要とするものではなく、搭載部導体４１を絶縁基板１の
最上層の誘電体層１ａの表面に設けて半導体部品５を絶
縁基板１の最表面に搭載するようにしたものであっても
よい。

【００１８】絶縁基板１は、ガラス−セラミック材料か
ら成る誘電体層１ａ〜１ｅと、誘電体層１ａ〜１ｅの各
層間に、所定回路網を達成したり、容量成分を発生する
ための内部配線導体２が配置されている。

【００１９】また、誘電体層１ａ〜１ｅには、その層の
厚み方向を貫くビアホール導体３、サーマルビアホール
８が形成されている。

【００２０】さらに、誘電体層１ａ〜１ｅを積層した絶
縁基板１の表面には、表面配線導体４が形成されてい
る。

【００２１】誘電体層１ａ〜１ｅは、例えば８５０〜１
０５０℃前後の比較的低い温度で焼成可能にするガラス
ーセラミック材料からなる。具体的なセラミック材料と
しては、クリストバライト、石英、コランダム（αアル
ミナ）、ムライト、コージェライトなどの絶縁セラミッ
ク材料、ＢａＴｉＯ₃、Ｐｂ₄Ｆｅ₂Ｎｂ₂Ｏ₁₂、ＴｉＯ ₂
などの誘電体セラミック材料、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、
Ｍｎ−Ｚｎフェライト（広義の意味でセラミックとい
う）などの磁性体セラミック材料などが挙げられる。な
お、その平均粒径１．０〜６．０μｍ、好ましくは１．
５〜４．０μｍに粉砕したものを用いる。また、セラミ
ック材料は２種以上混合して用いられてもよい。特に、
コランダムを用いた場合、コスト的に有利となる。

【００２２】また具体的には、ガラス成分のフリット
は、焼成処理することによってコージェライト、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
換誘導体の結晶や、スピネル構造の結晶相を析出するも
のであればよく、例えば、Ｂ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＺｎＯ、アルカリ土類酸化物を含むガラスフリッ
トが挙げられる。このようなガラスフリットは、ガラス
化範囲が広く、また屈伏点が６００〜８００℃付近とな
っている。

【００２３】この誘電体層１ａ〜１ｅの厚みは、例えば
１００〜３００μｍ程度である。

【００２４】内部配線導体２、ビアホール導体３、サー
マルビアホール８は、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−Ｐｄ、
Ａｇ−ＰｔなどのＡｇ合金）を主成分とする導体膜（導
体）からなり、内部配線導体２の厚みは８〜１５μｍ程
度である。また、ビアホール導体３、サーマルビアホー
ル８の直径は任意な値とすることができるが、大径化し
て低抵抗化するために、８０〜３５０μｍとしている。

【００２５】なお、誘電体層１ａ〜１ｅ内のガラス成分
と概略同一のガラス成分とは、誘電体層１ａ〜１ｅに含
有されるガラス成分と全く同じ成分か、組成比率を若干
変更したもの、特性改善のために添加物を加えたもの、
基本特性（熱特性）を大きく変化させない程度で組成を
変更・削除したものであってもよい。

【００２６】表面配線導体４は、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａ
ｇ−Ｐｄ、Ａｇ−ＰｔなどのＡｇ合金）を主成分とする
導体膜から成り、主に絶縁基板１の表面で所定回路配線
を構成するとともに、半田を介して接合される電子部品
６の接続パッドとなったり、また、厚膜抵抗膜、厚膜コ
ンデンサ素子の端子電極となる。特に、内部配線導体２
との接続において、表面配線導体４は、誘電体層１ａか
ら露出するビアホール導体３と接続する。

【００２７】ここで、表面配線導体４用のＡｇ系導電性
ペーストは、ロジウム粉末を各金属成分に対して０．０
５〜１．０ｗｔ％、酸化マンガンを各金属粉末に対して
１〜３ｗｔ％添加している。

【００２８】表面配線導体４のロジウムの添加量を０．
０５〜１．０ｗｔ％とする理由は、導電率を高くし、且
つ絶縁基板１との収縮挙動差を小さくすること、また、
焼結後のＡｇの粒径を１０μｍ以下に制御し、導体表面
が微細な窪みを形成して、メッキ皮膜の密着性を高くす
ることである。ロジウムが０．０５ｗｔ％未満の場合、
焼結後のＡｇの粒径が大きくなり、絶縁基板１との収縮
挙動差が大きくなり、反り、メッキ皮膜の密着不足とな
る。一方、ロジウムの添加量が１ｗｔ％を超えると、焼
結不足により、メッキ処を施す際の酸やアルカリ等の処
理液浸透による密着劣化、導電率の低下となる。

【００２９】また、表面配線導体４に酸化マンガンを１
〜３ｗｔ％添加する理由は、絶縁基板１との界面に十分
な結晶構造を形成して接着強度を向上することであり、
該結晶構造は、メッキ処を施す際の酸やアルカリ等の処
理液に対する耐性が優れているため、接着強度の劣化も
少ない。酸化マンガンの添加量が１ｗｔ％未満の場合、
十分な結晶構造を作れなくなり、表面配線導体４と絶縁
基板１の接着強度が低下する。一方、３ｗｔ％を超える
と、表面配線導体４の導電率が低下する。

【００３０】サーマルビアホール８は、搭載部導体４１
の半導体部品５が搭載された一部から半導体部品５の搭
載位置の外周領域にわたり、絶縁基板１を貫通して、搭
載部導体４１と裏面導体４２とを接続するように、半導
体部品５から発生する熱を裏面導体４２に伝導すべく複
数個配設されている。これら複数個のサーマルビアホー
ル８は、搭載される半導体部品５の寸法や発熱量・絶縁
基板１の加工精度などに応じて、最も効率よく放熱に寄
与するように、例えば格子状や千鳥状など、所定の位置
精度を有して配設される。これら複数個のサーマルビア
ホール８により裏面導体４２に伝導された熱は、この回
路基板１０が実装されるマザーボードや放熱フィン等に
伝えられて放熱される。

【００３１】そして、本発明の回路基板１０において
は、サーマルビアホール８を形成するために用いる導電
性ペーストは、Ａｇを主成分とし、且つ平均粒径が５μ
ｍ以上であるＡｇ粉末と、平均粒径が１μｍ以下である
Ａｇ粉末を含んでいる。

【００３２】また、サーマルビアホール８はその熱伝導
率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。

【００３３】また、サーマルビアホール８の断面の空隙
率が３０％以下である。

【００３４】そして、半導体部品５の各電極と搭載部導
体層や導体パターン等の回路パターン配線とはＡｌまた
はＡｕのワイヤボンディング５１などにより電気的に接
続され、さらに必要に応じてモールド樹脂などにより半
導体部品５を樹脂封止して、所望の電子回路モジュール
が得られる。

【００３５】さらに、電子部品６は、電子装置やトラン
ジスタなどが例示でき、表面配線導体４に半田を介して
接続されている。

【００３６】以上の各実施形態における各構成要素につ
き、回路基板１０の製造方法に従って説明する。

【００３７】まず、積層体１の誘電体層１ａ〜１ｅとな
る大型のグリーンシート、内部配線導体２、ビアホール
導体３、サーマルビアホール８を形成するための例えば
Ａｇ系の導電性ペースト、表面配線導体４を形成するた
めの例えばＡｕ系、Ａｇ系の導電性ペーストを用意す
る。

【００３８】グリーンシートは、回路基板１０となる複
数の回路基板領域を有しており、ガラス−セラミック材
料から成っている。例えば、セラミック粉末、低融点ガ
ラス成分のフリット、有機バインダ、有機溶剤を均質混
練したスラリーを、ドクターブレード法によって所定厚
みにテープ成型して、所定大きさに切断してシートを作
成する。

【００３９】上述のセラミック材料とガラス材料との構
成比率は、８５０〜１０５０℃の比較的低温で焼成する
ために、セラミック材料が１０〜６０ｗｔ％、好ましく
は３０〜５０ｗｔ％であり、ガラス材料が９０〜４０ｗ
ｔ％、好ましくは７０〜５０ｗｔ％である。

【００４０】有機バインダは、固形分（セラミック粉
末、低融点ガラス成分のフリット）との濡れ性も重視す
る必要があり、比較的低温で且つ短時間の焼成工程で焼
失できるように熱分解性に優れたものが好ましく、アク
リル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキ
シル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和
化合物が好ましい。

【００４１】溶剤として、有機系溶剤、水系溶剤を用い
ることができる。例えば、有機溶剤の場合には、２，
２，４−トリメチル−１，３−ペンタジオールモノイソ
ベンチートなどが用いられ、水系溶剤の場合には、水溶
性である必要があり、モノマー及びバインダには、親水
性の官能基、例えばカルボキシル基が付加されている。

【００４２】その付加量は酸価で表せば２〜３００であ
り、好ましくは５〜１００である。付加量が少ない場合
は水への溶解性、固定成分の粉末の分散性が悪くなり、
多い場合は熱分解性が悪くなるため、付加量は、水への
溶解性、分散性、熱分解性を考慮して、上述の範囲で適
宜付加される。

【００４３】次に、誘電体層１ａ〜１ｅとなるグリーン
シートの各回路基板領域に、ビアホール導体３、サーマ
ルビアホール８となる貫通穴をパンチングによって形成
する。同時に、該貫通穴にビアホール導体３、サーマル
ビアホール８となる導体をＡｇ系導電性ペーストの印刷
・充填によって形成するとともに、特に、誘電体層１ｂ
〜１ｅとなるグリーンシート上には、内部配線導体２と
なる導体膜を、Ａｇ系導電性ペーストの印刷・乾燥によ
って形成する。また、誘電体層１ａとなるグリーンシー
ト上には、表面配線導体４となる導体膜を、Ａｇ系導電
性ペーストの印刷・乾燥によって形成する。

【００４４】ここで、ビアホール導体３、サーマルビア
ホール８、内部配線導体膜２のＡｇ系導電性ペースト
は、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ合金）粉
末、ホウ珪酸系低融点ガラスフリット、エチルセルロー
スなどの有機バインダー、溶剤を均質混合したものが用
いられる。その他に、ビアホール導体３、サーマルビア
ホール８は、Ａｇ系粉末、β石英、誘電体層１ａ〜１ｅ
を構成するガラス成分と概略同一のガラス成分が挙げら
れる。

【００４５】また、表面配線導体４のＡｇ系導電性ペー
ストは、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ合
金）粉末、Ｐｔ粉末、低融点ガラスフリット、有機バイ
ンダー、溶剤を均質混合したものが用いられる。

【００４６】次に、各回路基板領域にビアホール導体
３、サーマルビアホール８となる導体、内部配線導体２
となる導体膜が形成された誘電体層１ｂ〜１ｅとなるグ
リーンシート、表面配線導体４となる導体膜が形成され
た誘電体層１ａとなるグリーンシートを、積層順に応じ
て積層し、例えば６０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧着等で一体化
して大型積層体を形成する。

【００４７】次に、未焼成状態の大型積層体に、各回路
基板領域を区画するように分割溝を形成する。

【００４８】次に、未焼成状態の大型積層体を、酸化性
雰囲気または大気雰囲気中で同時焼成処理する。なお、
この焼成工程は、脱バインダ過程と焼結過程からなる。

【００４９】脱バインダ過程は、誘電体層１ａ〜１ｅと
なるグリーンシート、内部配線導体２となる導体膜、ビ
アホール導体３、サーマルビアホール８となる導体、表
面配線導体４となる導体膜に含まれる有機成分を焼失さ
せるためのものであり、例えば５００〜６００℃の温度
領域で行われる。

【００５０】また、焼結過程は、ガラス−セラミックの
グリーンシートのガラス成分を結晶化させると同時にセ
ラミック粉末の粒界に均一に分散させ、積層体に一定強
度を与え、内部配線導体２となる導体膜、ビアホール導
体３、サーマルビアホール８となる導体、表面配線導体
４となる導体膜の導電材料の金属粉末、Ａｇ粉末を粒成
長させ、低抵抗化させて、誘電体層１ａ〜１ｅと一体化
させるものである。これは、ピーク温度８５０〜１０５
０℃に達するまでに行われる。

【００５１】ここで、ガラス−セラミック材料が焼結反
応（焼結収縮）を開始する温度（約６００℃）よりも低
い温度（例えば５５０℃）で、導電材料の金属粉末が
（焼結収縮）を開始することになる。

【００５２】これにより、各回路基板領域の内部に内部
配線導体２、ビアホール導体３、サーマルビアホール８
が形成され、且つ表面に表面配線導体膜４が形成された
大型回路基板が達成されることになる。

【００５３】次に、表面配線導体４に接続する厚膜抵抗
素子、各種電子部品６を半田などで接合・実装を行う。

【００５４】最後に、各回路基板を区画する分割溝に沿
って分割処理を行う。これにより、大型回路基板から
は、図１に示す複数の回路基板１０が抽出されることに
なる。

【００５５】かくして、本発明の回路基板１０は、絶縁
基板１の内部に、該絶縁基板１の厚みを貫く方向に複数
のサーマルビアホール８が配置されている。そして、サ
ーマルビアホール８を形成するために用いる導電性ペー
ストは、Ａｇを主成分とし、平均粒径が５μｍ以上であ
るＡｇ粉末（以下、第１のＡｇ粉末という）と、平均粒
径が１μｍ以下であるＡｇ粉末（以下、第２のＡｇ粉末
という）を含んでいる。すなわち、第１のＡｇ粉末は、
平均粒径が５μｍ以上と大きいため、Ａｇの異常粒成長
を抑制し、Ａｇの粒子内の空隙が小さくなる。またサー
マルビアホール８の焼結反応をガラス−セラミック材料
の焼結反応と同時程度に遅らせる働きがあり、その結
果、サーマルビアホール８と絶縁基板１の収縮挙動差が
小さくなるため、基板の反りを防止することができる。
一方、第２のＡｇ粉末は、第１のＡｇ粉末の隙間に入
り、第１のＡｇ粉末の粒界の空隙を小さくする働きがあ
る。これらのことから、第１のＡｇ粉末と第２のＡｇ粉
末を混合することにより、緻密なサーマルビアホール８
を形成することができる。

【００５６】また、第１のＡｇ粉末と第２のＡｇ粉末の
混合比は６０：４０〜８０：２０の範囲にあることが望
ましい。さらに、第１のＡｇ粉末の粒径が８〜１２μ
ｍ、第２のＡｇ粉末の粒径が０．５〜１μｍの範囲にあ
ることが好ましい。

【００５７】また、サーマルビアホール８の熱伝導率が
１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるため、半導体部品５から発
生する熱は補助配線基板自体による放熱はもとより、複
数個の熱伝導部材によっても効率良く伝導させて配線基
板の裏面から放熱させることが可能となり、優れた放熱
効果を得ることができる。その結果、半導体部品５の温
度上昇やそれによる悪影響を所望通りに抑制することが
でき、半導体部品５ならびに回路本来の性能を十分発揮
させ、電子回路モジュールとしての機能を十分に維持で
きる高信頼性の回路基板を提供することができる。

【００５８】また、サーマルビアホール８の断面の空隙
率が３０％以下であるため、サーマルビアホール８の熱
伝導率の低下を防ぐことができる。なお、空隙率５％未
満では、サーマルビア導体と表面配線導体間に、表面配
線導体に由来するガラスフリットの濃縮部が形成され易
くなり、場合によっては電気的導通が遮断される。この
ため、空隙率の下限は５％以上であることが望ましい。

【００５９】なお、本発明は以上の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変更・改良を加えることは何ら差し支えない。

【００６０】例えば、熱伝導部材としてのサーマルビア
ホール８の形状を円形の他にも四角形や楕円形等の種々
の形状としてもよく、板状のものとしてもよい。

【００６１】また、回路基板の表面に、表面配線導体を
保護するためのオーバーコートガラスを形成してもよ
い。オーバーコートガラスは、絶縁基板に含まれるセラ
ミック粉末、低融点ガラスフリットを含有する。

【００６２】

【実施例】次に本発明について、実施例に基づき、更に
詳細に説明する。

【００６３】本発明者は、上記製造方法により、回路基
板１０を作製した。なお、誘電体層１ａ〜１ｅは１００
μｍ×５層、内部配線導体２及び表面配線導体４の厚み
は１０μｍとなるようにした。

【００６４】試料番号１〜４は、第１のＡｇ粉末と第２
のＡｇ粉末の混合比を７０：３０、第２のＡｇ粉末の平
均粒径を１μｍとし、第１のＡｇ粉末の平均粒径を３〜
１５μｍに変化させた。

【００６５】試料番号５〜６は、第１のＡｇ粉末と第２
のＡｇ粉末の混合比を７０：３０、第１のＡｇ粉末の平
均粒径を５μｍとし、第２のＡｇ粉末の平均粒径を０．
５〜２μｍに変化させた。

【００６６】試料番号７〜８は、第１のＡｇ粉末の平均
粒径を５μｍ、第２のＡｇ粉末の平均粒径を１μｍと
し、第１のＡｇ粉末と第２のＡｇ粉末の混合比を８０：
２０〜６０：４０に変化させた。

【００６７】試料番号９〜１０は、第１のＡｇ粉末の平
均粒径を５〜１０μｍとし、第２のＡｇ粉末を添加しな
かった。

【００６８】このようにして得られた回路基板１０のサ
ーマルビアホール８の空隙率、反り、熱伝導率を測定、
評価した。その結果を表１に示す。

【００６９】

【表１】

【００７０】なお、焼成後のサーマルビアホール８の空
隙率は、サーマルビアホール８を研磨し、ＳＥＭ像を写
真撮影し、サーマルビアホール８全体の面積に対する空
隙の面積を測定し算出した。

【００７１】反りの測定方法は、サーマルビアホール８
形成領域の焼成後の寸法が４ｍｍ角となるようにし、回
路基板両面のサーマルビアホール８領域にて、最低高さ
を示す部分と、最高高さを示す部分との高さの差を接触
膜厚計のプローブを当てることによって測定し、２０μ
ｍ未満のものを良品、２０μｍ以上のものを不良品とし
た。

【００７２】熱伝導率は、半導体部品５の温度に敏感な
パラメーターの温度依存データから、動作時のチップ温
度を算出して熱抵抗を計算するＴＳＰ法（Ｔｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅＳｅｎｓｉｔｉｖｅＰａｒａｍｅｔｅｒ
Ｍｅｔｈｏｄ）により行い、１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の
ものを良品、１５０Ｗ／ｍ・Ｋ未満のものを不良品とし
た。

【００７３】表１に示すように、第１のＡｇ粉の平均粒
径が５μｍ以上であり、第２のＡｇ粉の平均粒径が１μ
ｍ以下である場合（試料Ｎｏ．１〜３、５、７〜８）
は、サーマルビアホール８の熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・
Ｋ以上、断面の空隙率が３０％以下となり、またサーマ
ルビアホール８領域の反りが２０μｍ未満になった。な
お、第１のＡｇ粉末と第２のＡｇ粉末の混合比を８０：
２０〜６０：４０に変化させても（試料番号７〜８）、
目標をクリアすることができた。

【００７４】これに対し、第１のＡｇ粉の平均粒径が３
μｍである場合（試料Ｎｏ．４）は、サーマルビアホー
ル８の熱伝導率が１３０Ｗ／ｍ・Ｋ、断面の空隙率が３
８％、サーマルビアホール８領域の反りが３０μｍにな
った。

【００７５】また、第２のＡｇ粉の平均粒径が２μｍで
ある場合（試料Ｎｏ．６）は、サーマルビアホール８の
熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋになった。

【００７６】また、第１のＡｇ粉の平均粒径が３μｍで
あり、第２のＡｇ粉を添加しなかった場合（試料Ｎｏ．
９）は、サーマルビアホール８熱伝導率が１２０Ｗ／ｍ
・Ｋ、断面の空隙率が３５％になった。

【００７７】また、第１のＡｇ粉の平均粒径が１μｍで
あり、第２のＡｇ粉を添加しなかった場合（試料Ｎｏ．
１０）は、サーマルビアホール８の断面の空隙率が４０
％、サーマルビアホール８領域の反りが４０μｍになっ
た。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、本発明の回路基板及びそ
の製造方法によれば、サーマルビアホールを形成するた
めに用いる導電性ペーストは、Ａｇを主成分とし、且つ
平均粒径が５μｍ以上であるＡｇ粉末と、平均粒径が１
μｍ以下であるＡｇ粉末を含有するため、半導体部品か
らの発熱をそれら複数個の熱伝導部材により効率良く伝
導させて放熱させることができるようになり、半導体部
品の温度上昇を所望通りに抑制することができて半導体
部品本来の性能を十分発揮させ、電子回路モジュールと
しての機能を十分に維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる回路基板の一実施形態を示す断
面図である。

【符号の説明】

１０回路基板１絶縁基板１ａ〜１ｅガラス−セラミック層２内部配線導体３ビアホール導体４表面配線導体４１搭載部導体４２裏面導体５半導体部品５１ワイヤボンディング６電子部品７キャビティ８サーマルビアホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 1/02 Ｈ０１Ｌ 23/12 ＪＤＦターム(参考） 5E338 AA02 AA03 AA18 BB05 BB13 BB25 BB71 CC01 CC08 CD11 EE02 5E346 AA02 AA04 AA12 AA13 AA15 AA29 AA32 AA33 AA36 AA43 BB20 CC18 CC21 CC38 CC39 CC40 EE22 EE25 EE29 FF01 FF18 FF27 FF45 GG04 GG06 GG28 HH17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板の内部に、該絶縁基板の厚みを
貫く、Ａｇを主成分とするサーマルビアホールを複数配
置した回路基板であって、前記サーマルビアホールの熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ
以上であることを特徴とする回路基板。
【請求項２】絶縁基板の内部に、該絶縁基板の厚みを
貫く、Ａｇを主成分とするサーマルビアホールを複数配
置した回路基板であって、前記サーマルビアホールの断面の空隙率が３０％以下で
あることを特徴とする回路基板。
【請求項３】絶縁基板となるグリーンシートに貫通孔
を複数形成し、該貫通孔に導体ペーストを充?するとと
もに、前記グリーンシートと導体ペーストとを焼成処理
して絶縁基板に複数のサーマルビアホールを設けた回路
基板の製造方法において、前記導体ペーストは、Ａｇを主成分とし、且つ平均粒径
が５μｍ以上であるＡｇ粉末と、平均粒径が１μｍ以下
であるＡｇ粉末を含有することを特徴とする回路基板の
製造方法。