JP2002290039A - Method of manufacturing ceramic multilayer board - Google Patents

Method of manufacturing ceramic multilayer board

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JP2002290039A JP2001086026A JP2001086026A JP2002290039A JP 2002290039 A JP2002290039 A JP 2002290039A JP 2001086026 A JP2001086026 A JP 2001086026A JP 2001086026 A JP2001086026 A JP 2001086026A JP 2002290039 A JP2002290039 A JP 2002290039A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic multilayer board manufacturing method which is capable of easily reducing a change or a variation in the size of a ceramic multilayer board after baking and keeping it high in characteristics and reliability. SOLUTION: This manufacturing method comprises a first process of forming a first slip which contains a first insulating inorganic material and photo-curing resin, and a second slip which contains a second insulating inorganic material whose burning shrinkage starting temperature is higher than that of the first insulating inorganic material by 20 deg.C or above and photo-curing resin; a second process of applying the second slip on a support board 9 and forming it into a second insulating layer molded body 10a by drying; a third process of curing the second insulating layer molded body 10a by light exposure; and a fourth process of applying the first slip on the second insulating layer molded body 10a, forming it into a first insulating layer molded body 10b by drying, and curing the first insulating layer molded body 10b by light exposure. Furthermore, the second to fourth process are repeatedly carried out to form first insulating layer molded bodies 10b to 10g and second insulating layer molded bodies 10a to 10h, and an additional process of separating the laminated molded body from the support board 9 and burning the laminated molded body is included.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック多層基
板の製法に関し、特に、通信機器や電子機器等に高周波
用途の部品として搭載されるセラミック多層基板の製法
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 multilayer substrate, and more particularly to a method for manufacturing a ceramic multilayer substrate to be mounted as a component for high frequency use in communication equipment and electronic equipment.

【0002】[0002]

【従来技術】セラミック多層基板の製法としては、従
来、グリーンシート積層方式が主流であった。これは内
部配線となるパターンやビアホール導体となる導電部材
が形成された複数のセラミックグリーンシートを複数積
層圧着して作製した積層成形体を一括焼成し、基板を得
る方法である。
2. Description of the Related Art As a method of manufacturing a ceramic multilayer substrate, a green sheet lamination method has conventionally been the mainstream. This is a method of obtaining a substrate by batch-baking a laminated molded body produced by laminating and pressing a plurality of ceramic green sheets on which a pattern serving as an internal wiring and a conductive member serving as a via-hole conductor are formed.

【0003】ここで、導電部材としては、タングステン
やモリブデンに比べて導体抵抗が低く、高周波特性も良
好な銀系や銅系の導電材料を用い、基板材料にはこれら
の導電材料と同時焼成可能な低温焼成ガラスセラミック
材料を用いていた。
Here, as the conductive material, a silver-based or copper-based conductive material having a lower conductor resistance than that of tungsten or molybdenum and having good high-frequency characteristics is used, and the substrate material can be co-fired with these conductive materials. A low-temperature fired glass-ceramic material was used.

【0004】この製法の場合、ビアホール導体を形成す
るための貫通孔の形成は、NCパンチや金型による機械
的な打抜きにより行うが、NCパンチによる形成の場合
は一孔ずつ形成するため、工数がかかり、金型の場合は
一括形成による工数削減は可能だが金型代が高価である
といった製造コストの問題や、特に薄いシートを打ち抜
き加工する際のハンドリング性の問題があった。また、
グリーンシートは取り扱い時に伸縮するため、その変形
の影響により、積層時の層間の位置精度が良くないとい
う問題もあった。
In this manufacturing method, a through-hole for forming a via-hole conductor is formed by mechanical punching with an NC punch or a die. However, in the case of a mold, the number of steps can be reduced by collective formation, but there is a problem of manufacturing cost such as a high mold cost, and a problem of handleability particularly when a thin sheet is punched. Also,
Since the green sheet expands and contracts during handling, there is a problem that the positional accuracy between layers during lamination is not good due to the influence of the deformation.

【0005】このようなグリーンシート積層方式による
問題を解決したものとして、従来、支持基板上に光硬化
性樹脂を含有するセラミックスリップをドクターブレー
ド法等で塗布し、塗布した絶縁膜に選択的な露光処理を
施した後、現像処理してビアホール導体を形成するため
の貫通孔を形成し、該貫通孔への導電性ペーストの充填
および絶縁膜上への内部配線用導体膜の形成という工程
を必要積層数繰り返し、最後に表面配線となる導体膜を
形成し、得られた積層成形体を一括焼成して基板を得る
といういわゆるビルドアップ多層方式を利用したセラミ
ック多層基板の製法が知られている。
As a solution to the problem caused by the green sheet laminating method, a ceramic slip containing a photocurable resin is conventionally applied on a supporting substrate by a doctor blade method or the like, and a selective insulating film is applied to the applied insulating film. After the exposure process, a developing process is performed to form a through-hole for forming a via-hole conductor, a process of filling the through-hole with a conductive paste and forming a conductive film for internal wiring on the insulating film. There is known a method of manufacturing a ceramic multilayer substrate using a so-called build-up multilayer method in which a required number of laminations is repeated, and finally, a conductive film to be a surface wiring is formed, and the obtained multilayer molded body is fired at a time to obtain a substrate. .

【0006】このような製法では、例えば、セラミック
粉末、光硬化性樹脂を含有する有機バインダおよび溶剤
よりなるセラミックスリップを塗布・乾燥して、支持基
板に絶縁層成形体を形成し、この絶縁層成形体を露光現
像して、ビアホール用の貫通孔を形成し、このような貫
通孔に一般的な導電性ペーストをスクリーン印刷法等に
より充填し、加熱して溶剤を飛散させて乾燥し、ビアホ
ール乾燥導体を形成し、その後必要に応じて導電性ペー
ストをスクリーン印刷して配線パターンを形成し、上記
のような工程を繰り返し行なうことにより得られる積層
成形体を一括焼成することにより、セラミック多層基板
を得ることができる。
In such a manufacturing method, for example, a ceramic slip composed of a ceramic powder, an organic binder containing a photocurable resin and a solvent is applied and dried to form an insulating layer molded body on a support substrate. The molded body is exposed and developed to form a through-hole for a via hole, and such a through-hole is filled with a general conductive paste by a screen printing method or the like, heated to disperse the solvent, and dried. A ceramic multilayer substrate is formed by forming a dry conductor, then screen-printing a conductive paste as necessary to form a wiring pattern, and firing the laminated molded body obtained by repeatedly performing the above-described steps. Can be obtained.

【0007】このようなセラミック多層基板の製法によ
れば、多数のビアホール用の貫通孔を一括にかつ安価に
形成できるため製造コストは大幅に低減され、また支持
基板に形成された一定の位置合わせ基準を基準としたビ
ルドアップ多層方式を含むフォトリソプロセスを利用し
た積層方法を採用しているため、積層時の位置精度は非
常に高く、高密度実装に有利となる。さらに一層当たり
の厚みが薄いシートに大径の孔を開けてもハンドリング
性の問題はなく、グリーンシート積層方式における問題
を解決できる。
According to such a method of manufacturing a ceramic multilayer substrate, a large number of through holes for via holes can be formed at once and inexpensively, so that the manufacturing cost is greatly reduced, and a certain alignment formed on the support substrate is achieved. Since a lamination method using a photolithography process including a build-up multilayer method based on a standard is adopted, the positional accuracy during lamination is extremely high, which is advantageous for high-density mounting. Further, even if a large-diameter hole is formed in a sheet having a small thickness per layer, there is no problem in handling properties, and the problem in the green sheet lamination method can be solved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビルド
アップ多層方式により積層位置精度の高い積層体を作製
した場合においても、積層成形体の焼成時には焼結に伴
う収縮が起こる。特に、光硬化性樹脂を用いる場合に
は、スリップ中の樹脂成分が多くなり、焼結に伴う収縮
が大きくなるという問題があった。
However, even when a laminate having a high lamination position accuracy is manufactured by the build-up multilayer method, shrinkage accompanying sintering occurs at the time of firing the laminated molded body. In particular, when a photocurable resin is used, there is a problem that the resin component in the slip increases and shrinkage accompanying sintering increases.

【0009】この焼結に伴う収縮は、積層体のX方向・
Y方向、あるいは材料のロットにより異なる為、焼成体
のパターン寸法にバラツキが生じる。この為、基板表面
に部品を実装する際にバラツキを考慮した設計を行う必
要が生じたり、実際に部品実装ずれが起こるという問題
があり、高密度実装における制約が生じていた。
The shrinkage due to this sintering is caused by
Since it differs depending on the Y direction or the material lot, the pattern size of the fired body varies. For this reason, there is a problem that it is necessary to perform a design in consideration of the variation when mounting the components on the substrate surface, and there is a problem that a component mounting shift actually occurs, which has caused a restriction in high-density mounting.

【0010】このような問題の解決手段として、積層成
形体の両面もしくは片面に、絶縁材料の焼成温度では焼
結しない材料を配置して積層成形体を平面方向に拘束す
ることにより、焼成時における絶縁層積層体のXY方向
の収縮を抑え、焼成後に未焼結の材料を研磨等の方法に
より除去するという方法が提案されている。これにより
焼成収縮によるXY方向の寸法変化やバラツキは小さく
なるが、未焼結材料を短時間に完全に除去するのは困難
であり、未除去粉が残った場合、基板の特性や信頼性を
損なうことがあった。
As a means for solving such a problem, a material which does not sinter at the sintering temperature of the insulating material is arranged on both surfaces or one surface of the laminated molded body, and the laminated molded body is restrained in a plane direction, so that the laminated molded body during firing can be reduced. A method has been proposed in which shrinkage of the insulating layer laminate in the X and Y directions is suppressed, and after firing, the unsintered material is removed by a method such as polishing. This reduces dimensional changes and variations in the X and Y directions due to firing shrinkage, but it is difficult to completely remove the unsintered material in a short period of time. If unremoved powder remains, the characteristics and reliability of the substrate are reduced. There was a loss.

【0011】本発明は、焼成後の寸法変化やバラツキを
容易に小さくできるとともに、基板の特性や信頼性を高
く維持できるセラミック多層基板の製法を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic multilayer substrate which can easily reduce dimensional changes and variations after firing and can maintain high characteristics and reliability of the substrate.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のセラミック多層
基板の製法は、複数の絶縁層を積層してなり、該複数の
絶縁層のうち少なくとも1層が他の第1絶縁層と焼成収
縮開始温度が異なる第2絶縁層であるセラミック多層基
板の製法であって、以下の(a)〜(f)の工程を具備
することを特徴とするセラミック多層基板の製法。 (a)少なくとも第1絶縁性無機材料および光硬化性樹
脂を含有する第1スリップと、前記第1絶縁性無機材料
とは焼成収縮開始温度が20℃以上相違する第2絶縁性
無機材料および光硬化性樹脂を含有する第2スリップと
を作製する工程 (b)支持基板上に、前記第1または第2スリップを塗
布、乾燥して第1または第2絶縁層成形体を形成する工
程 (c)前記第1または第2絶縁層成形体を露光し、硬化
させる工程 (d)(c)工程で得られた前記第1または第2絶縁層
成形体上に、前記第1または第2スリップを塗布、乾燥
して第1または第2絶縁層成形体を形成し、該第1また
は第2絶縁層成形体を露光し、硬化させる工程を繰り返
して、前記第1絶縁層成形体と前記第2絶縁層成形体の
積層成形体を作製する工程 (e)前記積層成形体を前記支持基板から剥離する工程 (f)前記積層成形体を焼成する工程 本発明のセラミック多層基板の製法では、まず焼成収縮
開始温度の低い絶縁層成形体が収縮を開始する際には、
もう一方の焼成収縮開始温度の高い絶縁層成形体によ
り、XY方向の収縮が妨げられる為に、焼成収縮開始温
度が低い絶縁層成形体は殆ど焼成収縮しない。次に焼成
収縮開始温度の高い絶縁層成形体が収縮を開始する際に
は、既に焼成収縮が殆ど終わっている焼成収縮開始温度
の低い絶縁層成形体によりXY方向の収縮が妨げられる
為に、この収縮開始温度が高い絶縁層成形体も殆ど焼成
収縮しない。結果的に基板全体としてのXY方向の焼成
収縮を抑制することができる。
According to a method of manufacturing a ceramic multilayer substrate of the present invention, a plurality of insulating layers are laminated, and at least one of the plurality of insulating layers starts firing shrinkage with another first insulating layer. A method for producing a ceramic multilayer substrate which is a second insulating layer having a different temperature, comprising the following steps (a) to (f): (A) a first slip containing at least a first insulating inorganic material and a photocurable resin, and a second insulating inorganic material and a light having a firing shrinkage starting temperature different from the first insulating inorganic material by 20 ° C. or more; (B) a step of applying the first or second slip on a support substrate and drying to form a first or second insulating layer molded body (c) A) exposing and curing the first or second insulating layer molded body; and (d) placing the first or second slip on the first or second insulating layer molded body obtained in the step (c). The steps of applying and drying to form a first or second insulating layer molded body, exposing and curing the first or second insulating layer molded body are repeated, and the first insulating layer molded body and the second Step of producing a laminated molded body of the insulating layer molded body (e) the lamination (F) Step of Firing the Laminated Molded Article In the method for producing a ceramic multilayer substrate of the present invention, when the insulating layer molded body having a low firing shrinkage starting temperature starts shrinking, ,
Since the other insulating layer molded body having a high firing shrinkage start temperature prevents shrinkage in the XY directions, the insulating layer molded body having a low firing shrinkage starting temperature hardly shrinks. Next, when the insulating layer molded body having a high firing shrinkage start temperature starts shrinking, since the insulating layer molded body having a low firing shrinkage starting temperature that has already almost finished firing shrinkage prevents shrinkage in the XY directions, The insulating layer molded body having a high shrinkage start temperature hardly shrinks by firing. As a result, firing shrinkage in the XY directions of the entire substrate can be suppressed.

【0013】そして、本発明のセラミック多層基板の製
法では、焼成収縮開始温度差を20℃以上とすることに
より、XY方向の焼成収縮を有効に抑制することができ
るとともに、第1絶縁層と第2絶縁層との界面における
歪みを抑制して、基板の反りや界面剥離等を抑制でき
る。特にXY方向の拘束と基板の反りを抑制するという
観点から焼成収縮開始温度差は50℃以上が望ましい。
In the method of manufacturing a ceramic multi-layer substrate according to the present invention, the firing shrinkage in the XY directions can be effectively suppressed by setting the firing shrinkage initiation temperature difference to 20 ° C. or more, and the first insulating layer and the first insulating layer can be prevented from being shrunk. (2) Strain at the interface with the insulating layer can be suppressed, and warpage of the substrate, interface peeling, and the like can be suppressed. In particular, the firing shrinkage initiation temperature difference is desirably 50 ° C. or more from the viewpoint of suppressing XY restraint and substrate warpage.

【0014】更に、焼成収縮開始温度が高い方の第1ま
たは第2絶縁層成形体の焼成収縮開始温度において、焼
成収縮開始温度が低い方の第2または第1絶縁層成形体
が全体積収縮率の90%以上収縮していることを特徴と
する。これにより、XY方向の焼成収縮率を10%以下
にすることができる。特にXY方向の焼成収縮率を0〜
3%の範囲にするためには焼成収縮開始温度が低い方の
絶縁層は、全体積収縮率の97%以上は収縮が進行して
いることが望ましい。
Further, at the firing shrinkage start temperature of the first or second insulating layer molded body having the higher firing shrinkage starting temperature, the second or first insulating layer molded body having the lower firing shrinkage starting temperature is reduced in total volume shrinkage. It is characterized by contraction of 90% or more of the ratio. This makes it possible to reduce the firing shrinkage in the XY directions to 10% or less. In particular, the firing shrinkage rate in the XY directions is 0 to
In order to make the range of 3%, it is desirable that the insulating layer having the lower firing shrinkage start temperature has been shrunk by 97% or more of the total volume shrinkage rate.

【0015】更に、本発明のセラミック多層基板の製法
においては、(d)工程で得られた積層成形体における
第1絶縁層成形体と第2絶縁層成形体の間には、膜厚が
25μm以上の内部導体パターンが形成されていること
を特徴とする。
Further, in the method for manufacturing a ceramic multilayer substrate according to the present invention, a thickness of 25 μm between the first insulating layer molded body and the second insulating layer molded body in the laminated molded body obtained in the step (d). It is characterized in that the above-mentioned internal conductor pattern is formed.

【0016】これは導体膜厚を厚くすることにより、内
部導体の導体抵抗値を低くすることができ、パワーアン
プ用基板などの特性に影響を与えるバイアスラインの低
抵抗化に有利となる為である。ところが、従来の技術で
あるグリーンシート積層方式の場合、絶縁層であるグリ
ーンシートの間に形成される導体の膜厚が厚くなると、
その段差の影響でシート間の密着性が悪くなり、特に第
1絶縁層成形体と第2絶縁層成形体の間に内部導体パタ
ーンが形成される場合には、第1絶縁層成形体と第2絶
縁層成形体の焼成収縮差により、デラミネーションの問
題が顕著に発生する。具体的には、導体膜厚が25μm
を超えると、その傾向ははっきりと表れる。本発明のよ
うなスリップ材の塗布・乾燥の繰り返しによる積層成形
体の場合は、導体膜厚が25μmを超えてもそのような
問題が発生しない。
The reason for this is that by increasing the thickness of the conductor, the conductor resistance of the internal conductor can be reduced, which is advantageous for lowering the resistance of the bias line which affects the characteristics of the power amplifier substrate and the like. is there. However, in the case of the conventional green sheet lamination method, when the film thickness of the conductor formed between the green sheets as the insulating layers is increased,
Due to the influence of the step, the adhesion between the sheets deteriorates, and particularly when an internal conductor pattern is formed between the first insulating layer molded body and the second insulating layer molded body, the first insulating layer molded body and the Due to the difference in firing shrinkage of the two-insulated-layer molded body, the problem of delamination occurs remarkably. Specifically, the conductor film thickness is 25 μm
Above, the tendency becomes clear. In the case of a laminate formed by repeatedly applying and drying a slip material as in the present invention, such a problem does not occur even if the conductor film thickness exceeds 25 μm.

【0017】また、本発明のセラミック多層基板の製法
では、上記(d)工程中に、第1または第2絶縁層成形
体の所定個所を露光、現像して貫通孔を形成し、該貫通
孔内に導電性ペーストを充填する工程を具備することが
望ましい。
In the method of manufacturing a ceramic multilayer substrate according to the present invention, in the step (d), a predetermined portion of the first or second insulating layer molded body is exposed and developed to form a through hole. It is desirable to include a step of filling the inside with a conductive paste.

【0018】さらに、本発明のセラミック多層基板の製
法では、先に焼成収縮する第1または第2絶縁層成形体
の焼成収縮開始温度が600℃以上であることが望まし
い。通常のバインダ樹脂の場合は、400〜500℃ま
でに完全に分解する為、600℃以下で焼成収縮が開始
しても問題はない。しかし、一般に光硬化性樹脂は、そ
の特性が良好なものほど分解性が悪く、完全に分解させ
るには脱バインダ温度が500℃以上と高くなるが、本
発明では、第1および第2絶縁層成形体の焼成収縮開始
温度が600℃以上であるため、充分に樹脂が分解した
後に焼成収縮が開始し、脱バインダ不足に起因するデラ
ミネーションや、基板割れの発生を抑制することができ
る。
Further, in the method for manufacturing a ceramic multilayer substrate of the present invention, it is desirable that the firing shrinkage starting temperature of the first or second insulating layer molded body which shrinks first is 600 ° C. or more. In the case of a normal binder resin, since it is completely decomposed up to 400 to 500 ° C., there is no problem even if firing shrinkage starts at 600 ° C. or less. However, the photocurable resin generally has poorer degradability as its properties are better, and the binder removal temperature is as high as 500 ° C. or more to completely decompose. However, in the present invention, the first and second insulating layers are not used. Since the firing shrinkage start temperature of the molded body is 600 ° C. or higher, firing shrinkage starts after the resin is sufficiently decomposed, and the occurrence of delamination or substrate cracking due to insufficient binder removal can be suppressed.

【0019】また、本発明では、積層成形体における最
下層と最上層の絶縁層成形体は、同一種の絶縁層成形体
であることが望ましい。このように、同一焼成収縮開始
温度を有する絶縁層成形体を上下対称に配置することに
より、基板の反りを効果的に抑制できる。
In the present invention, it is preferable that the lowermost layer and the uppermost layer of the laminated molded article in the laminated molded article are of the same type. In this way, by arranging the insulating layer molded bodies having the same firing shrinkage starting temperature vertically symmetrically, the warpage of the substrate can be effectively suppressed.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の製法により得ら
れたセラミック多層基板の斜視図を示すもので、符号1
は絶縁基体を示しており、入出力端子、電源端子、グラ
ンド端子等の端子が端面電極2として示されている。端
面電極2は絶縁基体1の4つの側面に計10個所露出し
て形成されている。
FIG. 1 is a perspective view of a ceramic multilayer substrate obtained by the method of the present invention.
Denotes an insulating base, and terminals such as an input / output terminal, a power supply terminal, and a ground terminal are shown as end face electrodes 2. The end face electrodes 2 are formed on four sides of the insulating substrate 1 so as to be exposed at a total of ten places.

【0021】また、絶縁基体1の上面には、表面電極
(配線)3が形成され、この表面電極3には抵抗器やコ
ンデンサ等のチップ部品5が接続され、また、半導体素
子(IC)6に接続されたワイヤが接続されている。
A surface electrode (wiring) 3 is formed on the upper surface of the insulating base 1, a chip component 5 such as a resistor or a capacitor is connected to the surface electrode 3, and a semiconductor element (IC) 6 Connected to the wire.

【0022】図2は上記のような多層基板の断面図を示
すもので、絶縁層1a〜1hは、セラミックまたはガラ
ス−セラミック材料からなり、その厚みは40〜100
μmである。第2絶縁層1a、1hを形成する第2絶縁
性無機材料と、第1絶縁層1b〜1gを形成する第1絶
縁性無機材料は、焼成収縮開始温度が異なり、比誘電率
も異なる。即ち、第2絶縁層1a、1hは、多層基板の
最上面および最下面に形成され、左右対称に形成されて
いる。絶縁基体1の下面には、グランド導体となる裏面
電極4が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the above-mentioned multilayer substrate. The insulating layers 1a to 1h are made of a ceramic or glass-ceramic material and have a thickness of 40 to 100.
μm. The second insulating inorganic material forming the second insulating layers 1a and 1h and the first insulating inorganic material forming the first insulating layers 1b to 1g have different firing shrinkage start temperatures and different relative dielectric constants. That is, the second insulating layers 1a and 1h are formed on the uppermost surface and the lowermost surface of the multilayer substrate, and are formed symmetrically. On the lower surface of the insulating base 1, a back electrode 4 serving as a ground conductor is formed.

【0023】このような複数の絶縁層1a〜1h間に
は、内部配線7が形成され、この内部配線7は、金系、
銀系、銅系の金属材料、例えば銀系導体からなってい
る。また絶縁層1a〜1h間の内部配線7は、絶縁層1
a〜1hの厚みを貫くビアホール導体8によって接続さ
れている。このビアホール導体8も内部配線7と同様に
金系、銀系、銅系の金属材料、例えば銀系導体からなっ
ている。
An internal wiring 7 is formed between the plurality of insulating layers 1a to 1h.
It is made of a silver-based or copper-based metal material, for example, a silver-based conductor. The internal wiring 7 between the insulating layers 1a to 1h is
They are connected by via-hole conductors 8 penetrating through a to ah. The via hole conductor 8 is also made of a gold-based, silver-based, or copper-based metal material, for example, a silver-based conductor, like the internal wiring 7.

【0024】絶縁基体1の表面には、絶縁層1hのビア
ホール導体8と接続する表面電極3が形成されており、
この表面電極3上は、必要に応じてメッキ処理された
り、また各種チップ部品5が半田によって接合されてい
る。
On the surface of the insulating substrate 1, a surface electrode 3 connected to the via-hole conductor 8 of the insulating layer 1h is formed.
The surface electrode 3 is plated as necessary, and various chip components 5 are joined by soldering.

【0025】このような多層基板は、図3に示す製造工
程によって製造される。先ず、第2絶縁層1a、1h、
第1絶縁層1b〜1gとなる第1、第2絶縁層成形体用
の第1、第2スリップを作製する。第1、第2スリップ
は、第1、第2絶縁性無機材料、光硬化可能なモノマ
ー、例えばポリオキシエチル化トリメチロールプロパン
トリアクリレートと、有機バインダ、例えばアルキルメ
タクリレートと、可塑剤とを、有機溶剤、例えばエチル
カルビトールアセテートに混合し、ボールミルで混練し
て作製される。
Such a multilayer substrate is manufactured by the manufacturing steps shown in FIG. First, the second insulating layers 1a, 1h,
First and second slips for the first and second insulating layer molded bodies to be the first insulating layers 1b to 1g are produced. The first and second slips are obtained by combining a first and second insulating inorganic material, a photocurable monomer such as polyoxyethylated trimethylolpropane triacrylate, an organic binder such as alkyl methacrylate, and a plasticizer. It is prepared by mixing with a solvent such as ethyl carbitol acetate and kneading with a ball mill.

【0026】第1絶縁層1b〜1gを構成する第1絶縁
性無機材料は、例えば金属元素として少なくともMg、
Ti、Caを含有する複合酸化物であって、その金属元
素酸化物による組成式を(1−x)MgTiO3−xC
aTiO3(但し、式中xは重量比を表し、0≦x≦
0.2)で表される主成分100重量部に対して、B含
有化合物をB23換算で3〜20重量部、アルカリ金属
含有化合物をアルカリ金属炭酸塩換算で1〜10重量
部、SiをSiO2換算で0.01〜5重量部、アルカ
リ土類金属をアルカリ土類金属酸化物換算で0.1〜5
重量部含有してなるものが用いられる。このような第1
絶縁性無機材料は、焼成温度は900℃前後、焼成収縮
開始温度は800℃前後であり、比誘電率は18〜20
程度である。
The first insulating inorganic material forming the first insulating layers 1b to 1g is, for example, at least Mg as a metal element.
A composite oxide containing Ti and Ca, wherein the composition formula of the metal element oxide is (1-x) MgTiO 3 -xC
aTiO 3 (where x represents a weight ratio, 0 ≦ x ≦
With respect to 100 parts by weight of the main component represented by 0.2), the B-containing compound is 3 to 20 parts by weight in terms of B 2 O 3 , the alkali metal-containing compound is 1 to 10 parts by weight in terms of an alkali metal carbonate, Si is 0.01 to 5 parts by weight in terms of SiO 2 , and alkaline earth metal is 0.1 to 5 parts in terms of alkaline earth metal oxide.
Those containing parts by weight are used. Such first
The insulating inorganic material has a firing temperature of about 900 ° C., a firing shrink start temperature of about 800 ° C., and a relative dielectric constant of 18 to 20.
It is about.

【0027】第2絶縁層1a、1hを構成する第2絶縁
性無機材料は、例えばアルミナ、シリカ、MgTi
3、MgTiO3−CaTiO3から選ばれる1種以上
を0〜30重量部と、SiO2、CaO、MgO、Ti
2を含有する結晶化ガラス70〜100重量部とから
なり、第1絶縁層1b〜1gを構成する第1絶縁性無機
材料との焼成収縮開始温度の差は20℃以上であり、第
1絶縁性無機材料の焼成収縮開始温度が第2絶縁性無機
材料よりも高く、比誘電率は6〜10程度である。
The second insulating inorganic material constituting the second insulating layers 1a and 1h is, for example, alumina, silica, MgTi
0 to 30 parts by weight of at least one selected from O 3 and MgTiO 3 —CaTiO 3 , and SiO 2 , CaO, MgO, Ti
It is composed of 70 to 100 parts by weight of crystallized glass containing O 2, and the difference between the firing shrinkage initiation temperature and the first insulating inorganic material constituting the first insulating layers 1 b to 1 g is 20 ° C. or more. The firing shrinkage start temperature of the insulating inorganic material is higher than that of the second insulating inorganic material, and the relative dielectric constant is about 6 to 10.

【0028】第1絶縁性無機材料と第2絶縁性無機材料
の焼成収縮開始温度の差を20℃以上としたのは焼成収
縮開始温度差が、20℃よりも小さいと互いの材料の収
縮を妨げることができなくなり、XY方向の寸法変化が
大きくなるからである。焼成収縮開始温度差は、特に5
0℃以上が望ましい。収縮差によるデラミネーション等
を抑制するためには、焼成収縮開始温度差は150℃以
下、特には100℃以下が望ましい。
The difference between the firing shrinkage starting temperatures of the first insulating inorganic material and the second insulating inorganic material is set to 20 ° C. or more because if the firing shrinking starting temperature difference is smaller than 20 ° C., the mutual shrinkage of the materials is reduced. This is because they cannot be hindered, and the dimensional change in the XY directions increases. The firing shrinkage initiation temperature difference is particularly 5
0 ° C. or higher is desirable. In order to suppress delamination or the like due to a difference in shrinkage, the difference in firing shrinkage start temperature is preferably 150 ° C. or less, particularly preferably 100 ° C. or less.

【0029】尚、上述の実施例では溶剤系スリップ材を
作製しているが、親水性の官能基を付加した光硬化可能
なモノマー、例えば多官能基メタクリレートモノマー、
有機バインダ、例えばカルボキシル変性アルキルメタク
リレートを用いて、イオン交換水で混練した水系スリッ
プ材であっても良い。絶縁性無機材料としては、例え
ば、ガラス材料であるSiO2、Al23、ZnO、M
gO、B23を主成分とする結晶化ガラス粉末70重量
%とセラミック材料であるアルミナ粉末30重量%とか
らなるものも用いられる。ガラス−セラミック原料粉
末、セラミック原料粉末は、特に限定されるものではな
い。
In the above embodiment, a solvent-based slip material is prepared. However, a photocurable monomer having a hydrophilic functional group added thereto, for example, a polyfunctional methacrylate monomer,
An aqueous slip material kneaded with ion-exchanged water using an organic binder, for example, a carboxyl-modified alkyl methacrylate, may be used. Examples of the insulating inorganic material include glass materials such as SiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, M
A powder composed of 70% by weight of crystallized glass powder mainly containing gO and B 2 O 3 and 30% by weight of alumina powder as a ceramic material is also used. The glass-ceramic raw material powder and the ceramic raw material powder are not particularly limited.

【0030】また、ビアホール導体8、内部配線7およ
び表面電極3、裏面電極4となる導電性ペーストを作製
する。導電性ペーストは、低融点で且つ低抵抗の金属材
料である、例えば銀粉末と、硼珪酸系低融点ガラス、例
えばB23−SiO2−BaOガラス、CaO−B23
−SiO2ガラス、CaO−Al23−B23−SiO2
ガラスと、有機バインダ、例えばエチルセルロースと
を、有機溶剤、例えば2,2,4−トリメチル−1,3
−ペンタジオールモノイソブチレートに混合し、3本ロ
ーラーにより均質混練して作製される。
Further, a conductive paste to be the via-hole conductor 8, the internal wiring 7, the front electrode 3, and the back electrode 4 is prepared. The conductive paste is a metal material having a low melting point and low resistance, for example, silver powder and a borosilicate low melting point glass, for example, B 2 O 3 —SiO 2 —BaO glass, CaO—B 2 O 3
—SiO 2 glass, CaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2
Glass and an organic binder such as ethylcellulose are mixed with an organic solvent such as 2,2,4-trimethyl-1,3.
Mixed with pentadiol monoisobutyrate and homogenously kneaded with three rollers.

【0031】本発明の多層基板は、まず、図3(a)に
示すように、支持基板9上に、上述の低誘電率の第2絶
縁性無機材料を含有する第2スリップをドクターブレー
ド法によって塗布・乾燥して絶縁層1aを形成する第2
絶縁層成形体10aを形成する。尚、支持基板9として
は、ガラス板やPETフィルム等を用い、焼成工程前に
は取り外される。
First, as shown in FIG. 3 (a), the multi-layer substrate of the present invention comprises a second slip containing the above-mentioned low dielectric constant second insulating inorganic material on a supporting substrate 9 by a doctor blade method. To form an insulating layer 1a by applying and drying
An insulating layer molded body 10a is formed. Note that a glass plate, a PET film, or the like is used as the support substrate 9 and is removed before the firing step.

【0032】次にこの第2絶縁層成形体10aに露光処
理を行ない、貫通孔12aの形成を行う。貫通孔12a
の形成は、露光処理、現像処理、洗浄・乾燥処理により
行う。
Next, the second insulating layer molded body 10a is exposed to light to form through holes 12a. Through hole 12a
Is formed by an exposure process, a development process, and a washing / drying process.

【0033】露光処理は、第2絶縁層成形体10a上
に、貫通孔12aが形成される領域が遮光されるような
フォトターゲットを載置して、例えば、超高圧水銀灯
(10mW/cm2)を光源として用いて露光を行な
う。これにより、貫通孔12aが形成される領域の第2
絶縁層成形体10aにおいては、光硬化可能なモノマー
の光重合反応がおこらず、貫通孔12aが形成される領
域以外の第2絶縁層成形体10aにおいては、光重合反
応が起こる。ここで光重合反応が起こった部位を不溶化
部といい、光重合反応が起こらない部位を溶化部とい
う。
In the exposure treatment, a photo target is placed on the second insulating layer molded body 10a so that the area where the through hole 12a is formed is shielded from light, and for example, an ultra-high pressure mercury lamp (10 mW / cm 2 ) Exposure is performed using as a light source. Thereby, the second region of the region where the through hole 12a is formed is formed.
The photopolymerization reaction of the photocurable monomer does not occur in the insulating layer molded body 10a, and the photopolymerization reaction occurs in the second insulating layer molded body 10a other than the region where the through hole 12a is formed. Here, the part where the photopolymerization reaction has occurred is called an insolubilized part, and the part where the photopolymerization reaction does not occur is called a solubilized part.

【0034】現像処理は、第2絶縁層成形体10aの溶
化部を現像液で除去するもので、具体的には、例えば、
トリエタノールアミン水溶液を現像液として用いてスプ
レー現像を行う。この現像処理により、図3(b)に示
したように、第2絶縁層成形体10aに貫通孔12aを
形成することができる。その後、第2絶縁層成形体10
aを現像により生じる不要なカスなどを洗浄、乾燥工程
により完全に除去する。
In the developing treatment, the solubilized portion of the second insulating layer molded body 10a is removed with a developing solution.
Spray development is performed using a triethanolamine aqueous solution as a developer. By this developing process, as shown in FIG. 3B, a through hole 12a can be formed in the second insulating layer molded body 10a. Then, the second insulating layer molded body 10
Unnecessary residue generated by development a is completely removed by washing and drying processes.

【0035】これに用いる現像装置は、パドル処理漕、
スプレー処理漕、純水洗浄処理漕の3つの処理漕からな
り、ワークはコンベアにより各漕を順に搬送され、各漕
の終端にはエアーシャワーを設け、現像液および純粋は
充分に除去される構造となっている。
The developing device used for this is a paddle processing tank,
It consists of three processing tanks, a spray processing tank and a pure water cleaning processing tank. The work is transported through each tank in order by a conveyor, and an air shower is provided at the end of each tank, so that the developer and pure water are sufficiently removed. It has become.

【0036】次に、貫通孔12aへ導電性ペーストを充
填する。具体的には、図3(c)に示すように、上述の
工程で形成した貫通孔12a内に、貫通孔12aに相当
する部位のみに印刷可能なスクリーンを用いて印刷によ
って充填し、その後、所定条件、例えば80℃で10分
乾燥する。
Next, a conductive paste is filled into the through holes 12a. Specifically, as shown in FIG. 3C, the inside of the through-hole 12a formed in the above-described process is filled by printing using a screen capable of printing only a portion corresponding to the through-hole 12a, and thereafter, Dry under predetermined conditions, for example, at 80 ° C. for 10 minutes.

【0037】次に、内部配線7となる内部配線パターン
15を形成する。内部配線パターン15は、第2絶縁層
成形体10a上に、上述の導電性ペーストをスクリーン
印刷法を用いて印刷によって形成し、その後、所定条
件、例えば80℃で10分乾燥することにより形成され
る。
Next, an internal wiring pattern 15 to be the internal wiring 7 is formed. The internal wiring pattern 15 is formed by printing the above-mentioned conductive paste on the second insulating layer molded body 10a by using a screen printing method, and then drying the conductive paste at a predetermined condition, for example, at 80 ° C. for 10 minutes. You.

【0038】次に、図3(d)に示すように、上述の高
誘電率の第1絶縁性材料を含有する第1スリップ材をド
クターブレード法によって塗布・乾燥して、第1絶縁層
1bを形成する第1絶縁層成形体10bを形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, the first slip material containing the above-mentioned first insulating material having a high dielectric constant is applied and dried by a doctor blade method to form a first insulating layer 1b. Is formed to form a first insulating layer molded body 10b.

【0039】上記のような工程を繰り返して、図3
(e)に示すように、絶縁層成形体10a〜10hを積
層する。ここで、第1絶縁層成形体10b〜10gは高
誘電率の第1絶縁性無機材料を含有する第1スリップ材
を、第2絶縁層成形体10hは低誘電率の第2絶縁性無
機材料を含有する第2スリップ材を用いて形成する。
By repeating the above steps, FIG.
As shown in (e), the insulating layer molded bodies 10a to 10h are laminated. Here, the first insulating layer molded body 10b to 10g is a first slip material containing a high dielectric constant first insulating inorganic material, and the second insulating layer molded body 10h is a low dielectric constant second insulating inorganic material. Is formed using a second slip material containing

【0040】第2絶縁層成形体10hの形成後に、表面
電極3となる表面配線パターンを形成する。表面配線パ
ターンは、第2絶縁層成形体10h上に、上述の導電性
ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷によって形成
し、その後、所定条件、例えば80℃で10分乾燥する
ことにより積層成形体が形成される。
After forming the second insulating layer molded body 10h, a surface wiring pattern to be the surface electrode 3 is formed. The surface wiring pattern is formed by printing the above-mentioned conductive paste on the second insulating layer molded body 10h by using a screen printing method, and then drying it at a predetermined condition, for example, at 80 ° C. for 10 minutes to form a laminated molded body. Is formed.

【0041】ここで、本発明では、焼成収縮開始温度が
高い第1絶縁層成形体10b〜10gの焼成収縮開始温
度において、焼成収縮開始温度が低い第2絶縁層成形体
10a、10hが全体積収縮率の90%以上収縮してい
ることが望ましい。これにより、XY方向の焼成焼成収
縮率を10%以下にすることができる。特にXY方向の
焼成収縮率を0〜3%の範囲にするためには焼成収縮開
始温度が低い第2絶縁層成形体10a、10hは、全体
積収縮率の97%以上は収縮が進行していることが望ま
しい。
Here, in the present invention, at the firing shrinkage starting temperature of the first insulating layer molded bodies 10b to 10g having a high firing shrinkage starting temperature, the total volume of the second insulating layer molded bodies 10a and 10h having a low firing shrinking starting temperature is reduced. It is desirable that the shrinkage is at least 90% of the shrinkage. Thereby, the firing shrinkage rate in the XY directions can be reduced to 10% or less. In particular, in order to set the firing shrinkage in the XY directions to be in the range of 0 to 3%, the second insulating layer molded bodies 10a and 10h having low firing shrinkage starting temperatures are shrunk by 97% or more of the total volume shrinkage. Is desirable.

【0042】また、先に焼成収縮する第2絶縁層成形体
10a、10hの焼成収縮開始温度が600℃以上であ
ることが望ましい。光硬化性樹脂を確実に分解した後に
焼成収縮が開始し、脱バインダ不足に起因するデラミネ
ーションや、基板割れの発生を抑制することができる。
第1絶縁層成形体10b〜10g、第2絶縁層成形体1
0a、10hの焼成収縮開始温度は700℃以上である
ことが望ましい。
It is desirable that the firing shrinkage onset temperature of the second insulating layer molded bodies 10a and 10h, which shrink first, is 600 ° C. or higher. After the photocurable resin is reliably decomposed, firing shrinkage starts, and the occurrence of delamination or substrate cracking due to insufficient binder removal can be suppressed.
First insulating layer molded body 10b to 10g, second insulating layer molded body 1
It is desirable that the firing shrinkage starting temperatures of 0a and 10h be 700 ° C or higher.

【0043】第1絶縁層成形体10b〜10g、第2絶
縁層成形体10a、10hの熱膨張係数差は、2×10
-6/℃以下とすることが望ましい。第1絶縁層成形体1
0b〜10g、第2絶縁層成形体10a、10hの熱膨
張係数差を2×10-6/℃以下とすることにより、ピー
ク焼成温度からの冷却時における絶縁性無機材料の熱収
縮挙動をほぼ一致させることができ、収縮のミスマッチ
をなくすことができる為、クラックあるいはデラミネー
ションの発生を防止することができる。
The difference between the thermal expansion coefficients of the first and second insulating layer molded bodies 10b to 10g and 10a and 10h is 2 × 10
It is desirable to be -6 / ° C or lower. First insulating layer molded body 1
By setting the difference in thermal expansion coefficient between 0b to 10g and the second insulating layer molded bodies 10a and 10h to 2 × 10 −6 / ° C. or less, the thermal shrinkage behavior of the insulating inorganic material at the time of cooling from the peak firing temperature is substantially reduced. Since they can be matched and a shrinkage mismatch can be eliminated, the occurrence of cracks or delamination can be prevented.

【0044】この後、この積層成形体を支持基板9から
取り外し、必要に応じて、プレスで形状を整える。こう
して図3(f)に示すような多層基板の積層成形体が得
られる。
Thereafter, the laminated molded body is removed from the support substrate 9 and the shape is adjusted by pressing if necessary. Thus, a multilayer molded body of a multilayer substrate as shown in FIG.

【0045】尚、裏面電極4は、最下層の第2絶縁層成
形体10aの形成前に、支持基板9上に上述の導電性ペ
ーストをスクリーン印刷法を用いて印刷によって形成し
てもよいし、支持基板9を除去した後に、上述の導電性
ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷によって形成
してもよい。
The back electrode 4 may be formed by printing the above-mentioned conductive paste on the support substrate 9 by using a screen printing method before the formation of the lowermost second insulating layer molded body 10a. After the support substrate 9 is removed, the above-described conductive paste may be formed by printing using a screen printing method.

【0046】次に、積層成形体の両面から、回路ブロッ
クに分割される位置に鋭利な刃を押し付けて、分割溝を
形成する。
Next, a dividing blade is formed by pressing a sharp blade from both sides of the laminated molded body to a position where the circuit block is divided.

【0047】この後、300〜500℃で脱バインダー
処理し、800〜1100℃で焼成を行ない、脱バイン
ダー工程において、含まれている有機バインダ、光硬化
可能なモノマを消失し、本焼成工程により焼結する。
Thereafter, the binder is removed at 300 to 500 ° C., and the mixture is calcined at 800 to 1100 ° C. In the binder removing step, the organic binder and the photocurable monomer contained in the binder are eliminated. Sinter.

【0048】その後、表面処理として、厚膜抵抗膜や厚
膜保護膜の印刷・焼きつけ、メッキ処理、さらにチップ
部品5、半導体素子6の接合を行う。
Thereafter, as a surface treatment, printing and baking of a thick-film resistive film and a thick-film protective film, plating, and bonding of the chip component 5 and the semiconductor element 6 are performed.

【0049】以上の製法によれば、異なる第2絶縁層成
形体10a、10hと、第1絶縁層成形体10b〜10
gとの焼成収縮開始温度の違いから、基板全体のXY収
縮率を抑制することができる。また絶縁層成形体の積層
過程において、絶縁層成形体10a〜10hの任意の層
に内部配線パターン15を形成し、その膜厚が25μm
以上になっても、その上面に絶縁性材料を含有するスリ
ップが塗布されるため、内部配線パターン15とその上
面に形成された絶縁層成形体10a〜10hとの間に隙
間が形成されることがなく、密着力が十分となり、焼結
後におけるデラミネーションの発生を防止することがで
きる。
According to the above manufacturing method, different second insulating layer molded bodies 10a and 10h and first insulating layer molded bodies 10b to 10b
The XY shrinkage rate of the entire substrate can be suppressed from the difference in firing shrinkage starting temperature from g. In the process of laminating the insulating layer molded body, the internal wiring pattern 15 is formed on an arbitrary layer of the insulating layer molded body 10a to 10h, and the film thickness is 25 μm.
Even in the case described above, since a slip containing an insulating material is applied to the upper surface, a gap is formed between the internal wiring pattern 15 and the insulating layer molded bodies 10a to 10h formed on the upper surface. Therefore, the adhesion becomes sufficient and the occurrence of delamination after sintering can be prevented.

【0050】[0050]

【実施例】(1−x)MgTiO3・xCaTiO3に対
して、B23粉末、アルカリ金属炭酸塩粉末(Li2
3、Na2CO3、K2CO3)、SiO2粉末、MnO2
粉末、さらにアルカリ土類酸化物粉末(MgO、Ca
O、SrO、BaO)を所定量添加してなる第1絶縁性
無機材料、SiO2 52重量%、CaO 25重量
%、MgO 18重量%、Al23 5重量%からなる
結晶性ガラスと、SiO2からなるセラミック粉末を添
加してなる第2絶縁性無機材料に、それぞれ光硬化性樹
脂として、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパン
トリアクリレートと、有機バインダとして、アルキルメ
タクリレートと、有機溶剤として、エチルカルビトール
アセテートと、可塑剤を混合し、ボールミルで混練して
第1、第2スラリーを作製した。
Against EXAMPLES (1-x) MgTiO 3 · xCaTiO 3, B 2 O 3 powder, an alkali metal carbonate powder (Li 2 C
O 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 ), SiO 2 powder, MnO 2
Powder, and further alkaline earth oxide powder (MgO, Ca
O, SrO, BaO), a first insulating inorganic material to which a predetermined amount is added, a crystalline glass comprising 52% by weight of SiO 2 , 25% by weight of CaO, 18% by weight of MgO, and 5% by weight of Al 2 O 3 ; To a second insulating inorganic material obtained by adding a ceramic powder composed of SiO 2 , a polyoxyethylated trimethylolpropane triacrylate as a photocurable resin, an alkyl methacrylate as an organic binder, and ethyl as an organic solvent. Carbitol acetate and a plasticizer were mixed and kneaded with a ball mill to prepare first and second slurries.

【0051】尚、第1絶縁性無機材料ではxの値、添加
物の量、第2絶縁性無機材料では結晶性ガラスとセラミ
ック粉末の比率を変化させることにより、焼成収縮開始
温度を変化させた。
The firing shrinkage starting temperature was changed by changing the value of x and the amount of additive in the first insulating inorganic material, and changing the ratio of crystalline glass to ceramic powder in the second insulating inorganic material. .

【0052】これらの第2スラリーを支持基板に塗布
し、露光現像して貫通孔が形成された第2絶縁層成形体
を作製し、この第2絶縁層成形体の貫通孔内にAgを含
有する導電性ペーストを充填するとともに、第2絶縁層
成形体表面に導電性ペーストを塗布し、内部電極パター
ンを形成した。
The second slurry is applied to a supporting substrate, exposed and developed to form a second insulating layer molded body having a through hole formed therein, and Ag is contained in the through hole of the second insulating layer molded body. The conductive paste to be applied was filled, and the conductive paste was applied to the surface of the second insulating layer molded body to form an internal electrode pattern.

【0053】この第2絶縁層成形体の表面に第1スラリ
ーを塗布し、露光現像して貫通孔が形成された第1絶縁
層成形体を作製した、この第1絶縁体成形体の作製工程
を繰り返した後、第2スラリーを最上層の第1絶縁層成
形体上に塗布し、露光現像して、図3(f)に示す積層
成形体を作製した。
The first insulating layer molded body was coated with a first slurry, exposed and developed to produce a first insulating layer molded body having a through-hole formed therein. After the above was repeated, the second slurry was applied onto the uppermost first insulating layer molded body, and exposed and developed to produce a laminated molded body shown in FIG. 3 (f).

【0054】この後、大気中で脱バインダー処理し、さ
らに910℃で焼成し、図2に示すようなセラミック多
層基板を作製した。
Thereafter, a binder removal treatment was performed in the air, followed by firing at 910 ° C., thereby producing a ceramic multilayer substrate as shown in FIG.

【0055】尚、積層成形体と焼成後の回路基板に対し
て、所定のポイント間の長さを測定することにより、基
板のXY方向の収縮率を測定した。また、基板における
クラック、デラミネーションの有無を基板を研磨して、
金属顕微鏡で観察することにより評価した。
The shrinkage in the X and Y directions of the substrate was measured by measuring the length between predetermined points on the laminated molded body and the fired circuit board. In addition, the substrate is polished for cracks and delaminations,
It was evaluated by observation with a metallographic microscope.

【0056】また、第1絶縁性無機材料と第2絶縁性無
機材料にワックスを添加し、10ton/cm2プレス
することにより圧粉体を形成し、熱機械分析(TMA)
により材料の焼成収縮開始温度、熱膨張係数を評価し
た。またミリオームメーターにより内層パターンの抵抗
値を測定し、単位長さ当りの抵抗値(mΩ/mm)を算
出した。それらの結果を表1に記載する。
Further, a wax is added to the first insulating inorganic material and the second insulating inorganic material and pressed at 10 ton / cm 2 to form a green compact, which is then subjected to thermomechanical analysis (TMA).
The firing shrinkage starting temperature and the coefficient of thermal expansion of the material were evaluated. The resistance value of the inner layer pattern was measured using a milliohm meter, and the resistance value per unit length (mΩ / mm) was calculated. Table 1 shows the results.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】この表1から、本発明のセラミック多層基
板は収縮率が0.5〜7.0と小さく、焼成におけるク
ラックやデラミネーションは発生せず、配線の抵抗値も
規格を満足するものが得られることが判る。また比較例
として、収縮開始温度差が20℃未満のものについて評
価したところ、デラミネーションが発生した。
From Table 1, it can be seen that the ceramic multilayer substrate of the present invention has a small shrinkage ratio of 0.5 to 7.0, does not cause cracks or delamination during firing, and has a wiring resistance satisfying the standard. It can be seen that it can be obtained. Further, as a comparative example, when a sample having a shrinkage initiation temperature difference of less than 20 ° C. was evaluated, delamination occurred.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明のセラミック多層基板の製法で
は、まず焼成収縮開始温度の低い絶縁層成形体が収縮を
開始する際には、もう一方の焼成収縮開始温度の高い絶
縁層成形体により、XY方向の収縮が妨げられる為に、
焼成収縮開始温度が低い絶縁層成形体は殆ど焼成収縮し
ない。次に焼成収縮開始温度の高い絶縁層成形体が収縮
を開始する際には、既に焼成収縮が殆ど終わっている焼
成収縮開始温度の低い絶縁層成形体によりXY方向の収
縮が妨げられる為に、この焼成収縮開始温度が高い絶縁
層成形体も殆ど焼成収縮しない。結果的に基板全体とし
てのXY方向の焼成収縮を抑制することができる。
According to the method for manufacturing a ceramic multilayer substrate of the present invention, when an insulating layer molded body having a low firing shrinkage start temperature starts shrinking, the other insulating layer molded body having a high firing shrinkage starting temperature is used. Because shrinkage in the XY directions is prevented,
The formed insulating layer having a low firing shrinkage temperature hardly shrinks. Next, when the insulating layer molded body having a high firing shrinkage start temperature starts shrinking, the shrinkage in the XY directions is prevented by the low insulating layer molded body having a firing shrinkage start temperature that has almost already finished firing shrinkage. The insulating layer molded body having a high firing shrinkage start temperature hardly shrinks. As a result, firing shrinkage in the XY directions of the entire substrate can be suppressed.

【0060】また、光硬化性樹脂を含有するスリップを
塗布して形成した絶縁層成形体により、積層成形体を形
成する場合には、絶縁層成形体に内部配線パターンを形
成しても、その上面に焼結材料を含有するスリップが塗
布されるため、優れた位置精度を維持しながら、焼成時
の寸法精度の安定性が得られるとともに、内部配線パタ
ーンとその上面に形成された絶縁層成形体との間に隙間
が形成されることがなく、密着力が十分となり、焼結後
におけるデラミネーションの発生を防止することがで
き、製品の信頼性を向上できる。従って、高寸法精度、
且つ高密度な配線パターンを有するセラミック多層基板
を得ることができる。
In the case where a laminated molded article is formed from an insulating layer molded article formed by applying a slip containing a photocurable resin, even if an internal wiring pattern is formed on the insulating layer molded article, Slip containing a sintering material is applied to the upper surface, so that while maintaining excellent positional accuracy, dimensional accuracy stability during firing can be obtained, and the internal wiring pattern and the formation of the insulating layer formed on the upper surface No gap is formed between the body and the body, the adhesion is sufficient, the occurrence of delamination after sintering can be prevented, and the reliability of the product can be improved. Therefore, high dimensional accuracy,
In addition, a ceramic multilayer substrate having a high-density wiring pattern can be obtained.

【0061】さらに、比誘電率の異なる絶縁材料を1つ
の基板の中に同時に形成させることで基板に内蔵する回
路素子の小型化が可能となる。
Further, by simultaneously forming insulating materials having different relative dielectric constants on one substrate, it is possible to reduce the size of circuit elements incorporated in the substrate.

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

【図1】本発明の製法により得られたセラミック多層基
板の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a ceramic multilayer substrate obtained by a manufacturing method of the present invention.

【図2】セラミック多層基板の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a ceramic multilayer substrate.

【図3】本発明のセラミック多層基板の製法を説明する
ための工程図である。
FIG. 3 is a process chart for explaining a method for producing a ceramic multilayer substrate of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・絶縁基体 1a、1h・・・低誘電率の第2絶縁層 1b〜1g・・・高誘電率の第1絶縁層 9・・・支持基板 10a、10h・・・低誘電率の第2絶縁層成形体 10b〜10g・・・高誘電率の第1絶縁層成形体 12a・・・貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating base 1a, 1h ... Low dielectric constant second insulating layer 1b-1g ... High dielectric constant first insulating layer 9 ... Support substrate 10a, 10h ... Low dielectric constant Second insulating layer molded body 10b to 10g: High dielectric constant first insulating layer molded body 12a: Through hole

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/40 H05K 3/40 K (72)発明者 平原 誠一郎 鹿児島県国分市山下町1番4号 京セラ株 式会社総合研究所内 (72)発明者 古瀬 辰治 鹿児島県国分市山下町1番4号 京セラ株 式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4G031 AA01 AA03 AA04 AA11 AA19 AA29 AA30 AA39 BA12 CA03 CA08 5E317 AA24 BB04 BB11 CC22 CC25 CD21 CD25 CD32 GG14 5E346 AA12 AA15 AA24 AA38 AA43 BB01 BB15 CC18 CC31 DD02 DD34 EE24 EE27 EE29 FF18 GG03 GG04 GG06 GG09 HH07 HH11 HH21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05K 3/40 H05K 3/40 K (72) Inventor Seiichiro Hirahara 1-4-4 Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima KYOCERA (72) Inventor Tatsuharu Furuse 1-4-4 Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima F-term in Kyocera Research Institute (reference) 4G031 AA01 AA03 AA04 AA11 AA19 AA29 AA30 AA39 BA12 CA03 CA08 5E317 AA24 BB04 BB11 CC22 CC25 CD21 CD25 CD32 GG14 5E346 AA12 AA15 AA24 AA38 AA43 BB01 BB15 CC18 CC31 DD02 DD34 EE24 EE27 EE29 FF18 GG03 GG04 GG06 GG09 HH07 HH11 HH21

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の絶縁層を積層してなり、該複数の絶
縁層のうち少なくとも1層が他の第1絶縁層と焼成収縮
開始温度が異なる第2絶縁層であるセラミック多層基板
の製法であって、以下の(a)〜(f)の工程を具備す
ることを特徴とするセラミック多層基板の製法。 (a)少なくとも第1絶縁性無機材料および光硬化性樹
脂を含有する第1スリップと、前記第1絶縁性無機材料
とは焼成収縮開始温度が20℃以上相違する第2絶縁性
無機材料および光硬化性樹脂を含有する第2スリップと
を作製する工程 (b)支持基板上に、前記第1または第2スリップを塗
布、乾燥して第1または第2絶縁層成形体を形成する工
程 (c)前記第1または第2絶縁層成形体を露光し、硬化
させる工程 (d)(c)工程で得られた前記第1または第2絶縁層
成形体上に、前記第1または第2スリップを塗布、乾燥
して第1または第2絶縁層成形体を形成し、該第1また
は第2絶縁層成形体を露光し、硬化させる工程を繰り返
して、前記第1絶縁層成形体と前記第2絶縁層成形体の
積層成形体を作製する工程 (e)前記積層成形体を前記支持基板から剥離する工程 (f)前記積層成形体を焼成する工程
A method for manufacturing a ceramic multilayer substrate comprising a plurality of insulating layers laminated, wherein at least one of the plurality of insulating layers is a second insulating layer having a different firing start temperature from another first insulating layer. A method for producing a ceramic multilayer substrate, comprising the following steps (a) to (f). (A) a first slip containing at least a first insulating inorganic material and a photocurable resin, and a second insulating inorganic material and a light having a firing shrinkage starting temperature different from the first insulating inorganic material by 20 ° C. or more; (B) a step of applying the first or second slip on a support substrate and drying to form a first or second insulating layer molded body (c) A) exposing and curing the first or second insulating layer molded body; and (d) placing the first or second slip on the first or second insulating layer molded body obtained in the step (c). The steps of applying and drying to form a first or second insulating layer molded body, exposing and curing the first or second insulating layer molded body are repeated, and the first insulating layer molded body and the second Step of producing a laminated molded body of the insulating layer molded body (e) the lamination (F) a step of baking the laminated molded body
【請求項2】焼成収縮開始温度が高い方の第1または第
2絶縁層成形体の焼成収縮開始温度において、焼成収縮
開始温度が低い方の第2または第1絶縁層成形体が全体
積収縮率の90%以上収縮していることを特徴とする請
求項1記載のセラミック多層基板の製法。
2. A firing shrinkage start temperature of a first or second insulating layer molded body having a higher firing shrinkage start temperature, wherein the second or first insulating layer molded body having a lower firing shrinkage start temperature has a total volume shrinkage. 2. The method for producing a ceramic multilayer substrate according to claim 1, wherein the contraction is at least 90% of the ratio.
【請求項3】(d)工程で得られた積層成形体における
第1絶縁層成形体と第2絶縁層成形体の間には、膜厚が
25μm以上の内部導体パターンが形成されていること
を特徴とする請求項1または2記載のセラミック多層基
板の製法。
3. An internal conductor pattern having a thickness of 25 μm or more is formed between the first insulating layer molded body and the second insulating layer molded body in the laminated molded body obtained in the step (d). The method for producing a ceramic multilayer substrate according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】(d)工程中に、第1または第2絶縁層成
形体の所定個所を露光、現像して貫通孔を形成し、該貫
通孔内に導電性ペーストを充填する工程を具備すること
を特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記載のセ
ラミック多層基板の製法。
4. A step of exposing and developing a predetermined portion of the first or second insulating layer molded body to form a through hole during the step (d), and filling the through hole with a conductive paste. The method for producing a ceramic multilayer substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】先に焼成収縮する第1または第2絶縁層成
形体の焼成収縮開始温度が600℃以上であることを特
徴とする請求項1乃至4のうちいずれかに記載のセラミ
ック多層基板の製法。
5. The ceramic multilayer substrate according to claim 1, wherein the firing shrinkage starting temperature of the first or second insulating layer molded body which shrinks first is 600 ° C. or more. Recipe.
【請求項6】積層成形体における最下層と最上層の絶縁
層成形体は、同一種の絶縁層成形体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セラミック
多層基板の製法。
6. The ceramic multilayer substrate according to claim 1, wherein the lowermost and uppermost insulating layer molded bodies in the laminated molded body are the same kind of insulating layer molded body. Recipe.
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