JP2005064350A - Method for manufacturing multilayer ceramic substrate - Google Patents

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弘至 片桐
Hiroyuki Takahashi
裕之 高橋
Manabu Sato
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate which has an excellent dimensional accuracy and has a high bond strength and a high plating performance for a wiring layer as a surface electrode formed on a front or back surface. <P>SOLUTION: The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate includes steps of: laminating a plurality of green sheets s1 to s3 having wiring layers 4, 6, 8, 10 formed on its front or back surface and sinter shrinkage suppressing sheets y1, y2 located on a front surface 1 and a back surface 2 of the uppermost and lowermost green sheets s1, s3 and having a sintering temperature higher than that of the green sheets s1 to s3 to form a composite laminate; sintering the composite laminate at the sintering temperature of the green sheets s1 to s3; removing unsintered sinter-shrinkage suppressing sheets y1, y2 in the composite laminate after sintered; and heating the wiring layers 4, 10 arranged on the front and back surfaces 1, 2 of the uppermost and lowermost ceramic layers S1, S3 at a temperature lower than the sintering temperature of the green sheets s1 to s3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、寸法精度に優れ且つ表面や裏面に形成される配線層(表層電極)の密着強度およびメッキ性などが高い多層セラミック基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a multilayer ceramic substrate having excellent dimensional accuracy and having high adhesion strength and plating properties of a wiring layer (surface layer electrode) formed on a front surface or a back surface.

表面や裏面に所定パターンの導電性ペーストを形成した複数のグリーンシートを積層し、その両面にかかるグリーンシートよりも焼成温度が高い収縮抑制シートをそれぞれ積層した状態で上記グリーンシートの焼成温度で焼成した後、未焼成の収縮抑制シートを除去することにより、平面方向の寸法精度が高い多層セラミック基板を得るための製造方法が提案されている。
例えば、上記収縮抑制シートを除去するため、セラミック粉末、または水とセラミック粉末を吹き付ける方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、上記収縮抑制シートに対し、アルミナ砥粒を分散した水溶液を圧縮空気を介して吹き付ける方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
Baking at the firing temperature of the green sheet in a state where a plurality of green sheets formed with conductive paste of a predetermined pattern are laminated on the front and back surfaces, and shrinkage suppression sheets having a firing temperature higher than that of the green sheets on both sides are laminated. Then, a manufacturing method for obtaining a multilayer ceramic substrate with high dimensional accuracy in the planar direction by removing the unfired shrinkage suppression sheet has been proposed.
For example, in order to remove the shrinkage suppression sheet, a method of spraying ceramic powder or water and ceramic powder has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In addition, a method has also been proposed in which an aqueous solution in which alumina abrasive grains are dispersed is sprayed onto the shrinkage suppression sheet via compressed air (see, for example, Patent Document 2).

WO99/56510号公報 (第1〜12頁、図1)WO99 / 55610 (Pages 1 to 12, FIG. 1) 特開2000−277914号公報 (第1〜7頁、図1)JP 2000-277914 A (pages 1-7, FIG. 1)

しかしながら、前記2つの方法のように、セラミック粉末を含む水を空気と共に吹き付けて前記収縮抑制シートを除去すると、その跡に露出する多層セラミック基板の表面や裏面に位置する表層電極の表面も上記吹き付けにより損傷を受けてしまう。かかる損傷を有する表層電極は、セラミック基板との密着強度が低下すると共に、メッキ性も低下するため、その上方に電子部品などを接続する際のハンダ濡れ性やハンダ喰われ性(ハンダ中の金属元素を過度に吸収する性質)が悪化して接続信頼性に欠ける、という問題があった。   However, when the shrinkage-suppressing sheet is removed by spraying water containing ceramic powder together with air as in the above two methods, the surface of the multilayer electrode substrate exposed on the trace and the surface of the surface electrode located on the back surface are also sprayed. Will be damaged. The surface layer electrode having such a damage lowers the adhesion strength with the ceramic substrate and also reduces the plating property.Therefore, solder wettability and solder erosion property (metal in the solder) There has been a problem that connection reliability is lacking due to deterioration of the property of excessively absorbing elements.

本発明は、以上に説明した背景技術における問題点を解決し、寸法精度に優れ且つ表面や裏面に形成される表層電極の配線層の密着強度およびメッキ性などが高い多層セラミック基板の製造方法を提供する、ことを課題とする。   The present invention solves the problems in the background art described above, and provides a method for producing a multilayer ceramic substrate having excellent dimensional accuracy and high adhesion strength and plating properties of the wiring layer of the surface layer electrode formed on the front and back surfaces. The issue is to provide.

本発明は、上記課題を解決するため、焼成した多層セラミック基板の両面に位置する未焼成の焼成収縮抑制グリーンシートを除去した後に、かかる両面において燒結され且つ表面が損傷した表層電極である配線層を、上記焼成温度よりも低い温度に加熱して再燒結する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の多層セラミック基板の製造方法(請求項1)は、表面および裏面の少なくとも一方に配線層が形成された複数のグリーンシートと、これらのグリーンシートのうち最上層および最下層のグリーンシートの表面および裏面に配置され且つ上記グリーンシートの焼成温度よりも高い焼成温度を有する焼成収縮抑制シートと、を積層して複合積層体を形成する積層工程と、かかる複合積層体を上記グリーンシートの焼成温度で焼成する焼成工程と、焼成後の上記複合積層体における未焼成の上記焼成収縮抑制シートを除去する除去工程と、その後に最上層および最下層のセラミック層の表面および裏面の少なくとも一方に配設された上記配線層を上記グリーンシートの焼成温度よりも低い温度で加熱する加熱工程と、を含む、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a wiring layer which is a surface layer electrode which is sintered on both sides and has a damaged surface after removing unfired firing shrinkage-suppressing green sheets located on both sides of the fired multilayer ceramic substrate. Was conceived of heating to a temperature lower than the firing temperature and re-sintering.
That is, the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present invention (Claim 1) includes a plurality of green sheets in which a wiring layer is formed on at least one of the front surface and the back surface, and the uppermost and lowermost green sheets among these green sheets. A lamination step of laminating a firing shrinkage suppression sheet disposed on the front and back surfaces of the sheet and having a firing temperature higher than the firing temperature of the green sheet, and forming the composite laminate; At least one of the front and back surfaces of the uppermost layer and the lowermost ceramic layer, and a removal step of removing the unfired firing shrinkage suppression sheet in the composite laminate after firing, Heating the wiring layer disposed on the substrate at a temperature lower than the firing temperature of the green sheet. To.

尚、上記配線層は、上記焼成工程で燒結された金属粉末の燒結体であり、且つ多層セラミック基板の表面や裏面に位置し、表面に実装すべき電子部品や裏面側のプリント基板との接続に活用される表層電極である。また、かかる配線層は、Cu、Ag、W、Mo、Au、Pt、Pdやこれらの合金などの導体からなる。更に、最上層およびこれ寄りの上記グリーンシートに対し、予めその内側に貫通孔を形成しておくことにより、キャビティ付き多層セラミック基板を得ることも可能である。   The wiring layer is a sintered body of metal powder sintered in the firing step, and is located on the front and back surfaces of the multilayer ceramic substrate, and is connected to electronic components to be mounted on the front surface and a printed circuit board on the back surface side. It is a surface layer electrode utilized for. The wiring layer is made of a conductor such as Cu, Ag, W, Mo, Au, Pt, Pd, or an alloy thereof. Furthermore, it is also possible to obtain a multilayer ceramic substrate with a cavity by previously forming a through-hole in the uppermost layer and the green sheet close thereto in advance.

また、本発明には、前記グリーンシートは、ガラスおよびアルミナを主成分とし、前記焼成収縮抑制シートは、少なくともアルミナを含み且つガラス含有量が上記グリーンシートよりも少ないか、あるいはガラス含んでいない、多層セラミック基板の製造方法(請求項2)も含まれる。尚、焼成収縮抑制シートがガラスを含む場合、その含有量は、グリーンシートのそれよりも50wt%以上少ない。   Further, in the present invention, the green sheet is mainly composed of glass and alumina, and the firing shrinkage suppression sheet contains at least alumina and the glass content is less than the green sheet or does not contain glass. A method for manufacturing a multilayer ceramic substrate (Claim 2) is also included. In addition, when a baking shrinkage suppression sheet contains glass, the content is 50 wt% or less less than that of a green sheet.

更に、本発明には、前記除去工程は、未焼成の前記焼成収縮抑制シートに対し、水または硬質粒子、あるいはこれらの混合物を吹き付けて行われる、多層セラミック基板の製造方法も含まれ得る。
加えて、本発明には、前記グリーンシートの焼成温度は、800〜1000℃であり、且つ前記加熱工程での加熱温度は、600〜900℃である、多層セラミック基板の製造方法も含まれ得る。
Furthermore, the present invention may include a method for producing a multilayer ceramic substrate, wherein the removing step is performed by spraying water, hard particles, or a mixture thereof onto the unfired fired shrinkage suppression sheet.
In addition, the present invention may include a method for producing a multilayer ceramic substrate, wherein the green sheet firing temperature is 800 to 1000 ° C., and the heating temperature in the heating step is 600 to 900 ° C. .

前記多層セラミック基板の製造方法(請求項1)によれば、燒結された金属粉末からなる前記配線層(表層電極)は、前記焼成収縮抑制シートを除去した際に、その表面が凸凹形状に損傷するが、その後で加熱され再燒結することで、比較的平坦な表面にすることができる。従って、隣接するセラミック層との密着強度を回復でき、且つNiメッキやAuメッキも容易に施せると共に、電子部品などとの接続に用いるハンダとの濡れ性やハンダ喰われ性も良好となるため、接続信頼性を高めることが可能となる。   According to the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate (Claim 1), the wiring layer (surface electrode) made of sintered metal powder has a surface that is damaged when the firing shrinkage suppression sheet is removed. However, a relatively flat surface can be obtained by subsequent heating and re-sintering. Therefore, the adhesive strength between the adjacent ceramic layers can be recovered, Ni plating and Au plating can be easily applied, and the wettability and solder erosion property with the solder used for connection with electronic parts and the like are improved. Connection reliability can be improved.

また、前記製造方法(請求項2)によれば、前記焼成工程において、前記グリーンシート中のガラス成分が隣接する前記焼成収縮抑制シート中に浸透するため、各層におけるグリーンシートの平面方向に沿った焼成収縮を確実に抑制して、寸法精度の高いセラミック層とすることができる。従って、上記接続信頼性と共に寸法精度にも優れた多層セラミック基板を確実に提供することが可能となる。   Moreover, according to the said manufacturing method (Claim 2), in the said baking process, since the glass component in the said green sheet osmose | permeates into the said adjacent baking shrinkage suppression sheet, it followed the planar direction of the green sheet in each layer. A ceramic layer with high dimensional accuracy can be obtained by reliably suppressing firing shrinkage. Therefore, it is possible to reliably provide a multilayer ceramic substrate having excellent connection accuracy and dimensional accuracy.

尚、前記除去工程において、未焼成の前記焼成収縮抑制シートに対し、水または硬質粒子、あるいはこれらの混合物を吹き付けて行う、こととした場合には、前記焼成収縮抑制シートを確実に除去することが可能となる。
また、前記グリーンシートの焼成温度は、800〜1000℃とし、且つ前記加熱工程での加熱温度は、600〜900℃とする場合には、ガラスを含む前記グリーンシートを比較的低温で焼成できると共に、同時にCuやAgなどの金属またはその合金の燒結体からなる前記配線層が形成できる。しかも、かかる配線層を上記温度域で加熱することで、それらを再燒結して表面が比較的平坦で緻密な配線層にすることが確実となる。
In addition, in the said removal process, when it is decided to spray water, a hard particle, or a mixture thereof with respect to the unbaking said baking shrinkage suppression sheet, the said baking shrinkage suppression sheet is removed reliably. Is possible.
Moreover, when the firing temperature of the green sheet is 800 to 1000 ° C. and the heating temperature in the heating step is 600 to 900 ° C., the green sheet containing glass can be fired at a relatively low temperature. At the same time, the wiring layer made of a sintered body of a metal such as Cu or Ag or an alloy thereof can be formed. Moreover, by heating such wiring layers in the above temperature range, it is ensured that they are re-sintered to form a wiring layer having a relatively flat and dense surface.

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明により製造する多層セラミック基板を得るためのグリーンシートs1〜s3の断面を示す。グリーンシートs1〜s3は、重量比で約1:1のアルミナとガラスとを主成分とし、これらに有機バインダや可塑剤を所要量添加して得たセラミックスラリを、ドクターブレード法により、約0.2mmの厚みのシートに成形したものである。
図1に示すように、グリーンシートs1〜s3には、追ってビア導体vとなる複数の導電性ペーストの円柱体vがその表面と裏面との間を貫通している。また、グリーンシートs1〜s3の表面と裏面の少なくとも一方には、追って配線層4〜10となる所定パターンの導電性ペースト4〜10が印刷法などにより形成されている。尚、上記導電性ペーストは、たとえばAg粉末を含んでいる。
In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 shows a cross section of green sheets s1 to s3 for obtaining a multilayer ceramic substrate manufactured according to the present invention. The green sheets s1 to s3 are mainly composed of alumina and glass at a weight ratio of about 1: 1, and a ceramic slurry obtained by adding a necessary amount of an organic binder and a plasticizer to these is about 0 by a doctor blade method. It is formed into a sheet having a thickness of 2 mm.
As shown in FIG. 1, in the green sheets s <b> 1 to s <b> 3, a plurality of conductive paste cylinders v to be via conductors v penetrates between the front and back surfaces. Moreover, the conductive paste 4-10 of the predetermined pattern used as the wiring layers 4-10 later is formed in the printing method etc. at least one of the surface of the green sheets s1-s3. In addition, the said electrically conductive paste contains Ag powder, for example.

次に、図2に示すように、上記グリーンシートs1〜s3を積層し圧着して積層体ssを形成する。この際、配線層4〜10となる所定パターンの導電性ペースト4〜10は、追ってビア導体vとなる導電性ペーストの円柱体vを介して接続される。かかる積層体ssの表面1と裏面2とに位置する導電性ペースト4,10は、追って表層電極である配線層4,10となる。
次いで、図3に示すように、積層体ssの表面1と裏面2とに焼成収縮抑制シートy1,y2を積層して圧着し、複合積層体を形成する(積層工程)。かかる焼成収縮抑制シートy1,y2は、アルミナを含み且つガラスを含まないか、ガラスの含有量が前記グリーンシートs1〜s3よりも50wt%以上少なく、且つグリーンシートs1〜s3よりも高い焼成温度である。尚、焼成収縮抑制シートy1,y2も前記同様の方法で厚み約0.3mmのシートに成形したものである。
Next, as shown in FIG. 2, the green sheets s <b> 1 to s <b> 3 are stacked and pressed to form a stacked body ss. At this time, the conductive pastes 4 to 10 having a predetermined pattern to be the wiring layers 4 to 10 are connected via the columnar body v of the conductive paste to be the via conductors v later. The conductive pastes 4 and 10 positioned on the front surface 1 and the back surface 2 of the laminated body ss become wiring layers 4 and 10 that are surface layer electrodes later.
Next, as shown in FIG. 3, firing shrinkage suppression sheets y1 and y2 are laminated and pressure-bonded on the front surface 1 and the back surface 2 of the laminate ss to form a composite laminate (lamination step). The firing shrinkage suppression sheets y1 and y2 contain alumina and do not contain glass, or the glass content is 50 wt% or less lower than the green sheets s1 to s3, and higher than the green sheets s1 to s3. is there. The fired shrinkage suppression sheets y1 and y2 are formed into a sheet having a thickness of about 0.3 mm by the same method as described above.

更に、図3に示す状態で、前記複合積層体を図示しない焼成炉に入れ、前記グリーンシートs1〜s3の焼成温度(約900℃)で焼成する(焼成工程)。
この結果、グリーンシートs1〜s3は、焼成されてセラミック層S1〜S3となる。同時に、前記導電性ペースト4〜10や円柱体vは、燒結して配線層4〜10およびビア導体vとなる。
焼成後の上記複合積層体における未焼成の焼成収縮抑制シートy1,y2に対し、水とアルミナなどの硬質粒子との混合物を吹き付けることで、かかる焼成収縮抑制シートy1,y2を除去する(除去工程)。尚、かかる除去工程は、焼成収縮抑制シートy1,y2に対し水または硬質粒子を噴射する方法で行っても良い。その結果、図4に示すように、セラミック層S1〜S3を含む多層セラミック基板SSが得られる。
Further, in the state shown in FIG. 3, the composite laminate is put in a firing furnace (not shown) and fired at the firing temperature (about 900 ° C.) of the green sheets s1 to s3 (firing step).
As a result, the green sheets s1 to s3 are fired to become ceramic layers S1 to S3. At the same time, the conductive pastes 4 to 10 and the cylindrical body v are sintered to become the wiring layers 4 to 10 and the via conductors v.
The firing shrinkage suppression sheets y1 and y2 are removed by spraying a mixture of water and hard particles such as alumina on the unfired firing shrinkage suppression sheets y1 and y2 in the composite laminate after firing (removal step). ). In addition, you may perform this removal process by the method of injecting water or a hard particle with respect to baking shrinkage suppression sheet y1, y2. As a result, as shown in FIG. 4, a multilayer ceramic substrate SS including the ceramic layers S1 to S3 is obtained.

この際、図4中の一点鎖線部分Xを拡大した図5に示すように、多層セラミック基板SSの表面1や裏面3に位置する表層電極の配線層4(10)は、前記除去工程で焼成収縮抑制シートy1,y2を除去した際に、硬質粒子との衝突で凸凹形状の表面4a(10a)となり、一部には深い窪みkも含まれている。かかる表面4a(10a)を有する配線層4(10)は、セラミック層S1,S3との密着強度が低下しており、且つメッキ性やハンダ濡れ性の点で不十分となり得る。
そこで、多層セラミック基板SSを図示しない焼成炉に入れ、前記グリーンシートs1〜s3の焼成温度よりも低い温度(約800℃)で約30分間にわたり加熱する(加熱工程)。尚、上記焼成炉内は、予め不活性ガス雰囲気としてある。
At this time, as shown in FIG. 5 in which the one-dot chain line portion X in FIG. 4 is enlarged, the wiring layer 4 (10) of the surface electrode located on the front surface 1 and the back surface 3 of the multilayer ceramic substrate SS is fired in the removing step. When the shrinkage-suppressing sheets y1 and y2 are removed, the surface 4a (10a) has an uneven shape due to the collision with the hard particles, and a deep depression k is included in part. The wiring layer 4 (10) having such a surface 4a (10a) has low adhesion strength with the ceramic layers S1 and S3, and may be insufficient in terms of plating properties and solder wettability.
Therefore, the multilayer ceramic substrate SS is placed in a firing furnace (not shown) and heated at a temperature (about 800 ° C.) lower than the firing temperature of the green sheets s1 to s3 for about 30 minutes (heating step). Note that the inside of the firing furnace is an inert gas atmosphere in advance.

その結果、図6に示すように、配線層4(10)は再燒結され、比較的なだらかな表面4b(10b)を有する配線層4(10)となり、セラミック層S1,S3との密着強度が向上する。また、かかる表面4b(10b)は、極薄いNiメッキおよびAuメッキが良好に施せると共に、形成されるNiメッキ膜およびAuメッキ膜は、一層なだらかな表面になる。
このため、多層セラミック基板SSの表面1に実装するICチップなどの電子部品と接続する際に用いるハンダなどの低融点合金との濡れ性が向上し、且つハンダ喰われ性を確実に抑制することができる。
As a result, as shown in FIG. 6, the wiring layer 4 (10) is re-sintered to become a wiring layer 4 (10) having a comparatively gentle surface 4 b (10 b), and the adhesion strength with the ceramic layers S 1 and S 3 is improved. improves. Further, the surface 4b (10b) can be satisfactorily subjected to ultra-thin Ni plating and Au plating, and the formed Ni plating film and Au plating film become a more gentle surface.
For this reason, wettability with a low melting point alloy such as solder used when connecting to an electronic component such as an IC chip mounted on the surface 1 of the multilayer ceramic substrate SS is improved, and solder erosion is surely suppressed. Can do.

また、多層セラミック基板SSを図示しないマザーボードなどのプリント基板に実装する際に用いる、当該多層セラミック基板SSの裏面2に位置する配線層(表層電極)10も、そのなだらかな表面10bに、極薄いNiメッキおよびAuメッキを良好に施せる。また、被覆されるNiメッキ膜およびAuメッキ膜は、一層なだらかな表面になるため、マザーボードなどの接続端子との間に用いるハンダの濡れ性を高め、且つハンダ喰われ性を低下させることも可能となる。尚、配線層10の上記Niメッキ膜およびAuメッキ膜上にハンダボールや導体ピンをハンダ付けなどにより固着しても良い。
従って、以上のような本発明の製造方法によれば、接続信頼性の高い多層セラミック基板SSを確実に提供することができる。
Further, the wiring layer (surface layer electrode) 10 located on the back surface 2 of the multilayer ceramic substrate SS used when the multilayer ceramic substrate SS is mounted on a printed board such as a mother board (not shown) is also extremely thin on the gentle surface 10b. Ni plating and Au plating can be applied satisfactorily. In addition, since the Ni plating film and Au plating film to be coated have a smoother surface, it is possible to increase the wettability of solder used between connection terminals such as a mother board and to reduce the solder erosion property. It becomes. A solder ball or a conductor pin may be fixed to the Ni plating film and Au plating film of the wiring layer 10 by soldering.
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention as described above, it is possible to reliably provide the multilayer ceramic substrate SS with high connection reliability.

図7は、前記積層体ssと同じ積層体ss1の表面1上に、内側に貫通孔Cを有する前記同様のグリーンシートs4,s5を含む積層体ss2を積層した応用形態の積層体ss3の断面を示す。
図7に示すように、グリーンシートs4,s5間や積層体ss2の表面11には、追って配線層12,14となる所定パターンの導電性ペースト12,14が印刷法などで形成されている。また、導電性ペースト12,14間などは、追ってビア導体vとなる導電性ペーストの円柱体vを介して接続される。更に、積層体ss1の表面1側に位置し且つ貫通孔Cの底面に露出する導電性ペースト4上には、例えばAg粉末を含むハンダバンプ5用の導電性ペースト5が設けられる。
FIG. 7 shows a cross section of a laminate ss3 of an applied form in which a laminate ss2 including the same green sheets s4 and s5 having through holes C on the inside is laminated on the surface 1 of the same laminate ss1 as the laminate ss. Indicates.
As shown in FIG. 7, conductive pastes 12 and 14 having a predetermined pattern, which will later become wiring layers 12 and 14, are formed between the green sheets s4 and s5 and on the surface 11 of the laminate ss2 by a printing method or the like. In addition, the conductive pastes 12 and 14 are connected via a cylindrical column v of a conductive paste that will be a via conductor v later. Further, a conductive paste 5 for solder bumps 5 containing, for example, Ag powder is provided on the conductive paste 4 located on the surface 1 side of the multilayer body ss1 and exposed at the bottom surface of the through hole C.

次に、図8に示すように、積層体ss3の表面11および裏面2に、前記同様の焼成収縮抑制シートy1,y2を積層して圧着することで、複合積層体を形成する(積層工程)。この際、積層体ss2の貫通孔C内には、たとえばセラミック粒子を予め充填しておいても良い。
次いで、前記複合積層体を図示しない焼成炉に入れ、前記グリーンシートs1〜s5の焼成温度(約900℃)で焼成する(焼成工程)。
その結果、グリーンシートs1〜s5は、焼成されてセラミック層S1〜S5となる。同時に、前記導電性ペースト4〜14や円柱体vは、燒結して配線層4〜14およびビア導体vとなる。
Next, as shown in FIG. 8, a composite laminate is formed by laminating and pressing the same firing shrinkage suppression sheets y1 and y2 on the front surface 11 and the back surface 2 of the laminate ss3 (lamination step). . At this time, for example, ceramic particles may be filled in the through holes C of the multilayer body ss2.
Next, the composite laminate is put into a firing furnace (not shown) and fired at the firing temperature (about 900 ° C.) of the green sheets s1 to s5 (firing step).
As a result, the green sheets s1 to s5 are fired to become ceramic layers S1 to S5. At the same time, the conductive pastes 4 to 14 and the cylindrical body v are sintered to become the wiring layers 4 to 14 and the via conductors v.

焼成後の上記複合積層体における未焼成の焼成収縮抑制シートy1,y2に対し、前記同様に水とアルミナなどの硬質粒子との混合物を吹き付けて、上記焼成収縮抑制シートy1,y2を除去する(除去工程)。
その結果、セラミック層S1〜S5、表層電極の配線層10,12を含む配線層4〜14、ビア導体v、およびハンダバンプ5を有するキャビティC付き多層セラミック基板が形成される。尚、この際に前記貫通孔Cに充填しておいたセラミック粒子も除去する。
そして、図8中の一点鎖線部分Zを除去工程の後にて拡大した図9の左側に示すように、表層電極である配線層12(10)の凸凹した表面12a(10a)を平滑化するため、前記キャビティC付き多層セラミック基板を図示しない焼成炉に入れ、前記グリーンシートs1〜s5の焼成温度よりも低い温度(約800℃)で約30分間にわたり加熱する(加熱工程)。
In the same manner as above, a mixture of water and hard particles such as alumina is sprayed on the unfired firing shrinkage suppression sheets y1 and y2 in the composite laminate after firing to remove the firing shrinkage suppression sheets y1 and y2 ( Removal step).
As a result, a multilayer ceramic substrate with a cavity C having ceramic layers S1 to S5, wiring layers 4 to 14 including wiring layers 10 and 12 for surface layer electrodes, via conductors v, and solder bumps 5 is formed. At this time, the ceramic particles filled in the through hole C are also removed.
And in order to smooth the uneven surface 12a (10a) of the wiring layer 12 (10) which is a surface layer electrode, as shown in the left side of FIG. 9 which expanded after the removal process, the dashed-dotted line part Z in FIG. The multilayer ceramic substrate with the cavity C is put in a firing furnace (not shown) and heated at a temperature (about 800 ° C.) lower than the firing temperature of the green sheets s1 to s5 for about 30 minutes (heating step).

その結果、図9の右側に示すように、表層電極である配線層12(10)は再燒結され、比較的なだらかな表面12b(10b)を有する配線層12(10)となり、セラミック層S4(S3)との密着強度が向上する。また、表面12b(10b)には、極薄いNiメッキおよびAuメッキが良好に施せると共に、被覆されるNiメッキ膜およびAuメッキ膜は、一層なだらかな表面になる。
従って、このキャビティC付き多層セラミック基板も、その表面11上に配線層12およびハンダを介して電子部品チップを確実に実装でき、且つ裏面2の配線層10を介してマザーボードなどに確実に実装することができる。更に、キャビティC内にハンダバンプ5を介して別の電子部品を実装することもできる。
従って、以上のような本発明の製造方法によれば、接続信頼性の高いキャビティC付き多層セラミック基板を確実に提供することができる。
As a result, as shown on the right side of FIG. 9, the wiring layer 12 (10) which is a surface layer electrode is re-sintered to become a wiring layer 12 (10) having a relatively gentle surface 12b (10b), and the ceramic layer S4 ( The adhesion strength with S3) is improved. Further, the surface 12b (10b) can be satisfactorily subjected to ultra-thin Ni plating and Au plating, and the Ni plating film and Au plating film to be coated become a more gentle surface.
Therefore, the multilayer ceramic substrate with the cavity C can also be reliably mounted on the front surface 11 via the wiring layer 12 and the solder, and can be reliably mounted on the motherboard or the like via the wiring layer 10 on the back surface 2. be able to. Furthermore, another electronic component can be mounted in the cavity C via the solder bump 5.
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention as described above, it is possible to reliably provide a multilayer ceramic substrate with a cavity C with high connection reliability.

本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記配線層4などやビア導体vは、W、Mo、Cuなどの金属、またはAg−Cu、Cu−W、Ag−Pd、Ag−Ptなどの合金としても良く、前記各製造方法の準備工程では、これらの金属粉末または合金粉末を含む導電性ペーストを用いて良い。
また、多層セラミック基板SSなどの裏面2に位置する表層電極の配線層10には、NiメッキおよびAuメッキした表面10bに、ハンダボールまたは導体ピンなどをハンダ付けしても良い。
更に、前記キャビティC付き多層セラミック基板には、複数のキャビティCを形成しても良く、この場合、前記グリーンシートs4,s5に複数の貫通孔cを予め開設しておけば良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above.
For example, the wiring layer 4 and the via conductor v may be a metal such as W, Mo, or Cu, or an alloy such as Ag—Cu, Cu—W, Ag—Pd, or Ag—Pt. In the preparation step, a conductive paste containing these metal powders or alloy powders may be used.
Further, a solder ball or a conductor pin may be soldered to the Ni-plated and Au-plated surface 10b of the wiring layer 10 of the surface electrode located on the back surface 2 such as the multilayer ceramic substrate SS.
Furthermore, a plurality of cavities C may be formed in the multilayer ceramic substrate with cavities C. In this case, a plurality of through holes c may be opened in the green sheets s4 and s5 in advance.

本発明の製造方法に用いる複数のグリーンシートを示す断面図。Sectional drawing which shows the some green sheet used for the manufacturing method of this invention. 上記複数のグリーンシートを積層した積層体を示す断面図。Sectional drawing which shows the laminated body which laminated | stacked the said some green sheet. 上記積層体を含む複合積層体を形成する積層工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the lamination process which forms the composite laminated body containing the said laminated body. 上記製造方法の除去工程後における積層体を示す断面図。Sectional drawing which shows the laminated body after the removal process of the said manufacturing method. 図4中の一点鎖線部分Xの拡大断面図。The expanded sectional view of the dashed-dotted line part X in FIG. 本発明の加熱工程を示す図5と同様な拡大断面図。The expanded sectional view similar to FIG. 5 which shows the heating process of this invention. 応用形態の積層体を示す断面図。Sectional drawing which shows the laminated body of an applied form. 上記積層体を含む複合積層体を形成する積層工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the lamination process which forms the composite laminated body containing the said laminated body. 図8中の一点鎖線部分Zおよび加熱工程を示す拡大断面図。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing an alternate long and short dash line portion Z in FIG. 8 and a heating step.

符号の説明Explanation of symbols

1,11………表面
2………………裏面
4,6〜14…配線層
s1〜s5……グリーンシート
y1,y2……焼成収縮抑制シート
S1〜S5……セラミック層
SS……………多層セラミック基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 ........ Front side 2 ........... Back side 4,6-14 ... Wiring layer s1-s5 ... Green sheet y1, y2 ... Sintering suppression sheet S1-S5 ... Ceramic layer SS ..... ...... Multilayer ceramic substrate

Claims (2)

表面および裏面の少なくとも一方に配線層が形成された複数のグリーンシートと、これらのグリーンシートのうち最上層および最下層のグリーンシートの表面および裏面に配置され且つ上記グリーンシートの焼成温度よりも高い焼成温度を有する焼成収縮抑制シートと、を積層して複合積層体を形成する積層工程と、
上記複合積層体を上記グリーンシートの焼成温度で焼成する焼成工程と、
焼成後の上記複合積層体における未焼成の上記焼成収縮抑制シートを除去する除去工程と、
その後に最上層および最下層のセラミック層の表面および裏面の少なくとも一方に配設された上記配線層を上記グリーンシートの焼成温度よりも低い温度で加熱する加熱工程と、を含む、
ことを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
A plurality of green sheets in which a wiring layer is formed on at least one of the front surface and the back surface, and the green sheets disposed on the front and back surfaces of the uppermost and lowermost green sheets among these green sheets and higher than the firing temperature of the green sheet A lamination step of laminating a firing shrinkage suppression sheet having a firing temperature to form a composite laminate;
A firing step of firing the composite laminate at the firing temperature of the green sheet;
A removal step of removing the unfired firing shrinkage suppression sheet in the composite laminate after firing,
A heating step of heating the wiring layer disposed on at least one of the front and back surfaces of the uppermost layer and the lowermost ceramic layer at a temperature lower than the firing temperature of the green sheet,
A method for producing a multilayer ceramic substrate.
前記グリーンシートは、ガラスおよびアルミナを主成分とし、前記焼成収縮抑制シートは、少なくともアルミナを含み且つガラス含有量が上記グリーンシートよりも少ないか、あるいはガラス含んでいない、
請求項1に記載の多層セラミック基板の製造方法。
The green sheet is mainly composed of glass and alumina, and the firing shrinkage suppression sheet contains at least alumina and the glass content is less than the green sheet or does not contain glass.
The manufacturing method of the multilayer ceramic substrate of Claim 1.
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