JP2005210030A - Ceramic wiring substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic wiring substrate with high reliability for joining a wiring conductor layer exposed to the front surface of a glass ceramic insulating substrate to the insulating substrate. <P>SOLUTION: In a wiring substrate in which a wiring conductor layer 3 formed by processing metal foil is provided on the front surface of a glass ceramic insulating substrate 2, the conductor layer 3 is joined to the front surface of the insulating substrate 2 via an insulating wiring pattern layer 10. The insulating wiring pattern layer 10 is formed of glass ceramic having a larger amount of glass than that of the insulating substrate 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、セラミック配線基板に関し、特に、金属箔をエッチングすることにより形成された配線導体層が、ガラスセラミック製絶縁基板表面に設けられているセラミック配線基板に関する。   The present invention relates to a ceramic wiring board, and more particularly to a ceramic wiring board in which a wiring conductor layer formed by etching a metal foil is provided on the surface of a glass ceramic insulating substrate.

近年、微細な配線を施した配線密度の高い配線基板を得る為、セラミックグリーンシートの表面に、金属箔を使用したフォトリソ法で配線パターンの形成を行い、該グリーンシートを積層後焼成する多層配線基板が開発されている。この配線基板の表面には、半導体素子やコンデンサー等の電子部品、あるいはプリント基板が、半田等のロウ剤を介して接合される。従って、配線基板表面の配線導体層(前記配線パターンに相当)には、機械的あるいは熱的な引き剥がし荷重が負荷される場合があり、このような表面の配線導体層と絶縁基板との接合強度が低い場合には、この部分から基板の破壊が発生し、電気的な信頼性を保つことができないという問題がある。   In recent years, in order to obtain a wiring substrate with fine wiring and high wiring density, a multilayer wiring is formed by forming a wiring pattern on the surface of a ceramic green sheet by a photolithography method using a metal foil, and laminating the green sheet. A substrate has been developed. Electronic components such as semiconductor elements and capacitors, or printed boards are bonded to the surface of the wiring board via a brazing agent such as solder. Therefore, the wiring conductor layer (corresponding to the wiring pattern) on the surface of the wiring board may be subjected to a mechanical or thermal peeling load, and the bonding between the wiring conductor layer on the surface and the insulating board may occur. When the strength is low, there is a problem that the substrate is broken from this portion, and electrical reliability cannot be maintained.

表面の配線導体層と絶縁基板との接合強度を保つ手法として、特許文献1には、銅箔の表面にZn、Zr、Snの少なくとも1種類を含む金属の層もしくは粒子を形成することにより銅箔のアンカーを焼成後まで維持する方法が提案されており、この方法によれば、表面の配線導体層と絶縁基板との接続信頼性を高めることができることが報告されている。
特開2000−200969号
As a technique for maintaining the bonding strength between the wiring conductor layer on the surface and the insulating substrate, Patent Document 1 discloses that copper is formed by forming a metal layer or particles containing at least one of Zn, Zr, and Sn on the surface of the copper foil. A method for maintaining the anchor of the foil until after firing has been proposed. According to this method, it has been reported that the connection reliability between the wiring conductor layer on the surface and the insulating substrate can be improved.
JP 2000-200909 A

しかしながら、特許文献1に記載された方法では、銅箔の粗化面に絶縁基板中のガラスが十分に入り込めず、焼成後、表面の配線導体層と絶縁基板との接合部にボイドが残留し、表面の配線導体層の絶縁基板に対する接合強度を十分高く保つことができないという問題がある。   However, in the method described in Patent Document 1, the glass in the insulating substrate cannot sufficiently enter the roughened surface of the copper foil, and voids remain at the junction between the wiring conductor layer on the surface and the insulating substrate after firing. However, there is a problem that the bonding strength of the surface wiring conductor layer to the insulating substrate cannot be kept sufficiently high.

従って、本発明の目的は、ガラスセラミック製絶縁基板表面に露出する配線導体層と絶縁基板との接合信頼性の高いセラミック配線基板を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a ceramic wiring board having high bonding reliability between the wiring conductor layer exposed on the surface of the glass ceramic insulating board and the insulating board.

本発明によれば、ガラスセラミック製絶縁基板の表面に、金属箔の加工により形成された配線導体層が設けられている配線基板において、前記配線導体層は、絶縁性配線パターン層を介して前記絶縁基板表面に接合されており、該絶縁性配線パターン層が、前記絶縁基板に比してガラス量の多いガラスセラミックから形成されていることを特徴とするセラミック配線基板が提供される。   According to the present invention, in the wiring board in which the wiring conductor layer formed by processing the metal foil is provided on the surface of the insulating substrate made of glass ceramic, the wiring conductor layer is interposed through the insulating wiring pattern layer. A ceramic wiring board is provided, which is bonded to a surface of an insulating substrate, and the insulating wiring pattern layer is formed of a glass ceramic having a larger amount of glass than the insulating substrate.

本発明においては、
(1)前記絶縁性配線パターン層は、5体積%以上のガラスを含有していること、
(2)前記絶縁性配線パターン層は、0.5〜100μmの厚みを有していること、
(3)前記配線導体層が、銅箔のエッチングにより形成されたものであること、
(4)前記配線導体層は、少なくとも一方側の面が十点平均表面粗さ(Rz)が0.5μm以上の粗面を有する金属箔のエッチングにより形成されたものであり、該粗面側が絶縁性配線パターン層を介して前記絶縁基板表面に接合されていること、
(5)前記絶縁基板は、複数の絶縁層が積層された積層構造を有しており、該絶縁層の層間に配線導体層が設けられていること、
(6)前記絶縁基板内部の配線導体層は、前記絶縁性配線パターン層を介して前記絶縁層に接合されていること、
が好ましい。
In the present invention,
(1) The insulating wiring pattern layer contains 5% by volume or more of glass,
(2) The insulating wiring pattern layer has a thickness of 0.5 to 100 μm,
(3) The wiring conductor layer is formed by etching copper foil,
(4) The wiring conductor layer is formed by etching a metal foil having a rough surface with a 10-point average surface roughness (Rz) of 0.5 μm or more on at least one surface. Being bonded to the surface of the insulating substrate through an insulating wiring pattern layer;
(5) The insulating substrate has a laminated structure in which a plurality of insulating layers are laminated, and a wiring conductor layer is provided between the insulating layers.
(6) The wiring conductor layer inside the insulating substrate is bonded to the insulating layer via the insulating wiring pattern layer.
Is preferred.

本発明によれば、表面の配線導体層が、絶縁基板よりも多量のガラスを含有する絶縁性配線パターン層を介して絶縁基板に接合されているため、表面の配線導体層と絶縁基板との接合強度が高められ、表面の配線導体層に接続される半導体素子等の電気部品やリード線、あるいはプリント基板と接合するための外部電極の高い接合信頼性を得ることが可能となる。即ち、この絶縁性配線パターン層は、ガラス量が多いため、アンカー効果が高く、表面の配線導体層ががっちりと絶縁性配線パターン層に食い込んだ状態で焼成が行われることとなり、高い接合強度を確保することができるのである。この場合、ガラス量の多い絶縁基板上に直接配線導体層を形成した場合には、絶縁基板自体の強度が低下するが、本発明では、表面の配線導体層と絶縁基板との間に絶縁性配線パターン層を形成することにより、このような特性低下を有効に回避することができる。   According to the present invention, the surface wiring conductor layer is bonded to the insulating substrate via the insulating wiring pattern layer containing a larger amount of glass than the insulating substrate. Bonding strength is increased, and it becomes possible to obtain high bonding reliability of electrical components such as semiconductor elements connected to the wiring conductor layer on the surface, lead wires, or external electrodes for bonding to a printed circuit board. That is, since this insulating wiring pattern layer has a large amount of glass, the anchor effect is high, and firing is performed in a state where the surface wiring conductor layer firmly bites into the insulating wiring pattern layer, so that a high bonding strength is obtained. It can be secured. In this case, when the wiring conductor layer is formed directly on the insulating substrate having a large amount of glass, the strength of the insulating substrate itself is lowered. By forming the wiring pattern layer, such deterioration in characteristics can be effectively avoided.

本発明を、以下、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明のセラミック配線基板の一例である、多層配線基板の構造を示す概略断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a multilayer wiring board as an example of the ceramic wiring board of the present invention.

図1において、全体として1で示すセラミック配線基板は、ガラスセラミック製絶縁基板2と、その表面(底面を含む)や内部に形成された配線導体層3とからなっている。   In FIG. 1, the ceramic wiring board denoted by 1 as a whole is composed of a glass ceramic insulating board 2 and a wiring conductor layer 3 formed on the surface (including the bottom face) or inside thereof.

ガラスセラミック製絶縁基板2は、複数のガラスセラミック絶縁層2a〜2dを積層してなる積層体から構成されており、絶縁基板2の内部に設けられている配線導体層3は、絶縁層2a〜2dの積層界面に形成されている。   The insulating substrate 2 made of glass ceramic is composed of a laminated body formed by laminating a plurality of insulating glass ceramic layers 2a to 2d, and the wiring conductor layer 3 provided inside the insulating substrate 2 includes insulating layers 2a to 2d. It is formed at the 2d laminated interface.

また、各絶縁層2a〜2dには、厚み方向を貫くように形成された直径が80〜200μmのビアホール導体4が設けられており、これにより、配線導体層3間を接続し所定回路を達成するための回路網が形成される。絶縁基板2の表面に形成されている配線導体層3(図1において3aで示す)上には、必要により、半導体素子等の電気素子5が半田等の導電性接着剤によって実装搭載される。また、表面の配線導体層3aは、シールド用導体膜や、プリント基板などの外部回路基板と接続するための端子電極を接合するための導体パッドとして用いられるものであってもよい。   Each insulating layer 2a to 2d is provided with a via-hole conductor 4 having a diameter of 80 to 200 μm so as to penetrate the thickness direction, thereby connecting the wiring conductor layers 3 to achieve a predetermined circuit. A circuit network is formed. On the wiring conductor layer 3 (indicated by 3a in FIG. 1) formed on the surface of the insulating substrate 2, an electrical element 5 such as a semiconductor element is mounted and mounted with a conductive adhesive such as solder, if necessary. Further, the wiring conductor layer 3a on the surface may be used as a conductor pad for joining a conductor film for shielding or a terminal electrode for connection to an external circuit board such as a printed board.

本発明において、絶縁基板2の表面(或いは底面)に形成されている配線導体層3aは、配線パターン形状に形成された絶縁性配線パターン層10を介して絶縁基板2(各絶縁層2a〜2d)に接合されている。この場合、ビアホール導体4が接続される部分には、絶縁性配線パターン層10が欠落しており、ビアホール導体4が表面の直接メタライズ配線層3に接続されるようになっている。このような絶縁性配線パターン層10を介して表面の配線導体層3aを絶縁基板2に接合させることにより、この配線導体層3aと絶縁基板2との接合強度を高め、接続の信頼性を確保することができる。   In the present invention, the wiring conductor layer 3a formed on the surface (or bottom surface) of the insulating substrate 2 is connected to the insulating substrate 2 (respective insulating layers 2a to 2d) through the insulating wiring pattern layer 10 formed in a wiring pattern shape. ). In this case, the insulating wiring pattern layer 10 is missing in the portion to which the via-hole conductor 4 is connected, and the via-hole conductor 4 is directly connected to the metallized wiring layer 3 on the surface. By bonding the wiring conductor layer 3a on the surface to the insulating substrate 2 through the insulating wiring pattern layer 10 as described above, the bonding strength between the wiring conductor layer 3a and the insulating substrate 2 is increased, and connection reliability is ensured. can do.

また、本発明においては、絶縁基板2の内部に形成されている配線導体層3(図1において3bで示す)も、表面の配線導体層3aと同様に、絶縁性配線パターン層10を介して絶縁基板2(各絶縁層2a〜2d)に接合されていることが好ましい。即ち、絶縁基板2の内部の配線導体層3bをも絶縁性配線パターン層10を介して設けることにより、例えば基板に曲げ応力がかかる場合などに発生するおそれの有る基板内部での配線導体層3bと絶縁層2a〜2dとの剥離を効果的に防止することができ、基板の破壊を有効に防止し、配線導体層3bとビアホール導体4との接続信頼性を高く保つことが可能となる。   In the present invention, the wiring conductor layer 3 (indicated by 3b in FIG. 1) formed inside the insulating substrate 2 is also interposed via the insulating wiring pattern layer 10 in the same manner as the wiring conductor layer 3a on the surface. It is preferable to be bonded to the insulating substrate 2 (respective insulating layers 2a to 2d). That is, by providing the wiring conductor layer 3b inside the insulating substrate 2 via the insulating wiring pattern layer 10 as well, the wiring conductor layer 3b inside the substrate may be generated when bending stress is applied to the substrate, for example. And the insulating layers 2a to 2d can be effectively prevented from being peeled, the substrate can be effectively prevented from being broken, and the connection reliability between the wiring conductor layer 3b and the via-hole conductor 4 can be kept high.

尚、図示していないが、上記の配線基板1の表面には、必要に応じて、さらに珪化タンタル、珪化モリブデンなどの厚膜抵抗体膜や配線保護膜などを形成しても構わない。   Although not shown, a thick film resistor film such as tantalum silicide or molybdenum silicide, a wiring protective film, or the like may be further formed on the surface of the wiring substrate 1 as necessary.

[ガラスセラミック製絶縁基板2]
上記のような構造を有する本発明のセラミック配線基板1において、ガラスセラミック製絶縁基板2(絶縁層2a〜2d)は、ガラス粉末、或いはガラス粉末とフィラー粉末との焼成により形成されるガラスセラミックからなるものであり、通常、ガラス粉末を10〜70質量%及びフィラー粉末を30〜90質量%の量で含む混合粉末を焼成することにより得られたものであることが好ましい。このようなガラスセラミックは、焼成温度が800〜1050℃と低く、上記の前述した絶縁性配線パターン層10の形成や、配線導体層3と絶縁性配線パターン層10との接合一体化を、絶縁基板2の形成と同時に一括で行うことができる。また、このようなガラスセラミック製絶縁基板2は、概して誘電率が低く、高周波信号などの伝送損失を低減させるという点でも有利である。
[Insulating substrate 2 made of glass ceramic]
In the ceramic wiring board 1 of the present invention having the above structure, the glass ceramic insulating substrate 2 (insulating layers 2a to 2d) is made of glass powder or glass ceramic formed by firing glass powder and filler powder. Usually, it is preferable that it is obtained by baking the mixed powder which contains 10-70 mass% of glass powder and 30-90 mass% of filler powder. Such a glass ceramic has a low firing temperature of 800 to 1050 ° C., and insulates the formation of the above-described insulating wiring pattern layer 10 and the joint integration between the wiring conductor layer 3 and the insulating wiring pattern layer 10. Simultaneously with the formation of the substrate 2, it can be performed collectively. In addition, such a glass ceramic insulating substrate 2 is advantageous in that it generally has a low dielectric constant and reduces transmission loss of high-frequency signals and the like.

絶縁基板2の形成に用いる上記のガラスとしては、少なくともSiOを含み、さらに、Al、B、ZnO、PbO、アルカリ土類金属酸化物及びアルカリ金属酸化物からなる群より選択される少なくとも1種の酸化物成分を含有するもの、例えば、SiO−B系、SiO−B−Al系、SiO−B−Al−MO系(MはCa、Sr、Mg、BaまたはZn)等のホウケイ酸ガラス;アルカリ珪酸ガラス;Ba系ガラス;Pb系ガラス;Bi系ガラス等が挙げられる。これらのガラスは、焼成処理することによっても非晶質のままである非晶質ガラスであってもよいし、また焼成処理によって、リチウムシリケート、クォーツ、クリストバライト、コージェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも1種類を析出するように組成調整された結晶化ガラスのいずれであってもよいが、低温での焼結性を損なわずに強度を向上させるという点で、結晶化ガラスであることが好ましい。結晶化ガラスを用いた場合には、焼成後のガラス含量は、上記混合粉末中のガラス含量よりも低下することとなる。即ち、焼成によりガラス中から結晶相を析出させれば、フィラー量を少なくし、焼成温度を高めることなく、絶縁基板2の高強度化を達成できるからである。一般に、絶縁基板2中のガラス含量(結晶相析出後の残留ガラス量)は、50体積%未満となっていることが好ましい。 The glass used for forming the insulating substrate 2 contains at least SiO 2 , and further includes Al 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO, PbO, an alkaline earth metal oxide, and an alkali metal oxide. One containing at least one oxide component selected, for example, SiO 2 —B 2 O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 Examples thereof include borosilicate glass such as O 3 -MO (M is Ca, Sr, Mg, Ba or Zn); alkali silicate glass; Ba glass; Pb glass; Bi glass. These glasses may be amorphous glasses that remain amorphous upon firing, or may be lithiated, quartz, cristobalite, cordierite, mullite, anorthite, serdian by firing. , Spinel, garnite, willemite, dolomite, petalite and substituted derivatives thereof may be any of crystallized glass whose composition is adjusted so as to precipitate at least one kind of crystal, but does not impair sinterability at low temperatures. From the standpoint of improving the strength, it is preferably crystallized glass. When crystallized glass is used, the glass content after firing is lower than the glass content in the mixed powder. That is, if the crystal phase is precipitated from the glass by firing, the strength of the insulating substrate 2 can be increased without reducing the amount of filler and without increasing the firing temperature. Generally, it is preferable that the glass content (residual glass amount after crystal phase precipitation) in the insulating substrate 2 is less than 50% by volume.

また、フィラー粉末としては、クォーツ、クリストバライト等のSiO結晶や、Al、ZrO、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア、ジルコン酸カルシウム、珪酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム等が好適に用いられる。 The filler powder includes SiO 2 crystals such as quartz and cristobalite, Al 2 O 3 , ZrO 2 , mullite, forsterite, enstatite, spinel, magnesia, calcium zirconate, strontium silicate, calcium titanate, and titanate. Barium or the like is preferably used.

上記のようなガラス粉末及びフィラー粉末との焼成により得られる絶縁基板2(絶縁層2a〜2d)には、上記のガラス及びフィラーに由来する成分(ガラスから析出した結晶相やフィラー成分が分解して生成した結晶相、これら結晶相の粒界に存在する残存ガラス相)を含有する。   Insulating substrate 2 (insulating layers 2a to 2d) obtained by firing with glass powder and filler powder as described above decomposes components derived from the glass and filler (crystalline phases and filler components precipitated from glass). And the residual glass phase present at the grain boundaries of these crystal phases).

[配線導体層3(3a,3b)及びビアホール導体4]
配線導体層3は、特にCu、Ag、Al、Au、Ni、PtおよびPdの群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする金属箔をパターンの形状に加工したものであり、この加工は、通常、エッチングにより行われ、所定の配線パターン形状に加工された状態で転写することにより作製される(この点については後述する)。特にマイグレーションの発生や加工のし易さを考慮すると、配線導体層3は、銅箔(特に純度が99%以上)の加工によって形成されたものであることが望ましい。
[Wiring conductor layer 3 (3a, 3b) and via-hole conductor 4]
The wiring conductor layer 3 is obtained by processing a metal foil mainly containing at least one selected from the group of Cu, Ag, Al, Au, Ni, Pt and Pd into a pattern shape. Usually, it is produced by etching and transferred in a state of being processed into a predetermined wiring pattern shape (this point will be described later). Considering the occurrence of migration and the ease of processing in particular, the wiring conductor layer 3 is preferably formed by processing a copper foil (particularly a purity of 99% or more).

本発明において、上記配線導体層3の絶縁性配線パターン層10との界面側の表面は、十点平均表面粗さ(Rz)が0.5μm以上の粗面となっていることが好ましい。即ち、このような粗面が絶縁性配線パターン層10に面していることにより、絶縁性配線パターン層10が配線導体層3の粗面に食い込み、高いアンカー効果を確保することができ、配線導体層3の接合強度をさらに高めることができるからである。尚、この十点平均表面粗さ(Rz)は、JIS B 0601-1994 に準拠して測定される。   In the present invention, the surface of the wiring conductor layer 3 on the interface side with the insulating wiring pattern layer 10 is preferably a rough surface having a 10-point average surface roughness (Rz) of 0.5 μm or more. That is, since such a rough surface faces the insulating wiring pattern layer 10, the insulating wiring pattern layer 10 bites into the rough surface of the wiring conductor layer 3, and a high anchor effect can be secured. This is because the bonding strength of the conductor layer 3 can be further increased. The ten-point average surface roughness (Rz) is measured according to JIS B 0601-1994.

また、ビアホール導体4は、上記配線導体層3を構成する金属によって形成されていることが好ましく、絶縁基板2(絶縁層2a〜2d)を形成するためのグリーシートの厚み方向に形成されたスルーホール内に、上記金属成分を含有する導体ペーストを充填し、グリーンシートを焼成することにより形成することができる。   Further, the via-hole conductor 4 is preferably formed of a metal constituting the wiring conductor layer 3, and a through-hole formed in the thickness direction of the grease sheet for forming the insulating substrate 2 (insulating layers 2a to 2d). The hole can be formed by filling the conductor paste containing the metal component in the hole and firing the green sheet.

[絶縁性配線パターン層10]
本発明において、絶縁基板2(絶縁層2a〜2d)と配線導体層3との間に介在する絶縁性配線パターン層10は、絶縁基板2を形成するガラスセラミックよりもガラス含量の多いガラスセラミックから形成されている。即ち、ガラス含量の多いガラスセラミックから絶縁性配線パターン層10を形成することにより、焼成時において該パターン層10のアンカー効果により配線導体層3との密着性を高め、両者を強固に接合することができ、しかも、絶縁性配線パターン層10とガラスセラミックから形成されている絶縁基板2との一体化を同時焼成により行うことが可能となる。この場合、配線導体層3の絶縁性配線パターン層10側面を所定の粗面とすることにより、該パターン層10のアンカー効果をさらに高めることができることは、既に述べた通りである。
[Insulating wiring pattern layer 10]
In the present invention, the insulating wiring pattern layer 10 interposed between the insulating substrate 2 (insulating layers 2a to 2d) and the wiring conductor layer 3 is made of a glass ceramic having a glass content higher than that of the glass ceramic forming the insulating substrate 2. Is formed. That is, by forming the insulating wiring pattern layer 10 from a glass ceramic having a high glass content, the adhesion with the wiring conductor layer 3 is enhanced by the anchor effect of the pattern layer 10 during firing, and the two are firmly bonded. In addition, the insulating wiring pattern layer 10 and the insulating substrate 2 formed of glass ceramic can be integrated by simultaneous firing. In this case, as described above, the anchor effect of the pattern layer 10 can be further enhanced by making the side surface of the insulating wiring pattern layer 10 of the wiring conductor layer 3 a predetermined rough surface.

また、絶縁性配線パターン層10中のガラス量は、5体積%以上、特に10乃至50体積%の範囲とすることが好ましい。即ち、このガラス量が5体積%未満であると、絶縁性配線パターン層10のアンカー効果が低く、配線導体層3の接合強度が低下するおそれがあり、また、ガラス量が多すぎると、このパターン層10自体の強度低下を招くとともに、焼成時にパターンが変形するおそれがある。   Further, the amount of glass in the insulating wiring pattern layer 10 is preferably 5% by volume or more, particularly preferably in the range of 10 to 50% by volume. That is, if the amount of glass is less than 5% by volume, the anchor effect of the insulating wiring pattern layer 10 is low, the bonding strength of the wiring conductor layer 3 may be reduced, and if the amount of glass is too large, While reducing the strength of the pattern layer 10 itself, the pattern may be deformed during firing.

このようなガラス含量の多い絶縁性配線パターン層10は、絶縁基板2と同様、絶縁基板2の項で例示したガラス粉末或いはガラス粉末とフィラー粉末との混合粉末を焼成することにより得られるが、絶縁基板2よりもガラス量を多くするために、ガラス粉末として、絶縁基板2よりも結晶化度の低い(析出結晶量の少ない)ものを使用するか、或いは混合粉末中のガラス粉末量を多くすることにより、ガラス量を容易に調整することができる。   Such an insulating wiring pattern layer 10 having a high glass content can be obtained by firing the glass powder exemplified in the section of the insulating substrate 2 or a mixed powder of the glass powder and the filler powder, like the insulating substrate 2. In order to increase the amount of glass compared to the insulating substrate 2, use a glass powder having a crystallinity lower than that of the insulating substrate 2 (with a small amount of precipitated crystals), or increase the amount of glass powder in the mixed powder. By doing, the amount of glass can be adjusted easily.

また、絶縁性配線パターン層10の厚みは、好ましくは0.5〜100μm、さらに好ましくは5〜50μm、最も好ましくは10〜20μmの範囲にあるのがよい。この厚みがあまり薄いと、配線導体層3と絶縁基板2(或いは絶縁層2a〜2d)との接続信頼性が低下し、また、必要以上に厚いと、基板の電気特性が劣化してしまうおそれがある。絶縁性パターン層10の厚みを上記範囲内とすることにより、基板の電気特性を維持したまま、配線導体層3(特に表面の配線導体層3a)と絶縁基板2との高い接合信頼性を得ることができる。   The thickness of the insulating wiring pattern layer 10 is preferably in the range of 0.5 to 100 μm, more preferably 5 to 50 μm, and most preferably 10 to 20 μm. If this thickness is too thin, the connection reliability between the wiring conductor layer 3 and the insulating substrate 2 (or insulating layers 2a to 2d) is reduced, and if it is thicker than necessary, the electrical characteristics of the substrate may be deteriorated. There is. By setting the thickness of the insulating pattern layer 10 within the above range, high bonding reliability between the wiring conductor layer 3 (particularly the wiring conductor layer 3a on the surface) and the insulating substrate 2 is obtained while maintaining the electrical characteristics of the substrate. be able to.

[配線基板の製造]
上述した構造を有する本発明のセラミック配線基板は、例えば図2(a)〜(f)に示すプロセスにしたがって製造することができる。
[Manufacture of wiring boards]
The ceramic wiring board of the present invention having the above-described structure can be manufactured, for example, according to the processes shown in FIGS.

まず、前述した絶縁基板2を構成する絶縁層2a〜2dを形成するためのグリーンシートを作製する。即ち、前述した絶縁基板2形成用のガラス粉末或いはガラス粉末とフィラー粉末との混合粉末を原料粉末とし、この原料粉末に有機バインダー、溶媒、可塑剤等を加えて成形用スラリーを調製し、該スラリーを用いて、ドクターブレード法、圧延法、プレス法等の公知の方法により、厚さ約50〜500μmのグリーンシート11を作製する(図2(a))。   First, a green sheet for forming the insulating layers 2a to 2d constituting the insulating substrate 2 described above is produced. That is, a glass powder for forming the insulating substrate 2 or a mixed powder of glass powder and filler powder is used as a raw material powder, and an organic binder, a solvent, a plasticizer, etc. are added to this raw material powder to prepare a molding slurry, Using the slurry, a green sheet 11 having a thickness of about 50 to 500 μm is prepared by a known method such as a doctor blade method, a rolling method, or a press method (FIG. 2A).

次いで、上記のグリーンシート11の所定位置に、レーザーやマイクロドリル、パンチングなどにより、直径80〜200μmのスルーホールを形成し、その内部に導体ペーストを充填してビアホール導体12を形成する(図2(b))。この導体ペーストは、通常、配線導体層形成用の金属箔と同種の金属成分(Cu、Ag等)に、アクリル樹脂などからなる有機バインダー、及びトルエン、イソプロピルアルコール、アセトンなどの有機溶剤とを均質混合して形成される。有機バインダーは、金属成分100質量部に対して、0.5〜15.0質量部、有機溶剤は、固形成分及び有機バインダー100質量部に対して、5〜100質量部の割合で混合されることが望ましい。なお、この導体ペースト中には若干のガラス成分等を添加してもよい。   Next, a through hole having a diameter of 80 to 200 μm is formed at a predetermined position of the green sheet 11 by laser, micro drill, punching or the like, and a via paste is formed by filling the inside with a conductor paste (FIG. 2). (B)). This conductor paste usually contains a metal component (Cu, Ag, etc.) of the same type as the metal foil for forming a wiring conductor layer, an organic binder made of acrylic resin, and an organic solvent such as toluene, isopropyl alcohol, acetone, etc. It is formed by mixing. The organic binder is mixed in an amount of 0.5 to 15.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal component, and the organic solvent is mixed in a ratio of 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid component and the organic binder. It is desirable. In addition, you may add some glass components etc. in this conductor paste.

さらに、上記のグリーンシート11に、絶縁性配線パターン層に対応する絶縁性ペーストのパターン層14を塗布し、このパターン層14上に配線導体層13を形成する(図2(c))。   Further, an insulating paste pattern layer 14 corresponding to the insulating wiring pattern layer is applied to the green sheet 11, and a wiring conductor layer 13 is formed on the pattern layer 14 (FIG. 2C).

上記の絶縁性ペーストは、絶縁基板2の形成用の原料粉末におけるガラス粉末含量を高めたもの或いは該原料粉末中のガラス粉末の結晶化度を低下させたものを使用し、これを、所定の有機バインダー及び溶剤と混錬して調製することができる。このような絶縁ペーストを、例えばスクリーン印刷により、配線パターン形状に所定厚みでグリーンシート11上にビアホール導体12が露出する部分を除いて塗布することにより、上記パターン層14を形成することができる。   The insulating paste uses a material whose glass powder content in the raw material powder for forming the insulating substrate 2 is increased or a material whose crystallinity of the glass powder in the raw material powder is lowered. It can be prepared by kneading with an organic binder and a solvent. The pattern layer 14 can be formed by applying such an insulating paste, for example, by screen printing to a wiring pattern shape with a predetermined thickness excluding a portion where the via-hole conductor 12 is exposed on the green sheet 11.

また、配線導体層13は、以下のようにして形成される。
即ち、この配線導体層13を形成するための金属箔(例えば銅箔)を、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)などの高分子からなる転写フィルム表面に、適当な粘着材を用いて接着し、この転写フィルム上で、金属箔を配線パターン形状に加工し、これを、絶縁ペーストからなるパターン層14とビアホール導体12が形成されたグリーシート11に位置あわせして積層圧着し、該転写フィルムを引き剥がすことにより、配線導体層13をグリーシート11上に形成することができる。この場合、内部の絶縁層2b,2cに相当する絶縁層を形成するグリーンシートについては、その両面に配線導体層13を形成することもできる。
The wiring conductor layer 13 is formed as follows.
That is, a metal foil (for example, copper foil) for forming the wiring conductor layer 13 is bonded to the surface of a transfer film made of a polymer such as a polyethylene terephthalate film (PET film) using an appropriate adhesive material. On the transfer film, the metal foil is processed into a wiring pattern shape, and this is aligned and pressure-bonded to the green sheet 11 on which the pattern layer 14 made of an insulating paste and the via-hole conductor 12 are formed, and the transfer film is pulled. By peeling off, the wiring conductor layer 13 can be formed on the grease sheet 11. In this case, the wiring conductor layer 13 can be formed on both sides of the green sheet on which the insulating layers corresponding to the internal insulating layers 2b and 2c are formed.

配線導体層13を形成するに際しては、既に述べたように、金属箔の少なくとも一方の面を粗面加工して、表面粗さ(Rz)が0.5μm以上の粗面としておくのがよい。即ち、この粗面が上記パターン層14と対面するようにして配線導体層13をグリーンシート11に重ね合わせることにより、パターン層14を形成する絶縁性ペーストが該粗面に食い込み、アンカー効果が高められることとなる。   When the wiring conductor layer 13 is formed, as described above, it is preferable to roughen at least one surface of the metal foil so that the surface roughness (Rz) is 0.5 μm or more. That is, by overlapping the wiring conductor layer 13 on the green sheet 11 so that the rough surface faces the pattern layer 14, the insulating paste forming the pattern layer 14 bites into the rough surface, and the anchor effect is enhanced. Will be.

また、金属箔を配線パターン形状に加工するには、フォトリソ法によるのが好ましく、例えば転写フィルム上の金属箔に、フォトレジストを塗布し、所定のマスクを介して光照射を行い、エッチング処理を行い、光照射されない部分の金属箔を除去し、さらに残存するレジストを除去することにより、配線パターン形状の配線導体層13(鏡像)に加工することができる。   Further, in order to process the metal foil into a wiring pattern shape, it is preferable to use a photolithography method. For example, a photoresist is applied to the metal foil on the transfer film, light is irradiated through a predetermined mask, and etching treatment is performed. Then, the portion of the metal foil not irradiated with light is removed, and the remaining resist is further removed, whereby the wiring conductor layer 13 (mirror image) having a wiring pattern shape can be processed.

次に、上記と同様にして作製された配線導体層13付の複数のグリーンシートを、位置決めして(例えば、内部の配線導体層に関しては、隣り合う絶縁層に形成される配線導体層同士が対面するように)、積層圧着して積層体15を形成する(図2(d))。尚、以下の図では、絶縁性パターン層14は省略されている。   Next, the plurality of green sheets with the wiring conductor layer 13 manufactured in the same manner as described above are positioned (for example, with respect to the inner wiring conductor layer, the wiring conductor layers formed in adjacent insulating layers are The laminated body 15 is formed by laminating and pressing so as to face each other (FIG. 2D). In the following drawings, the insulating pattern layer 14 is omitted.

グリーンシートの積層体15の作製には、積み重ねられたグリーンシートに熱と圧力を加えて熱圧着する方法、有機バインダー、可塑剤、溶剤等からなる接着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。   The green sheet laminate 15 is produced by applying heat and pressure to the stacked green sheets by thermocompression bonding, and applying an adhesive composed of an organic binder, plasticizer, solvent, etc. between the sheets and thermocompression bonding. A method or the like can be adopted.

次いで、必要により、上記で得られた積層体15の両面に、絶縁基板の焼成温度(グリーンシート11の焼成温度)では焼結しない非焼結性シート16を積層することが好ましい(図2(e))。このような非焼結性シート16を積層しておくことにより、以下の工程で行われる焼成時において、積層体の焼成収縮を有効に抑制することができ、焼成収縮による配線導体層13の位置ずれや断線等の不都合を有効に抑制できる。特に、微細な配線導体層13を高密度に施した配線基板を製造するには、上記のような非焼結性シート16を用いる方法は、基板の寸法精度を保持することができ、極めて有効である。   Next, if necessary, non-sinterable sheets 16 that are not sintered at the firing temperature of the insulating substrate (the firing temperature of the green sheet 11) are preferably laminated on both surfaces of the laminate 15 obtained above (FIG. 2 ( e)). By laminating such a non-sinterable sheet 16, the firing shrinkage of the laminate can be effectively suppressed during firing performed in the following steps, and the position of the wiring conductor layer 13 due to the firing shrinkage. Inconveniences such as deviation and disconnection can be effectively suppressed. In particular, in order to manufacture a wiring board in which the fine wiring conductor layer 13 is applied at a high density, the method using the non-sinterable sheet 16 as described above can maintain the dimensional accuracy of the board and is extremely effective. It is.

非焼結性シート16は、焼結温度の高い難焼結性セラミック粉末に、有機バインダー、可塑剤、溶剤等を加えたスラリーをシート状に成形して得られる。難焼結性セラミック粉末としては、具体的には1100℃以下の温度で緻密化しないようなセラミック組成物から構成され、具体的にはAl、SiO、MgO、ZrO、BN、TiOの少なくとも1種又はこれらの成分を含有する化合物(フォルステライト、エンスタタイト等)の粉末が挙げられる。また、有機バインダー、可塑剤及び溶剤としては、前述したグリーンシート11の形成に使用したのと同様の材料が使用可能である。また、この非焼結性シート中には、ガラス成分を0.5〜15体積%加えることによって、グリーンシート11との密着性が高くなり、収縮を抑制する作用が大きくなり、またグリーンシート表面のガラス成分の拡散によるボイドの発生を抑制できるなどの利点を有する。非焼結性シート16を前記積層体15に積層するには、グリーンシート11の積層体15を作製する場合と同様の方法を採用することができ、また、グリーンシート11の積層と同時に非焼結性シート16の積層を行うことも可能である。 The non-sinterable sheet 16 is obtained by forming a slurry obtained by adding an organic binder, a plasticizer, a solvent and the like to a hardly sinterable ceramic powder having a high sintering temperature. The hardly sinterable ceramic powder is specifically composed of a ceramic composition that does not become densified at a temperature of 1100 ° C. or lower, specifically, Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, ZrO 2 , BN, Examples thereof include powders of at least one TiO 2 or a compound (forsterite, enstatite, etc.) containing these components. Moreover, as an organic binder, a plasticizer, and a solvent, the same material used for formation of the green sheet 11 mentioned above can be used. Further, in this non-sinterable sheet, by adding 0.5 to 15% by volume of a glass component, the adhesion to the green sheet 11 is increased, and the action of suppressing shrinkage is increased. It has the advantage that the generation of voids due to the diffusion of the glass component can be suppressed. In order to laminate the non-sinterable sheet 16 on the laminate 15, the same method as that for producing the laminate 15 of the green sheet 11 can be employed. It is also possible to laminate the binding sheets 16.

尚、この非焼結シート16の厚みは、積層体15の厚み(グリーンシート11の積層枚数)によっても異なるが、通常、0.1乃至2mm程度の範囲にあるのがよい。あまり厚いと、最終工程での非焼結シート16の除去に時間がかかり、生産効率が低下するおそれがあり、また、あまり薄いと、焼成収縮の抑制効果が低減するおそれがある。   The thickness of the non-sintered sheet 16 varies depending on the thickness of the laminated body 15 (the number of laminated green sheets 11), but it is usually preferable to be in the range of about 0.1 to 2 mm. If it is too thick, it may take time to remove the non-sintered sheet 16 in the final step, which may reduce the production efficiency. If it is too thin, the effect of suppressing firing shrinkage may be reduced.

次いで、脱バインダー及び焼成を行い、その後、非焼結シート16を除去することにより、配線導体層13が絶縁基板に強固に接合した本発明のガラスセラミック配線基板を得ることができる(図2(f))。   Next, debinding and firing are performed, and then the non-sintered sheet 16 is removed, whereby the glass ceramic wiring board of the present invention in which the wiring conductor layer 13 is firmly bonded to the insulating board can be obtained (FIG. 2 ( f)).

脱バインダーは、100〜850℃、特に400〜750℃の窒素雰囲気中で加熱処理することにより行われ、これにより、グリーンシート11内やビアホール導体12ペースト中の有機成分が分解除去される。また、脱バインダーに引き続いて行われる焼成は、800〜1050℃の窒素雰囲気中で行われ、これにより、グリーンシート11や絶縁性パターン層14が緻密化し、これらに対応する絶縁基板(絶縁層)や絶縁性配線パターン層が形成される。尚、配線導体層13をAg箔を用いて形成した場合には、焼成を大気中で行うことができる。   The binder removal is performed by heat treatment in a nitrogen atmosphere at 100 to 850 ° C., particularly 400 to 750 ° C., whereby the organic components in the green sheet 11 and the via-hole conductor 12 paste are decomposed and removed. In addition, the baking performed following the binder removal is performed in a nitrogen atmosphere at 800 to 1050 ° C., whereby the green sheet 11 and the insulating pattern layer 14 become dense, and an insulating substrate (insulating layer) corresponding thereto. And an insulating wiring pattern layer is formed. In addition, when the wiring conductor layer 13 is formed using Ag foil, baking can be performed in air | atmosphere.

非焼結性シート16の除去は、超音波洗浄、研磨、ウォータージェット、ケミカルブラスト、サンドブラスト、ウェットブラスト等によって行うことができる。   The non-sinterable sheet 16 can be removed by ultrasonic cleaning, polishing, water jet, chemical blasting, sand blasting, wet blasting, or the like.

本発明を、次の実験例で説明する。   The invention is illustrated by the following experimental example.

(実験例1)
SiO:37質量%、Al:27質量%、CaO:11質量%、ZnO:12質量%、B:13質量%の組成を有する平均粒径3μmの結晶性ガラス粉末(軟化点850℃)73質量%と、平均粒径2μmのシリカ粉末(セラミックフィラー)27質量%からなるガラスセラミック原料粉末を用意した。
(Experimental example 1)
Crystalline glass powder having an average particle diameter of 3 μm having a composition of SiO 2 : 37% by mass, Al 2 O 3 : 27% by mass, CaO: 11% by mass, ZnO: 12% by mass, and B 2 O 3 : 13% by mass ( A glass ceramic raw material powder comprising 73% by mass (softening point 850 ° C.) and 27% by mass of silica powder (ceramic filler) having an average particle diameter of 2 μm was prepared.

上記のガラスセラミック原料粉末100質量部に対して、メタクリル酸イソブチル樹脂(有機バインダー)を固形分で11質量部、フタル酸ジブチル(可塑剤)を5質量部添加し、さらにトルエン(溶媒)をボールミルにより36時間混合しスラリーを調製した。得られたスラリーをドクターブレード法により厚さ0.2mmの絶縁基板用のグリーンシートを作製した。   11 parts by mass of isobutyl methacrylate resin (organic binder) and 5 parts by mass of dibutyl phthalate (plasticizer) are added to 100 parts by mass of the above glass ceramic raw material powder, and toluene (solvent) is added to a ball mill. Was mixed for 36 hours to prepare a slurry. A green sheet for an insulating substrate having a thickness of 0.2 mm was prepared from the obtained slurry by a doctor blade method.

また、前記ガラス粉末10質量%と、平均粒径2μmのアルミナ粉末90質量%からなる混合粉末100質量部に対して、メタクリル酸イソブチル樹脂(有機バインダー)を固形分で11質量部、フタル酸ジブチル(可塑剤)を5質量部添加し、先のグリーンシートと同様の方法で厚み0.4mmの非焼結性シートを作製した。   Further, with respect to 100 parts by mass of the mixed powder composed of 10% by mass of the glass powder and 90% by mass of alumina powder having an average particle diameter of 2 μm, 11 parts by mass of isobutyl methacrylate resin (organic binder) in solid content, dibutyl phthalate 5 parts by mass of (plasticizer) was added, and a non-sinterable sheet having a thickness of 0.4 mm was produced in the same manner as the previous green sheet.

次に、絶縁性配線パターン層(界面層と呼ぶ)を形成するために、下記組成:
SiO:60質量%
Al:15質量%
BaO:12質量%
CaO:7質量%
:6質量%
を有し、且つ平均粒径2μmの結晶化度の低いガラス粉末と、平均粒径が2μmのシリカ粉末とを表1に記載の割合で混合した混合粉末100質量部に、アクリル酸ブチル14質量部、テルピネオール20質量部と混練して、界面層用の絶縁性ペーストを調製した。
Next, in order to form an insulating wiring pattern layer (referred to as an interface layer), the following composition:
SiO 2 : 60% by mass
Al 2 O 3 : 15% by mass
BaO: 12% by mass
CaO: 7% by mass
B 2 O 3 : 6% by mass
In addition, 14 parts by mass of butyl acrylate is mixed with 100 parts by mass of a mixed powder obtained by mixing a glass powder having a low crystallinity with an average particle diameter of 2 μm and a silica powder with an average particle diameter of 2 μm at a ratio shown in Table 1. Part and 20 parts by mass of terpineol to prepare an insulating paste for the interface layer.

この界面層用のペーストを、銅箔により形成する配線導体層よりも若干大きめの配線パターン形状に、スクリーン印刷法により、焼成後の厚みが表1に示す値となるように先のグリーンシートに塗布した。   This interfacial layer paste is applied to the previous green sheet so that the thickness after baking is the value shown in Table 1 by screen printing in a slightly larger wiring pattern shape than the wiring conductor layer formed of copper foil. Applied.

次に、PETフィルム上に厚み0.02mmの銅箔(その両面が十点平均粗さRzが3μmの粗面となっている)を貼り付け、フォトエッチング法により、縦2mm、横2mmとなる銅箔パターン(配線導体層パターン)を形成し、これを先の界面層を印刷したグリーンシートに転写した。その後、このグリーンシートを最上層とし、この銅箔パターンを転写していないグリーンシート6枚と重ねあわせ加圧積層して積層体を得、続いてこの積層体の両面に前記非焼結性シートを片面3枚づつ重ね合せ、80℃、10MPaで加熱圧着を行った。   Next, a copper foil having a thickness of 0.02 mm (both sides are rough surfaces having a 10-point average roughness Rz of 3 μm) is pasted on the PET film, and becomes 2 mm in length and 2 mm in width by a photoetching method. A copper foil pattern (wiring conductor layer pattern) was formed and transferred to a green sheet on which the previous interface layer was printed. Thereafter, the green sheet is used as the uppermost layer, and the green sheet to which the copper foil pattern is not transferred is overlaid and pressure laminated to obtain a laminate, and then the non-sinterable sheet is formed on both sides of the laminate. Were laminated one by one on each side and thermocompression bonded at 80 ° C. and 10 MPa.

ついで、非焼結シートが積層された上記積層体を、水蒸気を含んだ窒素雰囲気中、750℃の温度で3時間保持する熱処理を行って残留炭素量を200ppm以下に低減した後、雰囲気を乾燥窒素に切り替え、900℃に昇温して1時間保持する焼成を行い、アルミナ投射材によるブラスト処理を行い、配線導体層をガラスセラミック製絶縁基板表面に具備するセラミック配線基板を作製した。この場合、絶縁基板(絶縁層)を構成するガラス及び結晶相のそれぞれの量は、リートベルトでの測定から、3体積%(ガラス)、97体積%(結晶相)であった。   Next, the laminated body on which the non-sintered sheets are laminated is subjected to heat treatment for 3 hours at a temperature of 750 ° C. in a nitrogen atmosphere containing water vapor to reduce the residual carbon amount to 200 ppm or less, and then the atmosphere is dried. The ceramic wiring substrate was prepared by switching to nitrogen, raising the temperature to 900 ° C., holding it for 1 hour, and performing blasting with an alumina projection material to provide the wiring conductor layer on the surface of the insulating substrate made of glass ceramic. In this case, the amounts of the glass and the crystal phase constituting the insulating substrate (insulating layer) were 3% by volume (glass) and 97% by volume (crystalline phase) as measured with a Rietveld belt.

かくして得られたセラミック配線基板表面の配線導体層に、厚さ2.5μmのNiメッキを行い、その上に厚さ0.1μmのAuメッキをした後、該メッキ被覆層上にCu製のリード線を半田で垂直に接合した。該リード線を10mm/minの引っ張り速度で垂直方向に引っ張り、リード線が剥離した時の荷重を導体層の接着強度(表面電極接合強度)として、表1に示した。   The wiring conductor layer on the surface of the ceramic wiring board thus obtained was plated with Ni of 2.5 μm in thickness, and then plated with Au of 0.1 μm in thickness. Then, a Cu lead was formed on the plated coating layer. The wires were joined vertically with solder. The lead wire was pulled in the vertical direction at a pulling speed of 10 mm / min, and the load when the lead wire was peeled was shown in Table 1 as the adhesive strength (surface electrode bonding strength) of the conductor layer.

また、配線導体層接合部ボイドの個数を、断面を研磨し、電子顕微鏡(500倍)により測定し、その結果を併せて表1に示した。   Further, the number of voids in the wiring conductor layer joint portion was measured with an electron microscope (500 times) after polishing the cross section, and the results are also shown in Table 1.

Figure 2005210030
Figure 2005210030

表1の結果によれば、試料No.1では、界面層(絶縁性配線パターン層)を介在させずに絶縁基板表面に配線導体層を形成したため、表面電極接合強度が3MPaと弱いものであった。   According to the results in Table 1, sample No. In No. 1, since the wiring conductor layer was formed on the surface of the insulating substrate without interposing the interface layer (insulating wiring pattern layer), the surface electrode bonding strength was as weak as 3 MPa.

また、試料No.10では界面層のガラス量が絶縁基板(絶縁層)のガラス量よりも減ったため、表面電極の強度が1MPaと低くなった。   Sample No. In No. 10, since the glass amount of the interface layer was smaller than the glass amount of the insulating substrate (insulating layer), the strength of the surface electrode was as low as 1 MPa.

これに対して、ガラス量が絶縁基板(絶縁層)よりも多い界面層(絶縁性配線パターン層)を介して配線導体層が形成された本発明の配線基板では(試料No.2〜9)では、表面電極接合強度が極めて高く、また、導体層接合部ボイドの数も、試料No.1,10に比して著しく少なかった。   On the other hand, in the wiring board of the present invention in which the wiring conductor layer is formed through the interface layer (insulating wiring pattern layer) whose glass amount is larger than that of the insulating board (insulating layer) (Sample Nos. 2 to 9) , The surface electrode bonding strength is extremely high, and the number of conductor layer bonding portion voids is also the same as that of Sample No. Compared to 1,10, it was significantly less.

(実験例2)
一方、PETフィルム上に形成された厚み0.02mmの銅箔にフォトエッチング法により、縦5mm、横5mmの銅箔パターンを形成し、これを実験例1と同様の方法で界面層を印刷したグリーンシートに転写した。次にこのグリーンシートの裏面にも同様の方法で界面層を形成した後、縦5mm、横5mmの銅箔パターンを先の銅箔パターンと重なる位置に転写した。 これを先と同様の方法で焼成し、電極間の静電容量の測定を行い、表2に示した。即ち、絶縁基板(絶縁層)及び界面層(絶縁性配線パターン層)の組成は実験例1と同様であり、例えば、絶縁基板はガラス3体積%、結晶相97体積%であり、実験例2の各試料Noの界面層の組成は、実験例1の対応する試料Noの界面層の組成と同じである。
(Experimental example 2)
On the other hand, a copper foil pattern having a length of 5 mm and a width of 5 mm was formed on a copper foil having a thickness of 0.02 mm formed on a PET film by a photo-etching method, and an interface layer was printed by the same method as in Experimental Example 1 Transferred to a green sheet. Next, after the interface layer was formed on the back surface of the green sheet in the same manner, a copper foil pattern having a length of 5 mm and a width of 5 mm was transferred to a position overlapping the previous copper foil pattern. This was baked in the same manner as described above, and the capacitance between the electrodes was measured. That is, the composition of the insulating substrate (insulating layer) and the interface layer (insulating wiring pattern layer) is the same as in Experimental Example 1. For example, the insulating substrate is 3% by volume of glass and 97% by volume of crystal phase. The composition of the interface layer of each sample No. is the same as the composition of the interface layer of the corresponding sample No. of Experimental Example 1.

Figure 2005210030
Figure 2005210030

表2の結果によれば、界面層の厚みは厚くなるほど静電容量が下がり、界面層は望ましくは50μm以下、更に望ましくは20μm以下であることがわかる。   According to the results in Table 2, it can be seen that the capacitance decreases as the thickness of the interface layer increases, and the interface layer is desirably 50 μm or less, and more desirably 20 μm or less.

本発明のセラミック配線基板の構造の一例を概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of an example of the structure of the ceramic wiring board of this invention. 本発明のセラミック配線基板の製造プロセスを示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the ceramic wiring board of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2:絶縁基板
3:配線導体層
10:絶縁性配線パターン層
2: Insulating substrate 3: Wiring conductor layer 10: Insulating wiring pattern layer

Claims (7)

ガラスセラミック製絶縁基板の表面に、金属箔の加工により形成された配線導体層が設けられている配線基板において、前記配線導体層は、絶縁性配線パターン層を介して前記絶縁基板表面に接合されており、該絶縁性配線パターン層が、前記絶縁基板に比してガラス量の多いガラスセラミックから形成されていることを特徴とするセラミック配線基板。   In a wiring substrate in which a wiring conductor layer formed by processing a metal foil is provided on the surface of a glass ceramic insulating substrate, the wiring conductor layer is bonded to the insulating substrate surface via an insulating wiring pattern layer. A ceramic wiring board, wherein the insulating wiring pattern layer is made of glass ceramic having a larger amount of glass than the insulating board. 前記絶縁性配線パターン層は、5体積%以上のガラスを含有している請求項1に記載のセラミック配線基板。   The ceramic wiring substrate according to claim 1, wherein the insulating wiring pattern layer contains 5% by volume or more of glass. 前記絶縁性配線パターン層は、0.5〜100μmの厚みを有している請求項1または2に記載のセラミック配線基板。   The ceramic wiring board according to claim 1, wherein the insulating wiring pattern layer has a thickness of 0.5 to 100 μm. 前記配線導体層が、銅箔のエッチングにより形成されたものである請求項1乃至3の何れかに記載のセラミック配線基板。   The ceramic wiring board according to claim 1, wherein the wiring conductor layer is formed by etching a copper foil. 前記配線導体層は、少なくとも一方側の面が十点平均表面粗さ(Rz)が0.5μm以上の粗面を有する金属箔のエッチングにより形成されたものであり、該粗面側が絶縁性配線パターン層を介して前記絶縁基板表面に接合されている請求項1乃至4の何れかに記載のセラミック配線基板。   The wiring conductor layer is formed by etching a metal foil having a rough surface with a 10-point average surface roughness (Rz) of 0.5 μm or more on at least one surface, and the rough surface side is an insulating wiring. The ceramic wiring board according to claim 1, wherein the ceramic wiring board is bonded to the surface of the insulating substrate through a pattern layer. 前記絶縁基板は、複数の絶縁層が積層された積層構造を有しており、該絶縁層の層間に配線導体層が設けられている請求項1乃至5の何れかに記載のセラミック配線基板。   6. The ceramic wiring substrate according to claim 1, wherein the insulating substrate has a laminated structure in which a plurality of insulating layers are laminated, and a wiring conductor layer is provided between the insulating layers. 前記絶縁基板内部の配線導体層は、前記絶縁性配線パターン層を介して前記絶縁層に接合されている請求項6に記載のセラミック配線基板。   The ceramic wiring substrate according to claim 6, wherein the wiring conductor layer inside the insulating substrate is bonded to the insulating layer via the insulating wiring pattern layer.
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