JP2008159726A - Multilayer wiring substrate - Google Patents

Multilayer wiring substrate Download PDF

Info

Publication number
JP2008159726A
JP2008159726A JP2006345190A JP2006345190A JP2008159726A JP 2008159726 A JP2008159726 A JP 2008159726A JP 2006345190 A JP2006345190 A JP 2006345190A JP 2006345190 A JP2006345190 A JP 2006345190A JP 2008159726 A JP2008159726 A JP 2008159726A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
hole conductor
conductor
firing
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006345190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takasuke Nishiura
崇介 西浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2006345190A priority Critical patent/JP2008159726A/en
Publication of JP2008159726A publication Critical patent/JP2008159726A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer wiring substrate which has a high dimensional accuracy, ensures an air tightness by suppressing a gap to be produced between the through hole wall surface of an insulating layer and a via hole conductor, and also has a high conductivity in high-frequency band. <P>SOLUTION: The multilayer wiring substrate is formed of a first insulating layer and a second insulating layer having a calcination contract starting temperature higher than the calcination contract finishing temperature of the first insulating layer, which are laminated alternately, and a via hole conductor 4 is formed so as to penetrate the laminate consisting of a set of the first insulating layer and the second insulating layer while a wiring layer 5, connected to the via hole conductor, is formed on the surface of the first insulating layer side of the laminate. In the wiring layer 5, a connecting unit 51 to the via hole conductor 4 is formed of a metal foil consisting of the principal metal constituent of the via hole conductor 4, and the other region 52 is formed of a conductor paste. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子収納用パッケージ、混成集積回路装置等に好適に使用できる多層配線基板に関するものである。   The present invention relates to a multilayer wiring board that can be suitably used for a package for housing semiconductor elements, a hybrid integrated circuit device, and the like.

従来より、高集積化が進むICやLSI等の半導体素子を搭載する半導体素子収納用パッケージや各種電子部品が搭載される混成集積回路装置等に適用される配線基板としては、アルミナ焼結体を絶縁基体としたものが多く用いられてきた。そして、近年においては、配線層の低抵抗化が要求されており、1050℃程度で溶融するCu、Ag、Au等の低抵抗導体を主成分とした配線層を絶縁基体と同時焼成できるように、1050℃以下の低温で焼結が可能であるガラスセラミック焼結体が絶縁基体として用いられるようになってきている。   Conventionally, as a wiring substrate applied to a package for housing a semiconductor element in which semiconductor elements such as IC and LSI, which have been highly integrated, and various electronic parts are mounted, an alumina sintered body is used. Many insulating substrates have been used. In recent years, the resistance of the wiring layer has been required to be reduced, so that the wiring layer mainly composed of a low resistance conductor such as Cu, Ag, or Au that melts at about 1050 ° C. can be simultaneously fired with the insulating substrate. A glass-ceramic sintered body that can be sintered at a low temperature of 1050 ° C. or lower has been used as an insulating substrate.

ガラスセラミック焼結体は一般的にガラスとセラミックフィラーとを組み合わせることにより得られるものであるが、そのなかでもガラスとして結晶化ガラスを用いることにより、所望の特性をもつ結晶を析出させ、種々の特性を有するガラスセラミック焼結体を得られることから、近年では重点的に研究が行われている。   A glass-ceramic sintered body is generally obtained by combining glass and a ceramic filler. Among them, by using crystallized glass as a glass, crystals having desired characteristics are precipitated, Since a glass-ceramic sintered body having characteristics can be obtained, research has been conducted intensively in recent years.

ところで、ガラスセラミック焼結体を絶縁基体とした配線基板は、絶縁基体の表面または内部に配線層が設けられるとともに、配線層同士が絶縁基体に形成された貫通孔(スルーホール)に充填されたビアホール導体を介して接続された構造になっている。また、ビアホール導体同士の接続部において、積層位置がずれたりすることによる接続不良が起こるのを防ぐため、ビアホール導体との接続部のみにいわゆるランドと呼ばれる配線層も設けられている。   By the way, a wiring board using a glass ceramic sintered body as an insulating base is provided with a wiring layer on the surface or inside of the insulating base, and the wiring layers are filled in through holes (through holes) formed in the insulating base. It is connected via via-hole conductors. Further, in order to prevent a connection failure due to a shift in the laminated position in the connection portion between the via hole conductors, a wiring layer called a land is provided only in the connection portion with the via hole conductor.

ビアホール導体および配線層を形成する具体的方法としては、ガラスセラミック原料粉末、有機バインダーに溶剤を添加して調製したスラリーをドクターブレード法などによってシート状に成形し、得られたグリーンシートにスルーホールを打ち抜き加工し、該スルーホールにCu、Ag、Au等を主成分とする導体ペーストを充填してビアホール導体を形成する。同時にグリーンシート上にCu、Ag、Au等を主成分とする導体ペーストを配線パターン状にスクリーン印刷法などで印刷形成し、または電解銅箔もしくは圧延銅箔を所望のパターンに成形後、グリーンシートに圧着し、配線層を形成する。このビアホール導体や配線層が形成されたグリーンシートを複数枚加圧積層し、800〜1000℃で焼成することにより、多層配線基板が作製される。   As a specific method for forming the via-hole conductor and the wiring layer, a glass ceramic raw material powder, a slurry prepared by adding a solvent to an organic binder is formed into a sheet shape by a doctor blade method or the like, and a through hole is formed in the obtained green sheet. The via hole conductor is formed by filling the through hole with a conductive paste mainly composed of Cu, Ag, Au or the like. At the same time, a conductive paste mainly composed of Cu, Ag, Au or the like is formed on the green sheet by printing it into a wiring pattern by a screen printing method or the like, or after forming electrolytic copper foil or rolled copper foil into a desired pattern, the green sheet To form a wiring layer. A plurality of green sheets on which via-hole conductors and wiring layers are formed are pressure-laminated and fired at 800 to 1000 ° C. to produce a multilayer wiring board.

一方、近年においては、多層配線基板の高密度化が進むのに伴い、寸法の高精度化に対する要求も強くなっている。これに対応するための基板寸法精度向上もまた重要な技術の一つである。多層配線基板は、焼成により体積が40〜50%程度収縮する。このときの多層配線基板の主面と平行な方向(X−Y方向)における収縮率(1方向において平均15〜20%程度)のばらつきが配線層の位置ばらつきとなり、基板寸法精度が悪くなっていた。なお、ここでいう収縮率は、焼成前の寸法から焼成後の寸法を減じた値を焼成前の寸法で除した値で定義されるものである。   On the other hand, in recent years, as the density of multilayer wiring boards increases, the demand for higher dimensional accuracy has also increased. Improving the substrate dimensional accuracy to cope with this is also an important technique. The multilayer wiring board shrinks in volume by about 40 to 50% by firing. At this time, the variation in shrinkage rate (average of 15 to 20% in one direction) in the direction parallel to the main surface of the multilayer wiring board (XY direction) is the positional variation of the wiring layer, resulting in poor substrate dimensional accuracy. It was. Here, the shrinkage rate is defined as a value obtained by dividing a value obtained by subtracting a dimension after firing from a dimension before firing by a dimension before firing.

基板寸法精度を向上させる方法として、焼成収縮開始温度あるいは焼成収縮終了温度が異なる2種のグリーンシートを積層し、焼成することにより、X−Y方向の収縮を抑制し、主に積層方向(Z方向)に収縮させる方法がある(例えば特許文献1を参照。)。   As a method for improving the substrate dimensional accuracy, two types of green sheets having different firing shrinkage start temperatures or firing shrinkage end temperatures are laminated and fired to suppress shrinkage in the XY direction, mainly in the lamination direction (Z (For example, refer to Patent Document 1).

この方法によれば、一方のグリーンシートが焼成収縮を開始する際には、焼成収縮を開始していない他方のグリーンシートにより拘束され、他方のグリーンシートが焼成収縮を開始する際には、すでに焼成収縮を終了(焼結)している一方のグリーンシートにより拘束されるため、結果として焼成によるX−Y方向の収縮が抑制されるというものである。   According to this method, when one of the green sheets starts firing shrinkage, it is restrained by the other green sheet that has not started firing shrinkage, and when the other green sheet starts firing shrinkage, Since it is restrained by one of the green sheets that has finished (sintered), the shrinkage in the XY direction due to firing is suppressed as a result.

ところが、異なる2種の絶縁層(グリーンシート)を貫通する同軸上に形成されたビアホール導体は、通常、焼成収縮開始温度が遅いほうの絶縁層と同時に焼成収縮するため、この絶縁層に面するような位置にビアホール導体の端部が形成されていると、この端部は絶縁層によってX−Y方向の収縮を抑制されない。また、ビアホール導体が異なる2種の絶縁層を複数層、例えば4層貫通するような場合は、少なくとも内側の2層を貫通するビアホール導体はX−Y方向の収縮を抑制されない。したがって、X−Y方向の収縮を抑制されている絶縁層と比べて、ビアホール導体のX−Y方向の収縮が大きくなる。   However, a via-hole conductor formed on the same axis that penetrates two different types of insulating layers (green sheets) is usually fired and shrunk simultaneously with the insulating layer having a lower firing shrinkage temperature, and therefore faces this insulating layer. If the end portion of the via-hole conductor is formed at such a position, the end portion is not suppressed from contracting in the XY direction by the insulating layer. Further, when two or more types of insulating layers having different via-hole conductors pass through a plurality of layers, for example, four layers, the via-hole conductors penetrating at least two inner layers are not suppressed in the XY direction. Therefore, the shrinkage in the XY direction of the via-hole conductor is larger than that of the insulating layer in which the shrinkage in the XY direction is suppressed.

このため、絶縁層に形成されたスルーホールの壁面からビアホール導体が剥離してしまい、絶縁層のスルーホール壁面とビアホール導体との間に隙間が生じてしまう。この隙間により、多層配線基板の気密性が悪くなり、水分等が浸入することによって多層配線基板の絶縁性が劣化するという問題があった。
特開平10−308584号公報
For this reason, a via-hole conductor will peel from the wall surface of the through hole formed in the insulating layer, and a clearance gap will arise between the through-hole wall surface of an insulating layer and a via-hole conductor. Due to the gap, the airtightness of the multilayer wiring board is deteriorated, and there is a problem that the insulating property of the multilayer wiring board is deteriorated when moisture or the like enters.
JP-A-10-308584

ここで、ビアホール導体に導体ペーストで形成された配線層が接続され、この配線層によりビアホール導体の端部が覆われている場合には、この配線層もビアホール導体と同時に焼成収縮するため、配線層がビアホール導体のX−Y方向への収縮を抑制することはなく、絶縁層のスルーホール壁面とビアホール導体との間に隙間が生じてしまうという問題は解消できない。   Here, when a wiring layer formed of a conductive paste is connected to the via-hole conductor and the end portion of the via-hole conductor is covered by this wiring layer, the wiring layer also burns and shrinks at the same time as the via-hole conductor. The layer does not suppress the shrinkage of the via-hole conductor in the XY direction, and the problem that a gap is generated between the through-hole wall surface of the insulating layer and the via-hole conductor cannot be solved.

一方、ビアホール導体に金属箔で形成された配線層が接続され、この配線層によりビアホール導体の端部が覆われている場合には、金属箔は焼成収縮しないので、配線層がビアホール導体のX−Y方向への収縮を抑制することができる。しかしながら、配線層を金属箔で形成する場合には、絶縁層との接着強度をもたせるために表面をあらす必要があり、これにより配線層における絶縁層との界面近傍の導電率(界面導電率)が低下し、高周波帯での導電率が低い多層配線基板となってしまうという問題があった。   On the other hand, when a wiring layer formed of a metal foil is connected to the via-hole conductor and the end of the via-hole conductor is covered with this wiring layer, the metal foil does not shrink by firing, so the wiring layer is X of the via-hole conductor. Shrinkage in the -Y direction can be suppressed. However, when the wiring layer is formed of a metal foil, it is necessary to expose the surface in order to provide adhesion strength with the insulating layer, and thereby the conductivity in the vicinity of the interface between the wiring layer and the insulating layer (interface conductivity). There is a problem that the multi-layer wiring board has a low conductivity in the high frequency band.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、配線層の界面導電率を低下させることなく、絶縁層のスルーホール壁面とビアホール導体との間に隙間が生じるのを抑制した気密性の高い多層配線基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the airtightness in which the formation of a gap between the through-hole wall surface of the insulating layer and the via-hole conductor is suppressed without reducing the interfacial conductivity of the wiring layer. An object of the present invention is to provide a highly reliable multilayer wiring board.

本発明は、第1の絶縁層と、該第1の絶縁層の焼成収縮の終了温度よりも焼成収縮の開始温度が高い第2の絶縁層とが交互に積層され、一組の前記第1の絶縁層および前記第2の絶縁層からなる積層体を貫通するようにビアホール導体が形成され、前記積層体の前記第1の絶縁層側の表面に、前記ビアホール導体に接続された配線層が形成されてなる多層配線基板であって、前記配線層が、前記ビアホール導体との接続部を前記ビアホール導体の主金属成分からなる金属箔で形成し、その他の領域を導体ペーストで形成したものであることを特徴とするものである。   In the present invention, the first insulating layer and the second insulating layer whose firing shrinkage start temperature is higher than the end temperature of firing shrinkage of the first insulating layer are alternately stacked, A via-hole conductor is formed so as to penetrate through the laminated body made of the insulating layer and the second insulating layer, and a wiring layer connected to the via-hole conductor is formed on the surface of the laminated body on the first insulating layer side. A multilayer wiring board formed, wherein the wiring layer is formed by forming a connection portion with the via-hole conductor with a metal foil made of a main metal component of the via-hole conductor and forming other regions with a conductor paste. It is characterized by being.

本発明によれば、配線層におけるビアホール導体との接続部をビアホール導体の主金属成分からなる金属箔で形成したことで、配線層がビアホール導体のX−Y方向への収縮を抑制することができる。これにより、絶縁層のスルーホール壁面とビアホール導体との間に隙間が生じることなく、寸法精度が高く気密性のある多層配線基板を得ることができる。また、配線層におけるビアホール導体との接続部近傍領域以外の領域を導体ペーストで形成したことにより、配線層の界面導電率を低下させ、高周波帯での導電率を低下させることのない多層配線基板を得ることができる。   According to the present invention, since the connection portion of the wiring layer with the via hole conductor is formed of the metal foil made of the main metal component of the via hole conductor, the wiring layer can suppress the shrinkage of the via hole conductor in the XY direction. it can. As a result, a multilayer wiring board having high dimensional accuracy and airtightness can be obtained without generating a gap between the through-hole wall surface of the insulating layer and the via-hole conductor. In addition, since the region other than the region near the connection portion with the via-hole conductor in the wiring layer is formed of the conductive paste, the multilayer wiring board does not decrease the interface conductivity of the wiring layer and does not decrease the conductivity in the high frequency band. Can be obtained.

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の多層配線基板の構造を示す部分断面図、図2は図1に示す配線層の拡大説明図であって、図1および図2に示すように、本発明の多層配線基板は、第1の絶縁層と、第1の絶縁層の焼成収縮の終了温度よりも焼成収縮の開始温度が高い第2の絶縁層とが交互に積層され、一組の前記第1の絶縁層および前記第2の絶縁層からなる積層体を貫通するようにビアホール導体4が形成され、積層体の第1の絶縁層側の表面に、前記ビアホール導体に接続された配線層5が形成されてなり、配線層5が、ビアホール導体4との接続部51をビアホール導体4の主金属成分からなる金属箔で形成し、その他の領域52を導体ペーストで形成したものであることを特徴とする。   FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of a multilayer wiring board according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the wiring layer shown in FIG. 1. As shown in FIGS. The first insulating layer and the second insulating layer whose firing shrinkage starting temperature is higher than the end temperature of firing shrinkage of the first insulating layer are alternately stacked, and a set of the first insulating layers And a via hole conductor 4 is formed so as to penetrate the multilayer body composed of the second insulating layer, and a wiring layer 5 connected to the via hole conductor is formed on the first insulating layer side surface of the multilayer body. Thus, the wiring layer 5 is characterized in that the connection portion 51 with the via-hole conductor 4 is formed of a metal foil made of the main metal component of the via-hole conductor 4 and the other region 52 is formed of a conductor paste.

図1に示す第1の絶縁層は7層(1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g)形成され、第2の絶縁層は6層(2a、2b、2c、2d、2e、2f)形成されていて、これらは交互に積層されている。   The first insulating layer shown in FIG. 1 has seven layers (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g), and the second insulating layer has six layers (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f). ) And are alternately stacked.

第1の絶縁層および第2の絶縁層としては、セラミック焼結体が用いられている。セラミック焼結体としては、ガラスセラミックス、アルミナ、ムライト等が挙げられるが、金、銀、銅等の低抵抗導体を使用できる点でガラスセラミックスが好ましい。以下、第1の絶縁層1a、1b、1c、1d、1e、1f、1gおよび第2の絶縁層2a、2b、2c、2d、2e、2fがガラスセラミック焼結体で構成された場合について説明する。   Ceramic sintered bodies are used as the first insulating layer and the second insulating layer. Examples of the ceramic sintered body include glass ceramics, alumina, mullite, and the like, but glass ceramics are preferable in that a low resistance conductor such as gold, silver, or copper can be used. Hereinafter, the case where the first insulating layers 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, and 1g and the second insulating layers 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, and 2f are formed of a glass ceramic sintered body will be described. To do.

第1の絶縁層1a、1b、1c、1d、1e、1f、1gを構成するガラスセラミック焼結体と第2の絶縁層2a、2b、2c、2d、2e、2fを構成するガラスセラミック焼結体とは焼成時の焼成収縮開始温度が異なっている。具体的には、第2の絶縁層2a、2b、2c、2d、2e、2fを形成するためのグリーンシートの焼成収縮終了温度は、第1の絶縁層1a、1b、1c、1d、1e、1f、1gを形成するためのグリーンシートの焼成収縮開始温度よりも低いことから、第2の絶縁層を形成するためのグリーンシートの焼成収縮終了後に第1の絶縁層を形成するためのグリーンシートが焼成収縮を開始するようになっている。   Glass ceramic sintered body constituting the first insulating layer 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g and glass ceramic sintered body constituting the second insulating layer 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f The body has a different firing shrinkage starting temperature during firing. Specifically, the firing shrinkage end temperatures of the green sheets for forming the second insulating layers 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, and 2f are the first insulating layers 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, The green sheet for forming the first insulating layer after completion of the firing shrinkage of the green sheet for forming the second insulating layer because it is lower than the firing shrinkage starting temperature of the green sheet for forming 1f and 1g Starts firing shrinkage.

なお、ここでいう焼成収縮の開始温度とは、対象とする材料を単独で焼成した時に、0.3%体積収縮するときの温度で定義されるものである。また、ここでいう焼成収縮の終了温度とは、焼成前の状態から焼成終了後の状態までの収縮量に対し90%以上収縮したときの温度をいう。体積収縮は、内側拘束部、外側導体部をそれぞれ単独でプレス成形し、TMA(熱機械分析)により決定されるものである。このとき、それぞれは等方的に収縮するものとし、TMAの線収縮から体積収縮に換算する。   Here, the firing shrinkage start temperature is defined as the temperature at which the volume shrinks by 0.3% when the target material is fired alone. The term “firing shrinkage end temperature” as used herein refers to a temperature at which the shrinkage amount is 90% or more with respect to the shrinkage amount from the state before firing to the state after firing. The volume shrinkage is determined by TMA (thermomechanical analysis) by individually press-molding the inner restraint portion and the outer conductor portion. At this time, each contracts isotropically and is converted from volumetric shrinkage of TMA to volume shrinkage.

これにより、第1の絶縁層を形成するためのグリーンシートが焼成収縮を開始する際には、まだ焼成収縮を開始していない第2の絶縁層を形成するためのグリーンシートにより拘束され、第2の絶縁層を形成するためのグリーンシートが焼成収縮を開始する際には、すでに焼成収縮を終了している第1の絶縁層により拘束されるため、結果として焼成によるX−Y方向の収縮が抑制される。   As a result, when the green sheet for forming the first insulating layer starts firing shrinkage, it is restrained by the green sheet for forming the second insulating layer that has not yet started firing shrinkage, When the green sheet for forming the insulating layer 2 starts firing shrinkage, it is constrained by the first insulating layer that has already finished firing shrinkage, and as a result, shrinkage in the XY direction due to firing. Is suppressed.

一組の第1の絶縁層および第2の絶縁層、具体的には、第1の絶縁層1aと第2の絶縁層2a、第1の絶縁層1bと第2の絶縁層2b、第1の絶縁層1dと第2の絶縁層2d、第1の絶縁層1eと第2の絶縁層2eからなる積層体を貫通するようにビアホール導体が形成されている。これは、通常、焼成後に第1の絶縁層となるグリーンシート1枚と焼成後に第2の絶縁層となるグリーンシート1枚とを積層した焼成後に積層体となる複合グリーンシートに貫通孔をあけてビアホール導体を形成することによる。   A set of first insulating layer and second insulating layer, specifically, first insulating layer 1a and second insulating layer 2a, first insulating layer 1b and second insulating layer 2b, first Via hole conductors are formed so as to penetrate through the laminated body composed of the first insulating layer 1d and the second insulating layer 2d, and the first insulating layer 1e and the second insulating layer 2e. Usually, a through-hole is made in a composite green sheet that is a laminate after firing, in which one green sheet that becomes the first insulating layer after firing and one green sheet that becomes the second insulating layer after firing. By forming via-hole conductors.

積層体の第1の絶縁層側の表面には、ビアホール導体4に接続された配線層5が形成されている。配線層5は、多層配線基板の表面に設けられた場合は主に電子部品素子の搭載部となる接続パッドとして機能し、多層配線基板の内部に設けられた場合は主に各回路素子を電気的に接続する配線やインダクタ・キャパシタ等の回路素子として機能するものである。   A wiring layer 5 connected to the via-hole conductor 4 is formed on the surface of the multilayer body on the first insulating layer side. When the wiring layer 5 is provided on the surface of the multilayer wiring board, it mainly functions as a connection pad serving as an electronic component element mounting portion. When the wiring layer 5 is provided inside the multilayer wiring board, each circuit element is mainly electrically connected. Function as circuit elements such as wiring and inductors / capacitors to be connected to each other.

この配線層5は、ビアホール導体4との接続部51がビアホール導体4の主金属成分からなる金属箔で形成され、その他の領域52が導体ペーストで形成されていることが重要である。なお、配線層5としては、積層ズレによるビアホール導体3同士の接続不良の発生を抑制するために、ビアホール導体4との接続部51のみに形成されるいわゆるランド53も含まれ、この場合はランド53がビアホール導体4の主金属成分からなる金属箔で形成されていることが重要である。   In the wiring layer 5, it is important that the connection portion 51 with the via-hole conductor 4 is formed of a metal foil made of the main metal component of the via-hole conductor 4, and the other region 52 is formed of a conductor paste. The wiring layer 5 includes a so-called land 53 formed only in the connection portion 51 with the via-hole conductor 4 in order to suppress the occurrence of poor connection between the via-hole conductors 3 due to the misalignment. It is important that 53 is formed of a metal foil made of the main metal component of the via-hole conductor 4.

ここで、接続部としては、積層位置のずれによるビアホール導体同士の接続不良を防止するために設けられるランドとしても機能しうる程度の領域まで形成されるのが好ましいことから、配線層5が接続されるビアホール導体4の直径の2倍の直径までの領域のことをいう。   Here, the connection layer is preferably formed up to a region that can also function as a land provided in order to prevent poor connection between via-hole conductors due to misalignment of the laminated positions. This refers to a region up to twice the diameter of the via-hole conductor 4 to be formed.

配線層5がビアホール導体の主金属成分からなる導体ペーストで形成されている場合は、その焼成温度は第2の絶縁層の焼成温度と近く、配線層5が第2の絶縁層とともに焼成収縮する。そこで、配線層5におけるビアホール導体4との接続部51またはランド53には、ビアホール導体4に接続されていない側の面と第2の絶縁層との間あるいはビアホール導体4に接続された側の面と反対側の面にもビアホール導体が接続されている場合にはその面とビアホール導体との間で、X−Y方向の収縮の抑制力が働かない。したがって、配線層5におけるビアホール導体4との接続部51またはランド53付近のビアホール導体が径方向に収縮し、スルーホール壁面との間に隙間が発生してしまう。   When the wiring layer 5 is formed of a conductor paste made of the main metal component of the via-hole conductor, the firing temperature is close to the firing temperature of the second insulating layer, and the wiring layer 5 is fired and contracted together with the second insulating layer. . Therefore, the connection portion 51 or the land 53 with the via-hole conductor 4 in the wiring layer 5 is between the surface not connected to the via-hole conductor 4 and the second insulating layer or on the side connected to the via-hole conductor 4. When a via-hole conductor is connected to the surface opposite to the surface, the shrinkage suppressing force in the XY direction does not act between the surface and the via-hole conductor. Therefore, the connection part 51 with the via-hole conductor 4 in the wiring layer 5 or the via-hole conductor near the land 53 shrinks in the radial direction, and a gap is generated between the through-hole wall surface.

一方、配線層5がビアホール導体の主金属成分からなる金属箔で形成されている場合は、金属箔を粗化する手法が用いられている。金属箔はそのままでは絶縁層との間で十分な接着強度を保持できないためで、粗化することで金属箔と絶縁層とがアンカー接合し、接着強度を保持することができる。しかし、金属箔と絶縁層との界面の凹凸は大きくなるため、界面導電率が大きく低下し、配線基板の高周波帯での導電率が低下してしまう。   On the other hand, when the wiring layer 5 is formed of a metal foil made of the main metal component of the via-hole conductor, a technique for roughening the metal foil is used. This is because the metal foil cannot maintain sufficient adhesive strength with the insulating layer as it is, and by roughening, the metal foil and the insulating layer can be anchor-bonded to maintain the adhesive strength. However, since the irregularities at the interface between the metal foil and the insulating layer are increased, the interface conductivity is greatly reduced, and the conductivity in the high frequency band of the wiring board is decreased.

そのため、ビアホール導体4との接続部51(ランド53)がビアホール導体4の主金属成分からなる金属箔で形成され、その他の領域52が導体ペーストで形成されていることが重要である。   Therefore, it is important that the connection portion 51 (land 53) with the via-hole conductor 4 is formed of a metal foil made of the main metal component of the via-hole conductor 4, and the other region 52 is formed of a conductor paste.

配線層5におけるビアホール導体4との接続部51(ランド53)がビアホール導体の主金属成分からなる金属箔で形成されていることから、焼成時にビアホール導体中の金属分子と、金属箔中の金属分子がネッキングする。金属箔は焼成収縮しないため、金属箔の金属分子とネッキングしたビアホール導体中の金属分子は、X−Y方向へ動くことができず、その結果ビアホール導体はX−Y方向への収縮を抑制される。また、ビアホール導体4との接続部においては、粗化することでビアホール導体中の金属分子との接触面積が大きくなり、より効果的にビアホール導体のX−Y方向への収縮を抑制することができる。   Since the connection part 51 (land 53) with the via-hole conductor 4 in the wiring layer 5 is formed of a metal foil made of the main metal component of the via-hole conductor, the metal molecules in the via-hole conductor and the metal in the metal foil during firing The molecule is necked. Since the metal foil does not shrink by firing, the metal molecules in the via hole conductor that are necked with the metal molecules of the metal foil cannot move in the XY direction, and as a result, the via hole conductor is prevented from shrinking in the XY direction. The Moreover, in the connection part with the via-hole conductor 4, the contact area with the metal molecule in the via-hole conductor is increased by roughening, and the shrinkage of the via-hole conductor in the XY direction can be more effectively suppressed. it can.

配線層5におけるその他の領域52が導体ペーストで形成されていることから、その他の領域52と絶縁層との界面の凹凸は、ペースト中の金属粒子の大きさと絶縁層の結晶相とによって決まるため、粗化された金属箔を用いた場合の凹凸と比較すると充分に小さく、界面導電率が大きく低下することはない。   Since the other region 52 in the wiring layer 5 is formed of a conductor paste, the unevenness at the interface between the other region 52 and the insulating layer is determined by the size of the metal particles in the paste and the crystal phase of the insulating layer. Compared with the unevenness in the case of using a roughened metal foil, it is sufficiently small and the interface conductivity is not greatly reduced.

ここで、ビアホール導体4、配線層5におけるビアホール導体4との接続部51(ランド53)を形成する金属箔、配線層におけるその他の領域52を形成する導体ペーストの主金属成分としては、低抵抗という点でCu、Ag、Au等が好ましい。また、ビアホール導体の主金属成分がCu、Ag、Au等を主成分とした合金の場合には、配線層5におけるビアホール導体4との接続部51(ランド53)を形成する金属箔としては、合金中のより構成比の大きい金属を用いた箔を用いるのが好ましい。   Here, the main metal component of the via hole conductor 4, the metal foil that forms the connection portion 51 (land 53) with the via hole conductor 4 in the wiring layer 5, and the main metal component of the conductor paste that forms the other region 52 in the wiring layer are low resistance. In this respect, Cu, Ag, Au and the like are preferable. Further, when the main metal component of the via-hole conductor is an alloy mainly composed of Cu, Ag, Au, etc., as the metal foil that forms the connection portion 51 (land 53) with the via-hole conductor 4 in the wiring layer 5, It is preferable to use a foil using a metal having a higher composition ratio in the alloy.

なお、絶縁層とビアホール導体の焼成収縮量を比較した場合に大きな乖離があり、その中でもビアホール導体の焼成収縮量が小さい場合には、ビアホール導体が配線層におけるビアホール導体との接続部(ランド)を突き上げ、ビアホール導体の焼成収縮量が大きい場合には、ビアホール導体部が陥没する。この際、ランドに金属箔を用いると、金属箔に可塑性がないために、金属箔とビアホール導体の接合部付近でデラミネーションやボイドの集中が発生することがある。そこで、ランドとなる金属箔とビアホール導体との間に導体ペースト層を設けることにより、可塑性のある導体ペーストがビアホール導体の変形分を吸収するため、金属箔とビアホール導体の接合部付近でデラミネーションやボイドの集中が発生することがない。よって、金属箔とビアホール導体の間に導体ペースト層を設けてもよい。   In addition, when the firing shrinkage amount of the insulating layer and the via-hole conductor is compared, there is a large divergence, and when the firing shrinkage amount of the via-hole conductor is small, the via-hole conductor is connected to the via-hole conductor in the wiring layer (land) When the amount of firing shrinkage of the via-hole conductor is large, the via-hole conductor portion is depressed. At this time, if a metal foil is used for the land, delamination and void concentration may occur near the joint between the metal foil and the via-hole conductor because the metal foil is not plastic. Therefore, by providing a conductor paste layer between the metal foil and the via-hole conductor, the plastic conductor paste absorbs the deformation of the via-hole conductor, so delamination is near the joint between the metal foil and the via-hole conductor. Concentration of voids does not occur. Therefore, you may provide a conductor paste layer between metal foil and a via-hole conductor.

次に、本発明の多層配線基板の製造方法として、図1の多層配線基板を作製する方法について説明する。まず、第1の絶縁層、第2の絶縁層を形成するためのガラスセラミック材料をそれぞれ含有する2種のグリーンシートを用意する。   Next, a method for manufacturing the multilayer wiring board of FIG. 1 will be described as a method for manufacturing the multilayer wiring board of the present invention. First, two types of green sheets each containing a glass ceramic material for forming the first insulating layer and the second insulating layer are prepared.

具体的には、まず、グリーンシートを作製するために、原料粉末としてガラス粉末とセラミックフィラー粉末を準備する。   Specifically, first, a glass powder and a ceramic filler powder are prepared as raw material powders in order to produce a green sheet.

ガラス粉末としては、少なくともSiOを含み、Al、B、ZnO、PbO、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物のうちの少なくとも1種以上を含有したものであって、例えば、SiO−B系、SiO−B−Al系−MO系(但し、MはCa、Sr、Mg、BaまたはZnを示す)等のホウケイ酸ガラス、アルカリ珪酸ガラス、Ba系ガラス、Pb系ガラス、Bi系ガラス等が挙げられる。これらのガラスとしては、焼成処理することによっても非晶質ガラスであるもの、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、エンスタタイト、コ−ジェライト、ムライト、アノ−サイト、セルジアン、スピネル、ガ−ナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライト、ディオプサイドやその置換誘導体の結晶を少なくとも1種類を析出するもののどちらも使用可能である。 The glass powder contains at least SiO 2 and contains at least one of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO, PbO, alkaline earth metal oxide, and alkali metal oxide. For example, borosilicate glass such as SiO 2 —B 2 O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 system—MO system (where M represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn) , Alkali silicate glass, Ba glass, Pb glass, Bi glass and the like. These glasses can be amorphous glass even when fired, and lithium silicate, quartz, cristobalite, enstatite, cordierite, mullite, ananosite, serdian, spinel, gallium by firing. -Any one of depositing at least one kind of crystals of knight, willemite, dolomite, petalite, diopside and substituted derivatives thereof can be used.

第1の絶縁層用のガラスとしては、焼成処理によって結晶が析出するガラスが好ましい。ガラスセラミックスにおいて、ガラスから結晶が析出し始めると、ガラスセラミックスの焼結の駆動力となる液相量が減少するため、焼成収縮量が極端に少なくなる。第2の絶縁層が焼成収縮を開始する温度において、第1の絶縁層において結晶の析出が始まっていると、第2の絶縁層のX−Y方向への焼成収縮を抑制する効果が高くなるため、第1の絶縁層に用いるガラスは結晶が析出するガラスが好ましい。その中でも、SiをSiO換算で1〜30質量%、AlをAl換算で5〜25質量%、MgをMgO換算で25〜60質量%、CaをCaO換算で0〜10質量%、BaをBaO換算で0〜20質量%、BをB換算で5〜25質量%、PをP換算で0〜10質量%、SnをSnO換算で0〜10質量%、NaをNaO換算で0〜3質量%を含むものが挙げられる。上記ガラスを用いることにより、第1の絶縁層の焼成収縮開始温度を低温化することができ、さらに第2の絶縁層が焼成収縮を開始する前にガラスから結晶が析出することによって絶縁基体1のX−Y方向に焼成収縮を効果的に抑制することが可能となる。 As the glass for the first insulating layer, glass from which crystals are precipitated by baking treatment is preferable. In glass ceramics, when crystals begin to precipitate from glass, the amount of liquid phase that serves as a driving force for sintering of glass ceramics decreases, so that the amount of firing shrinkage is extremely reduced. If precipitation of crystals in the first insulating layer starts at a temperature at which the second insulating layer starts firing shrinkage, the effect of suppressing firing shrinkage in the XY direction of the second insulating layer becomes high. Therefore, the glass used for the first insulating layer is preferably glass from which crystals are deposited. Among them, 1 to 30 wt% of Si in terms of SiO 2, 5 to 25 wt% of Al in terms of Al 2 O 3, 25 to 60 wt% of Mg in terms of MgO, 0 to 10 mass% of Ca in terms of CaO 0-20 wt% of Ba in terms of BaO, 5 to 25 wt% of B in terms of B 2 O 3, 0-10 wt% of P in terms of P 2 O 5, 0 to 10 mass of Sn in terms of SnO 2 %, include those containing 0-3 wt% of Na in terms of Na 2 O. By using the glass, the firing shrinkage start temperature of the first insulating layer can be lowered, and further, the crystal is precipitated from the glass before the second insulating layer starts firing shrinkage, whereby the insulating base 1 It becomes possible to effectively suppress firing shrinkage in the XY direction.

また、第2の絶縁層用のガラスとしては、SiをSiO換算で25〜45質量%、AlをAl換算で10〜25質量%、MgをMgO換算で10〜24質量%、BをB換算で5〜20質量%、ZnをZnO換算で5〜20質量%、およびCaをCaO換算で0.5〜4質量%から成る結晶性ガラスが望ましい。上記ガラスを用いることにより、焼成後にガーナイト(ZnO・Al)、エンスタタイト(MgO・SiO)等の高熱膨張係数の結晶相が析出し、セラミック配線基板を高熱膨張化することが可能になる。 As the glass for the second insulating layer, 10 to 24 wt% of Si 25 to 45 mass% in terms of SiO 2, 10 to 25 wt% of Al in terms of Al 2 O 3, the Mg in terms of MgO, A crystalline glass comprising 5 to 20% by mass in terms of B 2 O 3 , 5 to 20% by mass in terms of ZnO, and Ca to 0.5 to 4% by mass in terms of CaO is desirable. By using the above glass, a crystal phase with a high thermal expansion coefficient such as garnite (ZnO.Al 2 O 3 ) and enstatite (MgO.SiO 2 ) is precipitated after firing, and the ceramic wiring board can be made high in thermal expansion. become.

また、セラミック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や、Al、ZrO、コージェライト、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア等が好適に用いられる。これらのうち、高強度化、低コスト化等の点でアルミナが、高熱膨張化の点でクォーツが好ましい。 As the ceramic filler powder, SiO 2 such as quartz and cristobalite, Al 2 O 3 , ZrO 2 , cordierite, mullite, forsterite, enstatite, spinel, magnesia and the like are preferably used. Among these, alumina is preferable from the viewpoint of increasing strength and cost, and quartz is preferable from the viewpoint of increasing thermal expansion.

このとき、第1の絶縁層、および第2の絶縁層用のガラスセラミック材料として、共にガラス粉末30〜100質量%とセラミックフィラー粉末0〜70質量%からなることが望ましい。   At this time, it is desirable that the glass ceramic material for the first insulating layer and the second insulating layer is composed of 30 to 100% by mass of glass powder and 0 to 70% by mass of ceramic filler powder.

上記の原料粉末を所定量秤量し、さらに有機バインダー、有機溶剤、および所望により可塑剤等を加えてスラリーを調製した後、ドクターブレード法、圧延法、プレス法等の周知の成形法によりシート状に成形して厚さ10〜500μmのセラミック配線基板をなすグリーンシートを作製する。なお、場合によっては、第1の絶縁層および第2の絶縁層を形成するグリーンシートを圧着して、あるいは第1の絶縁層となるグリーンシートを成形した後その表面に直接第2の絶縁層となるグリーンシートを成形して(順序は入れ替わっても良い)グリーンシート複合体とし、この複合体を層単位として以後の工程に投入することも可能である。   A predetermined amount of the above raw material powder is weighed, and further, an organic binder, an organic solvent, and optionally a plasticizer are added to prepare a slurry, which is then formed into a sheet by a known forming method such as a doctor blade method, a rolling method, or a pressing method. A green sheet forming a ceramic wiring board having a thickness of 10 to 500 μm is formed. In some cases, the green sheet forming the first insulating layer and the second insulating layer is pressure-bonded, or the green sheet to be the first insulating layer is molded and then the second insulating layer is directly formed on the surface. It is also possible to form a green sheet to be a green sheet composite (the order may be changed), and to supply this composite as a layer unit to the subsequent processes.

そして、このグリーンシート複合体にレーザーやマイクロドリル、パンチングなどにより、ビアペーストを充填するための直径60〜200μmのスルーホールを形成する。   Then, a through hole having a diameter of 60 to 200 μm for filling the via paste is formed in the green sheet composite by laser, micro drill, punching or the like.

続いて、ビアペーストを作製する。原料粉末として、金属粉末およびガラス粉末を準備する。金属粉末としては、Cu、Ag、Auが低抵抗という点で好ましい。また、金属粉末の焼結開始温度を調節する目的で、金属粉末をアルミナ、シリカ等の無機酸化物でコーティングされた粉末を使用してもよい。ガラス粉末は、ホウケイ酸系ガラス、ホウケイ酸亜鉛系ガラス、およびホウケイ酸鉛系ガラス等を例示できる。   Subsequently, a via paste is produced. Metal powder and glass powder are prepared as raw material powder. As the metal powder, Cu, Ag, and Au are preferable in terms of low resistance. For the purpose of adjusting the sintering start temperature of the metal powder, a powder obtained by coating the metal powder with an inorganic oxide such as alumina or silica may be used. Examples of the glass powder include borosilicate glass, zinc borosilicate glass, and lead borosilicate glass.

特に、800〜1100℃での金属粉末との同時焼成性に優れ、ガラスセラミックスとの接着強度を向上させることができるという点で、SiO−Al−BaO−CaO−B系ガラスが好ましい。ただし、ガラス粉末はビアホール導体の焼結挙動の調整や、ガラスセラミックスとの接着強度の向上や、ビアホール導体とガラスセラミックスとの熱膨張差の低減の目的で添加される。 In particular, SiO 2 —Al 2 O 3 —BaO—CaO—B 2 O 3 is superior in that it is excellent in co-firing with metal powder at 800 to 1100 ° C. and can improve the adhesive strength with glass ceramics. Based glass is preferred. However, the glass powder is added for the purpose of adjusting the sintering behavior of the via-hole conductor, improving the adhesive strength with the glass ceramic, and reducing the difference in thermal expansion between the via-hole conductor and the glass ceramic.

また、金属粉末、ガラス粉末以外にも、アルミナ、シリカ等のフィラー成分や、樹脂ビーズ等の有機成分を添加することにより、焼結挙動を調整することも可能である。上記の金属粉末と、ガラス粉末と、有機バインダーと、有機溶剤と、所望により分散剤とを加えてビアペーストを調整する。ビアペーストの粘度としては、スルーホールへの充填性を考慮して、100〜350Pa・sであることが好ましい。   In addition to the metal powder and glass powder, the sintering behavior can be adjusted by adding filler components such as alumina and silica and organic components such as resin beads. The via paste is prepared by adding the above metal powder, glass powder, organic binder, organic solvent, and, if desired, a dispersant. The viscosity of the via paste is preferably 100 to 350 Pa · s in consideration of the filling property to the through hole.

そして、上記ビアペーストをスルーホールに充填する。充填法としては、スクリーン印刷等が用いられる。   Then, the via paste is filled into the through hole. As the filling method, screen printing or the like is used.

続いて、パターン印刷(配線層5におけるその他の領域52の形成)に用いる導体ペーストを作製する。作製法は、上記ビアペーストと同様である。金属粉末のみで作製しても、収縮挙動の調整や、ガラスセラミックとの接着強度向上のために、ガラス粉末やフィラー成分等を添加してもよい。ここで、パターン用の導体ペーストに用いる金属粉末の粒径は、小さいことが好ましい。金属粉末の粒径が大きいと、ペースト中の金属粒子間の空間が大きくなり、この空間は、焼成後の導体起因の凹凸に大きく影響する。そのため、導体ペーストに用いる金属粉末の粒径は小さいことが望ましく、平均粒径が5μm以下であることが好ましい。なお、導体ペーストの粘度としては、ぺ−ストの印刷性、ペーストのレベリング性、ペーストを薄く塗布するという観点から、10〜120Pa・s、特に20〜80Pa・s、であることが好ましい。   Subsequently, a conductor paste used for pattern printing (formation of other regions 52 in the wiring layer 5) is prepared. The manufacturing method is the same as that of the via paste. Even if it produces only with metal powder, you may add glass powder, a filler component, etc. in order to adjust shrinkage | contraction behavior and to improve adhesive strength with glass ceramic. Here, it is preferable that the particle size of the metal powder used for the conductor paste for patterns is small. When the particle size of the metal powder is large, the space between the metal particles in the paste becomes large, and this space greatly affects the unevenness caused by the conductor after firing. Therefore, the particle size of the metal powder used for the conductor paste is desirably small, and the average particle size is preferably 5 μm or less. The viscosity of the conductor paste is preferably 10 to 120 Pa · s, particularly 20 to 80 Pa · s, from the viewpoint of paste printability, paste leveling properties, and thin coating of the paste.

そして、上記導体ペーストをグリーンシートの表面に、スクリーン印刷等の塗布法を用いて塗布し、配線パターンを形成する。   Then, the conductor paste is applied to the surface of the green sheet using a coating method such as screen printing to form a wiring pattern.

続いて、配線層のビアホール導体との接続部を金属箔で形成する。金属箔からなる配線層は、グリーンシートの表面に金属箔を接着した後に周知のフォトエッチング法等の手法によって所望の回路を形成する方法が知られているが、かかる方法ではエッチング液によってグリーンシートを変質させてしまうため、転写法にて形成することが好ましい。転写法による形成方法としては、まず、高分子材料からなる転写フィルム上に金属箔を接着した後、この金属箔の表面に鏡像のレジストを回路パターン状に塗布し、エッチング処理およびレジスト除去を行って配線層を形成する。次に、鏡像の配線パターンを形成した転写フィルムをビアホール導体が形成されたグリーンシートの表面に位置合わせして積層圧着した後、転写フィルムを剥がすことにより金属箔からなる配線層を形成する。   Subsequently, a connection portion between the wiring layer and the via-hole conductor is formed with a metal foil. For the wiring layer made of metal foil, a method of forming a desired circuit by a well-known photo-etching method after bonding the metal foil to the surface of the green sheet is known. Therefore, it is preferable to form by a transfer method. As a formation method by the transfer method, first, a metal foil is bonded onto a transfer film made of a polymer material, and then a mirror image resist is applied to the surface of the metal foil in a circuit pattern, and etching treatment and resist removal are performed. To form a wiring layer. Next, after aligning the transfer film on which the wiring pattern of the mirror image is formed on the surface of the green sheet on which the via-hole conductor is formed and laminating and press-bonding, a wiring layer made of a metal foil is formed by peeling off the transfer film.

このようにして得られた各グリーンシートまたはグリーンシート複合体を所定の積層順序に応じて積層して積層成形体を形成した後、焼成する。グリーンシートの積層には、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 sheets or green sheet composites thus obtained are laminated according to a predetermined lamination order to form a laminated molded body, and then fired. For the lamination of green sheets, a method of applying heat and pressure to the stacked green sheets and thermocompression bonding, a method of applying an adhesive composed of organic binder, plasticizer, solvent, etc. between the sheets, and thermocompression bonding are adopted. Is possible.

なお、焼成に先立って、所望によりグリーンシート又はその積層体を100〜800℃、特に400〜750℃で加熱処理して積層体中の有機成分を分解除去することができる。また、焼成は800〜1000℃、特に850〜950℃で同時焼成するのが、十分に焼結させる、また過焼結を防止するという点で好ましい。このとき、導体中の金属としてCuを用いる場合は、Cuの酸化を防止するという観点から、窒素雰囲気中で焼成を行うのが好ましい。   Prior to firing, if necessary, the green sheet or laminate thereof can be heat-treated at 100 to 800 ° C., particularly 400 to 750 ° C. to decompose and remove organic components in the laminate. Further, it is preferable that the firing is performed at 800 to 1000 ° C., particularly 850 to 950 ° C., from the viewpoint of sufficient sintering and prevention of oversintering. At this time, when Cu is used as the metal in the conductor, firing is preferably performed in a nitrogen atmosphere from the viewpoint of preventing oxidation of Cu.

また、焼成にあたっては、寸法精度の向上のため、以下のような焼成を行うことも可能である。昇温して、第1の絶縁層の焼成収縮開始温度に到達後、徐々に昇温するか、または焼成収縮開始温度、あるいは焼成収縮開始温度以上かつ第2の絶縁層の焼成収縮開始温度よりも低い温度で、一次的に炉内温度を保持して第1の絶縁層が最終焼成体積収縮量の90%以上焼成収縮が進行するまで保持する。この時、第1の絶縁層は、その温度で焼成収縮しない第2の絶縁層によってX−Y方向への収縮が抑制されZ方向に焼成収縮する。その後、第1の絶縁層が最終焼成体積収縮量の90%以上収縮した後、第2の絶縁層の収縮開始温度以上に昇温して焼成する。この焼成によって、第2の絶縁層は、焼結がほぼ完了した第1の絶縁層によってX−Y方向への焼成収縮が抑制されZ方向に焼成収縮する。その結果、第1の絶縁層および第2の絶縁層ともにX−Y方向への焼成収縮が抑制されZ方向に焼成収縮した、寸法精度の高い基板を作製することができる。   In firing, the following firing may be performed to improve the dimensional accuracy. After the temperature rises and reaches the firing shrinkage start temperature of the first insulating layer, the temperature is gradually raised, or the firing shrinkage start temperature, or the firing shrinkage start temperature or more and the firing shrinkage start temperature of the second insulating layer At the lower temperature, the in-furnace temperature is temporarily maintained, and the first insulating layer is maintained until the firing shrinkage of 90% or more of the final firing volume shrinkage proceeds. At this time, the shrinkage in the XY direction is suppressed and the first insulating layer is fired and shrunk in the Z direction by the second insulating layer that is not fired and shrunk at that temperature. Thereafter, after the first insulating layer shrinks 90% or more of the final firing volume shrinkage, the temperature is raised to the shrinkage start temperature of the second insulating layer or more and fired. By this firing, the second insulating layer is baked and shrunk in the Z direction while the firing shrinkage in the XY direction is suppressed by the first insulating layer that has been almost sintered. As a result, it is possible to manufacture a substrate with high dimensional accuracy in which both the first insulating layer and the second insulating layer are suppressed from firing shrinkage in the XY direction and fired and shrunk in the Z direction.

このようにして作製したガラスセラミック配線基板は、焼成における収縮挙動が異なる絶縁層同士を一体して焼成することにより、互いのX−Y方向への焼成収縮を抑制した寸法精度に優れたガラスセラミック配線基板であり、ビアホール導体についてもX−Y方向の焼成収縮が抑制されているため、絶縁層のスルーホール壁面とビアホール導体との間に隙間が発生することなく、また高周波帯での導電率の高い多層配線基板となる。   The glass ceramic wiring board produced in this manner is a glass ceramic excellent in dimensional accuracy that suppresses firing shrinkage in the XY directions by integrally firing insulating layers having different shrinkage behaviors in firing. Wiring shrinkage in the XY direction is also suppressed for the via-hole conductor, so there is no gap between the through-hole wall surface of the insulating layer and the via-hole conductor, and the conductivity in the high frequency band It becomes a multi-layered wiring board with high.

次のようにして、スルーホール壁面とビアホール導体との間の隙間の有無を評価するセパレーション評価基板と、界面導電率評価基板を作製した。セパレーション評価基板は、幅30mm×30mm、厚み330μmの絶縁層が積層され、基板中央部に直径90μmのビアホール導体を、500μm間隔で5行×5列の計25個配置し、各ビアホール導体上には直径125μmのランドを形成したものである。界面導電率評価基板は、幅50mm×50mm、厚み200μmの絶縁基板を積層し、層間に直径40mmの配線層を具備したものである。以下に作製方法を示す。   A separation evaluation board for evaluating the presence or absence of a gap between the through-hole wall surface and the via-hole conductor and an interface conductivity evaluation board were produced as follows. The separation evaluation board has an insulating layer having a width of 30 mm × 30 mm and a thickness of 330 μm, and a total of 25 via-hole conductors with a diameter of 90 μm are arranged in the center of the board in 5 rows × 5 columns at intervals of 500 μm. Is a land having a diameter of 125 μm. The interfacial conductivity evaluation substrate is a laminate in which an insulating substrate having a width of 50 mm × 50 mm and a thickness of 200 μm is laminated and a wiring layer having a diameter of 40 mm is provided between the layers. A manufacturing method will be described below.

まず、第1の絶縁層となるグリーンシートを作製した。SiOが9質量%、Bが17質量%、Pが1.7質量%、Alが17質量%、MgOが44質量%、BaOが8質量%、SnOが1.7質量%、CaOが0.5質量%、NaOが0.1質量%を含むガラス粉末と、クォーツ粉末を準備し、これらをガラス85.6質量%、クォーツ粉末を14.4質量%秤量し、有機バインダーを添加して、ガラスセラミック組成物を作製した。上記原料粉末に、有機バインダーとしてアクリル樹脂、可塑剤としてジオクチルフタレート、溶媒としてトルエンを加えて調製したスラリーを用いて、ドクターブレード法により成形し、200mmSQ、厚さ10μmのグリーンシートを作製した。 First, a green sheet to be a first insulating layer was produced. SiO 2 is 9% by mass, B 2 O 3 is 17% by mass, P 2 O 5 is 1.7% by mass, Al 2 O 3 is 17% by mass, MgO is 44% by mass, BaO is 8% by mass, SnO 2 Of 1.7% by mass, CaO 0.5% by mass, and NaO 0.1% by mass of glass powder and quartz powder were prepared. These were 85.6% by mass of glass and 14.4% of quartz powder. %, And an organic binder was added to prepare a glass ceramic composition. Using the slurry prepared by adding an acrylic resin as an organic binder, dioctyl phthalate as a plasticizer, and toluene as a solvent to the raw material powder, a green sheet having a thickness of 200 mmSQ and a thickness of 10 μm was formed by a doctor blade method.

続いて、第2の絶縁層となるグリーンシートを作製した。SiOが35.9質量%、Bが12質量%、Alが6.6質量%、MgOが17.5質量%、CaOが2.5質量%、ZnOが14.4質量%を含むガラス粉末と、クォーツ粉末、およびCaZrO粉末を準備し、これらをガラス58.7質量%、クォーツ粉末を36.5質量%、CaZrO粉末を4.8質量%秤量し、有機バインダーを添加して、ガラスセラミック組成物を作製した。上記原料粉末に、有機バインダーとしてアクリル樹脂、可塑剤としてジオクチルフタレート、溶媒としてトルエンを加えて調製したスラリーを用いて、ドクターブレード法により成形し、200mmSQ、厚さが125μmと300μmのグリーンシートを作製した。 Then, the green sheet used as the 2nd insulating layer was produced. SiO 2 is 35.9 mass%, B 2 O 3 is 12 mass%, Al 2 O 3 is 6.6 mass%, MgO is 17.5 mass%, CaO is 2.5 mass%, ZnO is 14.4 mass%. A glass powder containing 5% by mass, a quartz powder, and a CaZrO 3 powder were prepared. These were weighed 58.7% by mass of glass, 36.5% by mass of quartz powder, and 4.8% by mass of CaZrO 2 powder. A glass ceramic composition was prepared by adding a binder. Using the slurry prepared by adding acrylic resin as organic binder, dioctyl phthalate as plasticizer, and toluene as solvent to the above raw material powder, it is molded by the doctor blade method to produce green sheets with 200mmSQ and thickness of 125μm and 300μm did.

そして、上記第1の絶縁層用のグリーンシートと第2の絶縁層用のグリーンシートを一枚ずつ用意し、これらを加熱圧着して複合グリーンシートを作製した。また、最下層用に、第1の絶縁層用のグリーンシートを2枚と、第2の絶縁層用のグリーンシートを1枚用意し、第2の絶縁層用グリーンシートを挟むように第1の絶縁層用グリーンシートを加熱圧着した。   Then, the green sheet for the first insulating layer and the green sheet for the second insulating layer were prepared one by one, and these were thermocompression bonded to produce a composite green sheet. Also, two green sheets for the first insulating layer and one green sheet for the second insulating layer are prepared for the lowermost layer, and the first insulating layer green sheet is sandwiched between the first insulating layer green sheet and the first insulating layer green sheet. The green sheet for insulating layer was heat-pressed.

ここで、厚み125μmの第2の絶縁層を用いた複合グリーンシートには、パンチングにより直径90μmのスルーホールを設けた。   Here, a through hole having a diameter of 90 μm was formed by punching in the composite green sheet using the second insulating layer having a thickness of 125 μm.

次に、ビアペーストを作製した。銅粉末100質量%に対して、SiO−Al−BaO−CaO−B系ガラスを18質量%添加し、また有機バインダーとしてアクリル樹脂を、溶媒としてテルピネオールとジブチルフタレートの混合溶液(質量比で80:20)を添加、混練して、ビアペーストを作製した。作製したビアペーストを先ほど設けたスルーホールに、スクリーン印刷法により充填した。 Next, a via paste was produced. 18% by mass of SiO 2 —Al 2 O 3 —BaO—CaO—B 2 O 3 glass is added to 100% by mass of copper powder, acrylic resin is used as an organic binder, and terpineol and dibutyl phthalate are mixed as a solvent. A solution (80:20 by mass) was added and kneaded to prepare a via paste. The prepared via paste was filled into the through-hole provided earlier by a screen printing method.

続いて、高分子フィルムに、純度99.5%以上の銅箔を接着し、エッチングを行った後、配線パターンを形成し、転写シートを作製した。配線パターンとしては、2種類作製し、一つは直径125μmのランドパターン、もう一つは直径40mmのベタパターンとした。   Subsequently, a copper foil having a purity of 99.5% or more was adhered to the polymer film, and after etching, a wiring pattern was formed to prepare a transfer sheet. Two types of wiring patterns were prepared, one with a land pattern with a diameter of 125 μm and the other with a solid pattern with a diameter of 40 mm.

次に、複合グリーンシートに対して位置合わせを行いながら、転写シートを積層し、60℃、3MPaで熱圧着した。続いて転写シートを剥がした。   Next, while aligning the composite green sheet, the transfer sheet was laminated and thermocompression bonded at 60 ° C. and 3 MPa. Subsequently, the transfer sheet was peeled off.

続いて、配線層5におけるその他の領域52となる配線導体ペーストを作製した。銅粉末100質量%に対して、SiO−Al−BaO−CaO−B系ガラスを4質量%添加し、また有機バインダーとしてアクリル樹脂を、溶媒としてテルピネオールとジブチルフタレートの混合溶液(質量比で80:20)を添加、混練して、配線導体ペーストを作製した。得られた配線導体ペーストを、スクリーン印刷法により、印刷した。ビアホール導体の直上にランドパターンとして直径125μmのパターンを印刷した。また、厚み300μmの第2の絶縁層を用いた複合グリーンシートには、直径40mmのベタパターンを印刷した。 Subsequently, a wiring conductor paste to be the other region 52 in the wiring layer 5 was produced. 4% by mass of SiO 2 —Al 2 O 3 —BaO—CaO—B 2 O 3 glass is added to 100% by mass of copper powder, acrylic resin is used as an organic binder, and terpineol and dibutyl phthalate are mixed as a solvent. A solution (80:20 by mass ratio) was added and kneaded to prepare a wiring conductor paste. The obtained wiring conductor paste was printed by a screen printing method. A pattern having a diameter of 125 μm was printed as a land pattern directly on the via-hole conductor. A solid pattern having a diameter of 40 mm was printed on the composite green sheet using the second insulating layer having a thickness of 300 μm.

このようにして得られた複合グリーンシートを用い、積層体を作製した。セパレーション評価基板では、複合グリーンシートを3枚と、最下層用に用意した複合グリーンシート1枚を準備し、グリーンシート間に接着剤を均一に塗布し、45℃、4MPaの条件で加圧積層を行った。また、界面導電率評価基板は、直径40mmのベタパターンを配した複合グリーンシートと、パターンのない複合グリーンシートを用意し、グリーンシートでパターンを挟み込むように積層した。積層条件はセパレーション評価基板と同様とした。   A laminate was prepared using the composite green sheet thus obtained. For the separation evaluation board, three composite green sheets and one composite green sheet prepared for the lowermost layer are prepared, and an adhesive is uniformly applied between the green sheets, and pressure lamination is performed at 45 ° C. and 4 MPa. Went. As the interfacial conductivity evaluation substrate, a composite green sheet having a solid pattern with a diameter of 40 mm and a composite green sheet having no pattern were prepared and laminated so that the pattern was sandwiched between the green sheets. The lamination conditions were the same as those for the separation evaluation substrate.

続いて、これらの積層体をAlの台板上に載置して有機バインダー等の有機成分を分解除去するために、窒素雰囲気中、750℃で加熱処理し、次に窒素雰囲気中、900℃で1時間焼成を行った。 Subsequently, these laminates are placed on an Al 2 O 3 base plate and subjected to heat treatment at 750 ° C. in a nitrogen atmosphere in order to decompose and remove organic components such as an organic binder, and then in a nitrogen atmosphere. And calcination at 900 ° C. for 1 hour.

得られたセパレーション評価基板を蛍光浸透探傷液に浸し、デシケーター内で1×10−2Paの圧力になるまで真空引きした状態で2時間保持した後、水道水で洗浄した。ビアホール導体部を、基板表面から基板の積層方向に50μm程度研磨して、スルーホール内部への蛍光浸透探傷液の侵入の有無(発光の有無)を評価した。評価は研磨後の基板を蛍光顕微鏡で観察し、25個のビアホールにおいて1箇所以上蛍光部の認められるスルーホールがある試料(表中有)は不良品、0箇所の試料(表中無)は良品とした。 The obtained separation evaluation substrate was immersed in a fluorescent penetrant flaw detection liquid, kept in a desiccator for 2 hours in a vacuumed state until reaching a pressure of 1 × 10 −2 Pa, and then washed with tap water. The via-hole conductor portion was polished by about 50 μm from the substrate surface in the substrate stacking direction, and the presence / absence of penetration of the fluorescent penetrating flaw detection liquid into the through-hole (presence / absence of light emission) was evaluated. Evaluation is made by observing the polished substrate with a fluorescence microscope. Samples with through holes where one or more fluorescent parts are recognized in 25 via holes (present in the table) are defective, and samples at 0 locations (none in the table) are It was a good product.

また、界面導電率の測定は、特開2000−46756号公報に開示されている方法を用いて、測定周波数10GHzの条件で行った。具体的には、ネットワークアナライザーを用い、円柱共振器法で行った。ここで、界面導電率が50%以上のものを良品とした。なお、界面導電率は、銅の導電率5.8×10/Ω・mで規格化してある。

Figure 2008159726
The interface conductivity was measured under the condition of a measurement frequency of 10 GHz using the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-46756. Specifically, it was performed by a cylindrical resonator method using a network analyzer. Here, a non-defective product having an interface conductivity of 50% or more was determined. The interface conductivity is standardized by copper conductivity 5.8 × 10 7 / Ω · m.
Figure 2008159726

試料No.3は、配線層5におけるビアホール導体4との接続部51(ランド53)に銅箔を用いたために、ビアホール導体のX−Y方向への収縮を抑えることができ、蛍光探傷液の発光は見られず、スルーホール壁面とビアホール導体の間にセパレーションが発生していないことが確認できた。また、配線層5におけるその他の領域52に導体ペーストを用いたために、界面導電率が84%と高い値を示した。   Sample No. 3, since copper foil is used for the connection portion 51 (land 53) of the wiring layer 5 with the via-hole conductor 4, it is possible to suppress the shrinkage of the via-hole conductor in the X-Y direction. It was confirmed that no separation occurred between the wall surface of the through hole and the via hole conductor. Further, since the conductor paste was used for the other region 52 in the wiring layer 5, the interface conductivity was as high as 84%.

これに対し、配線層5におけるビアホール導体4との接続部51(ランド53)、配線層におけるその他の領域52共に導体ペーストで形成した試料No.1は、界面導電率は83%と高かったが、蛍光探傷液の発光が見られた。ビアホール導体に収縮抑制効果が及ばないために、スルーホール壁面とビアホール導体の間にセパレーションが発生した。   On the other hand, the connection part 51 (land 53) with the via-hole conductor 4 in the wiring layer 5 and the other region 52 in the wiring layer are both sample No. In No. 1, the interface conductivity was as high as 83%, but the fluorescence flaw detection liquid emitted light. Separation occurred between the through-hole wall surface and the via-hole conductor because the via-hole conductor did not have a shrinkage suppression effect.

また、配線層5におけるビアホール導体4との接続部51(ランド53)を導体ペースト、配線層におけるその他の領域52を銅箔で形成した試料No.2は、蛍光探傷液の発光が見られ、セパレーションが発生していた。さらに、銅箔を粗化した効果によって界面導電率は42%と低かった。   Further, the sample No. 1 in which the connection portion 51 (land 53) with the via-hole conductor 4 in the wiring layer 5 is formed of a conductor paste and the other region 52 in the wiring layer is formed of copper foil. In No. 2, light emission from the fluorescent flaw detection liquid was observed and separation occurred. Further, the interface conductivity was as low as 42% due to the effect of roughening the copper foil.

また、配線層5におけるビアホール導体4との接続部51(ランド53)、配線層におけるその他の領域52共に銅箔で形成した試料No.4は、蛍光探傷液の発光は見られず、セパレーションの発生はなかったが、界面導電率は41%と低かった。   In addition, the connection part 51 (land 53) with the via-hole conductor 4 in the wiring layer 5 and the other region 52 in the wiring layer are both sample Nos. Formed with copper foil. In No. 4, no light was emitted from the fluorescent flaw detection liquid and no separation occurred, but the interface conductivity was as low as 41%.

本発明の多層配線基板の構造を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the structure of the multilayer wiring board of this invention. 図1に示す配線層の拡大説明図である。FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a wiring layer shown in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

1a〜1g・・・第1の絶縁層
2a〜2g・・・第2の絶縁層
4・・・ビアホール導体
5・・・配線層
51・・・接続部
52・・・その他の領域
53・・・ランド
1a-1g ... 1st insulating layer 2a-2g ... 2nd insulating layer 4 ... Via-hole conductor 5 ... Wiring layer 51 ... Connection part 52 ... Other area | region 53 ... ·land

Claims (1)

第1の絶縁層と、該第1の絶縁層の焼成収縮の終了温度よりも焼成収縮の開始温度が高い第2の絶縁層とが交互に積層され、一組の前記第1の絶縁層および前記第2の絶縁層からなる積層体を貫通するようにビアホール導体が形成され、前記積層体の前記第1の絶縁層側の表面に、前記ビアホール導体に接続された配線層が形成されてなる多層配線基板であって、
前記配線層が、前記ビアホール導体との接続部を前記ビアホール導体の主金属成分からなる金属箔で形成し、その他の領域を導体ペーストで形成したものであることを特徴とする多層配線基板。
The first insulating layer and the second insulating layer whose firing shrinkage start temperature is higher than the end temperature of firing shrinkage of the first insulating layer are alternately stacked, and the set of the first insulating layer and the first insulating layer A via-hole conductor is formed so as to penetrate the multilayer body made of the second insulating layer, and a wiring layer connected to the via-hole conductor is formed on the surface of the multilayer body on the first insulating layer side. A multilayer wiring board,
The multilayer wiring board, wherein the wiring layer is formed by forming a connection portion with the via-hole conductor from a metal foil made of a main metal component of the via-hole conductor and forming other regions with a conductor paste.
JP2006345190A 2006-12-22 2006-12-22 Multilayer wiring substrate Withdrawn JP2008159726A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006345190A JP2008159726A (en) 2006-12-22 2006-12-22 Multilayer wiring substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006345190A JP2008159726A (en) 2006-12-22 2006-12-22 Multilayer wiring substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008159726A true JP2008159726A (en) 2008-07-10

Family

ID=39660337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006345190A Withdrawn JP2008159726A (en) 2006-12-22 2006-12-22 Multilayer wiring substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008159726A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020124867A (en) * 2019-02-05 2020-08-20 新光電気工業株式会社 Composite green sheet, ceramic member, method for producing composite green sheet, and method for producing ceramic member
WO2023189513A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 京セラ株式会社 Wiring board
WO2023189338A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 京セラ株式会社 Wiring board

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020124867A (en) * 2019-02-05 2020-08-20 新光電気工業株式会社 Composite green sheet, ceramic member, method for producing composite green sheet, and method for producing ceramic member
WO2023189513A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 京セラ株式会社 Wiring board
WO2023189338A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 京セラ株式会社 Wiring board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102093157B1 (en) Multi-layer ceramic substrate
JP4788544B2 (en) Multilayer ceramic substrate and manufacturing method thereof
JP4703212B2 (en) Wiring board and manufacturing method thereof
JP3003413B2 (en) Method for manufacturing multilayer ceramic substrate
JP4454105B2 (en) Manufacturing method of multilayer wiring board
JP3351043B2 (en) Method for manufacturing multilayer ceramic substrate
JP2008159726A (en) Multilayer wiring substrate
JP2008112787A (en) Multilayer ceramic substrate, and manufacturing method thereof
JP4028810B2 (en) Manufacturing method of multilayer wiring board
JP4789443B2 (en) Composite sheet manufacturing method, laminated body manufacturing method, and laminated part manufacturing method
JP2004087989A (en) Multilayer wiring substrate
JP2004063811A (en) Wiring substrate and its manufacturing method
JP4688314B2 (en) Wiring board manufacturing method
JP4850275B2 (en) Manufacturing method of ceramic wiring board
JP2008186907A (en) Manufacturing method for multilayer circuit board
JP2008186908A (en) Manufacturing method for multilayer circuit board
JP2002050869A (en) Method of manufacturing multilayered wiring board
JP2004235347A (en) Insulating ceramics and multilayer ceramic substrate using the same
JP2011029534A (en) Multilayer wiring board
JPH06326470A (en) Manufacture of multilayered ceramic board
JP2002353626A (en) Multilayer wiring board and method of manufacturing the same
JP2010129650A (en) Method for manufacturing complex circuit board
JP4339139B2 (en) Ceramic wiring board
JP4781189B2 (en) Wiring board
JP2008135579A (en) Multilayer wiring board

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090716

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20110407