JP2008186908A - Manufacturing method for multilayer circuit board - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a multilayer circuit board capable of obtaining the multilayer circuit board largely projecting no via-hole conductor from the surface of an insulating base body and having an excellent mounting property and a high dimensional accuracy. <P>SOLUTION: The manufacturing method for the multilayer circuit board contains a process superposing burning-shrinkage suppressing sheets 5 for suppressing a burning shrinkage in the direction perpendicular to the laminating direction of a green-sheet laminate on the upper side and lower side of the green-sheet laminate 1, baking the burning-shrinkage suppressing sheets 5 and removing the burning-shrinkage suppressing sheets 5. In this manufacturing method, through-holes are formed on the green sheet 1a arranged on at least a surface layer; the through-holes are filled with paste for the via-hole conductor containing metallic powder having a mean grain size of 1 to 5 μm; paste 3 for a surface wiring layer comprising metallic power having the mean grain size of 1/10 or less of metallic powder contained in paste 2 for the via-hole conductor is coated and formed at places coating at least the through-holes of the top face of the green sheet arranged on the surface layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、グリーンシート積層体の上側および下側に焼成収縮抑制シートを重ね合わせて、グリーンシート積層体のX−Y方向の焼成収縮を抑制する多層回路基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a multilayer circuit board that suppresses firing shrinkage in the XY direction of a green sheet laminate by superimposing firing shrinkage suppression sheets on the upper and lower sides of the green sheet laminate.

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多層回路基板としては、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 multilayer circuit board applied to a semiconductor element housing package for mounting semiconductor elements such as ICs and LSIs, which are becoming increasingly integrated, and a hybrid integrated circuit device on which various electronic components are mounted, an alumina sintered body is used. Insulating substrates have been used in many cases. 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ス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が得られることから、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 ceramics. Among them, crystallized glass is used as a glass to precipitate crystals having desired characteristics and various characteristics. In recent years, research has been focused on the fact that a glass-ceramic sintered body having the above can be obtained.

このような多層回路基板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する。その後、これらの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、多層回路基板が作製される。   As a specific method of forming such a multilayer circuit board, a slurry prepared by adding a solvent to a glass ceramic raw material powder and an organic binder is formed into a sheet shape by a doctor blade method or the like, and the obtained green sheet is passed through. Holes are punched, and the through holes are filled with a conductor 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 Crimp to. Thereafter, a plurality of these green sheets are pressure-laminated and fired at 800 to 1000 ° C. to produce a multilayer circuit board.

一方、近年においては、多層回路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となっている。しかしながら、上述した方法で製作される多層回路基板は、焼成により体積が40〜50%程度収縮する。このときの多層回路基板の積層方向に垂直な方向(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 circuit boards has increased, the demand for higher dimensional accuracy has also increased. Improvement of substrate dimensional accuracy to cope with this is also an important technique. However, the multilayer circuit board manufactured by the above-described method shrinks in volume by about 40 to 50% by firing. At this time, the variation in the shrinkage rate (average of 15 to 20% in one direction) in the direction perpendicular to the stacking direction of the multilayer circuit board (XY direction) becomes the position 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.

そこで、基板の寸法精度を向上させる方法として、ガラスとセラミックスとを含むグリーンシートを積層したグリーンシート積層体の上下両面に、グリーンシートよりも焼結温度の高い無機材料粉末を含む収縮抑制層を形成し、収縮抑制層が焼結しない温度で焼成した後、収縮抑制層を剥離削除する方法により、グリーンシート積層体のX−Y方向の収縮を抑制することで、得られた基板の寸法精度を高くできることが知られている(特許文献1を参照。)。
特許第2554415号公報
Therefore, as a method for improving the dimensional accuracy of the substrate, a shrinkage suppression layer containing an inorganic material powder having a sintering temperature higher than that of the green sheet is formed on both upper and lower surfaces of the green sheet laminate in which green sheets containing glass and ceramics are laminated. After forming and firing at a temperature at which the shrinkage suppression layer does not sinter, the dimensional accuracy of the obtained substrate is suppressed by suppressing the shrinkage in the XY direction of the green sheet laminate by peeling and removing the shrinkage suppression layer It is known that can be increased (see Patent Document 1).
Japanese Patent No. 2554415

特許文献1に記載の方法では、焼成時におけるグリーンシート積層体のX−Y方向の収縮が抑制されることから、グリーンシート積層体の積層方向(Z方向)への収縮が大きくなる。   In the method described in Patent Document 1, since the shrinkage of the green sheet laminate in the XY direction during firing is suppressed, the shrinkage of the green sheet laminate in the lamination direction (Z direction) increases.

ところが、グリーンシートの貫通孔に充填されるビアホール導体としての導体ペースト(ビアホール導体用ペースト)は、X−Y方向の収縮が抑制されるグリーンシートと比べてX−Y方向の収縮が大きくなる。これは、グリーンシートが液相焼結するのに対して、ビアホール導体用ペーストおよび表面配線層用ペーストは固相焼結するからである。   However, the conductor paste (via hole conductor paste) as a via-hole conductor filled in the through hole of the green sheet has a larger shrinkage in the XY direction than the green sheet in which the shrinkage in the XY direction is suppressed. This is because the via hole conductor paste and the surface wiring layer paste are solid phase sintered while the green sheet is liquid phase sintered.

グリーンシートは、ガラスが軟化流動することによってセラミックスが再配列するという液相焼結により焼結する。この際、グリーンシート側のガラスが少量収縮抑制層側へ移動することにより、グリーンシートと収縮抑制層との間の接着力が強まるため、グリーンシートに対するX−Y方向の収縮抑制効果は大きい。   The green sheet is sintered by liquid phase sintering in which ceramics are rearranged when the glass softens and flows. At this time, since the glass sheet side glass moves to the shrinkage suppression layer side by a small amount, the adhesive force between the green sheet and the shrinkage suppression layer is strengthened, so the shrinkage suppression effect in the XY direction with respect to the green sheet is large.

一方、ビアホール導体用ペーストおよび表面配線層用ペーストは、ペーストに含まれる金属粒子同士が固相焼結することにより焼結する。そのため、同じ金属粒子を用いているビアホール導体用ペーストと表面配線層用ペーストとの間の接着力は強いが、収縮抑制層と表面配線層用ペーストとの間の接着力は、グリーンシートと収縮抑制層との間の接着力と比較して弱い。また、表面配線層用ペーストは金属粒子が固相焼結することにより、収縮抑制層との接着部の凹凸が減少し、表面配線層用ペーストと収縮抑制層との間の摩擦力が減少するため、収縮抑制層の表層配線層用ペーストへの収縮抑制効果は弱くなる。したがって、X−Y方向の収縮を抑制されているグリーンシートと比べて、ビアホール導体用ペーストのX−Y方向の収縮が大きくなる。   On the other hand, the via-hole conductor paste and the surface wiring layer paste are sintered by solid-phase sintering of the metal particles contained in the paste. Therefore, the adhesive force between the via-hole conductor paste and the surface wiring layer paste using the same metal particles is strong, but the adhesive force between the shrinkage suppression layer and the surface wiring layer paste is the same as that of the green sheet. It is weak compared with the adhesive force between the suppression layers. Also, the surface wiring layer paste has solid-phase sintering of the metal particles, thereby reducing the unevenness of the adhesion portion with the shrinkage suppression layer and reducing the frictional force between the surface wiring layer paste and the shrinkage suppression layer. Therefore, the shrinkage suppression effect of the shrinkage suppression layer on the surface wiring layer paste is weakened. Therefore, the shrinkage in the XY direction of the via-hole conductor paste is larger than that of the green sheet in which the shrinkage in the XY direction is suppressed.

このため、ビアホール導体用ペーストが本来の体積収縮量だけ収縮しようとすると、Z方向の収縮はグリーンシートの収縮ほど大きくなることはなく、ビアホール導体用ペーストが焼成されてなるビアホール導体が多層回路基板の表面から大きく突出してしまい、これに搭載される電子部品の実装性が低下するという問題が発生していた。   Therefore, if the via-hole conductor paste shrinks by the original volume shrinkage, the shrinkage in the Z direction does not become as large as the shrinkage of the green sheet, and the via-hole conductor formed by firing the via-hole conductor paste is a multilayer circuit board This has caused a problem that the mountability of the electronic components mounted on the surface of the surface of the substrate is greatly reduced.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ビアホール導体が絶縁基体の表面から大きく突出することのない実装性の良好な寸法精度の高い多層回路基板を得ることのできる多層回路基板の製造方法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 a multilayer circuit capable of obtaining a multilayer circuit board having good mountability and high dimensional accuracy in which a via-hole conductor does not protrude greatly from the surface of an insulating substrate. An object is to provide a method for manufacturing a substrate.

本発明は、複数の絶縁層からなる絶縁基体の表面に表面配線層が形成され、前記絶縁基体の内部に前記表面配線層に接続されたビアホール導体が形成された多層回路基板の製造方法であって、焼成後に複数の絶縁層となる複数のグリーンシートを形成する工程と、少なくとも表層に配置されるグリーンシートに貫通孔を形成し、該貫通孔に平均粒子径が1〜5μmの金属粉末を含むビアホール導体用ペーストを充填する工程と、少なくとも表層に配置される前記グリーンシートの上面の少なくとも前記貫通孔を覆う位置に、前記ビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末の平均粒子径の1/10以下の平均粒子径を有する金属粉末を含む表面配線層用ペーストを被着形成する工程と、前記貫通孔に前記ビアホール導体用ペーストが充填されるとともに前記上面に前記表面配線層用ペーストが被着形成されたグリーンシートを表層として、前記複数のグリーンシートを積層したグリーンシート積層体を形成する工程と、前記グリーンシート積層体の上側および下側に前記グリーンシート積層体の積層方向に垂直な方向の焼成収縮を抑制するための焼成収縮抑制シートを重ね合わせて焼成した後に前記焼成収縮抑制シートを取り除く工程とを含むことを特徴とする多層回路基板の製造方法である。   The present invention is a method of manufacturing a multilayer circuit board in which a surface wiring layer is formed on the surface of an insulating base composed of a plurality of insulating layers, and via-hole conductors connected to the surface wiring layer are formed inside the insulating base. Forming a plurality of green sheets to be a plurality of insulating layers after firing, and forming a through hole in at least the green sheet disposed on the surface layer, and a metal powder having an average particle diameter of 1 to 5 μm in the through hole The step of filling the paste for via-hole conductor, and at least 1/10 of the average particle diameter of the metal powder contained in the paste for via-hole conductor at a position covering at least the through hole on the upper surface of the green sheet disposed on the surface layer A step of depositing and forming a paste for a surface wiring layer containing a metal powder having the following average particle diameter; and the via-hole conductor paste is filled in the through-holes And forming a green sheet laminated body in which the plurality of green sheets are laminated using a green sheet having the surface wiring layer paste deposited on the upper surface as a surface layer, and upper and lower sides of the green sheet laminated body. And a step of superposing a firing shrinkage suppression sheet on the side to suppress firing shrinkage in a direction perpendicular to the lamination direction of the green sheet laminate and removing the firing shrinkage suppression sheet after firing. It is a manufacturing method of a circuit board.

ここで、前記ビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末と前記表面配線層用ペーストに含まれる金属粉末との主成分が同じであるのが好ましい。   Here, it is preferable that the main components of the metal powder contained in the via-hole conductor paste and the metal powder contained in the surface wiring layer paste are the same.

本発明によれば、焼成収縮抑制シートを用いて多層回路基板を製造するにあたり、表面配線層用ペーストの焼成収縮開始温度を低くすることができ、表面配線層用ペーストの焼成収縮終了後にビアホール導体用ペーストの焼成収縮を開始させることができる。したがって、X−Y方向の焼成収縮を絶縁層と同じ程度に抑制し、主にZ方向に収縮させたビアホール導体を得ることができる。この製造方法により得られた多層回路基板は、ビアホール導体が表面から大きく突出することなく、絶縁性、実装性が良好なものとなる。   According to the present invention, when manufacturing a multilayer circuit board using a firing shrinkage suppression sheet, the firing shrinkage start temperature of the surface wiring layer paste can be lowered, and the via-hole conductor after the firing shrinkage of the surface wiring layer paste is completed. The baking shrinkage of the paste can be started. Therefore, it is possible to obtain a via-hole conductor whose shrinkage in the XY direction is suppressed to the same extent as that of the insulating layer and is mainly contracted in the Z direction. The multilayer circuit board obtained by this manufacturing method has good insulation and mountability without the via-hole conductor projecting greatly from the surface.

特に、ビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末と表面配線層用ペーストに含まれる金属粉末との主成分が同じである場合には、とビアホール導体用ペーストと表面配線層用ペーストとの焼成収縮の開始温度(収縮挙動)を異ならせるように制御しやすくなる。   In particular, when the main components of the metal powder contained in the via-hole conductor paste and the metal powder contained in the surface wiring layer paste are the same, the shrinkage of firing between the via-hole conductor paste and the surface wiring layer paste is reduced. It becomes easy to control the start temperature (shrinkage behavior) to be different.

本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
図1は本発明の多層回路基板の製造方法の説明図であって、グリーンシート積層体の上側および下側に焼成収縮抑制シートを重ね合わせた状態を示している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of a method for producing a multilayer circuit board according to the present invention, and shows a state where firing shrinkage suppression sheets are superimposed on the upper side and the lower side of a green sheet laminate.

本発明は、複数の絶縁層からなる絶縁基体の表面に表面配線層が形成され、絶縁基体の内部に表面配線層に接続されたビアホール導体が形成された多層回路基板の製造方法である。   The present invention is a method of manufacturing a multilayer circuit board in which a surface wiring layer is formed on the surface of an insulating substrate composed of a plurality of insulating layers, and via-hole conductors connected to the surface wiring layer are formed inside the insulating substrate.

まず、焼成後に絶縁層となる複数のグリーンシート(1a、1b、1c、1d)を形成する。グリーンシート(1a、1b、1c、1d)を形成する原料としては、ガラス粉末30〜80質量%、セラミック粉末20〜70質量%の割合で調合したものを用いることが好ましく、これらの原料を用いれば低温で焼成できるガラスセラミックスからなる絶縁層を形成することができる。   First, a plurality of green sheets (1a, 1b, 1c, 1d) to be insulating layers after firing are formed. As raw materials for forming the green sheets (1a, 1b, 1c, 1d), it is preferable to use those prepared at a ratio of 30 to 80% by mass of glass powder and 20 to 70% by mass of ceramic powder, and these raw materials are used. For example, an insulating layer made of glass ceramics that can be fired at a low temperature can be formed.

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.

具体例として、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%からなる結晶性ガラスが望ましい。 As a specific example, 25 to 45 wt% of Si in terms of SiO 2, 10 to 25 wt% of Al in terms of Al 2 O 3, 10 to 24 wt% in terms of MgO for Mg, and B in terms of B 2 O 3 5 A crystalline glass composed of ˜20 mass%, Zn of 5 to 20 mass% in terms of ZnO, and Ca of 0.5 to 4 mass% in terms of CaO is desirable.

このような結晶性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。 By using such crystalline glass, crystal phases with a high thermal expansion coefficient such as garnite (ZnO.Al 2 O 3 ) and enstatite (MgO.SiO 2 ) are precipitated after firing, and the ceramic wiring board is increased in thermal expansion. It becomes possible to do.

また、セラミック粉末としては、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、また高熱膨張化の点でクォーツを用いることが好ましい。 As the ceramic 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. Of these, it is preferable to use alumina from the viewpoint of increasing strength, reducing cost, and quartz from the viewpoint of increasing thermal expansion.

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のグリーンシートを作製する。   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. To form a green sheet having a thickness of 10 to 500 μm.

次に、複数のグリーンシート(1a、1b、1c、1d)のうちの少なくとも表層に配置されるグリーンシート1aに貫通孔を形成する。貫通孔は、レーザー、マイクロドリル、パンチングなどで、直径60〜200μm程度に形成される。   Next, a through-hole is formed in the green sheet 1a arranged on at least the surface layer of the plurality of green sheets (1a, 1b, 1c, 1d). The through hole is formed with a diameter of about 60 to 200 μm by laser, micro drill, punching or the like.

そして、貫通孔内に焼成後にビアホール導体となるビアホール導体用ペースト2を充填する。   Then, the via-hole conductor paste 2 that becomes the via-hole conductor after firing is filled in the through hole.

ビアホール導体用ペースト2は、平均粒子径1〜5μmの金粉末、銀粉末、銅粉末、アルミニウム粉末など金属粉末に、有機バインダー、有機溶剤を混合したものである。ここで、金属粉末の平均粒子径は貫通孔の直径に対して小さくする必要があり、実用的には5μm以下のものを用いることが良い。ただし、1μmより小さくなると、ビアホール導体用ペースト2とグリーンシート1a〜1dとの焼成収縮挙動の差が大きく異なり、焼成後の絶縁層における貫通孔(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、気密不良による多層回路基板の絶縁性が劣化する。そのため、ビアホール導体用ペースト2に用いる金属粉体の平均粒子径は1〜5μmの範囲にあるものを用いることが良い。また、金属粉末の焼結開始温度を調節する目的で、アルミナ、シリカ等の無機酸化物でコーティングされた金属粉末を使用してもよい。さらに、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、ビアホール導体とガラスセラミックスとの熱膨張差を低減させるために、ガラス粉末が含まれていてもよく、ガラス粉末としては、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。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からなる絶縁基体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。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。ビアホール導体用ペースト2の粘度としては、貫通孔への充填性を考慮して、100〜350Pa・sであることが好ましい。 The via-hole conductor paste 2 is obtained by mixing an organic binder and an organic solvent with metal powder such as gold powder, silver powder, copper powder, and aluminum powder having an average particle diameter of 1 to 5 μm. Here, it is necessary to make the average particle diameter of the metal powder smaller than the diameter of the through hole. However, if it becomes smaller than 1 μm, the difference in firing shrinkage behavior between the via-hole conductor paste 2 and the green sheets 1a to 1d is greatly different, and there is a gap between the through-hole (through-hole) wall surface in the fired insulating layer and the via-hole conductor. As a result, the insulation of the multilayer circuit board is deteriorated due to airtight failure. Therefore, the metal powder used for the via-hole conductor paste 2 preferably has an average particle diameter in the range of 1 to 5 μm. Further, for the purpose of adjusting the sintering start temperature of the metal powder, a metal powder coated with an inorganic oxide such as alumina or silica may be used. Furthermore, in order to adjust the sintering behavior of the via-hole conductor, improve the adhesive strength with the glass ceramic, and reduce the difference in thermal expansion between the via-hole conductor and the glass ceramic, glass powder may be included. Examples include borosilicate glass, zinc borosilicate glass, and lead borosilicate glass. In particular, SiO 2 —Al 2 O 3 —BaO—CaO— 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 an insulating substrate made of glass ceramics. B 2 O 3 glass is preferred. 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 viscosity of the via-hole conductor paste 2 is preferably 100 to 350 Pa · s in consideration of the filling property to the through holes.

充填法としては、スクリーン印刷等が挙げられるが、特に限定はない。なお、上記貫通孔の形成およびビアホール導体用ペーストの充填は、表層に配置されるグリーンシート1aに限定されるものではない。   Examples of the filling method include screen printing, but are not particularly limited. In addition, formation of the said through-hole and filling with the paste for via-hole conductors is not limited to the green sheet 1a arrange | positioned at a surface layer.

続いて、複数のグリーンシート上に配線層用ペーストをスクリーン印刷法などによって被着形成する。ここで、グリーンシート積層体の表面に形成される配線層用ペースト(表面配線層用ペースト3)は、焼成されてシリコンチップやコンデンサ、プリント板等との半田接続端子の機能を有する表面配線層となる。また、グリーンシート積層体の内部に形成される配線層用ペースト(内部配線層用ペースト4)は、焼成されて内部配線層となる。これらの配線層用ペーストの塗布厚みは12〜22μm程度に形成され、焼成後の配線層厚みは10〜18μmとなる。ここで、内部配線層用ペーストに含まれる金属粉末としては、ビアホール導体用ペーストに含まれる原料としての金属粉末と同じかまたはこれよりも小さい粒子径のものを採用できる。これに対し、表面配線層用ペーストに含まれる金属粉末としては、少なくとも貫通孔(スルーホール)を覆う位置に、ビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末の平均粒子径の1/10以下の平均粒子径を有する金属粉末を用いることが重要である。   Subsequently, a wiring layer paste is formed on a plurality of green sheets by screen printing or the like. Here, the wiring layer paste (surface wiring layer paste 3) formed on the surface of the green sheet laminate is baked to have a function of a solder connection terminal with a silicon chip, a capacitor, a printed board, or the like. It becomes. Also, the wiring layer paste (internal wiring layer paste 4) formed inside the green sheet laminate is fired to form an internal wiring layer. The coating thickness of these wiring layer pastes is formed to be about 12 to 22 μm, and the wiring layer thickness after firing is 10 to 18 μm. Here, as the metal powder contained in the internal wiring layer paste, those having the same or smaller particle size as the metal powder as the raw material contained in the via-hole conductor paste can be adopted. On the other hand, as the metal powder contained in the surface wiring layer paste, an average particle of 1/10 or less of the average particle diameter of the metal powder contained in the via-hole conductor paste at a position covering at least the through hole (through hole). It is important to use a metal powder having a diameter.

それぞれの導体ペーストに含まれる金属粉末の平均粒子径の関係をこのように設定することで、表面配線層用ペースト3の焼成収縮の終了後にビアホール導体用ペースト2の焼成収縮を開始させることができる。ビアホール導体用ペースト2の焼成収縮時にはすでに焼結した表面配線層用ペースト3(表面配線層)によってビアホール導体用ペースト2のX−Y方向の収縮を抑制させることができる。このX−Y方向の焼成収縮の抑制により、ビアホール導体用ペースト2が主にZ方向へと収縮する。また、すでに焼結した表面配線層用ペースト3(表面配線層)によって蓋をされたようにもなる。したがって、焼成後のビアホール導体が表面から大きく突出することなく、実装性が良好なものとなる。   By setting the relationship of the average particle size of the metal powder contained in each conductor paste in this way, the firing shrinkage of the via-hole conductor paste 2 can be started after the firing shrinkage of the surface wiring layer paste 3 is completed. . At the time of firing shrinkage of the via-hole conductor paste 2, the shrinkage of the via-hole conductor paste 2 in the XY direction can be suppressed by the already sintered surface wiring layer paste 3 (surface wiring layer). By suppressing the firing shrinkage in the XY direction, the via-hole conductor paste 2 shrinks mainly in the Z direction. Also, the surface wiring layer paste 3 (surface wiring layer) that has already been sintered is covered. Therefore, the via-hole conductor after firing does not protrude greatly from the surface, and the mountability is good.

このようにして得られたグリーンシートを所定の積層順序に応じて複数積層してグリーンシート積層体1を形成する。具体的には、表面配線層用ペーストを被着形成したグリーンシート1aを表層とする。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。   A plurality of the green sheets obtained in this manner are stacked in accordance with a predetermined stacking order to form the green sheet stack 1. Specifically, the green sheet 1a on which the surface wiring layer paste is deposited is used as the surface layer. 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.

さらに、図1に示すように、グリーンシート積層体1の上側および下側に、グリーンシート積層体1の積層方向に垂直な方向(X−Y方向)への焼成収縮を抑制するための焼成収縮抑制シート5を配置してこれらを重ね合わせる。具体的には、グリーンシート積層体1、焼成収縮抑制シート5を画像認識により位置合わせを行い、剛体プレス法または静水圧プレス法等を適用する。   Further, as shown in FIG. 1, firing shrinkage for suppressing firing shrinkage in the direction (XY direction) perpendicular to the laminating direction of the green sheet laminate 1 on the upper and lower sides of the green sheet laminate 1. The suppression sheet | seat 5 is arrange | positioned and these are piled up. Specifically, the green sheet laminate 1 and the firing shrinkage suppression sheet 5 are aligned by image recognition, and a rigid press method or an isostatic press method is applied.

焼成収縮抑制シート5は、グリーンシート積層体1の焼成後には取り除かれるものであって、例えばグリーンシート積層体1の焼成温度では焼結しないセラミック粉末を主成分とするグリーンシートを挙げることができる。具体的には、汎用性があり、安価なアルミナが最も適切である。さらに、多層回路基板の焼成過程においてグリーンシート積層体1と焼成収縮抑制シート5との親和性を高める為に、20質量%以下の範囲でグリーンシートに含まれるガラス粉末と同じガラス粉末を含有しても良い。これにより、収縮抑制効果が更に高まり、より高寸法精度の多層回路基板を得ることができる。この焼成収縮抑制シート5を用い、焼成収縮抑制シート5の焼成収縮開始温度よりも低く、かつグリーンシート積層体1を焼結させる焼成温度でグリーンシート積層体1および焼成収縮抑制シート5を焼成することで、グリーンシート積層体1のX−Y方向の焼成収縮を抑制することができる。   The firing shrinkage suppression sheet 5 is removed after firing the green sheet laminate 1, and examples thereof include a green sheet mainly composed of ceramic powder that does not sinter at the firing temperature of the green sheet laminate 1. . Specifically, alumina that is versatile and inexpensive is most suitable. Furthermore, in order to increase the affinity between the green sheet laminate 1 and the firing shrinkage suppression sheet 5 in the firing process of the multilayer circuit board, it contains the same glass powder as the glass powder contained in the green sheet in a range of 20% by mass or less. May be. Thereby, the shrinkage suppressing effect is further enhanced, and a multilayer circuit board with higher dimensional accuracy can be obtained. Using this firing shrinkage suppression sheet 5, the green sheet laminate 1 and the firing shrinkage suppression sheet 5 are fired at a firing temperature lower than the firing shrinkage start temperature of the firing shrinkage suppression sheet 5 and sintering the green sheet laminate 1. Thereby, the baking shrinkage | contraction of the XY direction of the green sheet laminated body 1 can be suppressed.

なお、この焼成収縮抑制シート5としては、焼成収縮しないもの(焼結体)も採用することができる。焼成収縮しないとは、例えばすでに焼結していてもはや焼成収縮しないことをいい、この焼成収縮抑制シート5としてはアルミナ焼結体や結晶化度が99%以上と高く残留ガラスが少ない低温焼結基板や熱伝導性に優れる窒化珪素焼結体、窒化珪素燒結体、カーボン、タングステン焼結体などが挙げられる。この焼成収縮抑制シート5をグリーンシート積層体1に熱分解性に優れるアクリル樹脂などの粘性部材などを用いて貼り合わせることで、グリーンシート積層体1のX−Y方向の焼成収縮を抑制させることができる。   In addition, as this baking shrinkage suppression sheet | seat 5, what does not shrink by baking (sintered body) can also be employ | adopted. “No firing shrinkage” means, for example, that it has already been sintered and no longer shrinks by firing. As this firing shrinkage suppression sheet 5, an alumina sintered body or a low-temperature sintering with a high degree of crystallinity of 99% or more and low residual glass. Examples thereof include a silicon nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, carbon, and a tungsten sintered body having excellent thermal conductivity. By bonding the firing shrinkage suppression sheet 5 to the green sheet laminate 1 using a viscous member such as an acrylic resin having excellent thermal decomposability, the firing shrinkage in the XY direction of the green sheet laminate 1 is suppressed. Can do.

そして、重ね合わせたグリーンシート積層体1と焼成収縮抑制シート5とを焼成する焼成工程へと移る。具体的には、有機成分を分解かつ消失させる脱脂処理を行ったあと、本焼成を行う。この本焼成工程において特に昇温速度の変化や、本焼成温度の保持以外に脱脂から本焼成までの中間温度で別途保持することにより、グリーンシート積層体1と焼成収縮抑制シート5がお互いの拘束力を高め、反りやうねりを低減することも可能である。   And it transfers to the baking process which bakes the green sheet laminated body 1 and the baking shrinkage | contraction suppression sheet | seat 5 which were piled up. Specifically, after performing a degreasing treatment for decomposing and eliminating organic components, the main baking is performed. In this firing step, the green sheet laminate 1 and the firing shrinkage suppression sheet 5 are restrained from each other by maintaining separately at an intermediate temperature from the degreasing to the firing, in addition to the change in the heating rate and the maintenance of the firing temperature. It is also possible to increase the power and reduce warping and swell.

この時の焼成温度は、焼成収縮抑制シート5が、グリーンシート積層体1の焼成温度では焼結しないセラミック粉末を主成分としたグリーンシートの場合は、グリーンシート積層体1の焼成収縮の終了温度以上であって焼成収縮抑制シート5の焼成収縮の開始温度未満であることが好ましい。また、焼成収縮抑制シート5が焼結体の場合であっても、グリーンシートの場合ほどの制約はないが、グリーンシート積層体1の焼成収縮の終了温度以上であって焼成収縮抑制シート5の焼成収縮の開始温度未満であることが好ましい。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、それぞれを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。   The firing temperature at this time is the end temperature of firing shrinkage of the green sheet laminate 1 when the firing shrinkage suppression sheet 5 is a green sheet mainly composed of ceramic powder that is not sintered at the firing temperature of the green sheet laminate 1. It is above and it is preferable that it is less than the starting temperature of the baking shrinkage of the baking shrinkage suppression sheet 5. Further, even if the firing shrinkage suppression sheet 5 is a sintered body, there is no restriction as in the case of a green sheet, but it is not less than the end temperature of firing shrinkage of the green sheet laminate 1 and the firing shrinkage suppression sheet 5 It is preferable that the temperature be lower than the firing shrinkage start temperature. 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 press-molding each independently. At this time, each contracts isotropically and is converted from volumetric shrinkage of TMA to volume shrinkage.

なお、焼成に先立って、所望によりグリーンシート積層体1を100〜800℃、特に400〜750℃で加熱処理して内部の有機成分を分解除去するのがよい。また、800〜1000℃、特に850〜950℃で同時焼成するのが、十分に焼結させるとともに過焼結を防止するという点で好ましい。このとき、ビアホール導体用ペースト中の金属粉末として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, the green sheet laminate 1 is preferably heat-treated at 100 to 800 ° C., particularly 400 to 750 ° C. to decompose and remove internal organic components as desired. Further, simultaneous firing at 800 to 1000 ° C., particularly 850 to 950 ° C. is preferable in terms of sufficient sintering and prevention of oversintering. At this time, when Cu is used as the metal powder in the via-hole conductor paste, firing is preferably performed in a nitrogen atmosphere from the viewpoint of preventing oxidation of Cu.

このようにして焼成工程が終了した後、通常は焼成後の多層回路基板の上面および下面に残留した焼成収縮抑制シート5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の手法により除去され、多層回路基板を得ることができる。   After the firing step is completed in this manner, the firing shrinkage-suppressing sheet 5 remaining on the upper and lower surfaces of the multilayer circuit board after firing is usually subjected to ultrasonic cleaning, polishing, water jet, chemical blasting, sand blasting, wet blasting, etc. A multilayer circuit board can be obtained by removing by a technique.

焼成収縮抑制シート5によるビアホール導体用ペースト2のX−Y方向の収縮抑制効果は、焼成収縮抑制シート5によるグリーンシート積層体1のX−Y方向の収縮抑制効果よりも小さい。しかし、表面配線層用ペースト3の少なくとも貫通孔を覆う位置に含まれる金属粉末の平均粒子径が、ビアホール導体用ペースト2に含まれる金属粉末の平均粒子径よりもかなり微小、具体的には1/10以下であることにより、少なくとも貫通孔を覆う位置の表面配線層用ペースト3の焼成収縮の終了後にビアホール導体用ペースト2の焼成収縮を開始させることができ、ビアホール導体用ペースト2のX−Y方向の収縮を抑制させることができる。このX−Y方向の焼成収縮の抑制により、ビアホール導体用ペースト2が主にZ方向へと収縮することにより、ビアホール導体用ペースト2が表面から大きく突出することなく、実装性が良好なものとなる。   The shrinkage suppression effect in the XY direction of the via-hole conductor paste 2 by the firing shrinkage suppression sheet 5 is smaller than the shrinkage suppression effect in the XY direction of the green sheet laminate 1 by the firing shrinkage suppression sheet 5. However, the average particle diameter of the metal powder included in the position covering at least the through hole of the surface wiring layer paste 3 is considerably smaller than the average particle diameter of the metal powder included in the via-hole conductor paste 2, specifically 1 / 10 or less, the firing shrinkage of the via-hole conductor paste 2 can be started after the firing shrinkage of the surface wiring layer paste 3 at least at the position covering the through hole. Shrinkage in the Y direction can be suppressed. By suppressing the firing shrinkage in the XY direction, the via-hole conductor paste 2 shrinks mainly in the Z-direction, so that the via-hole conductor paste 2 does not greatly protrude from the surface, and the mountability is good. Become.

なお、ビアホール導体用ペースト2に含まれる金属粉末と表面配線層用ペースト3に含まれる金属粉末との主成分が同じであるのが好ましい。具体的には、主成分としては金、銀、銅、アルミニウムのうち少なくとも1種以上であり、特に価格および導通抵抗の観点から、銀または銅が好ましい。また、ビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末の主成分がCu、Ag、Au等からなる合金の場合には、同様に表面配線層用ペースト3にも合金が用いられるのが好ましい。なお、これらの主成分に対して電気抵抗を劣化させない範囲で、他の金属、酸化物、ガラス、セラミックス等の無機成分を含んでいても良い。   The main components of the metal powder contained in the via-hole conductor paste 2 and the metal powder contained in the surface wiring layer paste 3 are preferably the same. Specifically, the main component is at least one of gold, silver, copper, and aluminum, and silver or copper is particularly preferable from the viewpoint of price and conduction resistance. In the case where the main component of the metal powder contained in the via-hole conductor paste is an alloy made of Cu, Ag, Au, or the like, the alloy is preferably used for the surface wiring layer paste 3 as well. In addition, inorganic components such as other metals, oxides, glasses, ceramics, and the like may be included within a range in which the electrical resistance is not deteriorated with respect to these main components.

このように、主成分を同じくすることで、表面配線層用ペースト3とビアホール導体用ペースト2との焼成収縮の開始温度(収縮挙動)を異ならせるように制御しやすいからである。なお、主成分が異なっていたとしても、表面配線層用ペースト3とビアホール導体用ペースト2との焼成収縮の開始温度(収縮挙動)を異ならせるように制御できれば、必ずしも同じ主成分を用いなくても構わない。   This is because, by using the same main component, it is easy to control the surface wiring layer paste 3 and the via-hole conductor paste 2 to have different firing shrinkage start temperatures (shrinkage behavior). Even if the main components are different, the same main component is not necessarily used as long as the firing shrinkage start temperature (shrinkage behavior) of the surface wiring layer paste 3 and the via-hole conductor paste 2 can be controlled to be different. It doesn't matter.

まず、焼成後に絶縁層となるグリーンシートを形成するためのガラスセラミック材料として、43.3質量%のSiO、12.9質量%のAl、18.0質量%のMgO、14.1質量%のBaO、7.5質量%のB、1.0質量%のY、1.7質量%のCaO、0.5質量%のSrO、1.0質量%のZrOからなる60質量%のガラスと、40質量%のAlとから構成されるガラスセラミック材料を用意した。このガラスセラミック材料に、アクリル有機バインダー、可塑剤、有機溶剤を添加して、スラリーを作製し、ドクターブレード法により薄層化し、絶縁基板用のグリーンシートを作製した。このとき、グリーンシートの厚みを74μmとした。 First, as a glass ceramic material for forming a green sheet that becomes an insulating layer after firing, 43.3 mass% SiO 2 , 12.9 mass% Al 2 O 3 , 18.0 mass% MgO, 14. 1 wt% of BaO, 7.5 wt% of B 2 O 3, 1.0 wt% of Y 2 O 3, 1.7 wt% of CaO, 0.5 wt% of SrO, 1.0 weight% A glass ceramic material composed of 60% by mass of glass composed of ZrO 2 and 40% by mass of Al 2 O 3 was prepared. An acrylic organic binder, a plasticizer, and an organic solvent were added to the glass ceramic material to prepare a slurry, which was then thinned by a doctor blade method to prepare a green sheet for an insulating substrate. At this time, the thickness of the green sheet was 74 μm.

また、平均粒子径が0.5μm、3.5μm、5.0μmの銀粉末を準備し、銀粉末100質量%に対して、SiO−Al−BaO−CaO−B系ガラスを12質量%添加し、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、混錬してビアホール導体層用ペーストを作製した。 In addition, silver powder having an average particle size of 0.5 μm, 3.5 μm, and 5.0 μm is prepared, and the SiO 2 —Al 2 O 3 —BaO—CaO—B 2 O 3 system with respect to 100% by mass of the silver powder. 12% by mass of glass was added, an acrylic resin as an organic binder, and a mixed solution of terpineol and dibutyl phthalate (80:20 by mass) as a solvent were added and kneaded to prepare a via-hole conductor layer paste.

また、グリーンシートに直径90μmの貫通孔をレーザーで形成し、上記のビアホール導体層用ペーストをスクリーン印刷法によりこの貫通孔に充填した。   Further, a through-hole having a diameter of 90 μm was formed in the green sheet with a laser, and the through-hole conductor layer paste was filled into the through-hole by a screen printing method.

さらに、平均粒子径が2.5μmの銀粉末を準備し、銀粉末100質量%に対して、SiO−Al−BaO−CaO−B系ガラスを0.5質量%添加し、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、混錬して内部配線層用ペーストを作製した。得られた内部配線層用ペーストを、スクリーン印刷法により、印刷した。 Furthermore, silver powder having an average particle diameter of 2.5 μm is prepared, and 0.5 mass% of SiO 2 —Al 2 O 3 —BaO—CaO—B 2 O 3 glass is added to 100 mass% of the silver powder. Then, an acrylic resin was added as the organic binder, and a mixed solution of terpineol and dibutyl phthalate (80:20 in mass ratio) was added and kneaded to prepare an internal wiring layer paste. The obtained internal wiring layer paste was printed by a screen printing method.

またさらに、平均粒子径が0.1μm、0.3μm、0.5μm、1.8μm、2.5μm、5.0μmの銀粉末を準備し、銀粉末100質量%に対して、SiO−Al−BaO−CaO−B系ガラスを1質量%添加し、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、混錬して表面配線層用ペーストを作製した。得られた表面配線層用ペーストを用いて、スクリーン印刷法により、貫通孔の直上に厚み20μm、直径200μmとなるように被着形成した。 Furthermore, silver powder having an average particle size of 0.1 μm, 0.3 μm, 0.5 μm, 1.8 μm, 2.5 μm, and 5.0 μm was prepared, and SiO 2 —Al with respect to 100% by mass of silver powder. 1% by mass of 2 O 3 —BaO—CaO—B 2 O 3 glass is added, an acrylic resin is added as an organic binder, and a mixed solution of terpineol and dibutyl phthalate (80:20 by mass) is added and kneaded. Thus, a surface wiring layer paste was prepared. Using the obtained surface wiring layer paste, it was formed by screen printing so as to have a thickness of 20 μm and a diameter of 200 μm immediately above the through hole.

このようにして得られたグリーンシートを5層積層してグリーンシート積層体を作製した。   Five green sheets thus obtained were laminated to prepare a green sheet laminate.

次に、焼成収縮抑制シートとして、平均粒径が3μmのAlに、上記グリーンシート中のガラス成分と同じガラス成分を用いて、90質量%のAlと10質量%のガラスからなる厚さ150μmのグリーンシートを作製した。なお、この焼成収縮抑制シート作製時の有機バインダー、可塑剤、溶媒等は焼成後に絶縁層となる上記ガラスセラミック材料からなるグリーンシートと同様とした。グリーンシート積層体と焼成収縮抑制シートとを画像認識により位置合わせを行い、剛体プレス法(45℃、5MPa)で加圧積層した。 Next, as a firing shrinkage suppression sheet, 90% by mass of Al 2 O 3 and 10% by mass of glass using Al 2 O 3 having an average particle diameter of 3 μm and the same glass component as the glass component in the green sheet. A green sheet having a thickness of 150 μm was prepared. The organic binder, plasticizer, solvent, and the like at the time of producing the fired shrinkage suppressing sheet were the same as those of the green sheet made of the glass ceramic material that becomes the insulating layer after firing. The green sheet laminate and the fired shrinkage suppression sheet were aligned by image recognition, and pressure laminated by a rigid press method (45 ° C., 5 MPa).

続いて、連続炉において重ね合わされたグリーンシート積層体および焼成収縮抑制シートの焼成を行った。焼成に際しては、重ね合わされたグリーンシート積層体および焼成収縮抑制シートを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、これを大気中400℃で脱バインダー処理し、さらに大気中910℃で焼成し、その後焼成収縮抑制シートをブラスト処理で除去し、多層回路基板を作製した。なお、焼成後の表面配線層の厚みは15μmであった。 Subsequently, the green sheet laminate and the firing shrinkage suppression sheet that were superposed in a continuous furnace were fired. In firing, the stacked green sheet laminate and firing shrinkage suppression sheet are placed on an Al 2 O 3 base plate, and this is removed in the atmosphere at 400 ° C. in order to decompose and remove organic components such as an organic binder. Then, the binder was treated at 910 ° C. and fired at 910 ° C. in the atmosphere, and then the firing shrinkage-suppressing sheet was removed by blasting to produce a multilayer circuit board. The thickness of the surface wiring layer after firing was 15 μm.

焼成後の多層回路基板において、基板端部付近の表面の凹凸を3次元レーザー変位計で測定した。このとき、得られた測定データのうち、表層配線層の表面における最低点と最高点との差を突起高さと定義して測定した。なお、表1には8基板の結果における突起高さの最高値を記した。その結果を表1に示す。

Figure 2008186908
In the fired multilayer circuit board, the surface irregularities near the edge of the board were measured with a three-dimensional laser displacement meter. At this time, among the obtained measurement data, the difference between the lowest point and the highest point on the surface of the surface wiring layer was defined as the protrusion height and measured. Table 1 shows the maximum protrusion height in the results of 8 substrates. The results are shown in Table 1.
Figure 2008186908

表1より、本発明の多層回路基板の製造方法によって製造された試料No.1〜4においては、突起高さの最高値が15μm以下であった。特に、試料No.1の表面配線層用ペーストに含まれる金属粉末のの平均粒子径がビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末の平均粒子径の50分の1である場合、突起高さの最高値が4μmと非常に良好であった。   From Table 1, sample No. manufactured by the method for manufacturing a multilayer circuit board according to the present invention is shown. In 1-4, the maximum value of the protrusion height was 15 μm or less. In particular, sample no. When the average particle size of the metal powder contained in the surface wiring layer paste of 1 is 1/50 of the average particle size of the metal powder contained in the via-hole conductor paste, the maximum protrusion height is as extremely as 4 μm. It was very good.

一方、本発明の範囲外である多層回路基板の製造方法によって製造された試料No.5〜7については、突起高さが著しく上昇した。また、試料No.8のようにビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末が0.5μmと小さいものは、ビアホール導体用ペーストのX−Y方向の焼成収縮を抑制できずに、突起高さが著しく上昇した。   On the other hand, the sample No. manufactured by the manufacturing method of the multilayer circuit board which is outside the scope of the present invention. About 5-7, protrusion height rose remarkably. Sample No. When the metal powder contained in the via-hole conductor paste as small as 0.5 μm as in FIG. 8 was not able to suppress firing shrinkage in the XY direction of the via-hole conductor paste, the protrusion height was significantly increased.

本発明の多層回路基板の製造方法の説明図であって、グリーンシート積層体の上側および下側に焼成収縮抑制シートを重ね合わせた状態を示している。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the multilayer circuit board of this invention, Comprising: The state which accumulated the baking shrinkage | contraction suppression sheet | seat on the upper side and lower side of the green sheet laminated body is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・グリーンシート積層体
1a〜1d・・・グリーンシート
2・・・ビアホール導体用ペースト
3・・・表面配線層用ペースト
4・・・内部配線層用ペースト
5・・・焼成収縮抑制シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Green sheet laminated body 1a-1d ... Green sheet 2 ... Via-hole conductor paste 3 ... Surface wiring layer paste 4 ... Internal wiring layer paste 5 ... Baking shrinkage suppression sheet

Claims (2)

複数の絶縁層からなる絶縁基体の表面に表面配線層が形成され、前記絶縁基体の内部に前記表面配線層に接続されたビアホール導体が形成された多層回路基板の製造方法であって、
焼成後に複数の絶縁層となる複数のグリーンシートを形成する工程と、
少なくとも表層に配置されるグリーンシートに貫通孔を形成し、該貫通孔に平均粒子径が1〜5μmの金属粉末を含むビアホール導体用ペーストを充填する工程と、
少なくとも表層に配置される前記グリーンシートの上面の少なくとも前記貫通孔を覆う位置に、前記ビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末の平均粒子径の1/10以下の平均粒子径を有する金属粉末を含む表面配線層用ペーストを被着形成する工程と、
前記貫通孔に前記ビアホール導体用ペーストが充填されるとともに前記上面に前記表面配線層用ペーストが被着形成されたグリーンシートを表層として、前記複数のグリーンシートを積層したグリーンシート積層体を形成する工程と、
前記グリーンシート積層体の上側および下側に前記グリーンシート積層体の積層方向に垂直な方向の焼成収縮を抑制するための焼成収縮抑制シートを重ね合わせて焼成した後に前記焼成収縮抑制シートを取り除く工程と
を含むことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
A surface wiring layer is formed on the surface of an insulating substrate composed of a plurality of insulating layers, and a manufacturing method of a multilayer circuit board in which a via-hole conductor connected to the surface wiring layer is formed inside the insulating substrate,
Forming a plurality of green sheets to be a plurality of insulating layers after firing;
Forming a through hole in the green sheet disposed at least on the surface layer, and filling the through hole with a via-hole conductor paste containing metal powder having an average particle diameter of 1 to 5 μm;
A metal powder having an average particle diameter of 1/10 or less of an average particle diameter of the metal powder contained in the via-hole conductor paste is included at least in a position covering the through hole on the upper surface of the green sheet disposed on the surface layer. A step of depositing a surface wiring layer paste;
A green sheet laminated body in which the plurality of green sheets are laminated is formed using a green sheet in which the through hole is filled with the via hole conductor paste and the surface wiring layer paste is deposited on the upper surface. Process,
A step of removing the firing shrinkage suppression sheet after firing by overlapping and firing firing shrinkage suppression sheets for restraining firing shrinkage in a direction perpendicular to the stacking direction of the green sheet laminate on the upper and lower sides of the green sheet laminate A method for manufacturing a multilayer circuit board.
前記ビアホール導体用ペーストに含まれる金属粉末と前記表面配線層用ペーストに含まれる金属粉末との主成分が同じであることを特徴とする請求項1に記載の多層回路基板の製造方法。 2. The method for manufacturing a multilayer circuit board according to claim 1, wherein the main components of the metal powder contained in the via-hole conductor paste and the metal powder contained in the surface wiring layer paste are the same.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010177383A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Ngk Spark Plug Co Ltd Multilayer ceramic substrate, method of manufacturing the same, and probe card

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