JP2011114189A

JP2011114189A - 多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2011114189A
Application number: JP2009269759A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Fujii; 俊一藤井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】デラミネーションの発生が抑制され、配線抵抗（表面抵抗）の低い多層配線基板が得られる多層配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の多層配線基板の製造方法は、断面が半円または半楕円である配線形状の突条１１を有する金型１を用意する工程と、セラミックグリーンシート２に金型１を押し当ててセラミックグリーンシート２に断面が半円または半楕円である配線形状の溝２１を形成する工程と、溝２１に配線用導体ペースト４を充填して配線パターン付きセラミックグリーンシート５を作製する工程と、配線パターン付きセラミックグリーンシート５を複数積層して積層体６を作製する工程と、積層体６を焼成する工程とを具備することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子収納用パッケージや高周波モジュールに適用される多層配線基板の製造方法に関するものである。

近年、移動体通信分野などで使用される電子機器の小型化に伴い、この電子機器に用いられる配線基板においても小型化及び高性能化が望まれている。

このような配線基板は、セラミック粉末に有機バインダ、可塑剤および溶剤等を加えてスラリーとし、ドクターブレード等によりセラミックグリーンシートを成形した後、金属粉末を含有する導体ペーストを印刷するなどしてセラミックグリーンシート上に配線パターンを形成し、次に複数枚の配線パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層して加圧することによりセラミックグリーンシート積層体を得た後、このセラミックグリーンシート積層体を焼成することにより得られる。

ところが、配線基板に対する前述の要求に対応するために、セラミックグリーンシートの厚みを薄くするとともにセラミックグリーンシートの積層数を多くすると、異なるセラミックグリーンシートの層間に形成された配線パターンが積層方向において重なる領域と重ならない領域とではその厚み差が大きくなる。このため、セラミックグリーンシート積層体を作製するために加圧する際に、異なるセラミックグリーンシートの層間に形成された配線パターンが積層方向において重なる領域においては加圧力が十分に加わるものの、重ならない領域において加圧力が十分に加わりにくくなるので、不十分な圧着となりやすい。そして、そのように不十分な圧着により形成されたセラミックグリーンシート積層体を焼成すると、圧着が不十分な部分でデラミネーション（層間剥離）が発生する可能性があった。

これらの問題に対して、セラミックグリーンシートの表面に、断面が矩形の配線形状の突条を有する金型を押し当てて、セラミックグリーンシートに断面が矩形の配線形状の溝を形成し、溝に配線用導体ペーストを充填して配線付きセラミックグリーンシートを作製し、配線付きセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製し、積層体を焼成する方法が提案されている（特許文献１を参照）。

この製造方法によれば、導体ペーストによる配線がセラミックグリーンシートに埋設されているので、配線の形成されたセラミックグリーンシートの表面が平坦になることから、セラミックグリーンシートを積層したときに異なるセラミックグリーンシートの層間に形成された配線が積層方向において重なる領域と重ならない領域とで厚み差がなくなり、不均一な加圧力によりデラミネーションが発生するのを抑制することができる。

特開２０００−３４０４４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法により製造される多層配線基板は、４つの角部を有する断面の配線を備えるものであるため、配線抵抗（表面抵抗）が高いものとなってしまっていた。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、デラミネーションの発生が抑制され、配線抵抗（表面抵抗）の低い多層配線基板が得られる多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、断面が半円または半楕円である配線形状の突条を有する金型を用意する工程と、セラミックグリーンシートに前記金型を押し当てて前記セラミックグリーンシートに断面が半円または半楕円である配線形状の溝を形成する工程と、該溝に配線用導体ペーストを充填して配線パターン付きセラミックグリーンシートを作製する工程と、該配線パターン付きセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、該積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とするものである。

本発明によれば、デラミネーションの発生が抑制され、配線抵抗（表面抵抗）の低い多層配線基板を得ることができる。また、金型の突条の断面形状が半円または半楕円であることで、金型のセラミックグリーンシートからの離型性が良いものとなっている。さらに、セラミックグリーンシートに形成される溝の形状が半円または半楕円であるため、配線用導体ペーストを充填する際に、溝の内部に隙間なく均一に充填することできる。

本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す説明図である。

以下、本発明の多層配線基板の製造方法の実施の形態の例について図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示していて、図１に示す例の多層配線基板の製造方法は、まず、図１（ａ）に示すように、断面が半円または半楕円である配線形状の突条１１を有する金型１を用意する。

突条１１の幅（半円の場合は直径、半楕円の場合は図の水平方向の軸の径）は例えば１０〜５００μｍ程度に形成され、突条１１の高さ（半円の場合は半径、半楕円の場合は図の垂直方向の軸の径）は例えば２〜５０μｍ程度に形成されている。

このように、金型１の突条１１の断面が半円または半楕円であることで、例えば断面が矩形のものと比較して、後述するセラミックグリーンシート２に押し当てた後の離型性がよくなる。

そして、図１（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート２に金型１を押し当ててセラミックグリーンシート２に断面が半円または半楕円である配線形状の溝２１を形成する。

図１（ｂ）は、支持体３の上にセラミックグリーンシート２が形成されたもので、例えばドクターブレード、リップコーター、ダイコーターなどによる方法でＰＥＴフィルムなどからなる支持体３の上に、セラミック粉末を主成分とし、これに有機バインダ、可塑剤、有機溶剤が添加され、必要により分散剤が添加されてなるセラミックスラリーを塗工して乾燥させることで、支持体３の上に形成されたセラミックグリーンシート２が得られる。

セラミック粉末は、例えばアルミナ、シリカ、ガラス、これらの混合物等からなり、セラミック粉末の平均粒径は１〜１０μｍ、好ましくは２〜３μｍである。そして、有機バインダとしては、アクリル系樹脂、ブチラール系樹脂等が採用される。また、可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチルまたはフタル酸ジオクチルが採用され、有機溶剤としては、例えばトルエンが採用される。

乾燥工程は、乾燥速度や熱変形を防止する観点より、３０〜７０℃、特に５０℃〜６５℃で乾燥するのが好ましく、得られるセラミックグリーンシート２の厚みは、３０〜２５０μｍ程度である。

なお、支持体３の上に形成されたセラミックグリーンシート２を用いる、換言すれば支持体３を用いることは必須ではないが、形成されるセラミックグリーンシート２が薄いものであるため、上記のように支持体３を用いるのが好ましい。

セラミックグリーンシート２の上面に金型１を押し当てることで、図１（ｃ）に示すように、突条１１による溝である断面が半円または半楕円である配線形状の溝２１がセラミックグリーンシート２の上面に形成される。すなわち、セラミックグリーンシート２の上面に金型１を押し当てることで、金型１の突条１１と同じ線幅であり突条１１の高さ（厚み）と同じ深さの溝２１が形成される。なお、金型１を押し当てる際の押し当て荷重は、単位平方センチメートルあたり７０〜１００ｋｇであるのが好ましい。

次に、図１（ｄ）に示すように、セラミックグリーンシート２の上面に形成された配線形状の溝２１に配線用導体ペースト４を充填して配線パターン付きセラミックグリーンシート５を作製する。

配線用導体ペースト４は、タングステン、モリブデン、銀、銅などの導体粉末を主成分とし、これに有機バインダおよび溶剤を混合することによって作製されたものである。配線用導体ペースト４の溝２１への充填方法としては、スクリーン印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷等が採用できるが、パターン形成タクト面、設備コスト面よりスクリーン印刷法を用いるのが好ましい。このとき、セラミックグリーンシート２の上面と同じ高さ、または２〜５μｍ程低くなるように充填されるのがよい。

次に、図１（ｅ）に示すように、配線パターン付きセラミックグリーンシート５を複数積層して積層体６を作製する。

積層に際しては、配線パターン付きセラミックグリーンシート５から支持体３を剥離したうえで、配線パターン付きセラミックグリーンシート５を所望の枚数だけ積層して、積層体６を得る。また、積層に際しては、上下に隣り合う配線パターン付きセラミックグリーンシート５と配線パターン付きセラミックグリーンシート５との間に密着液を塗布したり、熱圧着したりするのがよい。

最後に、積層体６を焼成する。

具体的には、配線パターン付きセラミックグリーンシート５を構成する配線用導体ペースト４がＷ、Ｍｏ材料からなり、セラミックグリーンシート２がアルミナ材料からなる場合は、還元雰囲気で１３００〜１６００℃の焼成温度で焼成がなされる。また、配線パターン付きセラミックグリーンシート５を構成する配線用導体ペースト４がＣｕ材料からなり、セラミックグリーンシート２がガラスセラミック材料からなる場合は、窒素還元雰囲気で８００〜１０００℃の焼成温度で焼成がなされ、配線パターン付きセラミックグリーンシート５を構成する配線用導体ペースト４がＡｇ材料からなり、セラミックグリーンシート２がガラスセラミック材料からなる場合は、大気雰囲気で８００〜１０００℃の焼成温度で焼成がなされる。

以上の製造方法により得られる多層配線基板は、デラミネーションの発生が抑制されており、また断面形状において角部の少ない配線を備えるものであるため、配線抵抗（表面抵抗）を低くすることができる。

また、配線用導体ペーストを溝の内部に隙間なく均一に充填することできたものであるため、この点でも配線抵抗（表面抵抗）を低くするのに有利なものとなっている。

１：金型
１１：突条
２：セラミックグリーンシート
３：支持体
４：配線用導体ペースト
５：配線パターン付きセラミックグリーンシート
６：積層体

Claims

断面が半円または半楕円である配線形状の突条を有する金型を用意する工程と、セラミックグリーンシートに前記金型を押し当てて前記セラミックグリーンシートに断面が半円または半楕円である配線形状の溝を形成する工程と、該溝に配線用導体ペーストを充填して配線パターン付きセラミックグリーンシートを作製する工程と、該配線パターン付きセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、該積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とする多層配線基板の製造方法。