JP2766146B2 - Multilayer circuit board with built-in capacitor - Google Patents

Multilayer circuit board with built-in capacitor

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JP2766146B2 JP4291302A JP29130292A JP2766146B2 JP 2766146 B2 JP2766146 B2 JP 2766146B2 JP 4291302 A JP4291302 A JP 4291302A JP 29130292 A JP29130292 A JP 29130292A JP 2766146 B2 JP2766146 B2 JP 2766146B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多層回路基板、特に、
コンデンサ内蔵多層回路基板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer circuit board,
The present invention relates to a multilayer circuit board with a built-in capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話等の通信機器に対する小型化の
要望に答えるため、通信機器の内部に配置される回路基
板の高密度化が要求されている。このような要求を実現
するための回路基板として、コンデンサを内蔵した多層
回路基板が知られている。一般的なこの種の多層回路基
板は、多層に形成されたセラミック基板と、互いに対向
し合う複数のコンデンサ電極を有しかつセラミック基板
内部に形成されたコンデンサ部とを主に備えている。
2. Description of the Related Art In order to meet the demand for miniaturization of communication devices such as mobile phones, there is a demand for higher density of circuit boards disposed inside the communication devices. As a circuit board for realizing such a demand, a multilayer circuit board having a built-in capacitor is known. A typical multilayer circuit board of this type mainly includes a ceramic substrate formed in multiple layers, and a capacitor portion having a plurality of capacitor electrodes facing each other and formed inside the ceramic substrate.

【0003】ところが、このようなコンデンサ内蔵多層
回路基板は、コンデンサ部の静電容量値の調整ができな
い。そこで、特開平2−52498号には、セラミック
基板の表面にレーザートリミング用の孔又は凹みを設け
たコンデンサ内蔵多層回路基板が示されている。この多
層回路基板では、セラミック基板に設けられた孔又は凹
みにレーザー光を照射することによりセラミック基板内
部に配置されたコンデンサ電極をトリミングすることが
できるので、内蔵コンデンサの静電容量値を所望の値に
調整できる。
However, such a multilayer circuit board with a built-in capacitor cannot adjust the capacitance value of the capacitor section. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-52498 discloses a multilayer circuit board with a built-in capacitor in which a hole or a recess for laser trimming is provided on the surface of a ceramic substrate. In this multilayer circuit board, by irradiating a laser beam to a hole or a dent provided in the ceramic substrate, a capacitor electrode arranged inside the ceramic substrate can be trimmed, so that the capacitance value of the built-in capacitor can be adjusted to a desired value. Value can be adjusted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記従来のコンデンサ
内蔵多層回路基板は、コンデンサ部の全体がセラミック
基板内に形成されているため、コンデンサ部の入出力部
をセラミック基板表面に形成する必要がある場合は構成
が複雑化する。また、セラミック基板の表面にレーザー
トリミング用の孔又は凹みを形成する必要があるので、
製造工程が複雑化する。
In the conventional multilayer circuit board with a built-in capacitor, since the entire capacitor section is formed in the ceramic substrate, the input / output section of the capacitor section must be formed on the surface of the ceramic substrate. In such a case, the configuration becomes complicated. Also, since it is necessary to form a hole or recess for laser trimming on the surface of the ceramic substrate,
The manufacturing process becomes complicated.

【0005】本発明の目的は、セラミック基板内にコン
デンサを内蔵する多層回路基板の構成を簡略化しかつ
望の静電容量を有するコンデンサ内蔵多層回路基板の
造を容易にすることである。
[0005] It is an object of the present invention to provide a capacitor in a ceramic substrate.
Simplify vital plant configuration of the multilayer circuit board having a built-in capacitor
An object of the present invention is to facilitate manufacture of a multilayer circuit board with a built-in capacitor having a desired capacitance .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサ内蔵
多層回路基板は、セラミックシートを積層して多層に形
成されたセラミック基板と、セラミック基板内にて互い
に対向し合い、少なくとも1つがセラミック基板表面に
配置された複数のコンデンサ電極を有するコンデンサ部
と、セラミック基板表面に配置されたコンデンサ電極を
被覆する絶縁体コーティング層とを備えている。セラミ
ック基板表面のコンデンサ電極及び前記絶縁体コーティ
ング層はともにトリミングされてコンデンサ部に所望の
静電容量を持たせてある。トリミングされた部分には耐
熱性絶縁樹脂を充填し、露出した電極部分の酸化を防止
する。
A built-in capacitor multilayer circuit board of the present invention, in order to solve the problems] includes a ceramic substrate formed in the multilayer by laminating ceramic sheets, a ceramic substrate to each other
And at least one is on the surface of the ceramic substrate
A capacitor section having a plurality of capacitor electrodes arranged thereon, and an insulator coating layer covering the capacitor electrodes arranged on the surface of the ceramic substrate are provided. Cerami
Capacitor electrode on the surface of the backing board and the insulator coating
The trimming layer is trimmed together and the desired
It has capacitance. Resists trimmed parts
Filled with thermal insulating resin to prevent oxidation of exposed electrode parts
I do.

【0007】[0007]

【作用】本発明に係るコンデンサ内蔵多層回路基板のコ
ンデンサ部の静電容量値は、セラミック基板表面に配置
されたコンデンサ電極を絶縁体コーティング層とともに
レーザートリミングすると調整され得る。このようなコ
ンデンサ内蔵多層回路基板は、コンデンサ部のコンデン
サ電極の少なくとも1つがセラミック基板表面に配置さ
れているため、コンデンサ部の入出力部をセラミック基
板表面に形成する必要がある場合は構成を簡略化でき
る。また、従来例のようなレーザトリミング用の孔また
は凹みを形成する必要がないので、容易に製造できる。
The capacitance value of the capacitor portion of the multilayer circuit board with a built-in capacitor according to the present invention can be adjusted by laser trimming the capacitor electrode disposed on the surface of the ceramic substrate together with the insulating coating layer. In such a multilayer circuit board with a built-in capacitor, since at least one of the capacitor electrodes of the capacitor section is arranged on the surface of the ceramic substrate, the structure is simplified when the input / output section of the capacitor section needs to be formed on the surface of the ceramic substrate. Can be Further, since there is no need to form a hole or a recess for laser trimming as in the conventional example, it can be easily manufactured.

【0008】[0008]

【実施例】図1及び図2に、本発明の一実施例に係るコ
ンデンサ内蔵多層回路基板1を示す。図において、多層
回路基板1は、板状の基板本体2と、基板本体2内に形
成された内部配線層3及びコンデンサ部4と、基板本体
2の主面に設けられた表面配線5とから主に構成されて
いる。
1 and 2 show a multilayer circuit board 1 with a built-in capacitor according to an embodiment of the present invention. In the figure, a multilayer circuit board 1 is composed of a plate-shaped board body 2, an internal wiring layer 3 and a capacitor section 4 formed in the board body 2, and a surface wiring 5 provided on a main surface of the board body 2. It is mainly composed.

【0009】基板本体2は、図2に示すように、例えば
5枚のセラミックグリーンシートを積層して一体焼成す
ることにより得られた一体化したシート2a,2b,2
c,2d,2eから構成されている。各シート2a…2
eを構成するセラミック材料は、例えばガラス複合系又
は結晶化ガラス系の材料である。ガラス複合系のセラミ
ック材料としては、硼珪酸ガラス形成物質に修飾物質
(例えばMgO、CaO、Al2 3 、PbO、K
2 O、Na2 O、ZnO、Li2 O等)を加えたガラス
粉末と、アルミナ,ムライト,コージェライト,石英等
のセラミック粉末との混合物を原料とするものが例示で
きる。また、結晶化ガラス系のセラミック材料として
は、コージェライト系、αスポジュメン系等の結晶化し
得るガラス粉末からなるものが例示できる。
As shown in FIG. 2, the substrate body 2 is formed by laminating, for example, five ceramic green sheets and integrally firing them to form integrated sheets 2a, 2b, 2
c, 2d, and 2e. Each sheet 2a ... 2
The ceramic material constituting e is, for example, a glass composite-based or crystallized glass-based material. As a glass composite ceramic material, a borosilicate glass-forming substance is modified with a modifying substance (for example, MgO, CaO, Al 2 O 3 , PbO, K
A raw material is a mixture of a glass powder to which 2 O, Na 2 O, ZnO, Li 2 O, etc.) is added, and a ceramic powder such as alumina, mullite, cordierite, and quartz. Examples of the crystallized glass-based ceramic material include those made of crystallizable glass powder such as cordierite-based and α-spodumene-based.

【0010】内部配線層3は、各シート2a…2e間に
所定の内部配線パターン形状に形成されている。なお、
図2では、内部配線層3の一部のみ示し、詳細は省略し
ている。このような内部配線層3は、シート2a…2e
の厚み方向に貫通する導電性のスルーホール(図示せ
ず)により互いに連結している。内部配線層3は、導体
抵抗の小さな銀系の導体材料を用いて構成されている。
銀系の導体材料としては、例えば、銀、銀−パラジウ
ム、銀−白金、銀−パラジウム−白金等が用いられる。
The internal wiring layer 3 is formed in a predetermined internal wiring pattern between the sheets 2a... 2e. In addition,
In FIG. 2, only a part of the internal wiring layer 3 is shown, and details are omitted. Such internal wiring layers 3 are formed of sheets 2a.
Are connected to each other by a conductive through-hole (not shown) penetrating in the thickness direction. The internal wiring layer 3 is formed using a silver-based conductor material having a small conductor resistance.
As the silver-based conductor material, for example, silver, silver-palladium, silver-platinum, silver-palladium-platinum, or the like is used.

【0011】コンデンサ部4は、基板本体2内に設けら
れており、シート2eの図上面及び各シート2a…2e
間に形成されかつシート2b,2c,2d,2eを介し
て互いに対向し合う複数のコンデンサ電極4a,4b,
4c,4d,4eを有している。このような複数のコン
デンサ電極4a…4eのうち、コンデンサ電極4a,4
c,4eは、各シート2b,2c,2d,2eの厚み方
向に貫通する導電性のスルーホール6aにより互いに連
結されている。一方、コンデンサ電極4b,4dは、各
シート2c,2dの厚み方向に貫通する導電性のスルー
ホール6bにより互いに連結されており、さらに内部配
線層3の一端に接続されている。このようなコンデンサ
部4を構成するコンデンサ電極4a…4e及び導電性ス
ルーホール6a,6bは、いずれも内部配線層3と同様
の導体材料を用いて構成されている。
The capacitor portion 4 is provided in the substrate main body 2 and includes a top surface of a sheet 2e and sheets 2a.
A plurality of capacitor electrodes 4a, 4b, which are formed therebetween and face each other via sheets 2b, 2c, 2d, 2e.
4c, 4d, and 4e. Among the plurality of capacitor electrodes 4a to 4e, the capacitor electrodes 4a, 4e
c, 4e are connected to each other by conductive through holes 6a penetrating in the thickness direction of each of the sheets 2b, 2c, 2d, 2e. On the other hand, the capacitor electrodes 4b and 4d are connected to each other by a conductive through hole 6b penetrating in the thickness direction of each of the sheets 2c and 2d, and further connected to one end of the internal wiring layer 3. The capacitor electrodes 4a... 4e and the conductive through holes 6a and 6b constituting such a capacitor portion 4 are all formed using the same conductive material as the internal wiring layer 3.

【0012】コンデンサ電極4aは、絶縁体コーティン
グ層7により被覆されている。この絶縁体コーティング
層7は、コンデンサ電極4aの酸化を防止し、コンデン
サ部4の特性を良好に維持するためのものである。な
お、絶縁体コーティング層7は、例えばガラス材料によ
り形成され得る。ガラス材料としては、例えば硼珪酸鉛
系ガラスが例示できる。
The capacitor electrode 4a is covered with an insulator coating layer 7. This insulator coating layer 7 is for preventing the capacitor electrode 4a from being oxidized, and for maintaining the characteristics of the capacitor portion 4 in good condition. Note that the insulator coating layer 7 can be formed of, for example, a glass material. Examples of the glass material include lead borosilicate glass.

【0013】表面配線5は、基板本体2の両主面に所定
の高密度パターンで形成されており、基板本体2の両主
面を構成するシート2a,2eの厚み方向に貫通する導
電性のスルーホール(図示せず)により内部配線層3の
所定部位と接続している。また、基板本体2の図上面に
形成された表面配線5は、コンデンサ電極4aと接続し
ている。なお、図では表面配線5の一部のみ示し、詳細
は省略している。このような表面配線5は、マイグレー
ションを起こしにくく、しかも銀と銅との共晶点(78
0℃)未満で焼成可能な銅系の導体材料により構成され
ている。このような銅系の導体材料としては、例えばデ
ュポン社製の銅厚膜導体No.9153やQS190等
が挙げられる。
The surface wiring 5 is formed on both main surfaces of the substrate main body 2 in a predetermined high-density pattern, and is formed of a conductive material penetrating in the thickness direction of the sheets 2a and 2e constituting both main surfaces of the substrate main body 2. It is connected to a predetermined portion of the internal wiring layer 3 by a through hole (not shown). The surface wiring 5 formed on the upper surface of the substrate body 2 in the figure is connected to the capacitor electrode 4a. In the drawing, only a part of the surface wiring 5 is shown, and details are omitted. Such a surface wiring 5 is unlikely to cause migration and has a eutectic point (78) of silver and copper.
(0 ° C.). As such a copper-based conductor material, for example, a copper thick film conductor No. manufactured by DuPont. 9153 and QS190.

【0014】次に、前記コンデンサ内蔵多層回路基板1
の製造方法について説明する。まず、基板本体2を形成
するためのセラミックグリーンシートを用意する。セラ
ミックグリーンシートの厚みは、100〜200μmに
設定するのが好ましい。このセラミックグリーンシート
には、導電性スルーホール6a,6b等の導電性スルー
ホールを形成するための貫通孔を設ける。
Next, the multilayer circuit board with a built-in capacitor 1
A method of manufacturing the device will be described. First, a ceramic green sheet for forming the substrate body 2 is prepared. The thickness of the ceramic green sheet is preferably set to 100 to 200 μm. The ceramic green sheet is provided with through holes for forming conductive through holes such as the conductive through holes 6a and 6b.

【0015】次に、各セラミックグリーンシートに設け
た貫通孔に上述の銀系材料からなるペーストを充填し、
また各グリーンシートの表面にスクリーン印刷法により
同様のペーストを用いて内部配線層3及びコンデンサ電
極4a…4eを形成するためのパターンを印刷する。そ
して、ペーストが印刷されたセラミックグリーンシート
を所定の順に積層して圧着する。そして、これを焼成す
るとコンデンサ部4を備えた基板本体2が得られる。
Next, the paste made of the above-mentioned silver-based material is filled in the through holes provided in each ceramic green sheet,
Further, a pattern for forming the internal wiring layer 3 and the capacitor electrodes 4a to 4e is printed on the surface of each green sheet by using a similar paste by a screen printing method. Then, the ceramic green sheets on which the paste is printed are stacked in a predetermined order and pressed. Then, when this is fired, the substrate main body 2 including the capacitor unit 4 is obtained.

【0016】得られた基板本体2の両主面には、上述の
銅系の導体材料からなるペーストを所定の表面配線5の
パターン形状に印刷する。そして、これを非酸化性雰囲
気中で銀と銅との共晶点以下の温度で焼成する。これに
より、基板本体2の両主面には所定パターンの表面配線
5が形成される。次に、絶縁体コーティング層7を形成
するためのガラス材料ペーストをコンデンサ電極4a上
に配置し、これを焼成する。これにより、絶縁体コーテ
ィング層7が形成され、コンデンサ電極4aが被覆され
る。
A paste made of the above-described copper-based conductor material is printed on both main surfaces of the obtained substrate main body 2 in a predetermined pattern of the surface wiring 5. Then, it is fired in a non-oxidizing atmosphere at a temperature lower than the eutectic point of silver and copper. As a result, surface wirings 5 having a predetermined pattern are formed on both main surfaces of substrate body 2. Next, a glass material paste for forming the insulator coating layer 7 is disposed on the capacitor electrode 4a, and is fired. Thereby, the insulator coating layer 7 is formed, and the capacitor electrode 4a is covered.

【0017】次に、コンデンサ部4の静電容量値調整方
法について説明する。コンデンサ部4の静電容量値を調
整する場合には、絶縁体コーティング層7にレーザー光
を照射し、図3に示すように、絶縁体コーティング層7
ともにコンデンサ電極4aの一部を削除し、トリミン
グ部8を形成する。これにより、コンデンサ電極4aと
コンデンサ電極4bとの対向面積が変化し、コンデンサ
部4の静電容量値が調整される。なお、レーザー光とし
ては、例えばYAGレーザーやCO2レーザー等のレー
ザー光を利用することができる。
Next, a method of adjusting the capacitance value of the capacitor section 4 will be described. When adjusting the capacitance value of the capacitor section 4, the insulator coating layer 7 is irradiated with laser light, and as shown in FIG.
If both remove some capacitor electrodes 4a, to form a trimmed portion 8. As a result, the facing area between the capacitor electrode 4a and the capacitor electrode 4b changes, and the capacitance value of the capacitor unit 4 is adjusted. In addition, as the laser light, for example, a laser light such as a YAG laser or a CO 2 laser can be used.

【0018】静電容量値の調整後、トリミング部8にお
いてコンデンサ電極4aの端部が外部に露出することに
なるが、この場合は、図4に示すように、トリミング部
8にポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等の耐熱性樹脂9を
充填してもよい。 〔他の実施例〕前記実施例では、絶縁体コーティング層
7をガラス材料により形成したが、絶縁体コーティング
層7は基板本体2と同様のセラミック材料により形成し
てもよい。
After the adjustment of the capacitance value, the end of the capacitor electrode 4a is exposed to the outside in the trimming portion 8. In this case, as shown in FIG. A heat-resistant resin 9 such as a resin may be filled. [Other Embodiments] In the above embodiment, the insulator coating layer 7 is formed of a glass material. However, the insulator coating layer 7 may be formed of the same ceramic material as that of the substrate body 2.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明のコンデンサ内蔵多層回路基板
は、複数のコンデンサ電極の少なくとも1つがセラミッ
ク基板表面に配置されるようセラミック基板内部にコン
デンサ部を形成し、セラミック基板表面のコンデンサ電
極を絶縁体コーティング層により被覆したので、構成が
簡単でありかつ容易に製造できる。
According to the multilayer circuit board with a built-in capacitor of the present invention, a capacitor portion is formed inside the ceramic substrate so that at least one of the plurality of capacitor electrodes is arranged on the surface of the ceramic substrate, and the capacitor electrode on the surface of the ceramic substrate is made of an insulator. Since it is covered with the coating layer, the structure is simple and it can be easily manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II断面部分図。FIG. 2 is a partial sectional view taken along the line II-II of FIG.

【図3】コンデンサ電極のトリミング状態を示す縦断面
部分図。
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view showing a trimmed state of a capacitor electrode.

【図4】トリミング部を耐熱性樹脂により充填した場合
の図3に相当する図。
FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 3 when a trimming portion is filled with a heat-resistant resin.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンデンサ内蔵多層回路基板 2 基板本体 4 コンデンサ部 4a,4b,4c,4d,4e コンデンサ電極 7 絶縁体コーティング層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multilayer circuit board with a built-in capacitor 2 Substrate body 4 Capacitor part 4a, 4b, 4c, 4d, 4e Capacitor electrode 7 Insulator coating layer

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】セラミックシートを積層して多層に形成さ
れたセラミック基板と、前記セラミック基板内にて互いに対向し合い、少なくと
も1つが前記セラミック基板表面に配置された 複数のコ
ンデンサ電極を有するコンデンサ部と、 前記セラミック基板表面に配置された前記コンデンサ電
極を被覆する絶縁体コーティング層とを備え、前記セラミック基板表面のコンデンサ電極及び前記絶縁
体コーティング層がともにトリミングされ、トリミング
された部分に耐熱性絶縁樹脂が充填されている、 コンデンサ内蔵多層回路基板。
1. A ceramic substrate formed by laminating ceramic sheets and having a multilayer structure, and a ceramic substrate facing each other in said ceramic substrate, and
A capacitor portion having a plurality of capacitor electrodes disposed on the surface of the ceramic substrate; and an insulator coating layer covering the capacitor electrodes disposed on the surface of the ceramic substrate. And the insulation
Body coating layer is trimmed together, trimming
Multilayer circuit board with a built- in capacitor , in which the heat-resistant insulating resin is filled .
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