JP3188086B2 - セラミック配線基板とその製造方法及びその実装構造 - Google Patents
セラミック配線基板とその製造方法及びその実装構造Info
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Landscapes
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Combinations Of Printed Boards (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ＬＳＩ，チップ
部品等を搭載したセラミック配線基板とその製造方法及
びその実装構造に関するものである。
部品等を搭載したセラミック配線基板とその製造方法及
びその実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、セラミック配線基板の裏面に外部
接続端子を格子状に並設した半導体パッケージ（ランド
グリッドアレイ，ボールグリッドアレイ等）や、配線基
板が出現してきており、特開昭60−49697公報に開示さ
れるような半導体ＩＣを搭載するチップキャリアの下面
内側に接続部分を設けたものである。
接続端子を格子状に並設した半導体パッケージ（ランド
グリッドアレイ，ボールグリッドアレイ等）や、配線基
板が出現してきており、特開昭60−49697公報に開示さ
れるような半導体ＩＣを搭載するチップキャリアの下面
内側に接続部分を設けたものである。
【０００３】図７は、外部接続端子を裏面に設けた従来
の半導体パッケージの断面図で、１は半導体ＩＣ、２は
外部接続端子、３は半田、４は配線基板、５は配線パタ
ーンである。
の半導体パッケージの断面図で、１は半導体ＩＣ、２は
外部接続端子、３は半田、４は配線基板、５は配線パタ
ーンである。
【０００４】このような構造のパッケージは、従来のチ
ップキャリアのように配線基板のサイド部に外部接続端
子を設けたものに比べて、マザー基板（図示しない）へ
の実装面積が小さくなるという特徴があり、高密度化を
図る手段として大変有効な方法とされている。そこで、
高密度を要するデバイスにおいては、外部接続端子２を
裏面に設けたパッケージが使われ始めている。
ップキャリアのように配線基板のサイド部に外部接続端
子を設けたものに比べて、マザー基板（図示しない）へ
の実装面積が小さくなるという特徴があり、高密度化を
図る手段として大変有効な方法とされている。そこで、
高密度を要するデバイスにおいては、外部接続端子２を
裏面に設けたパッケージが使われ始めている。
【０００５】ところで、このような構造のパッケージを
マザー基板に実装する場合、パッケージの外部接続端子
２とマザー基板に設けた端子とをペースト状の半田３等
で半田付けしていた。
マザー基板に実装する場合、パッケージの外部接続端子
２とマザー基板に設けた端子とをペースト状の半田３等
で半田付けしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外部接
続端子２を裏面に設けた配線基板４をマザー基板に実装
するときには、配線基板４とマザー基板とが非常に近接
して接続されるため、配線基板４の電極パッドとマザー
基板の電極パッドとが近接した部分では、半田ブリッジ
等の問題が発生していた。
続端子２を裏面に設けた配線基板４をマザー基板に実装
するときには、配線基板４とマザー基板とが非常に近接
して接続されるため、配線基板４の電極パッドとマザー
基板の電極パッドとが近接した部分では、半田ブリッジ
等の問題が発生していた。
【０００７】又、このような構造のパッケージは、外部
接続端子２が配線基板４の裏面に設けられているため、
実装時における位置合わせが非常に困難であった。
接続端子２が配線基板４の裏面に設けられているため、
実装時における位置合わせが非常に困難であった。
【０００８】更に、外部接続端子２を裏面に設けた配線
基板４とマザー基板との熱膨張係数が異なる場合には、
熱膨張の応力によって配線基板４の外部接続端子２とマ
ザー基板の端子との接続部が破断するという問題が発生
していた。
基板４とマザー基板との熱膨張係数が異なる場合には、
熱膨張の応力によって配線基板４の外部接続端子２とマ
ザー基板の端子との接続部が破断するという問題が発生
していた。
【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、他の任意の基板に実装し易くしたセラミック
配線基板とその製造方法及びその実装構造を提供するこ
とを目的としている。
たもので、他の任意の基板に実装し易くしたセラミック
配線基板とその製造方法及びその実装構造を提供するこ
とを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ＬＳＩ
やチップ部品を実装するセラミック配線基板上に、絶縁
体によって形成された突起物を形成して、突起物とマザ
ー基板の位置合わせマーク或いは凹部とを接続するよう
にしたものである。
やチップ部品を実装するセラミック配線基板上に、絶縁
体によって形成された突起物を形成して、突起物とマザ
ー基板の位置合わせマーク或いは凹部とを接続するよう
にしたものである。
【００１１】又、柱状突起物を形成するグリーンシート
に孔開けをする工程と、孔をガラス若しくはガラスとセ
ラミックとによる組成物に少なくとも有機バインダ及び
可塑剤を含む絶縁体ペーストで埋める工程と、最上層に
グリーンシートを、下層に少なくとも有機バインダ及び
可塑剤とを含むガラス・セラミックよりなるグリーンシ
ートを積層して焼成し、しかる後、最上層を取り除いて
セラミック配線基板上に絶縁体からなる突起物を形成す
るものである。
に孔開けをする工程と、孔をガラス若しくはガラスとセ
ラミックとによる組成物に少なくとも有機バインダ及び
可塑剤を含む絶縁体ペーストで埋める工程と、最上層に
グリーンシートを、下層に少なくとも有機バインダ及び
可塑剤とを含むガラス・セラミックよりなるグリーンシ
ートを積層して焼成し、しかる後、最上層を取り除いて
セラミック配線基板上に絶縁体からなる突起物を形成す
るものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、前述の如き工程でセラミック
配線基板基板を製造することにより、セラミック配線基
板上に容易に突起物が形成できる。
配線基板基板を製造することにより、セラミック配線基
板上に容易に突起物が形成できる。
【００１３】又、セラミック配線基板上に形成した突起
物を、他の基板に設けた位置合わせマーク或いは凹部に
接合することにより、基板実装が容易になる。
物を、他の基板に設けた位置合わせマーク或いは凹部に
接合することにより、基板実装が容易になる。
【００１４】更に、突起物の高さを高くして、基板間の
隙間を広くすると、基板裏面に外部接続端子を有する基
板に対して突起物が梁として機能するので、半田接合の
際の半田高さが一定になって、半田ブリッジが発生しな
くなる上、熱膨張係数の異なる複数の基板を接合したと
きに基板間で起きる熱応力の違いが緩和されて、基板の
接続が良好になり、基板接続の信頼性が高くなる。
隙間を広くすると、基板裏面に外部接続端子を有する基
板に対して突起物が梁として機能するので、半田接合の
際の半田高さが一定になって、半田ブリッジが発生しな
くなる上、熱膨張係数の異なる複数の基板を接合したと
きに基板間で起きる熱応力の違いが緩和されて、基板の
接続が良好になり、基板接続の信頼性が高くなる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳細に説明する。尚、各図において、参照符号が同一
のものは同一部分を示す。
を詳細に説明する。尚、各図において、参照符号が同一
のものは同一部分を示す。
【００１６】図１は、裏面に突起物を形成した本発明の
一実施例のセラミック配線基板の斜視図で、６は突起
物、７はセラミック配線基板である。
一実施例のセラミック配線基板の斜視図で、６は突起
物、７はセラミック配線基板である。
【００１７】（実施例１）以下、セラミック配線基板の
製造方法について説明する。
製造方法について説明する。
【００１８】セラミック配線基板７は、ホウ珪酸鉛ガラ
ス粉末とセラミック材料としてのアルミナ粉末との重量
比が50対50のガラス・セラミック粉（日本電気硝子社製
ＭＬＳ−19）を無機成分とし、ポリビニルブチラール
を有機バインダとし、ジ−ｎ−ブチルフタレートを可塑
剤とし、トルエンとイソプロピルアルコールとの重量比
が30対70の混合液を溶剤としてそれぞれを混合して、ス
ラリーとした上、このスラリーを有機フィルム上にドク
ターブレード法でシート成形したものを用いる。この場
合、造膜から乾燥，打抜き，必要に応じてビアホール加
工を行う各工程を連続的に行うシステムを用いると共
に、基板構成用グリーンシート層８にＡgペーストを用
いて行う導体パターンの形成及びビアホール埋め印刷
は、スクリーン印刷法で行う。
ス粉末とセラミック材料としてのアルミナ粉末との重量
比が50対50のガラス・セラミック粉（日本電気硝子社製
ＭＬＳ−19）を無機成分とし、ポリビニルブチラール
を有機バインダとし、ジ−ｎ−ブチルフタレートを可塑
剤とし、トルエンとイソプロピルアルコールとの重量比
が30対70の混合液を溶剤としてそれぞれを混合して、ス
ラリーとした上、このスラリーを有機フィルム上にドク
ターブレード法でシート成形したものを用いる。この場
合、造膜から乾燥，打抜き，必要に応じてビアホール加
工を行う各工程を連続的に行うシステムを用いると共
に、基板構成用グリーンシート層８にＡgペーストを用
いて行う導体パターンの形成及びビアホール埋め印刷
は、スクリーン印刷法で行う。
【００１９】又、導体パターン形成用のＡgペースト
は、平均粒径１μmのＡg粉末に、接着強度を得るための
平均粒径2.5μmのガラスフリット（日本電気硝子社製
ＧＡ−９ガラス粉末）を５重量％加えたものを無機成分
とし、有機バインダであるＰＶＢをターピネオールに溶
かしたビヒクルと共に加えて、３段ロールにより適度な
粘度になるように混合したものを用いる。
は、平均粒径１μmのＡg粉末に、接着強度を得るための
平均粒径2.5μmのガラスフリット（日本電気硝子社製
ＧＡ−９ガラス粉末）を５重量％加えたものを無機成分
とし、有機バインダであるＰＶＢをターピネオールに溶
かしたビヒクルと共に加えて、３段ロールにより適度な
粘度になるように混合したものを用いる。
【００２０】更に、ビアホール埋め用のＡgペースト
は、導体パターン形成用のＡgペーストに無機成分とし
てガラス・セラミック粉末を更に15重量％加えたものを
用いる。
は、導体パターン形成用のＡgペーストに無機成分とし
てガラス・セラミック粉末を更に15重量％加えたものを
用いる。
【００２１】更に、突起物形成用の焼結しないグリーン
シート層９は、無機成分として平均粒径1.9μmのアルミ
ナ粉末（住友アルミ社製 ＡＬＭ−41）を、有機バイン
ダであるエチルセルロースをターピネオールに溶かした
ビヒクルと共に加えて、スラリーとし、このスラリーを
有機フィルム上にドクターブレード法でシート成形した
ものを用いる。
シート層９は、無機成分として平均粒径1.9μmのアルミ
ナ粉末（住友アルミ社製 ＡＬＭ−41）を、有機バイン
ダであるエチルセルロースをターピネオールに溶かした
ビヒクルと共に加えて、スラリーとし、このスラリーを
有機フィルム上にドクターブレード法でシート成形した
ものを用いる。
【００２２】更に、焼結しないグリーンシート層９に開
けた突起物形成用の孔を埋める絶縁体ペーストは、ホウ
珪酸鉛ガラス粉末とセラミック材料としてのアルミナ粉
末との重量比が50対50となるガラス・セラミック粉（日
本電気硝子社製 ＭＬＳ−19）を無機成分とし、有機バ
インダであるＰＶＢをターピネオールに溶かしたビヒク
ルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度になるよ
うに混合したものを用いる。
けた突起物形成用の孔を埋める絶縁体ペーストは、ホウ
珪酸鉛ガラス粉末とセラミック材料としてのアルミナ粉
末との重量比が50対50となるガラス・セラミック粉（日
本電気硝子社製 ＭＬＳ−19）を無機成分とし、有機バ
インダであるＰＶＢをターピネオールに溶かしたビヒク
ルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度になるよ
うに混合したものを用いる。
【００２３】先ず、厚み約200μmの基板構成用グリーン
シート層８及び厚み約200μmの突起物形成用の焼結しな
いグリーンシート層９を最上層として所定の枚数を積み
重ねた状態で、温度80℃，圧力200Kg/cm2で熱圧着する
ことにより、図２に示すような積層体を形成する。尚、
図２において、８は基板構成用グリーンシート層、９は
突起物形成用の焼結しないグリーンシート層、10は配線
パターン、11は突起物である。
シート層８及び厚み約200μmの突起物形成用の焼結しな
いグリーンシート層９を最上層として所定の枚数を積み
重ねた状態で、温度80℃，圧力200Kg/cm2で熱圧着する
ことにより、図２に示すような積層体を形成する。尚、
図２において、８は基板構成用グリーンシート層、９は
突起物形成用の焼結しないグリーンシート層、10は配線
パターン、11は突起物である。
【００２４】次に、アルミナ96％の基板上に載置した積
層体を、ベルト炉において温度900℃の空気中で１時間
焼成する(但し、900℃の保持時間は約12分である)と、
積層体の表面に未焼結の突起物形成用のアルミナ層が形
成される。そこで、酢酸ブチル溶剤中で超音波洗浄を行
って、アルミナ層をきれいに取り除くと、図３に示すよ
うな突起物11が形成される。尚、図３において、10は配
線パターン、11は突起物、12は基板構成用絶縁体部であ
る。
層体を、ベルト炉において温度900℃の空気中で１時間
焼成する(但し、900℃の保持時間は約12分である)と、
積層体の表面に未焼結の突起物形成用のアルミナ層が形
成される。そこで、酢酸ブチル溶剤中で超音波洗浄を行
って、アルミナ層をきれいに取り除くと、図３に示すよ
うな突起物11が形成される。尚、図３において、10は配
線パターン、11は突起物、12は基板構成用絶縁体部であ
る。
【００２５】（実施例２）本実施例における材料の組成
及び製造方法は、実施例１とほぼ同様ある。
及び製造方法は、実施例１とほぼ同様ある。
【００２６】又、突起物形成用の焼結しないアルミナペ
ースト層14は、無機成分である平均粒径1.9μmのアルミ
ナ粉末（住友アルミ社製 ＡＬＭ−41）を、有機バイン
ダであるエチルセルロースをターピネオールに溶かした
ビヒクルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度
（30Ｐa．s）になるように混合したものを用いる。
ースト層14は、無機成分である平均粒径1.9μmのアルミ
ナ粉末（住友アルミ社製 ＡＬＭ−41）を、有機バイン
ダであるエチルセルロースをターピネオールに溶かした
ビヒクルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度
（30Ｐa．s）になるように混合したものを用いる。
【００２７】先ず、厚み約200μmの基板用セラミックグ
リーンシート層13に導体を印刷したものを所定の枚数積
み重ねて、温度80℃，圧力200Kg/cm2で熱圧着すること
により、積層体を形成する。そして、アルミナペースト
層14で、積層体の片面に突起物形成用の孔のパターンを
印刷し、積層体の他の片面にべた状に印刷する。その
際、メッシュ数200メッシュ、乳剤厚30μmのスクリーン
版によってそれぞれ２回ずつ印刷して、厚み約100μm程
度のアルミナペースト層14を形成する。
リーンシート層13に導体を印刷したものを所定の枚数積
み重ねて、温度80℃，圧力200Kg/cm2で熱圧着すること
により、積層体を形成する。そして、アルミナペースト
層14で、積層体の片面に突起物形成用の孔のパターンを
印刷し、積層体の他の片面にべた状に印刷する。その
際、メッシュ数200メッシュ、乳剤厚30μmのスクリーン
版によってそれぞれ２回ずつ印刷して、厚み約100μm程
度のアルミナペースト層14を形成する。
【００２８】そして、その積層体を温度50℃で10分間乾
燥させた上、印刷によって形成された孔が絶縁体ペース
トで埋められた積層体を更に温度50℃で10分間乾燥させ
た後、積層体の表面がアルミナペーストで覆われるよう
に積層体を切断する。尚、図４はアルミナペースト印刷
後の積層体の断面図を示すもので、13は基板用セラミッ
クグリーンシート層、14はアルミナペースト層、15は配
線パターン、16は突起物である。
燥させた上、印刷によって形成された孔が絶縁体ペース
トで埋められた積層体を更に温度50℃で10分間乾燥させ
た後、積層体の表面がアルミナペーストで覆われるよう
に積層体を切断する。尚、図４はアルミナペースト印刷
後の積層体の断面図を示すもので、13は基板用セラミッ
クグリーンシート層、14はアルミナペースト層、15は配
線パターン、16は突起物である。
【００２９】次に、アルミナ96％の基板上に載置した積
層体を、ベルト炉において温度900℃の空気中で１時
間、脱バインダ焼成する(但し、900℃の保持時間は約12
分である)と、積層体の表面に未焼結のアルミナ層が形
成される。そこで、酢酸ブチル溶剤中で超音波洗浄を行
って、アルミナ層をきれいに取り除くと、突起物16が形
成される。
層体を、ベルト炉において温度900℃の空気中で１時
間、脱バインダ焼成する(但し、900℃の保持時間は約12
分である)と、積層体の表面に未焼結のアルミナ層が形
成される。そこで、酢酸ブチル溶剤中で超音波洗浄を行
って、アルミナ層をきれいに取り除くと、突起物16が形
成される。
【００３０】（実施例３）本実施例において、基板用の
ガラス・セラミックグリーンシート層及び突起物形成用
の焼結しないグリーンシート層は、実施例１と同様の組
成物を用いる。
ガラス・セラミックグリーンシート層及び突起物形成用
の焼結しないグリーンシート層は、実施例１と同様の組
成物を用いる。
【００３１】又、導体ペーストは、平均粒径３μmのＣu
Ｏ粉末に接着強度を得るための平均粒径2.5μmのガラス
フリット（日本電気硝子社製 ＬＳ−0803ガラス粉末）
を３重量％加えたものを無機成分とし、有機バインダで
あるエチルセルロースをターピネオールに溶かしたビヒ
クルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度になる
ように混合したものを用いる。
Ｏ粉末に接着強度を得るための平均粒径2.5μmのガラス
フリット（日本電気硝子社製 ＬＳ−0803ガラス粉末）
を３重量％加えたものを無機成分とし、有機バインダで
あるエチルセルロースをターピネオールに溶かしたビヒ
クルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度になる
ように混合したものを用いる。
【００３２】更に、ビアホール埋め用のＣuＯペースト
は、導体ペーストに無機成分としてガラス・セラミック
粉末を更に15重量％加えたものを用いる。
は、導体ペーストに無機成分としてガラス・セラミック
粉末を更に15重量％加えたものを用いる。
【００３３】先ず、基板用のガラス・セラミックグリー
ンシート層に導体パターンをスクリーン印刷法によりＣ
uＯペーストで形成し、且つ、ビアホールをスクリーン
印刷法によりＣuＯペーストで埋める。又、焼結しない
グリーンシート層に開けた突起物となる孔を、スクリー
ン印刷法によりＣuＯペーストで埋める。
ンシート層に導体パターンをスクリーン印刷法によりＣ
uＯペーストで形成し、且つ、ビアホールをスクリーン
印刷法によりＣuＯペーストで埋める。又、焼結しない
グリーンシート層に開けた突起物となる孔を、スクリー
ン印刷法によりＣuＯペーストで埋める。
【００３４】そして、厚み約200μmの基板構成用グリー
ンシート層８及び厚み約200μmの突起物形成用の焼結し
ないグリーンシート層９を最上層として所定の枚数を積
み重ねた状態で、温度80℃，圧力200Kg/cm2で熱圧着し
て、積層体を形成する。
ンシート層８及び厚み約200μmの突起物形成用の焼結し
ないグリーンシート層９を最上層として所定の枚数を積
み重ねた状態で、温度80℃，圧力200Kg/cm2で熱圧着し
て、積層体を形成する。
【００３５】次に、脱バインダ工程である。本発明に使
用するグリーンシート及びＣuＯペーストの有機バイン
ダはＰＶＢ及びエチルセルロースであるので、空気中で
の分解温度は500℃以上あればよく、実際には600℃の温
度で行った。そして、積層体を水素ガス100％，温度200
℃の雰囲気中で５時間還元すると、Ｃu層が100％Ｃuで
あることをＸ線回折の分析により確認した。
用するグリーンシート及びＣuＯペーストの有機バイン
ダはＰＶＢ及びエチルセルロースであるので、空気中で
の分解温度は500℃以上あればよく、実際には600℃の温
度で行った。そして、積層体を水素ガス100％，温度200
℃の雰囲気中で５時間還元すると、Ｃu層が100％Ｃuで
あることをＸ線回折の分析により確認した。
【００３６】更に、メッシュベルト炉において温度900
℃の純窒素中で焼成すると、積層体の表面に未焼結のア
ルミナ層が形成される。そこで、実施例１と同様に、酢
酸ブチル溶剤中で超音波洗浄を行って、アルミナ層をき
れいに取り除くと、突起物が形成される。
℃の純窒素中で焼成すると、積層体の表面に未焼結のア
ルミナ層が形成される。そこで、実施例１と同様に、酢
酸ブチル溶剤中で超音波洗浄を行って、アルミナ層をき
れいに取り除くと、突起物が形成される。
【００３７】（実施例４）ガラス・セラミックペースト
は、無機成分として日本電気硝子社製のＭＬＳ−１、有
機バインダとしてポリビニルブチラール、可塑剤として
ジ−ｎ−ブチルフタレート、溶剤としてトルエンとイソ
プロピルアルコールとの混合物を適度な粘度になるよう
に混合したものを用いる。
は、無機成分として日本電気硝子社製のＭＬＳ−１、有
機バインダとしてポリビニルブチラール、可塑剤として
ジ−ｎ−ブチルフタレート、溶剤としてトルエンとイソ
プロピルアルコールとの混合物を適度な粘度になるよう
に混合したものを用いる。
【００３８】又、突起物形成用の焼結しないペースト
は、無機成分として平均粒径1.9μmのアルミナ粉末（住
友アルミ社製 ＡＬＭ−41）のみを用い、有機バインダ
であるエチルセルロースをターピネオールに溶かしたビ
ヒクルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度（30
Ｐa．s）になるように混合したものを用いる。
は、無機成分として平均粒径1.9μmのアルミナ粉末（住
友アルミ社製 ＡＬＭ−41）のみを用い、有機バインダ
であるエチルセルロースをターピネオールに溶かしたビ
ヒクルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度（30
Ｐa．s）になるように混合したものを用いる。
【００３９】又、導体ペーストは、平均粒径３μmのＣu
Ｏ粉末に接着強度を得るための平均粒径2.5μmのガラス
フリット（日本電気硝子社製 ＬＳ−0803ガラス粉末）
を３重量％加えたものを無機成分とし、有機バインダで
あるエチルセルロースをターピネオールに溶かしたビヒ
クルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度になる
ように混合したものを用いる。
Ｏ粉末に接着強度を得るための平均粒径2.5μmのガラス
フリット（日本電気硝子社製 ＬＳ−0803ガラス粉末）
を３重量％加えたものを無機成分とし、有機バインダで
あるエチルセルロースをターピネオールに溶かしたビヒ
クルと共に加えて、３段ロールにより適度な粘度になる
ように混合したものを用いる。
【００４０】更に、ビアホール埋め用のＣuＯペースト
は、導体ペーストに無機成分としてガラス・セラミック
粉末を更に15重量％加えたものを用いる。
は、導体ペーストに無機成分としてガラス・セラミック
粉末を更に15重量％加えたものを用いる。
【００４１】先ず、焼結済みのセラミック配線基板上に
ガラス・セラミックペースト層を、又、そのガラス・セ
ラミックペースト層上に導体層をそれぞれスクリーン印
刷法によって形成し、且つ、ビアホールをスクリーン印
刷法により埋める。又、基板形成用ペースト積層体上に
突起物形成用の孔の開いたパターンを印刷した上、その
孔を実施例１に記載の絶縁体ペーストでスクリーン印刷
法により埋める。
ガラス・セラミックペースト層を、又、そのガラス・セ
ラミックペースト層上に導体層をそれぞれスクリーン印
刷法によって形成し、且つ、ビアホールをスクリーン印
刷法により埋める。又、基板形成用ペースト積層体上に
突起物形成用の孔の開いたパターンを印刷した上、その
孔を実施例１に記載の絶縁体ペーストでスクリーン印刷
法により埋める。
【００４２】次に、脱バインダ工程である。本発明に使
用するガラス・セラミック及びＣuＯペーストの有機バイ
ンダはＰＶＢ及びエチルセルロースであるので、空気中
での分解温度は500℃以上あればよく、実際には600℃の
温度で行った。そして、このペースト積層体を水素ガス
100％，温度200℃の雰囲気中で５時間還元すると、Ｃu
層が100％ＣuであることをＸ線回折の分析により確認し
た。
用するガラス・セラミック及びＣuＯペーストの有機バイ
ンダはＰＶＢ及びエチルセルロースであるので、空気中
での分解温度は500℃以上あればよく、実際には600℃の
温度で行った。そして、このペースト積層体を水素ガス
100％，温度200℃の雰囲気中で５時間還元すると、Ｃu
層が100％ＣuであることをＸ線回折の分析により確認し
た。
【００４３】更に、メッシュベルト炉において温度900
℃の純窒素中で焼成すると、ペースト積層体の表面に未
焼結のアルミナ層が形成される。そこで、実施例１と同
様に、酢酸ブチル溶剤中で超音波洗浄を行って、アルミ
ナ層をきれいに取り除くと、突起物が形成される。
℃の純窒素中で焼成すると、ペースト積層体の表面に未
焼結のアルミナ層が形成される。そこで、実施例１と同
様に、酢酸ブチル溶剤中で超音波洗浄を行って、アルミ
ナ層をきれいに取り除くと、突起物が形成される。
【００４４】更に、基板の焼成後に最上層導体パターン
を形成するが、最上層導体ペーストを予めグリーンシー
ト層上に印刷して、基板の焼成と同時に焼成してもよ
い。
を形成するが、最上層導体ペーストを予めグリーンシー
ト層上に印刷して、基板の焼成と同時に焼成してもよ
い。
【００４５】以上のように、多層セラミック配線基板の
製造工程において、突起物形成用の焼結の起こらない無
機成分からなる層に、絶縁組成からなるビアを設けて、
基板を焼成すると、基板の焼成後に絶縁体からなる突起
物を基板上に形成できる。
製造工程において、突起物形成用の焼結の起こらない無
機成分からなる層に、絶縁組成からなるビアを設けて、
基板を焼成すると、基板の焼成後に絶縁体からなる突起
物を基板上に形成できる。
【００４６】尚、ＭgＯ，ＺrＯ2，ＴiＯ2，ＢＮを用い
たペースト組成物でも、実施例１，実施例２，実施例３
或いは実施例４で使用した未焼結材料と同様の効果が得
られる。
たペースト組成物でも、実施例１，実施例２，実施例３
或いは実施例４で使用した未焼結材料と同様の効果が得
られる。
【００４７】（実施例５）最後に、前述の方法で製造し
た絶縁体組成からなる突起物を有するセラミック配線基
板の実装構造について、図５及び図６により、セラミッ
ク配線基板をプリント基板に実装する例で説明する。
た絶縁体組成からなる突起物を有するセラミック配線基
板の実装構造について、図５及び図６により、セラミッ
ク配線基板をプリント基板に実装する例で説明する。
【００４８】先ず、絶縁組成からなる突起物16が四隅に
形成され、且つ、外部接続端子17が裏面に形成されるよ
うに、セラミック配線基板18を前述の実施例で説明した
方法で製造する。又、プリント配線したマザー基板23
に、セラミック配線基板18に突設した突起物16と対応す
る位置に、ドリルによって凹部19を形成する。
形成され、且つ、外部接続端子17が裏面に形成されるよ
うに、セラミック配線基板18を前述の実施例で説明した
方法で製造する。又、プリント配線したマザー基板23
に、セラミック配線基板18に突設した突起物16と対応す
る位置に、ドリルによって凹部19を形成する。
【００４９】次に、セラミック配線基板18のパッドにメ
タル印刷によって半田22のペーストを供給した上、セラ
ミック配線基板18の突起物16をマザー基板23の凹部19に
差し込む。そして、半田ペーストが溶融する温度で基板
18及び23を加熱すると、セラミック配線基板18とマザー
基板23とが半田22によって接合される。
タル印刷によって半田22のペーストを供給した上、セラ
ミック配線基板18の突起物16をマザー基板23の凹部19に
差し込む。そして、半田ペーストが溶融する温度で基板
18及び23を加熱すると、セラミック配線基板18とマザー
基板23とが半田22によって接合される。
【００５０】このように、本発明の実装方法によれば、
セラミック配線基板18とマザー基板23との位置決め及び
実装が容易になる。
セラミック配線基板18とマザー基板23との位置決め及び
実装が容易になる。
【００５１】尚、図５は、セラミック配線基板を、凹状
の位置合わせマークを有する他の配線基板に実装したと
きの実装部の断面図、図６は、導体層を突起物表面に有
するセラミック配線基板を、他の配線基板に実装したと
きの実装部の断面図で、17は外部接続端子、18はセラミ
ック配線基板、19は凹部、20は導体層、21は半導体Ｉ
Ｃ、22は半田、23はマザー基板である。
の位置合わせマークを有する他の配線基板に実装したと
きの実装部の断面図、図６は、導体層を突起物表面に有
するセラミック配線基板を、他の配線基板に実装したと
きの実装部の断面図で、17は外部接続端子、18はセラミ
ック配線基板、19は凹部、20は導体層、21は半導体Ｉ
Ｃ、22は半田、23はマザー基板である。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
セラミック配線基板上に容易に突起物が形成できるとい
う効果を奏する。
セラミック配線基板上に容易に突起物が形成できるとい
う効果を奏する。
【００５３】又、セラミック配線基板上に形成した突起
物を、他の基板に設けた位置合わせマーク或いは凹部に
接合することにより、基板実装が容易になるという効果
を奏する。
物を、他の基板に設けた位置合わせマーク或いは凹部に
接合することにより、基板実装が容易になるという効果
を奏する。
【００５４】更に、突起物の高さを高くして、基板間の
隙間を広くすると、基板裏面に外部接続端子を有する基
板に対して突起物が梁として機能するので、半田接合の
際の半田の高さが一定になって、半田ブリッジが発生し
なくなるという効果と、熱膨張係数の異なる複数の基板
を接合したときに基板間で起きる熱応力の違いが緩和さ
れて、基板の接続が良好になり、基板接続の信頼性が高
くなるという効果を奏する。
隙間を広くすると、基板裏面に外部接続端子を有する基
板に対して突起物が梁として機能するので、半田接合の
際の半田の高さが一定になって、半田ブリッジが発生し
なくなるという効果と、熱膨張係数の異なる複数の基板
を接合したときに基板間で起きる熱応力の違いが緩和さ
れて、基板の接続が良好になり、基板接続の信頼性が高
くなるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例の突起物を形成した後の基板
の裏面の斜視図である。
の裏面の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例のグリーンシート積層体の断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の一実施例のアルミナ除去後の積層体の
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明の一実施例のアルミナペースト印刷後の
積層体の断面図である。
積層体の断面図である。
【図５】本発明の一実施例のセラミック配線基板を凹状
の位置合わせマークを有する他の配線基板に実装したと
きの実装部の断面図である。
の位置合わせマークを有する他の配線基板に実装したと
きの実装部の断面図である。
【図６】本発明の一実施例の導体層を突起電極の表面に
有するセラミック配線基板を他の配線基板に実装したと
きの実装部の断面図である。
有するセラミック配線基板を他の配線基板に実装したと
きの実装部の断面図である。
【図７】外部接続端子を裏面に設けた従来の半導体パッ
ケージの断面図である。
ケージの断面図である。
１，21…半導体ＩＣ、 ２，17…外部接続端子、 ６，
11，16…突起物、 ７，18…セラミック配線基板、 ８
…基板構成用グリーンシート層、 ９…焼結しないグリ
ーンシート層、 10，15…配線パターン、 12…基板構
成用絶縁体部、13…基板用セラミックグリーンシート
層、 14…アルミナペースト層、 19…凹部、 20…導
体層、 22…半田、 23…マザー基板。
11，16…突起物、 ７，18…セラミック配線基板、 ８
…基板構成用グリーンシート層、 ９…焼結しないグリ
ーンシート層、 10，15…配線パターン、 12…基板構
成用絶縁体部、13…基板用セラミックグリーンシート
層、 14…アルミナペースト層、 19…凹部、 20…導
体層、 22…半田、 23…マザー基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 箱谷 靖彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 三浦 和裕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−236435（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−68954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−91586（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−86269（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 1/14 H05K 1/02 H01L 23/12 H05K 3/46
Claims (25)
- 【請求項１】 柱状突起物を形成するグリーンシートに
孔開けをする工程と、前記孔をガラス若しくはガラスと
セラミックとによる組成物に少なくとも有機バインダ及
び可塑剤を含む突起物形成用ペーストで埋める工程と、
最上層に前記グリーンシートを、下層に基板構成用グリ
ーンシートを積層して焼成し、しかる後、最上層を取り
除いて柱状突起物を形成することを特徴とするセラミッ
ク配線基板の製造方法。 - 【請求項２】 柱状突起物を形成するグリーンシートに
孔開けをする工程と、前記孔をガラス若しくはガラスと
セラミックとによる組成物に少なくとも有機バインダ及
び可塑剤を含む突起物形成用ペーストで埋める工程と、
最上層に前記グリーンシートを、下層に基板構成用グリ
ーンシートを積層したものを空気中で多層体内部の有機
バインダが分解、飛散する温度で熱処理して、水素若し
くは窒素の混合ガス雰囲気中で還元処理を行った後、前
記還元熱処理済みの積層体を窒素雰囲気中で焼結させ
て、最上層を取り除くことにより、柱状突起物を形成す
ることを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項３】 少なくとも有機バインダ及び可塑剤を含
むガラス・セラミックからなるグリーンシートを前記基
板構成用グリーンシートとすることを特徴とする請求項
１又は請求項２記載のセラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項４】 前記基板構成用グリーンシートの焼結温
度では焼結しない無機成分を主成分とするグリーンシー
トを、前記柱状突起物形成用グリーンシートとすること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載のセラミック配
線基板の製造方法。 - 【請求項５】 前記柱状突起物形成用グリーンシートを
最上層として、１層又は複数層に積層することを特徴と
する請求項１又は請求項２記載のセラミック配線基板の
製造方法。 - 【請求項６】 前記柱状突起物形成用グリーンシートを
最上層として、前記基板構成用グリーンシートの両面に
積層することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
セラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項７】 前記基板構成用グリーンシートに導体ペ
ーストによってパターンが形成されることを特徴とする
請求項１又は請求項４記載のセラミック配線基板の製造
方法。 - 【請求項８】 無機成分を主成分とする前記柱状突起物
形成用グリーンシートは、Ａl2Ｏ3，ＭgＯ，ＺrＯ2，Ｔ
iＯ2，ＢeＯ，ＢＮの内の少なくとも１種類以上を含む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセラミッ
ク配線基板の製造方法。 - 【請求項９】 焼成済みのセラミック配線基板の最上層
に無機成分を主成分とするペースト組成物で孔を形成す
る層をパターン印刷して、前記孔をガラス若しくはガラ
スとセラミックによる組成物に少なくとも有機バインダ
及び可塑剤を含む突起物形成用ペーストで埋めた後、前
記孔形成用のペースト組成物が焼結しない温度で焼成し
て、前記孔形成用のペースト組成物層を取り除くことに
より、突起物を形成することを特徴とするセラミック配
線基板の製造方法。 - 【請求項１０】 前記焼成済みのセラミック配線基板が
電気的回路をなすことを特徴とする請求項９記載のセラ
ミック配線基板の製造方法。 - 【請求項１１】 焼成済みセラミック配線基板上に無機
組成物からなるペースト組成物で１回または数回印刷し
てなるペースト層の最上層に、孔形成用ペースト組成物
で孔形成用パターン印刷した上、前記孔形成用パターン
の孔をガラス若しくはガラスとセラミックによる組成物
に少なくとも有機バインダ及び可塑剤を含む突起物形成
用ペーストで埋めて、前記孔形成用ペースト組成物が焼
結しない温度で焼成した後、前記孔形成層を取り除い
て、柱状突起物を形成することを特徴とするセラミック
配線基板の製造方法。 - 【請求項１２】 前記基板形成用無機ペースト層に電気
的パターンを形成することを特徴とする請求項11記載の
セラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項１３】 焼成済みセラミック配線基板上に無機
組成物をペースト組成物で印刷した上、酸化第２銅を主
成分とする導体ペーストで電気的パターンを前記無機組
成ペースト層上に形成する工程を１回又は数回繰り返し
た後、前記無機組成ペースト層と酸化第２銅ペースト層
との積層体の最上層に孔形成用ペースト組成物で孔形成
パターンを印刷して、前記孔形成パターンの孔をガラス
若しくはガラスとセラミックによる組成物に少なくとも
有機バインダ及び可塑剤を含む突起物形成用ペーストで
埋め、且つ、空気中において前記孔埋め後の積層体内部
の有機バインダが分解、飛散する温度で熱処理した後、
水素若しくは窒素の混合ガス雰囲気中で還元処理を行な
って、前記還元熱処理済み積層体を窒素雰囲気中で焼結
させた上、前記孔形成用ペースト組成物が焼結しない温
度で焼成して、前記孔形成用層を取り除き、柱状突起物
を形成したことを特徴とするセラミック配線基板の製造
方法。 - 【請求項１４】 基板構成用グリーンシートを所望枚数
積層して、孔形成用ペースト組成物で孔形成用パターン
を印刷した上、前記孔形成用パターンの孔をガラス若し
くはガラスとセラミックによる組成物に少なくとも有機
バインダ及び可塑剤を含む突起物形成用ペーストで埋め
て、前記孔形成用ペースト組成物が焼結しない温度で焼
成した後、最上層を取り除いて、突起物を形成すること
を特徴とするセラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項１５】 基板構成用グリーンシートに酸化第２
銅を主成分とする導体ペーストで電気的パターンを形成
し、前記グリーンシートを所望枚数積層し、前記積層体
の最上層に孔形成用ペースト組成物で孔形成用パターン
を印刷し、前記孔をガラス若しくはガラスとセラミック
による組成物に少なくとも有機バインダと可塑剤を含む
突起物形成用ペーストで埋め、空気中で前記孔埋め後の
積層体内部の有機バインダが分解、飛散する温度で熱処
理し、しかる後、水素若しくは窒素の混合ガス雰囲気中
で還元処理を行い、さらに、前記還元熱処理済み積層体
を窒素雰囲気中で焼結させ、しかる後、しかる後前記孔
形成用ペースト組成物が焼結しない温度で焼成し、前記
孔形成層を取り除き、柱状突起物を形成することを特徴
とするセラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項１６】 前記孔形成用ペースト層は、孔形成用
ペースト組成物で１回又は数回印刷して形成することを
特徴とする請求項９，請求項11，請求項13，請求項14又
は請求項15記載のセラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項１７】 前記孔形成用ペースト層は、孔形成用
ペースト組成物で両面に印刷して形成することを特徴と
する請求項14又は請求項15記載のセラミック配線基板の
製造方法。 - 【請求項１８】 前記孔形成用ペースト組成物は、無機
成分を主成分とし、その組成がＡl2Ｏ3，ＭgＯ，Ｚr
Ｏ2，ＴiＯ2，ＢeＯ，ＢＮの内の少なくとも１種類以上
を含むペーストからなることを特徴とする請求項９，請
求項11，請求項13，請求項14又は請求項15記載のセラミ
ック配線基板の製造方法。 - 【請求項１９】 前記突起物形成用ペーストは、Ａl2Ｏ
3，ＭgＯ，ＺrＯ2，ＴiＯ2，ＢeＯ，ＢＮの内の少なく
とも１種類以上を含むことを特徴とする請求項１，請求
項２，請求項９，請求項11，請求項13，請求項14又は請
求項15記載のセラミック配線基板の製造方法。 - 【請求項２０】 突起物形成用ペーストを焼結してなる
絶縁体の突起物と、外部接続端子とを基板実装面上に有
することを特徴とするセラミック配線基板。 - 【請求項２１】 前記突起物は、柱状突起物形成層の孔
に埋めた突起物形成用ペーストを焼結した後、前記柱状
突起物形成層を取り除くことにより形成されたことを特
徴とする請求項２０記載のセラミック配線基板。 - 【請求項２２】 突起物表面に導体層が形成されている
ことを特徴とする請求項20記載のセラミック配線基板。 - 【請求項２３】 請求項２０又は請求項２１記載のセラ
ミック配線基板上の突起物を、他の回路基板の前記突起
物と対応する位置に形成された貫通穴或いは凹部に嵌合
することを特徴とするセラミック配線基板の実装構造。 - 【請求項２４】 請求項２２記載のセラミック配線基板
上の前記突起物と、他の回路基板上の前記突起物と対応
する位置に形成された電極とを接合することを特徴とす
るセラミック配線基板の実装構造。 - 【請求項２５】 外部接続端子がセラミック配線基板の
裏面に格子状に配置されていることを特徴とする請求項
23又は請求項24記載のセラミック配線基板の実装構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35197293A JP3188086B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | セラミック配線基板とその製造方法及びその実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35197293A JP3188086B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | セラミック配線基板とその製造方法及びその実装構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202372A JPH07202372A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3188086B2 true JP3188086B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=18420893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35197293A Expired - Fee Related JP3188086B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | セラミック配線基板とその製造方法及びその実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188086B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006059556A1 (ja) | 2004-12-02 | 2006-06-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 電子部品及びその製造方法 |
| EP1909322A4 (en) * | 2005-07-27 | 2011-08-03 | Murata Manufacturing Co | STACKED ELECTRONIC COMPONENT, ELECTRONIC DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING STACKED ELECTRONIC COMPONENT |
| WO2007049458A1 (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 積層型電子部品、電子装置および積層型電子部品の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-29 JP JP35197293A patent/JP3188086B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH07202372A (ja) | 1995-08-04 |
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|---|---|---|---|
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