JP3316944B2 - 多層セラミック基板の積層方法 - Google Patents
多層セラミック基板の積層方法Info
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- green sheet
- ceramic substrate
- multilayer ceramic
- laminating
- heating
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
-
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- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
- H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets
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- 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
品などを搭載し、かつそれらを相互配線するセラミック
多層配線基板の製造方法に関するものである。
品などを搭載し、かつそれらを相互配線するセラミック
多層配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、低温焼結ガラス・セラミック多層
基板の開発によって、使用できる導体材料に、金，銀，
銅，パラジウムまたはそれらの混合物が用いられるよう
になった。これらの金属は従来使用されたタングステ
ン，モリブデンなどに比べ導体抵抗が低く、かつ使用で
きる設備も安全で低コストに製造できるものであり、応
用範囲が広い。多層セラミック基板の製造工程におい
て、積層・プレス工程について、以下に積層工程につい
て、図３を参照しながら説明する。図３において、１は
セラミックグリーンシート、３は金型、４はプレス熱
板、６はプレス部である。図３において、所望枚数のセ
ラミックグリーンシート１を金型２に入れ、プレス熱板
４によって、前記複数のセラミックグリーンシート１を
加熱しながら加圧積層する。このようにしてセラミック
積層体を形成する。
基板の開発によって、使用できる導体材料に、金，銀，
銅，パラジウムまたはそれらの混合物が用いられるよう
になった。これらの金属は従来使用されたタングステ
ン，モリブデンなどに比べ導体抵抗が低く、かつ使用で
きる設備も安全で低コストに製造できるものであり、応
用範囲が広い。多層セラミック基板の製造工程におい
て、積層・プレス工程について、以下に積層工程につい
て、図３を参照しながら説明する。図３において、１は
セラミックグリーンシート、３は金型、４はプレス熱
板、６はプレス部である。図３において、所望枚数のセ
ラミックグリーンシート１を金型２に入れ、プレス熱板
４によって、前記複数のセラミックグリーンシート１を
加熱しながら加圧積層する。このようにしてセラミック
積層体を形成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ック多層基板には以下に示すような課題がある。
ック多層基板には以下に示すような課題がある。
【０００４】それは、セラミック多層基板が焼成時に焼
結に伴う収縮が生じることである。この焼結に伴う収縮
は、使用する基板材料，グリーンシート組成，粉体ロッ
トなどにより異なる。これにより多層基板の作製におい
ていくつかの問題が生じている。まず第１に、多層セラ
ミック基板の作製において前述のごとく内層配線の焼成
を行なってから最上層配線の形成を行なうため、基板材
料の収縮誤差が大きいと、最上層配線パターンと寸法誤
差のため内層電極との接続が行えない。その結果、収縮
誤差を予め許容するように最上層電極部に必要以上の大
きい面積のランドを形成しなければならず、高密度の配
線を必要とする回路には使用できない。また収縮誤差に
あわせて最上層配線のためのスクリーン版をいくつか用
意しておき、基板の収縮率に応じて使用する方法が取ら
れている。この方法ではスクリーン版が数多く用意しな
ければならず不経済である。
結に伴う収縮が生じることである。この焼結に伴う収縮
は、使用する基板材料，グリーンシート組成，粉体ロッ
トなどにより異なる。これにより多層基板の作製におい
ていくつかの問題が生じている。まず第１に、多層セラ
ミック基板の作製において前述のごとく内層配線の焼成
を行なってから最上層配線の形成を行なうため、基板材
料の収縮誤差が大きいと、最上層配線パターンと寸法誤
差のため内層電極との接続が行えない。その結果、収縮
誤差を予め許容するように最上層電極部に必要以上の大
きい面積のランドを形成しなければならず、高密度の配
線を必要とする回路には使用できない。また収縮誤差に
あわせて最上層配線のためのスクリーン版をいくつか用
意しておき、基板の収縮率に応じて使用する方法が取ら
れている。この方法ではスクリーン版が数多く用意しな
ければならず不経済である。
【０００５】一方、最上層配線を内層焼成と同時に行な
えば大きなランドを必要としないが、この同時焼成法に
よっても基板そのものの収縮誤差はそのまま存在するの
で、最後の部品搭載時のクリーム半田印刷において、そ
の誤差のため必要な部分に印刷できない場合が起こる。
また部品実装においても所定の部品位置とズレが生じ
る。
えば大きなランドを必要としないが、この同時焼成法に
よっても基板そのものの収縮誤差はそのまま存在するの
で、最後の部品搭載時のクリーム半田印刷において、そ
の誤差のため必要な部分に印刷できない場合が起こる。
また部品実装においても所定の部品位置とズレが生じ
る。
【０００６】第２にグリーンシート積層法による多層基
板は、グリーンシートの造膜方向によって幅方向と長手
方向によってもその収縮率が異なる。このこともセラミ
ック多層基板の作製の障害となっている。
板は、グリーンシートの造膜方向によって幅方向と長手
方向によってもその収縮率が異なる。このこともセラミ
ック多層基板の作製の障害となっている。
【０００７】これらの収縮誤差をなるべく少なくするた
めには、製造工程において、基板材料およびグリーンシ
ート組成の管理はもちろん、粉体ロットの違いや積層条
件（プレス圧力，温度）を十分管理する必要がある。し
かし、従来の積層プレス方法では、積層時にグリーンシ
ートを収納する金型の方がグリーンシートより大きく、
この寸法差によって、積層によるプレスによりグリーン
シートにプレス伸びが生じる。このプレス伸びは、積層
工程において、セラミックグリーンシート全体の温度分
布を均一にし、熱圧着を内層部まで確実にするために必
要以上のプレス圧を必要とするために大きくなってい
る。また、積層条件（プレス圧力，温度）バラツキによ
りプレス伸びバラツキは±０．２％程度存在する。この
プレス伸びバラツキにより、積層体の密度バラツキ，寸
法バラツキを生じて、結果的に焼成後の収縮バラツキを
生じている。
めには、製造工程において、基板材料およびグリーンシ
ート組成の管理はもちろん、粉体ロットの違いや積層条
件（プレス圧力，温度）を十分管理する必要がある。し
かし、従来の積層プレス方法では、積層時にグリーンシ
ートを収納する金型の方がグリーンシートより大きく、
この寸法差によって、積層によるプレスによりグリーン
シートにプレス伸びが生じる。このプレス伸びは、積層
工程において、セラミックグリーンシート全体の温度分
布を均一にし、熱圧着を内層部まで確実にするために必
要以上のプレス圧を必要とするために大きくなってい
る。また、積層条件（プレス圧力，温度）バラツキによ
りプレス伸びバラツキは±０．２％程度存在する。この
プレス伸びバラツキにより、積層体の密度バラツキ，寸
法バラツキを生じて、結果的に焼成後の収縮バラツキを
生じている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、電極パターン形成済みグリーンシートとを所望枚数
積層し熱圧着して積層体を形成し、前記積層体を焼成す
る多層セラミック基板の製造方法において、所望枚数の
グリーンシート熱圧着は、高周波加熱と熱板による加熱
の二者を併用する。また、高周波加熱と熱板による加熱
温度は両者で等しくして熱圧着する。
め、電極パターン形成済みグリーンシートとを所望枚数
積層し熱圧着して積層体を形成し、前記積層体を焼成す
る多層セラミック基板の製造方法において、所望枚数の
グリーンシート熱圧着は、高周波加熱と熱板による加熱
の二者を併用する。また、高周波加熱と熱板による加熱
温度は両者で等しくして熱圧着する。
【０００９】前記導体ペーストの金属材料にＣｕＯを使
用し、焼成は空気雰囲気中で有機物を除去した後、還元
雰囲気で導体の還元，中性雰囲気で焼成する。
用し、焼成は空気雰囲気中で有機物を除去した後、還元
雰囲気で導体の還元，中性雰囲気で焼成する。
【００１０】
【作用】本発明は前記のような工程を行なうことによっ
て、図２に示すように、高周波加熱は内層部より加熱
し、プレス熱板は表層部より加熱する。よって、プレス
時においてセラミックグリーンシート積層部の断面方向
の高周波，熱板加熱による合成温度分布を高速に均一に
する。よって高いプレス圧をかけなくてもセラミックグ
リーンシートはプレス温度に達しやすく従来のプレス圧
よりも低い圧力でセラミックグリーンシートの熱圧着を
容易にし、プレス伸び，プレスによる寸法バラツキを抑
制できる。また高周波加熱は、一般に金属を含む材料に
は使用できない。よって、導体材料に参加物であるＣｕ
Ｏを使用し、積層，有機バインダの除去の後、ＣｕＯを
Ｃｕに還元、そして焼成することにより、積層・プレス
時の高周波加熱を実現する。また高周波加熱は、熱伝導
による加熱よりも高速にできるので、積層・プレス時間
を短縮し製造工程における生産性を向上できる。
て、図２に示すように、高周波加熱は内層部より加熱
し、プレス熱板は表層部より加熱する。よって、プレス
時においてセラミックグリーンシート積層部の断面方向
の高周波，熱板加熱による合成温度分布を高速に均一に
する。よって高いプレス圧をかけなくてもセラミックグ
リーンシートはプレス温度に達しやすく従来のプレス圧
よりも低い圧力でセラミックグリーンシートの熱圧着を
容易にし、プレス伸び，プレスによる寸法バラツキを抑
制できる。また高周波加熱は、一般に金属を含む材料に
は使用できない。よって、導体材料に参加物であるＣｕ
Ｏを使用し、積層，有機バインダの除去の後、ＣｕＯを
Ｃｕに還元、そして焼成することにより、積層・プレス
時の高周波加熱を実現する。また高周波加熱は、熱伝導
による加熱よりも高速にできるので、積層・プレス時間
を短縮し製造工程における生産性を向上できる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例のセラミッ
クグリーンシートの積層・プレス工程を示す図である。
しながら説明する。図１は本発明の一実施例のセラミッ
クグリーンシートの積層・プレス工程を示す図である。
【００１２】図１において、１はセラミックグリーンシ
ート、２はＣｕＯ電極、３は金型、４はプレス熱板、５
は高周波発生部、６はプレス部である。
ート、２はＣｕＯ電極、３は金型、４はプレス熱板、５
は高周波発生部、６はプレス部である。
【００１３】ＣｕＯ電極２を形成した所望枚数のセラミ
ックグリーンシート１を金型３に入れ、高周波加熱、プ
レス熱板によって、前記複数のセラミックグリーンシー
ト１加熱をしながらプレス部６により加圧する。熱圧着
条件は、高周波４０ＭＨｚ、熱板温度が８０℃、圧力は
５０ｋｇ／ｃｍ2、時間は１０秒であった。このように
してセラミック積層体を形成する。この時、ＣｕＯ電極
２は参加物であるので高周波加熱が可能となる。図２は
セラミックグリーンシートのプレス時の断面方向の温度
分布である。７はプレス熱板による温度分布、８は高周
波加熱による温度分布、９は二者の合成温度分布であ
る。このようにセラミックグリーンシートの断面方向に
対して、均一な温度分布となる。
ックグリーンシート１を金型３に入れ、高周波加熱、プ
レス熱板によって、前記複数のセラミックグリーンシー
ト１加熱をしながらプレス部６により加圧する。熱圧着
条件は、高周波４０ＭＨｚ、熱板温度が８０℃、圧力は
５０ｋｇ／ｃｍ2、時間は１０秒であった。このように
してセラミック積層体を形成する。この時、ＣｕＯ電極
２は参加物であるので高周波加熱が可能となる。図２は
セラミックグリーンシートのプレス時の断面方向の温度
分布である。７はプレス熱板による温度分布、８は高周
波加熱による温度分布、９は二者の合成温度分布であ
る。このようにセラミックグリーンシートの断面方向に
対して、均一な温度分布となる。
【００１４】
【発明の効果】以上、本発明はプレス時においてセラミ
ックグリーンシート積層部の断面方向の、加熱による温
度分布を均一にする。このようにして、従来のプレス圧
よりも低い圧力でセラミックグリーンシートの熱圧着を
容易にし、プレス伸び，プレスによる寸法バラツキを抑
制でき、焼成後の基板寸法誤差を減少できる。また高周
波加熱は、一般の熱伝導による加熱よりも高速にできる
ので、積層・プレス時間を短縮し製造工程における生産
性を向上できる。
ックグリーンシート積層部の断面方向の、加熱による温
度分布を均一にする。このようにして、従来のプレス圧
よりも低い圧力でセラミックグリーンシートの熱圧着を
容易にし、プレス伸び，プレスによる寸法バラツキを抑
制でき、焼成後の基板寸法誤差を減少できる。また高周
波加熱は、一般の熱伝導による加熱よりも高速にできる
ので、積層・プレス時間を短縮し製造工程における生産
性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における多層セラミック基板
の積層方法でのセラミックグリーンシートの断面図
の積層方法でのセラミックグリーンシートの断面図
【図２】同方法におけるセラミックグリーンシートの温
度分布図
度分布図
【図３】従来の多層セラミック基板の積層方法でのセラ
ミックグリーンシートの断面図
ミックグリーンシートの断面図
１ セラミックグリーンシート ２ ＣｕＯ電極 ３ 金型 ４ プレス熱板 ５ 高周波発生部 ６ プレス部 ７ プレス熱板による温度分布 ８ 高周波加熱による温度分布 ９ 合成温度分布
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 博之 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５−136572（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−280494（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−106567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−196598（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 3/46
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミック材料と有機バインダと可塑剤
からなるグリーンシートを作製し、導体ペースト組成物
で電極パターンを形成し、前記グリーンシートと別の電
極パターン形成済みグリーンシートとを所望枚数積層し
熱圧着して積層体を形成し、前記積層体を焼成する多層
セラミック基板の製造方法において、所望枚数のグリー
ンシート熱圧着は、高周波加熱と熱板による加熱の二者
を併用することを特徴とする多層セラミック基板の積層
方法。 - 【請求項２】 高周波加熱と熱板による加熱温度は両者
で等しいことを特徴とする請求項１記載の多層セラミッ
ク基板の積層方法。 - 【請求項３】 導体ペーストの金属材料にＣｕＯを使用
することを特徴とする請求項１記載の多層セラミック基
板の積層方法。 - 【請求項４】 焼成は、空気雰囲気中で有機物を除去し
た後、還元雰囲気で導体の還元、中性雰囲気で焼成する
ことを特徴とする請求項１記載の多層セラミック基板の
積層方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17646193A JP3316944B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 多層セラミック基板の積層方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17646193A JP3316944B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 多層セラミック基板の積層方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0738257A JPH0738257A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3316944B2 true JP3316944B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=16014105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17646193A Expired - Fee Related JP3316944B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 多層セラミック基板の積層方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3316944B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-16 JP JP17646193A patent/JP3316944B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0738257A (ja) | 1995-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |