JP3387189B2 - Ceramic substrate and its manufacturing method - Google Patents

Ceramic substrate and its manufacturing method

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JP3387189B2 JP01024994A JP1024994A JP3387189B2 JP 3387189 B2 JP3387189 B2 JP 3387189B2 JP 01024994 A JP01024994 A JP 01024994A JP 1024994 A JP1024994 A JP 1024994A JP 3387189 B2 JP3387189 B2 JP 3387189B2
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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】本発明は半導体素子、LSI、チ
ップ部品などを搭載するセラミック基板及びその製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic substrate on which semiconductor elements, LSIs, chip parts, etc. are mounted and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のセラミックチップキャリアの基板
は、その基板の四方の側面にそれぞれ複数個の外部接続
用パッドを有している。これらの外部接続用パッドは基
板側面から基板裏面にかけて形成されている。また、近
年ではセラミック基板の裏面に格子状に配置された外部
接続用バンプを有する基板も出現してきている。これら
のセラミックチップキャリアは、プリント基板に高密度
に実装されることができる。
2. Description of the Related Art The substrate of a conventional ceramic chip carrier has a plurality of external connection pads on the four sides of the substrate. These external connection pads are formed from the side surface of the substrate to the back surface of the substrate. In recent years, substrates having external connection bumps arranged in a lattice pattern on the back surface of the ceramic substrate have also appeared. These ceramic chip carriers can be mounted on a printed circuit board with high density.

【0003】セラミックチップキャリアのプリント基板
(マザー基板)への実装は、以下の方法で行われてい
る。プリント基板に設けられた所望の端子にペースト状
の半田を印刷する。ペースト状の半田が印刷された端子
の上に、セラミックチップキャリアの裏面に設けられた
外部接続用端子を接触するように、セラミックチップキ
ャリアを配置する。その後、半田をリフローすることに
よって、セラミックチップキャリアの裏面に設けられた
外部接続用端子は、プリント基板に設けられた所望の端
子に半田付けされる。
The mounting of the ceramic chip carrier on the printed board (mother board) is performed by the following method. The paste-like solder is printed on desired terminals provided on the printed circuit board. The ceramic chip carrier is arranged so that the external connection terminals provided on the back surface of the ceramic chip carrier are in contact with the terminals on which the paste-like solder is printed. Then, by reflowing the solder, the external connection terminals provided on the back surface of the ceramic chip carrier are soldered to desired terminals provided on the printed board.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のセラミックチッ
プキャリアの外部接続用バンプは、セラミック基板が製
造された後、形成されていた。そのために、セラミック
チップキャリアの製造コストが高いという問題点があっ
た。また、複数の外部接続用バンプを個々に形成する方
法においては、外部接続用バンプの高さ、大きさ及び形
状がそれぞれ異なるという問題点があった。外部接続用
バンプの高さが異なると、バンプの高さが低いバンプと
プリント基板との接続に不良が発生し易かった。
The bumps for external connection of the conventional ceramic chip carrier are formed after the ceramic substrate is manufactured. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost of the ceramic chip carrier is high. Further, in the method of individually forming the plurality of external connection bumps, there is a problem that the external connection bumps have different heights, sizes and shapes. If the bumps for external connection have different heights, the bumps with low bumps are likely to be defective in connection with the printed circuit board.

【0005】また、従来、充分な高さを有する外部接続
用バンプを形成する方法がなかった。その結果、セラミ
ックチップキャリアの基板とプリント基板とが非常に近
接するので、半田リフロー工程において、半田のブリッ
ジングが発生し、電極間の短絡が起こるという問題があ
った。さらに、セラミックチップキャリアの基板の熱膨
張係数とセラミックチップキャリアが実装されるプリン
ト基板の熱膨張係数とが異なると、熱応力によって、接
続部が破断されるという問題があった。
Further, conventionally, there has been no method for forming bumps for external connection having a sufficient height. As a result, since the substrate of the ceramic chip carrier and the printed circuit board are very close to each other, there is a problem that solder bridging occurs in the solder reflow process and a short circuit occurs between the electrodes. Further, when the coefficient of thermal expansion of the substrate of the ceramic chip carrier and the coefficient of thermal expansion of the printed circuit board on which the ceramic chip carrier is mounted are different, there is a problem that the connection portion is broken due to thermal stress.

【0006】上記の半田ブリッジの問題に対しては、特
開昭第61-188942号公報は、電気的絶縁材料製の堰止め
手段を半田接続部周囲に設けることで半田ブリッジを防
ぐという方法を開示している。しかし、この方法は、構
造が複雑となり、製造コストが高くなるという問題を有
している。
To solve the above-mentioned problem of solder bridge, Japanese Patent Laid-Open No. 61-188942 discloses a method of preventing the solder bridge by providing damming means made of an electrically insulating material around the solder connection portion. Disclosure. However, this method has a problem that the structure is complicated and the manufacturing cost is high.

【0007】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、半田ブリッジが発生
しにくく、かつ高信頼性を有するセラミック基板及びそ
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic substrate which is less likely to cause a solder bridge and has high reliability, and a method for manufacturing the same. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のセラミック基板
の製造方法は、複数の突起電極を有するセラミック基板
を製造する方法であって、上面及び下面を有するグリー
ンシート積層体の少なくとも一方の面上に、突起電極形
成層用ペーストを用いて複数の孔を有する該突起電極形
成層を印刷する工程と、該突起電極形成層の該複数の孔
に突起電極形成用ペーストを満たす工程と、該グリーン
シート積層体を焼成する焼成工程と、該突起電極形成層
を除去することによって、焼成された該突起電極形成用
ペーストから該複数の突起電極を形成する工程とを包含
し、それによって、上記目的が達成される。
A method for manufacturing a ceramic substrate according to the present invention is a method for manufacturing a ceramic substrate having a plurality of protruding electrodes, and is provided on at least one surface of a green sheet laminate having an upper surface and a lower surface. To the protruding electrode type
The protruding electrode type having a plurality of holes using a layering paste
By printing a layered layer, filling the plurality of holes in the protruding electrode forming layer with a protruding electrode forming paste, baking the green sheet laminate, and removing the protruding electrode forming layer. And a step of forming the plurality of protruding electrodes from the fired paste for forming protruding electrodes, thereby achieving the above object.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】また、ある実施例では、前記焼成工程の前
に、前記グリーンシート積層体、前記突起電極形成用ペ
ースト及び前記突起電極形成層用ペーストに含まれる有
機物を除去するために、該グリーンシート積層体、該突
起電極形成用ペースト及び該突起電極形成層用ペースト
を熱処理する工程と、該突起電極形成用ペーストを還元
する工程とを更に包含する。
[0014] In one embodiment, before the firing step, the green sheet is used to remove organic substances contained in the green sheet laminate, the protruding electrode forming paste, and the protruding electrode forming layer paste. The method further includes a step of heat-treating the laminate, the protruding electrode forming paste, and the protruding electrode forming layer paste, and a step of reducing the protruding electrode forming paste.

【0015】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層を設ける工程の前に、前記グリーンシート積層体の少
なくとも一方の面上に、基板形成用ペーストを印刷する
ことによって、基板形成用ペースト層を形成する工程を
更に包含する。
In one embodiment, before the step of providing the protruding electrode forming layer, a substrate forming paste is printed on at least one surface of the green sheet laminate to form a substrate forming paste layer. The method further includes the step of forming.

【0016】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層用ペーストが、前記積層体焼成工程の焼成温度では焼
結しない無機成分を主成分とする。
[0016] In one embodiment, the paste for forming the protruding electrode layer contains an inorganic component which is not sintered at the firing temperature of the laminate firing step as a main component.

【0017】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層用ぺーストが、Al23、MgO、ZrO2、Ti
2、BeO、及びBNからなる群の内少なくとも一つ
の成分を含む。
Further, in one embodiment, the paste for forming a protruding electrode is formed of Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , Ti.
It contains at least one component selected from the group consisting of O 2 , BeO, and BN.

【0018】また、ある実施例では、前記突起電極形成
用ペーストが、Ag、Pd、Pt、及びCuからなる群
の内少なくとも一つの成分を含む導電体ペーストであ
る。
In one embodiment, the bump electrode forming paste is a conductor paste containing at least one component selected from the group consisting of Ag, Pd, Pt, and Cu.

【0019】また、ある実施例では、前記突起電極形成
用ペーストが、CuOを主成分とする金属酸化物ペース
トである。
Further, in one embodiment, the bump electrode forming paste is a metal oxide paste containing CuO as a main component.

【0020】また、ある実施例では、前記複数の突起電
極が柱状である。また、ある実施例では、複数の突起電
極を有するセラミック基板を製造する方法であって、上
面及び下面を有するセラミック基板の少なくとも一方の
面上に、複数の孔を有する突起電極形成層を設ける工程
と、該突起電極形成層の該複数の孔に突起電極形成用ペ
ーストを満たす工程と、該セラミック基板を焼成する焼
成工程と、該突起電極形成層を除去するすることによっ
て、焼成された該突起電極形成用ペーストから該複数の
突起電極を形成する工程とを包含する。
Further, in one embodiment, the plurality of protruding electrodes are columnar. In one embodiment, a method of manufacturing a ceramic substrate having a plurality of protruding electrodes, the method comprising providing a protruding electrode forming layer having a plurality of holes on at least one surface of a ceramic substrate having an upper surface and a lower surface. A step of filling the plurality of holes of the bump electrode forming layer with a paste for forming a bump electrode, a firing step of firing the ceramic substrate, and a step of firing the protrusion by removing the bump electrode forming layer. Forming a plurality of protruding electrodes from the electrode forming paste.

【0021】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層を設ける工程が、少なくとも1枚の突起電極形成層用
グリーンシートに前記複数の孔を形成する工程と、該少
なくとも1枚の突起電極形成層用グリーンシートを前記
セラミック基板の前記少なくとも一方の面上に設ける工
程とを包含する。
In one embodiment, the step of providing the protruding electrode forming layer includes the step of forming the plurality of holes in at least one protruding electrode forming layer green sheet, and the forming of the at least one protruding electrode forming layer. Providing a layer green sheet on the at least one surface of the ceramic substrate.

【0022】また、ある実施例では、前記焼成工程の前
に、前記突起電極形成層用グリーンシート及び前記突起
電極形成用ペーストに含まれる有機物を除去するため
に、該突起電極形成層用グリーンシート及び該突起電極
形成用ペーストを熱処理する工程と、該突起電極形成用
ペーストを還元する工程とを更に包含する。
In one embodiment, before the firing step, the protruding electrode forming layer green sheet and the protruding electrode forming layer green sheet are formed in order to remove organic substances contained in the protruding electrode forming layer green sheet and the protruding electrode forming paste. And a step of heat-treating the protruding electrode forming paste and a step of reducing the protruding electrode forming paste.

【0023】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層用グリーンシートが、前記焼成工程の焼成温度では焼
結しない無機成分を主成分とする。
Further, in one embodiment, the green sheet for forming a protruding electrode contains an inorganic component which is not sintered at the firing temperature of the firing step as a main component.

【0024】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層用グリーンシートが、Al23、MgO、ZrO2
TiO2、BeO、及びBNからなる群の内少なくとも
一つの成分を含む。
[0024] In one embodiment, the green sheet for forming the bump electrode is made of Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 ,
It contains at least one component selected from the group consisting of TiO 2 , BeO, and BN.

【0025】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層を設ける工程が、前記セラミック基板の前記少なくと
も一方の面上に、突起電極形成層用ペーストを用いて前
記複数の孔を有する該突起電極形成層を印刷する工程を
包含する。
In one embodiment, the step of providing the protruding electrode forming layer includes the step of forming the plurality of holes on the at least one surface of the ceramic substrate by using a protruding electrode forming layer paste. The step of printing the forming layer is included.

【0026】また、ある実施例では、前記焼成工程の前
に、前記突起電極形成用ペースト及び前記突起電極形成
層用ペーストに含まれる有機物を除去するために、該突
起電極形成用ペースト及び該突起電極形成層用ペースト
を熱処理する工程と、該突起電極形成用ペーストを還元
する工程とを更に包含する。
In one embodiment, before the firing step, the bump electrode forming paste and the protrusions are formed in order to remove organic substances contained in the bump electrode forming paste and the bump electrode forming layer paste. The method further includes a step of heat-treating the electrode forming layer paste and a step of reducing the protruding electrode forming paste.

【0027】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層を設ける工程の前に、前記セラミック基板の少なくと
も一方の面上に、基板形成用ペーストを印刷することに
よって、基板形成用ペースト層を形成する工程を、更に
包含する。
In one embodiment, before forming the protruding electrode forming layer, a substrate forming paste layer is formed by printing a substrate forming paste on at least one surface of the ceramic substrate. The step of performing is further included.

【0028】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層用ペーストが、前記積層体焼成工程の焼成温度では焼
結しない無機成分を主成分とする。
In one embodiment, the bump electrode forming layer paste contains an inorganic component which is not sintered at the firing temperature of the laminated body firing step as a main component.

【0029】また、ある実施例では、前記突起電極形成
層用ぺーストが、Al23、MgO、ZrO2、Ti
2、BeO、及びBNからなる群の内少なくとも一つ
の成分を含む。
In one embodiment, the paste for forming a protruding electrode is formed of Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , Ti.
It contains at least one component selected from the group consisting of O 2 , BeO, and BN.

【0030】また、ある実施例では、前記突起電極形成
用ペーストが、Ag、Pd、Pt、及びCuからなる群
の内少なくとも一つの成分を含む導電体ペーストであ
る。
In one embodiment, the bump electrode forming paste is a conductor paste containing at least one component selected from the group consisting of Ag, Pd, Pt, and Cu.

【0031】また、ある実施例では、前記突起電極形成
用ペーストが、CuOを主成分とする金属酸化物ペース
トである。
In one embodiment, the bump electrode forming paste is a metal oxide paste containing CuO as a main component.

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【作用】本発明のセラミック基板に設けられた複数の突
起電極は、突起電極形成層に設けられた複数の孔に、突
起電極形成用ペーストを満たし、突起電極形成用ペース
トを焼成することによって得られる。突起電極形成層の
厚みを制御することによって、突起電極の高さを制御す
ることが可能となる。また、均一な高さを有する複数の
突起電極を得ることが可能となる。更に、突起電極形成
層の孔の大きさ、形状、及び配置を変えることによっ
て、突起電極の大きさや形状、及び配置を制御すること
ができる。また、基板形成用グリーンシート上に、突起
電極形成層を形成し、突起電極形成用ペーストを満たす
ことによって、基板形成用グリーンシートと突起電形成
用ペーストとを同時に焼成することが可能となり、セラ
ミック基板の製造工程において容易に突起電極を形成す
ることができる。更に、突起電極形成層を基板形成用グ
リーンシートと突起電形成用ペーストとを焼成する温度
では焼結しない材料を用いることにより、突起電極形成
層を容易に除去することが可能となり、容易に突起電極
を形成できる。
The plurality of projecting electrodes provided on the ceramic substrate of the present invention are obtained by filling the plurality of holes provided in the projecting electrode forming layer with the projecting electrode forming paste and firing the projecting electrode forming paste. To be By controlling the thickness of the protruding electrode forming layer, the height of the protruding electrode can be controlled. Further, it becomes possible to obtain a plurality of protruding electrodes having a uniform height. Furthermore, the size, shape, and arrangement of the protruding electrodes can be controlled by changing the size, shape, and arrangement of the holes in the protruding electrode forming layer. Further, by forming the protruding electrode forming layer on the substrate forming green sheet and filling the protruding electrode forming paste, it becomes possible to simultaneously fire the substrate forming green sheet and the protruding electrode forming paste. The protruding electrode can be easily formed in the substrate manufacturing process. Furthermore, by using a material that does not sinter the protruding electrode forming layer at the temperature at which the substrate forming green sheet and the protruding electrode forming paste are fired, it becomes possible to easily remove the protruding electrode forming layer, and it is possible to easily Electrodes can be formed.

【0035】本発明のセラミック基板の複数の突起電極
の高さは均一なので、プリント基板との接続不良を防止
することができる。また、本発明のセラミック基板は、
従来の突起電極よりも高さの高い突起電極を有し、半田
リフロー工程における半田ブリッジの発生を防止でき
る。更に、従来の突起電極よりも高さの高い突起電極
は、セラミック基板とプリント基板との間に発生する熱
応力を緩和するので、接合部の破壊を抑制することがで
きる。
Since the height of the plurality of protruding electrodes of the ceramic substrate of the present invention is uniform, it is possible to prevent defective connection with the printed circuit board. Further, the ceramic substrate of the present invention,
Since the bump electrode has a height higher than that of the conventional bump electrode, it is possible to prevent the occurrence of a solder bridge in the solder reflow process. Furthermore, since the protruding electrode having a height higher than that of the conventional protruding electrode relieves the thermal stress generated between the ceramic substrate and the printed board, it is possible to suppress the breakage of the joint portion.

【0036】[0036]

【実施例】以下に、本発明を実施例について説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.

【0037】(実施例1)図1に本実施例で得られる外
部接続用突起電極を有するセラミック基板をセラミック
基板の下からみた斜視図を示す。本発明のセラミック基
板は、基板2の表面に、充分な高さを有し、高さ、形
状、大きさが均一な柱状の外部接続用の突起電極1を有
している。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a perspective view of a ceramic substrate having protruding electrodes for external connection obtained in the present embodiment as seen from below the ceramic substrate. The ceramic substrate of the present invention has, on the surface of the substrate 2, a columnar protruding electrode 1 for external connection having a sufficient height and having a uniform height, shape and size.

【0038】まず本発明のセラミック基板の製造方法を
説明する。以下、実施例においては、低温焼結用基板を
例に、本発明を説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。
First, a method of manufacturing the ceramic substrate of the present invention will be described. Hereinafter, in the examples, the present invention will be described by taking a substrate for low temperature sintering as an example, but the present invention is not limited thereto.

【0039】基板材料のガラス・セラミックにはホウ珪
酸鉛ガラス粉末にセラミック材料としてのアルミナ粉末
を重量比で50対50とした組成物(日本電気硝子社
製、MLS−19)を用いた。このガラス・セラミック
粉末を無機成分とし、有機バインダとしてポリビニルブ
チラール、可塑剤としてヂ−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の混合液
(30対70重量比)を混合しスラリーとした。
As the glass / ceramic of the substrate material, a composition (MLS-19, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) in which lead borosilicate glass powder and alumina powder as a ceramic material were mixed in a weight ratio of 50:50 was used. This glass-ceramic powder was used as an inorganic component, polyvinyl butyral as an organic binder, di-n-butyl phthalate as a plasticizer, and a mixed solution of toluene and isopropyl alcohol (30:70 weight ratio) as a solvent to form a slurry.

【0040】このスラリーをドクターブレード法で有機
フィルム上にシート成形した。有機フィルムとしては、
PETフィルムなどの高分子フィルムを広く用いること
ができる。スラリーを塗布した有機フィルムを乾燥し、
所望の大きさに打ち抜いて、基板形成用グリーンシート
を得た。さらに、必要に応じて、基板形成用グリーンシ
ートにビアホールを形成した。これらの、造膜、乾燥及
びビアホール加工には、これらの工程を連続的に行う公
知の装置を使用した。
This slurry was formed into a sheet on an organic film by the doctor blade method. As an organic film,
A polymer film such as a PET film can be widely used. Dry the organic film coated with the slurry,
It was punched into a desired size to obtain a green sheet for forming a substrate. Furthermore, a via hole was formed in the substrate forming green sheet as needed. For these film formation, drying, and via hole processing, a known apparatus for continuously performing these steps was used.

【0041】図2を参照しながら、以下の工程を説明す
る。図2は、本発明のセラミック基板の製造方法の工程
を示す図である。基板形成用グリーンシートに導電体ペ
ーストであるAgペーストを用いて配線パターンの形成
およびビアホール埋め印刷をスクリーン印刷法によって
行った。配線形成用のAgペーストの無機成分には、A
g粉末(平均粒径1μm)に接着強度を得るためのガラ
スフリット(日本電気硝子社製、GA−9ガラス粉末、
平均粒径2.5μm)を5wt%加えたものを用いた。
上記無機成分に、有機バインダであるPVBとターピネ
オールに溶かしたビヒクルとを加えて、3段ロールによ
り適度な粘度になるように混合し、配線形成用Agペー
ストを得た。なおビアホール埋め用Agペーストには、
配線形成用Agペーストに更に無機成分として上記のガ
ラス・セラミック粉末を15重量%加えたものを使用し
た。
The following steps will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing steps of the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention. Wiring pattern formation and via hole filling printing were performed by screen printing using Ag paste, which is a conductor paste, on the substrate forming green sheet. The inorganic component of the Ag paste for wiring formation is A
g glass frit (GA-9 glass powder, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) for obtaining adhesive strength to g powder (average particle size 1 μm)
An average particle size of 2.5 μm) was added to 5 wt%.
To the above inorganic components, PVB as an organic binder and a vehicle dissolved in terpineol were added and mixed so as to have an appropriate viscosity by a three-stage roll to obtain a wiring forming Ag paste. The Ag paste for filling the via hole
The Ag paste for wiring formation was further added with 15% by weight of the above glass-ceramic powder as an inorganic component.

【0042】次に突起電極形成層用グリーンシートの製
造方法を説明する。突起電極形成層用の焼結の起こらな
いグリーンシートには無機成分としてアルミナ粉末(住
友化学工業株式会社製、ALM−41、平均粒径1.9
μm)を用いた。上記無機成分に、有機バインダである
エチルセルロースとターピネオールに溶かしたビヒクル
とを加えて、スラリーを得た。得られたスラリーを用い
てドクターブレード法で有機フィルム上にシートを形成
した。得られたシートに突起電極形成用の孔を開け、突
起電極形成層用グリーンシートを得た。基板形成用グリ
ーンシートと同様に、突起電極形成層用グリーンシート
に形成した孔を上記のビアホール埋め用Agペーストで
埋めた。すなわち、突起電極形成用ペーストとして、ビ
アホール埋め用Agペーストを用いた。
Next, a method for manufacturing the green sheet for the protruding electrode forming layer will be described. Alumina powder (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., ALM-41, average particle size 1.9) was used as an inorganic component for the green sheet for the protruding electrode forming layer that did not sinter.
μm) was used. Ethyl cellulose, which is an organic binder, and a vehicle dissolved in terpineol were added to the above inorganic components to obtain a slurry. A sheet was formed on the organic film by the doctor blade method using the obtained slurry. A hole for forming a protruding electrode was opened in the obtained sheet to obtain a green sheet for a protruding electrode forming layer. Similar to the substrate forming green sheet, the holes formed in the protruding electrode forming layer green sheet were filled with the above via hole filling Ag paste. That is, a via hole filling Ag paste was used as the bump electrode forming paste.

【0043】基板形成用のグリーンシート及び突起電極
形成層用グリーンシートとを突起電極形成層用グリーン
シートを最外層となるように、所定の枚数積み重ね、こ
の状態で熱圧着してグリーンシート積層体を形成した。
熱圧着条件は温度が80℃、圧力は200Kg/cm2
であった。基板形成用グリーンシート及び突起電極形成
層用グリーンシートの厚みは約200μmであった。図
3は得られた積層体の断面構造を示す。積層体は、配線
パターン5を有する基板形成用グリーンシート層3及び
突起電極6を有する突起電極形成層用グリーンシート層
4からなる。
A predetermined number of the green sheets for forming the substrate and the green sheet for forming the protruding electrode forming layer are stacked so that the green sheet for forming the protruding electrode forming layer is the outermost layer, and thermocompression bonding is performed in this state to form a green sheet laminated body. Was formed.
The thermocompression bonding conditions are a temperature of 80 ° C. and a pressure of 200 Kg / cm 2.
Met. The thickness of the substrate forming green sheet and the protruding electrode forming layer green sheet was about 200 μm. FIG. 3 shows a cross-sectional structure of the obtained laminate. The laminated body includes a green sheet layer 3 for forming a substrate having a wiring pattern 5 and a green sheet layer 4 for forming a protruding electrode having a protruding electrode 6.

【0044】次に得られた積層体をアルミナ96%基板
上に乗せ焼成する。焼成はベルト炉を用いて、空気中、
900℃、1時間行なった。なお、900℃での保持時
間は約12分であった。
Next, the obtained laminated body is placed on a 96% alumina substrate and baked. A belt furnace is used for firing in air,
It was carried out at 900 ° C. for 1 hour. The holding time at 900 ° C. was about 12 minutes.

【0045】積層体の突起電極形成層用グリーンシート
のアルミナは、900℃では焼結しない。その結果、焼
成後の積層体を酢酸ブチル溶剤中で超音波洗浄すること
によって、未焼結のアルミナ層がきれいに取り除かれ、
焼結された突起電極形成用ペーストから突起電極を形成
することができた。図4に突起電極形成層用グリーンシ
ートであるアルミナ層を除去して得られたセラミック基
板の断面図を示す。本実施例のセラミック基板は、配線
パターン5を有する基板7の表面に外部接続用の突起電
極6を有する。
The alumina of the green sheet for the protruding electrode forming layer of the laminate does not sinter at 900 ° C. As a result, the unbaked alumina layer was removed cleanly by ultrasonically cleaning the laminated body in a butyl acetate solvent after firing,
The protruding electrodes could be formed from the sintered protruding electrode forming paste. FIG. 4 shows a cross-sectional view of a ceramic substrate obtained by removing the alumina layer, which is the green sheet for the protruding electrode forming layer. The ceramic substrate of this embodiment has a protruding electrode 6 for external connection on the surface of a substrate 7 having a wiring pattern 5.

【0046】上記の例では、セラミック基板の一方の面
に、突起電極を形成したが、セラミック基板の両面に突
起電極を形成することもできる。図5は、突起電極形成
層用グリーンシート4を基板形成用グリーンシート7の
両側に有する積層体の断面を示す。図5に示した積層体
を焼成し、突起電極形成層用グリーンシートのアルミナ
層を除去することにより、両面に突起電極を有するセラ
ミック基板が得られる。
In the above example, the protruding electrodes are formed on one surface of the ceramic substrate, but the protruding electrodes may be formed on both surfaces of the ceramic substrate. FIG. 5 shows a cross section of a laminate having the green sheet 4 for forming the protruding electrodes on both sides of the green sheet 7 for forming a substrate. By firing the laminate shown in FIG. 5 and removing the alumina layer of the green sheet for forming the protruding electrodes, a ceramic substrate having protruding electrodes on both sides is obtained.

【0047】また、突起電極をセラミック基板の片側の
面に形成する場合において、図6に示すように、アルミ
ナのみからなるグリーンシート4aと突起電極形成層用
グリーンシート4で基板形成用グリーンシート3を挟む
構造を有する積層体を用いると、焼結工程における基板
の反りなどの変形を防止することができる。図6は、本
実施例で得られるセラミック基板の製造に用いられる積
層体の断面を示す。この積層体は、突起電極形成層用グ
リーンシート4とアルミナのみからなるグリーンシート
4aの間に、基板形成用グリーンシート3を有する。
Further, in the case where the protruding electrodes are formed on one surface of the ceramic substrate, as shown in FIG. 6, the green sheet 4a made of only alumina and the protruding electrode forming layer green sheet 4 are used to form the substrate forming green sheet 3. The use of a laminated body having a structure sandwiching between can prevent deformation such as warpage of the substrate during the sintering process. FIG. 6 shows a cross section of a laminate used for manufacturing the ceramic substrate obtained in this example. This laminated body has a substrate forming green sheet 3 between a protruding electrode forming layer green sheet 4 and a green sheet 4a made of only alumina.

【0048】(実施例2)本実施例では、実施例1の突
起電極形成層用グリーンシートに代って、突起電極形成
層用ペーストを用いて、突起電極形成層を形成した。ま
ず、実施例1と同様に、基板形成用グリーンシートを作
製した。基板形成用グリーンシートに配線パターンの印
刷、ビアホール加工を行なったものを所定の枚数積み重
ね、熱圧着してグリーンシート積層体を形成した。熱圧
着条件は、温度が80℃、圧力は200Kg/cm2
あった。基板形成用グリーンシートの厚さは約200μ
mであった。
Example 2 In this example, the protruding electrode forming layer was formed by using the protruding electrode forming layer paste instead of the protruding electrode forming layer green sheet of Example 1. First, in the same manner as in Example 1, a green sheet for forming a substrate was produced. A predetermined number of printed wiring patterns and via holes were stacked on the substrate forming green sheets and thermocompression bonded to form a green sheet laminate. The thermocompression bonding conditions were a temperature of 80 ° C. and a pressure of 200 Kg / cm 2 . The thickness of the green sheet for substrate formation is about 200μ
It was m.

【0049】次に突起電極形成層用ペーストを調製し
た。突起電極形成層用ペーストの材料の無機成分として
アルミナ粉末(住友化学工業株式会社製、ALM−4
1、平均粒径1.9μm)を用いた。有機バインダであ
るエチルセルロースとターピネオールに溶かしたビヒク
ルとを上記アルミナ粉末加えて、3段ロールにより適度
な粘度(30Pa.s)になるように混合し、突起電極
形成層用ペーストを得た。上記基板用グリーンシートの
積層体の一方の面に突起電極形成層用ペーストを用い
て、複数の孔を有する突起物形成層を印刷し、他方の面
に突起電極形成層用ペーストでべた状のパターンを印刷
した。突起電極形成層用ペースト印刷には、メッシュ数
200メッシュ、乳剤厚30μmのスクリーン版を使用
し、2回重ねて印刷した。得られた突起電極形成層用ペ
ースト層の厚みは約100μmであった。
Next, a paste for forming a protruding electrode was prepared. Alumina powder (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., ALM-4) as an inorganic component of the material for the paste for forming the protruding electrode layer.
1, the average particle size was 1.9 μm). Ethyl cellulose, which is an organic binder, and a vehicle dissolved in terpineol were added to the above alumina powder and mixed by a three-stage roll so as to have an appropriate viscosity (30 Pa.s) to obtain a paste for forming a protruding electrode layer. A protrusion forming layer having a plurality of holes is printed on one surface of the laminate of the green sheets for a substrate by using the paste for forming a protruding electrode, and the paste on the other surface is coated with the paste for forming a protruding electrode. The pattern was printed. A screen plate having a mesh number of 200 mesh and an emulsion thickness of 30 μm was used for the paste electrode forming layer paste printing, and the printing was performed twice. The thickness of the obtained paste electrode forming layer paste layer was about 100 μm.

【0050】突起電極形成層用ペーストを印刷した積層
体を50℃で10分間乾燥した。次に、突起電極形成層
用ペーストによって形成された孔を導電体ペーストで埋
め、50℃で10分間乾燥した。図7に本実施例で得ら
れた積層体の断面図を示す。この積層体は、突起電極形
成層用ペースト層8、配線パターン9、突起電極10、
基板形成用グリーンシート層11を有する。この積層体
の表面全体がアルミナペーストで覆われるように、積層
体の表面がアルミナペーストで覆われていない部分を切
断除去した。このことによって、積層体の構造が対称に
なり、焼成工程における変形を抑制することができる。
The laminate printed with the paste for forming the protruding electrodes was dried at 50 ° C. for 10 minutes. Next, the holes formed by the bump electrode forming layer paste were filled with a conductor paste and dried at 50 ° C. for 10 minutes. FIG. 7 shows a cross-sectional view of the laminated body obtained in this example. This laminated body includes a paste layer 8 for a protruding electrode forming layer, a wiring pattern 9, a protruding electrode 10,
It has a substrate-forming green sheet layer 11. The part of the surface of the laminated body not covered with the alumina paste was cut and removed so that the entire surface of the laminated body was covered with the alumina paste. As a result, the structure of the laminated body becomes symmetrical, and deformation in the firing process can be suppressed.

【0051】次に、得られた積層体をベルト炉を用い
て、空気中、900℃で1時間焼成し、焼結体を得た。
なお、900℃における保持時間は約12分であった。
Next, the obtained laminated body was fired in air at 900 ° C. for 1 hour using a belt furnace to obtain a sintered body.
The holding time at 900 ° C. was about 12 minutes.

【0052】積層体の表面の突起電極形成層用ペースト
の主成分であるアルミナは、900℃では焼結しない。
従って、焼成した積層体を酢酸ブチル溶剤中で超音波洗
浄することによって、突起電極形成層用ペースト層が完
全に取り除かれ、導電体ペーストの焼結体からなる突起
電極を形成することができた。
Alumina, which is the main component of the bump electrode forming layer paste on the surface of the laminate, does not sinter at 900 ° C.
Therefore, by ultrasonically cleaning the fired laminate in a butyl acetate solvent, the paste layer for the protruding electrode forming layer was completely removed, and the protruding electrode made of a sintered body of the conductor paste could be formed. .

【0053】(実施例3)本実施例においては、金属酸
化物ペーストであるCuOペーストを用いて、グリーン
シートに配線パターンの形成およびビアホール埋め印刷
を行った。基板形成用グリーンシート及び突起電極形成
層用グリーンシートは、実施例1と同様に作製した。配
線形成用CuOペーストの無機成分には、CuO粉末
(平均粒径3μm)と接着強度を高めるためのガラスフ
リット(日本電気硝子社製、LS−0803ガラス粉
末、平均粒径2.5μm)をCuO粉末に対して3wt
%加えたものを用いた。上記無機成分に、有機バインダ
であるエチルセルロースとターピネオールに溶かしたビ
ヒクルとを加えて、3段ロールにより適度な粘度になる
ように混合し、配線形成用CuOペーストを得た。なお
ビアホール埋め用CuOペーストは、配線形成用CuO
ペーストに更に、実施例1で用いたガラス・セラミック
粉末を15重量%加えることによって調製した。突起電
極形成層用グリーンシートに孔を開け、その穴をビアホ
ール埋め用CuOペーストでスクリーン印刷法を用いて
埋めた。すなわち、ビアホール埋め用CuOペーストを
突起電極形成用ペーストとして用いた。
Example 3 In this example, a CuO paste, which is a metal oxide paste, was used to form a wiring pattern on a green sheet and fill a via hole. The substrate forming green sheet and the protruding electrode forming layer green sheet were prepared in the same manner as in Example 1. As the inorganic component of the CuO paste for forming the wiring, CuO powder (average particle size 3 μm) and glass frit (LS-0803 glass powder manufactured by Nippon Electric Glass Co., average particle size 2.5 μm) for increasing the adhesive strength are used as CuO. 3wt for powder
% Was used. Ethyl cellulose as an organic binder and a vehicle dissolved in terpineol were added to the above inorganic components and mixed with a three-stage roll so as to have an appropriate viscosity to obtain a CuO paste for wiring formation. The CuO paste for filling via holes is CuO for wiring formation.
The paste was further prepared by adding 15% by weight of the glass-ceramic powder used in Example 1. A hole was opened in the green sheet for forming the protruding electrode, and the hole was filled with a CuO paste for filling a via hole by a screen printing method. That is, the CuO paste for filling the via holes was used as the paste for forming the protruding electrodes.

【0054】基板形成用グリーンシート及び突起電極形
成層用グリーンシートを突起電極形成層用グリーンシー
トが最外層となるように所定の枚数積み重ね、熱圧着し
て積層体を形成した。熱圧着条件は、温度が80℃、圧
力は200Kg/cm2であった。基板形成用グリーン
シート及び突起電極形成層用グリーンシートの厚みはい
ずれも約200μmであった。
A predetermined number of substrate forming green sheets and protruding electrode forming layer green sheets were stacked so that the protruding electrode forming layer green sheet was the outermost layer, and thermocompression bonding was performed to form a laminate. The thermocompression bonding conditions were a temperature of 80 ° C. and a pressure of 200 Kg / cm 2 . The thickness of each of the substrate forming green sheet and the protruding electrode forming layer green sheet was about 200 μm.

【0055】次に焼成の工程を説明する。まず、グリー
ンシート及び金属酸化物ペースト中に存在するバインダ
を除去するために熱処理する。この脱バインダ処理は、
600℃で行った。本実施例で使用したグリーンシート
及びCuOペーストの有機バインダは、PVB及びエチ
ルセルロースであり、これらは、空気中で、500℃以
上の温度で分解する。
Next, the firing process will be described. First, a heat treatment is performed to remove the binder present in the green sheet and the metal oxide paste. This binder removal processing is
It was carried out at 600 ° C. The organic binders of the green sheet and CuO paste used in this example are PVB and ethyl cellulose, which decompose in air at a temperature of 500 ° C. or higher.

【0056】CuOペーストを還元するために、脱バイ
ンダ処理された積層体に水素ガス100%雰囲気中で2
00℃で5時間、還元処理を施した。得られた積層体の
CuOペースト部をX線回折により分析した結果、Cu
Oが100%Cuに還元されていることを確認した。還
元処理の後、メッシュベルト炉を用いて、純窒素中90
0℃で積層体を焼成した。
In order to reduce the CuO paste, the binder-removed laminate was subjected to 2% atmosphere of 100% hydrogen gas.
The reduction treatment was performed at 00 ° C. for 5 hours. As a result of analyzing the CuO paste part of the obtained laminate by X-ray diffraction, it was found that Cu
It was confirmed that O was reduced to 100% Cu. After the reduction treatment, 90% in pure nitrogen using a mesh belt furnace.
The laminate was fired at 0 ° C.

【0057】以上の様にして作製した積層体の突起電極
形成層を実施例1と同様に超音波洗浄することによって
取り除いた。その結果、還元された金属酸化物ペースト
の焼結体からなる突起電極を形成することができた。
The protruding electrode forming layer of the laminate produced as described above was removed by ultrasonic cleaning in the same manner as in Example 1. As a result, it was possible to form a protruding electrode made of a sintered body of the reduced metal oxide paste.

【0058】(実施例4)本実施例においては、基板形
成用ペースト及び突起電極形成層用ペーストを用いて、
焼結済みのセラミック基板の表面に基板層及び突起電極
形成層を形成した。
Example 4 In this example, a substrate forming paste and a bump electrode forming layer paste were used.
A substrate layer and a protruding electrode forming layer were formed on the surface of the sintered ceramic substrate.

【0059】基板形成用ペーストの無機成分として、日
本電気硝子社製のMLS−1を用いた。この無機成分
に、有機バインダであるポリビニルブチラール、可塑剤
であるヂ−n−ブチルフタレート、溶剤であるトルエン
とイソプロピルアルコールの混合物を適度な粘度になる
ように混合し、基板形成用ペーストを得た。また、突起
電極形成層用ペーストの材料には、無機成分としてアル
ミナ粉末(住友化学工業株式会社製、ALM−41、平
均粒径1.9μm)を用いた。有機バインダであるエチ
ルセルロースとターピネオールに溶かしたビヒクルとを
上記アルミナ粉末に加えて、3段ロールにより適度な粘
度(30Pa.s)になるように混合し、突起電極形成
層用ペーストを得た。
MLS-1 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. was used as the inorganic component of the substrate forming paste. To this inorganic component, polyvinyl butyral as an organic binder, di-n-butyl phthalate as a plasticizer, and a mixture of toluene and isopropyl alcohol as a solvent were mixed so as to have an appropriate viscosity to obtain a substrate forming paste. . In addition, alumina powder (Sumitomo Chemical Co., Ltd., ALM-41, average particle size 1.9 μm) was used as an inorganic component for the material of the paste for forming the bump electrode. Ethyl cellulose as an organic binder and a vehicle dissolved in terpineol were added to the above alumina powder and mixed by a three-stage roll so as to have an appropriate viscosity (30 Pa.s) to obtain a paste electrode forming layer paste.

【0060】配線形成用CuOペーストの無機成分に
は、CuO粉末(平均粒径3μm)と接着強度を高める
ためのガラスフリット(日本電気硝子社製、LS−08
03ガラス粉末、平均粒径2.5μm)をCuO粉末に
対して3wt%加えたものを用いた。上記無機成分に、
有機バインダであるエチルセルロースとターピネオール
に溶かしたビヒクルとを加えて、3段ロールにより適度
な粘度になるように混合し、配線形成用CuOペースト
を得た。なお、ビアホール埋め用CuOペーストは、配
線形成用CuOペーストに更に、実施例1で用いたガラ
ス・セラミック粉末を15重量%加えることによって調
製した。
The inorganic components of the CuO paste for wiring formation include CuO powder (average particle size 3 μm) and glass frit (LS-08, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) for increasing the adhesive strength.
03 glass powder, average particle diameter 2.5 μm) was added to CuO powder in an amount of 3 wt%. In the above inorganic component,
Ethyl cellulose, which is an organic binder, and a vehicle dissolved in terpineol were added and mixed so as to have an appropriate viscosity by a three-stage roll to obtain a CuO paste for wiring formation. The CuO paste for filling via holes was prepared by further adding 15% by weight of the glass-ceramic powder used in Example 1 to the CuO paste for forming wiring.

【0061】基板形成用ペースト及び突起電極形成層用
ペーストを用いて、焼結済みのセラミック基板の表面に
基板層及び突起電極形成層を形成した。まず、焼結済み
のセラミック基板の表面に基板形成用ペーストを塗布
し、ビアホールを形成し、乾燥した。乾燥した基板形成
用ペースト層に、配線形成用ペーストを用いた配線パタ
ーンの印刷及びビアホール埋め用ペーストを用いたビア
ホール埋めをスクリーン印刷法によって行った。
The substrate layer and the protruding electrode forming layer were formed on the surface of the sintered ceramic substrate by using the substrate forming paste and the protruding electrode forming layer paste. First, a substrate forming paste was applied to the surface of a sintered ceramic substrate to form a via hole and dried. The dried substrate forming paste layer was printed with a wiring pattern using a wiring forming paste and via hole filling using a via hole filling paste by a screen printing method.

【0062】次に、配線パターンの形成及びビアホール
埋めが終了した基板形成用ペースト層の上に突起電極形
成層用ペーストを用いて、複数の孔を有する突起電極形
成層用ペースト層を印刷した。突起電極形成層用ペース
ト層を乾燥後、突起電極形成層用ペースト層の孔をビア
ホール埋め用CuOペーストでスクリーン印刷法を用い
て埋めた。すなわち、ビアホール埋め用CuOペースト
を突起電極形成用ペーストとして用いた。
Next, a paste electrode forming layer paste having a plurality of holes was printed on the substrate forming paste layer on which the wiring pattern formation and the via hole filling were completed. After drying the paste layer for the protruding electrode forming layer, the holes of the paste layer for the protruding electrode forming layer were filled with a CuO paste for filling via holes using a screen printing method. That is, the CuO paste for filling the via holes was used as the paste for forming the protruding electrodes.

【0063】次に焼成の工程を説明する。まず、基板形
成用ペースト、突起電極形成層用ペースト層及びCuO
ペースト中に存在するバインダを除去するために熱処理
する。この脱バインダ処理は、600℃で行った。本実
施例で使用した基板形成用ペースト、突起電極形成層用
ペースト及び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り、これらは、空気中で、5
00℃以上で分解する。
Next, the firing process will be described. First, a substrate forming paste, a protruding electrode forming layer paste layer, and CuO
Heat treatment is performed to remove the binder present in the paste. This binder removal processing was performed at 600 ° C. The organic binder of the substrate forming paste, the bump electrode forming layer paste, and the CuO paste used in this example is PVB.
And ethyl cellulose, which are 5 in air
Decomposes above 00 ° C.

【0064】CuOペーストを還元するために、脱バイ
ンダ処理された積層体に水素ガス100%雰囲気中で2
00℃で5時間、還元処理を施した。得られた積層体の
CuOペースト部をX線回折により分析した結果、Cu
Oが100%Cuに還元されていることを確認した。還
元処理の後、メッシュベルト炉を用いて、純窒素中90
0℃で焼成した。なお、上記の還元処理には、水素ガス
と窒素ガスとの混合ガスを用いても良い。
In order to reduce the CuO paste, the binder-removed laminate was subjected to 2% atmosphere of 100% hydrogen gas.
The reduction treatment was performed at 00 ° C. for 5 hours. As a result of analyzing the CuO paste part of the obtained laminate by X-ray diffraction, it was found that Cu
It was confirmed that O was reduced to 100% Cu. After the reduction treatment, 90% in pure nitrogen using a mesh belt furnace.
Baked at 0 ° C. A mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas may be used for the above reduction treatment.

【0065】以上の様にして作製した積層体の突起電極
形成層用ペースト層を実施例1と同様に超音波洗浄する
ことによって取り除いた。その結果、還元された金属酸
化物の焼結体からなる突起電極を形成することができ
た。
The paste layer for the protruding electrode forming layer of the laminated body produced as described above was removed by ultrasonic cleaning in the same manner as in Example 1. As a result, it was possible to form a protruding electrode made of a sintered body of reduced metal oxide.

【0066】本実施例では、セラミック基板の表面に基
板形成用ペーストを用いて、配線パターンを有する基板
層を形成し焼成したが、基板形成用グリーンシート上に
基板形成用ペーストを印刷し、基板形成用ペースト層の
焼成と基板形成用グリーンシートの焼成とを同時に行っ
ても良い。
In this example, the substrate forming paste was used to form a substrate layer having a wiring pattern on the surface of the ceramic substrate and the substrate was fired. However, the substrate forming paste was printed on the substrate forming green sheet, and the substrate was formed. The firing of the forming paste layer and the firing of the substrate forming green sheet may be performed simultaneously.

【0067】(実施例5)厚さ0.2mmの突起電極形
成層用グリーンシートを使って、実施例1の製造方法
で、突起電極を有する基板を作製した。図9に、得られ
たセラミック基板を裏面から見た図を示す。突起電極1
6はセラミック基板15の裏面に 1.27mmピッチ
でグリッド状に配置され、突起電極の高さは、約0.2
mmで、一定であった。
Example 5 Using the green sheet for forming a protruding electrode having a thickness of 0.2 mm, a substrate having a protruding electrode was prepared by the manufacturing method of Example 1. FIG. 9 shows a view of the obtained ceramic substrate as seen from the back surface. Protruding electrode 1
6 are arranged in a grid pattern on the back surface of the ceramic substrate 15 at a pitch of 1.27 mm, and the height of the protruding electrodes is about 0.2.
It was constant in mm.

【0068】上記の突起電極を有するセラミック基板を
プリント基板(FR−4)に、セラミック基板を、セラ
ミック基板の突起電極とプリント基板上の電極パッドと
が接続するように半田を用いて実装した。まず、半田ペ
ーストをプリント基板の電極パッド上にスクリーン印刷
法を用いて印刷した。セラミック基板をセラミック基板
の突起電極がプリント基板上の電極パッドと接続するよ
うに配置した後、窒素雰囲気で230℃で半田をリフロ
ーし、接続した。図8に突起電極16を有するセラミッ
ク基板15をプリント基板14に実装した構造の断面図
を示す。セラミック基板にはあらかじめ電子装置13が
実装されている。セラミック基板15は、突起電極16
を介して、半田12を用いて、プリント基板14に実装
されている。
The ceramic substrate having the above-mentioned protruding electrodes was mounted on a printed circuit board (FR-4) by using solder so that the protruding electrodes of the ceramic substrate and the electrode pads on the printed circuit board were connected. First, the solder paste was printed on the electrode pad of the printed circuit board by the screen printing method. After arranging the ceramic substrate so that the protruding electrodes of the ceramic substrate were connected to the electrode pads on the printed circuit board, the solder was reflowed at 230 ° C. in a nitrogen atmosphere to be connected. FIG. 8 shows a sectional view of a structure in which the ceramic substrate 15 having the protruding electrodes 16 is mounted on the printed board 14. The electronic device 13 is mounted on the ceramic substrate in advance. The ceramic substrate 15 has a protruding electrode 16
It is mounted on the printed circuit board 14 by using the solder 12 via.

【0069】上述のように、本発明のセラミック基板を
プリント基板に実装し、半田接合部の半田ブリッジの発
生頻度を評価した。近接する電極間に発生した半田ブリ
ッジは、1000ポイント中ゼロであった。すなわち、
本発明のセラミック基板を用いると、半田ブリッジの起
こらない、信頼性が非常に高い接合がえられる。
As described above, the ceramic substrate of the present invention was mounted on a printed board, and the frequency of occurrence of solder bridges at solder joints was evaluated. The solder bridge generated between adjacent electrodes was zero in 1000 points. That is,
When the ceramic substrate of the present invention is used, a solder bridge does not occur and highly reliable bonding can be obtained.

【0070】なお、上記の実施例において、突起電極形
成層用グリーンシート及び突起電極形成層用ペーストの
焼結しない材料としてAl23を用いたが、その他にB
eO、MgO,ZrO2,TiO2,BNなどを用いるこ
ともできた。
In the above example, Al 2 O 3 was used as the non-sintering material for the protruding electrode forming layer green sheet and the protruding electrode forming layer paste.
It was also possible to use eO, MgO, ZrO 2 , TiO 2 , BN or the like.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
ク基板は、高さが一定の突起電極を有し、その高さを半
田ブリッジが発生しないように高くすることができる。
突起電極の高さは、突起電極形成層用グリーンシートの
厚さ、または、突起電極形成層用ペーストの塗膜の厚さ
を制御することで、制御することができる。また、突起
電極の高さを高くすることにより、プリント基板とセラ
ミック基板との間に発生する熱応力による接合部の破壊
を抑制することができる。また、本発明のセラミック基
板の複数の突起電極の高さは均一なので、プリント基板
との接続不良を防止することができる。さらに、本発明
のセラミック基板の製造方法によると、セラミック基板
の製造と同時に突起電極を形成することができるので、
突起電極を有するセラミック基板を安価に製造すること
ができる。本発明の突起電極を有するセラミック基板は
マルチチップ基板としてだけではなく、チップキャリア
としても使用できる。
As described above, the ceramic substrate of the present invention has the protruding electrode having a constant height, and the height can be increased so that the solder bridge is not generated.
The height of the bump electrode can be controlled by controlling the thickness of the green sheet for the bump electrode forming layer or the thickness of the coating film of the paste for the bump electrode forming layer. Further, by increasing the height of the protruding electrode, it is possible to suppress the destruction of the joint portion due to the thermal stress generated between the printed board and the ceramic board. In addition, since the height of the plurality of protruding electrodes of the ceramic substrate of the present invention is uniform, it is possible to prevent defective connection with the printed circuit board. Furthermore, according to the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, the protruding electrode can be formed at the same time as the manufacturing of the ceramic substrate.
It is possible to inexpensively manufacture a ceramic substrate having a protruding electrode. The ceramic substrate having the protruding electrodes of the present invention can be used not only as a multi-chip substrate but also as a chip carrier.

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

【図1】本発明の一実施例の突起電極形成層を除去後の
セラミック基板を裏面から見た斜視図
FIG. 1 is a perspective view of a back surface of a ceramic substrate after removing a protruding electrode forming layer according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例1のセラミック基板の製造方法の工程を
示す図
FIG. 2 is a diagram showing steps of a method for manufacturing a ceramic substrate of Example 1;

【図3】実施例1のセラミック基板の製造に用いられる
積層体の断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view of a laminated body used for manufacturing the ceramic substrate of Example 1.

【図4】図3の積層体を焼成し、アルミナを除去した積
層体の断面図
FIG. 4 is a cross-sectional view of the laminated body obtained by firing the laminated body of FIG. 3 and removing alumina.

【図5】実施例1のセラミック基板の製造に用いられる
他の積層体の断面図
5 is a cross-sectional view of another laminated body used for manufacturing the ceramic substrate of Example 1. FIG.

【図6】実施例1のセラミック基板の製造に用いられる
他の積層体の断面図
FIG. 6 is a cross-sectional view of another laminated body used for manufacturing the ceramic substrate of Example 1.

【図7】実施例2のアルミナペースト印刷後の積層体の
断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view of the laminated body after printing the alumina paste of Example 2.

【図8】実施例5の突起電極を有するセラミック基板を
プリント基板に実装した状態の断面図
FIG. 8 is a cross-sectional view of a ceramic substrate having protruding electrodes of Example 5 mounted on a printed circuit board.

【図9】実施例5の突起電極を有するセラミック基板を
裏面から見た図
FIG. 9 is a view of a ceramic substrate having protruding electrodes of Example 5 seen from the back surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 基板形成用グリーンシート 4 突起電極形成層用グリーンシート 5 配線パターン 6 突起電極 3 Green sheet for substrate formation 4 Green sheet for protruding electrode formation layer 5 wiring patterns 6 protruding electrodes

───────────────────────────────────────────────────── 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 板垣 峰広 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6−53655(JP,A) 特開 昭59−75695(JP,A) 特開 昭54−104598(JP,A) 特開 平2−25094(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/40 H05K 3/34 501 H05K 3/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasuhiko Hakotani 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Minehiro Itagaki 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Incorporated (72) Inventor Kazuhiro Miura 1006, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-6-53655 (JP, A) JP-A-59-75695 (JP, A) JP-A-54-104598 (JP, A) JP-A-2-25094 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H05K 3/40 H05K 3/34 501 H05K 3/46

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の突起電極を有するセラミック基板を
製造する方法であって、上面及び下面を有するグリーン
シート積層体の少なくとも一方の面上に、突起電極形成
層用ペーストを用いて複数の孔を有する該突起電極形成
層を印刷する工程と、該突起電極形成層の該複数の孔に
突起電極形成用ペーストを満たす工程と、該グリーンシ
ート積層体を焼成する焼成工程と、該突起電極形成層を
除去することによって、焼成された該突起電極形成用ペ
ーストから該複数の突起電極を形成する工程と、を備え
たセラミック基板の製造方法。
1. A method of manufacturing a ceramic substrate having a plurality of protruding electrodes, comprising forming protruding electrodes on at least one surface of a green sheet laminate having an upper surface and a lower surface.
Forming the bump electrode having a plurality of holes using a layer paste
By printing a layer, filling the plurality of holes in the protruding electrode forming layer with the protruding electrode forming paste, firing the green sheet laminate, and removing the protruding electrode forming layer. , and a step of forming a protruding electrode of said plurality of the fired protrusion electrode forming paste
Method for manufacturing ceramic substrate .
【請求項2】焼成工程の前に、グリーンシート積層体、
突起電極形成用ペースト及び突起電極形成層用ペースト
に含まれる有機物を除去するために、該グリーンシート
積層体、該突起電極形成用ペースト及び該突起電極形成
層用ペーストを熱処理する工程と、該突起電極形成用ペ
ーストを還元する工程と、を更に包含する請求項に記
載のセラミック基板の製造方法。
2. A green sheet laminate before the firing step,
A step of heat-treating the green sheet laminate, the bump electrode forming paste and the bump electrode forming layer paste to remove organic substances contained in the bump electrode forming paste and the bump electrode forming layer paste; The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 1 , further comprising a step of reducing the electrode forming paste.
【請求項3】突起電極形成層を設ける工程の前に、グリ
ーンシート積層体の少なくとも一方の面上に、基板形成
用ペーストを印刷することによって、基板形成用ペース
ト層を形成する工程を、更に包含する請求項に記載の
セラミック基板の製造方法。
3. A step of forming a substrate forming paste layer by printing a substrate forming paste on at least one surface of the green sheet laminate before the step of providing the protruding electrode forming layer, Claim 1 including
Ceramic substrate manufacturing method.
【請求項4】突起電極形成層用ペーストが、積層体焼成
工程の焼成温度では焼結しない無機成分を主成分とする
請求項に記載のセラミック基板の製造方法。
4. The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 1 , wherein the paste for forming a protruding electrode layer contains an inorganic component that does not sinter at the firing temperature of the laminate firing step as a main component.
【請求項5】突起電極形成層用ぺーストが、Al23
MgO、ZrO2、TiO2、BeO、及びBNからなる
群の内少なくとも一つの成分を含む請求項に記載のセ
ラミック基板の製造方法。
5. The paste for forming a protruding electrode is formed of Al 2 O 3 ,
The method for producing a ceramic substrate according to claim 1 , comprising at least one component selected from the group consisting of MgO, ZrO 2 , TiO 2 , BeO, and BN.
【請求項6】突起電極形成用ペーストが、Ag、Pd、
Pt、及びCuからなる群の内少なくとも一つの成分を
含む導電体ペーストである請求項1に記載のセラミック
基板の製造方法。
6. The bump electrode forming paste comprises Ag, Pd,
The ceramic according to claim 1, which is a conductor paste containing at least one component selected from the group consisting of Pt and Cu.
Substrate manufacturing method.
【請求項7】突起電極形成用ペーストが、CuOを主成
分とする金属酸化物ペーストである請求項1に記載のセ
ラミック基板の製造方法。
7. The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 1, wherein the bump electrode forming paste is a metal oxide paste containing CuO as a main component.
【請求項8】複数の突起電極が柱状である請求項1に記
載のセラミック基板の製造方法。
8. The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 1, wherein the plurality of protruding electrodes are columnar.
【請求項9】複数の突起電極を有するセラミック基板を
製造する方法であって、上面及び下面を有するセラミッ
ク基板の少なくとも一方の面上に、複数の孔を有する突
起電極形成層を設ける工程と、該突起電極形成層の該複
数の孔に突起電極形成用ペーストを満たす工程と、該セ
ラミック基板を焼成する焼成工程と、該突起電極形成層
を除去することによって、焼成された該突起電極形成用
ペーストから該複数の突起電極を形成する工程と、を
えたセラミック基板の製造方法。
9. A method of manufacturing a ceramic substrate having a plurality of protruding electrodes, the method comprising providing a protruding electrode forming layer having a plurality of holes on at least one surface of a ceramic substrate having an upper surface and a lower surface, A step of filling the plurality of holes of the bump electrode forming layer with a paste for forming a bump electrode; a firing step of firing the ceramic substrate; and a step of firing the bump electrode forming layer by removing the bump electrode forming layer. Bei forming a protruding electrode of said plurality of the paste, the
A method for manufacturing the ceramic substrate .
【請求項10】突起電極形成層を設ける工程が、少なく
とも1枚の突起電極形成層用グリーンシートに複数の孔
を形成する工程と、該少なくとも1枚の突起電極形成層
用グリーンシートをセラミック基板の少なくとも一方の
面上に設ける工程と、を包含する請求項に記載のセラ
ミック基板の製造方法。
10. The step of providing a protruding electrode forming layer comprises the step of forming a plurality of holes in at least one protruding electrode forming layer green sheet, and the at least one protruding electrode forming layer green sheet comprising a ceramic substrate. The step of providing on at least one surface of the ceramic according to claim 9.
Mic substrate manufacturing method.
【請求項11】焼成工程の前に、突起電極形成層用グリ
ーンシート及び突起電極形成用ペーストに含まれる有機
物を除去するために、突起電極形成層用グリーンシート
及び突起電極形成用ペーストを熱処理する工程と、該突
起電極形成用ペーストを還元する工程と、を更に包含す
る請求項10に記載のセラミック基板の製造方法。
11. Before the firing step, the protruding electrode forming layer green sheet and the protruding electrode forming paste are heat-treated in order to remove organic substances contained in the protruding electrode forming layer green sheet and the protruding electrode forming paste. The method of manufacturing a ceramic substrate according to claim 10 , further comprising: a step and a step of reducing the bump electrode forming paste.
【請求項12】突起電極形成層用グリーンシートが、焼
成工程の焼成温度では焼結しない無機成分を主成分とす
る請求項10に記載のセラミック基板の製造方法。
12. The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 10 , wherein the green sheet for forming the protruding electrode layer contains an inorganic component that does not sinter at the firing temperature in the firing step as a main component.
【請求項13】突起電極形成層用グリーンシートが、A
23、MgO、ZrO2、TiO2、BeO、及びBN
からなる群の内少なくとも一つの成分を含む請求項10
に記載のセラミック基板の製造方法。
13. The green sheet for forming a protruding electrode is A
l 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 , BeO, and BN
Claim 10 comprising at least one component of the group consisting of
A method for manufacturing a ceramic substrate according to .
【請求項14】突起電極形成層を設ける工程が、セラミ
ック基板の少なくとも一方の面上に、突起電極形成層用
ペーストを用いて複数の孔を有する該突起電極形成層を
印刷する工程を、包含する請求項に記載のセラミック
基板の製造方法。
14. A step of providing a protruding electrode forming layer includes a step of printing the protruding electrode forming layer having a plurality of holes on at least one surface of a ceramic substrate using a protruding electrode forming layer paste. The ceramic according to claim 9.
Substrate manufacturing method.
【請求項15】焼成工程の前に、突起電極形成用ペース
ト及び突起電極形成層用ペーストに含まれる有機物を除
去するために、該突起電極形成用ペースト及び該突起電
極形成層用ペーストを熱処理する工程と、該突起電極形
成用ペーストを還元する工程と、を更に包含する請求項
14に記載のセラミック基板の製造方法。
15. Before the firing step, the protruding electrode forming paste and the protruding electrode forming layer paste are heat-treated in order to remove organic substances contained in the protruding electrode forming paste and the protruding electrode forming layer paste. The method further comprising a step and a step of reducing the bump electrode forming paste.
15. The method for manufacturing a ceramic substrate according to 14 .
【請求項16】突起電極形成層を設ける工程の前に、セ
ラミック基板の少なくとも一方の面上に、基板形成用ペ
ーストを印刷することによって、基板形成用ペースト層
を形成する工程を、更に包含する請求項14に記載の
ラミック基板の製造方法。
16. The method further comprises the step of forming a substrate-forming paste layer by printing a substrate-forming paste on at least one surface of the ceramic substrate before the step of providing the protruding electrode forming layer. cell of claim 14
Method for manufacturing lamic substrate .
【請求項17】突起電極形成層用ペーストが、積層体焼
成工程の焼成温度では焼結しない無機成分を主成分とす
る請求項14に記載のセラミック基板の製造方法。
17. The method for producing a ceramic substrate according to claim 14 , wherein the paste for forming a protruding electrode layer contains an inorganic component that does not sinter at the firing temperature in the laminate firing step as a main component.
【請求項18】突起電極形成層用ぺーストが、Al
23、MgO、ZrO2、TiO2、BeO、及びBNか
らなる群の内少なくとも一つの成分を含む請求項14
記載のセラミック基板の製造方法。
18. The paste for forming a protruding electrode is formed of Al.
The method of manufacturing a ceramic substrate according to claim 14 , further comprising at least one component selected from the group consisting of 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 , BeO, and BN.
【請求項19】突起電極形成用ペーストが、Ag、P
d、Pt、及びCuからなる群の内少なくとも一つの成
分を含む導電体ペーストである請求項14に記載のセラ
ミック基板の製造方法。
19. The bump electrode forming paste is Ag, P
d, Serra of claim 14 Pt, and among the group consisting of Cu as a conductive paste containing at least one component
Mic substrate manufacturing method.
【請求項20】突起電極形成用ペーストが、CuOを主
成分とする金属酸化物ペーストである請求項に記載の
セラミック基板の製造方法。
20. The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 9 , wherein the bump electrode forming paste is a metal oxide paste containing CuO as a main component.
【請求項21】複数の突起電極が柱状である請求項
記載のセラミック基板の製造方法。
21. The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 9 , wherein the plurality of protruding electrodes are columnar.
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