JP4329253B2

JP4329253B2 - Manufacturing method of ceramic multilayer substrate for flip chip

Info

Publication number: JP4329253B2
Application number: JP2000309466A
Authority: JP
Inventors: 寛治水越; 俊博中居
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP2002118194A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを収納するためのセラミック多層基板に係り、より詳細には半導体チップがフリップチップ方式で実装されるフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セラミック多層基板は、電子部品を実装するための配線パターンを形成した回路基板として用いられている。通常、セラミック多層基板に半導体チップをフリップチップ方式で実装する場合、セラミックグリーンシートに導体パターンや上下の導通用のビアを形成し、複数枚のセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成して焼成し、この積層体の焼成後の表面に露出したビアの表面をフリップチップ実装用の受けパッドに利用している。あるいは、セラミックグリーンシートの積層体の焼成後の表面に配線導体パターンをスクリーン印刷で形成し、焼成することでフリップチップ実装用の受けパッドを形成している。また、このセラミック多層基板は、焼成におけるセラミックグリーンシートの収縮率を一定にするために、セラミックグリーンシートの上下にこのセラミックグリーンシートの焼結温度では焼結しないセラミックからなる未焼結シートを載置し、加熱圧着して積層体を形成し、加圧しながら焼成した後に、この未焼結シートを除去することで作成している。この方法によって、積層されたセラミックグリーンシートは上下から未焼結シートで拘束された状態で焼成されるので収縮による縦、横方向の寸法誤差は０．１％以下に抑えることができる。このようなセラミック多層基板として、例えば、１０００℃以下の焼結温度の低温焼成基板材料からなるセラミックグリーンシートを焼結したガラスセラミック基板がある。また、未焼結シートとしては、このガラスセラミック基板の焼結温度では焼結しない、例えば、ガラス分等の焼結助剤を含まないアルミナ等のみからなるセラミックグリーンシートがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来のフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法においては、次のような問題がある。
（１）ビアの露出した表面をフリップチップ実装用の受けパッドに利用する場合においては、図５に示すように、ビア５１の形成段階でセラミックグリーンシートに穿設されたスルーホール５２に導体ペースト５３を充填する時に印刷ずれ等により孔部の周囲のセラミックグリーンシート表面に導体ペーストが付着して受けパッドとしての寸法精度を悪くしている。また、充填した導体ペースト５３を乾燥すると溶剤の蒸発と共に表面が凹状のへこみ５４が生じて、フリップチップ実装の信頼性が低下する。
（２）セラミックグリーンシートの積層体の焼成後の表面にフリップチップ実装用の受けパッドとなる配線パターンを印刷し、焼成して形成する場合においては、スクリーン印刷版の伸び縮みにより形状やピッチ寸法を満足させることができない。また、印刷膜厚みのばらつきにより平坦性が確保できなくて、フリップチップ実装時の作業効率を低下させている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、ビアの露出した表面をフリップチップ実装用の受けパッドとして利用できるようにして半導体素子の高密度化に対応でき、基板及びフリップチップ実装用の受けパッドの表面が平坦で実装作業効率を上げることができるフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法は、セラミック多層基板の表面に形成され、フリップチップと接続するためのパッドを有するフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法において、焼結温度が８００〜１０００℃である複数枚のセラミックグリーンシートの内のフリップチップが実装される第１の外層用セラミックグリーンシートに外層配線導体パターンを形成する第１工程と、外層配線導体パターンが形成された側の表面上にセラミックグリーンシートの焼結温度では焼結しない第１の未焼結シート及び第１の未焼結シート上に樹脂シートを有する接合体を形成する第２工程と、接合体にスルーホールを穿設し、スルーホール内に樹脂シート側から導体ペーストを充填し、ビアを形成する第３工程と、接合体から樹脂シートを剥離する第４工程と、樹脂シートを剥離した接合体と、内層配線導体パターン及びビアを有する内層用セラミックグリーンシートと、内層用セラミックグリーンシートを挟んで第１の外層用セラミックグリーンシートに対向する位置に第２の外層用セラミックグリーンシートを配設し、しかも第２の外層用セラミックグリーンシートの外表面には第２の未焼結シートを重ね合わせ、加熱圧着して積層し、積層体を形成する第５工程と、セラミックグリーンシートの焼結温度で積層体を加圧しながら焼成し、焼結体を形成し、焼結体から第１及び第２の未焼結シートを剥離する第６工程と、焼結体の表面をブラスト処理する第７工程とを有する。
これにより、接合体に形成されたスルーホールに導体ペーストを充填した後、樹脂シートを剥離するので、導体ペーストのスルーホールへの充填時に発生する印刷ずれによる導体ペーストの付着はなく、ビアの表面のへこみの発生も起こらず、ビアをフリップチップ実装用の受けパッドに利用することが可能となる。また、フリップチップ実装用の受けパッドをビアで形成するので基板焼成後の印刷時に発生するスクリーン印刷版の伸び縮みや印刷厚みのばらつきは起こらず、高密度化されたフリップチップを容易に実装できる。
【０００５】
前記目的に沿う第２の発明に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法は、セラミック多層基板の表面に形成され、フリップチップと接続するためのパッドを有するフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法において、焼結温度が８００〜１０００℃である複数枚のセラミックグリーンシートの内のフリップチップが実装される第１の外層用セラミックグリーンシートに外層配線導体パターンを形成する第１工程と、外層配線導体パターンが形成された側の表面上にセラミックグリーンシートの焼結温度では焼結しない第１の未焼結シートを積層し、結合体を形成する第２工程と、結合体にスルーホールを穿設し、スルーホール内に第１の未焼結シート側から導体ペーストを充填し、ビアを形成する第３工程と、第１の未焼結シートの表面上に第３の未焼結シートを配設する結合体と、内層配線導体パターン及びビアを有する内層用セラミックグリーンシートと、内層用セラミックグリーンシートを挟んで第１の外層用セラミックグリーンシートに対向する位置に第２の外層用セラミックグリーンシートを配設し、しかも第２の外層用セラミックグリーンシートの外表面には第２の未焼結シートを重ね合わせ、加熱圧着して積層し、積層体を形成する第４工程と、セラミックグリーンシートの焼結温度で積層体を加圧しながら焼成し、焼結体を形成し、焼結体から第１、第２及び第３の未焼結シートを剥離する第５工程と、焼結体の表面をブラスト処理する第６工程とを有する。
これにより、導体ペースト充填時に発生する印刷ずれによる導体ペースト付着はなく、ビアの表面のへこみの発生も起こらないので、ビアをフリップチップ実装用の受けパッドに利用することが可能となる。また、フリップチップ実装用の受けパッドをビアで形成するので基板焼成後の印刷時に発生するスクリーン印刷版の伸び縮みや印刷厚みのばらつきは起こらず、受けパッドの表面が平坦化されると共に、高密度化されたフリップチップを容易に実装することができる。更に、未焼結シートの厚みのコントロールによって、フリップチップ実装用の受けパッドの高さを精度よく容易に形成することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法で形成したフリップチップ用セラミック多層基板の断面図、図２（Ａ）〜（Ｇ）は第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の説明図、図３（Ａ）〜（Ｆ）は第２の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の説明図、図４は同フリップチップ用セラミック多層基板の受けパッドの説明図である。
【０００７】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法を適用して製造したフリップチップ用セラミック多層基板１０は、複数のセラミックグリーンシートからなる第１の外層用セラミックグリーンシート２１、内層用セラミックグリーンシート２２、第２の外層用セラミックグリーンシート２３（図２、図３参照）の積層体３０が形成され、その積層体３０を焼成して成形された焼結体４０の上下の外表面には外層配線パターン１１が形成されている。また、最外層の第１の外層用セラミックグリーンシート２１に形成されたビア導体１３の外表面にはフリップチップ実装用の受けパッド１４が形成されている。焼成前の各セラミックグリーンシートの第１の外層用セラミックグリーンシート２１、内層用セラミックグリーンシート２２、第２の外層用セラミックグリーンシート２３間には内層配線パターン１２が形成されていて、各層の内層配線パターン１２及び外層配線パターン１１は、ビア導体１３で接続されている。
【０００８】
次いで、図２（Ａ）〜（Ｇ）を参照して第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法について説明する。
先ず、図２（Ａ）に示すように、第１工程において、８００〜１０００℃で焼結可能な複数枚のセラミックグリーンシートの内の第１の外層用セラミックグリーンシート２１を準備する。その前に、このセラミックグリーンシートは、ＣａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラス５０〜６５重量％（好ましくは６０重量％）とＡｌ₂ Ｏ₃ ５０〜３５重量％（好ましくは４０重量％）からなるセラミック粉末にバインダー、溶剤及び可塑材を添加して混合し、ドクターブレード法等で所望の厚みのシート状にし、所望の大きさに切断して形成している。そして、第１の外層用セラミックグリーンシート２１には表面に回路を形成するためのＡｇ系の導体ペーストで外層配線導体パターン２４をスクリーン印刷で形成している。
【０００９】
次に、図２（Ｂ）に示すように、第２工程において、セラミックグリーンシートの焼結温度である８００〜１０００℃では焼結しない未焼結シートを準備する。この未焼結シートは、ガラス分を含まないアルミナ粉末のみにバインダー、溶剤及び可塑材を添加して混合し、ドクターブレード法等で所望の厚みのシート状にし、所望の大きさに切断して第１の未焼結シート２５を形成している。この第１の未焼結シート２５を外層配線導体パターン２４が形成された第１の外層用セラミックグリーンシート２１の表面に重ね合わせ、温度１００℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² で加熱圧着して積層している。
【００１０】
この第１の未焼結シート２５の表面には、樹脂シート２６が貼着しており、第１の外層用セラミックグリーンシート２１と第１の未焼結シート２５及び樹脂シート２６からなる接合体２０を形成する。樹脂シート２６は、例えば、未焼結シートをドクターブレード法で形成する時に使用されるポリエステルフィルム等からなるシートをそのまま樹脂シート２６に利用したり、未焼結シートの上に改めて接着剤付きポリエステルフィルム等の樹脂フィルムをローラー等を用いて第１の未焼結シート２５の表面に貼着される。
【００１１】
次に、図２（Ｃ）に示すように、第３工程において、接合体２０に金型プレスやＮＣマシーン等を使用してスルーホール２７を穿設する。好ましくは樹脂シート２６の側からスルーホール２７を穿設することで樹脂シート２６が第１の未焼結シート２５から剥がれるのを防止できる。このスルーホール２７内には、樹脂シート２６の側からＡｇ系の導体ペーストをスクリーン印刷機等で充填してビア２８を形成している。
【００１２】
次に、図２（Ｄ）に示すように、第４工程において、接合体２０から樹脂シート２６を剥離する。
【００１３】
次に、図２（Ｅ）に示すように、第５工程において、樹脂シート２６を除去した接合体２０と、内層配線導体パターン２９及びビア２８が形成されている内層用セラミックグリーンシート２２と、この内層用セラミックグリーンシート２２を挟んで第１の外層用セラミックグリーンシート２１に対向する位置に内層配線導体パターン２９、外層配線導体パターン２４やビア２８が形成されている第２の外層用セラミックグリーンシート２３を重ね合わせ、更に、この第２の外層用セラミックグリーンシート２３の外表面には、第２の未焼結シート３１を重ね合わせ、温度１００℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² で加熱圧着し、積層体３０を形成している。
【００１４】
次に、図２（Ｆ）に示すように、第６工程において、積層体３０の上、下面に金属や耐火物からなる押え治具をあてがい、荷重１０Ｋｇ／ｃｍ² を掛けながら、温度１０００℃以下で加圧焼成する。これによって、セラミックグリーンシートが焼結し、バインダー、溶剤及び可塑材が無くなった第１及び第２の未焼結シート２５、３１を上下面に有する焼結体４０が形成される。この加圧焼成によって、第１の外層用セラミックグリーンシート２１、第２の外層用セラミックグリーンシート２３のそれぞれの表面に設けられた外層配線導体パターン２４が焼成されて外層配線パターン１１を形成し、内層用セラミックグリーンシート２２、第２の外層用セラミックグリーンシート２３に設けられた内層配線導体パターン２９が焼成されて内層配線パターン１２が形成されても、第１及び第２の未焼結シート２５、３１の拘束により焼結体４０の上下の外表面の平坦性を維持することができる。なお、フリップチップ接続端子用や上下層導通用のビア２８も焼成されてビア導体１３を形成する。また、第１及び第２の未焼結シート２５、３１の拘束により焼結体４０は、平面方向の収縮は発生しないが、厚み方向の収縮は発生する。そして、焼結体４０から第１及び第２の未焼結シート２５、３１を除去する。焼成された第１及び第２の未焼結シート２５、３１はバインダー、溶剤及び可塑材が無くなった状態であるので、アルミナ紛のみであり、焼結体４０の外表面に若干のアルミナ紛の付着を残して、殆どは簡単に剥離除去できる。
【００１５】
次に、図２（Ｇ）に示すように、第７工程において、焼結体４０の外表面にガラスビーズ等のブラスト材を使用してブラスト処理を施し、外表面に付着しているアルミナ紛を除去し、また、ブラスト処理によって外表面に露出しているビア導体１３の表面を研削して平坦に形成してフリップチップ接合用の受けパッド１４を形成し、フリップチップ用セラミック多層基板１０を得ている。
【００１６】
なお、本実施の形態では、フリップチップ用セラミック多層基板１０を３層のセラミックグリーンシート２１〜２３で形成したが、この層数は限定されるものではなく、２層又は４層以上であってもよい。
また、第１の外層用セラミックグリーンシート２１、第２の外層用セラミックグリーンシート２３のそれぞれの表面に設けられた外層配線導体パターン２４はセラミックグリーンシートと同時焼結して外層配線パターン１１を形成しているが、セラミックグリーンシートを焼結後に外層配線パターン２４をスクリーン印刷で形成し、焼成して外層配線パターン１１を形成してもよい。
更に、セラミックグリーンシートの材料として、ＣａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスとＡｌ₂ Ｏ₃ との混合物以外に、ＭｇＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスとＡｌ₂ Ｏ₃ との混合物、ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスとＡｌ₂ Ｏ₃ との混合物、ＰｂＯ−ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスとＡｌ₂ Ｏ₃ との混合物、コージェライト系結晶化ガラス等のセラミック材料を用いてもよい。
【００１７】
次いで、図３（Ａ）〜（Ｆ）を参照して第２の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法について説明する。なお、前述の第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の説明に使用した図の符号と同じ箇所については、同じ符号を用いる。
先ず、図３（Ａ）に示すように、第１工程において、前述の第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の場合と同様に、８００〜１０００℃で焼結可能な複数枚のセラミックグリーンシート２１〜２３の内の第１の外層用セラミックグリーンシート２１を準備し、その表面に回路を形成するためのＡｇ系の導体ペーストで外層配線導体パターン２４をスクリーン印刷で形成している。
【００１８】
次に、図３（Ｂ）に示すように、第２工程において、８００〜１０００℃で焼結するセラミックグリーンシート２１〜２３の焼結温度では焼結しない第１の未焼結シート２５を準備し、この第１の未焼結シート２５を外層配線導体パターン２４が形成された第１の外層用セラミックグリーンシート２１の表面に重ね合わせ、温度１００℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² で加熱圧着して積層し、結合体２０Ａを形成している。
【００１９】
次に、図３（Ｃ）に示すように、第３工程において、結合体２０Ａに金型プレスやＮＣマシーン等を使用してスルーホール２７を穿設する。このスルーホール２７内には、第１の未焼結シート２５の側からＡｇ系の導体ペーストをスクリーン印刷機等で充填してビア２８を形成している。
【００２０】
次に、図３（Ｄ）に示すように、第４工程において、結合体２０Ａと、内層配線導体パターン２９及びビア２８が形成されている内層用セラミックグリーンシート２２と、この内層用セラミックグリーンシート２２を挟んで第１の外層用セラミックグリーンシート２１に対向する位置にある内層配線導体パターン２９やビア２８が形成されている第２の外層用セラミックグリーンシート２３と、この第２の外層用セラミックグリーンシート２３の外表面に第２の未焼結シート３１を重ね合わせ、更に、結合体２０Ａの第１の未焼結シート２５の表面側に第３の未焼結シート３２を重ね合わせ、温度１００℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² で加熱圧着し、積層体３０Ａを形成している。
【００２１】
次に、図３（Ｅ）に示すように、第５工程において、前述の第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の場合と同様に、積層体３０Ａの上面と下面に金属や耐火物からなる押え治具をあてがい、荷重１０Ｋｇ／ｃｍ² を掛けながら、温度１０００℃以下で加圧焼成する。これによって、セラミックグリーンシート２１〜２３が焼結し、バインダー、溶剤及び可塑材が無くなった第１、第２及び第３の未焼結シート２５、３１、３２を上下面に有する焼結体４０Ａが形成される。この加圧焼成によって、外層配線導体パターン２４が焼成されて外層配線パターン１１を、内層配線導体パターン２９が焼成されて内層配線パターン１２が形成されても、第１、第２及び第３の未焼結シート２５、３１、３２の拘束により焼結体４０Ａの上下の外表面の平坦性を維持することができる。なお、ビア２８も焼成されてビア導体１３を形成する。そして、焼結体４０Ａから第１、第２及び第３の未焼結シート２５、３１、３２を除去する。焼成された第１、第２及び第３の未焼結シート２５、３１、３２はバインダー、溶剤及び可塑材が無くなった状態であるので、アルミナ紛のみであり、焼結体４０Ａの外表面に若干のアルミナ紛の付着を残して、殆どは簡単に剥離除去することができる。
【００２２】
次に、図３（Ｆ）に示すように、第６工程において、前述の第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の場合と同様に、焼結体４０Ａの外表面にガラスビーズ等のブラスト材を使用してブラスト処理、及び、バフ研磨等の表面処理を施し、外表面に付着しているアルミナ紛を除去し、フリップチップ用セラミック多層基板１０を得ている。また、ブラスト処理によって外表面に露出しているビア導体１３の表面を研削して平坦に形成してフリップチップ接合用の受けパッド１４を形成している。なお、図４に示すように、受けパッド１４の高さは、第１の未焼結シート２５の厚みｄをコントロールすることで調整することが可能である。すなわち、第１の未焼結シート２５の厚みをコントロール（薄く）して受けパッド１４の高さを調整（低く）し、受けパッド１４の高さを最適な状態にしている。そして、第３の未焼結シート３２の厚みＤをコントロール（厚く）して焼成収縮を抑えるようにしている。
【００２３】
なお、前述の第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の場合と同様に、本実施の形態でも、フリップチップ用セラミック多層基板１０を３層のセラミックグリーンシート２１〜２３で形成したが、この層数は限定されるものではなく、２層又は４層以上であってもよい。
また、第１の外層用セラミックグリーンシート２１、第２の外層用セラミックグリーンシート２３のそれぞれの表面に設けられた外層配線導体パターン２４はセラミックグリーンシートと同時焼結して外層配線パターン１１を形成しているが、セラミックグリーンシートを焼結後に外層配線パターン２４をスクリーン印刷で形成し、焼成して外層配線パターン１１を形成してもよい。
更に、セラミックグリーンシートの材料として、ＣａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスとＡｌ₂ Ｏ₃ との混合物以外に、ＭｇＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスとＡｌ₂ Ｏ₃ との混合物、ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスとＡｌ₂ Ｏ₃ との混合物、ＰｂＯ−ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスとＡｌ₂ Ｏ₃ との混合物、コージェライト系結晶化ガラス等のセラミック材料を用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載のフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法においては、焼結温度が８００〜１０００℃である複数枚のセラミックグリーンシートの内のフリップチップが実装される第１の外層用セラミックグリーンシートに外層配線導体パターンを形成する第１工程と、外層配線導体パターンが形成された側の表面上にセラミックグリーンシートの焼結温度では焼結しない第１の未焼結シート及び第１の未焼結シート上に樹脂シートを有する結合体形成する第２工程と、接合体にスルーホールを穿設し、スルーホール内に樹脂シート側から導体ペーストを充填し、ビアを形成する第３工程と、接合体から樹脂シートを剥離する第４工程と、樹脂シートを剥離した接合体と、内層配線導体パターン及びビアを有する内層用セラミックグリーンシートと、内層用セラミックグリーンシートを挟んで第１の外層用セラミックグリーンシートに対向する位置に第２の外層用セラミックグリーンシートを配設し、しかも第２の外層用セラミックグリーンシートの外表面には第２の未焼結シートを重ね合わせ、加熱圧着して積層し、積層体を形成する第５工程と、セラミックグリーンシートの焼結温度で積層体を加圧しながら焼成し、焼結体を形成し、焼結体から第１及び第２の未焼結シートを剥離する第６工程と、焼結体の表面をブラスト処理する第７工程とを有するので、ビアをフリップチップ実装用の受けパッドに利用することが可能となり、半導体素子の高密度化に対応でき、基板及びフリップチップ実装用の受けパッドの表面が平坦で実装作業効率を上げることができる。また、受けパッドをビアで形成するので基板焼成後に印刷して形成するような場合に発生するスクリーン印刷版の伸び縮みや印刷厚みのばらつきは起こらず、フリップチップが容易に実装できる。
【００２５】
請求項２記載のフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法においては、焼結温度が８００〜１０００℃である複数枚のセラミックグリーンシートの内のフリップチップが実装される第１の外層用セラミックグリーンシートに外層配線導体パターンを形成する第１工程と、外層配線導体パターンが形成された側の表面上にセラミックグリーンシートの焼結温度では焼結しない第１の未焼結シートを積層し、結合体を形成する第２工程と、結合体にスルーホールを穿設し、スルーホール内に第１の未焼結シート側から導体ペーストを充填し、ビアホールを形成する第３工程と、第１の未焼結シートの表面上に第３の未焼結シートを配設する結合体と、内層配線導体パターン及びビアホールを有する内層用セラミックグリーンシートと、内層用セラミックグリーンシートを挟んで第１の外層用セラミックグリーンシートに対向する位置に第２の外層用セラミックグリーンシートを配設し、しかも第２の外層用セラミックグリーンシートの外表面には第２の未焼結シートを重ね合わせ、加熱圧着して積層し、積層体を形成する第４工程と、セラミックグリーンシートの焼結温度で積層体を加圧しながら焼成し、焼結体を形成し、焼結体から第１、第２及び第３の未焼結シートを剥離する第５工程と、焼結体の表面をブラスト処理する第６工程とを有するので、ビアをフリップチップ実装用の受けパッドに利用することが可能となり、半導体素子の高密度化に対応でき、ビア形成段階における導体ペースト充填時の印刷ずれによる導体ペースト付着はなく、ビアの表面のへこみの発生も起こらず、実装作業効率を上げることができる。また、フリップチップ実装用の受けパッドをビアで形成するので基板焼成後の印刷時に発生するスクリーン印刷版の伸び縮みや印刷厚みのばらつきは起こらず、受けパッドの表面が平坦化され、高密度化されたフリップチップを容易に実装することができる。更に、未焼結シートの厚みのコントロールによって、フリップチップ実装用の受けパッドの高さを精度よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法で形成したフリップチップ用セラミック多層基板の断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｇ）はそれぞれ同フリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の第２の実施の形態に係るフリップチップ用セラミック多層基板の製造方法の説明図である。
【図４】同フリップチップ用セラミック多層基板の受けパッドの説明図である。
【図５】従来のフリップチップ用セラミック多層基板の断面図である。
【符号の説明】
１０：フリップチップ用セラミック多層基板、１１：外層配線パターン、１２：内層配線パターン、１３：ビア導体、１４：受けパッド、２０：接合体、２０Ａ：結合体、２１：第１の外層用セラミックグリーンシート、２２：内層用セラミックグリーンシート、２３：第２の外層用セラミックグリーンシート、２４：外層配線導体パターン、２５：第１の未焼結シート、２６：樹脂シート、２７：スルーホール、２８：ビア、２９：内層配線導体パターン、３０、３０Ａ：積層体、３１：第２の未焼結シート、３２：第３の未焼結シート、４０、４０Ａ：焼結体、Ｄ、ｄ：未焼結シートの厚み[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic multilayer substrate for housing a semiconductor chip, and more particularly to a method for manufacturing a ceramic multilayer substrate for flip chip on which a semiconductor chip is mounted by a flip chip method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a ceramic multilayer substrate has been used as a circuit substrate on which a wiring pattern for mounting an electronic component is formed. Usually, when a semiconductor chip is mounted on a ceramic multilayer substrate by flip chip method, a conductive pattern and upper and lower conductive vias are formed on a ceramic green sheet, and a laminate is formed by laminating a plurality of ceramic green sheets. The surface of the via that is baked and exposed on the baked surface of this laminate is used as a receiving pad for flip chip mounting. Alternatively, a wiring conductor pattern is formed by screen printing on the fired surface of the ceramic green sheet laminate, and then fired to form a receiving pad for flip chip mounting. In order to make the ceramic green sheet shrinkage constant during firing, this ceramic multilayer substrate is provided with unsintered sheets made of ceramic that are not sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet above and below the ceramic green sheet. It is prepared by removing the unsintered sheet after placing it, thermocompression-bonding to form a laminate, firing while applying pressure. By this method, the laminated ceramic green sheets are fired while being constrained by the unsintered sheet from above and below, so that the dimensional error in the vertical and horizontal directions due to shrinkage can be suppressed to 0.1% or less. An example of such a ceramic multilayer substrate is a glass ceramic substrate obtained by sintering a ceramic green sheet made of a low-temperature fired substrate material having a sintering temperature of 1000 ° C. or lower. Moreover, as an unsintered sheet, there is a ceramic green sheet which does not sinter at the sintering temperature of the glass ceramic substrate, for example, consists only of alumina or the like which does not contain a sintering aid such as a glass component.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method for manufacturing a ceramic multilayer substrate for flip chip as described above has the following problems.
(1) When the exposed surface of the via is used as a receiving pad for flip chip mounting, as shown in FIG. 5, the conductive paste is put into the through hole 52 formed in the ceramic green sheet at the stage of forming the via 51. When filling 53, conductor paste adheres to the surface of the ceramic green sheet around the hole due to printing misalignment and the like, and the dimensional accuracy as a receiving pad is deteriorated. In addition, when the filled conductive paste 53 is dried, a dent 54 having a concave surface is generated along with the evaporation of the solvent, and the reliability of flip chip mounting is lowered.
(2) In the case where a wiring pattern serving as a receiving pad for flip chip mounting is printed on the fired surface of the ceramic green sheet laminate and then fired to form, the shape and pitch dimensions due to the expansion and contraction of the screen printing plate Can not be satisfied. Further, the flatness cannot be ensured due to the variation in the thickness of the printed film, and the working efficiency at the time of flip chip mounting is lowered.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can cope with the increase in the density of semiconductor elements by using the exposed surface of the via as a receiving pad for flip chip mounting. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a flip-chip ceramic multilayer substrate that has a flat receiving pad surface and can improve mounting work efficiency.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A method for manufacturing a flip-chip ceramic multilayer substrate according to the first aspect of the present invention is a method for manufacturing a flip-chip ceramic multilayer substrate having a pad formed on the surface of the ceramic multilayer substrate and connected to the flip chip. A first step of forming an outer layer wiring conductor pattern on a first outer layer ceramic green sheet on which a flip chip is mounted among a plurality of ceramic green sheets having a sintering temperature of 800 to 1000 ° C., and an outer layer wiring conductor A second step of forming a first unsintered sheet that is not sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet on the surface on which the pattern is formed, and a joined body having a resin sheet on the first unsintered sheet And through holes are formed in the joined body, and conductive paste is filled into the through holes from the resin sheet side to form vias. A third step, a fourth step of peeling the resin sheet from the bonded body, a bonded body from which the resin sheet has been peeled, an inner layer ceramic green sheet having an inner layer wiring conductor pattern and a via, and an inner layer ceramic green sheet The second ceramic green sheet for the second outer layer is disposed at a position facing the first ceramic green sheet for the outer layer, and the second green sheet is laminated on the outer surface of the second ceramic green sheet for the outer layer. And stacking by thermocompression bonding to form a laminate, and firing the laminate while pressing the laminate at the sintering temperature of the ceramic green sheet to form a sintered body. It has the 6th process which peels the 2nd non-sintered sheet, and the 7th process which carries out blasting of the surface of a sintered compact.
As a result, the resin paste is peeled off after filling the through-hole formed in the joined body with the conductive paste, so there is no adhesion of the conductive paste due to printing misalignment that occurs when filling the through-hole of the conductive paste, and the surface of the via No dent is generated, and the via can be used as a receiving pad for flip chip mounting. In addition, since the receiving pad for flip chip mounting is formed with vias, the screen printing plate does not expand and contract and the printing thickness does not vary when printing after baking the substrate, and it is possible to easily mount a high density flip chip. .
[0005]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a flip-chip ceramic multilayer substrate, wherein the flip-chip ceramic multilayer substrate has a pad formed on the surface of the ceramic multilayer substrate and connected to the flip chip. A first step of forming an outer layer wiring conductor pattern on a first outer layer ceramic green sheet on which a flip chip is mounted among a plurality of ceramic green sheets having a sintering temperature of 800 to 1000 ° C., and an outer layer wiring conductor A first green sheet that is not sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet is laminated on the surface on which the pattern is formed, and a second step of forming a bonded body, and a through hole is formed in the bonded body And a third step of filling the through hole with the conductive paste from the first green sheet side to form a via, and the first green A combined body in which a third unsintered sheet is disposed on the surface of the sheet, an inner layer ceramic green sheet having an inner layer wiring conductor pattern and a via, and an inner layer ceramic green sheet sandwiched between the first outer layer ceramic green The second ceramic green sheet for the outer layer is disposed at a position facing the sheet, and the second green sheet is laminated on the outer surface of the second ceramic green sheet for the outer layer and laminated by thermocompression bonding. The fourth step of forming the laminate, and firing the laminate at the sintering temperature of the ceramic green sheet while pressing the laminate to form the sintered body, and the first, second and third unfired from the sintered body It has the 5th process of peeling a binding sheet, and the 6th process of blasting the surface of a sintered compact.
Thereby, there is no adhesion of the conductor paste due to printing misalignment that occurs when the conductor paste is filled, and no dent on the surface of the via occurs, so that the via can be used as a receiving pad for flip chip mounting. In addition, since the receiving pad for flip chip mounting is formed with vias, the screen printing plate does not stretch or shrink during printing after baking the substrate, and the thickness of the printing pad does not occur. Densified flip chips can be easily mounted. Furthermore, the height of the receiving pad for flip chip mounting can be easily and accurately formed by controlling the thickness of the green sheet.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Subsequently, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a flip-chip ceramic multilayer substrate formed by the flip-chip ceramic multilayer substrate manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. Explanatory drawing of the manufacturing method of the ceramic multilayer substrate for flip chips which concerns on 1 embodiment, FIG. 3: (A)-(F) is explanatory drawing of the manufacturing method of the ceramic multilayer substrate for flip chips which concerns on 2nd Embodiment. FIG. 4 is an explanatory view of a receiving pad of the ceramic multilayer substrate for flip chip.
[0007]
As shown in FIG. 1, the flip-chip ceramic multilayer substrate 10 manufactured by applying the flip-chip ceramic multilayer substrate manufacturing method according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of ceramic green sheets. A laminated body 30 of one outer layer ceramic green sheet 21, an inner layer ceramic green sheet 22, and a second outer layer ceramic green sheet 23 (see FIGS. 2 and 3) is formed, and the laminated body 30 is fired and formed. Outer wiring patterns 11 are formed on the upper and lower outer surfaces of the sintered body 40. A receiving pad 14 for flip chip mounting is formed on the outer surface of the via conductor 13 formed in the first outer ceramic green sheet 21 for the outer layer. An inner layer wiring pattern 12 is formed between the first outer layer ceramic green sheet 21, the inner layer ceramic green sheet 22, and the second outer layer ceramic green sheet 23 of each ceramic green sheet before firing. The wiring pattern 12 and the outer layer wiring pattern 11 are connected by a via conductor 13.
[0008]
Next, a manufacturing method of the flip-chip ceramic multilayer substrate according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
First, as shown to FIG. 2 (A), in the 1st process, the 1st ceramic green sheet 21 for outer layers among the several ceramic green sheets which can be sintered at 800-1000 degreeC is prepared. Before that, this ceramic green sheet is CaO-Al ₂ O _Three -SiO ₂ -B ₂ O _Three Based glass 50-65 wt% (preferably 60 wt%) and Al ₂ O _Three A binder, a solvent, and a plasticizer are added to and mixed with ceramic powder consisting of 50 to 35% by weight (preferably 40% by weight), formed into a sheet having a desired thickness by the doctor blade method, and cut into a desired size. Formed. The first outer layer ceramic green sheet 21 is formed with an outer layer wiring conductor pattern 24 by screen printing with an Ag-based conductor paste for forming a circuit on the surface.
[0009]
Next, as shown in FIG. 2B, in the second step, an unsintered sheet that is not sintered at a sintering temperature of 800 to 1000 ° C., which is the sintering temperature of the ceramic green sheet, is prepared. This unsintered sheet is made by adding a binder, a solvent, and a plasticizer to only the alumina powder not containing glass, and mixing it into a sheet having a desired thickness by the doctor blade method or the like, and cutting it to a desired size. A first unsintered sheet 25 is formed. The first unsintered sheet 25 is superposed on the surface of the first outer layer ceramic green sheet 21 on which the outer layer wiring conductor pattern 24 is formed, and the temperature is 100 ° C. and the pressure is 50 kg / cm. ² Is laminated by thermocompression bonding.
[0010]
A resin sheet 26 is adhered to the surface of the first unsintered sheet 25, and a joined body including the first ceramic green sheet 21 for the outer layer, the first unsintered sheet 25, and the resin sheet 26. 20 is formed. As the resin sheet 26, for example, a sheet made of a polyester film or the like used when forming an unsintered sheet by a doctor blade method can be used as the resin sheet 26 as it is, or a polyester with an adhesive can be used on the unsintered sheet. A resin film such as a film is attached to the surface of the first green sheet 25 using a roller or the like.
[0011]
Next, as shown in FIG. 2C, in the third step, a through hole 27 is formed in the joined body 20 using a die press, an NC machine, or the like. Preferably, the through hole 27 is formed from the resin sheet 26 side, so that the resin sheet 26 can be prevented from being peeled off from the first unsintered sheet 25. Via holes 28 are formed in the through holes 27 by filling Ag-based conductive paste from the resin sheet 26 side with a screen printer or the like.
[0012]
Next, as shown in FIG. 2D, the resin sheet 26 is peeled from the bonded body 20 in the fourth step.
[0013]
Next, as shown in FIG. 2E, in the fifth step, the joined body 20 from which the resin sheet 26 has been removed, the inner layer ceramic green sheet 22 in which the inner layer wiring conductor pattern 29 and the via 28 are formed, A second outer-layer ceramic green in which an inner-layer wiring conductor pattern 29, an outer-layer wiring conductor pattern 24, and vias 28 are formed at positions facing the first outer-layer ceramic green sheet 21 with the inner-layer ceramic green sheet 22 interposed therebetween. The sheet 23 is overlaid. Further, the second green sheet 31 is overlaid on the outer surface of the second ceramic green sheet 23 for outer layer, and the temperature is 100 ° C. and the pressure is 50 kg / cm. ² The laminated body 30 is formed by thermocompression bonding.
[0014]
Next, as shown in FIG. 2 (F), in the sixth step, a holding jig made of metal or refractory is applied to the upper and lower surfaces of the laminate 30, and the load is 10 kg / cm. ² And firing at a temperature of 1000 ° C. or lower. As a result, the ceramic green sheet is sintered, and the sintered body 40 having the first and second unsintered sheets 25 and 31 on the upper and lower surfaces free of the binder, the solvent, and the plastic material is formed. By this pressure firing, the outer layer wiring conductor pattern 24 provided on the respective surfaces of the first outer layer ceramic green sheet 21 and the second outer layer ceramic green sheet 23 is fired to form the outer layer wiring pattern 11, Even if the inner layer wiring conductor pattern 29 provided on the inner layer ceramic green sheet 22 and the second outer layer ceramic green sheet 23 is fired to form the inner layer wiring pattern 12, the first and second unsintered sheets 25 are formed. , 31, the flatness of the upper and lower outer surfaces of the sintered body 40 can be maintained. The via 28 for flip chip connection terminal and upper / lower layer conduction is also baked to form the via conductor 13. In addition, the sintered body 40 does not contract in the plane direction due to the restraint between the first and second unsintered sheets 25 and 31, but contracts in the thickness direction. Then, the first and second unsintered sheets 25 and 31 are removed from the sintered body 40. Since the fired first and second unsintered sheets 25 and 31 are in a state in which the binder, the solvent, and the plastic material have disappeared, they are only alumina powder, and some alumina powder is not formed on the outer surface of the sintered body 40. Most of it can be easily peeled off, leaving adhesion.
[0015]
Next, as shown in FIG. 2 (G), in the seventh step, the outer surface of the sintered body 40 is subjected to a blasting process using a blasting material such as glass beads, and the alumina powder adhered to the outer surface. In addition, the surface of the via conductor 13 exposed on the outer surface is ground and formed flat by blasting to form a receiving pad 14 for flip chip bonding, and the ceramic multilayer substrate 10 for flip chip is formed. It has gained.
[0016]
In this embodiment, the flip-chip ceramic multilayer substrate 10 is formed of three layers of ceramic green sheets 21 to 23. However, the number of layers is not limited, and the number of layers is two or four or more. Also good.
The outer layer wiring conductor pattern 24 provided on the surface of each of the first outer layer ceramic green sheet 21 and the second outer layer ceramic green sheet 23 is simultaneously sintered with the ceramic green sheet to form the outer layer wiring pattern 11. However, the outer layer wiring pattern 24 may be formed by screen printing after sintering the ceramic green sheet and then fired to form the outer layer wiring pattern 11.
Furthermore, as a material for ceramic green sheets, CaO-Al ₂ O _Three -SiO ₂ -B ₂ O _Three Glass and Al ₂ O _Three In addition to the mixture with MgO-Al ₂ O _Three -SiO ₂ -B ₂ O _Three Glass and Al ₂ O _Three Mixture with SiO ₂ -B ₂ O _Three Glass and Al ₂ O _Three With PbO-SiO ₂ -B ₂ O _Three Glass and Al ₂ O _Three A ceramic material such as a mixture thereof and cordierite-based crystallized glass may be used.
[0017]
Next, a method for manufacturing a flip-chip ceramic multilayer substrate according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is used about the same location as the code | symbol of the figure used for description of the manufacturing method of the ceramic multilayer substrate for flip chips concerning the above-mentioned 1st Embodiment.
First, as shown in FIG. 3A, in the first step, sintering is possible at 800 to 1000 ° C. as in the case of the method of manufacturing the flip-chip ceramic multilayer substrate according to the first embodiment described above. A first outer layer ceramic green sheet 21 of a plurality of ceramic green sheets 21 to 23 is prepared, and an outer layer wiring conductor pattern 24 is screen-printed with an Ag-based conductor paste for forming a circuit on the surface. Forming.
[0018]
Next, as shown in FIG. 3B, in the second step, a first unsintered sheet 25 that does not sinter at the sintering temperature of the ceramic green sheets 21 to 23 that are sintered at 800 to 1000 ° C. is prepared. Then, the first green sheet 25 is superposed on the surface of the first outer layer ceramic green sheet 21 on which the outer layer wiring conductor pattern 24 is formed, and the temperature is 100 ° C. and the pressure is 50 kg / cm. ² The laminate 20A is formed by thermocompression bonding.
[0019]
Next, as shown in FIG. 3C, in the third step, a through hole 27 is formed in the combined body 20A using a die press, an NC machine, or the like. A via 28 is formed in the through hole 27 by filling an Ag-based conductive paste from the side of the first unsintered sheet 25 with a screen printer or the like.
[0020]
Next, as shown in FIG. 3D, in the fourth step, the combined body 20A, the inner layer ceramic green sheet 22 on which the inner layer wiring conductor pattern 29 and the via 28 are formed, and the inner layer ceramic green sheet A second outer-layer ceramic green sheet 23 in which an inner-layer wiring conductor pattern 29 and a via 28 are formed so as to face the first outer-layer ceramic green sheet 21 with the 22 interposed therebetween, and this second outer-layer ceramic green sheet 23 A second green sheet 31 is overlaid on the outer surface of the green sheet 23, and a third green sheet 32 is overlaid on the surface side of the first green sheet 25 of the bonded body 20A. 100 ° C, pressure 50kg / cm ² The laminated body 30A is formed by thermocompression bonding.
[0021]
Next, as shown in FIG. 3E, in the fifth step, as in the case of the method for manufacturing the flip-chip ceramic multilayer substrate according to the first embodiment described above, the upper surface and the lower surface of the laminate 30A. Attach a holding jig made of metal or refractory to the load and load 10Kg / cm ² And firing at a temperature of 1000 ° C. or lower. As a result, the ceramic green sheets 21 to 23 are sintered, and the sintered body 40A having the first, second, and third unsintered sheets 25, 31, and 32 on the upper and lower surfaces from which the binder, the solvent, and the plastic material are eliminated. Is formed. Even if the outer layer wiring conductor pattern 24 is baked and the inner layer wiring conductor pattern 29 is baked and the inner layer wiring pattern 12 is formed by this pressure firing, the first, second, and third unpatterned wiring patterns 24 are fired. The flatness of the upper and lower outer surfaces of the sintered body 40A can be maintained by the restraint of the sintered sheets 25, 31, and 32. The via 28 is also baked to form the via conductor 13. Then, the first, second and third unsintered sheets 25, 31, 32 are removed from the sintered body 40A. Since the fired first, second and third unsintered sheets 25, 31, and 32 are in a state in which the binder, solvent and plastic material have disappeared, only the alumina powder is present on the outer surface of the sintered body 40A. Most can be easily stripped off, leaving some alumina powder attached.
[0022]
Next, as shown in FIG. 3F, in the sixth step, as in the case of the method of manufacturing the flip-chip ceramic multilayer substrate according to the first embodiment described above, the outer surface of the sintered body 40A Further, surface treatment such as blasting and buffing is performed using a blasting material such as glass beads to remove the alumina powder adhering to the outer surface, and the ceramic multilayer substrate 10 for flip chip is obtained. Also, the surface of the via conductor 13 exposed on the outer surface by blasting is ground and formed flat to form a receiving pad 14 for flip chip bonding. As shown in FIG. 4, the height of the receiving pad 14 can be adjusted by controlling the thickness d of the first unsintered sheet 25. That is, the thickness of the first unsintered sheet 25 is controlled (thinned) to adjust (lower) the height of the receiving pad 14 so that the height of the receiving pad 14 is optimal. Then, the thickness D of the third unsintered sheet 32 is controlled (thickened) to suppress firing shrinkage.
[0023]
As in the case of the method for manufacturing a flip chip ceramic multilayer substrate according to the first embodiment described above, in this embodiment as well, the flip chip ceramic multilayer substrate 10 is divided into three ceramic green sheets 21-23. However, the number of layers is not limited, and may be two layers or four or more layers.
The outer layer wiring conductor pattern 24 provided on the surface of each of the first outer layer ceramic green sheet 21 and the second outer layer ceramic green sheet 23 is simultaneously sintered with the ceramic green sheet to form the outer layer wiring pattern 11. However, the outer layer wiring pattern 24 may be formed by screen printing after sintering the ceramic green sheet and then fired to form the outer layer wiring pattern 11.
Furthermore, as a material for ceramic green sheets, CaO-Al ₂ O _Three -SiO ₂ -B ₂ O _Three Glass and Al ₂ O _Three In addition to the mixture with MgO-Al ₂ O _Three -SiO ₂ -B ₂ O _Three Glass and Al ₂ O _Three Mixture with SiO ₂ -B ₂ O _Three Glass and Al ₂ O _Three With PbO-SiO ₂ -B ₂ O _Three Glass and Al ₂ O _Three A ceramic material such as a mixture thereof and cordierite-based crystallized glass may be used.
[0024]
【The invention's effect】
2. The method for producing a ceramic multilayer substrate for flip chip according to claim 1, wherein the first ceramic green sheet for outer layer on which the flip chip of the plurality of ceramic green sheets having a sintering temperature of 800 to 1000 [deg.] C. is mounted. A first step of forming an outer layer wiring conductor pattern on the surface, a first unsintered sheet and a first unbaked sheet that are not sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet on the surface on which the outer layer wiring conductor pattern is formed A second step of forming a bonded body having a resin sheet on the bonded sheet; a third step of forming a via hole in the bonded body, filling the through hole with a conductive paste from the resin sheet side, and forming a via; The fourth step of peeling the resin sheet from the joined body, the joined body from which the resin sheet has been peeled, and the inner layer ceramic grease having the inner layer wiring conductor pattern and the via. A second outer layer ceramic green sheet is disposed at a position facing the first outer layer ceramic green sheet with the inner sheet and the inner layer ceramic green sheet interposed therebetween, and on the outer surface of the second outer layer ceramic green sheet The second unsintered sheet is laminated, heat-pressed and laminated to form a laminate, and the laminate is fired while pressing the laminate at the sintering temperature of the ceramic green sheet. Forming and removing the first and second unsintered sheets from the sintered body and a seventh step of blasting the surface of the sintered body. It can be used as a pad, can cope with high density of semiconductor elements, and the surface of the receiving pad for mounting the substrate and the flip chip is flat, so that the mounting work efficiency can be improved. In addition, since the receiving pad is formed of vias, the flip-chip can be easily mounted without causing expansion or contraction of the screen printing plate or variation in printing thickness that occurs when printing is performed after the substrate is baked.
[0025]
3. The method for manufacturing a flip-chip ceramic multilayer substrate according to claim 2, wherein the first outer-layer ceramic green sheet on which the flip chip is mounted among the plurality of ceramic green sheets having a sintering temperature of 800 to 1000 [deg.] C. A first step of forming an outer layer wiring conductor pattern on the surface, and a first green sheet that is not sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet on the surface on which the outer layer wiring conductor pattern is formed; A second step of forming a via hole, a through-hole is formed in the combined body, a conductive paste is filled into the through-hole from the first green sheet side, and a via hole is formed; A combined body in which a third unsintered sheet is disposed on the surface of the sintered sheet, an inner layer ceramic green sheet having an inner layer wiring conductor pattern and a via hole, and an inner layer A second outer layer ceramic green sheet is disposed at a position facing the first outer layer ceramic green sheet with the ceramic green sheet interposed therebetween, and the second outer layer ceramic green sheet is disposed on the outer surface of the second outer layer ceramic green sheet. Sintered sheets are stacked, heat-pressed and laminated to form a laminate, and then fired while pressing the laminate at the sintering temperature of the ceramic green sheet to form a sintered body and sinter Since the fifth step of peeling the first, second and third unsintered sheets from the body and the sixth step of blasting the surface of the sintered body, the via is used as a receiving pad for flip chip mounting. It is possible to use it, it can cope with high density of semiconductor elements, there is no adhesion of conductor paste due to printing misalignment when filling the conductor paste at the via formation stage, and dent on the surface of the via also occurs Korazu, it is possible to increase the mounting work efficiency. In addition, since the receiving pad for flip chip mounting is formed with vias, the screen printing plate does not stretch or shrink during printing after baking the substrate, and the printing thickness does not vary, and the surface of the receiving pad is flattened and densified. The flip chip can be easily mounted. Furthermore, the height of the receiving pad for flip chip mounting can be accurately formed by controlling the thickness of the green sheet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a flip-chip ceramic multilayer substrate formed by a method for manufacturing a flip-chip ceramic multilayer substrate according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2G are explanatory diagrams of a method for manufacturing the flip-chip ceramic multilayer substrate, respectively. FIGS.
FIGS. 3A to 3F are explanatory views of a method for manufacturing a flip-chip ceramic multilayer substrate according to a second embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 4 is an explanatory view of a receiving pad of the ceramic multilayer substrate for flip chip.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional ceramic multilayer substrate for flip chip.
[Explanation of symbols]
10: Ceramic multilayer substrate for flip chip, 11: Outer layer wiring pattern, 12: Inner layer wiring pattern, 13: Via conductor, 14: Receiving pad, 20: Bonded body, 20A: Combined body, 21: First ceramic green for outer layer Sheet: 22: Ceramic green sheet for inner layer, 23: Second ceramic green sheet for outer layer, 24: Outer wiring conductor pattern, 25: First unsintered sheet, 26: Resin sheet, 27: Through hole, 28: Via, 29: inner layer wiring conductor pattern, 30, 30A: laminate, 31: second unsintered sheet, 32: third unsintered sheet, 40, 40A: sintered body, D, d: unfired Bonding sheet thickness

Claims

In a method of manufacturing a ceramic multilayer substrate for flip chip, which is formed on the surface of the ceramic multilayer substrate and has a pad for connecting to the flip chip,
A first step of forming an outer layer wiring conductor pattern on the first outer layer ceramic green sheet on which the flip chip is mounted among a plurality of ceramic green sheets having a sintering temperature of 800 to 1000 ° C .;
A first unsintered sheet that is not sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet on the surface on which the outer layer wiring conductor pattern is formed, and a joined body having a resin sheet on the first unsintered sheet A second step of forming
A third step of forming a through hole in the joined body, filling the through hole with a conductive paste from the resin sheet side, and forming a via;
A fourth step of peeling the resin sheet from the joined body;
The bonded body from which the resin sheet has been peeled off, an inner layer ceramic green sheet having an inner layer wiring conductor pattern and vias, and a position facing the first outer layer ceramic green sheet across the inner layer ceramic green sheet. Two outer ceramic green sheets are disposed, and a second green sheet is superposed on the outer surface of the second outer ceramic green sheet and laminated by thermocompression bonding to form a laminate. A fifth step;
A sixth step of firing while pressing the laminated body at a sintering temperature of the ceramic green sheet, forming a sintered body, and peeling the first and second unsintered sheets from the sintered body;
And a seventh step of blasting the surface of the sintered body. A method for producing a ceramic multilayer substrate for flip chip.

In a method of manufacturing a ceramic multilayer substrate for flip chip, which is formed on the surface of the ceramic multilayer substrate and has a pad for connecting to the flip chip,
A first step of forming an outer layer wiring conductor pattern on the first outer layer ceramic green sheet on which the flip chip is mounted among a plurality of ceramic green sheets having a sintering temperature of 800 to 1000 ° C .;
A second step of laminating a first unsintered sheet that is not sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet on the surface on which the outer layer wiring conductor pattern is formed, and forming a combined body;
A third step of drilling a through hole in the combined body, filling the through hole with a conductive paste from the first green sheet side, and forming a via;
The combined body in which a third unsintered sheet is disposed on the surface of the first unsintered sheet, an inner layer ceramic green sheet having an inner layer wiring conductor pattern and a via hole, and the inner layer ceramic green sheet A second outer layer ceramic green sheet is disposed at a position opposite to the first outer layer ceramic green sheet, and a second unsintered ceramic green sheet is disposed on the outer surface of the second outer layer ceramic green sheet. A fourth step of stacking the sheets, laminating them by thermocompression bonding, and forming a laminate;
The laminated body is fired while being pressed at the sintering temperature of the ceramic green sheet to form a sintered body, and the first, second, and third unsintered sheets are peeled from the sintered body. Process,
And a sixth step of blasting the surface of the sintered body. A method for producing a ceramic multilayer substrate for flip chip.