JP4785945B2 - Unsintered multilayer ceramic substrate and method for manufacturing multilayer ceramic substrate - Google Patents

Unsintered multilayer ceramic substrate and method for manufacturing multilayer ceramic substrate Download PDF

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Description

本発明は、未焼結多層セラミック基板、及び多層セラミック基板の製造方法に関し、より詳しくは、無収縮工程により多層セラミック基板を製造する際に、層間回路を連結するビア電極の突出を防ぎビアホール周辺の気孔の形成を抑制することができる未焼結多層セラミック基板及び多層セラミック基板の製造方法に関する。   The present invention relates to an unsintered multilayer ceramic substrate and a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, and more particularly, when a multilayer ceramic substrate is manufactured by a non-shrink process, the protrusion of a via electrode connecting interlayer circuits is prevented and the periphery of the via hole The present invention relates to an unsintered multilayer ceramic substrate capable of suppressing the formation of pores and a method for manufacturing the multilayer ceramic substrate.

一般的に、ガラス−セラミックを用いた多層セラミック基板は、3次元構造の層間回路の具現が可能であるため、高い設計柔軟性を有している。最近、小型化、高機能化される高周波部品市場において多層セラミック基板の活用度は次第に高くなっている。このような要求により多層セラミック基板の構造が複合化、精密化するにつれ内部パターン及びビア構造の設計マージンが徐々に減少し、これによって、多層セラミック基板の横方向の収縮を抑制する無収縮焼成工程が求められている。   In general, a multilayer ceramic substrate using a glass-ceramic has high design flexibility because an interlayer circuit having a three-dimensional structure can be realized. In recent years, the utilization of multilayer ceramic substrates has gradually increased in the market for high-frequency components that are becoming smaller and more functional. As the structure of the multilayer ceramic substrate is compounded and refined due to such a requirement, the design margin of the internal pattern and via structure gradually decreases, thereby suppressing the shrinkage in the lateral direction of the multilayer ceramic substrate. Is required.

このため、未焼結セラミック積層体の一方面または両面にセラミック基板材料の焼成温度では焼成されない難焼結性素材の可溶性グリーンシートを接合してx−y方向の収縮を抑制する方法が主に使用されている。   For this reason, mainly the method of suppressing the shrinkage | contraction of an xy direction by joining the soluble green sheet | seat of the hardly sinterable raw material which is not baked with the baking temperature of a ceramic substrate material to the one or both surfaces of a non-sintered ceramic laminated body. in use.

しかし、このような無収縮工程方法において、複数枚のセラミックグリーンシートを積層して製造される多層セラミック基板では、各層間回路の電気的な連結のため複数のビアホールを形成し、その内部を導電性電極物質で充填している。   However, in such a non-shrinking process method, in a multilayer ceramic substrate manufactured by laminating a plurality of ceramic green sheets, a plurality of via holes are formed for electrical connection of each interlayer circuit, and the inside is electrically conductive. Filled with conductive electrode material.

この際、ビア電極は導電性金属粉末、有機バインダー及び溶媒で構成されるため焼成過程でその体積が収縮するようになる。導電性金属粉末はセラミックに比べて体積の収縮が大きいため焼成前の状態でビアホールに導電性電極物質が体積上100%埋められたとしても、焼成収縮率の差によりビアホールとビア電極が分離されビアホールの内部に巨大な気孔が発生するようになることがある。   At this time, since the via electrode is composed of the conductive metal powder, the organic binder, and the solvent, the volume of the via electrode shrinks during the firing process. Since the conductive metal powder has a larger volume shrinkage than ceramic, even if the conductive electrode material is filled 100% in volume before firing, the via hole and the via electrode are separated due to the difference in firing shrinkage rate. Large pores may be generated inside the via hole.

特に、無収縮焼成では未焼結セラミック積層体に対する収縮抑制用グリーンシートの収縮抑制効果が低いため主面方向に収縮するようになり、それだけ厚さ方向の収縮は小さくなる。その結果、焼成後ビア電極の高さがビアホールより高くなり外部に突出するとともにビアホールの周辺に気孔が発生するようになることがある。   In particular, in the non-shrinkage firing, the shrinkage-suppressing green sheet for the unsintered ceramic laminate has a low shrinkage-suppressing effect, so that it shrinks in the main surface direction, and the shrinkage in the thickness direction is reduced accordingly. As a result, the height of the via electrode after firing becomes higher than the via hole and protrudes to the outside, and pores may be generated around the via hole.

このように焼成後発生するビアホール周辺の気孔を防ぐためグリーン状態のビアホールの体積を越える過度な量の導電性電極物質でビアホールを満たすと、積層過程または加圧過程中にビアホールに充填されなかった導電性電極物質がビアホールの入口の周辺に広がるようになり、これによって基板の層間ショートが発生したり、層の剥離現象などの不良を引き起こして製品の歩留まりが劣るようになることがある。   In order to prevent pores around the via hole generated after firing as described above, if the via hole is filled with an excessive amount of conductive electrode material exceeding the volume of the via hole in the green state, the via hole was not filled during the lamination process or the pressurizing process. The conductive electrode material spreads around the entrance of the via hole, which may cause a short circuit between layers of the substrate or a defect such as a layer peeling phenomenon, resulting in poor product yield.

図1は、従来の方式による無収縮多層セラミック基板製造の際に、無収縮焼成後発生するビア電極の欠陥の類型を表した断面図である。ここで、未焼結多層セラミック基板は、セラミックグリーンシートにパンチングなどを用いてビアホールを形成し、スクリーン印刷などの方法で導電性電極ペーストを満たした後、このようなセラミックグリーンシートを複数積層した後熱圧着して製作することができる。この際、未焼結多層セラミック基板の両面に難焼結性粉末から構成される収縮抑制用グリーンシートを接合して無収縮焼成することにより多層セラミック基板が製作される。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a type of via electrode defect generated after non-shrinkage firing in the production of a non-shrink multilayer ceramic substrate according to a conventional method. Here, in the unsintered multilayer ceramic substrate, via holes are formed in the ceramic green sheets using punching and the like, and after filling the conductive electrode paste by a method such as screen printing, a plurality of such ceramic green sheets are laminated. It can be manufactured by post thermocompression bonding. At this time, a multilayer ceramic substrate is manufactured by joining shrinkage-suppressing green sheets composed of a hardly sinterable powder on both sides of an unsintered multilayer ceramic substrate and firing without shrinkage.

ここで、無収縮焼成の際、セラミックグリーンシートにビアホールが形成された部分は、セラミックグリーンシートの連続性が切れ収縮抑制用グリーンシートと接する物質が、低温同時焼成セラミック材料ではなく導電性電極ペーストで埋められたビア電極であるため、収縮抑制用グリーンシートによる拘束力はセラミックグリーンシートと接した側よりビア電極が埋められたビアホール及びその周辺でより弱くなる。その結果、焼成後には主面方向の収縮挙動の差によってビアホールの周辺に欠陥が発生するようになることがある。   Here, during the non-shrinkage firing, the portion where the via hole is formed in the ceramic green sheet is the conductive electrode paste, not the low-temperature co-fired ceramic material, because the continuity of the ceramic green sheet breaks and the material in contact with the shrinkage suppressing green sheet Therefore, the restraining force by the shrinkage-suppressing green sheet is weaker in and around the via hole in which the via electrode is buried than the side in contact with the ceramic green sheet. As a result, after firing, defects may be generated around the via hole due to a difference in shrinkage behavior in the main surface direction.

従って、図1の(a)に図示した通り、ビアホールに埋められた導電性電極ペーストは、バインダーと各種の溶剤の体積が50%以上を占めているため、焼成過程でバインダー及び各種の溶剤が除去され、ビア電極は焼成後にセラミックグリーンシートより多く収縮して焼成後ビアホールの一部が気孔Aとして残るようになることがある。さらに、ビアホール内のビア電極が収縮抑制用グリーンシートによる拘束力を強く受けず主面方向に収縮するためビアホール内に巨大な気孔Aが発生するようになることがある。同時に、ビア電極が周辺方向に収縮しただけ厚さ方向への収縮が小さくなるため、焼成後に相対的に多層セラミック基板より厚さが厚くなり基板上にビア電極が突出Bするという不良が発生することがある。   Therefore, as illustrated in FIG. 1A, the conductive electrode paste buried in the via hole occupies 50% or more of the volume of the binder and various solvents. In some cases, the via electrode shrinks more than the ceramic green sheet after firing and a part of the via hole remains as pores A after firing. Furthermore, since the via electrode in the via hole is not strongly subjected to the restraining force by the shrinkage suppressing green sheet and contracts in the main surface direction, a huge pore A may be generated in the via hole. At the same time, as the via electrode shrinks in the peripheral direction, the shrinkage in the thickness direction becomes small, and therefore, the thickness becomes relatively thicker than that of the multilayer ceramic substrate after firing, and a defect that the via electrode protrudes B on the substrate occurs. Sometimes.

そして、他の類型としては、図1の(b)に図示した通り、ビアホール内にビア電極の収縮を抑制する難焼結性粉末を添加してビア電極の体積の収縮自体を抑制することによりビア電極の収縮による気孔の発生を防ぐことができるが、難焼結性粉末によりビア電極の収縮が抑制されるため導電性電極ペーストに添加された有機バインダー及び溶媒によりビア電極自体が緻密ではないという短所Cがある。   As another type, as shown in FIG. 1B, by adding a non-sinterable powder that suppresses the shrinkage of the via electrode in the via hole, the shrinkage of the volume of the via electrode itself is suppressed. The generation of pores due to the shrinkage of the via electrode can be prevented, but the via electrode itself is not dense due to the organic binder and solvent added to the conductive electrode paste because the shrinkage of the via electrode is suppressed by the hardly sinterable powder. There is a disadvantage C.

そして、さらに他の類型としては、図1の(c)に図示した通り、ビアホール内部に気孔が発生することを改善すべく、導電性電極ペースト内の金属粉末の含量を高めたが、金属粉末の含量を過度に高める場合には有機バインダーの含量が低くなり過ぎて印刷性が低下するという限界がある。従って、ビアホールに導電性電極ペーストの充填が足りない状態Dで焼結されるという問題点がある。   As another type, as shown in FIG. 1 (c), the metal powder content in the conductive electrode paste was increased in order to improve the generation of pores in the via hole. When the content of C is excessively increased, there is a limit that the content of the organic binder becomes too low and printability is lowered. Therefore, there is a problem that the via hole is sintered in a state D in which the conductive electrode paste is insufficiently filled.

米国特許公報US6335077号明細書US Patent Publication US63335077

上記の従来技術の問題を解決すべく、本発明の目的は、無収縮焼成を通した多層セラミック基板の製造の際に、高密度の膜を形成することができるエアロゾル蒸着法を用いてビアホール内部に緻密なビア電極を形成することにより、無収縮焼成後ビア電極の収縮によるビアホール内部の気孔の形成を防ぎ、ビア電極の突出を抑制することができる構造の未焼結多層セラミック基板及び多層セラミック基板の製造方法を提供することにある。   In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to use an aerosol deposition method that can form a high-density film in the production of a multilayer ceramic substrate through non-shrinkage firing. By forming a dense via electrode in a non-sintered multi-layer ceramic substrate and a multi-layer ceramic that can prevent the formation of pores inside the via hole due to the shrinkage of the via electrode after non-shrinkage firing, and suppress the protrusion of the via electrode It is to provide a method for manufacturing a substrate.

上記の技術的問題を解決すべく、本発明の一側面による未焼結多層セラミック基板は、少なくとも一つのビアホールが形成されたセラミックグリーンシートと、上記セラミックグリーンシートの一方面に形成された高分子樹脂層と、上記高分子樹脂層により支持され上記ビアホール内部に導電性金属粉末で形成されたビア電極とを有するセラミック積層体、及び上記セラミック積層体の一方面または両面に配置された収縮抑制用グリーンシートを含み、上記ビア電極の高さは上記ビアホールの高さより低い。   In order to solve the above technical problem, an unsintered multilayer ceramic substrate according to one aspect of the present invention includes a ceramic green sheet in which at least one via hole is formed, and a polymer formed on one surface of the ceramic green sheet. A ceramic laminate having a resin layer and a via electrode supported by the polymer resin layer and formed of a conductive metal powder inside the via hole, and for shrinkage suppression disposed on one or both sides of the ceramic laminate A green sheet is included, and the height of the via electrode is lower than the height of the via hole.

この際、上記ビア電極の高さは上記セラミック積層体の収縮程度を考慮して上記ビアホールの高さに対し50%〜60%であり、上記導電性金属粉末はAg、Cu、Ni、Au及びAgPdのいずれか一つであることが好ましい。   At this time, the height of the via electrode is 50% to 60% with respect to the height of the via hole in consideration of the contraction degree of the ceramic laminate, and the conductive metal powder includes Ag, Cu, Ni, Au and It is preferably any one of AgPd.

また、上記高分子樹脂層は上記セラミック積層体が焼結される温度以下で分解され除去される熱分解性高分子からなり、上記熱分解性高分子はポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol)、ポリビニルブチラール(Polyvinyl butyral)、ポリビニルクロライド(Polyvinyl chloride)を含むビニル系樹脂、メチルセルロース(Methyl cellulose)、エチルセルロース(ethylcellulose)、ヒドロキシエチルセルロース(Hydroxyethyl cellulose)を含むセルロース系樹脂及びポリアクリルエステル(polyacrylate esters)、ポリメチルメタクリレート(polymethyl methacrylate:PMMA)を含むアクリル系樹脂で構成されたグループから選択された少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。   The polymer resin layer is made of a thermally decomposable polymer that is decomposed and removed at a temperature lower than the temperature at which the ceramic laminate is sintered. The thermally decomposable polymer is made of polyvinyl alcohol (polyvinyl alcohol), polyvinyl butyral ( Polyvinyl butyral, vinyl resin including polyvinyl chloride, methyl cellulose, ethyl cellulose, cellulose poly ester including polyethyl acrylate, and polymethyl acrylate. (Polymethyl methacrylate: It is preferably at least one resin selected from the group consisting of an acrylic resin containing MMA).

また、上記収縮抑制用グリーンシートは、上記セラミック積層体が焼結される温度より高い焼結温度を有する難焼結性粉末で構成され、上記難焼結性粉末はアルミナ(Al)、二酸化セリウム(CeO)、亜鉛化(ZnO)、ジルコニア(ZrO)、マグネシア(MgO)及び窒化ホウ素(BN)のいずれか一つであることが好ましい。 The shrinkage-suppressing green sheet is composed of a hardly sinterable powder having a sintering temperature higher than the temperature at which the ceramic laminate is sintered, and the hardly sinterable powder is alumina (Al 2 O 3 ). , Cerium dioxide (CeO 2 ), zincation (ZnO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), magnesia (MgO), and boron nitride (BN) are preferred.

一方、本発明の他の側面による多層セラミック基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートのうち少なくとも一つのセラミックグリーンシートに少なくとも一つのビアホール及び電極パターンを形成する段階と、上記ビアホールが形成されたセラミックグリーンシートの一方面に高分子樹脂層を接合する段階と、上記高分子樹脂層のうち上記ビアホールにより露出された領域にエアロゾル蒸着法を用いて上記ビアホールの高さより低い高さにビア電極を形成する段階と、上記セラミックグリーンシートを積層してセラミック積層体を形成する段階と、上記セラミック積層体の一方面または両面に収縮抑制用グリーンシートを接合して未焼結多層セラミック基板を形成する段階と、上記未焼結多層セラミック基板を焼結する段階と、を含む。   Meanwhile, a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to another aspect of the present invention includes the steps of forming at least one via hole and an electrode pattern in at least one ceramic green sheet among the plurality of ceramic green sheets, and forming the via hole. Bonding a polymer resin layer to one side of the ceramic green sheet, and applying a via electrode to a height lower than the height of the via hole using an aerosol deposition method in an area of the polymer resin layer exposed by the via hole; Forming a ceramic laminate by laminating the ceramic green sheets, and bonding a shrinkage-suppressing green sheet to one or both sides of the ceramic laminate to form an unsintered multilayer ceramic substrate. And sintering the green multilayer ceramic substrate. No.

この際、上記ビア電極を形成する段階は、上記エアロゾル蒸着法による導電性金属粉末の高速噴射を通して上記導電性金属粉末のみからなる緻密なビア電極を形成する段階で、上記導電性金属粉末はAg、Cu、Ni、Au及びAgPdのいずれか一つであることが好ましい。   At this time, the step of forming the via electrode is a step of forming a dense via electrode made of only the conductive metal powder through high-speed jetting of the conductive metal powder by the aerosol deposition method, and the conductive metal powder is Ag. , Cu, Ni, Au, and AgPd.

また、上記ビア電極を形成する段階は、上記導電性金属粉末を噴射する前に、上記高分子樹脂層のうち上記ビアホールにより露出された領域のみ開放されるよう上記セラミックグリーンシート上にパターンマスクを配置させる段階をさらに含むことができる。   In addition, the step of forming the via electrode may include forming a pattern mask on the ceramic green sheet so as to open only the region exposed by the via hole in the polymer resin layer before spraying the conductive metal powder. The method may further include arranging.

また、上記ビア電極の高さは上記セラミックグリーンシートの収縮率により決められ、上記ビア電極の高さは上記セラミックグリーンシートの収縮率を考慮して焼結されたセラミックグリーンシートに該当する高さであることが好ましい。   The height of the via electrode is determined by the shrinkage rate of the ceramic green sheet, and the height of the via electrode is a height corresponding to the sintered ceramic green sheet in consideration of the shrinkage rate of the ceramic green sheet. It is preferable that

また、上記高分子樹脂層は上記セラミックグリーンシートが焼結される温度以下で分解され除去される熱分解性高分子から構成され、上記熱分解性高分子はポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルクロライドを含むビニル系樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースを含むセルロース系樹脂、及びポリアクリルエステル、ポリメチルメタクリレートを含むアクリル系樹脂で構成されたグループから選択された少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。   The polymer resin layer is composed of a thermally decomposable polymer that is decomposed and removed at a temperature lower than the temperature at which the ceramic green sheet is sintered, and the thermally decomposable polymer is made of polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, or polyvinyl chloride. It is preferably at least one resin selected from the group consisting of vinyl resins including methyl cellulose, ethyl cellulose, cellulose resins including hydroxyethyl cellulose, and acrylic resins including polyacrylic esters and polymethyl methacrylate.

また、焼結された多層セラミック基板から上記収縮抑制用グリーンシートの結果物を除去する段階をさらに含み、上記焼結された多層セラミック基板から上記収縮抑制用グリーンシートの結果物を除去する段階は、ラッピング、サンドブラスト、水洗い及び高圧噴霧のいずれか一つにより行われることが好ましい。   The step of removing the resultant shrinkage-suppressing green sheet from the sintered multilayer ceramic substrate further includes the step of removing the shrinkage-suppressing green sheet from the sintered multilayer ceramic substrate. It is preferably carried out by any one of lapping, sandblasting, washing with water and high-pressure spraying.

また、上記収縮抑制用グリーンシートは上記セラミック積層体が焼結される温度より高い焼結温度を有する難焼結性粉末からなり、上記難焼結性粉末はアルミナ(Al)、二酸化セリウム(CeO)、亜鉛化(ZnO)、ジルコニア(ZrO)、マグネシア(MgO)及び窒化ホウ素(BN)のいずれか一つであることが好ましい。 Further, the shrinkage-suppressing green sheet is made of a hardly sinterable powder having a sintering temperature higher than a temperature at which the ceramic laminate is sintered, and the hardly sinterable powder includes alumina (Al 2 O 3 ), It is preferably one of cerium (CeO 2 ), zincation (ZnO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), magnesia (MgO), and boron nitride (BN).

本発明によれば、無収縮焼成時、セラミックグリーンシートに形成されたビアホール内部にエアロゾル蒸着法を利用して導電性金属粉末を緻密に充填させてビア電極を形成することにより、焼成後ビア電極の収縮が殆ど無いためビア電極の主面方向の収縮によるビアホール内の気孔の発生とビア電極突出の不良を防ぐことができ、ビア充填で引き起こされる層間ショート或いはオープン不良を防ぐ効果がある。   According to the present invention, during non-shrinkage firing, a via electrode is formed after firing by forming a via electrode by densely filling a conductive metal powder into the via hole formed in the ceramic green sheet using an aerosol deposition method. Since there is almost no shrinkage of the electrode, generation of pores in the via hole due to contraction in the main surface direction of the via electrode and defect of the via electrode protrusion can be prevented, and there is an effect of preventing interlayer short-circuit or open defect caused by via filling.

図1(a)〜(c)は、従来の方式による多層セラミック基板製造の際に、無収縮焼成後発生するビア電極の欠陥の類型を表した断面図である。FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing types of via electrode defects generated after non-shrinkage firing in the production of a multilayer ceramic substrate according to a conventional method. 本発明の一実施形態による多層セラミック基板の製造工程中ビアホールが形成された未焼結多層セラミック基板を表した断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an unsintered multilayer ceramic substrate in which via holes are formed during a manufacturing process of a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による多層セラミック基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。It is sectional drawing according to process for demonstrating the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による多層セラミック基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。It is sectional drawing according to process for demonstrating the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による多層セラミック基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。It is sectional drawing according to process for demonstrating the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による多層セラミック基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。It is sectional drawing according to process for demonstrating the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate by one Embodiment of this invention.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下で説明する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態は当業界において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するため提供されるものである。従って、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のため誇張されることがある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer description.

本発明に利用されるエアロゾル蒸着法は、微細な固相粉末を基板に噴射して固相粉末と基板との衝突エネルギーにより基板上に緻密な高密度の薄膜を形成する方法である。   The aerosol deposition method used in the present invention is a method in which a fine solid-phase powder is sprayed onto a substrate and a dense high-density thin film is formed on the substrate by collision energy between the solid-phase powder and the substrate.

具体的なエアロゾル蒸着法を説明すると、運送ガスが固相粉末が入ったエアロゾルチャンバーに流入されエアロゾルチャンバー内に浮遊する微細な固相粉末を運送ガスに載せて真空状態の蒸着室内にある基板にノズルを通して噴射する。噴射された微細な固相粉末と基板との衝突エネルギーにより基板上に高密度の膜が形成される。   Explaining a specific aerosol deposition method, the carrier gas flows into the aerosol chamber containing the solid phase powder, and the fine solid phase powder floating in the aerosol chamber is placed on the carrier gas to the substrate in the vacuum deposition chamber. Spray through nozzle. A high-density film is formed on the substrate by the collision energy between the injected fine solid-phase powder and the substrate.

この際、エアロゾル蒸着法によると、膜の形成速度が既存の薄膜プロセスより著しく速い分当たり数μmに達するため、サブミクロンの厚さから数十ミクロンの厚さまで膜形成の厚さを容易に調節することができる。   At this time, according to the aerosol deposition method, the film formation rate reaches several μm per minute, which is significantly faster than the existing thin film process. Therefore, the film formation thickness can be easily adjusted from submicron thickness to several tens of microns. can do.

特に、噴射された粒子の速度が秒当たり数百メートルに至る高速であって、微細な固相粉末がそれに該当する運動エネルギーを有して基板と衝突するようになるため、基板と膜の接点で非常に強い結合を形成することができ、基板の形態と成膜の位置に拘らず所望の位置に均一に膜を形成することができる。   In particular, since the speed of the ejected particles is as high as several hundred meters per second, and the fine solid phase powder has the corresponding kinetic energy, it will collide with the substrate, so the contact between the substrate and the film Thus, a very strong bond can be formed, and a film can be uniformly formed at a desired position regardless of the form of the substrate and the position of film formation.

従って、本発明は、このようなエアロゾル蒸着法を用いてバインダーや溶媒を使用せず導電性金属粉末のみでビアホール内部を充填してビア電極を形成することにより、充填時の強い衝突エネルギーにより焼成前に既に気孔が殆ど無い緻密な状態のビア電極が形成され、焼成時に体積の収縮が殆ど無い、自体的に無収縮焼成に近い挙動を通して焼成後にもビアホールに完全に充填されたビア電極を形成することができるようにする。この際、本発明は多層セラミック基板の収縮率を計算してビア電極の充填高さを決めるため、焼成後に基板の高さとビア電極の高さが同一になりビア電極の突出による欠陥が発生しないようにすることができる。   Accordingly, the present invention forms a via electrode by filling the inside of a via hole with only a conductive metal powder without using a binder or a solvent by using such an aerosol deposition method, thereby firing with strong collision energy at the time of filling. A dense via electrode with few pores is formed before, and there is almost no shrinkage of the volume during firing, and a via electrode completely filled in the via hole is formed even after firing through a behavior close to non-shrink firing by itself. To be able to. At this time, since the present invention calculates the shrinkage rate of the multilayer ceramic substrate and determines the filling height of the via electrode, the height of the substrate and the height of the via electrode become the same after firing, and no defect due to the protrusion of the via electrode occurs. Can be.

本発明の一実施形態による未焼結多層セラミック基板は、少なくとも一つのビアホールが形成されたセラミックグリーンシートと、上記セラミックグリーンシートの一方面に形成された高分子樹脂層と、上記高分子樹脂層により支持され上記ビアホール内部に導電性金属粉末で形成されたビア電極とを有するセラミック積層体、及び上記セラミック積層体の一方面または両面に配置された収縮抑制用グリーンシートを含み、上記ビア電極の高さは上記ビアホールの高さより低い。   An unsintered multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention includes a ceramic green sheet having at least one via hole, a polymer resin layer formed on one surface of the ceramic green sheet, and the polymer resin layer. And a ceramic laminate having a via electrode formed of a conductive metal powder inside the via hole, and a shrinkage-suppressing green sheet disposed on one or both sides of the ceramic laminate, The height is lower than the height of the via hole.

図2は、本発明の一実施形態による無収縮多層セラミック基板の製造工程中ビアホールが形成された未焼結多層セラミック基板を表した断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an unsintered multilayer ceramic substrate having via holes formed during the manufacturing process of the non-shrinkable multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention.

図2に図示した通り、本発明の未焼結多層セラミック基板は、ビアホール203及び電極パターン(未図示)が形成されたセラミックグリーンシート201が複数枚積層されて形成されたセラミック積層体210と、セラミック積層体210の無収縮焼成のための収縮抑制用グリーンシート230で構成される。そして、未焼結多層セラミック基板は、ビアホール203の内部を充填している導電性金属粉末207を支持する高分子樹脂層205をセラミックグリーンシート201の間に備える。   As shown in FIG. 2, the unsintered multilayer ceramic substrate of the present invention includes a ceramic laminate 210 formed by laminating a plurality of ceramic green sheets 201 on which via holes 203 and electrode patterns (not shown) are formed, The ceramic laminate 210 is composed of a shrinkage-suppressing green sheet 230 for non-shrinkage firing. The unsintered multilayer ceramic substrate includes a polymer resin layer 205 that supports the conductive metal powder 207 filling the via hole 203 between the ceramic green sheets 201.

ここで、ビアホール203はエアロゾル蒸着法によりバインダーや溶媒を使用せず導電性金属粉末207のみで満たされる。そして、無収縮焼成時、基板は主面方向に殆ど収縮せず、厚さ方向にのみ収縮するため、焼成後基板の厚さは焼成前に対し約40乃至50%程度減るようになる。従って、導電性金属粉末207は基板とともに収縮するビアホールの高さを考慮して焼成前ビアホールの全体高さに対し約50%乃至60%ほどビアホールの内部に満たされることが好ましい。   Here, the via hole 203 is filled with only the conductive metal powder 207 by an aerosol deposition method without using a binder or a solvent. At the time of non-shrinkage firing, the substrate hardly shrinks in the main surface direction and shrinks only in the thickness direction, so that the thickness of the substrate after firing is reduced by about 40 to 50% compared to before firing. Therefore, the conductive metal powder 207 is preferably filled in the via hole by about 50% to 60% with respect to the total height of the via hole before firing in consideration of the height of the via hole shrinking together with the substrate.

一方、本発明の他の実施形態による無収縮多層セラミック基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートのうち少なくとも一つのセラミックグリーンシートに少なくとも一つのビアホール及び電極パターンを形成する段階と、上記ビアホールが形成されたセラミックグリーンシートの一方面に高分子樹脂層を接合する段階と、上記高分子樹脂層のうち上記ビアホールにより露出された領域にエアロゾル蒸着法を用いて上記ビアホールの高さより低い高さにビア電極を形成する段階と、上記セラミックグリーンシートを積層してセラミック積層体を形成する段階と、上記セラミック積層体の一方面または両面に収縮抑制用グリーンシートを接合して未焼結多層セラミック基板を形成する段階と、上記未焼結多層セラミック基板を焼結する段階と、を含む。   Meanwhile, a method of manufacturing a non-shrinkable multilayer ceramic substrate according to another embodiment of the present invention includes a step of forming at least one via hole and an electrode pattern in at least one ceramic green sheet among a plurality of ceramic green sheets; A step of bonding a polymer resin layer to one side of the formed ceramic green sheet, and using an aerosol deposition method in a region exposed by the via hole in the polymer resin layer, the height is lower than the height of the via hole. A step of forming a via electrode, a step of laminating the ceramic green sheets to form a ceramic laminate, and a non-sintered multilayer ceramic substrate by bonding a shrinkage-suppressing green sheet to one or both sides of the ceramic laminate And sintering the green multilayer ceramic substrate. It includes a floor, a.

図3乃至図6は、本発明の一実施形態による無収縮多層セラミック基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。   3 to 6 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a non-shrinkable multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention.

図3に図示した通り、複数枚のセラミックグリーンシート201にビアホール203及び電極パターン(未図示)を形成する。ここで、セラミックグリーンシート201は下記のような製造過程を経て製造される。先ず、ガラス−セラミック粉末に所定の樹脂、分散剤及び混合溶媒を添加する。分散剤を所定量添加することによりガラス−セラミック粉末を分散させることができる。そして、樹脂としてはアクリル系樹脂を使用することができ、混合溶媒としてはトルエンとエタノールを使用することができる。   As shown in FIG. 3, via holes 203 and electrode patterns (not shown) are formed in a plurality of ceramic green sheets 201. Here, the ceramic green sheet 201 is manufactured through the following manufacturing process. First, a predetermined resin, a dispersant and a mixed solvent are added to the glass-ceramic powder. The glass-ceramic powder can be dispersed by adding a predetermined amount of a dispersant. An acrylic resin can be used as the resin, and toluene and ethanol can be used as the mixed solvent.

このような混合液はボールミルを用いた分散、スラリー化、ろ過及び脱泡工程などを経て、ドクターブレード法を用いて所望の厚さのセラミックグリーンシートに成形される。セラミックグリーンシートを一定の大きさに裁断し、所望のビアホール及び電極パターンと同じ印刷回路パターンを形成する。   Such a mixed liquid is formed into a ceramic green sheet having a desired thickness by using a doctor blade method through dispersion, slurrying, filtration and defoaming processes using a ball mill. The ceramic green sheet is cut into a certain size, and the same printed circuit pattern as the desired via hole and electrode pattern is formed.

その後、ビアホール203が形成されたセラミックグリーンシート201に高分子樹脂層205を接合する。この高分子樹脂層205はビアホール203内に導電性金属粉末207を噴射して充填させるよう導電性金属粉末207を支持する層である。   Thereafter, the polymer resin layer 205 is bonded to the ceramic green sheet 201 in which the via hole 203 is formed. The polymer resin layer 205 is a layer that supports the conductive metal powder 207 so that the conductive metal powder 207 is injected and filled into the via hole 203.

このような高分子樹脂層205は、熱分解性高分子を溶媒に溶かした溶液をキャリアフィルムの上にコーティングして形成する。熱分解性高分子としてはポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルクロライドなどのビニル系樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系樹脂、及びポリアクリルエステル、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂で構成されたグループから選択された少なくとも1種の樹脂であることができる。他に水溶性結合剤樹脂またはその他のセラミックグリーンシートからなる部品のプロセッシングに使用可能な全ての相溶性結合剤樹脂が使用可能である。   Such a polymer resin layer 205 is formed by coating a solution of a thermally decomposable polymer in a solvent on a carrier film. The thermally decomposable polymer is composed of vinyl resins such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral and polyvinyl chloride, cellulose resins such as methylcellulose, ethylcellulose and hydroxyethylcellulose, and acrylic resins such as polyacrylic ester and polymethylmethacrylate. It can be at least one resin selected from the group. In addition, any compatible binder resin that can be used to process parts made of water-soluble binder resins or other ceramic green sheets can be used.

次に、高分子樹脂層205が接合されたセラミックグリーンシート201のビアホール203の内部にエアロゾル蒸着法を用いて導電性金属粉末207を充填する。これにより高分子樹脂層205により支持されたビア電極が形成される。この際、ビアホール203の内部に充填された導電性金属粉末207は、Ag、Cu、Ni、Au及びAgPdなどを含むグループの一つであることができ、これに限定されるのではなく、通常のセラミックパッケージに適用できる金属であればいずれも可能である。   Next, the conductive metal powder 207 is filled into the via hole 203 of the ceramic green sheet 201 to which the polymer resin layer 205 is bonded using an aerosol deposition method. As a result, a via electrode supported by the polymer resin layer 205 is formed. At this time, the conductive metal powder 207 filled in the via hole 203 may be one of a group including Ag, Cu, Ni, Au, AgPd, and the like. Any metal that can be applied to the ceramic package is possible.

ここで、ビアホール203の内部に充填される導電性金属粉末207の高さは、設計及び蒸着の条件によって自由に制御されることができ、無収縮焼成時にセラミック基板の厚さが40乃至50%程度減少することを考慮して、ビアホール203の全体高さに対し約50%〜60%が好ましい。そして、無収縮焼成基板の収縮率は事前の実験を通して正確に測定することができ、これによって導電性金属粉末のビアホールの充填高さは精密に制御することができる。   Here, the height of the conductive metal powder 207 filled in the via hole 203 can be freely controlled according to the design and deposition conditions, and the thickness of the ceramic substrate is 40 to 50% during non-shrinkage firing. In consideration of a decrease in the degree, about 50% to 60% is preferable with respect to the overall height of the via hole 203. The shrinkage rate of the non-shrinkable fired substrate can be accurately measured through a prior experiment, whereby the filling height of the conductive metal powder via hole can be precisely controlled.

一方、ビアホールの内部に導電性金属粉末を充填するときビアホール以外の部分に導電性金属粉末が噴射されることを防ぐようセラミックグリーンシート201上にパターンマスク(未図示)を使用することもできる。   On the other hand, a pattern mask (not shown) may be used on the ceramic green sheet 201 so as to prevent the conductive metal powder from being sprayed to portions other than the via hole when the conductive metal powder is filled in the via hole.

従って、図4に図示した通り、導電性金属粉末207が充填されたビアホール203と電極パターン(未図示)が形成されたセラミックグリーンシート201を複数枚積層した後加熱圧着してセラミック積層体210を形成する。   Therefore, as shown in FIG. 4, a plurality of ceramic green sheets 201 formed with via holes 203 filled with conductive metal powder 207 and electrode patterns (not shown) are laminated and then heat-pressed to form a ceramic laminate 210. Form.

その後、図5に図示した通り、セラミック積層体201の一方面または両面に主面方向への収縮を抑制するための収縮抑制用グリーンシート230を接合する。収縮抑制用グリーンシート230は通常のLTCCの焼成温度である900℃以下で焼結されない難焼結性粉末からから構成される可溶性セラミックグリーンシートであり、上記収縮抑制用グリーンシートは上記セラミック積層体が焼結される温度より高い焼結温度を有する難焼結性粉末からなり、難焼結性粉末はアルミナ(Al)、二酸化セリウム(CeO)、亜鉛化(ZnO)、ジルコニア(ZrO)、マグネシア(MgO)及び窒化ホウ素(BN)のいずれか一つであることができる。 Thereafter, as illustrated in FIG. 5, a shrinkage-suppressing green sheet 230 for suppressing shrinkage in the main surface direction is bonded to one surface or both surfaces of the ceramic laminate 201. The shrinkage-suppressing green sheet 230 is a soluble ceramic green sheet composed of a hardly sinterable powder that is not sintered at a normal LTCC firing temperature of 900 ° C. or less, and the shrinkage-suppressing green sheet is the ceramic laminate. It consists of a hardly sinterable powder having a sintering temperature higher than the temperature at which the material is sintered, and the hardly sinterable powder is alumina (Al 2 O 3 ), cerium dioxide (CeO 2 ), zincation (ZnO 2 ), zirconia It can be any one of (ZrO 2 ), magnesia (MgO), and boron nitride (BN).

このように、収縮抑制用グリーンシート230が形成された未焼結多層セラミック基板を例えば870℃の焼成温度で1時間焼結する。この際、収縮抑制用グリーンシート230によりセラミック積層体210の上部と下部が全体的に拘束され、セラミック積層体210内のビアホール203は緻密に形成された導電性金属粉末207により収縮が殆ど無いビア電極を形成する。   In this way, the unsintered multilayer ceramic substrate on which the shrinkage-suppressing green sheet 230 is formed is sintered at a firing temperature of 870 ° C. for 1 hour, for example. At this time, the upper and lower portions of the ceramic laminate 210 are entirely restrained by the shrinkage-suppressing green sheet 230, and the via hole 203 in the ceramic laminate 210 is a via that has almost no shrinkage due to the densely formed conductive metal powder 207. An electrode is formed.

そして、焼成過程でセラミック積層体210内の高分子樹脂層205は、可焼温度である400乃至500℃で全て分解され気化し、セラミックグリーンシート201のみ残って緻密化される。   Then, in the firing process, the polymer resin layer 205 in the ceramic laminate 210 is completely decomposed and vaporized at a calcination temperature of 400 to 500 ° C., and only the ceramic green sheet 201 remains and is densified.

また、セラミック積層体210が厚さ方向に収縮する反面、ビアホール203の内部に充填された導電性金属粉末207はエアロゾル蒸着法により焼成前に既に緻密に充填された状態で形成されているため、焼成時に体積の収縮が殆ど無い。従って、セラミック積層体210がビアホール203に充填された導電性金属粉末207の高さまで収縮するようになる。   In addition, while the ceramic laminate 210 shrinks in the thickness direction, the conductive metal powder 207 filled in the via hole 203 is formed in a state of being already densely packed before firing by an aerosol deposition method. There is almost no shrinkage of volume during firing. Accordingly, the ceramic laminate 210 contracts to the height of the conductive metal powder 207 filled in the via hole 203.

従って、図6に図示した通り、焼成後セラミック焼結体270とビアホール250の界面において、ビア電極の収縮が殆ど無いためビアホール250の内部に気孔が発生しないだけでなくビア電極が突出されない多層セラミック基板200が完成する。   Therefore, as shown in FIG. 6, at the interface between the sintered ceramic body 270 and the via hole 250 after firing, there is almost no contraction of the via electrode, so that not only pores are not generated in the via hole 250 but also the via electrode does not protrude. The substrate 200 is completed.

下記のように、本発明の条件に該当するエアロゾル蒸着法を利用して導電性金属粉末を噴射してビアホール内部を充填し、収縮抑制用グリーンシートをセラミック積層体の両面に接合した後、焼成工程を実施して無収縮多層セラミック基板を製造した。   As described below, the conductive metal powder is sprayed using the aerosol deposition method corresponding to the conditions of the present invention to fill the inside of the via hole, and the shrinkage-suppressing green sheets are bonded to both surfaces of the ceramic laminate, and then fired. The process was carried out to produce a non-shrinkable multilayer ceramic substrate.

[セラミック積層体の製造]
先ず、多層セラミック基板を構成する低誘電率セラミックグリーンシートの製造のため、ガラス−セラミック粉末100%に対してアクリル系バインダーを15wt%、分散剤を0.5wt%添加し、トルエンとエタノールの混合溶媒を添加した後ボールミルを用いて分散させた。
[Manufacture of ceramic laminates]
First, in order to manufacture a low dielectric constant ceramic green sheet constituting a multilayer ceramic substrate, 15 wt% of an acrylic binder and 0.5 wt% of a dispersant are added to 100% of glass-ceramic powder, and toluene and ethanol are mixed. After adding the solvent, it was dispersed using a ball mill.

このようにして得たスラリーをフィルタで濾した後脱泡し、ドクターブレード法を用いて100μm厚さのセラミックグリーンシートを成形した。その後、セラミックグリーンシートを一定の大きさに裁断した後、パンチングして直径120μmのビアホールを形成した。   The slurry thus obtained was filtered through a filter and defoamed, and a ceramic green sheet having a thickness of 100 μm was formed using a doctor blade method. Thereafter, the ceramic green sheet was cut into a certain size and punched to form a via hole having a diameter of 120 μm.

形成されたビアホール内に導電性金属粉末を充填させるため高分子樹脂層をセラミックグリーンシートの一方面に接合した。その後、エアロゾル蒸着法を用いてビアホール内に導電性金属粉末を、セラミックグリーンシートの収縮率を考慮してビアホールの一定の高さまでのみ充填させた。その後、ビアホール及び電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層した後加熱圧着して一体化されたセラミック積層体を製造した。   In order to fill the formed via hole with the conductive metal powder, a polymer resin layer was bonded to one surface of the ceramic green sheet. Thereafter, the conductive metal powder was filled into the via hole only to a certain height of the via hole in consideration of the shrinkage ratio of the ceramic green sheet by using an aerosol deposition method. Thereafter, a plurality of ceramic green sheets on which via holes and electrode patterns were formed were laminated and then heat-pressed to produce an integrated ceramic laminate.

[セラミック積層体と収縮抑制用グリーンシートの接合]
セラミック積層体の両面に、セラミック積層体と同一な面積に裁断した200μm厚さの収縮抑制用グリーンシートを接合した。その後、熱圧着して一体化された未焼結多層セラミック基板を製造した。この収縮抑制用グリーンシートはセラミック積層体両面に接合され焼成過程でセラミック積層体が主面方向に収縮することを抑制する。
[Bonding of ceramic laminate and green sheet for shrinkage suppression]
A green sheet for shrinkage suppression having a thickness of 200 μm cut to the same area as the ceramic laminate was bonded to both surfaces of the ceramic laminate. Then, the unsintered multilayer ceramic substrate integrated by thermocompression bonding was manufactured. This shrinkage-suppressing green sheet is bonded to both surfaces of the ceramic laminate, and suppresses the ceramic laminate from shrinking in the main surface direction during the firing process.

[焼結]
セラミック積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートが接合された未焼結多層セラミック基板を870℃の焼成温度で1時間焼結した。このようにして得られた焼結体から収縮抑制用グリーンシートを除去した。すなわち、未焼結多層セラミック基板の焼結後、焼結体両面の収縮抑制用グリーンシートは焼結されない状態で残っている。従って、これを水洗いや超音波洗浄、サンドブラスト及び高圧噴霧などにより焼結体の表面から除去した。
[Sintering]
An unsintered multilayer ceramic substrate having the shrinkage-suppressing green sheets bonded to both surfaces of the ceramic laminate was sintered at a firing temperature of 870 ° C. for 1 hour. The green sheet for shrinkage suppression was removed from the sintered body thus obtained. That is, after sintering the unsintered multilayer ceramic substrate, the green sheets for suppressing shrinkage on both sides of the sintered body remain unsintered. Therefore, it was removed from the surface of the sintered body by washing with water, ultrasonic cleaning, sand blasting, high pressure spraying or the like.

結果として、本発明で意図した通り、収縮抑制用グリーンシートによってセラミック積層体の上部と下部が全体的に拘束され、またエアロゾル蒸着法によりバインダーや溶媒無く導電性金属粉末のみで充填されたビア電極は、焼成前に既に気孔が殆ど無い緻密化された常態であるため焼成過程で殆ど収縮せず、ビアホールの内部に完全に充填されたビア電極を形成するようになり、また、ビア電極はセラミックグリーンシートの収縮率を考慮して一定の高さまでのみ充填されることにより焼成後ビアホール内部に気孔が発生せずビア電極が突出されない多層セラミック基板が完成した。   As a result, as intended in the present invention, the upper and lower portions of the ceramic laminate are entirely constrained by the shrinkage-suppressing green sheets, and via electrodes filled only with conductive metal powder without a binder or solvent by an aerosol deposition method. Is a densified normal state that has almost no pores before firing, so that it hardly shrinks in the firing process and forms a via electrode that is completely filled in the via hole. Considering the shrinkage rate of the green sheet, it was filled only to a certain height, so that a multilayer ceramic substrate in which no pores were generated in the via hole after firing and the via electrode did not protrude was completed.

本発明は上述の実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求範囲により限定される。従って、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者により多様な形態の置換、変形及び変更が可能で、これもまた本発明の範囲に属する。   The present invention is not limited by the above embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the appended claims. Accordingly, various forms of substitutions, modifications and changes can be made by those having ordinary knowledge in the art without departing from the technical idea of the present invention described in the claims. Belongs to a range.

Claims (19)

少なくとも一つのビアホールが形成されたセラミックグリーンシートと、前記セラミックグリーンシートの一方面に形成された高分子樹脂層と、前記高分子樹脂層により支持され前記ビアホール内部に導電性金属粉末で形成されたビア電極とを有するセラミック積層体、及び
前記セラミック積層体の一方面または両面に配置された収縮抑制用グリーンシートを含み、
前記ビア電極の高さは前記ビアホールの高さより低い、未焼結多層セラミック基板。
A ceramic green sheet having at least one via hole formed thereon, a polymer resin layer formed on one surface of the ceramic green sheet, and a conductive metal powder supported by the polymer resin layer and formed in the via hole. A ceramic laminate having a via electrode, and a green sheet for shrinkage suppression disposed on one or both surfaces of the ceramic laminate,
The unsintered multilayer ceramic substrate, wherein a height of the via electrode is lower than a height of the via hole.
前記ビア電極の高さは、前記セラミック積層体の収縮程度を考慮して前記ビアホールの高さに対し50%〜60%である、請求項1に記載の未焼結多層セラミック基板。   2. The unsintered multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein a height of the via electrode is 50% to 60% with respect to a height of the via hole in consideration of a contraction degree of the ceramic laminate. 前記導電性金属粉末は、Ag、Cu、Ni、Au及びAgPdのいずれか一つである、請求項1または2に記載の未焼結多層セラミック基板。   The unsintered multilayer ceramic substrate according to claim 1 or 2, wherein the conductive metal powder is one of Ag, Cu, Ni, Au, and AgPd. 前記高分子樹脂層は、前記セラミック積層体が焼結される温度以下で分解され除去される熱分解性高分子から構成される、請求項1から3のいずれか1項に記載の未焼結多層セラミック基板。   The unsintered body according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer resin layer is composed of a thermally decomposable polymer that is decomposed and removed at a temperature equal to or lower than a temperature at which the ceramic laminate is sintered. Multilayer ceramic substrate. 前記熱分解性高分子は、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルクロライドを含むビニル系樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースを含むセルロース系樹脂、及びポリアクリルエステル、ポリメチルメタクリレートを含むアクリル系樹脂で構成されたグループから選択された少なくとも1種である、請求項4に記載の未焼結多層セラミック基板。   The thermally decomposable polymer is composed of a vinyl resin including polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, a cellulose resin including methyl cellulose, ethyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose, and an acrylic resin including polyacryl ester and polymethyl methacrylate. The green multilayer ceramic substrate according to claim 4, wherein the green multilayer ceramic substrate is at least one selected from the group described above. 前記収縮抑制用グリーンシートは、前記セラミック積層体が焼結される温度より高い焼結温度を有する難焼結性粉末から構成される、請求項1から5のいずれか1項に記載の未焼結多層セラミック基板。   The unsintered powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the shrinkage-suppressing green sheet is composed of a non-sinterable powder having a sintering temperature higher than a temperature at which the ceramic laminate is sintered. Multi-layer ceramic substrate. 前記難焼結性粉末は、アルミナ(Al)、二酸化セリウム(CeO)、亜鉛化(ZnO)、ジルコニア(ZrO)、マグネシア(MgO)及び窒化ホウ素(BN)のいずれか一つである、請求項6に記載の未焼結多層セラミック基板。 The hardly sinterable powder is any one of alumina (Al 2 O 3 ), cerium dioxide (CeO 2 ), zincation (ZnO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), magnesia (MgO), and boron nitride (BN). The unsintered multilayer ceramic substrate according to claim 6, wherein 複数のセラミックグリーンシートのうち少なくとも一つのセラミックグリーンシートに少なくとも一つのビアホール及び電極パターンを形成する段階と、
前記ビアホールが形成されたセラミックグリーンシートの一方面に高分子樹脂層を接合する段階と、
前記高分子樹脂層のうち前記ビアホールにより露出された領域にエアロゾル蒸着法を用いて前記ビアホールの高さより低い高さにビア電極を形成する段階と、
前記セラミックグリーンシートを積層してセラミック積層体を形成する段階と、
前記セラミック積層体の一方面または両面に収縮抑制用グリーンシートを接合して未焼結多層セラミック基板を形成する段階と、
前記未焼結多層セラミック基板を焼結する段階と、を含む多層セラミック基板の製造方法。
Forming at least one via hole and electrode pattern in at least one ceramic green sheet of the plurality of ceramic green sheets;
Bonding a polymer resin layer to one surface of the ceramic green sheet in which the via hole is formed;
Forming a via electrode at a height lower than the height of the via hole using an aerosol deposition method in a region exposed by the via hole in the polymer resin layer;
Laminating the ceramic green sheets to form a ceramic laminate;
Bonding a green sheet for shrinkage suppression to one or both sides of the ceramic laminate to form an unsintered multilayer ceramic substrate;
Sintering the unsintered multilayer ceramic substrate.
前記ビア電極を形成する段階は、前記エアロゾル蒸着法による導電性金属粉末の高速噴射を通して前記導電性金属粉末のみからなる緻密なビア電極を形成する段階である、請求項8に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The multilayer ceramic substrate according to claim 8, wherein forming the via electrode is a step of forming a dense via electrode made of only the conductive metal powder through high-speed injection of the conductive metal powder by the aerosol deposition method. Manufacturing method. 前記ビア電極を形成する段階は、前記導電性金属粉末を噴射する前に、前記高分子樹脂層のうち前記ビアホールにより露出された領域のみ開放されるよう前記セラミックグリーンシート上にパターンマスクを配置させる段階をさらに含む、請求項9に記載の多層セラミック基板の製造方法。   In the step of forming the via electrode, before spraying the conductive metal powder, a pattern mask is disposed on the ceramic green sheet so that only a region exposed by the via hole in the polymer resin layer is opened. The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 9, further comprising a step. 前記導電性金属粉末は、Ag、Cu、Ni、Au及びAgPdのいずれか一つである、請求項9または10に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 9 or 10, wherein the conductive metal powder is any one of Ag, Cu, Ni, Au, and AgPd. 前記ビア電極の高さは、前記セラミックグリーンシートの収縮率により決められる、請求項8から11のいずれか1項に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 8, wherein the height of the via electrode is determined by a shrinkage rate of the ceramic green sheet. 前記ビア電極の高さは、前記セラミックグリーンシートの収縮率を考慮して焼結されたセラミックグリーンシートに該当する高さである、請求項12に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 12, wherein the height of the via electrode is a height corresponding to a sintered ceramic green sheet in consideration of a shrinkage rate of the ceramic green sheet. 前記高分子樹脂層は、前記セラミックグリーンシートが焼結される温度以下で分解され除去される熱分解性高分子から構成される、請求項8から13のいずれか1項に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The multilayer ceramic substrate according to any one of claims 8 to 13, wherein the polymer resin layer is composed of a thermally decomposable polymer that is decomposed and removed at a temperature lower than a temperature at which the ceramic green sheet is sintered. Manufacturing method. 前記熱分解性高分子は、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルクロライドを含むビニル系樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースを含むセルロース系樹脂、及びポリアクリルエステル、ポリメチルメタクリレートを含むアクリル系樹脂で構成されたグループから選択された少なくとも1種である、請求項14に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The thermally decomposable polymer is composed of a vinyl resin including polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, a cellulose resin including methyl cellulose, ethyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose, and an acrylic resin including polyacryl ester and polymethyl methacrylate. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 14, wherein the multilayer ceramic substrate is at least one selected from the group described above. 焼結された多層セラミック基板から前記収縮抑制用グリーンシートを除去する段階をさらに含む、請求項8から15のいずれか1項に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for producing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 8 to 15, further comprising a step of removing the shrinkage-suppressing green sheet from the sintered multilayer ceramic substrate. 前記焼結された多層セラミック基板から前記収縮抑制用グリーンシートを除去する段階は、ラッピング、サンドブラスト、水洗い及び高圧噴霧のいずれか一つにより行われる、請求項16に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 16, wherein the step of removing the shrinkage-suppressing green sheet from the sintered multilayer ceramic substrate is performed by any one of lapping, sandblasting, washing with water and high-pressure spraying. . 前記収縮抑制用グリーンシートは、前記セラミック積層体が焼結される温度より高い焼結温度を有する難焼結性粉末から構成される、請求項8から17のいずれか1項に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The multilayer ceramic according to any one of claims 8 to 17, wherein the shrinkage-suppressing green sheet is composed of a hardly sinterable powder having a sintering temperature higher than a temperature at which the ceramic laminate is sintered. A method for manufacturing a substrate. 前記難焼結性粉末は、アルミナ(Al)、二酸化セリウム(CeO)、亜鉛化(ZnO)、ジルコニア(ZrO)、マグネシア(MgO)及び窒化ホウ素(BN)のいずれか一つである、請求項18に記載の多層セラミック基板の製造方法。 The hardly sinterable powder is any one of alumina (Al 2 O 3 ), cerium dioxide (CeO 2 ), zincation (ZnO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), magnesia (MgO), and boron nitride (BN). The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 18, wherein
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