JP5363887B2 - Multilayer wiring board - Google Patents

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本発明は、半導体素子収納用パッケージや高周波モジュール基板等に適用され、銅を主成分とする低抵抗の配線層を有する多層配線基板に関するものである。   The present invention relates to a multilayer wiring board having a low resistance wiring layer mainly composed of copper, which is applied to a package for housing a semiconductor element, a high frequency module board, and the like.

移動体通信分野などで使用される多層配線基板は、複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、絶縁層を貫通する貫通導体と、絶縁基体の表面に形成された表面配線層と、絶縁基体の内部に形成された内部配線層とを備えている。   A multilayer wiring board used in the field of mobile communication includes an insulating substrate in which a plurality of insulating layers are laminated, a through conductor that penetrates the insulating layer, a surface wiring layer formed on the surface of the insulating substrate, and an insulating substrate. And an internal wiring layer formed inside.

このような多層配線基板として、例えば、有機樹脂を含む高熱膨張係数のプリント配線基板(マザーボード)に実装したときに、プリント配線基板との間の熱膨張差による応力で接合部にクラックや剥離が生じたりしないように、絶縁基体がクォーツを主成分とするガラスセラミックスで形成されたものが知られている(特許文献1を参照。)。   As such a multilayer wiring board, for example, when it is mounted on a printed wiring board (motherboard) having a high thermal expansion coefficient containing an organic resin, the joint is cracked or peeled off due to the stress due to the difference in thermal expansion with the printed wiring board. In order not to occur, it is known that the insulating base is made of glass ceramics mainly composed of quartz (see Patent Document 1).

絶縁基体の形成材料をガラスセラミックスとして低い焼成温度での焼成を可能としたものでは、貫通導体、表面配線層および内部配線層の形成材料として低融点であり低抵抗の銅を主成分とする導体ペーストを採用することができる。そして、一般に、配線層用導体ペーストには、絶縁基体の焼成時の収縮率との整合を図る目的でホウケイ酸ガラスが添加される(特許文献2を参照。)。   In the case where the insulating base material is made of glass ceramics and can be fired at a low firing temperature, the low-melting-point, low-resistance copper-based conductor is used as the material for forming the through conductor, the surface wiring layer, and the internal wiring layer. A paste can be employed. In general, borosilicate glass is added to the wiring layer conductor paste for the purpose of matching with the shrinkage rate during firing of the insulating base (see Patent Document 2).

このような多層配線基板の製造に際しては、貫通孔に貫通導体用導体ペーストが充填され、主面に配線層用導体ペーストが塗布されたガラスセラミックグリーンシートが複数積層されたガラスセラミックグリーンシート積層体を焼成した後、主面に形成された焼成後の配線層用導体にメッキ処理が施されて、最終的に表面配線層が形成される。このメッキ処理は、具体的には、エッチングにより表面処理を施した後、Pdを吸着させ、Niメッキ、Auメッキを施すという工程を有するものである。   When manufacturing such a multilayer wiring board, a glass ceramic green sheet laminate in which a plurality of glass ceramic green sheets each having a through hole filled with a conductive paste for a through conductor and a main layer coated with a conductive paste for a wiring layer are laminated After firing, plating treatment is performed on the fired wiring layer conductor formed on the main surface to finally form a surface wiring layer. Specifically, this plating process includes a step of performing surface treatment by etching, adsorbing Pd, and performing Ni plating and Au plating.

特開2004−231454号公報JP 2004-231454 A 特開平10−190178号公報JP-A-10-190178

しかしながら、上記のエッチングによる表面処理は、配線用導体の表面より突出したガラスをエッチング(ガラスエッチング)により除去し、次に配線用導体の表面の酸化膜(酸化銅)をエッチング(銅エッチング)により除去するものであり、このように多段階に十分なエッチングを施さないと、ガラスの除去および酸化膜(酸化銅)が十分に除去できず、メッキが一部欠けてしまう状態(メッキ欠け)が生じたり、メッキが形成されない状態(無メッキ)となってしまったりするという問題がある。   However, the above surface treatment by etching removes the glass protruding from the surface of the wiring conductor by etching (glass etching), and then etches the oxide film (copper oxide) on the surface of the wiring conductor by etching (copper etching). In this way, unless sufficient etching is performed in multiple stages, the removal of the glass and the oxide film (copper oxide) cannot be sufficiently removed, resulting in a state where the plating is partially lost (plating failure). There is a problem that it occurs or the plating is not formed (no plating).

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、絶縁基体との収縮率の整合を保ちつつ、ガラスエッチングを経ることなくメッキ欠けおよび無メッキが抑制された表面配線層を有する多層配線基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a multilayer wiring board having a surface wiring layer in which plating chipping and non-plating are suppressed without undergoing glass etching while maintaining shrinkage rate matching with an insulating substrate. The purpose is to provide.

本発明は、ガラスセラミックスからなる複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、該絶縁基体の主面に設けられた表面配線層とを備える多層配線基板であって、前記表面配線層は、前記絶縁基体側に設けられた第一の層と、該第一の層の上に設けられた複数のメッキ層とからなり、前記第一の層が、95.69〜96.62質量%の銅と、3.38〜4.31質量%のガラス相とを含み、該ガラス相に含まれる成分の合計を100質量%としたときに、SiがSiO換算で48.0〜51.0質量%、AlがAl換算で9.8〜10.2質量%、MgがMgO換算で0.1〜0.3質量%、CaがCaO換算で14.0〜16.0質量%、BaがBaO換算で21.0〜24.0質量%、SrがSrO換算で2.4〜3.0質量%であることを特徴とするものである。 The present invention is a multilayer wiring board comprising an insulating substrate in which a plurality of insulating layers made of glass ceramics are laminated, and a surface wiring layer provided on a main surface of the insulating substrate, wherein the surface wiring layer includes It consists of a first layer provided on the insulating substrate side and a plurality of plating layers provided on the first layer, and the first layer comprises 95.69 to 96.62% by mass of copper. And 3.38 to 4.31% by mass of the glass phase, and when the total of components contained in the glass phase is 100% by mass, Si is 48.0 to 51.0% in terms of SiO 2 %, Al is 9.8 to 10.2% by mass in terms of Al 2 O 3 , Mg is 0.1 to 0.3% by mass in terms of MgO, Ca is 14.0 to 16.0% by mass in terms of CaO, Ba is 21.0 to 24.0% by mass in terms of BaO, and Sr is 2.4 to 3.0% by mass in terms of SrO. It is characterized by being.

ここで、前記絶縁基体の内部に内部配線層を備え、該内部配線層が、93.90〜94.79質量%の銅と、5.21〜6.10質量%のガラス相とを含み、前記内部配線層のガラス相に含まれる成分の合計を100質量%としたときに、SiがSiO換算で54.0〜58.0質量%、AlがAl換算で16.0〜18.0質量%、MgがMgO換算で7.0〜7.5質量%、CaがCaO換算で8.5〜9.5質量%、BaがBaO換算で9.0〜10.0質量%、SrがSrO換算で0.1〜0.3質量%であるのが好ましい。 Here, an internal wiring layer is provided inside the insulating base, and the internal wiring layer includes 93.90 to 94.79% by mass of copper and 5.21 to 6.10% by mass of a glass phase, When the total of the components contained in the glass phase of the internal wiring layer is 100% by mass, Si is 54.0-58.0% by mass in terms of SiO 2 and Al is 16.0 in terms of Al 2 O 3. 18.0 mass%, Mg is 7.0 to 7.5 mass% in terms of MgO, Ca is 8.5 to 9.5 mass% in terms of CaO, and Ba is 9.0 to 10.0 mass% in terms of BaO , Sr is preferably 0.1 to 0.3% by mass in terms of SrO.

本発明の多層配線基板によれば、表面配線層を構成する第1の層の表面にガラスエッチングにより除去しなくてもいい程度に適度にガラスが存在する状態となり、第1の層の表面への酸化膜(酸化銅)の生成が抑制されたものとなる。したがって、ガラスが第1の層の表面に多く存在することによるメッキが一部欠けてしまう状態(メッキ欠け)を、ガラスエッチングすることなく抑制することができる。また、適度なガラスの存在により、第1の層の表面への酸化膜(酸化銅)の生成が抑制されることから、銅エッチングにより容易に酸化膜(酸化銅)を除去することができ、酸化膜(酸化銅)の存在によるメッキが形成されない状態(無メッキ)を抑制することができる。   According to the multilayer wiring board of the present invention, the glass is appropriately present on the surface of the first layer constituting the surface wiring layer so as not to be removed by glass etching. The generation of the oxide film (copper oxide) is suppressed. Therefore, it is possible to suppress a state where plating due to a large amount of glass on the surface of the first layer is partially lost (plating failure) without glass etching. Moreover, since the generation of an oxide film (copper oxide) on the surface of the first layer is suppressed due to the presence of appropriate glass, the oxide film (copper oxide) can be easily removed by copper etching, A state where plating is not formed (no plating) due to the presence of an oxide film (copper oxide) can be suppressed.

本発明の多層配線基板の一実施形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of one Embodiment of the multilayer wiring board of this invention. 図1に示す破線で囲まれる領域Aの拡大図である。It is an enlarged view of the area | region A enclosed with the broken line shown in FIG.

以下、本発明の多層配線基板の一実施形態について図面に基いて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a multilayer wiring board of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示す多層配線基板は、ガラスセラミックスからなる複数の絶縁層11、12、13、14が積層された絶縁基体1と、絶縁基体1の主面に設けられた表面配線層2とを備えている。なお、絶縁基体1の主面とは、絶縁基体1における最も広い面積の面であって図1に示す上面および下面のことをいう。   The multilayer wiring board shown in FIG. 1 includes an insulating substrate 1 in which a plurality of insulating layers 11, 12, 13, and 14 made of glass ceramics are stacked, and a surface wiring layer 2 provided on the main surface of the insulating substrate 1. ing. The main surface of the insulating substrate 1 is the surface of the widest area of the insulating substrate 1 and refers to the upper and lower surfaces shown in FIG.

絶縁基体1は、複数の絶縁層11、12、13、14が積層されたものである。この絶縁層11、12、13、14はガラスセラミックスで形成されており、例えば、プリント配線基板(マザーボード)との二次実装信頼性に優れた高い熱膨張係数(13×10−6/℃〜15×10−6/℃)のクォーツを主結晶として含むガラスセラミックスが採用される。また、クォーツは誘電率が低いことから、高周波領域における伝送信号の減衰を抑制でき、信号遅延による伝送ロスを少なくすることもできる。なお、絶縁基体1には、クォーツの他、セルジアンやエンスタタイトなどの結晶が存在していてもよく、これらの結晶の存在も絶縁基体1の熱膨張係数向上に寄与する。 The insulating base 1 is formed by laminating a plurality of insulating layers 11, 12, 13, and 14. The insulating layers 11, 12, 13, and 14 are made of glass ceramics. For example, the insulating layers 11, 12, 13, and 14 have a high thermal expansion coefficient (13 × 10 −6 / ° C. to excellent in secondary mounting reliability with a printed wiring board (motherboard). Glass ceramics containing quartz of 15 × 10 −6 / ° C.) as the main crystal is employed. In addition, since quartz has a low dielectric constant, attenuation of a transmission signal in a high frequency region can be suppressed, and transmission loss due to signal delay can be reduced. In addition to quartz, crystals such as serdian and enstatite may exist in the insulating substrate 1, and the presence of these crystals also contributes to an improvement in the thermal expansion coefficient of the insulating substrate 1.

絶縁基体1の主面には表面配線層2が設けられており、この表面配線層2は、図2に示すように、絶縁基体1側に設けられた第1の層21と、第1の層21の上(絶縁基体1側とは反対の側)に設けられた複数のメッキ層22とで構成されている。   A surface wiring layer 2 is provided on the main surface of the insulating substrate 1, and the surface wiring layer 2 includes a first layer 21 provided on the insulating substrate 1 side and a first layer as shown in FIG. It comprises a plurality of plating layers 22 provided on the layer 21 (on the side opposite to the insulating base 1 side).

表面配線層2を構成する第1の層21は、95.69〜96.62質量%の銅と3.38〜4.31質量%のガラス相とを含んでいる。絶縁基体1が1000℃以下の温度で焼結されたものであることから、第1の層21の主成分は低融点、低抵抗の銅である。ここで、第1の層21における銅およびガラス相の割合が上記範囲を外れると、絶縁基体との収縮率の整合がとれずに多層配線基板の表面に凹凸が生じたり、メッキ欠けが生じたりしてしまうおそれがある。なお、電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で、他の金属、酸化物、セラミックス等を含んでいてもよい。   The first layer 21 constituting the surface wiring layer 2 contains 95.69 to 96.62 mass% copper and 3.38 to 4.31 mass% glass phase. Since the insulating substrate 1 is sintered at a temperature of 1000 ° C. or lower, the main component of the first layer 21 is copper having a low melting point and low resistance. Here, if the ratio of the copper and glass phases in the first layer 21 is out of the above range, the shrinkage ratio with the insulating substrate cannot be matched, and the surface of the multilayer wiring board may be uneven, or plating defects may occur. There is a risk of it. In addition, other metals, oxides, ceramics, and the like may be included as long as the electrical resistance and thermal conductivity are not deteriorated.

そして、第1の層21のガラス相に含まれる成分の合計を100質量%としたときに、SiがSiO換算で48.0〜51.0質量%、AlがAl換算で9.8〜10.2質量%、MgがMgO換算で0.1〜0.3質量%、CaがCaO換算で14.0〜16.0質量%、BaがBaO換算で21.0〜24.0質量%、SrがSrO換算で2.4〜3.0質量%である。なお、第1の層21のガラス相は、原料である非晶質のガラスが残存したものであり、各成分の含有量は原料のガラス組成と同じ割合である。 Then, when the total of the components contained in the glass phase of the first layer 21 is 100 mass%, Si is from 48.0 to 51.0 wt% in terms of SiO 2, Al is in terms of Al 2 O 3 9 .8 to 10.2 mass%, Mg is 0.1 to 0.3 mass% in terms of MgO, Ca is 14.0 to 16.0 mass% in terms of CaO, and Ba is 21.0 to 24. mass in terms of BaO. 0% by mass and Sr are 2.4 to 3.0% by mass in terms of SrO. The glass phase of the first layer 21 is the one in which the amorphous glass as the raw material remains, and the content of each component is the same ratio as the glass composition of the raw material.

ここで、銅およびガラス相の割合は、例えば、測定試料を切断してこの断面を研磨し、走査型電子顕微鏡(SEM)による画像を解析し、面積比を求めることで算出できる。また、ガラス相に含まれる各成分の含有量は、ガラス相の一部についてスポット的にエネルギー分散型X線分光分析(EDS)を行うことにより算出できる。   Here, the ratio of copper and glass phase can be calculated by, for example, cutting the measurement sample, polishing the cross section, analyzing the image with a scanning electron microscope (SEM), and determining the area ratio. Further, the content of each component contained in the glass phase can be calculated by performing energy dispersive X-ray spectroscopic analysis (EDS) on a part of the glass phase in a spot manner.

第1の層21のガラス相に含まれる各成分の割合が上記の範囲であることで、収縮挙動の変動による多層配線基板(絶縁基体1)の主面の凹凸が抑制されている。また、第1の層21の表面にガラスエッチングにより除去しなくてもいい程度に適度にガラスが存在する状態となることから、ガラスエッチング処理を施さなくてもメッキ欠けが抑制されている。さらに、第1の層21の表面に適度にガラスが存在する状態となることから、第1の層の表面への酸化膜(酸化銅)の生成が抑制されている。したがって、後述するように、銅エッチング後のメッキ処理によるPdメッキ層221の形成(Pd吸着)が良好なものとなり、さらに後のNiメッキ層222およびAuメッキ層223の形成が良好なものとなる。   When the ratio of each component contained in the glass phase of the first layer 21 is in the above range, the unevenness of the main surface of the multilayer wiring board (insulating base 1) due to the variation in shrinkage behavior is suppressed. Further, since the glass is in a state where it does not need to be removed by glass etching on the surface of the first layer 21, the lack of plating is suppressed without performing glass etching treatment. Furthermore, since glass is appropriately present on the surface of the first layer 21, generation of an oxide film (copper oxide) on the surface of the first layer is suppressed. Therefore, as described later, the formation (Pd adsorption) of the Pd plating layer 221 by the plating process after the copper etching becomes favorable, and the formation of the Ni plating layer 222 and the Au plating layer 223 after that becomes favorable. .

複数のメッキ層22は、第1の層21の絶縁基体1側とは反対の側に、例えばPdメッキ層221、Niメッキ層222、Auメッキ層223が順に形成されたものである。複数のメッキ層22は、表面配線層2の酸化防止および実装部品との接合強度向上のために形成されるものであり、その層構成および形成材料について特に限定はない。   For example, a Pd plating layer 221, an Ni plating layer 222, and an Au plating layer 223 are sequentially formed on the side opposite to the insulating base 1 side of the first layer 21. The plurality of plating layers 22 are formed for the purpose of preventing the surface wiring layer 2 from oxidation and improving the bonding strength with the mounted component, and the layer configuration and the forming material are not particularly limited.

一方、絶縁基体1の内部には内部配線層3が設けられており、この内部配線層3は、93.90〜94.79質量%の銅と、5.21〜6.10質量%のガラス相とを含んでいる。絶縁基体1が1000℃以下の温度で焼結されたものであることから、表面配線層2における第1の層21と同様に、内部配線層3の主成分は低融点、低抵抗の銅である。ここで、内部配線層3における銅とガラス相との割合が上記範囲を外れると、絶縁基体との収縮率の整合がとれずに、内部配線層3と絶縁層11、12、13、14との間の剥離や多層配線基板の表面に凹凸が生じてしまうおそれがある。ここで、表面配線層2と内部配線層3とは、上下に絶縁層があるかないかによって銅とガラス相との割合が異なっている。なお、電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で、他の金属、酸化物、セラミックス等を含んでいてもよい。   On the other hand, an internal wiring layer 3 is provided inside the insulating substrate 1, and the internal wiring layer 3 is composed of 93.90 to 94.79% by mass of copper and 5.21 to 6.10% by mass of glass. Includes phases. Since the insulating substrate 1 is sintered at a temperature of 1000 ° C. or lower, the main component of the internal wiring layer 3 is copper having a low melting point and low resistance, like the first layer 21 in the surface wiring layer 2. is there. Here, if the ratio of copper and glass phase in the internal wiring layer 3 is out of the above range, the contraction rate with the insulating base cannot be matched, and the internal wiring layer 3 and the insulating layers 11, 12, 13, 14 and There is a risk of peeling between the layers and unevenness on the surface of the multilayer wiring board. Here, the surface wiring layer 2 and the internal wiring layer 3 have different ratios of copper and glass phase depending on whether there are upper and lower insulating layers. In addition, other metals, oxides, ceramics, and the like may be included as long as the electrical resistance and thermal conductivity are not deteriorated.

そして、内部配線層3のガラス相に含まれる成分の合計を100質量%としたときに、SiがSiO換算で54.0〜58.0質量%、AlがAl換算で16.0〜18.0質量%、MgがMgO換算で7.0〜7.5質量%、CaがCaO換算で8.5〜9.5質量%、BaがBaO換算で9.0〜10.0質量%、SrがSrO換算で0.1〜0.3質量%である。なお、内部配線層3のガラス相は、原料である非晶質のガラスが残存したものであり、各成分の含有量は原料のガラス組成と同じ割合である。 Then, the sum of the components contained in the glass phase of the internal wiring layer 3 is 100 mass%, Si is from 54.0 to 58.0 wt% in terms of SiO 2, Al is in terms of Al 2 O 3 16. 0 to 18.0 mass%, Mg is 7.0 to 7.5 mass% in terms of MgO, Ca is 8.5 to 9.5 mass% in terms of CaO, and Ba is 9.0 to 10.0 in terms of BaO. % By mass and Sr are 0.1 to 0.3% by mass in terms of SrO. The glass phase of the internal wiring layer 3 is the one in which the amorphous glass as the raw material remains, and the content of each component is the same ratio as the glass composition of the raw material.

内部配線層3のガラス相に含まれる各成分の割合が上記の範囲であることで、内部配線層3を形成するための配線層用導体ペーストの収縮開始温度域および収縮挙動を、ガラスセラミックグリーンシートの収縮開始温度域および収縮挙動に近づけることができ、内部配線層3と絶縁層11、12、13、14との間の剥離や絶縁基体1の主面の凹凸が大きくなるのを抑制することができる。   When the ratio of each component contained in the glass phase of the internal wiring layer 3 is in the above range, the shrinkage start temperature range and the shrinkage behavior of the conductive paste for wiring layer for forming the internal wiring layer 3 are determined by the glass ceramic green. It is possible to approach the shrinkage start temperature range and shrinkage behavior of the sheet and suppress the peeling between the internal wiring layer 3 and the insulating layers 11, 12, 13, and 14 and the increase in the unevenness of the main surface of the insulating substrate 1. be able to.

なお、貫通導体4も表面配線層2を構成する第1の層21および内部配線層3にあわせて、銅を主成分とする導体で形成されている。貫通導体4も、電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で他の金属、酸化物、セラミックス等の無機分を含んでいてもよい。   The through conductor 4 is also formed of a conductor mainly composed of copper in accordance with the first layer 21 and the internal wiring layer 3 constituting the surface wiring layer 2. The through conductor 4 may also contain inorganic components such as other metals, oxides, and ceramics as long as the electrical resistance and thermal conductivity are not deteriorated.

以下、多層配線基板の製造方法について説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a multilayer wiring board will be described.

まず、ガラスセラミックグリーンシートを作製するためのガラス粉末およびセラミックフィラーを用意する。   First, glass powder and a ceramic filler for preparing a glass ceramic green sheet are prepared.

ガラス粉末としては、SiOを35〜45質量%、Bを5〜10質量%、Alを6〜10質量%、MgOを15〜25質量%、CaOを1〜3質量%、BaOを17〜23質量%、SrOを0.5〜2質量%およびZrOを0.5〜1.5質量%含有する平均粒径2.0〜5.0μmの粉末を用いる。このガラスは、焼成によりセルシアンおよびエンスタタイトを析出する結晶性ガラスである。 The glass powder, a SiO 2 35 to 45 wt%, the B 2 O 3 5 to 10 wt%, the Al 2 O 3 6 to 10 wt%, the MgO 15-25 wt%, 1-3 mass CaO %, BaO 17 to 23% by mass, SrO 0.5 to 2% by mass and ZrO 2 0.5 to 1.5% by mass powder having an average particle size of 2.0 to 5.0 μm is used. This glass is a crystalline glass in which celsian and enstatite are precipitated by firing.

また、セラミックフィラーとしては、高熱膨張化に極めて効果的な結晶であるSiO(クォーツ)を用いる。なお、セラミックフィラーの平均粒径は3.5〜5.0μm、比表面積は1.5〜2.5cm/gが好ましい。 As the ceramic filler, SiO 2 (quartz), which is a crystal extremely effective for increasing the thermal expansion, is used. The average particle size of the ceramic filler is preferably 3.5 to 5.0 μm, and the specific surface area is preferably 1.5 to 2.5 cm 2 / g.

次に、ガラス粉末60〜70質量%とセラミックフィラー30〜40質量%とを混合してガラスセラミックグリーンシートを作製する。具体的には、ガラス粉末とセラミックフィラーとの混合物(合計100質量%)に適当な有機バインダおよび有機溶剤を混合してスラリーを得る。得られたスラリーから、所望の成形手段、例えばドクターブレード法、カレンダーロール法、圧延法等によりガラスセラミックグリーンシートを作製する。   Next, 60 to 70% by mass of glass powder and 30 to 40% by mass of ceramic filler are mixed to produce a glass ceramic green sheet. Specifically, an appropriate organic binder and organic solvent are mixed with a mixture of glass powder and ceramic filler (total 100 mass%) to obtain a slurry. From the obtained slurry, a glass ceramic green sheet is produced by a desired forming means such as a doctor blade method, a calender roll method, a rolling method or the like.

ここで、ガラス粉末の割合が60質量%未満である(セラミックフィラーの割合が40質量%を超える)と、セラミックフィラーの比表面積に対してガラス量(液相)が不足することで、焼結性が低下して絶縁基体1の緻密化(相対密度95%以上)が促進されないおそれがある。一方、ガラス粉末の割合が70質量%を超える(セラミックフフィラーの割合が30質量%未満である)と、セラミックフィラーの比表面積に対してガラス量(液相)が多くなるため、焼結性の向上が期待できるが、ガラス成分中(ガラス粉末)からMgAlSi18(コージェライト)が多く析出してしまう。これにより、相対的にクォーツの析出量が少なくなるために、絶縁基体1(ガラスセラミックス)の熱膨張係数が低下するおそれがある。 Here, when the ratio of the glass powder is less than 60% by mass (the ratio of the ceramic filler exceeds 40% by mass), the amount of glass (liquid phase) is insufficient with respect to the specific surface area of the ceramic filler, so that sintering is performed. There is a risk that the density of the insulating substrate 1 (relative density 95% or more) may not be promoted due to a decrease in the properties. On the other hand, if the ratio of the glass powder exceeds 70% by mass (the ratio of the ceramic filler is less than 30% by mass), the glass amount (liquid phase) increases with respect to the specific surface area of the ceramic filler, so that the sinterability However, a large amount of Mg 2 Al 4 Si 5 O 18 (cordierite) is precipitated from the glass component (glass powder). Thereby, since the amount of deposited quartz is relatively reduced, the thermal expansion coefficient of the insulating substrate 1 (glass ceramic) may be lowered.

次に、得られたガラスセラミックグリーンシートにパンチングやレーザー加工法などにより貫通孔を形成する。そして、この貫通孔に銅粉末を主成分として含む貫通導体用導体ペーストを充填する。   Next, a through hole is formed in the obtained glass ceramic green sheet by punching or laser processing. Then, the through-hole is filled with a conductor paste for a through conductor containing copper powder as a main component.

また、所望のガラスセラミックグリーンシート上に、銅粉末を主成分として含む配線層用導体ペーストを用いて表面配線層用または内部配線層用の導体パターンをスクリーン印刷法やグラビア印刷法にて形成する。   Further, a conductive pattern for a surface wiring layer or an internal wiring layer is formed on a desired glass ceramic green sheet by a screen printing method or a gravure printing method using a wiring layer conductor paste containing copper powder as a main component. .

ここで、表面配線層を形成するための表面配線層用導体ペーストは、平均粒径4.5〜5.5μmの銅粉末100質量部に対して、平均粒径1.6〜2.0μmのガラス粉末が3.5〜4.5質量部添加されるとともに、有機バインダ、有機溶剤等が添加されて混練されたものである。そして、ガラス粉末の組成としては、合計を100質量%としたときに、SiがSiO換算で48.0〜51.0質量%、AlがAl換算で9.8〜10.2質量%、MgがMgO換算で0.1〜0.3質量%、CaがCaO換算で14.0〜16.0質量%、BaがBaO換算で21.0〜24.0質量%、SrがSrO換算で2.4〜3.0質量%の割合で調製されているのが重要である。 Here, the conductive paste for the surface wiring layer for forming the surface wiring layer has an average particle diameter of 1.6 to 2.0 μm with respect to 100 parts by mass of the copper powder having an average particle diameter of 4.5 to 5.5 μm. While glass powder is added in an amount of 3.5 to 4.5 parts by mass, an organic binder, an organic solvent, or the like is added and kneaded. Then, as the composition of the glass powder, when the sum of the 100 mass%, Si is from 48.0 to 51.0 wt% in terms of SiO 2, Al is in terms of Al 2 O 3 9.8 to 10.2 Mass%, Mg is 0.1 to 0.3 mass% in terms of MgO, Ca is 14.0 to 16.0 mass% in terms of CaO, Ba is 21.0 to 24.0 mass% in terms of BaO, and Sr is It is important that it is prepared at a ratio of 2.4 to 3.0% by mass in terms of SrO.

Alの含有量が9.8質量%未満であると、ガラスを作製する工程でガラスが失透しやすくなる。失透したガラスは、失透していないガラスと比較してガラス転移温度、屈伏温度、結晶化開始温度などが異なることがあり、同一条件で焼成しても収縮挙動が変動したりすることがある。一方、Alの含有量が10.2質量%を超えると、ガラスの粘度が上昇して濡れ広がりにくくなり、銅のネック成長を抑制しすぎることで、メッキのかかり方が不均一になるおそれがある。また、ガラス中の網目構造の安定性がよすぎるため、表面のガラスの存在量が少なく、酸化膜の影響により表面配線層が無メッキ状態となるおそれがある。 When the content of Al 2 O 3 is less than 9.8% by mass, the glass tends to be devitrified in the step of producing the glass. Devitrified glass may have different glass transition temperature, yield temperature, crystallization start temperature, etc. compared to non-devitrified glass, and shrinkage behavior may fluctuate even when fired under the same conditions. is there. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 exceeds 10.2% by mass, the viscosity of the glass is increased and it becomes difficult to spread and the copper neck growth is suppressed too much. There is a risk. Further, since the network structure in the glass is too stable, the amount of glass on the surface is small, and the surface wiring layer may be in an unplated state due to the influence of the oxide film.

MgOの含有量が0.1質量%未満であると、失透を抑制しにくくなる。一方、MgOの含有量が0.3質量%を超えると、MgO系の複合酸化物が微量に析出するようになって表面配線層の収縮量を変動させるおそれがある。   When the content of MgO is less than 0.1% by mass, it is difficult to suppress devitrification. On the other hand, if the content of MgO exceeds 0.3% by mass, a slight amount of MgO-based composite oxide may be deposited, which may change the shrinkage amount of the surface wiring layer.

CaOの含有量が14.0質量%未満であると、粘度が高くなって、銅のネック成長を抑制し過ぎる。一方、CaOの含有量が16.0質量%を超えると、高温域での粘度を低下させ、表面配線層の収縮開始温度を低温化させた結果、絶縁基体の主面の凹凸が大きくなるおそれがある。   When the content of CaO is less than 14.0% by mass, the viscosity increases and the copper neck growth is excessively suppressed. On the other hand, when the content of CaO exceeds 16.0% by mass, the viscosity in the high temperature range is lowered, and the shrinkage start temperature of the surface wiring layer is lowered. There is.

BaOの含有量が21.0質量%未満であると、ガラス構造が不安定になり、粘度が低下した後、銅のネック成長を促進しすぎるおそれがある。一方、BaOの含有量が24.0質量%を超えると、AlやSiOといった元素と結晶を析出するようになって収縮量を変動させるおそれがある。 If the BaO content is less than 21.0% by mass, the glass structure becomes unstable, and after the viscosity is lowered, the copper neck growth may be promoted too much. On the other hand, when the content of BaO exceeds 24.0% by mass, elements such as Al 2 O 3 and SiO 2 and crystals are precipitated, and the shrinkage amount may be changed.

SrOの含有量が2.4質量%未満であると、表面にガラスが多く存在してしまい、メッキ欠けを生じさせてしまうおそれがある。一方、SrOの含有量が3.0質量%を超えると、SrO系の複合酸化物を生成する可能性が出てくるため、収縮挙動を変動させるおそれがある。   If the SrO content is less than 2.4% by mass, a large amount of glass is present on the surface, which may cause plating defects. On the other hand, if the SrO content exceeds 3.0% by mass, there is a possibility that a SrO-based composite oxide is generated, so that the shrinkage behavior may be changed.

一方、内部配線層を形成するための内部配線層用導体ペーストにおいては、平均粒径1.5〜2.5μmの銅粉末100質量部に対して、平均粒径1.2〜1.6μmのガラス粉末が5.5〜6.5質量部添加されるとともに、有機バインダ、有機溶剤等が添加されて混練されたものである。そして、ガラス粉末の組成としては、合計を100質量%としたときに、SiがSiO換算で54.0〜58.0質量%、AlがAl換算で16.0〜18.0質量%、MgがMgO換算で7.0〜7.5質量%、CaがCaO換算で8.5〜9.5質量%、BaがBaO換算で9.0〜10.0質量%、SrがSrO換算で0.1〜0.3質量%の割合で調製されているのが好ましい。 On the other hand, in the conductor paste for an internal wiring layer for forming the internal wiring layer, the average particle diameter is 1.2 to 1.6 μm with respect to 100 parts by mass of the copper powder having an average particle diameter of 1.5 to 2.5 μm. While 5.5 to 6.5 parts by mass of glass powder is added, an organic binder, an organic solvent, and the like are added and kneaded. Then, as the composition of the glass powder, when the sum of the 100 mass%, Si is from 54.0 to 58.0 wt% in terms of SiO 2, Al is in terms of Al 2 O 3 16.0 to 18.0 Mass%, Mg is 7.0 to 7.5 mass% in terms of MgO, Ca is 8.5 to 9.5 mass% in terms of CaO, Ba is 9.0 to 10.0 mass% in terms of BaO, and Sr is It is preferable to be prepared at a ratio of 0.1 to 0.3% by mass in terms of SrO.

Alの含有量が16.0質量%未満であると、ガラスセラミックグリーンシートの収縮挙動との不一致から、応力が発生し、内部配線層と絶縁層との間に剥離が発生するおそれがある。一方、Alの含有量が18.0質量%を超えると、ガラスの粘度が上昇して銅粉末に対して濡れ広がりにくくおそれがある。 If the content of Al 2 O 3 is less than 16.0% by mass, stress may be generated due to a mismatch with the shrinkage behavior of the glass ceramic green sheet, and peeling may occur between the internal wiring layer and the insulating layer. There is. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 exceeds 18.0% by mass, the viscosity of the glass is increased, and it may be difficult to spread and wet the copper powder.

MgOの含有量が7.0質量%未満であると、失透を抑制しにくくなる。一方、MgOの含有量が7.5質量%を超えると、MgO系の複合酸化物が微量に析出するようになって内部配線層の収縮量を変動させるおそれがある。   When the content of MgO is less than 7.0% by mass, it becomes difficult to suppress devitrification. On the other hand, if the content of MgO exceeds 7.5% by mass, a small amount of MgO-based composite oxide may be deposited, which may change the shrinkage amount of the internal wiring layer.

CaOの含有量が8.5質量%未満であると、粘度が高くなって、銅のネック成長を抑制しすぎる。一方、CaOの含有量が9.5質量%を超えると、絶縁基体の主面の凹凸が大きくなるおそれがある。   When the content of CaO is less than 8.5% by mass, the viscosity is increased and the copper neck growth is excessively suppressed. On the other hand, when the content of CaO exceeds 9.5% by mass, the unevenness of the main surface of the insulating substrate may be increased.

BaOの含有量が9.0質量%未満であると、ガラス構造が不安定になり、粘度が低下した後、銅のネック成長を促進するおそれがある。一方、BaOの含有量が10.0質量%を超えると、AlやSiOといった元素と結晶を析出するようになって内部配線層の収縮量を変動させるおそれがある。 If the content of BaO is less than 9.0% by mass, the glass structure becomes unstable, and after the viscosity is lowered, there is a risk of promoting copper neck growth. On the other hand, when the content of BaO exceeds 10.0% by mass, elements such as Al 2 O 3 and SiO 2 and crystals are precipitated, and the shrinkage amount of the internal wiring layer may be changed.

SrOの含有量が0.1質量%未満であると、ガラス構造を変動させ、失透が発生しやすくなる)。一方、SrOの含有量が0.3質量%を超えると、SrO系の複合酸化物を生成する可能性が出てくるため、内部配線層の収縮挙動を変動させるおそれがある。   If the SrO content is less than 0.1% by mass, the glass structure is changed and devitrification is likely to occur). On the other hand, if the SrO content exceeds 0.3% by mass, there is a possibility that a SrO-based composite oxide is generated, so that the shrinkage behavior of the internal wiring layer may be changed.

なお、表面配線層用導体ペーストに含まれるガラス粉末および内部配線層用導体ペーストに含まれるガラス粉末はともに焼成後に結晶を析出しない非晶質のガラスであり、表面配線層用導体ペーストに含まれるガラス粉末のガラス転移点および軟化点は、内部配線層用導体ペーストに含まれるガラス粉末のガラス転移点および軟化点よりも50℃前後高いものとなっている。   The glass powder contained in the surface wiring layer conductor paste and the glass powder contained in the internal wiring layer conductor paste are both amorphous glass that does not precipitate crystals after firing, and are contained in the surface wiring layer conductor paste. The glass transition point and softening point of the glass powder are about 50 ° C. higher than the glass transition point and softening point of the glass powder contained in the conductor paste for internal wiring layers.

このようにして、貫通孔に貫通導体用導体ペーストが充填されるとともに主面に配線層用導体ペーストの塗布されたガラスセラミックグリーンシートを複数積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する。具体的には、熱圧着法や積層助剤を用いて加圧して積層する方法によりガラスセラミックグリーンシート積層体を得る。   In this way, a glass ceramic green sheet laminate is produced by laminating a plurality of glass ceramic green sheets filled with the conductor paste for through conductors in the through holes and coated with the conductor paste for wiring layers on the main surface. Specifically, a glass ceramic green sheet laminate is obtained by a method of laminating by pressurization using a thermocompression bonding method or a laminating aid.

次に、得られたガラスセラミックグリーンシート積層体を焼成する。焼成にあたっては、まず成形のために配合した有機バインダなどの有機成分を除去する。有機成分の除去は、窒素雰囲中700〜750℃の温度で1〜5時間保持することにより行われる。次に、本焼成として、窒素雰囲気中850℃〜900℃の温度で1〜2時間かけた焼成がなされる。   Next, the obtained glass ceramic green sheet laminate is fired. In firing, organic components such as an organic binder blended for molding are first removed. The removal of the organic component is performed by holding at a temperature of 700 to 750 ° C. for 1 to 5 hours in a nitrogen atmosphere. Next, as the main baking, baking is performed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 850 ° C. to 900 ° C. for 1 to 2 hours.

次に、焼結積層体(ガラスセラミックグリーンシート積層体の焼成後の状態)の主面には、表面配線層を構成する第1の層が形成されていて、この第1の層の表面に例えば硫酸アンモニウムを用いて銅エッチング処理を施し、表面の酸化膜(酸化銅)を除去する。   Next, the first layer constituting the surface wiring layer is formed on the main surface of the sintered laminate (the state after firing of the glass ceramic green sheet laminate), and on the surface of the first layer For example, a copper etching process is performed using ammonium sulfate, and the oxide film (copper oxide) on the surface is removed.

最後に、第1の層上にメッキ処理を施す。具体的には、Pdメッキ浴に浸漬させてPdメッキ層を形成し、Niメッキ浴に浸漬させてNiメッキ層を形成し、Auメッキ浴に浸漬させてAuメッキ層を形成する。なお、それぞれの浸漬工程の間に、アルカリ脱脂や酸処理などの工程があってもよい。   Finally, a plating process is performed on the first layer. Specifically, a Pd plating layer is formed by dipping in a Pd plating bath, a Ni plating layer is formed by dipping in a Ni plating bath, and an Au plating layer is formed by dipping in an Au plating bath. In addition, there may be steps such as alkali degreasing and acid treatment between each dipping step.

このような製造方法により、絶縁基体との収縮率の整合を保ちつつ、ガラスエッチングを経ることなくメッキ欠けおよび無メッキが抑制された表面配線層を有する多層配線基板を得ることができる。   With such a manufacturing method, it is possible to obtain a multilayer wiring board having a surface wiring layer in which plating chipping and non-plating are suppressed without passing through glass etching while maintaining the shrinkage rate matching with the insulating base.

ガラス粉末として、表3に示す組成のガラス粉末とSiOからなるセラミックフィラーとを用意し、表4に示す割合となるように秤量混合した。なお、ガラス粉末の平均粒径は3.9μm、フィラー本体の平均粒径は3.5μmであった。 As the glass powder, a glass powder having a composition shown in Table 3 and a ceramic filler made of SiO 2 were prepared and weighed and mixed so as to have the ratio shown in Table 4. The average particle size of the glass powder was 3.9 μm, and the average particle size of the filler body was 3.5 μm.

この混合物に、イソブチルメタクリレートを主鎖としてトルエンを溶媒とする有機バインダを添加するとともに、有機溶剤としてジブチルフタレートを添加し、十分混合してスラリーを作製した後、ドクターブレード法により厚み125μmのガラスセラミックグリーンシートを作製した。   To this mixture, an organic binder containing isobutyl methacrylate as the main chain and toluene as a solvent was added, dibutyl phthalate was added as an organic solvent, and mixed well to prepare a slurry, and then a glass ceramic having a thickness of 125 μm by a doctor blade method. A green sheet was produced.

得られたガラスセラミックグリーンシートにパンチングで貫通孔を形成し、主成分としての銅粉末にアクリル系バインダおよびテルピネオールを添加してなる貫通導体用導体ペーストをこの貫通孔に充填した。さらに、主成分としての銅粉末に表1または表2に示す組成のガラス粉末を表4に示す割合で添加し、アクリル系バインダおよびテルピネオールを添加してなる表面配線層用導体ペーストまたは内部配線層用導体ペーストを、ガラスセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法を用いて塗布した。なお、表面配線層用導体ペーストに含まれる銅粉末の平均粒径は5μm、ガラス粉末の平均粒径は1.8μmであり、内部配線層用導体ペーストに含まれる銅粉末の平均粒径は2.0μm、ガラス粉末の平均粒径は1.4μmである。   A through hole was formed in the obtained glass ceramic green sheet by punching, and the through hole was filled with a conductive paste for a through conductor obtained by adding an acrylic binder and terpineol to copper powder as a main component. Further, a conductive paste for a surface wiring layer or an internal wiring layer obtained by adding glass powder having the composition shown in Table 1 or 2 to the copper powder as a main component in a ratio shown in Table 4 and adding an acrylic binder and terpineol. The conductor paste for coating was applied to a glass ceramic green sheet using a screen printing method. The average particle size of the copper powder contained in the conductive paste for the surface wiring layer is 5 μm, the average particle size of the glass powder is 1.8 μm, and the average particle size of the copper powder contained in the conductive paste for the internal wiring layer is 2 The average particle size of the glass powder is 1.4 μm.

こうして作製した複数のガラスセラミックグリーンシートを位置合わせして熱圧着にて20層積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を得た。   A plurality of glass ceramic green sheets thus prepared were aligned and 20 layers were laminated by thermocompression bonding to obtain a glass ceramic green sheet laminate.

そして、水蒸気を含有する窒素雰囲気中にて725℃の温度で3時間かけて脱バインダ処理を行った後、窒素雰囲気にて860℃の温度で1時間かけて本焼成を行ない、縦45mm、横45mm、厚み2mmの大きさの焼結積層体(ガラスセラミックグリーンシート積層体の焼成後の状態)を得た。   Then, after the binder removal treatment was performed at a temperature of 725 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere containing water vapor, the main baking was performed at a temperature of 860 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A sintered laminate having a size of 45 mm and a thickness of 2 mm (a state after firing the glass ceramic green sheet laminate) was obtained.

最後に、得られた焼結積層体(ガラスセラミックグリーンシート積層体の焼成後の状態)において、表面配線層用導体ペーストが焼結した第1の層の表面の酸化膜(酸化銅)を硫酸アンモニウムによるエッチングにより除去した。そして、第1の層上に、Pdメッキ浴に90秒浸漬した後、Niメッキ浴に18分浸漬した後、Auメッキ浴に5分浸漬して複数のメッキ層(Pdメッキ層、Niメッキ層、Auメッキ層)を形成し、多層配線基板を得た。   Finally, in the obtained sintered laminate (the state after firing of the glass ceramic green sheet laminate), the oxide film (copper oxide) on the surface of the first layer sintered with the conductive paste for the surface wiring layer was converted to ammonium sulfate. It was removed by etching. Then, after being immersed in a Pd plating bath for 90 seconds on the first layer, then immersed in an Ni plating bath for 18 minutes, and then immersed in an Au plating bath for 5 minutes, a plurality of plating layers (Pd plating layer, Ni plating layer) , Au plating layer) was formed to obtain a multilayer wiring board.

上記の方法で得られた多層配線基板に対して、以下の測定を行なった。   The following measurements were performed on the multilayer wiring board obtained by the above method.

まず、絶縁基体に形成された表面配線層の組成分析を行なった。具体的には、測定試料を縦10mm×横10mm×厚み2mmに切断し、表面配線層における第1の層および内部配線層の切断面を研磨し、走査型電子顕微鏡(SEM)の画像から50μm×10μmの領域の銅とガラス相との面積比を求め、これらの割合を求めた。その結果を表4に示す。   First, composition analysis of the surface wiring layer formed on the insulating substrate was performed. Specifically, the measurement sample was cut into a length of 10 mm × width of 10 mm × thickness of 2 mm, the cut surfaces of the first wiring layer and the internal wiring layer in the surface wiring layer were polished, and 50 μm from a scanning electron microscope (SEM) image. The area ratio of copper and glass phase in a region of × 10 μm was determined, and these ratios were determined. The results are shown in Table 4.

また、それぞれのガラス相の一部についてスポット的にエネルギー分散型X線分光分析(EDS)を行うことにより、ガラス相に含まれる元素のそれぞれの酸化物換算の含有量を求めたところ、各成分の含有量は表1に示す表面配線層の原料ガラス組成および表2に示す内部配線層の原料ガラス組成と同じであることを確認した。   Moreover, when each oxide phase content of each element contained in the glass phase was determined by spot-dispersing energy dispersive X-ray spectroscopic analysis (EDS) on a part of each glass phase, each component was obtained. Was confirmed to be the same as the raw glass composition of the surface wiring layer shown in Table 1 and the raw glass composition of the internal wiring layer shown in Table 2.

そして、表面配線層のメッキ欠けの有無および無メッキの有無について、目視により観察した。その結果を表5に示す。   Then, the presence or absence of plating defects on the surface wiring layer and the presence or absence of non-plating were visually observed. The results are shown in Table 5.

また、絶縁基体の主面の平坦性を評価した。具体的には、一方主面の40mm角のエリアにおいてレーザー式変位計を用いて縦横5mmごとに主面の高さを測定し、その最高値と最低値の差を求めた。その結果を表5に示す。   Further, the flatness of the main surface of the insulating substrate was evaluated. Specifically, the height of the main surface was measured every 5 mm in length and width using a laser displacement meter in a 40 mm square area on one main surface, and the difference between the maximum value and the minimum value was obtained. The results are shown in Table 5.

また、内部配線層と絶縁層との間の剥離の有無を、双眼顕微鏡、詳しくは走査型電子顕微鏡(SEM)の画像にて観察した。その結果を表5に示す。   Moreover, the presence or absence of peeling between the internal wiring layer and the insulating layer was observed with an image of a binocular microscope, specifically a scanning electron microscope (SEM). The results are shown in Table 5.

なお、絶縁基体中の結晶相の同定をX線回折(XRD)にて行ったところ、全ての試料について、クォーツの含有量が最も多く、ついでセルシアン、エンスタタイトという順で存在していることを確認した。   In addition, when the crystal phase in the insulating substrate was identified by X-ray diffraction (XRD), it was found that all samples had the highest quartz content, followed by celsian and enstatite. confirmed.

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表4および表5に示すように、本発明範囲内の試料(試料No.1〜No.15、No.19〜No.41、No.44、No.45)によれば、メッキ欠けや無メッキの状態の表面配線層が確認されておらず、ガラスエッチング工程を経なくてもメッキ欠けや無メッキの抑制された表面配線層を有する多層配線基板が得られることがわかる。また、表面配線層(第1の層)に起因する絶縁基体の主面の凹凸が抑制されていることから、表面配線層(第1の層)と絶縁基体との収縮率の整合もとれていたことがわかる。   As shown in Tables 4 and 5, according to the samples within the scope of the present invention (Sample No. 1 to No. 15, No. 19 to No. 41, No. 44, No. 45) The surface wiring layer in a plated state has not been confirmed, and it can be seen that a multilayer wiring board having a surface wiring layer with suppressed plating chipping and no plating can be obtained without going through the glass etching step. In addition, since the unevenness of the main surface of the insulating base caused by the surface wiring layer (first layer) is suppressed, the shrinkage rate of the surface wiring layer (first layer) and the insulating base is matched. I understand that.

これに対し、本発明範囲外である試料No.16では、表面配線層用の原料ガラス粉末におけるAl量が多いことから、ガラスの粘度が上昇して濡れ広がりにくくなったことで、第1の層の表面にガラスが存在しにくくなり、無メッキの状態となった。 On the other hand, sample No. which is outside the scope of the present invention. In No. 16, since the amount of Al 2 O 3 in the raw glass powder for the surface wiring layer is large, the viscosity of the glass is increased and it is difficult for the glass to be spread on the surface of the first layer. It became the state of no plating.

また、本発明範囲外である試料No.17は、表面配線層用の原料ガラス粉末におけるCaO量が多いことから、高温域でのガラス粘度を低下させ、焼結早期段階から銅粉末の焼結を促進させてしまい、第1の層の収縮開始温度が低温化した結果、絶縁基体の主面の凹凸が大きくなった。   In addition, sample No. which is outside the scope of the present invention. 17 has a large amount of CaO in the raw glass powder for the surface wiring layer, so that the glass viscosity in the high temperature range is reduced, and the sintering of the copper powder is promoted from the early stage of sintering. As a result of the shrinkage start temperature being lowered, the unevenness of the main surface of the insulating base became large.

また、本発明範囲外である試料No.18は、表面配線層用の原料ガラス粉末におけるBaO量が多いことから、第1の層の収縮開始温度域が変動し、絶縁基体との収縮挙動のミスマッチから絶縁基体の主面の凹凸が大きくなった。   In addition, sample No. which is outside the scope of the present invention. No. 18, since the amount of BaO in the raw glass powder for the surface wiring layer is large, the shrinkage start temperature range of the first layer fluctuates, and the unevenness of the main surface of the insulating substrate is large due to the mismatch of the shrinking behavior with the insulating substrate. became.

また、本発明範囲外である試料No.42は、表面配線層用の原料ガラス粉末の割合が少ないことから、第1の層の表面の酸化膜が除去できない程度に生成され、無メッキを生じさせる結果となった。また、銅粉末のネック成長を促進させてしまい、絶縁基体との収縮挙動のミスマッチから絶縁基体の主面の凹凸が大きくなった。   In addition, sample No. which is outside the scope of the present invention. No. 42 was produced to the extent that the oxide film on the surface of the first layer could not be removed because the ratio of the raw glass powder for the surface wiring layer was small, resulting in no plating. Further, the copper powder neck growth was promoted, and the unevenness of the main surface of the insulating base became large due to a mismatch in shrinkage behavior with the insulating base.

また、本発明範囲外である試料No.43は、表面配線層用の原料ガラス粉末の割合が多いことから、第1の層の表面に存在するガラスが多く、メッキ欠けを生じさせる結果となった。   In addition, sample No. which is outside the scope of the present invention. Since No. 43 has a large proportion of the raw material glass powder for the surface wiring layer, a large amount of glass is present on the surface of the first layer, resulting in lack of plating.

なお、試料No.33については、内部配線層の剥離が見られた。また、試料No.34、44および45については、内部配線層のガラス相に起因して、絶縁基体の主面の凹凸が大きくなった。   Sample No. For No. 33, peeling of the internal wiring layer was observed. Sample No. For 34, 44, and 45, the irregularities on the main surface of the insulating base increased due to the glass phase of the internal wiring layer.

1・・・絶縁基体
11、12、13、14・・・絶縁層
2・・・表面配線層
21・・・第1の層
22・・・メッキ層
221・・・Pdメッキ層
222・・・Niメッキ層
223・・・Auメッキ層
3・・・内部配線層
4・・・貫通導体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating base | substrate 11, 12, 13, 14 ... Insulating layer 2 ... Surface wiring layer 21 ... 1st layer 22 ... Plating layer 221 ... Pd plating layer 222 ... Ni plating layer 223 ... Au plating layer 3 ... internal wiring layer 4 ... penetrating conductor

Claims (2)

ガラスセラミックスからなる複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、該絶縁基体の主面に設けられた表面配線層とを備える多層配線基板であって、
前記表面配線層は、前記絶縁基体側に設けられた第1の層と、該第1の層の上に設けられた複数のメッキ層とからなり、前記第1の層が、95.69〜96.62質量%の銅と、3.38〜4.31質量%のガラス相とを含み、該ガラス相に含まれる成分の合計を100質量%としたときに、SiがSiO換算で48.0〜51.0質量%、AlがAl換算で9.8〜10.2質量%、MgがMgO換算で0.1〜0.3質量%、CaがCaO換算で14.0〜16.0質量%、BaがBaO換算で21.0〜24.0質量%、SrがSrO換算で2.4〜3.0質量%であることを特徴とする多層配線基板。
A multilayer wiring board comprising: an insulating substrate in which a plurality of insulating layers made of glass ceramics are laminated; and a surface wiring layer provided on a main surface of the insulating substrate,
The surface wiring layer includes a first layer provided on the insulating base side and a plurality of plating layers provided on the first layer, and the first layer includes 95.69 to When 96.62% by mass of copper and 3.38 to 4.31% by mass of glass phase are included, and the total of components contained in the glass phase is 100% by mass, Si is 48 in terms of SiO 2. .0~51.0 mass%, Al is from 9.8 to 10.2 wt% in terms of Al 2 O 3, Mg is 0.1 to 0.3 mass% in terms of MgO, Ca is calculated as CaO 14.0 A multilayer wiring board comprising: ˜16.0% by mass, Ba is 21.0 to 24.0% by mass in terms of BaO, and Sr is 2.4 to 3.0% by mass in terms of SrO.
前記絶縁基体の内部に内部配線層を備え、該内部配線層が、93.90〜94.79質量%の銅と、5.21〜6.10質量%のガラス相とを含み、前記内部配線層のガラス相に含まれる成分の合計を100質量%としたときに、SiがSiO換算で54.0〜58.0質量%、AlがAl換算で16.0〜18.0質量%、MgがMgO換算で7.0〜7.5質量%、CaがCaO換算で8.5〜9.5質量%、BaがBaO換算で9.0〜10.0質量%、SrがSrO換算で0.1〜0.3質量%であることを特徴とする請求項1に記載の多層配線基板。 An internal wiring layer is provided inside the insulating substrate, and the internal wiring layer includes 93.90 to 94.79% by mass of copper and 5.21 to 6.10% by mass of a glass phase, the sum of the components contained in the glass phase of the layer is 100 mass%, Si is from 54.0 to 58.0 wt% in terms of SiO 2, Al is in terms of Al 2 O 3 16.0 to 18.0 Mass%, Mg is 7.0 to 7.5 mass% in terms of MgO, Ca is 8.5 to 9.5 mass% in terms of CaO, Ba is 9.0 to 10.0 mass% in terms of BaO, and Sr is The multilayer wiring board according to claim 1, wherein the content is 0.1 to 0.3% by mass in terms of SrO.
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