JP5558157B2 - Wiring board - Google Patents
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Description
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る配線基板に関するものであり、特に、各種部品実装が必要な高周波用途において好適に使用できる配線基板に関するものである。 The present invention relates to a wiring substrate applied to a package for housing a semiconductor element, a high-frequency module substrate, and the like, and more particularly to a wiring substrate that can be suitably used in a high-frequency application that requires various component mounting.
従来、配線基板は、基板材料としてアルミナを用い、導体層材料としてタングステンやモリブデンを用いたものが広く使用されており、配線基板表面に半導体素子やコンデンサ、フィルタ等の各種電子部品を実装することにより、半導体素子収納用パッケージや高周波モジュール基板を構成している。 Conventionally, wiring boards using alumina as a substrate material and tungsten or molybdenum as a conductor layer material have been widely used, and various electronic components such as semiconductor elements, capacitors, and filters are mounted on the surface of the wiring board. Thus, a semiconductor element storage package and a high-frequency module substrate are configured.
しかしながら、アルミナを基板材料とした場合には、その焼成温度が1600℃程度と高温なため、導体層材料としては抵抗の大きい高融点金属を使用する必要があった。近年においては、特に大気焼成が可能で、比抵抗の最も小さい銀の融点以下で焼成可能とし、高周波回路の導体損を低減できる低温焼成基板が広く開発されてきており、さらに、高周波回路の誘電体損を低減するため、誘電損失の小さい絶縁基板が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 However, when alumina is used as the substrate material, the firing temperature is as high as about 1600 ° C., and therefore it is necessary to use a refractory metal having high resistance as the conductor layer material. In recent years, low-temperature fired substrates that can be fired in the air and can be fired below the melting point of silver with the lowest specific resistance and reduce the conductor loss of high-frequency circuits have been widely developed. In order to reduce body loss, an insulating substrate having a small dielectric loss has been developed (see, for example, Patent Document 1).
一方、各種電子部品を配線基板上に実装する際に、配線基板表面上に形成された表面導体層や、導体層材料を用いて形成された認識マークを、画像認識装置で認識させ、位置合わせを行っている。 On the other hand, when mounting various electronic components on the wiring board, the image recognition device recognizes the surface conductor layer formed on the surface of the wiring board and the recognition mark formed using the conductor layer material, and aligns them. It is carried out.
このような画像認識装置による認識工程において、白色系の配線基板上にAgを用いて表面導体層を形成した場合や、白色系の配線基板上にAgを用いて認識マークを形成した場合には、白色系の配線基板と、Agで形成された表面導体層や認識マークとの色調や反射率の差が小さいことから、画像認識装置が表面導体層や認識マークの位置を正確に認識できずに認識エラーを起こし易いという問題があった。 In such a recognition process by the image recognition device, when a surface conductor layer is formed using Ag on a white wiring board, or when a recognition mark is formed using Ag on a white wiring board. Since the difference in color tone and reflectance between the white wiring board and the surface conductor layer or recognition mark made of Ag is small, the image recognition device cannot accurately recognize the position of the surface conductor layer or the recognition mark. There is a problem that a recognition error is likely to occur.
そのため、各種遷移金属酸化物等の顔料粉末を配線基板中に添加し、配線基板を着色させることにより、Agで形成された表面導体層や認識マークとの色調や反射率の差を大きくし、画像認識装置による認識エラーを抑制する技術が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
Therefore, by adding pigment powders such as various transition metal oxides into the wiring board and coloring the wiring board, the difference in color tone and reflectance with the surface conductor layer and the recognition mark formed of Ag is increased, A technique for suppressing a recognition error by an image recognition apparatus is disclosed (for example, see
一方、配線基板の誘電損失は、配線基板を構成する主結晶相やガラス相の設計に大きく依存するのは無論であるが、それに加えて各種添加物や不純物等の微量成分の影響が無視できないほど大きく、例えば、前述の顔料粉末として一般的に用いられる酸化マンガンや酸化鉄等の遷移金属酸化物は、配線基板の誘電損失を大きく増大させるため、その含有量は極力減少させることが誘電損失を低下させるために望ましい。言い換えれば、配線基板の誘電損失を低下させるためには、遷移金属酸化物を添加しない、白色系の配線基板であることが望ましい。 On the other hand, it is obvious that the dielectric loss of the wiring board largely depends on the design of the main crystal phase and the glass phase constituting the wiring board, but in addition, the influence of trace components such as various additives and impurities cannot be ignored. For example, transition metal oxides such as manganese oxide and iron oxide, which are generally used as the above-mentioned pigment powder, greatly increase the dielectric loss of the wiring board, so the content should be reduced as much as possible. Desirable to lower In other words, in order to reduce the dielectric loss of the wiring board, it is desirable that the white wiring board does not contain a transition metal oxide.
そこで、従来、配線基板の表面に配置される1層の絶縁層のみを着色することにより、画像認識装置による認識エラーの課題を解決しつつ、誘電損失の増大を表面の絶縁層1層のみに抑制した技術が開示されている(例えば、特許文献4参照)。 Therefore, conventionally, by coloring only one insulating layer arranged on the surface of the wiring board, the problem of recognition error by the image recognition apparatus is solved, and the increase in dielectric loss is limited to only one insulating layer on the surface. A suppressed technique is disclosed (for example, see Patent Document 4).
しかしながら、特許文献4に記載された発明においても、表面の絶縁層1層における誘電損失の増大は不可避であり、近年の配線基板の高周波化、高集積化に伴い、その影響が無視できないほど大きくなってきている。
However, even in the invention described in
すなわち、近年の配線基板の高周波化、高集積化に伴い、表面の絶縁層1層に面して形成された内部導体層を高周波信号が伝搬する場合が多いが、特許文献4では、表面の絶縁層1層全体に酸化鉄や酸化コバルト等の顔料粉末が均一に存在しており、表面の絶縁層1層全体の誘電損失が大きいため、表面の絶縁層に面して形成された内部導体層を高周波信号が伝搬する際における減衰が大きくなるという問題があった。 That is, with the recent trend toward higher frequency and higher integration of wiring boards, high frequency signals often propagate through the inner conductor layer formed facing one insulating layer on the surface. An internal conductor formed facing the insulating layer on the surface because pigment powder such as iron oxide and cobalt oxide is uniformly present on the entire insulating layer and the dielectric loss of the entire insulating layer on the surface is large. There has been a problem that attenuation when a high-frequency signal propagates through the layer becomes large.
本発明は、画像認識装置による認識エラーを抑制できるとともに、誘電損失の増大を最小限に抑制できる配線基板を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a wiring board that can suppress recognition errors caused by an image recognition device and can suppress an increase in dielectric loss to a minimum.
本発明の配線基板は、複数の絶縁層を積層してなる白色系の基板本体の表面および内部に、Agからなる表面導体層および内部導体層をそれぞれ形成してなる配線基板であって、前記基板本体の前記絶縁層のうち最も外側に位置する最外側絶縁層にAgが存在しており、該最外側絶縁層中のAgが前記最外側絶縁層の最外側面から内側に向けて次第に少なくなるように存在しており、前記最外側絶縁層の前記最外側面にAgが存在していない領域が形成されており、当該領域が、前記基板本体の地色である前記白色系を呈する認識マークとして機能するとともに、当該認識マークとして機能する前記領域を除いた前記最外側絶縁層の前記最外側面が、前記表面導体層の色と異なる色に着色されており、かつ前記最外側面と前記領域とが同じ高さの位置にあることを特徴とする。
The wiring board of the present invention is a wiring board formed by forming a surface conductor layer made of Ag and an inner conductor layer respectively on the surface and inside of a white substrate body formed by laminating a plurality of insulating layers, Ag is present in the outermost insulating layer located on the outermost side of the insulating layer of the substrate body, and Ag in the outermost insulating layer gradually decreases inward from the outermost surface of the outermost insulating layer. A region in which Ag does not exist is formed on the outermost surface of the outermost insulating layer, and the region exhibits the white system that is the ground color of the substrate body The outermost surface of the outermost insulating layer excluding the region functioning as a recognition mark is colored in a color different from the color of the surface conductor layer , and the outermost surface. Same height as the area Wherein the position near Rukoto of.
本発明では、最外側絶縁層中のAgが前記最外側絶縁層の最外側面から内側に向けて次第に少なくなるように存在しているため、基板本体の最外側絶縁層の最外側面が、Agからなる表面導体層の色と異なる色に着色され、画像認識装置が表面導体層の位置を正確に認識でき、電子部品を配線基板の所定位置に正確に搭載することができる。 In the present invention, since the Ag in the outermost insulating layer is present so as to gradually decrease inward from the outermost surface of the outermost insulating layer, the outermost surface of the outermost insulating layer of the substrate body is It is colored in a color different from the color of the surface conductor layer made of Ag, so that the image recognition apparatus can accurately recognize the position of the surface conductor layer, and the electronic component can be accurately mounted at a predetermined position of the wiring board.
また、基板本体の最外側絶縁層にAgが存在しており、最外側絶縁層中のAgが最外側絶縁層中の最外側面から内側に向けて次第に少なくなるように存在しているので、最外側絶縁層における誘電損失の増大が小さく、また、最外側絶縁層におけるAgの存在量が多い最外側面から、この最外側面にもっとも近い内部導体層までAg量が次第に少なくなるため、最外側絶縁層に接する内部導体層であっても、この内部導体層を伝搬する高周波信号の減衰を抑制できる。 Further, Ag exists in the outermost insulating layer of the substrate body, and Ag in the outermost insulating layer is present so as to gradually decrease inward from the outermost surface in the outermost insulating layer. The increase in dielectric loss in the outermost insulating layer is small, and the amount of Ag gradually decreases from the outermost surface having a large amount of Ag in the outermost insulating layer to the inner conductor layer closest to the outermost surface. Even if the inner conductor layer is in contact with the outer insulating layer, the attenuation of the high-frequency signal propagating through the inner conductor layer can be suppressed.
また、本発明の配線基板は、前記基板本体の前記最外側絶縁層の最外側面にAgからなる認識マークを具備することを特徴とする。 The wiring board of the present invention is characterized in that a recognition mark made of Ag is provided on the outermost surface of the outermost insulating layer of the substrate body.
このような配線基板では、白色系の基板本体の最外側絶縁層の最外側面が、Agからなる表面導体層の色と異なる色に着色され、白色系の基板本体の最外側絶縁層の最外側面がAgからなる認識マークの色と異なる色に着色されていることになり、画像認識装置がAgからなる認識マークの位置を正確に認識でき、電子部品を所定位置に正確に搭載することができる。 In such a wiring board, the outermost surface of the outermost insulating layer of the white substrate body is colored in a color different from the color of the surface conductor layer made of Ag, and the outermost insulating layer of the white substrate body is outermost. The outer surface is colored in a color different from the color of the recognition mark made of Ag, and the image recognition apparatus can accurately recognize the position of the recognition mark made of Ag, and accurately mount the electronic component at a predetermined position. Can do.
さらに、本発明の配線基板は、前記基板本体の前記最外側絶縁層の最外側面に形成され
、Agが存在していない領域からなる、前記基板本体の地色を呈する認識マークを具備することを特徴とする。
Furthermore, the wiring board of the present invention includes a recognition mark that is formed on an outermost surface of the outermost insulating layer of the substrate body and includes a region where Ag is not present, and exhibits a ground color of the substrate body. It is characterized by.
このような配線基板では、基板本体の地色を呈する認識マークの部分を除いて、基板本体の最外側絶縁層の最外側面が、表面導体層の色と異なる色に着色されているため、基板本体の最外側絶縁層の最外側面が、基板本体の地色である白色系を呈する認識マークの色と異なる色に着色されていることになり、さらに認識マークが平坦な基板本体の表面で形成されていることになるため、言い換えれば、配線基板表面にこの配線基板表面と同じ高さの白色系の認識マークが形成されていることになり、認識マークにおける光の反射率の差が殆どなくなって認識マークと基板本体との光の反射率の差を大きくすることができ、認識マークの凸形状による画像認識エラーを回避することができ、これにより画像認識装置が基板本体の地色を有する認識マークの位置を正確に認識でき、電子部品を所定位置に正確に搭載することができる。 In such a wiring board, the outermost surface of the outermost insulating layer of the substrate body is colored in a color different from the color of the surface conductor layer, except for the portion of the recognition mark that exhibits the ground color of the substrate body. The outermost surface of the outermost insulating layer of the substrate body is colored in a color different from the color of the recognition mark that exhibits the white color that is the base color of the substrate body, and the surface of the substrate body that has a flat recognition mark In other words, a white recognition mark having the same height as the wiring board surface is formed on the surface of the wiring board, and there is a difference in light reflectance between the recognition marks. The difference in the light reflectance between the recognition mark and the substrate body can be increased almost without causing an image recognition error due to the convex shape of the recognition mark. Having Accurately recognize the position of the mark can be accurately mounting an electronic component to a predetermined position.
本発明の配線基板によれば、画像認識装置が表面導体層や認識マークの位置を正確に認識でき、電子部品を配線基板の所定位置に正確に搭載することができるとともに、最外側絶縁層に接する内部導体層であっても、この内部導体層を伝搬する高周波信号の減衰を抑制できる。 According to the wiring board of the present invention, the image recognition device can accurately recognize the position of the surface conductor layer and the recognition mark, and can accurately mount the electronic component at a predetermined position of the wiring board, and can be mounted on the outermost insulating layer. Even if the inner conductor layer is in contact, the attenuation of the high-frequency signal propagating through the inner conductor layer can be suppressed.
本形態の配線基板を図1に基づいて説明する。本形態の配線基板Aは、図1に示すように、絶縁層1a〜1eが積層された基板本体1と、基板本体1の表裏面に設けられた表面導体層2と、基板本体1内に形成された内部導体層3と、絶縁層1a〜1eをそれぞれ貫通し、表面導体層2、内部導体層3を接続するビアホール導体4とを備えており、表面導体層2、内部導体層3およびビアホール導体4(これらをまとめて導体層ということもある)は、銀を主成分とするものである。
The wiring board of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the wiring board A of this embodiment includes a
また、配線基板表面には、表面導体層2上に、半田等の接続用部材(図示せず)を介して、半導体素子やフィルタ、コンデンサ等の各種の電子部品5が実装され、必要に応じてワイヤボンディングや、フリップチップ実装等により電気的に接続される。
On the surface of the wiring board, various
また、配線基板Aは、図1に例示される形態に限定されるものではなく、キャビティ構造や、リッド等を用いた封止をしてもよく、用途に応じて適宜選択される。 Moreover, the wiring board A is not limited to the form illustrated in FIG. 1, and may be sealed using a cavity structure, a lid, or the like, and is appropriately selected depending on the application.
<基板本体>
基板本体1は、銀と同時焼成可能な低温焼成基板であり、ガラス粉末単独、またはガラス粉末と各種セラミック粉末、あるいは各種セラミック粉末と焼結助剤粉末を混合、成形し、銀の融点以下の低温にて焼成して得られるもので、白色系の色彩を有する。
<Board body>
The
本形態においては、その組成や結晶相に関して特に限定されるものではないが、特に、ガラス粉末を使用することにより、低温焼成が容易となる。 In this embodiment, the composition and crystal phase are not particularly limited, but in particular, by using glass powder, low-temperature firing is facilitated.
用いられるガラス粉末としては、例えば、珪酸系ガラス、硼珪酸系ガラス、硼酸系ガラス、燐酸系ガラス等が挙げられ、SiO2、B2O3、P2O5といった網目形成酸化物に対して、アルカリ金属酸化物、ルカリ土類金属酸化物、ZnO、希土類酸化物等の網目修飾酸化物、Al2O3、ZrO2、TiO2等の中間酸化物を適宜選択、添加することにより調整することができる。 Examples of the glass powder to be used include silicate glass, borosilicate glass, borate glass, phosphoric acid glass, and the like. For the network-forming oxides such as SiO 2 , B 2 O 3 , and P 2 O 5 . , By appropriately selecting and adding network modified oxides such as alkali metal oxides, rutile earth metal oxides, ZnO and rare earth oxides, and intermediate oxides such as Al 2 O 3 , ZrO 2 and TiO 2 be able to.
このとき、誘電損失の増大を防止するため、各種遷移金属酸化物粉末は使用しないことが望ましく、これにより白色の絶縁基板を得ることができる。 At this time, in order to prevent an increase in dielectric loss, it is desirable not to use various transition metal oxide powders, whereby a white insulating substrate can be obtained.
一方、結晶相として、アルミナ、ジルコニア、クオーツ、クリストバライト、コーディエライト、ムライト、スピネル、ガーナイト、エンスタタイト、フォルステライト、アノーサイト、スラウソナイト、セルジアン、ディオプサイド、モンティセライト、アケルマナイト、ウイレマイトやその固溶体、置換誘導体などを例示でき、複数のセラミック相が共存していても差し支えなく、また、これらの結晶相は、前述のガラス粉末から焼成中に析出したものでも、原料粉末として添加したもの、さらには、これらの反応生成物であっても差し支えない。 On the other hand, as the crystal phase, alumina, zirconia, quartz, cristobalite, cordierite, mullite, spinel, garnite, enstatite, forsterite, anorthite, slausonite, serdian, diopside, montericite, akermanite, willemite and its solid solution , Substituted derivatives and the like can be exemplified, and a plurality of ceramic phases may coexist, and these crystal phases may be precipitated from the above glass powder during firing, added as raw material powder, May be these reaction products.
上述したガラス粉末とセラミック粉末とを適宜組み合わせることにより、ガラスセラミック焼結体の機械的特性や熱特性、誘電特性等の磁器特性を用途に応じて制御することが可能となる。 By appropriately combining the glass powder and ceramic powder described above, it is possible to control the ceramic characteristics, thermal characteristics, dielectric characteristics and other porcelain characteristics of the glass ceramic sintered body according to the application.
<導体層>
表面導体層2、内部導体層3、ビアホール導体4は、銀を主成分としたものであれば、その組成や結晶相に関して特に限定されるものではなく、添加物として、NiやCu等の各種金属成分や、各種ガラス、アルミナやジルコニア等の各種セラミック成分が含有されていても差し支えないが、導体層の抵抗上昇を抑制するという点より、各種添加物の含有量は20質量%以下、特に10重量%以下、最適には2質量%以下であることが望ましい。内部導体層3のうち少なくとも一部は、高周波信号が伝搬する内部導体層3とされている。
<Conductor layer>
The
<着色>
そして、本形態では、基板本体1の絶縁層1a〜1eのうち最も外側に位置する最外側の絶縁層1a(以下、最外側絶縁層1aということがある)にAgが存在しており、この最外側絶縁層1a中のAgが、最外側絶縁層1aの最外側面から内側に向けて次第に少なくなるように存在し、基板本体1の最外側絶縁層1aの最外側面が、表面導体層2の色と異なる色に着色されている。
<Coloring>
In this embodiment, Ag is present in the outermost insulating
着色の色調としては、特に限定されるものではないが、黄色または茶色を基調とした色調が容易に着色できるため望ましく、また、基板本体の表面全体が目視にてほぼ均一に、同じ色調であることが、画像認識における認識エラー率を低下させるために望ましい。 The color tone of the coloring is not particularly limited, but it is desirable because the color tone based on yellow or brown can be easily colored, and the entire surface of the substrate body is visually the same color, almost uniformly. This is desirable in order to reduce the recognition error rate in image recognition.
すなわち、図1(a)における基板本体1の最上層の最外側絶縁層1aには、Agが存在しており、その存在量は、最外側絶縁層1aの上面から下方に向けて少ない量とされており、特に、最外側絶縁層1aの上面はある程度多いものの、上面を離れれば極端に減少している。最外側絶縁層1a全体が着色されていないことが誘電損失を増加させないため重要である。
That is, Ag is present in the outermost insulating
これは、後述するように、グリーンシートに着色材(Ag)を添加するのではなく、焼成時に、焼成用治具からAgを拡散させることにより、上記のようなAgの分散状態とす
ることができる。
As described later, this is not to add a coloring material (Ag) to the green sheet, but to diffuse Ag from the firing jig at the time of firing so that the Ag is dispersed as described above. it can.
このような配線基板では、焼成用治具からAgを揮発させて最外側絶縁層1a表面に吸着させるため、最外側絶縁層1aにおけるAg量が少なく、また、ガラス中に溶解したAgがガラス中で再析出することで、Agペーストを塗布してAgとして存在する場合(通常銀色を呈する)とは異なった色(黄色)を呈するようになる。また、ガラス中に溶解したAgが、ガラスの外で再析出した場合には、茶色を呈するようになる。
In such a wiring board, Ag is volatilized from the firing jig and adsorbed on the surface of the outermost insulating
一方、最外側絶縁層1aの最外側面近傍のみが着色されていることから、最外側絶縁層1aにおける誘電損失の増大を実質的に影響のない程度、具体的には誘電損失の変化率を1.1以下に抑制することができる。
On the other hand, since only the vicinity of the outermost surface of the outermost insulating
着色される配線基板の深さ方向に関しては、最外側絶縁層1aの最外側面が最も色調が濃く、基板本体1の内部に向かって色調が徐々に薄くなっており、その着色範囲に関しては、認識エラー率の低下に効果があり、かつ誘電損失の増大が実質的に影響のない程度であれば、特に限定されるものではないが、誘電損失の増加をより小さくできるという観点より、目視観察で認識できる着色部の範囲は、最外側絶縁層1aの最外側面より100μm以下、さらには75μm以下、最適には50μm以下であることが望ましい。
Regarding the depth direction of the wiring board to be colored, the outermost surface of the outermost insulating
なお、図1では、配線基板の上面に配置された絶縁層1aを着色したが、配線基板の下面に配置された絶縁層1eを着色しても良く、さらに、絶縁層1aおよび絶縁層1eの両方を着色しても良いことは勿論である。
In FIG. 1, the insulating
従来、白色系の基板本体1の表面にAgからなる表面導体層2が形成されていた場合には、基板本体1の表面とAgからなる表面導体層2との色調や光の反射率が近似するため、表面導体層2の位置を画像認識装置で認識して、オートマウンタにより半導体素子やコンデンサ等の電子部品5を配線基板に搭載する際、画像認識装置が表面導体層2の位置を正確に認識できずに認識エラーとなり、その結果、配線基板の所定位置に電子部品5を正確に搭載することができないという問題があったが、本形態では、基板本体1の最外側絶縁層1aの最外側面が、Agからなる表面導体層2の色(銀色)と異なる色(黄色もしくは茶色)に着色されているため、画像認識装置が表面導体層2の位置を正確に認識でき、電子部品5を配線基板Aの所定位置に正確に搭載することができる。
Conventionally, when the
また、基板本体1の最外側絶縁層1aにAgが存在しており、最外側絶縁層1a中のAgが最外側絶縁層1a中の最外側面から内側に向けて次第に少なくなるように存在して、基板本体1の最外側絶縁層1aの最外側面が着色されているので、最外側絶縁層1aにおける誘電損失の増大が小さく、また、最外側絶縁層1aにおけるAgの存在量が多い最外側面から、最外側絶縁層1aに面する内部導体層3までAg量が次第に少なくなるため、最外側絶縁層1aに面する内部導体層3、言い換えれば最外側絶縁層1aと絶縁層1bとの間に形成された内部導体層3であっても、この内部導体層3を伝搬する高周波信号の減衰を抑制できる。
Further, Ag is present in the outermost insulating
図2は、他の形態の配線基板を示すもので、この形態の配線基板Bは、図1と同様に、絶縁層1a〜1eが積層された基板本体1と、基板本体1の表裏面に設けられた表面導体層2と、基板本体1内に形成された内部導体層3と、絶縁層1a〜1eをそれぞれ貫通し、表面導体層2、内部導体層3を接続するビアホール導体4とを備えており、表面導体層2、内部導体層3およびビアホール導体4(これらをまとめて導体層ということもある)は、銀を主成分とするものである。
FIG. 2 shows another form of the wiring board, and this form of the wiring board B is similar to FIG. 1 in that the
そして、この形態では、基板本体1の表面にAgからなるリング状の認識マーク13が
形成されており、リング状の認識マーク13の中央部は、Agからなるリング状の認識マーク13の色と異なる色(黄色もしくは茶色)とされている。なお、認識マーク13は、特にリング状に限定されるものではなく、円形状、三角形状、四角形状等であっても良いことは勿論である。
In this embodiment, a ring-shaped
このような配線基板Bでは、図1の場合と同様に、着色に基づく最外側絶縁層1aにおける誘電損失の増大を最小限にして、内部導体層3を伝搬する高周波信号の減衰を抑制できる。
In such a wiring board B, as in the case of FIG. 1, an increase in dielectric loss in the outermost insulating
さらに、この形態では、白色系の基板本体1の最外側絶縁層1aの最外側面が、図1の形態と同様に、Agからなる表面導体層2の色と異なる色に着色されているため、白色系の基板本体1の最外側絶縁層1aの最外側面が、Agからなる認識マーク13の色(銀色)と異なる色(黄色もしくは茶色)に着色されていることになり、画像認識装置がAgからなる認識マーク13の位置を正確に認識でき、電子部品5を所定位置に正確に搭載することができる。
Further, in this embodiment, the outermost surface of the outermost insulating
図3は、さらに他の形態の配線基板Cを示すもので、この形態の配線基板Cは、図1と同様に、絶縁層1a〜1eが積層された基板本体1と、基板本体1の表裏面に設けられた表面導体層2と、基板本体1内に形成された内部導体層3と、絶縁層1a〜1eをそれぞれ貫通し、表面導体層2、内部導体層3を接続するビアホール導体4とを備えており、表面導体層2、内部導体層3およびビアホール導体4(これらをまとめて導体層ということもある)は、銀を主成分とするものである。
FIG. 3 shows still another form of the wiring board C. The wiring board C of this form is similar to FIG. 1 and includes a
そして、この形態では、表面導体層2とは別個に、基板本体1の表面に基板本体1の地色を呈する認識マーク15を具備している。すなわち、認識マーク15は、基板本体1の地色の白色系を呈するリング状とされている。
And in this form, the
このような配線基板Cでは、図1の場合と同様に、着色に基づく最外側絶縁層1aにおける誘電損失の増大を最小限にして、内部導体層3を伝搬する高周波信号の減衰を抑制できる。
In such a wiring board C, as in the case of FIG. 1, an increase in dielectric loss in the outermost insulating
さらに、基板本体1の地色を呈する認識マーク15の部分を除いて、基板本体1の最外側絶縁層1aの最外側面が、表面導体層2の色と異なる色に着色されているため、基板本体1の最外側絶縁層1aの最外側面が、基板本体1の地色である白色系を呈する認識マーク15の色と異なる色(黄色もしくは茶色)に着色されていることになり、さらに認識マーク15が平坦な基板本体1の表面で形成されていることになる。
Furthermore, since the outermost surface of the outermost insulating
言い換えれば、配線基板C表面に、この配線基板C表面と同じ高さの白色系の認識マーク15が形成されていることになり、認識マーク15における光の反射率の差が殆どなくなって認識マーク15と基板本体1との光の反射率の差を大きくすることができ、認識マーク15の凸形状による画像認識エラーを回避することができ、これにより画像認識装置が基板本体1の地色を有する認識マーク15の位置を正確に認識でき、電子部品を所定位置に正確に搭載することができる。配線基板C表面と同じ高さの白色系の認識マーク15は、基板本体1の最外側絶縁層1aの最外側面において、Agが存在していない領域から形成されている。
In other words, the
すなわち、通常、認識マークは、基板本体1上に印刷にて形成されるため、基板本体1の表面から数μm〜数十μm程度の凸形状を有しており、その断面形状も緩やかな曲線を描いており、さらに、導体粒子の凹凸や表面状態の相違等により、部分的に反射率が異なり、特に局所的に強く反射する場合などに、認識エラーが発生する場合がある。本形態で
は、認識マーク15は、導体ペーストを用いて形成されておらず、また、認識マーク15の凹凸も基板本体1の表面粗さと同等なため、上記のような認識エラーの発生を回避することができる。
That is, since the recognition mark is usually formed on the
<製造方法>
本形態の配線基板の製造方法を説明する。本形態の配線基板の製法は、焼成後に白色となるグリーンシートを作製する工程と、グリーンシートに銀を主体とする導体パターンを形成する工程と、該導体パターンが形成されたグリーンシートを複数積層して積層成形体を作製する工程と、該積層成形体を焼成する工程とを具備する配線基板の製法であって、予め表面に銀を吸着させた多孔質の焼成用治具と前記積層成形体とを接触させ、焼成する。認識マークは、最外層の絶縁層となるグリーンシートに、銀を主体とする導体パターンで形成することができる。
<Manufacturing method>
A method for manufacturing the wiring board of this embodiment will be described. The method of manufacturing the wiring board of the present embodiment includes a step of producing a green sheet that becomes white after firing, a step of forming a conductive pattern mainly composed of silver on the green sheet, and a plurality of green sheets on which the conductive pattern is formed. A method of manufacturing a wiring board comprising a step of producing a laminated molded body and a step of firing the laminated molded body, wherein a porous firing jig in which silver is adsorbed in advance on the surface and the laminated molding The body is brought into contact with and fired. The recognition mark can be formed on a green sheet serving as the outermost insulating layer with a conductor pattern mainly composed of silver.
すなわち、まず、焼成後に絶縁層を形成するグリーンシートを作製する。ガラス粉末単独、またはガラス粉末と各種セラミック粉末、あるいは各種セラミック粉末と焼結助剤粉末とからなる原料粉末に、適当な有機樹脂バインダー、溶媒等を添加した後、混合してスラリーを得る。得られたスラリーを用いて、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、圧延法等によりグリーンシートを作製する。 That is, first, a green sheet for forming an insulating layer after firing is prepared. An appropriate organic resin binder, a solvent, and the like are added to glass powder alone, or a raw material powder composed of glass powder and various ceramic powders, or various ceramic powders and sintering aid powder, and then mixed to obtain a slurry. Using the obtained slurry, a 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.
次に、複数のグリーンシートのうち、所望の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複数の貫通孔を形成して、これらの貫通孔にビアホール導体ペーストを充填する。 Next, among the plurality of green sheets, a plurality of through holes are formed in a desired green sheet by punching, laser processing, or the like, and these through holes are filled with via-hole conductor paste.
ビアホール導体ペーストは、主成分である銀粉末と各種添加物粉末とを所望の配合比にて秤量し、適当な有機樹脂バインダー、溶媒等を添加した後、混合してビアホール導体ペーストを得る。 In the via-hole conductor paste, silver powder as a main component and various additive powders are weighed at a desired blending ratio, an appropriate organic resin binder, a solvent and the like are added and mixed to obtain a via-hole conductor paste.
また、所望のグリーンシート上に、ビアホール導体と同様の方法にて作製した銀を主成分とする導体ペーストを用いて表面導体層2、内部導体層3となる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。図2の配線基板においては、表面導体層2、内部導体層3となる導体パターンのみならず、認識マーク13となる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。なお、導体パターンは、金属箔転写法やめっき法により形成しても差し支えない。
Also, a conductor pattern to be the
次に、複数のグリーンシートを位置合わせして、熱圧着法や積層助剤を用いて加圧し積層することにより積層成形体を得る。 Next, a plurality of green sheets are aligned, pressed using a thermocompression bonding method or a laminating aid, and laminated to obtain a laminated molded body.
最後に、積層成形体中から、成形のために配合した有機樹脂バインダー成分を除去するため、例えば、大気中で500℃前後まで積層体の積層界面の剥離がない様に昇温し、必要に応じて500℃前後にて保持し、続いて、大気中で900℃前後まで再度昇温し、焼成の最高温度にて0.2〜10時間、特に0.5〜5時間焼成することにより、配線基板を得ることができる。 Finally, in order to remove the organic resin binder component blended for molding from the laminated molded body, for example, the temperature is raised to about 500 ° C. in the atmosphere so that there is no peeling of the laminated interface of the laminated body, Accordingly, by holding at around 500 ° C., and then raising the temperature again to around 900 ° C. in the atmosphere and firing at the highest firing temperature for 0.2 to 10 hours, particularly 0.5 to 5 hours, A wiring board can be obtained.
そして、本形態の配線基板においては、予め表面に銀を吸着させた多孔質の焼成用治具(以下、棚板ということがある)と積層成形体とを接触させ、焼成する。 In the wiring board of this embodiment, a porous firing jig (hereinafter sometimes referred to as a shelf board) having silver adsorbed on the surface in advance is brought into contact with the laminate and fired.
多孔質の棚板としては、後に述べる銀の付着と脱離が効率よく起こり、配線基板表面を均一に着色できるものであれば材質等特に限定されるものではないが、銀の付着と脱離を効率よく起こすため、気孔率が15〜40体積%、特に20〜35体積%であることが望ましく、材質としては、SiO2−Al2O3系複合繊維、SiO2−Al2O3、Si
O2、Al2O3、スピネル、SiC等を例示できる。
The porous shelf board is not particularly limited as long as it can efficiently attach and detach silver, which will be described later, and can uniformly color the wiring board surface. Is preferably 15 to 40% by volume, particularly preferably 20 to 35% by volume, and the material is SiO 2 —Al 2 O 3 based composite fiber, SiO 2 —Al 2 O 3 , Si
Examples include O 2 , Al 2 O 3 , spinel, SiC, and the like.
なお、着色は画像認識の必要な面のみ施せばよく、銀が付着した棚板は、配線基板の表面のみ、あるいは裏面のみ接触させて焼成しても差し支えない。 Coloring may be performed only on the surface requiring image recognition, and the shelf board to which silver is attached may be fired by contacting only the front surface or the back surface of the wiring board.
多孔質の棚板に銀を吸着させる方法としては、例えば、板状の銀と多孔質の棚板を接触させ、大気中、800〜950℃程度にて、0.2〜2時間、特に0.5〜1時間程度焼成することにより銀を付着させた多孔質の棚板を得ることができる。 As a method for adsorbing silver on a porous shelf board, for example, plate-like silver and a porous shelf board are brought into contact with each other, and in the atmosphere at about 800 to 950 ° C. for 0.2 to 2 hours, particularly 0. The porous shelf board to which silver was made to adhere by baking for about 5 to 1 hour can be obtained.
図3の配線基板Cを製造する場合には、認識マーク15を形成するグリーンシート上に、染料を含有する認識マーク用ペーストを塗布し、他の工程は同様の方法を用いることにより製造することができる。
3 is manufactured by applying a recognition mark paste containing a dye on a green sheet on which the
認識マーク用ペーストは、染料と適当な有機樹脂バインダー、溶媒等を添加した後、混合することにより得られ、染料としては、焼成時に熱により蒸発、燃焼して配線基板表面から焼失するものであれば特に制限を設けるものではなく、一般的な油性インク、水性インク、蛍光インク等が例示できる。 The recognition mark paste is obtained by adding a dye and a suitable organic resin binder, solvent, etc., and then mixing it. The dye may be burned off from the surface of the wiring board by evaporating and burning with heat during firing. For example, general oil-based inks, water-based inks, fluorescent inks and the like can be exemplified.
すなわち、認識マークを形成するグリーンシート上に、油性インク等でリング状の認識マークを記載し、銀を付着させた棚板を、積層成形体のリング状の認識マークを記載した表面に当接させ、この状態で焼成することにより、油性インク等で記載したリング状の認識マークの部分には銀が拡散せずに、リング状に銀が拡散していない領域が形成され、このリング状の部分が配線基板の白色系の地色を呈するとともに、表層導体層を除いたその他の部分には、銀が拡散し、表層導体層とは異なる色(黄色や茶色)を呈することになる。 That is, on the green sheet that forms the recognition mark, a ring-shaped recognition mark is written with oil-based ink or the like, and the shelf plate to which silver is attached is brought into contact with the surface on which the ring-shaped recognition mark of the laminated molded body is written. By baking in this state, the ring-shaped recognition mark portion described with oil-based ink or the like does not diffuse silver, but forms a ring-free region where silver is not diffused. While the portion exhibits the white ground color of the wiring board, silver diffuses in other portions except the surface layer conductor layer, and exhibits a different color (yellow or brown) from the surface layer conductor layer.
表1に示す組成の平均粒径2.0μmのガラス粉末a、b、cと、表2に示す平均粒径2.0μmのアルミナ粉末と、表2に示す顔料粉末とを準備し、表2の組成に従い秤量し、これに、有機バインダー、可塑剤および溶媒を混合し、スラリーを作製し、得られたスラリーを用いてドクターブレード法によって厚さ100μmのグリーンシートを作製した。 Glass powders a, b and c having an average particle size of 2.0 μm having the composition shown in Table 1, an alumina powder having an average particle size of 2.0 μm shown in Table 2, and a pigment powder shown in Table 2 were prepared. The organic binder, the plasticizer, and the solvent were mixed with this to prepare a slurry, and a green sheet having a thickness of 100 μm was prepared by the doctor blade method using the obtained slurry.
一方、予め表2に示す材質と気孔率を有する焼成用の棚板を準備し、棚板表面に銀を均一に付着させるため、板状の銀を棚板で挟み、大気中、850℃、0.5時間の条件にて焼成することにより、銀を付着させた多孔質の棚板を準備した。また、比較例として銀を付着しない棚板も準備した。 On the other hand, in order to prepare a shelf board for firing having the material and porosity shown in Table 2 in advance, and to uniformly adhere silver to the shelf board surface, the plate-like silver is sandwiched between the shelf boards, in the atmosphere, at 850 ° C., A porous shelf plate with silver attached thereto was prepared by firing under conditions of 0.5 hour. Moreover, the shelf board which does not adhere silver as a comparative example was also prepared.
厚みが1.0mmとなるように熱圧着法にてグリーンシートを10層積層することにより積層成形体を作製し、大気中、500℃、2時間の熱処理により脱有機バインダー処理した後、表2に示す組成および気孔率を有する棚板を使用して、大気雰囲気中にて、900℃、1時間の条件にて焼成することにより、表面導体層、内部導体層、ビアホール導体層のない配線基板を得た。 A laminated molded body was prepared by laminating 10 layers of green sheets by thermocompression bonding so that the thickness was 1.0 mm, and after being treated with a deorganic binder by heat treatment at 500 ° C. for 2 hours in the atmosphere, Table 2 A wiring board without a surface conductor layer, an internal conductor layer, and a via-hole conductor layer by firing at 900 ° C. for 1 hour in an air atmosphere using a shelf board having the composition and porosity shown in FIG. Got.
得られた配線基板を、空洞共振器法(JISR1641)にて10GHzにおける誘電損失を測定した結果を表3に示した。また、各試料において、顔料を含まず着色処理を施していないリファレンスの試料に対する誘電損失の変化率を算出し、その結果を表3に示した。 Table 3 shows the results of measuring the dielectric loss at 10 GHz of the obtained wiring board by the cavity resonator method (JIS R1641). Further, in each sample, the change rate of the dielectric loss with respect to the reference sample not containing the pigment and not subjected to the coloring treatment was calculated, and the result is shown in Table 3.
さらに、グリーンシートの表面に、銀を主成分とする銀ペーストを用いて、リング状の
認識マーク(外径0.4mm、内径0.2mm)をスクリーン印刷法にて形成し、認識マーク付のグリーンシートを配線基板表面に配置して同様の方法で積層、焼成することにより配線基板を得た。
Furthermore, a ring-shaped recognition mark (outer diameter 0.4 mm, inner diameter 0.2 mm) is formed on the surface of the green sheet by a screen printing method using a silver paste mainly composed of silver. A green sheet was placed on the surface of the wiring board and laminated and fired in the same manner to obtain a wiring board.
得られた配線基板の色調を目視にて観察し、結果を表3に示した。色調が均一かどうかは、倍率10倍の双眼実体顕微鏡を用いて目視にて確認することにより確認した。 The color tone of the obtained wiring board was visually observed, and the results are shown in Table 3. Whether or not the color tone is uniform was confirmed by visual confirmation using a binocular stereomicroscope with a magnification of 10 times.
得られた配線基板に対して、50箇所の認識マークを繰り返し20回測定することにより、合計1000個の認識マークの認識を行い、認識エラーが発生した確率を表3に示した。 A total of 1000 recognition marks were recognized by repeatedly measuring 50 recognition marks on the obtained wiring board 20 times. Table 3 shows the probability that a recognition error occurred.
表1〜3から明らかなように、本発明の試料No.10−12、15−17、20−22においては、基板本体が顔料粉末を含有しない白色のセラミックスからなり、かつ、最外層絶縁層の最外面近傍が着色されていることにより、基板本体の誘電損失を実質的に変化させることなく、画像認識装置による認識エラーを回避できることがわかる。 As is apparent from Tables 1 to 3, the sample No. In 10-12, 15-17, and 20-22, the substrate body is made of white ceramics containing no pigment powder, and the vicinity of the outermost surface of the outermost insulating layer is colored, so that the dielectric of the substrate body is reduced. It can be seen that recognition errors by the image recognition apparatus can be avoided without substantially changing the loss.
一方、最外層絶縁層の最外面近傍が着色されていない試料No.1、13、18では、認識エラーが多数発生した。さらに、基板本体中に顔料粉末を含有する試料No.2−9、14、19では誘電損失が増加した。試料No.2−9、14、19ではすべての絶縁層に顔料粉末を含有する場合であるが、例えば、特許文献4に記載された発明においても、最外層絶縁層全体において誘電損失が大きく、最外層絶縁層に面して内部導体層を形成した場合には高周波信号の減衰が大きいことがわかる。
On the other hand, Sample No. in which the vicinity of the outermost surface of the outermost insulating layer is not colored. In 1, 13, and 18, many recognition errors occurred. Furthermore, Sample No. containing pigment powder in the substrate body. In 2-9, 14 and 19, the dielectric loss increased. Sample No. 2-9, 14 and 19 are cases where pigment powder is contained in all the insulating layers. For example, even in the invention described in
表2の試料No.10のグリーンシートに対して、染料を含有するインク(油性インク)を用いて前述の認識マークをスクリーン印刷法にて印刷形成し、認識マーク付のグリーンシートを最外層に配置するようにして、実施例1と同様の方法で積層し、焼成することにより配線基板を得た。こうして得られた配線基板を試料No.100とする。 Sample No. in Table 2 The above-mentioned recognition mark is formed by screen printing using an ink (oil-based ink) containing a dye on 10 green sheets, and the green sheet with the recognition mark is arranged in the outermost layer. A wiring substrate was obtained by laminating and firing in the same manner as in Example 1. The wiring board thus obtained was referred to as Sample No. 100.
これらの配線基板の認識マークの形状をレーザー3次元測定器にて測定した結果、試料No.10の厚みが12μmであったのに対し、試料No.100では1μm以下の厚みであり、配線基板表面と同じ高さであった。 As a result of measuring the shapes of the recognition marks on these wiring boards with a laser three-dimensional measuring instrument, The thickness of Sample No. 10 was 12 μm. In 100, the thickness was 1 μm or less, which was the same height as the wiring board surface.
また、得られた絶縁基板の色調を目視にて観察した結果、銀ペーストを用いて、リング状の認識マークをスクリーン印刷法にて形成した試料No.10では銀色であり、試料N
o.100では、染料を含有するインクで記載したリング状の部分には何も存在せず、基板本体の地色である白色でリング状の認識マークが形成されていた。
Moreover, as a result of visually observing the color tone of the obtained insulating substrate, sample No. 1 in which a ring-shaped recognition mark was formed by screen printing using a silver paste was used. 10 is silver and sample N
o. In 100, nothing was present in the ring-shaped portion described with the ink containing the dye, and a white ring-shaped recognition mark, which is the ground color of the substrate body, was formed.
試料No.10とNo.100の試料に対して、50箇所の認識マークを繰り返し200回測定することにより、合計10000個の認識マークの認識を行い、認識エラーが発生した確率を算出したところ、試料No.10の認識エラー率が0.06%に対し、試料No.100の認識エラー率は0.01%未満であった。 Sample No. 10 and no. When 100 recognition marks were repeatedly measured 200 times for 100 samples, a total of 10,000 recognition marks were recognized, and the probability that a recognition error occurred was calculated. 10 with a recognition error rate of 0.06%, The recognition error rate of 100 was less than 0.01%.
1 ・・・基板本体
1a・・・最外側絶縁層
1b〜1e・・・絶縁層
2 ・・・表層導体層
3 ・・・内部導体層
4 ・・・ビアホール導体
5 ・・・電子部品
13・・・導体により形成された認識マーク
15・・・基板本体の地色からなる認識マーク
A、B、C・・・配線基板
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記基板本体の前記絶縁層のうち最も外側に位置する最外側絶縁層にAgが存在しており、該最外側絶縁層中のAgが前記最外側絶縁層の最外側面から内側に向けて次第に少なくなるように存在しており、
前記最外側絶縁層の前記最外側面にAgが存在していない領域が形成されており、当該領域が、前記基板本体の地色である前記白色系を呈する認識マークとして機能するとともに、当該認識マークとして機能する前記領域を除いた前記最外側絶縁層の前記最外側面が、前記表面導体層の色と異なる色に着色されており、かつ前記最外側面と前記領域とが同じ高さの位置にある、配線基板。 A wiring board formed by forming a surface conductor layer made of Ag and an inner conductor layer on the surface and inside of a white substrate body formed by laminating a plurality of insulating layers,
Ag is present in the outermost insulating layer located on the outermost side among the insulating layers of the substrate body, and Ag in the outermost insulating layer gradually increases inward from the outermost surface of the outermost insulating layer. Exist to be less,
A region in which Ag does not exist is formed on the outermost surface of the outermost insulating layer, and the region functions as a recognition mark that exhibits the white color that is the ground color of the substrate body, and the recognition The outermost surface of the outermost insulating layer excluding the region functioning as a mark is colored in a color different from the color of the surface conductor layer , and the outermost surface and the region have the same height. position near Ru, wiring board.
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