JPH01183456A - Formation of ceramic green sheet and via hole - Google Patents
Formation of ceramic green sheet and via holeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は電子部品を搭載するセラミックパッケージを製
造する際に用いられるセラミックグリーンシートおよび
このセラミックグリーンシートにビアホールを形成する
方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a ceramic green sheet used in manufacturing a ceramic package on which electronic components are mounted, and a method for forming via holes in this ceramic green sheet.
（従来の技術）
近年、電子部品の高密度実装化が進むにつれて半導体装
置に用いられる多層セラミックパッケージおよび多層セ
ラミック基板に設けられる内部導体にはより一層高密度
化が要求されている。(Prior Art) In recent years, as electronic components have become more densely packaged, internal conductors provided in multilayer ceramic packages and multilayer ceramic substrates used in semiconductor devices are required to have even higher densities.
従来、多層セラミックパッケージの回路基板に形成され
る内部導体は、回路基板を形成するグリーンシート上に
金属ペーストをスクリーン印刷法によって塗布して形成
される配線パターン部と、積層される回路基板の配線パ
ターン部との導通をとるために基板を厚さ方向に貫通し
て設けられるビア導体部とから成る。このビア導体部を
形成する場合は、グリーンシートに貫通孔（ビア）を設
けた後、ビアに金属ペーストを充填することによって行
われる。Conventionally, the internal conductor formed on the circuit board of a multilayer ceramic package consists of a wiring pattern section formed by applying a metal paste using a screen printing method onto a green sheet that forms the circuit board, and a wiring pattern section of the laminated circuit board. and a via conductor section provided through the substrate in the thickness direction to establish electrical conduction with the pattern section. The via conductor portion is formed by providing a through hole (via) in the green sheet and then filling the via with metal paste.
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、グリーンシートにビアを形成する方法として
従来行われている方法は、パンチによる打ち抜き金型を
使用する方法とＮＣ機械を用いる方法である。上述した
ように近年はますます電子部品の高密度化が進んでおり
、これにともないビア加工に対しても一層微細な加工精
度が要求されている。前記金型による加工ではビア中心
間の距離が０．５ｍｍ程度がほぼ限界であり、さらに微
細加工が要求される場合にはＮＣ機械が使用される。し
かしながら、ＮＣ機械を使用する場合でも、ビア径が０
、１ｍｍ以下で、５０ｍｍＸ ５０ｍｍの面積に２００
０穴以上を設けるという最近の設計要求を満足する程度
の高度の微細加工を行う際には、パンチの摩耗および破
損が著しく、頻繁にパンチを交換しなければならない、
また、ビア径がきわめて細径であるためにパンチで打ち
抜く際にビア孔に打ち抜きかすが詰まってしまったり、
ビア孔の位置精度が出せない等の問題点がある。また、
これらの問題点を解消するためにパンチのストローク時
間を長くすると加工に膨大な時間がかかること、また、
ビアを高密度に設けることによりグリーンシートが著し
くたｂんで変形してしまい１歩留まりが悪い等の問題点
がある。(Problems to be Solved by the Invention) Conventionally used methods for forming vias in a green sheet include a method using a punching die and a method using an NC machine. As mentioned above, in recent years, electronic components have become increasingly dense, and with this, even finer processing precision is required for via processing. In machining using the metal mold, the distance between the centers of the vias is approximately 0.5 mm, and if even finer machining is required, an NC machine is used. However, even when using an NC machine, the via diameter is 0.
, less than 1mm, 200 in an area of 50mm x 50mm
When performing sophisticated micromachining to meet the recent design requirements of creating 0 or more holes, the wear and tear of the punch is significant and the punch must be replaced frequently.
In addition, since the diameter of the via is extremely small, the via hole may become clogged with punching debris when punching.
There are problems such as the inability to achieve positional accuracy of via holes. Also,
In order to solve these problems, if the punch stroke time is lengthened, processing will take a huge amount of time.
Providing vias at a high density causes problems such as the green sheet being significantly bent and deformed, resulting in poor yield.
そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは１寸法精度の高いビア
加工が歩留まり良く行うことができ、しかも短時間で加
工することのできるセラミックグリーンシートおよびこ
のセラミックグリーンシートを用いたビア加工の方法を
提供するにある。Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to create a ceramic green that can process vias with high one-dimensional accuracy at a high yield, and can be processed in a short time. The present invention provides a sheet and a via processing method using the ceramic green sheet.
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。(Means for solving problems) The present invention has the following configuration to achieve the above object.
すなわち、セラミック無機成分の粉末に有機バインダ成
分を含むセラミックグリーンシートであって、前記有機
バインダ成分は光あるいは電子線の照射によって溶媒に
対する溶解度が変化する有機物を主成分とすることを特
徴とし、また、セラミック無機成分の粉末に有機バイン
ダ成分を含むセラミックグリーンシートであって、前記
有機バインダ成分が光あるいは電子線の照射によって溶
媒に対する溶解度が変化する有機物を主成分とするセラ
ミックグリーンシートにたいして、ビア設計に基づいた
マスクパターンが形成されたマスクを介して光または電
子線を照射して眩光または電子線の照射部を変性させ、
前記セラミックグリーンシートのビア部に対応する部位
のみを溶解する溶媒を用いて溶出除去してビアホールを
形成することを特徴とする。That is, it is a ceramic green sheet containing an organic binder component in a ceramic inorganic component powder, and the organic binder component is mainly composed of an organic substance whose solubility in a solvent changes when irradiated with light or an electron beam. , a via design for a ceramic green sheet containing an organic binder component in powder of a ceramic inorganic component, the organic binder component being mainly composed of an organic substance whose solubility in a solvent changes by irradiation with light or electron beams. irradiate light or electron beams through a mask on which a mask pattern based on
The method is characterized in that a via hole is formed by eluting and removing only a portion of the ceramic green sheet corresponding to a via portion using a solvent that dissolves it.
（作用）
セラミックグリーンシートは光あるいは電子線を照射す
ることにより溶媒に対する溶解度が変化する有機物を主
成分としているので、所定のビア形成用のマスクパター
ンを介して前記セラミックグリーンシートに光あるいは
電子線を照射することにより、ビア部分とビア部以外と
の溶媒に対する溶解度の差異を利用し、適当な溶媒を用
いてセラミックグリーンシートからビア部に対応する部
位のみを溶出除去してビアホールを形成する。(Function) Ceramic green sheets are mainly composed of organic substances whose solubility in a solvent changes when irradiated with light or electron beams. By irradiating with , only the portion corresponding to the via portion is eluted and removed from the ceramic green sheet using an appropriate solvent to form a via hole by utilizing the difference in solubility in the solvent between the via portion and the non-via portion.
（実施例） 以下本発明の好適な実施例を詳細に説明する。(Example) Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below.
粒径約０．６μｍのα−アルミナ粉末１００重量部を原
料無機成分とし、これを純水１２０重量部および分散助
剤（アニオン系Ｎａ塩型界面活性剤）１重量部とともに
アルミナボールミルにて２０時間混合する０次いで、こ
れに消泡剤２重量部を加えて４時間混合した後、水溶性
バインダ（ポリビニルアルコール系） １５重量部を加
えさらに１８時間混合した。100 parts by weight of α-alumina powder with a particle size of about 0.6 μm was used as a raw inorganic component, and this was mixed with 120 parts by weight of pure water and 1 part by weight of a dispersion aid (anionic Na salt type surfactant) in an alumina ball mill for 20 minutes. Mix for 0 hours Next, 2 parts by weight of an antifoaming agent were added thereto and mixed for 4 hours, followed by 15 parts by weight of a water-soluble binder (polyvinyl alcohol type) and further mixed for 18 hours.
得られたスラリーに、重クロム酸アンモニウム０．５重
量部を加え、５時間混合した後、暗室中にて脱泡し、ド
クターブレード法にて厚さ約０．１ｍｍのグリーンシー
トを形成した。0.5 parts by weight of ammonium dichromate was added to the obtained slurry, and after mixing for 5 hours, defoaming was performed in a dark room, and a green sheet with a thickness of about 0.1 mm was formed using a doctor blade method.
このグリーンシートを１１０ｍｍ Ｘ１１０ｍｍの方形
に打ち抜いた後、ビア径０．１２ｍｍ、ピッチ０．５０
ｍｍに設計したフォトマスクでグリーンシート表面を覆
い、紫外線（ＵＶ）露光装置を用いて密着露光した。After punching out this green sheet into a 110mm x 110mm square, the via diameter was 0.12mm and the pitch was 0.50.
The surface of the green sheet was covered with a photomask designed to have a diameter of 2 mm, and contact exposure was performed using an ultraviolet (UV) exposure device.
前記フォトマスクはビア部分にのみＵＶ光が照射されな
いようにマスクするものである。The photomask is used to mask only the via portions so that UV light is not irradiated.
次に、グリーンシートを水洗いしてビア部分を溶出除去
した。この結果、 ３０ｍｍＸ ３０ｍｍの面積中で１
７００個のビア孔を有するグリーンシートが得られた。Next, the green sheet was washed with water to elute and remove the via portion. As a result, 1 in an area of 30mm x 30mm
A green sheet with 700 via holes was obtained.
この実施例においては、グリーンシートのバインダ成分
として水溶性のポリビニルアルコール系のバインダを用
いているので、ＵＶ光が照射されなかったビア部分は水
を溶媒とした水洗いによって容易に溶出除去され、ＵＶ
光が照射されたビア以外の部分は水洗いで溶出されない
ことによって、ビアホールが形成されたものである。In this example, since a water-soluble polyvinyl alcohol-based binder is used as the binder component of the green sheet, the via portions that were not irradiated with UV light are easily eluted and removed by washing with water as a solvent.
Via holes were formed because the portions other than the vias that were irradiated with light were not eluted by washing with water.
なお、上記実施例においてはＵＶ光を照射したが、ＵＶ
光のかわりに各種波長の光あるいはレーザ光、また電子
線を照射することも可能である。Note that in the above example, UV light was irradiated, but UV light
Instead of light, it is also possible to irradiate with light of various wavelengths, laser light, or electron beam.
また、グリーンシートのバインダ成分として上記実施例
では水溶性のバインダを用いたが、バインダ成分は光あ
るいは電子線の照射によって溶媒に対する溶解度が変化
する物質であればよく、−般に使用される感光性樹脂や
フォトリソグラフィーに多用されているフォトレジスト
が用いられる。In addition, although a water-soluble binder was used as the binder component of the green sheet in the above embodiment, the binder component may be any substance whose solubility in a solvent changes upon irradiation with light or electron beams. Polymer resin and photoresist, which is often used in photolithography, are used.
そして、これらの性質を有するバインダ成分を有するグ
リーンシートに所定のビア設計に従って作成したマスク
を用いて光あるいは電子線を照射し、照射部と非照射部
との溶媒に対する溶解度を著しく異ならせた後、適当な
溶媒を用いてグリーンシートからビア部分を溶出除去す
ることができる。Then, a green sheet containing a binder component having these properties is irradiated with light or an electron beam using a mask created according to a predetermined via design, and the solubility of the irradiated area and the non-irradiated area in the solvent is significantly different. , the via portion can be eluted and removed from the green sheet using a suitable solvent.
なお、バインダ成分がネガ型かポジ型かは用いるフォト
マスクおよびグリーンシートを溶解する溶媒との適性に
合わせて選択すればよいが、高密度加工および微細加工
の場合は電子線照射用のネガ型の樹脂がバインダ成分と
して好適に使用できる。また、その添加量はバインダ成
分として用いる樹脂の種類やセラミック無機成分の粉末
の粒径等にもよるが、通常は８〜１６重量％で好適な結
果が得られる。Note that whether the binder component is a negative type or a positive type can be selected depending on the suitability of the photomask used and the solvent that dissolves the green sheet, but in the case of high-density processing and microfabrication, a negative type for electron beam irradiation is used. These resins can be suitably used as the binder component. Although the amount added depends on the type of resin used as the binder component, the particle size of the ceramic inorganic component powder, etc., suitable results are usually obtained with an amount of 8 to 16% by weight.
一方、グリーンシートの厚さは無機粉末の特性やグリー
ン密度およびバインダ成分として用いる樹脂のガンマ−
値にもよるが、０．２ｍｍを超える厚さの場合にはグリ
ーンシートの表裏両面から照射する等の工夫が必要とな
る。On the other hand, the thickness of the green sheet depends on the characteristics of the inorganic powder, the green density, and the gamma of the resin used as a binder component.
Although it depends on the value, if the thickness exceeds 0.2 mm, it is necessary to irradiate from both the front and back sides of the green sheet.
上述した実施例の方法によれば、グリーンシートに機械
的な応力がまったくかからないのでグリーンシートのた
わみが１発生せず、たわみによってＮＣ機械を使用した
際のビア孔の機械的位置精度が低下する等の精度上の問
題点が解消され、したがって高い寸法精度のビア形成が
可能となる。また、ビア孔をパンチによって１つずつ形
成する方法に比べて、−括してビア形成することが可能
となるので加工時間を著しく短縮することが可能となる
。According to the method of the above-described embodiment, no mechanical stress is applied to the green sheet, so no deflection of the green sheet occurs, and the deflection reduces the mechanical position accuracy of the via hole when using an NC machine. Problems regarding accuracy such as the above are solved, and therefore it becomes possible to form vias with high dimensional accuracy. Furthermore, compared to a method in which via holes are formed one by one by punching, it is possible to form vias all at once, which makes it possible to significantly shorten processing time.
以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが１本発明はこの実施例に限定されるものではなく１
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。The present invention has been variously explained above with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.
Of course, many modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
（発明の効果）
本発明によれば、セラミックグリーンシートにビアホー
ルを形成する際に、光あるいは電子線を照射し、グリー
ンシートのビア部を溶媒を用１１て溶出除去するように
構成したから、ビア形成の手段として機械的な加工を必
要とせず、寸法精度の高いビアホールを容易に形成する
ことができ、また、機械的な方法では精度良く形成する
ことのできないきわめて微細なビア加工を可能にするこ
とができる。また、本発明の方法によれば、多数形成さ
れるビアを一括して処理することができるから、加工を
短時間で行うことができる等の著効を奏する。(Effects of the Invention) According to the present invention, when a via hole is formed in a ceramic green sheet, light or electron beam is irradiated and the via portion of the green sheet is eluted and removed using a solvent. Via holes with high dimensional accuracy can be easily formed without the need for mechanical processing as a means of forming vias, and extremely fine via holes that cannot be formed with high precision using mechanical methods are also possible. can do. Further, according to the method of the present invention, since a large number of vias formed can be processed all at once, there are significant effects such as processing can be carried out in a short time.
Claims (2)
むセラミックグリーンシートであって、 前記有機バインダ成分は光あるいは電子線 の照射によって溶媒に対する溶解度が変化する有機物を
主成分とすることを特徴とするセラミックグリーンシー
ト。1. A ceramic green sheet containing an organic binder component in a powder of a ceramic inorganic component, wherein the organic binder component is mainly composed of an organic substance whose solubility in a solvent changes upon irradiation with light or electron beams. .
むセラミックグリーンシートであって、前記有機バイン
ダ成分が光あるいは電子線の照射によって溶媒に対する
溶解度が変化する有機物を主成分とするセラミックグリ
ーンシートにたいして、ビア設計に基づいたマスクパタ
ーンが形成されたマスクを介して光または電子線を照射
して該光または電子線の照射部を変性させ、前記セラミ
ックグリーンシートのビア部に対応する部位のみを溶解
する溶媒を用いて溶出除去してビアホールを形成するこ
とを特徴とするビアホールの形成方法。2. A ceramic green sheet containing an organic binder component in a powder of a ceramic inorganic component, the organic binder component being mainly composed of an organic substance whose solubility in a solvent changes by irradiation with light or electron beam, is suitable for via design. By irradiating light or an electron beam through a mask on which a mask pattern based on the base is formed, the irradiated part of the light or electron beam is denatured, and a solvent is used that dissolves only the part corresponding to the via part of the ceramic green sheet. A method for forming a via hole, characterized in that the via hole is formed by elution and removal.
Priority Applications (1)
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| JP63005372A JP2662232B2 (en) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Via hole formation method |
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| JPS616171A (en) * | 1984-06-18 | 1986-01-11 | 日新電機株式会社 | Manufacture of ceramic board |
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1988
- 1988-01-13 JP JP63005372A patent/JP2662232B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2662232B2 (en) | 1997-10-08 |
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