JPH03154395A - 回路基板およびその製造方法 - Google Patents
回路基板およびその製造方法Info
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- JPH03154395A JPH03154395A JP29422889A JP29422889A JPH03154395A JP H03154395 A JPH03154395 A JP H03154395A JP 29422889 A JP29422889 A JP 29422889A JP 29422889 A JP29422889 A JP 29422889A JP H03154395 A JPH03154395 A JP H03154395A
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、絶縁性基板の表面および裏面に形成される
回路の間を電気的に接続し得る導電部を備えた回路基板
およびその製造方法に関するものである。
回路の間を電気的に接続し得る導電部を備えた回路基板
およびその製造方法に関するものである。
[従来の技術とその課題]
近年、電子機器の小型化および高信頼性への要求が益々
強くなっている。こうした要求に対応して、集積回路の
実装方法は、従来のようにプリント配線基板上にICパ
ッケージを搭載する方法から、たとえばセラミックなど
の絶縁性基板の表面に導体層や抵抗体などを主に膜構造
でパターン化し、あるいはICチップなどを直接基板表
面に搭載し気密封止するような方法が開発されている。
強くなっている。こうした要求に対応して、集積回路の
実装方法は、従来のようにプリント配線基板上にICパ
ッケージを搭載する方法から、たとえばセラミックなど
の絶縁性基板の表面に導体層や抵抗体などを主に膜構造
でパターン化し、あるいはICチップなどを直接基板表
面に搭載し気密封止するような方法が開発されている。
また、さらに回路の高集積化や多機能化の要求に伴なっ
て、絶縁性基板の表面上のみならず、その裏面にも回路
を形成し、基板中に形成した貫通孔を通して基板の表面
側の回路と裏面側の回路とが電気的に接続された回路基
板が形成されるに至った。
て、絶縁性基板の表面上のみならず、その裏面にも回路
を形成し、基板中に形成した貫通孔を通して基板の表面
側の回路と裏面側の回路とが電気的に接続された回路基
板が形成されるに至った。
このような絶縁性基板の表面および裏面の両面に互いに
電気的に接続される回路が構成される回路基板において
は、基板中に形成される貫通孔の部分に対して、 a、 基板の表面および裏面に形成される回路間の電気
的接続を十分に確保すること、b、 基板のいずれかの
面上に形成される回路が気密封止された場合、貫通孔を
通してその気密性が破壊されることのないように十分な
気密性を保持すること、 が特に要求される。
電気的に接続される回路が構成される回路基板において
は、基板中に形成される貫通孔の部分に対して、 a、 基板の表面および裏面に形成される回路間の電気
的接続を十分に確保すること、b、 基板のいずれかの
面上に形成される回路が気密封止された場合、貫通孔を
通してその気密性が破壊されることのないように十分な
気密性を保持すること、 が特に要求される。
従来より、基板中に形成した貫通孔に導電部を形成する
方法として第4図に示す方法がある。この方法は、絶縁
性基板1中に所定の貫通孔2を形成した後、スキージゴ
ム3を用いて金属ペースト4を貫通孔2の内部にすり込
んだ後、乾燥、焼成し、貫通孔2の内部に金属導電部を
形成する方法である。そし7て、第5図のAに示すよう
に、絶縁性基板1の貫通孔2の内部に充填された導電部
4aの上面および下面に導体パターン5.6が形成され
、これにより絶縁性基板1表面上の回路と裏面の回路と
が電気的に接続される。
方法として第4図に示す方法がある。この方法は、絶縁
性基板1中に所定の貫通孔2を形成した後、スキージゴ
ム3を用いて金属ペースト4を貫通孔2の内部にすり込
んだ後、乾燥、焼成し、貫通孔2の内部に金属導電部を
形成する方法である。そし7て、第5図のAに示すよう
に、絶縁性基板1の貫通孔2の内部に充填された導電部
4aの上面および下面に導体パターン5.6が形成され
、これにより絶縁性基板1表面上の回路と裏面の回路と
が電気的に接続される。
ところが、このような方法は第5図Aに示すように完全
に充填された形で行なうことが困難であり、たとえば第
5図Bに示すように貫通孔の内部に空隙部が形成されて
基板上面の導体パターン5と裏面の導体パターン6との
間の接続不良が生じたり、あるいは第5図C図のように
、基板表面上の導体パターン5と裏面の導体パターン6
とが貫通孔2の内部でわずかにつながった導電部4aに
よって接続される場合が生じやすい。したがって、この
方法では、上記の貫通孔2の導電部4aに対する要求に
おいて、完全な電気的接続性および気密性の保持のいず
れも完全に満足し得る方法ではない。
に充填された形で行なうことが困難であり、たとえば第
5図Bに示すように貫通孔の内部に空隙部が形成されて
基板上面の導体パターン5と裏面の導体パターン6との
間の接続不良が生じたり、あるいは第5図C図のように
、基板表面上の導体パターン5と裏面の導体パターン6
とが貫通孔2の内部でわずかにつながった導電部4aに
よって接続される場合が生じやすい。したがって、この
方法では、上記の貫通孔2の導電部4aに対する要求に
おいて、完全な電気的接続性および気密性の保持のいず
れも完全に満足し得る方法ではない。
さらに、他の方法として第6図に示す方法がある。この
方法は、特公昭63−64918号公報に開示されてい
る。この方法では、まず絶縁性基板1中に所定の貫通孔
2を形成する。次に、基板1の裏面側から貫通孔2の一
方の開口部を塞ぐように導体パターン6を形成する。そ
して、他方の開口された側から貫通孔2の内径よりわず
かに小さい径を有し、かつ貫通孔2の深さよりもわずか
に短い長さを有する金属線7を貫通孔2の内部に挿入す
る。そして、金属線7の頭部側から導体パターン5を形
成し、貫通孔2の他方側を密封する方法である。
方法は、特公昭63−64918号公報に開示されてい
る。この方法では、まず絶縁性基板1中に所定の貫通孔
2を形成する。次に、基板1の裏面側から貫通孔2の一
方の開口部を塞ぐように導体パターン6を形成する。そ
して、他方の開口された側から貫通孔2の内径よりわず
かに小さい径を有し、かつ貫通孔2の深さよりもわずか
に短い長さを有する金属線7を貫通孔2の内部に挿入す
る。そして、金属線7の頭部側から導体パターン5を形
成し、貫通孔2の他方側を密封する方法である。
ところが、この方法においても貫通孔2の気密性の保持
上難点がある。すなわち、気密性は貫通孔2の上ドの開
口部に形成された導体パターン5.6のみによって保持
されており、金属線7と貫通孔2との間には確実に隙間
が存在している。したがって、わずかでも導体パターン
5.6の溶着作業において隙間が生じれば、これによっ
て気密性が破られる。また、貫通孔2の内部に金属線7
を挿入する作業は、自動化が困難であり、作業性が低下
する。
上難点がある。すなわち、気密性は貫通孔2の上ドの開
口部に形成された導体パターン5.6のみによって保持
されており、金属線7と貫通孔2との間には確実に隙間
が存在している。したがって、わずかでも導体パターン
5.6の溶着作業において隙間が生じれば、これによっ
て気密性が破られる。また、貫通孔2の内部に金属線7
を挿入する作業は、自動化が困難であり、作業性が低下
する。
したがって、この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、容易な作業によって電気的接
続性および気密性を保持した貫通導電部を有する回路基
板およびその製造方法を提供することである。
るためになされたもので、容易な作業によって電気的接
続性および気密性を保持した貫通導電部を有する回路基
板およびその製造方法を提供することである。
[課題を解決するための手段]
この発明は、絶縁性基板中に形成された貫通孔の内部に
形成され、絶縁性基板の表面および裏面に形成された回
路間を電気的に接続させる導電部を有する回路基板であ
り、この導電部は、貫通孔の内部に密に充填された高融
点金属と銅を含む金属との混合体からなることを特徴と
している。
形成され、絶縁性基板の表面および裏面に形成された回
路間を電気的に接続させる導電部を有する回路基板であ
り、この導電部は、貫通孔の内部に密に充填された高融
点金属と銅を含む金属との混合体からなることを特徴と
している。
さらに、この発明の他の局面は、絶縁性基板を貫通して
形成され、この絶縁性基板の表面上と裏面上とに形成さ
れた回路間を電気的に導通させる導電部を有する回路基
板の製造方法であって以下の工程を含む。
形成され、この絶縁性基板の表面上と裏面上とに形成さ
れた回路間を電気的に導通させる導電部を有する回路基
板の製造方法であって以下の工程を含む。
a、 絶縁性基板の所定位置に貫通孔を形成する工程。
b、 貫通孔の内部に高融点金属層を形成する工程。
C1銅を含む金属体を溶融し、貫通孔の内部に形成され
た高融点金属層の内部に含浸させる工程。
た高融点金属層の内部に含浸させる工程。
[作用]
絶縁性基板中に形成された貫通孔には、ペースト状の高
融点金属を焼成することにより高融点金属層が形成され
る。この高融点金属層は隙間や空隙部を含んだ状態で貫
通孔の内部に形成される。
融点金属を焼成することにより高融点金属層が形成され
る。この高融点金属層は隙間や空隙部を含んだ状態で貫
通孔の内部に形成される。
このような高融点金属層に銅を含む金属体を溶融し接触
させると、溶融した金属体は毛管現象によって高融点金
属層の内部に含浸される。これにより、高融点金属層の
隙間領域が銅などにより密に充填された緻密な導電部が
形成される。この導電部は高融点金属層および銅などの
高導電性材料により充填されることにより基板表面と裏
面との電気的接続を十分に確保する。さらに、貫通孔の
内部が緻密に充填されることにより基板表面と裏面との
間の気密性が確保される。
させると、溶融した金属体は毛管現象によって高融点金
属層の内部に含浸される。これにより、高融点金属層の
隙間領域が銅などにより密に充填された緻密な導電部が
形成される。この導電部は高融点金属層および銅などの
高導電性材料により充填されることにより基板表面と裏
面との電気的接続を十分に確保する。さらに、貫通孔の
内部が緻密に充填されることにより基板表面と裏面との
間の気密性が確保される。
[実施例コ
以下、この発明の実施例を図を用いて説明する。
第1A図ないし第1D図はこの発明による回路基板の製
造方法を順に示す製造工程図である。
造方法を順に示す製造工程図である。
まず、第1A図を参照して、絶縁性基板1の所定領域に
貫通孔2を形成する。絶縁性基板としては窒化アルミニ
ウム(AiN)、アルミナ(AfL20、)および酸化
ベリリウム(Bed)基板などが用いられる。特に、窒
化アルミニウム基板は、放熱性に優れ、銅との反応性が
低く、後工程における銅の含浸時においてもアタックさ
れることがなく好ましい。
貫通孔2を形成する。絶縁性基板としては窒化アルミニ
ウム(AiN)、アルミナ(AfL20、)および酸化
ベリリウム(Bed)基板などが用いられる。特に、窒
化アルミニウム基板は、放熱性に優れ、銅との反応性が
低く、後工程における銅の含浸時においてもアタックさ
れることがなく好ましい。
次に、貫通孔2の内部に高融点金属層層を形成する方法
として2つの方法を以下に説明する。まず、第1の方法
として、未焼成のAiNシートに孔あけ加工を施し、貫
通孔2・を形成し、その後タングステン(W)ペースト
(導体ペースト)10をスキージゴム3を用いて貫通孔
2の内部に塗り込む。その後、N2を含有した雰凹気内
で1700℃以上の高温下でAiNシート1およびタン
グステンペースト10を焼成し、タングステン層10a
を形成する(第1B図)。
として2つの方法を以下に説明する。まず、第1の方法
として、未焼成のAiNシートに孔あけ加工を施し、貫
通孔2・を形成し、その後タングステン(W)ペースト
(導体ペースト)10をスキージゴム3を用いて貫通孔
2の内部に塗り込む。その後、N2を含有した雰凹気内
で1700℃以上の高温下でAiNシート1およびタン
グステンペースト10を焼成し、タングステン層10a
を形成する(第1B図)。
第2の方法は、所定の貫通孔2が形成され、かつ焼成さ
れたAQN基板1を用意し、貫通孔2の内部にタングス
テンまたはモリブデン(M o )ペースト10をスキ
ージゴム3を用いて塗り込む。
れたAQN基板1を用意し、貫通孔2の内部にタングス
テンまたはモリブデン(M o )ペースト10をスキ
ージゴム3を用いて塗り込む。
その後、非酸化雰囲気中でタングステンまたはモリブデ
ンペースト10を焼成し、タングステン層あるいはモリ
ブデン層10aを形成する(第1B図)。
ンペースト10を焼成し、タングステン層あるいはモリ
ブデン層10aを形成する(第1B図)。
このような方法により形成された高融点金属層10aは
、焼成時にペースト内の溶媒が消失し、層内に隙間が多
数存在する。また、導体ペーストの塗り込みを十分に行
なうことが難しいため、貫通孔2の内部は完全に埋めつ
くすことなく隙間のある状態で形成される。
、焼成時にペースト内の溶媒が消失し、層内に隙間が多
数存在する。また、導体ペーストの塗り込みを十分に行
なうことが難しいため、貫通孔2の内部は完全に埋めつ
くすことなく隙間のある状態で形成される。
次に、第1C図を参照して、貫通孔2の開口部の一方側
に銅または銅合金11をあてがい、これを加熱溶融させ
る。この銅11などは板状のものく第1C図)、あるい
は第2図に示すように粉末状のもののいずれであっても
構わない。そして、加熱温度は、たとえば銅を用いる場
合では1100℃以上、さらに好ましくは1200℃以
上に加熱し、溶融させる。また、この加熱工程は非酸化
雰囲気中で、好ましくは水素気流中で行なう。
に銅または銅合金11をあてがい、これを加熱溶融させ
る。この銅11などは板状のものく第1C図)、あるい
は第2図に示すように粉末状のもののいずれであっても
構わない。そして、加熱温度は、たとえば銅を用いる場
合では1100℃以上、さらに好ましくは1200℃以
上に加熱し、溶融させる。また、この加熱工程は非酸化
雰囲気中で、好ましくは水素気流中で行なう。
さらに、第1D図を参照して、溶融した銅11などは毛
管現象により高融点金属層10aの隙間部分へ含浸され
、貫通孔2の内部を完全に充填する。これにより、電気
的導電性と気密性を有する導電部4aが形成される。
管現象により高融点金属層10aの隙間部分へ含浸され
、貫通孔2の内部を完全に充填する。これにより、電気
的導電性と気密性を有する導電部4aが形成される。
以上の工程により製造される回路基板は、貫通孔2の内
部を密に充填した導電部をHしている。
部を密に充填した導電部をHしている。
この導電部は、導電性に優れた高融点金属あるいは銅な
どを用いることにより回路基板の表面上および裏面上に
形成される回路間の電気的接続性を確保する。また、貫
通孔2の内部を密に充填することにより、回路基板の表
面および裏面間の気密性を十分に確保する。
どを用いることにより回路基板の表面上および裏面上に
形成される回路間の電気的接続性を確保する。また、貫
通孔2の内部を密に充填することにより、回路基板の表
面および裏面間の気密性を十分に確保する。
次に、この発明により製造されるセラミックス回路基板
に形成された集積回路の実施例を第3図に示す。第3図
は、集積回路の断面構造図である。
に形成された集積回路の実施例を第3図に示す。第3図
は、集積回路の断面構造図である。
AQ[基板1の表面上および裏面には薄膜回路24が形
成されている。貫通孔2の内部にはタングステン(W)
と銅(Cu)からなる緻密な導電部4aが形成されてい
る。そして、ArLN基板1の表面に形成された薄膜回
路24と裏面に形成された薄膜回路24とがこの導電部
4aを介して電気的に接続されている。なお、AuN基
板は1.0mm厚さであり、貫通孔2の内径は0.1m
mである。このようなサイズの回路基板を使用した場合
では、従来の方法では完全な電気的接続および気密性を
保持することは不可能であったが、この発明による実施
例では、両面の回路とも良好な特性を示している。
成されている。貫通孔2の内部にはタングステン(W)
と銅(Cu)からなる緻密な導電部4aが形成されてい
る。そして、ArLN基板1の表面に形成された薄膜回
路24と裏面に形成された薄膜回路24とがこの導電部
4aを介して電気的に接続されている。なお、AuN基
板は1.0mm厚さであり、貫通孔2の内径は0.1m
mである。このようなサイズの回路基板を使用した場合
では、従来の方法では完全な電気的接続および気密性を
保持することは不可能であったが、この発明による実施
例では、両面の回路とも良好な特性を示している。
[発明の効果]
以上のように、この発明においては、絶縁性基板の貫通
孔の内部に、高融点金属層を形成した後、溶融した銅を
高融点金属層の隙間などに充填させて貫通孔を密封する
導電部を形成するようにしたので、絶縁性基板の表面お
よび裏面との間において良好な電気的接続性と気密性と
を保持した回路基板を実現することが可能となる。
孔の内部に、高融点金属層を形成した後、溶融した銅を
高融点金属層の隙間などに充填させて貫通孔を密封する
導電部を形成するようにしたので、絶縁性基板の表面お
よび裏面との間において良好な電気的接続性と気密性と
を保持した回路基板を実現することが可能となる。
第1A図、第1B図、第1C図および第1D図は、この
発明の実施例によるセラミックス回路基板の製造工程図
である。第2図は、第1C図に示す工程の変形例を示す
製造工程図である。第3図は、この発明により製造され
たセラミックス回路基板を有する集積回路の断面構造図
である。 龍笛4図は、従来の回路基板内の導電部の形成方法を示
す製造工程図であり、第5図は、第4図に示す方法によ
り形成された回路基板の断面構造図である。第6図は、
従来の他の製造方法により製造された回路基板の断面構
造図である。 図において、1は絶縁性基板、2は貫通孔、4は導体ペ
ースト、4aは導電部、10は高融点金属(W、Mo)
ペースト、10aは高融点金属層、11は銅または銅合
金を示している。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
発明の実施例によるセラミックス回路基板の製造工程図
である。第2図は、第1C図に示す工程の変形例を示す
製造工程図である。第3図は、この発明により製造され
たセラミックス回路基板を有する集積回路の断面構造図
である。 龍笛4図は、従来の回路基板内の導電部の形成方法を示
す製造工程図であり、第5図は、第4図に示す方法によ
り形成された回路基板の断面構造図である。第6図は、
従来の他の製造方法により製造された回路基板の断面構
造図である。 図において、1は絶縁性基板、2は貫通孔、4は導体ペ
ースト、4aは導電部、10は高融点金属(W、Mo)
ペースト、10aは高融点金属層、11は銅または銅合
金を示している。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)絶縁性基板中に形成された貫通孔の内部に形成さ
れ、前記絶縁性基板の表面および裏面に形成された回路
間を電気的に接続させる導電部を有する回路基板におい
て、 前記導電部は、前記貫通孔の内部に密に充填された高融
点金属と銅を含む金属との混合体からなることを特徴と
する、回路基板。 - (2)絶縁性基板を貫通して形成され、この絶縁性基板
の表面および裏面に形成された回路間を電気的に導通さ
せる導電部を有する回路基板の製造方法であって、 前記絶縁性基板の所定位置に貫通孔を形成する工程と、 前記貫通孔の内部に高融点金属層を形成する工程と、 銅を含む金属体を溶融し、前記貫通孔の内部に形成され
た前記高融点金属層の内部に含浸させる工程とを備えた
、回路基板の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29422889A JPH03154395A (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | 回路基板およびその製造方法 |
DE1990613851 DE69013851T2 (de) | 1989-11-13 | 1990-11-09 | Verfahren zur Herstellung einer keramischen Schaltungsplatte. |
EP19900121518 EP0428086B1 (en) | 1989-11-13 | 1990-11-09 | Method of manufacturing a ceramic circuit board |
US07/753,928 US5229549A (en) | 1989-11-13 | 1991-09-03 | Ceramic circuit board and a method of manufacturing the ceramic circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29422889A JPH03154395A (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | 回路基板およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03154395A true JPH03154395A (ja) | 1991-07-02 |
Family
ID=17805000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29422889A Pending JPH03154395A (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | 回路基板およびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0428086B1 (ja) |
JP (1) | JPH03154395A (ja) |
DE (1) | DE69013851T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0697314A (ja) * | 1992-07-29 | 1994-04-08 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体セラミックパッケージ基板 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5200249A (en) * | 1990-08-15 | 1993-04-06 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Via metallization for AlN ceramic electronic package |
US5214000A (en) * | 1991-12-19 | 1993-05-25 | Raychem Corporation | Thermal transfer posts for high density multichip substrates and formation method |
CN103098564B (zh) * | 2010-07-20 | 2016-07-20 | 住友电气工业株式会社 | 多层印刷配线板及其制造方法 |
KR20190048111A (ko) * | 2017-10-30 | 2019-05-09 | 주식회사 아모센스 | 양면 세라믹 기판 제조방법, 그 제조방법에 의해 제조되는 양면 세라믹 기판 및 이를 포함하는 반도체 패키지 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4684446A (en) * | 1985-09-26 | 1987-08-04 | General Electric Company | Secondary metallization by glass displacement in ceramic substrate |
US4861641A (en) * | 1987-05-22 | 1989-08-29 | Ceramics Process Systems Corporation | Substrates with dense metal vias |
JPH0636471B2 (ja) * | 1988-01-27 | 1994-05-11 | 株式会社村田製作所 | セラミックグリーンシートの貫通穴への導体充填方法 |
-
1989
- 1989-11-13 JP JP29422889A patent/JPH03154395A/ja active Pending
-
1990
- 1990-11-09 EP EP19900121518 patent/EP0428086B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-09 DE DE1990613851 patent/DE69013851T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0697314A (ja) * | 1992-07-29 | 1994-04-08 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体セラミックパッケージ基板 |
JP2559977B2 (ja) * | 1992-07-29 | 1996-12-04 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | バイアに係るクラックを除去する方法及び構造、並びに、半導体セラミックパッケージ基板。 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0428086B1 (en) | 1994-11-02 |
EP0428086A2 (en) | 1991-05-22 |
DE69013851D1 (de) | 1994-12-08 |
EP0428086A3 (en) | 1992-03-18 |
DE69013851T2 (de) | 1995-03-09 |
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