JPH03248595A - Ceramic board for high-speed electronic part and manufacture thereof - Google Patents

Ceramic board for high-speed electronic part and manufacture thereof

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JPH03248595A
JPH03248595A JP2048441A JP4844190A JPH03248595A JP H03248595 A JPH03248595 A JP H03248595A JP 2048441 A JP2048441 A JP 2048441A JP 4844190 A JP4844190 A JP 4844190A JP H03248595 A JPH03248595 A JP H03248595A
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ceramic
paste
forming
main component
green sheets
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道夫 堀内
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Abstract

PURPOSE:To transmit a high-frequency signal at high speed while increasing mechanical strength by using ceramics having high mechanical strength as an external ceramic member on the outside of a ground wall while employing ceramics having a low dielectric constant as an internal ceramic member in the periphery of a signal line on the inside of the ground wall. CONSTITUTION:Since ceramics having a low dielectric constant are used as an internal ceramic member 30 surrounding the periphery of a signal line 20 on the inside of a ground wall 40, the propagation delay-time of a high-frequency signal transmitted on the signal line surrounded by the internal ceramic member 30 having the low dielectric constant is inhibited at a low value, thus quickly transmitting the high-frequency signal on the signal line. Ceramics having high mechanical strength are employed as an external ceramic member 10 covering the periphery of the internal ceramic member 30 through the ground wall 40. Accordingly, the external ceramic member 10 having high mechanical strength compensates the mechanical strength of the internal ceramic member 30 having low mechanical strength and the low dielectric constant in the periphery of the signal line 20, thus increasing the mechanical strength of a ceramic board.

Description

【発明の詳細な説明】 U産業上の利用分野コ 本発明は、高周波信号を伝播遅延時間少なくしかもノイ
ズ少なく伝達可能な信号線路を備えた高速電子部品用セ
ラミック基板に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a ceramic substrate for high-speed electronic components that is equipped with a signal line that can transmit high-frequency signals with less propagation delay time and less noise.

[従来の技術] 近時の電子装置の小型化、高性能化に伴い、それに用い
る電子部品実装用のセラミック基板に、高周波信号を伝
播遅延時間少な(しかもノイズ少な(伝達可能な信号線
路を高密度に備えたセラミック基板の需要が益々高まり
つつある。
[Prior art] With the recent miniaturization and higher performance of electronic devices, it is becoming increasingly important to use ceramic substrates for mounting electronic components to transmit high-frequency signals with less propagation delay time (and less noise). The demand for ceramic substrates with high density is increasing.

この高周波信号伝達用の信号線路を備えたセラミック基
板として、近時、低誘電率のセラミックの、ムライトま
たはシリカなどを主成分とするセラミックやアルミナ−
ホウケイ酸ガラスなどを主成分とする複合セラミックか
らなるセラミック基板が開発され、使用されている。即
ち、従来汎用されているアルミナを主成分とするセラミ
ックはその1MHzにおける誘電率が9.4であるが、
例えばムライトを主成分とするセラミックはその1MH
zにおける誘電率が7.3と低い。
Ceramic substrates equipped with signal lines for transmitting high-frequency signals have recently been developed using ceramics with a low dielectric constant such as mullite or silica, or alumina.
Ceramic substrates made of composite ceramics mainly composed of borosilicate glass and the like have been developed and are in use. In other words, the dielectric constant of conventionally widely used ceramics whose main component is alumina is 9.4 at 1 MHz.
For example, ceramics whose main component is mullite have a 1MH
The dielectric constant at z is as low as 7.3.

セラミック基板に備えた信号線路を伝わる高周波信号の
伝播遅延時間T pdは、基板を形成しているセラミッ
クの誘電率をεとし、光速度をCとすると、次式で表さ
れる。
The propagation delay time T pd of a high-frequency signal transmitted through a signal line provided on a ceramic substrate is expressed by the following equation, where ε is the dielectric constant of the ceramic forming the substrate, and C is the speed of light.

Tpd=(ε/C・・・・・ (1) この式から、セラミック基板を誘電率εの低い上記セラ
ミックから形成すれば、基板に備えた信号線路を伝わる
高周波信号の伝播遅延時間T pdを少なく仰られるこ
とが判る。
Tpd=(ε/C... (1) From this equation, if the ceramic substrate is made of the above-mentioned ceramic with a low dielectric constant ε, the propagation delay time T pd of the high frequency signal transmitted through the signal line provided on the substrate can be calculated as follows: It turns out that less is said.

ところで、セラミック基板を低誘電率の上記セラミック
から形成したとすると、基板に高密度で備えた信号線路
間に低誘電率の上記セラミックが介在することとなって
、信号線路間の容量結合が密となり、信号線路間にクロ
ストークが生じて、一方の信号線路に他方の信号線路か
らノイズが混入してしまう。
By the way, if the ceramic substrate is formed from the above-mentioned ceramic with a low dielectric constant, the above-mentioned ceramic with a low dielectric constant will be interposed between the signal lines provided in a high density on the substrate, resulting in tight capacitive coupling between the signal lines. Therefore, crosstalk occurs between the signal lines, and noise mixes into one signal line from the other signal line.

そのため、近時は、特開平1227492号公報、特開
平1−239995号公報などに記載されたような、信
号線路周囲を膜状または格子状などのグランド壁で囲む
ようにしたセラミック基板が提案されている。即ち、こ
のセラミック基板によれば、その信号線路を上記グラン
ド壁で同軸構造または疑似同軸構造に形成して、その信
号線路に他の信号線路からノイズが混入するのを防止で
きる。
Therefore, recently, ceramic substrates have been proposed in which the signal line is surrounded by a ground wall in the form of a film or a grid, as described in JP-A-1227492 and JP-A-1-239995. ing. That is, according to this ceramic substrate, the signal line can be formed into a coaxial structure or a quasi-coaxial structure using the ground wall, and it is possible to prevent noise from entering the signal line from other signal lines.

ここで、同軸構造とは、信号線路周囲を隙間のない膜状
のグランド壁で囲んだものを言い、疑似同軸構造とは、
信号線路周囲を隙間のある格子状、網状または一部格子
状で他部膜状などのグランド壁で囲んだものを言う。
Here, the coaxial structure refers to one in which the signal line is surrounded by a membrane-like ground wall with no gaps, and the pseudo-coaxial structure refers to
A ground wall that surrounds a signal line in the form of a lattice with gaps, a net, or a ground wall that is partly lattice-like and partly membrane-like.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、低誘電率の上記セラミックは、汎用され
ているアルミナを主成分とするセラミックなどに比べて
、その機械的強度が劣っている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned ceramic having a low dielectric constant is inferior in mechanical strength to a widely used ceramic mainly composed of alumina.

即ち、アルミナを主成分とするセラミックはその抵折強
度が35kg/mm’あるが、低誘電率の例えばムライ
トを主成分とするセラミックはその抗折強度が20〜3
0kg/mm”Lかない。そのため、セラミック基板を
低誘電率の上記セラミックから形成した場合には、基板
にクラックが生じ易くなってその信頼性が低下する難点
があった。
That is, a ceramic whose main component is alumina has a refractive strength of 35 kg/mm', whereas a ceramic whose main component is mullite, which has a low dielectric constant, has a refractive strength of 20 to 3.
0 kg/mm"L. Therefore, when a ceramic substrate is formed from the above-mentioned ceramic having a low dielectric constant, there is a problem that cracks are likely to occur in the substrate and its reliability is reduced.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、近
時の高周波化した信号を伝播遅延時間少なくしかもノイ
ズを混入させることなく伝達可能な信号線路を備えた、
機械的強度の高い高信顛性のセラミック基板と、該基板
を手数をかけずに容易かつ迅速に形成可能とするセラミ
ック基板の製造方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of these problems, and is equipped with a signal line that can transmit signals of high frequency in recent years with less propagation delay time and without introducing noise.
It is an object of the present invention to provide a highly reliable ceramic substrate with high mechanical strength and a method of manufacturing the ceramic substrate that allows the substrate to be formed easily and quickly without any trouble.

[課題を解決するための手段] 上記目的のために、本発明のセラミック基板は、セラミ
ック部材に周囲を膜状、格子状または網状などのグラン
ド壁で囲んだ同軸構造または疑似同軸構造をした信号線
路を備えたセラミック基板において、前記グランド壁外
側の外部セラミック部材に機械的強度の高いセラミック
を用いると共に、グランド壁内側の信号線路周囲の内部
セラミ’7り部材に低誘電率のセラミックを用いたこと
を特徴としている。
[Means for Solving the Problems] For the above purpose, the ceramic substrate of the present invention provides a signal having a coaxial structure or pseudo-coaxial structure in which a ceramic member is surrounded by a ground wall in the form of a membrane, a grid, or a net. In the ceramic substrate equipped with a line, a ceramic with high mechanical strength is used for the external ceramic member outside the ground wall, and a low dielectric constant ceramic is used for the internal ceramic member around the signal line inside the ground wall. It is characterized by

また、本発明のセラミック基板の製造方法は、以下の方
法によりセラミック基板を形成することを特徴としてい
る。
Furthermore, the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention is characterized in that the ceramic substrate is formed by the following method.

a0機械的強度の高い外部セラミック部材形成用の下部
グリーンシート表面にグランド壁形成用のメタライズペ
ーストを膜状、格子状または網状などに塗布して乾燥さ
せる。
a0 A metallizing paste for forming a ground wall is applied in a film, lattice, or net shape on the surface of a lower green sheet for forming an external ceramic member with high mechanical strength and is dried.

51次に、その乾燥させたメタライズペースト表面に低
誘電率の内部セラミック部材形成用のセラミックペース
トを帯状に塗布して乾燥させる。
51 Next, a ceramic paste for forming an internal ceramic member having a low dielectric constant is applied in a belt shape to the surface of the dried metallization paste and dried.

C0次に、その乾燥させたセラミックペースト表面に信
号線路形成用のメタライズペーストを線状に塗布して乾
燥させる。
C0 Next, a metallization paste for forming a signal line is linearly applied to the surface of the dried ceramic paste and dried.

61次に、その乾燥させたメタライズペースト表面を含
む前記す工程で塗布したセラミックペースト表面に低誘
電率の内部セラミック部材形成用のセラミックペースト
を塗布して乾燥させる。
61 Next, a ceramic paste for forming an internal ceramic member having a low dielectric constant is applied to the surface of the ceramic paste applied in the above step, including the surface of the dried metallization paste, and dried.

e.次に、その乾燥させたセラミックペースト表面を含
む前記a工程で塗布したメタライズペースト表面にグラ
ンド壁形成用のメタライズペーストを膜状、格子状また
は網状などに塗布して乾燥させる。
e. Next, a metallization paste for forming a ground wall is applied to the surface of the metallization paste applied in step a, including the surface of the dried ceramic paste, in the form of a film, lattice, or net, and is dried.

f、その後、その乾燥させたメタライズペースト表面に
機械的強度の高い外部セラミック部材形成用の上部グリ
ーンシートを積層して、前記a、bSc、d、e工程で
塗布したメタライズペーストとセラミックペーストとを
挟み込んだ上部および下部グリーンシートをその内側に
押圧しつつ加熱し、それらの上部および下部グリーンシ
ート、メタライズペースト、セラミックペーストを互い
に密着させた状態とする。そして、それらの上部および
下部グリーンシート、メタライズペースト、セラミック
ペーストを、一体に焼成する。
f. After that, an upper green sheet for forming an external ceramic member with high mechanical strength is laminated on the surface of the dried metallized paste, and the metallized paste and ceramic paste applied in steps a, bSc, d, and e are combined. The sandwiched upper and lower green sheets are heated while being pressed inside to bring the upper and lower green sheets, metallized paste, and ceramic paste into close contact with each other. Then, the upper and lower green sheets, metallized paste, and ceramic paste are fired together.

また、本発明の上記セラミック基板の製造方法において
は、f工程前に、あるいはそれに加えてす、c、d、e
の少なくとも1つ以上の工程前に、それ以前に塗布した
メタライズペーストやセラミックペースト表面を、保護
フィルムを介して、平滑な金属板で押圧しつつ加熱して
、それらのメタライズペーストやセラミックペーストを
下部グリーンシート内側に埋没させたり、または、f工
程前に、上部グリーンシート表面に有機溶剤を塗布して
、その上部グリーンシート表面を軟化させたりすること
を好適としている。
Further, in the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, steps c, d, and e are provided before or in addition to step f.
Before at least one or more steps, the previously applied metallized paste or ceramic paste surface is heated while being pressed with a smooth metal plate through a protective film, so that the metallized paste or ceramic paste is applied to the lower part. It is preferable to bury it inside the green sheet, or to soften the surface of the upper green sheet by applying an organic solvent to the surface of the upper green sheet before step f.

また、本発明の上記セラミック基板の製造方法において
は、外部セラミック部材形成用の上部および下部グリー
ンシートにアルミナを主成分とするセラミックグリーン
シートを用い、内部セラミックm 相形[iJE用のセ
ラミックペーストにムライトを主成分とするセラミック
ペーストを用い、信号線路およびグランド壁形成用のメ
タライズペーストにタングステンまたはモリブデンを主
成分とするメタライズペーストを用いるか、 または、外部セラミック部材形成用の上部および下部グ
リーンシートにムライトを主成分とするセラミ、タグリ
ーンシートを用い、内部セラミック部材形成用のセラミ
ックペーストにシリカを主成分とするセラミックペース
トを用い、信号線路およびグランド壁形成用のメタライ
ズペーストにタングステンまたはモリブデンを主成分と
するメタライズペーストを用いるか、 または、外部セラミック部材形成用の上部および下部グ
リーンシートに窒化アルミニウムを主成分とするセラミ
ックグリーンシートを用い、内部セラミック部材形成用
のセラミックペーストに窒化ホウ素を主成分とするセラ
ミックペーストを用い、信号線路およびグランド壁形成
用のメタライズペーストにタングステンまたはモリブデ
ンを主成分とするメタライズペーストを用いるか、また
は、外部セラミック部材形成用の上部および下部グリー
ンシートにアルミナ−ホウケイ酸ガラスを主成分とする
複合セラミックグリーンシートを用い、内部セラミック
部材形成用のセラミックペーストにシリカ−ホウケイ酸
ガラスを主成分とする複合セラミックペーストを用い、
信号線路およびグランド壁形成用のメタライズペースト
に金、銀または銅を主成分とするメタライズペーストを
用いることを好適としている。
Further, in the method for manufacturing the ceramic substrate of the present invention, ceramic green sheets containing alumina as a main component are used as the upper and lower green sheets for forming the external ceramic member, and the internal ceramic m phase [iJE ceramic paste and mullite] are used. Use a ceramic paste whose main component is tungsten or molybdenum as the metallization paste for forming signal lines and ground walls, or use mullite as the upper and lower green sheets for forming external ceramic members. Ceramic and tag green sheets are used as the main ingredients, ceramic paste with silica as the main ingredient is used to form internal ceramic members, and tungsten or molybdenum is used as the main ingredient of metallization paste for forming signal lines and ground walls. Alternatively, use a ceramic green sheet containing aluminum nitride as the main component for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic member, and use a ceramic green sheet containing boron nitride as the main ingredient for the ceramic paste for forming the internal ceramic member. Either use a tungsten- or molybdenum-based metallization paste for the signal line and ground wall formation, or use alumina-borosilicate glass for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic parts. Using a composite ceramic green sheet whose main component is silica-borosilicate glass as the ceramic paste for forming the internal ceramic member,
It is preferable to use a metallization paste containing gold, silver, or copper as a main component as the metallization paste for forming the signal line and the ground wall.

[作用] 前記構成のセラミック基板においては、グランド壁内側
の信号線路周囲を囲む内部セラミック部材に、低誘電率
のセラミックの、ムライトまたはシワ力などを主成分と
するセラミックや、シリカホウケイ酸ガラスなどを主成
分とする複合セラミックを用いている。そのため、その
低誘電率の内部セラミック部材で囲まれた信号線路を伝
わる高周波信号の伝播遅延時間Tpdが少なく抑えられ
て、その信号線路を高周波信号が速やかに伝わる。
[Function] In the ceramic substrate having the above configuration, the internal ceramic member surrounding the signal line on the inside of the ground wall is made of a low dielectric constant ceramic such as mullite or ceramic whose main component is mullite, silica borosilicate glass, etc. A composite ceramic whose main component is Therefore, the propagation delay time Tpd of the high frequency signal transmitted through the signal line surrounded by the internal ceramic member having a low dielectric constant is suppressed to a small value, and the high frequency signal is quickly transmitted through the signal line.

これは、同軸構造または疑似同軸構造をした信号線路で
は、その線路周囲に生ずる電界がグランド壁内側に封じ
込められることとなって、その信号線路を伝わる信号の
伝播遅延時間T、、6が、前記(1)式で示したように
、グランド壁内側の内部セラミック部材の誘電率εの平
方根に比例して、短縮化されるからである。
This is because in a signal line with a coaxial structure or a quasi-coaxial structure, the electric field generated around the line is confined inside the ground wall, and the propagation delay time T, , 6 of the signal traveling through the signal line is This is because, as shown in equation (1), the length is shortened in proportion to the square root of the dielectric constant ε of the internal ceramic member inside the ground wall.

また、内部セラミック部材周囲をグランド壁を介して覆
う外部セラミック部材に、機械的強度の高いセラミック
の、アルミナ、ムライトまたは窒化アルミニウムなどを
主成分とするセラミックや、アルミナ−ホウケイ酸など
を主成分とする複合セラミックを用いている。そのため
、その機械的強度の高い外部セラミック部材が、信号線
路周囲の機械的強度の低い低誘電率の内部セラミック部
材の機械的強度を補うこととなって、セラミック基板の
機械的強度が高まる。
In addition, the external ceramic member that surrounds the internal ceramic member via a ground wall is made of a ceramic with high mechanical strength such as alumina, mullite, or aluminum nitride as a main component, or alumina-borosilicate as a main component. A composite ceramic is used. Therefore, the external ceramic member with high mechanical strength supplements the mechanical strength of the internal ceramic member with a low dielectric constant and low mechanical strength around the signal line, thereby increasing the mechanical strength of the ceramic substrate.

前記工程からなる本発明のセラミック基板の製遣方法に
おいては、下部グリーンシート表面に、信号線路形成用
のメタライズペースト周囲を、内部セラミック部材形成
用のセラミックペーストを介シて、グランド壁形成用の
メタライズペーストで囲んだ、同軸構造または疑似同軸
構造をした信号線路形成体を形成する際に、内部セラミ
ック部材形成用のセラミックペーストを信号線路形成用
の線状のメタライズペースト両側とその上面に一度に同
時に塗布したり、その塗布したセラミックペースト表面
を含むa工程で塗布した下部グリーンシート表面のグラ
ンド壁形成用のメタライズペースト表面にグランド壁形
成用のメタライズペーストを一度に同時に膜状、格子状
または網状などに塗布したりしている。そのため、下部
グリーンンート表面に、上記セラミ’jlクペーストお
よびメタライズペーストを塗布してなる信号線路形成体
を容易かつ迅速に形成可能となる。
In the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention comprising the above steps, the metallized paste for forming the signal line is coated on the surface of the lower green sheet through the ceramic paste for forming the internal ceramic member, and the metallized paste for forming the ground wall is coated on the surface of the lower green sheet. When forming a signal line forming body with a coaxial structure or pseudo-coaxial structure surrounded by metallized paste, apply the ceramic paste for forming the internal ceramic member on both sides of the linear metallized paste for forming the signal line and on its top surface at once. At the same time, the metallization paste for ground wall formation on the surface of the lower green sheet applied in step a, including the surface of the applied ceramic paste, is simultaneously applied in the form of a film, lattice, or net. It is also applied to other areas. Therefore, it becomes possible to easily and quickly form a signal line forming body by applying the ceramic paste and metallization paste to the surface of the lower green belt.

また、前記本発明のセラミック基板の製造方法において
、fT工程前どにそれ以前に塗布したメタライズペース
トやセラミックペーストを下部グリーンシート内側に埋
没させたり、f工程前に上部グリーンンート表面を軟化
させたりする製造方法にあっては、f工程で上部および
下部グリーンシートを内側に押圧しつつ加熱した際に、
上部および下部グリーンシートでその間に挟み込んだメ
タライズペーストやセラミックペーストを押し潰してそ
の形状を崩すことなく、その上部および下部グリーンシ
ート内側にその間に挟み込んだメタライズペーストやセ
ラミックペーストを確実に埋没させた状態に密着させる
ことができる。そして、それらを一体に焼成した際に、
それらの間のデラミネーション(剥離)を的確に防止で
きる。
In the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, the metallization paste or ceramic paste applied before the fT step may be buried inside the lower green sheet, or the surface of the upper green sheet may be softened before the fT step. In the manufacturing method, when the upper and lower green sheets are heated while being pressed inward in step f,
A state in which the metallized paste or ceramic paste sandwiched between the upper and lower green sheets is firmly buried inside the upper and lower green sheets without crushing the metallized paste or ceramic paste sandwiched between them and destroying their shape. It can be brought into close contact with the And when they are fired together,
Delamination (peeling) between them can be accurately prevented.

また、前記本発明のセラミック基板の製造方法において
、上部および下部グリーンシート、セラミックペースト
、メタライズペーストにそれぞれアルミナを主成分とす
るセラミックグリーンシート、ムライトを主成分とする
セラミックペースト、タングステンまたはモリブデンを
主成分とするメタライズペーストなどの前記の列挙した
組み合わせのものを用いる製造方法にあっては、それら
の組み合わせのグリーンンート、セラミックペースト、
メタライズペーストを一体に焼成してセラミック基板を
形成した際に、それらを焼結させた際の熱膨張係数の差
に基づく熱応力により基板にクラックを生じさせたり、
それらの相互作用により外部セラミック部材や内部セラ
ミック部材や信号線路に他の部材からの異質の物質の侵
入や拡散を許して、外部セラミック部材の機械的強度を
低下させたり、内部セラミック部材の誘電率を低下させ
たり、信号線路の導体抵抗値を高めたりすることなく、
本発明のセラミック基板を形成できる。
In the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, the upper and lower green sheets, the ceramic paste, and the metallized paste each contain a ceramic green sheet containing alumina as a main component, a ceramic paste containing mullite as a main component, and tungsten or molybdenum as a main component. In the manufacturing method using the above-mentioned combinations of metallized pastes etc. as ingredients, the combinations of green root, ceramic paste, etc.
When a ceramic substrate is formed by firing the metallized paste together, the substrate may crack due to thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficients when they are sintered.
These interactions allow foreign substances to enter or diffuse into the external ceramic member, internal ceramic member, or signal line, reducing the mechanical strength of the external ceramic member and reducing the dielectric constant of the internal ceramic member. without reducing the signal line conductor resistance or increasing the conductor resistance of the signal line.
A ceramic substrate of the present invention can be formed.

[実施例] 次に、本発明の実施例を図面に従い説明する。[Example] Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明のセラミック基板の好適な実施例を示し
、詳しくはその側面断面図を示している。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of the ceramic substrate of the present invention, and specifically shows a side sectional view thereof.

以下、この図中の実施例を説明する。The embodiment shown in this figure will be described below.

図において、10は、セラミック基板本体を形成してい
る、外部セラミック部材である。この外部セラミック部
材10に、機械的強度の高いセラミックの、アルミナ、
ムライトまたは窒化アルミニウムなどを主成分とするセ
ラミックや、アルミナ−ホウケイ酸ガラスなどを主成分
とする複合セラミックを用いている。
In the figure, 10 is an external ceramic member forming the ceramic substrate body. This external ceramic member 10 is made of ceramic having high mechanical strength, such as alumina,
Ceramics whose main components are mullite or aluminum nitride, or composite ceramics whose main components are alumina-borosilicate glass are used.

20は、外部セラミック部材10内側に備えた、高周波
信号を伝える信号線路である。この信号線路20に、導
体抵抗値の高いタングステンまたはモリブデンを主成分
とするメタライズや、導体抵抗値の低い金、銀または銅
を主成分とするメタライズを用いている。
20 is a signal line provided inside the external ceramic member 10 and transmits a high frequency signal. For this signal line 20, metallization whose main component is tungsten or molybdenum, which has a high conductor resistance value, or metallization whose main component is gold, silver, or copper, which has a low conductor resistance value, is used.

30は、外部セラミック部材10内側の信号線路20周
囲を隙間なく囲んでいる、内部セラミック部材である。
Reference numeral 30 denotes an internal ceramic member that surrounds the signal line 20 inside the external ceramic member 10 without any gap.

この内部セラミック部材30に、低誘電率のセラミック
の、ムライト、シリカ、窒化ホウ素または窒化ケイ素な
どを主成分とするセラミックや、シリカ−ホウケイ酸ガ
ラスなどを主成分とする複合セラミックを用いている。
This internal ceramic member 30 is made of a low dielectric constant ceramic, such as a ceramic whose main component is mullite, silica, boron nitride, or silicon nitride, or a composite ceramic whose main component is silica-borosilicate glass.

40は、信号線路20周囲を囲む内部セラミック部材3
0周囲を覆っている、膜状、格子状または網状などをし
たグランド壁である。このグランド壁40に、タングス
テンまたはモリブデンを主成分とするメタライズや、金
、銀または銅を主成分とするメタライズを用いている。
40 is an internal ceramic member 3 surrounding the signal line 20.
A ground wall that covers the surrounding area and has a membrane, grid, or net shape. For this ground wall 40, metallization whose main component is tungsten or molybdenum, or metallization whose main component is gold, silver, or copper is used.

第1図に示したセラミック基板は、以上のように構成し
ていて、このセラミック基板によれば、その信号線路2
0周囲を低誘電率の前記セラミックからなる内部セラミ
ック部材30で囲んでいると共に、その内部セラミック
部材30周囲をメタライズからなるグランド壁40で覆
っているので、その信号線路20を高周波信号が伝播遅
延時間少なく迅速に伝わると共に、その信号線路20に
他の信号線路からノイズが混入することがない。また、
信号線路20周囲の機械的強度の低い低誘電率の前記セ
ラミックからなる内部セラミック部材30周囲を機械的
強度の高い前記セラミックからなる外部セラミック部材
10で補強的に覆っているので、セラミック基板の機械
的強度が高まる。
The ceramic substrate shown in FIG. 1 is constructed as described above, and according to this ceramic substrate, the signal line 2
0 is surrounded by the internal ceramic member 30 made of the above-mentioned ceramic with a low dielectric constant, and the internal ceramic member 30 is covered with a ground wall 40 made of metallized material, so that high-frequency signals pass through the signal line 20 with a propagation delay. The signal is transmitted quickly in a short amount of time, and no noise is mixed into the signal line 20 from other signal lines. Also,
Since the inner ceramic member 30 made of the ceramic with low dielectric constant and low mechanical strength around the signal line 20 is reinforced with the outer ceramic member 10 made of the ceramic with high mechanical strength, the ceramic substrate machine The strength of the objective increases.

なお、図の実施例では、信号線路20周囲を、内部セラ
ミック部材30を介して、グランド壁40で円筒状に覆
っているが、信号線路20周囲を、内部セラミック部材
30を介して、グランド壁40で方形筒状、楕円筒状な
どに覆っても良く、そのようにしても上述実施例と同様
な作用を持つセラミック基板を形成できる。
In the illustrated embodiment, the periphery of the signal line 20 is cylindrically covered with a ground wall 40 via the internal ceramic member 30; 40 may be covered in a rectangular cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, etc., and even in such a case, a ceramic substrate having the same effect as the above-mentioned embodiment can be formed.

第2図ないし第7図は本発明のセラミック基板の製造方
法の好適な実施例を示し、詳しくはその製造工程説明図
を示している。以下、この図中の実施例を説明する。
FIGS. 2 to 7 show preferred embodiments of the method of manufacturing a ceramic substrate of the present invention, and in detail, show diagrams explaining the manufacturing process. The embodiment shown in this figure will be described below.

a9機械的強度の高い外部セラミック部材形成用の下部
グリーンシート100を用意する。この下部グリーンシ
ート100には、機械的強度の高いセラミック形成用の
アルミナまたはムライトなどを主成分とするセラミック
ペ−ストや、アルミナ−ホウケイ酸ガラスなどを主成分
とする複合セラミックペ−ストを用いる。そして、第2
図に示したように、この下部グリーンシート100表面
に、グランド壁形成用のメタライズペースト400を膜
状、格子状または網状(図では、膜状としている)など
に塗布して、そのメタライズペースト400を加熱する
等してその内部の有機溶剤等を外気中に飛散させて乾燥
させる。このメタライズペースト400には、タングス
テンまたはモリブデンや、金、銀または銅を主成分とす
るメタライズペーストを用いる。
a9 Prepare a lower green sheet 100 for forming an external ceramic member with high mechanical strength. The lower green sheet 100 is made of a ceramic paste whose main component is alumina or mullite for forming ceramics with high mechanical strength, or a composite ceramic paste whose main component is alumina-borosilicate glass. . And the second
As shown in the figure, a metallized paste 400 for forming a ground wall is applied to the surface of the lower green sheet 100 in a film, lattice, or net shape (in the figure, it is shown as a film), and the metallized paste 400 The organic solvent etc. inside it is scattered into the outside air by heating it, etc., and drying it. This metallization paste 400 uses a metallization paste whose main component is tungsten, molybdenum, gold, silver, or copper.

b.次に、第3図に示したように、その乾燥させたメタ
ライズペースト400表面に、低誘電率の内部セラミッ
ク部材形成用のセラミックペースト300を幾条か等に
帯状に塗布して、そのセラミックペースト300を加熱
する等してその内部の有機溶剤等を外気中に飛散させて
乾燥させる。
b. Next, as shown in FIG. 3, a ceramic paste 300 for forming an internal ceramic member with a low dielectric constant is applied in a strip shape on the surface of the dried metallizing paste 400, and the ceramic paste is 300 is heated or the like to scatter the organic solvent and the like inside it into the outside air and dry it.

このセラミックペースト300には、低誘電率のセラミ
ック形成用のムライトまたはシリカなどを主成分とする
セラミックペーストや、ンリカーホウケイ酸ガラスなど
を主成分とする複合セラミックペーストを用いる。
As the ceramic paste 300, a ceramic paste mainly composed of mullite or silica for forming a low dielectric constant ceramic, or a composite ceramic paste mainly composed of phosphoric borosilicate glass or the like is used.

C1次に、第4図に示したように、その乾燥させた帯状
のセラミックペースト300表面の中央縦方向などに、
信号線路形成用のメタライズペースト200を線状に塗
布して、そのメタライズペースト200を加熱する等し
てその内部の有機溶剤等を外気中に飛散させて乾燥させ
る。このメタライズペースト200には、a工程で用い
たものと同様な、導体抵抗値の高いメタライズ形成用の
タングステンまたはモリブデンを主成分とするメタライ
ズペーストや、導体抵抗値の低いメタライズ形成用の金
、銀または銅を主成分とするメタライズペーストを用い
る。
C1 Next, as shown in FIG. 4, in the center vertical direction of the surface of the dried band-shaped ceramic paste 300
A metallization paste 200 for forming a signal line is applied in a linear manner, and the metallization paste 200 is heated to scatter the organic solvent and the like inside it into the outside air and is dried. This metallizing paste 200 may include a metallizing paste containing tungsten or molybdenum as a main component for forming metallization with high conductor resistance value, similar to that used in step a, and metallization paste containing gold or silver for forming metallization with low conductor resistance value. Alternatively, a metallization paste containing copper as a main component is used.

68次に、第5図に示したように、C工程で塗布したメ
タライズペースト200表面を含む前記す工程で塗布し
た帯状のセラミックペースト3゜0表面に、低誘電率の
内部セラミック部材形成用のセラミックペースト300
を塗布して、そのセラミックペースト300を加熱する
等してその内部の有機溶剤等を外気中に飛散させて乾燥
させる。
68 Next, as shown in FIG. 5, a layer of material for forming a low dielectric constant internal ceramic member is applied to the surface of the band-shaped ceramic paste 3°0 applied in the previous step, including the surface of the metallized paste 200 applied in step C. ceramic paste 300
is applied, and the ceramic paste 300 is heated or the like to scatter the organic solvent and the like inside it into the outside air and dry it.

このセラミックペースト300には、b工程で用いたも
のと同様な、低誘電率のセラミック形成用の前記セラミ
ックペーストを用いる。
This ceramic paste 300 is the same as that used in step b, and is used for forming a low dielectric constant ceramic.

ナオ、b、c、d工程において、セラミックペースト3
00やメタライズペースト200は、第3図や第4図や
第5図に破線で示したような、表面に帯状や線状のスリ
ット52のあいたスクリーンb.を用いて、スクリーン
印刷の技法により帯状や線状に塗布するのが良い。
In steps b, c, and d, ceramic paste 3
00 and the metallizing paste 200 are prepared by using a screen b. with band-shaped or linear slits 52 on the surface, as shown by broken lines in FIGS. 3, 4, and 5. It is best to apply it in strips or lines using screen printing techniques.

e 次に、第6図に示したように、d工程で塗布したセ
ラミックペースト300表面を含む前記a工程で塗布し
たメタライズペースト400表面に、グランド壁形成用
のメタライズペースト400を広(膜状、格子状または
網状(図では、膜状としている)などに塗布して、その
メタライズペースト400を加熱する等してその内部の
有機溶剤等を外気中に飛散させて乾燥させる。このメタ
ライズペースト400には、a工程で用いたものと同様
な、前記メタライズペーストを用いる。
e Next, as shown in FIG. 6, metallization paste 400 for forming a ground wall is spread (film-like, The metallizing paste 400 is applied in the form of a lattice or net (in the figure, it is shown as a film), etc., and the organic solvent, etc. inside it is scattered into the outside air by heating the metallizing paste 400 and drying it. In this step, the same metallizing paste as that used in step a is used.

なお、aSe工程において、メタライズペースト400
を格子状または網状に塗布する場合は、表面に格子状ま
たは網状のスリットのあいたスクリーン(図示せず)を
用いて、スクリーン印刷の技法により塗布するのが良い
In addition, in the aSe process, metallizing paste 400
When applying in the form of a grid or net, it is preferable to use a screen (not shown) with grid or net slits on the surface and apply by screen printing technique.

f、その後、第7図に示したように、C工程で塗布した
メタライズペースト400表面に、機械的強度の高い外
部セラミック部材形成用の上部グリーンシート100を
積層する。この上部グリーンート100には、a工程で
用いたものと同様な、機械的強度の高いセラミック形成
用の前記グIJ−ンートを用いる。そして、a、b、c
SdSe工程で塗布したメタライズペースト400,2
00とセラミックペースト300とを挟み込んだ上部お
よび下部グリーンート100をその内側に押圧しつつ加
熱して、それらの外部セラミック部材形成用の上部およ
び下部グリーンシート1oO1内部セラミック部材形成
用のセラミツクペースト3001信号線路やグランド壁
形成用のメタライズペースト200,400を互いに隙
間なく密着させた状態とする。またその際には念のため
に、それらの上部および下部グリーンシート100、メ
タライズペースト400,200、セラミックペース)
300を所定時間加熱して、それらを焼結させる際に邪
魔となる有機成分をその内部から外気中に飛散させて除
去しておくのが良い。そして、それらの上部および下部
グリーンシート100、メタライズペースト400,2
00、セラミックペースト300を、炉内に入れる等し
て、一体に焼成する。
f. Then, as shown in FIG. 7, an upper green sheet 100 for forming an external ceramic member having high mechanical strength is laminated on the surface of the metallization paste 400 applied in step C. For this upper green root 100, the above-mentioned green IJ root for forming a ceramic having high mechanical strength, similar to that used in step a, is used. And a, b, c
Metallized paste 400.2 applied in SdSe process
The upper and lower green sheets 100 sandwiching 00 and ceramic paste 300 are heated while being pressed inside to form the upper and lower green sheets 1o01 for forming the external ceramic member 1oO1 ceramic paste 3001 for forming the internal ceramic member signal line The metallized pastes 200 and 400 for forming the ground wall and the ground wall are brought into close contact with each other without any gaps. In that case, please be sure to use the upper and lower green sheets (100, 400, 200, 400, 200, and ceramic paste).
It is preferable to heat the 300 for a predetermined period of time to remove organic components that would be a hindrance when sintering them by scattering them from the inside into the outside air. And those upper and lower green sheets 100, metallization paste 400, 2
00, the ceramic paste 300 is placed in a furnace, etc., and fired together.

なお、上述a s b s C% d s e s  
f工程において、上部および下部グリーンシート100
に高温で焼結させるアルミナなどを主成分とするセラミ
ックグリーンシートを用いた場合は、それに合わせてメ
タライズペースト400.200とセラミックペースト
300にそれぞれ高温で焼結させるタングステンまたは
モリブデンを主成分とするメタライズペーストとムライ
トなどを主成分とするセラミックペーストを用い、逆に
、上部および下部グリーンシート100に低温で焼結さ
せるアルミナ−ホウケイ酸ガラスなどを主成分とする複
合セラミ、タグリーンシートを用いた場合は、それに合
わせてメタライズペースト400,200とセラミック
ペースl−300にそれぞれ低温で焼結させる金、銀ま
たは銅を主成分とするメタライズペーストとシリカ−ホ
ウケイ酸ガラスなどを主成分とする複合セラミックペー
ストを用いる必要がある。これは、そうしないと、それ
らの上部および下部グリーンシート100、メタライズ
ペースト400,200、セラミックペースト300を
高温または低温をかけて同時に一体に焼成できないから
である。
In addition, the above a s b s C% d s e s
In step f, the upper and lower green sheets 100
When using a ceramic green sheet whose main component is alumina, etc., which is sintered at a high temperature, metallization paste whose main component is tungsten or molybdenum, which is sintered at a high temperature, is added to the metallization paste 400.200 and the ceramic paste 300. When a ceramic paste whose main components are paste and mullite is used, and conversely, when a composite ceramic, a tag green sheet, whose main components are alumina-borosilicate glass, which is sintered at a low temperature, is used for the upper and lower green sheets 100. In accordance with this, metallizing paste 400, 200 and ceramic paste l-300 are respectively sintered at low temperatures. A metallizing paste mainly consisting of gold, silver or copper and a composite ceramic paste mainly consisting of silica-borosilicate glass etc. It is necessary to use This is because, otherwise, the upper and lower green sheets 100, metallized pastes 400, 200, and ceramic paste 300 cannot be fired simultaneously at high or low temperatures.

また、b、d工程において塗布するセラミックペースト
300の厚さは、C工程において塗布するメタライズペ
ースト200の厚さ以上とし、C工Hにおいて塗布する
メタライズペースト200の幅は、b、d工程において
塗布するセラミックペースト300の幅の1/3以下と
するのが好ましい。これは、そうすることにより、f工
程で上部および下部グリーンシート100をその内側に
押圧しつつ加熱した際に、その間に挟み込んだメタライ
ズペースト200,400やセラミックペースト300
の形状が崩れて、信号線路形成用のメタライズペースト
200が、内部セラミ・ツク部材形成用のセラミックペ
ースト300外側に漏れ出し、グランド壁形成用のメタ
ライズペースト400とショート状態に陥るのを的確に
防止できるからである。
In addition, the thickness of the ceramic paste 300 applied in steps b and d is equal to or greater than the thickness of the metallization paste 200 applied in step C, and the width of the metallization paste 200 applied in step C It is preferable that the width be 1/3 or less of the width of the ceramic paste 300. By doing so, when the upper and lower green sheets 100 are heated while being pressed inside in step f, the metallized paste 200, 400 and ceramic paste 300 sandwiched between them are removed.
Accurately prevents the metallized paste 200 for forming the signal line from leaking outside the ceramic paste 300 for forming the internal ceramic part due to the shape of the metallized paste 200 collapsing, causing a short circuit with the metallized paste 400 for forming the ground wall. Because you can.

また、a、f工程で用いる上部および下部グリーンシー
ト100は、あまり高密度でなく、その無機成分粉末分
布や無機/有機成分比およびそれらの混線条件を変える
等して、その有機成分を含めた全成分の理論密度に対す
る相対密度を70〜80%前後としたのものが好ましい
。これは、上部および下部グリーンシート100があま
り高密度であると、第7図に示したように、f工程で上
部および下部グリーンシート100をその内側に押圧し
つつ加熱した際に、その間に挟み込んだメタライズペー
スト200.400やセラミックペースト300が押し
潰されてその形状が崩れてしまったり、あるいは、上部
および下部グリーンシート100内側にその間に挟み込
んだメタライズペースト400.200やセラミックペ
ースト300が隙間なく埋没して密着した状態とならず
に、それらの上部および下部グリーンシート100、メ
タライズペースト400,200.セラミックペースト
300を一体に焼成した際に、それらの間に隙間が生じ
てそれらがデラミネーション(剥離)を起こしてしまっ
たりするからである。
In addition, the upper and lower green sheets 100 used in steps a and f do not have very high density, and the organic components can be contained by changing the inorganic component powder distribution, the inorganic/organic component ratio, and the crosstalk conditions. It is preferable that the relative density of all components to the theoretical density be about 70 to 80%. This is because if the upper and lower green sheets 100 are too dense, as shown in FIG. However, the metallized paste 200, 400 or ceramic paste 300 may be crushed and lose its shape, or the metallized paste 400, 200 or ceramic paste 300 sandwiched between the upper and lower green sheets 100 may be buried without any gaps. The upper and lower green sheets 100, metallizing pastes 400, 200, . This is because when the ceramic pastes 300 are fired together, gaps may be created between them, causing delamination (peeling).

なお、このようなデラミネーションを防ぐために、f工
程前に、あるいはそれ以前のす、cSd。
In addition, in order to prevent such delamination, cSd is applied before or before the step f.

e工程前においても、それ以前に塗布したメタライズペ
ースト400,200やセラミックペースト300表面
を、プラスチック製などの保護フィルム(図示せず)を
介して、その上方から平滑な金属板(図示せず)で押圧
しつつ加熱して、それらのメタライズペースト400,
200やセラミックペースト300を下部グリーンシー
ト100内側に確実に埋没させたり、あるいは、f工程
前に、上部グリーンシート100表面にそのグリーンシ
ート中のバインダーを溶解するフタル酸エステルなどの
有機溶剤を塗布して、その上部グリーンノート100表
面を軟化したりすれば、f工程で上部および下部グリ−
ノート100内側にその間に挟み込んだメタライズペー
スト400,200やセラミックペースト300をその
形状を崩さずに隙間なく確実に埋没させた状態に密着さ
せて、それらの上部および下部グリーンシート100、
メタライズペースト400,200、セラミックペース
ト300を一体に焼成した際に、それらの間にデラミネ
ーションが起きるのを的確に防止できて良い。
Even before step e, the surface of the metallized paste 400, 200 or ceramic paste 300 applied previously is coated with a smooth metal plate (not shown) from above through a protective film (not shown) made of plastic or the like. The metallized paste 400,
200 or ceramic paste 300 is reliably buried inside the lower green sheet 100, or before step f, an organic solvent such as phthalate ester that dissolves the binder in the green sheet is applied to the surface of the upper green sheet 100. If the surface of the upper Green Note 100 is softened, the upper and lower surfaces of the Green Note 100 can be softened in step f.
The metallized pastes 400, 200 and the ceramic paste 300 sandwiched between them are brought into close contact with the inside of the notebook 100 in a state where they are reliably buried without losing their shape and without any gaps, and the upper and lower green sheets 100 are
When the metallized pastes 400, 200 and the ceramic paste 300 are fired together, it is possible to accurately prevent delamination between them.

また加えて、f工程前に、第9図に示したように、e工
程で塗布したメタライズペースト400の谷間402に
セラミックペースト300やメタライズペースト400
(図では、セラミックペーストとしている)を塗布して
、その谷間402をペーストで埋めたり、あるいは、第
10図に示したように、f工程で用いる上部グリーンシ
ート100表面に溝102を帯状等に設けて、その溝l
O2に上部および下部グリーンシート100間に挟み込
むメタライズペースト400,200やセラミックペー
スト300を埋没させたりすれば、f工程で上部および
下部グリーンソート100内側にその間に挟み込んだメ
タライズペースト400.200やセラミックペースト
300をその形状を崩さずにより確実に隙間なく埋没さ
せた状態に密着させて、それらを一体に焼成した際に、
それらの間に隙間が生じてそれらがデラミネーションを
起こすのをより的確に防止できて良い。
In addition, before step f, as shown in FIG.
(ceramic paste is used in the figure) and fill the valleys 402 with the paste, or as shown in FIG. Provide the groove l
If the metallized paste 400, 200 or ceramic paste 300 sandwiched between the upper and lower green sheets 100 is buried in O2, the metallized paste 400, 200 or ceramic paste sandwiched between them will be buried inside the upper and lower green sheets 100 in step f. 300 without changing its shape, and when they were baked together,
It is good to be able to more accurately prevent delamination caused by gaps between them.

また加えて、上記デラミネーションやメタライズペース
ト400,200、セラミックペースト300の形状の
崩れを防止するためには、f工程で上部および下部グリ
ーンシート100をその内側に押圧する圧力とその際に
加える加熱温度との設定が重要であり、その圧力と加熱
温度とを、その上部および下部グリーンシート100、
メタライズペースト400,200、セラミックペース
)300の組み合わせの種類によって調整する必要があ
る。
In addition, in order to prevent delamination and deformation of the metallized pastes 400, 200 and the ceramic paste 300, pressure is applied to press the upper and lower green sheets 100 inward in step f, and heat is applied at that time. It is important to set the pressure and heating temperature to the upper and lower green sheets 100,
It is necessary to adjust depending on the type of combination of metallizing paste 400, 200 and ceramic paste 300.

また、a、e工程でグランド壁形成用のメタライズペー
スト400を格子状または網状に塗布した場合は、外部
セラミック部材形成用の上部および下部グリーンシート
100表面に、グランド壁形成用のメタライズペースト
400の格子目または網目を通して、内部セラミック部
材形成用のセラミックペースト300が直接に接触した
状態となって、グランド壁形成用のメタライズペースト
400のバリヤ効果が薄れ、それらの上部および下部グ
リーンシート100、セラミックペースト300、メタ
ライズペースト400を一体に焼成した際に、上部およ
び下部グリーンシート100とセラミックペースト30
0との間で相互反応や拡散作用などが起こり、セラミッ
クペースト300を焼結させて形成した内部セラミック
部材30の誘電率が低下したり、上部および下部グリー
ンシート100を焼結させて形成した外部セラミック部
材10の機械的強度が低下したりする虞れがある。その
ため、グランド壁形成用のメタライズペースト400を
上記のように格子状や網状に塗布する場合は、上部およ
び下部グリーンート100とセラミックペースト300
とに、それらを−体に焼成した際に、上記のような相互
反応や拡散作用などが起こらない組み合わせのものを用
いる必要がある。
In addition, when the metallizing paste 400 for forming the ground wall is applied in a grid or net shape in steps a and e, the metallizing paste 400 for forming the ground wall is applied to the surfaces of the upper and lower green sheets 100 for forming the external ceramic member. The ceramic paste 300 for forming the internal ceramic member is in direct contact with each other through the grid or mesh, and the barrier effect of the metallized paste 400 for forming the ground wall is weakened, and the upper and lower green sheets 100 and the ceramic paste are in direct contact with each other. 300, when the metallized paste 400 is fired together, the upper and lower green sheets 100 and the ceramic paste 30
0, the dielectric constant of the internal ceramic member 30 formed by sintering the ceramic paste 300 may decrease, and the external ceramic member 30 formed by sintering the upper and lower green sheets 100 may decrease. There is a possibility that the mechanical strength of the ceramic member 10 may be reduced. Therefore, when applying the metallized paste 400 for forming the ground wall in a grid or net shape as described above, the upper and lower green roots 100 and the ceramic paste 300
In particular, it is necessary to use a combination that does not cause the above-mentioned mutual reactions and diffusion effects when fired into a body.

また、f工程で上部および下部グリーンシート1001
メタライズペースト400,200、セラミックペース
ト300を一体に焼成した際に、それらを焼結した際の
熱膨張係数の差に基づく熱応力で基板にクラックが生ず
るのを防ぐために、上部および下部グリーンシート10
0、メタライズペースト400,200、セラミックペ
ースト300には、必要に応じて、それらを焼結した際
の緻密化開始時期や収縮速度を調整する焼結助剤を適宜
加えるのが良い。
In addition, in the f process, the upper and lower green sheets 1001
When the metallized pastes 400, 200 and the ceramic paste 300 are fired together, upper and lower green sheets 10 are used to prevent cracks from occurring in the substrate due to thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficients when they are sintered.
It is preferable to add a sintering aid to the metallized pastes 400, 200, and the ceramic paste 300, if necessary, to adjust the densification start time and shrinkage rate when they are sintered.

第1図ないし第7図に示したセラミック基板の製造方法
は、以上の工程からなり、上記工程により、第8図に示
したような、信号線路20周囲を、低誘電率の内部セラ
ミック部材30を介して、膜状、格子状または網状など
のグランド壁40で覆うと共に、そのグランド壁40周
囲を、外部セラミック部材10で補強的に覆った、本発
明のセラミック基板を形成できる。
The method for manufacturing the ceramic substrate shown in FIGS. 1 to 7 consists of the above-mentioned steps. Through the above steps, a low dielectric constant internal ceramic member 30 is formed around the signal line 20 as shown in FIG. The ceramic substrate of the present invention can be formed in which the ground wall 40 is covered with a film-like, lattice-like, or net-like ground wall 40 through the ground wall 40, and the ground wall 40 is reinforced with an external ceramic member 10.

以下に、上述製造方法により形成したセラミック基板の
好適な実施例と不適な比較例とを説明する。
Below, preferred examples and unsuitable comparative examples of ceramic substrates formed by the above manufacturing method will be described.

実11」土 外部セラミック部材形成用の上部および下部グリーンシ
ートにアルミナを主成分とするグリーンシートを用い、
内部セラミック部材形成用のセラミックペーストにムラ
イトを主成分とするセラミックペーストを用い、信号線
路およびグランド壁形成用のメタライズペーストにタン
グステンまたはモリブデンを主成分とするメタライズペ
ーストを用いた。そして、それらのメタライズペースト
とセラミックペーストとを挟み込んだ上部および下部グ
リーンシートをその内側に例えば200Kg / c 
m ’で押圧しつつd.℃で10分前後加熱して、それ
らを互いに密着させた状態とした。またその際に念のた
めに、それらの上部および下部グリーンシート、セラミ
ックペースト、メタライズペーストを湿潤窒素雰囲気中
で7b.℃以下の温度で5時間程度加熱して、それらを
焼結させる際に邪魔となる有機成分をその内部から外気
中に飛散させて取り除いた。そして、それらの上部およ
び下部グリーンシート100.メタライズペースト40
0,200、セラミックペースト300を弱還元性雰囲
気中で1b.0〜1d.0℃の高温をかけて一体に焼成
して、セラミック基板を形成した。ここで、上記のよう
に弱還元性雰囲気中でセラミック基板を焼成するのは、
メタライズペーストが焼成時に酸化反応を起こすのを防
ぐためである。また、上部および下部グリーンシートと
セラミックペーストとの焼結挙動、即ちそれらの焼結温
度を合わせるために、上部および下部グリーンシートに
純度92〜96%のアルミナセラミックグリーンシート
を用い、セラミックペーストに純度95〜99%のムラ
イトセラミックペーストを用いると共に、それらの上部
および下部グリーンシートとセラミックペーストにそれ
ぞれ焼結助剤を添加した。すると、信号線路周囲をIM
H2においてその誘電率が7.3の低誘電率のムライト
を主成分とするセラミックからなる内部セラミック部材
で囲むと共に、その内部セラミック部材周囲を、メタラ
イズからなるグランド壁を介して、抗折強度が35 K
 g/mm”と高(て熱伝導率が15W/mKと高いア
ルミナを主成分とするセラミックからなる外部セラミッ
ク部材で補強的に覆った、機械的強度の高い高熱放散性
のセラミック基板が得られた。なお、ムライトを主成分
とするセラミックの熱膨張係数は4.5X10−”/℃
であり、アルミナを主成分とするセラミックの熱膨張係
数は7.2X10−’/’Cであって、それらを焼結さ
せた際には、両者間に熱応力が働くが、セラミック基板
全体に対するムライトを主成分とするセラミックの容積
比率が小さいので、その熱応力は小さく、それらの焼成
時にセラミック基板にクラックは生じなかった。
Fruit 11'' Green sheets containing alumina as the main component are used for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic member,
A ceramic paste containing mullite as the main component was used as the ceramic paste for forming the internal ceramic member, and a metallization paste containing tungsten or molybdenum as the main component was used as the metallization paste for forming the signal line and ground wall. Then, the upper and lower green sheets sandwiching the metallized paste and ceramic paste are placed inside them at a weight of, for example, 200 kg/c.
While pressing with m' d. They were heated at ℃ for about 10 minutes to bring them into close contact with each other. At that time, just to be sure, the upper and lower green sheets, ceramic paste, and metallized paste were washed in a humid nitrogen atmosphere under 7b. They were heated for about 5 hours at a temperature of 0.degree. and those upper and lower green sheets 100. metallize paste 40
0.200 and ceramic paste 300 in a weakly reducing atmosphere. 0-1d. A ceramic substrate was formed by integrally firing at a high temperature of 0°C. Here, firing the ceramic substrate in a weakly reducing atmosphere as described above is
This is to prevent the metallization paste from undergoing an oxidation reaction during firing. In addition, in order to match the sintering behavior of the upper and lower green sheets and the ceramic paste, that is, their sintering temperatures, we used alumina ceramic green sheets with a purity of 92 to 96% for the upper and lower green sheets, and A 95-99% mullite ceramic paste was used and a sintering aid was added to the upper and lower green sheets and the ceramic paste, respectively. Then, the area around the signal line is
In H2, it is surrounded by an internal ceramic member made of ceramic mainly composed of mullite, which has a low dielectric constant of 7.3, and the periphery of the internal ceramic member is surrounded by a ground wall made of metallization, so that the bending strength is increased. 35K
A ceramic substrate with high mechanical strength and high heat dissipation properties is obtained, which is reinforced with an external ceramic member made of ceramic mainly composed of alumina and has a high thermal conductivity of 15 W/mK (15 W/mK). The coefficient of thermal expansion of ceramic whose main component is mullite is 4.5X10-"/℃
The coefficient of thermal expansion of ceramic whose main component is alumina is 7.2X10-'/'C, and when they are sintered, thermal stress acts between them, but the coefficient of thermal expansion for the entire ceramic substrate is Since the volume ratio of the ceramic mainly composed of mullite was small, the thermal stress was small, and no cracks were generated in the ceramic substrate during firing.

K鼻豊を 外部セラミック部材形成用の上部および下部グリーンシ
ートにムライトを主成分とするセラミックグリーンシー
トを用い、内部セラミック部材形成用のセラミックペー
ストにシリカを主成分とするセラミックペーストを用い
、信号線路およびグランド壁形成用のメタライズペース
トにタングステンまたはモリブデンを主成分とするメタ
ライズペーストを用いた。そして、前記実施例1の場合
と同様にして、それらのメタライズペーストとセラミッ
クペーストとを挟み込んだ上部および下部グリーンシー
トをその内側に押圧しつつ加熱して、それらを互いに密
着させた状態とし、それらを弱酸性雰囲気中で1b.0
〜1d.0℃の高温をかけて一体に焼成して、セラミッ
ク基板を形成した。
Ceramic green sheets containing mullite as the main component are used as the upper and lower green sheets for forming the external ceramic members, and ceramic paste containing silica as the main component is used as the ceramic paste for forming the internal ceramic members. A metallizing paste containing tungsten or molybdenum as a main component was used as the metallizing paste for forming the ground wall. Then, in the same manner as in Example 1, the upper and lower green sheets sandwiching the metallized paste and the ceramic paste are heated while being pressed inside to bring them into close contact with each other. 1b. in a slightly acidic atmosphere. 0
~1d. A ceramic substrate was formed by integrally firing at a high temperature of 0°C.

なお、シリカは単独では焼結の際にその緻密化が進みに
くいので、シリカを主成分とするセラミックペーストに
は、ムライト、アルミナおよび希土類族元素のma化合
物を組み合わせた焼結助剤を添加した。すると、内部セ
ラミック部材に、単独ではその機械的強度が極端に低く
て用いに(い、1MHzにおいてその誘電率が3.5の
低誘電率のシリカを主成分とするセラミックを用い、外
部セラミ・7り部材に、抗折強度が20〜30Kg/m
m’と高くて、熱伝導率が7 W / m Kと高い、
ムライトを主成分とするセラミックを用いた、機械的強
度が高くて高熱放散性のセラミック基板が得られた。
In addition, since silica alone is difficult to densify during sintering, a sintering aid consisting of a combination of mullite, alumina, and a rare-earth group element MA compound was added to the ceramic paste whose main component is silica. . Then, the internal ceramic member is made of a ceramic whose main component is silica, which has a low dielectric constant of 3.5 at 1 MHz, and whose mechanical strength is extremely low when used alone. The bending strength is 20-30Kg/m for the 7-grid member.
m' and high thermal conductivity of 7 W/m K.
A ceramic substrate with high mechanical strength and high heat dissipation properties was obtained using ceramic containing mullite as a main component.

塩敷興」 外部セラミック部材形成用の上部および下部グリーンシ
ートにムライトを主成分とするセラミ、2クグリーンシ
ートを用い、内部セラミック部材形成用のセラミックペ
ーストにフォルステライトを主成分とするセラミックペ
ーストを用い、信号線路およびグランド壁形成用のメタ
ライズペーストにタングステンまたはモリブデンを主成
分とするメタライズペーストを用いた。そして、前記実
施例1,2の場合と同様にして、それらのメタライズペ
ーストとセラミックペーストとを挟み込んだ上部および
下部グリーンシートをその内側に押圧しつつ加熱して、
それらを互いに密着させた状態とし、それらを高温をか
けて一体に焼成して、セラミック基板を形成した。する
と、ムライトを主成分とするセラミックはその熱膨張係
数が4.5X 10−@/”Cであり、)tルステライ
トを主成分とするセラミyりはその熱膨張係数が10.
5X10−@/”Cであって、両者の熱膨張係数に大き
な差があるので、セラミック基板焼成時に、その両者間
に働く熱応力により、それらの間に介在させたグランド
壁形成用のメタライズペーストがバッファバリヤとして
若干作用するものの、セラミック基板にクラックが生じ
てしまった。また加えて、上記ムライトを主成分とする
セラミックグリーンシートとフォルステライトを主成分
とするセラミックペーストとを1b.0〜1d.0℃の
高温をかけて同時に焼成した際には、その両者間に介在
するグランド壁形成用のメタライズペーストが若干バリ
ヤの役割を果たすものの、その両者の境界部分が、化学
的相互作用により、液相化して、互いに混ざりあってし
まい、信号線路周囲を囲むフォルステライトを主成分と
するセラミックからなる内部セラミック部材の誘電率が
上昇してしまった。
"Shioshiki Oki" Ceramic and 2K green sheets are used as the upper and lower green sheets for forming the external ceramic parts, and forsterite-based ceramic paste is used as the ceramic paste for forming the internal ceramic parts. A metallizing paste containing tungsten or molybdenum as a main component was used as the metallizing paste for forming the signal line and ground wall. Then, in the same manner as in Examples 1 and 2, the upper and lower green sheets sandwiching the metallized paste and ceramic paste are heated while being pressed inside.
They were brought into close contact with each other and fired together at high temperature to form a ceramic substrate. Then, the coefficient of thermal expansion of the ceramic whose main component is mullite is 4.5X 10-/''C, and the coefficient of thermal expansion of the ceramic whose main component is lusterite is 10.
5X10-@/"C, and there is a large difference in the coefficient of thermal expansion between the two, so the metallized paste for forming the ground wall is interposed between them due to the thermal stress that acts between them when firing the ceramic substrate. Although it acted as a buffer barrier to some extent, cracks occurred in the ceramic substrate.In addition, the ceramic green sheet containing mullite as a main component and the ceramic paste containing forsterite as a main component were mixed into 1b.0 to 1d. When they are simultaneously fired at a high temperature of 0°C, the metallized paste for forming the ground wall that is interposed between the two acts as a slight barrier, but the boundary between the two is caused by chemical interaction. They turned into a liquid phase and mixed with each other, increasing the dielectric constant of the internal ceramic member that surrounds the signal line and is made of ceramic whose main component is forsterite.

大真月1 外部セラミック部材形成用の上部および下部グリーンシ
ートに窒化アルミニウムを主成分とするセラミックグリ
ーンシートを用い、内部セラミック部材形成用のセラミ
ックペーストに六方晶系窒化ホウ素を主成分とするセラ
ミックペーストを用い、信号線路およびグランド壁形成
用のメタライズペーストにタングステンまたはモリブデ
を主成分とするメタライズペーストを用いた。そして、
それらのメタライズペーストとセラミックペーストとを
挟み込んだ上部および下部グリーンシートをその内側に
押圧しつつ加熱して、それらを互いに密着させた状態と
し、それらを1700〜1800℃の高温をかけて窒素
還元雰囲気中で一体に焼成して、セラミック基板を形成
した。また、窒化ホウ素は焼結した際にそれ単独では緻
密化が進まないので、上記窒化ホウ素を主成分とするセ
ラミックペーストには焼結助剤として窒化アルミニウム
、炭酸カルシウム、酸化イツトリウム、さらにはその他
の周期率表第■a族と第1Ila族化合物を加えた。す
ると、単独ではその機械的強度が低くて用いにくい低誘
電率の窒化ホウ素を主成分とするセラミックからなる内
部セラミック部材を用いて信号線路の信号伝播遅延時間
を少なく抑えると共に、機械的強度の高い窒化アルミニ
ウムを主成分とするセラミックからなる外部セラミック
部材を用いて基板の機械的強度を高めた、高信頼性のセ
ラミック基板が得られた。なおこの場合には、基板の焼
成温度を1800〜1900℃としても良好なセラミッ
ク基板を形成できるが、そうした場合には、基板の焼成
時に内部セラミック部材形成用の窒化ホウ素を主成分と
するセラミックペーストと信号線路形成用のタングステ
ンまたはモリブデンを主成分とするメタライズペースト
とが相互作用を起こして、タングステンホウ化物を生成
し、信号線路の導体抵抗値が著しく上昇して、その信号
線路を伝わる信号の導体損失が大きくなってしまうので
、基板の焼成温度は1800℃以下とするのが良い。
Daisatsuki 1 Ceramic green sheets containing aluminum nitride as the main component are used for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic members, and ceramic paste containing hexagonal boron nitride as the main component for forming the internal ceramic members. A metallized paste containing tungsten or molybdenum as a main component was used for forming the signal line and ground wall. and,
The upper and lower green sheets sandwiching the metallized paste and ceramic paste are heated while being pressed inside to bring them into close contact with each other, and then heated at a high temperature of 1,700 to 1,800°C in a nitrogen-reducing atmosphere. A ceramic substrate was formed by firing the ceramic substrate. In addition, boron nitride does not become densified by itself when sintered, so the ceramic paste containing boron nitride as the main component may contain aluminum nitride, calcium carbonate, yttrium oxide, and other sintering aids. Compounds of group IVa and group Ila of the periodic table were added. Then, by using an internal ceramic member made of ceramic mainly composed of low dielectric constant boron nitride, which is difficult to use alone due to its low mechanical strength, it is possible to minimize the signal propagation delay time of the signal line, and to create a structure with high mechanical strength. A highly reliable ceramic substrate was obtained in which the mechanical strength of the substrate was increased by using an external ceramic member made of ceramic containing aluminum nitride as a main component. In this case, a good ceramic substrate can be formed even if the firing temperature of the substrate is 1800 to 1900°C, but in such a case, a ceramic paste mainly composed of boron nitride for forming internal ceramic members is used when firing the substrate. The metallization paste mainly composed of tungsten or molybdenum used to form signal lines interacts with each other to form tungsten boride, which significantly increases the conductor resistance of the signal line and reduces the resistance of the signal transmitted through the signal line. Since the conductor loss increases, the firing temperature of the substrate is preferably 1800° C. or lower.

比較例2 外部セラミック部材形成用の上部および下部グリーンシ
ートに窒化アルミニウムを主成分とするセラミックグリ
ーンシートを用い、内部セラミック部材形成用のセラミ
ックペーストにムライトを主成分とするセラミックペー
ストを用い、信号線路およびグランド壁形成用のメタラ
イズペーストにタングステンまたはモリブデンを主成分
とするメタライズペーストを用いた。そして、それらの
メタライズペーストとセラミックペーストとを挟み込ん
だ上部および下部グリーンシートをその内側に押圧しつ
つ加熱して、それらを互いに密着させた状態とし、それ
らをムライトを主成分とするセラミックを焼結させる際
と同じ湿潤性還元雰囲気中で高温をかけて一体に焼成し
て、セラミック基板を形成した。すると、窒化アルミニ
ウムを主成分とするセラミックからなる外部セラミック
部材が上記湿潤性還元雰囲気中で酸化反応を起こしてし
まい、良好なセラミック基板が得られなかった。そこで
次に、それらの上部および下部グリーンシート、セラミ
ックペースト、メタライズペーストを、窒化アルミニウ
ムを主成分とするセラミックを焼結させる際と同じ窒素
中性雰囲気中で高温をかけて一体に焼成して、セラミッ
ク基板を形成した。すると、基板の焼成時に炉内等に存
在する残留カーボンと上記窒素中性雰囲気中の窒素とに
より、ムライトを主成分とするセラミ・ツクからなる内
部セラミック部材が窒化してその表面や内部に亀裂が生
じてしまったり、ムライトを主成分とするセラミックが
窒化アルミニウムを主成分とするセラミックからなる外
部セラミック部材に拡散してその外部セラミック部材を
黒化させてしまったりして、良好なセラミック基板が得
られなかった。即ち、ムライトを主成分とするセラミッ
クと窒化アルミニウムを主成分とするセラミックとは、
その熱膨張係数がそれぞれ4.5X10−”/℃前後と
ほぼ同じであるため、本発明のセラミック基板形成用部
材としては、良好な組み合わせと思われるが、上記の点
から、不適当であることが判明した。
Comparative Example 2 Ceramic green sheets containing aluminum nitride as the main component were used as the upper and lower green sheets for forming the external ceramic member, ceramic paste containing mullite as the main component was used as the ceramic paste for forming the internal ceramic member, and the signal line was A metallizing paste containing tungsten or molybdenum as a main component was used as the metallizing paste for forming the ground wall. Then, the upper and lower green sheets sandwiching the metallized paste and ceramic paste are heated while being pressed inside to bring them into close contact with each other, and sinter the ceramic whose main component is mullite. A ceramic substrate was formed by firing the two pieces together at high temperature in the same humid reducing atmosphere as in the process. As a result, the external ceramic member made of ceramic containing aluminum nitride as a main component undergoes an oxidation reaction in the humid reducing atmosphere, making it impossible to obtain a good ceramic substrate. Next, we fired the upper and lower green sheets, ceramic paste, and metallized paste together at high temperatures in the same nitrogen-neutral atmosphere that is used to sinter ceramics whose main component is aluminum nitride. A ceramic substrate was formed. Then, due to the residual carbon present in the furnace etc. during the firing of the substrate and the nitrogen in the nitrogen-neutral atmosphere, the internal ceramic member made of ceramic whose main component is mullite is nitrided, causing cracks on its surface and inside. or the mullite-based ceramic may diffuse into the external ceramic member made of the aluminum nitride-based ceramic, causing the external ceramic member to blacken, resulting in a defective ceramic substrate. I couldn't get it. In other words, ceramics whose main component is mullite and ceramics whose main component is aluminum nitride are
Since their thermal expansion coefficients are approximately the same, around 4.5 x 10-"/°C, it seems to be a good combination as a member for forming a ceramic substrate of the present invention, but from the above points, it is unsuitable. There was found.

火鼻勇( 外部セラミック部材形成用の上部および下部グリーンシ
ートにアルミナ−ホウケイ酸ガラスを主成分とする複合
セラミックグリーンシートを用い、内部セラミック部材
形成用のセラミックペーストにシリカ−ホウケイ酸ガラ
スを主成分とする複合セラミックペーストを用い、信号
線路およびグランド壁形成用のメタライズペーストに金
、銀または銅を主成分とするメタライズペーストを用い
た。
Isamu Hihana (A composite ceramic green sheet containing alumina-borosilicate glass as the main component is used for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic member, and silica-borosilicate glass is used as the main component for the ceramic paste for forming the internal ceramic member.) A metallization paste containing gold, silver, or copper as a main component was used as a metallization paste for forming signal lines and ground walls.

そして、それらのメタライズペーストとセラミ。And those metallized pastes and cerami.

クペーストを挟み込んだ上部および下部グリーンシート
をその内側に押圧しつつ加熱して、それらを互いに密着
させた状態とし、それらを、メタライズペーストに金ま
たは銀を主成分とするメタライズペ−ストを用いた場合
は大気中で、メタライズペーストに銅を主成分とするメ
タライズペーストを用いた場合は中性ないし還元性雰囲
気中で、8b.〜1000℃の低温をかけて一体に焼成
して、セラミック基板を形成した。また、上部および下
部グリーンシート、セラミックペースト、メタライズペ
ーストの焼結時の熱収縮挙動のマ・ツチングを、それら
を構成している粉末成分の粒度分布をコントロールする
ことにより行った。すると、アルミナ−ホウケイ酸ガラ
スを主成分とする複合セラミックとシリカ−ホウケイ酸
ガラスを主成分とする複合セラミックとは、そのマトリ
ックス成分が同一であるため、それらの間に相互作用が
生ずることな(、単独ではその機械的強度が低くて用い
に(い1MHzにおいてその誘電率が3.9の低誘電率
のシリカ−ホウケイ酸ガラスを主成分とする複合セラミ
ックからなる内部セラミック部材を用いて信号線路の信
号伝播遅延時間を少なく抑えると共に、抗折強度が20
〜25 K g/mm8のアルミナ−ホウケイ酸ガラス
を主成分とする複合セラミックからなる外部セラミック
部材を用いて基板の機械的強度を高めた、高信頼性のセ
ラミック基板が得られた。また加えて、金、銀または銅
を主成分とするメタライズからなる信号線路は、その導
体抵抗値が低くて、高周波信号を導体損失少なく伝達可
能な信号線路を備えたセラミック基板が得られた。
In the case where the upper and lower green sheets sandwiching the paste are heated while being pressed inward to bring them into close contact with each other, and a metallizing paste containing gold or silver as the main component is used as the metallizing paste. 8b. in the air, or in a neutral or reducing atmosphere if a metallizing paste containing copper as a main component is used. A ceramic substrate was formed by integrally firing at a low temperature of ~1000°C. Furthermore, the thermal shrinkage behavior of the upper and lower green sheets, ceramic paste, and metallized paste during sintering was matched by controlling the particle size distribution of the powder components that constitute them. Then, since the matrix components of the composite ceramic mainly composed of alumina-borosilicate glass and the composite ceramic mainly composed of silica-borosilicate glass are the same, no interaction will occur between them ( However, it is difficult to use it alone due to its low mechanical strength (it is difficult to use as a signal line by using an internal ceramic member made of a composite ceramic mainly composed of silica-borosilicate glass, which has a low dielectric constant of 3.9 at 1 MHz). In addition to keeping the signal propagation delay time to a minimum, the bending strength is 20
A highly reliable ceramic substrate was obtained in which the mechanical strength of the substrate was increased by using an external ceramic member made of a composite ceramic mainly composed of alumina-borosilicate glass of ~25 K g/mm8. In addition, the signal line made of metallization mainly composed of gold, silver, or copper has a low conductor resistance value, and a ceramic substrate with a signal line capable of transmitting high-frequency signals with low conductor loss was obtained.

なお、本発明のセラミック基板は、前述本発明の製造方
法以外の方法により製造することも可能である。例えば
、第11図(a)に示したような、軸心に信号線路20
を備えた低誘電率の内部セラミック部材30であって、
その周囲をグランド壁40で覆った柱状の内部セラミッ
ク部材30と、第11図(b)に示したような、セラミ
ック基板本体を形成する機械的強度の高い外部セラミッ
ク部材10とをそれぞれ別々に焼成して、その内部セラ
ミック部材30を外部セラミック部材lOに設けた挿通
穴12に圧入によりあるいは接着剤を用いて嵌着するこ
とにより、本発明のセラミック基板を形成できる。また
そうした場合には、その内部セラミック部材30形成用
のセラミックペースト、外部セラミック部材10形成用
のグリーンシート、信号線路20やグランド壁40形成
用のメタライズペーストの組み合わせの種類の選択幅を
、本発明のセラミック基板を一体に焼成する上述製造方
法に比べて、それらのグリーンシート、メタライズペー
スト、セラミックペーストの焼成時の相互作用やそれら
の熱膨張係数の差などに限定されずに、−段と広げるこ
とが可能となる。
Note that the ceramic substrate of the present invention can also be manufactured by a method other than the aforementioned manufacturing method of the present invention. For example, as shown in FIG. 11(a), there is a signal line 20 on the axis
A low dielectric constant internal ceramic member 30 comprising:
A columnar internal ceramic member 30 whose periphery is covered with a ground wall 40 and a mechanically strong external ceramic member 10 forming a ceramic substrate body as shown in FIG. 11(b) are fired separately. Then, the ceramic substrate of the present invention can be formed by fitting the internal ceramic member 30 into the insertion hole 12 provided in the external ceramic member IO by press-fitting or using an adhesive. Furthermore, in such a case, the present invention can select the types of combinations of the ceramic paste for forming the internal ceramic member 30, the green sheet for forming the external ceramic member 10, and the metallizing paste for forming the signal line 20 and the ground wall 40. Compared to the above-mentioned manufacturing method in which ceramic substrates are fired as one piece, the process is significantly expanded without being limited to the interaction of the green sheet, metallized paste, and ceramic paste during firing or the difference in their thermal expansion coefficients. becomes possible.

また、本発明のセラミック基板は、特開平1−2274
92号公報記載の電子部品用基体の製造方法によっても
形成可能である。即ち、そのグランド壁形成用のメタラ
イズペースト内側の内部セラミック部材形成用のセラミ
ックペーストに低誘電率のセラミック形成用のセラミッ
クペーストを用い、そのグランド壁形成用のメタライズ
ペースト外側の外部セラミック部材形成用のセラミック
ペーストやグリーンシートに機械的強度の高いセラミッ
ク形成用のセラミックペーストやグリーンシートを用い
れば良い。しかしながら、この製造方法を用いた場合に
は、本発明のセラミック基板の製造方法に比べて、その
基板本体を形成するグリーンシート表面に上記メタライ
ズペーストとセラミックペーストとからなる同軸構造を
した信号線路形成体を形成するのにそれらのペーストを
幾層にも多数回に亙って塗布しなければならず、その塗
布作業に多大な手数と時間がかかってしまう。
Further, the ceramic substrate of the present invention is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-2274
It can also be formed by the method for manufacturing an electronic component substrate described in Japanese Patent No. 92. That is, a ceramic paste for forming an internal ceramic member with a low dielectric constant is used as the ceramic paste for forming an internal ceramic member inside the metallized paste for forming the ground wall, and a ceramic paste for forming an external ceramic member outside the metallized paste for forming the ground wall is used. A ceramic paste or green sheet for forming ceramics with high mechanical strength may be used as the ceramic paste or green sheet. However, when this manufacturing method is used, compared to the ceramic substrate manufacturing method of the present invention, a signal line having a coaxial structure made of the metallized paste and ceramic paste is formed on the surface of the green sheet forming the substrate body. In order to form the body, these pastes must be applied in many layers many times, and the application process takes a great deal of effort and time.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のセラミック基板によれば
、高周波信号を伝播遅延時間Tpd少なくしかもノイズ
を混入させることなく伝達可能な同軸構造または疑似同
軸構造をした信号線路を備えたセラミック基板であって
、機械的強度の高い高信頼性のセラミック基板を提供で
きる。
[Effects of the Invention] As explained above, the ceramic substrate of the present invention is equipped with a signal line having a coaxial structure or a pseudo-coaxial structure that can transmit high-frequency signals with a reduced propagation delay time Tpd and without introducing noise. A highly reliable ceramic substrate with high mechanical strength can be provided.

また、本発明のセラミック基板の製造方法によれば、従
来汎用されている、メタライズペーストやセラミックペ
ーストをグリーンシート表面等に塗布するスクリーン印
刷技術、それらのメタライズペーストやセラミックペー
ストをグリーンシートと共に一体に焼成する技術を用い
て、本発明の同軸構造または疑似同軸構造をした高周波
信号伝達用の信号線路を備えたセラミック基板を手数を
かけずに容易かつ迅速に形成できる。
In addition, according to the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, the screen printing technology, which is commonly used in the past, for applying metallized paste or ceramic paste to the surface of a green sheet, etc. can be used to integrate the metallized paste or ceramic paste together with the green sheet. By using a firing technique, a ceramic substrate having a signal line for transmitting high-frequency signals having a coaxial structure or a quasi-coaxial structure according to the present invention can be easily and quickly formed without any trouble.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のセラミック基板の一部側面断面図、第
2図ないし第7図は本発明のセラミック基板の製造方法
説明図、第8図は本発明のセラミック基板の製造方法に
より形成したセラミック基板の一部側面断面図、第9図
と第10図はそれぞれデラミネーションを防止する方法
の説明図、第11図(a)、(b)はそれぞれ本発明の
セラミック基板の他の製造方法を示す説明図である。 10・・・外部セラミック部材、20・・・信号線路、
30・・・内部セラミック部材、40・・・グランド壁
、b.・・・スクリーン、 100・・・上部または下部グリーンート、200・・
・メタライズペースト、 300・・・セラミックペースト、 400・・・メタライズペースト。
FIG. 1 is a partial side sectional view of a ceramic substrate of the present invention, FIGS. 2 to 7 are explanatory diagrams of a method of manufacturing a ceramic substrate of the present invention, and FIG. A partial side sectional view of a ceramic substrate, FIGS. 9 and 10 are illustrations of a method for preventing delamination, and FIGS. 11(a) and 11(b) are illustrations of other methods of manufacturing a ceramic substrate of the present invention, respectively. FIG. 10... External ceramic member, 20... Signal line,
30... Internal ceramic member, 40... Ground wall, b. ... Screen, 100 ... Upper or lower green root, 200 ...
- Metallized paste, 300...Ceramic paste, 400...Metallized paste.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.セラミック部材に周囲を膜状、格子状または網状な
どのグランド壁で囲んだ同軸構造または疑似同軸構造を
した信号線路を備えたセラミック基板において、前記グ
ランド壁外側の外部セラミック部材に機械的強度の高い
セラミックを用いると共に、グランド壁内側の信号線路
周囲の内部セラミック部材に低誘電率のセラミックを用
いたことを特徴とする高速電子部品用セラミック基板。
1. In a ceramic substrate having a signal line having a coaxial structure or a quasi-coaxial structure surrounded by a ground wall in the form of a membrane, a lattice, or a net, the external ceramic member outside the ground wall has high mechanical strength. A ceramic substrate for high-speed electronic components, characterized in that ceramic is used and a low dielectric constant ceramic is used for an internal ceramic member around a signal line inside a ground wall.
2.以下の方法によりセラミック基板を形成することを
特徴とする高速電子部品用セラミック基板の製造方法。 a.機械的強度の高い外部セラミック部材形成用の下部
グリーンシート表面にグランド壁形成用のメタライズペ
ーストを膜状、格子状または網状などに塗布して乾燥さ
せる。 b.次に、その乾燥させたメタライズペースト表面に低
誘電率の内部セラミック部材形成用のセラミックペース
トを帯状に塗布して乾燥させる。 c.次に、その乾燥させたセラミックペースト表面に信
号線路形成用のメタライズペーストを線状に塗布して乾
燥させる。 d.次に、その乾燥させたメタライズペースト表面を含
む前記b工程で塗布したセラミックペースト表面に低誘
電率の内部セラミック部材形成用のセラミックペースト
を塗布して乾燥させる。 e.次に、その乾燥させたセラミックペースト表面を含
む前記a工程で塗布したグランド壁形成用のメタライズ
ペースト表面にグランド壁形成用のメタライズペースト
を膜状、格子状または網状などに塗布して乾燥させる。 f.その後、その乾燥させたメタライズペースト表面に
機械的強度の高い外部セラミック部材形成用の上部グリ
ーンシートを積層して、前記a、b、c、d、e工程で
塗布したメタライズペーストとセラミックペーストとを
挟み込んだ上部および下部グリーンシートをその内側に
押圧しつつ加熱し、それらの上部および下部グリーンシ
ート、メタライズペースト、セラミックペーストを互い
に密着させた状態とする。そして、それらの上部および
下部グリーンシート、セラミックペースト、メタライズ
ペーストを、一体に焼成する。
2. A method for manufacturing a ceramic substrate for high-speed electronic components, comprising forming the ceramic substrate by the following method. a. A metallizing paste for forming a ground wall is applied in the form of a film, a grid, or a net on the surface of a lower green sheet for forming an external ceramic member with high mechanical strength, and is dried. b. Next, a ceramic paste for forming an internal ceramic member having a low dielectric constant is applied in a belt shape onto the surface of the dried metallization paste and dried. c. Next, a metallized paste for forming signal lines is linearly applied to the surface of the dried ceramic paste and dried. d. Next, a ceramic paste for forming an internal ceramic member having a low dielectric constant is applied to the surface of the ceramic paste applied in step b, including the surface of the dried metallization paste, and dried. e. Next, the metallized paste for forming the ground wall is applied in a film, grid, or net shape on the surface of the metallized paste for forming the ground wall applied in step a, including the surface of the dried ceramic paste, and is dried. f. After that, an upper green sheet for forming an external ceramic member with high mechanical strength is laminated on the surface of the dried metallization paste, and the metallization paste and ceramic paste applied in steps a, b, c, d, and e are combined. The sandwiched upper and lower green sheets are heated while being pressed inside to bring the upper and lower green sheets, metallized paste, and ceramic paste into close contact with each other. Then, the upper and lower green sheets, ceramic paste, and metallized paste are fired together.
3.f工程前に、あるいはそれに加えてb、c、d、e
の少なくとも1つ以上の工程前に、それ以前に塗布した
メタライズペーストやセラミックペースト表面を、保護
フィルムを介して、平滑な金属板で押圧しつつ加熱して
、それらのメタライズペーストやセラミックペーストを
下部グリーンシート内側に埋没させる請求項2記載の高
速電子部品用セラミック基板の製造方法。
3. b, c, d, e before or in addition to step f
Before at least one or more steps, the previously applied metallized paste or ceramic paste surface is heated while being pressed with a smooth metal plate through a protective film, so that the metallized paste or ceramic paste is applied to the lower part. The method for manufacturing a ceramic substrate for high-speed electronic components according to claim 2, wherein the ceramic substrate is embedded inside a green sheet.
4.f工程前に、上部グリーンシート表面に有機溶剤を
塗布して、その上部グリーンシート表面を軟化させる請
求項2または3記載の高速電子部品用セラミック基板の
製造方法。
4. 4. The method for manufacturing a ceramic substrate for high-speed electronic components according to claim 2, wherein before step f, an organic solvent is applied to the surface of the upper green sheet to soften the surface of the upper green sheet.
5.外部セラミック部材形成用の上部および下部グリー
ンシートにアルミナを主成分とするセラミックグリーン
シートを用い、内部セラミック部材形成用のセラミック
ペーストにムライトを主成分とするセラミックペースト
を用い、信号線路およびグランド壁形成用のメタライズ
ペーストにタングステンまたはモリブデンを主成分とす
るメタライズペーストを用いる請求項2、3または4記
載の高速電子部品用セラミック基板の製造方法。
5. Ceramic green sheets containing alumina as the main component are used for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic members, and ceramic paste containing mullite as the main component for forming the internal ceramic members is used to form signal lines and ground walls. 5. The method of manufacturing a ceramic substrate for high-speed electronic components according to claim 2, wherein a metallizing paste containing tungsten or molybdenum as a main component is used as the metallizing paste.
6.外部セラミック部材形成用の上部および下部グリー
ンシートにムライトを主成分とするセラミックグリーン
シートを用い、内部セラミック部材形成用のセラミック
ペーストにシリカを主成分とするセラミックペーストを
用い、信号線路およびグランド壁形成用のメタライズペ
ーストにタングステンまたはモリブデンを主成分とする
メタライズペーストを用いる請求項2、3または4記載
の高速電子部品用セラミック基板の製造方法。
6. Ceramic green sheets containing mullite as the main component are used for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic members, and ceramic paste containing silica as the main component for forming the internal ceramic members is used to form signal lines and ground walls. 5. The method of manufacturing a ceramic substrate for high-speed electronic components according to claim 2, wherein a metallizing paste containing tungsten or molybdenum as a main component is used as the metallizing paste.
7.外部セラミック部材形成用の上部および下部グリー
ンシートに窒化アルミニウムを主成分とするセラミック
グリーンシートを用い、内部セラミック部材形成用のセ
ラミックペーストに窒化ホウ素を主成分とするセラミッ
クペーストを用い、信号線路およびグランド壁形成用の
メタライズペーストにタングステンまたはモリブデンを
主成分とするメタライズペーストを用いる請求項2、3
または4記載の高速電子部品用セラミック基板の製造方
法。
7. Ceramic green sheets containing aluminum nitride as the main component are used for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic members, and ceramic paste containing boron nitride as the main component for forming the internal ceramic members is used to form signal lines and ground. Claims 2 and 3 wherein the metallizing paste for forming the wall is a metallizing paste containing tungsten or molybdenum as a main component.
Alternatively, the method for manufacturing a ceramic substrate for high-speed electronic components according to 4.
8.外部セラミック部材形成用の上部および下部グリー
ンシートにアルミナ−ホウケイ酸ガラスを主成分とする
複合セラミックグリーンシートを用い、内部セラミック
部材形成用のセラミックペーストにシリカ−ホウケイ酸
ガラスを主成分とする複合セラミックペーストを用い、
信号線路およびグランド壁形成用のメタライズペースト
に金、銀または銅を主成分とするメタライズペーストを
用いる請求項2、3または4記載の高速電子部品用セラ
ミック基板の製造方法。
8. Composite ceramic green sheets mainly composed of alumina-borosilicate glass are used for the upper and lower green sheets for forming the external ceramic members, and composite ceramics mainly composed of silica-borosilicate glass are used for the ceramic paste for forming the internal ceramic members. Using paste,
5. The method of manufacturing a ceramic substrate for high-speed electronic components according to claim 2, wherein a metallization paste containing gold, silver, or copper as a main component is used as the metallization paste for forming the signal line and the ground wall.
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