JPH06112657A - Multilayer circuit board - Google Patents

Multilayer circuit board

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JPH06112657A
JPH06112657A JP4259920A JP25992092A JPH06112657A JP H06112657 A JPH06112657 A JP H06112657A JP 4259920 A JP4259920 A JP 4259920A JP 25992092 A JP25992092 A JP 25992092A JP H06112657 A JPH06112657 A JP H06112657A
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circuit board
multilayer circuit
capacitance
substrate body
dielectric constant
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Kazumasa Furuhashi
和雅 古橋
Masakazu Yasui
正和 安井
Akira Imoto
晃 井本
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a multilayer circuit board where the dielectric constant temperature characteristic of the board body is stable, and further resistance characteristic is stable even if a thick resistor film is made on the surface of itself. CONSTITUTION:In a multilayer circuit board 10, where a plurality of insulating layers 1a, 1b,... consisting of glass ingredients and inorganic fillers are stacked, and specified wiring patterns 2 consisting of gold, silver, or copper conductor material and capacitance generating patterns 3 are formed inside, and a thick film resistor 6 is formed on the surface, the inorganic filler contains alumina, strontium titanate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多層回路基板、特にガ
ラス−セラミックスの絶縁層を誘電体層として利用し
て、内部に容量発生パターンを備えた多層回路基板に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-layer circuit board, and more particularly to a multi-layer circuit board having a capacitance generating pattern therein by utilizing an insulating layer of glass-ceramic as a dielectric layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子機器の混成回路等に用いられる多層
回路基板には、電気絶縁性、機械的強度及び熱伝導性な
どを考慮して、絶縁層が積層されて成る基板本体として
アルミナを主成分としたものが多用されている。しかし
ながら、アルミナを主成分とした絶縁層は、積層後の焼
結工程で、1400〜1650℃の高温で焼成しなけれ
ばならないため、多層回路基板の内部配線パターンとし
ては、タングステンやモリブデンなどの高融点金属材料
に限られていた。このような高融点金属材料は、比抵抗
が高いために配線抵抗が高くなり、信号伝播速度が速い
電子回路や高周波回路に適さなかった。
2. Description of the Related Art A multilayer circuit board used for a hybrid circuit of an electronic device is mainly made of alumina as a substrate body in which insulating layers are laminated in consideration of electric insulation, mechanical strength and thermal conductivity. It is often used as an ingredient. However, since the insulating layer containing alumina as a main component must be fired at a high temperature of 1400 to 1650 ° C. in the sintering process after lamination, the internal wiring pattern of the multilayer circuit board has a high content of tungsten, molybdenum, or the like. It was limited to melting point metallic materials. Such a high melting point metal material has a high wiring resistance because of its high specific resistance, and is not suitable for an electronic circuit or a high frequency circuit having a high signal propagation speed.

【0003】そこで、基板本体を構成する絶縁層とし
て、ガラス成分とアルミナなどの無機物フィラーとを混
合してなる基板組成物を用いることにより、900℃前
後の低温焼成で焼結していた。これにより、内部配線パ
ターンとして、金、銀、銅などの低抵抗材料が使用で
き、信号伝播速度が速い電子回路や高周波回路が実現で
きる。
Therefore, a substrate composition obtained by mixing a glass component and an inorganic filler such as alumina is used as an insulating layer constituting the substrate body, and is sintered at a low temperature of about 900 ° C. As a result, a low resistance material such as gold, silver or copper can be used as the internal wiring pattern, and an electronic circuit or high frequency circuit with a high signal propagation speed can be realized.

【0004】しかし、内部配線パターンのみを形成する
のであれば、ガラス成分とアルミナとを混合した基板組
成材料で多層回路基板を形成することはできても、この
絶縁層を誘電体層として利用して、内部に内部配線パタ
ーンとともに容量発生パターンを並設する場合、基板組
成材料の誘電率の温度特性が考慮されていないため、基
板本体の内部に容量を形成する場合には、周囲の温度に
よって容量温度特性が大きく変化してしまい、満足する
容量を構成することができなかった。即ち、ガラス成分
は、硼珪酸ガラスやアルミノ酸ガラスであり、無機物フ
ィラーはアルミナ粉末であり、これらの材料は、誘電率
の温度特性が正を示し、当然焼結された回路基板も誘電
率の温度特性が正となる。
However, if only the internal wiring pattern is formed, it is possible to form a multilayer circuit board by using a substrate composition material in which a glass component and alumina are mixed, but this insulating layer is used as a dielectric layer. Therefore, when arranging the capacitance generation pattern in parallel with the internal wiring pattern inside, the temperature characteristics of the dielectric constant of the substrate composition material are not taken into consideration.Therefore, when forming the capacitance inside the substrate body, it depends on the ambient temperature. The capacity-temperature characteristic changed greatly, and it was not possible to construct a satisfactory capacity. That is, the glass component is borosilicate glass or alumino acid glass, the inorganic filler is alumina powder, these materials show positive temperature characteristics of the dielectric constant, and naturally the sintered circuit board also has a dielectric constant of The temperature characteristic becomes positive.

【0005】仮に、多層回路基板の内部にL−Cの共振
回路を形成すると、温度の変化によって容量値が変動し
てしまい、安定したL−Cの共振回路が形成できないこ
とになる。
If an LC resonance circuit is formed inside the multilayer circuit board, the capacitance value fluctuates due to a change in temperature, and a stable LC resonance circuit cannot be formed.

【0006】基板材料の誘電率温度特性を制御するため
に、基板本体を構成する絶縁層を構成する無機物フィラ
ーとして、アルミナ粉末とともに、負の誘電率温度係数
をもつチタニア(TiO2 )粉末を添加して、絶縁層の
誘電率温度特性を補償しようとする提案があった(特開
平4−82297号)。
In order to control the temperature characteristic of the dielectric constant of the substrate material, titania (TiO 2 ) powder having a negative dielectric constant temperature coefficient is added together with alumina powder as an inorganic filler constituting the insulating layer constituting the substrate body. Then, there has been a proposal to compensate the temperature characteristic of the dielectric constant of the insulating layer (Japanese Patent Laid-Open No. 4-82297).

【0007】これにより、基板本体の内部に容量成分を
形成しても、周囲の温度変化に対して比較的安定な容量
特性が得られる多層回路基板となる。
As a result, the multilayer circuit board has a capacitance characteristic which is relatively stable with respect to the ambient temperature change even if the capacitance component is formed inside the substrate body.

【0008】低温で焼成可能な基板組成を達成するため
にガラス成分とともに添加される無機物フィラーは、
(1)絶縁層を焼成した時、ガラス成分と反応したり、
固溶したりすることがないこと、(2)絶縁層間に形成
する内部配線パターンや容量発生パターンを構成する導
体材料の特性に影響を与えることがなく、また、焼成し
た基板本体の表面に形成する表面配線パターンや厚膜抵
抗体膜の特性に影響を与えることがないこと、(3)ガ
ラス成分間に無機物フィラーが均一に分散され基板本体
の強度が維持できること、(4)焼成後の基板の変色が
ないことが要求される。
The inorganic filler added with the glass component to achieve a low temperature calcinable substrate composition is
(1) When the insulating layer is fired, it reacts with the glass component,
It does not form a solid solution, and (2) does not affect the characteristics of the conductor material that forms the internal wiring pattern or capacitance generation pattern formed between insulating layers, and is formed on the surface of the fired substrate body. Does not affect the characteristics of the surface wiring pattern and the thick film resistor film, (3) the inorganic filler is uniformly dispersed between the glass components, and the strength of the substrate body can be maintained (4) the substrate after firing It is required that there be no discoloration.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように無機物フィラーとして、アルミナ粉末及びチタニ
ア粉末とを混合した基板材料では、焼成後の基板の色調
が黄変してしまい、外観検査による品質保証を難しくし
てしまい上述の(4)の条件を満足しなくなる。
However, in the conventional substrate material in which the alumina powder and the titania powder are mixed as the inorganic filler, the color tone of the substrate after firing becomes yellow, and the quality assurance by the appearance inspection is performed. Therefore, the condition (4) above is not satisfied.

【0010】特に、基板本体表面に、表面配線パターン
とともに厚膜抵抗体膜を形成した場合、基板中のチタニ
ア成分が基板表面にまで析出してしまい、表面の厚膜抵
抗体膜を印刷焼きつけした際に、チタニア成分と反応し
て、その抵抗の温度特性を負にシフトさせてしまうとい
う上述の(2)の条件を満足しなくなる。
In particular, when a thick film resistor film is formed together with the surface wiring pattern on the surface of the substrate body, the titania component in the substrate is deposited even on the substrate surface, and the thick film resistor film on the surface is printed and printed. At this time, the condition (2) described above that the temperature characteristic of the resistance is negatively shifted by reacting with the titania component is not satisfied.

【0011】その他に、誘電率が負の温度特性を有する
無機物フィラーとして、チタン酸カルシウム、スズ酸ス
トロンチウムなどが挙げられるが、これらの結晶構造が
強固でないため、焼結時にガラス成分と反応してしま
い、焼結後においては、この結晶構造を留めることがで
きず、上述の(1)の条件を満足しなくなる。
Other inorganic fillers having negative dielectric constant temperature characteristics include calcium titanate and strontium stannate. However, since their crystal structures are not strong, they react with the glass component during sintering. After sintering, this crystal structure cannot be retained, and the condition (1) above cannot be satisfied.

【0012】また、誘電率が負の温度特性を有する無機
物フィラーとしては、チタン酸ストロンチウムが挙げら
れるが、チタン酸ストロンチウムのみを無機物フィラー
を用いると、上述の(1)、(2)の条件を満足するも
のの、焼結後の基板本体の強度を劣化するという問題点
があった。
As the inorganic filler having a negative dielectric constant temperature characteristic, strontium titanate can be cited. However, if only strontium titanate is used as the inorganic filler, the above conditions (1) and (2) are satisfied. Although satisfactory, there was a problem that the strength of the substrate body after sintering was deteriorated.

【0013】本発明者は、上述のチタン酸ストロンチウ
ムを用いて、基板本体の強度の劣化を防止するために種
々実験をおこなった結果、無機物フィラーとして、アル
ミナ粉末とチタン酸ストロンチウム粉末とを用いること
によって、基板本体の強度の劣化を防止できることを知
見した。
The present inventor has conducted various experiments using the above-mentioned strontium titanate to prevent the deterioration of the strength of the substrate body. As a result, the alumina powder and the strontium titanate powder are used as the inorganic filler. It was found that the deterioration of the strength of the substrate body can be prevented.

【0014】本発明は、上述の知見に基づいて案出され
たものであり、その目的は、絶縁層の誘電率温度特性を
安定化して、さらに基板の表面に厚膜抵抗体膜を形成し
ても、安定した抵抗特性が得られる多層回路基板を提供
するものである。
The present invention has been devised on the basis of the above findings, and its object is to stabilize the dielectric constant temperature characteristics of the insulating layer and further form a thick film resistor film on the surface of the substrate. Even so, it is intended to provide a multilayer circuit board which can obtain stable resistance characteristics.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス成分及
び無機物フィラーから成る絶縁層を複数積層して成り、
内部に金系、銀系又は銅系導体材料から成る内部配線パ
ターン及び容量発生パターンを有する多層回路基板であ
って、前記無機物フィラーはアルミナ及びチタン酸スト
ロンチウムから成る多層回路基板である。
The present invention comprises a plurality of insulating layers composed of a glass component and an inorganic filler,
A multilayer circuit board having an internal wiring pattern made of a gold-based, silver-based or copper-based conductor material and a capacitance generating pattern therein, wherein the inorganic filler is made of alumina and strontium titanate.

【0016】特に、前記多層回路基板の表面に、厚膜抵
抗体膜が形成されている多層回路基板に適するものであ
る。
Particularly, it is suitable for a multilayer circuit board in which a thick film resistor film is formed on the surface of the multilayer circuit board.

【0017】[0017]

【作用】以上のように、本発明によれば、絶縁層の材料
がガラス成分及び無機物フィラーから構成されているた
め、比較的低温(〜1000℃)で焼結可能であるた
め、内部配線パターンや容量発生パターンを比抵抗の小
さい金、銀、銅などの金属材料を用いることができる。
As described above, according to the present invention, since the material of the insulating layer is composed of the glass component and the inorganic filler, it is possible to sinter at a relatively low temperature (up to 1000 ° C.). A metal material having a small specific resistance such as gold, silver, or copper can be used for the capacitance generation pattern.

【0018】また、無機物フィラーとして、誘電率が負
の温度特性を有するチタン酸ストロンチウムを含んでお
り、このチタン酸ストロンチウムは、焼結後において
も、ぺロブスカイト構造が充分に維持でき、さらにガラ
ス成分との反応が少ないため、基板本体の温度特性が±
60ppmの範囲内となり、焼成後の基板の黄変を防止
して、白色系の基板を形成することができる。さらに比
誘電率が大きくなり、内部に容量発生パターンを形成す
れば、安定した温度特性で大容量値の容量を得ることが
できる。
As the inorganic filler, strontium titanate having a negative dielectric constant temperature characteristic is contained, and this strontium titanate can sufficiently maintain the perovskite structure even after sintering, and further has a glass component. The temperature characteristic of the substrate body is ±
It is in the range of 60 ppm, and it is possible to form a white substrate by preventing yellowing of the substrate after firing. If the relative dielectric constant is further increased and a capacitance generation pattern is formed inside, a capacitance having a large capacitance value can be obtained with stable temperature characteristics.

【0019】さらに、無機物フィラーのチタン酸ストロ
ンチウムは、チタニアに分解されることが少ないため、
基板本体表面に厚膜抵抗体膜を形成しても、その抵抗特
性に大きな変化を与えることがない。
Further, since the inorganic filler strontium titanate is less likely to be decomposed into titania,
Even if a thick film resistor film is formed on the surface of the substrate body, its resistance characteristics are not significantly changed.

【0020】また、チタン酸ストロンチウムとともにア
ルミナを用いることにより、充分な抗折強度に維持でき
る。
Further, by using alumina together with strontium titanate, sufficient bending strength can be maintained.

【0021】尚、無機物フィラーとして添加するチタン
酸ストロンチウムとしては、基板組成の20重量%以下
の範囲が好ましい。20重量%を越えると、基板本体の
温度特性が負の領域で大きくなり過ぎてしまうためであ
る。
The strontium titanate added as the inorganic filler is preferably in the range of 20% by weight or less of the substrate composition. This is because if it exceeds 20% by weight, the temperature characteristic of the substrate body becomes too large in the negative region.

【0022】以上のように、基板本体の誘電率温度特性
をより0近傍に補償でき、さらに基板の表面に厚膜抵抗
体膜を形成しても、安定した抵抗特性が得られ、基板強
度が充分な多層回路基板となる。
As described above, the temperature characteristic of the dielectric constant of the substrate body can be compensated for near zero, and even if the thick film resistor film is formed on the surface of the substrate, stable resistance characteristic can be obtained and the substrate strength can be improved. It becomes a sufficient multilayer circuit board.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の多層回路基板を図面に基づい
て詳説する。図1は、本発明の多層回路基板の断面構造
を示す。図において、10は多層回路基板であり、1は
複数の絶縁層1a、1b・・・を積層した基板本体であ
り、2は絶縁層1a、1b・・・間に形成された所定内
部配線パターンであり、3は絶縁層1a、1b・・・間
に形成された容量発生パターンであり、4はビアホール
導体であり、5は表面配線パターンであり、6は厚膜抵
抗体膜である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The multilayer circuit board of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a multilayer circuit board of the present invention. In the figure, 10 is a multilayer circuit board, 1 is a board body in which a plurality of insulating layers 1a, 1b ... Are laminated, and 2 is a predetermined internal wiring pattern formed between the insulating layers 1a, 1b. , 3 is a capacitance generating pattern formed between the insulating layers 1a, 1b ..., 4 is a via hole conductor, 5 is a surface wiring pattern, and 6 is a thick film resistor film.

【0024】基板本体1は、ガラス−セラミックスから
成る複数の絶縁層1a、1b・・・と、該絶縁層1a、
1b・・・間に配置された金系、銀系、または銅系の導
体から成る所定内部配線パターン2、容量発生パターン
3と、該絶縁層1a、1b・・・を貫くビアホール導体
4とから構成されている。これにより、基板本体1内に
は、容量成分を含む所定回路の一部が形成されることに
なる。
The substrate body 1 comprises a plurality of glass-ceramic insulating layers 1a, 1b ...
1b ... from a predetermined internal wiring pattern 2 and a capacitance generating pattern 3 made of a gold-based, silver-based, or copper-based conductor and a via-hole conductor 4 penetrating the insulating layers 1a, 1b. It is configured. As a result, a part of the predetermined circuit including the capacitive component is formed inside the substrate body 1.

【0025】基板本体1の主面には、金系、銀系、また
は銅系の導体から成る所定表面配線パターン5及び厚膜
抵抗体膜6が形成され、これらが、ビアホール導体4を
介して、内部配線パターン2や容量発生パターン3と電
気的に接続され、全体として、所定回路が達成されるこ
とになる。尚、図には記載していないが、表面には保護
膜が形成され、必要に応じてICチップや、チップ電子
部品などが搭載されている。
A predetermined surface wiring pattern 5 and a thick film resistor film 6 made of a gold-based, silver-based, or copper-based conductor are formed on the main surface of the substrate body 1, and these are connected via a via-hole conductor 4. , Is electrically connected to the internal wiring pattern 2 and the capacitance generation pattern 3, and a predetermined circuit is achieved as a whole. Although not shown in the drawing, a protective film is formed on the surface, and an IC chip, a chip electronic component, etc. are mounted as needed.

【0026】ここで、基板本体1の内部に形成される容
量は、例えば、図中の絶縁層1cを挟むように配置され
た所定対向面積を有する容量発生パターン3間で発生す
るものであり、さらに、絶縁層1dを挟むように配置さ
れた容量発生パターン3間でも所定容量が発生する。
Here, the capacitance formed inside the substrate body 1 is generated, for example, between the capacitance generating patterns 3 having a predetermined facing area and arranged so as to sandwich the insulating layer 1c in the figure, Furthermore, a predetermined capacitance is also generated between the capacitance generation patterns 3 arranged so as to sandwich the insulating layer 1d.

【0027】絶縁層1a、1b・・・は、結晶化ガラ
ス、非晶質ガラスなどのガラス成分と、アルミナ粉末及
び温度特性が負の誘電率を有するチタン酸ストロンチウ
ム粉末から成る無機物フィラーとから構成されている。
ガラス成分の構成比率は40〜90重量%であり、複数
の無機物フィラーの構成比率は10〜60重量%であ
る。無機物フィラーが10重量%未満であると、焼結し
た基板本体1の強度が低下してしまう。一方60重量%
を越えると焼結後の基板本体1中のガラス成分が不足す
るため、緻密な回路基板が達成されない。尚、好ましく
は無機物フィラーの構成比率は30〜50重量%であ
り、その残部がガラス成分となるようにすることであ
る。
The insulating layers 1a, 1b, ... Are composed of glass components such as crystallized glass and amorphous glass, and an inorganic filler composed of alumina powder and strontium titanate powder having a negative dielectric constant in temperature characteristics. Has been done.
The composition ratio of the glass component is 40 to 90% by weight, and the composition ratio of the plurality of inorganic fillers is 10 to 60% by weight. If the inorganic filler is less than 10% by weight, the strength of the sintered substrate body 1 will be reduced. Meanwhile, 60% by weight
If it exceeds the range, the glass component in the substrate body 1 after sintering becomes insufficient, and a dense circuit board cannot be achieved. The inorganic filler preferably has a composition ratio of 30 to 50% by weight, and the balance is a glass component.

【0028】さらに、無機物フィラーとして添加するチ
タン酸ストロンチウム粉末は、20重量%以内の範囲で
添加することが望ましい。20重量%を越えると、温度
特性が負側にシフトし過ぎて、実用性に欠けるととも
に、基板の抗折強度が劣化する傾向を示すためである。
Further, the strontium titanate powder added as an inorganic filler is preferably added within the range of 20% by weight. This is because if it exceeds 20% by weight, the temperature characteristics are excessively shifted to the negative side, which is not practical and the bending strength of the substrate tends to deteriorate.

【0029】上述のガラス成分は、硼珪酸ガラス、アル
ミノ珪酸ガラスなどの低融点ガラスが例示できる。ま
た、無機物フィラーは、基板本体1の強度を考慮してア
ルミナ粉末が添加されるが、上述のガラス成分及びアル
ミナ粉末は何れも誘電率が正の温度特性を示す。この誘
電率が正の温度特性を補償する成分がチタン酸ストロン
チウム粉末である。
Examples of the above-mentioned glass component include borosilicate glass, aluminosilicate glass and other low melting point glass. Alumina powder is added to the inorganic filler in consideration of the strength of the substrate body 1. However, both the glass component and the alumina powder described above show temperature characteristics with a positive dielectric constant. Strontium titanate powder is a component that compensates for the temperature characteristic in which the dielectric constant is positive.

【0030】このように、アルミナ粉末とともに添加さ
れるチタン酸ストロンチウム粉末は、誘電率が負の温度
特性を有し、且つ1050℃までの温度による焼結にお
いても非常に安定な結晶構造が維持できる。
As described above, the strontium titanate powder added with the alumina powder has a negative dielectric constant temperature characteristic, and can maintain a very stable crystal structure even when sintered at a temperature up to 1050 ° C. .

【0031】従って、基板本体1内においては、誘電率
が正の温度特性を補償する作用効果が充分に現れ、その
温度特性を±60ppm以内にすることができる。これ
により、容量発生パターン3を形成することにより、安
定した温度特性の容量を簡単に形成することができる。
さらに比誘電率を8.0以上にすることが可能となり、
容量発生パターン3を対向面積を小さくしても充分な容
量値の容量が達成できる。
Therefore, in the substrate body 1, the effect of compensating for the temperature characteristic having a positive dielectric constant is sufficiently exhibited, and the temperature characteristic can be kept within ± 60 ppm. Thus, by forming the capacitance generation pattern 3, it is possible to easily form a capacitance having stable temperature characteristics.
Furthermore, the relative permittivity can be increased to 8.0 or more,
Even if the facing area of the capacitance generation pattern 3 is reduced, a capacitance having a sufficient capacitance value can be achieved.

【0032】また、焼成後の基板の色調を白色系とする
ことができでるため、多層回路基板1の外観目視検査が
容易に行われることになる。
Further, since the color tone of the board after firing can be made white, the visual inspection of the appearance of the multilayer circuit board 1 can be easily carried out.

【0033】さらに、基板本体1の表面にチタニアが析
出されることが少ないため、基板本体1の表面に厚膜抵
抗体膜6を形成しても、その抵抗体の温度特性を負側に
シフトさせることを防止できる。
Furthermore, since titania is less likely to be deposited on the surface of the substrate body 1, even if the thick film resistor film 6 is formed on the surface of the substrate body 1, the temperature characteristic of the resistor is shifted to the negative side. Can be prevented.

【0034】また、絶縁層1a、1b・・・間に形成し
た内部配線パターン2や容量発生パターン3を構成する
導体材料の特性に影響を与えることがない。
Further, the characteristics of the conductor material forming the internal wiring pattern 2 and the capacitance generating pattern 3 formed between the insulating layers 1a, 1b ... Are not affected.

【0035】さらに、無機物フィラーのアルミナ粉末と
ともに用いることにより、基板本体1の強度が実用的な
範囲で充分な値を得ることができる。
Further, by using it together with the alumina powder of the inorganic filler, the strength of the substrate body 1 can be obtained at a sufficient value in a practical range.

【0036】尚、誘電率が負の温度特性を示す材料とし
て、チタニア、チタン酸カルシウム、スズ酸ストロンチ
ウムなどが挙げられるが、チタニアを用いた場合には、
焼結された基板本体1上にもチタニアが析出されること
になり、この基板本体1上に酸化ルテニウム、六硼化ラ
ンタン、酸化スズなどの厚膜抵抗体膜6を形成すると、
この抵抗体に半導体的伝導性を与え、抵抗体の温度特性
が負にシフトさせてしまう。またチタン酸カルシウム
は、チタン酸ストロンチウムに比較してイオン半径が小
さいため、ガラス成分との反応が顕著となり、結晶構造
が崩れてしまい、誘電率が負の温度特性の無機物フィラ
ーを添加した作用効果が充分に得られない。さらにスズ
酸ストロンチウムは、焼結後においては、ペロブスカイ
ト構造を留めることができず、上述のように誘電率が負
の温度特性の無機物フィラーを添加した作用効果が充分
に得られない。
Materials having negative dielectric constant temperature characteristics include titania, calcium titanate, strontium stannate, etc. When titania is used,
Titania is also deposited on the sintered substrate body 1, and when a thick film resistor film 6 of ruthenium oxide, lanthanum hexaboride, tin oxide or the like is formed on the substrate body 1,
This resistance imparts semiconducting conductivity, and the temperature characteristics of the resistance are negatively shifted. In addition, calcium titanate has a smaller ionic radius than strontium titanate, so that the reaction with the glass component becomes remarkable, the crystal structure collapses, and the effect of adding an inorganic filler having a negative dielectric constant temperature characteristic Can't get enough. Furthermore, strontium stannate cannot retain the perovskite structure after sintering, and as described above, the effect of adding the inorganic filler having a negative dielectric constant temperature characteristic cannot be sufficiently obtained.

【0037】尚、絶縁層1a、1b・・・として、ガラ
ス成分、アルミナ粉末、誘電率が負の温度特性のチタン
酸ストロンチウムの他に、酸化剤などを必要に応じて添
加しても構わない。
As the insulating layers 1a, 1b, ..., In addition to a glass component, alumina powder, strontium titanate having a negative dielectric constant temperature characteristic, an oxidizing agent may be added if necessary. .

【0038】次に、本発明の多層回路基板の製造方法を
説明する。
Next, a method for manufacturing the multilayer circuit board of the present invention will be described.

【0039】まず、基板用組成物(絶縁層1a、1b・
・・)となる結晶化又は非晶質の低融点ガラスフリッ
ト、アルミナ粉末、チタン酸ストロンチウム粉末と、有
機バインダー(例えばポリメタクリレート樹脂)と、可
塑剤(例えばジブチルフタレート)と溶剤(例えばメチ
ルエチルケトン)と、他の添加剤(例えば消泡剤)とを
所定割合で混合して、これをボールミルを用いて24〜
72時間程度混練して均質なスラリーを調整する。この
スラリーを脱泡処理した後、例えばドクターブレード法
などの公知の方法で50〜300μm程度の厚みのグリ
ーンシートを形成する。
First, the substrate composition (insulating layers 1a, 1b.
・ ・) Crystallized or amorphous low melting point glass frit, alumina powder, strontium titanate powder, organic binder (eg polymethacrylate resin), plasticizer (eg dibutyl phthalate) and solvent (eg methyl ethyl ketone) , Other additives (for example, defoaming agent) are mixed in a predetermined ratio, and this is mixed with a ball mill for 24 to
Knead for about 72 hours to prepare a homogeneous slurry. After defoaming the slurry, a green sheet having a thickness of about 50 to 300 μm is formed by a known method such as a doctor blade method.

【0040】次に得られたグリーンシートの表面にビア
ホール導体4となる穴をパンチ加工を行い、ビアホール
導体4の充填及び内部配線パターン2、容量発生パター
ン3を印刷する。尚、ビアホール導体4の充填は、内部
配線パターン2、容量発生パターン3を印刷した後に行
っても構わない。
Next, a hole to be the via-hole conductor 4 is punched on the surface of the obtained green sheet to fill the via-hole conductor 4 and print the internal wiring pattern 2 and the capacitance generating pattern 3. The filling of the via-hole conductor 4 may be performed after printing the internal wiring pattern 2 and the capacitance generating pattern 3.

【0041】内部配線パターン2、容量発生パターン3
用導体ペーストは、金、銀、銅及びその合金のうちから
選ばれた少なくとも1種類の金属を主成分とする導体ペ
ーストが用いられる。これらの内部配線パターン2、容
量発生パターン3及びビアホール導体4が形成されたグ
リーンシートを、各絶縁層1a、1b・・・の層構成を
考慮して、順次積層して、熱圧着などで基板本体1とな
る積層体を形成する。
Internal wiring pattern 2, capacitance generation pattern 3
As the conductor paste for use, a conductor paste containing as a main component at least one metal selected from gold, silver, copper and alloys thereof is used. The green sheets on which the internal wiring pattern 2, the capacitance generating pattern 3 and the via-hole conductor 4 are formed are sequentially laminated in consideration of the layer structure of the insulating layers 1a, 1b, ... A laminated body to be the main body 1 is formed.

【0042】このように得られた積層体を焼成する。先
ず、第1段階で、積層体に含まれる有機物を、ガラス成
分の軟化点以下の温度、例えば500℃前後で除去す
る。次にの段階で、ガラス成分、アルミナ粉末、チタン
酸ストロンチウムから成る絶縁層1a、1b・・・、及
び内部配線パターン2、容量発生パターン3、ビアホー
ル導体4の一体焼結を行う。この焼成温度は、絶縁層1
a、1b・・・のガラス成分や内部配線パターン2など
の導体材料の融点によって決定されるが、800〜10
50℃の温度で行われる。焼成雰囲気は、内部配線パタ
ーン2の導体材料によって決定される。これにより、焼
結された基板本体1が達成される。
The laminate thus obtained is fired. First, in the first step, the organic substances contained in the laminate are removed at a temperature equal to or lower than the softening point of the glass component, for example, around 500 ° C. In the next step, the insulating layers 1a, 1b, ... Made of glass component, alumina powder, strontium titanate, the internal wiring pattern 2, the capacitance generating pattern 3, and the via-hole conductor 4 are integrally sintered. This firing temperature is the same as the insulating layer
is determined by the melting point of the glass component of a, 1b, ...
It is carried out at a temperature of 50 ° C. The firing atmosphere is determined by the conductor material of the internal wiring pattern 2. Thereby, the sintered substrate body 1 is achieved.

【0043】得られた基板本体1上に、表面配線パター
ン5、厚膜抵抗体膜6を形成する。
A surface wiring pattern 5 and a thick film resistor film 6 are formed on the obtained substrate body 1.

【0044】厚膜抵抗体膜6は、表面配線パターン5の
焼きつけ雰囲気などによって決定されるが、非酸化性雰
囲気で焼成する場合には、六硼化ランタン、酸化スズな
どを主成分とする抵抗体ペーストを用いて形成される。
また、酸化性雰囲気で焼成する場合には、酸化ルテニウ
ムを主成分とする抵抗体ペーストを用いて形成される。
The thick-film resistor film 6 is determined by the baking atmosphere of the surface wiring pattern 5 and the like. When baking in a non-oxidizing atmosphere, the resistance mainly containing lanthanum hexaboride, tin oxide, etc. It is formed using body paste.
When firing in an oxidizing atmosphere, a resistor paste containing ruthenium oxide as a main component is used.

【0045】尚、表面配線パターン5は、銀系導体(銀
又は銀合金)や銅系(銅又は銅合金)を用いることがで
きるが、耐マイグレーション性などを考慮して、銅系材
料が好ましい。
The surface wiring pattern 5 may be made of a silver-based conductor (silver or silver alloy) or a copper-based material (copper or copper alloy), but a copper-based material is preferable in consideration of migration resistance and the like. .

【0046】(実験例)ガラスフリットとして、酸化珪
素51モル%、酸化アルミニウム19モル%、酸化マグ
ネシウム19モル%、酸化亜鉛8モル%、酸化硼素3モ
ル%(それに相当する硼酸)を混合し、約1600℃で
溶解した後、水中に投下し急冷することによりガラスを
得た。得られたガラスをアルミナボールとともにアルミ
ナポットに入れ、湿式粉砕して乾燥した。これにより平
均粒径2〜3μmの結晶化ガラスフリットを得た。
Experimental Example As a glass frit, 51 mol% of silicon oxide, 19 mol% of aluminum oxide, 19 mol% of magnesium oxide, 8 mol% of zinc oxide, and 3 mol% of boron oxide (boric acid corresponding thereto) were mixed, After melting at about 1600 ° C., it was poured into water and rapidly cooled to obtain glass. The obtained glass was put into an alumina pot together with alumina balls, wet-ground and dried. As a result, a crystallized glass frit having an average particle size of 2 to 3 μm was obtained.

【0047】次に、表1に示す割合で、結晶化ガラスフ
リット、アルミナ粉末、チタン酸ストロンチウム粉末と
を混合した。それらの混合物をアルミナボールととも
に、アルミナポットに入れ、ボールミル混合した後に乾
燥して、多層回路基板用組成物を得た。
Next, the crystallized glass frit, alumina powder, and strontium titanate powder were mixed in the proportions shown in Table 1. The mixture was placed in an alumina pot together with alumina balls, mixed by a ball mill and then dried to obtain a composition for a multilayer circuit board.

【0048】得られた多層回路基板用生成物1000g
に対して、アクリル樹脂100gと可塑剤70g及びト
ルエン400gを加えてスラリーを作成し、このスラリ
ーに真空脱泡処理を施した。
1000 g of the obtained product for a multilayer circuit board
On the other hand, 100 g of an acrylic resin, 70 g of a plasticizer and 400 g of toluene were added to prepare a slurry, and this slurry was subjected to vacuum defoaming treatment.

【0049】次に、スラリーを用いて、ドクターブレー
ド法により厚さ200μmのグリーンシートを作成し
た。そして、このグリーンシートを10枚積層してホッ
トプレスし、得られた積層耐を870℃1時間焼成して
多層の基板本体を作成した。
Next, using the slurry, a green sheet having a thickness of 200 μm was prepared by the doctor blade method. Then, 10 green sheets were laminated and hot pressed, and the obtained lamination resistance was fired at 870 ° C. for 1 hour to prepare a multilayer substrate body.

【0050】得られた基板本体の両面にインジウム−ガ
リウムの導体膜を形成し、JIS2141に準拠して、
Qメーターにより1MHzで誘電率を計測した。
Indium-gallium conductor films were formed on both surfaces of the obtained substrate body, and in conformity with JIS 2141,
The dielectric constant was measured at 1 MHz with a Q meter.

【0051】比較例としてチタン酸ストロンチウムを添
加しない多層回路基板用組成物を表1に示す割合で作成
した。
As a comparative example, a composition for a multilayer circuit board to which strontium titanate was not added was prepared at a ratio shown in Table 1.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】比較例では、比誘電率も6.5と小さく、
また誘電率温度特性も実質的な使用範囲(25〜80
℃)で130ppm/℃とプラス側に大きい材料である
のに対して、何れの実験例において、比誘電率が8.0
を越え、さらに誘電率温度特性も基板本体1の内部に容
量を形成するにあたり、実用的な範囲である±60pp
m/℃以下となることがわかる。
In the comparative example, the relative dielectric constant is as small as 6.5,
In addition, the dielectric constant-temperature characteristic is also practically used (25 to 80
(° C) is 130 ppm / ° C, which is large on the plus side, whereas in any of the experimental examples, the relative dielectric constant is 8.0.
And the dielectric constant-temperature characteristic is within a practical range of ± 60 pp when forming a capacitance inside the substrate body 1.
It can be seen that m / ° C or lower.

【0054】特に、絶縁層1a、1b・・・の誘電率の
温度特性が±60ppm/℃であることより、多層回路
基板の内部に容量発生パターン3を形成して所定容量を
得るようにしても、その容量は周囲の温度変化に対して
も安定した容量が維持できる。
In particular, since the temperature characteristics of the dielectric constants of the insulating layers 1a, 1b, ... Are ± 60 ppm / ° C., the capacitance generating pattern 3 is formed inside the multilayer circuit board to obtain a predetermined capacitance. However, the capacity can maintain a stable capacity even when the ambient temperature changes.

【0055】さらに、比誘電率を従来以上に比誘電率を
高めることができることにより、例えば容量発生パター
ン3の面積を小型化しても、充分な値の容量が得られ、
さらに、図1に示すマイクロストリップ線路パターン7
を基板本体1内部に形成する場合にも、小型化された線
路パターン7が達成され、波長短縮率に応じて、チタン
酸ストロンチウムの配合量を制御することにより、一層
のマイクロストリップラインを極小化させることができ
る。
Further, since the relative permittivity can be increased more than ever before, a sufficient value of capacitance can be obtained even if the area of the capacitance generating pattern 3 is reduced, for example.
Furthermore, the microstrip line pattern 7 shown in FIG.
Even when the substrate is formed inside the substrate body 1, the miniaturized line pattern 7 is achieved, and the microstrip line is further minimized by controlling the compounding amount of strontium titanate according to the wavelength shortening rate. Can be made.

【0056】また、チタン酸ストロンチウムが、基板本
体1の内部配線パターン2、容量発生パターン3、ビア
ーホール導体4及び表面配線パターン5、厚膜抵抗膜6
などに、悪影響を及ぼすことが一切なく、例えば基板本
体1の表面の厚膜抵抗体膜6の抵抗温度特性を変化させ
ることが一切ないものとなる。
Further, strontium titanate is used as the internal wiring pattern 2, the capacitance generating pattern 3, the via hole conductor 4 and the surface wiring pattern 5, the thick film resistance film 6 of the substrate body 1.
Etc. is not adversely affected, and, for example, the resistance temperature characteristic of the thick film resistor film 6 on the surface of the substrate body 1 is never changed.

【0057】さらに、基板本体1の抗折強度を測定して
も、何れの実験例において、2.0kgf/cm3 と実
用上耐え得る強度であることを確認した。
Further, when the bending strength of the substrate body 1 was measured, it was confirmed that the strength was 2.0 kgf / cm 3 which was practically endurable in any of the experimental examples.

【0058】尚、上述の実施例では、内部に容量発生パ
ターン3、マイクロストリップ線路パターン7を形成し
た多層回路基板1を例示したが、その他にコイルパター
ンを基板本体1の内部又は基板本体1の表面に形成し
て、内部に形成した容量成分とともにL−C共振回路を
作成するなど、種々の回路網に広く使用できる。
In the above embodiment, the multilayer circuit board 1 in which the capacitance generating pattern 3 and the microstrip line pattern 7 are formed is illustrated, but other coil patterns may be provided inside the board body 1 or in the board body 1. It can be widely used for various circuit networks, such as forming on the surface and forming an LC resonance circuit together with the capacitance component formed inside.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、低温焼
成され、内部配線導体として、比抵抗の小さい金、銀、
銅などの金属材料を具備した多層回路基板であって、多
層の基板本体を構成する絶縁層が、ガラス成分、アルミ
ナ成分、さらに誘電率が負の温度特性を有するチタン酸
ストロンチウム成分を含んで構成されており、基板本体
の温度特性を±60ppm以内することができるため、
基板本体内に容量発生パターンを形成して安定した容量
を内装することができる。
As described above, according to the present invention, gold, silver, which has a low specific resistance, is used as an internal wiring conductor which is fired at a low temperature.
A multilayer circuit board comprising a metal material such as copper, wherein an insulating layer constituting the multilayer board body includes a glass component, an alumina component, and a strontium titanate component having a negative dielectric constant temperature characteristic. Since the temperature characteristics of the substrate body can be kept within ± 60 ppm,
By forming a capacitance generation pattern in the substrate body, a stable capacitance can be installed.

【0060】また、基板焼成後の基板の色調が、黄変す
ることがなく、白色系の基板とすることができ、外観目
視検査が極めて容易を行える多層回路基板となる。
Further, the color tone of the board after baking the board does not turn yellow, and the board can be a white board, and the multilayer circuit board is very easy for visual inspection.

【0061】さらに、誘電率が負の温度特性を有するチ
タン酸ストロンチウムは、焼結された後においても、安
定した結晶構造を維持できるので、基板表面の厚膜抵抗
体膜の抵抗温度特性に影響を与えることがない。
Further, since strontium titanate having a negative dielectric constant temperature characteristic can maintain a stable crystal structure even after being sintered, it affects the resistance temperature characteristic of the thick film resistor film on the substrate surface. Never give.

【0062】よって、基板内部に容量成分を内装するこ
とができ、内部配線パターンの引き回しの制約が減少し
て、さらに、表面に安定した特性の厚膜抵抗体膜を形成
することができるため、表面配線パターンの実装密度が
向上し、全体として、小型化された多層回路基板が達成
できる。
Therefore, the capacitance component can be incorporated inside the substrate, the restriction of the arrangement of the internal wiring pattern is reduced, and the thick film resistor film having stable characteristics can be formed on the surface. The mounting density of the surface wiring pattern is improved, and a miniaturized multilayer circuit board can be achieved as a whole.

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

【図1】本発明の多層回路基板の断面構造を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a multilayer circuit board of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・・・・多層回路基板 1・・・・・・基板本体 1a、1b・・・・絶縁層 2・・・・・・内部配線パターン 3・・・・・・容量発生パターン 4・・・・・・ビアホール導体 5・・・・・・表面配線パターン 6・・・・・・厚膜抵抗体膜 7・・・・・・マイクロストリップ線路パターン 10 ... Multi-layer circuit board 1 ... Board body 1a, 1b ... Insulating layer 2 ... Internal wiring pattern 3 ... Capacitance generation pattern 4 ...・ ・ ・ Via hole conductor 5 ・ ・ ・ ・ ・ Surface wiring pattern 6 ・ ・ ・ Thick film resistor film 7 ・ ・ ・ ・ ・ Microstrip line pattern

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス成分及び無機物フィラーから成る
絶縁層を複数積層して成り、内部に金系、銀系又は銅系
導体材料から成る内部配線パターン及び容量発生パター
ンを有する多層回路基板であって、 前記無機物フィラーはアルミナ及びチタン酸ストロンチ
ウムから成ることを特徴とする多層回路基板。
1. A multilayer circuit board comprising a plurality of insulating layers composed of a glass component and an inorganic filler, and having an internal wiring pattern and a capacitance generating pattern made of a gold-based, silver-based or copper-based conductive material inside. A multilayer circuit board, wherein the inorganic filler is composed of alumina and strontium titanate.
【請求項2】 前記多層回路基板の表面に、厚膜抵抗体
膜が形成されていることを特徴とする請求項1記載の多
層回路基板。
2. The multilayer circuit board according to claim 1, wherein a thick film resistor film is formed on the surface of the multilayer circuit board.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6121174A (en) * 1996-09-26 2000-09-19 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Dielectric material with low temperature coefficient and high quality

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