JPH06283846A - ビア付き配線基板及びその製造方法 - Google Patents
ビア付き配線基板及びその製造方法Info
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- JPH06283846A JPH06283846A JP9227493A JP9227493A JPH06283846A JP H06283846 A JPH06283846 A JP H06283846A JP 9227493 A JP9227493 A JP 9227493A JP 9227493 A JP9227493 A JP 9227493A JP H06283846 A JPH06283846 A JP H06283846A
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- JP
- Japan
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- ceramic substrate
- wiring
- conductor
- glass
- glass paste
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
Landscapes
- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】導体柱と表面配線との接続性に優れ、表面配線
の微細化に適したビア付き配線基板を提供する。 【構成】製造方法が、次の(a)〜(e)の各工程を備
える。 (a)内部に導体柱が設けられたセラミック基板を作製
する工程。 (b)ガラスフリット及び感光剤を含む感光性ガラスペ
ーストを調製又は準備する工程。 (c)セラミック基板の表面に感光性ガラスペーストを
コーティングする工程。 (d)露光及び現像を行うことにより、感光性ガラスペ
ーストを部分的に除去し、導体柱の少なくとも一端面を
露出させる工程。 (e)残された感光性ガラスペーストを加熱してセラミ
ック基板に焼き付けて絶縁膜を形成する工程。
の微細化に適したビア付き配線基板を提供する。 【構成】製造方法が、次の(a)〜(e)の各工程を備
える。 (a)内部に導体柱が設けられたセラミック基板を作製
する工程。 (b)ガラスフリット及び感光剤を含む感光性ガラスペ
ーストを調製又は準備する工程。 (c)セラミック基板の表面に感光性ガラスペーストを
コーティングする工程。 (d)露光及び現像を行うことにより、感光性ガラスペ
ーストを部分的に除去し、導体柱の少なくとも一端面を
露出させる工程。 (e)残された感光性ガラスペーストを加熱してセラミ
ック基板に焼き付けて絶縁膜を形成する工程。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビア付き配線基板及び
その製造方法に関する。本発明は、特に高密度配線を有
する半導体素子セラミックパッケージに好適に利用され
得る。
その製造方法に関する。本発明は、特に高密度配線を有
する半導体素子セラミックパッケージに好適に利用され
得る。
【従来の技術】半導体素子の高速化、高密度化に伴いそ
れらを収納するセラミック基板もますますの高密度化が
要求されている。
れらを収納するセラミック基板もますますの高密度化が
要求されている。
【0002】このセラミック基板の表面には通常、メタ
ライズインクによるスクリーン印刷法又は活性金属によ
る薄膜法により配線が形成され、その配線を介してLS
I素子等が外部回路に接続されるが、近年のますますの
セラミック基板の高密度化に伴いその配線もますますの
微細化が要求されている。このように配線が微細化する
と、セラミック基板の表面上のボイドにより配線が断線
するのを防止するために、セラミック基板上の表面を相
当平滑にする必要がある。
ライズインクによるスクリーン印刷法又は活性金属によ
る薄膜法により配線が形成され、その配線を介してLS
I素子等が外部回路に接続されるが、近年のますますの
セラミック基板の高密度化に伴いその配線もますますの
微細化が要求されている。このように配線が微細化する
と、セラミック基板の表面上のボイドにより配線が断線
するのを防止するために、セラミック基板上の表面を相
当平滑にする必要がある。
【0003】そこで、この、ボイド問題を解決するため
に、近年、セラミック基板表面をガラスによりグレーズ
化しボイドを封孔することが提案されている(特開昭6
2−105987号公報)。これによりセラミック基板
の表面のボイドは封孔するとともに、表面が平滑化し、
表面上に形成される配線の断線は防止できる。従って、
この方法はセラミック基板の表面状態の改質には有用で
ある。
に、近年、セラミック基板表面をガラスによりグレーズ
化しボイドを封孔することが提案されている(特開昭6
2−105987号公報)。これによりセラミック基板
の表面のボイドは封孔するとともに、表面が平滑化し、
表面上に形成される配線の断線は防止できる。従って、
この方法はセラミック基板の表面状態の改質には有用で
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ック基板が複数の配線層を備えた多層配線基板である場
合には、一の配線層と他の配線層との電気的な導通をと
るために通常スルーホールを形成し、その中に導体金属
を充填させたいわゆる”ビア”と称する導体柱が存在す
る。従って、ビアが表面配線と内部配線とを接続するも
のである場合には、そのビアの端面は基板表面に位置す
る。このように表面配線を備えるべきセラミック基板の
表面にガラスをコーティングすると、ビアの端面をもガ
ラスが覆ってしまうためビアと表面配線との電気的な導
通がとれなくなる。
ック基板が複数の配線層を備えた多層配線基板である場
合には、一の配線層と他の配線層との電気的な導通をと
るために通常スルーホールを形成し、その中に導体金属
を充填させたいわゆる”ビア”と称する導体柱が存在す
る。従って、ビアが表面配線と内部配線とを接続するも
のである場合には、そのビアの端面は基板表面に位置す
る。このように表面配線を備えるべきセラミック基板の
表面にガラスをコーティングすると、ビアの端面をもガ
ラスが覆ってしまうためビアと表面配線との電気的な導
通がとれなくなる。
【0005】従って、ビアを有するセラミック基板には
ガラスをコーティングする事は出来ず、表面配線の微細
化要請に応じられなかった。本発明の目的は、導体柱と
表面配線との接続性に優れ、表面配線の微細化に適した
ビア付き配線基板を提供することである。
ガラスをコーティングする事は出来ず、表面配線の微細
化要請に応じられなかった。本発明の目的は、導体柱と
表面配線との接続性に優れ、表面配線の微細化に適した
ビア付き配線基板を提供することである。
【0006】
【課題を解決する手段】その目的達成のために本発明ビ
ア付き配線基板は、セラミック基板と、セラミック基板
の内部に設けられ少なくとも一端面がセラミック基板の
表面に露出した導体柱と、ガラス又は結晶化ガラスより
なりセラミック基板上の導体柱以外の部分に設けられた
絶縁膜とを備えたことを特徴とする。この配線基板にお
いて望ましいのは、導体柱の端面に金属膜よりなり導体
柱と接続するパッドが設けられているものである。
ア付き配線基板は、セラミック基板と、セラミック基板
の内部に設けられ少なくとも一端面がセラミック基板の
表面に露出した導体柱と、ガラス又は結晶化ガラスより
なりセラミック基板上の導体柱以外の部分に設けられた
絶縁膜とを備えたことを特徴とする。この配線基板にお
いて望ましいのは、導体柱の端面に金属膜よりなり導体
柱と接続するパッドが設けられているものである。
【0007】このビア付き配線基板の一の製造方法は、
次の(a)〜(e)の各工程を備えることを特徴とす
る。 (a)内部に導体柱が設けられたセラミック基板を作製
する工程。 (b)ガラスフリット及び感光剤を含む感光性ガラスペ
ーストを調製又は準備する工程。 (c)セラミック基板の表面に感光性ガラスペーストを
コーティングする工程。 (d)露光及び現像を行うことにより、感光性ガラスペ
ーストを部分的に除去し、導体柱の少なくとも一端面を
露出させる工程。 (e)残された感光性ガラスペーストを加熱してセラミ
ック基板に焼き付けて絶縁膜を形成する工程。
次の(a)〜(e)の各工程を備えることを特徴とす
る。 (a)内部に導体柱が設けられたセラミック基板を作製
する工程。 (b)ガラスフリット及び感光剤を含む感光性ガラスペ
ーストを調製又は準備する工程。 (c)セラミック基板の表面に感光性ガラスペーストを
コーティングする工程。 (d)露光及び現像を行うことにより、感光性ガラスペ
ーストを部分的に除去し、導体柱の少なくとも一端面を
露出させる工程。 (e)残された感光性ガラスペーストを加熱してセラミ
ック基板に焼き付けて絶縁膜を形成する工程。
【0008】ここで、母体となるセラミック基板として
は、基板内部にビアを有するいわゆるコファイアー基板
であれば何でもよく、セラミックの材料としてはアルミ
ナ、ムライト、ガラスセラミック、窒化アルミニウム等
がある。
は、基板内部にビアを有するいわゆるコファイアー基板
であれば何でもよく、セラミックの材料としてはアルミ
ナ、ムライト、ガラスセラミック、窒化アルミニウム等
がある。
【0009】この基板上にコーティングを施す感光性ガ
ラスペーストについて述べる。この感光性ガラスペース
トは、ネジ型、ポジ型のいずれでも良いが、それには、
無機粉末組成物及び有機高分子結合材の他に、光重合性
単量体、光重合開始剤等の感光剤が含まれる。但し、焼
成後のセラミック基板の特性に対して最も影響を及ぼす
ものは無機粉末組成物である。
ラスペーストについて述べる。この感光性ガラスペース
トは、ネジ型、ポジ型のいずれでも良いが、それには、
無機粉末組成物及び有機高分子結合材の他に、光重合性
単量体、光重合開始剤等の感光剤が含まれる。但し、焼
成後のセラミック基板の特性に対して最も影響を及ぼす
ものは無機粉末組成物である。
【0010】この無機粉末組成物は、母体となるセラミ
ック基板と類似した特性を焼成後に示すものが好まし
い。つまり、例えば、セラミック基板がアルミナであれ
ば無機粉末組成物を焼成後にそれと同等の熱膨張係数を
有する組成にすることが必要で、そのことにより基板使
用時の熱覆歴等によるセラミックとコーティングガラス
層との剥がれを防止できるためである。
ック基板と類似した特性を焼成後に示すものが好まし
い。つまり、例えば、セラミック基板がアルミナであれ
ば無機粉末組成物を焼成後にそれと同等の熱膨張係数を
有する組成にすることが必要で、そのことにより基板使
用時の熱覆歴等によるセラミックとコーティングガラス
層との剥がれを防止できるためである。
【0011】ガラスペーストのコーティングはスクリー
ン印刷法、スピンコート法等でよく、塗布量は基板表面
のボイドを封孔できる程度以上あれば良い。続いて、導
体柱の端面を露出させるために感光性ガラスの露光、現
像を行なう。この際、導体柱上に塗布された感光性ガラ
スを完全に除去することが望ましい。
ン印刷法、スピンコート法等でよく、塗布量は基板表面
のボイドを封孔できる程度以上あれば良い。続いて、導
体柱の端面を露出させるために感光性ガラスの露光、現
像を行なう。この際、導体柱上に塗布された感光性ガラ
スを完全に除去することが望ましい。
【0012】次に、塗布したガラスペーストを焼結させ
る。焼成温度は、セラミック基板とガラス層との充分な
密着を確保できる温度以上で且つ露出した導体柱をガラ
ス層の軟化により塞いでしまう温度以下である。具体的
な焼成温度はペースト中の無機粉末組成により大きく異
なる。露出した導体柱の端面にはコーティングしたガラ
ス層と同程度の高さとなるまで適切なメッキを施すこと
により、その後基板表面に形成する配線と接続する。
る。焼成温度は、セラミック基板とガラス層との充分な
密着を確保できる温度以上で且つ露出した導体柱をガラ
ス層の軟化により塞いでしまう温度以下である。具体的
な焼成温度はペースト中の無機粉末組成により大きく異
なる。露出した導体柱の端面にはコーティングしたガラ
ス層と同程度の高さとなるまで適切なメッキを施すこと
により、その後基板表面に形成する配線と接続する。
【0013】
【作用】本発明ビア付き配線基板は、セラミック基板上
の導体柱以外の部分にガラス又は結晶化ガラスよりなる
絶縁膜を備えているので、表面に微細な配線を形成して
も、その表面配線と導体柱との接続を容易にする。
の導体柱以外の部分にガラス又は結晶化ガラスよりなる
絶縁膜を備えているので、表面に微細な配線を形成して
も、その表面配線と導体柱との接続を容易にする。
【0014】すなわち、表面配線の下地となる絶縁膜が
ガラス又は結晶化ガラスよりなるから、絶縁膜の表面は
ボイドがガラス封孔されているので平滑である。そし
て、導体柱の端面に金属膜よりなるパッドが備えられて
いる場合には、パッドの厚さの分だけ絶縁膜との段差が
少なくなる。従って、表面配線は、その全線が凹凸や段
差の少ない部分に形成されることとなり、特に薄膜配線
における断線不良を防止する効果が大きい。
ガラス又は結晶化ガラスよりなるから、絶縁膜の表面は
ボイドがガラス封孔されているので平滑である。そし
て、導体柱の端面に金属膜よりなるパッドが備えられて
いる場合には、パッドの厚さの分だけ絶縁膜との段差が
少なくなる。従って、表面配線は、その全線が凹凸や段
差の少ない部分に形成されることとなり、特に薄膜配線
における断線不良を防止する効果が大きい。
【0015】しかも絶縁膜は、感光性ガラスペーストを
用いて露光現像工程を経て設けられるので、位置ズレを
生じることなく、精巧に設けられる。表面配線の幅が狭
小であったり、導体柱の直径が小さくても表面配線と導
体柱との電気的接続を可能にする。金属膜よりなるパッ
ドを、鍍金によって設けると、パッドと導体柱が良好に
密着し、且つパッドの厚さを簡易自由に設定し得る。従
って、例えば、パッド表面と絶縁膜表面とが同一平面を
なすように製造して両者の段差を無くすることも可能で
ある。
用いて露光現像工程を経て設けられるので、位置ズレを
生じることなく、精巧に設けられる。表面配線の幅が狭
小であったり、導体柱の直径が小さくても表面配線と導
体柱との電気的接続を可能にする。金属膜よりなるパッ
ドを、鍍金によって設けると、パッドと導体柱が良好に
密着し、且つパッドの厚さを簡易自由に設定し得る。従
って、例えば、パッド表面と絶縁膜表面とが同一平面を
なすように製造して両者の段差を無くすることも可能で
ある。
【0016】
【実施例】以下本発明の実施例について記載するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0017】−実施例1− SiO2:63mol%,Al2 O3:9mol%,Ba
O:27mol%となるようにSiO2,Al(O
H)3,BaCO3 を秤量、混合しアルミナルツボにて
1450℃にて溶融した。この溶融液を水中に投入し
て、急冷し、それをアルミナ製ボールミルにて微粉砕し
て平均粒径2.0μmのガラスフリットを得た。このガ
ラスフリットの25〜400℃の熱膨張係数は、7.5
×10-6/℃であった。このガラスフリットとネガ型レ
ジスト(コダック製マイクロレジスト752)とを混合
し感光性ガラスペーストを作製した。
O:27mol%となるようにSiO2,Al(O
H)3,BaCO3 を秤量、混合しアルミナルツボにて
1450℃にて溶融した。この溶融液を水中に投入し
て、急冷し、それをアルミナ製ボールミルにて微粉砕し
て平均粒径2.0μmのガラスフリットを得た。このガ
ラスフリットの25〜400℃の熱膨張係数は、7.5
×10-6/℃であった。このガラスフリットとネガ型レ
ジスト(コダック製マイクロレジスト752)とを混合
し感光性ガラスペーストを作製した。
【0018】次に、50×50×1.0mmの大きさの
アルミナ基板を用意する。このアルミナ基板は、タング
ステンよりなる200μmφの導体柱(以下、「ビア」
ともいう)を500個有する多層基板であり熱膨張係数
は25〜400℃で7.5×10-6/℃である。この基
板を研磨加工しRa≦0.05μmとなるまで表面を平
滑化させたところ、直径約10μmのボイドが100μ
m×100μm当たり平均8〜10個観察された。
アルミナ基板を用意する。このアルミナ基板は、タング
ステンよりなる200μmφの導体柱(以下、「ビア」
ともいう)を500個有する多層基板であり熱膨張係数
は25〜400℃で7.5×10-6/℃である。この基
板を研磨加工しRa≦0.05μmとなるまで表面を平
滑化させたところ、直径約10μmのボイドが100μ
m×100μm当たり平均8〜10個観察された。
【0019】この基板上全面にスクリーン印刷法により
感光性ガラスペーストを塗布し、露光、現像によりビア
の端面を露出させた。続いて、基板をN2 雰囲気にて1
200℃1時間焼成しガラスの焼き付けを行った。アル
ミナ基板の表面には、ガラスの絶縁膜が形成されてお
り、その厚さは、15μmであった。焼成後の基板の表
面を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、感光性ガラ
スペースト塗布前に観察されたボイドはすべて完全に封
孔し、また露光、現像により露出したビア部上にはガラ
スの流入はなかった。
感光性ガラスペーストを塗布し、露光、現像によりビア
の端面を露出させた。続いて、基板をN2 雰囲気にて1
200℃1時間焼成しガラスの焼き付けを行った。アル
ミナ基板の表面には、ガラスの絶縁膜が形成されてお
り、その厚さは、15μmであった。焼成後の基板の表
面を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、感光性ガラ
スペースト塗布前に観察されたボイドはすべて完全に封
孔し、また露光、現像により露出したビア部上にはガラ
スの流入はなかった。
【0020】さらに、ビア部の上に厚さ2μmのNiメ
ッキ、10μmのCuメッキ及び3μmのNiメッキを
順に施してパッドを設け、続いてそのパッド及び絶縁膜
表面にTi0.2μm及びCu0.5μmのスパッター
を施し、25μm幅、75μmピッチの配線を形成した
ところ、断線は全く無く良好であった。このビア付き配
線基板について−65〜150℃の熱衝撃試験(米国軍
事規格(MIL)883 条件:C)を1000サイクル行
なったところ、アルミナ基板とガラスよりなる絶縁膜と
の間、また絶縁膜とスパッタによる配線との間の剥がれ
は発生せず各層間の密着性は良好であった。
ッキ、10μmのCuメッキ及び3μmのNiメッキを
順に施してパッドを設け、続いてそのパッド及び絶縁膜
表面にTi0.2μm及びCu0.5μmのスパッター
を施し、25μm幅、75μmピッチの配線を形成した
ところ、断線は全く無く良好であった。このビア付き配
線基板について−65〜150℃の熱衝撃試験(米国軍
事規格(MIL)883 条件:C)を1000サイクル行
なったところ、アルミナ基板とガラスよりなる絶縁膜と
の間、また絶縁膜とスパッタによる配線との間の剥がれ
は発生せず各層間の密着性は良好であった。
【0021】−実施例2− ガラスペースト中の無機成分としてSiO2:77,A
l2 O3:9,BaO:14mol%の組成を有するガ
ラスフリットを使用し、実施例1と同様にしてガラスペ
ーストを作製する。このガラスフリットの熱膨張係数
は、25〜400℃で4.5×10-6/℃であった。
l2 O3:9,BaO:14mol%の組成を有するガ
ラスフリットを使用し、実施例1と同様にしてガラスペ
ーストを作製する。このガラスフリットの熱膨張係数
は、25〜400℃で4.5×10-6/℃であった。
【0022】このペーストを実施例1と同形状のムライ
ト基板に塗布し同様に焼成した。このムライト基板は2
5〜400℃で4.0×10-6/℃の熱膨張係数を有す
るものである。ムライト基板上のボイドは完全に封孔し
ており、また実施例1と同様に薄膜配線を形成し、その
後熱衝撃試験を行なったが、断線は無くまた各層間の密
着性は良好であった。
ト基板に塗布し同様に焼成した。このムライト基板は2
5〜400℃で4.0×10-6/℃の熱膨張係数を有す
るものである。ムライト基板上のボイドは完全に封孔し
ており、また実施例1と同様に薄膜配線を形成し、その
後熱衝撃試験を行なったが、断線は無くまた各層間の密
着性は良好であった。
【0023】
【発明の効果】本発明ビア付き配線基板は、表面配線の
下地となる表面が改質されたものであるから、表面配線
が微細化しても断線を生じにくい。しかも配線基板が多
層配線基板であると否とを問わず、適用可能である。
下地となる表面が改質されたものであるから、表面配線
が微細化しても断線を生じにくい。しかも配線基板が多
層配線基板であると否とを問わず、適用可能である。
Claims (3)
- 【請求項1】 セラミック基板と、セラミック基板の内
部に設けられ少なくとも一端面がセラミック基板の表面
に露出した導体柱と、ガラス又は結晶化ガラスよりなり
セラミック基板上の導体柱以外の部分に設けられた絶縁
膜とを備えたことを特徴とするビア付き配線基板。 - 【請求項2】 導体柱の端面に金属膜よりなり導体柱と
接続するパッドが設けられていることを特徴とする請求
項1に記載のビア付き配線基板。 - 【請求項3】 次の(a)〜(e)の各工程を備えたビ
ア付き配線基板の製造方法。 (a)内部に導体柱が設けられたセラミック基板を作製
する工程。 (b)ガラスフリット及び感光剤を含む感光性ガラスペ
ーストを調製又は準備する工程。 (c)セラミック基板の表面に感光性ガラスペーストを
コーティングする工程。 (d)露光及び現像を行うことにより、感光性ガラスペ
ーストを部分的に除去し、導体柱の少なくとも一端面を
露出させる工程。 (e)残された感光性ガラスペーストを加熱してセラミ
ック基板に焼き付けて絶縁膜を形成する工程。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9227493A JPH06283846A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ビア付き配線基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9227493A JPH06283846A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ビア付き配線基板及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06283846A true JPH06283846A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=14049828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9227493A Pending JPH06283846A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ビア付き配線基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06283846A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6546607B1 (en) * | 1998-10-28 | 2003-04-15 | Agilent Technologies, Inc. | Method of manufacturing a crater-style capacitor for high-voltage radio-frequency applications |
US6885276B2 (en) | 2000-03-15 | 2005-04-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Photosensitive thick film composition and electronic device using the same |
JP2009164219A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Fujitsu Media Device Kk | 電子部品の製造方法 |
JP2009164220A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Fujitsu Media Device Kk | 電子部品 |
JP2009206371A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Fujitsu Media Device Kk | 電子部品及びその製造方法 |
US10770386B2 (en) | 2016-03-28 | 2020-09-08 | Fujitsu Interconnect Technologies Limited | Wiring board, electronic device, and wiring board manufacturing method |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP9227493A patent/JPH06283846A/ja active Pending
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