JPH0697655A - 無機多層配線基板の設計方法及び製造方法 - Google Patents

無機多層配線基板の設計方法及び製造方法

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JPH0697655A
JPH0697655A JP24240892A JP24240892A JPH0697655A JP H0697655 A JPH0697655 A JP H0697655A JP 24240892 A JP24240892 A JP 24240892A JP 24240892 A JP24240892 A JP 24240892A JP H0697655 A JPH0697655 A JP H0697655A
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green sheets
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JP24240892A
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Michiaki Takada
理映 高田
Kenichiro Tsubone
健一郎 坪根
Eiji Mishiro
英治 三代
Mitsunori Abe
光紀 安陪
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無機多層配線基板の設計方法に関し、第一層
と第二層の間のビア・ホールの接続の信頼性が高い、無
機多層配線基板の設計方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 第一層グリーンシートのビア・ホール上及び
ビア・ホールの周囲に形成するビア受けランドの寸法
を、製造工程で生ずる、第一層と第二層以降のグリーン
シートの収縮量の差に応じて、第二層以降のグリーンシ
ートのビア受けランドの寸法より大きくするように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無機多層配線基板の設
計方法及び製造方法に係り、特に、製造の際に支持体に
マイラーフィルムを介して接触する第一層グリーンシー
ト(アルミナ、ガラスの粉体に溶剤を混ぜてこねた状態
のものを圧延したもので軟らかい。“グリーン”は
“生”の意)と、第二層以降のグリーンシートの収縮量
に差があっても、第一層と第二層の間のビア・ホール
(“バイア・ホールともいう。以降、“ビア・ホール”
を用いる)接続の信頼性を高く保つことができる、無機
多層配線基板の設計方法及び製造方法に関する。
【0002】通信装置・情報処理装置の急激な高機能化
の進行によって、部品実装と配線の高密度化の必要性が
高まっている。これに伴って、配線基板上の単位面積当
たりの消費電力が増しており、基板及び部品の温度上昇
が大きくなる結果、部品の長期信頼性の低下をもたら
す。これを防止するために、放熱性のよい配線基板が必
要になり、従来の有機配線基板に代わって、無機配線基
板が使用されることが多くなっている。しかも、多層構
成のものが多く使用されるようになっている。
【0003】無機多層配線基板、特に、厚膜技術によっ
て配線パターンを形成する無機多層配線基板を構成する
には、無機物のグリーンシートにビア・ホールをあけ、
ビア・ホール内に導体ペーストを充填し、導体パターン
とビア・ホール上及びその周囲のランド(以降“ビア受
けランド”と略記する)を形成した後、複数のグリーン
シートを積層して焼結するが、焼結直前まで一方の表面
にマイラーフィルムを貼着されて支持体に接触している
第一層グリーンシートと、積層前にマイラーフィルムを
剥離される第二層以降のグリーンシートの間の収縮量が
異なることが知られている。従って、この収縮量の差が
あっても、信頼性の高い無機多層配線基板を製造できる
技術の実現が求められている。
【0004】
【従来の技術】図8は、従来の設計方法による無機多層
配線基板の完成後の状態を示す模式図である。図8で
は、4層基板を例に図示している。
【0005】図8において、11、12、13、14は
4層基板を構成するグリーンシート、15で代表して表
示した部分は導電性ペーストを充填したビア・ホール、
16で代表して表示した部分はビア受けランドである。
なお、多層配線基板の各層に番号を付す場合には、下か
ら第一層、第二層とする。
【0006】各層を形成するグリーンシートには一方の
面にマイラーフィルムが貼着されており、該マイラーフ
ィルムは工程中の必要な時に剥離される。第二層以降の
グリーンシートのマイラーフィルムは、導体パターンを
形成されて、積層される前に剥離される。これに対し
て、第一層のグリーンシートは支持体の上に置かれるた
め、積層工程では貼着されたままで、焼結直前に剥離さ
れる。
【0007】グリーンシートのマイラーフィルムを剥離
すると、応力緩和によってグリーンシートはその中心に
向かって収縮する。単位時間当たりの収縮量は、マイラ
ーフィルム剥離直後に最も大きく、時間経過に従って徐
々に小さくなる。即ち、収縮量を時間に対してプロット
すると、剥離直後が最も傾斜が大きく、徐々に傾斜が小
さくなって、一定の収縮量に漸近する。従って、先にマ
イラーフィルムを剥離される第二層以降のグリーンシー
トの収縮量は第一層の収縮量より大きい。代表的な材質
のグリーンシートにおいては、最初の1分で0.05%
の収縮率で収縮する。グリーンシートを、一辺20cm
の正方形とすると、1分前にマイラーフィルムを剥離さ
れたグリーンシートと、剥離直後のグリーンシートで
は、その辺の上の点で約50ミクロンの収縮量の差があ
る。
【0008】一方、ビア・ホールの半径は50ミクロン
であるので、上述の例では、図8で円で囲んだ所では、
第二層のビア・ホールと、第一層のビア・ホールはほぼ
完全にずれてしまう。通常、ビア受けランドは、導体ペ
ーストを印刷する際の位置合わせ誤差程度はビア・ホー
ルより大きく形成するので、ビア・ホールの導通がなく
なることは少ないが、ビア・ホール間の抵抗が増加し
て、信号配線とアース配線の場合には伝送特性の悪化を
もたらし、電源配線の場合には当該箇所で発熱を生じ
て、配線の信頼性を低下させる。もし、マイラーフィル
ムを同時に剥離することができれば、この問題は解消す
るが、第一層を支持体の上に正確に位置合わせした後、
第二層以降を積層するので、同時剥離は不可能である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる無機
多層配線基板の製造上の問題に対して、第一層と第二層
以降のグリーンシートに収縮量の差があっても、無機多
層配線基板の信頼性を高く確保できる、無機多層配線基
板の設計方法及び製造方法を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理を
示す図である。図1において、11、12、13、14
は4層の無機配線基板の各層を構成するグリーンシート
で、11が第一層である。15で代表して表示したのは
ビア・ホール、16で代表して表示したのはビア受けラ
ンド、17で代表して表示したのはマイラーフィルムで
ある。そして、図1(イ)は各層独立な時の状態、図1
(ロ)は積層、焼結後の状態を示す。
【0011】本発明の原理は、第一層のビア受けランド
及びビア・ホールの設計において、第一層と第二層以降
の収縮量の差を考慮する点にある。図2は、第二の発明
の原理を示す図で、焼結後の状態を図示している。
【0012】図2において、11aは第一層のグリーン
シート、12乃至16は図1と同じである。第二の発明
では、第二層以降のグリーンシート12乃至14に、導
体パターンを形成する。
【0013】図3は、第三の発明の原理を示す図で、積
層直後の無機多層配線基板を図示している。図3におい
て、11aは第一層のグリーンシート、12乃至16は
図1と同じである。また、17はマイラーフィルム、1
8はシリコンオイルである。第三の発明では、積層後に
第一層グリーンシート11aを剥離し、しかる後に焼結
する。
【0014】
【作用】第一の発明においては、第一層グリーンシート
と第二層以降のグリーンシートの収縮量の差に応じて、
第一層のビア受けランドを大きくする。まず、ビア受け
ランドの半径を、収縮量の差の最大値だけ大きくするこ
とにより、収縮量に差があっても必ず上下の接続が可能
になる。また、当該ビア・ホールの位置における収縮量
の差だけビア受けランドの半径を大きくすることによ
り、収縮量に差があっても上下の接続が確保される。さ
らに、ビア・ホールをあける位置を、当該ビア・ホール
の位置における、グリーンシートの直交する2片に平行
な方向の収縮量の差だけグリーンシートの中心より離し
て配置することによって、収縮後は上下の接続が確保さ
れる。
【0015】第二の発明においては、第一層のグリーン
シート11aの収縮量だけが第二層以降のグリーンシー
トの収縮量と異なるので、グリーンシート11aには導
体パターンを形成しないことで、第二層以降との収縮量
の差による信頼性の低下を避ける。
【0016】第三の発明においては、適度な接着力を有
しながら、剥離可能なシリコンオイルを第一層グリーン
シートのマイラーフィルムを貼着しない面に塗布して積
層し、積層後に第一層を剥離して焼結する。従って、第
一層と第二層以降の収縮量の差による信頼性低下を避け
ることができる。
【0017】
【実施例】図4は、収縮量の差を求める方法を説明する
図である。図4において、21はグリーンシート、22
は該グリーンシートの中心点、23はx軸、24はy軸
で、座標の原点は中心点22に置く。25はx軸上のx
=D、x=−D、y軸上のy=D、y=−Dなる点を通
る、x軸、y軸に平行な辺を有する仮想の正方形であ
る。
【0018】グリーンシートは、セラミック粉末、ガラ
ス粉末、溶剤の混合物を薄く延ばしたものであるので、
一様な混合状態の良質なグリーンシートでは、x軸方向
とy軸方向の収縮量に差はない。即ち、正方形25のy
軸に平行な辺上の点のx軸方向の収縮量と、前記正方形
のx軸に平行な辺のy軸方向の収縮量は等しく、収縮率
をαとすると、L=α・Dで与えられる。第一層の収縮
率をα1 、第二層以降の収縮率をα2 とすると、前記正
方形の上の点の、x軸方向、y軸方向の収縮量の差ΔL
は、ΔL=(α2 −α1 )・Dで与えられる。
【0019】図5は、第一の実施例を示す模式図であ
る。図5において、21は辺の長さが2L0 のグリーン
シート、16aは元のビア受けランド、16bは拡大し
たビア受けランドである。第一の実施例においては、収
縮量の差の最大値だけビア・ホールの半径を大きくす
る。Dの最大値はL0であるので、ビア・受けランド1
6bの半径は、ビア受けランド16aの半径より(α2
−α1 )・L0 だけ大きくし、すべてのビア受けランド
は同一半径である。
【0020】ここではグリーンシートを正方形とした
が、長方形の場合には長辺の長さによってビア受けラン
ドの拡大寸法を決めればよい。図6は、第二の実施例を
示す模式図である。
【0021】図6において、21はグリーンシート、1
6は元のビア受けランド、16a、16bは拡大したビ
ア受けランドである。第二の実施例においては、当該ビ
ア・ホールの位置における収縮量の差だけ、ビア・ホー
ルの半径を大きくする。即ち、グリーンシートの中心か
らグリーンシートの辺に平行にDだけ離れた仮想正方形
の上のビア・ホールの半径は(α2 −α1 )・Dだけ大
きくし、グリーンシートの辺に近い、一番外側の仮想正
方形の上のビア受けランドの半径は、(α2 −α1 )・
0 だけ大きくする。また、中心のビア受けランドの半
径は変更する必要がない。
【0022】ここでは、グリーンシートを正方形とした
が、長方形の場合には、仮想正方形が大きくなると、仮
想正方形の一方の相対する辺がグリーンシートの中に描
かれ、他の相対する辺が仮想正方形の外に出るが、グリ
ーンシートの中に描かれる仮想正方形の辺の上のビア受
けランドの拡大寸法は、グリーンシートの中心からその
辺に下ろした垂線の長さによって決めればよい。
【0023】第二の実施例においては、ビア受けランド
の位置によってビア受けランドの半径を変えられるの
で、第一の実施例に比べて配線領域の損失が少ない利点
がある。
【0024】図7は、第三の実施例を示す図である。全
体図を示す図7(イ)において、21はグリーンシー
ト、22はグリーンシートの中心にとった原点、23は
x軸、24はy軸である。そして、26は点(D1 ,D
2 )に存在するビア受けランドの中心である。第三の実
施例は、ビア受けランドの中心を、グリーンシートの収
縮量の差だけ予めずらして設定するものである。
【0025】拡大図を示す図7(ロ)において、26は
(D1 ,D2 )に存在するビア受けランドの中心、27
は収縮差を考慮して予めずらしたビア受けランドの中心
である。x軸、y軸方向の収縮率は等しいので、x軸方
向には(α2 −α1 )・D1、y軸方向には(α2 −α
1 )・D2 ずらして、ビア受けランドの中心を設定す
る。これによって、焼結後に第一層と第二層以降のビア
受けランドの位置が一致する。
【0026】第三の実施例においては、収縮量の差に応
じて、第一層のビア・ホールの位置を変えるので、ビア
受けランドの半径を大きくする必要がない。従って、さ
らに配線領域の損失が少なくなる利点がある。
【0027】第四の実施例は、図2に原理を示したよう
に、第一層には導体パターンを形成しない設計方法であ
る。即ち、第一層は機能的には補強材の意味しかない
が、第一層と第二層以降の設計に同一設計基準を適用で
きるのは設計上大きな利点である。
【0028】第五の実施例は、図3に原理を示したよう
に、第一層を剥離してから焼結する製造方法である。即
ち、収縮量が他の層と異なる第一層グリーンシートを無
機多層配線基板の製品には用いず、収縮量が似通った第
二層以降のグリーンシートで無機多層配線基板を構成す
るので、ビア・ホールの上下接続の信頼性は高く保たれ
る。
【0029】この場合、一度剥離した第一層は何回も第
一層として使用することもでき、あるいは、シリコンオ
イルを洗浄して、次の製造機会には、回路パターンを形
成して第二層以降に使用することもできるので、この製
造方法によって単価高を招くことはない。
【0030】なお、厳密には、第二層以降の各層の間で
も、収縮量の差によるビア・ホールなどのずれが生ずる
が、マイラーフィルムを剥離した後の時間の差は、第一
層と第二層の間の差ほどに大きくならない。従って、実
用的には第二層以降の収縮量は等しいとして設計してよ
い。
【0031】以上においては、厚膜技術による導体パタ
ーン形成を行なう無機多層配線基板について説明してき
たが、薄膜技術による導体パターン形成を行なう無機多
層配線基板においても、本発明が適用できることはいう
までもない。むしろ、薄膜技術による無機多層配線基板
においては、ビア・ホール内の導体はビア・ホールの壁
のみに形成されるので、ビア・ホールのずれによる影響
は厚膜技術による場合より厳しいものがあり、本発明の
効果は薄膜技術適用の無機多層配線基板においても大き
なものとなる。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように、ビア受けランドの
大きさを変える方法、ビア・ホールの位置を変える方
法、或いは、第二層以降に導体パターンを形成する設計
方法や、第一層を剥離した後に焼結する製造方法によっ
て、第一層と第二層以降のグリーンシートに収縮量の差
があっても、確実に上下のビア・ホールが接続できる無
機多層配線基板が得られる。これは、無機多層配線基板
の信頼性を一層高くするもので、しかも、一枚の無機多
層配線基板が大きくなる傾向が強いことに鑑み、本発明
は大きな効果をもたらすものである。
【0033】また、薄膜技術による導体パターン形成を
行なう無機多層配線基板の場合にも効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理。
【図2】 第二の発明の原理。
【図3】 第三の発明の原理。
【図4】 収縮量の差を求める方法を説明する図。
【図5】 第一の実施例を示す模式図。
【図6】 第二の実施例を示す模式図。
【図7】 第三の実施例を示す図。
【図8】 従来の設計方法による無機多層配線基板の完
成後の状態を示す模式図。
【符号の説明】
11、12、13、14 グリーンシート 15 ビア・ホール 16 ビア受けランド 17 マイラーフィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安陪 光紀 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のグリーンシートを、該グリーンシ
    ートに貼着せるマイラーフィルムを剥離して、積層した
    後に焼結して形成する無機多層配線基板の設計方法にお
    いて、 製造工程で生ずる、第一層と第二層以降のグリーンシー
    トの収縮量の差に応じて、第一層グリーンシートのビア
    ・ホール上及びビア・ホールの周囲に形成するビア受け
    ランドの寸法を、第二層以降のグリーンシートのビア受
    けランドの寸法より大きくすることを特徴とする無機多
    層配線基板の設計方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の無機多層配線基板の設計
    方法において、 第一層と第二層以降のグリーンシートの収縮量の差が最
    大になる、グリーンシートの辺における収縮量の差だ
    け、第一層グリーンシートのビア受けランドの寸法を、
    第二層以降のグリーンシートのビア受けランドの寸法よ
    り大きくすることを特徴とする無機多層配線基板の設計
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の無機多層配線基板の設計
    方法において、 当該ビア・ホールの位置における、第一層と第二層以降
    のグリーンシートの収縮量の差だけ、第一層グリーンシ
    ートのビア受けランドの寸法を、第二層以降のビア受け
    ランドの寸法より大きくすることを特徴とする無機多層
    配線基板の設計方法。
  4. 【請求項4】 複数のグリーンシートを、該グリーンシ
    ートに貼着せるマイラーフィルムを剥離して、積層した
    後に焼結して形成する無機多層配線基板の設計方法にお
    いて、 当該ビア・ホールの位置における、第一層と第二層以降
    のグリーンシートの、直交する2辺に平行な方向の収縮
    量の差だけ、第一層グリーンシートのビア・ホールの中
    心の座標の絶対値を、焼結後のビア・ホールの中心の座
    標の絶対値より大きくすることを特徴とする無機多層配
    線基板の設計方法。
  5. 【請求項5】 複数のグリーンシートを、該グリーンシ
    ートに貼着せるマイラーフィルムを剥離して、積層した
    後に焼結して形成する無機多層配線基板の設計方法にお
    いて、 第二層以降のグリーンシートに導体パターンを形成する
    ことを特徴とする無機多層配線基板の設計方法。
  6. 【請求項6】 複数のグリーンシートを、該グリーンシ
    ートに貼着せるマイラーフィルムを剥離して、積層した
    後に焼結して形成する無機多層配線基板の製造方法にお
    いて、 第一層グリーンシートの、マイラーフィルムを貼着しな
    い面に粘着物質を塗布し、第二層以降のグリーンシート
    を積層した後に、第一層グリーンシートを剥離して焼結
    することを特徴とする無機多層配線基板の製造方法。
JP24240892A 1992-09-11 1992-09-11 無機多層配線基板の設計方法及び製造方法 Withdrawn JPH0697655A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008164577A (ja) * 2006-12-08 2008-07-17 Ngk Spark Plug Co Ltd 電子部品検査用配線基板およびその製造方法
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