JPH0758456A - セラミック回路基板の製造方法 - Google Patents

セラミック回路基板の製造方法

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JPH0758456A
JPH0758456A JP2877394A JP2877394A JPH0758456A JP H0758456 A JPH0758456 A JP H0758456A JP 2877394 A JP2877394 A JP 2877394A JP 2877394 A JP2877394 A JP 2877394A JP H0758456 A JPH0758456 A JP H0758456A
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哲雄 野村
Hideaki Araki
英明 荒木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い寸法精度と平坦度を有する表面配線と、
高密度の内部配線を備えた高周波用、大電力用等の素子
を実装できる多層構造のセラミック回路基板の製造方法
を提供する。 【課題を解決するための手段】本発明のセラミック回路
基板の製造方法は、導体ペーストからなる内部配線用パ
ターンを備えたセラミックグリーンシートを積層し、得
られたセラミックグリーンシート槓層体を焼成して、内
部配線を有する焼成体を形成させた後、焼成体の表面お
よび/または裏面を研磨して平坦化し、焼成体の平坦化
面に、直接接合法によって銅板を接合することにより、
表面配線を形成する。表面配線は、接合された銅板をエ
ッチングする方法、または予め配線パターンに加工され
た銅板を接合する方法によって形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】本発明は実装用マザーボード、高
周波用または大電力用基板等のセラミック回路基板の製
造方法に関する。 【従来の技術】通常、上記のマザーボード、高周波用ま
たは大電力用基板等のセラミック回路基板としては、焼
成したアルミナ板に、Ag/Pd、Ag/Pt、Au等
の導体を含むペーストと絶縁用のガラスを印刷して焼成
し、配線パターンを形成させた基板(以下、厚膜法基板
と記す)が用いられている。また、セラミックグリーン
シート表面にW、Mo等の導体を含むペーストにより配
線パターンを印刷した後積層し、セラミックグリーンシ
ートと配線パターンを同時焼成することによって得られ
るセラミック回路基板(以下、同時焼成法基板と記す)
も用いられている。さらに、同時焼成によって形成され
た焼成基板の表面に、低導通抵抗形成用のペーストを印
刷し、焼成することによって作製されたセラミック回路
基板(以下、ハイブリッド基板と記す)も提案されてい
る。 【発明が解決しようとする課題】上記の回路基板の内、
厚膜法基板では、導体とガラスを積層した場合、槓層部
の耐絶縁性が低いため、複雑な回路の形成、容量素子等
の回路素子の低コストでの形成が困難であった。一方、
同時焼成法基板は、配線パターンを印刷した後焼成する
ので、配線パターンの寸法精度が悪く、また、表面に反
りあるいはうねりが生じるため、高精度の実装、例え
ば、フリップチップ方式によるIC実装用基板への適用
は難しかった。 さらに、ハイブリッド基板では、焼成
基板面に反り、うねりがあるため高精度のパターンを得
ることができないという問題があった。また、上記いず
れの基板についても、寸法精度が良く、かつ大電流を流
すことが可能な表面配線を得ることができなかった。 【発明の目的】本発明は、高い寸法精度と平坦度を有す
る表面配線と、高密度の内部配線を備えた高周波用、大
電力用等の素子を実装できる多層構造のセラミック回路
基板の製造方法を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】本発明のセラミック回路
基板の製造方法は、導体ペーストからなる内部配線用パ
ターンを備えたセラミックグリーンシートを積層し、得
られたセラミックグリーンシート積層体を焼成して、内
部配線を有する焼成体を形成させた後、焼成体の表面に
表面配線を形成させるセラミック回路基板の製造方法に
おいて、焼成体の表面および/または裏面を研磨して平
坦化した後、焼成体の平坦化面に、直接接合法によって
銅板を接合することにより、表面配線を形成することを
特徴とする。また、上記製造方法において、表面配線と
なるパターンは、直接接合法によって接合された銅板
に、エッチングを施すことによって形成することを特徴
とする。さらに、上記製造方法において、直接接合法に
よって接合される銅板に、予め表面配線パターンを形成
させておくことを特徴とする。 【作用】本発明の方法では、内部配線はグリーンシート
との同時焼成によって形成し、表面配線は、焼成体の表
面に表面配線となる銅板を直接接合法によって接合して
形成する。表面配線パターンは、接合された銅板にエッ
チングを施すか、または予めエッチング等により配線パ
ターンを形成させた銅板を接合することによって形成す
る。一般に、焼成の際に積層体は収縮し、その収縮には
ばらつきが大きいため、1%程度の寸法公差が生じる。
しかし、本発明の方法では、表面配線は、積層体を焼成
し、焼成体の表面および裏面またはいずれか一面を研磨
して平坦化した後に、平坦化した面に銅板を接合するこ
とによって形成するので、表面配線パターンの寸法精度
が極めて良い。さらに、表面配線は、前述の厚膜法基
板、同時焼成法基板、ハイブリッド基板等に比較して、
厚さの厚い銅板で形成されるので、表面配線に対して大
電流を流すことができる。 【実施例】(実施例1)第1図は、本発明の方法によっ
てセラミック回路基板を製造する場合の工程を示す図で
ある。第1図の製造工程で得られる回路基板は、2枚の
グリーンシートを積層して得られる回路基板の例であ
る。この回路基板を製造する場合には、まず、大きさ1
50mm×150mm、厚み0.3mmの2枚のアルミ
ナグリーンシート1、2を用意し、目的の配線パターン
に応じたスルーホール3、4を各シートに形成する。次
に、各シートのスルーホール3、4にW、Mo等の導体
を含むペースト(以下、導体ペーストと記す)を充填す
る(第1図(a))。さらに、シート2に上記導体ペー
ストで内部配線5となる厚さ約20μmの配線パターン
を印刷する。スルーホール3、4に導体ペーストを充填
し、内部配線5となる導体パターンを印刷した状態で積
層し、積層体8を得る。この積層体8を、温度1600
℃前後、還元性雰囲気の条件下で焼成し、焼成体8を作
製する。この状態で、焼成体8には、内部にW、Mo等
の導体からなる厚さ約12μmの内部配線5が形成され
る。焼成体8の表面には、スルーホール部の導体が露出
しており、また、反り、うねりが存在することがある
(同図(b))。この反り、うねりを取り除くために、
焼成体の表面と裏面またはいずれか一面を、研磨材を用
いたバフ研磨等によって研磨して平坦化する。次に、表
面に露出したスルーホールの導体部に、必要に応じてN
i、Cu等のめっきを施した後、平坦化した面全面に、
表面配線パターンを形成するための厚さ0.3mmの銅
板6、7を直接接合法によって接合する(同図
(c))。スルーホールの導体部にめっきを施すのは、
W、Mo等の導体と銅板との接合性を高めるためであ
り、めっきがない場合でも接合することは可能である。
直接接合法に用いる銅板は、タフピッチ銅または表面に
酸化膜を形成させた無酸素銅が適している。直接接合
は、焼成体の表面に上記の銅板を配置した状態で、窒素
ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で、106
5℃〜1083℃の温度で加熱すれば良い。この加熱処
理により、銅板は焼成体であるアルミナおよびスルーホ
ール部の導体と接合する。加熱による接合の際、多少の
酸素が必要であるが、タフピッチ銅は酸素を含有してい
るので、その他に酸素を供給する必要はない。また、無
酸素銅の場合には、上述のように表面に酸化膜を形成さ
せておくことによって、接合部に酸素が供給されるの
で、これ以外に酸素を供給する必要はない。次に、焼成
体に直接接合された銅板にフォトレジストを利用したエ
ッチングを施し、表面配線パターンを形成する。エッチ
ングの具体的な工程は、次のとおりである。まず、銅板
の表面に均一に液状のフォトレジストを塗布した後、フ
ォトレジスト塗布面に配線パターンに応じたパターンマ
スクを置いて、露光する。これを現像することによっ
て、配線パターン部のみにレジストを残す。この状態
で、例えば、塩化第二鉄溶液で非配線パターン部を溶解
し除去する。その後、配線パターン部に残っているレジ
ストを剥離液を用いて除去する。このようにして形成さ
れた表面配線パターン9、10は、スルーホール3、4
内の導体によって内部配線5と電気的に接続されている
(同図(d))。 (実施例2)第2図は、本発明の他の製造工程を示す図
である。実施例上と同じ工程で内部配線とそれに接続す
るスルーホール部の導体を備え、表面が研磨により平坦
化された焼成体8を得る(同図(a)、(b))。次
に、予め表面配線パターンの形状に加工した厚さ0.3
mmの銅板を直接接合法によって、焼成体8の表面に接
合する。なお、銅板および直接接合の条件は、実施例1
の場合と同じである。このようにして形成された表面配
線パターン9、10は、スルーホール3、4内の導体に
よって内部配線5と電気的に接続されている(同図
(c))。実施例1または2で得られた表面配線パター
ンには、必要に応じて厚さ3μm程度のNiめっき、さ
らにその上に厚さ1.5μm程度のAuめっきを施して
も良い。上層めっきとしてAuめっきを施すのは、素子
とのボンディング配線を行う際のボンディング性を高め
るためであり、めっき下層としてNiめっきを行うの
は、銅とAuめっきとの付着強度を高めるためである。
なお、上記実施例では、グリーンシート2枚を積層する
例を示したが、積層する枚数には特に制限はない。ま
た、内部配線には、容量素子、抵抗素子等を含ませても
良い。本発明の方法で得られるセラミック回路基板は、
焼成体の表面を平坦化した後銅板を接合するので、焼成
体と銅板の密着性が良く、接合部に非接着部(ボイド)
が生じることがない。また、高密度の内部配線と、スル
ーホールを介して接続された銅板からなる表面配線とを
備えた多層構造のセラミック回路基板が得られる。その
ために、この回路基板には次の特長がある。まず第一
に、表面が平坦であり、かつ表面配線の寸法精度が極め
て良いので、フリップチップ方式によるICの実装用基
板への適用等、寸法精度が要求される用途への活用が可
能である。第二に、厚膜法等で形成される表面配線に比
べて、厚さの厚い表面配線を形成することができるの
で、表面配線は内部配線に比べて導通抵抗が低い。した
がって、高周波用あるいは大電力用基板としての利用が
可能である。ちなみに、厚さ18〜35μmの表面配線
は、電流5mA以下でかつ周波数1〜4GHzで使用さ
れる場合に有効であるのに対し、厚さ0.3mm(本発
明の実施例)の表面配線は、25Aまでの電流が流れる
回路を構成できる。同様に、厚さ0.5mm以上の表面
配線は、30A以上の電流が流れる回路にも適用可能で
ある。一方、内部配線は、グリーンシートに印刷法で配
線パターンを被着させた後、複数枚を積層し、焼成する
ことによって形成するので、多層化、高密度化が可能で
あり、小電流用の配線に適している。したがって、大電
流用の表面配線と小電流用の内部配線を組み合わせた回
路基板とすることができため、大電流用でありながら、
コンパクトな回路基板が得られる。この他、本発明の方
法で得られる表面配線は、銅によって形成されているの
で、アルミニウム等に比べて電気特性が良く、金、銀等
に比べて安価という特長がある。さらに、表面処理なし
でも、半田付け、ボンディング等の実装が可能という利
点もある。 【発明の効果】本発明の方法によれば、印刷法で形成さ
れた内部配線と、平坦で寸法精度の良い銅板からなる表
面配線とを備えた多層構造のセラミック回路基板が得ら
れる。そのために、この回路基板は、フリップチップ方
式によるICの実装用基板への適用等、寸法精度が要求
される用途への活用が可能である。また、表面配線の導
通抵抗が低いために、高周波用あるいは大電力用基板と
しての利用が可能であるとともに、小電流用の高密度な
内部配線とを組み合わせた回路基板とすることができた
め、大電流用でありながら、コンパクトな回路基板が得
られる。この他、本発明の方法で得られる表面配線は、
銅によって形成されているので、電気特性が良く、コス
ト的にも安価という特長がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の方法によってセラミック回路基板を
製造する場合の工程を示す断面図である。第2図は、本
発明の方法によってセラミック回路基板を製造する場合
の他の工程を示す断面図である。 記号の説明 1、2:セラミックグリーンシート、 3、4:スル
ーホール 5:内部配線、 6、7:銅
板、8:積層体、 9、1
0:表面配線

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)導体ペーストからなる内部配線用パターンを備え
    たセラミックグリーンシートを積層し、得られたセラミ
    ックグリーンシート積層体を焼成して、内部配線を有す
    る焼成体を形成させた後、焼成体の表面に表面配線を形
    成させるセラミック回路基板の製造方法において、前記
    焼成体の表面および/または裏面を研磨して平坦化した
    後、前記焼成体の平坦化面に、直接接合法によって銅板
    を接合することにより、前記表面配線を形成することを
    特徴とするセラミック回路基板の製造方法。 (2)直接接合法によって接合された上記銅板に、エッ
    チングを施すことによって表面配線を形成することを特
    徴とする請求項1記載のセラミック回路基板の製造方
    法。 (3)直接接合法によって接合される上記銅板に、予め
    表面配線パターンが形成されていることを特徴とする請
    求項1記載のセラミック回路基板の製造方法。
JP2877394A 1994-01-14 1994-01-14 セラミック回路基板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0763109B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034828A (ja) * 2006-06-30 2008-02-14 Ngk Spark Plug Co Ltd Ic検査用治具に用いる多層セラミック基板及び多層セラミック基板の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034828A (ja) * 2006-06-30 2008-02-14 Ngk Spark Plug Co Ltd Ic検査用治具に用いる多層セラミック基板及び多層セラミック基板の製造方法

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