JPH09266379A - 多層セラミック基板 - Google Patents

多層セラミック基板

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JPH09266379A
JPH09266379A JP9915796A JP9915796A JPH09266379A JP H09266379 A JPH09266379 A JP H09266379A JP 9915796 A JP9915796 A JP 9915796A JP 9915796 A JP9915796 A JP 9915796A JP H09266379 A JPH09266379 A JP H09266379A
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JP
Japan
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conductor
via hole
ceramic substrate
multilayer ceramic
green sheet
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JP9915796A
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Masashi Fukaya
昌志 深谷
Hideaki Araki
英明 荒木
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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    • H05K1/00Printed circuits
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
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    • H05K3/4629Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets

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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビアホールの導体接続部に断線が発生しな
い,電気接続信頼性に優れた多層セラミック基板を提供
する。 【解決手段】 導体回路51,52を設けた複数のセラ
ミック基板2を積層している。各セラミック基板の導体
回路の間はビアホール25により電気的に導通してい
る。最外層のセラミック基板2は,その内側面201か
らビアホール25内へ向けて設けた内側導体11と,そ
の外側面202からビアホール25内へ向けて設けた外
側導体12とを有している。内側導体又は外側導体のい
ずれか一方は,ビアホールの壁面を被覆する厚膜状導体
110を形成している。外側導体又は内側導体の他方
は,厚膜状導体の表面を被覆している。内側導体と外側
導体とは,ビアホール内に沿ってビアホールの貫通方向
に沿って接合している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,ビアホールの電気接続信頼性に
優れた多層セラミック基板に関する。
【0002】
【従来技術】多層セラミック基板は,機械的強度,絶縁
抵抗が大きく,温度,湿気の変化にも耐えるという優れ
た性質を有する。そのため,多層セラミック基板は,従
来より,抵抗体,コイル,コンデンサ,トランジスタ,
ICチップ等の電子部品を実装するために用いられてい
る。
【0003】上記多層セラミック基板としては,従来,
例えば,図10に示すごとく,導体回路93,95を設
けた複数のセラミック基板91を積層したものがある。
各セラミック基板91の間の電気導通は,セラミック基
板を貫通するビアホール92により行っていた。
【0004】上記多層セラミック基板9を製造するに当
たっては,まず,図11に示すごとく,セラミックグリ
ーンシート910にビアホール92を穿設し,その内部
に印刷法により導体921を充填する。次いで,セラミ
ックグリーンシート910の表面に,導体回路93を印
刷する。次いで,これらのセラミックグリーンシート9
10を積層し,焼成して多層のセラミック基板を得る。
次いで,上記図10に示すごとく,最外層のセラミック
基板91の外側面202に,導体回路95,及びビアホ
ールのランド955を印刷し,焼成する。これにより,
上記多層セラミック基板9を得る。
【0005】なお,セラミックグリーシート910の外
側面202に導体回路及びビアホールのランド等を印刷
し,導体921,導体回路93を印刷したセラミックグ
リーンシート910を積層し,一度に焼成する場合もあ
る。また,さらには,セラミック基板91の外側面20
2に,抵抗印刷をし,焼成したり,オーバーコートガラ
スの印刷,焼成等が行われる。
【0006】内層回路である導体回路93,及びビアホ
ール92内の導体921としては,電気抵抗の小さいA
g系導体が用いられる場合が多い。また,外層回路であ
る導体回路95,及びランド955としては,マイグレ
ーション防止のため,AgPd,AgPt,Au導体等
を用いる。
【0007】
【解決しようとする課題】しかしながら,上記従来の多
層セラミック基板においては,ビアホールの接続信頼性
が低い場合がある。即ち,上記多層セラミック基板の製
造方法においては,図12に示すごとく,ビアホール9
2内に充填されたAg系の導体921は,その後の焼成
時の膨張により,ビアホール92内のAg系の導体92
1が,ビアホール92を被覆する,AgPd導体からな
る導体回路95又はランド955を,上方に押し上げ
る。次いで図13に示すごとく,冷却工程でAg系導体
は収縮するが,Ag系導体とAgPd導体との接合強度
は弱いため,AgPd導体からなるランド955及び導
体回路95はもとにもどらなくなる。
【0008】そのため,導体921と導体回路95ある
いはランド955との間に空隙98が発生してしまい,
両者間に断線が生じることがある。特に,上記のごとく
ビアホール用の導体921と,導体回路95及びランド
955とに互いに異なる導体を用いる場合には,接合強
度が弱くなる場合が多いため,上記断線のおそれがあ
る。
【0009】本発明はかかる従来の問題点に鑑み,ビア
ホールの導体接合部に断線が発生しない,電気接続信頼
性に優れた多層セラミック基板を提供しようとするもの
である。
【0010】
【課題の解決手段】請求項1に記載の発明は,導体回路
を設けた複数のセラミック基板を積層してなり,各セラ
ミック基板の導体回路の間はビアホールにより電気的に
導通してなる多層セラミック基板において,最外層のセ
ラミック基板は,その内側面からビアホール内へ向けて
設けた内側導体と,その外側面からビアホール内へ向け
て設けた外側導体とを有し,上記内側導体又は外側導体
のいずれか一方は,ビアホールの壁面を被覆する厚膜状
導体を形成していると共に,上記外側導体又は内側導体
の他方は,上記厚膜状導体の表面を被覆してなり,か
つ,上記内側導体と外側導体とは,ビアホール内におい
てビアホールの貫通方向に沿って接合されていることを
特徴とする多層セラミック基板である。
【0011】上記多層セラミック基板において最も注目
すべきことは,内側導体又は外側導体のいずれか一方が
ビアホールの壁面に厚膜状に設けられていること,及び
上記内側導体と外側導体とは,ビアホール内においてビ
アホールの貫通方向に沿って接合していることである。
【0012】次に,本発明の作用効果について説明す
る。本発明にかかる多層セラミック基板においては,内
側導体又は外側導体のいずれか一方がビアホールの壁面
に厚膜状に設けられている。かかる厚膜状導体の厚み
は,ビアホール内の導体の厚みよりも薄いため,加熱,
冷却による膨張,収縮は小さい。それ故,上記いずれか
一方の厚膜状の導体と,それを覆う他方の導体との間に
空隙が生じることはない。従って,外側導体と内側導体
との間で断線が生じることはなく,ビアホールの接続信
頼性が向上する。
【0013】また,内側導体と外側導体とはビアホール
内においてその貫通方向に沿って接合している。そのた
め,両者間の接合面積が広く,導通抵抗は低く抑えられ
る。
【0014】また,ビアホールは,例えば,請求項2に
記載のように,内側導体又は外側導体により閉塞されて
いることが好ましい。これにより,ビアホールの導通抵
抗がさらに低くできるという効果を得ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施形態例1 本発明の実施形態例にかかる多層セラミック基板につい
て,図1〜図6を用いて説明する。本例の多層セラミッ
ク基板7は,図1に示すごとく,導体回路51,52を
設けた複数のセラミック基板2を積層してなる。各セラ
ミック基板2の間の導体回路51,52は,ビアホール
25により電気的に導通している。
【0016】最外層のセラミック基板2は,その内側面
201からビアホール25内へ向けて設けた内側導体1
1と,その外側面202からビアホール25内へ向けて
設けた外側導体12とを有している。
【0017】内側導体11は,ビアホール25の壁面を
被覆する厚膜状導体110を形成している。厚膜状導体
である内側導体11の表面の一部は,外側導体12によ
り被覆されている。また,外側導体12は,セラミック
基板2の外側面202を被覆する部分に,ビアホール2
5のランド125を有している。内側導体11と外側導
体12とは,ビアホール25内において,ビアホール2
5の貫通方向に沿って接合している。ビアホール25の
内部には,最外層のセラミック基板2の外側面202か
ら内層の導体回路51に達する貫通穴250が形成され
ている。
【0018】また,内層のセラミック基板2にも,導体
13を充填したビアホール25が形成されている。多層
セラミック基板7は,最外層のセラミック基板2に設け
た導体回路52と,内層のセラミック基板2に設けた導
体回路51とを有する。
【0019】次に,上記多層セラミック基板の製造方法
について説明する。まず,CaO−Al2 3 ─SiO
2 ─B2 3 系ガラス60重量%とアルミナ40重量%
とを混合してなる固形成分に,バインダー,可塑剤,及
び溶剤を加えて混練し,これをドクターブレード法によ
り成形し,厚み0.3mmのセラミックグリーンシート
を得た。次に,図2に示すごとく,セラミックグリーン
シート20に,ビアホール25を穿設した。
【0020】次いで,図3,図4に示すごとく,最外層
となるセラミックグリーンシート20のビアホール25
内に内側導体11と外側導体12とを形成した。即ち,
図3に示すごとく,ビアホール25と対応する位置に穴
62を設けた吸引台61を準備し,その吸引台61の上
にセラミックグリーンシート20を載置した。次いで,
セラミックグリーンシート20の内側面201に,ビア
ホール25の穴径よりも大きい導体供給穴69を設けた
マスク65を載置した。
【0021】次いで,吸引器63により吸引台61の下
方を減圧状態に保持しながら,スクリーン印刷法によ
り,ビアホール25に内側導体形成用の導体ペーストを
印刷,供給した。これにより,導体ペーストがセラミッ
クグリーンシート20の内方に吸引されて,その内側面
201からビアホール25内へ向かう内側導体11が形
成された。
【0022】次いで,図4に示すごとく,セラミックグ
リーンシート20の上下面を逆転させて,上記と同様に
吸引しながらスクリーン印刷法により外側導体形成用の
導体ペーストをビアホール25内に印刷,供給して,セ
ラミックグリーンシート20の外側面202からビアホ
ール25内へ向かう外側導体12を形成した。なお,内
側導体用の導体ペーストとしてはAg系導体を用いた。
一方,外側導体形成用の導体ペーストとしては,AgP
d導体を用いた。
【0023】以上により,内側導体11と外側導体12
とが,ビアホール25内において,ビアホール25の貫
通方向に沿って接続された。また,ビアホール25の壁
面を内側導体11により被覆した状態で,外側面202
から内側面201に貫通する貫通穴250が形成され
た。なお,内側導体の上に外側導体が重なる状態で説明
したが,その逆でもよい。
【0024】内側導体11と外側導体12のビアホール
内へのペースト塗布は,セラミックグリーンシートの厚
み,あるいはビアホールの数,ビアホールの径等によっ
て若干異なるが,導体ペーストの粘度あるいはスクリー
ン印刷機の吸引器の吸引力によって調整できる。
【0025】また,図5に示すごとく,内層となるセラ
ミックグリーンシート20のビアホール25内に,スク
リーン印刷法により,Ag系の導体13を充填した。次
いで,内層となるセラミックグリーンシート20の表面
に,スクリーン印刷法により,Ag系導体からなる導体
回路51を形成した。次いで,図6に示すごとく,上記
セラミックグリーンシート20を積層して,積層体20
0を得た。これを空気中900℃,20分間の条件で焼
成した。
【0026】次いで,図1に示すごとく,スクリーン印
刷法により,セラミック基板2の表面に,AgPd導体
を含むペーストを印刷し,900℃で焼成することによ
り,導体回路52を形成した。これにより,上記多層セ
ラミック基板を得た。
【0027】なお,最外層に設けた導体回路52は,本
例においてはセラミックグリーンシートの焼成後に印
刷,形成したが,セラミックグリーンシート20の焼成
前に印刷,形成し,一度に焼成することもできる。
【0028】(実験例)次に,多層セラミック基板につ
いて,ビアホールの断線の有無を測定した。この測定に
当たり,最外層のセラミック基板に2000個のビアホ
ールを有する多層セラミック基板を,上記実施形態例1
の製造方法によって作製した。そして,内側導体,外側
導体が,Ag導体,AgPd導体の場合を試料1,いず
れもAg導体の場合を試料2,AgPd導体,Au導体
の場合を試料3とした。
【0029】また,比較のために,従来例と同様に,最
外層のセラミック基板に設けたビアホール内を導体によ
り充填し,ビアホールの外側面を導体回路により被覆し
た(図10参照)。ビアホール内に充填する導体,及び
その上側面を被覆する導体回路形成用の導体が,それぞ
れAg導体,AgPd導体の場合を試料C1とし,それ
ぞれAgPd導体,Au導体をC2とした。上記Ag及
びAu導体は,固体成分のすべてがAg(銀)及びAu
(金)であるものをいう。また,上記AgPd導体は,
固体成分の内90重量%がAgであり,10重量%がP
dであるものをいう。
【0030】各多層セラミック基板は,それぞれ100
個ずつ作製した。作製した多層セラミック基板に形成し
た導体回路の2か所をテスターで接触して,電気導通の
有無を測定した。また,作製した多層セラミック基板
を,更に900℃で5回焼成し,その後の電気導通の有
無をテスターで測定した。これらの測定結果を表1,表
2に示した。
【0031】同表より知られるように,試料1〜3(本
発明)の場合には,ビアホールの断線はなかった。一
方,試料C1,C2(比較例)の場合には,ビアホール
の断線が発生した。このように本発明においてビアホー
ルが電気導通信頼性が高いのは,以下のように考えられ
る。
【0032】即ち,内側導体11がビアホール25の内
壁表面に膜状に設けられているため,加熱,冷却による
膨張,収縮が小さい。また,内側導体11と外側導体1
2とは,ビアホール25内においてその貫通方向に沿っ
て接合している。そのため,広い接合面積を確保でき
る。従って,内側導体11と外側導体12とは強く接合
して,ビアホール25の電気接続信頼性が高くなる。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】実施形態例2 本例の多層セラミック基板においては,図7に示すごと
く,外側導体12が,内側導体11の全表面を被覆して
いる。また,ビアホール25は,外側導体12により閉
塞されている。その他は,実施形態例1と同様である。
本例においても,実施形態例1と同様の効果を得ること
ができる。
【0036】実施形態例3 本例の多層セラミック基板においては,図8に示すごと
く,外側導体12が,ビアホール25の壁面において,
厚膜状導体120を形成している。厚膜状の外側導体1
2の表面の一部は,内側導体11により被覆されてい
る。ビアホール25内には,まず外側導体12を形成
し,その後,内側導体11を形成した。その他は,実施
形態例1と同様である。本例においても,実施形態例1
と同様の効果を得ることができる。
【0037】実施形態例4 本例の多層セラミック基板においては,図9に示すごと
く,外側導体12の全表面が内側導体11により被覆さ
れている。ビアホール25は,内側導体11により閉塞
されている。その他は,実施形態例3と同様である。本
例においても,実施形態例3と同様の効果を得ることが
できる。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば,ビアホールの導体接続
部に断線が発生しない,電気接続信頼性に優れた多層セ
ラミック基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1における,多層セラミック基板の
断面図。
【図2】実施形態例1における,ビアホールを穿設した
セラミックグリーンシートの断面図。
【図3】実施形態例1における,最外層となるセラミッ
クグリーンシートのビアホール内に内側導体を形成する
方法を示す説明図。
【図4】実施形態例1における,最外層となるセラミッ
クグリーンシートのビアホール内に外側導体を形成する
方法を示す説明図。
【図5】実施形態例1における,内層となるセラミック
グリーンシートのビアホール内に導体を充填し,導体回
路を形成する方法を示す説明図。
【図6】実施形態例1における,セラミックグリーンシ
ートの積層体の断面図。
【図7】実施形態例2における,多層セラミック基板の
説明図。
【図8】実施形態例3における,多層セラミック基板の
説明図。
【図9】実施形態例4における,多層セラミック基板の
説明図。
【図10】従来例における,多層セラミック基板の断面
図。
【図11】従来例における,多層セラミック基板の製造
方法を示す説明図。
【図12】従来例における,焼成時のビアホールの状態
を示す説明図。
【図13】従来例における,多層セラミック基板,ビア
ホール断線の状態を示す説明図。
【符号の説明】
11...内側導体, 12...外側導体, 110,120...厚膜状導体, 125...ランド, 2...セラミック基板, 20...セラミックグリーンシート, 201...内側面, 202...外側面, 25...ビアホール, 250...貫通穴, 7...多層セラミック基板, 51,52...導体回路,

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体回路を設けた複数のセラミック基板
    を積層してなり,各セラミック基板の導体回路の間はビ
    アホールにより電気的に導通してなる多層セラミック基
    板において,最外層のセラミック基板は,その内側面か
    らビアホール内へ向けて設けた内側導体と,その外側面
    からビアホール内へ向けて設けた外側導体とを有し,上
    記内側導体又は外側導体のいずれか一方は,ビアホール
    の壁面を被覆する厚膜状導体を形成していると共に,上
    記外側導体又は内側導体の他方は,上記厚膜状導体の表
    面を被覆してなり,かつ,上記内側導体と外側導体と
    は,ビアホール内においてビアホールの貫通方向に沿っ
    て接合されていることを特徴とする多層セラミック基
    板。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記ビアホールは,
    内側導体又は外側導体により閉塞されていることを特徴
    とする多層セラミック基板。
JP9915796A 1996-03-27 1996-03-27 多層セラミック基板 Pending JPH09266379A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6563058B2 (en) * 2000-03-10 2003-05-13 Ngk Insulators, Ltd. Multilayered circuit board and method for producing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6563058B2 (en) * 2000-03-10 2003-05-13 Ngk Insulators, Ltd. Multilayered circuit board and method for producing the same

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