JPH10209320A - セラミック積層基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
ビアを狭ピッチ化してもビア同士の短絡がないようにす
る。 【解決手段】 第1層目のグリーンシート3にビア5を
形成する。この後、第1層目のグリーンシート3の表面
に導体ランド6を形成し、裏面に配線7を形成する。ま
た、第2層目のセラミックのグリーンシートには、第1
層目のグリーンシート3のビアよりもピッチの大きいビ
アを形成する。但し、この第2層目のセラミックのグリ
ーンシートには配線を形成しない。そして、第1層目の
グリーンシート3、および第2層目以降のグリーンシー
トを積層し、焼成してセラミック積層基板を得る。この
ように、第1層目のグリーンシート3の裏面に配線7を
形成し、第2層目のビアのピッチを大きくすることによ
り、グリーンシートの積層ズレの影響をなくし、ビア同
士の短絡をなくすことができる。
Description
ーンシートを積層し、焼成してなるセラミック積層基板
の製造方法に関する。
概略を説明する。図10(a)において、第1層目のセ
ラミックのグリーンシート101にビアホールを形成
し、このビアホール内に導体を充填して、ビア102を
形成する。そして、ビア102上に配線103を形成
し、グリーンシート101をプレスして、第1層目のグ
リーンシート101を完成させる。同様に、第2層目の
グリーンシート111に対しても、ビアホールを形成
し、このビアホール内に導体を充填して、ビア112を
形成し、ビア112上に配線113を形成した後、プレ
スして、第2層目のグリーンシート111を完成させ
る。第3層目のグリーンシート以降も同様にして形成す
る。
層から最下層までのグリーンシートを熱圧着にて積層す
る。この積層後、焼成して、セラミック積層基板を得
る。なお、第1層目のセラミック基板の表面に形成され
た配線103は、半導体チップの電極端子と電気的に接
続される導体ランドとなる。
いては、ビア上に配線を形成するときに配線ズレが発生
する(図10(a)に示す第2層目のグリーンシート1
11上の配線113参照)。また、図10(b)に示す
ように、グリーンシート101、111、…を積層する
ときに積層ズレが発生する。前者は画像認識機能のある
印刷機を用いても最大25μm(寸法は基板焼成後の値
であり、以後も同様とする)、後者はガイドピンによる
位置合わせ方法で最大100μm程度発生する。
よび積層ズレを考慮して、ビア上の配線およびビアのピ
ッチを設定している。例えば、ビアの径を100μmと
すると、そのビア上の配線および下層のグリーンシート
上の配線は、上述した配線ズレを考慮して、少なくとも
150μmの幅が必要である。また、第1層目のグリー
ンシートの隣り合うビアと接続する第2層目のグリーン
シート上の配線の間隔を、絶縁性を考慮して50μm確
保しようとすると、少なくとも第1層目のビアのピッチ
は300μm(=配線幅150μm+ビアの径100μ
m×(1/2)×2+配線間隔50μm)が必要にな
る。
される半導体チップの電極ピッチが年々小さくなってき
ているため、第1層目のグリーンシートに形成されるビ
アのピッチを小さくする、すなわち狭ピッチ化する必要
がある。特にフリップチップICを接続する場合には、
フリップチップICの電極と同位置にビアを形成する必
要があり、例えば、250μm、将来的には140μm
ピッチのビアが要求される。このため、上記したような
製造方法を用いると、配線ズレおよび積層ズレの影響に
より、図10(b)に示すように、ビア同士が短絡して
しまうという問題が生じる。
た積層ズレの影響をなくし、ビアを狭ピッチ化してもビ
ア同士が短絡しないようにすることを目的とする。
め、請求項1に記載の発明においては、第1層目のグリ
ーンシートの表面に導体ランドを形成し、第1層目のグ
リーンシートの裏面に配線を形成するようにしたことを
特徴としている。従って、導体ランドと配線に対してグ
リーンシートの積層ズレの影響をなくすことができ、第
1層目のグリーンシートに形成されたビアを狭ピッチ化
してもそのビア同士が配線により短絡するのを防ぐこと
ができる。
第2層目のグリーンシートに形成されたビアのピッチ
を、第1層目のグリーンシートに形成されたビアのピッ
チよりも大きくしている。従って、第1層目の隣り合う
ビアと接続する配線間の距離を大きくとることができ
る。この場合、請求項3に記載の発明のように、第1層
目のグリーンシートの裏面に形成する配線、第1層目の
グリーンシートに形成されたビアに対し放射線状に広が
る形にして、第2層目のグリーンシートに形成されたビ
アのピッチを大きくすることができる。
あっても、また後述する実施形態に示すようにそれより
多くてもよい。
について説明する。図1に、第1層目のグリーンシート
を製造する工程を示す。まず、図1(a)に示すよう
に、アルミナを主な材料とするグリーンシート3を、ス
テンレス製のガイド1に粘着テープ2にて固定する。そ
して、図1(b)に示すように、グリーンシート3に、
100μm径のビアホール4をパンチングにて形成す
る。次に、図1(c)に示すように、モリブデン(M
o)あるいはタングステン(W)あるいはそれらの混合
材料(Mo−W)を主な材料とする導体材料を圧入充填
し、ビア5を形成する。
ンシート3の表面に、モリブデン(Mo)あるいはタン
グステン(W)あるいはそれらの混合材料(Mo−W)
を主な材料とする配線6を印刷にて形成する。このと
き、配線6は、図2に示すように、ビア5上にランド状
に形成され、半導体チップの電極端子と電気的に接続さ
れる導体ランドとなる。
シート3の裏面に、モリブデン(Mo)あるいはタング
ステン(W)あるいはそれらの混合材料(Mo−W)を
主な材料とする配線7を印刷にて形成する。この配線7
は、図3に示すように、ビア5から放射線状に広がる形
でそれぞれ形成される。なお、配線6、7は、直径10
0μmのビアに対し25μmの配線ズレを考慮して15
0μmの幅とし、それぞれビア5とオーバーラップさせ
る。
ト3をプレスする。このプレスによって、グリーンシー
ト3に配線6、7が埋没し、配線6、7はプレスされた
側が埋没した方より平らになる。すなわち、配線6、7
は、図4(a)に示すプレス前の状態から、プレス後
に、図4(b)に示す状態に変化する。このプレスを行
うことによって、後工程で積層したときに、配線6、7
の周辺部にポア(気泡)ができにくくなる。
トを完成させる。次に、第2層目のグリーンシートの製
造について説明する。この場合、第1層目のグリーンシ
ート3と同様、図5(a)、(b)、(c)に示す工程
にて、グリーンシート13をガイド11に粘着テープ1
2にて固定し、100μm径のビアホール14をパンチ
ングにて形成し、導体材料をビアホール14に圧入充填
して、ビア15を形成する。この第2層のグリーンシー
トにおいては、ビア15の形成までを行い、配線は形成
しない。
されたビア15の平面パターンを示す。図から分かるよ
うに、ビア15のピッチは、第1層目のグリーンシート
3に形成されたビア5のピッチより大きくなっている。
この後、第3層目、第4層目のグリーンシートを製造す
る。この場合、図7(a)、(b)、(c)に示す工程
にて、第1層目、第2層目と同様に、グリーンシート2
3をガイド21に粘着テープ22にて固定し、グリーン
シート23に100μm径のビアホール24を形成し、
導体材料をビアホール24に圧入充填して、ビア25を
形成する。この後、図7(d)の工程にてグリーンシー
ト23の表面に配線26を形成し、図7(e)の工程に
てグリーンシート23をプレスする。このようにして、
第3層目、第4層目のグリーンシートを完成させる。
トを製造する場合には、第3層目、第4層目と同様にし
てグリーンシートの表面に配線を形成した後、第1層目
と同様、裏面にも配線を形成する。なお、上述した第2
層目以降において、グリーンシートの材料、ビアホール
の充填材料、配線の材料は第1層目のものと同じであ
る。
リーンシートを得た後、図8に示すように、第1層から
最下層まで、熱圧着にて積層する。なお、各グリーンシ
ートを固定するガイド1、11、21、…には、それぞ
れ穴が形成されており、ガイドピン8を貫通させること
で、それらの位置決めを行っている。熱圧着後、グリー
ンシートを切断してガイドから切り放し、高温(約13
00〜1700℃)で焼成して、図9に示すセラミック
積層基板を得る。
基板上に半導体チップを実装する場合には、導体ランド
6に半導体チップの電極をはんだ付け、あるいはワイヤ
ーボンディングにて電気的に接続する。但し、導体ラン
ド6の材料がモリブデン(Mo)あるいはタングステン
(W)あるいはそれらの混合材料(Mo−W)ではんだ
濡れ性に乏しいため、導体ランド6上に、ニッケル、
銅、金などのめっきや厚膜導体を形成する。
ーンシート3の表面に導体ランド6を形成し、裏面に配
線7を形成しているから、導体ランド6と配線7の形成
において第1層と第2層のグリーンシート3、13間の
積層ズレの影響がなくなり、積層ズレの発生分(最大1
00μm)だけ、第1層のグリーンシート3におけるビ
ア5の最小ピッチを低減することができる。従って、従
来300μm必要であったビアのピッチを200μmに
することができる。なお、ビア5のピッチをさらに低減
するときは、ビア5の径を小さくして対応できる。例え
ば、直径50μmのビアホールとして、配線幅を90μ
mにすれば、ピッチは140μmを達成できる。
配線7をビア5に対して放射線状に広がる形で形成し、
第2層目のグリーンシート13に形成されたビア15の
ピッチを、第1層目のグリーンシート3に形成されたビ
ア5のピッチよりも大きくしているから、第1層目のグ
リーンシート3に形成された隣り合うビアと接続する配
線間の距離を最大限に確保することができる。
1層目のグリーンシート3に形成されたビア5を狭ピッ
チ化した場合でも配線によりビア同士が短絡してしまう
のを防止することができる。なお、上記実施形態ではグ
リーンシートがアルミナを主成分とするものを示した
が、ガラスセラミックを主成分とするものを用いてもよ
い。この場合、配線材料として銀あるいは金を主とする
材料を用いるため、導体ランド上に金属めっきを行うこ
となく、直接、半導体チップの電極に対しはんだ付け、
あるいはワイヤーボンディングを行う。また、ガラスセ
ラミックを主成分とした場合には、800℃〜1000
℃程度で焼成を行う。
ーンシートを製造する工程を示す図である。
表面に形成された配線6の平面パターンを示す図であ
る。
裏面に形成された配線7の平面パターンを示す図であ
る。
ートに配線が埋没しその形状が変化する状態を示す図で
ある。
ーンシートを製造する工程を示す図である。
形成されたビアの平面パターンを示す図である。
層目のグリーンシートを製造する工程を示す図である。
層までのグリーンシートを熱圧着にて積層した状態を示
す図である。
層までのグリーンシートを積層後、焼成して形成したセ
ラミック積層基板を示す図である。
その問題点を説明するための図である。
アホール、5、15、25…ビア、6…導体ランドをな
す配線、7、26…配線。
Claims (3)
- 【請求項1】 第1層目のセラミックのグリーンシート
(3)にビアホール(4)を形成し、このビアホール
(4)内に導体を充填して、ビア(5)を形成する工程
と、 前記第1層目のグリーンシート(3)の表面に、半導体
チップの電極端子と電気的に接続される導体ランド
(6)を前記ビア(5)上に形成し、前記第1層目のグ
リーンシート(3)の裏面に、前記ビア(5)を介して
前記導体ランド(6)と電気接続される配線(7)を形
成する工程と、 第2層目のセラミックのグリーンシート(13)にビア
ホール(14)を形成し、このビアホール(14)内に
導体を充填して、ビア(15)を形成する工程と、 前記第1層目のグリーンシート(3)の裏面に形成され
た配線(7)が前記第2層目のグリーンシート(13)
に形成されたビア(15)に接触するように、前記第1
層目のグリーンシート(3)と前記第2層目のグリーン
シート(13)を積層して焼成する工程とを有すること
を特徴とするセラミック積層基板の製造方法。 - 【請求項2】 前記第2層目のグリーンシート(13)
に形成されたビア(15)のピッチを、前記第1層目の
グリーンシート(3)に形成されたビア(5)のピッチ
よりも大きくすることを特徴とする請求項1に記載のセ
ラミック積層基板の製造方法。 - 【請求項3】 前記第1層目のグリーンシート(3)の
裏面に形成する前記配線(7)を、前記第1層目のグリ
ーンシート(3)に形成されたビア(5)に対し放射線
状に広がる形に形成することを特徴とする請求項2に記
載のセラミック積層基板の製造方法。
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