JPH10215074A - Ceramic multilayer substrate and its manufacturing method - Google Patents

Ceramic multilayer substrate and its manufacturing method

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JPH10215074A
JPH10215074A JP1801297A JP1801297A JPH10215074A JP H10215074 A JPH10215074 A JP H10215074A JP 1801297 A JP1801297 A JP 1801297A JP 1801297 A JP1801297 A JP 1801297A JP H10215074 A JPH10215074 A JP H10215074A
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JP
Japan
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ceramic
weight
multilayer substrate
ceramic green
green sheet
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JP1801297A
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Inventor
Megumi Tanimoto
恵 谷本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the need for providing a resin sheet separately and to facilitate a manufacturing process by selecting the material of a ceramic green sheet and that of conductor ink and forming a conductor electrode that protrudes on the surface of a ceramic multilayer substrate. SOLUTION: The amount of shrinkage in a thickness direction after baking a ceramic green sheet 10, for example, with a printed circuit wiring, a printed circuit part 13, and a through hole 11 is set larger than the amount of shrinkage in the thickness direction after baking a conductor ink 15 being filled into the ceramic green sheet 10. Then, the material of the ceramic green sheet 10 and that of the conductor ink 15 are selected and a conductor electrode 18 that protrudes on the surface of a multilayer substrate 19 is formed, thus obtaining the conductor electrode 18 with a desired protruding shape without adding any new additional process on a manufacturing process surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品としての
セラミック多層配線板に関するもので、特に、金属ベー
ス上に多層、共焼セラミックを形成してなるセラミック
・オン金属回路基板およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic multilayer wiring board as an electronic component, and more particularly to a ceramic-on-metal circuit board having a multi-layer, co-fired ceramic formed on a metal base and a method of manufacturing the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例の多層、共焼セラミック回路基板
の製造方法に関するものとして、特開平5−27093
4号公報、発明の名称:セラミック・オン金属回路基板
およびその製造方法、出願人:ゼネラル・エレクトリッ
ク・カンパニイがあり、これを図4に示す。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-27093 discloses a method of manufacturing a conventional multilayer, co-fired ceramic circuit board.
No. 4, name of invention: ceramic-on-metal circuit board and its manufacturing method, applicant: General Electric Company, which is shown in FIG.

【0003】図4において、セラミック・オン金属回路
基板50は、金属ベース51の上に、多層セラミック5
2をガラスボンディング層53の共焼により接着したも
のであり、金属ベース51の他方の面にはヒートシンク
54が接着材55により取り付けられている。多層セラ
ミック52にはスロット56が設けられ、そこに集積回
路チップ(あるいは他の成分素子)57が取り付けられ
る。58は集積回路チップ57を保護し覆うためのカプ
セル材料であり、59はワイヤボンディング等の電気的
結線である。また、60はセラミック・オン金属回路基
板50を電子装置に取り付けるための支持構体である。
このセラミック・オン金属回路基板50は、金属ベース
51との共焼により、焼成等に伴うセラミック基板の平
面方向における熱収縮率を数%以下と小さくすることが
できる。
In FIG. 4, a ceramic-on-metal circuit board 50 has a multilayer ceramic 5 on a metal base 51.
2 are bonded by co-firing of a glass bonding layer 53, and a heat sink 54 is attached to the other surface of the metal base 51 with an adhesive 55. The multilayer ceramic 52 is provided with a slot 56 in which an integrated circuit chip (or other component element) 57 is mounted. 58 is an encapsulant for protecting and covering the integrated circuit chip 57, and 59 is an electrical connection such as wire bonding. Reference numeral 60 denotes a support structure for attaching the ceramic-on-metal circuit board 50 to an electronic device.
By co-firing with the metal base 51, the ceramic-on-metal circuit board 50 can reduce the heat shrinkage in the plane direction of the ceramic substrate due to firing or the like to several percent or less.

【0004】次に、多層セラミック基板におけるバンプ
の形成方法の従来例に関するものとして、特開平8−8
8470号公報、発明の名称:電子部品実装用セラミッ
ク多層基板及びその製造方法、出願人:太陽誘電株式会
社があり、これを図5に示す。 図5はセラミック多層
基板のバンプの製造手順を説明する図であり、(a)、
(b)、(c)、(d)の順に製造される。
Next, Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-8-8 discloses a conventional method of forming bumps on a multilayer ceramic substrate.
No. 8470, Title of invention: Ceramic multilayer substrate for mounting electronic components and its manufacturing method, applicant: Taiyo Yuden Co., Ltd., which is shown in FIG. 5A and 5B are diagrams for explaining a procedure for manufacturing a bump of a ceramic multilayer substrate, and FIG.
It is manufactured in the order of (b), (c) and (d).

【0005】図5(a)において、エチルセルロース溶
剤を混練してシート化した厚さ30μmの樹脂シート6
1にレーザー光を照射し、樹脂シート61を貫通する直
径50μmの穴をあける。この穴にAg−Pd電極ペー
ストを充填し、電極62を形成する。
In FIG. 5A, a 30 μm thick resin sheet 6 kneaded with an ethyl cellulose solvent is formed.
1 is irradiated with a laser beam to make a hole having a diameter of 50 μm penetrating the resin sheet 61. The hole is filled with an Ag-Pd electrode paste to form an electrode 62.

【0006】次に、図5(b)に示されるように、スル
ーホール63及び内部導体パターン64が形成されたセ
ラミックグリーンシート65を樹脂シート61と共に積
層した後、圧着して積層体を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, a ceramic green sheet 65 in which a through hole 63 and an internal conductor pattern 64 are formed is laminated together with a resin sheet 61, and then pressed to form a laminate. .

【0007】次に、図5(c)に示されるように、この
積層体を焼成することにより、セラミックグリーンシー
ト65の絶縁セラミックス、及びスルーホール63、内
部導体パターン64、電極62のペーストが焼結すると
共に、樹脂シート61が焼失するため、表面に突起電極
66が一体形成されたセラミック多層基板67ができあ
がる。
Next, as shown in FIG. 5C, by firing this laminate, the insulating ceramics of the ceramic green sheet 65 and the paste of the through holes 63, the internal conductor patterns 64, and the electrodes 62 are fired. At the same time, the resin sheet 61 is burned off, so that a ceramic multilayer substrate 67 having the protruding electrodes 66 integrally formed on the surface is completed.

【0008】次に、図5(d)に示されるように、この
セラミック多層基板67に半導体集積回路68を実装す
るときは、セラミック多層基板67の突起電極66に熱
硬化型の導電性接着剤をピン転写し、突起電極66と半
導体集積回路68の端子電極70とを位置合わせした
後、セラミック多層基板67上に半導体集積回路68を
搭載し、150゜Cの温度で焼き付けることにより、半
導体集積回路68の端子電極70と突起電極66とが導
電接続される。
Next, as shown in FIG. 5D, when the semiconductor integrated circuit 68 is mounted on the ceramic multilayer substrate 67, a thermosetting conductive adhesive is applied to the protruding electrodes 66 of the ceramic multilayer substrate 67. Is pin-transferred, the projection electrode 66 and the terminal electrode 70 of the semiconductor integrated circuit 68 are aligned, and then the semiconductor integrated circuit 68 is mounted on the ceramic multilayer substrate 67 and baked at a temperature of 150 ° C. The terminal electrode 70 of the circuit 68 and the protruding electrode 66 are conductively connected.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例には次の様な問題がある。セラミック多層基板上
に突起電極を形成するのに、樹脂シートを用いており、
セラミック多層基板の焼成時には樹脂シートからの多量
の有機物の灰が発生して、セラミック多層基板に電気的
な悪影響を及ぼす惧れがあると共に、樹脂シートを別途
用意する必要があり、製造工程の繁雑さとコスト高を招
く要因になっていた。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. A resin sheet is used to form the protruding electrodes on the ceramic multilayer substrate,
When the ceramic multilayer substrate is fired, a large amount of organic ash is generated from the resin sheet, which may adversely affect the ceramic multilayer substrate electrically, and requires a separate resin sheet, which complicates the manufacturing process. And high cost.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載セ
ラミック多層基板は、印刷回路配線及び印刷回路部品及
びスルーホール等を有するセラミックグリーンシートを
積層し圧着した積層体を焼成して成るセラミック多層基
板であり、該セラミックグリーンシートの焼成後の厚さ
方向の収縮量を、該セラミックグリーンシートに充填し
た導電体インクの焼成後の厚さ方向の収縮量より大きく
設定するところの該セラミックグリーンシートの材料及
び該導電体インクの材料を選定し、該セラミック多層基
板の表面に突出した導体電極を形成することを特徴とす
るものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a ceramic multi-layer substrate comprising a ceramic green sheet having printed circuit wiring and printed circuit components, and a ceramic green sheet having through holes and the like, and a pressed laminate fired. The ceramic green sheet, which is a multi-layer substrate, wherein the amount of shrinkage in the thickness direction of the ceramic green sheet after firing is set to be greater than the amount of shrinkage in the thickness direction of the conductive ink filled in the ceramic green sheet after firing. A material of the sheet and a material of the conductive ink are selected, and a protruding conductor electrode is formed on the surface of the ceramic multilayer substrate.

【0011】また、本発明の請求項2記載セラミック多
層基板は、前記セラミックグリーンシートを金属ベース
上に積層し圧着した積層体を共焼してなることを特徴と
するものである。
A ceramic multilayer substrate according to a second aspect of the present invention is characterized in that the ceramic green sheets are laminated on a metal base, and the laminate is pressed together and co-fired.

【0012】また、本発明の請求項3記載セラミック多
層基板は、前記導電体インク(1)の材料を下記のもの
とすることを特徴とするものである。
Further, the ceramic multilayer substrate according to a third aspect of the present invention is characterized in that a material of the conductive ink (1) is as follows.

【0013】 A1:銀粉体 60〜70重量%、 B1:焼結用鉛ガラス 5〜15重量%、 C1:フォレステライト 1〜 5重量%、 D1:コーデライト 1〜 5重量%、 残りはレジン、溶剤類を合わせて100重量%としたも
のを用いる。
A1: 60 to 70% by weight of silver powder; B1: 5 to 15% by weight of lead glass for sintering; C1: 1 to 5% by weight of foresterite; D1: 1 to 5% by weight of cordierite; And a mixture of solvents and 100% by weight.

【0014】但し、ここで用いた焼結用鉛ガラスの材料
は、 a1:酸化鉛 40〜60重量%、 b1:酸化珪素 30〜50重量%、 c1:アルミナ 1〜20重量%。
However, the materials of the lead glass for sintering used here are: a1: 40 to 60% by weight of lead oxide, b1: 30 to 50% by weight of silicon oxide, c1: 1 to 20% by weight of alumina.

【0015】また、本発明の請求項4記載セラミック多
層基板は、前記セラミックグリーンシートの印刷回路配
線及び印刷回路部品の導電体インク(2)の材料を下記
のものとし、且つ前記導電体インク(1)と共に材料組
成の異なる導電体インク(2)を同一セラミックグリー
ンシートの異なる領域に用い、該セラミック多層基板の
表面に突出した高さの異なる導体電極を形成することを
特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ceramic multi-layer substrate, the material of the conductive ink (2) for the printed circuit wiring and printed circuit components of the ceramic green sheet is as follows, and the conductive ink ( In addition to 1), conductive inks (2) having different material compositions are used in different regions of the same ceramic green sheet to form conductive electrodes having different heights protruding on the surface of the ceramic multilayer substrate. .

【0016】 A2:銀粉体 45〜65重量%、 B2:焼結用鉛ガラス 10〜30重量%、 残りはレジン、溶剤類を合わせ100重量%としたもの
を用いる。但し、ここで用いた焼結用鉛ガラスは以下の
組成である。
A2: 45 to 65% by weight of silver powder; B2: 10 to 30% by weight of lead glass for sintering; However, the lead glass for sintering used here has the following composition.

【0017】 a1:酸化鉛 40〜60重量%、 b1:酸化珪素 30〜50重量%、 c1:アルミナ 1〜20重量%。A1: 40 to 60% by weight of lead oxide, b1: 30 to 50% by weight of silicon oxide, c1: 1 to 20% by weight of alumina.

【0018】また、本発明の請求項5記載セラミック多
層基板は、前記セラミック多層基板の表面に突出した前
記導体電極の形状が円柱状、台形状、半球状またはそれ
に相似の形状をしていることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ceramic multilayer substrate, the shape of the conductor electrode protruding from the surface of the ceramic multilayer substrate is a columnar shape, a trapezoidal shape, a hemispherical shape, or a shape similar thereto. It is characterized by the following.

【0019】さらに、本発明の請求項6記載セラミック
多層基板の製造方法は、(1)ガラス・セラミック系の
セラミックグリーンシートを製造する工程、(2)セラ
ミックグリーンシートに、パンチング等を用いて穿孔
(ビアホール)し、この穿孔中に、ビア導体用のインク
を埋め込む工程、(3)ビア導体用のインク及び所定の
印刷回路配線及び印刷回路部品を持つ該セラミックグリ
ーンシートを乾燥させ、積層し、圧着して積層体を形成
する工程、(4)該積層体に、金属ベースを取り付ける
工程、(5)該金属ベース付きのセラミックグリーンシ
ートの積層体を焼成する工程、を含むことを特徴とする
ものである。
Further, the method for manufacturing a ceramic multi-layer substrate according to claim 6 of the present invention comprises: (1) a step of manufacturing a ceramic green sheet of a glass-ceramic system; and (2) perforation of the ceramic green sheet by punching or the like. (Via hole) and a step of embedding ink for via conductor in the perforation; (3) drying and laminating the ceramic green sheet having the ink for via conductor and predetermined printed circuit wiring and printed circuit components; Crimping to form a laminate, (4) attaching a metal base to the laminate, and (5) firing a ceramic green sheet laminate with the metal base. Things.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1乃至図3は本発明の一実施の
形態のセラミック多層基板およびその製造方法に関する
図である。
1 to 3 are views showing a ceramic multilayer substrate and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.

【0021】以下、本発明の一実施の形態よりなるバン
プ付セラミック多層基板の構造及びその製造方法を図2
を用いて説明する。
FIG. 2 shows a structure of a bumped ceramic multilayer substrate according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same.
This will be described with reference to FIG.

【0022】基板材料は低温焼成型(焼成温度範囲は、
例えば、800°C〜950°C程度)のガラス・セラ
ミック系多層配線板であり、材料組成系の多層配線板に
用いた場合の実施例を示す。
The substrate material is a low temperature firing type (the firing temperature range is
For example, it is a glass / ceramic multilayer wiring board of about 800 ° C. to 950 ° C.) and shows an example in which the present invention is applied to a material composition multilayer wiring board.

【0023】図2(a)において、ガラス・セラミック
系多層基板の材料は、主ガラスとして(以下材料組成の
%の単位は総て重量%である)、 ZnO(酸化亜鉛) 20〜55%(望ましくは
25〜30%)、 MgO(酸化マグネシウム)10〜30%(望ましくは
20〜28%)、 B23(酸化硼素) 10〜35%(望ましくは
15〜20%)、 SiO2(酸化珪素) 10〜40%(望ましくは
20〜30%)、であり、その他の少量(0.1〜1.
0%)の金属酸化物を主成分として構成された結晶化ガ
ラス材料の粉体と、さらに、副ガラスとして、 PbO(酸化鉛) 30〜80%、 SiO2(酸化珪素) 15〜50%、 Al23(アルミナ) 1〜10%、 B23(酸化硼素) 0〜15%、 ZnO(酸化亜鉛) 1〜10%、 を主成分として構成される副ガラス材料の粉体とを、以
下の比率で混合し、グリーンテープ(シート)に形成す
る。
In FIG. 2A, the material of the glass-ceramic multilayer substrate is a main glass (hereinafter, the unit of% of the material composition is all weight%), and ZnO (zinc oxide) 20 to 55% ( preferably 25-30 percent is), MgO (magnesium oxide) 10-30% (preferably 20~28%), B 2 O 3 ( boron oxide) 10% to 35% (preferably 15 to 20%), SiO 2 ( Silicon oxide) 10 to 40% (preferably 20 to 30%), and other small amounts (0.1 to 1.
0%) of a crystallized glass material mainly composed of a metal oxide, and 30 to 80% of PbO (lead oxide), 15 to 50% of SiO 2 (silicon oxide) as a sub-glass, A powder of a sub-glass material mainly composed of Al 2 O 3 (alumina) 1 to 10%, B 2 O 3 (boron oxide) 0 to 15%, and ZnO (zinc oxide) 1 to 10% Are mixed in the following ratios to form green tapes (sheets).

【0024】混合組成は、 主ガラス: 40〜75%、 副ガラス: 1.2〜22.5%、 低膨張率フィラー: (コーデライト等) 0〜35%(望ましくは
1〜12%)、 高膨張率フィラー: (フォレステライト等) 0〜25%(望ましくは
1〜10%)、である。その他に有機のバインダーで、
他にレジン、溶剤類を加え、混練して、上記組成のセラ
ミックグリーンシート用の材料をシート化した厚さ
0.05mmから0.3mmに形成したグリーンテープ
(シート)を、所望の位置にビア導体用の穴(0.1m
mφ〜0.3mmφの径または矩形の穴)11をパンチ
ング等を用いて穿孔する。
Main glass: 40 to 75%, secondary glass: 1.2 to 22.5%, low expansion coefficient filler: (cordelite, etc.) 0 to 35% (preferably 1 to 12%) High expansion coefficient filler: (Foresterite etc.) 0 to 25% (preferably 1 to 10%). In addition, with organic binder,
Resin and solvents are added and kneaded, and the thickness of the ceramic green sheet material having the above composition is formed into a sheet.
A green tape (sheet) formed from 0.05 mm to 0.3 mm is placed at a desired position in a hole for a via conductor (0.1 m).
A hole or a rectangular hole having a diameter of mφ to 0.3 mmφ) 11 is formed by punching or the like.

【0025】上記の低膨張率フィラー(コーデライト
等)とは、例えば、Mg2Al2Si518などから成る
オキサイドファイバーであり、熱膨張係数は4.0×1
-7/°C程度である。また、高膨張率フィラー(フォ
レステライト等)とは、例えば、Mg2SiO4などから
成るオキサイドファイバーであり、熱膨張係数は10.
5×10-6/°C程度であり、高膨張率フィラーは、低
膨張率フィラーより約1桁(約26倍程)程大きい熱膨
張係数を持っている。
The low expansion coefficient filler (cordelite or the like) is, for example, an oxide fiber made of Mg 2 Al 2 Si 5 O 18 or the like, and has a thermal expansion coefficient of 4.0 × 1.
It is about 0 -7 / ° C. The high expansion coefficient filler (foresterite or the like) is, for example, an oxide fiber made of Mg 2 SiO 4 or the like, and has a thermal expansion coefficient of 10.
The coefficient of thermal expansion is about 5 × 10 −6 / ° C., and the high expansion coefficient filler has a coefficient of thermal expansion about one digit (about 26 times) larger than the low expansion coefficient filler.

【0026】このように、性質の異なる固形物である低
膨張率フィラー及び高膨張率フィラーを適宜配合したグ
リーンシートを焼成することにより、有機バインダーは
燃焼して、グリーンシートから除去され、残されたガラ
スが焼失して固化するが、この時、含有しているフィラ
ー類は焼結後のセラミック(多層)基板に残り、固有の
物理的、電気的特性を付与することになる。性質の異な
る固形物である低膨張率フィラー及び高膨張率フィラー
の配合量により、焼成後のセラミック多層基板の収縮量
の抑制や調整を行うことができる。
As described above, by firing the green sheet appropriately mixed with the low expansion coefficient filler and the high expansion coefficient filler which are solids having different properties, the organic binder is burned, removed from the green sheet and left. The burned glass is burned and solidified, but at this time, the contained fillers remain on the ceramic (multi-layer) substrate after sintering, giving inherent physical and electrical properties. The amount of the low-expansion filler and the high-expansion filler, which are solids having different properties, can suppress or adjust the shrinkage of the ceramic multilayer substrate after firing.

【0027】次に、図2(b)に示すように、この穿孔
中に、ビア(穴)導体用のインク(ビア導体インク)1
2をメタルマスクを用いた印刷法で埋め込む。
Next, as shown in FIG. 2B, during this drilling, the ink (via conductor ink) 1 for via (hole) conductor is used.
2 is embedded by a printing method using a metal mask.

【0028】ビア用の銀系導体インク(導電体インク
(1))の材料として、 A1:銀粉体 60〜70%、 B1:焼結用鉛ガラス 5〜15%、 C1:フォレステライト 1〜 5%、 D1:コーデライト 1〜 5%、 残りはレジン、溶剤類を合わせて100重量%としたも
のを用いる。
As materials for the silver-based conductive ink for the via (conductive ink (1)), A1: silver powder 60 to 70%, B1: sintering lead glass 5 to 15%, C1: foresterite 1 to 1 5%, D1: 1-5% cordierite, and the remainder is 100% by weight of resin and solvents.

【0029】但し、ここで用いた焼結用鉛ガラスの材料
は、 a1:酸化鉛 40〜60%、 b1:酸化珪素 30〜50%、 c1:アルミナ 1〜20%、である。
However, the materials of the lead glass for sintering used here are: a1: 40 to 60% of lead oxide, b1: 30 to 50% of silicon oxide, c1: 1 to 20% of alumina.

【0030】図2(c)は、ビア(穴)導体用のインク
12及び必要な印刷回路配線及び印刷回路部品を持つ5
枚のセラミックグリーンシート10を乾燥させておく。
これを積層し、100°C、1〜1.2kg/mm2
圧力で圧着して積層体14を形成する。それを図2
(d)に示す。セラミックグリーンシート10上の13
は印刷回路配線及び印刷回路部品であり、15は積層に
よりそれぞれが接触して連続体となった導電体インクの
棒である。
FIG. 2 (c) shows an ink 5 for via (hole) conductor 5 and necessary printed circuit wiring and printed circuit components 5.
The ceramic green sheets 10 are dried.
This is laminated and pressed at 100 ° C. under a pressure of 1 to 1.2 kg / mm 2 to form a laminate 14. Figure 2
(D). 13 on ceramic green sheet 10
Reference numeral 15 denotes a printed circuit wiring and a printed circuit component. Reference numeral 15 denotes a conductive ink stick which has been brought into contact with each other by lamination.

【0031】次に、図2(e)に示すように、金属ベー
スを取り付ける。金属ベース16は、コバール、Cu/
Mo/Cu、Mo、Ni/Mo/Ni等の金属シート
(板)が用いられ、厚さは400〜1000μm程度で
あり、焼成時の平面方向における収縮量を0.1〜2.
0%程度に抑える作用をなす。この金属ベース16は接
着ガラス17により、未焼成のセラミック積層体14と
接着される。
Next, as shown in FIG. 2E, a metal base is attached. The metal base 16 is made of Kovar, Cu /
A metal sheet (plate) of Mo / Cu, Mo, Ni / Mo / Ni, etc. is used, the thickness is about 400 to 1000 μm, and the shrinkage in the plane direction during firing is 0.1 to 2.
It acts to suppress it to about 0%. The metal base 16 is bonded to the unfired ceramic laminate 14 by the bonding glass 17.

【0032】接着ガラス17の材料は、 ZnO(酸化亜鉛) 40〜60%、 B23(酸化硼素) 30〜50%、 Al23(アルミナ) 1〜15%、 CaO(酸化カルシウム) 1〜15%、である。The material of the adhesive glass 17 is ZnO (zinc oxide) 40 to 60%, B 2 O 3 (boron oxide) 30 to 50%, Al 2 O 3 (alumina) 1 to 15%, CaO (calcium oxide) 1 to 15%.

【0033】次に、図2(f)に示した金属ベース付き
のセラミックグリーンシートの積層体14をピーク温度
850°C前後で焼成し、これを図2(g)に示す。こ
の焼成により、セラミックグリーンシートの積層体14
に含まれるバインダー等の有機物は全て燃焼し、基板は
その体積を減少させるが、金属ベース16との共焼セラ
ミックによるセラミック・オン金属回路基板であり、金
属ベースと貼り合せていることにより、平面方向への収
縮率は0.1〜2.0%程度と小さい。一方、焼成した
セラミック多層基板14aの厚み方向に対しては、約2
0%〜50%程度の収縮率となる。
Next, the ceramic green sheet laminate 14 with the metal base shown in FIG. 2 (f) was fired at a peak temperature of around 850 ° C., and this is shown in FIG. 2 (g). By this firing, the ceramic green sheet laminate 14 is formed.
All the organic substances such as binders contained in the substrate burn, and the volume of the substrate is reduced. The shrinkage in the direction is as small as about 0.1 to 2.0%. On the other hand, in the thickness direction of the fired ceramic multilayer substrate 14a, about 2
The shrinkage is about 0% to 50%.

【0034】導電体インクよりなる導電体インクの棒1
5は導電体インクに添加されているフィラー成分(フォ
レステライトやコーデライト)が作用し、体積減少率が
基板材料より小さくなることにより、焼成後のセラミッ
ク多層基板の表面に約100〜150μm突出した導体
電極18を形成する。導体電極18の形状は、最初に穿
孔したビア(穴)の形状に依存し、この場合0.05m
mφ〜0.2mmφ程度の径である。最初、未焼成のセ
ラミックグリーンシート5層の厚さは1.0mmであっ
たものが、焼成後は約0.8mmとなった。また、未焼
成のセラミックグリーンシートの1枚当たりの大きさ
は、80mm×80mm×0.2mmt程度であり、焼
成後のセラミック多層基板の大きさは、約80mm×約
80mm×約0.8mmt程度である。
Conductive ink stick 1 made of conductive ink
In No. 5, filler components (foresterite and cordierite) added to the conductive ink acted, and the volume reduction rate became smaller than that of the substrate material, so that the protrusion 5 protruded from the fired ceramic multilayer substrate by about 100 to 150 μm. The conductor electrode 18 is formed. The shape of the conductor electrode 18 depends on the shape of the via (hole) drilled first, and in this case, 0.05 m
It has a diameter of about mφ to 0.2 mmφ. Initially, the thickness of the five unfired ceramic green sheets was 1.0 mm, but after firing, it was about 0.8 mm. The size of each unfired ceramic green sheet is about 80 mm × 80 mm × 0.2 mmt, and the size of the fired ceramic multilayer substrate is about 80 mm × about 80 mm × about 0.8 mmt. It is.

【0035】図2(g)は、半導体集積回路20の電極
端子21(バンプ)を介して、焼成されたセラミック多
層基板19の導体電極18とを実装する図である。図2
(g)において、19は焼成された金属ベース付きセラ
ミック多層基板であり、13は印刷回路配線及び印刷回
路部品、14aは焼成後のセラミック多層基板、16は
金属ベース、17は接着ガラス、18は突出した電極、
20は半導体集積回路、21は半導体集積回路の電極端
子である。
FIG. 2 (g) is a view of mounting the fired conductor electrodes 18 of the ceramic multilayer substrate 19 via the electrode terminals 21 (bumps) of the semiconductor integrated circuit 20. FIG.
In (g), 19 is a fired ceramic multilayer substrate with a metal base, 13 is a printed circuit wiring and printed circuit component, 14a is a fired ceramic multilayer substrate, 16 is a metal base, 17 is an adhesive glass, and 18 is an adhesive glass. Protruding electrodes,
Reference numeral 20 denotes a semiconductor integrated circuit, and 21 denotes an electrode terminal of the semiconductor integrated circuit.

【0036】セラミック多層基板の表面に突出した導体
電極18の形状は目的に応じて、円柱状、台形状、半球
状またはそれに相似の形状などが選ばれる。
The shape of the conductor electrode 18 protruding from the surface of the ceramic multilayer substrate is selected from a columnar shape, a trapezoidal shape, a hemispherical shape or a shape similar thereto, depending on the purpose.

【0037】さらに、本発明の一実施の形態よりなる別
の例を説明する。図2で説明したセラミック多層基板の
導体パターンの形成において、セラミックグリーンシー
トの印刷回路配線及び印刷回路部品の導電体インク
(2)の材料を下記のものを用いたもので、これを図3
に示す。
Further, another example according to an embodiment of the present invention will be described. In the formation of the conductor pattern of the ceramic multilayer substrate described with reference to FIG. 2, the material of the conductive ink (2) of the printed circuit wiring and the printed circuit component of the ceramic green sheet is as shown in FIG.
Shown in

【0038】導電体インク(2)の材料は、 A2:銀粉体 45〜65%、 B2:焼結用鉛ガラス 10〜30%、であり、残り
はレジン、溶剤類を合わせ100重量%としたものを用
いる。但し、ここで用いた焼結用鉛ガラスは以下の組成
である。
The material of the conductive ink (2) is A2: 45 to 65% of silver powder, B2: 10 to 30% of lead glass for sintering, and the rest is 100% by weight including resin and solvents. Use what was done. However, the lead glass for sintering used here has the following composition.

【0039】 a1:酸化鉛 40〜60%、 b1:酸化珪素 30〜50%、 c1:アルミナ 1〜20%、である。A1: 40 to 60% of lead oxide, b1: 30 to 50% of silicon oxide, c1: 1 to 20% of alumina.

【0040】図3(a)は、導電体インク(2)を用い
て形成された導体パターン22である。導体柱15は前
記導電体インク(1)を用いたものである。また、13
は印刷回路配線及び印刷回路部品、14は未焼成のセラ
ミック積層体、15は積層によりそれぞれが接触して連
続体となった導電体インクの棒、16は金属ベース、1
7は接着ガラス、である。
FIG. 3A shows a conductor pattern 22 formed by using the conductor ink (2). The conductor pillar 15 uses the conductor ink (1). Also, 13
Denotes printed circuit wiring and printed circuit components; 14 denotes an unfired ceramic laminate; 15 denotes a conductive ink rod which has been brought into contact by lamination to form a continuous body; 16 denotes a metal base;
7 is an adhesive glass.

【0041】図3(b)は、図3(a)に示した金属ベ
ース付きのセラミックグリーンシートの積層体14をピ
ーク温度800〜950°C前後で焼成したもので、1
4aは焼成後のセラミック多層基板である。図3(b)
において、19は焼成された金属ベース付きセラミック
多層基板であり、13は印刷回路配線及び印刷回路部
品、14aは焼成後のセラミック多層基板、16は金属
ベース、17は接着ガラス、18は突出した電極、22
はセラミック基板上の導体パターンである。
FIG. 3 (b) shows a laminate 14 of the ceramic green sheet with a metal base shown in FIG. 3 (a), which was fired at a peak temperature of about 800 to 950 ° C.
Reference numeral 4a denotes a fired ceramic multilayer substrate. FIG. 3 (b)
In the figure, 19 is a fired ceramic multilayer substrate with a metal base, 13 is a printed circuit wiring and printed circuit components, 14a is a fired ceramic multilayer substrate, 16 is a metal base, 17 is an adhesive glass, and 18 is a protruding electrode. , 22
Is a conductor pattern on the ceramic substrate.

【0042】このように、セラミックグリーンシートの
印刷回路配線及び印刷回路部品の導電体インク(2)の
材料を前記導電体インク(1)と材料組成の異なるもの
とし、同一セラミックグリーンシートの異なる領域に用
いることにより、1枚当たり(1層当たり)厚さ0.2
mmのセラミックグリーンシートを5層積層して用いた
場合、セラミック多層基板14の表面に突出した高さ
は、導電体インク(1)では約80〜160μmとな
り、導電体インク(2)では約10〜70μmとなっ
た。また、1枚当たりのセラミックグリーンシートの厚
さは、0.1〜0.3mm程度であり、目的に応じて3
層〜10層を積層して、セラミック多層基板14が作ら
れる。
As described above, the material of the conductive ink (2) of the printed circuit wiring and printed circuit parts of the ceramic green sheet is different from that of the conductive ink (1) in material composition, and different regions of the same ceramic green sheet are used. Thickness per one (per layer) 0.2
When five layers of ceramic green sheets each having a thickness of 5 mm are used, the height protruding from the surface of the ceramic multilayer substrate 14 is about 80 to 160 μm for the conductive ink (1) and about 10 to 10 μm for the conductive ink (2). 7070 μm. The thickness of the ceramic green sheet per sheet is about 0.1 to 0.3 mm.
The multilayer ceramic substrate 14 is formed by laminating the layers 10 to 10.

【0043】導電体インク(1)によって形成される突
出した電極18の外形形状は、円柱状、台形状、半球状
またはそれに相似の形状など、それぞれの使用目的によ
って選択される。
The outer shape of the protruding electrode 18 formed by the conductive ink (1) is selected according to the purpose of use, such as a column, a trapezoid, a hemisphere or a shape similar thereto.

【0044】図2(a)〜図2(g)を用いて説明した
ように、本発明によるセラミック多層基板の製造方法
は、(1)上記主ガラスと副ガラスを用いて、ガラス・
セラミック系のセラミックグリーンシート(厚さ0.0
5mmから0.3mm)を製造する工程、(2)セラミ
ックグリーンシートに、パンチング等を用いて穿孔し、
この穿孔中に、ビア(穴)導体用のインク(ビア導体イ
ンク)(1)12をメタルマスクを用いた印刷法で埋め
込む工程、(3)ビア(穴)導体用のインク12及び所
定の印刷回路配線及び印刷回路部品を持つ5枚のセラミ
ックグリーンシート10を乾燥させ、積層し、100°
C、1〜1.2kg/mm2の圧力で圧着して積層体1
4を形成する工程、(4)前記積層体14に、金属ベー
スを取り付ける工程、(5)金属ベース付きのセラミッ
クグリーンシートの積層体14をピーク温度800〜9
50°C前後で焼成する工程、である。
As described with reference to FIGS. 2A to 2G, the method for manufacturing a ceramic multilayer substrate according to the present invention includes the following steps:
Ceramic ceramic green sheet (thickness 0.0
(5 mm to 0.3 mm), (2) punching a ceramic green sheet using punching or the like,
During the perforation, a step of embedding a via (hole) conductor ink (via conductor ink) (1) 12 by a printing method using a metal mask, (3) a via (hole) conductor ink 12 and a predetermined printing 5 ceramic green sheets 10 having circuit wiring and printed circuit parts are dried, laminated, and 100 °
C, laminate 1 by pressure bonding at a pressure of 1 to 1.2 kg / mm 2
(4) attaching a metal base to the laminate 14; (5) applying a ceramic green sheet laminate 14 with a metal base to a peak temperature of 800-9.
Firing at around 50 ° C.

【0045】また、上記のセラミック多層基板の製造方
法に加えて、セラミックグリーンシートの印刷回路配線
及び印刷回路部品の導電体インク(2)の材料を前記導
電体インク(1)と材料組成の異なるものとし、同一セ
ラミックグリーンシートの異なる領域に用いることによ
り、セラミック多層基板14の表面に突出した高さの異
なる導体電極やバンプ電極などを作る工程も含ますこと
ができる。
Further, in addition to the above-described method for manufacturing a ceramic multilayer substrate, the material of the conductive ink (2) for the printed circuit wiring and printed circuit components of the ceramic green sheet is different from that of the conductive ink (1) in material composition. By using the same in different regions of the same ceramic green sheet, a step of forming conductor electrodes and bump electrodes having different heights protruding from the surface of the ceramic multilayer substrate 14 can be included.

【0046】図1は、本発明の一実施の形態よりなるセ
ラミック多層基板の略断面図であり、上述の図2及び図
3によって製造される。図1において、19は焼成され
た金属ベース付きセラミック多層基板であり、13はセ
ラミックグリーンシート10上の印刷回路配線及び印刷
回路部品、14aはセラミックグリーンシートを積層し
圧着し積層体を焼成したセラミック多層基板、16は金
属ベース、17は接着ガラス、18は焼成後のセラミッ
ク多層基板の表面に突出した導体電極1、22は導電体
インク(2)を用いて形成された導体パターンである。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a ceramic multilayer substrate according to an embodiment of the present invention, which is manufactured by the above-described FIGS. In FIG. 1, reference numeral 19 denotes a fired ceramic multilayer substrate with a metal base, 13 denotes printed circuit wiring and printed circuit components on a ceramic green sheet 10, and 14a denotes a ceramic obtained by laminating ceramic green sheets, pressing and laminating the laminated body. A multilayer substrate, 16 is a metal base, 17 is an adhesive glass, 18 is a conductor pattern protruding from the surface of the fired ceramic multilayer substrate, and 22 are conductor patterns formed by using a conductive ink (2).

【0047】本発明は、要約すれば、印刷回路配線及び
印刷回路部品及びスルーホール(ビアホール)等を有す
るセラミックグリーンシートを積層し圧着した積層体を
焼成して成るセラミック多層基板において、該セラミッ
クグリーンシートの焼成後の厚さ方向の収縮量を、該セ
ラミックグリーンシートに充填した導電体インクの焼成
後の厚さ方向の収縮量より大きく設定するところの該セ
ラミックグリーンシートの材料及び該導電体インクの材
料を選定し、該セラミック多層基板の表面に突出した導
体電極を形成することを特徴としている。
In summary, the present invention relates to a ceramic multi-layer substrate formed by laminating ceramic green sheets having printed circuit wiring and printed circuit components, through holes (via holes) and the like, and sintering the laminate to obtain a ceramic green sheet. The material of the ceramic green sheet and the conductive ink, wherein the shrinkage in the thickness direction after firing of the sheet is set to be larger than the shrinkage in the thickness direction after firing of the conductive ink filled in the ceramic green sheet. The material is selected to form a protruding conductor electrode on the surface of the ceramic multilayer substrate.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1記載セ
ラミック多層基板によれば、印刷回路配線及び印刷回路
部品及びスルーホール等を有するセラミックグリーンシ
ートを積層し圧着した積層体を焼成して成るセラミック
多層基板であり、該セラミックグリーンシートの焼成後
の厚さ方向の収縮量を、該セラミックグリーンシートに
充填した導電体インクの焼成後の厚さ方向の収縮量より
大きく設定するところの該セラミックグリーンシートの
材料及び該導電体インクの材料を選定し、該セラミック
多層基板の表面に突出した導体電極を形成することを特
徴とするものであり、製造プロセス面で新たに何らの追
加工程を加えることなく、所望の突出形状を有する導体
電極を得ることができる。
As described above, according to the ceramic multilayer substrate of the first aspect of the present invention, a ceramic green sheet having printed circuit wiring and printed circuit components, a through hole, and the like is laminated and pressed, and the laminated body is fired. Wherein the shrinkage of the ceramic green sheet in the thickness direction after firing is set to be greater than the shrinkage of the conductive ink filled in the ceramic green sheet in the thickness direction after firing. It is characterized in that the material of the ceramic green sheet and the material of the conductive ink are selected, and a protruding conductor electrode is formed on the surface of the ceramic multilayer substrate. A conductor electrode having a desired protruding shape can be obtained without adding a conductor.

【0049】また、本発明の請求項2記載セラミック多
層基板によれば、前記セラミックグリーンシートを金属
ベース上に積層し圧着した積層体を共焼してなることを
特徴とするものであり、焼成による平面方向への収縮量
をほとんど無くすることができ、セラミック多層基板板
に形成する素子の形状や回路定数の精度を高めることが
できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the ceramic multi-layer substrate, wherein the ceramic green sheets are laminated on a metal base, and a laminated body obtained by pressing the green sheets is co-fired. The amount of contraction in the plane direction due to the above can be almost eliminated, and the accuracy of the shape and circuit constant of the element formed on the ceramic multilayer substrate can be improved.

【0050】また、本発明の請求項3記載セラミック多
層基板によれば、前記導電体インク(1)の材料を下記
のものとすることを特徴とするものであり、導電体イン
クの材料を特定し、選定するだけで、所望の突出形状を
有する導体電極を得ることができる。
According to a third aspect of the present invention, the material of the conductive ink (1) is as follows, and the material of the conductive ink is specified. Then, a conductor electrode having a desired protruding shape can be obtained only by selecting.

【0051】A1:銀粉体 60〜70重量
%、 B1:焼結用鉛ガラス 5〜15重量%、 C1:フォレステライト 1〜 5重量%、 D1:コーデライト 1〜 5重量%、であり、
残りはレジン、溶剤類を合わせて100重量%としたも
のを用いる。但し、ここで用いた焼結用鉛ガラスの材料
は、 a1:酸化鉛 40〜60重量%、 b1:酸化珪素 30〜50重量%、 c1:アルミナ 1〜20重量%、である。
A1: 60 to 70% by weight of silver powder, B1: 5 to 15% by weight of lead glass for sintering, C1: 1 to 5% by weight of foresterite, D1: 1 to 5% by weight of cordierite,
The remainder is made up of 100% by weight of resin and solvents. However, the materials of the lead glass for sintering used here are: a1: 40 to 60% by weight of lead oxide, b1: 30 to 50% by weight of silicon oxide, c1: 1 to 20% by weight of alumina.

【0052】また、本発明の請求項4記載セラミック多
層基板によれば、前記セラミックグリーンシートの印刷
回路配線及び印刷回路部品の導電体インク(2)の材料
を下記のものとし、且つ前記導電体インク(1)と共に
材料組成の異なる導電体インク(2)を同一セラミック
グリーンシートの異なる領域に用い、該セラミック多層
基板の表面に突出した高さの異なる導体電極を形成する
ことを特徴とするものであり、突出の必要な電極部のみ
を任意に突出させることができ、不必要な電極が突出す
ることによる副次的な不具合(例えば、電極の短絡な
ど)を防止することができる。また、バンプ用の突出し
た導体電極と回路配線等の導体パターンとを同一セラミ
ック多層基板上に目的に従って任意に配設するができ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, the material of the conductive ink (2) for the printed circuit wiring and printed circuit components of the ceramic green sheet is as follows, and The invention is characterized in that conductive inks (2) having different material compositions are used in different regions of the same ceramic green sheet together with the ink (1), and conductive electrodes having different heights projecting from the surface of the ceramic multilayer substrate are formed. In addition, only the electrode portions that need to be protruded can be arbitrarily protruded, and a secondary problem (for example, short-circuiting of the electrodes) due to unnecessary electrode protruding can be prevented. Also, the protruding conductor electrodes for bumps and the conductor patterns such as circuit wiring can be arbitrarily arranged on the same ceramic multilayer substrate according to the purpose.

【0053】 A2:銀粉体 45〜65重量%、 B2:焼結用鉛ガラス 10〜30重量%、 残りはレジン、溶剤類を合わせ100重量%としたもの
を用いる。但し、ここで用いた焼結用鉛ガラスは以下の
組成である。
A2: 45 to 65% by weight of silver powder; B2: 10 to 30% by weight of lead glass for sintering; However, the lead glass for sintering used here has the following composition.

【0054】 a1:酸化鉛 40〜60重量%、 b1:酸化珪素 30〜50重量%、 c1:アルミナ 1〜20重量%。A1: 40 to 60% by weight of lead oxide, b1: 30 to 50% by weight of silicon oxide, c1: 1 to 20% by weight of alumina.

【0055】また、本発明の請求項5記載セラミック多
層基板によれば、前記セラミック多層基板の表面に突出
した前記導体電極の形状が円柱状、台形状、半球状また
はそれに相似の形状をしていることを特徴とするもので
あり、従来のバンプに近似した理想的な形状を使用する
ことができる。
According to the ceramic multilayer substrate of the present invention, the shape of the conductor electrode protruding from the surface of the ceramic multilayer substrate is a column, a trapezoid, a hemisphere or a shape similar thereto. And an ideal shape similar to a conventional bump can be used.

【0056】さらに、本発明の請求項6記載セラミック
多層基板の製造方法によれば、(1)ガラス・セラミッ
ク系のセラミックグリーンシートを製造する工程、
(2)セラミックグリーンシートに、パンチング等を用
いて穿孔(ビアホール)し、この穿孔中に、ビア導体用
のインクを埋め込む工程、(3)ビア導体用のインク及
び所定の印刷回路配線及び印刷回路部品を持つ該セラミ
ックグリーンシートを乾燥させ、積層し、圧着して積層
体を形成する工程、(4)該積層体に、金属ベースを取
り付ける工程、(5)該金属ベース付きのセラミックグ
リーンシートの積層体を焼成する工程、を含むことを特
徴とするものであり、従来の製造プロセスに新たに何ら
追加工程を加えることなくセラミック多層基板の製造方
法であり、経済的である。
Further, according to the method of manufacturing a ceramic multilayer substrate according to the sixth aspect of the present invention, (1) a step of manufacturing a glass-ceramic ceramic green sheet;
(2) a step of perforating (via holes) in a ceramic green sheet using punching or the like, and embedding ink for via conductors in the perforations; (3) ink for via conductors and predetermined printed circuit wiring and printed circuit Drying the ceramic green sheets having parts, laminating and pressing to form a laminate, (4) attaching a metal base to the laminate, and (5) forming a ceramic green sheet with the metal base. The method includes a step of firing the laminated body, and is a method of manufacturing a ceramic multilayer substrate without adding any additional step to a conventional manufacturing process, and is economical.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態よりなるセラミック多層
基板の略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a ceramic multilayer substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態よりなるバンプ付セラミ
ック多層配線板の構造及びその製造方法を説明する図で
あり、(a)はセラミックグリーンシートを製造する工
程を説明する図であり、(b)セラミックグリーンシー
トの穿孔中に、ビア(穴)導体用のインク(ビア導体イ
ンク)を埋め込む工程を説明する図であり、(c)はビ
ア導体用のインク及び必要な印刷回路配線及び印刷回路
部品を持つセラミックグリーンシートを乾燥させ、積層
する構成を説明する図であり、(d)は前記セラミック
グリーンシートを圧着して積層体を製造する工程を説明
する図であり、(e)は前記積層体に、金属ベースを取
り付ける工程製造する工程を説明する図であり、(f)
は金属ベース付きのセラミックグリーンシートの積層体
を焼成し、セラミック多層基板を製造する工程を説明す
る図であり、(g)半導体集積回路20の電極端子(バ
ンプ)を介して、焼成されたセラミック多層基板の導体
電極とを実装する工程を説明する図である。
2A and 2B are diagrams illustrating a structure of a ceramic multilayer wiring board with bumps according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same, and FIG. 2A is a diagram illustrating a process of manufacturing a ceramic green sheet; FIG. 3B is a diagram illustrating a step of embedding a via (hole) conductor ink (via conductor ink) during perforation of the ceramic green sheet, and FIG. 4C is a diagram illustrating the via conductor ink and necessary printed circuit wiring and It is a figure explaining the composition which dries and laminates the ceramic green sheet which has a printed circuit part, and (d) is a figure explaining the process of pressing a ceramic green sheet and manufacturing a layered product, and (e). FIG. 4F is a diagram illustrating a process of manufacturing a process of attaching a metal base to the laminate, and FIG.
FIG. 3 is a view for explaining a process of manufacturing a ceramic multilayer substrate by firing a laminate of ceramic green sheets with a metal base, and (g) firing the fired ceramic via electrode terminals (bumps) of the semiconductor integrated circuit 20. It is a figure explaining a process of mounting a conductor electrode of a multilayer board.

【図3】本発明の一実施の形態よりなる別の例のセラミ
ック多層基板を製造することを説明する略断面図であ
り、(a)はビア導体用のインク及び必要な印刷回路配
線及び印刷回路部品を持つセラミックグリーンシートを
乾燥させ、積層する構成を説明する図であり、(b)は
金属ベース付きのセラミックグリーンシートの積層体を
焼成し、セラミック多層基板を製造する工程を説明する
図である。
3A and 3B are schematic cross-sectional views for explaining another example of manufacturing a ceramic multilayer substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is an illustration of ink for via conductors and necessary printed circuit wiring and printing. It is a figure explaining the composition which dries and laminates the ceramic green sheet which has a circuit component, and (b) is a figure explaining the process of baking the laminated body of the ceramic green sheet with a metal base, and manufacturing a ceramic multilayer substrate. It is.

【図4】従来例の多層、共焼によるセラミック・オン金
属回路基板セラミックの略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional ceramic-on-metal circuit board ceramic obtained by multi-layer and co-firing.

【図5】従来例の電子部品実装用セラミック多層基板及
びその製造方法多層セラミック基板及び実装に関する略
断面図であり、(a)は樹脂シートに貫通する穴をあ
け、Ag−Pd電極ペーストを充填し、電極62を形成
する工程を説明するる図であり、(b)はスルーホール
及び内部導体パターンが形成されたセラミックグリーン
シートを樹脂シートと共に積層した後、圧着して積層体
を形成する工程を説明するる図であり、(c)は積層体
を焼成して一体形成されたセラミック多層基板を作る工
程を説明する図であり、(d)はセラミック多層基板に
半導体集積回路への実装を説明する図である。
5A and 5B are schematic cross-sectional views of a conventional ceramic multilayer substrate for mounting electronic components and a method for manufacturing the same; FIG. 5A is a schematic cross-sectional view illustrating a multilayer ceramic substrate and mounting; FIG. FIG. 7B is a view for explaining a step of forming an electrode 62, and FIG. 10B is a step of laminating a ceramic green sheet on which a through hole and an internal conductor pattern are formed together with a resin sheet, followed by pressing to form a laminate. (C) is a view for explaining a process of producing a ceramic multilayer substrate integrally formed by firing the laminate, and (d) is a diagram for mounting the ceramic multilayer substrate on a semiconductor integrated circuit. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セラミックグリーンシート 11 ビア導体用の穴 12 ビア(穴)導体用のインク(ビア導体インク) 13 印刷回路配線及び印刷回路部品 14 未焼成のセラミック積層体 14a 焼成後のセラミック多層基板 15 導電体インクよりなる導電体インクの棒(導体
柱) 16 金属ベース 17 接着ガラス 18 突出した電極 19 焼成された金属ベース付きセラミック多層基板 20 半導体集積回路 21 電極端子 22 導体パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ceramic green sheet 11 Hole for via conductor 12 Ink for via (hole) conductor (via conductor ink) 13 Printed circuit wiring and printed circuit parts 14 Unfired ceramic laminate 14a Ceramic multilayer substrate after fired 15 Conductive ink Conductor ink rod (conducting column) 16 Metal base 17 Adhesive glass 18 Protruding electrode 19 Ceramic multilayer substrate with fired metal base 20 Semiconductor integrated circuit 21 Electrode terminal 22 Conductor pattern

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 印刷回路配線及び印刷回路部品及びスル
ーホール(ビアホール)等を有するセラミックグリーン
シートを積層し圧着した積層体を焼成して成るセラミッ
ク多層基板において、該セラミックグリーンシートの焼
成後の厚さ方向の収縮量を、該セラミックグリーンシー
トに充填した導電体インクの焼成後の厚さ方向の収縮量
よりも大きく設定するところの該セラミックグリーンシ
ートの材料及び該導電体インクの材料を選定し、該セラ
ミック多層基板の表面に突出した導体電極を形成するこ
とを特徴とするセラミック多層基板。
1. A ceramic multi-layer substrate formed by laminating ceramic green sheets having printed circuit wiring and printed circuit components, through holes (via holes), etc., and pressing the laminated body, and firing the laminated ceramic green sheets. The material of the ceramic green sheet and the material of the conductive ink are set so that the contraction amount in the vertical direction is set to be larger than the contraction amount in the thickness direction after firing of the conductive ink filled in the ceramic green sheet. A ceramic multilayer substrate, wherein a protruding conductor electrode is formed on a surface of the ceramic multilayer substrate.
【請求項2】 請求項1記載のセラミック多層基板にお
いて、前記セラミックグリーンシートを金属ベース上に
積層し圧着した積層体を共焼してなることを特徴とする
セラミック多層基板。
2. The ceramic multilayer substrate according to claim 1, wherein said ceramic green sheets are laminated on a metal base, and a laminated body obtained by pressure bonding is co-fired.
【請求項3】 請求項2記載のセラミック多層基板にお
いて、前記導電体インク(1)の材料を下記のものとす
ることを特徴とするセラミック多層基板。 A1:銀粉体 60〜70重量%、 B1:焼結用鉛ガラス 5〜15重量%、 C1:フォレステライト 1〜 5重量%、 D1:コーデライト 1〜 5重量%、 残りはレジン、溶剤類を合わせて100重量%としたも
のを用いる。但し、ここで用いた焼結用鉛ガラスの材料
は、 a1:酸化鉛 40〜60重量%、 b1:酸化珪素 30〜50重量%、 c1:アルミナ 1〜20重量%。
3. The ceramic multilayer substrate according to claim 2, wherein the material of the conductive ink (1) is as follows. A1: 60 to 70% by weight of silver powder, B1: 5 to 15% by weight of lead glass for sintering, C1: 1 to 5% by weight of foresterite, D1: 1 to 5% by weight of cordierite, the balance being resin and solvents And 100% by weight. However, the materials of the lead glass for sintering used here are: a1: 40 to 60% by weight of lead oxide, b1: 30 to 50% by weight of silicon oxide, c1: 1 to 20% by weight of alumina.
【請求項4】 請求項3記載のセラミック多層基板にお
いて、前記セラミックグリーンシートの印刷回路配線及
び印刷回路部品の導電体インク(2)の材料を下記のも
のとし、且つ前記導電体インク(1)と共に材料組成の
異なる導電体インク(2)を同一セラミックグリーンシ
ートの異なる領域に用い、該セラミック多層基板の表面
に突出した高さの異なる導体電極を形成することを特徴
とするセラミック多層基板。 A2:銀粉体 45〜65重量%、 B2:焼結用鉛ガラス 10〜30重量%、であり、
残りはレジン、溶剤類を合わせ100重量%としたもの
を用いる。但し、ここで用いた焼結用鉛ガラスは以下の
組成である。 a1:酸化鉛 40〜60重量%、 b1:酸化珪素 30〜50重量%、 c1:アルミナ 1〜20重量%。
4. The ceramic multi-layer substrate according to claim 3, wherein a material of a conductive ink (2) for printed circuit wiring and printed circuit components of said ceramic green sheet is as follows, and said conductive ink (1): A ceramic multilayer substrate, wherein conductive inks having different material compositions are used for different regions of the same ceramic green sheet, and conductive electrodes having different heights are formed on the surface of the ceramic multilayer substrate. A2: 45 to 65% by weight of silver powder, B2: 10 to 30% by weight of lead glass for sintering,
The remainder is made up of a resin and solvents combined to make up to 100% by weight. However, the lead glass for sintering used here has the following composition. a1: 40 to 60% by weight of lead oxide, b1: 30 to 50% by weight of silicon oxide, c1: 1 to 20% by weight of alumina.
【請求項5】 請求項2記載のセラミック多層基板にお
いて、前記セラミック多層基板の表面に突出した前記導
体電極の形状が円柱状、台形状、半球状またはそれに相
似の形状をしていることを特徴とするセラミック多層基
板。
5. The ceramic multilayer substrate according to claim 2, wherein the shape of the conductor electrode protruding from the surface of the ceramic multilayer substrate is cylindrical, trapezoidal, hemispherical, or similar. Ceramic multilayer substrate.
【請求項6】 (1)ガラス・セラミック系のセラミッ
クグリーンシートを製造する工程、(2)セラミックグ
リーンシートに、パンチング等を用いて穿孔(ビアホー
ル)し、この穿孔中に、ビア導体用のインクを埋め込む
工程、(3)ビア導体用のインク及び所定の印刷回路配
線及び印刷回路部品を持つ該セラミックグリーンシート
を乾燥させ、積層し、圧着して積層体を形成する工程、
(4)該積層体に、金属ベースを取り付ける工程、
(5)該金属ベース付きのセラミックグリーンシートの
積層体を焼成する工程、を含むことを特徴とするセラミ
ック多層基板の製造方法。
6. A step of manufacturing (1) a glass / ceramic ceramic green sheet, and (2) a perforation (via hole) in the ceramic green sheet by punching or the like, and an ink for a via conductor is formed in the perforation. (3) a step of drying, laminating and pressing the ceramic green sheet having via conductor ink and predetermined printed circuit wiring and printed circuit components to form a laminate,
(4) attaching a metal base to the laminate;
And (5) firing the laminate of ceramic green sheets with the metal base.
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