JPS6012793A

JPS6012793A - セラミツク多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JPS6012793A
Application number: JP11806583A
Authority: JP
Inventors: 菊池　紀實; 江上　春利; 柳沢　俊郎; 市森　栄吉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-01-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はセラミック多層配線基板の製造方法に関し、更
に詳しくは電子回路等に用いられるセラミック多層配線
基板の製造方法に関する。

〔発゛明の技術的背景とその問題点〕

最近の電子機器は、あらゆる分野においてｌ」＼型軽量
化とともに高信頼性が要求されており、該機器に用いら
ｊ、ている各部材についてもその要求に応じ高密度化さ
れてきている。例えに、高密度実装回路基板としては、
一つの基板内に多層配線化されたセラミック多層配線基
板が用いられている。

セラミック多層配線基板の製造方法は、主に印刷多層法
とｆｉ１ｍ多層法とに大別される。各製造方法を、最も
汎用度の高いアルミナ質多層配線基板を作成する場合に
ついて、以下に説明する。

印刷多層法は従来、次のようにして製造されていた。す
なわち、まず、アルミナ質の無機側斜の原料を所定部−
に秤量した後、これを一定の粒径・粒区分布になるよう
に粉砕・混合する。次に、得られた混合粉末にバインダ
ー、可塑剤等を、それぞれ所定世添加した後、混練し、
混線物を脱泡してスリップをＦｊｌ’ｉｌ　Ｍする。そ
の後、このスリップにドクターグレード法を適用して、
キャリヤフィルム上に所定の厚さで塗布し、これを順次
、ドクターブレード装散の乾燥部を通過せしめて溶剤等
を飛散せしめ、生シート、いわゆるグリーンシート（未
焼成シート）を作成する。次いで、得ら九たグリーンシ
ート上にタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等か
らなる導体ペーストを印刷して導体パターンを形成し、
しかる後、該導体ノやターン上の所定個所を除く全面に
アルミナ等の絶縁ペーストを印刷する。この際、導体及
び絶縁ペーストはいずれも基板ノ９ターン内に印刷され
る。再び、同様の導電層及び絶縁層の形成操作を、導体
１？ターンが上下層に亘りスルーホールを介して接続す
るように繰返して、多層化構造とする。

一方、積層多層法は、予めスルーホールが設けられたグ
リーンシートに導体ペーストを１回のみ印刷し、このグ
リーンシートを数層重ねることにより、導体ペーストが
充填さｎたスルーホールを介して上下導通が図られた多
層配置！ｉ！基板を製造するものである。

いずれの多層法の場合でも、次に基板を所定形状に分割
し、これを一枚ずつ弱逗元性雰凹気中で焼成する。しか
る後、焼成さｎた基板の導体表面にニッケル（Ｎｉ）等
の金属をメッキし、必要に応じリードフレームをつける
。更に、金（Ａｕ）メッキを施し、基板のダイノぐット
上にＩＣ又はＲＣをマウントした後、ワイヤポンディン
グすることにより、多ルｊ配朽基板が製造される。

以上の方法によって得られる小型の珂い基板にあっては
次のような問題点があった。第１に、焼成過柱において
基板が大きく反ってしまうことである。例えは、第１図
に示した状態となる。図中、１はグリーンシート、２は
ダイポンディングパッドである。すなわち、従来は、焼
成後の基板厚が１　ａｍ以上で纏れば、許容範囲内の１
００μｍ７１インチ（２５＝４　ｎａ　）程度迄、比較
的ｆｆｌ単に歩留りよく芙現できたのであるが、０．５
調程度の基板厚で１００μｍ７１インチ以下の反シに歩
留シよ〈製造することはできなかった。焼成後の基板の
反９が大きい場合は、ＩＣ等のチツｆ部品の自動マウン
ト及びワイヤポンディング等が不可能となり、不良基板
が得られることになる。

第２に、基板を製造するにはセラミックを焼成しなけ九
ばならないのであるが、焼成前後におけるセラミックの
収縮率が通常１０〜２０チと太きいため、焼成後の個々
の基板間における反フのバラツキが許容範囲の２０ｑｂ
をはるかに上回ってしまうという問題があった。これは
、第１の問題と同様に、不良基板を製造することに結が
る。

第３に、基板を得る迄の工程数が多いという問題があっ
た。すなわち、基板を所定形状に打抜いた後、これにＮ
ｉ等の金九メッキを施すのであるが、焼成前のセラミッ
ク基板を打抜く際に生じる切シ屑を丹念に除去しておか
ないと良好なメッキ処理を施せなかった。また、基板を
一枚ずつ焼成しなけれはならないという手間を要した。

〔発明の目的〕

本発明は、印刷多層法において、反υが小さく、かつ焼
成後における基板間の反りのバラツキが頷チ以内で、し
かも基板を得る迄の工程数が少ないセラミック多層配線
基板の製造方法’を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、複数個の基板パターンを肩するグリーンシー
ト上に海鼠ペースト及び絶縁ペーストを順次印刷するセ
ラミック多倍前約基板の製造方法において、基板ノやタ
ーンよりも外側の部分にまで絶縁ペーストを印刷し、次
いで該グリーンシートを焼成した後、基板パターンの外
形線に沿って各基板を分割することを特徴とする。

すなわち、本発明の特徴は、第１に絶縁ペーストを基板
パターンよシも外側の部分にまで印刷すること、第２に
基板の分割を焼成後に行うことである。

以下、本発明を更に詳Ｊ（ｆｌに説明する。

本発明の製造方法社上記した／Ｉ：Ｊａを除き、全て従
来と同一である。以下、工程順に本発明を説す」する。

まず、常法に従い、アルミナ粉末などの所定粒径のセラ
ミック粉末を主成分とする絶縁粉末を常用のバインダー
、可塑剤及び溶剤等とともに十分混線してスリップを得
、しかる後、例えはドクターブレード法を適用してグリ
ーンシートを作成する。次に、得られたグリーンシート
の複数個（２以上でろれば上限り問わない）の基板パタ
ーン内に所定の導電ペーストを印刷し、しかる後、該基
板ＡＩエタノン内側全面（但し、スルーホール部を除く
）と外側に一体的に絶縁ペーストを印刷する、この操作
を数回繰返し、導電層及び絶縁層が父互に積層された多
層配線ノぐターンを形成する。なお、各絶縁層は、全て
の層につき絶縁ペーストが基板パターンの外側に壕で同
一面積で印刷されていることが好ましいが、これに格別
限定されず、例えば１層のみが基板パターンの外側にま
で形成されていてもよい。また、絶縁ペーストは、少く
とも基板パターンの外形線よル外側に印刷されてい九ば
差支えないが、例えばグリーンシートの厚さが１．０〜
１．５１＋ＩＩＩ＋である場合は、外形線よシも５咽以
上外側にまで印刷されていることが好ましい。グリーン
シートがそれ以上厚くなる場合は、一般に反シが少くな
るため、徐々に外側に印刷する面積を減少することがで
きる。

次に、配線パターンが形成さノｔだグリーンシートを弱
還元性雰囲気中で焼成する。焼成は、例えば、水素１０
〜２０容量チ、窒素８０〜９０容量チの弱還元′訃界囲
気中、１４００〜１６００℃で行う。焼成後に得られる
基板の概略図を第２図に示した。ト１中、１はグリーン
シート、３は基板パターン、４は絶縁層である。本発明
においては、焼成後であっても、絶縁ペーストを印刷し
た絶縁層４は平坦であり、その外周部において反りが生
じるのみである。

次いで、該基板を基板パターンに沿ってレーザー等の公
知手段により切断又は打抜く。しかる後、各基板に金属
メッキを施し、ＩＣ等をマウント後、ワイヤボンディン
グすることにより、多層配線基板が製造される。

なお、第２図では、各基板パターン３の間に間隔を開け
て印刷しているが、９枚の基板ノ臂。ターン３を相互に
接ｆ独させて印刷しても同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によｎ、は、１祁厚以下の基板でめっても、１０
０μｍｌ　１インチ以下の許容範囲内に反りを抑えるこ
とができ、歩留夛のよい多層配線基板の製造が可能とな
る。また、個々の基板間における反シのバラツキを２０
％以内とすることができる。

その結果、ＩＣ等のチップ部品の自動マ☆ント及びワイ
ヤポンディング等を精度良〈実施すること−が可能とな
る。更に、本発明では、焼成後の基板　、を個々の基板
パターンに切断するため、焼成前の柔軟な基板を切断す
る場合と異なシ、切シ屑はほとんど生じることがなく、
しかも、基板を一枚づつ焼成する必要もない。その結果
、工程数の省略及び操作の簡素化が図れる。

〔発明の実施例〕

実施例酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２）　９２重量％、無水ケ
イ酸（８１０２）　５重量％、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）１．５重量％及び酸化カルシウム（ＣａＯ）　１．
５重量％をそれぞれ秤量し、振動ミルによって平均粒径
が１．６μｍとなるように粉砕・混合した後、乾燥した
。

次に、この混合粉末の一部に、アルミナ粉末１００重量
部、トリクロロエチレン２０重量部、ｎ−ブタノール１
０重量部、テトラクロロエチレン８重量部、ポリビニル
ブチラール５重量部及びトリノチルホスフエー）　（Ｔ
ＢＰ）２重量部のバインダー、可塑剤及び溶剤を添加し
、脱泡機を用いてスリップを調製した３、このスリップ
にドクターブレード法を適用して、厚さ０．５咽のグリ
ーンシートを得た。しかる後、とわ、を１１０Ｘ８０ｍ
ｍに切断し、ｉπ２図に示したグリーンシート１とした
。

次いで、グリーンシート１上のそれぞれ２０×１５閾の
９イ同の基板パターン２内に、スクリーン印刷４．Ｆ、
Ｉを用いてタングステン（Ｗ）系導電ペーストを印刷し
た。しかる後、各基板パターン３よシも広く、前す己グ
リーンシートと同一成分の絶縁ペーストを印刷した。更
に、その上に、導体及び絶縁ペーストの印刷を繰返し、
導体三層の多層配線基板を形成した。なお、各絶縁す中
には、上下尋体層を結ぶスルーホールが穿設されている
。次に、これを１５００℃の弱還元性焼成炉で焼成し、
第２図の如き焼成基板を得た。

この焼成基板の反シを、小板技研（株）製の万能形状測
定器（３Ｅ３Ｃ）を用いて測定したところ、１．５〜２
ｍであったが、各基板ノリーンに沿いレーザ分割して得
られた９枚の基板の平均の反ｐは、長さ２０ｔｗａ方向
では、平均５０μｍ、長さ１５調方向では平均４０μｍ
であった。すなわち、約７０μｍ／　１インチの反９で
ある。また、各基板の反りのバラツキ社、２０％以内で
あった。

比較例実施例と同様にして、グリーンシート上に多層印刷し、
基板パターンに沿い金型で外形切断した後、それぞれの
基板ごとに焼成した。

各焼成基板の平均の反りは、長さ２０＋ｅ＋及び１５■
方向で、１〜１．７鱈、すなわち１．３〜２．９■／１
インチであった。また、各基板のバラツキは、８０〜１
００％であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の多層配線基板製造方法によシ各基板を
焼成した場合の反りの状Ｈを示す多層配線基板の概略図
、ｇ２図は、本発明方法により焼成した場合の反りの状
態を示す各基板ツクターン分割前のグリーンシートの概
略図である。１・・・グリーンシート、２・・・ダイがンデイングパ
ッド、３・・・基板ノぐターン、４・・・絶縁層。

Claims

【特許請求の範囲】

複数個の基板ノ平ターンを有するグリーンシート上に導
電ペースト及び絶縁イーストを順次印刷するセラミック
多層配線基板の製造方法において、基板パターンよりも
外側の部分にまで絶縁ペーストを印刷し、次いで該グリ
ーンシートを焼成した後、基板グリーンの外形線に沿っ
て各基板を分割することを特徴とするセラミック多層配
線基板の製造方法。