KR102174577B1 - Ceramic wiring substrate, ceramic green sheet for ceramic wiring substrate, and glass ceramic powder for ceramic wiring substrate - Google Patents

Ceramic wiring substrate, ceramic green sheet for ceramic wiring substrate, and glass ceramic powder for ceramic wiring substrate Download PDF

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Abstract

세라믹 배선 기판(1)은 세라믹 기판(10)과 내부 도체(20)를 구비한다. 내부 도체(20)는 세라믹 기판(10) 내에 배치되어 있다. 세라믹 기판(10)이 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함한다. 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 제 2 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수보다 낮다. 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 제 1 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도보다 높다.The ceramic wiring board 1 includes a ceramic substrate 10 and an inner conductor 20. The inner conductor 20 is disposed in the ceramic substrate 10. The ceramic substrate 10 includes glass, a first ceramic filler, and a second ceramic filler. The coefficient of thermal expansion of the first ceramic filler in the temperature range of -40°C to +125°C is lower than that of the second ceramic filler in the temperature range of -40°C to +125°C. The three-point bending strength of the second ceramic filler is higher than that of the first ceramic filler.

Description

세라믹 배선 기판, 세라믹 배선 기판용 세라믹 그린 시트 및 세라믹 배선 기판용 유리 세라믹스 분말{CERAMIC WIRING SUBSTRATE, CERAMIC GREEN SHEET FOR CERAMIC WIRING SUBSTRATE, AND GLASS CERAMIC POWDER FOR CERAMIC WIRING SUBSTRATE}Ceramic wiring board, ceramic green sheet for ceramic wiring board, and glass ceramic powder for ceramic wiring board {CERAMIC WIRING SUBSTRATE, CERAMIC GREEN SHEET FOR CERAMIC WIRING SUBSTRATE, AND GLASS CERAMIC POWDER FOR CERAMIC WIRING SUBSTRATE}

본 발명은 세라믹 배선 기판, 세라믹 배선 기판용 세라믹 그린 시트 및 세라믹 배선 기판용 유리 세라믹스 분말에 관한 것이다.The present invention relates to a ceramic wiring board, a ceramic green sheet for a ceramic wiring board, and a glass ceramic powder for a ceramic wiring board.

종래 반도체 웨이퍼를 검사할 때에 반도체 웨이퍼 위에 프로브 카드를 배치하고, 프로브 카드를 통해 반도체 웨이퍼를 테스터에 전기적으로 접속하는 것이 이루어지고 있다.Conventionally, when inspecting a semiconductor wafer, a probe card is disposed on the semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is electrically connected to a tester through the probe card.

프로브 카드는 통상 반도체 웨이퍼에 접촉하는 테스트 헤드와, 테스터에 접속되는 프린트 세라믹 배선 기판과, 프린트 세라믹 배선 기판과 테스트 헤드를 접속하는 인터포저 기판이라고 불리는 세라믹 배선 기판을 갖고 있다.The probe card usually has a test head in contact with a semiconductor wafer, a printed ceramic wiring board connected to the tester, and a ceramic wiring board called an interposer board connecting the printed ceramic wiring board and the test head.

예를 들면, 특허문헌 1에는 저온 소성 가능한 세라믹 배선 기판으로서 유리를 포함하는 저온 소성 세라믹스로 이루어지는 세라믹 배선 기판이 기재되어 있다.For example, Patent Literature 1 discloses a ceramic wiring board made of low-temperature baking ceramics containing glass as a ceramic wiring board capable of low-temperature baking.

일본 특허공개 2009-074823호 공보Japanese Patent Publication No. 2009-074823

프린트 세라믹 배선 기판의 전극 패드 간 거리는 테스트 헤드에 있어서의 전극 패드 간 거리보다 크다. 인터포저 기판의 일방측의 주면에는 프린트 세라믹 배선 기판의 전극 패드에 대응한 전극 패드가 설치되어 있고, 타방측의 주면 위에는 테스트 헤드의 전극 패드에 대응한 전극 패드가 설치되어 있다. 그들 일방 주면측의 전극 패드와 타방 주면측의 전극 패드가 내부 도체에 의해 접속되어 있다. 따라서, 인터포저 기판에 있어서는 양쪽 주면의 전극 패드의 위치 정밀도가 높은 것이 중요해진다.The distance between the electrode pads on the printed ceramic wiring board is larger than the distance between the electrode pads in the test head. Electrode pads corresponding to the electrode pads of the printed ceramic wiring board are provided on one main surface of the interposer substrate, and electrode pads corresponding to the electrode pads of the test head are provided on the other main surface. The electrode pads on one main surface side and the electrode pads on the other main surface side are connected by an internal conductor. Therefore, in the interposer substrate, it becomes important that the positioning accuracy of the electrode pads on both main surfaces is high.

또한, 프로브 카드를 사용한 검사는, 예를 들면 -40℃~+125℃라는 넓은 온도 범위에서 행해진다. 이 때문에 검사 온도가 변화되었을 때에 인터포저 기판의 전극 패드 간 거리와 테스트 헤드나 프린트 세라믹 배선 기판 등의 전극 패드 간 거리의 사이에 차이가 나지 않도록 인터포저 기판의 열팽창 계수를 테스트 헤드나 프린트 세라믹 배선 기판의 열팽창 계수와 근사시키는 것이 바람직하다. 따라서, 인터포저 기판은 사용 환경에 맞춰서 열팽창 계수를 조절 가능한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, inspection using a probe card is performed in a wide temperature range of -40°C to +125°C, for example. For this reason, the coefficient of thermal expansion of the interposer board is determined so that there is no difference between the distance between the electrode pads of the interposer board and the distance between the electrode pads such as the test head or printed ceramic wiring board when the inspection temperature changes. It is desirable to approximate the coefficient of thermal expansion of the substrate. Therefore, it is preferable that the interposer substrate is made of a material capable of adjusting the coefficient of thermal expansion according to the use environment.

또한, 통상은 테스트 헤드의 열팽창 계수는 반도체 웨이퍼의 열팽창 계수와 근사하고 있다. 이 때문에, 인터포저 기판의 열팽창 계수를 반도체 웨이퍼의 열팽창 계수정도까지로 작게 하고 싶다는 요망도 있다.In addition, in general, the coefficient of thermal expansion of the test head is close to that of the semiconductor wafer. For this reason, there is also a desire to reduce the coefficient of thermal expansion of the interposer substrate to the degree of that of the semiconductor wafer.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 세라믹 배선 기판에서는 반도체 웨이퍼의 열팽창 계수만큼 낮은 열팽창 계수를 실현하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.However, in the ceramic wiring board described in Patent Document 1, there is a problem that it is difficult to realize a coefficient of thermal expansion as low as that of a semiconductor wafer.

또한, 인터포저 기판의 기계적 강도를 확보하고 싶다는 요망도 있다.There is also a desire to secure the mechanical strength of the interposer substrate.

본 발명의 주된 목적은 저온 소성 가능한 세라믹 배선 기판으로서, 열팽창 계수를 낮게 조절하는 것이 가능하며, 또한 기계적 강도가 높은 세라믹 배선 기판을 제공하는 것에 있다.The main object of the present invention is to provide a ceramic wiring board capable of low-temperature firing, which can control a low coefficient of thermal expansion and has high mechanical strength.

본 발명에 의한 세라믹 배선 기판은 세라믹 기판과, 내부 도체를 구비한다. 내부 도체는 세라믹 기판 내에 배치되어 있다. 세라믹 기판은 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함한다. 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 제 2 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수보다 낮다. 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 제 1 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도보다 높다.The ceramic wiring board according to the present invention includes a ceramic substrate and an inner conductor. The inner conductor is placed in the ceramic substrate. The ceramic substrate includes glass, a first ceramic filler and a second ceramic filler. The coefficient of thermal expansion of the first ceramic filler in the temperature range of -40°C to +125°C is lower than that of the second ceramic filler in the temperature range of -40°C to +125°C. The three-point bending strength of the second ceramic filler is higher than that of the first ceramic filler.

본 발명에 의한 세라믹 배선 기판에서는 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 -8~+5ppm/℃이며, 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 400~800㎫인 것이 바람직하다.In the ceramic wiring board according to the present invention, the coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the first ceramic filler is -8 to +5 ppm/°C, and the 3-point bending strength of the second ceramic filler is 400 to It is preferably 800 MPa.

본 발명에 의한 세라믹 배선 기판에서는 세라믹 기판은 3종 이상의 세라믹 필러를 포함하고, 제 1 세라믹 필러는 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수가 3종 이상의 세라믹 필러 중에서 가장 낮고, 제 2 세라믹 필러는 각 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도가 3종 이상의 세라믹 필러 중에서 가장 높은 것이 바람직하다.In the ceramic wiring board according to the present invention, the ceramic substrate includes three or more types of ceramic fillers, and the first ceramic filler has the lowest coefficient of thermal expansion in a temperature range of -40°C to +125°C among three or more types of ceramic fillers, The second ceramic filler preferably has the highest 3-point bending strength among three or more types of ceramic fillers.

본 발명에 의한 세라믹 배선 기판에서는 세라믹 기판은 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러로 이루어지는 것이 바람직하다.In the ceramic wiring board according to the present invention, the ceramic substrate is preferably made of glass, a first ceramic filler, and a second ceramic filler.

본 발명에 의한 세라믹 배선 기판에서는 제 1 세라믹 필러는 윌레마이트 필러이며, 제 2 세라믹 필러는 알루미나 필러인 것이 바람직하다.In the ceramic wiring board according to the present invention, it is preferable that the first ceramic filler is a willemite filler, and the second ceramic filler is an alumina filler.

본 발명에 의한 세라믹 배선 기판에서는 유리와 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러의 질량비(유리: 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러)는 30:70~65:35의 범위 내에 있고, 알루미나 필러와 윌레마이트 필러의 질량비(알루미나 필러: 윌레마이트 필러)는 20:80~60:40의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.In the ceramic wiring board according to the present invention, the mass ratio of the glass to the alumina filler and the willemite filler (glass: alumina filler and willemite filler) is in the range of 30:70 to 65:35, and the mass ratio of the alumina filler to the willemite filler ( The alumina filler: Willemite filler) is preferably in the range of 20:80 to 60:40.

윌레마이트 필러의 평균 입자 지름은 알루미나 필러의 평균 입자 지름보다 작은 것이 바람직하다.It is preferable that the average particle diameter of the willemite filler is smaller than the average particle diameter of the alumina filler.

유리는 붕규산 유리인 것이 바람직하다.It is preferable that the glass is a borosilicate glass.

유리는 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 60~80%, B2O3 10~30%, Li2O+Na2O+K2O 1~5% 및 MgO+CaO+SrO+BaO 0~20%를 포함하는 것이 바람직하다.Glass is a glass composition in terms of mass% SiO 2 60 to 80%, B 2 O 3 10 to 30%, Li 2 O+Na 2 O+K 2 O 1 to 5% and MgO+CaO+SrO+BaO 0 to 20 It is preferable to include %.

세라믹 기판의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 4ppm/℃ 이하인 것이 바람직하다.The thermal expansion coefficient of the ceramic substrate in the temperature range of -40°C to +125°C is preferably 4 ppm/°C or less.

본 발명에 의한 세라믹 배선 기판용 세라믹 그린 시트는 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함하고, 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 제 2 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수보다 낮고, 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 제 1 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도보다 높다.The ceramic green sheet for a ceramic wiring board according to the present invention includes glass, a first ceramic filler, and a second ceramic filler, and the coefficient of thermal expansion of the first ceramic filler in a temperature range of -40°C to +125°C is second It is lower than the coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the ceramic filler, and the three-point bending strength of the second ceramic filler is higher than the three-point bending strength of the first ceramic filler.

본 발명에 의한 세라믹 배선 기판용 유리 세라믹스 분말은 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함하고, 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 제 2 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수보다 낮고, 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 제 1 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도보다 높다.The glass ceramic powder for a ceramic wiring board according to the present invention includes glass, a first ceramic filler, and a second ceramic filler, and the coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the first ceramic filler is second It is lower than the coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the ceramic filler, and the three-point bending strength of the second ceramic filler is higher than the three-point bending strength of the first ceramic filler.

(발명의 효과)(Effects of the Invention)

본 발명에 의하면 저온 소성 가능한 세라믹 배선 기판으로서, 열팽창 계수를 낮게 조절하는 것이 가능하며, 또한 기계적 강도가 높은 세라믹 배선 기판을 제공할 수 있다.According to the present invention, as a ceramic wiring board capable of low-temperature firing, it is possible to provide a ceramic wiring board having a low coefficient of thermal expansion and high mechanical strength.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 세라믹 배선 기판의 모식적 단면도이다.
도 2는 세라믹 기판에 있어서의 유리와 필러의 질량비(유리의 질량 백분율)와 세라믹 배선 기판의 상대 밀도 및 기계적 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view of a ceramic wiring board according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a graph showing the relationship between the mass ratio of glass and filler (mass percentage of glass) in the ceramic substrate, the relative density of the ceramic wiring substrate, and mechanical strength.

이하, 본 발명을 실시한 바람직한 형태의 일례에 대해서 설명한다. 단, 하기 실시형태는 단순한 예시이다. 본 발명은 하기 실시형태에 조금도 한정되지 않는다.Hereinafter, an example of a preferred embodiment of the present invention will be described. However, the following embodiment is a mere illustration. The present invention is not limited at all to the following embodiments.

도 1은 본 실시형태에 의한 세라믹 배선 기판의 모식적 단면도이다. 도 1에 나타내어지는 세라믹 배선 기판(1)은 열팽창 계수가 작고, 또한 기계적 강도가 높은 것이 요구되는 세라믹 배선 기판 일반으로서 사용할 수 있다. 세라믹 배선 기판(1)은, 예를 들면 프로브 카드의 인터포저 기판으로서 사용할 수 있다. 1 is a schematic cross-sectional view of a ceramic wiring board according to the present embodiment. The ceramic wiring board 1 shown in Fig. 1 can be used as a general ceramic wiring board that is required to have a low coefficient of thermal expansion and high mechanical strength. The ceramic wiring board 1 can be used, for example, as an interposer substrate for a probe card.

세라믹 배선 기판(1)은 세라믹 기판(10)을 갖는다. 세라믹 기판(10)은 제 1 및 제 2 주면(10a, 10b)을 갖는다. 세라믹 기판(10)은 복수의 세라믹층(11)의 적층체에 의해 구성되어 있다.The ceramic wiring board 1 has a ceramic substrate 10. The ceramic substrate 10 has first and second main surfaces 10a and 10b. The ceramic substrate 10 is constituted by a laminate of a plurality of ceramic layers 11.

세라믹 기판(10)의 내부에는 복수의 내부 도체(20)가 배치되어 있다. 각각의 내부 도체(20)는 이웃하는 세라믹층(11) 사이에 위치하는 층간 전극(21)과, 세라믹층(11)을 관통하고 있고, 세라믹층(11)을 통해 세라믹층(11)의 적층 방향에 대향하고 있는 층간 전극(21)끼리를 접속하고 있는 비아 홀 전극(22)을 갖는다.A plurality of internal conductors 20 are disposed inside the ceramic substrate 10. Each inner conductor 20 passes through the interlayer electrode 21 positioned between the adjacent ceramic layers 11 and the ceramic layer 11, and the ceramic layer 11 is stacked through the ceramic layer 11 It has a via hole electrode 22 connecting the interlayer electrodes 21 facing each other in a direction.

복수의 내부 도체(20)는 세라믹 기판(10)의 제 1 주면(10a)과 제 2 주면(10b)에 걸쳐서 설치되어 있다. 내부 도체(20)의 제 1 주면(10a)측의 단부는 제 1 주면(10a) 위에 설치된 전극 패드(31)에 접속되어 있다. 내부 도체(20)의 제 2 주면(10b)측의 단부는 제 2 주면(10b) 위에 설치된 전극 패드(32)에 접속되어 있다.The plurality of internal conductors 20 are provided over the first main surface 10a and the second main surface 10b of the ceramic substrate 10. The end of the inner conductor 20 on the first main surface 10a side is connected to an electrode pad 31 provided on the first main surface 10a. The end of the inner conductor 20 on the second main surface 10b side is connected to the electrode pad 32 provided on the second main surface 10b.

이웃하는 전극 패드(32) 사이의 거리는 이웃하는 전극 패드(31) 사이의 거리보다 길다. 이 때문에 세라믹 배선 기판(1)이 인터포저 기판으로서 사용되는 경우에는 테스트 헤드가 제 2 주면(10b)측에 접속되고, 프린트 세라믹 배선 기판이 제 1 주면(10a)측에 접속된다.The distance between adjacent electrode pads 32 is longer than the distance between adjacent electrode pads 31. For this reason, when the ceramic wiring board 1 is used as the interposer board, the test head is connected to the second main surface 10b side, and the printed ceramic wiring board is connected to the first main surface 10a side.

또한, 내부 도체(20) 및 전극 패드(31, 32)는 적당한 도전 재료에 의해 구성할 수 있다. 내부 도체(20) 및 전극 패드(31, 32)는 각각, 예를 들면 Pt, Au, Ag, Cu, Ni, Pd 등의 금속 중 적어도 1종에 의해 구성할 수 있다.In addition, the inner conductor 20 and the electrode pads 31 and 32 can be made of a suitable conductive material. Each of the inner conductor 20 and the electrode pads 31 and 32 can be made of at least one of metals such as Pt, Au, Ag, Cu, Ni, and Pd.

세라믹 기판(10)은 유리를 포함하는 저온 소성 세라믹스에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는 세라믹 기판(10)은 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함한다. 그리고, 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 제 2 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수보다 낮다. 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 제 1 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도보다 높다.The ceramic substrate 10 is made of low-temperature fired ceramics containing glass. Specifically, the ceramic substrate 10 includes glass, a first ceramic filler, and a second ceramic filler. In addition, the coefficient of thermal expansion of the first ceramic filler in the temperature range of -40°C to +125°C is lower than that of the second ceramic filler in the temperature range of -40°C to +125°C. The three-point bending strength of the second ceramic filler is higher than that of the first ceramic filler.

유리는 세라믹 기판(10)의 치밀성(상대 밀도)을 높이고, 세라믹 기판(10)의 기계적 강도를 높인다.Glass increases the density (relative density) of the ceramic substrate 10 and increases the mechanical strength of the ceramic substrate 10.

세라믹 필러는 유리 단체로는 조정할 수 없는 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수 및 기계적 강도를 조정할 수 있다.The ceramic filler can adjust the coefficient of thermal expansion and mechanical strength in a temperature range of -40°C to +125°C, which cannot be adjusted with a single glass.

세라믹 필러로서 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수가 낮은 제 1 세라믹 필러 및 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도가 높은 제 2 세라믹 필러를 포함하기 때문에 유리와 이들 세라믹 필러의 질량비를 조정함으로써 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수를 적합하게 조절할 수 있음과 아울러 세라믹 기판(10)으로서의 기계적 강도를 담보할 수 있다. 즉, 제 1 세라믹 필러에 의해 세라믹 기판(10)의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수를 작게 할 수 있음과 아울러 제 2 세라믹 필러에 의해 세라믹 기판(10)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.Since the ceramic filler includes a first ceramic filler having a low coefficient of thermal expansion in a temperature range of -40°C to +125°C, and a second ceramic filler having a high three-point bending strength of the ceramic filler, the mass ratio between glass and these ceramic fillers is reduced. By adjusting, the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 10 can be suitably adjusted and the mechanical strength of the ceramic substrate 10 can be ensured. That is, it is possible to reduce the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 10 in the temperature range of -40°C to +125°C by the first ceramic filler, and the mechanical strength of the ceramic substrate 10 by the second ceramic filler. Can improve.

또한, 본 명세서에 있어서의 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 이하의 방법에 의해 제작한 두께가 3.0㎜인 시트형상 소결체의 열팽창 계수를 측정했다.In addition, the coefficient of thermal expansion of the ceramic filler in the present specification in a temperature range of -40°C to +125°C was measured by measuring the coefficient of thermal expansion of a sheet-shaped sintered body having a thickness of 3.0 mm produced by the following method.

또한, 본 명세서에 있어서의 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 이하의 방법에 의해 제작한 두께가 3.0㎜인 시트형상 소결체를 사용하여 JIS R1601(2008)에 준거하는 방법에 의해 측정했다.In addition, the three-point bending strength of the ceramic filler in this specification was measured by a method conforming to JIS R1601 (2008) using a sheet-shaped sintered body having a thickness of 3.0 mm produced by the following method.

우선, 평균 입자 지름 2㎛의 세라믹 필러 100질량부에 대해서 폴리비닐부티랄(PVB)을 15질량부, 프탈산 벤질부틸을 3질량부, 톨루엔 50질량부를 혼합, 혼련해서 슬러리를 제작한다. 이어서, 그 슬러리를 독터 블레이드법에 의해 직경 20.32㎝(8인치), 두께가 150㎛인 원형의 시트형상으로 성형해서 그린 시트를 제작한다. 이어서, 8매의 그린 시트를 적층하고, 90℃, 30㎫에서 열압착시킨 후, 450℃에서 열처리해서 탈지한 후에 1600℃에서 소결시켜서 소결체를 제작한다. 최후에 소결체를 두께가 3.0㎜가 될 때까지 연마해서 시트형상의 소결체를 얻는다.First, 15 parts by mass of polyvinyl butyral (PVB), 3 parts by mass of benzylbutyl phthalate, and 50 parts by mass of toluene are mixed and kneaded with respect to 100 parts by mass of a ceramic filler having an average particle diameter of 2 µm to prepare a slurry. Subsequently, the slurry is molded into a circular sheet shape having a diameter of 20.32 cm (8 inches) and a thickness of 150 µm by a doctor blade method to prepare a green sheet. Next, eight green sheets were stacked, thermocompressed at 90°C and 30 MPa, heat-treated at 450°C, degreased, and sintered at 1600°C to produce a sintered body. Finally, the sintered compact is polished to a thickness of 3.0 mm to obtain a sheet-shaped sintered compact.

세라믹 기판(10)은 3종 이상의 세라믹 필러를 포함해도 좋다. 즉, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러 이외의 세라믹 필러를 포함해도 좋다.The ceramic substrate 10 may contain three or more types of ceramic fillers. That is, ceramic fillers other than the first ceramic filler and the second ceramic filler may be included.

이 경우, 제 1 세라믹 필러는 -40℃~125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수가 3종 이상의 세라믹 필러 중에서 가장 낮고, 제 2 세라믹 필러는 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도가 3종 이상의 세라믹 필러 중에서 가장 높은 것이 바람직하다.In this case, the first ceramic filler has the lowest coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to 125°C among three or more types of ceramic fillers, and the second ceramic filler has three or more types of bending strength of the second ceramic filler. Among the ceramic fillers, the highest is preferred.

세라믹 기판(10)은 2종류의 세라믹 필러를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러의 질량비를 조정함으로써 용이하게 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수를 작게 할 수 있음과 아울러 세라믹 기판(10)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.It is preferable that the ceramic substrate 10 contains two types of ceramic fillers. That is, by adjusting the mass ratio of the glass, the first ceramic filler, and the second ceramic filler, the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 10 can be easily reduced and the mechanical strength of the ceramic substrate 10 can be improved.

제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 -8~+5ppm/℃인 것이 바람직하다. 이것에 의해 반도체 웨이퍼의 열팽창 계수에 가까운 열팽창 계수를 갖는 세라믹 기판(10)을 얻을 수 있다. 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 -5~+4ppm/℃인 것이 보다 바람직하고, -3~+3ppm/℃인 것이 더 바람직하다.It is preferable that the coefficient of thermal expansion of the first ceramic filler in a temperature range of -40°C to +125°C is -8 to +5 ppm/°C. Thereby, a ceramic substrate 10 having a coefficient of thermal expansion close to that of a semiconductor wafer can be obtained. The coefficient of thermal expansion of the first ceramic filler in a temperature range of -40°C to +125°C is more preferably -5 to +4 ppm/°C, and still more preferably -3 to +3 ppm/°C.

제 1 세라믹 필러로서는 윌레마이트 필러, 코디어라이트 필러, β-스포듀민 필러, 뮬라이트 필러, 지르코니아계 세라믹 필러(ZrSiO4, ZrW2O8, (ZrO2)P2O7, KZr2(PO4)3, Zr2(WO4)(PO4)2) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 윌레마이트 필러가 바람직하다. 윌레마이트 필러를 사용함으로써 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수를, 예를 들면 4ppm/℃ 이하, 또는 3.6ppm/℃ 이하로 작게 할 수 있다. 또한, 윌레마이트란 규소·아연 복합 산화물이다. 윌레마이트는 일반적으로는 ZnSiO4로 나타내어진다.As the first ceramic filler, willemite filler, cordierite filler, β-spodumin filler, mullite filler, zirconia-based ceramic filler (ZrSiO 4 , ZrW 2 O 8 , (ZrO 2 )P 2 O 7 , KZr2 (PO 4 )) 3 and Zr 2 (WO 4 ) (PO 4 ) 2 ) and the like. Among these, a willemite filler is preferable. By using the willemite filler, the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 10 in the temperature range of -40°C to +125°C can be reduced to 4 ppm/°C or less, or 3.6 ppm/°C or less, for example. In addition, willemite is a silicon-zinc composite oxide. Willemite is generally represented by ZnSiO 4 .

제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 400~800㎫인 것이 바람직하다. 이것에 의해 기계적 강도가 높은 세라믹 기판(10)을 얻을 수 있다. 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 450~800㎫인 것이 보다 바람직하고, 500~800㎫인 것이 더 바람직하다.It is preferable that the three-point bending strength of the second ceramic filler is 400 to 800 MPa. Thereby, the ceramic substrate 10 having high mechanical strength can be obtained. The three-point bending strength of the second ceramic filler is more preferably 450 to 800 MPa, and still more preferably 500 to 800 MPa.

제 2 세라믹 필러로서는 알루미나 필러, 지르코니아 필러 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 알루미나 필러가 바람직하다. 알루미나 필러를 사용함으로써 세라믹 기판(10)의 기계적 강도를 충분히 크게 할 수 있다.Examples of the second ceramic filler include alumina filler and zirconia filler. Among these, an alumina filler is preferable. By using an alumina filler, the mechanical strength of the ceramic substrate 10 can be sufficiently increased.

세라믹 기판(10)은, 예를 들면 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러를 포함할 경우, 알루미나 필러와 윌레마이트 필러의 질량비를 조절함으로써 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수를 적합하게 조절할 수 있음과 아울러 세라믹 기판(10)으로서의 기계적 강도를 담보할 수 있다. 즉, 윌레마이트 필러에 의해 열팽창 계수를 작게 할 수 있음과 아울러 알루미나 필러에 의해 세라믹 기판(10)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수를, 예를 들면 4ppm/℃ 이하, 또는 3.6ppm/℃ 이하로 작게 할 수 있다.When the ceramic substrate 10 includes, for example, an alumina filler and a willemite filler, the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate 10 can be suitably adjusted by adjusting the mass ratio of the alumina filler and the willemite filler. The mechanical strength as (10) can be guaranteed. That is, the coefficient of thermal expansion can be reduced by the willemite filler, and the mechanical strength of the ceramic substrate 10 can be improved by the alumina filler. Further, the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 10 in the temperature range of -40°C to +125°C can be reduced to, for example, 4 ppm/°C or less, or 3.6 ppm/°C or less.

도 2는 세라믹 기판(10)에 있어서의 유리와 필러의 질량비와 세라믹 배선 기판의 상대 밀도(실선 표시) 및 기계적 강도(3점 굽힘 강도)(점선 표시)의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 상대 밀도(D)는 실측 밀도/이론 밀도×100(%)(이론 밀도는 유리 및 세라믹스의 이론 밀도로부터 가로축에 대응하는 혼합비로 계산한 값)으로 나타내어진다. 도 2에 나타내는 바와 같이 상대 밀도는 유리 함유량이 어느 값이 될 때까지는 유리 함유량의 증가에 따라 증가하고, 그리고 상대 밀도의 증가에 따라 3점 굽힘 강도도 증가한다. 유리 함유량이 어느 값 이상이 되면 상대 밀도가 약 100%가 되고, 상대 밀도는 유리 함유량이 그 이상 증가해도 증가하지 않고, 상대 밀도의 증가에 따르는 3점 굽힘 강도의 증가도 보이지 않게 된다. 한편, 유리 함유량의 증가에 따라 필러의 함유량이 감소해가기 때문에 그것에 따라 3점 굽힘 강도도 감소해간다. 이들 결과로부터 세라믹 기판(10)의 기계적 강도를 높게 하는 관점으로부터 유리와 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러의 질량비(유리: 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러)는 30:70~65:35의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 40:60~60:40의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직한 것을 알 수 있다.2 is a graph showing the relationship between the mass ratio of glass and filler in the ceramic substrate 10, the relative density (solid line display) and mechanical strength (three-point bending strength) (dotted line display) of the ceramic wiring board. In addition, the relative density (D) is expressed as the measured density/theoretical density x 100 (%) (theoretical density is a value calculated from the theoretical density of glass and ceramics by a mixing ratio corresponding to the horizontal axis). As shown in Fig. 2, the relative density increases with the increase of the glass content until the glass content reaches a certain value, and the three-point bending strength also increases with the increase of the relative density. When the glass content is more than a certain value, the relative density becomes about 100%, the relative density does not increase even if the glass content increases further, and the increase in the 3-point bending strength due to the increase in the relative density is not observed. On the other hand, since the content of the filler decreases as the glass content increases, the three-point bending strength decreases accordingly. From these results, from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the ceramic substrate 10, the mass ratio (glass: alumina filler and willemite filler) between glass and alumina filler and willemite filler is preferably in the range of 30:70 to 65:35. And, it turns out that it is more preferable to exist in the range of 40:60-60:40.

세라믹 기판(10)에 있어서 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러의 총량에 대한 윌레마이트 필러의 질량비(윌레마이트 필러/알루미나 필러 및 윌레마이트 필러의 총량)가 지나치게 작으면 세라믹 기판(10)의 기계적 강도가 향상되지만, 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수가 커짐과 아울러 유전율이 높아지는 경향이 있다. 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러의 총량에 대한 윌레마이트 필러의 질량비(윌레마이트 필러/알루미나 필러 및 윌레마이트 필러의 총량)가 지나치게 크면 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수가 작아짐과 아울러 유전율이 낮아지지만, 세라믹 기판(10)의 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 따라서, 세라믹 기판(10)의 기계적 강도를 높게 유지하면서 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수를 작게 하여 유전율을 낮게 하는 관점으로부터는 알루미나 필러와 윌레마이트 필러의 질량비(알루미나 필러: 윌레마이트 필러)가 20:80~60:40의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 30:70~50:50의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.If the mass ratio of the willemite filler to the total amount of the alumina filler and the willemite filler in the ceramic substrate 10 (total amount of the willemite filler/alumina filler and willemite filler) is too small, the mechanical strength of the ceramic substrate 10 is improved. However, as the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 10 increases, the dielectric constant tends to increase. If the mass ratio of the willemite filler to the total amount of the alumina filler and the willemite filler (the total amount of the willemite filler/alumina filler and the willemite filler) is too large, the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate 10 decreases and the dielectric constant decreases. The mechanical strength of the substrate 10 tends to decrease. Therefore, from the viewpoint of lowering the dielectric constant by reducing the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate 10 while maintaining high mechanical strength of the ceramic substrate 10, the mass ratio of the alumina filler and the willemite filler (alumina filler: willemite filler) is 20 It is preferable to exist in the range of :80-60:40, and it is more preferable to exist in the range of 30:70-50:50.

윌레마이트 필러의 평균 입자 지름은 알루미나 필러의 평균 입자 지름보다 작은 것이 바람직하고, 1/2배 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 필러의 충전율이 높아져 기계적 강도가 향상된다.The average particle diameter of the willemite filler is preferably smaller than the average particle diameter of the alumina filler, and more preferably 1/2 times or less. In this case, the filling rate of the filler is increased and the mechanical strength is improved.

세라믹 기판(10) 중의 유리는 붕규산 유리인 것이 바람직하다. 붕규산 유리를 사용함으로써 세라믹 기판(10)의 열팽창 계수를 작게 하기 쉽다. 또한, 세라믹 기판(10)의 기계적 강도를 높게 할 수 있다.The glass in the ceramic substrate 10 is preferably borosilicate glass. By using borosilicate glass, it is easy to reduce the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 10. In addition, the mechanical strength of the ceramic substrate 10 can be increased.

구체적으로는 붕규산 유리는 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 60~80%, B2O3 10~30%, Li2O+Na2O+K2O 1~5% 및 MgO+CaO+SrO+BaO 0~20%를 포함하는 것이 바람직하다.Specifically, the borosilicate glass is SiO 2 in terms of mass% as a glass composition. It is preferable to include 60 to 80%, B 2 O 3 10 to 30%, Li 2 O+Na 2 O+K 2 O 1 to 5%, and MgO+CaO+SrO+BaO 0 to 20%.

이하, 특별한 언급 없이 나타내는 백분율은 질량 백분율을 나타낸다.Hereinafter, the percentages shown without particular mention indicate mass percentages.

SiO2는 유리의 골격을 형성하는 성분이다. SiO2 함유량은 질량 백분율 표시로 60~80%인 것이 바람직하다. SiO2의 함유량이 적어지면 유리화하기 어려워지는 경우가 있다. 한편, 함유량이 많아지면 용융 온도가 높아져 용융이 곤란해지는 경우가 있다. SiO2의 함유량의 보다 바람직한 범위는 65~75%이다.SiO 2 is a component that forms the skeleton of the glass. The SiO 2 content is preferably 60 to 80% in terms of mass percentage. When the content of SiO 2 decreases, it may become difficult to vitrify. On the other hand, when the content is increased, the melting temperature increases and melting may become difficult. A more preferable range of the content of SiO 2 is 65 to 75%.

B2O3은 유리의 골격을 형성함과 아울러 유리화 범위를 넓히고, 유리를 안정화시키는 성분이다. B2O3의 함유량은 질량 백분율 표시로 10~30%인 것이 바람직하다. B2O3의 함유량이 적어지면 용융 온도가 높아져 용융이 곤란해지는 경향이 있다. 한편, B2O3의 함유량이 많아지면 세라믹 배선 기판(1)의 열팽창 계수가 커지는 경향이 있다. B2O3의 함유량의 보다 바람직한 범위는 15~25%이다.B 2 O 3 is a component that forms the skeleton of the glass, expands the vitrification range, and stabilizes the glass. The content of B 2 O 3 is preferably 10 to 30% in terms of mass percentage. When the content of B 2 O 3 decreases, the melting temperature increases and melting tends to become difficult. On the other hand, when the content of B 2 O 3 increases, the coefficient of thermal expansion of the ceramic wiring board 1 tends to increase. A more preferable range of the content of B 2 O 3 is 15 to 25%.

알칼리 금속 산화물(Li2O, Na2O, K2O)은 용융 유리의 점도를 저하시켜 용융하기 쉽게 하는 성분이다. 알칼리 금속 산화물의 함유량(합량)은 질량 백분율 표시로 1~5%인 것이 바람직하다. 알칼리 금속 산화물의 함유량이 적어지면 점도를 저하시키는 효과가 낮아지는 경우가 있다. 한편, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 많아지면 내수성이 저하되는 경향이 있다. 알칼리 금속 산화물의 함유량의 보다 바람직한 범위는 2~4%이다.Alkali metal oxides (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O) are components that lower the viscosity of molten glass and make it easier to melt. It is preferable that the content (total amount) of the alkali metal oxide is 1 to 5% in terms of mass percentage. When the content of the alkali metal oxide decreases, the effect of lowering the viscosity may decrease. On the other hand, when the content of the alkali metal oxide increases, the water resistance tends to decrease. A more preferable range of the content of the alkali metal oxide is 2 to 4%.

알칼리 토류 금속 산화물(MgO, CaO, SrO, BaO)은 용융 유리의 점도를 저하시켜 용융하기 쉽게 하는 성분이다. 알칼리 토류 금속 산화물의 함유량(합량)은 질량 백분율 표시로 0~20%인 것이 바람직하다. 알칼리 토류 금속 산화물의 함유량이 많아지면 유리가 불안정해지기 쉬워 유리를 용융할 때에 유리가 실투하는 경향이 있다. 알칼리 토류 금속 산화물의 함유량의 보다 바람직한 범위는 5~15%이다.Alkaline earth metal oxides (MgO, CaO, SrO, BaO) are components that lower the viscosity of molten glass and make it easier to melt. The content (total amount) of the alkaline earth metal oxide is preferably 0 to 20% in terms of mass percentage. When the content of the alkaline earth metal oxide increases, the glass tends to become unstable, and the glass tends to deviate when melting the glass. A more preferable range of the content of the alkaline earth metal oxide is 5 to 15%.

이어서, 세라믹 배선 기판(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, a method of manufacturing the ceramic wiring board 1 will be described.

우선, 상술한 유리 분말, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함하는 세라믹 배선 기판용 유리 세라믹스 분말 준비한다. 여기에서, 세라믹 배선 기판용 유리 세라믹스 분말에 있어서 제 1 세라믹 필러는 윌레마이트 필러인 것이 바람직하고, 제 2 세라믹 필러는 알루미나 필러인 것이 바람직하다. 유리와 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러의 질량비(유리: 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러)는 30:70~65:35의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 40:60~60:40의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다. 알루미나 필러와 윌레마이트 필러의 질량비(알루미나 필러: 윌레마이트 필러)가 20:80~60:40의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 30:70~50:50의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다. 윌레마이트 필러의 평균 입자 지름이 알루미나 필러의 평균 입자 지름보다 작은 것이 바람직하고, 알루미나 필러의 평균 입자 지름의 1/2배 이하인 것이 보다 바람직하다.First, a glass ceramic powder for a ceramic wiring board containing the above-described glass powder, a first ceramic filler, and a second ceramic filler is prepared. Here, in the glass ceramic powder for ceramic wiring boards, the first ceramic filler is preferably a willemite filler, and the second ceramic filler is preferably an alumina filler. The mass ratio (glass: alumina filler and willemite filler) of glass and alumina filler and willemite filler is preferably in the range of 30:70 to 65:35, and more preferably in the range of 40:60 to 60:40 Do. The mass ratio of the alumina filler and the willemite filler (alumina filler: willemite filler) is preferably in the range of 20:80 to 60:40, more preferably in the range of 30:70 to 50:50. It is preferable that the average particle diameter of the willemite filler is smaller than the average particle diameter of the alumina filler, more preferably 1/2 times or less of the average particle diameter of the alumina filler.

유리는 붕규산염계 유리인 것이 바람직하고, 상기 조성의 붕규산염계 유리인 것이 보다 바람직하다. 유리 분말의 평균 입자 지름은 1㎛~5㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.The glass is preferably a borosilicate-based glass, and more preferably a borosilicate-based glass of the above composition. It is preferable that the average particle diameter of the glass powder is in the range of 1 µm to 5 µm.

이어서, 세라믹 배선 기판용 유리 세라믹스 분말에 수지, 가소제, 용제 등을 포함하는 바인더를 첨가하고, 혼련함으로써 슬러리를 제작한다. 그 슬러리를 독터 블레이드법 등에 의해 시트형상으로 성형함으로써 유리, 알루미나 필러 및 윌레마이트 필러를 포함하는 세라믹 배선 기판용 세라믹 그린 시트를 제작한다.Next, a binder containing a resin, a plasticizer, a solvent, or the like is added to the glass ceramic powder for ceramic wiring boards, and kneaded to prepare a slurry. The slurry is molded into a sheet shape by a doctor blade method or the like to produce a ceramic green sheet for ceramic wiring boards containing glass, alumina filler, and willemite filler.

이어서, 세라믹 그린 시트에 비아 홀을 형성한다. 비아 홀의 형성은, 예를 들면 레이저광의 조사나 메커니컬 펀칭 등에 의해 행할 수 있다.Subsequently, via holes are formed in the ceramic green sheet. The via hole can be formed by, for example, irradiation of laser light or mechanical punching.

이어서, 형성한 비아 홀의 내부에 비아 홀 전극(22)을 형성하기 위한 도전성 페이스트를 충전한다. 또한, 세라믹 그린 시트 위에 층간 전극(21) 및 전극 패드(31, 32)를 형성하기 위한 도전성 페이스트를 도포한다.Subsequently, a conductive paste for forming the via hole electrode 22 is filled inside the formed via hole. Further, a conductive paste for forming the interlayer electrodes 21 and the electrode pads 31 and 32 is applied on the ceramic green sheet.

그 후 세라믹 그린 시트를 적당히 적층하여 적층체를 얻는다. 그 적층체를 소성함으로써 세라믹 배선 기판(1)을 완성시킬 수 있다.Thereafter, ceramic green sheets are appropriately laminated to obtain a laminate. The ceramic wiring board 1 can be completed by firing the laminated body.

이하, 본 발명에 대해서 구체적인 실시예에 의거하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 적당히 변경해서 실시하는 것이 가능하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples, but the present invention is not limited at all to the following examples, and it is possible to implement the present invention with appropriate changes within the scope of not changing the subject matter.

(실시예 1)(Example 1)

질량 백분율 표시로 SiO2 70%, B2O3 28%, K2O 2%가 되도록 유리 원료를 조합하여 백금 도가니에 유리 원료를 투입하고, 1600℃에서 용융함으로써 용융 유리를 얻었다. 용융 유리를 수냉한 2개의 회전 롤 사이에 공급하고, 용융 유리를 연신함으로써 필름형상의 유리를 얻었다.Glass raw materials were combined so as to be SiO 2 70%, B 2 O 3 28%, and K 2 O 2% in terms of mass percentage, and the glass raw materials were put into a platinum crucible and melted at 1600°C to obtain a molten glass. The molten glass was supplied between the two rotating rolls cooled with water, and the molten glass was stretched to obtain a film-shaped glass.

이와 같이 해서 얻어진 유리를 볼 밀에 의해 분쇄하고, 평균 입자 지름 2.2㎛의 유리 분말을 얻었다.The glass thus obtained was pulverized with a ball mill to obtain glass powder having an average particle diameter of 2.2 µm.

유리 분말 45질량부, 평균 입자 지름이 2.0㎛인 알루미나 분말 30질량부, 평균 입자 지름이 0.8㎛인 윌레마이트 분말 25질량부가 되도록 조제한 혼합 분말 100질량부에 대해서 폴리비닐부티랄(PVB)을 15질량부, 프탈산 벤질부틸을 3질량부, 톨루엔 50질량부를 혼합, 혼련한 후 독터 블레이드법에 의해 두께가 150㎛인 그린 시트를 얻었다.15 parts by mass of polyvinyl butyral (PVB) to 100 parts by mass of the mixed powder prepared so that 45 parts by mass of glass powder, 30 parts by mass of alumina powder having an average particle diameter of 2.0 µm, and 25 parts by mass of willemite powder having an average particle diameter of 0.8 µm After mixing and kneading 3 parts by mass of benzylbutyl phthalate and 50 parts by mass of toluene, a green sheet having a thickness of 150 µm was obtained by a doctor blade method.

그린 시트를 펀칭 가공하여 직경 20.32㎝(8인치)의 원형의 그린 시트 성형체를 얻었다. 이어서, 이 그린 시트 성형체에 레더 펀칭 머신에 의해 직경이 100㎛이며, 간격이 500㎛인 관통 구멍을 형성하고, 비아 도체를 인쇄에 의해 메워 넣었다. 또한, 층간 전극 및 전극 패드를 도전성 페이스트를 인쇄함으로써 형성했다. 그 후 그린 시트 성형체를 적층하고, 또한 구속 부재로서 알루미나 필러로 이루어지는 알루미나 그린 시트를 적층하여 적층체를 제작했다.The green sheet was punched to obtain a circular green sheet molded body having a diameter of 20.32 cm (8 inches). Subsequently, through holes having a diameter of 100 µm and an interval of 500 µm were formed in this green sheet molded body by a leather punching machine, and the via conductor was filled by printing. Further, the interlayer electrodes and electrode pads were formed by printing a conductive paste. Thereafter, a green sheet molded body was laminated, and an alumina green sheet made of an alumina filler was laminated as a restraining member to prepare a laminate.

이어서, 적층체를 90℃, 30㎫에서 열압착시켰다. 그 후 적층체를 450℃에서 열처리해서 탈지한 후에 850℃에서 소결시켜서 소결체를 얻었다. 얻어진 소결체를 연마함으로써 구속 부재를 제거하여 두께가 3.0㎜인 세라믹 배선 기판을 제작했다.Next, the laminate was thermocompressed at 90°C and 30 MPa. Thereafter, the laminate was heat-treated at 450°C to degrease, and then sintered at 850°C to obtain a sintered body. The resulting sintered body was polished to remove the restraining member to prepare a ceramic wiring board having a thickness of 3.0 mm.

-40~125℃의 온도 범위에 있어서의 얻어진 세라믹 배선 기판의 열팽창 계수는 3.9ppm/℃이며, 반도체 웨이퍼의 열팽창 계수와 대략 같은 값이 되었다.The coefficient of thermal expansion of the obtained ceramic wiring board in the temperature range of -40 to 125°C was 3.9 ppm/°C, and was approximately the same as the coefficient of thermal expansion of the semiconductor wafer.

JIS R1601(2008)에 준거하는 방법에 의해 측정한 세라믹 배선 기판의 3점 굽힘 강도는 300㎫이며, 충분한 강도를 갖고 있었다.The three-point bending strength of the ceramic wiring board measured by the method conforming to JIS R1601 (2008) was 300 MPa, and had sufficient strength.

그리고, 이 세라믹 배선 기판을 프로브 카드에 사용하고, 이 프로브 카드로 반도체 웨이퍼를 -40~+125℃의 온도 범위에서 검사한 결과 문제없이 반도체 웨이퍼를 검사할 수 있었다.Then, this ceramic wiring board was used for a probe card, and the semiconductor wafer was inspected in a temperature range of -40 to +125°C with this probe card, and as a result, the semiconductor wafer could be inspected without any problems.

(실시예 2)(Example 2)

이하의 점을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 해서 세라믹 배선 기판을 제작했다.A ceramic wiring board was produced in the same manner as in Example 1 except for the following points.

유리 원료의 조성을 질량 백분율 표시로 SiO2 65%, B2O3 15%, CaO 16%, K2O 4%로 했다.The composition of the glass raw material was SiO 2 65%, B 2 O 3 15%, CaO 16%, K 2 O 4% in terms of mass percentage.

유리 분말의 평균 입자 지름은 2.0㎛이었다.The average particle diameter of the glass powder was 2.0 µm.

유리 분말 40질량%, 알루미나 필러 분말 25질량%, 윌레마이트 필러 분말 35질량%가 되도록 조제한 혼합 분말 100질량부에 대해서 메타아크릴산 수지를 15질량부, 프탈산 벤질부틸을 3질량부, 톨루엔 50질량부를 혼합, 혼련한 후 독터 블레이드법에 의해 두께가 150㎛인 그린 시트를 얻었다.15 parts by mass of methacrylic acid resin, 3 parts by mass of benzylbutyl phthalate, 50 parts by mass of toluene based on 100 parts by mass of the mixed powder prepared so as to be 40% by mass of glass powder, 25% by mass of alumina filler powder, and 35% by mass of willemite filler powder. After mixing and kneading, a green sheet having a thickness of 150 μm was obtained by a doctor blade method.

-40~125℃의 온도 범위에 있어서의 얻어진 세라믹 배선 기판의 열팽창 계수는 3.4ppm/℃이며, 반도체 웨이퍼의 열팽창 계수와 대략 같은 값이 되었다.The thermal expansion coefficient of the obtained ceramic wiring board in the temperature range of -40 to 125°C was 3.4 ppm/°C, and it was substantially the same as the thermal expansion coefficient of the semiconductor wafer.

JIS R1601(2008)에 준거하는 방법에 의해 측정한 세라믹 배선 기판의 3점 굽힘 강도는 280㎫이며, 충분한 강도를 갖고 있었다.The three-point bending strength of the ceramic wiring board measured by the method conforming to JIS R1601 (2008) was 280 MPa, and had sufficient strength.

그리고, 이 세라믹 배선 기판을 프로브 카드에 사용하고, 이 프로브 카드로 반도체 웨이퍼를 -40~+125℃의 온도 범위에서 검사한 결과, 문제없이 반도체 웨이퍼를 검사할 수 있었다.Then, this ceramic wiring board was used for a probe card, and the semiconductor wafer was inspected at a temperature range of -40 to +125°C with this probe card, and as a result, the semiconductor wafer could be inspected without any problems.

(비교예)(Comparative example)

이하의 점을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 해서 세라믹 배선 기판을 제작했다.A ceramic wiring board was produced in the same manner as in Example 1 except for the following points.

유리 분말 60질량부, 알루미나 분말 40질량부가 되도록 조제한 혼합 분말 100질량부에 대해서 폴리비닐부티랄(PVB)을 15질량부, 프탈산 벤질부틸을 3질량부, 톨루엔 50질량부를 혼합, 혼련한 후 독터 블레이드법에 의해 두께가 150㎛인 그린 시트를 얻었다.After mixing and kneading 15 parts by mass of polyvinyl butyral (PVB), 3 parts by mass of benzylbutyl phthalate, and 50 parts by mass of toluene with respect to 100 parts by mass of the mixed powder prepared so that 60 parts by mass of glass powder and 40 parts by mass of alumina powder. A green sheet having a thickness of 150 μm was obtained by the blade method.

-40~125℃의 온도 범위에 있어서의 얻어진 세라믹 배선 기판의 열팽창 계수는 6.2ppm/℃이며, 반도체 웨이퍼의 열팽창 계수보다 큰 값이 되었다.The thermal expansion coefficient of the obtained ceramic wiring board in the temperature range of -40 to 125°C was 6.2 ppm/°C, which was a value larger than the thermal expansion coefficient of the semiconductor wafer.

JIS R1601(2008)에 준거하는 방법에 의해 측정한 세라믹 배선 기판의 3점 굽힘 강도는 280㎫이었다.The three-point bending strength of the ceramic wiring board measured by the method conforming to JIS R1601 (2008) was 280 MPa.

그리고, 이 세라믹 배선 기판을 프로브 카드에 사용하고, 이 프로브 카드로 반도체 웨이퍼를 -40~+125℃의 온도 범위에서 검사한 결과, 세라믹 배선 기판의 팽창에 의해 정확하게 반도체 웨이퍼를 검사할 수 없었다.Then, this ceramic wiring board was used for a probe card, and the semiconductor wafer was inspected at a temperature range of -40 to +125°C with this probe card. As a result, the semiconductor wafer could not be accurately inspected due to the expansion of the ceramic wiring board.

1 : 세라믹 배선 기판 10 : 세라믹 기판
10a : 제 1 주면 10b : 제 2 주면
11 : 세라믹층 20 : 내부 도체
21 : 층간 전극 22 : 비아 홀 전극
31, 32 : 전극 패드DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic wiring board 10 Ceramic board
10a: main surface 1 10b: main surface 2
11: ceramic layer 20: inner conductor
21: interlayer electrode 22: via hole electrode
31, 32: electrode pad

Claims (12)

세라믹 기판과,
상기 세라믹 기판 내에 배치된 내부 도체를 구비하고,
상기 세라믹 기판은 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함하고,
상기 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 상기 제 2 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수보다 낮고,
상기 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 상기 제 1 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도보다 높고,
상기 제 1 세라믹 필러는 윌레마이트 필러이며, 상기 제 2 세라믹 필러는 알루미나 필러이며, 또한, 상기 윌레마이트 필러의 평균 입자 지름은 상기 알루미나 필러의 평균 입자 지름의 1/2배 이하인, 세라믹 배선 기판.A ceramic substrate,
Having an inner conductor disposed in the ceramic substrate,
The ceramic substrate includes glass, a first ceramic filler, and a second ceramic filler,
The coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the first ceramic filler is lower than the coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the second ceramic filler,
The three-point bending strength of the second ceramic filler is higher than the three-point bending strength of the first ceramic filler,
The first ceramic filler is a willemite filler, the second ceramic filler is an alumina filler, and the average particle diameter of the willemite filler is 1/2 times or less of the average particle diameter of the alumina filler. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 -8~+5ppm/℃이며,
상기 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 400~800㎫인 세라믹 배선 기판.The method of claim 1,
The coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the first ceramic filler is -8 to +5 ppm/°C,
The ceramic wiring board having a 3-point bending strength of the second ceramic filler is 400 to 800 MPa. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 세라믹 기판은 3종 이상의 세라믹 필러를 포함하고,
상기 제 1 세라믹 필러는 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수가 상기 3종 이상의 세라믹 필러 중에서 가장 낮고,
상기 제 2 세라믹 필러는 각 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도가 상기 3종 이상의 세라믹 필러 중에서 가장 높은 세라믹 배선 기판.The method according to claim 1 or 2,
The ceramic substrate includes three or more types of ceramic fillers,
The first ceramic filler has the lowest coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C among the three or more types of ceramic fillers,
The second ceramic filler is a ceramic wiring board having the highest three-point bending strength of each ceramic filler among the three or more types of ceramic fillers. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 세라믹 기판은 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러로 이루어지는 세라믹 배선 기판.The method according to claim 1 or 2,
The ceramic substrate is a ceramic wiring board made of glass, a first ceramic filler, and a second ceramic filler. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유리와 상기 알루미나 필러 및 상기 윌레마이트 필러의 질량비(상기 유리:상기 알루미나 필러 및 상기 윌레마이트 필러)는 30:70~65:35의 범위 내에 있고, 상기 알루미나 필러와 상기 윌레마이트 필러의 질량비(상기 알루미나 필러:상기 윌레마이트 필러)는 20:80~60:40의 범위 내에 있는 세라믹 배선 기판.The method according to claim 1 or 2,
The mass ratio of the glass to the alumina filler and the willemite filler (the glass: the alumina filler and the willemite filler) is in the range of 30:70 to 65:35, and the mass ratio of the alumina filler and the willemite filler ( The alumina filler: the willemite filler) is a ceramic wiring board in the range of 20:80 to 60:40. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유리는 붕규산 유리인 세라믹 배선 기판.The method according to claim 1 or 2,
The glass is a borosilicate glass ceramic wiring board. 제 6 항에 있어서,
상기 유리는 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 60~80%, B2O3 10~30%, Li2O+Na2O+K2O 1~5% 및 MgO+CaO+SrO+BaO 0~20%를 포함하는 세라믹 배선 기판.The method of claim 6,
The glass is a glass composition in terms of mass% SiO 2 60 to 80%, B 2 O 3 10 to 30%, Li 2 O+Na 2 O+K 2 O 1 to 5%, and MgO+CaO+SrO+BaO 0 to Ceramic wiring board containing 20%. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 세라믹 기판의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 4ppm/℃ 이하인 세라믹 배선 기판.The method according to claim 1 or 2,
The ceramic wiring board has a thermal expansion coefficient of 4 ppm/°C or less in the temperature range of -40°C to +125°C. 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함하고,
상기 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 상기 제 2 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수보다 낮고,
상기 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 상기 제 1 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도보다 높고,
상기 제 1 세라믹 필러는 윌레마이트 필러이며, 상기 제 2 세라믹 필러는 알루미나 필러이며, 또한, 상기 윌레마이트 필러의 평균 입자 지름은 상기 알루미나 필러의 평균 입자 지름의 1/2배 이하인, 세라믹 배선 기판용 세라믹 그린 시트.Including glass, a first ceramic filler and a second ceramic filler,
The coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the first ceramic filler is lower than the coefficient of thermal expansion in the temperature range of -40°C to +125°C of the second ceramic filler,
The three-point bending strength of the second ceramic filler is higher than the three-point bending strength of the first ceramic filler,
The first ceramic filler is a willemite filler, the second ceramic filler is an alumina filler, and the average particle diameter of the willemite filler is 1/2 times or less of the average particle diameter of the alumina filler. Ceramic green sheet. 유리, 제 1 세라믹 필러 및 제 2 세라믹 필러를 포함하고, 상기 제 1 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수는 상기 제 2 세라믹 필러의 -40℃~+125℃의 온도 범위에 있어서의 열팽창 계수보다 낮고,
상기 제 2 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도는 상기 제 1 세라믹 필러의 3점 굽힘 강도보다 높고,
상기 제 1 세라믹 필러는 윌레마이트 필러이며, 상기 제 2 세라믹 필러는 알루미나 필러이며, 또한, 상기 윌레마이트 필러의 평균 입자 지름은 상기 알루미나 필러의 평균 입자 지름의 1/2배 이하인, 세라믹 배선 기판용 유리 세라믹스 분말.Including glass, a first ceramic filler, and a second ceramic filler, the coefficient of thermal expansion in a temperature range of -40°C to +125°C of the first ceramic filler is -40°C to +125°C of the second ceramic filler Is lower than the coefficient of thermal expansion in the temperature range of
The three-point bending strength of the second ceramic filler is higher than the three-point bending strength of the first ceramic filler,
The first ceramic filler is a willemite filler, the second ceramic filler is an alumina filler, and the average particle diameter of the willemite filler is 1/2 times or less of the average particle diameter of the alumina filler. Glass ceramics powder. 삭제delete 삭제delete
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI662872B (en) * 2018-01-26 2019-06-11 謝孟修 Ceramic printed circuit board and method of making the same
KR20220044733A (en) * 2019-08-06 2022-04-11 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 Ceramic wiring board, ceramic green sheet for ceramic wiring board and glass ceramic powder for ceramic wiring board
JP2021138575A (en) * 2020-03-06 2021-09-16 日本電気硝子株式会社 Combined substrate, and manufacturing method of element substrate using it
JPWO2022153797A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21
KR102575742B1 (en) * 2021-04-29 2023-09-06 (주)샘씨엔에스 Slurry composition for LTCC substrate, method of fabricating LTCC substrate, LTCC substrate, space transformer and method of fabricating space transformer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284541A (en) * 2005-04-05 2006-10-19 Kyocera Corp Measuring wiring substrate, probe card, and evaluation device
JP2012242197A (en) * 2011-05-18 2012-12-10 Seiko Epson Corp Probe card

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06116019A (en) * 1992-10-07 1994-04-26 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Glass-ceramic substrate fired at low temperature
JP3522559B2 (en) * 1998-12-18 2004-04-26 三星電機株式会社 Dielectric porcelain material
WO2005121221A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-22 Ticona Llc Polyethylene molding powder and porous articles made therefrom
JP2009074823A (en) 2007-09-19 2009-04-09 Ngk Spark Plug Co Ltd Wiring board for electronic component inspection device, and its manufacturing method
KR100993010B1 (en) * 2008-06-26 2010-11-09 한국과학기술연구원 Low Fired Dielectric Ceramic Composition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284541A (en) * 2005-04-05 2006-10-19 Kyocera Corp Measuring wiring substrate, probe card, and evaluation device
JP2012242197A (en) * 2011-05-18 2012-12-10 Seiko Epson Corp Probe card

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