JPH02177589A - セラミック回路基板 - Google Patents

セラミック回路基板

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JPH02177589A
JPH02177589A JP33368388A JP33368388A JPH02177589A JP H02177589 A JPH02177589 A JP H02177589A JP 33368388 A JP33368388 A JP 33368388A JP 33368388 A JP33368388 A JP 33368388A JP H02177589 A JPH02177589 A JP H02177589A
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JP
Japan
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substrate
circuit board
alumina
ceramic
conductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP33368388A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirozo Yokoyama
横山 博三
Hitoshi Suzuki
均 鈴木
Nobuo Kamehara
亀原 伸男
Koichi Niwa
丹羽 紘一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02177589A publication Critical patent/JPH02177589A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in printed circuit boards [PCB], e.g. insert-mounted components [IMC]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4673Application methods or materials of intermediate insulating layers not specially adapted to any one of the previous methods of adding a circuit layer
    • H05K3/4676Single layer compositions

Landscapes

  • Structure Of Printed Boards (AREA)

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】 〔概 要〕 高速伝送を可能にする光通信用セラミック回路基板に関
し、 高周波領域での伝送損失を少なくして、且つ、熱の放散
性を一層良(することを目的とし、アルミナよりも熱伝
導性の良い高熱伝導体を基礎基板とし、アルミナよりも
低い誘電率をもつガ〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミック回路基板に関する。
光通信は超高速伝送を可能にするために、搭載素子の高
速化が検討されている一方、素子を搭載する回路基板は
信号を高速で、且つ、減衰を少なくして伝送する性質の
ものが要求されており、本発明はそのような要求に対処
させるためのセラミック回路基板に関する。
〔従来の技術〕
第2図は従来のセラミック回路基板の斜視図を示してお
り、本図はレーザ素子や受光素子などの素子を搭載して
実装した状態図である0図中の記号lはアルミナ基板、
2は回路配線、3は素子。
4はボンディングワイヤーである。
アルミナ基板1は、例えば4層に積層した多層配線基板
からなり、その上面に素子3を接着して搭載しており、
素子3と回路配線2とはボンディングワイヤー4で接続
しである。また、回路配線2はタングステン(W)導体
で形成しており、多層の各層間にタングステン導体パタ
ーンが設けられて相互にビア(via)で連結してあり
、その導体パターンの形成はスクリーン印刷したタング
ステンペーストのパターンを基板の焼成と同時に焼成し
て形成したものである。このようなタングステン導体を
使用しているのは、アルミナ基板に対しタングステンや
モリブデンが接着性が良いため、また、タングステン(
W)やモリブデン(MO)はアルミナのグリーンシート
に導体パターンをスクリーン印刷し、これら複数のグリ
ーンシートを積層一体化した後、高温焼成して多層アル
ミナ基板を形成するのに十分な高い融点を有するからで
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記のような回路基板には絶縁材料の誘電率
の低いことと導体材料の電気抵抗の低いことが要望され
ており、絶縁材料として一般的なアルミナは誘電特性が
悪く、また、タングステン導体はシート抵抗が10mΩ
/口と大きい材料である。そのため、アルミナとタング
ステン導体を組み合わせた回路基板では高周波領域での
伝送損失が大きく、高速伝送に不利という問題がある。
また、基板1面上に素子3を接着して搭載するために、
素子3と回路配線2との間隔が広(て、それを接続する
ボンディングワイヤー4の長さが長くなり、信号の伝送
速度が遅くかつ損失が大きくなる欠点がある。更には、
高周波領域での伝送損失も大きくなって、また、素子か
らの熱放散も十分とは言えない。
本発明はこのような問題点を軽減させて、高周波領域で
の伝送損失を少なくして、且つ、熱の放散性を一層良く
することを目的としたセラミック回路基板を提案するも
のである。
〔課題を解決するための手段〕
その課題は、第1図の実施例図に示すように、アルミナ
よりも熱伝導性の良い高熱伝導体を基礎基板10とし、
アルミナよりも低い誘電率をもつガラス−セラミックス
を配線基板11にして、前記基礎基板に配線基板を接合
し、前記基礎基板に素子13を搭載するように構成した
セラミック回路基板によって解決される。
〔作 用〕
即ち、本発明は前記の要望に答えるために、絶縁材料と
して誘電率5程度のガラス−セラミックスを配線基板1
1とし、アルミナよりも熱伝導性の良い高熱伝導体、例
えば、窒化アルミニウム(AIN)を基礎基板10にし
て両者を接合し、且つ、配線基板の穴15に素子13を
収容して素子を基!i!!基板に直接接着する。
そうすれば、ボンディングワイヤーの長さが短くなって
、伝送信号の遅延が軽減され、且つ、低い誘電率をもっ
た配線基板のために高周波領域での伝送損失が少なくな
って、更に、素子からの熱放散も良くなる。
〔実 施 例〕
以下に図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図(a)、 (b)は本発明にかかるセラミック回
路基板を示しており、同図(a)は斜視図、同図(b)
はそのAA断面図である。図中の記号10は窒化アルミ
ニウム(AIN)基板(基礎基板)、11はガラス−セ
ラミック基板(配線基板)、12は銅導体からなる回路
配線、13は素子、14はボンディングワイヤー、15
は穴を示している。
そのうち、ガラス−セラミック基板11はガラス−セラ
ミックスで作製し、その材料はアルミナ(Alz Ox
 ) 50%、ボロシリケートガラス(BzOl・Si
O□)50%であり、例えば、4層を接合した合計厚さ
は0.8層程度の多層基板である。底部の基礎基板であ
る窒化アルミニウム基板10はAIN材料で作製して、
その厚さは0.6柵程度の熱の放散性が非常に良い基板
である。
且つ、図示のように、ガラス−セラミック基板11に穴
15を設けて、素子13は直接窒化アルミニウム基板1
0に接着させている。更に、ガラス・セラミックスに対
しては銅の接着性が良いために、回路配線12を銅導体
で作製し、銅導体のシート抵抗は1mΩ/口程度とタン
グステン導体のシート抵抗10mΩ/口と比べて極めて
低い電気抵抗の導体になる。
このように、素子13を直接窒化アルミニウム基板10
に接着させているから、素子13の面とガラス−セラミ
ック基板11の面とが近接して、そのためにボンディン
グワイヤーの長さが短くなる。また、ガラス・セラミッ
ク基板11は低い誘電率をもつ配線基板のために高周波
領域での伝送損失が少なくなり、且つ、銅導体からなる
回路配線12は低抵抗な導体であるから、上記の短いボ
ンディングワイヤーの利点と相乗して伝送信号の遅延が
軽減される。更に、素子13を直接熱放散の良い窒化ア
ルミニウム基板10に接着させているから、素子からの
熱放散性が極めて良くなる。
次に、本発明にかかる回路基板の製造方法の概要を説明
する。まず、粒子径1μmのアルミナ50部と粒子径1
μmのボロシリケートガラス50部に対してPMMAア
クリル樹脂(バインダー)70部。
ジブチルフタレート(可塑剤)30部とアセトン110
部、メチルエチルケトン530部を24時間の間、アル
ミナボールを使用してボールミリングする。
そして、出来上ったスラリー(粘性液)をドクターブレ
ード法で厚さ0.3胴のグリーンシートに成形する。
一方、粒子径1μmの銅粉末100部にPMMAアクリ
ル樹脂1部+ Tiカップリング剤(添加剤)1部、テ
ルピネオール(溶剤) 10部とメチルエチルケトン1
00部をボールミリングし、その後、三本ロールミルを
通して銅ペーストを作製する。
上記のグリーンシートは金型を用いて外形、スルーホー
ル、素子搭載用の穴などを打ち抜く。次に、スクリーン
印刷によって銅ペーストをグリーンシートの表面にパタ
ーン印刷し、それらのグリーンシートを積み重ねる。こ
の積層グリーンシートをPMMAアクリル樹脂などのバ
インダーを除去する予備焼成した後、1000°Cで本
焼成する。そうすると、ガラス−セラミック基板11か
らなる多層配線基板が仕上がる。更に、この配線基板に
金属ペーストを塗布した窒化アルミニウム基板10を接
着して約800’Cで焼成すると接合して、本発明にか
かるセラミック回路基板が完成する。
上記のようにして形成した本発明にかかるセラミック回
路基板の穴15に素子を導電性樹脂で接着し搭載させて
、その高周波特性を測定した結果を次表に示している。
から本発明にかかる回路基板の方が非常に伝送損失が減
少していることが明らかである。
また、窒化アルミニウム(AIN)ヒートシンクの熱抵
抗を測定したところ、フィンなし、風速ゼロの条件で約
7°C/Wと極めて熱放散性が良好であった。
なお、上記実施例は熱伝導性の良い基礎基板として窒化
アルミニウム基板を用いたが、他にシリコンカーバイド
(Si C)基板を用いても高熱伝導体であるから同様
の効果が得られ、また、回路配線として銅導体を用いた
が、銀系導体を使用しても同様に低抵抗の導体であるか
ら同様の効果を得ることができる。
且つ、実施例では配線基板に穴を設ける例で説明したが
、熱伝導性の良い基礎基板と配線基板をずらせて接合し
、基礎基板の露呈面に素子を搭載しても良い。
この表には従来のアルミナ基板(第2図に示す基板)の
高周波特性を併記しているが、この比較〔発明の効果〕 以上の説明から判るように、本発明にかかる回路基板に
よれば高周波領域での伝送損失が低減されて、且つ、伝
送信号の遅延も減少し、更に、熱放散性が一層良くなっ
て、光通信システムの高性能化に顕著に寄与するもので
ある。
を示している。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、 (b)は本発明にかかるセラミック回
路基板を示す図(同図(a)は斜視図、同図(b)はA
A断面図)、 第2図は従来のセラミック回路基板の斜視図である。 図において、 lはアルミナ基板、 2はタングステン導体からなる回路配線、3.13は素
子、 4.14はボンディングワイヤー 10は窒化アルミニウム(AIN)基板(基礎基板)、
11はガラス−セラミック基板(配線基板)、12は銅
導体からなる回路配線、 15は穴 従来めセラミツ70坏基I反の梁呼判IZ第2図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルミナよりも熱伝導性の良い高熱伝導体を基礎基板と
    し、アルミナよりも低い誘電率をもつガラス−セラミッ
    クスを配線基板にして、前記基礎基板に配線基板を接合
    し、前記基礎基板に素子を搭載するように構成したこと
    を特徴とするセラミック回路基板。
JP33368388A 1988-12-28 1988-12-28 セラミック回路基板 Pending JPH02177589A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33368388A JPH02177589A (ja) 1988-12-28 1988-12-28 セラミック回路基板

Applications Claiming Priority (1)

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JP33368388A JPH02177589A (ja) 1988-12-28 1988-12-28 セラミック回路基板

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JPH02177589A true JPH02177589A (ja) 1990-07-10

Family

ID=18268799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33368388A Pending JPH02177589A (ja) 1988-12-28 1988-12-28 セラミック回路基板

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1589795A1 (en) * 2004-04-21 2005-10-26 Delphi Technologies, Inc. Laminate ceramic circuit board and process therefor
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