JPH05206598A - セラミック回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細なパターン形成が容易で、半田濡れ性が
よく、導体層との密着強度の低下の少ないセラミック回
路基板を提供する。 【構成】 セラミック多層基板１上に、導電性樹脂層３
を設け、その上に金属箔層４を設ける。導電性樹脂層３
が金属箔層４とセラミック多層基板１を強固に密着さ
せ、その間に生じる熱歪を吸収することができる。ま
た、金属箔層４は微細加工が容易で半田濡れ性も良好で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器などの回路構
成に用いる、高精度配線が可能なセラミック回路基板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、セラミック回路基板は、熱伝導性
や耐熱性、化学的耐久性が有機材料基板より優れている
ので、有機材料基板に代わるものとして利用が拡大して
いる。また電子機器の小型化、多様化に伴い、高密度配
線、高密度実装が可能な基板として広く使用されるよう
になってきた。さらに、今後は半導体ベアチップ実装基
板として需要は高まると予想され、さらに微細な配線が
必要になると考えられる。

【０００３】以下に図面を参照しながら、従来のセラミ
ック回路基板の一例について説明する。

【０００４】図３に、従来のセラミック回路基板の構成
を示す。図４は従来の製造方法により電子部品を実装し
たセラミック回路基板の構成を示す。

【０００５】図３に示すように、従来のセラミック基板
はアルミナなどからなるセラミック基板２１上に、Ａｇ
粉やＣｕ粉を主成分とし、これにホウケイ酸ガラスまた
はホウケイ酸ガラスと熱可塑性樹脂などを添加してなる
導電ペーストを印刷して導体層２２を形成する。導体層
２２は、導電ペーストが充填されたスルホールやビアホ
ール２３上にも形成される。このように構成されたセラ
ミック基板を焼成し、セラミック回路基板に図４に示す
ように回路部品を実装し、電子機器に使用する。

【０００６】図４に示すように、セラミック多層基板２
４には、ビアホール２５が設けられ、必要に応じて表面
層２６と接続している。さらに、半導体２７やチップ部
品３０がリード２８などを介して半田２９によって、表
面導体層２６に接続されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構成では、導電ペーストをスクリーン印刷して形成
される導体層２２のパターン形状は、インクのニジミ、
ヒゲあるいはインクが透過するスクリーン（紗）の影響
による輪郭部の直線性の低下などの問題が発生し、設計
精度を実現することが困難であった。特に微細なパター
ン、例えば線幅が６０μｍ以下のライン印刷では、ライ
ンの途切れなどの問題が発生し、６０μｍのパターンは
実用できなかった。

【０００８】また、表面の平滑性も悪く、表面粗さのバ
ラツキは±１０μｍを必要とするので半導体のフリップ
実装には採用が困難であった。

【０００９】さらに、導電性パターンの作成時には、８
５０℃〜９００℃の温度で基板全体が焼成されるので、
ガラスによってセラミック基板２４と、導体層２６は密
着力を増すが、上記ガラスにより導体層２６の表面は、
金属箔に比べて、半田２９の濡れは悪くなるという問題
があった。また経時変化として、半田２９中に含まれる
Ｓｎ成分が導体層２６の内部に拡散し、合金を形成し、
セラミック基板との接着が熱衝撃によりはずれるという
極めて重大な課題を有していた。

【００１０】しかも、８５０〜９００℃での焼成によっ
て、ビアホール２５を形成する導体の過焼結による収縮
で導体層２６との間で接触不良が生じるなどの課題も有
していた。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するもので、微
細なパターンを精度良く形成でき、さらに、半田濡れ性
がよく、熱衝撃により密着強度が低下しない、信頼性に
優れたセラミック回路基板を提供することを目的とする
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のセラミック回路基板は、セラミック基板また
はビアホールを有するセラミック多層基板上に金属フィ
ラーと樹脂からなる導電性樹脂層を設け、前記導電性樹
脂層上に、金属箔層を設ける構成としたものである。

【００１３】

【作用】本発明は上記構成によって、予め精度良くパタ
ーン形成された金属箔パターンを積層するので、微細な
パターンも設計通りに高精度に形成できる。また、金属
箔層は表面平滑に形成でき、半田濡れ性もよい。金属箔
は密度が高いので、半田中に含まれるＳｎ成分も拡散し
にくく、導電性樹脂層が熱衝撃による歪を吸収するの
で、経時変化による導体層とセラミック基板との密着強
度の低下も少ない。

【００１４】さらに、従来のように８５０℃〜９００℃
の焼成工程を経ないので、ビアホール中の金属粉末導体
の過焼結による収縮に基因するビアホールと金属箔層間
の接触不良が発生せず、長期間にわたり高い信頼性を保
つことができることとなる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の一実施例のセラミック回路基
板について、図面を参照しながら説明する。

【００１６】図１に本発明の一実施例のセラミック回路
基板の構成を示す。図１に示すように、アルミナやガラ
スからなるセラミック多層基板１にＣｕ導体粉を主材と
するビアホール２を設け、その上にＡｇ粉を導電材とす
る光硬化性または熱硬化性のエポキシ樹脂導体パターン
３を、さらに表面平滑なＣｕ箔４を重ね、半導体ベアチ
ップ５がＡｕバンプ６を通じ半田７によって、Ｃｕ箔４
に電気的に接続されている。同じく、チップコンデンサ
８が半田７によってＣｕ箔４に電気的に接続されてい
る。

【００１７】以上のように構成されたセラミック回路基
板について、以下に図１，図２を用いてその動作を説明
する。図２に示すように、セラミック基板９内に形成さ
れたビアホール１０の上に形成された導電性樹脂層１１
が、Ｃｕ箔１２とビアホール１０とを電気的に接続する
電極として動作し、また、Ｃｕ箔１２とセラミック基板
９とを強固に接着する接着層としても動作している。

【００１８】さらに、図１に示すように、Ｃｕ箔４はそ
の上に実装されるベアチップ５、チップコンデンサ８を
接続する半田７の濡れ性をよくする部品パッドとなる。
導電性樹脂層３は、セラミック基板１と実装する部品と
の間で発生する熱膨張差による歪を吸収する緩衝層とし
て動作する。

【００１９】以上のように本実施例によれば、部品を実
装するＣｕ箔４をエッチングなどの方法で精度よくパタ
ーン形成した後、導電性樹脂層３を介してセラミック基
板に密着させることができる。また、Ｃｕ箔４はガラス
を含まないので半田濡れ性が良好となる。

【００２０】また、密度の高いＣｕ箔４はＳｎの拡散が
遅く、しかも、導電性樹脂層３が、部品とセラミック基
板間で生じる熱膨張差による歪を吸収するので、Ｃｕ箔
４と導電性樹脂層３によって形成される表面層とセラミ
ック多層基板１との密着力を低下させることもない。

【００２１】さらに、従来例のように８５０〜９００℃
という高温での熱処理を施さないため、ビアホール２の
金属導体の過焼結による収縮もないので、ビアホール２
と導電性樹脂層３との接触不良をなくすことができる。

【００２２】なお、本実施例では、セラミック多層基板
１の材料をアルミナとガラスを主成分としたが、他のセ
ラミック材を使用することもできる。また、Ａｇをフィ
ラーとしたエポキシ樹脂導電性樹脂層も他の金属と他の
樹脂の組み合わせも可能である。また、金属箔４として
Ｃｕ箔を用いたが、半田付けができる金属箔であれば何
でもかまわない。

【００２３】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
本発明によれば、セラミック回路基板がセラミック基板
上に形成された、金属フィラーと樹脂からなる導電性樹
脂層と、導電性樹脂層上に形成された金属箔層から構成
されるので、金属箔を予め精度良くパターン加工するこ
とができ、微細パターンを形成することができる。ま
た、金属箔であるため、半田濡れ性も良く半田中に含ま
れるＳｎの拡散による密着強度の低下もない。

【００２４】さらに、高温処理を必要としないので導電
性樹脂層は、ビアホールとの接続を確実にし、熱膨張差
による部品と基板の歪を吸収し、導体層と基板の密着強
度を低下させない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のセラミック回路基板に電子
部品を実装した状態を示す断面図

【図２】同セラミック回路基板の構成を示す断面図

【図３】従来のセラミック回路基板の構成を示す断面図

【図４】同セラミック回路基板に電子部品を実装した状
態を示す断面図

【符号の説明】

１ セラミック多層基板 ２ ビアホール ３ 導電性樹脂層 ４ 金属箔層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック基板と、前記セラミック基板上
   に形成された金属フィラーと樹脂を主体としてなる導電
   性樹脂層と、前記導電性樹脂層上に形成された金属箔層
   から構成されるセラミック回路基板。
2. 【請求項２】セラミック基板がビアホールを有するセラ
   ミック多層基板である請求項１記載のセラミック回路基
   板。