JPH053379A - Ceramic composite board for mounting electric parts - Google Patents

Ceramic composite board for mounting electric parts

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JPH053379A
JPH053379A JP15341191A JP15341191A JPH053379A JP H053379 A JPH053379 A JP H053379A JP 15341191 A JP15341191 A JP 15341191A JP 15341191 A JP15341191 A JP 15341191A JP H053379 A JPH053379 A JP H053379A
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JP
Japan
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ceramic composite
resin
ceramic
plate
substrate
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Application number
JP15341191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Saito
信二 斉藤
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH053379A publication Critical patent/JPH053379A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a ceramic composite board where the property of ceramic can be made the most of and the thermal expansion coefficient can be made approximately the same as those of the electronic parts to be mounted. CONSTITUTION:Ceramic composite boards 12, which are made by charging resin into the open pores of porous oxide sintered substances which have Al2O3 and SiO2 for the their main ingredients, are united, respectively, on both sides of a fiber reinforcing board 11 impregnated with resin, and metallic foils 13 for conductor circuits are united on the surfaces of both these ceramic composite boards 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はセラミック複合基板に関
し、特に多孔質酸化物焼結体の開放気孔中に樹脂を充填
したセラミック複合板と、樹脂を含浸させた繊維補強板
との複合体からなるセラミック複合基板に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic composite substrate, and more particularly to a composite of a ceramic composite plate in which resin is filled in open pores of a porous oxide sintered body and a fiber reinforced plate impregnated with the resin. The present invention relates to a ceramic composite substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子部品を搭載するための基板として
は、製造が容易で安価に提供できることから、所謂樹脂
基板が一般的に採用されているが、十分な耐熱性を有す
るものとする必要がある場合には、所謂セラミック基板
が採用されることがある。
2. Description of the Related Art As a substrate for mounting electronic parts, a so-called resin substrate is generally adopted because it is easy to manufacture and can be provided at a low cost, but it is necessary to have sufficient heat resistance. In some cases, so-called ceramic substrates may be employed.

【0003】従来のセラミック基板は、図5に示すよう
に、板状に形成したセラミック板の一方または両面に導
体回路とすべき銅等の金属箔を一体したものとして構成
されていた。このようなセラミック基板は、例えばアル
ミナ質焼結体やムライト質焼結体等によって形成される
ものであるが、その取扱い時等に割れ易く、その長所で
ある高い硬度が災いして焼結後の例えばスルーホール加
工等の機械加工が非常に困難である。しかも、セラミッ
ク板を基材とするセラミック基板は、その焼成による収
縮を考慮して形成しなければならないから、比較的大き
な面積を有するものの製造が非常に困難であるだけでな
く、緻密質なものであることから重量のあるものとなっ
ているのである。
As shown in FIG. 5, a conventional ceramic substrate is formed by integrally forming one or both sides of a plate-shaped ceramic plate with a metal foil such as copper to be a conductor circuit. Such a ceramic substrate is formed of, for example, an alumina-based sintered body or a mullite-based sintered body, but it is easily cracked when it is handled, and its advantage is its high hardness. It is very difficult to machine such as through hole machining. Moreover, since the ceramic substrate having the ceramic plate as a base material must be formed in consideration of shrinkage due to its firing, it is not only very difficult to manufacture a ceramic substrate having a relatively large area, but also a dense substrate. Therefore, it is heavy.

【0004】以上のようなセラミック基板の本質的な短
所をなくすべく、出願人は特開昭61−287190号
公報等において、セラミック板そのものを多孔質酸化物
焼結体によって形成するとともに、この多孔質酸化物焼
結体の開放気孔中に樹脂を充填するようにしたセラミッ
ク複合板を使用したセラミック複合基板を既に提案して
きている。そして、図4にも示すようにこのようなセラ
ミック複合基板の少なくとも片面に樹脂を含浸させたガ
ラスクロス層を一体的に形成して、セラミック複合板自
体の割れ易さを解消するような提案もしてきている。
In order to eliminate the above-mentioned essential disadvantages of the ceramic substrate, the applicant has disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-287190 that the ceramic plate itself is made of a porous oxide sintered body and the We have already proposed a ceramic composite substrate using a ceramic composite plate in which the open pores of a porous oxide sintered body are filled with resin. Then, as shown in FIG. 4, there is also a proposal to integrally form a resin-impregnated glass cloth layer on at least one surface of such a ceramic composite substrate to eliminate the fragility of the ceramic composite plate itself. I'm doing it.

【0005】ところで、本発明者等のその後の検討によ
ると、セラミック複合基板の外側に樹脂を含浸させたガ
ラスクロス層を一体化すると、そのセラミック複合基板
全体の熱膨張率はこの外側のガラスクロス層によってよ
り大きく影響されることに気付いたのである。逆に言え
ば、完成されたセラミック複合基板の熱膨張率は、搭載
されるべき電子部品のそれに対して比較的大きなものと
なることがあり、特にこの種のセラミック複合基板を大
型化したり、表面の配線回路の高密度化を図ろうとする
場合に重要な問題となってきたのである。
By the way, according to a subsequent study by the present inventors, when a glass cloth layer impregnated with a resin is integrated on the outside of the ceramic composite substrate, the coefficient of thermal expansion of the entire ceramic composite substrate is increased. I realized that it was more influenced by the layers. Conversely, the coefficient of thermal expansion of the completed ceramic composite substrate may be relatively large compared to that of the electronic components to be mounted. This has become an important issue when attempting to increase the density of the wiring circuit.

【0006】そこで、本発明者等は、この種のセラミッ
ク基板の耐熱性を十分活用しながら、割れにくくしかも
熱膨張率を電子部品のそれと略同じとなるものとするに
はどうしたらよいかについて種々検討を重ねてきた結
果、本発明を完成したのである。
[0006] Therefore, the present inventors have considered how to make the thermal resistance of this type of ceramic substrate sufficiently resistant to cracking and the coefficient of thermal expansion to be substantially the same as that of the electronic component while making full use of the heat resistance. As a result of various studies, the present invention has been completed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な経緯に基づいてなされたもので、その解決しようとす
る課題は、セラミック基板のさらなる改良である。
The present invention has been made based on the above-mentioned background, and the problem to be solved is to further improve the ceramic substrate.

【0008】そして、本発明の目的とするところは、セ
ラミックの特性を十分生かすことができて、特にその熱
膨張率を搭載されるべき電子部品のそれと略同じにする
ことのできるセラミック複合基板を提供することにあ
る。
The object of the present invention is to provide a ceramic composite substrate which can make full use of the characteristics of ceramics and can make its coefficient of thermal expansion substantially the same as that of an electronic component to be mounted. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の採った手段は、実施例において使用する
符号を付して説明すると、「樹脂を含浸させた繊維補強
板の両面に、Al2O3およびSiO2を主成分とする多
孔質酸化物焼結体の開放気孔中に樹脂を充填して形成し
たセラミック複合板をそれぞれ一体化し、これら両セラ
ミック複合板の表面に導体回路用の金属箔を一体化した
ことを特徴とする電子部品搭載用のセラミック複合基
板」である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the means adopted by the present invention will be described with reference to the reference numerals used in the examples. , A ceramic composite plate formed by filling resin into open pores of a porous oxide sintered body containing Al 2 O 3 and SiO 2 as main components is integrated respectively, and a conductor is formed on the surface of both ceramic composite plates. It is a ceramic composite substrate for mounting electronic components, characterized by integrating a metal foil for circuits. "

【0010】すなわち、本発明に係るセラミック複合基
板10は、樹脂を含浸させた繊維補強板11の両面にセ
ラミック複合板12を一体化して構成したものであるこ
とが必要である。その理由は、もし外側に樹脂を含浸さ
せた繊維補強板11が存在していたとすると、セラミッ
ク複合基板10全体の熱膨張率はこの繊維補強板11と
樹脂とによって規定されて電子部品のそれよりも大きな
ものとなってしまうからであり、その意味では電子部品
の熱膨張率に合わせることのできるセラミック複合板1
2を外側に配置することが必要なのである。また、熱膨
張率の言わば小さいセラミック複合板12を外側にする
ことによって、その表面側に導体回路を形成すべく一体
化した金属箔13の形成と一体化とを、繊維補強板11
に対して行うよりも確実にするために、上記のように構
成する必要があるのである。
That is, the ceramic composite substrate 10 according to the present invention needs to be constructed by integrating the resin composite impregnated fiber reinforced plate 11 and the ceramic composite plate 12 on both sides. The reason is that if there is a fiber-reinforced plate 11 impregnated with a resin on the outside, the coefficient of thermal expansion of the entire ceramic composite substrate 10 is defined by the fiber-reinforced plate 11 and the resin, and the coefficient of thermal expansion is higher than that of an electronic component. Is also large, and in that sense, the ceramic composite plate 1 that can be adjusted to the thermal expansion coefficient of the electronic component.
It is necessary to place 2 on the outside. Further, by forming the ceramic composite plate 12 having a small coefficient of thermal expansion on the outside, the formation and integration of the metal foil 13 integrated to form a conductor circuit on the front surface side of the fiber reinforced plate 11 are performed.
In order to be more certain than for the above, it is necessary to configure as described above.

【0011】本発明のセラミック複合基板10を構成す
るセラミック複合板12は、Al2O3、SiO2を主成
分とする多孔質体の開放気孔中に樹脂が充填されてなる
複合体であることが必要である。その理由は、従来電子
回路用基板として使用されている例えばムライト質焼結
体等は緻密質焼結体であるため硬度が高く機械加工性に
極めて劣るものであるが、本発明の如き多孔質体は焼結
後の機械加工性が著しく良好であり、しかも開放気孔中
に樹脂が充填されているため、セラミック複合基板10
として不可欠な気体不透過性を兼ね備えているからであ
る。
The ceramic composite plate 12 constituting the ceramic composite substrate 10 of the present invention is a composite body in which resin is filled in open pores of a porous body containing Al 2 O 3 and SiO 2 as main components. is necessary. The reason for this is that, for example, a mullite sintered body or the like which has been conventionally used as a substrate for electronic circuits is a dense sintered body and thus has high hardness and extremely poor machinability. The body has remarkably good machinability after sintering, and since the open pores are filled with resin, the ceramic composite substrate 10
This is because it also has gas impermeability, which is indispensable.

【0012】このようなAl2O3、SiO2を主成分と
する多孔質体の開放気孔内に充填する樹脂としては、エ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、トリマジン樹脂、ポリパ
ラバン酸樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコン樹脂、
エポキシシリコン樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸
樹脂、アニリン酸樹脂、フェノール樹脂、ウレタン系樹
脂、フラン系樹脂、フッ素樹脂から選択される樹脂を単
独あるいは混合して使用することができる。
As the resin to be filled in the open pores of the porous body containing Al 2 O 3 and SiO 2 as the main components, epoxy resin, polyimide resin, trimazine resin, polyparabanic acid resin, polyamideimide resin, silicon resin,
A resin selected from an epoxy silicone resin, an acrylic acid resin, a methacrylic acid resin, an aniline acid resin, a phenol resin, a urethane resin, a furan resin, and a fluororesin can be used alone or in combination.

【0013】本発明のセラミック複合基板10を構成す
るセラミック複合板12は、その開放気孔率が10〜7
0容積%の範囲内であることが好ましい。その理由は、
開放気孔率が10容積%より少ないと機械加工性が著し
く劣化するからであり、一方70容積%より大きいと実
質的な強度が殆どなくなり、取扱い中にこわれ易くなる
からである。
The ceramic composite plate 12 constituting the ceramic composite substrate 10 of the present invention has an open porosity of 10 to 7.
It is preferably in the range of 0% by volume. The reason is,
This is because if the open porosity is less than 10% by volume, the machinability is significantly deteriorated, while if it is more than 70% by volume, the substantial strength is almost lost and the material is easily broken during handling.

【0014】本発明のセラミック複合基板10を構成す
るセラミック複合板12のためのセラミック板は、その
各成分が、 Al2O3が15〜50% SiO2が45〜80% の範囲内の成分比率によって構成されていることが望ま
しい。その理由は、この範囲を外れると、多孔質体の熱
膨張率をシリコン集積回路の熱膨張率に近づけることが
困難で、シリコン集積回路を直接に実装することのでき
るセラミック複合基板10を製造することが困難だから
である。
In the ceramic plate for the ceramic composite plate 12 constituting the ceramic composite substrate 10 of the present invention, each component is a component within the range of 15 to 50% Al 2 O 3 and 45 to 80% SiO 2. It is desirable to be composed by the ratio. The reason for this is that if it is out of this range, it is difficult to bring the coefficient of thermal expansion of the porous body close to the coefficient of thermal expansion of the silicon integrated circuit, and the ceramic composite substrate 10 on which the silicon integrated circuit can be directly mounted is manufactured. Because it is difficult.

【0015】本発明において採用されるセラミック板の
結晶組織は、主としてAl2O3、SiO2以外の成分と
してMgOを5〜35重量%の範囲で含有したコージェ
ライトであることが好ましい。その理由は、コージェラ
イトの熱膨張率はシリコン集積回路の熱膨張率に近く、
本発明の目的とするシリコン集積回路を直接に載置する
ことのできるセラミック複合基板10を製造することが
できるからである。この場合、コージェライト組織の含
有率は、50%以上であることがより有利である。
The crystal structure of the ceramic plate employed in the present invention is preferably cordierite which mainly contains MgO as a component other than Al 2 O 3 and SiO 2 in the range of 5 to 35% by weight. The reason is that the thermal expansion coefficient of cordierite is close to that of silicon integrated circuits.
This is because it is possible to manufacture the ceramic composite substrate 10 on which the silicon integrated circuit which is the object of the present invention can be directly mounted. In this case, it is more advantageous that the content rate of the cordierite structure is 50% or more.

【0016】また、本発明のためのセラミック複合板1
2は気孔率が10容積%以下であることが好ましい。そ
の理由は、この気孔率が10容積%より大きいとセラミ
ック複合基板10として気体不透過性を付与することが
困難だからであり、なかでも5容積%以下であることが
有利である。
Also, the ceramic composite plate 1 for the present invention
No. 2 preferably has a porosity of 10% by volume or less. The reason is that if the porosity is larger than 10% by volume, it is difficult to impart gas impermeability to the ceramic composite substrate 10, and it is particularly preferable that the porosity is 5% by volume or less.

【0017】さらに、本発明のセラミック複合基板10
は、その熱膨張率がなるべくシリコン集積回路の熱膨張
率に近いことが有利であり、2〜6×10-6/℃の範囲
内であることが好ましく、中でも3〜5.5×10-6/
℃の範囲内であることが有利である。
Further, the ceramic composite substrate 10 of the present invention.
Is advantageous in that its coefficient of thermal expansion is as close as possible to that of the silicon integrated circuit, preferably in the range of 2 to 6 × 10 −6 / ° C., and particularly 3 to 5.5 × 10 −. 6 /
It is advantageously in the range of ° C.

【0018】本発明のセラミック複合基板10は、全体
としてガラス・エポキシ複合体に比較して熱伝導率が大
きく、しかもその熱膨張率がシリコン集積回路の熱膨張
率に近いため、特に優れた放熱特性が要求されかつ熱膨
張率の影響が顕著なチップ・オン・ボード・タイプの基
板として極めて好適である。
The ceramic composite substrate 10 of the present invention has a large thermal conductivity as a whole as compared with the glass-epoxy composite, and its thermal expansion coefficient is close to that of a silicon integrated circuit. It is extremely suitable as a chip-on-board type substrate that requires characteristics and is significantly affected by the coefficient of thermal expansion.

【0019】以上のようなセラミック複合板12の間に
位置する繊維補強板11としては、クロスとすることが
セラミック複合基板10全体の熱膨張率の均質化、及び
後述する製造方法における連続成形化を行うために有利
であるが、例えばセラミック複合板12の内側面に繊維
と樹脂との混合物を塗布して実施してもよいものであ
る。このような繊維補強板11を構成するための無機繊
維材料としては、ガラス繊維、アスベスト繊維、カーボ
ン繊維、セラミックファイバー等を使用することが有利
であり、またこのような無機繊維に含浸するための樹脂
としては、先に記載したセラミック多孔質体の開放気孔
中に充填するものと同様の樹脂を使用することができ
る。
As the fiber reinforcing plate 11 positioned between the ceramic composite plates 12 as described above, a cloth may be used to homogenize the coefficient of thermal expansion of the entire ceramic composite substrate 10 and to continuously form it in the manufacturing method described later. However, it is also possible to apply the mixture of the fiber and the resin to the inner surface of the ceramic composite plate 12, for example. It is advantageous to use glass fiber, asbestos fiber, carbon fiber, ceramic fiber or the like as the inorganic fiber material for forming such a fiber reinforcing plate 11, and to impregnate such inorganic fiber. As the resin, the same resin as that used for filling the open pores of the ceramic porous body described above can be used.

【0020】次に、本発明のセラミック複合基板10の
製造方法について説明する。本発明に係るセラミック複
合基板10を形成するためのセラミック複合板12の出
発原料は、主としてコージェライトの結晶組織を有する
酸化物粉末が好適である。このコージェライトの結晶組
織を有する出発原料を生成形体に成形したのち、この生
成形体を液相の生成量が5重量%以下である温度域の非
還元性雰囲気下で焼成することによって多孔質体とな
し、次いでこの多孔質体の開放気孔中へ樹脂を充填する
ことにより製造することができる。
Next, a method for manufacturing the ceramic composite substrate 10 of the present invention will be described. As a starting material for the ceramic composite plate 12 for forming the ceramic composite substrate 10 according to the present invention, an oxide powder mainly having a cordierite crystal structure is suitable. The starting material having the crystal structure of cordierite is molded into a green body, and the green body is fired in a non-reducing atmosphere in a temperature range where the amount of liquid phase produced is 5% by weight or less. And then filling the open pores of the porous body with a resin.

【0021】また、この樹脂を多孔質体の開放気孔中へ
充填する方法としては、樹脂を加熱して溶融させて含浸
する方法、樹脂を溶剤に溶解させて含浸する方法、樹脂
をモノマー状態で含浸した後にポリマーに転化する方
法、あるいは微粒化した樹脂を分散媒液中に分散し、こ
の分散液を含浸し乾燥した後、樹脂の溶融温度で樹脂を
焼き付ける方法が適用できる。
As a method of filling the open pores of the porous body with this resin, a method of heating and melting the resin to impregnate it, a method of dissolving the resin in a solvent to impregnate it, and a resin in a monomer state A method of converting it into a polymer after impregnation, or a method of dispersing a finely divided resin in a dispersion medium liquid, impregnating this dispersion liquid, drying and then baking the resin at the melting temperature of the resin can be applied.

【0022】なお、本発明のセラミック複合基板10を
製造するためには、前記多孔質体の開放気孔内に予じめ
シラン・カップリング処理を施した後、樹脂を含浸する
こともできる。
In order to manufacture the ceramic composite substrate 10 of the present invention, the open pores of the porous body may be preliminarily subjected to silane coupling treatment and then impregnated with resin.

【0023】以上のように形成したセラミック複合板1
2を、樹脂を含浸させた繊維補強板11の両面に一体化
するのであるが、これは、図2及び図3に示すように、
連続的に行うようにすると有利である。すなわち、リー
ル等に巻いた繊維補強板11を樹脂槽内に順次連続的に
浸積するとともに、この樹脂槽内から引き出された繊維
補強板11の両面に、上記のように構成したセラミック
複合板12を順次連続的に熱圧着プレス等の手段によっ
て一体化していくのである。この場合、表面側に金属箔
13を予じめ一体化したセラミック複合板12を使用し
てもよいが、繊維補強板11の両面に一体化されたセラ
ミック複合板12の表面側に長尺な金属箔13を連続的
に貼付する等して一体化して実施してもよい。その後
は、各セラミック複合板12の形状に合わせて繊維補強
板11等を切断することにより、最外面に金属箔13を
有した固体状のセラミック複合基板10が形成される。
The ceramic composite plate 1 formed as described above
2 is integrated on both sides of the resin-impregnated fiber-reinforced plate 11, which, as shown in FIGS. 2 and 3,
It is advantageous to carry out continuously. That is, the fiber-reinforced plate 11 wound around a reel or the like is successively and continuously immersed in the resin tank, and both sides of the fiber-reinforced plate 11 pulled out from the resin tank are covered with the ceramic composite plate configured as described above. The 12 are sequentially and continuously integrated by means such as a thermocompression press. In this case, the ceramic composite plate 12 in which the metal foil 13 is preliminarily integrated on the front surface side may be used, but the ceramic composite plate 12 integrated on both surfaces of the fiber reinforced plate 11 is long on the front surface side. The metal foil 13 may be integrated and implemented by continuously pasting it. After that, the fiber-reinforced plate 11 and the like are cut in accordance with the shape of each ceramic composite plate 12 to form the solid ceramic composite substrate 10 having the metal foil 13 on the outermost surface.

【0024】また、本発明に係るセラミック複合基板1
0にスルーホール等の穴明け加工を施したい場合には通
常市販されている超硬ドリルを使用すれば十分である。
また、このセラミック複合基板10の金属箔13に対し
て、常法によるエッチングを施すことにより、電子部品
を実装するのに必要な導体回路が形成されるのである。
Further, the ceramic composite substrate 1 according to the present invention
When it is desired to form a through hole or the like on 0, it is sufficient to use a commercially available carbide drill.
Further, the metal foil 13 of the ceramic composite substrate 10 is etched by a conventional method to form a conductor circuit necessary for mounting an electronic component.

【0025】[0025]

【発明の作用】以上のように構成したセラミック複合基
板10においては、その全体の物理的特性が、他の例と
比較すると、次の表1に示すようになっている。
In the ceramic composite substrate 10 configured as described above, the physical properties of the whole are as shown in Table 1 below when compared with other examples.

【0026】 [0026]

【0027】ここで、比較例1は、図5にも示したよう
な多孔質セラミックの気孔中に樹脂を含浸させて、表面
に銅箔を直接一体化したもの比較例2は、図4に示した
ような多孔質セラミックの気孔中に樹脂を含浸させたも
のの両面に、樹脂を含浸させた繊維補強層を形成し、さ
らにその裏面に銅箔を一体化したもの 比較例3は、一般的な樹脂基板 比較例4は、一般的なアルミナ焼結体 であり、各熱伝導率は25℃におけるものである。
Here, in Comparative Example 1, the resin is impregnated into the pores of the porous ceramic as shown in FIG. 5, and the copper foil is directly integrated on the surface. Comparative Example 2 is shown in FIG. As shown in the figure, a resin-impregnated fiber-reinforced layer is formed on both sides of a porous ceramic in which pores are impregnated with a resin, and a copper foil is integrated on the back surface thereof. Comparative resin substrate Comparative Example 4 is a general alumina sintered body, and each thermal conductivity is at 25 ° C.

【0028】表1に示したように、まず本発明に係るセ
ラミック複合基板10の熱膨張率は3.5×10-6/℃
と、搭載すべき電子部品の熱膨張率3.8×10-6/℃
に、他の比較例に比してより近似した値となっており、
このセラミック複合基板10に実装した電子部品が発熱
して膨張したとしても、そのセラミック複合基板10に
対する電気的な接続部分が剥れるようなことはないので
ある。
As shown in Table 1, the coefficient of thermal expansion of the ceramic composite substrate 10 according to the present invention is 3.5 × 10 -6 / ° C.
And the thermal expansion coefficient of the electronic components to be mounted 3.8 × 10 -6 / ° C
In addition, compared to other comparative examples, the value is more approximate,
Even if the electronic components mounted on the ceramic composite substrate 10 generate heat and expand, the electrical connection portion to the ceramic composite substrate 10 does not peel off.

【0029】また、本発明に係るセラミック複合基板1
0の曲げ強度や破壊靱性は、例えば比較例2のそれと比
較すると多少劣るが、これは実際上問題とはならないも
のである。特に破壊靱性は、この種の電子部品搭載用基
板を取扱う場合に関係する物性であるが、その取扱時に
おける破壊靱性としては、本発明のセラミック複合基板
10が有している程度であれば実際上何等の問題もない
からであり、その値をこれ以上上げたとしても実質的な
効果を発揮するものとはならないからである。それより
も重要なことは、例えば破壊靱性を取扱い可能範囲にま
で低くしても、その熱膨張率を搭載すべき電子部品のそ
れに極力合わせることであり、本発明のセラミック複合
基板10はそのことを実現しているのである。
Further, the ceramic composite substrate 1 according to the present invention
The flexural strength and fracture toughness of 0 are slightly inferior to those of Comparative Example 2, for example, but this is not a problem in practice. In particular, the fracture toughness is a physical property related to the case of handling this kind of electronic component mounting substrate, but the fracture toughness at the time of handling is actually the extent that the ceramic composite substrate 10 of the present invention has. This is because there is no problem in the above, and even if the value is raised further, it will not be effective. What is more important than that is that even if the fracture toughness is lowered to a handleable range, the coefficient of thermal expansion thereof should be matched to that of the electronic component to be mounted as much as possible. Has been realized.

【0030】[0030]

【実施例】次に、本発明に係るセラミック複合基板10
を、その製造方法の一実施例に従って詳細に説明する。
まず、本発明に係るセラミック複合基板10を構成して
いるセラミック複合板12の多孔質酸化物焼結体を成形
するために、平均粒径が2.0μmで不純物含有量が表
2に示したごとき、コージェライト粉末100重量部に
対し、ポリビニルアルコール2重量部、ポリエチレング
リコール1重量部、ステアリン酸0.5重量部及び水1
00重量部を配合し、ボールミル中で3時間混合した
後、噴霧乾燥した。
EXAMPLE Next, a ceramic composite substrate 10 according to the present invention
Will be described in detail according to one embodiment of the manufacturing method.
First, in order to mold the porous oxide sintered body of the ceramic composite plate 12 constituting the ceramic composite substrate 10 according to the present invention, the average particle size is 2.0 μm and the impurity content is shown in Table 2. At this time, 100 parts by weight of cordierite powder, 2 parts by weight of polyvinyl alcohol, 1 part by weight of polyethylene glycol, 0.5 part by weight of stearic acid and 1 part of water.
00 parts by weight were blended, mixed in a ball mill for 3 hours, and then spray dried.

【0031】 [0031]

【0032】この乾燥物を適量採取し、金属製押し型を
用いて1.0t/cm2の圧力で成形し、大きさが10
0mm×100mm×2mm、密度が1.5g/cm2
(60容積%)の生成形体を得た。
An appropriate amount of this dried product was sampled and molded at a pressure of 1.0 t / cm 2 using a metal pressing die to obtain a size of 10
0mm × 100mm × 2mm, density 1.5g / cm 2
(60% by volume) of the green form was obtained.

【0033】この生成形体をアルミナ製ルツボに装入し
大気圧下の空気中で1400℃の温度で1時間焼成し
た。
This green body was placed in an alumina crucible and calcined in air at atmospheric pressure at a temperature of 1400 ° C. for 1 hour.

【0034】得られた焼結体の結晶組織はコージェライ
トであり、表3に示すように、例えば実施例1の多孔質
酸化物焼結体の密度は1.8g/cm2、開放気孔率は
30容積%であった。また、この焼結体の平均曲げ強度
は9.0kg/mm2であって、ヌープ硬度は140〜
180kg/mm2であった。
The crystal structure of the obtained sintered body was cordierite, and as shown in Table 3, for example, the porous oxide sintered body of Example 1 had a density of 1.8 g / cm 2 and an open porosity. Was 30% by volume. The average bending strength of this sintered body was 9.0 kg / mm 2 , and the Knoop hardness was 140-
It was 180 kg / mm 2 .

【0035】 [0035]

【0036】ついで、この焼結体に二液性タイプのエポ
キシ樹脂を真空下で浸積し、含浸させた後、約150℃
の温度で硬化させてセラミック複合板12を得た。焼結
体の空隙に占めるエポキシ樹脂の割合はほぼ98.5容
積%であった。
Then, a two-component type epoxy resin was immersed in this sintered body under vacuum to impregnate it, and then, at about 150 ° C.
The ceramic composite plate 12 was obtained by curing at a temperature of. The proportion of epoxy resin in the voids of the sintered body was approximately 98.5% by volume.

【0037】このセラミック複合板12の0〜300℃
における熱膨張率は、表4に示すように、例えば実施例
1のものにあっては、4×10-6/℃、体積抵抗率(J
ISC 6481)は1014Ωcm以上、表面抵抗率
(JIS C 6481)は1012Ωcm以上、比誘電
率は5.0と電子部品搭載用のセラミック複合基板とし
て極めて好適な特性を有していた。
0 to 300 ° C. of this ceramic composite plate 12
As shown in Table 4, for example, the coefficient of thermal expansion in Example 1 is 4 × 10 −6 / ° C. and the volume resistivity (J
ISC 6481) is 10 14 [Omega] cm or more, the surface resistivity (JIS C 6481) is 10 12 [Omega] cm or more and a dielectric constant had a very favorable properties as a ceramic composite substrate 5.0 and mounting electronic components.

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】また、以上のように構成したセラミック複
合板12の多孔質酸化物焼結体の実際上の大きさは、
縦、横及び厚さが255mm×340mm×0.45m
mのものであった。
The actual size of the porous oxide sintered body of the ceramic composite plate 12 having the above-described structure is
Length, width and thickness are 255 mm x 340 mm x 0.45 m
It was m.

【0040】そして、このセラミック複合板12の表面
側に銅からなる厚さ18μmの金属箔13を一体化する
とともに、図3に示したように、その裏面側に次に述べ
る繊維補強板11に貼付するための接着テープ14を取
付けた。なお、各セラミック複合板12の表面側へ金属
箔13の一体化は、各セラミック複合板12を繊維補強
板11に対して一体化した後に連続的に行うように実施
してもよいものである。
Then, a metal foil 13 made of copper and having a thickness of 18 μm is integrated on the front surface side of the ceramic composite plate 12, and as shown in FIG. An adhesive tape 14 for attaching was attached. The integration of the metal foil 13 on the surface side of each ceramic composite plate 12 may be performed continuously after the integration of each ceramic composite plate 12 with the fiber reinforced plate 11. ..

【0041】繊維補強板11としては、本実施例の場
合、直径約7μmで繊維長の非常に長いガラス繊維によ
って、例えば103g/m2となるように織布したもの
である。そして、この繊維補強板11をエポキシ樹脂の
槽内に連続的に通すことにより、樹脂を含浸させた繊維
補強板11とした。この繊維補強板11に対して、上述
した各セラミック複合板12をその接着テープ14を利
用して、図2に示したような多数のセラミック複合板1
2を表裏両面側に一体化したものを作成した。その後
に、図1に示したような個片状のセラミック複合基板1
0として、それぞれ切り出した。
In the case of this embodiment, the fiber reinforcing plate 11 is woven from glass fibers having a diameter of about 7 μm and a very long fiber length, for example, 103 g / m 2 . Then, the fiber reinforced plate 11 was continuously passed through a tank of epoxy resin to obtain a resin reinforced fiber reinforced plate 11. With respect to the fiber reinforced plate 11, each of the above-mentioned ceramic composite plates 12 is bonded to the fiber composite plate 12 by using the adhesive tape 14 to form a large number of ceramic composite plates 1
2 was integrated on both front and back sides. Then, the individual ceramic composite substrate 1 as shown in FIG.
Each was cut out as 0.

【0042】なお、以上のように形成したセラミック複
合基板10の金属箔13に対しては、所定のエッチング
を施すことにより、これを電子部品の実装に必要な導体
回路としたのである。
The metal foil 13 of the ceramic composite substrate 10 formed as described above is subjected to predetermined etching to form a conductor circuit necessary for mounting electronic components.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明においては、
上記実施例にて例示した如く、「樹脂を含浸させた繊維
補強板の両面に、Al2O3およびSiO2を主成分とす
る多孔質酸化物焼結体の開放気孔中に樹脂を充填して形
成したセラミック複合板をそれぞれ一体化し、これら両
セラミック複合板の表面に導体回路用の金属箔を一体化
した」ことにその特徴があり、これにより、セラミック
の特性を十分生かすことができて、特にその熱膨張率を
搭載されるべき電子部品のそれと略同じにすることので
きるセラミック複合基板を提供することができるのであ
る。
As described above in detail, in the present invention,
As illustrated in the above examples, "the resin is filled in the open pores of the porous oxide sintered body containing Al 2 O 3 and SiO 2 as the main components on both sides of the fiber-reinforced plate impregnated with the resin. By integrating the ceramic composite plates formed by the above, and by integrating the metal foil for the conductor circuit on the surface of both ceramic composite plates, it is possible to make full use of the characteristics of the ceramic. In particular, it is possible to provide a ceramic composite substrate whose thermal expansion coefficient can be made substantially the same as that of the electronic component to be mounted.

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

【図1】本発明に係るセラミック複合基板の拡大断面図
である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a ceramic composite substrate according to the present invention.

【図2】同各セラミック複合基板が連続状の繊維補強板
を介して連続物として形成されたときの部分断面図であ
る。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view when the respective ceramic composite substrates are formed as a continuous product via a continuous fiber-reinforced plate.

【図3】図2の1−1線に沿ってみた横断平面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional plan view taken along line 1-1 of FIG.

【図4】従来のセラミック複合基板を示す拡大断面図で
ある。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a conventional ceramic composite substrate.

【図5】従来の他のセラミック複合基板を示す拡大平面
図である。
FIG. 5 is an enlarged plan view showing another conventional ceramic composite substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セラミック複合基板 11 繊維補強板 12 セラミック複合板 13 金属箔 10 Ceramic Composite Substrate 11 Fiber Reinforcement Plate 12 Ceramic Composite Plate 13 Metal Foil

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 樹脂を含浸させた繊維補強板の両面に、
Al2O3およびSiO 2を主成分とする多孔質酸化物焼
結体の開放気孔中に樹脂を充填して形成したセラミック
複合板をそれぞれ一体化し、これら両セラミック複合板
の表面に導体回路用の金属箔を一体化したことを特徴と
する電子部品搭載用のセラミック複合基板。
[Claims] 1. A resin-impregnated fiber-reinforced plate on both sides,
Al2O3And SiO 2Porous oxide-based firing
Ceramic formed by filling resin into open pores of a unit
Composite plates are integrated respectively, and both ceramic composite plates are integrated.
The metal foil for the conductor circuit is integrated on the surface of the
Ceramic composite substrate for mounting electronic components.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108575046A (en) * 2018-05-22 2018-09-25 绵阳启创电子科技有限公司 A kind of high heat conduction composite base material multilayer printed circuit board

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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