JPH10200015A - セラミックス基板とその製造方法 - Google Patents
セラミックス基板とその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面に凹部を有し、凹部の底面に外部接続用
電極が位置する構造のセラミックス基板において、位置
ずれによる接続信頼性の低下を解消する。 【解決手段】 外部接続用電極の直径をＤ、凹部の直径
をｄ、隣接する凹部の中心間の距離をｐとして、ｄ＜Ｄ
＜ｐを満足させる。この凹部を、貫通穴を有するグリー
ンシートの積層により形成する場合、外部接続用電極の
印刷径をＤ' 、グリーンシートに設けた貫通穴の直径を
ｄ' 、隣接する貫通穴の中心間の距離をｐ' として、
ｄ' ＜Ｄ' ＜ｐ' を満足すればよい。
電極が位置する構造のセラミックス基板において、位置
ずれによる接続信頼性の低下を解消する。 【解決手段】 外部接続用電極の直径をＤ、凹部の直径
をｄ、隣接する凹部の中心間の距離をｐとして、ｄ＜Ｄ
＜ｐを満足させる。この凹部を、貫通穴を有するグリー
ンシートの積層により形成する場合、外部接続用電極の
印刷径をＤ' 、グリーンシートに設けた貫通穴の直径を
ｄ' 、隣接する貫通穴の中心間の距離をｐ' として、
ｄ' ＜Ｄ' ＜ｐ' を満足すればよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス基板
およびその製造方法に関する。より詳しくは、本発明
は、表面に凹部を有し、その凹部底面に外部接続用電極
が位置している構造のセラミックス基板とその製造方法
に関する。
およびその製造方法に関する。より詳しくは、本発明
は、表面に凹部を有し、その凹部底面に外部接続用電極
が位置している構造のセラミックス基板とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス多層基板は、多層化が進ん
だ現在では、主にグリーンシート多層積層法により製造
されている。この方法では、セラミックス材料を有機樹
脂バインダー、有機溶剤、可塑剤などと混合して得たス
ラリーからドクターブレード法によりグリーンシートを
形成し、グリーンシートにビアホール (スルーホール)
の穴あけ、導体ペーストによるビアホールの充填と内層
配線または表面の外部接続用電極のスクリーン印刷とい
った加工を施した後、複数のグリーンシートを積層して
熱圧着させ、得られた積層体を焼成する。
だ現在では、主にグリーンシート多層積層法により製造
されている。この方法では、セラミックス材料を有機樹
脂バインダー、有機溶剤、可塑剤などと混合して得たス
ラリーからドクターブレード法によりグリーンシートを
形成し、グリーンシートにビアホール (スルーホール)
の穴あけ、導体ペーストによるビアホールの充填と内層
配線または表面の外部接続用電極のスクリーン印刷とい
った加工を施した後、複数のグリーンシートを積層して
熱圧着させ、得られた積層体を焼成する。
【０００３】近年、面実装により実装密度を高める目的
で、セラミックス多層基板のプリント配線板への接続に
はＢＧＡ(Ball Grid Allay) 接続法が、ＬＳＩ、チップ
コンデンサ等の電子部品のセラミックス多層基板への搭
載にはフリップチップ接続法が主流となりつつある。こ
の場合、基板の両面がいずれもハンダを用いて接続され
ることになる。
で、セラミックス多層基板のプリント配線板への接続に
はＢＧＡ(Ball Grid Allay) 接続法が、ＬＳＩ、チップ
コンデンサ等の電子部品のセラミックス多層基板への搭
載にはフリップチップ接続法が主流となりつつある。こ
の場合、基板の両面がいずれもハンダを用いて接続され
ることになる。
【０００４】これらハンダを用いた接続法は、セラミッ
クス多層基板とプリント配線基板または電子部品との熱
膨張率の差から生ずる歪みにより、接続部のハンダが破
壊し、特にセラミックス多層基板側の外部接続用電極の
界面近傍で破壊しやすいという問題があった。この問題
に対して、特開平８−55928 号公報および特開平８−55
930 号公報には、表面に凹部を有し、凹部底面に外部接
続用電極が位置する構造の絶縁基板が提案されている。
クス多層基板とプリント配線基板または電子部品との熱
膨張率の差から生ずる歪みにより、接続部のハンダが破
壊し、特にセラミックス多層基板側の外部接続用電極の
界面近傍で破壊しやすいという問題があった。この問題
に対して、特開平８−55928 号公報および特開平８−55
930 号公報には、表面に凹部を有し、凹部底面に外部接
続用電極が位置する構造の絶縁基板が提案されている。
【０００５】また、ＢＧＡ接続法およびフリップチップ
接続法では、ハンダ溶融時に、隣接した接続部のハンダ
どうしが接合し、短絡の原因になるという問題もあっ
た。この問題に対しても、実開平５−72177 号公報に、
表面に凹部を有し、凹部底面に外部接続用電極が位置す
る構造の配線基板が提案されている。
接続法では、ハンダ溶融時に、隣接した接続部のハンダ
どうしが接合し、短絡の原因になるという問題もあっ
た。この問題に対しても、実開平５−72177 号公報に、
表面に凹部を有し、凹部底面に外部接続用電極が位置す
る構造の配線基板が提案されている。
【０００６】このような基板表面にハンダが入り込む凹
部を形成し、溶融ハンダの流出を防ぐようにしたハンダ
ダム構造は、上記以外に、実開昭48−112955号公報、特
開昭50−77862 号公報および特開昭61−203648号公報に
も開示されている。ただし、これらの公報に開示されて
いるハンダダム (凹部) は、基板を構成する絶縁層とは
全く異なる高分子樹脂材料により形成されている。
部を形成し、溶融ハンダの流出を防ぐようにしたハンダ
ダム構造は、上記以外に、実開昭48−112955号公報、特
開昭50−77862 号公報および特開昭61−203648号公報に
も開示されている。ただし、これらの公報に開示されて
いるハンダダム (凹部) は、基板を構成する絶縁層とは
全く異なる高分子樹脂材料により形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ハンダを用いたＢＧＡ
接続法やフリップチップ接続法に対して、表面に凹部を
形成し、凹部底面に外部接続用電極を位置させたセラミ
ックス基板の構造は、上記の従来技術からもわかるよう
に、接続部のハンダ破壊や短絡を防止するのに非常に有
効である。
接続法やフリップチップ接続法に対して、表面に凹部を
形成し、凹部底面に外部接続用電極を位置させたセラミ
ックス基板の構造は、上記の従来技術からもわかるよう
に、接続部のハンダ破壊や短絡を防止するのに非常に有
効である。
【０００８】この種の構造を持つ従来の絶縁基板では、
外部接続用電極の直径をＤ、凹部の直径をｄとすると、
ｄ＝Ｄとなっている。即ち、電極径と凹部径とが等し
い。特開平８−55928 号、特開平８−55930 号、および
実開平５−72177 号の各公報の明細書にはｄ＝Ｄである
との説明はないが、各公報の図面からはｄ＝Ｄであるこ
とが明らかである。
外部接続用電極の直径をＤ、凹部の直径をｄとすると、
ｄ＝Ｄとなっている。即ち、電極径と凹部径とが等し
い。特開平８−55928 号、特開平８−55930 号、および
実開平５−72177 号の各公報の明細書にはｄ＝Ｄである
との説明はないが、各公報の図面からはｄ＝Ｄであるこ
とが明らかである。
【０００９】このようなｄ＝Ｄである凹部を表面に有す
るセラミックス基板を、前述したグリーンシート多層積
層法で製造する場合、外部接続用電極を印刷したグリー
ンシートの電極印刷面の上に、印刷電極径と同径の貫通
穴を有する別のグリーンシート (以下では、第２のグリ
ーンシートともいう) を積層して圧着させ、焼成すれば
よい。第２のグリーンシートの貫通穴は、焼成後に一体
化したセラミックス基板の表面の凹部となる。こうし
て、理想的には、図１(b) に示すように、基板表面の径
ｄの凹部の底面に、同径Ｄの外部接続用電極の接続面の
全体が露出したセラミックス基板が得られる。
るセラミックス基板を、前述したグリーンシート多層積
層法で製造する場合、外部接続用電極を印刷したグリー
ンシートの電極印刷面の上に、印刷電極径と同径の貫通
穴を有する別のグリーンシート (以下では、第２のグリ
ーンシートともいう) を積層して圧着させ、焼成すれば
よい。第２のグリーンシートの貫通穴は、焼成後に一体
化したセラミックス基板の表面の凹部となる。こうし
て、理想的には、図１(b) に示すように、基板表面の径
ｄの凹部の底面に、同径Ｄの外部接続用電極の接続面の
全体が露出したセラミックス基板が得られる。
【００１０】しかし、印刷用スクリーンに形成した電極
パターンの位置精度と、上に積層する第２のグリーンシ
ートに形成した貫通穴の位置精度とを考慮すると、上記
の積層時に、前者のグリーンシートの表面に印刷した外
部接続用電極の中心と、後者の第２のグリーンシートに
形成した貫通穴との中心とを一致させることは極めて困
難である。そのため、焼成後に得られたセラミックス基
板では、図１(a) に示すように、凹部と外部接続用電極
の中心がずれてしまい、電極の接続面の全体が凹部底面
に露出しなくなる。換言すると、凹部底面の一部に絶縁
性のセラミックス基板が露出する。その結果、凹部底面
に露出した電極にハンダボールを溶着させて外部と接続
する場合に、上記の位置ずれが大きいと接続不良を生ず
る可能性があり、外部接続の信頼性の点で問題があるこ
とが判明した。
パターンの位置精度と、上に積層する第２のグリーンシ
ートに形成した貫通穴の位置精度とを考慮すると、上記
の積層時に、前者のグリーンシートの表面に印刷した外
部接続用電極の中心と、後者の第２のグリーンシートに
形成した貫通穴との中心とを一致させることは極めて困
難である。そのため、焼成後に得られたセラミックス基
板では、図１(a) に示すように、凹部と外部接続用電極
の中心がずれてしまい、電極の接続面の全体が凹部底面
に露出しなくなる。換言すると、凹部底面の一部に絶縁
性のセラミックス基板が露出する。その結果、凹部底面
に露出した電極にハンダボールを溶着させて外部と接続
する場合に、上記の位置ずれが大きいと接続不良を生ず
る可能性があり、外部接続の信頼性の点で問題があるこ
とが判明した。
【００１１】本発明の課題は、表面に凹部を有し、凹部
の底面に外部接続用電極が位置する構造のセラミックス
基板において、位置精度に起因する不可避的な位置ずれ
があっても、外部接続用電極の接続不良が確実に避けら
れ、従って接続信頼性の高いセラミックス基板とその製
造方法とを提供することである。
の底面に外部接続用電極が位置する構造のセラミックス
基板において、位置精度に起因する不可避的な位置ずれ
があっても、外部接続用電極の接続不良が確実に避けら
れ、従って接続信頼性の高いセラミックス基板とその製
造方法とを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、図１
(c) に示すように、外部接続用電極の直径Ｄを、凹部の
直径ｄより大きく、かつ凹部のピッチ (隣接する凹部の
中心間の距離) ｐより小さくすることにより、上記課題
が解決される。それには、グリーンシートに印刷した電
極の直径Ｄ' を、この上に積層する第２のグリーンシー
トの貫通穴の直径ｄ' より大きく、かつ貫通穴のピッチ
(隣接する貫通穴の中心間の距離) ｐ' より小さくすれ
ばよい。
(c) に示すように、外部接続用電極の直径Ｄを、凹部の
直径ｄより大きく、かつ凹部のピッチ (隣接する凹部の
中心間の距離) ｐより小さくすることにより、上記課題
が解決される。それには、グリーンシートに印刷した電
極の直径Ｄ' を、この上に積層する第２のグリーンシー
トの貫通穴の直径ｄ' より大きく、かつ貫通穴のピッチ
(隣接する貫通穴の中心間の距離) ｐ' より小さくすれ
ばよい。
【００１３】Ｄ＞ｄおよびＤ' ＞ｄ' とすることによっ
て、外部接続用電極の印刷用スクリーンに形成されたパ
ターンの位置精度や第２のグリーンシートに形成された
貫通穴の位置精度のために積層時に電極と貫通穴の中心
がずれても、焼成後に形成された凹部底面には、その全
面に電極を必ず露出させることが可能となり、従って、
外部接続の信頼性が確保される。
て、外部接続用電極の印刷用スクリーンに形成されたパ
ターンの位置精度や第２のグリーンシートに形成された
貫通穴の位置精度のために積層時に電極と貫通穴の中心
がずれても、焼成後に形成された凹部底面には、その全
面に電極を必ず露出させることが可能となり、従って、
外部接続の信頼性が確保される。
【００１４】ここに、本発明は、内部に導体配線が組み
込まれ、表面に外部接続用の電極が形成されたセラミッ
クス基板であって、前記基板の表面が、前記外部接続用
電極に対応する位置に凹部を有し、この凹部の底面に該
電極が露出し、この電極の直径Ｄは、凹部の直径をｄ、
隣接する凹部の中心間の距離をｐとして、ｄ＜Ｄ＜ｐを
満足することを特徴とする、セラミックス基板である。
込まれ、表面に外部接続用の電極が形成されたセラミッ
クス基板であって、前記基板の表面が、前記外部接続用
電極に対応する位置に凹部を有し、この凹部の底面に該
電極が露出し、この電極の直径Ｄは、凹部の直径をｄ、
隣接する凹部の中心間の距離をｐとして、ｄ＜Ｄ＜ｐを
満足することを特徴とする、セラミックス基板である。
【００１５】別の側面からは、本発明は、グリーンシー
ト多層積層法によるセラミックス基板の製造方法であっ
て、導体ペーストにより内部配線と表面の外部接続用電
極とが印刷された、１層または２層以上からなる第１の
セラミックス・グリーンシートを用意し、前記グリーン
シートの表面の電極印刷位置に対応する位置に貫通穴を
設けた第２のセラミックス・グリーンシートを用意し、
ここで、第１のグリーンシートの表面に印刷された電極
の直径Ｄ' は、第２のグリーンシートの貫通穴の直径を
ｄ' 、隣接する貫通穴の中心間の距離をｐ' として、
ｄ' ＜Ｄ' ＜ｐ' を満足し、第１のグリーンシートの電
極印刷面の上に１または２以上の第２のグリーンシート
を熱圧着させて積層体を形成し、この積層体を焼成す
る、ことを特徴とする、セラミックス基板の製造方法で
ある。
ト多層積層法によるセラミックス基板の製造方法であっ
て、導体ペーストにより内部配線と表面の外部接続用電
極とが印刷された、１層または２層以上からなる第１の
セラミックス・グリーンシートを用意し、前記グリーン
シートの表面の電極印刷位置に対応する位置に貫通穴を
設けた第２のセラミックス・グリーンシートを用意し、
ここで、第１のグリーンシートの表面に印刷された電極
の直径Ｄ' は、第２のグリーンシートの貫通穴の直径を
ｄ' 、隣接する貫通穴の中心間の距離をｐ' として、
ｄ' ＜Ｄ' ＜ｐ' を満足し、第１のグリーンシートの電
極印刷面の上に１または２以上の第２のグリーンシート
を熱圧着させて積層体を形成し、この積層体を焼成す
る、ことを特徴とする、セラミックス基板の製造方法で
ある。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明のセラミックス基板は、基
板の内部配線の一部が水平方向 (平面方向)に伸びてい
る (即ち、いわゆる内層配線を持つ) 多層基板であって
も、或いは基板内部の配線が垂直方向 (一般にビアホー
ルにより形成される) だけである単層基板であってもよ
い。本発明において「内部配線」とは、基板内部の配線
全体を意味し、水平方向と垂直方向の両方の配線を包含
する。
板の内部配線の一部が水平方向 (平面方向)に伸びてい
る (即ち、いわゆる内層配線を持つ) 多層基板であって
も、或いは基板内部の配線が垂直方向 (一般にビアホー
ルにより形成される) だけである単層基板であってもよ
い。本発明において「内部配線」とは、基板内部の配線
全体を意味し、水平方向と垂直方向の両方の配線を包含
する。
【００１７】外部接続用電極は、ほとんどのセラミック
ス基板では両面に形成されるが、片面だけに形成されて
いてもよい。セラミックス基板の両面に外部接続用電極
が形成される場合、両面とも本発明に従う必要はない。
ハンダで外部と接続しようとする側の面の外部接続用電
極だけを、本発明に従って凹部内に位置させればよい。
また、１つの面の外部接続用電極の全部を、本発明に従
って凹部内に位置させることが好ましいが、これも必ず
しも必須ではなく、一部の外部接続用電極は、凹部内に
位置させないか、或いは凹部内に位置させたとしても本
発明の条件から外れてもよい。
ス基板では両面に形成されるが、片面だけに形成されて
いてもよい。セラミックス基板の両面に外部接続用電極
が形成される場合、両面とも本発明に従う必要はない。
ハンダで外部と接続しようとする側の面の外部接続用電
極だけを、本発明に従って凹部内に位置させればよい。
また、１つの面の外部接続用電極の全部を、本発明に従
って凹部内に位置させることが好ましいが、これも必ず
しも必須ではなく、一部の外部接続用電極は、凹部内に
位置させないか、或いは凹部内に位置させたとしても本
発明の条件から外れてもよい。
【００１８】以下、図２を参照しながら、セラミックス
多層基板の両面に、凹部内に位置させた外部接続用電極
を持つ構造の本発明のセラミックス基板とその製造方法
について説明するが、上の説明から明らかなように、本
発明はこの態様に限られるものではない。
多層基板の両面に、凹部内に位置させた外部接続用電極
を持つ構造の本発明のセラミックス基板とその製造方法
について説明するが、上の説明から明らかなように、本
発明はこの態様に限られるものではない。
【００１９】本発明のセラミックス基板は、周知のグリ
ーンシート多層積層法に従って製造することができる。
まず、セラミックス原料粉末をバインダーの有機樹脂、
有機溶剤、さらには可塑剤などの他の添加剤と混合して
スラリー化し、得られたスラリーをドクターブレード法
によりシート成形し、乾燥することによってグリーンシ
ートを得る。
ーンシート多層積層法に従って製造することができる。
まず、セラミックス原料粉末をバインダーの有機樹脂、
有機溶剤、さらには可塑剤などの他の添加剤と混合して
スラリー化し、得られたスラリーをドクターブレード法
によりシート成形し、乾燥することによってグリーンシ
ートを得る。
【００２０】セラミックス原料粉末の種類、配合割合
は、基板に要求される特性に応じて選択すればよい。本
発明の「セラミックス」には、1000℃以下というような
低温焼成が可能なガラスセラミックスも含まれる。この
場合のセラミックス原料粉末は、セラミックス粉末のほ
かにガラス粉末を含有し、ガラス粉末の配合量の方が多
くなる場合もある。また、場合によっては、セラミック
ス原料粉末が結晶化ガラス粉末だけからなることもあ
る。
は、基板に要求される特性に応じて選択すればよい。本
発明の「セラミックス」には、1000℃以下というような
低温焼成が可能なガラスセラミックスも含まれる。この
場合のセラミックス原料粉末は、セラミックス粉末のほ
かにガラス粉末を含有し、ガラス粉末の配合量の方が多
くなる場合もある。また、場合によっては、セラミック
ス原料粉末が結晶化ガラス粉末だけからなることもあ
る。
【００２１】同じ寸法に裁断した複数のグリーンシート
に、それぞれ所定のビアホールの穴あけ、ならびに金属
粉末を主体とする導体ペーストをスクリーン印刷して、
ビアホールの充填と内層配線の印刷 (これらが内部配線
に相当する) または外部接続用電極の印刷 (最外層のグ
リーンシートに対して) を行う [図２(a)]。これらの導
体ペーストが印刷されたグリーンシートを、本発明では
第１のグリーンシートという。
に、それぞれ所定のビアホールの穴あけ、ならびに金属
粉末を主体とする導体ペーストをスクリーン印刷して、
ビアホールの充填と内層配線の印刷 (これらが内部配線
に相当する) または外部接続用電極の印刷 (最外層のグ
リーンシートに対して) を行う [図２(a)]。これらの導
体ペーストが印刷されたグリーンシートを、本発明では
第１のグリーンシートという。
【００２２】なお、これら複数の (２層以上の) 第１の
グリーンシートが全部同じものである必要はなく、例え
ば、内部と表層では異なるセラミックス材料のグリーン
シートを使用してもよい。但し、一緒に焼成するので、
焼結温度が近いものでなければならない。
グリーンシートが全部同じものである必要はなく、例え
ば、内部と表層では異なるセラミックス材料のグリーン
シートを使用してもよい。但し、一緒に焼成するので、
焼結温度が近いものでなければならない。
【００２３】別に、凹部を形成するために第１のグリー
ンシートの両面に積層する２枚の第２のグリーンシート
を用意する。第２のグリーンシートのそれぞれに、それ
を積層する側の面の第１のグリーンシート表面に印刷さ
れている外部接続用電極に対応する位置に貫通穴を穴あ
けする [図２(a)]。各面について、第２のグリーンシー
トが１層だけでは十分な深さの凹部を形成できない時に
は、第２のグリーンシートを２層以上使用してもよい。
ンシートの両面に積層する２枚の第２のグリーンシート
を用意する。第２のグリーンシートのそれぞれに、それ
を積層する側の面の第１のグリーンシート表面に印刷さ
れている外部接続用電極に対応する位置に貫通穴を穴あ
けする [図２(a)]。各面について、第２のグリーンシー
トが１層だけでは十分な深さの凹部を形成できない時に
は、第２のグリーンシートを２層以上使用してもよい。
【００２４】第２のグリーンシートは、第１のグリーン
シートと同じ組成のものであっても、或いは異なる組成
のものであってもよい。例えば、基板表面の強度を高め
るため、第１のグリーンシートに使用したものより高強
度のセラミックス材料から第２のグリーンシートを構成
することもできる。但し、第１のグリーンシートと同時
に焼成するので、第１のグリーンシートと収縮率が大き
くは異ならないものが好ましい。収縮率を一致させるに
は、第１のグリーンシートと同じ組成のものを第２のグ
リーンシートに使用することが簡便である。
シートと同じ組成のものであっても、或いは異なる組成
のものであってもよい。例えば、基板表面の強度を高め
るため、第１のグリーンシートに使用したものより高強
度のセラミックス材料から第２のグリーンシートを構成
することもできる。但し、第１のグリーンシートと同時
に焼成するので、第１のグリーンシートと収縮率が大き
くは異ならないものが好ましい。収縮率を一致させるに
は、第１のグリーンシートと同じ組成のものを第２のグ
リーンシートに使用することが簡便である。
【００２５】第１のグリーンシートをその両面の外面に
外部接続用電極が位置するように積層し、両面の外面の
上にそれぞれ対応する貫通穴を設けた第２のグリーンシ
ートを重ねて、常法により熱圧着させて積層体を形成す
る [図２(b)]。
外部接続用電極が位置するように積層し、両面の外面の
上にそれぞれ対応する貫通穴を設けた第２のグリーンシ
ートを重ねて、常法により熱圧着させて積層体を形成す
る [図２(b)]。
【００２６】その後、積層体を焼成して、グリーンシー
ト中の有機成分を除去し、セラミックス材料を焼結させ
て全体を一体化する。焼成条件は、グリーンシートを構
成するセラミックス材料に応じて選択すればよい。焼成
中の反りや平面方向の収縮を抑制するため、焼成を加圧
下に実施することもできる。
ト中の有機成分を除去し、セラミックス材料を焼結させ
て全体を一体化する。焼成条件は、グリーンシートを構
成するセラミックス材料に応じて選択すればよい。焼成
中の反りや平面方向の収縮を抑制するため、焼成を加圧
下に実施することもできる。
【００２７】こうして、内部に導体配線 (導体ペースト
によるビアホールの充填と内層配線の印刷により形成さ
れた) を有し、表面に外部接続用電極を備え、外部接続
用電極に対応する位置に表面凹部が形成されていて、こ
の凹部の底面に該電極が露出している、本電発明にかか
るセラミックス基板が得られる [図２(c)]。図示の基板
の上面の外部接続用電極にフリップチップ接続法により
電子部品が接続され、下面の外部接続用電極はＢＧＡ法
によりプリント配線板に接続される。
によるビアホールの充填と内層配線の印刷により形成さ
れた) を有し、表面に外部接続用電極を備え、外部接続
用電極に対応する位置に表面凹部が形成されていて、こ
の凹部の底面に該電極が露出している、本電発明にかか
るセラミックス基板が得られる [図２(c)]。図示の基板
の上面の外部接続用電極にフリップチップ接続法により
電子部品が接続され、下面の外部接続用電極はＢＧＡ法
によりプリント配線板に接続される。
【００２８】本発明にあっては、セラミックス基板の各
面において、外部接続用電極の直径Ｄは、凹部の直径を
ｄ、凹部ピッチ (隣接する凹部の中心間の距離) をｐと
して、ｄ＜Ｄ＜ｐを満足する。凹部のピッチが一定では
ない場合には、両隣りの凹部間で上記関係を満たしてい
ればよい。
面において、外部接続用電極の直径Ｄは、凹部の直径を
ｄ、凹部ピッチ (隣接する凹部の中心間の距離) をｐと
して、ｄ＜Ｄ＜ｐを満足する。凹部のピッチが一定では
ない場合には、両隣りの凹部間で上記関係を満たしてい
ればよい。
【００２９】凹部直径ｄを決めたら、前述した外部接続
用電極の印刷用スクリーンに形成されたパターンの位置
精度や第２のグリーンシートに形成された貫通穴の位置
精度を考慮して、外部接続用電極の位置ずれが最大にな
っても、凹部底面の全面に外部接続用電極が露出するよ
うに、この電極の直径Ｄを決める。具体的には、電極径
Ｄは、凹部径ｄに、前記の精度から予想される電極の位
置ずれの最大値の２倍を加えた数値とすればよい。それ
により、どの方向に位置ずれが起こっても、凹部の底面
は常に全面が外部接続用電極で覆われ、底面に絶縁性の
セラミックス材料が現れることはない。また、隣接する
外部接続用電極間の短絡を避けるために、外部接続用電
極の直径Ｄは凹部ピッチｐより小さくなければならな
い。
用電極の印刷用スクリーンに形成されたパターンの位置
精度や第２のグリーンシートに形成された貫通穴の位置
精度を考慮して、外部接続用電極の位置ずれが最大にな
っても、凹部底面の全面に外部接続用電極が露出するよ
うに、この電極の直径Ｄを決める。具体的には、電極径
Ｄは、凹部径ｄに、前記の精度から予想される電極の位
置ずれの最大値の２倍を加えた数値とすればよい。それ
により、どの方向に位置ずれが起こっても、凹部の底面
は常に全面が外部接続用電極で覆われ、底面に絶縁性の
セラミックス材料が現れることはない。また、隣接する
外部接続用電極間の短絡を避けるために、外部接続用電
極の直径Ｄは凹部ピッチｐより小さくなければならな
い。
【００３０】最終的な位置ずれの量は穴あけ用パンチン
グ機の穴あけ精度、スクリーン印刷機の位置合わせ精
度、スクリーンの位置精度、積層機の積層精度などに左
右されるが、具体的な目安を示すと、いずれの面でも、
Ｄはｄより少なくとも20μｍ大きく、かつｐより少なく
とも20μｍ小さい寸法とすることが好ましい。
グ機の穴あけ精度、スクリーン印刷機の位置合わせ精
度、スクリーンの位置精度、積層機の積層精度などに左
右されるが、具体的な目安を示すと、いずれの面でも、
Ｄはｄより少なくとも20μｍ大きく、かつｐより少なく
とも20μｍ小さい寸法とすることが好ましい。
【００３１】焼成後のセラミックス基板においてｄ＜Ｄ
＜ｐの関係を満たすため、焼成前の第１のグリーンシー
トに印刷する外部接続用電極の直径Ｄ' が、第２のグリ
ーンシートの貫通穴の直径ｄ' と貫通穴のピッチ (隣接
する貫通穴の中心間の距離)ｐ' に対して、ｄ' ＜Ｄ'
＜ｐ' を満たすようにする。外部接続用電極の印刷に用
いる導体ペーストと第２のグリーンシートは、焼成前に
熱圧着してから焼成されるため、焼成中は一体となって
収縮するので、収縮率は同じと考えてよい。従って、焼
成前にｄ' ＜Ｄ' ＜ｐ' を満たしていれば、ｄ＜Ｄ＜ｐ
の関係を満たしたセラミックス基板が得られる。なお、
実際のｄ' とＤ' の値は、焼成中の収縮率を考慮して、
焼成後に前述したｄおよびＤの値になるように決めれば
よい。
＜ｐの関係を満たすため、焼成前の第１のグリーンシー
トに印刷する外部接続用電極の直径Ｄ' が、第２のグリ
ーンシートの貫通穴の直径ｄ' と貫通穴のピッチ (隣接
する貫通穴の中心間の距離)ｐ' に対して、ｄ' ＜Ｄ'
＜ｐ' を満たすようにする。外部接続用電極の印刷に用
いる導体ペーストと第２のグリーンシートは、焼成前に
熱圧着してから焼成されるため、焼成中は一体となって
収縮するので、収縮率は同じと考えてよい。従って、焼
成前にｄ' ＜Ｄ' ＜ｐ' を満たしていれば、ｄ＜Ｄ＜ｐ
の関係を満たしたセラミックス基板が得られる。なお、
実際のｄ' とＤ' の値は、焼成中の収縮率を考慮して、
焼成後に前述したｄおよびＤの値になるように決めれば
よい。
【００３２】
（実施例１）いずれも粒径 0.1〜10μｍのガラス粉末と
セラミックス (アルミナ) 粉末を重量比で60：40の割合
で配合した原料粉末に、バインダーの有機樹脂 (アクリ
ル樹脂) 、有機溶剤、分散剤および可塑剤を添加し、混
合してスラリー化した後、ドクターブレード法により一
定厚みのグリーンシートを作製した。
セラミックス (アルミナ) 粉末を重量比で60：40の割合
で配合した原料粉末に、バインダーの有機樹脂 (アクリ
ル樹脂) 、有機溶剤、分散剤および可塑剤を添加し、混
合してスラリー化した後、ドクターブレード法により一
定厚みのグリーンシートを作製した。
【００３３】所定寸法に切断した複数のグリーンシート
に対して、所定のビアホールを穴あけした後、Agペース
トを使用して、内層配線、ビアホール充填、およびフリ
ップチップ接続用電極とＢＧＡ接続用電極をスクリーン
印刷した。使用したスクリーン印刷機はニューロング社
製LS-25TVA、穴開け用パンチング機はＵＨＴ社製MP-715
0 であった。
に対して、所定のビアホールを穴あけした後、Agペース
トを使用して、内層配線、ビアホール充填、およびフリ
ップチップ接続用電極とＢＧＡ接続用電極をスクリーン
印刷した。使用したスクリーン印刷機はニューロング社
製LS-25TVA、穴開け用パンチング機はＵＨＴ社製MP-715
0 であった。
【００３４】別に用意した上記と同じグリーンシート２
枚に、一方はフリップチップ接続用電極の印刷位置に対
応する位置に、他方はＢＧＡ接続用電極の印刷位置に対
応する位置に、対応する電極より小径の貫通穴を上記パ
ンチング機で穴あけした。
枚に、一方はフリップチップ接続用電極の印刷位置に対
応する位置に、他方はＢＧＡ接続用電極の印刷位置に対
応する位置に、対応する電極より小径の貫通穴を上記パ
ンチング機で穴あけした。
【００３５】フリップチップ接続用の電極印刷径D'f 、
フリップチップ接続面に積層するグリーンシートの貫通
穴の直径d'f およびピッチp'f 、ならびにＢＧＡ接続用
の電極印刷径D'b 、ＢＧＡ接続面に積層するグリーンシ
ートの貫通穴の直径d'b およびピッチp'b の具体的な寸
法は次の通りであった。 D'f ＝180 μｍ、d'f ＝150 μｍ、p'f ＝300 μｍ D'b ＝1.2 ｍｍ、d'b ＝1.08ｍｍ、p'b ＝1.56ｍｍ。
フリップチップ接続面に積層するグリーンシートの貫通
穴の直径d'f およびピッチp'f 、ならびにＢＧＡ接続用
の電極印刷径D'b 、ＢＧＡ接続面に積層するグリーンシ
ートの貫通穴の直径d'b およびピッチp'b の具体的な寸
法は次の通りであった。 D'f ＝180 μｍ、d'f ＝150 μｍ、p'f ＝300 μｍ D'b ＝1.2 ｍｍ、d'b ＝1.08ｍｍ、p'b ＝1.56ｍｍ。
【００３６】これらのグリーンシートを所定の順序に積
層し、熱圧着(100℃、70 kgf/cm2)させて一体化した
後、積層体をセッターに乗せ、加圧せずに電気炉にて大
気条件下 900℃で１時間焼成して、両面とも表面に凹部
を有し、この凹部底面に外部接続用電極が位置している
構造のセラミックス多層基板を得た。このセラミックス
多層基板のフリップチップ接続側およびＢＧＡ接続側の
電極径Ｄf およびＤb 、凹部径ｄf およびｄb 、ならび
に凹部ピッチｐf およびｐb は次の通りであった。 Ｄf ＝150 μｍ、ｄf ＝125 μｍ、ｐf ＝ 250μｍ Ｄb ＝1.0 ｍｍ、ｄb ＝0.9 ｍｍ、ｐb ＝1.3 ｍｍ。
層し、熱圧着(100℃、70 kgf/cm2)させて一体化した
後、積層体をセッターに乗せ、加圧せずに電気炉にて大
気条件下 900℃で１時間焼成して、両面とも表面に凹部
を有し、この凹部底面に外部接続用電極が位置している
構造のセラミックス多層基板を得た。このセラミックス
多層基板のフリップチップ接続側およびＢＧＡ接続側の
電極径Ｄf およびＤb 、凹部径ｄf およびｄb 、ならび
に凹部ピッチｐf およびｐb は次の通りであった。 Ｄf ＝150 μｍ、ｄf ＝125 μｍ、ｐf ＝ 250μｍ Ｄb ＝1.0 ｍｍ、ｄb ＝0.9 ｍｍ、ｐb ＝1.3 ｍｍ。
【００３７】このセラミックス基板の両面の凹部底面に
おける断面をＳＥＭ観察したところ、両面とも凹部底面
は外部接続用電極で完全に覆われており、絶縁性のセラ
ミックスは凹部底面には現れていなかった。
おける断面をＳＥＭ観察したところ、両面とも凹部底面
は外部接続用電極で完全に覆われており、絶縁性のセラ
ミックスは凹部底面には現れていなかった。
【００３８】(比較例１)フリップチップ接続用電極とＢ
ＧＡ接続用電極の印刷径を、直径がそれぞれ対応する貫
通穴の直径と同一径になるように変更した以外は、実施
例１と同様にしてセラミックス多層基板を作製した。こ
の場合の焼成前の各寸法は次の通りであった。 D'f ＝d'f ＝150 μｍ、p'f ＝300 μｍ D'b ＝d'b ＝1.08ｍｍ、p'b ＝1.56ｍｍ。
ＧＡ接続用電極の印刷径を、直径がそれぞれ対応する貫
通穴の直径と同一径になるように変更した以外は、実施
例１と同様にしてセラミックス多層基板を作製した。こ
の場合の焼成前の各寸法は次の通りであった。 D'f ＝d'f ＝150 μｍ、p'f ＝300 μｍ D'b ＝d'b ＝1.08ｍｍ、p'b ＝1.56ｍｍ。
【００３９】また、焼成後に得られたセラミックス基板
の対応する各寸法は次の通りであった。 Ｄf ＝ｄf ＝125 μｍ、ｐf ＝250 μｍ Ｄb ＝ｄb ＝0.9 ｍｍ、ｐb ＝1.3 ｍｍ。
の対応する各寸法は次の通りであった。 Ｄf ＝ｄf ＝125 μｍ、ｐf ＝250 μｍ Ｄb ＝ｄb ＝0.9 ｍｍ、ｐb ＝1.3 ｍｍ。
【００４０】このセラミックス基板の両面の凹部底面に
おける断面をＳＥＭ観察したところ、フリップチップ接
続側の表面の凹部底面は最大幅が10μｍ程度のセラミッ
クス絶縁体の露出部分が、ＢＧＡ接続側の表面の凹部底
面も最大幅が10μｍ程度のセラミックス絶縁体の露出部
分がそれぞれ確認され、外部接続用電極で完全には覆わ
れていなかった。
おける断面をＳＥＭ観察したところ、フリップチップ接
続側の表面の凹部底面は最大幅が10μｍ程度のセラミッ
クス絶縁体の露出部分が、ＢＧＡ接続側の表面の凹部底
面も最大幅が10μｍ程度のセラミックス絶縁体の露出部
分がそれぞれ確認され、外部接続用電極で完全には覆わ
れていなかった。
【００４１】これからわかるように、外部接続用電極の
印刷径と表面凹部を形成するためのグリーンシートの貫
通穴の径を同一にすると、印刷精度や穴あけ精度により
必然的に生ずる位置ずれのために、焼成後に形成された
表面凹部の底面の全面に外部接続用電極を露出させるこ
とは非常に困難であり、ほとんどの場合には凹部の底面
の一部に絶縁性のセラミックス基板材料が露出する。そ
の結果、外部接続の信頼性が損なわれることになる。
印刷径と表面凹部を形成するためのグリーンシートの貫
通穴の径を同一にすると、印刷精度や穴あけ精度により
必然的に生ずる位置ずれのために、焼成後に形成された
表面凹部の底面の全面に外部接続用電極を露出させるこ
とは非常に困難であり、ほとんどの場合には凹部の底面
の一部に絶縁性のセラミックス基板材料が露出する。そ
の結果、外部接続の信頼性が損なわれることになる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、グリーンシート多層積
層法により貫通穴を形成したグリーンシートを表面に積
層することにより形成した表面凹部の底面に外部接続用
電極が露出する構造のセラミックス基板を製造する際
に、導体ペーストの印刷精度や穴あけの精度により電極
の印刷位置と貫通穴の位置の各中心がずれても、表面凹
部の底面全面が外部接続用電極で確実に覆われるように
することができる。
層法により貫通穴を形成したグリーンシートを表面に積
層することにより形成した表面凹部の底面に外部接続用
電極が露出する構造のセラミックス基板を製造する際
に、導体ペーストの印刷精度や穴あけの精度により電極
の印刷位置と貫通穴の位置の各中心がずれても、表面凹
部の底面全面が外部接続用電極で確実に覆われるように
することができる。
【００４３】その結果、この構造のセラミックス基板に
ついて下記の効果が得られる。 (1) 外部との接続信頼性が向上する。 (2) 製造誤差の許容範囲が拡大する。 (3) 外部との接続が容易になる。
ついて下記の効果が得られる。 (1) 外部との接続信頼性が向上する。 (2) 製造誤差の許容範囲が拡大する。 (3) 外部との接続が容易になる。
【図１】従来技術および本発明における表面凹部の底面
に位置した外部接続用電極を示す説明図である。
に位置した外部接続用電極を示す説明図である。
【図２】本発明のセラミックス基板の製造過程を示す説
明図である。
明図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 内部に導体配線が組み込まれ、表面に外
部接続用の電極が形成されたセラミックス基板であっ
て、 前記基板の表面が、前記外部接続用電極に対応する位置
に凹部を有し、この凹部の底面に該電極が露出し、この
電極の直径Ｄは、凹部の直径をｄ、隣接する凹部の中心
間の距離をｐとして、ｄ＜Ｄ＜ｐを満足することを特徴
とする、セラミックス基板。 - 【請求項２】 グリーンシート多層積層法によるセラミ
ックス基板の製造方法であって、 導体ペーストにより内部配線と表面の外部接続用電極と
が印刷された、１層または２層以上からなる第１のセラ
ミックス・グリーンシートを用意し、 前記グリーンシートの表面の電極印刷位置に対応する位
置に貫通穴を設けた第２のセラミックス・グリーンシー
トを用意し、 ここで、第１のグリーンシートの表面に印刷された電極
の直径Ｄ' は、第２のグリーンシートの貫通穴の直径を
ｄ' 、隣接する貫通穴の中心間の距離をｐ' として、
ｄ' ＜Ｄ' ＜ｐ' を満足し、 第１のグリーンシートの電極印刷面の上に１または２以
上の第２のグリーンシートを熱圧着させて積層体を形成
し、 この積層体を焼成する、ことを特徴とする、セラミック
ス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9003224A JPH10200015A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | セラミックス基板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9003224A JPH10200015A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | セラミックス基板とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10200015A true JPH10200015A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11551483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9003224A Pending JPH10200015A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | セラミックス基板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10200015A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6861757B2 (en) | 2001-09-03 | 2005-03-01 | Nec Corporation | Interconnecting substrate for carrying semiconductor device, method of producing thereof and package of semiconductor device |
| JP2008294247A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Koa Corp | 低温焼成セラミックス多層基板およびその製造方法 |
| JP2009295624A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-17 | Fujitsu Media Device Kk | 電子部品及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-01-10 JP JP9003224A patent/JPH10200015A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6861757B2 (en) | 2001-09-03 | 2005-03-01 | Nec Corporation | Interconnecting substrate for carrying semiconductor device, method of producing thereof and package of semiconductor device |
| JP2008294247A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Koa Corp | 低温焼成セラミックス多層基板およびその製造方法 |
| JP2009295624A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-17 | Fujitsu Media Device Kk | 電子部品及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010717 |