JPS63288094A - セラミック多層基板及びその製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は電子機器に使用されるセラミック多層基板に関
するものであり、さらに特定すればグリーンシート積層
法によるセラミック多層基板及びその製造方法に関する
ものである。

従来の技術 近年、電子回路には、厚膜印刷法により簡便に回路形成
できる熱放散性の優れたセラミック基板を使用した電子
回路が使用されている。そして、よシ小型高性能化を実
現する為に多層電子回路基板が使用され始めている。

多層回路基板を製造する方法は一般的には次に述べる（
ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）の三種類がある。

（ａ）　　セラミック焼結体上での印刷多層法（ｂ）　
　グリーンシート上での印刷多層法（Ｃ）　　グリーン
シート積層多層法 （ａ）のセラミック焼結体上での印刷多層法による多層
基板の製造方法を説明すると、第４図にそのプロセスを
示すように、まず基板となるセラミック焼結体上に第１
導体層を印刷・乾燥・焼成し、次に第１絶縁層を印刷・
乾燥・焼成し、その上に第２絶縁層を印刷・乾燥し、第
２導体層を印刷・乾燥し、第２絶縁層ごと一括焼成する
。この際、第１及び第２絶縁層はヴィアホールと呼ばれ
る微小孔が形成されるように印刷し、その微小孔中に第
２導体層に用いられる材料が充填されるように第２導体
層を印刷することにより第１導体層と第２導体層とが接
続される。次に第２導体層上に第３絶縁層を印刷・乾燥
・焼成し、第２絶縁層以降と同手順で層数を重ねていく
。

（ｂｌのグリーンシート上での印刷多層法による多層基
板の製造方法は、第５図にそのプロセスを示すように、
まず焼成後基板となるセラミックのグリーンシート上に
第１導体層を印刷・乾燥し、次にその上に第１絶縁層を
印刷・乾燥し、引き続き第２導体層、第２絶縁層の印刷
・乾燥を行ない、以降同手順で層数を繰り返し、グリー
ンシートと導体層と絶縁層とを一括焼成する。

（ｃ）のグリーンシート積層多層法による多層基板の製
造方法は、第６図にそのプロセスを示すように、まず複
数枚のセラミックのグリーンシートそれぞれに異なるパ
ターンの微小孔を形成しくステップ２１〜２３）、それ
ぞれ異なるパターンの導体層を印刷・乾燥する（ステッ
プ２４〜２９）。

次に導体パターンの異なるグリーンシート同士を所望枚
数積層しくステップ３０）、適度な圧力と適度な温度の
もとで圧着しくステップ３１）、所望の外形寸法に切断
してから焼成する（ステップ３２・３３）。各導体層間
の導通はグリーンシートの微小孔に充填された導体によ
り行なわれる。

（ｂ）　、　（Ｃ）の製造方法においては共に基板焼成
の後に最上層の厚膜形成を行なう（Ｃではステップ３４
）。

（ａ）　、　（ｂ）　、　（（り三種類の製造方法を比
較すると、ｆａ）は比較的簡単な技術で多層化が可能で
あるが、実質的な層数限界は４〜６層であり、それ以上
の層数は表面の凹凸が激しくなυ実用に耐えない。（ｂ
）はグリーンシートと印刷した絶縁層と導体層とを一度
に焼成することによシプロセスの合理化を行なうことが
できる。しかしくｂ）も（ａ）同様に、層数を増すと表
面の凹凸が大きくなるのでやはり限界層数は４〜６層で
ある。（Ｃ１は理論的に層数は無限に可能であり、現実
的にも３０〜４０層程度の多層基板が報告されている。

しかし、その製造にはきわめて高度な技術を要し、プロ
セス的課題も多い。

以上の（ａ）　、　（ｂｌ　、　（Ｃ）三種類の製造方
法のうち、本発明は（Ｃ）のグリーンシート積層多層法
に関するものである。第７図を参照してこのグリーンシ
ート積層多層法についてより詳細に従来技術を述べる。

％願昭５９−１４３５１１５号で開示されているヴィア
ホール形成方法は、第７図に示すように機械加工によシ
微小孔９を形成したセラミックグリーンシート１０の下
面に微小孔９のパターンと同一パターンになるように穿
孔された印刷テーブル１１を配し、孔位置が合致するよ
うにセラミックグリーンシート１０を印刷テーブル１１
に密着させる。

次にスキージ１２によりスクリーン版１３面上の導体ペ
ースト１４を押し出し、導体配線パターンを形成する内
部導体１６と同時にヴィアホール１６を形成する。この
時、ダイアホール１６部の導体ペーストのセラミツクグ
リーンシート１ｏ裏面への廻り込みを良好にするため印
刷テーブル１１の下面より真空吸引する方法がとられて
いる。そして、上記印刷済セラミックグリーンシートを
必要枚数積層し焼成している。この様な方法で得られる
多層回路基板の模式的断面を第８図に示す。１７はセラ
ミック、１８は導体配線パターンを形成する内部導体、
１９はヴィアホールである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来のような構造、製造方法では、印刷−
乾燥されたセラミックグリーンシートの実際の断面は、
第９図に示す如く、セラミックグリーンシート１０のヴ
ィアホール１６の上部エッヂにおける内部導体１６の厚
みは極端に薄くなってりる。この理由は内部導体１６を
印刷する時、ダイアホール１６部内部導体のセラミック
グリーンシート１０の裏面への廻り込みを良好にするた
め第９図中の下方へ真空吸引するためセラミックグジー
／シート１０上の導体ペーストが微小孔を通じて下方へ
引き出されるからである。さらに第１０図は印刷φ乾燥
されたセラミックグリーンシートを複数枚積み重ね８０
℃にて２００Ｋｐ／ｃｒｌの圧力で１分間圧着してでき
た積層体の断面図である。

上記の温度、圧力下において上部と下部のセラミックグ
リーンシート１０は中間部のセラミックグリーンシート
１０のヴィアホール１６に存在する空洞を埋めるように
変形する。他方、中間部のセラミックグリーンシート１
０は同様にヴイホール１６に存在する空洞を埋めるよう
に変形する。その結果ヴィアホール１６の内部導体はダ
イアホール１６上部のエッヂ部Ｂにて破断し、電気的導
通不良となる。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決する本発明の第１の発明のセラミック
多層基板は、ヴィアホールに重なるように該ヴィアホー
ルよりも大きな内部導体によるダイアホール用受はラン
ドが形成されている構造を有することを特徴としている
。

又、本発明の第２の発明のセラミック多層基板の製造方
法は、各セラミックグリーンシートに内部導体を形成す
る際に、一方のセラミックグリーンシートのヴィアホー
ルに対して互いに密着する他方のセラミックグリーンシ
ート表面に該ヴィアホール位置と合致する位置に該ヴィ
アホールよりも大きな形状の内部導体によるヴィアホー
ル用受はランドを形成し、このセラミックグリーンシー
トを積層することを特徴とする。

作　　　用 本発明の第１の発明の作用は、次のようになる。

すなわちセラミックグリーンシートを複数枚重ねて圧着
することによシ生ずるヴィアホール上部のエッヂ部で発
生する内部導体の電気的導通不良をヴィアホール部の導
体厚みをより厚くして解消するものである。

第２の発明の作用はセラミックグリーンシートの該ヴィ
アホールと合致する位置に該ヴィアホールよりも大きな
形状の内部導体によるヴィアホール用受はランドを設け
ることにより電気的導通が確保されるのである。

実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に基づ〈実施例の多層回路基板の模式的
断面図である。１はセラミック、２は内部導体、３はヴ
ィアホール、４は本発明のヴィアホール用受はランドで
ある。第２図は本発明に基づ〈実施例の各セラミックグ
リーンシートを積層する前の状態を表わす断面図である
。６はセラミックグリーンシート、６は内部導体、７は
ヴィアホール、８は本発明のヴィアホール用受はランド
である。

次に、本実施例の多層回路基板の製造方法について述べ
る。尚、まずセラミックグリーンシートに対する印刷・
乾燥工程を第７図を参照して説明する。Ａｌ２Ｏ３と有
機バインダーとからなるセラミックグリーンシートに機
械的方法により微小孔９を形成し、このセラミックグリ
ーンシート１０の下面に微小孔９のパターンと同一パタ
ーンになるように穿孔された印刷テーブル１１を配し、
孔位置が合致するようにセラミックグリーンシート１０
と印刷テーブル１１を密着させる。次にスキージ１２に
よりスクリーン版１３面上のタングステンから々る導体
ペースト１４を押し出し、内部導体１５の形成と同時に
ヴィアホール１６を形成する。この時、印刷テーブル１
１の下面より真空吸引して導体ペースト１４を引き出し
た方がヴィアホール１６の形成には好ましい。その後、
ヴィアホール１６の導体及び内部導体１Ｓの乾燥をセラ
ミックグリーンシート１ｏごと１５０℃、約１゜分の条
件下で行なう。次に、上記印刷・乾燥済みのセラミック
グリーンシートを裏返えし、第２図に示すようなヴィア
ホール用受はランド８を同様に印刷・乾燥する。次に８
０’Ｃの温間で２００Ｋｙ／ｃＡの圧力を加え複数の印
刷済のセラミックグリーンシートを積層する。積層した
セラミックグリーンシートは適当な寸法に切断後、還元
雰囲気中で１０００℃の温度により焼成する。

第２の実施例として、ガラス系材料と有機バインダーと
からなるセラミックグリーンシートを用い、前記第１の
実施例と同様な方法で導体ペーストとしてＡｕを使用し
た多層回路基板を製作した。

焼成温度は９００℃、雰囲気は空気中であった。

上記２つの実施例に基づく多層回路基板及び従来の方法
に基づく多層回路基板のダイアホール導通信頼性テスト
の結果を表１に記す。

第　１　表　　　　　累積不良率 本発明に基ずく多層回路基板の断面図を第３図に示す。

第１０図の従来例と同様に上部、中部。

下部グリーンシート６はヴィアホール７の空洞を埋める
ように変形し、その結果ヴィアホール７上部のエッヂ部
で内部導体は破断している。しかし本発明のヴィアホー
ル用受はランド８は、破断したエッヂ部Ａの内部導体間
の橋渡しをしており電気的導通は確保されているのであ
る。

発明の効果 以上のように本発明の第１の発明のような構造によれば
、ヴィアホールの導通信頼性の高いセラミック多層回路
基板を実現でき、その効果は大である。また、本発明の
第２の発明によれば、容易な方法でヴィアホール導通信
頼の高いセラミック多層基板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の模式的断面図、第２図は同
製造過程におけるセラミックグリーンシートの断面図、
第３図は同実際の多層回路基板の要部の断面図、第４図
〜第６図は各々多層回路基板の製造プロセスを示すフロ
ーチャート、第７図は印刷方法を示す断面図、第８図は
従来例の模式的断面図、第９図は従来例における実際の
セラミックグリ−／シートの断面図、第１０図は同多層
回路基板の要部の断面図である。 １・・・・・・セラミック、２，６，１５・・・・・・
内部導体、３．７．１６・・・・・・ヴィアホール、４
，８・・・・・・ヴィアホール用受はランド、５，１０
・・・・・・セラミックグリーンシート。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名；蓼
　　１　　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１−−−ｅうξ＋２７第３図 第４図 第５図 第６図 派　　　　　　　　　　　　味 ｏ　　　　　　　　　　　　　。 派　　　　　８ 派

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁体と導体とが厚み方向で交互に形成されてい
   るセラミック多層基板において、各層間の電気導通を目
   的とするヴィアホールで、対向するセラミックグリーン
   シートの該ヴィアホールと合致する位置に該ヴィアホー
   ルよりも大きな形状の内部導体によるヴィアホール用受
   けランドが形成されているセラミック多層基板。
2. （２）複数枚のセラミックグリーンシートを積層してな
   るセラミック多層基板の製造方法において、各セラミッ
   クグリーンシートに内部導体を形成する際に、一方のセ
   ラミックグリーンシートのヴィアホールに対して互いに
   密着する他方のセラミックグリーンシート表面に該ヴィ
   アホール位置と合致する位置に該ヴィアホールよりも大
   きな形状の内部導体によるヴィアホール用受けランドを
   形成し、このセラミックグリーンシートを積層すること
   を特徴とするセラミック多層基板の製造方法。