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JP2007115852A - Manufacturing method of ceramic substrate - Google Patents

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JP2007115852A
JP2007115852A JP2005305045A JP2005305045A JP2007115852A JP 2007115852 A JP2007115852 A JP 2007115852A JP 2005305045 A JP2005305045 A JP 2005305045A JP 2005305045 A JP2005305045 A JP 2005305045A JP 2007115852 A JP2007115852 A JP 2007115852A
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Japan
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protruding electrode
ceramic substrate
manufacturing
unfired
substrate
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JP2005305045A
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Inventor
Ryoji Nakamura
良二 中村
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a ceramic substrate capable of forming a bump electrode while suppressing contraction at baking. <P>SOLUTION: (1) A non-baked compound laminate is formed on one main surface of a non-baked ceramic substrate to which a confinement layer is tightly fitted with a non-baked bump electrode pattern that contains the metal material baked at the temperature for a hole forming material and non-baked ceramic substrate, in the base material that is not substantially baked at the temperature for non-baked ceramic substrate. (2) The non-baked compound laminate is baked at such temperature that the basic material of the confinement layer is not substantially baked, the hole forming material disappears, and the non-baked ceramic substrate as well as a metal material contained in the non-baked bump electrode pattern of the confinement layer are baked. (3) The base material of the confinement layer is removed to take out a ceramic substrate 15 comprising a bump electrode 18 on one main surface of a substrate body 16 where the non-baked bump electrode pattern is baked. The bump electrode 18 comprises a hole 18x formed from the hole forming material. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、セラミック基板の製造方法に関し、詳しくは、一方主面に突起電極をするセラミック基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic substrate, and more particularly to a method for manufacturing a ceramic substrate having a protruding electrode on one main surface.

多層セラミック基板をより多機能化、高密度化、高性能化するためには、多層セラミック基板において高密度に配線を形成することが有効である。しかしながら、多層セラミック基板を得るための焼成工程では、多層セラミック基板の収縮を伴う上、収縮のばらつきも避け難い。そのため、収縮、特に平面方向での収縮及びそのばらつきは、多層セラミック基板における配線の高密度化を阻害する要因となっている。このような背景の下、多層セラミック基板を得るための焼成工程において、平面方向での収縮を抑制できる、いわゆる無収縮プロセスが提案されている。   In order to increase the functionality, density, and performance of a multilayer ceramic substrate, it is effective to form wirings at a high density on the multilayer ceramic substrate. However, in the firing step for obtaining the multilayer ceramic substrate, the multilayer ceramic substrate is contracted and it is difficult to avoid variations in the shrinkage. For this reason, shrinkage, particularly shrinkage in the planar direction and variations thereof, are factors that hinder high-density wiring in the multilayer ceramic substrate. Under such a background, a so-called non-shrinking process has been proposed that can suppress shrinkage in a planar direction in a firing step for obtaining a multilayer ceramic substrate.

無収縮プロセスでは、セラミック材料を含む複数の基板用セラミックグリーンシートが用意されるとともに、基板用セラミックグリーンシートの焼成温度では焼結しないセラミックを含む収縮抑制用セラミックグリーンシートが用意される。そして、複数の基板用セラミックグリーンシートを積層してなる未焼成の基板用積層体を例えば挟むように、収縮抑制用セラミックグリーンシートが配置された、複合積層体が作製され、この複合積層体に対して焼成工程が適用される。   In the non-shrink process, a plurality of ceramic green sheets for a substrate containing a ceramic material are prepared, and a ceramic green sheet for shrinkage suppression containing a ceramic that is not sintered at the firing temperature of the ceramic green sheet for a substrate is prepared. Then, a composite laminate is produced in which a ceramic green sheet for suppressing shrinkage is arranged so as to sandwich, for example, an unfired laminate for a substrate formed by laminating a plurality of ceramic green sheets for a substrate. On the other hand, a baking process is applied.

この焼成工程においては、基板用積層体を多層セラミック基板とするように、基板用積層体のみが焼結され、収縮抑制用セラミックグリーンシートは未焼結の状態で収縮抑制用支持体として存在し、これによる基板用積層体の焼成収縮を抑制する力、すなわち拘束力を基板用積層体に作用させることによって、基板用積層体の平面方向での収縮が抑制される。   In this firing step, only the substrate laminate is sintered so that the substrate laminate is a multilayer ceramic substrate, and the shrinkage-suppressing ceramic green sheet exists as a shrinkage-suppressing support in an unsintered state. By applying a force that suppresses firing shrinkage of the substrate laminate, that is, a restraining force, to the substrate laminate, shrinkage in the planar direction of the substrate laminate is suppressed.

このように、無収縮プロセスによれば、基板用積層体の平面方向での収縮が生じにくいため、得られた多層セラミック基板の平面方向での寸法精度を高めることができ、したがって、多層セラミック基板における配線を有利に高密度化することが可能になる(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−111223号公報
As described above, according to the non-shrinkage process, it is difficult to cause shrinkage in the planar direction of the laminate for a substrate, so that the dimensional accuracy in the planar direction of the obtained multilayer ceramic substrate can be increased. It is possible to advantageously increase the density of wiring in (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-111223 A

このような多層セラミック基板の両主面にコンデンサ、抵抗、IC等の部品を実装し、それをプリント配線基板に実装すれば、高密度化が容易となる。このとき、多層セラミック基板とプリント配線基板との間に所定の間隔を確保して、多層セラミック基板のプリント配線基板に対向する側の主面に実装した部品がプリント配線基板と干渉しないようにするため、多層セラミック基板のプリント配線基板側の主面に、柱状の突起電極を設けることが考えられる。   If components such as capacitors, resistors, and ICs are mounted on both main surfaces of such a multilayer ceramic substrate and mounted on a printed wiring board, the density can be increased easily. At this time, a predetermined interval is secured between the multilayer ceramic substrate and the printed wiring board so that components mounted on the main surface of the multilayer ceramic substrate facing the printed wiring board do not interfere with the printed wiring board. Therefore, it is conceivable to provide columnar protruding electrodes on the main surface of the multilayer ceramic substrate on the printed wiring board side.

例えば、収縮抑制用セラミックグリーンシートの特定のものに穴を設け、該穴にAgを主成分とした導電性ペーストを充填する。導体パターン及びビアを有した基板用セラミックグリーンシートを積層して、多層セラミック基板となるべき未焼成の基板用積層体を用意する。この未焼成の基板用積層体の一方の主面上に、穴に導電性ペーストを充填した収縮抑制用セラミックグリーンシートを積層し、さらに他方の主面に、穴のない収縮抑制用セラミックグリーンシートを積層して、複合積層体を作製する。この複合積層体を焼成することで、特定の収縮抑制用セラミックグリーンシートの穴に充填された導電性ペーストを焼結させた突起電極を、多層セラミック基板の一方主面に設けることができる。   For example, a hole is formed in a specific ceramic green sheet for suppressing shrinkage, and the hole is filled with a conductive paste mainly composed of Ag. A green substrate laminate having a conductor pattern and vias is laminated to prepare an unfired laminate for a substrate to be a multilayer ceramic substrate. A ceramic green sheet for suppressing shrinkage in which a hole is filled with a conductive paste is laminated on one main surface of the unfired substrate laminate, and a ceramic green sheet for shrinkage suppression having no hole on the other main surface. Are laminated to produce a composite laminate. By firing the composite laminate, a protruding electrode obtained by sintering a conductive paste filled in a hole of a specific shrinkage-suppressing ceramic green sheet can be provided on one main surface of the multilayer ceramic substrate.

セラミック多層基板の一方主面に突起電極を設けるために特定の収縮拘束用セラミックグリーンシートの穴に充填される導電性ペーストは、複合積層体の焼成時に焼結して収縮するため、突起電極には、先端に凹み(ひけ)が生じたり、特定の収縮拘束用セラミックグリーンシートの各層の界面において隙間が形成され、いわゆる口開きが生じたりすることがある。   The conductive paste that fills the holes in a specific shrinkage-constrained ceramic green sheet to provide a protruding electrode on one main surface of the ceramic multilayer substrate sinters and shrinks during firing of the composite laminate. In some cases, a dent (sink) occurs at the tip, or a gap is formed at the interface of each layer of a specific shrinkage-restraining ceramic green sheet, resulting in a so-called opening.

すなわち、図12(a)に示すように、基板用セラミックグリーンシートを積層した未焼成の基板用積層体110の両主面に未焼成の収縮抑制用セラミックグリーンシートの拘束層120,122を有する複合積層体100において、一方の拘束層122が、穴に導電性ペーストを充填して突起電極となる部分130が形成された未焼成の収縮抑制用セラミックグリーンシートと穴のない未焼成の収縮抑制用セラミックグリーンシートとからなる場合、この複合積層体100を焼成すると、突起電極となる部分130は、その側面132と先端面134とが拘束された状態で焼成収縮するので、焼成後には、図12(b)に示すように、突起電極となる部分130を形成した収縮抑制用セラミックグリーンシートの界面で、いわゆる口開き136が生じることがある。   That is, as shown in FIG. 12A, constraining layers 120 and 122 of an unfired ceramic green sheet for shrinkage suppression are provided on both main surfaces of an unfired laminated body 110 for an unfired board on which ceramic green sheets for a board are laminated. In the composite laminate 100, one constraining layer 122 is filled with a conductive paste in a hole to form an unfired ceramic green sheet for suppressing shrinkage formed as a protruding electrode, and unfired shrinkage suppressed without a hole. When the composite laminate 100 is fired, when the composite laminate 100 is fired, the portion 130 serving as the protruding electrode is fired and contracted with the side surface 132 and the tip surface 134 being constrained. 12 (b), at the interface of the shrinkage-suppressing ceramic green sheet on which the portion 130 to be the protruding electrode is formed, the so-called opening 1 There is that 6 occurs.

また、図13(a)に示すように、基板用セラミックグリーンシートを積層した未焼成の基板用積層体110の両主面に未焼成の収縮抑制用セラミックグリーンシートの拘束層120,124を有する複合積層体102において、一方の拘束層124が、穴に導電性ペーストを充填して突起電極となる部分130が形成された未焼成の収縮抑制用セラミックグリーンシートのみからなる場合、この複合積層体102を焼成すると、突起電極となる部分130は、その側面132が拘束された状態で焼成収縮するので、焼成後には、図13(b)に示すように、突起電極となる部分130の先端に、いわゆる凹み(ひけ)138が生じることがある。   Further, as shown in FIG. 13A, constraining layers 120 and 124 of unfired ceramic green sheets for suppressing shrinkage are provided on both main surfaces of the unfired laminated body for substrates 110 on which the ceramic green sheets for substrates are laminated. In the composite laminate 102, when one constraining layer 124 is composed only of an unfired ceramic green sheet for suppressing shrinkage in which a hole 130 is filled with a conductive paste to form a protruding electrode 130, this composite laminate When the portion 102 is fired, the portion 130 that becomes the protruding electrode is fired and contracted in a state where the side surface 132 is constrained. Therefore, after baking, as shown in FIG. A so-called dent 138 may occur.

突起電極の先端の凹みや中間位置での口開きは、セラミック多層基板をプリント配線基板に実装する際に、接続不良等の不具合の原因となる。   The dent at the tip of the protruding electrode and the opening at the middle position cause problems such as poor connection when the ceramic multilayer substrate is mounted on the printed wiring board.

本発明は、かかる実情に鑑み、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる、セラミック基板の製造方法を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention intends to provide a method for manufacturing a ceramic substrate, which can form a protruding electrode while suppressing shrinkage during firing.

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したセラミック基板の製造方法を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a method for manufacturing a ceramic substrate configured as follows.

セラミック基板の製造方法は、第1乃至第3の工程を備える。前記第1の工程において、未焼成セラミック基板の一方主面に、前記未焼成セラミック基板の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に空孔形成材料ならびに前記未焼成セラミック基板の焼成温度で焼結する金属材料を含んだ未焼成突起電極用パターンを有する拘束層を密着してなる未焼成複合積層体を形成する。前記第2の工程において、前記拘束層の前記基材は実質的に焼結せず、前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれる前記空孔形成材料を消失させ、前記未焼成セラミック基板及び前記拘束層の前記未焼成突起電極用パターンに含まれる前記金属材料を焼結させうる温度で、前記未焼成複合積層体を焼成する。前記第3の工程において、前記拘束層の前記基材を除去して、前記未焼成セラミック基板の焼成により形成された基板本体の一方主面に、前記拘束層の前記突起電極用パターンの焼成により形成された突起電極を有するセラミック基板を取り出す。前記突起電極は、前記第2の工程において前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれていた前記空孔形成材料により形成された空孔を含む。   The method for manufacturing a ceramic substrate includes first to third steps. In the first step, the pore forming material and the firing temperature of the unfired ceramic substrate in the base material that is not substantially sintered at the firing temperature of the unfired ceramic substrate are formed on one main surface of the unfired ceramic substrate. An unfired composite laminate is formed by adhering a constraining layer having an unfired bump electrode pattern containing a metal material to be sintered. In the second step, the base material of the constraining layer does not substantially sinter, the void forming material contained in the protruding electrode pattern of the constraining layer disappears, and the unfired ceramic substrate and The unfired composite laminate is fired at a temperature at which the metal material included in the unfired protruding electrode pattern of the constraining layer can be sintered. In the third step, the base material of the constraining layer is removed, and the main surface of the substrate body formed by firing the unsintered ceramic substrate is subjected to firing of the pattern for protruding electrodes of the constraining layer. The ceramic substrate having the protruding electrode formed is taken out. The protruding electrode includes a hole formed of the hole forming material included in the protruding electrode pattern of the constraining layer in the second step.

上記方法によれば、第2の工程の焼成により、拘束層の突起電極用パターンに含まれる空孔形成材料が消失するときに気化し、拘束層の未焼成突起電極用パターン中に空孔が形成される。これによって、焼成時に拘束層の未焼成突起電極用パターンの収縮を抑制しながら、拘束層の未焼成突起電極用パターン中の金属材料を焼結させて、突起電極を形成することができる、   According to the above method, when the pore forming material contained in the protruding electrode pattern of the constraining layer disappears due to the firing in the second step, the void is formed in the unfired protruding electrode pattern of the constraining layer. It is formed. Thereby, while suppressing shrinkage of the unfired protruding electrode pattern of the constraining layer during firing, the protruding metal can be formed by sintering the metal material in the unfired protruding electrode pattern of the constraining layer.

なお、突起電極は、略円柱や略角柱などの柱状であることが好ましいが、頭を切った略円錐や略角錐(略円錐台や略角錐台)、略半球などの形状とすることも可能である。   The protruding electrode is preferably a columnar shape such as a substantially circular column or a substantially rectangular column, but may have a substantially conical shape, a truncated pyramid (approximately a truncated cone or a substantially truncated pyramid), or a substantially hemispherical shape. It is.

好ましくは、前記第1の工程において、前記突起電極用パターンは、前記拘束層の前記基材に設けられた貫通孔に、前記空孔形成材料及び前記金属材料を含んだ導電性ペーストを充填することにより形成される。   Preferably, in the first step, the protruding electrode pattern fills a through hole provided in the base material of the constraining layer with a conductive paste containing the hole forming material and the metal material. Is formed.

この場合、導電性ペーストを印刷法によって印刷するなどして、突起電極用パターンを容易に形成することができる。   In this case, the pattern for protruding electrodes can be easily formed by printing the conductive paste by a printing method.

好ましくは、前記第1の工程において前記空孔形成材料は、前記第3の工程において前記空孔が前記突起電極のうち0.1〜20体積%を占めるようになる割合で、前記導電性ペースト中に含まれている。   Preferably, in the first step, the pore forming material is formed in such a ratio that the voids occupy 0.1 to 20% by volume of the protruding electrode in the third step. Included in.

この場合、突起電極に含まれる空孔の割合を適切にすることができる。すなわち、突起電極中の空孔の含有率が0.1体積%未満であると、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じ、空孔の含有率が20体積%を越えると、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなる傾向にあるので、空孔の含有率は0.1〜20体積%が好ましい。   In this case, the ratio of the holes included in the protruding electrode can be made appropriate. That is, if the void content in the protruding electrode is less than 0.1% by volume, cracks occur between the substrate body of the ceramic substrate and the protruding electrode, and the void content exceeds 20% by volume. Since the conduction resistance of the protruding electrode tends to become extremely large, the content of voids is preferably 0.1 to 20% by volume.

好ましくは、前記第1の工程において前記導電性ペースト中に含まれている前記空孔形成材料は、前記第3の工程において前記空孔の径が0.1〜10μmφとなるように選ばれている。   Preferably, the pore forming material contained in the conductive paste in the first step is selected so that the diameter of the pores is 0.1 to 10 μmφ in the third step. Yes.

この場合、突起電極に含まれる空孔の径の寸法を適切にすることができる。すなわち、空孔の径が0.1μmφ未満であると、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じ、空孔の径が10μmφを越えると、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなる傾向にあるので、空孔の径は0.1〜10μmφが好ましい。   In this case, the dimension of the diameter of the hole contained in the protruding electrode can be made appropriate. That is, if the hole diameter is less than 0.1 μmφ, a crack occurs between the substrate body of the ceramic substrate and the protruding electrode, and if the hole diameter exceeds 10 μmφ, the conduction resistance of the protruding electrode is extremely large. Therefore, the pore diameter is preferably 0.1 to 10 μmφ.

好ましくは、前記導電性ペーストはバインダ樹脂及び溶剤を含む。前記空孔形成材料は、前記溶剤に溶解しない樹脂ビーズである。   Preferably, the conductive paste includes a binder resin and a solvent. The pore forming material is resin beads that do not dissolve in the solvent.

この場合、突起電極内に空孔を形成することが容易である。   In this case, it is easy to form holes in the protruding electrodes.

より好ましくは、前記樹脂ビーズはポリプロピレンを主成分とし、該ポリプロピレンは前記導電性ペーストのうち0.01〜2.0重量%を占めている。   More preferably, the resin beads are mainly composed of polypropylene, and the polypropylene accounts for 0.01 to 2.0% by weight of the conductive paste.

この場合、突起電極に含まれる空孔の割合を適切にすることができる。すなわち、導電性ペースト中のポリプロピレンが0.01重量%未満であると、突起電極中の空孔の含有率が0.1体積%未満となり、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じることがある。導電性ペースト中のポリプロピレンが2.0重量%を越えると、突起電極中の空孔の含有率が20体積%を越え、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなることがある。したがって、導電性ペースト中のポリプロピレンは、0.01〜2.0重量%が好ましい。   In this case, the ratio of the holes included in the protruding electrode can be made appropriate. That is, when the polypropylene in the conductive paste is less than 0.01% by weight, the void content in the bump electrode is less than 0.1% by volume, and a crack is formed between the substrate body of the ceramic substrate and the bump electrode. May occur. If the polypropylene in the conductive paste exceeds 2.0% by weight, the void content in the protruding electrode may exceed 20% by volume, and the conductive resistance of the protruding electrode may become extremely large. Therefore, 0.01 to 2.0% by weight of the polypropylene in the conductive paste is preferable.

好ましくは、前記金属材料は、前記導電性ペーストのうち80〜98重量%を占めている。   Preferably, the metal material accounts for 80 to 98% by weight of the conductive paste.

この場合、突起電極に含まれる空孔の径の寸法を適切にすることができる。すなわち、導電性ペースト中の金属材料が80重量%未満であると、突起電極中の空孔の径が10μmφを越え、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなることがある。導電性ペースト中の金属材料が98重量%を越えると、突起電極中の空孔の径が0.1μmφ未満となり、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じることがある。したがって、導電性ペースト中の金属材料は、80〜98重量%が好ましい。   In this case, the dimension of the diameter of the hole contained in the protruding electrode can be made appropriate. That is, if the metal material in the conductive paste is less than 80% by weight, the diameter of the pores in the protruding electrode may exceed 10 μmφ, and the conductive resistance of the protruding electrode may become extremely large. When the metal material in the conductive paste exceeds 98% by weight, the diameter of the pores in the protruding electrode becomes less than 0.1 μmφ, and a crack may occur between the substrate body of the ceramic substrate and the protruding electrode. Therefore, the metal material in the conductive paste is preferably 80 to 98% by weight.

好ましくは、前記第1の工程において、複数の前記拘束層の前記基材にそれぞれ設けられた前記突起電極用パターンを連接するとともに、前記拘束層ごとに前記突起電極用パターン中の前記空孔形成材料の含有量を異ならせる。前記突起電極は、連接された前記突起電極用パターンの焼成により形成される。   Preferably, in the first step, the protruding electrode patterns provided on the base material of the plurality of constraining layers are connected to each other, and the hole formation in the protruding electrode pattern is formed for each constraining layer. Different material content. The protruding electrode is formed by firing the connected protruding electrode pattern.

この場合、拘束層によって空孔形成材料の割合を変えることで、突起電極の空孔を所望の分布とすることができる。   In this case, by changing the ratio of the hole forming material by the constraining layer, the holes of the protruding electrode can be made to have a desired distribution.

好ましい一態様としては、前記第1の工程において複数の前記拘束層の前記突起電極用パターン中に含まれる前記空孔形成材料の前記含有量は、前記基板本体に近い側において前記突起電極中の前記空孔の割合が多くなるように選択する。   As a preferred embodiment, the content of the hole forming material contained in the pattern for projecting electrode of the plurality of constraining layers in the first step is such that the content of the hole forming material in the projecting electrode is closer to the substrate body. It selects so that the ratio of the said void | hole may increase.

この場合、セラミック基板を実装したプリント配線基板のたわみによるせん断応力を、空孔の割合が多い突起電極の基端側(基板本体側)において緩和することができる。   In this case, the shear stress due to the deflection of the printed circuit board on which the ceramic substrate is mounted can be relaxed on the base end side (substrate body side) of the protruding electrode having a large percentage of holes.

好ましい他の態様としては、前記第1の工程において複数の前記拘束層の前記突起電極用パターン中に含まれる前記空孔形成材料の前記含有量は、前記基板本体とは反対側において前記突起電極中の前記空孔の割合が多くなるように選択する。   As another preferable aspect, the content of the hole forming material contained in the pattern for the projecting electrode of the plurality of constraining layers in the first step is such that the projecting electrode on the side opposite to the substrate body. It selects so that the ratio of the said void | hole in the inside may increase.

この場合、セラミック基板を実装したプリント配線基板のたわみによるせん断応力を、空孔の割合が多い突起電極の先端側(基板本体とは反対側)において緩和することができる。   In this case, the shear stress due to the deflection of the printed wiring board on which the ceramic substrate is mounted can be relaxed on the tip end side (opposite side of the substrate body) of the protruding electrode having a large percentage of holes.

好ましく、前記第3の工程において、前記突起電極は前記基板本体の前記一方主面の周縁に沿って配置されている。前記基板本体の前記一方主面において前記突起電極に囲まれた領域内に、実装部品を搭載する第4の工程をさらに備える。   Preferably, in the third step, the protruding electrode is disposed along a peripheral edge of the one main surface of the substrate body. The semiconductor device further includes a fourth step of mounting a mounting component in a region surrounded by the protruding electrode on the one main surface of the substrate body.

この場合、セラミック基板をプリント配線基板に実装したときに、セラミック基板に搭載された実装部品は、セラミック基板とプリント配線基板との間に配置されて保護される。   In this case, when the ceramic substrate is mounted on the printed wiring board, the mounting component mounted on the ceramic substrate is disposed between the ceramic substrate and the printed wiring board and protected.

より好ましくは、前記第4の工程は、前記基板本体の他方主面に他の実装部品を搭載する工程を含む。   More preferably, the fourth step includes a step of mounting another mounting component on the other main surface of the substrate body.

この場合、セラミック基板には、より高密度に実装部品を搭載することができる。   In this case, mounting components can be mounted on the ceramic substrate at a higher density.

好ましくは、前記未焼成セラミック基板は、積層された複数の未焼成セラミック層を含み、前記未焼成セラミック基板の内部に、未焼成の層間接続電極用パターン及び未焼成の面内電極用パターンを有する。   Preferably, the unfired ceramic substrate includes a plurality of unfired ceramic layers stacked, and has an unfired interlayer connection electrode pattern and an unfired in-plane electrode pattern inside the unfired ceramic substrate. .

この場合、基板本体の内部に電気回路を形成して、実装密度を高めることができる。   In this case, the mounting density can be increased by forming an electric circuit inside the substrate body.

また、本発明は、以下のように構成したセラミック基板を提供する。   The present invention also provides a ceramic substrate configured as follows.

セラミック基板は、前記セラミック基板の少なくとも一方主面に、前記セラミック基板と同時焼成によって形成され、内部に空孔を有する突起電極を有する。   The ceramic substrate has a protruding electrode formed on at least one main surface of the ceramic substrate by simultaneous firing with the ceramic substrate and having pores therein.

上記構成によれば、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる上、突起電極の内部の空孔によって、突起電極の強度を高めることができる。   According to the above configuration, the protruding electrode can be formed while suppressing shrinkage during firing, and the strength of the protruding electrode can be increased by the voids inside the protruding electrode.

なお、突起電極は、略円柱や略角柱などの柱状であることが好ましいが、頭を切った略円錐や略角錐(略円錐台や略角錐台)、略半球などの形状とすることも可能である。   The protruding electrode is preferably a columnar shape such as a substantially circular column or a substantially rectangular column, but may have a substantially conical shape, a truncated pyramid (approximately a truncated cone or a substantially truncated pyramid), or a substantially hemispherical shape. It is.

好ましくは、前記空孔は、前記突起電極のうち、0.1〜20体積%を占めている。   Preferably, the holes occupy 0.1 to 20% by volume of the protruding electrodes.

この場合、突起電極に含まれる空孔の割合を適切にすることができる。すなわち、突起電極中の空孔の含有率が0.1体積%未満であると、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じ、空孔の含有率が20体積%を越えると、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなることがあるので、空孔の含有率は0.1〜20体積%が好ましい。   In this case, the ratio of the holes included in the protruding electrode can be made appropriate. That is, if the void content in the protruding electrode is less than 0.1% by volume, cracks occur between the substrate body of the ceramic substrate and the protruding electrode, and the void content exceeds 20% by volume. Since the conduction resistance of the protruding electrode may become extremely large, the void content is preferably 0.1 to 20% by volume.

好ましくは、前記空孔の径は、0.1〜10μmφである。   Preferably, the hole has a diameter of 0.1 to 10 μmφ.

この場合、突起電極に含まれる空孔の径の寸法を適切にすることができる。すなわち、空孔の径が0.1μmφ未満であると、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じ、空孔の径が10μmφを越えると、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなることがあるので、空孔の径は0.1〜10μmφが好ましい。   In this case, the dimension of the diameter of the hole contained in the protruding electrode can be made appropriate. That is, if the hole diameter is less than 0.1 μmφ, a crack occurs between the substrate body of the ceramic substrate and the protruding electrode, and if the hole diameter exceeds 10 μmφ, the conduction resistance of the protruding electrode is extremely large. Therefore, the pore diameter is preferably 0.1 to 10 μmφ.

本発明によれば、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる。   According to the present invention, a protruding electrode can be formed while suppressing shrinkage during firing.

以下、本発明の実施の形態について、図1〜図11を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

(実施例1) 図1〜図5、図11を参照しながら、セラミック基板の製造方法について、説明する。   (Example 1) The manufacturing method of a ceramic substrate is demonstrated referring FIGS. 1-5, FIG.

まず、図1に示すように、基材層10用のセラミックグリーンシート11a〜11dと、拘束層20,22用のセラミックグリーンシート21a〜21d;23a〜23dを用意する。   First, as shown in FIG. 1, ceramic green sheets 11 a to 11 d for the base material layer 10 and ceramic green sheets 21 a to 21 d; 23 a to 23 d for the constraining layers 20 and 22 are prepared.

基材層10用のセラミックグリーンシート11a〜11dは、セラミック材料を用いて作製する。具体的には、CaO10〜55wt%、SiO45〜70wt%、Al0〜30wt%、不純物0〜l0wt%、B5〜20wt%からなる組成のガラス粉末50〜64wt%と、不純物が0〜10wt%のAl粉末35〜50wt%からなる混合物を、有機溶剤、可塑剤等からなる有機ビヒクル中に分散させ、スラリーを調製する。次いで、得られたスラリーをドクターブレード法やキャスティング法でシート状に成形し、未焼結ガラスセラミックのセラミックグリーンシートを作製する。 The ceramic green sheets 11a to 11d for the base material layer 10 are produced using a ceramic material. Specifically, glass powder 50 to 64 wt% of a composition comprising CaO 10 to 55 wt%, SiO 2 45 to 70 wt%, Al 2 O 3 0 to 30 wt%, impurities 0 to 10 wt%, and B 2 O 3 5 to 20 wt%. Then, a mixture composed of 35 to 50 wt% of Al 2 O 3 powder having impurities of 0 to 10 wt% is dispersed in an organic vehicle including an organic solvent, a plasticizer, and the like to prepare a slurry. Subsequently, the obtained slurry is formed into a sheet shape by a doctor blade method or a casting method to produce a ceramic green sheet of unsintered glass ceramic.

なお、基材層10は、複数のセラミックグリーンシートを積層する代わりに、1枚のセラミックグリーンシートのみで構成してもよい。   The base material layer 10 may be composed of only one ceramic green sheet instead of laminating a plurality of ceramic green sheets.

また、基材層10には、上述したシート成形法により形成した未焼結ガラスセラミックのセラミックグリーンシートを用いることが好ましいが、厚膜印刷法により形成した未焼結の厚膜印刷層を用いてもよい。   Moreover, although it is preferable to use the ceramic green sheet | seat of the unsintered glass ceramic formed by the sheet forming method mentioned above for the base material layer 10, the unsintered thick film printed layer formed by the thick film printing method is used. May be.

また、セラミック粉末は上述した絶縁体材料のほか、フェライト等の磁性体材料、チタン酸バリウム等の誘電体材料を使用することもできるが、基材層10用のセラミックグリーンシートとしては1050℃以下の温度で焼結する低温焼結セラミックグリーンシートが好ましく、このため、上述したガラス粉末は750℃以下の軟化点を有するものであることが好ましい。   In addition to the insulator material described above, the ceramic powder may be a magnetic material such as ferrite, or a dielectric material such as barium titanate. However, the ceramic green sheet for the substrate layer 10 is 1050 ° C. or lower. A low-temperature sintered ceramic green sheet that sinters at a temperature of 5 ° C. is preferable. For this reason, the above-described glass powder preferably has a softening point of 750 ° C. or lower.

次いで、未焼結ガラスセラミックのセラミックグリーンシートに、層間接続電極用パターンとなるビアパターン13a〜13dと、表面の導体パターンとなる導体パターン12aや、面内電極用パターンとなる導体パターン12b〜12dを形成する。ビアパターン13a〜13dは、未焼結ガラスセラミックグリーンシートにパンチング加工やレーザー加工等により加工した貫通孔に、導体材料粉末を有機バインダや溶剤とともに混練してペースト化した導電性ペーストを、例えば印刷により埋め込む。導体パターン12a〜12dは、導体材料粉末を有機バインダや溶剤とともに混練してペースト化した導電性ペーストを、例えばスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷するか、あるいは所定パターン形状の金属箔を転写する等の方法で形成する。導電性ペーストについては、後述する。   Next, on the ceramic green sheet of unsintered glass ceramic, via patterns 13a to 13d to be interlayer connection electrode patterns, conductor patterns 12a to be surface conductor patterns, and conductor patterns 12b to 12d to be in-plane electrode patterns Form. The via patterns 13a to 13d are formed by, for example, printing a conductive paste obtained by kneading a conductive material powder together with an organic binder or a solvent into a through-hole processed in a green glass ceramic green sheet by punching or laser processing. Embed by For the conductor patterns 12a to 12d, a conductive paste obtained by kneading a conductor material powder with an organic binder or a solvent is printed by, for example, a screen printing method or a gravure printing method, or a metal foil having a predetermined pattern shape is transferred. It is formed by the method of doing. The conductive paste will be described later.

なお、表面の導体パターンには、上下の層間の導体パターン同士を接続するためのビア導体やスルーホール導体等の貫通導体が表面に露出した部分も含まれる。   The conductor pattern on the surface includes a portion where a through conductor such as a via conductor or a through-hole conductor for connecting conductor patterns between upper and lower layers is exposed on the surface.

拘束層20,22用のセラミックグリーンシート21a〜21d;23a〜23dは、基材層10用のセラミックグリーンシート11a〜11dの焼成温度では実質的に焼結しないアルミナ等のセラミック粉末を基材に用い、有機バインダ、有機溶剤、可塑剤等からなる有機ビヒクル中に基材を分散させてスラリーを調製し、得られたスラリーをドクターブレード法やキャスティング法等に基づいてシート状に成形することにより作製する。拘束層20,22用のセラミックグリーンシート21a〜21d;23a〜23dの焼結温度は、例えば1400〜1600℃であり、基材層10用の未焼結ガラスセラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しない。   The ceramic green sheets 21a to 21d; 23a to 23d for the constraining layers 20 and 22 are made of ceramic powder such as alumina that does not substantially sinter at the firing temperature of the ceramic green sheets 11a to 11d for the base layer 10. By using a binder in an organic vehicle composed of an organic binder, an organic solvent, a plasticizer, etc., preparing a slurry, and forming the resulting slurry into a sheet based on a doctor blade method, a casting method, etc. Make it. The sintering temperature of the ceramic green sheets 21a to 21d; 23a to 23d for the constraining layers 20 and 22 is, for example, 1400 to 1600 ° C., and is substantially equal to the sintering temperature of the unsintered glass ceramic green sheet for the base material layer 10. Does not sinter.

後述する突起電極18を形成する目的で、パンチング加工やレーザー加工等により拘束層22用のセラミックグリーンシートに形成した貫通孔に、後述する導電性ペーストを印刷等により埋め込むことによって、未焼成の突起電極用パターン25a〜25cを有する拘束層22用のセラミックグリーンシート23a〜23cを形成する。   For the purpose of forming the protruding electrode 18 described later, an unfired protrusion is formed by embedding a conductive paste described later by printing or the like in a through hole formed in the ceramic green sheet for the constraining layer 22 by punching or laser processing. Ceramic green sheets 23a-23c for constraining layer 22 having electrode patterns 25a-25c are formed.

なお、拘束層20,22も、1枚のセラミックグリーンシートのみで構成してもよい。   The constraining layers 20 and 22 may also be composed of only one ceramic green sheet.

ここで、拘束層20,22に用いるセラミック粉末の平均粒径は0.1〜5.0μmが好ましい。セラミック粉末の平均粒径が0.1μm未満であると未焼結ガラスセラミックシートの表層近傍に含有しているガラスと焼成中に激しく反応して、焼成後にセラミック層と拘束層が強固に密着して拘束層の除去が困難になったり、小粒径のために拘束層用セラミックグリーンシートはもちろん、未焼結ガラスセラミックグリーンシート中のバインダ等有機成分が焼成中に分解飛散しにくくなり、基板中にデラミネーションが発生したりすることがある。他方、5.0μmを超えると焼成収縮の抑制力が小さくなって基板が必要以上に平面方向に収縮したりうねったりする傾向にある。   Here, the average particle size of the ceramic powder used for the constraining layers 20 and 22 is preferably 0.1 to 5.0 μm. When the average particle size of the ceramic powder is less than 0.1 μm, it reacts violently during firing with the glass contained in the vicinity of the surface layer of the unsintered glass ceramic sheet, and the ceramic layer and the constraining layer adhere firmly after firing. This makes it difficult to remove the constraining layer, and due to the small particle size, not only the ceramic green sheet for the constraining layer but also the organic components such as the binder in the unsintered glass ceramic green sheet are difficult to decompose and scatter during firing. Delamination may occur inside. On the other hand, if the thickness exceeds 5.0 μm, the suppression of firing shrinkage is reduced, and the substrate tends to shrink or swell in the plane direction more than necessary.

また、拘束層20,22を構成するセラミック粉末は、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11dの焼成温度では実質的に焼結しないセラミック粉末であればよく、アルミナのほか、ジルコニアやマグネシア等のセラミック粉末も使用できる。   Moreover, the ceramic powder which comprises the constrained layers 20 and 22 should just be a ceramic powder which does not sinter substantially at the calcination temperature of the ceramic green sheets 11a-11d of the base material layer 10, In addition to an alumina, zirconia, magnesia, etc. The ceramic powder can also be used.

ただし、拘束層20,22の拘束力を基材層10に十分作用させるためには、基材層10の表層と拘束層20,22との接触している境界で、表層近傍のガラスが拘束層20,22に対して好適に濡れる必要がある。そのため、拘束層20,22を構成するセラミック粉末は、基材層10を構成するセラミック粉末と同種のセラミック粉末であることが好ましい。   However, in order to sufficiently apply the restraining force of the constraining layers 20 and 22 to the base material layer 10, the glass near the surface layer is constrained at the boundary where the surface layer of the base material layer 10 and the constraining layers 20 and 22 are in contact with each other. It is necessary to wet the layers 20 and 22 suitably. Therefore, the ceramic powder constituting the constraining layers 20 and 22 is preferably the same type of ceramic powder as the ceramic powder constituting the base layer 10.

基材層10の導体パターン12a〜12dやビアパターン13a〜13d、拘束層22の突起電極用パターン25a〜25cに用いる導電性ペーストは、ペースト中の導体材料としては、低抵抗で難酸化性材料であるAgを主成分としたものが好ましい。   The conductive paste used for the conductor patterns 12a to 12d and the via patterns 13a to 13d of the base material layer 10 and the protruding electrode patterns 25a to 25c of the constraining layer 22 is a low resistance and hardly oxidizable material as a conductor material in the paste. What has Ag as a main component is preferable.

拘束層22の突起電極用パターン25a〜25cに用いる導電性ペーストは、焼成後に、図6(B)に示すように突起電極18中に空孔18xを内在させるための空孔形成材料として、主成分のAg以外に、溶剤に溶解しない樹脂ビーズを含む。空孔形成材料の樹脂ビーズとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエステル等のいずれかを主成分とする少なくとも1種類を添加する。なお、樹脂ビーズは球状に限ったものではなく、扁平状など、様々な形状のものを用いることができる。   The conductive paste used for the protruding electrode patterns 25a to 25c of the constraining layer 22 is mainly used as a hole forming material for allowing the holes 18x to exist in the protruding electrodes 18 as shown in FIG. 6B after firing. In addition to the component Ag, resin beads that do not dissolve in the solvent are included. As the resin beads of the pore forming material, at least one kind mainly composed of polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyester or the like is added. The resin beads are not limited to a spherical shape, and various shapes such as a flat shape can be used.

樹脂ビーズにポリプロピレンを用いる場合、ポリプロピレンの添加量は、0.01wt%〜2.0wt%が好ましい。0.01wt%未満の場合、突起電極用パターン25a〜25cの焼成により形成された突起電極18の単位体積に対して空孔18xの含有率が0.1vol%未満となり、この場合、焼成後の冷却時に突起電極18に印加される熱応力を十分に緩和することができないことがある。また、ポリプロピレンの添加量が2.0wt%より多くなると、突起電極18の単位体積に対して空孔18xの含有率が20.0vol%より多くなり、導電抵抗が大きくなるので、突起電極18に通電した際、この部分で失われる電力が極めて大となる不都合を生じることがある。   When polypropylene is used for the resin beads, the amount of polypropylene added is preferably 0.01 wt% to 2.0 wt%. In the case of less than 0.01 wt%, the content of the voids 18x is less than 0.1 vol% with respect to the unit volume of the protruding electrode 18 formed by baking the protruding electrode patterns 25a to 25c. The thermal stress applied to the protruding electrode 18 during cooling may not be sufficiently relaxed. Further, when the amount of polypropylene added is more than 2.0 wt%, the content ratio of the holes 18 x with respect to the unit volume of the protruding electrode 18 is more than 20.0 vol%, and the conductive resistance is increased. When energized, the power lost in this part may become extremely large.

導電性ペーストは、上記の主成分粉末に対して、所定の割合で有機バインダ、溶剤等の有機ビヒクルを所定量加え、攪拌、混練することにより作製することができる。ただし、主成分粉末、樹脂ビーズ、有機ビヒクルなどの配合の順序には特に制約はない。   The conductive paste can be produced by adding a predetermined amount of an organic vehicle such as an organic binder and a solvent to the main component powder in a predetermined ratio, and stirring and kneading. However, the order of blending the main component powder, resin beads, organic vehicle and the like is not particularly limited.

導電性ペースト中に含まれるAgの含有量は80wt%〜98wt%が好ましい。   The content of Ag contained in the conductive paste is preferably 80 wt% to 98 wt%.

80wt%未満の場合、拘束層22用のセラミックグリーンシートに形成した貫通孔へのAgの充填量が少なくなるため、拘束層22用のセラミックグリーンシートによる拘束力の影響により、突起電極18の内部に10μmφより大きな空孔18xが生成してしまい、突起電極18は、導通抵抗が極端に大きくなるばかりか、せん断応力に対して弱くなり、最悪、突起電極18が折れてしまうことがある。   When the amount is less than 80 wt%, the amount of Ag filled in the through-hole formed in the ceramic green sheet for the constraining layer 22 is reduced. As a result, a hole 18x larger than 10 μmφ is generated, and the protruding electrode 18 not only has an extremely large conduction resistance, but also weakens against shear stress, and the protruding electrode 18 may be broken at worst.

一方、98wt%より多くなると、拘束層22用のセラミックグリーンシート23a〜23cの突起電極用パターン25a〜25c中のAg含有量が多くなるため、Agとセラミックグリーンシートの基材(セラミック)との熱膨張差の影響を受け易く、突起電極形成後の冷却に伴う基材層10と突起電極18との収縮量の相違に起因して、突起電極18に大きな熱応力が印加されるとともに、この熱応力によって、基材層10の表面と突起電極18との間に大きな亀裂が生じ、その結果、突起電極18と基材層10の導体パターンやビアとを良好に接続させておくことが不可となる。   On the other hand, if it exceeds 98 wt%, the Ag content in the protruding electrode patterns 25a to 25c of the ceramic green sheets 23a to 23c for the constraining layer 22 increases, so that Ag and the base material (ceramic) of the ceramic green sheet Due to the difference in the amount of shrinkage between the base material layer 10 and the protruding electrode 18 due to the cooling after forming the protruding electrode, a large thermal stress is applied to the protruding electrode 18 due to the difference in thermal expansion. Due to the thermal stress, a large crack is generated between the surface of the base material layer 10 and the protruding electrode 18, and as a result, it is impossible to satisfactorily connect the protruding electrode 18 and the conductor pattern or via of the base material layer 10. It becomes.

よって、導電性ペースト中に含まれるAgの含有量は80wt%〜98wt%が好ましく、望ましくは85wt%〜95wt%の範囲にあるのがより好ましい。   Therefore, the content of Ag contained in the conductive paste is preferably 80 wt% to 98 wt%, and more preferably 85 wt% to 95 wt%.

なお、主成分粉末であるAg粉末は、粗大粉末や極端な凝集粉末がなく、導電性ペーストとした後の最大粗粒の粒径が50μm以下になるようにすることが望ましい。   In addition, it is desirable that the Ag powder as the main component powder has no coarse powder or extremely agglomerated powder, and that the maximum coarse particle size after forming the conductive paste is 50 μm or less.

また、有機ビヒクルはバインダ樹脂と溶剤を混合したものであり、バインダ樹脂としては、例えばエチルセルロース、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂などを使用することが可能である。   The organic vehicle is a mixture of a binder resin and a solvent. As the binder resin, for example, ethyl cellulose, acrylic resin, polyvinyl butyral, methacrylic resin, or the like can be used.

また、溶剤としては、例えばターピネオール、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、アルコール類などを使用することが可能である。   As the solvent, for example, terpineol, dihydroterpineol, dihydroterpineol acetate, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, alcohols and the like can be used.

また、必要に応じて、各種の分散剤、可塑剤、活性剤などを添加してもよい。   Moreover, you may add various dispersing agents, a plasticizer, an activator, etc. as needed.

また、導電性ペーストの粘度は、充填性や印刷性を考慮して、50〜700Pa・sとすることが望ましい。   In addition, the viscosity of the conductive paste is preferably 50 to 700 Pa · s in consideration of filling properties and printability.

基材層10の導体パターン12a〜12dやビアパターン13a〜13dには、ポリプロピレン等の樹脂ビーズが添加されている突起電極用パターン25a〜25cに用いる導電性ペーストと同じものを使用することができるが、通常、樹脂ビーズが添加されていないものを用いる。   As the conductive patterns 12a to 12d and the via patterns 13a to 13d of the base material layer 10, the same conductive paste as that used for the protruding electrode patterns 25a to 25c to which resin beads such as polypropylene are added can be used. However, a resin to which resin beads are not added is usually used.

次いで、図2に示すように、セラミックグリーンシート11a〜11dを有する基材層10の一方主面に、拘束層22用のセラミックグリーンシート23a〜23dを重ね合わせ、また他方主面においては、突起電極用パターンのない拘束層20用のセラミックグリーンシート21a〜21dを重ね合わせ、例えば5〜200MPaの圧力下にて、静水圧プレス等に基づき、圧着する。これによって、基材層10の両主面に拘束層20,22を密着してなる複合積層体14を作製する。   Next, as shown in FIG. 2, ceramic green sheets 23 a to 23 d for the constraining layer 22 are superimposed on one main surface of the base material layer 10 having the ceramic green sheets 11 a to 11 d, and protrusions are formed on the other main surface. The ceramic green sheets 21a to 21d for the constraining layer 20 having no electrode pattern are superposed and pressure-bonded under a pressure of 5 to 200 MPa, for example, based on a hydrostatic press. As a result, the composite laminate 14 in which the constraining layers 20 and 22 are adhered to both main surfaces of the base material layer 10 is produced.

なお、基材層10の一方主面に、突起電極用パターン25a〜25cを有する拘束層22用のセラミックグリーンシート23a〜23cのみを重ね合わせ、突起電極用パターンのない拘束層22用のセラミックグリーンシート23dをなくしてもよい。逆に、基材層10の一方主面に、突起電極用パターン25a〜25cを有する拘束層22用のセラミックグリーンシート23a〜23cを重ね合わせ、さらに2枚以上の突起電極用パターンのない拘束層22用のセラミックグリーンシート23dを重ね合わせてもよい。   Note that only the ceramic green sheets 23a to 23c for the constraining layer 22 having the protruding electrode patterns 25a to 25c are superimposed on one main surface of the base material layer 10, and the ceramic green for the constraining layer 22 without the protruding electrode pattern is overlapped. The sheet 23d may be omitted. On the contrary, ceramic green sheets 23a-23c for constraining layer 22 having projecting electrode patterns 25a-25c are superposed on one main surface of base material layer 10, and two or more constraining layers without projecting electrode patterns are superimposed. The ceramic green sheets 23d for 22 may be overlapped.

拘束層20,22の厚みは、それぞれ、25〜1000μmが好ましい。拘束層20,22の厚みが25μm未満であると、焼成収縮の抑制力が小さくなって基材層10が必要以上に平面方向に収縮したりうねったりすることがあり、他方、1000μmを超えると、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11d中のバインダ等の有機成分が焼成中に分解飛散しにくく、基材層10中にデラミネーションが発生する傾向にある。   The thickness of the constraining layers 20 and 22 is preferably 25 to 1000 μm. When the thickness of the constraining layers 20 and 22 is less than 25 μm, the suppression force of firing shrinkage is reduced, and the base material layer 10 may shrink or swell in the plane direction more than necessary, and on the other hand, when the thickness exceeds 1000 μm. In addition, organic components such as binders in the ceramic green sheets 11 a to 11 d of the base material layer 10 are not easily decomposed and scattered during firing, and delamination tends to occur in the base material layer 10.

次いで、図3に示すように、複合積層体14を、周知のベルト炉やバッチ炉で、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11dの焼成温度、例えば800〜1050℃で焼成して、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11dを焼結させる。焼成雰囲気は、大気もしくは必要に応じて窒素、水素及び水等を焼成中に導入しても構わない。   Next, as shown in FIG. 3, the composite laminate 14 is fired at a firing temperature of the ceramic green sheets 11 a to 11 d of the base material layer 10, for example, 800 to 1050 ° C. in a known belt furnace or batch furnace. The ceramic green sheets 11a to 11d of the material layer 10 are sintered. As the firing atmosphere, air, nitrogen, hydrogen, water, or the like may be introduced during firing as necessary.

次いで、焼成後の複合積層体14から拘束層20,22の基材を除去することによって、図4に示すように、焼成済みの基材層10すなわち基板本体16の一方主面に、突起電極用パターン25a〜25cの焼成により形成された突起電極18が設けられたセラミック基板15を取り出す。   Next, by removing the base material of the constraining layers 20 and 22 from the fired composite laminate 14, a protruding electrode is formed on one main surface of the fired base material layer 10, that is, the substrate body 16, as shown in FIG. 4. The ceramic substrate 15 provided with the protruding electrodes 18 formed by firing the patterns 25a to 25c is taken out.

なお、焼成後の複合積層体14において、拘束層20,22は、突起電極18を除き、実質的に焼結しておらず、また、焼成前に含まれていた有機成分が飛散し、多孔質の状態になっているため、サンドブラスト法、ウェットブラスト法、超音波振動法等により容易に除去することができる。   In the composite laminate 14 after firing, the constraining layers 20 and 22 are not substantially sintered except for the protruding electrodes 18, and the organic components contained before firing are scattered and porous. Since it is in a quality state, it can be easily removed by a sand blast method, a wet blast method, an ultrasonic vibration method, or the like.

次いで、図5に示すように、セラミック基板15の基板本体16の両主面の表面電極17a,17bに、積層セラミックコンデンサ等の受動部品30をはんだ31で実装し、バンプ電極を有するIC32をはんだボール33を介してフリップチップボンディングし、ボンディングワイヤー35によりIC34をワイヤーボンディングしたりして、複合セラミック基板40を形成する。   Next, as shown in FIG. 5, a passive component 30 such as a multilayer ceramic capacitor is mounted with solder 31 on the surface electrodes 17a and 17b on both main surfaces of the substrate body 16 of the ceramic substrate 15, and an IC 32 having bump electrodes is soldered. The composite ceramic substrate 40 is formed by flip-chip bonding via the ball 33 and wire bonding the IC 34 with the bonding wire 35.

なお、IC34は、図11に示すように、セラミック基板15の基板本体16の一方主面において、周縁に沿って形成されている突起電極18で囲まれた領域19内に搭載する。IC34は、必要に応じて、樹脂で封止してもよい。この際、突起電極18の表面は樹脂ビーズの消失により、多少あれており、そのため、封止樹脂との接合力が高く、封止樹脂の抜け落ちが抑制される。   As shown in FIG. 11, the IC 34 is mounted in a region 19 surrounded by the protruding electrodes 18 formed along the periphery on one main surface of the substrate body 16 of the ceramic substrate 15. The IC 34 may be sealed with resin as necessary. At this time, the surface of the protruding electrode 18 is somewhat deviated due to the disappearance of the resin beads. Therefore, the bonding force with the sealing resin is high, and the omission of the sealing resin is suppressed.

複合セラミック基板40は、図6(A)に示すように、プリント配線基板50のパッド電極52に、突起電極18の先端18s側をはんだ54で接続する。   As shown in FIG. 6A, the composite ceramic substrate 40 is connected to the pad electrode 52 of the printed wiring board 50 by the solder 54 on the tip 18 s side of the protruding electrode 18.

図6(B)の拡大図に模式的に示したように、突起電極18の内部には、金属の焼結体の中に空孔18x(気孔、ポア)が所定の割合で分散している。   As schematically shown in the enlarged view of FIG. 6B, pores 18x (pores or pores) are dispersed in the metal sintered body at a predetermined ratio inside the protruding electrode 18. .

突起電極18に空孔18xが内在することで、焼成後の冷却時に拘束層20,22の基材と突起電極用パターン25a〜25cとの収縮量の相違に起因して突起電極18中に大きな亀裂(いわゆる口開き、あるいは凹み)が発生するのを抑制し、その結果、突起電極18の強度向上、耐めっき性向上、導通抵抗低減が可能となる。   The presence of the holes 18x in the protruding electrode 18 causes a large amount in the protruding electrode 18 due to a difference in contraction amount between the base material of the constraining layers 20 and 22 and the protruding electrode patterns 25a to 25c during cooling after firing. The occurrence of cracks (so-called opening or dents) is suppressed, and as a result, the strength of the protruding electrodes 18, the plating resistance can be improved, and the conduction resistance can be reduced.

また、特に、空孔18xが突起電極18の基端18t側(基板本体16側)に分布していると、セラミック基板15がプリント配線基板50に実装された構造において、プリント配線基板50が外力によってたわんだ状態になったとき、セラミック基板15の基板本体16と突起電極18との間で発生するせん断応力を緩和して、基板本体16と突起電極18との間で剥がれが発生しにくくなる。なお、上記のような突起電極は、突起電極18が設けられた主面とは反対側の主面に設けられていてもよい。   In particular, when the holes 18x are distributed on the base end 18t side (board body 16 side) of the protruding electrode 18, in the structure in which the ceramic board 15 is mounted on the printed wiring board 50, the printed wiring board 50 is subjected to external force. When the bent state is applied, the shear stress generated between the substrate body 16 and the protruding electrode 18 of the ceramic substrate 15 is relieved, and peeling between the substrate body 16 and the protruding electrode 18 is less likely to occur. . The protruding electrode as described above may be provided on the main surface opposite to the main surface on which the protruding electrode 18 is provided.

(変形例) 図7〜図10を参照しながら、突起電極中に含まれる空孔の割合(空孔率)に傾斜を持たせる変形例について説明する。   (Modification) With reference to FIGS. 7 to 10, a modification in which the ratio of the holes (porosity) included in the protruding electrodes is inclined will be described.

ポリプロピレン等の樹脂ビーズの混合量が異なる導電性ペーストを貫通孔に充填した突起電極用パターンを有する未焼成の拘束層用セラミックグリーンシートを複数枚用意し、適宜に組み合わせて、未焼成の基材層10の一方主面に重ね合わせることにより、突起電極の空孔を、所望の分布とすることができる。   Prepare a plurality of unfired ceramic green sheets for constraining layers having protruding electrode patterns filled with through-holes of conductive pastes with different mixing amounts of resin beads such as polypropylene, and combine them appropriately to obtain unfired substrates By superposing on one main surface of the layer 10, the vacancies of the protruding electrodes can be made to have a desired distribution.

例えば図7に示す突起電極18aのように、基端18t側において空孔18xが多くなるようにする。この場合、基板本体16と突起電極18aとの間の剥がれが発生しにくくなるほか、拘束層22用のセラミックグリーンシート23aと23bとの界面で突起電極18a中の口開きを抑制することができる。   For example, as in the protruding electrode 18a shown in FIG. 7, the number of holes 18x is increased on the base end 18t side. In this case, peeling between the substrate body 16 and the protruding electrode 18a is less likely to occur, and mouth opening in the protruding electrode 18a can be suppressed at the interface between the ceramic green sheets 23a and 23b for the constraining layer 22. .

図8に示す突起電極18bのように、先端18s側において空孔18xが多くなるようにしてもよい。この場合、拘束層22用のセラミックグリーンシート23bと23cとの界面での突起電極18b中の口開きを抑制することができる。   As in the protruding electrode 18b shown in FIG. 8, the number of holes 18x may increase on the tip 18s side. In this case, the opening in the protruding electrode 18b at the interface between the ceramic green sheets 23b and 23c for the constraining layer 22 can be suppressed.

また、図9及び図10の突起電極18c,18dのように、空孔18xが間欠的に分布するようにしてもよい。この場合、拘束層の各シートの突起電極用パターンに、樹脂ビーズを含有する導電性ペーストと、樹脂ビーズを含有しない導電性ペーストとを交互に用いる。   Further, the holes 18x may be intermittently distributed as in the protruding electrodes 18c and 18d of FIGS. In this case, a conductive paste containing resin beads and a conductive paste not containing resin beads are alternately used for the protruding electrode pattern of each sheet of the constraining layer.

樹脂ビーズを含有する導電性ペーストには、全ての突起電極用パターンを同じ導電性ペーストを用いて形成する場合よりも、樹脂ビーズの含有量を多くして、樹脂ビーズを含有しない導電性ペーストを用いた突起電極用パターンの焼成時の収縮を補うようにすることが好ましい。   In the conductive paste containing resin beads, the conductive paste containing resin beads is increased by increasing the resin bead content, compared to the case where all protruding electrode patterns are formed using the same conductive paste. It is preferable to compensate for the shrinkage during firing of the used pattern for protruding electrodes.

また、樹脂ビーズを含有しない導電性ペーストは、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11dの導体パターン12a〜12dやビアパターン13a〜13dに用いるものと同じとすることができる。すなわち、突起電極において口開きが生じやすいところ、言い換えると、突起電極の焼成収縮力が拘束層の拘束力との差に起因する応力が集中しやすいところに空孔を多く形成することが望ましい。   The conductive paste not containing resin beads can be the same as that used for the conductive patterns 12a to 12d and the via patterns 13a to 13d of the ceramic green sheets 11a to 11d of the base material layer 10. That is, it is desirable to form a large number of pores where the opening is likely to occur in the protruding electrode, in other words, where the stress due to the difference between the firing shrinkage force of the protruding electrode and the constraining force of the constraining layer tends to concentrate.

(具体例) 次に、セラミック基板を作製した具体例について説明する。   (Specific example) Next, the specific example which produced the ceramic substrate is demonstrated.

まず、40重量部のアルミナ粉末と、60重量部のSiO(60重量%)−B(8重量%)−Al(6重量%)−CaO(26重量%)系ガラス粉末(軟化点:700℃)とを、アクリルからなる有機バインダ、トルエン及びイソプロピレンアルコールからなる有機溶剤及びジ−n−ブチルフタレートからなる可塑剤を含んだ有機ビヒクル中に分散させ、スラリーを調製した。次いで、このスラリーをドクターブレード法でシート成形し、未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートを作製した。 First, 40 parts by weight of alumina powder and 60 parts by weight of SiO 2 (60% by weight) -B 2 O 3 (8% by weight) -Al 2 O 3 (6% by weight) -CaO (26% by weight) glass. A powder (softening point: 700 ° C.) is dispersed in an organic vehicle containing an organic binder made of acrylic, an organic solvent made of toluene and isopropylene alcohol, and a plasticizer made of di-n-butyl phthalate to prepare a slurry. did. Subsequently, this slurry was formed into a sheet by a doctor blade method to produce a ceramic green sheet for an unsintered glass ceramic layer.

また、上記の未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートの焼成温度では実質的に焼結しないアルミナ粉末(平均粒径:0.4μm)をポリビニルブチラールからなる有機バインダ、トルエン及びイソプロピレンアルコールからなる有機溶剤及びジ−n−ブチルフタレートからなる可塑剤を含んだ有機ビヒクル中に分散させ、スラリーを調製した。次いで、このスラリーをドクターブレード法でシート成形し、厚み100μmの拘束層用セラミックグリーンシートを作製した。なお、この拘束層用セラミックグリーンシートの焼結温度は1600℃である。   Also, an alumina powder (average particle size: 0.4 μm) that does not substantially sinter at the firing temperature of the ceramic green sheet for an unsintered glass ceramic layer is made of an organic binder made of polyvinyl butyral, toluene, and isopropylene alcohol. A slurry was prepared by dispersing in an organic vehicle containing an organic solvent and a plasticizer comprising di-n-butyl phthalate. Next, the slurry was formed into a sheet by a doctor blade method to produce a ceramic green sheet for constraining layer having a thickness of 100 μm. The sintering temperature of the constraining layer ceramic green sheet is 1600 ° C.

また導電性ペーストとして、Agを主成分として用い、ポリプロピレンのペースト中の含有量が後掲の表1に示すような量に調整して、それぞれエチルセルロース樹脂1wt%とターピネオールを混合して粘度が約200Pa・sになるように作製した。   In addition, as a conductive paste, Ag is used as a main component, and the content in the polypropylene paste is adjusted to the amount shown in Table 1 below, and 1 wt% of ethyl cellulose resin and terpineol are mixed to give a viscosity of about It was produced so as to be 200 Pa · s.

次いで、未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートにパンチングによって200μmφのビア、拘束層用のセラミックグリーンシートには600μm×600μmのビアを形成し、上記導電性ペーストを印刷によって充填した。   Next, 200 μmφ vias were formed on the ceramic green sheet for the unsintered glass ceramic layer by punching, and 600 μm × 600 μm vias were formed on the ceramic green sheet for the constraining layer, and the conductive paste was filled by printing.

次いで、導体パターンが形成された未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートの一方主面に充填済み貫通孔ありの拘束層用のセラミックグリーンシート4枚、貫通孔なしの拘束層用セラミックグリーンシート1枚を重ね合わせ、また他方主面においては貫通孔無しの拘束層用のセラミックグリーンシート5枚を重ね合わせ、l00MPaの圧力にて圧着することにより、未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートの両主面に拘束層用セラミックグリーンシートを有した突起電極評価用ガラスセラミックグリーンシート複合積層体を作製した。   Next, four ceramic green sheets for constraining layers with through holes filled in one main surface of the ceramic green sheet for unsintered glass ceramic layer on which the conductor pattern is formed, and ceramic green sheets for constraining layers without through holes 1 Two ceramic green sheets for unsintered glass ceramic layers are laminated by stacking 5 sheets of ceramic green sheets for constraining layers without through-holes on the other main surface and pressing them at a pressure of 100 MPa. A glass ceramic green sheet composite laminate for evaluation of protruding electrodes having a ceramic green sheet for constraining layer on the main surface was prepared.

次いで、得られた複合積層体を、750℃まで大気中(酸素濃度10000ppm以上)で、750℃〜900℃〜750℃まで窒素を導入し、850℃〜900℃の範囲の酸素濃度が1000ppm以下になるようにして未焼結ガラスセラミック層を焼結した。その後、ウェットブラスト法により、焼成後の複合積層体から多孔質状態にある拘束層を除去して、ガラスセラミック基板を取り出した。   Next, the obtained composite laminate was introduced into the atmosphere up to 750 ° C. (oxygen concentration of 10,000 ppm or more), nitrogen was introduced from 750 ° C. to 900 ° C. to 750 ° C., and the oxygen concentration in the range of 850 ° C. to 900 ° C. was 1000 ppm or less. The green glass ceramic layer was sintered as follows. Thereafter, the constraining layer in a porous state was removed from the fired composite laminate by a wet blast method, and the glass ceramic substrate was taken out.

得られた突起電極評価用ガラスセラミック基板について、前記ガラスセラミック基板の断面を研磨して鏡面にした後、SEMにより突起電極の単位面積当りの空孔の量を測定した。その測定結果を下記表1に示す。   About the obtained glass-ceramic substrate for protruding electrode evaluation, after polishing the cross section of the said glass-ceramic substrate into a mirror surface, the quantity of the void | hole per unit area of a protruding electrode was measured by SEM. The measurement results are shown in Table 1 below.

また、得られた突起電極評価用ガラスセラミック基板について、100mm×40mm×1.6mmのプリント基板にはんだ実装を行い、該セラミック基板の実装面とは反対面側からのプリント基板面を2mm/sの一定の変位量になるように荷重をかけてプリント基板を変形させ、前記突起電極評価用セラミック基板が破壊するときのプリント基板の変位量をたわみ強度として求めた。求めたたわみ強度のうち2mm未満のものを不良として判定した。   Moreover, about the obtained glass-ceramic board for protruding electrode evaluation, it solder-mounts to a 100 mm x 40 mm x 1.6mm printed circuit board, and the printed circuit board surface from the surface opposite to the mounting surface of this ceramic board is 2 mm / s. The printed circuit board was deformed by applying a load so as to obtain a constant displacement amount, and the displacement amount of the printed circuit board when the protruding electrode evaluation ceramic substrate was broken was determined as the flexural strength. Of the obtained deflection strengths, those less than 2 mm were determined as defective.

また、得られた突起電極評価用ガラスセラミック基板について、0.6mm×0.6mm×0.5mm突起電極の導通抵抗を2端子法にて測定して求めた。求めた導通抵抗のうち1Ω以上を不良として判定した。   Moreover, about the obtained glass ceramic substrate for protruding electrode evaluation, the conduction resistance of the 0.6 mm × 0.6 mm × 0.5 mm protruding electrode was measured by a two-terminal method. Of the obtained conduction resistance, 1Ω or more was judged as defective.

以上をまとめると、次の表1のようになる。

Figure 2007115852
The above is summarized as shown in Table 1 below.
Figure 2007115852

表1から、たわみ強度2mm以上、導通抵抗1Ω未満の範囲を有するガラスセラミック基板を得るためには、突起電極中の空孔含有率が0.1〜20.0vol%が必要であって、そのためには導電性ペースト中のポリプロピレン含有量が0.01〜2.0wt%が必要であることが分かる。   From Table 1, in order to obtain a glass ceramic substrate having a deflection strength of 2 mm or more and a conduction resistance of less than 1 Ω, the void content in the protruding electrode is required to be 0.1 to 20.0 vol%, and therefore It is understood that the polypropylene content in the conductive paste is required to be 0.01 to 2.0 wt%.

これに対して、導電性ペースト中のポリプロピレン含有量が0.01wt%未満になると突起電極中の空孔含有量が0.1vol%未満になり、セラミック表面と突起電極の間に大きな亀裂が生じてしまった。これは突起電極形成後の冷却に伴う誘電体と突起導体との収縮量の相違に起因して突起電極に大きな熱応力が印加されるとともに該応力によってセラミック表面と突起電極の間に大きな亀裂が生じ、その結果、突起導体とビアを良好に接続させておくことが不可となる。また、導電性ペースト中のポリプロピレンの含有量が2.0wt%より多くなると、突起電極中の空孔含有量が20.0vol%より多くなり、極端に導通抵抗が極端に大きくなってしまった。   On the other hand, when the polypropylene content in the conductive paste is less than 0.01 wt%, the void content in the bump electrode is less than 0.1 vol%, and a large crack is generated between the ceramic surface and the bump electrode. I have. This is because a large thermal stress is applied to the protruding electrode due to the difference in shrinkage between the dielectric and the protruding conductor due to cooling after the protruding electrode is formed, and a large crack is generated between the ceramic surface and the protruding electrode due to the stress. As a result, it becomes impossible to connect the protruding conductor and the via well. Moreover, when the content of polypropylene in the conductive paste was more than 2.0 wt%, the void content in the protruding electrode was more than 20.0 vol%, and the conduction resistance was extremely increased.

(まとめ) 以上に説明したように、突起電極を形成するための導電性ペースト中に樹脂ビーズを含有させることにより、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる。   (Summary) As described above, by including resin beads in the conductive paste for forming the protruding electrode, the protruding electrode can be formed while suppressing shrinkage during firing.

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications.

例えば、空孔形成材料には、樹脂ビーズ以外を用いてもよい。また、突起電極は、略円柱や略角柱などの柱状以外に、頭を切った略円錐や略角錐(略円錐台や略角錐台)、略半球などの形状とすることも可能である。   For example, a resin other than resin beads may be used as the hole forming material. In addition to the columnar shape such as a substantially columnar shape or a substantially prismatic shape, the protruding electrode may have a shape such as a substantially conical shape, a truncated pyramid shape (approximately a truncated cone shape or a substantially truncated pyramid shape), or a substantially hemispherical shape.

セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例)It is explanatory drawing of the manufacturing process of a ceramic substrate. (Example) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例)It is explanatory drawing of the manufacturing process of a ceramic substrate. (Example) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例)It is explanatory drawing of the manufacturing process of a ceramic substrate. (Example) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例)It is explanatory drawing of the manufacturing process of a ceramic substrate. (Example) 複合セラミック基板の説明図である。(実施例)It is explanatory drawing of a composite ceramic substrate. (Example) 複合セラミック基板の(A)実装状態の説明図、(B)突起電極の拡大断面図である。It is explanatory drawing of the mounted state of a composite ceramic substrate, (B) It is an expanded sectional view of a protruding electrode. 突起電極の拡大断面図である。(変形例1)It is an expanded sectional view of a protruding electrode. (Modification 1) 突起電極の拡大断面図である。(変形例2)It is an expanded sectional view of a protruding electrode. (Modification 2) 突起電極の拡大断面図である。(変形例3)It is an expanded sectional view of a protruding electrode. (Modification 3) 突起電極の拡大断面図である。(変形例4)It is an expanded sectional view of a protruding electrode. (Modification 4) セラミック基板の斜視図である。(実施例)It is a perspective view of a ceramic substrate. (Example) 口開きの説明図である。It is explanatory drawing of a mouth opening. 凹みの説明図である。It is explanatory drawing of a dent.

符号の説明Explanation of symbols

10 基材層
11a〜11d セラミックグリーンシート
14 複合積層体
15 セラミック基板
16 基板本体
18,18a,18b,18c,18d 突起電極
18s 先端
18t 基端
18x 空孔
19 領域
20 拘束層
21a〜21d セラミックグリーンシート
22 拘束層
23a〜23d セラミックグリーンシート
25a〜25c 突起導体
40 複合セラミック基板
50 プリント配線基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base material layer 11a-11d Ceramic green sheet 14 Composite laminated body 15 Ceramic substrate 16 Board | substrate main body 18,18a, 18b, 18c, 18d Protrusion electrode 18s Tip 18t Base end 18x Hole 19 area | region 20 Restriction layer 21a-21d Ceramic green sheet 22 constraining layers 23a to 23d ceramic green sheets 25a to 25c protruding conductors 40 composite ceramic substrate 50 printed wiring board

Claims (16)

未焼成セラミック基板の一方主面に、前記未焼成セラミック基板の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に空孔形成材料ならびに前記未焼成セラミック基板の焼成温度で焼結する金属材料を含んだ未焼成突起電極用パターンを有する拘束層を密着してなる未焼成複合積層体を形成する第1の工程と、
前記拘束層の前記基材は実質的に焼結せず、前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれる前記空孔形成材料を消失させ、前記未焼成セラミック基板及び前記拘束層の前記未焼成突起電極用パターンに含まれる前記金属材料を焼結させうる温度で、前記未焼成複合積層体を焼成する第2の工程と、
前記拘束層の前記基材を除去して、前記未焼成セラミック基板の焼成により形成された基板本体の一方主面に、前記拘束層の前記突起電極用パターンの焼成により形成された突起電極を有するセラミック基板を取り出す第3の工程とを備え、
前記突起電極は、前記第2の工程において前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれていた前記空孔形成材料により形成された空孔を含むことを特徴とする、セラミック基板の製造方法。
One main surface of the unfired ceramic substrate includes a pore forming material and a metal material sintered at the firing temperature of the unfired ceramic substrate in a base material that is not substantially sintered at the firing temperature of the unfired ceramic substrate. A first step of forming an unfired composite laminate formed by adhering a constraining layer having an unfired protruding electrode pattern;
The base material of the constraining layer does not substantially sinter, the void forming material contained in the protruding electrode pattern of the constraining layer disappears, and the unfired ceramic substrate and the unfired of the constraining layer A second step of firing the unfired composite laminate at a temperature at which the metal material contained in the pattern for protruding electrodes can be sintered;
The base material of the constraining layer is removed, and a projecting electrode formed by firing the pattern for the projecting electrode of the constraining layer is provided on one main surface of the substrate body formed by firing the unfired ceramic substrate. A third step of taking out the ceramic substrate,
The method of manufacturing a ceramic substrate, wherein the protruding electrode includes a hole formed of the hole forming material included in the protruding electrode pattern of the constraining layer in the second step.
前記第1の工程において、前記突起電極用パターンは、前記拘束層の前記基材に設けられた貫通孔に、前記空孔形成材料及び前記金属材料を含んだ導電性ペーストを充填することにより形成されることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。   In the first step, the protruding electrode pattern is formed by filling a through hole provided in the base material of the constraining layer with a conductive paste containing the hole forming material and the metal material. The manufacturing method according to claim 1, wherein: 前記第1の工程において前記空孔形成材料は、前記第3の工程において前記空孔が前記突起電極のうち0.1〜20体積%を占めるようになる割合で、前記導電性ペースト中に含まれていることを特徴とする、請求項2に記載の製造方法。   In the first step, the hole forming material is included in the conductive paste at a ratio in which the voids occupy 0.1 to 20% by volume of the protruding electrode in the third step. The manufacturing method according to claim 2, wherein: 前記第1の工程において前記導電性ペースト中に含まれている前記空孔形成材料は、前記第3の工程において前記空孔の径が0.1〜10μmφとなるように選ばれていることを特徴とする、請求項2又は3に記載の製造方法。   The hole forming material contained in the conductive paste in the first step is selected so that the diameter of the hole is 0.1 to 10 μmφ in the third step. The manufacturing method according to claim 2, wherein the manufacturing method is characterized. 前記導電性ペーストはバインダ樹脂及び溶剤を含み、
前記空孔形成材料は、前記溶剤に溶解しない樹脂ビーズであることを特徴とする、請求項2、3又は4に記載の製造方法。
The conductive paste includes a binder resin and a solvent,
The manufacturing method according to claim 2, 3, or 4, wherein the pore forming material is resin beads that do not dissolve in the solvent.
前記樹脂ビーズはポリプロピレンを主成分とし、該ポリプロピレンは前記導電性ペーストのうち0.01〜2.0重量%を占めていることを特徴とする、請求項5に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 5, wherein the resin beads are mainly composed of polypropylene, and the polypropylene accounts for 0.01 to 2.0% by weight of the conductive paste. 前記金属材料は、前記導電性ペーストのうち80〜98重量%を占めていることを特徴とする、請求項2乃至6のいずれか一つに記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 2, wherein the metal material accounts for 80 to 98% by weight of the conductive paste. 前記第1の工程において、複数の前記拘束層の前記基材にそれぞれ設けられた前記突起電極用パターンを連接するとともに、前記拘束層ごとに前記突起電極用パターン中の前記空孔形成材料の含有量を異ならせ、
前記突起電極は、連接された前記突起電極用パターンの焼成により形成されることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか一つに記載の製造方法。
In the first step, the protruding electrode patterns provided on the base material of the plurality of constraining layers are connected to each other, and the void forming material is included in the protruding electrode pattern for each constraining layer. Vary the amount,
The manufacturing method according to claim 1, wherein the protruding electrode is formed by firing the connected pattern for protruding electrodes.
前記第1の工程において複数の前記拘束層の前記突起電極用パターン中に含まれる前記空孔形成材料の前記含有量は、前記基板本体に近い側において前記突起電極中の前記空孔の割合が多くなるように選択することを特徴とする、請求項8の製造方法。   In the first step, the content of the hole forming material included in the protruding electrode patterns of the plurality of constraining layers is such that the ratio of the holes in the protruding electrode is closer to the substrate body. 9. The manufacturing method according to claim 8, wherein the number is selected so as to increase. 前記第1の工程において複数の前記拘束層の前記突起電極用パターン中に含まれる前記空孔形成材料の前記含有量は、前記基板本体とは反対側において前記突起電極中の前記空孔の割合が多くなるように選択することを特徴とする、請求項8の製造方法。   In the first step, the content of the hole forming material included in the protruding electrode pattern of the plurality of constraining layers is a ratio of the holes in the protruding electrode on the side opposite to the substrate body. 9. The manufacturing method according to claim 8, wherein the selection is made so that the number of 前記第3の工程において、前記突起電極は前記基板本体の前記一方主面の周縁に沿って配置されており、
前記基板本体の前記一方主面において前記突起電極に囲まれた領域内に、実装部品を搭載する第4の工程をさらに備えることを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の製造方法。
In the third step, the protruding electrode is disposed along a peripheral edge of the one main surface of the substrate body,
11. The method according to claim 1, further comprising a fourth step of mounting a mounting component in a region surrounded by the protruding electrode on the one main surface of the substrate body. Manufacturing method.
前記第4の工程は、前記基板本体の他方主面に他の実装部品を搭載する工程を含むことを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 11, wherein the fourth step includes a step of mounting another mounting component on the other main surface of the substrate body. 前記未焼成セラミック基板は、積層された複数の未焼成セラミック層を含み、
前記未焼成セラミック基板の内部に、未焼成の層間接続電極用パターン及び未焼成の面内電極用パターンを有することを特徴とする、請求項1〜9の製造方法。
The green ceramic substrate includes a plurality of stacked green ceramic layers,
10. The method according to claim 1, further comprising an unfired interlayer connection electrode pattern and an unfired in-plane electrode pattern inside the unfired ceramic substrate.
セラミック基板の少なくとも一方主面に、前記セラミック基板と同時焼成によって形成され、内部に空孔を有する突起電極を有することを特徴とする、セラミック基板。   A ceramic substrate comprising a protruding electrode formed on at least one main surface of the ceramic substrate by simultaneous firing with the ceramic substrate and having pores therein. 前記空孔は、前記突起電極のうち、0.1〜20体積%を占めていることを特徴とする、請求項14に記載のセラミック基板。   The ceramic substrate according to claim 14, wherein the pores occupy 0.1 to 20% by volume of the protruding electrodes. 前記空孔の径が0.1〜10μmφであることを特徴とする、請求項14又は15に記載のセラミック基板。   The ceramic substrate according to claim 14 or 15, wherein a diameter of the holes is 0.1 to 10 µmφ.
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