JP2010087266A - Composite substrate, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合基板及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a composite substrate and a manufacturing method thereof.
従来、半導体装置の能動部品、フィルター、抵抗、キャパシタ等の受動部品といった電子デバイス、及び、それらのチップ部品等は、小型化及び軽量化がますます進んでおり、これらが実装される配線基板、モジュール、パッケージ部品等も、高密度実装による更なる小型化及び軽量化が切望されている。かかる要求に対し、高密度配線を実現でき、かつ、薄型化及び低背化が可能な複合基板が検討されている。 Conventionally, electronic devices such as active components of semiconductor devices, passive components such as filters, resistors and capacitors, and chip components thereof have been increasingly reduced in size and weight, and wiring boards on which these are mounted, Modules, package parts, and the like are also desired to be further reduced in size and weight by high-density mounting. In response to such a demand, a composite substrate that can realize high-density wiring and can be thinned and reduced in height has been studied.
一方で、複合基板の薄型化及び低背化が進むと、その製造工程や使用過程において、外部からの負荷や熱履歴に起因して、複合基板の反り、歪みやクラックなどが発生しやすくなる。そこで、近年ではセラミック基板を芯材として配置することで、反りや歪みを抑制した複合基板が提案されている。例えば特許文献1では、セラミックコア基板と、セラミックコア基板内に、充填材を介して隙間なく収容されたICチップと、上記セラミックコア基板の少なくとも片側に形成された樹脂絶縁層と、を備える配線基板が提案されている。この特許文献1によると、上記構成を有する配線基板は、熱により変形が生じにくい、とされている。
特許文献1に記載の配線基板の製造方法では、その図4及び対応する明細書中の記載に示されているように、多数のスルーホール導体418が設けられたセラミックコア基板411の主面側にビア孔423Hを有する樹脂絶縁層423を、裏面側にビア孔421Hを有する樹脂絶縁層423を形成した後、ビア孔423Hにビア導体435を、ビア孔421Hにビア導体431を形成し、それらのビア導体435、431を介して、端子473、405とセラミックコア基板411の導体層416、417とが接続されている。このようにしてセラミックコア基板の両側にビア孔を有する樹脂絶縁層等を形成する場合、例えば、セラミックコア基板及び一方の樹脂絶縁層を支持体上に固定した状態で、支持体に固定されていない側の樹脂絶縁層にビア孔を形成して中間積層体を得た後、支持体から中間積層体を剥離し、剥離した側の樹脂絶縁層にビア孔を形成する。しかしながら、中間積層体を支持体から剥離した後にビア孔を形成すると、剥離時に中間積層体に負荷がかかって反りや歪みが生じ、その状態でビア孔を形成するため、寸法精度が十分とはいえなくなる。 In the method of manufacturing a wiring board described in Patent Document 1, as shown in FIG. 4 and the description in the corresponding specification, the main surface side of the ceramic core substrate 411 provided with a number of through-hole conductors 418 is provided. After forming the resin insulating layer 423 having the via hole 423H on the back surface and the resin insulating layer 423 having the via hole 421H on the back surface side, the via conductor 435 is formed in the via hole 423H and the via conductor 431 is formed in the via hole 421H. Terminals 473 and 405 are connected to the conductor layers 416 and 417 of the ceramic core substrate 411 through the via conductors 435 and 431. When forming a resin insulation layer having via holes on both sides of the ceramic core substrate in this way, for example, the ceramic core substrate and one resin insulation layer are fixed to the support while being fixed on the support. After forming a via hole in the non-resin insulating layer to obtain an intermediate laminate, the intermediate laminate is peeled from the support, and a via hole is formed in the peeled resin insulating layer. However, if a via hole is formed after the intermediate laminate is peeled from the support, a load is applied to the intermediate laminate at the time of peeling, causing warping and distortion, and the via hole is formed in that state. No more.
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、十分な寸法精度、歩留まり及びプロセス効率を実現する複合基板の製造方法、並びに、十分な寸法精度、歩留まり及びプロセス効率をもって作製可能な複合基板を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and a composite substrate manufacturing method that realizes sufficient dimensional accuracy, yield, and process efficiency, and a composite that can be manufactured with sufficient dimensional accuracy, yield, and process efficiency. An object is to provide a substrate.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、互いに積層方向に離間した導電部材を支持体上に積層した状態で、それらの導電部材同士を接続する手法を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found a method for connecting the conductive members separated from each other in the stacking direction on the support, and the present method. The invention has been completed.
すなわち、本発明による複合基板の製造方法は、第1の導電部材とセラミック基板とを含む複合体と、その複合体を埋め込む樹脂部材と、その樹脂部材の一方の側に設けた第2の導電部材とを含有する構造体を準備する工程と、上記樹脂部材の他方の側から第1の導電部材を経由して第2の導電部材に到達する孔を形成する工程と、上記孔内に第1の導電部材と第2の導電部材とを接続する第3の導電部材を形成する工程とを有する方法である。 That is, the method for manufacturing a composite substrate according to the present invention includes a composite including a first conductive member and a ceramic substrate, a resin member in which the composite is embedded, and a second conductive provided on one side of the resin member. A step of preparing a structure containing a member, a step of forming a hole reaching the second conductive member from the other side of the resin member via the first conductive member, and a first in the hole Forming a third conductive member that connects the first conductive member and the second conductive member.
本発明の複合基板の製造方法によると、第1の導電部材と第2の導電部材とを接続するために、まず樹脂部材の第2の導電部材を設けたのとは反対側から第2の導電部材に到達する孔を形成する。この際、第1の導電部材を経由するように孔を形成する。これにより、第1の導電部材及び第2の導電部材の一部が孔内に露出する。そして、上記孔の開口部から、孔内に第3の導電部材を導入する。このとき、第3の導電部材を、孔内に露出した第1の導電部材と第2の導電部材とに接合するように形成し、第1の導電部材と第2の導電部材との接続を確保する。このように、第2の導電部材を、内層に埋め込まれた第1の導電部材と接続するにも関わらず、第2の導電部材側から穿孔しなくてもそれらを接続できるため、構造体が支持体上に支持されていたとしても、その支持体から構造体を剥離することなく、それらの導電部材の接続が可能となる。したがって、支持体から構造体を剥離する際に起こり得る歪みや反りにより寸法ずれが生じ、それに起因して導電部材の接続が困難になるということが十分に抑制される。また、第1の導電部材と第2の導電部材との接続は構造体を準備した後に確保されるため、構造体の作製時に、それらを予め接続するのに要求される厳密な位置合わせを行う必要がない。これらの結果、本発明による複合基板の製造方法は、十分な寸法精度、歩留まり及びプロセス効率を実現することができる。 According to the composite substrate manufacturing method of the present invention, in order to connect the first conductive member and the second conductive member, first, the second conductive member of the resin member is provided from the side opposite to the second conductive member. A hole reaching the conductive member is formed. At this time, a hole is formed so as to pass through the first conductive member. Thereby, a part of 1st conductive member and 2nd conductive member is exposed in a hole. Then, the third conductive member is introduced into the hole from the opening of the hole. At this time, the third conductive member is formed so as to be joined to the first conductive member and the second conductive member exposed in the hole, and the connection between the first conductive member and the second conductive member is established. Secure. As described above, since the second conductive member is connected to the first conductive member embedded in the inner layer, the second conductive member can be connected without drilling from the second conductive member side. Even if it is supported on the support, these conductive members can be connected without peeling the structure from the support. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of dimensional deviation due to distortion or warpage that may occur when the structure is peeled from the support, which makes it difficult to connect the conductive members. Further, since the connection between the first conductive member and the second conductive member is ensured after the structure is prepared, the exact alignment required for connecting them in advance is performed when the structure is manufactured. There is no need. As a result, the composite substrate manufacturing method according to the present invention can achieve sufficient dimensional accuracy, yield, and process efficiency.
本発明による複合基板の製造方法において、セラミック基板はその厚み方向に貫通孔を有し、第1の導電部材は貫通孔の少なくとも一部を閉塞する閉塞部を有し、上記孔を形成する工程において、上記貫通孔内で上記閉塞部を経由するように孔を形成し、第3の導電部材を形成する工程において、第3の導電部材を第1の導電部材の閉塞部に接合すると好ましい。これにより、支持体上に第1の複合体を設けた状態でセラミック基板に貫通孔を形成する必要がなくなるため、第2の導電部材に到達する孔を形成するのがより容易になる。 In the method for manufacturing a composite substrate according to the present invention, the ceramic substrate has a through hole in its thickness direction, the first conductive member has a closing portion that closes at least a part of the through hole, and the hole is formed In the step of forming a hole in the through hole so as to pass through the blocking portion and forming the third conductive member, the third conductive member is preferably joined to the blocking portion of the first conductive member. This eliminates the need to form a through hole in the ceramic substrate in a state where the first composite is provided on the support, thereby making it easier to form a hole reaching the second conductive member.
本発明による複合基板は、第1の導電部材とセラミック基板とを含む複合体と、その複合体を埋め込む樹脂部材と、その樹脂部材の片側に設けた第2の導電部材と、上記樹脂部材の第2の導電部材とは反対側から第1の導電部材を経由して第2の導電部材に到達する孔の内壁に接合して設けられ、第1の導電部材と第2の導電部材とを接続し、かつ第1の導電部材を貫通する第3の導電部材とを含有する基板である。この複合基板は、上述の本発明による複合基板の製造方法により作製することができる。よって、本発明の複合基板は、十分な寸法精度、歩留まり及びプロセス効率をもって作製可能である。また、本発明の複合基板において、第3の導電部材は、第1の導電部材を貫通して設けられその側面で第1の導電部材に接合すると共に、第1の導電部材から突出した部分で孔の内壁と接合する。これにより、第3の導電部材がその端面でのみ第1の導電部材と接合する場合と比較して、それらの接合強度が更に高くなり、第3の導電部材が孔内でより強固に保持されるため、複合基板における接続信頼性が一層向上する。 A composite substrate according to the present invention includes a composite including a first conductive member and a ceramic substrate, a resin member embedding the composite, a second conductive member provided on one side of the resin member, and the resin member. The first conductive member and the second conductive member are connected to the inner wall of the hole reaching the second conductive member from the opposite side of the second conductive member via the first conductive member. A substrate containing a third conductive member connected and penetrating the first conductive member. This composite substrate can be manufactured by the above-described method for manufacturing a composite substrate according to the present invention. Therefore, the composite substrate of the present invention can be manufactured with sufficient dimensional accuracy, yield, and process efficiency. In the composite substrate of the present invention, the third conductive member is a portion that is provided through the first conductive member, is joined to the first conductive member on the side surface thereof, and protrudes from the first conductive member. Join the inner wall of the hole. Thereby, compared with the case where the third conductive member is bonded to the first conductive member only at the end face thereof, the bonding strength thereof is further increased, and the third conductive member is held more firmly in the hole. Therefore, the connection reliability in the composite substrate is further improved.
本発明による複合基板において、第1の導電部材がセラミック基板の内側に配線層を有すると好ましい。これにより、第1の導電部材と、第2の導電部材の同層に設けられ第1の導電部材と接続しない他の配線部材との間、すなわち電圧が印加されて互いに異なる電位を有する部材間に存在する樹脂の厚みを薄くしても、それらの間の絶縁性をより容易に確保できる。この樹脂の厚みを薄くできれば、複合基板の更なる薄層化が実現可能となる。また、第1の導電部材と他の配線部材との距離が同等である場合、樹脂の厚みが減少する一方で、セラミック基板の厚みが増大するため、複合基板の剛性や機械的強度が向上し、反りや歪みが更に抑制される。 In the composite substrate according to the present invention, it is preferable that the first conductive member has a wiring layer inside the ceramic substrate. Accordingly, between the first conductive member and another wiring member that is provided in the same layer of the second conductive member and is not connected to the first conductive member, that is, between members having different potentials when a voltage is applied thereto. Even if the thickness of the resin existing in the substrate is reduced, the insulation between them can be more easily ensured. If the thickness of this resin can be reduced, further thinning of the composite substrate can be realized. In addition, when the distance between the first conductive member and the other wiring member is equal, the thickness of the resin is reduced while the thickness of the ceramic substrate is increased, so that the rigidity and mechanical strength of the composite substrate are improved. Warpage and distortion are further suppressed.
本発明による複合体の製造方法は、厚み方向に貫通孔を有するセラミック基板の素地材料からなるグリーンシートの上記貫通孔に、素地材料の焼成温度で焼結しない材料を充填する工程と、焼結しない材料の少なくとも一部を被覆するように導電層を形成して積層体を得る工程と、積層体を素地材料の焼成温度で焼成する工程と、焼成された積層体から焼結しない材料を除去する工程とを有する方法である。 The method for producing a composite according to the present invention includes a step of filling a material that is not sintered at a firing temperature of a base material into the through hole of a green sheet made of a base material of a ceramic substrate having a through hole in a thickness direction, and sintering. Forming a conductive layer so as to cover at least a part of the material not to be laminated to obtain a laminate, firing the laminate at the firing temperature of the base material, and removing the non-sintered material from the fired laminate The method which has a process to do.
この複合体の製造方法によると、貫通孔が設けられたセラミック基板と、貫通孔の開口の少なくとも一部を被覆した導電層を含有する複合体を形成することができる。グリーンシートの貫通孔に何も充填せずに焼成すると、グリーンシートの焼結に伴い、貫通孔が変形したり、顕著な場合はセラミックにより閉塞したりしてしまう。また、貫通孔に素地材料の焼結温度で焼結する材料を充填して焼成しても、その材料の焼結に伴い貫通孔が変形を起こしてしまう。一方、本発明による複合体の製造方法では、素地材料の焼結温度で焼結しない材料を貫通孔に充填して焼成するため、貫通孔の変形が抑制され、寸法精度に十分優れた複合体を得ることができる。さらに、貫通孔に上記焼結しない材料を充填することで、従来形成困難であった貫通孔の開口の少なくとも一部を閉塞した導電層を形成することが可能となる。上記焼結しない材料は焼結せずにセラミック基板と接合しないため、焼成後に容易に除去することができる。得られた複合体は、本発明の複合基板の製造方法における第1の複合体として好適に用いることができる。 According to this method for producing a composite, a composite containing a ceramic substrate provided with a through hole and a conductive layer covering at least a part of the opening of the through hole can be formed. If the green sheet is fired without filling any through holes, the through holes are deformed or become clogged with ceramics when the green sheet is sintered. Even if the through hole is filled with a material to be sintered at the sintering temperature of the base material and fired, the through hole is deformed as the material is sintered. On the other hand, in the method for producing a composite according to the present invention, a material that is not sintered at the sintering temperature of the base material is filled in the through-holes and fired, so that the deformation of the through-holes is suppressed and the composite has sufficiently excellent dimensional accuracy Can be obtained. Furthermore, by filling the through hole with the material that is not sintered, it is possible to form a conductive layer that closes at least a part of the opening of the through hole, which has been difficult to form. The non-sintered material is not sintered and is not joined to the ceramic substrate, and therefore can be easily removed after firing. The obtained composite can be suitably used as the first composite in the method for producing a composite substrate of the present invention.
本発明によれば、十分な寸法精度、歩留まり及びプロセス効率を実現する複合基板の製造方法、並びに、十分な寸法精度、歩留まり及びプロセス効率をもって作製可能な複合基板を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a composite substrate manufacturing method that realizes sufficient dimensional accuracy, yield, and process efficiency, and a composite substrate that can be manufactured with sufficient dimensional accuracy, yield, and process efficiency.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as necessary. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
図1、2は、本実施形態の複合基板の製造方法を示す概略工程図であり、その製造方法に用いる各部材の断面を示す。まず、図1の(a)に示す第1の工程において、第1の導電部材110とセラミック基板120とを含む第1の複合体であるセラミック配線板100を準備する。セラミック基板120は絶縁性のセラミック材料体から構成されており、その厚み方向に貫通した大きな貫通孔120aと小さな貫通孔120bとを有している。セラミック基板120の厚みは例えば20〜1000μmである。第1の導電部材110は導電性を有しており、セラミック基板120の厚み方向に貫通して設けられたビア部110aと、セラミック基板120の一方の主面上に設けられた配線層110bとを含む。配線層110bは所定形状の平面パターンを有しており、その一部がセラミック基板120の貫通孔120bの開口部を被覆して閉塞している。ビア部110aは、セラミック基板120の下側の主面で配線層110bと一体化する一方、セラミック基板120の上側の主面から上方にやや突出したランド110dを有する。セラミック配線板100の製造方法については後で詳述するので、ここでの説明を省略する。
1 and 2 are schematic process diagrams showing a method for manufacturing a composite substrate of the present embodiment, and show cross sections of members used in the manufacturing method. First, in the first step shown in FIG. 1A, a
セラミック基板120の材質は特に限定されないが、例えば1000℃以下にて低温焼成可能なガラスセラミックにより構成される低温焼成(LTCC)基板であることが好ましい。第1の導電部材110を構成する導電材料としては、例えば、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、金(Au)、銅(Cu)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)等の金属が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を混合して若しく合金の状態で用いられる。
The material of the
また、図1の(b)に示す第2の工程において、支持体210と、その支持体210上に設けた第2の導電部材である導電層222と樹脂層224とを含む第2の複合体220とを備える積層体200を準備する。この積層体200は、例えば、第2の複合体220と支持体210とをそれぞれ用意して、支持体210の表面上に第2の複合体220を、例えば熱剥離シートを介して貼り付けることで形成される。
Further, in the second step shown in FIG. 1B, a second composite including a
支持体210は複合基板を製造する際に歪んだり破損したりしたりしないよう、例えば200μm以上の厚みを有する。後工程で支持体210からその上に形成された構造体250を剥離する必要があるため、支持体210としては、導電層222との間で良好に剥離できるものが好ましい。そのような支持体210の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム、ガラス、セラミック等の無機材料板、銅箔、ニッケル、ステンレス等の金属箔や金属板が挙げられる。これらの中では、後述の工程において加熱した際に収縮を生じ難く、寸法精度を更に高める観点から、セラミック板や金属板が好ましい。
The
第2の複合体220は、導電層222と樹脂層224とを積層したものであり、例えば金属箔付樹脂膜が挙げられる。導電層222としては、例えば、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔などの金属箔が挙げられる。これらの中では、後工程で用いられるレーザーで穿孔され難い銅箔が好ましい。この場合、導電層222は単なる金属箔であってもよく、また配線パターンやランドあるいはアライメントマークがパターン形成されたものであってもよい。樹脂層224としては、シート状、フィルム状等に成形可能な樹脂材料であればよい。そのような樹脂材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられ、より具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルベンジルエーテル化合物樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネートエステル系樹脂、ポリイミド、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂が挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。また、樹脂材料は、アクリルゴム、エチレンアクリルゴム等のゴム材料や、ゴム成分を一部含むような樹脂材料であってもよい。樹脂材料中にセラミックス粒子やガラス繊維等の無機材料が含有されてもよい。導電層222の厚みは例えば1.5〜35μmであり、樹脂層224の厚みは例えば5〜40μmである。第2の複合体220が金属箔付樹脂膜である場合、公知の金属箔付樹脂膜の製造方法により第2の複合体220を作製することができる。
The
支持体210への第2の複合体220の貼り付け方法は、後工程で支持体210からその上に形成された構造体250を剥離可能な方法であれば特に限定されず、例えば、粘着剤を両者の間に介在させて貼り付ける方法など、公知の方法であってもよい。
The method of attaching the second composite 220 to the
次いで、図1の(c)に示す第3の工程において、積層体200の支持体210とは反対側にセラミック配線板100を積層すると共に、チップ部品150を貫通孔120a内に配置して樹脂層224上で固定する。この際、位置決めの基準として、導体層222にアライメントマークを設けてもよい。チップ部品150は、その電極形成面150aにバンプ電極152が形成されており、電極形成面150aが支持体210とは反対側に向いている。チップ部品150の形態は特に限定されない。例えばチップ部品150が半導体部品等の能動部品である場合、複合基板の更なる低背化を図る観点から、半導体ベアチップであることが好ましい。あるいは、チップ部品150は受動部品であってもよい。チップ部品150の樹脂層224上への固定方法としては、圧着及び接着剤を用いる方法が挙げられる。第3の工程において、第2の複合体220における導電層222はまだパターニングされていないため、セラミック配線板100を積層する際に精密な位置合わせを行う必要はない。
Next, in the third step shown in FIG. 1 (c), the
続いて、図1の(d)に示す第4の工程において、埋め込み用樹脂部材162により、セラミック配線板100とチップ部品150とを埋め込む。埋め込み用樹脂部材162による埋め込みの方法は特に限定されないが、例えば、未硬化又は半硬化の樹脂ペーストをセラミック配線板100及びチップ部品150上に塗布した後、硬化する方法が挙げられる。上記樹脂ペーストは、例えば、樹脂粉末と有機ビヒクルとを混合して得られるスラリー状のものである。この樹脂粉末は、樹脂層224と埋め込み用樹脂部材162とを容易に一体化する観点から、上述の樹脂層224を構成する樹脂材料を含むものであると好ましく、その樹脂材料と同一の組成であるとより好ましい。樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、熱処理を施すことにより半硬化状態とする。
Subsequently, in the fourth step shown in FIG. 1D, the
塗布後の樹脂ペーストを硬化させるには、樹脂ペースト中の樹脂材料が熱硬化性樹脂である場合、加熱すればよい。この加熱処理前に、塗布した樹脂ペーストの平坦化処理をラミネート及び/又はプレスにより行ってもよい。あるいは、加熱後に、例えばグラインダ等を用いて埋め込み用樹脂部材162の表面を研削することによって平坦化処理を行ってもよい。
In order to cure the resin paste after application, when the resin material in the resin paste is a thermosetting resin, it may be heated. Prior to this heat treatment, the applied resin paste may be flattened by lamination and / or pressing. Alternatively, after the heating, for example, the surface of the embedding
次に、埋め込み用樹脂部材162の表面に金属層164を形成する。金属層164を形成する方法は特に限定されず、例えば、埋め込み用樹脂部材162の表面の全面に無電解めっきにより金属材料を成膜し、フォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングした後、更に電解めっきを行うことにより金属層164を形成してもよい。または、金属層164として金属箔を埋め込み用樹脂部材162に貼り付けてもよい。
Next, a
あるいは、埋め込み用樹脂部材162からなる層と金属層164とを積層したシートを予め形成した後に、第3の工程を経て得た構造体上にそのシートを積層し、それらを必要に応じて加熱しながら積層方向に加圧することで、埋め込み用樹脂部材162によりセラミック配線板100とチップ部品150とを埋め込んでもよい。この場合、金属層164の表面が平坦になるように加圧条件を調整することが好ましい。
金属層164を構成する金属材料は、後述のレーザーを反射するものであれば特に限定されず、例えば銅(Cu)が挙げられる。
Alternatively, after a sheet in which the layer made of the embedding
The metal material which comprises the
次いで、図2の(a)に示す第5の工程において、金属層164を所望の形状にパターニングしてレーザーマスク層170を得る。この際、後述の第6の工程で小さな貫通孔120b内に充填された埋め込み用樹脂部材162及び配線層110bを穿孔するために、それらの真上にある金属層164の部分を除去して、埋め込み用樹脂部材162の対応する表面部分162aを予め露出する。また、第6の工程において、チップ部品150のバンプ電極152に到達する孔182及び第1の導電部材110のビア部110aに到達する孔184を形成するため、同様に埋め込み用樹脂部材162の対応する表面部分162b、162cを予め露出する。これにより、残存したレーザーマスク層170がレーザーを反射するので、レーザーマスク層170の形成されていない部分をレーザーにより選択的に穿孔できる。このとき、除去すべき金属層164の部分は、導電層222のアライメントマークを露出させて判定することや、支持体210に設けられたアライメントマークにより判定することにより、その位置を特定することができる。こうして、支持体210上にセラミック配線板100と、そのセラミック配線板100を埋め込み、樹脂層224及び埋め込み用樹脂部材162からなる樹脂部材240と、樹脂部材240の一方の側に設けた導電層222と、樹脂部材240の他方の側に設けたレーザーマスク層170とを含有する構造体250を得る。
Next, in a fifth step shown in FIG. 2A, the
金属層164のパターニング方法は特に限定されず、公知の方法であってもよい。例えば、金属層164上に所定のパターンを有するエッチマスクを積層した後、エッチマスクが積層された部分以外の金属層164を除去し、さらにエッチマスクを除去してレーザーマスク層170を得る。エッチマスクが積層された部分以外の金属層164を除去する方法としては、図2の(a)に示す構造体250を、金属層164の構成金属を溶解する薬液(例えば、金属層164の金属成分が銀の場合、アンモニア水と過酸化水素水の混合溶液等)に浸漬したり、その構造体250上に薬液を流通させたりする湿式化学処理、金属成分を選択的に除去できる条件でのイオンミリングやアッシングといった物理処理を例示できる。また、エッチマスクを除去する方法としては、例えばブラスト処理を例示できる。
The patterning method of the
それから、図2の(b)に示す第6の工程において、第5の工程を経て得られた構造体250に対して、埋め込み用樹脂部材162の表面部分162aを起点として、小さな貫通孔120b内に充填された埋め込み用樹脂部材162を貫通し、配線層110bの閉塞する部分及び樹脂層224を経由して導電層222に到達する孔180を形成する。これと共に、チップ部品150のバンプ電極152及び第1の導電部材110のビア部110aが露出するように、それらのバンプ電極152及びビア部110aにそれぞれ到達する孔182及び184をそれぞれ形成する。孔180は、レーザーマスク層170側では開口しているものの、導電層222側では開口していない。孔180、182及び184を形成する穿孔方法としては、例えば各種のレーザーを用いた穿孔、ドリルを用いた穿孔が挙げられるが、より微細な孔を形成可能であり、かつ、導電層222に対する穿孔を抑制できる観点から、レーザーを用いた穿孔が好ましい。
Then, in the sixth step shown in FIG. 2B, with respect to the
第6の工程においてレーザーによって穿孔する場合、まず、孔180の埋め込み用樹脂部材162を通る部分並びに孔182及び184を形成するためにCO2レーザー又はUV−YAGレーザーを埋め込み用樹脂部材162の表面部分162a、162b、162cに照射する。これらのレーザーを用いることにより、埋め込み用樹脂部材162に対してより微細な孔を形成することが可能となる。CO2レーザーは通常、約10μmの発振波長を有し、本実施形態において、その出力は150W以下であればよい。また、UV−YAGレーザーは通常、約0.355μmの発振波長を有し、本実施形態において、その出力は5W以下であればよい。また、穿孔する部位にレーザーを連続的に照射してもよく、パルスにて照射してもよい。さらに、レーザーを照射している最中に、その出力を変更しても変更しなくてもよい。
When drilling with a laser in the sixth step, first, the surface of the
この穿孔により孔180を形成する際、貫通孔120b内に充填された埋め込み用樹脂部材162の全てを除去してもよいが、貫通孔120b内のセラミック基板120を被覆するように埋め込み用樹脂部材162の一部を残存させて穿孔することが好ましい。これにより、セラミック基板120はその主面だけでなく貫通孔120b内でも埋め込み用樹脂部材162と接合するため、それらの接合面積がより大きくなり、互いの密着性が更に強固なものとなる。
When the
孔180の形成に際し、上述のCO2レーザー又はUV−YAGレーザーを用いて、貫通孔120b内の埋め込み用樹脂部材162まで穿孔したら、次にレーザーとしてUV−YAGレーザーを用い、配線層110bの閉塞する部分に照射してそこを穿孔する。UV−YAGレーザーを用いることにより、第1の導電部材110が金属で構成されていても、配線層110bを良好に穿孔することができる。UV−YAGレーザーは通常、約0.355μmの発振波長を有し、本実施形態において、その出力は5W以下であればよい。また、穿孔する部位にYAGレーザーを連続的に照射してもよく、パルスにて照射してもよい。さらに、レーザーを照射している最中に、その出力を変更しても変更しなくてもよい。このようにしてレーザー加工を施した後、必要に応じて、デスミア処理又はプラズマ処理によるアッシング、ブラスト等によりスミア除去を行う。
When the
さらに、穿孔により配線層110bの閉塞する部分を貫通したら、再度CO2レーザー又はUV−YAGレーザーを用いて、導電層222に到達するまで樹脂層224を穿孔して、孔180を完成する。これらのレーザーを用いることにより、樹脂層224に対してより微細な孔を形成することが可能となる。CO2レーザー及びUV−YAGレーザーの照射条件は埋め込み用樹脂部材162を穿孔する際の条件と同一であってもよく異なっていてもよい。一連の穿孔に際して、UV−YAGレーザーを用いた方が、レーザーの切替プロセスが不要になるので、より効率的である。
Further, when the portion that closes the
次いで、図2の(c)に示す第7の工程において、無電解めっき法による金属めっきの析出により孔180内に第3の導電部材であるフィルドビア300を形成する。このフィルドビア300の形成によって、初めて第1の導電部材における配線層110bと導電層222とが層間で接続される。それと共に、同じく無電解めっき法による金属めっきの析出により、孔182内にフィルドビア302、孔184内にフィルドビア304を形成する。さらに、これらのフィルドビア300、302、304の形成と共に、同じく無電解めっき法による金属めっきの析出により、レーザーマスク層170を被覆するように第1のめっき層172を形成する。そして、第7の工程の後、支持体210を剥離除去する。その除去方法としては、例えば熱処理が挙げられる。次いで、無電解めっき法による金属めっきの析出により、導電層222を被覆するように第2のめっき層226を形成する。上記各フィルドビア及びめっき層を構成する金属めっきの種類は特に限定されないが、例えば銅めっきが挙げられる。また、無電解めっき液の塗布方法としては、例えばディップ法、スプレー法などが挙げられる。
Next, in a seventh step shown in FIG. 2C, a filled via 300 as a third conductive member is formed in the
上述のように、本実施形態では、第7の工程において無電解めっき法によりフィルドビア300等を形成した後に、支持体210を剥離除去する。ただし、支持体210の剥離除去よりも前段階である第6の工程において既に孔180を形成しているため、第1の導電部材110と導電層222との間の接続に位置ずれが生じず、歩留まりは良好に維持される。
As described above, in the present embodiment, after the filled via 300 and the like are formed by the electroless plating method in the seventh step, the
次いで、図2の(d)に示す第8の工程において、レーザーマスク層170及びそれを被覆する第1のめっき層172、並びに、導電層222及びそれを被覆する第2のめっき層226を、フォトリソグラフィ及びエッチングにより選択的に除去して所望の形状にパターニングする。この際、フィルドビア300による第1の導電部材110と導電層222との接続が断線しないように、その接続部分を、導電層222又は第2のめっき層226に設けられたアライメントマークにより特定し、フォトレジストなどによりマスクする。このパターニング方法は特に限定されず、公知の方法であってもよく、上述の金属層164のパターニングと同様のものが例示できるので、ここでの詳細な説明を省略する。こうして、本実施形態の複合基板400を得る。
Next, in an eighth step shown in FIG. 2 (d), the
ここで、上述のセラミック配線板100の製造方法について説明する。図5、6は、本実施形態のセラミック配線板100の製造方法を示す概略工程図であり、その要部を示している。まず、図5に示すように、低温焼成基板用のグリーンシート510にビア前駆部516と易除去性充填体512とを備えた2つの構造体514と、2枚の収縮抑制シート502と、1枚の易除去性収縮抑制シート506と、易除去性収縮抑制シート506に配線前駆体層504を積層した多層体508とを準備する。
Here, a method for manufacturing the above-described
構造体514に備えられる低温焼成基板用のグリーンシート510は、下記のようにして得られるものである。まず、非ガラス系材料の素地材料を調製するために、例えば主成分としてバリウム(Ba)、ネオジム(Nd)等の希土類、及びチタン(Ti)の各酸化物を用意し、それらが所定の組成比となるように所定量を秤量し、例えば水等を用いた湿式混合等により混合する。それから、BaO−Nd2O3等の希土類酸化物−TiO2系化合物の合成を行うため、その混合物を、例えば1100℃以上、好ましくは1100℃〜1400℃程度で所定時間、仮焼を行った後、所定の粒径となるように粉砕する。なお、主成分原料としては、酸化物である必要はなく、バリウム、希土類元素、及びチタンの例えば炭酸塩、水酸化物、硫化物等のように熱処理により酸化物となるものを使用してもよい。
The
次に、焼結助剤成分である銅(Cu)、亜鉛(Zn)、及びホウ素(B)の各酸化物の所定量を秤量し、先に仮焼して得た主成分(母材粉末)であるBaO−希土類酸化物−TiO2化合物と、例えば水等を用いた湿式混合等により混合する。このときの主成分と焼結助剤との混合比は特に制限されず、例えば、主成分粉末に対して焼結助剤が0.1〜10質量%程度となるように適宜調整できる。なお、焼結助剤に関しても、主成分原料と同様に、酸化物である必要はなく、例えば、炭酸塩、水酸化物、硫化物等のように熱処理により酸化物となるものを使用してもよい。 Next, a main component (base material powder) obtained by weighing a predetermined amount of each of the oxides of copper (Cu), zinc (Zn), and boron (B), which are sintering aid components, and calcining first. And the BaO-rare earth oxide-TiO 2 compound, for example, by wet mixing using water or the like. The mixing ratio of the main component and the sintering aid at this time is not particularly limited, and can be appropriately adjusted, for example, so that the sintering aid is about 0.1 to 10% by mass with respect to the main component powder. Note that the sintering aid need not be an oxide as in the case of the main component material. For example, a sintering aid that becomes an oxide by heat treatment, such as carbonate, hydroxide, sulfide, etc., is used. Also good.
次いで、主成分と焼結助剤成分との均一分散性を高め、かつ、後工程での成型等の作業性を向上させるべく粒度分布の狭い粉体を得るために、上記の混合粉砕物を、その焼結温度以下の温度で所定時間で再仮焼した後、その仮焼粉末を所定の粒径まで粉砕する。 Next, in order to obtain a powder having a narrow particle size distribution in order to improve the uniform dispersibility of the main component and the sintering aid component and to improve the workability such as molding in a subsequent process, Then, after re-calcining at a temperature equal to or lower than the sintering temperature for a predetermined time, the calcined powder is pulverized to a predetermined particle size.
それから、得られた粉末に、例えば、アクリル系(アクリル酸、メタクリル酸又はそれらのエステルの単独重合体または共重合体、より具体的には、アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等)、ポリビニルブチラール系、ポリビニルアルコール系、アクリル−スチレン系、ポリプロピレンカーボネート系、セルロール系、エチルセルロース系等の単独重合体又は共重合体を適宜の溶剤で溶解したビヒクル等の有機バインダー、あるいは、無機バインダー、必要に応じてエステル等の可塑剤やターピネオール等の有機溶剤を混合してスラリーを得る。次に、このスラリーを、例えばドクターブレード法、スラリーキャスト法、スクリーン印刷法、圧延法、プレス法等の適宜の方法によってシート化し、この誘電体のスラリーシートを所望により複数層積層してグリーンシート510を得る。そして、得られたグリーンシート510に対して、パンチング加工、レーザー照射、ドリル加工などにより、その厚み方向に複数の貫通孔を設ける。
Then, the obtained powder is made into, for example, acrylic (acrylic acid, methacrylic acid or a homopolymer or copolymer thereof, more specifically, an acrylic ester copolymer, a methacrylic ester copolymer. , Acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, etc.), polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic-styrene, polypropylene carbonate, cellulose, ethyl cellulose, and other homopolymers or copolymers with an appropriate solvent. A dissolved organic binder such as a vehicle, or an inorganic binder, and a plasticizer such as ester and an organic solvent such as terpineol as necessary are mixed to obtain a slurry. Next, the slurry is formed into a sheet by an appropriate method such as a doctor blade method, a slurry casting method, a screen printing method, a rolling method, a pressing method, etc., and a plurality of the slurry sheets of this dielectric are laminated as desired to obtain a green sheet. 510 is obtained. Then, a plurality of through holes are provided in the thickness direction of the obtained
次いで、金属ペーストを調製し、この金属ペーストを、グリーンシート510の一部の貫通孔に充填してビア前駆部516を形成する。この際、ビア前駆部516から得られるビア同士、又はそのビアとその他の導電体とを確実に接続するため、貫通孔の一方の開口部側にランド前駆部516aを形成する。金属ペーストとしては、銀(Ag)、銅(Cu)、銀−パラジウム(Ag−Pd)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)等の粉末(例えば平均粒径が数μmオーダーのもの)に、ポリビニルアルコール系、アクリル系、エチルセルロース系のような有機バインダーを加え、塗布に適した粘度となるように適宜混合したものを用いることができる。また、金属ペーストに含まれる金属についても、当初から金属である必要はなく、例えば、硝酸塩、酸化物、塩化物等のように熱処理により金属となるものを使用することができる。
Next, a metal paste is prepared, and this metal paste is filled into a part of the through holes of the
さらに、金属ペーストには適宜の焼結助剤を添加することが好ましい。この焼結助剤としては、非晶質のSiO2、B2O3、Al2O3、ZnO、PbO、Bi2O3、ZrO2、TiO2、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類酸化物等のガラス粉末や、結晶性のSiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、ZnO、MgO、MnO2、MgAl2O4、ZnAl2O4、MgSiO3、Zn2SiO4、Zn2TiO4、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3、BaTiO3、AlN、Si3N4、SiC等のセラミック粉末を、単独で又は複数組み合わせ、適宜選択して用いることができる。 Furthermore, it is preferable to add an appropriate sintering aid to the metal paste. As the sintering aid, amorphous SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , ZnO, PbO, Bi 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , alkali metal oxide, alkaline earth metal oxidation objects, or glass powder such as rare earth oxides, crystalline SiO 2, Al 2 O 3 of, ZrO 2, TiO 2, ZnO , MgO, MnO 2, MgAl 2 O 4, ZnAl 2 O 4, MgSiO 3, Zn 2 Ceramic powders such as SiO 4 , Zn 2 TiO 4 , SrTiO 3 , CaTiO 3 , MgTiO 3 , BaTiO 3 , AlN, Si 3 N 4 , and SiC can be appropriately selected and used alone or in combination.
このとき、金属ペーストに含まれる焼結助剤の化合物又は組成物は、素地材料のグリーンシート510に含まれる焼結助剤と同じ種類のものであると一層好適である。また、金属ペースト中の金属成分と焼結助剤成分との混合割合は、後の焼成によって形成されるビア部110aに要求される電気的性質や機能に応じて適宜設定することができる。
At this time, the compound or composition of the sintering aid contained in the metal paste is more preferably the same type as the sintering aid contained in the
次に、上記金属ペーストを、グリーンシート510の上記とは別の貫通孔の上記ランド前駆部516aと同じ側の開口部周りに塗布して厚み調整層520を形成する。この厚み調整層520は、構造体514同士又は構造体514と易除去性収縮抑制シート506とを積層した際に、ランド前駆部516aが存在するために易除去性充填体512同士又は易除去性充填体512と易除去性収縮抑制シート506との接触を確実に達成するために、ランド前駆部516aの厚みと同様の厚みを有するものである。厚み調整層520の塗布方法としては特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スラリーキャスト法などが挙げられる。
Next, the
続いて、易除去性ペーストを調製し、この易除去性ペーストを、グリーンシート510の上記とは別の貫通孔に充填して易除去性充填体512を形成し、構造体514を得る。易除去性充填体512は、グリーンシート510の焼成温度(グリーンシート510の母材粉末の焼結温度)で焼成した後でも、貫通孔から容易に除去することができるものである。易除去性充填体512を得るための易除去性ペーストは、バインダーと、易除去性充填体512に易除去性を付与し得る無機粉体と、必要に応じて有機溶剤(例えば、有機ビヒクル)とを含む。そのような無機粉体としては、例えば炭酸カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムが挙げられ、これらの中では炭酸カルシウムが好ましい。炭酸カルシウムは後述のトリジマイト等ほどではないが、それ自体がグリーンシート510の焼成温度で焼成しても収縮し難いものであるので、焼成後の焼成物の除去作業がより容易であることと相俟って、易除去性ペーストの材料として好適である。
Subsequently, an easy-removable paste is prepared, and this easy-removable paste is filled into a through-hole different from the above in the
バインダーとしては任意の樹脂を使用することが可能であるが、焼成時に速やかに熱分解し得る樹脂が好ましい。 Although any resin can be used as the binder, a resin that can be rapidly thermally decomposed during firing is preferable.
収縮抑制シート502は、グリーンシート510の焼成温度で焼成しても、特に面内方向において収縮し難いシートであり、この収縮抑制シート502に直接又は間接的に支持されたものの収縮を抑制する機能を有する。収縮抑制シート502は、グリーンシート510の焼成温度で焼結しない難焼結性のセラミック材料粉末に、グリーンシート510用のペースト調製と同様にして有機バインダーを添加、混合してスラリーを調製し、このスラリーを、平坦な支持体上に、例えば、ドクターブレード法、スラリーキャスト法、スクリーン印刷法、圧延法、プレス法等によりシート状に塗布し、乾燥して得られる。収縮抑制シート502の厚みは、例えば40〜200μmであればよい。
The
収縮抑制シート502を形成する難焼結性のセラミック材料としては、例えば、ジルコニア、アルミナ、トリジマイト、トリジマイト、α石英、トリジマイト−α石英、クリストバライト、β石英等が挙げられる。また、焼成時に、収縮抑制シート502による多層体508、構造体514、易除去性収縮抑制シート506の拘束力を高めつつ、有機バインダーを効率よく確実に除去(脱バイ処理)するために、難焼結性のセラミック材料粉末に、グリーンシート510の焼結温度以下でありかつグリーンシート510に含まれる有機成分の分解温度よりも高い軟化点を有するガラス粉末を所定量加えてもよい。
Examples of the hardly sinterable ceramic material forming the
易除去性収縮抑制シート506は、収縮抑制シート502と同様にグリーンシート510の焼成温度(グリーンシート510の母材粉末の焼結温度)で焼成しても、特に面内方向において収縮し難いシートであり、この収縮抑制シート502に直接又は間接的に支持されたものの収縮を抑制する機能を有する。さらに、この易除去性収縮抑制シート506は、グリーンシート510の焼成温度で焼成した後であっても容易に除去することができるものである。
Similarly to the
易除去性収縮抑制シート506は、上述の易除去性ペーストのうち、収縮抑制効果を有するペーストを、平坦な支持体上に、例えば、ドクターブレード法、スラリーキャスト法、スクリーン印刷法、圧延法、プレス法等によりシート状に塗布し、乾燥して得られる。易除去性収縮抑制シート506の厚みは、例えば20〜200μmであればよい。
The easy-removable
多層体508は、易除去性収縮抑制シート506の一主面上に、上記金属ペーストを例えば、スクリーン印刷法などにより所定パターンに塗布し、乾燥して、配線前駆体層504を形成することにより得られる。配線前駆体層504のパターンは、セラミック配線板100の配線パターンと同様であればよい。
The
次いで、図6の(a)に示すように、準備した上記各部材を積層し、この状態のものを例えば熱圧着して積層体530を得る。この際、2つの構造体514を、互いのランド前駆部516aを同一方向に向けつつ、ビア前駆部516及び易除去性充填体512同士が接合するように積層する。また、多層体508を、配線前駆体層504を上記ランド前駆部516aと同一方向に向けつつ、ビア前駆部516と接合するように、かつ、易除去性充填体512とその露出部分を被覆して接合するように、構造体514と積層する。
Next, as shown in (a) of FIG. 6, the prepared members are laminated, and the
そして、図示していないが、積層体530を、例えばアルミナセッター等の支持具に載置し、適宜の温度にて脱バイ処理を行った後、例えば850℃〜1050℃程度で所定時間焼成する。この焼成温度は950℃以下であるとより好ましい。このとき、積層体530の厚み方向の焼結収縮を補助・促進するため、積層体530上にセラミック板を載せる等の適宜の方法を用いて厚さ方向に加圧するようにしてもよい。
And although not shown in figure, after mounting the
そして、図6の(b)に示すように、焼成後の積層体530の両面に未焼結体として残存する収縮抑制シート502と易除去性収縮抑制シート506と、貫通孔内及びその開口部周辺にやはり未焼結体として残存する易除去性充填体512とを、例えば、サンドブラスト、ビーズブラスト、ドライアイスブラスト等の乾式ブラスト処理、水ジェット等やアイスブラスト、スラリーブラスといった湿式ブラスト処理のほか、デスミア処理、プラズマ(アッシング)処理、ジェットスクラブ処理、超音波処理、ブラシ処理といった適宜の方法を用いて除去する。
この際、収縮抑制シート502は、易除去性収縮抑制シート506を介して構造体514と積層されていたため、それ自体は容易に除去されないものであっても、易除去性収縮抑制シート506と共に容易に除去される。こうして、セラミック基板120と第1の導電部材110とを含み、貫通孔120bを有するセラミック配線板100を得る。このセラミック配線板100を図6において上下逆にして見ると、第1の導電部材110は、セラミック基板120の厚み方向に貫通して設けられたビア部110aと、セラミック基板120の一方の主面上に設けられた配線層110bとを含む。配線層110bは所定形状の平面パターンを有しており、その一部がセラミック基板120の貫通孔120bの開口部を被覆して閉塞している。ビア部110aは、セラミック基板120の下側の主面で配線層110bと一体化する一方、セラミック基板120の上側の主面から上方にやや突出したランド110dを有する。
And as shown in FIG.6 (b), the shrinkage | contraction suppression sheet |
At this time, since the
このセラミック配線板100の製造方法によると、セラミック基板120において貫通孔120bの開口部を被覆した配線層110bを形成することができる。これは、易除去性ペーストによる易除去性充填体512を貫通孔120bに充填することで、配線層110bを形成する際の下地を設けることができるためである。易除去性充填体512はその後の焼成により容易に除去可能であるので、貫通孔120b内に充填しても、そのことによる不具合は生じない。このように貫通孔120bの開口部を被覆した配線層110bを形成することで、セラミック基板120を穿孔しなくても、その貫通孔120bを経由して配線層110bとの接続が可能になるという利点がある。また、易除去性充填体512に、グリーンシート510の焼成温度でも焼結しない炭酸カルシウム等を用いると、焼成による貫通孔120bの収縮が抑制されるため、貫通孔120bを十分に高い寸法精度及び形状精度で形成することができる。
According to the method for manufacturing the
さらには、グリーンシート510等を、収縮抑制シート502、易除去性収縮抑制シート506に挟んで焼成することにより、それらの焼結に伴う収縮を十分に抑制できるので、セラミック配線板100を十分に高い寸法精度及び形状精度で作製することができる。この際、易除去性収縮抑制シート506をグリーンシート510等と収縮抑制シート502との間に挟むので、グリーンシート510等が焼結助剤を含む場合であっても、その焼結助剤の収縮抑制シート502への拡散を易除去性収縮抑制シート506が防止する。その結果、焼結助剤による収縮抑制シート502の収縮抑制効果の低下を十分に防止することができる。
Furthermore, by shrinking the
上述のようにして得られた複合基板400は、図2の(d)に示すように、第1の導電部材110とセラミック基板120とを含むセラミック配線板100と、そのセラミック配線板100が有する貫通孔120a内に配置されたチップ部品150と、セラミック配線板100とチップ部品150とを埋め込む樹脂部材240と、樹脂部材240の一方の側に設けたパターニングされた配線層404と、樹脂部材240の他方の側に設けたパターニングされた配線層406と、樹脂部材240の配線層406側から前記第1の導電部材110を経由して配線層404に到達する孔180の内壁に接合して設けられ、第1の導電部材110における配線層110bと配線層404とを層間で接続し、かつ第1の導電部材110を貫通するフィルドビア300とを含有する。
The
複合基板400は、絶縁層であるセラミック基板120の貫通孔120a内に充填された樹脂部材240に半導体装置であるチップ部品150が埋め込まれて配置された半導体内蔵基板であり、この複合基板400を備える電子部品や電子機器の小型化及び薄層化に寄与し得るものである。複合基板400において、チップ部品150のバンプ電極152と配線層406とが、フィルドビア302によって接続され、第1の導電部材110は、フィルドビア304によって配線層406と接続される。また、樹脂部材240は、樹脂層224と埋め込み用樹脂部材162とを備え、セラミック基板120と共に絶縁層を構成する。孔180は配線層406側から配線層404側に向かって細くなるテーパ形状を有しており、その孔180内に形成されたフィルドビア300も配線層406側から配線層404側に向かって細くなるテーパ形状を有している。このフィルドビア300は、第1の導電部材110を貫通することで、配線層110bの上面よりも上側(配線層406側)に突出している。
The
複合基板400は、上記本実施形態の複合基板の製造方法により作製することができるので、十分な寸法精度、歩留まり及びプロセス効率をもって作製可能である。また、複合基板400において、フィルドビア300は、第1の導電部材110を貫通して設けられその外周側面で第1の導電部材110に接合すると共に、第1の導電部材110の配線層110bから突出した部分で孔180の内壁と接合する。これにより、フィルドビア300がその端面でのみ第1の導電部材110と接合する場合と比較して、それらの接合強度が更に高くなり、フィルドビア300が孔180内でより強固に保持されるため、複合基板400における接続信頼性が一層向上する。また、フィルドビア300は、配線層406側から配線層404側に向かって細くなるテーパ形状を有しているので、配線層404の樹脂部材240との剥離をいわゆるアンカー効果により防止することができる。
Since the
さらに、複合基板400においてフィルドビア300に空隙が生じた場合であっても、フィルドビア300は、その外周側面で第1の導電部材110と接合するので、第1の導電部材110における配線層110bと配線層404との層間接続は十分に確保される。また、フィルドビア300はその内部に空隙が生じていても、第1の導電部材110にのみならず、孔180内壁で樹脂部材240及び/又はセラミック基板120と接合するので、機械的強度の観点からも十分なものである。
Further, even when a void is generated in the filled via 300 in the
また、チップ部品150がセラミック基板120の内部に配置されており、かつ樹脂部材240に埋め込まれているため、単にセラミック基板120の表層に露出して配置されている場合と対比して、チップ部品150の損傷を十分に防止できる。したがって、特にチップ部品が薄型のICチップである場合は本実施形態の複合基板400の態様を好適に用いることができる。
Further, since the
本実施形態の複合基板400の製造方法によると、第1の導電部材110及び導電層222の一部が孔180内に露出した状態で、孔180の開口部からその孔180内にフィルドビア300を導入する。このとき、フィルドビア300を、孔180内に露出した第1の導電部材110と導電層222とに接合するように形成する。このように導電層222をその更に外側から穿孔することなく第1の導電部材110と導電層222とを接続することにより、支持体210から構造体250を剥離することなく、第1の導電部材110と導電層222との接続までを行うことができる。したがって、支持体210が樹脂層224及び埋め込み用樹脂部材162を拘束してその収縮を抑制することが可能となり、所望のとおり配線層110bを経由し導電層222に到達する孔180を形成することができる。
According to the method for manufacturing the
さらに、第1の導電部材110と導電層222との接続前に、それらを含む構造体を支持体210から剥離する必要がないので、剥離による構造体の歪みや反りを当然に防止できる。支持体210から構造体を剥離して、その剥離した面からビア孔を形成して接続を図ろうとすると、剥離の際の歪みや反りに起因して第1の導電部材110と導電層222との接続精度が低下してしまうところ、本実施形態ではそのような接続精度の低下を十分に抑制できる。また、上記構造体を支持体210から剥離する必要がないと、剥離に伴う構造体の損傷も防止でき、そのハンドリング性もより優れたものとなる。これによって、複合基板400を製造する際の歩留まりが向上する。
Furthermore, since there is no need to peel off the structure including the first
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記本実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。図3は本発明の別の好適な実施形態に係る複合基板を示す概略断面図であり、図4の図3に示す一点鎖線の円内の部分拡大図である。 Although the best mode for carrying out the present invention has been described above, the present invention is not limited to the present embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a composite substrate according to another preferred embodiment of the present invention, and is a partially enlarged view in a circle of a one-dot chain line shown in FIG. 3 of FIG.
この実施形態の複合基板600は、セラミック配線板650に備えられる第1の導電部材610が、セラミック基板620の主面上ではなく内層(内側)に配線層610bを含み、セラミック基板620が貫通孔内ではなく有底の孔620a内にチップ部品150を配置する以外は、上記複合基板400と同様の構成を有するので、それ以外の部材についての説明は省略する。このような複合基板600を製造するには、セラミック配線板650を作製する際に、上記セラミック配線板100を作製する場合に対して、多層体508に代えて易除去性収縮抑制シート506を用い、その易除去性収縮抑制シート506と構造体514との間にグリーンシート510と配線前駆体層504とを積層した多層体を配線前駆体層504側を構造体514に向けた状態で挿入して、準備した各部材を積層し、その状態のものを例えば熱圧着して、積層体530に代わる積層体を得る以外は同様にすればよい。
In the
一般に半導体内蔵基板等のプリント配線板において配線の狭ピッチ化が進行すると、異なる電位(異電位)を有する配線間の距離が短くなり、それらの配線間に電圧が印加されるため絶縁破壊が生じやすくなる。複合基板600がセラミック配線板650を含むことにより、配線層404と配線層610bとの間に絶縁層として樹脂部材240だけでなくセラミック基板620の一部も存在する。セラミック材料は樹脂材料よりも絶縁耐力が高いため、セラミック基板620の一部を配線層404と配線層610bとの間に挟むことにより、配線層404と同層にある異電位の他配線604と配線層610bとの間の距離を短くしても絶縁破壊の発生は抑制される。その距離を短くできれば、複合基板600の更なる薄層化、小型化が可能となり、また、配線層404及び同層の他配線604の設計自由度が大きくなるので好適である。
Generally, when the wiring pitch is reduced in a printed wiring board such as a semiconductor-embedded substrate, the distance between wirings having different potentials (different potentials) is shortened, and a voltage is applied between those wirings, resulting in dielectric breakdown. It becomes easy. By including the
図7、8は本発明の更に別の好適な実施形態に係るセラミック配線板の製造方法を示す概略工程図である。まず、図7の(a)に示すように、低温焼成基板用のグリーンシート510にビア前駆部516を備えた2つの構造体714と、1枚の収縮抑制シート502と、1枚の易除去性収縮抑制シート506とを準備する。構造体714は、易除去性充填体512及び厚み調整層520を備えない他は構造体514と同様である。
7 and 8 are schematic process diagrams showing a method for manufacturing a ceramic wiring board according to still another preferred embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 7A, two
次いで、図7の(b)に示すように、準備した上記各部材を積層し、この状態のものを例えば熱圧着して積層体730を得る。続いて、図7の(c)に示すように、ドリルを用いて積層体730の厚み方向に穿孔して貫通孔732を形成する。次に、図8の(a)に示すように、貫通孔732に上記と同様の易除去性ペーストを充填して易除去性充填体712を形成すると共に、1枚の収縮抑制シート502と、易除去性収縮抑制シート506に配線前駆体層704を積層した多層体708とを準備する。多層体708は、配線前駆体層704のパターンが配線前駆体層504と異なる他は、多層体508と同様である。
Next, as shown in FIG. 7B, the prepared members are laminated, and the
次いで、図8の(b)に示すように、準備した上記各部材を積層し、この状態のものを例えば熱圧着して積層体734を得る。この際、多層体708を、配線前駆体層704をランド前駆部516aと同一方向に向けつつ、ビア前駆部516と接合するように、かつ、易除去性充填体712とその多層体708に対向した側の露出部分の一部を被覆して(つまり、残りの部分を露出させたまま)接合するように、積層体730と積層する。そして、上記積層体530に対して行ったのと同様に脱バイ処理及び焼成を行い、さらに収縮抑制シート502、易除去性収縮抑制シート506及び易除去性充填体712の除去を行う。こうして、図8の(c)に示す、セラミック基板120と第1の導電部材710とを含み、貫通孔120bを有するセラミック配線板700を得る。
Next, as shown in FIG. 8B, the prepared members are laminated, and the
このセラミック配線板700の製造方法から明らかなように、本発明の実施形態に係るセラミック配線板は、貫通孔を形成する際にドリルを用いることによっても作製可能である。また、本発明の実施形態によると、第1の導電部材710が貫通孔120bの開口部全体を閉塞するのではなく一部のみを閉塞するようなセラミック配線板700も作製でき、多種多様なセラミック配線板を作製可能である。なお、貫通孔120bの一部のみを閉塞する第1の導電部材710が、その閉塞する部分で囲まれた貫通孔を有している場合、第3の導電部材を充填するための孔を形成する際に既に第1の導電部材710に貫通孔が形成されているので、YAGレーザーを用いる必要がなくなり、上記孔の形成においてCO2レーザー又はUV−YAGレーザーのみを用いればよく、工程の短縮化が図れるという利点がある。
As is apparent from the method for manufacturing the
上記本実施形態においては、チップ部品150を貫通孔120a内に配置しているが、本発明の複合基板はチップ部品を備えなくてもよく、その場合は、上記第3の工程においてチップ部品の配置が省略される。また、セラミック基板は低温焼成基板でなくてもよく、通常のセラミック基板、例えば、低静電損失材であってもよい。さらに、セラミック配線板は配線層を一層のみ備えるものに限定されず、複数層の配線層を主面及び/又は内層に備えるものであってもよい。その場合、複数のセラミック層の間に配線層を挟む構造を有し、各セラミック層の間には、層間を接続するビアなどの内部導体の他、インダクタ、キャパシタ等の電子素子が備えられてもよい。また、複数の配線層のうちの一部又は全部が第3の導電部材(例えばフィルドビア)によって、第2の導電部材と接続されてもよい。また、導電層222として比較的箔厚の厚い金属箔を用いることにより、第7の工程を経て支持体210を剥離した後に第2のめっき層226を形成することなく、第8の工程で導電層222を所望の形状にパターニングしてもよい。さらに、セラミック配線板の製造方法において、構造体514を3層以上積層してもよい。また上述の説明では、第8の工程において、導電層222にパターニングを行ったが、第2の工程において、導電層222に配線パターンやアライメントマークを形成するようにしてもよい。その場合、そのアライメントマークを積層体220上に露出させて位置合わせを行うことにより、チップ部品150やセラミック配線板100を精密な位置精度で搭載することが可能となる。また、第2の工程において、導電層222としてアライメントマークのみが形成された導電層を用い、そのアライメントマークを読んで導電層222に配線パターンをパターニングするようにしてもよい。その場合にも、そのアライメントマークを基準に精密な位置合わせを行うことが可能となる。
In the present embodiment, the
上記本実施形態において、フィルドビア300上方の孔180内には何も充填されていないが、そこに樹脂を充填してもよい。充填する樹脂には、樹脂部材240と同様の樹脂材料を用いることができる。また、フィルドビア300の形状は上述のようなテーパ形状に限定されず、柱状であってもよい。更にフィルドビア300は、第1の導電部材110の配線層110bの上面よりも上側に突出していなくてもよく、配線層110bに接合していればよい。また、フィルドビア300はめっき法によって形成されなくてもよく、例えば導電性ペーストを孔180内に充填して乾燥又は加熱することで形成されてもよい。導電性ペーストとしては上記金属ペーストと同様のものが例示できる。また、第3の導電部材は、配線層110bと配線層404とに接合していればフィルドビアのように孔180の面内方向中心部まで充填されていなくてもよく、例えば孔180の内壁にのみめっきを形成したものであってもよい。
In the present embodiment, nothing is filled in the
以上説明したとおり、本発明による複合基板及びその製造方法によれば、十分な寸法精度、歩留まり及びプロセス効率を実現することができる。そのため、半導体内蔵基板やその他のプリント配線板を備える各種の電子機器、装置、システム、デバイス等、特に小型化や薄層化、高性能化が求められるものに広くかつ有効に利用することができる。 As described above, according to the composite substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention, sufficient dimensional accuracy, yield, and process efficiency can be realized. Therefore, it can be widely and effectively used for various electronic devices, apparatuses, systems, devices, and the like that include a semiconductor-embedded substrate and other printed wiring boards, especially those that require miniaturization, thinning, and high performance. .
100、650、700…セラミック配線板、110、610、710…第1の導電部材、110a…ビア部、110b、404、406、610b…配線層、110d…ランド、120、620…セラミック基板、120a、120b、120c、732…貫通孔、150…チップ部品、152…バンプ電極、162…埋め込み用樹脂部材、164…金属層、170…レーザーマスク層、172…第1のめっき層、180、182、184、620a…孔、200、530、730、734…積層体、210…支持体、220…第2の複合体、222…導電層、224…樹脂層、226…第2のめっき層、240…樹脂部材、250、514、714…構造体、300、302、304…フィルドビア、400、600…複合基板、502…収縮抑制シート、504、704…配線前駆体層、506…易除去性収縮抑制シート、508、708…多層体、510…グリーンシート、512、712…易除去性充填体、516…ビア前駆部、516a…ランド前駆部、520…厚み調整層。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記樹脂部材の他方の側から前記第1の導電部材を経由して前記第2の導電部材に到達する孔を形成する工程と、
前記孔内に前記第1の導電部材と前記第2の導電部材とを接続する第3の導電部材を形成する工程と、
を有する複合基板の製造方法。 A step of preparing a structure including a composite including a first conductive member and a ceramic substrate, a resin member embedding the composite, and a second conductive member provided on one side of the resin member. When,
Forming a hole reaching the second conductive member from the other side of the resin member via the first conductive member;
Forming a third conductive member for connecting the first conductive member and the second conductive member in the hole;
The manufacturing method of the composite substrate which has this.
前記第1の導電部材は前記貫通孔の少なくとも一部を閉塞する閉塞部を有し、
前記孔を形成する工程において、前記貫通孔内で前記閉塞部を経由するように前記孔を形成し、
前記第3の導電部材を形成する工程において、前記第3の導電部材を前記第1の導電部材の前記閉塞部に接合する、請求項1に記載の複合基板の製造方法。 The ceramic substrate has a through hole in its thickness direction,
The first conductive member has a closing portion that closes at least a part of the through-hole,
In the step of forming the hole, the hole is formed so as to pass through the blocking portion in the through hole,
The method of manufacturing a composite substrate according to claim 1, wherein in the step of forming the third conductive member, the third conductive member is joined to the closed portion of the first conductive member.
前記複合体を埋め込む樹脂部材と、
前記樹脂部材の片側に設けた第2の導電部材と、
前記樹脂部材の前記第2の導電部材とは反対側から前記第1の導電部材を経由して前記第2の導電部材に到達する孔の内壁に接合して設けられ、前記第1の導電部材と前記第2の導電部材とを接続し、かつ前記第1の導電部材を貫通する第3の導電部材と、
を含有する複合基板。 A composite including a first conductive member and a ceramic substrate;
A resin member for embedding the composite;
A second conductive member provided on one side of the resin member;
The first conductive member is provided by being joined to an inner wall of a hole reaching the second conductive member via the first conductive member from the opposite side of the resin member to the second conductive member. And a third conductive member connecting the second conductive member and penetrating the first conductive member;
Containing composite substrate.
前記焼結しない材料の少なくとも一部を被覆するように導電層を形成して積層体を得る工程と、
前記積層体を前記素地材料の焼成温度で焼成する工程と、
焼成された前記積層体から前記焼結しない材料を除去する工程と、
を有する複合体の製造方法。 Filling the through holes of the green sheet made of the base material of the ceramic substrate having through holes in the thickness direction with a material that does not sinter at the firing temperature of the base material;
Forming a conductive layer so as to cover at least a part of the non-sintered material to obtain a laminate;
Firing the laminate at the firing temperature of the substrate material;
Removing the non-sintered material from the fired laminate;
A method for producing a composite having
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