JPS6123393A - 多層回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

従来例の構成とその問題点 グリーンシート積層法による多層回路基板は、導体ペー
ストを所望のパターンに印刷したセラミックグリーンシ
ートを積層して製作されるが、上下層の電気的導通を図
る為にヴィアホールを設けて、そのヴィアホール内にも
導体層を設けることとしている。ヴィアホール内に導体
層を設ける従来の方法としては、導体シーＨ−ヴィアホ
ールとほぼ同径に打ち抜きセラミックグリーンシートに
埋設するか、もしくは導体金属ボールをセラミックグリ
ーンシートに埋設するという方法がとられていた。

しかしながら、このような従来の方法ではヴィアホール
内部に導体が完全に充填される為に次のような問題点が
あった。

問題点Ｏ）ヴィアホールと導体配線パターンが形成され
たセラミックグリーンシートとが積層圧着されて焼成さ
れる時に、セラミックと導体は共に焼成収縮を起こすが
、導体の焼成収縮率はセラミツクの焼成収縮率の約２倍
以上あり、ヴィアホール部においてセラミックと導体の
剥離がおきたり、ヴィアホール内の導体にクラックが発
生したり、またヴィアホール部周辺のセラミックにクラ
ックが発生したりしていた。

問題点（２）　　ヴィアホールを形成した導体の熱膨張
率とセラミックの熱膨張率の差が大きい材質同士の組み
合せの場合、温度変化によりヴィアホール部の導体とセ
ラミックに引張りと圧縮の繰り返し応力が作用し疲労に
到り、導体にクラックが発生して破断したり、ヴィアホ
ール部周辺のセラミックにクラックが発生したりしてい
た。結果としてはグイアホールの導通信頼性の低下を招
いていた。

特に、ヴィアホール径が大きい場合又はヴィアホールの
長さが大きい場合のようにヴィアホール部の導体の体積
が大きい場合には導体層に損傷を受は易眸かった。

問題点（３）　　ヴィアホール内に導体が完全に充填さ
れたセラミックグリーンシート同士を複数枚積層圧着し
た場合、セラミックグリーンシート間に空気が閉じ込め
られたまま積層圧着される事があり、セラミックグリー
ンシートに空気によるふくれを生じ、焼成後の層間剥離
全列き起こす。

問題点（４）セラミックグリーンシート上の導体配線パ
ターンを形成する工程と、ヴィアホール内に導体を充填
する工程とは別工程でなければならない。従来の方法に
よれば、導体シートを使用する場合には、予じめ有機バ
インバーと導体粉末とからなる導体シートラ製作してお
き、機械的な方法例えば金型により導体シートとセラミ
ックグリーンシートとを同時に打ち抜き、導体シーＨ−
セラミックグリーンシートに埋設しヴィアホールとする
。その後、例えばスクリーン印刷法によりセラミックグ
リーンシート」二に所望の導体配線パターン全形成する
。導体金属ボール全使用する場合は、予じめ導体金属ボ
ールを製作しておき、伺らがの方法によりセラミックグ
リーンシート上に導体金属ボールを整列させ押し型治具
によりセラミックグリーンシート中に埋設する事でヴィ
アホールを形成し、その後例えばスクリーン印刷法によ
り導体配線パターンをセラミックグリーンシート上に形
成する。

従来のいずれの方法においても、ヴィアホールの形成と
導体配線パターンの形成とは同一工程では行なえず、複
雑な工程となる。

問題点（５）　　グイアホール内に導体を完全に充填す
る為には、単に上下層の電気的導通分得る必要な導体以
上の導体材料量を使う必要があり、結果的に製造コスト
が高くなるという欠点があった。特にヴィアホール径が
大きい場合には大きい問題であった。

発明の目的 本発明は、このような問題点を解決するものであり、ヴ
ィアホールの導通信頼性を高め、層間剥離がなく品質的
に良好で、さらには簡単な工程と少量の材料により造れ
る安価な多層回路基板とその製造方法を提供する事を目
的とする。

発明の構成 上記目的を達成する為、本発明の多層回路基板は、ヴィ
アホール内の導体層に空洞を有する構造とし、その製造
方法は、セラミックグリーンシートのヴィアホールと同
一パターンに穿孔された板をセラミックグリーンシート
下面に配し、前記ヴィアホールと前記板の孔位置が合致
するようにセラミックグリーンシートと前記板を密着し
て導体ペースト全流し込む事によりヴィアホールの内壁
に導体ペーストラ塗布してヴィアホールを形成し、それ
らのセラミックグリーンシートの複数枚を積層圧着して
焼成する事を特徴とする。

実施例の説明 以下本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に
説明する。

第１図は本発明に基づ〈実施例の多層回路基板の断面図
である。１はセラミック、２は導体、３はヴィアホール
である。ヴィアホール３にはヴィアホール内壁及び上下
面を導体２により囲まれて密閉された空洞が存在してい
る。本発明の最大の特徴は、ダイアホール３内の導体２
に空洞を有している事であり、その空洞の大きさは、グ
イアホール３の内径及びセラミック１の厚みさらにはヴ
ィアホール３の内壁についた導体２の厚みなどにより大
きい空洞から極めて小さい空洞まで様々あった。本発明
に基づ〈実施例では、第１表に記載１〜た空洞が発生し
た。

（以下金　白） ９　・、− 以下、本発明の多層回路基板の製造方法について述べる
。

まず実施例１として、人１２０３　　と有機バインダー
とからなるセラミックグリーンシートに機械的方法によ
りヴィアホール加工をし、第２図に示すようにセラミッ
クグリーンシート４の下面にヴィアホール９のパターン
と同一パターンになるように穿孔された板５を配し、孔
位置が合致するようにセラミックグリーンシート４と板
（ｌｌｚｃ密着させる。次にスキージ８によりスクリー
ン６面上のタングステンからなる導体ペースト７を押し
出し、導体配線パターン１１の形成と同時にヴィアホー
ルの導体１０を形成する。この時、板５の下面より真空
吸引して導体ペースト７を引き出した方がヴィアホール
の導体１ｏの形成には好ましい。その後、ヴィアホール
の導体１ｏ及び導体配線パターン１１の乾燥をセラミッ
クグリーンシート４ごと１６０°Ｃ１約１０分の条件下
で行なった。次に、８０℃の温間で２ｏｏｋｇ／ｃ−の
圧力を加え複数の印刷済みのセラミックグリーンシート
を積層した。

このようにしてヴィアホールが形成された場合、この積
層時点で空気によるセラミックグリーンシートのふくら
みはまったくなかった。これは、ヴィアホールの導体に
ある空洞から空気が逃げてしまうからである。積層した
セラミックグリーンシートは適当な寸法に切断後、還元
雰囲気中で１６００″Ｃの温度により焼成した。

第２の実施例として、ガラス系材料と有機バインダーと
からなるセラミックグリーンシートラ用い、前記第１の
実施例と同様な方法でヴィアホール加工を行ない、導体
ペーストとしてＡｕ　ｆ使用してヴィアホールの導体内
に空洞を形成した多層回路基板を製作した。焼成温度は
９００　’Ｑ、雰囲気は空気中であった。

上記２つの実施例に基づく多層回路基板のヴィアホール
の導通信頼性テスト結果を表２に記す。

（以　下金　白） 発明の効果 以上のように本発明によれば、ヴィアホール内の導体に
剥離やクラックがなく、またヴィアホール周辺部のセラ
ミックにクラックの発生がない導通信頼性の高いセラミ
ック多層回路基板を得る事ができる。さらには、空気の
ふくらみによる層間剥離がない品質的に安定な多層回路
板を得る事ができるという効果がある。また、簡単な工
程と少量の導体材料による多層回路基板の製造方法を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づ〈実施例の多層回路基板の断面図
であり、第２図は本発明に基づく多層回路基板の製造工
程の断面図である。 １・・・・・・セラミック、２・・・・・・導体、３・
・・・・・ヴィアホール、４・・・・・・セラミックグ
リーンシート、５・・・・・・板、６・・・・・・スク
リーン、７・・・・・・導体ペースト、８・・・・・・
スギージ、９・・・・・・ヴィアホール、１ｏ・・・・
・・ヴィアホールの導体、１１・・・・・・導体配線パ
ターン。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック多層基板のヴィアホール内の導体層に
   空洞を有する多層回路基板。
2. （２）セラミックグリーンシートのヴィアホールと同一
   パターンに穿孔された板をセラミックグリーンシート下
   面に配し、前記ヴィアホールと前記板の孔位置が合致す
   るようにセラミックグリーンシートと前記板を密着して
   導体ペーストを流し込む事によりヴィアホールの内壁に
   導体ペーストを塗布してヴィアホールを形成し、それら
   のセラミックグリーンシートの複数枚を積層圧着して焼
   成する多層回路基板の製造方法。