JP4493140B2 - Multilayer circuit board - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス−セラミックの基板材料を絶縁層に、銀などの導体材料を内部配線パターンに用いた多層回路基板の端面端子電極の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、焼成温度を800〜1050℃と比較的低い温度で焼成可能な材料を用いた多層回路基板が提案されている。
【0003】
このような多層回路基板の典型的な構造は、複数の絶縁層からなる積層基板の各層間に内部配線パターンを有し、同時に、積層基板の厚み方向に所定内部配線パターンを接続するビアホール導体を有し、さらに積層基板の表面に、ICチップや各種チップ状電子部品を搭載するための表面配線パターンが形成されていた。
【0004】
このような多層回路基板では、配線パターンの材料に、銀などの低抵抗材料を用いることができるため、所定回路網の導電率を高めことができる。これにより、回路動作の高速化、高周波動作の対応が比較的容易となる。
【0005】
通常、多層回路基板は、プリント配線基板上に実装された、所定配線(外部回路)に接続されていた。具体的には、多層回路基板の接合底面に入出力端子電極を形成したり、また、多層回路基板の端面に平面状の平面状端子電極を形成し、半田などを介して接続されていた。さらに、多層回路基板の表面に入出力端子電極を形成し、プリント配線基板に機械的な接合(実装)した後、この表面側の入出力端子電極とプリント配線基板の所定配線との間をボンディングワイヤなどを介して接続していた。
【0006】
近年、多層回路基板の小型化の要求が増大し、これに伴い外部プリント配線基板との接合構造を、多層回路基板の端面に、厚み方向に延びる半円形状の凹部を形成し、この半円形状凹部の内壁面に、内部配線パターンに接続するランド電極と導通する内壁導体膜を形成していた。このような構造を、以下、単に半円形状端子電極とう。
【0007】
そして、この多層回路基板とプリント配線基板との接合を、この半円形状の端子電極を対して半田接合して、機械的且つ電気的に接合する(特開平9−330991号)。これより、多層回路基板とプリント配線基板とが半田を介して接合された場合、半田のはい上がり部(メニスカス)は、多層回路基板の端面から内部側に凹んだ半円形状端子電極内に形成されることになり、プリント配線基板上に実装専有面積が小さい多層回路基板が達成される。
【0008】
図4は、従来の多層回路基板の円形状端子電極部分の斜視図である。
【0009】
図4において、1は多層回路基板であり、1a〜1eは絶縁層であり、61は半円形状端子電極であり、71a〜71fはランド電極であり、81a〜81fは所定配線パターンと接続する接続部である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の多層回路基板1の半円形状端子電極61は、その凹部61aの内面に、導体膜61bが形成されているものの、同時に、多層回路基板1の端面部分にランド電極71a〜71fの両端部が露出するようになっていた。
【0011】
そして、多層回路基板1の端面に、複数の半円形状端子電極61が配置される場合、隣接する端子電極61で、ランド電極71a〜71fの両端部の露出部分が互いに近接することになる。これにより、プリント配線基板上に半田接合すると、この露出部分間でマイグレーションが発生してしまうという問題があった。
【0012】
さらに、ランド電極と内部配線パターンとを接続する接続パターンが、絶縁層を介して対向することになり、その間で浮遊容量成分が発生して、特に、高周波動作する回路において高周波特性に悪影響を及ぼすことがあった。
【0013】
本発明は、上述の問題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、半円形状端子電極間でマイグレーションを防止できるとともに、浮遊容量による高周波特性劣化の少ない端子電極構造を有する回路基板を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、800℃から1050℃で焼成可能なガラス−セラミック材料からなる絶縁層を積層してなる多層回路基板の各絶縁層間に、Ag系の内部配線パターン及びランド電極を形成するとともに、前記多層回路基板の端面に、半円形状の凹部を形成し、該凹部の内壁に前記ランド電極の一部を露出させて成る多層回路基板において、前記各絶縁層間にランド電極と内部配線パターンとを接続する接続パターンを形成するとともに、該各接続パターンを平面視した時、積層厚み方向に隣接する絶縁層間で交互に形成されていることを特徴とする多層回路基板である。
【0015】
また、好ましくは、前記ランド電極は、多層回路基板の端面から少なくとも100μm以上、内部側に前記ランド電極の両端部が配置されている多層回路基板である。
【作用】
本発明の多層回路基板は、各ランド電極と内部配線パターンとの接続パターンの形成位置が、積層厚み方向で隣接する絶縁層間で交互になっている。このため、積層厚み方向で隣接しあう接続パターン間で発生する浮遊容量成分を抑えることができる。
【0016】
これにより、高周波動作を行う回路において、高周波特性の変動を防止でき、安定した回路動作が可能になる。
【0017】
また、半円形状端子電極を構成するランド電極の両端部が、基板の端面から内側に位置するように配置されている。即ち、ランド電極は、半円形状の凹部内に露出しているものの、その両端部は、積層基板の端面から露出することが一切ない。
【0018】
従って、多層回路基板の隣接しあう半円形状端子電極において、その間でマイグレーションが発生することがない。このマイグレーションを完全に防止するためには、積層位置ずれなどを考慮して、その両端部が積層基板の端面から内部側に100μm以上、逃がすことが重要になる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多層回路基板を図面に基づいて説明する。
【0020】
図1は、本発明に係る多層回路基板の断面図であり、図2は、半円形状端子電極部分の斜視図である。
【0021】
図1において、1は多層回路基板であり、10は積層基板であり、1a〜1fは絶縁層であり、6は半円形状端子電極であり、7a〜7fはランド電極であり、8a〜8fは所定配線パターンと接続する接続パターン(接続部)である。2は内部配線パターンであり、3はビアホール導体、4は積層基板10の表面に形成した表面配線パターンであり、5は電子部品素子である。
【0022】
多層回路基板1を構成する積層基板10は、ガラス−セラミック材料からなる絶縁層1a〜1eと、絶縁層1a〜1eの各層間には、所定回路網を達成するや容量成分を発生するための内部配線パターン2が配置されている。また、絶縁層1a〜1eには、その層の厚み方向を貫くビアホール導体3が形成されている。
【0023】
絶縁層1a〜1eは、例えば850〜1050℃前後の比較的低い温度で焼成可能にするガラス−セラミック材料からなる。具体的なセラミック材料としては、クリストバライト、石英、コランダム(αアルミナ)、ムライト、コージライト、などが例示できる。また、ガラス材料として複数の金属酸化物を含むガラスフリットを焼成処理することによって、コージェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも1種類を析出するものである。この絶縁層1a〜1eの厚みは、例えば100〜300μm程度である。
【0024】
内部配線パターン2、ビアホール導体3は、銀系材料(銀単体または、Ag−Pdなどの銀合金)を主成分とする導体膜(導体)からなる。例えば、内部配線パターン2は、その厚みが8〜15μm程度であり、ビアホール導体3は、その直径を任意な値とすることができるが、例えば80〜250μmである。
【0025】
また、積層基板10の表面には、表面配線パターン4が形成されている。この表面配線パターン4は、例えば、銀系材料を主成分とする導体材料から構成されている。この表面配線パターン4は、所定回路網を形成するとともに、半田を介して接合される電子部品素子5を接合する接続パッドであったり、また、厚膜抵抗膜、厚膜コンデンサ素子の端子電極であったり、ビアホール導体3との接続をおこなったりする。また、積層基板10の表面に実装したICチップなどの電子部品素子5とボンディング細線によって接続される接続パッドであったりする。
【0026】
このような積層基板10の表面に、ICチップや各チップ部品の電子部品素子5が配置されている。
【0027】
また、積層基板10の端面には、半円形状端子電極6が形成されている。この半円形状端子電極6は、積層基板10の端面に形成された半円筒上の凹部6aと、該凹部6aの内壁面に被着形成された導体膜6bとから構成されている。
【0028】
尚、半円形状端子電極6の導体膜6bと配線パターン2、4との接続は、図2に示すように、凹部6aの周囲に形成されたランド電極7a〜7fと該配線パターン2、4とを接続する接続パターン8a〜8fから構成されている。
【0029】
ここで、ランド電極7a〜7fの両端部は、積層基板10の端面から内部に100μm以上入り込んで配置されており、積層基板10の端面からは、一切露出していない。
【0030】
また、半円形状端子電極6を構成する半円筒状の凹部6aは、開口幅が100μm以上となっている。
【0031】
ここで、半円形状端子電極6を構成するランド電極7aは、積層基板10の表面に形成されたランド電極であり、また、接続パターン8aは、表面配線パターン4と接続するものである。
【0032】
また、ランド電極7bは、積層基板10を構成する絶縁層1aと1bとの層間に形成されたランド電極であり、また、接続パターン8bは、この層間に形成された内部配線パターン2と接続するものである。
【0033】
さらに、ランド電極7cは、積層基板10を構成する絶縁層1bと1cとの層間に形成されたランド電極であり、また、接続パターン8cは、この層間に形成された内部配線パターン2と接続するものである。
【0034】
同様に、ランド電極7d、7eは、積層基板10を構成する絶縁層1cと1dとの層間、絶縁層1dと1eとの層間に形成された各々ランド電極であり、また、接続パターン8d、8eは、この層間に形成された内部配線パターン2と接続するものである。
【0035】
このようなランド電極7a、7f及び接続パターン8a、8fは、表面配線パターン4と実質的に同一の構造で、同一工程で形成される。
また、ランド電極7b〜7e及び接続パターン8b〜8たは、各絶縁層1a〜1fの層間に配置される内部配線パターン2と実質的に同一の構造で、同一工程で形成される。
【0036】
ここで、本発明の多層回路基板では、ランド電極7b〜7eと対応する各絶縁層間に配置される内部配線パターン2とを接続する接続パターン8b〜8e(実質的には、内部配線パターン2の一部)の形成位置が、隣接する絶縁層1aと1b、1bと1c、1cと1d・・との間で交互に形成されている。
【0037】
好ましくは、隣接しあう接続パターン8b〜8eは、絶縁層の厚み方向で、図2に示すように、全く対向しないようにすることが理想である。
【0038】
さらに、上述したように、積層基板10の内部及び表面に形成されたランド電極7a〜7fの両端は、積層基板10の端面から内部側に100μm以上入り込んで配置されている。
【0039】
まず、厚み方向に配置される接続パターン8b〜8eが互いに変位していることとにより、隣接する接続パターン8b〜8eの厚み方向に発生する浮遊容量の発生を小さくできる。
【0040】
これは、特に高周波動作する回路を構成する配線パターンにおいて、その先端部分が同一電位に接続されるものの、その間で容量が同一電位部分から離れれば、離れる程、高周波動作の特性が大きく変動する。
【0041】
なお、以上の説明では、積層基板10の表面に形成された接続パターン8a、8fについては詳述していないが、表面に接続パターン8a、8fを形成する必要がある場合、図2に示す例のように、接続パターン8aと8bとを、また接続パターン8eと8fとを交互に形成することが重要となる。
【0042】
このようにランド電極7a〜7fが凹部6aに露出する一部は、導体膜6bによって被覆されているため、ランド電極7a〜7fの積層厚み方向で対向しても、この部分で発生する浮遊容量成分は、高周波特性上、大きな影響はない。
【0043】
尚、ランド電極7a〜7fにおける電極幅(凹部6aから内部に入り込んだ距離)は、不要容量の影響を少なくするため、実質的に100μm以下とすることが重要である。尚、この値以上の電極幅になると、接続部分から離れるようになり、高周波回路において浮遊容量成分が無視できなくなる。
【0044】
このような多層回路基板の製造方法について説明する。
【0045】
まず、ガラス−セラミック材料からなる絶縁層1a〜1eとなるグリーンシートを形成する。具体的には、セラミック粉末、低融点ガラス成分のフリット、有機バインダ、有機溶剤を均質混練したスラリーを、ドクターブレード法によって所定厚みにテープ成形して、所定大きさに切断してシートを作成する。
【0046】
セラミック粉末は、クリストバライト、石英、コランダム(αアルミナ)、ムライト、コージライトなどの絶縁セラミック材料、BaTiO3、Pb4Fe2NbO12、TiO2などの誘電体セラミック材料、Ni−Znフェライト、Mn−Znフェライト(広義の意味でセラミックという)などの磁性体セラミック材料などが挙げられ、その平均粒径1.0〜6.0μm、好ましくは1.5〜4.0μmに粉砕したものを用いる。尚、セラミック材料は2種以上混合して用いられてもよい。特に、コランダムを用いた場合、コスト的に有利となる。
【0047】
低融点ガラス成分のフリットは、焼成処理することによってコージェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶やスピネル構造の結晶相を析出するものであればよく、例えば、B2O3、SiO2、Al2O3、ZnO、アルカリ土類酸化物を含むガラスフリットが挙げられる。
【0048】
この様なガラスフリットは、ガラス化範囲が広く、また屈伏点が600〜800℃付近にあるため、850〜1050℃程度の低温焼成に適し、Ag系内部配線パターン2、Ag系表面配線パターン4となる導体膜との焼結挙動が近似している。尚、このガラスフリットの平均粒径は、1.0〜6.0μm、1.5〜3.5μmである。
【0049】
上述のセラミック材料とガラス材料との構成比率は、850〜1050℃の比較的低温で焼成するために、セラミック材料が10〜60wt%、好ましくは30〜50wt%であり、ガラス材料が90〜40wt%、好ましくは70〜50wt%である。
【0050】
有機バインダは、固形分(セラミック粉末、低融点ガラス成分のフリット)との濡れ性も重視する必要があり、比較的低温で且つ短時間の焼成工程で焼失できるように熱分解性に優れたものが好ましく、アクリル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキシル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和化合物が好ましい。
【0051】
溶剤として、有機系溶剤、水系溶剤を用いることができる。例えば、有機溶剤の場合には、2.2.4-トリメチル-1.3-ペンタンジオールモノイソベンチートなどが用いられ、水系溶剤の場合には、水溶性である必要があり、モノマー及びバインダには、親水性の官能基、例えばカルボキシル基が付加されている。
その付加量は酸価で表せば2〜300であり、好ましくは5〜100である。付加量が少ない場合は水への溶解性、固定成分の粉末の分散性が悪くなり、多い場合は熱分解性が悪くなるため、付加量は、水への溶解性、分散性、熱分解性を考慮して、上述の範囲で適宜付加される。
【0052】
次に、絶縁層1a〜1eとなるグリーンシートには、各層のビアホール導体3の形成位置に対応して、所定径の貫通穴をパンチングによって形成する。また、同時に、積層基板10の端面に位置する部分に、端子電極6凹部6aを形成するための貫通穴を形成する。
【0053】
次に、絶縁層1a〜1eとなるグリーンシートのビアホール導体3となる貫通穴の内部に、ビアホール導体3となる導体をAg系導電性ペーストの印刷・充填で形成する。さらに、絶縁層1a〜1eの表面に、内部配線パターン2となる導体、表面配線パターン4となる導体膜をAg系導電性ペーストの印刷で形成する。この内部配線パターン2及び表面配線パターン4となる導体膜を形成するにあたり、端子電極6の凹部6aとなる貫通穴に接するようにランド電極7a〜7fとなる導体膜及びこのランド電極7a〜7eと配線パターン2、4との接続を行う接続パターン8a〜8eとなる導体膜を、Ag系導電性ペーストの印刷により形成する。尚、このランド電極7a〜7eとなる導体膜を形成する際、貫通穴の内壁面の一部にも導電性ペーストが塗布されるように、印刷製版を制御する。
【0054】
ここで、ビアホール導体3、内部配線パターン2、ランド電極7a〜7e、接続パターン8a〜8eとなる導体膜を形成するAg系導電性ペーストは、Ag系(Ag単体、Ag−PdなどのAg合金)粉末、ホウ珪酸系低融点ガラスフリット、エチルセルロースなどの有機バインダー、溶剤を均質混合したものが用いられる。
【0055】
また、表面配線パターン4となる導体膜を形成するAg系導電性ペーストは、Ag粉末を主成分として、Pt粉末、低融点ガラスフリット、有機バインダー、溶剤を均質混合したものが用いられる。尚、その他に、V2O5粉末を各金属成分に対して0.2〜1.0wt%の添加すると、積層基板10との接着強度が向上して望ましい。
次に、絶縁層1a〜1eとなるグリーンシートを、積層基板10の積層順に応じて積層一体化する。
【0056】
次に、未焼成状態の積層基板10の下部側の表面に、必要応じて、表面配線パターン4となる導体膜、ランド電極7f、接続パターン8fを、上述のように導電性ペーストの印刷により形成する。
【0057】
次に、端子電極6となる貫通穴の内壁面に、導体膜6bとなる導体膜を、Ag系材料を主成分とする導電性ペーストでもって印刷・塗布する。
【0058】
次に、この未焼成状態の積層体を、端子電極6となる貫通穴を跨ぐように分割溝を形成する。
【0059】
次に、未焼成の積層体を、酸化性雰囲気または大気雰囲気で焼成処理する。焼成処理は脱バインダ過程と焼結過程からなる。
【0060】
脱バインダ過程は、絶縁層1a〜1eとなるグリーンシート、内部配線パターン2となる導体膜、ビアホール導体3となる導体、表面配線パターン4となる導体膜、ランド電極7a〜7fとなる導体膜、接続パターン8a〜8fとなる導体膜、導体膜6bとなる導体膜に含まれる有機成分を焼失するためのものであり、例えば600℃以下の温度領域で行われる。
【0061】
また、焼結過程は、ガラス−セラミックのグリーンシートのガラス成分を結晶化させると同時にセラミック粉末の粒界に均一に分散させ、積層体に一定強度を与え、内部配線パターン2となる導体膜、ビアホール導体3となる導体、表面配線パターン4となる導体膜、ランド電極7a〜7fとなる導体膜、接続パターン8a〜8fとなる導体膜、導体膜6bとなる導体膜の金属粉末、Ag系粉末を、粒成長させることにより、各導体を低抵抗化させ、絶縁層1a〜1eと一体化させるものである。これは、ピーク温度850〜1050℃に達するまでに行われる。
【0062】
この工程で、内部に内部配線パターン2、ビアホール導体3が形成され、且つ表面に表面配線パターン4が形成された積層基板10が達成されることになる。
【0063】
その後、必要に応じて、表面配線パターン4に接続する厚膜抵抗膜や所定形状の絶縁保護膜を形成して、さらに、各種電子部品素子5を接合・実装する。各種電子部品素子5によって、その接合構造が相違する。例えば、チップ状電子部品では、表面配線パターン4と半田による接合である。また、ICチップでは、表面配線パターン4との間でAlまたはAuのボンディング細線を用いたワイヤボンディング接合である。
【0064】
その後、各積層基板10に形成した分割溝にそって、分割・切断処理を行う。これにより、図1に示す多層回路基板が達成することになる。尚、ICチップと表面配線パターン4とのボンディング細線を用いた接合は、分割処理の後に行っても構わない。
【0065】
また、半円形状端子電極6となる貫通穴は、内部配線パターン2となる導体膜、ランド電極7a〜7fとなる導体膜、接続パターン8a〜8fとなる導体膜を形成した各グリーンシートに形成し、その後、各積層処理しても構わない。
【0066】
尚、上述のランド電極7a〜7f(総じて単に符号7を付与する)及び接続パターン8a〜8f(総じて単に符号8を付与する)の形状は、他の例を図に示す。
【0067】
図3(a)〜(e)の各図において、中央の円は、夫々分割処理により、半円形状端子電極6の凹部6aとなる貫通穴であり、この貫通穴を通る中心線は分割される線を示す。
【0068】
そして、点線は、積層厚み方向に隣接するランド電極7及び接続パターン8の形状を示す。
【0069】
ランド電極7の形状は、図3(a)のように、概略C字状を基調にした形状、図3(b)〜(c)のように、概略三角形状を基調した形状、図3(d)〜(e)のように、概略四角形状を基調とした形状などが例示でる。この場合、各ランド電極7は、貫通穴の内壁面に接しているいるものの、実線でしめす分割線には到達されていない。この間隔は、Agのマイグレーション及び印刷のずれを考慮して、位置ずれが発生していない状態で、少なくとも100μmの間隔を有している。
【0070】
また、接続パターン8は、積層方向で隣接する接続パターン8とが対向していない。これにより、内部配線パターン2に近い側での不要の浮遊容量を低減できることになる。
【0071】
尚、上述の製造方法では、グリーンシート多層による、表面配線パターン及び端子電極の導体膜を、積層基板と一体的に焼成する旨説明しているが、表面配線パターン及び端子電極の導体膜を、焼成された積層基板に別に焼き付け処理しても構わない。
【0072】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、800℃から1050℃で焼成可能なガラス−セラミック材料からなる絶縁層を積層した積層基板に、表層配線パターン及び内部配線パターンとなるAg系導体膜を一体的に形成し、積層体基板の端面に、端子電極を設けた多層回路基板である。
【0073】
そして、ランド電極と内部配線パターンとを接続する接続パターンの形成位置は、積層厚み方向で隣接しあう接続パターンどうしが、交互になっている。即ち、この隣接しあう層間の接続パターンどうしは対向していない。このため、接続パターン間で生じる浮遊容量を有効に抑えることができ、高周波回路を多層基板に形成しても、高周波特性の変動が少ない多層回路基板となる。
【0074】
また、端子電極を構成するランド電極の両端部が、積層基板の端面から内部に位置されている。このため、基板の端面にランド電極が露出しないため、隣接する端子電極間でAgのマイグレーションによる短絡が有効に防止できるため、隣接する端子電極間の間隔を狭くすることができ、もって、小型の多層回路基板が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る多層回路基板の断面図である。
【図2】本発明の多層回路基板における端面部分の斜視図である。
【図3】(a)〜(e)は、ランド電極、接続パターンの形状及び積層方向に隣接する接続パターンとの関係を示す部分平面図である。
【図4】従来の多層回路基板における端面部分の斜視図である。
【符号の説明】
10 ・・・・・積層基板
1a〜1e・・・ 絶縁層
2 ・・・・・ 内部配線パターン
3 ・・・・・ ビアホール導体
4 ・・・・・ 表面配線パターン
5 ・・・・・ 電子部品素子
6 ・・・・・ 半円形状端子電極
7、7a〜7f・・・・・ランド電極
8、8a〜8f・・・・・ 接続パターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of an end face terminal electrode of a multilayer circuit board using a glass-ceramic substrate material as an insulating layer and a conductive material such as silver as an internal wiring pattern.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a multilayer circuit board using a material that can be fired at a relatively low firing temperature of 800 to 1050 ° C. has been proposed.
[0003]
A typical structure of such a multilayer circuit board has an internal wiring pattern between each layer of a multilayer substrate composed of a plurality of insulating layers, and at the same time, a via-hole conductor that connects a predetermined internal wiring pattern in the thickness direction of the multilayer substrate. Furthermore, a surface wiring pattern for mounting an IC chip and various chip-shaped electronic components was formed on the surface of the multilayer substrate.
[0004]
In such a multilayer circuit board, a low resistance material such as silver can be used as the material of the wiring pattern, so that the conductivity of the predetermined circuit network can be increased. This makes it relatively easy to increase the circuit operation speed and handle high-frequency operations.
[0005]
Usually, the multilayer circuit board is connected to a predetermined wiring (external circuit) mounted on the printed wiring board. Specifically, an input / output terminal electrode is formed on the bottom surface of the multilayer circuit board, or a planar terminal electrode is formed on the end surface of the multilayer circuit board, and is connected via solder or the like. Furthermore, after forming input / output terminal electrodes on the surface of the multilayer circuit board and mechanically bonding (mounting) to the printed wiring board, bonding between the input / output terminal electrodes on the surface side and the predetermined wiring on the printed wiring board is performed. It was connected via a wire.
[0006]
In recent years, the demand for miniaturization of multilayer circuit boards has increased, and as a result, a semicircular recess extending in the thickness direction is formed on the end surface of the multilayer circuit board to form a junction structure with an external printed wiring board. An inner wall conductor film that is electrically connected to the land electrode connected to the internal wiring pattern is formed on the inner wall surface of the shape recess. Hereinafter, such a structure is simply referred to as a semicircular terminal electrode.
[0007]
Then, the multilayer circuit board and the printed wiring board are joined to each other in a mechanical and electrical manner by soldering the semicircular terminal electrodes (Japanese Patent Laid-Open No. 9-330991). As a result, when the multilayer circuit board and the printed wiring board are joined via solder, the solder rising portion (meniscus) is formed in the semicircular terminal electrode recessed from the end surface of the multilayer circuit board to the inside. As a result, a multilayer circuit board having a small mounting area on the printed wiring board is achieved.
[0008]
FIG. 4 is a perspective view of a circular terminal electrode portion of a conventional multilayer circuit board.
[0009]
In FIG. 4, 1 is a multilayer circuit board, 1a to 1e are insulating layers, 61 is a semicircular terminal electrode, 71a to 71f are land electrodes, and 81a to 81f are connected to a predetermined wiring pattern. It is a connection part.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the
[0011]
When a plurality of
[0012]
Further, the connection pattern connecting the land electrode and the internal wiring pattern is opposed to each other through the insulating layer, and a stray capacitance component is generated between them, particularly in a circuit operating at high frequency, which adversely affects the high frequency characteristics. There was a thing.
[0013]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a circuit board having a terminal electrode structure that can prevent migration between semicircular terminal electrodes and has little deterioration in high-frequency characteristics due to stray capacitance. Is to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention forms an Ag-based internal wiring pattern and a land electrode between each insulating layer of a multilayer circuit board formed by laminating insulating layers made of a glass-ceramic material that can be fired at 800 ° C. to 1050 ° C. In the multilayer circuit board formed by forming a semicircular recess on the end face of the multilayer circuit board and exposing a part of the land electrode on the inner wall of the recess, the land electrode and the internal wiring pattern are provided between the insulating layers. In the multilayer circuit board, the connection patterns to be connected are formed and alternately formed between the insulating layers adjacent to each other in the stacking thickness direction when the connection patterns are viewed in plan.
[0015]
Preferably, the land electrode is a multilayer circuit board in which both end portions of the land electrode are disposed on the inner side at least 100 μm or more from the end face of the multilayer circuit board.
[Action]
In the multilayer circuit board according to the present invention, the formation positions of the connection patterns between the land electrodes and the internal wiring patterns are alternated between adjacent insulating layers in the stacking thickness direction. For this reason, the stray capacitance component generated between the connection patterns adjacent to each other in the stacking thickness direction can be suppressed.
[0016]
As a result, in a circuit that performs high-frequency operation, fluctuations in high-frequency characteristics can be prevented, and stable circuit operation becomes possible.
[0017]
Further, both end portions of the land electrode constituting the semicircular terminal electrode are arranged so as to be located inside from the end face of the substrate. That is, the land electrode is exposed in the semicircular recess, but its both end portions are not exposed from the end face of the laminated substrate.
[0018]
Therefore, migration does not occur between the semicircular terminal electrodes adjacent to each other on the multilayer circuit board. In order to completely prevent this migration, it is important that both end portions escape from the end face of the laminated substrate to the inner side by 100 μm or more in consideration of the misalignment of the laminated position.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a multilayer circuit board of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer circuit board according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a semicircular terminal electrode portion.
[0021]
In FIG. 1, 1 is a multilayer circuit board, 10 is a laminated board, 1a to 1f are insulating layers, 6 is a semicircular terminal electrode, 7a to 7f are land electrodes, and 8a to 8f. Is a connection pattern (connection part) connected to a predetermined wiring pattern. 2 is an internal wiring pattern, 3 is a via-hole conductor, 4 is a surface wiring pattern formed on the surface of the
[0022]
The
[0023]
The insulating layers 1a to 1e are made of a glass-ceramic material that can be fired at a relatively low temperature of about 850 to 1050 ° C., for example. Specific examples of the ceramic material include cristobalite, quartz, corundum (α alumina), mullite, and cordierite. Further, by firing a glass frit containing a plurality of metal oxides as a glass material, at least one kind of crystals of cordierite, mullite, anorthite, serdian, spinel, garnite, willemite, dolomite, petalite and substituted derivatives thereof are used. Is precipitated. The insulating layers 1a to 1e have a thickness of about 100 to 300 μm, for example.
[0024]
The internal wiring pattern 2 and the via-
[0025]
A surface wiring pattern 4 is formed on the surface of the
[0026]
On the surface of the
[0027]
A semicircular terminal electrode 6 is formed on the end face of the
[0028]
As shown in FIG. 2, the
[0029]
Here, both end portions of the
[0030]
The semi-cylindrical recess 6a constituting the semicircular terminal electrode 6 has an opening width of 100 μm or more.
[0031]
Here, the
[0032]
The
[0033]
Further, the
[0034]
Similarly, the
[0035]
The
[0036]
Here, in the multilayer circuit board of the present invention, the
[0037]
Preferably, the
[0038]
Further, as described above, both ends of the
[0039]
First, since the
[0040]
In particular, in a wiring pattern constituting a circuit that operates at a high frequency, the tip portion is connected to the same potential. However, if the capacitance is separated from the same potential portion, the characteristics of the high frequency operation greatly vary as the distance increases.
[0041]
In the above description, the
[0042]
As described above, the portions of the
[0043]
Note that it is important that the electrode width (the distance entering the inside from the recess 6a) of the
[0044]
A method for manufacturing such a multilayer circuit board will be described.
[0045]
First, green sheets to be the insulating layers 1a to 1e made of glass-ceramic material are formed. Specifically, a slurry in which ceramic powder, a low melting glass component frit, an organic binder, and an organic solvent are homogeneously kneaded is taped to a predetermined thickness by a doctor blade method and cut into a predetermined size to produce a sheet. .
[0046]
The ceramic powder is an insulating ceramic material such as cristobalite, quartz, corundum (α alumina), mullite, cordierite, etc., dielectric ceramic material such as BaTiO 3 , Pb 4 Fe 2 NbO 12 , TiO 2 , Ni—Zn ferrite, Mn— Examples thereof include magnetic ceramic materials such as Zn ferrite (referred to as ceramic in a broad sense), and those having a mean particle size of 1.0 to 6.0 μm, preferably 1.5 to 4.0 μm are used. Two or more ceramic materials may be mixed and used. In particular, use of corundum is advantageous in terms of cost.
[0047]
The frit of a low melting glass component is one that deposits crystals of cordierite, mullite, anorthite, serdian, spinel, garnite, willemite, dolomite, petalite and their substituted derivatives and spinel structure by firing. For example, a glass frit containing B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, or an alkaline earth oxide can be given.
[0048]
Such a glass frit has a wide vitrification range and has a yield point in the vicinity of 600 to 800 ° C., so that it is suitable for low-temperature firing at about 850 to 1050 ° C., and an Ag-based internal wiring pattern 2 and an Ag-based surface wiring pattern 4 The sintering behavior with the conductor film is similar. In addition, the average particle diameter of this glass frit is 1.0-6.0 micrometers and 1.5-3.5 micrometers.
[0049]
Since the ceramic material and the glass material are fired at a relatively low temperature of 850 to 1050 ° C., the ceramic material is 10 to 60 wt%, preferably 30 to 50 wt%, and the glass material is 90 to 40 wt%. %, Preferably 70 to 50 wt%.
[0050]
Organic binders must also have good wettability with solids (ceramic powder, low melting point glass frit), and have excellent thermal decomposability so that they can be burned off at a relatively low temperature and in a short firing process An ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group and an alcoholic hydroxyl group such as an acrylic acid or methacrylic acid polymer is preferable.
[0051]
As the solvent, an organic solvent or an aqueous solvent can be used. For example, in the case of an organic solvent, 2.2.4-trimethyl-1.3-pentanediol monoisoventate or the like is used, and in the case of an aqueous solvent, it needs to be water-soluble. A hydrophilic functional group, for example, a carboxyl group is added to.
The addition amount is 2 to 300 in terms of acid value, and preferably 5 to 100. If the added amount is small, the solubility in water and the dispersibility of the fixed component powder will be poor, and if it is large, the thermal decomposability will be poor. Is added as appropriate within the above-mentioned range.
[0052]
Next, in the green sheets to be the insulating layers 1a to 1e, through holes having a predetermined diameter are formed by punching corresponding to the positions where the via-
[0053]
Next, a conductor to be the via-
[0054]
Here, the Ag-based conductive paste for forming the conductor film to be the via-
[0055]
Further, the Ag-based conductive paste for forming the conductor film to be the surface wiring pattern 4 is a mixture in which Ag powder is the main component and Pt powder, low melting point glass frit, organic binder, and solvent are homogeneously mixed. In addition, when V 2 O 5 powder is added in an amount of 0.2 to 1.0 wt% with respect to each metal component, the adhesive strength with the
Next, the green sheets to be the insulating layers 1 a to 1 e are stacked and integrated according to the stacking order of the stacked
[0056]
Next, as necessary, a conductive film,
[0057]
Next, a conductor film to be the
[0058]
Next, a division groove is formed in this unfired laminated body so as to straddle the through-hole that becomes the terminal electrode 6.
[0059]
Next, the unfired laminate is fired in an oxidizing atmosphere or an air atmosphere. The firing process consists of a binder removal process and a sintering process.
[0060]
The binder removal process includes a green sheet to be the insulating layers 1a to 1e, a conductor film to be the internal wiring pattern 2, a conductor to be the via-
[0061]
In addition, the sintering process crystallizes the glass component of the glass-ceramic green sheet, and at the same time, uniformly disperses it at the grain boundaries of the ceramic powder to give the laminate a certain strength, and a conductor film that becomes the internal wiring pattern 2; Conductor to be via-
[0062]
In this step, the
[0063]
Thereafter, if necessary, a thick film resistance film connected to the surface wiring pattern 4 or an insulating protective film having a predetermined shape is formed, and various electronic component elements 5 are joined and mounted. The joining structure differs depending on the various electronic component elements 5. For example, in a chip-shaped electronic component, the surface wiring pattern 4 is joined with solder. Further, in the IC chip, wire bonding is performed using a bonding fine wire of Al or Au with the surface wiring pattern 4.
[0064]
Thereafter, a dividing / cutting process is performed along the dividing grooves formed in each
[0065]
Moreover, the through hole that becomes the semicircular terminal electrode 6 is formed in each green sheet on which the conductor film that becomes the internal wiring pattern 2, the conductor film that becomes the
[0066]
Note that other examples of the shapes of the
[0067]
In each of FIGS. 3A to 3E, the center circle is a through hole that becomes the recess 6a of the semicircular terminal electrode 6 by the division process, and the center line passing through the through hole is divided. Indicates a line.
[0068]
A dotted line indicates the shape of the
[0069]
The shape of the
[0070]
Further, the
[0071]
In the above-described manufacturing method, it is described that the surface wiring pattern and the terminal electrode conductor film by the green sheet multilayer are integrally fired with the laminated substrate, but the surface wiring pattern and the terminal electrode conductor film are A separate baking process may be performed on the fired laminated substrate.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an Ag-based conductor film serving as a surface layer wiring pattern and an internal wiring pattern is integrated with a laminated substrate in which an insulating layer made of a glass-ceramic material that can be fired at 800 ° C. to 1050 ° C. is laminated. The multilayer circuit board is formed by providing a terminal electrode on the end face of the multilayer substrate.
[0073]
And the connection pattern which connects a land electrode and an internal wiring pattern is alternately the connection pattern which adjoins in the lamination | stacking thickness direction. That is, the connection patterns between the adjacent layers do not face each other. For this reason, stray capacitance generated between the connection patterns can be effectively suppressed, and even if the high-frequency circuit is formed on the multilayer substrate, the multilayer circuit substrate has a small variation in high-frequency characteristics.
[0074]
Further, both end portions of Lula command electrodes make up the terminal electrode is positioned inside from the end surface of the laminated substrate. For this reason, since the land electrode is not exposed on the end face of the substrate, it is possible to effectively prevent a short circuit due to Ag migration between the adjacent terminal electrodes. A multilayer circuit board can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer circuit board according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of an end surface portion of the multilayer circuit board according to the present invention.
FIGS. 3A to 3E are partial plan views showing a relationship between a land electrode, a shape of a connection pattern, and a connection pattern adjacent in the stacking direction.
FIG. 4 is a perspective view of an end face portion of a conventional multilayer circuit board.
[Explanation of symbols]
10... Laminated substrates 1 a to 1 e... Insulating layer 2...
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