JP5164670B2 - Wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
Wiring board and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP5164670B2 JP5164670B2 JP2008139334A JP2008139334A JP5164670B2 JP 5164670 B2 JP5164670 B2 JP 5164670B2 JP 2008139334 A JP2008139334 A JP 2008139334A JP 2008139334 A JP2008139334 A JP 2008139334A JP 5164670 B2 JP5164670 B2 JP 5164670B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- glass
- conductor paste
- firing
- glass ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Description
本発明は、同時焼成によって製造された複数のガラスセラミック絶縁層と貫通導体とを具備する配線基板およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a wiring board including a plurality of glass ceramic insulating layers and through conductors manufactured by simultaneous firing and a manufacturing method thereof.
従来、半導体素子などを搭載するための配線基板には、その絶縁基体(複数の絶縁層)の形成材料としてアルミナなどのセラミックスが用いられ、配線の形成材料としてタングステンなどの高融点金属が用いられていた。 Conventionally, a wiring board for mounting a semiconductor element or the like uses ceramics such as alumina as a material for forming an insulating base (a plurality of insulating layers), and a refractory metal such as tungsten as a material for forming a wiring. It was.
これに対し、タングステンに比べて融点が低い低抵抗金属(例えばCu、AgまたはAu)との同時焼成によって配線を形成することができ、アルミナセラミックスに比して誘電率が低いなどの点で優れるガラスセラミックスが、回路の高集積化の要求に適応した絶縁基体の形成材料として注目されてきている。 In contrast, wiring can be formed by simultaneous firing with a low-resistance metal (for example, Cu, Ag or Au) having a lower melting point than tungsten, which is superior in that the dielectric constant is lower than that of alumina ceramics. Glass ceramics have been attracting attention as a material for forming an insulating substrate adapted to the demand for higher integration of circuits.
ガラスセラミックスを絶縁基体(複数のガラスセラミック絶縁層)とする配線基板は、例えばホウケイ酸系ガラスなどのガラス粉末と無機フィラーとを含むガラスセラミック原料に有機バインダーなどを混合し成形して、ガラスセラミックグリーンシートを作製した後、このガラスセラミックグリーンシートに貫通孔を形成するとともに、この貫通孔に金属粉末と有機バインダーなどを混合した貫通導体用ペーストを充填し、次いで、このガラスセラミックグリーンシートの所定位置に導体ペーストを印刷して配線パターンを形成する。そして、複数のグリーンシートを位置合わせして加圧し積層した後、得られた積層体を加湿した窒素雰囲気中で加熱して脱バインダー処理(有機バインダーを焼失させること)を施した後に、焼成(複数のガラスセラミックグリーンシートと貫通導体用ペースト等とを同時焼成)することにより得られる。 A wiring board using glass ceramics as an insulating base (a plurality of glass ceramic insulating layers) is formed by mixing an organic binder or the like with a glass ceramic raw material containing glass powder such as borosilicate glass and an inorganic filler, for example. After producing the green sheet, through holes are formed in the glass ceramic green sheet, and the through holes are filled with a paste for penetrating conductors mixed with a metal powder and an organic binder. A conductor pattern is printed at the position to form a wiring pattern. And after aligning and pressurizing and laminating a plurality of green sheets, the obtained laminate is heated in a humidified nitrogen atmosphere and subjected to a binder removal treatment (burning off the organic binder), followed by firing ( It is obtained by simultaneously firing a plurality of glass ceramic green sheets and a paste for through conductors.
配線基板においては、近年のシリコンチップの微細化、大型化および高速化に伴ってシリコンチップを搭載するフリップチップ接続部の微細化および多端子化が進められており、さらにフリップチップ接続部の平坦度に対する要求も高まってきている。 In the wiring board, along with the recent miniaturization, enlargement, and speeding up of silicon chips, the flip chip connection part on which the silicon chip is mounted is miniaturized and the number of terminals is increased, and the flip chip connection part is flattened. The demand for degree is also increasing.
配線基板におけるフリップチップ接続部の平坦度を向上させるために、ビアホール導体用(貫通導体用)の銅メタライズ組成物(導体ペースト)として、主成分のCuに対して、軟化点が700〜1000℃のガラスフリットを含有することで、ビアホールに充填された銅メタライズ組成物(貫通導体用ペースト)とガラスセラミック磁器(ガラスセラミックグリーンシート)とを同時焼成することができ、焼成過程での収縮率(焼結挙動)が一致して絶縁基体表面からビアホール導体が突出することのないガラスセラミック配線基板が得られることが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
一般に、ガラスセラミックグリーンシートと同様に、貫通導体用ペーストにも有機バインダーが含まれる。そして、Cuを主成分とする配線層および貫通導体を有する配線基板は、本焼成温度が900〜1000℃であるため、脱バインダー温度は通常700〜800℃の狭い温度範囲で調整される。 Generally, an organic binder is included in the through conductor paste as in the case of the glass ceramic green sheet. And since the main baking temperature is 900-1000 degreeC for the wiring board which has a wiring layer which has Cu as a main component, and a penetration conductor, binder removal temperature is normally adjusted in the narrow temperature range of 700-800 degreeC.
このように、脱バインダー温度が狭い温度範囲で調整されるものであることから、うまく調整できずに脱バインダー不良を生じさせてしまうという問題がある。具体的には、残留カーボンの燃焼により発生したガスの外部への排出が十分に行われないと、このガスによる空洞が貫通導体の内部に形成され、この空洞の形成によって貫通導体が絶縁基体表面から突出してしまうという問題である。 As described above, since the binder removal temperature is adjusted within a narrow temperature range, there is a problem in that the binder removal failure may occur due to poor adjustment. Specifically, if the gas generated by the combustion of the residual carbon is not sufficiently discharged to the outside, a cavity by this gas is formed inside the through conductor, and the through conductor is formed on the surface of the insulating substrate by the formation of this cavity. It is a problem that it protrudes from.
ここで、残留カーボンの燃焼により発生したガスが十分に外部へ排出されないのは、表層のガラスセラミック絶縁層に形成された貫通導体と、内層のガラスセラミック絶縁層に形成された貫通導体との焼結時の挙動の差によるものであると思われる。すなわち、表層に形成された貫通導体用ペーストと内層に形成された貫通導体用ペーストとは焼成時に与えられる熱量が異なるため、表層に形成された貫通導体用ペーストが内層に形成された貫通導体用ペーストよりも先に焼結を開始し始め、表層に形成された貫通導体用ペーストの焼結終了時には内層に形成された貫通導体用ペーストが未だ焼結を完了しない状態となる。特に、配線基板の厚みが厚い場合においては、脱バインダー処理が所定の保持時間内で完全に終了しておらず、本焼成の昇温中にも残留カーボンの燃焼(脱バインダー処理)を伴いながら焼結が進行している状態となることから、表層に形成された貫通導体用ペーストの焼結が完了した段階でも、内層に形成された貫通導体用ペーストの脱バインダー処理が未だ完了していない状態となり、これにより発生したガスが行き場を失い、表層に形成された貫通導体を持ち上げることとなる。 Here, the gas generated by the combustion of residual carbon is not sufficiently discharged to the outside because the through conductor formed in the surface glass ceramic insulating layer and the through conductor formed in the inner glass ceramic insulating layer are sintered. This seems to be due to the difference in behavior at the time of ligation. That is, the through conductor paste formed in the surface layer and the through conductor paste formed in the inner layer have different amounts of heat applied during firing, so the through conductor paste formed in the surface layer is formed in the inner layer. Sintering starts before the paste, and when the through conductor paste formed on the surface layer is sintered, the through conductor paste formed on the inner layer is not yet completely sintered. In particular, when the thickness of the wiring board is thick, the debinding process is not completely completed within a predetermined holding time, and the residual carbon is burned (debinding process) even during the temperature increase of the main firing. Since the sintering is in progress, the binder removal treatment of the through conductor paste formed in the inner layer has not yet been completed even when the through conductor paste formed in the surface layer has been sintered. As a result, the gas generated thereby loses its place and lifts the through conductor formed on the surface layer.
この問題に対し、脱バインダー温度を低い温度(700℃未満)に設定し、その温度での保持時間を延ばすなどの対応が考えられるが、保持時間を延ばすことは生産効率の低下につながる。特に、Cu、Agなどの低抵抗金属の焼結開始温度が700℃付近であるため、低い温度域(700℃未満)での保持時間を長くすると脱バインダー効率は上がるものの貫通導体用ペーストとガラスセラミックグリーンシートとの焼結挙動の不整合が生じる。すなわち、貫通導体の内部に空洞が形成されなかったとしても、この焼結挙動の不整合によって貫通導体が絶縁基体表面から突出するという問題が生じてしまう。 To cope with this problem, it is conceivable to set the debinding temperature to a low temperature (less than 700 ° C.) and extend the holding time at that temperature, but extending the holding time leads to a decrease in production efficiency. In particular, since the sintering start temperature of low resistance metals such as Cu and Ag is around 700 ° C., the longer the holding time in the low temperature range (below 700 ° C.), the better the binder removal efficiency, but the through conductor paste and glass Inconsistency in sintering behavior with the ceramic green sheet occurs. That is, even if a cavity is not formed inside the through conductor, there arises a problem that the through conductor protrudes from the surface of the insulating base due to this mismatch in sintering behavior.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、脱バインダー不良および焼結挙動の不整合による貫通導体の絶縁基体表面からの突出が抑制された配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a wiring board in which protrusion of the through conductor from the surface of the insulating base due to poor debinding and mismatched sintering behavior is suppressed, and a method for manufacturing the same. With the goal.
本発明は、3層以上のガラスセラミック絶縁層を積層してなる絶縁基体と、該絶縁基体の表面および内部に形成された配線層と、内層を構成する前記ガラスセラミック絶縁層に形成された第1の貫通導体と、表層を構成する前記ガラスセラミック絶縁層に形成され、
前記第1の貫通導体に直に接続された第2の貫通導体とを備えた配線基板であって、前記第1の貫通導体および前記第2の貫通導体は、同じ金属を主成分として同量含むとともにガラスおよび析出結晶を含んでおり、前記第2の貫通導体に含まれる前記析出結晶の量が前記第1の貫通導体に含まれる前記析出結晶の量よりも多いことを特徴とするものである。
The present invention provides an insulating base formed by laminating three or more glass ceramic insulating layers, a wiring layer formed on the surface and inside of the insulating base, and a glass ceramic insulating layer constituting the inner layer. 1 through conductor and the glass ceramic insulating layer constituting the surface layer,
A wiring board including a second through conductor directly connected to the first through conductor, wherein the first through conductor and the second through conductor have the same metal as a main component in the same amount. A glass and a precipitated crystal, and the amount of the precipitated crystal contained in the second through conductor is larger than the amount of the precipitated crystal contained in the first through conductor. is there.
また本発明は、貫通孔が形成され、該貫通孔に焼成後に実質的に結晶化しないガラス粉末と焼成後に一部が結晶化するガラス粉末と金属粉末とを含む第1の貫通導体用ペーストが充填された第1のガラスセラミックグリーンシートを作製する工程と、貫通孔が形成され、該貫通孔に焼成後に実質的に結晶化しないガラス粉末と焼成後に一部が結晶化するガラス粉末と前記第1の貫通導体用ペーストと同量の金属粉末とを含み、前記第1の貫通導体用ペーストよりも前記一部が結晶化するガラス粉末の量が多い第2の貫通導体用ペーストが充填された第2のガラスセラミックグリーンシートを作製する工程と、前記第1のガラスセラミックグリーンシートを内層に配置するとともに前記第2のガラスセラミックグリーンシートを表層に配置して、前記第1の貫通導体用ペーストと前記第2の貫通導体用ペーストとが直に接続するように積層された積層体を作製する工程と、該積層体を焼成する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法である。 According to the present invention, there is provided a first through conductor paste comprising a glass powder in which a through-hole is formed, the glass powder not crystallizing substantially after firing, a glass powder partially crystallized after firing, and a metal powder. a step of preparing a first glass-ceramic green sheets filled, the through hole is formed, the glass powder partially crystallizes after firing the glass powder that does not substantially crystallize after firing through hole first The first through conductor paste containing the same amount of metal powder was filled with the second through conductor paste having a larger amount of glass powder that partially crystallized than the first through conductor paste. A step of producing a second glass ceramic green sheet; and disposing the first glass ceramic green sheet as an inner layer and disposing the second glass ceramic green sheet as a surface layer. A step of producing a laminated body in which the first through-conductor paste and the second through-conductor paste are directly connected to each other, and a step of firing the laminated body. A method for manufacturing a wiring board.
本発明の配線基板によれば、内層を構成するガラスセラミック絶縁層に形成された第1の貫通導体と表層を構成するガラスセラミック絶縁層に形成された第2の貫通導体とが同じ金属を主成分として含むとともにガラスおよび析出結晶を含んでおり、第2の貫通導体に含まれる析出結晶の量が第1の貫通導体に含まれる析出結晶の量よりも多いことで、第2の貫通導体の絶縁基体表面からの突出が抑制された配線基板を実現することができる。 According to the wiring board of the present invention, the first through conductor formed in the glass ceramic insulating layer constituting the inner layer and the second through conductor formed in the glass ceramic insulating layer constituting the surface layer are mainly made of the same metal. It contains glass and precipitated crystals as a component, and the amount of precipitated crystals contained in the second through conductor is larger than the amount of precipitated crystals contained in the first through conductor. A wiring board in which protrusion from the surface of the insulating base is suppressed can be realized.
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、表層に配置される第2のガラスセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に、焼成後に一部が結晶化するガラス粉末を多く含む第2の貫通導体用ペーストを充填するとともに、内層に配置される第1のガラスセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に、焼成後に一部が結晶化するガラス粉末を少なく含む第1の貫通導体用ペーストを充填することで、どちらの貫通導体用ペーストにもガラス粉末が結晶化する際の体積収縮により微小な空隙が形成されるが、第2の貫通導体用ペーストに形成された空隙のほうが第1の貫通導体用ペーストに形成された空隙よりも多く、また第2の貫通導体用ペーストの焼結挙動のほうが第1の貫通導体用ペーストの焼結挙動よりも遅くなることから焼成過程において第2の貫通導体用ペーストに形成された空隙が第1の貫通導体用ペーストに形成された空隙よりも遅くまで残ることとなり、この空隙が貫通導体用ペーストから発生したガスの抜け道となり、第2の貫通導体の突出を効果的に抑制することができる。 In addition, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, the through hole formed in the second glass ceramic green sheet disposed on the surface layer contains a lot of glass powder that partially crystallizes after firing. The first through conductor paste containing a small amount of glass powder that partially fills the through hole formed in the first glass ceramic green sheet disposed in the inner layer and filled with the through conductor paste. By filling, a fine void is formed by volume shrinkage when the glass powder is crystallized in either through-conductor paste, but the void formed in the second through-conductor paste is the first. There are more voids formed in the through-conductor paste, and the sintering behavior of the second through-conductor paste is slower than the sintering behavior of the first through-conductor paste. In the process, the gap formed in the second through-conductor paste remains until later than the gap formed in the first through-conductor paste, and this gap becomes an escape path for the gas generated from the through-conductor paste, Protrusion of the second through conductor can be effectively suppressed.
なお、第1および第2の貫通導体用ペーストに形成された空隙は、その後の本焼成温度での保持(焼結)によってほとんど消滅してしまうため、水分の浸入などによる信頼性低下のおそれもない。 Note that the voids formed in the first and second through conductor pastes are almost disappeared by the subsequent holding (sintering) at the main firing temperature, so there is a risk of a decrease in reliability due to intrusion of moisture and the like. Absent.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の配線基板の一実施形態の概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a wiring board of the present invention.
図1に示す配線基板は、複数のガラスセラミック絶縁層1a〜1iを積層してなる絶縁基体1と、絶縁基体1の表面および内部に形成された配線層2と、内層を構成するガラスセラミック絶縁層1b〜1hに形成された第1の貫通導体31と、表層を構成するガラスセラミック絶縁層1a、1iに形成され第1の貫通導体31に直に接続された第2の貫通導体32とを備えた配線基板である。
The wiring substrate shown in FIG. 1 includes an
絶縁基体1は、3層以上のガラスセラミック絶縁層(本例では9層のガラスセラミック絶縁層1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i)で構成され、結晶相およびガラス相を有するガラスセラミック焼結体により形成されている。結晶相としては、例えばディオプサイド、ハーディストナイト、セルシアン、コージェライト、アノーサイト、ガーナイト、ウィレマイト、スピネル、ムライト、フォルステライト、スーアナイトのうち少なくとも1種が挙げられる。この結晶相は、原料としてのガラス粉末から析出したものであってもよく、原料として無機フィラーとして混入されたものであってもよい。
The
絶縁基体1の表面および内部には、Cu、Agなどの低抵抗金属を主成分とする配線層2が形成されていて、後述の第1の貫通導体31または第2の貫通導体32によって、異なる層に設けられた配線層2と配線層2とが電気的に接続されている。
A
そして、複数のガラスセラミック絶縁層1a〜1iのうち、内層を構成するガラスセラミック絶縁層1b〜1hには第1の貫通導体31が形成され、表層を構成するガラスセラミック絶縁層1a、1iには第1の貫通導体31に直に接続された第2の貫通導体32が形成されている。
Of the plurality of glass ceramic
ここで、第1の貫通導体31と第2の貫通導体32とは、同じ金属(Cu、Agなどの低抵抗金属)を主成分としている、ガラスおよび析出結晶(原料としてのガラス粉末から析出した結晶)を含んでいる点で共通するが、それぞれの貫通導体が含んでいる析出結晶の量は異なっている。すなわち、第2の貫通導体32のほうが第1の貫通導体31よりも質量比で析出結晶の量が多い。このような構成は、第1の貫通導体31を形成するための第1の貫通導体用ペーストおよび第2の貫通導体32となる第2の貫通導体用ペースト中に含有させるガラスとして、焼成後に実質的に結晶を析出しない非結晶性ガラスと焼成後に一部が結晶化する結晶性ガラスとを用い、さらに第2の貫通導体用ペースト中に含まれる結晶性ガラスを第1の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスよりも多くすればよい。なお、実質的に結晶を析出しないとは、X線回折においてその結晶に由来するピークが認められない程度の量であることを意味する。
Here, the first through
このように第2の貫通導体32における析出結晶のほうが第1の貫通導体31における析出結晶よりも量が多いことで、焼成時にそれぞれの貫通導体を形成するための貫通導体用ペーストにかかる熱量の差によって生じる脱バインダー不良による貫通導体の絶縁基体1表面からの突出が抑制された配線基板を得ることができる。
Thus, since the amount of the precipitated crystal in the second through
次に、本発明の配線基板の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the wiring board of this invention is demonstrated.
まず、絶縁基体1を形成するために、ガラス粉末のみまたはガラス粉末および無機フィラーを用いてガラスセラミックグリーンシートを作製する。このガラスセラミックグリーンシートは、具体的には、上記の原料粉末に溶剤、成形用有機バインダー等を添加して混合してスラリーを調製した後、これをドクターブレード法、カレンダーロール法、圧延法などの手法によって形成することができる。
First, in order to form the insulating
なお、ガラス粉末としては、焼結過程でSiO2、MgO、CaO、BaO、Al2O3、ZnOなどの酸化物から構成される結晶、例えばディオプサイド、ハーディストナイト、セルシアン、コージェライト、アノーサイト、ガーナイト、ウィレマイト、スピネル、ムライト、フォルステライト、スーアナイトのうち少なくとも1種の結晶が析出される結晶性ガラスであってもよく、焼結過程で結晶が析出されない非結晶性ガラスであってもよい。具体的には、アルカリ土類酸化物を含むホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸亜鉛ガラス、ホウケイ酸鉛ガラス等のホウケイ酸系ガラスの他、リチウム珪酸系ガラス等が挙げられる。無機フィラーとしては、Al2O3、SiO2、ZrO2、CaO、MgOまたはMgOなどの酸化物や、これらの酸化物の2種以上の複合酸化物等が使用できる。ガラス粉末と無機フィラーとの配合比率の調整により、ガラスセラミック焼結体の焼成温度を貫通導体用ペーストの焼成温度と整合させたり、ガラスセラミック焼結体自体の強度を高めたりすることができる。上記ガラス粉末と上記無機フィラーとの比率は、例えば体積比率で20:80〜80:20で配合されることが効果的である。 As the glass powder, crystals composed of oxides such as SiO 2 , MgO, CaO, BaO, Al 2 O 3 , ZnO in the sintering process, such as diopside, hardistonite, celsian, cordierite, It may be a crystalline glass in which at least one crystal is precipitated out of anorthite, garnite, willemite, spinel, mullite, forsterite, and sourite, and is an amorphous glass in which no crystal is precipitated in the sintering process. Also good. Specifically, in addition to borosilicate glass such as borosilicate glass, zinc borosilicate glass and lead borosilicate glass containing alkaline earth oxide, lithium silicate glass and the like can be given. As the inorganic filler, oxides such as Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , CaO, MgO or MgO, or composite oxides of two or more of these oxides can be used. By adjusting the mixing ratio of the glass powder and the inorganic filler, the firing temperature of the glass ceramic sintered body can be matched with the firing temperature of the paste for through conductors, or the strength of the glass ceramic sintered body itself can be increased. It is effective that the ratio of the glass powder and the inorganic filler is, for example, 20:80 to 80:20 by volume ratio.
次に、得られたガラスセラミックグリーンシートの所定箇所に貫通孔を形成し、この貫通孔内に貫通導体用ペーストを充填する。この貫通導体用ペーストは、Cu、Ag等の低抵抗金属を主成分とする金属粉末に、ガラス粉末、有機バインダー、溶剤および分散剤などを加えてなるものである。 Next, a through hole is formed at a predetermined position of the obtained glass ceramic green sheet, and a through conductor paste is filled in the through hole. This through-conductor paste is obtained by adding glass powder, an organic binder, a solvent, a dispersant, and the like to a metal powder mainly composed of a low resistance metal such as Cu or Ag.
ここで、内層用のガラスセラミックグリーンシート(第1のガラスセラミックグリーンシート)に形成された貫通孔に充填される貫通導体用ペースト(第1の貫通導体用ペースト)と表層用のガラスセラミックグリーンシート(第2のガラスセラミックグリーンシート)に形成された貫通孔に充填される貫通導体用ペースト(第2の貫通導体用ペースト)とでは、結晶性ガラスからなるガラス粉末の量が異なっている。すなわち、第2の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスからなるガラス粉末の量が、第1の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスからなるガラス粉末の量よりも多い。 Here, the through-conductor paste (first through-conductor paste) filled in the through-hole formed in the inner-layer glass-ceramic green sheet (first glass-ceramic green sheet) and the surface-layer glass-ceramic green sheet The amount of glass powder made of crystalline glass is different from the through conductor paste (second through conductor paste) filled in the through holes formed in the (second glass ceramic green sheet). That is, the amount of glass powder made of crystalline glass contained in the second through conductor paste is larger than the amount of glass powder made of crystalline glass contained in the first through conductor paste.
第1の貫通導体用ペーストおよび第2の貫通導体用ペーストに用いられるガラス粉末としては、SiO2とB2O3とを含むホウ珪酸ガラスを用いることが好ましく、ガラス転移点や焼成後の結晶相の析出有無を調整する目的で、各種のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、Al2O3、ZnOまたはZrO2などを添加したものが用いられ、これらの配合比率は任意に選択することができる。 As the glass powder used for the first through conductor paste and the second through conductor paste, borosilicate glass containing SiO 2 and B 2 O 3 is preferably used, and the glass transition point and the crystal after firing are used. For the purpose of adjusting the presence or absence of phase precipitation, various alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, Al 2 O 3 , ZnO or ZrO 2 and the like are used, and the mixing ratio thereof is arbitrarily selected. can do.
また、貫通導体用ペーストに含まれるバインダー成分を効率よく脱バインダー処理できるようにガラス転移点が600℃以上であることが好ましく、貫通導体の緻密化という観点でガラス転移点が800℃以下であることが好ましい。 In addition, the glass transition point is preferably 600 ° C. or higher so that the binder component contained in the through conductor paste can be efficiently removed from the binder, and the glass transition point is 800 ° C. or lower in terms of densification of the through conductor. It is preferable.
さらに、第1の貫通導体用ペーストおよび第2の貫通導体用ペーストに用いられるガラス粉末は、焼成後に結晶相を析出しない非結晶性ガラスと結晶相を析出する結晶性ガラスとの混合体であることが重要である。非結晶性ガラスとしては、例えば、SiO2を45質量%、BaOを30質量%、B2O3を10質量%、Al2O3を10質量%、CaOを5質量%からなる非結晶性ガラス(ガラス転移点680℃で焼成後に結晶相を析出しない)を挙げることができる。また、結晶性ガラスとしては、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物とSiO2、あるいはアルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物とSiO2、Al2O3が化学量論組成に近く、これにB2O3やその他の成分が外添された組成が容易に結晶相を析出することができ、例えば、SiO2を45質量%、Al2O3を30質量%、MgOを10質量%、B2O3を10質量%、ZnOを5質量%からなるガラス(ガラス転移点720℃、焼成後にコージェライト、ガーナイトを析出)を挙げることができる。
Furthermore, the glass powder used for the first through conductor paste and the second through conductor paste is a mixture of an amorphous glass that does not precipitate a crystalline phase after firing and a crystalline glass that precipitates a crystalline phase. This is very important. The non-crystalline glass, for example, a SiO 2 45 wt%, a BaO 30 wt%,
添加するガラス量は貫通導体に含まれるCu100質量部に対して3〜20質量部が好ましく、更に貫通導体用ペーストとガラスセラミックグリーンシートとの焼結挙動差を調整する目的で、結晶質からなるフィラー(例えばSiO2やAl2O3など)を2質量部まで添加することができる。 The amount of glass to be added is preferably 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Cu contained in the through conductor, and is made of a crystalline material for the purpose of adjusting the difference in sintering behavior between the through conductor paste and the glass ceramic green sheet. A filler (for example, SiO 2 or Al 2 O 3 ) can be added up to 2 parts by mass.
本発明の効果をより顕著に得るためには、第2の貫通導体用ペーストに含まれるガラス粉末のガラス転移点及び結晶化点が第1の貫通導体用ペーストに含まれるガラス粉末のガラス転移点よりも高いか、または、第2の貫通導体用ペーストに含まれるガラス粉末の総量が第1の貫通導体用ペーストに含まれるガラス粉末の総量よりも多いことが好ましい。 In order to obtain the effects of the present invention more remarkably, the glass transition point and crystallization point of the glass powder contained in the second through conductor paste are the glass transition point of the glass powder contained in the first through conductor paste. Or the total amount of glass powder contained in the second through conductor paste is preferably larger than the total amount of glass powder contained in the first through conductor paste.
この構成によれば、第1の貫通導体用ペーストの焼結に比べて第2の貫通導体用ペーストの焼結のほうが遅くなる。ここで、ガラスから結晶が析出すると、微小な空隙が発生して金属粉末同士の接点が少なくなることから、焼結が阻害されるようになる。第2の貫通導体用ペーストに含まれるガラスからの結晶析出量が第1の貫通導体用ペーストに含まれるガラスからの結晶析出量よりも多くなると、第2の貫通導体用ペーストのほうが第1の貫通導体用ペーストよりも、焼結が遅くなるというものである。 According to this configuration, the sintering of the second through conductor paste is slower than the sintering of the first through conductor paste. Here, when crystals are precipitated from the glass, fine voids are generated and the number of contacts between the metal powders is reduced, so that sintering is inhibited. When the amount of crystal precipitation from the glass contained in the second through-conductor paste is larger than the amount of crystal precipitation from the glass contained in the first through-conductor paste, the second through-conductor paste is the first Sintering is slower than the paste for through conductors.
なお、ガラスが結晶性ガラスであるか非結晶性ガラスであるか(焼成後に結晶が析出するかしないか)については、ガラスの構成成分が関係する。具体的には、SiO2やB2O3の配合量が多くなると焼成後に結晶が析出しにくい傾向にあり、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Al2O3、ZrO2等の配合量が多くなると焼成後に結晶が析出しやすい傾向にある。特に、ガラスを構成する組成の一部が化学量論組成比である場合には、結晶が析出しやすい。 Whether the glass is a crystalline glass or an amorphous glass (whether or not crystals are precipitated after firing) is related to the constituent components of the glass. Specifically, when the amount of SiO 2 or B 2 O 3 is increased, crystals tend not to precipitate after firing, and the amount of alkali metal, alkaline earth metal, Al 2 O 3 , ZrO 2 or the like is large. If it becomes, it exists in the tendency for a crystal | crystallization to precipitate easily after baking. In particular, when a part of the composition constituting the glass has a stoichiometric composition ratio, crystals are likely to precipitate.
次に、このガラスセラミックグリーンシートの表面に配線層を形成するために、Cu、Ag等の低抵抗金属を主成分とする金属粉末と、ガラス粉末とを含む導体ペーストを回路パターン状にスクリーン印刷法、グラビア印刷法等により印刷する。なお、この導体ペーストには、金属粉末100質量部に対しガラス粉末が1〜10質量部添加されている。 Next, in order to form a wiring layer on the surface of the glass ceramic green sheet, a conductor paste containing a metal powder mainly composed of a low resistance metal such as Cu or Ag and a glass powder is screen printed in a circuit pattern. And printing by the gravure printing method. In addition, 1-10 mass parts of glass powder is added to 100 mass parts of metal powders in this conductor paste.
そして、前述のようにして形成されたガラスセラミックグリーンシートを、第1のガラスセラミックグリーンシートが内層に配置され、第2のガラスセラミックグリーンシートが表層に配置されるように積層して、積層体を作製する。このとき、第1の貫通導体用ペーストと第2の貫通導体用ペーストとが直に接続するように積層されている。 Then, the glass ceramic green sheet formed as described above is laminated so that the first glass ceramic green sheet is arranged in the inner layer and the second glass ceramic green sheet is arranged in the surface layer, and the laminated body Is made. At this time, the first through-conductor paste and the second through-conductor paste are laminated so as to be directly connected.
最後に、積層体を加湿した窒素中で600〜700℃の温度で数時間保持して脱バインダー処理を行った後、同雰囲気中で850〜1050℃の温度で本焼成して、ガラスセラミックグリーンシート、貫通導体用ペーストおよび導体ペーストを同時に焼成して、本発明の配線基板を作製する。 Finally, the laminate was held in humidified nitrogen at a temperature of 600 to 700 ° C. for several hours to perform a binder removal treatment, followed by main firing at a temperature of 850 to 1050 ° C. in the same atmosphere. The wiring board of the present invention is produced by simultaneously firing the sheet, the paste for through conductors, and the conductor paste.
なお、好ましくは、表面の配線層2の酸化防止の目的で、焼成後の表面に電解メッキ、無電解メッキ等の手法により、Ni、Au、Cu等の金属メッキ層が1〜10μmの厚みに形成される。
Preferably, for the purpose of preventing oxidation of the
ここで、脱バインダー不良発生のメカニズムおよびその抑制について詳述する。 Here, the mechanism of debinding failure occurrence and its suppression will be described in detail.
本発明では、焼成後に結晶化する結晶性ガラスと焼成後に結晶化しない非結晶性ガラスとが、それぞれ貫通導体用ペーストの焼結挙動に与える影響が重要となる。すなわち、結晶性ガラスは、結晶が析出するまでは非結晶性ガラスと同様の焼結挙動を示す。しかしながら、焼結(焼成収縮)の途中で、ガラスから結晶が析出することにより、結晶性ガラスの焼結挙動は非結晶性ガラスとは異なったものとなる。 In the present invention, the influence of the crystalline glass that crystallizes after firing and the amorphous glass that does not crystallize after firing on the sintering behavior of the paste for through conductors is important. That is, the crystalline glass exhibits the same sintering behavior as that of the amorphous glass until crystals are precipitated. However, when crystals are precipitated from the glass during sintering (firing shrinkage), the sintering behavior of the crystalline glass is different from that of the amorphous glass.
非結晶性ガラスにおいては、焼成温度の上昇に伴うガラスの軟化とともに第1の貫通導体用ペーストは焼結(焼成収縮)を開始する。このとき、ガラスは結晶化しないため、貫通導体用ペーストとガラスセラミックグリーンシートとの焼結挙動差による応力を緩和する働きを持ち、きわめて良好な焼結挙動の整合性を得ることができる。しかしながら、非結晶性ガラスは、ガラスの軟化に伴い、脱バインダー処理時に飛散しきれなかった残留カーボンを取り込んでしまう傾向があり、これらが本焼成中に何らかの形で雰囲気にさらされた場合、残留カーボンの燃焼によりCO2ガスが発生してしまうという問題がある。なお、ここでいう焼結挙動の整合とは、焼結曲線における焼結カーブが同じような曲線を描くことを意味する。 In the amorphous glass, the first through-conductor paste starts sintering (firing shrinkage) as the glass softens as the firing temperature increases. At this time, since the glass is not crystallized, it has a function of relieving stress due to a difference in sintering behavior between the paste for penetrating conductor and the glass ceramic green sheet, and extremely good matching of the sintering behavior can be obtained. However, the non-crystalline glass tends to take in residual carbon that could not be scattered during the debinding process as the glass softened, and if these were exposed to the atmosphere in some way during the main firing, There is a problem that CO 2 gas is generated by the combustion of carbon. Here, the matching of the sintering behavior means that the sintering curve in the sintering curve draws a similar curve.
一方、結晶性ガラスにおいては、ガラスから結晶が析出する際に密度変化が生じる。ガラスを構成する主成分であるSiO2やB2O3よりも分子量の高い元素から構成される結晶が析出すると、析出する結晶の密度の方が高くなる。この密度変化により、析出した結晶の周囲には微小な空隙が形成される。また、微小な空隙が発生して金属粉末同士の接点が少なくなると、焼結が阻害されるようになり、焼結カーブが緩やかになる(焼けが悪くなる)。なお、この微小な空隙は通気孔として機能し、脱バインダー不良を抑制する役割を果たす。 On the other hand, in crystalline glass, density changes occur when crystals are precipitated from the glass. When a crystal composed of an element having a higher molecular weight than SiO 2 or B 2 O 3 which is a main component constituting glass is precipitated, the density of the precipitated crystal becomes higher. Due to this density change, minute voids are formed around the precipitated crystals. In addition, if minute voids are generated and the number of contacts between metal powders is reduced, sintering is inhibited, and the sintering curve becomes gentle (burning is worsened). The minute gap functions as a vent and plays a role of suppressing a debinding failure.
本発明によれば、表層の第2の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスの量が、内層の第1の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスの量よりも多いことから、第2の貫通導体用ペーストのほうが第1の貫通導体用ペーストよりも多く微小な空隙が発生して金属粉末同士の接点が少なくなる。これにより、焼結が阻害されるようになり、第2の貫通導体用ペーストのほうが第1の貫通導体用ペーストよりも焼結が遅くなる。 According to the present invention, since the amount of crystalline glass contained in the second through-conductor paste on the surface layer is larger than the amount of crystalline glass contained in the first through-conductor paste on the inner layer, the second The through-conductor paste has a larger amount of fine voids than the first through-conductor paste, resulting in fewer contacts between the metal powders. As a result, the sintering is inhibited, and the second through conductor paste is slower in sintering than the first through conductor paste.
したがって、本発明の配線基板においては、貫通導体用ペーストから上記のようなガスの発生があったとしても、第2の貫通導体用ペーストに多く形成された微小な空隙により、そのガスが良好に排出され、図2に示すように第2の貫通導体42が絶縁基体1表面から突出してしまうのを抑制することができる。特に、厚みが2mmを超えるような配線基板においては、この脱バインダー不良による突出を抑制する効果は顕著なものとなる。
Therefore, in the wiring board of the present invention, even if the above gas is generated from the through conductor paste, the gas is improved by the small gaps formed in the second through conductor paste. It is possible to suppress the second through
このように、本発明の配線基板の製造方法によれば、第2の貫通導体用ペーストにおけるガラス粉末が結晶化する際の体積収縮により微小な空隙が多く形成される。この多くの空隙が貫通導体用ペーストから発生したガスの抜け道となり、第2の貫通導体の絶縁基体表面からの突出を効果的に抑制することができる。なお、第1の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスの量は、第2の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスの量よりも少ないことから、貫通導体用ペーストとガラスセラミックグリーンシートとの焼結挙動の不整合はできる限り抑制されている。 Thus, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, many minute voids are formed due to volume shrinkage when the glass powder in the second paste for through conductors is crystallized. These many voids serve as escape paths for the gas generated from the through conductor paste, and the protrusion of the second through conductor from the surface of the insulating base can be effectively suppressed. Since the amount of crystalline glass contained in the first through-conductor paste is less than the amount of crystalline glass contained in the second through-conductor paste, the through-conductor paste, the glass ceramic green sheet, The inconsistency in the sintering behavior is suppressed as much as possible.
以上のようにして作製された配線基板は、非常に平坦度に優れたものとなり、シリコンチップなどの電子部品を搭載する際に効率的に実装作業を行うことができる。 The wiring board manufactured as described above has a very excellent flatness, and can be efficiently mounted when an electronic component such as a silicon chip is mounted.
次のようにして、本発明の効果を評価する評価基板を作製した。この評価基板は、幅50mm×50mm、厚み2.4mmとなるようにガラスセラミック絶縁層が24層積層されたもので、基板中央部に直径60μmの貫通導体を180μm間隔で110行×110列の計12100個配置し、各貫通導体上に直径90μmのランドを形成したものである。以下にその作製方法を示す。 The evaluation board | substrate which evaluates the effect of this invention was produced as follows. This evaluation substrate is a laminate of 24 glass ceramic insulating layers having a width of 50 mm × 50 mm and a thickness of 2.4 mm. A through conductor having a diameter of 60 μm is arranged in the center of the substrate with 110 rows × 110 columns at intervals of 180 μm. A total of 12100 are arranged, and a land having a diameter of 90 μm is formed on each through conductor. The manufacturing method is shown below.
まず、ガラスセラミック絶縁層となるガラスセラミックグリーンシートを作製した。SiO2を41質量部、MgOを20質量部、BaOを20質量部、Al2O3を8質量部、B2O3を7質量部、CaOを2質量部、SrOを1質量部およびZrO2を1質量部含むガラス粉末と、クォーツ粉末とを準備し、これらをガラス粉末60質量%およびクォーツ粉末40質量%として秤量し、これに有機バインダーとしてアクリル樹脂、可塑剤としてジオクチルフタレート、溶媒としてトルエンを加えて調製したスラリーを用いて、ドクターブレード法により成形し、200mmSQ、厚さ125μmのガラスセラミックグリーンシートを作製した。 First, a glass ceramic green sheet to be a glass ceramic insulating layer was produced. 41 parts by mass of SiO 2 , 20 parts by mass of MgO, 20 parts by mass of BaO, 8 parts by mass of Al 2 O 3 , 7 parts by mass of B 2 O 3 , 2 parts by mass of CaO, 1 part by mass of SrO and ZrO A glass powder containing 1 part by mass of 2 and a quartz powder are prepared, and these are weighed as 60% by mass of glass powder and 40% by mass of quartz powder, and acrylic resin as an organic binder, dioctyl phthalate as a plasticizer, and solvent A slurry prepared by adding toluene was molded by a doctor blade method to produce a glass ceramic green sheet having a thickness of 200 mm SQ and a thickness of 125 μm.
そして、上記のガラスセラミックグリーンシートに、パンチングにより直径70μmの貫通孔を設けた。 Then, a through hole having a diameter of 70 μm was provided in the glass ceramic green sheet by punching.
次に、第1および第2の貫通導体用ペーストを作製した。第1の貫通導体用ペーストは内層に配置される第1のガラスセラミックグリーンシートに用いられるものであり、第2の貫通導体用ペーストは表層に配置される第2のガラスセラミックグリーンシートに用いられるものである。Cu粉末100質量部に対して表1に示す組成の結晶性ガラスまたは非結晶性ガラスからなるガラス粉末を12質量部添加するとともに、有機バインダーとしてアクリル樹脂、溶媒としてテルピネオールとジブチルフタレートの混合溶液(質量比で80:20)を添加、混練して、第1および第2の貫通導体用ペーストを作製した。そして、作製した2種類の貫通導体用ペーストを先ほど設けた貫通孔に、スクリーン印刷法により充填した。 Next, first and second through conductor pastes were produced. The first through conductor paste is used for the first glass ceramic green sheet disposed in the inner layer, and the second through conductor paste is used in the second glass ceramic green sheet disposed in the surface layer. Is. 12 parts by mass of glass powder made of crystalline glass or amorphous glass having the composition shown in Table 1 is added to 100 parts by mass of Cu powder, and an acrylic resin as an organic binder and a mixed solution of terpineol and dibutyl phthalate as a solvent ( 80:20) by mass ratio was added and kneaded to prepare first and second through conductor pastes. Then, the two kinds of through-conductor pastes thus prepared were filled in the through holes provided earlier by screen printing.
続いて、配線層用導体ペーストを作製した。具体的には、Cu粉末とガラス粉末とを用意し、これらの粉末に対して有機バインダーとしてアクリル樹脂を、溶媒としてテルピネオールとジブチルフタレートの混合溶液(質量比で80:20)を添加、混練して、配線層用導体ペーストを作製した。そして、得られた配線層用導体ペーストを、貫通導体用ペーストの直上に直径105μmのパターンのランドとしてスクリーン印刷法にて印刷した。 Subsequently, a conductor paste for a wiring layer was produced. Specifically, Cu powder and glass powder are prepared, acrylic resin is added as an organic binder to these powders, and a mixed solution of terpineol and dibutyl phthalate (80:20 by mass) is added and kneaded. Thus, a conductor paste for a wiring layer was produced. Then, the obtained wiring layer conductor paste was printed by a screen printing method as a land having a pattern with a diameter of 105 μm immediately above the through conductor paste.
このようにして得られた導体ペースト付きのガラスセラミックグリーンシートを用い、積層体を作製した。第1のガラスセラミックグリーンシートを一枚ずつ上下(表層)に配置し、また第2のガラスセラミックグリーンシートを内層に22枚配置し、45℃、4MPaの条件で加圧積層を行った。 A laminated body was produced using the glass ceramic green sheet with the conductor paste thus obtained. The first glass ceramic green sheets were arranged one by one on the upper and lower sides (surface layer), and 22 second glass ceramic green sheets were arranged on the inner layer, and pressure lamination was performed at 45 ° C. and 4 MPa.
続いて、この積層体をAl2O3の台板上に載置して有機バインダー等の有機成分を分解除去するために、加湿された窒素雰囲気中にて700℃で加熱処理し、次に同雰囲気中にて900℃×1時間の条件で焼成を行った。 Subsequently, the laminate is placed on an Al 2 O 3 base plate and subjected to heat treatment at 700 ° C. in a humidified nitrogen atmosphere in order to decompose and remove organic components such as an organic binder. Firing was performed in the same atmosphere at 900 ° C. for 1 hour.
得られた基板に無電解のNiめっき、Auめっきを施し評価基板を得た。 The obtained substrate was subjected to electroless Ni plating and Au plating to obtain an evaluation substrate.
次に、評価基板の評価方法について説明する。 Next, an evaluation method for the evaluation board will be described.
まず、バインダー不良による貫通導体の絶縁基体表面からの突出がないかを調べるために、20倍の光学顕微鏡にて表層のガラスセラミック絶縁層に形成された貫通導体の観察を行い、突出しているものの数量を計測した。また、3次元測定機を用いて、貫通導体のエッジ部から貫通導体中央の最長部までの距離を突出量として測定し、突出量が5μm以上あるものを不良とした。判定としては、評価数100個の評価基板に対して、突出量が5μmを超えるものが1つの評価基板の中に1個でもあると不良とし、発生率が0%を超えるものをNGと判断した。その結果を表2に示す。 First, in order to investigate whether or not the penetrating conductor protrudes from the surface of the insulating substrate due to a defective binder, the penetrating conductor formed on the surface glass ceramic insulating layer was observed with a 20 × optical microscope. Quantity was measured. Further, using a three-dimensional measuring machine, the distance from the edge portion of the through conductor to the longest portion at the center of the through conductor was measured as a protrusion amount, and a protrusion having a protrusion amount of 5 μm or more was regarded as defective. As for the judgment, with respect to 100 evaluation boards, the number of protrusions exceeding 5 μm is judged to be defective when one of the evaluation boards is one, and the case where the occurrence rate exceeds 0% is judged as NG. did. The results are shown in Table 2.
そして、貫通導体用ペーストとガラスセラミックグリーンシートとの焼結挙動の不整合による貫通導体の絶縁基体表面からの突出がないかを調べるために、3次元測定機にて1つの評価基板につき10箇所の突出量を測定した。測定は、近接する任意の2つの貫通導体を選び、この2つの貫通導体の中間に位置する絶縁基板の表面から2つの貫通導体の頂点を結ぶ線分までの距離を突出量とした。なお、この測定方法は、貫通導体が絶縁基体表面から突出している場合の測定方法であるが、陥没している場合も同様の思想で測定を行い、値をマイナス表示とする。判定としては、突出量の絶対値が5μmを超えるものをNGと判断した。また、前述のバインダー不良による貫通導体の絶縁基体表面からの突出が50%を超えるものについては、焼結挙動の不整合による貫通導体の絶縁基体表面からの突出を測定することが困難であるため、測定を中止した。その結果を表2に示す。 Then, in order to examine whether or not the through conductors protrude from the surface of the insulating base due to mismatching of the sintering behavior between the paste for through conductors and the glass ceramic green sheet, 10 points per evaluation board with a three-dimensional measuring machine The amount of protrusion was measured. In the measurement, any two adjacent through conductors were selected, and the distance from the surface of the insulating substrate located between the two through conductors to the line segment connecting the vertices of the two through conductors was defined as the protrusion amount. This measurement method is a measurement method in the case where the through conductor protrudes from the surface of the insulating substrate. However, even when the through conductor is depressed, the measurement is performed with the same idea, and the value is displayed as a minus value. As a judgment, a case where the absolute value of the protrusion amount exceeds 5 μm was judged as NG. Also, in the case where the protrusion of the penetrating conductor from the surface of the insulating base exceeds 50% due to the above-mentioned binder failure, it is difficult to measure the protrusion of the penetrating conductor from the surface of the insulating base due to mismatch of the sintering behavior. The measurement was stopped. The results are shown in Table 2.
さらに、第1および第2の貫通導体用ペーストに添加したガラスから析出した結晶量を確認するために、X線回折によるピーク強度の測定およびリートベルト解析を用い、貫通導体中に含まれる銅以外の部分に対する結晶量を結晶化度として求めた。その結果を表2に示す。 Furthermore, in order to confirm the amount of crystals precipitated from the glass added to the first and second through conductor pastes, the peak intensity measurement by X-ray diffraction and Rietveld analysis were used, and other than copper contained in the through conductors. The amount of crystal with respect to this portion was determined as the crystallinity. The results are shown in Table 2.
表2より明らかなように、本発明の範囲外の試料である試料No.5および試料No.13は第1および第2の貫通導体用ペーストに非結晶性ガラスのみを添加したものであるが、これらの試料は脱バインダー不良により貫通導体が部分的に爆発したような形状となって絶縁基体の表面から突出していた。なお、この脱バインダー不良による突出があまりにも多すぎたため、焼結挙動の不整合による突出は測定することができなかった。 As is apparent from Table 2, sample No. which is a sample outside the scope of the present invention. 5 and sample no. 13 is a paste obtained by adding only non-crystalline glass to the first and second through conductor pastes, but these samples are shaped as if the through conductors were partially exploded due to defective debinding. Protruded from the surface. In addition, since there were too many protrusions by this debindering defect, the protrusion by the mismatch of a sintering behavior was not able to be measured.
また、本発明の範囲外の試料である試料No.6〜8,14〜16は、第1の貫通導体用ペースト、第2の貫通導体用ペーストともに結晶性ガラスおよび非結晶性ガラスを添加したものであるが、第1の貫通導体用ペーストに比べて第2の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスの量が多くなっていないため、第1の貫通導体と第2の貫通導体の結晶化度が同じか、または第1の貫通導体よりも第2の貫通導体の結晶化度が低くなっている。これらの試料では、脱バインダー不良により貫通導体が絶縁基体の表面から突出していた。 In addition, sample No. which is a sample outside the scope of the present invention. 6 to 8 and 14 to 16 are obtained by adding crystalline glass and amorphous glass to both the first through conductor paste and the second through conductor paste, but compared to the first through conductor paste. Therefore, the amount of crystalline glass contained in the second through-conductor paste is not large, so that the crystallinity of the first through-conductor and the second through-conductor is the same or higher than that of the first through-conductor. The crystallinity of the second through conductor is low. In these samples, the penetrating conductor protruded from the surface of the insulating substrate due to the debinding failure.
これに対して、本発明の範囲内の試料である試料No.1〜4,9〜12,17,18については、第1の貫通導体用ペーストに比べて第2の貫通導体用ペーストに含まれる結晶性ガラスの量が多く、第1の貫通導体よりも第2の貫通導体の結晶化度が高くなっているものである。これらの試料では、脱バインダー不良による貫通導体の絶縁基体表面からの突出が抑えられるとともに、焼結挙動の不整合による突出についても5μm未満に抑えることができており、平坦度に優れたものとなっていた。 On the other hand, sample No. which is a sample within the scope of the present invention. For 1-4, 9-12, 17, and 18, the amount of crystalline glass contained in the second through-conductor paste is larger than that in the first through-conductor paste, and the first through-conductor is larger than the first through-conductor. The through-conductor of No. 2 has a high crystallinity. In these samples, the protrusion of the penetrating conductor from the surface of the insulating substrate due to a bad debinding is suppressed, and the protrusion due to mismatching of the sintering behavior can be suppressed to less than 5 μm, and the flatness is excellent. It was.
1 絶縁基体
1a〜1i ガラスセラミック絶縁層
2 配線層
31 第1の貫通導体
32 第2の貫通導体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1の貫通導体および前記第2の貫通導体は、同じ金属を主成分として同量含むとともにガラスおよび析出結晶を含んでおり、前記第2の貫通導体に含まれる前記析出結晶の量が前記第1の貫通導体に含まれる前記析出結晶の量よりも多いことを特徴とする配線基板。 An insulating substrate formed by laminating three or more glass ceramic insulating layers, a wiring layer formed on and inside the insulating substrate, and a first through conductor formed in the glass ceramic insulating layer constituting the inner layer And a wiring substrate comprising a second through conductor formed on the glass ceramic insulating layer constituting the surface layer and directly connected to the first through conductor,
The first penetrating conductor and the second penetrating conductor contain the same amount of the same metal as a main component and also contain glass and precipitated crystals, and the amount of the precipitated crystals contained in the second penetrating conductor is A wiring board characterized by being larger than the amount of the precipitated crystal contained in the first through conductor.
貫通孔が形成され、該貫通孔に焼成後に実質的に結晶化しないガラス粉末と焼成後に一部が結晶化するガラス粉末と前記第1の貫通導体用ペーストと同量の金属粉末とを含み、前記第1の貫通導体用ペーストよりも前記一部が結晶化するガラス粉末の量が多い第2の貫通導体用ペーストが充填された第2のガラスセラミックグリーンシートを作製する工程と、
前記第1のガラスセラミックグリーンシートを内層に配置するとともに前記第2のガラスセラミックグリーンシートを表層に配置して、前記第1の貫通導体用ペーストと前記第2の貫通導体用ペーストとが直に接続するように積層された積層体を作製する工程と、
該積層体を焼成する工程と
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。 A through-hole is formed, and the through-hole is filled with a first through-conductor paste containing glass powder that does not substantially crystallize after firing, glass powder that partially crystallizes after firing, and metal powder . Producing a glass ceramic green sheet of
A through-hole is formed, and the through-hole includes a glass powder that does not substantially crystallize after firing, a glass powder that partially crystallizes after firing, and the same amount of metal powder as the first through-conductor paste , Producing a second glass ceramic green sheet filled with a second through conductor paste in which the amount of the glass powder that is partially crystallized is larger than that of the first through conductor paste;
The first glass ceramic green sheet is disposed in an inner layer and the second glass ceramic green sheet is disposed in a surface layer so that the first through-conductor paste and the second through-conductor paste are directly Producing a laminated body laminated so as to be connected;
And a step of firing the laminated body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008139334A JP5164670B2 (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Wiring board and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008139334A JP5164670B2 (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Wiring board and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009289883A JP2009289883A (en) | 2009-12-10 |
| JP5164670B2 true JP5164670B2 (en) | 2013-03-21 |
Family
ID=41458832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008139334A Active JP5164670B2 (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Wiring board and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5164670B2 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01112605A (en) * | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Asahi Glass Co Ltd | Compound of counter paste |
| US4985376A (en) * | 1989-01-31 | 1991-01-15 | Asahi Glass Company, Ltd. | Conductive paste compositions and ceramic substrates |
| US5260519A (en) * | 1992-09-23 | 1993-11-09 | International Business Machines Corporation | Multilayer ceramic substrate with graded vias |
| JP2007173857A (en) * | 2007-02-13 | 2007-07-05 | Kyocera Corp | Multilayer substrate and manufacturing method thereof |
-
2008
- 2008-05-28 JP JP2008139334A patent/JP5164670B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009289883A (en) | 2009-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100922079B1 (en) | Multilayer ceramic substrate | |
| JP4610114B2 (en) | Manufacturing method of ceramic wiring board | |
| JP2003342060A (en) | Glass ceramic sintered compact and wiring board | |
| JP2008251782A (en) | Ceramic wiring board and manufacturing method thereof | |
| JP5142824B2 (en) | Wiring board and manufacturing method thereof | |
| JP5164670B2 (en) | Wiring board and manufacturing method thereof | |
| JP4549029B2 (en) | Glass ceramic composition, glass ceramic sintered body, method for producing glass ceramic sintered body, and wiring board | |
| JP2004256346A (en) | Glass-ceramic composition, glass-ceramic sintered body and manufacturing method thereof, and wiring board using the same and mounting structure thereof | |
| JP4780995B2 (en) | Glass ceramic sintered body and wiring board using the same | |
| JP4028810B2 (en) | Manufacturing method of multilayer wiring board | |
| JP5132387B2 (en) | Multilayer wiring board and manufacturing method thereof | |
| JP2005216998A (en) | Ceramic circuit board and manufacturing method thereof | |
| JP2011029534A (en) | Multilayer wiring board | |
| JP2010278117A (en) | Wiring board manufacturing method | |
| JPH1116418A (en) | Copper metallized composition and glass-ceramic wiring board using the same | |
| JP3559407B2 (en) | Glass ceramic sintered body and multilayer wiring board using the same | |
| JP4703207B2 (en) | Wiring board | |
| JP2009182285A (en) | Wiring board and manufacturing method thereof | |
| JP2004235347A (en) | Insulating ceramics and multilayer ceramic substrate using the same | |
| JP3719834B2 (en) | Low temperature fired ceramics | |
| JP4646362B2 (en) | Conductor composition and wiring board using the same | |
| JP5201903B2 (en) | Multilayer wiring board, method for producing the same, and composition for via-hole conductor | |
| JP2002353626A (en) | Multilayer wiring board and method of manufacturing the same | |
| JP4906258B2 (en) | Wiring board and manufacturing method thereof | |
| JP2004231453A (en) | Glass ceramic composition, glass ceramic sintered body, wiring board using the same, and mounting structure thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101215 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120509 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120515 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120615 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121120 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121218 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151228 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5164670 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |