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JPH0558667B2 - - Google Patents
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JPH0558667B2 - - Google Patents

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JPH0558667B2
JPH0558667B2 JP8766087A JP8766087A JPH0558667B2 JP H0558667 B2 JPH0558667 B2 JP H0558667B2 JP 8766087 A JP8766087 A JP 8766087A JP 8766087 A JP8766087 A JP 8766087A JP H0558667 B2 JPH0558667 B2 JP H0558667B2
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JP
Japan
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hole
multilayer ceramic
substrates
substrate laminate
ceramic substrate
Prior art date
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JP8766087A
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Japanese (ja)
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JPS63252456A (en
Inventor
Juzo Shimada
Yoshiatsu Yamashita
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多層セラミツク基板構造体とその製造
方法に関し、特に実装されたIC、LSI等からの発
生熱を冷却することが必要な多層セラミツク基板
構造体とその製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a multilayer ceramic substrate structure and a method for manufacturing the same, and particularly to a multilayer ceramic substrate that requires cooling of heat generated from mounted ICs, LSIs, etc. Concerning structures and their manufacturing methods.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、コンピユータ、通信・周辺端末装置等々
の小型化、高性能化を実現するためのIC、LSIの
発展は、半導体技術の飛躍的な進歩によりめざま
しいものがある。特に、集積密度の高い高速作動
のLSIの実装用基板として、多層セラミツク基板
が注目されている。この多層セラミツク基板は直
接LSIを実装することができ、微細多層配線が可
能である。
In recent years, the rapid progress of semiconductor technology has led to remarkable developments in ICs and LSIs, which are used to make computers, communication and peripheral terminal devices smaller, and more sophisticated. In particular, multilayer ceramic substrates are attracting attention as mounting substrates for high-speed operation LSIs with high integration density. This multilayer ceramic substrate can directly mount LSI, and allows for fine multilayer wiring.

従来の一般的なグリーンシート法を用いた多層
セラミツク基板構造体の製造方法を示すと次のと
おりである。
A method of manufacturing a multilayer ceramic substrate structure using a conventional general green sheet method is as follows.

まず、セラミツク粉末に有機高分子バインダ
ー、可塑剤、溶媒等を加えてボールミル、ホモジ
ナイザー等によりスラリーを製造し、このスラリ
ーをドクターブレード法、ロール法等のキヤステ
イング成膜法でグリーンシートと称する50〜
300μm程度の厚みを有するセラミツク生テープ
を製造する。
First, an organic polymer binder, plasticizer, solvent, etc. are added to ceramic powder to produce a slurry using a ball mill, homogenizer, etc., and this slurry is formed into a green sheet using a casting film forming method such as a doctor blade method or a roll method.50 ~
A raw ceramic tape having a thickness of approximately 300 μm is manufactured.

このグリーンシートを所定の大きさに切断し、
各層間及び外部回路との導通を得るためのスルー
ホールをスルーホール形成金型により所定の箇所
に形成する。
Cut this green sheet into a specified size,
Through-holes are formed at predetermined locations using a through-hole forming mold to establish continuity between each layer and with an external circuit.

次に、このグリーンシートにスクリーン印刷法
により、Auペースト、Agペースト、Ag−Pdペ
ースト、Cuペースト、Mo−Wペースト等の少な
くとも一つの導電ペーストを所定の回路パターン
スクリーンで印刷する。この時、孔明けしたスル
ーホールにも導体ペーストが充填される。
Next, at least one conductive paste such as Au paste, Ag paste, Ag-Pd paste, Cu paste, Mo-W paste, etc. is printed on the green sheet using a screen printing method in a predetermined circuit pattern. At this time, the drilled through holes are also filled with conductive paste.

これらの各回路パターンを形成したグリーンシ
ートをプレス金型中に積み重ね適正な圧力および
温度のもとでプレス熱圧着する。
The green sheets with each of these circuit patterns formed thereon are stacked in a press mold and pressed under heat and pressure at an appropriate temperature.

こののち、多層セラミツク基板構造体の最終形
状に切断し、脱バインダー工程を経て焼成し多層
セラミツク基板構造体を得る。
Thereafter, the multilayer ceramic substrate structure is cut into the final shape, subjected to a binder removal process, and then fired to obtain a multilayer ceramic substrate structure.

このセラミツク基板の材料としては、主にアル
ミナおよびガラス−アルミナが使用されている
が、近年、電気・電子装置は一段と小型化、高密
度化され、基板の単位面積当りの素子や回路要素
の集積度が高くなつている。
Alumina and glass-alumina are mainly used as materials for ceramic substrates, but in recent years, electrical and electronic devices have become smaller and more densely packed, allowing more elements and circuit elements to be integrated per unit area of the substrate. It's getting more intense.

一方、LSIにおいても作動が高速になるに従い
LSIチツプから発生する熱が多量になつてくる傾
向にある。この結果、必然的に基板の発熱密度が
大幅に増大し、アルミナおよびガラス−アルミナ
基板では熱の放散が十分でないという問題が生じ
ている。そのため、熱放散性の優れた絶縁基板の
開発や高効率の基板冷却システムの開発が必要に
なつてきている。
On the other hand, as the operation speed of LSI increases,
The amount of heat generated from LSI chips tends to increase. As a result, the heat generation density of the substrate inevitably increases significantly, creating the problem that heat dissipation is insufficient in alumina and glass-alumina substrates. Therefore, it has become necessary to develop insulating substrates with excellent heat dissipation properties and highly efficient substrate cooling systems.

熱放散性の優れた絶縁基板の開発としては、熱
伝導率の高い炭化ケイ素、ベリリア、窒化アルミ
ニウム等の絶縁材料が検討されているが、従来の
グリーンシート法を用いた多層セラミツク基板技
術を利用することはプロセス的に難しく今一歩の
段階である。
Insulating materials with high thermal conductivity such as silicon carbide, beryllia, and aluminum nitride are being considered for the development of insulating substrates with excellent heat dissipation properties, but multilayer ceramic substrate technology using the conventional green sheet method is being considered. This process is difficult and is only the first step.

従つて、グリーンシート法による多層セラミツ
ク基板構造体に対しては強制冷却が必要である。
Therefore, forced cooling is required for multilayer ceramic substrate structures produced by the green sheet method.

この強制冷却方法としては第4図に示すよう
に、LSIチツプ13等を取付けた多層セラミツク
基板構造体全体をヒートシンク18等により強制
空冷する方法と、第5図に示すように、液体冷却
モジユール19を付加し、LSIチツプ13の熱を
上部から放熱筒20に吸収させ、熱伝導ブロツク
21を通して冷却水に伝える方法とがある。
As this forced cooling method, as shown in FIG. 4, there is a method in which the entire multilayer ceramic substrate structure on which the LSI chip 13 etc. are attached is forcedly air cooled using a heat sink 18, etc., and as shown in FIG. There is a method in which the heat of the LSI chip 13 is absorbed into the heat sink 20 from above and transferred to the cooling water through the heat conduction block 21.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の多層セラミツク基板構造体は、
取付けられたLSIチツプ13等の冷却を、ヒート
シンク18等を付加して強制空冷するか、液体冷
却モジユール19を付加して冷却する構成となつ
ているので、強制空冷による方法においては冷却
効果が十分でないという欠点があり、液体冷却モ
ジユールによる方法においては価格が高くなるな
どの欠点がある。
The conventional multilayer ceramic substrate structure described above is
The installed LSI chip 13, etc. is cooled by forced air cooling by adding a heat sink 18, etc., or by adding a liquid cooling module 19, so the cooling effect is sufficient when using forced air cooling. However, methods using liquid cooling modules have drawbacks such as high cost.

本発明の目的は、冷却効果が高く、しかも安価
にできる多層セラミツク基板構造体とその製造方
法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a multilayer ceramic substrate structure that has a high cooling effect and can be manufactured at low cost, and a method for manufacturing the same.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本第1の発明の多層セラミツク基板構造体は、
少なくともパターン配線及びこのパターン配線と
接続するスルーホール導体並びに外部回路と接続
するためのスルーホール導体のうちの1つが形成
され、積層焼結された複数のセラミツク基板を含
む基板積層体と、この基板積層体の内部に形成さ
れこの基板積層体の外表面に開口部をもつ冷却用
の空孔路とを有している。
The multilayer ceramic substrate structure of the first invention includes:
A substrate laminate including a plurality of laminated and sintered ceramic substrates on which at least one of a pattern wiring, a through-hole conductor connecting to the pattern wiring, and a through-hole conductor for connecting to an external circuit is formed; The substrate laminate has a cooling hole path formed inside the laminate and having an opening on the outer surface of the substrate laminate.

本第2の発明の多層セラミツク基板構造体の製
造方法は、少なくともパターン配線及びこのパタ
ーン配線と接続するスルーホール導体並びに外部
回路と接続するためのスルーホール導体のうちの
1つが形成されたグリーンシートの基板を複数枚
形成する工程と、前記基板よりわずかに大きい外
形寸法のフイルム上に所定の温度で熱分解し飛散
する感光性樹脂を所定の厚さに塗布し、この感光
性樹脂をホトマスクを用いて所定の形状に加工し
空孔路パターン層を形成する工程と、前記空孔路
パターン層をフイルム上から剥離して前記複数の
基板の所定の間に挟んで積層し熱圧着して基板積
層体を形成する工程と、前記基板積層体を所定の
温度で加熱し、前記空孔路パターン層を分解飛散
させ前記基板積層体の外表面に開口部をもつ空孔
部を形成する工程とを有している。
The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate structure according to the second invention includes a green sheet on which at least one of a pattern wiring, a through-hole conductor connected to the pattern wiring, and a through-hole conductor for connecting to an external circuit is formed. A process of forming a plurality of substrates, and applying a photosensitive resin that thermally decomposes and scatters at a predetermined temperature to a predetermined thickness onto a film with an external dimension slightly larger than the substrate, and applying a photomask to the photosensitive resin. a step of forming a hole path pattern layer by processing the hole path pattern layer into a predetermined shape using a film, and peeling off the hole path pattern layer from the top of the film, stacking the film by sandwiching it between predetermined spaces of the plurality of substrates, and bonding the substrate by thermocompression. a step of forming a laminate, and a step of heating the substrate laminate at a predetermined temperature to decompose and scatter the hole path pattern layer to form a hole portion having an opening on the outer surface of the substrate laminate. have.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本第1の発明の多層セラミツク基板構
造体の一実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a multilayer ceramic substrate structure according to the first invention.

基板積層体12は、少なくとも、各層の回路を
形成するためのパターン配線4、このパターン配
線4と接続し外部回路又は他の層のパターン配線
と接続するためのスルーホール3のうちの1つが
形成され、また必要に応じてこれらパターン配線
4と接続する回路素子が取付けられた複数のセラ
ミツク基板11a,11bが積層焼結された構造と
なつている。
The substrate laminate 12 is formed with at least one of a pattern wiring 4 for forming a circuit in each layer and a through hole 3 for connecting to the pattern wiring 4 and connecting to an external circuit or a pattern wiring in another layer. The structure is such that a plurality of ceramic substrates 11 a and 11 b are laminated and sintered to which circuit elements connected to the pattern wiring 4 are attached as necessary.

この基板積層体12には、内部に取付けられた
回路素子や外表面に取付けられたLSIチツプ等の
発生熱を除去するために、外表側面に開口部をも
つ冷却用の空孔路9が網目状に設けられている。
This board laminate 12 has a network of cooling air passages 9 with openings on the outer surface in order to remove the heat generated by the circuit elements mounted inside and the LSI chips mounted on the outer surface. It is set up in a shape.

第2図は本第1発明の一実施例の使用例を示す
一部切欠き斜視図である。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing an example of use of an embodiment of the first invention.

基板積層体12の上表面には、LSIチツプ13
が複数個取付け接続されている。
On the upper surface of the board stack 12, there is an LSI chip 13.
Multiple units are installed and connected.

側面には、空孔路9の開口部とつながつた冷媒
貫通路15を設けたフランジ14が取付けられ、
冷媒貫通路15とつながつた流体コネクタ16か
ら冷媒を空孔路9に導き、LSIチツプ13等を冷
却するようになつている。
A flange 14 provided with a refrigerant passage 15 connected to the opening of the air hole passage 9 is attached to the side surface.
A refrigerant is guided from a fluid connector 16 connected to a refrigerant passage 15 to a hole passage 9 to cool the LSI chip 13 and the like.

第3図は本第2の発明の多層セラミツク基板構
造体の製造方法の一実施例を説明するための製造
工程順に示した多層セラミツク基板構造体の断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view of a multilayer ceramic substrate structure shown in the order of manufacturing steps for explaining an embodiment of the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate structure according to the second invention.

セラミツク基板の絶縁材料としては、1500℃以
上の水素還元雰囲気中で焼結でき、モリブデン又
はタングステン等の導体の使用が可能なアルミナ
粉末、あるいは1000℃以下の酸化性雰囲気中で焼
結でき、金、銀−パラジウム、金−白金、銀−白
金、銀等の導体の使用が可能なガラス−アルミナ
粉末等が使用できる。
Insulating materials for ceramic substrates include alumina powder, which can be sintered in a hydrogen-reducing atmosphere at temperatures above 1,500°C, and conductors such as molybdenum or tungsten, or alumina powder, which can be sintered in an oxidizing atmosphere at temperatures below 1,000°C, and gold. , silver-palladium, gold-platinum, silver-platinum, glass-alumina powder that can be used with conductors such as silver, etc. can be used.

本実施例では、後者の低温焼結多層セラミツク
基板用のガラス−アルミナ粉末絶縁材料として用
いた。
In this example, the latter was used as a glass-alumina powder insulating material for a low-temperature sintered multilayer ceramic substrate.

まず、このガラス−アルミナ粉末に有機高分子
バインダー、可塑剤、溶媒等を混合しキヤステイ
ング法によりグリーンシートの素板を製造する。
First, an organic polymer binder, a plasticizer, a solvent, etc. are mixed with this glass-alumina powder, and a green sheet base plate is manufactured by a casting method.

次に、第1図a,bに示すように、このグリー
ンシートの素板を所定の大きさに切断してグリー
ンシート1を作り、金型30a,30bによりスル
ーホール2を孔開けしたのち、第1図c,dに示
すように、金、銀−パラジウム等の導体ペースト
をスクリーン印刷し、所望の回路のパターン配線
4及びスルーホール導体3が形成された基板10
,10bを得る。
Next, as shown in Fig. 1a and b, this green sheet blank was cut into a predetermined size to make a green sheet 1, and through holes 2 were punched using molds 30a and 30b . Thereafter, as shown in FIGS. 1c and d, a conductor paste of gold, silver-palladium, etc. is screen printed to form a substrate 10 on which pattern wiring 4 and through-hole conductors 3 of a desired circuit are formed.
Obtain a and 10 b .

次に、第3図e〜gに示すように、基板10a
10bより少し大き目の外形寸法のポリエステル
等のフイルム6上に光重合型感光性樹脂5をコー
テイングし、その上に所定のパターンのホスマス
ク7を密着させ、光を照射して露光した後現像処
理を行ない所定の形状の空孔路パターン層8を形
成する。
Next, as shown in FIGS. 3e to 3g, the substrates 10a ,
A photopolymerizable photosensitive resin 5 is coated on a film 6 made of polyester or the like having an external dimension slightly larger than 10b , a phosmask 7 of a predetermined pattern is closely attached thereto, and the film is exposed to light and then developed. A hole path pattern layer 8 having a predetermined shape is formed by performing the following steps.

光重合型感光性樹脂5としては、光重合性オリ
ゴマー又は光重合性モノマーと光重合開始剤とを
含むような感光性樹脂や、光重合性オリゴマー又
は光重合性モノマーと結合剤である高分離化合物
および光重合開始剤とを含む感光性樹脂がある。
The photopolymerizable photosensitive resin 5 is a photosensitive resin containing a photopolymerizable oligomer or a photopolymerizable monomer and a photopolymerization initiator, or a photopolymerizable resin containing a photopolymerizable oligomer or a photopolymerizable monomer and a binder. There are photosensitive resins that include a compound and a photopolymerization initiator.

具体的な例としては次のようなものが揚げられ
る。
Specific examples include the following:

光重合性オリゴマー又は光重合性モノマーとし
ては、アクリロイン基(CH2=CH−CO−)、メ
タクリロイル基(CH2=C(CH3)−CO−)、ビニ
ルエーテル基(CH2=CH−O−)、ビニル基
(CH2=CH−)、アリル基(CH=CH−CH2−)
を二つ以上含んでいる多官能性モノマー又はオリ
ゴマーがあり、高分子化合物としては、ペンタエ
リトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリ
トールジアクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート、エチレングリコールジアクリ
レート、トリエチレングリコールジアクリレー
ト、テトラエチレングリコールジアクリレート、
N,N′−メチレンビスアクリルアミド、アルキ
レングリコールジアクリレートなどがある。
Examples of the photopolymerizable oligomer or photopolymerizable monomer include an acryloin group ( CH2 =CH-CO-), a methacryloyl group ( CH2 =C( CH3 )-CO-), and a vinyl ether group ( CH2 =CH-O-). ), vinyl group ( CH2 =CH-), allyl group (CH=CH- CH2- )
There are polyfunctional monomers or oligomers containing two or more of the following. Examples of high molecular compounds include pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, and tetra ethylene glycol diacrylate,
Examples include N,N'-methylenebisacrylamide and alkylene glycol diacrylate.

また、光重合開始剤としては、ベンゾインおよ
びベンゾイン誘導体であるベンゾインアルキルエ
ーテルやベンジン、ベンゾフエノンおよびこれら
の誘導体、アルキルアントラキノン・アセトフエ
ノン誘導体、塩素化アセトフエノン誘導体、メチ
ルオルトベンゾイルベンゾエート・チオキサント
ン誘導体、1−クロロアントラキノン、1,4−
ナフトキノン、9,10−フエナントレキノン、2
−アミノアントラキノンジアゾニウム塩、5−ニ
トロアセナフテン、4−ニトロアセナフテンなど
がある。
In addition, as photopolymerization initiators, benzoin and benzoin derivatives such as benzoin alkyl ethers, benzine, benzophenone and derivatives thereof, alkylanthraquinone/acetophenone derivatives, chlorinated acetophenone derivatives, methylorthobenzoylbenzoate/thioxanthone derivatives, 1-chloroanthraquinone , 1,4-
naphthoquinone, 9,10-phenanthrequinone, 2
-aminoanthraquinone diazonium salt, 5-nitroacenaphthene, 4-nitroacenaphthene, etc.

本実施例では、光重合型感光性樹脂5として、
メタリメタクリレートとブチルメタクリレートの
共重合体52.2重量%、テトラエチレングリコール
ジアクリレート13重量%、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート2.6重量%、ベンゾフエノン
2.6重量%、ミヒラーズケトン0.5重量%、2−エ
チル−4−tert−ブチルフエノール0.05重量%、
メチレンブルー0.25重量%、エチレングリコール
モノエチルエーテルアセテート21重量%、ジエチ
レングリコールモノエチルエーテル5.2重量%お
よびキシレン2.6重量%とから成る光重合型感光
性樹脂溶液を用いた。
In this example, as the photopolymerizable photosensitive resin 5,
Copolymer of methacrylate and butyl methacrylate 52.2% by weight, tetraethylene glycol diacrylate 13% by weight, trimethylolpropane triacrylate 2.6% by weight, benzophenone
2.6% by weight, Michler's ketone 0.5% by weight, 2-ethyl-4-tert-butylphenol 0.05% by weight,
A photopolymerizable photosensitive resin solution containing 0.25% by weight of methylene blue, 21% by weight of ethylene glycol monoethyl ether acetate, 5.2% by weight of diethylene glycol monoethyl ether and 2.6% by weight of xylene was used.

また、現像処理においては、光重合型感光性樹
脂の種類によつて、ケトン系、キシレン系、エス
テル系、塩素系などの有機溶剤を現像液として使
用する有機溶剤現像のものと、アルカリ性の水溶
液を現像液として使用するアルカリ現像のものが
あるが、いずれの方式によつても良好な空孔路パ
ターン層8を形成することができ、特に微細な空
孔路パターン層を形成する場合には、ドライ現像
タイプの樹脂を用いて、ドライ現像により形成す
ることもできる。
In addition, depending on the type of photopolymerizable photosensitive resin, there are organic solvent development methods that use ketone-based, xylene-based, ester-based, and chlorine-based organic solvents as developing solutions, and alkaline aqueous solutions. There is an alkaline development method that uses as a developer, but either method can form a good hole path pattern layer 8, especially when forming a fine hole path pattern layer. It can also be formed by dry development using a dry development type resin.

本実施例では、塗布した光重合型感光性樹脂5
にホストマスク7を介して3kW超高圧水銀灯に
より紫外線を1分間照射して潜像を形成し、その
のち現像液としてメチルクロロホルムを1Kg/cm2
の圧力で噴きかけて現像処理し、網目状の空孔路
パターン層8を形成した。
In this example, the applied photopolymerizable photosensitive resin 5
A latent image is formed by irradiating ultraviolet rays for 1 minute with a 3 kW ultra-high pressure mercury lamp through the host mask 7, and then 1 kg/cm 2 of methyl chloroform is used as a developer.
A mesh-like pore pattern layer 8 was formed by spraying and developing at a pressure of .

次に、この空孔路パター層8をフイルム6から
剥離し、第3図h,iに示すように、すでに形成
されている基板10a,10bの間に挟んで圧着用
の金型の中へ積層配置して圧力および熱を加えて
一体化し基板積層体を形成する。この時の圧力は
250Kg/cm2、温度は110℃として30分間熱圧着し
た。
Next, this hole path pattern layer 8 is peeled off from the film 6, and is sandwiched between the already formed substrates 10a and 10b , as shown in FIG. The substrates are placed in a stack and integrated by applying pressure and heat to form a substrate stack. The pressure at this time is
Thermocompression bonding was carried out for 30 minutes at a pressure of 250 kg/cm 2 and a temperature of 110°C.

このようにして形成された基板積層体は必要に
応じて所定の寸法に切断した後、まず空孔路パタ
ーン層8は基板10a,10b中に存在する有機高
分子化合物を脱バインダー工程で酸化性雰囲気中
で加熱分解し消失させる。
After the substrate laminate thus formed is cut into predetermined dimensions as necessary, the hole path pattern layer 8 is first formed by removing the organic polymer compounds present in the substrates 10a and 10b through a debinding process. Decomposes and disappears by heating in an oxidizing atmosphere.

通常、これらの有機高分子化合物は400℃〜550
℃程度で完全に分解酸化するが、急激に温度を分
解温度まで上げると基板積層体が破損するため、
10℃/時間あるいはこれよりもゆつくりとした温
度上昇スピードで昇温し、400℃〜550℃に10〜20
時間保持することにより完全に消失させることが
できる。
Usually, these organic polymer compounds are heated to 400℃~550℃.
It completely decomposes and oxidizes at around ℃, but if the temperature is suddenly raised to the decomposition temperature, the substrate stack will be damaged.
Raise the temperature at a rate of 10℃/hour or a slower rate of increase, and increase the temperature from 400℃ to 550℃ by 10~20℃.
It can be completely disappeared by holding it for a while.

このようにして脱バインダー工程では、クラツ
ク、変形、デラミネーシヨン等は全く発生しなか
つた。
In this way, no cracks, deformations, delaminations, etc. occurred during the binder removal process.

この脱バインダー工程を経た基板積層体中には
有機高分子化合物は残留していないため、空孔路
パターン層8の部分は空孔として基板積層体中に
残ることになる。
Since no organic polymer compound remains in the substrate laminate after this binder removal process, the portions of the hole path pattern layer 8 remain as pores in the substrate laminate.

この基板積層体を同じく酸化性雰囲気中で800
℃の温度で2時間仮焼結し、そののち900℃〜930
℃の温度で本焼結することにより、第3図jに示
すような基板積層体12の側面に開口部をもつ空
孔路9が内部に形成された多層セラミツク基板構
造体が得られる。
This substrate laminate was also heated at 800° C. in an oxidizing atmosphere.
Temporarily sintered at a temperature of ℃ for 2 hours, then sintered at a temperature of 900℃ to 930℃.
By performing main sintering at a temperature of .degree. C., a multilayer ceramic substrate structure is obtained in which hole channels 9 having openings on the side surfaces of the substrate stack 12 are formed as shown in FIG. 3J.

このようにして得られた空孔路9は、厚み、幅
が均一でしかも積層圧着工程での変形が少なく、
また焼結後のクラツク、デラミネーシヨンの発生
もなくたいへん良好なものとなる。
The pore channels 9 thus obtained have uniform thickness and width, and are less deformed during the lamination and pressure bonding process.
Furthermore, the product is very good, with no cracks or delamination occurring after sintering.

また、空孔路9はX−Y方向に網目状に、かつ
数層形成することにより収縮率の緩和も期待でき
る。さらに、空孔路9を各層基板のパターン配線
4の上下層に形成することにより、パターン配線
4の周囲の見かけ上の誘電率を下げることもで
き、動作の高速化に対しても有利である。
In addition, by forming the hole channels 9 in a mesh shape in the X-Y direction and in several layers, it is expected that the shrinkage rate will be reduced. Furthermore, by forming the air holes 9 in the upper and lower layers of the pattern wiring 4 of each layer substrate, the apparent dielectric constant around the pattern wiring 4 can be lowered, which is also advantageous for speeding up the operation. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、基板積層体の内
部に外表面とつながつた空孔路を形成することに
より、安価で冷却効果の優れた多層セラミツク基
板構造体を得ることができる効果がある。また、
収縮率の緩和や誘電率の低下等の効果もある。
As explained above, the present invention has the effect of making it possible to obtain a multilayer ceramic substrate structure that is inexpensive and has an excellent cooling effect by forming hole channels connected to the outer surface inside the substrate laminate. Also,
It also has effects such as relaxing the shrinkage rate and lowering the dielectric constant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本第1の発明の多層セラミツク基板構
造体の一実施例を示す断面図、第2図は本第1の
発明の多層セラミツク基板構造体の使用例を示す
一部切欠き斜視図、第3図a〜jはそれぞれ本第
2の発明の一実施例を説明するための製造工程順
に示した多層セラミツク基板構造体の断面図、第
4図及び第5図はそれぞれ従来の多層セラミツク
基板構造体を使用したときの冷却方法を説明する
ための斜視図である。 1……グリーンシート、2……スルーホール、
3……スルーホール導体、4……パターン配線、
5……光重合型感光性樹脂、6……フイルム、7
……ホトマスク、8……空孔路パターン層、9…
…空孔路、10a,10b……基板、11a,11b
……セラミツク基板、12,12a……基板積層
体、13……LSIチツプ、14……フランジ、1
5……冷却貫通路、16……流体コネクタ、17
……フランジ、18……ヒートシンク、18……
液体冷却モジユール、20……放熱筒、21……
熱伝導ブロツク。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the multilayer ceramic substrate structure of the first invention, and FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing an example of use of the multilayer ceramic substrate structure of the first invention. , FIGS. 3a to 3j are cross-sectional views of a multilayer ceramic substrate structure shown in the order of manufacturing steps to explain an embodiment of the second invention, and FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of a conventional multilayer ceramic substrate structure, respectively. FIG. 3 is a perspective view for explaining a cooling method when using the substrate structure. 1...Green sheet, 2...Through hole,
3...Through-hole conductor, 4...Pattern wiring,
5... Photopolymerizable photosensitive resin, 6... Film, 7
...Photomask, 8...Vacancy path pattern layer, 9...
...hole path, 10a , 10b ...substrate, 11a , 11b
... Ceramic substrate, 12, 12 a ... Substrate laminate, 13 ... LSI chip, 14 ... Flange, 1
5...Cooling passageway, 16...Fluid connector, 17
...Flange, 18...Heat sink, 18...
Liquid cooling module, 20... Heat sink, 21...
Heat conduction block.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくともパターン配線及びこのパターン配
線と接続するスルーホール導体並びに外部回路と
接続するためのスルーホール導体のうちの1つが
形成され、積層焼結された複数のセラミツク基板
を含む基板積層体と、この基板積層体の内部に形
成されこの基板積層体の外表面に開口部をもつ冷
却用の空孔路とを有することを特徴とする多層セ
ラミツク基板構造体。 2 少なくともパターン配線及びこのパターン配
線と接続するスルーホール導体並びに外部回路と
接続するためのスルーホール導体のうちの1つが
形成されたグリーンシートの基板を複数枚形成す
る工程と、前記基板よりわずかに大きい外形寸法
のフイルム上に所定の温度で熱分解し飛散する感
光性樹脂を所定の厚さに塗布し、この感光性樹脂
をホトマスクを用いて所定の形状に加工し空孔路
パターン層を形成する工程と、前記空孔路パター
ン層をフイルム上から剥離して前記複数の基板の
所定の間に挟んで積層し熱圧着して基板積層体を
形成する工程と、前記基板積層体を所定の温度で
加熱し、前記空孔路パターン層を分解飛散させ前
記基板積層体の外表面に開口部をもつ空孔路を形
成する工程とを有することを特徴とする多層セラ
ミツク基板構造体の製造方法。
[Claims] 1. A plurality of laminated and sintered ceramic substrates on which at least one of a pattern wiring, a through-hole conductor connecting to the pattern wiring, and a through-hole conductor for connecting to an external circuit is formed. 1. A multilayer ceramic substrate structure comprising a substrate laminate and a cooling hole passage formed inside the substrate laminate and having an opening on the outer surface of the substrate laminate. 2. A step of forming a plurality of green sheet substrates on which at least one of a pattern wiring, a through-hole conductor connected to the pattern wiring, and a through-hole conductor for connecting to an external circuit is formed, and A photosensitive resin that thermally decomposes and scatters at a predetermined temperature is coated onto a film with large external dimensions to a predetermined thickness, and this photosensitive resin is processed into a predetermined shape using a photomask to form a hole path pattern layer. a step of peeling off the hole path pattern layer from the film, sandwiching and stacking the plurality of substrates between predetermined spaces, and forming a substrate laminate by thermocompression bonding; A method for manufacturing a multilayer ceramic substrate structure, comprising the step of heating at a high temperature to decompose and scatter the hole path pattern layer to form hole paths having openings on the outer surface of the substrate laminate. .
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