JP2000269380A - 多層セラミックチップサイズパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

多層セラミックチップサイズパッケージ及びその製造方法

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JP2000269380A
JP2000269380A JP11076472A JP7647299A JP2000269380A JP 2000269380 A JP2000269380 A JP 2000269380A JP 11076472 A JP11076472 A JP 11076472A JP 7647299 A JP7647299 A JP 7647299A JP 2000269380 A JP2000269380 A JP 2000269380A
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ceramic
resin
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chip size
laminated substrate
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Takashi Otsuka
隆 大塚
Kazuhiro Inata
一洋 生稲
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】素子との熱応力を緩和し接続信頼性を向上させ
た多層セラミックチップサイズパッケージ及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】セラミック多孔質層を両側の2層の表面層
として有するセラミック多孔質積層基板の前記セラミッ
ク多孔質層に樹脂を含浸させて、セラミック多孔質層に
含浸樹脂24が含浸して成る厚み0.1mmの樹脂含浸
層21を両側の2層の表面層とする厚み0.4mmの多
層セラミックチップサイズパッケージ22を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層セラミックチ
ップサイズパッケージ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体パッケージは、QFP(4方向フ
ラットパッケージ)やTAB(テープ自動ボンディン
グ)のようなパッケージ形態の実装から、電子機器の小
型軽量化に伴い、より高密度な実装が求められている。
このような要求に対して、半導体素子をパッケージに入
っていないベアチップのままで実装するFC(フリップ
チップ)やCSP(チップサイズパッケージ)などの技
術が提案されている。
【0003】これらの実装方式では、接続部の信頼性を
保つ為に樹脂封止などの技術が用いられている。たとえ
ば、特開平9−289221号公報では、素子の4隅の
フィレットを大きくして、信頼性を向上させる技術が記
載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような、素子をバ
ンプ(突起電極)等によりフェースダウンで実装する場
合は、素子とパッケージとの熱膨張差による熱応力によ
り接続不良の発生が問題となる。
【0005】従って、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的は、素子との熱応力を緩
和し接続信頼性を向上させた多層セラミックチップサイ
ズパッケージ及びその製造方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第1の多層セラミックチップサイズパッケージは、
セラミック多孔質層に樹脂が含浸して成る樹脂含浸層を
両側の2層の表面層として有するセラミック積層基板を
有し、素子との熱応力を緩和する程度に柔軟性が高いこ
とを特徴とする。
【0007】前記目的を達成する本発明の第2の多層セ
ラミックチップサイズパッケージは、セラミック多孔質
層に樹脂が含浸して成る樹脂含浸層を両側の2層の表面
層として有するセラミック積層基板を有し、前記セラミ
ック積層基板の厚みをAとし、前記樹脂含浸層の各々の
厚みをBとした場合、A:Bの比は3〜6:1〜2であ
ることを特徴とする。
【0008】また、前記目的を達成する本発明の多層セ
ラミックチップサイズパッケージの製造方法は、セラミ
ック多孔質層を両側の2層の表面層として有するセラミ
ック多孔質積層基板の前記セラミック多孔質層に樹脂を
含浸させる含浸工程を少なくとも有し、前記セラミック
多孔質積層基板として、セラミック多孔質積層基板の厚
みをCとし、前記セラミック多孔質層の各々の厚みをD
とした場合、C:Dの比が3〜6:1〜2であるセラミ
ック多孔質積層基板を用いることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。
【0010】〔多層セラミックチップサイズパッケー
ジ〕本発明の多層セラミックチップサイズパッケージに
おけるセラミック積層基板は、セラミック多孔質層に樹
脂が含浸して成る樹脂含浸層を両側の2層の表面層とし
て有する基板であり、前記2層の表面層の間には基板本
体を有することができる。この基板本体は、樹脂を含浸
させていない単層のセラミック層又は複数層のセラミッ
ク層の積層体にすることができる。
【0011】表面層である樹脂含浸層に含浸させた樹脂
が収縮する場合は、前記樹脂含浸層に圧縮応力を持たせ
ることができる。表面層である2層の樹脂含浸層に圧縮
応力を持たせることにより、セラミック積層基板の強度
を高めることができる。また、セラミック積層基板の厚
みは好ましくは0.3〜0.6mmであり、表面層であ
る樹脂含浸層の各々の厚みは好ましくは0.1〜0.2
mmである。表面層である樹脂含浸層の樹脂は好ましく
は熱硬化性樹脂である。
【0012】セラミック積層基板を構成するセラミック
スの主成分は、好ましくは、アルミナ、窒化アルミニウ
ム、ムライト、コーディエライト、ホウケイ酸ガラスの
うちの1種又は2種以上の複合体である。セラミック積
層基板は、導体層を有することができ、好ましくは、A
u、Ag、AgとPd、AgとPt、及びCuのうちの
いずれか1種を主成分とする導体層を有する。表面層で
ある樹脂含浸層のセラミック多孔質層は、好ましくは、
球状ないし略球状の気孔形成剤とセラミック粉末を含有
するシート状成形体の焼成体である。
【0013】〔多層セラミックチップサイズパッケージ
の製造方法〕本発明の多層セラミックチップサイズパッ
ケージの製造方法における含浸工程は、セラミック多孔
質層を両側の2層の表面層として有するセラミック多孔
質積層基板の表面層であるセラミック多孔質層に樹脂を
含浸させる工程である。そして、セラミック多孔質積層
基板として、セラミック多孔質積層基板の厚みをCと
し、前記セラミック多孔質層の各々の厚みをDとした場
合、C:Dの比が3〜6:1〜2であるセラミック多孔
質積層基板を用いる。
【0014】セラミック多孔質積層基板の厚みは好まし
くは0.3〜0.6mmであり、セラミック多孔質層の
各々の厚みは好ましくは0.1〜0.2mmである。ま
た、セラミック多孔質層に好ましくは熱硬化性樹脂を含
浸させる。
【0015】本発明の多層セラミックチップサイズパッ
ケージの製造方法では、セラミック多孔質層を両側の2
層の表面層として有するセラミック多孔質積層基板を製
造するための工程を設けることができる。
【0016】例えば、セラミック粉末のシート状成形体
を積層して成る積層成形体を焼成する焼成工程を含浸工
程よりも前に設けることができる。この焼成工程では、
前記積層成形体として、両側の2層の表面層に気孔形成
剤を含有する積層成形体を用いることができる。この焼
成工程により、セラミック多孔質層を両側の2層の表面
層として有するセラミック多孔質積層基板を得ることが
できる。
【0017】前記気孔形成剤として、好ましくは、樹脂
ボール等の球状ないし略球状の気孔形成剤を用いる。気
孔形成剤は、焼成工程の焼成温度や焼成時間等の焼成条
件に応じて焼失するものを適宜選択することができる。
【0018】気孔形成剤を含有する又は含有しないセラ
ミック粉末のシート状成形体は、例えば、ドクターブレ
ード法等により製造することができる。前記両側の2層
の表面層に気孔形成剤を含有する積層成形体は、気孔形
成剤を含有しない少なくとも1層のシート状成形体の両
側に、気孔形成剤を含有するシート状成形体を積層し、
必要であればさらに熱圧着を行って得ることができる。
【0019】本発明の多層セラミックチップサイズパッ
ケージの製造方法の好適な形態の一例を以下に説明す
る。
【0020】焼成前のシート状成形体であるグリーンシ
ートの製造時に粉末状のセラミック材料へ樹脂ボールを
添加させて樹脂ボール添加グリーンシートを作成する。
また、樹脂ボールを添加しない樹脂ボール無添加グリー
ンシートを作成する。これらのセラミックグリーンシー
トを積層する際に、前記樹脂ボール添加グリーンシート
を最上層及び最下層として積層しセラミック積層成形体
を得る。
【0021】前記セラミック積層成形体を焼成すること
で、前記最上層及び最下層のそれぞれのグリーンシート
へ添加した樹脂ボールが焼失することにより前記最上層
及び最下層がセラミック多孔質層になり、最上層及び最
下層として多孔質な層を持ったセラミック多孔質積層基
板を得る。この多孔質部分へ樹脂を含浸させることで、
柔軟性のある多層セラミックチップサイズパッケージを
得ることが出来る。
【0022】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。図1は、本発明の一例の多層セラミックチ
ップサイズパッケージを製造する過程における焼成前の
セラミックグリーンシート積層成形体の一部分の断面図
である。図2は、本発明の一実施例の多層セラミックチ
ップサイズパッケージの一部分の断面図である。
【0023】[実施例1]粉末状のセラミック材料へ樹
脂ボールを添加させたものに有機バインダを混ぜ合わ
せ、スラリーを作製した。このスラリーを有機フィルム
上へ流して行うドクターブレード法を用いて、厚み0.
1mmの樹脂ボール添加グリーンシートを2枚作製し
た。この樹脂ボール添加グリーンシートへ、層間接続用
のヴィアホールを形成し導体材料を埋め込んだ。前記導
体材料を埋め込んだ樹脂ボール添加グリーンシートへ、
更に厚膜印刷法にて、表裏層パターンの形成を行なっ
た。
【0024】樹脂ボールを添加しないこと以外は前記ド
クターブレード法と同様の方法によって、樹脂ボールを
含有しない厚み0.1mmのセラミックグリーンシート
を2枚作製し、さらにヴィアホールを形成し導体材料を
埋め込んだ。この樹脂ボールを含有しない樹脂ボール無
添加セラミックグリーンシートを2枚積層した積層体
に、前記2枚の樹脂ボール添加グリーンシートのそれぞ
れが最外層になるように積層して、熱圧着を行い、前記
4枚のセラミックグリーンシートを積層して成る図1の
セラミックグリーンシート積層成形体2を得た。
【0025】このセラミックグリーンシート積層成形体
2は、配線パターン5を層間に有すると共に、前記導体
材料を埋め込んだヴィアホール3を積層成形体の厚さ方
向に有する。また、セラミックグリーンシート積層成形
体2は、最上層及び最下層として樹脂ボール4を含有す
る前記樹脂ボール添加グリーンシート1を有する。
【0026】次に、このセラミックグリーンシート積層
成形体を脱バインダ工程で500℃で5時間加熱して脱
バインダを行ない、その後850℃で1時間焼成を行な
った。この焼成工程にて、最上層及び最下層に添加した
樹脂ボールは焼失されてしまい、最上層及び最下層とし
て多孔質表面層を持ったセラミック積層基板を得た。こ
のセラミック積層基板の多孔質層部へ樹脂を真空含浸さ
せて、図2に示す柔軟性を持った多層セラミックチップ
サイズパッケージ22を得る事が出来た。
【0027】この多層セラミックチップサイズパッケー
ジ22は、配線パターン25を層間に有すると共に、前
記導体材料を埋め込んだヴィアホール23を多層セラミ
ックチップサイズパッケージ22の厚さ方向に有する。
また、多層セラミックチップサイズパッケージ22は、
最上層及び最下層として含浸樹脂24を含有する樹脂含
浸層21を有する。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記記載の効果を奏することができる。
【0029】本発明の多層セラミックチップサイズパッ
ケージの第1の効果は、セラミック積層基板の柔軟性が
高いので、素子との熱応力を緩和することができ接続信
頼性を向上させることができる、ということである。
【0030】その第1の理由は、本発明の第1の多層セ
ラミックチップサイズパッケージが、セラミック多孔質
層に樹脂が含浸して成る樹脂含浸層を両側の2層の表面
層として有するセラミック積層基板を有し、素子との熱
応力を緩和する程度に柔軟性が高い、ようにしているた
めである。
【0031】その第2の理由は、本発明の第2の多層セ
ラミックチップサイズパッケージが、セラミック多孔質
層に樹脂が含浸して成る樹脂含浸層を両側の2層の表面
層として有するセラミック積層基板を有し、前記セラミ
ック積層基板の厚みをAとし、前記樹脂含浸層の各々の
厚みをBとした場合、A:Bの比は3〜6:1〜2であ
る、ようにしているためである。
【0032】本発明の多層セラミックチップサイズパッ
ケージの第2の効果は、表面層である樹脂含浸層が剥離
しにくい、ということである。その理由は、前記第1の
効果についての理由と同様である。
【0033】本発明の多層セラミックチップサイズパッ
ケージの製造方法の効果は、本発明の多層セラミックチ
ップサイズパッケージを簡単に製造することができる、
ということである。
【0034】その理由は、本発明の多層セラミックチッ
プサイズパッケージの製造方法が、セラミック多孔質層
を両側の2層の表面層として有するセラミック多孔質積
層基板の前記セラミック多孔質層に樹脂を含浸させる含
浸工程を少なくとも有し、前記セラミック多孔質積層基
板として、セラミック多孔質積層基板の厚みをCとし、
前記セラミック多孔質層の各々の厚みをDとした場合、
C:Dの比が3〜6:1〜2であるセラミック多孔質積
層基板を用いる、ようにしているためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一例の多層セラミックチップ
サイズパッケージを製造する過程における焼成前のセラ
ミックグリーンシート積層成形体の一部分の厚み方向の
概略断面図である。
【図2】図2は、本発明の一実施例の多層セラミックチ
ップサイズパッケージの一部分の厚み方向の概略断面図
である。
【符号の説明】
1 樹脂ボール添加グリーンシート 2 セラミックグリーンシート積層成形体 3 ヴィアホール 4 樹脂ボール 5 配線パターン 21 樹脂含浸層 22 多層セラミックチップサイズパッケージ 23 ヴィアホール 24 含浸樹脂 25 配線パターン

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミック多孔質層に樹脂が含浸して成る
    樹脂含浸層を両側の2層の表面層として有するセラミッ
    ク積層基板を有し、素子との熱応力を緩和する程度に柔
    軟性が高いことを特徴とする多層セラミックチップサイ
    ズパッケージ。
  2. 【請求項2】セラミック多孔質層に樹脂が含浸して成る
    樹脂含浸層を両側の2層の表面層として有するセラミッ
    ク積層基板を有し、 前記セラミック積層基板の厚みをAとし、前記樹脂含浸
    層の各々の厚みをBとした場合、A:Bの比は3〜6:
    1〜2であることを特徴とする多層セラミックチップサ
    イズパッケージ。
  3. 【請求項3】前記樹脂含浸層に圧縮応力を持たせたこと
    を特徴とする請求項1〜2のいずれか一に記載の多層セ
    ラミックチップサイズパッケージ。
  4. 【請求項4】前記セラミック積層基板の厚みは0.3〜
    0.6mmであり、前記樹脂含浸層の各々の厚みは0.
    1〜0.2mmであることを特徴とする請求項1〜3の
    いずれか一に記載の多層セラミックチップサイズパッケ
    ージ。
  5. 【請求項5】前記樹脂含浸層の樹脂は熱硬化性樹脂であ
    ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一に記載の
    多層セラミックチップサイズパッケージ。
  6. 【請求項6】前記セラミック積層基板を構成するセラミ
    ックスの主成分は、アルミナ、窒化アルミニウム、ムラ
    イト、コーディエライト、ホウケイ酸ガラスのうちの1
    種又は2種以上の複合体であることを特徴とする請求項
    1〜5のいずれか一に記載の多層セラミックチップサイ
    ズパッケージ。
  7. 【請求項7】前記セラミック積層基板は、Au、Ag、
    AgとPd、AgとPt、及びCuのうちのいずれか1
    種を主成分とする導体層を有することを特徴とする請求
    項1〜6のいずれか一に記載の多層セラミックチップサ
    イズパッケージ。
  8. 【請求項8】前記樹脂含浸層のセラミック多孔質層は、
    球状ないし略球状の気孔形成剤とセラミック粉末を含有
    するシート状成形体の焼成体であることを特徴とする請
    求項1〜7のいずれか一に記載の多層セラミックチップ
    サイズパッケージ。
  9. 【請求項9】セラミック多孔質層を両側の2層の表面層
    として有するセラミック多孔質積層基板の前記セラミッ
    ク多孔質層に樹脂を含浸させる含浸工程を少なくとも有
    し、 前記セラミック多孔質積層基板として、セラミック多孔
    質積層基板の厚みをCとし、前記セラミック多孔質層の
    各々の厚みをDとした場合、C:Dの比が3〜6:1〜
    2であるセラミック多孔質積層基板を用いることを特徴
    とする多層セラミックチップサイズパッケージの製造方
    法。
  10. 【請求項10】前記セラミック多孔質積層基板として、
    厚みが0.3〜0.6mmであり、前記セラミック多孔
    質層の各々の厚みが0.1〜0.2mmであるセラミッ
    ク多孔質積層基板を用いることを特徴とする請求項9に
    記載の多層セラミックチップサイズパッケージの製造方
    法。
  11. 【請求項11】前記セラミック多孔質層に熱硬化性樹脂
    を含浸させることを特徴とする請求項9〜10のいずれ
    か一に記載の多層セラミックチップサイズパッケージの
    製造方法。
  12. 【請求項12】セラミック粉末のシート状成形体を積層
    して成る積層成形体を焼成する焼成工程を前記含浸工程
    よりも前に有し、 前記積層成形体として、両側の2層の表面層に気孔形成
    剤を含有する積層成形体を用いることを特徴とする請求
    項9〜11のいずれか一に記載の多層セラミックチップ
    サイズパッケージの製造方法。
  13. 【請求項13】前記気孔形成剤として、球状ないし略球
    状の気孔形成剤を用いることを特徴とする請求項12に
    記載の多層セラミックチップサイズパッケージの製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100679816B1 (ko) * 2001-01-03 2007-02-07 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 반도체 패키지
KR100925122B1 (ko) 2007-11-01 2009-11-04 한국세라믹기술원 세라믹 후막기판의 제조방법 및 이를 이용한 모듈
JPWO2016047702A1 (ja) * 2014-09-24 2017-04-27 京セラ株式会社 電子部品搭載用基板およびそれを用いた発光装置

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