JP2005223225A - 複合多層基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の複合多層基板1は、セラミック多層基板2と、樹脂層3とを備え、セラミック多層基板2と樹脂層3とが接合され、セラミック多層基板2は回路パターン4を有すると共に樹脂層3はビアホール導体6及び外部端子電極7を有し、回路パターン4と外部端子電極7がビアホール導体6を介して接続されてなり、セラミック多層基板2と樹脂層3との接合力を補強する接合補強部材8を、これら両者2、3の積層方向に向けて設けたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
(1)セラミックグリーンシート及び樹脂シートの調製
本実施例では、中心粒径1.0μmのアルミナ粒子を55重量部と、中心粒径1.0μmの軟化点600℃のホウ珪酸ガラスを45重量部の割合で混合し、この混合物をビニルアルコール系バインダ中に分散させてスラリーを調製した後、このスラリーをポリエチレンテレフタレート系樹脂からなるキャリアフィルム上に塗布して、図3に示すように厚み25μm及び50μmの低温焼結用のセラミックグリーンシート12Aを作製した。これとは別にポリプロピレン粉末をビニルアルコール系バインダ中に分散させてスラリーを調製した後、このスラリーをポリエチレンテレフタレート系樹脂からなるキャリアフィルム上に塗布して、図3に示すように厚み30μmの樹脂シート20を作製した。セラミックグリーンシート12Aと樹脂シート20とは同一の面積を有するものを形成した。
まず、図1に示す最上層のセラミック層2Aを形成するセラミックグリーンシート12Aをキャリアフィルムが除去した状態で固定治具に装着する。固定治具としてはセラミックグリーンシート12Aとほぼ同寸法の枠状金型や、予めセラミックグリーンシート12Aに形成された固定用貫通孔に通すピン状の治具などを用いることができる。次に積層されるべきセラミックグリーンシート12Aをキャリアフィルムが除去した状態で、先に置かれたセラミックグリーンシート12A上に積層する。この際、所定の圧力を加えてセラミックグリーンシート12A、12A同士を圧着しても良い。後は所定の順序でセラミックグリーンシート12Aを順次積層していき、最後に最下層のセラミックグリーンシート12Aを積層して図3に示すセラミックグリーンシート12Aの積層体12を得た。更に、図3に示すように積層体12上に樹脂シート20を積層した後、樹脂シート20の上面から所定の圧力を加えてセラミックグリーンシート12Aの積層体と樹脂シート20とを圧着して、セラミックグリーンシート12Aの積層体12と樹脂シート20とを一体化した生のセラミック積層体を作製した。
生のセラミック積層体に、焼成後に製品サイズの子基板に分割するためのカットラインを形成した後、生のセラミック積層体を920℃で焼成する。焼成中にセラミックグリーンシート12A中の有機成分及び樹脂シート20は焼失し、セラミック多層基板2及び回路パターン4が焼結する。この時、図4に示すように樹脂シート20のビアペースト層18A、18Bは、セラミック多層基板2から高さ15〜25μmだけ突出した第1、第2の接合補強部材8A、8Bとなり、導体ペースト層15は、セラミック多層基板2のグランド電極等の電極5となる。第1、第2の接合補強部材8A、8Bはセラミック多層基板2内の回路パターン4と同様に緻密な焼結金属であり、セラミック多層基板2と結合した強固な構造となっている。また、電極5は、焼結金属によって形成されているため、金属箔等と比較して粗面化している。また、必要に応じてめっき等の表面処理を施すことによってセラミック多層基板2が完成する。
支持体上に厚み10〜40μm程度の金属箔を貼り付け、金属箔の表面にフォトレジストを塗布し、フォトマスクを介して光を照射した後、フォトレジストを現像して不要部分を除去して金属箔を露呈させる。次いで、金属箔の露呈部分をエッチング処理して除去した後、フォトレジスト膜を剥離して所定形状の外部端子電極7を形成した。その後、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、シアネート系樹脂等の熱硬化性樹脂とAl2O3、SiO2、TiO2等の無機フィレートを混合し、この混合樹脂を電極上にラミネート(加熱加圧)して図5に示す樹脂シート13を作製した。この樹脂シート13の外部端子電極7のない側からレーザー等の光線を照射して樹脂シート13にビアホールを形成する。一般にこの種の光線は樹脂に吸収され易く、金属には反射されるため、外部端子電極7に穴をあけることなく、樹脂シート13のみを貫通してビアホールを形成することができる。そして、これらのビアホール内に導電性樹脂を充填して複合多層基板1の樹脂層2のビアホール導体6を形成した。ビアホール導体6を形成する導電性樹脂としては、例えばAu、Ag、Cu、Ni等の金属粒子と樹脂シート13と同一の熱硬化性樹脂との混合物からなるものを用いた。
上記樹脂シート13を支持体から剥離した後、この樹脂シート13を図5に示すようにセラミック多層基板2にラミネートした。この際、セラミック多層基板2に樹脂シート13をラミネートしてから支持体を剥離しても良い。樹脂シート13をセラミック多層基板2にラミネートする際に、セラミック多層基板2の第1、第2の接合補強部材18A、18Bそれぞれの突起部が樹脂シート13に突き刺さる。突起部は、樹脂シート13内に5μm以上の深さで食い込み、しかも樹脂シート13の非接合面から内側、つまり残り代が5μm以上ある状態で突き刺さっている。接合補強部材8の断面積は0.01mm2〜0.90mm2の範囲である。樹脂シート13をセラミック多層基板2にラミネートした後、樹脂シート13を熱硬化させて樹脂層3としてセラミック多層基板2と一体化させて、図1に示す複合多層基板1を得た。
即ち、本実施例では、接合補強部材8のビアホール導体を兼ねる第1の接合補強部材8Aが樹脂層3側のビアホール導体6内に突き刺さり、セラミック多層基板2の回路パターン4と樹脂層3の外部端子電極7とを電気的に接続している(図2参照)。本実施例の複合多層基板1を作製する場合には、セラミックグリーンシート12A及び樹脂シート20に第1、第2の接合補強部材8A、8Bに対応するビアホールを形成する際に、図6に示すように第1の接合補強部材8A用のビアホールを、樹脂層3側のビアホール導体6に対応させて設けると共に第2の接合補強部材8Bに対応するビアホールを形成した。第1、第2の接合補強部材8A、8Bに対応するビアホールは、それぞれの断面積が0.01mm2以上で樹脂層3のビアホール導体6の断面積の90%以下に形成した。
2 セラミック多層層
2A セラミック層
3 樹脂層
4 回路パターン
4B ビアホール導体
6 ビアホール導体
7 外部端子電極
8 接合補強部材
12A セラミックグリーンシート
20 樹脂シート
Claims (17)
- 第1の主面及びこれに対向する第2の主面を有するセラミック基板と、第1の主面及びこれに対向する第2の主面を有する樹脂層とを備え、上記セラミック基板の第2の主面と上記樹脂層の第1の主面とが接合され、上記セラミック基板は回路パターンを有すると共に上記樹脂層はビアホール導体及び第2の主面に形成された外部端子電極を有し、上記回路パターンと上記外部端子電極が上記ビアホール導体を介して接続されてなる複合多層基板であって、上記セラミック基板と上記樹脂層との接合力を補強する接合補強部材を、これら両者の積層方向に向けて少なくとも一つ設けたことを特徴とする複合多層基板。
- 上記セラミック基板は、複数のセラミック層を積層してなるセラミック多層基板によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の複合多層基板。
- 上記接合補強部材は、上記セラミック基板から上記樹脂層側に食い込んでいることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の複合多層基板。
- 上記接合補強部材は、上記セラミック基板の回路パターンから電気的に独立していることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の複合多層基板。
- 上記接合補強部材は、上記セラミック基板に設けられたビアホール導体として形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の複合多層基板。
- 上記接合補強部材は、上記セラミック基板の回路パターンの一部を構成することを特徴とする請求項5に記載の複合多層基板。
- 上記接合補強部材は、上記樹脂層のビアホール導体内に食い込んでいることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の複合多層基板。
- 上記樹脂層のビアホール導体の断面は、上記セラミック基板のビアホール導体の断面より大きく形成さていることを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載の複合多層基板。
- 上記接合補強部材の先端は、上記樹脂層の第1、第2の主面それぞれから5μm以上内側に位置することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の複合多層基板。
- 上記接合補強部材の断面積は、0.01〜0.9mm2であることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の複合多層基板。
- 上記外部端子電極は、金属箔によって形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の複合多層基板。
- 上記セラミック多層基板は、内部にAgまたはCuを主成分とする回路パターンを有することを特徴とする請求項2〜請求項11のいずれか1項に記載の複合多層基板。
- 上記樹脂層は、チップ部品を内蔵することを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載の複合多層基板。
- 樹脂シートに少なくとも一つの貫通孔を設ける工程と、上記樹脂シートの貫通孔内に無機ペーストを充填する工程と、上記無機ペーストが充填された上記樹脂シートとセラミックグリーンシートとを一体化する工程と、上記セラミックグリーンシート及び上記樹脂シートを焼成してセラミック基板及びセラミック基板から突出する接合補強部材を得る工程と、上記セラミック基板と外部端子電極を有する樹脂層とを上記接合補強部材を介して接合する工程と、を備えたことを特徴とする複合多層基板の製造方法。
- 上記無機ペーストとして、導電性ペーストを用いることを特徴とする請求項14に記載の複合多層基板の製造方法。
- 樹脂シートに少なくとも一つの貫通孔を設ける工程では、上記貫通孔を複数設け、且つ、少なくともその一部を上記樹脂層に形成された導電性樹脂層に対応させて設けることを特徴とする請求項14に記載の複合多層基板の製造方法。
- 上記貫通孔の断面積を、上記導電性樹脂層の断面積より小さく形成することを特徴とする請求項16に記載の複合多層基板の製造方法。
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