JP2007294831A - セラミック基板の製造方法及びセラミック基板 - Google Patents

セラミック基板の製造方法及びセラミック基板 Download PDF

Info

Publication number
JP2007294831A
JP2007294831A JP2006175907A JP2006175907A JP2007294831A JP 2007294831 A JP2007294831 A JP 2007294831A JP 2006175907 A JP2006175907 A JP 2006175907A JP 2006175907 A JP2006175907 A JP 2006175907A JP 2007294831 A JP2007294831 A JP 2007294831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic substrate
protruding electrode
substrate body
main surface
protruding
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.)
Pending
Application number
JP2006175907A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoji Nakamura
良二 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2006175907A priority Critical patent/JP2007294831A/ja
Publication of JP2007294831A publication Critical patent/JP2007294831A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0555Shape
    • H01L2224/05552Shape in top view
    • H01L2224/05554Shape in top view being square
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01012Magnesium [Mg]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01046Palladium [Pd]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • H01L2924/01322Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1532Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19041Component type being a capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19106Disposition of discrete passive components in a mirrored arrangement on two different side of a common die mounting substrate

Landscapes

  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

【課題】基板本体を小型化することができる、セラミック基板の製造方法及びセラミック基板を提供する。
【解決手段】未焼成セラミック基板本体の少なくとも一方主面に、未焼成セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に未焼成セラミック基板本体の焼成温度以下の温度で焼結する金属材料を含む第1及び第2の未焼成突起電極用パターンを有する第1及び第2の拘束層を密着し、未焼成複合積層体を形成する。これを焼成した後、第1及び第2の拘束層の基材を除去して、焼結済みセラミック基板本体16の一方主面16sに、第1の未焼成突起電極用パターンの焼成により形成された大径部18yと、第2の未焼成突起電極用パターンの焼成により形成された小径部18xとが階段状に連結され、この連結部分に隣接して段差面18aが形成された突起電極18を有する複合セラミック基板40を取り出す。
【選択図】図9

Description

本発明はセラミック基板の製造方法及びセラミック基板に関し、詳しくは、突起電極を有するセラミック基板の製造方法及びセラミック基板に関する。
従来、半導体素子、電子部品等の半導体集積回路素子を収容するための半導体素子収納用パッケージが提供されている。
例えば図13の斜視図に示すように、半導体素子収納用パッケージ2は、一般にガラスセラミック等の電気絶縁材料からなる絶縁基板4の一方主面4sの周縁部に複数の突起電極8を有し、一方主面4sの中央部に、ICチップ34を収容するためのスペースが形成されている。突起電極8は、絶縁基板4と一括焼成によって焼結した銀などの金属材料を含む柱状の接続端子である。
図14の断面図に示すように、絶縁基板4の内部には、銀等の金属粉末からなる複数個の導体配線層5bや、導体配線層5b間を接続する接続導体5aなどが形成され、突起電極8と電気的に接続されている。絶縁基板4の一方主面4sや他方主面4t、あるいは側面には、接続導体5aや導体配線層5bと電気的に接続された複数個の接続パッド6が形成されている。
絶縁基板4の一方主面4sの中央部に、ICチップ34をガラス、樹脂等からなる接着剤を介して接着固定して、ボンディングワイヤー36で、接続パッド6とICチップ34の電極35との間を接続したり、絶縁基板4の他方主面4tに形成された接続パッド(図示せず)にコンデンサやインダクタ、抵抗、半導体素子等の部品30,32をロウ付け取着したりすることによって、製品としての半導体素子収納用パッケージ2となる。
半導体素子収納用パッケージ2は、突起電極8を、はんだが塗布された外部電気回路基板50の配線導体52上に載置当接させた後、約250〜400℃の温度ではんだを加熱溶融し、突起電極8を配線導体52にはんだ56で接合することによって、外部電気回路基板50上に実装される。
このような実装構造により、半導体素子収納用パッケージ2に収容されているICチップ34は、その各電極がメタライズ配線層及び接続端子を介して外部電気回路に電気的に接続される。
半導体素子収納用パッケージ2の絶縁基板4には、その用途に応じてアルミナ、ムライト、ガラスセラミックなどの焼結体からなる絶縁材料が主として用いられている。外部電気回路基板50には、主としてガラス−エポキシ複合材料からなる絶縁体54の表面にCu、Ag、Auなどからなる配線導体52が被着形成されたものが用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−14648号公報
ところが前記構造によると、絶縁基板4の一方主面4sにおいて突起電極8と接続パッド6及びICチップ34の各々の占める面積を確保する必要があり、また、突起電極8と接続パッド6との間のギャップや、接続パッド6とICチップ34との間のギャップを確保する必要があり、基板本体の小型化を妨げる原因になっていた。
小型化するために柱状の突起電極8の径を細くすると、外部電気回路に実装した後の熱や外力による変形に対して機械強度が劣化するため、破壊しやすくなる。
小型化するために突起電極8をICチップ34に近づけて配置した場合、突起電極8とICチップ34との間のスペースが小さくなり、ワイヤーボンディングするためのキャピラリが接続パッド6に到達するまでに突起電極8やICチップ34に接触し、突起電極8やICチップ34を破損しやすくなる。
本発明はかかる実情に鑑みて、基板本体を小型化することができる、セラミック基板の製造方法及びセラミック基板を提供しようとするものである。
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したセラミック基板の製造方法を提供する。
セラミック基板の製造方法は、第1乃至第3の工程を備える。前記第1の工程において、未焼成セラミック基板本体の少なくとも一方主面に、前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度以下の温度で焼結する金属材料を含む第1の未焼成突起電極用パターンを有する1又は2層以上の第1の拘束層を密着し、かつ、該第1の拘束層の前記未焼成セラミック基板本体とは反対側の主面に、前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度以下の温度で焼結する金属材料を含み前記第1の未焼成突起電極用パターンより径が小さい第2の未焼成突起電極用パターンを有する1又は2層以上の第2の拘束層を、前記第1の電極用パターンと前記第2の電極用パターンとが連続するように密着してなる未焼成複合積層体を形成する。前記第2の工程において、前記第1及び第2の拘束層の前記基材は実質的に焼結せず、前記未焼成セラミック基板本体及び前記第1及び第2の未焼成突起電極用パターンに含まれる前記金属材料を焼結させ得る温度のもとで、前記未焼成複合積層体を焼成する。前記第3の工程において、前記第1及び第2の拘束層の前記基材を除去して、前記未焼成セラミック基板本体の焼成により形成された焼結済みセラミック基板本体の前記一方主面に、前記第1の未焼成突起電極用パターンの焼成により形成された大径部と前記第2の未焼成突起電極用パターンの焼成により形成された小径部とが階段状に連結され該連結部分に隣接して前記セラミック基板本体の前記一方の主面と平行に延在する面(以下、「段差面」という。)が形成された少なくとも一つの突起電極を有するセラミック基板を取り出す。
上記方法において、第1の拘束層の基材と第2の拘束層の基材とは、同じでも異なってもよい。また、第1の拘束層の金属材料と第2の拘束層の金属材料とは、同じでも異なってもよい。
上記方法により形成されたセラミック基板を用い、セラミック基板本体の一方主面に素子を配置し、この素子と突起電極の段差面とを電気的に接続することにより、素子を突起電極に直接接続することができる。セラミック基板本体の一方主面に、素子と接続するための接続パッド等を設ける必要がないので、セラミック基板本体を小型化することができる。
好ましくは、前記セラミック基板本体の一方主面にICチップを搭載した後、前記ICチップの端子面と前記突起電極の前記段差面とをボンディングワイヤーで接続する第4の工程をさらに備える。
集積回路を含むICチップは複数の端子面を有するので、セラミック基板に搭載したときに、ボンディングワイヤーを用いることにより、突起電極の段差面に効率よく接続することができる。
好ましくは、前記突起電極の前記段差面上にICチップを搭載した後、前記ICチップの端子面と、前記セラミック基板本体の前記一方主面に形成された接続パッド又は前記突起電極の前記段差面とをボンディングワイヤーで接続する第4の工程をさらに備える。
この場合、ICチップで発生した熱を、熱伝導率が大きい突起電極から放熱することができる。
好ましくは、前記セラミック基板本体の前記一方主面において、その周縁付近に複数の前記突起電極を配置する。
この場合、セラミック基板を外部電気回路に接続したとき、セラミック基板本体は、セラミック基板本体の周縁付近に配置された複数の突起電極により安定して支持される。また、セラミック基板本体の一方主面に搭載されたICチップは、周囲を突起電極で囲まれ、保護される。
好ましくは、前記セラミック基板本体の一方主面に搭載された素子又は前記ICチップの端子面と、前記突起電極の前記段差面とは、前記セラミック基板本体の前記一方主面と平行に延在する同一平面内に含まれる。
この場合、セラミック基板本体の一方主面に搭載される素子又はICチップの端子面と突起電極の段差面とが同じ高さになるため、素子又はICチップと段差面との間を最短距離で接続することができる。これにより、より効率よくワイヤーボンディングを行なうことができる。また、ボンディングワイヤーで接続する長さが短くなるので、ワイヤーにおける電気抵抗を最小化することができ、高周波特性が向上する。
好ましくは、少なくとも一つの前記突起電極において、当該突起電極の前記小径部と、前記セラミック基板本体の前記一方主面に垂直な前記セラミック基板の中心軸との間に、当該突起電極の前記段差面の少なくとも一部が延在する。
この場合、突起電極の段差面は、セラミック基板の一方主面の中心付近に配置した素子に隣接する部分を含むので、最短距離でワイヤーボンディングすることができる。
好ましくは、互いに隣接する少なくとも一つの前記突起電極(以下、「第1の突起電極」という。)と少なくとも一つの他の突起電極(以下、「第2の突起電極」という。)との間において、前記第1の突起電極の前記小径部と前記第2の突起電極との間に、前記第1の突起電極の前記段差面の少なくとも一部が延在する。
この場合、ワイヤーボンディグに用いるツール(キャピラリ、ウェッジなど)と干渉しないように第1の突起電極と第2の突起電極との間を広くして、ワイヤーボンディングを容易に行なえるようにすることができる。なお、第2の突起電極には、段差面が形成されていなくてもよい。
好ましくは、少なくとも一つの前記段差面に、複数本のボンディングワイヤーが接続される。
この場合、突起電極の本数を少なくすることができ、また、電気抵抗を小さくして、例えばグランドを強化することができる。
好ましくは、前記セラミック基板本体の前記一方主面に素子又は前記ICチップを搭載した後、樹脂を用いて封止する。
この場合、素子又はICチップとその配線とを樹脂で覆って保護することにより、セラミック基板の取り扱いが容易になり、品質も安定する。
また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したセラミック基板を提供する。
セラミック基板は、セラミック基板本体と、前記セラミック基板本体と同時焼成によって形成され、前記セラミック基板本体の少なくとも一方主面から突出する突起電極とを備える。前記突起電極の少なくとも一つは、階段状に連結された大径部と該大径部よりも径が小さい小径部とを含み、前記大径部と前記小径部との連結部分に隣接して前記セラミック基板本体の前記一方の主面と平行に延在する面(以下、「段差面」という。)を有する。
好ましくは、前記セラミック基板本体の一方主面に搭載されたICチップを備える。前記ICチップの端子面と前記突起電極の前記段差面とがボンディングワイヤーで接続される。
集積回路を含むICチップは複数の端子面を有するので、セラミック基板に搭載したときに、ボンディングワイヤーを用いることにより、突起電極の段差面に効率よく接続することができる。
好ましくは、前記突起電極の前記段差面上に搭載されたICチップを備える。前記ICチップの端子面と、前記セラミック基板本体の前記一方主面に形成された接続パッド又は前記突起電極の前記段差面とがボンディングワイヤーで接続される。
この場合、ICチップで発生した熱を、熱伝導率が大きい突起電極から放熱することができる。
好ましくは、前記セラミック基板本体の前記一方主面において、前記一方主面の周縁付近に複数の前記突起電極が配置される。
この場合、セラミック基板を外部電気回路に接続したとき、セラミック基板本体は、セラミック基板本体の周縁付近に配置された複数の突起電極により安定して支持される。また、セラミック基板本体の一方主面に搭載されたICチップは、周囲を突起電極で囲まれ、保護される。
好ましくは、前記セラミック基板本体の一方主面に搭載された素子又は前記ICチップの端子面と、前記突起電極の前記段差面とは、前記セラミック基板本体の前記一方主面と平行に延在する同一平面内に含まれる。
この場合、セラミック基板本体の一方主面に搭載される素子又はICチップの端子面と突起電極の段差面とが同じ高さになるため、素子又はICチップと段差面との間を最短距離で接続することができる。これにより、例えば、より効率よくワイヤーボンディングを行なうことができる。また、ボンディングワイヤーで接続する長さが短くなるので、ワイヤーにおける電気抵抗を最小化でき、高周波特性が向上する。
好ましくは、少なくとも一つの前記突起電極において、当該突起電極の前記小径部と、前記セラミック基板本体の前記一方主面に垂直な前記セラミック基板の中心軸との間に、当該突起電極の前記段差面の少なくとも一部が延在する。
この場合、突起電極の段差面は、セラミック基板の一方主面の中心付近に配置した素子に隣接する部分を含むので、最短距離でワイヤーボンディングすることができる。
好ましくは、互いに隣接する少なくとも一つの前記突起電極(以下、「第1の突起電極」という。)と少なくとも一つの他の突起電極(以下、「第2の突起電極」という。)との間において、前記第1の突起電極の前記小径部と前記第2の突起電極との間に、前記第1の突起電極の前記段差面の少なくとも一部が延在する。
この場合、ワイヤーボンディグに用いるツール(キャピラリ、ウェッジなど)と干渉しないように第1の突起電極と第2の突起電極との間を広くして、ワイヤーボンディングを容易に行なえるようにすることができる。なお、第2の突起電極には、段差面が形成されていなくてもよい。
好ましくは、少なくとも一つの前記段差面に、複数本のボンディングワイヤーが接続される。
この場合、突起電極の本数を少なくすることができ、また、電気抵抗を小さくして、例えばグランドを強化することができる。
好ましくは、前記セラミック基板本体の前記一方主面に搭載された素子又は前記ICチップが、樹脂を用いて封止される。
この場合、素子又はICチップやその端子面に接続される配線を樹脂で覆って保護することにより、セラミック基板の取り扱いが容易になり、品質も安定する。
本発明によれば、突起電極に段差面を設け、この段差面をたとえばワイヤーボンディング用接続面のような、機能面として利用することにより、基板本体を小型化することができる。
以下、本発明の実施の形態について図1〜図12を参照しながら説明する。
<実施例1> 図1〜図9を参照しながら、実施例1の複合セラミック基板40について説明する。
図9の斜視図に示すように、複合セラミック基板40は、セラミック基板15にICチップ34等の半導体素子やデバイスなどが実装されているモジュール部品(半導体素子収納用パッケージ)である。
セラミック基板15は、基板本体16の一方主面16sに複数の突起電極18を有する。基板本体16はセラミック多層基板(絶縁基板)であり、突起電極18とともに一括焼成される。
突起電極18は、柱状形状の一部を切り欠いた階段状の形状である。すなわち、突起電極18は、先端18s側の部分(小径部18x)の径が相対的に小さく、基端側の部分(大径部18y)の径が相対的に大きく、小径部18xと大径部18yの連結部分に隣接して段差面18aが形成されている。小径部18xは、大径部18yに対して基板本体16の周縁側(外側)に配置され、段差面18aは、基板本体16の中央部側(内側)に形成され、基板本体16の一方主面16sに実装されたICチップ34に隣接している。
段差面18aは、基板本体16の一方主面16sと平行に延在するように形成され、ボンディングワイヤー36によって、基板本体16の一方主面16sに実装されたICチップ34の電極35と接続されている。図13に示した従来例では突起電極8とICチップ34との間に接続パッド6が配置されているのに対し、図9に示したように、基板本体16の一方主面16sには、接続パッドを設けずに、突起電極18をICチップ34に近づけて配置することができるため、基板本体16を小型化することができる。
段差面18aの高さは、後述する製造方法において拘束層の厚さを調整することにより、ICチップ34の電極35の面と同じ高さにすることができる。このように高さを揃えると、最短距離で、段差面18aとICチップ34の電極35とをボンディングワイヤー36により接続することができる。そのため、ワイヤーボンディングを効率よく行なうことができ、高周波特性も向上する。
図8は、複合セラミック基板40の実装状態を示す断面図である。図8に示したように、複合セラミック基板40は、突起電極18の先端18sが、プリント配線基板等の外部電気回路基板50の配線導体52にはんだ等の接着金属56で接合されることによって、外部電気回路基板50に実装される。突起電極18は、基板本体16の内部に形成された導体配線層19と電気的に接続されている。
基板本体16の他方主面16tには、導体配線層19と電気的に接続された複数の接続パッドが一括焼成で形成され、受動部品30(例えば、積層セラミックコンデンサ等のチップ部品)やICチップ32などの電子部品が搭載される。
例えば、外部電気回路基板50の絶縁体54が少なくとも有機樹脂を含む材料からなるプリント基板である場合、外部電気回路基板50には、リフローにより複合セラミック基板40を実装することができる。具体的には、絶縁体54には、ガラス−エポキシ系複合材料などのような40〜400℃における線熱膨張係数が12〜16ppm/℃の絶縁材料を用いる。外部電気回路基板50の表面に形成される配線導体52には、絶縁体54との線熱膨張係数の整合性と、良電気伝導性の点で、通常、Cu、Au、Al、Ni、Pd−Snなどの金属導体を用いる。
外部電気回路基板50上への複合セラミック基板40の実装は、外部電気回路基板50の配線導体52上に、はんだ(錫−銀−銅合金)などのロウ材からなる接着金属(はんだペースト)をスクリーン印刷法により印刷しておき、印刷された接着金属の上に複合セラミック基板40の突起電極18の先端18sを当接させた状態で約200〜400℃の温度に加熱して、接着金属を溶融し、突起電極18を外部電気回路基板50の配線導体52に接合することにより行なう。
次に、複合セラミック基板40の製造方法について、図1〜図7を参照しながら説明する。
まず、図1に示すように、基材層10と拘束層20,22とに用いるセラミックグリーンシート11a〜11e,21a〜21c、23a〜23cを準備する。
基材層10用のセラミックグリーンシート11a〜11eは、セラミック材料を用いて作製する。具体的には、CaO:10〜55wt%、SiO:45〜70wt%、Al:0〜30wt%、不純物:0〜l0wt%、B:5〜20wt%からなる組成のガラス粉末50〜64wt%と、不純物が0〜10wt%のAl粉末35〜50wt%からなる混合物を、有機溶剤、可塑剤等からなる有機ビヒクル中に分散させ、スラリーを調製する。次いで、得られたスラリーをドクターブレード法やキャスティング法でシート状に成形し、未焼結ガラスセラミックのセラミックグリーンシートを作製する。
なお、基材層10は、複数のセラミックグリーンシートを積層する代わりに、1枚のセラミックグリーンシートのみで構成してもよい。
また、基材層10には、上述したシート成形法により形成した未焼結ガラスセラミックのセラミックグリーンシートを用いることが好ましいが、厚膜印刷法により形成した未焼結の厚膜印刷層を用いてもよい。
また、セラミック粉末は上述した絶縁体材料のほか、フェライト等の磁性体材料、チタン酸バリウム等の誘電体材料を使用することもできるが、基材層10用のセラミックグリーンシートとしては1050℃以下の温度で焼結する低温焼結セラミックグリーンシートが好ましく、このため、上述したガラス粉末は750℃以下の軟化点を有するものであることが好ましい。
次いで、未焼結ガラスセラミックのセラミックグリーンシートに、層間接続電極用パターンとなるビアパターン13a〜13eと、表面の導体パターンとなる導体パターン12aや、面内電極用パターンとなる導体パターン12b〜12eを形成する。ビアパターン13a〜13eは、未焼結ガラスセラミックグリーンシートにパンチング加工やレーザー加工等により加工した貫通孔に、導体材料粉末を有機バインダーや溶剤とともに混練してペースト化した導電性ペーストを、例えば印刷により埋め込む。導体パターン12a〜12eは、導体材料粉末を有機バインダーや溶剤とともに混練してペースト化した導電性ペーストを、例えばスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷するか、あるいは所定パターン形状の金属箔を転写する等の方法で形成する。
前記導体材料としては、低抵抗で難酸化性材料のAgを主成分としたものが好ましい。また、突起電極の焼成後の収縮を調整するために、主成分のAg以外にAl、Ta、Nb、V、SiO、TiO、W、Mn、Fe、Ni等の金属や金属酸化物、又はポリエチレン、ポリエステル等の有機物の添加物を少なくとも1種類以上添加した突起電極用導電性ペーストを、基材層10にも用いてもよい。
突起電極用導電性ペーストの添加物にAlを用いる場合、Alの添加量は、0.05vol%〜20.0vol%が好ましい。0.05vol%未満の場合、突起電極の単位体積に対して金属酸化物含有率が0.05vol%未満となり、この場合、従来周知の厚膜手法によって形成する際、突起電極形成中の焼結による収縮を好適に抑制することができないため、突起電極形成中の焼結に伴う拘束層と突起電極との収縮量の相違に起因して、突起電極内部に大きな空隙、亀裂が生じる。またAlの添加量が20.0vol%より多くなると、突起電極の単位体積に対して金属酸化物含有率が20.0vol%より多くなり、突起電極の焼結が極端に抑制されるため、突起電極が脆くなり、拘束層除去のブラスト洗浄時に突起電極が折れてしまうばかりか、導電抵抗が大きくなるので、突起電極に通電した際、この部分で失われる電力が極めて大きくなるという不都合を生じる。
また、突起電極用導電性ペーストの添加物にWを用いる場合、Wの添加量は、0.05vol%〜20.0vol%が好ましい。Wは突起電極形成中に酸化して体積膨張するために、突起電極の焼結による収縮を好適に抑制することができるが、0.05vol%未満の場合、突起電極の単位体積に対して金属酸化物含有率が0.05vol%未満となり、この場合、従来周知の厚膜手法によって形成する際、突起電極形成中の焼結による収縮を好適に抑制することができないため、突起電極形成中の焼結に伴う拘束層と突起導体との収縮量の相違に起因して、突起電極内部に大きな空隙、亀裂が生じる。また、Wの添加量が20.0vol%より多くなると突起電極の単位体積に対して金属酸化物含有率が20.0vol%より多くなり、突起電極の焼結が極端に抑制されるため、突起電極が脆くなり、拘束層除去のブラスト洗浄時に突起電極が折れてしまうばかりか、導電抵抗が大きくなるので、突起電極に通電した際、この部分で失われる電力が極めて大きくなるという不都合を生じる。
導体ペーストは、上記の主成分粉末に対して、所定の割合で有機ビヒクルを所定量加え、攪拌、混練することにより作製することができる。ただし、主成分粉末、添加成分粉末、有機ビヒクルなどの配合の順序には特に制約はない。
なお、前記導体ペースト中に含まれるAgの含有量は、80wt%〜98wt%が好ましい。
80wt%未満の場合、貫通孔の充填量が少なくなるため、後述する拘束層による拘束力の影響により、突起電極内部に大きな空隙が生成してしまい、導体抵抗が大きくなるばかりか、せん断応力に対して弱くなり、最悪の場合には突起電極が折れてしまうという不具合が生じることがある。
一方、98wt%より多くなると、貫通孔の充填量が多くなるため、Agとセラミックの熱膨張差の影響を受け易く、前述の厚膜手法によって形成すると、突起電極形成後の冷却に伴う拘束層の基材と突起導体との収縮量の相違に起因して、突起電極に大きな熱応力が印加されるとともに該応力によってセラミック表面と突起電極の間に大きな亀裂が生じ、その結果、突起導体とビアを良好に接続させておくことができなくなる。
よって、導体ペースト中に含まれるAgの含有量は80wt%〜98wt%が好ましく、望ましくは85wt%〜95wt%の範囲にあるのがより好ましい。
なお、主成分粉末であるAg粉末は、粗大粉末や極端な凝集粉末がなく、導体ペーストとした後の最大粗粒の粒径が50μm以下になるようにすることが望ましい。
また、有機ビヒクルはバインダー樹脂と溶剤を混合したものであり、バインダー樹脂としては、例えばエチルセルロース、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂などを使用することが可能である。
また、溶剤としては、例えばターピネオール、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、アルコール類などを使用することが可能である。
また、必要に応じて、各種の分散剤、可塑剤、活性剤などを添加してもよい。
また、導体ペーストの粘度は、印刷性を考慮して、50〜700Pa・sとすることが望ましい。
なお、表面の導体パターンには、上下の層間の導体パターン同士を接続するためのビア導体やスルーホール導体等の貫通導体が表面に露出した部分も含まれる。これら貫通導体は、パンチング加工等によりガラスセラミックグリーンシートに形成した貫通孔に、上記ペーストを印刷により埋め込む等の手段によって形成される。
なお、前記ガラスセラミックグリーンシートの貫通孔に埋めこむペーストにおいては、Al等の添加物が添加されてないペーストを使用しても構わない。
拘束層20,22用のセラミックグリーンシート21a〜21c;23a〜23cは、基材層10用のセラミックグリーンシート11a〜11eの焼成温度では実質的に焼結しないアルミナ等のセラミック粉末を基材に用い、有機バインダー、有機溶剤、可塑剤等からなる有機ビヒクル中に基材を分散させてスラリーを調製し、得られたスラリーをドクターブレード法やキャスティング法等に基づいてシート状に成形することにより作製する。拘束層20,22用のセラミックグリーンシート21a〜21c;23a〜23cの焼結温度は、例えば1400〜1600℃であり、基材層10用の未焼結ガラスセラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しない。
突起電極18を形成する目的で、パンチング加工やレーザー加工等により拘束層22用のセラミックグリーンシートに形成した貫通孔に、導電性ペーストを印刷等により埋め込むことによって、未焼成の突起電極用パターン25a〜25cを有する拘束層22用のセラミックグリーンシート23a〜23cを形成する。段差を有する階段状の突起電極を形成するため、貫通孔の径が異なる複数枚の拘束層用のセラミックグリーンシートを用い、任意の順序で積層する。図1では、1層目のセラミックグリーンシート23aの突起電極用パターン25a(すなわち、第1の未焼成突起電極用パターン)の径が、2,3層目のセラミックグリーンシート23b,23cの突起電極用パターン25b,25c(すなわち、第2の未焼成突起電極用パターン)の径よりも大きい場合を例示している。
拘束層20,22に用いるセラミック粉末の平均粒径は、0.1〜5.0μmが好ましい。セラミック粉末の平均粒径が0.1μm未満であると未焼結ガラスセラミックシートの表層近傍に含有しているガラスと焼成中に激しく反応して、焼成後にセラミック層と拘束層が強固に密着して拘束層の除去が困難になったり、小粒径のために拘束層用セラミックグリーンシートはもちろん、未焼結ガラスセラミックグリーンシート中のバインダー等有機成分が焼成中に分解飛散しにくくなり、基板中にデラミネーションが発生したりすることがある。他方、5.0μmを超えると焼成収縮の抑制力が小さくなって基板が必要以上に平面方向に収縮したりうねったりする傾向にある。
また、拘束層20,22を構成するセラミック粉末は、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11eの焼成温度では実質的に焼結しないセラミック粉末であればよく、アルミナのほか、ジルコニアやマグネシア等のセラミック粉末も使用できる。
ただし、拘束層20,22の拘束力を基材層10に十分作用させるためには、基材層10の表層と拘束層20,22との接触している境界で、表層近傍のガラスが拘束層20,22に対して好適に濡れる必要がある。そのため、拘束層20,22を構成するセラミック粉末は、基材層10を構成するセラミック粉末と同種のセラミック粉末であることが好ましい。
基材層10の導体パターン12a〜12eやビアパターン13a〜13e、拘束層22の突起電極用パターン25a〜25cに用いる導電性ペーストは、ペースト中の導体材料としては、低抵抗で難酸化性材料であるAgを主成分としたものが好ましい。
次いで、図2に示すように、セラミックグリーンシート11a〜11eを有する基材層10の一方主面に、拘束層22用のセラミックグリーンシート23a〜23cを重ね合わせ、また他方主面においては、突起電極用パターンのない拘束層20用のセラミックグリーンシート21a〜21cを重ね合わせ、例えば5〜200MPaの圧力下にて、静水圧プレス等に基づき、圧着する。これによって、基材層10の両主面に拘束層20,22を密着してなる複合積層体14を作製する。
拘束層20,22の厚みは、それぞれ、25〜1000μmが好ましい。拘束層20,22の厚みが25μm未満であると、焼成収縮の抑制力が小さくなって基材層10が必要以上に平面方向に収縮したりうねったりすることがある。他方、1000μmを超えると、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11e中のバインダー等の有機成分が焼成中に分解飛散しにくく、基材層10中にデラミネーションが発生する傾向にある。
なお、基材層10の一方主面に、突起電極用パターン25a〜25cを有する拘束層22用のセラミックグリーンシート23a〜23cを重ね合わせ、さらに、突起電極用パターンのない拘束層用のセラミックグリーンシートを任意の枚数重ね合わせてもよい。また、基材層10の他方主面に重ねる拘束層20を省略することも可能である。
次いで、図3に示すように、複合積層体14を、周知のベルト炉やバッチ炉で、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11eの焼成温度、例えば800〜1050℃で焼成して、基材層10のセラミックグリーンシート11a〜11eを焼結させる。焼成雰囲気は、大気もしくは必要に応じて窒素、水素及び水等を焼成中に導入しても構わない。拘束層20,22は焼成中に実質的に収縮しないので、基材層10は、拘束層20,22により面方向の焼成収縮が拘束される。そのため、基材層10は実質的に積層方向にのみ収縮する。
次いで、焼成後の複合積層体14から拘束層20,22の基材を除去することによって、図4に示すように、焼成済みの基材層10すなわち基板本体16の一方主面16sに、突起電極用パターン25a〜25cの焼成により形成された突起電極18が突設されたセラミック基板15を取り出す。
なお、焼成後の複合積層体14において、拘束層20,22は、突起電極18を除き、実質的に焼結しておらず、また、焼成前に含まれていた有機成分が飛散し、多孔質の状態になっているため、サンドブラスト法、ウェットブラスト法、超音波振動法等により容易に除去することができる。
次いで、図5に示すように、突起電極18が突設されたセラミック基板15の基板本体16の一方主面16sの中央部にICチップ34を配置し、ICチップ34をガラス、樹脂等の接着剤を介して接着固定した後、ワイヤーボンディングを行ない、ICチップ34の電極35と突起電極18の段差面18aとをボンディングワイヤー36で接続する。
次いで、図6に示すように、セラミック基板15の基板本体16の他方主面16tの表面電極17a,17bに、受動部品30(例えば、積層セラミックコンデンサ等のチップ部品)をはんだ31で実装し、バンプ電極を有するIC32をはんだボール33を介して表面実装する。
次いで、図7に示すように、突起電極18と同じ側に実装されたICチップ34を、樹脂38で封止することにより、モジュール部品である複合セラミック基板40を得ることができる。なお、樹脂38による封止は省略してもよい。
複合セラミック基板40は、図8に示すように、外部電気回路基板50の配線導体52に、突起電極18の先端18s側をはんだ56で接続する。
以上に説明したように、ICチップ34の各電極35は、ボンディングワイヤー36、突起電極18を介しセラミック基板15の内部に形成された導体配線層19に電気的に接続される。ボンディングワイヤー用の接続パッドを基板本体16の一方主面16s上に設ける必要がなくなるため、突起電極18をICチップ34により近づけて配置して、基板本体16を小型化することができる。
さらに、階段状の突起電極18の段差面18aの高さは、拘束層22のセラミックグリーンシートの厚さを調整することで任意に変えることが可能なため、ICチップ34の厚みによる制約を受けず、ワイヤーボンディングが容易に行なえるように作製することができる。
<変形例1> 図10に、変形例1のセラミック基板を、突起電極61〜64が突設された基板本体16の一方主面16s側から見た平面図を示す。図10において、斜線は、突起電極60〜64の先端60s〜64sを示している。
突起電極60〜64は、実施例1と同様に、基板本体16の一方主面16sの中央に実装されたICチップ34の周囲を囲むように配置されている。
実施例1と異なり、矩形の基板本体16の一方主面16sの角に隣接して配置された突起電極60は、直方体形状であり、段差面が形成されていない。
この突起電極60の図において左右に配置された突起電極61は、実施例1と同様に、段差面61tが基板本体16の中央部側(内側)に形成され、ボンディングワイヤー36により、段差面61tとICチップ34の電極35とが接続されている。
矩形の基板本体16の一方主面16sの各辺の中央付近に配置された突起電極62,64には、実施例1と異なり、コ字状(すなわち、平行な一対の辺の同じ側の端部同士が結合された形状)に段差面62t,64tが形成されている。段差面62t,64tは、突起電極62,64が隣り合う突起電極61,63にそれぞれ向いている一対の部分と、基板本体16の中央部側(内側)に向いている部分とを有する。この段差面62t,64tには、複数のボンディングワイヤー36を接続することができる。
矩形の基板本体16の一方主面16sの角に隣接して配置された突起電極60の図において上下に配置された突起電極63は、その突起電極63が隣り合う突起電極60,64のうち一方64にのみ向くように、段差面63tが形成されている。この段差面63tも、ボンディングワイヤー36により、ICチップ34の電極35と接続されている。
突起電極62,63,64のように、その突起電極62,63,64に隣り合う突起電極に向いた部分を有する段差面62t,63t,64tを形成すると、その突起電極62,63,64の小径部と、その突起電極62,63,64に隣接する突起電極との間の空間が広くなるため、隣接する突起電極とワイヤーボンディグに用いるツール(キャピラリ、ウェッジなど)との干渉を回避しながら、ワイヤーボンディングを行なうことができる。また、略コ字状の段差面62tのように複数本のボンディングワイヤー36を接続して、例えばグランドを強化することができる。
<実施例2> 図11、図12を参照しながら、実施例2の複合セラミック基板140について説明する。
図11の斜視図に示すように、複合セラミック基板140は、セラミック基板115にICチップ134等の半導体素子やデバイスなどが実装されているモジュール部品(半導体素子収納用パッケージ)である。
実施例1と同様に、セラミック基板115は、基板本体116の一方主面116sに複数の突起電極118を有する。基板本体116はセラミック多層基板(絶縁基板)であり、突起電極118とともに一括焼成される。
突起電極118は、柱状形状の一部を切り欠いた階段状の形状である。すなわち、突起電極118は、先端118s側の部分(小径部118x)の径が相対的に小さく、基端側の部分(大径部118y)の径が相対的に大きく、小径部118xと大径部118yの連結部分に隣接して段差面118aが形成されている。小径部118xは、大径部118yに対して基板本体116の周縁側(外側)に配置され、段差面118aは、基板本体116の中央部側(内側)に形成されている。段差面118aは、基板本体116の一方主面116sと平行に延在するように形成されている。
実施例1と異なり、各突起電極118の段差面118aの上にICチップ134が載置され、ICチップ134は、基板本体116の一方主面16sから離れた状態で支持される。なおICチップ134と各突起電極118の段差面118aとは、接着樹脂に金属球を均一に分散したものや、ベンゾシクロブテンのように樹脂の分子構造中に金属が取り込まれているような樹脂を用いて接着、固定してもよい。
従来例と同様に、基板本体116の一方主面116sには接続パッド106が形成され、ボンディングワイヤー136によって、ICチップ134の電極135と接続パッド106とが接続されている。
ICチップ134の周囲には、図12の断面図に示すように、封止樹脂138が配置され、ICチップ134やボンディングワイヤー136が封止される。封止樹脂138は、ICチップ134が各突起電極118の段差面118aに接している状態を、保持する。
図12に示したように、図14の従来例や図6〜図8の実施例1と同様に、基板本体116の他方主面116tには、受動部品130(例えば、積層セラミックコンデンサ等のチップ部品)やICチップ132などの電子部品が搭載される。
複合セラミック基板140は、図12に示したように、実施例1と同様に実装される。すなわち、複合セラミック基板140は、突起電極118の先端118sが、プリント配線基板等の外部電気回路基板150の配線導体152にはんだ等の接着金属156で接合されることによって、外部電気回路基板150に実装される。突起電極118は、基板本体116の内部に形成された導体配線層119と電気的に接続されている。
複合セラミック基板140に搭載されたICチップ134は、熱伝導率が大きい突起電極118に接触しているため、ICチップ134の動作中に発生した熱は、突起電極118に伝導され、外部電気回路基板150側に放熱される。したがって、ICチップ134の温度上昇を抑制し、耐電力性を向上することができる。すなわち、ICチップ134の温度上昇が原因でICチップ134の動作不良、素子破壊を引き起こすことがないようにすることができる。
<変形例2> 実施例2では、ボンディングワイヤー136により、ICチップ134の電極135と、基板本体116の一方主面116sに形成された接続パッド106とを接続しているが、変形例2では、接続パッド106の代わりに、突起電極108の段差面118aと接続する。すなわち、変形例2では、実施例2のように突起電極の段差面上にICチップを搭載した状態で、実施例1のようにICチップの電極と突起電極の段差面とをボンディングワイヤーで接続する。
<空孔形成材料の添加> 前述したように、突起電極用導電性ペースト中に、ポリエチレン、ポリエステル等の有機物の添加物を少なくとも1種類以上添加することにより、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる。
この場合、セラミック基板の製造方法は、第1乃至第3の工程を備える。前記第1の工程において、未焼成セラミック基板の一方主面に、前記未焼成セラミック基板の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に空孔形成材料ならびに前記未焼成セラミック基板の焼成温度で焼結する金属材料を含んだ未焼成突起電極用パターンを有する拘束層を密着してなる未焼成複合積層体を形成する。前記第2の工程において、前記拘束層の前記基材は実質的に焼結せず、前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれる前記空孔形成材料を消失させ、前記未焼成セラミック基板及び前記拘束層の前記未焼成突起電極用パターンに含まれる前記金属材料を焼結させうる温度で、前記未焼成複合積層体を焼成する。前記第3の工程において、前記拘束層の前記基材を除去して、前記未焼成セラミック基板の焼成により形成された基板本体の一方主面に、前記拘束層の前記突起電極用パターンの焼成により形成された突起電極を有するセラミック基板を取り出す。前記突起電極は、前記第2の工程において前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれていた前記空孔形成材料により形成された空孔を含む。
上記方法によれば、第2の工程の焼成により、拘束層の突起電極用パターンに含まれる空孔形成材料が消失するときに気化し、拘束層の未焼成突起電極用パターン中に空孔が形成される。これによって、焼成時に拘束層の未焼成突起電極用パターンの収縮を抑制しながら、拘束層の未焼成突起電極用パターン中の金属材料を焼結させて、突起電極を形成することができる、
好ましくは、前記第1の工程において、前記突起電極用パターンは、前記拘束層の前記基材に設けられた貫通孔に、前記空孔形成材料及び前記金属材料を含んだ導電性ペーストを充填することにより形成される。
この場合、導電性ペーストを印刷法によって印刷するなどして、突起電極用パターンを容易に形成することができる。
好ましくは、前記第1の工程において前記空孔形成材料は、前記第3の工程において前記空孔が前記突起電極のうち0.1〜20体積%を占めるようになる割合で、前記導電性ペースト中に含まれている。
この場合、突起電極に含まれる空孔の割合を適切にすることができる。すなわち、突起電極中の空孔の含有率が0.1体積%未満であると、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じ、空孔の含有率が20体積%を越えると、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなる傾向にあるので、空孔の含有率は0.1〜20体積%が好ましい。
好ましくは、前記第1の工程において前記導電性ペースト中に含まれている前記空孔形成材料は、前記第3の工程において前記空孔の径が0.1〜10μmφとなるように選ばれている。
この場合、突起電極に含まれる空孔の径の寸法を適切にすることができる。すなわち、空孔の径が0.1μmφ未満であると、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じ、空孔の径が10μmφを越えると、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなる傾向にあるので、空孔の径は0.1〜10μmφが好ましい。
好ましくは、前記導電性ペーストはバインダー樹脂及び溶剤を含む。前記空孔形成材料は、前記溶剤に溶解しない樹脂ビーズである。
この場合、突起電極内に空孔を形成することが容易である。
より好ましくは、前記樹脂ビーズはポリプロピレンを主成分とし、該ポリプロピレンは前記導電性ペーストのうち0.01〜2.0重量%を占めている。
この場合、突起電極に含まれる空孔の割合を適切にすることができる。すなわち、導電性ペースト中のポリプロピレンが0.01重量%未満であると、突起電極中の空孔の含有率が0.1体積%未満となり、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じることがある。導電性ペースト中のポリプロピレンが2.0重量%を越えると、突起電極中の空孔の含有率が20体積%を越え、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなることがある。したがって、導電性ペースト中のポリプロピレンは、0.01〜2.0重量%が好ましい。
好ましくは、前記金属材料は、前記導電性ペーストのうち80〜98重量%を占めている。
この場合、突起電極に含まれる空孔の径の寸法を適切にすることができる。すなわち、導電性ペースト中の金属材料が80重量%未満であると、突起電極中の空孔の径が10μmφを越え、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなることがある。導電性ペースト中の金属材料が98重量%を越えると、突起電極中の空孔の径が0.1μmφ未満となり、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じることがある。したがって、導電性ペースト中の金属材料は、80〜98重量%が好ましい。
好ましくは、前記第1の工程において、複数の前記拘束層の前記基材にそれぞれ設けられた前記突起電極用パターンを連接するとともに、前記拘束層ごとに前記突起電極用パターン中の前記空孔形成材料の含有量を異ならせる。前記突起電極は、連接された前記突起電極用パターンの焼成により形成される。
この場合、拘束層によって空孔形成材料の割合を変えることで、突起電極の空孔を所望の分布とすることができる。
好ましい一態様としては、前記第1の工程において複数の前記拘束層の前記突起電極用パターン中に含まれる前記空孔形成材料の前記含有量は、前記基板本体に近い側(例えば、大径部)において前記突起電極中の前記空孔の割合が多くなるように選択する。
この場合、セラミック基板を実装したプリント配線基板のたわみによるせん断応力を、空孔の割合が多い突起電極の基端側(基板本体側)において緩和することができる。なお、本発明によれば、基板本体側の突起電極の径が大きいので、この側で空孔が多くなったにしても、突起電極そのものの強度も十分に維持できる。
好ましい他の態様としては、前記第1の工程において複数の前記拘束層の前記突起電極用パターン中に含まれる前記空孔形成材料の前記含有量は、前記基板本体とは反対側(例えば、小径部)において前記突起電極中の前記空孔の割合が多くなるように選択する。
この場合、セラミック基板を実装したプリント配線基板のたわみによるせん断応力を、空孔の割合が多い突起電極の先端側(基板本体とは反対側)において緩和することができる。
また、セラミック基板の構成は、次のようになる。
セラミック基板は、前記セラミック基板の少なくとも一方主面に、前記セラミック基板と同時焼成によって形成され、内部に空孔を有する突起電極を有する。
上記構成によれば、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる上、突起電極の内部の空孔によって、突起電極の強度を高めることができる。
好ましくは、前記空孔は、前記突起電極のうち、0.1〜20体積%を占めている。
この場合、突起電極に含まれる空孔の割合を適切にすることができる。すなわち、突起電極中の空孔の含有率が0.1体積%未満であると、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じ、空孔の含有率が20体積%を越えると、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなることがあるので、空孔の含有率は0.1〜20体積%が好ましい。
好ましくは、前記空孔の径は、0.1〜10μmφである。
この場合、突起電極に含まれる空孔の径の寸法を適切にすることができる。すなわち、空孔の径が0.1μmφ未満であると、セラミック基板の基板本体と突起電極との間に亀裂が生じ、空孔の径が10μmφを越えると、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなることがあるので、空孔の径は0.1〜10μmφが好ましい。
<金属材料の添加> 前述したように、W、Mn、Fe、Ni等の金属を少なくとも1種類以上添加した突起電極用導電体ペーストを用いると、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる。これによって、強度や電気特性などの点で良好は突起電極を得ることができる。
この場合、セラミック基板の製造方法は、第1、第2及び第3の工程を備える。前記第1の工程において、未焼成セラミック基板本体の少なくとも一方主面に、前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度以下の温度で焼結する主成分金属材料及び前記未焼成セラミック基板本体の焼成中に酸化・膨張する副成分金属材料(以下、「添加金属材料」という。)を含んだ未焼成突起電極用パターンを有する拘束層を密着してなる未焼成複合積層体を形成する。前記第2の工程において、前記拘束層の前記基材は実質的に焼結せず、前記未焼成セラミック基板本体及び前記未焼成突起電極用パターンに含まれる前記主成分金属材料を焼結させ、前記添加金属材料を酸化・膨張させ得る温度・雰囲気のもとで、前記未焼成複合積層体を焼成する。前記第3の工程において、前記拘束層の前記基材を除去して、前記未焼成セラミック基板本体の焼成により形成された焼結済みセラミック基板本体の前記一方主面に、前記主成分金属材料の焼結体中に前記添加金属材料の酸化物を含有する焼成後の突起電極を有するセラミック基板を取り出す。
上記方法によれば、第2の工程において、未焼成突起電極用パターンは、その中に含まれる主成分金属が焼成の際に収縮しても、添加金属材料が酸化・膨張する。したがって、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる。
好ましくは、前記添加金属材料は、前記焼成後の前記突起電極のうち前記添加金属材料の前記酸化物が0.05〜20体積%を占めるようになる割合で、前記第1の工程において前記未焼成突起電極用パターンに含まれている。
この場合、突起電極に含まれる添加金属材料の酸化物の割合を適切にすることができる。すなわち、突起電極中において添加金属材料の酸化物の含有率が0.05体積%未満であると、焼成の際に拘束層の基材と未焼成突起電極用パターンとの収縮量の相違が大きくなり、突起電極の内部に大きな空隙や、亀裂が生じることがある。突起電極中において添加金属材料の酸化物の含有率が20体積%を越えると、突起電極の焼結が極端に抑制されるため、突起電極が脆くなり、拘束層の基材除去のブラスト洗浄時に突起電極が折れてしまうばかりか、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなる。突起電極中において添加金属材料の酸化物の含有率が0.05〜20体積%であれば、このような問題が生じない。
好ましくは、前記第1の工程において、前記添加金属材料の平均粒径が0.1〜5.0μmφである。
この場合、突起電極に含まれる添加金属材料の粒径を適切にすることができる。すなわち、添加金属材料の平均粒径が0.1μmφ未満であると、添加金属材料の粉末の比表面積が大きくなりすぎるため、ごく低温(たとえば200℃以下)で酸化・膨張してしまい、突起電極が膨張し、周囲の拘束層にクラックが入ってしまう可能性がある。拘束層にクラックが入ってしまうと、十分に拘束力が作用しなくなってしまう。添加金属材料の平均粒子径が5.0μmφを越えると、添加金属材料の粉末がその内部まで十分に酸化しにくくなり、酸化膨張による効果が得られにくくなってしまう。添加金属材料の平均粒径が0.1〜5.0μmφであれば、上記のような問題が生じない。
好ましくは、前記主成分金属材料は銀である。前記添加金属材料は、タングステン、マンガン、鉄、ニッケル及びクロムからなる群より選ばれた少なくとも1種類である。
タングステン、マンガン、鉄、ニッケル及びクロムは、銀の体積減少が始まるのと略同じ温度で、顕著に酸化・膨張し始める。したがって、これらの金属材料は、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成するのに好適である。
好ましくは、前記主成分金属材料は、前記未焼成突起電極用パターンのうち80〜98重量%を占めている。
この場合、突起電極に含まれる主成分金属材料の割合を適切にすることができる。すなわち、主成分金属材料が未焼成突起電極用パターンのうち80重量%未満の場合、未焼成突起電極用パターン中の主成分金属材料の含有量が少なくなるため、拘束層の基材による拘束力の影響で突起電極の内部に大きな空隙が生成してしまい、導通抵抗が大きくなるばかりか、せん断応力に対して弱くなり、最悪、突起電極が折れてしまうことがある。主成分金属材料が未焼成突起電極用パターンのうち98重量%より多くなると、突起電極用パターン中の主成分金属の含有量が多くなるため、主成分金属とセラミック基板本体との熱膨張差の影響を受け易く、焼成後の冷却に伴う突起電極とセラミック基板本体との収縮量の相違に起因して、突起電極に大きな熱応力が印加されるとともに、この熱応力によって、セラミック基板本体の表面と突起電極18との間に大きな亀裂が生じ、その結果、突起電極とセラミック基板本体の導体パターンやビアとを良好に電気的に接続させておくことができなくなることがある。主成分金属材料が未焼成突起電極用パターンのうち80〜98%であれば、上記のような問題が生じない。
好ましくは、前記第1の工程において、複数の前記拘束層の前記基材にそれぞれ設けられた前記未焼成突起電極用パターンを連接するとともに、前記複数の拘束層のうち少なくとも2つの拘束層における前記未焼成突起電極用パターン中の前記添加金属材料の含有量を互いに異ならせる。前記焼成後の前記突起電極は、連接された前記未焼成突起電極用パターンの焼成により形成される。
この場合、拘束層によって添加金属材料の酸化物形成材料の割合を変えることで、突起電極の金属酸化物を所望の分布とすることができる。
好ましい一態様としては、前記第1の工程において複数の前記拘束層の前記未焼成突起電極用パターン中に含まれる前記添加金属材料の前記含有量は、前記未焼成セラミック基板本体に近い側(例えば、大径部)において前記添加金属材料の割合が多くなるように選択されている。本発明によれば、基板本体側に近い側の径が大きいので、この部分で添加金属材料(酸化物形成材料)の含有割合が多くなっても、突起電極の電気伝導性が損なわれることは、ほとんどない。
この場合、突起電極の基端側において、焼成時の収縮を抑制することができる。
好ましい他の態様としては、前記第1の工程において複数の前記拘束層の前記未焼成突起電極用パターン中に含まれる前記添加金属材料の前記含有量は、前記未焼成セラミック基板本体から遠い側(例えば、小径部)において前記添加金属材料の割合が多くなるように選択されている。
この場合、突起電極の先端側において、焼成時の収縮を抑制することができる。
好ましくは、前記添加金属材料の表面は、前記添加金属材料とは異なる金属材料、非金属無機材料あるいは有機材料のコーティング材料でコーティングされている。
添加金属材料の表面を上記のようなコーティング材料でコーティングすることにより、第2の工程において、主成分金属材料の体積減少に合わせて、添加金属材料の酸化・膨張の開始のタイミング等を調節でき、焼成時の収縮を精度よく抑制しながら突起電極を形成することができる。
より好ましくは、前記コーティング材料は、前記主成分金属材料と同一の材料である。
この場合、焼成後の突起電極中において、主成分金属材料及び添加金属材料以外の材料、すなわち、主成分金属材料の焼結を促進したり阻害したりするような他の材料が介在しないので、突起電極の焼結の均一性を犠牲にすることなく、焼成時の収縮を精度よく抑制しながら、強度の高い突起電極を形成することができる。
また、セラミック基板は、以下のように構成される。
セラミック基板は、セラミック基板本体の少なくとも一方主面に突起電極を有する。前記突起電極は、前記セラミック基板本体と同時焼成によって形成され、主成分金属材料の焼結体中に、焼成の際に酸化・膨張した添加金属材料の酸化物を含有する。
上記構成によれば、突起電極中に含まれる主成分金属が焼成の際に収縮しても、添加金属材料が酸化・膨張するので、焼成時の収縮を抑制しながら突起電極を形成することができる。
<金属酸化物の添加> 前述したように、突起電極用導電体ペースト中に、突起電極中に主成分のAg以外に、Al、Ta、Nb、V、SiO、TiO等の金属酸化物を少なくとも1種類以上添加することにより、突起電極の強度を向上することができる。
この場合、セラミック基板の製造方法は、(1)未焼成のセラミック基板本体の少なくとも一方主面に、未焼成の前記セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に未焼成の前記セラミック基板本体の前記焼成温度で焼結する金属材料を含んだ未焼成の突起電極用パターンを有する拘束層を密着してなる未焼成の複合積層体を形成する第1の工程と、(2)未焼成の前記セラミック基板本体が焼結し、前記拘束層の前記基材が実質的に焼結せず、かつ、前記拘束層の未焼成の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料が焼結する温度で、未焼成の前記複合積層体を焼成する第2の工程と、(3)前記拘束層の前記基材を除去して、未焼成の前記セラミック基板本体の焼成により形成された基板本体の一方主面に、前記拘束層の未焼成の前記突起電極用パターンの焼成により形成された突起電極を有するセラミック基板を取り出す第3の工程とを備える。前記第2の工程において、前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部を溶融させる。
上記方法によれば、第2の工程の焼成時に、拘束層の突起電極用パターン中の金属材料は共晶相を形成するとき、主成分金属粉と接触している添加金属、例えばAg粉と接触しているCu粉とが焼成の最高温度以下において融点を持つため、焼成時にAgとCuが溶解し液状金属になる。前記液状金属の周囲のAg粉は焼結挙動でネッキングが進んでおり、前記液状金属は周囲のネッキングが進んでいるAg粉と接触し好適に濡れるため、Ag粒同士のネッキングがより太く強固なものとなる。したがって、通常のAgの焼結体と比較してネッキングが太い、密度が大きい、空孔率が小さい、共晶相を呈している等の物性を示し、金属粒子の結合がより強固になる。そのため、突起電極は、第3の工程で拘束層の基材を除去する際に、折れにくくなる。
好ましくは、未焼成の前記突起電極用パターンは、複数種類の前記金属材料を含む導電性ペーストによって形成される。前記導電性ペーストは、複数種類の前記金属材料として、主成分のAgと、前記第2の工程における前記温度以下の温度で前記Agと共晶を形成し得るAg以外の金属(以下、「添加金属」という。)とを含有している。
Agの融点は約960℃であるが、例えばAg100重量部に対してCu27重量部を加えると、共晶点(共晶温度)は約780℃になる。すなわち、主成分のAgに添加金属を加え、未焼成の突起電極用パターン中の金属材料の共晶温度を、第2の工程における焼成温度(約800〜1000℃)よりも低くすることによって、突起電極の溶融化を進めることができる。
好ましくは、前記添加金属は、Cu、Al、Be、Bi、Ge、Mg、Si、Snからなる群より選ばれた少なくとも1つである。
これらの添加金属は、Agと共晶を形成し得る材料である。入手の容易さ、調整のし易さの点で、特にCuが好ましい。
好ましくは、前記添加金属は、前記導電性ペーストのうち0.1〜10重量%を占めている。
すなわち、導電性ペースト中の添加金属が0.1重量%未満では、Ag粒同士のネッキングを強くすることができないことがある。導電性ペースト中の添加金属が10重量%より多くなると、突起電極中に大きな空隙が発生し、第3の工程で拘束層の基材を除去する際に、突起電極が折れやすくなることがある。したがって、導電性ペースト中の添加金属は、0.1〜10重量%が好ましく、より好ましくは3〜8重量%である。
好ましくは、前記Agは、前記導電性ペーストのうち80〜98重量%を占めている。
すなわち、導電性ペースト中のAgが80重量%未満であると、突起電極内部に大きな空隙が生成してしまい、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなるばかりか、せん断応力に対して弱くなり、最悪、突起電極が折れてしまうことがある。導電性ペースト中の金属材料が98重量%を越えると、Agとセラミックの熱膨張差の影響を受けやすくなり、基板本体と突起電極との間に亀裂が生じることがある。したがって、導電性ペースト中の金属材料は、80〜98重量%が好ましく、より好ましくは85〜95重量%である。
好ましくは、前記導電性ペーストは、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末以外の材料のみを含んでいる。
一般的には、ガラス粉末やセラミック粉末の添加によって強度を向上することができるが、本発明の場合には、このような無機粉末が含まれていると、無機粉末が拘束層の基材を構成している材料(例えば、セラミック粉末)と反応し、突起電極に不所望の変形を引き起こすことがある。また、突起電極の導電性の低下(比抵抗の増大)の原因にもなる。したがって、突起電極を形成する導電性ペースト中には、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末を含んでいないことが好ましい。
好ましくは、前記第1の工程において、複数の前記拘束層を積層して、前記拘束層の前記基材にそれぞれ設けられた未焼成の前記突起電極用パターンを連接するとともに、前記拘束層ごとに未焼成の前記突起電極用パターンを形成する前記導電性ペースト中の前記金属材料の含有量を異ならせる。前記第2の工程において、連接された前記突起電極用パターンのうち、少なくとも一つの前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部が溶融する。前記第3の工程において、前記突起電極は、前記第1の工程において連接された前記突起電極用パターンの焼成により形成される。
第1の工程において連接された拘束層の突起電極用パターンは、第2の工程の焼成時に、全ての拘束層において突起電極用パターン中の金属材料が溶融状態になることがベストであるが、少なくとも一つの拘束層において突起電極用パターン中の金属材料が溶融していれば、突起電極の強度を向上することが可能である。拘束層ごとに突起電極用パターン中の金属材料の含有量を異ならせることによって、突起電極が傾斜組成を有し、所望の強度分布を有するように形成することができる。
好ましくは、前記第2の工程において、少なくとも前記セラミック基板本体に近い側(例えば、大径部)の少なくとも一つの前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部が溶融する。
この場合、突起電極は、少なくともセラミック基板本体に近い側において金属材料が溶融して焼結するので、突起電極において最も折れやすい基端側(基板本体側)の強度を向上することができる。本発明によれば、基板本体側に近い側の径が大きいので、この部分で金属材料の含有割合が多くなっても、突起電極の電気伝導性が損なわれることは、ほとんどない。
また、セラミック基板は、基板本体の少なくとも一方主面に、前記基板本体との同時焼成によって形成された突起電極を有する。前記突起電極は、前記同時焼成のときに、その少なくとも一部が溶融する。
上記構成によれば、突起電極は、焼成時に少なくとも一部が溶融状態となるので、溶融することなく焼結した場合と比べると、ネッキングが太い、密度が大きい、空孔率が小さい、共晶相を呈している等の物性を示し、金属粒子の結合がより強固になる。そのため、突起電極は、基板本体に密着させた拘束層の基材を除去する際に、折れにくくなる。
好ましくは、前記突起電極は、Agを主成分とし、さらに、前記Ag以外の添加金属を含有する。前記添加金属は、前記同時焼成のときの温度以下の温度で前記Agと共晶を形成し得る。
Agの融点は約960℃であるが、例えばAg100重量部に対してCu27重量部を加えると、共晶点(共晶温度)は約780℃になる。すなわち、主成分のAgに添加金属を加え、突起電極を形成するための金属材料の共晶温度を、同時焼成のときの温度(約800〜1000℃)よりも低くすることによって、突起電極の溶融化を進めることができる。
好ましくは、前記添加金属は、Cu、Al、Be、Bi、Ge、Mg、Si、Snからなる群より選ばれた少なくとも一つである。
これらの添加金属は、Agと共晶を形成し得る材料である。入手の容易さ、調整のし易さの点で、特にCuが好ましい。
好ましくは、前記突起電極は、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末以外の材料のみを含んでいる。
一般的には、ガラス粉末やセラミック粉末の添加によって強度を向上することができるが、本発明の場合には、このような無機粉末が含まれていると、無機粉末が、焼成による基板本体の変形を拘束するために基板本体に密着させる拘束層の基材を構成している材料(例えば、セラミック粉末)と反応し、突起電極に不所望の変形を引き起こすことがある。また、突起電極の導電性の低下(比抵抗の増大)の原因にもなる。したがって、突起電極中には、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末を含んでいないことが好ましい。
好ましくは、前記突起電極は、前記同時焼成のときの溶融状態の異なる複数の層が連接してなる。
上記構成によれば、突起電極が傾斜組成を有し、所望の強度分布を有するようにすることができる。
好ましくは、前記突起電極の前記セラミック基板本体に近い側(例えば、大径部)の少なくとも一つの前記層は、前記同時焼成のときに、その少なくとも一部が溶融する。
この場合、突起電極は、少なくともセラミック基板本体に近い側において少なくとも一部が溶融しているので、突起電極において最も折れやすい基端側(セラミック基板本体側)の強度を向上することができる。
<まとめ> 以上のように、突起電極に段差面を形成することにより、セラミック基板を小型化することができる。また、突起電極の段差面にICチップを搭載すれば、ICチップで発生した熱を、熱伝導率が大きい突起電極から放熱することができる。これにより、例えば耐電力性を向上することができる。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施可能である。
例えば、突起電極は、略円柱や略角柱などの柱状の形状の一部を除去して段差面を形成した形状することが好ましいが、頭を切った略円錐や略角錐(略円錐台や略角錐台)、略半球などの形状の一部を除去して段差面を形成した形状とすることも可能である。また、突起電極は、セラミック基板の一方主面に加え、他方主面に設けられていてもよい。
セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例1) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例1) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例1) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例1) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例1) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例1) セラミック基板の製造工程の説明図である。(実施例1) セラミック基板の断面図である。(実施例1) セラミック基板の斜視図である。(実施例1) セラミック基板の斜視図である。(変形例1) セラミック基板の斜視図である。(実施例2) セラミック基板の断面図である。(実施例2) セラミック基板の斜視図である。(従来例) セラミック基板の断面図である。(従来例)
符号の説明
10 基材層
11a〜11e セラミックグリーンシート(未焼成セラミック基板)
14 複合積層体
15 セラミック基板
16 基板本体
18 突起電極
18a 段差面
18x 小径部
18y 大径部
20 拘束層
21a〜21c セラミックグリーンシート
22 拘束層
23a〜23c セラミックグリーンシート
34 ICチップ
35 電極(端子面)
36 ボンディングワイヤー
25a〜25c 突起電極用パターン
40 複合セラミック基板(セラミック基板)
50 外部電気回路基板
115 セラミック基板
116 基板本体
118 突起電極
118a 段差面
118x 小径部
118y 大径部
134 ICチップ
135 電極(端子面)
136 ボンディングワイヤー
140 複合セラミック基板(セラミック基板)
150 外部電気回路基板

Claims (18)

  1. 未焼成セラミック基板本体の少なくとも一方主面に、前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度以下の温度で焼結する金属材料を含む第1の未焼成突起電極用パターンを有する1又は2層以上の第1の拘束層を密着し、かつ、
    該第1の拘束層の前記未焼成セラミック基板本体とは反対側の主面に、前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に前記未焼成セラミック基板本体の焼成温度以下の温度で焼結する金属材料を含み前記第1の未焼成突起電極用パターンより径が小さい第2の未焼成突起電極用パターンを有する1又は2層以上の第2の拘束層を、前記第1の電極用パターンと前記第2の電極用パターンとが連続するように密着してなる未焼成複合積層体を形成する第1の工程と、
    前記第1及び第2の拘束層の前記基材は実質的に焼結せず、前記未焼成セラミック基板本体及び前記第1及び第2の未焼成突起電極用パターンに含まれる前記金属材料を焼結させ得る温度のもとで、前記未焼成複合積層体を焼成する第2の工程と、
    前記第1及び第2の拘束層の前記基材を除去して、前記未焼成セラミック基板本体の焼成により形成された焼結済みセラミック基板本体の前記一方主面に、前記第1の未焼成突起電極用パターンの焼成により形成された大径部と前記第2の未焼成突起電極用パターンの焼成により形成された小径部とが階段状に連結され該連結部分に隣接して前記セラミック基板本体の前記一方の主面と平行に延在する面(以下、「段差面」という。)が形成された少なくとも一つの突起電極を有するセラミック基板を取り出す第3の工程とを備えたことを特徴とする、セラミック基板の製造方法。
  2. 前記セラミック基板本体の一方主面にICチップを搭載した後、前記ICチップの端子面と前記突起電極の前記段差面とをボンディングワイヤーで接続する第4の工程をさらに備えたことを特徴とする、請求項1に記載のセラミック基板の製造方法。
  3. 前記突起電極の前記段差面上にICチップを搭載した後、前記ICチップの端子面と、前記セラミック基板本体の前記一方主面に形成された接続パッド又は前記突起電極の前記段差面とをボンディングワイヤーで接続する第4の工程をさらに備えたことを特徴とする、請求項1に記載のセラミック基板の製造方法。
  4. 前記セラミック基板本体の前記一方主面において、その周縁付近に複数の前記突起電極を配置することを特徴とする、請求項1、2又3に記載のセラミック基板の製造方法。
  5. 前記セラミック基板本体の一方主面に搭載された素子又は前記ICチップの端子面と、前記突起電極の前記段差面とは、前記セラミック基板本体の前記一方主面と平行に延在する同一平面内に含まれることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミック基板の製造方法。
  6. 少なくとも一つの前記突起電極において、当該突起電極の前記小径部と、前記セラミック基板本体の前記一方主面に垂直な前記セラミック基板の中心軸との間に、当該突起電極の前記段差面の少なくとも一部が延在することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のセラミック基板の製造方法。
  7. 互いに隣接する少なくとも一つの前記突起電極(以下、「第1の突起電極」という。)と少なくとも一つの他の突起電極(以下、「第2の突起電極」という。)との間において、前記第1の突起電極の前記小径部と前記第2の突起電極との間に、前記第1の突起電極の前記段差面の少なくとも一部が延在することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のセラミック基板の製造方法。
  8. 前記段差面に、複数本のボンディングワイヤーが接続されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のセラミック基板の製造方法。
  9. 前記セラミック基板本体の前記一方主面に素子又は前記ICチップを搭載した後、樹脂を用いて封止することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のセラミック基板の製造方法。
  10. セラミック基板本体と、
    前記セラミック基板本体と同時焼成によって形成され、前記セラミック基板本体の少なくとも一方主面から突出する突起電極とを備え、
    前記突起電極の少なくとも一つは、階段状に連結された大径部と該大径部よりも径が小さい小径部とを含み、前記大径部と前記小径部との連結部分に隣接して前記セラミック基板本体の前記一方の主面と平行に延在する面(以下、「段差面」という。)を有することを特徴とする、セラミック基板。
  11. 前記セラミック基板本体の一方主面に搭載されたICチップを備え、
    前記ICチップの端子面と前記突起電極の前記段差面とがボンディングワイヤーで接続されたことを特徴とする、請求項10に記載のセラミック基板。
  12. 前記突起電極の前記段差面上に搭載されたICチップを備え、
    前記ICチップの端子面と、前記セラミック基板本体の前記一方主面に形成された接続パッド又は前記突起電極の前記段差面とがボンディングワイヤーで接続されたことを特徴とする、請求項10に記載のセラミック基板。
  13. 前記セラミック基板本体の前記一方主面において、前記一方主面の周縁付近に複数の前記突起電極が配置されたことを特徴とする、請求項10、11又は12に記載のセラミック基板。
  14. 前記セラミック基板本体の前記一方主面に搭載された素子又は前記ICチップの端子面と、前記突起電極の前記段差面とは、前記セラミック基板本体の前記一方主面と平行に延在する同一平面内に含まれることを特徴とする、請求項10〜13のいずれか一項に記載のセラミック基板。
  15. 少なくとも一つの前記突起電極において、当該突起電極の前記小径部と、前記セラミック基板本体の前記一方主面に垂直な前記セラミック基板の中心軸との間に、当該突起電極の前記段差面の少なくとも一部が延在することを特徴とする、請求項10〜14のいずれか一項に記載のセラミック基板。
  16. 互いに隣接する少なくとも一つの前記突起電極(以下、「第1の突起電極」という。)と少なくとも一つの他の突起電極(以下、「第2の突起電極」という。)との間において、前記第1の突起電極の前記小径部と前記第2の突起電極との間に、前記第1の突起電極の前記段差面の少なくとも一部が延在することを特徴とする、請求項10〜15のいずれか一項に記載のセラミック基板。
  17. 少なくとも一つの前記段差面に、複数本のボンディングワイヤーが接続されることを特徴とする、請求項10〜16のいずれか一項に記載のセラミック基板。
  18. 前記セラミック基板本体の前記一方主面に搭載された素子又は前記ICチップが、樹脂を用いて封止されることを特徴とする、請求項10〜17のいずれか一項に記載のセラミック基板。
JP2006175907A 2006-03-27 2006-06-26 セラミック基板の製造方法及びセラミック基板 Pending JP2007294831A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006175907A JP2007294831A (ja) 2006-03-27 2006-06-26 セラミック基板の製造方法及びセラミック基板

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006086756 2006-03-27
JP2006175907A JP2007294831A (ja) 2006-03-27 2006-06-26 セラミック基板の製造方法及びセラミック基板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007294831A true JP2007294831A (ja) 2007-11-08

Family

ID=38765121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006175907A Pending JP2007294831A (ja) 2006-03-27 2006-06-26 セラミック基板の製造方法及びセラミック基板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007294831A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011192852A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Casio Computer Co Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体装置の実装方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011192852A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Casio Computer Co Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体装置の実装方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4858538B2 (ja) 多層セラミック電子部品、多層セラミック基板、および多層セラミック電子部品の製造方法
JP3972957B2 (ja) チップ型電子部品を搭載したセラミック基板の製造方法
JP4946225B2 (ja) 多層セラミック電子部品、多層セラミック基板、および多層セラミック電子部品の製造方法
JP2001060767A (ja) セラミック基板の製造方法および未焼成セラミック基板
JP2008004733A (ja) セラミック基板の製造方法
JP4277275B2 (ja) セラミック積層基板および高周波電子部品
JP2002353624A (ja) 多層セラミック基板およびその製造方法、未焼結セラミック積層体、ならびに電子装置
TWI300682B (en) Multilayer ceramic substrate with single via anchored pad and method of forming
JP5229316B2 (ja) セラミック基板の製造方法
JP2007115852A (ja) セラミック基板の製造方法
JP2007294831A (ja) セラミック基板の製造方法及びセラミック基板
JP2007067364A (ja) チップ型電子部品を搭載したセラミック基板及びその製造方法
JP2007142223A (ja) セラミック基板の製造方法
JP4696443B2 (ja) 多層セラミック基板の製造方法
JP2006108482A (ja) キャビティを備えた多層セラミック基板およびその製造方法
JP4888564B2 (ja) キャビティ付きセラミック多層基板の製造方法
JP4826348B2 (ja) 突起状電極付き多層セラミック電子部品の製造方法
JP4493158B2 (ja) セラミック回路基板
JP2007221115A (ja) 導体ペースト及び多層セラミック基板の製造方法
JP2007123448A (ja) セラミック基板の製造方法
JP2006041242A (ja) セラミック配線基板
JP2006032442A (ja) 多層基板及びその製造方法
JP2004146818A (ja) セラミック積層基板および高周波電子部品
JP4261953B2 (ja) 多層配線基板
JP2005116337A (ja) 導電性ペースト、ビアホール導体及び多層セラミック基板