説明

無収縮セラミック基板及び無収縮セラミック基板の製造方法

【課題】本発明は、ボイドによって発生した電極連結性の不良を改善することのできる無収縮セラミック基板及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明の無収縮セラミック基板の製造方法は、ビア電極部110が形成されたセラミック積層体100を設ける段階と、セラミック積層体100を焼成する段階と、前記焼成する段階で発生したボイドをメッキ物質で充填してメッキ部150を形成するようにメッキ工程を行う段階とを含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無収縮セラミック基板及び無収縮セラミック基板の製造方法に関するもので、より詳細にはセラミック積層体に発生したボイドによる不良を改善することのできる無収縮セラミック基板及び無収縮セラミック基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、電子部品の領域において、次第に小型化されていく傾向が強くなり、この傾向が持続していくに従って電子部品の精密化、微細パターン化及び薄膜化が進み、このための小型モジュール及び基板の開発が行われている。
【0003】
しかし、通常使用されている印刷回路基板(Printed Circuit Board、PCB)を小型化した電子部品に用いる場合には、サイズの小型化、高周波領域における信号損失及び高温高湿時における信頼性の低下などの問題が発生する。
【0004】
このような問題を克服するために、PCB基板ではない、セラミックを利用した基板が使用されている。セラミック基板の主成分は、低温同時焼成が可能なガラス(glass)を多量に含んだセラミック組成物である。
【0005】
低温同時焼成セラミック(Low Temperature Co−fired Ceramic、多層セラミック)基板を製造する方法は多様であるが、その中で焼成時にセラミック基板が収縮するか否かによって収縮工法と無収縮工法に分けることができる。
【0006】
具体的に説明すると、焼成時にセラミック基板が収縮するようにして製造する方法が収縮工法である。しかし、収縮工法はセラミック基板の収縮の程度が全体で均一に発生しないので、基板の面方向において寸法の変更が起こる。
【0007】
このようなセラミック基板の面方向の収縮は、基板内に形成された印刷回路パターンの変形を引き起こしてパターン位置の精度の低下及びパターンの断線等のような問題点が発生する。
【0008】
従って、収縮工法による問題点を解決するために、焼成時にセラミック基板の面方向の収縮を防ぐようにした無収縮工法が提案されている。
【0009】
無収縮工法とは、セラミック基板の両面に拘束層を形成して焼成する方法のことである。このような拘束層により、焼成時にセラミック基板の面方向の収縮は起こらず、厚さ方向にのみ収縮することになる。
【0010】
そして、無収縮工法によって製造されたセラミック基板において、各層を成すセラミックグリーンシートは一部をパンチングしてビアホールを形成してから、ビアホール内に導体ペーストを充填することによってビア電極部を形成し、ビア電極部はセラミックグリーンシートに形成された内部電極と外部電極とを電気的に連結する機能をする。
【0011】
しかし、このような無収縮工法を用いてセラミック基板を製造する場合でも、焼成時にセラミック積層体を成すセラミックグリーンシートとビア電極部、外部電極部及び内部電極部が異なる材質で形成されているために、その界面において収縮特性の差異及び熱膨脹係数の差異によってボイドが形成されてしまう。
【0012】
このようにしてビア電極部、外部電極部及び内部電極部が電気的に連結されずにボイドが発生すると、1つの基板に数十万個のビア電極部が形成される高価な基板全体を廃棄しなければならないので、経済的に大きな損失が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は上述の従来技術の問題点を解決するためのものであり、その目的は、セラミック積層体を焼成する時に内部電極部及び外部電極部に発生したボイドによって、電極連結性が悪化することを改善することのできる無収縮セラミック基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の無収縮セラミック基板の製造方法は、ビア電極部が形成されたセラミック積層体を設ける段階と、前記セラミック積層体を焼成する段階と、前記焼成する段階で発生したボイドをメッキ物質で充填するようにメッキ工程を行う段階とを含むことを特徴とする。
【0015】
また、本発明の無収縮セラミック基板の製造方法において、メッキ工程を行う段階は電解メッキ法または無電解メッキ法によって実施されることが好ましい。
【0016】
また、本発明の無収縮セラミック基板の製造方法において、メッキ工程を行う段階で使用される物質は、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、ニッケル/銅(Ni/Cu)及びスズ(Sn)の中から選ばれた1つである。
【0017】
また、本発明の無収縮セラミック基板は、複数のグリーンシートを積層して形成されたセラミック積層体と、前記セラミック積層体の内部に形成された内部電極部と、前記内部電極部と電気的に連結されるように前記セラミック積層体に貫通して形成されたビア電極部と、前記ビア電極部に接して前記セラミック積層体の表面に形成され、前記ビア電極部と電気的に連結された外部電極部と、前記セラミック積層体の焼成時に前記ビア電極部と前記セラミック積層体との界面に発生したボイドに充填するように形成されたメッキ部とを含むことを特徴とする。
【0018】
また、本発明の無収縮セラミック基板のメッキ部は、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、ニッケル/銅(Ni/Cu)及びスズ(Sn)の中から選ばれた1つの物質で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【0019】
本発明は、ビア電極部、内部電極部及び外部電極部の界面に発生したボイドにメッキ部を充填したことにより、ボイドによって発生した電極連結性の不良を改善することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施例に係る無収縮セラミック基板の焼成前の構造を説明するための断面図である。
【図2】図1の無収縮セラミック基板の焼成後の構造を説明するための断面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る無収縮セラミック基板においてメッキ部を形成した後の構造を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明に係る無収縮セラミック基板及び無収縮セラミック基板の製造方法に関して図1乃至図3を参照して、より具体的に説明する。
【0022】
図1は本発明の一実施例に係る無収縮セラミック基板の焼成前の構造を説明するための断面図であり、図2は図1の無収縮セラミック基板の焼成後の構造を説明するための断面図である。
【0023】
図1及び図2を参照すると、本発明の無収縮セラミック基板の製造方法は、まずビア電極部110が形成されたセラミック積層体100を設ける段階を実施する。
【0024】
焼成前の無収縮セラミック基板は、セラミック積層体100と、ビア電極部110と、内部電極部120と、外部電極部130とを含んでいる。
【0025】
セラミック積層体100はセラミックグリーンシートGを複数積層して形成されている。具体的にはガラス−セラミック粉末に有機バインダー、分散剤、混合溶媒を添加してからボールミルを用いて分散させる。
【0026】
このようにして得たスラリーをフィルタで濾過してから脱泡し、ドクターブレード法を用いて所定の厚さのセラミックグリーンシートを成型する方法を用いる。
【0027】
ビア電極部110はセラミック積層体100に貫通して形成され、内部電極部120及び外部電極部130を電気的に連結する機能を行う。
【0028】
そして、ビア電極部110は、セラミックグリーンシートの製造時に各セラミックグリーンシートにビアホール112を形成してからビアホール112の内部に導体ペーストを充填する方式で形成される。
【0029】
ここで、導体ペーストは電気伝導性に優れた銀(Ag)を用いるのが好ましいが、導体ペーストは銀に限定されるものではなく、Ni、Pb、W、Sn等の多様な材質を用いることが可能である。
【0030】
内部電極部120はセラミックグリーンシートGの間に形成され、ビア電極部110を通じて外部電極部130と電気的に連結されている。
【0031】
外部電極部130はセラミック積層体100の表面に導体ペーストをスクリーン印刷して形成され、ビア電極部110の表面を完全に覆うように形成することが好ましい。
【0032】
そして、セラミック積層体100が準備できたら、セラミック積層体100に一定の温度を加えて焼成する段階を実施する。
【0033】
この際、焼成段階によってビア電極部110とセラミック積層体100との界面において収縮特性の差異及び熱膨脹係数の差異によってボイド140が発生する。ここで、ボイド140はクラック(crack)のような分離した空間を意味する。
【0034】
ボイド140は、ビア電極部110、外部電極部130及び内部電極部120が電気的に連結されないようにするものであり、このようなボイドが発生することによって高価な基板を廃棄しなければならない。
【0035】
従って、このようなボイド140にメッキ部を形成するために、メッキを行う段階を実施する。
【0036】
図3は、本発明の一実施例に係る無収縮セラミック基板におけるメッキ部を説明するための断面図である。
【0037】
図3を参照すると、メッキ部150はボイド140に従って金属を充填して形成するが、電解メッキ法を用いて充填することができる。
【0038】
電解メッキ法とは、電気分解の原理を用いてボイドの一面に銀(Ag)のような金属を充填する方法を意味する。
【0039】
しかし、電解メッキ法において使用される金属は銀(Ag)に限定されるものではなく、ニッケル(Ni)、ニッケル/銅(Ni/Cu)及びスズ(Sn)のうちから1つを選択的に適用することが可能である。
【0040】
また、本実施例では電解メッキ法を用いているが、ボイド140にメッキ部150を形成できれば、これに限定するものではなく、無電解メッキ法を用いて形成することも可能である。
【0041】
無電解メッキ法とは、電気を使用せず、化学的反応を通じてメッキする方法を意味し、無電解メッキ法には還元メッキと置換メッキの2つの方法がある。
【0042】
従って、本発明に係る無収縮セラミック基板は、セラミック積層体100とビア電極部110との間に発生するボイド140を充填するメッキ部150によって電気的な連結性を向上させることができるので、ボイド140による電気的な連結性の低下によって高価な基板を廃棄処分しなければならないという経済的な損失を防ぐことができる。
【符号の説明】
【0043】
100 セラミック積層体
110 ビア電極部
120 内部電極部
130 外部電極部
140 ボイド
150 メッキ部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ビア電極部が形成されたセラミック積層体を設ける段階と、
前記セラミック積層体を焼成する段階と、
前記焼成する段階で発生したボイドをメッキ物質で充填するようにメッキ工程を行う段階と
を含むことを特徴とする無収縮セラミック基板の製造方法。
【請求項2】
前記メッキ工程を行う段階は、電解メッキ法または無電解メッキ法によって実施されることを特徴とする請求項1に記載の無収縮セラミック基板の製造方法。
【請求項3】
前記メッキ工程を行う段階で使用される物質は、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、ニッケル/銅(Ni/Cu)及びスズ(Sn)の中から選ばれた1つであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無収縮セラミック基板の製造方法。
【請求項4】
複数のグリーンシートを積層して形成されたセラミック積層体と、
前記セラミック積層体の内部に形成された内部電極部と、
前記内部電極部と電気的に連結されるように前記セラミック積層体に貫通して形成されたビア電極部と、
前記ビア電極部に接して前記セラミック積層体の表面に形成され、前記ビア電極部と電気的に連結された外部電極部と、
前記セラミック積層体の焼成時に前記ビア電極部と前記セラミック積層体との界面に発生したボイドに充填するように形成されたメッキ部と
を含むことを特徴とする無収縮セラミック基板。
【請求項5】
前記メッキ部は、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、ニッケル/銅(Ni/Cu)及びスズ(Sn)の中から選ばれた1つの物質で形成されていることを特徴とする請求項4に記載の無収縮セラミック基板。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−98290(P2010−98290A)
【公開日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−133214(P2009−133214)
【出願日】平成21年6月2日(2009.6.2)
【出願人】(591003770)三星電機株式会社 (982)
【Fターム(参考)】