JP2004201135A

JP2004201135A - High-frequency wiring board and manufacturing method of the same

Info

Publication number: JP2004201135A
Application number: JP2002368844A
Authority: JP
Inventors: Yoshitake Terashi; 吉健寺師; Shinichi Suzuki; 晋一鈴木; Hiroshi Uchimura; 弘志内村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiring board, having a filter of superior characteristics, even when using a dielectric of high permittivity, and to provide a manufacturing method for easily manufacturing the wiring board. <P>SOLUTION: Inside a dielectric substrate 1, a space 4a is formed in the signal transmission direction, and a groove 4b is formed on the surface of the dielectric substrate 1. With a strip conductor 6a, formed on one of the internal wall face of the upper wall face and the lower wall face positioned opposite to the space 4a, and with a ground conductor 7a formed on the other internal wall, a microstrip line 8a is formed. Also, with a strip conductor 6b formed on the base of the groove 4b, and a ground conductor 7b formed in such a manner as to cover the groove 4b, a microstrip line 8b is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にマイクロストリップラインフィルタなどの高周波線路を内蔵した高周波用配線基板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、セラミックスを誘電体基板材料とする配線基板は、セラミック絶縁層が多層に積層された誘電体基板の表面又は内部にメタライズ配線層が配設された構造からなり、代表的な例として、ＬＳＩ等の半導体素子などを収納したパッケージが挙げられる。このようなパッケージとしては、誘電体基板材料として従来よりアルミナ等のセラミックスからなるものが多用され、近年では、機能化が要求され、低抵抗の銅メタライズ配線層との同時焼成を可能にしたガラスセラミックスなどの低温焼成型の焼結体を誘電体基板とするものも実用化されている。
【０００３】
さらに最近ではさらなる高機能化が要求されインダクタンス（Ｌ成分）、キャパシタ（Ｃ成分）から構成されるフィルタを内蔵化する動きがみられる。このようなフィルタの一つとしてストリップラインフィルタを配線基板内部に形成することが例えば、特許文献１、２、３、４にて提案されている
このような誘電体に対してストリップラインを形成する従来のストリップラインフィルタのフィルタ特性は、誘電体の誘電体損、および導体の導体損が支配的である。誘電体損においては特に誘電体の誘電率の１／２乗に比例し、誘電体の誘電損失に比例するため誘電率と誘電損失は出来るだけ低いほうがよい。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１４−１７１１０３号公報
【特許文献２】
特開平１４−１１１３１７号公報
【特許文献３】
特開平１１−２１４８５１号公報
【特許文献４】
特許第３０２１５８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような要求に対して、用いる誘電体の誘電率を低減するための材料の開発も進められている。例えば、特許文献４では、中空シリカなどを混入し、誘電率が２〜３のガラスセラミックスを作製したことが記載されている。
【０００６】
しかしながら、従来のアルミナやガラスセラミックスでは、誘電率や誘電損失を下げるのにはいずれにしろ限界があり、上記文献４でも中空ＳｉＯ₂を含有せしめるためにガラスセラミックスの絶対強度が低下するなど、誘電体の誘電率を低くするには、実用的にも限定があった。
【０００７】
本発明は、誘電率の高い誘電体を用いた場合においても、特性に優れたフィルタを形成した高周波用配線基板と、それを容易に形成するための製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の高周波用配線基板は、セラミック誘電体基板の内部に信号伝送方向に沿って空間部を形成し、該空間部を挟んで対向する上壁面と下壁面のうち、一方の内壁面にストリップ導体を、他方の内壁面にグランド導体を形成することによって高周波線路を形成してなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の第２の高周波用配線基板は、セラミック誘電体基板の表面に信号伝送方向に沿って溝部を形成し、該溝部の底部にストリップ導体を形成形成し、該溝を塞ぐようにグランド導体を形成することによって高周波線路を形成してなることを特徴とするものである。
【００１０】
なお、上記第１、第２の高周波用配線基板によれば、前記ストリップ導体およびグランド導体がストリップラインフィルタとして機能させることが効果的である。
【００１１】
上記第１の高周波用配線基板を製造する方法としては、セラミックグリーンシートの信号伝送方向に沿って該シートを貫通して樹脂が埋め込まれてなる第１のグリーンシートと、前記第１のグリーンシートの樹脂埋設部に対応する部分に、ストリップ導体が形成された第２のグリーンシートと、前記第１のグリーンシートの樹脂埋設部部に対応する部分に、グランド導体が形成された第３のグリーンシートとを作製し、前記第１のグリーンシートを第２のグリーンシートおよび第３のグリーンシートで挟んで積層した後、これを熱処理して、前記第１のグリーンシートに埋め込まれた樹脂を分解除去して空間部を形成することを特徴とするものである。
【００１２】
また、第２の高周波用配線基板を製造する方法としては、セラミックグリーンシートの信号伝送方向に沿って該シートを貫通して樹脂が埋め込まれてなる第１のグリーンシートと、前記第１のグリーンシートの樹脂埋設部に対応する部分に、ストリップ導体が形成された第２のグリーンシートと、を作製し、少なくとも前記第１のグリーンシートと第２のグリーンシートとを積層した後、これを熱処理して、前記第１のグリーンシートに埋め込まれた樹脂を分解除去して溝部を形成した後、該溝部をグランド導体によって塞いだことを特徴とする特徴とする高周波用配線基板の製造方法。
【００１３】
なお、前記第１のグリーンシートは、（１ａ）実質的に同一の厚みのセラミックグリーンシートおよび樹脂シートを作製する工程と、（１ｂ）前記セラミックグリーンシートの所定箇所に貫通穴を形成する工程と、（１ｃ）前記貫通穴を形成したセラミックグリーンシートに前記樹脂シートを積層する工程と、（１ｄ）前記セラミックグリーンシートにおける貫通穴形成部分を前記樹脂シート側から押圧することによって、前記樹脂シートの一部を前記貫通穴内に埋め込み、セラミックグリーンシートと樹脂シートと一体化する工程と、の工程（１ａ）〜（１ｄ）
を経て作製されたものであることを特徴とする。
【００１４】
また、前記第１のグリーンシートは、（２ａ）実質的に同一の厚みのセラミックグリーンシートおよび樹脂シートを作製する工程と、（２ｂ）前記セラミックグリーンシートおよび樹脂シートを積層する工程と、（２ｃ）前記積層体の所定箇所に前記樹脂シート側から押圧して、前記樹脂シートの押圧部分を前記セラミックグリーンシート側に移行させて、セラミックグリーンシートと樹脂シートと一体化する工程と、を経て作製されたものであってもよい。
【００１５】
本発明によれば、上記構造の高周波用配線基板によって、ストリップ導体とグランド導体との間に空間を形成する、即ち、誘電率がゼロの誘電体によって形成することができるために、高周波線路の性能を高めることができ、さらにはこの線路をストリップラインフィルタとして利用することで優れたフィルタ特性を有するストリップラインフィルタを内蔵した配線基板を得ることができる。
【００１６】
また、かかる高周波用配線基板を製造する方法として、基板内部への空間の形成にあたり、セラミックグリーンシートの信号伝送方向に沿って該シートを貫通して樹脂が埋め込まれてなるグリーンシートを用いることによって、他のグリーンシートとの積層時における空間形成部分の変形が抑制され、精度の高い空間を形成することができる。
【００１７】
また、所定箇所に樹脂が埋め込まれたグリーンシートの形成にあたり、パンチングによって一回または二回のパンチング処理によって容易に埋め込み処理を施すことができる。しかも、パンチング処理後で、グリーンシートの貫通穴内に樹脂シートが一体的に複合化されているために、グリーンシート単体の取り扱いが容易であるとともに、複数のグリーンシート同士の積層時に空隙部内には樹脂シートが埋め込まれているために、積層時に高い圧力を印加した場合であっても、空隙部底部が加圧されることにより、空隙部底部の膨らみを発生させることなく、デラミネーションが発生しない高い積層圧力の印加が可能となる。その結果、積層体におけるデラミネーションの発生、変形、防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の高周波用配線基板の一例を説明するための概略断面図である。
この高周波用配線基板Ｈによれば、複数の誘電体層１ａ〜１ｅが積層されてセラミック誘電体基板１が形成され、その誘電体基板１における各誘電体層１ａ〜１ｅには、所定の配線回路層２が形成されている。また、誘電体層１ａ〜１ｅには回路形成のために上下の配線回路層間を電気的に接続するために、ビアホール導体３が形成されている。
【００１９】
本発明によれば、この誘電体基板１の内部に、信号伝送方向に沿って空間部４ａが形成されている。そして、この空間部４ａを挟んで対向する上壁面には、ストリップ導体６ａが、また下壁面にはグランド導体７ａが形成されている。そして、このストリップ導体６ａと、グランド導体７とは、電磁的な結合によってマイクロストリップ線路８ａを形成している。
【００２０】
また、誘電体基板１の表面には、信号伝送方向に沿って溝部４ｂが形成されている。そして、溝部４ｂの底部にはストリップ導体６ｂが形成され、またこの溝部４ｂを塞ぐようにグランド導体７ｂが形成されている。そして、このストリップ導体６ｂと、グランド導体７ｂとは、電磁的な結合によってマイクロストリップ線路８ｂを形成している。このグランド導体７ｂは基体７ｂ’の表面に導体層として形成されたものを誘電体基板１ａの表面に接合することによって形成される。また、このグランド導体７ｂは、金属板などの導体を用いてもよい。
【００２１】
本発明によれば、このマイクロストリップ線路８ａ、８ｂは、ストリップ導体６ａ、６ｂと、グランド導体７ａ、７ｂとが、空間部４ａ、または溝部４ｂ、即ち、誘電率が１の誘電体を介して対峠しているために、線路の伝送特性として最も良好な特性を有する。
【００２２】
また、図１の高周波用配線基板Ｈには、必要に応じてキャビティ９が設けられ、このキャビティ９内に高周波素子１０が収納され、蓋体１１などによって気密に封止される。
【００２３】
また、このマイクロストリップ線路８ａ、８ｂにおけるストリップ導体６ａ，６ｂは、適宜、誘電体基板１内に形成された配線回路層２やビアホール導体３と接続されることで、配線基板Ｈ内に高周波回路を形成する。本発明によれば、前記マイクロストリップ線路８ａ、８ｂをストリップラインフィルタとして機能させることが最もその伝送特性を活かす上で望ましい。なお、このフィルタは、ビアホール導体１０などによって、他の配線回路層２と接続される。
【００２４】
たとえば、図２のストリップラインフィルタの一例に示すように、１つの空間部４内における内壁の一方に、図２に示すようなストリップ導体６を所定の間隔で配列し、他方の内壁にグランド導体７を形成して互いに結合せしめることによってフィルタとして機能せしめることができる。この場合、複数のストリップ導体６を１つの空間部４に設ける他、個別の空間部内に設けることも可能である。なお、このフィルタは、ビアホール導体３などによって、他の配線回路層２と接続される。
【００２５】
次に、本発明の高周波用配線基板を製造するための具体的な方法について図３〜図５をもとに説明する。
本発明によれば、上記配線基板における空間部４ａ、溝部４ｂおよびキャビティ９を形成するために、セラミックグリーンシートの所定箇所に形成された貫通穴内に樹脂が埋め込まれたグリーンシートと樹脂との複合体を作製する。
【００２６】
このような複合体を形成する第１の方法について、図３の工程図をもとに説明する。先ず、セラミックグリーンシート１１および樹脂シート１２を作製する。このセラミックグリーンシート１１は、その用途に応じて、その厚みは適宜設定される。例えば配線基板用の誘電体層を形成する場合、セラミックグリーンシート１１の厚みは２０〜４００μｍが適当である。また、樹脂シート１２は、実質的にこのセラミックグリーンシート１１と近似した厚さであることが望ましく、樹脂シート１２の厚みｔ₂は、グリーンシート１１の厚みｔ₁に対して、０．９ｔ₁〜１．１ｔ₁であることが望ましい。
【００２７】
まず、セラミックグリーンシート１１に対して空隙部を形成するための貫通穴１３を形成する。この貫通穴１３は、例えば、打ち抜き加工、スリット加工、レーザー加工のうちの１つの方法で形成できる。特に、後述する一連の作業の流れ性の点から、パンチによる打ち抜き加工が最もよい。
【００２８】
図３は、打ち抜き加工による貫通穴１３の形成によるものである。この貫通穴１３は、図３（ａ）に示す様に、駆動部である上パンチ１４と、グリーンシート１１を支持するとともに、開口１５が形成された下パンチ１６により構成される打ち抜きプレスを準備し、グリーンシート１１を下パンチ１６上に載置し、図３（ｂ）に示す様に、上パンチ１４を下方に駆動することにより、図３（ｃ）に示す様に、グリーンシート１１に対して貫通穴１３を形成する。
【００２９】
次に、図３（ｄ）に示すように、貫通穴１３を形成したグリーンシート１１の表面に、樹脂シート１２を載置する。そして、図３（ｅ）に示すように、上パンチ１４を駆動する。この時、上パンチ１４の駆動量を調整し、駆動停止位置をグリーンシート１１の上面側に設定する。これによって、樹脂シート１２の打ち抜きと同時に、グリーンシート１１に予め形成された貫通穴１３に樹脂シート１２の打ち抜き部１２ａ部を埋め込むことができる。
【００３０】
その後、上パンチ１４、樹脂シート１２を除去することによって、図３（ｆ）に示すように、グリーンシート１１の所定箇所に形成された貫通穴１３内に樹脂シート１２が埋め込まれ、一体化された複合体Ａを作製することができる。
（第２の方法）
次に、複合体を作製するための第２の方法について図４の工程図をもとに説明する。この図４の方法によれば、図３の方法と同様に、実質的に同一の厚みからなるセラミックグリーンシート１１および樹脂シート１２を作製する。
【００３１】
そして、図４（ａ）に示すように、グリーンシート１１を下パンチ１６上に載置するとともに、図４（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート１１の上側に樹脂シート１２を積層する。この時、グリーンシート１１とは、後述する通り、樹脂シート１２を剥離除去するために、両者は軽く接着材等で仮止めしておくことが望ましい。
【００３２】
そして、図４（ｃ）に示すように、前述した通り、上パンチ１４を駆動し、上パンチ１４の駆動停止位置をグリーンシート１１の上面側に設定する。これによって、グリーンシート１１と樹脂シート１２の打ち抜きと同時に行う。
【００３３】
その後、上パンチ１４、樹脂シート１２を剥離除去するとともに、グリーンシート１を下パンチ１６から剥離することによって、図４（ｄ）に示すように、グリーンシート１１の所定箇所に形成された貫通穴１３内に樹脂シート１２が埋め込まれ、一体化された複合体Ａを作製することができる。
【００３４】
このように、本発明によれば、パンチを用いて、セラミックグリーンシート１１の貫通穴１３内にこのグリーンシート１１と実質的に同一の厚みの樹脂シート１２を埋め込んだ複合体を１つまたは２つのプレス処理にて容易に形成することができる。
【００３５】
また、上記の第１の製法および第２の製法においては、工程数からは、プレス処理１回の第２の方法が、プレス処理２回の第１の方法よりも工程の簡略化に効果的であるが、第１の製法においては、セラミックグリーンシート１１に対して予め貫通穴１３を形成した後に樹脂シート１２の一部を埋め込むために、樹脂シート１２のパンチによるグリーンシート１１への移行をスムーズに行うことができ、複合体における樹脂シート１２とセラミックグリーンシート１１との境界部分の平滑性が優れ、精度が高く、外観も良好な埋め込み処理を行うことができる。
（積層）
本発明によれば、かかる複合体を用いて、図１に示したような構造の高周波用配線基板を作製する。そこで、図５の工程図をもとに、そのセラミック基板を作製するための方法について説明する。
【００３６】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、図３または図４の方法で作製されたグリーンシートと樹脂シートが複合化された複合体Ａ１、Ａ２、Ａ３と、樹脂シートと複合化されていない他のグリーンシートＢ１、Ｂ２とともに密着液などを用いて積層一体化して積層体を作製する。この時、積層一体化にあたっては、３〜７ＭＰａの圧力を印加することが積層不良、あるいは焼成後のデラミネーションの発生を防止する上で望ましい。
【００３７】
この時、この複合体Ａ１、Ａ２、Ａ３、グリーンシートＢ１、Ｂ２には、セラミック配線基板などへの適用を図る上で、図１の配線回路層２、ビアホール導体を形成するために、金属粉末に有機バインダ、溶剤、可塑材を添加混合して得た金属ペーストを印刷塗布して回路パターン２１を形成する。また、マイクロドリルやレーザー加工によってスルーホールを形成し、スルーホール内に金属ペーストを充填することによってビアホール導体２２を形成する。
【００３８】
この時、本発明によれば、図１のマイクロストリップ線路８ａを形成するための空間部４ａが形成される複合体Ａ３の上側に位置するグリーンシートＢ１の空間部形成部分２３ａと対向する下面部分には、ストリップ導体パターン２４ａが形成され、また、複合体Ａ３の下側に位置するグリーンシートＢ２の空間部形成部分２３ａと対向する上面部分には、グランド導体パターン２５ａが形成される。
【００３９】
また、図１のマイクロストリップ線路８ｂを形成するための溝部４ｂが形成される複合体Ａ１の下側に位置する複合体Ａ２の溝部形成部分２３ｂと対向する上面部分にストリップ導体パターン２４ｂが形成されている。
【００４０】
そして、この積層体を樹脂シート１２ａが熱分解除去されるとともに、複合体Ａ１〜Ａ３、セラミックグリーンシートＢ１、Ｂ２が焼成、緻密化するように焼成することによって、図５（ｃ）に示すように、樹脂シート１２ａを埋め込んだ部分を熱分解除去して空間部４ａ、溝部４ｂ、キャビティ９を具備するセラミック基板を形成することができる。
【００４１】
かかる方法においては、積層一体化にあたっては、従来のように、シート自体に大きな貫通穴１３、１５が樹脂シート１２ａで充填されているために、個々のシートにおける取り扱いが非常に容易で、シートの取り扱い時におけるシートの変形や破損などが発生することがない。
【００４２】
しかも、本発明の方法によれば、高い圧力を印加しても、空隙部４ａ、４ｂ、９を形成する部分に樹脂シート１２ａが埋め込まれているために、空隙部４ａ、４ｂ、９が形成される部分の底部に対しても樹脂シート１２ａを介して十分に圧力が印加される。その結果、空隙部４ａ、４ｂ、９を形成する底部のグリーンシートの変形や焼成後のデラミネーションの発生も抑制することができる。それによって、マイクロストリップ線路８ａ、８ｂを構成する空間部４ａや溝部４ｂ、さらにはキャビティ９を精度よく形成することができる。
【００４３】
本発明において用いられるグリーンシート１１は、所定の比率で調合したセラミック原料粉末に、適当な有機バインダを添加し、有機溶媒中に分散させることによりスラリーを調製し、従来周知のドクターブレード法やリップコーター法等のキャスト法により、所定の厚みのグリーンシート1を作製する。このグリーンシートの厚みは、通常、２０〜４００μｍが適当である。
【００４４】
一方、本発明において用いられる樹脂シート１２は、プレスによる打ち抜き加工性、および、焼成段階における熱分解性に優れることが望ましく、良好な打ち抜き加工性を得るためには、シート中に粉末状のフィラーを添加することが望ましい。このフィラーは、焼成時における熱分解性が良好であり、特に樹脂ビーズが有効である、樹脂ビーズは、ビーズ間の凝集を防止するともに樹脂シート表面の平滑性を高める上で平均粒径が１〜２０μｍであることが望ましい。
【００４５】
また、この樹脂ビーズは、アクリル系、スチレン系、ブチラール系の群から選ばれる少なくとも１種からなることが望ましく、特に、架橋タイプのアクリル樹脂からなることが望ましい。これは、アクリル樹脂ビーズの有機溶剤への溶解を防ぐためである。
【００４６】
樹脂シート１２の作製にあたっては、樹脂ビーズに１００重量部に対し、水酸基やカルボキシル基を導入したアクリル系樹脂を４０〜８０重量部添加し、トルエン、ヘキサン、ヘプタン等の有機溶剤中にて分散する。尚、使用するアクリル系樹脂としては、熱分解性が優れるポリイソブチルメタクリレート系が好ましく、シートに柔軟性を与えるために可塑剤を添加してもよい。
【００４７】
上記所定の組成にて作成したスラリーを従来周知のロールコーター、グラビアコーター、ブレードコーター等のコーティング方式により剥離剤処理を施したキャリアーシート上に塗布し、乾燥させることにより樹脂シート１２を作製することができる。
【００４８】
【実施例】
実施例１
以下に、図３、図５の高周波用配線基板の製造方法を例にして以下に具体例を説明する。
（グリーンシート作製）
平均粒径が１．８μｍのホウ珪酸ガラスを６０体積％と、平均粒径が２．４μｍのアルミナ粉末４０体積％からなるセラミック組成物１００質量部に、有機バインダとしてポリイソブチルメタクリレートを１２質量部、溶媒としてトルエンを５４質量部の割合で混合し、ボールミルで２４時間混合してスラリーを調製した。このスラリーを用いてドクターブレード法によって縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ７０μｍのグリーンシート１１を作製した。
【００４９】
また、このグリーンシート１１には、平均粒径が１．５μｍの銅粉末１００質量部に、有機バインダとしてアクリル系樹脂を１２質量部、溶媒としてテルピネオールを１０質量部の割合で混合した金属ペーストを調製し、上記グリーンシート１１の表面に、スクリーン印刷法により、所定のパターンに印刷塗布する。また、前記グリーンシート１１にピン加工によって直径が７０μｍのスルーホールを形成し、スルーホール内に前記金属ペーストを充填することによってビア導体を形成した。
【００５０】
このうち、空間部の内壁を形成するグリーンシート１１には、適宜、ストリップ導体パターンおよびグランド導体パターンを印刷形成した。
（樹脂シート作製）
一方、樹脂シート１２として、平均粒径が５μｍのアクリル樹脂ビーズ１００質量部に対して、有機バインダとして水酸基を導入したアクリル系樹脂を６０質量部、溶媒としてトルエンを２２０質量部の割合で添加、混合してスラリーを調製した後、ドクターブレード法によって厚さ７０μｍの樹脂シート１２を作製した。
【００５１】
次に、グリーンシートのうち、キャビティ９を形成するためのグリーンシートＡ１、Ａ２、およびマイクロストリップ線路用の空間部４ａや溝部４ｂを形成するグリーンシートＡ１、Ａ３に対して、図３に示すようなパンチング装置によって、中央部に所定の大きさのキャビティ用の貫通穴１３と、マイクロストリップ線路用の貫通穴１３を形成した。
【００５２】
次に、各貫通穴１３を形成したグリーンシート１１の上に、アクリル系樹脂に可塑剤を添加した接着剤を用いて、樹脂シート１２を吸着搬送装置を用いてグリーンシート１１上に積層した後、パンチング装置における上パンチを下げ、上パンチの下面がグリーンシート１１の表面と同一平面となるところまで下ろした。
【００５３】
上パンチを上げ、グリーンシート１１を確認した結果、グリーンシート１１の貫通穴部分に、樹脂シート１２ａが埋め込まれた構造の複合体Ａ１、Ａ２、Ａ３を形成した。
【００５４】
次に、上記のようにして作製した複合体Ａ１、Ａ２、Ａ３とともに、樹脂シート１２と複合化されていない通常の配線パターンが形成されたグリーンシートＢ１、Ｂ２を図５（ａ）（ｂ）に示すように、密着液を用いて積層した。また、積層にあたっては、積層体に対して、６０℃の温度に加熱しながら、５ＭＰａの圧力を印加した。なお、キャビティについてはその深さに応じ必要枚数を調整した。
【００５５】
この加圧して積層した１つの試料について、断面を観察し、樹脂シートを埋め込んだ部分についてグリーンシート側の変形を観察した結果、グリーンシートに対しては、全く変形は認められなかった。
【００５６】
次に、この積層体を２５０〜４５０℃の窒素雰囲気中で２時間、昇温加熱して樹脂シートおよび有機バインダを熱分解除去した後、さらに９００℃まで昇温して焼結した。
【００５７】
その結果、樹脂シートを埋め込んで部分がすべて熱分解除去され、図１に示す縦２ｍｍ×横２．７ｍｍ×深さ１．５ｍｍのキャビティ９、縦１５ｍｍ×横２ｍｍ×深さ６０μｍの空間部４ａおよび溝部４ｂの内壁に幅２５０μｍ、長さ１０ｍｍのストリップ導体を具備するマイクロストリップ線路が形成された高周波用配線基板が得られた。なお、溝部４ｂの表面に金属板をロウ付けし、この金属板をグランドと接続することで、マイクロストリップ線路４ｂを形成した。
【００５８】
作製したセラミック配線基板Ｈに対して、キャビティ９底部表面および溝部４ｂ底部表面の平坦度を触針法によって測定した結果、０．７μｍ、０．８μｍであり、平坦度の高い底面が形成され、基板の変形がほとんどないことが確認された。また、キャビティ９、マイクロストリップ線路４ａ、４ｂ形成部分を切断し、その積層部分の状態を双眼顕微鏡で観察した結果、全く層間剥離等の発生は全く認められなかった。また、マイクロストリップ線路４ａ、４ｂの伝送特性を評価した結果、マイクロストリップ線路４ａの測定周波数２０ＧＨｚにおけるＳ２１は−０．２１ｄＢ、マイクロストリップ線路８ｂの測定周波数２０ＧＨｚにおけるＳ２１は−０．２３ｄＢといずれも良好なものであった。
【００５９】
実施例２
実施例１において、複合体Ａ１、Ａ２、Ａ３の作製を次のように変更した。即ち、実施例１で作製したグリーンシート１１および樹脂シート１２を図４に示すように、積層した後、パンチング装置における上パンチを下げ、上パンチの下面がグリーンシートの表面と同一平面となるところまで下ろした。そして、上パンチを上げ、グリーンシートを確認した結果、グリーンシートの貫通穴部分に、樹脂シート１２ａが埋め込まれた構造の複合体Ａ１〜Ａ３が形成された。
【００６０】
そして、この後は、実施例１と全く同様にして、樹脂シート１２と複合化されていない通常の配線パターンが形成されたグリーンシートＢ１、Ｂ２の延べ５層のグリーンシートを密着液を用いて積層し、６０℃の温度に加熱しながら、５ＭＰａの圧力を印加した。
【００６１】
この加圧して積層した１つの試料について、樹脂シート１２ａを埋め込んだ部分についてグリーンシート１１側の変形を観察した結果、グリーンシート１１に対しては全く変形は認められなかった。
【００６２】
その後、この積層体を２５０〜４５０℃の窒素雰囲気中で２時間、昇温加熱して樹脂シート１２ａおよび有機バインダを熱分解除去した後、さらに９００℃まで昇温して焼結した結果、樹脂シートを埋め込んだ部分が熱分解除去され空間部４ａ、４ｂ、９が形成されたセラミック配線基板Ｈが得られた。
【００６３】
作製したセラミック配線基板Ｈに対して、キャビティ９、溝部４ｂ表面の平坦度を触針法によって測定した結果、１μｍ，０．９μｍであり、平坦度の高い底面が形成され、基板の変形がほとんどないことが確認された。また、キャビティ９、マイクロストリップ線路形成部分を切断し、その積層部分の状態を双眼顕微鏡で観察した結果、全く層間剥離等の発生は全く認められなかった。また、マイクロストリップ線路８ａ、８ｂの伝送特性を評価した結果、マイクロストリップ線路８ａが測定周波数６０ＧＨｚにおけるＳ２１は−０．３６ｄＢと良好なものであった。マイクロストリップ線路８ｂが測定周波数６０ＧＨｚにおけるＳ２１は−０．３５ｄＢと良好なものであった。
【００６４】
比較例
実施例１において、マイクロストリップ線路８ａ、８ｂの形成にあたり、空間部４ａ、溝部４ｂを形成しない以外は、全く同様にして、高周波用配線基板Ｈを作製した。
【００６５】
そして、空間部４ａを有しないマイクロストリップ線路の伝送特性について実施例１と同様に評価を行った結果、マイクロストリップ線路８ａに代わる線路では測定周波数２０ＧＨｚでＳ２１が−０．５３ｄＢ、マイクロストリップ線路８ｂに代わる線路ではＳ２１が−０．５５ｄＢ、また、測定周波数６０ＧＨｚでＳ２１が−１．０８ｄＢ、マイクロストリップ線路８ｂに代わる線路ではＳ２１が−１．１０ｄＢといずれも本発明品よりも劣るものであった。
【００６６】
作製したセラミック配線基板に対して、空隙部の底部表面の平坦度を触針法によって測定した結果、６μｍであり、平坦度の悪い底面が形成され、基板の変形が認められた。また、空隙部形成部分を切断し、その積層部分の状態を双眼顕微鏡で観察した結果、層間剥離等の発生は全く認められなかった。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、配線基板の内部や表面に、空間部や溝部を形成し、ストリップ導体およびグランド導体を対峠させることによって、線路の伝送特性を高めることができる結果、誘電率の高い誘電体を用いた場合においてもフィルタとしての機能の向上を図ることができる。しかも、かかる構造は、セラミックグリーンシートと樹脂シートが複合された複合体を用いることで非常に容易に形成することができる。
【００６８】
しかも、この配線基板の製造に作製された複合体は、空隙部を有するセラミック基板を形成する場合のセラミック基板の変形や層間剥離（デラミネーション）などの発生を抑制し、空隙部の底面における平坦度を高め、空隙部により低誘電率、低損失なストリップラインフィルタを形成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波用配線基板の一例を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明におけるストリップラインフィルタの回路の一例を説明するための回路図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はｘ−ｘ断面図である。
【図３】本発明における複合体の製造方法の一例を説明するための工程図である。
【図４】本発明における複合体の製造方法の他の例を説明するための工程図である。
【図５】本発明の複合体を用いた図１の高周波用配線基板の製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１誘電体基板
２配線回路層
３ビアホール導体
４ａ空間部
４ｂ溝部
６ａ、６ｂストリップ導体
７ａ，７ｂグランド導体
８ａ，８ｂマイクロストリップ線路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention particularly relates to a high-frequency wiring board having a built-in high-frequency line such as a microstrip line filter and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a wiring board using ceramic as a dielectric substrate material has a structure in which a metallized wiring layer is disposed on the surface or inside of a dielectric substrate in which ceramic insulating layers are stacked in multiple layers. And a package containing a semiconductor element such as the above. As such a package, a dielectric substrate material made of ceramics such as alumina has been widely used, and in recent years, it has been required to be functionalized, and glass capable of being co-fired with a low-resistance copper metallized wiring layer has been used. A low temperature firing type sintered body such as ceramics as a dielectric substrate has also been put to practical use.
[0003]
More recently, higher functionality has been required, and there has been a movement to incorporate a filter composed of an inductance (L component) and a capacitor (C component). Forming a strip line filter inside a wiring board as one of such filters is proposed in, for example, Patent Documents 1, 2, 3, and 4.
The filter characteristics of a conventional stripline filter that forms a stripline on such a dielectric are dominated by the dielectric loss of the dielectric and the conductor loss of the conductor. In particular, the dielectric loss is proportional to the square of the dielectric constant of the dielectric and is proportional to the dielectric loss of the dielectric, so that the dielectric constant and the dielectric loss are preferably as low as possible.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 14-171103 A
[Patent Document 2]
JP-A-14-11317
[Patent Document 3]
JP-A-11-214851
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 30221586
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In response to such demands, materials for reducing the dielectric constant of the dielectric used have been developed. For example, Patent Document 4 describes that glass ceramics having a dielectric constant of 2 to 3 were prepared by mixing hollow silica or the like.
[0006]
However, conventional alumina and glass ceramics have a limit in any way to lower the dielectric constant and the dielectric loss. _Two In order to lower the dielectric constant of the dielectric, for example, the absolute strength of the glass ceramic decreases due to the inclusion of, there is also a practical limitation.
[0007]
An object of the present invention is to provide a high-frequency wiring board on which a filter having excellent characteristics is formed even when a dielectric having a high dielectric constant is used, and a manufacturing method for easily forming the same. It is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The first high-frequency wiring board of the present invention forms a space inside the ceramic dielectric substrate along the signal transmission direction, and forms one of the upper wall and the lower wall opposed to each other with the space interposed therebetween. A high-frequency line is formed by forming a strip conductor on a wall surface and a ground conductor on the other inner wall surface.
[0009]
In the second high-frequency wiring board of the present invention, a groove is formed on the surface of the ceramic dielectric substrate along the signal transmission direction, a strip conductor is formed at the bottom of the groove, and the groove is closed. A high-frequency line is formed by forming a ground conductor.
[0010]
According to the first and second high-frequency wiring boards, it is effective that the strip conductor and the ground conductor function as a strip line filter.
[0011]
As a method of manufacturing the first high-frequency wiring board, a first green sheet in which a resin is embedded so as to penetrate the ceramic green sheet along the signal transmission direction and the first green sheet is provided. A second green sheet having a strip conductor formed at a portion corresponding to the resin buried portion of the first green sheet, and a third green sheet having a ground conductor formed at a portion corresponding to the resin buried portion of the first green sheet. After the first green sheet is laminated between the second green sheet and the third green sheet, the resin is heat-treated to decompose the resin embedded in the first green sheet. It is characterized in that a space is formed by removal.
[0012]
In addition, as a method of manufacturing the second high-frequency wiring board, a first green sheet in which a resin is embedded so as to penetrate the ceramic green sheet along the signal transmission direction and the first green sheet is provided. A second green sheet having a strip conductor formed on a portion corresponding to the resin embedded portion of the sheet is prepared, and at least the first green sheet and the second green sheet are laminated and then heat-treated. A method for manufacturing a high-frequency wiring board, characterized in that, after the resin embedded in the first green sheet is decomposed and removed to form a groove, the groove is closed with a ground conductor.
[0013]
The first green sheet includes: (1a) a step of producing a ceramic green sheet and a resin sheet having substantially the same thickness; and (1b) a step of forming a through hole at a predetermined position of the ceramic green sheet. (1c) a step of laminating the resin sheet on the ceramic green sheet having the through-hole formed therein, and (1d) pressing a through-hole forming portion of the ceramic green sheet from the resin sheet side to form the resin sheet. (1a) to (1d) of embedding a part in the through hole and integrating the ceramic green sheet and the resin sheet.
Characterized by being produced through
[0014]
The first green sheet includes: (2a) a step of producing a ceramic green sheet and a resin sheet having substantially the same thickness; (2b) a step of laminating the ceramic green sheet and the resin sheet; and (2c) Pressing the predetermined portion of the laminate from the resin sheet side to shift the pressed portion of the resin sheet to the ceramic green sheet side, and integrating the ceramic green sheet and the resin sheet. May be done.
[0015]
According to the present invention, a space between the strip conductor and the ground conductor can be formed by the high-frequency wiring board having the above structure, that is, the space can be formed by a dielectric having a dielectric constant of zero. The performance can be improved, and furthermore, by using this line as a stripline filter, a wiring board having a built-in stripline filter having excellent filter characteristics can be obtained.
[0016]
Further, as a method of manufacturing such a high-frequency wiring substrate, in forming a space inside the substrate, by using a green sheet in which a resin is embedded through the ceramic green sheet through the sheet along the signal transmission direction. In addition, the deformation of the space forming portion at the time of lamination with another green sheet is suppressed, and a highly accurate space can be formed.
[0017]
Further, in forming a green sheet in which a resin is embedded in a predetermined portion, the embedding process can be easily performed by punching once or twice. In addition, after the punching process, the resin sheet is integrally compounded in the through hole of the green sheet, so that it is easy to handle the green sheet alone, and the gap is not formed when a plurality of green sheets are laminated. Because the resin sheet is embedded, even when a high pressure is applied during lamination, delamination does not occur without generating swelling of the bottom of the gap due to the pressurization of the bottom of the gap. High lamination pressure can be applied. As a result, occurrence, deformation, and prevention of delamination in the laminate can be achieved.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining an example of the high-frequency wiring board of the present invention.
According to the high-frequency wiring board H, a plurality of dielectric layers 1a to 1e are stacked to form a ceramic dielectric substrate 1. Each of the dielectric layers 1a to 1e in the dielectric substrate 1 has a predetermined wiring. A circuit layer 2 is formed. Further, via holes conductors 3 are formed in the dielectric layers 1a to 1e to electrically connect upper and lower wiring circuit layers for circuit formation.
[0019]
According to the present invention, the space 4a is formed inside the dielectric substrate 1 along the signal transmission direction. A strip conductor 6a is formed on an upper wall surface facing the space portion 4a, and a ground conductor 7a is formed on a lower wall surface. The strip conductor 6a and the ground conductor 7 form a microstrip line 8a by electromagnetic coupling.
[0020]
On the surface of the dielectric substrate 1, a groove 4b is formed along the signal transmission direction. A strip conductor 6b is formed at the bottom of the groove 4b, and a ground conductor 7b is formed so as to cover the groove 4b. The strip conductor 6b and the ground conductor 7b form a microstrip line 8b by electromagnetic coupling. The ground conductor 7b is formed by joining a conductor layer formed on the surface of the base 7b 'to the surface of the dielectric substrate 1a. Further, as the ground conductor 7b, a conductor such as a metal plate may be used.
[0021]
According to the present invention, in the microstrip lines 8a and 8b, the strip conductors 6a and 6b and the ground conductors 7a and 7b are connected via the space 4a or the groove 4b, that is, via the dielectric having a dielectric constant of 1. Since it has a pass, it has the best transmission characteristics of the line.
[0022]
A cavity 9 is provided in the high-frequency wiring board H of FIG. 1 as necessary, and a high-frequency element 10 is housed in the cavity 9 and hermetically sealed by a lid 11 or the like.
[0023]
The strip conductors 6a and 6b in the microstrip lines 8a and 8b are appropriately connected to the wiring circuit layer 2 and the via-hole conductor 3 formed in the dielectric substrate 1, so that the high-frequency circuit To form According to the present invention, it is most desirable that the microstrip lines 8a and 8b function as stripline filters in order to make the most of their transmission characteristics. This filter is connected to another wiring circuit layer 2 by a via-hole conductor 10 or the like.
[0024]
For example, as shown in an example of a strip line filter in FIG. 2, strip conductors 6 as shown in FIG. 2 are arranged at predetermined intervals on one of inner walls in one space portion 4, and a ground conductor is provided on the other inner wall. 7 can be made to function as a filter by being combined with each other. In this case, a plurality of strip conductors 6 may be provided in one space portion 4 or may be provided in an individual space portion. This filter is connected to another wiring circuit layer 2 by a via-hole conductor 3 or the like.
[0025]
Next, a specific method for manufacturing the high-frequency wiring board of the present invention will be described with reference to FIGS.
According to the present invention, in order to form the space 4a, the groove 4b, and the cavity 9 in the wiring board, a composite of a green sheet and a resin in which a resin is embedded in a through hole formed at a predetermined position of the ceramic green sheet. Make a body.
[0026]
A first method for forming such a composite will be described with reference to the process chart of FIG. First, a ceramic green sheet 11 and a resin sheet 12 are prepared. The thickness of the ceramic green sheet 11 is appropriately set according to its use. For example, when forming a dielectric layer for a wiring board, the thickness of the ceramic green sheet 11 is suitably from 20 to 400 μm. The thickness of the resin sheet 12 is desirably substantially similar to the thickness of the ceramic green sheet 11. _Two Is the thickness t of the green sheet 11 ₁ 0.9t ₁ ~ 1.1t ₁ It is desirable that
[0027]
First, a through hole 13 for forming a void portion is formed in the ceramic green sheet 11. This through hole 13 can be formed by, for example, one of punching, slitting, and laser processing. In particular, punching with a punch is best from the viewpoint of the flowability of a series of operations described later.
[0028]
FIG. 3 shows the case where the through holes 13 are formed by punching. As shown in FIG. 3A, the through-hole 13 supports a punch 14 serving as a driving unit, a green sheet 11 and a punching press formed by a lower punch 16 having an opening 15. Then, the green sheet 11 is placed on the lower punch 16 and the upper punch 14 is driven downward as shown in FIG. 3 (b), thereby forming the green sheet 11 as shown in FIG. 3 (c). On the other hand, a through hole 13 is formed.
[0029]
Next, as shown in FIG. 3D, the resin sheet 12 is placed on the surface of the green sheet 11 in which the through holes 13 are formed. Then, the upper punch 14 is driven as shown in FIG. At this time, the drive amount of the upper punch 14 is adjusted, and the drive stop position is set on the upper surface side of the green sheet 11. Thereby, simultaneously with the punching of the resin sheet 12, the punched portion 12a of the resin sheet 12 can be embedded in the through hole 13 formed in advance in the green sheet 11.
[0030]
Thereafter, by removing the upper punch 14 and the resin sheet 12, the resin sheet 12 is embedded in the through hole 13 formed at a predetermined position of the green sheet 11 as shown in FIG. Can be produced.
(Second method)
Next, a second method for producing a composite will be described with reference to the process chart of FIG. According to the method of FIG. 4, similarly to the method of FIG. 3, the ceramic green sheet 11 and the resin sheet 12 having substantially the same thickness are manufactured.
[0031]
Then, the green sheet 11 is placed on the lower punch 16 as shown in FIG. 4A, and the resin sheet 12 is laminated on the ceramic green sheet 11 as shown in FIG. 4B. At this time, the green sheet 11 is desirably lightly temporarily fixed with an adhesive or the like in order to peel and remove the resin sheet 12 as described later.
[0032]
Then, as shown in FIG. 4C, the upper punch 14 is driven, and the driving stop position of the upper punch 14 is set on the upper surface side of the green sheet 11 as described above. Thus, the green sheet 11 and the resin sheet 12 are simultaneously punched.
[0033]
Thereafter, the upper punch 14 and the resin sheet 12 are peeled and removed, and the green sheet 1 is peeled from the lower punch 16 to form a through hole formed at a predetermined position of the green sheet 11 as shown in FIG. The resin sheet 12 is buried in the 13 and an integrated composite A can be produced.
[0034]
As described above, according to the present invention, one or two composites in which the resin sheet 12 having substantially the same thickness as the green sheet 11 is embedded in the through hole 13 of the ceramic green sheet 11 using the punch are provided. It can be easily formed by two pressing processes.
[0035]
In the first and second manufacturing methods, the second method with one press processing is more effective in simplifying the steps than the first method with two press processings, from the viewpoint of the number of steps. However, in the first manufacturing method, in order to embed a part of the resin sheet 12 after forming the through holes 13 in the ceramic green sheet 11 in advance, the transition to the green sheet 11 by punching the resin sheet 12 is performed. The embedding process can be performed smoothly and the boundary between the resin sheet 12 and the ceramic green sheet 11 in the composite has excellent smoothness, high accuracy, and good appearance.
(Laminated)
According to the present invention, using such a composite, a high-frequency wiring substrate having a structure as shown in FIG. 1 is manufactured. Therefore, a method for manufacturing the ceramic substrate will be described with reference to the process chart of FIG.
[0036]
As shown in FIGS. 5A and 5B, composites A1, A2, and A3 in which the green sheet and the resin sheet produced by the method shown in FIG. 3 or 4 are composited, and the resin sheet is composited. And the other green sheets B1 and B2 are laminated and integrated using an adhesion liquid or the like to produce a laminate. At this time, it is desirable to apply a pressure of 3 to 7 MPa in laminating and unifying in order to prevent laminating defects or occurrence of delamination after firing.
[0037]
At this time, in order to apply the composites A1, A2, A3 and the green sheets B1, B2 to a ceramic wiring board or the like, the metal powder is used to form the wiring circuit layer 2 and the via hole conductor of FIG. A metal paste obtained by adding and mixing an organic binder, a solvent, and a plasticizer is printed and applied to form a circuit pattern 21. Further, a through-hole is formed by micro drilling or laser processing, and a via-hole conductor 22 is formed by filling the through-hole with a metal paste.
[0038]
At this time, according to the present invention, the lower surface portion facing the space portion forming portion 23a of the green sheet B1 located above the composite A3 in which the space portion 4a for forming the microstrip line 8a of FIG. 1 is formed. , A strip conductor pattern 24a is formed, and a ground conductor pattern 25a is formed on an upper surface portion of the green sheet B2 located below the composite A3, facing the space forming portion 23a.
[0039]
A strip conductor pattern 24b is formed on the upper surface of the composite A2, which is located below the composite A1 where the groove 4b for forming the microstrip line 8b of FIG. 1 is formed, and faces the groove forming portion 23b. ing.
[0040]
Then, the resin sheet 12a is thermally decomposed and removed, and the composites A1 to A3 and the ceramic green sheets B1 and B2 are fired and densified so as to be densified, as shown in FIG. 5C. Then, the portion in which the resin sheet 12a is embedded is thermally decomposed and removed to form a ceramic substrate having the space 4a, the groove 4b, and the cavity 9.
[0041]
In such a method, since the sheet itself is filled with the large through holes 13 and 15 with the resin sheet 12a as in the conventional case, the handling of each sheet is very easy and the sheet is unified. No deformation or breakage of the sheet occurs during handling.
[0042]
Moreover, according to the method of the present invention, even when a high pressure is applied, the resin sheet 12a is embedded in the portions where the gaps 4a, 4b, 9 are formed, so that the gaps 4a, 4b, 9 are formed. Sufficient pressure is also applied to the bottom of the portion to be formed via the resin sheet 12a. As a result, the deformation of the bottom green sheet forming the voids 4a, 4b, 9 and the occurrence of delamination after firing can be suppressed. Thereby, the space portion 4a and the groove portion 4b constituting the microstrip lines 8a and 8b, and the cavity 9 can be formed with high accuracy.
[0043]
The green sheet 11 used in the present invention is prepared by adding a suitable organic binder to a ceramic raw material powder prepared at a predetermined ratio and dispersing the slurry in an organic solvent to prepare a slurry. A green sheet 1 having a predetermined thickness is produced by a casting method such as a coater method. The appropriate thickness of the green sheet is usually 20 to 400 μm.
[0044]
On the other hand, the resin sheet 12 used in the present invention desirably has excellent punching workability by press and excellent thermal decomposition property in a firing step. In order to obtain good punching workability, a powdery filler is required in the sheet. Is desirably added. This filler has good thermal decomposability at the time of baking, and particularly, resin beads are effective. The resin beads have an average particle diameter of 1 in order to prevent aggregation between beads and enhance smoothness of the resin sheet surface. It is desirable that the thickness be about 20 μm.
[0045]
The resin beads are desirably made of at least one selected from the group consisting of acrylic, styrene, and butyral, and are particularly desirably made of a cross-linked acrylic resin. This is to prevent the acrylic resin beads from being dissolved in the organic solvent.
[0046]
In preparing the resin sheet 12, 40 to 80 parts by weight of an acrylic resin having a hydroxyl group or a carboxyl group introduced is added to 100 parts by weight of the resin beads, and dispersed in an organic solvent such as toluene, hexane, or heptane. . The acrylic resin to be used is preferably a polyisobutyl methacrylate having excellent thermal decomposability, and a plasticizer may be added to impart flexibility to the sheet.
[0047]
To prepare the resin sheet 12 by applying the slurry prepared with the above-described predetermined composition onto a carrier sheet that has been subjected to a release agent treatment by a coating method such as a conventionally known roll coater, gravure coater, blade coater, or the like, and drying. Can be.
[0048]
【Example】
Example 1
Hereinafter, a specific example will be described below with reference to an example of a method for manufacturing the high-frequency wiring board of FIGS. 3 and 5.
(Green sheet preparation)
60 parts by volume of borosilicate glass having an average particle size of 1.8 μm and 40 parts by volume of an alumina powder having an average particle size of 2.4 μm, 100 parts by mass of a ceramic composition, and 12 parts by mass of polyisobutyl methacrylate as an organic binder. Then, toluene was mixed at a ratio of 54 parts by mass as a solvent, and mixed with a ball mill for 24 hours to prepare a slurry. Using this slurry, a green sheet 11 having a length of 20 mm × a width of 20 mm × a thickness of 70 μm was produced by a doctor blade method.
[0049]
The green sheet 11 is made of a metal paste obtained by mixing 100 parts by mass of copper powder having an average particle size of 1.5 μm, 12 parts by mass of an acrylic resin as an organic binder, and 10 parts by mass of terpineol as a solvent. It is prepared and printed in a predetermined pattern on the surface of the green sheet 11 by a screen printing method. Also, a through-hole having a diameter of 70 μm was formed in the green sheet 11 by pin processing, and a via conductor was formed by filling the through-hole with the metal paste.
[0050]
Of these, a strip conductor pattern and a ground conductor pattern were appropriately printed on the green sheet 11 forming the inner wall of the space.
(Resin sheet preparation)
On the other hand, as the resin sheet 12, 60 parts by mass of an acrylic resin having a hydroxyl group introduced therein as an organic binder and 220 parts by mass of toluene as a solvent are added to 100 parts by mass of acrylic resin beads having an average particle diameter of 5 μm. After mixing to prepare a slurry, a resin sheet 12 having a thickness of 70 μm was prepared by a doctor blade method.
[0051]
Next, among the green sheets, green sheets A1 and A2 for forming the cavity 9 and green sheets A1 and A3 for forming the space 4a and the groove 4b for the microstrip line are shown in FIG. A through hole 13 for a cavity having a predetermined size and a through hole 13 for a microstrip line were formed in the center by a simple punching device.
[0052]
Next, the resin sheet 12 is laminated on the green sheet 11 with an acrylic resin to which a plasticizer is added, on the green sheet 11 on which the through-holes 13 are formed, using an adhesive and a conveyer. Then, the upper punch in the punching device was lowered, and the lower surface of the upper punch was lowered until it was flush with the surface of the green sheet 11.
[0053]
As a result of raising the upper punch and confirming the green sheet 11, composites A1, A2, and A3 having a structure in which the resin sheet 12a was embedded in the through hole of the green sheet 11 were formed.
[0054]
Next, together with the composites A1, A2, and A3 produced as described above, green sheets B1 and B2 on which ordinary wiring patterns not composited with the resin sheet 12 are formed are shown in FIGS. 5A and 5B. As shown in the figure, lamination was performed using a contact liquid. In addition, when laminating, a pressure of 5 MPa was applied to the laminate while heating to a temperature of 60 ° C. The required number of cavities was adjusted according to the depth.
[0055]
As a result of observing the cross section of one sample laminated by pressurization and observing the deformation on the green sheet side in the portion in which the resin sheet was embedded, no deformation was recognized on the green sheet.
[0056]
Next, the laminate was heated and heated in a nitrogen atmosphere at 250 to 450 ° C. for 2 hours to thermally decompose and remove the resin sheet and the organic binder, and then further heated to 900 ° C. for sintering.
[0057]
As a result, the resin sheet is embedded and all parts are thermally decomposed and removed, and the cavity 9 shown in FIG. 1 having a length of 2 mm × 2.7 mm × 1.5 mm, a space 4 a of 15 mm × 2 mm × 60 μm shown in FIG. In addition, a high-frequency wiring board having a microstrip line having a strip conductor having a width of 250 μm and a length of 10 mm formed on the inner wall of the groove 4b was obtained. A microstrip line 4b was formed by brazing a metal plate to the surface of the groove 4b and connecting the metal plate to the ground.
[0058]
As a result of measuring the flatness of the bottom surface of the cavity 9 and the bottom surface of the groove 4b by the stylus method with respect to the manufactured ceramic wiring board H, it was 0.7 μm and 0.8 μm, and a bottom surface having high flatness was formed. It was confirmed that the substrate was hardly deformed. In addition, as a result of cutting the portion where the cavity 9 and the microstrip lines 4a and 4b were formed and observing the state of the laminated portion with a binocular microscope, no occurrence of delamination or the like was observed at all. Also, as a result of evaluating the transmission characteristics of the microstrip lines 4a and 4b, S21 at the measurement frequency of 20 GHz of the microstrip line 4a was -0.21 dB, and S21 of the microstrip line 8b at the measurement frequency of 20 GHz was -0.23 dB. It was good.
[0059]
Example 2
In Example 1, the preparation of the complexes A1, A2, and A3 was changed as follows. That is, after laminating the green sheet 11 and the resin sheet 12 produced in Example 1 as shown in FIG. 4, the upper punch in the punching device is lowered, and the lower surface of the upper punch becomes flush with the surface of the green sheet. I lowered it. Then, as a result of raising the upper punch and confirming the green sheet, composites A1 to A3 having a structure in which the resin sheet 12a was embedded were formed in the through holes of the green sheet.
[0060]
Then, in the same manner as in Example 1, a total of five layers of green sheets B1 and B2 on which a normal wiring pattern not formed with the resin sheet 12 is formed using an adhesive liquid. The layers were stacked and a pressure of 5 MPa was applied while heating to a temperature of 60 ° C.
[0061]
As a result of observing the deformation of the green sheet 11 at the portion where the resin sheet 12a was embedded in one sample laminated by pressurization, no deformation was observed for the green sheet 11.
[0062]
After that, the laminate was heated and heated in a nitrogen atmosphere at 250 to 450 ° C. for 2 hours to thermally decompose and remove the resin sheet 12a and the organic binder. The portion in which the sheet was embedded was thermally decomposed and removed to obtain the ceramic wiring board H in which the spaces 4a, 4b and 9 were formed.
[0063]
The flatness of the surface of the cavity 9 and the groove 4b of the manufactured ceramic wiring board H was measured by a stylus method, and as a result, it was 1 μm and 0.9 μm. Not confirmed. Further, the cavity 9 and the portion where the microstrip line was formed were cut, and the state of the laminated portion was observed with a binocular microscope. As a result, no occurrence of delamination or the like was observed at all. Further, as a result of evaluating the transmission characteristics of the microstrip lines 8a and 8b, the S21 of the microstrip line 8a at the measurement frequency of 60 GHz was as good as -0.36 dB. S21 of the microstrip line 8b at the measurement frequency of 60 GHz was as good as -0.35 dB.
[0064]
Comparative example
A high-frequency wiring board H was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the space portions 4a and the groove portions 4b were not formed when forming the microstrip lines 8a and 8b.
[0065]
Then, the transmission characteristics of the microstrip line having no space 4a were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, in the line instead of the microstrip line 8a, S21 was -0.53 dB at a measurement frequency of 20 GHz, and the microstrip line 8b S21 is -0.55 dB in the line replacing S, S21 is -1.08 dB at the measurement frequency of 60 GHz, and S21 is -1.10 dB in the line replacing the microstrip line 8b. Was.
[0066]
The flatness of the bottom surface of the void was measured by a stylus method with respect to the manufactured ceramic wiring substrate. As a result, the bottom surface was 6 μm, the bottom surface having poor flatness was formed, and deformation of the substrate was recognized. In addition, as a result of cutting the gap forming portion and observing the state of the laminated portion with a binocular microscope, no occurrence of delamination or the like was observed at all.
[0067]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, a space portion or a groove portion is formed inside or on the surface of a wiring board, and a strip conductor and a ground conductor are allowed to pass each other, thereby improving the transmission characteristics of the line. Even when a dielectric having a high dielectric constant is used, the function as a filter can be improved. Moreover, such a structure can be formed very easily by using a composite in which a ceramic green sheet and a resin sheet are combined.
[0068]
Moreover, the composite produced in the production of the wiring board suppresses the deformation of the ceramic substrate and the occurrence of delamination (delamination) when forming a ceramic substrate having a void, and provides a flat surface at the bottom of the void. Therefore, a strip line filter having a low dielectric constant and a low loss can be formed by the gap portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of a high-frequency wiring board according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are circuit diagrams illustrating an example of a circuit of a strip line filter according to the present invention, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG.
FIG. 3 is a process diagram illustrating an example of a method for producing a composite according to the present invention.
FIG. 4 is a process chart for explaining another example of the method for producing a composite according to the present invention.
5 is a process chart for explaining a method for manufacturing the high-frequency wiring board of FIG. 1 using the composite of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 dielectric substrate
2 Wiring circuit layer
3 Via hole conductor
4a Space
4b Groove
6a, 6b strip conductor
7a, 7b Ground conductor
8a, 8b microstrip line

Claims

A space is formed inside the ceramic dielectric substrate along the signal transmission direction, and a strip conductor is provided on one of the upper and lower walls opposed to the space, and a ground conductor is provided on the other inner wall. A high-frequency wiring board, wherein a high-frequency line is formed by forming a conductor.

A high-frequency line is formed by forming a groove on the surface of the ceramic dielectric substrate along the signal transmission direction, forming a strip conductor at the bottom of the groove, and forming a ground conductor so as to cover the groove. A high frequency wiring board characterized by the above-mentioned.

3. The high-frequency wiring board according to claim 1, wherein the strip conductor and the ground conductor function as a strip line filter.

Strip conductors are formed on a first green sheet in which a resin is embedded so as to penetrate the ceramic green sheet along the signal transmission direction and a portion corresponding to the resin embedded portion of the first green sheet. A second green sheet, and a third green sheet in which a ground conductor is formed in a portion corresponding to the resin embedded portion of the first green sheet, and the first green sheet is formed into a second green sheet. And laminating between the green sheet and the third green sheet, and heat-treating the resin to decompose and remove the resin embedded in the first green sheet to form a space. Manufacturing method of wiring board.

Strip conductors are formed on a first green sheet in which a resin is embedded so as to penetrate the ceramic green sheet along the signal transmission direction and a portion corresponding to the resin embedded portion of the first green sheet. A second green sheet, and laminating at least the first green sheet and the second green sheet, followed by heat treatment to decompose the resin embedded in the first green sheet. A method for manufacturing a high-frequency wiring board, wherein a ground conductor is formed so as to cover the groove after removing the groove.

(1a) a step of producing a ceramic green sheet and a resin sheet having substantially the same thickness as the first green sheet, and (1b) a step of forming a through hole at a predetermined position of the ceramic green sheet. 1c) a step of laminating the resin sheet on the ceramic green sheet having the through holes formed therein, and (1d) pressing a portion of the ceramic green sheet where the through holes are formed from the resin sheet side to form a part of the resin sheet. Embedded in the through-hole and integrated with the ceramic green sheet and the resin sheet.
6. The method for manufacturing a high-frequency wiring board according to claim 4, wherein the wiring board is manufactured through the following steps.

(2a) forming a ceramic green sheet and a resin sheet having substantially the same thickness as the first green sheet, (2b) laminating the ceramic green sheet and the resin sheet, Pressing a predetermined portion of the laminate from the resin sheet side, shifting a pressed portion of the resin sheet to the ceramic green sheet side, and integrating the ceramic green sheet and the resin sheet. The method for manufacturing a high-frequency wiring board according to claim 4 or 5, wherein