セラミック積層基板の製造方法
【課題】セラミックよりなるセラミック層を複数積層し焼成してなるセラミック積層基板の製造方法において、積層体とは材料の異なる層を設けることなく、焼成後の収縮による表層配線の寸法ばらつきを無くすことを目的とする。
【解決手段】焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層して積層体１００を形成する積層体形成工程と、その後、積層体１００を焼成する焼成工程と、続いて、焼成された積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成する表層配線形成工程とを実行する。
【解決手段】焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層して積層体１００を形成する積層体形成工程と、その後、積層体１００を焼成する焼成工程と、続いて、焼成された積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成する表層配線形成工程とを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成により形成されるセラミック積層基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のセラミック積層基板の製造方法としては、焼成前のセラミック層であるグリーンシートに内部配線および表層配線を形成した後、これらシートを複数積層し、この積層体を焼成して基板を形成するものが一般的である。
【０００３】
この方法の場合、積層体の表層に表層配線を形成した後に焼成しているため、焼成後の積層体の収縮寸法ばらつきによって基板上の表層配線の寸法ばらつきが大きくなってしまう。表層配線の寸法が基板毎にばらついてしまうと、たとえば表層配線上に搭載する部品の位置合わせが困難になるなどの不具合が発生する。
【０００４】
ここで、従来では、この表層配線の収縮寸法ばらつきをおさえるため、焼成前の積層体中に多孔質体層を介在させる方法（特許文献１参照）や、焼結しない拘束層を設けた積層体とする方法（特許文献２参照）など、積層体とは材料の異なる層を設けた状態で当該積層体を焼成し、焼成後の積層体の収縮度合を低減することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４３９３１号公報
【特許文献２】特開２００１−６０７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、特許文献２に記載の製造方法では、積層体とは材料の異なる層を設けて当該積層体を焼成することで、焼成後の積層体の収縮による表層配線の寸法ばらつきを低減することができるものの、当該ばらつきを完全に無くすことは困難である。また、上記多孔質体層や拘束層などの特殊な層を設けるため、材料コストの増大を招くなどの理由から、実用化の点では好ましくない。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、セラミックよりなるセラミック層を複数積層して、これを焼成するとともに、この積層体の表層に表層配線を設けてなるセラミック積層基板の製造方法において、積層体とは材料の異なる層を設けて積層体を焼成することなく、焼成後の積層体の収縮による表層配線の寸法ばらつきを無くすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１、請求項２、請求項６に記載の発明においては、焼成前のセラミック層（１１〜１４）を複数積層して積層体（１００）を形成する積層体形成工程と、その後、積層体（１００）を焼成する焼成工程と、続いて、焼成された積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を形成する表層配線形成工程とを実行することを特徴としている。
【０００９】
それによれば、積層体（１００）を焼成した後に、その焼成された積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を形成するため、焼成後の積層体（１００）の収縮を表層配線（２１）が受けなくなることから、積層体（１００）とは材料の異なる層を設けて積層体（１００）を焼成することなく、焼成後の積層体（１００）の収縮による表層配線（２１）の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の発明においては、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層（１１〜１４）を複数積層するとともに、積層体（１００）の内部に内部配線（２２、２３）を形成し、その後、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、焼成された積層体（１００）の表層（１１、１４）のうち内部配線（２２、２３）に通じる部位に穴（Ｋ）を形成し、次に、穴（Ｋ）を導電性材料で埋めることによって内部配線（２２、２３）と導通する表層ビア（２４）を形成するとともに、表層ビア（２４）と導通するように表層配線（２１）を形成するようことを特徴とする。
【００１１】
このように、焼成後に、穴形成、穴埋めによる表層ビア形成、表層配線形成を行うようにすれば、焼成後に表層（１１、１４）に表層ビア（２４）を設けるので、焼成による表層ビア（２４）の位置ずれを無くし、表層ビア（２４）と表層配線（２１）との位置合わせ精度等に優れる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明においては、さらに、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層（１１〜１４）を複数積層するとともに、積層体（１００）の内部に内部配線（２２、２３）を形成し、さらに、積層体（１００）の表層（１１、１４）のうち内部配線（２２、２３）に通じる部位に穴（Ｋ）を形成するようにし、その後、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、焼成された積層体（１００）における穴（Ｋ）を導電性材料で埋めることによって内部配線（２２、２３）と導通する表層ビア（２４）を形成するとともに、表層ビア（２４）と導通するように表層配線（２１）を形成することを特徴とする。
【００１３】
このように、穴形成、焼成後に、穴埋めによる表層ビア形成、表層配線形成を行うようにすれば、焼成前に表層（１１、１４）に表層ビア（２４）を設ける場合に比べて、焼成による表層ビア（２４）の位置ずれを低減し、表層ビア（２４）と表層配線（２１）との位置合わせ精度等に優れる。
【００１４】
この場合、請求項３に記載の発明のように、穴（Ｋ）は、積層体（１００）の表層（１１、１４）において当該表層の内面側から厚さ方向の途中まで空いた穴か、もしくは、当該表層の外面側から厚さ方向の途中まで空いた穴として形成するものであり、表層配線形成工程では、焼成された積層体（１００）の表層（１１、１４）にて、穴（Ｋ）を当該表層（１１、１４）の厚さ方向に貫通させた後、表層ビア（２４）および表層配線（２１）の形成を行うようにすれば、焼成後のセラミックへの穴あけの負荷を低減できる。
【００１５】
また、上記請求項１〜３の製造方法のように、焼成後に、穴埋めによる表層ビア形成、表層配線形成を行う場合、請求項４に記載の発明のように、表層ビア（２４）および表層配線（２１）の形成は、穴（Ｋ）へ導電性材料を充填した後、それによって形成された表層ビア（２４）の上に表層配線（２１）を形成することによって行うようにしてもよい。
【００１６】
それによれば、表層ビア（２４）と表層配線（２１）とで適宜、材料や形状、形成方法等を選択することが可能となる。
【００１７】
それとも、請求項５に記載の発明のように、表層ビア（２４）および表層配線（２１）の形成は、穴（Ｋ）へ設ける導電性材料と同様の材料を用いて表層配線（２１）を形成するものであり、導電性材料の穴（Ｋ）への充填と表層配線（２１）の形成とを一括して行うものとしてもよい。この場合、工程の簡略化が図れる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明においては、さらに、表層配線（２１）を、積層体（１００）を構成するセラミック層（１１〜１４）よりも低温で焼成される低温焼成セラミック層（１５、１６）に形成しておき、表層配線形成工程では、低温焼成セラミック層（１５、１６）を、焼成された前記積層体（１００）の表面に重ね、続いて、低温焼成セラミック層（１５、１６）を積層体（１００）の焼成温度よりも低温で焼成することにより、表層配線（２１）を形成することを特徴としている。
【００１９】
それによれば、低温焼成セラミック層（１５、１６）の長所である高寸法精度と、高温焼成された積層体（１００）の高熱伝導率・高強度という両方の長所をもった基板を得ることができる。
【００２０】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセラミック積層基板を示す概略断面図である。
【図２】第１実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図６】第４実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図８】第５実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るセラミック積層基板Ｓ１を示す概略断面図である。このセラミック積層基板Ｓ１は、焼成されたセラミックの層１１、１２、１３、１４を、複数層積層してなる配線基板である。
【００２４】
このセラミック層１１〜１４は、アルミナなどよりなるグリーンシートを用いる一般的なドクターブレード法により作製されるものであり、本例ではアルミナシートである。このセラミック積層配線基板Ｓ１における各セラミック層１１〜１４の厚さは、たとえば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。
【００２５】
そして、セラミック積層基板Ｓ１の表面および内部には、基板Ｓ１の回路を構成する配線２１〜２４が形成されている。この配線２１〜２４は、Ｗ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）などの金属を主成分とする導電性材料であるメタライズペーストよりなる。具体的には、メタライズペーストを印刷し、これを焼成してなる。
【００２６】
この配線２１〜２４は、基板Ｓ１の表面を構成する層である表層１１、１４、すなわち複数のセラミック層１１〜１４における最上層１１および最下層１４に設けられた表層配線２１、および、基板Ｓ１の内部に設けられ表層配線２１と電気的に接続する内部配線２２、２３と、さらに表層ビア２４とにより構成されている。
【００２７】
また、内部配線２２、２３は、層状をなす層状配線２２と、内層ビア２３とよりなる。層状配線２２は、各セラミック層１１〜１４の一面に形成されており、各セラミック層１１〜１４の間に位置する。
【００２８】
また、内層ビア２３は、基板内部の各セラミック層１２、１３を厚さ方向に貫通する貫通穴に上記メタライズペーストを充填してなり、基板Ｓ１の内部に位置する層状配線２２を、内部のセラミック層１２、１３をまたいで導通させるものである。
【００２９】
ここで、上記表層である最上層１１、最下層１４のうち内部配線２２、２３に通じる部位には、上記表層ビア２４が設けられている。この表層ビア２４は、表層１１、１４を厚さ方向に貫通する貫通穴に上記メタライズペーストを充填してなり、表層配線２１と内部配線２２、２３とを導通するものである。
【００３０】
次に、本実施形態に係るセラミック積層基板Ｓ１の製造方法について述べる。なお、本製造方法は、一般的なアルミナよりなるグリーンシートを用いたアルミナ積層基板を基本としたものであり、加圧・焼成条件などは、これに準ずるものである。図２は、本製造方法を示す工程図である。
【００３１】
まず、積層工程を行う。この積層工程では、図２（ａ）に示されるように、焼成前のセラミック層１１〜１４、すなわち、ドクターブレード法により作製されたグリーンシートよりなる焼成前のセラミック層１１〜１４を用意し、焼成前の各セラミック層１１〜１４に対して、上記各ビア２３、２４となる貫通穴Ｋを、金型などを用いて形成する。
【００３２】
次に、図２（ｂ）に示されるように、このように貫通穴Ｋが形成された焼成前の各セラミック層１１〜１４に対して、印刷法などにより貫通穴Ｋ内にメタライズペーストを充填し、焼成前の上記内層ビア２３、焼成前の上記表層ビア２４を形成する。
【００３３】
次に、印刷法などにより、焼成前の各セラミック層１１〜１４のうち最上層１１および最下層１４における上記表層配線２１の形成面以外の一面にメタライズペーストを付与し、焼成前の層状配線２２を形成する。
【００３４】
続いて、図２（ｃ）に示されるように、焼成前の各セラミック層１１〜１４を積層し、これらを加圧して積層体１００を形成する。ここにおいて、加圧条件は、たとえば３０ｋｇ〜７０ｋｇ程度の荷重とすることができる。ここまでが積層工程である。
【００３５】
続いて、この積層体１００を焼成する焼成工程を行う。この焼成は、たとえば水素などの還元雰囲気にて約１６００℃の温度で行う。これにより、セラミック層１１〜１４は、焼成されたセラミックよりなるセラミック層１１〜１４となり、各配線２２、２３、２４は焼成された配線２２〜２４となる。また、この焼成により、積層体１００は収縮する。
【００３６】
次に、焼成された積層体１００の表層１１、１４に、表層配線２１を形成する表面配線形成工程を行う。この表層配線２１は、表層ビア２４と導通する位置、すなわち表層ビア２４の上に形成する。具体的には、印刷法などにより、最上層１１および最下層１４における上記表層配線２１の形成面にメタライズペーストを付与し、それにより形成されたメタライズペースト層を焼成することにより、表層配線２１を形成する。
【００３７】
こうして、本実施形態のセラミック積層基板Ｓ１ができあがる。なお、この後は、当該基板Ｓ１に対し、必要に応じて、以下の工程を行う。たとえば、上記表層配線２１に対して、図示しないめっき被膜を形成する。このめっき被膜は、たとえば無電解Ｃｕめっき、または、Ｃｕめっきの上に無電解Ａｕめっきを形成してなるものであり、ワイヤボンディング性やはんだ付け性を確保するなどの目的で形成されるものである。
【００３８】
また、図示しないが、基板Ｓ１に対して、抵抗体などの機能厚膜体を設けたり、ＩＣチップやコンデンサなどの実装部品を搭載したり、ワイヤボンディングを行ったりすることも、必要に応じて行う。
【００３９】
ところで、上記した本実施形態の製造方法によれば、積層体１００を焼成した後に、その焼成後の積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成するため、焼成後の積層体１００の収縮を表層配線２１が受けること自体が無くなる。そのため、従来のような積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００４０】
また、本実施形態の製造方法では、積層体形成工程において、焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層するとともに、積層体１００の内部に内部配線２２、２３を形成し、さらに、積層体１００の表層１１、１４のうち内部配線２２、２３に通じる部位に穴としての貫通穴Ｋを形成し、この貫通穴Ｋを導電性材料としてのメタライズペーストで埋めることによって表層ビア２４を形成している。
【００４１】
そして、その後、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、焼成された積層体１００の表層１１、１４にて表層ビア２４と導通するように表層配線２１を形成している。つまり、本実施形態の製造方法においては、表層ビア２４および表層配線２１の形成は、表層１１、１４の穴あけ、貫通穴Ｋの充填、焼成、表層配線２１の形成という順序で行っている。
【００４２】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。
【００４３】
上記第１実施形態の製造方法では、表層ビア２４および表層配線２１の形成を、表層１１、１４の穴あけ、貫通穴Ｋの充填、焼成、表層配線２１の形成という順序で行ったが、本実施形態の製造方法では、焼成、表層１１、１４の穴あけ、貫通穴Ｋの充填、焼成、表層配線２１の形成という順序で行うようにする。
【００４４】
本実施形態では、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層するとともに、積層体１００の内部に内部配線２２、２３を形成するが、ここでは、表層１１、１４の穴あけ、貫通穴Ｋの充填は行わない。
【００４５】
つまり、図３（ａ）に示されるように、積層体形成工程では、内部のセラミック層１２、１３のみ貫通穴Ｋを形成して、そこへ内層ビア２３を充填し、さらに層状配線２２を形成し、その後、各セラミック層１１〜１４を積層することにより、積層体１００を形成する。この積層体１００においては、内部配線２２、２３は形成されているが、表層１１、１４には上記表層ビアは形成されていない。
【００４６】
その後、上記同様、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、図３（ｂ）に示されるように、焼成された積層体１００の表層１１、１４のうち内部配線２２、２３に通じる部位に貫通穴Ｋを形成する。この表層１１、１４の貫通穴Ｋは、レーザなどによる穴あけ加工によって行う。
【００４７】
次に、表層配線形成工程では、図３（ｃ）に示されるように、表層１１、１４の貫通穴Ｋを上記メタライズペーストで埋めることによって内部配線２２、２３と導通する表層ビア２４を形成する。さらに、表層ビア２４と導通するように表層ビア２４の上に表層配線２１としてメタライズペーストを形成し、次に、これらペーストを焼成する。こうして、本実施形態によっても、上記図１に示したものと同様の基板が完成する。
【００４８】
本実施形態の製造方法によっても、積層体１００を焼成した後に、その焼成後の積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成するため、積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、焼成後に表層１１、１４に表層ビア２４を設けるので、焼成による表層ビア２４の位置ずれを無くし、表層ビア２４と表層配線２１との位置合わせ精度等に優れる。
【００５０】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。本実施形態の製造方法では、表層ビア２４および表層配線２１の形成を、表層１１、１４の穴あけ、焼成、貫通穴Ｋの充填、表層配線２１の形成という順序で行うものであり、それ以外は上記第１実施形態と同様である。
【００５１】
本実施形態では、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層するとともに、積層体１００の内部に内部配線２２、２３および表層ビア２４となる貫通穴Ｋを形成するが、表層ビア２４となる貫通穴Ｋの充填までは行わない。
【００５２】
つまり、図４（ａ）に示されるように、積層体形成工程では、各セラミック層１１〜１４に形成して、そこへ内層ビア２３のみを充填し、さらに層状配線２２を形成し、その後、各セラミック層１１〜１４を積層することにより、積層体１００を形成する。
【００５３】
この積層体１００においては、内部配線２２、２３および表層１１、１４の貫通穴Ｋは形成されているが、表層のセラミック層１１、１４の貫通穴Ｋは上記セラミックペーストで充填されておらず、上記表層ビアは形成されていない。
【００５４】
その後、上記同様、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、図４（ｂ）に示されるように、焼成された積層体１００の表層１１、１４における貫通穴Ｋを上記メタライズペーストで埋めることによって内部配線２２、２３と導通する表層ビア２４を形成する。
【００５５】
さらに、表層ビア２４と導通するように表層ビア２４の上に表層配線２１としてメタライズペーストを形成し、次に、これらペーストを焼成する。こうして、本実施形態によっても、上記図１に示したものと同様の基板が完成する。
【００５６】
本実施形態の製造方法によっても、積層体１００を焼成した後に、その焼成後の積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成するため、積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、焼成前に表層１１、１４に表層ビア２４を設ける場合に比べて、焼成による表層ビア２４の位置ずれを低減し、表層ビア２４と表層配線２１との位置合わせ精度等に優れる。
【００５８】
（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【００５９】
本実施形態の製造方法では、上記第３実施形態と同様に、表層ビア２４および表層配線２１の形成を、表層１１、１４の穴あけ、焼成、貫通穴Ｋの充填、表層配線２１の形成という順序で行うものであるが、焼成前に穴あけを半分まで行い、さらに焼成後に穴を貫通させ、その後、当該貫通した穴である貫通穴Ｋの充填を行うものである。
【００６０】
本実施形態では、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層するとともに、積層体１００の内部に内部配線２２、２３を形成するが、さらに、表層１１、１４の穴あけを、当該表層１１、１４の厚さ方向の途中までで停止しておく。
【００６１】
つまり、図５（ａ）に示されるように、積層体形成工程では、内部のセラミック層１２、１３のみ貫通穴Ｋを形成するとともに、表層１１、１４については貫通せず表層１１、１４の外面側から厚さ方向の途中まで空いた穴Ｋを形成する。
【００６２】
そして、貫通穴Ｋにのみ内層ビア２３を充填し、さらに層状配線２２を形成した後、各セラミック層１１〜１４を積層して積層体１００を形成する。したがって、この積層体１００においては、内部配線２２、２３は形成されているが、表層１１、１４には上記表層ビアは形成されていない。
【００６３】
その後、上記同様、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、図５（ｂ）に示されるように、焼成された積層体１００の表層１１、１４にて、焼成前に形成された穴Ｋを当該表層１１、１４の厚さ方向に貫通させ、内部配線２２、２３に通じる部位に貫通穴Ｋを形成する。この表層１１、１４の貫通処理は、レーザなどによる穴あけ加工によって行える。
【００６４】
次に、表層配線形成工程では、図示しないが、表層１１、１４の貫通穴Ｋを上記メタライズペーストで埋めることによって上記表層ビア２４を形成し、さらに、表層ビア２４と導通するように表層ビア２４の上に表層配線２１を形成する。こうして、本実施形態によっても、上記図１に示したものと同様の基板が完成する。
【００６５】
本実施形態の製造方法によっても、積層体１００を焼成した後に、その焼成後の積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成するため、積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００６６】
図６は、本第４実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【００６７】
上記図５に示される例では、焼成前の積層体形成工程における表層１１、１４の穴あけでは、表層１１、１４の外面側から厚さ方向の途中まで空いた穴Ｋを形成したが、図６に示されるように、表層１１、１４の内面側から厚さ方向の途中まで空いた穴Ｋを形成してもよい。
【００６８】
その後は、本例の場合も。上記図５の例と同様に、焼成工程、表層配線形成工程を行うことにより、同様のセラミック積層基板が完成する。
【００６９】
このように、本実施形態によれば、焼成後に表層１１、１４に貫通穴Ｋを形成するときに、焼成前に途中まで穴あけを行っているので、焼成後のセラミックへの穴あけの負荷を低減できる。
【００７０】
（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。本実施形態は、積層体１００を焼成する焼成工程の後に貫通穴Ｋの充填、表層配線２１の形成を行う上記第２〜第４の各実施形態に適用可能である。
【００７１】
本実施形態では、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、表層ビア２４および表層配線２１の形成は、焼成された積層体１００における表層１１、１４の貫通穴Ｋへ導電性材料である上記メタライズペーストを充填し、これを焼成して表層ビア２４を形成する。その後、図７（ｃ）に示されるように、表層ビア２４の上に上記同様の方法で表層配線２１を形成する。
【００７２】
この方法は、表層ビア２４を構成するメタライズペーストと表層配線２１を構成するメタライズペーストとが異なる材料である場合に有効である。一方、表層ビア２４と表層配線２１とで、メタライズペーストが同じ材料である場合には、次の図８に示される方法が有効である。
【００７３】
図８は、本第５実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法の他の例を示す工程図である。この図８の場合、表層ビア２４および表層配線２１の形成は、焼成された積層体１００における表層１１、１４の貫通穴Ｋへメタライズペーストを充填すること、および、その上に表層配線２１となるペーストを塗布することを、同じペーストを用いて一括して行う。
【００７４】
その後、これらペーストを焼成することにより、表層ビア２４および表層配線２１を形成する。このように、図８の方法では、工数低減が図れるが、図７の方法では、表層ビア２４と表層配線２１とで、それぞれ別々の手法、たとえば印刷法とインクジェット法、印刷法とめっき法を採用して形成することができるため、用途に応じて使い分けすることが可能となる。
【００７５】
（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【００７６】
図９（ａ）に示されるように、本実施形態の製造方法では、上記第１実施形態と同様に、積層体形成工程、焼成工程までを行い、焼成された積層体１００を形成する。一方で、図９（ｂ）に示されるように、表層配線２１を、積層体１００を構成するセラミック層１１〜１４よりも低温で焼成される低温焼成セラミック層１５、１６に形成しておく。
【００７７】
たとえば、この低温焼成セラミック層１５、１６は、積層体１００を構成するセラミック層１１〜１４に比べて、ガラス成分が多い一般的なガラスセラミックなどよりなり、より低温で焼成可能なものにできる。
【００７８】
そして、図９（ｂ）に示されるように、表層配線形成工程では、低温焼成セラミック層１５、１６を、焼成された積層体１００の表面に重ね、続いて、低温焼成セラミック層１５、１６を積層体１００の焼成温度よりも低温で焼成することにより、焼成された表層配線２１を形成する。
【００７９】
これにより、低温焼成セラミック層１５、１６を表層とする本実施形態のセラミック積層基板ができあがる。そして、この場合、低温焼成セラミック層１５、１６の長所である高寸法精度と、高温焼成された積層体１００の高熱伝導率・高強度という両方の長所をもった基板を得ることができる。
【００８０】
（第７実施形態）
図１０は、本発明の第７実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。本実施形態では、表層配線２１の形成方法を変更したものである。
【００８１】
上記各実施形態では、表層配線２１を積層体１００の焼成後に、メタライズペーストにより形成したが、本実施形態では、まず、図１０（ａ）に示されるように、焼成前の積層体１００の表層１１、１４の全体に表層配線２１を構成するペーストを塗布し、導体膜２１’を形成する。そして、この積層体１００を上記同様に焼成する。
【００８２】
次に、図１０（ｂ）に示されるように、導体膜２１’の上に、表層配線２１のパターンと同一のパターンを有するマスクＭを、レジスト材料などを用いたフォトリソグラフ法などにより形成する。
【００８３】
そして、この状態で、マスクＭの開口部に露出する導体膜２１’の部分を、エッチングなどにより除去し、その後、マスクＭを除去することにより、図１０（ｃ）に示されるように、表層配線２１ができあがる。
【００８４】
本実施形態の製造方法によれば、積層体１００の焼成前では、表層配線２１を構成するための導体膜２１’を積層体１００の表層１１、１４に形成した後に、積層体１００を焼成し、その焼成後の積層体１００において導体膜２１’をパターニングして表層配線２１を形成するため、焼成後の積層体１００の収縮を表層配線２１が受けて、表層配線２１の寸法ばらつきが発生すること自体が無くなる。
【００８５】
よって、本実施形態によっても、積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００８６】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。たとえば、積層体１００における表層である最上層１１については上記第１実施形態の製造方法により、最下層１４については上記第２実施形態の製造方法により、それぞれ表層ビア２４、表層配線２１を形成するようにしてもよい。
【００８７】
また、積層体１００におけるセラミック層の積層数や厚さなどは、上記各実施形態に限定されるものではなく、通常のセラミック積層基板の範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１１〜１４ セラミック層
１５、１６ 低温焼成セラミック層
２１ 表層配線
２２ 内部配線としての層状配線
２３ 内部配線としての内層ビア
２４ 表層ビア
１００ 積層体
Ｋ 穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成により形成されるセラミック積層基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のセラミック積層基板の製造方法としては、焼成前のセラミック層であるグリーンシートに内部配線および表層配線を形成した後、これらシートを複数積層し、この積層体を焼成して基板を形成するものが一般的である。
【０００３】
この方法の場合、積層体の表層に表層配線を形成した後に焼成しているため、焼成後の積層体の収縮寸法ばらつきによって基板上の表層配線の寸法ばらつきが大きくなってしまう。表層配線の寸法が基板毎にばらついてしまうと、たとえば表層配線上に搭載する部品の位置合わせが困難になるなどの不具合が発生する。
【０００４】
ここで、従来では、この表層配線の収縮寸法ばらつきをおさえるため、焼成前の積層体中に多孔質体層を介在させる方法（特許文献１参照）や、焼結しない拘束層を設けた積層体とする方法（特許文献２参照）など、積層体とは材料の異なる層を設けた状態で当該積層体を焼成し、焼成後の積層体の収縮度合を低減することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４３９３１号公報
【特許文献２】特開２００１−６０７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、特許文献２に記載の製造方法では、積層体とは材料の異なる層を設けて当該積層体を焼成することで、焼成後の積層体の収縮による表層配線の寸法ばらつきを低減することができるものの、当該ばらつきを完全に無くすことは困難である。また、上記多孔質体層や拘束層などの特殊な層を設けるため、材料コストの増大を招くなどの理由から、実用化の点では好ましくない。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、セラミックよりなるセラミック層を複数積層して、これを焼成するとともに、この積層体の表層に表層配線を設けてなるセラミック積層基板の製造方法において、積層体とは材料の異なる層を設けて積層体を焼成することなく、焼成後の積層体の収縮による表層配線の寸法ばらつきを無くすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１、請求項２、請求項６に記載の発明においては、焼成前のセラミック層（１１〜１４）を複数積層して積層体（１００）を形成する積層体形成工程と、その後、積層体（１００）を焼成する焼成工程と、続いて、焼成された積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を形成する表層配線形成工程とを実行することを特徴としている。
【０００９】
それによれば、積層体（１００）を焼成した後に、その焼成された積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を形成するため、焼成後の積層体（１００）の収縮を表層配線（２１）が受けなくなることから、積層体（１００）とは材料の異なる層を設けて積層体（１００）を焼成することなく、焼成後の積層体（１００）の収縮による表層配線（２１）の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の発明においては、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層（１１〜１４）を複数積層するとともに、積層体（１００）の内部に内部配線（２２、２３）を形成し、その後、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、焼成された積層体（１００）の表層（１１、１４）のうち内部配線（２２、２３）に通じる部位に穴（Ｋ）を形成し、次に、穴（Ｋ）を導電性材料で埋めることによって内部配線（２２、２３）と導通する表層ビア（２４）を形成するとともに、表層ビア（２４）と導通するように表層配線（２１）を形成するようことを特徴とする。
【００１１】
このように、焼成後に、穴形成、穴埋めによる表層ビア形成、表層配線形成を行うようにすれば、焼成後に表層（１１、１４）に表層ビア（２４）を設けるので、焼成による表層ビア（２４）の位置ずれを無くし、表層ビア（２４）と表層配線（２１）との位置合わせ精度等に優れる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明においては、さらに、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層（１１〜１４）を複数積層するとともに、積層体（１００）の内部に内部配線（２２、２３）を形成し、さらに、積層体（１００）の表層（１１、１４）のうち内部配線（２２、２３）に通じる部位に穴（Ｋ）を形成するようにし、その後、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、焼成された積層体（１００）における穴（Ｋ）を導電性材料で埋めることによって内部配線（２２、２３）と導通する表層ビア（２４）を形成するとともに、表層ビア（２４）と導通するように表層配線（２１）を形成することを特徴とする。
【００１３】
このように、穴形成、焼成後に、穴埋めによる表層ビア形成、表層配線形成を行うようにすれば、焼成前に表層（１１、１４）に表層ビア（２４）を設ける場合に比べて、焼成による表層ビア（２４）の位置ずれを低減し、表層ビア（２４）と表層配線（２１）との位置合わせ精度等に優れる。
【００１４】
この場合、請求項３に記載の発明のように、穴（Ｋ）は、積層体（１００）の表層（１１、１４）において当該表層の内面側から厚さ方向の途中まで空いた穴か、もしくは、当該表層の外面側から厚さ方向の途中まで空いた穴として形成するものであり、表層配線形成工程では、焼成された積層体（１００）の表層（１１、１４）にて、穴（Ｋ）を当該表層（１１、１４）の厚さ方向に貫通させた後、表層ビア（２４）および表層配線（２１）の形成を行うようにすれば、焼成後のセラミックへの穴あけの負荷を低減できる。
【００１５】
また、上記請求項１〜３の製造方法のように、焼成後に、穴埋めによる表層ビア形成、表層配線形成を行う場合、請求項４に記載の発明のように、表層ビア（２４）および表層配線（２１）の形成は、穴（Ｋ）へ導電性材料を充填した後、それによって形成された表層ビア（２４）の上に表層配線（２１）を形成することによって行うようにしてもよい。
【００１６】
それによれば、表層ビア（２４）と表層配線（２１）とで適宜、材料や形状、形成方法等を選択することが可能となる。
【００１７】
それとも、請求項５に記載の発明のように、表層ビア（２４）および表層配線（２１）の形成は、穴（Ｋ）へ設ける導電性材料と同様の材料を用いて表層配線（２１）を形成するものであり、導電性材料の穴（Ｋ）への充填と表層配線（２１）の形成とを一括して行うものとしてもよい。この場合、工程の簡略化が図れる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明においては、さらに、表層配線（２１）を、積層体（１００）を構成するセラミック層（１１〜１４）よりも低温で焼成される低温焼成セラミック層（１５、１６）に形成しておき、表層配線形成工程では、低温焼成セラミック層（１５、１６）を、焼成された前記積層体（１００）の表面に重ね、続いて、低温焼成セラミック層（１５、１６）を積層体（１００）の焼成温度よりも低温で焼成することにより、表層配線（２１）を形成することを特徴としている。
【００１９】
それによれば、低温焼成セラミック層（１５、１６）の長所である高寸法精度と、高温焼成された積層体（１００）の高熱伝導率・高強度という両方の長所をもった基板を得ることができる。
【００２０】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセラミック積層基板を示す概略断面図である。
【図２】第１実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図６】第４実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図８】第５実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るセラミック積層基板Ｓ１を示す概略断面図である。このセラミック積層基板Ｓ１は、焼成されたセラミックの層１１、１２、１３、１４を、複数層積層してなる配線基板である。
【００２４】
このセラミック層１１〜１４は、アルミナなどよりなるグリーンシートを用いる一般的なドクターブレード法により作製されるものであり、本例ではアルミナシートである。このセラミック積層配線基板Ｓ１における各セラミック層１１〜１４の厚さは、たとえば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。
【００２５】
そして、セラミック積層基板Ｓ１の表面および内部には、基板Ｓ１の回路を構成する配線２１〜２４が形成されている。この配線２１〜２４は、Ｗ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）などの金属を主成分とする導電性材料であるメタライズペーストよりなる。具体的には、メタライズペーストを印刷し、これを焼成してなる。
【００２６】
この配線２１〜２４は、基板Ｓ１の表面を構成する層である表層１１、１４、すなわち複数のセラミック層１１〜１４における最上層１１および最下層１４に設けられた表層配線２１、および、基板Ｓ１の内部に設けられ表層配線２１と電気的に接続する内部配線２２、２３と、さらに表層ビア２４とにより構成されている。
【００２７】
また、内部配線２２、２３は、層状をなす層状配線２２と、内層ビア２３とよりなる。層状配線２２は、各セラミック層１１〜１４の一面に形成されており、各セラミック層１１〜１４の間に位置する。
【００２８】
また、内層ビア２３は、基板内部の各セラミック層１２、１３を厚さ方向に貫通する貫通穴に上記メタライズペーストを充填してなり、基板Ｓ１の内部に位置する層状配線２２を、内部のセラミック層１２、１３をまたいで導通させるものである。
【００２９】
ここで、上記表層である最上層１１、最下層１４のうち内部配線２２、２３に通じる部位には、上記表層ビア２４が設けられている。この表層ビア２４は、表層１１、１４を厚さ方向に貫通する貫通穴に上記メタライズペーストを充填してなり、表層配線２１と内部配線２２、２３とを導通するものである。
【００３０】
次に、本実施形態に係るセラミック積層基板Ｓ１の製造方法について述べる。なお、本製造方法は、一般的なアルミナよりなるグリーンシートを用いたアルミナ積層基板を基本としたものであり、加圧・焼成条件などは、これに準ずるものである。図２は、本製造方法を示す工程図である。
【００３１】
まず、積層工程を行う。この積層工程では、図２（ａ）に示されるように、焼成前のセラミック層１１〜１４、すなわち、ドクターブレード法により作製されたグリーンシートよりなる焼成前のセラミック層１１〜１４を用意し、焼成前の各セラミック層１１〜１４に対して、上記各ビア２３、２４となる貫通穴Ｋを、金型などを用いて形成する。
【００３２】
次に、図２（ｂ）に示されるように、このように貫通穴Ｋが形成された焼成前の各セラミック層１１〜１４に対して、印刷法などにより貫通穴Ｋ内にメタライズペーストを充填し、焼成前の上記内層ビア２３、焼成前の上記表層ビア２４を形成する。
【００３３】
次に、印刷法などにより、焼成前の各セラミック層１１〜１４のうち最上層１１および最下層１４における上記表層配線２１の形成面以外の一面にメタライズペーストを付与し、焼成前の層状配線２２を形成する。
【００３４】
続いて、図２（ｃ）に示されるように、焼成前の各セラミック層１１〜１４を積層し、これらを加圧して積層体１００を形成する。ここにおいて、加圧条件は、たとえば３０ｋｇ〜７０ｋｇ程度の荷重とすることができる。ここまでが積層工程である。
【００３５】
続いて、この積層体１００を焼成する焼成工程を行う。この焼成は、たとえば水素などの還元雰囲気にて約１６００℃の温度で行う。これにより、セラミック層１１〜１４は、焼成されたセラミックよりなるセラミック層１１〜１４となり、各配線２２、２３、２４は焼成された配線２２〜２４となる。また、この焼成により、積層体１００は収縮する。
【００３６】
次に、焼成された積層体１００の表層１１、１４に、表層配線２１を形成する表面配線形成工程を行う。この表層配線２１は、表層ビア２４と導通する位置、すなわち表層ビア２４の上に形成する。具体的には、印刷法などにより、最上層１１および最下層１４における上記表層配線２１の形成面にメタライズペーストを付与し、それにより形成されたメタライズペースト層を焼成することにより、表層配線２１を形成する。
【００３７】
こうして、本実施形態のセラミック積層基板Ｓ１ができあがる。なお、この後は、当該基板Ｓ１に対し、必要に応じて、以下の工程を行う。たとえば、上記表層配線２１に対して、図示しないめっき被膜を形成する。このめっき被膜は、たとえば無電解Ｃｕめっき、または、Ｃｕめっきの上に無電解Ａｕめっきを形成してなるものであり、ワイヤボンディング性やはんだ付け性を確保するなどの目的で形成されるものである。
【００３８】
また、図示しないが、基板Ｓ１に対して、抵抗体などの機能厚膜体を設けたり、ＩＣチップやコンデンサなどの実装部品を搭載したり、ワイヤボンディングを行ったりすることも、必要に応じて行う。
【００３９】
ところで、上記した本実施形態の製造方法によれば、積層体１００を焼成した後に、その焼成後の積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成するため、焼成後の積層体１００の収縮を表層配線２１が受けること自体が無くなる。そのため、従来のような積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００４０】
また、本実施形態の製造方法では、積層体形成工程において、焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層するとともに、積層体１００の内部に内部配線２２、２３を形成し、さらに、積層体１００の表層１１、１４のうち内部配線２２、２３に通じる部位に穴としての貫通穴Ｋを形成し、この貫通穴Ｋを導電性材料としてのメタライズペーストで埋めることによって表層ビア２４を形成している。
【００４１】
そして、その後、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、焼成された積層体１００の表層１１、１４にて表層ビア２４と導通するように表層配線２１を形成している。つまり、本実施形態の製造方法においては、表層ビア２４および表層配線２１の形成は、表層１１、１４の穴あけ、貫通穴Ｋの充填、焼成、表層配線２１の形成という順序で行っている。
【００４２】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。
【００４３】
上記第１実施形態の製造方法では、表層ビア２４および表層配線２１の形成を、表層１１、１４の穴あけ、貫通穴Ｋの充填、焼成、表層配線２１の形成という順序で行ったが、本実施形態の製造方法では、焼成、表層１１、１４の穴あけ、貫通穴Ｋの充填、焼成、表層配線２１の形成という順序で行うようにする。
【００４４】
本実施形態では、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層するとともに、積層体１００の内部に内部配線２２、２３を形成するが、ここでは、表層１１、１４の穴あけ、貫通穴Ｋの充填は行わない。
【００４５】
つまり、図３（ａ）に示されるように、積層体形成工程では、内部のセラミック層１２、１３のみ貫通穴Ｋを形成して、そこへ内層ビア２３を充填し、さらに層状配線２２を形成し、その後、各セラミック層１１〜１４を積層することにより、積層体１００を形成する。この積層体１００においては、内部配線２２、２３は形成されているが、表層１１、１４には上記表層ビアは形成されていない。
【００４６】
その後、上記同様、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、図３（ｂ）に示されるように、焼成された積層体１００の表層１１、１４のうち内部配線２２、２３に通じる部位に貫通穴Ｋを形成する。この表層１１、１４の貫通穴Ｋは、レーザなどによる穴あけ加工によって行う。
【００４７】
次に、表層配線形成工程では、図３（ｃ）に示されるように、表層１１、１４の貫通穴Ｋを上記メタライズペーストで埋めることによって内部配線２２、２３と導通する表層ビア２４を形成する。さらに、表層ビア２４と導通するように表層ビア２４の上に表層配線２１としてメタライズペーストを形成し、次に、これらペーストを焼成する。こうして、本実施形態によっても、上記図１に示したものと同様の基板が完成する。
【００４８】
本実施形態の製造方法によっても、積層体１００を焼成した後に、その焼成後の積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成するため、積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、焼成後に表層１１、１４に表層ビア２４を設けるので、焼成による表層ビア２４の位置ずれを無くし、表層ビア２４と表層配線２１との位置合わせ精度等に優れる。
【００５０】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。本実施形態の製造方法では、表層ビア２４および表層配線２１の形成を、表層１１、１４の穴あけ、焼成、貫通穴Ｋの充填、表層配線２１の形成という順序で行うものであり、それ以外は上記第１実施形態と同様である。
【００５１】
本実施形態では、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層するとともに、積層体１００の内部に内部配線２２、２３および表層ビア２４となる貫通穴Ｋを形成するが、表層ビア２４となる貫通穴Ｋの充填までは行わない。
【００５２】
つまり、図４（ａ）に示されるように、積層体形成工程では、各セラミック層１１〜１４に形成して、そこへ内層ビア２３のみを充填し、さらに層状配線２２を形成し、その後、各セラミック層１１〜１４を積層することにより、積層体１００を形成する。
【００５３】
この積層体１００においては、内部配線２２、２３および表層１１、１４の貫通穴Ｋは形成されているが、表層のセラミック層１１、１４の貫通穴Ｋは上記セラミックペーストで充填されておらず、上記表層ビアは形成されていない。
【００５４】
その後、上記同様、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、図４（ｂ）に示されるように、焼成された積層体１００の表層１１、１４における貫通穴Ｋを上記メタライズペーストで埋めることによって内部配線２２、２３と導通する表層ビア２４を形成する。
【００５５】
さらに、表層ビア２４と導通するように表層ビア２４の上に表層配線２１としてメタライズペーストを形成し、次に、これらペーストを焼成する。こうして、本実施形態によっても、上記図１に示したものと同様の基板が完成する。
【００５６】
本実施形態の製造方法によっても、積層体１００を焼成した後に、その焼成後の積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成するため、積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、焼成前に表層１１、１４に表層ビア２４を設ける場合に比べて、焼成による表層ビア２４の位置ずれを低減し、表層ビア２４と表層配線２１との位置合わせ精度等に優れる。
【００５８】
（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【００５９】
本実施形態の製造方法では、上記第３実施形態と同様に、表層ビア２４および表層配線２１の形成を、表層１１、１４の穴あけ、焼成、貫通穴Ｋの充填、表層配線２１の形成という順序で行うものであるが、焼成前に穴あけを半分まで行い、さらに焼成後に穴を貫通させ、その後、当該貫通した穴である貫通穴Ｋの充填を行うものである。
【００６０】
本実施形態では、積層体形成工程では、焼成前のセラミック層１１〜１４を複数積層するとともに、積層体１００の内部に内部配線２２、２３を形成するが、さらに、表層１１、１４の穴あけを、当該表層１１、１４の厚さ方向の途中までで停止しておく。
【００６１】
つまり、図５（ａ）に示されるように、積層体形成工程では、内部のセラミック層１２、１３のみ貫通穴Ｋを形成するとともに、表層１１、１４については貫通せず表層１１、１４の外面側から厚さ方向の途中まで空いた穴Ｋを形成する。
【００６２】
そして、貫通穴Ｋにのみ内層ビア２３を充填し、さらに層状配線２２を形成した後、各セラミック層１１〜１４を積層して積層体１００を形成する。したがって、この積層体１００においては、内部配線２２、２３は形成されているが、表層１１、１４には上記表層ビアは形成されていない。
【００６３】
その後、上記同様、焼成工程を行い、続く表層配線形成工程では、図５（ｂ）に示されるように、焼成された積層体１００の表層１１、１４にて、焼成前に形成された穴Ｋを当該表層１１、１４の厚さ方向に貫通させ、内部配線２２、２３に通じる部位に貫通穴Ｋを形成する。この表層１１、１４の貫通処理は、レーザなどによる穴あけ加工によって行える。
【００６４】
次に、表層配線形成工程では、図示しないが、表層１１、１４の貫通穴Ｋを上記メタライズペーストで埋めることによって上記表層ビア２４を形成し、さらに、表層ビア２４と導通するように表層ビア２４の上に表層配線２１を形成する。こうして、本実施形態によっても、上記図１に示したものと同様の基板が完成する。
【００６５】
本実施形態の製造方法によっても、積層体１００を焼成した後に、その焼成後の積層体１００の表層１１、１４に表層配線２１を形成するため、積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００６６】
図６は、本第４実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【００６７】
上記図５に示される例では、焼成前の積層体形成工程における表層１１、１４の穴あけでは、表層１１、１４の外面側から厚さ方向の途中まで空いた穴Ｋを形成したが、図６に示されるように、表層１１、１４の内面側から厚さ方向の途中まで空いた穴Ｋを形成してもよい。
【００６８】
その後は、本例の場合も。上記図５の例と同様に、焼成工程、表層配線形成工程を行うことにより、同様のセラミック積層基板が完成する。
【００６９】
このように、本実施形態によれば、焼成後に表層１１、１４に貫通穴Ｋを形成するときに、焼成前に途中まで穴あけを行っているので、焼成後のセラミックへの穴あけの負荷を低減できる。
【００７０】
（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。本実施形態は、積層体１００を焼成する焼成工程の後に貫通穴Ｋの充填、表層配線２１の形成を行う上記第２〜第４の各実施形態に適用可能である。
【００７１】
本実施形態では、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、表層ビア２４および表層配線２１の形成は、焼成された積層体１００における表層１１、１４の貫通穴Ｋへ導電性材料である上記メタライズペーストを充填し、これを焼成して表層ビア２４を形成する。その後、図７（ｃ）に示されるように、表層ビア２４の上に上記同様の方法で表層配線２１を形成する。
【００７２】
この方法は、表層ビア２４を構成するメタライズペーストと表層配線２１を構成するメタライズペーストとが異なる材料である場合に有効である。一方、表層ビア２４と表層配線２１とで、メタライズペーストが同じ材料である場合には、次の図８に示される方法が有効である。
【００７３】
図８は、本第５実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法の他の例を示す工程図である。この図８の場合、表層ビア２４および表層配線２１の形成は、焼成された積層体１００における表層１１、１４の貫通穴Ｋへメタライズペーストを充填すること、および、その上に表層配線２１となるペーストを塗布することを、同じペーストを用いて一括して行う。
【００７４】
その後、これらペーストを焼成することにより、表層ビア２４および表層配線２１を形成する。このように、図８の方法では、工数低減が図れるが、図７の方法では、表層ビア２４と表層配線２１とで、それぞれ別々の手法、たとえば印刷法とインクジェット法、印刷法とめっき法を採用して形成することができるため、用途に応じて使い分けすることが可能となる。
【００７５】
（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。
【００７６】
図９（ａ）に示されるように、本実施形態の製造方法では、上記第１実施形態と同様に、積層体形成工程、焼成工程までを行い、焼成された積層体１００を形成する。一方で、図９（ｂ）に示されるように、表層配線２１を、積層体１００を構成するセラミック層１１〜１４よりも低温で焼成される低温焼成セラミック層１５、１６に形成しておく。
【００７７】
たとえば、この低温焼成セラミック層１５、１６は、積層体１００を構成するセラミック層１１〜１４に比べて、ガラス成分が多い一般的なガラスセラミックなどよりなり、より低温で焼成可能なものにできる。
【００７８】
そして、図９（ｂ）に示されるように、表層配線形成工程では、低温焼成セラミック層１５、１６を、焼成された積層体１００の表面に重ね、続いて、低温焼成セラミック層１５、１６を積層体１００の焼成温度よりも低温で焼成することにより、焼成された表層配線２１を形成する。
【００７９】
これにより、低温焼成セラミック層１５、１６を表層とする本実施形態のセラミック積層基板ができあがる。そして、この場合、低温焼成セラミック層１５、１６の長所である高寸法精度と、高温焼成された積層体１００の高熱伝導率・高強度という両方の長所をもった基板を得ることができる。
【００８０】
（第７実施形態）
図１０は、本発明の第７実施形態に係るセラミック積層基板の製造方法を示す工程図である。本実施形態では、表層配線２１の形成方法を変更したものである。
【００８１】
上記各実施形態では、表層配線２１を積層体１００の焼成後に、メタライズペーストにより形成したが、本実施形態では、まず、図１０（ａ）に示されるように、焼成前の積層体１００の表層１１、１４の全体に表層配線２１を構成するペーストを塗布し、導体膜２１’を形成する。そして、この積層体１００を上記同様に焼成する。
【００８２】
次に、図１０（ｂ）に示されるように、導体膜２１’の上に、表層配線２１のパターンと同一のパターンを有するマスクＭを、レジスト材料などを用いたフォトリソグラフ法などにより形成する。
【００８３】
そして、この状態で、マスクＭの開口部に露出する導体膜２１’の部分を、エッチングなどにより除去し、その後、マスクＭを除去することにより、図１０（ｃ）に示されるように、表層配線２１ができあがる。
【００８４】
本実施形態の製造方法によれば、積層体１００の焼成前では、表層配線２１を構成するための導体膜２１’を積層体１００の表層１１、１４に形成した後に、積層体１００を焼成し、その焼成後の積層体１００において導体膜２１’をパターニングして表層配線２１を形成するため、焼成後の積層体１００の収縮を表層配線２１が受けて、表層配線２１の寸法ばらつきが発生すること自体が無くなる。
【００８５】
よって、本実施形態によっても、積層体１００とは材料の異なる層を設けて積層体１００を焼成することなく、焼成後の積層体１００の収縮による表層配線２１の寸法ばらつきを無くすことができる。
【００８６】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。たとえば、積層体１００における表層である最上層１１については上記第１実施形態の製造方法により、最下層１４については上記第２実施形態の製造方法により、それぞれ表層ビア２４、表層配線２１を形成するようにしてもよい。
【００８７】
また、積層体１００におけるセラミック層の積層数や厚さなどは、上記各実施形態に限定されるものではなく、通常のセラミック積層基板の範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１１〜１４ セラミック層
１５、１６ 低温焼成セラミック層
２１ 表層配線
２２ 内部配線としての層状配線
２３ 内部配線としての内層ビア
２４ 表層ビア
１００ 積層体
Ｋ 穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックよりなるセラミック層（１１〜１４）を複数積層し、これを焼成してなる積層体（１００）を形成するとともに、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を設けてなるセラミック積層基板の製造方法において、
焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層して前記積層体（１００）を形成する積層体形成工程と、
その後、前記積層体（１００）を焼成する焼成工程と、
続いて、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に前記表層配線（２１）を形成する表層配線形成工程とを実行するものであり、
前記積層体形成工程では、焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層するとともに、前記積層体（１００）の内部に内部配線（２２、２３）を形成し、
その後、前記焼成工程を行い、
続く前記表層配線形成工程では、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）のうち前記内部配線（２２、２３）に通じる部位に穴（Ｋ）を形成し、次に、前記穴（Ｋ）を導電性材料で埋めることによって前記内部配線（２２、２３）と導通する表層ビア（２４）を形成するとともに、前記表層ビア（２４）と導通するように前記表層配線（２１）を形成することを特徴とするセラミック積層基板の製造方法。
【請求項２】
セラミックよりなるセラミック層（１１〜１４）を複数積層し、これを焼成してなる積層体（１００）を形成するとともに、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を設けてなるセラミック積層基板の製造方法において、
焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層して前記積層体（１００）を形成する積層体形成工程と、
その後、前記積層体（１００）を焼成する焼成工程と、
続いて、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に前記表層配線（２１）を形成する表層配線形成工程とを実行するものであり、
前記積層体形成工程では、焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層するとともに、前記積層体（１００）の内部に内部配線（２２、２３）を形成し、さらに、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）のうち前記内部配線（２２、２３）に通じる部位に穴（Ｋ）を形成するようにし、
その後、前記焼成工程を行い、
続く前記表層配線形成工程では、前記焼成された前記積層体（１００）における前記穴（Ｋ）を導電性材料で埋めることによって前記内部配線（２２、２３）と導通する表層ビア（２４）を形成するとともに、前記表層ビア（２４）と導通するように前記表層配線（２１）を形成することを特徴とするセラミック積層基板の製造方法。
【請求項３】
前記穴（Ｋ）は、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）において当該表層の内面側から厚さ方向の途中まで空いた穴か、もしくは、当該表層の外面側から厚さ方向の途中まで空いた穴として形成するものであり、
前記表層配線形成工程では、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）にて、前記穴（Ｋ）を当該表層（１１、１４）の厚さ方向に貫通させた後、前記表層ビア（２４）および前記表層配線（２１）の形成を行うことを特徴とする請求項２に記載のセラミック積層基板の製造方法。
【請求項４】
前記表層ビア（２４）および前記表層配線（２１）の形成は、前記穴（Ｋ）へ前記導電性材料を充填した後、それによって形成された前記表層ビア（２４）の上に前記表層配線（２１）を形成することによって行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセラミック積層基板の製造方法。
【請求項５】
前記表層ビア（２４）および前記表層配線（２１）の形成は、前記穴（Ｋ）へ設ける前記導電性材料と同様の材料を用いて前記表層配線（２１）を形成するものであり、前記導電性材料の前記穴（Ｋ）への充填と前記表層配線（２１）の形成とを一括して行うものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセラミック積層基板の製造方法。
【請求項６】
セラミックよりなるセラミック層（１１〜１４）を複数積層し、これを焼成してなる積層体（１００）を形成するとともに、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を設けてなるセラミック積層基板の製造方法において、
焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層して前記積層体（１００）を形成する積層体形成工程と、
その後、前記積層体（１００）を焼成する焼成工程と、
続いて、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に前記表層配線（２１）を形成する表層配線形成工程とを実行するものであり、
前記表層配線（２１）を、前記積層体（１００）を構成する前記セラミック層（１１〜１４）よりも低温で焼成される低温焼成セラミック層（１５、１６）に形成しておき、
前記表層配線形成工程では、前記低温焼成セラミック層（１５、１６）を、前記焼成された前記積層体（１００）の表面に重ね、続いて、前記低温焼成セラミック層（１５、１６）を前記積層体（１００）の焼成温度よりも低温で焼成することにより、前記表層配線（２１）を形成することを特徴とするセラミック積層基板の製造方法。
【請求項１】
セラミックよりなるセラミック層（１１〜１４）を複数積層し、これを焼成してなる積層体（１００）を形成するとともに、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を設けてなるセラミック積層基板の製造方法において、
焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層して前記積層体（１００）を形成する積層体形成工程と、
その後、前記積層体（１００）を焼成する焼成工程と、
続いて、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に前記表層配線（２１）を形成する表層配線形成工程とを実行するものであり、
前記積層体形成工程では、焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層するとともに、前記積層体（１００）の内部に内部配線（２２、２３）を形成し、
その後、前記焼成工程を行い、
続く前記表層配線形成工程では、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）のうち前記内部配線（２２、２３）に通じる部位に穴（Ｋ）を形成し、次に、前記穴（Ｋ）を導電性材料で埋めることによって前記内部配線（２２、２３）と導通する表層ビア（２４）を形成するとともに、前記表層ビア（２４）と導通するように前記表層配線（２１）を形成することを特徴とするセラミック積層基板の製造方法。
【請求項２】
セラミックよりなるセラミック層（１１〜１４）を複数積層し、これを焼成してなる積層体（１００）を形成するとともに、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を設けてなるセラミック積層基板の製造方法において、
焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層して前記積層体（１００）を形成する積層体形成工程と、
その後、前記積層体（１００）を焼成する焼成工程と、
続いて、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に前記表層配線（２１）を形成する表層配線形成工程とを実行するものであり、
前記積層体形成工程では、焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層するとともに、前記積層体（１００）の内部に内部配線（２２、２３）を形成し、さらに、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）のうち前記内部配線（２２、２３）に通じる部位に穴（Ｋ）を形成するようにし、
その後、前記焼成工程を行い、
続く前記表層配線形成工程では、前記焼成された前記積層体（１００）における前記穴（Ｋ）を導電性材料で埋めることによって前記内部配線（２２、２３）と導通する表層ビア（２４）を形成するとともに、前記表層ビア（２４）と導通するように前記表層配線（２１）を形成することを特徴とするセラミック積層基板の製造方法。
【請求項３】
前記穴（Ｋ）は、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）において当該表層の内面側から厚さ方向の途中まで空いた穴か、もしくは、当該表層の外面側から厚さ方向の途中まで空いた穴として形成するものであり、
前記表層配線形成工程では、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）にて、前記穴（Ｋ）を当該表層（１１、１４）の厚さ方向に貫通させた後、前記表層ビア（２４）および前記表層配線（２１）の形成を行うことを特徴とする請求項２に記載のセラミック積層基板の製造方法。
【請求項４】
前記表層ビア（２４）および前記表層配線（２１）の形成は、前記穴（Ｋ）へ前記導電性材料を充填した後、それによって形成された前記表層ビア（２４）の上に前記表層配線（２１）を形成することによって行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセラミック積層基板の製造方法。
【請求項５】
前記表層ビア（２４）および前記表層配線（２１）の形成は、前記穴（Ｋ）へ設ける前記導電性材料と同様の材料を用いて前記表層配線（２１）を形成するものであり、前記導電性材料の前記穴（Ｋ）への充填と前記表層配線（２１）の形成とを一括して行うものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセラミック積層基板の製造方法。
【請求項６】
セラミックよりなるセラミック層（１１〜１４）を複数積層し、これを焼成してなる積層体（１００）を形成するとともに、前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に表層配線（２１）を設けてなるセラミック積層基板の製造方法において、
焼成前の前記セラミック層（１１〜１４）を複数積層して前記積層体（１００）を形成する積層体形成工程と、
その後、前記積層体（１００）を焼成する焼成工程と、
続いて、前記焼成された前記積層体（１００）の表層（１１、１４）に前記表層配線（２１）を形成する表層配線形成工程とを実行するものであり、
前記表層配線（２１）を、前記積層体（１００）を構成する前記セラミック層（１１〜１４）よりも低温で焼成される低温焼成セラミック層（１５、１６）に形成しておき、
前記表層配線形成工程では、前記低温焼成セラミック層（１５、１６）を、前記焼成された前記積層体（１００）の表面に重ね、続いて、前記低温焼成セラミック層（１５、１６）を前記積層体（１００）の焼成温度よりも低温で焼成することにより、前記表層配線（２１）を形成することを特徴とするセラミック積層基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−７４７４７（Ｐ２０１２−７４７４７Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６１０８（Ｐ２０１２−６１０８）
【出願日】平成２４年１月１６日（２０１２．１．１６）
【分割の表示】特願２００８−１１２１３４（Ｐ２００８−１１２１３４）の分割
【原出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月１６日（２０１２．１．１６）
【分割の表示】特願２００８−１１２１３４（Ｐ２００８−１１２１３４）の分割
【原出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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