セラミック配線板の製造方法
【課題】 基板にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線を形成し、この配線の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線上のＣｕメッキのアンカー効果を大きくする。
【解決手段】 基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉Ｗと無機材料粉Ｍとが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち無機材料粉Ｍをエッチングにより除去することにより、残った金属粉Ｗにより配線１５、１６を形成する。
【解決手段】 基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉Ｗと無機材料粉Ｍとが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち無機材料粉Ｍをエッチングにより除去することにより、残った金属粉Ｗにより配線１５、１６を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線を形成し、この配線の表面にＣｕメッキを施してなるセラミック配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線を形成し、この配線の表面にＣｕメッキを施してなるセラミック配線板においては、タングステンもしくはモリブデンを主成分とするペーストを印刷により基板に塗布し、これを焼成して配線とした後、その上にＣｕメッキを施す。
【０００３】
ここで、タングステンもしくはモリブデンとＣｕメッキとは拡散接合しないため、機械的な強度すなわちアンカー効果を向上させる必要がある。そのためには、配線の表面を粗くする必要がある。
【０００４】
配線表面を粗くしておかないと、Ｃｕメッキが膨れ、そこにボンディングが行われた場合、Ｃｕメッキがはがれたりする。また、Ｃｕメッキ上に、はんだ付けを行った場合、はんだ付け後は部品の応力でＣｕメッキがはがれたりする。
【０００５】
このようなことから、従来では、配線材料に粒径の大きなタングステン粉（たとえば粒径φ４μｍ程度）をベース材としたものを用い、それによって配線表面を粗くするようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−６６５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように配線材料の金属粉のサイズを大きくした場合、配線材料は、粗いメッシュを用いたエマルジョンマスクを用いて印刷を行うことになるため、印刷の解像度が低下し、微細配線の形成が困難である。
【０００７】
また、配線材料の金属粉（メタライズ）のサイズを大きくした場合には、溶剤を乾燥させたドライ状態における緻密性が悪くなるため、焼成前や焼成中における膜強度が弱くなり、ハンドリング（取り扱い）時や焼成収縮中に、配線の欠け（メタライズ欠け）が発生する。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線を形成し、この配線の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線上のＣｕメッキのアンカー効果を大きくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線（１５、１６）の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板（１０）に配設した後、混合材料のうち無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残った金属粉により配線（１５、１６）を形成するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
それによれば、無機材料粉のエッチングによって無機材料粉の存在していた部位は凹部（Ｍ１）となり、残った金属粉から構成される配線（１５、１６）の表面は凹凸形状となる。そして、その配線（１５、１６）の上にＣｕメッキ（１５０）が施されるため、このＣｕメッキ（１５０）のアンカー効果が大きくなり、密着性が向上する。
【００１１】
よって、本発明によれば、基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線（１５、１６）上のＣｕメッキ（１５０）のアンカー効果を大きくすることができる。
【００１２】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のセラミック配線板の製造方法においては、混合材料は印刷法により基板（１０）に配設されるようにできる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載のセラミック配線板の製造方法においては、金属粉および無機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることが好ましい。これは、混合材料の印刷性などを考慮したものである。
【００１４】
また、請求項４、請求項５に記載の発明のように、請求項１に記載の発明の効果を適切に実現するためには、金属粉と無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、無機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは、無機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下である。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線（１５、１６）の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と有機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板（１０）に配設した後、混合材料のうち有機材料粉を加熱して除去することにより、残った金属粉により配線（１５、１６）を形成するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
それによれば、有機材料粉の加熱除去によって有機材料粉の存在していた部位は凹部（Ｍ１）となり、残った金属粉から構成される配線（１５、１６）の表面は凹凸形状となる。そして、その配線（１５、１６）の上にＣｕメッキ（１５０）が施されるため、このＣｕメッキ（１５０）のアンカー効果が大きく密着性が向上する。
【００１７】
よって、本発明によれば、基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線（１５、１６）上のＣｕメッキ（１５０）のアンカー効果を大きくすることができる。
【００１８】
ここで、請求項７に記載の発明のように、請求項６に記載のセラミック配線板の製造方法においては、混合材料は印刷法により基板（１０）に配設されるようにできる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明のように、請求項６または請求項７に記載のセラミック配線板の製造方法においては、金属粉および有機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることが好ましい。これは、混合材料の印刷性などを考慮したものである。
【００２０】
また、請求項９、請求項１０に記載の発明のように、請求項６に記載の発明の効果を適切に実現するためには、金属粉と有機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、有機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは、有機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下である。
【００２１】
なお、上記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。
【発明を実施するための最良の形態】
【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配線板１００の単体状態すなわち実装工程に施される前の状態の概略断面構成を示す図であり、図２は、この配線板１００にボンディングワイヤ３０、３１を接続し、各種部品２０、２１、２２、２３を実装した状態を示す概略断面図である。
【００２４】
また、図３は、図１に示される配線板１００におけるタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線としての各表層ランド１５、１６の拡大断面図である。
【００２５】
［基板の構成等］
配線板１００は、基板１０を有するが、本例では基板１０は積層基板１０であり、この積層基板１０は、個々についてその表面および内部に配線層が形成された複数のセラミック層１１、１２、１３、１４、を積層して形成されたものである。
【００２６】
これらセラミック層１１〜１４の積層体である積層基板１０の表面（図１中の上面）、裏面（図１中の下面）には、それぞれ、表面ランド１５、裏面ランド１６が形成されており、これら表面および裏面ランド１５、１６は表層ランド１５、１６として構成されている。
【００２７】
積層基板１０の内部には、各セラミック層に形成されたビアホール１７や各セラミック層の間に形成された内部導体層１８により、内層配線１７、１８が形成されている。そして、上記表面ランド１５と裏面ランド１６とは、内層配線１７、１８を介して電気的に接続されている。
【００２８】
また、図２に示されるように、積層基板１０の表面、裏面には、各表層ランド１５、１６に対して各種の部品２０、２１、２２、２３やボンディングワイヤ３０、３１が接続されている。
【００２９】
図２に示される例では、積層基板１０の表面側において、表面ランド１５には、はんだ４０を介してフリップチップ２０およびコンデンサ２１が接続され、また、導電性接着剤４１を介してＩＣチップ２２が接続されている。なお、フリップチップ２０と基板１００との間にはアンダーフィル材４２が充填されている。
【００３０】
さらに、表面ランド１５には、ＩＣチップ２２から延びる金からなる金ボンディングワイヤ３０が接続されるとともに、外部との接続を行うためのアルミニウムからなるＡｌボンディングワイヤ３１が接続されている。
【００３１】
ここで、表面ランド１５のうち、金ボンディングワイヤ３０が接続されるものを金ワイヤ接続ランド１５ａ、Ａｌボンディングワイヤ３１が接続されるものをＡｌワイヤ接続ランド１５ｂ、はんだ４０を介した接続が行われるものをはんだランド１５ｃ、導電性接着剤４１を介した接続が行われるものを導電性接着剤ランド１５ｄとする。
【００３２】
また、図２に示される例では、積層基板１０の裏面側において、裏面ランド１６には、ＬａＢ6、ＳｎＯ2、ＣｕＮｉなどからなる厚膜抵抗体２３が接続されている。そして、この厚膜抵抗体２３は、保護ガラス４３にて被覆され、さらにその上をエポキシ樹脂などからなる保護樹脂４４にて被覆されている。
【００３３】
ここにおいて、本実施形態では、セラミック配線板１００における金ワイヤ接続ランド１５ａ、Ａｌワイヤ接続ランド１５ｂ、はんだランド１５ｃ、導電性接着剤ランド１５ｄおよび裏面ランド１６は、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）からなる層である。
【００３４】
本例では、これら各表層ランド１５（１５ａ〜１５ｄ）、１６は、タングステン（Ｗ）層からなる。そして、各表層ランド１５、１６の上には、銅メッキ層１５０が施され、さらに表面ランド１５においてはその上に金メッキ層１５１が施されている。
【００３５】
なお、本例では、裏面ランド１６における銅メッキ層１５０の上には金メッキ層は無いものであり、図３とは異なるが、裏面ランド１６には銅メッキ層１５０が積層されているだけである。
【００３６】
ここで、金メッキ層１５１は、酸化防止ができる程度に薄く、たとえば０．０５μｍ形成する。なお、金メッキ層１５１は、図１、図２では省略してある。
【００３７】
詳細は後述するが、配線板１００におけるこれら配線としての各表層ランド１５、１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残った金属粉により形成されたものである。
【００３８】
［基板の製造方法等］
次に、限定するものではないが、上記図１に示されるセラミック配線板１００の製造方法および上記図２に示される実装構造の組み付け方法の一具体例について図４〜図９を参照して説明する。
【００３９】
図４は、本実施形態の配線板１００の製造方法および実装構造の組み付け方法の工程フローを示す図であり、図５は、図４に続く工程フローを示す図である。
【００４０】
また、図６は、本製造方法における配線板１００の表層ランド１５、１６の製造工程を模式的に示す断面図、図７、図８、および図９は、上記各工程における途中状態のワークを示す概略断面図である。
【００４１】
まず、セラミック層１１〜１４となるアルミナなどからなる各グリーンシートを用意し、このグリーンシートの所望の位置にパンチングすることにより、最終的に上記ビアホール１７となる孔をあける。
【００４２】
次に、この孔に対して、主にモリブデンからなる導体ペーストを印刷にて充填し乾燥させる。この導体ペーストは、最終的に上記ビアホール１７における内層配線となるものである。
【００４３】
次に、各グリーンシートの表面に、主にタングステンからなる導体ペーストをパターン印刷し、乾燥させる。この導体ペーストは、上記孔に充填された導体ペーストと導通するように印刷され、最終的に、上記内部導体層１８や、表面ランド１５および裏面ランド１６を構成するタングステン層となるものである。
【００４４】
ここにおいて、本実施形態では、表層ランド１５、１６すなわち表面ランド１５および裏面ランド１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンからなる金属粉すなわちタングステン粉と無機材料粉とが混合された混合材料をアクリル系樹脂などのバインダに混合してなる導体ペーストを用いる。
【００４５】
そして、この混合材料を基板１０に配設した後、具体的には、この混合材料を含む導体ペーストを基板１０の表層を形成するグリーンシートに印刷して形成し後述するように、各グリーンシートを積層して焼成した後、混合材料のうち無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残ったタングステン粉により、表層ランド１５、１６を形成するようにしている。
【００４６】
ここで、無機材料粉としては、タングステンとは固溶体を作りにくいものであり、且つ、１６００℃程度の焼成において、蒸発しないものを採用することができる。
【００４７】
好ましくは、固体状態を維持するものであり、少なくとも半溶融状態となっても、一部がタングステンの隙間や基板側へ移動したとしても、その体積の多くがその場に維持しているものを採用することができる。
【００４８】
具体的に、無機材料粉としては、珪酸塩を主とするガラス材料（ホウ珪酸、ＺｎＯ、Ｖ2Ｏ5、ＺｒＯ2）や珪素（シリコン）などを採用することができる。また、上記エッチング材料としては、酸性フッ化アンモニウムやフッ化水素などをエッチング液として採用することができる。
【００４９】
また、タングステン粉および無機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることが好ましい。これは、上述したように、印刷の解像度の低下を防止するという面から規定されるものである。なお、あまり小さいと取り扱い性に劣るため、当該平均粒径は０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００５０】
また、タングステン粉と無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、無機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。
【００５１】
ただし、無機材料粉が少ないと、無機材料粉が除去されて形成される凹部が小さすぎてアンカー効果がさほど大きくならないため、より好ましくは、無機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが望ましい。
【００５２】
また、無機材料粉の割合が６０ｖｏｌ％以上になると、タングステン同士の焼結が減るため、できあがった配線１５、１６自体の強度低下につながるので、無機材料粉の割合は６０ｖｏｌ％以下であることが望ましい。
【００５３】
なお、本例では、表面ランド１５および裏面ランド１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンからなる金属粉すなわちタングステン粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用いるとしたが、タングステンをモリブデンに置き換えても同様の混合材料とすることができる。
【００５４】
次に、このようにして孔開け加工され且つ各導体ペーストが形成された各グリーンシートを積層し、焼成する。
【００５５】
具体的には、各グリーンシートを重ね合わせ、熱圧着を行い積層する。次に、この積層体を約１６００℃、還元雰囲気にて焼成する。このとき、基板は約２０％収縮する。また、各ペーストは各表層ランド１５、１６のタングステン層および内層配線１７、１８となる。こうして、図７（ａ）に示されるような積層基板１０ができあがる。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示されるように、上記表面ランド１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）および裏面ランド１６となるタングステン層の表面に、無電解メッキまたは電気メッキなどにより、銅メッキ層１５０を形成する。
【００５７】
ここにおいて、この銅メッキ工程においては、焼成された表面ランド１５および裏面ランド１６となるタングステン層に対して、当該タングステン層中に含まれる無機材料粉をエッチングにより除去する。それにより、残ったタングステン粉により表面ランド１５および裏面ランド１６が形成される。
【００５８】
ここで、図６を参照して、表面ランド１５および裏面ランド１６の一連の形成方法および銅メッキ層１５０の形成方法の詳細について述べる。
【００５９】
上述したように、表層ランド１５、１６すなわち表面ランド１５および裏面ランド１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンからなる金属粉すなわちタングステン粉と無機材料粉とが混合された混合材料をアクリル系樹脂などのバインダに混合してなる導体ペーストを用いる。
【００６０】
そして、上記グリーンシートのパターン印刷・乾燥工程において、この導体ペーストを、上記グリーンシートにおける表層ランド１５、１６の形成部位に印刷する。この状態が図６（ａ）に示される。図６（ａ）では、グリーンシートＧの上に、バインダＫ１を介して、タングステン粉Ｗおよび無機材料粉Ｍの混合物が印刷されている。
【００６１】
そして、上述したように、各グリーンシートの積層、焼成を行うことにより、図６（ｂ）に示されるように、タングステン粉Ｗおよび無機材料粉Ｍの混合物において、バインダＫ１が乾燥し、当該混合物が焼成される。なお、グリーンシートＧは焼成されて、表層ランド１５、１６の形成基板である各セラミック層１１、１４となる。
【００６２】
次に、銅メッキ工程においては、基板１０を脱脂洗浄した後、無機材料粉Ｍを上記エッチング材料を用いたウェットエッチングなどにより除去する。
【００６３】
それによれば、図６（ｃ）に示されるように、無機材料粉Ｍが除去されて凹部Ｍ１が形成され、タングステン粉Ｗは残る。そのため、残ったタングステン粉Ｗから構成される表層ランド１５、１６の表面は凹凸形状となる。
【００６４】
そして、このように表面が凹凸形状となっている表層ランド１５、１６を形成し、さらに、タングステン表面の酸化物などを除去するためのタングステンエッチングや、銅メッキの前処理としてのＰｄ活性化処理を行った後、図６（ｄ）に示されるように、無電解銅メッキを行い、上記銅メッキ層１５０を形成する。その後、基板洗浄を行う。
【００６５】
このようにして、表面ランド１５および裏面ランド１６が形成され、これら表層ランド１５、１６の表面に銅メッキ層１５０が形成される。
【００６６】
次に、積層基板１０の裏面に、厚膜抵抗体２３を構成するペーストを印刷し、乾燥・焼成することにより、厚膜抵抗体２３を形成する。そして、その上に保護ガラス４３を形成し、その上に保護樹脂４４を形成する。また、必要に応じて保護ガラス４３を形成した後、抵抗値の調整のため、レーザトリミングを行ったりする。
【００６７】
続いて、銅メッキ層１５０の表面に、無電解メッキまたは電気メッキなどにより、金メッキ層１５１（上記図３参照）を形成する。こうして、図７（ｃ）に示されるような配線板１００、すなわち上記図１に示される配線板１００が形成される。
【００６８】
このようにして製造されたセラミック配線板１００を受け入れて、部品やボンディングワイヤの実装工程が行われる。
【００６９】
図８（ａ）に示されるように、はんだランド１５ｃ上に、はんだペースト４０ａを印刷して塗布する。
【００７０】
次に、図８（ｂ）に示されるように、部品マウントを行う。ここでは、はんだ付けされる部品であるフリップチップ２０およびコンデンサ２１をセラミック配線板１００の表面に搭載する。
【００７１】
続いて、はんだリフローを行い、フリップチップ２０およびコンデンサ２１をはんだ４０を介してセラミック配線板１００に接続する。その後、基板洗浄を行い、フラックスを洗浄し、除去する。
【００７２】
次に、図８（ｃ）に示されるように、導電性接着剤ランド１５ｄ上に、導電性接着剤４１を塗布する。
【００７３】
続いて、図９（ａ）に示されるように、ＩＣマウント工程では、導電性接着剤ランド１５ｄ上に、導電性接着剤４１を介してＩＣチップ２２を搭載する。そして、導電性接着剤４１を硬化することにより、ＩＣチップ２２を導電性接着剤４１を介してセラミック配線板１００に接続する。
【００７４】
続いて、図９（ｂ）に示されるように、金ボンディング工程を行い、金ボンディングワイヤ３０によって、ＩＣチップ２２と金ワイヤ接続ランド１５ａとを結線し、電気的に接続する。
【００７５】
その後、図９（ｃ）に示されるように、フリップチップ２０とセラミック配線板１００との間にアンダーフィル材４２を注入して硬化する。これにより、アンダーフィル材４２の充填がなされる。なお、このアンダーフィル材４２の充填は必要に応じて行えばよく、行わなくてもよい。
【００７６】
続いて、Ａｌボンディング工程を行い、Ａｌボンディングワイヤ３１によって、コネクタ部材などの外部とＡｌワイヤ接続ランド１５ｂとを結線する。これにより、セラミック配線板１００と外部とがＡｌボンディングワイヤ３１を介して電気的に接続され、上記図２に示される実装構造ができあがる。
【００７７】
ところで、本実施形態によれば、基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板１００の製造方法において、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残った金属粉により配線１５、１６を形成するようにしたことを特徴とする製造方法が提供される。
【００７８】
それによれば、上記図６に示されるように、無機材料粉Ｍのエッチングによって無機材料粉Ｍの存在していた部位は凹部Ｍ１となり、残った金属粉Ｗから構成される配線１５、１６の表面は凹凸形状となる。そして、その配線１５、１６の上にＣｕメッキ１５０が施されるため、このＣｕメッキ１５０のアンカー効果が大きくなり、密着性を向上させることができる。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板１００の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線１５、１６上のＣｕメッキ１５０のアンカー効果を大きくすることができる。
【００８０】
ここで、本実施形態のセラミック配線板１００の製造方法においては、混合材料は印刷法により基板１０に配設されるようにしている。そして、本製造方法においては、金属粉および無機材料粉の平均粒径が３μｍ以下であることが好ましいとしている。これは、上述したように、混合材料の印刷性などを考慮したものである。
【００８１】
また、上述したが、本製造方法においては、金属粉と無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、無機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは、無機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であるとしている。
【００８２】
これは、上述したように、無機材料粉が少ないと、無機材料粉が除去されて形成される凹部が小さすぎてアンカー効果がさほど大きくならないことや、無機材料粉が多すぎると金属粉同士の焼結が減るため、できあがった配線１５、１６自体の強度低下につながることを考慮して規定された適切な範囲である。
【００８３】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態に係るセラミック配線板１００の製造方法の要部を示す図であり、本製造方法における配線板１００の表層ランド１５、１６の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８４】
本実施形態では、上記第１実施形態に示されるセラミック配線板１００の製造方法および実装構造の組み付け方法と、大半のところは同様であるが、表面ランド１５および裏面ランド１６の一連の形成方法が相違するものである。以下、この相違点を中心に述べることにする。
【００８５】
本実施形態においては、配線板１００における配線としての各表層ランド１５、１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と有機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち有機材料粉を加熱して除去することにより、残った金属粉により形成されたものである。
【００８６】
つまり、本実施形態では、表層ランド１５、１６すなわち表面ランド１５および裏面ランド１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンまたはモリブデンからなる金属粉Ｗと有機材料粉Ｙとが混合された混合材料をアクリル系樹脂などのバインダＫ１に混合してなる導体ペーストを用いる。
【００８７】
そして、上記グリーンシートのパターン印刷・乾燥工程において、この導体ペーストを、上記グリーンシートにおける表層ランド１５、１６の形成部位に印刷する。この状態が図１０（ａ）に示される。図１０（ａ）では、グリーンシートＧの上に、バインダＫ１を介して、金属粉Ｗおよび有機材料粉Ｙの混合物が印刷されている。
【００８８】
そして、各グリーンシートの積層、焼成を行うことにより、図１０（ｂ）に示されるように、金属粉Ｗおよび有機材料粉Ｙの混合物において、バインダＫ１が乾燥し、当該混合物が焼成される。
【００８９】
また、この焼成により、有機材料粉Ｙは、蒸発あるいは燃焼して消滅するため、有機材料粉Ｙが除去されて凹部Ｍ１（図１０（ｃ）参照）が形成され、金属粉Ｗは残る。そのため、焼成後においては、図１０（ｃ）に示されるように、残った金属粉Ｗから構成される表層ランド１５、１６の表面は凹凸形状となる。
【００９０】
つまり、本実施形態の焼成では、バインダＫ１が乾燥して除去され、一時的に図１０（ｂ）に示されるような状態となり、有機材料粉Ｙの消滅により、図１０（ｃ）に示されるような状態となる。本実施形態では、このようにグリーンシートの焼成工程において、表層ランド１５、１６ができあがる。
【００９１】
その後、銅メッキ工程では、基板１０を脱脂洗浄した後、金属表面の酸化物などを除去するためのエッチングや、銅メッキの前処理としてのＰｄ活性化処理を行った後、図１０（ｄ）に示されるように、無電解銅メッキを行い、上記銅メッキ層１５０を形成する。その後、基板洗浄を行う。
【００９２】
このようにして、本実施形態では、表面ランド１５および裏面ランド１６が形成され、これら表層ランド１５、１６の表面に銅メッキ層１５０が形成される。
【００９３】
その後は、上記第１実施形態と同様に、厚膜抵抗形成以降の工程を行うことにより、本実施形態によっても、上記図１に示されるセラミック配線板１００の形成および上記図２に示される実装構造の形成を行うことができる。
【００９４】
ここで、有機材料粉としては、導体ペーストを形成するためのアルコール類などの有機溶剤に溶けにくいものを採用することができる。たとえば、アクリル系樹脂からなるビーズなどを採用できる。
【００９５】
このように、本実施形態によれば、基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板１００の製造方法において、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と有機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち有機材料粉を加熱して除去することにより、残った金属粉により配線１５、１６を形成するようにしたことを特徴とする製造方法が提供される。
【００９６】
それによれば、図１０に示されるように、有機材料粉Ｙの加熱除去によって有機材料粉Ｙの存在していた部位は凹部Ｍ１となり、残った金属粉Ｗから構成される配線１５、１６の表面は凹凸形状となる。そして、その配線１５、１６の上にＣｕメッキ１５０が施されるため、このＣｕメッキ１５０のアンカー効果が大きく密着性が向上する。
【００９７】
よって、本実施形態によれば、基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板１００の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線１５、１６上のＣｕメッキ１５０のアンカー効果を大きくすることができる。
【００９８】
ここで、本実施形態のセラミック配線板１００の製造方法においても、混合材料は印刷法により基板１０に配設することができる。そして、上記実施形態と同様に、金属粉および有機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることが好ましく、また、当該平均粒径の下限としては０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００９９】
このような平均粒径の範囲を採用する理由は、上記第１実施形態と同様、印刷の解像度の確保や取り扱いの容易化などを考慮したことによるものである。
【０１００】
また、これも、上記実施形態と同様に、金属粉と有機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、有機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは、有機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが望ましい。
【０１０１】
これも、上記実施形態と同様の理由、すなわち、有機材料粉が少ないと、有機材料粉が除去されて形成される凹部が小さすぎてアンカー効果がさほど大きくならないことや、有機材料粉が多すぎると金属粉同士の焼結が減るため、できあがった配線１５、１６自体の強度低下につながることを考慮して規定された適切な範囲である。
【０１０２】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、表層ランド１５、１６すなわち表面ランド１５および裏面ランド１６の配線原料である上記混合材料は、基板１０となるグリーンシートに印刷塗布された後、当該グリーンシートの積層後の焼成に伴って、焼成されていた。
【０１０３】
しかしながら、上記混合材料を焼成済みの基板、たとえば基板１０としてセラミック単層基板などを用い、このような焼成済みの基板に印刷塗布した場合には、この混合材料を焼成するための加熱工程を別途設けて行うことになることは明らかである。
【０１０４】
また、上記図３に示される例では、セラミック配線板１００における表面ランド１５の上の銅メッキ層１５０の上には金メッキ層１５１が形成されているが、この金メッキ層１５１は、場合によっては無いものであってもよい。
【０１０５】
また、上記セラミック配線板１００において、基板１０の下面の厚膜抵抗体２３は無いものであってもよい。
【０１０６】
以上のように、上記実施形態によれば、セラミック配線板を構成する基板にタングステンもしくはモリブデンを主とする配線を形成するにあたって、配線材料（メタライズ材料）を微細粉で構成し緻密化することと、それとは矛盾する配線表面を粗くしてＣｕめっき強度を得ることを両立することができる。
【０１０７】
つまり、セラミック配線板の表層配線（表層ランド）として、Ｗ粉またはＭｏ粉と無機材料粉または有機材料粉とを混入したメタライズを原料に用い、無機材料粉または有機材料粉を除去することでアンカー部を形成し、Ｃｕめっきの密着性を向上するようにしている。また、溶剤を乾燥させたドライ状態では、粉体は、緻密にできるので、焼成前、焼成中の膜強度が強くなり、メタライズ欠けは減少する。
【０１０８】
なお、タングステンもしくはモリブデンを主とする配線とは、タングステンとモリブデンとの混合物であってもよい。その場合には、上記混合材料における金属粉は、、タングステンとモリブデンとの混合物を採用することになる。また、粒径や無機材料粉、有機材料粉との混合割合も上記と同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセラミック配線板の単体状態の概略断面構成を示す図である。
【図２】図１に示されるセラミック配線板に対して各種部品を実装した状態を示す概略断面図である。
【図３】図１に示されるセラミック配線板におけるタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線の拡大断面図である。
【図４】上記第１実施形態に係るセラミック配線板の製造方法および実装構造の組み付け方法の工程フローを示す図である。
【図５】図４に続く工程フローを示す図である。
【図６】上記第１実施形態に係る製造方法におけるセラミック配線板の表層ランドの製造工程を模式的に示す断面図である。
【図７】上記第１実施形態に係るセラミック配線板の製造方法および実装構造の組み付け方法の各工程における途中状態のワークを示す概略断面図である。
【図８】図７に続く各工程における途中状態のワークを示す概略断面図である。
【図９】図８に続く各工程における途中状態のワークを示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る製造方法におけるセラミック配線板の表層ランドの製造工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…基板としての積層基板、１５…表面ランド、１６…裏面ランド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線を形成し、この配線の表面にＣｕメッキを施してなるセラミック配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線を形成し、この配線の表面にＣｕメッキを施してなるセラミック配線板においては、タングステンもしくはモリブデンを主成分とするペーストを印刷により基板に塗布し、これを焼成して配線とした後、その上にＣｕメッキを施す。
【０００３】
ここで、タングステンもしくはモリブデンとＣｕメッキとは拡散接合しないため、機械的な強度すなわちアンカー効果を向上させる必要がある。そのためには、配線の表面を粗くする必要がある。
【０００４】
配線表面を粗くしておかないと、Ｃｕメッキが膨れ、そこにボンディングが行われた場合、Ｃｕメッキがはがれたりする。また、Ｃｕメッキ上に、はんだ付けを行った場合、はんだ付け後は部品の応力でＣｕメッキがはがれたりする。
【０００５】
このようなことから、従来では、配線材料に粒径の大きなタングステン粉（たとえば粒径φ４μｍ程度）をベース材としたものを用い、それによって配線表面を粗くするようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−６６５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように配線材料の金属粉のサイズを大きくした場合、配線材料は、粗いメッシュを用いたエマルジョンマスクを用いて印刷を行うことになるため、印刷の解像度が低下し、微細配線の形成が困難である。
【０００７】
また、配線材料の金属粉（メタライズ）のサイズを大きくした場合には、溶剤を乾燥させたドライ状態における緻密性が悪くなるため、焼成前や焼成中における膜強度が弱くなり、ハンドリング（取り扱い）時や焼成収縮中に、配線の欠け（メタライズ欠け）が発生する。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線を形成し、この配線の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線上のＣｕメッキのアンカー効果を大きくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線（１５、１６）の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板（１０）に配設した後、混合材料のうち無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残った金属粉により配線（１５、１６）を形成するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
それによれば、無機材料粉のエッチングによって無機材料粉の存在していた部位は凹部（Ｍ１）となり、残った金属粉から構成される配線（１５、１６）の表面は凹凸形状となる。そして、その配線（１５、１６）の上にＣｕメッキ（１５０）が施されるため、このＣｕメッキ（１５０）のアンカー効果が大きくなり、密着性が向上する。
【００１１】
よって、本発明によれば、基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線（１５、１６）上のＣｕメッキ（１５０）のアンカー効果を大きくすることができる。
【００１２】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のセラミック配線板の製造方法においては、混合材料は印刷法により基板（１０）に配設されるようにできる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載のセラミック配線板の製造方法においては、金属粉および無機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることが好ましい。これは、混合材料の印刷性などを考慮したものである。
【００１４】
また、請求項４、請求項５に記載の発明のように、請求項１に記載の発明の効果を適切に実現するためには、金属粉と無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、無機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは、無機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下である。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線（１５、１６）の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と有機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板（１０）に配設した後、混合材料のうち有機材料粉を加熱して除去することにより、残った金属粉により配線（１５、１６）を形成するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
それによれば、有機材料粉の加熱除去によって有機材料粉の存在していた部位は凹部（Ｍ１）となり、残った金属粉から構成される配線（１５、１６）の表面は凹凸形状となる。そして、その配線（１５、１６）の上にＣｕメッキ（１５０）が施されるため、このＣｕメッキ（１５０）のアンカー効果が大きく密着性が向上する。
【００１７】
よって、本発明によれば、基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線（１５、１６）上のＣｕメッキ（１５０）のアンカー効果を大きくすることができる。
【００１８】
ここで、請求項７に記載の発明のように、請求項６に記載のセラミック配線板の製造方法においては、混合材料は印刷法により基板（１０）に配設されるようにできる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明のように、請求項６または請求項７に記載のセラミック配線板の製造方法においては、金属粉および有機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることが好ましい。これは、混合材料の印刷性などを考慮したものである。
【００２０】
また、請求項９、請求項１０に記載の発明のように、請求項６に記載の発明の効果を適切に実現するためには、金属粉と有機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、有機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは、有機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下である。
【００２１】
なお、上記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。
【発明を実施するための最良の形態】
【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配線板１００の単体状態すなわち実装工程に施される前の状態の概略断面構成を示す図であり、図２は、この配線板１００にボンディングワイヤ３０、３１を接続し、各種部品２０、２１、２２、２３を実装した状態を示す概略断面図である。
【００２４】
また、図３は、図１に示される配線板１００におけるタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線としての各表層ランド１５、１６の拡大断面図である。
【００２５】
［基板の構成等］
配線板１００は、基板１０を有するが、本例では基板１０は積層基板１０であり、この積層基板１０は、個々についてその表面および内部に配線層が形成された複数のセラミック層１１、１２、１３、１４、を積層して形成されたものである。
【００２６】
これらセラミック層１１〜１４の積層体である積層基板１０の表面（図１中の上面）、裏面（図１中の下面）には、それぞれ、表面ランド１５、裏面ランド１６が形成されており、これら表面および裏面ランド１５、１６は表層ランド１５、１６として構成されている。
【００２７】
積層基板１０の内部には、各セラミック層に形成されたビアホール１７や各セラミック層の間に形成された内部導体層１８により、内層配線１７、１８が形成されている。そして、上記表面ランド１５と裏面ランド１６とは、内層配線１７、１８を介して電気的に接続されている。
【００２８】
また、図２に示されるように、積層基板１０の表面、裏面には、各表層ランド１５、１６に対して各種の部品２０、２１、２２、２３やボンディングワイヤ３０、３１が接続されている。
【００２９】
図２に示される例では、積層基板１０の表面側において、表面ランド１５には、はんだ４０を介してフリップチップ２０およびコンデンサ２１が接続され、また、導電性接着剤４１を介してＩＣチップ２２が接続されている。なお、フリップチップ２０と基板１００との間にはアンダーフィル材４２が充填されている。
【００３０】
さらに、表面ランド１５には、ＩＣチップ２２から延びる金からなる金ボンディングワイヤ３０が接続されるとともに、外部との接続を行うためのアルミニウムからなるＡｌボンディングワイヤ３１が接続されている。
【００３１】
ここで、表面ランド１５のうち、金ボンディングワイヤ３０が接続されるものを金ワイヤ接続ランド１５ａ、Ａｌボンディングワイヤ３１が接続されるものをＡｌワイヤ接続ランド１５ｂ、はんだ４０を介した接続が行われるものをはんだランド１５ｃ、導電性接着剤４１を介した接続が行われるものを導電性接着剤ランド１５ｄとする。
【００３２】
また、図２に示される例では、積層基板１０の裏面側において、裏面ランド１６には、ＬａＢ6、ＳｎＯ2、ＣｕＮｉなどからなる厚膜抵抗体２３が接続されている。そして、この厚膜抵抗体２３は、保護ガラス４３にて被覆され、さらにその上をエポキシ樹脂などからなる保護樹脂４４にて被覆されている。
【００３３】
ここにおいて、本実施形態では、セラミック配線板１００における金ワイヤ接続ランド１５ａ、Ａｌワイヤ接続ランド１５ｂ、はんだランド１５ｃ、導電性接着剤ランド１５ｄおよび裏面ランド１６は、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）からなる層である。
【００３４】
本例では、これら各表層ランド１５（１５ａ〜１５ｄ）、１６は、タングステン（Ｗ）層からなる。そして、各表層ランド１５、１６の上には、銅メッキ層１５０が施され、さらに表面ランド１５においてはその上に金メッキ層１５１が施されている。
【００３５】
なお、本例では、裏面ランド１６における銅メッキ層１５０の上には金メッキ層は無いものであり、図３とは異なるが、裏面ランド１６には銅メッキ層１５０が積層されているだけである。
【００３６】
ここで、金メッキ層１５１は、酸化防止ができる程度に薄く、たとえば０．０５μｍ形成する。なお、金メッキ層１５１は、図１、図２では省略してある。
【００３７】
詳細は後述するが、配線板１００におけるこれら配線としての各表層ランド１５、１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残った金属粉により形成されたものである。
【００３８】
［基板の製造方法等］
次に、限定するものではないが、上記図１に示されるセラミック配線板１００の製造方法および上記図２に示される実装構造の組み付け方法の一具体例について図４〜図９を参照して説明する。
【００３９】
図４は、本実施形態の配線板１００の製造方法および実装構造の組み付け方法の工程フローを示す図であり、図５は、図４に続く工程フローを示す図である。
【００４０】
また、図６は、本製造方法における配線板１００の表層ランド１５、１６の製造工程を模式的に示す断面図、図７、図８、および図９は、上記各工程における途中状態のワークを示す概略断面図である。
【００４１】
まず、セラミック層１１〜１４となるアルミナなどからなる各グリーンシートを用意し、このグリーンシートの所望の位置にパンチングすることにより、最終的に上記ビアホール１７となる孔をあける。
【００４２】
次に、この孔に対して、主にモリブデンからなる導体ペーストを印刷にて充填し乾燥させる。この導体ペーストは、最終的に上記ビアホール１７における内層配線となるものである。
【００４３】
次に、各グリーンシートの表面に、主にタングステンからなる導体ペーストをパターン印刷し、乾燥させる。この導体ペーストは、上記孔に充填された導体ペーストと導通するように印刷され、最終的に、上記内部導体層１８や、表面ランド１５および裏面ランド１６を構成するタングステン層となるものである。
【００４４】
ここにおいて、本実施形態では、表層ランド１５、１６すなわち表面ランド１５および裏面ランド１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンからなる金属粉すなわちタングステン粉と無機材料粉とが混合された混合材料をアクリル系樹脂などのバインダに混合してなる導体ペーストを用いる。
【００４５】
そして、この混合材料を基板１０に配設した後、具体的には、この混合材料を含む導体ペーストを基板１０の表層を形成するグリーンシートに印刷して形成し後述するように、各グリーンシートを積層して焼成した後、混合材料のうち無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残ったタングステン粉により、表層ランド１５、１６を形成するようにしている。
【００４６】
ここで、無機材料粉としては、タングステンとは固溶体を作りにくいものであり、且つ、１６００℃程度の焼成において、蒸発しないものを採用することができる。
【００４７】
好ましくは、固体状態を維持するものであり、少なくとも半溶融状態となっても、一部がタングステンの隙間や基板側へ移動したとしても、その体積の多くがその場に維持しているものを採用することができる。
【００４８】
具体的に、無機材料粉としては、珪酸塩を主とするガラス材料（ホウ珪酸、ＺｎＯ、Ｖ2Ｏ5、ＺｒＯ2）や珪素（シリコン）などを採用することができる。また、上記エッチング材料としては、酸性フッ化アンモニウムやフッ化水素などをエッチング液として採用することができる。
【００４９】
また、タングステン粉および無機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることが好ましい。これは、上述したように、印刷の解像度の低下を防止するという面から規定されるものである。なお、あまり小さいと取り扱い性に劣るため、当該平均粒径は０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００５０】
また、タングステン粉と無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、無機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。
【００５１】
ただし、無機材料粉が少ないと、無機材料粉が除去されて形成される凹部が小さすぎてアンカー効果がさほど大きくならないため、より好ましくは、無機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが望ましい。
【００５２】
また、無機材料粉の割合が６０ｖｏｌ％以上になると、タングステン同士の焼結が減るため、できあがった配線１５、１６自体の強度低下につながるので、無機材料粉の割合は６０ｖｏｌ％以下であることが望ましい。
【００５３】
なお、本例では、表面ランド１５および裏面ランド１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンからなる金属粉すなわちタングステン粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用いるとしたが、タングステンをモリブデンに置き換えても同様の混合材料とすることができる。
【００５４】
次に、このようにして孔開け加工され且つ各導体ペーストが形成された各グリーンシートを積層し、焼成する。
【００５５】
具体的には、各グリーンシートを重ね合わせ、熱圧着を行い積層する。次に、この積層体を約１６００℃、還元雰囲気にて焼成する。このとき、基板は約２０％収縮する。また、各ペーストは各表層ランド１５、１６のタングステン層および内層配線１７、１８となる。こうして、図７（ａ）に示されるような積層基板１０ができあがる。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示されるように、上記表面ランド１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）および裏面ランド１６となるタングステン層の表面に、無電解メッキまたは電気メッキなどにより、銅メッキ層１５０を形成する。
【００５７】
ここにおいて、この銅メッキ工程においては、焼成された表面ランド１５および裏面ランド１６となるタングステン層に対して、当該タングステン層中に含まれる無機材料粉をエッチングにより除去する。それにより、残ったタングステン粉により表面ランド１５および裏面ランド１６が形成される。
【００５８】
ここで、図６を参照して、表面ランド１５および裏面ランド１６の一連の形成方法および銅メッキ層１５０の形成方法の詳細について述べる。
【００５９】
上述したように、表層ランド１５、１６すなわち表面ランド１５および裏面ランド１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンからなる金属粉すなわちタングステン粉と無機材料粉とが混合された混合材料をアクリル系樹脂などのバインダに混合してなる導体ペーストを用いる。
【００６０】
そして、上記グリーンシートのパターン印刷・乾燥工程において、この導体ペーストを、上記グリーンシートにおける表層ランド１５、１６の形成部位に印刷する。この状態が図６（ａ）に示される。図６（ａ）では、グリーンシートＧの上に、バインダＫ１を介して、タングステン粉Ｗおよび無機材料粉Ｍの混合物が印刷されている。
【００６１】
そして、上述したように、各グリーンシートの積層、焼成を行うことにより、図６（ｂ）に示されるように、タングステン粉Ｗおよび無機材料粉Ｍの混合物において、バインダＫ１が乾燥し、当該混合物が焼成される。なお、グリーンシートＧは焼成されて、表層ランド１５、１６の形成基板である各セラミック層１１、１４となる。
【００６２】
次に、銅メッキ工程においては、基板１０を脱脂洗浄した後、無機材料粉Ｍを上記エッチング材料を用いたウェットエッチングなどにより除去する。
【００６３】
それによれば、図６（ｃ）に示されるように、無機材料粉Ｍが除去されて凹部Ｍ１が形成され、タングステン粉Ｗは残る。そのため、残ったタングステン粉Ｗから構成される表層ランド１５、１６の表面は凹凸形状となる。
【００６４】
そして、このように表面が凹凸形状となっている表層ランド１５、１６を形成し、さらに、タングステン表面の酸化物などを除去するためのタングステンエッチングや、銅メッキの前処理としてのＰｄ活性化処理を行った後、図６（ｄ）に示されるように、無電解銅メッキを行い、上記銅メッキ層１５０を形成する。その後、基板洗浄を行う。
【００６５】
このようにして、表面ランド１５および裏面ランド１６が形成され、これら表層ランド１５、１６の表面に銅メッキ層１５０が形成される。
【００６６】
次に、積層基板１０の裏面に、厚膜抵抗体２３を構成するペーストを印刷し、乾燥・焼成することにより、厚膜抵抗体２３を形成する。そして、その上に保護ガラス４３を形成し、その上に保護樹脂４４を形成する。また、必要に応じて保護ガラス４３を形成した後、抵抗値の調整のため、レーザトリミングを行ったりする。
【００６７】
続いて、銅メッキ層１５０の表面に、無電解メッキまたは電気メッキなどにより、金メッキ層１５１（上記図３参照）を形成する。こうして、図７（ｃ）に示されるような配線板１００、すなわち上記図１に示される配線板１００が形成される。
【００６８】
このようにして製造されたセラミック配線板１００を受け入れて、部品やボンディングワイヤの実装工程が行われる。
【００６９】
図８（ａ）に示されるように、はんだランド１５ｃ上に、はんだペースト４０ａを印刷して塗布する。
【００７０】
次に、図８（ｂ）に示されるように、部品マウントを行う。ここでは、はんだ付けされる部品であるフリップチップ２０およびコンデンサ２１をセラミック配線板１００の表面に搭載する。
【００７１】
続いて、はんだリフローを行い、フリップチップ２０およびコンデンサ２１をはんだ４０を介してセラミック配線板１００に接続する。その後、基板洗浄を行い、フラックスを洗浄し、除去する。
【００７２】
次に、図８（ｃ）に示されるように、導電性接着剤ランド１５ｄ上に、導電性接着剤４１を塗布する。
【００７３】
続いて、図９（ａ）に示されるように、ＩＣマウント工程では、導電性接着剤ランド１５ｄ上に、導電性接着剤４１を介してＩＣチップ２２を搭載する。そして、導電性接着剤４１を硬化することにより、ＩＣチップ２２を導電性接着剤４１を介してセラミック配線板１００に接続する。
【００７４】
続いて、図９（ｂ）に示されるように、金ボンディング工程を行い、金ボンディングワイヤ３０によって、ＩＣチップ２２と金ワイヤ接続ランド１５ａとを結線し、電気的に接続する。
【００７５】
その後、図９（ｃ）に示されるように、フリップチップ２０とセラミック配線板１００との間にアンダーフィル材４２を注入して硬化する。これにより、アンダーフィル材４２の充填がなされる。なお、このアンダーフィル材４２の充填は必要に応じて行えばよく、行わなくてもよい。
【００７６】
続いて、Ａｌボンディング工程を行い、Ａｌボンディングワイヤ３１によって、コネクタ部材などの外部とＡｌワイヤ接続ランド１５ｂとを結線する。これにより、セラミック配線板１００と外部とがＡｌボンディングワイヤ３１を介して電気的に接続され、上記図２に示される実装構造ができあがる。
【００７７】
ところで、本実施形態によれば、基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板１００の製造方法において、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残った金属粉により配線１５、１６を形成するようにしたことを特徴とする製造方法が提供される。
【００７８】
それによれば、上記図６に示されるように、無機材料粉Ｍのエッチングによって無機材料粉Ｍの存在していた部位は凹部Ｍ１となり、残った金属粉Ｗから構成される配線１５、１６の表面は凹凸形状となる。そして、その配線１５、１６の上にＣｕメッキ１５０が施されるため、このＣｕメッキ１５０のアンカー効果が大きくなり、密着性を向上させることができる。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板１００の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線１５、１６上のＣｕメッキ１５０のアンカー効果を大きくすることができる。
【００８０】
ここで、本実施形態のセラミック配線板１００の製造方法においては、混合材料は印刷法により基板１０に配設されるようにしている。そして、本製造方法においては、金属粉および無機材料粉の平均粒径が３μｍ以下であることが好ましいとしている。これは、上述したように、混合材料の印刷性などを考慮したものである。
【００８１】
また、上述したが、本製造方法においては、金属粉と無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、無機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは、無機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であるとしている。
【００８２】
これは、上述したように、無機材料粉が少ないと、無機材料粉が除去されて形成される凹部が小さすぎてアンカー効果がさほど大きくならないことや、無機材料粉が多すぎると金属粉同士の焼結が減るため、できあがった配線１５、１６自体の強度低下につながることを考慮して規定された適切な範囲である。
【００８３】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態に係るセラミック配線板１００の製造方法の要部を示す図であり、本製造方法における配線板１００の表層ランド１５、１６の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８４】
本実施形態では、上記第１実施形態に示されるセラミック配線板１００の製造方法および実装構造の組み付け方法と、大半のところは同様であるが、表面ランド１５および裏面ランド１６の一連の形成方法が相違するものである。以下、この相違点を中心に述べることにする。
【００８５】
本実施形態においては、配線板１００における配線としての各表層ランド１５、１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と有機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち有機材料粉を加熱して除去することにより、残った金属粉により形成されたものである。
【００８６】
つまり、本実施形態では、表層ランド１５、１６すなわち表面ランド１５および裏面ランド１６は、配線１５、１６の原料として、タングステンまたはモリブデンからなる金属粉Ｗと有機材料粉Ｙとが混合された混合材料をアクリル系樹脂などのバインダＫ１に混合してなる導体ペーストを用いる。
【００８７】
そして、上記グリーンシートのパターン印刷・乾燥工程において、この導体ペーストを、上記グリーンシートにおける表層ランド１５、１６の形成部位に印刷する。この状態が図１０（ａ）に示される。図１０（ａ）では、グリーンシートＧの上に、バインダＫ１を介して、金属粉Ｗおよび有機材料粉Ｙの混合物が印刷されている。
【００８８】
そして、各グリーンシートの積層、焼成を行うことにより、図１０（ｂ）に示されるように、金属粉Ｗおよび有機材料粉Ｙの混合物において、バインダＫ１が乾燥し、当該混合物が焼成される。
【００８９】
また、この焼成により、有機材料粉Ｙは、蒸発あるいは燃焼して消滅するため、有機材料粉Ｙが除去されて凹部Ｍ１（図１０（ｃ）参照）が形成され、金属粉Ｗは残る。そのため、焼成後においては、図１０（ｃ）に示されるように、残った金属粉Ｗから構成される表層ランド１５、１６の表面は凹凸形状となる。
【００９０】
つまり、本実施形態の焼成では、バインダＫ１が乾燥して除去され、一時的に図１０（ｂ）に示されるような状態となり、有機材料粉Ｙの消滅により、図１０（ｃ）に示されるような状態となる。本実施形態では、このようにグリーンシートの焼成工程において、表層ランド１５、１６ができあがる。
【００９１】
その後、銅メッキ工程では、基板１０を脱脂洗浄した後、金属表面の酸化物などを除去するためのエッチングや、銅メッキの前処理としてのＰｄ活性化処理を行った後、図１０（ｄ）に示されるように、無電解銅メッキを行い、上記銅メッキ層１５０を形成する。その後、基板洗浄を行う。
【００９２】
このようにして、本実施形態では、表面ランド１５および裏面ランド１６が形成され、これら表層ランド１５、１６の表面に銅メッキ層１５０が形成される。
【００９３】
その後は、上記第１実施形態と同様に、厚膜抵抗形成以降の工程を行うことにより、本実施形態によっても、上記図１に示されるセラミック配線板１００の形成および上記図２に示される実装構造の形成を行うことができる。
【００９４】
ここで、有機材料粉としては、導体ペーストを形成するためのアルコール類などの有機溶剤に溶けにくいものを採用することができる。たとえば、アクリル系樹脂からなるビーズなどを採用できる。
【００９５】
このように、本実施形態によれば、基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板１００の製造方法において、配線１５、１６の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と有機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を基板１０に配設した後、混合材料のうち有機材料粉を加熱して除去することにより、残った金属粉により配線１５、１６を形成するようにしたことを特徴とする製造方法が提供される。
【００９６】
それによれば、図１０に示されるように、有機材料粉Ｙの加熱除去によって有機材料粉Ｙの存在していた部位は凹部Ｍ１となり、残った金属粉Ｗから構成される配線１５、１６の表面は凹凸形状となる。そして、その配線１５、１６の上にＣｕメッキ１５０が施されるため、このＣｕメッキ１５０のアンカー効果が大きく密着性が向上する。
【００９７】
よって、本実施形態によれば、基板１０にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線１５、１６を形成し、この配線１５、１６の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板１００の製造方法において、配線原料中の金属粉のサイズを大きくすることなく、配線１５、１６上のＣｕメッキ１５０のアンカー効果を大きくすることができる。
【００９８】
ここで、本実施形態のセラミック配線板１００の製造方法においても、混合材料は印刷法により基板１０に配設することができる。そして、上記実施形態と同様に、金属粉および有機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることが好ましく、また、当該平均粒径の下限としては０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００９９】
このような平均粒径の範囲を採用する理由は、上記第１実施形態と同様、印刷の解像度の確保や取り扱いの容易化などを考慮したことによるものである。
【０１００】
また、これも、上記実施形態と同様に、金属粉と有機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、有機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは、有機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることが望ましい。
【０１０１】
これも、上記実施形態と同様の理由、すなわち、有機材料粉が少ないと、有機材料粉が除去されて形成される凹部が小さすぎてアンカー効果がさほど大きくならないことや、有機材料粉が多すぎると金属粉同士の焼結が減るため、できあがった配線１５、１６自体の強度低下につながることを考慮して規定された適切な範囲である。
【０１０２】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、表層ランド１５、１６すなわち表面ランド１５および裏面ランド１６の配線原料である上記混合材料は、基板１０となるグリーンシートに印刷塗布された後、当該グリーンシートの積層後の焼成に伴って、焼成されていた。
【０１０３】
しかしながら、上記混合材料を焼成済みの基板、たとえば基板１０としてセラミック単層基板などを用い、このような焼成済みの基板に印刷塗布した場合には、この混合材料を焼成するための加熱工程を別途設けて行うことになることは明らかである。
【０１０４】
また、上記図３に示される例では、セラミック配線板１００における表面ランド１５の上の銅メッキ層１５０の上には金メッキ層１５１が形成されているが、この金メッキ層１５１は、場合によっては無いものであってもよい。
【０１０５】
また、上記セラミック配線板１００において、基板１０の下面の厚膜抵抗体２３は無いものであってもよい。
【０１０６】
以上のように、上記実施形態によれば、セラミック配線板を構成する基板にタングステンもしくはモリブデンを主とする配線を形成するにあたって、配線材料（メタライズ材料）を微細粉で構成し緻密化することと、それとは矛盾する配線表面を粗くしてＣｕめっき強度を得ることを両立することができる。
【０１０７】
つまり、セラミック配線板の表層配線（表層ランド）として、Ｗ粉またはＭｏ粉と無機材料粉または有機材料粉とを混入したメタライズを原料に用い、無機材料粉または有機材料粉を除去することでアンカー部を形成し、Ｃｕめっきの密着性を向上するようにしている。また、溶剤を乾燥させたドライ状態では、粉体は、緻密にできるので、焼成前、焼成中の膜強度が強くなり、メタライズ欠けは減少する。
【０１０８】
なお、タングステンもしくはモリブデンを主とする配線とは、タングステンとモリブデンとの混合物であってもよい。その場合には、上記混合材料における金属粉は、、タングステンとモリブデンとの混合物を採用することになる。また、粒径や無機材料粉、有機材料粉との混合割合も上記と同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセラミック配線板の単体状態の概略断面構成を示す図である。
【図２】図１に示されるセラミック配線板に対して各種部品を実装した状態を示す概略断面図である。
【図３】図１に示されるセラミック配線板におけるタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線の拡大断面図である。
【図４】上記第１実施形態に係るセラミック配線板の製造方法および実装構造の組み付け方法の工程フローを示す図である。
【図５】図４に続く工程フローを示す図である。
【図６】上記第１実施形態に係る製造方法におけるセラミック配線板の表層ランドの製造工程を模式的に示す断面図である。
【図７】上記第１実施形態に係るセラミック配線板の製造方法および実装構造の組み付け方法の各工程における途中状態のワークを示す概略断面図である。
【図８】図７に続く各工程における途中状態のワークを示す概略断面図である。
【図９】図８に続く各工程における途中状態のワークを示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る製造方法におけるセラミック配線板の表層ランドの製造工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…基板としての積層基板、１５…表面ランド、１６…裏面ランド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、
前記配線（１５、１６）の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を前記基板（１０）に配設した後、
前記混合材料のうち前記無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残った前記金属粉により前記配線（１５、１６）を形成するようにしたことを特徴とするセラミック配線板の製造方法。
【請求項２】
前記混合材料は印刷法により前記基板（１０）に配設されることを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項３】
前記金属粉および前記無機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項４】
前記金属粉と前記無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記無機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下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配線板の製造方法。
【請求項５】
前記金属粉と前記無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記無機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項４に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項６】
基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、
前記配線（１５、１６）の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と有機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を前記基板（１０）に配設した後、
前記混合材料のうち前記有機材料粉を加熱して除去することにより、残った前記金属粉により前記配線（１５、１６）を形成するようにしたことを特徴とするセラミック配線板の製造方法。
【請求項７】
前記混合材料は印刷法により前記基板（１０）に配設されることを特徴とする請求項６に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項８】
前記金属粉および前記有機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることを特徴とする請求項６または７に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項９】
前記金属粉と前記有機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記有機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記金属粉と前記有機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記有機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項９に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項１】
基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、
前記配線（１５、１６）の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と無機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を前記基板（１０）に配設した後、
前記混合材料のうち前記無機材料粉をエッチングにより除去することにより、残った前記金属粉により前記配線（１５、１６）を形成するようにしたことを特徴とするセラミック配線板の製造方法。
【請求項２】
前記混合材料は印刷法により前記基板（１０）に配設されることを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項３】
前記金属粉および前記無機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項４】
前記金属粉と前記無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記無機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下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配線板の製造方法。
【請求項５】
前記金属粉と前記無機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記無機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項４に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項６】
基板（１０）にタングステンもしくはモリブデンを主成分とする配線（１５、１６）を形成し、この配線（１５、１６）の表面にＣｕメッキを施すようにしたセラミック配線板の製造方法において、
前記配線（１５、１６）の原料として、タングステンもしくはモリブデンからなる金属粉と有機材料粉とが混合された混合材料を用意し、この混合材料を前記基板（１０）に配設した後、
前記混合材料のうち前記有機材料粉を加熱して除去することにより、残った前記金属粉により前記配線（１５、１６）を形成するようにしたことを特徴とするセラミック配線板の製造方法。
【請求項７】
前記混合材料は印刷法により前記基板（１０）に配設されることを特徴とする請求項６に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項８】
前記金属粉および前記有機材料粉の平均粒径は３μｍ以下であることを特徴とする請求項６または７に記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項９】
前記金属粉と前記有機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記有機材料粉の割合は、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載のセラミック配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記金属粉と前記有機材料粉との総容量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記有機材料粉の割合は、３０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項９に記載のセラミック配線板の製造方法。
【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２００６−４１２２５（Ｐ２００６−４１２２５Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１９６９４（Ｐ２００４−２１９６９４）
【出願日】平成１６年７月２８日（２００４．７．２８）
【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１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２８日（２００４．７．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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