説明

配線基板およびその製造方法

【課題】ビア導体におけるセパレーションの発生を低減させること。
【解決手段】基板11、活性金属の酸化物層15および導体層12を有している。基板11は、セラミックスからなり、スルーホールを有している。酸化物層15は、スルーホール11hの内側壁面に形成されている。導体層12は、活性金属からなり、酸化物層15の内側に形成されている。配線基板は、ビア導体13および導体パターン14を有している。ビア導体13は、11族の金属材料からなり、導体層12の内側に形成されている。導体パターン14は、スルーホール11h上に形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ビア導体を有する配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えばプローブカード・アセンブリ用基板などに用いられる配線基板は、セラミックスからなり、ビア導体を有している。グリーンシートに金型の打ち抜き加工によりスルーホールを形成し、後にAgやCuなどの導体ペーストをスクリーン印刷でスルーホール内に充填したのち、グリーンシートを積層して高温で焼成し多層配線セラミック基板を製造する。
【特許文献1】特開2004−55559号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
焼き上げ基板(グリーンシートの多層基板ではない)のスルーホール部に導体ペーストを埋め込み、乾燥・焼成をさせた場合、導体ペーストのみがペーストに含まれる溶剤、バインダーなどが抜けることにより体積収縮が起こる。その結果、形成された導体とセラミック基板スルーホール壁面との接着がない、もしくは密着力が弱いことからセパレーションが発生する。セパレーションが発生することによりめっきなどの製造工程中においてセパレーション部に水分などがトラップされ、スルーホール上に形成された導体パターンがセパレーション部を覆ってしまう。水分などがトラップされたセパレーション部は、そこを起点としその後の熱工程において水分の蒸発などが起こり、その結果、導体パターンの膨れが発生する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の実施の形態によれば、配線基板は、基板、活性金属の酸化物層および導体層を有している。基板は、セラミックスからなり、スルーホールを有している。酸化物層は、スルーホールの内側壁面に形成されている。導体層は、活性金属からなり、酸化物層の内側に形成されている。配線基板は、ビア導体および導体パターンを有している。ビア導体は、11族の金属材料からなり、導体層の内側に形成されている。導体パターンは、スルーホール上に形成されている。
【0005】
本発明の実施の形態によれば、配線基板の製造方法は、スルーホールを有しておりセラミックスからなる基板を準備する工程を有している。製造方法は、スパッタリングによってスルーホールの内側壁面に活性金属からなる導体層を形成する工程をさらに有している。製造方法は、導体層の内側に11族の金属材料からなる導体ペーストを充填する工程をさらに有している。製造方法は、導体ペーストに加熱処理を施す工程と、スルーホール上に導体パターンを形成する工程とをさらに有している。
【発明の効果】
【0006】
本発明の配線基板は、活性金属の酸化物層および活性金属の導体層を有している。本発明の配線基板は、セラミック基板スルーホール壁面に活性金属からなる導体層を形成することにより、導体層とセラミック基板壁面間に酸化結合層を形成させ密着性を向上させ、且つ導体層とスルーホールに充填された導体と導体層間で金属結合が起こり密着性が向上する。これによりセラミック基板スルーホール壁面と埋め込み導体間のセパレーションの発生を防止できる。
【0007】
本発明の配線基板の製造方法は、スパッタリングによって活性金属からなる導体層を形成する工程と、導体層の内側に11族の金属材料からなる導体ペーストを充填する工程と、導体ペーストに加熱処理を施す工程とを有している。本発明の製造方法は、これらの工程を有していることにより、ビア導体に関する信頼性が向上された配線基板を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示されたように、本実施の形態のスペース・トランスフォーマ100は、ベース層1、配線層2および樹脂層3を有している。スペース・トランスフォーマ100は、第1の面100u(図1において上面)および第2の面100b(図1において下面)を有している。第1の電極セット2e1が配線層2の表面上に形成されている。複数の接触端子ctがベース層1の表面上に形成されている。第1の電極セット2e1および複数の接触端子ctは電気的に接続されている。第1の電極セット2e1の間隔Se1は、複数の接触端子ctの間隔Sctより小さい。複数の接触構造csが、第1の電極セット2e1上に設けられている。ベース層1は、セラミック基板である。ベース層1は、第2の電極セット1e2を有している。第2の電極セット1e2は、複数の接触端子ctに電気的に接続されている。配線層2は、樹脂材料および導体パターンを有している。配線層2は、第3の電極セット2e3を有している。第3の電極セット2e3は、第1の電極セット2e1に電気的に接続されている。樹脂層3は、配線層2をベース層1に接合している。樹脂層3は、複数のビア導体3vを有している。複数のビア導体3vは、第2の電極セット1e2および第3の電極セット2e3に電気的に接続されている。
【0009】
図2に示されたように、本実施の形態の配線基板1(ベース層)は、基板11、導体層12およびビア導体13を有している。基板11は、スルーホール11hを有している。配線基板は、スルーホール11h上に形成された導体パターン14をさらに有している。
【0010】
基板11は、セラミックス(アルミナ)からなる。導体層12は、活性金属からなる。活性金属は、Ti,Al,Ta,Cr,ZrおよびWからなる群の中から選択される。導体層12は、第1の導体層12aおよび第2の導体層12bからなる。第1の導体層12aは、基板11の第1の面11a(図2において上面)側に形成されている。第2の導体層12bは、基板11の第2の面11b(図2において下面)側に形成されている。第1の導体層12aおよび第2の導体層12bは離れている。ビア導体13は、11族の金属材料からなり、導体層12の内側に形成されている。11族の金属材料は、AgまたはCuである。ビア導体13は、符号Sで示されたように、第1の導体層12aおよび第2の導体層12bの間に入り込んでいる。図3に示されたように、配線基板は、スルーホール11hの内側壁面に形成された活性金属の酸化物層15をさらに有している。導体層12は、酸化物層15の内側に形成されている。
【0011】
図4に示されたように、本実施の形態の配線基板の製造方法は、次の工程31−工程35を有している。
【0012】
スルーホールを有するセラミック基板11を準備(工程31)
壁面に活性金属をスパッタリング(工程32)
スルーホール11hに導体ペーストを充填(工程33)
導体ペーストを加熱処理(工程34)
スルーホール11h上に導体パターン14を形成(工程35)
工程31において、基板11は、焼成されたセラミックからなる。工程32において、導体層12が、スパッタリングによってスルーホールの内側壁面に形成される。導体層12およびセラミック基板11は、活性金属のスパッタリングによって、接合強度が向上されている。活性金属は、Ti,Al,Ta,Cr,ZrおよびWからなる群の中から選択される。図5Aに示されたように、活性金属が、基板11の第1の面11a側からスルーホール11hの内側壁面にスパッタリングされる。図5Bに示されたように、活性金属が、基板11の第2の面11b側からスルーホール11hの内側壁面にスパッタリングされる。工程33において、導体ペーストは、11族の金属からなる。11族の金属材料は、AgまたはCuである。工程34において、加熱処理の温度は、750℃から950℃までの範囲に含まれる。加熱処理によって、導体層12およびスルーホール11hの間に活性金属の酸化物層15が形成される。導体層12およびセラミック基板11は、酸化物層15によって、接合強度が向上されている。
【0013】
(実施例1)
アルミナからなる基板11が準備される。基板11はスルーホール11hを有している。活性金属を含む金属材料が、スルーホール11hの内側壁面にスパッタリングされる。金属材料は、Ti/Al/Ag,Al/AgおよびTi/Agからなる群から選択される。例えば、Ti/Al/Agは、Ti,AlおよびAgの合金であることを表している。Agからなる導体ペーストが、活性金属を含む導体層12の内側に充填される。Agが充填された基板11に加熱処理が施される。この加熱処理の際に、活性金属からなる導体層12とスルーホール11hの内側壁面との間に、活性金属の酸化物層15が形成される。酸化物層は、TiO2またはAl2O3である。導体パターン14が、スルーホール11h上(ビア導体の端部)に形成される。
【0014】
(実施例2)
アルミナからなりスルーホール11hを有する基板11が準備される。活性金属を含む金属材料が、スルーホール11hの内側壁面にスパッタリングされる。金属材料は、Ti/CuまたはTi−Ti/W−Cuである。Ti−Ti/W−Cuとは、Ti上にスパッタリングされたTi/W上に、Cuがスパッタリングされることを表している。Cuからなる導体ペーストが、活性金属を含む導体層12の内側に充填される。Cuが充填された基板11に加熱処理が施される。この加熱処理の際に、活性金属からなる導体層12とスルーホール11hの内側壁面との間に、活性金属の酸化物層15が形成される。酸化物層15は、TiO2またはW2O5である。導体パターン14が、スルーホール11h上(ビア導体の端部)に形成される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態のスペース・トランスフォーマを示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態の配線基板を示す断面図である。
【図3】図2に示された配線基板の拡大図である。
【図4】図2に示された配線基板の製造方法を示す図である。
【図5A】工程32を示す図である。
【図5B】工程32を示す図である。
【符号の説明】
【0016】
11 配線基板
12a 第1の導体層
12b 第2の導体層
13 ビア導体
14 導体パターン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
スルーホールを有しておりセラミックスからなる基板と、
前記スルーホールの内側壁面に形成された活性金属の酸化物層と、
前記酸化物層の内側に形成された前記活性金属からなる導体層と、
11族の金属材料からなり、前記導体層の内側に形成されたビア導体と、
前記スルーホール上に形成された導体パターンと、
を備えた配線基板。
【請求項2】
前記活性金属が、Ti,Al,Ta,Cr、ZrおよびWからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
【請求項3】
前記ビア導体がAgからなることを特徴とする請求項2記載の配線基板。
【請求項4】
前記導体層がAgを含んでいることを特徴とする請求項3記載の配線基板。
【請求項5】
前記導体層が、Ti/Al/Ag,Al/AgまたはTi/Agからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項4記載の配線基板。
【請求項6】
前記ビア導体がCuからなることを特徴とする請求項2記載の配線基板。
【請求項7】
前記導体層がCuを含んでいることを特徴とする請求項6記載の配線基板。
【請求項8】
前記導体層が、Ti/CuまたはTi−Ti/W−Cuからなることを特徴とする請求項7記載の配線基板。
【請求項9】
前記導体層は、前記スルーホールの第1の端部に位置する第1の層と、前記スルーホールの第2の端部に位置する第2の層とからなることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
【請求項10】
前記ビア導体が、前記第1の層および前記第2の層の間に入り込んでいることを特徴とする請求項9記載の配線基板。
【請求項11】
スルーホールを有しておりセラミックスからなる基板を準備する工程と、
スパッタリングによって前記スルーホールの内側壁面に活性金属からなる導体層を形成する工程と、
前記導体層の内側に11族の金属材料からなる導体ペーストを充填する工程と、
前記導体ペーストに加熱処理を施す工程と、
前記スルーホール上に導体パターンを形成する工程と、
を有する配線基板の製造方法。
【請求項12】
前記活性金属が、Ti,Al,Ta,Cr、ZrおよびWからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項11記載の配線基板の製造方法。
【請求項13】
前記導体ペーストがAgからなることを特徴とする請求項12記載の配線基板の製造方法。
【請求項14】
前記導体層がAgを含んでいることを特徴とする請求項13記載の配線基板の製造方法。
【請求項15】
前記導体層が、Ti/Al/Ag,Al/AgまたはTi/Agからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項14記載の配線基板の製造方法。
【請求項16】
前記導体ペーストがCuからなることを特徴とする請求項12記載の配線基板の製造方法。
【請求項17】
前記導体層がCuを含んでいることを特徴とする請求項16記載の配線基板の製造方法。
【請求項18】
前記導体層が、Ti/CuまたはTi−Ti/W−Cuからなることを特徴とする請求項17記載の配線基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5A】
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【図5B】
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【公開番号】特開2009−59744(P2009−59744A)
【公開日】平成21年3月19日(2009.3.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−223462(P2007−223462)
【出願日】平成19年8月30日(2007.8.30)
【出願人】(000006633)京セラ株式会社 (13,660)
【Fターム(参考)】