配線基板およびその製造方法
【課題】 径の異なる複数のビア導体を有する場合において、ビア導体の抵抗値が大きくなること、およびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できる信頼性の高い配線基板を提供する。
【解決手段】 配線基板１は、セラミックスからなる絶縁基板２と、絶縁基板２に設けられたビア導体３とを備え、ビア導体３は、両端部で径が異なるテーパ形状であり、かつセラミックスに含まれる絶縁成分５を有しており、ビア導体３内における絶縁成分５の質量比は、ビア導体３内の径が大きくなるに従って大きくなっている。ビア導体３の径の小さい方では要求される低い抵抗値を満足し、径の大きい方では周辺のクラックの発生を抑制できるので、信頼性が高いものとなる。
【解決手段】 配線基板１は、セラミックスからなる絶縁基板２と、絶縁基板２に設けられたビア導体３とを備え、ビア導体３は、両端部で径が異なるテーパ形状であり、かつセラミックスに含まれる絶縁成分５を有しており、ビア導体３内における絶縁成分５の質量比は、ビア導体３内の径が大きくなるに従って大きくなっている。ビア導体３の径の小さい方では要求される低い抵抗値を満足し、径の大きい方では周辺のクラックの発生を抑制できるので、信頼性が高いものとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスからなる絶縁基板を備えた配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、集積回路を形成した半導体基板やコンデンサ等の電子部品を、それらが有する接続端子をビア導体を有する回路を形成したセラミック基板からなる配線基板のビア導体へ接続パッドを介して接続した電子装置が作製され、様々な分野で使用されている。このような電子装置では、様々な大きさの接続端子を持つ半導体基板や電子部品を接続するために、配線基板においては、各々の接続端子に対応した接続パッドやその接続パッドに接続されたビア導体を適切に配置する必要がある。ここで、配線基板であるセラミック基板に形成されるビア導体の径や配置等は、そのビア導体に接続される電子部品の大きさや種類に応じて設定される接続パッドや配線導体に対応させることによって異なることから、種々の径や配置のビア導体を有するセラミック基板が使用されている。
【０００３】
配線基板にビア導体を形成する方法としては、セラミックスからなる絶縁基板となるセラミックグリーンシートに形成したビア孔に、ビア導体となる導体ペーストを充填して焼成するという製造過程を経るのが一般的である。ここで、ビア孔を形成する方法としては、従来は金属等よりなる打ち抜きピンが適宜配置された金型を用いる方法から、ＣＯ２レーザやＵＶ−ＹＡＧレーザといったレーザを用いる方法が適用されるようになってきている。そのレーザを用いる場合は、ビア孔の径や配置に対応した種々の径や配置の打ち抜きピンを有する金型を作製するためのコストが低減できる。また、金型でビア孔を加工する場合と異なり、レーザで加工されたビア孔は、セラミックグリーンシートの表面と裏面で径の大きさが異なる、いわゆるテーパ形状を有するものとなる。
【０００４】
そのようなセラミック基板からなる配線基板に対して、ビア導体と絶縁基板となるセラミックスとの収縮挙動の違いによる、ビア導体の周辺に発生するクラック等を抑制するために、ビア導体を形成する導体ペーストにセラミック粉末を添加する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2007−81351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、テーパ形状を有するビア導体について、径の小さい方と径の大きい方とに同じ比率でセラミック粉末を添加した場合には、径の小さい方では、抵抗が大きくなってしまうため、ビア導体に要求される低い抵抗値を満足することができなくなってしまい、電気信号等が良好に通らなくなるという問題がある。一方で、径が大きい方では、セラミックスからなる絶縁基板よりも熱膨張係数の大きい金属からなる導体成分の絶対量が多いことから、焼成して冷却する際にビア導体と絶縁基板との間の熱収縮差が大きくなるので、貫通導体の周囲の絶縁基板や貫通導体と絶縁基板との界面近傍にクラックが発生しやすくなるという問題がある。従って、様々な種類の半導体基板や電子部品を接続するためには、テーパ形状を有するビア導体として径の小さい方と大きい方との径の差が大きいビア導体を配置すると、ビア導体の全体で同じ導体ペーストを用いて形成したのでは、ビア導体の抵抗値を低く維持することとクラック等の発生を抑制することとを同時に達成することが困難になるという問題がある。
【０００７】
すなわち、テーパ形状を有するビア導体が形成されているセラミック基板からなる配線基板において、ビア導体に要求される抵抗値を満足することおよびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できることの両方を兼ね備えた信頼性の高い配線基板が求められているという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の配線基板は、セラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板に設けられたビア導体とを備え、該ビア導体は、両端部で径が異なるテーパ形状であり、かつ前記セラミックスに含まれる絶縁成分を有しており、前記ビア導体内における前記絶縁成分の質量比は、前記ビア導体の径が大きくなるに従って大きくなっていることを特徴とするものである。
【０００９】
好ましくは、上記本発明の配線基板において、前記ビア導体は、径が小さい方の端部が、前記絶縁基板の表面に露出していることを特徴とするものである。
【００１０】
また好ましくは、上記本発明の配線基板において、前記絶縁成分は、前記ビア導体の導体成分のＴＭＡ法により求めた収縮開始温度よりも低い軟化点を有するガラス成分と、前記絶縁基板の焼成温度よりもＴＭＡ法により求めた収縮開始温度が高いセラミック成分とからなり、前記絶縁成分中の前記ガラス成分の比率は、前記ビア導体の径が大きくなるに従って大きくなっていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の配線基板の製造方法は、セラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板に設けられたビア導体とを備えた配線基板の製造方法であって、複数のセラミックグリーンシートを準備する準備工程と、前記複数のセラミックグリーンシートに両端部で径が異なるテーパ形状の貫通孔を形成する形成工程と、前記貫通孔に、前記セラミックスに含まれる絶縁成分を有する導体ペーストをそれぞれ充填する充填工程と、前記複数のセラミックグリーンシートを積層する積層工程と、積層した前記複数のセラミックグリーンシートを焼成する焼成工程とを有し、前記充填工程において、前記貫通孔の径が大きくなるほど前記絶縁成分の質量比が大きくなるように前記導体ペーストを充填することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の配線基板によれば、テーパ形状のビア導体内における絶縁成分の質量比が、ビア導体の径が大きくなるに従って大きくなっていることから、テーパ形状を有するビア導体において、ビア導体に要求される低い抵抗値を満足することおよびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できることの両方を兼ね備えた信頼性の高い配線基板を実現することができる。
【００１３】
本発明の配線基板の製造方法によれば、上記各工程を備えていることから、テーパ形状を有するビア導体において、ビア導体に要求される低い抵抗値を満足することおよびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できることの両方を兼ね備えた信頼性の高い配線基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の配線基板の製造方法の実施の形態の一例を工程順に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態の例について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例における構成例を示す断面図である。図１に示されるように、本例の配線基板１は、セラミックスからなる絶縁基板２と、絶縁基板２に設けられた複数のビア導体３とを備える。このビア導体３は、絶縁基板２を構成する絶縁層に設けられた貫通孔に導体が充填されて形成されている貫通導体である。また、配線基板１の表面および内部には、広面積のいわゆるベタパターンや、配線導体である線状のラインパターンよりなる、回路４を備える。複数のビア導体３は、上端と下端とで径が異なるテーパ形状を有する複数のビア導体を含んでおり、それらテーパ形状を有する各ビア導体３は絶縁成分５をそれぞれ含む。また、回路４は、絶縁基板２の内部および表面に設けられ、ビア導体３と同様に絶縁成分５を含んでいる。ここで、絶縁成分５は、絶縁基板２に含まれるセラミックスと同じくセラミックスからなるものである。
【００１７】
例えば、セラミックスからなる絶縁基板２は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、またはガラスセラミックス焼結体等のセラミック材料により形成される。そして、ビア導体３が有するセラミックスからなる絶縁成分５も、これらセラミック材料により形成される。
【００１８】
ここで、本例の配線基板１では、テーパ形状のビア導体３は、両端部で径が異なる形状のものであり、かつ絶縁基板２を形成しているセラミックスに含まれる絶縁成分５を有しており、ビア導体３内における絶縁成分５の質量比は、ビア導体３の径が大きくなるに従って大きくなっている。このように、ビア導体３内における絶縁成分５の質量比が、ビア導体３の径が大きくなるに従って大きくなっているものとすると、絶縁成分５の質量比をビア導体３の全体で同じにした場合と比べて、径の小さい方の抵抗値が大きくなり過ぎることを抑制して所望の低い抵抗値を満足することができ、一方で径の大きい方のビア導体３の熱膨張係数を調整して、周辺の絶縁基板２にクラックが発生することを抑制することができる。
【００１９】
ビア導体３における絶縁成分５の質量比は、絶縁基板２に用いるセラミック材料およびビア導体３に用いる導体成分によって異なり、両者の熱膨張係数の差が小さくなるように適宜調整すればよい。例えば、絶縁基板２がＡｌ２Ｏ３粉末とＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３ガラス粉末とを含むガラスセラミックスからなり、ビア導体３が、導体成分が銅（Ｃｕ）からなり、絶縁成分５がＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３ガラス粉末とＳｉＯ２粉末とからなる場合であれば、ビア導体３の径の小さい方が30μｍの場合は絶縁成分５の添加量（質量比）は５乃至10質量％とし、それに対して径の大きい方が150μｍの場合は絶縁成分５の添加量（質量比）は15乃至30質量％と大きくすると、ビア導体３の径の小さい方では抵抗値を低く維持して要求値を満足させることができ、かつ径の大きい方では周辺の絶縁基板２にクラックが発生することを十分に抑制することができるものとなる。
【００２０】
また、本例の配線基板１では、ビア導体３は、径が小さい方の端部が、絶縁基板２の表面に露出していることが好ましい。このように、テーパ形状であるビア導体３の径が小さい方の端部が絶縁基板２の表面に露出しているようにすると、ビア導体３の径の小さい方では絶縁成分５の添加量が少ないため、焼成後、配線基板１の表面に露出したビア導体３の端部にめっきを施した場合に、ビア導体３の端部の表面にめっき皮膜が形成されやすくなり、電子部品を接続する際の半田の接合強度や接合信頼性等を改善することができる。
【００２１】
また、本例の配線基板１では、絶縁成分５は、軟化点がビア導体３の導体成分のＴＭＡ法（Thermomechanical Analysis：熱機械分析）によって求めた収縮開始温度よりも低いガラス成分と、ＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度が絶縁基板２の焼成温度よりも高いセラミック成分とからなり、絶縁成分５中のガラス成分の比率は、ビア導体３の径が大きくなるに従って大きくなっていることが好ましい。
【００２２】
これは、絶縁成分５を、ビア導体３を構成する導体成分のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度よりも軟化点が低いガラス成分と、絶縁基板２の焼成温度よりもＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度が高いセラミック成分とからなるものとすることで、配線基板１の焼成時におけるビア導体３の導体成分と絶縁基板２との収縮開始温度の差に応じて、収縮開始温度の異なるガラス成分とセラミック成分の比率を調整してビア導体３の収縮開始温度を調整することによって、ビア導体３と絶縁基板２の収縮開始温度の差によるクラックの発生も抑制することができるからである。例えば、ビア導体３に使用される導体成分として収縮開始温度が絶縁基板２より低い材料を使用した場合には、セラミック成分の比率を高くしてビア導体３の収縮開始温度を高くすることによって、また、導体成分として収縮開始温度が絶縁基板２より高い材料を使用した場合には、ガラス成分の比率を高くしてビア導体３の収縮開始温度を低くすることによって、ビア導体３の焼結挙動を絶縁基板２の焼結挙動に近づけるような調整を行なうことができる。
【００２３】
また、ビア導体３の径が大きいと、焼成中に絶縁基板２からビア導体３に拡散してくるガラス成分がビア導体３の中心部までは至らないので、焼結助剤であるガラス成分の少ないビア導体３の中心部では導体成分の焼結が進まずに空孔が発生しやすくなってビア導体３の電気抵抗値が高くなってしまう。これに対して、ビア導体３の径が大きくなるのに応じてガラス成分の比率を大きくすることで、ビア導体３の中心部にもガラス成分が存在するようになることから、ビア導体３の中心部でも十分に焼結が促進されるので、ビア導体の抵抗値が高くなってしまうことを抑えることができる。
【００２４】
ここで、ビア導体３の導体成分および絶縁成分５のセラミック成分についてのＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度とは、ＪＩＳ Ｒ3102「ガラスの平均線膨張係数の試験方法」に準じて測定して求めたものであり、ビア導体３の導体成分からなる試料粉末および絶縁成分５のセラミック成分からなる試料粉末をそれぞれ250メッシュの篩に通して、得られた粉を成形金型に入れ、３乃至10ＭＰａ程度の圧力で常温にて５乃至30秒程度プレスすることによって、直径６ｍｍおよび高さ10ｍｍの円柱状のバルクを成形し、このバルクを用いて、空気または窒素等の雰囲気中で10℃／分の昇温速度で焼成しながら、そのときの高さ方向の寸法の変化を熱機械分析（ＴＭＡ）法で測定して、それによって求められた、バルクが収縮を開始する温度である。
【００２５】
絶縁成分５中のガラス成分の比率は、例えば、ビア導体３の径の小さい方が30μｍの場合の絶縁成分５中のガラス成分の比率を10乃至30質量％とし、ビア導体３の径の大きい方が150μｍの場合の絶縁成分５中のガラス成分の比率を30乃至80質量％とすると、絶縁成分５の添加量がそれぞれ３乃至８質量％および10乃至20質量％であれば、ビア導体３の周辺における絶縁基板２のクラックの発生を抑制し、かつ径が150μｍと大きい方のビア導体３での中心部の空孔の発生を抑制することができる。また、ガラス成分の比率を調整することで、ビア導体３に添加する絶縁成分５の添加量を抑制することが出来るため、ビア導体３の抵抗値を抑制することができる。
【００２６】
絶縁成分５中のガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（ただし、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫを示す），もしくはＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００２７】
なお、ガラス成分の軟化点は、ビア導体３の導体成分のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度よりも10乃至100℃度程度低いことが好ましい。この範囲であれば、ガラス成分によるビア導体３の効果的な収縮調整が可能となり、好ましい。例えば、ビア導体３の導体成分のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度が800℃程度の銅であれば、絶縁成分５のガラス成分として軟化点が700乃至790℃程度のものを用いることにより、ガラス成分によるビア導体３の効果的な収縮調整が可能となる。
【００２８】
また、絶縁成分５のセラミック成分としては、絶縁基板２を構成するセラミックスと同様のものを用いることができ、例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ならびにＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００２９】
絶縁成分５のセラミック成分のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度は、絶縁基板２の焼成温度より100℃以上高いことが好ましい。この範囲であれば、セラミック成分によるビア導体３の効果的な収縮調整が可能となり、好ましい。例えば、絶縁基板２の焼成温度が1000℃程度であれば、ＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度が1100℃以上のアルミナ，シリカまたは二酸化チタン等を絶縁成分５のセラミック成分に用いることにより、セラミック成分によるビア導体３の効果的な収縮調整が可能となる。
【００３０】
また、ビア導体３や回路４の導体材料としては、例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）のうち１種または２種以上が挙げられ、絶縁基板２の材料等により使い分けることが可能である。ここで、銅，銀もしくは金を用いると、ビア導体３および回路４の抵抗値が低くなるため、高周波の信号が通りやすくなることから、好ましい。
【００３１】
また、回路４における、広面積のいわゆるベタパターンや、配線導体である線状のラインパターンについても絶縁成分５と同様の絶縁成分を有するものとするときには、その質量比は、広面積のパターンであるベタパターンにおける絶縁成分５の質量比を線状のパターンであるラインパターンにおける質量比よりも高くすることにより、ビア導体３における場合と同様に、ベタパターンの周辺における絶縁基板２のクラックの発生を抑制し、かつラインパターンの抵抗値を低く維持することができるので、好ましい。例えば、幅が50μｍ程度のラインパターンでは絶縁成分の質量比は１乃至８質量％程度とし、ベタパターンでは絶縁成分の質量比は５乃至15質量％程度とすることで、ベタパターンの周辺における絶縁基板２のクラックの発生を抑制し、かつラインパターンの抵抗値を低く維持することができる。
【００３２】
次に、本発明の配線基板の製造方法の実施の形態の例について、配線基板１を例にとって図２を参照しつつ説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、配線基板１の製造方法の一例をそれぞれ工程順に示した断面図であり、図２において図１に示す配線基板１に対応する部位には同じ符号を括弧を付して示してある。
【００３３】
まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板２となるセラミックグリーンシート６に、両端部で異なる径を持つ、ビア導体３を形成するための貫通孔であるテーパ形状のビア孔７を複数形成する。セラミックグリーンシート６は、例えば酸化アルミニウム，酸化珪素および酸化カルシウム等の原料粉末を、バインダ樹脂および溶剤とともに混練してスラリーを得て、このスラリーをドクターブレード法もしくはリップコータ法等によってキャリア上にシート状に成形して形成される。ここでセラミックグリーンシート６にテーパ形状のビア孔７を形成する方法としては、ＣＯ２レーザやＵＶ−ＹＡＧレーザ等のレーザ光を照射する方法等を採用することができる。ここで、ビア孔７を形成する方法としてレーザ光を照射する方法を用いると、セラミックグリーンシート６をキャリア付きのままでビア孔７形成に使用できることから、工程中や保管中等のセラミックグリーンシート６の寸法変動を抑えることができるので、好ましい。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示すように、テーパ形状のビア孔７へビア導体３となる導体ペーストを充填し、それに接続するようにセラミックグリーンシート６の表面に回路４となる導体ペーストを塗布する。この場合に、ビア孔７へ導体ペーストを充填する工程と、セラミックグリーンシート６の表面に導体ペーストを塗布する工程とは、どちらが先でもよい。また、ビア孔７へ導体ペーストを充填する方法およびセラミックグリーンシート６の表面に導体ペーストを塗布する方法としては、印刷用のマスクの開口部から導体ペーストを塗布するスクリーン印刷法およびインクジェットやディスペンサー等の導体ペーストを直接描画する方法等のいずれの方法も適用することができる。
【００３５】
このような導体ペーストは、導体成分となる導体粒子８および絶縁成分５となる絶縁粒子９にバインダ樹脂および溶剤を調合して、加熱および混合することにより作製される。
【００３６】
導体粒子８は、例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）等の金属粉末をアトマイズ法または還元法等により処理して製造されたものであり、必要により酸化防止または凝集防止等の処理を行なってもよい。導体粒子８が２種類以上の場合は、２種類以上の粉末を混合してもよいし、合金またはコーティング等により２種類以上の金属材料が一体となった粉末を用いてもよい。また、分級等により微粉末または粗粉末を除去して粒度分布を所望の分布に調整したものであってもよい。
【００３７】
また、絶縁成分５となる絶縁粒子９は、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（ただし、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫを示す），もしくはＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等のガラス粉末や、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ならびにＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等のセラミック粉末を、アトマイズ法により製造したものや、ボールミル等で粉砕処理したもの等を用いることができる。また、必要により酸化防止または凝集防止等の処理を行なってもよい。絶縁粒子９が２種類以上の場合は、２種類以上の粉末を混合してもよいし、コーティング等により２種類以上の絶縁材料が一体となった粉末を用いてもよい。また、分級等により微粉末または粗粉末を除去して粒度分布を所望の分布に調整したものであってもよい。
【００３８】
ここで、テーパ形状のビア導体３における絶縁成分５の質量比を、ビア導体３の径が大きくなるに従って大きくなっているように調整するために、導体ペーストに含まれる絶縁粒子９の添加量（質量比）を調整したものをビア孔７（ビア導体３）の径の大きさに応じて複数作製し、ビア孔７の径の大きさに応じた導体ペーストを用いて、ビア孔７への導体ペーストの充填を複数回に分けて行なう。これにより、径が大きくなるに従って絶縁成分５の質量比が大きくなっているテーパ形状のビア導体３を形成することができる。ここで、充填の回数は、ビア導体３の両端部の径の差や、ビア導体３の両端部における絶縁成分５の質量比の差等によって設定すればよい。例えば、ビア導体３の両端部の径の差が100μｍ以下の場合や、ビア導体３の両端部間における絶縁成分５の質量比の差が10％以下の場合であれば、ビア孔７の径の小さい側への絶縁粒子９の添加量（質量比）が少ない導体ペーストの充填とビア孔７の径の大きい側への絶縁粒子９の添加量（質量比）が多い導体ペーストの充填との２回程度の充填の回数とすればよい。また、ビア導体３の両端部の径の差が100μｍより大きい場合や、ビア導体３の両端部間における絶縁成分５の質量比の差が10％より大きい場合であれば、充填の回数を３回程度とすればよい。このようにすることにより、ビア導体３の長さ（深さ）方向の全域にわたって、径に応じた絶縁成分５の質量比とすることができる。
【００３９】
導体ペーストに含まれるバインダ樹脂は、従来から導体ペーストに使用されているものが使用可能である。例えば、アクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラール系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。樹脂の選定に当たっては、焼成工程での分解および揮発性を考慮すると、アクリル系またはアルキド系の有機バインダが好ましい。また、樹脂の添加量としては、導体ペーストに用いる導体粒子８および絶縁粒子９の種類等により異なるが、焼成時に分解・除去されやすく、かつ導体粒子８および絶縁粒子９を良好に分散できる量であればよく、その目安としては導体粒子８に対して５乃至20質量％程度が望ましい。また、溶剤としては、テルピネオール，ブチルカルビトールアセテートおよびフタル酸等の可塑剤等が使用可能である。
【００４０】
ここで、ビア孔７を充填するための導体ペーストに、導体ペースト中の溶剤成分がセラミックグリーンシート６へ浸透するのを抑制する浸透抑制剤を添加すると、導体ペーストの充填の際に、導体ペーストからセラミックグリーンシート６に導体ペーストに含まれる溶剤がセラミックグリーンシート６に吸収されにくくなるため、充填中に導体ペーストの粘度が上昇しにくくなり、安定した充填が行なえるようになる。このように、導体ペーストをセラミックグリーンシート６への溶剤成分の浸透を抑制する浸透抑制剤を有するものとすると、特にビア孔７の径が小さい場合に、および導体ペーストの粘度が高い場合においても、導体ペーストをビア孔７に良好に充填しやすくなる。その結果、ビア導体３の周辺部やビア導体３の内部において、導体ペーストの乾燥収縮に伴うクラックが発生しにくくなる。
【００４１】
この浸透抑制剤の添加量は、ビア孔７の径の大きさにより調整するとよい。具体的には、ビア孔７の径が大きいものほど浸透抑制剤の添加量を少なくするとよい。このようにすると、径の大きいビア孔７において、導体ペーストの埋め込み時にセラミックグリーンシート６の裏表面への導体ペーストの滲み等が発生しにくくなり、かつ径の小さいビア孔７においてもビア孔７への充填性が向上することから、ビア導体３の周辺部や周辺の絶縁基板２に、またビア導体３の内部にクラックが発生しにくくなる。この場合には、複数の添加量を変更した導体ペーストを準備し、ビア孔７の径の大きさに応じて使い分けて、複数回充填することによって、良好な充填を行なうことができる。
【００４２】
このような浸透抑制剤の添加量としては、例えば、ビア孔７の径が40μｍと小さいときは10乃至20質量％の範囲であれば、一方、ビア孔７の径の大きさが100μｍと大きいときは0.1乃至５質量％の範囲であれば、ビア孔７の径の大きさが40μｍ程度と小さいときにおいては充填性を向上させることができ、一方、ビア孔７の径の大きさが100μｍ程度と大きいときにおいては導体ペーストの滲みの発生が低減できるので、好ましい。
【００４３】
また、浸透抑制剤は、ひまし油を含むことが好ましい。浸透抑制剤がひまし油を含むこにより、ひまし油に含まれる網目構造に溶剤が保持されるため、導体ペーストから溶剤がセラミックグリーンシート６に浸透したり揮発したりするのを効果的に抑制することができる。また、ひまし油による網目構造の保持力を調整することにより、導体ペーストの充填時に網目構造から溶剤が放出されるようにすることもできるため、その場合には導体ペーストの粘度を低下させることができ、ビア孔７に導体ペーストを充填しやすくなる。よって、ビア導体３の周辺部やビア導体３の内部において、導体ペーストの乾燥収縮に伴うクラックの発生を抑制することができる。ここで用いるひまし油には、水素を添加したもの等が適用できる。水素添加ひまし油は、導体ペーストに含まれる溶剤と水素結合することで溶剤の保持力をより強固にすることができることから、より少ない浸透抑制剤の添加量でも導体ペーストを良好に充填できるようになるので、好ましい。
【００４４】
また、導体ペーストの製造において、浸透抑制剤とバインダ樹脂と溶剤とをあらかじめ加熱および混合しておき、その後に導体粒子８および絶縁粒子９と加熱および混合する方法によれば、導体粒子８および絶縁粒子９の表面に浸透抑制剤が付着して固化したりせず、バインダ樹脂および溶剤中（以下、樹脂等ともいう）に浸透抑制剤が分散しやすくなることから、より少ない浸透抑制剤の添加量でも、導体ペーストの充填時において、導体ペーストに含まれる溶剤がセラミックグリーンシート６に浸透しにくくなり吸収されにくくなる。このとき、浸透抑制剤と樹脂等とをあらかじめ加熱する際の温度は、導体ペーストを作製する際に加熱する温度よりも高い方が好ましい。これは、そのようにすると、経時変化による浸透抑制剤と樹脂等との分離が無く、分散後の状態がより安定しやすくなるからである。浸透抑制剤と樹脂等とをあらかじめ加熱する際の温度は、樹脂等および浸透抑制剤の種類により異なるが、バインダ樹脂としてアクリル樹脂を、溶剤としてテルピネオールをそれぞれ用いる場合は、30乃至80℃の範囲であれば、分散後に放置しておいても導体ペーストが樹脂等と浸透抑制剤とに分離することを抑制することができ、より少ない浸透抑制剤の添加量でも、ビア孔７への導体ペーストの充填時において導体ペーストに含まれる溶剤がセラミックグリーンシート６に吸収されにくくなる。
【００４５】
また、ビア導体３を形成するためのビア孔７に充填される導体ペーストと、回路４を形成するためのセラミックグリーンシート６の表面に塗布される導体ペーストとは、同じものを使用してもよいが、ビア孔７に充填される導体ペーストに含まれる導体粒子８の粒度分布を、回路４を形成する導体ペーストに含まれる導体粒子８の粒度分布よりも広くすると、焼成の際の収縮挙動の調整がより容易となり、ビア導体３の周辺の絶縁基板２にクラックが発生しにくくなる。
【００４６】
また、ＰＥＴフィルム等のキャリア上に載置されたセラミックグリーンシート６にレーザ光を照射することによってビア孔７を形成し、そのビア孔７に導体ペーストの充填を行ない、充填後にセラミックグリーンシート６からキャリアを剥離すると、セラミックグリーンシート６の表面への導体ペーストの滲みがなくなることから、高密度にビア孔７を形成しても、それに充填した導体ペーストの滲みによるビア導体３間の短絡が発生しにくくなる。
【００４７】
最後に、図２（ｃ）に示すように、ビア孔７に導体ペーストが充填され、表面に回路４となる導体ペーストが塗布されたセラミックグリーンシート６を複数枚積層し、この積層体の焼成を行なうことにより、配線基板１が完成する。なお、焼成後に、配線基板１の断面を研磨する等の破壊検査またはＸ線等による透過光を用いた非破壊検査等によって、ビア導体３に含まれる絶縁成分５および回路４に含まれる絶縁成分の状態を確認することができる。
【００４８】
絶縁成分５の粒径の大きさの算出方法としては、例えば、ビア導体３の断面を研磨して絶縁成分５の最大長および絶縁成分５の面積を測定し、その面積と同じ面積を持つ円の直径を絶縁成分５の粒径の大きさとする方法、またはビア導体３を透過Ｘ線により投影した画像から絶縁成分５の領域を検出して、あるいはビア導体３のＸ線断層写真から絶縁成分５の部分を検出して絶縁成分５の体積を測定し、その測定した体積と同じ体積を持つ球の直径を絶縁成分５の粒径の大きさとする方法がある。同様に、ビア導体３における絶縁成分５の質量比についても、ビア導体３の面積に占める絶縁成分５の面積、またはビア導体３の体積に占める絶縁成分５の体積を測定することにより、ビア導体３における絶縁成分５の質量比を算出することができる。
【００４９】
ここで、絶縁基板２としてガラスセラミックスのような低温焼結材料を用いる場合は、複数枚のセラミックグリーンシート６を積層した積層体の上下面にさらに拘束グリーンシートを積層して焼成し、焼成後に拘束シートを除去するようにすれば、より高寸法精度の配線基板１を得ることが可能となるので、好ましい。なお、この拘束グリーンシートは、Ａｌ２Ｏ３等の難焼結性無機材料を主成分とするグリーンシートであり、絶縁基板２の焼成時に収縮しないものである。この拘束グリーンシートが積層された積層体は、収縮しない拘束グリーンシートにより積層平面方向（ｘ−ｙ平面方向）の収縮が抑制され、主に積層方向（ｚ方向）に収縮するので、焼成収縮に伴う絶縁基板２の寸法ばらつきが抑制される。
【００５０】
ここで、配線基板１の表面に形成される回路４に絶縁成分が含まれていれば、回路４に含まれる絶縁成分と拘束グリーンシートとの反応によって両者の接合強度が増し、より収縮しにくくなるので好ましいが、絶縁成分の比率が大きい場合は、特に回路４の接触面積が小さい場合には回路４と拘束グリーンシートとの接合強度が強くなり、焼成後に拘束グリーンシートが完全に除去できなかったり、あるいは回路４が絶縁基板２から剥がれたりすることがある。また逆に、絶縁成分の比率が小さい場合は、特に回路４の接触面積が大きい場合には回路４と拘束グリーンシートとの接合強度が弱くなり、絶縁基板２の寸法ばらつきが発生することがある。この場合には、前述のように回路４の面積の大きさに応じて含有させる絶縁成分の質量比を変化させると、回路４との接触面積に関わらず拘束グリーンシートを容易に除去することができ、かつ回路４と拘束グリーンシートとの接合強度が適度になり、絶縁基板２の寸法ばらつきが抑制されることから、好ましい。
【００５１】
また、この拘束グリーンシートには、難焼結性無機成分に加えて、絶縁基板２の焼成温度以下の軟化点を有するガラス成分、例えばセラミックグリーンシート６中のガラス成分と同じガラス成分を含有させるとよい。そうすると、焼成中にこのガラス成分が軟化してセラミックグリーンシート６と結合することにより、セラミックグリーンシート６と拘束グリーンシートとの結合が強固となり、より確実な拘束力が得られる。このときのガラス成分の含有量は、難焼結性無機成分とガラス成分とを合わせた無機成分の量に対して外添加で0.5乃至15質量％とするとよく、これによって、拘束力が向上し、かつ拘束グリーンシートの焼成収縮が0.5％以下に抑えられる。
【００５２】
またこの場合は、回路４に含まれる絶縁成分と拘束グリーンシートに含まれるガラス成分とが反応することから、回路４に含まれる絶縁成分の質量比をより少なくしても、拘束グリーンシートとの接合強度を適度に確保することができるとともに、絶縁基板２の寸法ばらつきを抑制できるので、好ましい。
【００５３】
焼成後の配線基板１からの拘束シートの除去方法としては、例えば研磨，ウォータージェット，ケミカルブラスト，サンドブラストまたはウェットブラスト（砥粒と水とを空気圧により噴射させる方法）等が挙げられる。
【００５４】
なお、ビア導体３には、絶縁基板２を構成する各絶縁層を貫通するものだけではなく、絶縁基板２の全体を貫通するものも含まれる。
【００５５】
焼成後の配線基板１の表面に形成された回路４の表面には、腐食防止のために、または半田や金属ワイヤ等の、外部の配線基板や実装される電子部品との接続手段との良好な接続のために、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）のめっきを施すとよい。
【００５６】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば、種々の変形は可能である。
【実施例】
【００５７】
［第１の実施例］
本発明の配線基板の第１の実施例について以下に説明する。
【００５８】
まず、Ａｌ２Ｏ３からなるセラミック粉末およびＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３からなるガラス粉末を混合したものを100質量部として、アクリル系のバインダ樹脂を10質量部、および可塑剤を１質量部添加し、トルエンおよび酢酸エチルを溶剤としてボールミルにより40時間混合し、スラリーを調製した。このスラリーからダイコーターシート成形機を用いて、成形速度が２ｍ／分で成形シート幅が250ｍｍの条件にてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシートからなる支持体上に塗布して、厚みが50μｍのセラミックグリーンシートを形成した。
【００５９】
次に、導体粒子としてのＣｕ粉末に対して、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３からなる軟化点が600℃のガラス粉末とＳｉＯ２粉末とを質量比が１：１で混合したものを絶縁粒子として、３，５，10，15，20，30および40質量％の添加量（絶縁成分の質量比に相当）で添加し、アクリル系のバインダ樹脂およびテルピネオール（ＴＰＯ）からなる溶剤と混合して、導体ペーストを作製した。
【００６０】
次に、レーザ光を発生するレーザ装置としてＣＯ２レーザ装置を用い、セラミックグリーンシートに径の大きさが小さい方の径は30μｍで大きい方の径は150μｍであるビア孔としてのテーパ状の貫通孔を、200μｍ間隔で縦横20列の計各400個形成した。形成した貫通孔には、絶縁粒子の添加量の異なる導体ペーストを充填した。この導体ペーストを埋め込んだセラミックグリーンシートを４枚重ね合わせて厚み方向に５ＭＰａの圧力および80℃の温度で加熱圧着して、セラミックグリーンシート積層体を作製した。それから、得られたセラミックグリーンシート積層体中のバインダ樹脂および溶剤等の有機成分や、有機成分が分解した後に残留するカーボンを除去するため、7.33ｋＰａの分圧の水蒸気を含んだ窒素雰囲気中に約700℃の温度で１時間保持する熱処理を行なった後、還元雰囲気中にて約1000℃の温度で１時間保持して、ビア導体における絶縁成分の質量比が異なる、評価用の試料１〜７の配線基板を作製した。
【００６１】
そして、これら試料１〜７の配線基板について、双眼顕微鏡によりビア導体近傍のクラック発生の有無を観察し、ビア導体の表裏面に抵抗測定器の電極端子を当ててビア導体の抵抗値を測定した。
【００６２】
これら試料１〜７について、導体ペーストに添加した絶縁粒子の添加量（絶縁成分の質量比）と、クラックおよび抵抗値の評価の結果とを表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に示す結果において、「クラック」欄の「○」は、ビア導体近傍のクラックの発生が見られず、優れていたことを示す。一方、「△」は、一部のビア導体近傍に実用上は支障がない程度ではあるがわずかにクラックの発生が確認されたことを示す。また、「抵抗値」欄の「○」は、抵抗要求値を十分に満足し、優れていたことを示す。一方、「△」は、一部のビア導体の抵抗値が要求値の上限程度でやや高かったものを示す。
【００６５】
表１に示す結果から明らかなように、導体ペーストに添加する絶縁粒子の添加量（ビア導体における絶縁成分の質量比）が15質量％未満の試料１，２，３では、ビア導体近傍にわずかにクラックが発生した（表中の「クラック」の欄に「△」で示す）。このクラックは、試料１では両端部の近傍に、試料２および３では径が150μｍである端部側に発生していた。また、導体ペーストに添加した絶縁粒子の添加量（ビア導体における絶縁成分の質量比）が10質量％より多い試料４，５，６，７では、抵抗値が抵抗要求値の上限程度でやや高い値を示した（表中の「抵抗値」の欄に「△」で示す）。このように、テーパ状のビア導体内において、同じ絶縁成分の添加量とした試料１乃至７の試料においては、ビア導体近傍にクラックの発生が無く、抵抗要求値も満足するものはみられなかった（表中の「総合判定」の欄に「△」で示す）。
【００６６】
次に、上記と同様のセラミックグリーンシートの貫通孔に、支持体側から導体ペーストを径の大きさに応じて絶縁成分の含有量が異なるように変更して、複数回に分けて充填して埋め込んだ以外は上記と同様にして、評価用の実施例１〜20の配線基板を作製した。貫通孔への導体ペーストの充填は、径が30μｍである端部側には、絶縁粒子の添加量が３，５，10，15質量％である導体ペーストを充填し、径が150μｍである端部側には、絶縁粒子の添加量が10，15，20，30，40質量％である導体ペーストを充填した。
【００６７】
そして、これら実施例１〜20の配線基板について、双眼顕微鏡によりビア導体近傍のクラック発生の有無を観察し、ビア導体の表裏面に抵抗測定器の電極端子を当ててビア導体の抵抗値を測定した。
【００６８】
これら実施例１〜20について、導体ペーストに添加した絶縁粒子の添加量（絶縁成分の質量比）と、クラックおよび抵抗値の評価の結果とを表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
表２に示す結果において、「クラック」欄の「○」および「△」は、表１に示す試料１〜７と同じ基準で評価した結果を示す。
【００７１】
表２に示す結果から明らかなように、径が30μｍの端部における導体ペーストに添加した絶縁粒子の添加量（ビア導体における絶縁成分の質量比）が５質量％未満である（３質量％である）か、径が150μｍの端部の絶縁粒子の添加量が15質量％未満である（10質量％である）実施例１，２，３，４，５，６，11，16では、ビア導体近傍にわずかにクラックが発生した（表中の「クラック」の欄に「△」で示す）。そのうち、実施例１，２，３，４，５ではビア導体の径が30μｍの端部側にクラックが発生し、実施例１，６，11，16ではビア導体の径が150μｍの端部側にクラックが発生した。また、径が30μｍの端部の絶縁粒子の添加量が10質量％より多い（15質量％である）実施例16，17，18，19，20、および、径が150μｍの端部の絶縁粒子の添加量が30質量％より多い（40質量％である）実施例５，10，15，20では、抵抗値が抵抗要求値の上限程度でやや高い値を示した（表中の「抵抗値」の欄に「△」で示す）。
【００７２】
これに対して、径が30μｍの端部の絶縁粒子の添加量が５質量％および10質量％であり、径が150μｍの端部の絶縁粒子の添加量が15質量％，20質量％および30質量％である、実施例７，８，９，12，13，14では、ビア導体近傍にクラックの発生が無く、抵抗要求値も十分に満足する優れたものであった（表中の「総合判定」の欄に「○」で示す）。
【００７３】
以上の第１の実施例の結果から、テーパ形状のビア導体内における絶縁成分の質量比を、ビア導体の径が大きくなるに従って大きくすることによって、ビア導体に要求される低い抵抗値を満足することおよびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できることの両方を兼ね備えた配線基板を実現することができると言える。
【００７４】
［第２の実施例］
本発明の配線基板の第２の実施例について以下に説明する。
【００７５】
まず、Ａｌ２Ｏ３から成るセラミック粉末およびＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３からなるガラス粉末を混合したものを100質量部として、アクリル系のバインダ樹脂を10質量部、および可塑剤を１質量部添加し、トルエンおよび酢酸エチルを溶剤としてボールミルにより40時間混合し、スラリーを調製した。このスラリーからダイコーターシート成形機を用いて、成形速度が２ｍ／分で成形シート幅が250ｍｍの条件にてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシートからなる支持体上に塗布して、厚みが50μｍのセラミックグリーンシートを形成した。
【００７６】
次に、導体粒子としてのＣｕ粉末に対して、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３からなる軟化点が600℃のガラス粉末とＳｉＯ２粉末とを9.5：0.5，９：１，７：３，５：５，３：７，１：９および0.5：9.5の比率（質量比）で混合したものを絶縁粒子として、それぞれＣｕ粉末に対して、１，３，５，10および15質量％の添加量（絶縁成分の質量比に相当）で添加し、アクリル系のバインダ樹脂およびテルピネオール（ＴＰＯ）からなる溶剤と混合して、導体ペーストを作製した。なお、Ｃｕ粉末のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度は800℃であり、ＳｉＯ２粉末のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度は1100℃以上であった。
【００７７】
次に、レーザ光を発生するレーザ装置としてＣＯ２レーザ装置を用い、セラミックグリーンシートに径の大きさが両端でそれぞれ30μｍおよび150μｍのビア孔としてのテーパ状の貫通孔を、200μｍ間隔で縦横20列の計各400個形成した。形成した貫通孔には、支持体側から導体ペーストを径の大きさに応じて変更し、複数回に分けて充填して埋め込んだ。貫通孔への導体ペーストの充填は、径が30μｍである端部側には、絶縁粒子の添加量が１，３，５，10，15質量％である導体ペーストを充填し、それに対応する径が150μｍである端部側には、絶縁粒子の添加量が３，５，10，15，20質量％である導体ペーストを充填することで、ビア導体の径が大きい方のビア導体内における絶縁成分の質量比が大きくなるようにした。
【００７８】
この導体ペーストを埋め込んだセラミックグリーンシートをそれぞれ４枚重ね合わせて厚み方向に５ＭＰａの圧力および80℃の温度で加熱圧着して、セラミックグリーンシート積層体を作製した。それから、得られたセラミックグリーンシート積層体中のバインダ樹脂および溶剤等の有機成分や、有機成分が分解した後に残留するカーボンを除去するため、7.33ｋＰａの分圧の水蒸気を含んだ窒素雰囲気中に約700℃の温度で１時間保持する熱処理を行なった後、還元雰囲気中にて約1000℃の温度で１時間保持して、ビア導体における絶縁成分の質量比が異なる、評価用の実施例21〜27の配線基板を作製した。
【００７９】
そして、これら実施例21〜27の配線基板について、双眼顕微鏡によりビア導体近傍のクラック発生の有無の観察を行なった。
【００８０】
これらの実施例についての、ビア導体の径別の、絶縁成分の添加量（質量比）別および導体ペーストに添加したセラミック成分の添加量別の評価の結果を、径が30μｍの端部側の観察結果について表３に示し、径が150μｍの端部側の観察結果について表４にそれぞれ示す。
【００８１】
【表３】
【００８２】
【表４】
【００８３】
表３および表４に示す結果において、「クラック」欄の「○」および「△」は、表１に示す試料１〜７と同じ基準で評価した結果を示す。
【００８４】
表３に示す結果から明らかなように、ガラス粉末とＳｉＯ２粉末との比率即ちガラス成分：セラミック成分＝５：５である第１の実施例において、クラックが発生した絶縁成分の添加量が３質量％の場合であっても、ガラス成分：セラミック成分が9.5：0.5，９：１および７：３とガラス成分の比率を大きくした実施例21，22および23では、ビア導体近傍にクラックの発生のないものとなった。また、第１の実施例においてクラックが発生しなかった、絶縁成分の添加量が５質量％および10質量％の場合であっても、ガラス成分：セラミック成分が１：９および0.5：9.5とガラス成分の比率を小さくした実施例26および27では、実用上は支障がない程度ではあるが、ビア導体近傍にわずかにクラックの発生が見られた。
【００８５】
表４に示す結果から明らかなように、第１の実施例においてクラックが発生した絶縁成分の添加加量が10質量％であっても、ガラス成分：セラミック成分が9.5：0.5および９：１の実施例31および32では、ビア導体近傍にクラックの発生が無く、優れたものであった。また、第１の実施例においてクラックが発生しなかった、絶縁成分の添加量が15質量％の場合であっても、ガラス成分：セラミック成分が１：９および0.5：9.5とガラス成分の比率を小さくした実施例36および37では、実用上は支障がない程度ではあるが、ビア導体近傍にわずかにクラックの発生が見られた。
【００８６】
実施例31〜実施例37において、径が30μｍの端部側における絶縁成分の添加量が10質量％以下であるものについては、抵抗要求値も十分に満足するものであった。
【００８７】
第２の実施例の結果から、ビア導体内における絶縁成分中のガラス成分の比率を多くすることで、より少ない絶縁成分の量であってもクラックの発生を抑えることができると言える。
【符号の説明】
【００８８】
１：配線基板
２：絶縁基板
３：ビア導体
４：回路
５：絶縁成分
６：セラミックグリーンシート
７：ビア孔
８：導体粒子
９：絶縁粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスからなる絶縁基板を備えた配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、集積回路を形成した半導体基板やコンデンサ等の電子部品を、それらが有する接続端子をビア導体を有する回路を形成したセラミック基板からなる配線基板のビア導体へ接続パッドを介して接続した電子装置が作製され、様々な分野で使用されている。このような電子装置では、様々な大きさの接続端子を持つ半導体基板や電子部品を接続するために、配線基板においては、各々の接続端子に対応した接続パッドやその接続パッドに接続されたビア導体を適切に配置する必要がある。ここで、配線基板であるセラミック基板に形成されるビア導体の径や配置等は、そのビア導体に接続される電子部品の大きさや種類に応じて設定される接続パッドや配線導体に対応させることによって異なることから、種々の径や配置のビア導体を有するセラミック基板が使用されている。
【０００３】
配線基板にビア導体を形成する方法としては、セラミックスからなる絶縁基板となるセラミックグリーンシートに形成したビア孔に、ビア導体となる導体ペーストを充填して焼成するという製造過程を経るのが一般的である。ここで、ビア孔を形成する方法としては、従来は金属等よりなる打ち抜きピンが適宜配置された金型を用いる方法から、ＣＯ２レーザやＵＶ−ＹＡＧレーザといったレーザを用いる方法が適用されるようになってきている。そのレーザを用いる場合は、ビア孔の径や配置に対応した種々の径や配置の打ち抜きピンを有する金型を作製するためのコストが低減できる。また、金型でビア孔を加工する場合と異なり、レーザで加工されたビア孔は、セラミックグリーンシートの表面と裏面で径の大きさが異なる、いわゆるテーパ形状を有するものとなる。
【０００４】
そのようなセラミック基板からなる配線基板に対して、ビア導体と絶縁基板となるセラミックスとの収縮挙動の違いによる、ビア導体の周辺に発生するクラック等を抑制するために、ビア導体を形成する導体ペーストにセラミック粉末を添加する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2007−81351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、テーパ形状を有するビア導体について、径の小さい方と径の大きい方とに同じ比率でセラミック粉末を添加した場合には、径の小さい方では、抵抗が大きくなってしまうため、ビア導体に要求される低い抵抗値を満足することができなくなってしまい、電気信号等が良好に通らなくなるという問題がある。一方で、径が大きい方では、セラミックスからなる絶縁基板よりも熱膨張係数の大きい金属からなる導体成分の絶対量が多いことから、焼成して冷却する際にビア導体と絶縁基板との間の熱収縮差が大きくなるので、貫通導体の周囲の絶縁基板や貫通導体と絶縁基板との界面近傍にクラックが発生しやすくなるという問題がある。従って、様々な種類の半導体基板や電子部品を接続するためには、テーパ形状を有するビア導体として径の小さい方と大きい方との径の差が大きいビア導体を配置すると、ビア導体の全体で同じ導体ペーストを用いて形成したのでは、ビア導体の抵抗値を低く維持することとクラック等の発生を抑制することとを同時に達成することが困難になるという問題がある。
【０００７】
すなわち、テーパ形状を有するビア導体が形成されているセラミック基板からなる配線基板において、ビア導体に要求される抵抗値を満足することおよびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できることの両方を兼ね備えた信頼性の高い配線基板が求められているという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の配線基板は、セラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板に設けられたビア導体とを備え、該ビア導体は、両端部で径が異なるテーパ形状であり、かつ前記セラミックスに含まれる絶縁成分を有しており、前記ビア導体内における前記絶縁成分の質量比は、前記ビア導体の径が大きくなるに従って大きくなっていることを特徴とするものである。
【０００９】
好ましくは、上記本発明の配線基板において、前記ビア導体は、径が小さい方の端部が、前記絶縁基板の表面に露出していることを特徴とするものである。
【００１０】
また好ましくは、上記本発明の配線基板において、前記絶縁成分は、前記ビア導体の導体成分のＴＭＡ法により求めた収縮開始温度よりも低い軟化点を有するガラス成分と、前記絶縁基板の焼成温度よりもＴＭＡ法により求めた収縮開始温度が高いセラミック成分とからなり、前記絶縁成分中の前記ガラス成分の比率は、前記ビア導体の径が大きくなるに従って大きくなっていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の配線基板の製造方法は、セラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板に設けられたビア導体とを備えた配線基板の製造方法であって、複数のセラミックグリーンシートを準備する準備工程と、前記複数のセラミックグリーンシートに両端部で径が異なるテーパ形状の貫通孔を形成する形成工程と、前記貫通孔に、前記セラミックスに含まれる絶縁成分を有する導体ペーストをそれぞれ充填する充填工程と、前記複数のセラミックグリーンシートを積層する積層工程と、積層した前記複数のセラミックグリーンシートを焼成する焼成工程とを有し、前記充填工程において、前記貫通孔の径が大きくなるほど前記絶縁成分の質量比が大きくなるように前記導体ペーストを充填することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の配線基板によれば、テーパ形状のビア導体内における絶縁成分の質量比が、ビア導体の径が大きくなるに従って大きくなっていることから、テーパ形状を有するビア導体において、ビア導体に要求される低い抵抗値を満足することおよびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できることの両方を兼ね備えた信頼性の高い配線基板を実現することができる。
【００１３】
本発明の配線基板の製造方法によれば、上記各工程を備えていることから、テーパ形状を有するビア導体において、ビア導体に要求される低い抵抗値を満足することおよびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できることの両方を兼ね備えた信頼性の高い配線基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の配線基板の製造方法の実施の形態の一例を工程順に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態の例について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例における構成例を示す断面図である。図１に示されるように、本例の配線基板１は、セラミックスからなる絶縁基板２と、絶縁基板２に設けられた複数のビア導体３とを備える。このビア導体３は、絶縁基板２を構成する絶縁層に設けられた貫通孔に導体が充填されて形成されている貫通導体である。また、配線基板１の表面および内部には、広面積のいわゆるベタパターンや、配線導体である線状のラインパターンよりなる、回路４を備える。複数のビア導体３は、上端と下端とで径が異なるテーパ形状を有する複数のビア導体を含んでおり、それらテーパ形状を有する各ビア導体３は絶縁成分５をそれぞれ含む。また、回路４は、絶縁基板２の内部および表面に設けられ、ビア導体３と同様に絶縁成分５を含んでいる。ここで、絶縁成分５は、絶縁基板２に含まれるセラミックスと同じくセラミックスからなるものである。
【００１７】
例えば、セラミックスからなる絶縁基板２は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、またはガラスセラミックス焼結体等のセラミック材料により形成される。そして、ビア導体３が有するセラミックスからなる絶縁成分５も、これらセラミック材料により形成される。
【００１８】
ここで、本例の配線基板１では、テーパ形状のビア導体３は、両端部で径が異なる形状のものであり、かつ絶縁基板２を形成しているセラミックスに含まれる絶縁成分５を有しており、ビア導体３内における絶縁成分５の質量比は、ビア導体３の径が大きくなるに従って大きくなっている。このように、ビア導体３内における絶縁成分５の質量比が、ビア導体３の径が大きくなるに従って大きくなっているものとすると、絶縁成分５の質量比をビア導体３の全体で同じにした場合と比べて、径の小さい方の抵抗値が大きくなり過ぎることを抑制して所望の低い抵抗値を満足することができ、一方で径の大きい方のビア導体３の熱膨張係数を調整して、周辺の絶縁基板２にクラックが発生することを抑制することができる。
【００１９】
ビア導体３における絶縁成分５の質量比は、絶縁基板２に用いるセラミック材料およびビア導体３に用いる導体成分によって異なり、両者の熱膨張係数の差が小さくなるように適宜調整すればよい。例えば、絶縁基板２がＡｌ２Ｏ３粉末とＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３ガラス粉末とを含むガラスセラミックスからなり、ビア導体３が、導体成分が銅（Ｃｕ）からなり、絶縁成分５がＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３ガラス粉末とＳｉＯ２粉末とからなる場合であれば、ビア導体３の径の小さい方が30μｍの場合は絶縁成分５の添加量（質量比）は５乃至10質量％とし、それに対して径の大きい方が150μｍの場合は絶縁成分５の添加量（質量比）は15乃至30質量％と大きくすると、ビア導体３の径の小さい方では抵抗値を低く維持して要求値を満足させることができ、かつ径の大きい方では周辺の絶縁基板２にクラックが発生することを十分に抑制することができるものとなる。
【００２０】
また、本例の配線基板１では、ビア導体３は、径が小さい方の端部が、絶縁基板２の表面に露出していることが好ましい。このように、テーパ形状であるビア導体３の径が小さい方の端部が絶縁基板２の表面に露出しているようにすると、ビア導体３の径の小さい方では絶縁成分５の添加量が少ないため、焼成後、配線基板１の表面に露出したビア導体３の端部にめっきを施した場合に、ビア導体３の端部の表面にめっき皮膜が形成されやすくなり、電子部品を接続する際の半田の接合強度や接合信頼性等を改善することができる。
【００２１】
また、本例の配線基板１では、絶縁成分５は、軟化点がビア導体３の導体成分のＴＭＡ法（Thermomechanical Analysis：熱機械分析）によって求めた収縮開始温度よりも低いガラス成分と、ＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度が絶縁基板２の焼成温度よりも高いセラミック成分とからなり、絶縁成分５中のガラス成分の比率は、ビア導体３の径が大きくなるに従って大きくなっていることが好ましい。
【００２２】
これは、絶縁成分５を、ビア導体３を構成する導体成分のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度よりも軟化点が低いガラス成分と、絶縁基板２の焼成温度よりもＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度が高いセラミック成分とからなるものとすることで、配線基板１の焼成時におけるビア導体３の導体成分と絶縁基板２との収縮開始温度の差に応じて、収縮開始温度の異なるガラス成分とセラミック成分の比率を調整してビア導体３の収縮開始温度を調整することによって、ビア導体３と絶縁基板２の収縮開始温度の差によるクラックの発生も抑制することができるからである。例えば、ビア導体３に使用される導体成分として収縮開始温度が絶縁基板２より低い材料を使用した場合には、セラミック成分の比率を高くしてビア導体３の収縮開始温度を高くすることによって、また、導体成分として収縮開始温度が絶縁基板２より高い材料を使用した場合には、ガラス成分の比率を高くしてビア導体３の収縮開始温度を低くすることによって、ビア導体３の焼結挙動を絶縁基板２の焼結挙動に近づけるような調整を行なうことができる。
【００２３】
また、ビア導体３の径が大きいと、焼成中に絶縁基板２からビア導体３に拡散してくるガラス成分がビア導体３の中心部までは至らないので、焼結助剤であるガラス成分の少ないビア導体３の中心部では導体成分の焼結が進まずに空孔が発生しやすくなってビア導体３の電気抵抗値が高くなってしまう。これに対して、ビア導体３の径が大きくなるのに応じてガラス成分の比率を大きくすることで、ビア導体３の中心部にもガラス成分が存在するようになることから、ビア導体３の中心部でも十分に焼結が促進されるので、ビア導体の抵抗値が高くなってしまうことを抑えることができる。
【００２４】
ここで、ビア導体３の導体成分および絶縁成分５のセラミック成分についてのＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度とは、ＪＩＳ Ｒ3102「ガラスの平均線膨張係数の試験方法」に準じて測定して求めたものであり、ビア導体３の導体成分からなる試料粉末および絶縁成分５のセラミック成分からなる試料粉末をそれぞれ250メッシュの篩に通して、得られた粉を成形金型に入れ、３乃至10ＭＰａ程度の圧力で常温にて５乃至30秒程度プレスすることによって、直径６ｍｍおよび高さ10ｍｍの円柱状のバルクを成形し、このバルクを用いて、空気または窒素等の雰囲気中で10℃／分の昇温速度で焼成しながら、そのときの高さ方向の寸法の変化を熱機械分析（ＴＭＡ）法で測定して、それによって求められた、バルクが収縮を開始する温度である。
【００２５】
絶縁成分５中のガラス成分の比率は、例えば、ビア導体３の径の小さい方が30μｍの場合の絶縁成分５中のガラス成分の比率を10乃至30質量％とし、ビア導体３の径の大きい方が150μｍの場合の絶縁成分５中のガラス成分の比率を30乃至80質量％とすると、絶縁成分５の添加量がそれぞれ３乃至８質量％および10乃至20質量％であれば、ビア導体３の周辺における絶縁基板２のクラックの発生を抑制し、かつ径が150μｍと大きい方のビア導体３での中心部の空孔の発生を抑制することができる。また、ガラス成分の比率を調整することで、ビア導体３に添加する絶縁成分５の添加量を抑制することが出来るため、ビア導体３の抵抗値を抑制することができる。
【００２６】
絶縁成分５中のガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（ただし、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫを示す），もしくはＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００２７】
なお、ガラス成分の軟化点は、ビア導体３の導体成分のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度よりも10乃至100℃度程度低いことが好ましい。この範囲であれば、ガラス成分によるビア導体３の効果的な収縮調整が可能となり、好ましい。例えば、ビア導体３の導体成分のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度が800℃程度の銅であれば、絶縁成分５のガラス成分として軟化点が700乃至790℃程度のものを用いることにより、ガラス成分によるビア導体３の効果的な収縮調整が可能となる。
【００２８】
また、絶縁成分５のセラミック成分としては、絶縁基板２を構成するセラミックスと同様のものを用いることができ、例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ならびにＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００２９】
絶縁成分５のセラミック成分のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度は、絶縁基板２の焼成温度より100℃以上高いことが好ましい。この範囲であれば、セラミック成分によるビア導体３の効果的な収縮調整が可能となり、好ましい。例えば、絶縁基板２の焼成温度が1000℃程度であれば、ＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度が1100℃以上のアルミナ，シリカまたは二酸化チタン等を絶縁成分５のセラミック成分に用いることにより、セラミック成分によるビア導体３の効果的な収縮調整が可能となる。
【００３０】
また、ビア導体３や回路４の導体材料としては、例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）のうち１種または２種以上が挙げられ、絶縁基板２の材料等により使い分けることが可能である。ここで、銅，銀もしくは金を用いると、ビア導体３および回路４の抵抗値が低くなるため、高周波の信号が通りやすくなることから、好ましい。
【００３１】
また、回路４における、広面積のいわゆるベタパターンや、配線導体である線状のラインパターンについても絶縁成分５と同様の絶縁成分を有するものとするときには、その質量比は、広面積のパターンであるベタパターンにおける絶縁成分５の質量比を線状のパターンであるラインパターンにおける質量比よりも高くすることにより、ビア導体３における場合と同様に、ベタパターンの周辺における絶縁基板２のクラックの発生を抑制し、かつラインパターンの抵抗値を低く維持することができるので、好ましい。例えば、幅が50μｍ程度のラインパターンでは絶縁成分の質量比は１乃至８質量％程度とし、ベタパターンでは絶縁成分の質量比は５乃至15質量％程度とすることで、ベタパターンの周辺における絶縁基板２のクラックの発生を抑制し、かつラインパターンの抵抗値を低く維持することができる。
【００３２】
次に、本発明の配線基板の製造方法の実施の形態の例について、配線基板１を例にとって図２を参照しつつ説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、配線基板１の製造方法の一例をそれぞれ工程順に示した断面図であり、図２において図１に示す配線基板１に対応する部位には同じ符号を括弧を付して示してある。
【００３３】
まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板２となるセラミックグリーンシート６に、両端部で異なる径を持つ、ビア導体３を形成するための貫通孔であるテーパ形状のビア孔７を複数形成する。セラミックグリーンシート６は、例えば酸化アルミニウム，酸化珪素および酸化カルシウム等の原料粉末を、バインダ樹脂および溶剤とともに混練してスラリーを得て、このスラリーをドクターブレード法もしくはリップコータ法等によってキャリア上にシート状に成形して形成される。ここでセラミックグリーンシート６にテーパ形状のビア孔７を形成する方法としては、ＣＯ２レーザやＵＶ−ＹＡＧレーザ等のレーザ光を照射する方法等を採用することができる。ここで、ビア孔７を形成する方法としてレーザ光を照射する方法を用いると、セラミックグリーンシート６をキャリア付きのままでビア孔７形成に使用できることから、工程中や保管中等のセラミックグリーンシート６の寸法変動を抑えることができるので、好ましい。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示すように、テーパ形状のビア孔７へビア導体３となる導体ペーストを充填し、それに接続するようにセラミックグリーンシート６の表面に回路４となる導体ペーストを塗布する。この場合に、ビア孔７へ導体ペーストを充填する工程と、セラミックグリーンシート６の表面に導体ペーストを塗布する工程とは、どちらが先でもよい。また、ビア孔７へ導体ペーストを充填する方法およびセラミックグリーンシート６の表面に導体ペーストを塗布する方法としては、印刷用のマスクの開口部から導体ペーストを塗布するスクリーン印刷法およびインクジェットやディスペンサー等の導体ペーストを直接描画する方法等のいずれの方法も適用することができる。
【００３５】
このような導体ペーストは、導体成分となる導体粒子８および絶縁成分５となる絶縁粒子９にバインダ樹脂および溶剤を調合して、加熱および混合することにより作製される。
【００３６】
導体粒子８は、例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）等の金属粉末をアトマイズ法または還元法等により処理して製造されたものであり、必要により酸化防止または凝集防止等の処理を行なってもよい。導体粒子８が２種類以上の場合は、２種類以上の粉末を混合してもよいし、合金またはコーティング等により２種類以上の金属材料が一体となった粉末を用いてもよい。また、分級等により微粉末または粗粉末を除去して粒度分布を所望の分布に調整したものであってもよい。
【００３７】
また、絶縁成分５となる絶縁粒子９は、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（ただし、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫを示す），もしくはＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等のガラス粉末や、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ならびにＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等のセラミック粉末を、アトマイズ法により製造したものや、ボールミル等で粉砕処理したもの等を用いることができる。また、必要により酸化防止または凝集防止等の処理を行なってもよい。絶縁粒子９が２種類以上の場合は、２種類以上の粉末を混合してもよいし、コーティング等により２種類以上の絶縁材料が一体となった粉末を用いてもよい。また、分級等により微粉末または粗粉末を除去して粒度分布を所望の分布に調整したものであってもよい。
【００３８】
ここで、テーパ形状のビア導体３における絶縁成分５の質量比を、ビア導体３の径が大きくなるに従って大きくなっているように調整するために、導体ペーストに含まれる絶縁粒子９の添加量（質量比）を調整したものをビア孔７（ビア導体３）の径の大きさに応じて複数作製し、ビア孔７の径の大きさに応じた導体ペーストを用いて、ビア孔７への導体ペーストの充填を複数回に分けて行なう。これにより、径が大きくなるに従って絶縁成分５の質量比が大きくなっているテーパ形状のビア導体３を形成することができる。ここで、充填の回数は、ビア導体３の両端部の径の差や、ビア導体３の両端部における絶縁成分５の質量比の差等によって設定すればよい。例えば、ビア導体３の両端部の径の差が100μｍ以下の場合や、ビア導体３の両端部間における絶縁成分５の質量比の差が10％以下の場合であれば、ビア孔７の径の小さい側への絶縁粒子９の添加量（質量比）が少ない導体ペーストの充填とビア孔７の径の大きい側への絶縁粒子９の添加量（質量比）が多い導体ペーストの充填との２回程度の充填の回数とすればよい。また、ビア導体３の両端部の径の差が100μｍより大きい場合や、ビア導体３の両端部間における絶縁成分５の質量比の差が10％より大きい場合であれば、充填の回数を３回程度とすればよい。このようにすることにより、ビア導体３の長さ（深さ）方向の全域にわたって、径に応じた絶縁成分５の質量比とすることができる。
【００３９】
導体ペーストに含まれるバインダ樹脂は、従来から導体ペーストに使用されているものが使用可能である。例えば、アクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラール系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。樹脂の選定に当たっては、焼成工程での分解および揮発性を考慮すると、アクリル系またはアルキド系の有機バインダが好ましい。また、樹脂の添加量としては、導体ペーストに用いる導体粒子８および絶縁粒子９の種類等により異なるが、焼成時に分解・除去されやすく、かつ導体粒子８および絶縁粒子９を良好に分散できる量であればよく、その目安としては導体粒子８に対して５乃至20質量％程度が望ましい。また、溶剤としては、テルピネオール，ブチルカルビトールアセテートおよびフタル酸等の可塑剤等が使用可能である。
【００４０】
ここで、ビア孔７を充填するための導体ペーストに、導体ペースト中の溶剤成分がセラミックグリーンシート６へ浸透するのを抑制する浸透抑制剤を添加すると、導体ペーストの充填の際に、導体ペーストからセラミックグリーンシート６に導体ペーストに含まれる溶剤がセラミックグリーンシート６に吸収されにくくなるため、充填中に導体ペーストの粘度が上昇しにくくなり、安定した充填が行なえるようになる。このように、導体ペーストをセラミックグリーンシート６への溶剤成分の浸透を抑制する浸透抑制剤を有するものとすると、特にビア孔７の径が小さい場合に、および導体ペーストの粘度が高い場合においても、導体ペーストをビア孔７に良好に充填しやすくなる。その結果、ビア導体３の周辺部やビア導体３の内部において、導体ペーストの乾燥収縮に伴うクラックが発生しにくくなる。
【００４１】
この浸透抑制剤の添加量は、ビア孔７の径の大きさにより調整するとよい。具体的には、ビア孔７の径が大きいものほど浸透抑制剤の添加量を少なくするとよい。このようにすると、径の大きいビア孔７において、導体ペーストの埋め込み時にセラミックグリーンシート６の裏表面への導体ペーストの滲み等が発生しにくくなり、かつ径の小さいビア孔７においてもビア孔７への充填性が向上することから、ビア導体３の周辺部や周辺の絶縁基板２に、またビア導体３の内部にクラックが発生しにくくなる。この場合には、複数の添加量を変更した導体ペーストを準備し、ビア孔７の径の大きさに応じて使い分けて、複数回充填することによって、良好な充填を行なうことができる。
【００４２】
このような浸透抑制剤の添加量としては、例えば、ビア孔７の径が40μｍと小さいときは10乃至20質量％の範囲であれば、一方、ビア孔７の径の大きさが100μｍと大きいときは0.1乃至５質量％の範囲であれば、ビア孔７の径の大きさが40μｍ程度と小さいときにおいては充填性を向上させることができ、一方、ビア孔７の径の大きさが100μｍ程度と大きいときにおいては導体ペーストの滲みの発生が低減できるので、好ましい。
【００４３】
また、浸透抑制剤は、ひまし油を含むことが好ましい。浸透抑制剤がひまし油を含むこにより、ひまし油に含まれる網目構造に溶剤が保持されるため、導体ペーストから溶剤がセラミックグリーンシート６に浸透したり揮発したりするのを効果的に抑制することができる。また、ひまし油による網目構造の保持力を調整することにより、導体ペーストの充填時に網目構造から溶剤が放出されるようにすることもできるため、その場合には導体ペーストの粘度を低下させることができ、ビア孔７に導体ペーストを充填しやすくなる。よって、ビア導体３の周辺部やビア導体３の内部において、導体ペーストの乾燥収縮に伴うクラックの発生を抑制することができる。ここで用いるひまし油には、水素を添加したもの等が適用できる。水素添加ひまし油は、導体ペーストに含まれる溶剤と水素結合することで溶剤の保持力をより強固にすることができることから、より少ない浸透抑制剤の添加量でも導体ペーストを良好に充填できるようになるので、好ましい。
【００４４】
また、導体ペーストの製造において、浸透抑制剤とバインダ樹脂と溶剤とをあらかじめ加熱および混合しておき、その後に導体粒子８および絶縁粒子９と加熱および混合する方法によれば、導体粒子８および絶縁粒子９の表面に浸透抑制剤が付着して固化したりせず、バインダ樹脂および溶剤中（以下、樹脂等ともいう）に浸透抑制剤が分散しやすくなることから、より少ない浸透抑制剤の添加量でも、導体ペーストの充填時において、導体ペーストに含まれる溶剤がセラミックグリーンシート６に浸透しにくくなり吸収されにくくなる。このとき、浸透抑制剤と樹脂等とをあらかじめ加熱する際の温度は、導体ペーストを作製する際に加熱する温度よりも高い方が好ましい。これは、そのようにすると、経時変化による浸透抑制剤と樹脂等との分離が無く、分散後の状態がより安定しやすくなるからである。浸透抑制剤と樹脂等とをあらかじめ加熱する際の温度は、樹脂等および浸透抑制剤の種類により異なるが、バインダ樹脂としてアクリル樹脂を、溶剤としてテルピネオールをそれぞれ用いる場合は、30乃至80℃の範囲であれば、分散後に放置しておいても導体ペーストが樹脂等と浸透抑制剤とに分離することを抑制することができ、より少ない浸透抑制剤の添加量でも、ビア孔７への導体ペーストの充填時において導体ペーストに含まれる溶剤がセラミックグリーンシート６に吸収されにくくなる。
【００４５】
また、ビア導体３を形成するためのビア孔７に充填される導体ペーストと、回路４を形成するためのセラミックグリーンシート６の表面に塗布される導体ペーストとは、同じものを使用してもよいが、ビア孔７に充填される導体ペーストに含まれる導体粒子８の粒度分布を、回路４を形成する導体ペーストに含まれる導体粒子８の粒度分布よりも広くすると、焼成の際の収縮挙動の調整がより容易となり、ビア導体３の周辺の絶縁基板２にクラックが発生しにくくなる。
【００４６】
また、ＰＥＴフィルム等のキャリア上に載置されたセラミックグリーンシート６にレーザ光を照射することによってビア孔７を形成し、そのビア孔７に導体ペーストの充填を行ない、充填後にセラミックグリーンシート６からキャリアを剥離すると、セラミックグリーンシート６の表面への導体ペーストの滲みがなくなることから、高密度にビア孔７を形成しても、それに充填した導体ペーストの滲みによるビア導体３間の短絡が発生しにくくなる。
【００４７】
最後に、図２（ｃ）に示すように、ビア孔７に導体ペーストが充填され、表面に回路４となる導体ペーストが塗布されたセラミックグリーンシート６を複数枚積層し、この積層体の焼成を行なうことにより、配線基板１が完成する。なお、焼成後に、配線基板１の断面を研磨する等の破壊検査またはＸ線等による透過光を用いた非破壊検査等によって、ビア導体３に含まれる絶縁成分５および回路４に含まれる絶縁成分の状態を確認することができる。
【００４８】
絶縁成分５の粒径の大きさの算出方法としては、例えば、ビア導体３の断面を研磨して絶縁成分５の最大長および絶縁成分５の面積を測定し、その面積と同じ面積を持つ円の直径を絶縁成分５の粒径の大きさとする方法、またはビア導体３を透過Ｘ線により投影した画像から絶縁成分５の領域を検出して、あるいはビア導体３のＸ線断層写真から絶縁成分５の部分を検出して絶縁成分５の体積を測定し、その測定した体積と同じ体積を持つ球の直径を絶縁成分５の粒径の大きさとする方法がある。同様に、ビア導体３における絶縁成分５の質量比についても、ビア導体３の面積に占める絶縁成分５の面積、またはビア導体３の体積に占める絶縁成分５の体積を測定することにより、ビア導体３における絶縁成分５の質量比を算出することができる。
【００４９】
ここで、絶縁基板２としてガラスセラミックスのような低温焼結材料を用いる場合は、複数枚のセラミックグリーンシート６を積層した積層体の上下面にさらに拘束グリーンシートを積層して焼成し、焼成後に拘束シートを除去するようにすれば、より高寸法精度の配線基板１を得ることが可能となるので、好ましい。なお、この拘束グリーンシートは、Ａｌ２Ｏ３等の難焼結性無機材料を主成分とするグリーンシートであり、絶縁基板２の焼成時に収縮しないものである。この拘束グリーンシートが積層された積層体は、収縮しない拘束グリーンシートにより積層平面方向（ｘ−ｙ平面方向）の収縮が抑制され、主に積層方向（ｚ方向）に収縮するので、焼成収縮に伴う絶縁基板２の寸法ばらつきが抑制される。
【００５０】
ここで、配線基板１の表面に形成される回路４に絶縁成分が含まれていれば、回路４に含まれる絶縁成分と拘束グリーンシートとの反応によって両者の接合強度が増し、より収縮しにくくなるので好ましいが、絶縁成分の比率が大きい場合は、特に回路４の接触面積が小さい場合には回路４と拘束グリーンシートとの接合強度が強くなり、焼成後に拘束グリーンシートが完全に除去できなかったり、あるいは回路４が絶縁基板２から剥がれたりすることがある。また逆に、絶縁成分の比率が小さい場合は、特に回路４の接触面積が大きい場合には回路４と拘束グリーンシートとの接合強度が弱くなり、絶縁基板２の寸法ばらつきが発生することがある。この場合には、前述のように回路４の面積の大きさに応じて含有させる絶縁成分の質量比を変化させると、回路４との接触面積に関わらず拘束グリーンシートを容易に除去することができ、かつ回路４と拘束グリーンシートとの接合強度が適度になり、絶縁基板２の寸法ばらつきが抑制されることから、好ましい。
【００５１】
また、この拘束グリーンシートには、難焼結性無機成分に加えて、絶縁基板２の焼成温度以下の軟化点を有するガラス成分、例えばセラミックグリーンシート６中のガラス成分と同じガラス成分を含有させるとよい。そうすると、焼成中にこのガラス成分が軟化してセラミックグリーンシート６と結合することにより、セラミックグリーンシート６と拘束グリーンシートとの結合が強固となり、より確実な拘束力が得られる。このときのガラス成分の含有量は、難焼結性無機成分とガラス成分とを合わせた無機成分の量に対して外添加で0.5乃至15質量％とするとよく、これによって、拘束力が向上し、かつ拘束グリーンシートの焼成収縮が0.5％以下に抑えられる。
【００５２】
またこの場合は、回路４に含まれる絶縁成分と拘束グリーンシートに含まれるガラス成分とが反応することから、回路４に含まれる絶縁成分の質量比をより少なくしても、拘束グリーンシートとの接合強度を適度に確保することができるとともに、絶縁基板２の寸法ばらつきを抑制できるので、好ましい。
【００５３】
焼成後の配線基板１からの拘束シートの除去方法としては、例えば研磨，ウォータージェット，ケミカルブラスト，サンドブラストまたはウェットブラスト（砥粒と水とを空気圧により噴射させる方法）等が挙げられる。
【００５４】
なお、ビア導体３には、絶縁基板２を構成する各絶縁層を貫通するものだけではなく、絶縁基板２の全体を貫通するものも含まれる。
【００５５】
焼成後の配線基板１の表面に形成された回路４の表面には、腐食防止のために、または半田や金属ワイヤ等の、外部の配線基板や実装される電子部品との接続手段との良好な接続のために、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）のめっきを施すとよい。
【００５６】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば、種々の変形は可能である。
【実施例】
【００５７】
［第１の実施例］
本発明の配線基板の第１の実施例について以下に説明する。
【００５８】
まず、Ａｌ２Ｏ３からなるセラミック粉末およびＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３からなるガラス粉末を混合したものを100質量部として、アクリル系のバインダ樹脂を10質量部、および可塑剤を１質量部添加し、トルエンおよび酢酸エチルを溶剤としてボールミルにより40時間混合し、スラリーを調製した。このスラリーからダイコーターシート成形機を用いて、成形速度が２ｍ／分で成形シート幅が250ｍｍの条件にてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシートからなる支持体上に塗布して、厚みが50μｍのセラミックグリーンシートを形成した。
【００５９】
次に、導体粒子としてのＣｕ粉末に対して、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３からなる軟化点が600℃のガラス粉末とＳｉＯ２粉末とを質量比が１：１で混合したものを絶縁粒子として、３，５，10，15，20，30および40質量％の添加量（絶縁成分の質量比に相当）で添加し、アクリル系のバインダ樹脂およびテルピネオール（ＴＰＯ）からなる溶剤と混合して、導体ペーストを作製した。
【００６０】
次に、レーザ光を発生するレーザ装置としてＣＯ２レーザ装置を用い、セラミックグリーンシートに径の大きさが小さい方の径は30μｍで大きい方の径は150μｍであるビア孔としてのテーパ状の貫通孔を、200μｍ間隔で縦横20列の計各400個形成した。形成した貫通孔には、絶縁粒子の添加量の異なる導体ペーストを充填した。この導体ペーストを埋め込んだセラミックグリーンシートを４枚重ね合わせて厚み方向に５ＭＰａの圧力および80℃の温度で加熱圧着して、セラミックグリーンシート積層体を作製した。それから、得られたセラミックグリーンシート積層体中のバインダ樹脂および溶剤等の有機成分や、有機成分が分解した後に残留するカーボンを除去するため、7.33ｋＰａの分圧の水蒸気を含んだ窒素雰囲気中に約700℃の温度で１時間保持する熱処理を行なった後、還元雰囲気中にて約1000℃の温度で１時間保持して、ビア導体における絶縁成分の質量比が異なる、評価用の試料１〜７の配線基板を作製した。
【００６１】
そして、これら試料１〜７の配線基板について、双眼顕微鏡によりビア導体近傍のクラック発生の有無を観察し、ビア導体の表裏面に抵抗測定器の電極端子を当ててビア導体の抵抗値を測定した。
【００６２】
これら試料１〜７について、導体ペーストに添加した絶縁粒子の添加量（絶縁成分の質量比）と、クラックおよび抵抗値の評価の結果とを表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に示す結果において、「クラック」欄の「○」は、ビア導体近傍のクラックの発生が見られず、優れていたことを示す。一方、「△」は、一部のビア導体近傍に実用上は支障がない程度ではあるがわずかにクラックの発生が確認されたことを示す。また、「抵抗値」欄の「○」は、抵抗要求値を十分に満足し、優れていたことを示す。一方、「△」は、一部のビア導体の抵抗値が要求値の上限程度でやや高かったものを示す。
【００６５】
表１に示す結果から明らかなように、導体ペーストに添加する絶縁粒子の添加量（ビア導体における絶縁成分の質量比）が15質量％未満の試料１，２，３では、ビア導体近傍にわずかにクラックが発生した（表中の「クラック」の欄に「△」で示す）。このクラックは、試料１では両端部の近傍に、試料２および３では径が150μｍである端部側に発生していた。また、導体ペーストに添加した絶縁粒子の添加量（ビア導体における絶縁成分の質量比）が10質量％より多い試料４，５，６，７では、抵抗値が抵抗要求値の上限程度でやや高い値を示した（表中の「抵抗値」の欄に「△」で示す）。このように、テーパ状のビア導体内において、同じ絶縁成分の添加量とした試料１乃至７の試料においては、ビア導体近傍にクラックの発生が無く、抵抗要求値も満足するものはみられなかった（表中の「総合判定」の欄に「△」で示す）。
【００６６】
次に、上記と同様のセラミックグリーンシートの貫通孔に、支持体側から導体ペーストを径の大きさに応じて絶縁成分の含有量が異なるように変更して、複数回に分けて充填して埋め込んだ以外は上記と同様にして、評価用の実施例１〜20の配線基板を作製した。貫通孔への導体ペーストの充填は、径が30μｍである端部側には、絶縁粒子の添加量が３，５，10，15質量％である導体ペーストを充填し、径が150μｍである端部側には、絶縁粒子の添加量が10，15，20，30，40質量％である導体ペーストを充填した。
【００６７】
そして、これら実施例１〜20の配線基板について、双眼顕微鏡によりビア導体近傍のクラック発生の有無を観察し、ビア導体の表裏面に抵抗測定器の電極端子を当ててビア導体の抵抗値を測定した。
【００６８】
これら実施例１〜20について、導体ペーストに添加した絶縁粒子の添加量（絶縁成分の質量比）と、クラックおよび抵抗値の評価の結果とを表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
表２に示す結果において、「クラック」欄の「○」および「△」は、表１に示す試料１〜７と同じ基準で評価した結果を示す。
【００７１】
表２に示す結果から明らかなように、径が30μｍの端部における導体ペーストに添加した絶縁粒子の添加量（ビア導体における絶縁成分の質量比）が５質量％未満である（３質量％である）か、径が150μｍの端部の絶縁粒子の添加量が15質量％未満である（10質量％である）実施例１，２，３，４，５，６，11，16では、ビア導体近傍にわずかにクラックが発生した（表中の「クラック」の欄に「△」で示す）。そのうち、実施例１，２，３，４，５ではビア導体の径が30μｍの端部側にクラックが発生し、実施例１，６，11，16ではビア導体の径が150μｍの端部側にクラックが発生した。また、径が30μｍの端部の絶縁粒子の添加量が10質量％より多い（15質量％である）実施例16，17，18，19，20、および、径が150μｍの端部の絶縁粒子の添加量が30質量％より多い（40質量％である）実施例５，10，15，20では、抵抗値が抵抗要求値の上限程度でやや高い値を示した（表中の「抵抗値」の欄に「△」で示す）。
【００７２】
これに対して、径が30μｍの端部の絶縁粒子の添加量が５質量％および10質量％であり、径が150μｍの端部の絶縁粒子の添加量が15質量％，20質量％および30質量％である、実施例７，８，９，12，13，14では、ビア導体近傍にクラックの発生が無く、抵抗要求値も十分に満足する優れたものであった（表中の「総合判定」の欄に「○」で示す）。
【００７３】
以上の第１の実施例の結果から、テーパ形状のビア導体内における絶縁成分の質量比を、ビア導体の径が大きくなるに従って大きくすることによって、ビア導体に要求される低い抵抗値を満足することおよびビア導体の周辺にクラックが発生することを抑制できることの両方を兼ね備えた配線基板を実現することができると言える。
【００７４】
［第２の実施例］
本発明の配線基板の第２の実施例について以下に説明する。
【００７５】
まず、Ａｌ２Ｏ３から成るセラミック粉末およびＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３からなるガラス粉末を混合したものを100質量部として、アクリル系のバインダ樹脂を10質量部、および可塑剤を１質量部添加し、トルエンおよび酢酸エチルを溶剤としてボールミルにより40時間混合し、スラリーを調製した。このスラリーからダイコーターシート成形機を用いて、成形速度が２ｍ／分で成形シート幅が250ｍｍの条件にてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシートからなる支持体上に塗布して、厚みが50μｍのセラミックグリーンシートを形成した。
【００７６】
次に、導体粒子としてのＣｕ粉末に対して、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３からなる軟化点が600℃のガラス粉末とＳｉＯ２粉末とを9.5：0.5，９：１，７：３，５：５，３：７，１：９および0.5：9.5の比率（質量比）で混合したものを絶縁粒子として、それぞれＣｕ粉末に対して、１，３，５，10および15質量％の添加量（絶縁成分の質量比に相当）で添加し、アクリル系のバインダ樹脂およびテルピネオール（ＴＰＯ）からなる溶剤と混合して、導体ペーストを作製した。なお、Ｃｕ粉末のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度は800℃であり、ＳｉＯ２粉末のＴＭＡ法によって求めた収縮開始温度は1100℃以上であった。
【００７７】
次に、レーザ光を発生するレーザ装置としてＣＯ２レーザ装置を用い、セラミックグリーンシートに径の大きさが両端でそれぞれ30μｍおよび150μｍのビア孔としてのテーパ状の貫通孔を、200μｍ間隔で縦横20列の計各400個形成した。形成した貫通孔には、支持体側から導体ペーストを径の大きさに応じて変更し、複数回に分けて充填して埋め込んだ。貫通孔への導体ペーストの充填は、径が30μｍである端部側には、絶縁粒子の添加量が１，３，５，10，15質量％である導体ペーストを充填し、それに対応する径が150μｍである端部側には、絶縁粒子の添加量が３，５，10，15，20質量％である導体ペーストを充填することで、ビア導体の径が大きい方のビア導体内における絶縁成分の質量比が大きくなるようにした。
【００７８】
この導体ペーストを埋め込んだセラミックグリーンシートをそれぞれ４枚重ね合わせて厚み方向に５ＭＰａの圧力および80℃の温度で加熱圧着して、セラミックグリーンシート積層体を作製した。それから、得られたセラミックグリーンシート積層体中のバインダ樹脂および溶剤等の有機成分や、有機成分が分解した後に残留するカーボンを除去するため、7.33ｋＰａの分圧の水蒸気を含んだ窒素雰囲気中に約700℃の温度で１時間保持する熱処理を行なった後、還元雰囲気中にて約1000℃の温度で１時間保持して、ビア導体における絶縁成分の質量比が異なる、評価用の実施例21〜27の配線基板を作製した。
【００７９】
そして、これら実施例21〜27の配線基板について、双眼顕微鏡によりビア導体近傍のクラック発生の有無の観察を行なった。
【００８０】
これらの実施例についての、ビア導体の径別の、絶縁成分の添加量（質量比）別および導体ペーストに添加したセラミック成分の添加量別の評価の結果を、径が30μｍの端部側の観察結果について表３に示し、径が150μｍの端部側の観察結果について表４にそれぞれ示す。
【００８１】
【表３】
【００８２】
【表４】
【００８３】
表３および表４に示す結果において、「クラック」欄の「○」および「△」は、表１に示す試料１〜７と同じ基準で評価した結果を示す。
【００８４】
表３に示す結果から明らかなように、ガラス粉末とＳｉＯ２粉末との比率即ちガラス成分：セラミック成分＝５：５である第１の実施例において、クラックが発生した絶縁成分の添加量が３質量％の場合であっても、ガラス成分：セラミック成分が9.5：0.5，９：１および７：３とガラス成分の比率を大きくした実施例21，22および23では、ビア導体近傍にクラックの発生のないものとなった。また、第１の実施例においてクラックが発生しなかった、絶縁成分の添加量が５質量％および10質量％の場合であっても、ガラス成分：セラミック成分が１：９および0.5：9.5とガラス成分の比率を小さくした実施例26および27では、実用上は支障がない程度ではあるが、ビア導体近傍にわずかにクラックの発生が見られた。
【００８５】
表４に示す結果から明らかなように、第１の実施例においてクラックが発生した絶縁成分の添加加量が10質量％であっても、ガラス成分：セラミック成分が9.5：0.5および９：１の実施例31および32では、ビア導体近傍にクラックの発生が無く、優れたものであった。また、第１の実施例においてクラックが発生しなかった、絶縁成分の添加量が15質量％の場合であっても、ガラス成分：セラミック成分が１：９および0.5：9.5とガラス成分の比率を小さくした実施例36および37では、実用上は支障がない程度ではあるが、ビア導体近傍にわずかにクラックの発生が見られた。
【００８６】
実施例31〜実施例37において、径が30μｍの端部側における絶縁成分の添加量が10質量％以下であるものについては、抵抗要求値も十分に満足するものであった。
【００８７】
第２の実施例の結果から、ビア導体内における絶縁成分中のガラス成分の比率を多くすることで、より少ない絶縁成分の量であってもクラックの発生を抑えることができると言える。
【符号の説明】
【００８８】
１：配線基板
２：絶縁基板
３：ビア導体
４：回路
５：絶縁成分
６：セラミックグリーンシート
７：ビア孔
８：導体粒子
９：絶縁粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板に設けられたビア導体とを備え、該ビア導体は、両端部で径が異なるテーパ形状であり、かつ前記セラミックスに含まれる絶縁成分を有しており、前記ビア導体内における前記絶縁成分の質量比は、前記ビア導体の径が大きくなるに従って大きくなっていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記ビア導体は、径が小さい方の端部が、前記絶縁基板の表面に露出していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記絶縁成分は、前記ビア導体の導体成分のＴＭＡ法により求めた収縮開始温度よりも低い軟化点を有するガラス成分と、前記絶縁基板の焼成温度よりもＴＭＡ法により求めた収縮開始温度が高いセラミック成分とからなり、前記絶縁成分中の前記ガラス成分の比率は、前記ビア導体内の径が大きくなるに従って大きくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
セラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板に設けられたビア導体とを備えた配線基板の製造方法であって、複数のセラミックグリーンシートを準備する準備工程と、前記複数のセラミックグリーンシートに両端部で径が異なるテーパ形状の貫通孔を形成する形成工程と、前記貫通孔に、前記セラミックスに含まれる絶縁成分を有する導体ペーストをそれぞれ充填する充填工程と、前記複数のセラミックグリーンシートを積層する積層工程と、積層した前記複数のセラミックグリーンシートを焼成する焼成工程とを有し、前記充填工程において、前記貫通孔の径が大きくなるほど前記絶縁成分の質量比が大きくなるように前記導体ペーストを充填することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１】
セラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板に設けられたビア導体とを備え、該ビア導体は、両端部で径が異なるテーパ形状であり、かつ前記セラミックスに含まれる絶縁成分を有しており、前記ビア導体内における前記絶縁成分の質量比は、前記ビア導体の径が大きくなるに従って大きくなっていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記ビア導体は、径が小さい方の端部が、前記絶縁基板の表面に露出していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記絶縁成分は、前記ビア導体の導体成分のＴＭＡ法により求めた収縮開始温度よりも低い軟化点を有するガラス成分と、前記絶縁基板の焼成温度よりもＴＭＡ法により求めた収縮開始温度が高いセラミック成分とからなり、前記絶縁成分中の前記ガラス成分の比率は、前記ビア導体内の径が大きくなるに従って大きくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
セラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板に設けられたビア導体とを備えた配線基板の製造方法であって、複数のセラミックグリーンシートを準備する準備工程と、前記複数のセラミックグリーンシートに両端部で径が異なるテーパ形状の貫通孔を形成する形成工程と、前記貫通孔に、前記セラミックスに含まれる絶縁成分を有する導体ペーストをそれぞれ充填する充填工程と、前記複数のセラミックグリーンシートを積層する積層工程と、積層した前記複数のセラミックグリーンシートを焼成する焼成工程とを有し、前記充填工程において、前記貫通孔の径が大きくなるほど前記絶縁成分の質量比が大きくなるように前記導体ペーストを充填することを特徴とする配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−７１３６９（Ｐ２０１１−７１３６９Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２１８８３（Ｐ２００９−２２１８８３）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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