配線基板及びその製造方法
【課題】導体とビア電極との接続の信頼性に優れた配線基板を提供する。
【解決手段】配線基板１０は、板状の基材層１２を有する。基材層１２は、例えば、セラミック等からなる基材１４と、Ａｇ等からなる第１導体１６、ビア電極１８とを有し、１つの基材層１２と他の基材層１２とは、各基材層１２を構成する基材１４が一体化されることによって積層されている。配線基板１０の上面には、基材層１２の一主面１２ａに設けられた第１導体１６の一主面１６ａ及び第１導体１６を通って基材層１２に貫設されたビア電極１８の一端面１８ａが露出している。
【解決手段】配線基板１０は、板状の基材層１２を有する。基材層１２は、例えば、セラミック等からなる基材１４と、Ａｇ等からなる第１導体１６、ビア電極１８とを有し、１つの基材層１２と他の基材層１２とは、各基材層１２を構成する基材１４が一体化されることによって積層されている。配線基板１０の上面には、基材層１２の一主面１２ａに設けられた第１導体１６の一主面１６ａ及び第１導体１６を通って基材層１２に貫設されたビア電極１８の一端面１８ａが露出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板及びその製造方法に関し、一層詳細には、導体を有する基材層が積層されてなる配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層配線基板におけるビア電極は、セラミックグリーンシートに貫通孔を穿設した後、その貫通孔に導体ペーストを充填したり、その内壁に導体ペーストを塗布したりすることによって形成される。その後、セラミックグリーンシートの表面に、貫通孔内の導体ペーストと接続されるように配線となる導体ペーストをスクリーン印刷等の方法により塗布した後、積層し焼成することで配線基板が得られる。
【０００３】
このような方法では、配線となる導体とビア電極との接続が、ビア電極等の端面のみでなされているため、電気的な接続の信頼性に欠けるという問題があった。そこで、配線となる導体にビア電極を貫通させて接続する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４０６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された配線基板は、ビア電極の端部が、配線の表面よりも外側に突出していると共に、ビア電極と配線の表面との間に円環形状の接続面を備えている。これにより、配線とビア電極との接続が端面のみでなされる場合よりも、接続の信頼性が増す。
【０００６】
しかしながら、この配線基板では、基材層の表面に配線が盛り上がった構造であるため、配線と基材の熱膨張差によって配線が剥離し易く、電子部品や端子を接続した際の接続強度が低下することが考えられる。
【０００７】
また、セラミックグリーンシートの表面に導体ペーストを印刷して配線を形成する方法では、導体ペーストがセラミックグリーンシートの表面に突出するため、積層し焼成して得られる配線基板に変形が生じ易い。特に特許文献１の配線基板の場合、ビア電極の端部が外側に突出しているため、配線基板の変形は益々大きくなる。その結果、セラミックの基材と配線との間に隙間やクラックが生じる場合があり、結局、配線とビア電極等との接続の信頼性が低下する懸念がある。
【０００８】
さらに、ビア電極の端部が配線の表面よりも外側に突出しているため、配線基板の表面の平坦度が低下する。この場合、配線基板に半導体素子等の電子部品を実装する際に、位置ずれや傾きが生じる恐れがあり、また、実装のための半田印刷を均一に行うことが困難になる。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、導体とビア電極との接続の信頼性に優れた配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明に係る配線基板は、板状の基材層からなる配線基板であって、前記基材層は、基材と、前記基材層の一主面に設けられた第１導体と、前記第１導体を通って前記基材層に貫設されるビア電極とを有し、前記基材層の一主面と、前記第１導体の一主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする。
【００１１】
基材層の一主面と第１導体の一主面とが同一平面を形成していることで、第１導体の側面が基材に埋設されているため、第１導体と基材とが一体化（接合）された面積が大きく、第１導体が剥離し難くなる。従って、第１導体の剥離に伴う断線等の懸念が払拭され、配線基板に電子部品や端子を接続した場合の接続強度が高められる。さらに、基材層の平坦化により、第１導体への電子部品の確実な実装や、電子部品の実装のための正確な半田印刷が可能となる。また、基材層の平坦性が高まるため、例えば、積層した際の配線基板の変形が小さくなる。その結果、基材と第１導体との間に隙間やクラックが生じ難くなり、第１導体とビア電極との接続の信頼性も向上する。
【００１２】
また、第１の本発明に係る配線基板において、前記ビア電極の一端面と、前記基材層の一主面とが、同一平面を形成し、前記ビア電極の他端面と、前記基材層の他主面とが、同一平面を形成していることが好ましい。ビア電極も含めて基材層の平坦性を高めることにより、例えば、積層して得られる配線基板の変形が抑えられ、その結果、第１導体とビア電極との接続の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
この場合、第１の本発明に係る配線基板において、前記基材層の他主面に第２導体が設けられるとともに、前記ビア電極が前記第２導体を通って貫設され、且つ前記基材層の他主面と、前記第２導体の一主面とが、同一平面を形成している構成としてもよい。基材層の一主面と他主面とに、それぞれ第１導体と第２導体とを設けた場合であっても、平坦な基材層とすることで、配線基板の変形が抑えられ、第１導体及び第２導体とビア電極とを確実に接続することができる。
【００１４】
さらに、第１の本発明に係る配線基板において、前記ビア電極と、前記第１導体とは、その材質又は面粗度が異なるようにしてもよい。ビア電極と第１導体との材質や面粗度が異なることから、ビア電極の位置を検知することができ、積層の際の位置決めや、配線基板の検査を容易に行うことができる。
【００１５】
またさらに、第１の本発明に係る配線基板において、前記基材をセラミック焼結体とすることが好ましい。この場合、例えば、セラミック焼結体は、導体よりも低熱膨張性であるから、導体と基材とに熱膨張差が生じた場合であっても、基材層の一主面と平行な方向への導体の膨張を制限する。その結果、ビア電極が締め付けられる力が作用するため、導体とビア電極との接続が効果的に維持される。
【００１６】
なお、第１の本発明に係る配線基板において、前記基材層が積層されている構成としてもよい。
【００１７】
第２の本発明に係る配線基板の製造方法は、基体上に導体成形体を形成する導体成形工程と、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、前記導体成形体を被覆するように供給するスラリー供給工程と、前記スラリーを硬化させてセラミック成形体を得るセラミック成形工程と、前記セラミック成形体に対し、その一部を構成する導体成形体を通る貫通孔を穿設する穿孔工程と、前記貫通孔の少なくとも壁面に導体ペーストを充填するビア充填工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、セラミック焼結体からなる基材層の一主面と、第１導体の一主面とが同一平面を形成し、基材層の他主面と、第２導体の一主面とが同一平面を形成している基材層とすることが容易である。また、穿孔工程において、導体成形体の側面がセラミック成形体に埋設された形態を有しているため、導体成形体が剥がれ難く、確実に貫通孔を穿設することができる。なお、貫通孔の壁面に導体ペーストを充填（塗布）した場合、スルーホールビア電極が形成され、貫通孔を全て充填した場合、スルーホールのないビア電極が形成される。
【００１９】
この場合、第２の本発明に係る配線基板の製造方法において、前記穿孔工程は、前記基体と、硬化した前記スラリーとによって前記導体成形体が挟持された状態の前記セラミック成形体に対し、前記基体ごと前記貫通孔を穿設するようにしてもよい。穿孔工程において、上記のように導体成形体の側面がセラミック成形体に埋設されるとともに、導体成形体が基体に被覆された状態のまま、基体ごと貫通孔を穿設することにより、導体成形体の剥がれをより確実に防止することができる。
【００２０】
また、第２の本発明に係る配線基板の製造方法において、レーザ加工によって前記貫通孔を穿設することが好ましい。レーザ加工は、導体成形体や、セラミック成形体の欠けやクラックの発生が少ないためである。この場合、基体の露呈している表面側から貫通孔を穿設するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係るセラミック基板によれば、導体とビア電極との接続の信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１Ａは、第１実施形態に係る配線基板を示す概略断面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図２】図２Ａは、第２実施形態に係る配線基板の基材層の要部拡大断面図である。図２Ｂは、第２実施形態に係る配線基板の要部拡大断面図である。
【図３】図３Ａは、第３実施形態に係る配線基板の基材層の要部拡大断面図である。図３Ｂは、第３実施形態に係る配線基板の要部拡大断面図である。図３Ｂは、第３実施形態に係る配線基板の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図４】図４は、配線基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図５Ａはフイルム上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図５Ｂは鋳込み型内にフイルムを設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図５Ｃは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図６】図６Ａは鋳込み型から第１セラミック成形体をフイルムごと離型した状態を示す断面図であり、図６Ｂはフイルムから第１セラミック成形体を離型した状態を示す断面図である。
【図７】図７Ａはフイルム上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図７Ｂは鋳込み型内にフイルムを他のフイルム及びスペーサと共に設置した、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図７Ｃは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図８】図８Ａは鋳込み型から第１セラミック成形体をフイルム、他のフイルム及びスペーサごと離型した状態を示す断面図であり、図８Ｂはフイルム、他のフイルム及びスペーサから第１セラミック成形体を離型した状態を示す断面図である。
【図９】図９Ａは基体上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図９Ｂは導体成形体を被覆するように基体上にスラリーを塗布した状態を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａは基体上にスラリーを塗布する方法の一例を示す斜視図であり、図１０Ｂはその側面図である。
【図１１】図１１Ａは基体上に塗布したスラリーを硬化した状態を示す断面図であり、図１１Ｂは基体を剥離して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図１２】図１２Ａは第１セラミック成形体にレーザＬを照射した状態を示す断面図であり、図１２Ｂは第１セラミック成形体に貫通孔を形成した状態を示す断面図であり、図１２Ｃは第１セラミック成形体の下面にクリーンペーパを敷いた状態を示す断面図であり、図１２Ｄは、貫通孔に導体ペーストを充填し、クリーンペーパを剥離した状態を示す断面図である。
【図１３】図１３Ａは第１セラミック成形体にフイルムの上面からレーザＬを照射した状態を示す断面図であり、図１３Ｂはフイルムと第１セラミック成形体とに貫通孔を形成した状態を示す断面図であり、図１３Ｃは第１セラミック成形体の下面にクリーンペーパを敷いた状態を示す断面図であり、図１３Ｄは、貫通孔に導体ペーストを充填し、フイルムとクリーンペーパを剥離した状態を示す断面図である。
【図１４】図１４Ａはフイルムを鋳込み型内に設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図１４Ｂは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第２セラミック成形体とした状態を示す断面図であり、図１４Ｃは鋳込み型から第２セラミック成形体をフイルムごと離型し、さらに、フイルムから第２セラミック成形体を離型した状態を示す断面図である。
【図１５】図１５Ａは基体上にスラリーを塗布した状態を示す断面図であり、図１５Ｂは基体上に塗布したスラリーを硬化した状態を示す断面図であり、図１５Ｃは基体を剥離して第２セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図１６】図１６は導体成形体を有する第１セラミック成形体と導体成形体を有しない第２セラミック成形体を積層してセラミック積層体とした状態を示す断面図である。
【図１７】図１７Ａは導体成形体が形成された２つのフイルムを対向させて鋳込み型内に設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図１７Ｂは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第３セラミック成形体とした状態を示す断面図であり、図１７Ｃは鋳込み型から第３セラミック成形体を離型した状態を示す断面図であり、図１７Ｄは第３セラミック成形体に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
先ず、第１実施形態に係る配線基板１０について図１Ａ、図１Ｂを参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、配線基板１０の縦断面図である。配線基板１０は、板状の基材層１２が積層された構成を有する。基材層１２は、例えば、セラミック等からなる基材１４と、Ａｇ等からなる第１導体１６、ビア電極１８とを有し、１つの基材層１２と他の基材層１２とは、各基材層１２を構成する基材１４が一体化されることによって積層されている。なお、図１に示す配線基板１０では、最下層２０は、第１導体１６とビア電極１８を有しない構成、すなわち、基材１４のみからなる構成であるが、必ずしもそのような構成でなくても構わない。例えば、配線基板１０は、基材層１２が最下層まで積層された構成、或いは、基材層１２の単一層からなる構成としてもよい。又、基材層１２は適宜必要な層に配置すれば良いことは言うまでも無い。
【００２５】
配線基板１０の上面には、最上層の基材層１２の一主面１２ａに設けられた第１導体１６の一主面１６ａ及び第１導体１６を通って基材層１２に貫設されたビア電極１８の一端面１８ａが露出している。この露出した第１導体１６及びビア電極１８に対し、例えば半田等を介して半導体素子等の電子部品や端子が接続される。また、ビア電極１８の他端面１８ｂは、１つ下層に位置する他の基材層１２に設けられた第１導体１６に接続されている。
【００２６】
最上層の基材層１２を除く、他の基材層１２に設けられた第１導体１６及びビア電極１８は、露出せずに内部に埋設されている。ただし露出していない点以外は、最上層の基材層１２と同様である。すなわち、各基材層１２の一主面１２ａに第１導体１６の一主面１６ａ及びビア電極１８の一端面１８ａが位置し、ビア電極１８の他端面１８ｂは、その１つ下層に位置する他の基材層１２の第１導体１６に接続されている。
【００２７】
図１Ｂは、最上層の基材層１２のビア電極１８が設けられた部分を拡大した一部拡大断面図である。基材層１２の一主面１２ａと、第１導体１６の一主面１６ａとは、同一平面を形成している。従って、第１導体１６の一主面１６ａ以外の部分は、基材層１２に埋設され一体化されている。すなわち、第１導体１６の側面１６ｂは、基材層１２の内壁面１２ｂと接合され、第１導体１６の他主面１６ｃは、基材層１２の内底面１２ｃと接合されている。
【００２８】
また、ビア電極１８は、第１導体１６を通って基材層１２に貫設され、その外周面１８ｃが第１導体１６の孔壁面１６ｄ及び基材層１２の孔壁面１２ｄに接合された構成を有し、第１導体１６の一主面１６ａにその一端面１８ａが露出し、基材層１２の他主面１２ｂに他端面１８ｂが位置している。この場合、ビア電極１８の一端面１８ａと、基材層１２の一主面１２ａとが、同一平面を形成し、ビア電極１８の他端面１８ｂと基材層１２の他主面１２ｂとが同一平面を形成していることが好ましい。
【００２９】
さらに、ビア電極１８の材料と、第１導体１６の材料とは、異なる材質のものを用いてもよいし、同一のものを用いてもよい。また、ビア電極１８の一端面１８ａと、第１導体１６の一主面１６ａの面粗度が異なるようにしてもよい。さらに、ビア電極１８の形状は、例えば、円柱形状としてもよいし、一端面１８ａから他端面１８ｂに向かって減径又は増径する断面台形形状としてもよい。
【００３０】
なお、図１Ｂでは、最上層の基材層１２を例示したが、上記したように、第１導体１６の一主面１６ａ及びビア電極１８の一端面１８ａが露出せずに内部に埋設されている点を除き、その他の基材層１２も同一の構成を有している。
【００３１】
基材層１２の厚みは、５０００μｍ以下が好ましく、例えば、５０〜５０００μｍ、１００〜３０００μｍ、１５０〜２０００μｍとすることができる。また、基材１４は、特に限定されないが、樹脂やセラミックを用いることができ、なかでもセラミックがより好ましい。セラミック材料としては、低温焼結性セラミックから高温焼結を要するものまで、各種のセラミック材料を用いることができる。第１導体１６の厚みは、基材層１２の厚みよりも小さく、その下限を、例えば、１μｍ以上、５μｍ以上、１０μｍ以上とすることができ、その上限を、例えば、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１００μｍ以下とすることができる。ビア電極１８のビア径は、例えば、５０〜１０００μｍとすることができる。
【００３２】
本実施形態に係る配線基板１０は、基本的には以上のような構成を有する。次にその作用効果について説明する。
【００３３】
本実施形態では、第１導体１６の一主面１６ａと、基材層１２の一主面１２ａとが同一平面を形成していることから、基材層１２の一主面１２ａの平坦性が高い。さらに、ビア電極１８の一端面１８ａと、基材層１２の一主面１２ａとが同一平面を形成し、ビア電極１８の他端面１８ｂと基材層１２の他主面１２ｂとが同一平面を形成するようにすれば、より一層基材層１２の平坦性が高くなる。そのため、基材層１２が積層してなる配線基板１０の変形が極めて小さくなる。従って、基材１４と第１導体１６との間に隙間やクラックが生じ難くなり、第１導体１６とビア電極１８との接続の信頼性が向上する。
【００３４】
また、第１導体１６の側面１６ｂが基材１４に埋設されているため、第１導体１６と基材１４とが一体化（接合）された面積が大きく、第１導体１６が剥離し難くなる。従って、第１導体１６の剥離に伴う断線等の懸念が払拭される。このことは、配線基板１０に電子部品や端子を接続した場合の接続強度の向上にも寄与する。さらに、例えば、ビア電極１８の形状が、一端面１８ａから他端面１８ｂに向かって減径又は増径する断面台形形状の場合、第１導体１６とビア電極１８とが一体となってリベット形状となり、より一層第１導体１６の剥離を低減することができる。
【００３５】
しかも、例えば、基材１４としてセラミックを用いた場合、一般的に、セラミックは導体よりも低熱膨張性であるから、配線基板１０の動作時に発熱して第１導体１６と基材１４とに熱膨張差が生じると、基材層１２の一主面１２ａと平行な方向への第１導体１６の膨張が制限される。その結果、第１導体１６によってビア電極１８が締め付けられる力が作用し、第１導体１６とビア電極１８との接続がより一層確実になる。
【００３６】
また、ビア電極１８の材料と第１導体１６の材料とに異なる材質のものを用いた場合や、ビア電極１８の一端面１８ａと第１導体１６の一主面１６ａの面粗度を異なるようにした場合には、例えば、Ｘ線検査装置や、光学顕微鏡を用いることによって、ビア電極１８の位置を検知することができ、積層の際の位置決めや、配線基板１０の検査を容易に行うことができる。
【００３７】
さらに、基材層１２の平坦化により、第１導体１６への電子部品の確実な実装や、電子部品の実装のための正確な半田印刷が可能となる。
【００３８】
次に、第２実施形態の配線基板３０に係る基材層１２について図２Ａ、図２Ｂを参照して説明する。第１実施形態に係る基材層１２と同一の部分には、同一の符号を付し、共通する構成については、その説明を省略する。
【００３９】
図２Ａに示すように、第２実施形態に係る基材層１２は、ビア電極１８の代わりに、スルーホールビア電極２２が設けられた点で図１Ｂに示した第１実施形態に係る基材層１２と異なる。
【００４０】
スルーホールビア電極２２は、円筒形状を有し、一端部２２ａが基材層１２の一主面１２ａに露出し、その外周面２２ｃが第１導体１６の孔壁面１６ｄ及び基材層１２の孔壁面１２ｄに接合された構成を有している。この場合、図２Ｂに示すように、スルーホールビア電極２２の他端部２２ｂは、他の基材層１２に同様に形成されたスルーホールビア電極２２の一端部２２ａに当接し、スルーホール２４が延在するように積層される。この配線基板３０によれば、スルーホール２４内に電子部品や配線を実装し得るようになる。
【００４１】
また、ビア電極１８の場合と同様に、スルーホールビア電極２２の一端面２２ａと、第１導体１６の一主面１６ａとが、同一平面を形成し、スルーホールビア電極２２の他端面２２ｂと基材層１２の他主面１２ｂとが同一平面を形成していることが好ましい。また、スルーホールビア電極２２の形状は、例えば、上記の通り円筒形状としてもよいし、一端面２２ａから他端面２２ｂに向かって減径又は増径する断面台形形状にスルーホール２４が設けられた形状としてもよい。
【００４２】
この第２実施形態においても、スルーホールビア電極２２が設けられた点以外は、図１Ｂに示した基材層１２と同様の構成、及びその構成に基づく作用効果を有する。
【００４３】
次に、第３実施形態の配線基板４０、５０に係る基材層２８について図３Ａ〜図３Ｃを参照して説明する。第１実施形態に係る配線基板１０と同一の部分には、同一の符号を付し、共通する構成については、その説明を省略する。
【００４４】
図３Ａに示すように、第３実施形態に係る基材層２８は、その他主面２８ｂに第２導体２６が設けられた点で図１Ｂに示した第１実施形態に係る基材層１２と異なる。この場合、基材層２８の他主面２８ｂと、第２導体２６の一主面２６ａとが、同一平面を形成している。従って、第２導体２６の一主面２６ａ以外の部分は、基材１４に埋設され一体化されている。すなわち、第２導体２６の側面２６ｂは、基材層２８の内壁面２８ｅと接合され、第２導体２６の他主面２６ｃは、基材層２８の内底面２８ｆと接合されている。
【００４５】
また、ビア電極１８は、第１導体１６及び第２導体２６を通って基材層２８に貫設され、その外周面１８ｃが第１導体１６の孔壁面１６ｄ、第２導体２６の孔壁面２６ｄ及び基材層２８の孔壁面２８ｄに接合された構成を有し、第２導体２６の一主面２６ａに他端面１８ｂが位置している。この場合、ビア電極１８の一端面１８ａと、基材層２８の一主面２８ａとが、同一平面を形成し、ビア電極１８の他端面１８ｂと、基材層２８の他主面２８ｂとが同一平面を形成していることが好ましい。
【００４６】
基材層２８の一主面２８ａと他主面２８ｂとに、それぞれ第１導体１６と第２導体２６とを設けた場合であっても、上記のように、第１導体１６と第２導体２６は、いずれも基材層２８の一主面２８ａと他主面２８ｂとから突出せず面一であることから、基材層２８を積層してなる配線基板４０の変形が抑えられる。さらに、ビア電極１８の一端面１８ａとビア電極１８の他端面１８ｂについても、いずれも基材層２８の一主面２８ａと他主面２８ｂとから突出させずに面一とすることにより、より一層配線基板４０の変形が抑えられる。その結果、第１導体１６及び第２導体２６とビア電極１８とを確実に接続することができる。
【００４７】
この場合、例えば、図３Ｂに示す配線基板４０のように、第２導体２６が他の基材層２８の第１導体１６と当接するように積層されてもよいし、また、図３Ｃに示す配線基板５０のように、基材層２８と、他の基材層としてビア電極１８のみが設けられた基材層３２とが交互に積層されてもよい。さらに、この実施形態において、ビア電極１８として、スルーホールビア電極２２を形成してもよい。
【００４８】
この第３実施形態においても、他主面２８ｂに第２導体２６が設けられた点以外は、図１Ｂに示した第１実施形態に係る基材層１２と同様の構成、及びその構成に基づく作用効果を有する。
【００４９】
次に、第１実施形態に係る配線基板１０の製造方法について、基材１４としてセラミックを用いた例を挙げ、図４〜図１６を参照して説明する。
【００５０】
図４に示すように、本実施形態に係る配線基板１０の製造方法は、後に第１導体１６となる導体成形体３４（図５Ａ参照）を形成する導体成形工程Ｓ１と、後に基材１４となるセラミック粉末を含むスラリー３６（図５Ｂ参照）を、前記導体成形体３４を被覆するように供給するスラリー供給工程Ｓ２と、スラリー３６を硬化させて第１セラミック成形体３８（図６Ａ参照）を得るセラミック成形工程Ｓ３と、前記第１セラミック成形体３８に対し、その一部を構成する導体成形体３４を通る貫通孔４２（図１２Ｂ参照）を穿設する穿孔工程Ｓ４と、前記貫通孔４２の少なくとも壁面に、後にビア電極１８となる導体ペースト４４（図１２Ｄ参照）を充填するビア充填工程Ｓ５とを含む。その後、基材層１２となる第１セラミック成形体３８を積層し、得られたセラミック積層体４６（図１６参照）を焼成することによって、導体成形体３４による第１導体１６が基材１４の表層と内部に埋設され、ビア電極１８によって第１導体１６間が接続された配線基板１０が完成する。
【００５１】
ここで、第１セラミック成形体３８の２つの作製方法（第１作製方法及び第２作製方法：導体成形工程Ｓ１〜セラミック成形工程Ｓ３）について図５Ａ〜図１３Ｄを参照しながら説明する。
【００５２】
［セラミック成形：第１作製方法］
第１作製方法は、先ず、図５Ａに示すように、フイルム４８上に導体ペースト５２を印刷法によってパターン形成した後、硬化してフイルム４８上に導体成形体３４を形成する（導体成形工程Ｓ１）。フイルム４８は、表面にシリコーン離型剤がコートされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。離型剤については、導体成形体３４を形成した後に、導体成形体３４を形成していない表面に付着した分を除去してもよいし、予め離型剤を導体成形体３４が形成されるパターンと同じパターンで印刷してもよい。導体ペースト５２の加熱硬化時における収縮、歪を抑制するために、予めフイルム４８に温度１５０℃で１０分以上のアニール処理を施すことが好ましい。
【００５３】
その後、図５Ｂに示すように、導体成形体３４が鋳込み型５４の成形空間に向くようにしてフイルム４８を鋳込み型５４内に設置し、スラリー３６を鋳込み型５４内に鋳込んだ（スラリー供給工程Ｓ２）後に、室温硬化、加熱硬化、乾燥硬化等により硬化（セラミック成形工程Ｓ３）する。これによって、図５Ｃに示すように、第１セラミック成形体３８が得られる。この場合、図６Ａに示すように、フイルム４８上に第１セラミック成形体３８が設置された状態になっているため、第１セラミック成形体３８をフイルム４８から離型することによって、図６Ｂに示すように、導体成形体３４が埋設された第１セラミック成形体３８が得られる。
【００５４】
この場合、スラリー３６に熱硬化性樹脂前駆体を含んでいるため、スラリー３６の硬化時における乾燥収縮に伴う導体成形体３４周りの部分の変形は小さい。従って、第１セラミック成形体３８のうち、導体成形体３４の周りの部分の変形も小さく、第１セラミック成形体３８の一主面（導体成形体３４の一主面が露出された面）の平坦性も良好となる。
【００５５】
また、フイルム４８の導体成形体３４が形成されていない表面には、離型剤がコートされていないことから、第１セラミック成形体３８とフイルム４８とは、互いに強固に付着する。すなわち、図６Ａに示すように第１セラミック成形体３８がフイルム４８によって支持される。従って、鋳込み型５４から取り出した後に、図６Ａの形態とすることによって、第１セラミック成形体３８の取り扱いが容易になる。
【００５６】
第１セラミック成形体３８の鋳込み型５４からの離型性を良好にするために、図７Ａ〜図８Ｂに示すようにしてもよい。すなわち、図７Ａに示すように、フイルム４８上に導体ペースト５２を印刷法によってパターン形成した後、硬化してフイルム４８上に導体成形体３４を形成する。
【００５７】
その後、図７Ｂに示すように、導体成形体３４が形成されたフイルム４８を鋳込み型５４内に設置する際に、フイルム４８の導体成形体３４が形成された面と他のフイルム５６とを対向させ、さらに、フイルム４８と他のフイルム５６の間にスペーサ５８を挟んで設置する。そして、スペーサ５８にて形成される空間内にスラリー３６を流し込んだ後に硬化して、第１セラミック成形体３８を得るようにしてもよい（図７Ｃ参照）。この場合、図８Ａに示すように、第１セラミック成形体３８がフイルム４８、他のフイルム５６及びスペーサ５８にて囲まれた状態となっているため、第１セラミック成形体３８が鋳込み型５４に不要に付着することなく、簡単に鋳込み型５４から離型することができる。
【００５８】
さらに、導体成形体３４が形成されるフイルム４８の表面に塗布された離型剤の剥離力と、他のフイルム５６の表面に塗布された離型剤の剥離力とを異なるようにすれば、必ずどちらかのフイルム４８（又は５６）が剥がれ易くなり、フイルム４８（又は５６）からの離型も容易になる。図８Ｂに、フイルム４８、他のフイルム５６及びスペーサ５８から第１セラミック成形体３８を離型した状態を示す。
【００５９】
ここで、各構成部材の好ましい態様について説明する。
【００６０】
［導体ペースト５２：第１作製方法］
導体ペースト５２としては、バインダとしてエポキシ、フェノール等の未硬化物を含有するものが好ましいが、とりわけ、レゾール型フェノール樹脂を含有するものが好ましい。また、金属粉末については、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈといった金属の単体又は合金、金属間化合物を用いることができるが、同時焼成されるセラミック部材に要求される特性、すなわち、焼成時の酸素分圧、温度、焼成収縮温度特性を考慮し、適宜選択される。焼成収縮温度特性については金属粉末組成だけではなく、金属粉末の粒径、比表面積、凝集度によっても適宜制御される。導体ペースト５２中のバインダ分量については、例えば、Ａｇ粉末の場合、金属粉末重量の１％〜１０％の範囲を使用するが、セラミック部材の焼成収縮率、スクリーン印刷時の印刷性を考慮し、３〜６％の範囲が好ましい。
【００６１】
導体ペースト５２は、上述したように、印刷後、加熱硬化させるが、硬化条件は、硬化剤の種類により異なり、例えば、第１実施形態で使用するレゾール型フェノール樹脂の場合、１２０℃で１０分〜６０分硬化させる。
【００６２】
導体ペースト５２による導体成形体３４が形成されたフイルム４８（この場合、ＰＥＴフィルム）を鋳込み型５４に設置するが、ＰＥＴフイルムを鋳込み型５４に設置する際、ＰＥＴフイルムのうねりを抑制するため、所望の平行度、平坦度を有する型板に真空吸着、糊付け、静電吸着等の手段により吸着させる。
【００６３】
なお、後述するビア電極１８の形成に用いる導体ペースト４４（図１２Ｄ参照）は、導体成形体３４に用いる導体ペースト５２と同じものを用いても良いし、例えば、貫通孔４２に流れ込み易くなるように粘度を調整した別のものを用いてもよい。この場合、別の導体ペースト４４として、銀ペースト等を用いることができる。
【００６４】
［鋳込み型５４（金型）：第１作製方法］
型板は、吸着手段に応じた板部材を使用する。例えば真空吸着の場合は、金属、セラミック、樹脂等の材質は関係なく、多孔質板や吸着用孔を多数あけた板を使用し、糊付けの場合は、糊との反応性がなく、後に溶剤等で糊を拭き取る際にも変質を起こさない材質の板を使用し、静電吸着の場合は、ＰＥＴと静電吸着し易い材料でできた板を使用することが好ましい。
【００６５】
鋳込み型５４は、内部にスラリー３６が流通する経路を有し、鋳込み硬化後のスラリー３６が所望の厚みの板状となるように、型板間に、導体成形体３４が形成されたフイルム４８、他のフイルム５６及びスペーサ５８を設置して、フイルム４８及び他のフイルム５６を平行に対向した形態を有し、且つ、フイルム４８と他のフイルム５６との間に適当な間隔が設定されるようにすることが好ましい。
【００６６】
フイルム４８、他のフイルム５６、スペーサ５８は、ＰＥＴフイルム、離型剤をコートした金属板、ガラス板、セラミック板、紙、あるいはテフロン（登録商標）樹脂板等を用いることができる。但し、第１セラミック成形体３８からの剥離が容易になるように可撓性を備えたものを用いることが好ましい。
【００６７】
そして、この鋳込み型５４に、反応硬化する樹脂を含有するスラリー３６を流し込み、硬化させる。
【００６８】
［スラリー３６：第１作製方法］
スラリー３６は、用途に応じ、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電セラミック材料、各種誘電体セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミニウムナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含んだセラミックス粉末を無機成分と、例えば分散剤とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応が誘起される有機化合物とからなる。
【００６９】
このスラリー３６は、無機成分粉末の他、有機分散媒、ゲル化剤を含み、粘性や硬化反応調整のための分散剤、触媒を含んでもよい。有機分散媒は反応性官能基を有していてよく、あるいは有していなくともよい。しかし、この有機分散媒は、反応性官能基を有することが特に好ましい。
【００７０】
反応性官能基を有する有機分散媒としては、以下を例示することができる。
【００７１】
すなわち、反応性官能基を有する有機分散媒は、ゲル化剤と化学結合し、スラリー３６を硬化可能な液状物質であること、及び鋳込みが容易な高流動性のスラリー３６を形成できる液状物質であることの２つを満足する必要がある。
【００７２】
ゲル化剤と化学結合し、スラリー３６を硬化するためには、反応性官能基、すなわち、水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成し得る官能基を分子内に有していることが必要である。分散媒は少なくとも１の反応性官能基を有するものであれば足りるが、より十分な硬化状態を得るためには、２以上の反応性官能基を有する有機分散媒を使用することが好ましい。２以上の反応性官能基を有する液状物質としては、例えば多価アルコール、多塩基酸が考えられる。なお、分子内の反応性官能基は必ずしも同種の官能基である必要はなく、異なる官能基であってもよい。また、反応性官能基はポリグリセリンのように多数あってもよい。
【００７３】
一方、注型が容易な高流動性のスラリー３６を形成するためには、可能な限り粘性の低い液状物質を使用することが好ましく、特に、２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。既述の多価アルコールや多塩基酸は水素結合の形成により粘性が高い場合があるため、たとえスラリー３６を硬化することが可能であっても反応性分散媒として好ましくない場合がある。従って、多塩基酸エステル、多価アルコールの酸エステル等の２以上のエステル基を有するエステル類を前記有機分散媒として使用することが好ましい。また、多価アルコールや多塩基酸も、スラリー３６を大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。エステル類は比較的安定ではあるものの、反応性が高いゲル化剤とであれば十分反応可能であり、粘性も低いため、上記２条件を満たすからである。特に、全体の炭素数が２０以下のエステルは低粘性であるため、反応性分散媒として好適に用いることができる。
【００７４】
スラリー３６に含有されていてもよい反応性官能基を有する有機分散媒としては、具体的には、エステル系ノニオン、アルコールエチレンオキサイド、アミン縮合物、ノニオン系特殊アミド化合物、変性ポリエステル系化合物、カルボキシル基含有ポリマー、マレイン系ポリアニオン、ポリカルボン酸エステル、多鎖型高分子非イオン系、リン酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸Ｎａ、マレイン酸系化合物を例示できる。また、非反応性分散媒としては、炭化水素、エーテル、トルエン等を例示できる。
【００７５】
［ゲル化剤：第１作製方法］
スラリー３６中に含有されるゲル化剤は、分散媒に含まれる反応性官能基と反応して硬化反応を引き起こすものであり、以下を例示することができる。
【００７６】
すなわち、ゲル化剤の２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下であることが好ましい。具体的には、２以上のエステル基を有する有機分散媒と、イソシアネート基、及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤とを化学結合させることによりスラリー３６を硬化することが好ましい。
【００７７】
具体的には、この反応性のゲル化剤は、分散媒と化学結合し、スラリー３６を硬化可能な物質である。従って、ゲル化剤は、分子内に、分散媒と化学反応し得る反応性官能基を有するものであればよく、例えば、モノマー、オリゴマー、架橋剤の添加により三次元的に架橋するプレポリマー（例えば、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）等のいずれであってもよい。
【００７８】
一般に、平均分子量が大きなプレポリマー及びポリマーは、粘性が高いため、本実施例では、これらより分子量が小さいもの、具体的には平均分子量（ＧＰＣ法による）が２０００以下のモノマー又はオリゴマーを使用することが好ましい。なお、ここでの「粘度」とは、ゲル化剤自体の粘度（ゲル化剤が１００％の時の粘度）を意味し、市販のゲル化剤希釈溶液（例えば、ゲル化剤の水溶液等）の粘度を意味するものではない。
【００７９】
ゲル化剤の反応性官能基は、反応性分散媒との反応性を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば反応性分散媒として比較的反応性が低いエステル類を用いる場合は、反応性が高いイソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、及び／又はイソチオシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）を有するゲル化剤を選択することが好ましい。
【００８０】
イソシアネート類は、ジオール類やジアミン類と反応させることが一般的であるが、ジオール類は既述の如く高粘性のものが多く、ジアミン類は反応性が高すぎて注型前にスラリー３６が硬化してしまう場合がある。
【００８１】
このような観点からも、エステルからなる反応性分散媒と、イソシアネート基及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤との反応によりスラリー３６を硬化することが好ましく、より充分な硬化状態を得るためには、２以上のエステル基を有する反応性分散媒と、イソシアネート基、及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤との反応によりスラリー３６を硬化することが好ましい。また、ジオール類、ジアミン類も、スラリー３６を大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。
【００８２】
イソシアネート基及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤としては、例えば、ＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、イソチオシアネート（樹脂）等を挙げることができる。
【００８３】
また、反応性分散媒との相溶性等の化学的特性を考慮して、前述した基本化学構造中に他の官能基を導入することが好ましい。例えば、エステルからなる反応性分散媒と反応させる場合には、エステルとの相溶性を高めて、混合時の均質性を向上させる点から、親水性の官能基を導入することが好ましい。
【００８４】
なお、ゲル化剤分子内に、イソシアネート基又はイソチオシアネート基以外の反応性官能基を含有させてもよく、イソシアネート基とイソチオシアネート基が混在してもよい。さらには、ポリイソシアネートのように、反応性官能基が多数存在してもよい。
【００８５】
スラリー３６には、上述した成分以外に、消泡剤、界面活性剤、焼結助剤、触媒、可塑剤、特性向上剤等の各種添加剤を添加してもよい。
【００８６】
上述したスラリー３６は、以下のように作製することができる。
（ａ）分散媒に無機物粉体を分散してスラリー３６とした後、ゲル化剤を添加する。
（ｂ）分散媒に無機物粉体及びゲル化剤を同時に添加して分散することによりスラリー３６を製造する。
【００８７】
注型時及び塗布時の作業性を考慮すると、２０℃におけるスラリー３６の粘度は３０００ｃｐｓ以下であることが好ましく、２０００ｃｐｓ以下であることがより好ましい。スラリー３６の粘度は、既述した反応性分散媒やゲル化剤の粘度の他、粉体の種類、分散剤の量、スラリー３６の濃度（スラリー３６全体の体積に対する粉体体積％）によっても調整することができる。
【００８８】
但し、スラリー３６の濃度は、通常は、２５〜７５体積％のものが好ましく、乾燥収縮によるクラックを少なくすることを考慮すると、３５〜７５体積％のものがさらに好ましい。有機成分として分散媒、分散剤、反応硬化物、反応触媒を有する。このうち、例えば分散媒とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応により硬化する。
【００８９】
［セラミック成形：第２作製方法］
次に、第２作製方法について図９Ａ〜図１２Ｃを参照しながら説明する。
【００９０】
先ず、図９Ａに示すように、基体６０の上面に導体ペースト５２を例えば印刷法によってパターン形成し、さらに、このパターン形成された導体ペースト５２を加熱硬化して、基体６０上に導体成形体３４を形成する。なお、基体６０は、上述したフイルム４８と同様に、表面にシリコーン離型剤がコートされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いることができる。
【００９１】
その後、図９Ｂに示すように、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリー３６を、導体成形体３４を被覆するように基体６０上に塗布する。塗布方法としては、ディスペンサー法や、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法やスピンコート法等がある。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法は、一対のガイド板６２ａ及び６２ｂの間に基体６０（導体成形体３４が形成された基体６０）を設置し、その後、スラリー３６を、導体成形体３４を被覆するように基体６０上に塗布した後、ブレード状の治具６４を一対のガイド板６２ａ及び６２ｂの上面を滑らせて（摺り切って）、余分なスラリー３６を取り除く方法である。一対のガイド板６２ａ及び６２ｂの高さを調整することによって、スラリー３６の厚みを容易に調整することができる。
【００９２】
その後、図１１Ａに示すように、基体６０上に塗布されたスラリー３６を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）させ、さらに、図１１Ｂに示すように、基体６０を剥離、除去することによって第１セラミック成形体３８が完成する。この場合も、第１セラミック成形体３８の一主面（導体成形体３４の一主面が露出された面）の平坦性は良好となる。
【００９３】
ここで、各構成部材の好ましい態様について説明する。
【００９４】
［導体ペースト５２：第２作製方法］
第１作製方法と同様であるため、重複する記載を省略するが、第２作製方法における導体ペースト５２は、樹脂と銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）系の金属の少なくとも１種類の粉末を含む。導体ペースト５２に使用される樹脂は、熱硬化性樹脂前駆体であることが好ましい。この場合、熱硬化性樹脂前駆体は、自己反応性のレゾール型フェノール樹脂であることが好ましい。
【００９５】
導体ペースト５２は、上述したように、印刷後、加熱硬化されるが、硬化条件は、硬化剤の種類により異なり、例えば、第２作製方法で使用するレゾール型フェノール樹脂の場合、温度８０〜１５０℃、時間１０分〜６０分で硬化させることができる。
【００９６】
［スラリー３６：第２作製方法］
第１作製方法と同様であるため、重複する記載を省略するが、第２作製方法におけるスラリー３６に含まれるセラミック粉末は、用途に応じて、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電体セラミック材料、各種誘電セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミニウムナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含む。
【００９７】
スラリー３６に含まれる熱硬化性樹脂前駆体は、イソシアネート基又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤と、水酸基を有する高分子とを有する。
【００９８】
上述した塗布方法のうち、ディスペンサー法や図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法にてスラリー３６を基体６０上に塗布する場合、スラリー３６の粘度は比較的高いことが好ましい。スラリー３６の粘度は第１作製方法と同様でもよいが、スラリー３６が低粘度だと、塗布した後の保形性が低く、流動による厚みばらつきが発生し易い。そのため、スラリー３６の粘度は２０００ｃｐｓ〜２００００ｃｐｓが好ましい。
【００９９】
そこで、水酸基を有する高分子として分子量の大きい樹脂を用いることで、スラリー３６の粘度を高くできる。一例としてブチラール樹脂は分子量が大きいため、スラリー３６の粘度を高くするには好適である。もちろん、高分子の分子量でスラリー３６の粘度の制御が可能となることから、塗布方法に応じて、高分子として使用する樹脂を適宜選択すればよい。
【０１００】
上述したブチラール樹脂は、一般に、ポリビニルアセタール樹脂であるが、その中には原料のポリビニルアルコール樹脂に由来するＯＨ基が残るので、このＯＨ基がゲル化剤のイソシアネート基又はイソチオシアネート基と反応するものと考えられる。
【０１０１】
特に、イソシアネート基又はイソチオシアネート基と反応に必要な量を超えてブチラール樹脂を添加すると、反応後に残ったブチラール樹脂は熱可塑性樹脂として作用するので、熱硬化性樹脂の欠点である、硬化後の接着性が悪くなるという特性を改善することができる。その結果、例えば、後述する図１６に示すように、第１セラミック成形体３８を複数積層してセラミック積層体４６を構成する場合に、各第１セラミック成形体３８の接着性が良好となることから、製造過程において第１セラミック成形体３８が剥離するという不都合を回避でき、複数の第１セラミック成形体３８のセラミック積層体４６による配線基板１０の歩留まりを向上させることができる。
【０１０２】
水酸基を有する高分子としては、その他、エチルセルロース系樹脂、ポリエチレングリコール系樹脂、あるいはポリエーテル系樹脂を好ましく用いることができる。
【０１０３】
次に、上記したセラミック成形体の作製方法による作用効果について説明する。
【０１０４】
従来においては、セラミックグリーンシート（セラミック成形体）の作製には、本実施形態で用いられる熱硬化性樹脂ではなく、熱可塑性樹脂が用いられてきた。その場合、熱可塑性樹脂を含むスラリー３６の乾燥収縮時に導体成形体３４との界面で隙間やクラックが発生したり、セラミックグリーンシートが凹凸形状になったりする。一方、本実施の形態では、スラリー３６に熱硬化性樹脂前駆体を含ませて、乾燥時に熱硬化性樹脂前駆体を硬化させて三次元網目構造を生成させ、収縮を小さくすることで前記問題は解決され、配線基板１０の平坦性が向上する。従って、セラミック焼結体からなる基材１４とする基材層１２の一主面１２ａと、第１導体１６の一主面１６ａとを同一平面上に位置させることが容易である。
【０１０５】
この場合、スラリー３６に使用する溶剤に、熱硬化性樹脂前駆体が硬化する温度での蒸気圧が小さいものを選定し、熱硬化時の溶剤乾燥による収縮を小さくすることが望ましい。室温で硬化する樹脂を用いた場合は、特に作業や装置が簡単になる。
【０１０６】
ポリウレタン樹脂は、硬化後の弾性を制御し易く、柔軟な成形体も可能となる等の利点を有する。後工程での取り扱いを考えると、あまり硬い成形体は適さない場合があり、熱硬化性樹脂は三次元網目構造をとるので一般に硬いが、ポリウレタン樹脂は、柔軟性のある成形体も可能で、特にテープ状の成形体は、柔軟性が要求される場合が多いため望ましい。また、スラリー性状の制御のため、熱可塑性樹脂を含ませてもよい。後述するように、第１セラミック成形体３８には、ビア電極１８形成のための孔加工が施されるが、ポリウレタン樹脂を用いているため加工性に優れる。従って、ビア電極１８の寸法精度や位置精度が極めて高くなり、配線基板１０としての信頼性に優れる。
【０１０７】
従来においては、熱可塑性樹脂を含む導体ペースト５２が、スラリー３６を塗布する際に、スラリー３６の溶剤に溶解して、導体形状が崩れる。一方、本実施の形態においては、導体ペースト５２に熱硬化性樹脂前駆体を含ませているため、耐溶剤性が向上し、導体形状の崩れは生じない。従って、第１導体１６の形状精度や位置精度に優れた配線基板１０が得られることから、配線基板１０としての信頼性に優れる。
【０１０８】
熱硬化性樹脂前駆体は、硬化後は三次元の網目構造となり、元に戻らないため、硬化後は、溶剤への再溶解性がなくなり、一般に、熱可塑性樹脂よりも耐溶剤性が高い。
【０１０９】
熱硬化性樹脂前駆体の中では、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が硬化前プレポリマーの分子量の制御ができ、ペースト性状のコントロールが可能なため、好適である。なお、熱可塑性樹脂をペースト性状の制御のために、熱硬化性樹脂と一緒に含めるようにしてもよい。
【０１１０】
特に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂は、硬化剤が必要なく、加熱するだけで硬化するタイプがあり、導体ペースト５２の効率的な使用に適する。つまり、硬化剤の添加が必要な他の熱硬化性樹脂前駆体は、導体ペースト５２を印刷する前に、硬化剤を混合する必要があるが、混合すると保存がきかない。従って、印刷後に残った導体ペースト５２を回収して保存する必要のある印刷法によって導体ペースト５２を印刷する場合は、硬化剤を混合する必要がない熱硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型フェノール樹脂が好適である。
【０１１１】
従来において、熱可塑性樹脂をバインダとするセラミック成形体は、該セラミック成形体の密度ばらつきが発生し易く、そのために、焼成後のセラミック焼結体の寸法ばらつきが大きく、埋設された導体成形体３４の焼成寸法のばらつきも大きくなる。一方、本実施の形態においては、熱硬化性樹脂前駆体をバインダに使用して導体成形体３４を埋設した第１セラミック成形体３８を得ることにより、焼成ばらつきの小さい配線基板１０を得ることができる。
【０１１２】
例えば第１セラミック成形体３８の焼成後の寸法は、第１セラミック成形体３８のうち、導体成形体３４を除く部分の生密度により主に決まる。これは配線基板１０の基材１４を構成するセラミック焼結体の構造は空隙が非常に少ないのに対し、第１セラミック成形体３８の上記部分は空隙が多いため、その空隙量の多少が、焼成中の収縮量を決めるからである。
【０１１３】
従来の熱可塑性樹脂をバインダとして含むスラリー３６は、溶媒を乾燥してセラミック成形体を得るが、乾燥する際の塗工比（スラリー３６体積と成形後の成形体体積の比）が大きく、この大きな塗工比が成形体密度のばらつきの原因となる。しかし、本実施の形態のように、熱硬化性樹脂前駆体をスラリー３６のバインダとして使用した場合は、溶剤を含んだままでも硬化するため、塗工比を小さくすることができ、生密度のばらつきを小さくすることができる。その結果、焼成後の寸法ばらつきが小さくなり、埋設した第１導体１６の寸法ばらつきも小さくすることができる。従って、セラミック焼結体を基材１４とする基材層１２の一主面１２ａと、第１導体１６の一主面１６ａとを同一平面上に位置させることが容易になる。
【０１１４】
次に、穿孔工程Ｓ４、ビア充填工程Ｓ５及び、その後の積層、焼成工程について、図１２Ａ〜図１６を参照して説明する。
【０１１５】
図１２Ａに示すように、第１セラミック成形体３８に対し、ビア電極１８を形成するための貫通孔４２を穿設する孔加工を行う（穿孔工程Ｓ４）。孔加工は、ＮＣパンチで開ける方法、金型で打ち抜く方法（パンチプレス法）、レーザを用いて開ける方法などが挙げられる。なかでも、金型で打ち抜く方法、レーザを用いる方法が好ましい。導体成形体３４やセラミック成形体の欠けや破損が生じ難く、孔加工精度にも優れる点で好ましい。レーザを用いて孔加工を行う場合、例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ等種々のレーザが適用できるが、なかでも炭酸ガスレーザが好適である。
【０１１６】
レーザで貫通孔４２を穿設する場合、その孔径は、ビア電極１８の径が５０〜１０００μｍとなるように調整することが好ましい。このような範囲であれば、レーザによって高精度、且つ配線に対応したビアのピッチで貫通孔４２を穿設できるとともに、貫通孔４２へ導体ペースト４４の充填も容易になる。
【０１１７】
また、貫通孔４２は、レーザＬを当てる側、すなわち貫通孔４２に対するレーザＬの入口側の孔径よりも出口側の孔径が小さくなり易い。従って、導体成形体３４側からレーザＬを当てて加工することにより、貫通孔４２に導体ペースト４４を充填して得られるビア電極１８の形状が、第１セラミック成形体３８において、基材層１２の一主面１２ａから他主面１２ｂに向かって減径する断面台形形状になるように孔加工をすることができる。その結果、導体成形体３４による第１導体１６とビア電極１８とが一体となってリベット形状となり、より一層第１導体１６の剥離を低減することができる。
【０１１８】
次いで、図１２Ｃに示すように、第１セラミック成形体３８の導体成形体３４が設けられていない側に、導体ペースト４４の漏れ防止のためのクリーンペーパ６６を敷いた後、貫通孔４２に導体ペースト４４を例えばスクリーン印刷によって充填し、硬化させる（ビア充填工程Ｓ５）。その後、クリーンペーパ６６を剥がすことで第１セラミック成形体３８を完成させる。
【０１１９】
また、図１３Ａに示すように、フイルム４８（基体６０）と、硬化したスラリー３６とによって導体成形体３４が挟持された状態の第１セラミック成形体３８に対し、フイルム４８の露呈している上面から、レーザＬを当て、フイルム４８ごと貫通孔４２を穿設するようにしてもよい。この場合、フイルム４８が導体成形体３４を押さえているので、レーザＬによる孔加工の際に、導体成形体３４が飛散することを防止することができる。但し、フイルム４８ごと貫通孔４２を穿設する場合には、第１セラミック成形体３８の孔径よりもフイルム４８の孔径が大となり易いため、マスク等を用いるようにしてもよい。
【０１２０】
次いで、上記した方法と同様に、図１３Ｃに示すように、第１セラミック成形体３８の導体成形体３４が設けられていない側に、導体ペースト４４の漏れ防止のためのクリーンペーパ６６を敷いた後、フイルム４８の上から貫通孔４２に導体ペースト４４を例えばスクリーン印刷によって充填し、硬化させる（ビア充填工程Ｓ５）。その後、フイルム４８及びクリーンペーパ６６を剥がすことで第１セラミック成形体３８が完成する。
【０１２１】
ここで、ビア電極１８（の一端面１８ａ）と第１導体１６（の一主面１６ａ）との材質又は面粗度を異なるようにするには、例えば、ビア電極１８となる導体ペースト４４と第１導体１６となる導体ペースト５２とに異なる金属を用いたり、金属粉末の粒径、比表面積、凝集度の異なる金属粉末を用いたりするとよい。
【０１２２】
一方、図１４Ａに示すように、導体成形体３４が形成されていないフイルム４８を鋳込み型５４内に設置し、スラリー３６を鋳込み型５４内に鋳込んだ後に、図１４Ｂに示すように、スラリー３６を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）する。その後、フイルム４８を離型することによって、図１４Ｃに示すように、導体成形体３４を有しない第２セラミック成形体６８が得られる。また、第２セラミック成形体６８の作製方法として、図１５Ａに示すように、導体成形体３４が形成されていない基体６０上に、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリー３６を塗布する方法を用いてもよい。塗布方法は、上述したように、ディスペンサー法や、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法やスピンコート法等を用いることができる。その後、図１５Ｂに示すように、基体６０上に塗布されたスラリー３６を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）させ、さらに、図１５Ｃに示すように、基体６０を剥離、除去することによって第２セラミック成形体６８が完成する。第２セラミック成形体６８についても、図７Ａ〜図８Ｂの作製方法を採用してもよい。
【０１２３】
次に、図１６に示すように、例えば複数の第１セラミック成形体３８と、１つの第２セラミック成形体６８を積層して、セラミック積層体４６とする。このとき、セラミック積層体４６の一主面に、第１セラミック成形体３８の一主面、すなわち導体成形体３４が露出している面が上面となるように積層する。第１セラミック成形体３８の一主面の平坦性が良好となっていることから、セラミック積層体４６における一主面（導体成形体３４の一主面が露出された面）の平坦性も良好となる。
【０１２４】
このセラミック積層体４６において、複数の第１セラミック成形体３８及び第２セラミック成形体６８は、スラリー３６に含まれる溶剤の一部が残存していてもよい。この場合、硬化後の第１セラミック３８及び第２セラミック成形体６８は柔軟性を有する。従って、一般に硬くて脆い熱硬化性樹脂前駆体をバインダに使用しても、柔軟性のあるテープ成形体として工程間を搬送させることができ、複数の第１セラミック成形体３８及び第２セラミック成形体６８を積層しても、積層間に空隙が生じる等の不具合は生じない（積層性の向上）。なお、積層の際の圧力、温度は、デラミネーションや積層体の変形、積層ずれを勘案して適宜設定される。
【０１２５】
以上のようにして、セラミック積層体４６を得た後、図１Ａに示すように、導体成形体３４が埋め込まれたセラミック積層体４６を焼成することによって、セラミック焼結体からなる基材１４に複数の第１導体１６が三次元構造に埋設され、第１導体１６間がビア電極１８によって接続された配線基板１０が完成する。
【０１２６】
この場合、焼成前におけるセラミック積層体４６の一主面の平坦性が良好となっていることから、焼成後におけるセラミック焼結体を基材１４とする基材層１２の一主面１２ａも平滑で平坦な面となり、しかも、基材層１２の一主面１２ａと第１導体１６の一主面１６ａとが同一平面上に存在する形態となる。
【０１２７】
そして、基材層１２の一主面１２ａに露出する第１導体１６上に電子部品が実装される。
【０１２８】
なお、第２実施形態の配線基板１０に係る基材層１２、すなわち、ビア電極１８の代わりにスルーホールビア電極２２を設ける場合には、例えば、第１実施形態のビア充填工程Ｓ５において、貫通孔４２に充填する導体ペースト４４の濃度や充填量等を調整することにより、貫通孔４２の孔壁面にのみ導体ペースト４４が付着するようにすればよい。
【０１２９】
次に、第３実施形態に係る配線基板１０の製造方法について図１７Ａ〜図１７Ｄを参照して説明する。なお、第１実施形態に係る配線基板１０の製造方法と、同一の構成については、同一の符号を付し、共通する工程については、その説明を省略する。
【０１３０】
図１７Ａに示すように、導体成形体３４を形成したフイルム４８と、同様に導体成形体３４を形成した他のフイルム５６とを用意し、フイルム４８とフイルム５６の表面のうち、導体成形体３４が形成された面を互いに対向させて鋳込み型５４に設置する。従って、フイルム４８に形成された導体成形体３４と、フイルム５６に形成された導体成形体３４とが、対向するようになっている。その後、スラリー３６を鋳込み型５４内に鋳込んだ後に、図１７Ｂに示すように、硬化（室温硬化や乾燥硬化等）して第３セラミック成形体７０を得る。
【０１３１】
その後、図１７Ｃに示すように、フイルム４８とフイルム５６に挟持された第３セラミック成形体７０を鋳込み型５４から離型する。そして、例えば、フイルム４８の上面から、レーザＬを当て、フイルム４８、フイルム５６ごと貫通孔４２を穿設する。貫通孔４２は、フイルム４８に形成された（後に第１導体１６となる）導体成形体３４と、フイルム５６に形成された（後に第２導体２６となる）導体成形体３４とを貫通するように穿設される。
【０１３２】
次いで、上記した方法と同様に、例えば、フイルム４８側に、導体ペースト４４の漏れ防止のためのクリーンペーパ６６を敷いた後、フイルム５６の上から貫通孔４２に導体ペースト４４を例えばスクリーン印刷によって充填し、硬化させる。その後、フイルム４８、フイルム５６及びクリーンペーパ６６を剥離することで第３セラミック成形体７０が完成する。
【０１３３】
その後、例えば複数の第３セラミック成形体７０と、１つの第２セラミック成形体６８を積層して、セラミック積層体４６とし、焼成することによって、基材層２８の一主面２８ａに第１導体１６、他主面２８ｂに第２導体２６が設けられ、それぞれが互いにビア電極１８によって接続された基材層２８が積層された配線基板１０が得られる。第３実施形態においては、上記したように、第３セラミック成形体７０と、導体を有しない第２セラミック成形体６８に貫通孔４２を穿設してビア電極１８となる導体ペースト４４を充填した、第３セラミック成形体７０間の接続用セラミック成形体を作製し、第３セラミック成形体７０と、前記接続用セラミック成形体とを交互に積層して焼成することによっても配線基板１０を得ることができる。
【実施例】
【０１３４】
（実施例１〜３）
実施例では、第３実施形態で示した一主面２８ａに第１導体１６、他主面２８ｂに第２導体２６を有する基材層２８からなる配線基板を作製した。先ず、グリーンシート（第３セラミック成形体７０）成形用のスラリー３６は、主成分原料としてＢａＴｉＯ3からなる誘電体組成物粉末と多塩基酸エステルからなる揮発性の溶剤とをボールミル混合して準備した。
【０１３５】
パターン形成用の導体ペースト５２は、平均粒子径０．８μｍからなるＡｇ粉末１００重量部とフェノール樹脂４重量部とをテルピネオールを溶剤として、トリロールミルで混合することにより調製した。
【０１３６】
また、ビア充填用の導体ペースト４４は、平均粒子径０．２μｍからなるＡｇ粉末１００重量部、ポリビニルブチラール樹脂６重量部、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）３重量部を、テルピネオールを溶剤として、トリロールミルで混合することにより調製した。
【０１３７】
次に、パターン形成用の導体ペースト５２を１２０ｍｍ角に切り出したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフイルム４８、５６上にスクリーン印刷法によりφ２ｍｍ×厚み０．０１ｍｍのドット９００個のパターンを形成した。その後、導体ペースト５２を１２０℃×３０分で硬化させて導体成形体３４が形成されたフイルム４８、５６を得た。
【０１３８】
次いで、厚み２．０ｍｍで開口部１００ｍｍ角×外形１２０ｍｍ角の枠の上下に導体成形体３４が形成されたフイルム４８、５６を導体パターンが対向する向きに鋳込み型内に設置する。そして、１００重量部のグリーンシート成形用のスラリー３６にポリイソシアネート８重量部とポリエチレングリコール３重量部とを加えて攪拌機ですばやく混合し、前記鋳込み型５４の枠開口部に注入して、スラリー３６を硬化させた。しかる後、鋳込み型５４から両面にフイルム４８、５６が配置された導体成形体３４を含む第３セラミック成形体７０を取り出した。その後、片方のフイルム４８を剥離した後乾燥し、導体成形体３４が形成された第３セラミック成形体７０を得た。
【０１３９】
続いて、得られた第３セラミック成形体７０を使って、φ２．０ｍｍのドット状の導体成形体３４の中央部にフイルム５６側から炭酸ガスレーザでφ０．１０ｍｍの貫通孔４２を形成し、スクリーン印刷法により導体ペースト４４を用いてビア充填を行った。フイルム５６を剥離後、所定の焼成温度で焼結して実施例１の基材層２８を得た。また、実施例１と貫通孔径のみ異なる、φ０．１４ｍｍとφ０．１８ｍｍの貫通孔４２とした実施例２、３の基材層２８を得た。
【０１４０】
（実施例４〜６）
実施例１〜３の炭酸ガスレーザに代わり、プレスパンチによって、貫通孔４２を形成した。第３セラミック成形体７０のφ２ｍｍのドット状の導体成形体３４の中央部にプレスパンチによりφ０．２５ｍｍの貫通孔４２を形成し、スクリーン印刷法により導体ペースト４４を用いてビア充填を行った。フイルム４８を剥離後、所定の焼成温度で焼結して実施例４の基材層２８を得た。また、実施例４と貫通孔４２の径のみ異なる、φ０．４０ｍｍとφ０．５５ｍｍの貫通孔４２とした実施例５、６の基材層２８を得た。
【０１４１】
（比較例１〜６）
主成分原料としてＢａＴｉＯ3からなる誘電体組成物粉末１００重量部とバインダ樹脂としてポリビニルブチラール８重量部と可塑剤としてＤＯＰ４重量部とトルエンを主成分とする溶剤とをボールミルで混合してシート成形用のスラリーを得た。得られたスラリーを使って、ドクターブレード法により、厚み０．５ｍｍのグリーンシートを成形し、このグリーンシートから縦横１００ｍｍ角のグリーンシートを切り出した後、４枚積層した。
【０１４２】
パターン形成用の導体ペーストは、平均粒子径１μｍからなるＡｇ粉末１００重量部とポリビニルブチラール４重量部とＤＯＰ２重量部とを、テルピネオールを溶剤として、トリロールミルで混合することにより得た。
【０１４３】
次いで、炭酸ガスレーザによりφ０．１ｍｍの貫通孔を形成し、スクリーン印刷法によりビア電極となる導体ペーストを貫通孔に充填した。その後、φ２ｍｍ×厚み０．０１ｍｍのドット９００個のパターンをビア電極が中央部で覆われるように形成し、所定の焼成温度で焼結して比較例１の配線基板を得た。また、比較例１と貫通孔径のみ異なる、φ０．１４ｍｍとφ０．１８ｍｍの貫通孔とした比較例２、３の配線基板を得た。なお、ビア充填用の導体ペーストは、実施例と同じ物を用いた。
【０１４４】
続いて、φ２ｍｍ×厚み０．０１ｍｍのドット９００個のパターンを形成した０．５ｍｍのグリーンシート２枚と、導体のない０．５ｍｍのグリーンシートを２枚、計４枚をパターンが配線基板の上下面に露呈するように積層した。さらに、φ２ｍｍのドットの中央部にφ０．２５ｍｍ、φ０．４０ｍｍ，φ０．５５ｍｍの貫通孔をプレスパンチにより形成した。その後、スクリーン印刷法によりビア電極となる導体ペーストを貫通孔に充填し、所定の焼成温度で焼結して比較例４〜６の配線基板を得た。
【０１４５】
（評価）
実施例１〜６及び比較例１〜６の配線基板に対して、−４５℃と１２５℃を各３０分、５００サイクルの冷熱試験後、以下の評価を行った。
【０１４６】
実施例１〜６と比較例１〜６に対して、配線基板の上下面に表れる電極間で４端子プローブ法による抵抗測定を行った。各配線基板について計９００箇所測定した。実施例１及び比較例１は５５ｍΩ以上、実施例２及び比較例２は５０ｍΩ以上、実施例３及び比較例３は４５ｍΩ以上、実施例４及び比較例４は４０ｍΩ以上、実施例５及び比較例５は３５ｍΩ以上、実施例６及び比較例６は３０ｍΩ以上を不良箇所とした。評価結果を表１に示す。
【０１４７】
【表１】
【０１４８】
その結果、実施例１〜６には、不良箇所が生じなかった。一方、比較例１〜６では、不良が生じた。従って、実施例１〜６、すなわち、本発明に係る基材層２８からなる配線基板は、ビア電極１８と第１及び第２導体１６、２６との接続の信頼性に優れることが示された。
【０１４９】
なお、本発明に係る配線基板は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１５０】
１０、３０、４０、５０…配線基板 １２、２８…基材層
１２ａ、２８ａ…基材層の一主面 １２ｂ、２８ｂ…基材層の他主面
１４…基材 １６…第１導体
１６ａ…第１導体の一主面 １８…ビア電極
１８ａ…ビア電極の一端面 １８ｂ…ビア電極の他端面
２０…最下層 ２２…スルーホールビア電極
２６…第２導体 ３４…導体成形体
３６…スラリー ３８…第１セラミック成形体
４２…貫通孔 ４４、５２…導体ペースト
４６…セラミック積層体 ４８、５６…フイルム
５４…鋳込み型 ６０…基体
６８…第２セラミック成形体 ７０…第３セラミック成形体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板及びその製造方法に関し、一層詳細には、導体を有する基材層が積層されてなる配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層配線基板におけるビア電極は、セラミックグリーンシートに貫通孔を穿設した後、その貫通孔に導体ペーストを充填したり、その内壁に導体ペーストを塗布したりすることによって形成される。その後、セラミックグリーンシートの表面に、貫通孔内の導体ペーストと接続されるように配線となる導体ペーストをスクリーン印刷等の方法により塗布した後、積層し焼成することで配線基板が得られる。
【０００３】
このような方法では、配線となる導体とビア電極との接続が、ビア電極等の端面のみでなされているため、電気的な接続の信頼性に欠けるという問題があった。そこで、配線となる導体にビア電極を貫通させて接続する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４０６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された配線基板は、ビア電極の端部が、配線の表面よりも外側に突出していると共に、ビア電極と配線の表面との間に円環形状の接続面を備えている。これにより、配線とビア電極との接続が端面のみでなされる場合よりも、接続の信頼性が増す。
【０００６】
しかしながら、この配線基板では、基材層の表面に配線が盛り上がった構造であるため、配線と基材の熱膨張差によって配線が剥離し易く、電子部品や端子を接続した際の接続強度が低下することが考えられる。
【０００７】
また、セラミックグリーンシートの表面に導体ペーストを印刷して配線を形成する方法では、導体ペーストがセラミックグリーンシートの表面に突出するため、積層し焼成して得られる配線基板に変形が生じ易い。特に特許文献１の配線基板の場合、ビア電極の端部が外側に突出しているため、配線基板の変形は益々大きくなる。その結果、セラミックの基材と配線との間に隙間やクラックが生じる場合があり、結局、配線とビア電極等との接続の信頼性が低下する懸念がある。
【０００８】
さらに、ビア電極の端部が配線の表面よりも外側に突出しているため、配線基板の表面の平坦度が低下する。この場合、配線基板に半導体素子等の電子部品を実装する際に、位置ずれや傾きが生じる恐れがあり、また、実装のための半田印刷を均一に行うことが困難になる。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、導体とビア電極との接続の信頼性に優れた配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明に係る配線基板は、板状の基材層からなる配線基板であって、前記基材層は、基材と、前記基材層の一主面に設けられた第１導体と、前記第１導体を通って前記基材層に貫設されるビア電極とを有し、前記基材層の一主面と、前記第１導体の一主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする。
【００１１】
基材層の一主面と第１導体の一主面とが同一平面を形成していることで、第１導体の側面が基材に埋設されているため、第１導体と基材とが一体化（接合）された面積が大きく、第１導体が剥離し難くなる。従って、第１導体の剥離に伴う断線等の懸念が払拭され、配線基板に電子部品や端子を接続した場合の接続強度が高められる。さらに、基材層の平坦化により、第１導体への電子部品の確実な実装や、電子部品の実装のための正確な半田印刷が可能となる。また、基材層の平坦性が高まるため、例えば、積層した際の配線基板の変形が小さくなる。その結果、基材と第１導体との間に隙間やクラックが生じ難くなり、第１導体とビア電極との接続の信頼性も向上する。
【００１２】
また、第１の本発明に係る配線基板において、前記ビア電極の一端面と、前記基材層の一主面とが、同一平面を形成し、前記ビア電極の他端面と、前記基材層の他主面とが、同一平面を形成していることが好ましい。ビア電極も含めて基材層の平坦性を高めることにより、例えば、積層して得られる配線基板の変形が抑えられ、その結果、第１導体とビア電極との接続の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
この場合、第１の本発明に係る配線基板において、前記基材層の他主面に第２導体が設けられるとともに、前記ビア電極が前記第２導体を通って貫設され、且つ前記基材層の他主面と、前記第２導体の一主面とが、同一平面を形成している構成としてもよい。基材層の一主面と他主面とに、それぞれ第１導体と第２導体とを設けた場合であっても、平坦な基材層とすることで、配線基板の変形が抑えられ、第１導体及び第２導体とビア電極とを確実に接続することができる。
【００１４】
さらに、第１の本発明に係る配線基板において、前記ビア電極と、前記第１導体とは、その材質又は面粗度が異なるようにしてもよい。ビア電極と第１導体との材質や面粗度が異なることから、ビア電極の位置を検知することができ、積層の際の位置決めや、配線基板の検査を容易に行うことができる。
【００１５】
またさらに、第１の本発明に係る配線基板において、前記基材をセラミック焼結体とすることが好ましい。この場合、例えば、セラミック焼結体は、導体よりも低熱膨張性であるから、導体と基材とに熱膨張差が生じた場合であっても、基材層の一主面と平行な方向への導体の膨張を制限する。その結果、ビア電極が締め付けられる力が作用するため、導体とビア電極との接続が効果的に維持される。
【００１６】
なお、第１の本発明に係る配線基板において、前記基材層が積層されている構成としてもよい。
【００１７】
第２の本発明に係る配線基板の製造方法は、基体上に導体成形体を形成する導体成形工程と、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、前記導体成形体を被覆するように供給するスラリー供給工程と、前記スラリーを硬化させてセラミック成形体を得るセラミック成形工程と、前記セラミック成形体に対し、その一部を構成する導体成形体を通る貫通孔を穿設する穿孔工程と、前記貫通孔の少なくとも壁面に導体ペーストを充填するビア充填工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、セラミック焼結体からなる基材層の一主面と、第１導体の一主面とが同一平面を形成し、基材層の他主面と、第２導体の一主面とが同一平面を形成している基材層とすることが容易である。また、穿孔工程において、導体成形体の側面がセラミック成形体に埋設された形態を有しているため、導体成形体が剥がれ難く、確実に貫通孔を穿設することができる。なお、貫通孔の壁面に導体ペーストを充填（塗布）した場合、スルーホールビア電極が形成され、貫通孔を全て充填した場合、スルーホールのないビア電極が形成される。
【００１９】
この場合、第２の本発明に係る配線基板の製造方法において、前記穿孔工程は、前記基体と、硬化した前記スラリーとによって前記導体成形体が挟持された状態の前記セラミック成形体に対し、前記基体ごと前記貫通孔を穿設するようにしてもよい。穿孔工程において、上記のように導体成形体の側面がセラミック成形体に埋設されるとともに、導体成形体が基体に被覆された状態のまま、基体ごと貫通孔を穿設することにより、導体成形体の剥がれをより確実に防止することができる。
【００２０】
また、第２の本発明に係る配線基板の製造方法において、レーザ加工によって前記貫通孔を穿設することが好ましい。レーザ加工は、導体成形体や、セラミック成形体の欠けやクラックの発生が少ないためである。この場合、基体の露呈している表面側から貫通孔を穿設するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係るセラミック基板によれば、導体とビア電極との接続の信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１Ａは、第１実施形態に係る配線基板を示す概略断面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図２】図２Ａは、第２実施形態に係る配線基板の基材層の要部拡大断面図である。図２Ｂは、第２実施形態に係る配線基板の要部拡大断面図である。
【図３】図３Ａは、第３実施形態に係る配線基板の基材層の要部拡大断面図である。図３Ｂは、第３実施形態に係る配線基板の要部拡大断面図である。図３Ｂは、第３実施形態に係る配線基板の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図４】図４は、配線基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図５Ａはフイルム上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図５Ｂは鋳込み型内にフイルムを設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図５Ｃは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図６】図６Ａは鋳込み型から第１セラミック成形体をフイルムごと離型した状態を示す断面図であり、図６Ｂはフイルムから第１セラミック成形体を離型した状態を示す断面図である。
【図７】図７Ａはフイルム上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図７Ｂは鋳込み型内にフイルムを他のフイルム及びスペーサと共に設置した、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図７Ｃは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図８】図８Ａは鋳込み型から第１セラミック成形体をフイルム、他のフイルム及びスペーサごと離型した状態を示す断面図であり、図８Ｂはフイルム、他のフイルム及びスペーサから第１セラミック成形体を離型した状態を示す断面図である。
【図９】図９Ａは基体上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図９Ｂは導体成形体を被覆するように基体上にスラリーを塗布した状態を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａは基体上にスラリーを塗布する方法の一例を示す斜視図であり、図１０Ｂはその側面図である。
【図１１】図１１Ａは基体上に塗布したスラリーを硬化した状態を示す断面図であり、図１１Ｂは基体を剥離して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図１２】図１２Ａは第１セラミック成形体にレーザＬを照射した状態を示す断面図であり、図１２Ｂは第１セラミック成形体に貫通孔を形成した状態を示す断面図であり、図１２Ｃは第１セラミック成形体の下面にクリーンペーパを敷いた状態を示す断面図であり、図１２Ｄは、貫通孔に導体ペーストを充填し、クリーンペーパを剥離した状態を示す断面図である。
【図１３】図１３Ａは第１セラミック成形体にフイルムの上面からレーザＬを照射した状態を示す断面図であり、図１３Ｂはフイルムと第１セラミック成形体とに貫通孔を形成した状態を示す断面図であり、図１３Ｃは第１セラミック成形体の下面にクリーンペーパを敷いた状態を示す断面図であり、図１３Ｄは、貫通孔に導体ペーストを充填し、フイルムとクリーンペーパを剥離した状態を示す断面図である。
【図１４】図１４Ａはフイルムを鋳込み型内に設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図１４Ｂは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第２セラミック成形体とした状態を示す断面図であり、図１４Ｃは鋳込み型から第２セラミック成形体をフイルムごと離型し、さらに、フイルムから第２セラミック成形体を離型した状態を示す断面図である。
【図１５】図１５Ａは基体上にスラリーを塗布した状態を示す断面図であり、図１５Ｂは基体上に塗布したスラリーを硬化した状態を示す断面図であり、図１５Ｃは基体を剥離して第２セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図１６】図１６は導体成形体を有する第１セラミック成形体と導体成形体を有しない第２セラミック成形体を積層してセラミック積層体とした状態を示す断面図である。
【図１７】図１７Ａは導体成形体が形成された２つのフイルムを対向させて鋳込み型内に設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図１７Ｂは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第３セラミック成形体とした状態を示す断面図であり、図１７Ｃは鋳込み型から第３セラミック成形体を離型した状態を示す断面図であり、図１７Ｄは第３セラミック成形体に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
先ず、第１実施形態に係る配線基板１０について図１Ａ、図１Ｂを参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、配線基板１０の縦断面図である。配線基板１０は、板状の基材層１２が積層された構成を有する。基材層１２は、例えば、セラミック等からなる基材１４と、Ａｇ等からなる第１導体１６、ビア電極１８とを有し、１つの基材層１２と他の基材層１２とは、各基材層１２を構成する基材１４が一体化されることによって積層されている。なお、図１に示す配線基板１０では、最下層２０は、第１導体１６とビア電極１８を有しない構成、すなわち、基材１４のみからなる構成であるが、必ずしもそのような構成でなくても構わない。例えば、配線基板１０は、基材層１２が最下層まで積層された構成、或いは、基材層１２の単一層からなる構成としてもよい。又、基材層１２は適宜必要な層に配置すれば良いことは言うまでも無い。
【００２５】
配線基板１０の上面には、最上層の基材層１２の一主面１２ａに設けられた第１導体１６の一主面１６ａ及び第１導体１６を通って基材層１２に貫設されたビア電極１８の一端面１８ａが露出している。この露出した第１導体１６及びビア電極１８に対し、例えば半田等を介して半導体素子等の電子部品や端子が接続される。また、ビア電極１８の他端面１８ｂは、１つ下層に位置する他の基材層１２に設けられた第１導体１６に接続されている。
【００２６】
最上層の基材層１２を除く、他の基材層１２に設けられた第１導体１６及びビア電極１８は、露出せずに内部に埋設されている。ただし露出していない点以外は、最上層の基材層１２と同様である。すなわち、各基材層１２の一主面１２ａに第１導体１６の一主面１６ａ及びビア電極１８の一端面１８ａが位置し、ビア電極１８の他端面１８ｂは、その１つ下層に位置する他の基材層１２の第１導体１６に接続されている。
【００２７】
図１Ｂは、最上層の基材層１２のビア電極１８が設けられた部分を拡大した一部拡大断面図である。基材層１２の一主面１２ａと、第１導体１６の一主面１６ａとは、同一平面を形成している。従って、第１導体１６の一主面１６ａ以外の部分は、基材層１２に埋設され一体化されている。すなわち、第１導体１６の側面１６ｂは、基材層１２の内壁面１２ｂと接合され、第１導体１６の他主面１６ｃは、基材層１２の内底面１２ｃと接合されている。
【００２８】
また、ビア電極１８は、第１導体１６を通って基材層１２に貫設され、その外周面１８ｃが第１導体１６の孔壁面１６ｄ及び基材層１２の孔壁面１２ｄに接合された構成を有し、第１導体１６の一主面１６ａにその一端面１８ａが露出し、基材層１２の他主面１２ｂに他端面１８ｂが位置している。この場合、ビア電極１８の一端面１８ａと、基材層１２の一主面１２ａとが、同一平面を形成し、ビア電極１８の他端面１８ｂと基材層１２の他主面１２ｂとが同一平面を形成していることが好ましい。
【００２９】
さらに、ビア電極１８の材料と、第１導体１６の材料とは、異なる材質のものを用いてもよいし、同一のものを用いてもよい。また、ビア電極１８の一端面１８ａと、第１導体１６の一主面１６ａの面粗度が異なるようにしてもよい。さらに、ビア電極１８の形状は、例えば、円柱形状としてもよいし、一端面１８ａから他端面１８ｂに向かって減径又は増径する断面台形形状としてもよい。
【００３０】
なお、図１Ｂでは、最上層の基材層１２を例示したが、上記したように、第１導体１６の一主面１６ａ及びビア電極１８の一端面１８ａが露出せずに内部に埋設されている点を除き、その他の基材層１２も同一の構成を有している。
【００３１】
基材層１２の厚みは、５０００μｍ以下が好ましく、例えば、５０〜５０００μｍ、１００〜３０００μｍ、１５０〜２０００μｍとすることができる。また、基材１４は、特に限定されないが、樹脂やセラミックを用いることができ、なかでもセラミックがより好ましい。セラミック材料としては、低温焼結性セラミックから高温焼結を要するものまで、各種のセラミック材料を用いることができる。第１導体１６の厚みは、基材層１２の厚みよりも小さく、その下限を、例えば、１μｍ以上、５μｍ以上、１０μｍ以上とすることができ、その上限を、例えば、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１００μｍ以下とすることができる。ビア電極１８のビア径は、例えば、５０〜１０００μｍとすることができる。
【００３２】
本実施形態に係る配線基板１０は、基本的には以上のような構成を有する。次にその作用効果について説明する。
【００３３】
本実施形態では、第１導体１６の一主面１６ａと、基材層１２の一主面１２ａとが同一平面を形成していることから、基材層１２の一主面１２ａの平坦性が高い。さらに、ビア電極１８の一端面１８ａと、基材層１２の一主面１２ａとが同一平面を形成し、ビア電極１８の他端面１８ｂと基材層１２の他主面１２ｂとが同一平面を形成するようにすれば、より一層基材層１２の平坦性が高くなる。そのため、基材層１２が積層してなる配線基板１０の変形が極めて小さくなる。従って、基材１４と第１導体１６との間に隙間やクラックが生じ難くなり、第１導体１６とビア電極１８との接続の信頼性が向上する。
【００３４】
また、第１導体１６の側面１６ｂが基材１４に埋設されているため、第１導体１６と基材１４とが一体化（接合）された面積が大きく、第１導体１６が剥離し難くなる。従って、第１導体１６の剥離に伴う断線等の懸念が払拭される。このことは、配線基板１０に電子部品や端子を接続した場合の接続強度の向上にも寄与する。さらに、例えば、ビア電極１８の形状が、一端面１８ａから他端面１８ｂに向かって減径又は増径する断面台形形状の場合、第１導体１６とビア電極１８とが一体となってリベット形状となり、より一層第１導体１６の剥離を低減することができる。
【００３５】
しかも、例えば、基材１４としてセラミックを用いた場合、一般的に、セラミックは導体よりも低熱膨張性であるから、配線基板１０の動作時に発熱して第１導体１６と基材１４とに熱膨張差が生じると、基材層１２の一主面１２ａと平行な方向への第１導体１６の膨張が制限される。その結果、第１導体１６によってビア電極１８が締め付けられる力が作用し、第１導体１６とビア電極１８との接続がより一層確実になる。
【００３６】
また、ビア電極１８の材料と第１導体１６の材料とに異なる材質のものを用いた場合や、ビア電極１８の一端面１８ａと第１導体１６の一主面１６ａの面粗度を異なるようにした場合には、例えば、Ｘ線検査装置や、光学顕微鏡を用いることによって、ビア電極１８の位置を検知することができ、積層の際の位置決めや、配線基板１０の検査を容易に行うことができる。
【００３７】
さらに、基材層１２の平坦化により、第１導体１６への電子部品の確実な実装や、電子部品の実装のための正確な半田印刷が可能となる。
【００３８】
次に、第２実施形態の配線基板３０に係る基材層１２について図２Ａ、図２Ｂを参照して説明する。第１実施形態に係る基材層１２と同一の部分には、同一の符号を付し、共通する構成については、その説明を省略する。
【００３９】
図２Ａに示すように、第２実施形態に係る基材層１２は、ビア電極１８の代わりに、スルーホールビア電極２２が設けられた点で図１Ｂに示した第１実施形態に係る基材層１２と異なる。
【００４０】
スルーホールビア電極２２は、円筒形状を有し、一端部２２ａが基材層１２の一主面１２ａに露出し、その外周面２２ｃが第１導体１６の孔壁面１６ｄ及び基材層１２の孔壁面１２ｄに接合された構成を有している。この場合、図２Ｂに示すように、スルーホールビア電極２２の他端部２２ｂは、他の基材層１２に同様に形成されたスルーホールビア電極２２の一端部２２ａに当接し、スルーホール２４が延在するように積層される。この配線基板３０によれば、スルーホール２４内に電子部品や配線を実装し得るようになる。
【００４１】
また、ビア電極１８の場合と同様に、スルーホールビア電極２２の一端面２２ａと、第１導体１６の一主面１６ａとが、同一平面を形成し、スルーホールビア電極２２の他端面２２ｂと基材層１２の他主面１２ｂとが同一平面を形成していることが好ましい。また、スルーホールビア電極２２の形状は、例えば、上記の通り円筒形状としてもよいし、一端面２２ａから他端面２２ｂに向かって減径又は増径する断面台形形状にスルーホール２４が設けられた形状としてもよい。
【００４２】
この第２実施形態においても、スルーホールビア電極２２が設けられた点以外は、図１Ｂに示した基材層１２と同様の構成、及びその構成に基づく作用効果を有する。
【００４３】
次に、第３実施形態の配線基板４０、５０に係る基材層２８について図３Ａ〜図３Ｃを参照して説明する。第１実施形態に係る配線基板１０と同一の部分には、同一の符号を付し、共通する構成については、その説明を省略する。
【００４４】
図３Ａに示すように、第３実施形態に係る基材層２８は、その他主面２８ｂに第２導体２６が設けられた点で図１Ｂに示した第１実施形態に係る基材層１２と異なる。この場合、基材層２８の他主面２８ｂと、第２導体２６の一主面２６ａとが、同一平面を形成している。従って、第２導体２６の一主面２６ａ以外の部分は、基材１４に埋設され一体化されている。すなわち、第２導体２６の側面２６ｂは、基材層２８の内壁面２８ｅと接合され、第２導体２６の他主面２６ｃは、基材層２８の内底面２８ｆと接合されている。
【００４５】
また、ビア電極１８は、第１導体１６及び第２導体２６を通って基材層２８に貫設され、その外周面１８ｃが第１導体１６の孔壁面１６ｄ、第２導体２６の孔壁面２６ｄ及び基材層２８の孔壁面２８ｄに接合された構成を有し、第２導体２６の一主面２６ａに他端面１８ｂが位置している。この場合、ビア電極１８の一端面１８ａと、基材層２８の一主面２８ａとが、同一平面を形成し、ビア電極１８の他端面１８ｂと、基材層２８の他主面２８ｂとが同一平面を形成していることが好ましい。
【００４６】
基材層２８の一主面２８ａと他主面２８ｂとに、それぞれ第１導体１６と第２導体２６とを設けた場合であっても、上記のように、第１導体１６と第２導体２６は、いずれも基材層２８の一主面２８ａと他主面２８ｂとから突出せず面一であることから、基材層２８を積層してなる配線基板４０の変形が抑えられる。さらに、ビア電極１８の一端面１８ａとビア電極１８の他端面１８ｂについても、いずれも基材層２８の一主面２８ａと他主面２８ｂとから突出させずに面一とすることにより、より一層配線基板４０の変形が抑えられる。その結果、第１導体１６及び第２導体２６とビア電極１８とを確実に接続することができる。
【００４７】
この場合、例えば、図３Ｂに示す配線基板４０のように、第２導体２６が他の基材層２８の第１導体１６と当接するように積層されてもよいし、また、図３Ｃに示す配線基板５０のように、基材層２８と、他の基材層としてビア電極１８のみが設けられた基材層３２とが交互に積層されてもよい。さらに、この実施形態において、ビア電極１８として、スルーホールビア電極２２を形成してもよい。
【００４８】
この第３実施形態においても、他主面２８ｂに第２導体２６が設けられた点以外は、図１Ｂに示した第１実施形態に係る基材層１２と同様の構成、及びその構成に基づく作用効果を有する。
【００４９】
次に、第１実施形態に係る配線基板１０の製造方法について、基材１４としてセラミックを用いた例を挙げ、図４〜図１６を参照して説明する。
【００５０】
図４に示すように、本実施形態に係る配線基板１０の製造方法は、後に第１導体１６となる導体成形体３４（図５Ａ参照）を形成する導体成形工程Ｓ１と、後に基材１４となるセラミック粉末を含むスラリー３６（図５Ｂ参照）を、前記導体成形体３４を被覆するように供給するスラリー供給工程Ｓ２と、スラリー３６を硬化させて第１セラミック成形体３８（図６Ａ参照）を得るセラミック成形工程Ｓ３と、前記第１セラミック成形体３８に対し、その一部を構成する導体成形体３４を通る貫通孔４２（図１２Ｂ参照）を穿設する穿孔工程Ｓ４と、前記貫通孔４２の少なくとも壁面に、後にビア電極１８となる導体ペースト４４（図１２Ｄ参照）を充填するビア充填工程Ｓ５とを含む。その後、基材層１２となる第１セラミック成形体３８を積層し、得られたセラミック積層体４６（図１６参照）を焼成することによって、導体成形体３４による第１導体１６が基材１４の表層と内部に埋設され、ビア電極１８によって第１導体１６間が接続された配線基板１０が完成する。
【００５１】
ここで、第１セラミック成形体３８の２つの作製方法（第１作製方法及び第２作製方法：導体成形工程Ｓ１〜セラミック成形工程Ｓ３）について図５Ａ〜図１３Ｄを参照しながら説明する。
【００５２】
［セラミック成形：第１作製方法］
第１作製方法は、先ず、図５Ａに示すように、フイルム４８上に導体ペースト５２を印刷法によってパターン形成した後、硬化してフイルム４８上に導体成形体３４を形成する（導体成形工程Ｓ１）。フイルム４８は、表面にシリコーン離型剤がコートされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。離型剤については、導体成形体３４を形成した後に、導体成形体３４を形成していない表面に付着した分を除去してもよいし、予め離型剤を導体成形体３４が形成されるパターンと同じパターンで印刷してもよい。導体ペースト５２の加熱硬化時における収縮、歪を抑制するために、予めフイルム４８に温度１５０℃で１０分以上のアニール処理を施すことが好ましい。
【００５３】
その後、図５Ｂに示すように、導体成形体３４が鋳込み型５４の成形空間に向くようにしてフイルム４８を鋳込み型５４内に設置し、スラリー３６を鋳込み型５４内に鋳込んだ（スラリー供給工程Ｓ２）後に、室温硬化、加熱硬化、乾燥硬化等により硬化（セラミック成形工程Ｓ３）する。これによって、図５Ｃに示すように、第１セラミック成形体３８が得られる。この場合、図６Ａに示すように、フイルム４８上に第１セラミック成形体３８が設置された状態になっているため、第１セラミック成形体３８をフイルム４８から離型することによって、図６Ｂに示すように、導体成形体３４が埋設された第１セラミック成形体３８が得られる。
【００５４】
この場合、スラリー３６に熱硬化性樹脂前駆体を含んでいるため、スラリー３６の硬化時における乾燥収縮に伴う導体成形体３４周りの部分の変形は小さい。従って、第１セラミック成形体３８のうち、導体成形体３４の周りの部分の変形も小さく、第１セラミック成形体３８の一主面（導体成形体３４の一主面が露出された面）の平坦性も良好となる。
【００５５】
また、フイルム４８の導体成形体３４が形成されていない表面には、離型剤がコートされていないことから、第１セラミック成形体３８とフイルム４８とは、互いに強固に付着する。すなわち、図６Ａに示すように第１セラミック成形体３８がフイルム４８によって支持される。従って、鋳込み型５４から取り出した後に、図６Ａの形態とすることによって、第１セラミック成形体３８の取り扱いが容易になる。
【００５６】
第１セラミック成形体３８の鋳込み型５４からの離型性を良好にするために、図７Ａ〜図８Ｂに示すようにしてもよい。すなわち、図７Ａに示すように、フイルム４８上に導体ペースト５２を印刷法によってパターン形成した後、硬化してフイルム４８上に導体成形体３４を形成する。
【００５７】
その後、図７Ｂに示すように、導体成形体３４が形成されたフイルム４８を鋳込み型５４内に設置する際に、フイルム４８の導体成形体３４が形成された面と他のフイルム５６とを対向させ、さらに、フイルム４８と他のフイルム５６の間にスペーサ５８を挟んで設置する。そして、スペーサ５８にて形成される空間内にスラリー３６を流し込んだ後に硬化して、第１セラミック成形体３８を得るようにしてもよい（図７Ｃ参照）。この場合、図８Ａに示すように、第１セラミック成形体３８がフイルム４８、他のフイルム５６及びスペーサ５８にて囲まれた状態となっているため、第１セラミック成形体３８が鋳込み型５４に不要に付着することなく、簡単に鋳込み型５４から離型することができる。
【００５８】
さらに、導体成形体３４が形成されるフイルム４８の表面に塗布された離型剤の剥離力と、他のフイルム５６の表面に塗布された離型剤の剥離力とを異なるようにすれば、必ずどちらかのフイルム４８（又は５６）が剥がれ易くなり、フイルム４８（又は５６）からの離型も容易になる。図８Ｂに、フイルム４８、他のフイルム５６及びスペーサ５８から第１セラミック成形体３８を離型した状態を示す。
【００５９】
ここで、各構成部材の好ましい態様について説明する。
【００６０】
［導体ペースト５２：第１作製方法］
導体ペースト５２としては、バインダとしてエポキシ、フェノール等の未硬化物を含有するものが好ましいが、とりわけ、レゾール型フェノール樹脂を含有するものが好ましい。また、金属粉末については、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈといった金属の単体又は合金、金属間化合物を用いることができるが、同時焼成されるセラミック部材に要求される特性、すなわち、焼成時の酸素分圧、温度、焼成収縮温度特性を考慮し、適宜選択される。焼成収縮温度特性については金属粉末組成だけではなく、金属粉末の粒径、比表面積、凝集度によっても適宜制御される。導体ペースト５２中のバインダ分量については、例えば、Ａｇ粉末の場合、金属粉末重量の１％〜１０％の範囲を使用するが、セラミック部材の焼成収縮率、スクリーン印刷時の印刷性を考慮し、３〜６％の範囲が好ましい。
【００６１】
導体ペースト５２は、上述したように、印刷後、加熱硬化させるが、硬化条件は、硬化剤の種類により異なり、例えば、第１実施形態で使用するレゾール型フェノール樹脂の場合、１２０℃で１０分〜６０分硬化させる。
【００６２】
導体ペースト５２による導体成形体３４が形成されたフイルム４８（この場合、ＰＥＴフィルム）を鋳込み型５４に設置するが、ＰＥＴフイルムを鋳込み型５４に設置する際、ＰＥＴフイルムのうねりを抑制するため、所望の平行度、平坦度を有する型板に真空吸着、糊付け、静電吸着等の手段により吸着させる。
【００６３】
なお、後述するビア電極１８の形成に用いる導体ペースト４４（図１２Ｄ参照）は、導体成形体３４に用いる導体ペースト５２と同じものを用いても良いし、例えば、貫通孔４２に流れ込み易くなるように粘度を調整した別のものを用いてもよい。この場合、別の導体ペースト４４として、銀ペースト等を用いることができる。
【００６４】
［鋳込み型５４（金型）：第１作製方法］
型板は、吸着手段に応じた板部材を使用する。例えば真空吸着の場合は、金属、セラミック、樹脂等の材質は関係なく、多孔質板や吸着用孔を多数あけた板を使用し、糊付けの場合は、糊との反応性がなく、後に溶剤等で糊を拭き取る際にも変質を起こさない材質の板を使用し、静電吸着の場合は、ＰＥＴと静電吸着し易い材料でできた板を使用することが好ましい。
【００６５】
鋳込み型５４は、内部にスラリー３６が流通する経路を有し、鋳込み硬化後のスラリー３６が所望の厚みの板状となるように、型板間に、導体成形体３４が形成されたフイルム４８、他のフイルム５６及びスペーサ５８を設置して、フイルム４８及び他のフイルム５６を平行に対向した形態を有し、且つ、フイルム４８と他のフイルム５６との間に適当な間隔が設定されるようにすることが好ましい。
【００６６】
フイルム４８、他のフイルム５６、スペーサ５８は、ＰＥＴフイルム、離型剤をコートした金属板、ガラス板、セラミック板、紙、あるいはテフロン（登録商標）樹脂板等を用いることができる。但し、第１セラミック成形体３８からの剥離が容易になるように可撓性を備えたものを用いることが好ましい。
【００６７】
そして、この鋳込み型５４に、反応硬化する樹脂を含有するスラリー３６を流し込み、硬化させる。
【００６８】
［スラリー３６：第１作製方法］
スラリー３６は、用途に応じ、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電セラミック材料、各種誘電体セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミニウムナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含んだセラミックス粉末を無機成分と、例えば分散剤とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応が誘起される有機化合物とからなる。
【００６９】
このスラリー３６は、無機成分粉末の他、有機分散媒、ゲル化剤を含み、粘性や硬化反応調整のための分散剤、触媒を含んでもよい。有機分散媒は反応性官能基を有していてよく、あるいは有していなくともよい。しかし、この有機分散媒は、反応性官能基を有することが特に好ましい。
【００７０】
反応性官能基を有する有機分散媒としては、以下を例示することができる。
【００７１】
すなわち、反応性官能基を有する有機分散媒は、ゲル化剤と化学結合し、スラリー３６を硬化可能な液状物質であること、及び鋳込みが容易な高流動性のスラリー３６を形成できる液状物質であることの２つを満足する必要がある。
【００７２】
ゲル化剤と化学結合し、スラリー３６を硬化するためには、反応性官能基、すなわち、水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成し得る官能基を分子内に有していることが必要である。分散媒は少なくとも１の反応性官能基を有するものであれば足りるが、より十分な硬化状態を得るためには、２以上の反応性官能基を有する有機分散媒を使用することが好ましい。２以上の反応性官能基を有する液状物質としては、例えば多価アルコール、多塩基酸が考えられる。なお、分子内の反応性官能基は必ずしも同種の官能基である必要はなく、異なる官能基であってもよい。また、反応性官能基はポリグリセリンのように多数あってもよい。
【００７３】
一方、注型が容易な高流動性のスラリー３６を形成するためには、可能な限り粘性の低い液状物質を使用することが好ましく、特に、２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。既述の多価アルコールや多塩基酸は水素結合の形成により粘性が高い場合があるため、たとえスラリー３６を硬化することが可能であっても反応性分散媒として好ましくない場合がある。従って、多塩基酸エステル、多価アルコールの酸エステル等の２以上のエステル基を有するエステル類を前記有機分散媒として使用することが好ましい。また、多価アルコールや多塩基酸も、スラリー３６を大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。エステル類は比較的安定ではあるものの、反応性が高いゲル化剤とであれば十分反応可能であり、粘性も低いため、上記２条件を満たすからである。特に、全体の炭素数が２０以下のエステルは低粘性であるため、反応性分散媒として好適に用いることができる。
【００７４】
スラリー３６に含有されていてもよい反応性官能基を有する有機分散媒としては、具体的には、エステル系ノニオン、アルコールエチレンオキサイド、アミン縮合物、ノニオン系特殊アミド化合物、変性ポリエステル系化合物、カルボキシル基含有ポリマー、マレイン系ポリアニオン、ポリカルボン酸エステル、多鎖型高分子非イオン系、リン酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸Ｎａ、マレイン酸系化合物を例示できる。また、非反応性分散媒としては、炭化水素、エーテル、トルエン等を例示できる。
【００７５】
［ゲル化剤：第１作製方法］
スラリー３６中に含有されるゲル化剤は、分散媒に含まれる反応性官能基と反応して硬化反応を引き起こすものであり、以下を例示することができる。
【００７６】
すなわち、ゲル化剤の２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下であることが好ましい。具体的には、２以上のエステル基を有する有機分散媒と、イソシアネート基、及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤とを化学結合させることによりスラリー３６を硬化することが好ましい。
【００７７】
具体的には、この反応性のゲル化剤は、分散媒と化学結合し、スラリー３６を硬化可能な物質である。従って、ゲル化剤は、分子内に、分散媒と化学反応し得る反応性官能基を有するものであればよく、例えば、モノマー、オリゴマー、架橋剤の添加により三次元的に架橋するプレポリマー（例えば、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）等のいずれであってもよい。
【００７８】
一般に、平均分子量が大きなプレポリマー及びポリマーは、粘性が高いため、本実施例では、これらより分子量が小さいもの、具体的には平均分子量（ＧＰＣ法による）が２０００以下のモノマー又はオリゴマーを使用することが好ましい。なお、ここでの「粘度」とは、ゲル化剤自体の粘度（ゲル化剤が１００％の時の粘度）を意味し、市販のゲル化剤希釈溶液（例えば、ゲル化剤の水溶液等）の粘度を意味するものではない。
【００７９】
ゲル化剤の反応性官能基は、反応性分散媒との反応性を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば反応性分散媒として比較的反応性が低いエステル類を用いる場合は、反応性が高いイソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、及び／又はイソチオシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）を有するゲル化剤を選択することが好ましい。
【００８０】
イソシアネート類は、ジオール類やジアミン類と反応させることが一般的であるが、ジオール類は既述の如く高粘性のものが多く、ジアミン類は反応性が高すぎて注型前にスラリー３６が硬化してしまう場合がある。
【００８１】
このような観点からも、エステルからなる反応性分散媒と、イソシアネート基及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤との反応によりスラリー３６を硬化することが好ましく、より充分な硬化状態を得るためには、２以上のエステル基を有する反応性分散媒と、イソシアネート基、及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤との反応によりスラリー３６を硬化することが好ましい。また、ジオール類、ジアミン類も、スラリー３６を大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。
【００８２】
イソシアネート基及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤としては、例えば、ＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、イソチオシアネート（樹脂）等を挙げることができる。
【００８３】
また、反応性分散媒との相溶性等の化学的特性を考慮して、前述した基本化学構造中に他の官能基を導入することが好ましい。例えば、エステルからなる反応性分散媒と反応させる場合には、エステルとの相溶性を高めて、混合時の均質性を向上させる点から、親水性の官能基を導入することが好ましい。
【００８４】
なお、ゲル化剤分子内に、イソシアネート基又はイソチオシアネート基以外の反応性官能基を含有させてもよく、イソシアネート基とイソチオシアネート基が混在してもよい。さらには、ポリイソシアネートのように、反応性官能基が多数存在してもよい。
【００８５】
スラリー３６には、上述した成分以外に、消泡剤、界面活性剤、焼結助剤、触媒、可塑剤、特性向上剤等の各種添加剤を添加してもよい。
【００８６】
上述したスラリー３６は、以下のように作製することができる。
（ａ）分散媒に無機物粉体を分散してスラリー３６とした後、ゲル化剤を添加する。
（ｂ）分散媒に無機物粉体及びゲル化剤を同時に添加して分散することによりスラリー３６を製造する。
【００８７】
注型時及び塗布時の作業性を考慮すると、２０℃におけるスラリー３６の粘度は３０００ｃｐｓ以下であることが好ましく、２０００ｃｐｓ以下であることがより好ましい。スラリー３６の粘度は、既述した反応性分散媒やゲル化剤の粘度の他、粉体の種類、分散剤の量、スラリー３６の濃度（スラリー３６全体の体積に対する粉体体積％）によっても調整することができる。
【００８８】
但し、スラリー３６の濃度は、通常は、２５〜７５体積％のものが好ましく、乾燥収縮によるクラックを少なくすることを考慮すると、３５〜７５体積％のものがさらに好ましい。有機成分として分散媒、分散剤、反応硬化物、反応触媒を有する。このうち、例えば分散媒とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応により硬化する。
【００８９】
［セラミック成形：第２作製方法］
次に、第２作製方法について図９Ａ〜図１２Ｃを参照しながら説明する。
【００９０】
先ず、図９Ａに示すように、基体６０の上面に導体ペースト５２を例えば印刷法によってパターン形成し、さらに、このパターン形成された導体ペースト５２を加熱硬化して、基体６０上に導体成形体３４を形成する。なお、基体６０は、上述したフイルム４８と同様に、表面にシリコーン離型剤がコートされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いることができる。
【００９１】
その後、図９Ｂに示すように、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリー３６を、導体成形体３４を被覆するように基体６０上に塗布する。塗布方法としては、ディスペンサー法や、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法やスピンコート法等がある。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法は、一対のガイド板６２ａ及び６２ｂの間に基体６０（導体成形体３４が形成された基体６０）を設置し、その後、スラリー３６を、導体成形体３４を被覆するように基体６０上に塗布した後、ブレード状の治具６４を一対のガイド板６２ａ及び６２ｂの上面を滑らせて（摺り切って）、余分なスラリー３６を取り除く方法である。一対のガイド板６２ａ及び６２ｂの高さを調整することによって、スラリー３６の厚みを容易に調整することができる。
【００９２】
その後、図１１Ａに示すように、基体６０上に塗布されたスラリー３６を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）させ、さらに、図１１Ｂに示すように、基体６０を剥離、除去することによって第１セラミック成形体３８が完成する。この場合も、第１セラミック成形体３８の一主面（導体成形体３４の一主面が露出された面）の平坦性は良好となる。
【００９３】
ここで、各構成部材の好ましい態様について説明する。
【００９４】
［導体ペースト５２：第２作製方法］
第１作製方法と同様であるため、重複する記載を省略するが、第２作製方法における導体ペースト５２は、樹脂と銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）系の金属の少なくとも１種類の粉末を含む。導体ペースト５２に使用される樹脂は、熱硬化性樹脂前駆体であることが好ましい。この場合、熱硬化性樹脂前駆体は、自己反応性のレゾール型フェノール樹脂であることが好ましい。
【００９５】
導体ペースト５２は、上述したように、印刷後、加熱硬化されるが、硬化条件は、硬化剤の種類により異なり、例えば、第２作製方法で使用するレゾール型フェノール樹脂の場合、温度８０〜１５０℃、時間１０分〜６０分で硬化させることができる。
【００９６】
［スラリー３６：第２作製方法］
第１作製方法と同様であるため、重複する記載を省略するが、第２作製方法におけるスラリー３６に含まれるセラミック粉末は、用途に応じて、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電体セラミック材料、各種誘電セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミニウムナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含む。
【００９７】
スラリー３６に含まれる熱硬化性樹脂前駆体は、イソシアネート基又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤と、水酸基を有する高分子とを有する。
【００９８】
上述した塗布方法のうち、ディスペンサー法や図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法にてスラリー３６を基体６０上に塗布する場合、スラリー３６の粘度は比較的高いことが好ましい。スラリー３６の粘度は第１作製方法と同様でもよいが、スラリー３６が低粘度だと、塗布した後の保形性が低く、流動による厚みばらつきが発生し易い。そのため、スラリー３６の粘度は２０００ｃｐｓ〜２００００ｃｐｓが好ましい。
【００９９】
そこで、水酸基を有する高分子として分子量の大きい樹脂を用いることで、スラリー３６の粘度を高くできる。一例としてブチラール樹脂は分子量が大きいため、スラリー３６の粘度を高くするには好適である。もちろん、高分子の分子量でスラリー３６の粘度の制御が可能となることから、塗布方法に応じて、高分子として使用する樹脂を適宜選択すればよい。
【０１００】
上述したブチラール樹脂は、一般に、ポリビニルアセタール樹脂であるが、その中には原料のポリビニルアルコール樹脂に由来するＯＨ基が残るので、このＯＨ基がゲル化剤のイソシアネート基又はイソチオシアネート基と反応するものと考えられる。
【０１０１】
特に、イソシアネート基又はイソチオシアネート基と反応に必要な量を超えてブチラール樹脂を添加すると、反応後に残ったブチラール樹脂は熱可塑性樹脂として作用するので、熱硬化性樹脂の欠点である、硬化後の接着性が悪くなるという特性を改善することができる。その結果、例えば、後述する図１６に示すように、第１セラミック成形体３８を複数積層してセラミック積層体４６を構成する場合に、各第１セラミック成形体３８の接着性が良好となることから、製造過程において第１セラミック成形体３８が剥離するという不都合を回避でき、複数の第１セラミック成形体３８のセラミック積層体４６による配線基板１０の歩留まりを向上させることができる。
【０１０２】
水酸基を有する高分子としては、その他、エチルセルロース系樹脂、ポリエチレングリコール系樹脂、あるいはポリエーテル系樹脂を好ましく用いることができる。
【０１０３】
次に、上記したセラミック成形体の作製方法による作用効果について説明する。
【０１０４】
従来においては、セラミックグリーンシート（セラミック成形体）の作製には、本実施形態で用いられる熱硬化性樹脂ではなく、熱可塑性樹脂が用いられてきた。その場合、熱可塑性樹脂を含むスラリー３６の乾燥収縮時に導体成形体３４との界面で隙間やクラックが発生したり、セラミックグリーンシートが凹凸形状になったりする。一方、本実施の形態では、スラリー３６に熱硬化性樹脂前駆体を含ませて、乾燥時に熱硬化性樹脂前駆体を硬化させて三次元網目構造を生成させ、収縮を小さくすることで前記問題は解決され、配線基板１０の平坦性が向上する。従って、セラミック焼結体からなる基材１４とする基材層１２の一主面１２ａと、第１導体１６の一主面１６ａとを同一平面上に位置させることが容易である。
【０１０５】
この場合、スラリー３６に使用する溶剤に、熱硬化性樹脂前駆体が硬化する温度での蒸気圧が小さいものを選定し、熱硬化時の溶剤乾燥による収縮を小さくすることが望ましい。室温で硬化する樹脂を用いた場合は、特に作業や装置が簡単になる。
【０１０６】
ポリウレタン樹脂は、硬化後の弾性を制御し易く、柔軟な成形体も可能となる等の利点を有する。後工程での取り扱いを考えると、あまり硬い成形体は適さない場合があり、熱硬化性樹脂は三次元網目構造をとるので一般に硬いが、ポリウレタン樹脂は、柔軟性のある成形体も可能で、特にテープ状の成形体は、柔軟性が要求される場合が多いため望ましい。また、スラリー性状の制御のため、熱可塑性樹脂を含ませてもよい。後述するように、第１セラミック成形体３８には、ビア電極１８形成のための孔加工が施されるが、ポリウレタン樹脂を用いているため加工性に優れる。従って、ビア電極１８の寸法精度や位置精度が極めて高くなり、配線基板１０としての信頼性に優れる。
【０１０７】
従来においては、熱可塑性樹脂を含む導体ペースト５２が、スラリー３６を塗布する際に、スラリー３６の溶剤に溶解して、導体形状が崩れる。一方、本実施の形態においては、導体ペースト５２に熱硬化性樹脂前駆体を含ませているため、耐溶剤性が向上し、導体形状の崩れは生じない。従って、第１導体１６の形状精度や位置精度に優れた配線基板１０が得られることから、配線基板１０としての信頼性に優れる。
【０１０８】
熱硬化性樹脂前駆体は、硬化後は三次元の網目構造となり、元に戻らないため、硬化後は、溶剤への再溶解性がなくなり、一般に、熱可塑性樹脂よりも耐溶剤性が高い。
【０１０９】
熱硬化性樹脂前駆体の中では、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が硬化前プレポリマーの分子量の制御ができ、ペースト性状のコントロールが可能なため、好適である。なお、熱可塑性樹脂をペースト性状の制御のために、熱硬化性樹脂と一緒に含めるようにしてもよい。
【０１１０】
特に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂は、硬化剤が必要なく、加熱するだけで硬化するタイプがあり、導体ペースト５２の効率的な使用に適する。つまり、硬化剤の添加が必要な他の熱硬化性樹脂前駆体は、導体ペースト５２を印刷する前に、硬化剤を混合する必要があるが、混合すると保存がきかない。従って、印刷後に残った導体ペースト５２を回収して保存する必要のある印刷法によって導体ペースト５２を印刷する場合は、硬化剤を混合する必要がない熱硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型フェノール樹脂が好適である。
【０１１１】
従来において、熱可塑性樹脂をバインダとするセラミック成形体は、該セラミック成形体の密度ばらつきが発生し易く、そのために、焼成後のセラミック焼結体の寸法ばらつきが大きく、埋設された導体成形体３４の焼成寸法のばらつきも大きくなる。一方、本実施の形態においては、熱硬化性樹脂前駆体をバインダに使用して導体成形体３４を埋設した第１セラミック成形体３８を得ることにより、焼成ばらつきの小さい配線基板１０を得ることができる。
【０１１２】
例えば第１セラミック成形体３８の焼成後の寸法は、第１セラミック成形体３８のうち、導体成形体３４を除く部分の生密度により主に決まる。これは配線基板１０の基材１４を構成するセラミック焼結体の構造は空隙が非常に少ないのに対し、第１セラミック成形体３８の上記部分は空隙が多いため、その空隙量の多少が、焼成中の収縮量を決めるからである。
【０１１３】
従来の熱可塑性樹脂をバインダとして含むスラリー３６は、溶媒を乾燥してセラミック成形体を得るが、乾燥する際の塗工比（スラリー３６体積と成形後の成形体体積の比）が大きく、この大きな塗工比が成形体密度のばらつきの原因となる。しかし、本実施の形態のように、熱硬化性樹脂前駆体をスラリー３６のバインダとして使用した場合は、溶剤を含んだままでも硬化するため、塗工比を小さくすることができ、生密度のばらつきを小さくすることができる。その結果、焼成後の寸法ばらつきが小さくなり、埋設した第１導体１６の寸法ばらつきも小さくすることができる。従って、セラミック焼結体を基材１４とする基材層１２の一主面１２ａと、第１導体１６の一主面１６ａとを同一平面上に位置させることが容易になる。
【０１１４】
次に、穿孔工程Ｓ４、ビア充填工程Ｓ５及び、その後の積層、焼成工程について、図１２Ａ〜図１６を参照して説明する。
【０１１５】
図１２Ａに示すように、第１セラミック成形体３８に対し、ビア電極１８を形成するための貫通孔４２を穿設する孔加工を行う（穿孔工程Ｓ４）。孔加工は、ＮＣパンチで開ける方法、金型で打ち抜く方法（パンチプレス法）、レーザを用いて開ける方法などが挙げられる。なかでも、金型で打ち抜く方法、レーザを用いる方法が好ましい。導体成形体３４やセラミック成形体の欠けや破損が生じ難く、孔加工精度にも優れる点で好ましい。レーザを用いて孔加工を行う場合、例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ等種々のレーザが適用できるが、なかでも炭酸ガスレーザが好適である。
【０１１６】
レーザで貫通孔４２を穿設する場合、その孔径は、ビア電極１８の径が５０〜１０００μｍとなるように調整することが好ましい。このような範囲であれば、レーザによって高精度、且つ配線に対応したビアのピッチで貫通孔４２を穿設できるとともに、貫通孔４２へ導体ペースト４４の充填も容易になる。
【０１１７】
また、貫通孔４２は、レーザＬを当てる側、すなわち貫通孔４２に対するレーザＬの入口側の孔径よりも出口側の孔径が小さくなり易い。従って、導体成形体３４側からレーザＬを当てて加工することにより、貫通孔４２に導体ペースト４４を充填して得られるビア電極１８の形状が、第１セラミック成形体３８において、基材層１２の一主面１２ａから他主面１２ｂに向かって減径する断面台形形状になるように孔加工をすることができる。その結果、導体成形体３４による第１導体１６とビア電極１８とが一体となってリベット形状となり、より一層第１導体１６の剥離を低減することができる。
【０１１８】
次いで、図１２Ｃに示すように、第１セラミック成形体３８の導体成形体３４が設けられていない側に、導体ペースト４４の漏れ防止のためのクリーンペーパ６６を敷いた後、貫通孔４２に導体ペースト４４を例えばスクリーン印刷によって充填し、硬化させる（ビア充填工程Ｓ５）。その後、クリーンペーパ６６を剥がすことで第１セラミック成形体３８を完成させる。
【０１１９】
また、図１３Ａに示すように、フイルム４８（基体６０）と、硬化したスラリー３６とによって導体成形体３４が挟持された状態の第１セラミック成形体３８に対し、フイルム４８の露呈している上面から、レーザＬを当て、フイルム４８ごと貫通孔４２を穿設するようにしてもよい。この場合、フイルム４８が導体成形体３４を押さえているので、レーザＬによる孔加工の際に、導体成形体３４が飛散することを防止することができる。但し、フイルム４８ごと貫通孔４２を穿設する場合には、第１セラミック成形体３８の孔径よりもフイルム４８の孔径が大となり易いため、マスク等を用いるようにしてもよい。
【０１２０】
次いで、上記した方法と同様に、図１３Ｃに示すように、第１セラミック成形体３８の導体成形体３４が設けられていない側に、導体ペースト４４の漏れ防止のためのクリーンペーパ６６を敷いた後、フイルム４８の上から貫通孔４２に導体ペースト４４を例えばスクリーン印刷によって充填し、硬化させる（ビア充填工程Ｓ５）。その後、フイルム４８及びクリーンペーパ６６を剥がすことで第１セラミック成形体３８が完成する。
【０１２１】
ここで、ビア電極１８（の一端面１８ａ）と第１導体１６（の一主面１６ａ）との材質又は面粗度を異なるようにするには、例えば、ビア電極１８となる導体ペースト４４と第１導体１６となる導体ペースト５２とに異なる金属を用いたり、金属粉末の粒径、比表面積、凝集度の異なる金属粉末を用いたりするとよい。
【０１２２】
一方、図１４Ａに示すように、導体成形体３４が形成されていないフイルム４８を鋳込み型５４内に設置し、スラリー３６を鋳込み型５４内に鋳込んだ後に、図１４Ｂに示すように、スラリー３６を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）する。その後、フイルム４８を離型することによって、図１４Ｃに示すように、導体成形体３４を有しない第２セラミック成形体６８が得られる。また、第２セラミック成形体６８の作製方法として、図１５Ａに示すように、導体成形体３４が形成されていない基体６０上に、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリー３６を塗布する方法を用いてもよい。塗布方法は、上述したように、ディスペンサー法や、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法やスピンコート法等を用いることができる。その後、図１５Ｂに示すように、基体６０上に塗布されたスラリー３６を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）させ、さらに、図１５Ｃに示すように、基体６０を剥離、除去することによって第２セラミック成形体６８が完成する。第２セラミック成形体６８についても、図７Ａ〜図８Ｂの作製方法を採用してもよい。
【０１２３】
次に、図１６に示すように、例えば複数の第１セラミック成形体３８と、１つの第２セラミック成形体６８を積層して、セラミック積層体４６とする。このとき、セラミック積層体４６の一主面に、第１セラミック成形体３８の一主面、すなわち導体成形体３４が露出している面が上面となるように積層する。第１セラミック成形体３８の一主面の平坦性が良好となっていることから、セラミック積層体４６における一主面（導体成形体３４の一主面が露出された面）の平坦性も良好となる。
【０１２４】
このセラミック積層体４６において、複数の第１セラミック成形体３８及び第２セラミック成形体６８は、スラリー３６に含まれる溶剤の一部が残存していてもよい。この場合、硬化後の第１セラミック３８及び第２セラミック成形体６８は柔軟性を有する。従って、一般に硬くて脆い熱硬化性樹脂前駆体をバインダに使用しても、柔軟性のあるテープ成形体として工程間を搬送させることができ、複数の第１セラミック成形体３８及び第２セラミック成形体６８を積層しても、積層間に空隙が生じる等の不具合は生じない（積層性の向上）。なお、積層の際の圧力、温度は、デラミネーションや積層体の変形、積層ずれを勘案して適宜設定される。
【０１２５】
以上のようにして、セラミック積層体４６を得た後、図１Ａに示すように、導体成形体３４が埋め込まれたセラミック積層体４６を焼成することによって、セラミック焼結体からなる基材１４に複数の第１導体１６が三次元構造に埋設され、第１導体１６間がビア電極１８によって接続された配線基板１０が完成する。
【０１２６】
この場合、焼成前におけるセラミック積層体４６の一主面の平坦性が良好となっていることから、焼成後におけるセラミック焼結体を基材１４とする基材層１２の一主面１２ａも平滑で平坦な面となり、しかも、基材層１２の一主面１２ａと第１導体１６の一主面１６ａとが同一平面上に存在する形態となる。
【０１２７】
そして、基材層１２の一主面１２ａに露出する第１導体１６上に電子部品が実装される。
【０１２８】
なお、第２実施形態の配線基板１０に係る基材層１２、すなわち、ビア電極１８の代わりにスルーホールビア電極２２を設ける場合には、例えば、第１実施形態のビア充填工程Ｓ５において、貫通孔４２に充填する導体ペースト４４の濃度や充填量等を調整することにより、貫通孔４２の孔壁面にのみ導体ペースト４４が付着するようにすればよい。
【０１２９】
次に、第３実施形態に係る配線基板１０の製造方法について図１７Ａ〜図１７Ｄを参照して説明する。なお、第１実施形態に係る配線基板１０の製造方法と、同一の構成については、同一の符号を付し、共通する工程については、その説明を省略する。
【０１３０】
図１７Ａに示すように、導体成形体３４を形成したフイルム４８と、同様に導体成形体３４を形成した他のフイルム５６とを用意し、フイルム４８とフイルム５６の表面のうち、導体成形体３４が形成された面を互いに対向させて鋳込み型５４に設置する。従って、フイルム４８に形成された導体成形体３４と、フイルム５６に形成された導体成形体３４とが、対向するようになっている。その後、スラリー３６を鋳込み型５４内に鋳込んだ後に、図１７Ｂに示すように、硬化（室温硬化や乾燥硬化等）して第３セラミック成形体７０を得る。
【０１３１】
その後、図１７Ｃに示すように、フイルム４８とフイルム５６に挟持された第３セラミック成形体７０を鋳込み型５４から離型する。そして、例えば、フイルム４８の上面から、レーザＬを当て、フイルム４８、フイルム５６ごと貫通孔４２を穿設する。貫通孔４２は、フイルム４８に形成された（後に第１導体１６となる）導体成形体３４と、フイルム５６に形成された（後に第２導体２６となる）導体成形体３４とを貫通するように穿設される。
【０１３２】
次いで、上記した方法と同様に、例えば、フイルム４８側に、導体ペースト４４の漏れ防止のためのクリーンペーパ６６を敷いた後、フイルム５６の上から貫通孔４２に導体ペースト４４を例えばスクリーン印刷によって充填し、硬化させる。その後、フイルム４８、フイルム５６及びクリーンペーパ６６を剥離することで第３セラミック成形体７０が完成する。
【０１３３】
その後、例えば複数の第３セラミック成形体７０と、１つの第２セラミック成形体６８を積層して、セラミック積層体４６とし、焼成することによって、基材層２８の一主面２８ａに第１導体１６、他主面２８ｂに第２導体２６が設けられ、それぞれが互いにビア電極１８によって接続された基材層２８が積層された配線基板１０が得られる。第３実施形態においては、上記したように、第３セラミック成形体７０と、導体を有しない第２セラミック成形体６８に貫通孔４２を穿設してビア電極１８となる導体ペースト４４を充填した、第３セラミック成形体７０間の接続用セラミック成形体を作製し、第３セラミック成形体７０と、前記接続用セラミック成形体とを交互に積層して焼成することによっても配線基板１０を得ることができる。
【実施例】
【０１３４】
（実施例１〜３）
実施例では、第３実施形態で示した一主面２８ａに第１導体１６、他主面２８ｂに第２導体２６を有する基材層２８からなる配線基板を作製した。先ず、グリーンシート（第３セラミック成形体７０）成形用のスラリー３６は、主成分原料としてＢａＴｉＯ3からなる誘電体組成物粉末と多塩基酸エステルからなる揮発性の溶剤とをボールミル混合して準備した。
【０１３５】
パターン形成用の導体ペースト５２は、平均粒子径０．８μｍからなるＡｇ粉末１００重量部とフェノール樹脂４重量部とをテルピネオールを溶剤として、トリロールミルで混合することにより調製した。
【０１３６】
また、ビア充填用の導体ペースト４４は、平均粒子径０．２μｍからなるＡｇ粉末１００重量部、ポリビニルブチラール樹脂６重量部、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）３重量部を、テルピネオールを溶剤として、トリロールミルで混合することにより調製した。
【０１３７】
次に、パターン形成用の導体ペースト５２を１２０ｍｍ角に切り出したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフイルム４８、５６上にスクリーン印刷法によりφ２ｍｍ×厚み０．０１ｍｍのドット９００個のパターンを形成した。その後、導体ペースト５２を１２０℃×３０分で硬化させて導体成形体３４が形成されたフイルム４８、５６を得た。
【０１３８】
次いで、厚み２．０ｍｍで開口部１００ｍｍ角×外形１２０ｍｍ角の枠の上下に導体成形体３４が形成されたフイルム４８、５６を導体パターンが対向する向きに鋳込み型内に設置する。そして、１００重量部のグリーンシート成形用のスラリー３６にポリイソシアネート８重量部とポリエチレングリコール３重量部とを加えて攪拌機ですばやく混合し、前記鋳込み型５４の枠開口部に注入して、スラリー３６を硬化させた。しかる後、鋳込み型５４から両面にフイルム４８、５６が配置された導体成形体３４を含む第３セラミック成形体７０を取り出した。その後、片方のフイルム４８を剥離した後乾燥し、導体成形体３４が形成された第３セラミック成形体７０を得た。
【０１３９】
続いて、得られた第３セラミック成形体７０を使って、φ２．０ｍｍのドット状の導体成形体３４の中央部にフイルム５６側から炭酸ガスレーザでφ０．１０ｍｍの貫通孔４２を形成し、スクリーン印刷法により導体ペースト４４を用いてビア充填を行った。フイルム５６を剥離後、所定の焼成温度で焼結して実施例１の基材層２８を得た。また、実施例１と貫通孔径のみ異なる、φ０．１４ｍｍとφ０．１８ｍｍの貫通孔４２とした実施例２、３の基材層２８を得た。
【０１４０】
（実施例４〜６）
実施例１〜３の炭酸ガスレーザに代わり、プレスパンチによって、貫通孔４２を形成した。第３セラミック成形体７０のφ２ｍｍのドット状の導体成形体３４の中央部にプレスパンチによりφ０．２５ｍｍの貫通孔４２を形成し、スクリーン印刷法により導体ペースト４４を用いてビア充填を行った。フイルム４８を剥離後、所定の焼成温度で焼結して実施例４の基材層２８を得た。また、実施例４と貫通孔４２の径のみ異なる、φ０．４０ｍｍとφ０．５５ｍｍの貫通孔４２とした実施例５、６の基材層２８を得た。
【０１４１】
（比較例１〜６）
主成分原料としてＢａＴｉＯ3からなる誘電体組成物粉末１００重量部とバインダ樹脂としてポリビニルブチラール８重量部と可塑剤としてＤＯＰ４重量部とトルエンを主成分とする溶剤とをボールミルで混合してシート成形用のスラリーを得た。得られたスラリーを使って、ドクターブレード法により、厚み０．５ｍｍのグリーンシートを成形し、このグリーンシートから縦横１００ｍｍ角のグリーンシートを切り出した後、４枚積層した。
【０１４２】
パターン形成用の導体ペーストは、平均粒子径１μｍからなるＡｇ粉末１００重量部とポリビニルブチラール４重量部とＤＯＰ２重量部とを、テルピネオールを溶剤として、トリロールミルで混合することにより得た。
【０１４３】
次いで、炭酸ガスレーザによりφ０．１ｍｍの貫通孔を形成し、スクリーン印刷法によりビア電極となる導体ペーストを貫通孔に充填した。その後、φ２ｍｍ×厚み０．０１ｍｍのドット９００個のパターンをビア電極が中央部で覆われるように形成し、所定の焼成温度で焼結して比較例１の配線基板を得た。また、比較例１と貫通孔径のみ異なる、φ０．１４ｍｍとφ０．１８ｍｍの貫通孔とした比較例２、３の配線基板を得た。なお、ビア充填用の導体ペーストは、実施例と同じ物を用いた。
【０１４４】
続いて、φ２ｍｍ×厚み０．０１ｍｍのドット９００個のパターンを形成した０．５ｍｍのグリーンシート２枚と、導体のない０．５ｍｍのグリーンシートを２枚、計４枚をパターンが配線基板の上下面に露呈するように積層した。さらに、φ２ｍｍのドットの中央部にφ０．２５ｍｍ、φ０．４０ｍｍ，φ０．５５ｍｍの貫通孔をプレスパンチにより形成した。その後、スクリーン印刷法によりビア電極となる導体ペーストを貫通孔に充填し、所定の焼成温度で焼結して比較例４〜６の配線基板を得た。
【０１４５】
（評価）
実施例１〜６及び比較例１〜６の配線基板に対して、−４５℃と１２５℃を各３０分、５００サイクルの冷熱試験後、以下の評価を行った。
【０１４６】
実施例１〜６と比較例１〜６に対して、配線基板の上下面に表れる電極間で４端子プローブ法による抵抗測定を行った。各配線基板について計９００箇所測定した。実施例１及び比較例１は５５ｍΩ以上、実施例２及び比較例２は５０ｍΩ以上、実施例３及び比較例３は４５ｍΩ以上、実施例４及び比較例４は４０ｍΩ以上、実施例５及び比較例５は３５ｍΩ以上、実施例６及び比較例６は３０ｍΩ以上を不良箇所とした。評価結果を表１に示す。
【０１４７】
【表１】
【０１４８】
その結果、実施例１〜６には、不良箇所が生じなかった。一方、比較例１〜６では、不良が生じた。従って、実施例１〜６、すなわち、本発明に係る基材層２８からなる配線基板は、ビア電極１８と第１及び第２導体１６、２６との接続の信頼性に優れることが示された。
【０１４９】
なお、本発明に係る配線基板は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１５０】
１０、３０、４０、５０…配線基板 １２、２８…基材層
１２ａ、２８ａ…基材層の一主面 １２ｂ、２８ｂ…基材層の他主面
１４…基材 １６…第１導体
１６ａ…第１導体の一主面 １８…ビア電極
１８ａ…ビア電極の一端面 １８ｂ…ビア電極の他端面
２０…最下層 ２２…スルーホールビア電極
２６…第２導体 ３４…導体成形体
３６…スラリー ３８…第１セラミック成形体
４２…貫通孔 ４４、５２…導体ペースト
４６…セラミック積層体 ４８、５６…フイルム
５４…鋳込み型 ６０…基体
６８…第２セラミック成形体 ７０…第３セラミック成形体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の基材層からなる配線基板であって、
前記基材層は、
基材と、
前記基材層の一主面に設けられた第１導体と、
前記第１導体を通って前記基材層に貫設されるビア電極とを有し、
前記基材層の一主面と、前記第１導体の一主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１記載の配線基板において、
前記ビア電極の一端面と、前記基材層の一主面とが、同一平面を形成し、
前記ビア電極の他端面と、前記基材層の他主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１又は２記載の配線基板において、
前記基材層の他主面に第２導体が設けられるとともに、前記ビア電極が前記第２導体を通って貫設され、且つ前記基材層の他主面と、前記第２導体の一主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記ビア電極と、前記第１導体とは、その材質又は面粗度が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記基材は、セラミック焼結体であることを特徴とする配線基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記基材層が積層されていることを特徴とする配線基板。
【請求項７】
基体上に導体成形体を形成する導体成形工程と、
熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、前記導体成形体を被覆するように供給するスラリー供給工程と、
前記スラリーを硬化させてセラミック成形体を得るセラミック成形工程と、
前記セラミック成形体に対し、その一部を構成する導体成形体を通る貫通孔を穿設する穿孔工程と、
前記貫通孔の少なくとも壁面に導体ペーストを充填するビア充填工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の配線基板の製造方法において、
前記穿孔工程は、前記基体と、硬化した前記スラリーとによって前記導体成形体が挟持された状態の前記セラミック成形体に対し、前記基体ごと前記貫通孔を穿設することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の配線基板の製造方法において、
レーザ加工によって前記貫通孔を穿設することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の配線基板の製造方法において、
前記基体の露呈している表面側から前記貫通孔を穿設する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１】
板状の基材層からなる配線基板であって、
前記基材層は、
基材と、
前記基材層の一主面に設けられた第１導体と、
前記第１導体を通って前記基材層に貫設されるビア電極とを有し、
前記基材層の一主面と、前記第１導体の一主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１記載の配線基板において、
前記ビア電極の一端面と、前記基材層の一主面とが、同一平面を形成し、
前記ビア電極の他端面と、前記基材層の他主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１又は２記載の配線基板において、
前記基材層の他主面に第２導体が設けられるとともに、前記ビア電極が前記第２導体を通って貫設され、且つ前記基材層の他主面と、前記第２導体の一主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記ビア電極と、前記第１導体とは、その材質又は面粗度が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記基材は、セラミック焼結体であることを特徴とする配線基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記基材層が積層されていることを特徴とする配線基板。
【請求項７】
基体上に導体成形体を形成する導体成形工程と、
熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、前記導体成形体を被覆するように供給するスラリー供給工程と、
前記スラリーを硬化させてセラミック成形体を得るセラミック成形工程と、
前記セラミック成形体に対し、その一部を構成する導体成形体を通る貫通孔を穿設する穿孔工程と、
前記貫通孔の少なくとも壁面に導体ペーストを充填するビア充填工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の配線基板の製造方法において、
前記穿孔工程は、前記基体と、硬化した前記スラリーとによって前記導体成形体が挟持された状態の前記セラミック成形体に対し、前記基体ごと前記貫通孔を穿設することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の配線基板の製造方法において、
レーザ加工によって前記貫通孔を穿設することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の配線基板の製造方法において、
前記基体の露呈している表面側から前記貫通孔を穿設する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２１６５８３（Ｐ２０１２−２１６５８３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９２２４（Ｐ２０１１−７９２２４）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]