(57)【要約】【課題】キャビティの加工時間を短縮すると共に、キャビティの加工コストを低減できる配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】本開示の一態様は、セラミックを主成分とする少なくとも１つの絶縁層を備える配線基板の製造方法である。配線基板の製造方法は、少なくとも１つのセラミックグリーンシートに複数の貫通孔を形成する工程と、複数の貫通孔を形成した少なくとも１つのセラミックグリーンシートの焼成により焼成シートを得る工程と、焼成シートを厚み方向に貫通する少なくとも１つのキャビティを切削により焼成シートに形成する工程と、を備える。貫通孔を形成する工程では、少なくとも１つのセラミックグリーンシートそれぞれにおいて、少なくとも１つのキャビティが形成されるキャビティ形成領域の内側に複数の貫通孔を形成する。【選択図】図１
2020027861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックを主成分とする少なくとも１つの絶縁層を備える配線基板の製造方法であって、
少なくとも１つのセラミックグリーンシートに複数の貫通孔を形成する工程と、
前記複数の貫通孔を形成した前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの焼成により焼成シートを得る工程と、
前記焼成シートを厚み方向に貫通する少なくとも１つのキャビティを切削により前記焼成シートに形成する工程と、
を備え、
前記貫通孔を形成する工程では、前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートそれぞれにおいて、前記少なくとも１つのキャビティが形成されるキャビティ形成領域の内側に前記複数の貫通孔を形成する、配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記貫通孔を形成する工程では、前記キャビティ形成領域の幾何学的重心の外側に配置された環状領域に前記複数の貫通孔を形成する、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔を形成する工程では、前記キャビティ形成領域の幾何学的重心から一定距離内の中央領域に前記複数の貫通孔を形成する、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記貫通孔を形成する工程では、前記キャビティ形成領域の外縁から一定距離離間した領域に前記複数の貫通孔を形成する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子等の光学部品の機能を検査する装置において、光を通過させるキャビティが設けられた配線基板が用いられる（特許文献１参照）。キャビティは、配線基板を厚み方向に貫通する開口（つまり窓）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２２１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記配線基板として絶縁層がセラミックで形成されたセラミック基板を用いる場合、焼成前のセラミックグリーンシートにキャビティとなる開口を予め設けてから焼成すると、焼成の際にセラミック基板が変形するおそれがある。
【０００５】
そのため、セラミック基板では、セラミックグリーンシートの焼成後に、例えばドリル等の切削具を用いて絶縁層である焼成セラミックを切削してキャビティを形成する必要がある。
【０００６】
しかし、このような焼成セラミックに対する切削加工は、一定の時間を要する。さらに、焼成セラミックの切削加工では、ドリルの消耗が大きいため、ドリルの交換頻度が高くなる。そのため、加工コスト及び加工時間の増大が避けられない。
【０００７】
本開示の一局面は、キャビティの加工時間を短縮すると共に、キャビティの加工コストを低減できる配線基板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】
【０００８】
本開示の一態様は、セラミックを主成分とする少なくとも１つの絶縁層を備える配線基板の製造方法である。配線基板の製造方法は、少なくとも１つのセラミックグリーンシートに複数の貫通孔を形成する工程と、複数の貫通孔を形成した少なくとも１つのセラミックグリーンシートの焼成により焼成シートを得る工程と、焼成シートを厚み方向に貫通する少なくとも１つのキャビティを切削により焼成シートに形成する工程と、を備える。貫通孔を形成する工程では、少なくとも１つのセラミックグリーンシートそれぞれにおいて、少なくとも１つのキャビティが形成されるキャビティ形成領域の内側に複数の貫通孔を形成する。
【０００９】
このような構成によれば、焼成後の絶縁層にキャビティを形成する際、キャビティ形成領域内に複数の貫通孔が予め形成されているため、切削するセラミックの体積が減少する。そのため、キャビティの加工時間が短縮される。また、切削具の消耗が低減されるので、切削具の寿命が増加し、加工コスト（つまり切削具の交換コスト）が低減される。
【００１０】
本開示の一態様では、貫通孔を形成する工程では、キャビティ形成領域の幾何学的重心の外側に配置された環状領域に複数の貫通孔を形成してもよい。このような構成によれば、キャビティ形成領域の中央部に貫通孔が形成されない非形成領域が設けられる。そのた
め、例えば、非形成領域にメタルパッド等を配置することで、絶縁層表面における凹凸の発生を抑制することができる。
【００１１】
本開示の一態様では、貫通孔を形成する工程では、キャビティ形成領域の幾何学的重心から一定距離内の中央領域に複数の貫通孔を形成してもよい。このような構成によれば、キャビティ形成領域の中央部分から切削を開始することが可能となる。そのため、例えば円形のキャビティの加工時間を短縮することができる。
【００１２】
本開示の一態様では、貫通孔を形成する工程では、キャビティ形成領域の外縁から一定距離離間した領域に複数の貫通孔を形成してもよい。このような構成によれば、貫通孔の位置ずれが発生した場合に、貫通孔がキャビティ形成領域の外側に配置されることが抑制できる。そのため、キャビティの加工精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における配線基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図１の配線基板の製造方法で得られる配線基板の模式的な平面図である。
【図３】図３Ａは、図１の配線基板の製造方法におけるキャビティ形成領域と貫通孔との位置関係の一例であり、図３Ｂは、図３Ａとは異なるキャビティ形成領域と貫通孔との位置関係の一例である。
【図４】図４Ａは、図１の配線基板の製造方法におけるセラミックグリーンシートの積層体の模式的な部分断面図の一例であり、図４Ｂは、図４Ａとは異なるセラミックグリーンシートの積層体の模式的な部分断面図の一例である。
【図５】図３Ａ，３Ｂとは異なる実施形態におけるキャビティ形成領域と貫通孔との位置関係を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１の配線基板の製造方法は、図２に示す配線基板１を得るための方法である。
【００１５】
配線基板１は、厚み方向に重ね合された複数の絶縁層２を有する。複数の絶縁層２は、セラミックを主成分とする。また、各絶縁層２には、金属を主成分とする配線が配置されている。
【００１６】
ここでの「配線」とは、絶縁層２の表面に配置された配線層のほか、絶縁層２を厚み方向に貫通する導体（いわゆるビア）も含む概念である。また、「主成分」とは、９０質量％以上含まれる成分である。
【００１７】
配線基板１の絶縁層２を構成するセラミックとしては、例えば、アルミナ、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、ガラス等が挙げられる。これらのセラミックは単体で、又は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００１８】
配線基板１は、固体撮像素子等の光学部品の機能を検査する検査基板である。そのため、配線基板１には、複数の絶縁層２を厚み方向に貫通する複数のキャビティ３が形成されている。
【００１９】
本実施形態の配線基板の製造方法は、図１に示すように、貫通孔形成工程Ｓ１０と、配線形成工程Ｓ２０と、焼成工程Ｓ３０と、メッキ工程Ｓ４０と、キャビティ形成工程Ｓ５０とを備える。
【００２０】
＜貫通孔形成工程＞
本工程では、未焼成のセラミックを主成分とする複数のセラミックグリーンシートそれぞれに、複数の貫通孔を形成する。セラミックグリーンシートは、焼成により配線基板１の絶縁層２となる。
【００２１】
具体的には、図３Ａ又は図３Ｂに示すように、セラミックグリーンシートにおいて各キャビティ３が形成されるキャビティ形成領域３１の内側に、複数の貫通孔３２をそれぞれ形成する。
【００２２】
複数の貫通孔３２の開口面積は、キャビティ３の開口面積（つまり、キャビティ形成領域３１の面積）よりも小さい。複数の貫通孔３２は、絶縁層２に設けられるビアホールと同じ径とするとよい。これにより、ビアホールと同じ手順で複数の貫通孔３２を形成できるため、加工効率が向上する。
【００２３】
本実施形態では、貫通孔３２の平面形状は円形である。各貫通孔３２の径は、例えば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。また、複数の貫通孔３２のピッチ（つまり中心間距離）は、例えば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【００２４】
複数の貫通孔３２は、密度が高くなるように配置されるとよい。なお、貫通孔３２の平面形状は、円形に限定されない。また、各貫通孔３２の平面形状が互いに異なっていてもよい。なお、図３Ａと図３Ｂとでは、複数の貫通孔３２の配置パターンが異なっている。
【００２５】
本実施形態では、キャビティ３の平面形状、つまりキャビティ形成領域３１の外縁の形状は、略矩形状である。本実施形態では、キャビティ形成領域３１の外縁から一定距離Ｄ１離間し、かつ、キャビティ形成領域３１の幾何学的重心Ｏの外側に配置された環状領域Ｒ１に複数の貫通孔３２を形成する。
【００２６】
環状領域Ｒ１は、キャビティ形成領域３１の外縁に沿って設けられた環状の領域である。環状領域Ｒ１の幅（つまり径方向の長さ）Ｄ２は、環状領域Ｒ１の周方向に沿って一定である。
【００２７】
一方、本実施形態では、キャビティ形成領域３１の幾何学的重心Ｏを含む非形成領域Ｒ２と、キャビティ形成領域３１の外縁から一定距離Ｄ１内の外縁領域Ｒ３とにおいて、貫通孔３２が形成されない。
【００２８】
環状領域Ｒ１は、キャビティ形成領域３１の外縁から一定距離Ｄ１内側にオフセットしている。つまり、環状領域Ｒ１は、外縁領域Ｒ３に囲われている。また、環状領域Ｒ１は、非形成領域Ｒ２を囲っている。
【００２９】
キャビティ形成領域３１の外縁と環状領域Ｒ１との距離Ｄ１は、複数の貫通孔３２を形成する時の位置精度、及び複数のセラミックグリーンシートを重ね合わせる時の位置精度によって適宜設計され、例えば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【００３０】
環状領域Ｒ１の幅Ｄ２は、後述するキャビティ形成工程Ｓ５０において用いる切削具（つまりドリル）の切削幅と一致するように適宜設計され、例えば１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
【００３１】
図４Ａに示すように、複数のセラミックグリーンシート２１Ａ−２１Ｈのうち、内側の複数のセラミックグリーンシート２１Ｂ−２１Ｇにおける複数の貫通孔３２は、シートの
厚み方向に重なるように配置されるとよい。図４Ａの積層体は、例えば、図３Ａの配置又は図３Ｂの配置どちらか一方のみを複数のセラミックグリーンシート２１Ｂ−２１Ｇに適用することで得られる。
【００３２】
また、図４Ｂに示すように、複数のセラミックグリーンシート２１Ｂ−２１Ｇにおける複数の貫通孔３２は、シートの厚み方向に重なっていなくてもよい。図４Ｂの積層体は、例えば、図３Ａの配置を適用したセラミックグリーンシートと、図３Ｂの配置を適用したセラミックグリーンシートとを交互に重ねることで得られる。
【００３３】
なお、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、最表層のセラミックグリーンシート２１Ａ，２１Ｈでは、キャビティ形成領域３１に貫通孔３２を設けないことが好ましい。最表層のセラミックグリーンシート２１Ａ，２１Ｈに貫通孔３２を設けないことで、メッキ工程Ｓ４０におけるマスク（つまりレジスト）及びメッキ液が貫通孔３２に浸入することが回避できる。
【００３４】
また、最表層のセラミックグリーンシート２１Ａ，２１Ｈの間に配置される複数のセラミックグリーンシートのうち、一部のセラミックグリーンシートにおいて貫通孔３２が形成されなくてもよい。このように、本工程では、必ずしも全てのセラミックグリーンシートに貫通孔３２を形成する必要はない。
【００３５】
＜配線形成工程＞
本工程では、複数の貫通孔３２及びビアホールを形成した各セラミックグリーンシートに対し、配線を形成する。なお、配線基板１を形成する複数のセラミックグリーンシートには、配線が形成されないセラミックグリーンシートが含まれてもよい。
【００３６】
配線の形成方法としては、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の公知の手法を使用できる。具体的には、銅箔のエッチング又は導電性ペーストの印刷により、ビアを含む配線を形成する。
【００３７】
本工程では、複数の貫通孔３２にマスクをしながら導電性ペーストの印刷等によってビアを形成することで、キャビティ形成領域３１に設けられた複数の貫通孔３２内には導体を形成しない。
【００３８】
＜焼成工程＞
本工程では、複数の貫通孔３２及び／又は配線を形成した複数のセラミックグリーンシートを重ね合わせた積層体を焼成する。この焼成は、各セラミックグリーンシートが焼結する温度に加熱することで行われる。これにより、複数の絶縁層２が重ね合された１つの焼成シートが形成される。
【００３９】
＜メッキ工程＞
本工程では、メッキ処理によって、焼成シートの最表面の配線を被覆するメッキ層を形成する。なお、本工程は、必須の工程ではなく、省略されてもよい。
【００４０】
＜キャビティ形成工程＞
本工程では、焼成シートを厚み方向に貫通する複数のキャビティ３を切削により焼成シートに形成する。
【００４１】
具体的には、例えばドリル等の回転式の切削具を用い、研削液を供給しながら複数の絶縁層２それぞれのキャビティ形成領域３１を研削して開口させることで、キャビティ３を形成する。本実施形態では、各キャビティ３が略矩形状であるため、切削具によって、上
述の環状領域Ｒ１を周方向に切削することによって、略矩形状の開口を形成することができる。
【００４２】
換言すれば、複数の貫通孔３２は、切削具が通過する（つまり、切削具の走査によって切削される）領域内に配置されている。切削具は、複数の貫通孔３２同士を繋ぐように移動することで、キャビティ３を形成する。
【００４３】
［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）焼成後の絶縁層２にキャビティ３を形成する際、キャビティ形成領域３１内に複数の貫通孔３２が予め形成されているため、切削するセラミックの体積が減少する。そのため、キャビティ３の加工時間が短縮される。また、切削具の消耗が低減されるので、切削具の寿命が増加し、加工コスト（つまり切削具の交換コスト）が低減される。
【００４４】
さらに、複数の貫通孔３２によって研削液がキャビティ形成領域３１において流動し易くなるため、セラミックの切削効率が高まる。その結果、キャビティ３の加工時間の短縮が促進される。
【００４５】
（１ｂ）キャビティ形成領域３１の中央部に貫通孔３２が形成されない非形成領域が設けられる。そのため、例えば、非形成領域にメタルパッド等を配置することで、絶縁層２表面における凹凸の発生を抑制することができる。
【００４６】
（１ｃ）キャビティ形成領域３１の外縁から一定距離Ｄ１離間した環状領域Ｒ１に貫通孔３２を形成することで、貫通孔３２の位置ずれが発生した場合に、貫通孔３２がキャビティ形成領域３１の外側に配置されることが抑制できる。そのため、キャビティ３の加工精度を高めることができる。
【００４７】
［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
第２実施形態の配線基板の製造方法は、第１実施形態の配線基板の製造方法において、複数の貫通孔３２の形成位置を変更したものである。
【００４８】
つまり、第２実施形態の配線基板の製造方法は、第１実施形態と同様に、貫通孔形成工程Ｓ１０と、配線形成工程Ｓ２０と、焼成工程Ｓ３０と、メッキ工程Ｓ４０と、キャビティ形成工程Ｓ５０とを備える。貫通孔形成工程Ｓ１０とキャビティ形成工程Ｓ５０以外は、第１実施形態と同じであるため、本実施形態での説明を省略する。
【００４９】
＜貫通孔形成工程＞
本工程では、未焼成のセラミックを主成分とする複数のセラミックグリーンシートそれぞれに、複数の貫通孔３２を形成する。貫通孔３２は、第１実施形態と同じものである。
【００５０】
図５に示すように、本実施形態では、キャビティ３の平面形状、つまりキャビティ形成領域３１Ａの外縁の形状は、略円形である。本実施形態では、キャビティ形成領域３１Ａの幾何学的重心Ｏから一定距離Ｄ３内の中央領域Ｒ４に複数の貫通孔３２を形成する。
【００５１】
中央領域Ｒ４は、キャビティ形成領域３１Ａと同心、かつ半径がＤ３の円形状の領域である。また、中央領域Ｒ４は、キャビティ形成領域３１Ａの外縁から離間している。本実施形態では、キャビティ形成領域３１Ａのうち、中央領域Ｒ４の外側の非形成領域Ｒ５において、貫通孔３２が形成されない。
【００５２】
中央領域Ｒ４の半径Ｄ３は、キャビティ形成工程Ｓ５０において用いる切削具の大きさに合わせて適宜設計される。
【００５３】
＜キャビティ形成工程＞
本工程では、焼成シートを厚み方向に貫通する複数のキャビティ３を切削により焼成シートに形成する。
【００５４】
本実施形態では、各キャビティ３が略円形であるため、各キャビティ３の径と同じ切削径を有する回転式の切削具を用いる。具体的には、キャビティ形成領域３１の幾何学的重心Ｏに切削具の回転中心軸を重ならせつつ、切削具を焼成シートの厚み方向に動かすことで、略円形の開口を形成することができる。
【００５５】
本実施形態の複数の貫通孔３２は、切削具が切削初期に当接する部分に配置されている。切削具は、複数の貫通孔３２が設けられた中央領域Ｒ４を切削した後、中央領域Ｒ４の外側に向かって、キャビティ形成領域３１を切削することで、キャビティ３を形成する。
【００５６】
［２−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）中央領域Ｒ４に複数の貫通孔３２が形成されているため、キャビティ形成領域３１Ａの中央部分から切削を開始することが可能となる。そのため、円形のキャビティ３の加工時間を短縮することができる。
【００５７】
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００５８】
（３ａ）上記実施形態の配線基板の製造方法において、配線基板１は、１つの絶縁層２を有する単層構造であってもよい。また、配線基板１は、１つのキャビティ３が形成されたものであってもよい。
【００５９】
（３ｂ）上記実施形態の配線基板の製造方法において、複数の貫通孔３２をキャビティ形成領域３１全体に配置してもよい。つまり、図３Ａ又は図３Ｂの非形成領域Ｒ２及び外縁領域Ｒ３、並びに図５の非形成領域Ｒ５に複数の貫通孔３２を形成したものも本開示の意図する範囲である。
【００６０】
また、図３Ａ又は図３Ｂにおいて、環状領域Ｒ１及び非形成領域Ｒ２のみに複数の貫通孔３２を形成したもの、並びに環状領域Ｒ１及び外縁領域Ｒ３のみに複数の貫通孔３２を形成したものも、本開示の意図する範囲である。
【００６１】
（３ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【００６２】
１…配線基板、２…絶縁層、３…キャビティ、
２１Ａ−２１Ｈ…セラミックグリーンシート、３１，３１Ａ…キャビティ形成領域、
３２…貫通孔。
【図１】
2020027861.tif 000003
【図２】
2020027861.tif 000004
【図３】
2020027861.tif 000005
【図４】
2020027861.tif 000006
【図５】
2020027861.tif 000007