(57)【要約】【課題】放熱性に優れるとともに、低コストな両面回路非酸化物系セラミックス基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板１は、スルーホール１１を有する高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板１０と、前記スルーホール１１の壁面１１ａに形成された保持層２０と、前記保持層２０によって前記スルーホール１１の内部に保持された、活性金属を含まない導電性金属部３０Ｓと、を備える。本発明に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板１は、前記セラミックス基板１０の表裏面に露出する前記保持層２０の端面２０ａ、２０ｂおよび前記導電性金属部３０Ｓの端面３０ａ、３０ｂを被覆する電極（薄膜電極４１、４２）を備えることが好ましい。【選択図】図１
2020013862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールを有する高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板と、
前記スルーホールの壁面に形成された保持層と、
前記保持層によって前記スルーホールの内部に保持された、活性金属を含まない導電性金属部と、
を備える、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項２】
請求項１において、
前記セラミックス基板の表裏面に露出する前記保持層の端面および前記導電性金属部の端面を被覆する電極を備える、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項３】
請求項１において、
前記セラミックス基板の熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項４】
請求項１において、
前記セラミックス基板が、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素およびダイヤモンドの群から選択される少なくとも１種で形成されている、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項５】
請求項１において、
前記保持層が、ケイ素の酸化物である、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項６】
請求項１において、
前記保持層が、アルミナである、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項７】
請求項１において、
前記導電性金属部が、Ａｇ−Ｓｎ系合金で形成されている、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項８】
スルーホールを有する高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板と、
前記スルーホールの壁面に形成された保持層と、
を備える、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項９】
板状に成形した高熱伝導性非酸化物系セラミックス材料を焼成し、高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板を作製する基板焼成工程と、
前記セラミックス基板の所定の箇所を穿孔して、貫通したまたは貫通していないスルーホールを形成する穿孔工程と、
前記スルーホールの少なくとも壁面に保持層を形成する保持層形成工程と、
を有する、両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記保持層形成工程後、前記保持層が形成された前記スルーホールに活性金属を含まない導電性金属ペーストを充填する充填工程と、
前記充填工程後、前記セラミックス基板を焼成して前記導電性金属ペーストを導電性金属部とする導電性金属部形成工程と、
前記導電性金属部を備える前記セラミックス基板の一側面および他側面を研磨して、前記保持層の端面と、前記保持層によって前記スルーホールの内部に保持された前記導電性金属部の端面と、を前記セラミックス基板の一側面および他側面にそれぞれ露出させる研磨工程と、
を有する、両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記研磨工程後、露出した前記保持層の端面および前記導電性金属部の端面を電極で被覆する電極被覆工程を有する、両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面回路非酸化物系セラミックス基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、セラミックス焼結体基板の導電用スルーホールに、融点が６００℃以上且つ１１００℃以下の金属、該金属よりも融点が高い金属および活性金属（チタン）を含む導電性の金属ペーストを該スルーホールに最密充填してなる導電性ビアを有し、該導電性ビアと該セラミックス焼結体基板との界面に活性層が形成されているセラミックスビア基板の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２９２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、医療・加工・波長変換などの用途にハイパワーレーザ装置が用いられている。ハイパワーレーザ装置のレーザ出力が年々上がっており、それに伴って発熱量が高くなっている。そのため、ハイパワーレーザ装置に用いられるセラミックス基板には、高い放熱性が要求されている。
【０００５】
また、特許文献１に記載の製造方法では、前記したように、活性金属（チタン）を含む導電性の金属ペーストを用いているので、導電性ビアを作製する際に高真空炉を用いるなどして真空環境下で焼成する必要がある。そのため、特許文献１に記載の製造方法では、高コストとなることが懸念される。
【０００６】
本発明は前記状況に鑑みてなされたものであり、放熱性に優れるとともに、低コストな両面回路非酸化物系セラミックス基板およ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】
【０００７】
本発明に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板は、スルーホールを有する高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板と、前記スルーホールの壁面に形成された保持層と、前記保持層によって前記スルーホールの内部に保持された、活性金属を含まない導電性金属部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放熱性に優れるとともに、低コストな両面回路非酸化物系セラミックス基板およびその製造方法を提供できる。
前記した以外の課題、構成（手段）および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法の内容を説明するフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法の一態様を示す工程図である。
【図４】本実施形態に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法の他の態様を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、共通する構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。また、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜上、変形または誇張して模式的に表す場合がある。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板（以下、本明細書において単に「両面回路基板」と記載することがある）を示す断面図である。図１に示す本実施形態に係る両面回路基板１は、例えば、医療・加工・波長変換などの用途のハイパワーレーザ装置に搭載される集積回路に適用される。なお、本実施形態において、ハイパワーレーザ装置とは、例えば、レーザ出力が１Ｗ以上であるものをいう。
【００１２】
図１に示すように、両面回路基板１は、導電用のスルーホール１１を有する高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板（以下、本明細書において単に「高熱伝導性基板」と記載することがある）１０と、スルーホール１１の壁面１１ａに形成された保持層２０と、保持層２０によってスルーホール１１の内部に保持され、スルーホール１１の全体を埋めるように設けられた、活性金属を含まない導電性金属部３０Ｓと、を備えている。また、両面回路基板１は、スルーホール１１の両端が高熱伝導性基板１０の表面（表側面および裏側面）に露出し、電極（薄膜電極４１、４２）で被覆されている。なお、「活性金属を含まない」とは、活性金属が含まれていない（活性金属の含有率が０質量％である）ことをいい、そのような状態が理想ではあるものの、不可避的不純物程度であれば、活性金属を含有することは許容される。ここで、不可避的不純物とは、導電性金属部３０Ｓにおいて、原料中に存在したり、製造工程において不可避的に混入したりするもので、本来は不要なものであるが、微量であり、導電性金属部３０Ｓの特性に影響を及ぼさないため、許容されている不純物をいう。不可避的不純物程度の含有率（活性金属の許容量）の上限としては、例えば、０．０５質量％が挙げられる。活性金属としては、例えば、チタンやクロムなどが挙げられる。
【００１３】
高熱伝導性基板１０は、両面回路基板１のベースとなるものであり、非酸化物系のセラミックス材料を用いて形成されている。このような、高熱伝導性基板１０を形成する非酸化物系のセラミックス材料（特許請求の範囲の「高熱伝導性非酸化物系セラミックス材料」）としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）およびダイヤモンドの群から選択される少なくとも１種を用いて形成することができる。特に、本実施形態においては、熱伝導率が高く、また、機械的強度や絶縁性も高いことから、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどを用いて形成された高熱伝導性基板１０であることが好ましい。ここで、高熱伝導性基板１０の熱伝導率は、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましく、２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがよりさらに好ましく、１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが最も好ましい。このようにすると、両面回路基板１の放熱性が確実に優れたものとなる。これに対し、酸化物系のセラミックス材料を用いて基板を形成すると、熱伝導率が低いため、放熱性に劣る。
【００１４】
また、高熱伝導性基板１０の製造方法としては、一般的に知られる焼結体の製造方法を用いることができる。例えば、ＡｌＮ製の高熱伝導性基板１０の場合には、ＡｌＮ粉末を主成分とする原料粉末を湿式で混合した後に、バインダを加えて混合、乾燥して造粒粉とする。その後、公知のプレス成形法や、ＣＩＰ（Cold Isostatic Pressing）成形法、また、シート成形に適したドクターブレード法、押し出し成形法、射出成形法などの公知の成形方法で成形体とする。その後、これを成形バインダの脱脂および焼成することによって高熱伝導性基板１０を得ることができる（後述する基板焼成工程Ｓ１参照）。
【００１５】
また、高熱伝導性基板１０は、その板状の部材の一面側（表面側）から他面側（裏面側）に貫通するスルーホール１１を有している。なお、スルーホール１１を形成する数は、図１に示す数（２箇所）に限定されるものではなく、１箇所であっても、３箇所以上であってもよい。例えば、高熱伝導性基板１０をハイパワーレーザ装置の集積回路に適用する場合には、直径０．１ｍｍ程度のスルーホール１１が形成される。
【００１６】
保持層２０は、スルーホール１１の壁面（周壁面、内壁面）１１ａに形成される。また、保持層２０は、スルーホール１１の軸方向の一端が高熱伝導性基板１０の一面側（表面側１０ａ）まで延び、スルーホール１１の軸方向の他端が高熱伝導性基板１０の他面側（裏面側１０ｂ）まで延びるように、スルーホール１１の壁面１１ａの全体に形成されていることが好ましい。また、保持層２０は、スルーホール１１の壁面１１ａに密着して形成されている。
【００１７】
なお、保持層２０は、例えば、ケイ素の酸化物を用いて形成することが好ましく、具体的には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を用いて形成することが好ましい。これにより、スルーホール１１の壁面１１ａが酸素リッチな状態になり、保持層２０と導電性金属部３０Ｓとの結合力を高めることができる。なお、保持層２０は、スルーホール１１の壁面１１ａに密着して形成することができ、かつ、表面に導電性金属部３０Ｓと結合可能な酸素リッチな状態を形成できるものであれば、任意の材料で形成することができる。このような観点から、保持層２０は、例えば、アルミニウムの酸化物、具体的には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いて形成することができる。
【００１８】
導電性金属部３０Ｓは、例えば、錫（Ｓｎ）含有の導電性金属ペースト３０（図３（ｄ）、図４（ｄ）参照）を焼成したものである。導電性金属ペースト３０としては、銀（Ａｇ）を主成分とし、これにＳｎを含有したＡｇ−Ｓｎ系合金を含むペースト、銅（Ｃｕ）を主成分とし、これにＳｎを含有したＣｕ−Ｓｎ系合金を含むペーストなどを用いることができる。電導率の点においては、ＡｇやＣｕを含んでいるペーストであることが好ましい。導電性金属ペースト３０が、例えば、Ａｇ−Ｓｎ系合金を含むペーストである場合、Ａｇが９０質量％、Ｓｎが３〜８質量％のものを使用することが好ましい。なお、導電性金属ペースト３０は、以上に述べたものに限定されるものではなく、Ａｕ−Ｓｎ系合金を含むペーストやＡｇ−Ｃｕ−Ｓｎ系合金を含むペーストなどの、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの少なくとも一つと、Ｓｎとを含有する合金を使用することもできる。なお、導電性金属ペースト３０は、焼成時における酸化を防止するために、チタンやクロムなどの活性金属を含まない。
【００１９】
前記したように、両面回路基板１は、スルーホール１１の壁面１１ａに形成された保持層２０の両端および導電性金属部３０Ｓの両端が高熱伝導性基板１０の表面（表側面および裏側面）に露出し、電極（薄膜電極４１、４２）で被覆されている。また、薄膜電極４１、４２は、導電性金属部３０Ｓと接するように設けられている。なお、高熱伝導性基板１０の表面と、保持層２０の両端と、導電性金属部３０Ｓの両端面とが、それぞれ面一に形成され、平らな面（平滑面）となるように構成されている。これにより、高熱伝導性基板１０の表面において薄膜電極４１、４２を導電性金属部３０Ｓに接するように重ねて、回路パターンを形成し易くなっている。
【００２０】
なお、薄膜電極４１、４２は、例えば、チタン薄膜と白金薄膜と金薄膜の３層からなるものである。また、薄膜電極４１、４２は、３層に限定されるものではなく、２層以下であっても、４層以上であってもよい。薄膜電極４１、４２は、例えば、０．１〜５μｍの厚さで形成できるが、これに限定されるものではなく、薄膜電極４１、４２よりも厚い電極（例えば、厚さ５〜１００μｍ）で形成することもできる。
【００２１】
以上に説明したように、本実施形態に係る両面回路基板１は、スルーホール１１を有する高熱伝導性基板１０と、スルーホール１１の壁面１１ａに形成された保持層２０と、保持層２０によってスルーホール１１の内部に保持された、活性金属を含まない導電性金属部３０Ｓと、を備えている。このように、両面回路基板１は、スルーホール１１の壁面１１ａに保持層２０を形成することで、スルーホール１１に導電性金属ペースト３０を充填して焼成したときに、導電性金属部３０Ｓと高熱伝導性基板１０とを接合させることができる。また、本実施形態に係る両面回路基板１は、導電性金属ペースト３０が活性金属を含んでいないので、高真空炉を用いるなどして真空環境下で焼成する必要がなく、低コストで製造することができる（これについては後述する）。
【００２２】
次に、本実施形態に係る両面回路基板の製造方法について説明する。
図２は、本実施形態に係る両面回路基板の製造方法の内容を説明するフローチャートである。図３は本実施形態に係る両面回路基板の製造方法の一態様を示す工程図である。図４は、本実施形態に係る両面回路基板の製造方法の他の態様を示す工程図である。
【００２３】
図２に示すように、本製造方法は、基板焼成工程Ｓ１と、穿孔工程Ｓ２と、保持層形成工程Ｓ３と、を有している。ここまでの工程をこの順に行うことで、後述する中間材１０Ｃ（図３（ｃ）および図４（ｃ）参照）に係る両面回路基板１を製造できる。
そして、本製造方法は、前記した保持層形成工程Ｓ３に続けて、充填工程Ｓ４と、導電性金属部形成工程Ｓ５と、研磨工程Ｓ６と、を有する。ここまでの工程をこの順に行うことで、電極を形成する前の段階の両面回路基板１を製造できる。
そして、本製造方法は、前記した研磨工程Ｓ６に続けて、電極被覆工程Ｓ７を有する。この工程を行うことで、電極を形成した両面回路基板１を製造できる。
【００２４】
ここで、穿孔工程Ｓ２による穿孔の態様が、高熱伝導性基板１０を貫通したスルーホール１１（図３参照）とするか、貫通していないスルーホール１１（貫通しない穴１２、図４参照）とするかにより、両面回路基板１を完成するまでの内容が若干異なるので、図３および図４を参照してそれぞれ説明することとする。
【００２５】
はじめに、図３を参照して、穿孔工程Ｓ２による穿孔の態様を、貫通したスルーホール１１とする場合について説明する。
図３の工程図では、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｇ）の順で実行される。なお、以下では、高熱伝導性基板１０の図示上側を表側、図示下側を裏側として説明する。
【００２６】
図３（ａ）は、図２に示す基板焼成工程Ｓ１を示している。基板焼成工程Ｓ１では、板状に成形した非酸化物系のセラミックス材料を焼成し、高熱伝導性基板１０を作製する。この高熱伝導性基板１０は、スルーホール１１を形成する前の状態である。非酸化物系のセラミックス材料は前述したものを用いることができ、板状には、一般的な手法で成形することができる。高熱伝導性基板１０の板厚は、例えば、０．５ｍｍ程度であればよい。
【００２７】
図３（ｂ）は、図２に示す穿孔工程Ｓ２である。この穿孔工程Ｓ２では、高熱伝導性基板１０の所定の箇所を穿孔して、貫通したスルーホール１１を形成する。図３（ｂ）に示すスルーホール１１は、レーザ加工やブラスト加工によって形成される。レーザ加工は、ブラスト加工に比べてスルーホール１１の径を小さくできる。また、レーザ加工は、スルーホール１１の径（直径）を、高熱伝導性基板１０の表面から裏面まで均一に形成できる。ブラスト加工としては、ショットブラスト、サンドブラストなどを適用できる。なお、図３（ｂ）におけるダミー板（当て板）１００は、レーザ加工する際に、レーザ照射側と反対側の高熱伝導性基板１０の裏面に当てられる板である。
【００２８】
図３（ｃ）は、図２に示す保持層形成工程Ｓ３である。保持層形成工程Ｓ３では、スルーホール１１の少なくとも壁面１１ａに保持層２０を形成する。この保持層形成工程Ｓ３を行うことにより、中間材１０Ｃに係る両面回路基板１を製造できる。前記したように、保持層２０は、ケイ素の酸化物を用いて形成することが好ましいが、アルミニウムの酸化物などを用いて形成することもできる。
【００２９】
保持層２０を壁面１１ａに形成する方法としては、例えば、スパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、イオンプレーティングなどの公知の気相法を適用できる。なお、保持層２０の膜厚は、特に限定されるものではなく、壁面１１ａに酸素が付く程度、例えば、１μｍ程度であればよい。
【００３０】
また、スパッタリング、ＣＶＤ、イオンプレーティングなどを高熱伝導性基板１０の両面（表側面と裏側面）から行うことで、スルーホール１１の壁面１１ａの全体に保持層２０を形成することができる。なお、図３では、スパッタリング、ＣＶＤ、イオンプレーティングなどによって、壁面１１ａだけではなく、高熱伝導性基板１０のスルーホール１１以外にも保持層２０が形成される様子を示している。
【００３１】
図３（ｄ）は、図２に示す充填工程Ｓ４である。充填工程Ｓ４では、保持層形成工程Ｓ３で保持層２０が形成されたスルーホール１１に導電性金属ペースト３０を充填する。導電性金属ペースト３０をスルーホール１１に充填する方法として、例えば、スクリーン印刷法などの一般的な方法を適用できる。なお、スルーホール１１の径が小さく、また導電性金属ペースト３０の粘度が高く、スルーホール１１に導電性金属ペースト３０を充填し難い場合には、スクリーン印刷時に、スルーホール１１を印刷する側とは反対側にメッシュ形状の板材を当て、かつメッシュ形状の板材を介して吸引装置で導電性金属ペースト３０を吸引することで、スルーホール１１の軸方向の一端から他端の孔全体に導電性金属ペースト３０を充填することができる。なお、導電性金属ペースト３０を印刷することで、導電性金属ペースト３０がスルーホール１１から若干突出した状態で充填される。
【００３２】
図３（ｅ）は、図２に示す導電性金属部形成工程Ｓ５である。導電性金属部形成工程Ｓ５では、充填工程Ｓ４後の高熱伝導性基板１０を焼成して導電性金属ペースト３０を導電性金属部３０Ｓとする。高熱伝導性基板１０の焼成は、例えば、リフロー炉を用いて大気環境下で行われる。リフロー炉では、図３（ｄ）に示す高熱伝導性基板１０が投入されると、図示しないプリヒータ工程、リフロー工程、冷却工程を経て、高熱伝導性基板１０がリフロー炉から排出される。なお、本実施形態では、導電性金属ペースト３０にチタンなどの活性金属が含まれていないので、真空環境下で焼成する必要がなく、高真空炉よりもコストの安い大気環境下の装置を用いて焼成することができる。また、加熱条件は、高熱伝導性基板１０の種類、導電性金属ペースト３０の種類などに応じて適宜設定される。加熱条件としては、例えば、導電性金属ペースト３０がＡｇ−Ｓｎ系合金を含むペーストである場合、８６０℃程度とすることが挙げられる。このようにすると、導電性金属ペースト３０に含まれている溶剤やバインダなどを揮発・除去させることができる。
【００３３】
ここで、高熱伝導性基板１０は、ＡｌＮなどの非酸化物系のセラミックス材料で形成されているので、Ａｇ−Ｓｎ系合金などの導電性金属ペースト３０（導電性金属部３０Ｓ）とは基本的に接着しないものである。しかし、本実施形態では、図３（ｃ）の工程においてスルーホール１１の壁面１１ａに保持層２０を形成することにより、保持層２０に含まれる所定の原子と導電性金属ペースト３０の中の所定の原子とが結びついて化合物を形成する。例えば、保持層２０に含まれる酸素原子（Ｏ）と、導電性金属ペースト３０の中の例えばＳｎとが結びついて、酸化錫（ＳｎＯ）を形成する。このように形成された化合物（ＳｎＯ）の原子間結合による強固な界面が形成されることで、導電性金属部３０Ｓが高熱伝導性基板１０に接着（接合）され、スルーホール１１内に保持される。
【００３４】
図３（ｆ）は、図２に示す研磨工程Ｓ６である。研磨工程Ｓ６では、導電性金属部３０Ｓを備える高熱伝導性基板１０の一側面（表側面１０ａ）および他側面（裏側面１０ｂ）を研磨する。そして、研磨工程Ｓ６では、保持層２０の端面２０ａ、２０ｂと、保持層２０によってスルーホール１１の内部に保持された導電性金属部３０Ｓの端面３０ａ、３０ｂと、を高熱伝導性基板１０の表側面１０ａおよび裏側面１０ｂにそれぞれ露出させる（好ましくは、平滑になるよう研磨する）。研磨工程Ｓ６では、高熱伝導性基板１０の表と裏の両面において機械的な研磨が行われる。また、研磨工程Ｓ６は、例えば、先に焼成後の高熱伝導性基板１０の表と裏の両面を粗削りする研削を行った後、研削した高熱伝導性基板１０（保持層２０および導電性金属部３０Ｓ）の表側面１０ａおよび裏側面１０ｂを平坦に仕上げるための研磨を行う。なお、この研磨工程Ｓ６では、高熱伝導性基板１０の表面（表側面１０ａおよび裏側面１０ｂ）に被覆された保持層２０が取り除かれ、高熱伝導性基板１０が露出する程度まで行われる。また、研磨工程Ｓ６では、例えば、研磨剤としてダイヤモンドスラリやアルミナスラリなどの粉が用いられる。
【００３５】
この研磨工程Ｓ６によって、図３（ｆ）に示すように、高熱伝導性基板１０の表側面１０ａと、保持層２０の一端側の端面２０ａと、導電性金属部３０Ｓの一端側の端面３０ａと、からなる平滑面１ｓが形成される。同様に、この研磨工程Ｓ６によって、図３（ｆ）に示すように、高熱伝導性基板１０の裏側面１０ｂと、保持層２０の他端側の端面２０ｂと、導電性金属部３０Ｓの他端側の端面３０ｂと、からなる平滑面１ｔが形成される。
【００３６】
図３（ｇ）は、図２に示す電極被覆工程Ｓ７である。電極被覆工程Ｓ７では、薄膜メタライズが行われる。すなわち、この工程では、研磨工程Ｓ６後、露出した保持層２０の端面２０ａ、２０ｂおよび導電性金属部３０Ｓの端面３０ａ、３０ｂを電極（薄膜電極４１、４２）で被覆する。具体的には、高熱伝導性基板１０の表側の平滑面１ｓに露出した導電性金属部３０Ｓの一端側の端面３０ａが、保持層２０の一端側の端面２０ａおよび高熱伝導性基板１０の表側面１０ａの一部とともに薄膜電極４１によって被覆される。また、裏側の平滑面１ｔに露出した導電性金属部３０Ｓの他端側の端面３０ｂが、保持層２０の他端側の端面２０ｂおよび高熱伝導性基板１０の裏側面１０ｂの一部とともに薄膜電極４２によって被覆される。薄膜電極４１、４２は、例えば、前記したように、チタン薄膜と白金薄膜と金薄膜の３層からなるものである。これにより、表側の薄膜電極４１と裏側の薄膜電極４２とを、スルーホール１１に形成された導電性金属部３０Ｓを介して導通させることができる。なお、電極被覆工程Ｓ７は、薄膜メタライズを行うことのできる公知の方法を適用できる。
【００３７】
次に、図４を参照して、穿孔工程Ｓ２による穿孔の態様を、貫通していないスルーホール１１（貫通しない穴１２）とする場合について説明する。
図４の工程図では、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｇ）の順で実行される。
【００３８】
図４（ａ）は、図２に示す基板焼成工程Ｓ１を示している。基板焼成工程Ｓ１は、図３（ａ）を参照して説明したのと同様に行うことができ、これにより、高熱伝導性基板１０Ａを作製する。
【００３９】
図４（ｂ）は、図２に示す穿孔工程Ｓ２である。穿孔工程Ｓ２では、高熱伝導性基板１０Ａに貫通しない穴１２が形成される。貫通しない穴１２は、レーザ加工やブラスト加工によって形成される。レーザ加工では、出力（Ｗ）と照射時間を制御することで、周面（側面）１２ａおよび底面１２ｂを有する、高熱伝導性基板１０Ａの裏側面１０ｂ（図４（ｆ）参照）まで貫通しない穴１２が形成される。また、レーザ加工を適用することで、貫通しない穴１２の径を小さくできるとともに、貫通しない穴１２の径（直径）を、開口から底まで均一に形成することができる。一方、ブラスト加工としては、ショットブラスト、サンドブラストなどを適用できる。なお、図４（ｂ）に示すように、この態様で穿孔すると、穴を貫通させる必要がないので、図３（ｂ）において必要であったダミー板１００を不要にでき、製造にかかるコストを低減できる。
【００４０】
図４（ｃ）は、図２に示す保持層形成工程Ｓ３である。この保持層形成工程Ｓ３を行うことにより、中間材１０Ｃに係る両面回路基板１を製造できる。保持層形成工程Ｓ３は、図３（ｃ）を参照して説明したのと同様に行うことができる。ただし、この保持層形成工程Ｓ３では、保持層２０が、貫通しない穴１２の周面１２ａおよび底面１２ｂに形成される。なお、底面１２ｂは、後記する研磨工程Ｓ６によって取り除かれるものであるため、保持層２０が底面１２ｂを除いて周面１２ａのみに形成されるようにしてもよい。
【００４１】
図４（ｄ）は、図２に示す充填工程Ｓ４である。充填工程Ｓ４は、図３（ｄ）を参照して説明したのと同様に行うことができる。ただし、図４（ｄ）に示す例では、貫通しない穴１２が形成される。したがって、図３（ｄ）で説明したような、穴の反対側からメッシュ形状の部材を当てたり、吸引装置が不要になったりするため、製造にかかるコストを低減できる。また、図４（ｄ）に示す例では、導電性金属ペースト３０が貫通しない穴１２の反対側から漏れることがないので、導電性金属ペースト３０を貫通しない穴１２に充填し易くなる。さらに、図４（ｄ）に示す例では、メッシュや吸引装置を用いない通常のスクリーン印刷によって迅速に行うことができる。なお、図４（ｄ）において一点鎖線で示す範囲Ｔは、製品として使用される範囲を示している。
【００４２】
図４（ｅ）は、図２に示す導電性金属部形成工程Ｓ５である。導電性金属部形成工程Ｓ５は、図３（ｅ）を参照して説明したのと同様に行うことができる。
【００４３】
図４（ｆ）は、図２に示す研磨工程Ｓ６である。研磨工程Ｓ６は、図３（ｆ）を参照して説明したのと同様、導電性金属部３０Ｓを備える高熱伝導性基板１０Ａの表側面１０ａおよび裏側面１０ｂを研磨する。ただし、ここでは、貫通しない穴１２が形成されていない裏側面１０ｂについて、導電性金属部３０Ｓが露出するまで高熱伝導性基板１０Ａを研磨する。研磨工程Ｓ６は、高熱伝導性基板１０Ａの表と裏の両面を粗削りする研削を行った後、研削した高熱伝導性基板１０Ａ（保持層２０および導電性金属部３０Ｓを含む）の表側面１０ａおよび裏側面１０ｂを平坦に仕上げるための研磨を行う。なお、この研磨工程Ｓ６では、高熱伝導性基板１０Ａの表面（表側面１０ａおよび裏側面１０ｂ）に被覆された保持層２０が取り除かれて、表側面１０ａにおいては高熱伝導性基板１０Ａの表面が露出するまで、裏側面１０ｂにおいては導電性金属部３０Ｓが露出するまで行われる。
【００４４】
この研磨工程Ｓ６によって、図４（ｆ）に示すように、高熱伝導性基板１０Ａの表側面１０ａと、保持層２０の一端側の端面２０ａと、導電性金属部３０Ｓの一端側の端面３０ａと、からなる平滑面１ｓが形成される。同様に、この研磨工程Ｓ６によって、図４（ｆ）に示すように、高熱伝導性基板１０Ａの裏側面１０ｂと、保持層２０の他端側の端面２０ｂと、導電性金属部３０Ｓの他端側の端面３０ｂと、からなる平滑面１ｔが形成される。
【００４５】
図４（ｇ）は、図２に示す電極被覆工程Ｓ７である。電極被覆工程Ｓ７は、図３（ｇ）を参照して説明したのと同様に行うことができる。
【００４６】
図４に示す両面回路基板１の製造方法では、図４（ｂ）に示す貫通しない穴１２を開ける工程において、ダミー板１００（図３（ｂ）参照）が不要になるので、製造にかかるコストを低減できる。また、図４に示す製造方法では、導電性金属ペースト３０が貫通しない穴１２の反対側から漏れることがないので、導電性金属ペースト３０を貫通しない穴１２に充填し易くなる。また、図４に示す製造方法では、メッシュや吸引装置を用いない通常のスクリーン印刷によって迅速に行うことができる。
【００４７】
図３に示す内容および図４に示す内容のいずれによっても、本実施形態に係る両面回路基板１を好適に製造することができる。両面回路基板１は、スルーホール１１を有する高熱伝導性基板１０（１０Ａ）と、スルーホール１１の壁面１１ａに形成された保持層２０と、保持層２０によってスルーホール１１の内部に保持された導電性金属部３０Ｓと、を備えている。
そして、両面回路基板１は、高熱伝導性基板１０（１０Ａ）が高熱伝導性非酸化物系セラミックス材料を用いて形成されているので、優れた放熱性を有している。また、両面回路基板１は、スルーホール１１に保持層２０を設けることにより、スルーホール１１内に導電性金属部３０Ｓを強固に保持できる。この導電性金属部３０Ｓは、活性金属を含んでいないので、製造工程において高真空炉を用いるなどして真空環境下で焼成する必要がなく、低コストで製造することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、導電性金属部３０Ｓの両端の端面３０ａ、３０ｂおよび保持層２０の両端の端面２０ａ、２０ｂを研磨した平滑面１ｓ、１ｔを有し、平滑面１ｓ、１ｔに露出した導電性金属部３０Ｓが薄膜電極４１、４２によって被覆されている（図１、図３（ｇ）、図４（ｇ）参照）。このように、両面回路基板１は、平滑面１ｓ、１ｔを形成することで、両面実装用のセラミックス基板として使用できる。特に、両面回路基板１は、ハイパワーレーザ装置に好適に使用できる。
【００４９】
本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態では、両面実装用の高熱伝導性基板１０、１０Ａを例に挙げて説明したが、両面回路基板１を多層にして使用する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１      両面回路基板（両面回路非酸化物系セラミックス基板）
１ｓ、１ｔ  平滑面
１０、１０Ａ  高熱伝導性基板（高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板）
１１    スルーホール（貫通した穴）
１２    貫通しない穴
１１ａ  壁面
１２ａ  周面（壁面）
１２ｂ  底面
２０    保持層
３０    導電性金属ペースト
３０Ｓ  導電性金属部
４１、４２  薄膜電極（電極）
【図１】
2020013862.tif 000003
【図２】
2020013862.tif 000004
【図３】
2020013862.tif 000005
【図４】
2020013862.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月12日(2018.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールを有する高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板と、
前記スルーホールの壁面にケイ素の酸化物またはアルミナで形成された保持層と、
前記保持層によって前記スルーホールの内部に保持された、活性金属を含まない導電性金属部と、
を備える、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項２】
請求項１において、
前記セラミックス基板の表裏面に露出する前記保持層の端面および前記導電性金属部の端面を被覆する電極を備える、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項３】
請求項１において、
前記セラミックス基板の熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項４】
請求項１において、
前記セラミックス基板が、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素およびダイヤモンドの群から選択される少なくとも１種で形成されている、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項５】
請求項１において、
前記導電性金属部が、Ａｇ−Ｓｎ系合金で形成されている、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項６】
スルーホールを有する高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板と、
前記スルーホールの壁面にケイ素の酸化物またはアルミナで形成された保持層と、
を備える、両面回路非酸化物系セラミックス基板。
【請求項７】
板状に成形した高熱伝導性非酸化物系セラミックス材料を焼成し、高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板を作製する基板焼成工程と、
前記セラミックス基板の所定の箇所を穿孔して、貫通したまたは貫通していないスルーホールを形成する穿孔工程と、
前記スルーホールの少なくとも壁面にケイ素の酸化物またはアルミナで保持層を形成する保持層形成工程と、
を有する、両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記保持層形成工程後、前記保持層が形成された前記スルーホールに活性金属を含まない導電性金属ペーストを充填する充填工程と、
前記充填工程後、前記セラミックス基板を焼成して前記導電性金属ペーストを導電性金属部とする導電性金属部形成工程と、
前記導電性金属部を備える前記セラミックス基板の一側面および他側面を研磨して、前記保持層の端面と、前記保持層によって前記スルーホールの内部に保持された前記導電性金属部の端面と、を前記セラミックス基板の一側面および他側面にそれぞれ露出させる研磨工程と、
を有する、両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記研磨工程後、露出した前記保持層の端面および前記導電性金属部の端面を電極で被覆する電極被覆工程を有する、両面回路非酸化物系セラミックス基板の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る両面回路非酸化物系セラミックス基板は、スルーホールを有する高熱伝導性非酸化物系のセラミックス基板と、前記スルーホールの壁面にケイ素の酸化物またはアルミナで形成された保持層と、前記保持層によって前記スルーホールの内部に保持された、活性金属を含まない導電性金属部と、を備える。