(57)【要約】【課題】導体層をガラス質により被覆するためには、基板におけるガラス質の含有量を多くする必要がある。一方、基板におけるガラス質の含有量を多くした場合、ドロスの形成量が多くなるため、当て板部材を用いてもドロスの除去が不十分となる可能性がある。【解決手段】第１のセラミック層と該第１のセラミック層よりもガラス成分の含有率が高い第２のセラミック層とを積層してなる絶縁性基体と、一部が前記絶縁性基体の外周部に沿って配置され、前記第２のセラミック層と接するようにして前記絶縁性基体内の層間に設けられる導体層と、前記ガラス成分を主成分とし、前記絶縁性基体の外周部で前記導体層の側面を被覆するガラス部材と、を備えた配線基板とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセラミック層と該第１のセラミック層よりもガラス成分の含有率が高い第２のセラミック層とを積層してなる絶縁性基体と、
一部が前記絶縁性基体の外周部に沿って配置され、前記第２のセラミック層と接するようにして前記絶縁性基体内の層間に設けられる導体層と、
前記ガラス成分を主成分とし、前記絶縁性基体の外周部で前記導体層の側面を被覆するガラス部材と、を備えた配線基板。
【請求項２】
前記第２のセラミック層は、前記第１のセラミック層よりも空孔率が高く、前記第２のセラミック層の空孔に前記ガラス成分が充填されたことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記導体層の裏面上に前記第２のセラミック層が位置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４】
前記導体層の主面に対して垂直な断面において、前記第２のセラミック層は、中央領域における厚みが側端領域における厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項５】
前記第２のセラミック層を側面視した場合に、前記第２のセラミック層は、中央領域における厚みが側端領域における厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項６】
第１のセラミック層と該第１のセラミック層よりもガラス成分の含有率が高い第２のセラミック層とを積層してなる絶縁性基体と、一部が前記絶縁性基体の外周部に沿って配置され、前記第２のセラミック層と接するようにして前記絶縁性基体内の層間に設けられる導体層と、を備えた積層体を準備する工程と、
前記導体層が露出するようにレーザー加工する工程と、
前記レーザー加工により溶融されたガラス成分により前記導体層の側面を被覆する工程とを備えた配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路などに用いられる配線基板及びレーザー加工による配線基板の加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体集積回路などに用いられる配線基板は、セラミックスの基板に配線回路を複数形成して、この基板をレーザー加工などで切断することにより、複数個同時に作製される。このとき、基板に含まれるガラス質がレーザー加工により溶融するため、レーザーの照射面とは反対側の面にドロスが形成される。このドロスの形成を抑制するため、基板に含有されるガラス質全体の量を抑制する、又は、特許文献１に開示されているように当て板部材を用いることが提案されている。
【特許文献１】特開平６−１５５０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
導体層が側面に露出している場合、導体層の腐食を抑制するために導体層を腐食防止部材により被覆することが求められる。そこで、腐食防止部材として基板に含有されるガラス質を用いて、このガラス質により導体層を被覆する方法が挙げられる。しかしながら、導体層をガラス質により被覆するためには、基板におけるガラス質の含有量を多くする必要がある。一方、基板におけるガラス質の含有量を多くした場合、ドロスの形成量が多くなるため、特許文献１に開示されているような当て板部材を用いてもドロスの除去が不十分となる可能性がある。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ドロスの形成を抑えつつも導体層の側面がガラス質により被覆された配線基板配線基板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】
【０００５】
本発明の配線基板は、第１のセラミック層と該第１のセラミック層よりもガラス成分の含有率が高い第２のセラミック層とを積層してなる絶縁性基体と、一部が前記絶縁性基体の外周部に沿って配置され、前記第２のセラミック層と接するようにして前記絶縁性基体内の層間に設けられる導体層と、前記ガラス成分を主成分とし、前記絶縁性基体の外周部で前記導体層の側面を被覆するガラス部材と、を備えている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の配線基板によれば、導体層が、その一部が前記絶縁性基体の外周部に沿って配置され、前記第２のセラミック層と接するようにして前記絶縁性基体内の層間に設けられることから、配線基板全体のガラス成分の含有量を抑制しつつ、導体層の側面をこのガラス成分を主成分とするガラス部材により被覆することができる。そのため、ドロスの形成を抑えつつも導体層の側面がガラス部材により被覆された配線基板を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の配線基板について図面を用いて詳細に説明する。
【０００８】
図１〜３に示すように、本発明の第１の実施形態にかかる配線基板１は、第１のセラミック層３と第１のセラミック層３よりもガラス成分の含有率が高い第２のセラミック層１１とを積層してなる絶縁性基体５と、一部が絶縁性基体５の外周部に沿って配置され、第２のセラミック層１１と接するようにして絶縁性基体５内の層間に設けられる導体層７と、ガラス成分を主成分とし、絶縁性基体５の外周部で導体層７の側面を被覆するガラス部材９と、を備えている。
【０００９】
本実施形態にかかる配線基板１は、上記のようにガラス成分の含有率が互いに異なる第１のセラミック層３及び第２のセラミック層１１とを備えているため、ドロスの形成を抑えつつも導体層７の側面が上記のガラス成分を主成分とするガラス部材９により被覆された配線基板１を提供することが可能となる。
【００１０】
本実施形態にかかる配線基板１は、第１のセラミック層３と第２のセラミック層１１とを積層してなる絶縁性基体５を備えている。第１のセラミック層３としては、絶縁性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、例えば、アルミナセラミックス、ムライトセラミックスなどのセラミックス材料を主成分としたものを用いることができる。また、第２のセラミック層１１としては、第１のセラミック層３と同様に、絶縁性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、例えば、アルミナセラミックス、ムライトセラミックスなどのセラミックス材料を主成分としたものを用いることができる。
【００１１】
本実施形態にかかる配線基板１は、一部が絶縁性基体５の外周部に沿って配置され、第２のセラミック層１１と接するようにして絶縁性基体５内の層間に設けられる導体層７を備えている。本実施形態における導体層７は、配線基板１における内部配線として用いられる。そのため、導体層７としては、導電性の良好な部材を用いることが好ましい。導電性の良好な部材としては、例えば、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗ及びＭｏのような金属部材１７を用いることができる。
【００１２】
また、本実施形態にかかる配線基板１は、導体層７を複数備えるとともに、第１のセラミック層３を介して積層方向に対向する導体層７を電気的に接続するビア導体１３とを備えている。このようなビア導体１３を備えていることにより、配線基板１の主面上及び裏面上に配線を引き出すことができる。
【００１３】
第１のセラミック層３及び第２のセラミック層１１は、ガラス成分を含有している。第１のセラミック層３及び第２のセラミック層１１がガラス成分を含有していることにより、複数の第１のセラミック層３間及び第１のセラミック層３と第２のセラミック層１１との間の接合性を高めることができる。ガラス成分による第１のセラミック層３及び第２のセラミック層１１の焼結性を高めるため、第１のセラミック層３及び第２のセラミック層１１におけるガラス成分の含有量は、１質量％以上であることが好ましい。
【００１４】
そして、絶縁性基体５の外周部で導体層７の側面を、このガラス成分を主成分とするガラス部材９で被覆している。導体層７の側面が絶縁性基体５の側面で露出した場合であっても、導体層７の側面がガラス部材９で被覆されているため、導体層７が腐食することを抑制できる。
【００１５】
さらに、本実施形態にかかる配線基板１においては、第２のセラミック層１１におけるガラス成分の含有率が、第１のセラミック層３におけるガラス成分の含有率よりも高い。そのため、導体層７の側面をガラス部材９で安定して被覆しつつも、絶縁性基体５のガラス成分の含有量を抑制させることができる。結果として、導体層７の腐食を抑制することができると同時に、ドロスの形成を抑えることができる。第１のセラミック層３及び第２のセラミック層１１に含有されるガラス成分としては、例えば、ＳｉＯ２，ＭｇＯ，Ｂ２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３，Ｎａ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，ＣｒＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＰｂＯ及びＺｎＯを用いることができる。
【００１６】
また、第２のセラミック層１１は、第１のセラミック層３よりも空孔率が高く、第２のセラミック層１１の空孔１５に上記のガラス成分が充填されることが好ましい。これにより、第２のセラミック層１１におけるガラス成分の含有量を多くすることができると同時に、導体層７にかかる応力を緩和させることができるからである。導体層７と絶縁性基板とは熱膨張係数が異なるため、導体層７と絶縁性基板の界面には応力が集中しやすい。しかしながら、導体層７と隣接する第２のセラミック層１１の空孔率が第１のセラミック層３の空孔率よりも高いことにより、第２のセラミック層１１における応力緩和の効果を高めることができる。結果として、導体層７にかかる応力を緩和させることができる。
【００１７】
また、本実施形態にかかる配線基板１のように、導体層７の裏面上に第２のセラミック層１１が位置していることが好ましい。導体層７の主面上及び裏面上に第２のセラミック層１１が位置していることにより、導体層７の側面をより確実にガラス部材９によって被覆することができる。
【００１８】
特に、第１のセラミック層３よりも空孔率の高い第２のセラミック層１１が、導体層７の主面上及び裏面上に位置している場合には、導体層７にかかる応力を緩和させる効果をより高めることができる。このような場合には、導体層７の主面及び裏面にそれぞれ加わる応力をバランスよく緩和させることができるので、導体層７に反りが生じる可能性を小さくすることができるからである。
【００１９】
また、本実施形態にかかる配線基板１は、絶縁性基体５の主面上に配設された金属部材１７及びこの金属部材１７上に配設された第３のセラミック層１９を更に備えている。本実施形態における金属部材１７及び第３のセラミック層１９は絶縁性基体５の主面全体に配設されている。このような金属部材１７は、基準電位に接続されることにより、グランド電極として用いることができる。
【００２０】
また、本実施形態における第３のセラミック層１９は、第１のセラミック層３よりもガラス成分の含有率が高い。このような第３のセラミック層１９を備えることにより、配線基板１全体のガラス成分の含有量を抑制しつつ、金属部材１７の側面をガラス部材９により被覆することができる。なお、本実施形態において、金属部材１７が絶縁性基体５の主面全体に配設されているが、金属部材１７を配線導体として用いてもよい。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明をする。
【００２２】
図４に示すように、本実施形態にかかる配線基板１は、第１の実施形態と比較して、導体層７を被覆するガラス部材９が、絶縁性基体５の主面の少なくとも一部と接合している。このようにガラス部材９が位置していることにより、ガラス部材９と絶縁性基体５との接合性が高められる。そのため、導体層７が露出する可能性を低減することができる。
【００２３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明をする。
【００２４】
図５に示すように、本実施形態にかかる配線基板１は、第１の実施形態と比較して、導体層７の主面に対して垂直な断面において、第２のセラミック層１１の中央領域における厚みが側端領域における厚みよりも大きいことを特徴としている。
【００２５】
後述するように、レーザー加工により溶融されたガラス部材９を用いて導体層７の側面を被覆する場合、第２のセラミック層１１の中央領域に含有されるガラス成分よりも第２のセラミック層１１の側端領域に含有されるガラス成分の方が溶融しやすいため、導体層７の側面にガラス部材９が集中しやすい。そのため、ガラス部材９を冷却固化した場合に、配線基板１の側面部分に応力が集中しやすくなる。しかしながら、本実施形態にかかる配線基板１では、導体層７の主面に対して垂直な断面において、第２のセラミック層１１の中央領域における厚みが側端領域における厚みよりも大きいため、レーザー加工を行った場合に、過度にガラス部材が溶融することを抑制できる。結果として、配線基板１の側面部分への応力の集中を抑制することができる。
【００２６】
なお、本実施形態において、導体層７の主面に対して垂直な断面における第２のセラミック層１１の断面のうち、導体層７の主面に対して平行な方向の幅の中央１／２の領域を第２のセラミック層１１の中央領域としている。また、第２のセラミック層１１のうち、この中央領域を除いた部分を側端領域としている。
【００２７】
次に、本発明の第４の実施形態について説明をする。
【００２８】
図６に示すように、本実施形態の配線基板１は、第１の実施形態と比較して、第２のセラミック層１１を側面視した場合に、第２のセラミック層１１は、中央領域における厚みが側端領域における厚みよりも小さいことが好ましい。
【００２９】
後述するように、レーザー加工を用いて積層体２１を切断、又は、積層体２１に溝を形成した後に別途切断することにより、複数の配線基板１を同時に作製する場合、レーザー溝とレーザー溝が交差する配線基板１の側端に相対的に大きな熱が加わるため、導体層７の側端部分にガラス部材９が集中しやすい。そのため、ガラス部材９を冷却固化した場合に、配線基板１の側端の角部分に応力が集中しやすくなる。しかしながら、本実施形態にかかる配線基板１では、導体層７の主面に対して垂直な断面において、第２のセラミック層１１の中央領域における厚みが側端領域における厚みよりも大きいため、レーザー加工を行った場合に、過度にガラス成分が溶融することを抑制できる。結果として、配線基板１の側端の角部分への応力の集中を抑制することができる。
【００３０】
なお、本実施形態において、第２のセラミック層１１を側面視した場合における導体層７の主面に対して平行な方向での第２のセラミック層１１の幅の中央１／２の領域を第２のセラミック層１１の中央領域としている。また、第２のセラミック層１１のうち、この中央領域を除いた部分を側端領域としている。
【００３１】
次に、本発明の配線基板１の製造方法について詳細に説明する。
【００３２】
本発明の一実施形態にかかる配線基板１の製造方法は、図７に示すように、まず第１の工程として、複数の第１のセラミック層３を積層してなる絶縁性基体５と、絶縁性基体５に埋設された導体層７と、導体層７の主面上に位置するとともに絶縁性基体５に埋設され、第１のセラミック層３よりもガラス成分の含有率が高い第２のセラミック層１１とを備えた積層体２１を準備する。
【００３３】
次に、図８に示すように、第２の工程として、導体層７が露出するようにレーザー加工を行う。一般的に、複数の配線基板１となる積層体２１を、互いの絶縁性基体５が連続した状態の積層体２１（アレイ基板）で製造した後、レーザー加工を用いて積層体２１を切断、又は、積層体２１に溝を形成した後に別途切断することにより、複数の配線基板１を同時に作製している。
【００３４】
本実施形態では、このレーザー加工の工程において導体層７が露出するように加工を行っている。これにより、後述する第３の工程において、レーザー加工により溶融されたガラス成分を主成分とするガラス部材９により導体層７の側面を被覆することが容易となる。
【００３５】
レーザー加工に用いられるレーザーとしては、パルスエネルギーが積層体２１の加工閾値に対して１１０〜１５０％であるピークエネルギーを有するものを用いることが好ましい。ピークエネルギーが加工閾値を越える１１０％以上であることにより、ガラス部材への熱影響を生じさせやすくなるので、より確実に導体層７の側面をガラス部材９で被覆することができる。また、１５０％以下であることにより、ガラス部材９に過度の熱影響が加わることを抑制できるので、ドロスの発生量をさらに抑制することができる。なお、本実施形態における加工閾値とは、加工が可能となるピークエネルギーの閾値のことを意味している。
【００３６】
また、レーザー加工に用いられるレーザーは、積層体２１に対して光吸収性が５０〜８０％となる波長であることが好ましい。光吸収性が５０％以上であることにより、熱の発生量を抑制できるので、ガラス部材９に過度の熱影響が加わることを抑制できる。一方、光吸収性が８０％以下であることにより、積層体２１に十分に熱を加えることができるため、ガラス部材９の溶融を促進させることができる。
【００３７】
また、積層体２１は、配線基板１となる第１の部位２３と、第１の部位２３以外の部分であって、上記のレーザー加工により切断または溝加工をされる第２の部位２５とを有し、この第２の部位２５における空孔率が、第１の部位２３の空孔率よりも大きいことが好ましい。レーザー加工時において、この空孔１５中の気体が熱せられるので、ガラス成分が溶融しやすくなるからである。これにより、より少ないエネルギーで行うことができる。また、レーザー加工を短時間で行うことが容易となる。
【００３８】
また、レーザー加工により積層体２１を切断する場合には、積層体２１が、ガラス質の層を有する支持フィルム２７上に固定されることが好ましい。これにより、積層体２１が位置ずれを起こす可能性を低減できるので、歩留まりを向上させることができる。
【００３９】
また、レーザー加工により積層体２１を切断する場合には、レーザー加工で用いるレーザーに対して、積層体２１を支持する支持フィルム２７の光透過率が９０％以上であることが好ましい。これにより、レーザー加工時において、支持フィルム２７が切断されることを抑制し、積層体２１のみを安定して切断することができるからである。
【００４０】
そして、図９に示すように、第３の工程として、レーザー加工により溶融されたガラス成分を主成分とするガラス部材９により導体層７の側面を被覆する。このように、導体層７の側面をガラス部材９により被覆することにより、配線基板１の使用時において、導体層７の腐食を抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態にかかる配線基板１の製造方法においては、第２のセラミック層１１に含有され、レーザー加工により溶融されたガラス部材９によって導体層７の側面を被覆している。このように、導体層７の側面を被覆する部材を別途用意して配設する工程が必要ないので、安価に製造することができる。
【００４２】
以上のように、本実施形態にかかる配線基板１の製造方法は、複数の第１のセラミック層３を積層してなる絶縁性基体５と、絶縁性基体５に埋設された導体層７と、導体層７の主面上に位置するとともに絶縁性基体５に埋設され、第１のセラミック層３よりもガラス成分の含有率が高い第２のセラミック層１１とを備えた積層体２１を準備する工程（第１の工程）と、導体層７が露出するようにレーザー加工する工程（第２の工程）と、レーザー加工により溶融されたガラス成分により導体層７の側面を被覆する工程（第３の工程）とを備えている。
【００４３】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態における配線基板を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の断面図である。
【図３】図２に示す実施形態における領域Ａの拡大断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における配線基板を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における配線基板を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における配線基板を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法における第１の工程を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法における第２の工程を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法における第３の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・配線基板
３・・・第１のセラミック層
５・・・絶縁性基体
７・・・導体層
９・・・ガラス部材
１１・・・第２のセラミック層
１３・・・ビア導体
１５・・・空孔
１７・・・金属部材
１９・・・第３のセラミック層
２１・・・積層体
２３・・・第１の部位
２５・・・第２の部位
２７・・・支持フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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