(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱可塑性樹脂を含むセラミックグリーンシートに、第２の熱可塑性樹脂を含む導体パターンを設ける第１の工程と、
前記導体パターンを、前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度となるように加熱するとともに、前記セラミックグリーンシート内に押し込むように加圧して、前記導体パターンからなる内面部を有する凹部を前記セラミックグリーンシートに形成する第２の工程と、
収縮によって凹部がふさがるように、前記セラミックグリーンシートと前記導体パターンとを焼成する第３の工程とを備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程において、互いに深さの異なる複数の領域を有する前記凹部を形成するように前記導体パターンを前記セラミックグリーンシート内に押し込むことを特徴とする請求項１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】
本発明は、配線導体が絶縁基体に埋設された配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子等の半導体素子や水晶振動子等の電子部品を搭載するための配線基板は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料を用いた絶縁基体の表面に、タングステンやモリブデン等の金属材料を用いた配線導体が設けられることによって作製されている。
【０００３】
このような配線基板は、セラミックグリーンシート上に導体パターンを形成した後、焼成して作製される。セラミックグリーンシートは、セラミック粉末に有機バインダ、可塑剤および溶剤等を加えて作製したスラリーをドクターブレード法等によって成形して作製する。導体パターンは、金属粉末を含む導体ペーストをセラミックグリーンシート上にスクリーン印刷して形成する（例えば特許文献１を参照。）。なお、配線基板が複数層である場合は、配線パターンが形成された複数枚のセラミックグリーンシートを積層した後加圧して積層体を得た後、この積層体を焼成して作製できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2007−36286号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、配線基板の配線導体は高密度化されてきており、配線導体を細線化することが要求されている。しかしながら、上記したような配線基板の製造方法においては、配線導体となる導体パターンを形成する工程において、導体ペーストをスクリーン印刷によって形成すると、配線導体のさらなる細線化が困難であった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、配線導体を細線化できる配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの態様による配線基板の製造方法は、第１の熱可塑性樹脂を含むセラミックグリーンシートに、第２の熱可塑性樹脂を含む導体パターンを設ける第１の工程と、前記導体パターンを、前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度となるように加熱するとともに、前記セラミックグリーンシート内に押し込むように加圧して、前記導体パターンからなる内面部を有する凹部を前記セラミックグリーンシートに形成する第２の工程と、収縮によって凹部がふさがるように、前記セラミックグリーンシートと前記導体パターンとを焼成する第３の工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの態様による配線基板の製造方法によれば、導体パターンを第１の熱可塑
性樹脂および第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度となるように加熱するとともに、セラミックグリーンシート内に押し込むように加圧する工程を有することから、導体パターンを印刷した後で導体パターンの幅を小さくできるので、配線導体を細線化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施形態における配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における配線基板の製造方法の一工程を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における配線基板の製造方法の一工程を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における配線基板の製造方法の一工程を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第２の実施形態における配線基板の製造方法の一工程を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における配線基板の製造方法は、図１（ａ）に示す例のように第１の熱可塑性樹脂を含むセラミックグリーンシート１に、第２の熱可塑性樹脂を含む導体パターン２を設ける第１の工程と、図１（ｃ）に示す例のように導体パターン２を、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度となるように加熱するとともに、セラミックグリーンシート１内に押し込むように加圧して、導体パターン２からなる内面部を有する凹部３をセラミックグリーンシート１に形成する第２の工程と、図１（ｄ）に示す例のように収縮によって凹部３がふさがるように、セラミックグリーンシート１と導体パターン２とを焼成する第３の工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
セラミックグリーンシート１は、セラミック粉末、有機バインダ、溶剤および第１の熱可塑性樹脂を含むスラリーを作製し、スラリーをシート状に形成して乾燥することによって作製される。スラリーは必要に応じて所定量の可塑剤および分散剤を加えてもよい。また、スラリーはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂または紙製の支持体上にドクターブレード法，リップコーター法またはダイコーター法等の成形方法によって塗布してシート状に成形される。乾燥方法としては温風乾燥，真空乾燥または遠赤外線乾燥等を用いることができる。
【００１５】
セラミック粉末は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末，ガラスセラミック粉末等を用いることができ、配線基板に要求される特性に合わせて適宜選択される。
【００１６】
セラミック粉末が酸化アルミニウム粉末または窒化アルミニウム粉末の場合は、酸化珪素（ＳｉＯ２）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の焼結助剤となる成分の粉末が加えられ、また、着色剤として酸化マンガン（ＭｎＯ）等の粉末を加えられていてもよい。
【００１７】
セラミック粉末がガラスセラミック粉末の場合は、ガラス粉末とフィラー粉末とを10：90乃至99：１、好ましくは40：60乃至80：20の質量比で混合したものである。ガラスセラミック粉末のガラス粉末としては、従来からガラスセラミックスに用いられているものを用いればよい。例えば、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（ただし、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す。），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なっており、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す。），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである。），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫを示す。），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３は上記と同じである。），Ｐｂ系，Ｂｉ系等のガラスの粉末が用いられる。
【００１８】
また、ガラスセラミック粉末のフィラー粉末としては、従来からガラスセラミックスに用いられているものを用いればよい。例えばＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２（クリストバライト，クオーツ）の少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等のセラミック粉末が挙げられる。
【００１９】
有機バインダは、従来からセラミックグリーンシートに用いられているものを用いることができる。例えば、アクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独集合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラール系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解性や揮発性を考慮すると、アクリル系バインダがより好ましい。また、有機バインダの添加量はセラミック粉末によって異なるが、焼成時に分解されて除去されやすく、かつセラミック粉末が分散され、グリーンシートのハンドリング性や加工性が良好な量であればよい。例えば、セラミック粉末に対して10乃至20質量％程度が望ましい。
【００２０】
スラリーに含まれる溶剤は、セラミック粉末および有機バインダを分散させ、グリーンシート成形に適した粘度のスラリーが得られるように、例えば炭化水素類，エーテル類，エステル類，ケトン類，アルコール類等の有機溶剤や水が挙げられる。これらの中で、トルエン，メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール等の蒸発係数の高い溶剤は、スラリー塗布後の乾燥工程が短時間で終了できるので好ましい。溶剤の量は、セラミック粉末に対して30乃至100質量％の量で加えることによって、スラリーを良好に支持体上に塗布
することができるような粘度、具体的には３ｃｐｓ乃至100ｃｐｓ程度となるようにする
ことが望ましい。
【００２１】
第１の熱可塑性樹脂は、例えば40℃〜200℃の範囲にガラス転移温度を有するように分
子量及び結晶化度等を調整した熱可塑性樹脂である。このような熱可塑性樹脂としては、例えばポリ酢酸ビニル、高密度ポリエチレン、アクリル樹脂、ブチラール樹脂またはワックス等を用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いられても良く２種類以上が併用されても良い。
【００２２】
導体パターン２は、例えば、セラミックグリーンシート１の主面に導体パターン２用の導体ペーストをスクリーン印刷法、グラビア印刷法等の印刷方法によって所定パターン形状に印刷して形成される。貫通導体となる導体パターン２は、セラミックグリーンシート１にパンチングや金型による打ち抜き加工やレーザー加工によって、貫通導体となる導体パターン２用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体となる導体パターン２用の導体ペーストをスクリーン印刷法やプレス充填によって埋め込んで形成する。
【００２３】
導体ペーストは、金属等の導体粉末に適当な有機バインダ、溶剤および第２の熱可塑性樹脂を加えてボールミルやプラネタリーミキサー等の混練手段によって均質に分散して混練した後、溶剤を必要量添加して、印刷や貫通孔の充填に適した粘度に調整することによって作製される。
【００２４】
導体粉末は、例えば焼成工程においてセラミックグリーンシートとの同時焼成によって焼結する金属の粉末であり、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ）等の１種または２種以上が挙げられ、２種以上の場合は混合，合金，コーティング等のいずれの形態であってよい。
【００２５】
導体ペーストに用いる有機バインダは、従来から導体ペーストに使用されているものが使用可能である。例えば、上記したセラミックグリーンシート１に用いられる有機バインダと同じものを用いることができる。焼成工程での分解性や揮発性を考慮すると、アクリル系，アルキド系の有機バインダがより好ましい。また、有機バインダの添加量は、金属粉末によって異なるが、焼成時に分解されて除去されやすく、かつ金属粉末を分散できる量であればよい。例えば、金属粉末に対して外添加で５乃至20質量％程度の量であることが望ましい。
【００２６】
導体ペーストに用いる溶剤は、金属粉末と有機バインダとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、テルピネオールやブチルカルビトールアセテートなどが挙げられる。印刷後の形成性，乾燥性を考慮し、低沸点溶剤を用いることが好ましい。溶剤は、金属粉末に対して４乃至15質量％となる量で加えられ、これらの導体ペーストを良好に形成できる程度の粘度となる。具体的には、導体パターン２用の導体ペーストでは3000乃至40000ｃｐｓ程度であり、貫通導体パターン用の導体ペーストでは15000乃至40000ｃｐ
ｓ程度となるように調整される。
【００２７】
第２の熱可塑性樹脂は、上記した第１の熱可塑性樹脂と同様の材料を用いることができる。このような第２の熱可塑性樹脂の材料は、目的に応じて第１の熱可塑性樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２８】
導体ペーストは、焼成時のセラミックグリーンシートの焼成収縮挙動や収縮率と合わせるため、または焼成後の配線導体12の接合強度を確保するために、ガラスやセラミックスの粉末が添加されていてもよい。
【００２９】
次に、セラミックグリーンシート１および導体パターン２を加熱するとともに加圧して、セラミックグリーンシート１に導体パターン２からなる内面部を有する凹部３を形成する。
【００３０】
導体パターン２の加熱は、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度で行なう。例えば、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂がワックスである場合であれば、セラミックグリーンシート１および導体パターン２を40℃以上の温度に加熱する。
【００３１】
セラミックグリーンシート１および導体パターン２への加圧は、セラミックグリーンシート１内に導体パターン２を押し込むような力を加えて行なう。
【００３２】
このような加圧は、図１（ｂ）に示す例のような、配線パターン２を押し込むための凸部５を有する形状の押圧部材４を用いて行なう。このような押圧部材４は金属や樹脂を用
いて作製できる。具体的には、図１（ｂ）に示す例のように押圧部材４と導体パターン２が設けられたセラミックグリーンシート１とを、押圧部材４の凸部５と導体パターン２とが平面視で重なるように配置する。
【００３３】
その後図１（ｃ）に示す例のように、押圧部材４によって導体パターン２およびセラミックグリーンシート１を、導体パターン２がセラミックグリーンシート１内に押し込まれるように加圧する。この際、押圧部材４を加熱することによって、押圧部材４を介してセラミックグリーンシート１および導体パターン２を加熱して、セラミックグリーンシート１および導体パターン２を軟化させるとともに加圧する。
【００３４】
このとき、セラミックグリーンシート１と導体パターン２とを加熱する際の、セラミックグリーンシート１と導体パターン２との収縮率を近づけるために、第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂とは同じ材料を用いることが好ましい。
【００３５】
上記の加熱および加圧を行なうことによって、図３に示す例のように導体パターン２からなる内面部を有する凹部３を備えたセラミックグリーンシート１を作製できる。
【００３６】
凹部３には、図３に示す例のように凹部３の側面および底面に沿って導体パターン２が設けられていても良いし、凹部３の側面のみに導体パターン２が設けられていても良い。
【００３７】
凹部３は、焼成時のセラミックグリーンシート１の焼成収縮によって内面部同士が接するような幅に設けておけば良い。具体的には、例えば凹部３の幅が0.1μｍ〜20μｍの溝
状に形成されていることが好ましい。
【００３８】
次に、凹部３を備えたセラミックグリーンシート１を300〜600℃の温度で脱バインダーして焼成する。セラミックグリーンシート１の焼成は、例えば、セラミックグリーンシート１がセラミック粉末としてアルミナ，シリカ，カルシアおよびマグネシア等を含む場合であれば、1500〜1800℃の温度で行なう。また、セラミックグリーンシート１がガラスセラミックスである場合であれば、800〜1000℃の温度で焼成する。
【００３９】
また、焼成雰囲気は、導体パターン２に含まれている導体粉末がＡｇ等の酸化しにくい材料である場合は大気中とし、導体パターン２に含まれている導体粉末がＣｕ等の酸化しやすい材料である場合は、窒素雰囲気とすることが好ましい。なお、脱バインダーしやすいように加湿した雰囲気を用いることが好ましい。
【００４０】
凹部３は、セラミックグリーンシート１の焼成時の収縮によって、図４に示す例のように導体パターン２からなる内面部が接することによってふさがる。凹部３がふさがると同時にまたは、凹部３がふさがった後に導体パターン２が焼結されて配線導体となる。
【００４１】
本発明の第１の実施形態における配線基板の製造方法によれば、導体パターン２を、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度となるように加熱するとともに、セラミックグリーンシート１内に押し込むように加圧する工程を有することから、導体パターン２を印刷した後で導体パターン２の幅を小さくできるので、配線導体12を細線化できる。
【００４２】
第１の実施形態における配線基板は、絶縁基体11と、幅寸法よりも大きい深さ寸法を有しており、絶縁基体11に埋設されている配線導体12とを有していることから、配線導体12の抵抗値を大きくすることなく配線導体12を細線化できる。
【００４３】
また、導体パターン２をセラミックグリーンシート１内に押し込む深さを大きくするこ
とによって、配線パターン２をスクリーン印刷によって設けた場合に比べてアスペクト比の高い導体パターン２を形成できるので、アスペクト比の高い配線導体12を設けることができる。このようにアスペクト比の高い配線導体12は、配線導体の幅を小さくしても配線導体12の断面積を大きくできるので、配線導体を細線化したときに抵抗値を低減できる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による配線基板の製造方法について、図５を参照しつつ説明する。
【００４５】
本発明の第２の実施形態における配線基板の製造方法において、上記した第１の実施形態の配線基板の製造方法と異なる点は、図５に示された例のように、第２の工程において、互いに深さの異なる複数の領域を有する凹部を形成するように導体パターン２をセラミックグリーンシート１内に押し込む点である。
【００４６】
本実施形態における配線基板の製造方法は、互いに深さの異なる複数の領域を有する凹部を形成するように導体パターン２をセラミックグリーンシート１内に押し込むことから、焼成して凹部がふさがることによって形成された配線導体は、凹部の深さの深かった領域に対応する部分の幅が、凹部の深さが浅かった領域に対応する部分の幅に比べて小さい。これは、凹部の深さの深い領域では、凹部の深さの浅い領域に比べて、導体パターン２がより多くセラミックグリーンシート１に押し込まれるためである。したがって、本実施形態における配線基板の製造方法によれば、部分的に幅の狭い配線導体を形成できる。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・セラミックグリーンシート
２・・・・導体パターン
３・・・・凹部
４・・・・押圧部材
５・・・・凸部
11・・・・絶縁基体
12・・・・配線導体
【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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