(57)【要約】【課題】  実装性、耐マイグレーション性等に優れた配線導体を有するセラミックス多層配線基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】  セラミックス多層配線基板１は、複数のセラミックス層２と、樹脂含浸セラミックス層３と、表面導体４と、を備えている。樹脂含浸セラミックス層３は、樹脂と、セラミックス材料を焼結したセラミックス焼結体と、から構成されている。樹脂含浸セラミックス層３は、樹脂内で、セラミックス焼結体が連続するように形成されている。表面導体４は、樹脂含浸セラミックス層３の表面に形成されている。表面導体４は、ガラスフリットを含まない金属から形成されている。【選択図】  図１
2006278453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミックス層が積層されたセラミックス積層体と、
前記セラミックス積層体の少なくとも一方の面に形成され、樹脂と、セラミックス材料を焼結したセラミックス焼結体と、を有するセラミックス膜と、
前記セラミックス膜の表面に形成された金属からなる配線導体と、を備え、
前記セラミックス膜は、前記樹脂内で前記セラミックス焼結体が連続するように形成されている、ことを特徴とするセラミックス多層配線基板。
【請求項２】
前記セラミックス膜は、前記連続したセラミックス焼結体により連続した空孔が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のセラミックス多層配線基板。
【請求項３】
前記セラミックス膜は、前記空孔に前記樹脂が含浸されている、ことを特徴とする請求項２に記載のセラミックス多層配線基板。
【請求項４】
前記配線導体は、ガラスフリットを含まない金属である、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセラミックス多層配線基板。
【請求項５】
前記配線導体は、銅または銅を含む合金から形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセラミックス多層配線基板。
【請求項６】
前記配線導体は、前記セラミックス膜との界面に凹凸が形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセラミックス多層配線基板。
【請求項７】
複数のセラミックス層を形成するセラミックス層形成工程と、
樹脂と、セラミックス材料を焼結したセラミックス焼結体と、を有するセラミックス膜を形成するセラミックス膜形成工程と、
金属からなる配線導体を形成する配線導体形成工程と、
を備え、
前記セラミックス膜形成工程は、
セラミックス材料と、バインダー樹脂とを含む塗料原料を溶媒中へ溶解および分散させ、塗料を作製する塗料作製工程と、
前記塗料作製工程で作製された塗料を塗工・乾燥させグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、
前記グリーンシート作製工程で作製されたグリーンシートを焼成してバインダー樹脂を除去し、連続した空孔を有する連続したセラミックス焼結体を作製する焼成工程と、
前記焼成工程で作製されたセラミックス焼結体に樹脂を含浸させる含浸工程と、
を備える、ことを特徴とするセラミックス多層配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記塗料原料は、樹脂ビーズを含み、
前記焼成工程では、前記グリーンシートを焼成してバインダー樹脂及び樹脂ビーズを除去し、連続した空孔を有する連続したセラミックス焼結体を作製する、ことを特徴とする請求項７に記載のセラミックス多層配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記含浸工程では、前記セラミックス焼結体にフィルム状の樹脂を含浸させる、ことを特徴とする請求項７または８に記載のセラミックス多層配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記含浸工程では、前記セラミックス焼結体にペースト状の樹脂を含浸させる、ことを特徴とする請求項７または８に記載のセラミックス多層配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記焼成工程では、前記グリーンシートを６００℃〜１２００℃で焼成する、ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のセラミックス多層配線基板の製造方法。
【請求項１２】
前記配線導体形成工程では、前記配線導体にガラスフリットを含まない金属を用いる、ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載のセラミックス多層配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記配線導体形成工程では、前記配線導体に、銅または銅を含む合金を用いる、ことを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載のセラミックス多層配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記配線導体形成工程では、前記配線導体の前記セラミックス膜との界面に凹凸を形成する、ことを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか１項に記載のセラミックス多層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、セラミックス多層配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクスの分野で使用される部品は、これからますます小型化、及び高周波での使用が余儀なくされつつある。半導体素子やチップ部品を搭載して使用される多層基板においても同様の要求がされており、例えば、その配線導体については、その導体抵抗が低く、配線間隔が小さいことが求められている。配線導体の導体抵抗を低くするため、導体としては、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等の低抵抗金属が用いられている。
【０００３】
多層基板がセラミックス多層基板の場合、当然のことながら、これらの金属の融点よりも低い温度で素体を焼成する必要があるため、素体の材料として、８００〜１０００℃程度の低温で焼成することができるようなセラミックス材料を用いている。このような低温での焼成を実現するためには、一般的に、ガラスとセラミックスフィラーとの混合物が用いられる。すなわち、ガラスを使うことが低温焼成化において重要となっている。
【０００４】
ガラスセラミックス基板の表面に導体配線を形成する方法としては、導体配線をガラスセラミックス基板と同時に焼成する方法（同時焼成法）と、予め焼成したガラスセラミックス基板に導体配線を後から焼き付ける方法（後付け法）とがある。
【０００５】
同時焼成法では、焼成時のガラスセラミッス基板と配線導体（特に、表層の配線導体）との収縮挙動の違いから、基板が反るという問題が発生しやすい。この反りを押さえるために、配線導体を形成する導体ペーストに多量のガラスを添加して収縮挙動の差をなくすことにより、反りを押さえる手法がとられている。しかしながら、このようにガラスを多量に添加すると配線表面にガラス成分が析出してめっきの付きを阻害したり、表面の平滑性が劣化し、ワイヤボンディングや半導体素子、各種チップ部品の実装に不具合が生じるという問題がある。
【０００６】
また、後付け法では、ガラスセラミックスの焼成温度よりさらに低い温度での焼成が必要となるため、同時焼成法と同じく、導体の焼成温度を下げるように、導体にガラスを添加することが必要となる。このため、同時焼成法と同様に、ガラス成分が析出してめっきの付きを阻害したり、表面の平滑性が劣化し、ワイヤボンディングや半導体素子、各種チップ部品の実装に不具合が生じるという問題がある。さらに、ガラスの拡散反応等による変質も考慮しなければならず、配線導体の高い密着強度を得ることは困難である。
【０００７】
このような問題を解決するため、例えば、特許文献１では、Ａｇ−Ｐｄとガラスとを含み、そのガラス濃度の異なる２層の配線導体を用い、配線表面へのガラスの析出を抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平２００３−２２４３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、導体材料に銀を用いた場合、マイグレーションが生じやすくなってしまい、狭ピッチ実装、狭ピッチ配線が困難となり、基板の小型化、高密度化が実現できなくなってしまう。かかる場合、パラジウム（Ｐｄ）を添加することによりマイグレーションを低減することは可能であるが、これでは、導体抵抗が高くなり、望ましいものとはなっていない。特許文献１では、導体材料にＡｇ−Ｐｄを使用しているため、導体抵抗が高くなり、高周波ロスも大きくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、実装性、耐マイグレーション性等に優れた配線導体を有するセラミックス多層配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、基板の小型化、高密度化が実現可能なセラミックス多層配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、導体抵抗が低く、高周波ロスが小さい配線導体を有するセラミックス多層配線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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかるセラミックス多層配線基板は、
複数のセラミックス層が積層されたセラミックス積層体と、
前記セラミックス積層体の少なくとも一方の面に形成され、樹脂と、セラミックス材料を焼結したセラミックス焼結体と、を有するセラミックス膜と、
前記セラミックス膜の表面に形成された金属からなる配線導体と、を備え、
前記セラミックス膜は、前記樹脂内で前記セラミックス焼結体が連続するように形成されている、ことを特徴とする。
【００１１】
前記セラミックス膜は、前記連続したセラミックス焼結体により連続した空孔が形成されていることが好ましい。
前記セラミックス膜は、前記空孔に前記樹脂が含浸されていることが好ましい。
【００１２】
前記配線導体としては、例えば、ガラスフリットを含まない金属がある。
前記配線導体は、銅または銅を含む合金から形成されていることが好ましい。
前記配線導体は、前記セラミックス膜との界面に凹凸が形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の第２の観点にかかるセラミックス多層配線基板の製造方法は、
複数のセラミックス層を形成するセラミックス層形成工程と、
樹脂と、セラミックス材料を焼結したセラミックス焼結体と、を有するセラミックス膜を形成するセラミックス膜形成工程と、
金属からなる配線導体を形成する配線導体形成工程と、
を備え、
前記セラミックス膜形成工程は、
セラミックス材料と、バインダー樹脂とを含む塗料原料を溶媒中へ溶解および分散させ、塗料を作製する塗料作製工程と、
前記塗料作製工程で作製された塗料を塗工・乾燥させグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、
前記グリーンシート作製工程で作製されたグリーンシートを焼成してバインダー樹脂を除去し、連続した空孔を有する連続したセラミックス焼結体を作製する焼成工程と、
前記焼成工程で作製されたセラミックス焼結体に樹脂を含浸させる含浸工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１４】
前記塗料原料は、樹脂ビーズを含み、
前記焼成工程では、前記グリーンシートを焼成してバインダー樹脂及び樹脂ビーズを除去し、連続した空孔を有する連続したセラミックス焼結体を作製してもよい。
【００１５】
前記含浸工程では、例えば、前記セラミックス焼結体にフィルム状の樹脂を含浸させる。
前記含浸工程では、例えば、前記セラミックス焼結体にペースト状の樹脂を含浸させる。
【００１６】
前記焼成工程では、例えば、前記グリーンシートを６００℃〜１２００℃で焼成する。
前記配線導体形成工程では、前記配線導体にガラスフリットを含まない金属を用いることが好ましい。
【００１７】
前記配線導体形成工程では、前記配線導体に、銅または銅を含む合金を用いることが好ましい。
前記配線導体形成工程では、前記配線導体の前記セラミックス膜との界面に凹凸を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、実装性、耐マイグレーション性等に優れた配線導体を有するセラミックス多層配線基板およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のセラミックス多層配線基板およびその製造方法について説明する。
図１は、本実施の形態のセラミックス多層配線基板の断面構成を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、セラミックス多層配線基板１は、セラミックス積層体を構成する複数のセラミックス層２と、セラミック膜としての樹脂含浸セラミックス層３と、配線導体としての表面導体４と、を備えている。
【００２１】
セラミックス層２は、例えば、低温焼成セラミックス材料から形成されている。低温焼成セラミックス材料としては、ガラスと無機フィラーとを混合したガラス複合セラミックス、結晶過ガラス形セラミックス、非ガラス系セラミックス等が挙げられる。このような低温焼成セラミックス材料としては、例えば、ホウケイ酸ガラスやさらに数種類の酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＰｂＯ等）を含むガラス粉末とアルミナ、石英をはじめとする各種酸化物を原料とするものや、コーディライト系、ムライト系、フォルステライト系の結晶化が生じるガラス粉末などがある。
【００２２】
各セラミックス層２には、内部導体５が形成されている。内部導体５は、セラミックス層２を貫通するスルーホール内、セラミックス層２の上面及び下面の所定領域に形成されている。内部導体５は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）及びこれらを含む合金等の導電体から構成されている。内部導体５は、後述するように、例えば、所定の位置にスルーホールを形成し、このスルーホール内に導電体を充填することにより形成される。
【００２３】
樹脂含浸セラミックス層３は、積層された複数のセラミックス層２を挟むように、その両面に形成されている。すなわち、樹脂含浸セラミックス層３は、表面導体４を形成する最外層に形成されている。樹脂含浸セラミックス層３は、樹脂と、後述するセラミックス材料を焼結したセラミックス焼結体と、から構成されている。樹脂含浸セラミックス層３は、樹脂内で、セラミックス焼結体が連続するように形成されている。この連続したセラミックス焼結体により、例えば、連続した空孔が形成されている。図２にセラミックス焼結体の形状を示す。図２は、セラミックス焼結体を電子顕微鏡を用いて撮影した画像である。
【００２４】
図２に示すように、セラミックス焼結体は、セラミックス焼結体を構成する各セラミックス材料（粒子）の端部が連結するように形成されている。このため、セラミックス焼結体は、いわゆるハニカム構造体のように粒子が密に焼結した中に空孔が形成しているというよりも、粗な焼結であって、セラミックス粒子の端部同士がくっついているように形成されている。このように、各セラミックス粒子が連続するように形成されているので、セラミックス粒子（フィラー）間に樹脂は存在しない。
【００２５】
また、このようなセラミックス焼結体により形成された空孔内に樹脂が含浸することにより、樹脂含浸セラミックス層３が形成される。このため、基板としてのもろさを低減し、柔軟性を持たせることができる。このため、樹脂含浸セラミックス層３の低誘電率化とハンドリング性の両立を実現している。この空孔のサイズ、空間占有率等を調整することにより、誘電特性をコントロールすることができる。
【００２６】
樹脂としては、熱可塑性樹脂、及び、熱硬化性樹脂の双方が利用可能である。具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルベンジルエーテル化合物樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネートエステル系樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ポリイミド、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等があり、それら単独、もしくは、少なくとも１種類以上含まれたものであってもよい。樹脂が熱可塑性樹脂の場合には、後述する熱プレスの加熱温度以下の融点を有する熱可塑性樹脂、すなわち、加熱溶融可能な熱可塑性樹脂であることが必要である。
【００２７】
また、樹脂の形態としては、フィルム状であってもペースト状であってもよく、フィルム状の場合であれば、プレスやラミネートにより本発明での使用が可能であり、ペースト状の場合であれば、スクリーン印刷等の印刷法やスプレー等によるコーティング法を用いることで本発明での使用が可能となる。ここで、フィルム状の樹脂は、フィルム化された樹脂単独の場合は当然のことながら、金属箔や他の樹脂シート上にフィルム状に形成されているものをも含んでいる。
【００２８】
セラミックス焼結体は、セラミックス材料を所定の温度、例えば、６００〜１２００℃で焼結することにより形成される。セラミックス材料は、セラミックス層２の低温焼成セラミックス材料と同じ材料であることが望ましいが、焼成時の収縮挙動や線膨張係数等の各種物性を考慮し、一体化が可能であれば他の材料であっても構わない。
【００２９】
セラミックス材料としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＯ・ＳｉＯ２、２ＭｇＯ・ＳｉＯ２やＴｉＯ２，ＢａＴｉＯ３，ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３，ＳｒＴｉＯ３，ＣａＴｉＯ３，ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘ，Ｐｂ１−ｘＬａｙＺｒＴｉ１−ｘＯ３，ＳｒＢｉ２ＴａＯ３等のペロブスカイト構造を持つ複合酸化物やその他の強誘電体材料、あるいは、ＭｇＴｉＯ３，Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｂａ（Ｎｉ１／３Ｔａ２／３），Ｂａ（Ｃｏ１／３Ｔａ２／３），ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２，Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０，ＬａＡｌＯ３，ＰｒＡｌＯ３，ＳｍＡｌＯ３，ＹＡｌＯ３，ＧｄＡｌＯ３，ＤｙＡｌＯ３，ＥｒＡｌＯ３，Ｓｒ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｓｒ（Ｎｉ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｓｒ（Ｃｏ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｓｒ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｓｒ（Ｃａ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０，Ｂａ（Ｃｏ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３などを主成分とする材料が利用可能であるが、一般的なセラミックス材料であれば、本発明の組成として使用可能である。また、焼結性をコントロールするためにガラス成分を添加してもよいことは言うまでもない。
【００３０】
セラミックス材料は、その誘電率が１０以下であることが好ましい。誘電率が１０以下となるような誘電体材料としては、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＳｉＯ・ＭｇＯ，２ＭｇＯ・ＳｉＯ２等を単独または主成分とする複合酸化物があげられる。また、これらの成分の他にガラス成分を含んだガラスセラミックスであってもよい。このようなセラミックス材料を本発明に用いれば、本発明の目的である基板の小型化、高密度化に対して一層効果的である。
【００３１】
ガラス成分としては、結晶化ガラスでも非晶質ガラスでも一般的なガラスであれば使用可能である。例えば、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＲＯ（Ｒは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）を含むものが挙げられ、具体的には、ＳｉＯ２−ＢａＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系のガラスやＢｉ系のガラスおよびそれらを主成分とするガラスなどが利用可能である。
【００３２】
セラミックス材料の平均粒径は、０．１μｍ〜１０μｍの範囲内にあることが好ましく、０．３μｍ〜３μｍの範囲内にあることがさらに好ましい。
セラミックス材料の含有量は、樹脂とセラミックス材料の合計を１００体積％（ｖｏｌ％）としたとき、２０ｖｏｌ％〜８０ｖｏｌ％の範囲とすることが好ましい。
【００３３】
また、樹脂含浸セラミックス層３に、必要に応じて、種々の分散剤、可塑剤、難燃剤、添加剤等を配合してもよい。
【００３４】
表面導体４は、セラミックス多層配線基板１の表面に形成されている。すなわち、表面導体４は、積層された複数のセラミックス層２を挟むように形成された樹脂含浸セラミックス層３の表面に形成されている。表面導体４は、ガラスフリットを含まない金属、例えば、金属箔や金属膜などを用いることが可能である。
【００３５】
金属箔としては、銅箔、ニッケル箔、アルミ箔、金箔、それらを含んだ合金箔、およびこれらと他の金属とのクラッド箔、さらにはこれら箔の表面を異材質金属めっきにより表面処理を施した箔などがある。ここで、クラッド箔とは、異材質金属の張り合わせをした箔であり、例えば、銅箔にニッケルを貼り合わせたものがある。このクラッド箔の組み合わせ相手は入手可能な金属であれば何でもよい。また、表面処理するめっきの種類はめっき可能な金属であれば何でもよい。金属箔の製造法については、電解によって作製されたものであっても、圧延により作製されたものであっても差し支えないが、樹脂含浸セラミックス層３との密着性をよくするために表面粗化、表面の防錆処理、カップリング処理等の表面処理を施すことが好ましい。
【００３６】
金属膜としては、めっき、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ、金属ナノペーストによる焼成などにより形成される金属膜が用いられる。めっきにより形成される金属膜としては、例えば、銅、ニッケル、金、銀、錫等およびそれらを含んだ合金がある。スパッタにより形成される金属膜としては、例えば、銅、ニッケル、金、銀、アルミニウム、タングステン、モリブデン、クロム、チタン、錫等およびそれらを含んだ合金がある。蒸着により形成される金属膜としては、例えば、銅、ニッケル、金、銀、アルミニウム、タングステン、モリブデン、クロム、チタン、錫等がある。ＣＶＤにより形成される金属膜としては、例えば、銅、ニッケル、金等およびそれらを含んだ合金がある。金属ナノペーストによる焼成により形成される金属膜としては、例えば、銀、銅、金等がある。なお、焼成は、活性度の高いナノ粒子を低温で含浸した樹脂が分解しない温度（例えば、２００℃程度）で焼成することが好ましい。
【００３７】
表面導体４の材質としては、耐マイグレーション、低抵抗化の観点から銅及び銅を含む合金であることが好ましい。銅の形成方法としては、圧延銅箔や電解銅箔といった箔をエッチングによりパターニングしたものや、めっき、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ、もしくはナノ粒子等の反応性に優れた粒子を低温熱処理によって形成されたものが挙げられる。当然のことながら、これらを組み合わせたものでもよい。また、必要に応じてニッケル、金等により表面処理を加えたものであってもよい。
【００３８】
表面導体４は、その樹脂含浸セラミックス層３と接着する界面に凹凸を設けることが好ましい。凹凸を設けることによりアンカー効果が働き、表面導体４と樹脂含浸セラミックス層３との密着性を高めることができる。一般的な銅箔は表面粗化、表面の防錆処理、カップリング処理等の表面処理が施されており望ましい形態のものと言える。樹脂含浸された多孔質の表面を粗化した後、無電解めっき及び電解めっき等により銅膜を形成することも結果的に同じ構造のものが得られるので望ましい形態といえる。
【００３９】
次に、以上のように構成されたセラミックス多層配線基板１の製造方法について説明する。図３及び図４は、セラミックス多層配線基板１の製造工程を示す図である。
【００４０】
まず、セラミックス層２用のグリーンシートを作製する。例えば、一般的なグリーンシートの作製方法の場合と同様に、ガラス、フィラー等の原料粉末と、適当な有機バインダー、溶剤、可塑剤などを添加混合して塗料を作製する。塗料作製装置としては、ボールミル、ビーズミルといった一般的なものを用いることができる。続いて、作製した塗料を周知のドクターブレード法やグラビア印刷法を用いて、図３（ａ）に示すように、所定の厚みのグリーンシート１１を作製する。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、グリーンシート１１に打ち抜き金型やパンチングマシーン、レーザーで貫通孔１２を形成する。続いて、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ−Ｐｔ，Ｃｕ等の金属粉末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合した内部導体用ペーストを作製し、例えば、スクリーン印刷等により、貫通孔１２内に充填する。また、グリーンシート１１上の所定の領域に内部導体用ペーストを、例えば、スクリーン印刷等で形成する。これにより、図３（ｃ）に示すように、グリーンシート１１に内部導体１３が形成される。同様の方法で多層配線基板１を形成するのに必要なだけ、他のグリーンシート１１にも内部導体１３を形成する。
【００４２】
続いて、樹脂含浸セラミックス層３用のグリーンシート１４を作製する。まず、セラミックス材料（セラミックス粒子）と、バインダー樹脂と、樹脂ビーズとを溶媒中へ溶解および分散させ、塗料を作製する。ここで、樹脂ビーズは、後述するように、樹脂含浸セラミックス層３に空孔を形成するためのものであり、作製すべき空孔度によって添加量、粒径が適宜決められる。ただし、樹脂ビーズを入れなくても、適宜焼成条件をコントロールすることにより、樹脂含浸セラミックス層３に空孔を形成することは可能である。また、塗料中に、分散剤、可塑剤等を添加することも差し支えない。
【００４３】
ここで、樹脂ビーズは、後述する焼成時に分解可能なものであればよく、例えば、架橋ポリスチレン、架橋アクリル、架橋メタクリル酸メチル、ナイロン等から構成されている。また、樹脂ビーズは、セラミックス材料とバインダー樹脂とを含む塗料原料中において、使用溶剤に溶解しない程度の耐溶剤性を有するものであればよい。このような樹脂ビーズは中空のようなものであってもよい。
【００４４】
塗料の作成方法としては、一般的なグリーンシート作製用の塗料を作る場合と同じ方法であり、塗料作製装置を使って塗料を作製する。塗料作製装置としては、ボールミル、ビーズミルといった一般的なものを用いることができる。
【００４５】
次に、一般的なグリーンシートを作製する場合と同様に、ドクターブレード法やグラビア印刷法等のフィルム形成法を用いて、作製した塗料を塗工・乾燥させ、図３（ｄ）に示すように、樹脂含浸セラミックス層３用のグリーンシート１４を作製する。
【００４６】
続いて、図３（ｅ）に示すように、内部導体１３が形成されたグリーンシート１１を積層するように配置するとともに、これらのグリーンシート１１を挟むように、その上下にグリーンシート１４を配置する。そして、例えば、６０〜１５０℃、１０〜１０００ｋｇ／ｃｍ２の条件で熱圧着し、図３（ｆ）に示すように、積層、一体化する。この時のグリーンシートの厚みとしては５〜５０μｍ程度から必要に応じて選定される。
【００４７】
次に、焼成炉により焼成を行う。この場合の焼成温度、焼成雰囲気は焼成すべき材料に適した条件で行う。一般的な焼成温度としては、６００〜１２００℃が考えられる。この焼成によりグリーンシート１４から樹脂ビーズ及びバインダー樹脂が抜け、セラミックス粒子が互いに反応することにより、図３（ｇ）に示すように、前述の図２で示すような空孔を有する構造のセラミックス焼結体１５が作製される。この焼成時に、樹脂ビーズおよびバインダー樹脂を適宜組成設計することにより、脱バイ時に形成された空孔が焼成してもそのまま残り、空孔を有するセラミックス焼結体１５が形成される。
【００４８】
なお、焼成に際しては、積層された大きさのままで焼成しても、製品にあった形状に切り出してから焼成してもよい。本発明の配線導体形成のしやすさを考えると、積層された大きさのままで焼成する方が効果的である。また、焼成条件としては、セラミックス粒子を完全に拡散、反応させる条件である必要はなく、ある程度のセラミックス粒子が連続体を形成できる程度の反応であればよい。すなわち、セラミックス粒子間のネックの成長がある程度始まった程度の条件であってもよい。
【００４９】
次に、表層の表面導体４を形成する。まず、図３（ｈ）に示すように、表面に空孔を有するセラミックス焼結体１５が形成された積層体の上下に、樹脂１６がコートされた銅箔１７を、それぞれ樹脂１６面が積層体に向き合うように配置する。次に、例えば、加熱プレスにより積層体及び銅箔１７を加熱加圧し、セラミックス焼結体１５に樹脂１６を含浸させる。これにより、図４（ａ）に示すように、樹脂含浸セラミックス層３が形成されるとともに、樹脂含浸セラミックス層３に銅箔１７が接着される。このように、樹脂含浸セラミックス層３上に銅箔１７が形成されるので、平滑な表面導体４を容易に形成することができる。また、樹脂１６上に銅箔１７（表面導体４）が形成されているので、銅箔１７の密着性が向上する。さらに、セラミックス焼結体１５に樹脂１６が含浸することにより銅箔１７（表面導体４）が樹脂含浸セラミックス層３に接着されているので、銅箔１７の密着性が向上する。
【００５０】
ここで、樹脂１６は、セラミックス焼結体１５に含浸可能な樹脂であればよく、例えば、Ｂステージ状態（半硬化状態）の熱硬化性樹脂、または、加熱溶融可能な熱可塑性樹脂（後述する熱プレスの加熱温度以下の融点を有する熱可塑性樹脂）を用いる。また、樹脂１６は、少量の熱可塑性樹脂を熱硬化性樹脂に混合した樹脂であってもよく、これらの樹脂に種々の分散剤、可塑剤、難燃剤、添加剤等を配合したものであってもよい。加熱条件としては、樹脂１６が硬化もしくは溶融する温度で行う。樹脂１６が硬化もしくは溶融する温度としては、１００℃〜４００℃程度の条件が考えられる。
【００５１】
続いて、図４（ｂ）に示すように、内部導体１３と表層の銅箔１７との接続を行うために、例えば、レーザー等によりビアホール１８を形成した後、図４（ｃ）に示すように、めっきによる充填、接続を行う。次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、フォトリソ工程により表層の銅箔１７のパターニングを行う。これにより、表層に表面導体４が形成される。なお、必要に応じて、銅箔１７の表面に金めっき等の表面処理を行い、半導体、各種チップ部品実装にあった形態とさせてもよい。
【００５２】
本実施形態によれば、樹脂含浸セラミックス層３の表面に表面導体４が形成され、表面導体４としてガラスフリットを含まない金属が使用されているので、平滑な表面導体４を容易に形成することができ、ワイヤボンディング、フリップチップ実装等、半導体、各種チップ部品の実装性が向上する。また、樹脂１６上に銅箔１７（表面導体４）が形成されているので、銅箔１７の密着性が向上する。さらに、セラミックス焼結体１５に樹脂１６が含浸することにより銅箔１７（表面導体４）が樹脂含浸セラミックス層３に接着されているので、銅箔１７（表面導体４）は、セラミックス素地（樹脂含浸セラミックス層３）との密着性を有する。このため、実装性に優れた表面導体４を有するセラミックス多層配線基板１を製造することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、表面導体４に銅箔等の材料が用いられているので、耐マイグレーション性に優れた表面導体４を有するセラミックス多層配線基板１を製造することができる。このように、耐マイグレーション性に優れた表面導体４が形成できるので、狭ピッチ実装、狭ピッチ配線、ファインパターンの実現が可能となり、基板の小型化、高密度化を実現することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。
【００５５】
セラミックス多層配線基板１の製造方法は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の方法が可能である。例えば、図４（ａ）に示す状態から、銅箔１７をエッチング（塩化第二鉄水溶液等による化学エッチング）により除去し、レーザー等によりビアホール部を形成し、無電解めっきにより全面に電極を形成した後、感光性レジスト等を使って、例えば、いわゆるセミアディティブ法により配線部およびビアホール部にめっき（この場合は電解めっき）を施し、配線導体（表面導体４）とビアホール導体（内部導体５）を作製してもよい。
【００５６】
また、例えば、図３（ｇ）に示す状態から、図５（ａ）に示すように、セラミックス焼結体１５にスクリーン印刷により樹脂を含浸させ、その後、樹脂を硬化させるための熱処理を行い、樹脂含浸セラミックス層３を形成する。この場合、樹脂の含浸性を良くするという観点から真空印刷により含浸することが望ましい。次に、図５（ｂ）に示すように、レーザー加工等によりビアホール１８を形成する。このレーザー加工の前に、平滑化、密着性の向上を目的とした研磨等の前処理を行うことも可能である。続いて、図５（ｃ）に示すように、めっき１９により充填・接続を行った後、図５（ｄ）に示すように、フォトリソおよびエッチング工程により表層の配線導体（めっき１９）のパターニングを行う。これにより、表層に表面導体４が形成され、セラミックス多層配線基板１が製造される。
【００５７】
さらに、例えば、図３（ｇ）に示す状態から、図６（ａ）に示すように、セラミックス焼結体１５に真空印刷により樹脂を含浸させ、その後、樹脂を硬化させるための熱処理を行い、樹脂含浸セラミックス層３を形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、例えば、レーザー加工等によりビアホール１８を形成した後、無電解めっきにより配線導体用の下地電極２０ａを成膜する。続いて、図６（ｃ）に示すように、下地電極２０ａの所定の領域にレジスト２０ｂを形成し、図６（ｄ）に示すように、例えば、電気めっきによりビアホール１８及びレジスト２０ｂが形成されていない配線導体形成領域をめっき１９で充填する。そして、図６（ｅ）に示すように、レジスト２０ｂを除去（剥離）した後、図６（ｆ）に示すように、下地電極２０ａを除去する。これにより、表層に表面導体４が形成され、セラミックス多層配線基板１が製造される。
【００５８】
また、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、図３（ａ）〜図３（ｃ）と同様の手順により、内部導体１３が形成されたグリーンシート１１を、図７（ｄ）に示すように、積層するように配置し、所定の温度及び圧力で熱圧着し、図７（ｅ）に示すように、積層、一体化して積層体２１を形成する。また、図７（ｆ）に示すように、図３（ｄ）に示すグリーンシート１４に金属箔２２を貼り付けた半硬化シート（ＲＣＣ）２３を作製し、半硬化シート２３を焼成して、図７（ｇ）に示すように、金属箔２２上にセラミックス焼結体１５が貼り付けられた金属箔付セラミックス焼結体２４を形成する。次に、図７（ｈ）に示すように、積層体２１を接着用樹脂シート２５を介して挟むとともに、セラミックス焼結体１５側が対向するように、２枚の金属箔付セラミックス焼結体２４を配置する。そして、所定の温度及び圧力で熱圧着し、図８（ａ）に示すように、積層、一体化する。続いて、図８（ｂ）に示すように、レーザー等によりビアホール１８を形成する。次に、図８（ｃ）に示すように、めっきによる充填、接続を行う。続いて、図８（ｄ）に示すように、例えば、フォトリソ工程により表層の金属箔２２のパターニングを行う。これにより、表層に表面導体４が形成され、セラミックス多層配線基板１を製造することができる。
【００５９】
上記実施の形態では、セラミックス層２の上下両面に樹脂含浸セラミックス層３が形成されている場合を例に本発明を説明したが、例えば、セラミックス層２の上面のみに樹脂含浸セラミックス層３が形成されている場合のように、少なくとも一方に樹脂含浸セラミックス層３が形成されていればよい。この場合にも実装性、耐マイグレーション性等に優れた配線導体を有するセラミックス多層配線基板１を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態のセラミックス多層配線基板の断面構成を示す図である。
【図２】セラミックス焼結体の形状を示す図である。
【図３】セラミックス多層配線基板の製造工程の一例を示す図である。
【図４】セラミックス多層配線基板の製造工程の一例を示す図である。
【図５】セラミックス多層配線基板の他の製造工程の一例を示す図である。
【図６】セラミックス多層配線基板の他の製造工程の一例を示す図である。
【図７】セラミックス多層配線基板の他の製造工程の一例を示す図である。
【図８】セラミックス多層配線基板の他の製造工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  セラミックス多層配線基板
２  セラミックス層
３  樹脂含浸セラミックス層
４  表面導体
５  内部導体
【図１】
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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２】
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