(57)【要約】【課題】図６に示す従来のキャビティ付きセラミック多層基板は、キャビティ１Ｄの部分のセラミック層１Ａが薄く、強度的に弱い。しかも、セラミック多層基板１の上面にはキャビティ１Ｄの上方に達するように第２の表面実装部品２Ｂが実装されているため、キャビティ付きセラミック多層基板が例えば携帯電話等の携帯用の電子機器に用いられている場合、落下等の衝撃を繰り返し受けると、第２の表面実装部品２Ｂの周囲の接合部に集中応力が作用し、図６に示すようにキャビティ１Ｄに対応する部分のセラミック層１ＡにクラックＫが発生し易い。【解決手段】本発明のキャビティ付きセラミック多層基板１０は、セラミック多層基板１１の上面１１Ｃで、キャビティＣと対向する部分に凹部１１Ｄが形成されており、且つ、上面１１Ｃには凹部１１Ｄを覆う樹脂層１２が設けられ、樹脂層１２の上面が平坦に形成されている。【選択図】図１
2006310498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミック層が積層された積層体からなり、互いに対向する第１、第２主面を有するセラミック多層基板を備え、上記第１主面側で開口するキャビティを有するキャビティ付きセラミック多層基板において、
上記セラミック多層基板の上記第２主面側であって、上記キャビティと対向する部分に凹部が形成されており、且つ、
上記第２主面には、上記凹部を覆い且つ表面が平坦に形成された樹脂層が設けられている
ことを特徴とするキャビティ付きセラミック多層基板。
【請求項２】
上記樹脂層には、実質的に上記セラミック多層基板の導体パターンと接続される層間接続導体のみが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のキャビティ付きセラミック多層基板。
【請求項３】
上記第１主面にはマザーボードへの接続用の端子電極が設けられており、上記キャビティ内には第１の表面実装部品が設けられ、上記樹脂層には第２の表面実装部品が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャビティ付きセラミック多層基板。
【請求項４】
上記第２の表面実装部品は、少なくともその一部が上記凹部に対応する部分に達するように上記樹脂層の表面に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のキャビティ付きセラミック多層基板。
【請求項５】
上記キャビティの底部には、上記凹部の形状に即した凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のキャビティ付きセラミック多層基板。
【請求項６】
上記セラミック層は、低温焼成セラミック材料によって構成されており、上記セラミック多層基板の表面導体パターン及び内部導体パターンは、金、銀及び銅のうちの少なくともいずれか一つの金属を主成分とする導電性材料によって構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のキャビティ付きセラミック多層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビティ付きセラミック多層基板、更に詳しくは、機械的強度を向上させ、信頼性を高めることができるキャビティ付きセラミック多層基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のキャビティ付きセラミック多層基板は、例えば図６に示すように、複数のセラミック層１Ａが積層された積層体からなるセラミック多層基板１備え、このセラミック多層基板１は、その下面１Ｂ側に開口するキャビティ１Ｄを有している。キャビティ１Ｄの底面には第１の表面実装部品２Ａが実装され、セラミック多層基板１の上面１Ｃには第２、第３の表面実装部品２Ｂ、２Ｃが実装されている。第１の表面実装部品２Ａは例えばボンディングワイヤ３を介してキャビティ１Ｄ内の側壁の段部に形成された第１表面電極４Ａに接続されている。第２、第３の表面実装部品２Ｂ、２Ｃは、半田を介して第２、第３表面電極４Ｂ、４Ｃに接続されている。第１、第２の表面実装部品２Ａ、２Ｂは、例えば半導体素子等の能動素子からなり、第３の表面実装部品２Ｃは、例えばコンデンサ等の受動素子からなっている。また、セラミック多層基板１の下面１Ｂにはキャビティ１Ｄの周囲に配置された複数の端子電極４Ｄが形成され、これらの端子電極４Ｄを介してキャビティ付きセラミック多層基板をマザーボードに実装するように構成されている。
【０００３】
また、図示してないが、セラミック多層基板１内には内部導体パターンが設けられ、内部導体パターンを介して各表面電極４Ａ〜４Ｄが互いに電気的に接続されている。
【０００４】
この種のキャビティ付きセラミック多層基板は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の技術では、多層セラミック基板のキャビティの底面に形成された底面導体膜を容量形成用の導体膜として利用することにより、多層セラミック基板の薄型化を実現している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０６３６６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図６に示す従来のキャビティ付きセラミック多層基板の場合には、キャビティ１Ｄの底面部分を形成するセラミック層１Ａが他の部分よりも薄く、強度的に弱くなっている。しかも、セラミック多層基板１の上面１Ｃにはキャビティ１Ｄの上方に達するように第２の表面実装部品２Ｂが実装されているため、キャビティ付きセラミック多層基板が例えば携帯電話等の携帯用の電子機器に用いられている場合、落下等の衝撃を繰り返し受けると、第２の表面実装部品２Ｂが例えばグリッドアレイ構造の半導体素子の場合には周囲の接合部に集中応力が作用する。特に、キャビティ１Ｄに対応するセラミック層１Ａは強度が弱いため、この部分に集中応力が作用すると図６に示すようにクラックＫが発生し易く、極端な場合にはセラミック多層基板１が破損する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、キャビティの底面部分を形成するセラミック層の強度を高め、耐衝撃性を向上させた信頼性の高いキャビティ付きセラミック多層基板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載のキャビティ付きセラミック多層基板は、複数のセラミック層が積層された積層体からなり、互いに対向する第１、第２主面を有するセラミック多層基板を備え、上記第１主面側で開口するキャビティを有するキャビティ付きセラミック多層基板において、上記セラミック多層基板の上記第２主面側であって、上記キャビティと対向する部分に凹部が形成されており、且つ、上記第２主面には、上記凹部を覆い且つ表面が平坦に形成された樹脂層が設けられている
ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載のキャビティ付きセラミック多層基板は、請求項１に記載の発明において、上記樹脂層には、実施的に上記セラミック多層基板の導体パターンと接続される層間接続導体のみが設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載のキャビティ付きセラミック多層基板は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記第１主面にはマザーボードへの接続用の端子電極が設けられており、上記キャビティ内には第１の表面実装部品が設けられ、上記樹脂層には第２の表面実装部品が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載のキャビティ付きセラミック多層基板は、請求項３に記載の発明において、上記第２の表面実装部品は、少なくともその一部が上記凹部に対応する部分に達するように上記樹脂層の表面に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載のキャビティ付きセラミック多層基板は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記キャビティの底部には、上記凹部の形状に即した凸部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載のキャビティ付きセラミック多層基板は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、上記セラミック層は、低温焼成セラミック材料によって構成されており、上記セラミック多層基板の表面導体パターン及び内部導体パターンは、金、銀及び銅のうちの少なくともいずれか一つの金属を主成分とする導電性材料によって構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１〜請求項６に記載の発明によれば、キャビティの底面部分を形成するセラミック層の強度を高め、耐衝撃性を向上させた信頼性の高いキャビティ付きセラミック多層基板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】
【００１５】
以下、図１〜図４に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
【００１６】
第１の実施形態
本実施形態のキャビティ付きセラミック多層基板１０は、例えば図１の（ａ）に示すように、複数のセラミック層１１Ａが積層された積層体からなり、上下で互いに対向する第１、第２主面１１Ｂ、１１Ｃを有するセラミック多層基板１１を備え、セラミック多層基板１１は第１主面（下面）１１Ｂ側に開口するキャビティＣを有している。このキャビティＣは、セラミック多層基板１１の下面１１Ｂ側で開口するため、ダウンキャビティとして形成されている。また、セラミック多層基板１１の第２主面（上面）１１Ｃには樹脂層１２が形成され、この樹脂層１２によってキャビティＣの底面部分を形成するセラミック層１１Ａの曲げ強度等の機械的強度を高めている。
【００１７】
上記キャビティＣ内には第１の表面実装部品１３が実装され、樹脂層１２の上面には第２、第３の表面実装部品１４、１５がそれぞれ実装されている。また、キャビティＣには第１の表面実装部品１３を封止する樹脂部１６が形成され、この樹脂部１６によって第１の表面実装部品１３を保護している。また、セラミック多層基板１１には下端が開口した箱状の金属ケース１７が第２、第３の表面実装部品１４、１５を覆うように取り付けられ、この金属ケース１７によって第２、第３の表面実装部品１４、１５を電磁気的に保護している。第１、第２の表面実装部品１３、１４は、例えばシリコン半導体素子、ガリウム砒素半導体素子等の能動素子からなり、第３の表面実装部品１５は、コンデンサ、インダクタ等の受動素子からなっている。
【００１８】
図１の（ａ）に示すように、上記セラミック多層基板１１の上面１１ＣにはキャビティＣに対応する部分に凹部１１Ｄが形成され、キャビティＣの底面には凹部１１Ｄに即して凸部１１Ｅが形成されている。つまり、キャビティＣの底面部分を形成するセラミック多層基板１１は下方に湾曲した形状を呈している。
【００１９】
上記樹脂層１２は、図１の（ａ）に示すように、その上面が第２、第３の表面実装部品１４、１５を実装するように平坦に形成されている。樹脂層１２の上面が平坦であっても、凹部１１Ｄは樹脂によって埋められているため、この部分の樹脂層１２は他の部分より厚くなっている。従って、この部分に第２の表面実装部品樹脂層１２の接合部が位置し、この接合部に衝撃等による集中応力が作用しても、この集中応力を樹脂層１２の厚肉部において分散することができ、衝撃力を緩和することができる。また、樹脂層１２の上面が平坦であるため、より多くの表面実装部品を搭載することができる。
【００２０】
また、樹脂層１２は凹部１１Ｄにおいて他の部分よりも肉厚になっているため、キャビティＣに対応する部分以外で強度的に強い部分の樹脂層１２を薄くすることができ、樹脂層１２を有するキャビティ付きセラミック多層基板１０の低背化を促進することができる。特に、第２の表面実装部品１４がボールグリッドアレイ構造の半導体素子の場合には接合部に集中応力が作用し易いため、その接合強度の向上に特に有効である。
【００２１】
上記凹部１１Ｄの深さＴ（図１の（ｂ）参照）は、例えば５〜１５０μｍの範囲が好ましい。この深さＴが５μｍ未満になるとキャビティＣの底面に対応するセラミック層１１Ａの機械的強度の改善や衝撃緩和効果が十分でなく、１５０μｍを超えると樹脂層１２上面の平坦化が難しくなる。
【００２２】
また、上記凹部１１Ｄに即して形成されるキャビティＣ底面の凸部１１Ｅの突出量は、キャビティＣの底面部分を形成するセラミック層１１Ａの厚みと樹脂層１２の厚みによって制限される。この部分のセラミック層１１Ａが厚い場合や樹脂層１２を厚くしても良い場合には突出量が少なくても良い。逆に、セラミック層１１Ａの厚みが薄い場合やこの部分以外の樹脂層１２を厚くできない場合には突出量を大きくする必要がある。尚、詳しくは後述するが、凹部１１Ｄを形成するための金型の凸部の突出量は、凹部１１Ｄの深さＴに対応し、１５０μｍが上限である。例えばキャビティＣの深さが２００μｍ以上であれば、２０μｍ程度の突出量で良い。
【００２３】
また、上記セラミック多層基板１１は、図１の（ａ）に示すように所定のパターンで形成された第１の導体パターン１８を有している。第１の導体パターン１８は、各セラミック層１１Ａの界面に所定のパターンで形成された複数の面内導体１８Ａと、セラミック多層基板１１の上面１１Ｃに所定のパターンで形成された複数の表面電極１８Ｂと、セラミック多層基板１１の下面１１Ｂに所定のパターンで形成された複数の端子電極１８Ｃと、これらの面内導体１８Ａ、表面電極１８Ｂ及び端子電極１８Ｃを互いに電気的に接続するように各セラミック層１１Ａをそれぞれ所定のパターンで貫通して形成されたビア導体１８Ｄと、を有している。また、キャビティＣの側壁には水平段部が形成され、この水平段部にも表面電極１８Ｅが形成されている。キャビティ付きセラミック多層基板１０をマザーボード等の実装基板に実装する場合には、セラミック多層基板１１の下面に形成された端子電極１８Ｃを利用する。
【００２４】
上記キャビティＣ内に実装された第１の表面実装部品１３は、接着剤１９を介してキャビティＣの底面に固定され、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ等のボンディングワイヤ１３Ａを介して水平段部に形成された表面電極１８Ｅに電気的に接続されている。
【００２５】
上記樹脂層１２は、所定のパターンで形成された第２の導体パターン２０を有している。第２の導体パターン２０は、所定のパターンで樹脂層１２を貫通する複数の層間接続導体（ビア導体）２０Ａと、これらのビア導体２０Ａに接続され且つ樹脂層１２の上面に所定のパターンで形成された複数の表面電極２０Ｂと、を有し、ビア導体２０Ａの下端がセラミック多層基板１１の上面１１Ｃに形成された表面電極１８Ｂを介して第１の導体パターン１８に接続されている。つまり、本実施形態では、樹脂層１２内に面内導体を有していない。そして、第２、第３の表面実装部品１４、１５は、半田ボールや導電性樹脂を介してそれぞれの表面電極２０Ｂに電気的に接続されている。
【００２６】
而して、上記セラミック多層基板１１を形成するセラミック材料は特に制限されないが、セラミック材料としては、例えば低温焼結セラミック（ＬＴＣＣ：Low  Temperature  Co-fired  Ceramic）材料を使用することができる。低温焼結セラミック材料とは、１０５０℃以下の温度で焼結可能であって、比抵抗の小さなＡｕ、ＡｇやＣｕ等と同時焼成が可能なセラミック材料である。低温焼結セラミック材料としては、具体的には、アルミナやジルコニア、マグネシア、フォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合してなるガラス複合系ＬＴＣＣ材料、ＺｎＯ−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラス系ＬＴＣＣ材料、ＢａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系セラミック粉末やＡｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３系セラミック粉末等を用いた非ガラス系ＬＴＣＣ材料等が挙げられる。また、低温焼結セラミック材料を用いることにより、セラミック焼結体を素体とするコンデンサやインダクタ等の受動素子をセラミック多層基板１１内に組み込むことができる。
【００２７】
上記セラミック多層基板１１に形成された第１の導体パターン１８は、導電性金属材料によって形成することができる。導電性金属材料としては、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ及びＡｕの少なくとも一種を主成分とする金属を用いることができる。これらの導電性金属のうち、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金及びＣｕは、比抵抗が小さいため、特に高周波向けの導体パターンにおいてより好ましく用いることができる。また、セラミック多層基板１１の材料として低温焼結セラミック材料を用いる場合には、ＡｇまたはＣｕ等の低抵抗で１０５０℃以下の融点をもつ金属を用いることができ、セラミック多層基板１１と第１の導体パターン１８とを１０５０℃以下の低温で同時焼成することができる。従って、面内導体１８Ａ、表面電極１８Ｂ及びビア導体１８Ｄ等は、いずれも焼結金属として形成されている。
【００２８】
セラミック多層基板１１を低温焼結セラミック材料によって形成した場合、セラミック多層基板１１の表面は、銅箔と同程度の表面粗さＲmax（数μｍ）を有するため、樹脂層１２との接合力が弱い。そこで、本実施形態では、セラミック多層基板１１と樹脂層１２との界面に位置する表面電極１８Ｂは、上述のように焼結金属によって形成されている。表面電極１８Ｂを形成する焼結金属は、表面粗さＲmaxが数１０μｍで銅箔の表面粗さ数μｍと比較して一桁高いため、焼結金属のアンカー効果によって樹脂層１２との接合強度を高めることができる。このような表面粗さの差は、銅箔がメッキまたは銅板の圧延によって形成されたものであるのに対し、焼結金属は樹脂成分を体積比率１０〜４０％含有する導電性ペーストを焼き付けて形成されるため、その樹脂成分の焼失によって内部や表面に空洞が残存して表面粗さが大きくなることに起因にしている。
【００２９】
また、セラミック多層基板１１を形成するセラミック材料としては、高温焼結セラミック（ＨＴＣＣ：High  Temperature  Co-fired  Ceramic）材料を使用することもできる。高温焼結セラミック材料としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、その他の材料にガラスなどの焼結助材を加え、１１００℃以上で焼結されたものが用いられる。この場合、第１の導体パターン１８としては、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｎｉ及びこれらの合金から選択される金属を使用する。
【００３０】
上記樹脂層１２は、熱硬化性樹脂と無機フィラーとの混合樹脂組成物によって形成されたものが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば耐熱性、耐湿性に優れたエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等を用いることができ、無機フィラーとしては例えばアルミナ、シリカ、チタニア等を用いることができる。このように無機フィラーを添加することによって、上述のように樹脂層１２の熱膨張率を適宜調整することができると共に放熱性を向上させることができ、更に、樹脂層１２の製造時に樹脂の流動性を適宜制御することができる。また、キャビティＣを埋める樹脂部１６は、樹脂層１２と同一または異なる混合樹脂組成物によって形成することができる。
【００３１】
上記樹脂層１２に形成される第２の導体パターン２０のビア導体２０Ａは導電性樹脂によって形成することができる。導電性樹脂は、例えば金属粒子と熱硬化性樹脂とを含む導電性樹脂組成物である。金属粒子としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属を用いることができ、熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等の樹脂を用いることができる。また、ビア導体２０Ａは、必要に応じて、例えば無電解メッキ銅及び電解メッキ銅によって形成することができる。第２の導体パターン２０の表面電極２０Ｂは銅箔等の金属箔によって形成することができる。
【００３２】
次いで、本発明のキャビティ付きセラミック多層基板を製造する方法について、図２、図３をも参照しながら説明する。
【００３３】
まず、低温焼結セラミック粉末として例えばアルミナ粉末及びホウ珪酸ガラスからなる混合粉末を調製する。この混合粉末を有機ビヒクル中に分散させてスラリーを調製し、これをキャスティング法によって厚み１０〜２００μｍのシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを所定枚数作製する。次いで、例えばレーザ光や金型を用いてセラミックグリーンシートそれぞれに直径０．１ｍｍ程度のビアホールを所定のパターンで形成する。
【００３４】
その後、図２の（ａ）に示すよう、セラミックグリーンシート１１１Ａのビアホール内に導電性ペーストを充填してビア導体部１１８Ｄを形成する。導電性ペーストとしては、例えばＡｇまたはＣｕを主成分とし、樹脂、有機溶剤を混練して調整されたものを用いる。その後、例えばスクリーン印刷法によって同一の導電性ペーストを複数のセラミックグリーンシート１１１Ａ上にそれぞれ所定のパターンで印刷、乾燥して面内導体部１１８Ａや表面電極部１１８Ｂを形成する。次いで、例えばレーザ光や金型を用いて所定のセラミックグリーンシート１１１Ａに所定の大きさのキャビティ用の孔を開ける。図１の（ａ）に示すキャビティＣは段部があるため、図２の（ａ）に示すようにキャビティ用の孔として大小二種類の孔Ｃ’、Ｃ”を設ける。
【００３５】
次いで、例えば図２の（ｂ）に示すように、キャビティＣを形成する側にはラバー等の弾性体１００を配し、この弾性体１００上に同図の（ａ）で示すようにキャビティ用の孔Ｃ”、Ｃ’を有する複数のセラミックグリーンシート１１１Ａ及びその他の複数のセラミックグリーンシート１１１Ａを積層した後、その上に、同図の（ｂ）に示すように下面にキャビティ用の孔Ｃ’に相当する領域内で凸部２００Ａが形成された金型２００を配する。金型２００の下面は、同図の（ｂ）に示すように凸部２００Ａ以外が平坦に形成されている。そして、４０〜１００℃の温度、５〜２５０ＭＰａの圧力で等方圧プレスして同図に（ｃ）に示すように金型２００と弾性体１００との間の複数のセラミックグリーンシート１１１Ａを圧着してグリーン積層体１１１を得る。グリーン積層体１１１には第１の導体パターン部１１８が形成されている。
【００３６】
然る後、グリーン積層体１１１を例えば所定温度で焼成して、図３の（ａ）に示すセラミック多層基板１１を得る。第１の導体パターン部１１８を形成する金属成分がＡｇ系の場合には例えば空気中８５０℃前後の温度で焼成し、その金属成分がＣｕ系の場合には例えばＮ２ガス中９５０℃前後の温度で焼成する。そして、必要に応じて、セラミック多層基板１１の上面１１Ｃの表面電極１８Ｂ及び下面１１Ｂの端子電極１８Ｃの表面上に、例えばＮｉ／Ｓｎ又はＮｉ／Ａｕなどを湿式メッキなどの手法を用いて成膜する。
【００３７】
上述の作業と並行して樹脂層１２用の樹脂シートを作製する。それにはまず、例えばＰＥＴフィルム等の支持体上に厚み１０〜４０μｍ程度の金属箔（例えば銅箔）を貼り付けた後、フォトレジストを塗布してレジスト層を銅箔上に形成し、所定のパターンで露光した後、現像して不要なレジスト層を除去する。次いで、エッチング処理を施して不要な銅箔部分を除去した後、レジスト膜を剥離して、図３の（ａ）に示すように支持体３００に所定のパターンで表面電極部１２０Ｂを形成する。
【００３８】
然る後、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂とアルミナ、シリカ、チタニア等の無機フィラーを混合したプリプレグ状態（半硬化状態）の樹脂シート１１２を作製する。この樹脂シート１１２にレーザ光、金型等を用いて所定のパターンでビアホールを設け、これらのビアホール内に導電性樹脂を充填してビア導体部１２０Ａを形成する。図３の（ａ）に示すように樹脂シート１１２のビア導体部１２０Ａ、支持体３００の表面電極部１２０Ｂ、及びセラミック多層基板１１の表面電極１８Ｂの位置合わせを行った後、セラミック多層基板１１の上面１１Ｃに積層する。そして、樹脂シート１１２の上面に下面が平坦な金型（図示せず）を載せ、この金型を介して樹脂シート１１２をセラミック多層基板１１の上面１１Ｃにラミネートする。
【００３９】
この操作によって、樹脂シート１１２の樹脂が流動してセラミック多層基板１１の上面１１Ｃの凹部１１Ｄを埋めてセラミック多層基板１１の上面１１Ｃに密着する。この際、セラミック多層基板１１の焼成によってその上面１１Ｃにうねりが形成されていても、樹脂の流動によって、図１の（ｃ）に示すようにうねりによる凹凸を埋めて樹脂層１２とセラミック多層基板１１との界面に空隙を残すことがなく、これら両者は確実に密着させることができる。その後、支持体３００を樹脂層１２から剥離すると図３の（ｂ）に示すキャビティ付きセラミック多層基板本体１０’を得ることができる。
【００４０】
ここでは一枚の樹脂シート１１２をセラミック多層基板１１に積層する場合について説明したが、複数枚の樹脂シートを積層した樹脂積層体として形成しても良い。この際、樹脂積層体の上下樹脂シート間に面内導体が形成されていると、面内導体のアンカー効果で樹脂の流動を阻害するため、樹脂層内には面内導体を設けないことが好ましい。また、樹脂シート１１２のビアホール内に半田を充填してビア導体２０Ａを形成しても良い。ビアホール内に半田を充填する場合には、通常のリフロー工程により樹脂シート１１２のビア導体部１２０Ａと表面電極１８Ｂを接合することができる。
【００４１】
上述のようにしてキャビティ付きセラミック多層基板本体１０’を作製した後、キャビティ付きセラミック多層基板本体１０’に第１の表面実装部品１３、１４、１５を実装する。キャビティＣ内に第１の表面実装部品１３を実装する際には、第１の表面実装部品１３をキャビティＣの底面に接着剤１９を介して固定した後、ボンディングワイヤ１３Ａによって第１の表面実装部品１３の端子電極（図示せず）とキャビティＣ内の水平段部に形成された表面電極１８Ｅを接続する。次いで、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂とアルミナ、シリカ、チタニア等の無機フィラーを混合した半硬化状態の樹脂をキャビティＣ内に充填して樹脂部１６を形成し、硬化させて第１の表面実装部品１３を封止する。
【００４２】
また、キャビティ付きセラミック多層基板本体１０’の上面、即ち樹脂層１２の上面に第２、第３の表面実装部品１４、１５をそれぞれ実装する。第２、第３の表面実装部品１４、１５それぞれを実装する時には、例えば半田ボールまたは導電性樹脂を用いて第２、第３の表面実装部品１４、１５それぞれの端子電極（図示せず）を樹脂層１２上面の表面電極２０Ａに接続する。そして、金属製ケース１７を取り付けて図１の（ａ）に示すキャビティ付きセラミック多層基板１０を得る。
【００４３】
以上説明したように本実施形態によれば、セラミック多層基板１１の下面１１Ｂ側で開口するキャビティＣを有するため、キャビティＣ内に第１の表面実装部品１３を実装して電子部品として低背化を実現することができる。また、キャビティＣに相当する部分のセラミック多層基板１１が薄くなって機械的強度が弱くてもセラミック多層基板１１の上面１１Ｃに設けた樹脂層１２によって機械的強度を高めることができる。特に、キャビティＣに対応する部分のセラミック多層基板１１には凹部１１Ｄを設けたため、凹部１１Ｄの樹脂層１２は他の部分より厚く、衝撃緩和効果を発揮することができる。また、凹部１１Ｃによってこの部分の樹脂層１２を他の部分より厚くすることができるため、強度的に強い他の部分の樹脂層１２を薄くすることができ、樹脂層１２を設けながらも低背化を同時に実現することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、実質的に樹脂層１２内にはビア導体２０Ａのみが形成され、面内導体がないため、樹脂層１２を設ける時に樹脂が円滑に流動し、セラミック多層基板１１の上面１１Ｃの凹部１１Ｄは勿論のこと、焼成時にできたうねりによる凹凸部を確実に樹脂によって埋めて、セラミック多層基板１１と樹脂層１２とを確実に密着させることができ、信頼性を高めることができる。また、セラミック多層基板１１の下面１１Ｂにはマザーボードへの接続用の端子電極１８Ｃが設けられており、キャビティＣ内と樹脂層１２の上面それぞれには第１、第２の表面実装部品１３、１４が設けられているため、多数の表面実装部品を搭載することができ、キャビティ付きセラミック多層基板１０を多機能化することができる。また、第２の表面実装部品１４は、セラミック多層基板１１の上面１１Ｃに形成された凹部１１Ｄとそれ以外の平坦な部分との境界を跨ぐように樹脂層１２の上面に設けられているため、キャビティ付きセラミック多層基板１０が落下等の衝撃を受けても、凹部１１Ｄの樹脂層１２は他の部分より機械的強度があり、第２の表面実装部品１４周囲の端子電極と樹脂層１２の表面電極２０Ｂとの接合部に集中応力が作用しても、この集中応力を厚みのある樹脂層で分散することができるため、この部分からの破損を抑制、防止することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、セラミック層１１Ａは、低温焼成セラミック材料によって構成されており、セラミック多層基板１１の第１の導体パターン１８は、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕのうちの少なくともいずれか一つの金属を主成分とする導電性材料によって構成されているため、１０５０℃以下の低温で焼成することができ、第１の導体パターン１８として低抵抗導電材料を用いることができる。
【００４６】
第２の実施形態
本実施形態のキャビティ付きセラミック多層基板１０Ａは、例えば図４に示すように、基本的には上記実施形態に準じて構成さているため、上記実施形態と同一または相当部分には同一符号を附して本発明を説明する。
【００４７】
本実施形態のキャビティ付きセラミック多層基板１０Ａは、図４に示すようにセラミック多層基板１１の上面１１Ｃに底面が平坦で浅い凹部１１Ｄを有している。この凹部１１Ｄは、上記実施形態と同様に、キャビティＣの底面に対応する領域内に形成され、この凹部１１Ｄの樹脂層１２は他の部分よりも厚く形成されている。樹脂層１２の上面は上記実施形態と同様に平坦に形成されている。
【００４８】
そして、キャビティＣは、側壁に段部のない構造であり、その底面が平坦に形成されている。キャビティＣの底面には第１の表面実装部品１３の端子電極（図示せず）を接続するための表面電極１８Ｅが形成されており、この表面電極１８Ｅに対してボールグリッドアレイ構造の第１の表面実装部品１３が半田ボールを介して接続されている。
【００４９】
また、上記樹脂層１２の上面にはセラミック多層基板１１の凹部１１Ｄに対応する部分に第２の表面実装部品１４が実装され、その周囲に第３の表面実装部品１５が実装されている。第２の表面実装部品１４は、ボールグリッドアレイ構造の半導体素子で、半田ボールを介して樹脂層１２の表面電極２０Ｂに接続されている。第３の表面実装部品１５は、それぞれの表面電極２０Ｂに接続されている。これらの表面電極２０Ｂには、ビア導体２０Ａを介してセラミック多層基板１１の第１の導体パターン１８に接続されている。
【００５０】
而して、セラミック多層基板１１の上面１１Ｃに矩形状の凹部１１Ｄを形成する場合には、例えば図５に示すように凹部１１Ｄ用の孔１１１Ｄを設けたセラミックグリーンシート１１１Ａ’を作製する。そして、図５に示すように上記実施形態と同一要領で、内面導体部１１８Ａ、表面電極部１１８Ｂ、端子電極部１１８Ｅ、ビア導体部１１８Ｄ及び表面電極部１１８Ｅを有するセラミックグリーンシート１１１Ａをそれぞれ作製し、同図に示すように位置合わせを行った後、これらを積層し、上記実施形態と同一要領で加熱圧着してグリーン積層体を作製する。その後は、上記実施形態と同一要領で、グリーン積層体を焼成してセラミック多層基板１１を得た後、このセラミック多層基板１１の上面に樹脂層１２をラミネートし、第１、第２、第３の表面実装部品１３、１４、１５を所定の箇所に実装することによって図４に示すキャビティ付きセラミック多層基板１０Ａを得ることができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【００５２】
本発明は、上記各実施形態に何等制限されるものではない。例えば、本実施形態では回路基板１２を低温焼結セラミック材料によって形成した場合について説明したが、低温焼結セラミック材料以外にも高温焼結セラミック材料や樹脂材料を用いても良い。また、セラミック多層基板１１の上面１１Ｃに形成される凹部１１Ｄの形態は上記各実施形態に限らず、種々の形態を採用することができる。要は、セラミック多層基板の第２主面側でキャビティと対向する部分に凹部が形成されており、第２主面には凹部を覆う樹脂層が設けられ、その表面が平坦に形成されているキャビティ付きセラミック多層基板であれば全て本発明に包含される。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、例えば携帯電話等の携帯用の電子機器に用いられるキャビティ付きセラミック多層基板に対して広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明のキャビティ付きセラミック多層基板の一実施形態を示す図で、（ａ）はキャビティ付きセラミック多層基板の断面図、（ｂ）はセラミック多層基板の凹部を説明するために（ａ）の一部を取り出して示す断面図、（ｃ）は（ａ）の○印の部分を拡大して示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図１に示すキャビティ付きセラミック多層基板の製造工程の要部を工程順に示す断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ図２の続く製造工程を工程順に示す断面図である。
【図４】本発明のキャビティ付きセラミック多層基板の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】図４に示すキャビティ付きセラミック多層基板の製造工程の要部を示す断面図で、図２の（ａ）に相当する図である。
【図６】従来のキャビティ付きセラミック多層基板の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０、１０Ａ    キャビティ付きセラミック多層基板
１１    セラミック多層基板
１１Ａ  セラミック層
１１Ｂ  セラミック多層基板の下面（第１主面）
１１Ｃ  セラミック多層基板の上面（第２主面）
１１Ｄ  凹部
１１Ｅ  キャビティ底面の凸部
１２    樹脂層
１３、１４、１５    表面実装部品
１８    第１の導体パターン（導体パターン）
１８Ｃ  端子電極
Ｃ    キャビティ
【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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