(57)【要約】【課題】絶縁基体の側面の切欠き部内に設けた側面メタライズ層に断線や接続不良が発生することのないセラミック基板を提供すること。【解決手段】第一の絶縁層１ａの上に第二の絶縁層１ｂが積層されたセラミックから成る絶縁基体１の外周側面に、前記第一の絶縁層１ａの下面から前記第二の絶縁層１ｂの上面にかけて切欠き部３が形成されているとともに、該切欠き部３内の側面に前記第一の絶縁層１ａから前記第二の絶縁層１ｂにかけて側面メタライズ層５が被着されて成るセラミック基板であって、前記側面メタライズ層５は、前記第一の絶縁層１ａに被着された第一の側面メタライズ層５ａと前記第二の絶縁層１ｂに被着された第二の側面メタライズ層５ｂとが接続されて成るとともに前記第一の側面メタライズ層５ａの上端部または前記第二の側面メタライズ層５ｂの下端部が前記第一の絶縁層１ａと前記第二の絶縁層１ｂとの間に埋入されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の絶縁層の上に第二の絶縁層が積層されたセラミックから成る絶縁基体の外周側面に、前記第一の絶縁層の下面から前記第二の絶縁層の上面にかけて切欠き部が形成されているとともに、該切欠き部内の側面に前記第一の絶縁層から前記第二の絶縁層にかけて側面メタライズ層が被着されて成るセラミック基板であって、前記側面メタライズ層は、前記第一の絶縁層に被着された第一の側面メタライズ層と前記第二の絶縁層に被着された第二の側面メタライズ層とが接続されて成るとともに前記第一の側面メタライズ層の上端部または前記第二の側面メタライズ層の下端部が前記第一の絶縁層と前記第二の絶縁層との間に埋入されていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項２】
第一の貫通孔を有する第一のセラミックグリーンシートの上面に前記第一の貫通孔およびその周辺を露出させる開口部を有する印刷マスクを載置するとともに前記印刷マスクの上から前記開口部内にメタライズペーストを流し込んで前記第一の貫通孔周辺の前記上面および前記第一の貫通孔の内壁に第一のメタライズペーストを塗布する工程と、次に、内壁に第二のメタライズペーストが塗布された第二の貫通孔を有する第二のセラミックグリーンシートを前記第一の貫通孔と前記第二の貫通孔とが連通するように前記第一のセラミックグリーンシート上に積層するとともに該第一のセラミックグリーンシートと第二のセラミックグリーンシートとの積層体を焼成して内壁にメタライズ層が被着された貫通孔を有するセラミック焼結体を得る工程と、前記セラミック焼結体を前記貫通孔を横切るように分割し、側面に前記貫通孔が分かれて形成された切欠き部を有するとともに該切欠き部内の側面に前記メタライズ層が分かれて形成された側面メタライズ層が被着された絶縁基体を得る工程とを具備することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩや水晶振動子等の電子部品を搭載するためのセラミック基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩや水晶振動子等の電子部品を搭載するためのセラミック基板は、図４（ａ）、（ｂ）にそれぞれ平面図および断面図で示すように、例えば酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料から成る二層の絶縁層３１ａ、３１ｂを積層してり、上面中央部に電子部品を搭載するための凹部３２を有するとともに外周側面に上面視で略半円状の複数の切欠き部３３を有する絶縁基体３１と、絶縁層３１ａの上面で凹部３２内から切欠き部３３に導出する複数のメタライズ配線層３４と、前記切欠き部３３の側面にメタライズ配線層３４と接続されるようにして被着された側面メタライズ層３５と、絶縁層３１の下面に側面メタライズ層３５と接続されるようにして被着された外部接続用メタライズ層３６と、絶縁層３１ｂの上面に側面メタライズ層３５の一つに接続されるように被着された枠状の封止用メタライズ層３７とを具備している。
【０００３】
そして、このセラミック基板によれば、絶縁基体３１の凹部３２内に電子部品を収容するとともに、電子部品の電極を凹部３２底面のメタライズ配線層３４に導電性接着剤やボンディングワイヤを介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体３１の上面の封止用メタライズ層３７に金属蓋体を凹部３２を塞ぐようにして接合させ、凹部３２内に電子部品を気密に収容することによって製品としての電子装置となり、この電子装置は、絶縁基体３１の下面に被着された外部接続用メタライズ層３６を外部の電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することにより外部電気回路基板に実装されるとともに収容する電子部品の電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００４】
このようなセラミック基板は、通常、セラミックグリーンシート積層法によって複数個が同時集約的に製作されおり、具体的には、まず、図５（ａ）に断面図で示すように、絶縁層３１ａ用のセラミックグリーンシート４１ａと、絶縁層３１ｂ用のセラミックグリーンシート４１ｂとを準備する。なお、セラミックグリーンシート４１ａ、４１ｂは絶縁基体３１となる領域をそれぞれ複数個分有しており、各領域の境界には切欠き部３３を形成するための貫通孔４３ａ、４３ｂが穿孔されている。またセラミックグリーンシート４１ｂには凹部３２を形成するための貫通孔４２が穿孔されている。
【０００５】
次に、図５（ｂ）に断面図で示すように、絶縁層３１ａ用のセラミックグリーンシート４１ａおよび絶縁層３１ｂ用のセラミックグリーンシート４１ｂに設けた貫通孔４３ａ、４３ｂの内壁に側面メタライズ層３５用のメタライズペースト４５ａ、４５ｂを塗布した後、セラミックグリーンシート４１ａの上下面にメタライズ配線層３４用のメタライズペースト４４および外部接続用メタライズ層３６用のメタライズペースト４６を塗布するとともにセラミックグリーンシート４１ｂの上面に封止用メタライズ層３７用のメタライズペースト４７を塗布する。なお、セラミックグリーンシート４１ａ、４１ｂの貫通孔４３ａ、４３ｂの内壁にメタライズペースト４５ａ、４５ｂを塗布するには、セラミックグリーンシート４１ａ、４１ｂの上面に貫通孔４３ａ、４３ｂと同じ大きさの開口部を有する印刷マスクを、その開口部と貫通孔４３ａ、４３ｂとの位置が一致するようにして載置し、次にその印刷マスクの上から貫通孔４３ａ、４３ｂ内にメタライズペーストを供給するとともにそのメタライズペーストをセラミックグリーンシート４１ａ、４１ｂの下面側から吸引することによって貫通孔４３ａ、４３ｂの内壁にメタライズペースト４５ａ、４５ｂを塗布する方法が採用されている。また、メタライズ配線層３４用のメタライズペースト４４および外部接続用メタライズ層３６用のメタライズペースト４６および封止用メタライズ層３７用のメタライズペースト４７は、従来周知のスクリーン印刷法により塗布される。
【０００６】
次に、図５（ｃ）に断面図で示すように、セラミックグリーンシート４１ａと４１ｂとを積層して積層体となすとともにこれを高温で焼成した後、各絶縁基体３１となる領域毎に分割することによって図４（ａ）、（ｂ）に示すようなセラミック基板が製作される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなセラミック基板は近時の電子装置の小型化に伴い、その大きさが数ｍｍ角程度の小さなものとなってきており、それに伴って、絶縁基体２１の外周側面に設けられた切欠き部３３もその半径が１００μｍ以下の小さなものとなってきている。そして、このように切欠き部３３が半径１００μｍ以下と小型化したセラミック基板を製作する場合、絶縁層２１ａ用のセラミックグリーンシート３１ａと絶縁層２１ｂ用のセラミックグリーンシート３１ｂとを積層する際に僅かなずれがあってもセラミックグリーンシート３１ａの貫通孔３３ａ内に塗布したメタライズペースト３５ａとセラミックグリーンシート３１ｂの貫通孔３３ｂ内に塗布したメタライズペースト３５ｂとが良好に接続されず、そのため、側面メタライズ層２５に断線や接続不良が発生してしまうという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は絶縁基体の側面の切欠き部内に設けた側面メタライズ層に断線や接続不良が発生することのないセラミック基板およびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック基板は、第一の絶縁層の上に第二の絶縁層が積層されたセラミックから成る絶縁基体の外周側面に、前記第一の絶縁層の下面から前記第二の絶縁層の上面にかけて切欠き部が形成されているとともに、該切欠き部内の側面に前記第一の絶縁層から前記第二の絶縁層にかけて側面メタライズ層が被着されて成るセラミック基板であって、前記側面メタライズ層は、前記第一の絶縁層に被着された第一の側面メタライズ層と前記第二の絶縁層に被着された第二の側面メタライズ層とが接続されて成るとともに前記第一の側面メタライズ層の上端部または前記第二の側面メタライズ層の下端部が前記第一の絶縁層と前記第二の絶縁層との間に埋入されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、第一の貫通孔を有する第一のセラミックグリーンシートの上面に前記第一の貫通孔およびその周辺を露出させる開口部を有する印刷マスクを載置するとともに前記印刷マスクの上から前記開口部内にメタライズペーストを流し込んで前記第一の貫通孔周辺の前記上面および前記第一の貫通孔の内壁に第一のメタライズペーストを塗布する工程と、次に、内壁に第二のメタライズペーストが塗布された第二の貫通孔を有する第二のセラミックグリーンシートを前記第一の貫通孔と前記第二の貫通孔とが連通するように前記第一のセラミックグリーンシート上に積層するとともに該第一のセラミックグリーンシートと第二のセラミックグリーンシートとの積層体を焼成して内壁にメタライズ層が被着された貫通孔を有するセラミック焼結体を得るとともに該セラミック焼結体を貫通孔を横切るように分割し、側面に前記貫通孔が分かれて形成された切欠き部を有するとともに該切欠き部内の側面に前記メタライズ層が分かれて形成された側面メタライズ層が被着された絶縁基体を得る工程とを具備することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のセラミック基板によれば、第一の絶縁層に被着された第一の側面メタライズ層の上端部または第二の絶縁層に被着された第二の側面メタライズ層の下端部が第一の絶縁層と第二の絶縁層との間に埋入されていることから、第一の絶縁層と第二の絶縁層との間に若干の積層ずれがあったとしても、第一の側面メタライズ層の上端部と第二の側面メタライズ層の下端部とが前記埋入された部位を介して良好に接続される。
【００１２】
また、本発明のセラミック基板の製造方法によれば、貫通孔が形成された第一のセラミックグリーンシートの上面に前記貫通孔およびその周辺を露出させる開口部を有する印刷マスクを載置し、次に前記印刷マスク上から前記開口部内にメタライズペーストを流し込んで前記貫通孔周辺の前記上面および前記貫通孔の内壁に第一のメタライズペーストを塗布し、次に内壁に第二のメタライズペーストが塗布された第二の貫通孔を有する第二のセラミックグリーンシートを前記第一の貫通孔と前記第二の貫通孔とが連通するようにして前記第一のセラミックグリーンシート上に積層することから、前記第一のメタライズペーストと前記第二のメタライズペーストとが良好に接続される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に詳細に説明する。図１は、本発明のセラミック基板の実施の形態例を示す断面図であり、図中、１は絶縁基体、４はメタライズ配線層、５は側面メタライズ層、６は外部接続用メタライズ層、７は封止用メタライズ層である。
【００１４】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る第一の絶縁層１ａおよび第二の絶縁層１ｂが積層されて成る略四角箱状であり、その上面中央部に電子部品を搭載するための凹部２を有しているとともに、その外周部に上面視で略半円状の切欠き部３を有している。
【００１５】
また、絶縁基体１を構成する第一の絶縁層１ａの上面には凹部２の内側から切欠き部３に導出するメタライズ配線層４が被着されており、このメタライズ配線層４には電子部品の電極がボンディングワイヤや導電性接着剤を介して電気的に接続される。
【００１６】
さらに、切欠き部３内の側面にはメタライズ配線層４に接続された側面メタライズ層５が被着されており、第一の絶縁層１ａの下面には側面メタライズ層５に接続された外部接続用メタライズ層６が被着されている。側面メタライズ層５はメタライズ配線層４と外部接続用メタライズ層６とを接続するための接続導体であり、外部接続用メタライズ層６を外部電気回路基板の配線導体に導電性接着剤等を介して接続することにより内部に収容する電子部品が外部電気回路に電気的に接続されるようになっている。
【００１７】
またさらに、第二の絶縁層１ｂの上面には凹部２を取り囲むようにして略四角枠状の封止用メタライズ層７が被着されており、この封止用メタライズ層７は側面メタライズ層５の一つに接続されている。封止用メタライズ層７は、絶縁基体１の上に蓋体を接合させるための下地金属として機能し、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る略四角平板状の蓋体を封止用メタライズ層７にろう材を介して接合することにより、絶縁基体１の上に蓋体が接合される。なお、封止用メタライズ層７は側面メタライズ層５の一つに接続されていることにより、例えば電気的に接地されることが可能となる。
【００１８】
そして、本発明のセラミック基板においては、側面メタライズ層５は、第一の絶縁層１ａに被着された第一の側面メタライズ層５ａと第二の絶縁層１ｂに被着された第二の側面メタライズ層５ｂとで構成されており、これらがその上端と下端との間で接続されている。なお、本発明においては、例えば第一の側面メタライズ層５ａの上端部が第一の絶縁層１ａと第二の絶縁層１ｂとの間に埋入されており、そのことが重要である。このように、第一の側面メタライズ層５ａの上端部が第一の絶縁層１ａと第二の絶縁層１ｂとの間に埋入されていることから、第一の絶縁層１ａと第二の絶縁層１ｂとの間に多少の積層ずれがあったとしても、第一の側面メタライズ層５ａが第一の絶縁層１ａと第二の絶縁層１ｂとの間に埋入した部位と第二の側面メタライズ層５ｂの下端部とが良好に接続されて側面メタライズ層５に断線や接続不良が発生することはない。
【００１９】
なお、この例では、第一の側面メタライズ層５ａの上端部を第一の絶縁層１ａと第二の絶縁層１ｂとの間に埋入させたが、第二の側面メタライズ層５ｂの下端部を第一の絶縁層１ａと第二の絶縁層１ｂとの間に埋入させても良い。
【００２０】
また、第一の側面メタライズ層５ａの上端部または第二の側面メタライズ層５ｂの上端部を第一の絶縁層１ａと第二の絶縁層１ｂとの間に埋入させる深さが０．０５ｍｍ未満では、第一の側面メタライズ層５ａと第二の側面メタライズ層５ｂとを確実に接続することが困難となる傾向にあり、他方、０．５ｍｍを超えると、埋入させる部位により他のメタライズ層との間に不要な電気的短絡を引き起こす危険性がある。したがって、第一の側面メタライズ層５ａの上端部または第二の側面メタライズ層５ｂの上端部を第一の絶縁層１ａと第二の絶縁層１ｂとの間に埋入させる深さは０．０５〜０．５ｍｍの範囲が好ましい。
【００２１】
次に、本発明の製造方法により上述のセラミック基板を製造する方法を説明する。
【００２２】
先ず、図２（ａ）に示すように、絶縁層１ａ用の第一のセラミックグリーンシート１１ａおよび絶縁層１ｂ用の第二のセラミックグリーンシート１１ｂを準備する。なお、これらの第一のセラミックグリーンシート１１ａおよび第二のセラミックグリーンシート１１ｂは、絶縁基体１となる領域をそれぞれ複数個分有しており、各領域の境界にはそれぞれに切欠き部３を形成するための第一の貫通孔１３ａや第二の貫通孔１３ｂが穿孔されている。さらに、第二のセラミックグリーンシート１１ｂには凹部２を形成するための貫通孔１２が穿孔されている。
【００２３】
このような第一のセラミックグリーンシート１１ａおよび第二のセラミックグリーンシート１１ｂは、例えば絶縁層１ａ、１ｂが酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等から成るセラミック原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤、可塑剤、分散剤等を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート状に成形した後、打ち抜き金型により貫通孔１３ａや１３ｂ、１２を打ち抜くことにより製作される。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように、第一のセラミックグリーンシート１１ａの貫通孔１３ａ内壁および第二のセラミックグリーンシート１１ｂの貫通孔１３ｂ内壁に側面メタライズ層５用の第一のメタライズペースト１５ａおよび第二のメタライズペースト１５ｂをそれぞれ塗布した後、セラミックグリーンシート１１ａの上下面にメタライズ配線層４用のメタライズペースト１４および外部接続用メタライズ層６用のメタライズペースト１６を塗布するとともにセラミックグリーンシート１１ｂの上面に封止用メタライズ層７用のメタライズペースト１７を塗布する。
【００２５】
なお、第一のセラミックグリーンシート１１ａの貫通孔１３ａの内壁にメタライズペースト１５ａを塗布するには、図３に断面図で示すように、貫通孔１３ａに対応した位置に吸引孔１０１を有する載置台１０２の上に第一のセラミックグリーンシート１１ａを載置するとともに、このセラミックグリーンシート１１ａの上面に貫通孔１３ａおよびその周辺を露出させる開口部１０３を有する印刷マスク１０４を載置し、この印刷マスク１０４の上から貫通孔１３ａ内にスキージー１０５の摺動によりメタライズペースト１５を供給するとともに、そのメタライズペースト１５を吸引孔１０１から吸引することによって貫通孔１３ａの内壁にメタライズペースト１５ａを塗布する方法が採用されている。このとき、貫通孔１３ａ周辺のセラミックグリーンシート１１ａ上面は印刷マスク１０４の開口部１０３内に露出しているので、セラミックグリーンシート１１ａの貫通孔１３ａ周辺にもメタライズペースト１５ａが同時に塗布される。また、第二のセラミックグリーンシート１１ｂの貫通孔１３ｂの内壁に第二のメタライズペースト１５ｂを塗布する場合も、上述と略同様な方法を用いればよく、その場合、印刷マスク１０４の開口部１０３は第二のセラミックグリーンシート１１ｂの貫通孔１３ｂと同じ大きさであってよい。なお、メタライズ配線層４用のメタライズペースト１４および外部接続用メタライズ層６用のメタライズペースト１６および封止用メタライズ層７用のメタライズペースト１７は、従来周知のスクリーン印刷法により塗布される。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に示すように、第一セラミックグリーンシート１１ａの上に第二のセラミックグリーンシート１１ｂを第一の貫通孔１３ａと第二の貫通孔１３ｂとが連通するようにして積層することにより、第一のメタライズペースト１５ａと第二のメタライズペースト１５ｂとが接続されたセラミックグリーンシート積層体を形成し、しかる後、このセラミックグリーンシート積層体を焼成して内壁にメタライズ層５Ａが被着された貫通孔３Ａを有するセラミック焼結体１Ａを得る。
【００２７】
次に、図２（ｄ）に示すように、セラミック焼結体１Ａを貫通孔３Ａを横切るようにして各絶縁基体１となる領域毎に分割することによって図１に示すようなセラミック基板が完成する。
【００２８】
このとき、第一のセラミックグリーンシート１１ａの貫通孔１３ａ内壁に塗布されたメタライズペースト１５ａは、貫通孔１３ａの周囲のセラミックグリーンシート１１ａ上面まで塗布されているので、第一のセラミックグリーンシート１１ａ上に第二のセラミックグリーンシート１１ｂを積層する際に、第一のセラミックグリーンシート１１ａと第二のセラミックグリーンシート１１ｂとの間に多少の積層ずれがあったとしても、貫通孔１３ａの周囲のセラミックグリーンシート１１ａ上面に塗布された第一のメタライズペースト１５ａとセラミックグリーンシート１１ｂの貫通孔１３ｂ内壁に塗布された第二のメタライズペースト１５ｂの下端とが良好に接続される。したがって、得られるセラミック基板において、絶縁基体１の切欠き部３内の側面に被着された側面メタライズ層５に断線や電気的な接続不良が発生することはない。
【００２９】
かくして、本発明まセラミック基板の製造方法によれば、絶縁基体１の切欠き部３内の側面に被着された側面メタライズ層５に断線や電気的な接続不良のないセラミック基板を提供することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のセラミック基板によれば、第一の絶縁層に被着された第一の側面メタライズ層の上端部または第二の絶縁層に被着された第二の側面メタライズ層の下端部が第一の絶縁層と第二の絶縁層との間に埋入されていることから、第一の絶縁層と第二の絶縁層との間に若干の積層ずれがあったとしても、第一の側面メタライズ層の上端部と第二の側面メタライズ層の下端部とが前記埋入された部位を介して良好に接続され、側面メタライズ層に断線や電気的接続不良が発生することはない。
【００３１】
また、本発明のセラミック基板の製造方法によれば、第一の貫通孔が形成された第一のセラミックグリーンシートの上面に前記第一の貫通孔およびその周辺を露出させる開口部を有する印刷マスクを載置し、次に前記印刷マスク上から前記開口部内にメタライズペーストを流し込んで前記第一の貫通孔周辺の前記上面および前記第一の貫通孔の内壁に第一のメタライズペーストを塗布し、次に内壁に第二のメタライズペーストが塗布された第二の貫通孔を有する第二のセラミックグリーンシートを前記第一の貫通孔と前記第二の貫通孔とが連通するようにして前記第一のセラミックグリーンシート上に積層することから、前記第一のメタライズペーストと第二のメタライズペーストとが良好に接続される。そして、この積層された第一のセラミックグリーンシートおよび第二のセラミックグリーンシートを焼成して内壁にメタライズ層が被着された貫通孔を有するセラミック焼結体を得た後、該セラミック焼結体を前記貫通孔を横切るように分割すると、側面に前記分割溝が分かれて形成された切欠き部を有するとともに該切欠き部内の側面に前記メタライズ層が分かれて形成された断線や電気的接続不良のない側面メタライズ層を有するセラミック基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明のセラミック基板の実施の形態の一例を示す上面図および断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明のセラミック基板の製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図３】本発明の製造方法におけるメタライズペーストの塗布方法を説明するための断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は従来のセラミック基板を示す上面図および断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は従来のセラミック基板の実施の形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・第一の絶縁層
１ｂ・・・・第二の絶縁層
３・・・・・切欠き部
５・・・・・側面メタライズ
５ａ・・・・第一の側面メタライズ層
５ｂ・・・・第二の側面メタライズ層
１１ａ・・・・第一のセラミックグリーンシート
１１ｂ・・・・第二のセラミックグリーンシート
１３ａ・・・・第一の貫通孔
１３ｂ・・・・第二の貫通孔
１５・・・・・メタライズペースト
１５ａ・・・・第一のメタライズペースト
１５ｂ・・・・第二のメタライズペースト
２１・・・・・セラミック焼結体
２３・・・・・貫通孔
２５・・・・・メタライズ層
１０４・・・・印刷マスク
１０３・・・・印刷マスクの開口部
【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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