(57)【要約】【課題】脱落や導通不良などの生じにくいスルーホール導体を持ったガラスなどでできた配線基板を提供する。【解決手段】ガラス、セラミックあるいはシリコンなどからできた配線基板に開けられたスルーホール内に導電ペーストを充填固化したスルーホール導体を持つ。そのスルーホールは両端面それぞれにある入口開口直径よりも小さい直径の極小値を両端面の途中に持つ。更に、その極小直径は充填されている導体粒子の平均直径の８倍よりも大きい。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス、セラミックあるいはシリコンからできた配線基板の両端面間に開けられたスルーホール内に、導体粒子を混練したぺ−ストを充填固化した導体を有するものにおいて、
前記スルーホールは、前記両端面それぞれにある入口開口の直径よりも小さい直径の極小値を両端面の途中に持ち、
その極小直径は前記充填固化した導体が含んでいる導体粒子の平均直径の８倍よりも大きいことを特徴とするスルーホール導体を持った配線基板。
【請求項２】
前記スルーホールの直径の極小値は前記端面にある小さい側の入口開口直径の９０％未満であることを特徴とする請求項１記載のスルーホール導体を持った配線基板。
【請求項３】
前記直径の極小値が８０μｍよりも大きいことを特徴とする請求項１あるいは２記載のスルーホール導体を持った配線基板。
【請求項４】
ガラス、セラミックあるいはシリコンからできた配線基板の両端面間に開けられたスルーホール内に、導体粒子を混練したぺ−ストを充填固化した導体を有するものにおいて、
前記スルーホールは、前記両端面それぞれにある入口開口の中心軸が互いに偏芯していることを特徴とするスルーホール導体を持った配線基板。
【請求項５】
前記両端面それぞれにある入口開口の中心軸の偏芯が両入口開口の半径の差よりも大きいことを特徴とする請求項４記載のスルーホール導体を持った配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスルーホール導体を持った配線基板に関し、特にＧＭＲ素子などを形成するのに適したガラスなどからできた配線基板のように脱落の生じやすいスルーホール導体を持った配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板に開けたスルーホールに充填して導体とするのに適した導電ペーストが特許文献１に記載されている。この導電ペーストは導体粒子として銅の微粒子の表面に銀を被覆したものを用い、エポキシ樹脂を主成分とするペーストで混練されたものである。特許文献１に記載されている導電ペーストは、プリント配線基板のプリプレグ（ガラスエポキシ、紙フェノール、コンポジット、アラミドエポキシ等の材料から構成される）に開けたスルーホールに充填するのに適したものである。
【０００３】
ところが、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗）素子など機能素子はその特性を十分に発揮させるにはガラスなどからできた配線基板に形成するのが望ましい。ガラスなどの配線基板上に形成した機能素子から導かれているリード線は、その配線基板上にプリント配線して作られ、そのリード線の端子を同じ配線基板の反対面に作られることが多い。配線基板の一面上に形成したリード線からその配線基板の他面に形成した端子までは、配線基板に開けたスルーホールを通して導体が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８９０３８号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ガラスなどの配線基板に開けたかかるスルーホールに設ける導体として前記特許文献１に開示された導電ペーストを用いると、スルーホールに充填した導電ペーストが固化してできた導体が固化後にスルーホールから脱落することがあった。同様な問題はセラミック、シリコンなどからできた配線基板のように導体ペーストの樹脂が付着しにくい材料からなる配線基板においても生じることが判明した。
【０００６】
そこで本発明は脱落や導通不良などの生じにくいスルーホール導体を持ったガラスなどでできた配線基板を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のスルーホール導体を持った配線基板は、ガラス、セラミックあるいはシリコンからできた配線基板の両端面間に開けられたスルーホール内に、導体粒子を混練したぺ−ストを充填固化した導体を有するものにおいて、
前記スルーホールは、前記両端面それぞれにある入口開口の直径よりも小さい直径の極小値を両端面の途中に持ち、
その極小直径は前記充填固化した導体が含んでいる導体粒子の平均直径の８倍よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
前記スルーホール導体を持った配線基板において、スルーホールの直径の極小値は前記端面にある小さい側の入口開口直径の９０％未満であることが好ましい。
【０００９】
前記スルーホール導体を持った配線基板において、前記直径の極小値が８０μｍよりも大きいことが好ましい。
【００１０】
本発明のスルーホール導体を持った配線基板は、ガラス、セラミックあるいはシリコンからできた配線基板の両端面間に開けられたスルーホール内に、導体粒子を混練したぺ−ストを充填固化した導体を有するものにおいて、
前記スルーホールは、前記両端面それぞれにある入口開口の中心軸が互いに偏芯していることを特徴とする。
【００１１】
前記スルーホール導体を持った配線基板において、前記両端面それぞれにある入口開口の中心軸の偏芯が両入口開口の半径の差よりも大きいことが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明を実施例について詳しく説明する。図１はＧＭＲ素子を形成した配線基板を上面図で示すものであり、図２は図１の配線基板を底面図で示す。また、図３と図４は本発明の第一実施例を示し、図３は図１に示すガラス配線基板のスルーホール導体を含む部分の拡大断面図で、図４は図３に示すガラス配線基板で導体を充填する前のスルーホールを拡大断面図で示し、あわせてレジストマスクを二点鎖線で示している。図５と図６は本発明の第二実施例を示し、図５は図４に対応するスルーホールの拡大断面図を、図６は図５のスルーホールの平面図を示している。
【００１３】
図１と図２を参照して、配線基板１は約７００μｍ厚さをしたガラス配線基板であり、そのほぼ中央にＧＭＲ素子２が形成されている。ＧＭＲ素子から引き出されている４本のリード線３１，３２，３３，３４それぞれがガラス配線基板の４隅近くに設けられたスルーホール導体４に接続されており各スルーホール導体４はガラス配線基板１の裏面で端子５に接続されている。
【００１４】
図３から明らかなようにガラス配線基板裏面の端子５と表面のリード線３１，３２，３３，３４との間がスルーホール導体４で接続されているので、スルーホール導体は脱落や導通不良などの欠陥のないことが要求される。
【００１５】
図４にスルーホール導体を充填するための本発明の第一実施例によるスルーホール６の拡大断面図を示している。同図で、ガラス配線基板１に開けられたスルーホール６はガラス配線基板１の両端面１１，１２それぞれに入口開口を持ち、上側端面１１に大きな開口６１を、下側端面１２に小さい開口６２を持っている。この図では、上側端面１１にある開口６１がスルーホール６の最大直径となっている。更に両端面の途中に直径が極小となった部分があり、図に示す例では上側端面の開口６１から約６００μｍの深さのところに直径が極小となった部分がある。図で最大直径をｄ１，小さい側の開口直径をｄ２、極小となっている部分の直径をｄ３として示している。
【００１６】
第一実施例におけるスルーホール６では、途中にある極小直径ｄ３は最大の開口直径ｄ１及び小さい側の開口直径ｄ２よりも小さく、スルーホールに充填固化した導体４が含んでいる導体粒子の平均直径の８倍よりも大きい。
【００１７】
図４に２点鎖線で示すように、３００＋−１０μｍ径をした孔９１を持ったレジストマスク９をガラス基板上に載せて、サンドブラストによって約６００μｍ深さの穴を開け、その穴を開けることによって残りの部分には欠けを生じさせてスルーホールとした。ここで１５０ｍｍ直径のガラス基板を用いてスルーホール８０００個を同時に作った。基板の一方の端面上にあるスルーホールの開口直径ｄ１は３５０＋−４０μｍ、小さい側の開口直径ｄ２は１４０＋−４０μｍ、極小部直径ｄ３は８０〜１２０μｍであった。すべてのスルーホール６において、小さい側の開口直径ｄ２は極小部直径ｄ３よりも大であった。
【００１８】
銀で被覆された銅微粒子（直径分布は約１μｍ〜約１０μｍで、平均直径は約７μｍであった。）の８０〜９５質量％をエポキシ樹脂と混練したペーストをガラス基板に刷り込んでスルーホール中にペーストを充填した。それを１７０〜２８０℃に加熱してペーストを固化した上で、ガラス基板の両端面から突出している導体の部分を研磨してスルーホール導体４とした。
【００１９】
このようにして形成した８０００個のスルーホール導体を持った１５０ｍｍ直径のガラス基板を用いて、図１〜３に示すように端子５、リード線３１，３２，３３，３４、ＧＭＲ素子２を形成した上で、図１に示す大きさに切断してガラス配線基板１とした。それらの形成工程中の取り扱いではスルーホール導体の脱落は生じなかった。また、この処理工程後に行った、スルーホール導体の通電テストでは、導通不良は観察されなかった。
【００２０】
この実施例ではスルーホール導体の極小直径は、導体が含んでいる銅微粒子すなわち導体粒子の平均直径の８倍よりも大きく、具体的には８０〜１２０μｍなので、導体粒子が極小直径の部分に９５から２２７個程度存在させていることになり、スルーホール導体の他の部分の断面は極小直径の面積とほぼ同じかそれよりも大きな面積をしているので、更に多くの導体粒子を存在させていることになる。またスルーホールの開口と極小部分との直径差があまり大きくないので導電ペーストの加熱固化時の収縮の差があまり大きくなく、導体の収縮による切断が生じなかったものと考えられる。これらの理由によって通電テストで導通が良かったものと考えられる。
【００２１】
更に第一実施例で極小部直径ｄ３が８０〜１２０μｍで、小さい側の入口開口直径ｄ２は１４０＋−４０μｍであったので、極小部直径ｄ３は小さい側の入口開口直径ｄ２の９０％未満であった。小さい側の入口開口直径ｄ２と極小部直径ｄ３との差が大きいので、導電ペーストを約２００℃加熱して固化した後の導体とガラス部分の収縮の差によるスルーホールから導体の抜け落ちや弛みを防止することができた。
【００２２】
図５に本発明の第二実施例によるスルーホール導体を充填するためのスルーホール形状の拡大断面図を、図６にそのスルーホールの平面図を示している。それらの図でスルーホール７はガラス配線基板１のそれぞれの端面から開けられた２個の穴７１，７２からできており、それらの穴はスルーホール７の内部で連通している。両端面それぞれにある入口開口の中心軸（図５で中心軸を一点鎖線で示している）が互いに偏芯しており、この図に示した例では、大きい側の穴７１の入口開口直径ｄ４が約３００μｍで、小さい側の穴７２の入口開口直径ｄ５が約１５０μｍであり、それらの偏芯は１００μｍとしたので、それらの半径の差以上の偏芯となっている。このスルーホール７に充填した導体も抜け落ちや弛みを防止することができた。しかし第二実施例のものでは、ガラス基板の両端面から穴をそれぞれ開ける必要がある。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明のスルーホール導体を持った配線基板で、その配線基板としてガラス、セラミック、シリコンのように導電ペーストが付着しにくい材料を用いた場合にも、スルーホール導体の脱落や断線を防止することができ、信頼性のある配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧＭＲ素子を形成したガラス配線基板を上面図で示すものである。
【図２】図１に示すガラス配線基板の底面図である。
【図３】図１に示すガラス配線基板のスルーホール導体を含む部分の拡大断面図を示す。
【図４】図３に示す配線ガラス基板で、導体を充填する前の第一実施例によるスルーホールを拡大断面図で示し、あわせてレジストマスクを二点鎖線で示す。
【図５】図４に対応する第二実施例によるスルーホールの拡大断面図である。
【図６】図５のスルーホールの平面図である。
【符号の説明】
１                            ガラス配線基板
１１，１２                            端面
２                            ＧＭＲ素子
３１，３２，３３，３４    リード線
４                            スルーホール導体
５                            端子
６，７                    スルーホール
６１，６２                            開口
７１，７２                            穴
９                            レジストマスク
９１                        孔
【図１】
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【図２】
2004363212.tif 000004
【図３】
2004363212.tif 000005
【図４】
2004363212.tif 000006
【図５】
2004363212.tif 000007
【図６】
2004363212.tif 000008