(57)【要約】【課題】パターン精度の高い配線用導体層を絶縁基体との同時焼成にて表面および／または内部に形成できるセラミック多層配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】セラミック多層配線基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシート１０を準備する工程と、主面１３ａの表面粗さが算術平均粗さＲａで０．０２乃至０．１μｍである複数の導電性基板１３を準備し、これらの主面１３ａに、配線幅が７．５乃至５０μｍの配線パターン形状の開口１３ｂを有するレジストのマスク１６を形成してめっき法により配線パターン形状の配線用導体層１７を被着させる工程と、複数の導電性基板１３の主面１３ａに被着させた配線用導体層１７を複数のセラミックグリーンシート１０の主面１８にそれぞれ転写する工程と、配線用導体層１７が転写された複数のセラミックグリーンシート１０を積層し焼成する工程とを具備する。【選択図】  図２
2004319529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミックグリーンシートを準備する工程と、
主面の表面粗さが算術平均粗さＲａで０．０２乃至０．１μｍである複数の導電性基板を準備し、これら導電性基板の主面に、それぞれ配線幅が７．５乃至５０μｍの配線パターン形状の開口を有するレジストのマスクを形成してめっき法により前記配線パターン形状の配線用導体層を被着させる工程と、
前記複数の導電性基板の主面に被着させた前記配線用導体層を前記複数のセラミックグリーンシートの主面にそれぞれ転写する工程と、
前記配線用導体層が転写された前記複数のセラミックグリーンシートを積層し焼成する工程と
を具備したことを特徴とするセラミック多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記導電性基板がステンレス鋼、チタンまたはチタン合金から成り、前記配線用導体層が銅から成ることを特徴とする請求項１記載のセラミック多層配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記導電性基板の厚さが３０乃至５００μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセラミック多層配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記配線用導体層の内部応力の絶対値が４９ＭＰａ以内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック多層配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記セラミックグリーンシートの引張り伸度が１０乃至４０％であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック多層配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記セラミックグリーンシートの４０℃での貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック多層配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記セラミックグリーンシートに、その上下の前記主面に配置された前記配線用導体層を電気的に接続するための、貫通孔に導体ペーストを充填して成る貫通導体パターンを形成する工程を有し、前記導体ペーストの溶剤は、前記セラミックグリーンシートに含有されているバインダのＳＰ値に対してその差が２以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のセラミック絶縁層を積層した絶縁基板の内部に配線導体を形成して成る、混成集積回路基板等に適したセラミック多層配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば受動部品や能動部品を実装し電子回路の一部を構成する混成集積回路基板として、比較的高密度の配線が可能なセラミック多層配線基板が多用されている。このセラミック多層配線基板は、配線導体を銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末を主成分とする導体ペーストをスクリーン印刷法によりアルミナセラミックスやガラスセラミックス等のセラミックグリーンシート上に印刷形成した後、セラミックグリーンシートと同時焼成する手法や、サブトラクティブ法によりフィルム上に形成した配線導体としての銅箔をセラミックグリーンシート上に転写し、これらを同時焼成する手法により製作される。ここでサブトラクティブ法とは、銅箔上にフォトレジストを被着形成し、このフォトレジストをフォトリソグラフィ加工により所定の配線パターン形状とした後、これをマスクとして銅箔をエッチングし、次にマスクとして用いたフォトレジストを剥離除去することにより銅箔を配線パターン形状に加工する方法である。
【０００３】
しかしながら、スクリーン印刷法は、製版を用いて導体ペーストをセラミックグリーンシート上に塗布することにより配線導体を形成する方法であることから、塗布時における導体ペーストのにじみ等の発生により配線導体の線幅および線間隔がそれぞれ１００μｍ以下の微細配線を高歩留まりで形成するのは困難であるといった問題点があった。また、スクリーン印刷法では、印刷時に導体ペースト中に空気を巻き込むことにより、形成された配線導体中に部分的に空隙が発生し易いことから導通抵抗が高くなるといった問題点があった。さらにまた、絶縁層と配線導体との焼成時における収縮率を一致させるために、また絶縁層と配線導体との密着性を高めるために、セラミック粉末やガラス粉末を導体ペースト中に添加しているため、それら絶縁体成分により配線導体の抵抗が高くなるといった問題点があった。
【０００４】
また、フィルム上にサブトラクティブ法により配線パターン状に形成した銅箔をセラミックグリーンシート上に転写して配線導体を形成する方法は、配線導体が銅であり、絶縁体成分を含まないため低抵抗であるが、銅箔をエッチングする際に配線導体の側部までエッチングされることとなるため、配線導体の線幅および線間隔がそれぞれ５０μｍ以下の微細配線を形成するのは困難であった。
【０００５】
このような問題点に対して、所定の表面粗度を有する導電性基板上にアディティブ法（フォトレジストを被着形成した後、フォトリソグラフィ法により所定のパターンの非マスク部を形成し、この非マスク部にめっき法により銅等の導電層を形成することにより導電性基板上に配線パターン状の導電層を形成する手法）を用いて配線パターン状の導電層を形成し、この配線パターン状の導電層を被転写基板に転写することによって所定の配線導体を形成したプリント配線板の製造方法が特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２６６０６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示される方法を用いて形成した配線パターン状の配線用導体層をセラミックグリーンシートに転写する場合、まず、導電性基板の表面にフォトレジストを被着した後、フォトリソグラフィ加工により所定の配線パターン形状の開口を有するマスクとし、この開口にめっき法により導電層を形成することにより導電性基板の表面に配線用導体層を形成する。そして、あらかじめ用意した貫通導体が形成されたセラミックグリーンシートの表面に位置合わせして積層圧着した後、導電性基板を剥がすことにより、貫通導体と接続した配線導体を具備する一枚のセラミックグリーンシートを作製することができる。
【０００８】
しかしながら、導電性基板の表面にフォトレジストを接着した後、フォトマスクを用いて露光、エッチング処理を行ない所定の配線パターン形状に開口する場合、微細な配線パターンであると導電性基板とフォトレジスト層の密着力が弱いためエッチング処理の際に導電性基板とフォトレジスト層との間で剥離し易いといった問題点があった。特に、配線パターンの線幅および線間隔が５０μｍ以下となるような微細配線パターンを形成する場合、この剥離部へのめっき液の染み込みにより所定の箇所以外の部位にめっきが形成される傾向がある。その結果、精度良く配線用導体層を形成できなかったり、配線用導体層同士の短絡が起こり易いという問題点を有していた。
【０００９】
また、配線用導体層をセラミックグリーンシート上に転写する際、配線用導体層が導電性基板から容易に剥離せず転写不良が生じ易くなり、セラミック多層配線基板を高歩留まりで作製することが困難であるといった問題点があった。
【００１０】
従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたもので、その目的は、高密度配線化、低抵抗化が可能で製造歩留まりが高いセラミック多層配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートを準備する工程と、主面の表面粗さが算術平均粗さＲａで０．０２乃至０．１μｍである複数の導電性基板を準備し、これら導電性基板の主面に、それぞれ配線幅が７．５乃至５０μｍの配線パターン形状の開口を有するレジストのマスクを形成してめっき法により前記配線パターン形状の配線用導体層を被着させる工程と、前記複数の導電性基板の主面に被着させた前記配線用導体層を前記複数のセラミックグリーンシートの主面にそれぞれ転写する工程と、前記配線用導体層が転写された前記複数のセラミックグリーンシートを積層し焼成する工程とを具備したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、主面の表面粗さが算術平均粗さＲａで０．０２乃至０．１μｍである複数の導電性基板を準備し、これら導電性基板の主面に配線幅が７．５乃至５０μｍの配線パターン形状の開口を有するレジストのマスクを形成してめっき法により配線パターン形状の配線用導体層を被着することにより、マスクと導電性基板の密着力を大きくしてマスクと導電性基板との剥離を有効に抑制することができ、めっき液の染み込みにより所定の箇所以外の部位にめっきが形成されることのない、位置精度およびパターン精度が優れた微細な配線用導体層を安定して作製することが可能となる。
【００１３】
また、フォトリソグラフィ法により配線パターン形状の開口を有するレジストのマスクを形成する際の露光時において、導電性基板の表面粗さによる光の乱反射を少なくすることができるため、マスクの解像度を効果的に向上させることができ、その結果、配線用導体層の線幅および線間隔が５０μｍ以下の微細配線を形成することが可能となる。
【００１４】
さらに、上記の配線用導体層を複数のセラミックグリーンシートの主面にそれぞれ転写し、これら配線用導体層が転写された複数のセラミックグリーンシートを積層することから、位置およびパターン精度が優れた微細な配線用導体層を安定的にセラミックグリーンシート上に転写することが可能となり、これらのセラミックグリーンシート同士を積層することにより高精度なセラミック多層配線基板を作製することが可能となる。
【００１５】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、上記構成において、前記導電性基板がステンレス鋼、チタンまたはチタン合金から成り、前記配線用導体層が銅から成ることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、導電性基板をステンレス鋼、チタンまたはチタン合金から成るものとするときには、めっき法により形成した配線用導体層を導電性基板から剥がし易くすることができる。即ち、ステンレス鋼、チタンまたはチタン合金は酸化され難いため表面に適度に薄い酸化膜が均一にかつ恒常的に形成されているため、めっき法でステンレス鋼、チタンまたはチタン合金の表面に配線用導体層を形成してもステンレス鋼、チタンまたはチタン合金の酸化膜により配線用導体層の密着性が適度に弱くなり、容易に配線用導体層を剥がすことができる。その結果、配線用導体層の転写性が向上しセラミック多層配線基板を高歩留まりで作製することが可能となる。
【００１７】
また、配線用導体層を銅から成るものとするときには、めっき法を用いて配線導体の高密度化および低抵抗化を達成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、上記構成において、前記導電性基板の厚さが３０乃至５００μｍであることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、導電性基板の厚さを３０乃至５００μｍにするときには、導電性基板が適度の柔軟性を有することで配線用導体層の転写時に配線用導体層をセラミックグリーンシート上に残して容易に導電性基板を剥がすことができる。その結果、配線用導体層の転写性が向上しセラミック多層配線基板を高歩留まりで作製することが可能となる。また、導電性基板が適度の厚さを有することで導電性基板の変形や歪を有効に抑制することができ、導電性基板の主面に形成した配線用導体層を精度良くセラミックグリーンシート上に転写することができる。その結果、寸法精度および位置精度に優れた配線導体を有するセラミック多層配線基板を作製することができる。
【００２０】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、上記構成において、前記配線用導体層の内部応力の絶対値が４９ＭＰａ以内であることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、配線用導体層の内部応力の絶対値が４９ＭＰａ以内であるものとしたときには、めっきによる配線用導体層の形成時に、主面の表面粗さが算術平均粗さＲａで０．０２乃至０．１μｍである導電性基板とのアンカー接合によって配線導体層となるめっき膜の十分な密着性が得られ、めっき膜の剥がれや膨れの発生を効果的に防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、上記構成において、前記セラミックグリーンシートの引張り伸度が１０乃至４０％であることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、セラッミクグリーンシートの引張り伸度が１０乃至４０％であるときには、セラミックグリーンシートが積層圧力や温度による塑性変形を起こし難くなって一時的に伸びても元の位置に復元可能な弾性体として機能するため、積層時のセラミックグリーンシートの変形のばらつきを効果的に抑えることが可能となる。また、セラミックグリーンシートが適度に軟らかいため、セラミックグリーンシートに割れやクラックが発生するのを効果的に防ぐことが可能となる。その結果、より寸法精度および位置精度に優れた配線導体を有するセラミック多層配線基板を作製することができる。
【００２４】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、上記構成において、前記セラミックグリーンシートの４０℃での貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシートの４０℃での貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ以上であるときには、導電性基板上の配線用導体層をセラミックグリーンシートに転写時に、導電性基板をセラミックグリーンシートから引き剥がすときの引っ張り応力によるセラミックグリーンシートの塑性変形を抑えることができ、セラミックグリーンシートが一時的に伸びても元の位置に復元可能な弾性体として機能するため、転写時のセラミックグリーンシートの変形のばらつきを効果的に抑えることが可能となる。その結果、より一層寸法精度および位置精度に優れた配線導体を有するセラミック多層配線基板を作製することができる。
【００２６】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、上記構成において、前記セラミックグリーンシートに、その上下の前記主面に配置された前記配線用導体層を電気的に接続するための、貫通孔に導体ペーストを充填して成る貫通導体パターンを形成する工程を有し、前記導体ペーストの溶剤は、前記セラミックグリーンシートに含有されているバインダのＳＰ値に対してその差が２以下であることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシートの貫通導体パターンを形成するための導体ペーストの溶剤が、セラミックグリーンシートに含有されているバインダのＳＰ値に対してその差が２以下であるときには、この導体ペーストとセラミックグリーンシートとは良好な濡れを示し、導体ペーストとセラミックグリーンシートとが混合領域を形成することにより密着良く形成可能である。
【００２８】
以上より、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、より一層位置およびパターン精度が優れた微細な配線導体をセラミックグリーンシート上に形成することができ、これらの高精度な配線導体を有するセラミックグリーンシート同士を積層し焼成することにより、高密度配線化、低抵抗化が可能で製造歩留まりが高いセラミック多層配線基板の製造方法を提供することが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法について詳細に説明する。図１は本発明のセラミック多層配線基板の製造方法により製作されたセラミック多層配線基板の概略断面図であり、図２（１）〜（１１）は本発明のセラミック多層配線基板の製造方法の一例を示す製造工程毎の概略断面図である。図１において、１はセラミック多層配線基板、２はセラミックスから成る絶縁基体、３は配線導体、４は貫通導体である。
【００３０】
絶縁基体２は、セラミックスから成る絶縁層２ａ〜２ｄを積層して成る積層体から構成され、この絶縁層２ａ〜２ｄの層間および絶縁基体２の上面および下面には、配線導体３が形成されている。さらに、絶縁層２ａ〜２ｄには上下の配線導体３同士を電気的に接続する貫通導体４が形成され、セラミック多層配線基板１の上下面および内部で回路網を形成している。
【００３１】
本発明のセラミック多層配線基板１の製造方法は、まず、図２（１）に示すように絶縁層２ａ〜２ｄと成るセラミックグリーンシート１０を準備する。セラミックグリーンシート１０は、セラミック原料粉末を所定量秤量し、混合してセラミック組成物を調製し、その組成物に有機バインダ等を加えた後、ドクターブレード法，圧延法，プレス法等によりシート状に成形することにより作製される。
【００３２】
セラミックグリーンシート１０に用いられるセラミック原料としては、配線導体３や貫通導体４を形成する金属の融点以下で焼成可能なセラミック原料であれば特に限定されるものではなく、アルミナセラミックス，ムライトセラミックス，窒化珪素セラミックス，窒化アルミニウムセラミックス，ガラスセラミックス等の周知のセラミック基板に用いられるセラミック原料が用いられる。とりわけ、焼成温度が８００〜１０００℃の低温焼成セラミック原料、具体的には、ガラス粉末またはガラス粉末とフィラーとしてのセラミック粉末との混合物から成るガラスセラミック原料が、配線導体３や貫通導体４として低抵抗の金属を用いることができる点で望ましい。
【００３３】
セラミックグリーンシート１０に好適に用いられるガラスセラミック原料のガラス粉末としては、シリカガラス，ソーダ石灰ガラス，鉛ガラス，鉛アルカリ珪酸ガラス，ほう珪酸ガラス，アルミノホウ珪酸ガラス，ほう珪酸亜鉛ガラス，アルミノ珪酸ガラス，燐酸ガラス等が挙げられる。特に、添加するセラミック粉末との適合性に優れており、誘電体損失が小さいことから、ほう珪酸ガラスが好適である。また、ガラスセラミック原料のフィラーとしてのセラミック粉末としては、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，ＺｎＯ，ＭｇＡｌ２Ｏ４，ＺｎＡｌ２Ｏ４，ＭｇＳｉＯ３，ＭｇＳｉＯ４，Ｚｎ２ＳｉＯ４，Ｚｎ２ＴｉＯ４，ＳｒＴｉＯ３，ＣａＴｉＯ３，ＭｇＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３，ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６，ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８，ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８，ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８，Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８，Ｚｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８，ＡｌＮ，ＳｉＣ，３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２（ムライト），ゼオライト等が挙げられ、用途に合わせて選択することができる。また、必ずしもこれら例示したガラス粉末およびセラミック粉末に限定されるものではない。
【００３４】
なお、セラミックグリーンシート１０のセラミック原料がガラス粉末のみからなる場合、セラミック多層配線基板１の強度を向上させるという観点からは、セラミックグリーンシート１０を積層して焼成する際に、アルミノほう珪酸結晶化ガラス，ほう珪酸亜鉛結晶化ガラス，アルミノ珪酸結晶化ガラス等の結晶化ガラスと成るような条件で焼成することが好ましい。
【００３５】
また、セラミックグリーンシート１０の引張り伸度は１０乃至４０％であるのがよい。これにより、セラミックグリーンシート１０が積層圧力や温度による塑性変形を起こし難くなって一時的に伸びても元の位置に復元可能な弾性体として機能するため、積層時のセラミックグリーンシートの変形のばらつきを効果的に抑えることが可能となる。また、セラミックグリーンシート１０が適度に軟らかいため、セラミックグリーンシートに割れやクラックが発生するのを効果的に防ぐことが可能となる。
【００３６】
一方、引張り伸度が１０％未満の場合、セラミックグリーンシート１０の塑性変形をさらに小さくすることができ、積層工程における変形ばらつきをより抑えることが可能であるが、同時にセラミックグリーンシート１０が硬くなりすぎる傾向にあるため、割れやクラックの発生を防ぐのが困難となる。また、セラミックグリーンシート１０が硬くなるために積層ずれが生じ易くなり、その結果、積層信頼性が低下し易くなる。
【００３７】
他方、引張り伸度が４０％を超える場合、積層圧力や温度によりセラミックグリーンシート１０が塑性変形を生じ易いものとなり変形のばらつきを抑えることが困難となる。
【００３８】
引張り伸度を１０乃至４０％にすることが可能なセラミックグリーンシート１０のバインダとしては、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ノルマルブチル等のメタクリル系バインダが用いられる。これらは脱バインダ性の観点からも優れている。
【００３９】
また、セラミックグリーンシート１０の引張り伸度は、上記バインダに、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等のフタル酸エステル系可塑剤やアジピン酸エステル系可塑剤を１〜６質量％添加することにより調整することができる。
【００４０】
このような引張り伸度が１０乃至４０％のセラミックグリーンシート１０は、例えば、ガラス粉末として７０質量％のほう珪酸ガラスおよび３０質量％のＳｉＯ等のセラミック原料粉末に対してイソブチルメタクリレート等のメタクリル系バインダを１０〜１５質量、フタル酸ジブチル等の可塑剤を１〜６質量部を混練し、ドクターブレード法，圧延法，プレス法等によりシート状に成形することにより作製される。
【００４１】
なお、引っ張り伸度とは、引っ張り試験において、セラミックグリーンシートが破断するまでに伸びる長さを試験前のサンプル長さで除して％比率で表したものである。セラミックグリーンシートをプレス金型等によりダンベル形状に打ち抜き加工し、１０Ｎの引っ張り荷重および５０ｍｍ／ｍｉｎの引っ張り速度のもと、セラミックグリーンシートが破断した時の伸びを測定することで求めることができる。
【００４２】
また、セラミックグリーンシート１０の貯蔵弾性率、すなわち材料本来の弾性率は変形度の特性をあらわしており、０．０４ＧＰａ以上であるのがよい。貯蔵弾性率は、変位に対する応力を測定することにより知ることが可能である。貯蔵弾性率の式はＦ＝Ｇ’・Ｘ・ｃｏｓ（ωｔ）で表すことができる。ここでいうＧ’が貯蔵弾性率でありＸは変位、ωは角速度、Ｆは応力である。
【００４３】
貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ以上であることにより、導電性基板１３上の配線用導体層１７をセラミックグリーンシート１０に転写時に導電性基板１３をセラミックグリーンシート１０から引き剥がすときの引っ張り応力によるセラミックグリーンシート１０の塑性変形を抑えることができ、セラミックグリーンシート１０が一時的に伸びても元の位置に復元可能な弾性体として機能するため、転写時のセラミックグリーンシート１０の変形のばらつきを効果的に抑えることが可能となる。
【００４４】
一方、貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ未満の場合、セラミックグリーンシート１０の塑性変形を生じ易いものとなり、転写工程における変形ばらつきが大きくなるという傾向がある。
【００４５】
セラミックグリーンシート１０の貯蔵弾性率を０．０４ＧＰａ以上とするためには、ブチラール系バインダやメタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ノルマルブチル等のメタクリル系バインダやアクリル系バインダの中でもＴｇ点（ガラス転移点）の比較的高いバインダ系を用いることが好ましい。メタクリル系バインダやアクリル系バインダは脱バインダ性の観点からもより一層好ましい。そして、ガラス粉末として７０質量％のほう珪酸ガラスおよび３０質量％のＳｉＯ２等のセラミック原料粉末に対してイソブチルメタクリレート等のメタクリル系バインダまたはアクリル系バインダを１０〜１５質量％、フタル酸ジブチル等の可塑剤を１〜６質量％を混練し、ドクターブレード法，圧延法，プレス法等によりシート状に成形することにより貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ以上のセラミックグリーンシート１０とすることが可能であるが、アクリル系バインダの方が、可塑剤を入れなくてもセラミックグリーンシートとして成形できることから、脱バインダの観点よりアクリル系バインダがより好ましい。
【００４６】
次に、図２（２）に示すように、このセラミックグリーンシート１０にレーザやマイクロドリル，パンチング等により貫通孔１１を形成し、そして図２（３）に示すように、その貫通孔１１の内部に導体ペーストを充填して貫通導体パターン１２を形成する。
【００４７】
貫通導体パターン１２を形成するための導体ペーストは、金属粉末に適当な有機バインダ、有機溶剤、および必要に応じてガラス等の無機成分を添加混合することにより得られる。そして、その金属としては、Ｃｕ，Ａｇ，アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ），ニッケル（Ｎｉ），プラチナ（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）およびマンガン（Ｍｎ）から選ばれる１種、または２種以上の混合物や合金等が用いられる。とりわけ、絶縁基体２の焼結温度よりも高い融点を有する金属であることが絶縁基体２との同時焼成を行なう上で望ましく、特に絶縁基体２を焼成温度が８００〜１０００℃のガラスセラミックス等の低温焼成セラミックスによって形成する場合には、８００〜１０００℃で同時焼成可能な金属であるＣｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種、または２種以上の混合物や合金等の低抵抗金属が用いられることが望ましい。中でも、特に貫通導体パターン１２を低抵抗、低コストで形成するという観点からは、Ｃｕ，ＡｇおよびＰｄの１種、または２種以上の混合物や合金等の低抵抗金属が望ましい。
【００４８】
さらに、導体ペーストに用いる溶剤はセラミックグリーンシートで用いたバインダが、例えばアクリル系バインダであるときには、溶剤にαテルピネオールやＤＢＰ等の、バインダとＳＰ値（溶解度パラメータともいう）が近い溶剤を用いることが好ましい。導体ペーストの溶剤のＳＰ値とセラミックグリーンシートに含まれているバインダのＳＰ値との差が２を超えると、導体ペーストとセラミックグリーンシートの溶解性が異なることから親和性が悪くなるため導体ペーストとガラス粉末とバインダと溶剤とを混合して得られるガラスセラミック・スラリーとの濡れ性が悪くなり、両者の界面での剥離が発生しやすくなる。
【００４９】
ここで、ＳＰ値とは溶解度パラメータ（Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）とも呼ばれ、物質が溶剤にどれだけ溶けやすいかということを数値化した値である。ＳＰ値は物質の溶解力を示す指標として用いられる。本発明においてはＴｅｍｐｌｅ  Ｔ．  Ｃ．  Ｐａｔｔｏｎ著、植木憲二  監訳、栃原重三・今岡保郎  訳「塗料の流動と顔料分散」共立出版発行に掲載のＳＰ値のデータを使用した。
【００５０】
また、導体ペーストを塗工可能な粘度に調整する溶剤は、蒸気圧が５０ｍｍＨｇ以上であることが望ましい。これは、溶剤の蒸気圧が５０ｍｍＨｇ未満の場合には、溶剤が揮発しにくくなるため、溶剤がセラミックグリーンシート１０の方に浸透することとなって、セラミックグリーンシート１０を変形させやすくするものと考えられるからである。溶剤の蒸気圧が５０ｍｍＨｇ以上である溶剤を使用することにより、この導体ペーストで穴埋めした後、短時間に溶剤を乾燥させることが可能となるため、セラミックグリーンシートの変形を抑制することができ、ガラスセラミック多層配線基板の各層に形成した回路パターンの位置制度を高精度に保つことが可能となる。
【００５１】
次に、図２（４）に示すように、主面１３ａの表面粗さが算術平均粗さＲａで０．０２乃至０．１μｍの導電性基板１３を準備する。この構成により導電性基板１３とレジストのマスク１６との密着性が向上し、微細配線部におけるマスク１６の剥離を効果的に抑制することができる。また、フォトリソグラフィ法により配線パターン形状の開口部１３ｂ（図２（７））を有するマスク１６を形成する際の露光時において、導電性基板１３の表面粗さによる光の乱反射を少なくできるのでマスク１６の解像度を効果的に向上させることができる。
【００５２】
導電性基板１３の主面１３ａの表面粗さは、０．０２μｍ未満であると、導電性基板１３とマスク１６との密着力が不十分となり、マスク１６の剥離が生じ易くなる。また、０．１μｍを超えると、フォトリソグラフィ法により配線パターン形状の開口１３ｂを有するマスク１６を形成する際の露光時において、導電性基板１３の表面粗さによる光の乱反射が大きくなってマスク１６の解像度が低下し易くなる。
【００５３】
このような導電性基板１３の主面１３ａの表面粗さは、ブラスト研磨，バフ研磨，ブラシ研磨，プラズマ処理，コロナ処理，紫外線処理，薬品処理等の方法により所望のものとすることができる。特に、量産性の観点からはブラスト研磨が好ましい。
【００５４】
また、導電性基板１３は、配線用導体層１７をめっきにより配線パターン状に形成するためおよびセラミックグリーンシート１０の主面１８（図２（１０））に配線用導体層１７を転写するための支持部材としての機能を有し、例えば、ステンレス鋼，チタン（Ｔｉ），Ｔｉ合金（例えば、Ｔｉ−６Ａｌ−４ＶやＴｉ−０．１５Ｐｄ等），Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属やこれらの合金等が用いられる。特に、めっき法により形成した配線用導体層１７を導電性基板１３から剥がし易くするという観点からは、ステンレス鋼、チタンまたはチタン合金が用いられることが好ましい。即ち、ステンレス鋼、チタンまたはチタン合金は酸化され難いため表面に適度に薄い酸化膜が均一にかつ恒常的に形成されるため、めっき法でステンレス鋼、チタンまたはチタン合金の表面に配線用導体層１７を形成してもステンレス鋼、チタンまたはチタン合金の酸化膜により配線用導体層１７の密着性が弱くなり、容易に配線用導体層１７を剥がすことができる。その結果、配線用導体層１７の転写性が向上しセラミック多層配線基板１を高歩留まりで作製することが可能となる。
【００５５】
このような導電性基板１３の厚さは３０乃至５００μｍであるのがよい。これにより、導電性基板１３が適度の柔軟性を有することで配線用導体層１７の転写時に配線用導体層１７をセラミックグリーンシート１０上に残して容易に導電性基板１３を剥がすことができる。その結果、配線用導体層１７の転写性が向上しセラミック多層配線基板１を高歩留まりで作製することが可能となる。また、導電性基板１３が適度の厚さを有することで導電性基板１３の変形や歪を有効に抑制することができ、導電性基板１３の主面に形成した配線用導体層１７を精度良くセラミックグリーンシート１０上に転写することができる。その結果、寸法精度および位置精度に優れた配線導体３を有するセラミック多層配線基板１を作製することができる。
【００５６】
導電性基板１３の厚さが３０μｍ未満であると、導電性基板１３に変形や歪が生じたり破れ易くなったり、配線用導体層１７を精度良くセラミックグリーンシート１０上に転写することが困難となる傾向がある。また、５００μｍを超えると、導電性基板１３の柔軟性が小さくなり配線用導体層１７の転写時に配線用導体層１７をセラミックグリーンシート１０上に残して導電性基板１３を剥がすのが困難となる傾向がある。
【００５７】
次に、図２（５）に示すように、この導電性基板１３の主面１３ａ上にフォトレジスト１４を形成する。フォトレジスト１４は、ネガ型あるいはポジ型のいずれでも良いが、ポジ型の方が配線幅が７．５乃至５０μｍの微細配線パターンの形成に対しては解像度が優れているためより好ましい。
【００５８】
そして、図２（６）に示すように、導電性基板１３の主面１３ａ上に形成されたフォトレジスト１４上にフォトマスクパターン１５を載置し、フォトマスクパターン１５側から光を照射してフォトレジスト１４をパターン状に露光する。露光量としてはポジ型の場合、例えば約５００ｍＪ／ｃｍ２の強度の紫外線を照射し、露光された領域のフォトレジスト１４が現像液に対し可溶となる。一方、露光されなかった部分のフォトレジスト１４は現像液に不溶のままである。照射されるビームは例えば、紫外線、電子線等が挙げられ、特に装置が簡易で低価格であり、また大面積露光が可能で量産性に適するという観点から、紫外線が好ましい。また、この光源としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、ハロゲンランプ、殺菌灯等が使用可能であり、特に照射強度を高く設定できることから照射時間を短時間とすることができる超高圧水銀灯が量産性、解像度の観点から好適である。
【００５９】
次に、図２（７）に示すように、露光によって現像液に可溶となった部分のフォトレジスト１４を現像除去することにより、配線幅が７．５乃至５０μｍの配線パターン形状の開口部１３ｂを有するレジストのマスク１６が形成される。
【００６０】
現像方法としては、浸漬法でもスプレー方式でも良く、また両手法を併用しても良い。現像液としては、アルカリ水溶液や有機アルカリ溶液等が使用できる。また有機アルカリ溶液はその溶解力が失われない範囲の水で希釈しても差し支え無い。アルカリ水溶液の具体例としては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）や水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）水溶液等の金属アルカリ水溶液が挙げられる。また、有機アルカリ溶液の具体例としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。特に、廃液処理の容易性およびコストの観点からアルカリ水溶液が好ましい。
【００６１】
開口部１３ｂの配線パターン形状は、配線幅が７．５μｍ未満であると、フォトリソグラフィ法によりフォトレジスト１４を配線パターンに形成する際の露光時において、導電性基板１３の表面粗さによる光の乱反射によって解像度が低下し、安定した配線幅の配線パターン形状を形成することが困難となる傾向がある。
【００６２】
次に、図２（８）に示すように、配線パターン形状の開口部１３ｂにめっき法により配線パターン形状の配線用導体層１７を被着させる。配線用導体層１７は、例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ等の金属やこれらの合金等が用いられ、特に、抵抗を小さくするという観点からは電解めっきで形成したＣｕが好ましい。また、電解めっきで形成したＣｕは、他の金属めっき膜に比べ応力が小さいことから配線導体層１７のめっきによる形成時の剥がれ、膨れの発生しない膜を形成できるので好ましい。
【００６３】
電解Ｃｕめっきは、例えば硫酸銅（ＣｕＳＯ４）等のＣｕの供給源となるＣｕ化合物と硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、塩酸（ＨＣｌ）とを主成分とする電解Ｃｕめっき液中に所定時間浸漬し、電流密度０．５〜５Ａ／ｄｍ２で通電することにより、導電性基板１３上の配線パターン形状の開口部１３ｂに所定厚みで被着形成される。電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２以下であると、析出速度が遅く生産性が低下する。また、電流密度が５Ａ／ｄｍ２を超えると、電流密度が大きすぎてＣｕめっき皮膜に焼けが発生し易くなる。
【００６４】
また、形成された配線用導体層１７の内部応力の絶対値が４９ＭＰａ以内であることが好ましい。４９ＭＰａ以内であれば、導電性基板１３の主面の表面粗さが算術平均粗さＲａの範囲である０．０２乃至０．１μｍでは、十分なアンカー接合による密着力が得られる。導電性基板１３の表面粗さが算術平均粗さＲａで０．１μｍを超えるときは、配線用導体層１７の内部応力が絶対値で４９ＭＰａを超えても導電性基板１３との十分なアンカー接合による密着力が得られるがフォトリソグラフィ法により配線パターン形状の開口１３ｂを有するマスク１６を形成する際の露光時において、導電性基板１３の表面粗さによる光の乱反射が大きくなってマスク１６の解像度が低下し易くなる。また、導電性基板１３の表面粗さが０．１μｍ以下のときに配線用導体層１７の内部応力が絶対値で４９ＭＰａを超えて大きくなると、導電性基板１３の主面と配線用導体層１７のアンカー接合による密着の限界を超えてしまうので導電性基板の主面１３ａとめっき膜のアンカー接合による充分な密着が得られず、その結果、めっき膜からなる配線用導体層１７の内部応力が外に広がろうとする引張り応力が働いた場合、４９ＭＰａを超えるとめっき処理の途中で配線用導体層が浮いて剥がれてしまうことがあるからである。また配線用導体層１７の内部応力が内側に縮もうとする圧縮応力が働いた場合、４９ＭＰａを超えるとめっき処理の途中で配線用導体層１７が膨れてしまうことがあるからである。
【００６５】
内部応力を目的の範囲とするためには、目的とするめっき厚みでのめっき膜の応力を（株）山本鍍金試験機製のスパイラル鍍金応力計などのめっき膜の応力を測定する装置であらかじめ調べ、めっき液の組成、添加剤の種類を決定したのち、その条件でめっきすることが望ましい。
【００６６】
次に、図２（９）に示すように、不要となったレジストのマスク１６を、例えばアセトンや酢酸ブチル等の有機溶剤を用いて溶解除去することにより、導電性基板１３上に所定厚みの配線用導体層１７が形成される。
【００６７】
続いて、図２（１０）に示すように、上記の配線用導体層１７が形成された導電性基板１３を図２（３）の貫通導体パターン１２が形成されたセラミックグリーンシート１０の主面１８に位置合わせして積層し、０．１〜５ＭＰａ程度の圧力を印加して、配線用導体層１７をセラミックグリーンシート１０の主面１８に圧接する。そして、配線用導体層１７をセラミックグリーンシート１０の主面１８に残したままで導電性基板１３のみを除去することにより、配線用導体層１７をセラミックグリーンシート１０の主面１８に転写することができる。これにより、図２（１１）に示す、配線用導体層１７が転写されたセラミックグリーンシート１０から成る配線シート１９を作製することができる。
【００６８】
なお、導電性基板１３の除去方法としては、剥離による方法やエッチング除去する方法が用いられ、特に、セラミックグリーンシート１０のエッチング液等による劣化を防止するという観点からは、エッチング液などの薬液処理の無い剥離による方法が好ましい。
【００６９】
その後、図２（１１）に示すように、配線シート１９と、同様にして作製した複数枚の配線シート２０〜２２とを積層し圧着して積層体を作製する。そして、この積層体を４００〜８５０℃の温度で加熱処理してセラミックグリーンシート１０や貫通導体パターン１２中の有機成分を分解除去した後、貫通導体パターン１２や配線用導体層１７を構成する金属の融点よりも低い温度にて同時焼成することにより、図１に示すような、セラミックスから成る絶縁基体２の内部に、貫通導体４や配線導体３が形成されたセラミック多層配線基板１が得られる。
【００７０】
なお、焼成条件としては、例えばセラミックグリーンシート１０をガラスセラミック原料を用いて形成し、貫通導体パターン１２や配線用導体層１７をＣｕを主成分とした導体にて形成した場合、８００〜１０００℃の窒素雰囲気中で焼成すればよい。
【００７１】
また、配線導体３がＣｕを主成分とする金属から成る場合、絶縁層２ａ〜２ｄの熱膨張係数が７×１０−６〜１６×１０−６／℃であることが好ましい。これにより、絶縁層２ａ〜２ｄと配線導体３との熱膨張係数が近くなりセラミック多層配線基板１の焼成時における収縮ばらつきや反りの発生を効果的に抑制することができ、高歩留まりでセラミック多層配線基板１を作製することが可能となる。
【００７２】
絶縁層２ａ〜２ｄの熱膨張係数は、７×１０−６／℃未満の場合、焼成直後の冷却時において配線導体３に比べ絶縁層２ａ〜２ｄの収縮が小さいために、セラミック多層配線基板１に収縮ばらつきや反りが発生し易くなる。一方、１６×１０−６／℃を超えると、純銅の熱膨張係数が１７×１０−６／℃であるため、熱膨張係数が１７×１０−６に対してより近いものとなることからさらに良いが、例えば半導体素子収納用パッケージや各種電子部品が搭載される混成集積回路装置等に適用される配線基板用材料としてのセラミック材料は、現状技術においては熱膨張係数としては最大でも１６×１０−６程度が限界である。
【００７３】
また、本発明のセラミック多層配線基板１の製造方法は、焼成時の寸法精度をさらに高精度化するために、特開昭５７−３２６５７号公報に記載されたような方法に基づいて、配線シート１９〜２２の積層体に対して絶縁層２ａ〜２ｄの層方向に垂直な方向に０．５〜５ＭＰａ程度の圧力を印加しながら焼成する方法、あるいは積層体の両主面にセラミックグリーンシート１０の焼結温度では焼結しない拘束グリーンシートを積層して焼成した後、拘束グリーンシートを除去する方法等によってセラミックグリーンシート１０の層方向における収縮を抑制することが望ましい。これにより、焼成収縮のばらつきに起因する貫通導体４や配線導体３の位置ずれを有効に抑制することができ、電気的な回路定数の安定化によりセラミック多層配線基板１の電気特性の安定性を向上させることができる。
【００７４】
なお、単層の絶縁層２ａから成る絶縁基体２に表裏２層の配線導体３を有するセラミック多層配線基板１を作製する場合には、図２（１０）に示す工程においてセラミックグリーンシート１０の裏面にも同様に配線用導体層１７を転写し、しかる後に焼成を行なうことにより作製することができる。
【００７５】
また、本発明のセラミック多層配線基板１の製造方法において、配線導体３はすべてを配線用導体１７を転写することにより形成してもよいが、一部を周知のスクリーン印刷法によりセラミックグリーンシート１０上に導体ペーストで形成してもよい。さらに、セラミック多層配線基板１の表面に形成された配線導体３に対して、必要に応じて、ガラスやエポキシ樹脂等により構成される配線保護膜（図示せず）等を形成しても構わない。
【００７６】
また、本発明のセラミック多層配線基板１の製造方法により形成されたセラミック多層配線基板１は、その表面に形成された配線導体３の一部をＩＣチップ等の各種電子部品６を搭載するための接続パッドとして、あるいはシールド用導体膜として、さらには外部電気回路と接続される端子電極等として用いてもよい。例えば、セラミック多層配線基板１の表面に形成された配線導体３から成る接続パッドに半田等のロウ材や導電性接着剤等から成る接合部材５を介して各種電子部品６が接合されて電気的に接続されることにより、混成集積回路とすることができる。
【００７７】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明を具体例によって詳細に説明するが、本発明は以下の具体例に限定されるものではない。
【００７８】
まず、ガラス粉末として７０質量％のほう珪酸ガラスおよび３０質量％のＳｉＯ２を秤量し、それにバインダとしてアクリル樹脂、可塑剤としてＤＢＰ（ジブチルフタレート）、溶媒としてトルエンおよびイソプロピルアルコールを加えて調製したスラリーを用いて、ドクターブレード法により厚みが３００μｍのセラミックグリーンシート１０を作製した。
【００７９】
次に、金属粉末として平均粒径が５μｍのＣｕ粉末に、有機バインダとしてアクリル系樹脂、溶媒としてＤＢＰを添加混練し、貫通導体パターン１２に用いるＣｕ導体ペーストを作製した。
【００８０】
そして、セラミックグリーンシート１０の所定箇所にパンチング加工を行なって貫通孔１１を形成し、その貫通孔１１内に貫通導体パターン１２に用いるＣｕ導体ペーストを充填した。
【００８１】
一方、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４＃８００鏡面仕上げ）から成る種々の厚さの導電性基板１３を用意し、これらの表面にブラスト処理を行なって導電性基板１３の表面粗さを５種類に調節した（表１参照）。なお、表面粗さの測定は、導電性基板１３を十分に水洗し乾燥した後、触針式表面粗さ計にて測定を行なった。そして、この導電性基板１３の表面に感光性のフォトレジスト（東京応化工業（株）製「ＰＭＥＲ−ＡＲ９００」）をスピナーを用いて１５００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし約１０μｍのフォトレジスト１４を形成した。次に、８５℃のオーブンで３０分間乾燥した後、フォトマスクパターン１５を通して５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して露光した後、アルカリ溶液（東京応化工業（株）製ＰＭＥＲ−ＡＲ９００用現像液「Ｐ−６Ｇ」）で２分間現像し、配線幅が７．５，１０，２０，３０，４０，５０μｍの配線パターン形状の開口１３ｂを有するレジストのマスク１６を形成した。
【００８２】
次に、この導電性基板１３を、６０ｇ／ｌのＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏと２００ｇ／ｌのＨ２ＳＯ４と０．１６ｍｌ／ｌのＨＣｌと２０ｍｌ／ｌの添加剤（アトテックジャパン社製「カパラシドＨＬ」）と０．１ｍｌ／ｌの添加剤（アトテックジャパン社製補正剤「カパラシドＧＳ」）と残分として水とから成る硫酸銅めっき液に浸漬し、電流密度として１Ａ／ｄｍ２の条件下で４５分間通電し、Ｃｕから成る配線用導体層１７を形成した後、アセトンに浸漬しマスク１６を溶解除去した。
【００８３】
また、この導電性基板１３を、水１ｌに対して２００ｇ／ｌのＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏと５０ｇ／ｌのＨ２ＳＯ４と０．１６ｍｌ／ｌのＨＣｌと２０ｍｌ／ｌの添加剤（アトテックジャパン社製「カパラシドＨＬ」）と０．１ｍｌ／ｌの添加剤（アトテックジャパン社製補正剤「カパラシドＧＳ」）とを溶解して成る硫酸銅めっき液に浸漬し、電流密度として０．５〜５Ａ／ｄｍ２の条件下で１０分〜９０分間通電し、内部応力が−５８．８，−４４．１，４．９，３９．２，５８．８ＭＰａのＣｕから成る配線用導体層１７を形成した後、アセトンに浸漬しマスク１６を溶解除去した。なお、内部応力値はあらかじめ（株）山本鍍金試験器製のスパイラル鍍金応力計を用いて測定し、同一のめっき条件で導電性基板１３をめっきし、配線用導体１７を形成した。
【００８４】
次に、貫通導体パターン１２に用いるＣｕ導体ペーストを貫通孔１１に充填したセラミックグリーンシート１０の主面１８に、位置合わせを行ないながら配線用導体層１７を形成した導電性基板１３を積層し、６０℃の温度および２ＭＰａの圧力で熱圧着した。その後、導電性基板１３を剥がすことにより配線用導体層１７をセラミックグリーンシート１０の主面１８に転写し、貫通導体パターン１２と接続された配線用導体層１７を具備する１枚の配線シート１９を形成した。
【００８５】
さらに、この１枚の配線シート１９と同様にして形成した５層の配線シートを積層し、６０℃の温度および２ＭＰａの圧力にて熱圧着して積層体を形成した。
【００８６】
そして、この積層体を、有機バインダ等の有機成分を分解除去するため窒素雰囲気中にて７５０℃で１時間保持した後、同一雰囲気中で２ＭＰａで各配線シートの層方向に垂直な方向に１軸加圧しながら９００℃で１時間保持することにより、本発明のセラミック多層配線基板１を作製した。
【００８７】
この本発明のセラミック多層配線基板１を１００個作製し、フォトレジスト１４の加工状態、配線用金属層１７の転写性の確認をおこなった。その評価結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
2004319529.tif 000003
【００８９】
表１におけるフォトレジスト１４の加工性について「○」は、配線パターン形状の開口部１３ｂの線幅および線間隔がそれぞれ７．５，１０，２０，３０，４０，５０μｍの微細配線部の加工ができており、剥がれがなく優れていて、かつＣｕめっき工程において銅めっきのマスク１６と導電性基板１３との間への染み込みによる広がりが無く、優れていることを示す。一方、「×」は、マスク１６に剥がれが見られ問題であったもの、または、Ｃｕめっき工程においてＣｕめっきのマスク１６と導電性基板１３との間への染み込みによる広がりがあり問題であったことを示す。
【００９０】
また、配線用導体層１７のめっき加工性について、「○」は、配線用導体層の加工ができていたことを示す。一方、「△」は、配線用導体層の形成が実用上問題がないものの、一部に剥がれや膨れが生じる場合があった。また、「×」は問題であったものを示す。
【００９１】
また、配線用導体層１７の転写性について「○」は、配線パターンの線幅および線間隔がそれぞれ７．５，１０，２０，３０，４０，５０μｍの微細配線部がセラミックグリーンシート１０の主面１８に問題なく全て転写され優れていることを示す。一方、「△」は、実用上問題がないものの、位置精度や剥離が一部に見られたものを示す。また、「×」は、配線パターンの線幅および線間隔がそれぞれ７．５，１０，２０，３０，４０，５０μｍの微細配線部がセラミックグリーンシート１０の主面１８に全て転写されずに一部導電性基板１３に残存がみられ問題であったことを示す。
【００９２】
表１の結果から明らかなように、導電性基板１３の表面粗さＲａが０．０１μｍの試料Ｎｏ．１は、配線パターン形状の開口部１３ｂの線幅および線間隔がそれぞれ７．５，１０，２０，３０，４０，５０μｍの微細配線部においてマスク１６の剥がれがみられ、Ｃｕめっきの染み込みがあり問題であった（表１中のフォトレジスト加工性の欄に×で示す）。その結果、配線用導体層１７を完全に形成できず転写不能で問題であった（表１中の転写性の欄に×で示す）。また、導電性基板１３の表面粗さＲａが０．１５μｍの試料Ｎｏ．５は、配線パターン形状の開口部１３ｂの線幅および線間隔がそれぞれ７．５μｍの部分が形成されておらず問題であった（表１中のフォトレジスト加工性の欄に×で示す）。さらに配線用導体層１７の配線パターンの線幅および線間隔がそれぞれ７．５乃至５０μｍの微細配線部がセラミックグリーンシート１０の主面１８に全て転写されずに一部が導電性基板１３に残存が見られ問題であった（表１中の転写性欄に×で示す）。
【００９３】
これに対して、本発明のセラミック多層配線基板１の製造方法によって作製された試料Ｎｏ．２〜４，７〜１９はフォトレジスト１４の加工性、めっき加工性、転写性に対し十分なものであった（表１中の判定欄に○または△で示す）。
【００９４】
また、導電性基板１３の厚さが２５μｍの試料Ｎｏ．６は、配線用導体層１７の配線パターンの線幅が７．５乃至５０μｍの微細配線部をセラミックグリーンシート１０の主面１８に全て転写することができたが、配線用導体層１７の形成時に導電性基板１３の寸法変化が生じ、配線用導体層１７の配線パターンの線間隔が所望のものとはならず位置精度が十分でないものがあった（表１中の転写性の欄に△で示す）。また、導電性基板１３の厚さが６００μｍの試料Ｎｏ．９は、配線用導体層１７の配線パターンの線幅および線間隔がそれぞれ７．５乃至５０μｍの微細配線部をセラミックグリーンシート１０の主面１８に全て転写することができたが、転写時に導電性基板１３に十分な柔軟性がないためにセラミックグリーンシート１０から剥離する際に容易に剥がすことができず、配線用導体層１７の端部に剥離を生じたものがあった（表１中の転写性の欄に△で示す）。
【００９５】
これに対し、本発明のセラミック多層配線基板１の製造方法によって作製され、導電性基板１３の厚さが３０乃至５０μｍの範囲にある資料Ｎｏ．２〜４，７，８，１０〜１９は転写性も改善されて良好なものであった。（表１中の転写製の欄に○で示す）。
【００９６】
また、配線用導体１７の内部応力が５８．８ＭＰａの試料Ｎｏ．１１および内部応力が５３．９ＭＰａの資料Ｎｏ．１８は引張り方向の内部応力が大きく、めっき形成時に生じた剥がれが残る場合が見られ、めっき加工性が十分でない場合があった。表１中のめっき加工性の欄に△で示す。）また、配線用導体１７の内部応力が−５８．８ＭＰａの試料Ｎｏ．１３および内部応力が−５３．９の試料Ｎｏ．１９は圧縮方向の内部応力が大きくめっき形成時に膨れが生じる場合が見られ、めっき加工性が十分でない場合があった。（表１中のめっき加工性の欄に△で示す。）
これに対して、本発明のセラミック多層配線基板１の製造方法によって作製され、配線用導体層の内部応力の絶対値が４９Ｍｐａ以内であった試料Ｎｏ．２〜４，６〜１０，１２，１４〜１７はめっき加工性も良好なものであった（表１中のめっき加工性の蘭に○で示す）。
【００９７】
（実施例２）
次に、セラミック原料粉末として７０質量％のほう珪酸ガラスおよび３０質量％のＳｉＯ２、バインダとして重量平均分子量が３０万のポリメチルメタアクリレート、可塑剤としてＤＢＰ（ジブチルフタレート）を用いて作製した種々の引張り伸度（表２参照）を有するセラミックグリーンシート１０を用いること以外は実施例１と同様にしてセラミック多層配線基板１を各試料について１００個ずつ作製した（試料Ｎｏ．２０〜２６）。なお、引張り伸度は可塑剤の添加量を調整することにより変化させた。また、用いた導電性基板１３は、表面粗さＲａが０．１μｍ、厚さが１００μｍであり、配線用導体層１７の内部応力は４．９ＭＰａであった。セラミックグリーンシート１０の引っ張り伸度は、セラミックグリーンシート１０をプレス金型等によりダンベル形状に打ち抜き加工し、５Ｎの引張り荷重および５０ｍｍ／分の引張り速度のもと、セラミックグリーンシートの降伏点までの変位を測定することにより測定した。
【００９８】
これらの試料Ｎｏ．２０〜２６を顕微鏡で観察することにより、積層時に発生したクラックの有無を調べた。また、基準とする配線導体３同士の距離を測定して１００個の試料の平均値に対する最大誤差の割合を算出することにより、積層前後の変形ばらつきを評価した。これらの結果を表２に示す。
【００９９】
【表２】
2004319529.tif 000004
【０１００】
表２中の積層時クラックについて「○」は積層後にクラックの発生が無く良好であったことを示す。一方「△」は積層後にクラックの発生がみられたことを示す。また、変形ばらつきについて「○」は積層前後の変形ばらつきが±０．０５％以内で良好であったことを示す。一方「△」は積層前後の変形ばらつきが±０．０５％を超えてしまったことを示す。
【０１０１】
表２の結果から明らかなようにセラミックグリーンシート１０の引張り伸度が５％であった試料Ｎｏ．２０と引張り伸度が８％であった試料Ｎｏ．２１は積層時にクラックを生じたものがあった（表２中の積層時クラックの欄に△で示す）。また、セラミックグリーンシート１０の引張り伸度が４２％であった試料Ｎｏ．２５と引張り伸度が４５％であった試料Ｎｏ．２６は積層前後の変形ばらつきが±０．０５％を超えているものがあった（表２中の変形ばらつきの欄に△で示す）。
【０１０２】
これに対して、セラミックグリーンシート１０の引張り伸度が１０〜４０％であった試料Ｎｏ．２２〜２４は積層時クラックもなく、変形ばらつきも小さく良好であり優れたものであった（表２中の判定欄に○で示す）。
【０１０３】
（実施例３）
次に、セラミック原料粉末として７０質量％のほう珪酸ガラスおよび３０質量％のＳｉＯ２、バインダとして重量平均分子量が３０万のポリメチルメタアクリレート、可塑剤としてＤＢＰ（ジブチルフタレート）を用いて作製した種々の貯蔵弾性率（表３参照）を有するセラミックグリーンシート１０を用いること以外は実施例１と同様にしてセラミック多層配線基板１を各試料について１００個ずつ作製した（試料Ｎｏ．２７〜３０）。なお、貯蔵弾性率は可塑剤の添加量を調整することにより変化させた。また、用いた導電性基板１３は、表面粗さＲａが０．１μｍ、厚さが１００μｍであり、配線用導体層１７の内部応力は４．９ＭＰａであった。セラミックグリーンシート１０の貯蔵弾性率は、セラミックグリーンシート１０をプレス金型等により幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍの形状に打ち抜き加工し、０〜４０℃の範囲で２℃／分の昇温速度のもと、セラミックグリーンシート１０の貯蔵弾性率を１Ｈｚの測定周波数で測定することにより測定した。
【０１０４】
これらの試料Ｎｏ．２７〜３０を転写前後において三次元測定機を用いて基準とする配線導体１７の距離を測定し、１００個の試料の平均値に対する最大誤差の割合を算出することにより、積層前後の変形ばらつきを評価した。これらの結果を表３に示す。
【０１０５】
【表３】
2004319529.tif 000005
【０１０６】
表３中の積層時クラックについて「○」は転写前後の変形ばらつきが±０．０５％以内で良好であったことを示す。一方「△」は積層前後の変形ばらつきが±０．０５％を超え、若干劣ることを示す。変形ばらつきが±０．０５％を超えると、変形によるずれのためにスルーホールと導体層の位置が合わなくなり、回路の電気的接続上好ましくない。例えば５０ｍｍのサイズの製品が±０．０５％ずれた場合は、ずれ幅は±２５μｍに相当し５０μｍのスルーホールに対し半分しか接していない部分があることとなる。
【０１０７】
表３の結果から明らかなようにセラミックグリーンシート１０の貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ未満であった試料Ｎｏ．２７とＮｏ．２８は、実用上は特に問題ないが、転写前後の変形ばらつきが±０．０５％を超えているものがあった（表３中の変形ばらつきの欄に△で示す）。
【０１０８】
これに対して、セラミックグリーンシート１０の貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ未満であった試料Ｎｏ．２９とＮｏ．３０は、転写時の変形ばらつきも小さく良好であり優れたものであった（表３中の判定欄に○で示す）。
【０１０９】
なお、本発明は上記の実施の形態および実施例の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【０１１０】
（実施例４）
次に、セラミック原料粉末として７０質量％のほう珪酸ガラスおよび３０質量％のＳｉＯ２、バインダとして重量平均分子量が３０万のポリメチルメタアクリレート、可塑剤としてＤＢＰ（ジブチルフタレート）を用いて作製したセラミックグリーンシート１０の所定箇所にパンチング加工を行なって貫通孔１１を形成し、その貫通孔１１内に貫通導体パターン１２に用いるＣｕ導体ペーストを充填した。なお、Ｃｕ導体ペーストの溶剤のＳＰ値と蒸気圧の異なる溶剤を用いること以外は実施例１と同様にしてセラミック多層配線基板１を各試料について１００個ずつ作製した（試料Ｎｏ．３１〜３４）。
【０１１１】
また、用いた導電性基板１３は、表面粗さＲａが０．１μｍ、厚さが１００μｍであり、配線用導体層１７の内部応力は４．９ＭＰａであった。
【０１１２】
これらの試料Ｎｏ．３１〜３４を貫通孔１１の充填前後において三次元測定機を用いて基準とする貫通孔１１の距離を測定し、１００個の試料の平均値に対する最大誤差の割合を算出することにより、充填前後の基準とする貫通孔１１の距離の変形ばらつきを評価した。また、貫通導体４とセラミックグリーンシート１０の密着状態は焼成後に貫通導体４部の断面を観察することで確認した。これらの結果を表４に示す。
【０１１３】
【表４】
2004319529.tif 000006
【０１１４】
表４中の貫通孔ボイドについて「○」は焼成後の貫通導体４部の断面観察でボイドが見られず良好であったことを示す。一方「△」は焼成後の貫通導体４部の断面観察でボイドが見られ貫通導体とセラミックグリーンシートの接着状態が若干劣ることを示す。
【０１１５】
また、表４中の変形バラツキについて「○」は転写前後の変形ばらつきが±０．０５％以内で良好であったことを示す。一方「△」は積層前後の変形ばらつきが±０．０５％を超え、若干劣ることを示す。変形ばらつきが±０．０５％を超えると、変形によるずれのためにスルーホールと導体層の位置が合わなくなり、回路の電気的接続上好ましくない。例えば５０ｍｍのサイズの製品が±０．０５％ずれた場合は、ずれ幅は±２５μｍに相当し５０μｍのスルーホールに対し半分しか接していない部分があることとなる。
【０１１６】
表４の結果から明らかなようにＣｕ導体ペーストの溶剤のＳＰ値とセラミックグリーンシートに含有されるバインダのＳＰ値との差が２を超えた試料Ｎｏ．３１は実用上問題ないが、貫通導体４にボイドが見られた（表４中の貫通孔ボイドの欄に△で示す）。また、蒸気圧が５０ｍｍＨｇ未満であった試料Ｎｏ．３２は、実用上は特に問題ないが、貫通孔１１に導体ペーストを充填後の変形ばらつきが±０．０５％を超えているものがあった（表４中の変形ばらつきの欄に△で示す）。
【０１１７】
これに対して、Ｃｕペーストの溶剤のＳＰ値が２以上であり、かつ蒸気圧が５０ｍｍＨｇ以上であったＮｏ．３３とＮｏ．３４は、貫通孔にボイドは見られず貫通孔充填後の変形ばらつきも小さく良好であり優れたものであった（表４中の判定欄に○で示す）。
【０１１８】
なお、本発明は上記の実施の形態および実施例の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明のセラミック多層配線基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートを準備する工程と、主面の表面粗さが算術平均粗さＲａで０．０２乃至０．１μｍである複数の導電性基板を準備し、これら導電性基板の主面に、それぞれ配線幅が７．５乃至５０μｍの配線パターン形状の開口を有するレジストのマスクを形成してめっき法により配線パターン形状の配線用導体層を被着させる工程と、複数の導電性基板の主面に被着させた配線用導体層を複数のセラミックグリーンシートの主面にそれぞれ転写する工程と、配線用導体層が転写された複数のセラミックグリーンシートを積層し焼成する工程とを具備することから、マスクと導電性基板の密着力を大きくしてマスクと導電性基板との剥離を有効に抑制することができ、めっき液の染み込みにより所定の箇所以外の部位にめっきが形成されることのない、位置精度およびパターン精度が優れた微細な配線用導体層を安定して作製することが可能となる。
【０１２０】
また、フォトリソグラフィ法により配線パターン形状の開口を有するレジストのマスクを形成する際の露光時において、導電性基板の表面粗さによる光の乱反射を少なくすることができるため、マスクの解像度を効果的に向上させることができ、その結果、配線用導体層の線幅および線間隔が５０μｍ以下の微細配線を形成することが可能となる。
【０１２１】
さらに、上記の配線用導体層を複数のセラミックグリーンシートの主面にそれぞれ転写し、これら配線用導体層が転写された複数のセラミックグリーンシートを積層することから、位置およびパターン精度が優れた微細な配線用導体層を安定的にセラミックグリーンシート上に転写することが可能となり、これらのセラミックグリーンシート同士を積層することにより高精度なセラミック多層配線基板を作製することが可能となる。
【０１２２】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、上記構成において、導電性基板がステンレス鋼、チタンまたはチタン合金から成るものとするときには、配線用導体層が銅から成るものとすることから、めっき法により形成した配線用導体層を導電性基板から剥がし易くすることができる。即ち、ステンレス鋼、チタンまたはチタン合金は酸化され難いため表面に適度に薄い酸化膜が均一にかつ恒常的に形成されているため、めっき法でステンレス鋼、チタンまたはチタン合金の表面に配線用導体層を形成してもステンレス鋼、チタンまたはチタン合金の酸化膜により配線用導体層の密着性が弱くなり、容易に配線用導体層を剥がすことができる。その結果、配線用導体層の転写性が向上しセラミック多層配線基板を高歩留まりで作製することが可能となる。
【０１２３】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、配線用導体層を銅から成るものとするときには、めっき法を用いて配線導体の高密度化および低抵抗化を達成することが可能となる。
【０１２４】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、導電性基板の厚さを３０乃至５００μｍにするときには、導電性基板が適度の柔軟性を有することで配線用導体層の転写時に配線用導体層をセラミックグリーンシート上に残して容易に導電性基板を剥がすことができる。その結果、配線用導体層の転写性が向上しセラミック多層配線基板を高歩留まりで作製することが可能となる。また、導電性基板が適度の厚さを有することで導電性基板の変形や歪を有効に抑制することができ、導電性基板の主面に形成した配線用導体層を精度良くセラミックグリーンシート上に転写することができる。その結果、寸法精度および位置精度に優れた配線導体を有するセラミック多層配線基板を作製することができる。
【０１２５】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、配線用導体の内部応力の絶対値が４９ＭＰａ以内であるときには、めっきによる配線用導体層の形成時に、めっき膜の剥がれや膨れの発生を効果的に防ぐことができる。
【０１２６】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、セラッミクグリーンシートの引張り伸度が１０乃至４０％であるときには、セラミックグリーンシートが積層圧力や温度による塑性変形を起こし難くなって一時的に伸びても元の位置に復元可能な弾性体として機能するため、積層時のセラミックグリーンシートの変形のばらつきを効果的に抑えることが可能となる。また、セラミックグリーンシートが適度に軟らかいため、セラミックグリーンシートに割れやクラックが発生するのを効果的に防ぐことが可能となる。その結果、より寸法精度および位置精度に優れた配線導体を有するセラミック多層配線基板を作製することができる。
【０１２７】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシートの４０℃での貯蔵弾性率が０．０４ＧＰａ以上であるときには、導電性基板上の配線用導体層をセラミックグリーンシートに転写時に、導電性基板をセラミックグリーンシートから引き剥がすときの引っ張り応力によるセラミックグリーンシートの塑性変形を抑えることができ、セラミックグリーンシートが一時的に伸びても元の位置に復元可能な弾性体として機能するため、転写時のセラミックグリーンシートの変形のばらつきを効果的に抑えることが可能となる。その結果、より一層寸法精度および位置精度に優れた配線導体を有するセラミック多層配線基板を作製することができる。
【０１２８】
また、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシートの貫通導体パターンを形成するための導体ペーストの溶剤が、セラミックグリーンシートに含有されているバインダのＳＰ値に対してその差が２以下であるときには、この導体ペーストとセラミックグリーンシートとは良好な濡れを示し、導体ペーストとセラミックグリーンシートとが混合領域を形成することにより密着良く形成可能である。
【０１２９】
以上より、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によれば、より一層位置およびパターン精度が優れた微細な配線導体をセラミックグリーンシート上に銅を用いて形成することができ、これらの高精度な配線導体を有するセラミックグリーンシート同士を積層し焼成することにより、高密度配線化、低抵抗化が可能で製造歩留まりが高いセラミック多層配線基板の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック多層配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】（１）〜（１１）は、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法を説明するための製造工程毎の概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・セラミック多層配線基板
１０・・・・・・・セラミックグリーンシート
１１・・・・・・・貫通孔
１２・・・・・・・貫通導体パターン
１３・・・・・・・導電性基板
１３ａ・・・・・・導電性基板の主面
１３ｂ・・・・・・開口
１６・・・・・・・マスク
１７・・・・・・・配線用導体層
１８・・・・・・・セラミックグリーンシートの主面
【図１】
2004319529.tif 000007
【図２】
2004319529.tif 000008