(57)【要約】【課題】面方向の収縮を抑制させて変形を小さくして寸法精度を高くするとともに、層間剥離の発生を抑えることが可能な多層回路基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１の無機組成物から成る複数の第１絶縁層１ａ〜１ｆと、該第１絶縁層１ａ〜１ｆよりも厚みが厚く、前記第１の無機組成物よりも高温で焼結に伴う収縮を開始する第２の無機組成物から成る複数の第２絶縁層１ｇ〜１ｋとを交互に積層して積層体を形成するとともに、前記第１絶縁層１ａ〜１ｆと第２絶縁層１ｇ〜１ｋとの間に、前記第１絶縁層１ａ〜１ｆの収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層１ｇ〜１ｋの収縮開始温度よりも低い温度で焼結に伴う収縮を開始する導体層２を介在させる。【選択図】図２
2004304150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無機組成物から成る複数の第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みが厚く、前記第１の無機組成物よりも高温で焼結に伴う収縮を開始する第２の無機組成物から成る複数の第２絶縁層とを交互に積層して積層体を形成するとともに、前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い温度で焼結に伴う収縮を開始する導体層を介在させてなる多層回路基板。
【請求項２】
前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い温度で焼結に伴う収縮を開始する抵抗層が介在されていることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項３】
第１の無機組成物から成る複数の第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みが厚く、前記第１絶縁層よりも高温で焼結に伴う収縮を開始する第２の無機組成物から成る複数の第２絶縁層とを交互に積層して積層体を形成するとともに、前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高温で、かつ前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低温で焼結に伴う収縮を開始する導体層を介在させる工程Ａと、
前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高く、前記導体層の収縮開始温度よりも低い第１の温度領域で前記積層体を加熱することにより、前記第１絶縁層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する工程Ｂと、
前記第１絶縁層の焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した後に、前記導体層の収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い第２の温度領域で前記導体層を加熱することにより、前記導体層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する工程Ｃと、
前記導体層の焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した後に、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも高い第３の温度領域で前記積層体を加熱することにより、前記第２絶縁層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する工程Ｄと、を含む多層回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記工程Ａにおいて前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に、第１絶縁層の収縮開始温度よりも高温で、かつ第２絶縁層の収縮開始温度よりも低温で焼結に伴う収縮を開始する抵抗層が介在され、
前記工程Ｃと工程Ｄとの間で、且つ前記第１絶縁層の焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した後に、前記抵抗層の収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い第３の温度領域で前記抵抗層を加熱することにより、前記抵抗層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結することを特徴とする請求項３に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記工程Ａにおける第１絶縁層の厚みが第２絶縁層の厚みの５０％以下に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記工程Ａにおける積層体の最上層及び最下層が第１絶縁層であることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記積層体の一主面に電子部品素子の搭載部が設けられることを特徴とする請求項６に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記導体層が、銀、銅、金の少なくとも一種を含む導体材料から成り、前記第１絶縁層及び第２絶縁層の内部に前記導体層と同質の導体材料から成るビアホール導体が埋設されていることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記工程Ａにおける第２絶縁層はセラミックグリーンシートから成り、前記第１絶縁層は第２絶縁層の主面に対する無機組成物ペーストの塗布により形成されることを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１０】
前記工程Ｂにおいて第１絶縁層が収縮する際、第１絶縁層の面方向への収縮が未焼結状態の第２絶縁層の剛性により抑制され、また前記工程Ｄにおいて第２絶縁層が収縮する際、第２絶縁層の面方向への収縮が焼結後の第１絶縁層の剛性により抑制されることを特徴とする請求項３乃至請求項９のいずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１１】
前記工程Ａにおける積層体が矩形状を成しており、前記工程Ｂ及び工程Ｄにおける熱の印加に伴い前記第１絶縁層及び第２絶縁層が、前記積層体の面方向に比し前記積層体の積層方向に３倍以上大きく収縮することを特徴とする請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や複合電子部品等に用いられる多層回路基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置や複合電子部品等に多層回路基板が用いられている。
【０００３】
かかる従来の多層回路基板としては、例えば、無機組成物から成る複数の絶縁層を積層した積層体の内部に導体層やビアホール導体を設けてこれらを相互に接続し、更に前記積層体の一主面に電子部品素子を接続するための搭載部を設けた構造のものが知られており、また、その寸法精度を高くするために、異なる無機組成物で形成した２種類の絶縁層を組み合わせることによって多層回路基板を構成することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
上述した多層回路基板を製造する場合は、まず図３に示すように複数の絶縁層３１ａ〜３１ｅを用意し、それぞれの絶縁層に配線導体３２やビアホール導体３３を設ける。しかる後、図４に示すように絶縁層３１ａ〜３１ｅを積層してこれを一体焼成することにより、多層回路基板３０が製作される。このとき、絶縁層３１ａ、３１ｃ、３１ｅを形成する無機組成物と、絶縁層３１ｂ、３１ｄを形成する無機組成物とでは、焼成に伴い収縮を開始する温度が相互に異なっている。
【０００５】
このような多層回路基板の製造方法によれば、収縮開始温度の低い絶縁層が収縮を開始した際は、未焼結状態にある収縮開始温度の高い絶縁層により面方向における収縮が抑制される。一方、収縮開始温度の高い絶縁層が収縮を開始した際は、収縮開始温度の低い絶縁層により面方向における収縮が抑制される。以上のようなメカニズムにより、積層体の面方向への収縮を抑制し、厚み方向に大きく収縮させることで、多層回路基板の寸法精度を高くなす試みがなされている。
【０００６】
一方、半導体装置や複合電子部品等の小型化を図るために、回路素子を多層回路基板内に内蔵したものも提案されている。中でも、特に抵抗体については、絶縁層間に抵抗層を介在させることで容易に形成することが可能なため、種々の用途において利用されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１５８７５号公報
【特許文献２】特開２００３−８２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の多層回路基板においては、積層体の焼成時、収縮開始温度の低い絶縁層が収縮を開始した際に収縮による応力が大きすぎたり、収縮開始温度の高い絶縁層の剛性が不足したりすると、面方向への収縮を十分に抑制することが不可となる不都合があった。その場合、積層体の面方向への収縮が大きくなってしまうことから、多層回路基板の寸法精度が著しく低下し、多層回路基板の全体構造が変形する欠点を有していた。
【０００８】
また、積層体内部の絶縁層間に導体層が形成されており、導体層は、金属材料を主成分とするため、絶縁層に比して積層体の焼成時の体積収縮率が大きくなってしまうことにより、多層回路基板の変形をより大きくしたり、導体層と絶縁層の界面において、層間剥離が発生したりする要因になっていた。
【０００９】
更に、抵抗層が積層体内部に形成された場合には、上述した導体層における変形や層間剥離等の不具合の他に、抵抗層の大きく抵抗値がばらつくことがあった。このばらつきについては、抵抗層を構成する成分が絶縁層に移動することが原因の一つであり、特に、ガラス成分は絶縁層内に移動しやすく、このガラス成分の移動が抵抗値をばらつかせる大きな要因となっている。
【００１０】
また更に、従来の製造方法によれば、積層体の最上層及び最下層は、収縮の抑制が一方面に限られてしまうため、特にその端部において面方向への収縮の応力が集中し、変形や層間剥離が発生しやすくなる。このような変形が発生すると、特に積層体の端部付近において電子部品素子の搭載性が劣化するという欠点があり、また層間剥離が発生すると、積層体の絶縁性や強度の劣化を招く欠点が誘発される。
【００１１】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、面方向の収縮を抑制させて変形を小さくして寸法精度を高くするとともに、層間剥離の発生を抑えることが可能な多層回路基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の多層配線基板は、第１の無機組成物から成る複数の第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みが厚く、前記第１の無機組成物よりも高温で焼結に伴う収縮を開始する第２の無機組成物から成る複数の第２絶縁層とを交互に積層して積層体を形成するとともに、前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い温度で焼結に伴う収縮を開始する導体層を介在させてなるものである。
【００１３】
また、本発明の多層配線基板は、前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い温度で焼結に伴う収縮を開始する抵抗層が介在されていることを特徴とするものである。
【００１４】
更に、本発明の多層配線基板の製造方法は、第１の無機組成物から成る複数の第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みが厚く、前記第１絶縁層よりも高温で焼結に伴う収縮を開始する第２の無機組成物から成る複数の第２絶縁層とを交互に積層して積層体を形成するとともに、前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高温で、かつ前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低温で焼結に伴う収縮を開始する導体層を介在させる工程Ａと、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高く、前記導体層の収縮開始温度よりも低い第１の温度領域で前記積層体を加熱することにより、前記第１絶縁層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する工程Ｂと、前記第１絶縁層の焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した後に、前記導体層の収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い第２の温度領域で前記導体層を加熱することにより、前記導体層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する工程Ｃと、前記導体層の焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した後に、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも高い第３の温度領域で前記積層体を加熱することにより、前記第２絶縁層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する工程Ｄと、を含むものである。
【００１５】
また、本発明の多層配線基板の製造方法は、前記工程Ａにおいて前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に、第１絶縁層の収縮開始温度よりも高温で、かつ第２絶縁層の収縮開始温度よりも低温で焼結に伴う収縮を開始する抵抗層が介在され、前記工程Ｃと工程Ｄとの間で、且つ前記第１絶縁層の焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した後に、前記抵抗層の収縮開始温度よりも高く、前記第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い第３の温度領域で前記抵抗層を加熱することにより、前記抵抗層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結することを特徴とするものである。
【００１６】
更に、本発明の多層配線基板の製造方法は、前記工程Ａにおける第１絶縁層の厚みが第２絶縁層の厚みの５０％以下に設定されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また更に、本発明の多層配線基板の製造方法は、前記工程Ａにおける積層体の最上層及び最下層が第１絶縁層であることを特徴とするものである。
【００１８】
更にまた、本発明の多層配線基板の製造方法は、前記積層体の一主面に電子部品素子の搭載部が設けられることを特徴とするものである。
【００１９】
また更に、本発明の多層配線基板の製造方法は、前記導体層が、銀、銅、金の少なくとも一種を含む導体材料から成り、前記第１絶縁層及び第２絶縁層の内部に前記導体層と同質の導体材料から成るビアホール導体が埋設されていることを特徴とするものである。
【００２０】
更にまた、本発明の多層配線基板の製造方法は、前記工程Ａにおける第２絶縁層はセラミックグリーンシートから成り、前記第１絶縁層は第２絶縁層の主面に対する無機組成物ペーストの塗布により形成されることを特徴とするものである。
【００２１】
また更に、本発明の多層配線基板の製造方法は、前記工程Ｂにおいて第１絶縁層が収縮する際、第１絶縁層の面方向への収縮が未焼結状態の第２絶縁層の剛性により抑制され、また前記工程Ｄにおいて第２絶縁層が収縮する際、第２絶縁層の面方向への収縮が焼結後の第１絶縁層の剛性により抑制されることを特徴とするものである。
【００２２】
更にまた、本発明の多層配線基板の製造方法は、前記工程Ａにおける積層体が矩形状を成しており、前記工程Ｂ及び工程Ｄにおける熱の印加に伴い前記第１絶縁層及び第２絶縁層が、前記積層体の面方向に比し前記積層体の積層方向に３倍以上大きく収縮することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の多層回路基板によれば、複数の第１絶縁層と第２絶縁層とを交互に積層して形成されたものであり、第２絶縁層が第１絶縁層よりも高い温度で収縮を開始する構成としている。これにより、第１絶縁層が収縮する際、第１絶縁層の面方向への収縮が未焼結状態の第２絶縁層の剛性により抑制され、また、第２絶縁層が収縮する際、第２絶縁層の面方向への収縮が第１絶縁層の剛性により抑制されるので、結果として、面方向の収縮を抑制させることとなり、多層回路基板の寸法精度を高くすることができる。また、前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高い温度で焼結に伴う収縮を開始する導体層を介在させたことにより、導体層の面方向の収縮についても、第１絶縁層により抑制されることとなり、多層回路基板の寸法精度がより効果的に高められる。更に、導体層を、第２絶縁層よりも低い温度で焼結するようにしたので、収縮による導体層の体積減少分は、未焼結状態の第２の絶縁層の弾性が追従することとなり、導体層と絶縁層の界面において層間剥離の発生が抑制されている。
【００２４】
また、本発明の多層回路基板によれば、抵抗層が積層体内部に形成された場合であっても、抵抗層の焼結は第１絶縁層及び第２絶縁層が焼結する温度と異なるので、抵抗層のガラス成分が絶縁層内部へ移動する量が少なくなり、抵抗層の抵抗値のばらつきを低減することが可能となる。
【００２５】
更に、本発明の多層回路基板の製造方法によれば、工程Ａにおいて、前記積層体を構成する第１絶縁層及び第２絶縁層は、高温で収縮を開始する第２絶縁層の厚みが低温で収縮を開始する第１絶縁層の厚みよりも厚くなるようにしている。これにより、工程Ｂにおいて、前記第１絶縁層の収縮開始温度よりも高く、前記導体層の収縮開始温度よりも低い第１の温度領域で前記積層体を加熱するとき、収縮開始温度の低い第１絶縁層は、その収縮による応力が小さいので、第１の温度領域では未焼結状態である第２絶縁層の剛性により面方向への収縮が充分に抑制される。また、工程Ｃにおいて、導体層の収縮開始温度よりも高く、第２絶縁層の収縮開始温度よりも低い第２の温度領域で前記積層体を加熱するとき、前記導体層は、第１絶縁層及び第２絶縁層に比して体積が少ないので、第１絶縁層の焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した第１絶縁層により面方向への収縮が充分に抑制される。更に、工程Ｄにおいて、第２絶縁層の収縮開始温度よりも高い第３の温度領域で積層体を加熱するとき、前記導体層についても焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了しているので、第１絶縁層と導体層との剛性により、厚みが厚く設定した第２絶縁層の面方向への収縮についても充分抑制されるものとなる。このように、工程Ａ乃至工程Ｄを含む多層回路基板の製造方法を採用することにより、面方向の収縮が効果的に抑制され、寸法精度を高くした多層回路基板を提供することが可能となる。
【００２６】
また、本発明の多層配線基板の製造方法によれば、前記抵抗層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結することにより、抵抗層についても寸法精度が高くなり、その抵抗値のばらつきを低減することができる。
【００２７】
更に、本発明の多層配線基板の製造方法によれば、前記第１絶縁層の厚みを第２絶縁層の厚みの５０％以下に設定することにより、収縮開始温度の低い第１絶縁層の面方向への収縮をよりいっそう抑制することができる。
【００２８】
また更に、本発明の多層配線基板の製造方法によれば、前記第１絶縁層で積層体の最上層及び最下層を構成している。従って、収縮開始温度の低い第１絶縁層の厚みが薄いことにより、収縮の抑制力が作用しにくい最表面についても、面方向への収縮を抑制することになるので、変形や層間剥離が発生しにくくなる。
【００２９】
更にまた、本発明の多層配線基板の製造方法によれば、前記積層体の一主面に電子部品素子の搭載部が設けられた場合においても、端部等に変形が発生しにくいことにより、搭載可能な領域を広く確保することができる。
【００３０】
また更に、本発明の多層配線基板の製造方法によれば、絶縁層の収縮開始温度に差があっても、焼結の完成する温度は第１絶縁層、第２絶縁層共に同一でも構わないので、低温での焼結が可能となり、前記積層体の内部に、融点の低い金属である、銀、銅、金のいずれか一種を含む導電材料から成るビアホール導体及び配線導体を配置させることが可能となり、回路の導体抵抗値の低い多層回路基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の一実施形態に係る多層回路基板の断面図であり、図中の１ａ〜１ｆは第１絶縁層、１ｇ〜１ｋは第２絶縁層、２は導体層である。
【００３３】
同図に示す多層回路基板１０は、第１絶縁層１ａ〜１ｆと、第２絶縁層１ｇ〜１ｋとを交互に積層した構造を有している。多層回路基板１０の内部及び表層には、導体層２が形成されており、表層の導体層は、主に電子部品素子の搭載部となる接続パッドとして機能し、内部の導体層は、主に各回路素子を電気的に接続する配線や、インダクタやキャパシタ等の回路素子として機能する。
【００３４】
第１絶縁層１ａ〜１ｆは第１の無機組成物から、また第２絶縁層１ｇ〜１ｋは第２の無機組成物から成り、これら無機組成物の材料としては、例えば８００℃〜１２００℃の比較的低い温度で焼成が可能なガラス−セラミック材料が好適に用いられる。ガラス−セラミック材料にはガラス粉末及びセラミック粉末が含まれ、ガラス粉末は３０〜１００重量部含まれており、ガラス粉末を除く材料がセラミック粉末となる。
【００３５】
ガラス粉末の具体的な組成としては、例えば、必須成分として、ＳｉＯ2を２０〜７０重量部、Ａｌ2Ｏ3を０．５〜３０重量部、ＭｇＯを３〜６０重量部、また任意成分として、ＣａＯを０〜３５重量部、ＢａＯを０〜３５重量部、ＳｒＯを０〜３５重量部、Ｂ2Ｏ3を０〜２０重量部、ＺｎＯを０〜３０重量部、ＴｉＯ2を０〜１０重量部、Ｎａ2Ｏを０〜３重量部、Ｌｉ2Ｏを０〜５重量部含むものが挙げられる。
【００３６】
セラミック粉末としては、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＴｉＯ3、ＣａＺｒＯ3、ＣａＴｉＯ3、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＢａＴｉ4Ｏ9、ＺｒＴｉＯ4、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＴｉＯ2から選ばれる１種以上が挙げられる。
【００３７】
本実施形態においては、例えば、第１絶縁層をガラス粉末が８５重量部、第２絶縁層はガラス粉末を５５重量部の組成から成る材料により製作した。
【００３８】
このような多層回路基板１０は、複数の第１絶縁層１ａ〜１ｆと第２絶縁層１ｇ〜１ｋとを交互に積層して形成されたものであり、第２絶縁層１ｇ〜１ｋが第１絶縁層１ａ〜１ｆよりも高い温度で収縮を開始する構成となる。これにより、第１絶縁層１ａ〜１ｆが収縮する際、第１絶縁層１ａ〜１ｆの面方向への収縮が未焼結状態の第２絶縁層１ｇ〜１ｋの剛性により抑制され、また、第２絶縁層１ｇ〜１ｋが収縮する際、第２絶縁層１ｇ〜１ｋの面方向への収縮が第１絶縁層１ａ〜１ｆの剛性により抑制されるので、結果として、面方向の収縮を抑制させることとなり、多層回路基板の寸法精度を高くすることができる。
【００３９】
また、上記組成のガラス粉末とセラミック粉末との組み合わせによれば、１０００℃以下での低温焼結が可能となるとともに、導体層として、銀（融点９６０℃）、銅（融点１０８３℃）、金（融点１０６３℃）などの低抵抗導体を用いて形成することが可能となり、低損失な回路を作成できる。また、誘電率の制御も可能であり、高誘電率化による回路の小型化、低損失化、あるいは、低誘電率化による高速伝送化に適している。尚、導体層２は銀、銅、金のいずれか一種を含む導電材料からから成り、その厚みは例えば５〜２５μｍに設定される。
【００４０】
本実施形態においては、導体層２は、導電材料として、銀を９９重量部以上含み、銀を除く材料としてＢａＯ、ＣａＯを含む材料を用い、第１絶縁層１ａ〜１ｆの収縮開始温度よりも高い温度で焼結に伴う収縮を開始し、第２絶縁層１ｇ〜１ｋよりも低い温度で焼結するようにしている。このように、第１絶縁層と第２絶縁層との間に、第１絶縁層１ａ〜１ｆの収縮開始温度よりも高い温度で焼結に伴う収縮を開始する導体層を介在させたことにより、導体層の面方向の収縮についても、第１絶縁層１ａ〜１ｆにより抑制されることとなり、多層回路基板の寸法精度がより効果的に高められる。また、第２絶縁層１ｇ〜１ｋよりも低い温度で焼結するようにしたことにより、収縮による導体層の体積減少分は、未焼結状態の第２絶縁層１ｇ〜１ｋの弾性が追従することとなり、導体層と絶縁層の界面において層間剥離の発生が抑制される。
【００４１】
また、第１絶縁層１ａ〜１ｆと第２絶縁層１ｇ〜１ｋとの間に、第１絶縁層１ａ〜１ｆの収縮開始温度よりも高く、第２絶縁層１ｇ〜１ｋの収縮開始温度よりも低い温度で焼結に伴う収縮を開始する抵抗層（図示せず）を介在することも可能である。抵抗層は、導電材料として酸化ルテニウムを主成分としてガラス材料にはＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｂ２Ｏ３を含むものを用いる。そしてこのように抵抗層が積層体内部に形成された場合であっても、抵抗層の焼結は第１絶縁層１ａ〜１ｆ及び第２絶縁層１ｇ〜１ｋが焼結する温度と異なるので、抵抗層のガラス成分が絶縁層内部へ移動する量が少なくなり、抵抗層の抵抗値のばらつきを低減することが可能となる。
【００４２】
尚、異なる絶縁層間に配置する導体層２を接続するビアホール導体３を、上述の導電材料により形成することもでき、その直径は任意に設定が可能であり、ビアホール導体３が埋設される絶縁層の厚みが１０〜３００μｍの場合、ビアホール導体３の直径は例えば５０〜３００μｍに設定される。ここで、ビアホール導体３の面方向における面積は、ビアホール導体３が配置される各絶縁層の面方向における面積の２０％以下であるため、本実施形態においては、上述の導体層２と異なる材料であっても影響は少ないものの、同じ材質であることが好ましい。
【００４３】
次に上述した多層配線基板の製造方法について、図２を用いて説明する。
【００４４】
（工程Ａ）
図２に示す１ａ〜１ｆは、第１の無機組成物から成る第１絶縁層であり、１ｇ〜１ｋは、第２の無機組成物から成る第２絶縁層である。これらの絶縁層は、例えば上述したガラス粉末とセラミック粉末とを組み合わせた粉末に、有機バインダと有機溶剤及び必要に応じて可塑剤とを混合してスラリー化し、このスラリーを用いてドクターブレード法などによりテープ成形を行い、所定寸法に切断することによって得られるセラミックグリーンシートである。このとき、第１絶縁層１ａ〜１ｆは、第２絶縁層１ｇ〜１ｋに比して厚みが薄く形成されており、第１絶縁層１ａ〜１ｆの各々の厚みは、例えば２〜１５０μｍに設定され、第２絶縁層１ｇ〜１ｋの各々の厚みは、例えば１０〜３００μｍに設定される。
【００４５】
次に、第１絶縁層と第２絶縁層とを貼り合わせ、得られたシートにパンチングなどによって貫通孔を形成し、その貫通孔内に導体ペーストを充填してビアホール導体３を形成し、シートの主面には導体ペーストをスクリーン印刷法などによって被着させて導体層２を形成する。
【００４６】
本実施形態においては、例えば、第１の無機組成物はガラス粉末が、ＳＯ２を４０重量部、Ａｌ２Ｏ３を２重量部、ＭｇＯを１５重量部、ＣａＯを１重量部、ＢａＯを１５重量部、ＢＯ３を２０重量部、ＺｎＯを１重量部、ＴｉＯ２を０．５重量部、Ｎａ２Ｏを０．５重量部、Ｌｉ２Ｏを５重量部と、セラミック粉末が、ＭｇＴｉＯ３を１５重量部の組成から成り、また第２の無機組成物はガラス粉末が、ＳＯ２を４０重量部、Ａｌ２Ｏ３を２重量部、ＭｇＯを１５重量部、ＣａＯを１重量部、ＢａＯを１５重量部、ＢＯ３を２０重量部、ＺｎＯを１重量部、ＴｉＯ２を０．５重量部、Ｎａ２Ｏを０．５重量部、Ｌｉ２Ｏを５重量部、セラミック粉末が、Ａｌ２Ｏ３を４５重量部含む材料から成っている。これらの無機組成物に、有機バインダとしてアクリルバインダ、有機溶剤としてトルエンを添加してなるスラリーを調整し、それぞれ第１絶縁層、第２絶縁層となるセラミックグリーンシートを形成した。そして、配線導体とビアホール導体の材料は、例えば、銀粉末に、有機バインダとしてエチルセルロース、有機溶剤として２−２−４−トリメチル−３−３−ペンタジオールモノイソブチレートを添加して成るペーストを用いた。
【００４７】
ここで、導体層２と一部が重なるようにして抵抗層を形成することもできる。抵抗層は、酸化ルテニウムの導電材料の粉末にＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｂ２Ｏ３を含むガラス材料の粉末、エチルセルロースを含む有機バインダ、ターピネオールを含む有機溶剤を加えて成る抵抗ペーストを、上記導体層２と同様、スクリーン印刷法などによってシートの主面に被着させて形成する。
【００４８】
このようにして得られた各シートを、所定の積層順序に応じて交互に積層して積層体を形成する。
【００４９】
（工程Ｂ）
次に、得られた積層体を、第１絶縁層１ａ〜１ｆの収縮開始温度よりも高く、導体層２の収縮開始温度よりも低い第１の温度領域で積層体を加熱することにより、第１絶縁層１ａ〜１ｆをその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する。
【００５０】
収縮開始温度の低い第１絶縁層１ａ〜１ｆは、先述した工程Ａにより第２絶縁層１ｇ〜１ｋより厚みが薄く形成されており、その収縮による応力が小さいので、第１の温度領域では未焼結状態である第２絶縁層１ｇ〜１ｋの剛性により面方向への収縮が充分に抑制される。
【００５１】
（工程Ｃ）
続いて、第１絶縁層１ａ〜１ｆの焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した後に、導体層２の収縮開始温度よりも高く、第２絶縁層１ｇ〜１ｋの収縮開始温度よりも低い第２の温度領域で導体層２及び抵抗層を加熱することにより、導体層２及び抵抗層をその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する。
【００５２】
このとき、導体層２及び抵抗層は、第１絶縁層１ａ〜１ｆ及び第２絶縁層１ｇ〜１ｋに比して体積が少ないので、第１絶縁層１ａ〜１ｆの焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した第１絶縁層１ａ〜１ｆにより面方向への収縮が充分に抑制される。
【００５３】
（工程Ｄ）
そして最後に、導体層２及び抵抗層の焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了した後に、第２絶縁層１ｇ〜１ｋの収縮開始温度よりも高い第３の温度領域で積層体を加熱することにより、第２絶縁層１ｇ〜１ｋをその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結する。
【００５４】
第３の温度領域で積層体を加熱するとき、導体層２及び抵抗層についても焼結に伴う全収縮量の９０％以上に相当する収縮が完了しているので、第１絶縁層１ａ〜１ｆと導体層２及び抵抗層との剛性により、厚みが厚く設定した第２絶縁層１ｇ〜１ｋの面方向への収縮についても充分抑制されるものとなる。
【００５５】
このように、工程Ａ乃至工程Ｄを含む多層回路基板の製造方法を採用することにより、面方向の収縮が効果的に抑制され、寸法精度を高くした多層回路基板を提供することが可能となる。
【００５６】
本実施形態においては、第１絶縁層１ａ〜１ｆは収縮開始温度が６９０℃、第２絶縁層１ｇ〜１ｋは収縮開始温度が７８３℃となる無機組成物により形成しており、導体層２は７４０℃付近より、また抵抗層は７２０℃付近より収縮が開始する。この結果、前記積層体の焼成収縮が終了した時の面方向の線収縮率が３％と小さく、反りや変形の少ない多層回路基板を得ることができた。
【００５７】
ここで収縮の開始とは、無機組成物の焼結に伴う収縮が開始されることを意味している。絶縁層に含まれる有機バインダは加熱により分解、除去され、この際、０〜１％程度の収縮が発生することがあるが、これはバインダの除去に伴うものであり、無機組成物の焼結による実質的な収縮とは別のものである。脱バインダ温度は使用するバインダにより異なるが、アクリルあるいはメタクリルバインダでは５００℃、ブチラールバインダでは６００℃程度までに終了する。焼成における収縮開始温度については、その温度の差が１０℃以上であることが望ましく、更に望ましくは２０℃以上である。このような工程Ｂ乃至Ｄを経て積層体は焼成収縮が終了するが、本発明において、この焼成収縮の終了とは、全体積収縮が９９％以上進行した時点を意味する。
【００５８】
一方で、本実施形態においては、抵抗層についてもその面方向に比して厚み方向に大きく収縮させて焼結することにより、寸法精度が高くなり、その抵抗値のばらつきが低減されることとなる。
【００５９】
また、第１絶縁層１ａ〜１ｆの厚みを第２絶縁層１ｇ〜１ｋの厚みの５０％以下に設定することにより、収縮開始温度の低い第１絶縁層１ａ〜１ｆの面方向への収縮をよりいっそう抑制することができる。
【００６０】
更に、第１絶縁層１ａ〜１ｆで積層体の最上層及び最下層を構成している。従って、収縮開始温度の低い第１絶縁層１ａ〜１ｆの厚みが薄いことにより、収縮の抑制力が作用しにくい最表面についても、面方向への収縮を抑制することになるので、変形や層間剥離が発生しにくくなる。
【００６１】
また、積層体の一主面に電子部品素子の搭載部が設けられた場合においても、端部等に変形が発生しにくいことにより、搭載可能な領域を広く確保することができる。
【００６２】
そして、絶縁層の収縮開始温度に差があっても、焼結の完成する温度は第１絶縁層１ａ〜１ｆ、第２絶縁層１ｇ〜１ｋ共に同一でも構わないので、低温での焼結が可能となり、前記積層体の内部に、融点の低い金属である、銀、銅、金のいずれか一種を含む導電材料から成るビアホール導体及び配線導体を配置させることが可能となり、回路の導体抵抗値の低い多層回路基板１０を得ることができる。
【００６３】
尚、本発明は上述の実施形態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内で種々の変更、改良等が可能である。
【００６４】
例えば上述の実施形態では、第１絶縁層１ａ〜１ｆの形成にセラミックグリーンシートを用い、これを第２絶縁層１ｇ〜１ｋの形成に用いられるセラミックグリーンシートと貼り合わせて使用するようにしたが、これに代えて、第１絶縁層１ａ〜１ｆの形成にペースト状になした第１の無機組成物を用い、これを第２絶縁層１ｇ〜１ｋの形成に用いられるセラミックグリーンシートの主面に、印刷等で塗布して直接形成するようにしても良い。この場合、厚みの薄い第１絶縁層がペーストの塗布等によって比較的簡単に形成されるようになり、厚みの薄い第１絶縁層１ａ〜１ｆをセラミックグリーンシート等で構成する場合に比し第１絶縁層１ｇ〜１ｋを形成する際の作業性が良好となり、多層回路基板の生産性を向上させることができる利点もある。
【００６５】
また、上述の実施形態においては、第１絶縁層１ａ〜１ｆと第２絶縁層１ｇ〜１ｋとを交互に積層して積層体を形成するようにしたが、これに代えて、複数の第１絶縁層や複数の第２絶縁層を厚み方向に連続して積層することにより積層体を形成するようにしても構わない。
【００６６】
更に、本発明における積層体の最上層及び最下層とは、上述の実施形態では示していないが、積層体の主面側に露出する層のことを意味するものであり、例えば、一方主面に形成したキャビティの底面部に露出する層をも含むものである。
【００６７】
そして、上述の実施形態において、導体層の厚みは例えば５〜２５μｍに設定しているが、これよりも薄い設定にしても良く、厚い設定にしてもかまわない。また、導体層の厚みが第１絶縁層の厚みよりも厚い設定においては、第１絶縁層に未形成領域に設定し、この領域に導体層を埋設するようにして形成することにより、導体層の厚みによる段差を緩和するようにしても良い。このとき、導体層の面方向の収縮は、未焼結の第２絶縁層によって抑制されるので、多層回路基板の寸法精度の劣化は少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係る多層回路基板の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多層回路基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】従来の多層回路基板の製造工程を説明するための断面図である。
【図４】従来の多層回路基板の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・多層回路基板
１ａ〜１ｆ・・・第１絶縁層
１ｇ〜１ｋ・・・第２絶縁層
２・・・導体層
３・・・ビアホール導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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