(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体部品との線膨張係数差を効果的に縮小でき、効率の高い冷却機能を安価に実現可能な部品実装済み冷却装置付き配線基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】実装側主表面に実装領域２Ｍを有する配線基板２と、実装領域２Ｍを取り囲むように形成されたリング状の固定部３と、端子パッド１０１を備える端子面ＴＰが実装領域と対向して実装された半導体部品１と、固定部に固着されて半導体部品を封止し、且つ被冷却面ＣＰと対向して配置される冷却部本体４Ｍを備え、配線基板の少なくとも実装側主表面を含む部分、冷却部本体及び固定部がセラミック材料にて構成されており、実装側主表面の実装領域と半導体部品の端子面とが接触してなるとともに、実装領域下に形成されたビア導体３５１が、半導体部品の端子パッドと直接接続されてなる。【選択図】図２
2005243843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装側主表面に実装領域を有する配線基板と、
該実装側主表面において前記実装領域を取り囲むように形成されたリング状の固定部と、
端子パッドを備える主面を端子面、該端子面とは反対側の主面を被冷却面として、該端子面が前記実装領域と対向して実装された半導体部品と、
前記固定部に固着されて前記半導体部品を封止し、且つ前記被冷却面と対向して配置される冷却部本体を有する冷却装置と、
を備え、
前記配線基板の少なくとも前記実装側主表面を含む部分、前記冷却部本体及び前記固定部がセラミック材料にて構成されており、
前記実装側主表面の前記実装領域と前記半導体部品の前記端子面とが接触してなるとともに、
該実装領域下に形成されたビア導体が、該半導体部品の前記端子パッドと直接接続されてなることを特徴とする部品実装済み冷却装置付き配線基板。
【請求項２】
リング状の固定部の下側端面に冷却装置の冷却部本体を固着する冷却部本体固着工程と、
端子パッドを備える主面を端子面、該端子面とは反対側の主面を被冷却面とする半導体部品を、該被冷却面が前記冷却部本体と対向するようにして、前記固定部の内側に収納する半導体部品収納工程と、
前記端子パッドに対応する位置に該端子パッドと直接接続するビア導体を有する実装面構成セラミック層を、前記固定部の上側端面に前記端子面と接触させて形成する実装面構成セラミック層形成工程と、
前記実装面構成セラミック層上に、該実装面構成セラミック層とともに配線基板を構成する配線本体部を形成する配線本体部形成工程と、
をこの順に行うことを特徴とする部品実装済み冷却装置付き配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装済み冷却装置付き配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータに代表される電子機器は、文字、音声、及び画像等のマルチメディア情報を処理するため、大規模集積回路にて構成された半導体部品を装備している。この種の半導体部品は、処理速度の高速化や多機能化に伴って消費電力が増加の一途をたどり、これに比例して発熱量が増大する傾向にある。半導体部品の安定した動作を保証する上では、半導体パッケージの放熱性を高めるための冷却装置が必要不可欠となる。特にＣＰＵなどの場合、クロック周波数の増大に伴い発熱量の増加はますます著しくなり、静的な熱拡散層を介した自然放熱では冷却が追いつかなくなってきている。そこで、特許文献１〜９に開示されているごとく、熱拡散層を水冷式の冷却装置（水冷ジャケット）にて構成し、該装置の流路内に冷却用液体を循環させ、熱放散効率を高めることが行なわれている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３２１７４号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５０９１号公報
【特許文献３】特開２００３−１２４６６５号公報
【特許文献４】特開２００２−２３２１７４号公報
【特許文献５】特開平１１−２３３６９８号公報
【特許文献６】特開２００２−６４１７０号公報
【特許文献７】特開平１０−２２７５８５号公報
【特許文献８】再表００／１６３９７号公報
【特許文献９】特開２００３−２４３５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜８に開示された冷却装置は、半導体部品側からの熱伝達効率を高めるため、装置（ジャケット）本体が銅やアルミニウムなどの金属にて構成されている。しかし、この構成には次のような欠点がある。半導体部品を構成するシリコン等の半導体と比較して、冷却装置本体を構成する金属は線膨張係数が大きく、発熱・冷却を繰り返したときに、半導体部品の被冷却面と装置面との間で熱的な剪断応力が生じやすい。一般に、装置と部品との接触面は高熱伝導性のグリース層などを介して熱接続されているが、上記のような剪断応力が過剰に付加されると、装置と部品とが接触面で滑り変位してグリース層などによる熱接続が剥離により失われ、放熱効果が著しく損なわれる問題を生ずる。
【０００５】
本発明の課題は、半導体部品との線膨張係数差を効果的に縮小でき、効率の高い冷却機能を安価に実現可能な部品実装済み冷却装置付き配線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・発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の部品実装済み冷却装置付き配線基板では、
実装側主表面に実装領域を有する配線基板と、
該実装側主表面において前記実装領域を取り囲むように形成されたリング状の固定部と、
端子パッドを備える主面を端子面、該端子面とは反対側の主面を被冷却面として、該端子面が前記実装領域と対向して実装された半導体部品と、
前記固定部に固着されて前記半導体部品を封止し、且つ前記被冷却面と対向して配置される冷却部本体を有する冷却装置と、
を備え、
前記配線基板の少なくとも前記実装側主表面を含む部分、前記冷却部本体及び前記固定部がセラミック材料にて構成されており、
前記実装側主表面の前記実装領域と前記半導体部品の前記端子面とが接触してなるとともに、
該実装領域下に形成されたビア導体が、該半導体部品の前記端子パッドと直接接続されてなることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の部品実装済み冷却装置付き配線基板によると、冷却装置の冷却部本体をセラミック材料にて構成している。セラミックは金属材料と比較して線膨張係数が小さく、冷却対象物である半導体部品との線膨張係数の差を、特許文献１〜８に開示された従来の冷却装置よりも縮小することができる。その結果、該線膨張係数の差に基づく半導体部品と冷却部本体との間での熱的な剪断応力が生じにくくなり、装置と部品との接触面での密着状態が、該剪断応力による滑り変位によって剥離したりする不具合を効果的に抑制でき、ひいては放熱効果を長期にわたって良好に確保することができる。
【０００８】
また、本発明では、配線基板の少なくとも実装側主表面を含む部分がセラミック材料にて構成されており、さらには、セラミック材料にて構成された固定部を介して冷却部本体と実装側主表面とが連結されている。このように、半導体部品との線膨張係数の差がより小さいセラミック材料を用いることで、上記のような線膨張係数の差による接触面の不具合を生じさせることなく、半導体部品を、固定された実装側主表面と冷却部本体との間に挟持することが可能となり、これによって密着状態がより良好に保たれ、ひいてはより良好な放熱効果が確保されることになる。
【０００９】
また、本発明では、配線基板の実装領域下に形成されたビア導体が、半導体部品の端子パッドと直接接続されている。従来、半導体部品の端子パッドと、配線基板の実装領域下に形成されたビア導体とは、ハンダ等よりなるバンプを介して接続されていたが、本発明では、バンプを介さず直接接続されているため、より良好な接続信頼性を確保することができる。また、バンプを省略するため、装置の低背化を実現することもできる。
【００１０】
本発明の部品実装済み冷却装置付き配線基板は、以下の方法により製造することができる。すなわち、
リング状の固定部の下側端面に冷却装置の冷却部本体を固着する冷却部本体固着工程と、
端子パッドを備える主面を端子面、該端子面とは反対側の主面を被冷却面とする半導体部品を、該被冷却面が前記冷却部本体と対向するようにして、前記固定部の内側に収納する半導体部品収納工程と、
前記端子パッドに対応する位置に該端子パッドと直接接続するビア導体を有する実装面構成セラミック層を、前記固定部の上側端面に前記端子面と接触させて形成する実装面構成セラミック層形成工程と、
前記実装面構成セラミック層上に、該実装面構成セラミック層とともに配線基板を構成する配線本体部を形成する配線本体部形成工程と、
をこの順に行う。
【００１１】
上記本発明では、ビア導体を直接端子パッドに接続するため、ハンダ等よりなるバンプを形成する工程を省略することが可能であり、製造工程の短縮化及びバンプ形成に係る実装コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の部品実装済み冷却装置付き配線基板の一例を示す断面模式図であり、図２はその要部の拡大図である。半導体部品１は、端子面ＴＰに部品側端子パッド１０１を有し、該端子面ＴＰが配線基板２の実装領域２Ｍと対向した状態で実装されている。本実施形態において半導体部品１は、ＣＰＵ等のシリコン集積回路部品である。また、層や基板の主表面は、図１のごとく、半導体部品１の部品側端子パッド１０１を下側にした状態を正置状態として、該正置状態における図面上側に表れる面を第一主表面、下側に表れる面を第二主表面として統一的に記載する。
【００１３】
配線基板２は、セラミック材料よりなる誘電体層と、配線部を有する金属導体層とが交互に積層された構造を有するセラミック配線基板とされている。その積層体の第一主表面（実装側主表面）は実装領域２Ｍを有している。実装領域２Ｍは半導体部品１の端子面ＴＰと接触しており、実装領域２Ｍの直下に形成されたビア導体（接続用ビア導体）３５１は、半導体部品１の端子パッド１０１と直接接続されている。すなわち、半導体部品１の端子パッド１０１と配線基板２の端子（接続用ビア導体３５１）とが、バンプを介さずに接続されている。他方、配線基板２の第二主表面には、該基板２自身をマザーボード等の接続先基板６１に実装するためのパッドアレイ１５６（例えばＢＧＡパッドあるいはＰＧＡパッドからなる）が形成されている。配線基板２についての詳細は後述する。
【００１４】
図２に示すように、半導体部品１は、端子面ＴＰとは反対側の主面（第一主表面）が被冷却面ＣＰとされ、冷却装置４により該被冷却面ＣＰが冷却されるようになっている。冷却装置４は、該被冷却面ＣＰと対向して配置される冷却部本体４Ｍと、該冷却部本体４Ｍの第一主表面に接して配置される放熱部５とを有しており、冷却部本体４Ｍは配線基板２の第一主表面に固定部３を介して連結されている。冷却部本体４Ｍ及び固定部３はセラミック材料製である。また、放熱部５は全体が銅ないしアルミニウムなどの金属にて構成され、第一主表面から突出する形で複数のフィン６が一体化されている。なお、冷却部本体４Ｍは、冷却流体の流路１０を有している。冷却装置４についての詳細は後述する。
【００１５】
固定部３は、実装領域２Ｍを取り囲むリング形状とすることができる。配線基板２側に接着ないしろう付けにより固着される。さらにその上部には、冷却装置４の冷却部本体４Ｍが、第二主表面側を半導体部品１の被冷却面ＣＰに圧接された状態で、接着ないしろう付けにより固定部３に固着されている。なお、固定部３及び冷却部本体４Ｍの固着は、ねじ止め等によっても行うことができる。冷却部本体４Ｍは、固定部３に固着されることにより、半導体部品１を封止する。詳しくは、実装領域２Ｍに実装された半導体部品１を、リング状の固定部３及びそれを覆う冷却部本体４Ｍにより密閉するように構成する。これによって、機械的な衝撃が加わったときでも半導体部品１及びその接続部分を保護することができる。
【００１６】
また、固定部３は、内周面３３が半導体部品１の外縁に当接することにより、半導体部品１を実装領域２Ｍに対し位置決めするように構成することができる。これによって、実装領域２Ｍの直下に形成された接続用ビア導体３５１と半導体部品１の端子パッド１０１との接続信頼性が確保される。
【００１７】
セラミックは金属材料と比較して線膨張係数が小さく、シリコン集積回路からなる半導体部品１との線膨張係数の差を縮小することができる。これにより、半導体部品１が発熱／冷却されたときに、冷却部本体Ｍ４との間で熱的な膨張ないし収縮の相対変位が生じにくくなり、冷却部本体４Ｍと半導体部品１との接触面での密着状態を良好に保つことができ、ひいては放熱効果を長期にわたって良好に確保することができる。また、半導体部品１を、固定部３により固定された配線基板２の第一主表面と冷却部本体４Ｍとの間に挟持しても、線膨張係数の差が小さいために厚さ方向（主表面に対して垂直な方向）の膨張が問題とならず、これによって密着状態がより良好に保たれ、ひいてはより良好な放熱効果が確保されることになる。
【００１８】
半導体部品１の被冷却面ＣＰと、冷却装置４の冷却部本体４Ｍ（の第二主表面）との間には、グリース層（例えば熱伝導性の良好なシリコーングリースを主体とし、熱伝導性を改善するために、必要に応じて適量のセラミックフィラーを配合したもの）を介在させることや、熱硬化性の合成樹脂（シリコン系）接着剤や金属ろう材ないしガラス等の無機接着剤からなる接着層を介在させることができる。また、本発明では、半導体部品１を取り囲む配線基板２、固定部３及び冷却部本体４Ｍが、半導体部品１との線膨張係数の差が小さいセラミックで構成されているため、図２に示すように、被冷却面ＣＰと冷却部本体４Ｍとを、上記のようなグリース層や接着層を介在させずに直接接触させることも可能である。この場合、端子面ＴＰと実装領域２Ｍとがバンプを介さずに直接接触し、また被冷却面ＣＰと冷却部本体４Ｍとがグリース層を介さずに直接接触することから、固定部３の実装側主表面（実装領域２Ｍ）からの形成高さが、半導体部品１の厚さと一致することとなる。これによって、半導体部品１と冷却部本体４Ｍとの接触面での密着状態をより良好に保つことができる。
【００１９】
以上の本発明の部品実装済み冷却装置付き配線基板は、以下のようにして製造することができる。まず、図６の工程１に示すように、リング状の固定部３の下側端面に冷却装置４の冷却部本体４Ｍを固着する冷却部本体固着工程を行う。固着は、接着ないしろう付け等により行うことができる。なお、冷却本体部４Ｍにおいて固定部３が形成される側は、図２の冷却部本体４Ｍの第二主表面側に対応する。次に、工程２に示すように、半導体部品１を、被冷却面ＣＰが冷却部本体４Ｍと対向するようにして、固定部３の内側に収納する半導体部品収納工程を行う。この際、必要に応じて、被冷却面ＣＰと冷却部本体４Ｍとの間にグリース層等を介在させることもできる。
【００２０】
次に、工程３〜５に示す、端子パッド１０１に対応する位置に該端子パッド１０１と直接接続するビア導体３５１を有する実装面構成セラミック層２１０を、固定部３の上側端面に端子面ＴＰと接触させて形成する実装面構成セラミック層形成工程を行う。具体的には、実装面構成セラミック層形成工程は、セラミック層２１０を固定部３の上側端面に端子面ＴＰと接触させて形成した後（工程３）、端子パッド１０１に対応する位置にレーザーＬＢによりビアホール３５１ｈを穿設して（工程４）、該端子パッド１０１に直接接続するビア導体３５１を当該ビアホール３５１ｈ内に充填する（工程５）ことにより行うことができる。
【００２１】
もしくは、実装面構成セラミック層形成工程は、図８の工程３，４，５´に示すように、あらかじめ端子面ＴＰの端子パッド１０１に対応するべき位置に形成されたビアホール３５１ｈを充填するビア導体３５１を有する金属充填済みセラミック板材２１０´を、固定部３の上側端面に端子面ＴＰと接触させて貼り合わせるとともに、ビア導体３５１ｈと端子パッド１０１とを直接接続することにより行うことができる。セラミック板材に金属をあらかじめ充填する方法については後述する。
【００２２】
図７に戻り、実装面構成セラミック層形成工程の後に工程６示すように、実装面構成セラミック層２１０上に、該実装面構成セラミック層２１０とともに配線基板２を構成する配線本体部２００を形成する配線本体部形成工程を行う。以上によって、本発明の部品実装済み冷却装置付き配線基板が完成する。なお、配線本体部２００は後述するとおり、金属充填済み単位板材５５（図２９〜図３２参照）を熱圧着若しくは接着により貼り合わせることで得られるが、工程６の配線本体部形成工程では、実装面構成セラミック層２１０上に金属充填済み単位板材５５を順次貼り合わせて積層してもよいし、若しくは金属充填済み単位板材５５を貼り合わせることによりあらかじめ製造された配線積層部２００を実装面構成セラミック層２１０上に貼り合わせてもよい。なお、このような熱圧着若しくは接着による貼り合わせ（詳細は後述）は、冷却部本体４Ｍと固定部３、固定部３と実装面構成セラミック層２１０、実装面構成セラミック層２１０と配線本体部２００を貼り合わせる際にも適用することができる。
【００２３】
半導体部品１がシリコン部品ないしＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体である場合、室温（２０℃）から２００℃までの平均値にて、Ｓｉの線膨張係数が３ｐｐｍ／℃前後、ＧａＡｓと格子整合するＩＩＩ−Ｖ族化合物の線膨張係数が５〜６ｐｐｍ／℃程度であることを考慮すれば、上記セラミック材料としては、室温から２００℃までの平均の線膨張係数（以下、特に断らない限り、「線膨張係数」と称する場合は該平均値のことをいう）が１０ｐｐｍ／℃以下であることが、半導体部品１と冷却部本体Ｍ４との間の線膨張係数差を十分に縮小する観点において望ましい。上記線膨張係数が１０ｐｐｍ／℃を超える材料を用いると、熱的な収縮・膨張による相対変位のため、半導体部品１と冷却部本体Ｍ４との密着に剥がれ等の不具合を生じやすくなる。
【００２４】
該条件を満たすセラミック材料としてはアルミナ系セラミックを例示できる。アルミナの線膨張係数は約８ｐｐｍ／℃であり、シリコン（室温から２００℃までの平均の線膨張係数：３ｐｐｍ／℃）等と比較するとやや大きいが、熱伝導率が良好でありしかも安価であるため、本発明に好適に採用できる。この場合、アルミナからなる主相の含有比率が７０質量％以上９９質量％以下であり、残部が焼結助剤成分に由来したガラス相となっている組成のものを使用することが望ましい。主相の含有比率が９９質量％を超えるとセラミックの緻密化が困難となり、７０質量％未満になると、ガラス相比率の増大により熱伝導率が低下し、アルミナ特有の高熱伝導率の利益が得られなくなる。
【００２５】
一方、半導体部品１との線膨張係数差をより縮小する観点においては、上記セラミック材料として、室温から２００℃までの平均の線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下のものを選定することがより望ましい。具体的には、窒化珪素系焼成セラミック（約３ｐｐｍ／℃）又は窒化アルミニウム系焼成セラミック（約４ｐｐｍ／℃）を、本発明に好適に採用することができる。この場合、窒化珪素ないし窒化アルミニウムからなる主相の含有比率が８０質量％以上９９質量％以下であり、残部が焼結助剤成分に由来したガラス相となっている組成のものを使用することが望ましい。主相の含有比率が９９質量％を超えるとセラミックの緻密化が困難となり、８０質量％未満になると、焼結助剤に由来した粒界相（ガラス相）比率が増加し、所期の線膨張係数が得られなくなる場合がある。窒化珪素ないし窒化アルミニウムは、いずれも線膨張係数がシリコンに近く、シリコン系の半導体部品１との線膨張係数差の縮小に有効である。
【００２６】
一方、セラミック材料としてガラス材料、具体的には、骨格成分が二酸化珪素（シリカ）であるシリカ系ガラスを使用することもできる。この場合、線膨張係数などの物性調整を行うため、ＳｉＯ２以外の種々のガラス添加成分を配合することができる。ガラス融点の低下には、煤溶材成分として、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯあるいはＬｉ２Ｏなどのアルカリ金属酸化物や、Ｂ２Ｏ３（硼酸）を配合することが有効である。また、ＢａＯやＳｒＯなどのアルカリ土類金属酸化物を添加すると、ガラス材料の強度向上に有効である。そして、ガラスの線膨張係数の増大抑制には、ＳｉＯ２成分の含有率を高めること（例えば７０質量％以上（１００質量％含む）、あるいはＺｎＯをガラス添加成分として配合することがそれぞれ有効である。一方、Ｔｉ、ＺｒないしＨｆの酸化物は、ガラスの強度や耐水性改善に効果がある。
【００２７】
シリカ系ガラス材料（酸化物系ガラス材料）は、Ｓｉ成分の含有率がＳｉＯ２換算にて６８質量％以上９９質量％以下であり、Ｓｉ以外のカチオン成分が、室温から２００℃までの温度範囲においてＳｉＯ２よりも線膨張係数の大きい酸化物（以下、線膨張係数調整用酸化物という）を形成する酸化物形成カチオンにて構成されることにより、室温から２００℃までの平均の線膨張係数が１０ｐｐｍ以下（望ましくは、１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下）に調整されたものを採用することにより、（線膨張係数がＳｉＯ２より大きい）酸化物成分の種類と含有量とに応じて、ガラス材料の線膨張係数を１ｐｐｍ／℃以上の任意の値に自由に調整できる。その結果、該ガラス材料にて構成される冷却部本体４Ｍと半導体部品１との線膨張係数の差を可及的に縮小することができ、両者の線膨張係数差に基づく熱的な剪断応力により両者の密着状態が悪化すること、ひいては熱抵抗の増大といった不具合を大幅に軽減することができ、冷却の信頼性を高めることができる。半導体部品１がシリコン半導体部品の場合、シリカ系ガラス材料の線膨張係数は１ｐｐｍ以上６ｐｐｍ以下、特に、２ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下に調整することが望ましい。他方、半導体部品１がＧａＡｓと格子整合するＩＩＩ−Ｖ族化合物からなる化合物半導体部品（例えばＧａＡｓ系の次世代型高速ＣＰＵやＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit））である場合、該半導体の線膨張係数が５〜６ｐｐｍ／℃程度なので、シリカ系ガラス材料の線膨張係数が４ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下に調整されていることが望ましい。
【００２８】
ＳｉＯ２よりも線膨張係数の大きい酸化物は、アルカリ金属酸化物（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ：２０〜５０ｐｐｍ／℃）、アルカリ土類金属酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ：８〜１５ｐｐｍ／℃）、ＺｎＯ（６ｐｐｍ／℃）、Ａｌ２Ｏ３（７ｐｐｍ／℃）など、種々例示でき、誘電特性や融点、さらにはガラス流動性などを考慮して適宜選定すればよい。なお、ＳｉＯ２の含有率は、線膨張係数を上記範囲内のものとするために、６８質量％以上９９質量％以下（好ましくは８０質量％以上８５質量％以下）に調整し、残部を上記の線膨張係数調整用酸化物にて構成することができる。以下は、本発明に採用可能なガラス組成の具体例である：
ＳｉＯ２：８０．９質量％、Ｂ２Ｏ３：１２．７質量％、Ａｌ２Ｏ３：２．３質量％、Ｎａ２Ｏ：４．０質量％、Ｋ２Ｏ：０．０４質量％、Ｆｅ２Ｏ３：０．０３質量％
軟化点：８２１℃、線膨張係数（２０℃から２００℃までの平均値）：３．２５ｐｐｍ／℃。
【００２９】
冷却装置４について、図２に示すように、冷却部本体４Ｍには、網目形態の流路１０への冷却流体の入口２２と出口２３とを設けることができる。この場合、図３に示すように、冷却部本体４と、その外部に設けられた凝縮器５２と循環管路５３でつなぎ、該管路５３上に設けられたポンプ５１により冷却流体を両者の間で循環させるようにする。冷却流体としては、常温常圧で液体となる流体、例えば水やアルコールが用いられ、冷却部本体４Ｍ内の流路内で半導体部品１からの発熱を吸収して気化し、管路５３を経て凝縮器５２に戻される。凝縮器５２の表面には多数のフィン５２ｆが形成され、必要に応じて図示しないファンにより強制冷却され、ここに導かれた冷却流体を冷却して再び液体に戻す。該液体はポンプ５１により再び冷却部本体４に送られ、循環する。図２の実施形態では、入口２２と出口２３とは上面側の遮蔽層１４に形成されているが、形成位置はこれに限らず、該壁部１１や底面側の遮蔽層１３に形成してもよい。この場合、入口２２と出口２３とは、入口２２から出口に至る冷却流体の経路が複数パターン生ずるように開口形成され、異物などによる詰まりを生じたときの迂回流路形成効果が高められている。また、実施形態では冷却流体の気化による吸熱効果を利用してより大きな放熱効果を得ているが、冷却流体が気化しない状態で冷却流体を循環させて使用させても構わない。
【００３０】
なお、図４に示すように、冷却部本体４Ｍに網目形態の流路１０を密閉空間として形成し、常温常圧にて液体となる冷却流体を該流路１０内に減圧封入することもできる。この場合、常温において流路１０内の空間の一部のみが液体状態の冷却流体１５１により満たされるようにしておく。半導体部品１の一部で発熱が生ずると、その発熱領域で液体状態の冷却流体１５１が蒸発し、冷却部本体４Ｍ内にてそれよりも低温領域（冷却領域）との間で蒸気圧差を生ずる。この蒸気圧差が駆動力となって上記低温の流路空間に該蒸気が移動し、そこで凝結して液体に戻る。このように、冷却流体１５１は、冷却部本体４Ｍ内で自己循環しながら半導体部品の冷却を行うので、図３のように外部に凝結器５２を設ける場合と比較して、流体の冷却効率の点では一歩譲るが、ポンプ５１、凝結器５２及び循環管路５３を省略できるので、装置全体の小型化に大きく寄与する。この場合、図２のごとき入口２２及び出口２３は形成されない。
【００３１】
図２においては、冷却部本体４Ｍの外周縁に沿って配置される外壁部１１と、該外壁部１１の内側空間を二次元網目流路１０Ｎに仕切る仕切り壁部１２とを有する流路形成層１５が形成され、その流路形成層１５がの第一主表面側と第二主表面側とに、流路１０を該第一主表面側及び第二主表面側にてそれぞれ塞ぐ遮蔽層１３，１４が積層されている。この構造の具体的な製法について、以下に説明する。工程の概略は、図５に示すごとく、外壁部１１と仕切り壁部１２とに対応する形状にパターニングされた流路形成層１５用のセラミック粉末層１１５と、遮蔽層１３，１４用のセラミック粉末層１１３，１１４とを積層して積層体１０４を作り、該積層体１０４を焼成することにより冷却部本体４Ｍを得る、というものである。
【００３２】
セラミックグリーンシートは、冷却部本体４Ｍを構成するセラミック材料の原料セラミック粉末に、溶剤（アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、ブロムクロロメタン、エタノール、ブタノール、プロパノール、トルエン、キシレンなど）、結合剤（アクリル系樹脂（例えば、ポリアクリル酸エステル、ポリメチルメタクリレート）、セルロースアセテートブチレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなど）、可塑剤（ブチルベンジルフタレート、ジブチルフタレート、ジメチルフタレート、フタル酸エステル、ポリエチレングリコール誘導体、トリクレゾールホスフェートなど）、解膠剤（脂肪酸（グリセリントリオレートなど）、界面活性剤（ベンゼンスルホン酸など）、湿潤剤（アルキルアリルポリエーテルアルコール、ポチエチレングリコールエチルエーテル、ニチルフェニルグリコール、ポリオキシエチレンエステルなど）などの添加剤を配合して混練し、周知のドクターブレード法等によりシート状に成形したものである。
【００３３】
特に、遮蔽層１３，１４用のセラミック粉末層を該セラミックグリーンシートにて構成すると、該層は流路等のパターニングが不要であることから、可撓性が大きい未焼成の積層体において、強度の要部を担ういわば基材としてこれを有効に活用することができる。一方、図５では、流路形成層１５用のセラミック粉末層もセラミックグリーンシート１１５にて構成している。外壁部１１と仕切り壁部１２とのパターニングは、該セラミックグリーンシート１１５への金型打抜加工等により行うことができる。
【００３４】
配線基板２について、図９は、断面構造を模式的に示すものである。配線基板２は、上記のごとく、実装面構成セラミック層２１０及び配線積層部２００よりなる。実装面構成セラミック層２１０は、半導体部品１の端子パッド１０１に直接接続される接続用ビア導体３５１を有し、半導体部品１が接続される側とは反対側の主表面に配線本体部２００が貼り合わされるとともに、接続用ビア導体３５１がパッド１５４等の層状導体要素に接続されている。配線本体部２００は、緻密化したセラミック材料からなる複数のセラミック誘電体層５０と、配線部３０、面導体５６又はパッド１５４からなる層状導体要素（以下、配線部の符号で代表させて層状導体要素３０と記載することがある）をそれぞれ有する複数の金属導体層５１とが交互に積層された積層体を有する。
【００３５】
配線本体部２００は、セラミック誘電体層５０にて隔てられた２つの金属導体層５１にそれぞれ含まれる層状導体要素３０同士が、セラミック誘電体層５０を厚さ方向に貫通して形成されたビアホール３５ｈ内部を充填するビア導体３５により互いに導通接続された構造を有する。ビア導体３５は、金属導体層５１に形成されたビア受け用のパッド１５４、ないしグランド層ないし電源層として機能する面導体５６に結合される。また、配線本体部２００の第二主表面には、該配線本体部２００自身をマザーボード等の接続先基板に実装するためのパッドアレイ１５６（例えばＢＧＡパッドあるいはＰＧＡパッドからなる）が形成されている。
【００３６】
図１０に示すように、金属導体層５１を介して互いに隣接する２つのセラミック誘電体層５０は、該金属導体層の層状導体要素３０が非形成となる領域にて、平坦な貼り合わせ面１０にて結合されている。そして、それらセラミック誘電体層５０の貼り合わせ位置において層状導体要素３０が、該層状導体要素３０の一方の主表面ＭＰＬが貼り合わせ面１０と層厚方向に一致した位置関係にて形成されてなる。この構造により、基板主表面の平坦性が大幅に向上し、半導体部品１との間で接続不良等の不具合発生を低減することができる。
【００３７】
図１０に戻り、層状導体要素３０の一方の主表面ＭＰＬを、セラミック誘電体層５０の貼り合わせ面１０と層厚方向に一致させる構造を得るには、図１４に示すごとく、セラミック誘電体層５０となる要素板材５０’を用意し、その要素板材５０’の一方の主表面側に、導体要素３０を収容する導体収容凹部３０ｈを予め確保しておく必要がある。導体収容凹部は、図１５に示すように、配線部を収容するための配線収容溝３０ｈ以外に、パッドを収容するためのパッド収容凹部１５４ｈ、さらには、図示はしていないが、面導体を収容するための面導体収容凹部として形成される。以下の説明では、配線収容溝３０ｈの符号にて代表させ、導体収容凹部３０ｈと記載することもある。また、要素板材５０’には、ビア導体を収容するためのビアホール３５ｈが、導体収容凹部３０ｈ（１５４ｈ）に連通するように、板材厚さ方向に貫通形成される。
【００３８】
上記配線本体部２００の製造工程の概略は、下記の通りである。
まず、図２４に示すように、緻密化したセラミック材料からなる単位板材５０’の板厚方向にビアホール３５ｈを形成し、また、該単位板材５０’の少なくとも一方の主表面側に、配線部３０、面導体５６又はパッド１５４からなる層状導体要素３０を収容する導体収容凹部３０ｈを形成する。さらに、ビアホール３５ｈにビア導体３５となる金属材料を充填し、導体収容凹部３０ｈに層状導体要素３０をなす金属材料を充填することにより金属充填済み単位板材５５を作製する（後述の通り、導体収容凹部３０ｈと、この内側に充填される金属材料部分との形成順序は逆転することもある）。そして、図２９又は図３２に示すように、該金属充填済み単位板材５５を板厚方向に積層して貼り合わせることにより、単位板材５０’によりセラミック誘電体層５０が形成され、層状導体要素３０により金属導体層が形成された配線本体部２００を得る。図２９と図３２の工程の違いは、金属充填済み単位板材５５を熱圧着により直接貼り合わせるか、接着層５１を介して貼りあわせるか、という点にあるが、詳細は後述する。
【００３９】
上記の方法の採用により、図１０に示すごとく、層状導体要素３０の一方の主表面を、セラミック誘電体層５０の貼り合わせ面と層厚方向に一致させた構造が得られることは容易に理解できる。また、既に緻密化したセラミック材料の状態で、ビア導体３５を配置するためのビアホール３５ｈと、層状導体要素３０を充填するための凹部３０ｈとを形成し、そこに金属材料を充填する工程が採用されるため、従来のようにグリーンシート積層後における緻密化のための焼成が実施されない。つまり、積層の対象となる金属充填済み単位板材５５は、積層段階では既に収縮が終わっており、以降の工程（例えば充填した金属材料の緻密化や、単位板材の貼り合わせのための熱処理など）での大幅な寸法縮小が生じない。従って、後述の種々の方法により、単位板材５０’に導体収容凹部３０ｈやビアホール３５ｈを一旦高精度に形成してしまいさえすれば、焼成収縮の影響を受けることなく、その精度を最終的な配線本体部２００に引き継ぐことができる。
【００４０】
例えば、上記の単位板材５０’に形成された配線収容溝３０ｈに配線部３０が配置されるが、剛性の高い緻密化したセラミック板（単位板材）５０’の状態で凹部３０ｈ内に配線部３０が収容され、これを積層して貼り合わせるので、ペースト印刷パターンのように、積層時につぶれが生ずる心配はほとんどない。その結果、図１１に示すように、配線幅Ｌと配線間隔Ｓ（複数平行に隣接する配線収容溝３９ｈ間に位置する線間領域３２の幅）とは、配線収容溝３０の加工精度が許す範囲内でいくらでも縮小することができる。その結果、上記配線幅Ｌ及び配線間領域の幅Ｓはいずれも、０．１μｍ以上７０μｍ以下を実現することができる。この数値は、グリーンシート上へのパターン印刷・焼成による従来の製法では到底実現不可能であり、配線本体部２００のさらなる小型化あるいは高集積化に大きく貢献する。
【００４１】
以下、さらに詳細に説明する。部品実装済み冷却装置付き配線基板は近年低背化が求められる傾向にあり、セラミック誘電体層５０（単位板材５０’）も５μｍ以上２００μｍ以下（好ましくは５０μｍ以上１００μｍ以下）程度の薄いものが必要となる。本発明では、基板製造に際して単位板材５０’は、上記厚さのものを単独でハンドリングする必要があり、しかも、製造時には、１０〜２０もの配線基板を一括製造するために、縦横に複数個の基板が格子状に配列・一体化された大判状態でのハンドリングが求められる。従って、大判の大面積状態でもたわみ変位に十分耐えることができるように、なるべく剛性の高い材質、すなわちヤング率のなるべく高い材質（具体的には１０ＧＰａ以上）を選定することが望ましい。
【００４２】
セラミック誘電体層５０（単位板材５０’）は、具体的には上述したガラス材料よりなるガラス材料板にて構成できる。ガラス材料は、組成による融点（あるいは軟化点）調整が容易で、緻密で気泡の少ない薄板を効率よく製造できる利点を生ずる。具体的には、図１２に示すように、溶融ガラス６０を板状に成形したガラス材料板６２は、例えばロール６１を用いたロール成形法を採用することにより、厚さの調整を高精度に行うことができ、製造能率も高く安価である。
【００４３】
他方、セラミック誘電体層５０（単位板材５０’）は、上述したセラミックよりなる粉末セラミック原料を焼成して得られる焼成セラミック板にて構成することもできる。図１３に示すように、周知のセラミックグリーンシート１３０（セラミック原料粉末を、高分子材料からなる結合材、さらには分散剤、解膠剤及び溶媒などとともに混練し、シート状に成形したものである）を焼成することにより、焼成セラミック板６４を簡単に得ることができる。
【００４４】
この場合、従来の工程との違いは、セラミックグリーンシート１３０を、配線パターン非形成の状態で積層せずに単体で焼成する点にある。なお、ビアホールに関しては、焼成後の板材に穿設することが、寸法や形成位置の精度を向上させる観点でより望ましいが、セラミックグリーンシート１３０の状態でビアホールを形成することも可能である。従来工程のごとく、配線部、面導体、パッドあるいはビアなど、金属粉末（ペースト）からなる導体パターンと何層も重ね合わせた状態で同時焼成を行うと、セラミックと金属粉末との焼成収縮率の大幅に異なるために、その収縮率差に伴う不均一応力の影響を受けて、パターンの変形や位置ずれが著しくなる。しかし、あくまでセラミックグリーンシート１３０を単独で焼成するのであれば、金属粉末との焼成収縮率差による影響はなくなり、ビアホールを形成して焼成を行っても、寸法ないし形成位置の精度は比較にならないほど改善される（セラミックグリーンシート１３０にビアホールを形成する方法としては、打抜加工やレーザー加工を採用できる）。
【００４５】
緻密化したセラミックからなる単位板材には、ビアホール及び導体収容凹部を種々の方法により個別形成できる。最初に、ビアホールの形成方法から説明する。図１６はショットブラスト処理を用いる方法を示している。すなわち、工程１のごとく、ビアホールウィンドウ２０２を有したマスク材２０１で単位板材５０’の主表面をまず覆う。次いで、工程２のように、その覆われた主表面に研削砥粒１６２を投射するショットブラスト処理を行って、ビアホールウィンドウ２０２に対応したパターンにてビアホール３５ｈを穿設する。ショットブラストによるセラミックの研削速度は、後述の化学的なエッチングの速度よりも相当大きく、ビアホールの加工を迅速に行うことができる利点がある。マスク材２０１は高分子材料にて構成でき、感光性高分子材料ないしフォトレジストを使用することにより、微細なビアホールパターンを周知のフォトリソグラフィー技術により簡便に形成できる。
【００４６】
ショットブラストノズル１６０は、複数個のビアホールウィンドウ２０２を包含できる投射面積を有したものを使用することにより、多数のビアホール３５ｈを効率的に形成することが可能となる。また、マスク材２０１は、ショットブラスト処理時において極端に早く摩耗が進行すると、十分な深さのビアホール３５ｈが形成される前にマスクの消耗が著しくなり、ビアホールウィンドウ２０２が拡大して所期の開口寸法のビアホール３５ｈが得られなくなる。従って、マスク材２０１は、セラミック材料よりも摩耗しにくい高分子弾性材料（つまり、自身の弾性変形により、研削砥粒の衝突を吸収しやすい材料）にて構成しておくのがよい。このようなマスク材用の高分子材料の市販品としては、ＡＬＰＨＯ２０２Ｊ４０（ニチゴーモートン（株）：アルカリ現像型ドライフィルム（アクリル系）：層厚約４０μｍ）を例示できる。
【００４７】
一方、図１７は、ビアホールをエッチングにより形成する例を示すものである。すなわち、ビアホールウィンドウ２０４を有したマスク材２０３で単位板材５０’の主表面を覆い、その覆われた主表面にエッチング処理を行って、ビアホールウィンドウ２０２に対応したパターンにてビアホール３５ｈを穿設する。エッチングは化学エッチングにより行うことができ、そのエッチャントは単位板材５０’の材質に応じて選定する。例えば、シリカ系ガラス材料の場合は、フッ酸系のエッチャントを使用できる。マスク材２０３は周知のフォトレジストにて構成でき、通常のフォトリソグラフィー技術を用いてアホールウィンドウ２０２をパターニングできる。ビアホールの穿孔速度はショットブラスト処理よりも小さいが、エッチャント浴中に単位板材５０’を浸漬しておくだけでビアホール形成できる簡便性があり、また、大面積の単位板材５０’を一括処理できる利点もある。
【００４８】
単位板材５０’には、図１８に示すように、ビアホール３５ｈをレーザーＬＢにより穿設することも可能である。この場合、使用可能なレーザーＬＢとしては、例えば炭酸ガスレーザーが、設備が比較的簡略で加工能率も高いことから、本発明に好適に採用できる。他方、より微細な加工を行いたい場合は、レーザービーム径をより小さく絞ることができるよう、発振波長のより短いレーザー（例えばＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、あるいは半導体レーザー）を用いることが有効である。なお、レーザー光からの熱吸収を促進して加工効率を高めるために、単位板材５０’を構成するセラミックにＣｒ２Ｏ３等の着色用の顔料を配合しておくと好ましい場合がある（特に、透光性の高いガラス材料を使用する場合）。
【００４９】
次に、導体収容凹部の形成方法について述べる。基本的にはビアホールの形成と類似の方法を採用できる。図１９は、ショットブラスト処理を用いる方法を示しており、凹部パターンウィンドウ２０２’を有したマスク材２０１’で単位板材５０’の主表面を覆い、その覆われた主表面に研削砥粒１６２を投射するショットブラスト処理を行って、パターンウィンドウ２０２’に対応した導体収容凹部３０ｈを形成する。これにより、導体収容凹部３０ｈの加工を迅速に行うことができる。ここでも、マスク材２０１’を、ショットブラスト処理時においてセラミック材料よりも摩耗しにくい高分子弾性材料にて構成することが望ましい。
【００５０】
また、図２０は、導体収容凹部３０ｈをエッチングにより形成する例を示すものである。すなわち、凹部パターンウィンドウ２０４’を有したマスク材２０３’で単位板材５０’の主表面を覆い、その覆われた主表面にエッチング処理を行って、凹部パターンウィンドウ２０４’に対応したパターンにて導体収容凹部３０ｈを形成する。エッチャント浴中に単位板材５０’を浸漬しておくだけで、複雑な配線パターンを含む導体収容凹部３０ｈを形成できる簡便性がある。また、導体収容凹部３０ｈはビアホール３５ｈよりは浅いためエッチング代が小さく、大面積の単位板材５０’を一括処理できることとも合わせて、ビアホールをエッチング形成する場合よりは効率的に処理が行える利点がある。
【００５１】
なお、同じ単位板材５０’にビアホールと、これに連通する導体収容凹部とを形成する場合、それらの形成順序は、図１４に示すように、ビアホールの形成を先に行うほうが好ましい。すなわち、形成後の単位板材に、凹部パターンウィンドウを有したマスク材を形成し、該マスク材を用いて導体収容凹部を形成するのがよい。図１５に示すように、ビアホール３５ｈの開口面積は導体収容凹部（ここではパッド収容凹部１５４ｈ）の開口面積よりも小さく、導体収容凹部を先に形成してしまうと、その底に開口するビアホール３５ｈを形成する場合、マスク材が導体収容凹部の位置で凹み、フォトリソグラフィーによりビアホールウィンドウを形成する際の焦点合わせが行いにくくなる。また、マスク材を除去した際に、導体収容凹部の底内縁近傍にマスク材の一部が残留しやすく、コンタミの原因になる場合がある。
【００５２】
図２１は、単位板材５０’に導体収容凹部３０ｈをレーザーＬＢにより形成する例を示している。レーザーＬＢの走査により配線パターンをマスクなしで刻設できる利点があるが、複雑な配線パターンの場合に加工に時間を要するため、基板サンプル等を一品的に製作する場合等に向いている。
【００５３】
また、図２３は、刻印部材を用いた導体収容凹部の形成方法を示すものである。この場合、単位板材５０’はガラス材料にて構成する必要がある。具体的には、該単位板材５０’をガラス材料の軟化点以上に加熱し、その状態で導体収容凹部３０ｈに対応した凸部パターン２０６を有する刻印部材２０５を、当該軟化した単位板材５０’の主表面に押し付けることにより、凸部パターン２０６を刻印転写して導体収容凹部３０ｈを形成する。刻印部材２０５は金属にて構成でき、フォトリソグラフィー技術とエッチングとを組み合わせることにより、微細な配線に対応した凸部パターン２０６であっても容易に形成できる。
【００５４】
以上説明した方法は、いずれも用意されたセラミック板の一部を除去ないし変形させて導体収容凹部を形成するものであったが、セラミック板の主表面上に新たなセラミック層を付加する形で導体収容凹部を形成することも可能である。図２２は、その一例を示すものである。セラミック板５０ａの主表面上に一定厚さの凹部形成用誘電体層５０ｂを、導体収容凹部３０ｈをパターニングした状態で付加することにより、導体収容凹部３０ｈを有した単位板材５０’を得ることができる。この方法によると、上記のようなショットブラストやエッチングなどの後工程による導体収容凹部形成が不要となる利点がある。具体的には、凹部形成用誘電体層５０ｂは、セラミック板５０ａ上にセラミック粉末ペーストの塗付層５０ｂ’を、導体収容凹部３０ｈをパターニングした形で印刷形成し、さらに塗付層５０ｂ’を二次焼成することにより形成できる。この場合、凹部形成用誘電体層５０ｂ（セラミック粉末ペースト）は、セラミック板５０ａよりも低温で焼成可能な材質を使用することが、セラミック板５０ａの変形等を防止する観点において望ましい。例えば、セラミック板５０ａをガラス材料板とする場合、凹部形成用誘電体層５０ｂはこれよりも軟化点の低いガラス材料にて形成することができる。また、セラミック板５０ａを前述の窒化珪素系セラミックあるいは窒化アルミニウム系セラミックなどの焼成セラミックとする場合、凹部形成用誘電体層５０ｂは、該焼成セラミックの融点よりも低温で軟化するガラス材料で構成するとよい。なお、この凹部形成用誘電体層５０ｂを上記のようなガラス材料層として構成する場合は、該ガラス材料層を、単位板材５０同士を貼り合わせるための接着層に流用することができる。
【００５５】
一方、凹部形成用誘電体層は、図３６の工程１に示すように、導体収容凹部となるべき貫通部３０ｈをパターニング形成した、緻密化したセラミック板５０ｂにて形成することもできる。該セラミック板５０ｂは、誘電体層５０の本体となるべきセラミック板５０ａ（ビアホール３５ｈが形成されている）に、工程２ａに示すように熱圧着により貼り合わせるか、又は工程２Ｂに示すように接着相１を介して貼り合わせることにより、単位板材５０’とする。この方法によると、緻密化したセラミック板５０ｂに導体収容凹部を貫通部３０ｈとして形成するので、導体収容凹部の形成精度をさらに向上することができる。
【００５６】
次に、層状導体要素およびビア導体の形成態様について説明する。
まず、図２５に示すように、層状導体要素３０は、その構成材料となる金属粉末１３０を、セラミック誘電体層５０（単位板材５０’）に形成された導体収容凹部３０ｈ内に充填した後、セラミック誘電体層５０を構成するセラミックの融点よりも低温で二次焼成して形成されたものとすることができる。また、ビア導体３５は、その構成材料となる金属粉末１３０をビアホール３５ｈ内に充填した後、セラミック誘電体層５０（単位板材５０’）を構成するセラミックの融点よりも低温で二次焼成して形成されたものとして形成することができる。図２５において、二次焼成は焼成炉Ｆを用いて行っている。
【００５７】
層状導体要素３０やビア導体３５の形成に際して、金属ペースト（金属粉末）１３０でそれらのパターンを形成後、焼成する工程は、グリーンシートに金属ペーストを用いてパターン形成し、焼成する従来の工程と一見類似しているようにも見える。しかし、従来の工程ではセラミックと金属ペーストとの同時焼成が前提であったから、アルミナや窒化珪素、あるいは窒化アルミニウムといった焼成温度の高いセラミックの場合、その焼成温度でも溶融・流出しない高融点金属（例えば、ＭｏやＷなど）を導体材料として用いなければならなかったり、逆に、導電性の高い金属（例えばＣｕ等）を採用したい場合は、これと同時焼成が可能なように焼成温度が調整されたセラミックを誘電体層の材質として用いる必要が生ずるなど、材質選定に非常に大きな制約があった。前者の場合は導体の電気伝導率に難を生じやすく、後者の場合は、金属との同時焼成性と線膨張係数調整（具体的には、半導体部品との線膨張係数差をできるだけ縮小すること）とを両立させることが一般には相当困難となる問題がある。しかし、すでに緻密化したセラミック板を単位板材として使用することで、金属粉末１３０の二次焼成の温度は、セラミックの融点以下の範囲で自由に設定することができる。その結果、セラミックないし金属の材料選定の幅が大幅に拡大できるようになり、上記のようなセラミックの線膨張係数の適正化と、導体の電気伝導率改善とを容易に両立することができるようになる。
【００５８】
また、金属メッキを採用することにより、次のような効果も達成することができる：
（１）形成する導体が始めから緻密であり、金属ペーストの二次焼成を用いる場合のように導体収縮が問題とならないので、導体収容凹部やビアホールの内面に対する導体の結合力を高めることができる。
（２）メッキ工程は、有機結合材のような炭素汚染源となる物質の介在が少ないため、炭素含有量の低い導体をより得やすい利点がある。
【００５９】
従来のグリーンシートは、単体では剛性が低すぎ、また、焼成による収縮を考慮すれば、メッキにより配線パターン等をグリーンシート上に直接形成するようなことは到底不可能であった。つまり、セラミック配線基板であるにもかかわらず、オーガニック配線基板と同様に金属メッキにより層状導体要素３０（ビア導体３５についても同様））の形成が可能となることは、緻密化した単位板材５０’を積層単位として使用する本発明の大きな特徴の一つである。
【００６０】
他方、図２６に示すように、層状導体要素３０は、セラミック誘電体層５０（単位板材５０’）に形成された導体収容凹部３０ｈ内に充填形成された金属メッキ層３０（Ｐ）にて構成することもできる。また、ビア導体３５を、ビアホール内に充填形成された金属メッキ層３５（Ｐ）とすることもできる。この場合、導体は、メッキ可能な金属には限定されるものの、セラミックの焼成温度や融点による制約を受けないことには変わりがない。この場合、このメッキは無電解メッキにて行うことが、単位板材５０’へのメッキ導通路形成が不要になるので好ましい。無電解メッキの容易性を考慮すれば、無電解Ｃｕメッキ又は無電解Ｎｉメッキを採用するのがよく、導体の導電性向上も考慮すれば無電解Ｃｕメッキを採用することが最も望ましい。
【００６１】
具体的には、工程１のように、導体収容凹部３０ｈあるいはビアホール３５ｈを形成した単位板材５０’を用意し、その表面に前処理としての活性化処理を行う。次に、工程２に示すように、その単位板材５０’の、導体収容凹部３０ｈあるいはビアホール３５ｈなどの被メッキ部分を除く表面に、フォトレジストからなるメッキレジスト層２０７を形成する。そして、工程３に示すように、導体収容凹部３０ｈあるいはビアホール３５ｈに無電解メッキ層３０（Ｐ）あるいは３５（Ｐ）を充填形成し、工程４に示すようにメッキレジスト層２０７を除去すれば、金属メッキ層からなる層状導体要素３０ないしビア導体３５を得ることができる。なお、メッキレジスト層２０７を形成せず、単位板材５０’の全面に金属メッキ層を形成し、その後、被メッキ部分以外の領域に形成されたメッキ層を、エッチングにより除去するようにしてもよい。
【００６２】
なお、図２５では、層状導体要素３０及びビア導体３５の双方を、金属ペースト充填及び二次焼成により形成している。この方法は、導体収容凹部３０ｈに金属ペースト１３０を充填する際にビアホール３５ｈにもペーストを同時充填し、さらに二次焼成することで、層状導体要素３０とビア導体３５とを一括して得ることができる利点がある。また、図２６では、層状導体要素３０及びビア導体３５の双方を金属メッキ（具体的には無電解メッキ）にて形成しており、メッキにより層状導体要素３０とビア導体３５とを一括して得ることができる利点がある。しかし、両方法を組み合わせること、すなわち、層状導体要素３０及びビア導体３５との一方を金属ペースト充填及び二次焼成により形成し、他方を金属メッキにより形成することも可能である。例えば、ビアホールのアスペクト比（孔径に対する孔深さ比）が大きく、メッキによる充填が困難な場合は、ビアホールを先にビア導体で埋め（例えば、金属ペーストで充填して二次焼成する）、その後、導体収容凹部を金属メッキ層で充填する方法を採用するとよい。
【００６３】
一方、図２７に示すような工程を採用することも可能である。すなわち、工程１に示すように、緻密化したセラミック板材５０ａを、導体収容凹部３０ｈが形成前であってビアホール３５ｈを形成済みの状態にて用意する。次に、工程２及び工程３に示すように、該セラミック板材５０ａのビアホール３５ｈにビア導体３５を充填し、さらにセラミック板材５０ａの主表面上に層状導体要素３０を突出形成する。本実施形態では、工程２において、マスクＭＫをセラミック板材５０ａ上に重ね、層状導体要素３０に対応したパターンにて形成されたマスクウィンドウを用いて、層状導体要素３０とビアホール３５ｈとに金属ペースト１３０を充填し、工程３に示すように、二次焼成することでビア導体３５と層状導体要素３０とを一括形成している。
【００６４】
次に、工程４及び工程５に示すように、主表面の層状導体要素３０の背景領域を覆う形で凹部形成用誘電体層５０ｂを形成する。本実施形態においては、工程４に示すように、図示しないマスクを用いて層状導体要素３０の背景領域にセラミック粉末（例えばガラスフリット）を塗付してセラミック塗付層５０ｂ’を形成し、工程５に示すように、これを焼成して凹部形成用誘電体層５０ｂを得るようにしている（一体化した凹部形成用誘電体層５０ｂとセラミック板材５０ａとが単位板材５０’ひいてはセラミック誘電体層５０を形成することとなる）。その結果、層状導体要素３０との境界面を内側面とし、セラミック板材５０ａの主表面を底面とする形で導体収容凹部３０ｈを形成することができる。この方法によると、ショットとブラストやエッチングが介在せず、例えばパターン印刷・二次焼成の組合せにより、この場合、セラミック粉末は、層状導体要素３０を構成する金属よりも低温で軟化・流動化するガラス材料粉末を使用するとよい。このようなガラス材料粉末を層状導体要素３０の表面も含めて塗付し、粉末が溶融する温度にて焼成すると、流動化したガラスはぬれの小さい層状導体要素３０の表面にてはじかれ、層状導体要素３０の表面を自己調整的に露出させることができる。この場合、凹部形成用誘電体層５０の形成にマスクが不要となる。
【００６５】
本発明においては上記説明した通り、金属ペーストの二次焼成及び金属メッキのいずれを用いて形成するにしろ、層状導体要素３０は、単位板材５０’上にペースト状ではなく緻密化した状態で形成され、金属充填済み単位板材５５（図２９）の状態で積層され貼り合わされるから、グリーンシート上に形成したペースト印刷パターンのように、積層に際してつぶれる心配がない。従って、仮に金属ペーストを用いて層状導体要素３０を形成する場合でも、使用する金属ペーストは強い粘性を有している必要がなくなり、最終的に得られる層状導体要素３に対して炭素汚染源となる有機結合材の配合量を大幅に削減できる。特に、図２５のごとく、導体収容凹部３０ｈ内に金属ペースト１３０を充填する工程が採用される場合は、金属ペースト１３０の流動は凹部壁によって規制できるため、有機結合材を全く配合しない金属ペーストを用いることも不可能でなくなる。他方、金属メッキを採用する場合は、金属ペースト自体が使用されないため、有機結合材等による炭素汚染は本質的に生じない。その結果、得られる層状導体要素３０の炭素含有率を大幅に削減すること、具体的には１００ｐｐｍ以下に低減することが可能である。これにより、層状導体要素３０の導電率を大きく向上させることができる。
【００６６】
また、層状導体要素３０は、単位板材５０’の構成セラミックと同時焼成する必要がないため、金属ペーストを用いる場合でも、セラミックとの収縮係数差の調整等のために従来添加していた無機フィラーの量を大幅に削減することができる。また、金属メッキを採用する場合は、工程上、無機フィラーは本質的に関与しない。従って、最終的な層状導体要素として、含有される無機フィラー成分の体積率が５％未満のものを容易に得ることができる。このことは、層状導体要素の導電率向上に極めて顕著な効果をもたらす。ただし、層状導体要素３０と単位板材５０をなすセラミックとの線膨張係数差の縮小等を目的として、従来どおり無機フィラー成分を体積率にて２０％程度まで添加することももちろん可能である。
【００６７】
ビア導体ないし層状導体要素の具体的な材質としては、電気伝導率、価格、比較的低温での二次焼成（例えば２００℃以上１２００℃以下）が可能なこと、あるいは無電解メッキが容易であることなどを勘案すれば、Ｃｕ系金属（Ｃｕを主成分とする金属：「主成分」は５０質量％以上のこと）あるいはＡｇ系金属（Ａｇを主成分とする金属）を採用することが好ましい。特に、配線幅及び配線間領域の幅が１５０μｍ以下（特に７０μｍ以下）の配線部を、金属ペースト（粉末）の二次焼成にて形成する場合、その金属粉末の平均粒径は２μｍ以上３μｍのものを採用するとよい。そして、上記のごとく、本発明においては、炭素含有率や無機フィラーの削減も容易であるから、事実上純Ｃｕに近い組成（つまり、Ｃｕ含有率が９５質量％以上）の層状導体要素あるいはビア導体も簡単に得ることができる。これにより、層状導体要素、特に微細な配線部の電気伝導率を大幅に向上することができ、表皮効果により通電領域の実効断面積が小さくなる高周波領域（特に１ＧＨｚ以上）での信号伝送効率を大幅に高めることができる。
【００６８】
次に、本発明のセラミック配線基板においては、緻密化したセラミックからなる単位板材５０’（誘電体層５０）に層状導体要素３０をいわば後付的に形成した後、これを積層して基板とするため、層状導体要素３０と単位板材５０’との結合力が不足していると、導体充填済み単位板材５５を貼り合わせのためにハンドリングする際に、僅かな衝撃でも層状導体要素３０の脱落が生じやすくなり、不良の原因を生む。特に、導体収容凹部３０ｈ内に金属ペーストを充填して二次焼成する工程が採用される場合は、ペーストの焼成収縮により、得られる層状導体要素３０と導体収容凹部３０ｈの内側面との間に隙間が生ずることがあり、層状導体要素３０と単位板材５０’との結合力不足はより生じやすいといえる。
【００６９】
上記の結合力を向上させるには、図１０に示すように、層状導体要素３０と単位板材５０’（セラミック誘電体層５０）との接触面を面粗し処理しておくことが望ましい。この面粗し処理は、単位板材５０’に導体収容凹部３０ｈを形成した後、導体の充填前に、エッチングやショットブラストなどにより実施することができる。エッチングは化学エッチングと気相エッチング（例えばイオンエッチングやプラズマエッチング）とのいずれを用いてもよいが、化学エッチングの場合は単位板材５０’（セラミック誘電体層５０）の材質によってエッチャントを適宜選択する（例えばＳｉＯ２を主成分とするガラス材料を用いる場合は、フッ酸系のエッチャントが面粗し処理に有効である）。
【００７０】
図１０においては、導体収容凹部３０ｈの底面と内面との双方に面粗し処理を行っているが、気相エッチングなど、エッチングの指向性が高く内面面粗し処理が困難な場合は、底面にのみエッチングを施すようにしてもよい。また、ショットブラストにより導体収容凹部３０ｈを形成する場合は、凹部内面が既に所期の面粗し状態になっていることもあり、この場合は面粗し処理を省略できる。面粗しの程度は層状導体要素３０の寸法（配線部の場合は幅や高さ）に応じて必要なアンカー効果が得られるよう、適宜粗さ調整する必要があるが、例えば配線部の線幅が３０μｍ以上１００μｍ以下の場合、面粗し後の凹部内面の粗さは、ＪＩＳ：Ｂ０６０１に規定の算術平均粗さＲａにて０．１μｍ以上１μｍ以下程度に調整するのがよい。
【００７１】
一方、ビア導体３５についても、単位板材５０’（誘電体層５０）との結合力不足は、層状導体要素３０と全く同様の理由にて生じうる。従って、図１０に示すように、ビアホール３５ｈの内面にも面粗し処理を施すことは有効である。しかし、小径（例えば５０μｍ以上１００μｍ以下）で大きなアスペクト比（例えば１．５以上３以下）を有するビアホール３５ｈの場合、内面の面粗しが困難な場合がある。そこで、これに代わる方法として、図３４に示すように、ビアホール３５ｈを、孔深さ方向の途中位置においてセラミック誘電体層５０（単位板材５０’）の主表面への開口径よりも径大となる径大部ＦＰを有するものとして形成することができる。これにより、ビアホール３５ｈに充填されたビア導体３５が単位板材５０’の開口部から抜け落ちる等の不具合を効果的に防止できる。
【００７２】
具体的には、ビアホール３５ｈの内周面を、孔深さ方向の途中位置にて半径方向外向きに膨出する凸湾曲面が、前記孔深さ方向に１つ（図３４）又は２以上（図３５）形成された形状を有するものとすることができる。このような湾曲面は、比較的簡単な方法により形成でき、ビア導体３５の脱落防止効果も顕著である。以下、その具体的な方法について説明する。
【００７３】
図３４に示すように、単位板材５０’は、セラミック原料粉末を高分子材料結合材にて結合した単体のグリーンシート１５０を焼成して形成することができる。そして、該グリーンシート１５０のビアホール形成位置に、焼成時に蒸発ないし分解する材料（例えば、アクリル樹脂ボールなど）からなる球状体１５１を埋設して焼成を行う。すると、焼成時に球状体１５１が消失した後には、球状の内面を有する孔が残留するので、これをビアホール３５ｈとして使用することができる。可撓性の高いグリーンシート１５０に球状体１５１を埋設してしまえば、焼成により始めからビアホール３５ｈを有したセラミック板が得られるので工程が簡便である。
【００７４】
一方、レーザー加工によりビアホールを形成する場合は、セラミック板に対するレーザービームの照射条件調整によっても、内面に径大部を生じたビアホール３５ｈを形成できる。例えば、形成途中の孔の底に常時焦点が合うように焦点追尾を行いつつレーザー照射を行う場合は、孔の深さ方向途中位置でレーザービームのパワーを一旦上昇させ、その後再びパワーダウンさせれば、焼き飛ばされるセラミックの量が深さ方向途中位置で極大となるため、該位置に径大部を形成することができる。
【００７５】
一方、レーザービームの強度そのものを調整する代わりに、図３５に示すように、レーザービームＬＢを、セラミック板５０’の表面よりも深くなるように（つまり、オーバーフォーカス）となるように、焦点位置を作為的にずらすことで内面に径大部を生じたビアホール３５ｈを得る方法もある。具体的には、レーザービームＬＢの焦点を、セラミック板５０’の主表面から一定深さの位置に合焦するように固定して加工を行うと、凹部２５１を掘り進むにつれて、レーザービームＬＢは最初オーバーフォーカスとなり、ジャストフォーカスの状態を経てアンダーフォーカスの状態へと移り変わる。レーザーパワーの材料への集中はジャストフォーカス位置で最も大きくなるため、該位置に径大部ＦＰを形成することができる。この効果を顕著に得るには、レーザービームＬＢの照射光学系の焦点距離をある程度短く設定すること（つまり、焦点深度を小さくすること）が有効である。図３５においては、上記オーバーフォーカスを利用した径大部ＦＰの形成を、レーザービームＬＢの焦点位置を段階的に移動させながら行い、径大部ＦＰを孔深さ方向に複数箇所有するビアホール３５ｈを形成している。
【００７６】
次に、図１０において、層状導体要素３０とセラミック誘電体層５０との結合力を高めるためには、セラミック誘電体層５０に形成された導体収容凹部３０ｈ内に層状導体要素３０を圧縮状態にて充填することも有効である。具体的には、図１１の工程３のように、導体収容凹部３０ｈ内に層状導体要素３０を凹部開口から突出する形態で配置し、その状態で工程４のように、該層状導体要素３０の突出部３０ｂを導体収容凹部３０ｈ内に圧入することにより、該層状導体要素３０を導体収容凹部３０ｈ内に圧縮状態にて充填することができる。特に、金属ペースト１３０を導体収容凹部３０ｈ内に充填して二次焼成することにより層状導体要素３０を得る方法では、金属ペースト１３０の焼成収縮により層状導体要素３０と導体収容凹部３０ｈの内側面との間に隙間を生じやすいが、上記方法の採用により、焼成上がりにて得られる導体を圧縮により押しつぶせば、層状導体要素３０が凹部内で広がるので隙間を解消することができる。
【００７７】
層状導体要素３０を、導体収容凹部３０ｈ内に凹部開口から突出する形態で形成するためには、図２８の工程１に示すように、金属ペースト１３０を導体収容凹部３０ｈの開口からはみ出すように盛り上げて充填することが有効である。例えば、単位板材５０’の主表面に、導体収容凹部３０ｈに対応したウィンドウを有するマスクＭＳＫを重ね、該ウィンドウを介して凹部３０ｈに金属ペースト１３０を充填すれば、金属ペースト１３０を、マスクＭＳＫの厚さに相当する高さだけ盛り上げることができる。盛り上げ高さは、二次焼成時の金属ペースト１３０の収縮を考慮して、焼成後も突出部３０ｂが残留するように調整する。そして、工程２のようにマスクＭＳＫを除去し、さらに工程３のごとく、これを二次焼成すれば、凹部開口からの突出部３０ｂを有した層状導体要素３０を得ることができる。
【００７８】
一方、図３３はマスクＭＳＫを用いない、別の方法を示している。すなわち、導体収容凹部３０ｈを全て充填してなお余剰となる金属ペースト１３０を、導体収容凹部３０ｈの周囲領域も含めて単位板材５０’の主表面全面に塗布する。この状態で、金属ペーストの溶融温度よりも高温で二次焼成を行うと、ぬれ性の小さいセラミック製の単位板材５０’の表面に溶融した金属が撥かれて、表面張力でまとまりながら自己調整的に導体収容凹部３０ｈ内に集まる。その後冷却すれば、余剰に塗付された金属ペーストに相当する高さの突出部３０ｂを有した層状導体要素３０を得ることができる。
【００７９】
層状導体要素３０の圧縮により、導体収容凹部３０ｈの内側面との隙間を解消する以上の横方向のつぶれ変位を生じさせることができれば、導体収容凹部３０ｈの内側面からの圧縮力が高められ、層状導体要素３０の層状導体要素３０内への固定力はさらに高められる。導体収容凹部３０ｈ内の層状導体要素３０は上面側が開放しているので、上記層状導体要素３０の圧縮は塑性変形を伴うものとして行うことが望ましい。
【００８０】
最後に、以上のようにして得られた金属充填済み単位板材５５を、積層して貼り合わせる方法について説明する。なお、上述した通り、金属充填済み単位板材５５の貼り合わせは、実装面構成セラミック層２１０上に順次積層してもよいし、若しくはあらかじめ配線積層部２００製造しておき、それを実装面構成セラミック層２１０上に貼り合わせてもよい。
図１０では、隣接するセラミック誘電体層５０同士が熱圧着により直接貼り合わされている。この構造は、図２９に示すように、金属充填済み単位板材５５を熱圧着により直接貼り合わせることにより得られる。具体的には、工程１に示すように、上記金属充填済み単位板材５５を複数積層して積層体を作り、次いで工程２に示すようにその積層体を加圧しながら加熱する。本実施形態では、積層体を加熱炉内で加熱しつつパンチ２１０，２１０間にて挟圧するホットプレスを採用している。
【００８１】
この場合、加熱温度と加圧力は、単位板材５０を構成するセラミックの材質に応じて適宜設定する。具体的には、金属充填済み単位板材５５の層状導体要素３０あるいはビア導体３５を構成する金属が溶融せず、かつ、単位板材５０’を構成するセラミックには接着に好都合な熱拡散活性が生ずる温度域を選定する。例えば、金属がＣｕを主成分とするもの（例えば純銅）であり、ＳｉＯ２を主体とするガラスにより単位板材５０’を構成する場合は、圧着温度は５００℃以上ガラスの溶融温度未満に設定するのがよい。温度５００℃未満では、単位板材５０’間に良好な接着状態が得られなくなり、また、隣接する金属充填済み単位板材５５間の導体同士（例えばビア導体３５と層状導体要素３０）の電気的な接続状態も確保できない場合がある。さらに、ＳｉＯ２以外のガラス添加成分の含有率が必然的に増加するので、必要な物性（特に、半導体部品に近い線膨張率特性率や、高周波用の配線基板に要求される誘電率特性）が得られなくなることがある。
【００８２】
図２９に示すように、金属充填済み単位板材５５において層状導体要素３０には、既に説明済みの方法により、導体収容凹部３０ｈから突出する突出部３０ｂを設けておくことができる。この場合、突出部３０ｂを導体収容凹部３０ｈ内に押し込む形で層状導体要素３０を圧縮しつつ熱圧着を行うことができる。これにより、層状導体要素３０とビア導体３５との電気的な接続をより確実に行うことができる。なお、単位板５０’を構成するセラミックに過度の軟化が生じていると、層状導体要素３０への圧縮変形が妨げられ、十分な効果が生じなくなる場合がある。
【００８３】
上記のように熱圧着を用いる方法は、積層状態（あるいはその後の加熱・加圧状態）において、層状導体要素３０とビア導体３５とが直接接触でき、接着層などの介在の心配がないので、両者の間に良好な導通状態を確実に形成できる利点がある。また、当然、接着層の塗付も不要だから工数削減にも寄与する。
【００８４】
次に、図３０に示すように、本発明のセラミック配線基板は、隣接するセラミック誘電体層５０同士が接着層１１を介して貼り合わせることも可能である。該構造は、金属充填済み単位板材５５を接着層１１を介して貼り合わせることにより得られる。この態様は、接着層の塗付工程が必要となる代わりに、熱圧着のような高温での加熱が不要となるから、例えば単位板材５０’が高融点のセラミックで構成されている場合でも、接着上の制約が少ない利点がある（ガラスやホットメルト型接着剤を使用する場合は、多少の加熱は必要であるが、単位板材５０’を構成するセラミックの溶融温度ないし軟化点よりは、はるかに低い温度で接着が可能である）。
【００８５】
接着層１１はエポキシ樹脂系接着剤などの有機系の接着剤を用いることも可能であるが、無機系の接着剤を使用することも可能であり、特に、セラミック誘電体層５０の構成セラミックよりも低融点のガラス材料にて構成すると、強固で耐熱性のある接着状態を容易に得ることができる。
【００８６】
接着層１１を形成する際に留意すべきことは、接着層１１自体が絶縁性であるため、単位板材５０’の主表面に露出している層状導体要素３０やビア導体３５の表面に接着剤が付着すると、貼り合わせ後の両者の導通が阻害される可能性がある点である。この問題を解決するために、いくつかの方法がある。まず、層状導体要素３０やビア導体３５の表面への接着層１１の形成を極力回避するために、層状導体要素３０やビア導体３５の背景領域にのみ選択的に接着剤（ガラス材料の場合は、ガラス材料粉末ペーストやスラリーである）を塗付する方法である。接着後の導通確保を確実にするために、層状導体要素３０を単位板材５０’の主表面から突出させて配置し、その突出代の厚さの範囲内で接着層１１を塗付することが望ましい。
【００８７】
層状導体要素３０やビア導体３５の背景領域にのみ接着層１１を形成するには、層状導体要素３０やビア導体３５だけを被覆するマスクを用いる方法も考えられるが、微細な配線部やビアのみを正確に覆い隠すことはかなり難しい。そこで、より簡便な方法として、層状導体要素３０やビア導体３５の領域も含めて単位板材５０’の主表面全面に接着剤をベタ塗りし、その後、層状導体要素３０やビア導体３５上に残留している余分な接着剤をスキージＳＫＧを用いて掻き取る方法がある。ガラス材料を接着層として用いる場合、配線部間の狭いスペースにもガラス材料粉末のペーストないしスラリーが精度よく充填できるよう、使用するガラス粉末の平均粒度を、線間領域幅よりも十分小さく（例えば１／１０以下）調整しておくことが望ましい。
【００８８】
上記方法で、特にガラス材料を用いる場合、層状導体要素３０やビア導体３５よりも低い融点を有するガラスを用い、接着時に（あるいは接着に先立って予め）、そのガラス材料からなる接着層１１を一旦溶融させることが有効である。金属表面とのぬれが小さいガラス融液が層状導体要素３０やビア導体３５の表面にて撥かれるので、ガラス残留による導通不良を効果的に防止することができる。なお、必要に応じて、層状導体要素３０やビア導体３５の表面に残っている微量のガラスを、金属充填済み単位板材５５の積層前にフッ酸等のエッチング液により軽くエッチングする、等の方法により除去してもよい。
【００８９】
ＳｉＯ２を主体とするガラス材料を接着層として使用する場合、アルカリ金属酸化物、ホウ酸あるいは酸化鉛等の煤溶材の配合量を高めること（例えば合計で２０質量％以上５０質量％以下：特に酸化リチウムは流動性改善に効果がある）が、溶融時のガラスの流動性を高め、層状導体要素３０やビア導体３５の表面への残留を防止する上で有効である。また、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＭｎの１種又は２種以上の金属の酸化物を例えば１０質量％以内（望ましくは１質量％以上）の範囲で添加すると、溶融時のガラスの流動性を改善する効果をさらに高めることができる。
【００９０】
一方、層状導体要素３０やビア導体３５の表面に接着層１１が残留した状態で貼り合わせを行ない、その貼り合わせ時に、接着層１１による絶縁状態を解消する方法もありうる。すなわち、図３２に示すように、貼り合わせるべき２つの単位板材５０’の一方の貼り合わせ面側に層状導体要素１５４を配置し、他方、接着層１１を層状導体要素１５４の配置領域と非配置領域との双方にまたがるように配置して２つの単位板材５０’を重ね合わせる。そして、その状態で加熱することにより、接着層１１を隔てて隣接する層状導体要素１５４と単位板材５０’側のビア導体３５とを、それら層状導体要素１５４ないしビア導体３５の構成金属材料の加熱膨張に基づいて接着層１１を貫通させることにより導通接続する。この方法は、層状導体要素３０やビア導体３５上にも接着層１１を一括塗付できるので工程が簡略な利点がある。ただし、金属材料の加熱膨張で容易に突き破ることができるよう、両者の間に介在する接着層１１の厚さは一定以下の厚さに留める必要がある。また、該導通接続のための熱履歴に耐えるよう、耐熱性の接着剤（例えばガラス層）を用いる必要がある。なお、層状導体要素３０ないしビア導体３５の少なくとも一部が溶融する温度で熱処理すると、金属の体積膨張は溶融時に大きいので、接着層１１の貫通が生じやすくなり、その貫通孔に対する溶融金属の浸透により導通接続状態を得やすい利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の部品実装済み冷却装置付き配線基板の一例を示す断面模式図。
【図２】図１の要部断面図。
【図３】凝縮器との間で冷却流体を循環させる冷却装置の構成例を示す模式図。
【図４】冷却流体を封入し、冷却部本体内で自己循環させる冷却装置の構成例を、その製法とともに示す図。
【図５】図２の冷却装置の冷却部本体の製造工程の概略を示す斜視図。
【図６】図２の部品実装済み冷却装置付き配線基板の製造工程を示す説明図。
【図７】その続きを示す図。
【図８】部品実装済み冷却装置付き配線基板の製造工程の変形例を示す説明図。
【図９】本発明の適用対象となるセラミック配線基板の一例を示す断面模式図。
【図１０】その一部断面を拡大して示す図。
【図１１】配線幅と配線間領域幅の概念説明図。
【図１２】ガラス材料により単位板材を製造する方法を示す模式図。
【図１３】焼成セラミックにより単位板材を製造する方法を示す模式図。
【図１４】単位板材にビアホール及び導体収容凹部を形成する概念説明図。
【図１５】導体収容凹部の種々の形成パターンを例示する平面図。
【図１６】ショットブラストによりビアホールを形成する例を示す工程説明図。
【図１７】エッチングによりビアホールを形成する例を示す工程説明図。
【図１８】レーザー加工によりビアホールを形成する例を示す工程説明図。
【図１９】ショットブラストにより導体収容凹部を形成する例を示す工程説明図。
【図２０】エッチングにより導体収容凹部を形成する例を示す工程説明図。
【図２１】レーザー加工により導体収容凹部を形成する例を示す工程説明図。
【図２２】凹部形成用誘電体層の追加形成により導体収容凹部を形成する例を示す工程説明図。
【図２３】刻印部材により導体収容凹部を形成する例を示す工程説明図。
【図２４】ビアホール及び導体収容凹部にビア導体と層状導体要素を充填形成する概念説明図。
【図２５】ビア導体と層状導体要素を金属ペーストの二次焼成にて形成する例を示す工程説明図。
【図２６】ビア導体と層状導体要素を金属メッキにて形成する例を示す工程説明図。
【図２７】先に層状導体要素をセラミック板に形成し、その背景領域に凹部形成用誘電体層を追加形成する例を示す工程説明図。
【図２８】層状導体要素を導体収容凹部に圧縮充填する例を示す工程説明図。
【図２９】金属充填済み単位板材を熱圧着により貼り合わせる例を示す工程説明図。
【図３０】金属充填済み単位板材を接着層を介して貼り合わせた構造例を示す断面模式図。
【図３１】金属充填済み単位板材を接着層を介して貼り合わせる第一例を示す工程説明図。
【図３２】金属充填済み単位板材を接着層を介して貼り合わせる第二例を示す工程説明図。
【図３３】導体収容凹部に層状導体要素を、凹部開口から突出するように充填形成する別例を示す工程説明図。
【図３４】径大部を有するビアホールの第一形成例を示す工程説明図。
【図３５】径大部を有するビアホールの第二形成例を示す工程説明図。
【図３６】凹部形成用誘電体層の追加形成により導体収容凹部を形成する別例を示す工程説明図。
【符号の説明】
【００９２】
１  半導体部品
２  セラミック配線基板
４  冷却装置
４Ｍ  冷却部本体
ＴＰ  端子面
ＣＰ  被冷却面
１０  流路
２２  入口
２３  出口
３０  配線部（層状導体要素）
３０（Ｐ）  金属メッキ層
３０ｈ  導体収容凹部
３５  ビア導体
３５（Ｐ）  金属メッキ層
３５ｈ  ビアホール
５０  セラミック誘電体層
５０’  単位板材
５０ａ  セラミック板材
５０ｂ’  凹部形成用誘電体層
５１  金属導体層  
５６  面導体（層状導体要素）
１５４  パッド（層状導体要素）
２００  配線本体部
２１０  実装面構成セラミック層
３５１  接続用ビア導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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