(57)【要約】【課題】コイル内蔵基板の表面導体のメタライズ強度を高くすることで、基板の上面や下面に実装した半導体チップやチップ部品の実装強度の高いコイル内蔵基板を提供すること。【解決手段】複数のフェライトグリーンシート１を準備する工程と、フェライトグリーンシート１の表面に表面導体ペーストを印刷して表面導体パターン２を形成する工程と、フェライトグリーンシート１の裏面、または、他のフェライトグリーンシート１の表面に、内層導体ペーストを印刷して表面導体パターン２に対応する内層導体パターン３を形成する工程と、表面導体パターン２が表面に位置し、内層導体パターン３が表面導体パターン２と対向する積層体６を作製する工程と、積層体６を焼成する工程とを有する。内層導体パターン３は、表面導体パターン２と同じ形状に形成されることが好ましい。【選択図】図１
2007266114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフェライトグリーンシートを準備する工程と、
フェライトグリーンシートの表面に表面導体ペーストを印刷して表面導体パターンを形成する工程と、
前記フェライトグリーンシートの裏面、または、他のフェライトグリーンシートの表面に、内層導体ペーストを印刷して前記表面導体パターンに対応する内層導体パターンを形成する工程と、
前記表面導体パターンが表面に位置し、前記内層導体パターンが前記表面導体パターンと対向する積層体を作製する工程と、
前記積層体を焼成する工程とを有する配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記内層導体パターンは、前記表面導体パターンと同じ形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の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、非磁性フェライト焼結体から成る絶縁基体の表面に、低抵抗金属から成る表面導体パターンが同時焼成されてなる配線基板の製造方法に関するものであり、例えば、絶縁基体の内部にインダクタンス値を上げるための磁性フェライト層が設けられたコイル内蔵基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機を始めとする移動体通信機器等の電子機器には、多数の電子装置が組み込まれている。このような携帯電話機等の通信機器は、近年小型化が急激に進んでおり、これに搭載される各種電子装置も小型化、薄型化が要求されている。例えば、絶縁基板の内部にコイルを内蔵した構成のＬＣフィルタが知られている。このＬＣフィルタの場合、従来はチップ部品のコイルを用いて外付けしていたものを、セラミック基板等の絶縁基板の内部に内蔵することで小型化、薄型化ができるという利点を有する。
【０００３】
このようなコイル内蔵基板として、例えば、携帯電話機に使用されるコイル内蔵基板は、複数の非磁性フェライト層が積層されて成る絶縁基体と、絶縁基体に挟まれて積層されるとともに内部にコイルが埋設された磁性フェライト層によって構成されている。そして、絶縁基体の表面には、半導体チップやチップ部品を搭載するための搭載用電極などの表面導体が形成されている。
【０００４】
このような従来のコイル内蔵基板は、以下のようにして作製される。まず、非磁性フェライト粉末とガラス粉末、または、磁性フェライト粉末に、適当な有機バインダー，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法等によって非磁性フェライトグリーンシートと磁性フェライトグリーンシートを製作する。次に、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｇ合金等の金属粉末に、適当な有機バインダー，溶剤を混練して作製した金属導体ペーストを、非磁性フェライトグリーンシートの表面には電極パッド等となる表面導体パターンとして、磁性フェライトグリーンシートの表面にはコイルパターンとして印刷する。そして、少なくとも２枚の磁性フェライトグリーンシートの間にコイルパターンが形成され、その外層に複数の非磁性フェライトグリーンシートを積層して積層体を得て、これを同時焼成する。
【特許文献１】特開平２−１０１７１４号公報
【特許文献２】特開平６−２０８３９号公報
【特許文献３】特開平６−２１２６４号公報
【特許文献４】特開平６−３３３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のコイル内蔵基板の製造方法では、表面導体パターンの焼成収縮はフェライト層の焼成収縮に比べて収縮量が大きいことから表面導体パターンの表面側が凹形状に反り、この反りによる応力、さらには冷却時の熱膨張率差による応力が表面導体パターンとフェライト層の界面に作用し、特に応力の大きくなる表面導体パターンの端部においては表面導体とフェライト層との接合強度が低下してしまい、コイル内蔵基板に実装された半導体チップやチップ部品が剥がれる可能性があるという問題点があった。
【０００６】
そこで、表面導体パターンにガラス組成物を添加し、表面導体パターンとフェライト層の収縮挙動をあわせて、表面導体パターンとフェライト層の界面に生ずる応力を低減しようとすると、焼成時にフェライト層より軟化温度の低いガラスが液層としてフェライト層内に拡散しフェライト層の焼結温度が下がることによって、フェライト層の焼結が収縮を伴わない表面拡散が支配的なものとなり、焼結体の中にボイドが多く内在したものなる。
【０００７】
その結果、表面導体との界面付近のフェライトの磁器強度が低下し、ここに外力などが作用すると表面導体の直下のフェライトが破壊し、コイル内蔵基板の上面や下面に実装した半導体チップやチップ部品が剥がれるという問題点を効果的に解消することができない上に、ガラスを添加した分だけ表面導体の電気的な損失が増大するという問題点があった。
【０００８】
本発明は以上のような従来の問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、表面導体パターンとフェライト層の界面に発生する応力を軽減することで、基板の上面や下面に実装した半導体チップやチップ部品の実装信頼性が高い配線基板、例えば、コイル内蔵基板等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】
【０００９】
本発明の配線基板の製造方法は、複数のフェライトグリーンシートを準備する工程と、フェライトグリーンシートの表面に表面導体ペーストを印刷して表面導体パターンを形成する工程と、前記フェライトグリーンシートの裏面、または、他のフェライトグリーンシートの表面に、内層導体ペーストを印刷して前記表面導体パターンに対応する内層導体パターンを形成する工程と、前記表面導体パターンが表面に位置し、前記内層導体パターンが前記表面導体パターンと対向する積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の配線基板の製造方法は、前記内層導体パターンは、前記表面導体パターンと同じ形状に形成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の配線基板の製造方法によれば、表面導体パターンが表面に位置し、表面導体パターンに対応する内層導体パターンが、表面導体パターンと対向する積層体を作製することから、積層体を焼成した際のフェライト層と表面導体パターンとの焼成収縮量の差に起因する反りによる応力や焼成後の冷却時の熱膨張率差による応力に対して、フェライト層を介して表面導体パターンと対向するように形成された内層導体パターンとフェライト層とにより同様にして逆の方向に作用する応力が発生する。その結果、この方向が異なる２つの応力同士が互いに打ち消しあって、表面導体パターンとフェライト層の界面において表面導体パターンの端部がフェライト層から剥離するように作用する応力が低減されるため、表面導体パターンの端部がフェライト層から剥がれる可能性を低減させることができる。
【００１２】
その結果、ここに外力などが作用してもコイル内蔵基板の上面や下面に実装した半導体チップやチップ部品の実装信頼性を高くすることができる。
【００１３】
また本発明の配線基板の製造方法によれば、上記構成において、内層導体パターンを表面導体パターンと同じ形状に形成した場合には、焼成の際に発生する、表面導体パターンの端部がフェライト層から剥離するように作用する応力の大きさと、その逆の方向に作用する応力の大きさとが近似したものとなるため、表面導体パターンとフェライト層の界面に作用する応力および反りがさらに低減され、表面導体パターンがフェライト層から剥がれることを一層防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を添付図面に基づいて以下に詳細に説明する。図１は本発明の配線基板の製造方法を用いて、配線基板としてコイル内蔵基板を作製した場合の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図である。１はフェライトグリーンシート、２は表面導体パターン、３は内層導体パターン、４はコイルパターン、５は内部配線パターン、６は積層体である。
【００１５】
本発明の配線基板（コイル内蔵基板）の製造方法は、複数のフェライトグリーンシート１を準備する工程（ａ）と、フェライトグリーンシート１の表面に表面導体ペーストを印刷して表面導体パターン２を形成する工程と、フェライトグリーンシート１の裏面、または、他のフェライトグリーンシート１の表面に、内層導体ペーストを印刷して表面導体パターン２に対応する内層導体パターン３を形成する工程と（ｂ）、表面導体パターン２が表面に位置し、内層導体パターン３が表面導体パターン２と対向する積層体６を作製する工程（ｃ）と、積層体６を焼成する工程とを有する。
【００１６】
まず、図１（ａ）に示すように、複数のフェライトグリーンシート１を準備する。フェライトグリーンシート１は、フェライト組成粉末に有機バインダー，有機溶剤，必要に応じて可塑剤や分散剤等を加えてボールミル法等の混合手段により混合してスラリーを作製し、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等のシート形成手段により製作される。
【００１７】
図１に示すような例の場合は、フェライトグリーンシート１としては、非磁性フェライト層となる非磁性フェライトグリーンシート１ａと、強磁性フェライト層となる強磁性フェライトグリーンシート１ｂとがある。コイルを形成する部分を強磁性フェライト層とし、表面導体パターン２を形成する表層部分を非磁性フェライト層とすることにより、磁性を持たせたくない表面導体に高いインダクタンスが生じ、この配線にノイズが起きることを回避して、かつ、コイルのインダクタンスは高くすることができる。その結果、大きなインダクタンスを有したコイル内蔵基板を小型化や薄型化することができるので好ましい。
【００１８】
フェライト組成粉末としては強磁性フェライトとしては、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｏ系フェライト等の粉末を、非磁性フェライトとしてはＺｎ系フェライト、Ｃｕ系フェライト等の粉末を用いればよい。これらの中で、低抵抗金属からなる配線（表面導体パターン２、内層導体パターン３、コイルパターン４）と同時焼成が可能な１０００℃以下の温度で焼結するものが好ましい。
【００１９】
詳細には、非磁性フェライトグリーンシート１ａのフェライト組成粉末は、Ｘ−Ｆｅ２Ｏ４（ＸはＣｕ，Ｚｎ）として示される正スピネル構造の固溶体であるＣｕ−Ｚｎ系フェライトの粉末が好適であり、特にその組成比は焼結体としてＦｅ２Ｏ３を５０〜７０質量％、ＣｕＯを５〜２０質量％、ＺｎＯを２０〜３５質量％とすると、１０００℃以下の低温で焼結密度５．０ｇ／ｃｍ３以上の高密度焼成が可能であることから低抵抗の配線層と同時焼成することでき、かつ、焼成後の非磁性フェライト層は低温度域でも非磁性であるので好ましい。
【００２０】
ここで、Ｆｅ２Ｏ３はフェライトの基幹成分であり、５０質量％未満の場合、磁性が発生する傾向がある。他方、７０質量％を超えて多い場合は、焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向がある。
【００２１】
ＺｎＯは非磁性フェライトグリーンシート１ａを焼成してなる非磁性フェライト層を非磁性にするために重要な要素であり、フェライト主成分のうち２０質量％未満であると、焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向があり、逆に３５質量％より多くても磁性が発生する傾向がある。
【００２２】
ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液層を形成することにより焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずに８００〜１０００℃の低温で焼成することができる。このことからＣｕＯが５質量％未満であると、後述する表面導体ペーストや内層導体ペーストと同時に低温度域で焼成を行う場合に焼結密度が不十分になり、機械強度が不足する傾向がある。また、２０質量％を超えて多い場合、キュリー温度が上がり、低温領域で磁性が発生する傾向がある。
【００２３】
強磁性フェライトグリーンシート１ｂのフェライト組成粉末は、Ｘ−Ｆｅ２Ｏ４（ＸはＣｕ，Ｎｉ，Ｚｎ）として示される逆スピネル構造の固溶体であるＮｉ−Ｚｎ系フェライトが高周波帯域で十分に高い透磁率を得るのに好ましく、特にその組成比は焼結体としてＦｅ２Ｏ３を６３〜７３質量％、ＣｕＯを５〜１０質量％、ＮｉＯを５〜１２質量％、ＺｎＯを１０〜２３質量％とすると、１０００℃以下の低温で焼結密度５．０ｇ／ｃｍ３以上の高密度焼成が可能であり、かつ、高周波帯域で十分に高い透磁率を得ることができるので好ましい。
【００２４】
ここで、Ｆｅ２Ｏ３はフェライトの基幹成分であり、６３質量％未満の場合、十分な透磁率が得られない傾向がある。他方、７３質量％を超えて多い場合は、焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向がある。
【００２５】
ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液層を形成することにより焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずに８００〜１０００℃の低温で焼成することができるためである。５質量％未満であると、後述の表面導体ペーストや内層導体ペーストと同時に低温度域で焼成を行う場合に焼結密度が不十分になり、機械強度が不足する傾向がある。また、１０質量％を超えて多い場合、磁気特性の低いＣｕＦｅ２Ｏ４の割合が多くなるため磁気特性を損ないやすくなる傾向がある。
【００２６】
ＮｉＯは強磁性フェライトグリーンシート１ｂを焼成してなる強磁性フェライト層の高周波域における透磁率を確保するために含有させる。ＮｉＦｅ２Ｏ４は高周波域まで共振による透磁率の減衰を起さず、高周波域での透磁率を比較的高い値に維持することができるが、初期透磁率は低い特徴をもつため、５質量％未満であると、１０ＭＨｚ乃至それ以上の高周波域での透磁率が低下する傾向がある。また、１２質量％より多い場合、ＮｉＦｅ２Ｏ４の割合が多くなり初期透磁率が低下する傾向にある。
【００２７】
ＺｎＯは強磁性フェライトグリーンシート１ｂを焼成してなる強磁性フェライト層の透磁率向上のために重要な要素であり、フェライト主成分のうち１０質量％未満であると、透磁率が低くなる問題を生じる可能性があり、逆に２３質量％より多くても磁気特性が悪くなる傾向がある。
【００２８】
非磁性及び強磁性フェライト粉末は、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯ，ＺｎＯ，またはＮｉＯとを予め仮焼することにより作製されたフェライト粉末であり、平均粒径が０．１μｍ〜０．９μｍの範囲で均一であり、粒形状は球形状に近いものが望ましい。これは、平均粒径が０．１μｍより小さいと、フェライトグリーンシート１の製作においてフェライト粉末の均一な分散が困難であり、平均粒径が０．９μｍより大きいとフェライトグリーンシート１の焼結温度が高くなりやすくなるからである。また、粒径が均一で球状に近いことにより均一な焼結状態を得ることができる。例えばフェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下し、焼結後に得られるフェライト層の透磁率が安定しにくい傾向がある。
【００２９】
フェライトグリーンシート１の有機バインダーは、従来よりセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系バインダーがより好ましい。
【００３０】
フェライトグリーンシート１の有機溶剤は、フェライト粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、トルエン，ケトン類，アルコール類の有機溶媒や水等が挙げられる。これらの中で、トルエン，メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール等の蒸発係数の高い溶剤はスラリー塗布後の乾燥工程が短時間で実施できるので好ましい。
【００３１】
フェライトグリーンシート１を作製するためのスラリーは、フェライト組成粉末１００質量部に対して有機バインダーを５〜２０質量部、有機溶剤を１５〜５０質量部加え、ボールミル等の混合手段により混合することにより３〜１００ｃｐｓの粘度となるように調製される。
【００３２】
次に図１（ｂ）に示すように、フェライトグリーンシート１の表面に表面導体ペーストを印刷して表面導体パターン２を形成する。このときのフェライトグリーンシート１は次の積層体６を作製する工程において表層に位置するものである。なお、表面導体パターン２には、半導体チップやチップ部品を搭載するための搭載用電極２ａやコイル内蔵基板を外部配線基板に接続するための電極パッド２ｂがある。
【００３３】
表面導体ペーストは、主成分の金属導体粉末に有機バインダー，有機溶剤，必要に応じて分散剤等を加えてボールミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー等の混練手段により混合および混練することで作製される。
【００３４】
金属導体粉末は、フェライトグリーンシート１が焼成される温度で焼結する金属の粉末、例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｌ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金などを用いることができる。これらの金属は低抵抗であることから、高周波信号の伝達速度が速くなるため、コイル内蔵基板を高周波用途に用いることができるので好ましい。
【００３５】
また、表面導体ペーストには、ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＭｇＯ，ＣｏＯ，ＮｉＯ，ＭｎＯ，ＦｅＯ等の２価の金属酸化物の粉末を添加することが好ましい。２価の金属酸化物を添加することで、表面導体ペーストを焼成してなる表面導体と、フェライトグリーンシート１を焼成してなるフェライト層とを強く結合させることができ、この結果として配線基板の上面や下面に実装した半導体チップやチップ部品の実装信頼性が高いコイル内蔵基板を得ることができる。
【００３６】
非磁性フェライトグリーンシート１ａ上に低抵抗金属を主成分として２価の金属酸化物の粉末を添加した表面導体ペーストを用いて表面導体を形成すると、主成分の金属は低抵抗であるとともに、添加されるＣｕＯやＺｎＯは磁性を有さず、非磁性層の上に形成されることから、表面導体に高いインダクタンスが生じてノイズが発生することがないので、配線基板の上面や下面に実装した半導体チップやチップ部品に対して電気的な影響を及ぼすことがなく高周波用途などに用いることができる。
【００３７】
表面導体ペーストの有機バインダーは、従来より導体ペーストに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。有機バインダーの選定に当たっては、溶解度パラメータの他、焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系、アルキド系の有機バインダーがより好ましい。
【００３８】
表面導体ペーストの有機溶剤は、金属導体粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、テルピネオールやブチルカルビトールアセテート及びフタル酸等などが使用可能である。
【００３９】
表面導体ペーストは、金属導体粉末１００質量部に対して有機バインダーを３〜１５質量部、有機溶剤を１０〜３０質量部加えて混練することにより、印刷により表面導体パターン２を形成でき、かつ表面導体パターン２を形成した後に表面導体ペーストの滲みが発生しない程度の粘度、１００００〜２００００ｃｐｓ程度となるようにすることが望ましい。
【００４０】
フェライトグリーンシート１の表面に表面導体ペーストを印刷する方法は、特に制限されるものではなく、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等が使用可能である。
【００４１】
また、フェライトグリーンシート１の裏面、または、他のフェライトグリーンシート１の表面に、内層導体ペーストを印刷して表面導体パターン２に対応する内層導体パターン３を形成する。
【００４２】
ここで、内層導体パターン３は、次の積層体６を作製する工程において表面導体パターン２に対向する位置に、図２に示すように表面導体パターン２に対応するように形成することが重要である。図２は、本発明の請求項１に関わる配線基板（コイル内蔵基板）の製造方法について、その実施の形態の一例を示す分解斜視図であり、表面導体パターン２となる表面導体ペーストが印刷された非磁性フェライトグリーンシート１ａと、内層導体パターン３が形成された非磁性フェライトグリーンシート１ａを示したものである。ただし、図２は、本発明の構成をわかりやすくするために簡略化し、表面導体パターン２と内層導体パターン３とを主として描いた図であり、その他の内部配線パターン５等は省略している。
【００４３】
このように、表面導体パターン２に対応する内層導体パターン３を形成することによって、表面導体パターン２に作用する応力と内層導体パターン３に作用する応力とが相殺され反りが低減するため、表面導体パターン２の端部が非磁性フェライト層から剥がれることを防止することができる。
【００４４】
詳細には、後述する同時焼成の際に、フェライトグリーンシート１に比べて収縮量が大きな表面導体ペーストが収縮する際に、凹形状に反る、すなわち、表面導体パターン２の端部が非磁性フェライト層から剥離するように作用する応力に加えて、それとは逆の方向に作用する応力が、表面導体パターン２の下部に形成された表面導体パターン２に対応する内層導体パターン３によって発生する。その結果、この方向が異なる２つの応力同士が互いに打ち消しあって、表面導体パターン２と非磁性フェライト層の界面に作用する応力が低減し反りが抑制されるため、表面導体パターン２の端部が非磁性フェライト層から剥がれることを防止することができる。
【００４５】
内層導体パターン３が表面導体パターン２に対応するとは、平面視して、表面導体パターン２の外周部と内層導体パターン３が重なるということである。これは、図２（ｂ）に示すように、内層導体パターン３が表面導体パターン２の外周部のみと重なるような形状である。また、他の例では、図２（ｃ）に示すように、表面導体パターン２より一回り大きい同形状の内層導体パターン３が形成されている。また、他の例では、フェライトグリーンシート１の表面導体パターン２が形成された面全体に対向するように、すなわち、べたパターンとして内層導体パターン３を対応させる。
【００４６】
このように内層導体パターン３は次の積層体６を作製する工程において表面導体パターン２に対向する位置であればよいので、表面導体パターン２が形成されたフェライトグリーンシート１の裏面（図１（ｂ）に示す例では、下面に表面導体パターン２が形成された最下層の非磁性フェライトグリーンシート１ａの上面）に内層導体パターン３が形成されてもよいし、表面導体パターン２が形成されたフェライトグリーンシート１に対して他のフェライトグリーンシート１の表面（図１（ｂ）に示す例では、上面に表面導体パターン２が形成された最上層の非磁性フェライトグリーンシート１ａの下に配置される非磁性フェライトグリーンシート１ａの上面）に内層導体パターン３が形成されてもよい。
【００４７】
また、図２（ａ）に示すように、内層導体パターン３は表面導体パターン２と同じ形状に形成されるのが好ましい。ここでいう同じ形状とは、平面視の形状が同じである（相似形である）だけでなく外形寸法も同じ、つまり略合同であるということであり、厚みも略同一ということである。このように、内層導体パターン３と表面導体パターン２とを同じ形状にすると、それぞれの収縮挙動が近似したものとなり、焼成の際に発生する応力の大きさも近似したものとなることから、反りの低減が不足したり、過剰となってしまうことによる不具合を防止することができるので特に好ましい。
【００４８】
なお、図１および図２に示した例では、表面導体パターン２と内層導体パターン３との間には表面導体パターン２が形成された非磁性フェライトグリーンシート１ａの１層のみが存在する構成となっているが、間にいくつかの別の非磁性フェライトグリーンシート１ａを積層しても、表面導体パターン２に対応する内層導体パターン３が形成されそれぞれに作用する応力が互いに打ち消しあうようになっていれば差し支えはない。
【００４９】
一方、内層導体パターン３は、非磁性フェライトグリーンシート１ａの端部まで達しないようにすることが好ましい。内層導体パターン３が非磁性フェライトグリーンシート１ａの端部に達していると、内層導体は、フェライトグリーンシート１を焼成してなるフェライト層よりも粗密なため、この内層導体が露出したコイル内蔵基板の端部から水分などが浸入することがあり、コイル内蔵基板の信頼性が損なわれることを誘発することがある。
【００５０】
表面導体パターン２や内層導体パターン３を形成するのと並行して、コイルパターン４、および内部配線パターン５も同様に、それぞれ内層導体ペースト、コイル用導体ペーストおよび内部配線導体ペーストを印刷することによりフェライトグリーンシート１の表面に形成される。
【００５１】
また、コイルと内部配線との接続や、内部配線と表面導体とを接続するための貫通導体も形成される。貫通導体は内部配線とともに半導体チップやチップ部品と外部配線基板を電気的に接続する機能を有する。貫通導体は、表面導体パターン２、内層導体パターン３、コイルパターン４、および内部配線パターン５の印刷に先立ってフェライトグリーンシート１にパンチング加工やレーザ加工等により貫通孔を形成し、この貫通孔に印刷やプレス充填等の埋め込み手段によって貫通導体ペーストを充填しておくことで形成される。
【００５２】
内層導体ペースト、コイル用導体ペースト、および内部配線導体ペーストは、表面導体ペーストと同様にして作製されるものを用いればよい。なお、表面導体に比べてコイルや内部配線はフェライト層との接合強度が要求されないので、これらには２価の金属酸化物の粉末を添加していないものを用いてもよいが、内層導体ペーストについては表面導体ペーストと同じ組成にすることにより焼成時の収縮挙動や焼成後の熱収縮挙動を合わせるのが好ましい。
【００５３】
また、コイル内蔵基板に搭載される半導体チップが、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ用途の電源用であるような場合、コイルに高い電流が流せるほど好ましいが、コイルの導体抵抗が高いと、コイルが発熱することがあり、このような不具合を避けるためには、コイル用導体ペーストの金属導体粉末は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｌ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金などの低抵抗金属を用いることが好ましい。
【００５４】
また、貫通導体ペーストは、表面導体ペーストや内部配線導体ペーストと同様にして作製されるが、溶剤量や有機バインダー量により１５０００〜４００００ｃｐｓ程度と表面導体ペーストや内部配線導体ペーストに対して比較的流動性の低いペースト状に調整し、貫通孔への充填を容易にし、かつ、加温硬化するようにするとよい。また、焼結挙動の調整のために金属導体粉末にガラスやセラミックスの粉末を加えてもよい。この場合、金属導体粉末にガラスやセラミックスの粉末を加えた無機成分１００質量部に対して有機バインダーの量は３〜１５質量部の範囲が好ましく、３質量部未満ではペースト状に調整することが困難となり、１５質量部を越えるとペースト中の有機成分が多すぎて、焼結後の導体内部に空隙が発生するか、過剰に収縮することにより貫通導体と貫通孔内壁との間に空隙が生じやすくなる。
【００５５】
次に図１（ｃ）に示すように、表面導体ペーストが印刷されたフェライトグリーンシート１が表層に位置するように配置して、内層導体パターン３が表面導体パターン２と対向する積層体６を作製する。
【００５６】
フェライトグリーンシート１を積層する方法は、積み重ねたフェライトグリーンシート１に熱と圧力を加えて熱圧着する方法や、有機バインダー，可塑剤，溶剤等からなる密着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。積層の際の加熱加圧の条件は用いる有機バインダー等の種類や量により異なるが、概ね３０〜１００℃、２〜２０ＭＰａである。
【００５７】
この積層体６を大気中または加湿窒素雰囲気中にて、４００〜６００℃の温度で脱バインダーした後８００〜１０００℃の温度で焼成することにより、コイル内蔵基板が得られる。
【００５８】
なお、半導体チップやチップ部品を搭載するための搭載用電極２ａやコイル内蔵基板を外部配線基板に接続するための電極パッド２ｂのような表面導体には、半田等による半導体チップやチップ部品との接合を強固なものにするために、その表面にニッケル層および金層をめっき法等により順次被着するとよい。
【００５９】
このようにして得られたコイル内蔵基板は、強磁性フェライト層に内蔵された、例えば平面スパイラルコイル状に形成したコイルのインダクタンスが高くかつ安定しているとともに、基板の上面や下面に実装した半導体チップやチップ部品の実装信頼性がより一層高いものとなる。
【００６０】
また、上記の説明は配線基板がコイル内蔵基板の場合で説明したが、配線基板がインダクタンス素子等の場合は、絶縁層の形成に非磁性フェライトグリーンシート１ａに換えて強磁性フェライトグリーンシート１ｂが用いられる以外は、同様にして作製される。この場合、インダクタンス素子の表面に外部接続用端子となる表面導体をフェライトとの同時焼成により形成することができるので、従来のフェライト層とコイルパターン４とを焼成した後に表面導体パターン２を焼き付ける方法に対して、表面導体パターン２を焼き付ける工程が省略され、低コストとなる。
【００６１】
以下、本発明の実施例について、比較例を参照して説明する。
【実施例１】
【００６２】
まず、６３０ｇのＦｅ２Ｏ３粉末、８０ｇのＣｕＯ粉末、２９０ｇのＺｎＯ粉末、および４０００ｃｍ３の純水をジルコニアボールとともに容量７０００ｃｍ３のジルコニア製ポットに入れ、ボールミル法にて２４時間かけて混合した後、混合した粉末を乾燥し、乾燥した混合粉末をジルコニアるつぼに入れて大気中７３０℃で１時間加熱することにより非磁性フェライト仮焼粉末を作製した。作製した非磁性フェライト仮焼粉末１００質量部に対し、バインダーとしてブチラール樹脂を１０質量部、有機溶剤としてＩＰＡを４５質量部添加し、ボールミル法により混合しスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ１００μｍの非磁性フェライトグリーンシートを成型した。
【００６３】
この非磁性フェライトグリーンシートに金型による打ち抜き加工によって、直径１５０μｍの貫通孔を形成した。この貫通孔に、貫通導体ペーストをスクリーン印刷法によって充填し、７０℃で３０分乾燥した。貫通導体ペーストとしては、Ａｇ粉末１００質量部と、焼結助剤としてのガラス粉末１０質量部に、バインダーとしてアクリル樹脂１２質量部と溶剤としてα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いた。
【００６４】
次に、この非磁性フェライトグリーンシートに表面導体ペーストをスクリーン印刷法によって所定パターン形状で２０μｍの厚みに塗布し、７０℃で３０分乾燥して表面導体となる表面導体パターンを形成した。表面導体パターンとしては、強度測定用として２ｍｍ×２ｍｍの正方形状で２０μｍの厚みのパターンも貫通孔と重ならない位置に形成した。
【００６５】
表面導体ペーストとしては、Ａｇ粉末１００質量部に、アクリル樹脂１２質量部とα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いた。
【００６６】
次にＦｅ２Ｏ３粉末７００ｇと、ＣｕＯ粉末６０ｇと、ＮｉＯ粉末６０ｇと、ＺｎＯ粉末１８０ｇとを用いて非磁性フェライト仮焼粉末と同様の作製方法で強磁性フェライト仮焼粉末を作製した。作製した強磁性フェライト仮焼粉末１００質量部に対し、バインダーとしてブチラール樹脂１０質量部、溶剤としてＩＰＡを４５質量部添加し、ボールミル法により混合しスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ１００μｍの強磁性フェライトグリーンシートを成型した。
【００６７】
この強磁性フェライトグリーンシートに金型による打ち抜き加工によって、直径１５０μｍの貫通孔を形成した。この貫通孔に、貫通導体ペーストをスクリーン印刷法によって充填し、７０℃で３０分乾燥した。貫通導体ペーストとしては、上記と同じものを用いた。
【００６８】
続いて、表面導体パターンを形成した非磁性フェライトグリーンシートとは別の非磁性フェライトグリーンシートに、内層導体ペーストを表面導体パターンと対応するように、スクリーン印刷法によって塗布し、７０℃で３０分乾燥して内層導体パターンを形成した。ここで、内層導体パターンは平面視して全ての表面導体パターンを含むようなベタパターンとした。内層導体ペーストは、表面導体ペーストと同じものを用いた。
【００６９】
次に、強磁性フェライトグリーンシートに内部配線導体ペーストとコイル用導体ペーストを用いて、内部導体パターンと平面スパイラルコイル状のコイルパターンをスクリーン印刷法によって形成し、７０℃で３０分乾燥してコイルパターンと内部配線パターンを形成した。ここで、コイルパターンは導通抵抗を低くするために３０μｍの厚みに塗布した。コイル用導体ペーストは、金属粉末としてＡｇ粉末１００質量部に、アクリル樹脂１０質量部と有機溶剤としてのα−テルピネオール１質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いた。一方、内部配線導体ペーストは表面導体ペーストと同様のものを用いた。
【００７０】
次に、非磁性フェライトグリーンシートと強磁性フェライトグリーンシートとを積み重ねて、５ＭＰａの圧力と５０℃の温度で加熱圧着して、表面導体パターンが形成された非磁性フェライトグリーンシートが表層に位置する積層体を作製した。
【００７１】
次に、この積層体を、空気雰囲気中で５００℃、３時間の条件で焼成し有機分を除去して、空気雰囲気中で９００℃、１時間の条件で焼成しコイル内蔵基板を作製した。
【００７２】
焼成後には、コイル内蔵基板の表面導体上に無電解めっき法を用いてＮｉめっき皮膜、Ａｕめっき皮膜を順次形成した。
【実施例２】
【００７３】
内層導体パターンを個々の表面導体パターンと同じ形状と厚みに形成した以外は実施例１と同様にして評価用のコイル内蔵基板を作製した。
【比較例１】
【００７４】
内層導体パターンを形成しないこと以外は実施例１と同様にして評価用の試験片を作製した。
【００７５】
実施例１〜２および比較例１の試料について、表面導体のメタライズ強度を測定した。メタライズ強度の測定は、強度測定用の表面導体上に直径２ｍｍ、高さ１０ｍｍのＣｕ製のピンを共晶半田を用いて２４５℃の温度で接合し、引っ張り試験機（「ＭＯＤＥＬ−１３１０ＤＷ」ＡＩＫＯ  ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ製）を用いて、引っ張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎでピンの引っ張りによる破壊強度を測定することにより行なった。メタライズ強度を測定した結果を表１に示す。
【表１】
2007266114.tif 000003
【００７６】
表１のメタライズ強度の評価欄において、一般に携帯電話に用いられる基板のメタライズ強度は２ｍｍ×２ｍｍ正方形状パターンで２０Ｎ以上あれば、実装するに十分な強度である。
【００７７】
表１より、比較例１のメタライズ強度が１２Ｎであるのに対して、内層導体パターンを形成した実施例１および実施例２のメタライズ強度はそれぞれ２６Ｎおよび４２Ｎであり、いずれも実装するに十分な強度であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の配線基板の製造方法の一部を示す断面図である。
【図２】本発明の配線基板の製造方法の一部を示す分解図である。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・フェライトグリーンシート
１ａ・・非磁性フェライトグリーンシート
１ｂ・・強磁性フェライトグリーンシート
２・・・表面導体パターン
２ａ・・搭載用電極
２ｂ・・電極パッド
３・・・内層導体パターン
４・・・コイルパターン
５・・・内部配線パターン
６・・・積層体
【図１】
2007266114.tif 000004
【図２】
2007266114.tif 000005