(57)【要約】【課題】高品質のセラミック配線基板を製造し易いセラミック配線基板の製造方法、および高品質のものを製造し易いセラミック配線基板を得ること。【解決手段】平板状のセラミック基材１に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層３が形成され、該導通層に接続された配線を含む所定形状の配線パターン５がセラミック基材の少なくとも片面に形成されたセラミック配線基板１０を製造するにあたって、水平断面積がセラミック基材における一方の主面１ａ側から他方の主面１ｂ側にかけて漸次減少する形状の貫通孔をセラミック基材に形成し、この貫通孔における面積の広い方の開口端側から該貫通孔内に導電性ペーストを充填した後に該導電性ペーストを焼成して、上記の貫通孔に導通層を形成する。【選択図】        図１−３
2007250679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のセラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層が形成され、該導通層に接続された配線を含む所定形状の配線パターンが前記セラミック基材の少なくとも片面に形成されたセラミック配線基板の製造方法であって、
前記セラミック基材に、該セラミック基材における一方の主面側から他方の主面側にかけて水平断面積が漸次減少する形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔における面積の広い方の開口端側から該貫通孔内に導電性ペーストを充填した後に該導電性ペーストを焼成して、前記貫通孔に前記導通層を形成する導通層形成工程と、
を含むことを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記貫通孔形成工程は、
前記セラミック基材における一方の主面にレーザビームを照射して、前記セラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する第１貫通孔を形成する第１サブ工程と、
前記レーザビームを照射した側の主面上に所定形状のマスクを配置し、該マスクを介して前記第１貫通孔の周囲に選択的にサンドブラスト処理を施すことにより前記第１貫通孔を拡張して、前記マスクを配置した主面側から他方の主面側にかけて水平断面積が漸次減少する形状の第２貫通孔を形成する第２サブ工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記マスクは、所定箇所に開口部を有するドライフィルムレジストであることを特徴とする請求項２に記載のセラミック配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記導通層形成工程での前記貫通孔内への導電性ペーストの充填は、前記貫通孔の下方に間隙が生じるように前記セラミック基材をステージ上に配置して行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミック配線基板の製造方法。
【請求項５】
平板状のセラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層が形成され、該導通層に接続された配線を含む所定形状の配線パターンが前記セラミック基材の少なくとも片面に形成されたセラミック配線基板の製造方法であって、
前記セラミック基材に、該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔の下方に間隙が生じるように前記セラミック基材をステージ上に配置し、前記貫通孔内に導電性ペーストを充填した後に該導電性ペーストを焼成して、前記貫通孔に前記導通層を形成する導通層形成工程と、
を含むことを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。
【請求項６】
平板状のセラミック基材と、該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層と、該導通層に接続された配線を含む所定形状の配線パターンとを備え、前記配線パターンが前記セラミック基材の少なくとも片面に形成されているセラミック配線基板であって、
前記導通層は、前記セラミック基材における一方の主面側から他方の主面側にかけて水平断面積が漸次減少する形状を有する貫通孔に設けられていることを特徴とするセラミック配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平板状のセラミック基材と、このセラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層と、この導通層に接続された配線を含む配線パターンとを有するセラミック配線基板の製造方法、および当該セラミック配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の実装や電子部品間の接続に使用される配線基板は、該配線基板を構成している基材の層構成や材質、あるいは配線パターンの配置仕様に応じて多種類に分類することができ、その１つに、平板状のセラミック基材における一方の主面に所定形状のパターン、または全面導電膜を形成し、他方の主面に所定形状の配線パターン、所定数のパッドを形成した配線基板（以下、この配線基板を「セラミック配線基板」という。）がある。
【０００３】
上記のセラミック配線基板には、セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層が設けられており、セラミック基材の一方の主面に形成されているパターンと他方の主面に形成されている配線パターンとは上記の導通層によって電気的に接続される。このようなセラミック配線基板は、従来より、次のような方法により製造されている。
【０００４】
まず、セラミック基材の原料となる所望の無機粉末を有機バインダや溶剤等と混合してペーストとし、このペーストをドクターブレードやスキージにより薄く塗工してグリーンシートを得た後に仮焼、焼成してセラミック基材を得る。次に、セラミック基材における一方の主面側からレーザビームを照射して所定箇所に第１貫通孔を形成し、さらに、他方の主面側から研磨砥粒を吹き付けてサンドブラスト処理を施すことで第１貫通孔の壁面に付着しているセラミック溶融固化物を除去して、第２貫通孔を得る。
【０００５】
上記第２貫通孔の形状は、例えば特許文献１に記載された積層基板に形成される貫通ビアホール（積層基板をその厚さ方向に貫通する貫通孔）と同様に円柱状とされる。また、中央部がくびれた柱状とされることもある。レーザビームを照射する主面と研磨砥粒を吹き付ける主面とを互いに別の主面とすることにより、配線パターン面側における露出面が微小な導通層をセラミック基材に形成することが容易になり、結果として、配線パターンでの配線の集積密度が高いセラミック配線基板を得ることが容易になる。
【０００６】
次いで、第２貫通孔まで形成したセラミック基材上に所定形状のメタルマスクを配置し、このメタルマスクの上から導電性ペーストを塗工して、上記の第２貫通孔内に導電性ペーストを充填する。導電性ペーストの塗工は、セラミック基材を平坦なステージ上に置いた状態下で行われる。次に、第２貫通孔内に充填した導電性ペーストに加熱処理を施して該導電性ペースト中のバインダ成分を除去した後、更に加温して導電性ペーストを焼成する。これにより導通層が形成される。
【０００７】
この後、セラミック基材の両主面に導電膜を成膜し、一方の主面上においては、該導電膜を所定形状にパターニングして、パターンを得る。導電膜のパターニングは、例えば、該導電膜上にフォトリソグラフィー法等によって所定形状のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとして用いて導電膜をエッチングすることで行われる。また、セラミック基材における他方の主面上においては、所定形状の配線パターン、所定数のパッドを形成する。このようにしてセラミック基材の両主面に配線パターン等を形成することにより、セラミック配線基板が得られる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２７３５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のセラミック配線基板では、第２貫通孔の形状が円柱状または中央部がくびれた柱状であることから、第２貫通孔内に充填した導電性ペースト内に空隙（ボイド）が生じたり、第２貫通孔内に充填した導電性ペーストとセラミック基材との密着が不十分になったりし易い。このため、第２貫通孔内に充填した導電性ペーストを焼成することで得られる導通層の内部に空隙が生じたり、セラミック基材と導通層との密着性が不十分となってセラミック基材と導通層との間に空隙が生じたりし易い。
【００１０】
また、セラミック基材を平坦なステージ上に置いた状態で導電性ペーストを塗工して第２貫通孔内に導電性ペーストを充填することから、導電性ペーストの充填後にセラミック基材をステージから取り上げたときに導電性ペーストの一部がステージ上に付着して、第２貫通孔内の導電性ペーストの上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）が落ち窪み易い。このように上面が落ち窪んだ導電性ペーストを焼成して導通層を得ると、その上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）も窪んだ形状となり、セラミック配線基板の外観が損なわれる。
【００１１】
上述した導通層内部での空隙の発生や、セラミック基材と導通層との間での空隙の発生、あるいは導通層上面の窪みは、いずれも、セラミック配線基板の品質を低下させる要因となる。
【００１２】
この発明は上記に鑑みてなされたものであり、高品質のセラミック配線基板を製造し易いセラミック配線基板の製造方法、および高品質のものを製造し易いセラミック配線基板を得ること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するこの発明のセラミック配線基板の製造方法は、平板状のセラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層が形成され、この導通層に接続された配線を含む所定形状の配線パターンがセラミック基材の少なくとも片面に形成されたセラミック配線基板の製造方法であって、セラミック基材に、該セラミック基材における一方の主面側から他方の主面側にかけて水平断面積が漸次減少する形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔における面積の広い方の開口端側から該貫通孔内に導電性ペーストを充填した後に該導電性ペーストを焼成して、貫通孔に導通層を形成する導通層形成工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記の目的を達成するこの発明のセラミック配線基板の他の製造方法は、平板状のセラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層が形成され、この導通層に接続された配線を含む所定形状の配線パターンがセラミック基材の少なくとも片面に形成されたセラミック配線基板の製造方法であって、セラミック基材に、該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔の下方に間隙が生じるようにセラミック基材をステージ上に配置し、貫通孔内に導電性ペーストを充填した後に該導電性ペーストを焼成して、貫通孔に導通層を形成する導通層形成工程と、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のセラミック配線基板の製造方法では、セラミック基材における一方の主面側から他方の主面側にかけて水平断面積が漸次減少する形状の貫通孔をセラミック基材に形成し、この貫通孔における面積の広い方の開口端側から該貫通孔内に導電性ペーストを充填するので、貫通孔の形状が円柱状や中央部がくびれた柱状である場合に比べて貫通孔の壁面全体に導電性ペーストが比較的強く押し付けられることとなる。このため、貫通孔内の導電性ペーストに空隙が生じたり導電性ペーストとセラミック基材との密着性が不足することが抑えられ、当該導電性ペーストを焼成して得られる導通層においても、内部に空隙が生じたりセラミック基材との密着が不十分になったりすることが抑えられる。その結果として、高品質のセラミック配線基板を製造し易くなる。
【００１６】
また、この発明のセラミック配線基板の他の製造方法では、セラミック基材に形成した貫通孔の下方に間隙が生じるように当該セラミック基材をステージ上に配置して貫通孔内に導電性ペーストを充填するので、導電性ペーストの充填後にセラミック基材をステージから取り上げるときに、貫通孔内の導電性ペーストの一部がステージ上に付着してしまうのを容易に防止することができる。このため、貫通孔内に充填した導電性ペーストを焼成して得られる導通層の上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）に窪みが生じてしまうのを防止することが容易になる。その結果として、高品質のセラミック配線基板を製造し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明のセラミック配線基板およびセラミック配線基板の製造方法の各々について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１−１は、この発明のセラミック配線基板の一例を概略的に示す斜視図であり、図１−２は、図１−１に示したセラミック配線基板を概略的に示す平面図であり、図１−３は、図１−２に示したＩ−Ｉ線断面の概略図である。
【００１９】
これらの図に示すセラミック配線基板１０は、平板状のセラミック基材１と、セラミック基材１をその厚さ方向に貫通する導通層３と、セラミック基材１における一方の主面１ａに形成された配線パターン５と、セラミック基材１における他方の主面１ｂに形成された導電膜７とを有している。
【００２０】
セラミック基材１は、例えば酸化アルミニウム（アルミナ焼結体）、窒化アルミニウム、または窒化ケイ素等からなる単層構造または多層構造の基板であり、その外形寸法は、セラミック配線基板１０の用途等に応じて適宜選定される。例えば、セラミック配線基板１０が電子部品間の接続に使用されるものである場合には、セラミック基材１の外形寸法を縦３ｍｍ、横４ｍｍ、厚さ０．１〜１ｍｍ程度とすることができる。セラミック基材１における一方の主面１ａと他方の主面１ｂとは、実質的に互いに平行である。
【００２１】
導通層３は、例えば銀（Ａｇ）ペーストや銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）とを含有した導電性ペーストを焼成することで形成されて、セラミック基材１の所定箇所に設けられた貫通孔を埋めている。この導通層３は、水平断面積が主面１ａ側から主面１ｂ側にかけて漸次減少する形状、例えば主面１ａ側に底面が位置する円錐台状の貫通孔ＴＨに設けられている。導通層３における各端面は実質的に平坦であり、該導通層３は、水平断面積が主面１ａ側から主面１ｂ側にかけて漸次減少する形状を有している。この導通層３の大きさは、セラミック基材１の大きさやセラミック配線基板１０の用途等に応じて適宜選定可能である。例えばセラミック基材１が縦３ｍｍ、横４ｍｍ、厚さ０．１〜１ｍｍ程度の大きさを有し、導通層３を円錐台状とする場合には、主面１ａ側での導通層３の露出面を直径０．１〜１ｍｍ程度の円形にすることができる。
【００２２】
セラミック基材１の主面１ａに形成されている配線パターン５は、電気特性を考慮しつつ、例えばセラミック配線基板１０に実装しようとする電子部品に形成されている端子やパッド等の接点の配置に応じて設けられた複数の配線、あるいは、セラミック配線基板１０によって接続しようとする２つの電子部品それぞれでの接点または配線の設置に応じて設けられた複数の配線により構成されており、これらの配線のうちの１つは導通層３に接続されている。図示の例では４つの配線５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって配線パターン５が構成されており、これらの４つの配線５ａ〜５ｄのうちの配線５ｄが導通層３に接続されている。実際のセラミック配線基板における配線パターンは、より複雑で微細なものとなることが多い。一方、セラミック基材１の主面１ｂに形成されている導電膜７は、主面１ｂおよび導通層３における主面１ｂ側の露出面を覆っている。
【００２３】
上述した各配線５ａ〜５ｄおよび導電膜７は、いずれも、単層構造とすることもできるし多層構造とすることもでき、その材料としては、例えば金（Ａｕ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等が用いられる。
【００２４】
以上説明した構造を有するセラミック配線基板１０は、水平断面積がセラミック基材１における主面１ａ側から主面１ｂ側にかけて漸次減少する導通層３を有しているので、例えば下記実施の形態２で説明するこの発明のセラミック配線基板の製造方法により得ることができる。そして、この製造方法によってセラミック配線基板１０を得ることにより、導通層３の内部に空隙が生じたり、導通層３とセラミック基材１との密着性が不十分になったりするのを抑制することが容易になる。すなわち、高品質のものを得易くなる。
【００２５】
実施の形態２．
この発明のセラミック配線基板の製造方法では、以下に説明する貫通孔形成工程と導通層形成工程とをこの順番で行って、平板状のセラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層が形成され、該導通層に接続された配線を含む所定形状の配線パターンがセラミック基材の少なくとも片面に形成されたセラミック配線基板を得る。以下、工程毎に詳述する。
【００２６】
（貫通孔形成工程）
貫通孔形成工程では、平板状のセラミック基材に、該セラミック基材における一方の主面側から他方の主面側にかけて水平断面積が漸次減少する形状の貫通孔を形成する。このような貫通孔は、例えば下記の第１サブ工程および第２サブ工程をこの順番で行うことにより、形成することができる。
【００２７】
第１サブ工程では、上記のセラミック基材における一方の主面にレーザビームを照射して、このセラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する第１貫通孔を形成する。第１貫通孔は、セラミック基材における一方の主面側から他方の主面側にかけて水平断面積が漸次減少する形状を有していることが好ましく、このような第１貫通孔は、例えばレーザビームの焦点位置を適宜調整することにより得られる。セラミック基材へのレーザビームの照射は、例えば上記の主面への入射角が０°となるようにして行われる。
【００２８】
図２−１は、第１貫通孔が形成されたセラミック基材の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すセラミック基材１１では、該セラミック基材１１における一方の主面１１ａの所定箇所にレーザビームＬＢを照射することによって第１貫通孔ＴＨ1 が形成されている。この第１貫通孔ＴＨ1 は、セラミック基材１１をその厚さ方向に貫通して、セラミック基材１１における他方の主面１１ｂに開口している。また、第１貫通孔ＴＨ1 の壁面は、レーザビームＬＢの照射によりセラミック基材１１の一部が溶融した後に固化して生じた溶融固化物ＭＳで覆われている。
【００２９】
第２サブ工程では、上記の第１サブ工程でレーザビームを照射した側の主面上に所定形状のマスクを配置し、該マスクを介して第１貫通孔の周囲に選択的にサンドブラスト処理を施すことにより第１貫通孔を拡張して、マスクを配置した主面側から他方の主面側にかけて水平断面積が漸次減少する形状の第２貫通孔を形成する。このとき、マスクにおける開口部の形状や、サンドブラスト処理での研磨砥粒の吹き付け時間および吹き付け強度等を適宜選定することにより、第２貫通孔の形状を制御することができる。
【００３０】
上記のマスクとしては、メタルマスクやレジストマスクを用いることができる。セラミック基材１１上に塗工したレジストやセラミック基材１１上に貼付したドライフィルムレジストをパターニングすることで上記のレジストマスクを形成すると、そのコストがメタルマスクのコストに比べて低くなるので、セラミック配線基板の製造コストを抑え易くなる。また、ドライフィルムレジストをパターニングすることで上記のレジストマスクを形成すると、後述する導通層形成工程で導電性ペーストを塗工したときに、マスクとセラミック基材との間に導電性ペーストが侵入することを抑え易くなり、結果として、セラミック基材の主面の第２貫通孔近傍周辺に導電性ペーストが付着してしまうことが抑え易くなる。セラミック基材の主面に付着した導電性ペーストは、通常、配線パターンでの無用の短絡を防止するために、あるいはセラミック配線基板の外観を良好なものとするために導通層の形成後に除去されるので、不所望の箇所への導電性ペーストの付着はできるだけ抑えることが望まれる。
【００３１】
図２−２は、第２サブ工程でレジストマスクを形成する際に用いられるドライフィルムレジストの一例を概略的に示す断面図であり、図２−３は、ドライフィルムレジストをパターニングすることで得られるレジストマスクの一例を概略的に示す断面図である。
【００３２】
図２−２に示すように、ドライフィルムレジスト１３Ａは、セラミック基材１１の主面１１ａおよび第１貫通孔ＴＨ1 を覆うようにしてセラミック基材１１上に貼付される。また、図２−３に示すように、上記のレジストマスク１３は、ドライフィルムレジスト１３Ａをパターニングして所定箇所に開口部ＯＰを形成することで得られる。開口部ＯＰは第１貫通孔ＴＨ1 の上方に形成され、この開口部ＯＰの底には第１貫通孔ＴＨ1 が現れている他に、セラミック基材１１の上面のうちで第１貫通孔ＴＨ1 の周囲に位置する領域も現れている。なお、ドライフィルムレジスト１３Ａのパターニングは、例えば、所定形状の露光マスクを用いてドライフィルムレジスト１３Ａを選択的に露光し、その後に現像処理を施すことで行われる。このようにしてセラミック基材１１上に配置されるマスク１３は、第１貫通孔ＴＨ1 の周囲に選択的にサンドブラスト処理を施すために利用される。
【００３３】
図２−４は、第２サブ工程でのサンドブラスト処理により形成される第２貫通孔の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、サンドブラスト処理は所定のマスク、例えば図２−３に示したマスク１３を介して第１貫通孔ＴＨ1 の周囲に研磨砥粒Ｐａを吹き付けることで行われる。このサンドブラスト処理により図２−１に示した溶融固化物ＭＳが除去されると共にその周囲のセラミック基材１１が除去され、結果として図２−３に示した第１貫通孔ＴＨ1 が拡張されて、第２貫通孔ＴＨ2 が得られる。この第２貫通孔ＴＨ2 では、マスク１３を配置した主面１１ａ（図２−３参照）側から他方の主面１１ｂ（図２−３参照）側にかけて水平断面積が漸次減少している。
【００３４】
なお、上記の第２貫通孔ＴＨ2 まで形成することによって図１に示したセラミック基材１が得られるので、図２−４ではセラミック基材を参照符号「１」で示し、このセラミック基材１においてマスク１３が配置されている主面を参照符号「１ａ」で示し、セラミック基材１における他方の主面を参照符号「１ｂ」で示している。サンドブラスト処理を行った後に、マスク１３の表面やセラミック基材１の表面に付着している研磨砥粒を超音波洗浄等の方法で除去する。
【００３５】
（導通層形成工程）
導通層形成工程では、セラミック基材に形成されている貫通孔（第２貫通孔）における面積の広い方の開口端側から該貫通孔内に導電性ペーストを充填した後にこの導電性ペーストを焼成して、貫通孔に導通層を形成する。
【００３６】
上記の導電性ペーストとしては、例えば銀（Ａｇ）ペーストや銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）とを含有した導電性ペースト等が用いられる。セラミック基材との密着性に優れた導通層を形成する上からは、熱収縮率ができるだけ小さい導電性ペーストを用いることが好ましい。
【００３７】
貫通孔（第２貫通孔）内への導電ペーストの充填は、例えば、スキージやドクターブレードを用いて所望の導電性ペーストを塗工することにより行われる。サンドブラスト処理の際に用いたマスクがレジストマスクである場合には、このレジストマスクを剥離せずに、そのまま導電性ペースト塗工用のマスクとして用いることが好ましい。サンドブラスト処理の際に用いたマスクを導電性ペースト塗工用のマスクとしても用いることにより、導電性ペーストを塗工するにあたってのマスクの位置合わせ作業が不要となり、生産性が向上する。
【００３８】
貫通孔（第２貫通孔）内への導電ペーストの充填は、例えば従来と同様にセラミック基材をステージ上に直に置いて行うこともできるが、導電性ペーストを焼成して得られる導通層の上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）に窪みが生じてしまうのを防止して高品質のセラミック配線基板を得るという観点からは、貫通孔（第２貫通孔）の下方に間隙が生じるようにセラミック基材をステージ上に配置して行うことが好ましい。
【００３９】
図３−１は、貫通孔（第２貫通孔）内への導電性ペーストの充填方法の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す方法では、第２貫通孔ＴＨ2 の下方に間隙が生じるようにセラミック基材１をステージ２０上に配置し、貫通孔形成工程で用いたマスク１３を導電性ペースト塗工用のマスクとして用いつつスキージ２２により導電性ペースト２３を塗工することで、第２貫通孔ＴＨ2 内に導電性ペースト２３を充填する。ステージ２０の上面には所定の高さを有する複数のスペーサ２０ａが設けられており、該スペーサ２０ａにセラミック基材１を支持させることで第２貫通孔ＴＨ2 とステージ２０との間に間隙が形成されている。なお、図中の矢印Ａはスキージ２２の移動方向を示している。
【００４０】
第２貫通孔ＴＨ2 の形状が前述した形状であることから、この第２貫通孔ＴＨ2 内にスキージ２２により導電性ペースト２３を刷り込んだときには、第２貫通孔ＴＨ2 内の導電性ペースト２３に比較的大きな荷重がかかる。このため、第２貫通孔ＴＨ2 が円柱状や中央部がくびれた柱状である場合に比べ、該第２貫通孔ＴＨ2 の壁面全体に亘って導電性ペースト２３が比較的強く押し付けられることとなる。その結果として、第２貫通孔ＴＨ2 内に充填された導電性ペースト２３内に空隙（ボイド）が生じることが抑制されると共に、該導電性ペースト２３が第２貫通孔ＴＨ2 の壁面（セラミック基材１）に密着する。
【００４１】
また、第２貫通孔ＴＨ2 の下方に間隙が生じるようにセラミック基材１をステージ２０上に配置するので、次工程に移行するためにセラミック基材１をステージ２０から取り上げたときに、第２貫通孔ＴＨ2 内の導電性ペースト２３の一部がステージ上に付着して該導電性ペースト２３の上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）が落ち窪んでしまうのを容易に防止することができる。その結果として、第２貫通孔ＴＨ2 内に充填した導電性ペースト２３を焼成して得られる導通層の上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）に窪みが生じてしまうのを防止することが容易になり、高品質のセラミック配線基板を得易くなる。
【００４２】
第２貫通孔ＴＨ2 内に充填した導電性ペースト２３の焼成は、マスク１３を剥離した後に当該導電性ペースト２３を平坦化してから行うことが好ましい。図３−２は、マスクを物理的に剥離した後での導電性ペーストの状態の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、第２貫通孔ＴＨ2 内に充填された導電性ペースト２３は、マスク１３（図３−１参照）を剥離した後、ほぼマスク１３の厚み分だけセラミック基材１から突出している。この導電性ペースト２３は、セラミック基材１の主面１ｂ側においても当該セラミック基材１から突出している。
【００４３】
図３−３は、平坦化された導電性ペーストの一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、第２貫通孔ＴＨ2 内に充填した導電性ペースト２３の平坦化は、その上面がセラミック基材１の主面１ａと実質的に面一となり、その下面がセラミック基材１の主面１ｂと実質的に面一となるように行うことが好ましい。この平坦化は、例えば布等を用いて導電性ペースト２３を表面スクラブすることで行われる。このとき、主面１ａのうちで第２貫通孔ＴＨ2 の周囲に位置する領域、および主面１ｂのうちで第２貫通孔ＴＨ2 の周囲に位置する領域には、それぞれ、薄い導電性ペースト層２３ａが不可避的に生じる。なお、図３−３においては、第２貫通孔ＴＨ2 の周囲に形成される薄い導電性ペースト層２３ａを誇張して描いている。
【００４４】
第２貫通孔ＴＨ2 内に充填した導電性ペースト２３を焼成するにあたっては、まず、該導電性ペースト２３に１５０℃程度の熱処理を施してバインダ成分を除去し、その後、導電性ペースト２３の組成やセラミック基材１の組成等に応じた所定温度で焼成処理を行う。このときの焼成温度は、導電性ペーストを焼成することで形成される導通層とセラミック基材１との密着性を高めるという観点から、導電性ペーストに含有されている導電性微粒子同士が焼結すると共に、セラミック基材１に接している導電性微粒子とセラミック基材１とが焼結する温度とすることが好ましい。例えばセラミック基材１が酸化アルミニウム（アルミナ焼結体）からなる場合には、焼成温度を８５０℃程度とすることが好ましい。このようにして焼成処理を行うことにより、第２貫通孔ＴＨ2 内の導電性ペースト２３が固体金属化して、セラミック基材１との密着性の高い導通層が得られる。また、第２貫通孔ＴＨ2 の周囲に形成されている薄い導電性ペースト層２３ａも固体金属化して薄い導電体層が形成される。
【００４５】
図３−４は、第２貫通孔に形成された導通層およびその周囲に形成された導電体層それぞれの一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、第２貫通孔ＴＨ2 内に充填されていた導電性ペースト２３（図３−３参照）が上記の焼成処理により固体金属化して、第２貫通孔ＴＨ2 に導通層３が形成される。また、第２貫通孔ＴＨ2 の周囲に形成されていた薄い導電性ペースト層２３ａ（図３−３参照）も固体金属化して、薄い導電体層３ａが形成される。
【００４６】
この後、薄い導電体層３ａを例えばイオンミリング等により除去して、導電体層として導通層３のみを有するセラミック基材１、すなわち、図１に示した導通層３を有するセラミック基材１を得る。図３−５は、導電体層として導通層のみを有するセラミック基材の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すセラミック基材１は、図３−４に示したセラミック基材１から薄い導電体層３ａをイオンミリングにより除去して得たものであり、導電体層としては導通層３のみを有している。
【００４７】
目的とするセラミック配線基板は、上述のようにして貫通孔（第２貫通孔）に導通層が形成されたセラミック基材における少なくとも一方の主面に配線パターン、パッドを形成し、他方の主面にパターン、または全面導電膜を形成することにより得られる。このときの配線パターンは、導通層に接続された配線を含むようにして形成され、パッドは、導通層を覆うか、または導通層と接するようにして形成される。セラミック基材における一方の主面にのみ配線パターンを形成する場合、該配線パターンをセラミック基材におけるどちらの主面に形成するかは、形成しようとする配線パターンでの配線の集積密度等に応じて適宜選択可能である。
【００４８】
上記の配線パターンは、その元となる導電膜を例えば真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的気相蒸着法、あるいはめっき法等により形成し、その上に例えばフォトレジスト層を形成した後に該フォトレジスト層をフォトリソグラフィー法等によって所定形状にパターニングしてレジストパターンを得、このレジストパターンをエッチングマスクとして用いて上記の導電膜をエッチングすることにより形成することができる。
【００４９】
上記の配線パターン、パッド、および導電膜は、いずれも、単層構造を有していてもよいし多層構造を有していてもよく、その材料としては、例えば金（Ａｕ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等を用いることができる。
【００５０】
図４は、両面に導電膜が形成されたセラミック基材の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すセラミック基材１は第２貫通孔ＴＨ2 に導通層３が形成されたものであり、該セラミック基材１における一方の主面１ａには導通層３を覆うようにして導電膜５Ａが形成され、他方の主面１ｂには導通層３を覆うようにして他の導電膜７が形成されている。導電膜５Ａを所定形状にパターニングすることにより、図１−１〜図１−３に示したセラミック配線基板１０が得られる。
【００５１】
以上説明した製造方法によってセラミック配線基板を製造すると、導通層形成工程についての説明の中で既に述べたように、第２貫通孔ＴＨ2 内に充填された導電性ペースト２３（図３−１参照）内に空隙（ボイド）が生じることが抑制されると共に、該導電性ペースト２３が第２貫通孔ＴＨ2 の壁面（セラミック基材１）に比較的強く押し付けられるので、その後に導電性ペースト２３を焼成して導通層３（図３−４，図３−５参照）を得たときに、該導通層３の内部に空隙が生じたり導通層３とセラミック基材１との密着が不十分になったりすることが抑制される。したがって、この製造方法によれば、高品質のセラミック配線基板を製造し易くなる。
【００５２】
また、導通層形成工程についての説明の中で既に述べたように、第２貫通孔ＴＨ2 内に導電性ペースト２３を充填するにあたって該第２貫通孔ＴＨ2 の下方に間隙が生じるようにセラミック基材１をステージ２０上に配置すると、次工程に移行するためにセラミック基材１をステージ２０から取り上げたときに、第２貫通孔ＴＨ2 内の導電性ペースト２３の一部がステージ上に付着して該導電性ペースト２３の上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）が落ち窪んでしまうのを防止することが容易になる。その結果として、導通層３の上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）が窪んでしまうのを防止することが容易になり、高品質のセラミック配線基板を得易くなる。
【００５３】
実施の形態３．
従来に比べて高品質のセラミック配線基板は、この発明のセラミック配線基板の他の製造方法によっても得ることができる。この製造方法では、以下に説明する貫通孔形成工程と導通層形成工程とをこの順番で行って、平板状のセラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する導通層が形成され、該導通層に接続された配線を含む所定形状の配線パターンがセラミック基材の少なくとも片面に形成されたセラミック配線基板を得る。以下、工程毎に詳述する。
【００５４】
（貫通孔形成工程）
貫通孔形成工程では、セラミック基材に該セラミック基材をその厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する。この貫通孔形成工程では、従来と同様にセラミック基材における一方の主面側からレーザビームを照射して所定箇所に第１貫通孔を形成した後に、他方の主面側からサンドブラスト処理を施すことで第１貫通孔を拡張して、円柱状または中央部がくびれた柱状の第２貫通孔を形成することができる。勿論、上記実施の形態２で説明した製造方法での貫通孔形成工程と同様にして貫通孔（第２貫通孔）を形成してもよい。
【００５５】
（導通層形成工程）
導通層形成工程では、貫通孔形成工程でセラミック基材に形成した貫通孔（第２貫通孔）の下方に間隙が生じるように当該セラミック基材をステージ上に配置し、貫通孔（第２貫通孔）内に導電性ペーストを充填した後に該導電性ペーストを焼成して、貫通孔（第２貫通孔）に導通層を形成する。
【００５６】
貫通孔形成工程で形成した第２貫通孔が円柱状または中央部がくびれた柱状である場合、第２貫通孔内への導電性ペーストの充填は、該第２貫通孔における２つの開口端のどちら側から行ってもよい。また、第２貫通孔が上記実施の形態２で説明した製造方法の貫通孔形成工程で形成された貫通孔である場合には、既に説明したように、該第２貫通孔における面積の広い方の開口端側から導電性ペーストを充填することが好ましい。導電性ペーストの焼成およびその後の処理は、上記実施の形態２で説明した製造方法での導通層形成工程における導電性ペーストの焼成およびその後の処理と同様にして行われる。
【００５７】
目的とするセラミック配線基板は、上述の導通層形成工程まで行った後に、セラミック基材における少なくとも一方の主面に配線パターン、パッドを形成し、他方の主面にパターン、または全面導電膜を形成することにより得られる。これら配線パターン、パッド、および導電膜それぞれの形成は、上記実施の形態２で説明した製造方法に基づいてセラミック配線基板を得る際の配線パターン、パッド、または導電膜の形成と同様にして行われる。
【００５８】
このようにしてセラミック配線基板を製造すると、セラミック基材に形成した第２貫通孔の下方に間隙が生じるように当該セラミック基材をステージ上に配置し、この状態で第２貫通孔内に導電性ペーストを充填するので、次工程に移行するためにセラミック基材をステージから取り上げたときに、第２貫通孔の形状に拘わらず、該第２貫通孔内の導電性ペーストの一部がステージ上に付着して該導電性ペーストの上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）が落ち窪んでしまうのを防止することが容易になる。その結果として、第２貫通孔内に充填した導電性ペーストを焼成して得られる導通層の上面（導電性ペーストを塗工した側と反対の面）が窪んでしまうのを防止することが容易になり、高品質のセラミック配線基板を得易くなる。
【００５９】
以上、３つの形態を挙げてこの発明のセラミック配線基板およびセラミック配線基板の製造方法について説明したが、前述のように、この発明は上記３つの形態に限定されるものではない。
【００６０】
例えば実施の形態２で説明したセラミック配線基板の製造方法においてセラミック基材に形成する貫通孔（第２貫通孔）の形状は、セラミック基材における一方の主面から他方の主面にかけて水平断面積が漸次減少する形状であればよく、一方の主面側での水平断面形状と他方の主面側での水平断面形状は互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、第２貫通孔の水平断面積の変化率は、セラミック基材における一方の主面から他方の主面にかけて一定でなければならないというものではなく、一方の主面から他方の主面にかけて段階的に、または連続的に変化していてもよい。さらに、第２貫通孔は、図５に示す第２貫通孔ＴＨ12のように、セラミック基材３１における一方の主面３１ａから他方の主面３１ｂにかけて水平断面積が実質的に変化しない領域Ｒを含んでいてもよい。
【００６１】
また、導通層の各端面はセラミック基材の主面と面一であることが好ましいが、セラミック基材の主面に所望の配線パターン、パッド、または導電膜を形成する上で支障とならない範囲であれば、導通層の端面とセラミック基材の主面との間に段差があってもよい。導通層を形成する過程でその周辺に不可避的に生じる薄い導電体層３ａ（図３−４参照）の除去は、所望品質のセラミック配線基板を得る上での許容範囲内であれば、省略することも可能である。その他、この発明のセラミック配線基板の製造方法およびセラミック配線基板については、種々の変形、修飾、組合せ等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１−１】この発明のセラミック配線基板の一例を概略的に示す斜視図である。
【図１−２】図１−１に示したセラミック配線基板を概略的に示す平面図である。
【図１−３】図１−２に示したＩ−Ｉ線断面の概略図である。
【図２−１】この発明のセラミック配線基板の製造方法における貫通孔形成工程で第１貫通孔が形成されたセラミック基材の一例を概略的に示す断面図である。
【図２−２】この発明のセラミック配線基板の製造方法における貫通孔形成工程でレジストマスクを形成する際に用いられるドライフィルムレジストの一例を概略的に示す断面図である。
【図２−３】この発明のセラミック配線基板の製造方法における貫通孔形成工程でドライフィルムレジストをパターニングすることにより得られるレジストマスクの一例を概略的に示す断面図である。
【図２−４】この発明のセラミック配線基板の製造方法における貫通孔形成工程で形成される第２貫通孔の一例を概略的に示す断面図である。
【図３−１】この発明のセラミック配線基板の製造方法における導通層形成工程で貫通孔内に導電性ペーストを充填する際の充填方法の一例を概略的に示す断面図である。
【図３−２】この発明のセラミック配線基板の製造方法における導通層形成工程で導電性ペーストの塗工に用いたマスクを剥離した後での導電性ペーストの状態の一例を概略的に示す断面図である。
【図３−３】この発明のセラミック配線基板の製造方法における導通層形成工程で貫通孔内に充填され、平坦化された導電性ペーストの一例を概略的に示す断面図である。
【図３−４】この発明のセラミック配線基板の製造方法における導通層形成工程で形成された導通層およびその周囲に形成された導電体層それぞれの一例を概略的に示す断面図である。
【図３−５】この発明のセラミック配線基板の製造方法における導通層形成工程を経て作製されたセラミック基材の一例を概略的に示す断面図である。
【図４】この発明のセラミック配線基板の製造方法における導通層形成工程を経た後に両面に導電膜が形成されたセラミック基材の一例を概略的に示す断面図である。
【図５】この発明のセラミック配線基板の製造方法における貫通孔形成工程で形成される第２貫通孔の他の例を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１，１１，３１  セラミック基材
１ａ  セラミック基材の一方の主面
１ｂ  セラミック基材の他方の主面
３，３３  導通層
５  配線パターン
７  導電膜
１０  セラミック配線基板
１３Ａ  ドライフィルムレジスト
１３  マスク
２０  ステージ
２０ａ  スペーサ
２３  導電性ペースト
ＴＨ  貫通孔
ＴＨ1   第１貫通孔
ＴＨ2 ，ＴＨ12   第２貫通孔
【図１−１】
2007250679.tif 000003
【図１−２】
2007250679.tif 000004
【図１−３】
2007250679.tif 000005
【図２−１】
2007250679.tif 000006
【図２−２】
2007250679.tif 000007
【図２−３】
2007250679.tif 000008
【図２−４】
2007250679.tif 000009
【図３−１】
2007250679.tif 000010
【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図３−５】
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【図４】
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【図５】
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