(57)【要約】【課題】ガラスーセラミック系材料からなるグリーンシートを用い且つ表面に傷付きやダメージが生じにくい基板本体を有する配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】対向する一対のセッターｃ１，ｃ２の表面に、アルミナ系のグリーンシートｓ１，ｓ２を介して、かかるグリーンシートｓ１，ｓ２よりも焼成温度が低く且つ表面２に導電ペーストからなるメタライズ４が形成されたガラスーセラミック系材料からなる基板用グリーンシート１と、を載置しつつ挟持する載置工程と、かかる基板用グリーンシート１を焼成する工程と、を含む、配線基板Ｋの製造方法。【選択図】  図３
2007027363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セッターの表面にグリーンシートとかかるグリーンシートよりも焼成温度が低い基板用グリーンシートとを載置する載置工程と、
上記セッターに載置された基板用グリーンシートを焼成する工程と、を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記載置工程は、対向する一対のセッターの表面に一対の前記グリーンシートをそれぞれ個別に載置し、かかる一対のグリーンシートの間に前記基板用グリーンシートを挟むように載置するものである、
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。
【請求項３】
前記基板用グリーンシートにおける少なくとも一方の表面には、導電ペーストからなるメタライズが形成されている、
ことを特徴とする請求項１または２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、ガラス−セラミックからなる基板本体における少なくとも一方の表面にパッドなどの表面導体を有する配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス−セラミック系材料からなる基板用グリーンシートを焼成する工程では、かかるグリーンシート中のガラス成分が軟化して流れ出し、当該グリーンシートを載置しているセッターの表面に上記ガラス成分が貼り付くことがある。このため、焼成後における基板本体の表面に、上記貼り付いたガラス成分による傷が、上記グリーンシートの収縮方向に沿って付着することがある。
また、上記基板用グリーンシートの表面に導電性ペーストのメタライズが形成されていると、焼成時にグリーンシート中のガラス成分が、上記メタライズの表面に浸み出し且つこれを覆うと、焼成後に行うメッキ工程で、上記メタライズが焼成されたパッドなどの表面導体の表面にメッキ金属を被覆できなくなる。このため、上記表面導体の表面に付着したガラスを除去するため、過度の酸処理またはアルカリ処理を施すと、焼成されたガラス−セラミックからなる基板本体の表面および裏面にダメージを与えてしまう、という問題点があった。
【０００３】
前記セッターの表面にガラス成分が貼り付くことを防ぐため、予めセッターの表面にＢＮなどの微粉末をコーティングしたり、いわゆる目砂などの粗い粉を敷設する対策が行われている。しかし、上記微粉末をコーティングした場合、かかる微粉末が前記基板用グリーンシートのガラス組織や前記メタライズ中に食い込んで除去できなくなる。更に、上記粗い粉を敷設する場合、セッターの表面に均一に分散できないため、焼成後に得られる基板本体に波を打ったような反りを生じる、という問題点があった。
【０００４】
一方、未焼成の低温焼成セラミック基板の両面にそれぞれアルミナ系のグリーンシートを圧着し、その上下双方から内部に金属片を配設したセッターを挟み付け、これらを加圧しながら８００〜１０００℃で上記セラミック基板を焼成する際に、上記セッター全体の温度分布を均一化して、品質の良いセラミック基板を得る製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の方法によれば、未焼成の低温焼成セラミック基板の両面に、アルミナ系のグリーンシートを圧着し、更にセッターで加圧して挟持しつつ焼成するため、得られるセラミック基板の焼成収縮を抑制できる。しかしながら、前述したガラス成分による傷付きや、メタライズの表面に浸み出たガラスの除去に伴う問題点については、開示は基より、何らの示唆もされていない。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２０４６９号公報（第１〜５頁、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記背景技術における問題点を解決し、ガラスーセラミック系材料からなるグリーンシートを用い且つ表面に傷付きやダメージが生じにくい基板本体を有する配線基板の製造方法を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、ガラスーセラミック系材料からなる基板用グリーンシートを焼成する際に、その焼成収縮を許容しつつ、当該基板用グリーンシートから流れ出たガラス成分を、かかる基板用グリーンシートよりも焼成温度が高いグリーンシートに吸収させる、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板の製造方法（請求項１）は、セッターの表面にグリーンシートとかかるグリーンシートよりも焼成温度が低い基板用グリーンシートとを載置する載置工程と、上記セッターに載置された基板用グリーンシートを焼成する工程と、を含む、ことを特徴とする。
尚、上記「載置」とは、圧着することなく、単に載せただけの状態を指す。
【０００８】
これによれば、セッターの表面に多孔質のグリーンシートを介して、これよりも焼成温度が低い基板用グリーンシートを載置した状態で、かかる基板用グリーンシートが焼成される。この焼成時において、基板用グリーンシート中から軟化して流れ出たガラス成分は、隣接する上記グリーンシートに吸収される。この結果、上記基板用グリーンシートは、平面方向および厚み方向の焼成収縮を行いつつ焼成されて、ガラス−セラミックからなる配線基板の基板本体となる。従って、かかる基板本体の表面には、上記ガラス成分による傷付きがなくなるので、外観上体裁の良い配線基板を確実に提供することができる。
【０００９】
尚、前記グリーンシートは、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、ムライトなどのセラミック粒子に樹脂バインダや溶剤などを添加したセラミックスラリを、ドクターブレード法によって厚みが数１００μｍの多孔質シートとしたもので、少なくとも１２００℃以上の焼成温度である。
また、前記基板用グリーンシートは、例えばガラス−アルミナ、ガラス−窒化アルミニウム、ガラス−窒化珪素、ガラス−ムライトなどのガラス−セラミック系粒子に樹脂バインダや溶剤などを添加したセラミックスラリを、上記方法により約１００〜３００μｍの厚みのグリーンシートとしたもの、あるいは、かかる複数のグリーンシートを積層したものである。この基板用グリーンシートの焼成温度は、例えば８００〜１０００℃である。
更に、前記セッターは、例えば、アルミナ粒子にガラス繊維などを混合して板状に成形し、その表面にジルコニア（ＺｒＯ２）などをコーティングした耐熱性のベース板である。
【００１０】
また、本発明には、前記載置工程は、対向する一対のセッターの表面に一対の前記グリーンシートをそれぞれ個別に載置し、かかる一対のグリーンシートの間に前記基板用グリーンシートを挟むように載置するものである、配線基板の製造方法（請求項２）も含まれる。
これによれば、対向する一対のセッターの間に、表面および裏面の両面にそれぞれグリーンシートを介して基板用グリーンシートが挟まれた状態で、かかる基板用グリーンシートが焼成される。この結果、焼成時において、当該基板用グリーンシート中から軟化して流れ出たガラス成分は、隣接する一対のグリーンシートに吸収されるため、上記基板用グリーンシートは、平面方向および厚み方向の焼成収縮を行いつつ焼成され、ガラス−セラミックからなる配線基板の基板本体となる。従って、表面および裏面の双方に前記傷付きのない基板本体を有する配線基板を一層確実に製造することができる。
【００１１】
更に、本発明には、前記基板用グリーンシートにおける少なくとも一方の表面には、導電ペーストからなるメタライズが形成されている、配線基板の製造方法（請求項３）も含まれる。
これによれば、基板用グリーンシート中から流れ出たガラス成分が上記メタライズの表面に浸み出しても、かかるガラス成分は隣接する多孔質の前記グリーンシートに吸収される。この結果、上記メタライズは、焼成後にパッドなどの表面導体となった際に、その表面にはガラス成分が残らないため、かかる表面導体に対し、例えばＮｉメッキおよびＡｕメッキなどの金属メッキ膜を容易に被覆することができる。しかも、従来のように、パッドなどの表面に浮き出たガラス成分を除去するためのアルカリ処理などの工程をなくせるため、これに伴う基板本体に対する前記ダメージを解消することもできる。尚、上記メタライズは、例えば、ＡｇやＣｕなどの金属粉末を含む樹脂ペーストである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明による配線基板の製造方法の一形態を示す断面図である。
先ず、図１に示すように、セッターｃ１の表面に、グリーンシートｓ１を載置する共に、かかるグリーンシートｓ１の上に、予め表面２に円柱形を呈する複数のメタライズ４を形成した基板用グリーンシート１を、上下反転させて載置する（載置工程）。この際、セッターｃ１、グリーンシートｓ１、および基板用グリーンシート１の間は、全く圧着されておらず、これらを単に載せた状態である。
上記セッターｃ１は、例えばアルミナ粒子にガラス繊維などを混合して板状に成形し、その表面にジルコニアなどをコーティングした耐熱性のベース板であり、グリーンシートｓ１および基板用グリーンシート１よりも広い面積を有している。
【００１３】
また、前記グリーンシートｓ１は、例えばアルミナなどのセラミック粒子に樹脂バインダおよび溶剤などを添加したセラミックスラリを、ドクターブレード法によって、厚みが数１００μｍの多孔質シートとしたもので、その焼成温度は約１４５０℃であり、基板用グリーンシート１よりも広い面積を有している。
更に、前記基板用グリーンシート１は、例えばガラス−アルミナなどのガラス−セラミック系粒子に樹脂バインダや溶剤などを添加したセラミックスラリを、上記同様の方法により所定厚さのシートとしたものを複数積層したもので、全体の厚みが約８００μｍで、表面２および裏面３を有するものである。かかる基板用グリーンシート１の焼成温度は、約９００℃であり、その表面２には、ＡｇまたはＣｕの金属粉末および樹脂ペーストなどからなる円柱形のメタライズ４が複数形成されている。
尚、上記基板用グリーンシート１の内部には、ＡｇまたはＣｕ粉末を含む導電性ペーストを所定パターンで印刷形成した内部配線や、かかる内部配線や上記メタライズ４と接続する上記同様の導電性ペーストからなるビア導体（何れも図示せず）が形成されている。このうち、基板用グリーンシート１の表面２側のビア導体の端面は、何れかのメタライズ４の底面と接触している。
【００１４】
次に、図１に示すように、セッターｃ１の表面にグリーンシートｓ１と、当該グリーンシートｓ１側にメタライズ４を有する表面２が接するように基板用グリーンシート１とを、何らの圧着せずに載置した状態で、これらを図示しない焼成炉に挿入し、約９００℃に１〜３時間にわたり加熱・保持する焼成工程を行う。
その結果、基板用グリーンシート１は、図１中の矢印で示すように、平面方向（厚み方向も含む）に沿って相応の焼成収縮を行いつつ焼成され、ガラス−アルミナからなる基板本体１になると共に、各メタライズ４は、焼成されて円柱形のパッド（表面導体）４になる。この際、基板用グリーンシート１中から軟化して表面２側に流れ出たガラス成分や、各メタライズ４の表面に浸み出したガラス成分は、隣接する多孔質のグリーンシートｓ１に吸収される。
【００１５】
次いで、バンプ４を含む焼成された基板本体１から、未焼成のグリーンシートｓ１を引き剥がす。その結果、図２に示すように、表面２に複数のバンプ４が形成された基板本体１を有する配線基板Ｋを得ることができる。尚、焼成後のグリーンシートｓ１は、前記焼成時に、一方の表面側にガラス成分が浸透する共に、内部の樹脂バインダや溶剤などが蒸発し、アルミナ粉末が主体の比較的脆弱なシートとなっているため、基板本体１から容易に剥離することができる。
以上のような製造方法によれば、得られた配線基板Ｋの基板本体１の表面２には、従来のようなガラス片の引っ掻きによる傷付きが生じなくなると共に、焼成された各パッド４の表面にもガラス成分が付着しなくなる。このため、ＡｇまたはＣｕからなる各パッド４の表面に対し、電解Ｎｉメッキおよび電解Ａｕメッキを順次施すことにより、全体が約３〜６μｍの金属メッキ膜を確実に被覆することができる。従って、基板本体１の表面２に傷付きがなく且つパッド４にＮｉおよびＡｕメッキ膜が被覆された配線基板Ｋを確実に提供することができる。
【００１６】
図３は、前記製造方法の応用形態である配線基板の製造方法を示す断面図である。
先ず、図３に示すように、互いに対抗する一対のセッターｃ１，ｃ２の表面に、グリーンシートｓ１，ｓ２を個別に載置し、かかるグリーンシートｓ１，ｓ２間に、前記同様の基板用グリーンシート１を挟むように載置する（載置工程）。
上記基板用グリーンシート１における複数のメタライズ４が形成された表面２は、図３で上側のグリーンシートｓ２に接触し、平坦な裏面３は、図３で下側のグリーンシートｓ１に接触している。かかる載置工程では、セッターｃ１，ｃ２、グリーンシートｓ１，ｓ２、および基板用グリーンシート１の間は、何らの圧着されていない。尚、グリーンシートｓ２は、グリーンシートｓ１と同じものであり、セッターｃ２もセッターｃ１と同じものである。
【００１７】
次に、図３に示す載置状態のセッターｃ１，ｃ２、グリーンシートｓ１，ｓ２、および基板用グリーンシート１を、図示しない焼成炉に挿入し、前記同様の温度・時間の条件で加熱・保持する焼成工程を行う。
その結果、基板用グリーンシート１は、図３中の矢印で示すように、相応の焼成収縮（厚み方向も含む）を行いつつ焼成され、ガラス−アルミナからなる基板本体１になると共に、各メタライズ４は、焼成されて円柱形のパッド（表面導体）４になる。この際、基板用グリーンシート１中から軟化して表面２および裏面３側に流れ出たガラス成分や、各メタライズ４の表面に浸み出したガラス成分は、隣接する多孔質のグリーンシートｓ１，ｓ２に吸収される。
次いで、セッターｃ１，ｃ２を除去した後、表面２の複数のバンプ４を含む焼成された基板本体１から、未焼成のグリーンシートｓ１，ｓ２を引き剥がす。その結果、前記図２で示したように、表面２に複数のバンプ４が形成された基板本体１を有する配線基板Ｋが得られる。
【００１８】
以上のような製造方法によれば、得られた配線基板Ｋの基板本体１の表面２および裏面３には、従来のようなガラス片の引っ掻きによる傷付きが生じなくなると共に、焼成された各パッド４の表面にもガラス成分が付着しなくなる。このため、ＡｇまたはＣｕからなる各パッド４の表面に対し、電解Ｎｉメッキおよび電解Ａｕメッキを順次施すことで、前記同様の金属メッキ膜を確実に被覆することができる。従って、基板本体１の表面２および裏面３に傷付きがないと共に、各パッド４の表面にＮｉおよびＡｕメッキ膜が被覆された配線基板Ｋを確実に提供することができる。
【００１９】
図４は、前記二つの製造方法の応用形態である配線基板の製造方法を示す断面図である。図４に示すように、互いに対抗する一対のセッターｃ１，ｃ２の表面に、グリーンシートｓ１，ｓ２を個別に載置し、かかるグリーンシートｓ１，ｓ２間に、基板用グリーンシート１ａを挟むように載置する（載置工程）。かかる載置工程でも、セッターｃ１，ｃ２、グリーンシートｓ１，ｓ２、および基板用グリーンシート１ａの間は、何らの圧着されていない。
上記基板用グリーンシート１ａは、前記基板用グリーンシート１と同様の材料および厚みを有し、複数のメタライズ４を形成した表面２がグリーンシートｓ２に接触すると共に、複数のメタライズ６を形成した裏面（表面）３がグリーンシートｓ１に接触している。かかるメタライズ６も、ＡｇまたはＣｕの金属粉末を含む樹脂ペーストからなる円柱形を呈し、基板用グリーンシート１ａ内の図示しない内部配線やビア導体に導通すると共に、これらを介して表面２のメタライズ４とも導通している。尚、図４に示すように、メタライズ４，６のピッチは、互いに相違している。
【００２０】
次に、図４示す載置状態のセッターｃ１，ｃ２、グリーンシートｓ１，ｓ２、および基板用グリーンシート１ａを、図示しない焼成炉に挿入し、前記同様の温度・時間の条件で加熱・保持する焼成工程を行う。
その結果、基板用グリーンシート１ａは、図４中の矢印で示すように、相応の焼成収縮（厚み方向も含む）を行いつつ焼成され、ガラス−アルミナからなる基板本体１ａになると共に、各メタライズ４，６は、焼成されて円柱形のパッド（表面導体）４、あるいは接続端子（表面導体）６になる。この際、基板用グリーンシート１ａ中から軟化して表面２および裏面３側に流れ出たガラス成分や、各メタライズ４，６の表面に浸み出したガラス成分は、隣接する多孔質のグリーンシートｓ１，ｓ２に吸収される。
次いで、セッターｃ１，ｃ２を除去した後、バンプ４および接続端子６を含む焼成された基板本体１ａから、未焼成のグリーンシートｓ１，ｓ２を引き剥がす。その結果、図５に示すように、表面２に複数のバンプ４が形成され且つ裏面３に複数の接続端子６が形成された基板本体１ａを有する配線基板Ｋａが得られる。
【００２１】
以上のような製造方法によれば、得られた配線基板Ｋａの基板本体１ａの表面２および裏面３には、従来のようなガラス片の引っ掻きによる傷付きが生じなくなると共に、焼成された各パッド４や接続端子６の表面にもガラス成分が付着しなくなる。このため、ＡｇまたはＣｕからなる各パッド４や各接続端子６の表面に対し、電解Ｎｉメッキおよび電解Ａｕメッキを順次施すことで、前記同様の金属メッキ膜を確実に被覆することができる。従って、基板本体１ａの表面２および裏面３に傷付きがないと共に、各パッド４および各接続端子６の表面にＮｉおよびＡｕメッキ膜が被覆された配線基板Ｋａを確実に提供することができる。
【００２２】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記セッターは、基板用グリーンシートの焼成温度に耐えるものであれば、前記形態のようなセラミック製に限らず、Ｎｉ合金などの耐熱金属製としても良い。
また、前記グリーンシートは、窒化アルミニウム、窒化珪素、ムライトなどのセラミック粒子と、樹脂バインダや溶剤などと、を含むものとしても良い。
更に、基板用グリーンシートは、ガラス−窒化アルミニウム、ガラス−窒化珪素、ガラス−ムライトなどのセラミック粒子と、樹脂バインダや溶剤などと、を含むものとしても良い。
【００２３】
また、基板用グリーンシートは、その表面に開口するキャビティを有する形態としても良く、この場合、かかるキャビティ内に挿入される部分グリーンシートと、基板用グリーンシートの表面に接するグリーンシートとが併用される。
更に、前記導電性ペーストからなるメタライズは、基板本体の表面や裏面に所定パターンで形成される表面配線（表面導体）を形成するものであっても良い。
また、メタライズを焼成したバンプなどの表面導体の表面には、例えばＡｇメッキ膜を被覆しても良い。
加えて、本発明は、前記セッター、グリーンシート、基板用グリーンシートを、複数の配線基板を多数個取りにより製造するための大版のタイプとして、前記載置工程および焼成工程を行った後、焼成後の配線基板集合体を個々の配線基板に切断・分離するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明における配線基板の製造方法の一形態を示す断面図。
【図２】上記製造方法により得られた配線基板を示す断面図。
【図３】上記製造方法の応用形態の製造方法を示す断面図。
【図４】上記各製造方法の更なる応用形態の製造方法を示す断面図。
【図５】上記製造方法により得られた配線基板を示す断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１，１ａ……基板用グリーンシート／基板本体
２……………表面
３……………裏面（表面）
４，６………メタライズ
ｃ１，ｃ２…セッター
ｓ１，ｓ２…グリーンシート
Ｋ，Ｋａ……配線基板
【図１】
2007027363.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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