(57)【要約】【課題】  セラミック基板表面に樹脂層を形成するに際してセラミック基板の破損を抑制するとともに、複合配線基板の厚みばらつきの低減を図り、さらには優れた表面平滑性を確保する。【解決手段】  セラミック基板と樹脂シートとを重ねて配した後、真空ラミネートによりこれらを貼り合わせる。真空ラミネートとして、加熱平板と膜との間にセラミック基板と樹脂シートを配置した後、加熱平板と膜とで作られる空間を減圧するとともに、加熱ガスで加熱平板の方向へ膨張させた膜をセラミック基板及び樹脂シートに対し押し当てることにより貼り合わせを行う。貼り合わせを行った後、加熱雰囲気を媒体として樹脂硬化を行うことが好ましい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板と樹脂シートとを重ねて配した後、真空ラミネートによりこれらを貼り合わせることを特徴とする複合配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記真空ラミネートとして、加熱平板と膜との間に前記セラミック基板と前記樹脂シートを配置した後、前記加熱平板と前記膜とで作られる空間を減圧するとともに、加熱ガスで前記加熱平板の方向へ膨張させた前記膜を前記セラミック基板及び前記樹脂シートに対し押し当てることにより前記貼り合わせを行うことを特徴とする請求項１記載の複合配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記貼り合わせを行った後、加熱雰囲気を媒体として樹脂硬化を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の複合配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記加熱雰囲気を媒体として加圧することにより前記樹脂硬化を行うことを特徴とする請求項３記載の複合配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記セラミック基板として、複数のセラミック層が積層一体化された多層セラミック基板を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の複合配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記多層セラミック基板の内部に配線導体が形成されていることを特徴とする請求項５記載の複合配線基板の製造方法。
【請求項７】
複数の基板用グリーンシートを積層し、積層された基板用グリーンシートの両面に収縮抑制用グリーンシートを配して焼成することにより前記多層セラミック基板を形成することを特徴とする請求項５又は６記載の複合配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂シートは支持体上に樹脂材料を成膜したものであり、前記樹脂材料は半硬化状態とされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の複合配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記セラミック基板の面積をｓ（ｍｍ２）とし、厚みをｔ（ｍｍ）としたとき、ｓ／ｔが１００００〜２５００００であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の複合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、セラミック基板表面に樹脂層が形成された複合配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等の分野においては、電子デバイスを実装するためのセラミック基板が広く用いられ、近年では、電子機器の小型軽量化や多機能化等の要望に応え、且つ高信頼性を有するセラミック基板として多層セラミック基板が提案され、実用化されている。多層セラミック基板は、複数のセラミック層を積層することにより構成され、各セラミック層に配線導体や電子素子等を一体に作り込むことで、回路基板の高密度化が可能となっている。
【０００３】
近年、電子機器のさらなる高機能化や高精度化に対する要望が高まっており、これに伴い、セラミック基板と樹脂層とを組み合わせた複合配線基板に注目が集まっている。このような複合配線基板においては、表面に樹脂層を設けることでセラミック基板表面のうねりや凹凸を低減することが可能となり、従来のセラミック基板に比べて表面平滑性が大幅に改善されるものと期待されている。表面平滑性が改善する結果、例えばフォトリソグラフィー加工可能なＣｕを配線として使用可能となるため、配線のさらなる微細化が実現され、回路基板のより一層の高密度化を実現することができる。さらには、表面平滑性が改善されることで、半導体等のチップ部品の実装性が良好となるという利点も得られる。
【０００４】
このような複合配線基板においてセラミック基板上に樹脂層を形成するには、プレスを用いるのが一般的である。例えば、特許文献１に記載される発明においては、樹脂プリプレグシートを内部導体が上になるようにして、チップコンデンサ及びチップ抵抗が実装されたセラミック多層基板上に重ね、真空プレスにより１６０℃の温度で６０分間圧着し、このようにして、樹脂プリプレグシート及びビア導体に含まれていた熱硬化性樹脂を硬化させ、セラミック多層基板上に樹脂層を形成している。
【特許文献１】特開２００３−１８８５３８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、前記特許文献１に記載されるように真空プレスにて樹脂層貼り合わせを行う場合、セラミック基板、特に多層セラミック基板の破損が問題となる。一般に真空プレスとは真空中で一対の平板により対象物を加圧するものを指すが、多層セラミック基板に真空プレス等のプレスを適用すると、多層セラミック基板においては内部導体（配線パターンやビア等）の分布が一様でなく表面平滑性が悪いため、局所的に過大な圧力が加わる。その結果、内部導体の存在する場所としない場所との境界部分でクラックが入り、前記破損を引き起こすこととなる。これは、厚みの薄い基板や面積の大きい基板において特に顕著となるため、製品の薄層化やコスト低減を目的としたサイズ拡大を今後さらに進めた場合、不都合な状況となることが予想される。
【０００６】
プレス時のセラミック基板の破損を回避するにはプレスを低圧で行わなければならないが、プレスにて１ＭＰａ程度以下の低圧を制御することは難しく、仮に低圧でプレスを行うと圧力の偏りが生じて複合配線基板の厚みばらつきが大きくなる傾向にある。
【０００７】
また、プレスにより樹脂層を形成する場合、基板の端部に圧力が集中し易いことや、基板端部において樹脂の流れだしが発生すること等が相俟って、樹脂層の厚みのばらつきが大きくなるという問題が生じる。そればかりか、表面平滑性を低下させることにもつながる。表面平滑性の低下は、フォトリソグラフィー技術による配線加工を困難とするため基板の高密度化の妨げになり、また、チップ部品の実装性を低下させるおそれがある。
【０００８】
一方、スピンコート、スクリーン印刷、スプレーコート等の手法により、液状の樹脂をセラミック基板上に塗布し、樹脂層を形成することも考えられる。これらの手法の場合、セラミック基板が破損する懸念は小さくなるものの、セラミック基板の表面形状に流動性の高い液状樹脂が追従するため、樹脂層表面の平滑性を確保することは難しい。
【０００９】
そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、セラミック基板表面に樹脂層を形成するに際してセラミック基板の破損を抑制するとともに、複合配線基板の厚みばらつきの低減を図り、さらには優れた表面平滑性を確保することが可能な複合配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するために、本発明に係る複合配線基板の製造方法は、セラミック基板と樹脂シートとを重ねて配した後、真空ラミネートによりこれらを貼り合わせることを特徴とする。
【００１１】
セラミック基板と樹脂シートの貼り合わせ工程においてはセラミック基板の破損が問題となるが、本発明では低圧で等方的な加熱及び加圧が可能な真空ラミネートを利用することで、セラミック基板の破損を招くことなく樹脂シートの貼り合わせが実現され、結果として破損のない複合配線基板が作製される。
【００１２】
また、真空ラミネートでは例えば側面を膜により覆った状態で等方的に加圧を行うので、平板によるプレスで発生するような複合配線基板端面からの樹脂の流れ出しが防止され、厚みばらつきの小さい複合配線基板が得られる。
【００１３】
さらには、比較的厚さの厚い樹脂シートを積層することによりセラミック基板の表面の凹凸やうねりが平坦化され、樹脂層表面において優れた平滑性が実現される。
【００１４】
ところで、真空ラミネートに用いる装置により例えば２００℃程度の高温加熱を行うことは難しい。このため、真空ラミネート装置を用いて樹脂硬化を試みた場合、硬化に要する熱量を得るために長時間を要するおそれがある。そこで、本発明に係る複合配線基板の製造方法は、前記貼り合わせを行った後、加熱雰囲気を媒体として樹脂硬化を行うことが好ましい。
【００１５】
貼り合わせ工程後の硬化工程を加熱雰囲気を媒体として行うことで、さらに優れた表面平滑性が確保されるとともに、硬化時間の短縮により生産性の向上が図られる。
【００１６】
また、本発明は、前記加熱雰囲気を媒体として加圧することにより前記樹脂硬化を行うことが好ましい。加熱雰囲気により加圧を行うことで、樹脂の充填性がより良好なものとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、真空ラミネートを利用することにより、セラミック基板に割れや欠け等の破損を生じさせることなく、セラミック基板と樹脂層とで構成される複合配線基板を製造することが可能となる。また、本発明によれば、表面平滑性に優れるとともに厚さが均一であり、半導体等のチップ部品の実装性に優れた複合配線基板を製造することが可能となる。さらに、樹脂層表面の平滑性が向上することで、樹脂層表面の配線導体をフォトリソグラフィー技術により加工することが可能となるため、配線の微細化が可能となり、基板の高密度化が実現される。加えて、フォトリソグラフィー加工が可能となることで樹脂層表面の配線導体としてＣｕの使用が可能になるため、耐マイグレーション性の向上にもつながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した複合配線基板の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
先ず、本発明の製造対象となる複合配線基板について説明する。図１に示す複合配線基板１は、セラミック基板２と、セラミック基板２の両面に重ねられた一対の樹脂層３とで構成されている。
【００２０】
図１に示す複合配線基板１において、セラミック基板２は、例えば１０００℃以下にて低温焼成可能なガラスセラミックにより構成される低温焼成（ＬＴＣＣ）基板等である。セラミック基板２は、複数のセラミック層が積層一体化された多層セラミック基板であり、その内部及び表面には、各セラミック層上に形成された配線パターン、電極パッド、配線パターンを層間接続するビア、放熱用ビア等、各種の配線導体４が作り込まれている。図示は省略するが、セラミック基板２の内部にはインダクタやキャパシタ等の電子素子が作り込まれていてもよい。セラミック基板２を構成するセラミック材料としては、この種のセラミック基板に使用される一般的なセラミック材料をいずれも使用可能である。
【００２１】
セラミック基板２の配線導体４としては特に限定されるものではないが、例えばＡｇ、Ｃｕ等の金属を使用することができる。
【００２２】
本発明の製造方法は、基板面積に対し厚みの薄いセラミック基板を含む複合配線基板に適用して好適である。具体的には、セラミック基板の面積をｓ（ｍｍ２）とし、厚みをｔ（ｍｍ）としたとき、ｓ／ｔが１００００〜２５００００であるセラミック基板を用いることが好ましい。前記範囲を上回ると、すなわち基板面積に対し厚みが大きくなるとセラミック基板の破損が問題とならなくなる。逆に、前記範囲を下回る場合、すなわち基板面積に対し厚みが薄すぎると、破損防止効果が充分に得られないおそれがある。
【００２３】
樹脂層３は樹脂材料により構成されるものである。樹脂材料としては、シート状、フィルム状等に成型可能な樹脂材料をいずれも使用可能である。例えば樹脂材料としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の双方が使用可能であり、具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルベンジルエーテル化合物樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネートエステル系樹脂、ポリイミド、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等があり、これらを単独もしくは複数組み合わせて使用することができる。また、樹脂材料としては、アクリルゴム、エチレンアクリルゴム等のゴム材料や、ゴム成分を一部含むような樹脂材料であってもよい。また、樹脂材料中にセラミックス等の無機フィラーが含有されたものであってもよい。
【００２４】
前記樹脂層３には、セラミック基板２の表面の配線導体４と接続するビアや、樹脂層３の表面に形成された表層導体等、各種の配線導体５が形成されている。樹脂層３の配線導体５を構成する材料としては、セラミック基板２の配線導体４に用いることができる材料と同じものを用いることができるが、フォトリソグラフィーによる微細加工が可能なＣｕが好適である。
【００２５】
以下、前述の構成の複合配線基板１の製造方法について説明する。
先ず、セラミック基板２を作製する。図１に示すセラミック基板（多層セラミック基板）２は、一般的な多層セラミック基板を作製する場合と同様、グリーンシートや印刷法を利用して作製することができるが、寸法精度の向上を図るには、以下に説明するように、グリーンシートの面内方向の収縮を抑制して厚さ方向にのみ収縮させる、いわゆる無収縮焼成方法を利用することが好ましい。
【００２６】
無収縮焼成方法によりセラミック基板２を作製するには、先ず、焼成後に各セラミック層となる基板用グリーンシートを用意する。基板用グリーンシートは、セラミック粉末と有機ビヒクルとを混合して得られるスラリー状の誘電体ペーストを作製し、これを例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等の支持体上にドクターブレード法等によって成膜することにより形成する。前記セラミック粉末や有機ビヒクルとしては、公知のものがいずれも使用可能である。
【００２７】
セラミック基板２として低温焼成可能なガラスセラミック基板を作製する場合には、前記誘電体ペーストにおいて、セラミック粉末とガラス粉末とを併用すればよい。このときこれらガラス成分とセラミック成分は、目的とする比誘電率や焼成温度に基づいて適宜選択すればよい。
【００２８】
前記基板用グリーンシートには、必要に応じて配線、電極パッド、配線を層間接続するビア、放熱用ビア等、各種の配線導体パターンや、インダクタ、キャパシタ等の電子素子を作り込んでおく。例えば配線を形成する場合、前記基板用グリーンシートの形成後、導電ペーストをスクリーン印刷により所定形状に印刷する。また、例えばビアを形成する場合、前記基板用グリーンシートの形成後、所定の位置に貫通孔を形成し、導電ペーストを充填する。前記貫通孔は積層後に連通してビアホールを構成するものであり、通常は円形の孔として構成される。勿論、これに限らず、例えば楕円形、長円系、正方形や長方形の角部を丸くしたもの、さらにはこれらを組み合わせた形状等、任意の形状とすることができる。
【００２９】
前記導電ペーストは、Ａｇ、Ｃｕ等の各種導電性金属や合金からなる導電材料と有機ビヒクルとを混練することにより調製されるものである。有機ビヒクルは、バインダと溶剤とを主たる成分とするものであり、前記導電材料との混合比等は任意であるが、通常はバインダ１〜１５質量％、溶剤が１０〜５０質量％となるように導電材料に対して配合される。導電ペーストには、必要に応じて各種分散剤や可塑剤等から選択される添加物が添加されてもよい。
【００３０】
前記基板用グリーンシートを準備した後、これを複数枚積層してグリーンシート積層体とする。次に、このグリーンシート積層体の両側（最外層）に、収縮抑制用グリーンシートを配し、焼成を行う。収縮抑制用グリーンシートには、石英、クリストバライト及びトリジマイトから選ばれる少なくとも１種と、焼結助剤とを含む組成物を用いる。前記焼結助剤は、基板用グリーンシートの焼結開始温度以下で軟化するか、液相を生成する酸化物、及びアルカリ金属化合物から選ばれる少なくとも１種であり、具体的な酸化物としては、珪酸鉛アルミガラス、珪酸鉛アルカリガラス、珪酸鉛アルカリ土類ガラス、ホウ珪酸鉛ガラス、ホウ珪酸アルカリガラス、ホウ酸アルミ鉛ガラス、ホウ酸鉛アルカリガラス、ホウ酸鉛アルカリ土類ガラス、ホウ酸鉛亜鉛ガラス等から選ばれる少なくとも１種が好ましい。アルカリ金属化合物としては特に限定されないが、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、酸化リチウム、酸化カリウム等が好ましい。また、収縮抑制用グリーンシートには、基板用グリーンシートの焼成により焼結するトリジマイトと、前記焼成により焼結しない酸化物とを含む組成物を用いることもできる。基板用グリーンシートの焼成により焼結するトリジマイトは、石英にアルカリ金属化合物を添加して熱処理をすること等によって作製することができる。また、基板用グリーンシートの焼成過程において焼結しない酸化物としては特に限定されないが、石英、溶融石英、アルミナ、ムライト、ジルコニア等が好適である。
【００３１】
これら収縮抑制用グリーンシート間にグリーンシート積層体を挟み込み、焼成を行うことで、前記グリーンシート積層体の面内方向での収縮が抑えられ、厚み方向にのみ収縮することになる。焼成後、収縮抑制用グリーンシートの焼成物を除去することにより、多層構造のセラミック基板２が得られる。
【００３２】
セラミック基板２に対しては表面処理を行ってもよい。例えば、セラミック基板２の表面に樹脂層３を形成する前にセラミック基板２の表面をシランカップリング材で処理することにより、樹脂材料とセラミック基板とを貼り合わせるにあたってなじみ性を向上させ、セラミック基板２と樹脂層３との接着性を向上させることができる。
【００３３】
次に、得られたセラミック基板２の両側（最外層）に樹脂層３を形成する。樹脂層３を形成するには、セラミック基板２の両側に樹脂層３となる樹脂シートを貼り合わせるのであるが、本発明では、この貼り合わせに例えば図２に示すような真空ラミネータ装置１１を用いた真空ラミネートを利用する点に特徴がある。この真空ラミネータ装置１１は、例えばヒータが内蔵された加熱平板１２と加熱平板１２の下方に配したシリコーン樹脂膜１３とを基本的に備え、これらが内部空間を減圧可能な金型（図示せず）内に収容されたものである。
【００３４】
前記真空ラミネータ装置１１を用いて樹脂層３の形成を行うには、先ず、図２（ａ）に示すように、金型（図示は省略する。）を開いた状態で、セラミック基板２の両側（最外層）に一対の樹脂シート２１を配するとともに、これらを加熱平板１２と例えばシリコーン樹脂からなるシリコーン樹脂膜１３との間に配置する。次に、金型を閉じ、図２（ｂ）に示すように加熱平板１２とシリコーン樹脂膜１３との間の空気を排気して金型内を減圧するとともに、シリコーン樹脂膜１３の下方から加熱圧縮空気を供給してシリコーン樹脂膜１３を膨らませ、樹脂シート２１、セラミック基板２及び樹脂シート２１からなる積層体を加熱平板１２側へ押しつける。真空ラミネートによる貼り合わせの条件は、例えば温度を８０℃〜１２０℃、圧力を０．１ＭＰａ〜０．８ＭＰａ、加圧時間を３０秒〜１２０秒とすることができる。このことにより、セラミック基板２と樹脂シート２１とが密着し、セラミック基板２に対して樹脂シート２１が貼り付けられることになる。なお、真空ラミネータ装置自体は例えば特開平１１−３２０６８２号公報等に記載されているが、セラミック層と樹脂層との複合配線基板に適用した例は存在しない。
【００３５】
以上のように、真空ラミネートを利用することにより、例えば真空プレスに比べて適度な低圧での均一加圧が可能となり、セラミック基板２の破損を招くことなく樹脂シート２１の貼り合わせを実現することができる。また、樹脂シート２１及びセラミック基板２からなる積層体の側面は、シリコーン樹脂膜１３を介して加圧されるので、積層体側面からの樹脂の流れ出しを防止し、最終的に得られる複合配線基板１において厚みばらつきの低減や表面平滑性の向上を実現することができる。さらには、真空ラミネートを利用することで、セラミック基板２と樹脂層３との界面において気泡を抱き込むことに起因する密着不良等の不具合の発生を抑えることができる。
【００３６】
なお、例えば特開平１１−２６６０８０号公報においては、ガラスエポキシ銅張り積層板への絶縁樹脂フィルムの貼り合わせに真空ラミネートを適用しているが、セラミック基板については一切言及されていない。また、特開平１１−２６６０８０号公報に記載されるラミネート装置は、複数のロール間を通過させることによりラミネートを行うものであるが、このような方式のラミネートをセラミック基板に適用するとセラミック基板の破損し、複合配線基板の作製は不可能である。これに対し、本発明においては、セラミック基板を対象とし、例えば図２に示すような方式の真空ラミネートを利用することにより、セラミック基板の欠点である破損の問題を解消しつつセラミック基板と樹脂シートとの貼り合わせを可能とし、セラミック基板と樹脂層との複合化を実現することができるのである。
【００３７】
樹脂層３を形成に用いられる樹脂シート２１は、樹脂粉末と有機ビヒクルとを混合して得られるスラリー状の樹脂ペーストを作製し、これを支持体上にドクターブレード法等によって塗布し、乾燥させたものである。支持体上に成膜された樹脂材料は、貼り合わせの際に充分な流動性を持つ状態とすることが好ましく、例えば半硬化状態（Ｂステージ状態）とする。樹脂材料として熱硬化性樹脂を用いる場合には、熱処理を施すことにより前記半硬化状態とする。樹脂材料を半硬化状態とすることで、樹脂シート２１をセラミック基板２へ貼り合わせる際にセラミック基板２の表面への密着性や凹凸への充填性が向上し、最終的に得られる複合配線基板１において表面平滑性のさらなる向上が実現される。
【００３８】
樹脂シート２１における樹脂材料の膜厚は、セラミック基板の表面状態により適宜設定すればよいが、少なくともセラミック基板の表面のうねりや凹凸の高さ以上の厚みが必要であり、例えば１０μｍ〜１００μｍとする。
【００３９】
樹脂シート２１を構成する支持体としては、例えばポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムや、銅箔等の金属箔を使用することができる。
【００４０】
前記貼り合わせを行った後、樹脂シート２１を構成する樹脂材料を硬化させる。例えば樹脂層３が熱硬化性樹脂により形成されている場合、真空ラミネータ装置１１による樹脂シート２１の貼り合わせ後、同真空ラミネータ装置１１にて引き続き加熱及び加圧を行えばよい。このことにより、樹脂材料の硬化を行うことができ、セラミック基板２の表面に樹脂層３が形成される。
【００４１】
真空ラミネータ装置１１を利用する場合の硬化条件は、樹脂層３（樹脂シートの樹脂材料）の種類に応じて適宜設定する必要があるが、例えば、温度を１５０℃〜１８０℃とする。また、硬化時の圧力は０．１ＭＰａ〜０．８ＭＰａとすればよい。加圧に要する時間は、樹脂層３の種類に応じて変動するが、１時間〜１０時間程度である。
【００４２】
その後、樹脂層３にビアや配線パターン等の配線導体５を形成することにより、図１に示す複合配線基板１が得られる。配線導体５を形成する方法としては特に限定されるものではないが、例えば配線導体５としてビアを形成する場合には、樹脂層３の所定位置にレーザー等で貫通孔を形成し、例えばＣｕめっき等を行ってこの貫通孔を充填すればよい。配線導体５としての表層配線は、例えばフォトリソグラフィー技術とエッチング等によりＣｕ等を所定形状に加工することにより形成できる。
【００４３】
樹脂シート２１の支持体としてＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムを用いた場合には、当該樹脂フィルムを剥離した後に配線導体５を形成すればよい。一方、前記支持体としてＣｕ箔等の金属箔を用いた場合には、フォトリソグラフィー技術とエッチング等により当該金属箔をパターニングすることにより、表層導体を形成できる。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。本実施形態と第１の実施形態との相違は、セラミック基板表面に樹脂シートを貼り合わせた後の樹脂硬化工程を、加熱雰囲気を媒体として加圧して行う点にある。
【００４５】
すなわち、第２の実施形態では、図２に示すような真空ラミネータ装置１１を利用してセラミック基板２に樹脂シート２１，１５を貼り付けた後、真空ラミネータ装置１１から樹脂シート２１及びセラミック基板２の積層体を取り出す。そして、図３に示すような加熱加圧装置を用いて、加熱雰囲気を媒体として加圧しながら樹脂材料の硬化を行う。図３に示す加熱加圧装置は、加圧チャンバー３１を備え、加熱雰囲気を媒体として対象物に対して等方的に圧力を加えることができる。
【００４６】
第２の実施形態で樹脂材料の硬化を行うには、加熱加圧装置の加圧チャンバー３１内に、真空ラミネータ装置１１から取り出した樹脂シート２１及びセラミック基板２の積層体を収容し、加圧チャンバー１３内を加熱するとともに、加圧チャンバー３１内の圧力を高める。加熱雰囲気を媒体として加圧することで、樹脂材料中に存在する揮発成分や気泡を押し潰しながら硬化が進むため、樹脂層３の膨張等を防ぎ、複合配線基板１の表面平滑性をさらに良好なものとすることができる。また、加圧チャンバー３１内で加熱雰囲気を媒体として加圧することで樹脂材料の硬化速度を上げることができるため、樹脂材料の硬化に要する時間を短縮することができる。本実施形態の硬化に要する時間は、樹脂層３の種類に応じて変動するが、例えば１時間〜３時間程度の短時間で済み、生産性の向上を図ることができる。さらに、樹脂材料の硬化に際して加熱雰囲気により加圧することで、セラミック基板の表面に形成された導体パターン間への樹脂材料の充填性が良好となる。
【００４７】
加熱加圧装置３１による硬化条件は、樹脂層３等の種類に応じて適宜設定すればよいが、例えば温度１５０℃〜２５０℃とする。その際の圧力は０．１ＭＰａ〜１．５ＭＰａ程度とすればよい。また、雰囲気は、空気、窒素、これらの混合ガス等、この種の加熱及び加圧に用いられる一般的なガスをいずれも使用可能である。
【００４８】
なお、樹脂組成物を硬化させる際に加熱雰囲気を媒体として加圧する技術としては、例えば特開２００３−２７７４７９号公報等に記載されるように知られた技術ではあるものの、前記特許文献においては例えば銅箔や、アルミ板、ステンレス板等の金属材料と樹脂組成物との複合化を想定しており、セラミック基板の利用は全く想定外である。セラミック基板と樹脂層との特殊な組合せの複合配線基板を製造するにあたっては、先ず、真空ラミネートにより貼り合わせを行い、次に、加熱雰囲気を媒体として加圧して硬化を行うことが重要である。このことにより、セラミック基板の破損防止と優れた表面平滑性とを両立し、厚みばらつきを改善することができ、しかもセラミック基板に破損を生じることなく樹脂層との複合化を良好な生産性にて実現することが可能となる。
【００４９】
以上、本発明の複合配線基板の製造方法について説明してきたが、本発明が前述の記載に限定されるものでないことは言うまでもない。すなわち、前述の説明ではセラミック基板として多層セラミック基板を有する複合配線基板を例に挙げたが、例えば単層のセラミック基板を有する複合配線基板にも本発明は適用可能である。また、セラミック基板の両側に樹脂層を形成する場合に限らず、セラミック基板の片側のみに樹脂層を形成する場合にも同様の効果を得ることができる。
【００５０】
さらに、前述の第２の実施形態においては、加熱加圧装置を用い、加熱雰囲気を媒体として加圧しながら樹脂材料の硬化を行う例を示したが、加圧は必須ではなく、常圧下、加熱雰囲気中で樹脂材料の硬化を行ってもかまわない。加圧せずに加熱雰囲気により樹脂材料の硬化を行う際には、クリーンオーブンや熱風乾燥機等を用いることができる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の実施例について、実験結果に基づいて説明する。
【００５２】
（実施例１〜実施例６）
基板用セラミック材料としてアルミナ−ガラス系誘電体材料を準備した。これを有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法により厚さ１２５μｍの基板用グリーンシートを作製した。一方、収縮抑制用材料として、トリジマイト−シリカ系材料を準備した。これをセラミック材料と同じく有機バインダー及び有機溶剤と混合してドクターブレード法により厚さ１２５μｍの収縮抑制用グリーンシートを作製した。
【００５３】
前記基板用グリーンシートにビアホールを設け、このビアホールに導電ペーストを充填してビアを形成した。基板用グリーンシートには、導電ペーストを所定形状に印刷することにより、内部導体パターンを形成した。
【００５４】
次に、焼成後に表１に記載されるような厚みとなるように前記基板用グリーンシートを積層した。さらに両側に前記収縮抑制用グリーンシートを積層した。こうして得られた積層体を通常の上下パンチが平坦な金型に入れて７００ｋｇ／ｃｍ２にて７分加圧した後、９００℃にて焼成した。焼成後のセラミック基板は、全体的には面方向には収縮せず、厚さ方向のみが大きく収縮していた。このときのセラミック基板の寸法は、１５０（ｍｍ）×１５０（ｍｍ）×０．１（ｍｍ）であった。
【００５５】
一方、樹脂シートを準備した。樹脂シートは、ドクターブレード法によりＰＥＴフィルム上に樹脂塗料を塗布し、乾燥させ、樹脂塗料が半硬化状態（Ｂステージ状態）となるように熱処理を施すことにより作製した。樹脂塗料は、樹脂材料としてビニルベンジル樹脂と、フィラーとして球状のシリカを３０ｖｏｌ％とを含み、ボールミルにより分散・混合することにより調製した。ＰＥＴフィルム上の樹脂材料の膜厚は、１０〜１００μｍ程度となるように制御した。
【００５６】
収縮抑制用グリーンシートの焼成物を除去した後、セラミック基板の両側に前記樹脂シートを配し、真空ラミネータ装置（名機製作所社製、ＶＡII−７００型）を用いてこれらを貼り合わせた。貼り合わせ条件は、温度を１１０℃とし、加圧時間を６０秒とした。貼り合わせ時の圧力は、表１に示す値とした。
【００５７】
引き続いて、真空ラミネータ装置にて樹脂材料を硬化させた。硬化条件は、温度を１８０℃とし、圧力を０．５ＭＰａとした。硬化に要した時間は４時間であった。以上の工程を経ることにより、セラミック基板と樹脂層との複合配線基板が得られた。
【００５８】
（実施例７〜実施例９）
樹脂材料の硬化を加熱加圧装置により行ったこと以外は、実施例１〜実施例６と同様にして複合配線基板を作製した。硬化条件は、温度を２００℃とし、圧力を０．５ＭＰａとした。硬化に要した時間は２時間であった。
【００５９】
（実施例１０〜実施例１２）
樹脂材料の硬化を加熱装置であるクリーンオーブンにより行ったこと以外は、実施例１〜実施例６と同様にして複合配線基板を作製した。硬化条件は、温度を２００℃とした。また、硬化に要した時間は２時間であった。
【００６０】
（比較例１〜比較例４）
セラミック基板と樹脂シートとの貼り合わせ及び硬化をプレス装置（北川精機社製ＫＶＨＧ）により行ったこと以外は、実施例１〜実施例６と同様にして複合配線基板を作製した。貼り合わせ条件は、温度を１９５℃とし、加圧時間を２時間とした。貼り合わせ時の圧力は、表１に示す値とした。
【００６１】
（評価）
以上のように作製した各複合配線基板について、セラミック基板に割れが発生しているか否かを調べた。表１中、○は基板に割れが発生しなかったこと、△は基板のエッジにクラックが発生したこと、×は基板全体にクラックが発生したことを表す。また、複合配線基板の表面平滑性を評価した。表面平滑性は、８５℃、８５％ＲＨ環境下で９６時間放置した後、２６０℃でリフローを行ったときの樹脂層の膨れの有無により評価した。樹脂層に膨れが発生しなかったものを○、発生したものを×とした。さらに、セラミック基板の表面における樹脂の充填性を調べた。樹脂の充填性は、２００μｍ□、厚み２０μｍのパッド電極が２００ｍｍのピッチで表面に形成されたセラミック基板上に、厚み３５μｍの樹脂を貼り付けた場合の貼り付け不良数により評価した。貼り付け不良とはパッド脇に発生したポア（空隙）のことであり、不良数が１％以下のものを◎、５％以下のものを○とした。
【００６２】
【表１】
2007128968.tif 000003
【００６３】
表１から明らかなように、真空ラミネータ装置を用いてセラミック基板と樹脂層との貼り合わせを行うことで、基板厚みがいかなる場合であっても、破損のない複合配線基板が実現されている。また、真空ラミネートを利用した実施例においては良好な表面平滑性を示していた。これに対し、プレスにて貼り合わせを行った比較例においては、セラミック基板に破損が生じており、表面平滑性も悪化していた。以上の実験結果より、セラミック基板の表面に樹脂層を形成するに際して真空ラミネートを利用することにより、セラミック基板の破損防止と良好な表面平滑性とを両立した複合配線基板を得られることが確認された。
【００６４】
また、実施例７〜実施例１２より、樹脂の硬化を加熱装置（クリーンオーブン）又は加熱加圧装置を用いて行うことで、樹脂の硬化時間を短縮可能であることが確認された。特に、加熱加圧装置を用いて硬化を行った実施例７〜実施例９は、樹脂の充填性についても良好な結果を示していた。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の製造対象となる複合配線基板の概略断面図である。
【図２】第１の実施形態の複合配線基板の製造方法を説明する図であり、真空ラミネートによる貼り合わせ工程を示す概略断面図である。
【図３】第２の実施形態の複合配線基板の製造方法を説明する図であり、加熱加圧装置による硬化工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  複合配線基板、２  セラミック基板、３  樹脂層、４  配線導体（セラミック基板）、５  配線導体（樹脂層）、１１  真空ラミネータ装置、１２  加熱平板、１３  膜
【図１】
2007128968.tif 000004
【図３】
2007128968.tif 000005
【図２】
2007128968.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月24日(2005.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
次に、焼成後に表１に記載されるような厚みとなるように前記基板用グリーンシートを積層した。さらに両側に前記収縮抑制用グリーンシートを積層した。こうして得られた積層体を通常の上下パンチが平坦な金型に入れて７００ｋｇ／ｃｍ２にて７分加圧した後、９００℃にて焼成した。焼成後のセラミック基板は、全体的には面方向には収縮せず、厚さ方向のみが大きく収縮していた。このときのセラミック基板の寸法は、１５０（ｍｍ）×１５０（ｍｍ）であった。