(57)【要約】【課題】表層導体の剥離が生じ難く、電子部品の実装が容易であり、大電流用の配線基板として好適なセラミック基板を提供する。【解決手段】セラミック基板１０は、セラミック焼結体１２と表層導体１４とが一体化され、表面に表層導体１４が露出した構成を有する。セラミック焼結体１２の一主面１２ａと、表層導体１４の一主面１４ａとは、同一平面をなし、表層導体１４の一主面１４ａ以外の部分は、セラミック焼結体１２に埋設され一体的に接合されている。表層導体１４の一主面１４ａ以外の部分、すなわち、表層導体１４の側面１４ｂは、セラミック焼結体１２の内壁部１２ｂと接合され、表層導体１４の他方の主面１４ｃは、セラミック焼結体１２の内底面１２ｃと接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが３０μｍ以上の表層導体とセラミック焼結体とが一体化されたセラミック基板であって、
前記セラミック焼結体の一主面に前記表層導体が露出し、且つ、前記セラミック焼結体の一主面と、前記表層導体の一主面とが、同一平面を形成していることを特徴とするセラミック基板。
【請求項２】
請求項１記載のセラミック基板において、
前記表層導体の一主面には、金属被膜が形成されていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項３】
請求項２記載のセラミック基板において、前記表層導体の厚みと前記金属被膜の厚みの合計が、５０μｍ以上であることを特徴とするセラミック基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミック基板において、
前記セラミック焼結体の内部に埋設された内層導体を有し、前記表層導体と該内層導体とは、ビア電極により接続されていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項５】
厚みが３０μｍ以上の表層導体とセラミック焼結体とが一体化されたセラミック基板であって、
前記セラミック焼結体の一主面よりも内方に前記表層導体が設けられ、且つ、前記表層導体の一主面に金属被膜が形成されて露出するとともに、前記セラミック焼結体の一主面と、前記金属被膜の表面とが、同一平面を形成していることを特徴とするセラミック基板。
【請求項６】
請求項５記載のセラミック基板において、
前記表層導体の厚みと前記金属被膜の厚みの合計が、５０μｍ以上であることを特徴とするセラミック基板。
【請求項７】
請求項５又は６のいずれか１項に記載のセラミック基板において、
前記セラミック焼結体の一主面に隣接し、前記表層導体の側面に沿った内壁部には、前記金属被膜の側面が当接していることを特徴とするセラミック基板。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載のセラミック基板において、
前記セラミック焼結体の内部に埋設された内層導体を有し、前記表層導体と該内層導体とは、ビア電極により接続されていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のセラミック基板において、
熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、基体上に形成された導体成形体を被覆するように供給した後に硬化して得られるセラミック成形体を一体的に焼成することにより、前記導体成形体が前記導体となり、前記セラミック成形体が前記セラミック焼結体とされたことを特徴とするセラミック基板。
【請求項１０】
請求項５〜８記載のいずれか１項に記載のセラミック基板において、
熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、基体上に設けられた凸パターン上に形成された導体成形体を被覆するように供給した後に硬化して得られるセラミック成形体を一体的に焼成することにより、前記導体成形体が前記導体となり、前記セラミック成形体が前記セラミック焼結体とされたことを特徴とするセラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板に関し、一層詳細には大電流用の配線基板として好適なセラミック基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車、産業機器や家電のインバータに用いられる配線基板には、大電流が印加されるため、配線の抵抗による損失が生じ易く、配線が発熱し最終的には溶断に至るおそれがある。そのため、大電流用の配線導体には、その断面積の大きいものが好適である。
【０００３】
また、大電流による発熱や高温環境での使用によって配線基板が膨張した際に、配線と基板との熱膨張差によって、基板から配線が剥離する懸念がある。そこで、配線の剥離を防ぐために、配線となる導体をセラミック焼結体の内部に埋設したセラミック基板が提案されている。（例えば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４３７５７号公報
【特許文献２】特開２０００−１５１１０４号公報
【特許文献３】特開２００３−１７４２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、特許文献１、２には、セラミックグリーンシートの表面に導体ペーストをスクリーン印刷した後、積層し焼成して得られるセラミック基板が示されている。このセラミック基板の場合、セラミック焼結体の内部に埋設された配線の剥離は回避できるものの、セラミック基板の表面には導体が盛り上がった構造の配線が形成されるため、依然配線が剥離する懸念が払拭されない。
【０００６】
また、盛り上がった配線によって基板の表面の平坦性が損なわれるため、半導体素子等の電子部品を確実に実装することや、実装のための半田印刷を均一に行うことが困難になる。
【０００７】
さらに、セラミックグリーンシートの表面に導体ペーストを印刷する方法では、導体の厚みの分だけ焼成後のセラミック基板に変形が生じ易い。そのため、導体の位置精度が低下したり、導体と基板との間に隙間が生じたりするおそれがある。
【０００８】
加えて、特許文献１、２では、１００μｍ程度の厚みを有するセラミックグリーンシートに対し、相対的に厚みが極めて小さい導体が形成されているため、大電流用の基板として好適といえるものではない。
【０００９】
特許文献３には、断面が逆台形形状の導体とセラミックグリーンシートとを積層して得られるセラミック基板が示されている。この場合、導体の断面積が小さくなって高抵抗化するため、配線が発熱し易くなる。また、導体が台形形状のためセラミックグリーンシートの圧着時に圧力が均一に印加され難く、その結果、特許文献１、２と同様に、セラミック基板に変形が生じるため、電子部品の実装に支障を来す懸念がある。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、表層導体の剥離が生じ難く、電子部品の実装が容易であり、大電流用の配線基板として好適なセラミック基板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】
【００１１】
第１の本発明に係るセラミック基板は、厚みが３０μｍ以上の表層導体とセラミック焼結体とが一体化されたセラミック基板であって、
前記セラミック焼結体の一主面に前記表層導体が露出し、且つ、前記セラミック焼結体の一主面と、前記表層導体の一主面とが、同一平面を形成していることを特徴とする。
【００１２】
セラミック焼結体の一主面と表層導体の一主面とが同一平面を形成していることで、表層導体への電子部品の確実な実装や、電子部品の実装のための正確な半田印刷が可能となる。また、厚みの大きい表層導体の側面からセラミック焼結体に熱が逃げるため、配線の発熱を低減することができる。さらに、配線とセラミック焼結体との温度差が生じ難くなり、熱膨張差による剥離を低減することができる。しかも、表層導体の側面がセラミック焼結体に埋設されているため、導体とセラミック焼結体とが一体化（接合）された面積が大きく、より一層剥離し難くなる。従って、表層導体に対し、大電流用の大型の電子部品を搭載した場合の接続強度が高い。
【００１３】
また、第１の本発明に係るセラミック基板において、前記表層導体の一主面には、金属被膜が形成されていてもよい。例えば、半田印刷によって金属被膜を形成することにより電子部品の実装を容易化することができ、めっき等によって金属被膜を形成し配線厚みを大きくすることにより低抵抗化することができる。
【００１４】
この場合、第１の本発明に係るセラミック基板において、前記表層導体の厚みと前記金属被膜の厚みの合計が、５０μｍ以上となる構成としてもよい。上記のように表層導体がセラミック焼結体に埋設されているため、金属被膜の厚みを大きくしても熱膨張差による剥離が生じ難いことから、より一層配線の抵抗を低減することができる。
【００１５】
さらに、第１の本発明に係るセラミック基板において、前記セラミック焼結体の内部に埋設された内層導体を有し、前記表層導体と該内層導体とが、ビア電極により接続されていてもよい。内層導体を設けてもセラミック基板の変形が少なく、ビア電極との接続も確実に可能であることから、基板の信頼性に優れる。
【００１６】
第２の本発明に係るセラミック基板は、厚みが３０μｍ以上の表層導体とセラミック焼結体とが一体化されたセラミック基板であって、前記セラミック焼結体の一主面よりも内方に前記表層導体が設けられ、且つ、前記表層導体の一主面に金属被膜が形成されて露出するとともに、前記セラミック焼結体の一主面と、前記金属被膜の表面とが、同一平面を形成していることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、第１の本発明と同様に、セラミック基板の一主面と金属被膜の表面とが同一平面を形成していることで、表層導体又は金属被膜への電子部品の確実な実装が可能となる。また、厚みの大きい表層導体の側面及び金属被膜の側面からセラミック焼結体に熱が逃げるため、配線の発熱をより一層低減することができる。さらに、表層導体の側面がセラミック焼結体中に埋設されているため、導体とセラミック焼結体とが一体化（接合）された面積が大きく、剥離し難い。従って、表層導体又は金属被膜に対し、大電流用の大型の電子部品を搭載した場合に接続強度が高い。
【００１８】
この場合、第２の本発明に係るセラミック基板において、前記表層導体の厚みと前記金属被膜の厚みの合計が、５０μｍ以上である構成としてもよい。より一層配線抵抗を低減することができる。
【００１９】
また、第２の本発明に係るセラミック基板において、前記セラミック焼結体の一主面に隣接し、前記表層導体の側面に沿った内壁部には、前記金属被膜の側面が当接している構成とすることができる。表層導体の側面に加えて、金属被膜の側面もセラミック焼結体の内壁部に当接していることから、金属被膜からセラミック焼結体に放熱させることができるとともに、配線の剥離を防ぐことができ電子部品の接続強度も高めることができる。
【００２０】
さらに、第２の本発明に係るセラミック基板において、前記セラミック焼結体の内部に埋設された内層導体を有し、前記表層導体と該内層導体とは、ビア電極により接続されている構成としてもよい。内層導体を設けてもセラミック基板の変形が少なく、ビア電極との接続も確実に可能であることから、基板の信頼性に優れる。また、例えば、ビア電極をめっきにより形成する場合には、金属被膜とビア電極とを同時に、しかも精度良く設けることができる。
【００２１】
また、第１又は２の本発明に係るセラミック基板において、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、基体上に形成された導体成形体を被覆するように供給した後に硬化して得られるセラミック成形体を一体的に焼成することにより、導体成形体が導体となり、セラミック成形体がセラミック焼結体とされたものであることが好ましい。このような構成によれば、セラミック焼結体の一主面と、表層導体の一主面とが同一平面を形成するセラミック基板とすることが容易である。
【００２２】
さらに、第２の本発明に係るセラミック基板において、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、基体上に設けられた凸パターン上に形成された導体成形体を被覆するように供給した後に硬化して得られるセラミック成形体を一体的に焼成することにより、導体成形体が導体となり、セラミック成形体がセラミック焼結体とされたものであることが好ましい。このような構成によれば、セラミック焼結体の一主面よりも表層導体を内方に位置させて表層導体の一主面に金属被膜を形成することができるとともに、セラミック焼結体の一主面と金属被膜の一主面とが同一平面を形成するセラミック基板とすることが容易である。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明に係るセラミック基板によれば、表層導体の剥離が生じ難く、電子部品の実装が容易であり、大電流用の配線基板として好適なセラミック基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１Ａは、第１実施形態に係るセラミック基板を示す一部平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態の変形例に係るセラミック基板を示す断面図である。
【図３】図３は導体成形体を有する第１セラミック成形体と導体成形体を有しない第２セラミック成形体を積層してセラミック積層体とした状態を示す断面図である。
【図４】図４Ａはフイルム上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図４Ｂは鋳込み型内にフイルムを設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図４Ｃは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図５】図５Ａは鋳込み型から第１セラミック成形体をフイルムごと離型した状態を示す断面図であり、図５Ｂはフイルムから第１セラミック成形体を離型した状態を示す断面図であり、図５Ｃは、第１セラミック成形体に貫通孔を設け、該貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す断面図である。
【図６】図６Ａはフイルムを鋳込み型内に設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図６Ｂは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第２セラミック成形体とした状態を示す断面図であり、図６Ｃは鋳込み型から第２セラミック成形体をフイルムごと離型し、さらに、フイルムから第２セラミック成形体を離型した状態を示す断面図である。
【図７】図７Ａはフイルム上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図７Ｂは鋳込み型内にフイルムを他のフイルム及びスペーサと共に設置した、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図７Ｃは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図８】図８Ａは鋳込み型から第１セラミック成形体をフイルム、他のフイルム及びスペーサごと離型した状態を示す断面図であり、図８Ｂはフイルム、他のフイルム及びスペーサから第１セラミック成形体を離型した状態を示す断面図である。
【図９】図９Ａは基体上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図９Ｂは導体成形体を被覆するように基体上にスラリーを塗布した状態を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａは基体上にスラリーを塗布する方法の一例を示す斜視図であり、図１０Ｂはその側面図である。
【図１１】図１１Ａは基体上に塗布したスラリーを硬化した状態を示す断面図であり、図１１Ｂは基体を剥離して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図であり、図１１Ｃは、第１セラミック成形体に貫通孔を設け、該貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す断面図である。
【図１２】図１２Ａは基体上にスラリーを塗布した状態を示す断面図であり、図１２Ｂは基体上に塗布したスラリーを硬化した状態を示す断面図であり、図１２Ｃは基体を剥離して第２セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図１３】図１３Ａは、第２実施形態に係るセラミック基板を示す断面図である。図１３Ｂは導体成形体を有する第１、３セラミック成形体と導体成形体のない第２セラミック成形体を積層してセラミック積層体とした状態を示す断面図である。
【図１４】図１４Ａはフイルム上に導体ペーストによる導体成形体を形成した状態を示す断面図であり、図１４Ｂは鋳込み型内にフイルムを設置した後、鋳込み型内にスラリーを注入した状態を示す断面図であり、図１４Ｃは鋳込み型内に注入されたスラリーを硬化して第１セラミック成形体とした状態を示す断面図である。
【図１５】図１５Ａは鋳込み型から第１セラミック成形体をフイルムごと離型した状態を示す断面図であり、図１５Ｂはフイルムから第１セラミック成形体を離型した状態を示す断面図であり、図１５Ｃは、第１セラミック成形体に貫通孔を設け、該貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
先ず、第１実施形態に係るセラミック基板１０について図１Ａ、図１Ｂを参照しながら説明する。
【００２６】
図１Ａは、セラミック基板１０の平面図である。セラミック基板１０は、セラミック焼結体１２と表層導体１４とが一体化され、表面に表層導体１４が露出した構成を有する。表層導体１４は、所定の表層導体パターン１６を形成し、配線として機能する。表層導体１４には、例えば、半導体素子や端子等を接続するための拡幅された接続部１８が配設され、該接続部１８には、内層導体２２（図１Ｂ参照）と表層導体１４とを電気的に接続するビア電極２０の一端が接続されている。
【００２７】
セラミック基板１０のＩＢ−ＩＢ線断面を示す図１Ｂから諒解されるように、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと、表層導体１４の一主面１４ａとは、同一平面をなし、表層導体１４の一主面１４ａ以外の部分は、セラミック焼結体１２に埋設され一体的に接合されている。表層導体１４の一主面１４ａ以外の部分、すなわち、表層導体１４の側面１４ｂは、セラミック焼結体１２の内壁部１２ｂと接合され、表層導体１４の他方の主面１４ｃは、セラミック焼結体１２の内底面１２ｃと接合されている。
【００２８】
また、図１Ｂに示すセラミック基板の断面において、表層導体１４の他方の主面１４ｃの一部、例えば接続部１８が形成された部分には、ビア電極２０が設けられ、表層導体１４と内層導体２２とが接続されている。内層導体２２は、図１Ａの例では、セラミック焼結体１２の内部に、表層導体１４と平行して２層設けられており、それぞれ内層導体パターン２４を構成している。内層導体２２間も一部がビア電極によって接続されている。なお、内層導体２２は、２層に限らず、多数設けられてよい。
【００２９】
表層導体１４の厚みは、３０μｍ以上が好ましく、４５μｍ以上がより好ましく、５０μｍ以上がさらに好ましい。また、表層導体１４の厚みの上限は、例えば、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１００μｍ以下とすることが好ましい。内層導体２２も同様の厚みとすることができる。
【００３０】
また、表層導体１４と内層導体２２との間隔は、例えば１０〜５００μｍ、３０〜３００μｍ、より好ましくは、５０〜２００μｍとすることができる。表層導体１４に平行に設けられた２層の内層導体２２の層間隔も上記と同様に、例えば１０〜５００μｍ、３０〜３００μｍ、より好ましくは、５０〜２００μｍとすることができる。
【００３１】
第１実施形態に係るセラミック基板は、基本的には以上のような構成を有する。次にその作用効果について説明する。
【００３２】
本実施形態では、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと表層導体１４の一主面とを同一平面上に位置させている。これにより、表層導体１４に半導体素子等の電子部品を実装する際に、表面に凹凸がなく平坦であることから、部分的に実装不良が生じたり、電子部品の傾きや位置ずれ等が生じたりすることなく、確実に実装することができる。また、表層導体１４に電子部品の実装のための半田印刷を行う場合には、セラミック基板１０の表面の平坦性により、均一な印刷膜を正確に施すことが可能となる。
【００３３】
また、表層導体１４の厚みが３０μｍ以上と大きいため導体の抵抗が小さくなり、大電流を流したときの発熱も抑えることができる。しかも、表層導体１４がセラミック焼結体１２に埋設され、表層導体１４の側面１４ｂとセラミック焼結体１２の内壁部１２ｂとが接合されているため、表層導体１４の側面１４ｂからセラミック焼結体１２に熱を逃がして放熱することができる。
【００３４】
さらに、表層導体１４とセラミック焼結体１２とが一体化（接合）された面積が大きく、剥離し難い。特に、表層導体１４の側面１４ｂは、セラミック焼結体１２の内壁部１２ｂと接合されていることから、例えば表層導体１４の熱膨張がセラミック焼結体１２の熱膨張より大きい場合であっても、側面１４ｂによって拘束されているため、表層導体１４が剥離するような応力が生じ難い。従って、表層導体１４に対し、大電流用の大型の電子部品を搭載したり、接続端子を接続したりした場合も接続強度が大きいためはずれ難くなる。
【００３５】
次に、第一実施形態に係るセラミック基板の変形例について図２を参照して説明する。
図２に示すように、この変形例に係るセラミック基板１０は、表層導体１４の一主面上に金属被膜２６を設けた点で、図１Ｂに示した例と異なる。
【００３６】
金属被膜２６は、半田、めっき、スパッタリング法、真空蒸着、イオンプレーティング、化学気相成長（ＣＶＤ）等の各種の成膜法により形成された被膜を採用することができる。金属被膜２６の厚みは、例えば、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。従って、表層導体１４の厚みと金属被膜２６の厚みとの合計は、５０μｍ以上とすることができる。
【００３７】
例えば、半田印刷によって金属被膜２６を形成した場合には、半導体素子等の電子部品の実装を容易化できる。また、めっき等によって金属被膜２６を形成することで、より一層配線抵抗を低くできることは勿論、半田濡れ性、耐腐食性、耐酸化性、高熱伝導性等に優れた各種金属材料を用いることにより、配線の各特性を向上させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、所定の厚みを有する表層導体１４がセラミック焼結体１２に埋設されており、表層導体１４の側面１４ｂがセラミック焼結体１２の内壁部１２ｂと接合されているため、表層導体１４上に、例えば厚みの大きな金属被膜２６を設けても、熱膨張差による剥離が回避される。
【００３９】
この第一実施形態に係るセラミック基板の製造方法について、上記した変形例も含め図３〜図１２Ｃを参照して説明する。
【００４０】
図３に示すように、後に導体となる導体成形体２８を有し、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリー３０（図４Ｂ参照）を、導体成形体２８を被覆するように供給した後に硬化して得られる複数の第１セラミック成形体３２と、導体成形体２８のない第２セラミック成形体３４とを積層してセラミック積層体３６を作製し、該セラミック積層体３６を焼成することによって図１に示すセラミック基板１０が得られる。
【００４１】
すなわち、セラミック積層体３６を焼成することによって、導体成形体２８による表層導体１４及び内層導体２２と、これらが埋め込まれたセラミック焼結体１２とを有するセラミック基板１０が得られる。
【００４２】
ここで、セラミック積層体３６の２つの作製方法（第１作製方法及び第２作製方法）について図４Ａ〜図１２Ｃを参照しながら説明する。
【００４３】
［第１作製方法］
第１作製方法は、先ず、図４Ａに示すように、フイルム３８上に導体ペースト４０を印刷法によってパターン形成した後、硬化してフイルム３８上に導体成形体２８を形成する。フイルム３８は、表面にシリコーン離型剤がコートされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。導体ペースト４０の加熱硬化時における収縮、歪を抑制するために、予めフイルム３８に温度１５０℃で１０分以上のアニール処理を施すことが好ましい。
【００４４】
その後、図４Ｂに示すように、フイルム３８を鋳込み型４２内に設置し、スラリー３０を鋳込み型４２内に鋳込んだ後に、硬化（室温硬化や乾燥硬化等）する。これによって、図４Ｃに示すように、第１セラミック成形体３２が得られる。この場合、図５Ａに示すように、フイルム３８上に第１セラミック成形体３２が設置された状態になっているため、第１セラミック成形体３２をフイルム３８から離型することによって、図５Ｂに示すように、導体成形体２８が埋設された第１セラミック成形体３２が得られる。
【００４５】
この場合、スラリー３０に熱硬化性樹脂前駆体を含んでいるため、スラリー３０の硬化時における乾燥収縮に伴う導体成形体２８周りの部分の変形は小さい。従って、第１セラミック成形体３２のうち、導体成形体２８の周りの部分の変形も小さく、第１セラミック成形体３２の一主面（導体成形体２８の一主面が露出された面）の平坦性も良好となる。
【００４６】
次に、図５Ｃに示すように、第１セラミック成形体３２に対し、ビア電極２０を形成するための貫通孔４４を穿設する孔加工を行う。孔加工は、ＮＣパンチで開ける方法、金型で打ち抜く方法、レーザを用いて開ける方法などが挙げられる。なかでも、レーザを用いる方法や、金型による打抜き加工が量産に対応でき、孔加工精度にも優れる点で好ましい。孔加工によって第１セラミック成形体３２に形成された貫通孔４４に導体ペースト４５を例えばスクリーン印刷によって充填し、硬化させる。
【００４７】
一方、図６Ａに示すように、フイルム３８を鋳込み型４２内に設置し、スラリー３０を鋳込み型４２内に鋳込んだ後に、図６Ｂに示すように、スラリー３０を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）する。その後、フイルム３８を離型することによって、図６Ｃに示すように、第２セラミック成形体３４が得られる。
【００４８】
第１セラミック成形体３２の鋳込み型４２からの離型性を良好にするために、図７Ａ〜図８Ｂに示すようにしてもよい。すなわち、図７Ａに示すように、フイルム３８上に導体ペースト４０を印刷法によってパターン形成した後、硬化してフイルム３８上に導体成形体２８を形成する。
【００４９】
その後、図７Ｂに示すように、導体成形体２８が形成されたフイルム３８を鋳込み型４２内に設置する際に、フイルム３８の導体成形体２８が形成された面と他のフイルム４６とを対向させ、さらに、フイルム３８と他のフイルム４６の間にスペーサ４８を挟んで設置する。そして、スペーサ４８にて形成される空間内にスラリー３０を流し込んだ後に硬化して、第１セラミック成形体３２を得るようにしてもよい（図７Ｃ参照）。この場合、図８Ａに示すように、第１セラミック成形体３２がフイルム３８、他のフイルム４６及びスペーサ４８にて囲まれた状態となっているため、第１セラミック成形体３２が鋳込み型４２に不要に付着することなく、簡単に鋳込み型４２から離型することができる。
【００５０】
さらに、導体成形体２８が形成されるフイルム３８の表面に塗布された剥離剤の剥離力と、他のフイルム４６の表面に塗布された剥離剤の剥離力とを異なるようにすれば、必ずどちらかのフイルム３８（又は４６）が剥がれ易くなり、フイルム３８（又は４６）からの離型も容易になる。図８Ｂに、フイルム３８、他のフイルム４６及びスペーサ４８から第１セラミック成形体３２を離型した状態を示す。なお、第２セラミック成形体３４についても、図７Ａ〜図８Ｂの作製方法を採用してもよい。
【００５１】
次に、図３に示すように、例えば複数の第１セラミック成形体３２と、少なくとも１つの第２セラミック成形体３４を積層して、セラミック積層体３６とする。このとき、セラミック積層体３６の一主面に、第１セラミック成形体３２の一主面、すなわち導体成形体２８が露出している面が上面となるように積層する。第１セラミック成形体３２の一主面の平坦性が良好となっていることから、セラミック積層体３６における一主面（導体成形体２８の一主面が露出された面）の平坦性も良好となる。
【００５２】
このセラミック積層体３６において、複数の第１セラミック成形体３２及び第２セラミック成形体３４は、スラリー３０に含まれる溶剤の一部が残存していてもよい。この場合、硬化後の第１及び第２セラミック成形体３２、３４は柔軟性を有する。従って、一般に硬くて脆い熱硬化性樹脂前駆体をバインダに使用しても、柔軟性のあるテープ成形体として工程間を搬送させることができ、複数の第１セラミック成形体３２及び第２セラミック成形体３４を積層しても、積層間に空隙が生じる等の不具合は生じない（積層性の向上）。なお、積層の際の圧力、温度は、デラミネーションや積層体の変形、積層ずれを勘案して適宜設定される。
【００５３】
ここで、各構成部材の好ましい態様について説明する。
【００５４】
［導体ペースト４０：第１作製方法］
導体ペースト４０としては、バインダとしてエポキシ、フェノール等の未硬化物を含有するものが好ましいが、とりわけ、レゾール型フェノール樹脂を含有するものが好ましい。また、金属粉末については、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈといった金属の単体又は合金、金属間化合物を用いることができるが、同時焼成されるセラミック部材に要求される特性、すなわち、焼成時の酸素分圧、温度、焼成収縮温度特性を考慮し、適宜選択される。焼成収縮温度特性については金属粉末組成だけではなく、金属粉末の粒径、比表面積、凝集度によっても適宜制御される。導体ペースト４０中のバインダ分量については、例えば、Ａｇ粉末の場合、金属粉末重量の１％〜１０％の範囲を使用するが、セラミック部材の焼成収縮率、スクリーン印刷時の印刷性を考慮し、３〜６％の範囲が好ましい。
【００５５】
導体ペースト４０は、上述したように、印刷後、加熱硬化させるが、硬化条件は、硬化剤の種類により異なり、例えば、第１の実施の形態で使用するレゾール型フェノール樹脂の場合、１２０℃で１０分〜６０分硬化させる。
【００５６】
導体ペースト４０による導体成形体２８が形成されたフイルム３８（この場合、ＰＥＴフィルム）を鋳込み型４２に設置するが、ＰＥＴフイルムを鋳込み型４２に設置する際、ＰＥＴフイルムのうねりを抑制するため、所望の平行度、平坦度を有する型板に真空吸着、糊付け、静電吸着等の手段により吸着させる。
【００５７】
なお、ビア電極の形成に用いる導体ペースト４５は、導体成形体に用いる導体ペースト４０と同じものを用いても良いし、例えば、貫通孔４４に流れ込み易くなるように粘度を調整した別のものを用いてもよい。この場合、別の導体ペースト４５として、市販の銀ペースト等を用いることができる。
【００５８】
［鋳込み型４２（金型）：第１作製方法］
型板は、吸着手段に応じた板部材を使用する。例えば真空吸着の場合は、金属、セラミック、樹脂等の材質は関係なく、多孔質板や吸着用孔を多数あけた板を使用し、糊付けの場合は、糊との反応性がなく、後に溶剤等で糊を拭き取る際にも変質を起こさない材質の板を使用し、静電吸着の場合は、ＰＥＴと静電吸着し易い材料でできた板を使用することが好ましい。
【００５９】
鋳込み型４２は、内部にスラリー３０が流通する経路を有し、鋳込み硬化後のスラリー３０が所望の厚みの板状となるように、型板間に、導体成形体２８が形成されたフイルム３８、他のフイルム４６及びスペーサ４８を設置して、フイルム３８及び他のフイルム４６を平行に対向した形態を有し、且つ、フイルム３８と他のフイルム４６との間に適当な間隔が設定されるようにすることが好ましい。
【００６０】
フイルム３８、他のフイルム４６、スペーサ４８は、ＰＥＴフイルム、離型剤をコートした金属板・セラミック板、あるいはテフロン（登録商標）樹脂板等を用いることができる。
【００６１】
そして、この鋳込み型４２に、反応硬化する樹脂を含有するスラリー３０を流し込み、硬化させる。
【００６２】
［スラリー３０：第１作製方法］
スラリー３０は、用途に応じ、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電セラミック材料、各種誘電セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含んだセラミックス粉末を無機成分と、例えば分散剤とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応が誘起される有機化合物とからなる。
【００６３】
このスラリー３０は、無機成分粉末の他、有機分散媒、ゲル化剤を含み、粘性や固化反応調整のための分散剤、触媒を含んでもよい。有機分散媒は反応性官能基を有していてよく、あるいは有していなくともよい。しかし、この有機分散媒は、反応性官能基を有することが特に好ましい。
【００６４】
反応性官能基を有する有機分散媒としては、以下を例示することができる。
【００６５】
すなわち、反応性官能基を有する有機分散媒は、ゲル化剤と化学結合し、スラリー３０を固化可能な液状物質であること、及び鋳込みが容易な高流動性のスラリー３０を形成できる液状物質であることの２つを満足する必要がある。
【００６６】
ゲル化剤と化学結合し、スラリー３０を固化するためには、反応性官能基、すなわち、水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成し得る官能基を分子内に有していることが必要である。分散媒は少なくとも１の反応性官能基を有するものであれば足りるが、より十分な固化状態を得るためには、２以上の反応性官能基を有する有機分散媒を使用することが好ましい。２以上の反応性官能基を有する液状物質としては、例えば多価アルコール、多塩基酸が考えられる。なお、分子内の反応性官能基は必ずしも同種の官能基である必要はなく、異なる官能基であってもよい。また、反応性官能基はポリグリセリンのように多数あってもよい。
【００６７】
一方、注型が容易な高流動性のスラリー３０を形成するためには、可能な限り粘性の低い液状物質を使用することが好ましく、特に、２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。既述の多価アルコールや多塩基酸は水素結合の形成により粘性が高い場合があるため、たとえスラリー３０を固化することが可能であっても反応性分散媒として好ましくない場合がある。従って、多塩基酸エステル、多価アルコールの酸エステル等の２以上のエステル基を有するエステル類を前記有機分散媒として使用することが好ましい。また、多価アルコールや多塩基酸も、スラリー３０を大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。エステル類は比較的安定ではあるものの、反応性が高いゲル化剤とであれば十分反応可能であり、粘性も低いため、上記２条件を満たすからである。特に、全体の炭素数が２０以下のエステルは低粘性であるため、反応性分散媒として好適に用いることができる。
【００６８】
スラリー３０に含有されていてもよい反応性官能基を有する有機分散媒としては、具体的には、エステル系ノニオン、アルコールエチレンオキサイド、アミン縮合物、ノニオン系特殊アミド化合物、変性ポリエステル系化合物、カルボキシル基含有ポリマー、マレイン系ポリアニオン、ポリカルボン酸エステル、多鎖型高分子非イオン系、リン酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸Ｎａ、マレイン酸系化合物を例示できる。また、非反応性分散媒としては、炭化水素、エーテル、トルエン等を例示できる。
【００６９】
［ゲル化剤：第１作製方法］
スラリー３０中に含有されるゲル化剤は、分散媒に含まれる反応性官能基と反応して固化反応を引き起こすものであり、以下を例示することができる。
【００７０】
すなわち、ゲル化剤の２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下であることが好ましい。具体的には、２以上のエステル基を有する有機分散媒と、イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤とを化学結合させることによりスラリー３０を固化することが好ましい。
【００７１】
具体的には、この反応性のゲル化剤は、分散媒と化学結合し、スラリー３０を固化可能な物質である。従って、ゲル化剤は、分子内に、分散媒と化学反応し得る反応性官能基を有するものであればよく、例えば、モノマー、オリゴマー、架橋剤の添加により三次元的に架橋するプレポリマー（例えば、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）等のいずれであってもよい。
【００７２】
但し、反応性ゲル化剤は、スラリー３０の流動性を確保する観点から、粘性が低いもの、具体的には２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。
【００７３】
一般に、平均分子量が大きなプレポリマー及びポリマーは、粘性が高いため、本実施例では、これらより分子量が小さいもの、具体的には平均分子量（ＧＰＣ法による）が２０００以下のモノマー又はオリゴマーを使用することが好ましい。なお、ここでの「粘度」とは、ゲル化剤自体の粘度（ゲル化剤が１００％の時の粘度）を意味し、市販のゲル化剤希釈溶液（例えば、ゲル化剤の水溶液等）の粘度を意味するものではない。
【００７４】
ゲル化剤の反応性官能基は、反応性分散媒との反応性を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば反応性分散媒として比較的反応性が低いエステル類を用いる場合は、反応性が高いイソシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、及び／又はイソチオシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）を有するゲル化剤を選択することが好ましい。
【００７５】
イソシアナート類は、ジオール類やジアミン類と反応させることが一般的であるが、ジオール類は既述の如く高粘性のものが多く、ジアミン類は反応性が高すぎて注型前にスラリー３０が固化してしまう場合がある。
【００７６】
このような観点からも、エステルからなる反応性分散媒と、イソシアナート基及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤との反応によりスラリー３０を固化することが好ましく、より充分な固化状態を得るためには、２以上のエステル基を有する反応性分散媒と、イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤との反応によりスラリー３０を固化することが好ましい。また、ジオール類、ジアミン類も、スラリー３０を大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。
【００７７】
イソシアナート基及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤としては、例えば、ＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアナート）系イソシアネート（樹脂）、ＴＤＩ（トリレンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、イソチオシアナート（樹脂）等を挙げることができる。
【００７８】
また、反応性分散媒との相溶性等の化学的特性を考慮して、前述した基本化学構造中に他の官能基を導入することが好ましい。例えば、エステルからなる反応性分散媒と反応させる場合には、エステルとの相溶性を高めて、混合時の均質性を向上させる点から、親水性の官能基を導入することが好ましい。
【００７９】
なお、ゲル化剤分子内に、イソシアナート基又はイソチオシアナート基以外の反応性官能基を含有させてもよく、イソシアナート基とイソチオシアナート基が混在してもよい。さらには、ポリイソシアナートのように、反応性官能基が多数存在してもよい。
【００８０】
スラリー３０には、上述した成分以外に、消泡剤、界面活性剤、焼結助剤、触媒、可塑剤、特性向上剤等の各種添加剤を添加してもよい。
【００８１】
上述したスラリー３０は、以下のように作製することができる。
（ａ）分散媒に無機物粉体を分散してスラリー３０とした後、ゲル化剤を添加する。
（ｂ）分散媒に無機物粉体及びゲル化剤を同時に添加して分散することによりスラリー３０を製造する。
【００８２】
注型時及び塗布時の作業性を考慮すると、２０℃におけるスラリー３０の粘度は３００００ｃｐｓ以下であることが好ましく、２００００ｃｐｓ以下であることがより好ましい。スラリー３０の粘度は、既述した反応性分散媒やゲル化剤の粘度の他、粉体の種類、分散剤の量、スラリー３０の濃度（スラリー３０全体の体積に対する粉体体積％）によっても調整することができる。
【００８３】
但し、スラリー３０の濃度は、通常は、２５〜７５体積％のものが好ましく、乾燥収縮によるクラックを少なくすることを考慮すると、３５〜７５体積％のものがさらに好ましい。有機成分として分散媒、分散剤、反応硬化物、反応触媒を有する。このうち、例えば分散媒とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応により固化する。
【００８４】
［第２作製方法］
次に、第２作製方法について図９Ａ〜図１２Ｃを参照しながら説明する。
【００８５】
先ず、図９Ａに示すように、基体５０の上面に導体ペースト４０を例えば印刷法によってパターン形成し、さらに、このパターン形成された導体ペースト４０を加熱硬化して、基体５０上に導体成形体２８を形成する。なお、基体５０は、上述したフイルム３８と同様に、表面にシリコーン離型剤がコートされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いることができる。
【００８６】
その後、図９Ｂに示すように、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリー３０を、導体成形体２８を被覆するように基体５０上に塗布する。塗布方法としては、ディスペンサー法や、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法やスピンコート法等がある。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法は、一対のガイド板５２ａ及び５２ｂの間に基体５０（導体成形体２８が形成された基体５０）を設置し、その後、スラリー３０を、導体成形体２８を被覆するように基体５０上に塗布した後、ブレード状の治具５４を一対のガイド板５２ａ及び５２ｂの上面を滑らせて（摺り切って）、余分なスラリー３０を取り除く方法である。一対のガイド板５２ａ及び５２ｂの高さを調整することによって、スラリー３０の厚みを容易に調整することができる。
【００８７】
その後、図１１Ａに示すように、基体５０上に塗布されたスラリー３０を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）させ、さらに、図１１Ｂに示すように、基体５０を剥離、除去することによって第１セラミック成形体３２が完成する。この場合も、第１セラミック成形体３２の一主面（導体成形体２８の一主面が露出された面）の平坦性は良好となる。
【００８８】
次に、図１１Ｃに示すように、第１セラミック成形体３２に対し、ビア電極２０を形成するための貫通孔４４を穿設する孔加工を行った後、貫通孔４４に導体ペースト４５を例えばスクリーン印刷によって充填し、硬化させる。
【００８９】
一方、図１２Ａに示すように、導体成形体２８が形成されていない基体５０上に、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリー３０を塗布する。塗布方法は、上述したように、ディスペンサー法や、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法やスピンコート法等を用いることができる。
【００９０】
その後、図１２Ｂに示すように、基体５０上に塗布されたスラリー３０を硬化（室温硬化や乾燥硬化等）させ、さらに、図１２Ｃに示すように、基体５０を剥離、除去することによって第２セラミック成形体３４が完成する。
【００９１】
次に、図３に示すように、例えば複数の第１セラミック成形体３２と、少なくとも１つの第２セラミック成形体３４を積層して、セラミック積層体３６とする。このとき、セラミック積層体３６の一主面に、第１セラミック成形体３２の一主面、すなわち導体成形体２８が露出している面が上面となるように積層する。
【００９２】
ここで、各構成部材の好ましい態様について説明する。
【００９３】
［導体ペースト４０：第２作製方法］
第１作製方法と同様であるため、重複する記載を省略するが、第２作製方法における導体ペースト４０は、樹脂と銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）系の金属の少なくとも１種類の粉末を含む。導体ペースト４０に使用される樹脂は、熱硬化性樹脂前駆体であることが好ましい。この場合、熱硬化性樹脂前駆体は、自己反応性のレゾール型フェノール樹脂であることが好ましい。
【００９４】
導体ペースト４０は、上述したように、印刷後、加熱硬化されるが、硬化条件は、硬化剤の種類により異なり、例えば、第２作製方法で使用するレゾール型フェノール樹脂の場合、温度８０〜１５０℃、時間１０分〜６０分で硬化させることができる。
【００９５】
［スラリー３０：第２作製方法］
第１作製方法と同様であるため、重複する記載を省略するが、第２作製方法におけるスラリー３０に含まれるセラミック粉末は、用途に応じて、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電セラミック材料、各種誘電セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含む。
【００９６】
スラリー３０に含まれる熱硬化性樹脂前駆体は、イソシアネート基又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤と、水酸基を有する高分子とを有する。
【００９７】
上述した塗布方法のうち、ディスペンサー法や図１０Ａ及び図１０Ｂに示す方法にてスラリー３０を基体５０上に塗布する場合、スラリー３０の粘度は比較的高いことが好ましい。スラリー３０の粘度は第１作製方法と同様でもよいが、スラリー３０が低粘度だと、塗布した後の保形性が低く、流動による厚みバラつきが発生し易い。そのため、スラリー３０の粘度は２００ｃｐｓ〜２０００ｃｐｓが好ましい。
【００９８】
そこで、水酸基を有する高分子として分子量の大きい樹脂を用いることで、スラリー３０の粘度を高くできる。一例としてブチラール樹脂は分子量が大きいため、スラリー３０の粘度を高くするには好適である。もちろん、高分子の分子量でスラリー３０の粘度の制御が可能となることから、塗布方法に応じて、高分子として使用する樹脂を適宜選択すればよい。
【００９９】
上述したブチラール樹脂は、一般に、ポリビニルアセタール樹脂であるが、その中には原料のポリビニルアルコール樹脂に由来するＯＨ基が残るので、このＯＨ基がゲル化剤のイソシアネート基又はイソチオシアネート基と反応するものと考えられる。
【０１００】
特に、イソシアネート基又はイソチオシアネート基と反応に必要な量を超えてブチラール樹脂を添加すると、反応後に残ったブチラール樹脂は熱可塑性樹脂として作用するので、熱硬化性樹脂の欠点である、硬化後の接着性が悪くなるという特性を改善することができる。その結果、例えば図３に示すように、第１セラミック成形体３２を複数積層してセラミック積層体３６を構成する場合に、各第１セラミック成形体３２の接着性が良好となることから、製造過程において第１セラミック成形体３２が剥離するという不都合を回避でき、複数の第１セラミック成形体３２のセラミック積層体３６によるセラミック基板１０の歩留まりを向上させることができる。
【０１０１】
水酸基を有する高分子としては、その他、エチルセルロース系樹脂、ポリエチレングリコール系樹脂、あるいはポリエーテル系樹脂を好ましく用いることができる。
【０１０２】
以上のように、第１方法又は第２方法によってセラミック積層体３６を得た後、図１Ｂに示すように、導体成形体２８が埋め込まれたセラミック積層体３６を焼成することによって、１つのセラミック焼結体１２に表層導体１４、複数の内層導体２２が三次元構造に埋設されたセラミック基板１０が完成する。
【０１０３】
この場合、焼成前におけるセラミック積層体３６の一主面の平坦性が良好となっていることから、焼成後におけるセラミック焼結体１２の一主面１２ａも平滑で平坦な面となり、しかも、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと表層導体１４の一主面１４ａとが同一平面上に存在する形態となる。
【０１０４】
さらに、半田、めっき、スパッタリング法、真空蒸着、イオンプレーティング、化学気相成長（ＣＶＤ）等の各種の成膜法により表層導体１４の一主面１４ａ上に、金属被膜２６を形成することにより、図２に示す第１実施形態の変形例に係るセラミック基板１０が得られる。
【０１０５】
なお、ビア電極２０に代わりスルーホール電極を設ける場合には、例えば、セラミック積層体３６に貫通孔を形成し、焼成後に該貫通孔にめっき膜を形成することでスルーホール電極としてもよい。この場合、めっきによる金属被膜２６の形成と同時にスルーホール電極の形成をすることができる。
【０１０６】
そして、セラミック焼結体１２の一主面１２ａから露出する表層導体１４上、例えば接続部１８に電子部品が実装される。
【０１０７】
次に、上記した製造方法に基づいて発揮される本実施形態に係るセラミック基板１０の作用効果について説明する。
【０１０８】
従来においては、セラミックグリーンシート（セラミック成形体）の作製には、本実施形態で用いられる熱硬化性樹脂ではなく、熱可塑性樹脂が用いられてきた。その場合、熱可塑性樹脂を含むスラリーの乾燥収縮時に導体成形体との界面で隙間やクラックが発生したり、グリーンシートが凹凸形状になったりする。一方、本実施の形態では、スラリー３０に熱硬化性樹脂前駆体を含ませて、乾燥時に熱硬化性樹脂前駆体を硬化させて三次元網目構造を生成させ、収縮を小さくすることで前記問題は解決され、セラミック基板１０の平坦性が向上する。従って、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと、表層導体１４の一主面１４ａとを同一平面上に位置させることが容易である。
【０１０９】
この場合、スラリー３０に使用する溶剤に、熱硬化性樹脂前駆体が硬化する温度での蒸気圧が小さいものを選定し、熱硬化時の溶剤乾燥による収縮を小さくすることが望ましい。室温で硬化する樹脂を用いた場合は、特に作業や装置が簡単になる。
【０１１０】
ポリウレタン樹脂は、硬化後の弾性を制御し易く、柔軟な成形体も可能となる等の利点を有する。後工程での取り扱いを考えると、あまり硬い成形体は適さない場合があり、熱硬化性樹脂は三次元網目構造をとるので一般に硬いが、ポリウレタン樹脂は、柔軟性のある成形体も可能で、特にテープ状の成形体は、柔軟性が要求される場合が多いため望ましい。また、スラリー性状の制御のため、熱可塑性樹脂を含ませてもよい。第１セラミック成形体３２には、ビア電極２０形成のための孔加工が施されるが、ポリウレタン樹脂を用いているため加工性に優れる。従って、ビア電極２０の寸法精度や位置精度が極めて高くなり、配線基板としての信頼性に優れる。
【０１１１】
従来においては、熱可塑性樹脂を含む導体ペーストが、スラリーを塗布する際に、スラリーの溶剤に溶解して、導体形状が崩れる。一方、本実施の形態においては、導体ペースト４０に熱硬化性樹脂前駆体を含ませているため、耐溶剤性が向上し、導体形状の崩れは生じない。従って、表層導体１４及び内層導体２２から構成される表層導体パターン１６及び内層導体パターン２４の形状精度や位置精度に優れたセラミック基板１０が得られることから、配線基板としての信頼性に優れる。
【０１１２】
熱硬化性樹脂前駆体は、硬化後は三次元の網目構造となり、元に戻らないため、硬化後は、溶剤への再溶解性がなくなり、一般に、熱可塑性樹脂よりも耐溶剤性が高い。
【０１１３】
熱硬化性樹脂前駆体の中では、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が硬化前プレポリマーの分子量の制御ができ、ペースト性状のコントロールが可能なため、好適である。なお、熱可塑性樹脂をペースト性状の制御のために、熱硬化性樹脂と一緒に含めるようにしてもよい。
【０１１４】
特に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂は、硬化剤が必要なく、加熱するだけで硬化するタイプがあり、導体ペースト４０の効率的な使用に適する。つまり、硬化剤の添加が必要な他の熱硬化性樹脂前駆体は、導体ペースト４０を印刷する前に、硬化剤を混合する必要があるが、混合すると保存がきかない。従って、印刷後に残った導体ペースト４０を回収して保存する必要のある印刷法によって導体ペースト４０を印刷する場合は、硬化剤を混合する必要がない熱硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型フェノール樹脂が好適である。
【０１１５】
従来において、熱可塑性樹脂をバインダとするセラミック成形体は、該セラミック成形体の密度ばらつきが発生し易く、そのために、焼成後のセラミック焼結体の寸法ばらつきが大きく、埋設された導体成形体の焼成寸法のばらつきも大きくなる。一方、本実施の形態においては、熱硬化性樹脂前駆体をバインダに使用して導体成形体２８を埋設した第１セラミック成形体３２を得ることにより、焼成ばらつきの小さいセラミック基板１０を得ることができる。
【０１１６】
例えば第１セラミック成形体３２の焼成後の寸法は、第１セラミック成形体３２のうち、導体成形体２８を除く部分の生密度により主に決まる。これはセラミック基板１０のセラミック焼結体１２の構造は空隙が非常に少ないのに対し、第１セラミック成形体３２の上記部分は空隙が多いため、その空隙量の多少が、焼成中の収縮量を決めるからである。
【０１１７】
従来の熱可塑性樹脂をバインダとして含むスラリーは、溶媒を乾燥してセラミック成形体を得るが、乾燥する際の塗工比（スラリー体積と成形後の成形体体積の比）が大きく、この大きな塗工比が成形体密度のばらつきの原因となる。しかし、本実施の形態のように、熱硬化性樹脂前駆体をスラリー３０のバインダとして使用した場合は、溶剤を含んだままでも硬化するため、塗工比を小さくすることができ、生密度のばらつきを小さくすることができる。その結果、焼成後の寸法ばらつきが小さくなり、埋設した表層導体１４及び内層導体２２の寸法ばらつきも小さくすることができる。従って、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと、表層導体１４の一主面１４ａとを同一平面上に位置させることが容易になる。
【０１１８】
次に、第２実施形態に係るセラミック基板６０について、図１３Ａ〜図１５Ｃを参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には、同一の符号を付し、共通する構成については、その説明を省略する。
【０１１９】
第２実施形態に係るセラミック基板６０は、その断面を図１３Ａに示す通り、セラミック焼結体１２の一主面１２ａよりも内方に表層導体６４が設けられ、その表層導体６４の一主面６４ａには、金属被膜６６が形成され、該金属被膜６６の一主面６６ａは、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと同一平面をなしている。表層導体６４の一主面６４ａ以外の部分は、セラミック焼結体１２に埋設され一体的に接合されている。表層導体６４の一主面６４ａ以外の部分、すなわち、表層導体６４の側面６４ｂは、セラミック焼結体１２の内壁部１２ｂと接合され、表層導体６４の他方の主面６４ｃは、セラミック焼結体１２の内底面１２ｃと接合されている。また、金属被膜６６の側面６６ｂは、セラミック焼結体１２の内壁部１２ｂと当接している。
【０１２０】
すなわち、図２に示す第１実施形態の変形例に係るセラミック基板１０では、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと同一平面上に、表層導体１４の一主面１４ａが設けられ、その上に金属被膜２６が盛り上がった構成であるのに対し、第２実施形態に係るセラミック基板６０は、表層導体６４の一主面６４ａがセラミック焼結体１２の一主面１２ａよりも陥没した位置に設けられ、その上に金属被膜６６が、その一主面６６ａとセラミック焼結体１２の一主面１２ａとが同一平面となるように形成されている点で異なる。
【０１２１】
本実施形態では、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと金属被膜６６の一主面６６ａとを同一平面上に位置させている。これにより、金属被膜６６に半導体素子等の電子部品を実装する際に、表面に凹凸がなく平坦であることから、部分的に実装不良が生じたり、電子部品の傾きや位置ずれ等を生じたりすることなく、確実に実装することができる。
【０１２２】
また、表層導体６４がセラミック焼結体１２に埋設され、表層導体６４の側面６４ｂとセラミック焼結体１２の内壁部１２ｂとが接合されるとともに、金属被膜６６の側面６６ｂも、セラミック焼結体１２の内壁部１２ｂと当接しているため、表層導体６４及び金属被膜６６の側面６４ａ、６６ａからセラミック焼結体１２に熱を逃がして放熱することができる。
【０１２３】
さらに、金属被膜６６の熱膨張がセラミック焼結体１２の熱膨張より大きい場合であっても、内壁部１２ｂによって拘束されているため、金属被膜６６が剥離するような応力が生じ難い。従って、金属被膜６６に対し、大電流用の大型の電子部品を搭載したり、接続端子を接続したりした場合も接続強度が大きいためはずれ難くなる。
【０１２４】
金属被膜６６は、第１実施形態の変形例の場合と同様に、めっき、スパッタリング法、真空蒸着、イオンプレーティング、化学気相成長（ＣＶＤ）等の各種の成膜法により形成された被膜を採用することができる。金属被膜２６の厚みは、例えば、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。例えば、表層導体６４の厚みと金属被膜６６の厚みとの合計を、５０μｍ以上とすることが好ましい。
【０１２５】
次に、第２実施形態に係るセラミック基板６０の製造方法について、図１３Ｂ〜図１５Ｃを用いて説明する。なお、第１実施形態に係るセラミック基板１０の製造方法と、同一の構成については、同一の符号を付し、共通する工程については、その説明を省略する。
【０１２６】
図１３Ｂに示すように、第２実施形態に係るセラミック積層体７６は、表層導体６４となる導体成形体２８の一主面が、セラミック積層体７６の一主面と同一平面上になく、内方の陥没した位置にある点で、第１実施形態に係るセラミック積層体３６と異なる。従って、セラミック積層体７６の一主面には、表層導体６４となる導体成形体２８に沿って溝８０が形成された形態となる。その他の内層導体２２となる導体成形体２８を含む第１セラミック成形体３２や導体成形体２８を含まない第２セラミック成形体３４の成形、ビア電極２０を形成するための孔加工等の各工程は、第１実施形態と同様である。以下に、第２実施形態に係るセラミック積層体７６の表層を構成する第３セラミック成形体７０の成形について図１４Ａ〜図１５Ｃを参照しながら説明する。
【０１２７】
先ず、図１４Ａに示すように、フイルム６８には、表層導体６４のパターンに対応した凸パターン６８ａが設けられている。この凸パターン６８ａ上に導体ペースト４０を印刷法によってパターン形成した後、硬化して導体成形体２８を形成する。フイルム６８の凸パターンの高さの調整により、表層導体６４のセラミック焼結体１２における内方の位置、或いは表層導体６４上に形成する金属被膜の厚みを設定することができる。
【０１２８】
以降の工程は、第１実施形態とほぼ同様である。その後、図１４Ｂに示すように、フイルム６８を鋳込み型４２内に設置し、スラリー３０を鋳込み型４２内に鋳込んだ後に、硬化させ、第３セラミック成形体７０が得られる。この場合、図１５Ａに示すように、フイルム６８上に第３セラミック成形体３２が設置された状態になっているため、第３セラミック成形体７０をフイルム６８から離型することによって、図１５Ｂに示すように、導体成形体２８が埋設された第３セラミック成形体７０が得られる。このフイルム６８を剥がすと同時に、第３セラミック成形体７０の一主面側には、溝８０が表れる（図１５Ｃ参照）。
【０１２９】
ビア電極２０を形成するための貫通孔４４を穿設する孔加工は、導体成形体２８が剥離しないように、例えば、導体成形体２８側から穿設してもよいし、フイルム６８を第３セラミック成形体７０から剥がす前に行ってもよい。
【０１３０】
次に、図１３Ｂに示すように、例えば一つの第３セラミック成形体７０と、複数の第１セラミック成形体３２と、少なくとも１つの第２セラミック成形体３４を積層して、セラミック積層体７６とする。このとき、セラミック積層体７６の一主面に、第３セラミック成形体７０の一主面、すなわち導体成形体２８が露出している面が上面となるように積層する。なお、上記の例では、セラミック積層体７６を第１実施形態における第１作製方法とほぼ同様にして作製したが、第２製造方法にて作製してもよいことは勿論である。
【０１３１】
以上のように、セラミック積層体７６を得た後、導体成形体２８が埋め込まれたセラミック積層体７６を焼成することによって、１つのセラミック焼結体１２に表層導体６４、複数の内層導体２２が三次元構造に埋設されたセラミック基板６０が得られる。
【０１３２】
さらに、半田、めっき、スパッタリング法、真空蒸着、イオンプレーティング、化学気相成長（ＣＶＤ）等の各種の成膜法により表層導体６４の一主面６４ａ上に、金属被膜６６を形成することにより、図１３Ａに示す第２実施形態に係るセラミック基板６０が完成する。この場合、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと、金属被膜６６の一主面６６ａとを同一平面上に位置させるには、例えば、成膜量を制御するようにしてもよいし、セラミック焼結体１２の一主面１２ａよりも盛り上がるように形成した後に、研削加工を施してもよい。
【０１３３】
そして、セラミック焼結体１２の一主面１２ａから露出する表層導体１４上、例えば接続部１８に電子部品が実装される。
【実施例】
【０１３４】
セラミック基板に形成された表層導体に対し、所定の発熱量（Ｐ＝０．０６４２Ｗ／ｍｍ）を生じさせた場合の表層導体の表面温度の熱シミュレーションを行った。実施例１〜３、比較例１〜３、参考例１、２の各セラミック基板の設定条件を以下に示す。
（実施例１）
幅３ｍｍ、長さ６ｍｍ、厚み０．６ｍｍ（６００μｍ）、熱伝導率２．５Ｗ／ｍ・Ｋの誘電体（セラミック焼結体１２）に、長さ２ｍｍ、線幅０．２５ｍｍ（２５０μｍ）、導体厚み４０μｍの表層導体１４を図１Ｂに示すように、セラミック焼結体１２の一主面１２ａと、表層導体１４の一主面１４ａとが同一平面となるように設けた。
（比較例１）
上記実施例１と同寸法の誘電体の表面に、同寸法の表層導体を盛り上がるように設けた。すなわち、表層導体は埋設されていない。
（実施例２）
表層導体１４の線幅を１００μｍとした以外は、実施例１と同一条件とした。
（比較例２）
表層導体の線幅を１００μｍとした以外は、比較例１と同一条件とした。
（比較例３）
表層導体の線幅を上辺１００μｍ、下辺５０μｍ（表１中かっこ内に示した）の断面逆台形形状とした以外は、実施例１とほぼ同一条件とした。ただし、特許文献３の図１（ｂ）に記載されたように、誘電体の表面と表層導体の表面とは同一平面上になく、若干表層導体の表面が盛り上がっている。
（参考例１）
表層導体の導体厚みを１０μｍとした以外は、実施例１と同一条件とした。
（参考例２）
表層導体の導体厚みを１０μｍとした以外は、比較例１と同一条件とした。
【０１３５】
熱シミュレーションの結果を表１〜表３に示す。なお、表１中の実施例１の表面温度差の数値は、比較例１の表面温度を基準とし、表２中の実施例２、比較例３の表面温度差の数値は、比較例２の表面温度を基準とし、表３中の参考例２の表面温度差の数値は、参考例１の表面温度を基準として、それぞれ、基準の温度に比べてどの程度温度が低下しているかを示している。
【０１３６】
【表１】
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【０１３７】
【表２】
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【０１３８】
【表３】
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【０１３９】
表１〜表３のいずれの熱シミュレーション結果においても、セラミック焼結体に表層導体を埋設した場合、埋設しない場合よりも表層導体の表面温度が低下すること、すなわち表層導体からセラミック焼結体へ熱を逃がす効果が発揮されることが示された。また、表１と表２との比較により、線幅が小さい表層導体の場合、表面温度を下げる効果が顕著であることがわかる。さらに、表２に示された結果から、表層導体が断面逆台形形状の比較例３よりも実施例２の表層導体の表面温度が低く、上記した放熱の効果が大きいことがわかる。さらにまた、導体厚みの小さい参考例１よりも、導体厚みの大きい実施例１のほうが温度差が大きいことから、表層導体１４の側面１４ｂからの放熱によって表層導体の温度がより一層低下していることわかる。
【０１４０】
以上の熱シミュレーション結果により、実施例１、２に係るセラミック基板１０では、厚みの大きい表層導体１４の側面１４ｂからセラミック焼結体１２に熱が逃げるため、表層導体１４の発熱を低減できることが示された。さらに、表層導体１４の温度が低下することにより、表層導体１４とセラミック焼結体１２との温度差が低減されることから、熱膨張差による表層導体１４の剥離の発生を抑えることができるといえる。従って、これらのセラミック基板１０は、表層導体１４の発熱が生じ易い大電流用の配線基板として好適である。
【０１４１】
なお、本発明に係るセラミック基板は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１４２】
１０、６０…セラミック基板              １２…セラミック焼結体
１２ａ…セラミック焼結体の一主面        １４、６４…表層導体
１４ａ、６４ａ…表層導体の一主面        １６…表層導体パターン
１８…接続部                            ２０…ビア電極
２２…内層導体                          ２４…内層導体パターン
２６、６６…金属被膜                    ２８…導体成形体
３０…スラリー                          ３２…第１セラミック成形体
３４…第２セラミック成形体              ３６、７６…セラミック積層体
３８、６８…フイルム                    ４０…導体ペースト
４２…鋳込み型                          ４４…貫通孔
４６…他のフイルム                      ５０…基体
【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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