(57)【要約】【課題】電気的接続の信頼性に優れたビアホール電極を有する多層基板を安価に提供し得る多層基板の製造方法を得る。【解決手段】少なくとも一方面に開いた穴または両面を貫通している貫通孔であるビア１ａが形成されている多層基板１を用意し、ビア１ａ内にインクジェット方式により導電性材料からなる液滴２ａを吐出し、ビア１ａに吐出された導電性材料２を焼成してビアホール電極２Ａを形成する、多層基板１の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方面に開いた穴または両面を貫通している貫通孔であるビアが形成されている多層基板を用意する工程と、
前記多層基板のビア内にインクジェット方式により導電性材料からなる液滴を吐出する工程と、
前記ビアに吐出された導電性材料を焼成してビアホール電極を形成する工程とを備える、多層基板の製造方法。
【請求項２】
前記導電性材料をインクジェット方式で吐出する工程において、吐出された導電性材料により、ビアの内部に空間を残すようにビアの内面に沿うように導電性材料層を形成する、請求項１に記載の多層基板の製造方法。
【請求項３】
前記多層基板が、複数の材料層を有し、前記ビアの内周面において、少なくとも１つの材料層が露出している部分と、積層方向に隣接する他の材料層が露出している部分との間に段差が形成されている、請求項１または２に記載の多層基板の製造方法。
【請求項４】
前記複数の材料層が、導電性材料層と、絶縁性材料層とを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の材料層が積層されている多層基板の製造方法に関し、より詳細には、ビアホール電極が形成されている多層基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の高集積化にともない、多層基板が広く用いられている。多層基板では、ビアホール電極が配線電極として用いられている。ビアホール電極の形成に際しては、１以上の層をまたがるビアを形成する。このようなビアとしては、多層基板全体を貫通している貫通孔や、１以上の層を貫通しているが多層基板全体を貫通していない穴などがある。ビア形成後に、ビア内に導電性材料を付与し、ビアホール電極を形成する。
【０００３】
上記ビアホール電極形成に際しての導電性材料の付与方法として、従来種々の方法が用いられている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１には、ビアが形成されたウェーハをめっき浴に入れ、めっき処理によりビアホール電極を形成する方法が開示されている。
【０００５】
また、ビア形成後に、ビア内に導電性材料スキージを用いて充填する方法も広く用いられている。すなわち、図２（ａ）に示すように、多層基板１００１に形成されたビア１００１ａ内に、スキージ１００３を用いて導電ペースト１００２を付与する。具体的には、スキージ１００３を図２（ａ）に矢印で示す方向に走行させる。それによって、図２（ｂ）に示すように、導電ペースト１００２をビア１００１ａ内に充填する。しかる後、焼成することにより、ビアホール電極を形成する。
【０００６】
他方、下記の特許文献２には、ウェーハ上に、インクジェット方式で導電性材料を吐出し、電極を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２１７９２号公報
【特許文献２】特許第４０５９２６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のめっき浴を用いた方法では、配線を形成したくない部分には、マスキングを予め施さねばならなかった。そのため、工程が煩雑であった。また、マスキングが不要な場合であっても、めっき浴を含む大きな設備を必要としていた。そのため、設備コストが高くなり、かつ材料コストも高くなるという問題があった。
【０００９】
他方、図２（ａ）及び（ｂ）に示す導電ペースト１００２をスキージ１００３を用いて充填する方法では、ビアの深さが浅い場合や、基板面に直交している方向に延びているビアに対しては導電性材料を確実に充填することができる。
【００１０】
しかしながら、ビアが深い場合には、導電性材料を確実に充填することができないことがあった。加えて、図２（ａ）及び（ｂ）に示す多層基板１００１のように、ビア１００１ａ内において、内周面に凹凸がある場合などは、気泡を巻き込むおそれがあった。また、電気的に接続すべき層間を確実に電気的に接続することができないことがあった。より詳細には、多層基板１００１が、絶縁層１００１ｂ，１００１ｄと、導電層１００１ｃ，１００１ｅとを有する場合を考える。この場合に、ビア１００１ａの内周面において図示のように凹凸が生じることがある。このように凹凸が生じかつ導電ペースト１００２の充填量が少ない場合、空間Ａが生じることとなる。そのため、導電層１００１ｃと導電ペースト１００２との電気的接続が確保されないおそれがあった。すなわち、Ａで示す空間部分に気泡が存在し、導電ペースト１００２により導電層１００１ｃと導電層１００１ｅとを確実に電気的に接続することができないことがあった。
【００１１】
他方、特許文献２のインクジェット方式を用いた電極形成方法は、ウェーハ表面に導電性材料からなる液滴を吐出する。このような方法では、ウェーハ表面に数μｍ程度の膜厚の配線電極等を形成し得るにすぎなかった。
【００１２】
本発明の目的は、多層基板のビア内に導電性材料を確実に付与することができ、ビアホール電極による電気的接続の信頼性を高めることができ、さらに安価に提供し得る多層基板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】
【００１３】
本発明に係る多層基板の製造方法は、少なくとも一方面に開いた穴または両面を貫通している貫通孔であるビアが形成されている多層基板を用意する工程と、前記多層基板のビア内にインクジェット方式により導電性材料からなる液滴を吐出する工程と、前記ビアに吐出された導電性材料を焼成してビアホール電極を形成する工程とを備える。
【００１４】
本発明に係る多層基板の製造方法のある特定の局面では、前記導電性材料をインクジェット方式で吐出する工程において、吐出された導電性材料により、ビアの内部に空間を残すようにビアの内面に沿うように導電性材料層を形成する。この場合には、導電性材料の使用量を減らすことができ、コストを低減することができる。加えて、ビアの内面に沿うように導電性材料が形成されるので、ビアの内面に露出している層間等の電気的接続を確実に果すことができる。
【００１５】
本発明に係る多層基板の製造方法の他の特定の局面では、前記多層基板が、複数の材料層を有し、前記ビアの内周面において、少なくとも１つの材料層が露出している部分と、積層方向に隣接する他の材料層が露出している部分との間に段差が形成されている。このように、ビアの内周面に段差が形成されている場合であっても、本発明に従って、インクジェット方式によりビアの内面に沿うように導電性材料層を確実に形成することができる。
【００１６】
本発明に係る多層基板の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記複数の材料層が、導電性材料層と、絶縁性材料層とを有する。この場合、導電性材料層のビアの内周面に露出している部分において、導電性材料層をビアホール電極に確実に電気的に接続することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る多層基板の製造方法では、多層基板のビア内に、インクジェット方式により導電性材料からなる液滴を吐出するため、深いビアや内周面の形状が複雑なビアにも導電性材料を確実に付与することができる。ビアホール内に導電性材料からなる液滴を確実に付与し得るため、ビアホール電極による電気的接続の信頼性を高め得る。
【００１８】
また、吐出された導電性材料を焼成するだけで、ビアホール電極を形成することができる。従って、高価なめっき浴などの大きな設備を必要としない。よって、ビアホール電極形成のためのコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る多層基板の製造方法を示す各部分切欠正面断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、従来のビアホール電極形成方法の一例を説明するための各部分切欠正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る多層基板の製造方法を説明するための各部分切欠正面断面図である。
【００２２】
まず、図１（ａ）に示すように、ビア１ａを有する多層基板１を用意する。多層基板１は、複数の絶縁層１ｂ，１ｄと、複数の導電層１ｃ，１ｅとを積層した構造を有する。絶縁層１ｂ，１ｄは、アルミナなどのセラミックスまたは合成樹脂などからなる。また、導電層１ｃ，１ｅは、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｒもしくはこれらの合金などの適宜の導電性材料からなる。
【００２３】
なお、本実施形態では、上記絶縁層１ｂ，１ｄと、導電層１ｃ，１ｅとが積層されているが、本発明において多層基板の積層構造はこれに限定されるものではない。すなわち、複数の層が積層されている適宜の多層基板を本発明に従って製造することができる。
【００２４】
ビア１ａは、本実施形態では、多層基板１の上面に開いており、絶縁層１ｂ、導電層１ｃ及び絶縁層１ｄを貫いている。ビア１ａは導電層１ｅには至っていない。従って、ビア１ａは、有底の穴である。もっとも、本発明においては、ビアは多層基板全体を貫通している貫通孔であってもよい。ビア１ａの形成方法としては、ドリルやパンチング等の機械的加工方法あるいはレーザーやサンドブラスト等を用いた穿孔法などを適宜用いることができる。また、周知のセラミック多層基板の製造方法に従って多層基板１を形成してもよい。この場合には、焼成前のセラミックグリーンシートにパンチング等により穴を開けておき、該セラミックグリーンシートを、導電層とともに積層した後焼成する。それによってビア１ａを形成することができる。
【００２５】
本実施形態では、ビア１ａは、絶縁層１ｂ、導電層１ｃ及び絶縁層１ｄを貫通しているが、その内周面に図示のような段差が生じている。すなわち、ビア１ａの内周面が平坦面ではなく、図示のように絶縁層１ｂと導電層１ｃとが繋がる部分において大きな段差が生じている。すなわち、図２（ａ）に示した多層基板１００１と同様に、ビアの内周面において段差が生じている。本実施形態では、このような段差が生じていたとしても、後述するように、ビアホール電極により、導電層１ｃ，１ｅを確実に電気的に接続することができる。
【００２６】
本実施形態の製造方法では、上記ビア１ａ内に、インクジェット吐出機３を用いて導電性材料からなる複数の液滴２ａをビア１ａ内に吐出する。この液滴２ａの径は、ビア１ａの内径よりも小さいことが好ましい。それによって、ビア１ａ内に、複数の液滴２ａを容易にかつ確実に吐出することができる。また、複数の液滴２ａの量は、ビア１ａの大きさによっても異なるが、後述するように、焼成後に、ビア１ａの内周面を覆う導電性材料層を形成し得る量であればよい。
【００２７】
複数の液滴２ａを吐出すると、図１（ｂ）に示すように、ビア１ａの底部及び内周面を覆うように導電性材料層２を形成することができる。この場合、複数の液滴２ａを吐出していくと、最初に底部すなわち導電層１ｅの上面に液滴が付着する。さらに余剰の液滴２ａが吐出されてくると、ビア１ａの内周面を伝って、導電性材料が広がっていく。そのため、図１（ａ）に示した空間Ｂにも、導電性材料が入り込む。
【００２８】
次に、上記導電性材料層２を形成した後、焼成することにより、図１（ｃ）に示すビアホール電極２Ａを形成する。焼成は、前記導電性粒子同士を合着し得る温度に加熱することにより行う。導電性材料層２は、前述したように、図１（ａ）の空間Ｂにも入り込んでいるため、ビアホール電極２Ａにより、導電層１ｃと導電層１ｅとを確実に電気的に接続することができる。すなわち、本実施形態によれば、ビア１ａの内周面に上記のような段差や凹凸が形成されていたとしても、複数の液滴２ａが吐出されていくに従って、このような段差の部分にも導電性材料が確実に付着する。よって、電気的接続の信頼性に優れたビアホール電極２Ａを形成することができる。これは、液状の導電性材料が、ビア１ａの底部からビア１ａの内周面を伝って上方に広がっていくことによる。
【００２９】
また、複数のビア１ａは、好ましくは、本実施形態のように、ビアホール電極２Ａで囲まれた部分が中空部分となる量を付与することが望ましい。すなわち、ビア１ａ内部に空間を残すように、導電性材料層２を形成することが望ましい。それによって、導電性材料の使用量を低減することができ、コストをさらに低減することが可能となる。
【００３０】
導電性材料からなる液滴２ａを吐出するには、導電性粒子を含む液状の組成物を用意し、インクジェット吐出機３で吐出する。このような液状の導電性材料組成物としては、導電性粒子と、導電性粒子を分散させる液状の媒体とを含むものを好適に用いることができる。このような導電性粒子としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔまたはこれらの合金などの適宜の金属粒子を挙げることができる。また、上記液状媒体としては、水、アルコールなどの適宜の液状の媒体を用いることができる。
【００３１】
さらに、上記液状の導電性材料組成物には、金属粒子同士を焼成までの間結合するバインダー樹脂を含むことが望ましい。このようなバインダー樹脂としては、酢酸ビニル系樹脂やポリビニルエステル系樹脂などを挙げることができる。
【００３２】
上記のように、本実施形態の多層基板の製造方法によれば、インクジェット吐出機３により導電性材料からなる液滴２ａを吐出するため、ビア１ａに選択的に液滴２ａを確実に吐出することができる。加えて、ビア１ａの内周面に凹凸がある場合であっても、導電性材料層を内周面上に確実に形成することができる。インクジェット吐出機３を用いた場合、上記液滴の径は、２５μｍ程度まで小さくすることができる。すなわち、１０ｐＬ程度の微量の液滴２ａを高精度に吐出することができる。従って、直径３０μｍ以下の小さいビア１ａにも、本発明に従ってビアホール電極２Ａを確実に形成することができる。
【００３３】
好ましくは、インクジェット吐出機３から複数の液滴２ａを吐出する工程を繰り返すことにより、あるいはインクジェット吐出機３からの吐出方向を調整してもよい。それによって、複雑な形状のビア１ａにも導電性材料層を確実に形成することができる。
【００３４】
また、好ましくは、多層基板１のビア１ａの内周面付近を加熱することが望ましい。それによって、液滴２ａ内の溶媒を、導電性材料層２を形成した後に容易に揮発させ、除去することができる。それによって、ビア１ａへの導電性材料の充填量を増やすこともできる。このような加熱方法としては、多層基板１を固定しておくステージに熱源を設け、多層基板１全体を加熱する方法を用いることができる。あるいは、ビア１ａに向かって温風を吹き付ける方法などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１…多層基板
１ａ…ビア
１ｂ，１ｄ…絶縁層
１ｃ，１ｅ…導電層
２…導電性材料層
２ａ…液滴
２Ａ…ビアホール電極
３…インクジェット吐出機
【図１】
2012222143.tif 000003
【図２】
2012222143.tif 000004