(57)【要約】      （修正有）【課題】ビアホールに形成したビア導体と隣接する配線層との電気的導通が確実に取れる配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】セラミックグリーンシート１の表面２と裏面３との間を貫通するビアホールを形成する工程を含み、該工程は、追ってレーザーＬが照射されるグリーンシート１の表面２と反対側の裏面３に、厚さｔが０．１ｍｍ以上で且つグリーンシート１以外の材料からなる裏添層５を配設する第１ステップと、グリーンシート１の表面２に対し、レーザーＬを該グリーンシート１の厚み方向に沿って照射して、グリーンシート１の表面２と裏面３との間を貫通し、且つ裏添層５の内部に最低部８ａが位置する凹部８を形成する第２ステップと、グリーンシート１の裏面３から凹部８の最低部８ａを含む裏添層５を除去することにより、グリーンシート１の表面２と裏面３との間を貫通するビアホールを形成する第３ステップと、を備える、配線基板の製造方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックグリーンシートの表面と裏面との間を貫通するビアホールを形成する工程と、
上記ビアホールに導電性ペーストを充填して、未焼成のビア導体を形成する工程と、を含む配線基板の製造方法であって、
上記ビアホールを形成する工程は、追ってレーザーが照射される上記グリーンシートの表面と反対側の裏面に、厚さが０．１ｍｍ以上で且つ上記グリーンシート以外の材料からなる裏添層を配設する第１ステップと、
上記グリーンシートの表面に対し、レーザーを該グリーンシートの厚み方向に沿って照射することにより、上記グリーンシートの表面と裏面との間を貫通し、且つ上記裏添層の内部に最低部が位置する凹部を形成する第２ステップと、
上記グリーンシートの裏面から上記凹部の最低部を含む上記裏添層を除去することにより、上記グリーンシートの表面と裏面との間を貫通するビアホールを形成する第３ステップと、を備える、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記裏添層は、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、あるいはポリイミドからなる、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセラミック層と、これらの間に形成された複数の配線層と、上記セラミック層を貫通し且つ上記配線層間の導通が確実に取れるビア導体を有する配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックグリーンシートを貫通するビア導体を内側に形成するためのビアホールは、その細径化や高密度化に対応するため、レーザー加工により行われている。
ところで、レーザー加工により形成されるビアホールやスルーホールは、両端に位置する開口部の開口径が相違し、且つ軸方向に沿ってテーパーを付加されているため、例えば、上記ビアホールに形成されるビア導体における細径側の端部において、該ビア導体と接続すべき配線層との導通が不安定になるおそれがある。
そこで、上記スルーホールのテーパーの角度を抑制するため、被加工物の一面に犠牲層を設け、該犠牲層の外側から厚み方向に沿ってレーザービームを照射してスルーホールを形成した後、上記犠牲層を除去するスルーホール成形体およびレーザー加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、前記特許文献１のレーザー加工方法による場合、形成されるスルーホールのうち急峻なテーパー部分は、犠牲層によって除去され、被加工物には、緩やかなテーパーのスルーホールが形成されるので、全体が細長い小径のスルーホールとならざるを得ない。その結果、比較的細径のビア導体しか形成できないので、配線基板内部における電気的な導通が不安定となるおそれがあった。
更に、前記グリーンシートに対しレーザー加工によりビアホールを形成するに際し、レーザービームを照射した表面側の開口径（Ｘ）と上記グリーンシートの厚み（Ｔ）との比（アスペクト比：Ｘ／Ｔ）が大きなビアホールを形成する場合、前記テーパーが急峻になり、裏面側の小径な開口部付近の形状が不規則で且つ不安定になるため、該ビアホールに形成されるビア導体の導通が不安定となる、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０７５９９号公報（第１〜１８頁、図１〜１８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、セラミックグリーンシートにテーパーが小さく且つ該シートの表・裏面における開口部付近の形状が安定したビアホールをレーザー加工により形成でき、該ビアホールに形成したビア導体と隣接する配線層との電気的導通が確実に取れ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】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、レーザービームのエネルギがセラミックグリーンシートの厚み方向において低下しないようなレーザー加工により、ビアホールを形成する、ことに着想して成されたものである。
尚、本発明において、ビアホールは、スルーホールと同義語であり、且つビア導体とスルーホール導体とも同義語である。
【０００７】
即ち、本発明による配線基板の製造方法（請求項１）は、セラミックグリーンシートの表面と裏面との間を貫通するビアホールを形成する工程と、該ビアホールに導電性ペーストを充填して、未焼成のビア導体を形成する工程と、を含む配線基板の製造方法であって、上記ビアホールを形成する工程は、追ってレーザーが照射される上記グリーンシートの表面と反対側の裏面に、厚さが０．１ｍｍ以上で且つ上記グリーンシート以外の材料からなる裏添層を配設する第１ステップと、上記グリーンシートの表面に対し、レーザーを該グリーンシートの厚み方向に沿って照射することにより、上記グリーンシートの表面と裏面との間を貫通し、且つ上記裏添層の内部に最低部が位置する凹部を形成する第２ステップと、上記グリーンシートの裏面から上記凹部の最低部を含む上記裏添層を除去することにより、上記グリーンシートの表面と裏面との間を貫通するビアホールを形成する第３ステップと、を備える、ことを特徴とする。
尚、前記裏添層の厚みには、該裏添層の厚みに、更に前記グリーンシートの裏面側に張り付けられたキャリアシートの厚みを加算しても良い。
【０００８】
また、本発明には、前記裏添層は、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、あるいはポリイミドからなる、配線基板の製造方法（請求項２）も含まれる。
【発明の効果】
【０００９】
前記請求項１の配線基板の製造方法によれば、前記セラミックグリーンシートの表面側から照射されたレーザービームによって、前記裏添層には、表面側に開口した凹部の最低部が形成されると共に、上記レーザービームのエネルギは、該グリーンシートの表面から裏面までを貫通する間において、ほぼ同じレベルで保たれる。しかも、前記グリーンシートの裏面側の開口部付近における形状がストレートに近い安定した形状のビアホールを確実に形成できる。その結果、上記凹部の最低部を含む裏添層を除去することにより、表面側の開口径と裏面側の開口径との差が小さくテーパーが小さなビアホールを確実に形成することができる。
従って、上記ビアホールに導電性ペーストを充填して形成されるビアホール導体と、隣接する配線層との導通を安定して取ることができる配線基板を、確実に製造することが可能となる。
【００１０】
前記請求項２の配線基板の製造方法によれば、前記セラミックグリーンシートの表面側に開口する凹部のうち、該凹部の最低部側を裏添層に形成できるので、テーパーが緩く（小さく）且つ裏面側の開口部付近における形状がストレートに近いビアホールを安定して形成することができる。
【００１１】
付言すれば、前記裏添層の厚みは、０．４ｍｍ以上である、配線基板の製造方法も本発明に含まれる。これによる場合、前記レーザービームによる凹部の最低部を当該裏添層の内部に留め易くなるため、前記テーパーが緩く且つ裏面側の形状が安定したストレート状のビアホールを確実に形成することが可能となる。
【００１２】
尚、前記セラミックグリーンシートは、アルミナなどの高温焼成セラミックや低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックとなるセラミック粉末などを含む未焼成のグリーンシートである。
また、前記グリーンシートの表面と裏面とは、相対的な呼称であり、裏添層を配置した側の面を裏面と称したものである。
更に、前記レーザーには、例えば、ＵＶ−ＹＡＧレーザーが用いられる。  
また、裏添層は、前記グリーンシートの裏面に接触して積層され、且つ該グリーンシートと共にレーザー加工を連続して受けるシート（層状体）である。
更に、前記裏添層を構成する材料は、上記グリーンシート以外であれば、特に限定されない。
また、前記裏添層にポリイミド（ＰＩ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いる場合には、添接すべきセラミックグリーンシートの裏面に張り付けられるキャリアシートを兼用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における第１ステップの概略を示す部分断面図。
【図２】本発明における第２ステップの概略を示す部分断面図。
【図３】図２に続く第２ステップの概略を示す部分断面図。
【図４】図３に続く第２ステップの概略を示す部分断面図。
【図５】図４に続く第２ステップの概略を示す部分断面図。
【図６】本発明における第３ステップの概略を示す部分断面図。
【図７】本発明により得られる配線基板の概略を示す部分断面図。
【図８】従来の製造方法の概略を示す部分断面図。
【図９】図８に続く従来の製造方法の概略を示す部分断面図。
【図１０】図９に続く従来の製造方法の概略を示す部分断面図。
【図１１】上記従来の製造方法により得られたビアホール付近を部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による配線基板Ｐの製造方法におけるビアホール形成工程の第１ステップを示す断面図である。
予め、アルミナ粉末、バインダ樹脂、溶剤などを所定量ずつ配合して得られたセラミックスラリをドクターブレード法によりシート化して、厚さＴが約０．３ｍｍのセラミックグリーンシート（以下、単にグリーンシートという）１を製作し、該グリーンシート１の一面（裏面）３にキャリアシート４を張り付けた。
次に、図１に示すように、上記グリーンシート１において、追ってレーザＬが照射される表面２と反対側である裏面３側のキャリアシート４の外側面に、裏添層５を配設した（第１ステップ）。該裏添層５は、例えば、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）、あるいはポリイミド（以下、ＰＩという）の何れかからなり、厚さｔが０．１ｍｍ以上、例えば、０．４ｍｍの樹脂フィルムである。
尚、前記キャリアシート４も、例えば、ＰＥＴなどからなり、厚さが約１２μｍのフィルムである。また、図１中で示す裏添層５の厚さｔには、該キャリアシート４の厚みも加算しても良い。
【００１５】
次いで、図２中の矢印で示すように、裏面３側にキャリアシート４および裏添層５が配置された前記グリーンシート１の表面２に対して、レーザービーム（以下、単にレーザーという）Ｌを該グリーンシート１の厚み方向に沿って照射した（第２ステップ）。
該レーザーＬには、例えば、ＵＶ−ＹＡＧレーザーを用い、その焦点を表面２付近に固定して行った。また、形成すべきビアホールの内径が４０μｍの場合、レーザー条件は、周波数：８ｋＨｚ、ホールド・オフ時間：１８μ秒、モード：トレパン、加工径：１０μｍ、繰り返し回数：７回、およびショット回数：７回とした。
第２ステップでは、図３に示すように、最初に、グリーンシート１の表面２側に開口し、扁平で逆ドーム形の最低部６ａが該グリーンシート１内にある凹部６が形成された。該凹部６におけるほぼ円筒形の側面（内周面）には、最低部６ａ側よりも表面２の開口部側が僅かに広くなる程度の緩やかなテーパーが付いていた。
【００１６】
引き続いて前記レーザーＬを前記条件により照射した。その結果、図４に示すように、扁平で逆ドーム形の最低部７ａがキャリアシート４を貫通し、且つ裏添層５内に達した凹部７が形成された。該凹部７の開口部は、前記凹部６の開口部とほぼ同じ寸法であり、且つ凹部６，７の側面のテーパーも互いにほぼ同様であった。
更に、前記レーザーＬを前記条件下で引き続き照射した。その結果、図５に示すように、扁平で逆ドーム形の最低部８ａが裏添層５内に達し、グリーンシート１およびキャリアシート４に透孔８ｂを含む側面を有する凹部８が形成された。該凹部８の開口部も、前記凹部６，７の開口部とほぼ同じであり、且つ凹部６〜８の側面のテーパーも互いにほぼ同様であった。かかる第２ステップは、図５に示すように、凹部８の最低部８ａが裏添層５内に位置する時点で終了とした。
以上の間において、前記レーザーＬによる一定レベルのエネルギが、グリーンシート１、キャリアシート４、および裏添層５の厚み方向に対して、加えられた。
【００１７】
そして、前記凹部８が形成されたグリーンシート１の裏面３側から裏添層５とキャリアシート４とを剥離して除去した（第３ステップ）。
その結果、図６に示すように、グリーンシート１には、表面２と裏面３との間を貫通するビアホール９が形成された。該ビアホール９のテーパー率（Ｘ２／Ｘ１）は、約７０％と比較的緩い（小さな）テーパーが付いており、アスペクト比（Ｔ／Ｘ１）は、約７．５と比較的細長かった。
次に、上記グリーンシート１のビアホール９内に、Ｗ粉末を含む導電性ペースト（図示せず）を充填し、当該ビアホール９に倣った形状で且つ未焼成のビア導体１０を形成した。次いで、該ビア導体１０の両端面が露出するグリーンシート１ａの表面２および裏面３に、上記同様の導電性ペーストを所定パターンにより印刷して、上記ビア導体１０に接続した配線層１２，１４を形成した。
【００１８】
そして、前記ビア導体１０が貫通し且つ表・裏面２，３に配線層１２，１４が形成されたグリーンシート１ａの両面に、前記同様のグリーンシート１ｂ，１ｃを積層し、且つこれらの厚み方向に沿って圧着した後、ビア導体１０および配線層１２，１４を有するグリーンシート１ａ〜１ｃを所定温度で加熱して焼成した。
その結果、図７に示すように、軸方向に沿ったテーパーの小さなビア導体１０のうち、比較的小径の下端面に配線層１４が確実に接続され、比較的大径の上端面に配線層１２が接続された配線基板Ｐを得ることができた。
尚、前記グリーンシート１ｂ，１ｃにも、これらを貫通する前記ビアホール９が前記第１〜第３ステップによって形成され、且つ前記同様のビア導体１０が形成されていると共に、該ビア導体１０の両端には、前記配線層１２，１４と同様の配線層が形成されていた。
【００１９】
以下において、前述した本発明の理解を容易にするため、従来から行われていた比較例による配線基板の製造方法におけるビアホールの形成方法を説明する。
図８に示すように、前記同様の同じ厚さＴで且つ同じセラミックからなり、裏面３に前記と同じキャリアシート４を貼り付けたグリーンシート１を用意した。該グリーンシート１の表面２に対し、前記と同じレーザーＬを同じ条件で照射した。その結果、図９に示すように、当初には、グリーンシート１の表面２側に開口し、且つ扁平で逆ドーム形の最低部６ａが該グリーンシート１内に位置する前記同様の凹部６が形成された。
【００２０】
引き続いて、上記レーザーＬを凹部６の最低部６ａに向けて照射した。その結果、図１０に示すように、レーザーＬの一部が残部のグリーンシート１、キャリアシート４、および裏添層５を厚み方向に沿って貫通し、裏面３側に小径の開口部７ｂが開口し、隣接するキャリアシート４とグリーンシート１の裏面３側とにわたって、断面がほぼ三角形で且つ急峻なテーパーのリング部７ｃを有する凹部７が形成された。該凹部７の形状は、上記レーザーＬの一部が開口部７ｂを突き抜けた際に、該レーザーＬのエネルギーロスを招いたので、これ以降はほとんど不変であった。
【００２１】
前記凹部７が形成されたグリーンシート１からキャリアシート４を剥離した。
その結果、図１１に示すように、表面２側の開口径Ｘ１が約４０μｍで、且つ裏面３側の開口径Ｘ２が約２０μｍであると共に、裏面３に隣接した内側に径方向に沿って急峻なテーパーのリング部１７を有するビアホール１６が形成された。該ビアホール１６のテーパー率（Ｘ２／Ｘ１）は、約５０％と前記ビアホール９に比べて小さな値となり、急峻なテーパーとなった。尚、該ビアホール１６のアスペクト比（Ｔ／Ｘ１）は、前記と同様であった。
上記ビアホール１６内に前期同様の導電性ペーストを充填し、更にグリーンシート１の表・裏面２，３に前記同様の配線層１２，１４を形成した。しかし、得られたビア導体の裏面３側における小径の端面と、該裏面３に形成された配線層１４との接触面積が狭かったため、焼成後における両者間の導通が不安定になる場合があった。
【００２２】
以上において説明したように、本発明によれば、前記セラミックグリーンシート１の表面２側から照射されたレーザーＬにより、前記裏添層５には、表面２側に開口した凹部８の最低部８ａが形成されると共に、上記レーザーＬのエネルギは、該グリーンシート１の表面２から裏面３までを貫通する間において、ほぼ同じレベルで保たれていた。しかも、前記グリーンシート１の裏面３側の開口部付近における形状がストレートに近いビアホール９を安定して形成できた。その結果、凹部８の最低部８ａを含む裏添層５を除去して、表面２側の開口径Ｘ１と裏面３側の開口径ｘ２との比であるテーパー率（Ｘ２／Ｘ１）が比較的大きく且つ緩やかなビアホール９を確実に形成できた。従って、該ビアホール９に導電性ペーストを充填して形成されるビアホール導体１０と、隣接する配線層１４との導通が安定して取れる配線基板Ｐを、確実に製造することができた。
【００２３】
本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
例えば、前記グリーンシートは、ムライトや窒化アルミニウムなどを含む高温焼成セラミックとしたり、あるいは、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックからなるものとしても良い。
また、前記グリーンシートがガラス−セラミックからなる場合、前記ビア導体や配線層には、ＣｕまたはＣｕ合金、あるいはＡｇまたはＡｇ合金が適用される。
更に、前記裏添層は、前記キャリアシートと同じ樹脂材料とすることで、該キャリアシートを省略し、グリーンシートの裏面側に直に張り付けても良い。
【００２４】
また、前記裏添層の厚みは、少なくとも０．１ｍｍ以上であるが、０．２〜０．４ｍｍの厚さのものや、０．４ｍｍ超としても良い。この場合、前記キャリアシート４および裏添層５のように、異なる材料からなる複数のシートを積層した形態を適用して良い。
更に、グリーンシートにビアホールを形成するために用いるレーザーは、前記ＵＶ−ＹＡＧレーザー以外のレーザを用いても良く、それらのレーザー照射の条件も適宜選定される。
加えて、前記ビアホール（スルーホール）は、軸方向と直交する断面が円形に限らず、長円形や楕円形などの断面であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、グリーンシートにテーパーの小さいビアホールが確実に形成できるため、該ビアホール内に形成されたビア導体とその小径側の端面と接する配線層との導通が安定した配線基板を確実に提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００２６】
１………グリーンシート、                          ２………表面、
３………裏面、                                    ５………裏添層、
８………凹部、                                    ８ａ……最低部、
９………ビアホール、                              １０……ビア導体、
Ｌ………レーザービーム(レーザー)、                ｔ………厚さ、
Ｐ………配線基板
【図１】
2012104624.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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【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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