(57)【要約】【課題】配線パターンの断線の発生を抑制した多層配線基板を提供する。【解決手段】セラミックス・グリーンシート３１ａ，３１ｂ，３１ｃを積層した多層配線基板１００に、液滴吐出法によりパッド部７１〜８０と細長パターン部８３〜８７を形成する際、パッド部の径を、細線パターン部の幅よりも大きく、かつ、細線パターン部の幅の３倍以下の大きさとする。これにより、液滴吐出法によりパッド部と細長パターン部を形成しても、膜減り等による配線パターンの断線の発生を抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のセラミックス・グリーンシートを積層して構成された多層配線基板であって、前記セラミックス・グリーンシートの前記積層方向に貫設したビア部と、前記ビア部に接続されたパッド部と、前記パッド部より延出した配線パターン部とを備え、
所定の金属成分を含む液状体を液滴吐出法により吐出させて前記パッド部と前記配線パターン部とを形成するとともに、前記パッド部の径を、そのパッド部より延出する前記配線パターン部の幅よりも大きく、かつ該配線パターン部の幅の３倍以下としたことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記パッド部の径を、そのパッド部より延出する前記配線パターン部の幅の２倍以上、３倍以下としたことを特徴とする請求項２に記載の多層配線基板。
【請求項３】
幅の異なる複数の前記配線パターン部の各々に対応した異なる径を有する複数の前記パッド部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多層配線基板。
【請求項４】
前記配線パターン部の延出がない前記パッド部の径を所定寸法に統一したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多層配線基板。
【請求項５】
予め前記パッド部と前記配線パターン部の平面形状に対応するビットマップデータを作成し、前記ビットマップデータに従って前記液状体を液滴吐出して前記パッド部と前記配線パターン部を描画することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層したグリーンシートに配線パターンが形成された多層配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線基板として、例えば低温焼成のセラミック多層配線基板が知られている。セラミック多層配線基板は、アルミナ、ガラス、バインダー、溶剤等を混合してグリーンシート（未焼成シート）を形成し、そのシートの表面にスクリーン印刷等によって金属ペーストで配線パターンを配置（印刷）する。さらに、シートの厚み方向の導通を図るためのビアを形成し、複数のシートを積層して圧着し、約８００℃で焼成して製造される。
【０００３】
スクリーン印刷によって配線パターンを印刷する場合、配線パターン形状に応じてスクリーンマスクを変更する必要があるが、これは同じ配線パターンを多数形成できる点で優れているものの、配線パターンの変更や少量多品種の要求には応え難いという問題がある。また、多層配線基板においてグリーンシートにインクジェット方式でパターンを形成する技術も考案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
グリーンシート上の配線パターンには、その配線パターンの幅を太くしたパッド部が形成される。このパッド部は、細長のパターン部、およびシートの厚さ方向における導通を図るビアとの接続部である。パッド部は、グリーンシートの積層工程や圧着工程等の製造過程においてグリーンシート間の加工ズレが発生しても断線が生じないようにするため、ビアの径よりも広い幅で形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０５７１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したインクジェット方式で配線パターンを形成する際に用いられる導電性インクは、スクリーン印刷法で用いられる導電ペーストに比べて粘度が低く、含有する金属の粒径も小さい。このため、インクジェット方式に対応した導電性インクを用いて配線パターンを描画した場合、インクが流動し易いことから、特にパッド部における細長パターン部の引き出し部分において膜厚が減少し易く、配線パターンが断線に至るという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、配線パターンの断線を抑止できる多層配線基板を提供することを目的とする。かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として、例えば、以下の構成を備える。
【０００８】
複数枚のセラミックス・グリーンシートを積層して構成された多層配線基板であって、前記セラミックス・グリーンシートの前記積層方向に貫設したビア部と、前記ビア部に接続されたパッド部と、前記パッド部より延出した配線パターン部とを備え、所定の金属成分を含む液状体を液滴吐出法により吐出させて前記パッド部と前記配線パターン部とを形成するとともに、前記パッド部の径を、そのパッド部より延出する前記配線パターン部の幅よりも大きく、かつ該配線パターン部の幅の３倍以下としたことを特徴とする。
【０００９】
かかる構成により、多層配線基板における配線パターン部の断線を抑止でき、多層配線基板の電気的特性を維持できる。
【００１０】
本発明の多層配線基板は、例えば、前記パッド部の径を、そのパッド部より延出する前記配線パターン部の幅の２倍以上、３倍以下としたことを特徴とする。また、例えば、幅の異なる複数の前記配線パターン部の各々に対応した異なる径を有する複数の前記パッド部を備えることを特徴とする。これにより、多層配線基板における配線パターン部の断線を抑止可能となる。
【００１１】
例えば、前記配線パターン部の延出がない前記パッド部の径を所定寸法に統一したことを特徴とする。その結果、パッド部の構成を簡略化できる。
【００１２】
また、例えば、予め前記パッド部と前記配線パターン部の平面形状に対応するビットマップデータを作成し、前記ビットマップデータに従って前記液状体を液滴吐出して前記パッド部と前記配線パターン部を描画することを特徴とする。こうすることで、配線パターン部の変更や少量多品種の要求に対して、迅速かつ円滑に対応することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液滴吐出法によりパッド部と細長パターン部を形成しても、配線パターンに断線が発生することを抑制でき、信頼性の高い多層配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態例に係る多層配線基板における配線パターンの一例を示す図である。
【図２】本実施の形態例に係る多層配線基板における配線パターンとしての細線パターン部の一部とパッド部とを拡大して示す図である。
【図３】本実施の形態例に係る多層配線基板の製造工程を説明するための図である。
【図４】本実施の形態例に係る多層配線基板における、描画するパッド部と細線パターン部の形状に対応したビットマップデータの例を示す図である。
【図５】本実施の形態例に係る、３層の積層構造を有する多層配線基板の一例を示す断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施の形態例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態例に係る多層配線基板における配線パターンの一例を示している。本実施の形態例に係る多層配線基板において、多層配線基板を構成するシート（グリーンシート）には、線幅の異なる複数の細線パターン部が形成されており、後述するように、その細線パターン部の幅に応じてパッド部の径の寸法を個別に設定している。そのため、パッド部の径は、一つのシート内で様々なサイズを有する。
【００１６】
より具体的には、図１においてシート１０には、線幅がＷ１の細線パターン部Ｌ１、線幅がＷ２の細線パターン部Ｌ２〜Ｌ５、線幅がＷ３の細線パターン部Ｌ６，Ｌ７が配されている。そして、細線パターン部Ｌ１は、その両端部に径の寸法がＤ１のパッド部Ｐ１を有し、細線パターン部Ｌ２〜Ｌ５は、それらの両端部に径がＤ２のパッド部Ｐ２を有し、細線パターン部Ｌ６，Ｌ７は、その両端部に径がＤ３のパッド部Ｐ３を有している。図１に示す例では、細線パターン部の線幅が、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係にあり、パッド部の径については、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係にある。
【００１７】
図２は、図１における細線パターン部Ｌ１〜Ｌ７の一部と、それらの端部に位置するパッド部Ｐ１〜Ｐ３を拡大して示す配線パターン図である。図２に示すように、本実施の形態例に係る多層配線基板では、パッド部Ｐの径（図２では、ａで示す）は、細線パターン部Ｌの幅（図２ではｂとしている）よりも大きく、かつ、細線パターン部の幅の３倍以下の大きさとしている。すなわち、細線パターンＬの幅ｂと、その端部に位置するパッド部Ｐの径ａには、
ｂ＜ａ≦３ｂ  …（１）
の関係がある。
【００１８】
図２に示す配線パターン（パッド部Ｐと細線パターン部Ｌ）のうち、パッド部Ｐは、点線で示す部分２１において不図示のビアと接続される。つまり、配線パターン部のうち、パッド部Ｐは、ビアと直接接続される部位であり、細線パターン部Ｌは、パッド部Ｐから引き出されて（延出して）、他のパッド部等に接続している。パッド部Ｐと細線パターン部Ｌを、後述するように導電性ペーストを使用してインクジェット方式により描画する場合、図２の一点鎖線で示す部位２３は、パッド部Ｐや細線パターン部Ｌに導電性ペーストが引っ張られやすく、膜減りによって断線しやくなる。
【００１９】
そこで、本実施の形態例に係る多層配線基板では、パッド部Ｐの幅（つまり、パッド部Ｐの径）を、細線パターン部Ｌの幅よりも大きくするとともに、細線パターン部Ｌの幅の３倍以下の大きさとなるように描画する。このように、細線パターン部Ｌの幅とパッド部Ｐの径を、上記の式（１）の関係を満たす寸法とすることによって、吐出された導電性ペーストの流動を抑制し、細線パターン部の断線を防止している。
【００２０】
なお、パッド部Ｐの径と細線パターン部Ｌの幅は、上記の式（１）を満たす限り様々な変形（組み合わせ）が可能であり、例えば、パッド部Ｐの径を、そのパッド部Ｐより延出する細線パターン部Ｌの幅の２倍以上、３倍以下としてもよい。このような構成とすることで、確実に細線パターン部の断線を防止することができる。
【００２１】
次に、本実施の形態例に係る多層配線基板の製造方法について説明する。図３は、本実施の形態例に係る多層配線基板の製造工程を説明するための図である。本実施の形態例に係る多層配線基板は、その積層数に応じた枚数のセラミックス・グリーンシートを重ねた構造を有する。そこで、多層配線基板を製造する最初の工程において、セラミックス・グリーンシートを作製する。
【００２２】
セラミックス・グリーンシートは、ガラスセラミックス粉末を樹脂で固めたものであり、加熱圧着によって積層するために可塑性を有している。本実施の形態例に係る多層配線基板では、ガラスセラミックス粉末の原料として、アルミナや酸化チタン等のセラミックス粉末と、硼珪酸ガラス等のガラス粉末を準備し、これらのセラミックス粉末とガラス粉末を、例えば、重量比１：１の割合で混合して、ガラスセラミックス粉末を作製する。
【００２３】
次に、ポリビニルブチラール樹脂、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）、およびトルエンからなるビヒクルと、上記のガラスセラミックス粉末を分散させて、スラリーを作製する。そして、このようにして作製したスラリーを、ドクターブレードやリバースコータ等を用いて、ＰＥＴフィルム上に、例えば１００μｍの厚さに延ばして乾燥する。その後、適宜な形状（例えば、１辺の長さ２００ｍｍの製法形状）に裁断してセラミックス・グリーンシートを形成する。
【００２４】
次に、上記のごとく製造されたセラミックス・グリーンシート３１に、図３（ａ）に示すように、例えば、ＣＯ2レーザやＹＡＧレーザ、機械式プレス装置等によりスルーホール３３を形成する。そして、図３（ｂ）に示すように、Ａｇを主な導電成分とする導電ペーストを用いて、例えば、スクリーン印刷法により、スルーホール３３に導電ペーストを充填することでビア３５を形成する。
【００２５】
次の工程では、配線パターン（図１等に示すパッド部Ｐと細線パターン部Ｌ）を描画する。ここでは、図３（ｃ）に示すように、セラミックス・グリーンシート３１の一方の面に配線パターン４１を形成する。配線パターン４１は、インクジェット法（液滴吐出法）によって形成する。このインクジェット法では、不図示のピエゾ素子（圧電素子）と導電性インクを貯めておくインク室とを備えた吐出ヘッド３７から吐出された液滴３９によって、配線パターンを描出する。吐出ヘッド３７は、駆動回路からピエゾ素子に電気信号が入力されると、ピエゾ素子が変形することによってインク室の圧力が増加し、インク室に貯められたインクがノズルより吐出される仕組みになっている。
【００２６】
インクジェット法（液滴吐出法）は、導体配線パターンを形成するための導電性インクの液滴を、吐出ヘッドに設けられたノズルから印刷対象物に吐出させることで配線パターンを描画する方法である。なお、インクジェット法として、ピエゾ方式、サーマル方式等の公知の方法が知られている。
【００２７】
ここで、本実施の形態例に係る多層配線基板の製造工程におけるインクジェットによる配線パターンの描画について説明する。本実施の形態例では、例えば、図４に示すように、インクジェット法による描画に先立って、描画する配線パターン（パッド部と細線パターン部）の平面形状に対応したビットマップデータを作成する。なお、図４は、パッド部と細線パターン部の一部とに対するビットマップの例を示している。
【００２８】
インクジェット法による描画に使用する吐出ヘッドは、駆動手段によってＸ方向、Ｙ方向に移動可能であり、図４に示すように作製されたビットマップデータに従って液滴を着弾させて、配線パターンを描画する。すなわち、図４のビットマップ５１において、網掛け部分５３が液滴を着弾させる部分に対応する。このとき、好ましくは、最初に液滴を着弾させた部分と、次に液滴を着弾させる部分とにおいて、インクが重なり合わないように描画する。これは、着弾したインクが乾燥しない状態で、次のインクが重なってしまうと、表面張力によってインクが部分的に集中するため、それを避ける必要があるからである。
【００２９】
配線パターンの描画に使用する導電性インクは、金属粒子を水系分散媒に分散させ、これに分散剤、有機バインダー、乾燥抑制剤、表面張力調整剤等を添加したものである。ここでは、金属粒子として平均粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍ程度の銀粒子を使用する。また、水系分散媒として水、メタノール、エタノール等を使用し、分散剤としてクエン酸、りんご酸、クエン酸三ナトリウム、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸等を使用する。さらに、有機バインダーには、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリグリセリン等を使用し、乾燥抑制剤としてアルカノールアミン、糖アルコール等を、また、表面張力調整剤には、各種界面活性剤を使用する。
【００３０】
次に、上記のように配線パターンが描画された複数のセラミックス・グリーンシートを積層する。例えば、図３（ｄ）に示すように、それぞれ配線パターンが描画された３枚のセラミックス・グリーンシート３１ａ，３１ｂ，３１ｃを重ね、８０℃の温水中で２４．５Ｍｐａの圧力で静水圧プレスを行う。この場合、例えば、セラミックス・グリーンシートにあらかじめ位置合わせ用のガイド穴をあけておき、ピンを設けた金型にガイド穴を差し込んで、所望の枚数のシートを重ねた後、温水中で静水圧プレスを行ってシート同志を圧着し、図３（ｅ）に示す積層体４５を作製する。
【００３１】
なお、複数の積層基板をマトリクス状にまとめて製造する多数個取りの積層体の場合、プレスされた状態の積層体（グリーン積層体）を、単体に切断する。本実施の形態例の多層配線基板は、銀を内部導体とした、いわゆる低温焼成セラミックス基板であり、単体に切断された積層体を８００℃以上、９２０℃以下の温度で焼成する。以上の工程を経ることで、積層基板を完成する。
【００３２】
図５は、３層の積層構造を有する本実施の形態例に係る多層配線基板の一例を示す断面構成図である。図５に示すように、本実施の形態例に係る多層配線基板１００は、積層体の最上層を形成するグリーンシート３１ａの表面に表層パッド部６１〜６３が形成され、層内部にビア６４〜７０、パッド部７１〜８０、および細線パターン部８３〜８７が形成されている。ここでは、各パッド部にビアが当接するようにセラミックス・グリーンシート３１ａ，３１ｂ，３１ｃが積層され、ビアを介して所定のパッド部と細線パターン部とが電気的に接続される構成となっている。
【００３３】
なお、表層パッド部６１〜６３については、そのパッド部より細線パターンが引き出されていない場合には、上述した膜減りによる断線の問題がないため、パッド部の径の大きさを変える必要はない。その場合、多層配線基板においてパッド部の径を所定寸法に統一する（固定値とする）ようにしてもよい。このようにすることで、配線パターンの描画処理の統一化、および簡潔化が可能となる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態例によれば、セラミックス・グリーンシートを積層した多層配線基板において、液滴吐出法によりパッド部と細長パターン部を形成する際、パッド部の径を、細線パターン部の幅よりも大きく、かつ、細線パターン部の幅の３倍以下の大きさとする。こうすることによって、液滴吐出法によりパッド部と細長パターン部を形成しても膜減り等が生じず、配線パターンの断線の発生を抑制した多層配線基板を提供することが可能となる。
【００３５】
また、インクジェット法による配線パターン（パッド部と細線パターン部）描画に先立って、それら描画する配線パターンの平面形状に対応したビットマップデータを作成する。こうすることで、多層配線基板における配線パターンの変更や少量多品種の要求に対して迅速に応えることができ、結果として、多層配線基板の製造時間の短縮、および製造コストの低下を実現できる。
【符号の説明】
【００３６】
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ    セラミックス・グリーンシート
３３    スルーホール
３５，６４〜７０    ビア
３７    吐出ヘッド
３９    液滴
４１    配線パターン
６１〜６３    表層パッド部
７１〜８０，Ｐ１〜Ｐ３    パッド部
８３〜８７，Ｌ，Ｌ１〜Ｌ７    細線パターン部
１００    多層配線基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013201258.tif 000005
【図４】
2013201258.tif 000006
【図５】
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