(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミック基板を製造する際に発生するボイドを防止し、セラミック基板の製造工程の歩留まりを向上する。【解決手段】少なくとも１枚にはビアホールを有するグリーンシートを複数枚積層し焼成された積層体４と、ビアホール内に導電ペースト５が充填されたビア６と、ビア６上に形成された電極７とを備えたセラミック基板において、電極７を形成するグリーンシート１Ｂのビアホールが機械加工によって形成されることを特徴とするセラミック基板。【選択図】図３
2013084636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１枚にはビアホールを有するグリーンシートを複数枚積層し焼成された積層体と、
前記ビアホール内に導電ペーストが充填されたビアと、
前記ビア上に形成された電極と、
を備えたセラミック基板において、
前記電極を形成するグリーンシートのビアホールが機械加工によって形成されることを特徴とするセラミック基板。
【請求項２】
少なくとも１枚にはビアホールを有するグリーンシートを複数枚積層し焼成された積層体と、
前記ビアホール内に導電ペーストが充填されたビアと、
前記ビア上に形成された電極と、
前記電極上に実装された電子部品と、
を備えた電気回路モジュールにおいて、
前記電極を形成するグリーンシートのビアホールが機械加工によって形成されることを特徴とする電気回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板、およびそれを用いた電気回路モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のセラミック基板は、以下のようになっていた。すなわち、ビアホールを有する複数のグリーンシートが積層された積層体と、前記ビアホールの中に導電ペーストが充填されたビアと、前記ビア上に形成された電極とを備えたものとなっており、また、そのビアホールは、レーザ光を照射し、その際に生じる熱によってグリーンシート中の成分が、溶融及び焼失することによって形成されるものであった（例えば、これに類似する技術は下記特許文献１に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／１１１４０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来例における課題は、レーザ光の照射による熱によってビアホールを形成する際、グリーンシート中のガラス成分による溶融残留物、及び有機バインダー成分による燃焼残留物（後述の図１（ｃ）中の残留物１２に相当）が生じ、それら残留物の量が多くなってしまった場合、その後の製造工程においてビア部とセラミック部の間に空隙が生じ、水分あるいは気泡が浸入していた。その為に電子部品を実装する際、半田のリフロー工程時において、その半田中にボイドが発生し、そのボイドによる電子部品の接続不良が発生することがあった。すなわち、上記従来例においては、ビアホール形成時の残留物に起因するボイドが発生することにより、電子回路モジュールの製造工程における歩留まりが低下していた。
【０００５】
そこで、本発明は、電子回路モジュールを製造する際に発生するボイドを防止し、電子回路モジュール製造工程の歩留まりを向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、この目的を達成するために本発明は、少なくとも１枚にはビアホールを有するグリーンシートを複数枚積層し焼成された積層体と、前記ビアホール内に導電ペーストが充填されたビアと、前記ビア上に形成された電極と、を備えたセラミック基板において、前記電極を形成するグリーンシートのビアホールが機械加工によって形成されることを特徴とするセラミック基板とした。これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明は、電極を形成するグリーンシートのビアホールを機械加工にて形成することによって、その後の製造工程におけるセラミック基板への電子部品実装の際、基板及び半田の加熱時に発生するボイドを防止することができる。
【０００８】
すなわち、本発明においては、機械加工によってビアホールを形成することによって、レーザ光の照射による熱によってビアホールを形成する際の残留物が発生せず、その結果として、その残留物に起因するボイドの発生を防止することができ、電子回路モジュールの製造工程の歩留まりを向上することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーザ光照射により形成されたビアホールを有するグリーンシートの構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）中のａ−ａ線での断面図、（ｃ）は実際の製品の写真を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における機械加工により形成されたビアホールを有するグリーンシートの構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図２（ａ）中のｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）は実際の製品の写真を示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるセラミック基板の断面図
【図４】本発明の実施の形態１における電気回路モジュールの断面図
【図５】本発明の実施の形態２におけるセラミック基板の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明のセラミック基板の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
まず、はじめに、本発明の実施の形態１におけるグリーンシートの構成に関して説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるレーザ光照射により形成されたビアホールを有するグリーンシートの構成を示すものであり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のａ−ａ線での断面図、図１（ｃ）は実際の製品の写真を示すものである。
また、図２は、本発明の実施の形態１における機械加工により形成されたビアホールを有するグリーンシートの構成を示すものであり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のｂ−ｂ線の断面図、図２（ｃ）は実際の製品の写真を示すものである。
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のグリーンシート１Ａ、および図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のグリーンシート１Ｂは、アルミナ粉末を５５［ｗｔ％］、ガラス粉末を４５［ｗｔ％］の割合で配合されたガラス・セラミックの組成物で、シート状のものである。また、グリーンシート１Ａ、１Ｂの厚さは６０〜３００［μｍ］のものを使用している。
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レーザ光を照射し、その熱によってグリーンシート１Ａ上にビアホール２Ａを形成したものである。
【００１２】
この図１（ｂ）に示すビアホール２Ａは、レーザ光出射側の内径Ａが１２５［μｍ］、レーザ光入射側の内径Ｂが１５５［μｍ］、となるように形成した。すなわち、図１（ｂ）に示すように、ビアホール２の断面図は台形となっている。
【００１３】
また、図１（ｃ）中の示すように、レーザ光を照射してビアホール２Ａを形成した場合、グリーンシート中のガラス成分による溶融残留物、及び有機バインダー成分による燃焼残留物が残留してしまう。（図１（ｃ）では、これらを総称して残留物１２として表記している。）
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、機械加工によりグリーンシート１Ｂ上にビアホール２Ｂを形成したものである。本発明の実施の形態１においては、ＮＣパンチプレス（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌパンチプレス）によって、ビアホール２を形成した。
この図２（ｂ）に示すビアホール２Ｂは内径Ｃ：１２５［μｍ］となるように形成した.
すなわち、図１（ｂ）に示すように、ビアホール２Ｂの断面図は長方形となっている。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態１におけるセラミック基板の構成に関して説明する。
図３は、本発明の実施の形態１におけるセラミック基板の断面図を示すものである。セラミック基板３は、少なくとも１枚にはビアホール（２Ａもしくは２Ｂ）を有するグリーンシートを複数枚積層し焼成された積層体４と、ビアホール（２Ａもしくは２Ｂ）に導電ペースト５が充填されたビア６と、ビア６上に形成された電極７とを備えたものである。  ここで、複数のグリーンシート１を積層する際、電極７を形成する側には機械加工によりビアホール２Ｂを形成したグリーンシート１Ｂを用いている。その他の部分はレーザ光を照射することによりビアホール２Ａを形成したグリーンシート１Ａや、ビアホール２を有しないセラミックシート１Ｃを用いて積層している。本発明の実施の形態１においては、図３に示すように、ビアホールを有しないグリーンシート１Ｃを１枚、その上に、レーザ光を照射することによりビアホール２Ａを形成したグリーンシート１Ａを４枚、更にその上に、最上層として（すなわち、電極７を形成する側に）、機械加工によりビアホール２Ｂを有するグリーンシート１Ｂを１枚、順次、積層をしている。
【００１５】
ここで、ビアホールを有しないセラミックシート１Ｃは、前述のレーザ光を照射することによりビアホール２を形成したグリーンシート１Ａや、機械加工によりビアホール２を形成したグリーンシート１Ｂと同じく、アルミナ粉末を５５［ｗｔ％］、ガラス粉末を４５［ｗｔ％］の割合で配合したガラス・セラミックの組成物で、シート状のものを用いた。
【００１６】
さらに、積層体４は、前述のように、電極７を形成する側が、機械加工によって形成されたビアホール２Ｂとなるようにグリーンシート２Ａを配置するように、複数のセラミックシート（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）を積層した後、ビアホール２に導体ペースト５を充填することによってビア６を形成し、その後、９００［℃］にて焼成されたものである。
なお、この焼成する方法の具体的な実施方法は、特許文献である特開平５−１０２６６６や特開平３−２５７５５３に詳しく開示されているので、これら特許文献を参照してください。
【００１７】
図４は、本発明の実施の形態１における電気回路モジュールの断面図を示すものである。電気回路モジュール８は、前述のセラミック基板３の電極７上に半田ボール９を用いて電子部品１０が実装されているものである。以上のように、本発明の実施の形態１のセラミック基板、及び電気回路モジュールは構成する事ができる。
【００１８】
なお、本実施例においては、半田ボール９をもちいて、セラミック基板３の電極７上に電子部品１０の実装を行なったが、半田ボール９の代わりに半田を用いてセラミック基板３の電極７上に電子部品１０の実装を行なってもよい。
【００１９】
図１（ｃ）に示すように、レーザ光照射により形成されたビアホール２Ａを有するグリーンシート１Ａにおいては、ビアホール１Ａ中には、レーザ光の照射による熱によってビアホールを形成する際の残留物が発生している。このようなレーザ光照射により形成されたビアホール２Ａを有するグリーンシート１Ａのみを積層して、セラミック基板３を構成した場合、残留物の量が多くなってしまった場合、その残留物の為に生じるビア内の空隙中に、その後の製造工程で水分あるいは気泡が浸入し、その後のセラミック基板及び半田の加熱時に、その気化されたものが、セラミック基板３上の半田９の中にボイドとして発生し、そのボイドにより電子部品の接続不良が発生する。
【００２０】
一方、図２（ｃ）に示すように、機械加工により形成されたビアホール２Ａを有するグリーンシート１Ａでは、図１（ｃ）のような残留物は発生しない。
すなわち、少なくとも電極を形成する層のグリーンシートを、機械加工にて形成されたビアホールを有するグリーンシート（図３中のグリーンシート１Ｂに相当）を用いることによって、電極を形成する層以外の層にレーザ光照射により形成されたビアホール２Ａを有するグリーンシートを用いたとしても、電極を形成する層に有する機械加工にて形成されたビアホール（図３中のグリーンシート２Ｂに相当）が、残留物１２に起因する、ビア内の水分あるいは気泡がセラミック基板３上の半田ボール９の中に発生するのを防止する効果を発揮する。
【００２１】
実際に、我々の比較評価においては、電極を形成する層のグリーンシートをレーザ照射によって形成されたビアホールを有するグリーンシートを用いた場合のボイド発生率は１０％（２０個／２００個）であったが、本発明の実施の形態１の場合のボイド発生率はゼロ（発生なし）であった。
【００２２】
すなわち、少なくとも電極を形成する層のグリーンシートを、機械加工にて形成されたビアホールを有するグリーンシート（図３中のグリーンシート１Ｂに相当）を用いること
によって、レーザ光の照射による熱によってビアホールを形成する際に残留物が発生せず、その結果として、その残留物に起因するボイドの発生を防止することができ、電子回路モジュールの製造工程の歩留まりを向上することができる。
【００２３】
なお、セラミック基板内部にビアホールの形成が必要な場合、電極を形成する層以外の層にはレーザ光照射により形成されたビアホールを有するグリーンシートを用いたほうがよい。その理由は、レーザ照射によるビアホールを形成する方法を用いた場合のビアホールを形成する工程の時間（工程タクトタイム）が、機械加工（たとえば前述のＮＣパンチプレス）によるビアホールを形成する方法を用いた場合のビアホールを形成する工程の時間（工程タクトタイム）が、約６分の１であり、生産性を大きく高めることができ、その結果、セラミック基板、おそび、それを用いた電気回路モジュールを安価で市場に提供する事ができる。
【００２４】
（実施の形態２）
それでは、本発明の実施の形態１以外の実施の形態に関して説明する。図５は本発明の実施の形態２におけるセラミック基板の断面図を示すものである。このセラミック基板１１において、本発明の実施の形態１と異なる点は、電極７を最上面のみならず最下面にも設けられ、それに伴い、積層体４の電極を形成する層、すなわち最上層と最下層に機械加工によりビアホール２Ｂを形成したグリーンシート１Ｂを用いられている点である。このような構成のセラミック基板９においては、両面に電子部品を実装することが求められるセラミック基板、及び電子回路モジュールに適応する事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明にかかるセラミック基板、および電気回路モジュールは、レーザ光の照射による熱によってビアホールを形成する際のその溶けた残りである残留物によるボイドの発生を防止する事ができ、その結果、セラミック基板、および電気回路モジュールとして有用である。
【符号の説明】
【００２６】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  グリーンシート
２Ａ、２Ｂ  ビアホール
３、１１セラミック基板
４  積層体
５  導体ペースト
６  ビア
７  電極
８  電気回路モジュール
９  半田ボール
１０  電子部品
１２  残留物
【図１】
2013084636.tif 000003
【図２】
2013084636.tif 000004
【図３】
2013084636.tif 000005
【図４】
2013084636.tif 000006
【図５】
2013084636.tif 000007