(57)【要約】      （修正有）【課題】小型でかつ寸法精度の高い積層回路基板を提供する。【解決手段】貫通孔１１と貫通導体１２とを有する基板１０と、基板１０の少なくとも一方の面上に、配線層１３と絶縁層１４とを有する積層回路１５とを備え、基板１０は、Ｚｒを１質量％以上３０質量％以下含むセラミックスである積層回路基板１。さらに貫通孔１１の開口部の口径が、０．０１ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下である。さらに基板１０の厚みは、０．０１ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であり、配線層１３の厚みは、０．００３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であり、絶縁層１４の厚みは０．００３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔と貫通導体とを有する基板と、
前記基板の少なくとも一方の面上に、配線層と絶縁層とを有する積層回路と
を備え、
前記基板は、Ｚｒを１質量％以上３０質量％以下含むセラミックスである積層回路基板。
【請求項２】
前記貫通孔の開口部の最大幅が、０．０１ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下である請求項１に記載の積層回路基板。
【請求項３】
前記基板の厚みは、０．０１ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であり、
前記配線層の厚みは、０．００３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であり、
前記絶縁層の厚みは、０．００３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である請求項１または２に記載の積層回路基板。
【請求項４】
前記積層回路の厚みは、０．００６ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層回路基板。
【請求項５】
前記基板は、前記基板の一方の面と他方の面上に前記積層回路を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、電子部品を搭載する基板においては、小型で寸法精度が高い基板が要求されている。現状では、下記のような積層回路基板が多く用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、グリーンシート積層法により製造された積層回路基板が開示されている。この方法は、グリーンシート用セラミック粉末から作製されたセラミックグリーンシートに、スルーホールを形成して導体ペーストを充填し、続いて配線層を形成した後、この配線層を有するセラミックグリーンシートを複数、積層して積層体を形成し、最後に焼成するものである。
【０００４】
また、特許文献２には、印刷法により製造された積層回路基板が開示されている。この方法は、焼成されたセラミック基板にスルーホールを形成し、当該セラミック基板上に、導体ペーストと絶縁ペーストとを所望の回数だけ交互に印刷、焼成することで積層回路を形成し、積層回路基板を得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６―２７５９５６号公報
【特許文献２】特開昭５４―０４６３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、小型で寸法精度の高い積層回路基板を得るためには、例えば、積層回路基板自体の厚みを小さくすることや、スルーホールの開口径を小径にし、かつ配線の幅を小さくして、回路密度を上げることが考えられる。
【０００７】
上述のグリーンシート積層法では、積層するセラミックグリーンシートの厚みを薄くして、薄いセラミックグリーンシートを積層することで、積層回路基板自体の厚みを小さくできると考えられる。
【０００８】
しかし、セラミックグリーンシートの厚みを薄くするにつれて、精度よく積層することが難しい場合があった。さらには、積層体を焼成する工程において、セラミックグリーンシート自身が大きく収縮するため、焼成後においても反りや歪みが生じてしまい、寸法精度を制御することが難しかった。
したがって、グリーンシート積層法において、寸法精度よく、積層回路基板自体の厚みを小さくすることに限界があった。
【０００９】
さらに、グリーンシート積層法では、金型で打抜いてスルーホールを形成しているため、小径のスルーホールを形成することが難しく、回路密度を上げることにも限界があった。
【００１０】
一方、印刷法では、予め焼成された基板を用いているため、例え焼成された基板に反りや歪みがあったとしても、反りや歪みに合わせて印刷するため、寸法精度に優れた積層回路が得られる場合が多い。
【００１１】
しかし、印刷法では、導体ペーストと絶縁ペーストの繰り返しの印刷と焼成に耐えられるよう、焼成された基板の厚みは、グリーンシート積層法に比べ、厚いものである。
そして、印刷法においてさらなる小型化を実現する場合、焼成された基板の厚みを薄くすることが考えられるが、焼成された基板の厚みを薄くするにつれて、導体ペーストと絶縁ペーストの繰り返しの印刷と焼成に耐えられず、破損する確率が高くなり、基板の厚みを薄くすることには限界があった。
【００１２】
また、焼成された基板の厚みが厚いため、小径のスルーホールを形成することが難しく、回路密度を上げるには一層の検討が必要であった。
【００１３】
すなわち、小型で寸法精度の高い積層回路基板を実現するには、グリーンシート積層法でも、印刷法でも限界があった。
【００１４】
以上のような事情を鑑み、本発明は、小型でかつ寸法精度の高い積層回路基板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の具体的手段には、以下の態様が含まれる。
【００１６】
＜１＞  貫通孔と貫通導体とを有する基板と、前記基板の少なくとも一方の面上に、配線層と絶縁層とを有する積層回路とを備え、前記基板は、Ｚｒを１質量％以上３０質量％以下含むセラミックスである積層回路基板。
【００１７】
＜２＞  前記貫通孔の開口部の口径が、０．０１ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下である＜１＞に記載の積層回路基板。
【００１８】
＜３＞  前記基板の厚みは、０．０１ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であり、前記配線層の厚みは、０．００３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であり、前記絶縁層の厚みは０．００３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である＜１＞または＜２＞に記載の積層回路基板。
【００１９】
＜４＞  前記積層回路の厚みは、０．００６ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である＜１＞〜＜３＞のいずれか一つに記載の積層回路基板。
【００２０】
＜５＞  前記基板は、前記基板の一方の面と他方の面上に前記積層回路を備える＜１＞〜＜４＞のいずれか一つに記載の積層回路基板。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、小型でかつ寸法精度の高い積層回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態における積層回路基板の断面を示す図である。なお、図１の断面は、図２に記載のＡ−Ａ’線で切断した断面である。
【図２】本発明の一実施形態における積層回路基板を上面側から平面視した図である。
【図３】本発明の一実施形態における積層回路基板を下面側から平面視した図である。
【図４】本発明のその他の実施形態における積層回路基板の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態における積層回路基板の断面を示す図である。図１に示すように、本発明の一実施形態における積層回路基板１は、基板１０と、配線層１３と絶縁層１４とを有する積層回路１５を主な構成要素として備える。
【００２５】
基板１０は、貫通孔１１と貫通導体１２とを備えている。そして、基板１０の一方の面上に、配線層１３と絶縁層１４とを有する積層回路１５が形成されている。
【００２６】
基板１０は、単層または積層の絶縁層で構成される。基板１０を、直上から平面視した場合、その外周の形状は、特に制限されず、矩形形状や正方形形状、円形状、楕円形状など任意の形状とすることができる。また、矩形形状や正方形形状の場合、四隅が曲面であってもよく、あるいは面取りなどがなされていてもよい。
【００２７】
基板１０は、例えば、アルミナセラミックス焼結体や、窒化アルミニウム焼結体、ガラスセラミックス焼結体などのセラミックスを用いることができる。
【００２８】
基板１０は、上述のアルミナセラミックス焼結体からなる場合、アルミナセラミックス粉末と、焼結助剤、バインダー樹脂および溶剤などを混練してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法などでシート状に成形してセラミックグリーンシートを得て、焼成することで得られる。
【００２９】
基板１０は、上述のアルミナセラミックス焼結体の組成は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｎａなどを含むことができる。
本発明の場合、基板１０全体の質量を１００質量％とした場合、Ｚｒを１質量％〜３０質量％で含有する。このことにより、基板の強度を高めることができるため、積層回路基板全体の厚みを薄くすることができる。
【００３０】
基板１０の厚みは、０．０１ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。この範囲であることにより、基板の厚みが薄いため、電子機器を小型にできる。
【００３１】
貫通孔１１は、基板１０の厚み方向に貫通しており、所定数の貫通孔が基板の所定箇所に形成される。
【００３２】
貫通孔１１は、レーザー加工や金型による打ち抜き加工などにより形成することができる。本発明の場合、レーザー加工により貫通孔を形成することで、小径の貫通孔にでき、かつ位置精度良く加工できるため、好ましい。
【００３３】
貫通孔１１の開口部の形状は、特に制限されず、円形状や四角形状など任意の形状とすることができる。
【００３４】
貫通孔１１の開口部の最大幅は、０．０１ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下である。この範囲であることで、小径の貫通孔が形成されるため、回路密度を上げることができる。
【００３５】
貫通孔１１の断面形状は、特に制限されず、貫通孔１１の一方の開口幅と他方の開口幅が同じである長方形状や、貫通孔１１の一方の開口幅と他方の開口幅が異なる、所謂テーパー形状など任意の形状とすることができる。
【００３６】
貫通孔１１の断面形状がテーパー形状である場合、一方の開口幅は０．０１１ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下であり、他方の開口幅は０．０１ｍｍ以上０．０９９ｍｍ以下である。この場合、テーパー形状であることで、貫通導体を形成する際の導体ペーストを確実に充填することができ、かつ小径であることで、回路密度を上げることができる。
【００３７】
貫通導体１２は、貫通孔１１に充填して設けられており、基板１０の一方の面から他方の面を導通するものである。
【００３８】
貫通導体１２は、電気伝導性に優れた金属材料を含み、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄなどを含むことができる。そして、前記の金属材料を含む導体ペーストを貫通孔に充填する方法や、電解めっき法、無電解めっき法などを採用することで形成される。
【００３９】
積層回路１５は、基板１０の一方の面上に、配線層１３と絶縁層１４とを積層することで形成される。
【００４０】
配線層１３は、貫通導体１２と同様に、電気伝導性に優れた金属材料を含み、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｒｈなどを含むことができる。配線層１３の形成方法は、金属材料を含む導体ペーストをスクリーン印刷法やオフセット印刷法、インクジェット印刷法などで印刷する方法や、電解めっき法、無電解めっき法などを用いることができる。
【００４１】
配線層１３の厚みは、０．００３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である。この場合、配線層を所定のパターンで薄く設けることができるため、回路密度を上げることができる。
【００４２】
絶縁層１４は、絶縁性に優れた材料を含み、ガラスの他、アルミナやムライトなどのセラミックスフィラー、シリカなどを含むことができる。絶縁層１４の形成方法は、上記の絶縁材料を含む絶縁ペーストをスクリーン印刷法やオフセット印刷法、インクジェット印刷法などで印刷する方法を用いることができる。
【００４３】
絶縁層１４の厚みは、０．００３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である。この場合、絶縁層を薄く設けることができるため、回路密度を上げることができる。
【００４４】
積層回路１５は、基板の一方の面上に、上述の配線層と絶縁層とを所定の回数形成することで得られる。
例えば、図１における積層回路１５を作製する場合、まず、基板１０の一方の面上に、導体ペーストを所望のパターンで印刷し、乾燥、焼成して、第１の配線層１３を形成する。次に、絶縁ペーストを所望のパターンで印刷し、乾燥、焼成して、第１の絶縁層１４を形成する。続いて、第１の配線層１３と第１の絶縁層１４上に、導体ペーストを同様に印刷し、乾燥、焼成して、第２の配線層１３を形成する。次に、絶縁ペーストを同様に印刷、乾燥、焼成して、第２の絶縁層１４を形成する。このように配線層の形成工程と絶縁層の形成工程とを繰り返すことで、配線層１３と絶縁層１４が所定数で積層された積層回路が得られる。
【００４５】
積層回路１５の厚みは、０．００６ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下である。この範囲にすることにより、積層回路基板の全体の厚みを薄くできるため、電子機器を小型にできる。
【００４６】
積層回路基板１は、積層回路１５を形成後、貫通導体１２の露出部および配線層１３の露出部に、その他の層を一層又は多層で設けてもよい。例えば、絶縁性の層や、電気伝導性の層を設けてもよい。
【００４７】
絶縁性の層は、絶縁層１４と同様に、絶縁性に優れた材料を含み、ガラスの他、アルミナやムライトなどのセラミックスフィラー、シリカなどを含むことができる。絶縁性の層の形成方法としては、絶縁層１４と同様に、上記の材料を含むペーストをスクリーン印刷法やオフセット印刷法、インクジェット印刷法などで印刷する方法を用いることができる。
【００４８】
また、電気伝導性の層は、貫通導体１２や配線層１３と同様に、電気伝導性に優れた金属材料を含み、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｒｈなどを含むことができる。電気伝導性の層の形成方法としては、上記金属材料を含む導体ペーストをスクリーン印刷法やオフセット印刷法、インクジェット印刷法などで印刷する方法や、電解めっき法、無電解めっき法などを用いることができる。
【００４９】
本実施形態における積層回路基板１には、図１に示すとおり、貫通導体１２および配線層１３の露出部に、電気伝導性の層が導体層１６および被覆層１７の二層で設けられている。導体層１６は、貫通導体１２および配線層１３の露出部を覆うように設けられている。被覆層１７は、前記導体層１６の表面を覆うように設けられている。このような構成であることにより、ワイヤーボンディングや半田との接合の強度を高めることができる。
【００５０】
図４は、本発明のその他の実施形態における積層回路基板２の断面を示す図である。図４に示すとおり、本発明のその他の実施形態における積層回路基板２は、本発明の一実施形態における積層回路基板１と同様に、基板１０と、配線層１３と絶縁層１４とを有する積層回路１５を主な構成要素として備える。
【００５１】
積層回路基板２は、図４に示すとおり、積層回路１５が、基板１０の一方の面と他方の面の面上に配置されている。このことにより、回路密度を上げることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１、２・・・積層回路基板
１０・・・基板
１１・・・貫通孔
１２・・・貫通導体
１３・・・配線層
１４・・・絶縁層
１５・・・積層回路
１６・・・導体層
１７・・・被覆層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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