(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のグリーンシート（１１〜１４）に対し、スルーホールを形成するとともに、前記複数のグリーンシート（１１〜１４）のうち少なくとも１つに対して、その厚さ方向に貫通する層内配線空間（３）を形成し、前記スルーホールおよび前記層内配線空間（３）にＷ又はＭｏを主成分とする導体ペースト（７）を充填し、前記複数のグリーンシート（１１〜１４）を積層した後、焼成し、この焼成後に前記層内配線空間（３）に充填された導体ペースト（７）が導体部材（７ａ）となることで配線抵抗の低抵抗化のための層内配線を有する配線基板を製造する方法であって、
前記層内配線空間（３）として、グリーンシート（１２、１３）の一面（１２ａ、１３ａ）側に前記スルーホール（２）よりも開口面積の大きい第１の空間室（４）と、この第１の空間室（４）と連通する部分において、前記第１の空間室（４）の一部を閉塞しつつ、前記グリーンシート（１２、１３）の他面（１２ｂ、１３ｂ）側に開口し、その開口面積が前記第１の空間室（４）より小さい複数の第２の空間室（５）とが一体化されたものを形成する工程と、
前記層内配線空間（３）に前記第１の空間室（４）側から前記導体ペースト（７）を充填する工程とを備えていることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記層内配線空間（３）を形成する工程において、前記グリーンシート（１２、１３）として、第１のグリーンシート（１２１、１３１）と第２のグリーンシート（１２２、１３２）とを用意し、
前記第１のグリーンシート（１２１、１３１）に、前記第１の空間室（４）となる第１の貫通穴（４ａ）を形成し、前記第２のグリーンシート（１２２、１３２）に、前記第２の空間室（５）となる第２の貫通穴（５ａ）を形成し、
次に、前記第１および第２の貫通穴（４ａ、５ａ）が連通するように、前記第１および第２のグリーンシート（１２１、１２２、１３１、１３２）を貼り合わせることにより前記層内配線空間（３）を形成す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線抵抗の低抵抗化のための層内配線を有し、ハイブリッドＩＣ等に用いられる配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハイブリッドＩＣ等に用いられる配線基板（厚膜回路基板）においては、回路規模が大きなものや小型化が必要なものでは積層基板が用いられている。なかでも、アルミナ積層基板は低コストで製造可能というメリットを有している。しかしながら、アルミナ積層基板では表内層の配線がＷ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）を主成分とする材料で構成されているため電気抵抗が高いという欠点があった。
【０００３】
そこで、特開平５−２１６３５号公報に示される様な絶縁層内に層内配線空間を形成し、この空間に導体ペーストを充填する方法が考案されている。この様な層内配線空間を有する配線基板の一般的な製造方法を図６および図７に、概略断面工程図として示す。以下に、図６および図７を用いてこの工程の詳細を示す。なお、図６においてＴ／Ｈはスルーホールを示す。
【０００４】
まず、図６（ａ）に示す様に、適当な大きさのグリーンシートＪ１１〜Ｊ１４を必要層数分（ここでは４層）用意し、これに金型によるパンチング等の方法によりスルーホールＪ２及び層内配線空間Ｊ３を形成する。次に、スルーホールＪ２に導体ペーストＪ４をスクリーン印刷等の方法により充填する（図６（ｂ））。この後、図６（ｃ）に示す様に、各シートＪ１１、Ｊ１４に導体ペーストＪ４を所定のパターンに印刷するが、この際、層内配線空間Ｊ３が形成されたシートＪ１２、Ｊ１３にはこの工程では印刷しない。次に、図６（ｄ）に示す様に、一番下側のシートＪ１４から層内配線空間Ｊ３を形成したシートＪ１３までを積層する。そして、この積層したシートＪ１３における層内配線空間Ｊ３に導体ペーストＪ４を、スクリーン印刷等を用いて充填して層内配線Ｊ５を形成する（図６（ｅ））。
【０００５】
この上から導体パターンを図６（ｃ）に示した工程と同様にして印刷する（図７（ａ））。続いて、層内配線空間Ｊ３を形成したシートＪ１２までを積層し（図７（ｂ））、層内配線空間Ｊ３の充填（図７（ｃ））と導体印刷（図７（ｄ））を上述の方法と同様に実施する。ここで、導体ペーストＪ４としては、Ｗ又はＭｏを主成分とするものを用いることができる。
【０００６】
本例では層内配線Ｊ５が形成されたグリーンシートＪ１２、Ｊ１３が２層あったため、積層、層内配線空間Ｊ３の充填および導体印刷の工程を２回繰り返したが、層内配線が形成されたグリーンシートがｎ層あれば最大ｎ回繰り返す必要がある。その後、残りのシートＪ１１を積層し、１６００℃程度の温度で焼成することにより配線基板が完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、層内配線空間Ｊ３に導体ペーストＪ４を充填する工程においては、図８に示す様に、ステージＪ６上に導体ペーストＪ４の付着防止のための紙等から成るシートＪ７を載せ、その上にグリーンシートＪ１とパターンマスクＪ８を順次配した状態で、スクリーン印刷によりスキージＪ９を図８の矢印Ａの方向に動かして導体ペーストＪ４の印刷を行なうのであるが、充填した後にグリーンシートＪ１を印刷用のステージＪ６から持ち上げる際に、導体ペーストＪ４が下方向（図８の矢印Ｂの方向）に垂れてしまう。そのため、この構造を形成するためには、図６に示す様に、あらかじめこの層内配線空間Ｊ３が形成されたグリーンシートＪ１３の下に受け皿としての他のグリーンシートＪ１４を配置させるべく積層した（図６（ｄ））後、導体ペーストＪ４を充填する（図６（ｅ））という方法を実施していた。
【０００８】
しかしながら、上述の様に、層内配線空間Ｊ３を充填する際にあらかじめその下のグリーンシートを積層する方法では、積層、充填および印刷を層内配線空間Ｊ３を持つグリーンシートの枚数分繰り返さなければならないため、製造工程が複雑となりコスト的に不利になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑み、配線抵抗の低抵抗化のための層内配線を有するセラミック積層基板（以下、この積層基板を層内配線保有基板という）において、層内配線形成用の空間へ導体ペーストを充填した後の導体ペーストの垂れを防止し、製造工程を簡素化した配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、層内配線保有基板を製造する方法であって、層内配線空間（３）として、グリーンシート（１２、１３）の一面（１２ａ、１３ａ）側にスルーホール（２）よりも開口面積の大きい第１の空間室（４）と、この第１の空間室と連通する部分において、該第１の空間室を閉塞しつつ、該グリーンシートの他面（１２ｂ、１３ｂ）側に開口し、その開口面積が該第１の空間室より小さい複数の第２の空間室（５）とを一体化したものを形成する工程と、層内配線空間（３）に第１の空間室（４）側から導体ペースト（７）を充填する工程とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
これにより、第１および第２の空間室（４、５）が連通する部分において、該第１の空間室の一部が閉塞されているため、層内配線空間（３）に対して、該第１の空間室を上にして、該第１の空間室側から導体ペースト（７）を充填した時に、この閉塞された部分によって該導体ペーストを受けることができる。また、該第２の空間室は該第１の空間室よりも開口面積が小さいため、該導体ペーストを充填した後の該導体ペーストの垂れを防止することができる。
【００１２】
したがって、従来技術の様に、層内配線空間を充填する際に、予めその下のグリーンシートを積層する方法の如く、積層、充填および印刷を層内配線空間を持つグリーンシートの枚数分繰り返す必要がなく、最後に一括して積層することにより所望の配線基板を得ることができるため、製造工程を簡素化することができる。
【００１３】
なお、第１の空間室（４）に充填された導体ペースト（７）がグリーンシート（１１〜１４）の焼成後に導体部材（７ａ）となり、この導体部材（７ａ）により、従来と同様に配線抵抗の低減を図ることができる。また、グリーンシート（１２、１３）において、層内配線空間（３）に充填した該導体ペーストは該グリーンシートの両面に露出しているため、他のグリーンシート（１１〜１４）に配された該導体ペーストとの電気的な接続を従来と同様に行なうことができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、層内配線空間（３）を形成する工程において、グリーンシート（１２、１３）として、第１のグリーンシート（１２１、１３１）と第２のグリーンシート（１２２、１３２）とを用意し、該第１のグリーンシートに、第１の空間室（４）となる第１の貫通穴（４ａ）を形成し、該第２のグリーンシートに、第２の空間室（５）となる第２の貫通穴（５ａ）を形成し、次に、該第１および第２の貫通穴が連通するように、該第１および第２のグリーンシートを貼り合わせることにより該層内配線空間を形成することを特徴としている。
【００１５】
これにより、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、形状の異なる第１および第２の貫通穴（４ａ、５ａ）を、それぞれ第１および第２のグリーンシート（１２１、１２２、１３１、１３２）に個別に形成することができ、その後、該第１および第２のグリーンシートを積層することにより層内配線空間（３）を形成できるため、容易に該層内配線空間を形成することができる。
【００１６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本実施形態の配線基板の製造方法を概略断面図として示す工程図であって、図１（ａ）〜（ｃ）、図２（ａ）および（ｂ）は、最終的に図２（ｃ）に示す構造を形成していく上での途中状態を示すものである。また、図３は図１（ｂ）における層内配線空間３を拡大して示す図であり、（ａ）は上面図で、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
この配線基板の概略を述べると、図２（ｃ）に示す様に、本実施形態の配線基板は、複数のセラミック基板２１、２２、２３、２４が積層されてなり、各セラミック基板２１〜２４の内部において、スルーホール２および層内配線空間３に充填された導体部材７ａ、および、各セラミック基板２１〜２４の表面において、所望のパターンに形成された導体部材７ａにより、配線パターンが構成されている。
【００１９】
次に、この配線基板の製造方法を述べる。初めに、スルーホール２のみが形成されるグリーンシート１１、１４を用意するとともに、層内配線空間３が形成されるグリーンシート１２、１３として、上層用のグリーンシート（第１のグリーンシート）１２１、１３１と、下層用のグリーンシート（第２のグリーンシート）１２２、１３２とを用意する。
【００２０】
ここで、上記グリーンシート１１、１４、１２１、１２２、１３１、１３２を構成するセラミックとして本例ではアルミナを用いている。また、上層用のグリーンシート１２１、１３１としては、通常使用されるものと同じ程度の０．１〜０．５ｍｍ程度の厚さのものを用いることができ、下層用のグリーンシート１２２、１３２としては、それよりも比較的薄い０．０５〜０．２５ｍｍ程度の厚さのものが好適である。
【００２１】
その後、図１（ａ）に示す様に、スルーホール２のみが形成されるグリーンシート１１、１４に対して、スルーホール２を形成する。また、上層用のグリーンシート１２１、１３１に対しては、スルーホール２と、このスルーホール２よりも開口面積の大きい第１の貫通穴４ａとを形成する。さらに、下層用のグリーンシート１２２、１３２に対しては、第１の貫通穴４ａよりも開口面積が小さく、スルーホール２と同程度の小さな開口径である第２の貫通穴５ａ、および上層用のグリーンシート１２１、１３１に形成されたスルーホール２と開口部が一致するスルーホール２を形成する。ここで、上記したスルーホール２や第１および第２の貫通穴４ａ、５ａは、それぞれのグリーンシート１１、１４、１２１、１２２、１３１、１３２の厚さ方向に貫通しており、パンチング等により形成することができる。
【００２２】
その後、図１（ｂ）に示す様に、上層用のグリーンシート１２１、１３１と下層用のグリーンシート１２２、１３２を積層し、加圧して一体化させることにより第１および第２の貫通穴４ａ、５ａを連通させ層内配線空間３とし、この結果第１の貫通穴４ａが第１の空間室４となり、第２の貫通穴５ａが第２の空間室５となる。ここで、例えば、図３に示す様に、第１の空間室４を、その開口部において２辺が２ｍｍと５０ｍｍである矩形となる様に形成し、第２の空間室５を、その開口部が直径０．２ｍｍの円である様な形状に形成することができる。
【００２３】
そして、このように２層のグリーンシート１２１、１２２、１３１、１３２を積層することにより形成された層内配線空間３は、図３に示すように、グリーンシート１２、１３の一面１２ａ、１３ａ側と他面１２ｂ、１３ｂ側で形状（開口率）が異なり、この層内配線空間３内のうち、第１および第２の空間室４、５が連通する部分においては、第１の空間室４の一部を閉塞する閉塞面６が形成される。そして、図１（ｃ）および図２（ａ）に示す様に、スクリーン印刷などの手法により上記スルーホール２と上記層内配線空間３に導体ペースト７を順次充填し、導体ペースト７を乾燥させる。
【００２４】
ここで、層内配線空間３に導体ペースト７を充填するときは層内配線空間３を構成する第１の空間室４側から充填する。つまり、上層用のグリーンシート１２１、１３１側から充填する。また、層内配線空間３におけるグリーンシート１２、１３の他面１２ｂ、１３ｂ側は開口しているため、スルーホール２と同じ条件で充填可能であるから、スルーホール２と層内配線空間３への導体ペースト７の充填を同時に行なってもよい。
【００２５】
続いて、図２（ｂ）に示す様に、各々のグリーンシート１１〜１４の表面にスクリーン印刷等により導体ペースト７を用いてパターンを印刷し、導体ペースト７を乾燥させる。ここで、パターンを形成する導体ペースト７は、乾燥後に２０μｍ程度の厚さになるように印刷するのが好ましい。その後、各々のグリーンシート１１〜１４を積層した後、１６００℃程度の温度で焼成する。なお、上記の一連の工程において、焼成されることにより導体部材７ａとなる導体ペースト７としては、Ｗ又はＭｏを主成分とするものを用いることができる。そして、以上の製造工程を経ることにより、図２（ｃ）に示す様な、層内配線空間３内に閉塞面６を有する層内配線保有基板が完成する。
【００２６】
以上によって完成した配線基板は、図２（ｃ）に示すように、複数のセラミック基板２１〜２４が積層された多層基板と、配線抵抗の低減を図るためにセラミック基板２１〜２４の少なくとも１つに設けられ、厚さ方向に貫通して形成された層内配線空間３に導体部材７ａを充填してなる層内配線部とを有する配線基板において、層内配線空間３が形成されたセラミック基板２２、２３は第１の基板２２１、２３１と第２の基板２２２、２３２が積層されたものであり、層内配線空間３は第１の基板２２１、２３１に対して厚さ方向に貫通して形成された第１の空間室４と、第２の基板２２２、２３２に対して厚さ方向に貫通して形成され、開口面積が第１の空間室４よりも小さい第２の空間室５とが一体化したものであり、さらに、層内配線空間３は第１の空間室４と第２の空間室５との境界において、第２の基板２２２、２３２の一部が第１の空間室４を閉塞していることを特徴としている。
【００２７】
ところで、本実施形態によれば、第１および第２の空間室４、５が連通する部分において、第１の空間室４の一部が閉塞され、閉塞面６が形成されているため、層内配線空間３に対して、第１の空間室４側から導体ペースト７を充填した時に、この閉塞面６によって導体ペースト７を受けることができる。また、第２の空間室５はスルーホール２と同様に開口面積が小さいため、第２の空間室５に充填された導体ペースト７が垂れることはない。よって、導体ペースト７を層内配線空間３に充填した後の導体ペースト７の垂れを防止することができる。
【００２８】
したがって、従来技術の様に、層内配線空間を充填する際に予めその下のグリーンシートを積層する方法の如く、積層、充填および印刷を層内配線空間を持つグリーンシートの枚数分繰り返す必要がなく、最後に一括して積層することにより従来技術の様に配線抵抗の低減を図った配線基板を得ることができるため、層内配線空間３を複数のグリーンシートに形成しても製造工程を簡素化することができる。
【００２９】
さらに、形状の異なる第１および第２の貫通穴４ａ、５ａを、それぞれ上層用および下層用のグリーンシート１２１、１２２、１３１、１３２に対して、パンチングなどにより個別に形成することができ、その後、２層のグリーンシート１２１、１２２、１３１、１３２を積層することにより層内配線空間３を形成することができる。したがって、配線抵抗の低減を図ることができ、かつ導体ペースト７を受けることのできる閉塞面６を有する形状である層内配線空間３を容易に形成することができる。
【００３０】
そして、第１の空間室４は従来技術の層内配線保有基板と同様に、配線抵抗の低減を図るためにスルーホール２よりも大きな開口面積を持つ。したがって、第１の空間室４に充填された導体ペースト７がグリーンシート１１〜１４の焼成後に導体部材７ａとなり、この導体部材７ａにより、従来と同様に配線抵抗の低減を図ることができる。また、グリーンシート１２、１３において、層内配線空間３はグリーンシート１２、１３の両面に対して開口しており、層内配線空間３内の導体部材７ａはグリーンシート１２、１３の両面に露出しているため、他のグリーンシート１１〜１４に配された導体部材７ａとの電気的な接続を従来と同様に行なうことができる。
【００３１】
なお、第２の空間室５は、その開口部の形状が図３に示す様な円形に限ったものではなく、第１の空間室４に導体ペースト７を印刷した時に導体ペースト７の垂れを防止できる開口面積の小さい形状であれば、どの様な形状でもよい。図４および図５は層内配線空間３の変形例であり、図４（ａ）および図５（ａ）は上面図で、図４（ｂ）および図５（ｂ）は図４（ａ）および図５（ａ）におけるＢ−ＢおよびＣ−Ｃ断面図である。
【００３２】
図４に示す例では、第２の空間室５を開口面積が第１の空間室４よりも小さい１つの矩形状の開口部を有したものとしており、図５に示す例では、第２の空間室５を開口面積が第１の空間室４よりも小さい複数の矩形の開口部を有したものとしている。例えば、図４（ａ）に示すように、第１の空間室４の開口部を、２辺が２ｍｍと５０ｍｍの矩形とでき、第２の空間室５の開口部を、２辺が０．４ｍｍと４９ｍｍの矩形とすることができる。また、図５（ａ）に示すように、第１の空間室４の開口部を、２辺が２ｍｍと５０ｍｍの矩形とすることができ、第２の空間室５の各々の開口部を、２辺が０．２ｍｍと０．４ｍｍの矩形とすることができる。
（他の実施形態）
また、本実施形態では導体ペースト７の垂れを防止することのできる層内配線空間３を、２層のグリーンシート１２１、１２２、１３１、１３２を一体化することにより形成したが、グリーンシート１２、１３を１層のグリーンシートよりなるものとし、この一層のグリーンシートに対して、一面側と他面側で形状の異なる層内配線空間３を形成してもよい。さらに、グリーンシート１１〜１４を積層した際に、層内配線空間３が形成されたグリーンシート１２、１３が最上層にあってもよいし、最下層にあってもよく、また、層内配線空間３を形成するグリーンシートが１層であってもよいし、全てのグリーンシートに層内配線空間３を形成してもよい。
【００３３】
そして、スルーホール２に充填する導体ペースト７と層内配線空間３に充填する導体ペースト７と、グリーンシート１１〜１４の表面にパターンを形成する導体ペースト７のそれぞれの成分は、Ｗ又はＭｏを主成分とするものであれば、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、下層用のグリーンシート１２２、１３２の方が上層用のグリーンシート１２１、１３１よりも、必ずしも薄くなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における配線基板の製造方法を示す工程図である。
【図２】図１に続く製造方法を示す工程図である。
【図３】本実施形態の層内配線空間の部分拡大図である。
【図４】本実施形態の層内配線空間の他の例を示す図である。
【図５】本実施形態の層内配線空間のもう１つの他の例を示す図である。
【図６】従来の配線基板の製造方法を示す工程図である。
【図７】図６に続く配線基板の製造方法を示す工程図である。
【図８】層内配線空間への導体ペーストの充填に関する説明図である。
【符号の説明】
３…層内配線空間、４…第１の空間室、４ａ…第１の貫通穴、５…第２の空間室、５ａ…第２の貫通穴、７…導体ペースト、
１１、１２、１３、１４…グリーンシート、
１２１、１３１…第１のグリーンシート、
１２２、１３２…第２のグリーンシート。
【図１】
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【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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