(57)【要約】【課題】セラミック基板を研磨する工程を加えた製造方法を用いて配線基板を製造した場合、上記の研磨工程において、セラミック被覆層にクラックが生じることがある。そして、このクラックが配線基板の内部に伸展して、電子回路に電気的な短絡が生じる可能性がある。【解決手段】主面を有する第１の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板の主面上に配設された第２の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板の主面上に配設された表面導体とを備えた配線基板であって、前記第２の絶縁基板は、前記第１の絶縁基板よりも剛性が低い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有し、第１の絶縁基板となる第１のセラミックグリーンシートと、前記第１のセラミックグリーンシートの主面上に積層され、表面導体となる導体ペーストと、前記第１のセラミックグリーンシート及び前記導体ペースト上に積層され、第２の絶縁基板となる第２のセラミックグリーンシートとを備えた積層体を準備する工程と、前記積層体を焼成する工程と、前記表面導体が露出するように前記第２の絶縁基板を研磨する工程とを備えた配線基板の製造方法であって、
前記第２の絶縁基板は、前記第１の絶縁基板よりも剛性が低いことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２のセラミックグリーンシートは、前記第１のセラミックグリーンシートよりもバインダーを多く含んでい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。
【請求項３】
主面を有する第１の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板の主面上に配設された第２の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板の主面上に配設された表面導体とを備えた配線基板であって、前記第２の絶縁基板は、前記第１の絶縁基板よりも剛性が低いことを特徴とする配線基板。
【請求項４】
前記第２の絶縁基板は、前記第１の絶縁基板よりも空隙率が高いことを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
前記第２の絶縁基板は、前記第１の絶縁基板を構成する組成よりも剛性が低い組成からなることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項６】
前記第２の絶縁基板は、前記第１の絶縁基板よりもガラス成分の含有量が多いことを特徴とする請求項５に記載の配線基板。
【請求項７】
請求項３に記載の配線基板と、前記表面導体に電気的に接続された電子部品とを備えた電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体素子及び圧電振動子のような電子部品が搭載される配線基板並びにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、電子機器に使用される半導体素子の搭載されるパッケージや配線基板に対しても小型化や高集積化の要求がなされている。この配線基板に対する高集積化の要求を満たすため、配線基板の平坦性をより高めることが求められている。
【０００３】
そこで、特許文献１に開示されているように、研磨する工程を加えた製造方法を用いることによりセラミック基板の平坦性を高めたものが提案されている。具体的には、主面に表面導体が配設されたセラミック基板にセラミック被覆層を積層する。そして、表面導体が露出する程度にセラミック被覆層を研磨する。これにより、焼成時に生じるセラミック基板表面の凹凸を小さくしている。
【特許文献１】特開２００５−１０９４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のセラミック基板の製造方法を用いて配線基板を製造した場合、上記の研磨工程において、セラミック被覆層にクラックが生じることがある。そして、このクラックが配線基板の内部に伸展して、電子回路に電気的な短絡が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、配線基板の内部にクラックが伸展する可能性を低減して、信頼性を向上させた配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の配線基板の製造方法は、主面を有し、第１の絶縁基板となる第１のセラミックグリーンシートと、前記第１のセラミックグリーンシートの主面上に積層され、表面導体となる導体ペーストと、前記第１のセラミックグリーンシート及び前記導体ペースト上に積層され、第２の絶縁基板となる第２のセラミックグリーンシートとを備えた積層体を準備する工程と、前記積層体を焼成する工程と、前記表面導体が露出するように前記第２の絶縁基板を研磨する工程とを備えている。そして、前記第２の絶縁基板が、前記第１の絶縁基板よりも剛性が低いことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の配線基板の製造方法によれば、第２の絶縁基板が、第１の絶縁基板よりも剛性が低くなるような第１のセラミックグリーンシートと第２のセラミックグリーンシートとを用いて配線基板を製造している。これにより、第２の絶縁基板を研磨する工程において、第２の絶縁基板にクラックが生じた場合であっても、このクラックが第１の絶縁基板に伸展するよりも、第２の絶縁基板内に伸展しやすくなる。
【０００８】
このように、第１の絶縁基板にクラックが伸展する可能性が低減されるので、電子回路に電気的な短絡が生じる可能性を小さくできる。結果として、配線基板の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示すように、本実施形態の配線基板１は、主面を有する第１の絶縁基板３と、第１の絶縁基板３の主面上に配設された第２の絶縁基板５と、第１の絶縁基板３に埋設されたビア導体７と、第１の絶縁基板３の主面上に配設されるとともにビア導体７と電気的に接続された表面導体９とを備えている。
【００１０】
そして、第２の絶縁基板５が、第１の絶縁基板３よりも剛性が低い。そのため、第２の絶縁基板５を研磨する工程において、第１の絶縁基板３にクラックが伸展する可能性が低減されるので、電子回路に電気的な短絡が生じる可能性を小さくできる。
【００１１】
第１の絶縁基板３及び第２の絶縁基板５の剛性は、ヤング率によっても評価することができる。第１の絶縁基板３よりも剛性が低い第２の絶縁基板５は、第１の絶縁基板３と比較してヤング率が小さいからである。第２の絶縁基板５のヤング率が小さい理由としては、後述するように、第１の絶縁基板３と比較して多くの空隙が形成されていることなどが挙げられる。
【００１２】
そこで、第１の絶縁基板３及び第２の絶縁基板５のヤング率を評価することにより、第１の絶縁基板３及び第２の絶縁基板５の剛性を比較することができる。ヤング率の測定方法としては、例えば、ナノインデンテーション法を用いることができる。測定装置としては、例えば、ナノインスツルメント社製の「ナノインデンターＩＩ」を用いることができる。第１の絶縁基板３及び第２の絶縁基板５をそれぞれ露出させ、上記の測定装置を用いてヤング率を測定すれば良い。
【００１３】
第１の絶縁基板３の材料としては、絶縁性にすぐれた無機化合物を用いることができる。特に、ウェハーを形成するシリコンに熱膨張率が近いＡｌ２Ｏ３やガラスセラミックスを用いることができる。
【００１４】
第２の絶縁基板５の材料としては、第１の絶縁基板３と同様に、絶縁性にすぐれた無機化合物を用いることができる。このとき、第２の絶縁基板５は、第１の絶縁基板３よりも剛性が低いことが求められる。
【００１５】
第２の絶縁基板５の剛性を、第１の絶縁基板３の剛性よりも低くするには、具体的には、第２の絶縁基板５が、第１の絶縁基板３を構成する組成よりも剛性が低い組成からなることが好ましい。これは、第１の絶縁基板３と第２の絶縁基板５とが異なる組成で構成されているため、第１の絶縁基板３と第２の絶縁基板５の接合性を弱めることができるからである。
【００１６】
より具体的には、第２の絶縁基板５は、第１の絶縁基板３よりもガラス成分の含有量が多いことが好ましい。ガラス成分の含有量が多いことにより、第２の絶縁基板５の剛性を小さくできるからである。例えば、第１の絶縁基板３としてアルミナを主成分とする無機化合物を用い、第２の絶縁基板５としてガラスセラミックスを主成分とする無機化合物を用いることができる。なお、本実施形態において「含有量」とは質量％を意味している。
【００１７】
また、このとき第１の絶縁基板３がガラスセラミックスを含有していることが更に好ましい。第２の絶縁基板５の主成分であるガラスセラミックスと第１の絶縁基板３に含有されるガラスセラミックスとが結合するので、第１の絶縁基板３と第２の絶縁基板５の接合性を高めることができるからである。
【００１８】
また、第２の絶縁基板５は、第１の絶縁基板３よりも空隙率が高いことが好ましい。第２の絶縁基板５の空隙率を第１の絶縁基板３の空隙率よりも高くすることにより、第２の絶縁基板５の剛性を第１の絶縁基板３の剛性よりも低くすることができる。また、このとき、第１の絶縁基板３を構成する主成分と第２の絶縁基板５を構成する主成分とが同じであることがより好ましい。なお、本実施形態において「主成分」とは、質量％で最も大きい成分を示している。
【００１９】
これにより、第２の絶縁基板５で生じたクラックの第１の絶縁基板３への伸展を抑制しつつ、第１の絶縁基板３と第２の絶縁基板５の接合性を高めることができる。そのため、第２の絶縁基板５の第１の絶縁基板３からの剥離を抑制することができる。
【００２０】
第１の絶縁基板３及び第２の絶縁基板５の空隙率を測定するには、例えば以下のようにして行えばよい。まず、第１の絶縁基板３及び第２の絶縁基板５が露出するように、配線基板１を公知の研磨手段を用いて研磨処理する。具体的には、例えば研磨装置としてケメット・ジャパン(株)社製卓上研磨機ＫＥＭＥＴ−Ｖ−３００を用いてダイヤモンドペーストで研磨することができる。
【００２１】
この研磨処理により露出した断面を、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、光学顕微鏡、金属顕微鏡などにより観察することで断面画像を得る。この断面画像を画像処理することによって第１の絶縁基板３及び第２の絶縁基板５の空隙率を測定することができる。
【００２２】
ビア導体７の材料としては、例えば、Ａｇ、Ａｕ及びＣｕのような導体を用いることができる。特にＷ、Ｍｏ及びＭｎのような融点の高い金属を用いることが好ましい。表面導体９の材料としては、Ａｕ及びＣｕのような金属を用いることができる。
【００２３】
配線基板１は複数のビア導体７を備え、各ビア導体７は内部配線１１で電気的に接続されている。内部配線１１の材料としては、表面導体９と同様に、Ａｕ及びＣｕのような金属を用いることができる。
【００２４】
次に、本実施形態にかかる配線基板１の製造方法について説明する。
【００２５】
図２に示すように本実施形態の配線基板１の製造方法は、積層体１３を準備する工程と、積層体を焼成する工程と、表面導体９が露出するように第２の絶縁基板５を研磨する工程とを備えている。積層体は、主面を有し、第１の絶縁基板３となる第１のセラミックグリーンシート４と、第１のセラミックグリーンシート４内に配設され、ビア導体７となる第１の導体ペースト８と、第１のセラミックグリーンシート４の主面上に積層され、表面導体９となる第２の導体ペースト１０と、第１のセラミックグリーンシート４及び第２の導体ペースト１０上に積層され、第２の絶縁基板５となる第２のセラミックグリーンシート６とを備えている。
【００２６】
そして、第２の絶縁基板５は、第１の絶縁基板３よりも剛性が低い。このように、焼成工程後における第２の絶縁基板５の剛性が第１の絶縁基板３の剛性よりも小さいことにより、第２の絶縁基板５を研磨する工程において、第１の絶縁基板３にクラックが伸展する可能性が低減される。結果として、ビア導体７などの電子回路において電気的な短絡が生じる可能性を小さくできる。
【００２７】
第２の絶縁基板５の剛性を第１の絶縁基板３よりも小さくする方法としては、既に示したように、第２の絶縁基板５が、第１の絶縁基板３を構成する組成よりも剛性が低い組成とすることが挙げられる。また、第２の絶縁基板５の空隙率を第１の絶縁基板３の空隙率よりも高くすることにより、第２の絶縁基板５の剛性を第１の絶縁基板３の剛性よりも低くすることができる。
【００２８】
第２の絶縁基板５の空隙率を第１の絶縁基板３の空隙率よりも大きくする方法として、第２のセラミックグリーンシート６に含まれるバインダーの量を第１のセラミックグリーンシート４に含まれるバインダーの量よりも多くすることが挙げられる。焼成工程においてバインダーが蒸発することにより空隙を形成することができる。そのため、上記のようにバインダーの量を調整することにより、第２の絶縁基板５の空隙率を第１の絶縁基板３の空隙率よりも大きくすることができる。
【００２９】
本実施形態の配線基板１の製造方法として、具体的には、まず以下のようにして積層体１３を作製する。
【００３０】
第１のセラミックグリーンシート４及び第２のセラミックグリーンシート６を作製する。原料となるセラミック粉末と、アクリル系、ブチラール系等の有機高分子からなるバインダーと、可塑剤とを混合してスラリーを作製する。そして、このスラリーに周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のテープ成型法を用いることにより、第１のセラミックグリーンシート４及び第２のセラミックグリーンシート６が作製される。
【００３１】
このとき、既に示したように、原料となるセラミック粉末の組成や混合するバインダーの量を調整することにより、第１のセラミックグリーンシート４及び第２のセラミックグリーンシート６の組成を互いに異ならせることができる。
【００３２】
次に、第１の導体ペースト８を作製する。具体的には、Ｗ、Ｍｏ及びＭｎのような金属粉末にバインダー及び可塑剤等を添加混合することで、第１の導体ペースト８を作製することができる。そして、図２（ａ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート４にビアホールを形成し、第１の導体ペースト８を上記のビアホール内に配設する。
【００３３】
さらに、第２の導体ペースト１０を作製する。具体的には、Ａｕ及びＣｕのような金属粉末にバインダー及び可塑剤等を添加混合することで、第２の導体ペースト１０を作製することができる。図２（ｂ）に示すように、この第２の導体ペースト１０を第１のセラミックグリーンシート３の主面上に積層する。そして、図２（ｃ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート４及び第２の導体ペースト１０上に第２のセラミックグリーンシート６を積層する。以上のようにして、積層体１３を製造することができる。
【００３４】
次に、この積層体１３を焼成する。このように生成形体を積層して一体焼成することにより、各部材の接合性を高めることができる。最後に、図２（ｄ）に示すように、表面導体９が露出するように第２の絶縁基板５を研磨する。以上のようにして、本実施形態の配線基板１が完成する。
【００３５】
なお、上記実施形態の配線基板１の製造方法は、生成形体である積層体１３を作製した後に焼成する一体形成の形式であるが、第２の絶縁基板５の剛性が第１の絶縁基板３の剛性よりも低くすることができれば、別体形成により配線基板１を製造してもよい。具体的には、例えば下記のようにして配線基板１を作製してもよい。
【００３６】
まず、第１のセラミックグリーンシート４を焼成して第１の絶縁基板３を作製する。次に、第１の絶縁基板３にビアホールを形成し、このビアホールに第１の導体ペースト８を配設して焼成する。さらに、第１の絶縁基板３の主面上に第２の導体ペースト１０を配設して焼成する。そして、第１の絶縁基板３及び表面導体９上に第２のセラミックグリーンシート６を積層して焼成する。その後、表面導体９が露出するように第２の絶縁基板５を研磨する。以上のようにして、配線基板１を作製してもよい。
【００３７】
また、第２の導体ペースト１０を配設するときに、第１の絶縁基板３の主面にメッキを形成して、このメッキ上に第２の導体ペースト１０を配設することが好ましい。これにより、第１の絶縁基板３と第２の導体ペースト１０の接合性を高めることができる。
【００３８】
次に、本発明の一実施形態にかかる電子装置について説明する。
【００３９】
本実施形態の電子装置１５は、図３に示すように、上記実施形態の配線基板１と、この配線基板１の表面導体９に電気的に接続された電子部品１７とを備えている。本実施形態の電子装置１５における配線基板１は、絶縁基板として第１の絶縁基板３とこの第１の絶縁基板３よりも剛性の小さい第２の絶縁基板５とを備えていることから、電子回路に電気的な短絡が生じる可能性を小さくできる。これにより高い信頼性を備えた電子装置を提供することができる。
【００４０】
電子部品１７としては、例えば、図３（ａ）に示すようにＩＣチップのような半導体素子１７ａ、図３（ｂ）に示すようにプローブカード等に用いるプローブピン１７ｂ及び水晶振動子を挙げることができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる配線基板を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法を示す断面図である。（ａ）は、本実施形態にかかる製造方法の一工程を示す断面図である。（ｂ）は、本実施形態にかかる製造方法の一工程を示す断面図である。（ｃ）は、本実施形態にかかる製造方法の一工程を示す断面図である。（ｄ）は、本実施形態にかかる製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる電子装置を示す断面図である。（ａ）は、電子部品として半導体素子を用いた実施形態を示す断面図である。（ｂ）は、電子部品としてプローブピンを用いた実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・配線基板
３・・・第１の絶縁基板
４・・・第１のセラミックグリーンシート
５・・・第２の絶縁基板
６・・・第２のセラミックグリーンシート
７・・・ビア導体
８・・・第１の導体ペースト
９・・・表面導体
１０・・・第２の導体ペースト
１１・・・内部配線
１３・・・積層体
１５・・・電子装置
１７・・・電子部品
１７ａ・・・半導体素子
１７ｂ・・・プローブピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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