JP2002176118A

JP2002176118A - セラミック基板及びセラミック基板の製造方法

Info

Publication number: JP2002176118A
Application number: JP2000370326A
Authority: JP
Inventors: Shuji Yoshikawa; 修司吉川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2002-06-21
Anticipated expiration: 2020-12-05
Also published as: JP4567179B2

Abstract

(57)【要約】【課題】メタライズ層と基板本体との接合及びメタラ
イズ層とメッキ層との接合が共に強固なセラミック基板
及びセラミック基板の製造方法を提供すること。【解決手段】セラミック基板１は、ＡｌＮセラミック
製の基板本体２３と、この基板本体２３上に形成されＡ
ｌＮを含有するメタライズ層１７と、このメタライズ層
１７上に形成されたメッキ層２１とを備える。そして、
メタライズ層１７のうち、基板本体２３との接合部２５
の内側部２９は、他の部分よりもＡｌＮの含有量が多く
（ＡｌＮリッチ領域）、一方、表面部３１全体は、他の
部分よりもＡｌＮの含有量が少ない（ＡｌＮリーン領
域）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡｌＮセラミック
製の基板本体上に、ＡｌＮを含有するメタライズ層が形
成され、このメタライズ層上にメッキ層が形成されたセ
ラミック基板及びセラミック基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＡｌＮセラミック製の基板本
体に、ＡｌＮを含有するメタライズ層が形成され、さら
に、このメタライズ層上にメッキ層が形成されたセラミ
ック基板が知られている。ＡｌＮを主成分とするセラミ
ック基板は、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とするセラミック基板の
特徴である高い絶縁抵抗、高い絶縁耐圧、低い誘電率な
どをほぼ受け継いだ上に、高い熱伝導率、低い熱膨張係
数などのメリットを持つことから、近年応用されてい
る。

【０００３】その例として、図８に模式的に部分拡大断
面図を示すセラミック基板１０１が挙げられる。このセ
ラミック基板１０１は、ＡｌＮを主成分とするＡｌＮセ
ラミック製の基板本体１０３を備える。そして、この基
板本体１０３上には、ＡｌＮを含有する所定パターンの
メタライズ層１０５が形成されている。さらに、このメ
タライズ層１０５上には、メタライズ層１０５の酸化防
止等の目的のため、その表面部全体に、Ｎｉメッキ層及
びその上に被着したＡｕメッキ層からなるメッキ層１０
７が形成されている。

【０００４】このようなセラミック基板１０１は、通常
次のようにして製造する。即ち、ＡｌＮを主成分とする
セラミック原料粉末に、有機バインダや有機溶剤、分散
剤などの添加物を混ぜ合わせて、スラリーをつくる。そ
して、このスラリーをドクタブレードの隙間に通してセ
ラミックグリーンシート（以下、本明細書では単にシー
トとも言う。）を成形する。その後、このシートに孔を
穿孔したり、切断用の切線を入れるなどの加工をする。

【０００５】次に、加工されたシートにメタライズペー
ストを印刷し、所定パターンの未焼成メタライズ層を形
成する。メタライズペーストは、Ｗ等の金属粉末に、有
機バインダや有機溶剤等、さらには、シートに含まれる
セラミック原料粉末と同じセラミック原料粉末（ＡｌＮ
を主成分とするもの）を均一に混練したものである。セ
ラミック原料粉末を混合するのは、焼成後におけるメタ
ライズ層１０５と基板本体１０３との接合を強固にする
ためである。

【０００６】次に、未焼成メタライズ層が形成されたシ
ートから有機バインダ等を飛散させた後、シートと未焼
成メタライズ層を一体で焼成する。これにより、シート
から基板本体１０３が形成されると共に、未焼成メタラ
イズ層からメタライズ層１０５が形成される。次に、焼
成後のセラミック基板にＮｉメッキを施して、メタライ
ズ層１０５の表面部全体にＮｉメッキ層を形成し、さら
に、Ａｕメッキを施して、Ｎｉメッキ層上にＡｕメッキ
層を形成する。これにより、Ｎｉメッキ層とＡｕメッキ
層とからなるメッキ層１０７が形成され、上記のセラミ
ック基板１０１ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メタラ
イズペーストに混合するＡｌＮの量に起因して、以下の
不具合が生じる。即ち、メタライズペースト中に占める
ＡｌＮの含有量を増やせば増やすほど、焼成後のメタラ
イズ層１０５中のＡｌＮ含有量が増え、メタライズ層１
０５と基板本体１０３との接合強度が向上する。しか
し、メッキがメタライズ層１０５に被着しにくくなり、
メッキ層１０７とメタライズ層１０５との結合強度が低
下する。一方、ＡｌＮの含有量を減らすほど、メタライ
ズ層１０５中のＡｌＮ含有量が減り、メッキ層１０７は
メタライズ層１０５に強固に被着する。しかし、メタラ
イズ層１０５と基板本体１０３との接合強度が低下す
る。このように、メタライズ層１０５と基板本体１０３
の結合強度と、メッキ層１０７とメタライズ層１０５と
の結合強度の両方を十分に高めることは困難である。

【０００８】本発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
であって、ＡｌＮセラミック製の基板本体上にメタライ
ズ層が形成され、このメタライズ層上にメッキ層が形成
されたセラミック基板について、メタライズ層と基板本
体との接合及びメッキ層とメタライズ層との接合が共に
強固なセラミック基板及びセラミック基板の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】その解決
手段は、ＡｌＮセラミック製の基板本体と、上記基板本
体上に形成されＡｌＮを含有するメタライズ層と、上記
メタライズ層上に形成されたメッキ層と、を備えるセラ
ミック基板であって、上記メタライズ層のうち、上記基
板本体との接合部の少なくとも一部は、他の部分よりも
ＡｌＮ含有量が多いＡｌＮリッチ領域であり、表面部の
少なくとも一部は、他の部分よりもＡｌＮ含有量が少な
いＡｌＮリーン領域であるセラミック基板である。

【００１０】前述したように、ＡｌＮの含有量をメタラ
イズ層全体で多くすると、メタライズ層と基板本体との
接合強度は高くなるが、メッキ層がメタライズ層に強固
に被着できなくなる。一方、ＡｌＮの含有量をメタライ
ズ層全体で少なくすると、メッキ層はメタライズ層に強
固に被着するが、メタライズ層と基板本体との接合強度
が低下する。これに対し、本発明では、メタライズ層の
うち、基板本体との接合部の少なくとも一部についてＡ
ｌＮの含有量が多くされ（ＡｌＮリッチ領域）、表面部
の少なくとも一部はＡｌＮの含有量が少なくされている
（ＡｌＮリーン領域）。メタライズ層の接合部のうちＡ
ｌＮリッチ領域は、基板本体と強固に接合しているの
で、メタライズ層全体と基板本体との接合強度も高い。
また、メタライズ層の表面部のうちＡｌＮリーン領域に
は、メッキ層が強固に被着しているので、メッキ層全体
と基板本体との接合強度も高い。従って、このセラミッ
ク基板は、メタライズ層と基板本体との接合及びメッキ
層とメタライズ層との接合が共に強固である。

【００１１】さらに、上記のセラミック基板であって、
前記ＡｌＮリッチ領域のＡｌＮ含有量は、２０ｗｔ％以
上であるセラミック基板とすると良い。

【００１２】メタライズ層と基板本体との接合強度がそ
れほど高くないセラミック基板では、メタライズ層を基
板本体から剥がす強度試験を行うと、メタライズ層と基
板本体との界面で基板が破壊する。これに対し、本発明
では、接合部のＡｌＮリッチ領域のＡｌＮ含有量が、２
０ｗｔ以上と多い。このようなメタライズ層は、ＡｌＮ
リッチ領域で基板本体と特に強固に接合しているので、
メタライズ層の強度試験を行っても、メタライズ層と基
板本体との界面では破壊しにくく、メタライズ層内でメ
タライズ層自体が破壊する。従って、本発明のセラミッ
ク基板は、メタライズ層と基板本体との接合強度が特に
高い。

【００１３】さらに、上記のいずれかに記載のセラミッ
ク基板であって、前記ＡｌＮリッチ領域のＡｌＮ含有量
は、６０ｗｔ％以下であるセラミック基板とすると良
い。

【００１４】メタライズ層中のＡｌＮ含有量が極端に多
くなると、メタライズ層の導通抵抗が大きくなる。これ
に対し、本発明では、接合部のＡｌＮリッチ領域のＡｌ
Ｎ含有量を６０ｗｔ％以下としている。このようなメタ
ライズ層は、基板本体との接合強度が高い上、メタライ
ズ層の導通抵抗も低く抑えられている。特に、ＡｌＮリ
ッチ領域が、基板本体に形成されたビア導体などの導体
と直接接続しているセラミック基板の場合には、ＡｌＮ
リッチ領域の導通抵抗が全体の抵抗値に大きく影響する
ので、上記のようにＡｌＮ含有量が６０ｗｔ％以下で、
導通抵抗が低くされているのが好ましい。

【００１５】さらに、上記のいずれかに記載のセラミッ
ク基板であって、前記ＡｌＮリーン領域のＡｌＮ含有量
は、０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であるセラミック基板
とすると良い。

【００１６】表面部のＡｌＮ含有量が多いと、具体的に
は１０ｗｔ％を越えると、メッキが均一にメタライズ層
に被着しにくくなり、メッキ層とメタライズ層との接合
強度が低下する傾向にある。一方、本発明のように、表
面部のＡｌＮリーン領域にＡｌＮが含まれないか、ある
いは、含まれても含有量が１０ｗｔ％以下の場合には、
このＡｌＮリーン領域にメッキ層が特に強固に被着する
ので、メッキ層とメタライズ層との接合強度が特に高
い。また、この範囲内では、メッキは均一にメタライズ
層に被着する。

【００１７】さらに、上記のいずれかに記載のセラミッ
ク基板であって、前記メタライズ層のうち、前記接合部
のうち周縁よりも平面方向内側に位置する内側部が前記
ＡｌＮリッチ領域であり、前記表面部全体が前記ＡｌＮ
リーン領域であり、前記メッキ層は上記メタライズ層の
表面部全体に形成されてなるセラミック基板とすると良
い。

【００１８】上述したいずれの発明も、ＡｌＮ含有量が
メタライズ層の接合部のうち少なくとも一部で多く、そ
のＡｌＮリッチ領域と基板本体との接合が強固であるの
で、メタライズ層全体と基板本体との接合強度も高い。
これに対し、本発明では、ＡｌＮ含有量が、接合部のう
ち、周縁部等ではなく、内側部で多くされている。この
ため、内側部と基板本体との接合強度が高くなるから、
メタライズ層と基板本体との接合強度が特に高い。

【００１９】また、上述したいずれの発明も、ＡｌＮ含
有量がメタライズ層の表面部の少なくとも一部で少な
く、そのＡｌＮリーン領域とメッキ層との接合が強固で
あるので、メタライズ層とメッキ層全体との接合強度も
高い。これに対し、本発明では、ＡｌＮ含有量が表面部
全体で少なくされている。このため、メッキ層が被着す
る表面部全体で接合強度が高くなるから、メッキ層とメ
タライズ層との接合強度が特に高い。

【００２０】さらに、上記のセラミック基板であって、
前記メタライズ層の接合部のうち周縁部は、前記表面部
を含めて、そのＡｌＮ含有量が６ｗｔ％以上であるセラ
ミック基板とすると良い。

【００２１】メタライズ層の表面部全体のＡｌＮ含有量
が少ないほど、メッキ層はメタライズ層に強固に被着す
る。しかし、メタライズ層のうち、表面部の一部でもあ
り接合部の周縁部でもある部分（メタライズ層の周縁
部）のＡｌＮ含有量も少なくなり、メタライズ層の周縁
部と基板本体との接合強度が低くなる。このため、メタ
ライズ層の内側部と基板本体との接合強度が十分に高
く、メタライズ層全体が基板本体から剥がれることはな
い場合であっても、メタライズ層の周縁部だけが基板本
体から部分的に剥がれることがある。これに対し、本発
明では、表面部の一部でもあり接合部の周縁部でもある
部分のＡｌＮ含有量が６ｗｔ％以上とある程度多い。従
って、メッキ層とメタライズ層との接合強度を保ちつ
つ、メタライズ層の周縁部も基板本体とある程度強固に
接合している。

【００２２】また、他の解決手段は、ＡｌＮセラミック
製の基板本体と、上記基板本体上に形成されＡｌＮを含
有するメタライズ層と、上記メタライズ層上に形成され
たメッキ層と、を備えるセラミック基板の製造方法であ
って、未焼成または焼成済みの基板本体上に、ＡｌＮを
含有する第１未焼成メタライズ層を形成する第１未焼成
メタライズ層形成工程と、上記第１未焼成メタライズ層
上に、上記第１未焼成メタライズ層よりもＡｌＮの含有
量が少ない第２未焼成メタライズ層を形成する第２未焼
成メタライズ層形成工程と、上記第１未焼成メタライズ
層及び第２未焼成メタライズ層を焼成し、上記メタライ
ズ層を形成する焼成工程と、上記メタライズ層上に上記
メッキ層を形成するメッキ工程と、を備えるセラミック
基板の製造方法である。

【００２３】本発明では、基板本体上にメタライズ層を
形成するにあたり、まず、未焼成のまたは焼成済みの基
板本体上に、ＡｌＮを多く含有する第１未焼成メタライ
ズ層を形成し（第１未焼成メタライズ層形成工程）、そ
の後、その上にＡｌＮの含有量が少ない第２未焼成メタ
ライズ層を形成する（第２未焼成メタライズ層形成工
程）。このような未焼成メタライズ層を形成すれば、焼
成後において、メタライズ層のうち、第１未焼成メタラ
イズ層に対応した部分のＡｌＮ含有量が多くなり、この
部分と基板本体との接合強度が強固になる。従って、メ
タライズ層全体と基板本体との接合強度も向上させるこ
とができる。一方、メタライズ層のうち、第２未焼成メ
タライズ層に対応した部分のＡｌＮ含有量は少なくな
り、メッキ後、この部分にメッキが強固に被着する。従
って、メッキ層全体とメタライズ層との接合強度も向上
させることができる。

【００２４】さらに、上記のセラミック基板の製造方法
であって、前記第１未焼成メタライズ層形成工程におい
て、ＡｌＮの含有量が２０ｗｔ％以上の前記第１未焼成
メタライズ層を形成するセラミック基板の製造方法とす
ると良い。

【００２５】第１未焼成メタライズ層のＡｌＮの含有量
を２０ｗｔ％以上と多くすれば、焼成後のメタライズ層
において、基板本体との接合部のうち第１未焼成メタラ
イズ層に対応した部分は、ＡｌＮの含有量がおよそ２０
ｗｔ％以上と多くなる。従って、このＡｌＮが多くなっ
た部分でメタライズ層と基板本体との接合強度が強固に
なる。このようなメタライズ層は、メタライズ層を基板
本体から剥がす強度試験を行っても、メタライズ層と基
板本体との界面では破壊しにくく、メタライズ層内でメ
タライズ層自体が破壊する。従って、本発明によれば、
メタライズ層と基板本体との接合強度をさらに向上させ
ることができる。

【００２６】さらに、上記のいずれかに記載のセラミッ
ク基板の製造方法であって、前記第１未焼成メタライズ
層形成工程において、ＡｌＮの含有量が６０ｗｔ％以下
の前記第１未焼成メタライズ層を形成するセラミック基
板の製造方法とすると良い。

【００２７】第１未焼成メタライズ層のＡｌＮ含有量を
極端に多くすると、焼成後のメタライズ層は、基板本体
との接合部のうち第１未焼成メタライズ層に対応した部
分のＡｌＮ含有量が多くなって、基板本体との接合強度
が向上するけれども、メタライズ層自体の導通抵抗が大
きくなる。これに対し、本発明では、第１未焼成メタラ
イズ層のＡｌＮ含有量を６０ｗｔ％以下としている。こ
のため、メタライズ層のうち第１未焼成メタライズ層に
対応した部分で、基板本体との接合強度を高くすること
ができる上、この部分の導通抵抗を低く抑え、メタライ
ズ層全体の導通抵抗も低く抑えることができる。特に、
第１未焼成メタライズ層を、基板本体に形成されたビア
導体などの導体上に形成する場合には、ＡｌＮ含有量が
多くなった部分の導通抵抗が全体の抵抗値に大きく影響
するので、第１未焼成メタライズ層のＡｌＮ含有量を６
０ｗｔ％以下に抑えるのが好ましい。

【００２８】さらに、上記のいずれかに記載のセラミッ
ク基板の製造方法であって、前記第２未焼成メタライズ
層形成工程において、ＡｌＮの含有量が０ｗｔ％以上１
０ｗｔ％以下の前記第２未焼成メタライズ層を形成する
セラミック基板の製造方法とすると良い。

【００２９】第２未焼成メタライズ層のＡｌＮ含有量を
０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下と少なくすれば、焼成後の
メタライズ層において、表面部のうち第２未焼成メタラ
イズ層に対応した部分のＡｌＮの含有量が、およそ０ｗ
ｔ％以上１０ｗｔ％以下と少なくなる。このため、この
ＡｌＮ含有量が少なくされた部分で、メッキ層との接合
強度をさらに高くすることができ、メッキ層とメタライ
ズ層との接合強度もさらに向上させることができる。ま
た、この範囲内では、ＡｌＮが少なくされた部分にメッ
キを均一に被着させることができる。

【００３０】さらに、上記のいずれかに記載のセラミッ
ク基板の製造方法であって、前記第２未焼成メタライズ
層形成工程において、前記第１未焼成メタライズ層全体
を覆うように、前記第２未焼成メタライズ層を形成する
セラミック基板の製造方法とすると良い。

【００３１】第１未焼成メタライズ層を覆うように第２
未焼成メタライズ層を形成すれば、焼成後のメタライズ
層において、第１未焼成メタライズ層に対応した接合部
の内側部のＡｌＮ含有量が多くなる。従って、この内側
部で基板本体との接合強度を高くすることができるの
で、メタライズ層と基板本体との接合強度をさらに高く
することができる。一方、焼成後のメタライズ層におい
て、第２未焼成メタライズ層に対応した表面部全体のＡ
ｌＮ含有量が少なくなる。従って、メッキ工程で、メタ
ライズ層の表面部全体にメッキ層を強固に被着させるこ
とができる。

【００３２】また、メタライズ層の幅など平面方向の寸
法精度は、第１未焼成メタライズ層を形成する際の精度
にはほとんど依存しない。第１未焼成メタライズ層を形
成する際に多少位置ずれが生じても、第１未焼成メタラ
イズ層は、第２未焼成メタライズ層の内側に位置するか
らである。このため、第２未焼成メタライズ層を形成す
る際の精度だけで、メタライズ層の平面方向の寸法精度
を決めることができる。つまり、第１未焼成メタライズ
層の精度は多少低くても良いので、製造が容易になる。

【００３３】さらに、上記のセラミック基板の製造方法
であって、前記第２未焼成メタライズ層形成工程におい
て、ＡｌＮの含有量が６ｗｔ％以上の前記第２未焼成メ
タライズ層を形成するセラミック基板の製造方法とする
と良い。

【００３４】上記の発明のように、第１未焼成メタライ
ズ層を覆うように第２未焼成メタライズ層を形成すれ
ば、メタライズ層の接合部のうち周縁部は、内側部とは
異なりＡｌＮの含有量が少なくなる。従って、接合部の
周縁部と基板本体との接合強度は、接合部の内側部と基
板本体との接合強度よりも低くなる。このようなセラミ
ック基板では、第２未焼成メタライズ層のＡｌＮ含有量
が極端に少ないと、接合部の周縁部のＡｌＮ含有量が極
端に少なくなり、メタライズ層の周縁部が基板本体から
部分的に剥がれやすくなる。これに対し、本発明では、
第２未焼成メタライズ層のＡｌＮ含有量を６ｗｔ％以上
とある程度多くしているので、接合部の周縁部のＡｌＮ
含有量がある程度多くなる。よって、メッキ層とメタラ
イズ層との接合強度を保ちつつ、メタライズ層の周縁部
も基板本体とある程度強固に接合させることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】（実施形態）以下、本発明の実施
の形態を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のセ
ラミック基板１について、図１に主面３側の部分拡大断
面図を示す。このセラミック基板１は、ＡｌＮ製セラミ
ックからなる複数のセラミック層が積層され、主面３と
図示しない裏面とを有する略板形状をなす。

【００３６】このうち最も主面３側に位置する第１セラ
ミック層５には、これを貫通するビア用貫通孔７が所定
の位置に複数形成され、各ビア用貫通孔７には、略円柱
形状のビア導体９が形成されている。また、その下に位
置する第２セラミック層１１にも、これを貫通するビア
用貫通孔１３が所定の位置に複数形成され、各ビア用貫
通孔１３には、略円柱形状のビア導体１５が形成されて
いる。また、その下方に位置する図示しない複数のセラ
ミック層にも、同様に、ビア用貫通孔及びビア導体が形
成されている。

【００３７】第１セラミック層５上には、配線やパッド
等の所定パターンのメタライズ層１７が形成され、第１
セラミック層５のビア導体９等と接続している。また、
第１セラミック層５と第２セラミック層１１との層間に
も、配線やパッド等の所定パターンの内部メタライズ層
１９が形成され、第１セラミック層５のビア導体９や第
２セラミック層１１のビア導体１５と接続している。同
様に、第２セラミック層１１よりも下方のセラミック層
の層間にも、配線やパッド等の所定パターンの内部メタ
ライズ層がそれぞれ形成されている。

【００３８】これらのメタライズ層のうち主面３に露出
するメタライズ層１７について、その近傍を拡大した図
２をもとに詳述する。このメタライズ層１７は、後述す
る厚膜法により形成されたものであり、ＡｌＮを含有す
るタングステン（Ｗ）メタライズ層である。その全体の
厚さは、約３０μｍである。メタライズ層１７の表面部
３１の全体には、厚さ約６μｍのＮｉメッキ層と、さら
にその上に形成された厚さ約３μｍのＡｕメッキ層とか
らなるメッキ層２１が被着している。

【００３９】メタライズ層１７は、ＡｌＮ含有量が場所
によらずほぼ均一な従来のメタライズ層１０５（図８参
照）とは異なり、その部分によりＡｌＮの含有量が異な
る。具体的には、基板本体２３（セラミック基板１から
メタライズ層１７とメッキ層２１を除いた部分）と接合
する接合部２５のうち周縁部２７よりも平面方向内側に
位置する内側部２９（図中において破線で囲んだ部分）
は、ＡｌＮの含有量が約４０ｗｔ％と多いＡｌＮリッチ
領域である。一方、それ以外の部分、即ち、接合部２５
の周縁部２７を含む表面部３１（図中において破線より
も外側の部分）は、ＡｌＮの含有量が約９ｗｔ％と少な
いＡｌＮリーン領域である。

【００４０】このように、本実施形態では、メタライズ
層１７のうち基板本体２３との接合部２５の一部である
内側部２９において、他の部分よりもＡｌＮ含有量が多
いので、このＡｌＮリッチ領域において基板本体２３と
の接合強度が高く、従って、メタライズ層１７と基板本
体２３との接合強度が高くすることができる。さらに、
この内側部２９のＡｌＮ含有量（約４０ｗｔ％）は、２
０ｗｔ％以上と特に多いので、基板本体２３からメタラ
イズ層１７を剥がす強度試験を行っても、メタライズ層
１７は基板本体２３から剥がれず、メタライズ層１７内
で破壊するほど、メタライズ層１７と基板本体２３との
接合強度が高い。また、この内側部２９のＡｌＮ含有量
は、６０ｗｔ％以下でもあるので、メタライズ層１７の
導通抵抗が低く抑えられている。特に、ＡｌＮ含有量が
多い内側部２９が、第１セラミック層５のビア導体９と
直接接続している部分（図１中に破線で囲む部分）で
は、導通抵抗が全体の抵抗値に大きく影響するので、Ａ
ｌＮ含有量を６０ｗｔ％以下とし、導通抵抗を低くした
効果が大きい。

【００４１】一方、表面部３１全体において、ＡｌＮ含
有量が接合部２５の内側部２９よりも少ないので、メッ
キ層２１全体がメタライズ層１７に強固に被着してい
る。さらに、この表面部３１全体のＡｌＮ含有量（９ｗ
ｔ％）は、１０ｗｔ％以下と特に少ないので、メッキ層
２１がメタライズ層１７に均一に被着し、メッキ層２１
とメタライズ層１７との接合強度が特に高い。また、表
面部３１の一部であり接合部２５の周縁部２７でもある
部分（メタライズ層１７の周縁部）のＡｌＮ含有量（９
ｗｔ％）が、６ｗｔ％以上とある程度配合されているの
で、メッキ層２１がメタライズ層１７の周縁部にも強固
に被着している上、メタライズ層１７の周縁部（接合部
２５の周縁部２７）が基板本体２３とある程度強固に接
合している。

【００４２】次に、上記セラミック基板１の製造方法に
ついて、図を参照しつつ説明する。まず、ＡｌＮを主成
分とするセラミック原料粉末に、有機バインダや有機溶
剤、分散剤等を混ぜ合わせて、スラリーをつくる。そし
て、このスラリーをドクタブレードの隙間に通して、セ
ラミックグリーンシートを成形する。セラミックグリー
ンシートは、焼成後に各セラミック層となるので、セラ
ミック層の総数に応じて用意する。

【００４３】次に、第１セラミック層５に対応した第１
セラミックグリーンシート（第１シート）４１について
述べると、第１シート４１に、まず、ビア用貫通孔７な
どの孔を穿孔する（図３参照）。その後、図３に示すよ
うに、このビア用貫通孔７にビア用メタライズペースト
４３を印刷充填する。ここで使用するビア用メタライズ
ペースト４３は、Ｗの金属粉末に有機バインダや有機溶
剤等を混練したものである。

【００４４】次に、第１未焼成メタライズ層形成工程に
おいて、図４及び図４中の一点鎖線で囲んだ部分を拡大
した図５に示すように、第１シート４１の表面に第１の
メタライズペーストを印刷し、厚さ約２０μｍの所定パ
ターンの第１未焼成メタライズ層４５を形成する。ここ
で使用する第１のメタライズペーストは、Ｗの金属粉末
に、有機バインダや有機溶剤等の他、第１シート４１に
含まれるセラミック原料粉末と同じセラミック原料粉末
（ＡｌＮを主成分とするもの）を均一に混練したもので
ある。ＡｌＮは、約４０ｗｔ％配合する。

【００４５】次に、第２未焼成メタライズ層形成工程に
おいて、図６及び図６中の一点鎖線で囲んだ部分を示し
た図７に示すように、第１未焼成メタライズ層４５上
に、第１未焼成メタライズ層４５を覆うようにして、第
２のメタライズペーストを印刷し、厚さ約１５μｍの第
２未焼成メタライズ層４７を形成する。このように印刷
形成すれば、第２未焼成メタライズ層４７のうち幅約１
５０μｍの周縁部分４８は、第１シート４１上に直接形
成される。なお、ここで使用する第２のメタライズペー
ストは、上記のものと同様に、Ｗの金属粉末に、有機バ
インダや有機溶剤等の他、ＡｌＮ等のセラミック原料粉
末が配合されているが、ＡｌＮの配合量は、約９ｗｔ％
と少ない。

【００４６】ところで、第２未焼成メタライズ層４７を
形成する際、第１未焼成メタライズ層４５が精度良く印
刷形成されていないために、第１未焼成メタライズ層４
５と第２未焼成メタライズ層４７との間で多少位置ずれ
を生じることがある。しかし、第１未焼成メタライズ層
４５が第２未焼成メタライズ層４７の内側に位置する限
りは、第２未焼成メタライズ層４７の印刷精度だけで、
焼成後のメタライズ層１７の寸法精度を決めることがで
きる。このため、第１未焼成メタライズ層４５の印刷精
度が多少低くても良いので、未焼成メタライズ層４９の
製造が容易である。

【００４７】なお、第１シート４１以外のシートについ
ては、ビア用貫通孔などの孔を穿孔し、Ｗの金属粉末に
有機バインダや有機溶剤等を混練したビア用メタライズ
ペーストを印刷充填する。また、このメタライズペース
トを用いて、シートの表面に未焼成メタライズ層を形成
する。これらのシートについては、２回に分けて未焼成
メタライズ層を形成した第１シート４１とは異なり、１
回の印刷で未焼成メタライズ層を形成する。

【００４８】次に、未焼成メタライズ層４９等がそれぞ
れ形成された複数のシート４１等を、位置合わせをして
積層し、熱と圧力を加えて積層体にする。次に、焼成工
程において、有機バインダや有機溶剤を飛散させた後、
各シート４１等と各未焼成メタライズ層４９等とを一体
で焼成する。これにより、各シート４１等から各セラミ
ック層５，１１等が形成されると共に、各未焼成メタラ
イズ層４９等から各メタライズ層１７，１９等が形成さ
れる（図１参照）。

【００４９】次に、メッキ工程において、焼成後のセラ
ミック基板にＮｉメッキを施し、メタライズ層１７の表
面部全体にＮｉメッキ層を形成する。そしてさらに、Ａ
ｕメッキを施して、Ｎｉメッキ層上にＡｕメッキ層を形
成する。これにより、メタライズ層１７の表面部全体に
メッキ層２１が形成される（図２参照）。このようにし
て、上記セラミック基板１が完成する。

【００５０】以上で述べたように、本実施形態では、第
１，第２未焼成メタライズ層４５，４７からなる未焼成
メタライズ層４９を形成している。このため、焼成工程
後のメタライズ層１７のうち、第１未焼成メタライズ層
４５に対応した部分（内側部２９）のＡｌＮ含有量が多
くなる（図２参照）。従って、この内側部２９において
基板本体２３との接合強度が強固となり、メタライズ層
１７全体と基板本体２３との接合強度を向上させること
ができる。

【００５１】特に、この内側部２９のＡｌＮ含有量（約
４０ｗｔ％）が約２０ｗｔ％以上と多くなるので、メタ
ライズ層１７の強度試験を行っても、メタライズ層１７
は基板本体２３からは剥がれず、メタライズ層１７内で
破壊するほど、メタライズ層１７と基板本体２３との接
合強度を向上させることができる。また、この内側部２
９のＡｌＮ含有量は、約６０ｗｔ％以下でもあるので、
メタライズ層１７の導通抵抗を低く抑えることができ
る。特に、ＡｌＮ含有量が多い内側部２９が第１セラミ
ック層５のビア導体９と直接接続している部分（図１参
照）では、導通抵抗が全体の抵抗値に大きく影響するの
で、ＡｌＮ含有量を６０ｗｔ％以下とし、導通抵抗を低
くする効果が顕著になる。

【００５２】一方、焼成後のメタライズ層１７のうち、
第２未焼成メタライズ層４７に対応した部分（表面部３
１全体）のＡｌＮの含有量が少なくなる（図２参照）。
従って、メッキ工程において、メッキ層２１をメタライ
ズ層１７全体に強固に被着させることができる。特に、
この表面部３１全体のＡｌＮ含有量（９ｗｔ％）は、１
０ｗｔ％以下と少ないので、メッキ層２１をメタライズ
層１７に均一に被着させ、メッキ層２１とメタライズ層
１７との接合強度をさらに高くすることができる。ま
た、表面部３１の一部であり接合部２５の周縁部２７で
もある部分（メタライズ層１７の周縁部）のＡｌＮ含有
量（９ｗｔ％）が、６ｗｔ％以上とある程度多くなるの
で、メッキ層２１がメタライズ層１７の周縁部にも強固
に被着する上、メタライズ層１７の周縁部（接合部２５
の周縁部２７）と基板本体２３との接合もある程度強固
にすることができる。

【００５３】以上において、本発明を実施形態に即して
説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適
用できることはいうまでもない。例えば、上記実施形態
では、基板本体２３が略板形状をなすセラミック基板１
に本発明を適用した場合について示したが、基板本体
は、ＡｌＮセラミック製であればその形状は問わない。
例えば、電子部品を内部に収容することが可能なキャビ
ティが形成された基板本体を備えるセラミック基板に、
本発明を適用することもできる。

【００５４】また、上記実施形態では、焼成前の基板本
体２３に、第１，第２未焼成メタライズ層４５，４７を
形成し、焼成工程でこれらを一体で焼成している。これ
に対し、基板本体２３を予め焼成しておき、焼成済みの
基板本体２３上に第１，第２未焼成メタライズ層４５，
４７を形成し、その後、第１，第２未焼成メタライズ層
４５，４７を焼成することもできる。このようにして
も、メタライズ層１７と基板本体２３との接合及びメッ
キ層２１とメタライズ層１７の接合を共に強固にするこ
とができるなど、上記実施形態の場合と同様の効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るセラミック基板の主面側の部分
拡大断面図である。

【図２】実施形態に係るセラミック基板のうち、主面に
露出するメタライズ層近傍の部分拡大断面図である。

【図３】実施形態に係るセラミック基板の製造方法に関
し、第１セラミックグリーンシートにビア用貫通孔を穿
孔し、これにメタライズペーストを充填した様子を示す
説明図である。

【図４】実施形態に係るセラミック基板の製造方法に関
し、第１セラミックグリーンシートに第１未焼成メタラ
イズ層を形成した様子を示す説明図である。

【図５】実施形態に係るセラミック基板の製造方法に関
し、第１未焼成メタライズ層を形成した第１セラミック
グリーンシートのうち、第１未焼成メタライズ層近傍を
示す説明図である。

【図６】実施形態に係るセラミック基板の製造方法に関
し、第１セラミックグリーンシートに第２未焼成メタラ
イズ層を形成した様子を示す説明図である。

【図７】実施形態に係るセラミック基板の製造方法に関
し、第２未焼成メタライズ層を形成した第１セラミック
グリーンシートのうち、第１，第２未焼成メタライズ層
近傍を示す説明図である。

【図８】従来技術に係るセラミック基板のうち、露出す
るメタライズ層近傍の部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１セラミック基板５第１セラミック層１１第２セラミック層１７メタライズ層１９内部メタライズ層２１メッキ層２３基板本体２５（メタライズ層の）接合部２７（接合部の）周縁部２９（接合部の）内側部（ＡｌＮリッチ領域）３１（メタライズ層の）表面部（ＡｌＮリーン領
域）４１第１セラミックグリーンシート（第１シート）４５第１未焼成メタライズ層４７第２未焼成メタライズ層４９（第１，第２未焼成メタライズ層からなる）未
焼成メタライズ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡｌＮセラミック製の基板本体と、上記基板本体上に形成されＡｌＮを含有するメタライズ
層と、上記メタライズ層上に形成されたメッキ層と、を備えるセラミック基板であって、上記メタライズ層のうち、上記基板本体との接合部の少なくとも一部は、他の部分
よりもＡｌＮ含有量が多いＡｌＮリッチ領域であり、表面部の少なくとも一部は、他の部分よりもＡｌＮ含有
量が少ないＡｌＮリーン領域であるセラミック基板。
【請求項２】請求項１に記載のセラミック基板であっ
て、前記ＡｌＮリッチ領域のＡｌＮ含有量は、２０ｗｔ％以
上であるセラミック基板。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載のセラミッ
ク基板であって、前記ＡｌＮリッチ領域のＡｌＮ含有量は、６０ｗｔ％以
下であるセラミック基板。
【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかに記載のセ
ラミック基板であって、前記ＡｌＮリーン領域のＡｌＮ含有量は、０ｗｔ％以上
１０ｗｔ％以下であるセラミック基板。
【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれかに記載のセ
ラミック基板であって、前記メタライズ層のうち、前記接合部のうち周縁よりも平面方向内側に位置する内
側部が前記ＡｌＮリッチ領域であり、前記表面部全体が前記ＡｌＮリーン領域であり、前記メッキ層は上記メタライズ層の表面部全体に形成さ
れてなるセラミック基板。
【請求項６】請求項５に記載のセラミック基板であっ
て、前記メタライズ層の接合部のうち周縁部は、前記表面部
を含めて、そのＡｌＮ含有量が６ｗｔ％以上であるセラ
ミック基板。
【請求項７】ＡｌＮセラミック製の基板本体と、上記基板本体上に形成されＡｌＮを含有するメタライズ
層と、上記メタライズ層上に形成されたメッキ層と、を備えるセラミック基板の製造方法であって、未焼成または焼成済みの基板本体上に、ＡｌＮを含有す
る第１未焼成メタライズ層を形成する第１未焼成メタラ
イズ層形成工程と、上記第１未焼成メタライズ層上に、上記第１未焼成メタ
ライズ層よりもＡｌＮの含有量が少ない第２未焼成メタ
ライズ層を形成する第２未焼成メタライズ層形成工程
と、上記第１未焼成メタライズ層及び第２未焼成メタライズ
層を焼成し、上記メタライズ層を形成する焼成工程と、上記メタライズ層上に上記メッキ層を形成するメッキ工
程と、を備えるセラミック基板の製造方法。
【請求項８】請求項７に記載のセラミック基板の製造方
法であって、前記第１未焼成メタライズ層形成工程において、ＡｌＮ
の含有量が２０ｗｔ％以上の前記第１未焼成メタライズ
層を形成するセラミック基板の製造方法。
【請求項９】請求項７または請求項８に記載のセラミッ
ク基板の製造方法であって、前記第１未焼成メタライズ層形成工程において、ＡｌＮ
の含有量が６０ｗｔ％以下の前記第１未焼成メタライズ
層を形成するセラミック基板の製造方法。
【請求項１０】請求項７〜請求項９のいずれかに記載の
セラミック基板の製造方法であって、前記第２未焼成メタライズ層形成工程において、ＡｌＮ
の含有量が０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下の前記第２未焼
成メタライズ層を形成するセラミック基板の製造方法。
【請求項１１】請求項７〜請求項１０のいずれかに記載
のセラミック基板の製造方法であって、前記第２未焼成メタライズ層形成工程において、前記第
１未焼成メタライズ層全体を覆うように、前記第２未焼
成メタライズ層を形成するセラミック基板の製造方法。
【請求項１２】請求項１１に記載のセラミック基板の製
造方法であって、前記第２未焼成メタライズ層形成工程において、ＡｌＮ
の含有量が６ｗｔ％以上の前記第２未焼成メタライズ層
を形成するセラミック基板の製造方法。