JP2009059789A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビア導体のセパレーションを低減させること。
【解決手段】セラミックスからなる基体１１と、第１の導体層１２ａおよび第２の導体層１２ｂを有している。基体１１は、第１の面１１ａおよび第２の面１１ｂを有しているとともに、スルーホール１１ｈを有している。第１の導体層１２ａは、活性金属からなり、スルーホール１１ｈの第１の面１１ａ側の端部に形成されている。第２の導体層１２ｂは、活性金属からなり、スルーホール１１ｈの第２の面１１ｂ側の端部に形成されている。配線基板は、１１族の金属材料からなり、スルーホール１１ｈ内における第１の導体層１２ａおよび第２の導体層１２ｂの間に形成された第３の導体層１２ｃをさらに有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビア導体を有する配線基板およびその製造方法に関するものである。

例えばプローブカード・アセンブリ用基板などに用いられる配線基板は、セラミックスからなり、ビア導体を有している。グリーンシートに金型の打ち抜き加工によりスルーホールを形成し、後にＡｇまたはＣｕなどの導体ペーストをスクリーン印刷でスルーホール内に充填したのち、グリーンシートを積層して高温で焼成し多層配線セラミック基板を製造する。
特開２００４−５５５５９号公報

焼き上げ基板（グリーンシートの多層基板ではない）のスルーホール部に導体ペーストを埋め込み、乾燥・焼成をさせた場合、導体ペーストのみがペーストに含まれる溶剤、バインダーなどが抜けることにより体積収縮が起こる。その結果、形成された導体とセラミック基板スルーホール壁面との接着がない、もしくは密着力が弱いことからセパレーションが発生する。セパレーションが発生することによりめっきなどの製造工程中においてセパレーション部に水分などがトラップされ、スルーホール上に形成された導体パターンがセパレーション部を覆ってしまう。水分などがトラップされたセパレーション部は、そこを起点としその後の熱工程において水分の蒸発などが起こり、その結果、導体パターンの膨れが発生する。

本発明の実施の形態によれば、配線基板は、セラミックスからなる基体と、第１の導体層および第２の導体層を有している。基体は、第１の面および第２の面を有しているとともに、スルーホールを有している。第１の導体層は、活性金属からなり、スルーホールの第１の面側の端部に形成されている。第２の導体層は、活性金属からなり、スルーホールの第２の面側の端部に形成されている。配線基板は、１１族の金属材料からなり、スルーホール内における第１の導体層および第２の導体層の間に形成された第３の導体層をさらに有している。配線基板は、スルーホール上に形成された導体パターンをさらに有している。

本発明の実施の形態によれば、配線基板の製造方法は、スルーホールを有しておりセラミックスからなる基体を準備する工程と、スルーホール内に１１族の金属材料からなる第１の導体ペーストを設ける工程と、第１の導体ペーストに第１の加熱処理を施す工程と、第１の加熱処理を施した後に、スルーホールの端部に活性金属からなる第２の導体ペーストを充填する工程と、第２の導体ペーストに第２の加熱処理を施す工程と、スルーホール上に導体パターンを形成する工程とを有している。

本発明の他の実施の形態によれば、配線基板の製造方法は、第１の面および第２の面を有しているとともに、スルーホールを有しており、セラミックスからなる基体を準備する工程と、スルーホールの前記第１の面側の端部に活性金属からなる第１の導体ペーストを設ける工程と、第１のペーストに第１の加熱処理を施す工程と、第１の加熱処理後に、スルーホール内に１１族の金属材料からなる第２の導体ペーストを設ける工程と、第２の導体ペーストに第２の加熱処理を施す工程と、第２の加熱処理後に、スルーホールの第２の面側の端部に活性金属からなる第３の導体ペーストを設ける工程と、第３のペーストに第３の加熱処理を施す工程と、スルーホール上に導体パターンを形成する工程とを有している。

本発明の配線基板は、活性金属からなりスルーホールの第１の面側の端部に形成された第１の導体層と、活性金属からなりスルーホールの第２の面側の端部に形成された第２の導体層とを有していることにより、ビア導体のセパレーションの発生が低減されている。

本発明の配線基板の製造方法は、スルーホールの両端部に活性金属からなる導体層を形成する工程を有していることにより、ビア導体のセパレーションの発生を低減させることができる。

図１に示されたように、本実施の形態のスペース・トランスフォーマ１００は、ベース層１、配線層２および樹脂層３を有している。スペース・トランスフォーマ１００は、第１の面１００ｕ（図１において上面）および第２の面１００ｂ（図１において下面）を有している。第１の電極セット２ｅ１が配線層２の表面上に形成されている。複数の接触端子ｃｔがベース層１の表面上に形成されている。第１の電極セット２ｅ１および複数の接触端子ｃｔは電気的に接続されている。第１の電極セット２ｅ１の間隔Ｓｅ１は、複数の接触端子ｃｔの間隔Ｓｃｔより小さい。複数の接触構造ｃｓが、第１の電極セット２ｅ１上に設けられている。ベース層１は、セラミック基板である。ベース層１は、第２の電極セット１ｅ２を有している。第２の電極セット１ｅ２は、複数の接触端子ｃｔに電気的に接続されている。配線層２は、樹脂材料および導体パターンを有している。配線層２は、第３の電極セット２ｅ３を有している。第３の電極セット２ｅ３は、第１の電極セット２ｅ１に電気的に接続されている。樹脂層３は、配線層２をベース層１に接合している。樹脂層３は、複数のビア導体３ｖを有している。複数のビア導体３ｖは、第２の電極セット１ｅ２および第３の電極セット２ｅ３に電気的に接続されている。

図２に示されたように、配線基板１（ベース層）は、基体１１およびビア導体１２を有している。基体１１は、スルーホール１１ｈを有している。配線基板は、スルーホール１１ｈ上に形成された導体パターン１３をさらに有している。

基体１１は、第１の面１１ａおよび第２の面１１ｂを有しており、セラミックス（アルミナ）からなる。ビア導体１２は、第１の導体層１２ａ、第２の導体層１２ｂおよび第３の導体層１２ｃを有している。導体層１２ａおよび導体層１２ｂは、活性金属からなる。活性金属は、Ｔｉ，ＺｒおよびＭｏからなる群の中から選択される。導体層１２ａおよび導体層１２ｂは、Ｍｏ−Ｍｎ，Ｔｉ−Ｎｉ，Ｔｉ−Ｃｕ，Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ，Ｚｒ−ＮｉおよびＺｒ−Ｆｅからなる群の中から選択される。導体層１２ａは、スルーホール１１ｈの第１の面１１ａ側の端部に形成されている。導体層１２ｂは、スルーホール１１ｈの第２の面１１ｂ側の端部に形成されている。本実施の形態の配線基板は、導体層１２ａおよび導体層１２ｂを有していることにより、ビア導体のセパレーションが低減されている。

導体層１２ｃは、スルーホール１１ｈ内における導体層１２ａおよび導体層１２ｂの間に形成されている。導体層１２ｃは、１１族の金属材料からなる。１１族の金属材料は、ＡｇまたはＣｕである。図３に示されたように、配線基板は、導体層１２ｂ（導体層１２ａ）およびスルーホール１１ｈの内側壁面の間に形成された活性金属の酸化物層１４をさらに有している。

図４Ａ−図４Ｄに示されたように、本実施の形態の配線基板の製造方法は、次の工程Ａ−工程Ｄを有している。

工程Ａ 導体層１２ｃ（１１族金属）を形成（図４Ａ）
工程Ｂ 導体層１２ａ（活性金属）を形成（図４Ｂ）
工程Ｃ 導体層１２ｂ（活性金属）を形成（図４Ｃ）
工程Ｄ 導体パターン１３を形成（図４Ｄ）
基体１１は、焼成されたセラミックからなる。工程Ａにおいて、１１族金属からなる導体ペーストがスルーホール１１ｈ内に設けられる。工程Ａにおいて、導体ペーストに加熱処理が施されることにより、導体層１２ｃがスルーホール１１ｈ内に形成される。

工程Ｂにおいて活性金属からなる導体ペーストが、スルーホール１１ｈの端部に設けられる。工程Ｂにおいて、導体ペーストに加熱処理が施されることにより、導体層１２ａがスルーホール１１ｈの端部に形成される。

工程Ｃにおいて活性金属からなる導体ペーストが、スルーホール１１ｈの端部に設けられる。工程Ｃにおいて、導体ペーストに加熱処理が施されることにより、導体層１２ｃがスルーホール１１ｈの端部に形成される。

工程Ｄにおいて、スルーホール１１ｈ上に導体パターン１３が形成される。

図５Ａ−図５Ｄに示されたように、本実施の形態の配線基板の他の製造方法は、次の工程Ａ−工程Ｄを有している。

工程Ａ 導体層１２ａ（活性金属）を形成（図５Ａ）
工程Ｂ 導体層１２ｃ（１１族金属）を形成（図５Ｂ）
工程Ｃ 導体層１２ｂ（活性金属）を形成（図５Ｃ）
工程Ｄ 導体パターン１３を形成（図５Ｄ）
基体１１は、焼成されたセラミックからなる。工程Ａにおいて活性金属からなる導体ペーストが、スルーホール１１ｈの端部に設けられる。工程Ｂにおいて、導体ペーストに加熱処理が施されることにより、導体層１２ａがスルーホール１１ｈの端部に形成される。

工程Ｂにおいて、１１族金属からなる導体ペーストがスルーホール１１ｈ内に設けられる。工程Ｂにおいて、導体ペーストに加熱処理が施されることにより、導体層１２ｃがスルーホール１１ｈ内に形成される。

工程Ｃにおいて活性金属からなる導体ペーストが、スルーホール１１ｈの端部に設けられる。工程Ｃにおいて、導体ペーストに加熱処理が施されることにより、導体層１２ｃがスルーホール１１ｈの端部に形成される。

工程Ｄにおいて、スルーホール１１ｈ上に導体パターン１３が形成される。

本発明の実施の形態のスペース・トランスフォーマを示す断面図である。 本発明の実施の形態の配線基板を示す断面図である。 図２に示された配線基板の拡大図である。 図２に示された配線基板の製造方法を示す図である。 図２に示された配線基板の製造方法を示す図である。 図２に示された配線基板の製造方法を示す図である。 図２に示された配線基板の製造方法を示す図である。 配線基板の他の製造方法を示す図である。 配線基板の他の製造方法を示す図である。 配線基板の他の製造方法を示す図である。 配線基板の他の製造方法を示す図である。

符号の説明

１１ 基体
１２ ビア導体
１３ 導体パターン
１４ 酸化物層

Claims (11)

1. 第１の面および第２の面を有しているとともに、スルーホールを有しており、セラミックスからなる基体と、
   活性金属からなり、前記スルーホールの前記第１の面側の端部に形成された第１の導体層と、
   前記活性金属からなり、前記スルーホールの前記第２の面側の端部に形成された第２の導体層と、
   １１族の金属材料からなり、前記スルーホール内における前記第１の導体層および前記第２の導体層の間に形成された第３の導体層と、
   前記スルーホール上に形成された導体パターンと、
   を備えた配線基板。
2. 前記活性金属が、Ｔｉ，ＺｒおよびＭｏからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
3. 前記第１の導体層および前記第２の導体層が、Ｍｏ−Ｍｎ，Ｔｉ−Ｎｉ，Ｔｉ−Ｃｕ，Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ，Ｚｒ−ＮｉおよびＺｒ−Ｆｅからなる群の中から選択される金属材料からなることを特徴とする請求項２記載の配線基板。
4. 前記第３の導体層がＡｇからなることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
5. 前記第３の導体層がＣｕからなることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
6. スルーホールを有しておりセラミックスからなる基体を準備する工程と、
   前記スルーホール内に１１族の金属材料からなる第１の導体ペーストを設ける工程と、
   前記第１の導体ペーストに第１の加熱処理を施す工程と、
   前記第１の加熱処理を施した後に、前記スルーホールの端部に活性金属からなる第２の導体ペーストを充填する工程と、
   前記第２の導体ペーストに第２の加熱処理を施す工程と、
   前記スルーホール上に導体パターンを形成する工程と、
   を有する配線基板の製造方法。
7. 前記活性金属が、Ｔｉ，ＺｒおよびＭｏからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項６記載の配線基板の製造方法。
8. 前記第２の導体ペーストが、Ｍｏ−Ｍｎ，Ｔｉ−Ｎｉ，Ｔｉ−Ｃｕ，Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ，Ｚｒ−ＮｉおよびＺｒ−Ｆｅからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項７記載の配線基板の製造方法。
9. 第１の面および第２の面を有しているとともに、スルーホールを有しており、セラミックスからなる基体を準備する工程と、
   前記スルーホールの前記第１の面側の端部に活性金属からなる第１の導体ペーストを設ける工程と、
   前記第１のペーストに第１の加熱処理を施す工程と、
   前記第１の加熱処理後に、前記スルーホール内に１１族の金属材料からなる第２の導体ペーストを設ける工程と、
   前記第２の導体ペーストに第２の加熱処理を施す工程と、
   前記第２の加熱処理後に、前記スルーホールの前記第２の面側の端部に前記活性金属からなる第３の導体ペーストを設ける工程と、
   前記第３のペーストに第３の加熱処理を施す工程と、
   前記スルーホール上に導体パターンを形成する工程と、
   を有する配線基板の製造方法。
10. 前記活性金属が、Ｔｉ，ＺｒおよびＭｏからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項９記載の配線基板の製造方法。
11. 前記第２の導体ペーストが、Ｍｏ−Ｍｎ，Ｔｉ−Ｎｉ，Ｔｉ−Ｃｕ，Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ，Ｚｒ−ＮｉおよびＺｒ−Ｆｅからなる群の中から選択されることを特徴とする請求項１０記載の配線基板の製造方法。

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