JP2012028623A - 立体基板の製造方法および立体基板 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面及び裏面の電気的導通を確実にすることの可能な回路基板を提供する。
【解決手段】本発明の回路基板の製造方法は、表面１０Ａに凹部１１を有する絶縁性基体１０を用意する工程と、絶縁性基体１０表面の凹部に貫通穴Ｈを形成する工程と、貫通穴Ｈ内に、導電性ペースト３０を充填する工程と、導電性ペースト３０の充填された絶縁性基体１０表面に、導電性ペースト３０をめっき用下地としてめっきを行うめっき工程とを含み、絶縁性基体１０の表面１０Ａ及び裏面１０Ｂを導通させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、立体基板の製造方法および立体基板に係り、特に貫通穴への導電性部材の形成に関する。

樹脂あるいはセラミックスなどの成型体からなる絶縁性基体に銅箔パターンなどの回路部を形成したＭＩＤ（Molded Interconnect Devices）は、機構部品としての機械的機能と、回路基板としての電気的機能とを持ち合わせていることから、さまざまな工法で開発が進められている。

絶縁性基体の表面に回路部を形成して回路基板を製造するにあたり、回路部と、回路部の絶縁部となる非回路部との境界領域にレーザ等を照射することによってこの箇所にめっきがおこなわれないように処理し、そしてこの後に回路形成用のめっきを施すようにした技術が提案されている。

しかしながら、これらの技術においては、非回路部となる領域全面にめっきがなされないように、レーザや紫外線などを非回路部の領域全面に照射するようにしている。
このため非回路部となる領域全面にレーザなどを照射しようとすると照射処理時間が長くなり、回路基板の生産性が低下するという問題があった。

そこで、本出願人は、めっき用の下地層を絶縁性基体の全面に形成した後、回路部と非回路部の境界領域に、レーザなどの電磁波を照射することによって、非照射部を残して下地層を選択的に除去する。そして、電気めっきにより、非照射部の下地層の内、回路部となる部分に給電し、電界をかけることで、選択的にめっきを施したのちに、非回路部の下地層をエッチング除去するという方法を提案している（特許文献１）。

そして、この立体基板において放熱性を高めるための構造も提案している（特許文献２）。特許文献２では、立体基板に回路部を形成した後、高熱伝導率の充填材で貫通穴を充填するようにし、放熱性の高い実装基板を用いた発光装置を構成している。

あるいは、電気めっきを厚膜化することにより、導電性薄膜で有底穴を充填し、実装基板の放熱性を高めるようにした構造も提案している（特許文献３）。

また、配線とビアホール導体との接続信頼性を向上するために、ビアホール導体の断面形状が絶縁基板の厚み方向に対して斜めになるように形成した配線基板が提案されている（特許文献４）。この配線基板では、絶縁基板に形成されたビアホール内に導電性ペーストを充填し、この絶縁基板の両面に銅箔を貼着して加熱、加圧によりビアホール導体を形成している。

特許第３１５３６８２号公報 特許第４１２３１０５号公報 特許第４３６０２８５号公報 特開２０００−２１６５１４号公報

特許文献２の発光装置では、立体基板に回路部を形成した後、高熱伝導率の充填材で貫通穴を充填するようにし、放熱性を高めているが、立体基板を構成する基体と充填剤との間の熱膨張率の差から、貫通穴の密封性を十分に取ることができない場合がある。

また、特許文献３の実装基板では、有底穴であるため、密封性を得ることはできるが、実装基板の表面と裏面との電気的接続を行うことはできず、また放熱性も、十分でない場合がある。

さらにまた、特許文献４の配線基板でもやはり、ビアホール内に導電性ペーストを完全に充填すると、温度上昇時に配線基板にクラックが生じる場合があり、空洞が残っていると、放熱が十分でないだけでなく、電気的接続を十分に得ることができないという問題がある。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、基板の表面及び裏面の電気的導通を確実にすることの可能な回路基板を提供することを目的とする。

そこで本発明の回路基板の製造方法は、表面の凹部内に貫通穴が形成された絶縁性基体を用意する工程と、貫通穴内に導電性ペーストを充填する工程と、導電性ペーストを充填した前記貫通穴表面にめっきを行うめっき工程とを含み、絶縁性基体の表面及び裏面を導通させるようにしたことを特徴とする。
なお、ここでめっき工程は、少なくとも貫通穴表面を含む絶縁性基体表面にめっき層を形成する。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、めっき工程は、導電性ペーストをめっき用下地としてめっきを行う工程であることを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、めっき工程に先立ち、絶縁性基体表面に下地層を形成する工程を含み、めっき工程は、下地層または導電性ペーストをめっき用下地としてめっきを行う工程であることを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、導電性ぺーストを充填する工程後、スパッタリング法により下地層を形成するスパッタリング工程と、下地層のうち、回路部と、回路部の絶縁部となる非回路部の境界領域を選択的に除去して、輪郭を形成する輪郭形成工程とを含み、めっき工程は、下地層および導電性ペーストをめっき用下地として、めっきを行う工程であることを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、導電性ペーストを充填する工程は、貫通穴の表面から所定の深さまで第１の導電性ペーストを充填する第１の充填工程と、絶縁性基体を表裏反転し、第１の導電性ペースト上に、第１の導電性ペーストよりも低粘度の第２の導電性ペーストで、貫通穴の残りを充填する第２の充填工程とを含むことを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、絶縁性基体を用意する工程は、テーパ状側面をもつ貫通穴を形成する工程を含むことを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、絶縁性基体を用意する工程は、貫通穴の開口部にザグリを設ける工程を含むことを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、充填する工程に先立ち、貫通穴周辺に撥水性処理を行う工程を含むことを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、充填する工程に先立ち、貫通穴内にスパッタリングにより導電性膜を形成する工程を含むことを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、スパッタリング工程は、銅薄膜を成膜する工程であることを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板の製造方法において、めっき工程は、銅薄膜上に、銅層を形成する銅めっき工程と、ニッケル層を形成するニッケルめっき工程と、ニッケル層上に金層を形成する金めっき工程とを含むことを特徴とする。
なおここで、銅薄膜上に直接ニッケル層を形成してもよい。

また本発明は、上記回路基板の製造方法で得られる回路基板であって、表面に凹部を有する絶縁性基体と、絶縁性基体表面の凹部に形成された貫通穴と、貫通穴内に、充填された導電性ペーストと、導電性ペースト上にこれをめっき用下地として形成されためっき層とを備え、絶縁性基体の表面及び裏面が導通せしめられたことを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板において、貫通穴は、テーパ状側面をもつことを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板において、貫通穴は、開口部にザグリを有することを特徴とする。

また本発明は、上記回路基板において、導電性ペースト上に形成された導電性膜に形成されたことを特徴とする。

なおここで導電性ペーストとは樹脂中に銀粒子やカーボンブラックをフィラーとして分散したものや、水にコロイド状のグラファイトを分散したものである。前者は接着力が強く、後者は弱いので目的に合わせて使い分けるのが望ましい。

なお、回路部の形成については、種々の方法を適用することが可能である。たとえば、絶縁性基体上にスパッタリング法などにより導電性薄膜を形成し、パターニングして導電性パターンを形成した後、この導電性パターン上にめっき層を形成する１ショット法（ＭＩＰＴＥＣ（microscopic integrated processing technology）:登録商標）、導電性粒子を含む樹脂基板にレーザ照射を行い導電性粒子を露出せしめて、この導電性粒子のパターン上にめっきを行い回路部を形成するＬＤＳ(Laser-Direct-Structuring）)法など、適宜使用可能である。

本発明の回路基板の製造方法によれば、貫通穴内に導電性ペーストを充填するとともに、貫通穴を完全に充填し、この導電性ペーストからめっき層を成長させているため、電気的接続を確実にするとともに、貫通穴の密封性を高めることができる。

本発明の実施の形態１の回路基板を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態１の回路基板に用いられる絶縁性基体を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は下面図 同回路基板の説明図 （ａ）乃至（ｅ）は同回路基板の製造工程を示す図 同回路基板を用いて形成したＬＥＤ発光装置を示す図 （ａ）乃至（ｅ）は本発明の実施の形態２の回路基板の製造工程を示す図 （ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施の形態３の回路基板の製造工程を示す図 （ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施の形態３の回路基板の製造工程を示す図 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態４の回路基板の製造方法の要部を示す工程図 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態５の回路基板の製造方法の要部を示す工程図 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態６の回路基板の製造方法の要部を示す工程図 （ａ）乃至（ｅ）は、本実施の形態７の回路基板の製造方法の要部を示す工程図 （ａ）乃至（ｅ）は、本実施の形態８の回路基板の製造方法の要部を示す工程図

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の回路基板を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は、本発明の実施の形態１の回路基板に用いられる絶縁性基体を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は下面図である。また、図３は、同回路基板の説明図、図４（ａ）乃至（ｅ）は同回路基板の製造工程を示す図である。

この回路基板は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、表面に凹部１１を有する絶縁性基体１０としての窒化アルミセラミック基板（ＡｌＮ）と、この絶縁性基体１０表面の凹部１１に形成された貫通穴Ｈと、この貫通穴Ｈ内に充填された導電性ペースト３０と、導電性ペースト３０上に形成された導電性膜としての銅薄膜２１をめっき用下地としてめっきにより形成されたニッケル層２２と金層２３とからなる回路部２０を備え、絶縁性基体１０の表面１０Ａ及び裏面１０Ｂが導通せしめられたことを特徴とする。なおこの回路部２０は貫通穴のない領域においても銅薄膜２１をめっき用下地として形成されたニッケル層２２と金層２３とからなり、回路を構成する。

すなわち、この回路基板の表面１０Ａには、図３に説明図を示すように、貫通穴Ｈ内の導電性ペースト上のみならず、絶縁性基体１０を構成するセラミック基板上には、スパッタリングによって形成された下地層としての銅薄膜２１が形成されており、この銅薄膜２１上にこれをめっき用下地としてめっきにより形成されたニッケルめっき層２２と金層２３とからなる回路部２０が形成されている。この回路部２０のうち、凹部の中央近傍にはＬＥＤ素子を搭載するための素子搭載用のパッド２０Ｐ１が形成され、表面１０Ａの周縁部にＬＥＤ素子の上部電極であるアノード電極にボンディングワイヤ２５を介して接続されるボンディングパッド２０Ｐ２が形成されている。また周縁部には、素子搭載用のパッド２０Ｐ１に接続された配線パターンが形成されている。

一方、この回路基板の裏面１０Ｂの貫通穴Ｈの周りにも同様に、絶縁性基体１０を構成する窒化アルミセラミック基板上にスパッタリングによって形成された下地層としての銅薄膜２１が形成されている。そして、この銅薄膜２１上にこれをめっき用下地としてめっきにより形成されたニッケル層２２と金層２３とからなる回路部２０が形成され、貫通穴Ｈに充填された導電性ペースト３０上にも銅薄膜２１が形成され、これをめっき用下地としてめっきによりニッケル層２２と金層２３が形成されている。また、貫通穴Ｈに充填された導電性ペースト３０上にはスパッタリングによって銅薄膜２１が形成されないようにマスクをしておき、貫通穴Ｈ上では、銅薄膜２１ではなく導電性ペースト３０を下地層としてニッケル層および金層が形成されるようにしてもよい。

さらにまた、この絶縁性基体１０は図２（ａ）乃至（ｄ）に示すように、表面１０Ａ側に凹凸部を有し、凹部１１の一部に、表面１０Ａから裏面１０Ｂを貫通する貫通穴Ｈが形成されている。また中央部の凹部１１の周りはテーパ面を持つ凸部１２で囲まれている。すなわち、ＬＥＤ素子を囲むテーパ面をもつ凸部１２が形成され、このテーパ面に、表面が金層２３で構成された回路部が設けられ、この回路部が反射面を構成する。この反射面により、ＬＥＤ素子から発せられた光が効率よく前方に射出されるようになっている。図３に平面説明図を示す。図中回路部２０が形成された領域をハッチング領域で示す。

次に、この回路基板の製造工程について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、凹部１１およびこの凹部１１を囲む凸部１２を有するとともに貫通穴Ｈを有するＡｌＮセラミックからなる絶縁性基体１０を、加圧成形により成形する。

こののち、図４（ｂ）に示すように、この貫通穴Ｈ内に導電性ペースト３０を充填する。ここではタツタ電線株式会社製のＡ３０３０と指称される銅ペーストを用いた。この銅ペーストは、ＢＨ型テスタで測定した結果粘度１４４０[ｄＰａ・ｓ]（２５℃）、密度４．５［ｇ/ｃｍ^３］、体積抵抗率２．９×１０^−４［Ω・ｃｍ］であった。この銅ペーストは、規格としては、粘度は１５００±３００［ｄＰａ・ｓ］（２５℃）、密度４．４±０．２［ｇ/ｃｍ^３］体積抵抗率５×１０^−４［Ω・ｃｍ］以下となっている。
なお、粘度はＢＨ型粘度計によって測定した。また密度は比重カップ法によって測定した。
そして、図４（ｃ）に示すように、スパッタリング法により、膜厚１００ｎｍ程度の銅薄膜２１を形成し、回路部と、非回路部との間の輪郭線をレーザ描画により形成する。この銅薄膜２１は、絶縁性基体表面だけでなく、貫通穴Ｈ内の導電性ペースト上にも形成される。

そして、図４（ｄ）に示すように、電解めっきにより、順次膜厚３〜１０μｍの銅層を形成する。そして、銅めっき後に銅エッチングによりめっきされていない銅薄膜２１がエッチング除去され、めっきにより厚肉化された領域が残る。この領域が回路部（２０）を構成する。

こののち、図４（ｅ）に示すように、膜厚３〜１０μｍのニッケル層２２、膜厚０．１〜０．５μｍの金層２３を形成する。このとき、輪郭線によって分離された非回路部となる領域にはニッケル層２２、金層２３は形成されない。このようにして、回路部２０を形成する。このとき、貫通穴Ｈに充填された導電性ペースト３０の表面及び裏面にはこの銅薄膜２１を介してニッケル層２２、金層２３からなるめっき層が形成され、貫通穴の蓋部を構成している。また、絶縁性基体１０の表面及び裏面には回路部２０が形成されている。
このようにして、図１（ａ）及び（ｂ）に示した回路基板が完成する。

上記構成によれば、貫通穴内に導電性ペーストを充填して、貫通穴を完全に充填し、この導電性ペースト上の下地層である銅薄膜からめっき層を成長させているため、電気的接続を確実にするとともに、貫通穴の密封性を高めることができる。従って、放熱性および電気的接続性の両方が確実で、温度変化に対しても破損や電気的接続不良を生じることなく、信頼性の高い回路基板を構成することが可能となる。

この方法によれば、貫通穴内に、導電性ペーストを充填し、導電性ペースト上にさらに銅薄膜などの導電性膜を形成しこれをめっき用下地としてめっきを行うことで、絶縁性基体の表面及び裏面を導通させるようにしているため、大きな穴に対しても確実な充填が可能となる。

まためっき工程に先立ち、絶縁性基体表面に下地層を形成し、絶縁性基体上の下地層と同時に形成した導電性ペースト上の下地層をめっき用下地としてめっきを行うようにしているため、何ら工程を付加することなく、確実で信頼性の高い充填接続が可能となる。

さらにまた本発明は、導電性ぺーストを充填したのち、スパッタリング法により下地層を形成し、下地層のうち、回路部と、回路部の絶縁部となる非回路部の境界領域を選択的に除去して、輪郭を形成したのち、下地層をめっき用下地として、めっきを行うようにしているため、回路部の形成と、貫通穴の蓋部とが同時に形成され、極めて作業性よく貫通穴の表裏両面の回路接続を行うことが可能となる。なお、貫通穴内の導電性ペースト上に、マスクを形成してスパッタリングを行い、下地層が形成されないようにし、導電性ペースト上には下地層が形成されていない状態でめっきを行うようにしてもよい。
なお、貫通穴の表面及び裏面に、導電性ペーストから成長せしめられためっき層は、導電性ペーストとの間に電気化学的反応を経て形成されるため、密着性が良好で界面特性の優れた膜となっている。

この下地層は膜厚１００〜５００ｎｍ程度、望ましくは１００〜３００ｎｍ程度の銅薄膜で構成することにより、貫通穴内に充填された導電性ペーストとの密着性も良好である。そしてこの状態で導電性ペーストからめっき層が成長するため、密着性に優れためっき層の形成が可能となる。

またこのめっき用下地としてはスパッタリングで形成した銅薄膜に限定されることなく、クロム薄膜、チタン薄膜など、他の導電性薄膜を用いてもよい事は言うまでもない。また１層の薄膜だけでなく、多層薄膜を用いるようにしてもよい。

まためっき層としても、銅層、ニッケル層と金層との３層膜に限定されることなく適宜変形可能であり、膜厚については、３層の合計膜厚が１０μｍ〜１５μｍ程度が望ましい。

ここで導電性ペーストとしては、銅ペーストなどが適用可能である。

また前記実施の形態では、回路基板を構成する絶縁性基体として、放熱性の良好なＡｌＮセラミックスを用いたが、これに限定されるものではない。たとえば、グリーンシートを用いた積層基板および射出成形によって形成した樹脂製の立体基板など、種々の基板材料が適用可能である。
例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料ＬＴＣＣ（低温温同時焼成セラミック：Low Temperature Co-fired Ceramics）を用いてグリーンシートとして用いてもよい。すなわち、厚さが１０μｍ〜２００μｍのこのＬＴＣＣグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電性ペーストを印刷して所定のパターンを形成する。そしてこの、複数のグリーンシートを絶縁層として用いて、適宜一体的に積層し、焼結することにより内部導体層を備えた絶縁層（誘電体層）として製造することが出来る。これらの誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを複成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇを含む材料が適用可能である。ここで、誘電率は５〜１５程度の材料を用いる。

なお、セラミック誘電体材料の他に、樹脂積層基板や樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いてなる積層基板を用いることも可能である。また、このセラミック基板を、ＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック：High Temperature Co-fired Ceramics）技術を用いて形成するようにしてもよい。このＨＴＣＣセラミック基板上に、誘電体材料をＡｌ_２Ｏ_３を主体とするもので構成し、内部導体層として伝送線路等をタングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体として構成しても良い。

また、絶縁性基板としては、セラミックの他、樹脂基板にも適用可能であり、またガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの樹脂基板、プリプレグを用いた積層基板などにも適用可能である。

さらにまた、回路部についても、適宜変更可能である。

また、この絶縁性基体は表面に凹凸を有するものであるが、この形状に限定されることなく適宜変形可能である。表面に凹凸がある場合には、銅箔を貼着するのが困難であるが、本発明の方法を用いることでいかなる表面においても極めて密着性が良好で電気的接続性の高い配線層すなわち蓋部が形成されるため、特に有効である。しかしながら平坦部においても、本発明の方法は有効である。つまり、導電性ペーストの充填された貫通穴に銅箔を貼着した場合は平坦面上にしか形成できないだけでなく、接合界面が物理的接合だけであるのに対し、本発明のように導電性ペースト表面あるいは、導電性ペースト表面にスパッタリング法により銅薄膜を形成し、これら表面のいずれかをめっき用の下地として用いた場合には、導電性ペーストとの間で電気化学的接合を伴うため、より密着性が高くかつ電気的接続性の高い、安定な膜となっている。

また、前記実施の形態では、回路部の形成は、スパッタリング法により下地層を形成した後、下地層のうち、回路部と、回路部の絶縁部となる非回路部の境界領域を選択的に除去して、輪郭を形成し、めっき層の形成後に、めっき層をマスクとして下地層をエッチングすることで行ういわゆる１ショット法（ＭＩＰＴＥＣ：登録商標）によって行ったが、１ショット法に限定されることなく、ＬＤＳ法、あるいは２ショット法など、適宜変更可能であることはいうまでもない。２ショット法は、無電解メッキの触媒を含む材料で１次成型したのち、触媒を含まない材料で２次成型を行うことで形成した基体に対し、露出した１次成形体の表面にのみ選択的に無電解メッキを施し立体回路を形成する方法である。

次に、この回路基板上に、ＬＥＤ素子を実装して形成した発光装置について説明する。図５はこの発光装置を示す図である。

このようにして形成された回路基板の凹部１１の中央近傍に設けられた素子搭載用のパッド２０Ｐ１にＬＥＤ素子４０を搭載し、このＬＥＤ素子の上部電極であるアノード電極はボンディングワイヤ２５を介してボンディングパッド２０Ｐ２に接続される。このボンディングパッド２０Ｐ２は回路部２０によって貫通穴Ｈに接続され、この貫通穴Ｈに充填された導電性ペースト３０を介して裏面側の回路部２０に接続され、この裏面側の回路部２０がアノード側の取り出し電極を構成する。一方ＬＥＤ素子４０の下部電極であるカソード電極は、素子搭載用のパッド２０Ｐ１に接続された配線パターンからなる回路部２０に接続されている。

この構成によれば、ＬＥＤ素子からの発熱により、温度が上昇するが、貫通穴Ｈおよびその内部に充填された導電性ペースト３０及び回路部が密着性よく積層されており、温度変化による熱膨張あるいは収縮により剥離が生じたりすることなく、貫通穴を介して電気的接続が安定に確保されている。そしてその一方で、カソード側とアノード側の電気的接続だけでなく、熱的接続を分離することで、熱流路を形成している。また、絶縁性基体を構成する窒化アルミセラミックス基板も放熱性が優れているため、ＬＥＤ素子自体の温度上昇を防止することができる。さらにまた、テーパ面に形成された回路部２０の表面は金層であるため、反射膜として作用し、光取り出し効率の向上を図ることができる。

（実施の形態２）
以下本発明の実施の形態２について説明する。前記実施の形態１の回路基板の製造方法では、貫通穴内の導電性ペーストに銅薄膜を形成した後めっきを行ったが、本実施の形態の回路基板の製造方法では、導電性ペースト上に直接めっき層を形成する方法について説明する。図６（ａ）乃至（ｅ）はその製造工程を示す図である。
前記実施の形態１では、絶縁性基体表面にスパッタリング法などにより薄膜を形成し、回路部となる領域と非回路部となる領域との間の輪郭線をレーザ描画し、回路部となる領域と非回路部となる領域との間を電気的に分離した状態で、回路部に通電しつつ電解めっきを行ういわゆる１ショット法（ＭＩＰＴＥＣ：登録商標）に基づく技術により、回路部の形成を行ったが、ＬＤＳ法など他の方法を用いてもよい。例えば、ＬＤＳ法の場合は、導電性粒子を含む樹脂成型品にレーザビームを照射し、導電性粒子を露出させることで所望の導電性パターンを形成し、この導電性パターン上にめっき層を形成する。

まず、図６（ａ）に示すように、貫通穴Ｈを有する樹脂からなる絶縁性基体５０を、射出成形により成形する。
こののち、図６（ｂ）に示すように、レーザ照射により、この絶縁性基体５０内の導電性粒子を露出させ、導電性パターン５１を形成する。

次いで、図６（ｃ）に示すように、この貫通穴Ｈ内に導電性ペースト３０を充填する。ここではタツタ電線株式会社製のＡ３０３０と指称される銅ペーストを用いた。この銅ペーストは、ＢＨ型テスタで測定した結果粘度１４４０[ｄＰａ・ｓ]（２５℃）であった。

そして、図６（ｄ）に示すように、電解めっきにより、順次膜厚３〜１０μｍの銅層を形成する。そして、図６（ｅ）に示すように、膜厚３〜１０μｍのニッケル層２２、膜厚０．１〜０．５μｍの金層２３を形成する。このとき、回路部の導電性パターン５１と、貫通穴内の導電性ペーストとをめっき用下地としてめっき層が形成され、回路部２０が形成される。このとき、貫通穴Ｈに充填された導電性ペースト３０の表面及び裏面にはこのニッケル層２２、金層２３からなるめっき層が形成され、貫通穴の蓋部を構成している。また、絶縁性基体１０の表面及び裏面には回路部２０が形成されている。
このようにして、回路基板が完成する。

この場合は、貫通穴Ｈ内の導電性ペースト３０表面及び裏面から直接めっき層が形成されており、密着性が良好となっている。なお、貫通穴の表面及び裏面に、導電性ペーストから成長せしめられためっき層は、導電性ペーストとの間に電気化学的反応を経て形成されるため、密着性が良好で界面特性の優れた膜となっている。
なお、めっき用の下地層以外は前記実施の形態１の回路基板と同様に形成されているのでここでは説明を省略する。

なお、前記実施の形態２では、ＬＤＳ法により配線部を形成したが、１ショット法（ＭＩＰＴＥＣ：登録商標）による技術を用いたものでも良い事は言うまでもない。この場合は、貫通穴に導電性ペーストを充填するに先立ち、スパッタリング法などにより導電性薄膜を形成しておき、貫通穴のない領域では、この導電性薄膜をめっき用下地とし、貫通穴の表面ではこの導電性ペーストをめっき用下地として、めっき層を形成するようにすればよい。

（実施の形態３）
以下本発明の実施の形態３について説明する。
前記実施の形態では、貫通穴への導電性ペーストの充填は、１工程で行ったが、本実施の形態では、図７（ａ）乃至（ｃ）に示すように、２工程で行うことで、確実に作業性よく充填するようにしたものである。

すなわち図７（ａ）に示すように、まず、絶縁性基体１０を構成する窒化アルミセラミック基板の貫通穴Ｈに対し表面１０Ａ側から、貫通穴の表面から５分の１程度の深さまで高粘度の導電性ペースト（銅ペースト）３０Ａを充填した。ここでも実施の形態１と同様、タツタ電線株式会社製のＡ３０３０と指称される銅ペーストを用いた。この銅ペーストは、ＢＨ型テスタで測定した結果、粘度１４４０[ｄＰａ・ｓ]（２５℃）であった。

こののち、図７（ｂ）に示すように、絶縁性基体１０を反転し裏面１０Ｂが上にくるようにする。そしてこの銅ペーストをアルコールで希釈し、粘度を７４０[ｄＰａ・ｓ]（２５℃）程度として、低粘度の導電性ペーストを形成し、図７（ｃ）に示すように、これを貫通穴Ｈの残りに充填する。
このようにして、あらかじめ高粘度の導電性ペースト３０Ａを用いて貫通穴に底部を形成しておき、貫通穴の残りの穴を低粘度の導電性ペースト３０Ｂを充填することで、より確実に埋めることができる。

あとはこの導電性ペーストを１６０℃、６０分程度の加熱工程で硬化させ、貫通穴Ｈ内を導体化した後、図８（ａ）乃至（ｃ）に示すように、めっき層を形成する。この工程は前記実施の形態１において図４（ｃ）乃至（ｅ）に示したのと同様の工程であり、ここでは説明を省略する。
この方法によれば、前記実施の形態１と同様、貫通穴Ｈが確実に充填され、密着性が高く信頼性の高い配線層が形成される。

（実施の形態４）
以下本発明の実施の形態４について説明する。
図９（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態４の回路基板の製造方法の要部を示す工程図である。本実施の形態では、貫通穴Ｈ１の形状を、テーパ状側面をもつ形状としたことを特徴とする。

貫通穴Ｈ１の形成は、射出成形、プレス成形、グリーンシートを用いて半硬化状態で穴を形成するなど、いずれの方法を用いてもよい。本実施の形態では前記実施の形態１と同様、ＡｌＮセラミックを用いたものとする。

図９（ａ）に示すように、テーパ状側面をもつ貫通穴Ｈ１を備えた、ＡｌＮセラミックからなる絶縁性基体１０を形成する。
次いで、図９（ｂ）に示すように、前記実施の形態１と同様、導電性ペースト３０を充填する。
こののち、前記実施の形態１と同様、この導電性ペースト３０上にめっき層を形成する。
効果についても前記実施の形態１と同様であるが、テーパ状側面をもつ貫通穴Ｈ１を用いているため、導電性ペーストの充填が容易である。

この構成によれば導電性ペーストの充填が容易である上、貫通穴の途中で止まり、ペースト材が回路基板裏面にはみでるのを防ぐことができる。
この場合も、前記実施の形態１のように、下地層を形成した後に、導電性ペーストを充填するようにしてもよいし、前記実施の形態２のように、導電性ペースト３０上に直接形成してもよい。また、実施の形態３のように、導電性ペーストを２回に分けて充填するようにしてもよいことはいうまでもない。

（実施の形態５）
以下本発明の実施の形態５について説明する。
図１０（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態５の回路基板の製造方法の要部を示す工程図である。本実施の形態では、貫通穴Ｈ２の形状を、開口部にザグリＨｓを設けるようにしたことを特徴とする。
この場合も貫通穴Ｈ２の形成は、射出成形、プレス成形、グリーンシートを用いて半硬化状態で穴を形成するなど、いずれの方法を用いてもよい。本実施の形態では前記実施の形態１と同様、ＡｌＮセラミックを用いたものとする。

図１０（ａ）に示すように、開口部にザグリＨｓをもつ貫通穴Ｈ２を備えた、ＡｌＮセラミックからなる絶縁性基体１０を形成する。
次いで、図１０（ｂ）に示すように、前記実施の形態１と同様、導電性ペースト３０を充填する。

こののち、前記実施の形態１と同様、この導電性ペースト３０上にめっき層を形成する。
効果についても前記実施の形態１と同様であるが、本実施の形態によればザグリＨｓを有する貫通穴Ｈ２を用いているため、開口部がさらに大きいため、導電性ペーストの充填が容易である上、貫通穴の途中で止まり、ペースト材が回路基板裏面にはみでるのをより確実に防ぐことができる。

この場合も、前記実施の形態１のように、下地層を形成した後に、導電性ペーストを充填するようにしてもよいし、前記実施の形態２のように、導電性ペースト３０上に直接形成してもよい。また、実施の形態３のように、導電性ペーストを２回に分けて充填するようにしてもよいことはいうまでもない。

（実施の形態６）
以下本発明の実施の形態６について説明する。
図１１（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態６の回路基板の製造方法の要部を示す工程図である。本実施の形態では、たとえば前記実施の形態１の回路基板の製造方法において、導電性ペーストを貫通穴Ｈ内に充填する工程に先立ち、貫通穴Ｈ周辺に撥水領域Ｒを形成したことを特徴とする。本実施の形態では、フッ酸処理により、撥水性処理を行うようにしている。

この場合、貫通穴Ｈの周辺にのみ選択的に撥水処理を行うのが望ましい。従って、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、選択的に撥水処理を行うようにしてもよい。この場合、貫通穴の形成に先立ち撥水処理を行って撥水領域Ｒを形成し、この撥水領域Ｒを含むように貫通穴を形成することで、貫通穴の周辺に選択的に撥水領域を形成することができる。
また貫通穴を形成した後、貫通穴にもレジストを形成し、撥水処理を行うようにしてもよい。

この構成によれば、導電性ペーストのはみだしを防ぐことができ、貫通穴近傍においても平坦な導電性面を得ることができ、めっき層との密着性をさらに高めることができる。
この構成を採用することで、導電性ペーストのはみだしを低減することができるが、このように撥水処理に加えて、貫通穴の形状を実施の形態４乃至５のようにテーパ状側面となるように構成したり、ザグリを持つ形状としてもよい。

この場合も、前記実施の形態１のように、下地層を形成した後に、導電性ペーストを充填するようにしてもよいし、前記実施の形態２のように、導電性ペースト３０上に直接形成してもよい。また、実施の形態３のように、導電性ペーストを２回に分けて充填するようにしてもよいことはいうまでもない。

（実施の形態７）
以下本発明の実施の形態７について説明する。
図１２（ａ）乃至（ｅ）は、本実施の形態７の回路基板の製造方法の要部を示す工程図である。本実施の形態では、たとえば前記実施の形態１の回路基板の製造方法において、導電性ペーストを貫通穴内に充填する工程に先立ち、貫通穴Ｈ内にスパッタリングにより導電性膜として銅薄膜２１を形成する工程を含むようにしたことを特徴とするものである。

まず、図１２（ａ）に示すように、貫通穴Ｈを有するＡｌＮセラミックからなる絶縁性基体１０を、加圧成形により成形する。
そして、図１２（ｂ）に示すように、スパッタリング法により、貫通穴Ｈ内を含む絶縁性基体１０の表面全体に膜厚１００ｎｍ程度の銅薄膜２１を形成する。

そして、図１２（ｃ）に示すように、この内壁に銅薄膜２１の形成された貫通穴Ｈ内に導電性ペースト３０を充填する。ここではタツタ電線株式会社製のＡ３０３０と指称される銅ペーストを用いた。この銅ペーストは、ＢＨ型テスタで測定した結果粘度１４４０[ｄＰａ・ｓ]（２５℃）であった。

そして、図１２（ｄ）に示すように、この銅薄膜２１に対し、回路部と、非回路部との間の輪郭線をレーザ描画により形成する。
そして、図１２（ｅ）に示すように、電解めっきにより、順次膜厚３〜１０μｍの銅層、膜厚３〜１０μｍのニッケル層２２、膜厚０．１〜０．５μｍの金層２３を形成する。このとき、輪郭線によって分離された非回路部となる領域にはニッケル層２２、金層２３は形成されない。

こののち、金層２３をマスクとして銅薄膜２１をエッチング除去し、回路部２０を形成する。このとき、貫通穴Ｈに充填された導電性ペースト３０の表面及び裏面にはこのニッケル層２２、金層２３からなるめっき層が形成され、貫通穴の蓋部を構成している。また、絶縁性基体１０の表面及び裏面には回路部２０が形成されている。
このようにして、回路基板が完成する。

この場合は、貫通穴Ｈ内の導電性ペースト３０表面及び裏面から直接めっき層が形成されており、密着性が良好となっている。
めっき用の下地層以外は前記実施の形態１の回路基板と同様に形成されているのでここでは説明を省略する。

なお、本実施の形態においても、回路部の形成に際し、実施の形態１及び２と同様の方法をとるようにしてもよい。

（実施の形態８）
以下本発明の実施の形態８について説明する。
図１３（ａ）乃至（ｅ）は、本実施の形態８の回路基板の製造方法の要部を示す工程図である。前記実施の形態７の回路基板の製造方法において、貫通穴内に導電性ペーストを充填する工程に先立ち、貫通穴Ｈ内にスパッタリングにより導電性膜として銅薄膜２１を形成したが、本実施の形態では、貫通穴Ｈ内に導電性ペーストを充填した後、銅薄膜２１を形成したことを特徴とするものである。

まず、図１３（ａ）に示すように、貫通穴Ｈを有するＡｌＮセラミックからなる絶縁性基体１０を、加圧成形により成形する。
そして、図１３（ｂ）に示すように、この貫通穴Ｈ内に導電性ペースト３０を充填する。ここではタツタ電線株式会社製のＡ３０３０と指称される銅ペーストを用いた。この銅ペーストは、ＢＨ型テスタで測定した結果粘度１４４０[ｄＰａ・ｓ]（２５℃）であった。

そして、図１３（ｃ）に示すように、スパッタリング法により、絶縁性基体１０の表面全体に膜厚２０ｎｍ程度の銅薄膜２１を形成する。
そして、図１３（ｄ）に示すように、この銅薄膜２１に対し、回路部と、非回路部との間の輪郭線をレーザ描画により形成する。

そして、図１３（ｅ）に示すように、電解めっきにより、順次膜厚３〜１０μｍの銅層、膜厚３〜１０μｍのニッケル層２２、膜厚０．１〜０．５μｍの金層２３を形成する。このとき、輪郭線によって分離された非回路部となる領域にはニッケル層２２、金層２３は形成されない。
こののち、金層２３をマスクとして銅薄膜２１をエッチング除去し、回路部２０を形成する。このとき、貫通穴Ｈに充填された導電性ペースト３０の表面及び裏面にはこのニッケル層２２、金層２３からなるめっき層が形成され、貫通穴の蓋部を構成している。また、絶縁性基体１０の表面及び裏面には回路部２０が形成されている。

このようにして、回路基板が完成する。
この場合は、貫通穴Ｈ内の導電性ペースト３０表面及び裏面に、銅薄膜２１が形成されており、この上層にめっき層が形成されており、密着性が良好となっている。
ここでも、前記実施の形態１の回路基板の製造方法と同様、貫通穴Ｈ内の導電性ペースト３０表面及び裏面には、銅薄膜２１が形成されないように、マスクを形成しておき、導電性ペースト上に直接めっき層を形成するようにすることも可能である。

なお、本実施の形態においても、絶縁性基体上への回路部の形成方法については実施の形態１及び２と同様の方法をとるなど、変更可能である。たとえば、本実施の形態においてもレーザ描画後のパターン形成に際し、銅メッキ後に全面エッチングし、パターニングした後に、ニッケルめっき、金めっきなどの方法をとるようにしてもよい。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１０ 絶縁性基体
１０Ａ 表面
１０Ｂ 裏面
１１ 凹部
１２ 凸部
２０ 回路部
２０Ｐ１ 素子搭載用のパッド
２０Ｐ２ ボンディングパッド
２１ 銅薄膜
２２ ニッケル層
２３ 金層
３０ 導電性ペースト
５０ 絶縁性基体
５１ 導電性パターン

Claims (15)

1. 表面の凹部内に貫通穴が形成された絶縁性基体を用意する工程と、
   前記貫通穴内に導電性ペーストを充填する工程と、
   前記導電性ペーストを充填した前記貫通穴表面にめっきを行うめっき工程とを含み、
   前記絶縁性基体の表面および裏面を導通させるようにした回路基板の製造方法。
2. 請求項１に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記めっき工程は、前記導電性ペーストをめっき用下地としてめっきを行う工程である回路基板の製造方法。
3. 請求項１に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記めっき工程に先立ち、
   前記絶縁性基体表面に下地層を形成する工程を含み、
   前記めっき工程は、前記下地層をめっき用下地としてめっきを行う工程である回路基板の製造方法。
4. 請求項３に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記導電性ぺーストを充填する工程後、
   スパッタリング法により下地層を形成するスパッタリング工程と、前記下地層のうち、回路部と、回路部の絶縁部となる非回路部の境界領域を選択的に除去して、輪郭を形成する輪郭形成工程とを含み、
   前記めっき工程は、前記下地層または前記導電性ペーストをめっき用下地として、めっきを行う工程である回路基板の製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記導電性ペーストを充填する工程は、
   貫通穴の表面から所定の深さまで第１の導電性ペーストを充填する第１の充填工程と、
   前記絶縁性基体を表裏反転し、前記第１の導電性ペースト上に、前記第１の導電性ペーストよりも低粘度の第２の導電性ペーストで、前記貫通穴の残りを充填する第２の充填工程とを含む回路基板の製造方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記絶縁性基体を用意する工程は、テーパ状側面をもつ貫通穴を形成する工程を含むである回路基板の製造方法。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記絶縁性基体を用意する工程は、前記貫通穴の開口部にザグリを設ける工程を含む回路基板の製造方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記充填する工程に先立ち、前記貫通穴周辺に撥水性処理を行う工程を含む回路基板の製造方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記充填する工程に先立ち、前記貫通穴内にスパッタリングにより導電性膜を形成する工程を含む回路基板の製造方法。
10. 請求項４乃至９のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法であって、
    前記スパッタリング工程は、銅薄膜を成膜する工程である回路基板の製造方法。
11. 請求項１０に記載の回路基板の製造方法であって、
    前記めっき工程は、前記銅薄膜上に、銅層を形成する銅めっき工程と、
    前記銅層上に、ニッケル層を形成するニッケルめっき工程と、
    前記ニッケル層上に金層を形成する金めっき工程とを含む回路基板の製造方法。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法で得られる回路基板であって、
    表面に凹部を有する絶縁性基体と、
    前記絶縁性基体表面の前記凹部に形成された貫通穴と、
    前記貫通穴内に、充填された導電性ペーストと、
    前記導電性ペースト上に形成されためっき層とを備え、
    前記絶縁性基体の表面及び裏面が導通せしめられた回路基板。
13. 請求項１２に記載の回路基板の製造方法で得られる回路基板であって、
    前記貫通穴は、テーパ状側面をもつ回路基板。
14. 請求項１２に記載の回路基板であって、
    前記貫通穴は、開口部にザグリを有する回路基板。
15. 請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の回路基板であって、
    前記めっき層は、前記導電性ペースト上に形成された導電性膜に形成された回路基板。

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