JP2016152279A - セラミック配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面と該表面に対向する載置面とを有する基板本体を貫通する貫通孔または前記載置面に開口する凹部を備え、前記載置面に微細な凹凸がなく、後工程で載置面を定盤などの表面上に面接触しても、安定した姿勢を保ち得るセラミック配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】複数のセラミック層ｓ１〜ｓ３を積層してなり、且つ表面３および該表面３に対向する載置面４を有する基板本体２ａと、該基板本体２ａにおける表面３と載置面４との間を貫通する貫通孔５と、を有するセラミック配線基板１ａであって、上記貫通孔５の開口部を囲む載置面４に沿って、傾斜面１０が形成されており、かかる傾斜面１０は、上記表面３側に向かって下がっている、セラミック配線基板１ａ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、セラミックからなる基板本体の表面と該表面に対向する載置面との間を貫通する貫通孔を有するか、少なくとも上記基板本体の前記載置面に開口する凹部を有するセラミック配線基板およびその製造方法に関する。

一般に、多層セラミック配線基板は、複数のグリーンシートに対しビアホール用あるいはキャビティ用などの貫通孔を形成する工程、該ビアホール用の貫通孔内に導電性ペーストを充填する工程、上記複数のグリーンシートの少なくとも一方の表面に所定パターンの配線層となる導電性ペーストを印刷する工程、かかる複数のグリーンシートを積層して仮接合する工程、得られたグリーンシート積層体を圧着する工程、および、圧着されたグリーンシート積層体を焼成する工程からなり、多数個取りによる場合には、前記焼成工程の後に、個々のセラミック配線基板に分割する工程が更に行われる（例えば、特許文献１参照）。
尚、多層セラミック配線基板を貫通する貫通孔を形成する工程は、仮接合して得られるグリーンシート積層体の状態で行われ、その後に圧着工程が行われる。

ところで、前記キャビティなどの比較的大径の貫通孔を形成する工程において、前記グリーンシートに対し、貫通孔を有するダイと、該貫通孔内に所定のクリアランスを介して先端部が進入するポンチとを用いる打ち抜き加工を行った場合、上記グリーンシートの表面と該表面に対向する載置面との間を貫通する貫通孔の開口部における載置面の周縁に沿って、微細な凹凸が形成される。かかる凹凸は、前記圧着工程において、前記グリーンシート積層体を厚み方向に沿って加圧した際に、押し潰されたり、微細なセラミック片となって破断したりするほか、塑性変形した形態で残留したまま焼成される場合がある。該凹凸が残留したまま焼成された場合、例えば、得られた多層セラミック配線基板の該凹凸が位置する載置面と反対側の表面に形成された表面端子ごとの上に電子部品を実装する後工程において、該凹凸が位置する載置面を定盤の表面上に載置すると、上記多層セラミック配線基板の姿勢が不安定となる。その結果、上記電子部品の実装位置がズレたり、傾斜した姿勢で電子部品が実装されるなどの不具合を招く場合があった。

特開２０１３−２４３１３１号公報（第１〜１４頁、図１〜１１）

本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、基板本体の表面と該表面に対向する載置面との間を貫通する貫通孔、または、少なくとも載置面に開口する凹部を備え、前記載置面を定盤の上に載置しても、安定した姿勢を確実に保てるセラミック配線基板およびその製造方法を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、前記載置面に開口する貫通孔または凹部の開口部に沿った該載置面に、該載置面と対向する表面側に下がった傾斜面または湾曲面を形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明によるセラミック配線基板（請求項１）は、単層のセラミック層からなるか、あるいは複数のセラミック層を積層してなり、且つ表面および該表面に対向する載置面を有する基板本体と、該基板本体における表面と載置面との間を貫通する貫通孔、あるいは少なくとも載置面に開口する凹部と、を有するセラミック配線基板であって、上記貫通孔の開口部を囲む載置面または上記凹部の開口部を囲む載置面に沿って、傾斜面または湾曲面が形成され、かかる傾斜面または湾曲面は、上記表面側に向かって下がっている、ことを特徴とする。

これによれば、前記貫通孔または凹部の開口部を囲む載置面の内周側に前記傾斜面または湾曲面が形成され、前記貫通孔または凹部の開口部を囲む載置面に、予め製造時の打ち抜き工程で生じしていた微細な凹凸が除去されている。
従って、例えば、追って前記セラミック配線基板の表面側にＩＣチップなどの電子部品を実装する工程において、上記載置面を定盤に面接触させることで、該セラミック配線基板を安定した姿勢を保ちつつ、適切で且つ精度の高い実装を確実に行うことが可能となる。上記電子部品には、例えば、前記貫通孔を跨いで実装することにより、放熱性が確保されるハイブリッドＩＣ、パワーモジュール、発光ダイオードなどが例示される。
更に、上記電子部品が実装されたセラミック配線基板（電子部品装置）をマザーボード上に搭載する工程において、その載置面をマザーボードの表面に面接触させることで、セラミック配線基板を安定した姿勢を保ちつつ、適切で且つ精度の高い搭載を確実に行うことが可能となる。

尚、前記セラミック層は、アルミナなどの高温焼成セラミック、あるいは、ガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックからなる。
また、前記載置面とは、セラミック配線基板の表面に電子部品を実装する際に、該表面と対向し且つ当該セラミック配線基板を載置する定盤に接触する面であると共に、上記電子部品を表面に実装したセラミック配線基板（電子部品装置）をマザーボードに搭載する際に、該マザーボードの搭載面に接触する面でもある。
更に、前記表面と載置面とは、前記基板本体において対向している共に、例えば、一般的に表面と裏面というような相対的な位置関係の面同士でもある。
また、上記載置面には、前記貫通孔または凹部の開口部側の全周に沿って、前記傾斜面または湾曲面を有し、且つこれらの外周側に平坦面を有する形態のほか、該載置面の全体が上記傾斜面または湾曲面のみからなる形態も含まれる。かかる形態のうち、上記載置面は、貫通孔または凹部の開口部側の全周に沿って、傾斜面または湾曲面を有し、且つこれらの外周側に平坦面を有する形態とする方が、セラミック配線基板を一層安定した姿勢で載置できるので、より望ましい。
更に、前記基板本体が単層のセラミック層からなる形態では、表面と該表面に対向する載置面との少なくとも一方に外部端子などの表面導体層が個別に形成され、且つこれらの間を接続するビア導体が厚み方向に沿って貫通している。
また、前記基板本体が複数のセラミック層を積層した形態では、表面と該表面に対向する載置面との少なくとも一方に外部端子などの表面導体層が形成され、セラミック層の層間に内部導体層が配置されていると共に、上記表面導体層と内部導体層との間を接続する複数のビア導体が厚み方向に沿って貫通している。
加えて、前記貫通孔または凹部は、例えば、平面視で矩形（正方形または長方形）を呈する形態のほか、これらの角部ごとにアールを付けた形態も含まれる。

また、本発明には、前記傾斜面または湾曲面の前記貫通孔または凹部の開口部側の厚みは、前記基板本体における前記載置面の周辺側の厚みよりも、５μｍ乃至５０μｍの範囲で小さいと共に、上記傾斜面または湾曲面の内外方向の幅は、５０μｍ以上である、セラミック配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、製造時における前記貫通孔または凹部を形成する打ち抜き加工の際に、該貫通孔または凹部の開口部を囲む載置面の全周に沿って形成される微細な凹凸を、上記傾斜面または湾曲面を形成する圧着工程において確実に押し潰し且つ上記載置面が少なくもその周辺部に沿って均一な平坦面状にされている。従って、追って、セラミック配線基板の表面側に施される電子部品の実装工程や、該電子部品が実装されたセラミック配線基板をマザーボード上に搭載する工程などを、適切で且つ高い精度をもって確実に行うことができる。
尚、前記厚みの差における範囲が５μｍ未満になると、前記傾斜面または湾曲面を形成しても、グリーンシートまたはグリーンシート積層体における前記微細な凹凸の影響を回避に難くなる場合が生じ、一方、上記差が５０μｍを超えると、上記傾斜面または湾曲面の開口部側が周辺側から深くなり過ぎて、目視上も変形として目立つので、かかる事態を回避するべく前記範囲としたものである。

一方、本発明によるセラミック配線基板の製造方法（請求項３）は、単層のセラミック層からなり、表面と該表面に対向する載置面との間に貫通孔を有するセラミック配線基板、あるいは、複数のセラミック層を積層してなり、表面と該表面に対向する載置面との間に貫通孔を有するか、または少なくとも載置面に開口する凹部を有するセラミック配線基板の製造方法であって、単層のグリーンシートからなり、表面と該表面に対向する載置面との間に貫通孔を有するグリーンシート体、あるいは、複数のグリーンシートを積層してなり、表面と該表面に対向する載置面との間に貫通孔を有するか、または少なくとも載置面に開口する凹部を有するグリーンシート積層体を準備する工程と、平面視で上記貫通孔の幅または上記凹部の幅よりも大きい幅の凸部が表面に突出した金属板の上に、上記グリーンシート体あるいはグリーンシート積層体を、該凸部が上記貫通孔または上記凹部の開口部を塞ぐように載置し、上記グリーンシート体あるいはグリーンシート積層体の表面側から載置面側に向う厚み方向に沿って圧力を加え、上記貫通孔または凹部の開口部を囲む載置面に沿って、上記表面側に向かって下がる傾斜面または湾曲面を形成する工程と、含む、ことを特徴とする。

これによれば、前記金属板の凸部が前記貫通孔または前記凹部の開口部を塞ぐように、即ち、貫通孔または凹部の開口部と金属板の凸部の頂面とがオーバーラップして載置した状態で、前記グリーンシート体またはグリーンシート積層体に対して前記傾斜面または湾曲面を形成する工程が行われる。その結果、前記貫通孔または凹部の開口部を囲む載置面に前記傾斜面または湾曲面を確実に形成できるので、前記貫通孔または凹部の開口部を囲む載置面に位置していた微細な凹凸が確実に除去することができる。
従って、例えば、追って表面側に電子部品を実装する工程において、上記載置面を定盤に面接触させることにより、前記セラミック配線基板を安定した姿勢を保ちつつ、適切で且つ精度の高い実装を確実に行うことが可能となる。更に、該電子部品が実装されたセラミック配線基板をマザーボード上に搭載する工程において、その載置面をマザーボードに面接触させることにより、上記セラミック配線基板を安定した姿勢を保ちつつ、適切で且つ精度の高い搭載を確実に行うことも可能となる。

尚、前記グリーンシートは、例えば、アルミナを主成分とするほか、窒化アルミニウム、ムライト、ガラス−アルミナ（セラミック）などを主成分とする。
また、単層の前記グリーンシート体は、表面または該表面に対向する載置面の少なくとも一方に外部端子などの表面導体層が形成され、且つこれらの間を接続するビア導体が厚み方向に沿って貫通している。
更に、前記グリーンシート積層体は、表面と該表面に対向する載置面との少なくとも一方に外部端子などの表面導体層が形成され、グリーンシート層同士の層間に内部導体層が配置されており、上記表面導体層と内部導体層との間を接続するビア導体が厚み方向に沿って貫通している。
また、前記準備工程では、単層または復層のグリーンシートの打ち抜き加工や、該打ち抜き加工および仮積層（接合）工程などが行われる。

更に、前記貫通孔、凹部、または凸部の頂面の幅は、平面視でこれらが矩形（正方形または長方形）を呈する場合には、互いに同じ辺に沿った長さまたは対角線の長さであり、平面視で円形を呈する場合には、それぞれの内径である。
また、前記傾斜面または湾曲面は、これらを形成する工程における各種の条件によって、何れか一方の形状に成形される。
更に、前記傾斜面または湾曲面を形成する工程の後に、得られた単層のグリーンシート体またはグリーンシート積層体に対し焼成工程が施される。
加えて、前記準備工程、積層工程、および傾斜面または湾曲面を形成する工程が多数個取りの形態で行われる場合には、上記傾斜面または湾曲面を形成する工程の後に、焼成工程および個々の配線基板に分割する個片化工程が施される。

また、本発明には、前記金属板の表面から突出する前記凸部は、垂直断面の形状が矩形状あるいは台形状である、セラミック配線基板の製造方法（請求項４）も含まれる。
これによれば、上記凸部の垂直断面の形状が矩形状あるいは台形状であり、該凸部の頂面と前記貫通孔または凹部の開口部とがオーバーラップ載置した状態で、前記グリーンシート体またはグリーンシート積層体に対して前記傾斜面または湾曲面を形成する工程が行われる。従って、前記微細な凹凸を確実に解消できると共に、得られる前記傾斜面または湾曲面の表面側への下がり具合も比較的目立たなくすることが容易となる。
尚、上記凸部を有する金属板は、比較的薄いステンレス鋼板などからなり、該鋼板などの一方の表面に対し、例えば、エッチング加工などを施したものである。
また、前記貫通孔または凹部の開口部の幅と凸部の頂面の幅とがオーバーラップする範囲は、約１０〜１５０μｍ、望ましくは約５０〜１００μｍである。

更に、本発明には、前記傾斜面または湾曲面を形成する工程は、前記凸部を有する金属板と前記グリーンシート体あるいはグリーンシート積層体との間に、離型材シートあるいは離型剤層を介在させてなる、セラミック配線基板の製造方法（請求項５）も含まれる。
これによれば、前記傾斜面または湾曲面を形成する工程において、前記グリーンシート体またはグリーンシート積層体の載置面が、当該工程の末期に凸部を含む金属板の表面に密着して離れなくなる事態を確実に予防できる。しかも、上記凸部を含む金属板の表面を長期間にわたって保護することも可能となる。
尚、上記樹脂フィルムは、離型作用も有するので、前記金属板の凸部の垂直断面が矩形（正方形または長方形）状と台形状との双方の形態に対し適用できる。
また、上記離型材シートには、樹脂フイルムや紙などからなるものが含まれる。
更に、上記離型剤層は、液状またはゼリー状の離型剤をスプレー式などによりコーティングで形成するようにしても良い。
加えて、上記金属板の凸部の垂直断面が矩形状で且つ離型材シートを使用する場合には、貫通孔の開口部を囲む載置面に湾曲面が形成され易い傾向にあり、上記凸部の垂直断面が台形状で且つ離型材シートを使用する場合には、傾斜面が形成され易い傾向にある。

付言すれば、本発明には、前記セラミック配線基板の製造方法において、前記傾斜面または湾曲面を形成する工程は、前記グリーンシート積層体の圧着工程を兼ねている、セラミック配線基板の製造方法も含まれ得る。
これによる場合、前記傾斜面または湾曲面を形成する工程を、前記グリーンシート積層体の圧着工程と同時に行うことができるので、製造工程を増やすことなく、上記傾斜面または湾曲面を有するセラミック配線基板を効率良く製造することができる。かかる点については、多数個取りの形態においても同様となる。

本発明による一形態のセラミック配線基板を示す垂直断面図。 上記セラミック配線基板の変形形態を示す垂直断面図。 本発明による異なる形態のセラミック配線基板を示す垂直断面図。 上記セラミック配線基板の応用形態を示す垂直断面図。 （Ａ）、（Ｂ）は本発明による上記セラミック配線基板の製造方法における圧着工程の概略を示す垂直断面図。 （Ａ）、（Ｂ）は上記製造方法における圧着工程の詳細を示す垂直断面図、（Ｃ）は得られたグリーンシート積層体を示す垂直断面図。 （Ａ）、（Ｂ）は上記製造方法における異なる形態の圧着工程の詳細を示す垂直断面図、（Ｃ）は得られたグリーンシート積層体を示す垂直断面図。

以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による一形態のセラミック配線基板１ａを示す垂直断面図である。かかるセラミック配線基板１ａは、図１に示すように、複数のセラミック層ｓ１〜ｓ３を積層してなり、表面３と該表面３に対向する載置面（裏面）４とを有する基板本体２ａと、上記表面３と載置面４との中央部側の間を貫通する貫通孔５と、該貫通孔５の開口部を囲む載置面４の全周に沿って位置し且つ底面視が矩形枠状である傾斜面１０と、を備えている。上記表面３には、複数の外部端子（表面導体層）６が形成され、上記載置面４にも、複数の外部端子７が形成され、上記セラミック層ｓ１〜ｓ３の層間には、所定パターンの内部配線層（内部導体層）８が形成されていると共に、これの間は、セラミック層ｓ１〜ｓ３を個別に貫通する複数のビア導体９を介して、互いに導通可能とされている。

尚、図１中では、外部端子６，７および内部配線層８の厚みが実際の厚みよりも厚く表示されており、後述する図２〜図４についても同様である。
前記セラミック層ｓ１〜ｓ３は、例えば、アルミナを主成分とし、前記外部端子６，７、内部配線層８、およびビア導体９は、例えば、ＷまたはＭｏからなる。
また、前記貫通孔５は、平面視で矩形（正方形または長方形）状を呈する。
更に、前記傾斜面１０は、後述する製造方法の打ち抜き工程中に形成されたものであり、底面視が矩形枠状を呈すると共に、貫通孔５の開口部側が基板本体２ａの表面３側に向かって近付くように下がっている。かかる傾斜面１０における貫通孔５の開口部側の厚みｔ１は、図１に示すように、該傾斜面１０の周辺部の厚みｔ２よりも、約５〜５０μｍの範囲で小さく（薄く）、当該傾斜面１０の内外方向（図１中の左右方向）に沿った幅ｗは、５０μｍ以上である。加えて、上記傾斜面１０とその外側に位置する平坦な載置面４との間の角度θは、約１５０度〜１７０度の範囲内にある。

また、図２は、前記セラミック配線基板１ａの変形形態であるセラミック配線基板１ｂを示す垂直断面図である。
かかるセラミック配線基板１ｂは、図２に示すように、前記同様の基板本体２ａ、貫通孔５、外部端子６，７、内部配線層８、およびビア導体９を備えていると共に、該貫通孔５の開口部を囲む載置面４の全周に沿って位置する湾曲面１１を備えている。かかる湾曲面１１は、垂直断面が載置面４側に凸となる緩くカーブした曲面であり、該曲面を貫通孔５の開口部を囲む載置面４の全周に沿って底面視で矩形枠状に有している。該湾曲面１１における貫通孔５の開口部側の厚みは、当該湾曲面１１の周辺部の厚みよりも、約５〜５０μｍの範囲で小さく、かかる湾曲面１１の内外方向に沿った幅も、５０μｍ以上である。

更に、図３は、本発明による異なる形態のセラミック配線基板１ｃを示す垂直断面図である。
かかるセラミック配線基板１ｃは、図３に示すように、前記同様の基板本体２ｃと、該基板本体２ｃの載置面４における中央部に開口した凹部１５と、該凹部１５の開口部を囲む載置面４の全周に沿って位置する傾斜面１０とを備えている。尚、かかる傾斜面１０に替えて、前記同様の湾曲面１１を配設しても良い。
上記基板本体２ｃの表面３には、複数の外部端子６が形成され、載置面４にも、複数の外部端子７が形成され、基板本体２ｃにおけるセラミック層ｓ１，ｓ２の層間には、所定パターンを有する複数の内部配線層１８が形成され、セラミック層ｓ２，ｓ３の層間には、所定パターンの内部配線層８が形成されていると共に、これらの間は、セラミック層ｓ１〜ｓ３を個別に貫通するビア導体９を介して、互いに導通可能とされている。上記内部配線層１８は、その中央側に前記凹部１５の天井面（底面）１６に延びた接続端子１７を個別に有している。かかる接続端子１７は、追って、凹部１５内に実装される電子部品の電極と導通される。

図４は、前記セラミック配線基板１ｃの応用形態であるセラミック配線基板１ｄを示す垂直断面図である。
かかるセラミック配線基板１ｄは、図４に示すように、複数のセラミック層ｓ１〜ｓ６を積層してなり、表面３と該表面３に対向する載置面４とを有する基板本体２ｄと、上記表面３および載置面４の中央部に開口する上下一対の凹部１５ａ，１５ｂと、上方の凹部１５ａの開口部を囲む表面３の全周に沿って位置する湾曲面１１と、下方の凹部１５ｂの開口部を囲む載置面４の全周に沿って位置する傾斜面１０とを備えている。尚、該傾斜面１０と上記湾曲面１１とは、互いに入れ替えて配設したり、表面３側および載置面４側の双方ともに、傾斜面１０または湾曲面１１としても良い。

図４に示すように、基板本体２ｄの表面３には、複数の外部端子６が形成され、載置面４にも、複数の外部端子７が形成され、基板本体２ｄにおけるセラミック層ｓ１，ｓ２、セラミック層ｓ３，ｓ４、およびセラミック層ｓ５，ｓ６の層間ごとには、それぞれ前記同様の内部配線層８が形成されている。更に、セラミック層ｓ２，ｓ３、およびセラミック層ｓ４，ｓ５の層間ごとには、前記同様の内部配線層１８が形成されていると共に、これらの間は、セラミック層ｓ１〜ｓ６を個別に貫通するビア導体９を介して、互いに導通可能とされている。上記内部配線層１８も、その中央側に前記凹部１５ａ，１５ｂの底面１６ａまたは天井面１６ｂに延びた接続端子１７を個別に有している。かかる接続端子１７は、追って、凹部１５ａ，１５ｂ内ごとに個別に実装される電子部品の電極と導通される。

以上のようなセラミック配線基板１ａ〜１ｄによれば、前記貫通孔５または凹部１５，１５ｂの開口部を囲む載置面４の全周に沿って前記傾斜面１０または湾曲面１０が形成され、上記貫通孔５または凹部１５，１５ｂの開口部を囲む載置面４に予め製造時において生じていた微細な凹凸が除去されている。
しかも、上記傾斜面１０または湾曲面１１の貫通孔５または凹部１５，１５ｂの開口部側の厚み（ｔ１）は、前記基板本体２ａ，２ｃ，２ｄにおける載置面４の周辺側の厚み（ｔ２）よりも、５μｍ乃至５０μｍの範囲で小さく、且つ上記傾斜面１０または湾曲面１１の内外方向の幅（ｗ）は、５０μｍ以上とされている。

従って、例えば、追って前記セラミック配線基板１ａ〜１ｄの表面３側にＩＣチップなどの電子部品を実装する工程において、上記載置面４を定盤に面接触させることで、上記セラミック配線基板１ａ〜１ｄを安定した姿勢を保ちつつ、適切で且つ精度の高い実装を確実に行うことが可能となる。尚、上記電子部品には、前記貫通孔５または凹部１５ａを跨いで表面３側に実装することで、放熱性が得れるハイブリッドＩＣ、パワーモジュール、発光ダイオードなどが例示される。
更に、上記電子部品が実装されたセラミック配線基板１ａ〜１ｄ（電子部品装置）をマザーボード上に搭載する工程において、その載置面４をマザーボードの表面に面接触させることで、上記セラミック配線基板１ａ〜１ｄを安定した姿勢を保ちつつ、適切で且つ精度の高い搭載を確実に行うことが可能となる。
しかも、記傾斜面１０および湾曲面１１は、目視では容易に視認できないので、セラミック配線基板１ａ〜１ｄの外観を損ねることも皆無となる。

以下において、多数個取りによる前記セラミック配線基板１ａの製造方法を、図５，図６に沿って説明する。尚、図５（Ａ），図６（Ａ）は、主に前記準備工程を示し、図５（Ｂ），図６（Ｂ）は、主に傾斜面を形成する工程を示し、図６（Ｃ）は、傾斜面を形成されたグリーンシート積層体ＧＳの基板領域Ｐａを示すと共に、これらの図中においては、前記外部端子６，７、内部配線層８、およびビア導体９を省略している。
予め、アルミナ粉末、バインダ樹脂、溶剤などを所要量ずつ配合して、セラミックスラリを作成した後、該スラリをドクターブレード法によってシート化することにより、比較的大判で且つ厚みが約１００〜２００μｍである３層のグリーンシートｇ１〜ｇ３を制作した。
次に、上記３層のグリーンシートｇ１〜ｇ３の平面視において、縦横に隣接し且つ追って前記基板本体２ａとなる基板領域Ｐａ内ごとに、複数のビアホール（図示せず）を所定の位置ごとに穿孔し、該ビアホール内ごとにＷ粉末を含む導電性ペーストを充填して、未焼成の前記ビア導体９を形成した。

次いで、前記３層のグリーンシートｇ１〜ｇ３の基板領域Ｐａ内ごとにおいて、該グリーンシートｇ１〜ｇ３の少なくとも一方の表面に、前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、未焼成の前記外部端子６，７および内部配線層８の少なくとも一方を個別に形成した。
更に、上記３層のグリーンシートｇ１〜ｇ３を、厚み方向に積み上げる仮接合を常温で行って、外部端子６，７、内部配線層８、およびビア導体９が基板領域Ｐａ内ごとに形成されたグリーンシート積層体を得た。
そして、上記のグリーンシート積層体における基板領域Ｐａ内ごとの中央部に対し、所定の貫通孔を有するダイと該貫通孔に先端部側が進入するポンチとを用いる打ち抜き加工を施して、平面視が正方形状の貫通孔５を穿孔した。
その結果、図５（Ａ）の上方に示すように、３層のグリーンシートｇ１〜ｇ３が積層され、表面３と該表面３に対向する載置面４とを有し、平面視が格子形状の境界面（仮想面）Ｂｄによって区画された複数の基板領域Ｐａが縦横に隣接していると共に、該内基板領域Ｐａごとの中央部に貫通孔５が位置しているグリーンシート積層体ＧＳが得られた（前記準備工程）。

尚、前記貫通孔５は、３層のグリーンシートｇ１〜ｇ３に対して個別に穿孔した後、該グリーンシートｇ１〜ｇ３を仮接合しても良い。
加えて、上記グリーンシート積層体ＧＳの表面３または載置面４の何れか一方に対し、各境界面Ｂｄに沿ってレーザ加工または溝入れ加工を行って、平面視が格子状で且つ垂直断面がＶ字形状を呈する分割溝（図示せず）を形成した。
図６（Ａ）の上方に示すように、前記グリーンシート積層体ＧＳにおける基板領域Ｐａごとの貫通孔５では、該貫通孔５の載置面４側の開口部に沿って、前記打ち抜き加工において、前記ポンチの先端部側を引き抜く際に摩擦により最下層のグリーンシートｇ３の一部が引っ張られることで形成されたバリなどの微細な凹凸１４が形成されていた。
次に、図５（Ａ），図６（Ａ）に示すように、定盤２０の上面に、比較的薄い金属板２１を拘束して配置した。かかる金属板２１は、その表面２２に前記グリーンシート積層体ＧＳの基板領域Ｐａごとの貫通孔５に対応する位置ごとに突出する垂直断面が横長の長方形（矩形）状で且つ平面視で前記貫通孔５と相似形である複数の凸部２３を縦横方向に等間隔で有している。かかる金属板２１は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４）の薄板における一方の表面にエッチング加工を施すことで、複数の上記凸部２３を平面視で格子状に成形したものである。

図６（Ａ）に示すように、金属板２１の凸部２３は、その四辺の側面２４の高さＨｔが約１０〜４０μｍであり、且つ該凸部２３の頂面２３ａの幅は、対向する基板領域Ｐａごとの貫通孔５の幅よりも、片側の辺において約１０〜１００μｍの範囲で大きくなるようなオーバーラップＯＬを有している。即ち、かかる凸部２３は、上記貫通孔５の開口部をその全周に沿って塞ぐことができる。
次いで、上記複数の凸部２３を含む金属板２１の表面２２全体に、例えば、ポリエステル（ＰＥ）などの樹脂フィルムからなり、且つ厚みが約５０μｍの離型材シート２７を敷設した。この際、該離型材シート２７は、凸部２３ごとの各側面２４との間で三角形状の空隙を形成するように左右対称の傾斜部を形成した。
かかる状態で、図５（Ａ），図６（Ａ）中の白抜き矢印で示すように、離型材シート２７が表面２２全体に敷設された金属板２１の表面２２上に、載置面４が面接触し、各凸部２３と各貫通孔５とが個別に対向するように、前記グリーンシート積層体ＧＳをセットした。

更に、図６（Ｂ）に示すように、離型材シート２７を介して金属板２１の表面２２上にセットされた前記グリーンシート積層体ＧＳの表面３に、各貫通孔５と個別に連通する複数の透孔２９を有する金属製の上板２８を載せ、該上板２８の上面に合成ゴムなどからなる緩衝板３０を載せた。かかる状態で、図６（Ｂ）中の灰色矢印で示すように、緩衝板３０および上板２８を介して、前記グリーンシート積層体ＧＳをその厚み方向に沿って、図示しないエアシリンダなどの圧力手段により圧力を加える圧着工程を、約４０〜６０℃の雰囲気内で行った（前記湾曲面を形成する工程）。
この際、金属板２１の各凸部２３は、前記高さＨｔおよびオーバーララップＯＬによって、図５（Ｂ），図６（Ｂ）に示すように、グリーンシート積層体ＧＳの載置面４側に開口する各貫通孔５の開口部の全周縁を塞ぎつつ、最下層のグリーンシートｇ３内に約１０〜４０μｍの深さで進入すると共に、前記微細な凹凸部１４を押し潰していた。同時に、前記離型材シート２７の各傾斜部は、金属板２１の表面２２側に押されつつ、上記グリーンシートｇ３の載置面４側を表面３側に押し上げていた。

そして、前記圧力を解除し、且つ前記緩衝板３０および上板２８を除去した後、前記グリーンシート積層体ＧＳを離型材シート２７および金属板２１上から取り出した。かかるグリーンシート積層体ＧＳは、図６（Ｃ）に示すように、基板領域Ｐａごとの載置面４に開口する貫通孔５の開口部の全周に沿って、垂直断面が図示で下向きに僅かに凸となる四辺の曲面１３からなる比較的目立ちにくい湾曲面１１が形成されていた。この湾曲面１１は、前記圧着工程において離型材シート２７の各傾斜部が若干弾性変形したことによって形成されたものと推測される。
これ以降は、上記グリーンシート積層体ＧＳを焼成し、更に、同時に焼成された前記外部端子６，７の表面に所要の金属メッキを被覆した後、前記分割溝に沿って複数の基板領域Ｐａごとに個片化することによって、複数の前記セラミック配線基板１ａを得ることができた。

図７（Ａ）は、前記同様に準備され、且つ前記同様の凹凸部１４を含むグリーンシート積層体ＧＳに対して、異なる形態の凸部２５を表面２２に有する金属板２１を用いる図６（Ａ）と同様の断面図である。かかる凸部２５は、図７（Ａ）に示すように、垂直断面が扁平な台形状を呈し、平坦な頂面２５ａの四辺ごとに互いに対称な傾斜面２６を有している。かかる傾斜面２６は、平面視で矩形（正方形または長方形）を呈する当該凸部２５の頂面２５ａの四辺に沿って位置しているので、該凸部２５は、全体としてほぼ四角錐形状を呈している。図示のように、凸部２５も前記同様の高さＨｔを有し、且つ前記貫通孔５の幅に対し、頂面２５ａの幅が前記同様のオーバーラップＯＬを有する関係に設定されている。
上記凸部２５を含む金属板２１の表面２２の全体に、前記同様の離型材シート２７を敷設すると、図７（Ａ）に示すように、該離型材シート２７は、凸部２５の頂面２５ａと左右一対の傾斜面２６とに沿って装着された。

次に、図７（Ａ）中の白抜き矢印で示すように、定盤２０上に拘束された凸部２５を有する金属板２１の表面２２上にグリーンシート積層体ＧＳをセットした。
更に、図７（Ｂ）に示すように、前記グリーンシート積層体ＧＳの表面３上に前記同様の上板２８および緩衝板３０を載せた後、かかる状態で、同図中の灰色矢印で示すように、緩衝板３０および上板２８を介して、上記グリーンシート積層体ＧＳをその厚み方向に沿って、前記同様の圧力手段により圧力を加える圧着工程を、前記同様にして行った（傾斜面を形成する工程）。
この際、金属板２１の各凸部２５は、前記高さＨｔおよびオーバーララップＯＬによって、図７（Ｂ）に示すように、グリーンシート積層体ＧＳの載置面４側に開口する各貫通孔５の開口部の全周縁を塞ぎつつ、最下層のグリーンシートｇ３内に約１０〜４０μｍの深さで進入すると共に、前記微細な凹凸部１４を押し潰した。同時に、前記離型材シート２７は、金属板２１の表面２２と共に、上記グリーンシートｇ３の載置面４側を上記積層体ＧＳの表面３側に押し上げた。

更に、前記圧力を解除し、且つ前記緩衝板３０および上板２８を除去した後、前記グリーンシート積層体ＧＳを離型材シート２７および金属板２１上から取り出した。かかるグリーンシート積層体ＧＳは、図７（Ｃ）に示すように、基板領域Ｐａごとの載置面４に開口する貫通孔５の開口部の全周に沿って、垂直断面が図示で僅かに傾斜する四辺のテーパ面１２からなる比較的目立たない傾斜面１０が形成されていた。かかる傾斜面１０は、前記圧着工程で前記凸部２５の傾斜面２６が最下層のグリーンシートｇ３の載置面４側を塑性変形させたことにより形成されたものと推測される。
これ以降は、上記グリーンシート積層体ＧＳを焼成し、更に、同時に焼成された前記外部端子６，７の表面に所要の金属メッキを被覆した後、前記分割溝に沿って複数の基板領域Ｐａごとに個片化することにより、複数の前記セラミック配線基板１ｂを得ることができた。

以上のような多数個取りによるセラミック配線基板１ａ，１ｂの製造方法によれば、前記金属板２１の凸部２３，２５が前記貫通孔５の開口部を塞ぐように、該貫通孔５の開口部と凸部２３，２５の頂面２３ａ，２５ａとがオーバーラップ（ＯＬ）した状態で、前記グリーンシート積層体ＧＳの上記貫通孔５の開口部を囲む載置面４に対し、比較的目立たない前記傾斜面１０または湾曲面１１を形成する工程を行えた。その結果、前記貫通孔５の開口部を囲む載置面４に前記傾斜面１０または湾曲面１１を確実に形成できるので、前記貫通孔５の開口部を囲む載置面４に位置していた微細な凹凸１４を確実に除去することができた。
しかも、前記凸部２３，２５を有する金属板２１と前記グリーンシート積層体ＧＳとの間に、離型材シート２７を介在させているので、前記傾斜面１０または湾曲面１１を形成する工程において、グリーンシート積層体ＧＳの載置面４が、当該工程の末期において凸部２３，２５を含む金属板２１の表面２２に密着する事態を確実に予防することもできた。

更に、前記傾斜面１０または湾曲面１１を形成する工程は、前記グリーンシート積層体ＧＳを圧着する工程と同時に行えるので、複数の前記セラミック配線基板１ａ，１ｂを効率良く製造することが可能となる。
加えて、例えば、追って表面３側に電子部品を実装する工程において、上記載置面４を定盤に面接触させることにより、前記セラミック配線基板１ａ，１ｂを安定した姿勢を保ちつつ、適切で且つ精度の高い実装を確実に行うことが可能となる。更には、該電子部品が実装されたセラミック配線基板１ａ，１ｂをマザーボード上に搭載する工程において、それらの載置面４をマザーボードに面接触させることにより、上記セラミック配線基板１ａ，１ｂを安定した姿勢を保ちつつ、適切で且つ精度の高い搭載を確実に行うことが可能となる。

尚、前記傾斜面１０または湾曲面１１の外周側には、焼成前には平坦な載置面４の一部を構成しているが、焼成後には、該焼成時に反ることによって、当該傾斜面１０または湾曲面１１の一部となる領域が含まれている。
また、前記凹部１５が載置面４に開口する前記セラミック配線基板１ｃを製造するには、前記グリーンシート積層体ＧＳを構成する最上層のグリーンシートｇ１に前記のような貫通孔のない平坦なグリーンシートを適用して、前記同様の貫通孔を有するグリーンシートｇ２，ｇ３と仮接合した後、得られた前記同様のグリーンシート積層体ＧＳを圧着する工程を行うことにより、複数のセラミック配線基板１ｃを製造することが可能となる。
更に、表面３に凹部１５ａが開口し且つ載置面４に凹部１５ｂが開口する前記セラミック配線基板１ｄを製造するには、前記同様のグリーンシート積層体ＧＳを構成する最上層側のグリーンシートｇ１，ｇ２と最下層側のグリーンシートｇ５，ｇ６とに前記同様の貫通孔を形成し、これらの間に上記のような貫通孔のない平坦なグリーンシートｇ３，ｇ４を挟んで仮接合した後、得られた前記同様のグリーンシート積層体ＧＳを圧着する工程を行うことにより、複数のセラミック配線基板１ｄを製造することが可能となる。
これらのセラミック配線基板１ｃ，１ｄの製造方法においても、前記セラミック配線基板１ａ，１ｂの製造方法と同様な効果を奏することが可能である。

本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記セラミック層のセラミックや前記グリーンシートのセラミック成分は、窒化アルミニウムやムライトなどの高温焼成セラミックなどとしたり、ガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックとしても良い。かかる低温焼成セラミックからなるセラミック層の場合、前記外部端子６，７、内部配線層８，およびビア導体９などは、主にＡｇまたはＣｕなどからなるものが用いられる。
また、前記基板本体は、単層のセラミック層からなる形態としても良く、その製造方法は、単層のグリーンシートを用い、該グリーンシートに貫通孔を形成したグリーンシート体に対し、前記傾斜面または湾曲面を形成する工程を行われる。
更に、前記貫通孔または凹部は、平面視または底面視で五角形以上の正多角形または変形多角形としたり、円形、楕円形状、あるいは長円形状としても良い。

また、前記貫通孔または凹部は、同じ基板本体に複数の貫通孔、複数の凹部、貫通孔および凹部の双方を併設していると共に、それぞれの載置面側の開口部に沿って前記傾斜面または湾曲面を形成した形態としても良い。
更に、前記傾斜面は、前記載置面の内外方向に沿った単一のテーパ面による形態に限らず、上記内外方向に沿った複数のテーパ面からなる形態としても良い、
また、前記湾曲面は、前記載置面の内外方向に沿った単一の曲面による形態に限らず、上記内外方向に沿った複数の曲面からなる形態としても良い、
更に、前記貫通孔または凹部は、基板本体の表面側に開口する貫通孔または凹部の開口部の当該表面に沿って、更に形成されていても良い。

また、前記金属板２１の表面２２には、前記凸部２３と前記凸部２５とが平面視において同様のパターンで併設されていても良い。
更に、前記グリーンシート積層体ＧＳの表面３側に、前記上板２８に替えて前記凸部２３および凸部２５の少なくとも一方を有する金属板２１を用いても良い。
また、前記離型材シート２７に替えて、液状またはゼリー状の離型剤をスプレー式によって前記金属板２１の表面２２にコーティングする形態としても良い。
加えて、前記製造方法は、前記セラミック配線基板１ａ〜１ｄを１個ずつ製造する方法としても良い。

本発明によれば、基板本体の表面と該表面に対向する載置面との間を貫通する貫通孔、または少なくとも前記載置面に開口する凹部を備え、該貫通孔または凹部の開口部の周縁に沿って微細な凹凸を有し、後工程にて該凹凸が位置する載置面を定盤の上に載置しても、安定した姿勢を確実に保てるセラミック配線基板およびその製造方法を確実に提供することができる。

１ａ〜１ｄ…………セラミック配線基板
２ａ，２ｃ，２ｄ…基板本体
３……………………表面
４……………………載置面
５……………………貫通孔
１０…………………傾斜面
１１…………………湾曲面
１５，１５ｂ………凹部
２１…………………金属板
２２…………………金属板の表面
２３，２５…………凸部
２７…………………離型材シート
ｓ１〜ｓ６…………セラミック層
ｇ１〜ｇ３…………グリーンシート
ＧＳ…………………グリーンシート積層体

Claims (5)

1. 単層のセラミック層からなるか、あるいは複数のセラミック層を積層してなり、且つ表面および該表面に対向する載置面を有する基板本体と、
   上記基板本体における表面と載置面との間を貫通する貫通孔、あるいは少なくとも載置面に開口する凹部と、を有するセラミック配線基板であって、
   上記貫通孔の開口部を囲む載置面または上記凹部の開口部を囲む載置面に沿って、傾斜面または湾曲面が形成され、かかる傾斜面または湾曲面は、上記表面側に向かって下がっている、
   ことを特徴とするセラミック配線基板。
2. 前記傾斜面または湾曲面の前記貫通孔または凹部の開口部側の厚みは、前記基板本体における前記載置面の周辺側の厚みよりも、５μｍ乃至５０μｍの範囲で小さいと共に、上記傾斜面または湾曲面の内外方向の幅は、５０μｍ以上である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。
3. 単層のセラミック層からなり、表面と該表面に対向する載置面との間に貫通孔を有するセラミック配線基板、あるいは、複数のセラミック層を積層してなり、表面と該表面に対向する載置面との間に貫通孔を有するか、または少なくとも載置面に開口する凹部を有するセラミック配線基板の製造方法であって、
   単層のグリーンシートからなり、表面と該表面に対向する載置面との間に貫通孔を有するグリーンシート体、あるいは、複数のグリーンシートを積層してなり、表面と該表面に対向する載置面との間に貫通孔を有するか、または少なくとも載置面に開口する凹部を有するグリーンシート積層体を準備する工程と、
   平面視で上記貫通孔の幅または上記凹部の幅よりも大きい幅の凸部が表面に突出した金属板の上に、上記グリーンシート体あるいはグリーンシート積層体を、該凸部が上記貫通孔または上記凹部の開口部を塞ぐように載置し、上記グリーンシート体あるいはグリーンシート積層体の表面側から載置面側に向う厚み方向に沿って圧力を加え、上記貫通孔または凹部の開口部を囲む載置面に沿って、上記表面側に向かって下がる傾斜面または湾曲面を形成する工程と、含む、
   ことを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。
4. 前記金属板の表面から突出する前記凸部は、垂直断面の形状が矩形状あるいは台形状である、
   ことを特徴とする請求項３に記載のセラミック配線基板の製造方法。
5. 前記傾斜面または湾曲面を形成する工程は、前記凸部を有する金属板と前記グリーンシート体あるいはグリーンシート積層体との間に、離型材シートあるいは離型剤層を介在させてなる、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載のセラミック配線基板の製造方法。

Images