JP2018170442A - セラミック配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック配線基板の貫通孔の開口端の荷重が加わる凸部をなくして、凸部による不具合を抑制できるセラミック配線基板及びその製造方法を提供すること。【解決手段】セラミック配線基板１は、アルミナを主成分とするセラミック基板３の内部に、タングステンからなる第１金属層１５と、モリブデンからなる第２金属層１７とを有している。また、第１金属層１５と第２金属層１７とは、平面視で少なくとも一部が重なるように配置されており、しかも、下記式（１）を満たしている。|（ＭＧ２／ＷＧ１）×１００ |≦２００ ・・（１）（但し、距離Ｔ１、Ｔ２は、中心から一方の方向を正、他方の方向を負とする）従って、セラミック配線基板１の貫通孔５の開口端Ｋ１は、貫通孔５側に入り込んだ形状となっており、従来のような外側に張り出す突起状の凸部がない。【選択図】図２

Description

本発明は、ＣＭＯＳパッケージ、ＣＣＤパッケージ、水晶デバイスのパッケージ等に用いることができるセラミック配線基板及びその製造方法に関する。

従来、セラミック配線基板の配線等に使われる導体として、タングステンやモリブデンが知られている（特許文献１参照）。
また、セラミックパッケージ等に用いられるセラミック配線基板として、セラミック基板の厚み方向に貫通する比較的大径の貫通孔（キャビティ）を有するものが知られている。

特開２００１−７７５４０号公報

ところで、上述した貫通孔を有するセラミック配線基板では、貫通孔が開口する先端部（即ち開口端）が跳ね上がる形状となっているものがある。つまり、貫通孔の開口端が、セラミック配線基板の主面から厚み方向における外側に突出した形状となってしまう場合がある。

このような形状のセラミック配線基板を、例えば基台上に載置する際に、セラミック配線基板の主面から外側に突出した部分（即ち突起状の凸部）が、基台に載置される側の面に存在する場合に、該凸部に荷重がかかり、セラミックからなる凸部が欠けて、異物が発生するという不具合が生じることがある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、少なくとも基台に載置される面において、貫通孔の開口端の荷重が加わる凸部をなくして、凸部による不具合の発生を抑制できるセラミック配線基板及びその製造方法を提供することにある。

（１）本発明の第１局面は、厚み方向に貫通する貫通孔を有するとともに、セラミックを主成分とするセラミック基板と、セラミック基板の内部に配置された複数の金属層と、を備えたセラミック配線基板に関するものである。

このセラミック配線基板は、金属層として、タングステンからなる１又は複数の第１金属層と、モリブデンからなる１又は複数の第２金属層とを、を有すると共に、第１金属層と第２金属層とは、厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように配置されている。

さらに、セラミック配線基板の厚み方向における中心から第１金属層までの距離Ｔ１と第１金属層の体積との積を、全ての第１金属層について合計した合計ＷＧ１と、セラミック配線基板の厚み方向における中心から第２金属層までの距離Ｔ２と第２金属層の体積との積を、全ての第２金属層について合計した合計ＭＧ２と、が、下記式（１）を満たしている。

|（ＭＧ２／ＷＧ１）×１００ |≦２００ ・・（１）
（但し、距離Ｔ１、Ｔ２は、中心から一方の方向を正、他方の方向を負とする）
なお、前記式（１）では、（ＭＧ２／ＷＧ１）×１００の絶対値が２００（％）以下であることを示している。

また、セラミック配線基板の厚み方向における中心から第１金属層までの距離Ｔ１と、セラミック配線基板の厚み方向における中心から第２金属層までの距離Ｔ２は、セラミック配線基板の厚みに沿うセラミック配線基板の表面から該表面と対向する他の表面までの直線長さの中心から、各金属層（第１金属層及び第２金属層）それぞれの厚みの中心までの上記厚み方向に平行な最短直線長さのことを言う。

本第１局面では、タングステンからなる第１金属層とモリブデンからなる第２金属層とが、上述のように配置されるとともに、第１金属層に関する合計ＷＧ１と第２金属層に関する合計ＭＧ２とが、前記式（１）を満たす構成となっている。このような構成であれば、セラミック配線基板を製造する際には（つまり焼成時には）、少なくとも一方の表面において、貫通孔（キャビティ）の開口端（エッジ）が貫通孔側に入り込むか、平坦な形状とすることができる。

つまり、セラミック配線基板が上述の構成であれば、少なくとも基台に載置される表面における貫通孔の開口端に、従来のような外側に張り出す突起状の凸部（跳ね）がない形状とすることができる。

そのため、セラミック配線基板の開口端の周囲に荷重がかかった場合でも、従来のように貫通孔の開口端の凸部が欠けて異物となるような不具合の発生を抑制できる。
（２）本発明の第２局面では、セラミックとして、アルミナを用いることができる。

本第２局面は、セラミックとして好適な材料を例示したものである。
（３）本発明の第３局面では、第１金属層及び第２金属層は、セラミック基板の厚み方向において異なる位置にて、厚み方向と垂直な平面に配置されている。

本第３局面は、第１金属層と第２金属層との好適な配置を例示したものである。
（４）本発明の第４局面は、第１〜第３局面のいずれかに記載のセラミック配線基板の製造方法に関するものである。

このセラミック配線基板の製造方法では、第１工程にて、第１セラミックグリーンシートの表面に、タングステンを含むタングステンペーストを塗布して第１金属層となる第１金属パターンを形成する。

第２工程にて、第２セラミックグリーンシートの表面に、モリブデンを含むモリブデンペーストを塗布して第２金属層となる第２金属パターンを形成する。なお、第１工程と第２工程との順番は逆でもよい。

第３工程にて、１又は複数の第１セラミックグリーンシートと、１又は複数の第２セラミックグリーンシートとを積層して、内部に第１金属パターン及び第２金属パターンを含む、貫通孔となる開口部を有する積層体を作製する。

また、上記第１工程及び第２工程で、積層体の表面となるグリーンシートに第１金属パターンや第２金属パターンを形成していない場合、第３工程により積層した後に、積層体の表面や裏面に対して、第１金属パターンや第２金属パターンを形成する工程を行ってもよい。

なお、積層体を作製する場合には、その他のセラミックグリーンシートを積層してもよい。また、積層体には、焼成後に前記貫通孔となる開口部（即ち貫通する孔）が形成されているが、この開口部は、積層体を形成した後に形成してもよく、或いは、各セラミックグリーンシートに前記貫通孔となる開口部を形成し、それらを積層して積層体を形成してもよい。

第４工程では、（貫通孔となる開口部を有する）積層体を焼成してセラミック配線基板を作製する。
そして、第１〜第３工程にて積層体を作製する場合には、積層体の積層方向である厚み方向における中心から第１金属パターンまでの距離Ｔ１’と第１金属パターンの体積との積を、全ての第１金属パターンについて合計した合計ＷＧ１’と、積層体の厚み方向における中心から第２金属パターンまでの距離Ｔ２’と第２金属パターンの体積との積を、全ての前記第２金属パターンについて合計した合計ＭＧ２’と、が、下記式（２）を満たすようにする。

|（ＭＧ２’／ＷＧ１’）×１００ |≦２００ ・・（２）
（但し、距離Ｔ１’、Ｔ２’は、中心から一方の方向を正、他方の方向を負とする）
なお、前記式（２）では、（ＭＧ２’／ＷＧ１’）×１００の絶対値が２００（％）以下であることを示している。

また、積層体の厚み方向における中心から第１金属パターンまでの距離Ｔ１と、積層体の厚み方向における中心から第２金属パターンまでの距離Ｔ２は、積層体の厚みに沿う積層体の表面から該表面と対向する他の表面までの直線長さの中心から、各金属パターン（第１金属パターン及び第２金属パターン）それぞれの厚みの中心までの上記厚み方向に平行な最短直線長さのことを言う。

本第４局面では、タングステンからなる第１金属パターンとモリブデンからなる第２金属パターンとが、上述のように配置されるとともに、第１金属パターンに関する合計ＷＧ１’と第２金属パターンに関する合計ＭＧ２’とが、前記式（２）を満たしている。

そのため、後述する実験例から明らかなように、積層体を焼成する際に、セラミック配線基板の貫通孔に対応する積層体の開口部の少なくとも一方の開口端が外側に突出することを抑制でき、開口端が開口部側に入り込む形状（垂れた形状）とすることができる。

つまり、積層体を焼成して得られるセラミック配線基板において、貫通孔の少なくとも一方の開口端が、外側に突出する形状となることを抑制して、貫通孔側に入り込むか平坦な構成とすることができる。

そのため、セラミック配線基板の貫通孔の開口端の周囲に荷重がかかった場合でも、従来のように開口端の凸部が欠けて異物となるような不具合の発生を抑制できる。
ここで、本第４局面において、上述した効果が生じる作用について説明する。

セラミック（例えばアルミナ）とタングステンとモリブデンとでは、焼結開始温度（粒成長の開始温度）の違いから、焼成工程での温度変化によって、セラミック配線基板の形状は変化してゆく。

ここで、タングステンとモリブデンとでは、モリブデンの方が焼結開始温度が低く、焼結も大きい（即ち焼結の際の収縮率が大きい）。よって、セラミックグリーンシートの各層に使用する導体材料の種類（即ちタングステンとモリブデン）との体積バランスが変わることで、焼成後の形状が異なる。

従って、開口端を垂れ下げるように、焼成時にタングステンによって生じる基板を変形させるモーメントと、焼成時にモリブデンによって生じるモーメントを調整すればよい。
つまり、上述のＷＧ１及びＷＧ１‘は、タングステンモーメント（Ｗモーメント）であり）、上述のＭＧ２及びＭＧ２’は、モリブデンモーメント（Ｍｏモーメント）である。

具体的には、前記式（２）を満たすように、タングステンからなる第１金属層に関する合計ＷＧ１’と、モリブデンからなる第２金属層に関する合計ＭＧ２’とを配置すればよい。

これにより、焼成時に垂れ下げたい面の抑制が抑えられ、貫通孔側に開口端が入り込むことになる。
＜以下、本発明の各構成について説明する＞
・セラミックとしては、アルミナ以外に、窒化アルミニウム、ジルコニア、ムライト等が挙げられる。なお、主成分とは、最も多い含有量（例えば５０体積％を上回る量）を示している。

・タングステンからなる第１金属層は、第１金属層におけるタングステンの割合が９０体積％以上のものを示し、モリブデンからなる第２金属層は、第２金属層におけるモリブデンの割合が９０体積％以上のものを示している。つまり、タングステンからなる第１金属層とは、上述の様に、９０体積％以上のタングステンを含んで構成された金属層であり、これは、タングステンが１００体積％である場合も含み得る。なお、モリブデンからなる第２金属層についても同様である。

・第１金属層が同じ厚みを有する層である場合には、第１金属層の体積は、厚み方向から見た平面視での面積に厚みをかけて求めることができる。なお、第２金属層も同様である。

実施形態のセラミック配線基板を示す斜視図である。 （ａ）は実施形態のセラミック配線基板の平面図、（ｂ）はその側面図である。 図２（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。 実施形態のセラミック配線基板の製造方法を示し、（ａ）はあるセラミックグリーンシート上に形成された第１金属パターンを示す側面図、（ｂ）は他のセラミックグリーンシート上に形成された第２金属パターンを示す側面図、（ｃ）は積層体を示す側面図、（ｄ）は開口部を有する積層体を厚み方向に破断した断面図、（ｅ）はセラミック配線基板を厚み方向に破断した断面図である。 実験例の試料の枠部を長手方向に垂直に破断した断面を示す断面図である。 実験結果を示し、（ａ）はNo.1の試料の枠部の断面を模式的に示す断面図、（ｂ）はNo.２〜４の試料の枠部の断面を模式的に示す断面図、（ｃ）はNo.５、６の試料の枠部の断面を模式的に示す断面図である。

次に、本発明のセラミック配線基板及びその製造方法の実施形態について説明する。
［１．実施形態］
［１−１．セラミック配線基板の構成］
まず、本実施形態のセラミック配線基板の構成について、図１及び図２に基づいて説明する。

なお、本実施形態では、第１金属層及び第２金属層が、それぞれ１層であって、平面視で環状に設けられている簡易な構成を例に挙げて説明する。
図１に示すように、本実施形態のセラミック配線基板１は、平板形状のセラミック基板３の中央に、セラミック基板３を厚み方向に貫く貫通孔５が形成されたものである。

図２に示すように、このセラミック基板３は、平面視で、外径が例えば１０ｍｍ角程度の方形であり、厚みは例えば１ｍｍ程度である。なお、セラミック基板３は、アルミナを主成分（例えばアルミナ９０体積％）とする基板である。

また、セラミック基板３の軸中心を貫くように設けられた貫通孔５は、平面視で、内径が例えば数ｍｍ角程度の方形である。
つまり、セラミック基板３は、平面視で四角枠形状であり、図２（ａ）の左右方向に平行に延びる辺を構成する第１枠部７及び第２枠部９と、図２（ａ）の上下方向に延びる辺を構成する第３枠部１１及び第４枠部１３とから構成されている。

更に、前記セラミック基板３の内部には、タングステン（Ｗ）からなる第１金属層１５と、モリブデン（Ｍｏ）からなる第２金属層１７とが、平面視で、貫通孔５の周囲を一周して囲むように、環状に配置されている。

この第１金属層１５と第２金属層１７とは、図２（ｂ）に示すように、厚み方向に対して垂直方向から見た場合には、平行に配置されている。
なお、セラミック配線基板１では、図２（ｂ）の下側が、基台等に載置される側（載置面）である第１主面Ｓ１であり、その反対側の面（露出面）が第２主面Ｓ２である。

ここで、基台等に載置される側の主面（表面）については、外部接続端子（図示せず）が形成されているか否か、等、各主面に形成されている部位により判断することが可能である。
［１−２．第１、第２金属層の構成］
次に、本実施形態の要部である第１金属層１５と第２金属層１７との構成について説明する。

図３に示すように、第１金属層１５は、タングステンからなり、自身の全体にわたり厚みが略同じ平板状である。ここでは、第１金属層１５はタングステンからなる第１金属層１５である。また、第１金属層１５の面積はＭＥ１、厚みはｔ１であるので、その体積ＴＡ１は、面積ＭＥ１×厚みｔ１である。

この第１金属層１５は、セラミック基板３の厚み方向における中心ＣＮから、図３の下方の第１主面Ｓ１の間に配置されている。詳しくは、中心ＣＮから距離Ｔ１の位置にて、セラミック基板３の平面方向（図３及び図２（ｂ）の左右方向）と平行に配置されている。 なお、距離Ｔ１とは、中心ＣＮから厚みｔ１の中央の位置までの厚み方向に平行な最短の直線距離である。

一方、第２金属層１７は、モリブデンからなり、自身の全体にわたり厚みが略同じ平板状である。ここでは、第２金属層１７はモリブデンからなる第２金属層１７である。また、第２金属層１７の面積はＭＥ２、厚みはｔ２であるので、その体積ＴＡ２は、面積ＭＥ２×厚みｔ２である。なお、ここでは、例えば、ＭＥ１＝ＭＥ２、ｔ１＝ｔ２、ＴＡ１＝ＴＡ２である。

この第２金属層１７は、セラミック基板３の厚み方向における中心ＣＮから、図３の上方の第２主面Ｓ２の間に配置されている。詳しくは、中心ＣＮから距離Ｔ２の位置にて、セラミック基板３の平面方向と平行に配置されている。なお、ここでは、Ｔ１＝Ｔ２である。

なお、距離Ｔ２とは、中心ＣＮから厚みｔ２の中央の位置までの厚み方向に平行な最短の直線距離である。
特に本実施形態では、第１金属層１５と第２金属層１７とは、平面視で、少なくとも一部が重なるように配置されている（ここでは、完全に重なるように配置されている）。

しかも、セラミック配線基板１の中心ＣＮから第１金属層１５までの距離Ｔ１と第１金属層１５の体積ＴＡ１との積ＳＥ１を、全ての第１金属層１５について合計した合計ＷＧ１（ここでは、１つの第１金属層１５のみ）と、セラミック配線基板１の中心ＣＮから第２金属層１７までの距離Ｔ２と第２金属層の体積ＴＡ２との積ＳＥ２を、全ての第２金属層について合計した合計ＭＧ２（ここでは、１つの第２金属層１７のみ）とが、下記式（１）を満たしている。

|（ＭＧ２／ＷＧ１）×１００ |≦２００ ・・（１）
（但し、距離Ｔ１、Ｔ２は、中心から一方の方向を正、他方の方向を負とする）
また、本実施形態では、セラミック配線基板１を中心ＣＮを境にして、第１主面Ｓ１側と第２主面Ｓ２側とを区分した場合、第１主面Ｓ１側の方が第２主面Ｓ２側よりタングステンの量（重量及び体積）が多く配置されている。

また、第１主面Ｓ１側における前記合計ＷＧ１と第２主面Ｓ２側における前記合計ＷＧ１とを比較した場合、第１主面Ｓ１側における前記合計ＷＧ１は、第２主面Ｓ２側における前記合計ＷＧ１（ここでは、ＷＧ１＝０）よりも大きな値となっている。

従って、図３に示すように、セラミック配線基板１の貫通孔５の一方（図３の下方）の開口端Ｋ１は、貫通孔５側に入り込む形状（即ち垂れた形状）となっている。
即ち、タングステンからなる第１金属層１５が配置された側の第１主面Ｓ１側において、貫通孔５の開口端Ｋ１は、なだらかなカーブとなって、開口端Ｋ１側から貫通孔５の内側に向かって入り込むような形状となっている。

一方、貫通孔５の他方（図３の上方）の開口端Ｋ２は、開口端Ｋ１のような形状ではなく、貫通孔５側に入り込む形状となっていない。つまり、第２主面Ｓ２と貫通孔５の内周面５ａとは垂直となって、第２主面Ｓ２の全面は平坦となっている。すなわち、開口端Ｋ２は開口端Ｋ１のように、開口端Ｋ２側から貫通孔５の内側に向かって入り込むような形状となっていない。
［１−３．セラミック配線基板の製造方法］
次に、本実施形態のセラミック配線基板１の製造方法について、図４に基づいて説明する。

なお、セラミック配線基板１は、複数のセラミック配線基板１が配列された板状の母材から各セラミック配線基板１を分離して作製することができるが、ここでは、説明の簡易化のために、一つのセラミック配線基板１を作製する場合を例に挙げる。

まず、例えばアルミナを主成分とし、バインダ樹脂、溶剤などを用いて、セラミックスラリーを作製し、そのセラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法によって、セラミックグリーンシート２１を複数作製する。

次に、図４（ａ）に示すように、あるセラミックグリーンシート２１（第１セラミックグリーンシート２１ａ）の表面に、タングステンを含むタングステンペーストを塗布して、第１金属層１５となる第１金属パターン２３を形成する（第１工程）。ここでいうタングステンペーストとは、金属成分としてのタングステンにバインダ等のペースト化の成分を加えたものである。

また、図４（ｂ）に示すように、他のセラミックグリーンシート２１（第２セラミックグリーンシート２１ｂ）の表面に、モリブデンを含むモリブデンペーストを塗布して第２金属層１７となる第２金属パターン２５を形成する（第２工程）。ここでいうモリブデンペーストとは、金属成分としてのモリブデンにバインダ等のペースト化の成分を加えたものである。

次に、図４（ｃ）に示すように、第１金属パターン２３を形成した第１セラミックグリーンシート２１ａや、第２金属パターン２５を形成した第２セラミックグリーンシート２１ｂや、第１、第２金属パターン２３、２５を形成しないセラミックグリーンシート２１を積層して、内部に第１金属パターン２３及び第２金属パターン２５を含む積層体２７を作製する（第３工程）。

その後、図４（ｄ）に示すように、積層体２７に対して、例えばパンチングにより、焼成後に貫通孔５となる貫通する孔である開口部２９をあける。
この積層体２７の形状は、セラミック配線基板１と実質的に相似形状であり、平面視で四角枠形状である。

次に、図４（ｅ）に示すように、開口部２９をあけた積層体２７を、例えば、大気雰囲気にて、焼成温度１３５０℃にて４８時間焼成して、貫通孔５を有するセラミック基板３の内部に第１金属層１５及び第２金属層１７を備えたセラミック配線基板１を作製する（第４工程）。

特に本実施形態では、上述した第１〜第３工程にて積層体２７を作製する場合には、積層体２７の厚み方向における中心から第１金属パターン２３までの距離Ｔ１’と第１金属パターンの体積ＴＥ１’との積ＳＥ１’を、全ての第１金属パターン２３（ここでは、１つの第１金属パターン２３のみ）について合計した合計ＷＧ１’と、積層体２７の厚み方向における中心から第２金属パターン２５までの距離Ｔ２’と第２金属パターン２５の体積ＴＭＥ２’との積ＳＥ２’を、全ての第２金属パターン２５（ここでは、１つの第２金属パターン２５のみ）について合計した合計ＭＧ２’とが、下記式（２）を満たすようにする。

|（ＭＧ２’／ＷＧ１’）×１００ |≦２００ ・・（２）
（但し、距離Ｔ１’、Ｔ２’は、中心から一方の方向を正、他方の方向を負とする）
本実施形態では、このような製造方法によって、上述した図３に示す構成のセラミック配線基板１を製造することができる。つまり、セラミック配線基板１の貫通孔５の一方の開口端Ｋ１が、貫通孔５側に入り込む形状となっているセラミック配線基板１を製造することができる。

なお、上述したように、焼成前の積層体２７と焼成後のセラミック配線基板１との大きさは異なるが、実質的に相似形状であるため、積層体２７について前記式（２）を満たす場合には、セラミック配線基板１について前記式（１）を満たしている。

＜応用例＞
また、前記実施形態とは異なり、第１金属パターン２３や第２金属パターン２５の少なくとも一方を複数設ける場合に、前記式（２）を満たすようにするには、下記のような手順を採用できる。

例えば、まず、積層体２７の厚み方向における中心を境にして、第１主面Ｓ１側（図４（ｃ）下方）と第２主面Ｓ２（図４（ｃ）上方）側とを区分した場合、第１主面Ｓ１側の方が第２主面Ｓ２側よりタングステンペーストの量（重量及び体積）を多く配置するようにする。

さらに、第１主面Ｓ１側における前記合計ＷＧ１’と第２主面Ｓ２側における前記合計ＷＧ１’とを比較した場合、第１主面Ｓ１側における前記合計ＷＧ１’は、第２主面Ｓ２側における前記合計ＷＧ１’よりも大きな値とする。

そして、このように設定した場合において、実際の前記式（２）を満たしているかを確認し、前記式（２）を満たすように、第１金属パターン２３や第２金属パターン２５の大きさや配置を修正すればよい。
［１−４．効果］
次に、本実施形態の効果について説明する。

（１）本実施形態のセラミック配線基板１は、アルミナを主成分とするセラミック基板３の内部に、タングステンからなる第１金属層１５と、モリブデンからなる第２金属層１７とを有している。また、第１金属層１５と第２金属層１７とは、平面視で少なくとも一部が重なるように配置されており、しかも、前記式（１）を満たしている。

従って、セラミック配線基板１の貫通孔５の開口端Ｋ１は、貫通孔５側に入り込んだ形状となっており、従来のような外側に張り出す突起状の凸部がない。
そのため、セラミック配線基板１の貫通孔５の開口端Ｋ１の周囲に荷重がかかった場合でも、従来のように貫通孔５の開口端Ｋ１の凸部が欠けて異物となるような不具合の発生を抑制できる。

（２）本実施形態のセラミック配線基板の製造方法は、上述した第１〜第４工程を有しており、しかも、前記式（２）を満たしている。
つまり、本実施形態では、タングステンからなる第１金属パターン２３に関する合計ＷＧ１’と、モリブデンからなる第２金属パターン２７に関する合計ＭＧ２’とが、前記式（２）を満たすので、積層体２７を焼成する際に、セラミック配線基板１の貫通孔５に対応する積層体２７の開口部２９の開口端が外側に突出することを抑制でき、開口端が開口部２９側に入り込む形状とすることができる。

従って、積層体２７を焼成して得られるセラミック配線基板１において、貫通孔５の開口端Ｋ１が、外側に突出する形状となることを抑制して、貫通孔５側に入り込む構成とすることができる。

そのため、セラミック配線基板１の貫通孔５の開口端Ｋ１の周囲に荷重がかかった場合でも、従来のように開口端Ｋ１の凸部が欠けて異物となるような不具合の発生を抑制でき
［１−５．文言の対応関係］
本実施形態の、セラミック配線基板１、セラミック基板３、貫通孔５、第１金属層１５、第２金属層１７、第１セラミックグリーンシート２１ａ、第２セラミックグリーンシート２１ｂ、第１金属パターン２３、第２金属パターン２５、積層体２７、開口部２９は、それぞれ、本発明の、セラミック配線基板、セラミック基板、貫通孔、第１金属層、第２金属層、第１セラミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシート、第１金属パターン２３、第２金属パターン２５、積層体２７、開口部２９の一例に相当する。
［１−６．実験例］
次に、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。

本実験例では、下記表１の条件を満たすように、セラミック配線基板の積層体の試料（No.１〜６）を作製した。
この試料のセラミックス配線基板では、図５に示す各位置（第１〜第７平面Ｈ１〜Ｈ７）に、タングステンからなる第１金属又はモリブデンからなる第２金属に該当する第１〜第７層Ｐ１〜Ｐ７を形成した。なお、第１〜第７金属層は、第１〜第４枠部に配置されている。

また、ここでは、図５の下方が第１主面側（載置面側）、図５の上方が第２主面側（露出面側）であり、セラミックス配線基板の厚み方向の中心である０点より第１主面側をマイナス（−）、０点より第２主面側をプラス（＋）とする。

詳しくは、０点から距離Ｌ１だけ離れた第１主面上である第１平面Ｈ１に、第１層Ｐ１を有する。０点から距離Ｌ２だけ離れた第２平面Ｈ２に、第２層Ｐ２を有する。０点から距離Ｌ３だけ離れた第３平面Ｈ３に、第３層Ｐ３を有する。０点から距離Ｌ４だけ離れた第４平面Ｈ４に、第４層Ｐ４を有する。０点から距離Ｌ５だけ離れた第５平面Ｈ５に、第５層Ｐ２を有する。

なお、各距離Ｌ１〜Ｌ５の長さは、例えば、表１のNo.２を例にすると、Ｌ１＝０．３ｍｍ、Ｌ２＝０．２５ｍｍ、Ｌ３＝０．２０ｍｍ、Ｌ４＝０．１５ｍｍ、Ｌ５＝０．０５ｍｍであり、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４＞Ｌ５である。なお、前記式（２）の演算の場合には、各距離Ｌ１〜Ｌ５の値はマイナスとして演算する。

一方、０点から距離Ｌ６だけ離れた第６平面Ｈ６に、第６層Ｐ６を有する。０点から距離Ｌ７だけ離れた第２主面上である第７平面Ｈ７に、第７層Ｐ７を有する。
なお、各距離Ｌ６、Ｌ７の長さは、例えば、表１のNo.２を例にすると、Ｌ７＝０．３０ｍｍ、Ｌ６＝０．１５ｍｍであり、Ｌ７＞Ｌ６である。なお、前記式（１）の演算の場合には、各距離Ｌ６、Ｌ７の値はプラスとして演算する。

また、第１〜第５層Ｐ１〜Ｐ５は、その平面形状及び厚み方向に沿った断面形状は同一であり、枠部の幅方向（図５の左右方向）における中央に配置されている。なお、第１〜第５層Ｐ１〜Ｐ５の厚みは０．０１ｍｍである。

一方、第６、第７層Ｐ６、Ｐ７は、その平面形状及び厚み方向に沿った断面形状は同一であり、枠部の幅方向（図５の左右）における中央から外側にずれた位置に配置されている。なお、第６、第７層Ｐ６、Ｐ７の厚みは０．０１ｍｍである。

そして、上述した各試料に対して、セラミック配線基板の貫通孔の開口端の状態を調べた。その結果を、同じく下記表１及び図６に記す。なお、図６の破線の楕円内にて開口端の形状を示している。

なお、表１におけるＷモーメントとは、前記合計ＷＧ１の値であり、Ｍｏモーメントとは、前記合計ＭＧ２の値であり、モーメント比とは、前記式（１）における、（ＭＧ２／ＷＧ１）×１００の値である。

なお、ＷＧ１やＭＧ２は、上述したように、各層（第１〜第７層）において、それぞれ体積に距離を掛けた値の合計である。
また、表１中の「垂れ」とは開口端が貫通孔側に入り込んでいることを示し、「跳ね」とは、開口端に外側に突出する凸部があることを示し、「垂れ〜平坦」とは、外部に突出する凸部を有さず、ほぼ平坦であるか、ごくわずかに貫通孔内に向かって入り込んでいる状況であることを示している。

なお、ＷモーメントやＭｏモーメントを求める際の数値の単位はｍｍである。

表１及び図６（ａ）から明らかなように、No.１の試料は、前記式（１）を満たしているので、開口部を形成する第１主面側（図６（ａ）の下方）の開口端には凸部はなく、貫通孔側にカーブして入り込んだ形状となっていた。

なお、開口部を形成する第２主面側（図６（ａ）の上方）の開口端には凸部があったが、第１主面側を載置面とするので、問題はない。
表１及び図６（ｂ）から明らかなように、No.２〜４の試料は、前記式（１）を満たしているので、開口部を形成する第１主面側の開口端には凸部はなく、貫通孔側にカーブして入り込んだ形状となっていた。

また、開口部を形成する第２主面側の開口端には凸部はなく、第２主面は平坦となっていた。
表１及び図６（ｃ）から明らかなように、No.５、６の試料は、前記式（１）を満たしていないので、開口部を形成する第１主面側の開口端（即ち載置面側）には凸部があった。

なお、開口部を形成する第２主面側の開口端には凸部がないが、載置面ではないので、載置面における凸部による不具合を解消できない。
上記結果から、前記式（１）を満たすことで、少なくとも一方の主面（つまりは、基台に載置される側の主面）の開口端に凸部を有しない構造とすることができる。
また、前記式（１）を満たす場合、前記式（２）も満たすということができ、少なくとも一方の主面（つまりは、基台に載置される側の主面）の開口端の形状を、凸部を有しない形状にコントロールすることができる。
また、より好ましくは、下記式（１’）及び式（２’）を満たすようにしてもよい。

３５≦|（ＭＧ２／ＷＧ１）×１００ |≦１５０ ・・（１’）
３５≦|（ＭＧ２’／ＷＧ１’）×１００ |≦１５０ ・・（２’）
このような構成とすることで、両方の主面（Ｓ１及びＳ２）の開口端に凸部を有しない構造とすることができる。

また、基台に載置される側の主面（例えばＳ１）と対向する主面（例えばＳ２）は、素子と電気的接続を行うパッドが形成される場合が多く、平坦であることが好ましい。このような観点から、前記式（１’）及び式（２’）を満たす形態がより好ましいといえる。

［２．その他の実施形態］
尚、本発明は、前記実施形態等に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

（１）例えば前記実施形態では、１層の第１金属層と１層の第２金属層とを設けた場合を例に挙げたが、第１金属層や第２金属層としては、１又は複数の層を採用できる。
（２）第１金属層は全てタングステンから構成されることが望ましく、同様に、第２金属層は全てモリブデンから構成されることが望ましいが、第１金属層中や第２金属層中に、他の成分（例えばガラス等）が若干含まれていてもよい。

（３）前記実施形態では、第１金属層や第２金属層が環状に設けられている場合を挙げたが、環状に設けられていなくてもよい。例えば平面視で、長方形等の形状を採用できるし、複雑な平面形状であってもよい。

（４）セラミック基板を構成するセラミックとしては、アルミナ以外に、例えば窒化アルミニウム、ジルコニア、ムライト等を採用できる。
（５）なお、上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

１…セラミック配線基板
３…セラミック基板
５…貫通孔
１５…第１金属層
１７…第２金属層
２１…セラミックグリーンシート
２３…第１金属パターン
２５…第２金属パターン
２７…積層体
２９…開口部

Claims (4)

1. 厚み方向に貫通する貫通孔を有するとともに、セラミックを主成分とするセラミック基板と、
   前記セラミック基板の内部に配置された複数の金属層と、 |
   を備えたセラミック配線基板において、
   前記金属層として、タングステンからなる１又は複数の第１金属層と、モリブデンからなる１又は複数の第２金属層とを、を有すると共に、前記第１金属層と前記第２金属層とは、前記厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように配置されており、
   前記セラミック配線基板の前記厚み方向における中心から前記第１金属層までの距離Ｔ１と当該第１金属層の体積との積を、全ての前記第１金属層について合計した合計ＷＧ１と、
   前記セラミック配線基板の前記厚み方向における中心から前記第２金属層までの距離Ｔ２と当該第２金属層の体積との積を、全ての前記第２金属層について合計した合計ＭＧ２と、
   が、下記式（１）を満たす、セラミック配線基板。
   |（ＭＧ２／ＷＧ１）×１００ |≦２００ ・・（１）
   （但し、距離Ｔ１、Ｔ２は、中心から一方の方向を正、他方の方向を負とする）
2. 前記セラミックは、アルミナである、
   請求項１に記載のセラミック配線基板。
3. 前記第１金属層及び前記第２金属層は、前記セラミック基板の前記厚み方向において異なる位置にて、前記厚み方向と垂直な平面に配置されている、
   請求項１又は２に記載のセラミック配線基板。
4. 前記請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミック配線基板の製造方法であって、
   第１セラミックグリーンシートの表面に、前記タングステンを含むタングステンペーストを塗布して第１金属層となる第１金属パターンを形成する第１工程と、
   第２セラミックグリーンシートの表面に、前記モリブデンを含むモリブデンペーストを塗布して第２金属層となる第２金属パターンを形成する第２工程と、
   １又は複数の前記第１セラミックグリーンシートと、１又は複数の前記第２セラミックグリーンシートとを積層して、内部に第１金属パターン及び第２金属パターンを含む、前記貫通孔となる開口部を有する積層体を作製する第３工程と、
   前記積層体を焼成してセラミック配線基板を作製する第４工程と、
   を備え、
   前記第１〜第３工程にて前記積層体を作製する場合には、
   前記積層体の前記積層方向である厚み方向における中心から前記第１金属パターンまでの距離Ｔ１’と当該第１金属パターンの体積との積を、全ての前記第１金属パターンについて合計した合計ＷＧ１’と、
   前記積層体の前記厚み方向における中心から前記第２金属パターンまでの距離Ｔ２’と当該第２金属パターンの体積との積を、全ての前記第２金属パターンについて合計した合計ＭＧ２’と、
   が、下記式（２）を満たす、セラミック配線基板の製造方法。
   |（ＭＧ２’／ＷＧ１’）×１００ |≦２００ ・・（２）
   （但し、距離Ｔ１’、Ｔ２’は、中心から一方の方向を正、他方の方向を負とする）

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