JP4741563B2 - Circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックス製の絶縁層の間に1乃至複数の内層導体層が形成されてなる積層基板と、積層基板の表面に形成され且つ内層導体層と電気的に接続された表面導体層とを有する回路基板に関する発明である。 The present invention provides a laminated substrate in which one or more inner conductor layers are formed between ceramic insulating layers, a surface conductor layer formed on the surface of the laminated substrate and electrically connected to the inner conductor layer. an invention which relates to a circuit board having a.
従来、絶縁基材の表面に導体パターンを形成して回路基板を製造する方法として、特許文献1に開示されているような製造方法があった。
Conventionally, as a method of manufacturing a circuit board by forming a conductor pattern on the surface of an insulating base material, there has been a manufacturing method as disclosed in
特許文献1に開示されている製造方法は、所望形状の絶縁基材を形成する工程と、絶縁基材の表面に導電体(例えば、銅)の薄膜からなる下地めっき層を形成する工程と、レーザビームを照射することで必要な導体パターン輪郭部の下地めっき層を除去する工程と、レーザビームが照射されずに残った下地めっき層のうちで必要な部分を電気めっきすることで導体パターンを形成する工程とを有するものである。
しかしながら、上記従来例では電気めっきの給電用導体層が絶縁基材の表面にしか形成し得ないため、絶縁基材の表面に形成される導体パターンの形状や配置の自由度が低いという問題があった。 However, in the above-described conventional example, since the electroplating power supply conductor layer can be formed only on the surface of the insulating base material, there is a problem that the degree of freedom of the shape and arrangement of the conductor pattern formed on the surface of the insulating base material is low. there were.
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来例における導体パターンに比較して積層基板の表面に形成される表面導体層の形状や配置の自由度が高くなる回路基板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is a circuit in which the degree of freedom of the shape and arrangement of the surface conductor layer formed on the surface of the multilayer substrate is higher than that of the conductor pattern in the conventional example. and to provide a board.
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、セラミックス製の絶縁層の間に1乃至複数の内層導体層が形成されてなる積層基板と、積層基板の表面に形成され且つ内層導体層と電気的に接続された表面導体層とを有する回路基板であって、前記表面導体層は、積層基板の表面に形成される下地めっき層と、内層導体層を介して給電することにより下地めっき層上に形成される電気めっき層とから構成されるものであり、下地めっき層の電気めっき層が形成される部分と電気めっき層が形成されない部分との、少なくとも境界領域の下地めっき層をレーザビーム照射により除去してなり、さらに、第1の絶縁層の表面と第1の絶縁層上に積層されている第2の絶縁層の端面とで形成される階段状の段差が積層基板に設けられ、第1の絶縁層の表面若しくは第2の絶縁層の端面に露出する内層導体層の一部を覆うように表面導体層が形成されたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2の発明は、請求項1の発明において、第2の絶縁層の端面と同一面上に露出する内層導体層の端面を覆うように表面導体層が形成されることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明は、請求項1の発明において、第1の絶縁層表面に沿って第2の絶縁層端面より突出する内層導体層の前記一部を覆うように表面導体層が形成されることを特徴とする。
The invention of claim 3 is the invention of
請求項4の発明は、請求項3の発明において、第2の絶縁層上に積層されている第3の絶縁層は、第2の絶縁層端面より突出し且つ内層導体層の前記一部を挟んで積層方向に対して第1の絶縁層と対向することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, in the third aspect of the invention, the third insulating layer laminated on the second insulating layer protrudes from the end face of the second insulating layer and sandwiches the part of the inner conductor layer. It is characterized by facing the first insulating layer in the stacking direction.
請求項5の発明は、請求項1の発明において、複数の内層導体層同士を電気的に接続するビアホールが第1の絶縁層表面に露出し、当該ビアホールの端面を覆うように表面導体層が形成されたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the via hole for electrically connecting the plurality of inner layer conductor layers is exposed on the surface of the first insulating layer, and the surface conductor layer is formed so as to cover the end face of the via hole. It is formed.
本発明によれば、セラミックス製の絶縁層の間に形成されている内層導体層を介して給電することにより下地めっき層上に電気めっきを行って表面導体層を形成しているので、電気めっきの給電用導体層が絶縁基材の表面にしか形成し得ない従来例に比較して、積層基板の表面に形成される表面導体層の形状や配置の自由度が高くなる回路基板が提供できる。 According to the present invention, the surface conductor layer is formed by performing electroplating on the base plating layer by supplying power through the inner conductor layer formed between the ceramic insulating layers. compared to the conventional example feeding conductor layer can not be formed only on the surface of the insulating substrate, providing a circuit board in which the degree of freedom is high in the shape and arrangement of the surface conductor layer formed on the surface of the laminated substrate it can.
以下、図面を参照して本発明を実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態の回路基板1は、図1に示すように導電ペーストが所定のパターンに印刷塗布されたセラミックス製のグリーンシートを積層した積層体を焼成することでセラミックス製の絶縁層31〜34の間に複数の内層導体層41〜43が形成されてなる積層基板2と、積層基板2の表面に形成されビアホール5を介して内層導体層41〜43と電気的に接続された表面導体層6とを備えている。また本実施形態では、積層基板2を厚み方向において縦横に分断することにより一枚の回路基板1から複数個の回路基板10,…を分割する構造となっており、積層基板2の表裏両面に分断用の複数の溝7が縦横に形成されている。さらに、個々の回路基板10,…に相当する部分には、厚み方向(図1における上下方向)から見て略円形の凹所11が設けられている。この凹所11は、複数層(図示例では2層)の絶縁層33,34を貫通する深さを有し、底面には絶縁層32の表面が露出している。但し、本実施形態では回路基板1を分断して形成される複数個の回路基板10,…を同一のものとしているが、複数個の回路基板10を全て同一とする必要はなく、例えば、全てが異なる構造の回路基板10,…であっても構わない。
As shown in FIG. 1, the
ここで、説明を簡単にするため、各絶縁層31〜34を第1絶縁層31,第2絶縁層32,第3絶縁層33,第4絶縁層34と呼び、第1絶縁層31と第2絶縁層32との間の内層導体層41を第1内層導体層、第2絶縁層32と第3絶縁層33との間の内層導体層42を第2内層導体層、第3絶縁層33と第4絶縁層34との間の内層導体層43を第3内層導体層と呼ぶこととする。
Here, in order to simplify the description, each of the insulating layers 3 1 to 3 4 is referred to as a first insulating layer 3 1 , a second insulating layer 3 2 , a third insulating layer 3 3 , and a fourth insulating layer 3 4 . The
上述のような構造を有する積層基板2は、以下のような方法で製造される。すなわち、導電ペーストを所定のパターンに印刷塗布し且つ所定位置に形成したビアホール5に導電ペーストを充填したセラミックス製のグリーンシートを4層に積層して積層体を形成し、さらに当該積層体の表裏両面に分断用の溝7をそれぞれ形成した後、この積層体を焼成することで積層基板2が形成される。但し、第3絶縁層33並びに第4絶縁層34となる2枚のグリーンシートには積層前に予め凹所11用の丸孔が縦横に並べて貫設してあり、積層体を焼成して形成される積層基板2には、溝7で区切られた領域毎に各々凹所11が設けられることになる。ここで、凹所11の内壁面においては、絶縁層3の表面に内層導体層4の端面やビアホール5の端部が露出してなる露出部が設けられている。なお、凹所11用の孔は、必ずしも丸孔である必要はなく多角形状でもよい。
The laminated
そして、上述した第1絶縁層31、第2絶縁層32、第3絶縁層33、第4絶縁層34の各々の層は、グリーンシート1枚のみからなる単層グリーンシートにより形成されていてもよいし、またグリーンシートを複数積層した複数層グリーンシートにより形成されていてもよい。さらに、グリーンシートにプレス成形を施す場合には、単層グリーンシートや複数層グリーンシートの各々をプレス成形してから、これらを積層して第1絶縁層31乃至第4絶縁層34となる積層体を形成してもよいし、この後、更に積層体をプレス成形してもよい。或いは、単層グリーンシートや複数層グリーンシートを積層して、第1絶縁層31乃至第4絶縁層34となる積層体を形成してから、この積層体をプレス成形してもよい。なお、このようなプレス成形は、焼結一体化までの間にグリーンシート同士を仮圧着するためや、積層体を所定の厚みになすために行われる。 Each of the first insulating layer 3 1 , the second insulating layer 3 2 , the third insulating layer 3 3 , and the fourth insulating layer 3 4 described above is formed of a single-layer green sheet composed of only one green sheet. It may be formed by a multilayer green sheet in which a plurality of green sheets are laminated. Furthermore, when performing press molding the green sheet, each of the single-layer green sheets and multiple layer green sheet after press forming, the first insulating layer 3 first to fourth insulating layer 3 4 laminating these A laminate may be formed, and thereafter, the laminate may be further press-molded. Alternatively, by laminating a single-layer green sheets and multiple layer green sheet, after forming a laminate of a first insulating layer 3 first to fourth insulating layer 3 4, the laminate may be press-molded. In addition, such press molding is performed in order to temporarily press-bond green sheets to each other until sintering integration, or to make the laminated body have a predetermined thickness.
次に、積層基板2の表面、すなわち、第1絶縁層31並びに第4絶縁層34の表面と凹所11の内壁面(凹所11の側壁を形成する第3絶縁層33並びに第4絶縁層34の端面と凹所11の底壁を形成する第2絶縁層32の表面)に、前記露出部と電気的に接続される所定形状(パターン)の表面導体層6を形成する方法について説明する。
Next, the surface of the
まず、積層基板2の表面の全面に、無電解めっきあるいはCVDやスパッタリング等を行うことにより導電性薄膜からなる下地めっき層を形成する。そして、積層基板2の表面にレーザビームを照射することで当該照射部分の下地めっき層を除去する。かかるレーザビームは、ガルバノミラー等で走査することにより表面導体層6の輪郭に沿って積層基板2の表面を移動しつつ照射され、下地めっき層のうちで表面導体層6のパターンに一致した部分(以下、「下地層」と呼ぶ。)6aと表面導体層6のパターンに一致しない部分との境界領域の下地めっき層を除去するものである。従って、積層基板2の表面にはレーザビームが照射された輪郭内側の下地めっき層(表面導体層6のパターンに一致した下地層)6aと、下地層6aの輪郭に沿った部分のみがレーザビーム照射で除去された下地めっき層(図示せず)とが残ることになる。但し、隣接する表面導体層6の間隔が狭いような場合においては、上述のように輪郭部分だけでなく表面導体層6間の下地めっき層を全てレーザビーム照射で除去することも可能である。
First, a base plating layer made of a conductive thin film is formed on the entire surface of the
続いて、表面導体層6のパターンに一致した下地層6aの上に電気めっきにより銅などのめっき層6bを厚付けすることで表面導体層6を形成し、下地層6a以外の不要な下地めっき層をエッチングで除去すれば、第1〜第3内層導体層41〜43と表面導体層6により所望の回路が形成された積層基板2、すなわち、回路基板1が製造できるものである。ここで、めっき層6bを形成する電気めっきを行うには、下地層6aを直流電源の陰極に接続し電気めっき浴に積層基板2を浸漬した状態で給電する必要があり、本実施形態では積層基板2の第1〜第3内層導体層41〜43を給電路として用いている。そのために第1〜第3内層導体層41〜43と電気的に接続された給電用のビアホール5aを積層基板2の長手方向両端部に設け、積層基板2の周縁部に形成した矩形枠状の給電用表面導体層8に直流電源の陰極を接続して給電用表面導体層8からビアホール5a、第1〜第3内層導体層41〜43を介して下地層6aに給電するようにしている。従って、第1〜第4絶縁層31〜34の間に形成されている第1〜第3内層導体層41〜43を介して下地層6aに給電することにより電気めっきを行い、めっき層6bを厚付けすることにより表面導体層6を形成するので、電気めっきの給電用導体層が絶縁基材の表面にしか形成し得ない従来例に比較して、積層基板2の表面に形成される表面導体層6の形状や配置の自由度が高くなるという利点がある。特に、本実施形態では積層基板2の表面に分断用の溝7が縦横に形成してあるため、各回路基板10,…の部分から積層基板2の周縁部まで積層基板2の表面に給電用表面導体層を引き回すことができずに配線の自由度が低下してしまうが、上述のように第1〜第3内層導体層41〜43を給電路として利用することで表面導体層6の形状や配置の自由度が向上するものである。
Subsequently, the
そして、上述のように構成された回路基板1を溝7の部分で分断すれば、複数個の同一回路基板10,…を得ることができるのである。本実施形態においては、図1に示すように第4絶縁層34の表面に露出するビアホール5の露出部と電気的に接続され凹所11の側壁面から底壁面まで延出された表面導体層6や、凹所11の側壁面において第3内層導体層43の露出部と電気的に接続された表面導体層6、凹所11の底壁面や第1絶縁層31の表面でビアホール5の露出部と電気的に接続された表面導体層6などが形成されており、以下、これらの表面導体層6の構造について詳述する。
And if the
図2(a)に示すように第4絶縁層34と第3絶縁層33とに挟まれた第3内層導体層43に、凹所11の側壁面に露出する露出部が設けてあり、第3内層導体層43の露出部を含む凹所11の側壁面に、当該側壁面の法線方向から見て平面視長方形の表面導体層6が設けてある。また、図2(b)に示すように凹所11の底壁面にはビアホール5の端部を露出させてなる露出部が設けてあり、第2内層導体層42と電気的に接続されているビアホール5の露出部を含む凹所11の底壁面に、当該底壁面の法線方向から見て平面視略円形の表面導体層6が設けてある。このように絶縁層3の端面(凹所11の側壁面や底壁面)に導体層4やビアホール5の端面を露出させてなる露出部を設け、当該露出部を覆うように表面導体層6を形成して導体層4やビアホール5の露出部と電気的に接続する構造とすれば、レーザビーム照射による下地めっき層の除去が側壁面や底壁面と平行な面だけで済むため、凹所11内における回路形成が容易になるという利点がある。
2 and the fourth insulating layer 3 4 as shown in (a) third
また、図3に示すように第2内層導体層42の一部を凹所11の底壁面(第2絶縁層32の表面)に沿って露出させてなる露出部が設けてあり、凹所11の側壁面から第2内層導体層42の露出部を覆うように表面導体層6が設けてある。この場合、凹所11の側壁面や底壁面において第2内層導体層42の露出部の輪郭よりもやや大きくレーザビームを照射して下地めっき層を除去するのであるが、凹所11の側壁面(第3絶縁層33の端面)と第2内層導体層42の露出部との境界部分については凹所11の側壁面にレーザビームを照射すればよく、第2内層導体層42(露出部)にレーザビームを照射しなくて済むという利点がある。
Further, as shown in FIG. 3, there is provided an exposed portion in which a part of the second
ここで、第3絶縁層33に設ける丸孔の径を第4絶縁層34に設ける丸孔の径よりも大きくすることにより、図4に示すように第4絶縁層34が第3絶縁層33の端面より突出し且つ第3絶縁層33の端面から突出する第2内層導体層42を挟んで積層方向に対して第2絶縁層32と対向する構造とすれば、スパッタリングのように成膜に方向性を有する方法によって下地めっき層を形成する際、第2内層導体層42の露出部のうちで第4絶縁層34によって覆われている部分には薄膜が形成されない。したがって、図3に示した構造のように凹所11の側壁面にレーザビームを照射する必要がなく、第2内層導体層42の露出部のうちで第4絶縁層34で覆われていない部分のみを覆い且つ電気的に接続された表面導体層6を形成することができる。なお、本実施形態では凹所11の側壁面並びに底壁面に露出する内層導体層4の露出部を覆うように表面導体層6を形成する場合について説明したが、凹所11を含む段差全般において、上述のように段差の側面(凹所11の側壁面)や表面(凹所11の底壁面)に露出する内層導体層4の露出部を覆うように表面導体層6を形成することができる。
Here, to be larger than the diameter of the round hole providing a diameter of the round holes provided in the third insulating layer 3 3 in the fourth insulating layer 3 4, the fourth insulating layer 3 4 4 3 if a structure that faces the second insulating layer 3 2 to the stacking direction across the second
ここで、積層基板2として各絶縁層3が1枚のグリーンシートで構成されるものを例示したが、複数枚のグリーンシートを積層することで各絶縁層3が構成される積層基板2であっても構わない。例えば、図4(b)には第3絶縁層33が1つの層(1枚のグリーンシート)で構成されている状態を図示しているが、第3絶縁層33が複数枚のグリーンシートを積層して構成された積層基板2であってもよい。
Here, the
ところで、積層されたグリーンシートを焼成してなる積層体にレーザビームを照射してビアホール5を形成する方法によれば、積層前のグリーンシートにビアホール5を形成する方法に比べて回路基板1の配線パターンが容易に変更可能になるとともに回路形成の自由度が高まるという利点がある。
By the way, according to the method of forming the via
また、図5(b)(c)に示すようにすり鉢状の凹所11の側壁面に表面導体層61を形成するとともに、凹所11の底壁面に露出する第2内層導体層42の露出部を覆った表面導体層62を形成する場合、凹所11の側壁面に露出部が設けられた第3内層導体層43を介して一方の表面導体層61の下地層(図示せず)に給電する給電用表面導体層81を積層基板2の一端側に設け、他方の表面導体層62の下地層(図示せず)に給電する給電用表面導体層82を積層基板2の他端側に設け、各給電用表面導体層81,82へ各別に給電することで個別に電気めっきすればよい。例えば、底壁面の表面導体層62に発光ダイオードチップ(図示せず)を実装し、側壁面の表面導体層61を発光ダイオードチップから放射する光の反射面とする場合であれば、給電用表面導体82へ給電することで下地層6aに実装用の金めっきを厚付けして表面導体層62を形成し、別途、給電用表面導体81へ給電することで下地層6aに銀めっきを厚付けして表面導体層61を形成することができる。
FIG. 5 (b) to form a surface conductor layer 61 on the side wall surface of the
さらに、図6に示すように回路基板1の端面に内層導体層4の端面を露出させてなる露出部を設け、これら内層導体層4の露出部と電気的に接続された給電用表面導体層8を回路基板1の端面に形成すれば、給電用のビアホール5aを設ける必要が無くなるという利点がある。
Further, as shown in FIG. 6, an exposed portion formed by exposing the end surface of the inner
1 回路基板
2 積層基板
31〜34 第1絶縁層〜第4絶縁層
41〜43 第1内層導体層〜第3内層導体層
5 ビアホール
6 表面導体層
7 溝
10 回路基板
11 凹所
1
Claims (5)
前記表面導体層は、積層基板の表面に形成される下地めっき層と、内層導体層を介して給電することにより下地めっき層上に形成される電気めっき層とから構成されるものであり、下地めっき層の電気めっき層が形成される部分と電気めっき層が形成されない部分との、少なくとも境界領域の下地めっき層をレーザビーム照射により除去してなり、さらに、第1の絶縁層の表面と第1の絶縁層上に積層されている第2の絶縁層の端面とで形成される階段状の段差が積層基板に設けられ、第1の絶縁層の表面若しくは第2の絶縁層の端面に露出する内層導体層の一部を覆うように表面導体層が形成されたことを特徴とする回路基板。 A circuit board having a laminated substrate in which one or a plurality of inner layer conductor layers are formed between ceramic insulating layers, and a surface conductor layer formed on the surface of the laminated substrate and electrically connected to the inner layer conductor layer Because
The surface conductor layer is composed of a base plating layer formed on the surface of the multilayer substrate and an electroplating layer formed on the base plating layer by supplying power through the inner conductor layer. At least the base plating layer in the boundary region between the portion where the electroplating layer is formed and the portion where the electroplating layer is not formed is removed by laser beam irradiation, and the surface of the first insulating layer A stepped step formed between the end surface of the second insulating layer stacked on the first insulating layer is provided on the stacked substrate, and is exposed on the surface of the first insulating layer or the end surface of the second insulating layer. A circuit board, wherein a surface conductor layer is formed so as to cover a part of the inner conductor layer.
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