JP5166890B2 - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層した複数のセラミック層をビア導体が連続して貫通し、該ビア導体の端面が露出する最外層のセラミック層の表・裏面が平坦で電子部品などの実装が精度良く行える配線基板およびその製造方法に関する。

複数のセラミック層とそれらの間ごとに配置した導体層とを積層してなる多層セラミック配線基板の製造過程において、上記セラミック層となるグリーンシートの搬送を容易にするため、その一面にキャリアシートを貼り付けた状態で、ビアホールとなる貫通孔が穿孔され、更に該貫通孔に導電性インクを充填する場合がある。上記グリーンシートを積層して多層セラミック配線基板を製造すると、上記キャリアシートの厚み相当分や、ビアホール内への導電性インクなどの過剰な充填に起因して、ビア導体が軸方向に延出し、最外層のセラミック層からその表面を外向きに突き上げてしまう場合がある。

例えば、セラミックからなる複数の絶縁層と、それらの間ごとに配置した導体層とを有し、これらの厚み方向に沿って貫通するビアホール内に形成したビア導体が、導電性インクなどの過剰な充填により軸方向に延びる突き上げを生じ、最外層の絶縁層とこれに隣接する絶縁層との間に形成された面導体が外向きの凸形状に変形する場合がある。かかる凸形部の影響を避けてコンデンサを基板内に内設するため、該凸形部の真上に位置し、且つ最外層の絶縁層の表面に配置された電極導体の内部に、導体不在部の抜き孔を形成した多層基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記面導体、最外層の絶縁層、および電極導体は、上記多層基板内においてコンデンサを構成している。
特開２００５−３４７５６７号公報（第１〜１３頁、図１）

ところで、前記のように、複数のセラミック層をそれらの厚み方向に沿って貫通するビア導体による突き上げが生じると、最外層のセラミック層の表面が平坦にならないだけでなく、かかる表面に露出するビア導体の端面上に形成された外部接続用のパッドを介して、半導体チップなどの電子部品を実装するに際し、パッド自体も平坦にならない。その結果、かかる電子部品と上記パッドとの導通が不安定になり、引いては、実装した電子部品の動作が不十分になるなどのおそれがあった。
あるいは、上記突き上げを伴うビア導体が、最外層のセラミック層の裏面に露出すると、該ビア導体の端面上に形成されたパッドなどを介して、接続すべき導体ピンを所要の位置および姿勢でハンダ付けできなくなる場合もあった。

本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、複数のセラミック層をビア導体が軸方向に連続して貫通しても、該ビア導体の端面が露出する最外層のセラミック層の表・裏面を平坦にでき、かかる表・裏面上に電子部品などを精度良く実装などできる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、複数のセラミック層を厚み方向に沿って貫通する複数の貫通孔からなるビアホール内にビア導体を形成するに際し、最外層となるセラミック層を除いた一部のセラミック層の貫通孔の中心部に、空間を備えたスルーホール導体を形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、貫通孔が形成されたセラミック層を含む複数のセラミック層を積層してなり、且つ表面および裏面を有する基板本体と、かかる基板本体の表面または裏面の少なくとも一方に開口し、且つ該基板本体の厚み方向に沿って複数の上記貫通孔が連続したビアホールと、かかるビアホールを構成する複数の貫通孔のうち、上記基板本体の表面および裏面を形成する最外層のセラミック層の少なくとも一方の貫通孔に充填されたビア導体と、上記ビアホールを形成する複数の貫通孔のうち、上記最外層のセラミック層以外のセラミック層の貫通孔の内壁面に沿って形成されたスルーホール導体と、を備え、該スルーホール導体は、中心部に空間を有していると共に、上記スルーホール導体の軸方向における少なくとも一方の開口部に、上記ビア導体の一部が進入している、ことを特徴とする。

これによれば、複数のセラミック層ごとに形成された貫通孔が連続するビアホール内において、最外層を除いた何れかのセラミック層の貫通孔に中心部に空間を有するスルーホール導体が形成されているので、かかるスルーホール導体が、製造時の複数のグリーンシートの積層・圧着工程において、隣接するビア導体の前記突き上げによる膨張を予め吸収をしている。このため、最外層のセラミック層の表面および裏面の少なくとも一方に露出するビア導体の端面が、かかる表・裏面と面一ないしほぼ面一となる。
しかも、前記スルーホール導体の軸方向における少なくとも一方の開口部に、前記ビア導体の一部が進入することで、スルーホール導体の軸方向における一方または双方の開口部に、隣接するビア導体の一部が進入しているため、該スルーホール導体とビア導体との電気的接続を安定させることも可能となる。
従って、基板本体の表面や裏面に上記ビア導体と接続して形成されるパッドなどを介して、電子部品を精度良く実装したり、外部接続用の導体ピンを所定の位置および姿勢にしてハンダ付けなどにて固着することができる。

尚、前記セラミック層のセラミックには、アルミナなどの高温焼成セラミック、あるいは、ガラス成分を約５０ｗｔ％程度含む低温焼成セラミックが含まれる。
また、前記ビア導体やスルーホール導体を含む導体には、前記セラミック層のセラミックが高温焼成セラミックからなる場合には、ＷやＭｏなどが用いられ、低温焼成セラミックの場合には、ＡｇやＣｕなどが用いられる。
更に、前記ビアホールは、基板本体の表面側または裏面側のセラミック層の貫通孔から、中層のセラミック層の貫通孔まで連続する形態のほか、基板本体の表面と裏面との間の全てのセラミック層の貫通孔が連続した形態としても良い。
また、貫通孔にスルーホール導体が形成されるセラミック層は、最外層のセラミック層を除いたセラミック層のうちの何れかである。例えば、貫通孔にビア導体が充填された最外層のセラミック層の内側に隣接するセラミック層や、かかるセラミック層よりも更に内側に位置するセラミック層でも良い。かかるスルーホール導体の軸方向における両端面の少なくとも一方には、前記ビア導体が接続され、他方には該ビア導体または基板内部の配線層が接続される。
更に、前記スルーホール導体は、後述する製造工程で、かかるスルーホール導体が形成されたセラミック層を含む複数のセラミック層を積層・圧着する際の圧力によって、中心部に当初位置していたほぼ円柱形の空間が、ほぼ鼓形などの異形を呈するものとなっていても良い。
加えて、前記スルーホール導体は、貫通孔の内壁面に沿った外周部を有し、かかる外周部付近の表層を主に電流が流れるため、ビア導体に比べても、電気抵抗を殆んど増加させない。

また、本発明には、前記スルーホール導体は、焼成後の厚みが１００μｍ以上の前記セラミック層を貫通する貫通孔の内壁面に沿って形成されている、配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、焼成後の厚みが１００μｍ以上となる比較的厚いセラミック層を貫通する貫通孔の内壁面に沿って、スルーホール導体を形成しているので、製造時に前記貫通孔における一方の開口部を負圧とした状態で、他方の開口部から導電性インクなどを吸引させつつ容易に塗布・形成することができる。しかも、比較的厚いセラミック層の貫通孔には、導電性インクなどを吸引・塗布して、スルーホール導体を形成できるため、かかる製造工程も容易となる。
更に、本発明には、前記スルーホール導体の空間は、鼓形である、配線基板（請求項３）も含まれる。

一方、本発明による配線基板の製造方法（請求項４）は、焼成後の厚みが１００μｍ以上または１００μｍ未満となる複数のグリーンシートに貫通孔を形成する工程と、上記グリーンシートのうち、少なくとも積層工程で最外層となるグリーンシートに形成した上記貫通孔に導電性ペーストを充填してビア導体を形成する工程と、上記最外層となるグリーンシート以外のグリーンシートに形成した上記貫通孔の内壁面に沿って、導電性ペーストを円環状に配設して、中心部に通し孔を有するスルーホール導体を形成する工程と、少なくとも上記ビア導体およびスルーホール導体が形成された複数のグリーンシートを、該ビア導体とスルーホール導体とが軸方向に沿って連続するように積層して、中心部に空間を有するスルーホール導体を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする。

これによれば、積層工程で最外層となるグリーンシートの貫通孔にビア導体を形成し、最外層以外のグリーンシートの何れかのグリーンシートの貫通孔に中心部に通し孔を有するスルーホール導体に形成し、これらの貫通孔が連続するビアホールを形成するように、複数の上記グリーンシートを積層・圧着している。その結果、基板本体を構成する複数のセラミック層の厚み方向に沿って貫通するビアホール内に、最外層のセラミック層を除いたセラミック層の何れかの貫通孔に中心部に空間を有するスルーホール導体が、これ以外のセラミック層の貫通孔にビア導体が、互いにほぼ同軸で形成される。
従って、かかるビア導体およびスルーホール導体の電気的接続が十分可能であり、基板本体の表面および裏面の少なくとも一方に露出するビア導体の端面が平坦とされている配線基板を確実に製造することができる。
尚、焼成後の厚みが１００μｍ以上あるいは１００μｍ未満の前記グリーンシートは、これらを相対的な厚みで区切ったものである。
また、複数のグリーンシートごとに形成する前記貫通孔は、積層工程で同心となれば、内径が異なるものを含んでいても良い。
更に、前記スルーホール導体には、中心部に当初位置していたほぼ円柱形の空間が、ほぼ鼓形などの異形を呈する形態のほか、かかる空間が極く小さな隙間に縮小している形態も含む。

また、本発明には、前記スルーホール導体が形成されるグリーンシートの焼成後の厚みは、１００μｍ以上である、配線基板の製造方法（請求項５）も含まれる。
これによれば、焼成後のセラミック層の厚みが１００μｍ以上の比較的厚いグリーンシートを貫通する貫通孔の内壁面に沿って、かかる貫通孔における一方の開口部を負圧とした状態で、他方の開口部から導電性インクなどを吸引しつつ塗布・形成することで、スルーホール導体を容易に形成できる。しかも、比較的厚いグリーンシートの貫通孔には、導電性インクなどを吸引・塗布して、スルーホール導体を形成できるため、かかる製造工程も容易となる。

更に、本発明には、一面に添着したキャリアシートを含んで前記貫通孔が貫通する前記グリーンシートは、前記導電性ペーストを充填してビア導体が形成された後、上記キャリアシートが剥離される、配線基板の製造方法（請求項６）も含まれる。
これによれば、グリーンシートの一面に添着したキャリアシートを含んで、貫通孔が形成され、かかる貫通孔にビア導体を形成した後、上記キャリアシートを剥離するので、該キャリアシートの厚み相当分だけビア導体の一部が、当該グリーンシートの一面に突出する。このため、次述するように、該ビア導体の凸部を、隣接するスルーホール導体の軸方向における一方の開口部に押し付けつつ、複数のセラミック層を積層することで、スルーホール導体における一方の開口部にビア導体の一部が進入した状態で、両導体を確実に接続することが可能となる。
尚、前記複数のグリーンシートのうち何れかには、その一面にキャリアシートが付着され、該キャリアシートにも前記貫通孔が同軸で形成される。
また、前記キャリアシートには、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称する）などの樹脂フィルムが用いられる。
更に、前記キャリアシートは、少なくとも１００μｍ未満のグリーンシートの一面に添着させることが望ましい。

加えて、本発明には、前記キャリアシートが剥離された前記グリーンシートは、その一面側に突出する上記ビア導体の凸部を、前記積層工程において、該グリーンシートに隣接して積層され且つ前記スルーホール導体が形成されたグリーンシートの該スルーホール導体の軸方向における前記通し孔の一方の開口部に進入するようにして積層される、配線基板の製造方法（請求項７）も含まれる。
これによれば、ビア導体の凸部を、隣接するスルーホール導体の軸方向における前記通し孔の一方の開口部に向かって押し込むように、複数のセラミック層を積層することで、スルーホール導体における上記通し孔の一方の開口部にビア導体の一部が進入している状態で、両導体を物理的および電気的に確実に接続することが可能となる。

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明による一形態の配線基板１ａの要部を示す断面図である。
配線基板１ａは、図１に示すように、複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ４からなり、表面３および裏面４を有する基板本体２と、セラミック層Ｓ１〜Ｓ３ごとの同じ位置に形成された貫通孔ｈが基板本体２の厚み方向に沿って連続し、一端が表面３に開口するビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、最上層（最外層）のセラミックＳ１および中層のセラミックＳ３の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、これらに挟まれた中層のセラミックＳ２の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されたスルーホール導体Ｔと、を備えている。
前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ４は、例えば、アルミナを主成分とし、最外層のセラミックＳ１，Ｓ４および中層のセラミックＳ３は、厚みが約５０μｍ（１００μｍ未満）と比較的薄く、中層のセラミックＳ２は、厚みが約１１０μｍ（１００μｍ以上）と比較的厚い。

図１に示すように、スルーホール導体Ｔは、貫通孔ｈの内壁面に沿ったほぼ円筒形の胴部１２と、その軸方向の両端に位置し且つほぼ半球形状の曲面部１３と、これらに囲まれ且つほぼ鼓形を呈する空間ｓと、を有している。
また、セラミック層Ｓ１〜Ｓ４間には、所定パターンの配線層５，６，７が形成され、基板本体２の表面３には、最上層のセラミック層Ｓ１の貫通孔ｈ内に位置するビア導体Ｖと接続するパッド８が形成されている。かかるパッド８には、表面３の上方に実装される半導体チップなどの電子部品がハンダ（何れも図示せず）を介して接続される。上記配線層５，６と、ビア導体Ｖあるいはスルーホール導体Ｔとの間には、前者に設けた円環状の透孔１１が位置している。

更に、図１に示すように、最下層（最外層）のセラミックＳ４には、平面視で前記ビアホール１０とは異なる位置に貫通孔ｈおよびビア導体Ｖが形成され、かかるビア導体Ｖと接続するパッド９が基板本体２の裏面４に形成されている。該パッド９には、図示しないハンダを介して導体ピンＰの頭部１４が、裏面４と軸方向を直交させた姿勢で接合される。前記配線層７は、ビアホール１０で最下層のビア導体Ｖと、セラミック層Ｓ４を貫通するビア導体Ｖとの間を接続している。
尚、前記ビア導体Ｖ、スルーホール導体Ｔ、配線層５〜７、およびパッド８，９は、ＷまたはＭｏなどからなり、前記導体ピンＰは、例えば、Ｆｅ−４２ｗｔ％Ｎｉ（４２アロイ）またはＣｕ−Ｆｅ−Ｐ合金（１９４合金）などからなる。

図２は、異なる形態の配線基板１ｂの要部を示す断面図である。
配線基板１ｂは、図２に示すように、複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ４からなる前記同様の基板本体２、前記同様のビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、最上層（最外層）のセラミックＳ１および中層のセラミックＳ２の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、中層のセラミックＳ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されたスルーホール導体Ｔと、を備えている。
前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ４は、前記同様のセラミックからなり、最外層のセラミックＳ１，Ｓ４および中層のセラミックＳ２の厚みは、約６０μｍ（１００μｍ未満）、中層のセラミックＳ２の厚みは、約１２０μｍ（１００μｍ以上）である。

図２に示すように、スルーホール導体Ｔは、貫通孔ｈの内壁面に沿ったほぼ円筒形の胴部１２と、その軸方向の上端に位置し且つほぼ半球形状の曲面部１３と、これらおよび胴部１２の下端に接続する配線層７に囲まれ且つほぼ鼓形を呈する空間ｓと、を有している。
また、セラミック層Ｓ１〜Ｓ４間には、前記同様の配線層５，６，７が形成され、基板本体２の表面３には、前記同様のパッド８が形成されている。上記配線層５，６とビア導体Ｖまたはスルーホール導体Ｔとの間には、前記同様の透孔１１が位置している。
更に、図２に示すように、最下層のセラミックＳ４には、前記同様の貫通孔ｈおよびビア導体Ｖが形成され、該ビア導体Ｖと接続するパッド９が基板本体２の裏面４に形成されている。前記配線層７は、ビアホール１０で最下層のスルーホール導体Ｔと、セラミック層ｓ４を貫通するビア導体Ｖとの間を接続している。

図３は、更に異なる形態の配線基板１ｃの要部を示す断面図である。
配線基板１ｃは、図３に示すように、複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ４からなる前記同様の基板本体２、セラミック層Ｓ１に形成した大径の貫通孔ｈと、セラミック層Ｓ２〜Ｓ４の同じ位置に形成された小径の貫通孔ｈとが基板本体２の厚み方向に沿って同心で連続し、両端が表面３および裏面４に開口するビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、最外層のセラミックＳ１，Ｓ４および中層のセラミックＳ２の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、残る中層のセラミックＳ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成された比較的短軸のスルーホール導体Ｔと、を備えている。
前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ４は、前記同様のセラミックからなり、最外層のセラミックＳ１，Ｓ４および中層のセラミックＳ３の厚みは、約８０μｍ（１００μｍ未満）、中層のセラミックＳ２の厚みは、約１５０μｍ（１００μｍ以上）である。

図３に示すように、スルーホール導体Ｔは、貫通孔ｈの内壁面に沿ったほぼ円筒形で短い胴部１２と、その軸方向の両端に位置し且つほぼ半球形状の曲面部１３と、これらに囲まれ且つほぼ鼓形を呈する比較的小さな空間ｓと、を有している。
また、セラミック層Ｓ１〜Ｓ４間には、前記同様の配線層５，６，７が形成され、基板本体２の表面３には、前記大径のビア導体Ｖの上端面が露出し、該ビア導体Ｖの上端面に電子部品が直に実装される。上記配線層５，６，７とビア導体Ｖまたはスルーホール導体Ｔとの間には、前記同様の透孔１１が位置している。
更に、図３に示すように、基板本体２の裏面４には、最下層のセラミックＳ４に形成されたビア導体Ｖと接続する前記同様のパッド９が形成されている。

図４は、前記配線基板１ａの応用形態である配線基板１ｄの要部を示す断面図である。
配線基板１ｄは、図４に示すように、複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ４からなる前記同様の基板本体２、セラミック層Ｓ２〜Ｓ４ごとの同じ位置に形成された貫通孔ｈが基板本体２の厚み方向に沿って連続し、一端が裏面４に開口するビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、最下層（最外層）のセラミックＳ４および中層のセラミックＳ２の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、これらに挟まれた中層のセラミックＳ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されたスルーホール導体Ｔと、を備えている。
前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ４は、前記同様のセラミックからなり、最外層のセラミックＳ１，Ｓ４および中層のセラミックＳ２の厚みは、約７０μｍ（１００μｍ未満）、中層のセラミックＳ３の厚みは、約１４０μｍ（１００μｍ以上）である。

図４に示すように、スルーホール導体Ｔは、前記同様の長軸の胴部１２、上下一対の曲面部１３と、および空間ｓと、を有している。
また、セラミック層Ｓ１〜Ｓ４間には、前記同様の配線層５，６，７が形成され、基板本体２の表面３には、前記同様のパッド８が形成されている。上記配線層６，７とビア導体Ｖまたはスルーホール導体Ｔとの間には、前記同様の透孔１１が位置している。
更に、図４に示すように、最上層のセラミックＳ１には、ビアホール１０と異なる位置に貫通孔ｈおよびビア導体Ｖが形成され、該ビア導体Ｖと接続するパッド８が基板本体２の表面３に形成されている。前記配線層５は、ビアホール１０で最上層のビア導体Ｖと、セラミック層Ｓ１を貫通するビア導体Ｖとの間を接続している。

以上のような配線基板１ａ〜１ｄによれば、前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ４のうち、少なくとも一方の最外層を含むセラミック層Ｓ１，Ｓ４に形成された貫通孔ｈが連続するビアホール１０内において、最外層を除いたセラミック層Ｓ２，Ｓ３の何れか一方の貫通孔ｈにスルーホール導体Ｔが形成されているので、該スルーホール導体Ｔが、製造時の複数のグリーンシートの積層・圧着工程にて、隣接するビア導体Ｖの前記突き上げによる膨張を予め吸収している。このため、最外層のセラミック層Ｓ１，Ｓ４の表面３および裏面４の少なくとも一方に露出するビア導体Ｖの端面が、かかる表・裏面３，４と面一ないしほぼ面一となる。従って、基板本体２の表面３や裏面４に露出する上記ビア導体Ｖの端面や、該ビア導体Ｖと接続して形成されるパッド８，９を介して、電子部品を精度良く実装したり、導体ピンＰを所定の位置および姿勢にしてハンダ付けなどで接合可能となる。
更に、前記配線基板１ａ，１ｃ，１ｄでは、それらのスルーホール導体Ｔが、その軸方向の両端の開口部に隣接する上層および下層のビア導体Ｖの一部進入して、上下一対の曲面部１３が形成されているので、かかるスルーホール導体Ｔと隣接するビア導体Ｖとの電気的な接続を安定したものにできる。
しかも、配線基板１ａ，１ｂ，１ｄでは、スルーホール導体Ｔが、厚みが１００μｍ以上のセラミック層Ｓ２，Ｓ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されているため、製造時に導電性インクなどを容易に塗布して形成することができる。

以下において、前記配線基板１ａの製造方法について説明する。
予め、アルミナ粉末、所要の有機バインダ、および溶剤などを、所要量ずつ瓶量・混合してセラミックスラリを製作し、これをドクターブレード法によって、シート状を呈する複数のグリーンシートｓ１〜ｓ４に成形した。このうち、グリーンシートｓ１，ｓ３，ｓ４は、焼成後の厚みが約５０μｍ（１００μｍ未満）となり、グリーンシートｓ２は、焼成後の厚みが約１００μｍ（１００μｍ以上）となるものである。比較的薄いグリーンシートｓ１，ｓ３の一面には、厚みが約４０μｍのキャリアシートｃｓが全面に添着されている。尚、該キャリアシートｃｓは、例えば、ＰＥＴからなるフィルムである。
次に、キャリアシートｃｓを含む上記グリーンシートｓ１〜ｓ３の同じ位置ごとに、打ち抜き加工を施して、図５に示すように、複数の貫通孔ｈを同軸となるように穿孔した。一方、グリーンシートｓ４には、上記と異なる位置に貫通孔ｈを穿孔した。

次いで、追って最外層となる前記グリーンシートｓ１，ｓ４と中層となるグリーンシートｓ３との貫通孔ｈに、Ｗ粉末またはＭｏ粉末を含む導電性ペースト（導電性インク）を、図示しないメタルマスクおよびスキージを用いて充填し、図６に示すように、ほぼ円柱形を呈する未焼成のビア導体ｖを形成した。
一方、追って中層となる比較的厚いグリーンシートｓ２の貫通孔ｈに対し、一方の開口部からエアを吸引して内部を負圧状態とし、他方の開口部から上記同様の導電性ペーストを吸引した。その結果、図６に示すように、該貫通孔ｈの内壁面に沿ってほぼ円筒形を呈し、中心部に通し孔ｕを有する未焼成のスルーホール導体ｔが形成された。
尚、上記ビア導体ｖやスルーホール導体ｔの端面が露出するグリーンシートｓ１〜ｓ４の表・裏面には、図示しない前記導電性ペーストの一部が貫通孔ｈごとの周囲に、平面視が異形の環状を呈するように、薄膜状に張り出している。

更に、前記グリーンシートｓ１，ｓ２，ｓ４の表面および裏面の少なくとも一方に、前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷にて所定パターンで形成した。
その結果、図７に示すように、最上層となるグリーンシートｓ１の表面には、ビア導体ｖと接続した未焼成のパッド８が形成され、中層となるグリーンシートｓ２の表面および裏面には、所定パターンの配線層５，６がスルーホール導体ｔと離れて形成された。更に、最下層となるグリーンシートｓ４の表面および裏面には、所定パターンの配線層７と未焼成のパッド９とが、該グリーンシートｓ４を貫通するビア導体ｖと接続して形成された。
次に、図８に示すように、前記グリーンシートｓ１，ｓ３から、その一面に添着されていた前記キャリアシートｃｓを剥離した。その結果、グリーンシートｓ１，ｓ３の裏面または表面には、これを貫通するビア導体ｖのうち、キャリアシートｃｓの厚み分にほぼ相当する高さの凸部ｐが個別に突出した。

次いで、図８中の矢印で示すように、前記グリーンシートｓ１〜ｓ４を、これらの厚み方向に沿って積層し、且つ圧着した。この際、グリーンシートｓ１〜ｓ３ごとの貫通孔ｈがほぼ同軸で連続し、これらに形成されたビア導体ｖおよびスルーホール導体ｔが接続されるようにして積層した。
その結果、図９に示すように、グリーンシートｓ１〜ｓ４が積層され、表面３および裏面４を有する未焼成の基板本体２が形成されると共に、グリーンシートｓ１〜ｓ３ごとの貫通孔ｈが連続したビアホール１０が形成された。
この際、比較的厚い中層のグリーンシートｓ２内の前記スルーホール導体ｔには、隣接して積層されたグリーンシートｓ１，ｓ３の各ビア導体ｖの凸部（一部）ｐが、その軸方向における前記通し孔ｕの両端の開口部に押し込まれつつ進入していた。

その結果、前記スルーホール導体ｔは、図９に示すように、貫通孔ｈの内壁面に沿い且つ軸方向のほぼ中間部分が厚肉の円筒部１２と、上記通し孔ｕの上下両端に上記凸部ｐが進入して形成された一対の曲面部１３と、これらに囲まれ且つほぼ鼓形を呈する空間ｓとを有する未焼成のスルーホール導体Ｔとなった。
また、前記配線層５，６は、ビアホール１０内のビア導体ｖやスルーホール導体ｔと透孔１１を置いて、グリーンシートｓ１〜ｓ３間に形成された。
更に、前記配線層７とグリーンシートｓ３，ｓ４を貫通する各ビア導体ｖとが接続されると共に、これらとビアホール１０内の前記スルーホール導体ｔやビア導体ｖとを介して、表面３側のパッド８と裏面４側のパッド９とが、相互に導通可能となった。

尚、前記グリーンシートｓ１〜ｓ４間ごとにおけるビアホール１０と交差する位置の付近には、前記導電性ペーストの一部が平面視が異形の環状を呈するように、薄膜状に張り出していた。
そして、以上のような未焼成の基板本体２を、所定の温度帯で焼成した。その結果、前記図１に示した配線基板１ａが得られた。
尚、前記製造方法において、前記グリーンシートｓ２とグリーンシートｓ３との位置を入れ替え、且つグリーンシートｓ１，ｓ４と共に前記同様に積層・圧着し、更に焼成することで、前記配線基板１ｂを製造することができる。
また、前記製造方法において、前記グリーンシートｓ１〜ｓ４の積層すべき位置を適宜入れ替えて、これらを積層・圧着し、更に焼成することで、前記配線基板１ｄを製造することができる。

次に、前記配線基板１ｃの製造方法の概略について説明する。
図１０の左側に示すように、焼成後の厚みが１５０μｍとなる前記同様のグリーンシートｓ２と、焼成後の厚みが８０μｍとなる前記同様のグリーンシートｓ３，ｓ４とを用意した。グリーンシートｓ２，ｓ４の裏面または表面には、前記同様のキャリアシートｃｓが全面に添着されている。かかるキャリアシートｃｓを含むグリーンシートｓ２〜ｓ４の同じ位置に打ち抜き加工を施して、それぞれに貫通孔ｈを形成した。尚、図示しない最上層となるグリーンシートｓ１の同じ位置には、上記貫通孔ｈよりも大径の貫通孔ｈを形成した。
次いで、図１０の右側に示すように、グリーンシートｓ２，ｓ４と図示しないグリーンシートｓ１との貫通孔ｈごとに、前記同様の導電性ペーストを充填して、未焼成のビア導体ｖを形成した。一方、グリーンシートｓ３の貫通孔ｈには、前記同様の方法によって、その内壁面に沿い且つ中心部に通し孔ｕを有する短軸で未焼成のスルーホール導体ｔを形成した。

更に、グリーンシートｓ２，ｓ４から前記キャリアシートｃｓを剥離して、図１１の左側に示すように、グリーンシートｓ２，ｓ４の裏面または表面に、キャリアシートｃｓの厚み相当分の高さであるビア導体ｖの凸部ｐを突出させた。
次いで、グリーンシートｓ２〜ｓ４の表面に、前記ビア導体ｖやスルーホール導体ｔと間隔を置いて、前記同様にして、配線層５〜７を印刷・形成した。
次に、グリーンシートｓ２〜ｓ４と図示しないグリーンシートｓ１とを、それらの貫通孔ｈが連通するように、図１１の左側の矢印に沿って積層・圧着した。
その結果、図１１の右側に示すように、グリーンシートｓ２〜ｓ４と図示しないグリーンシートｓ１との貫通孔ｈが同心で連続したビアホール１０が形成されると共に、前記短軸のスルーホール導体ｔが、上下の各凸部ｐに軸方向から押されつつ変形して、ほぼ円筒形の胴部１２、上下一対の曲面部１３、およびこれらに囲まれ且つほぼ鼓形を呈する空間ｓを有する未焼成のスルーホール導体Ｔ、およびこれを含む未焼成の基板本体２が形成された。
そして、かかる基板本体２を前記同様に焼成した結果、前記図３に示した配線基板１ｃが得られた。以上の製造方法には、前記積層工程において、スルーホール導体ｔの空間ｓが消失して、ほぼビア導体ｖとなる形態も含まれる。

図１２は、前記配線基板１ｃの変形形態である配線基板１ｅの要部を示す断面図である。配線基板１ｅは、図１２に示すように、前記同様の基板本体２、セラミック層Ｓ１に形成した大径の貫通孔ｈと、小径のセラミック層Ｓ２〜Ｓ４の同じ位置に形成された小径の貫通孔ｈとが、基板本体２の厚み方向に沿って同心で連続し、両端が表面３および裏面４に開口するビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、最外層のセラミックＳ１，Ｓ４および中層のセラミックＳ３の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、残る中層のセラミックＳ２の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成された比較的長軸のスルーホール導体Ｔと、を備えている。
図１２に示すように、スルーホール導体Ｔは、前記同様の胴部１２、上下一対の曲面部１３、および空間ｓと、を有している。また、セラミック層Ｓ１〜Ｓ４間には、前記同様の配線層５，６，７が形成され、基板本体２の表面３には、前記大径のビア導体Ｖの端面が露出し、実装される電子部品との接続に使用される。更に、基板本板２の裏面４には、前記同様のパッド９が形成されている。

図１３は、前記配線基板１ｅの製造方法を示す。図示のように、最上層となるグリーンシートｓ１の貫通孔ｈには、前記同様の凸部ｐを有する大径のビア導体ｖを形成し、中層のグリーンシートｓ２の貫通孔ｈには、前記同様のスルーホール導体ｔを形成し、他の中層のグリーンシートｓ３の貫通孔ｈには、前記同様の凸部ｐを有するビア導体ｖを形成し、最下層となるグリーンシートｓ４の貫通孔ｈには、ビア導体ｖを形成した。また、グリーンシートｓ２〜ｓ４の表面には、前記同様の配線層５〜７を印刷・形成すると共に、グリーンシートｓ４の裏面には、パッド９を形成した。
そして、図１３中の矢印で示すように、グリーンシートｓ１〜ｓ４を圧着・積層した際に、グリーンシートｓ１，ｓ３の各凸部ｐが、グリーンシートｓ２のスルーホール導体ｔの通し孔ｕに進入して、前記スルーホール導体Ｔが形成され、これらを焼成することで、前記配線基板１ｅが得られた。

以上のような配線基板１ａ〜１ｅの製造方法によれば、積層工程で最外層となるグリーンシートｓ１，ｓ４の貫通孔ｈにビア導体ｖを形成し、最外層以外のグリーンシートｓ２，ｓ３の何れか一方の貫通孔ｈにスルーホール導体ｔに形成し、これらの貫通孔ｈが連続するビアホール１０を形成するように、グリーンシート１ａ〜１ｄを積層・圧着している。その結果、基板本体２を構成する複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ３またはセラミック層Ｓ２〜Ｓ４の厚み方向に沿って貫通するビアホール１０内に、最外層のセラミック層Ｓ１，Ｓ４を除いたセラミック層Ｓ２，Ｓ３の何れかの貫通孔ｈにスルーホール導体Ｔが、これ以外のセラミック層Ｓ２，Ｓ３の貫通孔ｈにビア導体Ｖがほぼ同軸で形成される。

従って、かかるビア導体Ｖおよびスルーホール導体Ｔの電気的接続が十分可能であり、基板本体２の表面３および裏面４に露出するビア導体Ｖの端面が平坦とされた配線基板１ａ〜１ｅを確実に製造することができる。
更に、前記配線基板１ａ，１ｃ，１ｄ，１ｅでは、これらのスルーホール導体Ｔは、その軸方向の両端の開口部に隣接する上層および下層のビア導体Ｖの一部が進入して、上下一対の曲面部１３が形成されるので、かかるスルーホール導体Ｔと隣接するビア導体Ｖとの電気的な接続を安定させられる。
しかも、配線基板１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅでは、そのスルーホール導体Ｔが、厚みが１００μｍ以上のセラミック層ｓ２，ｓ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されているため、製造工程で導電性ペーストなどを容易に塗布して形成できる。

本発明は、以上において説明した各形態や各製造方法に限定されない。
例えば、本発明の配線基板には、焼成後の厚みが全て１００μｍ未満である複数のセラミック層を積層した基板本体を有し、何れかの中層のセラミック層に前記スルーホール導体が形成され、該スルーホール導体と連続し且つ基板本体の表面および裏面の少なくとも一方に露出するビア導体を有する形態も含まれる。
あるいは、本発明には、焼成後の厚みが全て１００μｍ以上である複数のセラミック層を積層した基板本体を有し、何れかの中層のセラミック層に前記スルーホール導体が形成され、該スルーホール導体と連続し且つ基板本体の表面および裏面の少なくとも一方に露出するビア導体を有する形態の配線基板も含まれる。
また、前記セラミック層やグリーンシートのセラミックは、前記アルミナに限らず、ムライトや窒化アルミニウムなどとしたり、ガラス成分を約５０ｗｔ％含む低温焼成セラミックとしても良い。

更に、前記セラミック層やグリーンシートは、５層以上としても良く、前記基板本体も５層以上のセラミック層を有する形態としても良い。
また、前記ビアホール、ビア導体、およびスルーホール導体からなる組は、基板本体の厚み方向に沿って、複数組が任意の位置に形成されていても良い。
更に、前記ビアホール内に形成されるビア導体やスルーホール導体の間に、前記セラミック層間に形成される配線層が挟まれて接続される形態としても良い。
また、前記配線基板の製造方法は、一面にキャリアシートが添着されていない複数のグリーンシートを用いて行うことも可能であり、特にスルーホール導体を焼成後の厚みが１００μｍ未満の比較的薄いグリーンシートの貫通孔に形成する場合には、適している。
加えて、前記配線基板の製造方法は、大版のグリーンシートを用いる多数個取りの方法として行っても良い。

本発明による一形態の配線基板の要部を示す断面図。 異なる形態の配線基板の要部を示す断面図。 更に異なる形態の配線基板の要部を示す断面図。 図１の配線基板の応用形態である配線基板の要部を示す断面図。 図１の配線基板を得るための一製造工程を示す概略図。 図５に続く製造工程を示す概略図。 図６に続く製造工程を示す概略図。 図７に続く製造工程を示す概略図。 図８に続く製造工程を示す概略図。 図３の配線基板を得るための製造工程を示す部分概略図。 図１０に続く製造工程を示す部分概略図。 図３の配線基板の変形形態の配線基板の要部を示す断面図。 図１２の配線基板を得るための一製造工程を示す概略図。

符号の説明

１ａ〜１ｅ…配線基板
２……………基板本体
３……………表面
４……………裏面
１０…………ビアホール
Ｓ１〜Ｓ４…セラミック層
ｓ１〜ｓ４…グリーンシート
ｈ……………貫通孔
Ｖ，ｖ………ビア導体
Ｔ，ｔ………スルーホール導体
ｃｓ…………キャリアシート

Claims (7)

1. 貫通孔が形成されたセラミック層を含む複数のセラミック層を積層してなり、且つ表面および裏面を有する基板本体と、
   上記基板本体の表面または裏面の少なくとも一方に開口し、且つ該基板本体の厚み方向に沿って複数の上記貫通孔が連続したビアホールと、
   上記ビアホールを構成する複数の貫通孔のうち、上記基板本体の表面および裏面を形成する最外層のセラミック層の少なくとも一方の貫通孔に充填されたビア導体と、
   上記ビアホールを形成する複数の貫通孔のうち、上記最外層のセラミック層以外のセラミック層の貫通孔の内壁面に沿って形成されたスルーホール導体と、を備え、
   上記スルーホール導体は、中心部に空間を有していると共に、
   上記スルーホール導体の軸方向における少なくとも一方の開口部に、上記ビア導体の一部が進入している、
   ことを特徴とする配線基板。
2. 前記スルーホール導体は、焼成後の厚みが１００μｍ以上の前記セラミック層を貫通する貫通孔の内壁面に沿って形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記スルーホール導体の空間は、鼓形である、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
4. 焼成後の厚みが１００μｍ以上または１００μｍ未満となる複数のグリーンシートに貫通孔を形成する工程と、
   上記グリーンシートのうち、少なくとも積層工程で最外層となるグリーンシートに形成した上記貫通孔に導電性ペーストを充填してビア導体を形成する工程と、
   上記最外層となるグリーンシート以外のグリーンシートに形成した上記貫通孔の内壁面に沿って、導電性ペーストを円環状に配設して、中心部に通し孔を有するスルーホール導体を形成する工程と、
   少なくとも上記ビア導体およびスルーホール導体が形成された複数のグリーンシートを、該ビア導体とスルーホール導体とが軸方向に沿って連続するように積層して、中心部に空間を有するスルーホール導体を形成する工程と、を含む、
   ことを特徴とする配線基板の製造方法。
5. 前記スルーホール導体が形成されるグリーンシートの焼成後の厚みは、１００μｍ以上である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の配線基板の製造方法。
6. 一面に添着したキャリアシートを含んで前記貫通孔が貫通する前記グリーンシートは、前記導電性ペーストを充填してビア導体が形成された後、上記キャリアシートが剥離される、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の配線基板の製造方法。
7. 前記キャリアシートが剥離された前記グリーンシートは、その一面側に突出する上記ビア導体の凸部を、前記積層工程において、該グリーンシートに隣接して積層され且つ前記スルーホール導体が形成されたグリーンシートの該スルーホール導体の軸方向における前記通し孔の一方の開口部に進入するようにして積層される、
   ことを特徴とする請求項６に記載にされた配線基板の製造方法。

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