JP5230565B2

JP5230565B2 - 配線基板

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Publication number: JP5230565B2
Application number: JP2009194927A
Authority: JP
Inventors: 泰大出
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-08-26
Also published as: JP2010251691A

Description

本発明は、複数のガラスセラミック層の間に複数のフェライト層が積層され、このフェライト層の層間に内部配線が形成された配線基板に関するものである。

従来、携帯電話機をはじめとする移動体通信機器等の電子機器には多数の電子装置が組み込まれており、電子機器の小型化が急激に進んでいるのに伴って、各種電子装置も小型化や薄型化が要求されている。例えば、ＬＣフィルタは、従来は比較的大型のチップコイルやチップコンデンサを配線基板の表面に搭載することにより形成されていたが、近年では、配線基板を構成するセラミック基板の内部に、このようなコイルやコンデンサ等として機能する導体パターンを形成するようになってきている。例えば、セラミック基板の内部に高透磁率を有するフェライト層を形成し、このフェライト層にコイルパターン（導体）を埋設することにより、高いインダクタンスを有するコイルパターンを形成することが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

このような配線基板は、例えば、内部配線が形成された一対の絶縁層と、その一対の絶縁層に挟まれて積層されるとともに内部に内部配線およびコイルパターンが埋設されたフェライト層とによって構成されている。内部配線は、コイルパターンを配線基板の表面に電気的に導出して外部接続するためのものである。この内部配線の一部を配線基板の下面等に露出させて、この露出させた部分をはんだ等で外部電気回路に接続して配線基板の実装を行なえば、外部電気回路とコイルパターンとが内部配線を介して電気的に接続される。

内部配線やコイルパターンには、抵抗による電気的なロスを抑えるために低抵抗のＣｕやＡｇなどの低抵抗金属を用いる必要があり、このような低抵抗金属は比較的低融点であることから、低温焼成が可能である絶縁層およびフェライト層として、それぞれガラスセラミックスおよびＦｅＦｅ_２Ｏ_４を主相とするフェライトを用いて、これらを同時焼成することによって配線基板が製造される。

特開平６−20839号公報

配線基板の実装接合強度が向上することと、外観検査により断線が分かり易く、実装信頼性が向上できることから、配線基板（フェライト層を含む）の側面に内部配線と電気的に接続された側面電極を形成し、この側面電極を外部電気回路に接続する場合がある。また、この場合に、フェライト層の内部に形成された内部配線と側面電極との間を、フェライト層の層間に、内部配線から配線基板の側面にかけて形成された接続導体により接続する場合がある。

しかしながら、このような場合に、側面電極とフェライト層とが接する部分および接続導体とフェライト層とが接する部分に、互いに繋がった複数のボイドが生じることがあった。そして、側面電極とフェライト層との境界で、露出しているボイドから水分が浸入し、この水分が、繋がった複数のボイド内を通って接続導体および内部配線にまで到達して、接続導体と内部配線の間や内部配線同士の間にイオンマイグレーションが発生し、接続導体と内部配線との短絡や内部配線同士の短絡により、電気的な絶縁不良を招いてしまうという問題があった。

このようなボイドが発生する原因は、側面電極の焼成収縮挙動とフェライト層の焼成収縮挙動とが異なっており、フェライト層が側面電極に拘束されて、フェライト層の焼成収縮が不十分となるためであると考えられる。これに対して、フェライト層に焼結助剤を添加することにより収縮挙動を調整してボイドの発生を低下させることが考えられるが、フェライト層に焼結助剤を添加すると、フェライト層の透磁率が低くなってしまうという問題点があった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、側面電極を形成した場合においても、配線基板と側面電極とが接する部分から配線基板の内部への水分浸入がなく、電気的な信頼性に優れた配線基板を提供することにある。

本発明の配線基板は、複数のガラスセラミック層と、フェライト材料を含んでおり、前記複数のガラスセラミック層の間に設けられた複数のフェライト層と、該複数のフェライト層の層間に形成された内部配線に接続されて前記層間から前記複数のフェライト層の側面に導出された接続導体と、ガラス材料および前記フェライト材料を含んでおり、前記複数のフェライト層の側面の導出された前記接続導体の周囲を覆っている介在層と、導出された前記接続導体および前記介在層を覆って前記接続導体に接続された側面電極とを備えたことを特徴とするものである。

また本発明の配線基板は、上記構成において、前記フェライト層に埋設されたコイルパターンをさらに備えていることを特徴とするものである。

本発明の配線基板によれば、複数のフェライト層の層間に形成された内部配線に接続されて、この層間から複数のフェライト層の側面に導出された接続導体と、ガラス材料および、フェライト層に含まれているフェライト材料を含んでおり、複数のフェライト層の側面の導出された接続導体の周囲を覆っている介在層と、導出された接続導体および介在層を覆って接続導体に接続された側面電極とを備えていることから、側面電極とフェライト層との間には介在層があり、側面電極とフェライト層とが接する部分がない。また、接続導体の導出された部分が、介在層で周囲を覆われて、フェライト層の層間には位置していない。したがって、従来の問題点であったボイドの発生は抑えられる。また、介在層はフェライト材料およびガラス材料を含んでおり、焼成時にガラス材料が溶融して、フェライト材料の間に入り込む。そのため、フェライト材料（粉末）の間はガラス材料が充填しており、介在層にはボイドが発生しにくい。

そして、互いにつながった複数のボイドが生じることも低減できるので、側面電極と介在層との間および接続導体と介在層との間から水分が浸入することを抑制することができる。従って、接続導体と内部配線との間や内部配線同士の間にイオンマイグレーションが発生することを抑制し、接続導体と内部配線との間または内部配線同士の間で短絡されることを低減することができる。

また、本発明の配線基板によれば、上記構成においてフェライト層に埋設されたコイルパターンをさらに備えている場合には、透磁率の高いフェライト層にコイルパターンを形成しているので、インダクタンスが高い配線基板とすることができる。

本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す部分断面図である。図１に示した配線基板のＡ−Ａ線における断面図である。図１に示した配線基板に半導体素子および電子部品を搭載した電子部品モジュールの分解図を示している。

本発明の配線基板について、添付の図面を参照しつつ説明する。

図１および図２はそれぞれ本発明の配線基板の実施の形態の一例を示すものであり、図３は本発明の配線基板に半導体素子11および電子部品12を搭載した電子部品モジュールの実施の形態の一例を示すものである。これらの図において、１はガラスセラミック層、２はフェライト層、３は介在層、４は側面電極、５は接続導体、６は内部配線、７はコイルパターン、８は搭載用電極、10は配線基板である。

配線基板10は、複数のガラスセラミック層１と、フェライト材料を含んでおり、複数のガラスセラミック層１の間に設けられた複数のフェライト層２と、複数のフェライト層２の層間および複数のガラスセラミック層１の層間に形成された内部配線６に接続されてフェライト層２の層間から複数のフェライト層２の側面に導出された接続導体５と、ガラス材料およびフェライト層２に含まれているものと同じフェライト材料を含んでおり、複数のフェライト層２の側面の導出された接続導体５の周囲を覆っている介在層３と、導出された接続導体５および介在層３を覆って接続導体５に接続された側面電極４とを備えている。

このような構成としたことから、側面電極４とフェライト層２とが接する部分および接続導体５の導出された部分とフェライト層２とが接する部分がないので、従来の問題点であったボイドの発生は抑えられる。そして、側面電極４とフェライト層２との間には介在層３がある。介在層３はフェライト材料およびガラス材料を含んでおり、焼成時にガラス材料が溶融して、フェライト材料の間に入り込む。そのため、フェライト材料（粉末）の間はガラス材料が充填しており、介在層３にはボイドが発生しにくい。そして、互いにつながった複数のボイドが生じることを低減することができ、側面電極４と介在層３との間および接続導体５と介在層３との間から水分が浸入することを抑制することができる。従って、接続導体５や内部配線６の間や内部配線６同士の間にイオンマイグレーションが発生し、接続導体５と内部配線６や内部配線６同士が短絡されることを低減することができる。

本発明の配線基板は、上記構成において、フェライト層２に埋設されたコイルパターン７をさらに備えていることが好ましい。このような構成としたときには、透磁率の高いフェライト層２にコイルパターン７を形成しているので、インダクタンスが高い配線基板とすることができる。

配線基板10は、複数のガラスセラミック層１と、ガラスセラミック層１の間に設けられた複数のフェライト層２とからなる。配線基板10の上面には、半導体素子11やチップコンデンサ等の電子部品12を搭載するための搭載用電極８が形成されている。配線基板10の側面には、配線基板10に電子部品12が実装された電子部品モジュールを外部の基板と接続するための側面電極４が形成されている。フェライト層２の層間等の配線基板10の内部には、内部配線６が形成されている。この内部配線６と接続されて、フェライト層２の層間からフェライト層２の側面にかけて接続導体５が形成されている。接続導体５のうちフェライト層２の側面に導出された部分は介在層３で周囲を覆われている。また、複数のフェライト層２の層間にはコイルパターン７が形成されている。そして、配線基板10は、800〜1000℃の温度で一体焼成された焼結体から成るものである。

ガラスセラミック層１は、ガラス材料の粉末およびフィラー粉末（セラミック粉末）に有機バインダー，可塑剤および，有機溶剤等を混合して作製したスラリーを、ドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってガラスセラミックグリーンシートに成形し、これを焼成して形成する。

また、ガラスセラミック層１は、ガラスの粉末とフィラー粉末との混合物の焼結体から成り、ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１及びＭ^２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１及びＭ^２は上記と同じである），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。

また、フィラー粉末としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＺｒＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等のセラミック粉末が挙げられる。

例示的なガラスセラミック層１は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、およびＢ_２Ｏ_３を含んでいる。例示的なガラスは、22〜52質量％のＳｉＯ_２と、２〜12質量％のＢ_２Ｏ_３と、９〜29質量％のＡｌ_２Ｏ_３と、９〜29質量％のＺｎＯと、１〜９質量％のＣａＯと、７〜21質量％のＭｇＯとを含んでおり、そのフィラーは、実質的にフォルステライトからなる。

フェライト層２は、配線基板の内部に透磁率の高い部分を設けるためのものであり、例えばコイルパターン７のインダクタンスを高める機能を有する。

フェライト層２のフェライト材料は、強磁性フェライトであるＮｉ−Ｚｎ系フェライト，Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト，Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト，Ｎｉ−Ｃｏ系フェライト等の磁性フェライト粉末の焼結体であるが、Ｘ−Ｆｅ_２Ｏ_４（ＸはＣｕ，Ｎｉ，Ｚｎ）として示される逆スピネル構造の固溶体であるＮｉ−Ｚｎ系フェライトが高周波帯域で十分に高い透磁率を得るのに好ましい。

Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの場合であれば、その組成比は焼結体としてＦｅ_２Ｏ_３を63〜73質量％，ＣｕＯを５〜10質量％，ＮｉＯを５〜12質量％，ＺｎＯを10〜23質量％とすると、1000℃以下の低温で焼結密度5.0ｇ／ｃｍ^３以上の高密度焼成が可能であり、かつ高周波帯域で十分に高い透磁率を得ることができるので好ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３はフェライトの主成分であり、その割合が63質量％未満であると十分な透磁率が得られない傾向があり、73質量％より多いと焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向がある。ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液相を形成することにより焼結を促進させる効果があるため、磁気特性を損なわずに800〜1000℃の低温でフェライト層を焼成することができる。このことから、ＣｕＯの割合が５質量％未満であると、内部配線６やコイルパターン７と同時に800〜1000℃で焼成を行なうと焼結密度が不十分になり、機械強度が不足する傾向がある。一方、10質量％より多いと、磁気特性の低いＣｕＦｅ_２Ｏ_４の割合が多くなるため、磁気特性を損ないやすくなる傾向がある。ＮｉＯはフェライト磁性体層２の高周波域における透磁率を確保するために含有させる。ＮｉＦｅ_２Ｏ_４は高周波域まで共振による透磁率の減衰を起こさず、高周波域での透磁率を比較的高い値に維持することができるが、初期透磁率は低いという特性を持つ。したがって、ＮｉＯが５質量％未満であると、10ＭＨｚ以上の高周波域での透磁率が低下する傾向がある。一方、12質量％より多いと、初期透磁率が低下する傾向にある。ＺｎＯはフェライト磁性体層２の透磁率向上のために重要な要素であり、フェライト組成のうち10質量％未満であると透磁率が低くなり、逆に23質量％より多い場合においても透磁率が低下する傾向がある。

フェライト層２は、フェライト粉末に適当な有機バインダー，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、このスラリーを用いてドクターブレード法、圧延法、カレンダーロール法等によってフェライトグリーンシートに成形し、これを焼成して形成する。

また、上記のフェライトグリーンシートは、ガラスセラミックグリーンシート積層体の間に、層間にコイルパターン７となる導体パターン，接続導体５および内部配線６となる導体パターンを配置して積層する。この積層体を焼成することで、上記のように形成したガラスセラミック層１の間にフェライト層２を設けることができる。

フェライトグリーンシートを形成するのに用いる強磁性フェライト粉末は、Ｆｅ_２Ｏ_３とＣｕＯ，ＺｎＯ，またはＮｉＯとを予め仮焼することにより作製された仮焼済みのフェライト粉末であり、平均粒径が0.1μｍ〜0.9μｍの範囲で均一であり、球形状に近い粒が望ましい。これは、平均粒径が0.1μｍより小さいと、フェライトグリーンシートの製作においてフェライト粉末の均一な分散が困難であり、平均粒径が0.9μｍより大きいとフェライトグリーンシートの焼結温度が高くなりやすくなるからである。また、粒径が均一で球状に近いことにより均一な焼結状態を得ることができるからであり、例えばフェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下し、焼結後に得られるフェライト層２の透磁率が安定しにくい傾向がある。

このとき、効果的にコイルパターン７のインダクタンスを高くするためには、コイルパターン７の上下面をフェライト層２で完全に覆う必要がある。よって、そのようなコイルパターン７およびフェライト層２を形成するためには、下側のガラスセラミックグリーンシートの上面に、下側のフェライト層２となるフェライトグリーンシート、コイルパターン７となる導体ペーストのパターン、上側のフェライト層２となるフェライトグリーンシートの順番に各層を配置して積層するとよい。

内部配線６は、搭載用電極８とコイルパターン７とを電気的に接続するためのものである。また、内部配線６は、後で詳しく説明する接続導体５を介して側面電極４と電気的に接続されている。図１〜図３に示す例において、内部配線６は、複数のガラスセラミック層１および複数のフェライト層２の層間に配置された配線導体と、ガラスセラミック層１およびフェライト層２のそれぞれを厚み方向に貫通して上下に位置する配線導体同士を電気的に接続する貫通導体とがある。

内部配線６の配線導体は、ガラスセラミック層１用のガラスセラミックグリーンシートおよびフェライト層２用のフェライトグリーンシートにスクリーン印刷法やグラビア印刷法等の印刷手段により配線導体用のメタライズペーストを印刷塗布して配線基板10用の積層体を形成し、これを焼成することによって形成する。貫通導体は、配線導体を形成するためのメタライズペーストの印刷塗布に先立って配線基板10用のガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートに金型やパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段やプレス充填等の埋め込み手段によって充填しておいて配線基板10となる積層体を形成し、これを焼成することによって形成する。

ガラスセラミック層１の層間に形成された配線導体やガラスセラミック層１を貫通する貫通導体としての内部配線６は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなるものであり、ガラスセラミックグリーンシートに、上記の金属粉末を含んだ内部配線６用の導体ペーストを印刷することによって内部配線パターンを形成しておき、ガラスセラミックグリーンシートと同時焼成することにより形成される。このようなガラスセラミックグリーンシートに形成された内部配線６は、搭載用電極８とフェライト層２の内部配線６とを接続している。

フェライト層２の層間に形成された配線導体やフェライト層２を貫通する貫通導体としての内部配線６は、上記のガラスセラミック層１の場合と同様に、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなるものであり、フェライトグリーンシートに上記の金属粉末を含んだ内部配線６用の導体ペーストを印刷することによって内部配線パターンを形成しておき、フェライトグリーンシートと同時焼成することによって形成される。このようなフェライト層２の層間等に形成された内部配線６は、フェライト層２の上下に形成されたガラスセラミック層１内の内部配線６同士またはガラスセラミック層１内の内部配線６とコイルパターン７とを接続している。

内部配線６のうち配線導体を形成するための配線導体用の導体ペーストは、金属導体粉末100質量部に対して有機バインダーを３〜15質量部、有機溶剤を10〜30質量部加えて混練することによって、印刷による導体ペーストの滲みやかすれ等の不具合が発生せず良好に所定形状のパターン形成ができる程度の粘度となるようにすることが望ましい。

また、内部配線６のうち貫通導体を形成するための導体ペーストは、溶剤量や有機バインダー量により、配線導体用の導体ペーストや後述のコイルパターン７用の導体ペーストに対して比較的流動性の低いペースト状に調整し、貫通孔への充填を容易にし、かつ加温によって硬化するようにするとよい。また、焼結挙動の調整のために金属導体粉末にガラスやセラミックスの粉末を加えてもよい。

接続導体５は、フェライト層２の層間に形成された内部配線６と接続されて、フェライト層２の側面に導出されている。このような接続導体５は、上記のフェライト層２の内部に形成された内部配線６と同様の材料および方法により形成されている。

接続導体５は、内部配線６と側面電極４とを電気的に接続するためのものであり、例えば内部配線６と接続されているのと反対側の端が側面電極４と接している。

側面電極４は、配線基板10に電子部品12が実装された電子部品モジュールを外部の基板と接続するためのものである。側面電極４は、図１および図２に示す例のように、接続導体５が導出された部分とその周囲に形成された介在層３とを覆って、接続導体５に接続されて形成されている。側面電極４用の導体ペーストの金属粉末としては、内部配線６用の導体ペーストと同様のＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末を用いる。

コイルパターン７は、配線基板10の表面に巻き数の多い大きなコイル部品を配線基板の表面に実装することなく、高いインダクタンスを有する配線基板10とするためのものである。コイルパターン７用の導体ペーストの金属粉末としては、配線導体用の導体ペーストと同様のＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末を用いる。例えばこのような配線基板に搭載される半導体チップがＤＣ−ＤＣコンバータ用途の電源用であるような場合であれば、高い電流が流せるほど好ましい。コイルパターン７の導体抵抗が高いと、コイルパターン７が発熱することで半導体チップの動作に影響を与えてしまう場合があるので、上記のような低抵抗金属がよい。

また、コイルパターン７は、配線導体を形成する場合と同様に、フェライトグリーンシートの表面にコイルパターン７用の導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等の印刷法によって形成する。なお、コイルパターン７用の導体ペーストは、例えば内部配線６の配線導体用の導体ペーストと同じものを用いればよい。

内部配線６、接続導体５およびコイルパターン７用の導体ペーストは、主成分の金属粉末に有機バインダー，有機溶剤，必要に応じて分散剤等を加えてボールミル，三本ロールミル，プラネタリーミキサー等の混練手段によって混合および混練することで作製される。

導体ペーストの有機バインダーは、従来の導体ペーストに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解や揮発性を考慮すると、アクリル系，アルキド系の有機バインダーがより好ましい。

導体ペーストの有機溶剤は、上記した金属粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、テルピネオールやブチルカルビトールアセテートおよびフタル酸等が使用可能である。

介在層３は、フェライト層２の側面の、接続導体５が導出された部分の周囲を覆うように形成されており、例えば、フェライト層２に用いたフェライト粉末，ガラス粉末，有機バインダー，可塑剤および有機溶剤を混合して介在層３用のペーストを作製し、フェライト層２の側面に接続導体５が導出された部分の周囲を覆うように塗布することによって形成する。このような介在層３は、フェライト材料とガラス材料とを含んでおり、焼成時にガラス材料が溶融して、フェライト材料の間に入り込む。フェライト材料（粉末）間をガラス材料が充填しているので、介在層３にはボイドが発生しにくく、互いにつながった複数のボイドが生じることも低減できる。従って、フェライト層２と介在層３との間および接続導体５と介在層３との間から水分が浸入することを抑制することができる。

また、介在層３は、図２に示す例のように、フェライト層２の側面に上下のガラスセラミック層１に接して形成されているときには、側面電極４を介在層３の側面から上下のガラスセラミック層１の側面に渡って形成することができるので、側面電極４の面積を上下方向に広く形成することができる。

また、介在層３は、導出された接続導体５の周囲のみに限らず、フェライト層２の側面の全体を覆って形成されていてもよい。例えば、接続導体５が直方体状に形成された配線基板10の対向する一対の側面に導出されている場合であれば、側面電極４は、接続導体５が導出されている配線基板10の側面の全面に形成することができ、側面電極４の面積をさらに広くすることができる。

なお、介在層３に用いるガラス粉末としては、ガラスセラミック層１に用いたガラス材料の粉末が好ましい。介在層３に含まれるガラス粉末をガラスセラミック層１と同じガラスとすると、介在層３とガラスセラミック層１との熱膨張係数が近くなることから、介在層３とガラスセラミック層１との熱膨張差に起因する熱応力によって配線基板10が割れたり、介在層３が剥がれたりすることを低減することができる。

また、介在層３を形成する方法としては、介在層３用のペーストをフェライト層２の側面に塗布する方法の他に、以下の様な方法がある。まず、ガラスセラミック層１とフェライト層２とが積層された積層体を用意し、上記した低抵抗金属の粉末と、配線基板10となる積層体の焼成温度よりも低い軟化点を持つガラス粉末を含んだ側面電極４用の導体ペーストを、フェライトグリーンシートの側面の、接続導体５となる導体ペーストが導出している部分を覆うように塗布して、焼成する。焼成時に、側面電極４用の導体ペースト中に含まれるガラス成分がフェライト層２へ流動することによって側面電極４とフェライト層２との界面付近のフェライトグリーンシートがガラス成分を含むので、界面付近に介在層３が形成される。

このような介在層３では、フェライト材料間をガラス材料が充填しており、ボイドが生じることを低減することができるので、互いにつながった複数のボイドが生じることを低減し、側面電極４と介在層３とは、および接続導体５と介在層３とは密着して接合されているので、側面電極４と介在層３との間および接続導体５と介在層３との間から水分が浸入することを抑制することができる。

介在層３用のペーストを作製するための有機バインダーは、従来のガラスセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解性や揮発性を考慮すると、アクリル系バインダーがより好ましい。

グリーンシートの有機溶剤は、絶縁体粉末やフェライト粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、トルエン，ケトン類，アルコール類の有機溶媒や水等が挙げられる。これらの中で、トルエン，メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール等の蒸発係数の高い溶剤はスラリー塗布後の乾燥工程が短時間で実施できるので好ましい。

グリーンシートを作製するためのスラリーは、例えば、絶縁体粉末やフェライト粉末100質量部に対して有機バインダーを５〜20質量部、有機溶剤を15〜50質量部加え、ボールミル等の混合手段により混合することにより３〜100ｃｐｓの粘度となるように調製される。

所定枚数のフェライトグリーンシートの上下にそれぞれ配線パターンおよび貫通導体パターンが形成された所定枚数のガラスセラミックグリーンシートを配置して積層体を作製し、この積層体を焼成することにより配線基板10は作製される。

積層体を作製する方法は、積み重ねたガラスセラミックグリーンシートとフェライトグリーンシートとに熱と圧力とを加えて熱圧着する方法や、有機バインダー，可塑剤，溶剤等からなる密着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。積層の際の加熱加圧の条件は、用いる有機バインダー等の種類や量により異なるが、例えばアクリル系バインダーであるメタクリル酸エステル共重合体の場合であれば、概ね30〜100℃、２〜20ＭＰａである。

積層体の焼成は、100〜800℃の温度で脱バインダーした後、800〜1000℃の温度で焼成することにより行なわれる。焼成雰囲気としては、コイルパターン７，内部配線６および接続導体５がＡｇ等の酸化しにくい材料から成る場合は大気中にて行なわれ、Ｃｕ等の酸化しやすい材料から成る場合は、窒素雰囲気が用いられ、脱バインダーしやすいように加湿したものを用いる。

なお、焼成後の配線基板10の表面に形成された側面電極４および搭載用電極８には、半田等による半導体チップやチップ部品、ならびに外部電気回路との接合を強固なものにするために、その表面にニッケル層および金層をめっき法により順次被着するとよい。

以下、配線基板10の例示的な製造方法について説明する。

本発明の配線基板10の製造方法においては、まず、Ａｇ粉末を含んだ導体ペーストを用いて接続導体５，内部配線６およびコイルパターン７を形成して、フェライトグリーンシートを積層し、上述の要領で内部配線６を形成したガラスセラミックグリーンシートの複数枚で挟んで積層して積層体を作製する。次に、Ａｇ粉末と、積層体の焼成温度より低い軟化点を持つガラス粉末とを含んだ側面電極４用の導体ペーストを、フェライトグリーンシート層の側面の、接続導体５となる導体ペーストが導出している部分を覆うよう塗布する。そして、この積層体から有機成分を除去した後に焼成する。有機成分の除去は、積層体に荷重をかけつつ100〜800℃の温度範囲で積層体を加熱することによって行ない、有機成分を分解し揮散させる。

また、焼成温度はガラスセラミック組成により異なるが、通常は約800〜1000℃の範囲内である。焼成は通常は大気中で行なうが、接続導体５，内部配線６およびコイルパターン７の導体材料としてＣｕを使用する場合、100〜700℃の加湿窒素雰囲気中で有機成分の除去を行ない、次に窒素雰囲気中で焼成を行なう。

焼成時に、側面電極４用の導体ペースト中に含まれるガラス成分がフェライト層２へ流動することによって側面電極４とフェライト層２との界面付近のフェライトグリーンシートがガラス成分を含むので、界面付近に介在層３が形成される。

また、有機成分の除去時および焼成時には、積層体の反りを防止するために、その上面に重しを載せる等して荷重をかけるとよい。このような重しによる荷重は50Ｐａ〜１ＭＰａ程度が適当である。荷重が50Ｐａ未満である場合は、積層体の反りを抑制する作用が充分でなくなる。また、荷重が１ＭＰａを超える場合は、使用する重しが大きくなるため、焼成炉に入らなくなったり、また焼成炉に入っても重しが大きいために熱容量が不足することになり焼成できなくなったりする等の問題をひき起こすおそれがある。

この重しとしては、積層体の焼成中に変形あるいは溶融して荷重が不均一になったり、分解した有機成分の揮散を妨げたりすることがないような耐熱性の多孔質のものが適している。具体的には、セラミックス等の耐火物、あるいは高融点の金属等が挙げられる。また、積層体の上面に多孔質の重しを置き、その上に非多孔質の重しを置いてもよい。

本発明の配線基板は、図３に示す例のように、表面に半導体素子11や電子部品12を実装することにより、電子部品モジュールとすることができる。このような電子部品モジュールは、配線基板10の内部にコイルパターン７が内蔵されている場合であれば、配線基板10の表面に巻き数の多いコイルを実装することなく、高いインダクタンスを有することができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更は可能である。例えば、フェライト層２にはコイルパターン７および内部配線６のほかに、必要に応じてコンデンサや抵抗（図示せず）を形成してもよい。

１・・・ガラスセラミック層
２・・・フェライト層
３・・・介在層
４・・・側面電極
５・・・接続導体
６・・・内部配線
７・・・コイルパターン
８・・・搭載用電極
10・・・配線基板
11・・・半導体素子
12・・・電子部品

Claims

複数のガラスセラミック層と、フェライト材料を含んでおり、前記複数のガラスセラミック層の間に設けられた複数のフェライト層と、該複数のフェライト層の層間に形成された内部配線に接続されて前記層間から前記複数のフェライト層の側面に導出された接続導体と、ガラス材料および前記フェライト材料を含んでおり、前記複数のフェライト層の側面の導出された前記接続導体の周囲を覆っている介在層と、導出された前記接続導体および前記介在層を覆って前記接続導体に接続された側面電極とを備えたことを特徴とする配線基板。
前記フェライト層に埋設されたコイルパターンをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。