JP5297164B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、複数のセラミック層を積層してなり、基板本体の内部に中空部およびその底面などに２層以上の平行な単一の導体層を有し、且つ基板本体の表面と中空部の天井面などとの間に貫通孔を有する配線基板に関する。

複数のセラミック層を積層した多層セラミック基板を製造するに際し、厚みのあるグリーンシートを使用した場合、該グリーンシートに含まれる樹脂バインダの樹脂成分が脱脂工程で十分に抜けきらず、該グリーンシートを含む複数のグリーンシートの積層体を焼成する工程において、剥離（デラミネーション）や割れ（破裂）に至る場合がある。
前記のような剥離や割れを防ぐため、複数の内部電極（導体層）が形成されるグリーンシートの切断線上に貫通孔を形成し、該貫通孔を通じて脱脂工程におけるガス抜きの作用を行わせるセラミック積層品の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、複数のセラミック層と、これらの間に配置すべきベタ状で且つ広い面積の導体層とを積層してなるセラミック基板も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−１８３１１２号公報 （第１〜４頁、図１〜３） 特開２００３−２９８４６２号公報 （図１２，１４）

前記特許文献２のようなセラミック基板においては、広い面積の導体層を有する複数のグリーンシートの積層体を脱脂する際にも、樹脂バインダが十分に抜け出ないため、セラミック層と導体層との境界やセラミック層同士の境界に、残留した樹脂成分の膨張による変形（通称フクレ）を生じることがある。
更に、グリーンシート間に広い面積の導体層が位置するため、該導体層に隣接するセラミック層同士や、隣接するセラミック層と導体層とが剥離（デラミネーション）してしまう場合もあった。

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積層してなり、内部に中空部を有し、その底面や天井面などに形成した２層以上で平行な単一の導体層、および中空部と外部との間を連通する貫通孔を有し、前記導体層を含む形状・寸法精度に優れた配線基板を提供する、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が積層された基板本体の表面、裏面、または外壁面と、基板本体の内部に形成された中空部の天井面、床面、または内壁面との間に、貫通孔を単一の導体層の領域を除いて形成する、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、複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形の表面、裏面、およびこれらの間に位置する４つの外壁面を有する基板本体と、該基板本体の内部に形成され、且つ上記複数のセラミック層のうち、少なくとも最上層と最下層のセラミック層を除いた少なくとも１層からなる中層のセラミック層の内側に形成された中空部と、該中空部の天井面、床面、または内壁面の何れか一面と、上記基板本体の表面、裏面、または外壁面の何れか一面との間を貫通する貫通孔と、上記基板本体の表面および上記中空部の天井面に、あるいは上記中空部の天井面、床面、および内壁面の何れかに、２層以上が平行に形成され、且つ、ビア導体に接続される単一の導体層と、を備えた配線基板であって、上記貫通孔は、上記導体層が形成された領域を除いた位置に開口している、ことを特徴とする。

これによれば、前記中空部および貫通孔によって、単一の前記導体層が２層以上平行に形成されるセラミック層やこれに隣接するセラミック層となる各グリーンシートなどに含まれていた樹脂バインダを脱脂時に、前記中空部および貫通孔を通じて、容易且つ十分に外部に放出させている。そのため、上記導体層とこれに隣接するセラミック層との境界、あるいは該セラミック層同士の境界に、前記破裂による変形や剥離などが形成されないので、比較的広い平面形状で且つ平行な２層以上の導体層を含む形状および寸法精度に優れた配線基板となる。

尚、前記セラミックには、アルミナなどを主成分とする高温焼成セラミックや、あるいはセラミック以外にガラス成分を含有するガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックが含まれる。
また、前記中空部は、少なくとも最上層と最下層のセラミック層を除いた１層または複数層の中層のセラミック層の内側に形成され、底面、内壁面（側面または円周面）、および天井面を有している。最下層のセラミック層の真上に更に下層側のセラミック層が形成され、該セラミック層の表面が上記床面となる形態も含まれる。
更に、前記導体層は、中空部の床面を形成する前記セラミック層の表面において、例えば、平面視でベタ状などにして形成された単一の導体層である。
また、本発明には、前記単一の導体層は、前記中空部の床面積の５０％以上を占める、配線基板（請求項２）も含まれる。

また、前記導体層は、セラミック層が前記高温焼成セラミックの場合には、ＷまたはＭｏあるいはＷまたはＭｏ合金などが用いられ、前記低温焼成セラミックの場合には、ＡｇまたはＣｕなどが用いられる。
更に、前記貫通孔の平面視または側面視における断面積は、前記中空部の平面視または側面視における断面積よりも小さい。例えば、貫通孔の内径を、０．０６〜０．５ｍｍとすることで、相対的に中空部の平面視における面積が大きくなるため、前記樹脂バインダの抜き出しが十分行われ、中空部の天井面が凹むような変形が抑制される。
また、本発明には、複数の前記貫通孔の平面視または側面視における総断面積を、前記中空部の平面視または側面視における面積の０．５〜３％とする、配線基板（請求項３）も含まれる。これによっても、上記同様の効果が得られる。
加えて、前記貫通孔は、１つの中空部に対し、１個または複数個が形成される。

また、本発明には、前記基板本体の表面と前記中空部の内壁面との間を貫通する貫通孔は、平面視で上記中空部の外側に位置する基板本体の表面に開口し、且つ側面視で全体がほぼＬ字形を呈するものである、配線基板（請求項４）も含まれる。
これによれば、貫通孔は、一端が平面視で上記中空部の外側に位置する基板本体の表面に開口し、他端が中空部の内壁面に開口すると共に、側面視で全体がほぼＬ字形を呈するように形成されている。そのため、製造時の積層・圧着工程や焼成工程などにおいて、最上層のセラミック層となるグリーンシートが中空部側に垂れ下がる（凹形状の）変形を生じていないので、中空部の天井面に比較的広く平坦な単一の導体層を形成した配線基板とすることができる。

更に、本発明には、前記中空部は、前記中層のセラミック層に形成された仕切り壁によって、平面視で複数個に分割されているか、あるいは、上層側と下層側との複数個に分割されている、配線基板（請求項５）も含まれる。
上記のうち、中空部が平面視で複数個に分割された形態によれば、製造時の積層・圧着工程などにおいて、最上層のセラミック層となるグリーンシートが中空部側に垂れ下がる前記変形を生じ難くなっているので、中空部ごとの天井面に平坦な導体層を形成した配線基板とすることができる。一方、中空部が側面視で複数個に分割された形態によれば、基板本体の厚み方向に沿って、より多くの導体層を互いに平行にして形成した配線基板とすることができる。
尚、複数の中空部には、前記中層のセラミック層に形成された仕切り壁によって、複数個に分割され、個々が平面視で長方形で且つ隣接して平行に配置された形態、個々が平面視で円形を呈し、且つ全体が格子状に配列された形態、あるいは、個々が平面視で六角形を呈し、且つ全体がハニカムコア状に配列された形態が含まれる。

加えて、本発明には、前記仕切り壁には、隣接する中空部同士の間を連通する通気孔が形成されている、配線基板（請求項６）も含まれる。
これによれば、製造時の圧着・脱脂・焼成工程において、樹脂バインダが各中空部から通気孔および貫通孔を通じて十分抜き出され、且つ各中空部の天井面が凹まず、前記変形や剥離が生じにされている。そのため、中空部の天井面および床面が互いに平行であり、且つこれに対し内壁面が垂直であって、これらに２層以上の導体層が互いに平行にして形成された配線基板と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Ｋ１を示す垂直断面図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った水平断面図である。
配線基板Ｋ１は、図１，図２に示すように、複数のセラミック層ｓ１〜ｓ６を積層してなり、平面視が長方形（矩形）の表面３、裏面４、およびこれらの間に位置する４つの外壁面５ａ，５ｂを有する基板本体２と、該基板本体２の内部に形成され、天井面７、床面８、および内壁面９を有する中空部６と、を備えている。該中空部６の天井面７，床面８を形成するセラミック層ｓ１，ｓ５の裏面または表面には、単一の導体層１０，１７が互いに平行に形成され、上記中空部６の天井面７，床面８と基板本体２の表面３，裏面４との間を、２個（複数）ずつの貫通孔ｈ１，ｈ２が個別に貫通している。

前記セラミック層ｓ１〜ｓ６は、例えば、アルミナを主成分としている。
また、前記中空部６は、図１に示すように、最上層のセラミック層ｓ１と、最下層およびその表面上に積層されたセラミック層ｓ５，ｓ６を除く３つの中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４の内側に平面視が長方形（矩形）を呈して形成されている。因みに、セラミック層ｓ１〜ｓ６の厚みは、それぞれ約３０〜３００μｍであり、中空部５の平面視における寸法は、約２０×約３０ｍｍである。
更に、前記導体層１０，１７は、ＷまたはＭｏからなり、中空部６の天井面７や床面８を形成する前記セラミック層ｓ１，ｓ５の裏面あるいは表面において、それぞれ平面視がほぼ長方形で且つベタ状（平面形状）に形成された単一の導体層であり、且つセラミック層ｓ１，ｓ５の表・裏面の平面視おける面積よりも小さい。そのため、図２で例示するように、導体層１０の周囲には、セラミック層ｓ５の表面が露出している。

加えて、前記貫通孔ｈ１は、最上層のセラミック層ｓ１の表面と裏面との間を貫通し、且つ図２に示すように、中空部６において対向する一対の内壁面９に近接する（近傍）天井面７に下端が開口する位置に形成されている。また、前記貫通孔ｈ２は、最下層およびその表面上に積層されたセラミック層ｓ５，ｓ６を貫通し、中空部６において対向する一対の内壁面９に近接する（近傍）床面８に上端が開口する位置に形成されている。しかも、貫通孔ｈ１，ｈ２は、中空部６の床面８や天井面７において、導体層１０，１７が形成された領域を除いた位置に開口している。
各貫通孔ｈ１，ｈ２の内径ｄは、０．０６〜０．５ｍｍであり、１つの貫通孔ｈ１，ｈ２の平面視における断面積は、中空部６の平面視における面積、即ち、天井面７や床面８の面積よりも小さい。そして、４個の貫通孔ｈ１，ｈ２の平面視における総断面積は、中空部６の平面視における面積の０．５〜３％である。

図１に示すように、基板本体２の表面３の周辺側には、複数の表面端子１２が形成され、最下層およびその表面上に積層されたセラミック層ｓ５，ｓ６間には、所定のパターンを有する配線層１１が形成されると共に、基板本体２の裏面４には、複数の裏面端子１３が形成されている。かかる表面端子１２、配線層１１、および裏面端子１３は、セラミック層ｓ１〜ｓ６の何れかを貫通するビア導体１４〜１６を介して互いに導通可能とされ、且つ導体層１０とも導通可能とされている。尚、配線層１１には、各貫通孔ｈ２を間隔を置いて通過させる通し孔１１ａが所定の位置に形成されている。
一方、基板本体２の表面３の中央部側には、複数の表面端子１８が形成され、セラミック層ｓ１を貫通するビア導体１９を介して、前記導体層１７と導通可能とされている。尚、配線層１１、表面端子１２，１８、裏面端子１３、およびビア導体１４〜１６，１９は、何れもＷまたはＭｏからなる。

図３は、異なる形態の配線基板Ｋ２を示す前記図１と同様の垂直断面図である。
配線基板Ｋ２は、図３に示すように、前記同様の基板本体２、中空部６、配線層１１、表面端子１２，１８、裏面端子１３、およびビア導体１４〜１６，１９を備えている。該配線基板Ｋ２が前記配線基板Ｋ１と相違するのは、導体層１０，１７が中空部６の天井面７あるいは床面８のほぼ全面に広く形成され、前記貫通孔ｈ１，ｈ２を有しない反面、異なる形態の貫通孔ｈ３を複数個有することである。
上記貫通孔ｈ３は、図３に示すように、一端が平面視で上記中空部６の外側に位置する基板本体２の表面３に開口し、他端が中空部６の内壁面６の天井面７付近に開口すると共に、側面視で全体がほぼＬ字形を呈するように形成されている。

図４は、更に異なる形態の配線基板Ｋ３を示す前記同様の垂直断面図である。
配線基板Ｋ３は、図４に示すように、前記同様の基板本体２、中空部６、配線層１１、表面端子１２，１８、裏面端子１３、およびビア導体１４〜１６，１９を備えている。該配線基板Ｋ３が前記配線基板Ｋ１と相違するのは、導体層１０，１７が中空部６の天井面７あるいは床面８のほぼ全面に広く形成され、前記貫通孔ｈ１，ｈ２を有しない反面、異なる形態の貫通孔ｈ４を複数個有することである。
上記貫通孔ｈ４は、図４に示すように、基板本体２の外壁面５ａと、中空部６において対向する内壁面９の下端付近との間を水平に貫通して形成されている。

図５は、更に別なる形態の配線基板Ｋ４を示す前記同様の垂直断面図である。
配線基板Ｋ４は、図５に示すように、前記同様の基板本体２、中空部６、配線層１１、裏面端子１３、導体層１７、ビア導体１６，１９、および貫通孔ｈ１を備えている。尚、上記導体層１７は、中空部６の天井面７に形成された前記同様の平坦な部分に加えて、最上層のセラミック層ｓ１とその裏面に積層されたセラミック層ｓ２との間のほぼ全面に延長して形成され、各貫通孔ｈ１を間隔を置いて通過させる通し孔１７ａを有している。
該配線基板Ｋ４が前記配線基板Ｋ１と相違するのは、前記導体層１０、貫通孔ｈ２がなく、且つ基板本体２の表面３のほぼ全面に、導体層１７と平行な導体層２０が形成されていることである。該導体層２０は、ビア導体１９を介して、導体層１７と導通され、且つビア導体１６，１９、および導体層１７を介して、裏面端子１３とも導通可能とされている。

以上のような配線基板Ｋ１〜Ｋ４によれば、前記中空部６および貫通孔ｈ１〜ｈ４によって、単一の前記導体層１０，１７，２０が平行に形成されるセラミック層ｓ１，ｓ５やこれに隣接するセラミック層ｓ２，ｓ４となる各グリーンシートなどに含まれていた樹脂バインダを脱脂時に、前記中空部６および貫通孔を通じて、容易且つ十分に外部に放出させている。そのため、上記導体層１０，１７，２０とこれに隣接するセラミック層ｓ１，ｓ５との境界、あるいは該セラミック層ｓ１，ｓ２，ｓ５，ｓ４間の境界に、前記破裂による変形や剥離などが形成されないので、比較的広い平面形状で且つ互いに平行な導体層１０，１７，２０を含む形状および寸法精度に優れた配線基板となっている。

以下において、前記配線基板Ｋ１を得るため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、これにドクターブレード法を施して、シート状を呈する６層のグリーンシートｇ１〜ｇ６に成形した。
次に、図６に示すように、追って最上層のセラミック層ｓ１となるグリーンシートｇ１における所定の位置ごとに、打ち抜き加工を施し、複数の貫通孔ｈ１を形成した。一方、追って最下層およびその表面上に積層されるセラミック層ｓ５，ｓ６となるグリーンシートｇ５，ｇ６に対しても、上記同様にして互いに同心の貫通孔ｈ２ａ，ｈ２ｂを形成した。
また、セラミック層ｓ５，ｓ６を除く３つの中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４となるグリーンシートｇ２〜ｇ４に対し、平面視が長方形の透孔Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを、パンチングにより形成した。更に、前記セラミック層ｓ１〜ｓ６となる６層のグリーンシートｇ１〜ｇ６における所定の位置ごとに、打ち抜き加工を施して、それぞれビアホールｖｈを形成した。

次いで、図６に示すように、前記ビアホールｖｈごとに、Ｗ粉末を含む導電性ペーストを充填し、未焼成のビア導体ｖｐ，１４，１５を個別に形成した。また、最上層のグリーンシートｇ１、最下層およびその表面上に積層されるグリーンシートｇ５，ｇ６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などして、未焼成の導体層１０，１７、配線層１１、表面端子１２，１８、裏面端子１３を形成した。尚、上記導電性ペーストには、Ｍｏ粉末を含むものを用いても良い。
更に、図７に示すように、最上層のグリーンシートｇ１を除く、５層のグリーンシートｇ２〜ｇ６を厚み方向に沿って積層して、箱形状のグリーンシート積層体を形成した。該積層体の内側には、中層のグリーンシートｇ２〜ｇ４ごとに形成された前記透孔Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃが垂直方向に沿って連通した４つの内壁面９と、それらの底面側に位置し且つグリーンシートｇ５の表面である床面８と、該床面８に周辺を囲まれた前記導体層１０と、が形成されていた。

次いで、図７に示すように、グリーンシート積層体における４つの内壁面９と床面８とに囲まれた凹部の内側に、例えば、前記グリーンシートに含まれる有機バインダと同じブチラール樹脂からなり、予め所定の形状とされていた昇華性の樹脂ｋｊを充填した。次に、該樹脂ｋｊが充填されたグリーンシート積層体の上方に、複数の前記貫通孔ｈ１が形成された最上層のグリーンシートｇ１を積層した後、これらをその厚み方向に沿って圧着した。
その結果、図８に示すように、グリーンシートｇ１〜ｇ６を積層してなり、表面３、裏面４、および外壁面５ａ，５ｂを有する未焼成の基板本体２、および、該基板本体２の内部で且つ中層のグリーンシートｇ２〜ｇ４を貫通する中空部６を有する未焼成の積層体Ｇｓ１が形成された。該中空部６の天井面７や床面８には、未焼成で単一の導体層１０，１７が位置し、上記中空部５の天井面７と基板本体２の表面３との間を複数の貫通孔ｈ１が貫通し、中空部５の床面８と基板本体２の裏面４との間を複数の貫通孔ｈ２が貫通している。
尚、前記圧着において、中空部６には、ほぼ相似形の樹脂ｋｊを充填していたので、該中空部６の天井面７の中央付近が下向きに凹む変形を確実に阻止できた。

更に、前記基板本体２、中空部６、導体層１０，１７、および複数の貫通孔ｈ１，ｈ２などを有する未焼成の積層体Ｇｓ１を、図示しない焼成炉に挿入した後、約２５０〜２６０℃に加熱して脱脂した。
その結果、図８中の矢印で示すように、中空部６に充填されていた前記樹脂ｋｊが気体（ガス）となって、複数の貫通孔ｈ１，ｈ２から基板本体２の外部に十分放出できた。引き続いて、グリーンシートｇ１〜ｇ５に含まれていた前記有機バインダの樹脂成分の殆んどあるいは大半も、中空部６を経て、複数の貫通孔ｈ１，ｈ２から外部に抜き出すことができた。尚、最上層と最下層のグリーンシートｇ１，ｇ６に含まれていた前記有機バインダの樹脂成分は、基板本体２の表・裏面３，４から直に、あるいは、基板本体２の外壁面５ａ，５ｂから抜き出された。

これにより、図９に示すように、前記グリーンシートｇ１〜ｇ６が脱脂され、且つ昇華性樹脂ｋｊが消失した未焼成の積層体Ｇｓ１が得られた。この際、各貫通孔ｈ１が、中空部６において内壁面９近傍の天井面７と、基板本体２の表面３との間に形成されていたため、最上層のグリーンシートｇ１は、その中央付近が下向きに凹む変形を生じなかった。
引き続いて、脱脂した前記基板本体２などを、更に加熱し、所定の温度域で焼成した。かかる焼成工程でも、前記中空部６の天井面７の中央付近が下向きに凹む変形は、生じなかった。
その結果、前記図１で示したように、前記グリーンシートｇ１〜ｇ６が焼成され、且つ互いに一体に積層されたセラミック層ｓ１〜ｓ６となり、前記中空部６、および複数の貫通孔ｈ１，ｈ２を有し、焼成された導体層１０，１７、配線層１１、表・裏面端子１２，１３，１８、およびビア導体１４〜１６を有する配線基板Ｋ１を製造することができた。尚、焼成後の配線基板Ｋ１において、表・裏面端子１２，１３，１８の表層には、所要厚さのＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を、それぞれ無電解メッキにより所要の厚みで被覆した。尚、該メッキ処理は、電解メッキにより行っても良い。

以上のような配線基板Ｋ１の製造方法によれば、単一の前記導体層１０，１７が形成されるセラミック層ｓ１，ｓ５やこれに隣接するセラミック層ｓ２，ｓ４，ｓ６を含むグリーンシートｇ１〜ｇ６に含まれていた有機バインダの樹脂成分を、前記積層工程の直後で行う脱脂時に、前記透孔Ｓａ〜Ｓｃから形成された中空部６および複数の貫通孔ｈ１，ｈ２を通じて、容易且つ十分に外部に放出することができた。その結果、前記導体層１０，１７とこれに隣接するセラミック層ｓ２，ｓ５との境界、あるいはセラミック層ｓ１，ｓ２、ｓ４，ｓ５の境界などにおいて、有機バインダの樹脂成分による破裂による変形や剥離などを阻止できたので、形状および寸法精度に優れた配線基板Ｋ１を確実に製造することができた。
尚、配線基板Ｋ１は、縦横に複数個が連続し、これらの周囲に捨て代となる耳部を有する多数個取り基板の形態によって製造することも可能である。

また、前記配線基板Ｋ２を製造するには、図１０に示すように、追って最上層のセラミック層ｓ１となるグリーンシートｇ１に対し、平面視でこれに隣接して積層されるグリーンシートｇ２に形成される透孔Ｓａよりも外側の位置（周辺側）に前記同様の貫通孔ｈ３ａを形成した。また、上記グリーンシートｇ２は、上下２層の単位グリーンシートｇ２ｂ，ｇ２ａを積層して形成したが、これらに通させた透孔Ｓａ２，Ｓａ１のうち、上層側のグリーンシートｇ２ｂには、一端が透孔Ｓａ２に連通する水平な一対の切り欠きｈ３ｂを、打ち抜き加工により所定の位置に形成した。尚、グリーンシートｇ２を単層とし、その表面側に対しレーザ加工を施して、上記切り欠きｈ３ｂを形成するようにしても良い。
更に、図１０に示すように、下層側のグリーンシートｇ５，ｇ６には、前記貫通孔ｈ２がないため、配線層１１には、前記通し孔１１ａが形成されていない。
上記グリーンシートｇ１〜ｇ６を用いて、前記各工程を行うことにより、前記配線基板Ｋ２を製造することが可能である。
更に、前記配線基板Ｋ３を製造するには、図１１に示すように、追って中層の前記セラミック層ｓ４となるグリーンシートｇ４を上下２層の単位グリーンシートｇ４ｂ，ｇ４ａを積層して形成したが、これらに通させた透孔Ｓｃ２，Ｓｃ１のうち、下側のグリーンシートｇ４ｂには、透孔Ｓｃ１と外壁面との間を水平に貫通する凹溝状の切り欠きｈ４ａを一対形成した。該グリーンシートｇ４を含む前記グリーンシートｇ１〜ｇ６を用いて、前記各工程を行うことにより、前記配線基板Ｋ３を製造することが可能である。
尚、前記配線基板Ｋ４は、前記配線基板Ｋ１と同様な方法によって製造することが可能である。

図１２は、前記各形態とは別形態の配線基板Ｋ５を示す垂直断面図、図１３は、図１２中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った水平断面図である。
配線基板Ｋ５は、図１２，図１３に示すように、前記同様の基板本体２ａ、導体層１０ａ，１７ａ、配線層１１、および表・裏面端子１２，１３などを有しており、前記配線基板Ｋ１と相違するのは、平面視で複数の中空部６ａを有することである。該中空部６ａは、前記同様の中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４に垂直線状に形成された複数の仕切り壁９ａによって、互いに平行に隣接して複数個（３個）に分割され、それぞれが平面視で細長い長方形を呈している。中空部６ａごとの何れかの内壁面９近傍の天井面７には、前記同様の貫通孔ｈ１が導体層１７ａの領域を除いた位置に開口するように形成されている。また、中空部６ａごとの何れかの内壁面９近傍の床面８には、前記同様の貫通孔ｈ４が導体層１０ａの領域を除いた位置に開口するように形成されている。
また、上記仕切り壁９ａには、隣接する中空部６ａ，６ａ間を連通する通気孔ｈｙが床面８付近に形成されている。尚、上記導体層１０ａ，１７ａは、中空部６ａごとの天井面７あるいは床面８のほぼ全面に形成されている。

前記配線基板Ｋ５を得るには、図１４で部分的に示すように、前記同様のグリーンシートｇ１〜ｇ６を用意し、追って最上層のセラミック層ｓ１となるグリーンシートｇ１における所定の位置に、複数の貫通孔ｈ１とビアホールｖｈとを形成した。また、追って、中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４となるグリーンシートｇ２〜ｇ４には、平面視が長方形を呈する３個ずつの透孔Ｓａａ，Ｓｂａ，Ｓｃａと、それぞれの周辺部にビアホールｖｈとを形成した。
尚、上記グリーンシートｇ４は、前記同様に、透孔Ｓｃａを貫通させた上下２層の単位グリーンシートｇ４ｂ，ｇ４ａを積層して形成した。このうち、下層側のグリーンシートｇ４ａには、透孔Ｓｃａと外壁面との間を水平に貫通する切り欠きｈ４ａと、隣接するＳｃａ，Ｓｃａ間を水平に貫通する切り欠きｈｙａとを形成した。加えて、追って最下層およびその上方に積層される図示しないグリーンシートｇ５，ｇ６における所定の位置にもビアホールｖｈを形成した。
これ以降は、前記同様の積層・圧着、脱脂・焼成工程を行うことで、前記配線基板Ｋ５を製造することができた。尚、未焼成の積層体には、仕切り壁９ａによって複数の中空部６ａが仕切られているため、前記昇華性樹脂ｋｊの充填および昇華工程を省略できた。また、未焼成の積層体において、仕切り壁９ａには、隣接する６ａ，６ａを連通する通気孔ｈｙが形成されていたため、脱脂工程でバインダ樹脂の外部への放出を確実に行うことができた。

前記のような配線基板Ｋ５によれば、中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４の内側に仕切り壁９ａによって、複数の中空部６ａが形成され、中空部９ａごとに貫通孔ｈ１，ｈ４が内壁面９近傍の天井面７、および床面８近傍の内壁面９に形成されている。このため、前記製造方法における複数のグリーンシート圧着時に、前記昇華性樹脂ｋｊを用いることなく、有機バインダの脱脂を確実に行うことが可能である。しかも、単一の導体層１０ａ，１７ａは、仕切り壁９ａの内部に進入していないため、セラミック層ｓ１，ｓ２間、ｓ４，ｓ５間の剥離を確実に防止できる。従って、前記破裂、変形、および剥離がなく、平坦で且つ互いに平行な導体層１０ａ，１７ａを複数組含み、形状および寸法精度に優れた配線基板Ｋ５とすることができる。
尚、前記配線基板Ｋ５は、２種類の貫通孔ｈ１，ｈ４の一方のみを形成した形態としても良い。また、基板本体の内部に形成する複数の中空部を、平面視で円形を呈し、且つ全体を格子状に配置し、前記貫通孔ｈ１，ｈ４の少なくとも一方と、隣接する中空部間を分割する仕切り壁に通気孔ｈｙを形成した形態としても良い。更に、平面視で複数の中空部を六角形とし且つこれらをハニカムコア状に配列すると共に、上記同様に貫通孔ｈ１，ｈ４、通気孔ｈｙを形成した形態としても良い。

図１５は、更に別形態である配線基板Ｋ６を示す垂直断面図である。
配線基板Ｋ６は、図１５に示すように、前記同様な複数のセラミック層ｓ１〜ｓ８からなり、表面３、裏面４、および外壁面５ａ（５ｂ）を有する基板本体２ｂ、中層のセラミック層ｓ２，ｓ３とセラミック層ｓ５，ｓ６との内側に形成された上層側の中空部６ｂ１および下層側の中空部６ｂ２と、該中空部６ｂ２の床面８および中空部６ｂ１の天井面７に形成された単一の導体層１０，１７と、前記同様の配線層１１、表・裏面端子１２，１３，１８、ビア導体１４〜１６，１９とを備えている。上記２層の中空部６ｂ１，６ｂ２は、中層のセラミック層ｓ４により形成される仕切り壁９ｂによって上下に分割されている。

基板本体２ｂの表面３と上層側の中空部６ｂ１の天井面７との間には、内壁面９近傍の位置に前記同様な複数の貫通孔ｈ１が貫通している。また、基板本体２ｂの外壁面５ａと下層側の中空部６ｂ２の内壁面９との間には、床面８付近に前記同様な複数の貫通孔ｈ４が貫通している。更に、前記仕切り壁９ｂには、中空部６ｂ１，６ｂ２間を貫通する複数の通気孔ｈｙが形成されている。
以上のような配線基板Ｋ６によっても、前記配線基板Ｋ１〜Ｋ５と同様な効果を奏することができる共に、例えば、電気的特性が相違する導体層１０，１７を離隔した中空部６ｂ１，６ｂ２に分離して配置することもできる。

前記配線基板Ｋ６を得るための製造方法について説明する。
予め、前記同様にして、８層のグリーンシートｇ１〜ｇ８を製作した。
次いで、図１６に示すように、最上層のグリーンシートｇ１における所定の位置ごとに、打ち抜き加工を施し、複数の貫通孔ｈ１を形成した。また、追って２層ずつの中層のセラミック層ｓ２，ｓ３、ｓ５，ｓ６となるグリーンシートｇ２，ｇ３、ｇ５，ｓ６に対し、平面視が長方形の透孔Ｓａ〜Ｓｄを、パンチングによって形成した。更に、追って中層のセラミック層ｓ４となるグリーンシートｇ４における所定の位置に、複数の通気孔ｈｙを形成した。
尚、中層の上記グリーンシートｇ６は、前記同様に、透孔Ｓｄを貫通させた上下２層の単位グリーンシートｇ６ｂ，ｇ６ａを積層して形成した。このうち、下層側のグリーンシートｇ６ａには、透孔Ｓｄと外壁面との間を水平に貫通する前記同様の切り欠きｈ４ａを形成した。加えて、前記セラミック層ｓ１〜ｓ８となるグリーンシートｇ１〜ｇ８における所定の位置ごとに、打ち抜き加工を施して、それぞれビアホールｖｈを形成した。

次に、図１６に示すように、前記同様に前記ビアホールｖｈごとに導電性ペーストを充填し、未焼成のビア導体ｖｐを個別に形成した。また、最上層のグリーンシートｇ１、最下層およびその表面上に積層されるグリーンシートｇ７，ｇ８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し、未焼成の導体層１０，１７、配線層１１、表面端子１２，１８、裏面端子１３を形成した。
更に、前記グリーンシートｇ２〜ｇ４、ｇ５〜ｇ８を積層し、得られた２組の箱形状の積層体ごとにおける凹部内に、前記昇華性樹脂ｋｊを充填した後、これらを含むグリーンシートｇ１〜ｇ８を積層・圧着した。そして、得られた未焼成の積層体を脱脂および焼成することで、図１５で示した配線基板Ｋ６が得られた。

図１７は、更に別個の形態である配線基板Ｋ７を示す垂直断面図である。
配線基板Ｋ７は、図１７に示すように、前記配線基板Ｋ１と同様の基板本体２、中空部６、配線層１１、表・裏面端子１２，１３、ビア導体１５，１６、および複数ずつの貫通孔ｈ１，ｈ２を備えている。該配線基板Ｋ７が前記配線基板Ｋ１と相違するのは、中空部６において対向する一対の内壁面９の全面に、垂直な単一の導体層２２，２４を平行に形成したことである。該導体層２２，２４は、セラミック層ｓ２〜ｓ４間に形成された配線層２３，２５と個別に接続し、該配線層２３，２５およびビア導体１５，１６を介して、表・裏面端子１２，１３の何れか一方と導通している。

上記配線基板Ｋ７を得るには、図１８に示すように、最上層のグリーンシートｇ１の所定位置ごとに、前記同様の複数の貫通孔ｈ１とビアホールｖｈとを形成した。また、追って中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４となるグリーンシートｇ２〜ｇ４に対し、前記同様の透孔Ｓａ〜Ｓｃと、必要な位置にビアホールｖｈとを形成した。更に、追って最下層およびその上方のセラミック層ｓ５，ｓ６となるグリーンシートｇ５，ｇ６にもビアホールｖｈを形成した。

次に、図１８に示すように、各ビアホールｖｈに未焼成のビア導体ｖｈ，１５を充填し、グリーンシートｇ１，ｇ６の表・裏面の少なくとも一方に、未焼成の表・裏面端子１２，１３、配線層１１を形成した。更に、グリーンシートｇ２〜ｇ４に形成された透孔Ｓａ〜Ｓｃにおいて、対向する内壁面ごとに導電性ペースト２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、または導電性ペースト２４ａ，２４ｂ，２４ｃを全面に塗布し、且つグリーンシートｇ３の表面および裏面に、未焼成の配線層２５ａ，２３ａを印刷して形成した。
これ以降は、前記同様にグリーンシートｇ２〜ｇ６の積層、前記昇華性樹脂ｋｊの充填、グリーンシートｇ１〜ｇ６の積層・圧着、および脱脂・焼成の各工程を施すことで、図１７に示した配線基板Ｋ７が得られた。
以上のような配線基板Ｋ７によっても、前記配線基板Ｋ１，Ｋ３と同様な効果を奏することができた。尚、配線基板Ｋ７の基板本体の内部に平面視でほぼ矩形を呈する複数の中空部を形成し、該中空部ごとに単一の導体層２２，２４を形成した形態としても良い。

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、前記セラミック層は、ガラスーセラミック（例えばアルミナ）などの低温焼成セラミックからなるものとし、前記単一の導体層などの導体をＡｇまたはＣｕからなるものとしても良い。この形態では、前記充填材には、熱硬化性あるいは光硬化性樹脂が適用される。
また、前記中空部は、１層のセラミック層の内側にのみ形成しても良い。
更に、前記中空部の床面は、最下層のセラミック層の表面とし、かかる表面に前記単一の導体層の１つを形成した形態としても良い。
また、前記平面視が複数の長方形を呈する中空部は、該中空部の長方形ごとの長手方向が、平面視で長方形を呈する基板本体の長辺に沿って形成しても良い。
また、基板本体の内側で上下に３個以上の中空部を有する形態の配線基板としても良い。
加えて、前記基板本体および中空部は、平面視で正方形ないしほぼ正方形を呈する形態としても良い。

本発明による一形態の配線基板を示す垂直断面図。 図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った水平断面図。 異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 更に異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 更に別なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 図１に示す配線基板を得るための製造方法の一工程を示す概略断面図。 図６に続く工程を示す概略断面図。 図７に続く工程を示す概略断面図。 図８に続く工程を示す概略断面図。 図３の配線基板を得るための製造方法の一工程を示す概略断面図。 図４の配線基板を得るための製造方法の一工程を示す概略断面図。 別な形態の配線基板を示す垂直断面図。 図１２中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った水平断面図。 図１２の配線基板を得るための一製造工程を示す概略断面図。 更に別な形態の配線基板を示す垂直断面図。 図１５の配線基板を得るための一製造工程を示す概略断面図。 別異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 図１７の配線基板を得るための一製造工程を示す概略断面図。

符号の説明

Ｋ１〜Ｋ７………………………………………配線基板
２，２ａ，２ｂ…………………………………基板本体
３…………………………………………………表面
４…………………………………………………裏面
５ａ，５ｂ………………………………………外壁面
６，６ａ，６ｂ１，６ｂ２……………………中空部
７…………………………………………………天井面
８…………………………………………………床面
９…………………………………………………内壁面
９ａ，９ｂ………………………………………仕切り壁
１０,１０ａ,１７,１７ａ,２０,２２,２４…単一の導体層
ｓ１〜ｓ８………………………………………セラミック層
ｈ１〜ｈ４………………………………………貫通孔
ｈｙ………………………………………………通気孔

Claims (6)

1. 複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形の表面、裏面、およびこれらの間に位置する４つの外壁面を有する基板本体と、
   上記基板本体の内部に形成され、且つ上記複数のセラミック層のうち、少なくとも最上層と最下層のセラミック層を除いた少なくとも１層からなる中層のセラミック層の内側に形成された中空部と、
   上記中空部の天井面、床面、または内壁面の何れか一面と、上記基板本体の表面、裏面、または外壁面の何れか一面との間を貫通する貫通孔と、
   上記基板本体の表面および上記中空部の天井面に、あるいは上記中空部の天井面、床面、および内壁面の何れかに、２層以上が平行に形成され、且つ、ビア導体に接続される単一の導体層と、を備えた配線基板であって、
   上記貫通孔は、上記中空部の天井面、床面、または内壁面において、上記導体層が形成された領域を除いた位置に開口している、ことを特徴とする配線基板。
2. 前記単一の導体層は、前記中空部の床面積の５０％以上を占める、ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記貫通孔が複数であり、該複数の貫通孔の平面視または側面視における総断面積は、前記中空部の平面視または側面視における面積の０．５〜３％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. 前記基板本体の表面と前記中空部の内壁面との間を貫通する貫通孔は、平面視で上記中空部の外側に位置する基板本体の表面に開口し、且つ側面視で全体がほぼＬ字形を呈するものである、 ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の配線基板。
5. 前記中空部は、前記中層のセラミック層に形成された仕切り壁によって、平面視で複数個に分割されているか、あるいは、上層側と下層側との複数個に分割されている、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の配線基板。
6. 前記仕切り壁には、隣接する中空部同士の間を連通する通気孔が形成されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の配線基板。
   

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