JP6857504B2 - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セラミックからなる基板本体において対向する一対の表面の少なくとも一方に電子部品を搭載するための複数の金属パッドを有する配線基板およびその製造方法に関する。

例えば、セラミック基板の表面上に形成され、且つ薄膜状のＴｉ層、Ｍｏ層、およびＮｉ層の３層からなる第１のメタル層と、該第１のメタル層の上に積層され、且つ比較的厚いＣｕ層および比較的薄いＮｉ層の２層からなる第２のメタル層と、該第２のメタル層の上面および側面の上方側部分を覆って積層され、且つ薄膜状のＮｉ層およびＡｕ層の２層からなる第３のメタル層とを備え、上記第１のメタル層の両側面と、上記第２のメタル層および第３のメタル層の両側面ごとの下方側部分とに対してエッチッングを施すことにより、上記セラミック基板の表面側に垂直断面がほぼ扇形状を呈するように幅の狭い狭隘部を有する配線パターンが形成された回路基板とその製造方法などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

前記回路基板とその製造方法によれば、前記セラミック基板の表面に厚膜で且つ微細な配線パターンを形成できる利点を有している反面、前記第２のメタル層を構成している比較的厚いＣｕ層の両側面の下方側が、前記エッチングによって外部に露出している。そのため、例えば、気象条件などの環境状態によっては、外部に露出する上記Ｃｕ層の表層からＣｕ成分が溶出することに起因して、視認可能な変色を生じたり、甚だしくは腐蝕などの不具合を招く場合があった。
一方、前記のようなＣｕ層の外部への露出を防ぐため、セラミック基板の表面に形成したＭｏからなる複数の密着層ごとの上面に、該密着層よりも平面視で周辺側に突出する比較的厚い銅層を形成し、該銅層ごとの上面と各側面と平面視での周辺側に露出する底面とを連続して覆うように、Ｎｉめっき層とＡｕめっき層との２層からなる被覆金属層を形成した複数の表面側端子を表面に有するセラミック基板およびその製造方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、前記のようなセラミック基板では、前記銅層における平面視での周辺側の底面に被覆された前記被覆金属層は、前記密着層の側面側に近付くほど薄肉化しており、且つ該密着層の側面との間では、該被覆金属層の厚みがほぼ皆無に近付いている。そのため、前記密着層の側面の近傍に位置する上記銅層の底面側から、前記と同様の不具合を招いてしまう場合があった。
更に、前記銅層が電解銅メッキにより形成され、且つ該銅層が前記セラミック基板の表面と直に接して形成されている場合にも、該銅層とセラミック基板の表面との間における密着不良に起因して、前記同様の不具合を招く場合があった。

特開２００３−２３２３９号公報（第１〜６頁、図１〜３） 特許第５７７８６５４号公報（第１〜１６頁、図１〜１４）

発明が解決しようとする課題および発明の効果

本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、セラミックからなる基板本体で対向する一対の表面の少なくとも一方に比較的厚い銅などからなる放熱層を含む複数の金属パッドを有し、該金属パッドが種々の環境下でも前記変色などの不具合が皆無となる配線基板、およびその製造方法を提供する、ことを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するため、前記基板本体の表面におけるセラミックと直に接触している金属パッドを構成する銅などからなる放熱層の密着強度に着目し、基板本体の表面におけるセラミックと金属パッドを構成する銅などからなる放熱層との密着強度が弱い部分を予め剥離することによって、前記放熱層を外部に露出しないようにする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による第１の配線基板（請求項１）は、セラミックからなり、対向する一対の表面を有する基板本体と、該基板本体における少なくとも一方の表面に形成された複数の金属パッドとを有する配線基板であって、前記金属パッドは、上記基板本体の少なくとも一方の表面に形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上面および側面に形成された第１ニッケル層と、該第１ニッケル層の上面および側面に形成され、且つ平面視において少なくとも周辺側の底面と上記基板本体における一方の表面との間に隙間を有する放熱層と、該放熱層の上面、側面、および少なくとも周辺側の底面に形成された第２ニッケル層と、上記放熱層の少なくとも上面および側面に上記第２ニッケル層を介して形成された金層と、を備え、上記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、複数の金属パッドが形成された上記基板本体における一方の表面の周辺に沿って側壁が立設され、該側壁の内壁面と上記放熱層との間に隙間を有しており、上記側壁の内壁面に隣接する上記放熱層の側面には、少なくとも上記第２ニッケル層が形成されている、ことを特徴とする。

前記第１の配線基板によれば、以下の効果（１）〜（３）を奏することが可能となる。
（１）前記放熱層が銅または銀などの熱伝導率の良い材料からなり、該放熱層の平面視における少なくとも周辺側の底面と前記基板本体における一方の表面との間に隙間を有し、かかる放熱層の上面、側面、および上記周辺側の底面に前記第２ニッケル層が連続して形成されていると共に、当該放熱層の少なくとも上面および側面に上記第２ニッケル層を介して前記金層が形成されている。そのため、前記基板本体の表面を構成するセラミックと、放熱層で密着の弱い少なくとも底面の周辺側とが接触していないので、かかる非接触箇所にも第２ニッケル層を形成することが可能となることにより、上記放熱層を構成する銅などが外部に露出していない。従って、高温で且つ高湿度（例えば、摂氏８０〜９０℃および相対湿度８０〜９０％）の過酷な気象条件などの環境下においても、銅や銀の成分が溶出しないので、前述した変色や腐蝕などの不具合を生じるおそれが皆無となる。
（２）上記効果（１）に起因して、前記放熱層を含む複数の金属パッドの上方に追って搭載される各種の電子部品（素子）の実装強度を所要の強度に保ったり、上記金属パッドを通じて上記素子の熱を外部に迅速に放熱したり、あるいは、前記金属パッドを外部接続端子に兼用することもできるので、これらの性能ごとにおける信頼性を高められる。
（３）前記側壁により前記基板本体における一方の表面側にキャビティが形成され、上記側壁の内壁面と前記放熱層との間に位置する前記隙間を挟んで、上記側壁の内壁面に隣接する前記金属パッドの放熱層の側面にも、少なくとも前記第２ニッケル層が形成されている。その結果、上記キャビティを有する形態の基板本体において、上記効果（１），（２）を得ることが可能となる。

尚、前記セラミックは、例えば、アルミナなどの高温焼成セラミック、あるいは、例えば、ガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックである。
また、前記基板本体は、対向する一対の表面を有する平板形状の形態や、複数の素子搭載用の金属パッドが形成された一方の表面における周辺に沿って該一方の表面を底面とする側壁が立設されたキャビティを有する形態などを含む。
更に、前記金属パッドは、例えば、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ素子と称する）やレーザーダイオード（以下、ＬＤ素子と称する）などの発光素子や、パワー半導体のような比較的高い発熱性の素子を搭載したり、前記素子の熱を外部に放熱したり、あるいは該放熱用と外部接続端子とを兼ねるパッドである。これらのうち、素子搭載用の金属パッドは、互いに異極となる一対（２個）あるいはそれ以上が前記基板本体の同じ表面に形成される。一方、放熱用および外部接続端子兼用の金属パッドは、前記基板本体で素子搭載用の金属パッドが形成された表面とは反対側の表面に１個以上が形成されるが、望ましくは複数の素子搭載用の金属パッドごとに対向する位置ごとに同数が形成される。

また、前記一対の表面とは、相対的な呼称であり、例えば、後述するように、一方を表面と称し且つ他方を裏面と称しても良い。
更に、前記メタライズ層は、例えば、タングステン、モリブデン、銅、あるいは銀の何れかからなる。
また、前記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、少なくとも３０μｍ以上の厚みを有している。
更に、前記第１ニッケル層および第２ニッケル層は、厚みが約０．１〜約１０μｍの範囲にあり、その外周側のみは、Ｎｉ−Ｃｏ系の合金の層としても良い。
また、前記金層の厚みは、約０．１〜約２．０μｍの範囲にある。
加えて、前記配線基板には、単一の該配線基板の他、平面視で複数の前記配線基板を平面視で縦横に隣接して併有している多数個取り基板の形態も含まれる。

また、本発明による第２の配線基板（請求項２）は、セラミックからなり、対向する一対の表面を有する基板本体と、該基板本体における少なくとも一方の表面に形成された複数の金属パッドとを有する配線基板であって、前記金属パッドは、上記基板本体の少なくとも一方の表面に形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上面および側面に形成された第１ニッケル層と、該第１ニッケル層の上面および側面に形成され、且つ平面視において少なくとも周辺側の底面と上記基板本体における一方の表面との間に隙間を有する放熱層と、該放熱層の上面、側面、および少なくとも周辺側の底面に形成された第２ニッケル層と、上記放熱層の少なくとも上面および側面に上記第２ニッケル層を介して形成された金層と、を備え、上記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、上記第１ニッケル層と上記第２ニッケル層とは、上記放熱層の底面と上記基板本体の表面との間において接続されている、ことを特徴とする。
前記第２の配線基板によれば、上記放熱層の底面と上記基板本体の表面との間において、第１ニッケル層と第２ニッケル層とが接続されることにより、これらのニッケル層が前記放熱層を包囲しているので、前記効果（１），（２）を一層顕著に得ることが可能となる。より詳しくは、第２ニッケル層が基板本体の表面のみに接触している形態よりも、第１ニッケル層と第２ニッケル層とが互いに接続している形態の方が、放熱層をより強固に覆うことができる。更に、第２ニッケル層や、該第２ニッケル層を介して形成される金層が、基板本体の表面に接触しているので、放熱層が外部に露出する事態を防げ、且つ基板本体と金属パッドとの密着性を向上させることも可能となるので、前記効果（１）〜（３）を顕著に得ることが可能となる。

更に、本発明には、前記金層は、平面視で前記放熱層の少なくとも周辺側の底面、あるいは該放熱層おける前記側壁の内壁面に隣接する側面にも、前記第２ニッケル層を介して形成されている、配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、上記金層が放熱層の少なくとも周辺側の底面、あるいは該放熱層おける上記側壁の内壁面に隣接する側面にも、第２ニッケル層を介して形成されているので、前記効果（１）〜（３）を一層確実に得ることが可能となる。

一方、本発明による第１の配線基板の製造方法（請求項４）は、セラミックからなり、対向する一対の表面を有する基板本体と、該基板本体における少なくとも一方の表面に形成された複数の金属パッドとを有する配線基板の製造方法であって、
セラミックグリーンシートにおいて対向する一対の表面のうち、少なくとも一方の表面に未焼成のメタライズ層を形成し、更に前記セラミックグリーンシートおよび前記メタライズ層を焼成する工程と、焼成された前記メタライズ層の上面および側面に第１ニッケル層を形成する第１メッキ工程と、前記第１ニッケル層の上面、側面、および少なくとも一方の上記表面に放熱層を形成する第２メッキ工程と、前記放熱層の上面、側面、および少なくとも一方の上記表面に接する底面をエッチングするエッチング工程と、前記エッチングが施された放熱層の上面、側面、および平面視で少なくとも周辺側の底面に第２ニッケル層を形成する第３メッキ工程と、上記放熱層の少なくとも上面および側面に、上記第２ニッケル層を介して金層を形成する第４メッキ工程と、を含み、上記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、上記複数の金属パッドが形成された上記基板本体における一方の表面の周辺に沿って側壁が立設されており、上記第２メッキ工程において、上記放熱層は、上記側壁の内壁面と接して形成され、上記エッチング工程において、上記放熱層の内壁面と接する側面にも上記エッチングが施されると共に、上記第３メッキ工程において、上記放熱層における上記内壁面と隣接する側面にも上記第２ニッケル層が形成される、ことを特徴とする。
前記第１の配線基板の製造方法によれば、前記効果（１）〜（３）を奏し且つキャビティを含む配線基板を、比較的簡易な前記製造工程にて確実に製造することができる（効果（４））。

また、本発明による第２の配線基板の製造方法（請求項５）は、セラミックからなり、対向する一対の表面を有する基板本体と、該基板本体における少なくとも一方の表面に形成された複数の金属パッドとを有する配線基板の製造方法であって、
セラミックグリーンシートにおいて対向する一対の表面のうち、少なくとも一方の表面に未焼成のメタライズ層を形成し、更に前記セラミックグリーンシートおよび前記メタライズ層を焼成する工程と、焼成された前記メタライズ層の上面および側面に第１ニッケル層を形成する第１メッキ工程と、前記第１ニッケル層の上面、側面、および少なくとも一方の上記表面に放熱層を形成する第２メッキ工程と、前記放熱層の上面、側面、および少なくとも一方の上記表面に接する底面をエッチングするエッチング工程と、前記エッチングが施された放熱層の上面、側面、および平面視で少なくとも周辺側の底面に第２ニッケル層を形成する第３メッキ工程と、上記放熱層の少なくとも上面および側面に、上記第２ニッケル層を介して金層を形成する第４メッキ工程と、を含み、上記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、上記第３メッキ工程において、上記第２ニッケル層は、上記放熱層における周辺側の底面と基板本体の表面との間に予め形成された上記第１ニッケル層と接触するように形成される、ことを特徴とする。

前記第２の配線基板の製造方法によれば、前記効果（１）〜（３）を奏する配線基板を、比較的簡易な前記製造工程にて確実に製造することができる（効果（４））。
尚、前記第１〜第４メッキ工程は、それぞれ専用の電解金属メッキ方法により行われる。そのため、前記基板本体、前記グリーンシート、あるいは前記セラミック層には、メッキ用配線が適所ごとに形成されている。
また、前記第２メッキ工程で形成された第１ニッケル層は、形成された直後に熱処理を施すことにより、下層の前記メタライズ層との密着性を高められる。

更に、前記エッチング工程は、例えば、過酸化水素を含むエッチング液に接触ないし浸漬することによって行われる。該エッチング工程は、前記放熱層の表面を粗化する程度ではなく、該放熱層と前記基板本体の表面とが接触し、且つ微力な力で両者を接合している箇所をできる程度にして行われる。
加えて、前記各工程は、複数の前記配線基板を得るための多数個取りの工程により行われる。

更に、本発明には、前記第４メッキ工程において、平面視で前記放熱層の少なくとも周辺側の底面、あるいは該放熱層における前記側壁の内壁面に隣接する側面にも、前記金層が形成される、配線基板の製造方法（請求項６）も含まれる。
これによれば、上記金層が平面視における上記放熱層の少なくとも周辺側の底面、あるいは、該放熱層における上記側壁の内壁面に隣接する側面にも形成されているので、前記効果（４）を一層確実に得ることができる。

（Ａ）は本発明による一形態の配線基板を示す垂直断面図、（Ｂ）は異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 （Ｘ）は図１（Ａ），（Ｂ）中の一点鎖線部分Ｘの部分拡大断面図、（Ｙ）は図１（Ａ）中の一点鎖線部分Ｙの部分拡大断面図。 （Ａ）〜（Ｄ）は図１（Ａ）の配線基板を得るための各製造工程を示す概略図。 （Ａ）〜（Ｃ）は図３（Ｄ）に続く各製造工程を示す概略図、（Ｄ１），（Ｄ２）は（Ｃ）中の一点鎖線部分Ｄの部分拡大断面図、（Ｅ１），（Ｅ２））は（Ｃ）中の一点鎖線部分Ｅの部分拡大断面図。 （Ａ）は図１（Ａ）の配線基板を得るための多数個取り基板を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＢ−Ｂ線の矢視に沿った垂直断面図。

以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１（Ａ）は、本発明による一形態の配線基板１ａを示す垂直断面図である。
上記配線基板１ａは、図１（Ａ）に示すように、セラミック層ｃ１〜ｃ３を積層してなり、対向する一対の表面３および裏面（表面）４を有する基板本体２ａと、該基板本体２ａの表面３および裏面４に一対（複数）ずつ個別に形成された金属パッド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂと、を有している。
上記配線基板１ａは、平面視が矩形（長方形または正方形）状であり、対向する表面３および裏面４を有する基板本体２ａと、前記表面３の周辺に沿って立設した四辺の側壁５とを有していると共に、該側壁５の内壁面５ａを側面とし、且つ上記表面３を底面とするキャビティ６を有している。
尚、上記セラミック層ｃ１〜ｃ３は、例えば、アルミナを主成分とし、これらのうち、下層側に位置する平板状のセラミック層ｃ１，ｃ２間には、本配線基板１ａの製造時において、メッキ用配線として用いられた内層配線１５が残留している。

また、前記金属パッド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、図１（Ａ）に示すように、基板本体２ａの表面３あるいは裏面４から外側において、平面視および垂直断面が長方形状に形成されたメタライズ層９と、該メタライズ層９の上面および各側面を覆うように形成された放熱層１１とを積層したものである。これらのうち、上記表面３側の金属パッド７ａ，７ｂの放熱部１１の側面は、側壁５の内壁面５ａに隣接している。更に、セラミック層ｃ１，ｃ２を挟んで上下対称に位置する上記金属パッド７ａ，８ａと金属７ｂ，８ｂとは、基板本体２ａの表面３と裏面４との間を貫通する貫通孔ｈ１内に形成されたビア導体９ａと、該ビア導体９ａの中間で横切る内層配線１５とを介して接続されている。前記ビア導体９ａの水平断面は、円形、長円形、または長方形状である。

尚、前記基板本体２ａの表面３側の前記金属パッド７ａ，７ｂは、これらの上方に図示しない電子部品（ＬＥＤ素子など）を搭載する役割と、該電子部品の熱を外部に放熱する役割とを併有しており、上記基板本体２ａの裏面４側の前記金属パッド８ａ，８ｂは、本配線基板１ａにおける外部接続端子と、上記電子部品からの熱を前記ビア導体９ａなどを介して外部に放熱する放熱体とを兼ねている。
また、前記メタライズ層９、ビア導体９ａ、および内層配線１５は、タングステン（以下、Ｗと記載する）、あるいはモリブデン（以下、Ｍｏと記載する）を主成分とする。
更に、前記放熱層１１は、厚みが約３０〜１５０μｍの銅（以下、Ｃｕと記載する）、あるいは銀（以下、Ａｇと記載する）を主成分とする。

図１（Ｂ）は、前記とは異なる形態の配線基板１ｂを示す垂直断面図である。
上記配線基板１ｂは、図１（Ｂ）に示すように、前記同様の内層配線１５を内蔵したセラミック層ｃ１，ｃ２のみからなり、対向する表面３および裏面４を有する平板状の基板本体２ｂと、該基板本体２ｂの表面３側および裏面４側において、前記同様に形成された金属パッド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂと、を有している。
上記金属パッド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂも、前記同様のメタライズ層９および放熱層１１を有する構造体であり、図示で上下対称に位置する金属パッド７ａ，８ａと金属７ｂ，８ｂとは、基板本体２ｂの表面３と裏面４との間を貫通する貫通孔ｈ１内に形成されたビア導体９ａなどを介して個別に接続されている。

前記配線基板１ａ，１ｂの金属パッド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、図２（Ｘ），（Ｙ）で例示するように、前記メタライズ層９の上面および各側面にわたり厚みが約１〜１０μｍの第１Ｎｉ層１０が連続して形成され、前記放熱層１１の上面、各側面、および平面視における周辺側の底面１１ｂにわたり前記同様の厚みである第２Ｎｉ層１２が連続して形成されていると共に、該第２Ｎｉ層１２を介して上記放熱層１１の上面、各側面、および上記底面１１ｂにわたり厚みが約０．１〜２．０μｍの金層（以下、Ａｕ層と記載する）１３が連続して形成されている。
尚、前記第１および第２Ｎｉ層１０，１２における表層側の材料は、Ｎｉ−Ｃｏ系合金からなる形態としても良い。
また、前記配線基板１ａ，１ｂの基板本体２ａ，２ｂにおける表面３および裏面４と、前記金属パッド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂにおける放熱層１１ごとの前記底面１１ｂとの間には、図２（Ｘ）に例示するように、横向きに細長い隙間ｓ１が位置している。かかる隙間ｓ１において、垂直姿勢の前記第１Ｎｉ層１０の中間と水平姿勢の第２Ｎｉ層１２の先端とが接続部Ｊにおいて接続（接触）している。そのため、かかる第１・第２Ｎｉ層１０，１２によって、前記放熱層１１の周囲を包囲しているので、該放熱層１１の外部への露出を防いでいる。

更に、前記配線基板１ａの基板本体２ａにおける表面３側の前記金属パッド７ａ，７ｂにおける放熱層１１の側面と、前記側壁５の内壁面５ａとの間には、図２（Ｙ）に例示するように、上向きに細長い隙間ｓ２が位置している。かかる隙間ｓ２内において、上記内壁面５ａに隣接する上記金属パッド７ａ，７ｂの放熱層１１ごとの側面には、第２Ｎｉ層１２およびＡｕ層１３が形成されている。
尚、前記隙間ｓ１，ｓ２は、後述するように、前記配線基板１ａ，１ｂの製造時において、前記メタライズ層９の上面および各側面に対し、例えば、電解銅メッキを施して形成された前記同様の放熱層１１をエッチングした際に、該放熱層１１と基板本体２ａ，２ｂの表面３との間、あるいは、前記放熱層１１と前記側壁５の内壁面５ａとの間の密着を排除することによって形成されたものである。そのため、上記隙間ｓ１，ｓ２内には、これらの幅に応じて、少なくとも第２Ｎｉ層１２のみが形成され、且つＡｕ層１３が形成されていない形態も含まれる。

以上のような配線基板１ａ，１ｂでは、前記放熱層１１を構成しているＣｕまたはＡｇが外部に露出せず、且つ前記基板本体２ａ，２ｂの表面３および裏面４を構成するセラミックに接触していないと共に、上記放熱層１１を含む前記表面３側の金属パッド７ａ，７ｂの上方に追って搭載される各種の電子部品の実装強度を所要の強度に保ったり、前記ビア導体９ａおよび裏面４側の金属パッド８ａ，８ｂを通じて上記電子部品の熱を外部に迅速に放熱できる。従って、前記配線基板１ａ，１ｂによれば、前記効果（１）〜（３）を確実に奏することができる。

尚、前記配線基板１ｂにおいて、前記裏面４側の金属パッド８ａ，８ｂを省略して、前記表面３側の金属パッド７ａ，７ｂのみとし、これらと接続する前記ビア導体９ａを前記セラミック層ｃ２のみに貫通させて内層内線１５に個別に接続すると共に、該内層内線１５と前記基板本体２ｂの表面３に形成した一対の図示しない外部接続端子との間を、上記セラミック層ｃ２のみを貫通する図示しないビア導体を介して、個別に導通可能とした形態としても良い。
また、前記配線基板１ａ，１ｂは、後述するように、複数の配線基板１ａあるいは複数の配線基板１ｂを縦横に隣接して併設している多数個取り基板の形態であっても良い。

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。尚、以下では、１個の前記配線基板１ａを得るための各製造工程について説明するが、後述するように、多数個取りの形態においても同じ製造工程が順次用いられる。
予め、アルミナ粉末、バインダー樹脂、可塑剤、および溶剤などを適量ずつ配合してセラミックスラリーを制作し、該セラミックスラリーをドクターブレード法によりシート状に成形したことによって、互いの厚みが異なる複数のセラミックグリーンシート（以下、単にグリーンシートと称する）を用意した。
上記グリーンシートのうち、１つのグリーンシートに対し、断面が大きめの長方形状のパンチと該パンチの先端部を受け入れる受け孔を有するダイとを用いた打ち抜き加工を施して、図３（Ａ）の上方に示すように、平面視が長方形状の貫通孔ｈ２を有し、且つ全体が矩形枠状であるグリーンシートｇ３を得た。

一方、前記グリーンシートのうち、残り２つのグリーンシートに対し、所定形状のパンチと該パンチの先端部を受け入れる受け孔を有するダイとを用いた打ち抜き加工を施して、図３（Ａ）の下方に示すように、比較的小径の貫通孔ｈ１を所定位置ごとに空けた２つの平板状のグリーンシートｇ１，ｇ２を得た。
次に、上記グリーンシートｇ１，ｇ２の貫通孔ｈ１ごとに対し、Ｗ粉末あるいはＭｏ粉末を含む導電性ペーストを孔埋め印刷して、図３（Ｂ）に示すように、未焼成である複数のビア導体９ａを個別に形成した。引き続いて、グリーンシートｇ１，ｇ２における少なくとも一方の表面に対し、上記と同じ導電性ペーストをスクリーン印刷して、所定パターンを有する未焼成のメタライズ層９と内層配線１５とを所定位置ごとに形成した。

次いで、前記グリーンシートｇ２の周辺上に、グリーンシートｇ３が位置するように、グリーンシートｇ１〜ｇ３を積層し且つ圧着した。その結果、図３（Ｃ）に示すように、対向する表面３および裏面（表面）４を有する上記グリーンシートｇ１，ｇ２の積層部と、その表面３の周辺から立設した四辺の側壁５を構成する上記グリーンシートｇ３とからなると共に、上記表面３側にキャビティ６を有するグリーンシート積層体ｇｓが得られた。
更に、未焼成のメタライズ層９、ビア導体９ａ、および内層配線１５を有する前記グリーンシート積層体ｇｓを加熱して、脱脂および同時焼成を行った。
その結果、図３（Ｄ）に示すように、互いに一体化されたセラミック層ｃ１〜ｃ３からなる基板本体２ａと、同時に焼成されたメタライズ層９、ビア導体９ａ、および内層配線１５とを有するセラミック積層体ｃｓが得られた。

次に、前記セラミック積層体ｃｓを図示しない電解Ｎｉメッキ浴中に浸漬すると共に、前記内層配線１５に通電する第１メッキ工程を施すことによって、図３（Ｄ）に示すように、前記メタライズ層９ごとの上面および各側面にわたって、厚みが約１〜１０μｍの第１Ｎｉ層１０を連続して形成した。引き続いて、該第１Ｎｉ層１０を含むセラミック積層体ｃｓを、約５００〜９００℃に加熱し且つ所定時間にわたり保持する熱処理を施した。
次いで、上記セラミック積層体ｃｓを図示しない電解Ｃｕメッキ浴中に浸漬すると共に、前記内層配線１５に通電する第２メッキ工程を施すことによって、図４（Ａ）に示すように、上記メタライズ層９ごとの上面および各側面にわたり、上記第１Ｎｉ層１０を介して、Ｃｕからなり且つ厚みが約３０〜１５０μｍである複数の放熱層１１を個別に形成した。この際、上記放熱層１１ごとの平面視における周辺側の底面１１ｂと、基板本体２ａの表面３のセラミックとが接触して比較的弱い力で密着していると共に、前記表面３側に位置する上記放熱層１１ごとの側面と、これらと個別に隣接する側壁５ごとの内壁面５ａのセラミックとが比較的弱い力で密着して接触していた。

更に、前記放熱層１１などを含む前記セラミック積層体ｃｓに対し、例えば、過酸化水素を含むエッチング液に接触させるエッチング工程を施した。その結果、図４（Ｂ）に示すように、前記基板本体２ａの表面３あるいは裏面４と、前記放熱層１１ごとの平面視における周辺側の底面１１ｂごととの間に、横向きの細長い隙間ｓ１が個別に形成された。同時に、上記基板本体２ａの表面３側に位置する上記放熱層１１ごとの側面と、これらに個別に隣接する側壁５ごとの内壁面５ａとの間に、上向きの細長い隙間ｓ２が個別に形成された。尚、前記隙間ｓ１，ｓ２ごとの幅は、上記エッチング液との接触時間にほぼ対応していた。
そして、前記隙間ｓ１，ｓ２および放熱層１１などを含む前記セラミック積層体ｃｓを図示しない電解Ｎｉメッキ浴中、および電解Ａｕメッキ浴中に順次浸漬すると共に、前記内層配線１５に通電する第３メッキ工程および第４メッキ工程を順次行った。

その結果、図４（Ｃ）に示すように、前記放熱層１１ごとの上面、各側面、および平面視で周辺側の底面１１ｂにわたって、厚みが約１〜１０μｍである内側の第２Ｎｉ層１２と、厚みが約０．１〜２．０μｍである外側のＡｕ層１３との２層からなる金属被覆層１４とが形成された。
この際、図４（Ｃ）中の一点鎖線部分Ｄを拡大した図４（Ｄ１）に示すように、前記基板本体２ａの表面３と、放熱層１１の平面視における周辺側の底面１１ｂとの隙間ｓ１において、前記底面１１ｂに沿って形成された第２Ｎｉ層１２の先端は、予め、前記メタライズ層９の側面に形成されていた第１Ｎｉ層１０の中間に接続Ｊしていた。更に、上記隙間ｓ１の幅が比較的広い場合には、前記Ａｕ層１３が、上記底面１１ｂに沿って第２Ｎｉ層１２を介して形成されていた。
一方、前記隙間ｓ１の幅が比較的狭い場合には、図４（Ｄ２）に示すように、前記隙間ｓ１内には、前記第２Ｎｉ層１２のみが形成されていた。かかる形態でも、図示のように、第１・第２Ｎｉ層１０，１２は接続部Ｊを形成していた。

更に、図４（Ｃ）中の一点鎖線部分Ｅを拡大した図４（Ｅ１）に示すように、前記側壁５の内壁面５ａと、これに隣接する放熱層１１の側面との隙間ｓ２では、該隙間ｓ２の幅が比較的広い場合には、第２Ｎｉ層１２と、該第２Ｎｉ層１２を介した前記Ａｕ層１３との双方が放熱層１１の側面に沿って形成されていた。
一方、図４（Ｅ２）に示すように、前記隙間ｓ２の幅が比較的狭いの場合には、かかる隙間ｓ２内には、前記第２Ｎｉ層１２のみが形成されていた。
以上の結果、図４（Ｃ）に示したように、基板本体２ａの表面３側に前記金属パッド７ａ，７ｂを有し、且つ裏面４側に前記金属パッド８ａ，８ｂを有する前記配線基板１ａを得ることができた。

ここで前記隙間ｓ１，ｓ２について、前記図２（Ｘ）で示したように、基板本体２ａの表面３とＡｕ層１３との間にわたって隙間ｓ１が形成されている形態でも、前記効果（１），（２）を得ることは可能である。しかし、前記図２（Ｙ）や図４（Ｄ１），（Ｄ２），（Ｅ１），（Ｅ２）に示したように、基板本体２ａの表面３や側壁５の内壁面５ａと、第２Ｎｉ層１２あるいはＡｕ層１３とが接触している形態であっても、前記放熱層１１が外部に露出するおそれを除去でき、且つ基板本体２ａの表面３と金属パッド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂとの密着性をも向上させ得るので、前記効果（１）〜（３）をより顕著に得ることが可能となる。

前述した配線基板１ａの製造方法によれば、前記効果（４）が得られることが裏付けられた。
尚、前記第１および第２Ｎｉ層１０，１２の表層側には、Ｎｉ−Ｃｏ系合金を適用しても良い。
また、前記矩形枠状のセラミック層ｃ３は、複数のグリーンシートを積層し、これらの間や頂面にＷまたはＭｏからなる内層配線や封止用メタライズ層を有すると共に、該内層配線と封止用メタライズ層との間などにビア導体を有する形態としても良い。
更に、前記配線基板１ｂを製造するには、前記製造方法において、前記グリーンシートｇ３およびセラミック層ｃ３を省略することで可能となる。

図５（Ａ）は、前記配線基板１ａを得るための多数個取り基板２０を示す平面図、図５（Ｂ）は、（Ａ）中のＢ−Ｂ線の矢視に沿った垂直断面図である。
上記多数個取り基板２０は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記配線基板１ａを縦・横方向に隣接して複数個ずつ配列した平面視が長方形の製品領域２１と、該製品領域２１の周辺を囲む平面視が矩形枠状の耳部２２とを備えている。上記配線基板１ａ同士間の境界および、上記製品領域２１と耳部２２との境界は、平面視が格子形状を呈する仮想の切断予定面２３によって区分されている。
また、図５（Ａ）に示すように、上記耳部２２で対向する左右の各側面２４には、平面視で半円形状である複数の凹部２５が形成され、該凹部２５ごとの内壁面に沿って、ＷまたはＭｏからなり、且つ平面視が円弧形状のメッキ用電極２６が形成されている。かかるメッキ用電極２６ごとの製品領域２１側には、メッキ用配線２７が個別に接続され、該メッキ用配線２７は、図５（Ｂ）に示すように、製品領域２１内において外周側に位置する配線基板１ａごとの前記内層配線１５と導通可能に接続されている。

前記メッキ用電極２６、メッキ用配線２７、および製品領域２１内に位置する配線基板１ａごとの前記内層配線１５は、１つの通電回路を形成することによって、前記第１〜第４メッキ工程を実施可能としている。但し、追って個々の配線基板１ａごとに個片化された際には、配線基板１ａごとにおいて、前記金属パッド７ａ，８ａと金属パッド７ｂ，８ｂとが互いに不導通となるように、２つの並列した通電回路が形成される。
図５（Ａ），（Ｂ）に示す多数個取り基板２０は、大判の前記グリーンシートｇ１〜ｇ３における前記製品領域２１内の配線基板１ａとなる領域ごとに対し、前述した各工程が順次施される。そして、上記製品領域２１内において複数の配線基板１ａが形成された後に、前記切断予定面２３に沿ってダイシング加工などを施すことによって、複数の配線基板１ａを得ることができる。
以上のような多数個取り基板２０を用いる配線基板１ａによっても、前記効果（４）と同様の効果が得られる。
尚、前記配線基板１ｂについても、前記多数個取り基板２０と同様な形態の多数個取り基板を経て製造することができる。

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、前記基板本体２ａ，２ｂを構成するセラミックは、前記アルミナに限らず、窒化アルミニウムやムライトなどの高温焼成セラミック、あるいは、ガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックとしても良い。後者の場合、前記メタライズ層９、ビア導体９ａ、および内層配線１５の材料には、ＣｕあるいはＡｇが適用される。
また、前記基板本体２ａは、その裏面４側にも、前記同様の側壁５を形成して、表面３および裏面４の双方にキャビティ（６）を併有する形態としても良い。

更に、前記基板本体２ａ，２ｂの表面３側には、２対以上の前記金属パッド７ａ，７ｂを形成しても良く、かかる形態の場合、上記基板本体２ａ，２ｂの裏面４側には、上記金属パッド７ａ，７ｂと同極となる１対以上の前記金属パッド８ａ，８ｂを、前記ビア導体９ａを介して個別に形成しても良い。
加えて、前記基板本体２ａ，２ｂの表面３側および裏面４側の前記金属パッド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、平面視で正方形状、五角形以上の正多角形または変形多角形、円形状、長円形状、あるいは楕円形状を呈する形態としても良い。これらの場合、前記メタライズ層９および放熱層１１の平面視おける形状も上記と相似形の形状とされる。

本発明によれば、セラミックからなる基板本体で対向する一対の表面の少なくとも一方に比較的厚い銅などからなる放熱層を含む複数の金属パッドを有し、該金属パッドが種々の環境下でも前記変色などの不具合が皆無となる配線基板、およびその製造方法を提供することができる。

１ａ，１ｂ…………………配線基板
２ａ，２ｂ…………………基板本体
３……………………………表面
４……………………………裏面（表面）
５……………………………側壁
５ａ…………………………内壁面
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｃ…金属パッド
９……………………………メタライズ層
１０…………………………第１Ｎｉ層
１１…………………………放熱層
１１ｂ………………………放熱層の周辺側の底面
１２…………………………第２Ｎｉ層
１３…………………………Ａｕ層
ｃ１〜ｃ３…………………セラミック層（セラミック）
ｓ１，ｓ２…………………隙間
Ｊ……………………………接続部

Claims (6)

1. セラミックからなり、対向する一対の表面を有する基板本体と、該基板本体における少なくとも一方の表面に形成された複数の金属パッドとを有する配線基板であって、
   上記金属パッドは、上記基板本体の少なくとも一方の表面に形成されたメタライズ層と、
   上記メタライズ層の上面および側面に形成された第１ニッケル層と、
   上記第１ニッケル層の上面および側面に形成され、且つ平面視において少なくとも周辺側の底面と上記基板本体における一方の表面との間に隙間を有する放熱層と、
   上記放熱層の上面、側面、および少なくとも周辺側の底面に形成された第２ニッケル層と、
   上記放熱層の少なくとも上面および側面に上記第２ニッケル層を介して形成された金層と、を備え、
   上記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、
   複数の金属パッドが形成された上記基板本体における一方の表面の周辺に沿って側壁が立設され、該側壁の内壁面と上記放熱層との間に隙間を有しており、上記側壁の内壁面に隣接する上記放熱層の側面には、少なくとも上記第２ニッケル層が形成されている、
   ことを特徴とする配線基板。
2. セラミックからなり、対向する一対の表面を有する基板本体と、該基板本体における少なくとも一方の表面に形成された複数の金属パッドとを有する配線基板であって、
   上記金属パッドは、上記基板本体の少なくとも一方の表面に形成されたメタライズ層と、
   上記メタライズ層の上面および側面に形成された第１ニッケル層と、
   上記第１ニッケル層の上面および側面に形成され、且つ平面視において少なくとも周辺側の底面と上記基板本体における一方の表面との間に隙間を有する放熱層と、
   上記放熱層の上面、側面、および少なくとも周辺側の底面に形成された第２ニッケル層と、
   上記放熱層の少なくとも上面および側面に上記第２ニッケル層を介して形成された金層と、を備え、
   上記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、
   上記第１ニッケル層と上記第２ニッケル層とは、上記放熱層の底面と上記基板本体の表面との間において接続されている、
   ことを特徴とする配線基板。
3. 前記金層は、平面視で前記放熱層の少なくとも周辺側の底面、あるいは該放熱層おける前記側壁の内壁面に隣接する側面にも、前記第２ニッケル層を介して形成されている、
   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. セラミックからなり、対向する一対の表面を有する基板本体と、該基板本体における少なくとも一方の表面に形成された複数の金属パッドとを有する配線基板の製造方法であって、
   セラミックグリーンシートにおいて対向する一対の表面のうち、少なくとも一方の表面に未焼成のメタライズ層を形成し、更に上記セラミックグリーンシートおよび前記メタライズ層を焼成する工程と、
   焼成された上記メタライズ層の上面および側面に第１ニッケル層を形成する第１メッキ工程と、
   上記第１ニッケル層の上面、側面、および少なくとも一方の上記表面に放熱層を形成する第２メッキ工程と、
   上記放熱層の上面、側面、および少なくとも一方の上記表面に接する底面をエッチングするエッチング工程と、
   上記エッチングが施された放熱層の上面、側面、および平面視で少なくとも周辺側の底面に第２ニッケル層を形成する第３メッキ工程と、
   上記放熱層の少なくとも上面および側面に、上記第２ニッケル層を介して金層を形成する第４メッキ工程と、を含み、
   上記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、
   上記複数の金属パッドが形成された上記基板本体における一方の表面の周辺に沿って側壁が立設されており、
   上記第２メッキ工程において、上記放熱層は、上記側壁の内壁面と接して形成され、
   上記エッチング工程において、上記放熱層の内壁面と接する側面にも上記エッチングが施されると共に、
   上記第３メッキ工程において、上記放熱層における上記内壁面と隣接する側面にも上記第２ニッケル層が形成される、
   ことを特徴とする配線基板の製造方法。
5. セラミックからなり、対向する一対の表面を有する基板本体と、該基板本体における少なくとも一方の表面に形成された複数の金属パッドとを有する配線基板の製造方法であって、
   セラミックグリーンシートにおいて対向する一対の表面のうち、少なくとも一方の表面に未焼成のメタライズ層を形成し、更に上記セラミックグリーンシートおよび前記メタライズ層を焼成する工程と、
   焼成された上記メタライズ層の上面および側面に第１ニッケル層を形成する第１メッキ工程と、
   上記第１ニッケル層の上面、側面、および少なくとも一方の上記表面に放熱層を形成する第２メッキ工程と、
   上記放熱層の上面、側面、および少なくとも一方の上記表面に接する底面をエッチングするエッチング工程と、
   上記エッチングが施された放熱層の上面、側面、および平面視で少なくとも周辺側の底面に第２ニッケル層を形成する第３メッキ工程と、
   上記放熱層の少なくとも上面および側面に、上記第２ニッケル層を介して金層を形成する第４メッキ工程と、を含み、
   上記放熱層は、銅または銀、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなり、
   上記第３メッキ工程において、上記第２ニッケル層は、上記放熱層における周辺側の底面と基板本体の表面との間に予め形成された上記第１ニッケル層と接触するように形成される、
   ことを特徴とする配線基板の製造方法。
6. 前記第４メッキ工程において、平面視で前記放熱層の少なくとも周辺側の底面、あるいは該放熱層における前記側壁の内壁面に隣接する側面にも、前記金層が形成される、
   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。

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