JP7449076B2 - セラミック配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セラミック配線基板の製造方法に関するものである。

特開２０１６－２５２００号公報（特許文献１）は配線基板を開示している。配線基板は、ガラスセラミック焼結体からなるとともに互いに積層された複数の絶縁層を含む絶縁基板と、前記絶縁層の主面に設けられた配線導体と、主成分として銀を含有しているとともに添加材としてガラスおよび酸化銅を含有しており、前記複数の絶縁層のうち少なくとも一つの絶縁層を厚み方向に貫通している貫通導体とを備えている。前記ガラスが前記貫通導体のうち前記絶縁層との界面部分に偏在しているとともに、該界面部分において前記銀の間に前記ガラスの粒子が分散している。

上記公報によれば、貫通導体に含有されているガラスが貫通導体のうち絶縁層との界面部分に偏在して、その界面部分において銀の間に粒子として分散していることから、貫通導体と絶縁層との接合強度が従来よりも向上している。この場合、酸化銅の存在によって、貫通導体のガラスが大きな塊として銀から分離することが抑制され、粒子としての分散が可能になっている。

特開２００５－１３６２６６号公報（特許文献２）はセラミック多層配線基板を開示している。セラミック多層配線基板において、導電材からなる配線層が形成されている配線印刷用グリーンシート（第１の絶縁層）と、配線印刷用グリーンシートと厚さが異なりセラミックからなる絶縁用グリーンシート（第２の絶縁層）とが交互に積層されている。

その製造方法において、配線印刷用グリーンシートと絶縁用グリーンシートとが、ドクターブレード法などによりシート状となすことによって形成される。次に、配線印刷用グリーンシートに、導体ペーストが充填される配線接続用の貫通孔が、打ち抜き加工法により形成される。次に、配線印刷用グリーンシートの表裏面両面に配線用導体が形成される。具体的には、高融点金属粉末に有機溶剤および溶媒を添加混合して得た導体ペーストが、スクリーン印刷などによってグリーンシートに塗布される。一方、配線印刷用グリーンシートよりも厚さの薄い絶縁用グリーンシートには、上下の配線用導体を電気的に接続するための貫通孔が打ち抜き加工法により形成され、該貫通孔に接続用導体である導体ペーストが充填される。次に、前記配線印刷用グリーンシートの間に絶縁用グリーンシートを挟むようにして積層することによりセラミック生積層体が生成される。次に、セラミック生積層体を焼成することにより、セラミック多層配線基板が完成する。

上記公報によれば、絶縁用グリーンシートの厚さを１５μｍ以下にすることにより、貫通孔に導電ペーストを充填しなくても、グリーンシートの積層時に上下の配線用導体を設けるための導電体である導体ペーストが貫通孔に流れ込む。これにより貫通孔を導体ペーストによって充填して上下層の接続を得ることができる。このため、絶縁用グリーンシートの貫通孔に導電ペーストを充填する工程を省略することができて生産性が向上する。

特開２０１６－２５２００号公報 特開２００５－１３６２６６号公報

上記特開２０１６－２５２００号公報の技術によれば、貫通導体部はガラスおよび酸化銅を含有している。これにより貫通導体部の絶縁層からの剥離不良は抑制しやすくなる。しかしながら、貫通導体部の導電率が減少するので、貫通導体部の電気抵抗が高くなってしまう。

上記特開２００５－１３６２６６号公報の技術によれば、絶縁用グリーンシートの厚さが１５μｍ以下の場合、その上下に配線用導体を設けるための導体ペーストが貫通孔にも流れ込むことにより、上下層の接続、すなわち貫通導体部、を形成することができる。この場合、貫通導体部の材料は上下層の配線用導体の材料と同じであることから、導体ペーストが貫通孔内に十分に充填されさえすれば、貫通導体部の導電率は、配線用導体の導電率と同程度に高くなる。しかしながら実際には、貫通孔中への導体ペーストの流れ込みが不十分となることがあり、貫通孔の孔径が小さいほどこの問題は顕著となる。その場合、電気抵抗の増大または断線が生じ得る。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、絶縁層を貫通する貫通導体部の電気抵抗を低くすることができるセラミック配線基板の製造方法を提供することである。

一実施の形態におけるセラミック配線基板は、電子部品が実装されることになる実装面を有するセラミック配線基板である。セラミック配線基板は、第１絶縁層と、第１貫通導体部と、第１導体層と、第２導体層とを有している。第１絶縁層は、第１面と、第１面と反対の第２面とを有している。第１絶縁層は、第１貫通孔部と、第１周縁部と、第１平板部とを含む。第１貫通孔部は、第１面と第２面との間に設けられている。第１周縁部は、第１貫通孔部の周りに設けられている。第１平板部は、第１周縁部の周りに設けられており、第１厚みでの平板形状を有している。第１貫通導体部は第１絶縁層の第１貫通孔部の中に設けられている。第１導体層は、第１絶縁層の第１面上に設けられており、第１貫通導体部につながれている。第２導体層は、第１絶縁層の第２面上に設けられており、第１貫通導体部につながれている。第１周縁部は少なくとも一の断面視において、第１平板部から第１貫通孔部へ向かう方向において連続的に減少する厚みと、第１平板部の第１厚みよりも大きい第１幅とを有している。

一実施の形態におけるセラミック配線基板の製造方法は、次の工程を有している。第１面と第１面と反対の第２面とを有し、第１面と第２面との間に設けられた第１貫通孔部を含む第１絶縁ペースト層が印刷法によって形成される。第１絶縁ペースト層の第１貫通孔部の中に貫通導体ペースト部が形成される。第１絶縁ペースト層および貫通導体ペースト部が焼成される。

一実施の形態のセラミック配線基板によれば、第１周縁部は、第１平板部から第１貫通孔部へ向かう方向において連続的に減少する厚みを有している。セラミック配線基板の製造においては、この厚みの減少に導かれて、第１貫通孔部へ導体ペーストが流れ込みやすくなる。さらに、第１周縁部が、第１平板部の第１厚みよりも大きい第１幅を有していることによって、上記のように導体ペーストが流れ込みやすくなる領域が、第１絶縁層の厚みに応じて、十分に広く確保される。これにより、第１貫通孔部中へ厚み方向全体にわたって導体ペーストを十分に充填することができる。よって第１貫通導体部の電気抵抗を低くすることができる。

一実施の形態のセラミック配線基板の製造方法によれば、第１貫通孔部を含む第１絶縁ペースト層が印刷法によって形成される。印刷法が用いられることによって、第１貫通孔部の周りに、第１貫通孔部へ向かう方向において連続的に減少する厚みを有する第１周縁部を、容易に形成することができる。第１絶縁ペースト層の第１貫通孔部の中に貫通導体ペースト部を形成する際には、この厚みの減少に導かれて、第１貫通孔部へ導体ペーストが流れ込みやすくなる。さらに、前述したように印刷法が用いられることによって、上記のように導体ペーストが流れ込みやすくなる第１周縁部が、第１絶縁ペースト層の厚みに応じて、十分に広く確保される。これにより、第１貫通孔部中へ厚み方向全体にわたって導体ペーストを十分に充填することができる。よって第１貫通導体ペースト部の焼成によって形成される第１貫通導体部の電気抵抗を低くすることができる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の実施の形態１におけるセラミック配線基板を有する電子装置の構成を概略的に示す断面図である。 図１のセラミック配線基板の構成を概略的に示す断面図である。 図２の破線部ＩＩＩの拡大図である。 図２の破線部ＩＶの拡大図である。 図２のセラミック配線基板の製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。 図２のセラミック配線基板の製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。 図６の破線部ＶＩＩの拡大図である。 図２のセラミック配線基板の製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。 図８の工程における第１段階を図７に対応する視野で概略的に示す部分断面図である。 図８の工程における第２段階を図７に対応する視野で概略的に示す部分断面図である。 図８の工程における第３段階を図７に対応する視野で概略的に示す部分断面図である。 図２のセラミック配線基板の製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。 図１２の破線部ＸＩＩＩの拡大図である。 図２のセラミック配線基板の製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。 図１４の破線部ＸＶの拡大図である。 図２のセラミック配線基板の製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。 図４の構成の変形例を示す図である。 比較例のセラミック配線基板の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２におけるセラミック配線基板の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態３におけるセラミック配線基板の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態４におけるセラミック配線基板の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態５におけるセラミック配線基板の構成を概略的に示す断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
（構成）
図１は、実施の形態１におけるセラミック配線基板８０１を有する電子装置９００の構成を概略的に示す断面図である。電子装置９００は、セラミック配線基板８０１と、電子部品９０２と、蓋体９０７とを有している。セラミック配線基板８０１は、実装面ＭＳおよびその上の空間ＣＶを有している。またセラミック配線基板８０１は、これらを囲む枠部１９０を有している。電子部品９０２は、セラミック配線基板８０１の実装面ＭＳ上に接合層９０１を介して実装されている。蓋体９０７は、接合層９０６を介して枠部１９０に接合されており、これにより空間ＣＶが封止されている。

図２は、図１のセラミック配線基板８０１の構成を概略的に示す断面図である。セラミック配線基板８０１は、基部ＰＢと、枠部１９０とを有している。基部ＰＢは、電子部品９０２（図１）が実装されることになる実装面ＭＳを有している。基部ＰＢは、第１絶縁層１１０と、第１貫通導体部３１０と、第１導体層２１０と、第２導体層２２０とを有している。また基部ＰＢはさらに、第１絶縁層１１０に積層された第２絶縁層１２０を有している。また基部ＰＢは、第２貫通導体部３２０と、第３導体層２３０とを有していてよい。本実施の形態においては、第１絶縁層１１０が実装面ＭＳと第２絶縁層１２０との間に配置されており、具体的には、第１絶縁層１１０上の第２導体層２２０が実装面ＭＳを構成している。

図３は、図２の破線部ＩＩＩの拡大図である。第１絶縁層１１０は、第１面Ｓ１と、第１面Ｓ１と反対の第２面Ｓ２とを有している。第１絶縁層１１０は、第１貫通孔部１１１と、第１周縁部１１２と、第１平板部１１３とを含む。第１貫通孔部１１１は第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に設けられている。第１周縁部１１２は、第１貫通孔部１１１の周りに設けられている。第１平板部１１３は第１周縁部１１２の周りに設けられている。第１平板部１１３は第１厚みＴ１３での平板形状を有している。第１周縁部１１２は、少なくとも一の断面視（図３）において、第１平板部１１３から第１貫通孔部１１１へ向かう方向において連続的に減少する厚みと、第１平板部１１３の第１厚みＴ１３よりも大きい第１幅Ｗ１２とを有している。

第１厚みＴ１３は、５μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。第１周縁部１１２は、第１貫通孔部１１１に面し厚み方向に平行に延びる平行内面を有していてよい。平行内面は、厚み方向において第１厚みＴ１３の５分の１よりも小さな寸法Ｔ１１を有していることが好ましい。第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の各々は、第１周縁部１１２上において、第１貫通孔部１１１の方へ傾いた面を有していることが好ましい。

第１貫通導体部３１０は第１絶縁層１１０の第１貫通孔部１１１の中に設けられている。第１導体層２１０は、第１絶縁層１１０の第１面Ｓ１上に設けられており、第１貫通導体部３１０につながれている。第２導体層２２０は、第１絶縁層１１０の第２面Ｓ２上に設けられており、第１貫通導体部３１０につながれている。

図４は、図２の破線部ＩＶの拡大図である。第２絶縁層１２０は、第３面Ｓ３と、第３面Ｓ３と反対の第４面Ｓ４とを有している。第２絶縁層１２０は、第２貫通孔部１２１と、第２周縁部１２２と、第２平板部１２３とを有していてよい。第２貫通孔部１２１は第３面Ｓ３と第４面Ｓ４との間に設けられている。第２貫通孔部１２１の幅Ｗ２１よりも第１貫通孔部１１１の幅Ｗ１１（図３）は小さい。第２周縁部１２２は、第２貫通孔部１２１の周りに設けられている。第２平板部１２３は、第２周縁部１２２の周りに設けられており、第２厚みＴ２３での平板形状を有している。第２厚みＴ２３は、第１厚みＴ１３（図３）より大きく、例えば４０μｍより大きくてよい。よって第２絶縁層１２０は、第１厚みＴ１３より大きい第２厚みＴ２３での平板形状を有する第２平板部１２３を含む。第２周縁部１２２は、少なくとも一の断面視（図４）において、第２平板部１２３から第２貫通孔部１２１へ向かう方向において連続的に減少する厚みと、第２平板部１２３の第２厚みＴ２３よりも小さい第２幅Ｗ２２とを有している。

第２貫通導体部３２０は第２絶縁層１２０の第２貫通孔部１２１の中に設けられている。第３導体層２３０は、第２絶縁層１２０の第４面Ｓ４上に設けられており、第２貫通導体部３２０につながれている。第１導体層２１０は、第２絶縁層１２０の第３面Ｓ３上に設けられている。第２貫通導体部３２０は第１導体層２１０につながれている。

第１絶縁層１１０と第２絶縁層１２０とは、同一の組成を有していることが好ましい。また、第１絶縁層１１０と第２絶縁層１２０とは、同一の焼結組織を有していることが好ましい。ここで焼結組織の同一性とは、例えば、気孔率および結晶粒径の各々が実質的に同一であることを意味する。また、第１貫通導体部３１０と第１導体層２１０と第２導体層２２０とは同一の組成を有していることが好ましい。

（製造方法）
次に、図５～図１６を参照して、セラミック配線基板８０１（図２）の製造方法について説明する。なお以下においては、説明を簡略化するために、１つのセラミック配線基板８０１を製造する方法について説明するが、製造効率を高めるために複数のセラミック配線基板８０１が、同一面内に敷き詰められた多数個取り基板として、一括して製造されてもよい。

図５を参照して、絶縁ペーストテープ１２０ｔがテープ成形法によって形成される。テープ成形法は、スラリー（流動性のある原料）をブレードとベルトコンベア上のシートとの隙間に入れつつ、シートを一定の速さで搬送することで、シート上に薄いテープを成形する技術である。

図６と、破線部ＶＩＩ（図６）の拡大図である図７とを参照して、絶縁ペーストテープ１２０ｔが所定の大きさで切り出される。また絶縁ペーストテープ１２０ｔに貫通孔が打ち抜き法によって形成されることによって、第２絶縁ペースト層１２０ｐが形成される。打ち抜き法は、例えば、レーザ加工または機械加工によって行われる。特に、図７に示されたように、第３面Ｓ３から第４面Ｓ４へと単調なテーパ形状を有する貫通孔は、レーザ加工によって容易に形成することができる。第２絶縁ペースト層１２０ｐは、焼成されることによって第２絶縁層１２０（図２および図４）となるものであり、よって第２絶縁層１２０に対応する構成を有している。なお本明細書において、「ペーストテープ」および「ペースト層」は、ペースト（スラリー）から形成され、乾燥によって流動性が実質的に失われた未焼成層、言い換えればグリーンシート、のことを意味する。

具体的には、第２絶縁ペースト層１２０ｐは、第３面Ｓ３と、第３面Ｓ３と反対の第４面Ｓ４とを有している。第２絶縁ペースト層１２０ｐは、第２貫通孔部１２１ｐと、第２周縁部１２２ｐと、第２平板部１２３ｐとを有していてよい。第２貫通孔部１２１ｐは、上記のように打ち抜き法によって形成されたものであり、第３面Ｓ３と第４面Ｓ４との間に設けられている。なお第２貫通孔部１２１ｐの幅が最も小さくなる幅をＷ２１ｐとする。第２周縁部１２２ｐは、第２貫通孔部１２１ｐの周りに設けられている。第２平板部１２３ｐは、第２周縁部１２２ｐの周りに設けられており、第２厚みＴ２３ｐでの平板形状を有している。第２周縁部１２２ｐは、少なくとも一の断面視（図７）において、第２平板部１２３ｐから第２貫通孔部１２１ｐへ向かう方向において連続的に減少する厚みと、第２平板部１２３ｐの第２厚みＴ２３ｐよりも小さい第２幅Ｗ２２ｐとを有している。

図８を参照して、第２絶縁ペースト層１２０ｐに、第３導体ペースト層２３０ｐと、貫通導体ペースト部３２０ｐと、第１導体ペースト層２１０ｐとが設けられる。この工程について、図９～図１１を参照して、より詳しく説明する。図９を参照して、第２絶縁ペースト層１２０ｐの第２貫通孔部１２１ｐ中に貫通導体ペースト部３２０ｐが形成される。この形成は、印刷法によって行われてよい。図１０を参照して、第２絶縁ペースト層１２０ｐの第４面Ｓ４上に第３導体ペースト層２３０ｐが形成される。この形成は、印刷法によって行われてよい。図１１を参照して、第２絶縁ペースト層１２０ｐの第３面Ｓ３上に第１導体ペースト層２１０ｐが形成される。この形成は、印刷法によって行われてよい。なお上記各工程における印刷法は、開口パターンが設けられたスクリーン上に導体ペーストを塗布することによって行われてよい。

図１２と、破線部ＸＩＩＩ（図１２）の拡大図である図１３とを参照して、第１導体ペースト層２１０ｐが設けられた第２絶縁ペースト層１２０ｐ上において、第１絶縁ペースト層１１０ｐが、印刷法によって形成される。具体的には、開口パターンが設けられたスクリーン上に絶縁体ペーストを塗布することによって第１絶縁ペースト層１１０ｐが形成される。第１絶縁ペースト層１１０ｐは、焼成されることによって第１絶縁層１１０（図２および図３）となるものであり、よって第１絶縁層１１０に対応する構成を有している。

具体的には、第１絶縁ペースト層１１０ｐは、第１面Ｓ１と、第１面Ｓ１と反対の第２面Ｓ２とを有している。第１絶縁ペースト層１１０ｐは、第１貫通孔部１１１ｐと、第１周縁部１１２ｐと、第１平板部１１３ｐとを含む。第１貫通孔部１１１ｐは第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に設けられている。第１周縁部１１２ｐは、第１貫通孔部１１１ｐの周りに設けられている。第１平板部１１３ｐは第１周縁部１１２ｐの周りに設けられている。第１平板部１１３ｐは第１厚みＴ１３ｐでの平板形状を有している。第１周縁部１１２ｐは、少なくとも一の断面視（図１３）において、第１平板部１１３ｐから第１貫通孔部１１１ｐへ向かう方向において連続的に減少する厚みと、第１平板部１１３ｐの第１厚みＴ１３ｐよりも大きい第１幅Ｗ１２ｐとを有している。

第２貫通孔部１２１ｐ（図７）の幅Ｗ２１ｐよりも第１貫通孔部１１１ｐの幅Ｗ１１ｐは小さい。また第２厚みＴ２３ｐ（図７）は第１厚みＴ１３ｐより大きい。よって第２絶縁ペースト層１２０ｐ（図７）は、第１厚みＴ１３ｐより大きい第２厚みＴ２３ｐでの平板形状を有する第２平板部１２３ｐを含む。

なお、図１３に示されているように、第１導体ペースト層２１０ｐの印刷時に塗布された導体ペーストが、第１絶縁ペースト層１１０ｐの第１貫通孔部１１１ｐ中に侵入していてもよい。第１絶縁ペースト層１１０ｐの印刷後に第１絶縁ペースト層１１０ｐを押し付ける工程が行われてもよく、その場合、前述した侵入が特に起こりやすい。

図１４と、破線部ＸＶ（図１４）の拡大図である図１５とを参照して、第１絶縁ペースト層１１０ｐの第２面Ｓ２上に導体ペーストが塗布される。これにより、第１絶縁ペースト層１１０ｐの第２面Ｓ２上に第２導体ペースト層２２０ｐが形成され、かつ、導体ペーストが第１貫通孔部１１１ｐに侵入して第１導体ペースト層２１０ｐに達することによって第１貫通孔部１１１ｐの中に貫通導体ペースト部３１０ｐが形成される。言い換えれば、焼成されることによって基部ＰＢ（図２）となる未焼成基部ＰＢｐが形成される。

上述したように本実施の形態においては、貫通導体ペースト部３１０ｐを形成する工程は、第１絶縁ペースト層１１０ｐの第２面Ｓ２上に導体ペーストを塗布する工程を含む。なお変形例として、第１導体ペースト層２１０ｐを形成するために導体ペーストを塗布する工程の後、かつ、第２導体ペースト層２２０ｐを形成するために導体ペーストを塗布する工程の前に、貫通導体ペースト部３１０ｐを形成するために導体ペーストを塗布する工程が別途行われてもよい。この場合、製造方法は複雑化するが、貫通導体ペースト部３１０ｐの材料として、第１導体ペースト層２１０ｐおよび第２導体ペースト層２２０ｐの材料とは異なる材料を選択することができる。その結果、第１貫通導体部３１０（図２）の材料として、第１導体層２１０および第２導体層２２０の材料とは異なる材料を選択することができる。

図１６を参照して、未焼成基部ＰＢｐ上に、焼成されることによって枠部１９０となる未焼成枠部１９０ｐが形成される。具体的には、未焼成枠部１９０ｐとして、所定の形状を有するグリーンシートが未焼成基部ＰＢｐ上に積層される。図１６に示された構造体は、第１絶縁ペースト層１１０ｐおよび貫通導体ペースト部３１０ｐ（図１５）を含む。この構造体が焼成されることによって、セラミック配線基板８０１（図２）が得られる。

（変形例）
図１７は、図４の構成の変形例のセラミック配線基板８０２を示す図である。セラミック配線基板８０２の第２絶縁層１２０は、セラミック配線基板８０１（図４）の第２貫通孔部１２１および第２周縁部１２２に代わって、第２貫通孔部１２１Ｖおよび第２周縁部１２２Ｖを有している。第２貫通孔部１２１Ｖの幅Ｗ２１Ｖよりも第１貫通孔部１１１の幅Ｗ１１（図３）は小さい。第２周縁部１２２Ｖは、少なくとも一の断面視（図１７）において、第２平板部１２３から第２貫通孔部１２１Ｖへ向かう方向において連続的に減少する厚みと、第２平板部１２３の第２厚みＴ２３よりも小さい第２幅Ｗ２２Ｖとを有している。

第２周縁部１２２Ｖは、第２貫通孔部１２１Ｖに面し厚み方向に平行に延びる平行内面を有している。平行内面は、厚み方向において第２厚みＴ２３の５分の１よりも大きな寸法Ｔ２１Ｖを有している。第３面Ｓ３および第４面Ｓ４の各々は、第２周縁部１２２Ｖ上において、第２貫通孔部１２１Ｖの方へ傾いた面を有している。

上述した変形例の構成は、第２絶縁層１２０の貫通孔を、レーザ加工に代わって、金型を用いた機械加工によって行うことで容易に得られる。

（比較例）
図１８は、比較例のセラミック配線基板８００Ｃの構成を概略的に示す断面図である。セラミック配線基板８００Ｃは、第１絶縁層１１０（図２）に代わって第１絶縁層１１０Ｃを有している。第１絶縁層１１０Ｃは、印刷法に代わって、テープ成形法および打ち抜き法を用いて形成されたものである。打ち抜き法が用いられる場合、絶縁層に形成された貫通孔周辺の形状が、図３のような形状ではなく、図７または図１７に示されたような形状になりやすい。その結果、貫通孔中への導体ペーストの流れ込みが不十分となりやすく、貫通孔の孔径が小さいほどこの問題は顕著となる。その場合、貫通孔を通る電気的経路の抵抗の増大または断線が生じやすい。

また、第２絶縁層１２０と第１絶縁層１１０Ｃとの積層構造は、印刷法を用いた工程ではなくグリーンシートの積層工程によって形成される。その場合は、グリーンシートは乾燥によって流動性が実質的に失われた未焼成層であるため、第２絶縁層１２０上に第１絶縁層１１０が印刷法によって形成される場合に比して、層間剥離が生じやすいことがある。

（効果）
本実施の形態のセラミック配線基板８０１（図３）によれば、第１絶縁層１１０の第１周縁部１１２は、第１平板部１１３から第１貫通孔部１１１へ向かう方向において連続的に減少する厚みを有している。セラミック配線基板８０１の製造においては、この厚みの減少に導かれて、第１絶縁ペースト層１１０ｐ（図１５）の第１貫通孔部１１１ｐへ導体ペーストが流れ込みやすくなる。さらに、第１周縁部１１２（図３）が、第１平板部１１３の第１厚みＴ１３よりも大きい第１幅Ｗ１２を有していることによって、上記のように導体ペーストの流れ込みを促進する領域が、第１絶縁層１１０の厚みに応じて（言い換えれば、第１絶縁ペースト層１１０ｐの厚みに応じて）十分に広く確保される。これにより、第１絶縁ペースト層１１０ｐ（図１５）の第１貫通孔部１１１ｐ中へ厚み方向全体にわたって導体ペーストを十分に充填することができる。よって第１貫通導体部３１０（図３）の電気抵抗を低くすることができる。

第２絶縁層１２０（図２）は、第１厚みＴ１３（図３）より大きい第２厚みＴ２３（図４）での平板形状を有する第２平板部１２３（図４）を含む。このように第２絶縁層１２０が大きな厚みを有することによって、少ない層数でセラミック配線基板８０１の機械的強度を確保することができる。

セラミック配線基板８０１（図２）の第１絶縁層１１０および第２絶縁層１２０は同一の組成を有していることが好ましい。また、第１絶縁層１１０および第２絶縁層１２０は同一の焼結組織を有していることが好ましい。これにより、材料の相違に起因して絶縁信頼性が局所的に弱い箇所が形成されることが避けられる。

第２絶縁層１２０（図４）の第２貫通孔部１２１の幅Ｗ２１よりも、第１絶縁層１１０（図３）の第１貫通孔部１１１の幅Ｗ１１は小さくてよい。第１貫通孔部１１１の幅Ｗ１１が小さくても、本実施の形態によれば、前述した理由によって、第１絶縁ペースト層１１０ｐ（図１５）の第１貫通孔部１１１ｐ中へ導体ペーストを十分に充填することができる。一方で、第２絶縁層１２０（図４）の第２周縁部１２２は、第２平板部１２３の第２厚みＴ２３よりも小さい第２幅Ｗ２２を有している。この場合、上述したように導体ペーストの流れ込みを促進する効果はあまり得られないものの、第２貫通孔部１２１（図４）の幅Ｗ２１が比較的大きいので（言い換えれば、第２貫通孔部１２１ｐ（図９）の幅Ｗ２１ｐが比較的大きいので）、上記効果に大きく依存することなく導体ペーストを十分に充填することは比較的容易である。そして、このような形状に対応する第２絶縁ペースト層１２０ｐ（図７）は、打ち抜き法を用いての貫通孔の形成によって容易に得ることができる。打ち抜き法が用いられる場合、打ち抜かれることになる母材はテープ成形法を用いることによって、高い製造効率で作製することができる。

第１絶縁層１１０（図２）が実装面ＭＳと第２絶縁層１２０との間に配置されていることによって、実装面ＭＳ近傍に、第１絶縁層１１０を用いての微細な配線構造を設けることができる。具体的には、第１絶縁層１１０上の第２導体層２２０（図２）が実装面ＭＳを構成している。このことは、例えば、実装面ＭＳが微細な電極構造を有する場合に特に有利である。

第１絶縁層１１０（図３）の第１周縁部１１２の平行内面は、厚み方向において第１厚みＴ１３の５分の１よりも小さな寸法Ｔ１１を有していることが好ましい。これにより、平行内面に囲まれた部分の深さが小さくなる。よって、図１３および図１５の工程において、平行内面に囲まれた部分の中への導体ペーストの十分な充填が容易となる。よって第１貫通導体部３１０（図３）の電気抵抗をより低くすることができる。

第１面Ｓ１および第２面Ｓ２（図３）の各々は、第１周縁部１１２上において、第１貫通孔部１１１の方へ傾いた面を有していることが好ましい。これにより、第１貫通孔部１１１ｐ（図１５）中への導体ペーストの流入が第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の両方で促進される。よって、第１貫通孔部１１１ｐ中へ導体ペーストを、より十分に充填することができる。よって第１貫通導体部３１０（図３）の電気抵抗をより低くすることができる。

第１厚みＴ１３（図３）は、５μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。第１厚みＴ１３が５μｍ以上であることによって、第１絶縁層１１０の十分な絶縁信頼性を確保しやすくなる。また第１厚みＴ１３が過度に大きくないことによって、第１貫通孔部１１１ｐ（図１５）中へ導体ペーストが十分に流れ込みやすくなる。また第１厚みＴ１３が過度に大きくないことによって、厚み方向におけるセラミック配線基板８０１のサイズを小さくすることができる。

第１貫通導体部３１０と第１導体層２１０と第２導体層２２０とは（図３）、同一の組成を有していることが好ましい。これにより、第１貫通導体部３１０の導電率は、第２導体層２２０の導電率と同程度に高くなる。よって第１貫通導体部３１０の電気抵抗を小さくしやすくなる。

本実施の形態のセラミック配線基板８０１の製造方法によれば、第１貫通孔部１１１ｐを含む第１絶縁ペースト層１１０ｐ（図１３）が印刷法によって形成される。印刷法が用いられることによって、第１貫通孔部１１１ｐの周りに、第１貫通孔部１１１ｐへ向かう方向において連続的に減少する厚みを有する第１周縁部１１２ｐを容易に形成することができる。第１絶縁ペースト層１１０ｐの第１貫通孔部１１１ｐの中に貫通導体ペースト部３１０ｐ（図１５）を形成する際には、この厚みの減少に導かれて、第１貫通孔部１１１ｐ中へ導体ペーストが流れ込みやすくなる。さらに、前述したように印刷法が用いられることによって、上記のように導体ペーストの流れ込みを促進する第１周縁部１１２ｐが、第１絶縁ペースト層１１０ｐの厚みに応じて、十分に広く確保される。これにより、第１貫通孔部１１１ｐ中へ厚み方向全体にわたって導体ペーストを十分に充填することができる。よって貫通導体ペースト部３１０ｐ（図１５）の焼成によって形成される第１貫通導体部３１０（図３）の電気抵抗を低くすることができる。

導体ペーストを塗布する工程によって（図１５）、第１絶縁ペースト層１１０ｐの第２面Ｓ２上に第２導体ペースト層２２０ｐが形成され、かつ、導体ペーストが第１貫通孔部１１１ｐに侵入して第１導体ペースト層２１０ｐに達することによって貫通導体ペースト部３１０ｐが形成されることが好ましい。これにより製造方法が簡素化される。さらに、第１貫通導体部３１０（図３）の材料が第１導体層２１０および第２導体層２２０の材料と同様となるので、第１貫通導体部３１０の導電率が第１導体層２１０および第２導体層２２０の導電率と同程度に高くなる。

第２貫通孔部１２１ｐの幅Ｗ２１ｐ（図９）よりも第１貫通孔部１１１ｐの幅Ｗ１１ｐ（図１３）は小さくてよく、かつ、第２貫通孔部１２１ｐは打ち抜き法によって形成されてよい。第１貫通孔部１１１ｐの幅Ｗ１１ｐが小さくても、本実施の形態によれば前述した理由によって、第１絶縁ペースト層１１０ｐの第１貫通孔部１１１ｐ中へ導体ペーストを十分に充填することができる。一方で、第２絶縁ペースト層１２０ｐ（図９）は打ち抜き法によって形成されるので、導体ペーストの流れ込みを促進する形状効果は得にくいものの、第２貫通孔部１２１ｐの幅Ｗ２１ｐが比較的大きいことから上記効果に大きく依存することなく導体ペーストを十分に充填することは比較的容易である。また打ち抜き法が用いられる場合、打ち抜かれることになる母材はテープ成形法を用いることによって、高い製造効率で作製することができる。よって、印刷法と打ち抜き法とを適切に組み合わせることによって、上述した電気抵抗低減効果を得つつ、製造効率を高めることができる。

さらに、第２絶縁ペースト層１２０ｐの第２貫通孔部１２１ｐが打ち抜き法によって形成されることによって、乾燥されるときの収縮が大きい印刷法が用いられる場合に比して、第２貫通孔部１２１ｐの寸法精度を高めることができる。その後、土台としての第２絶縁ペースト層１２０ｐ上に第１絶縁ペースト層１１０ｐが印刷法によって形成されることで、第１絶縁ペースト層１１０ｐの第１貫通孔部１１１ｐの寸法精度も確保しやすくなる。

＜実施の形態２＞
図１９は、実施の形態２におけるセラミック配線基板８０３の構成を概略的に示す断面図である。本実施の形態においては、第２絶縁層１２０上の第３導体層２３０が実装面ＭＳを構成している。このことは、例えば、実装面ＭＳ周辺で露出された絶縁層の強度が求められる場合に有利である。また、第１絶縁層１１０が基板底面（実装面ＭＳと反対の面）と第２絶縁層１２０との間に配置されていることによって、基板底面近傍に、第１絶縁層１１０を用いての微細な配線構造を設けることができる。具体的には、第１絶縁層１１０が基板底面に配置されており、このことは、例えば、基板底面上に微細な電極構造を配置する必要がある場合に特に有利である。

なお、これ以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

＜実施の形態３＞
図２０は、実施の形態３におけるセラミック配線基板８０４の構成を概略的に示す断面図である。本実施の形態においては、セラミック配線基板８０３（図１９）の構成に加えてさらに、絶縁層１４０と、貫通導体部３４０と、導体層２４０とを有している。絶縁層１４０は、第１絶縁層１１０の第２面Ｓ２に接合された第５面Ｓ５と、第５面Ｓ５と反対の第６面Ｓ６とを有している。導体層２４０は絶縁層１４０の第６面Ｓ６上に設けられている。貫通導体部３４０は、第５面Ｓ５上の第２導体層２２０と、第６面Ｓ６上の導体層２４０との間をつないでいる。絶縁層１４０は、テープ成形法および打ち抜き法によって形成される。なお、これら以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態によれば、共にテープ成形法によって形成される第２絶縁層１２０および絶縁層１４０が、印刷法によって形成される第１絶縁層１１０によって互いに接合される。この場合、印刷法に用いられるペースト中の有機成分を調整することによって、必要な層間接着強度を確保しやすい。これにより層間剥離を防止することができる。

＜実施の形態４＞
図２１は、実施の形態４におけるセラミック配線基板８０５の構成を概略的に示す断面図である。セラミック配線基板８０５は側面導体部２７０を有している。側面導体部２７０は、第２絶縁層１２０の側面上に設けられている。本実施の形態においては、第１導体層２１０および第３導体層２３０の各々は第２絶縁層１２０の側面に達している。側面導体部２７０は第１導体層２１０および第３導体層２３０の各々につながれている。本実施の形態のセラミック基板８０５においては、セラミック配線基板８０１（図２：実施の形態１）においてとは異なり、第２絶縁層１２０は、第２貫通導体部３２０（図２）が設けられた貫通孔を有していなくてよい。なお、これ以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態によれば、セラミック配線基板８０５は、第２絶縁層１２０の側面上に設けられ第１導体層２１０および第３導体層２３０につながれた側面導体部２７０を有している。側面導体部２７０は、第２貫通導体部３２０（図２）とは異なり、導体ペーストを第２絶縁層１２０の側面へ塗布することによって形成され得る。第２絶縁層１２０の側面は、貫通孔の内面とは異なり、広く開放された領域であり、したがって上記の塗布工程は容易に行うことができる。よって第２絶縁層１２０の厚みが大きくても、電気抵抗の小さな導体部を容易に形成することができる。

＜実施の形態５＞
図２２は、実施の形態５におけるセラミック配線基板８０６の構成を概略的に示す断面図である。セラミック配線基板８０６においても、上述した各実施の形態と同様に、実装面ＭＳを有する基部ＰＢが構成されている。枠部１９０は、基部ＰＢに支持されており、基部ＰＢの実装面ＭＳ上の空間ＣＶに面する内壁面ＳＷを有している。

本実施の形態においては、セラミック配線基板８０６は、基部ＰＢ上に設けられた第３絶縁層１３０を有している。第３絶縁層１３０は、枠部１９０を支持する支持面ＳＳと、基部ＰＢの実装面ＭＳ上の空間ＣＶに面し枠部１９０の内壁面ＳＷから傾いた内端面ＳＥとを有している。このように傾いた内端面ＳＥが設けられることによって、基部ＰＢの上面（空間ＣＶに面する面）と枠部１９０の内壁面ＳＷとの間の角部の曲がりが緩やかとされている。好ましくは、内端面ＳＥは、基部ＰＢに向かって凸の湾曲面である。

セラミック配線基板８０６の製造において、焼成によって第３絶縁層１３０となる部分は、絶縁ペースト層の印刷によって形成される。印刷された絶縁ペースト層上に、枠部１９０となる部材が押し付けられることによって絶縁ペースト層が変形する。この変形によって、上述した湾曲面を形成することができる。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２（図１９）の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。また、基部ＰＢと枠部１９０との間に第３絶縁層１３０を有する構成は、実施の形態２に限らず他の実施の形態へ適用されてもよい。なお、実施の形態１（図１６）において、未焼成枠部１９０ｐとして、所定の形状を有するグリーンシートが未焼成基部ＰＢｐ上に積層される際に、第１絶縁ペースト層１１０ｐの一部が変形して前述の湾曲面が形成されることがある。この場合も第３絶縁層１３０と同様の効果が得られる。

本実施の形態によれば、第３絶縁層１３０によって内壁面ＳＷが設けられることにり、基部ＰＢの上面（空間ＣＶに面する面）と枠部１９０の内壁面ＳＷとの間の角部の曲がりが緩やかとされる。これにより、空間ＣＶの底部において基部ＰＢと枠部１９０との間で構成される角からクラックが発生することが抑制される。

なお上述した各実施の形態においては枠部１９０を有するセラミック配線基板、すなわちパッケージ、について詳述したが、セラミック配線基板は、枠部を有していなくてもよい。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１１０ ：第１絶縁層
１１０ｐ ：第１絶縁ペースト層
１１１，１１１ｐ ：第１貫通孔部
１１２，１１２ｐ ：第１周縁部
１１３，１１３ｐ ：第１平板部
１２０ ：第２絶縁層
１２０ｐ ：第２絶縁ペースト層
１２０ｔ ：絶縁ペーストテープ
１２１，１２１Ｖ，１２１ｐ ：第２貫通孔部
１２２，１２２Ｖ，１２２ｐ ：第２周縁部
１２３，１２３ｐ ：第２平板部
１３０ ：第３絶縁層
１４０ ：絶縁層
１９０ ：枠部
１９０ｐ ：未焼成枠部
２１０ ：第１導体層
２１０ｐ ：第１導体ペースト層
２２０ ：第２導体層
２２０ｐ ：第２導体ペースト層
２３０ ：第３導体層
２３０ｐ ：第３導体ペースト層
２４０ ：導体層
２７０ ：側面導体部
３１０ ：第１貫通導体部
３１０ｐ ：貫通導体ペースト部
３２０ ：第２貫通導体部
３２０ｐ ：貫通導体ペースト部
３４０ ：貫通導体部
８０１～８０６ ：セラミック配線基板
９００ ：電子装置
９０１ ：接合層
９０２ ：電子部品
９０６ ：接合層
９０７ ：蓋体
ＣＶ ：空間
ＭＳ ：実装面
ＰＢ ：基部
ＰＢｐ ：未焼成基部
Ｓ１～Ｓ６ ：第１～第６面
ＳＥ ：内端面
ＳＳ ：支持面
ＳＷ ：内壁面

Claims (6)

1. 第１面と前記第１面と反対の第２面とを有し、前記第１面と前記第２面との間に設けられた第１貫通孔部を含む第１絶縁ペースト層を、開口パターンが設けられたスクリーン上に絶縁体ペーストを塗布することによって形成することで、前記第１貫通孔部の周りに、前記第１貫通孔部へ向かう方向において連続的に減少する厚みを有する周縁部を設ける工程と、
   前記第１絶縁ペースト層の前記第１貫通孔部の中に貫通導体ペースト部を形成する工程と、
   前記第１絶縁ペースト層および前記貫通導体ペースト部を焼成する工程と、
   を備える、セラミック配線基板の製造方法。
2. 第２絶縁ペースト層を形成する工程と、
   前記第２絶縁ペースト層上に第１導体ペースト層を形成する工程と、
   をさらに備え、前記第１絶縁ペースト層を形成する工程は、前記第１導体ペースト層が設けられた前記第２絶縁ペースト層上において行われ、
   前記貫通導体ペースト部を形成する工程は、前記第１絶縁ペースト層の前記第２面上に導体ペーストを塗布する工程を含み、
   前記導体ペーストを塗布する工程によって、前記第１絶縁ペースト層の前記第２面上に第２導体ペースト層が形成され、かつ、前記導体ペーストが前記第１貫通孔部に侵入して前記第１導体ペースト層に達することによって前記貫通導体ペースト部が形成される、
   請求項１に記載のセラミック配線基板の製造方法。
3. 前記第２絶縁ペースト層を含む未焼成基部上に第３絶縁ペースト層を印刷する工程と、
   前記第３絶縁ペースト層が印刷された前記未焼成基部上に、空間に面する内壁面を有する未焼成枠部を積層する工程と、
   をさらに備え、前記未焼成枠部を積層する工程は、前記第３絶縁ペースト層上に前記未焼成枠部が押し付けられ前記第３絶縁ペースト層が変形することによって、前記空間に面し前記未焼成枠部の前記内壁面から傾いた内端面を形成する工程を含む、
   請求項２に記載のセラミック配線基板の製造方法。
4. 前記第１絶縁ペースト層および前記第２絶縁ペースト層を含む未焼成基部の前記第１絶縁ペースト層上に、空間に面する内壁面を有する未焼成枠部を積層する工程と、
   をさらに備え、前記未焼成枠部を積層する工程は、前記第１絶縁ペースト層上に前記未焼成枠部が押し付けられ前記第１絶縁ペースト層が変形することによって、前記空間に面し前記未焼成枠部の前記内壁面から傾いた内端面を形成する工程を含む、
   請求項２に記載のセラミック配線基板の製造方法。
5. 前記第２絶縁ペースト層を形成する工程は、
   テープ成形法によって絶縁ペーストテープを形成する工程と、
   前記絶縁ペーストテープに第２貫通孔部を打ち抜き法によって形成する工程と、
   を含む、
   請求項２から４のいずれか１項に記載のセラミック配線基板の製造方法。
6. 前記第２貫通孔部の幅よりも前記第１貫通孔部の幅は小さい、請求項５に記載のセラミック配線基板の製造方法。

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