JPH01101699A - セラミックス基板への表裏導通部形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はセラミックス基板の表裏面間を導通ずる導通部
を形成する方法に関する。

（従来技術） 従来、セラミックス基板に表裏面間を導通ずる導通部を
形成する方法としては、厚膜法とめっき法とが知られて
いる。

゛　　厚膜法は焼成前のセラミックス基板、いわゆるグ
リーンシートにドリルやプレスなどの孔あけ加工により
貫通孔を形成し、焼成前、あるいは焼成後に導体ペース
トを貫通孔内に注入、充填し、これを焼成して導通部を
形成する方法である。

また、めっき法は、グリーンシートに上述と同・様な方
法で孔あけし、焼成後、貫通孔を含むセラミックス基板
の活性化処理、めっきしない領域のマスキングなどを行
った後、無電解めっきと電解めっきを施して、導通部を
形成する方法である。

しかるに、上述した方法は、いずれもグリーンシートに
貫通孔を形成するため、グリーンシートの焼成時の大き
な収縮により貫通孔の位置精度の低下や、ピッチの小さ
い貫通孔の場合は、基板が割れるという不都合がある。

また、厚膜法においては、０．３Ｈ以下の微細な貫通孔
を形成した場合、導体ペーストの注入が困難となり、特
にセラミックス基板を厚くすると導体ペーストの充填不
足による断線が生じる不都合がある。

さらにめっき法では、活性化処理、マスキングなどの前
処理が必要であり、複雑なプロセスが要求される不都合
がある。

さらにまた、厚膜法、めっき法ともに、印刷用のスクリ
ーンが必要であり、コストがかかるうえに、仕様の変更
などに対して、速かに対応しにくいという不都合があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、従来の方法は、いずれも孔あけ後、焼
成するので、変形のための精度低下や、割れるなどの不
都合があり、また印刷用スクリーンが必要なので、仕様
変更に速かに対応できない不都合がある。

さらにまた、厚膜法では径小の場合は断線が起き易い不
都合があり、めっき法では複雑な前処理が必要であるな
どの不都合がある。

本発廚は、上述の不都合を除去するためになされたもの
で、高能率で、精度が高く、シかも小径な導通部でも確
実に形成できるセラミックス基板への表裏導通部形成方
法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、焼成ずみのセラミックス基板にレーザ光を照
射して貫通孔を形成するとともに、上記セラミックスの
構成金属を上記貫通孔の内壁に析出させて金属膜を形成
する孔加工工程と、上記貫通孔を形成したセラミックス
基板を超音波はんだ槽に浸漬し上記貫通孔にはんだを充
填するはんだ充填工程とを具備したことを特徴とするセ
ラミックス基板への表裏導通部形成方法である。

上記セラミックスとしては、例えばＡＪＮ　、　Ｓ　ｉ
３Ｎ、　。

ＢＮ等を主成分とする窒化物系セラミックス、　ｓｉｃ
等を主成分とする炭化物系セラミックス、”２０３　＊
ＢｅＯ等を主成分とする酸化物系セラミックスを挙げる
ことができる。特に、レーザ光の照射により容易に照射
部が還元、昇華されｊ　ＡＪ−やＳｉの金屑を生成する
ＡＪＮ、　Ｓｉ、Ｎ、が好適である。

上記レーザ光としては、例えば謀オーダ以上のピーク出
力を持つものを用いることが望ましい。

かかるレーザ光を発振する発振器としては、光音響素子
からなるＱスイッチを組込んだＹＡＧレーザ発振器、ア
レキサント２イトレーザ発振器、　ＴＦｉＡＣＯ，レー
ザ発振器等を挙げることができる。なお、レーザ光の照
射にあたっては、真空中又はＡｒ、　Ｎｅ。

Ｈｅ等の不活性ガスの雰囲気で行なうことが望ましい。

（作用） 本発明方法によれば、焼成ずみのセラミックス基板にレ
ーザ光を照射することにより、貫通孔が形成されるとと
もに、例えばセラミックスが窒化物の場合は下記（１）
式の反応が生起され、セラミックスが還元されて貫通孔
の内壁にその構成金属が析出する。但し、式中のＭｅは
金属を示す。

ＭｅＮ−＋Ｍｅ　＋　１７２Ｎｔ　↑　　　　　−（１
）この後、セラミック基板を超音波はんだ槽に浸漬する
ことによって、金属が析出された貫通孔内のみにはんだ
が充填され、所望の表裏導通部が形成される。この場合
、セラミックス基板を超音波はんだ槽に浸漬してはんだ
の充填を行なうので、前記貫通孔が微細であっても、該
貫通孔内に、はんだを選択的に充填できる。従って、本
発明はレーザ光のセラミックス基板への照射、超音波は
んだ槽への浸漬という極めて簡単な工程によりセラミッ
クス基板に表裏導通部を高精度、高能率で形成できる。

゛ （発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細らノズル（
２）を経て、不活性ガス（３）、例えばＡｒガスを噴出
させ、ＡＩＮ基板からなるセラミックス基板（５）を不
活性ガス（３）の雰囲気内に入れる。

嘴肴肴本 次に、連続波。３イツチＹＡＧレ一ザ発振器（６）かう
出力されたレーザ光（７）を反射ミラー（８）及び集光
ｖ　ｙ　ス（９）　全経由して厚さ０．６３５ｍの、Ｕ
Ｎ基板（５）に０．５１ｔｌのピッチで格子状に照射し
た。

この時、第２図、第３図に示すように、υＮ基板（５）
の照射部に直径０．１Ｂの貫通孔αυが形成されるとと
もに、下記（２）式の反応が生起されてｋｌ−Ｎ（Ｄ還
元がなされ、貫通孔（１１）内壁にＡＪ−が析出してＡ
−！膜αのが形成された。

ＡＪＮ　−＋　ＡＪ　＋　１　／　２　Ｎｔ↑　　　・
・・（２）次いで、ＡｊＮ基板（５）を超音波はんだ槽
に浸漬することにより、第３図に示すようにＡｊＮ基板
（５）の貫通孔αυに、はんだ（１３が充填され、Ａｊ
膜圓、はんだα階からなる導通部（１４）が形成された
。なお、はんだ（１３の充填によりレーザ光（７）の照
射側の貫通孔の開口周辺にははんだ盛り上がり部α専が
形成された。

実施例２ まず、実施例１と同様に第１図に示すように不活性ガス
（３）の雰囲気中で、連続波ＱスイッチＹＡＧレーザ発
振器（６）から出力されたレーザ光（７）を反射ミラー
（８）及び集光レンズ（９）を経由して厚さ０．６３５
ｍのＡｊＮ基板（５）の両面から照射した。この時、第
５図に示すようにＡＩＮ基板（５）の照射部に鼓形状を
なす貫通孔Ｃ２］）が形成されるとともに、ＡｊＮの還
元がなされ、貫通孔ＣＤの内壁にＡＬが析出してＡＪ膜
＠が形成された。

次いで、ＡＪＮ基板（５）を超音波はんだ槽に浸漬する
ことにより、第６図に示すようにＡＪＮ基板（５）の貫
通孔ＣＩ）に、はんだ＠が充填され、Ａｊ、ｆｌｆｔ（
２）、はんだ（ハ）からなる導通部Ｑ４が形成された。

本実施例２によれば、レーザ光を）ＪＮ基板（５）のさ
れ、貫通孔Ｃ１）の内壁を含む上下の開口周辺にＡｌが
析出してＡＪ［３が形成される。その結果、超音波はん
だ槽への浸漬により貫通孔ｃ２１）の上下開口周辺には
んだの盛り上がり部（２５ａ）、　（２５ｂ）を形成で
きる。つまり、ＡｊＮ基板（５）の両面のいずれにも配
線用パッドとして利用し得るはんだの盛り上がり部（２
５ａ）、　（２５ｂ）を形成できる。即ち、上述した実
施例１のような片側からのレーザ光照射では貫通孔αυ
がテーパ状となり、買通孔住υのレーザ光入射側の開口
周辺においてＡＪ膜が形成されるが、貫通孔圓のレーザ
光出射側の開口周辺においてＡ１膜が形成されない。こ
のため、超音波はんだ槽への浸漬を行なった後において
、貫通孔αυのレーザ光入射側の開口周辺にはんだ盛り
上がり部ａ９を形成できるものの、貫通孔αυのレーザ
光出射側の開口周辺にははんだ盛り上がり部を形成でき
ない。

これに対し、本実施例２のようにＡＪＮ基板（５）の両
面からレーザ光を照射することによって、既述の如（Ａ
ｊＮ基板（５）の両面のいずれにも配線用パッドとして
利用し得るはんだの盛り上がり部（２５ａ）　。

（２５ｂ）を形成できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は、下記のようなすぐれた
効果を奏するものである。

（１）貫通孔の形成は、焼成後のセラきツクス基板に対
して行なうので、微細な貫通孔を短ピツチの間隔であけ
ても、位置精度よく、しかも焼成歪みのない孔あけ加工
ができる。

（２）貫通孔の形成と、はんだ付けに選択性を与える金
属の析出とを同時に行なうことができるので、従来の方
法に比べてプロセスを大幅に簡易化できる。

（３）ペースト注入やマスキングなどに使う高価なスク
リーンが不要なので、貫通孔の配列ノ（ターンの変更に
容易に対応でき、しかもコストも大幅に低減できる。

（４）超音波はんだ槽で、はんだ付けを行なうので、貫
通孔の孔径に制約がなく、厚い板厚に対しても断線のな
い導通部が形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１および実施例２における孔加
工状態の説明図、第２図は実施例１における孔加工後の
セラミックス基板の斜視図、第３図は第２図のＩＩＩ−
Ｉ［［線に沿った拡大断面斜視図、第４図は実施例１に
おける導通部拡大断面斜視図、Ｍ５図は実施例２におけ
る孔加工後の貫通孔拡大断面図、第６図は同じく導通部
拡大断面図である。 （２）・・・・・・・・・レーザ光。 （５）・・・・・・・・・セラミックス基板。 αυ、（２υ・・・貫通孔。 （１２）、　（２り・・・金属膜。 （１３，（ハ）・・・はんだ。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　松山光之 第２図 第　３　図 １ダ ＠４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼成ずみのセラミックス基板にレーザ光を照射し
   て貫通孔を形成するとともに上記セラミックスの構成金
   属を上記貫通孔の内壁に析出させて金属膜を形成する孔
   加工工程と、 上記貫通孔を形成したセラミックス基板を超音波はんだ
   槽に浸漬し上記貫通孔にはんだを充填するはんだ充填工
   程とを具備したことを特徴とするセラミックス基板への
   表裏導通部形成方法。
2. （２）セラミックス基板の両面からレーザ光を照射して
   貫通孔を形成するとともに上記セラミックスの構成金属
   を上記貫通孔の内壁に析出させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のセラミックス基板への表裏導通
   部形成方法。