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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-04
(45)【発行日】2024-07-12
(54)【発明の名称】配線基板および配線基板の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H05K 3/40 20060101AFI20240705BHJP
   H05K 1/11 20060101ALI20240705BHJP
   H05K 3/20 20060101ALI20240705BHJP
   H01L 23/12 20060101ALI20240705BHJP
【FI】
H05K3/40 G
H05K1/11 H
H05K3/20 A
H01L23/12 D
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2021001208
(22)【出願日】2021-01-07
(65)【公開番号】P2022106325
(43)【公開日】2022-07-20
【審査請求日】2023-03-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000004547
【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142745
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 世子
(74)【代理人】
【識別番号】100136319
【弁理士】
【氏名又は名称】北原 宏修
(74)【代理人】
【識別番号】100148275
【弁理士】
【氏名又は名称】山内 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100143498
【弁理士】
【氏名又は名称】中西 健
(72)【発明者】
【氏名】奈須 孝有
【審査官】小南 奈都子
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-197440(JP,A)
【文献】特開2014-107565(JP,A)
【文献】特開2016-029697(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H05K 3/40
H05K 1/11
H05K 3/20
H01L 23/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミック基板と、
少なくとも一つの導電性のビアであって、前記セラミック基板に埋め込まれているビアと、
前記セラミック基板の内部および表面の少なくとも何れかに設けられており、前記ビアと電気的に接続される配線部と
を備える配線基板であって、
前記ビアは、
前記セラミック基板の厚み方向における前記配線部との接続部において、前記厚み方向と直交する面方向の面積が前記配線部に向かうにつれて小さくなっている窄み部と、
前記窄み部よりも前記セラミック基板の表面側に配置され、前記厚み方向と直交する面方向の面積が略一定である柱状部と
を有しており、
前記配線部における前記ビアとの接合部は、厚み方向視で前記ビアと重なるように配置され、厚み方向視での前記接合部の径D1は、厚み方向視での前記ビアの径D2よりも大きくなっている、配線基板。
【請求項2】
前記配線部は、前記セラミック基板の表面に形成され、少なくとも一部が前記セラミック基板に埋め込まれており、
前記配線部のうち、前記セラミック基板に埋め込まれている部位には、前記ビアに近づくにしたがって前記面方向の面積が小さくなる第2窄み部が設けられている、
請求項1に記載の配線基板。
【請求項3】
前記第2窄み部は、前記セラミック基板の前記厚み方向における前記ビアと隣接する部位に設けられている、請求項2に記載の配線基板。
【請求項4】
前記配線部の表面は、前記セラミック基板の前記表面と面一になっている、
請求項2または3に記載の配線基板。
【請求項5】
フィルム上に感光性の導電性ペーストを塗布し、導電性ペースト付着フィルム体を形成する、フィルム体形成工程と、
前記フィルム側から前記フィルム体に対して露光を行う、第1露光工程と、
前記第1露光工程の後に、前記導電性ペースト側から前記フィルム体に対して露光を行う、第2露光工程と、
前記第1露光工程および前記第2露光工程を経た前記フィルム体を現像することによって、前記フィルムに近い側の前記導電性ペーストが配線部の導電性パターンとなり、前記フィルムから遠い側の前記導電性ペーストがビアの導電性パターンとなる、現像工程と、
前記ビアが配置される箇所に少なくとも穴を有するセラミックシートに対して、前記現像工程を経た前記フィルム体を押し当てて、前記配線部および前記ビアの前記導電性パターンを前記セラミックシートに転写する、転写工程と、
前記転写工程後の前記セラミックシートを焼成する、焼成工程と
を含む、配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セラミック基板を備えている配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体素子等の電子部品が搭載される配線基板として、非導電性材料であるセラミックで形成されているセラミック基板と、セラミック基板の内部および表面に金属などの導電性材料を用いて形成されている導電性パターンとを備えているものがある。配線基板に形成される導電性パターンは、例えば、配線、ビア、接続端子などとして機能する。ビアは、セラミック基板内を貫通するように設けられており、例えば、基板の下層に形成されている配線層と、基板の上面に設けられている接続用端子(接続パッド)とを電気的に接続する。
【0003】
このような配線基板において、配線とビアとを別の工程で形成すると、配線の形成位置とビアの形成位置との間にズレが発生し、配線とビアとの間で接続不良が発生することがある。このような接続不良は、配線を形成している導電性材料と、ビアを形成している導電性材料との間で、焼成時の収縮率が異なることに起因して発生し得る。そこで、特許文献1には、焼成による収縮が生じず、したがって、接続の信頼性が高い導体膜およびビアホール導体を備える、多層セラミック基板の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2003-347731号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1には、支持体16上で、導体膜14となるシート状部分18とビアホール導体15となるバンプ部分19とを一体的に備える金属箔17を形成し、金属箔17のバンプ部分19をセラミックグリーンシート20の厚み方向に突入させた状態とするように、金属箔17を支持体16からセラミックグリーンシート20へ転移させ、その後、複数のセラミックグリーンシート20を積層し、得られた生の積層体23を焼成することによって、多層セラミック基板11を得る、という多層セラミック基板の製造方法が開示されている。
【0006】
しかし、この製造方法を用いてセラミックグリーンシートに金属箔のバンプを突入させることによって形成されたビアは、セラミック基板から脱落してしまう可能性があり、ビアの剥がれの原因となる。
【0007】
そこで、本発明では、配線とビアとの位置ズレの発生を抑制できるとともに、セラミック基板からビアを抜けにくくすることのできる配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一局面にかかる配線基板は、セラミック基板と、少なくとも一つの導電性のビアであって、前記セラミック基板に埋め込まれているビアと、前記セラミック基板の内部および表面の少なくとも何れかに設けられており、前記ビアと電気的に接続される配線部とを備える。この配線基板において、前記ビアは、前記セラミック基板の厚み方向における前記配線部との接続部において、前記厚み方向と直交する面方向の面積が前記配線部に向かうにつれて小さくなっている窄み部を有している。
【0009】
上記の構成によれば、ビアは、セラミック基板に埋め込まれた状態となっており、セラミック基板の厚み方向における配線部との接続部には、窄み部が設けられている。これにより、セラミック基板に対するビアの密着性が向上し、ビアがセラミック基板から抜けにくい構成とすることができる。
【0010】
上記の本発明の一局面にかかる配線基板において、前記配線部は、前記セラミック基板の表面に形成され、少なくとも一部が前記セラミック基板に埋め込まれており、前記配線部のうち、前記セラミック基板に埋め込まれている部位には、前記ビアに近づくにしたがって前記面方向の面積が小さくなる第2窄み部が設けられていてもよい。
【0011】
上記の構成によれば、配線部の少なくとも一部がセラミック基板に埋め込まれた状態となっており、配線部のセラミック基板に埋め込まれている部位には、第2窄み部が設けられている。これにより、セラミック基板に対する配線部の密着性が向上し、配線部がセラミック基板から剥がれにくい構成とすることができる。
【0012】
上記の本発明の一局面にかかる配線基板において、前記第2窄み部は、前記セラミック基板の前記厚み方向における前記ビアと隣接する部位に設けられていてもよい。
【0013】
上記の構成によれば、ビアに設けられている窄み部と、配線部に設けられている第2窄み部とで、ビアと配線部との接合が実現できる。このような構成は、ビアと配線部とを1回の現像工程で形成するという方法で形成することができる。そのため、ビアと配線部との相対的な位置関係を容易に規定することができ、ビアと配線部との位置ずれを抑制することができる。
【0014】
上記の本発明の一局面にかかる配線基板において、前記配線部の表面は、前記セラミック基板の前記表面と面一になっていてもよい。
【0015】
上記の構成によれば、セラミック基板からより剥がれにくい配線部を得ることができる。
【0016】
また、本発明のもう一つの局面にかかる配線基板の製造方法は、フィルム上に感光性の導電性ペーストを塗布し、導電性ペースト付着フィルム体を形成する、フィルム体形成工程と、前記フィルム側から前記フィルム体に対して露光を行う、第1露光工程と、前記第1露光工程の後に、前記導電性ペースト側から前記フィルム体に対して露光を行う、第2露光工程と、前記第1露光工程および前記第2露光工程を経た前記フィルム体を現像することによって、前記フィルムに近い側の前記導電性ペーストが配線部の導電性パターンとなり、前記フィルムから遠い側の前記導電性ペーストがビアの導電性パターンとなる、現像工程と、前記ビアが配置される箇所に少なくとも穴を有するセラミックシートに対して、前記現像工程を経た前記フィルム体を押し当てて、前記配線部および前記ビアの前記導電性パターンを前記セラミックシートに転写する、転写工程と、前記転写工程後の前記セラミックシートを焼成する、焼成工程とを含む。
【0017】
上記の製造方法によれば、1枚のフィルム上に設けられた感光性の導電性ペーストから、ビアおよび配線部を形成することで、ビアと配線部との相対的な位置関係を容易に規定することができる。そのため、ビアと配線部とを、別々の導電性ペーストを用いて別々の現像工程によって形成する場合に起こり得るビアに対する配線パターンの位置ずれを抑制することができる。
【0018】
また、上記の製造方法によれば、ビアと配線部との接続部において、窄み部を形成することができる。このような窄み部が形成されることで、ビアがセラミック基板から抜け出にくい構成とすることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明の一局面にかかる配線基板によれば、ビアに窄み部が設けられていることで、セラミック基板からビアを抜けにくくすることができる。また、本発明のもう一つの局面にかかる配線基板の製造方法によれば、配線部とビアとの位置ズレの発生を抑制できるとともに、セラミック基板からビアを抜けにくくすることのできる配線基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】本発明の一実施形態にかかる配線基板の一部分の構成を示す平面図である。
図2図1に示す配線基板のA-A線部分の内部構成を示す断面図である。
図3図1に示す配線基板のB-B線部分の内部構成を示す断面図である。
図4図1に示す配線基板のC-C線部分の内部構成を示す断面図である。
図5】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造工程を示すフローチャートである。
図6】導電パターン形成工程が行われる様子を工程順に示す模式図である。
図7】転写工程が行われる様子を工程順に示す模式図である。
図8】配線基板の製造工程中の露光工程および現像工程を説明する模式図である。
図9図5に示す導電パターン形成工程によって形成される導電パターンの形状を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【0022】
(配線基板の構成)
本実施形態では、本発明にかかる配線基板の一例として、配線基板1を例に挙げて説明する。図1には、配線基板1の一部分の表面側の構成を示す平面模式図である。図2から図4には、図1に示す配線基板1の断面構成を模式的に示す。
【0023】
本実施形態では、便宜上、略平板状の配線基板1においてビアが設けられている側の面を表面11aとし、その反対側の面を裏面11bとする。但し、配線基板1の表面および裏面の定義はこれに限定はされず、任意に決めることができる。すなわち、配線基板1の表面11aおよび裏面11bの両方が、セラミック基板11の表面に相当し得る。また、図2から図4に示すように、セラミック基板11の面方向をX方向とし、セラミック基板11の厚み方向をY方向とする。
【0024】
配線基板1は、主として、セラミック基板11と、複数の導電性パターンとで構成されている。
【0025】
セラミック基板11は、配線基板1の土台となる部材である。セラミック基板11は、例えば、アルミナ(Al)を主成分とする高温焼成セラミックで形成することができる。また、別の実施態様では、セラミックシートは、焼結性を向上させたアルミナなどの中温焼成セラミック(MTCC)、または低温焼成セラミック(LTCC)で形成されていてもよい。
【0026】
セラミック基板11は、1つまたは複数のセラミックグリーンシートを焼成して得られる。セラミック基板11が複数のセラミックグリーンシートから形成される場合には、セラミック基板11は、積層された複数のセラミック層を有している。図2および図3には、セラミック基板11が、1つのセラミックグリーンシートで形成されている構成例を示している。
【0027】
導電性パターンは、セラミック基板11の表面11a、裏面11b、および内部などに設けられている。各導電性パターンは、それぞれ所定の形状に形成されており、例えば、配線部、接続パッド、導電性ビア、および電極などとして機能する。
【0028】
導電性パターンは、例えば、銅(Cu)、タングステン(W)、銀(Ag)、またはモリブデン(Mo)などの金属材料、あるいはこれらの金属材料を主成分とする合金材料によって形成することができる。セラミック基板11が高温焼成セラミックで形成されている場合には、導電性パターンは、例えば、タングステン(W)、またはモリブデン(Mo)を主成分とすることが好ましい。セラミック基板11が中温焼成セラミックまたは低温焼成セラミックで形成されている場合には、導電性パターンは、例えば、銅(Cu)、または銀(Ag)を主成分とすることが好ましい。
【0029】
例えば、図1に示す例では、セラミック基板11の表面11a側に、導電性パターンの一例であるビア31が設けられている。ビア31は、上面視で略円形状となっている。ビア31の一部はセラミック基板11の表面11aにおいて露出しており、その露出面上には、例えば、接続パッド(図示せず)が形成される。接続パッドは、ビア31と電気的に接続される。
【0030】
図2に示すように、ビア31は、セラミック基板11の内部に埋め込まれている。ビア31は、セラミック基板11の内部において、導電性パターンの一例である配線部21と接合している。これにより、ビア31と配線部21とは電気的に接続している。配線部21は、ビア31を介して、セラミック基板11の表面11aに形成される接続パッドなどとの間で電気信号を伝達することができる。
【0031】
配線部21は、セラミック基板11の表面11a、裏面11b、および内部などに張り巡らされている。図1では、セラミック基板11の内部に延びている複数の配線部21を破線で示している。
【0032】
図2には、図1に示す配線基板1のA-A線部分の断面構成を示す。図3には、図1に示す配線基板1のB-B線部分の断面構成を示す。図4には、図1に示す配線基板1のC-C線部分の断面構成を示す。
【0033】
配線部21は、セラミック基板11の裏面11b側に設けられている。本実施形態では、配線部21の表面21sは、セラミック基板11の裏面11bと面一になっている。図2および図3に示すように、配線部21は、セラミック基板11の内部に埋め込まれている。
【0034】
図1に示すように、配線部21におけるビア31との接合部20は、上面視で略円形状となっている。また、接合部20は、上面視でビア31と重なるように配置されている。上面視で略円形状の接合部20の径D1は、上面視で略円形状のビア31の径D2よりも大きくなっている。また、接合部20の径D1は、配線部21における接合部20以外の部分(延伸部)の幅Wよりも大きくなっている。
【0035】
図2に示すように、ビア31は、主として、柱状部32と、窄み部33とで構成されている。柱状部32は、セラミック基板11の表面(図2では、表面11a)側に位置している。柱状部32は、X方向の断面積がY方向にわたって略一定となっている部分である。窄み部33は、セラミック基板11の内部側に位置している。図2に示すように、窄み部33は、セラミック基板11のY方向における配線部21との接続部に位置している。窄み部33は、X方向の断面積が配線部21の方へ向かうにつれて小さくなっている。
【0036】
このように、ビア31は、セラミック基板11に埋まった状態となっており、セラミック基板11のY方向における配線部21との接続部には、窄み部33が設けられている。これにより、ビア31がセラミック基板11から抜けにくい構成とすることができる。
【0037】
さらに、本実施形態にかかる配線基板1では、ビア31の全体がセラミック基板11に埋まった状態となっていることが好ましい。これにより、セラミック基板11からより抜けにくいビア31を得ることができる。また、ビア31の表面31sが、セラミック基板11の表面(図2などに示す例では、表面11a)と面一になっていてもよい。
【0038】
図2に示すように、配線部21は、主として、本体部22と、第2窄み部23とで構成されている。本体部22は、セラミック基板11の表面(図2では、裏面11b)側に位置している。本体部22は、X方向の断面積がY方向にわたって略一定となっている部分である。
【0039】
第2窄み部23は、本体部22の上層に設けられている。言い換えると、第2窄み部23は、本体部22よりもセラミック基板11の内部側に位置している。図2に示すように、第2窄み部23は、セラミック基板11のY方向におけるビア31との接続部において、ビア31に近づくにしたがってX方向の断面積が小さくなるような形状を有している。また、図4に示すように、第2窄み部23は、ビア31と隣接する部位だけではなく、配線部21の延伸方向と交差する方向の両端部にも設けられている。これにより、セラミック基板11から剥がれにくい配線部21を得ることができる。
【0040】
配線部21は、第2窄み部23の部分が少なくともセラミック基板11に埋まった状態となっていることが好ましい。これにより、配線部21がセラミック基板11からより剥がれにくい構成とすることができる。
【0041】
さらに、本実施形態にかかる配線基板1では、配線部21の全体がセラミック基板11に埋まった状態となっていることが好ましい。すなわち、配線部21の表面21sが、セラミック基板11の表面(図2などに示す例では、裏面11b)と面一になっていることが好ましい。これにより、セラミック基板11からより剥がれにくい配線部21を得ることができる。
【0042】
また、配線基板1が、複数のセラミック層を積層して形成される場合には、配線部21の表面21sが、セラミック層の表面と面一になっていることが好ましい。これにより、各セラミック層を積層したときの各セラミック層間の隙間を小さくすることができる。
【0043】
(配線基板の製造方法)
続いて、配線基板1の製造方法について説明する。ここでは、ビア31および配線部21などの導電性パターンを形成する工程を中心に説明する。この工程以外の配線基板1の製造方法については、従来公知の配線基板の製造方法が適用できる。
【0044】
図5には、配線基板1の製造工程の一部を工程順に示す。図5では、主に、導電性パターン形成工程(S10)から焼成工程(S30)までの各工程を示している。図6には、導電性パターン形成工程(S10)が行われる様子を工程順に模式的に示す。図7には、転写工程(S20)が行われる様子を工程順に模式的に示す。
【0045】
図5に示す各工程を行うにあたって、先ず、セラミックシート10を準備する。セラミックシート10は、例えば、アルミナ(Al)などを含有するセラミック材料の粉末を、有機溶剤およびバインダなどとともに混練してスラリーを作製した後、シート状に成形することで得られる。
【0046】
セラミックシートを準備した後、導電性パターン形成工程(S10)を行う。図5に示すように、この導電性パターン形成工程(S10)には、準備工程(S11)、フィルム体形成工程(S12)、第1露光工程(S13)、第2露光工程(S14)、および現像工程(S15)などが含まれる。
【0047】
準備工程(S11)では、キャリアフィルム61と、感光性の導電性ペースト62を準備する。キャリアフィルム61としては、例えば、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂製の透明フィルムを用いることができる。キャリアフィルム61は、その両端部がフィルム支持機構50によって支持され、水平状態に固定される(図6の工程A参照)。
【0048】
導電性ペースト62は、例えば、銅(Cu)、タングステン(W)、銀(Ag)、またはモリブデン(Mo)などを含有する金属粉末と、感光性樹脂とを含む。感光性樹脂としては、紫外光が照射されると光硬化するネガ型感光材が用いられる。本実施形態では、例えば、ビスアジド化合物が用いられる。導電性ペーストに感光性樹脂が含まれることで、フォトリソグラフィによって所定形状の導電性パターンを形成することができる。そのため、より精細なパターン形状を有する導電性パターンを形成することができる。
【0049】
フィルム体形成工程(S12)では、準備したキャリアフィルム61上に、導電性ペースト62を塗布する。導電性ペースト62の塗布は、従来公知のスクリーン印刷装置51を用いて行うことができる。これにより、導電性ペースト付着フィルム体(以下、フィルム体と呼ぶ)が得られる。
【0050】
続いて、第1露光工程(S13)および第2露光工程(S14)を順に行う。図6の工程Bには、第1露光工程(S13)が行われる様子を示す。第1露光工程(S13)では、キャリアフィルム61側からフィルム体に対して露光を行う。
【0051】
第1露光工程(S13)の後、第2露光工程(S14)を行う。図6の工程Cには、第2露光工程(S14)が行われる様子を示す。第2露光工程(S14)では、導電性ペースト62側からフィルム体に対して露光を行う。
【0052】
第1露光工程(S13)および第2露光工程(S14)では、DI露光装置52を用いてキャリアフィルム61上に塗布された導電性ペースト62に光を照射する。DI露光装置52は、UV光源52aを備えている。
【0053】
各露光工程では、ガラスマスク70(図6では、図示を省略)を用いてキャリアフィルム61上の導電性ペースト62に光を照射し、配線基板1に形成される各導電性パターンの形状に合わせて、導電性ペースト62内の感光性樹脂を光硬化させる。
【0054】
図8には、第1露光工程(S13)が行われる様子を模式的に示す。図8では、導電性ペースト62のキャリアフィルム61から遠い側の面を第1面62aとし、キャリアフィルム61に接している面を第2面62bとする。また、図9には、導電パターン形成工程(S10)によって形成される導電性パターン40の断面形状を模式的に示す。図9では、第1露光工程(S13)で使用されるガラスマスク70をガラスマスク70aとし、第2露光工程(S14)で使用されるガラスマスク70をガラスマスク70bとする。
【0055】
第1露光工程(S13)では、図8の「1」に示すように、導電性ペースト62の上方に、ガラスマスク70(具体的には、ガラスマスク70a)が配置される。ガラスマスク70には、平板状のガラス71に、形成予定の導電性パターン40の形状にあわせて遮光膜72が設けられている。露光工程では、キャリアフィルム61上の導電性ペースト62に対して、ガラスマスク70を介して、導電性ペースト62に含まれる感光性樹脂が光硬化する紫外光Lが照射される。上述したように、第1露光工程(S13)では、キャリアフィルム61側(すなわち、第2面62b側)からフィルム体に対して紫外光Lを照射する。
【0056】
これにより、遮光膜72が設けられていない領域の導電性ペースト62には紫外光Lが照射される一方、遮光膜72が設けられている領域の導電性ペースト62には紫外光Lが照射されない。その結果、キャリアフィルム61上の導電性ペースト62では、紫外光Lが照射された領域に存在する感光性樹脂のみが光硬化し、遮光膜72によって紫外光が遮られる領域に存在する感光性樹脂は光硬化することなくキャリアフィルム61上に残る。
【0057】
なお、このようにして紫外光Lを照射すると、導電性ペースト62内に含まれる金属粉末によって紫外光が散乱されるため、照射された紫外光Lの一部は、キャリアフィルム61から遠い側(すなわち、第1面62a側)の導電性ペースト62にまで到達しない。そのため、キャリアフィルム61から遠い側(すなわち、第1面62a側)の導電性ペースト62内の感光性樹脂は光硬化が阻害される傾向にある。
【0058】
すなわち、導電性ペースト62において光硬化される領域は、紫外光Lが入射する側(すなわち、第2面62b側)から離れるにしたがって狭くなる。図8の「2」では、導電性ペースト62において光硬化する領域を40Aとして示す。図8に示すように、光硬化する領域40Aは、紫外光Lが入射する側から離れるにしたがって面方向の面積が小さくなる形状となる。この部分の一部が、後の工程で配線部21の第2窄み部23となる。
【0059】
第1露光工程(S13)の終了後に行われる第2露光工程(S14)では、ガラスマスク70bを使用して、キャリアフィルム61とは反対側(すなわち、第1面62a側)からフィルム体に対して紫外光Lを照射する。
【0060】
このようにして紫外光Lを照射すると、第1露光工程(S13)のときと同様の理由で、導電性ペースト62において光硬化される領域は、紫外光Lが入射する側(すなわち、第1面62a側)から離れるにしたがって狭くなる。これにより、光硬化する領域40Aは、紫外光Lが入射する側から離れるにしたがって面方向の面積が小さくなる形状となる。この部分が、後の工程でビア31の窄み部33となる(図9参照)。
【0061】
第2露光工程(S14)では、第1露光工程(S13)のときよりも露光量を大きくすることが好ましい。なお、第1露光工程(S13)では、キャリアフィルム61を通して導電性ペースト62に光が照射されるため、各露光工程の露光量を同じにした場合には、第1露光工程(S13)において導電性ペースト62が受ける光エネルギーの方が小さくなる。また、第2露光工程(S14)で光硬化される感光性の導電性ペースト62の領域は、第1露光工程(S13)で光硬化される感光性の導電性ペースト62の領域よりも狭くなる。
【0062】
その後、現像工程(S15)を行う。現像工程(S15)では、キャリアフィルム61上に、導電性パターン40を形成する。具体的には、導電性ペースト62の未感光部分(領域40A以外の部分)を現像液によって除去する。
【0063】
これにより、光硬化した感光性樹脂を含む導電性ペースト62の領域40Aの部分が残り、キャリアフィルム61上に導電性パターン40が形成される(図6の工程D参照)。導電性パターン40は、第2窄み部23などを有する配線部21と、窄み部33などを有するビア31とを有する(図6の破線枠内を参照)。
【0064】
このように、現像工程(S15)では、第1露光工程(S13)および第2露光工程(S14)を経たフィルム体を現像することによって、キャリアフィルム61に近い側の導電性ペースト62から配線部21となる部分を形成し、キャリアフィルム61から遠い側の導電性ペースト62がビア31となる部分を形成する。
【0065】
以上のようにして、導電パターン形成工程(S10)が行われる。これにより、キャリアフィルム61上に所定形状の導電性パターン40が形成される。
【0066】
続いて、転写工程(S20)を行う。転写工程では、先ず、図7の工程Eに示すように、下型54aおよびピン54bなどを備えるホール加工装置54を用いて、セラミックシート10の所定の箇所(配線基板1において配線部21およびビア31が配置される箇所)に穴10aを形成する。
【0067】
その後、図7の工程Fに示すように、インクジェット装置55などを用いて、セラミックシート10の表面に接着溶剤(例えば、アルコール系溶剤)を塗布し、セラミックシート10の一部をペースト化する。具体的には、セラミックシート10の裏面(セラミック基板11の裏面11bに相当する)側から接着用材を塗布し、裏面と、穴10aの側面とに位置するセラミックをペースト化する。図7では、セラミックシート10において、ペースト化されたセラミック部分を10bで示す。
【0068】
次に、図7の工程Gに示すように、フィルム体の導電性パターン40が形成された面をセラミックシート10側にして、キャリアフィルム61をセラミックシート10の裏面上に載せて、熱プレス装置56を用いて加圧および加熱する。
【0069】
その後、図7の工程Hに示すように、キャリアフィルム61を剥がすことにより、導電性パターン40がセラミックシート10に転写される。ここで、導電性パターン40の少なくとも一部は、セラミックシート10に設けられた穴10a内に埋め込まれた状態となっている。
【0070】
このように、転写工程(S20)では、所定の箇所に穴10aを有するセラミックシート10に対して、現像工程(S15)を経たフィルム体を押し当てて、配線部21およびビア31の導電性パターン40をセラミックシート10に転写する。これにより、セラミックシート10に所定形状の導電性パターン40が形成される。
【0071】
複数のセラミック層を有する配線基板1の場合には、上記の方法で、複数のセラミックシート10を形成した後、各シートを決められた順序で積層する。
【0072】
その後、焼成工程(S30)を行う。焼成工程(S30)では、導電性パターン40が転写されたセラミックシート10、またはその積層体をコファイヤ焼成(同時焼成)する。これにより、セラミックシート10はセラミック基板11となる。なお、焼成工程(S30)を行うことによって、導電性パターン40内に含まれている感光性樹脂は焼失する。
【0073】
焼成工程(S30)が終了すると、メッキ工程などの後工程が行われる。メッキ工程は、従来公知の電解めっき法によって実施される。電解めっき法を行うことで、セラミック基板11から露出している導電性パターンの表面にメッキ被膜を形成することができる。
【0074】
以上のように、本実施形態にかかる配線基板の製造方法では、導電性ペースト62が塗布されたキャリアフィルム61に対して、導電性ペースト62の第2面62b側からの第1露光工程(S13)、および第1面62a側からの第2露光工程(S14)という2回の露光工程を行う。その後、現像工程(S15)を行って、導電性ペースト62の第1面62a側にビア31となる部分を有し、第2面62b側に配線部21となる部分を有する導電性パターン40を得る。
【0075】
このような露光工程および現像工程を用いて導電性パターン40を形成することで、より微細な導電性パターンを形成することができる。そのため、本実施形態にかかる製造方法によれば、例えば、ビアの径および配線部の幅が30μm以下の高精細な導電性パターンを備えた配線基板1を得ることができる。
【0076】
また、1枚のキャリアフィルム61上に設けられた導電性ペースト62から、ビア31および配線部21を形成することで、ビア31と配線部21との相対的な位置関係を容易に規定することができる。そのため、ビアと配線部とを、別々の導電性ペーストを用いて別々の現像工程によって形成する場合に起こり得るビアに対する配線パターンの位置ずれを抑制することができる。
【0077】
また、上述の導電パターン形成工程(S10)における各露光工程では、導電性ペースト62の光硬化される領域が、紫外光Lが入射する側から離れるにしたがって狭くなるという特性を利用して、ビア31と配線部21との接続部において、窄み部33および第2窄み部23を形成することができる。この窄み部33が形成されていることで、ビア31をセラミック基板11から抜けにくくすることができる。
【0078】
なお、上述した本実施形態にかかる製造方法では、転写工程(S20)を行ってセラミックシート10に導電性パターン40を形成している。しかし、本実施形態にかかる配線基板1は、転写工程とは別の方法を用いて製造することもできる。例えば、箱状体の中に導電性パターン40を配置し、この箱状体内に液状のセラミック材料(スラリー)を流し込み、固めるという方法で、セラミックシート10に導電性パターン40を形成することもできる。
【0079】
(実施形態のまとめ)
以上のように、本実施形態にかかる配線基板1は、セラミック基板11と、少なくとも一つの導電性のビア31と、ビア31と電気的に接続される配線部21とを備えている。ビア31は、セラミック基板11に埋め込まれている。配線部21は、セラミック基板11の内部および表面(具体的には、セラミック基板11の表面11aまたは裏面11b)の少なくとも何れかに設けられている。ビア31は、セラミック基板11の厚み方向Yにおける配線部21との接続部において、厚み方向Yと直交する面方向Xの面積が配線部21に向かうにつれて小さくなっている窄み部33を有している。
【0080】
上記の構成によれば、配線部21との接続部において、ビア31が窄み部33を有していることで、セラミック基板11に対するビア31の密着性が向上し、ビア31がセラミック基板11から抜けにくい構成とすることができる。
【0081】
また、本実施形態にかかる配線基板1の製造方法は、フィルム体形成工程(S12)と、第1露光工程(S13)と、第2露光工程(S14)と、現像工程(S15)と、転写工程(S20)と、焼成工程(S30)とを含む。
【0082】
フィルム体形成工程(S12)では、キャリアフィルム61上に感光性の導電性ペースト62を塗布し、導電性ペースト付着フィルム体を形成する。第1露光工程(S13)では、キャリアフィルム61側からフィルム体に対して露光を行う。第2露光工程(S14)では、第1露光工程(S13)の後に、導電性ペースト62側からフィルム体に対して露光を行う。
【0083】
現像工程(S15)では、第1露光工程(S13)および第2露光工程(S14)を経たフィルム体を現像する。これにより、キャリアフィルム61に近い側に位置する導電性ペースト62の一部が配線部21の導電性パターン40となり、キャリアフィルム61から遠い側に位置する導電性ペースト62の一部がビア31の導電性パターン40となる。
【0084】
転写工程(S20)では、ビア31が配置される箇所に少なくとも穴10aを有するセラミックシート10に対して、現像工程(S15)を経たフィルム体を押し当てて、配線部21およびビア31の導電性パターン40をセラミックシート10に転写する。焼成工程(S30)では、導電性パターン40が転写されたセラミックシート10を焼成する。
【0085】
この製造方法によれば、キャリアフィルム61上に設けられた導電性ペースト62から、ビア31および配線部21を同時に現像することで、ビア31と配線部21との相対的な位置関係を容易に規定することができる。そのため、ビアと配線部とを、別々の導電性ペーストを用いて別々の現像工程によって形成する場合に起こり得るビアに対する配線パターンの位置ずれを抑制することができる。
【0086】
また、第1露光工程(S13)および第2露光工程(S14)では、導電性ペースト62の光硬化される領域が、紫外光Lが入射する側から離れるにしたがって狭くなるという特性を利用して、少なくともビア31と配線部21との接続部において、窄み部33および第2窄み部23を形成することができる。窄み部33および第2窄み部23が形成されていることで、ビア31および配線部21をセラミック基板11から剥がれにくい構成とすることができる。
【0087】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した各実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【0088】
1 :配線基板
10 :セラミックシート
11 :セラミック基板
11a :(セラミック基板の)表面(セラミック基板の表面)
11b :(セラミック基板の)裏面(セラミック基板の表面)
20 :接合部(ビアと配線部との接続部)
21 :配線部
22 :本体部
23 :第2窄み部
31 :ビア
32 :柱状部
33 :窄み部
40 :導電性パターン
61 :キャリアフィルム(フィルム)
62 :導電性ペースト
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9