JP2009179518A - 結晶化ガラス基板の製造方法及び両面配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】結晶化工程の熱処理時における基板面内あるいは基板間での温度分布のばらつきを低減でき、しかも熱処理時の処理能力の大幅な向上を可能とする結晶化ガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくともＳｉＯ_２を主成分として含有するガラスを溶融し基板状に成形した後、該ガラス基板に少なくとも熱処理工程を施すことにより結晶化ガラス基板を製造するに際し、前記熱処理工程は多段の加熱手段を基板が順次通過することによって行われ、前段の加熱手段による熱処理が完了し、次段の加熱手段への基板の搬送速度を１ｍ／分以上とする。
【選択図】図２

Description

磁気ヘッド用基板材、両面配線基板の基板等に好適な熱膨張係数の大きな結晶化ガラス基板の製造方法及び両面配線基板の製造方法に関するものである。

結晶化ガラスは、平滑性の良好な平面が容易に得られることから、従来では、例えば薄膜磁気ヘッド用の基板材として用いられてきた。このような結晶化ガラスは、従来の一般的な製法として、所要のガラス成分のものを溶融、成形した後、適当な上昇速度で熱処理を行い、結晶核、一次結晶、二次結晶を順次成長させ、ガラス全体に微結晶を析出させることによって製造されていた。結晶化ガラスにおける析出結晶の微細化技術に関しては、ＴｉＯ_２やＺｒＯ_２等の酸化物、弗化物および金属コロイド等の結晶生成の核として利用することが既に知られている。

さらに、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系で感光性の塩化銀、増感剤の酸化セリウムを含むガラスは、紫外線の露光により照射部分に潜像が生じ、これを熱処理すると銀のコロイドが発生し、更に高温ではＬｉ_２Ｏ・ＳｉＯ_２の結晶が析出する。この結晶は、弗酸への溶解速度がガラス部分の数十倍も速いので、上述の紫外線露光、熱処理によって、前記露光部分のみを弗酸でエッチング（溶解除去）することが可能である。これを利用して、結晶化ガラス（結晶化された感光性ガラス）基板にスルーホールをあけ、基板の両面の導通をとるためのスルーホールメッキ等を施し、さらに基板の両面に、リチウムタンタレート、リチウムニオベートなどのセラミックス圧電体、各種導体金属、誘電体などを成膜、接着し、所定のパターニングを行うことによって、光・電子部品用実装基板として用いられる両面配線基板が得られる。

ところで、アモルファスガラス状態のものを結晶化させるための前記熱処理は、従来は多くの場合、いわゆるバッチ式熱処理炉を用いて行われていた。すなわち、上記熱処理炉内に配置したセラミックス基板上にガラス基板を載せ、結晶核形成から結晶成長に至る所望の温度条件にて加熱を行い、基板全体を結晶化させていた。このとき、炉内のヒータ面から加熱される基板内部に生じる温度分布により基板が変形するため、このような温度分布が無視できる程度にまで温度上昇速度を遅くすることによって変形を抑制した結晶化ガラス基板を得ていた。

また、特許文献１には、板状ガラスを板状部材（セッター）の間に１枚づつ挟み込んだ積層物を、ローラハース方式の移送手段により加熱炉内を移送させながら熱処理を行う結晶化ガラスの製造方法が開示されている。

特開２００２−８７８３５号公報

しかしながら、従来の熱処理方法によると、温度上昇速度をあまり上げられないため、熱処理に要する時間が長時間とならざるを得なく、処理能力に対してエネルギーコスト等が増大してしまうという問題があった。また、前記のような温度分布の不均一が生じると、基板が変形するだけでなく、基板面内の結晶種や結晶粒等が異なっているおそれがある。このように基板面内において結晶種や結晶粒等が異なっている場合、例えば前記両面配線基板の製造において、スルーホールの開き方が異なって孔径がばらついてしまうことや、熱膨張係数が基板面内で異なり基板の反りや基板上に膜を形成して各種用途に使用する際、膜剥れが生じてしまうことが考えられる。

また、バッチ式熱処理炉の場合、例えばヒータ面に近い位置と離れた位置とでは温度ばらつきがあり、庫内での温度ばらつきが生じることはどうしても避けられない。通常多数枚の基板を熱処理炉に入れて一度に処理するため、基板間での熱処理温度のばらつきが生じ、それが原因で、熱膨張係数、基板形状、基板サイズ等が基板間でばらつくという問題も生じていた。

要するに、従来技術によると、基板面内及び基板間において熱処理時の温度分布の不均一による不具合をなくすことが困難であった。
なお、上記特許文献１の技術によると、熱処理時の温度分布の不均一の問題をある程度は解消することができるが、十分な解決には至らない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、第１に、結晶化工程の熱処理時における基板面内あるいは基板間での温度分布のばらつきを低減でき、しかも熱処理時の処理能力の大幅な向上を可能とする結晶化ガラス基板の製造方法を提供することであり、第２に、上記結晶化ガラス基板の製造方法を適用して結晶化したガラス基板を用いる両面配線基板の製造方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。

（構成１）
少なくともＳｉＯ_２を主成分として含有するガラスを溶融し基板状に成形した後、該ガラス基板に少なくとも熱処理工程を施すことにより結晶化ガラス基板を製造する結晶化ガラス基板の製造方法であって、前記熱処理工程は多段の加熱手段を基板が順次通過することによって行われ、前段の加熱手段による熱処理が完了し、次段の加熱手段への基板の搬送速度を１ｍ／分以上とすることを特徴とする結晶化ガラス基板の製造方法である。

（構成２）
装置内が隔壁にて多数の加熱室に仕切られ、且つローラー搬送機構を有する連続式熱処理装置を用いて前記熱処理工程を実施することを特徴とする構成１に記載の結晶化ガラス基板の製造方法である。

（構成３）
前記熱処理工程は、最高到達温度を７８０℃〜９００℃の間で調節して行うことを特徴とする構成１又は２に記載の結晶化ガラス基板の製造方法である。
（構成４）
前記熱処理工程に先立って、ガラス基板に紫外線露光を施すことを特徴とする構成１乃至３のいずれか一に記載の結晶化ガラス基板の製造方法である。

（構成５）
ガラス基板の表裏両面に形成された電気配線パターンと、前記ガラス基板の表裏両面に連通する、内部に導電性材料が形成された貫通孔とを有し、前記ガラス基板の表裏両面に形成された各前記電気配線パターンが、前記貫通孔に形成された導電性材料を介して電気的に導通された両面配線基板の製造方法であって、前記ガラス基板に前記貫通孔を形成する工程と、前記ガラス基板に対して、少なくとも熱処理を行うことにより前記ガラス基板を結晶化する工程と、前記貫通孔の内部に導電性材料を形成する工程とを有し、前記結晶化工程における熱処理は、構成１乃至４のいずれか一に記載の結晶化ガラス基板の製造方法における熱処理工程を行うことを特徴とする両面配線基板の製造方法である。

本発明の結晶化ガラス基板の製造方法によれば、ガラス基板に少なくとも熱処理工程を施すことにより結晶化ガラス基板を製造する方法であって、前記熱処理工程は多段の加熱手段を基板が順次通過することによって行われ、前段の加熱手段による熱処理が完了し、次段の加熱手段への基板の搬送速度を１ｍ／分以上とすることにより、熱処理時における基板面内あるいは基板間での温度分布のばらつきを低減でき、しかも熱処理時の処理能力を大幅に向上することが可能になる。

また、上記の熱処理工程は、装置内が隔壁にて多数の加熱室に仕切られ、且つローラー搬送機構を有する連続式熱処理装置を好ましく用いることができる。
また、上記の熱処理工程は、熱処理時の最高到達温度を７８０℃〜９００℃の間で調節して行うことが好ましい。
また、上記の熱処理工程に先立って、ガラス基板に紫外線露光を施すことにより、熱膨張係数の大きな結晶化ガラス基板が容易に得られるため、好ましい実施態様である。

またさらに、本発明の両面配線基板の製造方法によれば、本発明の結晶化ガラス基板の製造方法を適用してガラス基板を結晶化する工程を有することにより、基板の変形等がなく、熱膨張係数等の特性値のばらつきも少なく、成膜等により接合する電気配線パターンの材質に合わせて所望の熱膨張係数を有する結晶化ガラス基板を形成することができるので、使用環境において温度変化があっても、配線パターンの剥離、切断、基板の反りなどの不具合が起こらず、安定して動作する高信頼性の両面配線基板を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。
まず、本発明による結晶化ガラス基板の製造方法について詳しく説明する。
本発明による結晶化ガラス基板の製造方法は、少なくともＳｉＯ_２を主成分として含有するガラスを溶融し基板状に成形した後、該ガラス基板に少なくとも熱処理工程を施すことにより結晶化ガラス基板を製造する方法である。そして、上記熱処理工程は多段の加熱手段を基板が順次通過することによって行われ、前段の加熱手段による熱処理が完了し、次段の加熱手段への基板の搬送速度を１ｍ／分以上とすることを特徴とする。

本発明によれば、熱処理時における基板面内あるいは基板間での温度分布のばらつきを低減でき、しかも熱処理時の処理能力を大幅に向上することが可能になる。

本発明に用いるガラス素材は、少なくともＳｉＯ_２を主成分として含有するものであれば、成分の種類は本発明において特に制約される必要はないが、通常は、例えば重量百分率で、ＳｉＯ_２：70〜85％，Ａｌ_２Ｏ_３：0.1〜10％，Ｌｉ_２Ｏ：5〜20％，Ａｇ及び／又はＡｕ：0.001〜0.1％，Ｓｂ_２Ｏ_３：0.01〜1％、等を含む多成分系のガラス素材を好ましく用いることができる。本発明の結晶化ガラス基板は、露光感度低下の原因となる不純物を含まないことが好ましいため、上記ガラス成分の合計含有量を９０％以上とすることが好ましい。また、これらのガラス成分に加えて、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，ＺｎＯ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＳｎＯ_２，Ｆ等は必須成分ではないが、ガラスの結晶化特性、熱膨張特性の調整、清澄などの目的で、それぞれ１０％未満の範囲で適宜用いることができる。

とりわけ、上記のＳｉＯ_２とＬｉ_２Ｏの含有量が上記の範囲外であると、後の熱処理工程において熱膨張係数を大きくする効果のあるα−石英およびトリジマイトの析出量が少なくなり、例えば１３×１０^−６／℃以上の大きな熱膨張係数が得られにくくなる。

このようなガラス素材を溶融成形する方法は、本発明においては公知の方法を任意に適用することができる。本発明による結晶化ガラス基板を例えば両面配線基板の基材として用いる場合には、溶融したガラス素材を所定の板状に成形する。

次に、たとえば板状に成形したガラス基板を本発明にしたがい熱処理工程を施すことにより結晶化工程を実施する。
図１は本発明の熱処理工程に好適な熱処理装置の構成を示す平面概略図、図２はその側面概略構成図である。これら図１及び図２に示す熱処理装置は、装置内が隔壁にて多数の加熱室１００，２００，３００，・・・に仕切られ、且つローラー搬送機構を有する連続式熱処理装置である。

各加熱室１００，２００，３００、・・・内は、図示していない加熱手段（ヒータ）が配置されており、それぞれの加熱室内は所定の温度に設定されている。それぞれの加熱室内においては雰囲気温度を上げたり下げたりしないので、予め設定した温度に常に一定に保たれている。また、ローラ搬送機構により基板１を搬送する場合は、基板１が水平状態を保ちながら移動するため、各加熱室は基板の移動のための大きな空間領域は必要とせず、各加熱室内の空間を必要最小限の小スペースにできる。この観点からも、各加熱室内部での温度ばらつきはほとんどなく、基板面内での温度分布の不均一が起こらないように、各加熱室内において均一かつ安定した熱処理を施すことができる。

基板１はたとえば最初の加熱室１００において一定の時間保持され、所定温度の加熱処理をうける。そして、次の加熱室２００へ搬送され、ここでも一定の時間、所定温度の加熱処理をうける。こうして、基板１は各加熱室を順次通過していく。

基板１の搬送は、図２に概略構成を示すように本実施の形態では、ローラ搬送機構を採用している。例えば加熱室１００での熱処理が完了すると、基板１の下面に配設されたローラ１０１〜１０３、及びローラ１０４が回転駆動を開始し、基板１は次の加熱室２００へ搬送される。なお、ローラの材質、本数や間隔などは、基板１を安定した状態で搬送するのに支障がない限りにおいて任意に構成することができる。ただし、各ローラは熱処理を受けるため、耐熱性の材料で構成したものが望ましい。

そして、本発明においては、前段の加熱室における熱処理が完了し、次段の加熱室へ基板を搬送する際の搬送速度を１ｍ／分以上とすることを特徴としている。つまり、各加熱室間の基板の搬送を出来るだけ素早く行う。その理由は、第１に、熱処理工程に要する全体の時間を短縮することが出来る。第２に、各加熱室間の基板の搬送を緩やかに行った場合、基板の搬送方向先端側から次の加熱室内（前段の加熱室よりも例えば高い温度に設定されている）にゆっくりと入っていくため、搬送方向に依存する基板面内での温度分布むらが生じやすく、基板の変形等の要因となる。これに対し、各加熱室間を速やかに搬送した場合には、基板全体が時間差無く次の加熱室での熱処理を受けるため、温度分布むらが起きるのを抑制することが出来る。

従って、基板の搬送速度は速いほど望ましいわけであるが、搬送安定性の観点からは、１ｍ／分〜５ｍ／分の範囲内とすることが好適である。

本実施の形態では、上述のように、基板の移動手段としてローラ搬送機構を採用しているが、基板を次の加熱室へ瞬時に搬送できる手段であればローラ搬送機構に制約される必要はない。ただし、ローラ搬送機構は、基板を水平状態のまま速やかに搬送でき、極く小さな空間内での搬送が可能であること、基板を保持移動させるための特別な手段が要らないこと、搬送ローラの回転駆動制御だけで済むため制御機構が簡単に構成できること、等の理由から本発明には特に好適である。

本発明において、上記熱処理は、熱処理温度を７８０℃〜９００℃の間で調節して行うことが望ましい。ただし、この熱処理温度は最高到達温度であって、その到達温度までは所望の昇温速度で段階的にあるいは連続的に温度を上昇させ、また一定時間保持させ、結晶核形成、一次結晶、二次結晶等を順次成長させることが望ましい。図３は、このような熱処理時の温度条件（熱処理スケジュール）のほんの一例を示したもので、温度と時間との関係をあらわす曲線図である。本発明の熱処理工程を前述の図１及び図２に示すような連続式熱処理装置を用いて実施する場合、例えば図３に示すような熱処理時の温度条件に従って、各加熱室での熱処理条件を設定することになる。したがって、結晶化工程のための熱処理工程では、熱処理を何段で行うか（あるいは加熱室をいくつ配置するか）等の設計は、基本的には熱処理時の温度条件にしたがって決定される。

たとえば前述のガラス素材の場合、最高到達温度に達する温度上昇の過程及び最高到達温度での処理過程において、Ｌｉ_２Ｏ・ＳｉＯ_２結晶の析出・成長、Ｌｉ_２Ｏ・ＳｉＯ_２結晶のＬｉ_２Ｏ・２ＳｉＯ_２結晶への転移（結晶相の転移）、Ｌｉ_２Ｏ・２ＳｉＯ_２結晶の析出・成長が順次好ましく起こり、例えば８００℃以上の熱処理温度では、Ｌｉ_２Ｏ・ＳｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏ・２ＳｉＯ_２、及びＳｉＯ_２の３種類、もしくはＬｉ_２Ｏ・２ＳｉＯ_２、及びＳｉＯ_２の２種類の結晶が異なる比率で析出しているものと考えられる。

なお、熱処理温度が７８０℃未満であると、上述の結晶相転移が起こらず、本発明に好ましい結晶種の析出が少なくなる。一方、熱処理温度が９００℃を超えると、一部溶解してしまい、基板として用いる場合の物性を劣化させるおそれがある。

また、本発明においては、このようなガラス結晶化させる熱処理に先立って（つまり結晶化前のアモルファスガラスの状態で）、紫外線露光を行ってもよい。本発明においては、露光エネルギー（露光量）を例えば１〜２０Ｊ／ｃｍ^２の間で適宜調節して紫外線露光を行い、この紫外線露光後に本発明による熱処理を施して、アモルファス状態のガラスを結晶化させることにより、たとえば１２×１０^−６／℃から１７×１０^−６／℃の大きな熱膨張係数を有する結晶化ガラス基板を得ることができる。

本発明者らの検討によると、従来の結晶化ガラスの場合、８５０℃〜８８０℃の熱処理工程を経ることで、Ｌｉ_２Ｏ・２ＳｉＯ_２が主結晶として析出し、１０×１０^−６／℃〜１１×１０^−６／℃程度の熱膨張係数が得られることが確認されている。しかし、これだけでは熱膨張係数を十分に上げられない。上述の熱処理に先立って所定の紫外線露光を施した場合、上記の熱膨張係数の値を超える１２×１０^−６／℃〜１７×１０^−６／℃という高い熱膨張係数のものが得られる。従来の結晶化ガラスに含まれる熱膨張係数を大きくする効果のあるα−石英などの結晶成分以外に、石英と同じく二酸化ケイ素の変態の一つであるトリジマイト（tridymite、リン珪石）などの熱膨張係数の特に大きい結晶成分が含まれているものと推察される。つまり、ガラス結晶化のための熱処理に先立って所定の紫外線露光を施すことにより得られる結晶化ガラスは、結晶種で特徴付けると、結晶種として少なくともα−石英及びトリジマイトを含む結晶化ガラスであるといえる。

次に、本発明の具体的な適用例として、本発明による結晶化ガラス基板を用いる両面配線基板の製造工程を説明する。図４はこのような両面配線基板の製造工程を示す概略断面図である。
同図（ａ）は、感光性ガラスからなる板状の基板１である。この感光性ガラスは、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系の成分に加えて感光性の塩化銀、増感剤の酸化セリウムを含有する。

この感光性ガラス基板１上にフォトマスク２（透光性基板２１上に所定のホールパターン２２を有する）を密着させ、所定の露光３を行う（同図（ｂ）参照）。感光性ガラス基板１の照射部分に潜像が生じ、これを熱処理すると銀コロイドが発生し、更にＬｉ_２Ｏ・ＳｉＯ_２の結晶が析出し、結晶化部１１を形成する（同図（ｃ）参照）。この結晶は、弗酸への溶解速度がガラス部分の数十倍も速いので、上記照射部分のみを弗酸でエッチング（溶解除去）することにより、感光性ガラス基板１に貫通孔（スルーホール）１２をあける（同図（ｄ）参照）。

次に、このようなスルーホール１２のあけられた感光性ガラス基板１に対して、本発明に従い結晶化のための熱処理を行って、結晶化ガラス基板１０を得る（同図（ｅ）参照）。

次いで、基板１０の両面の導通をとるための上記貫通孔１２の内壁にスルーホールメッキ等による導体膜を形成し、その後、絶縁性樹脂を貫通孔１２内に充填する方法でもよいが、本発明においては、例えば国際公開第２００５／０２７６０５号に開示されているように、上記貫通孔１２に金属銅からなる銅ポスト４を充填する方法が好適である（同図（ｆ）参照）。銅ポスト４は、電解メッキ法を用い、まず貫通孔１２の一方の開口部を銅で閉塞し、その後、閉塞した一方の開口部から他方の開口部に向かって更に銅をメッキしていくことにより充填する。この方法によると、基板１０の表裏両面が確実に電気的に接続可能となるとともに、両面配線基板全体として高い耐熱性を確保することが可能になる。

上記貫通孔１２への銅ポスト４の充填後、基板１０の両面に、密着力強化層を形成してもよい。この密着力強化層は、結晶化ガラス基板１０と、後に配線パターンとして形成されるセラミックス圧電体、各種導体金属、誘電体などの単一又は積層薄膜５Ａ，５Ｂとの密着力を向上させるためのものであり、例えばスパッタクロム層、スパッタクロム銅層、スパッタ銅層などの単一又は積層膜などを用いると好適である。
さらに基板１０の両面にそれぞれ配線パターンを形成するため、セラミックス圧電体、各種導体金属、誘電体などの単一又は積層薄膜５Ａ，５Ｂを成膜、あるいは接着し（同図（ｇ）参照）、この薄膜５Ａ，５Ｂに例えばフォトリソグラフィ法により所定のパターニングを行うことによって、同図（ｈ）に示すような光・電子部品用実装基板として用いられる両面配線基板６が得られる。

本発明によれば、上述の図２（ｅ）の結晶化工程において、本発明に従い熱処理を行うことにより、基板の変形等がなく、熱膨張係数等の特性値のばらつきも少なく、（ｇ）の工程で接合する薄膜５Ａ，５Ｂの材質に合わせて所望する熱膨張係数を有する結晶化ガラス基板を形成することができる。そのため、製造プロセスや使用環境中に著しい温度変化が生じても配線パターンの剥離や基板の反りといった問題が起こらず、高信頼性の両面配線基板とすることができる。また、上述の図２（ｅ）の結晶化工程において、本発明に従い熱処理を行うことにより、基板面内において結晶種や結晶粒のばらつきが抑えられ、スルーホールの孔径のばらつきを抑えた両面配線基板とすることができる。

次に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。併せて、比較例についても説明する。
（実施例１）
重量百分率でＳｉＯ_２：79％，Ａｌ_２Ｏ_３：5％，Ｌｉ_２Ｏ：10.5％，Ｋ_２Ｏ：3.75％，ＺｎＯ：0.5％，Ａｇ：0.055％，Ｓｂ_２Ｏ_３：0.2％を含むガラス素材を公知の方法で溶融し、所定の大きさの板状に成形した。

この板状のガラス基板を１００枚準備し、前述の図１、図２に示すような連続式熱処理装置を用いてロングランテストを行った。
なお、熱処理条件は、最高到達温度８５０℃、２時間とし、最高到達温度に達するまでの昇温条件は適宜設定した。
こうして熱処理後、放冷し、１００枚の結晶化ガラス基板を得た。

以上のようにして得られた１００枚の結晶化ガラス基板は、いずれも基板の変形等はなかった。また、基板面内に生じていた温度分布のばらつきは、±２℃程度にまで低減でき、さらには基板間での温度ばらつきもほとんど認められなかった。

さらに、得られた１００枚の結晶化ガラス基板について、熱膨張係数の測定を行ったところ、いずれの基板も１０×１０^−６／℃〜１１×１０^−６／℃の範囲内であり、ばらつきは小さかった。なお、熱膨張係数の測定は、示差熱分析装置（THERMO PLUS TMA8310、理学電気社製）を用いて行った。

以上説明したように、本発明の実施例によれば、結晶化工程の熱処理時における基板面内あるいは基板間での温度分布のばらつきを低減でき、また得られた熱膨張係数等の特性値のばらつきも低減できた。しかも熱処理に要する時間を従来のバッチ式と比べると大幅に低減できた（約４分の１以下）。したがって、処理能力の大幅な向上、エネルギーコストの大幅な低減等が可能である。

（比較例）
上記実施例と同様の組成のガラス素材を溶融し、所定の大きさの板状に成形した。
この板状のガラス基板を１００枚準備し、従来のバッチ式熱処理装置を用いて結晶化工程の熱処理を行った。ただし、上記熱処理装置は一度に５０枚しか処理できないため、１００枚の基板を２回に分けて行った。
なお、熱処理条件は、実施例と同様、最高到達温度８５０℃、２時間とし、最高到達温度に達するまでの昇温条件は実施例と同様適宜設定した。
こうして熱処理後、放冷し、１００枚の結晶化ガラス基板を得た。

以上のようにして得られた１００枚の結晶化ガラス基板は、一部に基板の変形等がみられた。また、基板面内に生じていた温度分布のばらつきは、±１０℃と大きく、さらには基板間での温度ばらつきも認められた。
さらに、得られた１００枚の結晶化ガラス基板について、実施例と同様に熱膨張係数の測定を行ったところ、いずれの基板も９×１０^−６／℃〜１２×１０^−６／℃の範囲内であり、基板間でのばらつきはやや大きかった。

以上説明したように、比較例によれば、結晶化工程の熱処理時における基板面内あるいは基板間での温度分布のばらつきの低減を図ることが困難である。しかも、熱処理に要する時間が長時間（３６時間程度）であり、処理能力の向上、エネルギーコスト等の低減も図れない。

（実施例２）
本実施例は、本発明の結晶化ガラス基板の製造方法を適用した両面配線基板の製造例であり、ここでも前述の図２を参照しながら説明する。
重量百分率でＳｉＯ_２：79％，Ａｌ_２Ｏ_３：5％，Ｌｉ_２Ｏ：10.5％，Ｋ_２Ｏ：3.75％，ＺｎＯ：0.5％，Ａｇ：0.055％，Ｓｂ_２Ｏ_３：0.2％を含むガラス素材を公知の方法で溶融し、所定の大きさの板状に成形し、感光性ガラス基板１を１００枚準備した（図２（ａ）参照）。

この各感光性ガラス基板１上にフォトマスク２（透光性基板２１上に所定のホールパターン２２を有する）を密着させ、所定の紫外線露光３を行った（同図（ｂ）参照）。感光性ガラス基板１の照射部分に潜像が生じ、これを約４００℃で熱処理を行って、貫通孔形成部分を結晶化し、結晶化部１１を形成した（同図（ｃ）参照）。その後、希フッ化水素酸（約１０％溶液）を感光性ガラス基板１０の両面にスプレーして、上記結晶化部１１（照射部分）のみをエッチング（溶解除去）することにより、感光性ガラス基板１に孔径が２０μｍの貫通孔（スルーホール）１２を形成した（同図（ｄ）参照）。

次に、このような貫通孔１２のあけられた各感光性ガラス基板１に対して、紫外線露光および熱処理を行って、結晶化ガラス基板基板１０を得た（同図（ｅ）参照）。具体的には、後で配線パターンとして基板の両面に成膜する銅薄膜の熱膨張係数（１６×１０^−６／℃）を考慮し、６００ＷＸｅ−Ｈｇランプを用い、露光量が、８．５Ｊ／ｃｍ^２となるように露光時間を設定して紫外線露光を行った。また、露光後の熱処理は、１００枚のガラス基板に対して、本発明に従い実施例１と同様の連続式熱処理装置を用いて行い、熱処理条件は、最高到達温度８５０℃、２時間とした。そして熱処理後、ガラス基板１０を放冷した。得られた結晶化ガラス基板１０の熱膨張係数を測定したところ、いずれの基板も略１６×１０^−６／℃であり、銅の熱膨張係数と同様であった。また、孔径のばらつきは、±１μｍと揃っており良好であった。

次に、結晶化ガラス基板１０の両面の導通をとるため、国際公開第２００５／０２７６０５号に開示された方法に従い、上記貫通孔１２に金属銅からなる銅ポスト４を充填した（同図（ｆ）参照）。具体的には、まず、ＤＣスパッタ装置を使用し、結晶化ガラス基板１０の裏面に電極層を形成した。この電極層は、基板１０に近い側から順に、０．０５μｍ厚のクロム層、０．０５μｍ厚のクロム銅層（クロム：銅＝４：９６原子％）、１．５μｍ厚の銅層の３層構造とした。電極層を形成した後、電解メッキ法を用いて、まず電極層が形成された裏面における貫通孔１２の開口部を銅メッキで閉塞した。この際、電極層が形成された基板１０の裏面側が、陽極に対向するような状態で通電し、電流密度を３Ａ／ｄｍ^２とした。その後、基板１０表面側の貫通孔１２の開口部が陽極と対向するように配置し直して、電解メッキを行い、閉塞した一方の開口部から他方の開口部に向かって更に銅をメッキしていくことにより貫通孔１２を充填した。この際の電流密度は０．５Ａ／ｄｍ^２とした。
基板１０表面側に突出した電解メッキ銅層はラップ法を用いて除去し、次いで、基板１０裏面側の電解メッキ銅層および電極層はエッチングにより除去して、貫通孔１２を銅ポスト４で充填した。

上記貫通孔１２への銅ポスト４の充填後、基板１０の表裏両面に、ＤＣスパッタ装置を使用し、密着力強化層を形成した。この密着力強化層は、基板１０に近い側から順に、０．０５μｍ厚のクロム層、０．０５μｍ厚のクロム銅層（クロム：銅＝４：９６原子％）、１．５μｍ厚の銅層の３層構造とした。
次に、基板１０両面の密着力強化層上に、電解メッキにより、配線パターンを形成するための銅膜を約３．５μｍ厚に成膜した（同図（ｇ）参照）。次いで、フォトリソグラフィ法を用いて、基板１０の両面の銅膜をパターニングした。つまり、まず基板１０の両面にポジ型フォトレジストを塗布し、所望の配線パターンに応じた露光、現像を行ってレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、銅膜および密着力強化層のウェットエッチングを行い、結晶化ガラス基板１０の両面に所定の配線パターンを形成した両面配線基板を得た（同図（ｈ）参照）。
こうして、１００枚の両面配線基板を作製した。

得られた１００枚の両面配線基板は、基板の熱膨張係数等の特性値のばらつきは少なく、たとえば使用環境において著しい温度変化があっても、配線パターンの剥離、切断、基板の反りなどの不具合が起こらず、安定して動作する高信頼性の両面配線基板を得ることができた。

本発明に好適に用いられる連続式熱処理装置の平面概略図である。 上記熱処理装置の側面概略構成図である。 熱処理時の温度条件の一例を示す温度と時間との関係をあらわす曲線図である。 本発明による結晶化ガラス基板を用いる両面配線基板の製造工程を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 感光性ガラス基板
２ フォトマスク
３ 露光
４ 銅ポスト
５Ａ，５Ｂ 薄膜
６ 両面配線基板
１０ 結晶化ガラス基板
１２ 貫通孔（スルーホール）
１００，２００，３００・・・ 加熱室

Claims (5)

1. 少なくともＳｉＯ_２を主成分として含有するガラスを溶融し基板状に成形した後、該ガラス基板に少なくとも熱処理工程を施すことにより結晶化ガラス基板を製造する結晶化ガラス基板の製造方法であって、
   前記熱処理工程は多段の加熱手段を基板が順次通過することによって行われ、前段の加熱手段による熱処理が完了し、次段の加熱手段への基板の搬送速度を１ｍ／分以上とすることを特徴とする結晶化ガラス基板の製造方法。
2. 装置内が隔壁にて多数の加熱室に仕切られ、且つローラー搬送機構を有する連続式熱処理装置を用いて前記熱処理工程を実施することを特徴とする請求項１に記載の結晶化ガラス基板の製造方法。
3. 前記熱処理工程は、最高到達温度を７８０℃〜９００℃の間で調節して行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の結晶化ガラス基板の製造方法。
4. 前記熱処理工程に先立って、ガラス基板に紫外線露光を施すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の結晶化ガラス基板の製造方法。
5. ガラス基板の表裏両面に形成された電気配線パターンと、前記ガラス基板の表裏両面に連通する、内部に導電性材料が形成された貫通孔とを有し、前記ガラス基板の表裏両面に形成された各前記電気配線パターンが、前記貫通孔に形成された導電性材料を介して電気的に導通された両面配線基板の製造方法であって、
   前記ガラス基板に前記貫通孔を形成する工程と、
   前記ガラス基板に対して、少なくとも熱処理を行うことにより前記ガラス基板を結晶化する工程と、
   前記貫通孔の内部に導電性材料を形成する工程とを有し、
   前記結晶化工程における熱処理は、請求項１乃至４のいずれか一に記載の結晶化ガラス基板の製造方法における熱処理工程を行うことを特徴とする両面配線基板の製造方法。
   

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