JP2009231649A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板本体の内部に位置する複数のセラミック層をビア導体が軸方向に連続して貫通しても、該ビア導体の突き上げに起因するクラックの発生や電気的短絡を防止でき、且つ最外層のセラミック層の表・裏面を平坦にして、それらの上に電子部品などを精度良く実装できる配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】貫通孔ｈが形成された複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ５を積層してなり、表面３および裏面４を有する基板本体２と、該基板本体２の内部に配置され、且つその厚み方向に沿って複数の貫通孔ｈが連続したビアホール１０と、を備え、該ビアホール１０を構成する複数の貫通孔ｈのうち、最外側のセラミック層Ｓ１，Ｓ５以外のセラミック層Ｓ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されたスルーホール導体Ｔと、該スルーホール導体Ｔが形成された貫通孔ｈを除いたビアホール１０を構成する他の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、が連続して配置されている、配線基板１ａ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、積層した複数のセラミック層から構成される基板本体の内部にビア導体が連続しつつ貫通して設けられ、該ビア導体の突き上げに起因するクラックや短絡などの電気的な不具合を抑制した配線基板およびその製造方法に関する。

複数のセラミック層と導体層とを交互に積層してなる多層セラミック配線基板の製造過程において、上記セラミック層となるグリーンシートの搬送を容易にするため、その一面にキャリアシートを貼り付けた状態で、ビアホールとなる貫通孔が穿孔され、更に該貫通孔に導電性インクを充填する場合がある。上記グリーンシートを積層して多層セラミック配線基板を製造すると、上記キャリアシートの厚み相当分や、ビアホール内への導電性インクなどの過剰な充填に起因して、ビア導体が軸方向に延出して外向きに突き上げ、セラミック層にクラックを生じたり、導体層間の距離が著しく短くなり、短絡が発生してしまう場合がある。

例えば、セラミックからなる複数の絶縁層と、それらの間ごとに配置した導体層とを有し、これらの厚み方向に沿って貫通するビアホール内に形成したビア導体が、導電性ペーストなどの過剰な充填により軸方向に延びる突き上げを生じ、最外側の絶縁層とこれに隣接する絶縁層との間に形成された面導体が外向きの凸形状に変形する場合がある。かかる凸形部の影響を避けてコンデンサを基板内に内設するため、該凸形部の真上に位置し、且つ最外側の絶縁層の表面に配置された電極導体の内部に、導体不在部となる抜き孔を形成した多層基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記面導体、最外側の絶縁層、および電極導体は、上記多層基板内においてコンデンサを構成している。
特開２００５−３４７５６７号公報（第１〜１３頁、図１）

ところで、ビア導体が、基板本体の内部に位置する複数のセラミック層をその厚み方向に沿って貫通する際に突き上げが生じると、付近のセラミック層にクラックが生じたり、最外側のセラミック層の表面が平坦にならない場合があった。更に、ビア導体の軸方向に沿った基板本体の表面近傍に形成された外部接続用のパッドを介して、半導体チップなどの電子部品を実装する場合に、該パッド自体の平坦性が低下する。その結果、該電子部品と上記パッドとの電気的導通が不安定になると共に、実装した電子部品の動作が不十分になるなどのおそれがあった。
あるいは、上記ビア導体が突き上げを生じると、基板本体の裏面近傍に形成されたパッドが平坦にならず、これに接続すべき導体ピンを所要の位置および姿勢でハンダ付けできなくなる場合もあった。

本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、基板本体の内部に位置する複数のセラミック層をビア導体が軸方向に連続して貫通しても、該ビア導体の突き上げに起因するクラックの発生や電気的短絡を防止できると共に、最外層のセラミック層の表・裏面を平坦にし、それらの上に電子部品などを精度良く実装などでき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。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、基板本体の内部において複数のセラミック層を厚み方向に沿って貫通する複数の貫通孔からなるビアホール内にビア導体を形成するに際し、一部の上記セラミック層の貫通孔の中心部に、空間を備えたスルーホール導体を形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、貫通孔が形成されたセラミック層を含む複数のセラミック層を積層してなり、且つ表面および裏面を有する基板本体と、かかる基板本体の内部に配置され、且つ該基板本体の厚み方向に沿って複数の上記貫通孔が連続したビアホールと、を備え、かかるビアホールを構成する複数の貫通孔のうち、最外側のセラミック層以外のセラミック層の貫通孔の内壁面に沿って形成されたスルーホール導体と、該スルーホール導体が形成された貫通孔を除いた上記ビアホールを構成する他の貫通孔に充填されたビア導体と、が連続して配置されている、ことを特徴とする。

これによれば、基板本体を形成する複数のセラミック層のうち、少なくとも最外側のセラミック層を除いた複数のセラミック層ごとに形成された貫通孔が連続するビアホール内において、何れかのセラミック層の貫通孔にスルーホール導体が形成されている。そのため、該スルーホール導体が、製造時の複数のグリーンシートの積層・圧着工程において、隣接するビア導体の前記突き上げによる膨張を予め吸収をしている。その結果、上記ビア導体およびスルーホール導体の軸方向に沿った最外層のセラミック層の表面および裏面近傍の少なくとも一方が、突き上げを生じにくくなる。従って、基板本体内におけるクラック発生や、例えば、ビア導体と配線層などとの導体間の短絡などによる電気的不具合を防止できる。
しかも、基板本体の表・裏面も平坦面ないしほぼ面一となるので、表・裏面に形成されるパッドや、該表・裏面に露出する前記と別のビア導体の端面などを介して、電子部品を精度良く実装したり、外部接続用の導体ピンを所定の位置および姿勢にしてハンダ付けなどにて固着できる。更に、基板本体の表面と基板本体の内部とで対向して形成した一対の導体層により構成されるコンデンサや、基板本体の内部で相互に対向する一対の導体層により構成されるコンデンサを、所定容量値にして容易に調節することも可能となる。

尚、前記セラミック層のセラミックには、アルミナなどの高温焼成セラミック、あるいは、ガラス成分を約５０質量％程度含む低温焼成セラミックが含まれる。
また、前記ビア導体やスルーホール導体を含む導体には、前記セラミック層のセラミックが高温焼成セラミックからなる場合には、ＷやＭｏなどが用いられ、低温焼成セラミックの場合には、ＡｇやＣｕなどが用いられる。
更に、前記ビアホールは、基板本体を形成する複数のセラミック層のうち、少なくとも最外側のセラミック層を除く、複数の中層のセラミック層ごとの貫通孔によって形成される。

また、スルーホール導体が貫通孔に形成されるセラミック層は、少なくとも最外側のセラミック層を除いたセラミック層のうちの何れかであり、例えば、貫通孔にビア導体が充填された中層のセラミック層の内側に隣接するセラミック層や、該セラミック層よりも更に内側に位置するセラミック層でも良い。該スルーホール導体の軸方向における両端面の少なくとも一方には、前記ビア導体が接続され、他方には該ビア導体または基板内部の配線層が接続される。
更に、前記スルーホール導体は、後述する製造工程で、未焼成の該スルーホール導体が形成されたセラミック層を含む複数のセラミック層を積層・圧着する際の圧力によって、中心部に当初位置していたほぼ円柱形の空間が、ほぼ鼓形などの異形を呈するものとなったり、微小な隙間となっていても良い。
加えて、前記スルーホール導体は、貫通孔の内壁面に沿った外周部を有し、かかる外周部付近の表層を主に電流が流れるため、ビア導体に比べても、電気抵抗を殆んど増加させない。

また、本発明には、前記スルーホール導体は、焼成後の厚みが１００μｍ以上の前記セラミック層を貫通する貫通孔の内壁面に沿って形成されている、配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、焼成後の厚みが１００μｍ以上となる比較的厚いセラミック層を貫通する貫通孔の内壁面に沿って、スルーホール導体が形成されているので、製造時にて前記貫通孔における一方の開口部を負圧とした状態で、他方の開口部から導電性ペーストなどを吸引させつつ容易に塗布・形成することができる。しかも、比較的厚いセラミック層の貫通孔には、導電性ペーストなどを吸引・塗布して、スルーホール導体を形成できるため、当該製造工程も容易となる。

更に、本発明には、前記スルーホール導体の軸方向における少なくとも一方の開口部に、前記ビア導体の一部が進入している、配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、スルーホール導体の軸方向における一方または双方の開口部に、隣接するビア導体の一部が進入しているため、該スルーホール導体とビア導体との電気的導通を確保することが可能となる。

一方、本発明による配線基板の製造方法（請求項４）は、焼成後の厚みが１００μｍ以上または１００μｍ未満となる複数のグリーンシートに貫通孔を形成する工程と、上記グリーンシートのうち、少なくとも一層のグリーンシートに形成した上記貫通孔に導電性ペーストを充填してビア導体を形成する工程と、上記グリーンシート以外のグリーンシートのうち、少なくとも一層のグリーンシートに形成した上記貫通孔の内壁面に沿って、導電性ペーストを円環状に配設してスルーホール導体を形成する工程と、少なくとも上記ビア導体およびスルーホール導体が形成された複数のグリーンシートを、該ビア導体とスルーホール導体とが軸方向に沿って連続するように積層する工程と、を含む、ことを特徴とする。

これによれば、積層工程で少なくとも最外側以外の中層となるグリーンシートの貫通孔にビア導体を形成し、他の中層となるグリーンシートの貫通孔にスルーホール導体に形成し、これらの貫通孔が連続するビアホールを形成するように、複数の上記グリーンシートを積層・圧着している。その結果、基板本体を構成する中層となる複数のセラミック層の厚み方向に沿って貫通するビアホール内において、何れかの貫通孔にスルーホール導体が、これ以外の貫通孔にビア導体が、互いにほぼ同軸で形成される。従って、該ビア導体およびスルーホール導体の電気的導通が十分に可能で、且つ突き上げを生じにくくなるため、基板本体内でのクラックの発生や、導体間の短絡などの電気的不具合を防止できる。しかも、上記ビア導体やスルーホール導体の軸方向に沿った基板本体の表・裏面近傍が、ほぼ平坦面である配線基板を確実に製造することができる。

尚、焼成後の厚みが１００μｍ以上あるいは１００μｍ未満の前記グリーンシートは、これらを相対的な厚みで区切ったものである。
また、中層となる複数のグリーンシートごとに形成する前記貫通孔は、積層工程で同心となれば、互いの内径が異なるものを含んでいても良い。
更に、前記スルーホール導体には、中心部に当初位置していたほぼ円柱形の空間が、ほぼ鼓形などの異形を呈する形態となるほか、かかる空間が極く小さな隙間に縮小した形態となったものも含む。

また、本発明には、前記スルーホール導体が形成されるグリーンシートの焼成後の厚みは、１００μｍ以上である、配線基板の製造方法（請求項５）も含まれる。
これによれば、焼成後のセラミック層の厚みが１００μｍ以上の比較的厚いグリーンシートを貫通する貫通孔の内壁面に沿って、かかる貫通孔における一方の開口部を負圧とした状態で、他方の開口部から導電性ペーストなどを吸引しつつ塗布・形成することで、スルーホール導体を容易に形成できる。しかも、比較的厚いグリーンシートの貫通孔には、導電性ペーストなどを吸引・塗布して、スルーホール導体を形成できるため、当該製造工程も容易となる。

更に、本発明には、一面に添着したキャリアシートを含んで前記貫通孔が貫通する前記グリーンシートは、前記導電性ペーストを充填してビア導体が形成された後、上記キャリアシートが剥離される、配線基板の製造方法（請求項６）も含まれる。
これによれば、グリーンシートの一面に添着したキャリアシートを含んで、貫通孔が形成され、かかる貫通孔にビア導体を形成した後、上記キャリアシートを剥離するので、該キャリアシートの厚み相当分だけビア導体の一部が、当該グリーンシートの一面に突出する。このため、次述するように、該ビア導体の凸部を、隣接するスルーホール導体の軸方向における一方の開口部に押し付けつつ、複数のセラミック層を積層することで、スルーホール導体における一方の開口部にビア導体の一部が進入した状態で、両導体を確実に接続することが可能となる。
尚、中層となる前記複数のグリーンシートのうち何れかには、その一面にキャリアシートが付着され、該キャリアシートにも前記貫通孔が同心で形成される。
また、前記キャリアシートには、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称する）などの樹脂フィルムが用いられる。
更に、前記キャリアシートは、少なくとも１００μｍ未満のグリーンシートの一面に添着させることが望ましい。

加えて、本発明には、前記キャリアシートが剥離された前記グリーンシートは、その一面側に突出する前記ビア導体の凸部を、前記積層工程において、該グリーンシートに隣接して積層され且つ前記スルーホール導体が形成されたグリーンシートの該スルーホール導体の軸方向における一方の開口部に進入するようにして積層される、配線基板の製造方法（請求項７）も含まれる。
これによれば、ビア導体の凸部を、隣接するスルーホール導体の軸方向における一方の開口部に向かって押し込むように、複数のセラミック層を積層することで、スルーホール導体における一方の開口部にビア導体の一部が進入している状態で、これらの導体を物理的および電気的に確実に接続することが可能となる。

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明による一形態の配線基板１ａの要部を示す部分断面図である。
配線基板１ａは、図１に示すように、複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ５を積層してなり、表面３および裏面４を有する基板本体２と、最上層（最外側）および最下層（最外側）のセラミック層Ｓ１，Ｓ５を除いた中層のセラミック層Ｓ２〜Ｓ４ごとの同じ位置に形成された貫通孔ｈが基板本体２の厚み方向に沿って連続するビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、上下のセラミックＳ２，Ｓ４の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、これらに挟まれた中層のセラミックＳ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されたスルーホール導体Ｔと、を備えている。
前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ５は、例えば、アルミナを主成分とし、最外側のセラミックＳ１，Ｓ５および中層のセラミックＳ２，Ｓ４は、厚みが約５０μｍ（１００μｍ未満）と比較的薄く、中層のセラミックＳ３は、厚みが約１１０μｍ（１００μｍ以上）と比較的厚い。

図１に示すように、スルーホール導体Ｔは、貫通孔ｈの内壁面に沿ったほぼ円筒形の胴部１２と、その軸方向の両端に位置し且つほぼ半球形状の曲面部１３と、これらに囲まれ且つほぼ鼓形を呈する空間ｓと、を有している。
また、セラミック層Ｓ１〜Ｓ５間には、所定パターンの配線層５〜８が形成されている。このうち、配線層６，７と、前記ビア導体Ｖやスルーホール導体Ｔとの間には、前者に設けた平面視で円環状の透孔１１が位置している。
前記ビアホール１０内で最上部に位置するビア導体Ｖは、配線層５および最上層のセラミック層Ｓ１における前記ビアホール１０とは異なる位置に設けた貫通孔ｈ内に位置するビア導体Ｖを介して、基板本体２の表面３に形成されたパッド９と導通可能にされている。該パッド９には、表面３の上方に実装される半導体チップなどの電子部品がハンダ（何れも図示せず）を介して接続される。

更に、図１に示すように、前記ビアホール１０内で最下部に位置するビア導体Ｖは、配線層８および最下層のセラミック層Ｓ５における前記ビアホール１０とは異なる位置に設けた貫通孔ｈ内に位置するビア導体Ｖを介して、基板本体２の裏面４に形成されたパッド１４と導通可能にされている。該パッド１４には、図示しないハンダを介して導体ピンＰの頭部１５が、裏面４と軸方向を直交させた姿勢で接合される。
尚、前記ビア導体Ｖ、スルーホール導体Ｔ、配線層５〜８、およびパッド９，１４は、ＷまたはＭｏなどからなり、前記導体ピンＰは、例えば、Ｆｅ−４２ｗｔ％Ｎｉ（４２アロイ）またはＣｕ−Ｆｅ−Ｐ合金（１９４合金）などからなる。

図２は、異なる形態の配線基板１ｂの要部を示す断面図である。
配線基板１ｂは、図２に示すように、複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ５からなる前記同様の基板本体２と、前記同様のビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、セラミックＳ２，Ｓ３の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、セラミックＳ４の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されたスルーホール導体Ｔと、を備えている。また、最上層および最下層のセラミック層Ｓ１，Ｓ５には、前記同様の貫通孔ｈおよびビア導体Ｖが形成され、これらは表・裏面３，４のパッド９，１４と接続され、且つ配線層５，８を介してビアホール１０内のビア導体Ｖまたはスルーホール導体Ｔと接続されている。
前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ５は、前記同様のセラミックからなり、最外側のセラミックＳ１，Ｓ４および中層のセラミックＳ２，Ｓ３の厚みは、約６０μｍ（１００μｍ未満）、中層のセラミックＳ４の厚みは、約１２０μｍ（１００μｍ以上）である。

図２に示すように、スルーホール導体Ｔは、貫通孔ｈの内壁面に沿ったほぼ円筒形の胴部１２と、その軸方向の上端に位置し且つほぼ半球形状の曲面部１３と、これらおよび胴部１２の下端に接続する配線層８に囲まれ且つほぼ鼓形を呈する空間ｓと、を有している。
また、セラミック層Ｓ１〜Ｓ５間には、前記同様の配線層５〜８が形成され、配線層６，７とビア導体Ｖやスルーホール導体Ｔとの間には、前記同様の透孔１１が位置し、基板本体２の表面３には、前記同様のパッド９が形成されている。
更に、図２に示すように、最下層のセラミックＳ５には、前記同様の貫通孔ｈ内にビア導体Ｖが形成され、配線層８を介して、ビアホール１０で最下部のスルーホール導体Ｔに接続すると共に、該ビア導体Ｖと基板本体２の裏面４に形成されたパッド１４にも接続されている。

図３は、前記配線基板１ａの変形形態である配線基板１ｃの要部を示す断面図である。
配線基板１ｃは、図３に示すように、複数のセラミック層Ｓ１〜Ｓ５からなる前記同様の基板本体２と、最上・最下層のセラミック層Ｓ１，Ｓ５に形成した前記同様の貫通孔ｈおよびビア導体Ｖと、セラミック層Ｓ２〜Ｓ４の同じ位置に形成した貫通孔ｈが基板本体２の厚み方向に沿って同心で連続するビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、セラミックＳ２，Ｓ４の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、残るセラミックＳ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成された比較的短軸のスルーホール導体Ｔと、を備えている。
前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ５は、前記同様のセラミックからなり、最外側のセラミックＳ１，Ｓ５および中層のセラミックＳ３，Ｓ４の厚みは、約８０μｍ（１００μｍ未満）、中層のセラミックＳ２の厚みは、約１５０μｍ（１００μｍ以上）である。

図３に示すように、スルーホール導体Ｔは、前記同様の胴部１２と、上下一対の曲面部１３と、これらに囲まれた比較的小さな空間ｓと、を有している。
また、セラミック層Ｓ１〜Ｓ５間には、前記同様の配線層５〜８が形成され、基板本体２の表面３には、前記ビア導体Ｖの上端面であるランド９ａが露出し、該ランド９ａ上に電子部品が直に実装される。上記配線層６，７とビア導体Ｖやスルーホール導体Ｔとの間には、前記同様の透孔１１が位置している。
更に、図３に示すように、基板本体２の裏面４には、最下層のセラミックＳ５に形成されたビア導体Ｖと接続する前記同様のパッド１４が形成されている。

図４は、更に異なる形態の配線基板１ｄの要部を示す断面図である。
配線基板１ｄは、図４に示すように、セラミック層Ｓ１〜Ｓ５からなる前記同様の基板本体２と、前記同様のビアホール１０と、該ビアホール１０を形成する複数の貫通孔ｈのうち、セラミックＳ２，Ｓ３の貫通孔ｈに充填されたビア導体Ｖと、セラミックＳ４の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成された比較的短軸のスルーホール導体Ｔと、を備えている。
セラミック層Ｓ１〜Ｓ５間には、前記同様の配線層５〜８が形成され、このうち、配線層５は、ビアホール１０内で最上部のビア導体Ｖと接続されている。該配線層５は、基板本体２の表面３に対向して形成された導体層１６、および最上層のセラミック層Ｓ１と共に、コンデンサＣを形成している。尚、図４中では、最上層のセラミック層Ｓ１には、前記貫通孔ｈやビア導体Ｖが位置していない。

また、図４に示すように、スルーホール導体Ｔは、前記同様の短軸の胴部１２、上方の曲面部１３と、および空間ｓと、を有している。更に、最下層のセラミック層Ｓ５には、前記同様の貫通孔ｈおよびビア導体Ｖが形成され、これは裏面４のパッド１４と接続され、且つ配線層８を介してビアホール１０内のビア導体Ｖおよびスルーホール導体Ｔと導通可能にされている。
尚、前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ５は、前記同様のセラミックからなり、最外側のセラミックＳ１，Ｓ５および中層のセラミックＳ３，Ｓ４の厚みは、約７０μｍ（１００μｍ未満）、中層のセラミックＳ２の厚みは、約１４０μｍ（１００μｍ以上）である。

以上のような配線基板１ａ〜１ｄによれば、前記セラミック層Ｓ１〜Ｓ５のうち、少なくとも最外側のセラミック層Ｓ１，Ｓ５を除く、中層のセラミック層Ｓ２〜Ｓ４に形成された貫通孔ｈが連続するビアホール１０内において、何れかの貫通孔ｈにスルーホール導体Ｔが形成されているので、該スルーホール導体Ｔが、製造時の複数のグリーンシートの積層・圧着工程において、隣接するビア導体Ｖの前記突き上げによる軸方向に沿った膨張を予め吸収している。このため、突き上げに伴う基板本体２内でのクラックの発生や、隣接する導体間での短絡などの電気的不具合をなくすか、抑制できる。しかも、上記スルーホール導体Ｔおよびビア導体Ｖの軸方向に沿った最外側のセラミック層Ｓ１，Ｓ５の表面３および裏面４近傍が、平坦面ないしほぼ面一となる。
従って、基板本体２の強度を保て、且つ電気的不具合を低減できると共に、表・裏面３，４に露出する前記ビア導体Ｖの端面のランド９ａや、該ビア導体Ｖと接続して形成されるパッド９，１４を介して、電子部品を精度良く実装したり、導体ピンＰを所定の位置および姿勢にしてハンダ付けなどで接合可能となる。

更に、前記配線基板１ａ，１ｃでは、それらのスルーホール導体Ｔが、その軸方向の両端の開口部に隣接する上層および下層のビア導体Ｖの一部進入して、上下一対の曲面部１３が形成されているので、かかるスルーホール導体Ｔと隣接するビア導体Ｖとの電気的な導通を確実に取ることができる。
しかも、前記配線基板１ａ，１ｂでは、スルーホール導体Ｔが、厚みが１００μｍ以上のセラミック層Ｓ２，Ｓ４の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されているため、製造時に導電性ペーストなどを容易に塗布して形成することができる。
加えて、前記配線基板１ｄでは、スルーホール１０内の最上部のビア導体Ｖに接続する配線層５、最上層のセラミック層Ｓ１、および基板本体２の表面３に形成された導体層１６によって、コンデンサＣが構成される。該コンデンサＣは、基板本体２の表面３が前記突き上げを受けることなく平坦面であるため、所定の容量値に調節して、且つ所要の電気的特性を確実に奏することが容易となる。

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。
予め、アルミナ粉末、所要の有機バインダ、および溶剤などを、所要量ずつ瓶量・混合してセラミックスラリを製作し、これをドクターブレード法によって、図５に示すように、シート状を呈する複数のグリーンシートｓ１〜ｓ５に成形した。このうち、グリーンシートｓ１，ｓ２，ｓ４，ｓ５は、焼成後の厚みが約５０μｍ（１００μｍ未満）となり、グリーンシートｓ３は、焼成後の厚みが約１００μｍ（１００μｍ以上）となるものである。比較的薄いグリーンシートｓ２，ｓ４の一面には、厚みが約４０μｍのキャリアシートｃｓが全面に添着されている。尚、該キャリアシートｃｓは、例えば、ＰＥＴからなるフィルムである。
次に、キャリアシートｃｓを含む上記グリーンシートｓ２〜ｓ４の同じ位置ごとに、パンチングによる打ち抜き加工を施して、図５に示すように、複数の貫通孔ｈを同軸となるように穿孔した。一方、グリーンシートｓ１，ｓ５には、上記と異なる位置に貫通孔ｈを穿孔した。

次いで、追って最外側となる前記グリーンシートｓ１，ｓ５および中層となるグリーンシートｓ２，ｓ４の貫通孔ｈごとに、Ｗ粉末またはＭｏ粉末を含む導電性ペーストを、図示しないメタルマスクおよびスキージを用いて充填し、図６に示すように、ほぼ円柱形を呈する未焼成のビア導体ｖを形成した。
一方、追って中層となる比較的厚いグリーンシートｓ３の貫通孔ｈに対し、一方の開口部からエアを吸引して内部を負圧状態とし、他方の開口部から上記同様の導電性ペーストを吸引した。その結果、図６に示すように、該貫通孔ｈの内壁面に沿ってほぼ円筒形を呈し、中心部に通し孔ｕを有する未焼成のスルーホール導体ｔが形成された。
尚、上記ビア導体ｖやスルーホール導体ｔの端面が露出するグリーンシートｓ１〜ｓ５の表・裏面には、図示しない前記導電性ペーストの一部が貫通孔ｈごとの周囲に、平面視が異形の環状を呈するように、薄膜状に張り出している。

更に、前記グリーンシートｓ１，ｓ２，ｓ４，ｓ５の表面および裏面の少なくとも一方に、前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷により所定パターンで形成した。
その結果、図７に示すように、最上層となるグリーンシートｓ１の表面には、ビア導体ｖと接続した未焼成のパッド９が形成され、中層となるグリーンシートｓ２の表面には、所定パターンの配線層５が形成され、中層となるグリーンシートｓ３の表・裏面には、所定パターンの配線層６，７がスルーホール導体ｔと離れて形成された。更に、最下層となるグリーンシートｓ５の表・裏面には、所定パターンの配線層８と未焼成のパッド１４とが形成され、これらは、該グリーンシートｓ５を貫通するビア導体ｖと接続された。
次に、図８に示すように、前記グリーンシートｓ２，ｓ４から、その一面に添着されていた前記キャリアシートｃｓを剥離した。その結果、グリーンシートｓ２，ｓ４の裏面または表面には、これを貫通するビア導体ｖのうち、前記キャリアシートｃｓの厚み分にほぼ相当する高さの凸部ｐが個別に突出した。

次いで、図８中の矢印で示すように、前記グリーンシートｓ１〜ｓ５を、これらの厚み方向に沿って積層し、且つ圧着した。この際、グリーンシートｓ２〜ｓ４ごとの貫通孔ｈがほぼ同軸で連続し、これらに形成されたビア導体ｖおよびスルーホール導体ｔが接続されるようにして積層・圧着した。
その結果、図９に示すように、グリーンシートｓ１〜ｓ５が積層され、表面３および裏面４を有する未焼成の基板本体２が形成されると共に、グリーンシートｓ２〜ｓ４ごとの貫通孔ｈが連続したビアホール１０が形成された。
この際、比較的厚い中層のグリーンシートｓ３内の前記スルーホール導体ｔには、隣接して積層されたグリーンシートｓ２，ｓ４の各ビア導体ｖの凸部（一部）ｐが、その軸方向における前記通し孔ｕの両端の開口部に押し込まれつつ進入していた。

その結果、前記スルーホール導体ｔは、図９に示すように、貫通孔ｈの内壁面に沿い且つ軸方向のほぼ中間部分が厚肉の円筒部１２と、上記通し孔ｕの上下両端に前記凸部ｐが進入して形成された一対の曲面部１３と、これらに囲まれ且つほぼ鼓形を呈する空間ｓとを有する未焼成のスルーホール導体Ｔとなった。
また、前記配線層６，７は、ビアホール１０内のビア導体ｖやスルーホール導体ｔと透孔１１を置いて、グリーンシートｓ２〜ｓ４間に形成された。
更に、前記配線層５，８とグリーンシートｓ１，ｓ５を貫通する各ビア導体ｖとが接続されると共に、これらとビアホール１０内の前記スルーホール導体Ｔやビア導体ｖとを介して、表面３側のパッド９と裏面４側のパッド１４とが、相互に導通可能となった。

尚、前記グリーンシートｓ２〜ｓ４間ごとにおけるビアホール１０と交差する位置の付近には、前記導電性ペーストの一部が平面視が異形の環状を呈するように、薄膜状に張り出していた。
そして、以上のような未焼成の基板本体２を、所定の温度帯で焼成した。その結果、前記図１に示した配線基板１ａが得られた。
尚、前記製造方法において、前記グリーンシートｓ３とグリーンシートｓ４との積層位置を入れ替え、且つグリーンシートｓ１，ｓ２，ｓ５と共に前記同様に積層・圧着し、更に焼成することで、前記配線基板１ｂが製造可能となる。
また、前記製造方法において、前記グリーンシートｓ１〜ｓ５の積層すべき位置を適宜入れ替えたりなどし、これらを積層・圧着し、更に焼成することで、前記配線基板１ｄを製造することも可能である。

次に、前記配線基板１ｃの製造方法の概略について説明する。
図１０の左側に示すように、焼成後の厚みが１５０μｍとなる前記同様のグリーンシートｓ２と、焼成後の厚みが８０μｍとなる前記同様のグリーンシートｓ３，ｓ４とを用意した。グリーンシートｓ２，ｓ４の裏面または表面（一面）には、前記同様のキャリアシートｃｓが全面に添着されている。該キャリアシートｃｓを含むグリーンシートｓ２〜ｓ４の同じ位置に打ち抜き加工を施して、それぞれに貫通孔ｈを形成した。尚、図示しない最上層および最下層となるグリーンシートｓ１，ｓ５の上記と異なる位置ごとにも、上記同様の貫通孔ｈを形成した。
次いで、図１０の右側に示すように、グリーンシートｓ２，ｓ４と図示しないグリーンシートｓ１，ｓ５との貫通孔ｈごとに、前記同様の導電性ペーストを充填して、未焼成のビア導体ｖを形成した。一方、グリーンシートｓ３の貫通孔ｈには、前記同様の方法によって、その内壁面に沿い且つ中心部に通し孔ｕを有する短軸で未焼成のスルーホール導体ｔを形成した。

更に、グリーンシートｓ２，ｓ４から前記キャリアシートｃｓを剥離して、図１１の左側に示すように、グリーンシートｓ２，ｓ４の裏面または表面に、キャリアシートｃｓの厚み相当分の高さであるビア導体ｖの凸部ｐを突出させた。
次いで、グリーンシートｓ２〜ｓ４の表・裏面に、前記同様にして、未焼成の配線層５〜８を印刷・形成し、図示しないグリーンシートｓ１，ｓ５の表・裏面に、未焼成のパッド９，１４形成した。
次に、グリーンシートｓ２〜ｓ４と図示しないグリーンシートｓ１，ｓ５とを、グリーンシートｓ２〜ｓ４の貫通孔ｈが連通するように、図１１の左側の矢印に沿って積層・圧着した。

その結果、図１１の右側に示すように、グリーンシートｓ２〜ｓ４の貫通孔ｈが同心で連続したビアホール１０が形成されると共に、前記短軸のスルーホール導体ｔが、上下の各凸部ｐに軸方向から押されつつ変形して、ほぼ円筒形の胴部１２、上下一対の曲面部１３、およびこれらに囲まれ且つほぼ鼓形を呈する空間ｓを有する未焼成のスルーホール導体Ｔが形成され、図示しないグリーンシートｓ１，ｓ５と共に未焼成の基板本体２が形成された。
そして、かかる基板本体２を前記同様に焼成した結果、前記図３に示した配線基板１ｃが得られた。以上の製造方法には、前記積層工程において、スルーホール導体ｔの空間ｓが消失して、ほぼビア導体ｖとなる形態も含まれる。

以上のような配線基板１ａ〜１ｄの製造方法によれば、積層工程において、最外側以外のグリーンシートｓ２〜ｓ４の何れか一方の貫通孔ｈにスルーホール導体ｔに形成し、これらの貫通孔ｈが連続するビアホール１０を形成するように、グリーンシートｓ１〜ｓ５を積層・圧着している。その結果、基板本体２を構成するセラミック層Ｓ２〜Ｓ４の厚み方向に沿って貫通するビアホール１０内の何れかの貫通孔ｈに、スルーホール導体Ｔが、これ以外の貫通孔ｈにビア導体ｖがほぼ同軸で形成される。

従って、ビアホール１０内のビア導体Ｖおよびスルーホール導体Ｔの電気的接続が十分可能であり、且つこれらによる突き上げを抑制し、基板本体２内でのクラックの発生や短絡などの電気的不具合を防止できる。しかも、上記ビア導体Ｖおよびスルーホール導体Ｔの軸方向沿った基板本体２の表面３および裏面４近傍を平坦面とした配線基板１ａ〜１ｄを確実に製造することができる。
更に、前記配線基板１ａ，１ｃの製造方法では、これらのスルーホール導体Ｔは、その軸方向の両端の開口部に隣接する上層および下層のビア導体ｖの一部が進入して、上下一対の曲面部１３が形成されるので、かかるスルーホール導体Ｔと隣接するビア導体Ｖとの電気的な導通を確実に取ることができる。
しかも、配線基板１ａ，１ｂの製造方法では、そのスルーホール導体Ｔが、厚みが１００μｍ以上のセラミック層ｓ２，ｓ３の貫通孔ｈの内壁面に沿って形成されているため、製造工程で導電性ペーストなどを容易に塗布して形成できる。
加えて、配線基板１ｃの製造方法では、基板本体２の平坦な表面３によって、該表面３側に所要のコンデンサＣを確実に形成することもできる。

本発明は、以上において説明した各形態や各製造方法に限定されない。
例えば、本発明の配線基板には、焼成後の厚みが全て１００μｍ未満である複数のセラミック層を積層した基板本体を有し、中層となる複数のセラミック層に前記スルーホール導体およびビア導体が形成された形態も含まれる。
あるいは、本発明には、焼成後の厚みが全て１００μｍ以上である複数のセラミック層を積層した基板本体を有し、中層となる複数のセラミック層に前記スルーホール導体およびビア導体が形成された形態の配線基板も含まれる。
また、前記セラミック層やグリーンシートのセラミックは、前記アルミナに限らず、ムライトや窒化アルミニウムなどとしたり、ガラス成分を約５０質量％含むガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックとしても良い。

更に、前記セラミック層やグリーンシートは、４層または６層以上としても良く、前記基板本体もこれらと同数のセラミック層を有する形態としても良い。
また、前記ビアホール、ビア導体、およびスルーホール導体からなる組は、基板本体の厚み方向に沿って、少なくとも最外側のセラミック層を除いた任意の位置のセラミック層ごとに、複数組が１つの配線基板に形成されても良い。
更に、前記ビアホール内に形成されるビア導体とスルーホール導体との間に、前記セラミック層間に形成される配線層が挟まれて接続される形態としても良い。
また、前記配線基板の製造方法は、一面にキャリアシートが添着されていない複数のグリーンシートを用いて行うことも可能であり、特にスルーホール導体を焼成後の厚みが１００μｍ未満の比較的薄いグリーンシートの貫通孔に形成する場合には、好適である。
加えて、前記配線基板の製造方法は、大版のグリーンシートを複数用いる多数個取りの方法として行っても良い。

本発明による一形態の配線基板の要部を示す断面図。 異なる形態の配線基板の要部を示す断面図。 図１の配線基板の変形形態の配線基板の要部を示す断面図。 更に異なる形態である配線基板の要部を示す断面図。 図１の配線基板を得るための一製造工程を示す概略図。 図５に続く製造工程を示す概略図。 図６に続く製造工程を示す概略図。 図７に続く製造工程を示す概略図。 図８に続く製造工程を示す概略図。 図３の配線基板を得るための製造工程を示す部分概略図。 図１０に続く製造工程を示す部分概略図。

符号の説明

１ａ〜１ｄ…配線基板
２……………基板本体
３……………表面
４……………裏面
１０…………ビアホール
Ｓ１〜Ｓ５…セラミック層
ｓ１〜ｓ５…グリーンシート
ｈ……………貫通孔
Ｖ，ｖ………ビア導体
Ｔ，ｔ………スルーホール導体
ｃｓ…………キャリアシート
ｐ……………凸部

Claims (7)

1. 貫通孔が形成されたセラミック層を含む複数のセラミック層を積層してなり、且つ表面および裏面を有する基板本体と、
   上記基板本体の内部に配置され、且つ該基板本体の厚み方向に沿って複数の上記貫通孔が連続したビアホールと、を備え、
   上記ビアホールを構成する複数の貫通孔のうち、最外側のセラミック層以外のセラミック層の貫通孔の内壁面に沿って形成されたスルーホール導体と、該スルーホール導体が形成された貫通孔を除いた上記ビアホールを構成する他の貫通孔に充填されたビア導体と、が連続して配置されている、
   ことを特徴とする配線基板。
2. 前記スルーホール導体は、焼成後の厚みが１００μｍ以上の前記セラミック層を貫通する貫通孔の内壁面に沿って形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記スルーホール導体の軸方向における少なくとも一方の開口部に、前記ビア導体の一部が進入している、
   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. 焼成後の厚みが１００μｍ以上または１００μｍ未満となる複数のグリーンシートに貫通孔を形成する工程と、
   上記グリーンシートのうち、少なくとも一層のグリーンシートに形成した上記貫通孔に導電性ペーストを充填してビア導体を形成する工程と、
   上記グリーンシート以外のグリーンシートのうち、少なくとも一層のグリーンシートに形成した上記貫通孔の内壁面に沿って、導電性ペーストを円環状に配設してスルーホール導体を形成する工程と、
   少なくとも上記ビア導体およびスルーホール導体が形成された複数のグリーンシートを、該ビア導体とスルーホール導体とが軸方向に沿って連続するように積層する工程と、を含む、
   ことを特徴とする配線基板の製造方法。
5. 前記スルーホール導体が形成されるグリーンシートの焼成後の厚みは、１００μｍ以上である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の配線基板の製造方法。
6. 一面に添着したキャリアシートを含んで前記貫通孔が貫通する前記グリーンシートは、前記導電性ペーストを充填してビア導体が形成された後、上記キャリアシートが剥離される、
   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。
7. 前記キャリアシートが剥離された前記グリーンシートは、その一面側に突出する前記ビア導体の凸部を、前記積層工程において、該グリーンシートに隣接して積層され且つ前記スルーホール導体が形成されたグリーンシートの該スルーホール導体の軸方向における一方の開口部に進入するようにして積層される、
   ことを特徴とする請求項６に記載された配線基板の製造方法。

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