JP2016207761A

JP2016207761A - 実装用基板およびその製造方法

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Publication number: JP2016207761A
Application number: JP2015085667A
Authority: JP
Inventors: 栄信廣門; Yoshinobu Hirokado; 士郎関野; Shiro Sekino
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-12-08
Anticipated expiration: 2035-04-20
Also published as: JP6744072B2

Abstract

【課題】より放熱性の高い放熱部材を有する実装用基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】実装用基板１０は、セラミック基板１１と、放熱部材１２とを備えている。セラミック基板１１は、互いに積層された複数のセラミックグリーンシートが一体化された状態で焼結されている。放熱部材１２は、複数のセラミックグリーンシートのそれぞれに形成された貫通孔３ｂを充填する孔内金属材料層１２ａと、孔内金属材料層１２ａを覆うように複数のセラミックグリーンシートのそれぞれに形成された孔外金属材料層１２ｂとが一体となることにより形成されている。放熱部材１２は実装用基板１０の全体において柱状に延びている。孔内金属材料層１２ａの平面視における最大寸法は０．５ｍｍ以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は実装用基板およびその製造方法に関し、特に、貫通孔内に充填された金属材料層を備える実装用基板およびその製造方法に関するものである。

従来、アルミナ焼結体およびガラスセラミック等を用いて形成されたＩＣ（Integrated Circuit）チップ用の基板、およびこれが搭載されたパッケージ等が提供されている。近年、半導体素子およびこれが搭載されたＩＣチップの高機能化に伴い、当該ＩＣチップ等の発熱量が増大し、基板およびパッケージには優れた放熱性が要求されている。そこでたとえば、ＩＣチップ用の基板の半導体素子が実装される側の主表面から、当該主表面と反対側の主表面に達するように形成された貫通孔内に、たとえばペースト状の金属材料が充填された放熱部材（放熱ビア）が設けられる。

たとえば特開２００６−３５１７３８号公報（特許文献１）においては、複数の絶縁体基板を積層して構成されるＲＦ（Radio Frequency）モジュールについて開示されている。このＲＦモジュールを構成する積層された絶縁体基板には、その部品搭載面からその反対側の面である裏面まで当該積層された絶縁体基板を貫通するように放熱ビアが形成されている。放熱ビアは、積層された複数の絶縁体基板のうち最下層の第１絶縁体板に形成された第１ビア部分と、第１絶縁体板の上に積層された第２絶縁体板に形成された、第１ビア部分と連続する第２ビア部分とを有している。

特開２００６−３５１７３８号公報

特開２００６−３５１７３８号公報においては、複数の絶縁体基板が積層されることによりそれぞれに形成された第１ビア部分および第２ビア部分が積層された上で、第１および第２ビア部分の内部に一括に導電性材料が充填されることにより放熱部材が形成される。この場合、１回の充填工程により厚く広い貫通孔内全体を埋めるように導電性材料が充填されなければならなくなる。このため、ボイドおよび凹みがないようにその全体に導電性材料を供給し、これを斑なく乾燥させることが非常に困難である。乾燥斑が残った状態で当該絶縁性基板が焼結されれば、焼結後に当該絶縁性基板が反るなどの形状異常が発生する。その結果、発熱源であるＩＣチップとこれが実装される放熱部材の表面との接触性が低下し、放熱部材における放熱効果が低下する可能性がある。

また、たとえば特開２００６−３５１７３８号公報においては、第１ビア部分の平面視におけるサイズが第２ビア部分の平面視におけるサイズよりも相対的に小さい。このため放熱効率が特に第１ビア部分において低下する可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より放熱性の高い放熱部材を有する実装用基板およびその製造方法を提供することである。

本発明の実装用基板は、セラミック基板と、放熱部材とを備えている。セラミック基板は、互いに積層された複数のセラミックグリーンシートが一体化された状態で焼結されている。放熱部材は、複数のセラミックグリーンシートのそれぞれに形成された貫通孔を充填する孔内金属材料層と、孔内金属材料層を覆うように複数のセラミックグリーンシートのそれぞれに形成された孔外金属材料層とが一体となることにより形成されている。放熱部材は実装用基板の全体において柱状に延びている。孔内金属材料層の平面視における最大寸法は０．５ｍｍ以上である。

本発明の実装用基板の製造方法は、まず貫通孔が形成されたセラミックシート、および乾燥された孔内金属材料層を有する転写用基材が準備される。セラミックシートの一方の主表面にフィルム状材料が貼り付けられる。セラミックシートの一方の主表面とは反対側にある他方の主表面に孔内金属材料層が対向するように転写用基材が対峙される。転写用基材とセラミックシートとを加圧することにより孔内金属材料層が貫通孔内に転写される。セラミックシートを準備する工程、貼り付ける工程、対峙させる工程および転写させる工程を繰り返すことにより、貫通孔内に孔内金属材料層が転写されたセラミックシートが複数準備される。複数のセラミックシートのそれぞれの孔内金属材料層同士が互いに重畳するように、複数のセラミックシートのそれぞれを積層、加圧および一体化させることにより、孔内金属材料層からなる放熱部材が形成される。転写させる工程の後、積層、加圧および一体化させる工程の前に、複数のセラミックシートのそれぞれの一方の主表面に貼り付けられたフィルム状材料がセラミックシートから剥がされる。

本発明の実装用基板の製造方法は、まず貫通孔が形成されたセラミックシート、および乾燥された第１の孔内金属材料層を有する転写用基材が準備される。セラミックシートの一方の主表面に第１のフィルム状材料が貼り付けられる。セラミックシートの一方の主表面とは反対側にある他方の主表面に第１の孔内金属材料層が対向するように転写用基材が対峙される。転写用基材とセラミックシートとを加圧することにより第１の孔内金属材料層が貫通孔内に転写される。転写させる工程の後、セラミックシートの他方の主表面上に、貫通孔が形成された他のセラミックシートが、貫通孔同士が互いに重畳するように積層される。セラミックシートを積層する工程の後に、積層されたセラミックシートの貫通孔内に第２の孔内金属材料層が充填される。

本発明の実装用基板の製造方法は、まず貫通孔が形成されたセラミックシートが準備される。セラミックシートの一方の主表面側において一方の主表面に沿いながら貫通孔を塞ぐように、セラミックシートの一方の主表面とは反対側にある他方の主表面に第１のフィルム状材料が貼り付けられる。貫通孔内を塞ぐ第１のフィルム状材料の部分を覆うように、セラミックシートの一方の主表面に、乾燥された孔外金属材料層が形成される。セラミックシートの一方の主表面上に、貫通孔が形成された他のセラミックシートが、貫通孔同士が互いに重畳するように積層される。積層する工程において積層されたセラミックシートの貫通孔内に孔内金属材料層が充填される。

本発明によれば、放熱部材が実装用基板の一方の主表面から他方の主表面まで柱状に延びるため、放熱部材の放熱効率をより高めることができる。

本発明の製造方法によれば、個々のセラミックシートの貫通孔内ごとに乾燥された乾燥金属材料層が転写され、それらが積層および加圧により一体化される。このため放熱部材の変形が抑制され、ＩＣチップなどとの接触性の低下が抑制され、放熱効率をより高めることができる。

実施の形態１における実装用基板の構成を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第７工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第８工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第９工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第１０工程を示す概略断面図である。実施の形態１における実装用基板の製造方法の第１１工程を示す概略断面図である。実施の形態１における製造方法により形成された実装用基板に半導体チップが載置された態様の概略平面図（Ａ）と、図１３（Ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、図１３（Ａ）のＸＩＩＩＣ−ＸＩＩＩＣ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。実施の形態１における製造方法により形成された実装用基板および比較例の実装用基板において、図１５のデータが計測された領域を示す概略平面図である。図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿う部分の、印刷法および転写法により貫通孔内に充填された金属材料の態様を示すデータである。実施の形態２における実装用基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。実施の形態２における実装用基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。実施の形態３の第１例における実装用基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。実施の形態３の第１例における実装用基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。実施の形態３の第１例における実装用基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。実施の形態３の第１例における実装用基板の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。実施の形態３の第１例における実装用基板の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。実施の形態３の第２例における実装用基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の構成を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第７工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第８工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第９工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第１０工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第１１工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第１２工程を示す概略断面図である。実施の形態４における実装用基板の製造方法の第１３工程を示す概略断面図である。実施の形態４における製造方法により形成された実装用基板に半導体チップが載置された態様の概略平面図（Ａ）と、図３８（Ａ）のＸＸＸＶＩＩＩＢ−ＸＸＸＶＩＩＩＢ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、図３８（Ａ）のＸＸＸＶＩＩＩＣ−ＸＸＸＶＩＩＩＣ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。実施の形態５における実装用基板の概略平面図（Ａ）と、図３９（Ａ）のＸＸＸＩＸＢ−ＸＸＸＩＸＢ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、図３９（Ａ）のＸＸＸＩＸＣ−ＸＸＸＩＸＣ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。図３９（Ａ）に示す実装用基板を同面積で正方形となるよう正規化した態様を示す概略平面図である。図４０のように正方形とみなされた実装用基板の１辺の長さに対する、放熱ビアの表面の平坦度の相対値をプロットした結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず本実施の形態の実装用基板の構成として、特に実装用基板に形成された放熱部材の構成について図１を用いて説明する。

図１を参照して、本実施の形態の実装用基板１０は、複数（図１においては６つ）の後述するセラミックグリーンシートが積層および加圧により一体化されたものが焼成されることにより形成されたものである。実際にはセラミック基板１１は一体であり積層された各層間に境界を有していないが、ここでは説明の便宜上、セラミック基板１１が複数の層からどのように構成されるかを示す観点から、図１中に積層されたセラミックグリーンシートの各層の境界を点線で示している。なおセラミック基板１１は平板状であり、図示されないがたとえば平面視において矩形状を有している。

セラミック基板１１は、１つのセラミックグリーンシートの上側の主表面にその直上のセラミックグリーンシートの下側の主表面が接触するように積層されており、複数のセラミックグリーンシートこれらが一体となった状態で焼結されたものである。これにより、セラミック基板１１を土台とする実装用基板１０が形成されている。セラミック基板１１にはこれを構成する複数のセラミックグリーンシートのそれぞれの上側の主表面から下側の主表面に達するようにこれを貫通する大径貫通孔３ｂ（貫通孔）が形成されており、この大径貫通孔３ｂ内には孔内金属材料層１２ａが充填されている。それらが積層され一体化されることにより、セラミック基板１１全体の上側の主表面１ｆからその全体の下側の主表面１ｂに達するようにこれを貫通する大径貫通孔３ｂ（貫通孔）が形成されており、この大径貫通孔３ｂ内には孔内金属材料層１２ａが充填されている。

またそれぞれのセラミックグリーンシートにおける孔内金属材料層１２ａを覆うように、セラミック基板１１を構成する積層前の複数のセラミックグリーンシートの各層のたとえば上側の主表面には、孔外金属材料層１２ｂのパターンが形成されている。

セラミック基板１１に形成された複数の孔内金属材料層１２ａの平面視におけるサイズ、位置および形状はほぼ等しく、またセラミック基板１１に形成された複数の孔外金属材料層１２ｂの平面視におけるサイズ、位置および形状もほぼ等しい。ただし孔外金属材料層１２ｂは孔内金属材料層１１よりもやや平面視におけるサイズが大きくなっている。

このためそれぞれのセラミックグリーンシート同士を積層することにより、形成されるセラミック基板１１においてはそれぞれの孔内金属材料層１２ａおよび孔外金属材料層１２ｂ同士が互いに重なるように積層されている。これらの重なり合った複数のセラミックグリーンシート同士が主表面１ｆ、１ｂにおいて加圧されることにより密着して一体となり、単一のセラミック基板１１を有する実装用基板１０が構成されている。そして当該実装用基板１０内において、複数の孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが互いに密着され一体となることにより、一体の放熱部材としての放熱ビア１２が形成されている。それぞれの孔内金属材料層１２ａ、孔外金属材料層１２ｂのサイズはほぼ等しいため、放熱ビア１２は、基本的にその全体において（実装用基板１０のセラミック基板１１の上側の主表面１ｆから、実装用基板１０のセラミック基板１１の下側の主表面１ｂまで）平面視においてほぼ等しいサイズを有している。

以上のような構成を有するため、放熱ビア１２は、実装用基板１０を構成するセラミック基板１１の下側の主表面１ｂ（一方の主表面）から、実装用基板１０を構成するセラミック基板１１の上側の主表面１ｆ（他方の主表面）まで、その全体においてたとえば孔内金属材料層１２ａの平面積が目立って変化することなく、図１の上下方向に柱状に延びるように連続的に形成されている。孔内金属材料層１２ａは放熱ビア１２の本体を構成し、孔外金属材料層１２ｂはこれが挟む１対の孔内金属材料層１２ａ同士を接続して互いに一体とする役割を有している。

放熱ビア１２は、たとえば図１のセラミック基板１１の上側の主表面１ｆ上に載置（実装）されたＩＣチップなどが発する熱を、複数の孔内金属材料層１２ａおよび孔外金属材料層１２ｂを伝って、図１のセラミック基板１１の下側の主表面１ｂにて放熱させる。このため孔内金属材料層１２ａおよび孔外金属材料層１２ｂとしては熱伝導率の高い導電性材料（金属材料）が用いられることが好ましい。

なお後述するように、実際にはセラミック基板１１にはこれらの他に、大径貫通孔３ｂよりも平面視におけるサイズの小さい小径貫通孔およびその内部を充填する小径ビアなどが形成されるが、図１においてはこれらの図示および説明が省略される。このことは以降の実施の形態においても同様である。

次に、図２〜図１２を用いて、本実施の形態の実装用基板１０の製造方法について説明する。

図２を参照して、まず焼結されていないセラミックシート、すなわちセラミックグリーンシート１が準備される。セラミックグリーンシート１は厚さがほぼ０．１ｍｍである。図示されないが、セラミックグリーンシート１は平面視においてたとえば矩形状を有している。セラミックグリーンシート１は、アルミナなどのセラミック材料の粉末を用いて、ドクターブレード法などを用いて形成される。

図３を参照して、セラミックグリーンシート１の平面視における所望の位置、すなわち放熱ビア１２を形成したい位置などに、セラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆからこれに対向する下側の主表面１ｂに達するようにこれを貫通する貫通孔３が形成される。貫通孔３は、大径貫通孔３ｂと、小径貫通孔３ｓとを有しており、小径貫通孔３ｓは大径貫通孔３ｂよりも平面視におけるサイズが小さい。なお大径貫通孔３ｂおよび小径貫通孔３ｓの形成される位置および数は任意であるが、図３においては大径貫通孔３ｂは図の中央部に１つ、小径貫通孔３ｓは図の左右両側に２つずつ、形成されている。

図３においては一例として、大径貫通孔３ｂは平面視において直径が０．６ｍｍより大きいほぼ円形を有しており、小径貫通孔３ｓは平面視において直径が０．２ｍｍより小さい、たとえばほぼ円形を有している。大径貫通孔３ｂは、形成される実装用基板１０の放熱経路となる放熱ビア１２を形成するための貫通孔である。小径貫通孔３ｓは、形成される実装用基板１０に形成される積層回路の各層間を電気的に接続する小径ビアを形成するための貫通孔である。セラミックグリーンシート１への貫通孔３の加工には、公知の穴あけ加工機が使用可能である。

その結果、最終的に焼結された後の放熱ビア１２を構成する孔内金属材料層１２ａは、平面視における直径が０．６ｍｍ以上（焼結により収縮するので０．５ｍｍ以上）となっている。なおここでは一例として貫通孔３は（大径貫通孔３ｂ、小径貫通孔３ｓともに）円形の平面形状を有するものとして説明するが、貫通孔３の平面形状はこれに限らず、たとえば後述の図１３に示すように、矩形状であってもよい。平面形状にかかわらず、孔内金属材料層１２ａの平面視における最大寸法（すなわち円形であれば直径、長方形であれば長手側の辺の長さ）が０．５ｍｍ以上となっている。放熱ビア１２は柱状であることから、孔内金属材料層１２ａは放熱ビア１２の最上面（セラミック基板１１の最上層）から最下面（セラミック基板１１の最下層）までの全体にわたって上記のように平面視における最大寸法が０．５ｍｍ以上となっている。なお当該最大寸法は０．６ｍｍ以上となっていることがより好ましく、０．８ｍｍ以上となっていることがいっそう好ましく、１ｍｍ以上となっていることがさらにいっそう好ましい。

図４を参照して、貫通孔３の形成後に、セラミックグリーンシート１のたとえば下側の主表面１ｂ（一方の主表面）にフィルム状材料４が貼り付けられる。フィルム状材料４は平面視においてたとえばセラミックグリーンシート１とほぼ同じサイズおよび形状を有する平板状の部材である。フィルム状材料４は後述する貫通孔３内に金属材料を供給する際に、供給した当該金属材料がセラミックグリーンシート１の主表面１ｂ側から外部へ漏出（印刷機のステージ台へ脱落）することを抑制し、当該金属材料を下側から支えることによりセラミックグリーンシート１内に安定に保持する目的で貼り付けられる。フィルム状材料４は２５ｍｍ幅の領域内における、セラミックグリーンシート１と密着するための粘着力がたとえば０．０８Ｎ以上０．２７Ｎ以下であることが好ましい。フィルム状材料４の好ましい厚さについては後述する。

図５を参照して、セラミックグリーンシート１のフィルム状材料４が貼り付けられた側の主表面１ｂとは反対側にある図の上側の主表面１ｆ（他方の主表面）から、小径貫通孔３ｓ内に小径金属材料層５が充填される。この小径金属材料層の充填には、公知のスクリーン印刷法が用いられる。これにより、当該小径貫通孔３ｓ内にはペースト状の金属材料が供給され、これにより小径金属材料層５が形成される。

ここで充填される小径金属材料層５としては、電気伝導性が高い導電性材料が用いられることが好ましい。具体的には、小径金属材料層５は、銀、銀およびパラジウムの混合物、金からなる群から選択されるいずれかの金属粉末が溶媒中に分散されたペースト状の金属材料を小径貫通孔３ｓ内に供給することにより形成される。しかし本実施の形態においては、一例として銀粉が溶媒中に分散されたペースト状の金属材料により、小径金属材料層５が形成される。

図６を参照して、次に小径貫通孔３ｓより大きい大径貫通孔３ｂ内に金属材料を充填するための転写用基材６が準備される。転写用基材６は、たとえばフィルム状基材６ａと、緩衝材７と、転写用金属材料層２ａ（孔内金属材料層）とを有しているがこれに限られない。

フィルム状基材６ａは、セラミックグリーンシート１とは異なる材料により形成され、図示されないが平面視においてたとえば矩形状、特にセラミックグリーンシート１とほぼ同じサイズおよび形状を有している。ここでは一例としてフィルム状基材６ａはポリエステルフィルムにより形成されるものとする。フィルム状基材６ａの厚さはおよそ０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であることが好ましく、ここでは一例としてフィルム状基材６ａの厚さは０．１ｍｍ程度であるものとする。

転写用金属材料層２ａは、フィルム状基材６ａの図６の下側の主表面上の少なくとも一部の領域（たとえば中央部であり、後の転写時における大径貫通孔３ｂに対応する位置）に、たとえば公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が薄膜状に供給されることにより形成される。ここで供給されるペースト状の金属材料は、たとえば銀粉が溶媒中に分散されたペースト状の金属材料である。たとえば大径貫通孔３ｂが円形の平面形状を有する場合、図示されないが転写用金属材料層２ａも円形の平面形状を有している。

印刷により薄膜状に供給されたペースト状の転写用金属材料層２ａは、たとえば５０℃以上６０℃以下の加熱温度で１５分以上２０分以下の時間保持されることにより乾燥される。このようにすれば、フィルム状基材６ａを変形させることなく、転写用金属材料層２ａを乾燥させることができる。乾燥後の転写用金属材料層２ａの厚さは０．０６ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下であることが好ましい。

なおここで乾燥とは、たとえば元々のペースト状の転写用金属材料層２ａに含まれる溶媒が蒸発し、たとえば手で触れてもペーストが手に付着しない程度に転写用金属材料層２ａが固化された状態を意味する。

転写用基材６においては、フィルム状基材６ａの図６の上側の主表面上に積層されるように、たとえばシリコーンゴムからなる緩衝材７が載置されていることが好ましいが、このような態様に限られない。この緩衝材７はフィルム状基材６ａと同じ平面形状およびサイズを有し、その厚さは大径貫通孔３ｂの平面視における孔径（大径貫通孔３ｂが矩形である場合は上記定義による最大寸法）の１／３以上１／２以下であることが好ましい。以上により、乾燥された転写用金属材料層２ａを有する転写用基材６が形成される。

転写用金属材料層２ａが乾燥された後に、形成された転写用基材６が、セラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆ（他方の主表面）に対峙するようにセットされる。具体的には、転写用基材６は、セラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆのうち特に大径貫通孔３ｂに転写用金属材料層２ａが対向する（平面視において重なる）ように位置合わせされる。この状態の転写用基材６がセラミックグリーンシート１上に積層された状態である。

次にこの状態で、転写用基材６の上方から下方へ、またフィルム状材料４の下方から上方へ、圧力Ｆが印加される。このとき特に、転写用金属材料層２ａが大径貫通孔３ｂ内に接触するように、転写用基材６とセラミックグリーンシート１とが加圧される。これにより、フィルム状基材６ａの下側の主表面上の転写用金属材料層２ａが、大径貫通孔３ｂ内に転写される。

この加圧処理においては、転写用基材６が積層されたセラミックグリーンシート１が、あらかじめ真空パックにより密封され、その密封されたものに対して水圧を加えることにより加圧する水圧プレス機が用いられた。加圧処理の条件としては、液温が８０℃以上９０℃以下に加温された温水中に、真空パックにより密封された、セラミックグリーンシート１と転写用基材６との積層体が投入される。その状態で、３０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下のプレス圧（図６の圧力Ｆ）が２０分以上３０分以下の時間加えられる。

たとえば圧力Ｆが５ＭＰａ未満であれば、フィルム状基材６ａ上の転写用金属材料層２ａはまったく大径貫通孔３ｂ内に転写されない。圧力Ｆが１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ未満であれば、転写後に転写用金属材料層２ａの一部がフィルム状基材６ａ上に残存する。圧力Ｆを３０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下とすることにより、転写用基材６に形成された転写用金属材料層２ａをフィルム状基材６ａ上に残存させることなくすべて大径貫通孔３ｂ内に転写させることができる。

図７を参照して、大径貫通孔３ｂ内が転写用金属材料層２ａで充填されたところで、転写用基材６がセラミックグリーンシート１から剥離される。転写用金属材料層２ａは大径貫通孔３ｂ内の全体に充填されることが好ましいが、大径貫通孔３ｂ内の最上部にこれが充填されない空間（空隙）を形成するように充填されてもよい。

なおフィルム状基材６ａの上に緩衝材７が載置されることにより、図６の加圧工程において緩衝材７が変形する。この変形により、大径貫通孔３ｂ内へ転写用金属材料層２ａが転写されやすくなる。緩衝材７の厚さは、大径貫通孔３ｂ内へ転写用金属材料層２ａの転写状態の良否に影響する。具体的には、たとえば大径貫通孔３ｂのように直径０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の領域に良好に（転写用基材６に転写用金属材料層２ａが残存しないように）転写する場合、当該孔径の１／３以上１／２以下の厚さの緩衝材７が用いられることがより好ましい。

図８を参照して、図６の転写させる工程の後、転写用金属材料層２ａが転写された大径貫通孔３ｂ、および小径金属材料層５が形成された小径貫通孔３ｓを覆うように、（基本的に大径貫通孔３ｂおよび小径貫通孔３ｓのそれぞれよりも平面積が大きい）配線パターン２ｂが形成される。この配線パターン２ｂは最終的に孔外金属材料層となるものである。

配線パターン２ｂは、セラミックグリーンシート１の貫通孔３（を充填する転写用金属材料層２ａおよび小径金属材料層５）を覆うように、たとえば公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が薄膜状に供給されることにより形成される。ここで供給されるペースト状の金属材料は、たとえば銀粉が溶媒中に分散されたペースト状の金属材料である。

転写用金属材料層２ａおよびこれを覆う配線パターン２ｂにより、大径貫通孔３ｂと平面的に重なる領域には、放熱ビアパターン２が形成される。

図９を参照して、放熱ビアパターン２が形成された後、セラミックグリーンシート１の下側の主表面１ｂに貼り付けられていたフィルム状材料４が、セラミックグリーンシート１の主表面１ｂから剥がされる。

図１０を参照して、図２〜図９の工程、すなわちセラミックグリーンシート１を準備して貫通孔３（３ｂ，３ｓ）を形成する工程、フィルム状材料４を貼り付ける工程、転写用基材６を対峙させる工程および転写用金属材料層２ａを転写させる工程などが繰り返される。これにより、図９と同様の態様を有する、すなわち大径貫通孔３ｂ内に転写用金属材料層２ａなどが転写され放熱ビアパターン２等が形成されたセラミックグリーンシート１が複数準備される。

なお基本的に図９に示すように、配線パターン２ｂはセラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆにおいて大径貫通孔３ｂなどを覆うように形成されることが好ましい（つまり下側の主表面１ｂには配線パターン２ｂが形成される必要はない）。しかし図１０に示すように、最終的に最下層に積層されるべきセラミックグリーンシート１については、大径貫通孔３ｂなどを上下側の双方から覆うように、つまり主表面１ｆと主表面１ｂとの双方に、配線パターン２ｂが形成されることが好ましい。また基本的にいずれのセラミックグリーンシート１にも、平面視における同じ位置に（互いに重なり合うように）同じサイズの貫通孔３、転写用金属材料層２ａ、配線パターン２ｂ、小径金属材料層５などが形成される。

次に形成された複数のセラミックグリーンシート１のそれぞれが重ね合わせ積層される。このときそれぞれのセラミックグリーンシート１の小径金属材料層５および転写用金属材料層２ａ、配線パターン２ｂなど同士が互いに重畳するように位置合わせされる。

このように複数のセラミックグリーンシート１が積層された状態で、たとえば上記図６の工程と同様に水圧プレス機を用いて、積層されたセラミックグリーンシート１の最上部の主表面１ｆの上方から下方へ、また積層されたセラミックグリーンシート１の最下部の主表面１ｂの下方から上方へ、圧力Ｆが印加される。このときの加圧工程の条件は、たとえば図６の工程における加圧工程の条件と同様（すなわち３０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下のプレス圧が２０分以上３０分以下の時間印加）とする。

図１１を参照して、上記の圧力Ｆによる加圧により、互いに積層された複数のセラミックグリーンシート１のそれぞれの配線パターン２ｂが、その直上に積層されたセラミックグリーンシート１の転写用金属材料層２ａと接触する態様となる。また同様に、上記の加圧により、互いに積層された複数のセラミックグリーンシート１のそれぞれの配線パターン２ｂが、その直上に積層されたセラミックグリーンシート１の小径金属材料層５と接触する態様となる。これにより、積層された複数の転写用金属材料層２ａおよび配線パターン２ｂは一体化される。同様に、積層された複数の小径金属材料層５および配線パターン２ｂも一体化される。

図１２を参照して、積層および熱圧着されたセラミックグリーンシート１が任意の形に切断された上で、これが焼結される。

焼結の処理は大気雰囲気中で行なわれる。焼結温度および焼結時間は、焼結後のセラミック焼結体が所望の形状となるように設定される。ここでは、焼結温度を９００℃以下とし、焼結時間は１時間以上５時間以下とする。焼成炉内に図１１に示す積層されたセラミックグリーンシート１が投入された状態で、セラミックグリーンシート１と転写用金属材料層２ａ、配線パターン２ｂ、小径金属材料層５とが同時に焼結される。この焼結によりセラミックグリーンシート１は収縮され、それらが一体化された単一のセラミック基板１１となる。また転写用金属材料層２ａは焼結により孔内金属材料層１２ａとなり、配線パターン２ｂは焼結により孔外金属材料層１２ｂとなり、小径金属材料層５は小径ビア１５となる。孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが互いに密着して一体の放熱ビア１２を構成するのと同様に、孔外金属材料層１２ｂと小径ビア１５とは互いに密着して一体の配線領域を構成する。

以上により、本実施の形態の実装用基板１０が完成する。つまり図１２の実装用基板１０は基本的に図１の実装用基板１０と同一の態様であるが、セラミック基板１１がセラミックグリーンシート１の積層により形成されることを強調する観点から、各層の境界部を実線で示している。

以上のように、本実施の形態においては、転写用金属材料層２ａを大径貫通孔３ｂ内に転写させたセラミックグリーンシート１が複数形成された後、これらが積層、加圧および一体化される前に、それぞれのセラミックグリーンシート１の下側の主表面１ｂに貼り付けられたフィルム状材料４がセラミックグリーンシート１から剥がされる。ここで、上記のように大径貫通孔３ｂ内に転写用金属材料層２ａを安定に供給する目的でセラミックグリーンシート１の下側の主表面１ｂに貼り付けられるフィルム状材料４について詳細に説明する。

フィルム状材料４は、貫通孔３内へ金属材料層２ａ，５を供給する際に金属材料層２ａ，５の脱落を抑制するとともに、最終的に形成される放熱ビア１２の仕上がり形状（平面視における径）を左右する因子である。

以下の表１は、平面視において縦２００ｍｍ、横２００ｍｍの矩形状を有し、平面視において０．１５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内の様々な直径を有する複数の円形の貫通孔３があらかじめ孔加工機により形成された、本実施の形態のフィルム状材料４の厚さを様々に変えて試験がなされた結果を示す。つまり表１は、厚さの異なる複数のセラミックグリーンシート１のそれぞれの下側の主表面１ｂに本実施の形態のフィルム状材料４が貼り付けられた状態で、貫通孔３内に公知のスクリーン印刷法を用いてペースト状の金属材料が充填されたときの充填状態を示す。なお表１の試験において用いられたフィルム状材料４は、２５ｍｍ幅の領域内における、セラミックグリーンシート１と密着するための粘着力が０．１７Ｎであり、ポリエステルフィルムにより形成されている。なお表１中の充填状態の欄が「異常なし」とある場合、フィルム状材料４が貼り付けられペースト状の金属材料が充填された状態においてセラミックグリーンシート１の目立った反りまたは貫通孔３の形状崩れが発生していないことを示す。また当該試験に用いられたセラミックグリーンシート１の厚さは０．１ｍｍであった。

表１を参照して、セラミックグリーンシート１の厚さが０．１ｍｍである場合、フィルム状材料４の厚さが０．３ｍｍ程度まで厚くなれば、これをセラミックグリーンシート１の主表面１ｂに貼り付けた際にセラミックグリーンシート１自体が大きく反り、貫通孔３への印刷充填時に障害が発生した。具体的には、セラミックグリーンシート１の反りにより、印刷機のステージ台へセラミックグリーンシート１が吸着できなくなった。

一方、フィルム状材料４の厚さが０．０２ｍｍにまで薄くなれば、フィルム状材料４を貼り付けた後のセラミックグリーンシート１は剛性が小さくなる。このため工程間をセラミックグリーンシート１が流動する際に、そのセラミックグリーンシート１の取り扱いが著しく困難となった。具体的には、セラミックグリーンシート１に形成された比較的大きな貫通孔３（平面視における直径が０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下）が形成された部分においてセラミックグリーンシート１の割れが発生した。したがって、セラミックグリーンシート１の厚さが０．１ｍｍである場合、フィルム状材料４の厚さが０．０２ｍｍにまで薄くなれば、フィルム状材料４をキャリアフィルムとして用いることができないことが判明した。以上の結果より、本実施の形態においては、フィルム状材料４の厚さは０．０５ｍｍ以上０．１２ｍｍ以下の範囲とすることが好ましいとされ、０．０５ｍｍ以上０．１２ｍｍ以下の厚さを有するフィルム状材料４が用いられた。

次に、フィルム状材料４は、（一部上述しているが）ポリエチレンテレフタラートまたはポリエステルにより形成されていることが好ましいが、本実施の形態においては一例としてポリエステル製のフィルム状材料４が用いられる。フィルム状材料４はセラミックグリーンシート１に対する粘着性を確保するために粘着材が供給される。この粘着材としては、焼結直前のセラミックグリーンシート１の表面上に残存しない状態とすることが可能であれば、市販の材料を用いることができる。本実施の形態においては一例として、アクリル系の粘着材が塗布されたフィルム状材料４が用いられた。

次に、以下の表２に示すように、上記の粘着材の粘着力の最適値について、以下の各条件を前提に、以下のように導出した。第１の条件は、貫通孔３内に金属材料を充填する際にフィルム状材料４がセラミックグリーンシート１から剥離しないことである。第２の条件は、フィルム状材料４が貼り付けられたセラミックグリーンシート１が印刷機などのステージ台に吸着固定可能な程度に十分な粘着力を有することである。第３の条件は、焼結直前の処理（図１１参照）によりフィルム状材料４をセラミックグリーンシート１から剥離することが可能であり、かつ当該剥離の際に貫通孔３内に充填されている金属材料が貫通孔３から脱落しないことである。

より具体的には、厚さが０．１ｍｍであり、平面視において０．１５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、１．０ｍｍおよび１．２ｍｍの様々な直径を有する複数の円形の貫通孔３が多数形成されたセラミックグリーンシート１が複数（ここでは７枚）準備された。このセラミックグリーンシート１の下側の主表面１ｂに、粘着力の異なる様々なフィルム状材料４が貼り付けられた。この状態で、銀の粉末がペースト状にされた金属材料が、公知のスクリーン印刷法により、上記複数の貫通孔３内に充填された（いずれの貫通孔３もその下にセラミックグリーンシート１が貼り付けられている）。その後、フィルム状材料４が剥離され、その際に各サイズの貫通孔３内の金属材料の脱落（充填抜け）が起こるか否かについて調べている。これを異なる粘着力のフィルム状材料４が貼り付けられた７枚のサンプルのそれぞれに対して調べ、金属材料の充填抜けが発生した割合（％）を示している。なお多数の貫通孔３のうち互いに隣り合う１対の貫通孔３の間隔は、貫通孔３の平面視における直径の約２倍であり、各サンプルには各サイズの貫通孔３が５０個または１００個ずつ形成されている。

表２を参照して、貫通孔３の直径が０．１５ｍｍと小さい場合には、フィルム状材料４の粘着力の大小にかかわらず、金属材料の充填抜けは発生しなかった。これに対して、貫通孔３の直径が０．３ｍｍ以上である場合には充填抜けが発生した。セラミックグリーンシート１の厚さに対する貫通孔３の直径の比が大きくなるにつれて充填抜けが高い割合で発生した。すなわち、特に貫通孔３が大きくなれば、この内部に充填された金属材料が貫通孔３の内側面からの力だけでは十分に支えられないため、フィルム状材料４の剥離時に貫通孔３内に充填されている金属材料がフィルム状材料４に付着して充填抜けが発生した。

なお同じ直径の貫通孔３同士で比較すれば、粘着力の大きいフィルム状材料４を剥離する際にはより高い割合で充填抜けが発生している。これはフィルム状材料４を剥離する際に、これと接触する貫通孔３内の金属材料がより強い力でフィルム状材料４に引っ張られやすいためであると考えられる。

この結果を踏まえて本願の発明者は鋭意研究を行ない、充填抜けの原因となるフィルム状材料４の剥離工程に着目して、セラミックグリーンシート１の厚さ（０．１ｍｍ）に対して３倍から６倍程度の直径を有する貫通孔３内の金属材料についてもフィルム状材料４の剥離時に脱落しない手法について検討した。

一般的には上記のように、タングステンまたは銀などの粉末がペースト状になった導電性材料が供給されることにより、配線またはビアが形成される。しかし本実施の形態においては上記のように、貫通孔３（大径貫通孔３ｂ）内にペースト状金属材料を供給する代わりに、転写用基材６に形成された乾燥された転写用金属材料層２ａを供給する方法が用いられた。その結果、表示されていないが、貫通孔３の直径が０．６ｍｍ、１．０ｍｍおよび１．２ｍｍと大きい場合においても充填抜けの発生確率をゼロにすることができた。

次に、図１３〜図１５を参照しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。
図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して、以上の製造方法により形成された実装用基板１０は、（図１に示すように）全体の基材となる複数のセラミックグリーンシートが積層されることにより、複数の孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが互いに間隔をあけずに密着するように接触している。これら複数の孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが一体の放熱ビア１２を構成している。

なお図１３においては、放熱ビア１２を構成する、最上部および最下部以外の（１対のセラミックグリーンシート１に挟まれた）孔外金属材料層１２ｂの図示が省略されている。このことは以降の実施の形態においても同様である。

放熱ビア１２の最上部を構成する孔外金属材料層１２ｂの上側の主表面には、半導体チップ８が載置され実装されている。この半導体チップ８には半導体素子が搭載されている。

本実施の形態により形成された放熱ビア１２は、実装用基板１０の一方の主表面であるたとえば図１３（Ｃ）の放熱ビア１２の最下面（孔外金属材料層１２ｂ）から、他方の主表面であるたとえば図１３（Ｃ）の放熱ビア１２の最上面（孔外金属材料層１２ｂ）まで柱状に延びている。つまり当該放熱ビア１２の最下部の孔内金属材料層１２ａから最上部の孔内金属材料層１２ａまでの全体にわたり、その最大寸法が０．５ｍｍ以上となっている。つまり本実施の形態においては、（孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとの平面積の差はあるにせよ）たとえば放熱ビア１２がその厚さ方向に関する下方に向けて平面積が次第に小さくなり尻すぼみのような形状（錘状）になっているようなことはない。

このため、たとえば放熱ビア１２の下方が上方よりも平面積が小さくなる場合に想定される、放熱ビア１２の下方での放熱効果の低下を抑制することができ、放熱ビア１２の最上部から最下部まで同様に放熱効率を発揮することができる。したがって、図１３（Ｃ）に示すように半導体チップ８が載置される放熱ビア１２の最上部から、熱が外部に放出される放熱ビア１２の最下部まで孔内金属材料層１２ａおよび孔外金属材料層１２ｂが一体として連結され放熱性の高い放熱ビア１２を提供することができる。

またそれぞれのセラミックグリーンシート１に形成された孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが一体となるように連結されることで放熱ビア１２が形成されている。したがって放熱ビア１２の最上部の熱が最下部に向けて伝えられる際に、その伝熱が遮断される部分がなくなるため、高効率に放熱することが可能となる。

次に、図１４〜図１５を用いて、上記の製造方法により形成された実装用基板１０の特に放熱ビア１２の態様について説明する。

図１４を参照して、これは１枚のセラミックグリーンシート１に金属材料が充填された状態を平面視した態様を示している。具体的には、図１４は、横方向の平面視における寸法が約１ｍｍである大径貫通孔３ｂ内に金属材料が充填された構成を有している。

図１５を参照して、このグラフの横軸は図１４の大径貫通孔３ｂ内の金属材料が充填された部分の横方向の座標を示しており、このグラフの縦軸は図１４の大径貫通孔３ｂ内に充填された金属材料の、紙面に交差する方向すなわちＺ方向の座標を示している。なお図１４および図１５において用いられたセラミックグリーンシート１の厚さは約０．１ｍｍである。

図１５においては、大径貫通孔３ｂ内の金属材料が、比較例として公知のスクリーン印刷法により充填された例（図中「印刷法」と記載）および、本実施の形態における転写用基材６の転写用金属材料層２ａにより転写された例（図中「転写法」と記載）のそれぞれにおける、当該金属材料の表面形状が示されている。なお印刷法のデータにおいては、ペースト状の金属材料がスクリーン印刷法により充填され、それが乾燥した後の当該金属材料の表面形状が示されている。印刷法および転写法のいずれのサンプルについても、金属材料を充填する前にセラミックグリーンシート１の下側の主表面１ｂにフィルム状材料４が貼り付けられた。

金属材料が充填された後にフィルム状材料４が剥がされたが、その際、印刷法により充填された金属材料は大径貫通孔３ｂから下方へ脱落した。これに対し、転写法により充填された金属材料は、フィルム状材料４を剥がしても大径貫通孔３ｂから脱落しなかった。

なお転写法のデータにおいて、横軸の座標が約０．５ｍｍおよび約１．５ｍｍの箇所に、Ｚ方向上方に大きく突起した領域が存在するが、これは図１４に示すように、転写用金属材料層２ａの平面積が大径貫通孔３ｂの平面積よりも大きく、転写用金属材料層２ａの転写の際に大径貫通孔３ｂの内側面において転写用金属材料層２ａの一部がＺ方向上方に大きくはみ出すためである。

上記の結果および表２の結果は、本実施の形態のように、特に最大寸法が０．５ｍｍを超える大径貫通孔３ｂ内を金属材料で充填する際には、ペースト状の金属材料が供給されるよりも、乾燥された転写用金属材料層２ａが転写される方が好ましいことを示している。そして本実施の形態においては、大径貫通孔３ｂ内には既に乾燥された転写用金属材料層２ａが充填される。このため粘着性を有するフィルム状材料４の剥離時に、フィルム状材料４の粘着力によりフィルム状材料４が引き裂され大径貫通孔３ｂから脱落する可能性を低減することができる。

これは以下の理由による。ペースト状の金属材料がスクリーン印刷法により供給される場合も、転写用金属材料層２ａが転写される場合も、フィルム状材料４の剥離時には金属材料が乾燥していることには変わりがない。しかしスクリーン印刷法によるペースト供給の場合、ペースト状の金属材料は流動性がよいため、フィルム状材料４の表面にまでペーストがいきわたりやすい。このためフィルム状材料４の表面と当該ペースト状の金属材料とが（乾燥後においても）接触するため、フィルム状材料４の剥離時に金属材料の脱落が起こりやすくなる。一方、既に乾燥された転写用金属材料層２ａが転写供給される場合には、転写後において、転写用金属材料層２ａとその真下のフィルム状材料４とは接触せず、両者の間にたとえば１０μｍ程度のわずかな隙間が存在することになる。このためフィルム状材料４の剥離時に併せて転写用金属材料層２ａが脱落する可能性を低減することができる。

なお本実施の形態においては小径貫通孔３ｓ内の充填は転写工程を用いず、スクリーン印刷法で行なっている。これは小径貫通孔３ｓ内のペースト状の金属材料は大径貫通孔３ｂ内に比べて脱落の可能性が低いためでもあるが、そもそも小径貫通孔３ｓ内には転写がしにくいためでもある。つまり転写用基材６においてフィルム状基材６ａの上に配置される緩衝材７は、加圧工程の際に小径貫通孔３ｓの細い幅に追随するように変形することが困難である。このため小径貫通孔３ｓ内に金属材料を充填する際にはスクリーン印刷法が用いられることが多い。

次に、本実施の形態においては、大径貫通孔３ｂ内に転写される時点ですでに転写用金属材料層２ａは乾燥されている。このため転写用金属材料層２ａが大径貫通孔３ｂ内に供給されても大径貫通孔３ｂの内側面（セラミックグリーンシート１）がペースト状の金属材料に含まれる溶媒により損傷を受けるリスクを排除することができる。したがってペースト状の金属材料に用いる溶媒の制約を減らすことができるため、その選択幅を広げることができる。また最大寸法が０．５ｍｍを超えるような大径貫通孔３ｂ内に転写用金属材料層２ａが転写されるため、ペースト状の金属材料の設計時に、これが充填される貫通孔のサイズが小さいことによる溶媒の材質選択幅の制限を解消させることもできる。このことからもペースト状の金属材料の設計の自由度が大きくなる。

また本実施の形態においては、孔内金属材料層２ａが転写された複数のセラミックグリーンシート１同士が積層された状態で加圧され、これらの孔内金属材料層２ａ同士が一体となるように加工される。これにより、大径貫通孔３ｂ内に充填された孔内金属材料層２ａと、大径貫通孔３ｂを覆う配線パターン２ｂとが一体化し、孔内金属材料層２ａと孔外金属材料層２ｂとが緻密に結合された状態で焼結される。このため最終的に形成される放熱ビア１２を構成する金属材料の密度を高くすることができ、当該放熱ビア１２の放熱性をより高めることができる。

さらに、本実施の形態においては個々のセラミックグリーンシート１の貫通孔３に対して先に孔内金属材料層２ａを充填してからこれらが積層され一体化される。このため、たとえばセラミックグリーンシート１の貫通孔３が充填されないまま先に複数のセラミックグリーンシート１が積層され、最後に一括して充填される場合に発生し得る、当該金属材料の斑な充填状態や、それに起因するセラミック基板の反りなどの不具合を抑制することができる。

その他、本実施の形態においては、各孔内金属材料層１２ａ（転写用金属材料層２ａ）の間に挟まるように、孔外金属材料層１２ｂ（配線パターン２ｂ）が形成される。これにより、各孔内金属材料層１２ａ（転写用金属材料層２ａ）の間の平面視における位置ずれを補償することができる。また焼結工程においてセラミックグリーンシート１が縮んだ際に、大径貫通孔３ｂの周囲においてセラミックグリーンシート１（セラミック基板１１）がひび割れを起こす可能性を低減することができる。以上により、孔外金属材料層１２ｂ（配線パターン２ｂ）が形成されることにより、各金属材料層同士をより確実に密着するように一体化させることができ、結果として放熱ビア１２の放熱性をより高めることができる。

仮に大径貫通孔３ｂの内壁面（その内部の孔内金属材料層１２ａ）が露出すれば、焼結時に当該部分を起点とするひび割れが起こる可能性がある。しかし孔外金属材料層１２ｂを孔内金属材料層１２ａよりも平面視においてやや大きくなるように形成することにより、孔内金属材料層１２ａは完全に孔外金属材料層１２ｂに覆われ露出しなくなる。このため各孔内金属材料層１２ａ（転写用金属材料層２ａ）の間の平面視における位置ずれを吸収し、ひび割れを抑制する効果がより高められる。

（実施の形態２）
本実施の形態において形成される実装用基板１０および放熱ビア１２の態様は基本的に実施の形態１の図１および図１３に示す実装用基板１０および放熱ビア１２と同様であるため、ここではその説明を省略する。ここで図１６〜図１７を用いて、本実施の形態の実装用基板１０の製造方法について説明する。

本実施の形態においても、まずは実施の形態１の図２〜図５の工程と同様の処理がなされる。これらの各工程については実施の形態１と同様であるため、ここではその説明を省略する。

図１６を参照して、実施の形態１の図２〜図５の工程の後、実施の形態１の図６の工程と同様に、金属材料を充填するための転写用基材６が準備される。この転写用基材６は、フィルム状基材６ａと、緩衝材７と、転写用金属材料層２ａと、転写用金属材料層２ｃ（孔外金属材料層）とを有している。この点において本実施の形態の転写用基材６は、実施の形態１（図６）の転写用基材６（フィルム状基材６ａと、緩衝材７と、転写用金属材料層２ａとのみを有する）とは構成上異なっている。つまり図１６の転写用基材６は、放熱ビアパターン２が、転写用金属材料層２ａと転写用金属材料層２ｃとを有している。

転写用金属材料層２ｃは、フィルム状基材６ａの図１６の下側の主表面上の少なくとも一部の領域に（複数）形成されている。転写用金属材料層２ｃは、転写用金属材料層２ａと同様に、たとえば公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が薄膜状に供給されることにより形成される。ここで転写用金属材料層２ｃを形成するために供給されるペースト状の金属材料は、たとえば銀粉が溶媒中に分散されたペースト状の金属材料である。

転写用金属材料層２ｃは、最終的に大径貫通孔３ｂ（転写用金属材料層２ａ）および小径貫通孔３ｓ（小径金属材料層５）を覆う、実施の形態１の配線パターン２ｂと同じ役割を有するものとして形成される。したがって転写用基材６において転写用金属材料層２ｃは、後の転写時における大径貫通孔３ｂ（転写用金属材料層２ａ）および小径貫通孔３ｓ（小径金属材料層５）を覆うことを可能とする位置に形成される。

フィルム状基材６ａに転写用金属材料層２ｃが形成された後に、たとえば図の中央部の大きい転写用金属材料層２ｃの少なくとも一部の領域（後の転写時における大径貫通孔３ｂに対応する位置）に、実施の形態１と同様に大径貫通孔３ｂ内を充填するための転写用金属材料層２ａが対応する位置に形成される。

なお、転写用金属材料層２ｃ，２ａを形成するための印刷および乾燥の条件等については実施の形態１の転写用金属材料層２ａと同様である。また緩衝材７についても基本的に実施の形態１と同様である。以上により、乾燥された転写用金属材料層２ａ（孔内金属材料層）とともに乾燥された転写用金属材料層２ｃ（孔外金属材料層）を有する転写用基材６が形成される。

転写用金属材料層２ａ，２ｃが乾燥された後に、実施の形態１（図６）と同様に、転写用基材６が、セラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆ（他方の主表面）に対峙するようにセットされる。つまり転写用基材６は、セラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆのうち特に大径貫通孔３ｂに、転写用金属材料層２ａおよび転写用金属材料層２ｃが積層された部分が対向する（平面視において重なる）ように位置合わせされる。また転写用基材６は、セラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆのうち特に小径貫通孔３ｓ（小径金属材料層５）に、転写用金属材料層２ｃのみが形成された部分が対向する（平面視において重なる）ように位置合わせされる。

この状態で転写用基材６の上方から下方へ、またフィルム状材料４の下方から上方へ、たとえば水圧プレス機により圧力Ｆが印加される。このとき印加される圧力Ｆは、実施の形態１の図６の工程において印加される圧力Ｆよりもやや強く、たとえば４０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であることが好ましい。

図１７を参照して、上記圧力Ｆの印加により、転写用基材６の転写用金属材料層２ａが大径貫通孔３ｂ内に転写されるのと同時に、転写された転写用金属材料層２ａを覆うように大径貫通孔３ｂ上および小径貫通孔３ｓ上（上側の主表面１ｆ上）には転写により転写用金属材料層２ｃが形成される。

これ以降の工程については基本的に実施の形態１の図９〜図１２の工程と同様であるため、ここではその説明を省略する。最終的に焼結工程により、転写用金属材料層２ａは実施の形態１と同じ孔内金属材料層１２ａとなるが、転写用金属材料層２ｃは実施の形態１の孔外金属材料層１２ｂとなる。

なお、これ以外の本実施の形態の製造方法の手順は、実施の形態１とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態においては、実施の形態１の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。

本実施の形態においては、転写用金属材料層２ａのみならず、実施の形態１の配線パターン２ｂに相当する転写用金属材料層２ｃ（孔外金属材料層）もが、転写用基材６に形成された乾燥された転写用金属材料層２ｃの転写により形成される。これにより、たとえば実施の形態１の配線パターン２ｂのように、溶媒成分を含むペースト状金属材料がセラミックグリーンシート１に供給されることによりセラミックグリーンシート１が損傷（変形または割れ）を受ける可能性を低減することができる。

また本実施の形態においては、セラミックグリーンシート１への転写用金属材料層２ａの供給と同じ工程にて併せて転写用金属材料層２ｃを供給することができる。このため、転写用金属材料層２ａと配線パターン２ｂとが別の工程により供給される実施の形態１に比べて、工程数を削減しコスト削減することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態において形成される実装用基板１０および放熱ビア１２の態様は、基本的に実施の形態１の図１および図１３に示す実装用基板１０および放熱ビア１２と同様であるため、ここではその説明を省略する。ここで図１８〜図２２を参照して、かつ一部上記と重複する箇所もあるが適宜実施の形態１の製造工程を示す各図を参照しながら、本実施の形態の第１例に係る実装用基板１０の製造方法について説明する。

まず図２および図３を参照して、実施の形態１と同様に、貫通孔３（大径貫通孔３ｂおよび小径貫通孔３ｓ）が形成されたセラミックグリーンシート１が準備される。図４を参照して、セラミックグリーンシート１のたとえば下側の主表面１ｂ（一方の主表面）にフィルム状材料４（第１のフィルム状材料）が貼り付けられる。図５を参照して、小径貫通孔３ｓ内に小径金属材料層５が充填される。

図６を参照して、乾燥された転写用金属材料層２ａ（第１の孔内金属材料層）を有する転写用基材６が準備される。この転写用基材６の転写用金属材料層２ａが乾燥された状態で、転写用基材６がセラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆ（他方の主表面）に対峙される。具体的には、セラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆの大径貫通孔３ｂに転写用金属材料層２ａが対向するように、転写用基材６が対峙される。

図７を参照して、転写用基材６とセラミックグリーンシート１とを加圧することにより、転写用金属材料層２ａが大径貫通孔３ｂ内に転写される。図８を参照して、図６の転写させる工程の後、転写用金属材料層２ａが転写された大径貫通孔３ｂ、および小径金属材料層５が形成された小径貫通孔３ｓを覆うように、配線パターン２ｂ（孔外金属材料層）が形成される。配線パターン２ｂは、公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が薄膜状に供給されることにより形成される。

図１８を参照して、図８のように転写用金属材料層２ａが転写され、かつ配線パターン２ｂが形成されたセラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｂ上に、図２が示すセラミックグリーンシート１に形成された貫通孔３と平面視において重なる位置に同様のサイズおよび形状の貫通孔３が形成された他のセラミックグリーンシート１が載置される。これにより、転写用金属材料層２ａが転写されたセラミックグリーンシート１と、図１８において初出の他のセラミックグリーンシート１とは、それらの貫通孔３同士が互いに重畳するように位置合わせされた上で積層される。つまり下のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂと上のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂとが互いに重畳するように、かつ下のセラミックグリーンシート１の小径貫通孔３ｓと上のセラミックグリーンシート１の小径貫通孔３ｓとが互いに重畳するように、セラミックグリーンシート１同士が積層される。

他のセラミックグリーンシート１は、積層される時点では大径貫通孔３ｂ、小径貫通孔３ｓともに金属材料は充填されていなくてもよい。次いで２つのセラミックグリーンシート１が重ね合わせられた状態で、たとえば上記図６の工程と同様に水圧プレス機を用いて、積層されたうち上層のセラミックグリーンシート１の最上部の主表面１ｆの上方から下方へ、また積層されたうち下層のセラミックグリーンシート１の最下部の主表面１ｂの下方から上方へ、圧力Ｆが印加される。ただしこのときの圧力Ｆは、上記の実施の形態１の図１０の工程において印加される圧力Ｆよりも弱く、０．５ＭＰａ以上１ＭＰａ以下であることが好ましい。

本実施の形態においては後述のようにセラミックグリーンシート１を積層して加圧する工程を１回以上（通常は２回以上）繰り返すことによりセラミックグリーンシート１が複数積層された構成を得るため、個々の加圧工程において印加される圧力Ｆは、セラミックグリーンシート１同士が圧着可能な限りなるべく弱い力であることが好ましい。

図１９を参照して、図１８において他のセラミックグリーンシート１が積層され加圧された後、当該上層のセラミックグリーンシート１の貫通孔３内に、第２の孔内金属材料層が充填される。

具体的には、当該上層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂ内および小径貫通孔３ｂ内に同時に、公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が塗布および充填され、さらにこのペースト状の金属材料が乾燥される。これにより上層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂが塗布金属材料層２ｄ（第２の孔内金属材料層）により充填され、転写用金属材料層２ａと配線パターン２ｂと塗布金属材料層２ｄとが互いに積層された構成が形成される。また上層のセラミックグリーンシート１の小径貫通孔３ｓを充填する小径金属材料層５が併せて形成される。

図２０を参照して、図１９の工程において転写用金属材料層２ａが転写された大径貫通孔３ｂ、および小径金属材料層５が形成された小径貫通孔３ｓを覆うように、再度配線パターン２ｂ（孔外金属材料層）が形成される。配線パターン２ｂは、公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が薄膜状に供給されることにより形成される。

その後、上層のセラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｂ上に再度、図２が示すセラミックグリーンシート１に形成された貫通孔３と平面視において重なる位置に図２と同様のサイズおよび形状の貫通孔３が形成された他のセラミックグリーンシート１が載置される。そして積層された最上層のセラミックグリーンシート１の最上部の主表面１ｆの上方から下方へ、また積層された最下層のセラミックグリーンシート１の最下部の主表面１ｂの下方から上方へ、圧力Ｆが印加される。これにより最上層のセラミックグリーンシート１が、積層されたセラミックグリーンシート１の上に圧着される。ここでの積層および加圧工程の条件等は、図１８の工程における積層および加圧工程の条件等と同様である。

図２１を参照して、図２０の工程において積層された最上層のセラミックグリーンシート１の貫通孔３に、第２の孔内金属材料層が充填される。具体的な手法は、図１９の工程において上層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂ内および小径貫通孔３ｓ内に金属材料が充填されるのと同じである。すなわち大径貫通孔３ｂ内および小径貫通孔３ｓ内に同時に、公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が塗布および充填され、さらにこのペースト状の金属材料が乾燥される。これにより上層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂが塗布金属材料層２ｄ（第２の孔内金属材料層）により充填され、上層のセラミックグリーンシート１の小径貫通孔３ｓが小径金属材料層５により充填される。

以降、図１８および図２０のようにセラミックグリーンシート１を積層する工程と、（これを加圧したうえで）図１９および図２１のように当該セラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂ内および小径貫通孔３ｓ内に同時に塗布金属材料層２ｄおよび小径金属材料層５が充填される工程とが１回以上（通常は２回以上）繰り返される。これにより、所望の積層数のセラミックグリーンシート１を有する構成が形成される。

図２２を参照して、図２１により形成されたセラミックグリーンシート１の積層構造のうち最後に積層された、すなわち最上部のセラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆ上に、当該最上部の配線パターン２ｂを覆うように、フィルム状材料４（第２のフィルム状材料）が貼り付けられる。これにより、当該最上部の配線パターン２ｂがフィルム状材料４により保護される。このフィルム状材料４は、図４の工程において当該積層構造の最下部に貼り付けられたフィルム状材料４と基本的に同様である。

図２２にて形成されたセラミックグリーンシート１の積層構造の天地を反転させ、図４の工程において貼り付けられたフィルム状材料４（第１のフィルム状材料）が剥離される。そしてフィルム状材料４の剥離により露出したセラミックグリーンシート１の主表面１ｂに、小径金属材料層５および転写用金属材料層２ａを覆うように、配線パターン２ｂが形成される。この配線パターン２ｂは上記と同様に、スクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が供給されることにより形成される。

その後、たとえば図１０の工程と同様に、複数のセラミックグリーンシート１の積層構造に対して、図に示す圧力Ｆが加えられる。これにより、互いに積層された複数のセラミックグリーンシート１のそれぞれの配線パターン２ｂが、その直上または直下に積層されたセラミックグリーンシート１の転写用金属材料層２ａまたは塗布金属材料層２ｄと接触する態様となる。また同様に、上記の加圧により、互いに積層された複数のセラミックグリーンシート１のそれぞれの配線パターン２ｂが、その直上に積層されたセラミックグリーンシート１の小径金属材料層５と接触する態様となる。これにより、積層された転写用金属材料層２ａと、複数の配線パターン２ｂと、複数の塗布金属材料層２ｄとが一体化される。同様に、積層された複数の小径金属材料層５および配線パターン２ｂも一体化される。このときの加圧方法は図１０の工程と同様に水圧プレス機を用いてなされる。なおこのときの加圧工程の条件は、３０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下のプレス圧が１０分以上２０分以下の時間印加されるようにすることが好ましい。

以降は図示されないが、上記により図１１のような構成が形成された後、（第２の）フィルム状材料４がセラミックグリーンシート１から剥がされる。その後、図１２の工程と同様に、積層および熱圧着されたセラミックグリーンシート１が任意の形に切断された上で、これが焼結される。焼結温度および焼結時間の条件は図１２の工程と同様である。これにより、焼成炉内に積層されたセラミックグリーンシート１が投入された状態で、セラミックグリーンシート１と転写用金属材料層２ａ、配線パターン２ｂ、塗布金属材料層２ｄ、小径金属材料層５とが同時に焼結される。この焼結によりセラミックグリーンシート１は収縮されてセラミック基板１１となる。また転写用金属材料層２ａおよび塗布金属材料層２ｄは焼結により孔内金属材料層１２ａとなり、配線パターン２ｂは焼結により孔外金属材料層１２ｂとなり、小径金属材料層５は小径ビア１５となる。孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが互いに密着して一体の放熱ビア１２を構成するのと同様に、孔外金属材料層１２ｂと小径ビア１５とは互いに密着して一体の配線領域を構成する。以上により図１と同様の態様を有する、本実施の形態の実装用基板１０が完成する。

なお、これ以外の本実施の形態の第１例の製造方法の手順は、実施の形態１とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

図２３を参照して、本実施の形態の第２例に係る実装用基板１０の製造方法においては、基本的に上記第１例と同様の製造方法が用いられる。しかしここでは、実施の形態２と同様に、最下層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂ内への転写用金属材料層２ａ（第１の孔内金属材料層）とそれが転写された大径貫通孔３ｂを覆うように形成される配線パターン２ｂ（孔外金属材料層）とが同時に、いずれも転写により形成される。すなわち乾燥された、最下層の転写用金属材料層２ａおよび配線パターン２ｂが、いずれも転写用基材６に含まれる。つまり図２３は、図１６および図１７に示す工程の後の態様（工程）を示している。

本実施の形態における上記転写工程以降の工程については、本実施の形態の上記第１例の、図１８〜図２３に示す工程と同様である。

なお、これ以外の本実施の形態の第２例の製造方法の手順は、実施の形態１とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態においては、貫通孔３内に金属材料が充填されていない状態の他のセラミックグリーンシート１が積層され、その後で当該積層されたセラミックグリーンシート１の貫通孔３内に塗布金属材料層２ｄが充填される。つまり塗布金属材料層２ｄの供給時には既に、その供給される貫通孔３の真下にはセラミックグリーンシート１が配置されており、乾燥された転写用金属材料層２ａによる土台が確立されている。このため供給される塗布金属材料層２ｄは、たとえペースト状であってもこれが印刷機のステージ台の上などに脱落する可能性を低減することができる。

なお本実施の形態においては、最下層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂのみ転写用金属材料層２ａにより充填させるが、２層目以上のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂは塗布金属材料層２ｄにより充填させる。このように２層目以上は印刷法を用いて塗布金属材料層２ｄを供給すれば、上記のようにセラミックグリーンシート１の積層時に印加する圧力（０．５ＭＰａ以上１ＭＰａ以下）を、たとえば上記の転写用金属材料層２ａの転写工程時に印加する圧力（３０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下）に比べて非常に小さくすることができる。

最下層のセラミックグリーンシート１と最上層のセラミックグリーンシート１とは、加圧を受ける回数がまったく異なる。このため仮にこれらの間の加圧履歴の差が大きくなれば、たとえば最下層のセラミックグリーンシート１の寸法が最上層のセラミックグリーンシート１の寸法と大きく異なり、両者が積層されても孔内金属材料層などの平面視における位置が揃わなくなる可能性がある。しかし本実施の形態のように２層目以降の金属材料層の充填時に転写を用いず大きな圧力を加えないようにすることにより、最下層と最上層とのセラミックグリーンシート１の間の加圧履歴の差を小さくすることができる。このため各層が積層された際に孔内金属材料層などの平面視における位置を揃えることができる。

本実施の形態においても実施の形態１と同様に、個々のセラミックグリーンシート１の貫通孔３内に１層ずつ孔内金属材料層２ａなどが充填されながら放熱ビアの積層構造が形成されている。このため、たとえばセラミックグリーンシート１の貫通孔３が充填されないまま先に複数のセラミックグリーンシート１が積層され、最後に一括して充填される場合に発生し得る、当該金属材料の斑な充填状態や、それに起因するセラミック基板の反りなどの不具合を抑制することができる。

またたとえば実施の形態１のように、セラミックグリーンシート１を１層ずつ個別に準備して最後に一括して積層する方法を用いた場合、セラミックグリーンシート１の数の分だけフィルム状材料４を剥離する工程が発生する。しかし本実施の形態においては、フィルム状材料４は２枚しか貼り付けられないため、これを剥離する工程も２回のみとなる。したがって本実施の形態においては、実施の形態１に比べて、充填した金属材料が脱落する可能性の高い工程であるフィルム状材料４の剥離の回数を減らすことができる。このため金属材料の脱落のリスクをより低減させることができる。

なお本実施の形態においては、スクリーン印刷法により形成された大径貫通孔３ｂ上の配線パターン２ｂを覆うようにフィルム状材料４が貼り付けられるが、これを剥がす際に当該配線パターン２ｂが脱落する可能性はない。フィルム状材料４の剥離時に併せて脱落する恐れがあるのはあくまで大径貫通孔３ｂ内に印刷法により充填された金属材料層である。孔外金属材料層としての配線パターン２ｂなどは、むしろその上にフィルム状材料４が貼り付けられれば、配線パターン２ｂ上の大径貫通孔３ｂ内に充填された金属材料層がフィルム状材料４の剥離時に脱落する可能性を低減する（大径貫通孔３ｂ内に充填された金属材料層を保護する）役割を有している。

なお本実施の形態においても上記第２例（図２３）のように最下層の転写用金属材料層２ａと配線パターン２ｂとが１つの転写用基材６により（図１６参照）同時に形成されれば、実施の形態２と同様に工程削減、およびセラミックグリーンシート１の損傷を抑制する効果を奏する。

（実施の形態４）
まず本実施の形態の実装用基板の構成として、特に実装用基板に形成された放熱部材の構成について図２４を用いて説明する。

図２４を参照して、本実施の形態の実装用基板２０は、実施の形態１〜３の実装用基板１０と同様に、複数（図２４においては７つ）のセラミックグリーンシートが互いに積層され加圧により一体化されたセラミック基板１１を有する構成である。複数のセラミックグリーンシートのそれぞれには大径貫通孔３ｂ（貫通孔）が形成され、大径貫通孔３ｂ内には、その平面視における最大寸法が０．５ｍｍ以上の孔内金属材料層１２ａが充填されている。またセラミック基板１１のたとえば上側の主表面１ｆには、孔内金属材料層１２ａを覆うように孔外金属材料層１２ｂのパターンが形成されている。また複数の孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが互いに密着され一体となることにより、セラミック基板１１の一体の放熱部材としての放熱ビア１２が形成されている。また当該放熱ビア１２は、その全体において、その平面積が目立って変化することなく、セラミック基板１１の下側の主表面１ｂから上側の主表面１ｆに向かう図２４の上下方向に柱状に延びるように連続的に形成されている。以上については図２４の実装用基板２０は図１の実装用基板１０と基本的に同様である。

ただし図２４においては、放熱ビア１２の最上部の孔外金属材料層１２ｂが、実装用基板２０のセラミック基板１１の最上面としての主表面１ｆ上に配置されるのではなく、それよりも低い（下側の）位置に配置されている。つまり図２４のセラミック基板１１は、放熱ビア１２の最上部の孔外金属材料層１２ｂが、焼成前の複数のセラミックグリーンシートのうち最上層のセラミックグリーンシートの上側の主表面上に配置されるのではなく、その１層下にあるセラミックグリーンシートの上側の主表面上に配置される。その結果、本実施の形態の実装用基板２０は上記の態様を有している。放熱ビア１２の真上の部分には焼成前の最上層のセラミックグリーンシートに形成された大径貫通孔３ｂが形成されるものの、当該大径貫通孔３ｂには孔内金属材料層１２ａが充填されていない。このため最上層の１層下の層として積層されたセラミックグリーンシートの上側の主表面上の孔外金属材料層１２ｂが露出し、それが放熱ビア１２の最上部となっている。

以上の点において実装用基板２０は、放熱ビア１２がセラミック基板１１の最上層から最下層まで連続してセラミック基板１１の厚さ方向に延びる構成を有する実施の形態１の実装用基板１０と異なっている。しかし他の点については基本的に実施の形態１の実装用基板１０の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

次に図２５〜図３７を参照して、かつ一部上記と重複する箇所もあるが適宜実施の形態１の製造工程を示す各図を参照しながら、本実施の形態に係る実装用基板２０の製造方法について説明する。

まず図２および図３を参照して、実施の形態１と同様に、貫通孔３（大径貫通孔３ｂおよび小径貫通孔３ｓ）が形成されたセラミックグリーンシート１が準備される。

図２５を参照して、図５の工程と同様にスクリーン印刷法を用いてペースト状の金属材料が薄膜状に供給されることにより、小径貫通孔３ｓ内に小径金属材料層５が充填される。なお図２５においてはたとえば図４のように、セラミックグリーンシート１の下側の主表面１ｂにフィルム状材料４が貼り付けられていないが、図２５の工程においても図４の工程と同様にセラミックグリーンシート１の下側の主表面１ｂにフィルム状材料４が貼り付けられてもよい。

図２６を参照して、図８の工程と同様に、たとえば公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が薄膜状に供給されることにより、小径金属材料層５を覆うように配線パターン２ｂが形成される。

図２７を参照して、図２６の工程により形成された配線パターン２ｂを覆うように、セラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆ（他方の主表面）上に、フィルム状材料４（第１のフィルム状材料）が貼り付けられる。ここでは実施の形態１と同様に、厚さが０．０５ｍｍ以上０．１２ｍｍ以下であり、粘着力が０．０８Ｎ以上０．２７Ｎ以下（２５ｍｍ幅の領域内）である、ポリエステル製のフィルム状材料４が用いられる。

その後、図２７に示すように大径貫通孔３ｂと平面的に重なる領域において、フィルム状材料４に対して図２７の厚さ方向に図のように圧力Ｆが加えられる。

図２８を参照して、これにより、フィルム状材料４は大径貫通孔３ｂ内において、下側の主表面１ｂ（一方の主表面）側において、下側の主表面１ｂとツライチになるようにこれに沿いながら図２７の左右方向に延びることにより大径貫通孔３ｂを塞ぐように変形する。この変形により、フィルム状材料４は大径貫通孔３ｂの内側面（側面および底面）の延びる方向に追随しながら当該内側面に密着される。ここで大径貫通孔３ｂの内側面との間に隙間が生じないように当該内側面に沿って十分に密着されるよう、フィルム状材料４に対して十分な圧力Ｆが印加されることが好ましい。なお、図２８以降（図３４まで）は図２７以前の工程に対してセラミックグリーンシート１の天地を反転させている。

図２９を参照して、大径貫通孔３ｂ内において下側の主表面１ｂに沿って図の左右方向に延びることにより大径貫通孔３ｂを塞ぐフィルム状材料４の部分を覆うように、下側の主表面１ｂに、配線パターン２ｂが形成される。ここでの配線パターン２ｂは、上記の他の工程と同様に、たとえば公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が薄膜状に供給されることにより形成される。なお配線パターン２ｂは、大径貫通孔３ｂよりも平面視における面積が大きくなるように形成される。形成された配線パターン２ｂは、十分に乾燥されることにより、孔外金属材料層としての配線パターン２ｂとなる。

図３０を参照して、図２９のようにフィルム状材料４が大径貫通孔３ｂ内に貼り付けられ、かつ配線パターン２ｂが形成されたセラミックグリーンシート１の下側の主表面１ｂ上に、図２が示すセラミックグリーンシート１に形成された貫通孔３と平面視において重なる位置に同様のサイズおよび形状の貫通孔３が形成された他のセラミックグリーンシート１が載置される。これにより、フィルム状材料４が貼り付けられたセラミックグリーンシート１と、図３０において初出の他のセラミックグリーンシート１とは、それらの貫通孔３同士が互いに重畳するように位置合わせされた上で積層される。ここでの積層態様は図１８の工程と基本的に同様であるため詳細は省略する。

次いで２つのセラミックグリーンシート１が重ね合わせられた状態で、たとえば上記図１８の工程と同様に水圧プレス機を用いて、積層されたうち図３０における上層（天地反転しているため実際は下層だが以下同様に表現）のセラミックグリーンシート１の最上部の主表面１ｂの上方から下方へ、また積層されたうち下層のセラミックグリーンシート１の最下部のフィルム状材料４の下方から上方へ、圧力Ｆが印加される。このときの圧力Ｆは、図１８の工程と同様の理由により、可能な限り弱いことが好ましく、０．５ＭＰａ以上１ＭＰａ以下であることが好ましい。

図３１を参照して、図３０において他のセラミックグリーンシート１が積層され加圧された後、当該上層のセラミックグリーンシート１の貫通孔３内に、孔内金属材料層が充填される。

具体的には、図１９の工程と同様に、当該上層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂ内および小径貫通孔３ｂ内に同時に、公知のスクリーン印刷法によりペースト状の金属材料が塗布および充填され、さらにこのペースト状の金属材料が乾燥される。これにより上層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂが塗布金属材料層２ｄ（孔内金属材料層）により充填され、配線パターン２ｂと塗布金属材料層２ｄとが互いに積層された構成が形成される。また上層のセラミックグリーンシート１の小径貫通孔３ｓを充填する小径金属材料層５が併せて形成される。

図３２を参照して、（図２０の工程と同様に）図３１の工程において塗布金属材料層２ｄが形成された大径貫通孔３ｂ、および小径金属材料層５が形成された小径貫通孔３ｓを覆うように、再度配線パターン２ｂ（公知のスクリーン印刷法により供給されるペースト状の金属材料）が形成される。

図３３を参照して、その後、（図２０の工程と同様に）上層のセラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｂ上に再度、図２が示すセラミックグリーンシート１に形成された貫通孔３と平面視において重なる位置に図２と同様のサイズおよび形状の貫通孔３が形成された他のセラミックグリーンシート１が載置される。そして積層された最上層のセラミックグリーンシート１の最上部の主表面１ｆの上方から下方へ、また積層された最下層のセラミックグリーンシート１の最下部の主表面１ｂの下方から上方へ、圧力Ｆが印加される。これにより最上層のセラミックグリーンシート１が、積層されたセラミックグリーンシート１の上に圧着される。ここでの積層および加圧工程の条件等は、図３０の工程における積層および加圧工程の条件等と同様である。

図３４を参照して、図３３の工程において積層された最上層のセラミックグリーンシート１の貫通孔３に、孔内金属材料層が充填される。具体的な手法は、図３１の工程における金属材料の充填方法と同じ（公知のスクリーン印刷法によるペースト状の金属材料の塗布）である。最上層のセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂが塗布金属材料層２ｄ（孔内金属材料層）により充填され、上層のセラミックグリーンシート１の小径貫通孔３ｓが小径金属材料層５により充填される。

以降、図３０および図３３のようにセラミックグリーンシート１を積層する工程と、（これを加圧したうえで）図３１および図３４のように当該セラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂ内および小径貫通孔３ｓ内に同時に塗布金属材料層２ｄおよび小径金属材料層５が充填される工程とが１回以上（通常は２回以上）繰り返される。これにより、所望の積層数のセラミックグリーンシート１を有する構成が形成される。

その後、セラミックグリーンシート１の積層構造のうち最後に積層された、すなわち最上部のセラミックグリーンシート１の上側の主表面１ｆ上に、当該最上部の配線パターン２ｂを覆うように、フィルム状材料４（第２のフィルム状材料）が貼り付けられる。これにより、当該最上部の配線パターン２ｂがフィルム状材料４により保護される。

図３５を参照して、図３４にて形成されたセラミックグリーンシート１の積層構造の天地を反転させ、図２８の工程において貼り付けられたフィルム状材料４（第１のフィルム状材料）が剥離される。

その後、たとえば図１０の工程と同様に、複数のセラミックグリーンシート１の積層構造に対して、図に示す圧力Ｆが加えられる。この加圧により上記の他の実施の形態と同様に、互いに積層された複数の配線パターン２ｂおよび塗布金属材料層２ｄが互いに一体化される。また積層された複数の小径金属材料層５および配線パターン２ｂも一体化される。このときの加圧方法は図１０の工程と同様に水圧プレス機を用いてなされる。なおこのときの加圧工程の条件は、３０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下のプレス圧が１０分以上２０分以下の時間印加されるようにすることが好ましい。

図３６を参照して、上記加圧工程の後、（第２の）フィルム状材料４がセラミックグリーンシート１から剥がされる。図３７を参照して、その後、図１２の工程と同様に、積層および熱圧着されたセラミックグリーンシート１が任意の形に切断された上で、これが焼結される。焼結温度および焼結時間の条件は図１２の工程と同様である。この焼結により、複数のセラミックグリーンシート１は一体化されたセラミック基板１１となり、塗布金属材料層２ｄは焼結により孔内金属材料層１２ａとなり、配線パターン２ｂは焼結により孔外金属材料層１２ｂとなり、小径金属材料層５は小径ビア１５となる。孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが互いに密着して一体の放熱ビア１２を構成するのと同様に、孔外金属材料層１２ｂと小径ビア１５とは互いに密着して一体の配線領域を構成する。以上により図２４と同様の態様を有する、本実施の形態の実装用基板２０が完成する。

図３８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して、以上の製造方法により形成された実装用基板２０は、（図２４に示すように：実施の形態１と同様に）全体の基材となる複数のセラミックグリーンシートが積層されることにより、複数の孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが互いに間隔をあけずに密着するように接触している。これら複数の孔内金属材料層１２ａと孔外金属材料層１２ｂとが一体の放熱ビア１２を構成している。

実施の形態１との相違点は、放熱ビア１２の最上部の孔外金属材料層１２ｂが、実装用基板２０全体の最上面（セラミック基板１１の最上部の主表面）上ではなく、それよりも低い位置（焼成前の複数のセラミックグリーンシートのうち最上層よりも１層下のセラミックグリーンシートの上側の主表面上）に配置されている。これにより当該孔外金属材料層１２ｂの表面上の領域は、あたかもセラミック基板１１が部分的に凹んだような形状を有している。この凹んだ領域は、セラミック基板１１を形成する際に最上層として積層されたセラミックグリーンシートの大径貫通孔３ｂが充填されなかったために形成されたものである。したがって当該孔外金属材料層１２ｂ上に載置（実装）された半導体チップ８は、周囲の（複数のセラミックグリーンシートのうち最上層のセラミックグリーンシートの焼結により形成された）セラミック基板１１に囲まれるように配置される。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態においては、実施の形態１，３の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。

本実施の形態においては、セラミックグリーンシート１の主表面１ｂに沿いながら大径貫通孔３ｂを塞ぐフィルム状材料４の部分を覆うように、図２９の工程において乾燥された配線パターン２ｂが形成される。その後その上に他のセラミックグリーンシート１が、大径貫通孔３ｂ同士が重畳するように積層され、その大径貫通孔３ｂ内にペースト状の塗布金属材料層２ｄが供給される。

つまり上に積層されるセラミックグリーンシート１の大径貫通孔３ｂは、その真下に乾燥された配線パターン２ｂが配置された状態となっており、この状態で塗布金属材料層２ｄが供給される。したがって当該大径貫通孔３ｂの下側が乾燥された強固な配線パターン２ｂの土台により支えられる。このため塗布金属材料層２ｄは、たとえペースト状であってもこれが印刷機のステージ台の上などに脱落する可能性を低減することができる。

またフィルム状材料４が、大径貫通孔３ｂ内において主表面１ｂに沿う方向に延びてこれを塞ぐように貼り付けられる。このため、大径貫通孔３ｂが充填されていないためにその上に配線パターン２ｂを形成することができないなどの不具合の発生を抑制することができる。

なお実施の形態３，４においてはこのように大径貫通孔３ｂ内にペースト状の金属材料を塗布することから、大径貫通孔３ｂの内側面（セラミックグリーンシート１）がペースト状の金属材料に含まれる溶媒により損傷を受ける可能性を低減することが好ましい。このため実施の形態３，４においては、実施の形態１のように乾燥された金属材料を転写する例に比べて、セラミックグリーンシート１に損傷を与えにくい材質からなる溶媒を含むペースト状の金属材料が用いられることが好ましい。

さらに、本実施の形態の製造方法によれば、上記のように半導体チップ８が周囲のセラミック基板１１に囲まれるように配置されるため、半導体チップ８を周囲から保護されやすい位置に配置することができる。

その他、本実施の形態においても実施の形態３の２層目以上の大径貫通孔３ｂと同様に、ペースト状の金属材料が充填される。これにより金属材料の充填時に（転写工程のように）大きな圧力を加える必要がなくなり、最上層と最下層とのセラミックグリーンシート１の加圧履歴の差異による寸法形状の差異の発生を抑制することができる。

また本実施の形態においても実施の形態３と同様に、実施の形態１に比べてフィルム状材料４の剥離回数を減らすことができるため、金属材料の脱落のリスクをより低減させることができる。

（実施の形態５）
以上の各実施の形態の製造方法により形成される放熱ビア１２の好ましい寸法について、実測により検証した。その結果について、図３９〜図４１および表３を用いて説明する。

図３９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して、ここでは一例として、実施の形態１に示す製造方法を用いて、図１および図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と同様の態様を有する放熱ビア１２が形成された実装用基板１０が準備された。この放熱ビア１２は、その最上面にランド導体パターン９が配されており、これは放熱ビア１２全体を覆っている。

放熱ビア１２は、ここでは一例として平面視において孔内金属材料層１２ａおよび孔外金属材料層１２ｂが矩形状（長方形または正方形）であるものが準備された。今回の実測においては、孔内金属材料層１２ａおよび孔外金属材料層１２ｂの平面視におけるサイズの異なる複数の放熱ビア１２（実装用基板１０）が準備された。

焼結後のセラミック基板１１全体の厚さは０．６ｍｍであり、セラミック基板１１は横５ｍｍで縦５ｍｍのほぼ正方形の平面形状を有していた。以下の表３には、それぞれの実装用基板１０の孔内金属材料層１２ａの平面視における横方向の寸法をＬｘ（図３９参照）、縦方向の寸法をＬｙ（図３９参照）として、各放熱ビア１２のサンプルの寸法を示している。また当該表３には、各サンプルの放熱ビア１２の半導体チップ８が搭載される面（最上部の孔外金属材料層１２ｂの表面）の平坦度を示している。ここで平坦度とは、セラミック基板１１の厚さ方向に関する当該表面の位置座標（ｚ座標）の最大値と最小値との差を示している。

表３中のいずれの放熱ビア１２についても、実施の形態１の製造方法の適用により、孔内金属材料層１２ａが脱落することなく形成されることが確認された。なお表３に示すように、放熱ビア１２の平面寸法が大きくなるにつれて平坦度が劣化している。しかしこれは当然の結果であるため、平坦度がサンプルサイズに影響されて大きくなる分を相殺したうえで当該平坦度が許容できるか否かを判断するために、平坦度を規格値で除した相対値を求め、当該相対値を用いて判断する必要がある。

表３のように当該サンプルの放熱ビア１２にはその平面形状が正方形ではないものもある。そこで図４０を参照して、放熱ビア１２の平面形状が正方形でない場合、孔内金属材料層１２ａが充填される大径貫通孔３ｂの面積の平方根を求め、いずれのサンプルの放熱ビアも正方形状であるものとみなしてその孔内金属材料層１２ａの平面視における最大寸法を求めた。なおここではすべて正方形状とみなしているため、その最大寸法はすべて図４０に示す（仮想の）正方形状の１辺の長さとなる。

図４１を参照して、当該グラフの横軸は孔内金属材料層１２ａの平面視における最大寸法（正方形状と仮定したときの１辺の寸法も含む）を示し、縦軸は各サンプルの表面の平坦度の相対値を示している。なお図４１にプロットされるサンプル数と表３に示されるサンプル数とが一致しないが、これは図４１にプロットされた値のうち一部（代表的なもの）が表３に抜き取り示されているためである。

基本的に放熱ビアの半導体チップ８などに対する放熱性を確保する観点から、表面の平坦度としては、上記相対値が１以下であることが要求される。図４１より、そのためには（正方形と仮定された）孔内金属材料層１２ａの最大寸法としての１辺の長さは２．５ｍｍ以下であることが必要とされる。したがって、表３および図４１に示す結果を総合すれば、大径貫通孔３ｂの充填により形成される本実施の形態の放熱ビア１２は、孔内金属材料層１２ａの最大寸法としての１辺の長さが０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが必要であるといえる。したがって孔内金属材料層１２ａの部分の平面視における面積は０．２５ｍｍ²以上６．２５ｍｍ²以下となる。

以上に述べた各実施の形態の開示内容は、たとえ上記において明記されていなくても、技術的に矛盾しなければ、適宜組み合わせることができる。

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。

１セラミックグリーンシート、１ｂ下側の主表面、１ｆ上側の主表面、２放熱ビアパターン、２ａ，２ｃ転写用金属材料層、２ｂ配線パターン、２ｄ塗布金属材料層、３ｂ大径貫通孔、３ｓ小径貫通孔、４フィルム状材料、５小径金属材料層、６転写用基材、６ａフィルム状基材、７緩衝材、８半導体チップ、９ランド導体パターン、１０，２０実装用基板、１１セラミック基板、１２放熱ビア、１２ａ孔内金属材料層、１２ｂ孔外金属材料層、１５小径ビア。

Claims

互いに積層された複数のセラミックグリーンシートが一体化された状態で焼結されたセラミック基板と、
複数の前記セラミックグリーンシートのそれぞれに形成された貫通孔を充填する孔内金属材料層と、前記孔内金属材料層を覆うように複数の前記セラミックグリーンシートのそれぞれに形成された孔外金属材料層とが一体となることにより形成された放熱部材とを備える実装用基板であって、
前記放熱部材は前記実装用基板の全体において柱状に延び、
前記孔内金属材料層の平面視における最大寸法は０．５ｍｍ以上である、実装用基板。
前記放熱部材の前記孔内金属材料層の部分の平面視における面積は０．２５ｍｍ²以上６．２５ｍｍ²以下である、請求項１に記載の実装用基板。
請求項１または２に記載の実装用基板の製造方法であって、
貫通孔が形成されたセラミックシート、および乾燥された孔内金属材料層を有する転写用基材を準備する工程と、
前記セラミックシートの一方の主表面にフィルム状材料を貼り付ける工程と、
前記セラミックシートの前記一方の主表面とは反対側にある他方の主表面に前記孔内金属材料層が対向するように前記転写用基材を対峙させる工程と、
前記転写用基材と前記セラミックシートとを加圧することにより前記孔内金属材料層を前記貫通孔内に転写させる工程と、
前記セラミックシートを準備する工程、貼り付ける工程、対峙させる工程および転写させる工程を繰り返すことにより、前記貫通孔内に前記孔内金属材料層が転写された前記セラミックシートを複数準備する工程と、
複数の前記セラミックシートのそれぞれの前記孔内金属材料層同士が互いに重畳するように、複数の前記セラミックシートのそれぞれを積層、加圧および一体化させることにより、前記孔内金属材料層からなる放熱部材を形成する工程とを備え、
前記転写させる工程の後、前記積層、加圧および一体化させる工程の前に、複数の前記セラミックシートのそれぞれの前記一方の主表面に貼り付けられた前記フィルム状材料を前記セラミックシートから剥がす工程をさらに備える、実装用基板の製造方法。
前記転写させる工程の後、前記孔内金属材料層が転写された前記貫通孔を覆うように孔外金属材料層を形成する工程をさらに備え、
前記孔外金属材料層は、ペースト状の金属材料が印刷されることにより形成される、請求項３に記載の実装用基板の製造方法。
前記孔内金属材料層が転写された前記貫通孔を覆うように孔外金属材料層を形成する工程をさらに備え、
乾燥された前記孔外金属材料層が前記孔内金属材料層とともに前記転写用基材に含まれ、
前記孔外金属材料層は、前記転写させる工程において前記孔内金属材料層が転写されるのと同時に転写により形成される、請求項３に記載の実装用基板の製造方法。
請求項１または２に記載の実装用基板の製造方法であって、
貫通孔が形成されたセラミックシート、および乾燥された第１の孔内金属材料層を有する転写用基材を準備する工程と、
前記セラミックシートの一方の主表面に第１のフィルム状材料を貼り付ける工程と、
前記セラミックシートの前記一方の主表面とは反対側にある他方の主表面に前記第１の孔内金属材料層が対向するように前記転写用基材を対峙させる工程と、
前記転写用基材と前記セラミックシートとを加圧することにより前記第１の孔内金属材料層を前記貫通孔内に転写させる工程と、
前記転写させる工程の後、前記セラミックシートの前記他方の主表面上に、前記貫通孔が形成された他の前記セラミックシートを、前記貫通孔同士が互いに重畳するように積層する工程と、
前記セラミックシートを積層する工程の後に、前記積層された前記セラミックシートの前記貫通孔内に第２の孔内金属材料層を充填する工程とを備える、実装用基板の製造方法。
前記転写させる工程の後、前記第１の孔内金属材料層が転写された前記貫通孔を覆うように孔外金属材料層を形成する工程をさらに備え、
前記孔外金属材料層は、ペースト状の金属材料が印刷されることにより形成される、請求項６に記載の実装用基板の製造方法。
前記第１の孔内金属材料層が転写された前記貫通孔を覆うように孔外金属材料層を形成する工程をさらに備え、
乾燥された前記孔外金属材料層が前記第１の孔内金属材料層とともに前記転写用基材に含まれ、
前記孔外金属材料層は、前記転写させる工程において前記第１の孔内金属材料層が転写されるのと同時に転写により形成される、請求項６に記載の実装用基板の製造方法。
前記積層する工程および前記充填する工程を１回以上繰り返す工程と、
前記繰り返す工程の後に、複数の前記セラミックシートのうち最後に積層された前記セラミックシートの前記他方の主表面に第２のフィルム状材料を貼り付ける工程と、
複数の前記セラミックシートを加圧して一体化させることにより、前記第１および第２の孔内金属材料層および前記孔外金属材料層からなる放熱部材を形成する工程と、
前記第１および第２のフィルム状材料を前記セラミックシートから剥がす工程とをさらに備える、請求項７または８に記載の実装用基板の製造方法。
請求項１または２に記載の実装用基板の製造方法であって、
貫通孔が形成されたセラミックシートを準備する工程と、
前記セラミックシートの一方の主表面側において前記一方の主表面に沿いながら前記貫通孔を塞ぐように、前記セラミックシートの前記一方の主表面とは反対側にある他方の主表面に第１のフィルム状材料を貼り付ける工程と、
前記貫通孔内を塞ぐ前記第１のフィルム状材料の部分を覆うように、前記セラミックシートの前記一方の主表面に、乾燥された孔外金属材料層を形成する工程と、
前記セラミックシートの前記一方の主表面上に、前記貫通孔が形成された他の前記セラミックシートを、前記貫通孔同士が互いに重畳するように積層する工程と、
前記積層する工程において積層された前記セラミックシートの前記貫通孔内に孔内金属材料層を充填する工程とを備える、実装用基板の製造方法。
前記積層する工程および前記充填する工程を１回以上繰り返す工程と、
前記繰り返す工程の後に、複数の前記セラミックシートのうち最後に積層された前記セラミックシートの前記一方の主表面に第２のフィルム状材料を貼り付ける工程と、
複数の前記セラミックシートを加圧して一体化させることにより、前記孔外金属材料層および前記孔内金属材料層からなる放熱部材を形成する工程と、
前記第１および第２のフィルム状材料を前記セラミックシートから剥がす工程とをさらに備える、請求項１０に記載の実装用基板の製造方法。