JP2009246338A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のセラミック層を積層してなり、内部に中空部、その底面に形成した単一の導体層、および該中空部と表面または外壁面などとの間を貫通する貫通孔を有し、形状・寸法精度に優れた配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】複数のセラミック層ｓ１〜ｓ６を積層してなり、平面視が矩形の表面３、裏面４、およびこれらの間に位置する４つの外壁面５ａ，５ｂを有する基板本体２と、該基板本体２の内部に形成され、且つ上記複数のセラミック層ｓ１〜ｓ６のうち、最上層と最下層のセラミック層ｓ１，ｓ６および下層側のセラミック層ｓ５を除いた中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４の内側に形成された中空部６と、該中空部６の床面７を形成する下層側のセラミック層ｓ５の表面に平面形状に形成された単一の導体層１０と、中空部６の天井面９と基板本体２の表面３との間を貫通する複数の貫通孔ｈ１と、を含む、配線基板１ａ。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のセラミック層を積層してなり、基板本体の内部に中空部およびその底面に単一の導体層を有し、且つ該中空部と基板本体の表面あるいは外壁面との間に貫通孔を有する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を積層した多層セラミック基板を製造するに際し、厚みのあるグリーンシートを使用した場合、該グリーンシートに含まれる樹脂バインダの樹脂成分が脱脂工程で十分に抜けきらず、かかるグリーンシートを含む複数のグリーンシートの積層体を焼成する工程において、剥離（デラミネーション）や割れ（破裂）に至る場合がある。
前記のような剥離や割れを防ぐため、複数の内部電極（導体層）が形成されるグリーンシートの切断線上に、貫通孔を形成して、脱脂工程でガス抜きの作用せしめるセラミック積層品の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１８３１１２号公報 （第１〜４頁、図１〜３）

一方、複数のセラミック層と、これらの間に配置すべきベタ状で且つ広い面積の導体層とを積層してなるセラミック基板も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２９８４６２号公報 （図１２，１４）

前記特許文献２のようなセラミック基板においては、広い面積の導体層を有する複数のグリーンシートの積層体を脱脂する際にも、樹脂バインダが十分に抜け出ないため、セラミック層と導体層との境界やセラミック層同士の境界に、残留した樹脂成分の膨張による変形（通称フクレ）を生じることがある。更に、グリーンシート間に広い面積の導体層が位置するため、広い面積の導体層に隣接するセラミック層同士や、セラミック層と導体層とが剥離（デラミネーション）してしまう場合もあった。

本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、複数のセラミック層を積層してなり、内部に中空部、その底面に形成した単一の導体層、および該中空部と表面あるいは外壁面との間を連通する貫通孔を有し、形状および寸法精度に優れた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、複数のセラミック層が積層された基板本体の表面あるいは外壁面と、該基板本体の内部に形成された中空部の天井面あるいは内壁面との間に、貫通孔を形成する、ことに着層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、複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形の表面、裏面、およびこれらの間に位置する４つの外壁面を有する基板本体と、かかる基板本体の内部に形成され、且つ上記複数のセラミック層のうち、少なくとも最上層と最下層のセラミック層を除いた少なくとも１層からなる中層のセラミック層の内側に形成された中空部と、かかる中空部の床面を形成する上記下層側のセラミック層の表面に平面形状に形成された単一の導体層と、を含み、上記中空部の天井面と上記基板本体の表面との間、上記中空部の内壁面と上記基板本体の表面との間、および上記中空部の内壁面と上記基板本体の外壁面との間のうち、少なくとも１つに貫通孔が貫通している、ことを特徴とする。

これによれば、前記中空部および何れかの前記貫通孔によって、単一の前記導体層が形成されるセラミック層やこれに隣接するセラミック層となる各グリーンシートなどに含まれていた樹脂バインダを脱脂時に、前記中空部および貫通孔を通じて、容易且つ十分に外部に放出させている。そのため、上記導体層とこれに隣接するセラミック層との境界、あるいは該セラミック層同士の境界に、前記破裂による変形や剥離などが形成されておらず、形状および寸法精度に優れた配線基板とすることが可能となる。

尚、前記セラミックには、アルミナなどを主成分とする高温焼成セラミックや、あるいはセラミック以外にガラス成分を含有するガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックが含まれる。
また、前記中空部は、少なくとも最上層と最下層のセラミック層を除いた１層または複数層の中層のセラミック層の内側に形成され、底面、内壁面（側面または円周面）、および天井面を有している。最下層のセラミック層の真上に更に下層側のセラミック層が形成され、かかるセラミック層の表面が上記床面となる形態も含まれる。
更に、前記導体層は、中空部の床面を形成する前記セラミック層の表面において、例えば、平面視でベタ状などにして形成された単一の導体層であり、中空部の床面積の５０％以上を占める。
また、前記導体層は、セラミック層が前記高温焼成セラミックの場合には、ＷまたはＭｏあるいはＷまたはＭｏ合金などが用いられ、前記低温焼成セラミックの場合には、ＡｇまたはＣｕなどが用いられる。
更に、同じ形態の前記貫通孔は、１つの中空部に対し、１個または複数個が形成される。
加えて、２つの異なる形態の前記貫通孔は、１つの中空部に対し、これら２つの形態を併用しても良い。

また、本発明には、前記貫通孔の平面視あるいは側面視における断面積は、前記中空部の平面視あるいは側面視における断面積よりも小さい、配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、前記中空部の平面視あるいは側面視における断面積に対して、前記貫通孔の平面視あるいは側面視における断面積が小さいので、貫通孔に対し平面視あるいは側面視で大きな中空部となる。その結果、前記導体層が形成されるセラミック層などとなるグリーンシートなどに含まれていた樹脂バインダを脱脂時に、前記中空部および何れかの貫通孔を通じて、容易且つ十分に外部に放出できるため、前記変形や剥離などが生じていないと共に、前記中空部の天井面が凹むような変形が抑制された配線基板となる。
更に、本発明には、前記貫通孔の内径は、０．０６〜０．５ｍｍである、配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、貫通孔の内径が小径であることで、相対的に中空部の平面視あるいは側面視における面積が大きくなるため、前記樹脂バインダの抜き出しが十分行われ、中空部の天井面が凹むような変形が抑制された配線基板となる。
尚、前記貫通孔の内径が０．０６ｍｍ未満になると、実用的なパンチングなどの孔明け加工による穿孔が困難となり、且つ前記樹脂バインダの放出が不十分となる。一方、前記内径が０．５ｍｍを越えると、かかる貫通孔の周囲に位置する前記中空部の天井面が凹むおそれが生じ易くなる。これらのため、貫通孔の内径を前記範囲としたものである。

また、本発明には、複数の前記貫通孔の平面視あるいは側面視における総断面積は、前記中空部の平面視あるいは側面視における面積の０．５〜３％である、配線基板（請求項４）も含まれる。
これによれば、複数の貫通孔の平面視あるいは側面視における総断面積が、１つの中空部に対して前記範囲に規制されるため、前記樹脂バインダの放出が十分に行われ、且つ各貫通孔の周囲における前記中空部の天井面が凹むおそれが抑制された配線基板となる。
尚、複数の貫通孔の総断面積が、前記中空部の前記面積の０．５％未満になると、樹脂バインダの放出が不十分となり、一方、上記総断面積が３％を越えると、前記中空部の天井面における貫通孔の付近が凹むおそれが生じ易くなる。これらのため、複数の貫通孔の総断面積を前記範囲としたものである。
更に、本発明には、前記単一の導体層の平面視における面積は、前記中空部の床面を形成する前記下層側のセラミック層の表面の平面視における面積よりも小さい、配線基板（請求項５）も含まれる。
これによれば、前記導体層の外側または周囲に中空部の床面を形成する前記下層側のセラミック層の表面が位置するため、かかるセラミック層とこれに隣接するセラミック層との境界における前記剥離を皆無とした配線基板となる。

また、本発明には、前記基板本体の表面と前記中空部の内壁面との間を貫通する貫通孔は、平面視で上記中空部の外側に位置する基板本体の表面に開口し、且つ側面視で全体がほぼＬ字形を呈するものである、配線基板（請求項６）も含まれる。
これによれば、上記貫通孔は、一端が平面視で上記中空部の外側に位置する基板本体の表面に開口し、他端が中空部の内壁面に開口すると共に、側面視で全体がほぼＬ字形を呈するように形成されている。そのため、製造時の積層・圧着工程や焼成工程などにおいて、最上層のセラミック層となるグリーンシートが中空部側に垂れ下がる（凹形状の）変形を生じていないので、中空部の天井面に比較的広く平坦な単一の導体層を形成した配線基板とすることができる。

更に、本発明には、前記中空部は、前記中層のセラミック層に形成された仕切り壁によって、複数個に分割され、それぞれが平面視で六角形を呈し、且つ全体がハニカムコア状に配列されている、配線基板（請求項７）も含まれる。
これによれば、中空部が複数の六角形からなり、且つこれらがハニカムコア状に配列されているため、前記各セラミック層となる複数のグリーンシートを積層した後、圧着する際にその圧力に十分に対抗できる。しかも、個々の中空部の天井面に貫通孔が形成されているため、製造時の圧着・脱脂・焼成工程において、樹脂バインダが各中空部から貫通孔を通じて十分抜き出され、且つ各中空部の天井面が凹まず、前記変形や剥離のない配線基板となる。
また、本発明には、前記中空部は、前記中層のセラミック層に形成された仕切り壁によって、互いに平行な平面視で複数の長方形に分割されているか、あるいは、それぞれが平面視で複数の円形に分割されている、配線基板（請求項８）も含まれる。
これによれば、中空部が互いに平行な複数の長方形に分割されているか、複数の円形に分割されているため、前記圧着時の圧力に十分に対抗できる。しかも、個々の中空部の天井面に貫通孔が形成されていると共に、単一の導体層が個々の中空部の床面に形成され、且つ仕切り壁の内部には進入しないため、前記有機バインダの樹脂抜きが確実に行われ、前記変形や剥離のなく、且つ各中空部の天井面が凹んでいない配線基板となる。

更に、本発明には、前記複数の中空部のうち、隣接する２つの中空部を分割する仕切り壁には、該２つの中空部を連通する通気孔が貫通している、配線基板（請求項９）も含まれる。
これによれば、製造時の圧着・脱脂・焼成工程において、樹脂バインダが各中空部から通気孔および前記何れかの貫通孔を通じて十分に抜き出され易くなるので、各中空部の天井面が凹まず、前記変形や剥離が生じにくくなっている。そのため、中空部ごとの天井面および単一の導体層が形成された床面が互いに平行であり、且つこれらに対し内壁面が垂直に形成された所定形状の配線基板となる。

加えて、本発明には、前記中空部の天井面と前記基板本体の表面との間を貫通する貫通孔は、平面視で前記中空部における何れかの内壁面側近傍の天井面に開口している、配線基板（請求項１０）も含まれる。
これによれば、平面視で前記中空部において、その内壁面側に近接した天井面に貫通孔が開口しているため、前記圧着時や焼成時に中空部の天井面が凹むような変形が容易且つ確実に阻止され、形状および寸法精度に優れた配線基板となる。
尚、前記「何れかの内壁面側近傍」とは、平面視が六角形の中空部では、何れかの内壁面に近接した天井面の位置を、平面視が円形の中空部では、その円周面（内壁面）の一部に近接した天井面の位置を、平面視が長方形の中空部では、例えば、その長手方向の一端または両端付近で且つ何れかの内壁面に近接する天井面の位置を指している。

一方、本発明による配線基板の製造方法（請求項１１）は、追って最上層のセラミック層となるグリーンシートに貫通孔を形成する工程と、少なくとも追って最上層と最下層のセラミック層を除く１層以上の中層のセラミック層となる１層以上のグリーンシートに透孔を形成する工程と、追って最下層またはその上方に積層される下層側のセラミック層となるグリーンシートの表面に平面形状で且つ単一の導体層を形成する工程と、少なくとも、上記貫通孔が形成されたグリーンシート、上記透孔が形成された１層以上のグリーンシート、および上記単一の導体層が形成されたグリーンシートを厚み方向に沿って積層する工程と、を含む、ことを特徴とする。
これによれば、前記導体層が形成されるセラミック層やこれに隣接するセラミック層となる各グリーンシートなどに含まれていた有機バインダの樹脂を、前記積層工程の直後に行う脱脂時に、前記透孔から形成される前記中空部および貫通孔を通じて、容易且つ十分に外部に放出できる。その結果、前記導体層とこれに隣接するセラミック層との境界、あるいは該セラミック層とこれに隣接するセラミック層との境界などにおいて、前記破裂による変形や、剥離などを阻止できるため、形状および寸法精度に優れた配線基板を確実に製造可能となる。

また、本発明には、追って最上層のセラミック層となるグリーンシートに形成される前記貫通孔は、平面視で前記透孔の外側に位置し、追って最上層の下方に積層される前記中層のセラミック層となるグリーンシートには、前記透孔を形成する工程において、更に該透孔に一端が開口し且つ他端が前記貫通孔の下端に連通する切り欠きを形成する工程が行われる、配線基板の製造方法（請求項１２）も含まれる。
これによれば、前記積層工程で形成される未焼成の積層体において、上記貫通孔と切り欠きとは、側面視がほぼＬ字形を呈し、平面視において上記積層体の表面における前記透孔の外側と、中空部の内壁面上部とに両端が開口した単一の貫通孔となる。そのため、積層・圧着工程および脱脂・焼成工程において、上記積層体および基板本体の中空部の天井面が床面側に凹む変形を確実に阻止できる。

更に、本発明による異なる配線基板の製造方法（請求項１３）は、少なくとも追って最上層と最下層のセラミック層を除く１層以上の中層のセラミック層となる１層以上のグリーンシートに透孔を形成し、且つ何れか１層の上記グリーンシートに上記透孔と外壁面との間を貫通する切り欠きを形成する工程と、追って最下層またはその上方に積層される下層側のセラミック層となるグリーンシートの表面に平面形状で且つ単一の導体層を形成する工程と、少なくとも、上記透孔が形成された１層以上のグリーンシート、および上記単一の導体層が形成されたグリーンシートを厚み方向に沿って積層する工程と、を含む、ことを特徴とする。
これによれば、未焼成の積層体における中空部の内壁面と基板本体の外壁面との間を貫通する貫通孔を通じて、樹脂バインダの樹脂を、前記積層工程の直後に行う脱脂時に、前記透孔から形成される前記中空部および貫通孔を通じて、容易に外部に放出できる。底面に単一の導体層が形成された中空部と上記貫通孔を有し、形状および寸法精度に優れた配線基板を、確実に製造することが可能となる。
尚、中空部の内壁面と基板本体の外壁面との間を貫通する貫通孔と共に、中空部の天井面と基板本体の表面との間を貫通する貫通孔を併せて形成しても良い。

前記透孔を形成する工程と前記積層工程との間に、前記一層または複数層のグリーンシートの透孔に、昇華性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂からなる充填材を充填する工程を有する配線基板の製造方法（請求項１４）も含まれる。
これによれば、一層または複数層のグリーンシートの透孔に、昇華性あるいは熱可塑性樹脂などからなる充填材が充填されているため、積層工程時の圧着を受けても、上記透孔によって形成される中空部の天井面が凹むような変形を確実に阻止できる。その結果、所定の形状を有する中空部が形成されるので、前記樹脂抜きが十分に行われ、且つ前記破裂や変形などを抑制することが可能となる。
尚、前記昇華性樹脂には、例えば、テオブロミンが挙げられ、前記熱可塑性樹脂には、例えば、エチルセルロース、ブチラール樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。

更に、本発明には、前記積層工程の後に、前記複数のグリーンシートを積層した未焼成の積層体を焼成する工程、あるいは脱脂し更に焼成する工程を有する、配線基板の製造方法（請求項１５）も含まれる。
これによれば、前記中空部および何れかの前記貫通孔を通じて、前記樹脂抜きが十分に行われ、且つ前記破裂や変形などが抑制されており、形状および寸法精度に優れた配線基板を提供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を示す垂直断面図、図２は、その水平断面図である。
配線基板１ａは、図１，図２に示すように、複数のセラミック層ｓ１〜ｓ６を積層してなり、平面視が長方形（矩形）の表面３、裏面４、およびこれらの間に位置する４つの外壁面５ａ，５ｂを有する基板本体２と、該基板本体２の内部に形成された中空部６と、該中空部６の床面７を形成するセラミック層ｓ５の表面に形成された単一の導体層１０と、上記中空部６の天井面９と基板本体２の表面３との間を貫通する６個（複数）の貫通孔ｈ１と、を備えている。尚、図２は、セラミック層ｓ４の表面における水平断面図である。
前記セラミック層ｓ１〜ｓ６は、例えば、アルミナを主成分としている。
また、前記中空部６は、図１に示すように、最上層のセラミック層ｓ１と、最下層およびその表面上に積層されたセラミック層ｓ５，ｓ６を除く３つの中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４の内側に平面視が長方形（矩形）を呈して形成されている。因みに、セラミック層ｓ１〜ｓ６の厚みは、それぞれ約３０〜３００μｍであり、中空部５の平面視における寸法は、約２０×約３０ｍｍである。

更に、前記複数の貫通孔ｈ１は、最上層のセラミック層ｓ１の表・裏面を貫通し、且つ図２に示すように、中空部６における一対の長い内壁面８に近接する（近傍）天井面９に下端が開口するように形成されている。各貫通孔ｈ１の内径ｄは、０．０６〜０．５ｍｍであり、１つの該貫通孔ｈ１の平面視における断面積（ｄａ）は、中空部６の平面視における面積ｓａ、即ち、天井面９や床面７の面積よりも小さい。そして、６個の貫通孔ｈ１の平面視における総断面積は、中空部６の平面視における面積ｓａの０．５〜３％の範囲にある。
加えて、前記導体層１０は、ＷまたはＭｏからなり、中空部６の床面７を形成する前記セラミック層ｓ５の表面において、平面視がほぼ長方形で且つベタ状（平面形状）に形成された単一の導体層であり、且つセラミック層ｓ５の表面（床面７）の平面視おける面積（ａｓ）よりも小さい。そのため、図２に示すように、該導体層１０の周囲には、セラミック層ｓ５の表面が露出している。

図１に示すように、最上層のセラミック層ｓ１の表面３の周辺側には、複数の表面側端子１４が形成され、最下層およびその表面上に積層されたセラミック層ｓ５，ｓ６間には、所定のパターンを有する配線層１３が形成されると共に、基板本体２の裏面４には、複数の裏面側端子１２が形成されている。上記表面側端子１４、配線層１３、および裏面側端子１２は、何れもＷまたはＭｏからなり、セラミック層ｓ１〜ｓ６の何れかを貫通するビア導体ｖｄを介して、互いに導通可能とされている。尚、図１においては、セラミック層ｓ１〜ｓ５を貫通するビア導体ｖｄの一部または全部を省略している。

以上のような配線基板１ａによれば、前記中空部６および複数の貫通孔ｈ１によって、単一の前記導体層１０が形成されるセラミック層ｓ５やこれに隣接するセラミック層ｓ４，ｓ６となる各グリーンシートなどに含まれていた樹脂バインダを脱脂時に、中空部６および複数の貫通孔９を通じて、容易且つ十分に外部に放出されている。しかも、各貫通孔ｈ１の内径ｄａが小径で、且つその断面積および６個の貫通孔ｈ１の総断面積が、中空部６の前記面積ａｓよりも小さく且つ０．５〜３％の範囲であり、中空部６の内壁面８の近傍に形成されているので、上記樹脂抜きに加え、中空部６の天井面９が下向きに凹むような変形を有していないか、極く僅かに抑制されている。そのため、前記導体層１０とこれに隣接するセラミック層ｓ５との境界、あるいはセラミック層ｓ２〜ｓ５の境界に、前述した破裂による変形や、剥離などがなく、形状および寸法精度に優れた配線基板１ａとなっている。

ここで、本発明による前記配線基板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、所要量ずつ秤量・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、シート状を呈する６層（複数）のグリーンシートに成形した。
次に、図３に示すように、追って最上層のセラミック層ｓ１となるグリーンシートｇ１における所定の位置ごとに、打ち抜き加工を施し、複数の貫通孔ｈ１を形成した。また、追って最下層およびその表面上に積層されるセラミック層ｓ５，ｓ６を除く３つの中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４となるグリーンシートｇ２〜ｇ４に対し、平面視が長方形の透孔Ｈａ〜Ｈｃを、パンチングによって形成した。更に、前記セラミック層ｓ１〜ｓ６となる６層のグリーンシートｇ１〜ｇ６における所定の位置ごとに打ち抜き加工を施し、それぞれビアホールｖｈを形成した。

次いで、図４に示すように、前記ビアホールｖｈごとに、Ｗ粉末を含む導電性ペーストを充填し、未焼成のビア導体ｖｄを個別に形成した。また、最上層のグリーンシートｇ１、最下層およびその表面上に積層されるグリーンシートｇ５，ｇ６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などして、未焼成の導体層１０、表・裏面端子１４，１２を形成した。
尚、中層のグリーンシートｇ２〜ｇ４における図示しないビアホールｖｈにも、未焼成のビア導体ｖｄ（図示せず）を上記同様に形成した。また、上記導電性ペーストには、Ｍｏ粉末を含むものを用いても良い。
更に、図５に示すように、最上層のグリーンシートｇ１を除く、５層のグリーンシートｇ２〜ｇ６を厚み方向に沿って積層して、箱形状のグリーンシート積層体Ｓを形成した。該積層体Ｓの内側には、中層のグリーンシートｇ２〜ｇ４ごとに形成された前記透孔Ｈａ〜Ｈｃが垂直方向に沿って連通した４つの内壁面８と、それらの底面側にグリーンシートｇ５の表面である床面７と、該床面７に周辺を囲まれた前記導体層１０と、が形成されていた。

次いで、図６に示すように、グリーンシート積層体Ｓにおける４つの内壁面８と床面７とに囲まれた凹部の内側に、例えば、前記グリーンシートに含まれる有機バインダと同じブチラール樹脂からなり、予め所定の形状とされていた樹脂（充填剤）Ｊａを、充填した。
次に、図６中の矢印で示すように、上記樹脂Ｊａが充填されたグリーンシート積層体Ｓの上方に、複数の前記貫通孔ｈ１が形成された最上層のグリーンシートｇ１を積層した後、これらをその厚み方向に沿って圧着した。
その結果、図７に示すように、グリーンシートｇ１〜ｇ６を積層してなり、表面３、裏面４、および外壁面５ａ，５ｂを有する未焼成の基板本体２、および、該基板本体２の内部で且つ中層のグリーンシートｇ２〜ｇ４を貫通する中空部６が形成された。該中空部６の床面７には、未焼成で単一の導体層１０が位置し、上記中空部６の天井面９と基板本体２の表面３との間を複数の貫通孔ｈ１が貫通していた。
前記圧着において、中空部６には、ほぼ相似形の樹脂Ｊａを充填していたので、該中空部６の天井面９の中央付近が下向きに凹む変形を確実に阻止できた。

更に、前記中空部６、導体層１０、および複数の貫通孔ｈ１などを有する未焼成の基板本体２を、図示しない焼成炉に挿入した後、約２５０〜２６０℃に加熱して脱脂した。
その結果、図８中の矢印で示すように、中空部６に充填されていた前記樹脂Ｊａが気体（ガス）となって、内径ｄａである複数の貫通孔ｈ１から基板本体２の外部に十分に放出できた。引き続いて、グリーンシートｇ１〜ｇ５に含まれていた前記有機バインダの樹脂成分の殆んどあるいは大半も、中空部６を経て、複数の貫通孔９から十分に抜き出すことができた。尚、最上層と最下層のグリーンシートｇ１，ｇ６に含まれていた前記有機バインダの樹脂成分は、基板本体２の表面３から直に、あるいは、基板本体２の外壁面５ａ，５ｂから抜き出された。

そして、脱脂した前記基板本体２を、更に加熱し、所定の温度域で焼成した。かかる焼成工程でも、前記中空部６の天井面９の中央付近が下向きに凹む変形は、生じなかった。
その結果、図９に示すように、前記グリーンシートｇ１〜ｇ６が焼成され、且つ互いに一体に積層されたセラミック層ｓ１〜ｓ６となり、前記中空部６、および複数の貫通孔ｈ１を有し、焼成された導体層１０、配線層１３、表・裏面端子１４，１２、およびビア導体ｖｄを有する配線基板１ａを製造することができた。
尚、焼成後の配線基板１ａにおいて、表・裏面端子１４，１２の表層には、Ｎｉメッキ層とＡｕメッキ層とを各々電解メッキにより順次所要の厚みで被覆した。

以上のような配線基板１ａの製造方法によれば、単一の前記導体層１０が形成されるセラミック層ｓ５やこれに隣接するセラミック層ｓ４，ｓ６を含む各グリーンシートｇ１〜ｇ６に含まれていた有機バインダの樹脂成分を、前記積層工程の直後で行う脱脂時に、前記複数の透孔Ｈａ〜Ｈｃから形成された中空部６および複数の貫通孔ｈ１を通じて、容易且つ十分に外部に放出することができた。その結果、前記導体層１０とこれに隣接するセラミック層ｓ５との境界、あるいはセラミック層ｓ４，ｓ５同士の境界などにおいて、有機バインダの樹脂成分による破裂による変形や、あるいは剥離などを阻止できた。従って、形状および寸法精度に優れた配線基板１ａを確実に製造することができた。
尚、配線基板１ａは、縦横に複数個が縦横に連続し、これらの周囲に捨て代となる耳部を有する多数個取り基板の形態によって、製造することも可能である。

図１０は、異なる形態の配線基板１ｂを示す前記と同様な垂直断面図である。
配線基板１ｂは、図１０に示すように、前記同様の基板本体２、中空部６、導体層１０、配線層１３、表・裏面端子１４，１２、およびビア導体ｖｄを備えている。該配線基板１ｂが前記配線基板１ａと相違するのは、基板本体２の表面３と中空部６の内壁面８の上端部との間を貫通する側面視がほぼＬ字形の貫通孔ｈ２を、複数個有していることである。該貫通孔ｈ２は、平面視において中空部６よりも外側に位置する基板本体２の表面３に開口している。
図１１は、上記配線基板１ｂの一製造工程を示し、前記同様に形成されたグリーンシートｇ１〜ｇ６のうち、追って最上層のセラミック層ｓ１となるグリーンシートｇ１において、最上層の真下に積層される中層のセラミック層ｓ２となるグリーンシートｇ２に形成した前記同様の透孔Ｈａよりも外側の位置に、複数の貫通孔ｈ２ａを形成した。また、グリーンシートｇ２を上下２層の単位グリーンシートｇ２ｂ，ｇ２ａに分割し、このうち、上層側の単位グリーンシートｇ２ｂに対し、図１１とその一点鎖線部分で示すように、透孔Ｈａに一端が開口し、且つ他端が上記貫通孔ｈ２ａの下端に連通する切り欠きｈ２ｂを複数個形成した。

更に、前記と同様なグリーンシートｇ１〜ｇ６の積層・圧着時において、上記貫通孔ｈ２ａと切り欠きｈ２ｂとが連通して、側面視がほぼＬ字形の貫通孔ｈ２が形成され、その後、前記脱脂・焼成工程およびメッキの各工程を施すことで、前記配線基板１ｂが製造された。上記グリーンシートｇ１〜ｇ６の積層・圧着工程、および脱脂・焼成工程において、側面視がほぼＬ字形の貫通孔ｈ２は、中空部６よりも外側の表面３に開口していたので、基板本体２の中空部６の天井面９が床面７側に凹む変形を確実に阻止できた。その結果、中空部６およびその床面７の導体層１０を有し、形状・寸法精度に優れた配線基板１ｂとなった。

図１２は、更に異なる形態の配線基板１ｃを示す前記同様な垂直断面図である。
配線基板１ｃは、図１２に示すように、前記同様の基板本体２、中空部６、導体層１０、配線層１３、表・裏面端子１４，１２、およびビア導体ｖｄを備えている。該配線基板１ｃが前記配線基板１ａと相違するのは、中空部６の内壁面８の下端部と基板本体２の外壁面５ｂ（５ａ）との間を貫通する貫通孔ｈ３を、複数個有していることである。
図１３は、配線基板１ｃの一製造工程を示し、前記同様に形成されたグリーンシートｇ１〜ｇ６のうち、追って中層のセラミック層ｓ４となるグリーンシートｇ４を上下２層の単位グリーンシートｇ４ｂ，ｇ４ａに分割した。このうち、下層側の単位グリーンシートｇ４ａに対し、図１３とその一点鎖線部分とで示すように、透孔Ｈｃに一端が開口し、且つ他端が外壁面に開口する切り欠きｈ３ａを複数個形成した。

更に、前記同様の導体１０の形成、グリーンシートｇ１〜ｇ６の積層・圧着時に、前記切り欠きｈ３ａは、グリーンシートｇ４，ｇ５間に位置し、且つ中空部６の内壁面８と基板本体２の外壁面５ｂ（５ａ）との間を水平に貫通する貫通孔ｈ３となった。その後、前記同様の脱脂・焼成工程およびメッキの各工程を施すことで、前記配線基板１ｃが製造できた。
尚、図１２中の破線で示すように、複数の貫通孔ｈ３を有する配線基板１ｃに対し、更に複数の前記貫通孔ｈ１を併せて形成しても良い。

図１４は、前記各形態とは異なる形態の配線基板１ｄの概略を示す垂直断面図、図１５は、該配線基板１ｄの概略を示す前記図２と同様な水平断面図である。
配線基板１ｄは、前記同様の基板本体２、および導体層１０などを有しており、前記配線基板１ａ〜１ｃと相違するのは、複数の中空部１６を有することである。該中空部１６は、図１４，図１５に示すように、前記同様の中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４に直線状に形成された複数の仕切り壁２０によって、互いに平行に隣接して複数個に分割され、それぞれが平面視で細長い長方形を呈している。各中空部１６における長手方向の両端に位置する内壁面１８近傍の天井面１９には、前記同様の貫通孔ｈ１が一対形成されている。尚、前記導体層１０は、中空部１６ごとの床面１７の両端部などの一部を除いたほぼ全面に形成されている。
図１６は、前記配線基板１ｄの応用形態である配線基板１ｅの概略を示す垂直断面図である。該配線基板１ｅは、図１６に示すように、前記同様の基板本体２、複数の中空部１６、および導体層１０など有している。更に、基板本体２の外壁面５ｂ（５ａ）と中空部１６の内壁面１８との間を貫通する複数の貫通孔ｈ３と、隣接する中空部１６，１６間ごとの仕切り壁２０に通気孔ｔｈを形成している。

以上のような配線基板１ｄ，１ｅによれば、中層のセラミック層ｓ２〜ｓ４の内側に仕切り壁２０によって、複数の中空部１６が形成され、各中空部１６ごとの少なくとも１つの貫通孔ｈ１，ｈ３が天井面あるいは内壁面に形成されている。更に、配線基板１ｅでは。隣接する中空部１６，１６間に通気孔ｔｈが形成されている。このため、前記製造方法における複数のグリーンシートの圧着・積層時において、充填材の前記樹脂Ｊａを用いることなく、有機バインダの脱脂を確実に行うことが可能である。しかも、単一の導体層１０は、仕切り壁２０の内部に進入していないため、セラミック層ｓ４，ｓ５間の剥離を確実に防止できる。従って、前記破裂、変形、および剥離がなく、形状および寸法精度に優れた配線基板１ｄ，１ｅを提供することが可能となる。

図１７は、更に異なる形態の中空部２２を有する配線基板１ｆの概略を示す前記図１５と同様な水平断面図である。
配線基板１ｆは、図１７に示すように、前記同様の基板本体２および導体層１０（図示せず）などを備え、更に前記同様の中層のセラミック層ｓｎ（ｓ２〜ｓ４）に形成された複数のジグザグ状の仕切り壁２３によって、縦横に隣接して複数個に分割され、それぞれが平面視で六角形を呈し、且つ全体がハニカムコア状に配列された複数の中空部２２を有している。各中空部２２には、前記同様の１つずつの貫通孔ｈ１が何れかの内壁面近傍の天井面に形成されている。
尚、導体層１０は、中空部２２ごとの床面全体、あるいは中空部２２ごとの床面の一部に形成される。また、図１７中の破線示すように、一対の外壁面５ａに近接する各中空部２２に、外壁面５ａとの間を貫通する貫通孔ｈ３を形成したり、あるいは隣接する中空部２２，２２間の仕切り壁２３に、通気孔ｔｈを形成しても良い。

図１８は、別の異なる形態の中空部２４を有する配線基板１ｇの概略を示す前記同様の水平断面図である。
配線基板１ｇも、前記同様の基板本体２および導体層１０（図示せず）などを有しており、前記配線基板１ａなどと相違するのは、複数の中空部２４を有することである。該中空部１９は、図１８に示すように、前記同様の中層のセラミック層ｓｎ（ｓ２〜ｓ４）に異形状に形成された複数の仕切り壁２５によって、互いに離間して複数個に分割され、それぞれが平面視で円形を呈している。各中空部１９の円周面（内壁面）の近傍の天井面には、前記同様の１つの貫通孔ｈ１が形成されている。尚、前記導体層１０は、中空部２４ごとの床面全体、あるいは中空部２４ごとの床面の一部に形成される。

尚、図１８中の破線示すように、一対の外壁面５ａに近接する各中空部２４に、外壁面５ａとの間を貫通する貫通孔ｈ３を形成したり、あるいは隣接する中空部２４，２４間の仕切り壁２５に、通気孔ｔｈを形成しても良い。
また、配線基板１ｄ〜１ｇは、複数の中空部１６，２２，２４となる透孔を形成する工程のほかは、前記配線基板１ａなどと同様な方法によって製造される。
以上のような配線基板１ｆ，１ｇによっても、前記配線基板１ｄ，１ｅと同様な効果を奏することができる。従って、前記破裂、変形、および剥離がなく、形状および寸法精度に優れた配線基板１ｆ，１ｇとなる。

本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記セラミック層は、ガラスーセラミック（例えばアルミナ）などの低温焼成セラミックからなるものとし、前記単一の導体層などの導体をＡｇまたはＣｕからなるものとしても良い。
また、前記中空部は、１層のセラミック層の内側にのみ形成しても良い。
更に、前記中空部の床面は、最下層のセラミック層の表面とし、かかる表面に前記単一の導体層を形成した形態としても良い。
また、前記平面視が複数の長方形を呈する中空部は、該中空部の長方形ごとの長手方向が、平面視で長方形を呈する基板本体の長辺に沿って形成しても良い。
加えて、前記基板本体は、平面視で正方形ないしほぼ正方形を呈する形態としても良い。

本発明による一形態の配線基板を示す垂直断面図。 上記配線基板の水平断面図。 上記配線基板の一製造工程を示す概略図。 図３に続く製造工程を示す概略図。 図４に続く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。 以上の製造工程によって得られた上記配線基板を示す概略図。 異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 上記配線基板の一製造工程を示す概略図。 更に異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 上記配線基板の一製造工程を示す概略図。 異なる形態の中空部を有する配線基板の概略を示す垂直断面図。 上記配線基板の概略を示す水平断面図。 上記配線基板の応用形態の概略を示す垂直断面図。 更に異なる形態の中空部を有する配線基板の概略を示す水平断面図。 別の異なる形態の中空部を有する配線基板の概略を示す水平断面図。

符号の説明

１ａ〜１ｇ………………配線基板
２…………………………基板本体
３…………………………表面
４…………………………裏面
５ａ，５ｂ………………外壁面
６，１６，２２，２４…中空部
７…………………………床面
８…………………………内壁面
９…………………………天井面
１０………………………導体層
２０，２３，２５………仕切り壁
ｈ１〜ｈ３………………貫通孔
ｓ１〜ｓ６………………セラミック層
ｇ１〜ｇ６………………グリーンシート
Ｈａ〜Ｈｃ………………透孔
ｈ２ｂ，ｈ３ａ…………切り欠き
Ｊａ………………………樹脂（充填材）
ｄａ………………………貫通孔の内径
ｓａ………………………中空部の面積

Claims (15)

1. 複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形の表面、裏面、およびこれらの間に位置する４つの外壁面を有する基板本体と、
   上記基板本体の内部に形成され、且つ上記複数のセラミック層のうち、少なくとも最上層と最下層のセラミック層を除いた少なくとも１層からなる中層のセラミック層の内側に形成された中空部と、
   上記中空部の床面を形成する上記下層側のセラミック層の表面に平面形状に形成された単一の導体層と、を含み、
   上記中空部の天井面と上記基板本体の表面との間、上記中空部の内壁面と上記基板本体の表面との間、および上記中空部の内壁面と上記基板本体の外壁面との間のうち、少なくとも１つに貫通孔が貫通している、
   ことを特徴とする配線基板。
2. 前記貫通孔の平面視あるいは側面視における断面積は、前記中空部の平面視あるいは側面視における断面積よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記貫通孔の内径は、０．０６〜０．５ｍｍである、
   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. 複数の前記貫通孔の平面視あるいは側面視における総断面積は、前記中空部の平面視あるいは側面視における面積の０．５〜３％である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の配線基板。
5. 前記単一の導体層の平面視における面積は、前記中空部の床面を形成する前記下層側のセラミック層の表面の平面視における面積よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の配線基板。
6. 前記基板本体の表面と前記中空部の内壁面との間を貫通する貫通孔は、平面視で上記中空部の外側に位置する基板本体の表面に開口し、且つ側面視で全体がほぼＬ字形を呈するものである、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の配線基板。
7. 前記中空部は、前記中層のセラミック層に形成された仕切り壁によって、複数個に分割され、それぞれが平面視で六角形を呈し、且つ全体がハニカムコア状に配列されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の配線基板。
8. 前記中空部は、前記中層のセラミック層に形成された仕切り壁によって、互いに平行な平面視で複数の長方形に分割されているか、あるいは、それぞれが平面視で複数の円形に分割されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の配線基板。
9. 前記複数の中空部のうち、隣接する２つの中空部を分割する仕切り壁には、該２つの中空部を連通する通気孔が貫通している、
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の配線基板。
10. 前記中空部の天井面と前記基板本体の表面との間を貫通する貫通孔は、平面視で前記中空部における何れかの内壁面側近傍の天井面に開口している、
    ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の配線基板。
11. 追って最上層のセラミック層となるグリーンシートに貫通孔を形成する工程と、
    少なくとも追って最上層と最下層のセラミック層を除く１層以上の中層のセラミック層となる１層以上のグリーンシートに透孔を形成する工程と、
    追って最下層またはその上方に積層される下層側のセラミック層となるグリーンシートの表面に平面形状で且つ単一の導体層を形成する工程と、
    少なくとも、上記貫通孔が形成されたグリーンシート、上記透孔が形成された１層以上のグリーンシート、および上記単一の導体層が形成されたグリーンシートを厚み方向に沿って積層する工程と、を含む、
    ことを特徴とする配線基板の製造方法。
12. 追って最上層のセラミック層となるグリーンシートに形成される前記貫通孔は、平面視で前記透孔の外側に位置し、
    追って最上層の下方に積層される前記中層のセラミック層となるグリーンシートには、前記透孔を形成する工程において、更に該透孔に一端が開口し且つ他端が前記貫通孔の下端に連通する切り欠きを形成する工程が行われる、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の配線基板の製造方法。
13. 少なくとも追って最上層と最下層のセラミック層を除く１層以上の中層のセラミック層となる１層以上のグリーンシートに透孔を形成し、且つ何れか１層の上記グリーンシートに上記透孔と外壁面との間を貫通する切り欠きを形成する工程と、
    追って最下層またはその上方に積層される下層側のセラミック層となるグリーンシートの表面に平面形状で且つ単一の導体層を形成する工程と、
    少なくとも、上記透孔が形成された１層以上のグリーンシート、および上記単一の導体層が形成されたグリーンシートを厚み方向に沿って積層する工程と、を含む、
    ことを特徴とする配線基板の製造方法。
14. 前記透孔を形成する工程と前記積層工程との間に、前記一層または複数層のグリーンシートの透孔に、昇華性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂からなる充填材を充填する工程を有する、
    ことを特徴とする請求項１１〜１３の何れか一項に記載の配線基板の製造方法。
15. 前記積層工程の後に、前記複数のグリーンシートを積層した未焼成の積層体を焼成する工程、あるいは脱脂し更に焼成する工程を有する、
    ことを特徴とする請求項１１〜１４の何れか一項に記載の配線基板の製造方法。

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