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1. (WO2007007451) MULTILAYER WIRING BOARD AND FABRICATION METHOD THEREOF
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明 細書

多層配線基板及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、多層配線基板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、高密度配線可 能で接続信頼性を向上させることができる多層配線基板及びその製造方法に関する ものである。

背景技術

[0002] 近年、集積回路の微細加工技術の飛躍的な発展により、集積回路の接続用端子 の数が増カロして接続用端子の狭ピッチ化が顕著になってきて、る。しかも最近では 集積回路のセラミック基板への搭載は主にフリップチップ接続方式よつて行われる。 セラミック基板の表面にはフリップチップ接続用のパッドを配置するが、集積回路の 接続用端子の狭ピッチ化に対応させて接続用パッドも狭ピッチ化する必要があるた め、現在までに幾つかの方法が提案されている。

[0003] 例えば、特許文献 1には接合用パッドをなくしたセラミック配線基板が提案されてヽ る。接合用パッドは印刷法等によって形成するが、接合用パッドの数が多くなると印 刷による形成が難しくなり、また、形成できたとしてもビアホール導体との接合強度が 弱く信頼性を確保できなくなる。そこで、特許文献 1に記載の技術では、焼成収縮率 がセラミックグリーンシートより小さい導体ペーストを用いてセラミック多層基板を製造 することによって、スルーホール内の導体層(ビアホール導体)をセラミック多層基板 力も接合用パッドとして突出させている。これによつて接合用パッドの印刷をなくし、 接合用パッドとビアホール導体との接合強度を高めると共に接合用パッドの狭ピッチ 化を実現している。し力しながら、特許文献 1にはセラミック多層基板の内部における ビアホール導体とライン導体との接続構造にっ、ては何等配慮されて、な、。

[0004] 一方、特許文献 2にはライン導体に接続ランドを設けてビアホール導体とライン導体 との接続構造を改善した積層型セラミック電子部品について提案されている。ビアホ ール導体とライン導体を接続する場合には、それぞれが形成されたセラミックグリーン シートを位置合わせしてセラミックグリーンシートの積層体を作製し、焼結する。セラミ ックグリーンシートにビアホール導体及びライン導体を形成する際にこれらの加工誤 差は避けられず、また、積層体を作製する際に、ビアホール導体とライン導体の位置 ズレも避けがた、ため、積層体内でのビアホール導体とライン導体との接続不良が生 じ易い。そこで、この技術では、ライン導体にビアホール導体の外径より大きい径の 接続ランドを設けることによって、上述の加工誤差や位置ズレによる接続不良を防止 している。

[0005] また、特許文献 3には配線密度を高めることができる多層セラミック基板の製造方法 が提案されている。この場合には、図 7の(a)、(b)に示すように多層セラミック基板 1 内に配置されたビアホール導体 2の下端に接続ランド 3が形成され、ビアホール導体 2が隣接する場合にはそれぞれの接続ランド 3がそれぞれ異なるセラミック層に形成 されている。そして、ビアホール導体 2は接続ランド 3を介してライン導体 4に接続され ている。この技術は、接続ランド 3を設ける点では特許文献 2の技術と共通している。

[0006] 特許文献 1:特許第 2680443号公報

特許文献 2:特開 2001— 284811号公報

特許文献 3:特開平 11 074645号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力しながら、特許文献 2、 3に記載の従来の技術の場合には、ライン導体またはビ ァホール導体が接続ランドを有するため、セラミック基板を製造する際に接続ランドに よってビアホール導体とライン導体との間の位置ズレゃそれぞれの加工誤差等による 接続不良を防止することができるが、例えば図 7の(a)に示すように接続ランド 3がビ ァホール導体 2から隣接するビアホール導体 2側に張り出して、るため、その張り出し た分だけビアホール導体 2、 2間の狭ピッチ化を妨げるという課題があった。即ち、ビ ァホール導体 2、 2間の狭ピッチ化を進めると、図 8に示すように接続ランド 3と隣接す るビアホール導体 2との間でショートしたり、焼成時にセラミック層と接続ランド 3との間 の熱膨張率の差によって層間剥離が生じ易くなるため、ビアホール導体 2、 2間には ショートや層間剥離を防止するための隙間が最小限必要となり、しかもこの隙間以外 に接続ランド 3の張り出し寸法が加わり、接続ランド 3がビアホール導体 2、 2間の狭ピ ツチ化を妨げている。

[0008] 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、集積回路の接続用端子の 狭ピッチ化等に対応させて配線パターンを高密度化することができると共に層間の配 線パターンの接続信頼性を高めることができる多層配線基板及びその製造方法を提 供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の多層配線基板は、複数の基材層を積層してなる積層体と、この積層体内 に設けられた配線パターンと、を備えた多層配線基板において、上記複数の基材層 のうち少なくとも一層には、上記配線パターンとして、上記基材層を上下に貫通する 貫通ビアホール導体と、この貫通ビアホール導体に同一基材層内で電気的に接続さ れ且つ上記基材層を貫通しな!、半貫通ビアホール導体と、を有することを特徴とする ものである。

[0010] また、本発明の多層配線基板において、上記半貫通ビアホール導体は、複数の半 貫通ビアホール導体が連設されてなる半貫通連続ビアホール導体であることが好ま しい。

[0011] また、本発明の多層配線基板において、上記貫通ビアホール導体と上記半貫通連 続ビアホール導体とを有する基材層は、上記積層体の最表層に設けられて、ること が好ましい。

[0012] また、本発明の多層配線基板にぉ、て、上記貫通ビアホール導体と上記半貫通連 続ビアホール導体とを有する基材層は、上記半貫通連続ビアホール導体が形成され ている側を内面とするようにして、上記積層体の最上層に設けられており、上記貫通 ビアホール導体の上記最上層の表面に表れた端面は、上記最上層の表面に搭載さ れる表面実装部品の接続用端子が接続できるように配置されて、ることが好まし、。

[0013] また、本発明の多層配線基板にぉ、て、上記貫通ビアホール導体は、上記積層体 内にて、上記半貫通連続ビアホール導体を介して、上記基材層の平面方向に延び る面内導体に接続されて、ることが好まし、。

[0014] また、本発明の多層配線基板において、上記貫通ビアホール導体は、互いに隣接 する第 1貫通ビアホール導体及び第 2貫通ビアホール導体を含み、上記第 1貫通ビ ァホール導体に接続されている第 1半貫通連続ビアホール導体は、上記第 2貫通ビ ァホール導体力遠ざ力る方向に延設されて、ることが好まし、。

[0015] また、本発明の多層配線基板において、上記第 2貫通ビアホール導体に接続され ている第 2半貫通連続ビアホール導体は、上記第 1貫通ビアホール導体力遠ざか る方向に延設されて、ることが好ま、。

[0016] また、本発明の多層配線基板において、上記貫通ビアホール導体は、上記第 1貫 通ビアホール導体または上記第 2貫通ビアホール導体に隣接する第 3貫通ビアホー ル導体を含み、上記第 3貫通ビアホール導体に接続されて、る第 3半貫通連続ビア ホール導体は、上記第 1貫通ビアホール導体及び第 2貫通ビアホール導体力遠ざ かる方向に延設されて、ることが好ま、。

[0017] また、本発明の多層配線基板において、上記基材層は、低温焼結セラミック材料か らなり、上記配線パターンは、銀または銅を主成分とする導電性材料力もなることが 好ましい。

[0018] また、本発明の多層配線基板の製造方法は、複数の基材層を積層してなる積層体 と、この積層体内に設けられた配線パターンと、を有する多層配線基板を製造するに 際し、複数の基材層のうち少なくとも一層に、上記基材層の上下を貫通する貫通孔と 、この貫通孔に連設され且つ上記基材層を貫通しない半貫通孔を形成する第 1のェ 程と、上記貫通孔及び上記半貫通孔に導電性材料を充填することにより、上記配線 パターンとしての貫通ビアホール導体及び半貫通ビアホール導体を形成する第 2の 工程と、を備えたことを特徴とするものである。

[0019] また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記半貫通孔を、複数の半貫 通孔が連設されてなる半貫通連続孔とし、この半貫通連続孔を基に半貫通連続ビア ホール導体を形成することが好まし、。

[0020] また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記基材層にレーザを照射 することにより、上記貫通孔及び半貫通連続孔を形成することが好ましい。

[0021] また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記基材層はキャリアフィルム によって支持されており、キャリアフィルム側力レーザを照射することにより、上記貫 通孔及び半貫通連続孔を形成することが好ま、。

[0022] また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記基材層は、キャリアフィル ムによって支持されており、上記基材層側からレーザを照射することにより、上記貫通 孔及び半貫通連続孔を形成することが好まヽ。

[0023] また、本発明の多層配線基板の製造方法において、上記第 1、第 2の工程における 基材層は、未焼成のセラミックシートであり、この基材層を含む未焼成の積層体を作 製した後、上記未焼成の積層体を焼成する第 3の工程を備えることが好ましい。

発明の効果

[0024] 本発明によれば、集積回路の接続用端子の狭ピッチ化等に対応させて配線パター ンを高密度化することができると共に層間の配線パターンの接続信頼性を高めること ができる多層配線基板及びその製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の多層配線基板の一実施形態を示す断面図である。

[図 2] (a)、(b)はそれぞれ図 1に示す多層配線基板の一部を拡大して示す図で、 (a) はその断面図、(b)はその平面図である。

[図 3] (a)、 (b)はそれぞれ図 1の多層配線基板とは別の多層配線基板の配線パター ンの一部を示す図で、(a)はその断面図、(b)はその平面図である。

[図 4] (a)、 (b)はそれぞれ図 3に示す多層配線基板の狭ピッチ化を従来の配線バタ ーンと比較して説明するための説明図である。

[図 5] (a)〜 (e)はそれぞれ本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態の要部 を工程順に示す工程図である。

[図 6] (a)〜 (e)はそれぞれ本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態の要 部を工程順に示す工程図である。

[図 7]従来の多層配線基板を示す図で、(a)はその要部を示す断面図、(b)はビアホ ール導体とライン導体の接続構造を示すビアホール導体側からの平面図である。

[図 8]図 7に示す多層配線基板におけるビアホール導体とライン導体間でショートした 状態を示す説明図である。

符号の説明

[0026] 10 多層配線基板

11 セラミック層(基材層)

12 配線パターン

13 ライン導体(面内導体)

14 ビアホール導体

16〜 18 貫通ビアビアホール導体

16A-〜18A 半貫通連続ビアホール導体

31 第 1表面実装部品

32 第 2表面実装部品

100 キャリアフィルム

111 セラミックグリーンシート (未焼成の基材層)

116 貫通ビアホール導体部

116A 半貫通連続ビアホール導体部

H ビアホール導体用孔 (貫通孔)

P 溝 (半貫通連続孔)

発明を実施するための最良の形態

[0027] 以下、図 1〜図 6に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。

[0028] 本実施形態の多層配線基板 10は、例えば図 1に示すように、複数の基材層(例え ばセラミック層) 11Aが積層されてなる積層体 11と、この積層体 11内に設けられた配 線パターン 12と、を備え、配線パターン 12を介して積層体 11の上面に搭載された第 1、第 2表面実装部品 31、 32と多層配線基板 10を搭載するマザ一ボード等の実装 用基板とを電気的に接続する。第 1表面実装部品 31は、例えばシリコン半導体素子 、ガリウム砒素半導体素子等の能動素子力もなり、第 2の表面実装部品 32は、例え ばコンデンサ、インダクタ等の受動素子力もなつている。

[0029] 第 1、第 2表面実装部品 31、 32の接続用端子は狭ピッチ化が急激に進んでいるた め、本実施形態の多層配線基板 10はこれに対応した表面電極が積層体 11の上面( 実装面)に形成されている。図 1では、表面電極は、配線パターン 12を構成するビア ホール導体の端面によって形成されている。第 1表面実装部品 31は、例えばボール グリッドアレイ構造の接続用端子が半田ボール Bを介してビアホール導体の上端面 に電気的に接続され、また、第 2表面実装部品 32は、外部電極が半田フィレット Fを 介してビアホール導体の上端面に電気的に接続されている。以下、ビアホール導体 を含む配線パターン 12について詳述する。尚、表面実装部品は、ビアホール導体に 直接接続されな、ものを含んで、ても良、。

[0030] 配線パターン 12は、図 1に示すように、上下のセラミック層 11Aの界面に所定のパ ターンで形成された面内導体 (以下、「ライン導体」と称す。) 13と、上下のライン導体 13、 13等を電気的に接続するようにセラミック層 11 Aを貫通させて設けられたビアホ ール導体 14と、最下層のセラミック層 11A内に設けられたビアホール導体 14に接続 され且つ積層体 11の下面に所定のパターンで配置して形成された表面電極 15と、 を有し、第 1、第 2表面実装部品 31、 32と多層配線基板 10が実装されるマザ一ボー ド等の実装基板とを電気的に接続する。積層体 11の最上層のセラミック層 11A内に 形成されたビアホール導体 14は、同図に示すように、第 1、第 2表面実装部品 31、 3 2の接続用端子に対応させて狭ピッチ化することができ、し力も第 1、第 2表面実装部 品 31、 32と配線パターン 12との接続信頼性を確保することができる。

[0031] ビアホール導体 14は、所定のセラミック層 11Aを貫通する第 1、第 2、第 3、貫通ビ ァホール導体 16、 17、 18及び独立貫通ビアホール導体(以下、単に「独立ビアホー ル導体」と称す。 ) 19を有し、従来構造のビアホール導体よりもそれぞれの間隔を詰 めて狭ピッチ化できる構造になっている。第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17 、 18にはそれぞれ同一のセラミック層 11A内にそれぞれのセラミック層 11Aを貫通し ないように形成された半貫通ビアホール導体 16A、 17A、 18Aが電気的に接続され ている。半貫通ビアホール導体 16A、 17A、 18Aは、セラミック層 11Aの一方の面( 図 1では下面)から上面に至る途中までセラミック層 11Aを貫通しな、ように形成され ており、下面がセラミック層 11Aと同一の平面を形成している。独立ビアホール導体 1 9は、半貫通ビアホール導体が接続されていない、独立して存在する貫通ビアホー ル導体として形成されている。従って、本実施形態の多層配線基板 10は、同一のセ ラミック層 11A内で貫通ビアホール導体と半貫通ビアホール導体とが連設されたビア ホール導体構造を有する点に特徴がある。

[0032] 半貫通ビアホール導体は、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18とこれら に接続されるライン導体 13との間の距離によって設けられる数が異なるが、通常は、 第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18とそれぞれのライン導体 13との距離 に応じて複数の半貫通ビアホール導体が互いに繋がるように連設された半貫通連続 ビアホール導体として形成されている。そこで、同一のセラミック層 11A内で第 1、第 2 、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18それぞれに接続された半貫通連続ビアホー ル導体を、それぞれ第 1、第 2、第 3半貫通連続ビアホール導体 16A、 17 A, 18Aと 称する。これらの半貫通連続ビアホール導体 16A、 17A、 18Aの長さは、 30〜500 μ mが好ましい。 30 m未満では半貫通連続ビアホール導体を設ける意義が薄れ、 接続信頼性を高めることができない。また、 500 mを超えると貫通ビアホール導体と 半貫通連続ビアホール導体を一体的に形成することが難しくなる。

[0033] 貫通ビアホール導体と半貫通連続ビアホール導体は、後述するように同一プロセス で一体的に形成することができるため、半貫通連続ビアホール導体がライン導体の 一部として、あるいはライン導体の全てを兼ねることができ、ビアホール導体とライン 導体を別工程で形成する従来と比較して、ビアホール導体とライン導体の位置ズレを マージンとして確保する必要がなぐ狭ピッチ化を促進することができると共に、貫通 ビアホール導体と半貫通連続ビアホール導体とを確実に接続して接続信頼性を高め ることができる。尚、貫通ビアホール導体と貫通連続ビアホール導体とを上下のセラミ ック層に別々に設けた多層配線基板については、本出願人が特願 2004— 111976 において提案している。

[0034] 図 2の (a)、(b)は、図 1に示す第 2貫通ビアホール導体 17及び第 2半貫通連続ビ ァホール導体 17Aを拡大して示す図である。第 2貫通ビアホール導体 17は、例えば 同図の(a)に示すように略円錐台形状に形成されており、第 2半貫通連続ビアホール 導体 17Aは、同図の (b)からも推定されるように第 2貫通ビアホール導体 17より断面 積の小さな円錐台状の半貫通ビアホール導体が水平方向で部分的に重なるように 連続して形成されている。本実施形態では、レーザ光を用いてビアホール導体用の 孔を形成するため、半貫通連続ビアホール導体の側面に凹凸ができる。貫通ビアホ ール導体は、いずれも円錐台形状を呈し、広い下面が接続ランドとして機能する。伹 し、ビアホール導体は、円錐台形状に制限されるものではなぐ円柱状であっても良

い。

[0035] 第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18自体は、図 1に示すように、それぞ れ同一の形態で形成されているが、図 3の(a)、(b)に示すようにそれぞれに接続さ れた第 1、第 2、第 3半貫通連続ビアホール導体 16A、 17A、 18Aは、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18から互いに異なる方向に延長されていても良い。 第 1、第 2、第 3半貫通連続ビアホール導体 16A、 17A、 18Aは、それぞれが接続さ れた第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18以外の他の貫通ビアホール導 体 (独立ビアホール導体 19を含む)からも遠ざ力る方向に延長されて、ることが好ま しい。このようにすることによって、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18相 互間及び独立ビアホール導体 19との間をそれぞれ狭ピッチ化することができる。特 に、積層体 11の最上層のセラミック層 11 A内にこれらの貫通ビアホール導体及び半 貫通ビアホール導体を設けることにより、第 1、第 2表面実装部品 31、 32の狭ピッチ 化に対応させることができる。

[0036] 次に、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18それぞれに接続された第 1、 第 2、第 3半貫通連続ビアホール導体 16A、 17A、 18Aの延長方向が異なることによ つて第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18相互間及び独立ビアホール導 体 19との間を狭ピッチ化できる点について、図 3、図 4を参照しながら説明する。尚、 図 3、図 4は図 1に示す多層配線基板 10とは異なる配線構造を備えている力図 1と 同一または相当部分には同一符号を付して配線構造を説明する。図 3の (a)は、同 図の(b)における A— A線に沿う断面図である。

[0037] 第 1、第 2貫通ビアホール導体 16、 17は、図 3の(a)に示すように、独立ビアホール 導体 19を中心に左右方向対称に配置されている。第 1、第 2貫通ビアホール導体 16 、 17は、それぞれ隣接する独立ビアホール導体 19から遠ざ力る方向に延設された第 1、第 2半貫通連続ビアホール導体 16A、 17Aを含み、且つ、第 1、第 2貫通ビアホ ール導体 16、 17は、それぞれ第 1、第 2半貫通連続ビアホール導体 16A、 17Aを介 してライン導体 13、 13にそれぞれ接続されている。第 1、第 2貫通ビアホール導体 16 、 17は、それぞれの第 1、第 2半貫通連続ビアホール導体 16A、 17Aを介してそれ ぞれのライン導体 13、 13に接続されるため、第 1、第 2貫通ビアホール導体 16、 17 力 隣接する独立ビアホール導体 19への張り出しがなく、隣接する独立ビアホール 導体 13との距離を詰めて狭ピッチ化することができる。

[0038] また、図 3の(b)に示すように、一行目と三行目のビアホール導体は上下対称にな つている。そこで、一行目と三行目のビアホール導体をそれぞれ第 3、第 4、第 5貫通 ビアホーノレ導体 18、 20、 21とし、第 3、第 4、第 5貫通ビアホーノレ導体 18、 20、 21力 ら同一セラミック層 11A内で延設された半貫通連続ビアホール導体をそれぞれ第 3、 第 4、第 5半貫通連続ビアホール導体 18A、 20A、 21Aとする。同図では第 1、第 2貫 通ビアホール導体 16、 17及び第 3、第 4、第 5貫通ビアホール導体 18、 20、 21は独 立ビアホール導体 19を中心に上下左右対称に配置されている。そして、第 3、第 4、 第 5半貫通連続ビアホール導体 18A、 20A、 21Aは、隣接する貫通ビアホール導体 からそれぞれ遠ざかる方向に延設され、延設端でライン導体 13にそれぞれの接続ラ ンド 13Aを介して接続されている。第 3、第 4、第 5貫通ビアホール導体 18、 20、 21 の間にも第 1、第 2貫通ビアホール導体 16、 17及び独立ビアホール導体 19間と同様 の関係が成り立つ。

[0039] 本実施形態では、ライン導体 13に接続ランド 13Aを設けたものであるが、接続ラン ドは半貫通連続ビアホール導体側に設けても良い。この場合には、半貫通連続ビア ホール導体を設ける際に、例えば貫通ビアホール導体力最も遠、半貫通ビアホー ル導体の外径のみを貫通ビアホール導体の外径よりも大きくすることによって実現す ることがでさる。

[0040] 図 3の (b)に示すように、第 1、第 2半貫通連続ビアホール導体 16A、 17A及び第 3 、第 4、第 5半貫通連続ビアホール導体 18A、 20A、 21Aは、独立ビアホール導体 1 9を中心にして第 1、第 2貫通ビアホール導体 16、 17及び第 3、第 4、第 5貫通ビアホ ール導体 18、 20、 21から外側へ放射状に延設されている。また、同図の(a)では第 1、第 2貫通ビアホール導体 16、 17及び第 1、第 2半貫通連続ビア 16A、 17Aはそれ ぞれ同一のセラミック層 11 A内に形成されて!、るが、それぞれ他の貫通ビアホール 導体の半貫通連続ビアホール導体と干渉する虞がある場合には、例えば第 2貫通ビ ァホール導体 17を第 1貫通ビアホール導体 16とは別のセラミック層 11A内に設け、 深くなつた部分に独立ビアホール導体 19を継ぎ足せば良い。

[0041] 本実施形態の貫通ビアホール導体及び半貫通ビアホール導体が従来のビアホー ル導体と比較してどの程度狭ピッチ化できるかについて、第 1貫通ビアホール導体 1 6と独立ビアホール導体 19の関係を例に挙げて図 4の(a)、 (b)を参照しながら説明 する。従来は、図 4の (b)に示すように貫通ビアホール導体 2とライン導体 3とを確実 に接続するために必要な接続ランド 4の貫通ビアホール導体 2からの張り出し寸法 M と、接続ランド 4と隣接する貫通ビアホール導体 2との間においてショートや層間剥離 が発生しない最低限必要な寸法 Gの他に、たとえ位置ズレが起きても最低限必要な ギャップを割らないようにもたせるマージン M 2とを合計した距離 (M 1 +M2 +G1 )が隣 り合う貫通ビアホール導体 2、 2間に必要である。この距離(M 1 +M2 +G1 )としては通 常 200 /z m程度が必要である。従って、従来の配線構造の場合には貫通ビアホール 導体 2、 2間の距離を 200 m以内に詰めて狭ピッチ化することは困難であった。

[0042] これに対して、本実施形態の場合には、第 1貫通ビアホール導体 16と隣接する独 立ビアホール導体 19間にお、てショートや層間剥離が発生しな、最低限必要な寸 法 G 2と、第 1貫通ビアホール導体 16と独立ビアホール導体 19間で位置ズレを起こし た場合にギャップ G 2を割らないためのマージン M 3とを合計した距離 (M 3 +G 2 )が隣 り合う第 1貫通ビアホール導体 16と独立ビアホール導体 19との間に必要である。本 実施形態の配線構造における寸法 G 2と従来の配線構造における寸法 G 1とは実質的 に同一寸法で、寸法 M 3はライン導体 13に接続しょうとする第 1貫通ビアホール導体

16とそれに連続して配置する独立ビアホール導体 19が同一プロセスでカ卩ェされるた めに、誤差要因はビアカ卩ェ精度のみとなり、ライン印刷時のパターンの伸びやビア加 ェとライン印刷の二つのプロセスを経るための加工誤差の増加といった要因がなくな つて位置ズレ量が小さくなる。

[0043] そのため、本実施形態の第 1の利点として接続信頼性のためのビア径よりも大きい 接続ランド 13Aのマージン Mの必要がなくなり、第 2の利点として位置ズレを起こし た場合において隣接する第 1貫通ビアホール導体 16と独立ビアホール導体 19との ショートやクラック (層間剥離)の発生を防ぐために取るマージン M 2も小さくて済む。 従って、本実施形態における第 1貫通ビアホール導体 16と独立ビアホール導体 19 間の距離は、例えば従来の半分の距離 100 m程度まで詰めることができ、従来と

比較して格段に狭ピッチ化することができる。

[0044] 而して、本実施形態では基材層としてセラミック層を例に挙げて説明した力基材 層はセラミック層に制限されない。基材層としては、例えば熱硬化性の榭脂からなる 榭脂層であっても良い。セラミック層である場合には、セラミック材料としては、例えば 低温焼結セラミック(LTCC : Low Temperature Co-fired Ceramic)材料を使用する ことができる。低温焼結セラミック材料とは、 1050°C以下の温度で焼結可能であって 、比抵抗の小さな銀や銅等と同時焼成が可能なセラミック材料である。低温焼結セラ ミック材料としては、具体的には、アルミナやジルコユア、マグネシア、フォルステライト 等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合してなるガラス複合系 LTCC材料、 Zn O-MgO-Al 2 O 3 -SiO 2系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラス系 LTCC材料、

BaO-Al 2 O 3 -SiO 2系セラミック粉末や Al 2 O 3— CaO— SiO 2— MgO— B 2 O 3系セ ラミック粉末等を用いた非ガラス系 LTCC材料等が挙げられる。セラミック層 11Aの材 料として低温焼結セラミック材料を用いることによって、配線パターン 12の材料として 、例えば銀または銅等の低抵抗で低融点をもつ金属を用いることができ、積層体 11 と配線パターン 12とを 1050°C以下の低温で同時焼成することができる。

[0045] また、セラミック材料として、高温焼結セラミック(HTCC : High Temperature Co-fir ed Ceramic)材料を使用することもできる。高温焼結セラミック材料としては、例えば、 アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、その他の材料にガラスなどの焼結助剤をカロえ、 1100°C以上で焼結されたものが用いられる。このとき、配線パターン 12としては、モ リブデン、白金、ノラジウム、タングステン、ニッケル及びこれらを含む合金から選択さ れる金属を使用する。

[0046] 次に、図 5、図 6を参照しながら本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態 について説明する。

まず、低温焼結セラミック材料 (例えば、 Al 2 O 3をフイラ一とし、ホウ珪酸ガラスを焼 結助材として含むセラミック材料)をビュルアルコール等のバインダ中に分散させてス ラリーを調製した後、このスラリーをドクターブレード法等によって、図 5の(a)、図 6の (a)に示すようにキャリアフィルム 100上に塗布して低温焼結用のセラミックグリーンシ ート 111を作製する。その後、セラミックグリーンシートを所定の大きさに切断する。

[0047] 次いで、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18と独立ビアホール導体 19 を設けるために、例えば CO 2レーザ光等のレーザ光を用いてセラミックグリーンシート

111に照射して所定のパターンで所定の形態のビアホール導体用の孔を形成する。 独立ビアホール導体 19は、セラミックグリーンシート 111を上下に貫通するビアホー ル導体であるため、ビアホール導体用孔を所定のパターンで形成した後、このビアホ ール導体用孔に導電性ペーストを充填して独立ビアホール導体部を形成する。ここ では、図 5、図 6を参照しながら第 1貫通ビアホール導体 16及び第 1半貫通連続ビア ホール導体 16Aを形成する場合について説明する。

[0048] セラミックグリーンシート 111にビアホール導体用孔を形成する場合には、例えばキ ャリアフィルム 100側力もレーザ光を照射してビアホール導体用孔を形成する方法と 、グリーンシート 111側からレーザ光を照射してビアホール導体用孔を形成する方法 がある。

[0049] まず、キャリアフィルム 100側からレーザ光を照射する方法について図 5に基づいて 説明する。この方法では、図 5の(a)に示すようにキャリアフィルム 100をレーザ光の 光源側に向けて配置する。

[0050] 次いで、図 5の(b)に示すようにレーザ光 Lをキャリアフィルム 100に照射し、レーザ 光 Lをキャリアフィルム 100及びセラミックグリーンシート 111を貫通させて略逆円錐台 状のビアホール導体用孔 Hを形成する。引き続き、レーザ光 Lの照射エネルギーを、 セラミックグリーンシート 111を貫通しない程度の照射エネルギーに小さくして、レー ザ光 Lを図 5の(b)に示す位置力も右方へ移動させる。レーザ光 Lの移動距離は、加 ェ後のビアホール導体用孔 Hにレーザ光 Lが部分的に掛カる程度の距離に予め設 定しておく。レーザ光 Lが移動する度にキャリアフィルム 100を貫通すると共にセラミツ クグリーンシート 111に逆円錐台状の溝を形成する。レーザ光 Lを移動させる度に、 同図に(c)に示すようにセラミックグリーンシート 111の上面側に逆円錐台状の溝が 連続して形成され、最終的には同図の(d)に示すように細長い溝 Pがビアホール導 体用孔 Hに連設される。

[0051] この時、ビアホール導体用孔 Hと溝 Pの加工上、セラミックグリーンシート 111の厚み カ 0〜250 111、キャリアフィルムの厚みが 25〜100 /ζ πιであることが好ましい。こ れらの厚みが上記厚みより厚いとビアホール導体用孔 Hが形成し難くなり、これらの 厚みが上記厚みより薄いと溝 Pが形成し難くなる。溝 Pの長さは、 30〜500 /ζ πιの範 囲が好ましい。 30 /z m未満では接続信頼性を高めることができず、 500 /z mを超える とビアホール導体用孔 H及び溝 P内への導電性ペーストの充填が困難になる。溝 P の深さは、セラミックグリーンシート 111の厚さに対して、平均で 15〜95%の深さが好 ましぐ 25〜60%の深さがより好ましい。 15%未満の深さでは接続信頼性を高めるこ とができず、 95%を超える深さでは加工上のバラツキによってセラミックグリーンシー ト 111を貫通する場合がある。

[0052] 然る後、キャリアフィルム 111側からセラミックグリーンシート 111に形成されたビアホ ール導体用孔 H及び溝 P内に、 Agまたは Cuを主成分とする導電性ペーストを充填し 、余分な導電性ペーストをキャリアフィルム 100から除去して、図 5の(e)に示すように 第 1貫通ビアホール導体部 116及び第 1半貫通連続ビアホール導体部 116Aを形成 する。そして、同図の (f)に示すようにセラミックグリーンシート 111を上向きにし、導電 性ペーストをスクリーン印刷法等により所定のパターンで印刷してライン導体部 113 を形成する。

[0053] セラミックグリーンシート 111側からレーザ光を照射する方法では、図 6の(a)に示す ようにセラミックグリーンシート 111をレーザ光 Lの光源側に向けて配置する。後は、 上述した要領で同図の (b)〜(e)に示すようにセラミックグリーンシート 111側カもレ 一ザ光 Lを照射して、セラミックグリーンシート 111にビアホール導体用孔 H及び溝 P を形成し、これらのビアホール導体用孔¾溝 P内に導電性ペーストを充填し、第 1貫 通ビアホール導体部 116及び第 1半貫通連続ビアホール導体部 116 Aを形成し、セ ラミックグリーンシート 111上に導電性ペーストをスクリーン印刷法等により所定のパタ ーンで印刷してライン導体部 113を形成する。

[0054] 上述の手順で複数のセラミックグリーンシートそれぞれに必要に応じて第 1、第 2、 第 3貫通ビアホール導体部、第 1、第 2、第 3半貫通連続ビアホール導体部、独立ビ ァホール導体部及びライン導体部を必要数形成した後、これらのセラミックグリーンシ 一トを積層し、所定の圧力で圧着して生の積層体を作製する。

[0055] その後、個々の多層配線基板に分割するためのブレイク溝を生の積層体の表面に

形成した後、生の積層体を 1050°C以下の所定の温度で焼成して焼結体を得る。こ の焼結体にメツキ処理を施した後、焼結体を分割して本実施形態の多層配線基板 1 0を複数個同時に得ることができる。

[0056] 以上説明したように本実施形態によれば、複数のセラミック層 11Aを積層してなる 積層体 11と、この積層体 11内に設けられた配線パターン 12と、を備え、配線パター ン 12として、セラミック層 11Aを上下に貫通する第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18と、これらの貫通ビアホーノレ導体 16、 17、 18に同一のセラミック層 11A 内で電気的に接続され且つこのセラミック層 11Aを貫通しない第 1、第 2、第 3半貫通 連続ビアホール導体 16A、 17A、 18Aと、を有するため、ビアホール導体とライン導 体を別工程で形成する従来と比較して、ビアホール導体とライン導体の位置ズレをマ 一ジンとして確保する必要がなぐ狭ピッチ化を促進することができると共に、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18と第 1、第 2、第 3半貫通連続ビアホール導 体 16A、 17A、 18Aとを同一セラミック層 11A内で確実に電気的に接続して接続信 頼性を高めることができる。

[0057] 特に、第 2貫通ビアホール導体 17と第 2半貫通連続ビアホール導体 17Aとを有す るセラミック層 11Aは、第 2半貫通連続ビアホール導体 17Aが形成されてヽる側を内 面とするようにして、積層体 11の最上層のセラミック層 11Aに設けられており、第 2貫 通ビアホール導体 17の最上層のセラミック層 11Aの表面に表れた端面は、最上層の セラミック層 11A表面に搭載される第 1、第 2表面実装部品 31、 32の接続用端子が 接続できるように配置されているため、第 1、第 2表面実装部品 31、 32の狭ピッチ化 に対応することができると共に、積層体 11の薄型化、即ち、多層配線基板 10の低背 化を達成することができる。

[0058] また、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18は、積層体 11内で第 1、第 2 、第 3半貫通連続ビアホール導体 16A、 17A、 18Aを介してライン導体 13に接続さ れているため、ライン導体 13の接続ランド 13Aが他のビアホール導体 14側への張り 出しがなぐ配線パターン 12が高密度化しても他のビアホール導体 14との間でのシ ョートを防止することができる。また、ビアホール導体 14は、互いに隣接する第 1、第 2 、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18を含み、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 1 6、 17、 18に接続されている第 1、第 2、第 3半貫通連続ビアホール導体 16A、 17A 、 18Aは、それぞれ他の貫通ビアホール導体力遠ざ力る方向に延設されているた め、第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18にはそれぞれ他の貫通ビアホー ル導体側への張り出しがなぐ第 1、第 2、第 3貫通ビアホール導体 16、 17、 18それ ぞれの間隔を詰めて狭ピッチ化することができ、配線パターン 12を高密度化すること ができる。また、セラミック層 11Aは、低温焼結セラミック材料力もなり、配線パターン 1 2は、 Agまたは Cuを主成分とする導電性材料力もなるため、 1050°C以下の低温で 焼成することができる。

[0059] また、本実施形態によれば、多層配線基板 10を製造するに際し、複数のセラミック 層 11 Aを形成するための複数のセラミックグリーンシート 111に、セラミックグリーンシ ート 111を上下に貫通するビアホール導体用孔 Hと、このビアホール導体用孔 Hに 連設され且つセラミックグリーンシート 111を貫通しない溝 Pを形成する工程と、ビア ホール導体用孔 H及び溝 Pに導電性ペーストを充填することにより、配線パターン 12 としての第 1貫通ビアホール導体部 116及び第 1半貫通ビアホール導体部 116 Aを 形成する工程と、を備えているため、同一のセラミック層 11A内に第 1貫通ビアホー ル導体 16と第 1半貫通ビアホール導体 16Aを一体的に形成することができ、これら 両者を確実に電気的に接続することができ、接続信頼性を高めることができる。

[0060] また、セラミック層 11Aとなるセラミックグリーンシート 111にレーザを照射することに より、ビアホール導体用孔 H及び溝 Pを形成するため、第 1、第 2、第 3貫通ビアホー ル導体 16、 17、 18及び第 1、第 2、第 3半貫通連続ビアホール導体 16A、 17A、 18 Aが高密度化してもこれらを確実に形成することができる。セラミックグリーンシート 11 1はキャリアフィルム 100によって支持されており、キャリアフィルム 100側から、あるい はセラミックグリーンシート 111側力もレーザを照射することにより、ビアホール導体用 孔 H及び溝 Pを形成するため、ビアホール導体用孔 H及び溝 Pを正確に形成すること ができる。

[0061] 尚、本発明は上記各実施例に何等制限されるものではない。例えば、上記実施形 態では、最上層のセラミック層 11Aに設けられた貫通ビアホール導体の上端面が第 1、第 2表面実装部品 31、 32の接続用の表面電極になっている力スペース的に余

裕があれば貫通ビアホール導体の上端面に接続ランドとなる表面電極を設けても良 い。また、上記実施形態では最上層の貫通ビアホール導体を第 1、第 2表面実装部 品の接続用端子として用いて、るが、最下層のセラミック層 11 Aに貫通ビアホール導 体を設け、その下端面をマザ一ボード等の実装基板との接続用端子として用いても 良い。

産業上の利用可能性

本発明は、種々の表面実装部品を搭載するための多層配線基板として好適に利 用することができる。