JP2003347730A - セラミック多層基板の製造方法 - Google Patents
セラミック多層基板の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 異種の材料を積層したセラミック多層基板で
は収縮挙動や収縮率の不一致に起因して基板に反りが発
生したり、クラック、剥がれ等の欠陥が発生するなどの
問題があった。 【解決手段】 主セラミックグリーンシート１２と副セ
ラミックグリーンシート１４，１５と、拘束用グリーン
シート１３を用意する工程、主セラミックグリーンシー
ト１２と副セラミックグリーンシート１４，１５を任意
の構成で配置し、拘束用グリーンシート１３を主および
副セラミックグリーンシート１２，１４，１５の積層体
の上下面に配置されるように積層する工程、主セラミッ
クグリーンシート１２の焼結温度以上で焼成する工程、
上下面に残存する拘束用グリーンシート１３を除去する
工程よりなる。
は収縮挙動や収縮率の不一致に起因して基板に反りが発
生したり、クラック、剥がれ等の欠陥が発生するなどの
問題があった。 【解決手段】 主セラミックグリーンシート１２と副セ
ラミックグリーンシート１４，１５と、拘束用グリーン
シート１３を用意する工程、主セラミックグリーンシー
ト１２と副セラミックグリーンシート１４，１５を任意
の構成で配置し、拘束用グリーンシート１３を主および
副セラミックグリーンシート１２，１４，１５の積層体
の上下面に配置されるように積層する工程、主セラミッ
クグリーンシート１２の焼結温度以上で焼成する工程、
上下面に残存する拘束用グリーンシート１３を除去する
工程よりなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミック多層基板
の製造方法に関するもので、特に主材のセラミック層の
一部に異なる組成によって構成される副材のセラミック
層が形成されているセラミック多層基板の製造方法に関
するものである。
の製造方法に関するもので、特に主材のセラミック層の
一部に異なる組成によって構成される副材のセラミック
層が形成されているセラミック多層基板の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】セラミック多層基板は、インナービアが
容易に形成でき、三次元立体回路を小型に形成できるた
め、回路基板または電子部品として広く使用されてい
る。特に低温焼結のガラスセラミック材料などと導体に
銀や銅を用いた多層基板または電子部品は高周波特性が
良好で、携帯電話などの無線モジュールとしての需要が
急激に伸びている。しかし一方でさらなる小型化、複合
化、高機能化に対する要望が強くなってきている。
容易に形成でき、三次元立体回路を小型に形成できるた
め、回路基板または電子部品として広く使用されてい
る。特に低温焼結のガラスセラミック材料などと導体に
銀や銅を用いた多層基板または電子部品は高周波特性が
良好で、携帯電話などの無線モジュールとしての需要が
急激に伸びている。しかし一方でさらなる小型化、複合
化、高機能化に対する要望が強くなってきている。
【０００３】こういった新たな要望を満足するための一
方策として、異なる特性を有するセラミック材料を多層
基板内に部分的に形成する方法が考えられている。例え
ば比較的大きなコンデンサ素子を小型で内蔵するために
比誘電率の高い誘電体材料を部分的に形成したり、大き
なインダクタンス値のコイル素子を内蔵するために磁性
体材料を形成することなどが考えられる。
方策として、異なる特性を有するセラミック材料を多層
基板内に部分的に形成する方法が考えられている。例え
ば比較的大きなコンデンサ素子を小型で内蔵するために
比誘電率の高い誘電体材料を部分的に形成したり、大き
なインダクタンス値のコイル素子を内蔵するために磁性
体材料を形成することなどが考えられる。
【０００４】ところが、異なる種類のセラミック材料を
一体積層して焼成した場合、焼成における収縮挙動、収
縮率がそれぞれのセラミック材料において異なるため、
異種のセラミック材料の界面に剥離が生じたり、セラミ
ック基板全体に反りやうねりが発生するという問題があ
った。
一体積層して焼成した場合、焼成における収縮挙動、収
縮率がそれぞれのセラミック材料において異なるため、
異種のセラミック材料の界面に剥離が生じたり、セラミ
ック基板全体に反りやうねりが発生するという問題があ
った。
【０００５】このような課題に対し、特開平８−３３９
９３７号公報および特開平１１−１７０４２３号公報に
おいて、図１３に示すような断面構造のセラミック多層
基板が提案されている。これらの提案はいずれも、主セ
ラミックグリーンシート２に、主材とは異なる材料から
なる副セラミックグリーンシート３を形成し、この副セ
ラミックグリーンシート３を完全に分割する深さまで切
り込み溝４が形成されている。このような構成とするこ
とによって、異種材料の焼成における収縮挙動や収縮率
の不一致が、形成した切り込み溝４に仕切られた範囲内
に限定されるため、焼成体の反り量、剥がれの頻度など
が軽減されるといったものであった。
９３７号公報および特開平１１−１７０４２３号公報に
おいて、図１３に示すような断面構造のセラミック多層
基板が提案されている。これらの提案はいずれも、主セ
ラミックグリーンシート２に、主材とは異なる材料から
なる副セラミックグリーンシート３を形成し、この副セ
ラミックグリーンシート３を完全に分割する深さまで切
り込み溝４が形成されている。このような構成とするこ
とによって、異種材料の焼成における収縮挙動や収縮率
の不一致が、形成した切り込み溝４に仕切られた範囲内
に限定されるため、焼成体の反り量、剥がれの頻度など
が軽減されるといったものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら切り込み
溝４で仕切られた範囲内では依然、異種材料の収縮挙
動、収縮率の差が存在するため、異種材料の組み合わせ
や積層構成によっては、実用上問題となるような反りや
欠陥がセラミック基板に発生するといった問題があっ
た。
溝４で仕切られた範囲内では依然、異種材料の収縮挙
動、収縮率の差が存在するため、異種材料の組み合わせ
や積層構成によっては、実用上問題となるような反りや
欠陥がセラミック基板に発生するといった問題があっ
た。
【０００７】本発明は上記の課題を解決し、いかなる異
種積層構造においても、焼成時における反りが小さく、
クラック、剥がれなどがない、精度、信頼性に優れた異
種材料積層構造のセラミック多層基板を提供することを
目的としている。
種積層構造においても、焼成時における反りが小さく、
クラック、剥がれなどがない、精度、信頼性に優れた異
種材料積層構造のセラミック多層基板を提供することを
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成を有するものである。
に、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００９】本発明の請求項１に記載の発明は、主材と
なるセラミック材料によって構成される主セラミックグ
リーンシートと、副材として主材とは異なる組成のセラ
ミック材料によって構成される一種類以上の副セラミッ
クグリーンシートと、前記主材および副材の焼成温度で
は実質的に焼成しない無機組成材料によって構成される
拘束用グリーンシートを用意する工程と、主セラミック
グリーンシートと一種類以上の副セラミックグリーンシ
ートを任意の構成で配置し、拘束用グリーンシートを
主、副セラミックグリーンシートの積層体の上下面に配
置されるように積層する工程と、主材となるセラミック
材料の焼結温度以上でかつ拘束用グリーンシートを構成
する無機組成材料の焼結温度未満の温度で焼成する工程
と、前記焼成で得られた焼成済み基板からその上下面に
残存する拘束用グリーンシートを構成する無機組成材料
を除去する工程とを含むことを特徴としており、異種材
料の焼成時における収縮挙動や収縮率の不一致に起因す
る基板の反り量を低減し、異種材料界面のクラック、剥
がれ等の欠陥を抑制することができるという作用を有す
る。
なるセラミック材料によって構成される主セラミックグ
リーンシートと、副材として主材とは異なる組成のセラ
ミック材料によって構成される一種類以上の副セラミッ
クグリーンシートと、前記主材および副材の焼成温度で
は実質的に焼成しない無機組成材料によって構成される
拘束用グリーンシートを用意する工程と、主セラミック
グリーンシートと一種類以上の副セラミックグリーンシ
ートを任意の構成で配置し、拘束用グリーンシートを
主、副セラミックグリーンシートの積層体の上下面に配
置されるように積層する工程と、主材となるセラミック
材料の焼結温度以上でかつ拘束用グリーンシートを構成
する無機組成材料の焼結温度未満の温度で焼成する工程
と、前記焼成で得られた焼成済み基板からその上下面に
残存する拘束用グリーンシートを構成する無機組成材料
を除去する工程とを含むことを特徴としており、異種材
料の焼成時における収縮挙動や収縮率の不一致に起因す
る基板の反り量を低減し、異種材料界面のクラック、剥
がれ等の欠陥を抑制することができるという作用を有す
る。
【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、主材と
なるセラミック材料によって構成される主セラミックグ
リーンシートと、副材として主材とは異なる組成のセラ
ミック材料によって構成される一種類以上の副セラミッ
クグリーンシートと、前記主材および副材の焼成温度で
は実質的に焼成しない無機組成材料によって構成される
拘束用グリーンシートを用意する工程と、主セラミック
グリーンシートと一種類以上の副セラミックグリーンシ
ートを任意の構成で配置し、拘束用グリーンシートを
主、副セラミックグリーンシートの積層体の上下面に配
置されるように積層する工程と、前記積層工程中もしく
は積層工程後に副セラミックグリーンシートの少なくと
も一部を分断するように切り込みを形成する工程と、切
り込みを形成した積層体を加圧して一体化する工程と、
主材となるセラミック材料の焼結温度以上でかつ拘束用
グリーンシートを構成する無機組成材料の焼結温度未満
の温度で焼成する工程と、前記焼成で得られた焼成済み
基板からその上下面に残存する拘束用グリーンシートを
構成する無機組成材料を除去する工程とを含むことを特
徴としており、異種材料の焼成時における収縮挙動や収
縮率の不一致に起因する基板の反り量を小さくし、異種
材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥を抑制することが
できるという作用を有する。
なるセラミック材料によって構成される主セラミックグ
リーンシートと、副材として主材とは異なる組成のセラ
ミック材料によって構成される一種類以上の副セラミッ
クグリーンシートと、前記主材および副材の焼成温度で
は実質的に焼成しない無機組成材料によって構成される
拘束用グリーンシートを用意する工程と、主セラミック
グリーンシートと一種類以上の副セラミックグリーンシ
ートを任意の構成で配置し、拘束用グリーンシートを
主、副セラミックグリーンシートの積層体の上下面に配
置されるように積層する工程と、前記積層工程中もしく
は積層工程後に副セラミックグリーンシートの少なくと
も一部を分断するように切り込みを形成する工程と、切
り込みを形成した積層体を加圧して一体化する工程と、
主材となるセラミック材料の焼結温度以上でかつ拘束用
グリーンシートを構成する無機組成材料の焼結温度未満
の温度で焼成する工程と、前記焼成で得られた焼成済み
基板からその上下面に残存する拘束用グリーンシートを
構成する無機組成材料を除去する工程とを含むことを特
徴としており、異種材料の焼成時における収縮挙動や収
縮率の不一致に起因する基板の反り量を小さくし、異種
材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥を抑制することが
できるという作用を有する。
【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、前記切
り込みは主セラミックグリーンシートの一部を含んで形
成することを特徴としており、請求項２に記載の発明の
より好ましい構成であり、異種材料積層構造のセラミッ
ク多層基板の反り量を極めて小さくすることができると
いう作用を有する。
り込みは主セラミックグリーンシートの一部を含んで形
成することを特徴としており、請求項２に記載の発明の
より好ましい構成であり、異種材料積層構造のセラミッ
ク多層基板の反り量を極めて小さくすることができると
いう作用を有する。
【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、前記切
り込みは拘束用グリーンシートの一部を含んで形成する
ことを特徴としており、請求項２または３のいずれか一
つに記載の発明のより好ましい構成であり、異種材料積
層構造のセラミック多層基板の反り量を極めて小さくす
ることができるという作用を有する。
り込みは拘束用グリーンシートの一部を含んで形成する
ことを特徴としており、請求項２または３のいずれか一
つに記載の発明のより好ましい構成であり、異種材料積
層構造のセラミック多層基板の反り量を極めて小さくす
ることができるという作用を有する。
【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、焼成工
程時において、１００ｇ／ｃｍ2以下の圧力を積層体に
作用させることを特徴としており、請求項１から４のい
ずれか一つに記載の発明のより好ましい構成であり、異
種材料積層構造のセラミック多層基板の反り量を極めて
小さくすることができるという作用を有する。
程時において、１００ｇ／ｃｍ2以下の圧力を積層体に
作用させることを特徴としており、請求項１から４のい
ずれか一つに記載の発明のより好ましい構成であり、異
種材料積層構造のセラミック多層基板の反り量を極めて
小さくすることができるという作用を有する。
【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、前記切
り込みを主セラミックグリーンシートと副セラミックグ
リーンシートで構成される積層体の少なくとも一方の表
面を含むように形成し、焼成工程後この切り込みに沿っ
て基板を分割することを特徴としており、異種材料積層
構造のセラミック多層基板の個片分割を簡単に行えると
いう作用を有する。
り込みを主セラミックグリーンシートと副セラミックグ
リーンシートで構成される積層体の少なくとも一方の表
面を含むように形成し、焼成工程後この切り込みに沿っ
て基板を分割することを特徴としており、異種材料積層
構造のセラミック多層基板の個片分割を簡単に行えると
いう作用を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミック多層基
板の製造方法について実施の形態および図面を用いて説
明する。
板の製造方法について実施の形態および図面を用いて説
明する。
【００１６】（実施の形態１）実施の形態１および図１
〜図１２により請求項１〜６の発明について説明する。
〜図１２により請求項１〜６の発明について説明する。
【００１７】図１から図１２は本発明におけるセラミッ
ク多層基板の焼成工程前の状態を示した断面図である。
図において１２は主材としての主セラミックグリーンシ
ート、１４，１５は副材としての副セラミックグリーン
シート、１３は主および副セラミックグリーンシートの
焼結温度よりも高い焼結温度を有する無機組成物から構
成される拘束用グリーンシートである。
ク多層基板の焼成工程前の状態を示した断面図である。
図において１２は主材としての主セラミックグリーンシ
ート、１４，１５は副材としての副セラミックグリーン
シート、１３は主および副セラミックグリーンシートの
焼結温度よりも高い焼結温度を有する無機組成物から構
成される拘束用グリーンシートである。
【００１８】主セラミックグリーンシート１２、または
副セラミックグリーンシート１４，１５を構成する材料
としては、アルミナや酸化チタンにガラスを混合したガ
ラスセラミック複合組成物、酸化ビスマスを主成分とす
る誘電体材料、酸化鉛を主成分とする誘電体材料などが
よく用いられるが限定されるものではない。また拘束用
グリーンシート１３を構成する材料としては難焼結性無
機材料のアルミナ、マグネシア、ジルコニアなどがよく
用いられるが、特に限定されるものではない。これらの
材料に樹脂バインダ成分、可塑剤、溶剤などを添加し、
混合してスラリー化し、ドクターブレード法、ダイコー
タ法などの方法により任意の厚みのグリーンシートに成
形するが、その方法、厚みは特に限定されない。
副セラミックグリーンシート１４，１５を構成する材料
としては、アルミナや酸化チタンにガラスを混合したガ
ラスセラミック複合組成物、酸化ビスマスを主成分とす
る誘電体材料、酸化鉛を主成分とする誘電体材料などが
よく用いられるが限定されるものではない。また拘束用
グリーンシート１３を構成する材料としては難焼結性無
機材料のアルミナ、マグネシア、ジルコニアなどがよく
用いられるが、特に限定されるものではない。これらの
材料に樹脂バインダ成分、可塑剤、溶剤などを添加し、
混合してスラリー化し、ドクターブレード法、ダイコー
タ法などの方法により任意の厚みのグリーンシートに成
形するが、その方法、厚みは特に限定されない。
【００１９】以上のように準備した主セラミックグリー
ンシート１２と副セラミックグリーンシート１４，１５
を図１から図１２に示したように任意の構成で配置し、
拘束用グリーンシート１３を主および副セラミックグリ
ーンシート１２，１４，１５により形成される積層体を
上下から挟む構成で積み重ねる。この積み重ねる工程に
おいて図４から図１２のように切り込み１６をカッター
の刃などを用いて形成してもよい。切り込み１６を形成
する場合は、図１２以外の場合のように切り込み１６が
副セラミックグリーンシート１４，１５を完全に分断さ
れるようにし、図４から図６のように副セラミックグリ
ーンシート１４，１５の部分のみに形成しても良いし、
図７から図９のように主セラミックグリーンシート１２
を含んでもなお良く、さらに図１０から図１１のように
拘束用グリーンシート１３まで含んでもなお良い。又、
図７、図１０〜図１２においては切り込み１６が各シー
トの途中から入っているものがあるが、この場合は同じ
材質のグリーンシートを積層することによって実現する
ことができる。切り込み１６の幅は特に限定しないが、
カッターの刃などで形成した場合のように薄くても問題
ない。また積層体に複数の種類の副セラミックグリーン
シート１４，１５が形成される図５、図６、図９のよう
な場合、切り込み１６は少なくとも一種類の副セラミッ
クグリーンシート１４または１５に形成すればよく、図
５、図９のように切り込み１６を形成しない副セラミッ
クグリーンシート１５があっても構わない。
ンシート１２と副セラミックグリーンシート１４，１５
を図１から図１２に示したように任意の構成で配置し、
拘束用グリーンシート１３を主および副セラミックグリ
ーンシート１２，１４，１５により形成される積層体を
上下から挟む構成で積み重ねる。この積み重ねる工程に
おいて図４から図１２のように切り込み１６をカッター
の刃などを用いて形成してもよい。切り込み１６を形成
する場合は、図１２以外の場合のように切り込み１６が
副セラミックグリーンシート１４，１５を完全に分断さ
れるようにし、図４から図６のように副セラミックグリ
ーンシート１４，１５の部分のみに形成しても良いし、
図７から図９のように主セラミックグリーンシート１２
を含んでもなお良く、さらに図１０から図１１のように
拘束用グリーンシート１３まで含んでもなお良い。又、
図７、図１０〜図１２においては切り込み１６が各シー
トの途中から入っているものがあるが、この場合は同じ
材質のグリーンシートを積層することによって実現する
ことができる。切り込み１６の幅は特に限定しないが、
カッターの刃などで形成した場合のように薄くても問題
ない。また積層体に複数の種類の副セラミックグリーン
シート１４，１５が形成される図５、図６、図９のよう
な場合、切り込み１６は少なくとも一種類の副セラミッ
クグリーンシート１４または１５に形成すればよく、図
５、図９のように切り込み１６を形成しない副セラミッ
クグリーンシート１５があっても構わない。
【００２０】以上のように作製した積層体を加圧するこ
とにより一体化し、セラミックグリーン積層体１１，２
１，３１，４１が得られる。加圧方法は一軸加圧や静水
圧プレスなどが用いられるが特に限定されない。
とにより一体化し、セラミックグリーン積層体１１，２
１，３１，４１が得られる。加圧方法は一軸加圧や静水
圧プレスなどが用いられるが特に限定されない。
【００２１】このセラミックグリーン積層体１１，２
１，３１，４１において、主セラミックグリーンシート
１２、副セラミックグリーンシート１４，１５が焼結
し、拘束用グリーンシート１３は未焼結の状態となるよ
うに焼成する。この焼成において、拘束用グリーンシー
ト１３は焼結しないので焼成工程による収縮がほとんど
ないため、焼結する主および副セラミックグリーンシー
ト１２，１４，１５により構成される異種材料の積層体
は、拘束用グリーンシート１３から平面方向に引張力、
積層方向に圧縮力を受けながら焼成することになる。こ
の拘束用グリーンシート１３からの作用力により、主お
よび副セラミックグリーンシート１２，１４，１５の焼
成時における収縮挙動や収縮率の不一致に起因する基板
の反りが抑制され、また異種材料界面のクラック、剥が
れ等の欠陥も抑制できる。また副セラミックグリーンシ
ート１４，１５に切り込み１６を形成した場合は、主お
よび副セラミックグリーンシート１２，１４，１５の焼
成収縮挙動の差の絶対量を小さくできるため、基板の反
りをさらに抑制することができる。
１，３１，４１において、主セラミックグリーンシート
１２、副セラミックグリーンシート１４，１５が焼結
し、拘束用グリーンシート１３は未焼結の状態となるよ
うに焼成する。この焼成において、拘束用グリーンシー
ト１３は焼結しないので焼成工程による収縮がほとんど
ないため、焼結する主および副セラミックグリーンシー
ト１２，１４，１５により構成される異種材料の積層体
は、拘束用グリーンシート１３から平面方向に引張力、
積層方向に圧縮力を受けながら焼成することになる。こ
の拘束用グリーンシート１３からの作用力により、主お
よび副セラミックグリーンシート１２，１４，１５の焼
成時における収縮挙動や収縮率の不一致に起因する基板
の反りが抑制され、また異種材料界面のクラック、剥が
れ等の欠陥も抑制できる。また副セラミックグリーンシ
ート１４，１５に切り込み１６を形成した場合は、主お
よび副セラミックグリーンシート１２，１４，１５の焼
成収縮挙動の差の絶対量を小さくできるため、基板の反
りをさらに抑制することができる。
【００２２】また、この焼成工程において、１００ｇ／
ｃｍ2以下の圧力をセラミックグリーン積層体１１，２
１，３１，４１に作用させながら焼成すれば、さらにそ
の圧力によって基板の反りをさらに低減することが可能
となる。圧力の作用方法は、例えば焼結した多孔質の基
板をセラミックグリーン積層体１１，２１，３１，４１
の上に載せる方法などがあるが、特に限定されない。た
だし、１００ｇ／ｃｍ 2を越える圧力を作用させると、
焼成中にセラミックグリーン積層体１１，２１，３１，
４１に割れを生じさせたり、変形するおそれがあるので
好ましくない。
ｃｍ2以下の圧力をセラミックグリーン積層体１１，２
１，３１，４１に作用させながら焼成すれば、さらにそ
の圧力によって基板の反りをさらに低減することが可能
となる。圧力の作用方法は、例えば焼結した多孔質の基
板をセラミックグリーン積層体１１，２１，３１，４１
の上に載せる方法などがあるが、特に限定されない。た
だし、１００ｇ／ｃｍ 2を越える圧力を作用させると、
焼成中にセラミックグリーン積層体１１，２１，３１，
４１に割れを生じさせたり、変形するおそれがあるので
好ましくない。
【００２３】主および副セラミックグリーンシート１
２，１４，１５が焼結した異種材料積層構造のセラミッ
ク多層基板の上下表面には未焼結の拘束用グリーンシー
ト１３が残存している（この状態を焼成済み基板と呼
ぶ）。この焼成済み基板をブラッシング、研磨、サンド
ブラスト、ウエットブラスト、高圧水噴射、あるいは超
音波照射などにより除去するが、その方法は特に限定さ
れない。
２，１４，１５が焼結した異種材料積層構造のセラミッ
ク多層基板の上下表面には未焼結の拘束用グリーンシー
ト１３が残存している（この状態を焼成済み基板と呼
ぶ）。この焼成済み基板をブラッシング、研磨、サンド
ブラスト、ウエットブラスト、高圧水噴射、あるいは超
音波照射などにより除去するが、その方法は特に限定さ
れない。
【００２４】以上の工程により、異種材料の焼成時にお
ける収縮挙動や収縮率の不一致に起因する積層体の反り
が抑制され、異種材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥
も抑制された異種材料積層構造のセラミック多層基板を
実現できる。
ける収縮挙動や収縮率の不一致に起因する積層体の反り
が抑制され、異種材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥
も抑制された異種材料積層構造のセラミック多層基板を
実現できる。
【００２５】また、図８から図１１のように、切り込み
１６を主および副セラミックグリーンシート１２，１
４，１５の積層体の少なくとも一方の表面を含むように
形成した場合は、焼成後の基板の表面にも切り込み１６
が形成されているため、この切り込み１６に沿って力を
加えれば、セラミック多層基板を容易に個片分割するこ
とができる。
１６を主および副セラミックグリーンシート１２，１
４，１５の積層体の少なくとも一方の表面を含むように
形成した場合は、焼成後の基板の表面にも切り込み１６
が形成されているため、この切り込み１６に沿って力を
加えれば、セラミック多層基板を容易に個片分割するこ
とができる。
【００２６】なお、主および副セラミックグリーンシー
ト１２，１４，１５の積層体に、銀や銅を主成分とする
導体ペーストによって配線層を形成した場合においても
同様の効果が得られることを確認している。
ト１２，１４，１５の積層体に、銀や銅を主成分とする
導体ペーストによって配線層を形成した場合においても
同様の効果が得られることを確認している。
【００２７】（実施例）上述した実施の形態の異種材料
積層構造のセラミック多層基板を以下のように実際に作
製し、従来の方法と比較して本発明の有効性を確認し
た。
積層構造のセラミック多層基板を以下のように実際に作
製し、従来の方法と比較して本発明の有効性を確認し
た。
【００２８】主セラミックグリーンシート１２を構成す
る材料には、アルミナとホウケイ酸カルシウム系ガラス
を５０：５０の重量比率で混合したガラスセラミック複
合酸化物を用いた。また副セラミックグリーンシート１
４を構成する材料にはＢｉ2Ｏ3，ＣａＯ，Ｎｂ2Ｏ5を主
成分とする誘電体材料、また別種類の副セラミックグリ
ーンシート１５には酸化チタンとホウケイ酸バリウム系
ガラスを４０：６０の重量比率で混合したガラスセラミ
ック複合酸化物を用いた。さらに拘束用グリーンシート
１３を構成する材料には純度９９％のアルミナ粉末を用
いた。
る材料には、アルミナとホウケイ酸カルシウム系ガラス
を５０：５０の重量比率で混合したガラスセラミック複
合酸化物を用いた。また副セラミックグリーンシート１
４を構成する材料にはＢｉ2Ｏ3，ＣａＯ，Ｎｂ2Ｏ5を主
成分とする誘電体材料、また別種類の副セラミックグリ
ーンシート１５には酸化チタンとホウケイ酸バリウム系
ガラスを４０：６０の重量比率で混合したガラスセラミ
ック複合酸化物を用いた。さらに拘束用グリーンシート
１３を構成する材料には純度９９％のアルミナ粉末を用
いた。
【００２９】これら無機材料粉末に樹脂バインダとして
ポリビニルブチラール樹脂、可塑剤としてジブチルフタ
レートを添加し、溶剤として酢酸ブチルを加えボールミ
ルで混合し、ドクターブレード法により５０μｍの厚み
のグリーンシートに成形した。
ポリビニルブチラール樹脂、可塑剤としてジブチルフタ
レートを添加し、溶剤として酢酸ブチルを加えボールミ
ルで混合し、ドクターブレード法により５０μｍの厚み
のグリーンシートに成形した。
【００３０】これらのグリーンシートを７０ｍｍ×７０
ｍｍの大きさに切断し、（表１）の構成となるよう４０
℃−１００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧しながら積層し
た。
ｍｍの大きさに切断し、（表１）の構成となるよう４０
℃−１００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧しながら積層し
た。
【００３１】
【表１】
【００３２】試料番号５〜１３のように切り込み１６を
形成する場合には、切り込み１６が形成される層までそ
れぞれのグリーンシートを積層し、カッターの刃を用い
て深さを調整しながら、１０ｍｍ×１０ｍｍの格子状と
なるよう切り込み１６を形成した後、残りの層のそれぞ
れのグリーンシートをさらにその上に積層した（それぞ
れの試料に対する切り込み１６の深さについては、対応
図面を参照）。また従来例となる試料番号１の切り込み
溝４は、厚み２００μｍのダイシングブレードを用い、
ダイシングマシンを用いて１０ｍｍ×１０ｍｍの格子状
となるよう溝を形成した。
形成する場合には、切り込み１６が形成される層までそ
れぞれのグリーンシートを積層し、カッターの刃を用い
て深さを調整しながら、１０ｍｍ×１０ｍｍの格子状と
なるよう切り込み１６を形成した後、残りの層のそれぞ
れのグリーンシートをさらにその上に積層した（それぞ
れの試料に対する切り込み１６の深さについては、対応
図面を参照）。また従来例となる試料番号１の切り込み
溝４は、厚み２００μｍのダイシングブレードを用い、
ダイシングマシンを用いて１０ｍｍ×１０ｍｍの格子状
となるよう溝を形成した。
【００３３】このようにして作製した積層体を、８０℃
−５００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧し一体化してセラミ
ックグリーン積層体１１，２１，３１，４１とした後、
６０ｍｍ×６０ｍｍの大きさとなるように端部を切断し
た。
−５００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧し一体化してセラミ
ックグリーン積層体１１，２１，３１，４１とした後、
６０ｍｍ×６０ｍｍの大きさとなるように端部を切断し
た。
【００３４】このセラミックグリーン積層体１１，２
１，３１，４１を５００℃で５時間熱処理することによ
り樹脂バインダ、可塑剤などの有機成分を分解除去した
後、９００℃、３０分間熱処理の条件で焼成した。焼成
済み基板の表面に残存した拘束用グリーンシート１３
は、ブラシを用いて機械的に除去した。
１，３１，４１を５００℃で５時間熱処理することによ
り樹脂バインダ、可塑剤などの有機成分を分解除去した
後、９００℃、３０分間熱処理の条件で焼成した。焼成
済み基板の表面に残存した拘束用グリーンシート１３
は、ブラシを用いて機械的に除去した。
【００３５】焼成後のセラミック多層基板の反り量は、
基板中央部分５ｃｍ角の表面をレーザー式表面粗さ計に
より測定し、最大値と最小値の差により求めた。その結
果を（表１）に示した。
基板中央部分５ｃｍ角の表面をレーザー式表面粗さ計に
より測定し、最大値と最小値の差により求めた。その結
果を（表１）に示した。
【００３６】試料番号０，１のように拘束用グリーンシ
ート１３を積層しない場合、切り込み１６を形成する、
しないにかかわらず、基板の反り量は２００μｍ以上と
大きく、また部分的に異種材料の界面で剥離している部
分が見られた。
ート１３を積層しない場合、切り込み１６を形成する、
しないにかかわらず、基板の反り量は２００μｍ以上と
大きく、また部分的に異種材料の界面で剥離している部
分が見られた。
【００３７】一方、試料番号２〜１３のように拘束用グ
リーンシート１３を積層体の上下に積層した場合は、副
セラミックグリーンシート１４，１５の配置構成にかか
わらず、反り量はいずれも１００μｍ以下と小さくな
り、また異種材料の界面における剥離やクラックなどの
欠陥も全く観察されなかった。
リーンシート１３を積層体の上下に積層した場合は、副
セラミックグリーンシート１４，１５の配置構成にかか
わらず、反り量はいずれも１００μｍ以下と小さくな
り、また異種材料の界面における剥離やクラックなどの
欠陥も全く観察されなかった。
【００３８】また、特に試料番号５〜１２のように副セ
ラミックグリーンシート１４，１５に切り込み１６を形
成すると、基板の反り量はいずれも７０μｍ以下とさら
に小さくなった。切り込み１６の形成深さは、試料番号
５〜７のように副セラミックグリーンシート１４，１５
のみ形成する場合よりも、試料番号８〜１０のように主
セラミックグリーンシート１２を含んで形成する場合、
試料番号１１，１２のように拘束用グリーンシート１３
を含んで形成する場合の順で反り量が小さくなる傾向が
見られた。また切り込み１６の部分を観察したが、剥
離、クラックなどの欠陥は観察されなかった。
ラミックグリーンシート１４，１５に切り込み１６を形
成すると、基板の反り量はいずれも７０μｍ以下とさら
に小さくなった。切り込み１６の形成深さは、試料番号
５〜７のように副セラミックグリーンシート１４，１５
のみ形成する場合よりも、試料番号８〜１０のように主
セラミックグリーンシート１２を含んで形成する場合、
試料番号１１，１２のように拘束用グリーンシート１３
を含んで形成する場合の順で反り量が小さくなる傾向が
見られた。また切り込み１６の部分を観察したが、剥
離、クラックなどの欠陥は観察されなかった。
【００３９】なお、試料番号１３のように副セラミック
グリーンシート１４又は１５を分断しない切り込み１６
を形成した場合は、同じ積層構造で切り込み１６を形成
していない試料番号２の場合と反り量に本質的な差がな
く、切り込み１６を形成することによる効果はみられな
かった。切り込み１６の形成は副セラミックグリーンシ
ート１４又は１５を分断するように形成するのが好まし
い。
グリーンシート１４又は１５を分断しない切り込み１６
を形成した場合は、同じ積層構造で切り込み１６を形成
していない試料番号２の場合と反り量に本質的な差がな
く、切り込み１６を形成することによる効果はみられな
かった。切り込み１６の形成は副セラミックグリーンシ
ート１４又は１５を分断するように形成するのが好まし
い。
【００４０】次に焼成工程におけるセラミックグリーン
積層体１１に対する圧力の作用による効果を試料番号２
（図２）を用いて検討した。その結果を（表２）に示
す。
積層体１１に対する圧力の作用による効果を試料番号２
（図２）を用いて検討した。その結果を（表２）に示
す。
【００４１】
【表２】
【００４２】試料番号１４〜１８はセラミックグリーン
積層体１１の上にアルミナ製の種々の重量の多孔質板を
載せることによって圧力を作用させながら焼成した場合
の結果である。
積層体１１の上にアルミナ製の種々の重量の多孔質板を
載せることによって圧力を作用させながら焼成した場合
の結果である。
【００４３】１００ｇ／ｃｍ2以下の圧力を作用させな
がら焼成した場合、圧力を作用させなかった場合と比較
して、明らかに反り量は小さくなっており、その効果を
確認できた。しかし試料番号１８のように１５０ｇ／ｃ
ｍ2と１００ｇ／ｃｍ2を越える大きな圧力を作用させた
場合には、セラミック多層基板の角に割れが発生してお
り、作用させる圧力は１００ｇ／ｃｍ2以下が好ましい
ことがわかった。
がら焼成した場合、圧力を作用させなかった場合と比較
して、明らかに反り量は小さくなっており、その効果を
確認できた。しかし試料番号１８のように１５０ｇ／ｃ
ｍ2と１００ｇ／ｃｍ2を越える大きな圧力を作用させた
場合には、セラミック多層基板の角に割れが発生してお
り、作用させる圧力は１００ｇ／ｃｍ2以下が好ましい
ことがわかった。
【００４４】また、主あるいは副セラミックグリーンシ
ート１２，１４，１５の表面を含んで切り込み１６を形
成した試料番号９〜１２について、焼成後この切り込み
１６に沿って力を加え、セラミック多層基板を分割し、
その分割面を観察したが、実用上問題となるような大き
なチッピングなどの欠陥は見られず、この切り込み１６
によってセラミック多層基板の個片分割が可能であるこ
とを確認した。
ート１２，１４，１５の表面を含んで切り込み１６を形
成した試料番号９〜１２について、焼成後この切り込み
１６に沿って力を加え、セラミック多層基板を分割し、
その分割面を観察したが、実用上問題となるような大き
なチッピングなどの欠陥は見られず、この切り込み１６
によってセラミック多層基板の個片分割が可能であるこ
とを確認した。
【００４５】
【発明の効果】以上本発明によれば、焼成時における反
りが小さく、クラック、剥がれなどがない精度、信頼性
に優れた異種材料積層構造のセラミック多層基板を得る
ことができるため、超小型で複合化、高機能化されたセ
ラミック多層基板、セラミック電子部品の製造が可能と
なる。
りが小さく、クラック、剥がれなどがない精度、信頼性
に優れた異種材料積層構造のセラミック多層基板を得る
ことができるため、超小型で複合化、高機能化されたセ
ラミック多層基板、セラミック電子部品の製造が可能と
なる。
【００４６】また、上記目的を達成するための好ましい
例として形成した切り込みを利用すれば、異種材料積層
構造のセラミック多層基板を簡単に個片分割することが
可能であり、ダイシングマシン等で切断する工法と比べ
て、短時間で容易に処理でき、製造コストを低減するこ
とも可能となる。
例として形成した切り込みを利用すれば、異種材料積層
構造のセラミック多層基板を簡単に個片分割することが
可能であり、ダイシングマシン等で切断する工法と比べ
て、短時間で容易に処理でき、製造コストを低減するこ
とも可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態を示すセラミックグリー
ン積層体の断面図
ン積層体の断面図
【図２】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積層
体の断面図
体の断面図
【図３】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積層
体の断面図
体の断面図
【図４】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積層
体の断面図
体の断面図
【図５】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積層
体の断面図
体の断面図
【図６】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積層
体の断面図
体の断面図
【図７】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積層
体の断面図
体の断面図
【図８】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積層
体の断面図
体の断面図
【図９】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積層
体の断面図
体の断面図
【図１０】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積
層体の断面図
層体の断面図
【図１１】本発明の他の例を示すセラミックグリーン積
層体の断面図
層体の断面図
【図１２】本発明の他の例ではあるが請求項２の発明に
は属さない例を示すセラミックグリーン積層体の断面図
は属さない例を示すセラミックグリーン積層体の断面図
【図１３】従来技術の一例を示したセラミックグリーン
積層体の断面図
積層体の断面図
１１，２１，３１，４１ 焼成工程前のセラミックグリ
ーン積層体 １２ 主セラミックグリーンシート １３ 拘束用グリーンシート １４，１５ 副セラミックグリーンシート １６ 切り込み
ーン積層体 １２ 主セラミックグリーンシート １３ 拘束用グリーンシート １４，１５ 副セラミックグリーンシート １６ 切り込み
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 浅野 洋
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 5E346 AA12 CC17 CC18 EE21 GG04
HH11
Claims (6)
- 【請求項１】 主材となるセラミック材料によって構成
される主セラミックグリーンシートと、副材として主材
とは異なる組成のセラミック材料によって構成される一
種類以上の副セラミックグリーンシートと、前記主材お
よび副材の焼成温度では実質的に焼成しない無機組成材
料によって構成される拘束用グリーンシートを用意する
工程と、主セラミックグリーンシートと一種類以上の副
セラミックグリーンシートを任意の構成で配置し、拘束
用グリーンシートを主、副セラミックグリーンシートの
積層体の上下面に配置されるように積層する工程と、主
材となるセラミック材料の焼結温度以上でかつ拘束用グ
リーンシートを構成する無機組成材料の焼結温度未満の
温度で焼成する工程と、前記焼成で得られた焼成済み基
板からその上下面に残存する拘束用グリーンシートを構
成する無機組成材料を除去する工程とからなるセラミッ
ク多層基板の製造方法。 - 【請求項２】 主材となるセラミック材料によって構成
される主セラミックグリーンシートと、副材として主材
とは異なる組成のセラミック材料によって構成される一
種類以上の副セラミックグリーンシートと、前記主材お
よび副材の焼成温度では実質的に焼成しない無機組成材
料によって構成される拘束用グリーンシートを用意する
工程と、主セラミックグリーンシートと一種類以上の副
セラミックグリーンシートを任意の構成で配置し、拘束
用グリーンシートを主、副セラミックグリーンシートの
積層体の上下面に配置されるように積層する工程と、前
記積層工程中もしくは積層工程後に副セラミックグリー
ンシートの少なくとも一部を分断するように切り込みを
形成する工程と、切り込みを形成した積層体を加圧して
一体化する工程と、主材となるセラミック材料の焼結温
度以上でかつ拘束用グリーンシートを構成する無機組成
材料の焼結温度未満の温度で焼成する工程と、前記焼成
で得られた焼成済み基板からその上下面に残存する拘束
用グリーンシートを構成する無機組成材料を除去する工
程とからなるセラミック多層基板の製造方法。 - 【請求項３】 切り込みは主セラミックグリーンシート
の一部を含んで形成する請求項２に記載のセラミック多
層基板の製造方法。 - 【請求項４】 切り込みは拘束用グリーンシートの一部
を含んで形成する請求項２または３のいずれか一つに記
載のセラミック多層基板の製造方法。 - 【請求項５】 焼成工程時において、１００ｇ／ｃｍ2
以下の圧力を積層体に作用させる請求項１から４のいず
れか一つに記載のセラミック多層基板の製造方法。 - 【請求項６】 切り込みを主セラミックグリーンシート
と副セラミックグリーンシートで構成される積層体の少
なくとも一方の表面を含むように形成し、焼成工程後こ
の切り込みに沿って基板を分割する請求項２から４のい
ずれか一つに記載のセラミック多層基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153392A JP4120270B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | セラミック多層基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153392A JP4120270B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | セラミック多層基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003347730A true JP2003347730A (ja) | 2003-12-05 |
| JP4120270B2 JP4120270B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=29770439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002153392A Expired - Fee Related JP4120270B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | セラミック多層基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4120270B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100872262B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2008-12-05 | 삼성전기주식회사 | 버퍼층을 가지는 저온동시소성 세라믹 기판 및 그 제조방법 |
| KR100891814B1 (ko) * | 2007-10-29 | 2009-04-07 | 삼성전기주식회사 | 저온동시소성 세라믹 기판 및 그 제조 방법 |
| WO2009125977A3 (ko) * | 2008-04-08 | 2010-01-21 | 주식회사 이엠따블유안테나 | 유전체와 자성체의 수평 주기 구조를 갖는 복합 구조체를 이용한 안테나 |
| US8241449B2 (en) | 2008-06-13 | 2012-08-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for producing ceramic body |
| CN103154305A (zh) * | 2010-10-04 | 2013-06-12 | 东京毅力科创株式会社 | 成膜装置和成膜材料供给方法 |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002153392A patent/JP4120270B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100891814B1 (ko) * | 2007-10-29 | 2009-04-07 | 삼성전기주식회사 | 저온동시소성 세라믹 기판 및 그 제조 방법 |
| KR100872262B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2008-12-05 | 삼성전기주식회사 | 버퍼층을 가지는 저온동시소성 세라믹 기판 및 그 제조방법 |
| WO2009125977A3 (ko) * | 2008-04-08 | 2010-01-21 | 주식회사 이엠따블유안테나 | 유전체와 자성체의 수평 주기 구조를 갖는 복합 구조체를 이용한 안테나 |
| US8241449B2 (en) | 2008-06-13 | 2012-08-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for producing ceramic body |
| CN103154305A (zh) * | 2010-10-04 | 2013-06-12 | 东京毅力科创株式会社 | 成膜装置和成膜材料供给方法 |
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| JP4120270B2 (ja) | 2008-07-16 |
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