(57)【要約】【課題】小型で、且つ構造的な構成により接合強度を向上できる多層セラミック基板を提供する。【解決手段】複数のセラミック基板層を積層した多層セラミック基板であって、表裏の最表面のセラミック基板層に夫々の最表面に向かって狭まるテーパ状のビア孔を設け、前記ビア孔に設けた表層ビア電極とその端面に被着する金属めっき層とからなる表層端子電極と、前記表層端子電極と内部のセラミック基板層上の配線とを接続するビア配線と、を含み、表裏少なくとも一方側の最表面のセラミック基板層の表層ビア電極は、その表面が、最表面のセラミック基板層に設けられたビア孔内部であって、最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあり、当該表層ビア電極の端面に被着した前記金属めっき層の表面が、最表面のセラミック基板層表面と略同一平面ないし、前記最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあることを特徴とする多層セラミック基板。【選択図】図３
2010171275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミック基板層を積層した多層セラミック基板であって、
表裏の最表面のセラミック基板層に夫々の最表面に向かって狭まるテーパ状のビア孔を設け、
前記ビア孔に設けた表層ビア電極とその端面に被着する金属めっき層とからなる表層端子電極と、
前記表層端子電極と内部のセラミック基板層上の配線とを接続するビア配線と、
を含み、
前記表裏少なくとも一方側の最表面のセラミック基板層の表層ビア電極は、その表面が、前記最表面のセラミック基板層に設けられたビア孔内部であって、最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあり、
当該表層ビア電極の端面に被着した前記金属めっき層の表面が、前記最表面のセラミック基板層表面と略同一平面ないし、前記最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあることを特徴とする多層セラミック基板。
【請求項２】
前記金属めっき層の前記ビア孔の内壁と接触する境界面は隙間なく一致していることを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板。
【請求項３】
前記表裏の最表面のセラミック基板層以外のセラミック基板層に設けたビア孔は、前記一方側の最表面に向かって広がるテーパ状に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の多層セラミック基板。
【請求項４】
前記表裏の少なくとも一方の最表面のセラミック基板層に設けられた夫々の最表面に向かって狭まるテーパ状のビア孔の直径は、前記表裏の最表面のセラミック基板層以外のセラミック基板層に設けたビア孔の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の多層セラミック基板。
【請求項５】
前記表裏の少なくとも一方の最表面のセラミック基板層に設けられた夫々の最表面に向かって狭まるテーパ状のビア孔の長さは、前記表裏の最表面のセラミック基板層以外のセラミック基板層に設けたビア孔の長さよりも短いことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の多層セラミック基板。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の多層セラミック基板を用いて、前記金属めっき層に対して、半田ボールを用いて表面実装部品を搭載したことを特徴とする電子部品。
【請求項７】
キャリアフィルム上にセラミックグリーンシートを一体的に生成してキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートとなす工程と、
夫々のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートにレーザ光を照射してテーパ状のビア孔を形成する工程と、
前記キャリアフィルム付きセラミックグリーンシートの予め定めた位置に内部配線とビア配線とを導体材料を用いて印刷形成する印刷工程と、
第１層のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートから前記キャリアフィルムを剥離し、剥離後のセラミックグリーンシートの上に第２層のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートを積層して圧着し、その後、前記キャリアフィルムを剥離し、以後同様に積層、圧着、剥離を繰り返し未焼結の多層セラミック積層体を形成する工程と、
前記未焼結の多層セラミック積層体を焼成する焼結工程と、
焼結された多層セラミック積層体の表層ビア電極上に金属めっき層を被着させる工程と、
を有する多層セラミック基板の製造方法であって、
前記夫々のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートにレーザ光を照射してテーパ状のビア孔を形成する工程は、前記キャリアフィルムの上から当該キャリアフィルムに吸収され難い、波長の短い第１のレーザ光を照射して第１のビア孔を加工する場合と、
他方、前記セラミックグリーンシートの上から前記第１のレーザ光よりも波長の長い第２のレーザ光を照射して第２のビア孔を加工する場合と、
を有することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
【請求項８】
前記夫々のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートにレーザ光を照射してテーパ状のビア孔を形成する工程のうち、前記第１のビア孔の加工については、表裏の少なくとも一方の最表面に相当する第１層のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートに対し紫外線領域のレーザ光を用いて行い、前記第２のビア孔の加工は、第２層以降のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートに対し赤外線領域のレーザ光を用いて行うことを特徴とする請求項７に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層セラミック基板及びこれを用いた電子部品に関する。また、多層セラミック基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機など、高機能かつ小型を要請される機器が多くなっている今日では、多層セラミック基板が広く用いられている。一般的な多層セラミック基板では、複数のセラミック基板層が積層されており、各セラミック基板層の間には内部配線を有する配線層が形成されている。これら配線層はビア配線と呼ばれる配線で接続される。
多層セラミック基板の表面には、能動素子からなる半導体パッケージ部品（ＩＣチップ等）や受動素子からなるチップ部品（チップコンデンサ等）が夫々表面実装されるが、小型化に伴い高密度且つ高精度の実装が求められている。
【０００３】
特許文献１に、このような多層セラミック基板の構造例が示されている。この特許文献１に開示の多層セラミック基板では、複数のセラミック層が積層されてなるセラミック積層体と、上記セラミック積層体の一方の主面に形成された凹部と、この凹部の内部に露出する接続用電極と、上記凹部内に充填されて上記接続用電極と導通する導電性樹脂を主体とする端子電極と、を備える。
【０００４】
また、特許文献２には、ビア孔導体の表面導出部分を多層セラミック基板の表面から２０μｍ以下だけ凹んで形成し、バンプの曲面を凹部のエッジに嵌合させることによって自己位置補正機能（セルフアライメント）を発揮させる技術が開示されている。
【０００５】
一方、特許文献３には、一方の開口面積が他方の開口面積より大きくしたテーパ状のビアホールを有する基板を積層した多層セラミック基板が開示されている。ここでは最表面のセラミック基板層のビアホールを最表面側に向かって狭まるテーパ孔状に形成した例が図示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０５７４０号公報
【特許文献２】特開２００１−１８９５５０号公報
【特許文献３】特開２００３−２５８１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示の多層セラミック基板では、マザー基板との接続端子電極の耐衝撃性を向上させることを要旨としている。そのため接続部に導電性樹脂を要しており、また、この樹脂の深さが１００μｍ以上であることが望ましいとされる。しかしながら、電極のサイズを微細にすればするほど、樹脂を充填することが困難であり製造が容易でない。また、かかる導電性樹脂の表面に安定して金属めっきを付すことは現実的でない。さらに、特許文献１には、Ａｇ−Ｐｄ合金やＡｇ−Ｐｔ合金が、比抵抗が小さく高周波の用途に適していることが開示されているが、表面実装部品を接続する表面に用いた時の機械的強度への影響には配慮されていない。
【０００８】
特許文献２においても、バンプとビア孔導体を接続したときの機械的強度は配慮されていない。また、セルフアライメントを目的とするため、凹み深さを比較的深くする必要がある。このように凹部を比較的深く形成する場合、半田ペーストを印刷成形する際に凹みに気泡状の巣が残り易く電気的また機械的な接続信頼性を損うことがある。このとき、金属めっきを設けるにしても収縮率の大きい導電性ペーストを用いてビア導体を形成しているため、めっき薬液がビア孔内壁に取り残され、腐食が生じる場合もある。
【０００９】
また、特許文献３に開示の多層セラミック基板では、ビアホールの電気的な接続性能と熱伝導性に着目し、テーパ状のビアホールをサーマルビアに用いている。しかし、表面実装部品を接続するときの表層端子電極の機械的強度への影響には配慮されていない。
【００１０】
ところで、多層セラミック基板の最表面にはＬＧＡ（LAND  GRID  ARRAY）やＢＧＡ（BALL  GRID  ARRAY）の電極が複雑な配線パターンとして形成される。これら電極間の間隔は数１００〜１５０μｍ間隔と狭くなってきており、半導体パッケージ部品の場合はフリップチップ実装によりさらに狭くなる方向にある。その為、数１００μｍの半田ボールをバンプに形成して用いるＢＧＡが主流になってきているが、この場合半田ボールの数は数１０個から数１００個、時には１０００個以上の多岐にわたる。その数は半導体素子の用途や機能によってさまざまであるが、電極一個あたり約５０ｇｆ以上の接続シェア強度が必要とされる。この数値は数１００μｍの半田ボールによる接続としては高いレベルにある。
一方、チップ部品の場合は電極数がもともと少ないこともあり、接続強度の確保を優先してパッド電極によるＬＧＡとする場合も選択的に用いられる。しかしながら、より高密度で高強度の電極であることが望ましいことに変わりはない。
以上のことより、電極間隔を狭くできて、且つ接続強度が高い端子電極構造を持ったセラミック基板が望まれている。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、実装密度を高めることを可能とし、このとき端子電極が小さくなったとしても構造的な特徴により表面実装部品との接合強度を向上できるようになし、まためっき薬液の残存などによる腐食の可能性が低い多層セラミック基板、及びそれを用いた電子部品を提供することを目的とする。また、前記多層セラミック基板に適した製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、複数のセラミック基板層を積層した多層セラミック基板であって、表裏の最表面のセラミック基板層に夫々の最表面に向かって狭まるテーパ状のビア孔を設け、前記ビア孔に設けた表層ビア電極とその端面に被着する金属めっき層とからなる表層端子電極と、前記表層端子電極と内部のセラミック基板層上の配線とを接続するビア配線と、を含み、前記表裏少なくとも一方側の最表面のセラミック基板層の表層ビア電極は、その表面が、前記最表面のセラミック基板層に設けられたビア孔内部であって、最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあり、当該表層ビア電極の端面に被着した前記金属めっき層の表面が、前記最表面のセラミック基板層表面と略同一平面ないし、前記最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあることを特徴とする多層セラミック基板である。ここで、上記略同一平面とは例えば３μｍ程度までで多くても金属めっき層の厚み分未満の突出まで許容することを意味している。
【００１３】
上記の金属めっき層の前記ビア孔の内壁と接触する境界面は隙間なく一致しているものである。境界面が隙間なく一致するとは、例えば走査型電子顕微鏡（倍率：３０００倍）で断面を見たとき金属めっき層とビア孔内壁との間に空孔や隙間が無く、内壁の凹凸にめっき層が密着している態様を言う。
【００１４】
上記多層セラミック基板において、前記表裏の最表面のセラミック基板層以外のセラミック基板層に設けたビア孔は、一方側の最表面に向かって広がるテーパ状に形成することができる。
【００１５】
上記多層セラミック基板において、前記表裏の少なくとも一方の最表面のセラミック基板層に設けられた夫々の最表面に向かって狭まるテーパ状のビア孔の直径は、前記表裏の最表面のセラミック基板層以外のセラミック基板層に設けたビア孔の直径よりも小さく形成することができる。
【００１６】
また、同じく前記表裏の少なくとも一方の最表面のセラミック基板層に設けられた夫々の最表面に向かって狭まるテーパ状のビア孔の長さは、前記表裏の最表面のセラミック基板層以外のセラミック基板層に設けたビア孔の長さよりも短く形成することができる。
【００１７】
本発明は、上記した何れかに記載の多層セラミック基板を用いて、前記金属めっき層に対して、半田ボールを用いて表面実装部品を搭載したことを特徴とする電子部品である。
【００１８】
また、本発明は、キャリアフィルム上にセラミックグリーンシートを一体的に生成してキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートとなす工程と、夫々のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートにレーザ光を照射してテーパ状のビア孔を形成する工程と、前記キャリアフィルム付きセラミックグリーンシートの予め定めた位置に内部配線とビア配線とを導体材料を用いて印刷形成する印刷工程と、第１層のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートから前記キャリアフィルムを剥離し、剥離後のセラミックグリーンシートの上に第２層のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートを積層して圧着し、その後、前記キャリアフィルムを剥離し、以後同様に積層、圧着、剥離を繰り返し未焼結の多層セラミック積層体を形成する工程と、前記未焼結の多層セラミック積層体を焼成する焼結工程と、焼結された多層セラミック積層体の表層ビア電極上に金属めっき層を被着させる工程と、を有する多層セラミック基板の製造方法であって、前記夫々のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートにレーザ光を照射してテーパ状のビア孔を形成する工程は、前記キャリアフィルムの上から当該キャリアフィルムに吸収され難い、波長の短い第１のレーザ光を照射して第１のビア孔を加工する場合と、他方、前記セラミックグリーンシートの上から前記第１のレーザ光よりも波長の長い第２のレーザ光を照射して第２のビア孔を加工する場合と、を有することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法である。
【００１９】
上記多層セラミック基板の製造方法において、前記夫々のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートにレーザ光を照射してテーパ状のビア孔を形成する工程のうち、前記第１のビア孔の加工については、表裏の少なくとも一方の最表面に相当する第１層のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートに対し紫外線領域のレーザ光を用いて行い、前記第２のビア孔の加工は、第２層以降のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートに対し赤外線領域のレーザ光を用いて行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電極間隔を狭くできて高密度にできると共に、接続強度が高い端子電極構造を持った全体的に小型の多層セラミック基板となすことができる。
また、本発明は、電極間隔が狭く高密度の小型の多層セラミック基板の製造方法に適しており、特にセラミックグリーンシートからキャリアフィルムを剥離する過程で導体材料がビア孔から引抜ける不具合を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る多層セラミック基板の製造工程を表すチャート図である。
【００２２】
［多層セラミック基板の製造］
本実施の形態の多層セラミック基板を形成する工程では、まず、セラミックグリーンシートを複数生成する。このために有機キャリアフィルム（例えばＰＥＴフィルム）上に、低温焼成可能なセラミック材料の粉末とガラス成分の粉末及び有機バインダ、可塑剤、溶剤の混合物からなるスラリーをドクターブレード法により所定厚の膜状に形成し、乾燥させる（Ｓ１）。このスラリーの乾燥後の厚みは、目的によって異なるが、ここでの例ではおよそ２０〜２００μｍとしておく。
【００２３】
なお、セラミックグリーンシートに用いる低温焼結可能なセラミック材料としては、８００〜１０００℃で銀（Ａｇ）などの導体材料（以下、導体ペーストと言う）と同時焼成できるセラミック材料であって、所謂ＬＴＣＣ用セラミックスなら何でも使用できる。一例としては、主成分であるＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、ＴｉをそれぞれＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、ＴｉＯ２に換算したとき、Ａｌ２Ｏ３：１０〜６０質量％、ＳｉＯ２：２５〜６０質量％、ＳｒＯ：７．５〜５０質量％、ＴｉＯ２：２０質量％以下（０を含む）であり、その主成分１００質量部に対して、副成分として、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種をＢｉ２Ｏ３換算で０．１〜１０質量％、Ｎａ２Ｏ換算で０．１〜５質量％、Ｋ２Ｏ換算で０．１〜５質量％、ＣｏＯ換算で０．１〜５質量％含有し、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種をＣｕＯ換算で０．０１〜５質量％、ＭｎＯ２換算で０．０１〜５質量％、Ａｇを０．０１〜５質量％含有し、その他不可避不純物を含有している混合物を一旦７００℃〜８５０℃で仮焼して、これを粉砕して平均粒径０．６〜２μｍの微粉砕粒子からなる誘電体磁器組成物を挙げることができる。
【００２４】
なお、低温焼成可能なセラミックグリーンシートの生成は、ここで述べたドクターブレード法に限定されず、例えば圧延（押し出し）法、印刷法、インクジェット式塗布法、転写法、等によって生成してもよい。このときセラミックグリーンシートは、ＰＥＴフィルム等の薄いキャリアフィルム上に一体的に生成されたキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートを成形する。そして、キャリアフィルムから剥離せず、そのまま裁断して複数のセラミックグリーンシートを得る（Ｓ２）。グリーンシートで取り扱うことは容易であるが、裁断しないでロール状に巻き取り／巻き出しを繰り返しながら後の印刷などの工程に供することも合理的な製造方法である。
【００２５】
そして各キャリアフィルム付きセラミックグリーンシートに、目的の回路に従ってレーザを用いてビア孔を形成する（Ｓ３）。このビア孔１１は図４に示すようにレーザ入射側の開口径が広く、出射側すなわちビア孔貫通後レーザ光が抜け出る側に向かい徐々に狭まるようなテーパ状に形成できる。ここで、上表面の第１層のセラミックグリーンシート１ａについては、図４（ａ）のようにキャリアフィルム５がレーザ入射側、その反対側のセラミックグリーンシート１ａがレーザ出射側となるよう加工装置の支持テーブル上に搭載し、ビア孔１１の加工を行なう。一方、上表面の第１層を除く他のセラミックグリーンシート、第２層１ｂ、第３層１ｃ・・・は、図４（ｂ）のようにセラミックグリーンシート１ｂがレーザ入射側、その反対側のキャリアフィルム５がレーザ出射側となるよう加工装置の支持テーブル上に搭載し、ビア孔加工を行なう。
【００２６】
なお、この実施例では上表面の第１層のセラミックグリーンシート１ａに対するビア孔加工では、レーザビームのエネルギーがキャリアフィルム５に吸収されにくく、セラミックグリーンシート１ａには吸収されやすい波長のレーザ光を用いている。ＰＥＴフィルムの場合、１０．６μｍ波長のところに吸収帯があるので、この波長帯域を避けた波長を選ぶことによって図５（ａ）に図示するようにキャリアフィルム５に加工される孔３４は小さいが、セラミックグリーンシート１ａについては十分な大きさの孔１１を加工できる。そうすると後述する印刷工程ではビア孔１１だけに不足なく導体ペースト２が充填される。むしろここでキャリアフィルム５にも導体ペーストが充填されると、キャリアフィルム剥離工程のときに、図７に示すようにビア孔１１に充填された導体ペースト２がキャリアフルム５と共に引抜かれてしまう不具合が生じることがある。しかし、上記のようにレーザ光の波長を選定すれば図５（ｃ）のようにビア孔に充填された導体ペースト２は引き抜かれ難くなり、ひいてはビア配線の未接続による導通不良の発生を防ぐことが可能となる。選定するレーザ波長の例としては、上表面の第１層のセラミックグリーンシート１ａのビア孔加工では波長０．３５μｍの紫外線や１．０６μｍのＹＡＧレーザを、そして、上表面の第１層を除く他のセラミックグリーンシート１ｂ、１ｃ・・・のビア孔加工では波長１０．６μｍの赤外線を挙げることができる。
【００２７】
その後、印刷スクリーンを介して各ビア孔１１に銀（Ａｇ）を主成分とする導体ペースト２を配し、スキージでビア孔１１に導体ペースト２を圧入し、かつ過剰な導体ペースト２を剥ぎ取ることでビア導体を作製する（Ｓ４）。このとき、全てのセラミックグリーンシート１ａ、１ｂ・・・において、当該セラミックグリーンシートが印刷スクリーン側、キャリアフィルム５が支持台側となるよう印刷装置の支持台上に搭載してビア導体の印刷充填工程を行う。
また、上表面の第１層のセラミックグリーンシート１ａを含む各セラミックグリーンシート１ｂ、１ｃ・・・の表面には、銀（Ａｇ）等の導体ペーストを用いて、目的の回路に対応する導体パターンを、５〜３５μｍ厚さに印刷して形成する（Ｓ５）。これらの導体パターンによりインダクタ、伝送線路、コンデンサ、グランド電極等の内部配線を形成し、上記ビア導体によるビア配線により互いに接続して目的の回路配線を構成するものである。
なお、上表面の第１層のセラミックグリーンシート１ａの場合には、微小な導体パターンが狭小に近接し、小型搭載部品や半導体部品を多数搭載できるように印刷がなされる必要がある。このときビア孔を、Ａｇを主体とする導体ペーストで充填印刷する工程と表面導体パターンを形成する工程とを複数回にわたって重ねるように行うと位置ずれが起きやすいため高密度を実現することが難しい。そのためビア孔の充填印刷は表面導体パターンの印刷をも兼ねて一回で行うこととしてもよい。
【００２８】
次に、ビア導体及び／又は導体パターンを形成した複数のセラミックグリーンシートをプレスによって圧着し（Ｓ６）、キャリアフィルムを剥離する工程（Ｓ７）をセラミック基板層の数だけ繰り返して積層し、未焼結多層セラミック積層体（以下、簡略に、「未焼結多層セラミック体」と呼ぶ）を生成する。
【００２９】
一例として、未焼結多層セラミック体の最表面側に位置することとなる第１層のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシート１ａを、キャリアフィルム５側を上になるように反転して固定用フィルム６上にセットし、金型で所定の圧力、温度、時間でプレスして圧着する。例えば、圧力１〜５ＭＰａ（１０〜５０kgf/cm２）、温度３０〜６０℃、時間３〜１５秒などとする。熱圧着上下の金型７はヒーターを内蔵した単純な平板形状でよい。図５（ｃ）のようにビア孔１１についてはテーパ状に狭まっている開口側を固定用フィルム６上にセットする。これにより最表面のセラミック基板層の最表面に向かって狭まるテーパ孔状のビア孔を形成することになる。そして、上記プレスによる圧着が終わると、セラミックグリーンシート１ａからキャリアフィルム５を剥離する。この時、セラミックグリーンシート１ａは固定用フィルム６に固定されており、キャリアフィルムの剥離に際して一緒に剥離されることはない。また先に述べたように、ビア孔を形成するレーザ波長を適切に選定してキャリアフィルム５には連続的な貫通ビア孔１１が形成されないように小ビア孔３４にしておけば、キャリアフィルム剥離の際にセラミックグリーンシート１ａのビア孔１１内に充填された導体ペースト２が一緒に引き抜かれ難くなり、その結果ビア配線の未接続による導通不良の発生を防ぐことが可能となる。
【００３０】
次に、第２層目のセラミックグリーンシート１ｂを積層する。セラミックグリーンシート１ｂには、内部回路配線を構成する導体パターンＰが印刷されている。セラミックグリーンシート１ｂの主面が第１層のセラミックグリーンシート１ａに当接するようにセットし、第１層のセラミックグリーンシートの場合と同様に、プレスし圧着する。この時、ビア孔１１は広がっている方のテーパ開口側を上記第１層目のセラミックグリーンシート１ａの広い方のテーパ開口側に合致するように積層する。その後、プレス温度を印刷ペースト内の粘着剤が軟化固着する温度とすれば、加圧力により印刷部が相手側のセラミックグリーンシート１ａと接合する。従って、セラミックグリーンシート同士は、印刷導体ペーストを介して結合される。また、電極が無くセラミック層同士が直接接触するところも、電極を介する場合と同様に軟化して固着し結合する。このときの圧着温度は粘着剤の種類にもよるが、通常４０〜９０℃程度の低温でよく、接合強度は加圧力を変えることにより調整できる。圧着後、セラミックグリーンシート１ｂのキャリアフィルム５を剥離する。第３層のセラミックグリーンシート１ｃ以降、裏（底）面側の最表層に相当するセラミックグリーンシートまで第２層目のセラミックグリーンシートと同様の工程で積層する。これによって底面側の最表面のセラミック基板層の最表面側に向かって狭まるテーパ孔状のビア孔を形成することになる。なお、積層体を強力に一体化させるために、全体を積層した後、さらに圧着工程を行ってもよい。
【００３１】
さらに、圧着、剥離、積層の一連の工程の一部もしくはすべてを減圧した雰囲気下で行ってもよい。このようにすると、セラミックグリーンシート間の気泡を取り除きやすく、積層時の寸法精度を保ち、デラミネーションを減少させることができる。
【００３２】
本実施の形態では、このようにして得られた未焼結多層セラミック体の底面（最表面のセラミック基板層表面と対向する反対面）に、Ａｇを主体とする導体ペーストを用いて、目的の回路に従って底面側の表層電極を印刷形成する（Ｓ８）。
【００３３】
さらに基板表面と底面の導体パターン周囲にはオーバーコート材を適宜形成してもよい。このオーバーコート材の材質としては、焼結収縮特性や熱膨張特性が未焼結多層セラミック体の素材と近似していることが望ましい。例えば、セラミックグリーンシートと同材質のスラリーにコート部分の視認性を向上するような機能を付与するための添加成分を加えたものが挙げられる。表面導体パターンの周縁にオーバーコートを被覆して電極被覆領域を形成することにより、表面の導体パターンの機械的保護と、後の工程で導体パターンの上に設けた半田が流れ出して導電部と接するなどの短絡防止ができる。なお、基体表面の導体パターンとオーバーコート材は必ずしも未焼結多層セラミック体の状態で設ける必要はなく、焼結後の多層セラミック基板に対して形成しても構わない。
【００３４】
本実施の形態では、こうして得た未焼結多層セラミック体を、ＣＩＰ装置にて、１０〜４０ＭＰａ（１００〜４００kgf/cm２）、８５℃で熱圧着し、各層が一体化した未焼結多層セラミック体となす。
【００３５】
次に、未焼結多層セラミック体の表面にナイフカッター等の治具により切り込み溝を形成し、分割溝を形成する（Ｓ９）。この分割溝は、集合基板の大きさや製品基板のサイズによって異なる形状に形成される。分割溝は、回路を構成する導体パターンを傷つけるような悪影響がでないよう、十分な寸法の余裕をもって形成され、平面的にみて導体端部から概ね１００〜２５０μｍ程度の距離を置いて形成される。この分割溝は例えばＶ字型の溝で、深さは例えば分割溝を上下両面に入れる場合、両面の溝深さの総和が未焼結多層セラミック体の厚さの３０％以下となるようにする。この深さは、未焼結多層セラミック体の厚さによって異なるが、一般に０．０１〜０．２ｍｍ程度としておく。この深さが深すぎるとカッターの型離れが悪く変形を起こしやすくなり、焼結過程でクラックの起点となるためである。なお、分割溝は両面に形成する必要は必ずしもなく、上面か底面の何れか一方でも構わない。
【００３６】
また、分割の方法は必ずしもＶ字型の溝に沿って割る方法だけではなく、溝を形成しないで後の焼成工程後にダイシングやスクライビングの方法を用いることでも構わない。
【００３７】
次に、未焼結多層セラミック体を焼成炉内で、焼結温度である８００〜１０００℃で一体焼成を行う（Ｓ１０）。この段階では、ビア孔の断面では、図２の（ａ）に例示するように、外部端子電極の一部である表層ビア電極の表面（Ｆ）と、最表面のセラミック基板層表面（Ｓ）とは略同一面上にある。
【００３８】
［表層ビア電極のエッチング］
本実施の形態では、ここで表層ビア電極（ここではＡｇ）を溶解させる作用を有するエッチング液へ浸漬し、表層ビア電極の一部を除去する（Ｓ１１）。つまり、この段階でビア孔の断面では図２の（ｂ）に例示するように、表層ビア電極の表面（Ｆ）が、ビア孔内部であって、最表面のセラミック基板層表面（Ｓ）に対して凹となる位置までエッチングされる。なお、以下の説明において、この表層ビア電極上にめっき層が形成された後ではここでの表面を端面と呼んで区別する。ここでエッチング溶液は、硝酸、王水、あるいは過酸化水素のいずれかを含む混合液を用いることができる。使用する導体材料が銅または銅を主とする合金などの場合には過硫酸アンモニウムをエッチング液として用いることも可能である。それにより表層ビア電極の表面を、最表面のセラミック基板層表面に対して凹ませ、また、好ましい表面性状を得ることができる。これにより後工程で電極上にＮｉめっき、Ａｕめっき等が高品質に成膜され得る。すなわちエッチング液を用いることにより、ビア孔内壁の凹凸にこびりついたＡｇも溶解除去することが出来て、食いつき強度（アンカー効果）向上に寄与できる。また、このエッチング処理を行うことにより、ビア孔表面が十分に濡れて微小な気泡が除去されるので、その後のめっき工程での微小な析出欠陥による不良を防止することができる。
【００３９】
表層ビア電極を溶解させるにあたっては、電極へのダメージを発生させず、かつ電極とセラミックスとの密着強度を低下させずに十分なエッチング効果を得るため、エッチング液の種類や、濃度、温度を調整しておく。この調整は実験的にかつ経験的に設定することとなるが、一例としては、硝酸では１〜２０容量％、王水で１〜２５容量％、過酸化水素水を含むエッチング液で１〜３０容量％、また塩酸１〜３０容量％を含むものが望ましい。エッチング浴槽内の攪拌方法にも十分な注意を払うことが必要である。また毎回のエッチング工程では残った電極の厚みを蛍光Ｘ線などの測定方法を用いて測定し、エッチング前の厚みと比較することでエッチング反応速度を確認し、厳密に工程条件を管理する。さらにエッチング液の成分に揮発しやすい成分や分解しやすい成分を含む時には、定期的に液のサンプルを採集し滴定して成分ごとの濃度を監視することが望ましい。液に溶け出すエッチングされた導体金属の濃度の監視も全く同様に定期的に行われる。
【００４０】
また、エッチングによる凹み深さ等の量的な制御については、エッチング液の種類、濃度、温度を制御して行う。ただし、例えば濃度を極端に薄くすると少量の処理だけでエッチング液の性能が劣化し易くなり、頻繁に調整をしなければならないので濃度を薄くしすぎないことが必要である。また温度はエッチング液の主成分が揮発性であることが多いため５０℃以下とすることが適当である。これより温度が高いと、エッチング液の濃度や成分の配合比が変動し易くなるからである。さらに、エッチング液の循環とセラミック基板の上下動や回転などの攪拌操作は、エッチング液の均一化も含めて反応速度を制御するのに効果的である。これらの調整方法を組み合わせた上で、処理バッチ毎あるいはロットごとに監視を行いながらエッチング処理時間で微調整を行うことが望ましい。
【００４１】
このようなエッチング処理については、エッチング液へ浸漬する方法以外に、ローラー状の塗布ヘッドで転写するようにエッチング液を塗布する方法や、水平に保持したセラミック基板に対してエッチング液を下から噴水状に吹き上げる方法等でもよい。これらの方法では保持する基板の端部をゴムパッキングなどで押さえてシールすることにより、反対面へのエッチング液の廻り込みをなくして片面毎の処理を行ってもよい。パッキング材でシールする面は装置の設計とエッチング液の種類や性質に応じて選べばよい。通常は半導体や小型チップ部品が搭載される上面に微小な表層端子電極が偏在するので、このような上表層に本発明の表層端子電極の構造が有効である。しかし、反対側の下表層（底面）は１ｍｍかそれ以上の大きな寸法のＬＧＡ（LAND  GRID  ARRAY）電極が２０〜３０箇所程度設けられるだけの場合も多く、電極サイズが大きくて強度を高くとれる下表層（底面）では、本実施の形態の端子電極構造を必ずしも必要としない場合もある。このような場合、上記の片面処理はしばしば有効となる。片面処理は、後のすすぎ工程に必要な水量が少なくて済むなど環境負荷にも優しく、また乾燥を含めた設備設計と工程管理全体も容易かつ安価になるという製造工程上にも利点がある。
【００４２】
［金属めっき層］
さて、エッチング処理の後には十分なすすぎを行い（Ｓ１２）、続いてめっきを行う（Ｓ１３）。このめっきの工程では、複雑な回路構造の部品でも均等にめっきが形成されるよう、無電解めっきを行うことが一般的である。一例としては、Ｎｉ下地めっき３〜１０μｍ、続いてＡｕめっき０．０３〜０．５μｍを被着せしめる。ここでＮｉ下地めっき層が製品として使用される時に不所望な拡散など化学反応を起こすことを防止するために、Ａｕめっきとの間にはバッファー層をめっきすることとしてもよい。
【００４３】
このめっきの工程により、図２の（ｃ）に示すように表層ビア電極（Ｆ）上に金属めっき層（Ｍ）を被着させ、かつその金属めっき層の表面（ＭＦ）と、最表面のセラミック基板層表面（Ｓ）とが略同一面をなす（次に述べるように、突出が金属めっき層の厚さ未満（上述の例では高々３μｍまで）となる）ようにする。具体的には、この金属めっき層の表面には半田ボールなどを載せることとなるので、大きく突起せず、また深い凹を形成しないようにすることが好ましい。この範囲としては経験的に、凸となる方向に、最表面のセラミック基板層表面Ｓから３μｍ以下、より好ましくは凹となる方向に最表面のセラミック基板層表面Ｓから３μｍ程度深い位置にあり、１０μｍ以下までの深さとなっていることが好適である。以上によって、表層ビア電極（Ｆ）と、その上部（端面）に被着する金属めっき層（Ｍ）とからなる表層端子電極を形成する。このとき金属めっき層は、表層ビア電極の端面との間と、ビア孔内壁との間に空孔や隙間が無く凹凸に沿って緻密に密着していることが重要である。
【００４４】
［無収縮工法の場合］
なお、工程Ｓ９、分割溝の形成後に、焼成中に基板が収縮しないよう拘束する拘束用グリーンシートを未焼結多層セラミック体表面に配して、いわゆる無収縮工法を用いてもよい。ここで拘束用グリーンシートは、未焼結多層セラミック体の焼成温度では焼結しない無機材料に有機バインダ、可塑剤、溶剤を加えたセラミックスラリーを作製し、これをドクターブレード法でキャリアフィルム上に所定厚（例えば１００〜２００μｍ）に成膜して形成する。
【００４５】
この拘束用グリーンシートに用いるセラミック材料は、セラミックグリーンシートに用いたガラスセラミック材料の焼成温度（８００〜１０００℃程度）では焼結しないもので未焼結多層セラミック体の表面を収縮させない機能があるものであればよい。無機材料としてはアルミナを用いることが一般的である。また、有機バインダ、可塑剤、溶剤はセラミックグリーンシートに用いたものと同様なものが使用可能である。
【００４６】
そして焼結工程に先だって、未焼結多層セラミック体の上面及び下面にそれぞれ、拘束用グリーンシートを位置合わせして、その拘束用グリーンシートの厚さが２００μｍ程度になるように積層し、ＣＩＰ装置にて、１０〜４０ＭＰａ（１００〜４００kgf/cm２）、８５℃で熱圧着し、拘束用グリーンシートからなる拘束層と、未焼結多層セラミック体とを一体化した積層体を得る。
【００４７】
次にこの積層体を処理Ｓ１０にて焼成炉内で、拘束層の脱バインダを適宜行いながら、未焼結多層セラミック体が焼結する温度である８００〜１０００℃で一体焼成を行う。
【００４８】
なお、このように拘束用グリーンシートを用いた場合、焼成後の無機粒子の大部分は簡単に除去できるが、表層ビア電極上に残留した無機粒子は容易には除去できないことがある。このような場合、超音波洗浄を行って残留無機粒子を除去することが効果的である。ここでエッチング（処理Ｓ１１）の前処理過程を兼ねてエッチング液中で超音波洗浄を行うと表層ビア電極（Ａｇ）の表面をエッチングすると共に無機粒子を除去できるので好ましい。さらにすすぎの過程（Ｓ１２）においても超音波洗浄を行って、クリーニングを確実なものとしてもよい。
【００４９】
［ビア孔と表層端子電極の形態］
さて、本発明では表層端子電極のビア孔は最表面に向かって狭まるテーパ孔状に形成している。これにより電極間隔を狭くできて高密度にすることができる。さらに、ビア孔がテーパ状になっていることによって金属めっき層と接触するセラミックの側面距離が増大し、ひいては金属めっき層がビア孔内壁と接触する面積が増大し、アンカー効果が増すために強度が大きくなることに寄与する。特にビア孔内壁面は現実には互いに入り組んだ凹凸状となっているためその効果は大きい。
【００５０】
ビア孔のｄが１５μｍ程度の深さまでならば、実用的なめっき時間内にセラミック基板層表面と略同一平面高さまでめっきを成長させることが可能である。このとき金属めっき層はビア底部から順に隙間なくビア孔を充填するように析出し、ビア内壁の微小な凹凸部にめっき薬液が巻き込まれるようにして取り残されることを防止できる。そのためビア内壁への金属めっき層の密着性が向上しアンカー効果による機械的な接合強度を高めることに寄与する。
【００５１】
本実施の形態の方法で作成した多層セラミック基板では、図２（ｃ）や図３に模式的に示すように、表層端子電極４の表面は、最表面のセラミック基板表面Ｓに対して、まず表層ビア電極が、その表面Ｆが凹んだ位置となるように形成される。また、この表層ビア電極の上に金属めっき層が被着するが、その金属めっき層の表面ＭＦも、最表面のセラミック基板表面Ｓと略同一平面ないし、凹んだ位置となす。
【００５２】
この表層ビア電極は、焼成の工程（Ｓ１０）において、セラミック基板の焼成とともに焼成される。このとき、表層ビア電極の金属材料とセラミック基板との境界（ビア孔内壁面）が互いに入り組んだ凹凸状で食い込んだ形状になり、アンカー効果を発揮し互いの密着力が生まれるものと考えられる。また、焼成の温度８５０℃〜１０００℃の範囲では、表層ビア電極の材料である銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）は、セラミックとの界面で反応ないし、相互に拡散して密着性を高めることに作用し、さらに密着力を高めることに寄与している。
【００５３】
なお、図２、図３では、表層端子電極４とセラミック基板との境界を模式的に直線状に示しているが、実際には入り組んだ凹凸に形成されている。Ｎｉ下地めっき３ａは表層ビア電極２の端面Ｆとの間に空孔や隙間は見られない。同じくＮｉ下地めっき３ａは、ビア内壁の凹凸との間にも空孔や隙間なく密接している。このように金属めっき層３ａ、３ｂは凹凸に沿って析出し、その境界面は隙間なく一致しており境界面の長さと凹凸幅が接続強度に影響している。
【００５４】
境界面の密着長さは２μｍ以上は必要である。この長さが長いほど接続強度は高くなると考えられるが、上述した表層ビア電極を除去するときのエッチング精度や手間など製造上の制約もあるので、好適な範囲は３〜８μｍ程度である。境界面の凹凸幅は０．６μｍ以上とすることが好適である。この凹凸幅は使用するセラミック素材の熱収縮挙動、ビア孔に充填する導体材料の熱収縮挙動、ビア孔加工の精度、レーザビア加工の場合には加工後の残渣物、ビア孔内壁や周辺の熱影響領域の形と大きさなど多くの要因により左右される。制御しやすい工程パラメタとしてはレーザ加工条件が有効であり、エネルギー、パルス幅、ショット数などの主要な加工条件を変更して熱影響領域などの要因に影響を与えることができる。凹凸幅の好ましい範囲は、経験的には、０．９〜５μｍ程度である。
【００５５】
また、金属めっき層３がＮｉ下地３ａとＡｕ被覆３ｂとを有する場合、比較的強度の高いニッケル（Ｎｉ）下地層３ａがビア孔の内壁の凹凸をトレースするようにビア孔の内壁に密着していることも強度向上に寄与すると考えられる。すなわちニッケル（Ｎｉ）のヤング率は２００ＧＰａであり、表層ビア電極２の材質である銀（Ａｇ）の８３ＧＰａ、銅（Ｃｕ）の１３０ＧＰａと比較して高いので、ニッケル（Ｎｉ）の場合にはビア孔内壁に密着した状態をより強く維持して外力に抗する特性が高く、アンカー固定効果を十分に強く発揮できるものである。ここで、ニッケル（Ｎｉ）下地層３ａの厚みは３μｍ以上あることが好ましく、より好適な範囲は４〜８μｍである。
【００５６】
図８に示す従来一般的な基板では、ビア配線を最表面側へ延長して、ビア配線に連続的につながる表層ビア電極２の端面が、最表面セラミック基板の表面Ｓと略同一面となっていたり、あるいは、最表面セラミック基板表面Ｓから突起している。このような従来例の場合、ビア孔の表面側開口部の角部分（Ｒ）では表層端子電極が強く密着する状態にあり、シア強度試験におけるように横方向から外力がかかった時、応力が集中しやすいこの角部分が破壊の起点になりやすい。
【００５７】
これに対し、図２（ｃ）や図３に例示したように、ビア配線を最表面側へ延長して、ビア配線に連続的につながる表層ビア電極２の端面Ｆが、最表面セラミック基板１の表面Ｓからビア孔の深さ方向に凹んでいて、さらにその端面Ｆに被着した金属めっき層３が最表面セラミック基板１の表面Ｓと略同一平面ないし、凹んだ位置にあるようにしたときには、表層ビア電極２の上端周縁部はビア孔内壁面に密着しており、応力の集中により破損しやすいビア孔の表面側開口部の角部分には密着していない。ここで略同一平面とは、最表面セラミック基板１の表面Ｓから金属めっき層３の厚み未満の分（例えば３μｍ以下）だけ突出している状態を意味する。金属めっき層３は、ビア孔の表面側開口部の角部分に被着していてもよいが（金属めっき層３は必ずしもビア孔の径に広がっていなくてもよく、表層ビア電極２表面の凹みが浅い場合、金属めっき層３の最表面側は、最表面セラミック基板１の表面Ｓからやや突起して傘状に広がる場合もある）この突出は３μｍまでとする。３μｍ以下であればビア孔内壁に密着した境界面長さが２μｍ程度であってもアンカー効果の方が勝り破損を避けることができる。また、この金属めっき層３を構成する材料と、セラミック基板との間には凹凸がかみ合うことによるアンカー効果はあるが、化学反応や相互拡散は表層ビア電極２の材料に比して小さくなり、したがって破壊に繋がるような応力集中はおきにくく、結果として高強度となるものと考えられる。
【００５８】
さらに、従来一般的な構造のように、最表面のセラミック基板の表面と略同一面にある表層ビア電極２の表面に金属めっき層３が被着している場合には、図８に示すように、金属めっき層３の端部は尖端形状になってセラミック基板の表面Ｓに接する（Ｑ）。従ってシア強度試験のように横方向から外力がかかった時、この尖った金属めっき層の端部に応力が集中しやすく破壊の起点になりやすい。通常、金属めっき層としては強度の高いニッケル（Ｎｉ）が下地層として用いられるので、応力集中を起こして破壊の起点になる可能性はより高くなる。
【００５９】
本実施の形態の多層セラミック基板では、図２（ｃ）や図３に例示するように、表層ビア電極の表面が、最表面セラミック基板の表面からビア孔の深さ方向に凹んでいて、その上（端面）に被着した金属めっき層が、最表面セラミック基板の表面と同一平面（表面から金属めっき層の厚さ未満（例えば３μｍ以下））だけ突出している）ないし、凹んだ位置にあるときには、金属めっき層の端部は尖端状にならずにビア孔内壁の全周面で強く密着している。このため応力集中による破壊が起きにくい構造になっているので高強度となる。
【００６０】
［電子部品］
このような多層セラミック基板を用いるときには、金属めっき層３表面に、半田ボールを用いて表面実装部品を搭載して電子部品を構成する。この電子部品は、例えば携帯電話機などの電子機器に用いることができる。
【００６１】
また、実装する電子部品はコンデンサ、インダクタ、抵抗等の受動素子のほか、半導体製品、さらには、複数の受動部品を集積したアレイなどを含んだモジュール部品等の能動素子が挙げられる。本実施の形態の多層セラミック基板では、これらの各電子部品に対応するすべての表層ビア電極の端面が最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置になくてもよい。また、ビア孔のサイズも、同じでなくてもよい。すなわち、上面部品搭載時に半導体部品が搭載される部分には直径φ６０μｍのビア孔を形成し、チップコンデンサとチップ抵抗が搭載される部分には直径φ１００μｍのビア孔を形成してもよい。ここで、半導体部品が搭載される部分に直径φ６０μｍのビア孔を形成することとしているのは、半導体接続用パッドの配置はピッチ１５０から２００μｍで狭いため、第１のセラミックグリーンシートの場合には狭いピッチに相当する部分ではビア加工直径も小さくする必要があるためである。
【００６２】
ある例では具体的に、外形寸法３ｍｍ角、厚さ０．２５ｍｍの半導体製品が、フリップチップ実装される。ここで多層セラミック基板と向かい合う半導体製品の実装面に形成されるフリップチップ接続用パッドの形状は、一辺１００μｍの略正方形をなし、パッドの配置間隔は場所により１５０μｍから２００μｍの間で異ならせたものとしてもよい。多層セラミック基板の半導体と向かい合う面に設けられるフリップチップ接続用表層ビア電極の形状は直径１００μｍの略円形とし、表層ビア電極の配置間隔は搭載される半導体製品のそれと一致させる。受動部品は、セラミックチップコンデンサ、及びチップ抵抗器で、１×０．５ｍｍ及び０．６×０．３ｍｍの二種類を用いる。
【００６３】
多層セラミック基板は次のように作製した。低温焼結可能なセラミック材料の製造、セラミックグリーンシート生成までは先に記した方法と同様である。そして未焼結多層セラミック体の最表面側に位置することとなる第１のセラミックグリーンシートにビア孔を設けるのであるが、このビア孔を形成する工程においては、上面部品搭載時に半導体部品が搭載される部分には直径φ６０μｍのビア加工を、チップコンデンサとチップ抵抗が搭載される部分には直径φ１００μｍのビア加工を行う。
【００６４】
これらのビア孔をレーザ加工によって形成する場合には、まず直径φ１００μｍのビア加工を行ない、続いてレーザ加工装置内部のコリメータなど光学部品や、パルス幅やショット数などの加工条件を変更してφ６０μｍのビア加工を行えばよい。なお、φ１００μｍとφ６０μｍのどちらを先に加工するかの順序ははどちらでも構わない。このようにして第１のセラミックグリーンシートには直径の異なるビア孔が混在することになる。
【００６５】
次に、スクリーンとスキージを用いて、銀ペーストをビア孔に印刷充填する。導体の印刷工程は複数回に分割して行う。まず半導体部品が搭載される直径φ６０μｍのビア加工を行なった部分には導体ペースト中Ａｇ含有量８０質量％、Ｐｄ含有量０．１質量％のもの（焼結時の体積収縮が比較的大きいペースト）を用いてビア充填印刷を行う。この導体ペーストを乾燥した後、チップコンデンサやチップ抵抗が搭載される直径φ１００μｍのビア加工を行なった部分には導体ペースト中Ａｇ含有量９０質量％、Ｐｄ含有量０質量％のもの（焼結時の体積収縮が比較的小さいペースト）を用いてビア充填印刷を行うと同時に表面の配線引き回しパターンの印刷も行う。
【００６６】
次に、未焼結多層セラミック体の第１のセラミックグリーンシートに隣接して積層される第２のセラミックグリーンシートを作製する。この第２のセラミックグリーンシートにおいても、ビア孔をレーザ加工によって形成することは第１のセラミックグリーンシートと同様である。ただし、第２のセラミックグリーンシートは第２層目以降のセラミックグリーンシートに用いるので上面に搭載される部品が半導体部品か、チップコンデンサやチップ抵抗であるかによってビア孔加工の直径を必ずしも変更しなくても良い。すなわち、直径の異なるビア孔を混在させずに一種類の直径だけのビア孔としても構わない。
【００６７】
すなわち、第２のセラミックグリーンシート以降（第２層目以降のセラミックグリーンシートを言う。以下同様。）では配線の再配置によってピッチを少しずつ広くすることが可能な場合が多く、常にφ６０μｍなどの微細なビアを必要とするとは限らないのでビア加工直径はφ１００μｍなどの太く製造しやすいもので揃えることができる。なお、実際には、何層目のセラミックグリーンシートからこのように微細なビアを必要としなくなるのかは、個々の部品と多層セラミック基板の設計によって異なる。
【００６８】
第２のセラミックグリーンシートへの印刷は導体ペースト中Ａｇ含有量９０質量％、Ｐｄ含有量０質量％のものを用いてビア充填印刷を行なう。また、この印刷の際に配線引き回しパターンの印刷も併せて行うこととしてもよい。以下、同様にして第３番目以降のセラミックグリーンシートについてもビア孔加工と導体印刷を行なう。
【００６９】
次に、上記の実施態様と同様に未焼結多層セラミック体の最表面側に位置することとなる第１のセラミックグリーンシートのビア孔が狭まる側を固定用フィルム上にセットし、金型で所定の圧力、温度、時間でプレスして圧着する。例えば、圧力１〜５ＭＰａ（１０〜５０kgf/cm2）、温度３０〜６０℃、時間３〜１５秒などとする。熱圧着上下の金型はヒーターを内蔵した単純な平板形状でよい。プレスによる圧着が終わると、セラミックグリーンシートのキャリアフィルムを剥離する。この時、グリーンシートは固定用フィルムに固定されており、キャリアフィルムの剥離に際して一緒に剥離されることはない。
【００７０】
第２のセラミックグリーンシート以降の圧着と積層を上記の実施態様と同様にして行ない、未焼結多層セラミック体を得る。
【００７１】
その後、上記した未焼結多層セラミック体に適宜分割用の浅い溝を形成したり、ハンドリングし易い大きさに切断するなどの加工を行ない、９００℃、２時間程度の条件で焼結し、さらにめっきを行うことも上記の実施態様と同様にして行なう。
【００７２】
こうしてできた焼結多層セラミック体のビア部分を観察、測定したところ、半導体部品を搭載する部分の表層ビア電極までの深さｄは−１μｍで充填性は良好であった。直径１２５μｍの半田ボールを搭載して測定したシア強度は０．００６９ｇｆ／μｍ２、直径５００μｍの半田ボールを搭載して測定したプル強度は０．０４９６ｇｆ／μｍ２で良好であった。また、この多層セラミック基板を個片に分割し、試験用プリント基板に半田付けしたのち、恒温恒湿槽に入れて８５度８５％ＲＨの環境中で本来の電気設計に従った経路に+４Ｖの直流電圧を印加する「高温高湿通電試験」を行なった。１０００時間の全試験時間の間、絶縁不良はなく、外観的な異常もなかった。半導体部品を搭載して電子部品として組み立てる時には、表層端子電極がセラミック基板表面と略同一平面にあるため半田ボールがパッドの中心からずれることなくセルフアラインメント効果も発揮され、精度よく組み立てることができた。また半導体実装には半田ペースト印刷工法ではなく半田ボール搭載工法を用いたので、組み立て後の半田内部にはほとんど空孔状の巣がない良好な接続状態であった。
【００７３】
また、本実施の形態に係る電子部品に用いるための多層セラミック基板を製造するための別の態様について説明する。この態様では、低温焼結可能なセラミック材料の製造、セラミックグリーンシート生成、ビア孔形成に関しては先に記した方法と同様であり、スクリーンとスキージを用いて、銀ペーストをビア孔に印刷充填する時に、導体の印刷工程を複数回に分割して行うことも同様であるが、受動部品を配する部分に対する導体ペーストの充填工程が異なる。
【００７４】
この態様では、まず半導体部品が搭載される直径φ６０μｍのビア加工を行った部分と、チップコンデンサやチップ抵抗等、受動部品が搭載される直径φ１００μｍのビア加工を行った部分の双方に導体ペースト中Ａｇ含有量８０質量％、Ｐｄ含有量０．１質量％のもの（焼結時の体積収縮率が比較的大きいもの）を用いてビア充填印刷を行い、この導体ペーストを乾燥した後、チップコンデンサやチップ抵抗等、受動部品が搭載される領域と表面の配線引き回しパターン部分に、導体ペースト中Ａｇ含有量９０質量％、Ｐｄ含有量０質量％のもの（焼結時の体積収縮率が比較的小さいもの）を用いて二回目の導体印刷を行う。このようにしてチップコンデンサやチップ抵抗等、受動部品が搭載される部分には二重に導体を印刷して表層パッド電極を形成する。この表層パッド電極の部分は必ずしも明瞭な２層構造となっているわけではなく、上記した２種類の導体ペーストが混在した部分を含んでおり、濃度勾配を持った導体構造であると言える。
【００７５】
第２のセラミックグリーンシート以降の製造方法や用いた導体ペーストは先の実施態様に記した方法と同様である。また、圧着と積層、分割用の溝形成、焼結とめっきを行うことも先の実施態様と同様にして行う。
【００７６】
こうしてできた焼結多層セラミック体のビア部分を観察、測定したところ、半導体部品を搭載する部分の表層ビア電極までの深さｄは−１μｍで充填性は良好であった。チップコンデンサやチップ抵抗が搭載される部分は二重に導体を印刷したので、セラミック多層基板の表面よりも正の方向に凸状に盛り上がっていた。
【００７７】
この多層セラミック基板を個片に分割し、試験用プリント基板に半田付けしたのち、恒温恒湿槽に入れて８５度８５％ＲＨの環境中で本来の電気設計に従った経路に+４Ｖの直流電圧を印加する「高温高湿通電試験」を行った。１０００時間の全試験時間の間、絶縁不良はなく、外観的な異常もなかった。また、半導体部品を搭載して電子部品として組み立てる時には、表層端子電極がセラミック基板表面と略同一平面にあるため半田ボールがパッドの中心からずれることなくセルフアラインメント効果も発揮され、精度よく組み立てることができた。さらに、半導体実装には半田ペースト印刷工法ではなく半田ボール搭載工法を用いたので、組み立て後の半田内部にはほとんど空孔状の巣がない良好な接続状態であった。
【００７８】
図６に電子部品を搭載した本実施の形態の多層セラミック基板１０の断面の一例を示す。本実施の形態の多層セラミック基板１０の上面には多数の部品搭載用のパッド電極が導体パターンとして形成されており、この電極に抵抗やコンデンサ等の受動部品２２（図４ではチップ部品としている）やＩＣ等の半導体チップによる能動部品２１が実装される。多層セラミック基板は最表面の基板層とそれに積層された各基板層とを含み、夫々の基板層には導体パターンによりインダクタ、伝送線路、コンデンサ、グラウンド電極等の内部配線を形成し、これらをビア配線により互いに接続して目的の回路配線を構成している。最下層の基板には、この基板をマザー基板に接続するためのパッド電極が適宜形成されており、通常は上面側の実装密度が高くなっている。
【００７９】
この多層セラミック基板では、能動部品２１については半田ボールを用いたＢＧＡ接続２１２により表面実装し、受動部品２２についてはパッド電極表面上で半田ペーストを用いたＬＧＡ接続２２２としている。このとき上述の表層端子電極を形成したビア孔径についてＢＧＡ接続のビア孔２１１の径はＬＧＡ接続のビア孔２２１の径よりも小さくしている。そして、上述のようにビア孔径の比較的小さいＢＧＡ接続（図４のＩＣチップ２１が搭載される電極）について、表層ビア電極の端面が、最表面のセラミック基板層に設けられたビア孔内部であって、最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあり、当該表層ビア電極の端面に被着した金属めっき層の表面が、最表面のセラミック基板層表面から当該金属めっき層の厚み分未満だけ突出、ないし、最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあるように形成している。一方、ＢＧＡ接続２１２と比べて低密度で丸型や角型のパッド電極２２３を用いたＬＧＡ接続２２２では、金属めっき層の表面の高さは、ＢＧＡ接続するための金属めっき層の表面の高さよりも高く設定されている。よって、受動部品２２の接続がパッド電極表面上に半田ペーストを用いることによって容易に行える。
【００８０】
このように、最表面のセラミック基板層に設けられたビア孔は大小混在しているが、そのうち、ＬＧＡ接続は比較的大きなビア孔を用いる。そもそも当該比較的大きなビア孔に形成された電極と電子部品との接合強度は比較的大きいので、従来通りの電極を形成すれば済むが、比較的小さなビア孔によるＢＧＡ接続にあっては、表層ビア電極の端面が、最表面のセラミック基板層に設けられたビア孔内部であって、最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあり、かつ表層ビア電極の端面に被着した金属めっき層の表面が、最表面のセラミック基板層表面と略同一平面ないし、最表面のセラミック基板層表面よりも凹んだ位置にあるように形成することで、接続強度を高く発揮せしめ、また加工の効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造方法の例を表すフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造過程における断面の例を表す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の例を表す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造過程におけるセラミックグリーンシートのビア孔加工の例を表す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造過程におけるセラミックグリーンシートのビア孔加工〜キャリアフィルムの剥離までの例を表す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電子部品を搭載した本実施の形態の多層セラミック基板１０の断面の一例を表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造過程におけるセラミックグリーンシートのビア孔加工で不具合が生じた例を表す説明図である。
【図８】従来の多層セラミック基板の例を表す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  セラミック基板層、２  表層ビア電極、３  金属めっき層、４  表層端子電極、５  キャリアフィルム、６  固定用フィルム、７  下金型、１１、２１１、２２１  ビア孔、１２  ビア配線、２１  能動部品（素子）、２２  受動部品（素子）、２１２  ＢＧＡ接続、２２２  ＬＧＡ接続
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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