(57)【要約】【課題】画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することを可能にする、セラミック原料粉末およびその製造方法、セラミックグリーンシートおよびその製造方法、ならびにセラミック基板の製造方法を提供する。【解決手段】セラミック原料粉末は、酸化性雰囲気にて第１の原料粉末を仮焼することによって作製された仮焼粉末と、仮焼されていない第２の原料粉末とを混合して含むセラミック原料粉末であって、第１の原料粉末は酸化性雰囲気にて仮焼されても実質的に変色しない成分からなり、第２の原料粉末は酸化性雰囲気にて仮焼されると実質的に変色する成分を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化性雰囲気にて第１の原料粉末を熱処理することによって作製された熱処理粉末と、熱処理されていない第２の原料粉末とを混合して含むセラミック原料粉末であって、
前記第１の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されても実質的に変色しない成分からなり、前記第２の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されると実質的に変色する成分を含む、セラミック原料粉末。
【請求項２】
前記第２の原料粉末は、原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含む、請求項１に記載のセラミック原料粉末。
【請求項３】
前記遷移金属は、マンガン、鉄、銅およびチタンからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属を含む、請求項２に記載のセラミック原料粉末。
【請求項４】
前記第１の原料粉末は、Ｓｉ成分をＳｉＯ２に換算して４７．０〜６７．０重量％、Ｂａ成分をＢａＯに換算して２１．０〜４１．０重量％、および、Ａｌ成分をＡｌ２Ｏ３に換算して１０．０〜１８．０重量％含むとともに、ＳｉＯ２、ＢａＯおよびＡｌ２Ｏ３にそれぞれ換算した前記Ｓｉ成分、前記Ｂａ成分および前記Ａｌ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｃｅ成分をＣｅＯ２に換算して１．０〜５．０重量部含み、
前記第２の原料粉末は、ＳｉＯ２、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＣｅＯ２にそれぞれ換算した前記Ｓｉ成分、前記Ｂａ成分、前記Ａｌ成分および前記Ｃｅ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｍｎ成分をＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部含み、かつ、
当該セラミック原料粉末は、Ｃｒを実質的に含まない、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセラミック原料粉末。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のセラミック原料粉末を含む、セラミックグリーンシート。
【請求項６】
酸化性雰囲気にて第１の原料粉末を熱処理することによって熱処理粉末を作製する工程と、
前記熱処理粉末と熱処理されていない第２の原料粉末とを混合して含む混合粉末を作製する工程とを備え、
前記第１の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されても実質的に変色しない成分からなり、前記第２の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されると実質的に変色する成分を含む、セラミック原料粉末の製造方法。
【請求項７】
前記第２の原料粉末は、原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含む、請求項６に記載のセラミック原料粉末の製造方法。
【請求項８】
前記遷移金属は、マンガン、鉄、銅およびチタンからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属を含む、請求項７に記載のセラミック原料粉末の製造方法。
【請求項９】
前記第１の原料粉末は、Ｓｉ成分をＳｉＯ２に換算して４７．０〜６７．０重量％、Ｂａ成分をＢａＯに換算して２１．０〜４１．０重量％、および、Ａｌ成分をＡｌ２Ｏ３に換算して１０．０〜１８．０重量％含むとともに、ＳｉＯ２、ＢａＯおよびＡｌ２Ｏ３にそれぞれ換算した前記Ｓｉ成分、前記Ｂａ成分および前記Ａｌ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｃｅ成分をＣｅＯ２に換算して１．０〜５．０重量部含み、
前記第２の原料粉末は、ＳｉＯ２、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＣｅＯ２にそれぞれ換算した前記Ｓｉ成分、前記Ｂａ成分、前記Ａｌ成分および前記Ｃｅ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｍｎ成分をＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部含み、かつ、
当該セラミック原料粉末は、Ｃｒを実質的に含まない、請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載のセラミック原料粉末の製造方法。
【請求項１０】
請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載の製造方法によって得られたセラミック原料粉末を含むセラミックグリーンシートを作製する工程を備えた、セラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の製造方法によって得られたセラミックグリーンシートに導体層を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートを焼成する工程とを備えた、セラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の製造方法によって得られたセラミックグリーンシートに導体層を形成する工程と、
複数の前記セラミックグリーンシートを積層することによって積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成する工程とを備えた、セラミック基板の製造方法。
【請求項１３】
前記導体層は、主成分として銅を含む、請求項１１または請求項１２に記載の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】
この発明は、セラミック原料粉末およびその製造方法、セラミックグリーンシートおよびその製造方法、ならびにセラミック基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば、複数のセラミックグリーンシートを積層し、セラミックグリーンシート間に導体パターン層からなる回路を形成した後、焼成することによって得られるセラミック多層基板が知られている。
【０００３】
このようなセラミック多層基板を製造するのに適した誘電体磁器組成物が、たとえば、特開２００２−１７３３６２号公報（以下、特許文献１という）に開示されている。この誘電体磁器組成物は、Ｓｉ成分をＳｉＯ２に換算して３５．０〜６５．０重量％、Ｂａ成分をＢａＣＯ３に換算して２０．０〜５０．０重量％、Ｍｎ成分をＭｎＣＯ３に換算して５．０〜３５．０重量％、Ａｌ成分をＡｌ２Ｏ３に換算して３．０〜１０．０重量％、Ｃｒ成分をＣｒ２Ｏ３に換算して０．３〜３．０重量％、および、Ｃａ成分をＣａＣＯ３に換算して０．３〜３．０重量％含む。
【０００４】
特許文献１に記載されたセラミック多層基板の製造方法としては、まず、上記の誘電体磁器組成物を構成するすべての成分を混合して得られた原料粉末を、たとえば、８５０〜９５０℃で仮焼し、粉砕した後、有機バインダーを加えて混錬し、ドクターブレード法によってシート形状に成形することによってセラミックグリーンシートを作製する。このセラミックグリーンシートに銅ペーストを印刷することによって導体パターン層を形成する。そして、複数のセラミックグリーンシートを積層し、セラミックグリーンシート間に導体パターン層からなる回路を形成する。
【特許文献１】特開２００２−１７３３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された従来のセラミック多層基板の製造方法においては、以下のような問題がある。
【０００６】
上記の原料粉末はＭｎ成分を含有しているので、その仮焼粉末は黒褐色を呈する。また、上記の仮焼粉末を用いて成形されたセラミックグリーンシートも黒褐色を呈する。このセラミックグリーンシートに形成された導体パターン層は、銅を含むので、赤色を呈する。このため、黒褐色を呈するセラミックグリーンシートと赤色を呈する導体パターン層とを識別することが困難になる。
【０００７】
これにより、セラミックグリーンシートの所定の位置に導体パターン層をスクリーンマスクを用いて印刷によって形成する場合、この導体パターン層に接続されるようにレーザー等を用いてビアホールを形成する場合、このビアホールに導体成分を充填してビアホール導体層を形成する場合、セラミックグリーンシート間に導体パターン層からなる回路を形成するために複数のセラミックグリーンシートを整合させて積層する場合等において必要となる位置合わせを、セラミックグリーンシートや導体パターン層を画像認識することによって、行うことができないという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することを可能にする、セラミック原料粉末およびその製造方法、セラミックグリーンシートおよびその製造方法、ならびにセラミック基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従ったセラミック原料粉末は、酸化性雰囲気にて第１の原料粉末を熱処理することによって作製された熱処理粉末と、熱処理されていない第２の原料粉末とを混合して含むセラミック原料粉末であって、第１の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されても実質的に変色しない成分からなり、第２の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されると実質的に変色する成分を含む。
【００１０】
このように構成されたセラミック原料粉末は熱処理により実質的に変色していないので、このセラミック原料粉末を用いてセラミックグリーンシートを成形してもセラミックグリーンシートは実質的に変色していない。このため、セラミックグリーンシートに有色の導体パターン層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【００１１】
この発明のセラミック原料粉末において、第２の原料粉末は、原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含むことが好ましい。
【００１２】
この場合、酸化性雰囲気にて熱処理すると原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含まない成分で第１の原料粉末を構成し、酸化性雰囲気にて熱処理すると原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含む成分で第２の原料粉末を構成することによって、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することを可能にするセラミック原料粉末を容易に構成することができる。
【００１３】
また、この発明のセラミック原料粉末において、遷移金属は、マンガン、鉄、銅およびチタンからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属を含むことが好ましい。
【００１４】
さらに、この発明のセラミック原料粉末において、第１の原料粉末は、Ｓｉ成分をＳｉＯ２に換算して４７．０〜６７．０重量％、Ｂａ成分をＢａＯに換算して２１．０〜４１．０重量％、および、Ａｌ成分をＡｌ２Ｏ３に換算して１０．０〜１８．０重量％含むとともに、ＳｉＯ２、ＢａＯおよびＡｌ２Ｏ３にそれぞれ換算した上記のＳｉ成分、Ｂａ成分およびＡｌ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｃｅ成分をＣｅＯ２に換算して１．０〜５．０重量部含み、第２の原料粉末は、ＳｉＯ２、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＣｅＯ２にそれぞれ換算した上記のＳｉ成分、Ｂａ成分、Ａｌ成分およびＣｅ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｍｎ成分をＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部含み、かつ、当該セラミック原料粉末は、Ｃｒを実質的に含まないことが好ましい。
【００１５】
このように構成されたセラミック原料粉末を用いることにより、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になるとともに、焼結体の曲げ強度を向上させることができ、Ｃｒを実質的に含まないセラミック原料粉末を用いることにより、マイクロ波帯でのＱ値の低下を抑制し、たとえば、３ＧＨｚで１０００以上のＱｘｆ値を得ることができる。
【００１６】
この発明に従ったセラミックグリーンシートは、上述のセラミック原料粉末を含む。
【００１７】
このセラミックグリーンシートに有色の導体パターン層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【００１８】
この発明に従ったセラミック原料粉末の製造方法は、酸化性雰囲気にて第１の原料粉末を熱処理することによって熱処理粉末を作製する工程と、この熱処理粉末と熱処理されていない第２の原料粉末とを混合して含む混合粉末を作製する工程とを備え、第１の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されても実質的に変色しない成分からなり、第２の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されると実質的に変色する成分を含む。
【００１９】
この製造方法によって得られたセラミック原料粉末は熱処理により実質的に変色していないので、このセラミック原料粉末を用いてセラミックグリーンシートを成形してもセラミックグリーンシートは実質的に変色していない。このため、セラミックグリーンシートに有色の導体パターン層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【００２０】
この発明のセラミック原料粉末の製造方法において、第２の原料粉末は、原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含むことが好ましい。
【００２１】
この場合、酸化性雰囲気にて熱処理すると原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含まない成分で第１の原料粉末を構成し、酸化性雰囲気にて熱処理すると原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含む成分で第２の原料粉末を構成することによって、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することを可能にするセラミック原料粉末を容易に構成することができる。
【００２２】
また、この発明のセラミック原料粉末の製造方法において、遷移金属は、マンガン、鉄、銅およびチタンからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属を含むことが好ましい。
【００２３】
さらに、この発明のセラミック原料粉末の製造方法において、第１の原料粉末は、Ｓｉ成分をＳｉＯ２に換算して４７．０〜６７．０重量％、Ｂａ成分をＢａＯに換算して２１．０〜４１．０重量％、および、Ａｌ成分をＡｌ２Ｏ３に換算して１０．０〜１８．０重量％含むとともに、ＳｉＯ２、ＢａＯおよびＡｌ２Ｏ３にそれぞれ換算した上記のＳｉ成分、Ｂａ成分およびＡｌ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｃｅ成分をＣｅＯ２に換算して１．０〜５．０重量部含み、第２の原料粉末は、ＳｉＯ２、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＣｅＯ２にそれぞれ換算した上記のＳｉ成分、Ｂａ成分、Ａｌ成分およびＣｅ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｍｎ成分をＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部含み、かつ、当該セラミック原料粉末は、Ｃｒを実質的に含まないことが好ましい。
【００２４】
このように構成されたセラミック原料粉末を製造することにより、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になるとともに、焼結体の曲げ強度を向上させることができ、Ｃｒを実質的に含まないセラミック原料粉末を用いることにより、マイクロ波帯でのＱ値の低下を抑制し、たとえば、３ＧＨｚで１０００以上のＱｘｆ値を得ることができる。
【００２５】
この発明に従ったセラミックグリーンシートの製造方法は、上述の製造方法によって得られたセラミック原料粉末を含むセラミックグリーンシートを作製する工程を備える。
【００２６】
この製造方法によって得られたセラミックグリーンシートに有色の導体パターン層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【００２７】
この発明の一つの局面に従ったセラミック基板の製造方法は、上述の製造方法によって得られたセラミックグリーンシートに導体層を形成する工程と、このセラミックグリーンシートを焼成する工程とを備える。
【００２８】
このセラミック基板の製造方法において、セラミックグリーンシートに有色の導体層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【００２９】
この発明のもう一つの局面に従ったセラミック基板の製造方法は、上述の製造方法によって得られたセラミックグリーンシートに導体層を形成する工程と、複数のセラミックグリーンシートを積層することによって積層体を形成する工程と、この積層体を焼成する工程とを備える。
【００３０】
このセラミック基板の製造方法において、セラミックグリーンシートに有色の導体層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【００３１】
この発明の一つの局面またはもう一つの局面に従ったセラミック基板の製造方法において、導体層は、主成分として銅を含むことが好ましい。
【００３２】
この場合、セラミック基板の製造方法において、セラミックグリーンシートに赤色を呈する銅からなる導体層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のようにこの発明によれば、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することを可能にするセラミック原料粉末とセラミックグリーンシートを得ることができ、セラミック基板の製造方法において、セラミックグリーンシートに有色の導体層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、この発明に従ったセラミック原料粉末を用いて製造されるセラミック基板の一例としての多層セラミック基板１を模式的に示す断面図である。
【００３６】
図１に示すように、多層セラミック基板１は積層体３を備えている。積層体３は、積層された複数のセラミック層２から構成される。積層体３の外表面と内部には、所定の各々のセラミック層２に関連して種々の導体パターン層が設けられている。
【００３７】
導体パターン層は、積層体３の積層方向における端面上に形成されるいくつかの外部導体パターン層４および５と、複数のセラミック層２の間の特定の界面に沿って形成されるいくつかの内部導体パターン層６と、所定のセラミック層２を貫通するように形成されるいくつかのビアホール導体層７から構成される。
【００３８】
積層体３の上面側に形成される外部導体パターン層４は、積層体３の外表面上に搭載されるべき電子部品８および９に接続するために用いられる。図１には、たとえば、半導体デバイスのように、バンプ電極１０を備える電子部品８、たとえば、チップコンデンサのように面状の端子電極１１を備える電子部品９が示されている。
【００３９】
また、積層体３の下面側に形成される外部導体パターン層５は、多層セラミック基板１を実装するマザーボード（図示せず）に接続するために用いられる。
【００４０】
上述のように構成される積層体３は、生の積層体を焼成することによって得られるものである。生の積層体は、焼成によってセラミック層２になる複数の積層されたセラミックグリーンシートと、導電性ペーストによって形成された焼成によって内部導体パターン層６とビアホール導体層７になる導電性ペースト層とを備え、場合によっては、外部導体パターン層４および５になる導電性ペースト層をさらに備える。
【００４１】
生の積層体は、典型的には、セラミックスラリーを成形して得られた複数枚のセラミックグリーンシートを積層することによって得られ、導体パターン層、特に内部の導体パターン層は、積層前のセラミックグリーンシートに設けられる。
【００４２】
セラミックスラリーは、後述するように、この発明において特徴となる組成を有するセラミック原料粉末に、ポリビニルブチラールのような有機バインダと、トルエンおよびイソプロピルアルコールのような有機溶剤と、ジ−ｎ−ブチルフタレートのような可塑剤と、その他、必要に応じて、分散剤等の添加物とを加えてスラリー化することによって、得ることができる。
【００４３】
セラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを得るための成形は、たとえば、ポリエチレンテレフタレートのような有機樹脂からなるキャリアフィルム上でドクターブレード法を適用して、セラミックスラリーをシート状に成形することによって行われる。
【００４４】
導体パターン層をセラミックグリーンシートに形成するためには、たとえば、銅を導電成分の主成分として含む導電性ペーストが用いられ、セラミックグリーンシートにビアホール導体層７のための貫通孔が設けられ、貫通孔に導電性ペーストが充填されるとともに内部導体パターン層６のための導電性ペースト層と、必要に応じて外部導体パターン層４および５のための導電性ペースト層が、たとえばスクリーン印刷法によって形成される。
【００４５】
このようなセラミックグリーンシートは、所定の順序で積層され、積層方向に、たとえば１０００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で圧着されることによって、生の積層体が得られる。
【００４６】
この生の積層体には、図示しないが、他の電子部品を収容するためのキャビティや、電子部品８および９等を覆うカバーを固定するための接合部分が設けられてもよい。
【００４７】
生の積層体は、セラミックグリーン層に含まれるセラミック組成物が焼結可能な温度以上、たとえば９００℃以上であって、導体パターン層に含まれる金属の融点以下、たとえば銅であれば、１０３０℃以下の温度域で焼成される。
【００４８】
また、導体パターン層に含まれる金属が銅である場合、焼成は、窒素雰囲気のような非酸化性雰囲気中で行なわれ、９００℃以下の温度で脱バインダを完了させ、また、降温時には、酸素分圧を低くして、焼成完了時に銅が実質的に酸化しないようにされる。
【００４９】
以上のようにして、生の積層体を焼成することにより図１に示す積層体３が得られる。
【００５０】
その後、必要に応じて、外部導体パターン層４および５が形成され、電子部品８および９が実装される。以上のようにして、図１に示す多層セラミック基板１が完成される。
【００５１】
なお、この発明は、上述したような積層構造を有する積層体を備える多層セラミック基板に限らず、単に１つのセラミック層を備える単層構造のセラミック基板にも適用することができる。
【００５２】
この発明のセラミック原料粉末は、上述したセラミックグリーンシート、セラミック基板を製造するために用いられる。
【００５３】
この発明に従ったセラミック原料粉末の一つの実施の形態としては、酸化性雰囲気にて第１の原料粉末を熱処理することによって作製された熱処理粉末と、熱処理されていない第２の原料粉末とを混合して含むセラミック原料粉末であって、第１の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されても実質的に変色しない成分からなり、第２の原料粉末は酸化性雰囲気にて熱処理されると実質的に変色する成分を含む。
【００５４】
この場合、酸化性雰囲気にて熱処理されても実質的に変色しない成分としては、ＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を用いることができ、酸化性雰囲気にて熱処理されると実質的に変色する成分としては、たとえば、ＭｎＣＯ３を用いることができる。ＭｎＣＯ３は酸化性雰囲気にて、たとえば、空気中で熱処理されると、次の反応が起こる。
【００５５】
２ＭｎＣＯ３＋Ｏ２  →  ２ＭｎＯ２＋２ＣＯ２
ここで、ＭｎＣＯ３は茶褐色を呈し、ＭｎＯ２は黒またはこげ茶色を呈する。Ｍｎの酸化反応が起こり、ＭｎＣＯ３（Ｍｎ２＋：原子価が２価）がＭｎＯ２（Ｍｎ４＋：原子価が４価）に変化する。
【００５６】
これに対して、ＭｎＣＯ３は非酸化性雰囲気にて、たとえば、窒素ガス中で熱処理されると、次の反応が起こる。
【００５７】
ＭｎＣＯ３  →  ＭｎＯ＋ＣＯ２
ここで、ＭｎＣＯ３は茶褐色を呈し、ＭｎＯはぼぼ無色を呈する。
【００５８】
なお、ＭｎＣＯ３を含むセラミック原料粉末を焼成すると、最終的に焼成物においてはＭｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＯなどが混在し、灰色を呈する。
【００５９】
このように構成されたセラミック原料粉末は熱処理により実質的に変色していないので、このセラミック原料粉末を用いて、上述したようにセラミックグリーンシートを成形してもセラミックグリーンシートは実質的に変色していない。このため、セラミックグリーンシートに有色の導体パターン層として、たとえば、銅を導電成分の主成分として含む赤色の導電性ペースト層が形成されても、画像認識によってグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【００６０】
この発明のセラミック原料粉末において、第２の原料粉末は、原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含むことが好ましい。たとえば、遷移金属としては、マンガン以外に、鉄、銅、チタンなどを挙げることができる。第２の原料粉末に含まれる遷移金属は、マンガン、鉄、銅およびチタンからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属であればよい。
【００６１】
この場合、酸化性雰囲気にて熱処理すると原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含まない成分、たとえば、ＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等で第１の原料粉末を構成し、酸化性雰囲気にて熱処理すると原子価が変化することによって異なる色を呈する遷移金属を含む成分、たとえば、ＭｎＣＯ３で第２の原料粉末を構成することによって、画像認識によってグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することを可能にするセラミック原料粉末を容易に構成することができる。
【００６２】
さらに、この発明のセラミック原料粉末において、第１の原料粉末は、Ｓｉ成分をＳｉＯ２に換算して４７．０〜６７．０重量％、Ｂａ成分をＢａＯに換算して２１．０〜４１．０重量％、および、Ａｌ成分をＡｌ２Ｏ３に換算して１０．０〜１８．０重量％含むとともに、ＳｉＯ２、ＢａＯおよびＡｌ２Ｏ３にそれぞれ換算した上記のＳｉ成分、Ｂａ成分およびＡｌ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｃｅ成分をＣｅＯ２に換算して１．０〜５．０重量部含み、第２の原料粉末は、ＳｉＯ２、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＣｅＯ２にそれぞれ換算した上記のＳｉ成分、Ｂａ成分、Ａｌ成分およびＣｅ成分の合計を１００重量部とした場合、その１００重量部に対して、Ｍｎ成分をＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部含み、かつ、当該セラミック原料粉末は、Ｃｒを実質的に含まないことが好ましい。
【００６３】
このように構成されたセラミック原料粉末を用いることにより、画像認識によってグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になるとともに、焼結体の曲げ強度を向上させることができ、Ｃｒを実質的に含まないセラミック原料粉末を用いることにより、マイクロ波帯でのＱ値の低下を抑制し、たとえば、３ＧＨｚで１０００以上のＱｘｆ値を得ることができる。
【００６４】
この発明に従ったセラミックグリーンシートは、上述のセラミック原料粉末を含む。
【００６５】
このセラミックグリーンシートに有色の導体パターン層が形成されても、画像認識によってセラミックグリーンシートと導体パターン層を容易に識別することが可能になる。
【００６６】
図２は、この発明のセラミック原料粉末を用いてセラミックグリーンシートを製造する方法、さらにセラミック基板を製造する方法を工程順に示すフローチャートである。
【００６７】
図２に示すように、ステップＳ１にて、第１の原料粉末として、たとえば、ＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を含む混合粉末を準備する。その後、ステップＳ２にて、第１の原料粉末を酸化性雰囲気にて、熱処理の一例として仮焼することによって、仮焼粉末を得る。
【００６８】
一方、ステップＳ３にて、第２の原料粉末として、ＭｎＣＯ３等を含む粉末を準備する。
【００６９】
そして、ステップＳ４にて、第１と第２の原料粉末を混合して混合粉末を作製する。その後、ステップＳ５にて、上述した方法で、得られた混合粉末に、有機バインダ、有機溶剤、分散剤、可塑剤等を添加することにより、セラミックスラリーを作製する。
【００７０】
ステップＳ６にて、上述した方法で、セラミックスラリーを成形することにより、セラミックグリーンシートを作製する。
【００７１】
そして、ステップＳ７にて、上述した方法で、セラミックグリーンシートの所定の位置に導体パターン層として、図１に示す外部導体パターン層４および５、内部導体パターン層６になる導電性ペースト層を、スクリーンマスクを用いて印刷によって形成する。また、この導体パターン層に接続されるようにレーザー等を用いてセラミックグリーンシートにビアホールを形成する。さらに、このビアホールに導体成分を充填して、図１に示すビアホール導体層７になる導電性ペースト層を形成する。
【００７２】
さらに、ステップＳ８にて、上述した方法で、導電性ペースト層が形成された複数のセラミックグリーンシートを積層して、圧着する。このとき、セラミックグリーンシート間に導体パターン層からなる回路を形成するために複数のセラミックグリーンシートを整合させて積層する。
【００７３】
本発明の実施形態では、上記のステップＳ７とＳ８において必要となる位置合わせを、セラミックグリーンシートや導体パターン層を画像認識することによって、行うことができる。
【００７４】
ステップＳ９では、セラミックグリーンシートの積層体を、上述した方法で非酸化性雰囲気にて焼成することにより、図１に示す多層セラミック基板１を得ることができる。
【実施例】
【００７５】
以下、この発明の一つの実施例について説明する。
【００７６】
この発明の実施例のセラミック原料粉末と、比較例のセラミック原料粉末を次のようにして作製した。
【００７７】
まず、実施例のセラミック原料粉末に含まれる仮焼粉末を作製した。仮焼粉末は、酸化性雰囲気の一例として大気中にて、第１の原料粉末を仮焼することによって作製した。第１の原料粉末としては、仮焼後に得られる仮焼粉末の組成がＢａＯ：３１．０重量％、ＳｉＯ２：５７．０重量％、Ａｌ２Ｏ３：１２．０重量％となるように、粒径が２．０μｍ以下のＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の各粉末を秤量して湿式混合したものを用いた。この場合、ＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の各粉末は、大気中にて仮焼されても実質的に変色しないものである。これらの混合粉末を乾燥させた後、大気中にて温度８００℃で２時間仮焼することによって実施例の仮焼粉末を得た。
【００７８】
この仮焼粉末に第２の原料粉末を混合することにより、実施例のセラミック原料粉末を作製した。第２の原料粉末としてはＭｎＣＯ３の粉末を用いて、焼成後に得られるＭｎＯの組成比率がＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の合計１００重量％に対してＭｎＯ：５．０重量％となるようにＭｎＣＯ３の粉末を上記の仮焼粉末に添加した。得られた実施例のセラミック原料粉末の色を観察した結果を以下の表１に示す。
【００７９】
一方、比較例のセラミック原料粉末として仮焼粉末を作製した。仮焼粉末は、酸化性雰囲気の一例として大気中にて原料粉末を仮焼することによって作製した。原料粉末としては、仮焼後に得られるＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の組成比率がＢａＯ：３１．０重量％、ＳｉＯ２：５７．０重量％、Ａｌ２Ｏ３：１２．０重量％となり、仮焼後に得られるＭｎＯの組成比率がＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の合計１００重量％に対してＭｎＯ：５．０重量％となるように、粒径が２．０μｍ以下のＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３の各粉末を秤量して湿式混合したものを用いた。この場合、ＢａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の各粉末は大気中にて仮焼されても実質的に変色しないものであるが、ＭｎＣＯ３は大気中にて仮焼されると実質的に変色するものである。これらの混合粉末を乾燥させた後、大気中にて温度８００℃で２時間仮焼することによって比較例のセラミック原料粉末を得た。得られた比較例のセラミック原料粉末の色を観察した結果を以下の表１に示す。
【００８０】
以上のようにして得られた実施例と比較例のセラミック原料粉末の各々に、所定の有機バインダ、有機溶剤、分散剤および可塑剤を所定量加えて混合することによってセラミックスラリーを作製した。得られたセラミックスラリーに脱泡処理を施した後、セラミックスラリーをドクターブレード法によりシート状に成形し、乾燥させることによって、厚みが８０μｍのセラミックグリーンシートを作製した。得られた実施例と比較例のセラミックグリーンシートの色を観察した結果を以下の表１に示す。
【００８１】
得られた実施例と比較例のセラミックグリーンシートの表面上に、表層電極形成用の銅ペーストを１．０ｍｍ×１．０ｍｍの大きさになるように印刷した。銅ペーストは、平均粒径が１．２μｍの純銅に、エチルセルロース樹脂、テルビネオールを加えて混錬することによって作製した。
【００８２】
実施例と比較例のセラミックグリーンシートの表面上に印刷された導体層としての銅ペースト層を画像認識することが可能かどうかについて調べた。具体的には、画像認識装置としては、マイクロ・テック株式会社製のスクリーン印刷機ＭＴ−３２０の画像認識装置を用いて、１．０ｍｍ×１．０ｍｍの大きさの銅ペースト層を画像認識可能か否かを判断した。その結果を以下の表１に示す。
【００８３】
また、上記で得られた実施例と比較例のセラミックグリーンシートを所定の大きさに切断した後、複数枚積層して、温度６０〜８０℃、圧力１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ２の条件で熱圧着することにより、厚み１．２ｍｍ×幅６．０ｍｍ×長さ４１．７ｍｍの生のセラミックグリーンシート積層体を得た。
【００８４】
得られた実施例と比較例のセラミックグリーンシート積層体を、窒素ガス‐水素ガス‐水蒸気の非酸化性の混合ガス雰囲気中にて最高温度９９０℃、保持時間１２０分の条件で焼成することにより、セラミック基板の一例としてセラミック多層基板を作製した。
【００８５】
得られた実施例と比較例の多層セラミック基板の抗折強度と比誘電率を以下の方法で測定した。
【００８６】
（抗折強度）
多層セラミック基板から、厚み１．０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×長さ３５．０ｍｍの大きさの試料を作製し、三点曲げ試験法によって抗折強度を測定した。測定条件は、スパン：３０ｍｍ、ヘッドスピード：２ｍｍ／ｍｉｎとした。２０個の試料の測定値の平均値を以下の表１に示す。
【００８７】
（比誘電率）
得られた多層セラミック基板について、摂動法により、周波数３ＧＨｚにおける比誘電率を測定した。測定値を以下の表１に示す。
【００８８】
【表１】
2010042964.tif 000003
【００８９】
表１から、実施例のセラミック原料粉末とセラミックグリーンシートは白色を呈するのに対し、比較例のセラミック原料粉末とセラミックグリーンシートは黒褐色を呈することがわかる。また、実施例のセラミックグリーンシートに印刷された赤色の銅ペースト層からなる導体層を画像認識することが可能であったが、比較例の導体層については画像認識することができなかったことがわかる。実施例のセラミック基板では、大気中にて仮焼されると変色する成分の一例として、Ｍｎを予め仮焼せずに仮焼粉末と混合したセラミック原料粉末を焼成したが、Ｍｎを予め仮焼して仮焼粉末に含ませたセラミック原料粉末を焼成した比較例と同様の抗折強度と比誘電率を得ることができたことがわかる。
【００９０】
今回開示された実施の形態や実施例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慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態や実施例ではなく、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修正や変形を含むものであることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】この発明に従ったセラミック原料粉末を用いて製造されるセラミック基板の一例としての多層セラミック基板を模式的に示す断面図である。
【図２】この発明のセラミック原料粉末を用いてセラミックグリーンシートを製造する方法、さらにセラミック基板を製造する方法を工程順に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１：多層セラミック基板、２：セラミック層、３：積層体、４，５：外部導体パターン層、６：内部導体パターン層、７：ビアホール導体層。
【図１】
2010042964.tif 000004
【図２】
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