(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを形成するための貫通孔を有する第１のセラミックグリーンシートと少なくとも前記貫通孔の位置には貫通孔を有しない第２のセラミックグリーンシートとをそれぞれ用意する工程と、
前記第１のセラミックグリーンシートと前記第２のセラミックグリーンシートとを積層することによって、積層方向での少なくとも一方の端面に開口を位置させるように前記貫通孔によって形成されたキャビティを有するグリーンシート積層体を作製する工程と、
前記グリーンシート積層体を積層方向にプレスする工程と、
次いで、前記第１および第２のセラミックグリーンシートに含まれる前記セラミック材料が焼結する温度下において、前記グリーンシート積層体を焼成する工程と
を備える、多層セラミック基板の製造方法であって、
前記グリーンシート積層体を焼成する工程では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制シートを用意する工程をさらに備え、
前記グリーンシート積層体を作製する工程は、前記キャビティの開口を閉じ、かつ前記グリーンシート積層体の積層方向での端面を覆うように、前記収縮抑制シートを配置する工程を備え、
前記グリーンシート積層体をプレスする工程は、前記キャビティの底面にまでプレス作用が届くように実施され、かつ、前記プレス作用の結果、前記開口を規定する端縁に沿って前記収縮抑制シートを破断するとともに、前記収縮抑制シートの一部によって与えられた収縮抑制シート片を前記キャビティの底面上に位置させるように実施され、
前記グリーンシート積層体を焼成する工程は、前記キャビティの底面上に前記収縮抑制シート片が位置した状態で実施される、
多層セラミック基板の製造方法。
【請求項２】
前記グリーンシート積層体を焼成する工程の後、前記収縮抑制シート片を除去する工程をさらに備える、請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項３】
前記グリーンシート積層体をプレスする工程は、前記収縮抑制シートの外側に弾性体を配置しながら、前記弾性体を介して前記グリーンシート積層体をプレスする工程を備える、請求項１または２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項４】
前記キャビティの開口と実質的に同じかわずかに小さい寸法の貫通孔を有する剛体板を用意する工程をさらに備え、前記グリーンシート積層体をプレスする工程は、前記剛体板を前記弾性体と前記グリーンシート積層体との間に配置した状態で実施される、請求項３に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項５】
前記剛体板は、前記収縮抑制シートと前記弾性体との間に配置される、請求項４に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項６】
前記剛体板は、前記グリーンシート積層体と前記収縮抑制シートとの間に配置される、請求項４に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項７】
前記グリーンシート積層体を作製する工程において、前記収縮抑制シートは、前記グリーンシート積層体の積層方向での端面に接するように配置され、前記グリーンシート積層体を焼成する工程は、前記収縮抑制シートから前記収縮抑制シート片を取り出した後の残部を前記グリーンシート積層体の積層方向での端面上に残した状態で実施される、請求項１ないし５のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項８】
前記グリーンシート積層体を焼成する工程では焼結しない第２の無機材料粉末を用意する工程をさらに備え、前記キャビティは、前記グリーンシート積層体の積層方向での一方の端面側にのみ形成されるとともに、前記グリーンシート積層体を作製する工程は、前記グリーンシート積層体の、前記キャビティが形成された側とは逆側の端面を覆うように、前記第２の無機材料粉末を含む収縮抑制層を設ける工程を備える、請求項７に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項９】
前記グリーンシート積層体を焼成する工程では焼結しない第２の無機材料粉末を用意する工程をさらに備え、前記グリーンシート積層体を作製する工程は、前記キャビティの開口を露出させる貫通部を形成した状態としながら、前記グリーンシート積層体の積層方向での端面を覆うように、前記第２の無機材料粉末を含む収縮抑制層を設ける工程を備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の無機材料粉末は、前記収縮抑制シートに含まれる前記無機材料粉末と同じ無機材料からなる、請求項８または９に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
前記グリーンシート積層体を焼成する工程の後、前記収縮抑制層を除去する工程をさらに備える、請求項８ないし１０のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
前記キャビティは、前記開口より小さい開口を規定する少なくとも１つの段部をその内部に形成しており、前記グリーンシート積層体をプレスする工程の結果、前記段部の端縁に沿っても前記収縮抑制シートが破断されるとともに、前記段部上に形成される底面上にも前記収縮抑制シート片が位置される、請求項１ないし１１のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１３】
前記収縮抑制シートには、特定箇所での前記破断を容易にするための加工が予め施されている、請求項１ないし１２のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１４】
前記収縮抑制シートには、前記特定箇所にミシン目が予め形成されている、請求項１３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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層セラミック基板の製造方法に関するもので、特に、電子部品を実装かつ収容するためのキャビティを有する多層セラミック基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器に対する小型軽量化、多機能化、高信頼性化等の要望が、近年、ますます高まっており、これに伴い、基板への実装技術の向上も求められている。基板への実装技術の向上を図る効果的な方法として、最も典型的には、基板での配線の高密度化を図ることがある。
【０００３】
そこで、このような基板での配線の高密度化に対応するため、セラミックグリーンシートに導体膜等を印刷によって形成したものを複数枚積み重ね、プレスした後、焼成することによって作製される多層セラミック基板の開発が進められている。
【０００４】
他方、多層セラミック基板自身の小型化および低背化を図るため、多層セラミック基板に、電子部品実装用のキャビティを形成することが有効である。
【０００５】
しかしながら、このようなキャビティを形成した多層セラミック基板の場合には、これを得るための焼成工程の結果、キャビティの底面における平坦性が損なわれることが多い。特に、この傾向は、キャビティが、その内部に段部を形成している場合により顕著になり、さらには、このような段部の数が増えるに従って、上述の問題はより深刻化する。
【０００６】
他方、多層セラミック基板の製造のための焼成工程に関して、いわゆる無収縮プロセスがしばしば適用されている。すなわち、無収縮プロセスによる多層セラミック基板の製造方法においては、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作製されたグリーンシート積層体の積層方向での各端面を覆うように、セラミックグリーンシートに含まれるセラミック材料の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制層を設けた状態で焼成工程が実施される。
【０００７】
このような無収縮プロセスによれば、焼成工程において収縮抑制層が主面方向に実質的に収縮せず、これによって、セラミックグリーンシートが拘束されるので、得られた多層セラミック基板において不均一な変形がもたらされにくくなり、そのため、多層セラミック基板に関連して設けられる配線導体において不所望な変形や歪みがもたらされにくくすることができ、その結果、配線導体の高密度化を有利に進めることができるようになる。
【０００８】
しかしながら、キャビティが形成された多層セラミック基板の場合、キャビティの底面にまで収縮抑制層による拘束作用を及ぼすことが困難であり、単なる無収縮プロセスの採用だけでは、前述したようなキャビティの底面での平坦性が損なわれるという問題の解決には至らないことが多い。しかも、キャビティ以外の部分での多層セラミック基板の不所望な変形が抑制されている状況の下では、キャビティの底面における平坦性の欠如は、これをより無視できないものとしてしまう。
【０００９】
上述の問題を解決するため、たとえば、特開平５−１６７２５３号公報または特開平１１−１７７２３８号公報には、セラミックグリーンシートに含まれるセラミック材料の焼結温度では焼結しない無機材料粉末またはこれを含むペーストを、キャビティの内部に充填した状態で焼成工程を実施することが記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方法では、セラミックグリーンシート側とキャビティ内の無機材料粉末側との間で、焼成時に積層方向における収縮挙動の差が生じ、そのため、キャビティの周囲においてクラックが発生しやすいという問題に遭遇する。この問題は、特に、キャビティの内部に段部が形成される場合、さらには、このような段部の数が多くなるほど、より生じやすい。
【００１１】
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、キャビティを有する多層セラミック基板の製造方法を提供しようとすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、キャビティを形成するための貫通孔を有する第１のセラミックグリーンシートと少なくとも上述の貫通孔の位置には貫通孔を有しない第２のセラミックグリーンシートとをそれぞれ用意する工程と、第１のセラミックグリーンシートと第２のセラミックグリーンシートとを積層することによって、積層方向での少なくとも一方の端面に開口を位置させるように上述の貫通孔によって形成されたキャビティを有するグリーンシート積層体を作製する工程と、グリーンシート積層体を積層方向にプレスする工程と、次いで、第１および第２のセラミックグリーンシートに含まれるセラミック材料が焼結する温度下において、グリーンシート積層体を焼成する工程とを備える、多層セラミック基板の製造方法に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。
【００１３】
すなわち、この発明に係る多層セラミック基板の製造方法は、グリーンシート積層体を焼成する工程では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制シートを用意する工程をさらに備える。
【００１４】
また、グリーンシート積層体を作製する工程において、キャビティの開口を閉じ、かつグリーンシート積層体の積層方向での端面を覆うように、上述した収縮抑制シートを配置することが行なわれる。
【００１５】
そして、グリーンシート積層体をプレスする工程は、キャビティの底面にまでプレス作用が届くように実施され、かつ、このプレス作用の結果、キャビティの開口を規定する端縁に沿って収縮抑制シートを破断するとともに、収縮抑制シートの一部によって与えられた収縮抑制シート片をキャビティの底面上に位置させるように実施される。
【００１６】
その結果、グリーンシート積層体を焼成する工程は、キャビティの底面上に収縮抑制シート片が位置した状態で実施される。
【００１７】
この発明において、好ましくは、グリーンシート積層体を焼成した後、収縮抑制シート片が除去される。
【００１８】
また、この発明において、グリーンシート積層体をプレスする工程は、収縮抑制シートの外側に弾性体を配置しながら、この弾性体を介してグリーンシート積層体をプレスするようにして実施されることが好ましい。
【００１９】
上述の好ましい実施態様において、キャビティの開口と実質的に同じかわずかに小さい寸法の貫通孔を有する剛体板が用意され、グリーンシート積層体をプレスする工程は、この剛体板を弾性体とグリーンシート積層体との間に配置した状態で実施されることがより好ましい。
【００２０】
上述した剛体板は、収縮抑制シートと弾性体との間に配置されても、グリーンシート積層体と収縮抑制シートとの間に配置されてもよい。
【００２１】
また、グリーンシート積層体を作製する工程において、収縮抑制シートは、グリーンシート積層体の積層方向での端面に接するように配置され、グリーンシート積層体を焼成する工程は、収縮抑制シートから収縮抑制シート片を取り出した後の残部をグリーンシート積層体の積層方向での端面上に残した状態で実施されることが好ましい。
【００２２】
上述の好ましい実施態様において、キャビティが、グリーンシート積層体の積層方向での一方の端面側にのみ形成される場合、グリーンシート積層体を焼成する工程では焼結しない第２の無機材料粉末を用意し、グリーンシート積層体を作製するにあたって、グリーンシート積層体の、キャビティが形成された側とは逆側の端面を覆うように、第２の無機材料粉末を含む収縮抑制層を設けることがより好ましい。
【００２３】
他方、上述の好ましい実施態様とは別に、グリーンシート積層体の焼成する工程では焼結しない第２の無機材料粉末を用意し、グリーンシート積層体を作製する工程において、キャビティの開口を露出させる貫通部を形成した状態としながら、グリーンシート積層体の積層方向での端面を覆うように、第２の無機材料粉末を含む収縮抑制層を設けるようにしてもよい。
【００２４】
上述した第２の無機材料粉末は、前述した収縮抑制シートに含まれる無機材料粉末と同じ無機材料からなることが好ましい。
【００２５】
また、収縮抑制層を設ける実施態様の場合には、グリーンシート積層体を焼成した後、この収縮抑制層を除去することが好ましい。
【００２６】
この発明は、キャビティが、前述した開口より小さい開口を規定する少なくとも１つの段部をその内部に形成している場合において、特に有利に適用される。この場合、グリーンシート積層体をプレスする工程の結果、上述の段部の端縁に沿っても収縮抑制シートが破断されるとともに、段部上に形成される底面上にも収縮抑制シート片が位置される。
【００２７】
この発明において、収縮抑制シートには、特定箇所での破断を容易にするにするための加工が予め施されていてもよい。この実施態様は、好ましくは、収縮抑制シートの特定箇所にミシン目を予め形成することによって実現される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施形態による多層セラミック基板の製造方法に含まれる典型的な工程を順次示している。
【００２９】
まず、図１（１）に示すように、キャビティ１を形成するための貫通孔２を有する第１のセラミックグリーンシート３が用意されるとともに、少なくとも貫通孔２の位置に貫通孔を有しない、すなわち、この実施形態では、貫通孔が形成されていない第２のセラミックグリーンシート４が用意される。
【００３０】
なお、これらセラミックグリーンシート３および４は、周知のように、セラミック材料粉末を、有機バインダおよび有機溶剤を含む有機ビヒクル中に分散させて得られたスラリーを、ドクターブレード法等を用いてシート状に成形することによって得られるものである。
【００３１】
次に、第１のセラミックグリーンシート３と第２のセラミックグリーンシート４とを積層することによって、積層方向での少なくとも一方の端面、すなわち、この実施形態では、積層方向での一方の端面５に開口６を位置させるように貫通孔２によって形成されたキャビティ１を有するグリーンシート積層体７が作製される。
【００３２】
なお、図１においては、得ようとする多層セラミック基板にとって必要な導体膜やビアホール導体といった配線導体の図示が省略されている。また、第１および第２のセラミックグリーンシート３および４は、図１では、それぞれ、１枚の構造物として図示されているが、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与えられることが多い。
【００３３】
他方、同じく図１（１）に示すように、セラミックグリーンシート３および４に含まれるセラミック材料の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制シート８が用意され、上述したグリーンシート積層体７を作製する工程において、キャビティ１の開口６を閉じ、かつグリーンシート積層体７の積層方向での端面５を覆うように、収縮抑制シート８が配置される。
【００３４】
上述したような焼結温度の差を与えるため、セラミックグリーンシート３および４は、そこに含まれるセラミック材料として、ガラス成分を含むものが用いられることが好ましく、収縮抑制シート８に含まれる無機材料粉末としては、たとえばアルミナ粉末が好適に用いられる。
【００３５】
なお、収縮抑制シート８は、上述の無機材料粉末を、有機バインダおよび有機溶剤を含む有機ビヒクル中に分散させて得られたペーストを、ドクターブレード法等を用いてシート状に成形することによって作製されることができる。
【００３６】
次に、図１（２）に示すように、グリーンシート積層体７を積層方向にプレスする工程が実施される。このプレス工程では、キャビティ１の底面９にまでプレス作用が届くようにされる。そのため、この実施形態では、弾性体１０が用意され、この弾性体１０を、収縮抑制シート８の外側に配置しながら、弾性体１０を介してグリーンシート積層体７をプレスするようにされる。
【００３７】
上述の弾性体１０は、図１（２）に示すように、プレス工程の間、キャビティ１内に入り込むように変形し、プレス作用をキャビティ１の底面９にまで及ぼす。したがって、まず、グリーンシート積層体７の全体にわたってプレス作用を及ぼすことができる。
【００３８】
また、上述のプレス作用の結果、収縮抑制シート８は、キャビティ１の開口６を規定する端縁に沿って破断され、図１（２）に示すように、収縮抑制シート８の一部によって与えられた収縮抑制シート片１１が、キャビティ１の底面９上に位置され、この収縮抑制シート片１１とキャビティ１の底面９とが密着する状態が得られる。
【００３９】
なお、上述したプレス工程は、剛体プレスを適用してもよいが、好ましくは、静水圧プレスを適用して実施される。静水圧プレスが適用される場合には、グリーンシート積層体７、収縮抑制シート８および弾性体１０が、図示しない袋を用いて真空パック状態とされ、その状態で静水圧が付与される。
【００４０】
収縮抑制シート８は、前述のように、無機材料粉末を有機ビヒクル中に分散させて得られたペーストをシート状に成形することによって得られたものであるので、このような収縮抑制シート８は、そのままの状態でも、キャビティ１の開口６の端縁に沿って容易に破断されることができる。
【００４１】
しかしながら、このような特定箇所での破断を容易にするための加工を、必要に応じて、収縮抑制シート８に予め施しておいてもよい。たとえば、収縮抑制シート８における開口６の端縁の位置に対応する位置、すなわち、図１（１）において点線１２で示す位置に、ミシン目を予め形成しておけば、このミシン目に沿って、収縮抑制シート８を容易に破断することができる。ミシン目に代えて、収縮抑制シート８にＶ溝を形成しておいてもよい。
【００４２】
このように、特定箇所での破断を容易にするための加工を収縮抑制シート８に予め施しておけば、収縮抑制シート８の特定箇所での破断が容易になるばかりでなく、破断箇所を一定位置に安定させることができる。
【００４３】
なお、収縮抑制シート８の特定箇所での破断を容易にするため、収縮抑制シート８側に加工を施すのではなく、たとえば、弾性体１０側に、ナイフエッジのような形態を付与しておいてもよい。
【００４４】
以上のようなプレス工程を終えた後の状態が、図１（３）に示されていて、この状態で、グリーンシート積層体７が焼成される。
【００４５】
この焼成工程において、グリーンシート積層体７の端面５上には収縮抑制シート８の残部が位置するとともに、キャビティ１の底面９上には収縮抑制シート片１１が位置している。これら収縮抑制シート８の残部および収縮抑制シート片１１は、焼成工程において焼結しないため、これらには実質的な収縮が生じない。したがって、焼成工程において、グリーンシート積層体７の主面方向での収縮を効果的に抑制し、特に、キャビティ１の底面９における平坦性を良好に維持することができる。
【００４６】
このような焼成工程を終えた後、収縮抑制シート８の残部および収縮抑制シート片１１は除去される。これら収縮抑制シート８の残部および収縮抑制シート片１１は未焼結の状態であるので、その除去が容易である。
【００４７】
次に、必要に応じて、外表面上に導体膜が形成され、また、キャビティ１内に電子部品（図示せず。）が挿入され、電気的接続が達成されることによって、目的とする多層セラミック基板が完成される。
【００４８】
図２は、この発明の第２の実施形態による多層セラミック基板の製造方法に含まれる典型的な工程を順次示している。
【００４９】
図２に示した実施形態では、いわゆる無収縮プロセスが適用され、また、キャビティの内部には複数の段部が形成される点で、図１に示した実施形態の場合と大きく異なっている。
【００５０】
まず、図２（１）に示すように、グリーンシート積層体１５が作製される。
【００５１】
グリーンシート積層体１５を作製するにあたって、キャビティ１６を形成するための貫通孔１７を有する第１のセラミックグリーンシート１８と、同じくキャビティ１６を形成するためのより小さい貫通孔１９を有する第２のセラミックグリーンシート２０と、同じくキャビティ１６を形成するためのさらに小さい貫通孔２１を有する第３のセラミックグリーンシート２２とがそれぞれ用意されるとともに、貫通孔を有しない第４のセラミックグリーンシート２３が用意される。
【００５２】
これらセラミックグリーンシート１８、２０、２２および２３の各々は、複数のセラミックグリーンシートを積層した構造を有していてもよい。
【００５３】
セラミックグリーンシート１８、２０、２２および２３は積層され、それによって、積層方向での一方の端面２４に開口２５を位置させているキャビティ１６が形成される。
【００５４】
また、セラミックグリーンシート１８、２０、２２および２３に含まれるセラミック材料の焼結温度では焼結しない、すなわち、グリーンシート積層体１５を焼成する工程では焼結しない無機材料粉末が用意され、グリーンシート積層体１５の積層方向での端面２４および２６の各々を覆うように、この無機材料粉末を含む収縮抑制層２７および２８が設けられる。
【００５５】
収縮抑制層２７および２８は、上述の無機材料粉末を有機ビヒクル中に分散させて得られたペーストを成形して得られたシートをグリーンシート積層体１５の端面２４および２６の各々上に積層することによって形成されることができる。一方の収縮抑制層２７には、キャビティ１６の開口２５を露出させる貫通部２９が形成されている。
【００５６】
収縮抑制層２７および２８に含まれる無機材料粉末としては、たとえばアルミナ粉末が好適に用いられる。
【００５７】
一例として、グリーンシート積層体１５は、１００ｍｍ×１００ｍｍの平面寸法を有し、かつ１ｍｍの厚みを有している。
【００５８】
また、一例として、キャビティ１６は、貫通孔１７によって規定される部分では、３ｍｍ×３ｍｍの平面寸法を有しかつ１５０μｍの深さを有し、貫通孔１９によって規定される部分では、２ｍｍ×２ｍｍの平面寸法を有しかつ２００μｍの深さを有し、貫通孔２１によって規定される部分では、１．５ｍｍ×１．５ｍｍの平面寸法を有しかつ２００μｍの深さを有している。
【００５９】
また、一例として、収縮抑制層２７および２８は、それぞれ、３００〜４００μｍの厚みを有している。
【００６０】
他方、同じく図２（１）に示すように、キャビティ１６の開口２５と実質的に同じかわずかに小さい寸法の貫通孔３０を有する剛体板３１が用意される。剛体板３１は、たとえば金属からなり、一例として、１０ｍｍ程度の厚みを有している。
【００６１】
また、同じく図２（１）に示すように、グリーンシート積層体１５を焼成する工程では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制シート３２が用意される。収縮抑制シート３２は、前述した図１に示す収縮抑制シート８と同様の方法によって作製することができ、たとえば、５０〜１００μｍの厚みを有している。
【００６２】
次に、同じく図２（１）に示すように、収縮抑制層２７および２８によって挟まれたグリーンシート積層体１５の上に、剛体板３１が配置され、さらにその上に、収縮抑制シート３２が配置される。
【００６３】
次に、図２（２）に示すように、グリーンシート積層体１５を積層方向にプレスする工程が実施される。このプレス工程を実施するため、弾性体３３が収縮抑制シート３２の外側に配置され、弾性体３３を介してグリーンシート積層体１５をプレスすることが行なわれる。
【００６４】
上述のプレス工程において、弾性体３３は、図２（２）に示すように、キャビティ１６の底面３４（図２（１）参照）にまでプレス作用を及ぼすように変形する。また、弾性体３３は、キャビティ１６内の段部３５上に形成される底面３６（図２（１）参照）および段部３７上に形成される底面３８（図２（１）参照）に対してもプレス作用が届くように変形する。
【００６５】
その結果、開口２５を規定する端縁、開口２５より小さい開口を規定する段部３５の端縁およびさらに小さい開口を規定する段部３７の端縁の各々に沿って、収縮抑制シート３２が破断され、この収縮抑制シート３２の各一部によって与えられた収縮抑制シート片３９、４０および４１は、それぞれ、底面３４、３８および３６上に位置するように移動される。
【００６６】
なお、プレス工程において、剛体板３１は、開口２５を規定する端縁での収縮抑制シート３２の破断を容易なものとするように作用する。また、グリーンシート積層体１５の端面２４にあっては、収縮抑制層２７を介して、剛体板３１が作用することによって、その平坦性が良好に維持される。
【００６７】
このようなプレス工程において、たとえば静水圧プレスが適用されるとき、一例として、図２（２）に示した、収縮抑制層２７および２８によって挟まれたグリーンシート積層体１５、剛体板３１、収縮抑制シート３２ならびに弾性体３３は、ともに、プラスチックからなる袋に入れられ、この袋によって真空パック状態にされる。そして、この真空パックされたグリーンシート積層体１５を含む構造物は、静水圧プレス装置の水槽内に入れられ、６０℃の温度で５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力をかけてプレスされる。
【００６８】
プレス工程の後、弾性体３３および剛体板３１が除去された後の状態が、図２（３）に示されている。図２（３）に示すように、剛体板３１の除去の結果、収縮抑制シート３２から収縮抑制シート片３９〜４１を取り出した後の残部は、剛体板３１に伴われて除去される。
【００６９】
次に、図２（３）に示した状態で、グリーンシート積層体１５が焼成される。一例として、プレスを付与しない状態で、４５０℃の温度で４時間の脱脂工程および９００℃の温度で２０分間の本焼成工程が実施される。
【００７０】
このような焼成工程において、収縮抑制層２７および２８に含まれる無機材料粉末は、実質的に焼結しないため、収縮抑制層２７および２８には、実質的な収縮が生じない。したがって、セラミックグリーンシート１８、２０、２２および２３にあっては、焼成工程において、厚み方向にのみ実質的な収縮が生じ、主面方向の収縮は、収縮抑制層２７および２８によって拘束されるため、実質的に生じないようにすることができる。その結果、グリーンシート積層体１５を焼成して得られた焼結後の積層体において不所望な変形や歪みを生じにくくすることができる。
【００７１】
また、焼成工程において、収縮抑制シート片３９〜４１に含まれる無機材料粉末も、実質的に焼結しないため、収縮抑制シート片３９〜４１においても、実質的な収縮が生じない。したがって、これら収縮抑制シート片３９〜４１の各々が接するキャビティ１６内の底面３４、３８および３６にあっては、収縮抑制シート片３９〜４１からの拘束力が及ぼされ、収縮が抑制され、その結果、平坦性を良好に維持することができる。また、キャビティ１６内の底面３４上の収縮抑制シート片３９は、キャビティ１６の底面部分におけるうねりを生じにくくするようにも作用する。
【００７２】
次に、収縮抑制層２７および２８ならびに収縮抑制シート片３９〜４１は除去される。
【００７３】
このようにして、グリーンシート積層体１５の焼成によって、目的とする多層セラミック基板を適正な状態で得ることができる。
【００７４】
図３は、この発明の第３の実施形態による多層セラミック基板の製造方法に含まれる典型的な工程を順次示している。なお、図３においては、プレス工程を実施している状態の図示は省略されている。
【００７５】
図３に示した実施形態は、図２に示した実施形態と同様、いわゆる無収縮プロセスを適用するものであるが、異なる態様の無収縮プロセスを適用しており、また、本質的な相違点ではないが、キャビティ内の段部の数が異なっている。
【００７６】
まず、図３（１）に示すように、グリーンシート積層体４４が作製される。
【００７７】
このグリーンシート積層体４４を作製するにあたっては、キャビティ４５を形成するための比較的大きな貫通孔４６を有する第１のセラミックグリーンシート４７と同じくキャビティ４５を形成するための比較的小さい貫通孔４８を有する第２のセラミックグリーンシート４９とが用意されるとともに、貫通孔を有しない第３のセラミックグリーンシート５０が用意される。
【００７８】
これらセラミックグリーンシート４７、４９および５０の各々は、複数のセラミックグリーンシートを積層した構造を有していてもよい。
【００７９】
そして、第１、第２および第３のセラミックグリーンシート４７、４９および５０を積層することによって、積層方向での一方の端面５１に開口５２を位置させるキャビティ４５を有するグリーンシート積層体４４が得られる。
【００８０】
また、同じく図３（１）に示すように、収縮抑制シート５３が用意される。収縮抑制シート５３は、前述した収縮抑制シート８または３２と実質的に同様の方法によって得られ、また、実質的に同様の組成を有している。
【００８１】
また、同じく図３（１）に示すように、貫通孔５４を有する剛体板５５が用意される。剛体板５５は、前述した剛体板３１と実質的に同様の構成を有している。
【００８２】
さらに、同じく図３（１）に示すように、グリーンシート積層体４４の、キャビティ４５が形成された側とは逆側の端面５６を覆うように、収縮抑制層５７が設けられる。この収縮抑制層５７は、前述した収縮抑制層２７または２８と実質的に同様の機能を果たすもので、実質的に同様の組成を有している。
【００８３】
グリーンシート積層体４４は、次いで、積層方向にプレスされる。このプレス工程において、グリーンシート積層体４４の端面５１に接するように、収縮抑制シート５３が配置され、その上に、剛体板５５が配置される。
【００８４】
図示を省略するが、このプレス工程において、弾性体が用いられ、図１（２）または図２（２）に示すように、弾性体を介してのプレスが適用され、それによって、キャビティ４５の底面５８にまでプレス作用が届くようにされる。
【００８５】
また、上述したプレス作用の結果、収縮抑制シート５３は、開口５２を規定する端縁、および開口５２より小さい開口を規定するキャビティ４５内の段部５９の端縁の各々に沿って破断され、図３（２）に示すように、この破断のために収縮抑制シート５３の各一部によって与えられた収縮抑制シート片６０および６１は、キャビティ４５の底面５８および段部５９上に形成された底面６２の各々上に位置するように移動される。
【００８６】
また、収縮抑制シート５３から収縮抑制シート片６０および６１を取り出した後の残部６３は、グリーンシート積層体４４の端面５１上に残される。
【００８７】
グリーンシート積層体４４の焼成工程は、図３（２）に示した状態で実施される。
【００８８】
この焼成工程において、収縮抑制シート５３の残部６３は、図２に示した実施形態における収縮抑制層２７と実質的に同様の作用を果たし、収縮抑制層５７とともに、セラミックグリーンシート４７、４９および５０の主面方向での収縮を抑制するように作用する。また、収縮抑制シート片６０および６１によって、キャビティ４５の底面５８および段部５９上の底面６２の平坦性が維持される。
【００８９】
なお、この図３に示した実施形態において、剛体板５５を用いずにプレス工程を実施するようにしてもよい。
【００９０】
以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の実施形態が可能である。
【００９１】
たとえば、図１ないし図３を参照して説明した各実施形態では、セラミックグリーンシート４、２３および５０は、キャビティを形成するための貫通孔を有しないものであったが、これらのセラミックグリーンシートにおいても、貫通孔２、１７、１９、２１、４６および４８の各位置には対応しない位置にキャビティのための貫通孔が設けられていてもよい。
【００９２】
この後者の場合には、グリーンシート積層体の一方の端面に開口を位置させるキャビティと他方の端面に開口を位置させるキャビティとが設けられることになり、この両者のキャビティの各々の開口を閉じるように、収縮抑制層が配置された状態で、プレス工程が実施されることになる。
【００９３】
また、図１ないし図３の各々では、単に１つのキャビティ１、１６または４５のみを図示しているが、１つのグリーンシート積層体の一方の端面側において、複数のキャビティが設けられてもよい。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、キャビティが設けられたグリーンシート積層体を焼成するにあたって、キャビティの底面上に収縮抑制シート片が位置されているので、焼成時におけるキャビティの底面での収縮を抑制することができ、底面の平坦性が良好なキャビティを有する多層セラミック基板を得ることができる。
【００９５】
また、収縮抑制シート片は、キャビティを充填するものではないので、焼成時において、収縮挙動の差のために、キャビティの周辺部においてクラックが発生することを防止することができる。
【００９６】
このようなことから、多層セラミック基板の製造の歩留まりを向上させることができるとともに、多層セラミック基板における配線の信頼性を高めることができる。
【００９７】
また、この発明によれば、キャビティの底面上に位置される収縮抑制シート片は、キャビティの開口を閉じ、かつグリーンシート積層体の積層方向での端面を覆うように、収縮抑制シートを配置し、その状態で、プレス工程を実施し、このプレス工程において及ぼされるプレス作用の一連の流れの中で、収縮抑制シートを、キャビティの開口を規定する端縁に沿って破断し、次いで、この破断によって与えられた収縮抑制シートの一部としての収縮抑制シート片をキャビティの底面上に位置させるようにしているので、収縮抑制シート片とキャビティとの間で特別な位置合わせのための操作を施すことなく、収縮抑制シート片を常に適正に位置合わせされた状態でキャビティの底面上に位置させることができる。そのため、工程の簡略化および能率化を図ることができる。
【００９８】
この発明において、グリーンシート積層体をプレスするにあたって、収縮抑制シートの外側に弾性体を配置しながら、この弾性体を介してグリーンシート積層体をプレスするようにすれば、キャビティの底面にまでプレス作用を届かせることが容易となり、上述したような収縮抑制シートの破断およびキャビティの底面上への収縮抑制シート片の配置を確実に行なうことができる。
【００９９】
また、キャビティの開口と実質的に同じかわずかに小さい寸法の貫通孔を有する剛体板を用い、この剛体板を上述した弾性体とグリーンシート積層体との間に配置した状態でプレス工程を実施するようにすれば、グリーンシート積層体の開口が位置している端面の平坦性をプレス工程において良好に維持することができる。
【０１００】
また、上述の剛体板を、グリーンシート積層体と収縮抑制シートとの間に配置するようにすれば、プレス工程における収縮抑制シートの破断に対して剛体板が直接作用し、このような収縮抑制シートの破断を容易なものとすることができる。
【０１０１】
また、グリーンシート積層体を作製する工程において、収縮抑制シートを、グリーンシート積層体の積層方向での端面に接するように配置し、グリーンシート積層体を焼成するにあたって、収縮抑制シートから収縮抑制シート片を取り出した後の残部をグリーンシート積層体の積層方向での端面上に残した状態としておけば、焼成時におけるグリーンシート積層体の端面での収縮が抑制され、この端面での平坦性も良好に維持されることができる。
【０１０２】
上述した場合において、グリーンシート積層体の、キャビティが形成された側とは逆側の端面を覆うように、収縮抑制層を設けるようにすれば、焼成時におけるこの逆側の端面での収縮も抑制され、この逆側の端面での平坦性も保証される。また、グリーンシート積層体の一方の端面側の焼成時の収縮が収縮抑制シートによって、他方の端面側の焼成時の収縮が収縮抑制層によって、それぞれ、抑制されるので、得られた多層セラミック基板において不均一な変形がもたらされにくくなり、そのため、多層セラミック基板に関連して設けられる配線導体において不所望な変形や歪みがもたらされにくくすることができ、その結果、配線導体の高密度化を有利に進めることができるようになる。
【０１０３】
上述の効果は、グリーンシート積層体を作製するにあたって、グリーンシート積層体の積層方向での各端面を覆うように、収縮抑制層を設けた場合も同様に達成される。
【０１０４】
このように、収縮抑制層を設ける場合、収縮抑制層に含まれる無機材料粉末および収縮抑制シートに含まれる無機材料粉末の各々として、互いに同じ無機材料からなるものを用いると、この発明に係る多層セラミック基板の製造方法を実施するにあたって、取り扱われるべき材料の種類数を少なくすることができ、コスト的に有利であるとともに、材料の管理の煩雑化を避けることができる。
【０１０５】
この発明が適用される多層セラミック基板において、キャビティが、その開口より小さい開口を規定する少なくとも１つの段部をその内部に形成している場合であっても、グリーンシート積層体をプレスする工程の結果、段部の端縁に沿っても収縮抑制シートが破断され、かつ段部上に形成される底面上にも収縮抑制シート片が位置されるようにすることができるので、特に、この発明は、少なくとも１つの段部をその内部に形成しているキャビティを備える多層セラミック基板の製造方法に対して有利に適用される。
【０１０６】
また、この発明において、収縮抑制シートにミシン目が予め形成されるなどして、特定箇所での破断を容易にするための加工が予め施されていると、プレス工程における収縮抑制シートの破断が容易になるとともに、収縮抑制シートにおける破断箇所を一定に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による多層セラミック基板の製造方法に含まれる典型的な工程を図解的に順次示す断面図である。
【図２】この発明の第２の実施形態による多層セラミック基板の製造方法に含まれる典型的な工程を図解的に順次示す断面図である。
【図３】この発明の第３の実施形態による多層セラミック基板の製造方法に含まれる典型的な工程を図解的に順次示す断面図である。
【符号の説明】
１，１６，４５  キャビティ
２，１７，１９，２１，３０，４６，４８，５４  貫通孔
３，４，１８，２０，２２，２３，４７，４９，５０  セラミックグリーンシート
５，２４，２６，５１，５６  端面
６，２５，５２  開口
７，１５，４４  グリーンシート積層体
８，３２，５３  収縮抑制シート
９，３４，３６，３８，５８，６２  底面
１０，３３  弾性体
１１，３９，４０，４１，６０，６１  収縮抑制シート片
１２  ミシン目の位置を示す点線
２７，２８，５７  収縮抑制層
２９  貫通部
３１，５５  剛体板
３５，３７，５９  段部
６３  収縮抑制シートの残部
【図１】
0003709802.tif 000002
【図２】
0003709802.tif 000003
【図３】
0003709802.tif 000004