(57)【要約】  多層セラミック基板は、互いに積層された複数のセラミック層３００ａ、３００ｂと、複数のセラミック層にそれぞれ設けられ、複数のセラミック層の積層方向につながったビアホール４００ａ、４００ｂと、各ビアホールに充填された導電体を含むビア配線４０６ａ、４０６ｂと、複数のセラミック層のうち少なくとも１つのセラミック層の上面上に位置し、ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体４０４ａ、４０４ｂと、少なくとも１つのセラミック層の上面上における第１導体の外側に位置する第１部分と、第１導体と重なっており、内縁が第１導体の内縁よりも外側に位置する第２部分とを有する第２導体４０３ａ、４０３ｂとを備え、第１導体４０４ａ、４０４ｂの厚さは第２導体４０３ａ、４０３ｂの厚さよりも大きい。
2017069093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに積層された複数のセラミック層と、
前記複数のセラミック層にそれぞれ設けられ、前記複数のセラミック層の積層方向につながったビアホールと、
各ビアホールに充填された導電体を含むビア配線と、
前記複数のセラミック層のうち少なくとも１つのセラミック層の上面上に位置し、前記ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体と、
前記少なくとも１つのセラミック層の上面上における前記第１導体の外側に位置する第１部分と、前記第１導体と重なっており、内縁が前記第１導体の内縁よりも外側に位置する第２部分とを有する第２導体と
を備え、
前記第１導体の厚さは前記第２導体の厚さよりも大きい、多層セラミック基板。
【請求項２】
セラミック焼結体と、
前記セラミック焼結体の内部に位置するビア配線と、
前記ビア配線の中心軸に対して略垂直な平面上に位置し、前記平面上において前記ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体と、
前記平面上における前記第１導体の外側に位置する第１部分と、前記第１導体と重なっており、内縁が前記第１導体の内縁よりも外側に位置する第２部分とを有する第２導体と
を備え、
前記第１導体の厚さは前記第２導体の厚さよりも大きい、多層セラミック基板。
【請求項３】
前記第２導体は前記第１導体の内縁よりも大きい開口を有し、前記開口の縁は、前記第１導体の外縁よりも内側に位置している請求項１または２に記載の多層セラミック基板。
【請求項４】
前記ビア配線は円柱状または切頭円錐形状を有する請求項１から３のいずれかに記載の多層セラミック基板。
【請求項５】
前記第１導体は円環形状を有する請求項４に記載の多層セラミック基板。
【請求項６】
前記第２導体の第２部分は前記第１導体上に位置している請求項１から５のいずれかに記載の多層セラミック基板。
【請求項７】
前記第２導体の第２部分は前記第１導体の下に位置している請求項１から５のいずれかに記載の多層セラミック基板。
【請求項８】
前記第１導体の下面は、前記第２導体の第１部分の下面よりも下方に位置している請求項１から７のいずれかに記載の多層セラミック基板。
【請求項９】
前記第２導体は、接地電極またはキャパシタの内部電極である請求項１から８のいずれかに記載の多層セラミック基板。
【請求項１０】
前記複数のセラミック層のそれぞれは、他のビアホールと、前記他のビアホール内に充填された導電体からなる他のビア配線とを有し、
前記少なくとも１つのセラミック層において、前記他のビア配線は、前記第１導体に囲まれており、
前記複数のセラミック層の前記他のビア配線は、互いに接続されている、請求項１から９のいずれかに記載の多層セラミック基板。
【請求項１１】
複数のセラミックグリーンシートにビアホールをそれぞれ形成する第１工程と、
各セラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、前記ビアホールが前記導体ペーストで充填されたビア配線パターンを形成し、かつ、前記複数のセラミックグリーンシートのうち、少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面上に位置し、前記ビア配線パターンを囲む環状または部分環状の第１導体パターンとを形成する第２工程と、
前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面上における前記第１導体の外側に位置する第１部分と、前記第１導体上において重なっており、内縁が前記第１導体の内縁よりも外側に位置する第２部分とを有し、前記第１導体パターンよりも小さい厚さを有する第２導体パターンを形成する第３工程と、
複数のセラミックグリーンシートを積層し、前記ビア配線パターンを接続する第４工程と
を包含する多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
複数のセラミックグリーンシートにビアホールをそれぞれ形成する第１工程と、
前記複数のセラミックグリーンシートのうち少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面上において、前記ビアホールを囲む第２導体パターンを形成する第２工程と、
各セラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、前記ビアホールが前記導体ペーストで充填されたビア配線パターンを形成し、かつ、前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面上において、前記第２導体パターンの内縁を挟んで位置する前記第２導体パターンの一部分上および前記第２導体パターンの内縁より内側に位置する前記上面の一部分上に、前記第２導体パターンよりも大きい厚さを有し、前記ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体パターンとを形成する第３工程と、
複数のセラミックグリーンシートを積層し、前記ビア配線パターンを接続する第４工程と
を包含する多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１３】
前記第１工程において、前記ビアホールをレーザーまたは打ち抜き金型により形成し、
前記ビアホールは円柱状または切頭円錐形状を有する請求項１１または１２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１４】
前記第２工程と前記第３工程との間に、前記第１導体パターンの高さを低減させる第５工程をさらに包含する請求項１１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第５工程は、前記第１導体パターンの一部を前記上面から前記セラミックグリーンシートの内部に埋没させる請求項１４に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１６】
前記第２工程において、ビア配線パターンと、第１導体パターンとは同じマスクを用いて印刷される請求項１１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１７】
前記第３工程において、ビア配線パターンと、第１導体パターンとは同じマスクを用いて印刷される請求項１２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】
本開示は、多層セラミック基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層セラミック基板は、半導体素子などを収納するパッケージ、インターポーザ、通信装置用のフロントエンド回路を組み込んだアンテナスイッチモジュール、アンプモジュール、フィルタモジュール、アンテナ等に用いられている。【０００３】
多層セラミック基板においては、複数のセラミック層が積層され、各層の間には、スクリーン印刷によって形成された電極パターンでなる配線層や、インダクタンスやキャパシタンスを構成するリアクタンス機能層が設けられている。異なるセラミック層間に設けられた電極パターンは、適宜、セラミック層を貫通するビア配線を介して相互に接続されている。ビア配線による接続は、多層セラミック基板の厚さ方向にビア配線を連ねることで、３層以上に亘って行なう場合もある。また、ビア配線をサーマルビアとして、多層セラミック基板に実装される増幅器等の半導体から生じた熱を回路基板側へ伝熱するように用いる場合もある。【０００４】
このような多層セラミック基板においては、各種電子部品の小型化にともなって、限られた面積内に複数のビア配線を高密度で形成することが求められている。また、近年、回路設計における配線パターン等の高密度化によって配線幅の狭小化が進むと同時に、コプレーナ線路やグランドコプレーナ線路のように、ビア配線およびビア配線に接続した線路と隣接するグランド電極との距離をより狭小化することが求められている。【０００５】
多層セラミック基板は、電極や配線のパターンおよびビア配線が形成された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る。ビア配線は、セラミックグリーンシートにビアホールを形成し、導体ペーストを充填することによって形成される。このとき、ビアホールへの導体ペーストの確実な充填およびビア配線間の確実な接続を担保するために、導体ペーストは、ビアホールよりもすこし大きい領域に配置され、かつ、ビアホールの開口よりも高く充填される。このビアホールからはみ出た部分はパッドと呼ばれる。【０００６】
特許文献１はビア配線を高密度で形成するために、パッドを有しないビア配線を用いることを開示している。特許文献２は、２層以上にセラミックグリーンシートを積層した後、得られた積層体を貫通するビアホールを形成し、導体ペーストをビアホールに充填することで、層間にパッドを形成することなく積み重なったビア配線を形成することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１５９９１号公報
【特許文献２】特開平１１−７４６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明者の検討によれば、上述した従来の技術では新たな課題が生じ得ることが分かった。本願の、限定的ではない例示的なある実施形態は、高密度でビア配線を配置し得る多層セラミック基板およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の多層セラミック基板は、互いに積層された複数のセラミック層と、前記複数のセラミック層にそれぞれ設けられ、前記複数のセラミック層の積層方向につながったビアホールと、各ビアホールに充填された導電体を含むビア配線と、前記複数のセラミック層のうち少なくとも１つのセラミック層の上面上に位置し、前記ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体と、前記少なくとも１つのセラミック層の上面上における前記第１導体の外側に位置する第１部分と、前記第１導体と重なっており、内縁が前記第１導体の内縁よりも外側に位置する第２部分とを有する第２導体とを備え、前記第１導体の厚さは前記第２導体の厚さよりも大きい。【００１０】
本開示の他の多層セラミック基板は、セラミック焼結体と、前記セラミック焼結体の内部に位置するビア配線と、前記ビア配線の中心軸に対して略垂直な平面上に位置し、前記平面上において前記ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体と、前記平面上における前記第１導体の外側に位置する第１部分と、前記第１導体と重なっており、内縁が前記第１導体の内縁よりも外側に位置する第２部分とを有する第２導体とを備え、前記第１導体の厚さは前記第２導体の厚さよりも大きい。【００１１】
前記第２導体は前記第１導体の内縁よりも大きい開口を有し、前記開口の縁は、前記第１導体の外縁よりも内側に位置していてもよい。【００１２】
前記ビア配線は円柱状または切頭円錐形状を有していてもよい。【００１３】
前記第１導体は円環形状を有していてもよい。【００１４】
前記第２導体の第２部分は前記第１導体上に位置していてもよい。【００１５】
前記第２導体の第２部分は前記第１導体の下に位置していてもよい。【００１６】
前記第１導体の下面は、前記第２導体の第１部分の下面よりも下方に位置していてもよい。【００１７】
前記第２導体は、接地電極またはキャパシタの内部電極であってもよい。【００１８】
前記複数のセラミック層のそれぞれは、他のビアホールと、前記他のビアホール内に充填された導電体からなる他のビア配線とを有し、前記少なくとも１つのセラミック層において、前記他のビア配線は、前記第１導体に囲まれており、前記複数のセラミック層の前記他のビア配線は、互いに接続されていてもよい。【００１９】
本開示の第１の多層セラミック基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートにビアホールをそれぞれ形成する第１工程と、各セラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、前記ビアホールが前記導体ペーストで充填されたビア配線パターンを形成し、かつ、前記複数のセラミックグリーンシートのうち、少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面上に位置し、前記ビア配線パターンを囲む環状または部分環状の第１導体パターンとを形成する第２工程と、前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面上における前記第１導体の外側に位置する第１部分と、前記第１導体上において重なっており、内縁が前記第１導体の内縁よりも外側に位置する第２部分とを有し、前記第１導体パターンよりも小さい厚さを有する第２導体パターンを形成する第３工程と、複数のセラミックグリーンシートを積層し、前記ビア配線パターンを接続する第４工程とを包含する。【００２０】
本開示の第２の多層セラミック基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートにビアホールをそれぞれ形成する第１工程と、前記複数のセラミックグリーンシートのうち少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面上において、前記ビアホールを囲む第２導体パターンを形成する第２工程と、各セラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、前記ビアホールが前記導体ペーストで充填されたビア配線パターンを形成し、かつ、前記少なくとも１つのセラミックグリーンシートの上面上において、前記第２導体パターンの内縁を挟んで位置する前記第２導体パターンの一部分上および前記第２導体パターンの内縁より内側に位置する前記上面の一部分上に、前記第２導体パターンよりも大きい厚さを有し、前記ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体パターンとを形成する第３工程と、複数のセラミックグリーンシートを積層し、前記ビア配線パターンを接続する第４工程と
を包含する。【００２１】
前記第１または前記第２の多層セラミック基板の製造方法の前記第１工程において、前記ビアホールをレーザーまたは打ち抜き金型により形成し、前記ビアホールは円柱状または切頭円錐形状を有していてもよい。【００２２】
前記第１の多層セラミック基板の製造方法の前記第２工程と前記第３工程との間に、前記第１導体パターンの高さを低減させる第５工程をさらに包含していてもよい。【００２３】
前記第５工程は、前記第１導体パターンの一部を前記上面から前記セラミックグリーンシートの内部に埋没させてもよい。【００２４】
前記第１の多層セラミック基板の製造方法の前記第２工程において、ビア配線パターンと、第１導体パターンとは同じマスクを用いて印刷されてもよい。【００２５】
前記第２の多層セラミック基板の製造方法の前記第３工程において、ビア配線パターンと、第１導体パターンとは同じマスクを用いて印刷されてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本開示の一実施形態によれば、高密度でビア配線を配置し得る多層セラミック基板およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）および（ｂ）は多層セラミック基板の一実施形態を示す平面図および断面図である。
【図２】（ａ）から（ｅ）は多層セラミック基板の製造方法の実施形態を説明する工程断面図であり、（ｆ）から（ｈ）は、（ａ）から（ｃ）に示す工程に対応する平面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は多層セラミック基板の他の実施形態を示す平面図および断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は多層セラミック基板の他の実施形態を示す平面図および断面図である。
【図５】多層セラミック基板の他の実施形態を示す平面図である。
【図６】（ａ）から（ｄ）は多層セラミック基板の製造方法の他の実施形態を示す工程断面図である。
【図７】（ａ）から（ｅ）は、セラミックグリーンシート積層法による従来の多層セラミック基板の製造方法を説明する工程断面図である。
【図８】従来の多層セラミック基板に用いるセラミックグリーンシートの平面図である。
【図９】セラミックグリーンシート積層法による従来の多層セラミック基板の製造方法によるセラミックグリーンシートの他の例を示す断面図である。
【図１０】多層セラミック基板に用いるセラミックグリーンシートであって、パッドや電極の印刷ずれを説明するための平面図である。
【図１１】セラミックグリーンシート積層法で用いる導体ペーストの印刷による印刷滲みを説明するための平面図である。
【図１２】従来の多層セラミック基板のセラミックグリーンシートの積層状態を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本願発明者は、従来の多層セラミック基板において、短絡が発生する原因を詳細に検討した。図を用いて、従来の多層セラミック基板の製造方法を簡単に説明する。図７（ａ）〜（ｅ）はセラミックグリーンシート積層法による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図である。ビア配線を含むセラミックグリーンシートの断面を拡大して示し、セラミック層となる未焼結のセラミックグリーンシートが積層されるまでの工程を表している。
【００２９】
まず図７（ａ）に示すように、樹脂フィルム５００に支持されたセラミックグリーンシート３００ａ’にビアホール４００ａ’を形成する。セラミックグリーンシート３００ａ’はドクターブレード法等の周知の方法で作製され、ビアホール４００ａ’は打ち抜き金型で打ち抜いたり、レーザー加工によって形成される。
【００３０】
その後、印刷機を用いてビアホール４００ａ’に導体ペーストを充填し、本体パターン４０１ａ’およびパッドパターン４０２ａ’を有するビア配線パターン４０６ａ’を形成する。印刷用のマスク（図示せず）はビアホール４００ａと対応する位置でビアホール４００ａ’の径よりも大きい開口を有しているため、ビアホール４００ａ’に導体ペーストを充填した後には、図７（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート３００ａ’の表面に本体パターン４０１ａ’と接続されており開口に対応した大きさを有するパッドパターン４０２ａ’が形成される。
【００３１】
次いで印刷機を用いて本体パターン４０１ａ’、パッドパターン４０２ａ’を囲うように導体ペーストを印刷し、図７（ｃ）に示すように電極パターン４０７ａ’を形成する。ここで電極パターン４０７ａ’は、例えば、本体パターン４０１ａ’と電気的接続が無く、広がりを持って一面に形成された広面積のグランド用、あるいはキャパシタ用の電極パターンである。図８にセラミックグリーンシートの平面図を一例として示す。電極パターン４０７ａ’はパッドパターン４０２ａ’の形状に倣って、円形にくり抜かれた開口４１０’（図８参照）を有し、それによってビア配線パターン４０６ａ’の本体パターン４０１ａ’およびパッドパターン４０２ａ’と、電極パターン４０７ａ’の内縁４０７ａｕ’との間に所定の間隙（クリアランス）を確保している。導体ペーストが乾燥してから図７（ｄ）に示すように樹脂フィルム５００をセラミックグリーンシート３００ａ’から剥離する。
【００３２】
セラミックグリーンシート３００ａ’と同様に、ビアホール４００ｂ、ビア配線パターン４０６’を構成する本体パターン４０１ｂ’及びパッドパターン４０２ｂ’、表面３００ｂｕ’上の電極パターン４０７ｂ’を形成したセラミックグリーンシート３００ｂ’を作製し、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’をビア配線パターン４０６ａ’、４０６ｂ’が連なるように積み重ねて積層する。セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’に含まれるバインダが軟化する程度に加温し、積層方向に圧力をかけてセラミックグリーンシートを密着して図７（ｅ）に示すような成形体（積層体）とする。しかる後、積層体を焼成して複数のセラミック層が積み重なった多層セラミック基板とする。なお説明では２層のセラミックグリーンシートで多層セラミック基板を構成する場合を示したが、当然に３層以上で構成する場合もある。
【００３３】
図７（ａ）〜（ｅ）に示したように、ビアホール４００ａ’、４００ｂ’の中心とパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’の中心は理想的には一致する。しかし、セラミックグリーシートのたわみや、メタルマスク、スクリーンマスク等の位置調整ずれによって、ビア配線４０６ａ’、４０６ｂ’の本体パターン４０１ａ’、４０１ｂ’に対してパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’はセラミックグリーシートの面方向に位置ずれをもって形成され、また、電極パターン４０７ａ’、４０７ｂ’の印刷形成においても同様に位置ずれをもって形成される場合が多い。更に、印刷パターンの滲みによって、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’や電極パターン４０７ａ’、４０７ｂ’の縁部が所望の寸法よりも広がって形成されてしまう場合がある。グランド用、あるいはキャパシタ用として形成される電極パターン４０７ａ’、４０７ｂ’は広い面積に形成されるため、層剥離（デラミネーション）が生じるのを防ぐようにパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’よりも薄く形成される。電極パターン４０７ａ’、４０７ｂ’用の導体ペーストは薄い厚さで印刷可能なように低粘度に調整されていて、印刷時に滲み易く、滲む量もパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’よりも大きくなる傾向がある。従って、ビア配線パターン４０６ａ’、４０６ｂ’を構成する本体パターン４０１ａ’、４０１ｂ’およびパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’と、電極パターン４０７ａ’、４０７ｂ’とが電気的に接続しないように、予め印刷ずれや滲みを考慮してクリアランスを設定する必要がある。
【００３４】
また、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’を積層する際には、重ね合わせ精度に応じたセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’間のずれ（積層ずれ）が生じる場合がある。セラミックグリーンシート３００ａ’のビア配線パターン４０６ａ’とセラミックグリーンシート３００ｂ’の電極パターン４０７ｂ’とが、重ね合わせで接続しないように、クリアランスの大きさは積層ずれ量も考慮して決定しなければならない。従って、ビア配線を高密度で形成するには、クリアランスを小さくする必要があり、クリアランスに影響する上述した位置ずれ、印刷滲み、積層ずれ等を小さくすることが重要である。
【００３５】
特許文献１ではビア配線を高密度で形成する手段として、パッドを形成しない構成を開示している。図９に示すように、セラミックグリーンシート６００’の表面に配置された樹脂フィルム５００を介してビアホールを形成し、樹脂フィルム５００側から導体ペーストをビアホールに充填して本体パターン６０１’およびパッドパターン６０２’を含むビア配線パターン６０６’を形成する。充填後、前記樹脂フィルム５００をセラミックグリーンシート６００’から剥離してパッドパターン６０２’が樹脂フィルム５００とともに除かれる。パッドパターン６０２’はビア配線間の接続のための補助的な役割を担うが、パッドを除くことで、その分、ビア配線パターン６０６’の本体パターン６０１’を近接させて密に配置することが可能となる。
【００３６】
また特許文献２には、２層以上にセラミックグリーンシートを積層した後、得られた積層体を貫通するビアホールを形成し、導体ペーストを前記ビアホールに充填することで、層間にパッドを形成すること無く積み重なったビア配線を形成することが開示されている。この方法によれば、積層したセラミックグリーンシート間のビアホールの位置ずれを低減することができる。
【００３７】
しかしながら特許文献１のように、パッドに相当する部分を樹脂フィルムとともに取り除く場合、その分、廃棄し無駄になる導体ペーストが多くなる問題がある。樹脂フィルムに付着した乾燥後の導体ペーストを回収し、再利用することは可能だがコストの増加は免れない。また樹脂フィルムをセラミックグリーンシートから除去する際に、ビア配線の導体が樹脂フィルム側の押しピン状の導体側にとられ易く、ビア配線の表面側が窪んで形成されて、ビア配線間の接続が困難となる場合がある。また、ビア配線の周囲に前述の電極のような電極パターンを設けることについては記載が無く、当然に、セラミックグリーンシートの積層ずれによって、ビア配線と電極パターンとが短絡するという問題については認識されていない。
【００３８】
また特許文献２のように、セラミックグリーンシートを重ねて積層体とした後、ビアホールを形成する場合は、積み重ね数が多くなるほど、ビアホールの形成や導体ペーストの充填が困難となる。また、積層体の内層に形成された電極パターンの位置関係が確認できないため、セラミックグリーンシートの積層ずれによって、電極パターンが形成された領域にビアホールが形成されて、ビア配線と電極パターンとの短絡が生じる場合もある。
【００３９】
このような点に鑑み、本願発明者は、高密度でビア配線を配置し得る新規な多層セラミック基板およびその製造方法を想到した。以下、図面を参照しながら、本開示の多層セラミック基板およびその製造方法の実施形態を説明する。以下の説明では、特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。それらの用語は、参照した図面における相対的な方向や位置を、分かり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向や位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。また、図面が示す構成要素の大きさや位置関係等は、分かり易さのため、誇張されている場合があり、実際の多層セラミック基板における大きさ、あるいは、実際の多層セラミック基板における構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。特に電極、電極パターン等は、分かりやすさのため、実際の厚さよりも厚く図示されている場合がある。
【００４０】
図１（ａ）および（ｂ）は本実施形態の多層セラミック基板の平面図および断面図である。図２は本実施形態の多層セラミック基板の製造方法を説明するための工程断面図である。本実施形態の多層セラミック基板は、例えば、従来の多層セラミック基板と同様のセラミックグリーンシート積層法の製造プロセスによって製造することができる。
【００４１】
多層セラミック基板１０１は、互いに積層されたセラミック層３００ａ、３００ｂと、セラミック層３００ａ、３００ｂにそれぞれ設けられたビアホール４００ａ、４００ｂと、ビア配線４０６ａ、４０６ｂと、第１導体４０４ａ、４０４ｂと、第２導体４０３ａ、４０３ｂとを備える。以下の実施形態では、多層セラミック基板１００は、２つのグリーンシートを積層し、焼結することによって形成されるセラミック層３００ａ、３００ｂを備える例を示すが、多層セラミック基板１０１は３以上のグリーンシートから形成されていてもよい。
【００４２】
また、本実施形態の多層セラミック基板１０１の１つの特徴であるビア配線４０６ａ、４０６ｂ近傍の構造を中心に説明するが、本実施形態の多層セラミック基板１０１は、他の電極、配線、ビア配線等によってキャパシタ、抵抗、インダクタ等の種々の受動部品、これら受動部品間を接続する配線、能動部品を接続するパッド、放熱用導電体等、種々の他の構成を備えていてもよい。
【００４３】
セラミック層３００ａ、３００ｂは、セラミック焼結体３００を構成している。前述したように、セラミック焼結体３００は、本実施形態では、２つのセラミックグリーンシートに対応するセラミック層３００ａ、３００ｂを含んでいるが、一般的には、２以上数十以下のセラミック層を含む。セラミック焼結体３００は、ビアホール４００ａ、４００ｂおよびビア配線４０６ａ、４０６ｂが設けられていないセラミック層を含んでいてもよい。セラミック焼結体３００に含まれる複数のセラミック層は、明確な境界を有していない場合もある。この場合、セラミックグリーンシートの上面に形成される電極の底面の位置によって、電極を挟む２つのセラミック層の境界を定義してもよい。
【００４４】
セラミック層３００ａ、３００ｂには、それぞれビアホール４００ａ、４００ｂが設けられ、複数のセラミック層３００ａ、３００ｂの積層方向につながっている。積層方向はセラミック層３００ａ、３００ｂの上面に垂直である。ビアホール４００ａ、４００ｂは、セラミック層３００ａ、３００ｂの上面３００ａｕ、３００ｂｕおよび下面３００ａｄ、３００ｂｄにおける開口の大きさが等しくてもよいし、異なっていてもよい。つまり、ビアホール４００ａ、４００ｂは柱形状を有していてもよし、切接頭錐（錐台）形状を有していてもよい。開口は円であってもよいし多角形等であってもよい。セラミック層３００ａ、３００ｂには、複数のビアホールが設けられていてもよい。この場合、少なくとも１つのビアホールが本実施形態の構造を備えていればよく、他のビアホールは本実施形態の構造を備えていてなくてもよい。
【００４５】
ビア配線４０６ａ、４０６ｂは、セラミック焼結体３００の内部に位置しており、少なくともビアホール４００ａ、４００ｂに充填された導電体からなる本体４０１ａ、４０１ｂを含む。本実施形態では、ビア配線４０６ａ、４０６ｂは、さらにパッド４０２ａ、４０２ｂを含んでいる。パッド４０２ａ、４０２ｂも導電体からなる。つまり、ビア配線４０６ａ、４０６ｂは導電体である。パッド４０２ａ、４０２ｂはセラミック層３００ａ、３００ｂの上面３００ａｕ、３００ｂｕにそれぞれ位置しており、本体４０１ａ、４０１ｂとそれぞれ接続されている。セラミック層３００ａ、３００ｂの上面視において、パッド４０２ａ、４０２ｂの直径は、ビアホール４００ａ、４００ｂの直径よりも大きくてもよいし、同じであってもよい。つまり、パッド４０２ａ、４０２ｂの鍔はなくてもよい。また、ビア配線４０６ａ、４０６ｂはパッド４０２ａ、４０２ｂを有していなくてもよい。
【００４６】
ビア配線４０６ａ、４０６ｂの本体４０１ａ、４０１ｂの形状は、ビアホール４００ａ、４００ｂの形状を反映する。つまり、ビア配線４０６ａ、４０６ｂの本体４０１ａ、４０１ｂは、柱形状を有していてもよし、切接頭錐（錐台）形状を有していてもよい。具体的には、円柱または切頭円錐（円錐台）形状を有していてもよい。
【００４７】
パッド４０２ａ、４０２ｂは、多層セラミック基板１０１の作製時に、セラミックグリーンシートに形成されたビアホールへ導体ペーストをより確実に充填するために設けられる。また、セラミックグリーンシートを積層する際に、位置ずれを許容しつつ、より確実にビアホールに充填された導体ペースト間の接続を行う。
【００４８】
第１導体４０４ａ、４０４ｂは、セラミック層３００ａ、３００ｂの上面３００ａｕ、３００ｂｕ上に位置し、ビア配線４０６ａ、４０６ｂを囲む環状（ring）または部分環状（partial ring）形状を有する。環状とは、途切れた部分がなく、上面３００ａｕ、３００ｂｕ上においてビア配線４０６ａ、４０６ｂを囲んでおり、部分環状とは、上面３００ａｕ、３００ｂｕ上においてビア配線４０６ａ、４０６ｂを囲んでいるが、途切れた部分があることをいう。環状および部分環状は円であってもよいし、多角形あるいは多角形以外の形状であってもよい。セラミック層３００ａ、３００ｂ間の境界が明瞭でない場合には、第１導体４０４ａ、４０４ｂは、ビア配線４０６ａ、４０６ｂの中心軸に対して略垂直なある平面上に位置していると定義することができる。略垂直とは、例えば、９０°±１０°の角度範囲内をいう。
【００４９】
第２導体４０３ａ、４０３ｂは、セラミック層３００ａ、３００ｂの上面３００ａｕ、３００ｂｕ、あるいは、前述した定義による平面における第１導体４０４ａ、４０４ｂの外側に位置する第１部分４０３ａ１、４０３ｂ１と、第１導体４０４ａ、４０４ｂと重なっており、内縁４０３ａｉ、４０３ｂｉが第１導体４０４ａ、４０４ｂの内縁４０４ａｉ、４０４ｂｉよりも外側に位置する第２部分４０３ａ２、４０３ｂ２とを有する。内縁４０３ａｉ、４０３ｂｉは、第２導体４０３ａ、４０３ｂの開口４１０ａ、４１０ｂを規定している。言い換えると第２導体４０３ａ、４０３ｂは、第１導体４０４ａ、４０４ｂの内縁４０４ａｉ、４０４ｂｉよりも大きい開口４１０ａ、４１０ｂを有し、開口４１０ａ、４１０ｂの内縁４０３ａｉ、４０３ｂｉは、第１導体４０４ａ、４０４ｂの外縁よりも内側に位置している。
【００５０】
第２導体４０３ａ、４０３ｂは、配線に比べて広い面積を有する導体層である。第２導体４０３ａ、４０３ｂの厚さは、第１導体４０４ａ、４０４ｂの厚さよりも小さい。言い換えると、第１導体４０４ａ、４０４ｂの厚さは第２導体４０３ａ、４０３ｂの厚さよりも大きい。
【００５１】
第２導体４０３ａ、４０３ｂは、従来の多層セラミック基板における接地電極、シールド電極、キャパシタの内部電極等に相当する電極４０７ａ、４０７ｂを構成する。第２導体４０３ａ、４０３ｂはベタ電極とも呼ばれる。電極４０７ａ、４０７ｂは本実施形態では、セラミック層３００ａ、３００ｂの上面３００ａｕ、３００ｂｕにそれぞれ形成されているが、複数のセラミック層のうち、少なくとも１つのセラミック層の上面に形成されていればよい。また、特に、第２導体４０３ａ、４０３ｂの第２部分４０３ａ２、４０３ｂ２の形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００５２】
セラミック層３００ａ、３００ｂ、ビア配線４０６ａ、４０６ｂ、第１導体４０４ａ、４０４ｂおよび第２導体４０３ａ、４０３ｂは、ＬＴＣＣ基板あるいはＨＴＣＣ基板など多層セラミック基板に用いられる一般的な材料を用いて構成されている。第２導体４０３ａ、４０３ｂの材料は、第１導体４０４ａ、４０４ｂの材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００５３】
前述の通り、従来の多層セラミック基板において、ビア配線の高密度配置を阻害する要因としては、積層ずれ、印刷ずれ、印刷滲みが上げられる。以下この点について更に説明する。表１に、セラミックグリーンシート積層法によって生じるセラミックグリーンシート積層ずれや、パッド、電極の印刷ずれ、印刷滲みの最大量を示す記号をまとめる。以下に示すずれ量は、セラミック層の積層方向からみた、つまり、上面視における値を示す。
【００５４】
【表１】
2017069093.tif 000003
【００５５】
セラミックグリーンシートの積層ずれは、隣接するセラミックグリーンシートにおいて、それぞれに設けられた互いに接続すべきビアホールの中心間のずれ量であって、工程中に生じ得るその最大量をＳｚとして定義する。ビアホールの中心がビア配線の中心となる。
【００５６】
パッドの印刷ずれは、重ねて形成されるべきビアホールの中心とパッドの中心とのずれ量であって、工程中に生じ得るその最大量をＰｚとして定義する。また電極の印刷ずれは、ビアホールの中心と、前記ビアホールと重複しないように電極に形成された開口の中心とのずれ量であって、工程中に生じ得るその最大量をＲｚとして定義する。
【００５７】
図１０は、多層セラミック基に用いるセラミックグリーンシートであって、パッドや電極の印刷ずれを説明するための平面図である。ビアホールの中心を基準として、図中ｘ方向にパッド４０２ａの中心が−Ｐｚだけずれていて、電極４０７ａの開口の中心が＋Ｒｚだけずれている例を示している。パッド４０２ａの印刷ずれにより、その下部に位置するビア配線の本体４０１ａの一部が表面に現われた状態を示している。ビアホール、パッド、および電極は、それぞれの形成の容易さ等から上面視において円形状を有する。このため、以降の説明では、それぞれの上面視における形状を円形として説明する。
【００５８】
図１１を参照して印刷滲みの定義を説明する。スクリーン印刷に用いるマスクは、被印刷対象物となるセラミックグリーンシートに形成するパッドや電極のパターンに対応して、適宜メッシュの隙間に乳剤を充填して隙間を閉塞している。また、ステンレスの薄板に前記パターンに対応した開口を設けたメタルマスクを用いる場合もある。例えば、パッド４０２ａの印刷形成において、その外縁は理想的にはスクリーンマスクに形成されたメッシュの隙間が乳剤で充填されていない部分（マスク開部）、あるいはメタルマスクの開口の縁と一致する。そこで印刷滲みを、スクリーンマスクのマスク開部で定まるパッド４０２ａの外縁から突出する部分とし、工程中に生じ得るその最大量をＰｎとして定義する。また電極の内縁は、電極に形成された開口に対応するスクリーンマスクに形成されたメッシュの隙間が乳剤で充填された部分（マスク閉部）の縁と一致する。そこで印刷滲みをスクリーンマスクのマスク閉部で定まる電極の開口の内縁から突出する部分とし、工程中に生じ得るその最大量をＲｎとして定義する。
【００５９】
セラミックグリーンシート積層法において、工程中において生じる積層ずれ、印刷ずれ、印刷滲みについては、一般的に、積層ずれＳｚは印刷ずれＰｚ、Ｒｚよりも大きくなりやすいこと（Ｓｚ＞Ｐｚ、Ｓｚ＞Ｒｚ）、パッドの印刷ずれＰｚと、電極の印刷ずれＲｚは略等しい（Ｐｚ≒Ｒｚ）ことが知られている。また、パッドよりも相対的に薄く形成される電極の印刷滲みＲｎはパッドの印刷滲みＰｎよりも大きくなりやすい（Ｒｎ＞Ｐｎ）。上述したように、薄い電極を形成するための導体ペーストは、厚い電極を形成するための導体ペーストに比べて、小さな粘度を有するからである。
【００６０】
図８に示すように、従来のセラミックグリーンシート積層体において、パッド４０２ａ’の縁と電極４０７ａ’の内縁４０７ａｕ’とが電気的に接続しないようにするには、その間隔ｗ１は、それぞれの印刷ずれ、印刷滲みの総和よりも大きく設定しなければならない（ｗ１＞Ｐｚ＋Ｐｎ＋Ｒｚ＋Ｒｎ）。従って、パッド４０２ａ’の外形寸法を極力小さく構成するのが好ましい。より好ましくはパッドの外縁とビアホールの外縁が一致する状態である。複数のビア配線４０６ａ’を高密度で配置するように、パッド４０２ａ’の外形寸法を小さくする程に、パッド４０２ａ’の印刷ずれによってビア配線パターン４０６ａの本体パターン４０１ａ’がセラミックグリーンシートの表面に現われる状態が生じ易くなって、パッド４０２ａ’によるビア配線間の接続機能が期待できない場合がある。その為、ビア配線同士による接続が可能なように、ビアホールの直径で定まるビア配線パターンの本体パターンの直径Ｄは、積層ずれＳｚよりも大きい（Ｄ＞Ｓｚ）ことが必要となる。
【００６１】
ここでビア配線の形状は円柱状または切頭円錐形状であるのが好ましいが、切頭円錐形状である場合の隣り合うビア配線を接続するための条件は、ビア配線の小径側（直径Ｄｓ）と大径側（直径Ｄｌ）を接続する場合は、小径側直径Ｄｓと大径側直径Ｄｌの和の１／２が積層ずれＳｚよりも大きい（（Ｄｓ＋Ｄｌ）／２＞Ｓｚ）ことが必要となる。また、ビア配線の小径側（直径Ｄｓ）と小径側（直径Ｄｓ）を接続する場合は、小径側直径Ｄｓが積層ずれＳｚよりも大きい（Ｄｓ＞Ｓｚ）ことが必要となり、ビア配線の大径側（直径Ｄｌ）と大径側（直径Ｄｌ）を接続する場合は、大径側直径Ｄｌが積層ずれＳｚよりも大きい（Ｄｌ＞Ｓｚ）ことが必要となる。以降、説明を簡単にするためビア配線は円柱状を有するとして説明を進める。
【００６２】
図１２は、パッド、電極に積層ずれ、印刷ずれが生じたセラミックグリーンシートを用いた場合の従来の積層体の断面図である。図示するように、セラミックグリーンシート３００ａ’に形成されたビア配線パターンの本体パターン４０１ａ’と、グリーンシート３００ｂ’に形成された電極４０７ｂ’が短絡しないために必ず隙間が生じるようにするには、ビア配線パターンの本体パターン４０１ｂ’の外縁と電極４０７ｂ’の内縁との間隔ｗ２を、積層ずれＳｚ、電極４０７ｂ’の印刷ずれＲｚ、印刷滲みＲｎの総和よりも大きくなければならない（ｗ２＞Ｓｚ＋Ｒｚ＋Ｒｎ）。パッド４０２ｂ’の縁と電極４０７ｂ’の内縁とが電気的に接続しない条件は、図８を参照して説明した通りである。
【００６３】
したがって、上記の前提条件下では、同じセラミックグリーンシートに形成されたパッドと電極とが短絡せず、異なるセラミックグリーンシートに形成されたビア配線と電極とが短絡しないためには、単純には以下の条件を満足するように構造設計を行なえばよい。
ｗ１＞Ｐｚ＋Ｐｎ＋Ｒｚ＋Ｒｎ
ｗ２＞Ｓｚ＋Ｒｚ＋Ｒｎ
ｗ１≦ｗ２
ｗ１：パッドの縁と電極の縁との間隔、ｗ２：ビア配線の外縁から電極の内縁との間隔、Ｓｚ：セラミックグリーンシート積層ずれ、Ｐｚ：パッドの印刷ずれ、Ｐｎ：パッドの印刷滲み、Ｒｚ：電極の印刷ずれ、Ｒｎ：電極の印刷滲み
【００６４】
本発明者は、多層セラミック基板におけるビア配線の高密度配置を鋭意検討する中で、このような構造設計の基本条件を鑑みて、電極はパッドと比べて印刷ずれは同等であるものの、印刷滲みが大きいという点に着目した。電極を厚く形成し、好ましくは、電極の厚さをパッドと同程度とすれば、導体ペーストの粘度も同程度のものを使用することができ、電極の印刷滲みＲｎをパッドの印刷滲みＰｎ程度に低減することができる。
【００６５】
また、電極の厚さを厚くすることで、電極とパッドとを一緒に印刷し形成することができる。これにより、電極とパッドとの印刷ずれは生じず、常に一定の間隔ｗ１が確保される。したがって、間隔ｗ１はパッドの印刷滲みＰｎと電極の印刷滲みＲｎだけを考慮して決定すればよい。
つまり、
ｗ１＞Ｐｚ＋Ｒｚ
を満たせばよい。
【００６６】
しかしながら、電極を厚く形成すると、セラミック層の剥離（デラミネーション）が生じやすくなる。そこで、電極のビア配線を囲む近傍部分を厚く形成し、他の部分を相対的に薄く形成し、パッド厚く形成する構造とすることで、層剥離の発生を抑えながら、パッドの縁と電極の縁との間隔ｗ１や、ビア配線の外縁から電極の内縁との間隔ｗ２を、Ｒｎ（電極の印刷滲み）−  Ｐｎ（パッドの印刷滲み）の分だけ小さくでき、間隔ｗ１、ｗ２を小さくできる分だけ、ビア配線を高密度に配置することが可能となることを見出した。
【００６７】
次に、このような構成を有する多層セラミック基板の製造方法について説明する。図２（ａ）および（ｆ）に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂フィルム５００に支持された、厚さが例えば２０〜２００μｍのセラミックグリーンシート３００ａ’を準備する（第１工程）。セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’、は焼成後に多層セラミック基板を構成するセラミック層３００ａ、３００ｂとなる。セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’、は、例えば、低温焼結可能なセラミック材料（ＬＴＣＣ：Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）を用いて、ドクターブレード法等の公知のシート成形方法によって形成される。セラミック層を構成する材料としては、例えばセルシアン系、コーディエライト系、アルミナ−コーディエライト系、アルミナ‐アノーサイト系のセラミック材料が挙げられる。セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’、は、例えば上記セラミック材料を構成する元素の酸化物粉末を、ポリビニルブチラール樹脂等からなる有機バインダや、ジブチルフタレート等の可塑剤中に分散させたスラリーをシート状に成形することによって得られる。酸化物粉末を混合して仮焼、粉砕した粉砕粉とガラス粉末に有機バインダ、可塑剤を加えて作製したスラリーを用いてセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’、を作製してもよい。
【００６８】
セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’にはビアホール４００ａ’、４００ｂ’が形成されている。ビアホール４００ａ’、４００ｂ’の形成には、例えば複数の打ち抜きピンを備える打ち抜き金型を用いてもよい。セラミック層３００ａ’、３００ｂ’ごとに、ビアホールの孔径や形成位置が異なる場合には、レーザー加工によってビアホール４００ａ’、４００ｂ’形成してもよい。レーザー加工によって形成したビアホール４００ａ’、４００ｂ’は、レーザーの出力強度によって、円柱形状を有してもよい。切頭円錐形状を有していてもよい。金型による打ち抜きではビアホールは円柱形状を有することが一般的である。図２（ａ）では、ビアホール４００ａ’、４００ｂ’に対応した貫通孔が樹脂フィルム５００にも形成されているが、樹脂フィルム５００には貫通孔は生じていなくてもよい。あるいは、ビアホール４００ａ’、４００ｂ’に対応した凹部が樹脂フィルム５００に形成されていてもよい。
【００６９】
次いで印刷機にセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’とスクリーンマスクをセットし、スキージを用いて図２（ｂ）および（ｇ）に示すように、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’に形成されたビアホール４００ａ’、４００ｂ’に印刷によって導体ペーストを充填し、ビア配線４０６ａ’、４０６ｂ’の本体パターン４０１ａ’、４０１ｂ’を形成する。また、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’の上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’上に本体パターン４０１ａ’、４０１ｂ’と連続するパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’と、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’を囲うように第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’を形成する（第２工程）。導体ペーストは、例えば銀ペースト、銅ペースト、銀−パラジウムペースト等、導電体が樹脂等に分散した公知のものを用いることができる。図２（ｂ）では、樹脂フィルム５００の貫通孔にも導体ペーストが充填されているが、樹脂フィルム５００の貫通孔には導体ペーストが充填されていなくてもよい。本体パターン４０１ａ’、４０１ｂ’およびパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’によって、ビア配線パターン４０６ａ’、４０６ｂ’が構成される。
【００７０】
スクリーンマスクは、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’および第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’を規定する開口を有しているため、スクリーン印刷を一度行なうだけでパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’および第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’の形成を同時に行なうことができる。第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’は、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’の周囲に位置し、所定の間隙（クリアランス）をもって形成される。一度の印刷で形成されるので、第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’に対するパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’の位置ずれは生じない。第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’とパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’とは略同じ厚さで形成される。スクリーン印刷において所定の電極パターンを形成する場合に、印刷の厚さが厚いと電極パターンのエッジ部分が明瞭に形成されて印刷滲みを小さくすることができる。第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’およびパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’の印刷時の厚さは１４μｍ以上であるのが好ましい。
【００７１】
次にスクリーンマスクを交換してセットし、スキージを用いてセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’の上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’に導体ペーストを印刷することによって、図２（ｃ）および（ｈ）に示すように、第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’を形成する（第３工程）。第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’は、上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’において第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’の外側に位置する第１部分４０３ａ１’、４０３ｂ１’と、第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’と重なる第２部分４０３ａ２’、４０３ｂ２’を有する。第２部分４０３ａ２’、４０３ｂ２’は、第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’上に位置している。また、第２部分４０３ａ２’、４０３ｂ２’の内縁４０３ａｉ’、４０３ｂｉ’は第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’の内縁４０４ａｉ’、４０４ｂｉ’よりも外側に位置している。
【００７２】
第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’も、銀ペースト、銅ペースト、銀−パラジウムペースト等の公知の導体ペーストを用いて形成することができる。
【００７３】
第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’の厚さは、第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’の厚さよりも小さい。例えば、第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’の厚さは１０μｍ以下である。第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’と同時にキャパシタ用の電極パターン等配線や受動部品用の他の導体パターンを形成してもよい。
【００７４】
図２（ｄ）に示すように、ビア配線パターン４０６ａ’、４０６ｂ’を構成する本体パターン４０１ａ’、４０１ｂ’及びパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’と、第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’と、第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’とが形成されたセラミックグリーンシート３００ａ、３００ｂから、樹脂フィルム５００を剥離する。なお、樹脂フィルムの剥離はセラミックグリーンシートを積層し圧着した後に行なう場合もある。
【００７５】
図２（ｅ）に示すように、複数のセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’を積層し、異なるセラミックグリーンシート間のビア配線パターンを接続する（第４工程）。プレス機械にセラミックグリーンシート３００ｂ’を粘着シートで固定し、ビア配線パターン４０６ａ’、４０６ｂ’どうしが重なるようにセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’を配置して上下方向に圧力を加える。この工程ではバインダが軟化する温度、例えば３０〜９０℃において、１〜１０ＭＰａの圧力を印加した状態で１０〜１００秒間保持する。これによりセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’を圧着し、グリーンシート積層体を得る。第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’の厚さを小さくすることで、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’の積層において、層間の密着性を高め、低い圧着力で積層体を作製しても層剥離（デラミネーション）が生じるのを防ぐことができる。また積層時の圧着力が小さいほど、積層ずれやセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’の変形が低減され、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’が破れたり、ビア配線パターン４０６ａ’、４０６ｂ’が断線したりするのを防ぐことができる。
【００７６】
その後、上記した積層体を焼成する（焼結工程）。この焼成は導体ペーストの種類にもよるが、例えば大気中やＮ2雰囲気中で、８００℃〜１０００℃の温度で３０分〜１０時間程度保持して行なわれる。これにより、グリーンシート積層体からセラミック焼結体が形成される。また、導体ペーストを用いて形成された本体パターンおよびパッドパターンが、導電体からなるビア配線となる。さらに導体ペーストを用いて形成された第１導体パターンおよび第２導体パターンから、第１導体および第２導体が形成される。よって、図１に示す多層セラミック基板１０１が得られる。
【００７７】
一例として、表２に工程中に生じる積層ずれＳｚ、パッドの印刷ずれＰｚ、印刷滲みＰｎ、第１導体の印刷ずれＱｚ、印刷滲みＱｎ、第２導体の印刷ずれＲｚ’、印刷滲みＲｎ’の最大値を示す。従来と同じ前述のセラミックグリーンシート積層法により作製されるので、本発明における積層ずれＳｚ、パッドの印刷ずれＰｚおよび印刷滲みＰｎの最大値は従来と同じであり、第２導体の印刷ずれＲｚ’、印刷滲みＲｎ’は、従来の電極の印刷ずれＲｚ、印刷滲みＲｎと同じである。また、第１導体の印刷ずれＱｚはパッドや第２導体の印刷ずれと同じであり、印刷滲みＱｎは第２導体の印刷滲みＲｎ’よりも小さくなる。表２では第１導体の厚さをパッドと同じとした場合の印刷滲みＱｎを示している。
【００７８】
第１導体の厚さをパッドと同程度とすることで印刷滲みも同程度とすることができることから、パッドの縁と電極の縁との間隔ｗ１や、ビア配線の外縁から電極の内縁との間隔ｗ２を、電極の印刷滲みＲｎと第１導体の印刷滲みＱｎの差の分、従来よりも低減することができる。
【００７９】
【表２】
2017069093.tif 000004
【００８０】
具体的には、パッド４０２ａ、４０２ｂの縁と電極４０７ａ、４０７ｂ（第１導体４０４ａ、４０４ｂ）の縁との間隔ｗ１は従来が７０μｍ（Ｐｚ＋Ｐｎ＋Ｒｚ＋Ｒｎ）であるのに対して、６０μｍ（Ｐｚ＋Ｐｎ＋Ｑｚ＋Ｑｎ）となる。また間隔ｗ２は従来９０μｍ（Ｓｚ＋Ｒｚ＋Ｒｎ）であるのに対して、８０μｍ（Ｓｚ＋Ｑｚ＋Ｑｎ）となる。つまり、ｗ１およびｗ２をそれぞれ１０μｍ低減することができる。第２導体４０３ａ、４０３ｂと電気的に接続する第１導体４０４ａ、４０４ｂをビア配線４０６ａ、４０６ｂに近づけて形成することができるため、隣り合うビア配線４０６ａ、４０６ｂの間隔も狭めることができて相対的に高密度な配置が可能となる。
【００８１】
このように本実施形態の多層セラミック基板によれば、ビア配線の周囲に形成する接地電極、シールド電極、キャパシタ用の内部電極等の電極を、ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体と、第１導体と重なるが、第１導体よりも内側には位置せず、かつ、第１導体の外側に広がる第２導体によって構成する。また、第１導体の厚さを第２導体の厚さよりも大きくする。導体の厚さが大きくなれば、導体を形成する導体ペーストの粘度を大きくすることができるため、電極のパターンを印刷によってグリーンシート上に形成する際、電極のパターンのビア配線側の開口における印刷滲みを小さくすることができる。よって、ビア配線と電極との間隙を小さくすることが可能となり、より高密度でビア配線を配置することが可能となる。
【００８２】
本実施形態の多層セラミック基板および多層セラミック基板の製造方法には種々の改変が可能である。図３に本開示の多層セラミック基板の他の態様を示す。図３（ａ）および（ｂ）は多層セラミック基板１０２の平面図および断面図である。多層セラミック基板１０２において、第２導体４０３ａ、４０３ｂの第２部分４０３ａ２、４０３ｂ２は第１導体４０４ａ、４０４ｂの下に位置している。図３およびこれ以降の他の態様を示す図において、２つのセラミック層に形成する第１導体および第２導体の形状は同じであるが、上記実施形態で説明したように、２つのセラミック層に形成する第１導体および第２導体の形状は異なっていてもよい。また、多層セラミック基板１０２において、すくなとも１つのセラミック層上に第１導体および第２導体が形成されていればよい。なお、図１と共通する部位には、図１と同様の符号をつけている。
【００８３】
多層セラミック基板１０２は、例えば、以下の方法によって製造できる。まず、複数のセラミックグリーンシートにビアホールをそれぞれ形成する（第１工程）。その後、各セラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、各セラミックグリーンシートの上面上において、ビアホールを囲む第２導体パターンを形成する（第２工程）。
【００８４】
次に、各セラミックグリーンシートの上面に導体ペーストを印刷することによって、ビアホールが導体ペーストで充填されたビア配線パターンと、第２導体パターンの内縁を挟んで位置する第２導体パターンの一部分上および第２導体パターンの内縁より内側に位置する上面の一部分上に、第２導体パターンよりも大きい厚さを有し、ビア配線を囲む環状または部分環状の第１導体パターンとを形成する（第３工程）。
【００８５】
その後、複数のセラミックグリーンシートを積層し、ビア配線パターンを接続し、積層体を得る（第４工程）。最後に積層体を焼結させることによって、多層セラミック基板を得る。この様な製造方法であっても同様に、ビア配線の高密度化の効果を得ることができる。
【００８６】
図４は、本開示の多層セラミック基板のさらに他の形態を示す。図４（ａ）および（ｂ）は多層セラミック基板１０３の平面図および断面図である。多層セラミック基板１０３は、セラミック層３００ａ、３００ｂの上面３００ａｕ、３００ｂｕにおいて、パッド４０２ａ、４０２ｂに接続された第３導体４０５ａ、４０５ｂを有する。第３導体４０５ａ、４０５ｂは短冊形状を有し、信号経路や電源線路となる配線、インダクタンスを形成する電極等である。セラミック層３００ａ、３００ｂの上面３００ａｕ、３００ｂｕにおいて、接地電極あるいはシールド電極として機能する電極４０７ａ、４０７ｂは、第３導体４０５ａ、４０５ｂが形成された領域を除き、かつ、第３導体４０５ａ、４０５ｂと所定の間隙を有して配置される。このため、第１導体４０４ａは完全な環状ではなく、部分環状形状を有する。具体的には、Ｃ字形状を有する。この様な形態であっても同様に、ビア配線の高密度化の効果を得ることができる。なお、図１と共通する部位には、図１と同様の符号をつけている。
【００８７】
図５は、本開示の多層セラミック基板のさらに他の態様を示す平面図である。図５に示す多層セラミック基板１０４において、第１導体４０４ａは、３つのビア配線４０６ａを囲む略３角形の形状を有している。第２導体４０３ａも第１導体４０４ａの形状に合わせた開口を有しており、３つのビア配線４０６ａの間には第１導体４０４ａも第２導体４０３ａも位置していない。この様な形態によれば、ビア配線４０６ａ間をより近接して配置することができ、ビア配線の高密度化の効果を得ることができる。なお、多層セラミック基板１０４では、３つのビア配線４０６ａが第１導体４０４ａで囲まれているがビア配線の数は３つに限定されず、２つ以上のビア配線４０６ａを第１導体４０４ａで囲み、ビア配線４０１ａの間には第１導体４０４ａも第２導体４０３ａも形成しない態様であれば同様の効果を得ることができる。
【００８８】
図６（ａ）から（ｄ）は、本開示の多層セラミック基板の他の製造方法を示す工程断面図である。図６（ａ）および（ｂ）に示すように、樹脂フィルム５００に支持されたセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’にビアホール４００ａ’、４００ｂ’を形成した後（第１工程）、上述したようにビアホール４００ａ’、４００ｂ’に導体ペーストを充填し、本体パターン４０１ａ’、４０１ｂ’を形成する。さらに、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’の上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’上に本体パターン４０１ａ’、４０１ｂ’と連続するパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’と、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’を囲うように第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’を形成する（第２工程）。
【００８９】
次に図６（ｃ）に示すように、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’および第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’について、上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’からの高さｈを低減させる（第５工程）。例えば、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’および第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’に例えば板などを用いて圧力を加え、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’および第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’の一部をセラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’内に埋没させ、高さをｈ’（ｈ’＜ｈ）にする。例えば、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’および第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’の上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’から突出した高さｈ’と、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’内に埋没した部分の深さｄ’の比ｈ’：ｄ’の値は、１／３以上１以下（１：１から１：３の範囲）である。加える圧力は、例えば、セラミックグリーンシートを積層し、仮圧着させる場合に用いる圧力よりも小さい圧力を用いることができる。
【００９０】
あるいは、上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’のパッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’および第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’以外の領域に、セラミックグリーンシート３００ａ’と同じ材料のスラリーを印刷し、パッドパターン４０２ａ’、４０２ｂ’および第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’の一部を印刷したスラリーに埋没させてもよい。
【００９１】
その後、図６（ｄ）に示すように、セラミックグリーンシート３００ａ’、３００ｂ’の上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’に導体ペーストを印刷することによって、第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’を形成する（第３工程）。このとき、第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’の高さが低減しているため、第１導体パターン４０４ａ’、４０４ｂ’と上面３００ａｕ’、３００ｂｕ’との段差は小さくなっている。これにより、第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’を印刷する際の滲みを低減することができる。以下、上述した実施形態と同様の工程によって多層セラミック基板を製造することができる。本実施形態によれば、第２導体パターン４０３ａ’、４０３ｂ’を印刷する際の滲みＲｎを小さくできる。したがって、Ｒｎを考慮した間隔ｗ１、ｗ２をより小さくすることができ、ビア配線がより高密度に配置された多層セラミック基板を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本開示の多層セラミック基板は、種々の用途の多層セラミック基板に適用が可能であり、特に、ビア配線と、接地電極、シールド電極、キャパシタの内部電極とを含む多層セラミック基板、例えば、高周波のモジュール等に用いる多層セラミック基板に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００９３】
３００ａ、３００ｂ  セラミックグリーンシート、セラミック層
４００ａ、４００ｂ  ビアホール
４０１ａ、４０１ｂ  ビア配線の本体
４０２ａ、４０２ｂ  パッド
４０３ａ、４０３ｂ  電極、第２導体
４０４ａ、４０４ｂ  第１導体
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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