(57)【要約】【課題】  複数のアルミナシートが積層された積層体を焼成してなるアルミナ積層基板において、基板の反りを適切に抑制できるようにする。【解決手段】  ドクターブレード法により形成された複数のアルミナシート１１、１２、１３、１４が積層された積層体２０を焼成してなるアルミナ積層基板１０の製造方法において、複数層のアルミナシート１１〜１４を積層する工程では、アルミナシート１１〜１４の成形方向Ｙを複数のアルミナシート１１〜１４の間において直交させるように積層を行うことで積層体２０の収縮を抑制するとともに、アルミナシート１１〜１４の成形時の表面Ａと裏面Ｂを複数のアルミナシート１１〜１４の間において向きを変えるように積層を行うことで積層体２０の反りを抑制するようにしている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドクターブレード法により形成された複数のアルミナシート（１１、１２、１３、１４）が積層された積層体（２０）を焼成してなるアルミナ積層基板の製造方法において、
前記複数層のアルミナシート（１１〜１４）を積層する工程では、前記アルミナシート（１１〜１４）の成形方向（Ｙ）を前記複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において直交させるように積層を行うことで前記積層体（２０）の収縮を抑制するとともに、
前記アルミナシート（１１〜１４）の成形時の表面（Ａ）と裏面（Ｂ）を前記複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において向きを変えるように積層を行うことで前記積層体（２０）の反りを抑制するようにしたことを特徴とするアルミナ積層基板の製造方法。
【請求項２】
前記積層体（２０）の厚み方向において前記複数層のアルミナシート（１１〜１４）を、当該アルミナシート（１１〜１４）の成形時の表面（Ａ）の向きが１層毎に異なるように積層することを特徴とする請求項１に記載のアルミナ積層基板の製造方法。
【請求項３】
導体部（１７）が形成された複数のアルミナシート（１１〜１４）が積層された積層体（２０）を焼成してなるアルミナ積層基板の製造方法において、
前記複数層のアルミナシート（１１〜１４）を積層する工程では、前記アルミナシート（１１〜１４）における前記導体部（１７）の形成面を前記複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において向きを変えるように積層を行うことで前記積層体（２０）の反りを抑制するようにしたことを特徴とするアルミナ積層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアルミナシートが積層された積層体を焼成してなるアルミナ積層基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の一般的なアルミナ積層基板の製造方法を示す工程図である。従来では、ドクターブレード法にて成形した各アルミナシート１１〜１３に金型工法やＮＣ工法を用いてスルーホール１５を形成する（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
【０００３】
次に、各アルミナシート１１〜１３のスルーホール１５にスクリーン印刷法等にてＷやＭｏなどからなる導体ペースト１６を印刷充填し（図６（ｃ）参照）、その後、アルミナシート１１〜１３上にＷやＭｏなどからなる導体ペーストをスクリーン印刷法等にて印刷し、導体部としての回路パターン１７を形成する（図６（ｄ）参照）。
【０００４】
同様の処理が行われた複数のアルミナシート１１〜１３を重ねて積層して積層体２０を形成し（図６（ｅ）参照）、これに圧力と温度を加えて焼成することにより所望の回路を有するアルミナ積層基板１０’が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の高機能化の流れから、アルミナ積層基板に実装される半導体素子等の部品は小さく、かつ、端子数も増加してきている。このため、アルミナ積層基板への微細接続に対する要求が強い。
【０００６】
部品とアルミナ積層基板との接続部において、良好な電気的接続と機械的接続及び、端子間の絶縁性を得るための間隔を確保するためには、部品とアルミナ積層基板の距離が重要で、かつ、その距離が均一であることが必要となる。
【０００７】
アルミナ積層基板の表面の平坦性がこれを左右する要因の一つである。つまり、アルミナ積層基板の反りが無いことが最も望ましく、このことは、微細接続においてアルミナ積層基板に要求されるものである。
【０００８】
アルミナ積層基板は次の要因により焼成時に反りを有する。（ａ）アルミナシート形成時のシート内の固形分の充填密度、（ｂ）導体ペースト中の溶剤の染み込みによるアルミナシート部の固形分の充填密度変化、（ｃ）導体部の焼成時の収縮。これら（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各要因に対しては、従来、次のような対策が用いられている。
【０００９】
（ａ）について。ドクターブレード法により形成されたアルミナシート１１〜１３は、その成形方向（引き伸ばし方向）と当該成形方向に垂直な方向とで、固形分の充填密度が変わる。そのために、アルミナシートを積層する時に、複数のアルミナシートにて固形分の密度分布による収縮（つまり、反りの発生方向）の差を相殺するように積層する手段が取られている。
【００１０】
ここで、ドクターブレード法について、十分知られていることであるが、図７を参照して述べておく。
【００１１】
図７に示されるように、ドクターブレード法では、容器などから原料１００が導出され、ブレード１０１から押し出されることにより、ブレード１０１でシートの厚さになるようにアルミナシート１０２が引き延ばされて成形される。
【００１２】
その後は、アルミナシート１０２は乾燥され、巻き取られる。このとき巻き取り方向（引き延ばし方向）Ｙが、アルミナシート１０２の成形方向Ｙである。また、アルミナシート１０２の上面Ａが成形時の表面Ａであり、下面Ｂが成形時の裏面Ｂとなる。これら成形方向Ｙや表面Ａ、裏面Ｂは、マーキングにより識別可能になっている。
【００１３】
そして、アルミナ積層基板の製造においては、成形され巻き取られた上記アルミナシート１０２を切断したものが、上記各アルミナシート１１〜１３（図６参照）として使用される。
【００１４】
このとき、従来では、（ａ）アルミナシート形成時のシート内の固形分の充填密度の問題に対しては、アルミナシート１１〜１３の成形方向Ｙを複数のアルミナシート１１〜１３の間において直交させるように積層を行うことで焼成による積層体２０の収縮を抑制するようにしている。
【００１５】
もし、アルミナシート１１〜１３の成形方向Ｙを複数のアルミナシート１１〜１３の間において直交させず、すべて平行となるようにそろえて積層した場合、焼成時において積層体２０の収縮が起こりやすく、たとえば、図８に示されるように、焼成後の積層体２０すなわちアルミナ積層基板１０’が反りを起こす。
【００１６】
これは、ドクターブレード法においては引き延ばしによる成形を行うため、成形されたアルミナシートは、その成形方向Ｙにおいて比較的収縮しやすく、成形方向Ｙに垂直な方向において比較的収縮しにくいためである。
【００１７】
しかしながら、この効果を得るためには表裏面方向でのバランスが必要なため、アルミナシートの数を偶数にする必要がある。つまり、回路上、３層で十分な場合であっても効果を得るためには４層にする必要があり、この場合、過剰なアルミナシートの層を用いるためにコストが高くなるという問題がある。
【００１８】
また、上記（ｂ）および（ｃ）の要因については、３次元的に導体密度（つまり、導体パターン）が均一となるように、必要に応じてダミーパターンを設けるなどのパターン設計の工夫により対応を行っている。
【００１９】
しかしながら、導体密度をまったく同じにすることは難しく、本要因による反りを防止することができていない。このような理由より、アルミナ積層基板１０’における反りの発生は、いまだ適切な防止がなされておらず、問題となっている。
【００２０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、複数のアルミナシートが積層された積層体を焼成してなるアルミナ積層基板において、基板の反りを適切に抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明者は鋭意検討を行った。ドクターブレード法においては、引き延ばし成形されたアルミナシートの表面と裏面とでは、たとえば下面となる裏面側の方が密度が大きくなる。
【００２２】
本発明者は、従来では、アルミナシートの成形時の表面と裏面を複数のアルミナシートの間において向きをそろえて積層していたため、積層体の一面側に収縮の力が集中しやすく反りが発生しやすくなっていることに着目した。請求項１に記載の発明は、この点に基づいて創出されたものである。
【００２３】
すなわち、請求項１に記載の発明では、ドクターブレード法により形成された複数のアルミナシート（１１、１２、１３、１４）が積層された積層体（２０）を焼成してなるアルミナ積層基板の製造方法において、複数層のアルミナシート（１１〜１４）を積層する工程では、アルミナシート（１１〜１４）の成形方向（Ｙ）を複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において直交させるように積層を行うことで積層体（２０）の収縮を抑制するとともに、アルミナシート（１１〜１４）の成形時の表面（Ａ）と裏面（Ｂ）を複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において向きを変えるように積層を行うことで積層体（２０）の反りを抑制するようにしたことを特徴としている。
【００２４】
それによれば、複数層のアルミナシート（１１〜１４）を積層する工程では、まず、アルミナシート（１１〜１４）の成形方向（Ｙ）を複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において直交させるように積層を行うようにしているため、焼成時に積層体（２０）の平面方向において各シート（１１〜１４）に発生する収縮の力が一方向に集中することがなくなり、積層体（２０）の収縮を抑制することができる。
【００２５】
また、アルミナシート（１１〜１４）の成形時の表面（Ａ）と裏面（Ｂ）を複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において向きを変えるように積層を行うようにしているため、積層体（２０）全体で厚さ方向の密度分布を均一化することができる。そのため、焼成時に積層体（２０）の一面側に収縮の力が集中するのを抑制し、積層体（２０）の反りを抑制することができる。
【００２６】
したがって、本発明によれば、複数のアルミナシート（１１〜１４）が積層された積層体（２０）を焼成してなるアルミナ積層基板において、基板の反りを適切に抑制することができる。
【００２７】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のアルミナ積層基板の製造方法においては、積層体（２０）の厚み方向において複数層のアルミナシート（１１〜１４）を、当該アルミナシート（１１〜１４）の成形時の表面（Ａ）の向きが１層毎に異なるように積層することができる。
【００２８】
さらに、検討を進めた結果、上述した（ｂ）および（ｃ）の要因については、１層のアルミナシートをみた場合、導体の形成された面が焼成時において収縮して凹となるように反りやすいことがわかった。請求項３に記載の発明は、この点に着目して創出されたものである。
【００２９】
すなわち、請求項３に記載の発明では、導体部（１７）が形成された複数のアルミナシート（１１〜１４）が積層された積層体（２０）を焼成してなるアルミナ積層基板の製造方法において、複数層のアルミナシート（１１〜１４）を積層する工程では、アルミナシート（１１〜１４）における導体部（１７）の形成面を複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において向きを変えるように積層を行うことで積層体（２０）の反りを抑制するようにしたことを特徴としている。
【００３０】
それによれば、複数層のアルミナシート（１１〜１４）を積層する工程では、アルミナシート（１１〜１４）における導体部（１７）の形成面を複数のアルミナシート（１１〜１４）の間において向きを変えるように積層を行うようにしているため、積層体（２０）の厚み方向において、収縮しやすい導体部（１７）の形成面が一方向にそろうことがなくなる。
【００３１】
そのため、焼成時に積層体（２０）の一面側に収縮の力が集中するのを抑制し、積層体（２０）の反りを抑制することができる。
【００３２】
したがって、本発明によれば、複数のアルミナシート（１１〜１４）が積層された積層体（２０）を焼成してなるアルミナ積層基板において、基板の反りを適切に抑制することができる。
【００３３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００３５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るアルミナ積層基板１０の製造方法の要部を示す工程図である。
【００３６】
本実施形態においては、全ては図示しないが、上記図６に示される従来の一般的なアルミナ積層基板の製造方法と同様に、ドクターブレード法にて成形した各アルミナシート１１〜１４に、スルーホールの形成、導体ペーストの印刷充填、回路パターンの形成、アルミナシート１１〜１４の積層による積層体２０の形成、積層体２０の焼成を経て、アルミナ積層基板１０が得られる。
【００３７】
ここにおいて、本実施形態の製造方法の独自の工程として、複数層のアルミナシート１１〜１４を積層する工程において、次のような特徴点を有している。
【００３８】
図１において、（ａ）は積層前の各アルミナシート１１〜１４の位置を示すもので、この位置関係を維持したまま、各アルミナシート１１〜１４は積層される。また、図１（ｂ）は、積層された積層体２０の焼成後の状態すなわちアルミナ積層基板１０を示す概略断面図である。
【００３９】
また、図１（ａ）、（ｂ）において、矢印Ｙはアルミナシート１１〜１４の成形方向Ｙであり、符号Ａ、Ｂはそれぞれ、アルミナシート１１〜１４の成形時の表面Ａ、裏面Ｂである。また、矢印Ｙ’は、アルミナシート１１〜１４の成形時の裏面Ｂから表面Ａへ向かう方向を示すものであり、以下、裏面−表面方向Ｙ’ということとする。
【００４０】
そして、本実施形態独自の積層工程では、図１に示されるように、アルミナシート１１〜１４の成形方向Ｙを複数のアルミナシート１１〜１４の間において直交させるように積層を行う。
【００４１】
それとともに、アルミナシート１１〜１４の成形時の表面Ａと裏面Ｂを複数のアルミナシート１１〜１４の間において向きを変えるように積層を行う。つまり、裏面−表面方向Ｙ’を、複数のアルミナシート１１〜１４の間においてそろえないようにしている。
【００４２】
図１に示される例では、積層体２０の平面方向において複数層のアルミナシート１１〜１４を、当該アルミナシート１１〜１４の成形方向Ｙの向きが１層毎に９０°異なるように積層している。
【００４３】
また、図１に示される例では、積層体２０の厚み方向において複数層のアルミナシート１１〜１４を、当該アルミナシート１１〜１４の成形時の表面Ａの向き、すなわち裏面−表面方向Ｙ’の向きが１層毎に異なる（つまり、反対向きとなる）ように積層を行っている。
【００４４】
このように、本実施形態独自の積層工程によれば、まず、アルミナシート１１〜１４の成形方向Ｙを複数のアルミナシート１１〜１４の間において直交させるように積層を行うようにしているため、焼成時に積層体２０の平面方向において各シート１１〜１４に発生する収縮の力が一方向に集中することがなくなり、積層体２０の収縮を抑制することができる。
【００４５】
また、アルミナシート１１〜１４の成形時の表面Ａと裏面Ｂを複数のアルミナシート１１〜１４の間において向きを変えるように積層を行うようにしているため、積層体２０全体で厚さ方向の密度分布を均一化することができる。そのため、焼成時に積層体２０の一面側に収縮の力が集中するのを抑制し、積層体２０の反りを抑制することができる。
【００４６】
したがって、本実施形態の製造方法によれば、複数のアルミナシート１１〜１４が積層された積層体２０を焼成してなるアルミナ積層基板１０において、基板の反りを適切に抑制することができる。
【００４７】
ここで、上記図１に示される例では、積層体２０の厚み方向において複数層のアルミナシート１１〜１４を、当該アルミナシート１１〜１４の成形時の表面Ａの向き（裏面−表面方向Ｙ’の向き）が１層毎に異なるように積層していた。
【００４８】
しかし、アルミナシート１１〜１４の成形時の表面Ａと裏面Ｂを複数のアルミナシート１１〜１４の間において向きを変えるように積層を行い、積層体２０全体で厚さ方向の密度分布を均一化することは、このような例に限定されるものではなく、次に示されるような変形例も可能である。
【００４９】
［変形例］
図２は、本実施形態の一つの変形例を示す図であり、図３はもう一つの変形例を示す図である。これら図２および図３は、積層体２０の概略断面図として表されている。
【００５０】
図２、図３に示される例では、積層体２０の厚み方向において中央部から上半分のアルミナシート１１、１２と下半分のアルミナシート１３、１４とで、アルミナシートの成形時の表面Ａの向きを反対向きとしている。
【００５１】
具体的に言うならば、最下層のアルミナシート１４から最上層のアルミナシート１１へ向かって、裏面−表面方向Ｙ’の向きが、図２では、下向き、下向き、上向き、上向きとなっており、図３では、上向き、上向き、下向き、下向きとなっている。
【００５２】
さらに言うならば、本実施形態の積層工程において、アルミナシート１１〜１４の成形方向Ｙは、複数のアルミナシート１１〜１４の間において少なくとも１層が直交するように積層を行うようにしてもよい。
【００５３】
さらに、アルミナシート１１〜１４の裏面−表面方向Ｙ’の向きについては、複数のアルミナシート１１〜１４の間において少なくとも１層が、他の層とは向きを変えるように積層を行ってもよい。
【００５４】
具体的には、４層のアルミナシート１１〜１４において最下層のアルミナシート１４から最上層のアルミナシート１１へ向かって、裏面−表面方向Ｙ’の向きが、下向き、下向き、上向き、下向き、というように積層してもよい。
【００５５】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係るアルミナ積層基板３０の製造方法の要部を示す工程図である。
【００５６】
本実施形態においても、全ては図示しないが、上記図６に示される従来の一般的なアルミナ積層基板の製造方法と同様に、ドクターブレード法にて成形した各アルミナシート１１〜１４に、スルーホールの形成、導体ペーストの印刷充填、導体部としての回路パターン１７の形成、アルミナシート１１〜１４の積層による積層体２０の形成、積層体２０の焼成を経て、アルミナ積層基板３０が得られる。
【００５７】
ここにおいて、本実施形態の製造方法の独自の工程として、複数層のアルミナシート１１〜１４を積層する工程において、次のような特徴点を有している。
【００５８】
図４において、（ａ）は積層前の各アルミナシート１１〜１４の位置を示すもので、この位置関係を維持したまま、各アルミナシート１１〜１４は積層される。また、図４（ｂ）は、各アルミナシート１１〜１４単独の反り状態を模式的に示す図である。さらに、図４（ｃ）は、積層された積層体２０の焼成後の状態すなわちアルミナ積層基板３０を示す概略断面図である。
【００５９】
そして、本実施形態独自の積層工程では、図４に示されるように、導体部としてのＷやＭｏなどからなる回路パターン１７が形成された複数のアルミナシート１１〜１４を積層する際に、アルミナシート１１〜１４における導体部１７の形成面を複数のアルミナシート１１〜１４の間において向きを変えるように積層を行う。
【００６０】
それによれば、複数層のアルミナシート１１〜１４を積層する工程にて、アルミナシート１１〜１４における導体部１７の形成面を複数のアルミナシート１１〜１４の間において向きを変えるように積層を行うようにしているため、積層体２０の厚み方向において、収縮しやすい導体部１７の形成面が一方向にそろうことがない。
【００６１】
そのため、焼成時に積層体２０の一面側に収縮の力が集中するのを抑制し、積層体２０の反りを抑制することができる。
【００６２】
したがって、本実施形態の製造方法によれば、複数のアルミナシート１１〜１４が積層された積層体２０を焼成してなるアルミナ積層基板１０において、基板の反りを適切に抑制することができる。
【００６３】
ちなみに、図５は、従来の導体部１７が形成された複数のアルミナシート１１〜１４が積層された積層体２０を焼成してなるアルミナ積層基板の製造方法の要部を示す工程図である。
【００６４】
図５において、（ａ）は積層前の各アルミナシート１１〜１４の位置を示し、（ｂ）は、各アルミナシート１１〜１４単独の反り状態を模式的に示す図であり、（ｃ）は、積層された積層体２０の焼成後の状態を示す概略断面図である。
【００６５】
従来では、図５に示されるように、アルミナシート１１〜１４における導体部１７の形成面を複数のアルミナシート１１〜１４の間において向きをそろえて積層していた。そのため、積層状態における各アルミナシート１１〜１４の反りの方向が同じであり（図５（ｂ）参照）、積層体２０の一面側に収縮の力が集中しやすく反りが発生しやすくなっていた。
【００６６】
それに対して、本実施形態では、上述したように、アルミナシート１１〜１４における導体部１７の形成面の向きを変えて積層しているため、積層状態における各アルミナシート１１〜１４の反りの方向が異なっており（図５（ｂ）参照）、基板の反りを適切に抑制することができる。
【００６７】
また、図４に示される例では、積層体２０の厚み方向において中央部から上半分のアルミナシート１１、１２と下半分のアルミナシート１３、１４とで、アルミナシートにおける導体部１７の形成面の向きを反対向きとしている。
【００６８】
しかし、アルミナシート１１〜１４における導体部１７の形成面を複数のアルミナシート１１〜１４の間において向きを変えるように積層を行い、積層体２０の反りを抑制することは、このような例に限定されるものではない。
【００６９】
たとえば、積層体２０の厚み方向において複数層のアルミナシート１１〜１４を、当該アルミナシート１１〜１４における導体部１７の形成面の向きが１層毎に異なるように積層してもよい。
【００７０】
さらには、アルミナシート１１〜１４における導体部１７の形成面の向きについては、複数のアルミナシート１１〜１４の間において少なくとも１層が、他の層とは向きを変えるように積層を行ってもよい。
【００７１】
（他の実施形態）
なお、アルミナシートの数は、上記各図に示されるように４層に限定されるものではなく、２層、３層、あるいは５層以上であってもよい。
【００７２】
また、上記第２実施形態におけるアルミナシートはドクターブレード法により形成されたものでなくてもよい。
【００７３】
また、上記第２実施形態におけるアルミナシートがドクターブレード法により形成されたものである場合、上記第１実施形態における積層方法と上記第２実施形態における積層方法とを、反りの力が一方向に集中せず均一になる方向で、うまく組み合わせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアルミナ積層基板の製造方法の要部を示す工程図である。
【図２】上記第１実施形態の一つの変形例を示す図である。
【図３】上記第１実施形態のもう一つの変形例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るアルミナ積層基板の製造方法における要部を示す工程図である。
【図５】従来の導体部が形成された複数のアルミナシートを積層してなるアルミナ積層基板の製造方法における要部を示す工程図である。
【図６】従来の一般的なアルミナ積層基板の製造方法を示す工程図である。
【図７】ドクターブレード法を説明するための図である。
【図８】積層基板の反りの様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０、３０…アルミナ積層基板、１１、１２、１３、１４…アルミナシート、
１７…導体部としての回路パターン、２０…積層体、
Ａ…アルミナシートの成形時の表面、Ｂ…アルミナシートの成形時の裏面、
Ｙ…アルミナシートの成形方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006069062.tif 000005
【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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