(57)【要約】【課題】歪み、変形のない両面キャビティ付き回路基板及び、内部空洞のある電子部品の製造方法の提供。【解決手段】  少なくとも、絶縁体、導電体、および消失材料が、積層した後に、積層型回路基板または電子部品のキャビティまたは空洞部を形成するようにパターニングされた複数のセラミックグリーンシートを作製する工程；キャビティまたは空洞部に相当する位置に当該消失材料が位置するように積層する工程；および該セラミックグリーンシートを積層してなる積層体に特定な処理を施すことによって消失材料を消失させてキャビティまたは空洞部を形成する工程からなるキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
絶縁体、導電体、および消失材料が、積層した後に、積層型回路基板または電子部品のキャビティまたは空洞部を形成するようにパターニングされた複数のセラミックグリーンシートを作製する工程；
キャビティまたは空洞部に相当する位置に当該消失材料が位置するように積層する工程；および
該セラミックグリーンシートを積層してなる積層体に特定な処理を施すことによって消失材料を消失させてキャビティまたは空洞部を形成する工程からなるキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記セラミックグリーンシートは、
略平坦であることを特徴とする、請求項１に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記セラミックグリーンシートを作製する工程において、
絶縁体が電着により形成され、且つ導電体が絶縁体層の厚さに合わせて電着して略平坦なセラミックグリーンシートを作製することを特徴とする、請求項１に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記セラミックグリーンシートを作製する工程において、
導電体、消失材料、および絶縁体が電着により形成され、且つ導電体を絶縁体層の厚さに合わせて電着して、導体パタン・ポスト、消失材料で充填されたキャビティ又は空洞部が一体となった略平坦な層を形成することを特徴とする、請求項３に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記消失材料が溶媒に溶解可能な材料であり、消失処理工程を溶解により行うことを特徴とする、請求項１、２、３或いは４項のうち何れか１項に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記消失処理工程が加熱あるいは焼成により行うことを特徴とする、請求項１、２、３或いは４項のうち何れか１項に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミック回路基板または電子部品等の製造方法に関し、特に、歪み、変形等のない両面キャビティ付き回路基板及び、内部空洞のある電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、セラミック電子部品は、セラミックグリーンシートを複数枚積み重ねて圧着することで、セラミック積層体とし、このセラミック積層体を焼成することで製造される。さらにキャビティを有するセラミック電子部品を製造するにおいては、例えばキャビティ付き積層回路基板のキャビティ部の加工は、打ち抜き加工シートを積層・プレスすることにより、場合によっては開口部に合わせた何らかのプレス加工をすることにより、或いは、感光性スラリーの塗布・乾燥・露光・現像と消失材料の充填を繰り返すことによって為されている（特許文献１乃至５）。
【０００３】
特許文献１は、両面キャビティ付き基板の開口部それぞれに、補助プレートを嵌合、プレス後、補助プレートを除去して焼成する方法を開示する。この方法においては、収縮抑制層を用いて焼成した場合の残留カーボンと、静水圧プレスした場合のキャビティ角部の変形を解決課題としている。しかしながら、特許文献１は、プレートを用いてプレスし、それを焼成前に除去する手間が必要であり、製造工程の煩雑さがある。
【０００４】
特許文献２は、感光性のセラミックスリップ材を塗布、露光現像、スルーホールに導体充填、キャビティ部に樹脂ペースト充填、を繰り返して積層体を製造する方法を開示する。さらに両面キャビティの作製も可能であり、キャビティの変形や各層の密着性の対策である、治具を用いる方法や、キャビティを含む層のいくつかの単位毎に積層する方法に対して、簡単に形成できるとしている。
【０００５】
この特許文献２は、いわゆる印刷積層法の延長上に位置する発明であり、この印刷積層法の欠点はビルドアップの概念で作製するところにある。順次積層していく層に対し、塗布、乾燥、露光、現像、液切り又は乾燥、導体充填、乾燥、樹脂充填、乾燥（又は露光）の一連の工程を全て終えなければ次の層の形成に至らない。また途中の層で不良となる部位が発生すれば、それまでの層全てが無駄になる場合もある。したがって、特許文献２の製造方法では、リードタイムや歩留まりの点では劣っているものである。
【０００６】
特許文献３は、５００μｍ程度などの深いキャビティを形成する場合に、セラミックスリップ材を塗布し、深さ１５０μｍ程度の露光現像を行い、キャビティ部に樹脂ペーストを充填し、これらを繰り返して、焼成によりキャビティを形成する方法を開示し、両面キャビティの場合も例例示している。さらに、グリーンシート多層方式では、積層の位置ズレと、薄いシートのハンドリングを問題点として挙げている。
【０００７】
特許文献４は、焼成後のインピーダンス素子の積層体を酸性液に浸すことにより、磁性体と導電体との界面に空隙を形成し、熱膨張の相違による応力の発生を防ぐことができることを開示している。この特許文献４は、酸濃度と浸漬時間及び温度因子により内部応力を緩和して特性を制御しようとするものである。しかしこの発明は、空隙の形成というよりは、導電体の溶解を行っている点で、パターンに細線部を含む、或いは小型化細線化していく製品には好ましくない方法である。
【０００８】
特許文献５は、キャビティの底面となる部分に消失材料層を挿入して積層体を形成し、焼成後にキャビティ部分を取り除く方法を開示しており、予めレーザーでキャビティ形状の溝を入れておく場合、後からレーザー加工をしてキャビティ部をくり抜く場合、段付きの形状の場合などを開示している。この特許文献５の発明は、消失層の形成、挿入と積層、焼成後のレーザー加工（或いは積層するシートのレーザー加工）の組み合わせ、及び不要部分を除去することによって初めて実施可能となるものである。従って、後加工と除去のプロセスを必要としており、簡便な製造方法とはいえない。
【特許文献１】特開  ２００３−２５８４３８号公報
【特許文献２】特開平  １１−１８６４４８号公報
【特許文献３】特許  ３２３６７８５号公報
【特許文献４】特開  ２００３−２１７９３４号公報
【特許文献５】特開  ２００３−２７３２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のキャビティを有するセラミック電子部品等の製造方法においては、以下の問題点がある。即ち、積層体をプレスする際に積層体が変形しやすい。また、弾性体やキャビティ形状に応じた治具を使用したプレス加工を採用する場合では、プレス後にそれらの治具を外す必要があり、また最低でも目的とする製品の種類の数だけ形状に応じた専用治具がそれぞれ必要となる。さらにこの専用治具を使用する方法では、内部空洞を形成することは困難である。さらに変形を防止することを目的としていわゆる印刷積層工法を採用する場合には、ビルトアップ方式であることからリードタイムや歩留まりに関して不利である。
【００１０】
従って、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プレス時に変形することなく、キャビティのみならず内部空洞を形成でき、かつ印刷積層工法よりも有利なシート積層工法を採用した新規なセラミック電子部品等の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】
【００１１】
本発明は、キャビティや空洞部に消失材料を充填する構成を採用することで、プレス時の変形等の問題を解決している。
【００１２】
さらに、それらの各層を積層することからキャビティ部等に合わせた専用治具、並びにその着脱操作を全く必要としない。
【００１３】
さらに、本発明は基材側より露光する方法や電着法などを用いて、消失材料が充填された層を略平坦な層として作製しており、プレス変形しないキャビティや内部空洞が形成可能であり、且ついわゆる印刷積層法よりもリードタイムや歩留まりの点ではるかに有利である。
【００１４】
従って、本発明により、プレス成形、金型加工、印刷積層工法によらない回路基板凹部加工方法、部品等の内部空洞形成方法が得られる。
【００１５】
本発明の一実施態様は、少なくとも、絶縁体、導電体、および消失材料が、積層した後に、積層型回路基板または電子部品のキャビティまたは空洞部を形成するようにパターニングされた複数のセラミックグリーンシートを作製する工程；
キャビティまたは空洞部に相当する位置に当該消失材料が位置するように積層する工程；および
該セラミックグリーンシートを積層してなる積層体に特定な処理を施すことによって消失材料を消失させてキャビティ又は空洞部を形成する工程からなるキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法である。
【００１６】
本発明のもう一つの実施態様は、上記セラミックグリーンシートは、
略平坦であることを特徴とする上記に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法である。
【００１７】
本発明の別の実施態様は、上記セラミックグリーンシートを作製する工程において、
絶縁体が電着により形成され、且つ導電体が絶縁体層の厚さに合わせて電着して略平坦なセラミックグリーンシートを作製することを特徴とする上記に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法である。
【００１８】
本発明のさらにもう一つの実施態様は、上記セラミックグリーンシートを作製する工程において、
導電体、消失材料、および絶縁体が電着により形成され、且つ導電体を絶縁体層の厚さに合わせて電着して、導体パタン・ポスト、消失材料で充填されたキャビティ又は空洞部が一体となった略平坦な層を形成することを特徴とする、上記に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法である。
【００１９】
本発明のさらにもう一つの別の実施態様は、上記消失材料が溶媒に溶解可能な材料であり、消失処理工程を溶解により行うことを特徴とする、上記に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法である。
【００２０】
本発明のさらにもう一つの別の実施態様は、上記消失処理工程が加熱あるいは焼成により行うことを特徴とする、上記に記載のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、キャビティや空洞部に消失材料を充填する構成を採用することで、プレス時の変形等が生じない。また本発明は、感光性セラミックグリーンシートを使用することにより、従来の金型加工に匹敵する精度に加工可能であり、さらに略平坦化した層を使用することにより、焼結体の寸法精度の更なる向上が可能である。さらに、従来技術のような金型加工を全く採用しないことから、金型加工におけるチッピング、バリ、変形、脱落等がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品は、基材上に導体パターンを形成し；該導体パターンが形成された部材上に感光性スラリーを塗布し；基材側からの選択的露光、現像処理によりキャビティ（又は空洞部）形状に相当する空間部を形成し；該空間部に感光性消失材料を充填し；該感光性消失材料が充填された部材を、基材側からの選択的露光、現像処理により感光性消失材料の厚さ制御を行って略平坦なセラミックグリーンシートを作製し；これらを含む複数のセラミックグリーンシートを積層し、プレスし、焼成することにより製造される。
【００２３】
さらに、本発明のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品は、前記基材上に導体パターンを形成する工程が、予め感光性グリーンシートに貫通溝とキャビティ（又は空洞部）形状に相当する空間部とを形成し、次いで該貫通溝に導体材料を充填することにより製造される。
【００２４】
さらに、本発明のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品は、基材上に導体パターンを形成し；該導体パターンが形成された部材上に感光性消失材料を塗布し；基材側からの選択的露光、現像処理により感光性消失材料の厚さを制御し、且つキャビティ（又は空洞部）の形状を形成し；導体パターンと消失材料との隙間や他の空間部に感光性スラリーを塗布し；該感光性スラリーが塗布された部材を、基材側からの選択的露光、現像処理により略平坦なセラミックグリーンシートを作製し；これらを含む複数のセラミックグリーンシートを積層し、プレスし、焼成することにより製造される。
【００２５】
さらに本発明のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品は、前記基材上に導体パターンを形成する工程が、予め感光性グリーンシートに貫通溝とキャビティ（又は空洞部）形状に相当する空間部とを形成し、次いで該貫通溝に導体材料を充填することにより製造される。
【００２６】
さらに、本発明のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品は、導電性基材上に感光性消失材料を塗布し；選択的露光、現像処理により導体パタンとキャビティ（又は空洞部）形状とに相当する部分以外を除去して空間部を形成し；該空間部に例えば誘電体粉等の絶縁体粉を感光性消失材料の厚さに合わせて電着し；絶縁体粉が電着された部材上の、導体パターン部に相当する感光性消失材料を、選択的露光、現像処理により除去して空間部を形成し；該空間部に導電性粒子を絶縁体層の厚さに合わせて電着して略平坦なセラミックグリーンシートを作製し；これらを含む複数のセラミックグリーンシートを積層し、プレスし、焼成することにより製造される。
【００２７】
さらに、本発明のキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品は、前記空間部に導電性粒子を電着形成する工程が、該空間部に導電性粒子を所望の導体パタンの厚さに電着して導体パタンを形成し；該導体パターン上の空間部に感光性消失材料を、形成済みの絶縁体層の厚さに合わせて電着形成し；導体パタンと感光性消失材料とが電着形成された部材を、選択的露光、現像処理により、導体ポスト相当部以外の感光性消失材料を除去し；該消失材料が除去された空間部に絶縁体粉を形成済みの絶縁体層の厚さに合わせて電着して絶縁体層を形成し；該絶縁体層が形成された部材を選択的露光、現像処理により導体ポスト相当部の感光性消失材料を除去し；該消失材料が除去された空間部に導電性粒子を絶縁体層の厚さに合わせて電着して導体ポストを形成し、導体パタン・ポスト、消失材料で充填されたキャビティ部が一体となった略平坦な層を形成することにより製造される。
【００２８】
なお、上記した本発明の好ましい実施態様として、消失材料が感光性を有し、消失処理が焼成処理である場合を例として説明したが、本発明で使用される消失材料は、特定の処理を行うことによって消失し、且つ当該処理によってセラミックグリーンシート積層体を構成する材料に悪影響を与えないものであれば、特に限定されず、例えば水溶性アクリル樹脂、水溶性ワックス等の消失材料を使用する場合は、水洗による除去方法、パラフィン、グリース等の消失材料を使用する場合は、高温処理による除去方法、ポジレジスト等の消失材料を使用する場合は、露光現像による除去方法などが、目的とする積層型回路基板または電子部品に応じて、任意に選択できることは、容易に理解されよう。
【００２９】
以下、本発明を図面を参照して具体的に説明する。図１乃至図６は、本発明にかかるキャビティ又は空洞部を有する積層型回路基板または電子部品の製造方法における主要部の工程を示すフローチャートである。なお、図１乃至図６は、全て基体、シート等の要部についての断面を示している。
【実施例１】
【００３０】
図１に示すように、基材１上に導体パタン２を形成し、その上から感光性スラリー３を塗布する。基材側から選択的露光処理をした後（不図示）、現像処理によりスラリー固化部の厚さ制御並びにキャビティ（又は空洞部）形状を開口させる。この開口した空間部４に感光性消失材料（ネガ型感光性樹脂等）５を充填し、基材側からの選択的露光処理後（不図示）、現像処理により消失材料５の厚さ制御を行い略平坦な層を完成させる。これらの層を含む複数の層を積層、プレス、焼成してキャビティ（又は空洞部）６を含む回路基板または電子部品等が得られる。
【実施例２】
【００３１】
図２に示すように、基材１上に感光性スラリー３を形成した感光性グリーンシートに、選択的露光処理（不図示）、現像処理によりスルーホール７とキャビティ（又は空洞部）６の加工を行う（この際、従来シートを用いてレーザー加工によりスルーホールとキャビティを形成しても良い）。スルーホール部７の導体材料充填と導体パタン８の形成を行う。その上から感光性スラリー３を塗布する。基材側から選択的露光した後（不図示）、現像処理によりスラリー固化部の厚さ制御とキャビティ（又は空洞部）形状に相当する開口部の形成を行う。キャビティ又は空洞部に相当する空間部４に感光性消失材料（ネガ型感光性樹脂等）５を充填し、基材側からの選択的露光処理後（不図示）、現像処理により消失材料５の厚さ制御を行い略平坦な層を完成させる。これらの層を含む複数の層を積層、プレス、焼成してキャビティ（又は空洞部）６を含む回路基板または電子部品等が得られる。
【実施例３】
【００３２】
図３に示すように、基材１上に導体パタン２を形成し、その上から感光性消失材料（ネガ型感光性樹脂等）５を塗布する。感光性消失材料５に対し基材側から選択的露光処理をした後（不図示）、現像処理により感光性消失材料５の厚さ制御とキャビティ（又は空洞部）の形状に相当する部分を形成する。導体パタン２と消失材料５との隙間や他の空間部に感光性スラリー３を塗布し、充填して、基材側からの選択的露光処理後（不図示）、現像処理により感光性スラリー固化部の厚さ制御を行い略平坦な層を完成させる。これらの層を含む複数の層を積層、プレス、焼成してキャビティ（又は空洞部）６を含む回路基板、電子部品等が得られる。
【実施例４】
【００３３】
図４に示すように、基材１上に感光性スラリー３を形成した感光性グリーンシートにスルーホール７とキャビティ（又は空洞部）４の加工を行う（この際、従来シートを用いてレーザー加工によりスルーホールとキャビティを形成しても良い）。スルーホール部７の導体材料充填と導体パタン８の形成を行う。空間部に感光性消失材料（ネガ型感光性樹脂等）５を塗布する。感光性消失材料５に対し基材側から選択的露光処理をした後（不図示）、現像処理により感光性消失材料５の厚さ制御とキャビティ（又は空洞部）の形状に相当する部分を形成する。導体パタンとの隙間や空間に感光性スラリー３を塗布し、充填して、基材側からの選択的露光処理後（不図示）、現像処理により感光性スラリー固化部の厚さ制御を行い略平坦な層を完成させる。これらの層を含む複数の層を積層、プレス、焼成してキャビティ（又は空洞部）６を含む回路基板または電子部品等が得られる。
【実施例５】
【００３４】
図５に示すように、表面に導電性のある基材１に感光性消失材料層（ポジ型感光性樹脂等）５を形成する。選択的露光（不図示）、現像処理により導体パタンやキャビティ部以外の消失材料５を除去する。空間部に誘電体粉等の絶縁体粒子を消失材料層５の厚さに合わせて電着し、絶縁体層９を形成する。導体パタン部に相当する消失材料５を、選択的露光（不図示）、現像処理により除去する。空間部に導電性粒子８を形成済みの絶縁体層の厚さに合わせて電着形成し、略平坦な層を完成させる。これらの層を含む複数の層を積層、プレス、焼成してキャビティ（又は空洞部）６を含む回路基板、電子部品等が得られる。
【実施例６】
【００３５】
図６に示すように、表面に導電性のある基材１に感光性消失材料層（ポジ型感光性樹脂等）５を形成する。選択的露光（不図示）、現像処理により導体パタンやキャビティに相当する部分以外の消失材料５を除去する。空間部に誘電体粉等の絶縁体粒子を消失材料層５の厚さに合わせて電着し、絶縁体層９を形成する。導体パタン部に相当する消失材料５を、選択的露光（不図示）、現像処理により除去する。空間部に導電性粒子８を所望する厚さに電着し導体パタンを形成する。さらに、形成した導体パタン上の空間部に消失材料５を、形成済みの絶縁体層の厚さに合わせて電着形成する。選択的露光（不図示）、現像処理により導体ポスト相当部以外の消失材料５を除去する。空間部に絶縁体粒子を形成済みの絶縁体層の厚さに合わせて電着し、絶縁体層９を形成する。選択的露光（不図示）、現像処理により導体ポスト相当部の消失材料５を除去する。導電性粒子８を絶縁体層の厚さに合わせて電着し導体ポストを形成することにより、導体パタン・ポスト、消失材料で充填されたキャビティ部が一体となった略平坦な層を完成させる。これらの層を含む複数の層を積層、プレス、焼成してキャビティ（又は空洞部）６を含む回路基板、電子部品等が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のキャビティ（又は内部空洞）を有する積層型回路基板、電子部品の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】本発明のキャビティ（又は内部空洞）を有する積層型回路基板、電子部品の製造方法のもう一つの例を示す工程図である。
【図３】本発明のキャビティ（又は内部空洞）を有する積層型回路基板、電子部品の製造方法の他の一例を示す工程図である。
【図４】本発明のキャビティ（又は内部空洞）を有する積層型回路基板、電子部品の製造方法のさらなる他の一例を示す工程図である。
【図５】本発明のキャビティ（又は内部空洞）を有する積層型回路基板、電子部品の製造方法のさらなる他の一例を示す工程図である。
【図６】本発明のキャビティ（又は内部空洞）を有する積層型回路基板、電子部品の製造方法のさらなる他の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：基材
２：導体パターン
３：感光性スラリー
４：キャビティ又は空洞部形状に対応する空間部
５：感光性消失材料
６：キャビティ又は空洞部
７：スルーホール
８：導体材料
９：絶縁体層
【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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