(57)【要約】  【課題】ダミーパターンの形成によってチップ形成領域の割合を少なくすることなく、焼成による変形、反りの発生が低減されるガラスセラミック基板の製造方法を提供する。  【解決手段】導体パターン２〜６を印刷したガラスセラミックグリーンシート１ａ〜１ｆを積層して焼成することにより多層基板を製造する。グリーンシート１ａ〜１ｆのうちの少なくとも１枚に、導体パターン２〜４、６と同じ導体ペーストを用いてダミーパターン５を印刷する。このダミーパターン５は、少なくとも1枚の導体パターン４と積層方向に見て相補関係にある位置に印刷する。また、キャビティの周囲に対応する部分やビアホールや導体の無い領域にダミーパターン５の形成を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターンを印刷したガラスセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより多層基板を製造する方法であって、
前記グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、導体パターンを印刷した他のグリーンシートの少なくとも１枚のグリーンシートの導体パターンと積層方向に見て相補関係にあるダミーパターンを印刷する
ことを特徴とするガラスセラミック基板の製造方法。
【請求項２】
導体パターンを印刷したガラスセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより多層基板を製造する方法であって、
前記グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、ビアホールまたは／および導体パターン形成領域の周囲または近傍にダミーパターンを印刷する
ことを特徴とするガラスセラミック基板の製造方法。
【請求項３】
導体パターンを印刷したガラスセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより多層基板を製造する方法であって、
前記グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、他のグリーンシートのキャビティ形成部分の周囲に対応する領域にダミーパターンを印刷する
ことを特徴とするガラスセラミック基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載のガラスセラミック基板の製造方法であって、
前記ダミーパターンを網目状またはベタ状あるいは網目の一部をベタ状に形成する
ことを特徴とするガラス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】
本発明は、導体パターンを印刷したガラスセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより多層基板を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば移動体通信機器用のモジュールやフィルタ等の電子部品として、導体パターンを印刷したガラスセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより得られる多層基板が用いられる。多層基板の内部には、前記導体パターンによってコンデンサやインダクタ等の素子が形成される。前記のようにグリーンシートを積層し焼成する場合、焼成によってグリーンシートが十数％収縮する。この収縮量は、グリーンシートだけの部分より、導体パターンを印刷した部分の方が大きい、このため、焼成した多層基板に変形や反りが生じる。
【０００３】
一方、グリーンシートを積層した状態では、導体パターンの形成部分と非形成部分とでトータルの厚みが異なる。このため、圧着の際に導体パターン形成部分の圧力が非形成部分の圧力より高くなるという圧力差が生じる。そしてこの部分的な圧力差も焼成によって変形や反りを発生する原因となる。特にＡｇやＣｕなどが導体として使用可能であるという利点のある低温焼成ガラスセラミック多層基板の場合、焼成中のガラスセラミック材料の焼結収縮のため、導体の収縮挙動の影響を受けやすく、変形、反りを生じることが多い。このような変形や反りは、搭載部品との接続不良等の原因になる。
【０００４】
特許文献１においては、このような変形を防止するため、各チップ（モジュールと称される場合を含む）対応の領域の外側の部分に、導体パターンの印刷に用いるものと同じ導体ペーストを用いてダミーパターンを印刷することが提案されている。そしてこのチップ形成領域の外側にダミーパターンを設けたことにより、全体として導体パターン形成領域の偏りが緩和され、変形や反りが減少したことが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２６０８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記のようにチップ対応の部分の外側に導体ペーストによりダミーパターンを印刷する場合、このダミーパターンの形成部分は切除する必要があるため、前記特許文献１に記載の方法では一定広さのグリーンシートから得られるチップ数が少なくなり、不経済になるという問題点がある。また、個々のチップ内において、導体パターンの形成領域の偏りによって生じる焼成による変形、反りを防止できないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、ダミーパターンの形成によってチップ形成領域の割合を小さくすることなく、焼成による変形、反りの発生が低減されるガラスセラミック多層基板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】
【０００８】
本発明のガラスセラミック基板の製造方法は、導体パターンを印刷したガラスセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより多層基板を製造する方法であって、
前記グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、導体パターンを印刷した他のグリーンシートの少なくとも１枚のグリーンシートの導体パターンと積層方向に見て相補関係にあるダミーパターンを印刷する
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の他のガラスセラミック基板の製造方法は、導体パターンを印刷したガラスセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより多層基板を製造する方法であって、
前記グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、ビアホールまたは／および導体パターン形成領域の周囲または近傍にダミーパターンを印刷する
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の他のガラスセラミック基板の製造方法は、ガラスセラミック基板の製造方法は、導体パターンを印刷したガラスセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより多層基板を製造する方法であって、
前記グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、他のグリーンシートのキャビティ形成部分の周囲に対応する領域にダミーパターンを印刷する
ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の他のガラスセラミック基板の製造方法は、上記いずれかにおいて更に、
前記ダミーパターンを網目状またはベタ状あるいは網目の一部をベタ状に形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、積層するグリーンシートのうちの少なくとも１枚には、導体パターンと同じ導体ペーストを用い、導体パターンを印刷した他のグリーンシートの少なくとも１枚のグリーンシートの導体パターンと積層方向に見て相補関係にあるダミーパターンを印刷するため、１つのチップ形成領域内について積層方向に導体パターンのトータルの厚みを加算した場合、トータルの厚みは均一となるかあるいは均一に近い厚みとなる。このため、積層シートの圧着時における圧力の分布が均一化され、変形や反りの発生が低減される。
【００１３】
また、個々のチップの領域の周りにダミーパターンを設ける場合のような切除部分の幅が広くなるという問題がなく、1枚の積層シート当りのチップの取得数が増大し、生産効率が向上する。
【００１４】
また、前記グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、ビアホールまたは／および導体パターン形成領域の周囲または近傍にダミーパターンを印刷するため、ビアホールの周囲の本来導体の形成されていない領域にダミーパターンによる導体部が形成される。このため、平面的に見てチップ全体に導体が均質的に形成でき、導体部分の形成の偏りによる変形や反りが防止できる。また、請求項１と同じ理由により生産効率が上がる。
【００１５】
また、グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、他のグリーンシートのキャビティ形成部分の周囲に対応する領域にダミーパターンを印刷するため、収縮し難いキャビティ部と、導体パターンからなる収縮し易い部分との相互作用により、全体として収縮が平均化し、変形や反りが防止できる。また、上記と同じ理由により生産効率があがる。
【００１６】
本発明により、ダミーパターンの形成によってチップ形成領域の割合を小さくすることなく、焼成による変形、反りの発生が低減される。ガラスセラミック多層基板の製造方法が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明のガラスセラミック基板の製造方法を実施した場合の一実施の形態におけるグリーンシートの積層状態を1チップ分について示す側面図である。この実施の形態においては、得られる製品がインダクタとコイルとからなるフィルタである例について示す。
【００１８】
図１において、1ａ〜１ｆはガラスセラミックでなるグリーンシート、２はグリーンシート１ａ上に印刷された搭載部品（図示せず）の端子接続用のランド、３はグリーンシート１ｂ、１ｃ上に印刷されたコンデンサ電極、４はグリーンシート１ｄ、１ｅ上に印刷されたインダクタ導体、５はグリーンシート１ｆ上に印刷されたダミーパターンである。６は最上層のグリーンシート１ａ上に導体ペーストの印刷により形成されたＩＣ搭載用のパッド電極である。前記ランド２、コンデンサ電極３、インダクタ導体４、ダミーパターン５およびＩＣ実装用のパッド電極６は導体ペーストの印刷により形成される。ダミーパターン５は積層体を構成する他の導体に接続されない。
【００１９】
図２は比較例を図１と同様に示すもので、前記ダミーパターン５およびこのダミーパターン５を設けるグリーンシート１ｆを有していない。
【００２０】
図３〜図８は前記ランド２、ＩＣ実装用のパッド電極６、コンデンサ電極３、インダクタ導体４およびダミーパターン５の形状を示す図であり、各図の（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。なおコンデンサ電極３やインダクタ導体４の引き出し電極やビアホールについては図示していない。
【００２１】
図６〜図８から分かるように、ダミーパターン５は、積層方向に見て、隣接するインダクタ導体４の形成領域７を避けて、１チップ（モジュール）の周囲部分を除いてほぼ全領域に網目状に印刷される。
【００２２】
次にグリーンシート１ａ〜１ｆおよびランド２その他の導体パターンの詳細について説明する。まず、ガラスセラミックグリーンシートの製造方法について説明する。このグリーンシートに用いるガラスセラミックは、導体にＡｇやＣｕをも用いることができる点で低温焼成が可能なものが望ましく、そのためには、主原料として、例えば、アルミナ成分３０〜５０重量％と、ガラス成分５０〜７０重量％とを含むものであることが好ましい。そしてそのガラス成分がＳｉＯ２４６〜５０重量％、Ｂ２Ｏ３０．５〜５重量％、Ａｌ２Ｏ３６〜１７．５重量％、アルカリ土類金属酸化物２５〜４５重量％の組成を有し、アルカリ土類金属酸化物中の少なくとも６０重量％以上がＳｒＯであるようにする。
【００２３】
前記ガラス成分中のアルカリ土類金属酸化物としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯがあるが、その合計量の少なくとも６０重量％、好ましくは８０重量％以上がＳｒＯであるようにする。ＳｒＯの量が６０重量％未満では、熱膨張係数の整合性がとれなくなり、アルミナ成分の熱膨張係数との差が大きくなるため高強度の磁器が得られない。
【００２４】
次に分散工程でアルミナ成分およびガラス成分の原料をそれぞれ平均粒径１０μｍ以下、好ましくは１〜４μｍの粉末として混合し、これに溶剤及び必要に応じて適当なバインダーを加えてペーストを調整する。
【００２５】
次にこのペーストをドクターブレード法や押出機などを用いて厚さ０．０２〜０．１ｍｍ程度のシート状に成形し、乾燥した後にリールに巻取る。
【００２６】
この後、ナイフ切断機やパンチングマシーン等を用いて、長尺なグリーンシートを所定寸法に切断して、長方形または正方形をなすグリーンシートを複数枚形成すると共に、各グリーンシートの所定位置にビアホール（図示せず）や積層時の位置決め孔を打抜き形成する。
【００２７】
この後、各グリーンシートのビアホールに、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ／Ｐｔ、Ｃｕ等の導体ペーストを充填し、積層されるグリーンシート１ａ〜１ｆには、ビアホールに充填したものと同じ導体ペーストをランド２、ＩＣ搭載用のパッド電極６、コンデンサ電極３、インダクタ導体４、ダミーパターン５を形成する。
【００２８】
ここで、ダミーパターン５の印刷密度は、１チップで使用する導体のグリーンシート全面積に対する導体の印刷面積の割合である。本実施の形態においては、ダミーパターン５が形成されるグリーンシート１ｆに隣接するグリーンシート１ｅ上に形成されるインダクタ導体４上の印刷面積の割合と同じ印刷面積となるようにダミーパターン５を形成している。このように隣接するグリーンシートのみではなく、さらに他のグリーンシートの導体２、３、４、６の一部または全部の印刷面積を加味して印刷面積を設定してもよい。
【００２９】
図９の例は、ダミーパターン５Ａをベタに形成した例であり、ダミーパターン以外の導体の印刷面積の割合が多い場合に好適なパターンである。図１０のダミーパターンは、印刷面積の大小に応じて、網目状の導体５の一部をベタ状にし、そのベタ状の部分５Ａの割合を調整することによって印刷面積の割合を加減するようにしたものである。その他、ダミーパターン以外の導体の印刷面積に応じて、ダミーパターン５の網目の目の粗さを変更して印刷面積を調整してもよい。
【００３０】
以上のように各層のグリーンシート１ａ〜１ｆに導体パターン（ランド２、コンデンサ電極３、インダクタ導体４、ＩＣ実装用のパッド電極６）とダミーパターン５とを印刷した後、これらのグリーンシートを積層する。この積層体を例えば４０〜８０℃、７０〜２５０ｋＰａの条件で静水圧加熱圧着して一体化する。そして、この圧着体に製品（チップ）部分の境界線に沿って切断用の溝（スナップライン）を刃にて形成する。
【００３１】
この圧着体を、通常の電気式連続ベルトを使用して、通常は５分〜４時間、７００〜１０００℃の温度範囲で焼成する。特に導体パターンにＣｕを使用する場合には９５０℃以下、Ａｇを使用する場合は９３０℃以下で焼成することで、ガラスセラミック基板を得る。この焼成の際、導体パターンとダミーパターンにＣｕを用いた場合には、酸化防止のために還元雰囲気中で焼成する必要があるが、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ／Ｐｔを用いた場合には、酸化雰囲気（空気中）で焼成することが可能である。焼成後に、その焼成体から製品部分の外側の不要部分を切断用の溝に沿って切断して所定形状の低温焼成のガラスセラミック多層基板（製品）を製造する。製品（チップ）の側面、端面あるいは下面には、焼付けやめっきにより外部接続用の端子を設ける。
【００３２】
このように、本実施の形態においては、導体パターンを印刷した他のグリーンシート１ａ〜１ｅの少なくとも１枚のグリーンシート（本実施の形態では１ｄ、１ｅ）の導体パターン（本実施の形態ではインダクタ導体４）と積層方向に見て相補関係にあるダミーパターン５を印刷するため、１つのチップ形成領域内について積層方向に導体パターンのトータルの厚みを加算した場合、トータルの厚みは均一となるかあるいは均一に近い厚みとなる。このため、積層シートの圧着時における圧力の分布が均一化され、変形や反りの発生が低減される。
【００３３】
図１１は本発明のガラスセラミック基板の製造方法を実施した場合の他の実施の形態を示すもので、グリーンシートの積層状態を1チップ分について示す側面図である。図１２〜図１７はその各層のグリーンシートのパターン図である。図１１〜図１７において、図１〜図１０と同じ符号は同じ構成部材、部分を示す。
【００３４】
図１１、図１２において、９は部品搭載あるいは埋設のためのキャビティであり、このキャビティ９は平面上同位置となる複数のグリーンシートに設ける場合もある。このキャビティ９の周囲にはランド２が形成される。図１１、図１３において、キャビティ９の形成層に積層方向に隣接するグリーンシート１ｂには、前記キャビティ９の周囲に対応する部分に網目状のダミーパターン５を設ける。このグリーンシート１ｂには、ダミーパターン５以外に、コンデンサ電極３が印刷されている。
【００３５】
図１１、図１４〜図１７において、１０は積層体を部分的あるいは全体的に貫通して設けられるビアホールであり、このビアホール１０はレーザ等により設けた孔に導体ペーストを印刷により充填したものである。これらの図に示すように、各グリーンシート１ｃ〜１ｆに設けられたビアホール１０の形成領域の周囲におけるコンデンサ電極３やインダクタ導体４の非形成部分に、前記網目状のダミーパターン５が、これらの導体ペーストと同じ導体ペーストを印刷することにより形成される。
【００３６】
このように、本実施の形態においては、グリーンシート１ａ〜１ｆのうちの少なくとも１枚には、コンデンサ電極３やインダクタ導体４等の導体パターンと同じ導体ペーストを用い、ビアホール１０形成領域の周囲にダミーパターン５を印刷するため、ビアホール１０の周囲の本来導体の形成されていない領域にダミーパターン５による導体部が形成できるため、平面的に見てチップ全体に導体が均質的に形成でき、導体部分の形成の偏りによる変形や反りが防止できる。また、前記した理由により生産効率が上がる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、グリーンシートのうちの少なくとも１枚には、前記導体パターンと同じ導体ペーストを用い、他のグリーンシートのキャビティ９の形成部分の周囲に対応する領域にダミーパターン５Bを印刷するため、収縮し難いキャビティ９の部分と、ダミーパターン５Bからなる収縮し易い部分との相互作用により、全体として収縮が平均化し、変形や反りが防止できる。また、前記した理由により生産効率があがる。
【００３８】
図１８は本発明の他の実施の形態を示す側面図である。この実施の形態は、図１１〜図１７に示した実施の形態において、ビアホール１０を形成した領域にレーザ等により凹部１２を設け、その凹部１２にダミーパターン５となる導体ペーストを印刷したものである。このような方法を採用すれば、ダミーパターン５における所定の面積あたりの導体ペーストの充填量を多くすることができ、ダミーパターンの層数が少なくても高い効果をあげることができる。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）グリーンシート１の枚数を６枚、図１〜図８に示したコンデンサ電極３の形成層数を２層、インダクタ導体４の形成層数を２層、インダクタ導体４に対向しない位置にダミーパターン５を形成したダミーパターン５の形成層数を１層とした。また、１つの焼成基板におけるチップの取得数を３００個、焼成後の切断前の設計寸法を縦７０ｍｍ、横７０ｍｍ、暑さ０．６ｍｍとし、前記したアルミナ系ガラスセラミックを用いてグリーンシートを作製し、導体ペーストとして銀ペーストを用い、焼成を９３０℃で２時間行ない、反り量と変形量を測定した。
【００４０】
ここで、反り量とは、焼成した多層基板を平面上においたときの設置面と多層基板との間の隙間の寸法であり、変形量は正方形をなす多層基板の隣接するコーナー部を結ぶ線からその線に対応する辺の外方への膨らみ量である。
【００４１】
（実施例２）図１１〜図１７に示したように、ビアホール１０を有するグリーンシートの積層体でなる多層基板を、実施例１と同じ素材、枚数でなるグリーンシートと、導体ペーストを用いて作製した。また、ビアホール１０は多層基板全体を貫通するものとし、キャビティ９は省略し、コンデンサ電極３、インダクタ導体４の層数も実施例１と同じとした。また、ダミーパターン５の層数は    とした。
【００４２】
（比較例）グリーンシートの枚数を実施例１、２と同じにし、ダミーパターン５の無いものを作製した。
【００４３】
表１は前記実施例、比較例のサンプル数５０個での最大反り量、最大変形量を測定した結果を示したものである。表１から分かるように、実施例１、２では比較例より反り量、変形量が小さな値となり、本発明の効果が明らかである。
【００４４】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のガラスセラミック基板の製造方法を実施した場合の一実施の形態におけるグリーンシートの積層状態を1チップ分について示す側面図である。
【図２】比較例の図１相当図である。
【図３】（Ａ）は図１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図４】（Ａ）は図１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図５】（Ａ）は図１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図６】（Ａ）は図１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図７】（Ａ）は図１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図８】（Ａ）は図１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図９】本発明によるダミーパターンの他の例を示す平面図である。
【図１０】本発明によるダミーパターンの他の例を示す平面図である。
【図１１】本発明のガラスセラミック基板の製造方法を実施した場合の他の実施の形態におけるグリーンシートの積層状態を1チップ分について示す側面図である。
【図１２】（Ａ）は図１１の積層体の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図１３】（Ａ）は図１１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図１４】（Ａ）は図１１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図１５】（Ａ）は図１１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図１６】（Ａ）は図１１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図１７】（Ａ）は図１１の積層体の他の一部の導体パターンを示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図１８】本発明のガラスセラミック基板の製造方法を実施した場合の他の実施の形態におけるグリーンシートの積層状態を1チップ分について示す側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ａ〜１ｆ：グリーンシート、２：ランド、３：コンデンサ電極、４：インダクタ導体、５、５Ａ：ダミーパターン、６：ＩＣ実装用のパッド電極、７：ダミーパターンの非形成領域、９：キャビティ、１０：ビアホール、１２：凹部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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