(57)【要約】【課題】ガラス材料および第１のセラミック材料を含む基材層の間に、上記基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第２のセラミック材料を含む拘束層を位置させ、焼成時における基材層の収縮を拘束層によって抑制しながら、基材層に含まれるガラス材料を拘束層に浸透させることによって拘束層を緻密化することによって製造された、多層セラミック基板について、高周波領域におけるＱ値が高く、優れた高周波誘電特性が得られるようにする。【解決手段】基材層２において、１５〜７５重量％のガラス材料および２５〜８５重量％の第１のセラミック材料を含む。ガラス材料は、３３〜６８モル％のＳｉＯ２、３〜５２モル％のＣａＯ、１〜３６モル％のＡｌ２Ｏ３および１〜２５モル％のＢ２Ｏ３を含み、第１のセラミック材料として、ＭｇＡｌ２Ｏ４が用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材料および第１のセラミック材料を含む第１の粉体の集合体をもって構成される、積層された複数の基材層と、
その少なくとも一方の主面が前記基材層に接するように位置され、かつ前記基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第２のセラミック材料を含む第２の粉体の集合体をもって構成される、拘束層と
を備え、
前記第１の粉体の少なくとも一部は、焼結状態であり、
前記第２の粉体は、前記ガラス材料を含む前記第１の粉体の一部が前記拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されていて、
前記第１の粉体は、１５〜７５重量％の前記ガラス材料、および２５〜８５重量％の前記第１のセラミック材料を含み、
前記ガラス材料は、３３〜６８モル％のＳｉＯ２、３〜５２モル％のＣａＯ、１〜３６モル％のＡｌ２Ｏ３および１〜２５モル％のＢ２Ｏ３を含み、
前記第１のセラミック材料は、ＭｇＡｌ２Ｏ４である、
多層セラミック基板。
【請求項２】
前記第２のセラミック材料は、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２のいずれか１種である、請求項１に記載の多層セラミック基板。
【請求項３】
前記第２のセラミック材料は、ＭｇＡｌ２Ｏ４である、請求項１に記載の多層セラミック基板。
【請求項４】
前記基材層および前記拘束層の少なくとも一方の主面に沿って形成される導体膜をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の多層セラミック基板。
【請求項５】
前記基材層に含まれる前記ガラス材料の一部は、前記拘束層の全域に拡散あるいは流動しており、前記第２の粉体のすべてが、前記ガラス材料の一部によって互いに固着されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の多層セラミック基板。
【請求項６】
前記拘束層は前記基材層より薄い、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。
【請求項７】
ガラス材料および第１のセラミック材料を含む第１の粉体を含む、生の状態にある基材層と、
その少なくとも一方の主面が前記基材層に接するように位置され、かつ前記基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第２のセラミック材料を含む第２の粉体を含む、生の状態にある拘束層と
を備え、
前記第１の粉体は、１５〜７５重量％の前記ガラス材料、および２５〜８５重量％の前記第１のセラミック材料を含み、
前記ガラス材料は、３３〜６８モル％のＳｉＯ２、３〜５２モル％のＣａＯ、１〜３６モル％のＡｌ２Ｏ３および１〜２５モル％のＢ２Ｏ３を含み、
前記第１のセラミック材料は、ＭｇＡｌ２Ｏ４である、
多層セラミック基板作製用複合グリーンシート。
【請求項８】
前記基材層の両主面にそれぞれ接するように、前記拘束層が配置されている、請求項７に記載の多層セラミック基板作製用複合グリーンシート。
【請求項９】
前記拘束層の両主面にそれぞれ接するように、前記基材層が配置されている、請求項７に記載の多層セラミック基板作製用複合グリーンシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多層セラミック基板および多層セラミック基板作製用複合グリーンシートに関するもので、特に、いわゆる無収縮プロセスを適用して製造される多層セラミック基板および多層セラミック基板作製用複合グリーンシートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この発明にとって興味ある多層セラミック基板として、たとえば特開２０００−２５１５７号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１には、いわゆる無収縮プロセスによる、複合積層体およびその製造方法、より特定的には、焼成による収縮が抑制されながら製造することができ、焼成後の状態でそのまま使用に供され得る、複合積層体およびその製造方法が開示されているが、１つの好ましい典型例として、次のような構造の多層セラミック基板およびその製造方法が開示されている。
【０００３】
すなわち、多層セラミック基板は、ガラス材料および第１のセラミック材料を含む第１の粉体の集合体をもって構成される基材層と、上記ガラス材料を溶融させ得る温度では焼結しない第２のセラミック材料を含む第２の粉体の集合体をもって構成される拘束層とを備えている。ここで、第１の粉体の少なくとも一部は、焼結状態である。他方、第２の粉体は、未焼結状態にあるが、ガラス材料を含む第１の粉体の一部が拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されている。
【０００４】
このような多層セラミック基板を製造するため、上述の第１の粉体を含む、生の状態にある基材層と、上述の第２の粉体を含む、生の状態にある拘束層とを備える、生の積層体が作製され、次いで、この生の積層体が焼成される。この焼成工程において、第１の粉体の少なくとも一部が焼結する。また、この焼成工程において、第１の粉体の一部、典型的には、第１の粉体に含まれるガラス材料の一部が、拘束層に拡散あるいは流動する。その結果、第２の粉体は、焼結しないが、第１の粉体の一部、特にガラス材料によって互いに固着される。
【０００５】
上述したような製造方法によれば、焼成工程において、第２の粉体を焼結させないので、この第２の粉体を含む拘束層が基材層の収縮を抑制するように作用し、焼成による多層セラミック基板全体としての収縮を抑制することができ、結果として、得られた多層セラミック基板の寸法のばらつきを低減することができる。また、得られた多層セラミック基板において、拘束層に含まれる第２の粉体は、ガラス材料を含む第１の粉体の一部が拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されているので、拘束層を後で除去する必要がない。
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術において、基材層に含まれる、フィラーとしての第１のセラミック材料とガラス材料との組み合わせによっては、これら第１のセラミック材料とガラス材料とが焼成時に反応することがあり、そのため、特に高周波領域において、誘電損失が大きく、Ｑ値が低くなるという問題を引き起こすことがあった。
【特許文献１】特開２０００−２５１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、多層セラミック基板を提供しようとすることである。
【０００８】
この発明の他の目的は、上述の多層セラミック基板を製造するために用いられる、多層セラミック基板作製用複合グリーンシートを提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、ガラス材料および第１のセラミック材料を含む第１の粉体の集合体をもって構成される、積層された複数の基材層と、その少なくとも一方の主面が基材層に接するように位置され、かつ上記基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第２のセラミック材料を含む第２の粉体の集合体をもって構成される、拘束層とを備え、第１の粉体の少なくとも一部は、焼結状態であり、第２の粉体は、ガラス材料を含む第１の粉体の一部が拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されている、多層セラミック基板にまず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。
【００１０】
すなわち、基材層において、第１の粉体は、１５〜７５重量％のガラス材料、および２５〜８５重量％の第１のセラミック材料を含む。そして、ガラス材料は、３３〜６８モル％のＳｉＯ２、３〜５２モル％のＣａＯ、１〜３６モル％のＡｌ２Ｏ３および１〜２５モル％のＢ２Ｏ３を含み、第１のセラミック材料は、ＭｇＡｌ２Ｏ４であることを特徴としている。
【００１１】
拘束層において、第２のセラミック材料は、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２のいずれか１種であることが好ましく、より好ましくは、ＭｇＡｌ２Ｏ４である。
【００１２】
この発明に係る多層セラミック基板は、基材層および拘束層の少なくとも一方の主面に沿って形成される導体膜をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
また、この発明に係る多層セラミック基板において、基材層に含まれるガラス材料の一部は、拘束層の全域に拡散あるいは流動しており、第２の粉体のすべてが、ガラス材料の一部によって互いに固着されていることが好ましい。
【００１４】
また、拘束層は基材層より薄いことが好ましい。
【００１５】
この発明は、また、上述したような多層セラミック基板を製造するために用いられる、多層セラミック基板作製用複合グリーンシートにも向けられる。
【００１６】
この発明に係る多層セラミック基板作製用複合グリーンシートは、ガラス材料および第１のセラミック材料を含む第１の粉体を含む、生の状態にある基材層と、その少なくとも一方の主面が基材層に接するように位置され、かつ基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第２のセラミック材料を含む第２の粉体を含む、生の状態にある拘束層とを備えている。そして、第１の粉体は、１５〜７５重量％のガラス材料、および２５〜８５重量％の第１のセラミック材料を含み、ガラス材料は、３３〜６８モル％のＳｉＯ２、３〜５２モル％のＣａＯ、１〜３６モル％のＡｌ２Ｏ３および１〜２５モル％のＢ２Ｏ３を含み、第１のセラミック材料は、ＭｇＡｌ２Ｏ４であることを特徴としている。
【００１７】
この発明に係る多層セラミック基板作製用複合グリーンシートは、基材層の両主面にそれぞれ接するように、拘束層が配置されていても、拘束層の両主面にそれぞれ接するように、基材層が配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係る多層セラミック基板によれば、基材層を構成する第１の粉体が１５〜７５重量％のガラス材料および２５〜８５重量％の第１のセラミック材料を含むようにされながら、基材層に含まれるガラス材料として、３３〜６８モル％のＳｉＯ２、３〜５２モル％のＣａＯ、１〜３６モル％のＡｌ２Ｏ３および１〜２５モル％のＢ２Ｏ３を含む組成のものが用いられ、同じ基材層に含まれる第１のセラミック材料としてＭｇＡｌ２Ｏ４が用いられるので、焼成時において、ガラス材料と第１のセラミック材料との反応が抑制され、高周波領域において、誘電損失の増加を抑制し、Ｑ値を高く維持することができる。
【００１９】
また、この発明によれば、第２の粉体を含む拘束層が基材層の収縮を抑制するように作用し、焼成による多層セラミック基板全体としての収縮を抑制することができ、結果として、得られた多層セラミック基板において、不所望な変形を抑制するとともに、寸法のばらつきを低減することができる。また、拘束層に含まれる第２の粉体は、ガラス材料を含む第１の粉体の一部が拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されているので、拘束層を後で除去する必要がなく、そのままの状態で使用に供することができる。
【００２０】
この発明に係る多層セラミック基板において、拘束層に含まれる第２のセラミック材料が、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２のいずれか１種であるとき、基材層を構成する第１の粉体に対する第２のセラミック材料の濡れ性を良好なものとすることができる。したがって、基材層中のガラスが拘束層中に浸透しやすく、拘束層を緻密化し、拘束層と基材層との密着性を高めることが容易になる。
【００２１】
特に、第２のセラミック材料として、ＭｇＡｌ２Ｏ４が用いられると、前述した基材層におけるフィラーとしてのＭｇＡｌ２Ｏ４の場合と同様、ガラスとの反応が抑制されるので、より高いＱ値を得ることができる。
【００２２】
この発明において、基材層に含まれるガラス材料の一部が、拘束層の全域に拡散あるいは流動しており、第２の粉体のすべてが、このガラス材料の一部によって互いに固着されていると、多層セラミック基板の機械的強度を高めることができる。
【００２３】
拘束層が基材層より薄いと、基材層に含まれるガラス材料を、拘束層の全域により容易に拡散あるいは流動させることができる。
【００２４】
この発明に係る多層セラミック基板作製用複合グリーンシートによれば、多層セラミック基板の製造のために作製される生の積層体を能率的に作製することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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１を図解的に示す断面図である。
【００２６】
多層セラミック基板１は、積層された複数の基材層２と、その少なくとも一方の主面が基材層２に接するように位置される、拘束層３と、基材層２の主面方向に延びるように形成される、導体膜４とからなる積層構造を有する、積層体５を備えている。この実施形態では、基材層２と拘束層３とは交互に積層されている。また、積層体５の内部には、導体膜４の特定のものに電気的に接続されながら、特定の基材層２を厚み方向に貫通するように、いくつかのビアホール導体６が設けられている。
【００２７】
基材層２は、ガラス材料および第１のセラミック材料を含む第１の粉体の集合体をもって構成される。第１の粉体において、ガラス材料の含有量は１５〜７５重量％とされ、第１のセラミック材料の含有量は２５〜８５重量％とされる。また、ガラス材料は、３３〜６８モル％のＳｉＯ２、３〜５２モル％のＣａＯ、１〜３６モル％のＡｌ２Ｏ３および１〜２５モル％のＢ２Ｏ３を含む組成とされる。そして、第１のセラミック材料としては、ＭｇＡｌ２Ｏ４が用いられる。
【００２８】
他方、拘束層３は、基材層２に含まれる上記ガラス材料を溶融させ得る温度では焼結しない第２のセラミック材料を含む第２の粉体の集合体をもって構成される。第２のセラミック材料としては、好ましくは、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２のいずれか１種が用いられる。より好ましくは、第２のセラミック材料としては、ＭｇＡｌ２Ｏ４が用いられる。
【００２９】
導体膜４およびビアホール導体６は、導電性ペーストを焼結させて得られるもので、この導電性ペーストに含まれる導電成分としては、たとえばＡｇが用いられる。
【００３０】
基材層２に含まれる第１の粉体の少なくとも一部は、焼結状態である。他方、拘束層３に含まれる第２の粉体は、ガラス材料を含む第１の粉体の一部が拘束層３に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されている。ここで、拘束層３は、第２の粉体が実質的に未焼結状態にあると考えられるが、一部焼結している可能性もある。
【００３１】
好ましくは、拘束層３は基材層２より薄くされる。
【００３２】
多層セラミック基板１の上方主面上には、チップ部品８および９が搭載される。チップ部品８および９は、多層セラミック基板１の上方主面上に形成された導体膜４に電気的に接続される。多層セラミック基板１の下方主面上に形成された導体膜４は、この多層セラミック基板１をマザーボード（図示せず。）上に実装するとき、多層セラミック基板１をマザーボードに電気的に接続しかつ機械的に固定するために用いられる。
【００３３】
多層セラミック基板１は、次のように製造される。
【００３４】
まず、図１に示した積層体５の生の状態のものが用意される。この生の状態の積層体５は、生の状態にある基材層２と、生の状態にある拘束層３と、生の状態にある導体膜４と、生の状態にあるビアホール導体６とを備えている。
【００３５】
なお、生の状態の積層体５を得るため、典型的には、基材層２となるべきグリーンシートと拘束層３となるべきグリーンシートとが用意され、それらが所定の順序で積層されるが、拘束層３について、あるいは基材層２および拘束層３の双方について、厚膜印刷を繰り返して、生の状態の積層体５を得るようにしてもよい。
【００３６】
生の状態にある基材層２は、１５〜７５重量％のガラス材料および２５〜８５重量％の第１のセラミック材料を含む、第１の粉体を含んでいる。ガラス材料は、前述したように、３３〜６８モル％のＳｉＯ２、３〜５２モル％のＣａＯ、１〜３６モル％のＡｌ２Ｏ３および１〜２５モル％のＢ２Ｏ３を含み、第１のセラミック材料は、前述したように、ＭｇＡｌ２Ｏ４である。生の状態にある基材層２は、さらに、バインダ、溶剤、分散剤および可塑剤を含んでいる。
【００３７】
生の状態にある拘束層３は、上記第１の粉体に含まれるガラス材料を溶融させ得る温度では焼結しない第２のセラミック材料を含む第２の粉体を含んでいる。第２のセラミック材料としては、好ましくは、前述したように、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２のいずれか１種が用いられ、より好ましくは、ＭｇＡｌ２Ｏ４が用いられる。生の状態にある拘束層３は、さらに、バインダ、溶剤、分散剤および可塑剤を含んでいる。
【００３８】
生の状態にある導体膜４およびビアホール導体６は、導電性ペーストから構成される。この導電性ペーストは、たとえばＡｇ粉末のような導電性金属粉末とバインダと溶剤とを含んでいる。
【００３９】
次に、上述のような構造の生の積層体５を焼成する工程が実施される。この焼成工程において付与される温度等の条件は、たとえば、７００〜１０００℃、０．５〜２時間であり、焼成工程の後、次のような状態が得られるように選ばれる。
【００４０】
すなわち、焼成工程の結果、基材層２に含まれる第１の粉体の少なくとも一部は焼結する。また、基材層２に含まれるガラス材料を含む第１の粉体の一部は、拘束層３に拡散または流動する。これによって、拘束層３に含まれる第２の粉体は、互いに固着される。このとき、基材層２に含まれるガラス材料の一部は、拘束層３の全域に拡散あるいは流動し、これによって、第２の粉体のすべてが互いに固着され、その結果、拘束層３が緻密化することが好ましい。前述したように、拘束層３が基材層２より薄いとき、基材層２に含まれるガラス材料を、拘束層３の全域に拡散あるいは流動させることが容易である。
【００４１】
焼成工程において、拘束層３に含まれる第２の粉体そのものは、基材層２の焼成温度では実質的に焼結しないため、拘束層３には実質的な収縮が生じない。したがって、拘束層３は、基材層２に対して、収縮抑制作用を及ぼし、基材層２の主面方向での収縮を抑制する。このことから、得られた多層セラミック基板１に不所望な変形が生じにくくなり、寸法精度を高めることができる。
【００４２】
また、焼成工程において、基材層２に含まれるガラス材料として、前述したような特定的な組成を有するものを用い、同じく基材層２に含まれる第１のセラミック材料として、ＭｇＡｌ２Ｏ４を用いているので、第１のセラミック材料のガラス材料に対する反応が抑制され、高周波領域において誘電損失が増加することが抑制され、Ｑ値を高く維持することができる。
【００４３】
また、拘束層３に含まれる第２セラミック材料として、前述したように、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２のいずれか１種が用いられると、これらは基材層２を構成する第１の粉体の集合体との濡れ性が良好である。したがって、焼成工程において、基材層２中のガラスが拘束層３に浸透しやすく、拘束層３を緻密化し、拘束層３と基材層２との密着性を高めることが容易である。
【００４４】
拘束層３に含まれる第２のセラミック材料として、特にＭｇＡｌ２Ｏ４が用いられると、基材層２における第１のセラミック材料としてのＭｇＡｌ２Ｏ４の場合と同様、基材層２に含まれるガラス材料との反応が抑制されるので、より高いＱ値を得ることができる。
【００４５】
次に、多層セラミック基板１の上方主面上に、チップ部品８および９が搭載される。
【００４６】
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１ａを図解的に示す断面図である。図２において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４７】
図２に示した多層セラミック基板１ａは、積層体５にキャビティ１１が設けられていることを特徴としている。キャビティ１１の内部には、想像線で示すように、チップ部品１２が収容されかつ実装される。
【００４８】
キャビティを有する多層セラミック基板においては、特にその土手部（キャビティ側壁部）にて、歪み等の変形が生じやすいが、本例では、その土手部に拘束層３が配されているので、変形が少なく、高精度の多層セラミック基板１ａが得られる。
【００４９】
前述した多層セラミック基板１または１ａを製造するにあたって、生の状態にある積層体５を作製するため、基材層２および拘束層３の各々となるべきグリーンシートを１層ずつ積層することも考えられるが、好ましくは、以下に説明するように、複合グリーンシートの状態で用意され、この複合グリーンシートを用いて生の積層体５を作製するようにされる。
【００５０】
図３ないし図６には、複合グリーンシートのいくつかの例が断面図で示されている。図３ないし図６において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付している。また、図３ないし図６においては、導体膜やビアホール導体の図示が省略されている。
【００５１】
図３ないし図６には、たとえばポリエチレンテレフタレートからなるキャリアフィルム１５が図示されている。キャリアフィルム１５は、たとえば基材層２となるべきセラミックスラリーをシート状に成形する際に用いられ、また、成形された後のグリーンシートの取り扱いを容易にする。キャリアフィルム１５は、生の積層体５を得るための積層工程を終えた段階では剥離され除去される。
【００５２】
図３に示した複合グリーンシート１６は、キャリアフィルム１５上に、生の状態にある基材層２となるべきグリーンシートが成形され、その後、必要に応じて乾燥され、次いで、基材層２上に、生の状態にある拘束層３となるべきグリーンシートが成形されることによって得られたものである。この複合グリーンシート１６の場合、図示しないが、拘束層３上に導体膜を形成することが容易である。
【００５３】
上述した基材層２となるべきグリーンシートの成形と拘束層３となるべきグリーンシートの成形とは、一連の工程をもって実施してもよいが、基材層２となるべきグリーンシートを成形した後、基材層２となるべきグリーンシートを保持するキャリアフィルム１５を、一旦、ロール状に巻き、その後、ロールから基材層２となるべきグリーンシートをキャリアフィルム１５とともに引き出し、拘束層３となるべきグリーンシートを成形するようにしてもよい。このことは、図４ないし図６を参照して説明する他の複合グリーンシート１７〜１９の場合についても言える。
【００５４】
図４に示した複合グリーンシート１７は、キャリアフィルム１５上に、生の状態にある拘束層３となるべきグリーンシートが成形され、その後、必要に応じて乾燥され、次いで、生の状態にある基材層２となるべきグリーンシートが成形されることによって得られたものである。この複合グリーンシート１７の場合、図示しないが、基材層２上に導体膜を形成することが容易である。
【００５５】
なお、図３に示した複合グリーンシート１６と図４に示した複合グリーンシート１７とは、キャリアフィルム１５を除去した状態では、互いに同じ積層構造を有している。
【００５６】
図５に示した複合グリーンシート１８は、キャリアフィルム１５上に、生の状態にある拘束層３となるべきグリーンシート、生の状態にある基材層２となるべきグリーンシート、および生の状態にある拘束層３となるべきグリーンシートが、この順序で成形されることによって得られたものである。この複合グリーンシート１８の場合、図示しないが、拘束層３上に導体膜を形成することが容易である。
【００５７】
図６に示した複合グリーンシート１９は、キャリアフィルム１５上に、生の状態にある基材層２となるべきグリーンシート、生の状態にある拘束層３となるべきグリーンシート、および生の状態にある基材層２となるべきグリーンシートが、この順序で成形されることによって得られたものである。この複合グリーンシート１９の場合、図示しないが、基材層２上に導体膜を形成することが容易である。
【００５８】
上述した複合グリーンシート１６〜１９は、これらのうちのいずれかを単独で用いたり、これらのうちのいずれかを組み合わせて用いたりすることによって、生の積層体５を作製することができる。たとえば、複合グリーンシート１６または１７と複合グリーンシート１８または１９とを組み合わせることによって、生の積層体５を作製することができる。また、複合グリーンシート１８と複合グリーンシート１９を積層することによって、生の積層体５を作製することができる。
【００５９】
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、その他種々の変形例が可能である。
【００６０】
たとえば、図１に示した多層セラミック基板１および図２に示した多層セラミック基板１ａでは、基材層２と拘束層３とが交互に形成されたが、基材層２のいくつかについて、その少なくとも一方主面には、拘束層３ではなく、他の基材層２が接するように位置されてもよい。
【００６１】
上述の変形例に関連して、図１および図２に示した積層体５では、拘束層３が最も外側に位置されたが、少なくとも一方の主面については、基材層２が最も外側に位置されてもよい。この後者の場合、拘束層３と実質的に同様の組成を有するが、そこに含まれる第２の粉体が互いに固着されない程度の厚みを有する収縮抑制層を、生の状態にある積層体の少なくとも一方主面上に配置し、これによって収縮を抑制した状態で焼成工程を実施し、焼成工程後において、この収縮抑制層を除去するようにしてもよい。
【００６２】
また、基材層に含まれるガラス材料には、この発明の目的を損なわない範囲内で微量の添加物が加えられてもよい。たとえば、ＭｇＣＯ３、ＺｎＯ、ＬｉＣＯ３、Ｐｂ３Ｏ４、Ｂｉ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３などを０．０１〜５．０重量％添加することにより、ＭｇＡｌ２Ｏ４との反応を抑えて、より高いＱ値を得ることができる。
【００６３】
また、拘束層に含まれる第２のセラミック材料としては、前述したＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２のほか、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、ＷＣなどを用いることもできる。
【００６４】
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。
【００６５】
（実験例１）
まず、ガラス材料の出発原料として、ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３の各粉末を用意し、表１に示す各組成比（単位は「重量％」）が得られるように調合した。そして、この調合された混合粉末を、Ｐｔ−Ｒｈるつぼ中において、１４００〜１６００℃の温度で溶融した後、急冷し、さらに粉砕して、平均粒径２．０μｍのガラス粉末Ｇ１〜Ｇ３８を得た。
【００６６】
【表１】
2008031005.tif 000003
【００６７】
次に、基材層用グリーンシートを得るため、表２の「基材層」における「第１のセラミック材料」の欄に示した、平均粒径１．０μｍの第１のセラミック材料粉末を用意するとともに、同じく「ガラス材料」の欄に示したガラス記号に対応する表１に示した組成のガラス粉末を用意し、これら第１のセラミック材料粉末とガラス粉末とを１：１の重量比となるように混合した。そして、これら第１のセラミック材料粉末およびガラス粉末の合計１００重量部に対して、２．０重量部の可塑剤としてのＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）、６０重量部のトルエンおよび４０重量部のエキネンからなる有機溶剤、ならびに１０．０重量部のバインダとしてのポリビニルブチラールを加え、これらを混合することによってスラリーを得、ドクターブレード法によって、スラリーをシート状に成形して、厚み５０μｍの基材層用グリーンシートを得た。
【００６８】
他方、拘束層用グリーンシートを得るため、表２の「拘束層」における「第２セラミック材料」の欄に示した、平均粒径１．０μｍの第２のセラミック材料粉末を用意した。そして、第２のセラミック材料粉末１００重量部に対して、２．０重量部の可塑剤としてのＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）、８５重量部のトルエンおよび５０重量部のエキネンからなる有機溶剤、ならびに１０．０重量部のバインダとしてのポリビニルブチラールを加え、これらを混合することによって、スラリーを得、ドクターブレード法によって、スラリーをシート状に成形して、厚み５μｍの拘束層用グリーンシートを得た。
【００６９】
また、導体膜を形成するため、導電性金属粉末としての平均粒径２μｍのＡｇ粉末を４８重量％、バインダとしてのエチルセルロースを３重量％、および溶剤としてのテルペン類を４９重量％含む、導電性ペーストを用意した。
【００７０】
次に、図７ないし図１１にそれぞれ示すような積層体２１〜２５を作製するため、基材層２６において、前述した基材層用グリーンシートを用い、拘束層２７において、前述した拘束層用グリーンシートを用いながら、積層工程を実施し、図９ないし図１１に示した積層体２３〜２５の場合には、導体膜２８を形成するため、前述した導電性ペーストの印刷工程を実施し、生の状態にある積層体２１〜２５をそれぞれ得た。
【００７１】
次に、生の積層体２１〜２５の各々に対して、１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力をプレス機で付与した後、９００℃の温度で１時間焼成した。その結果、表２に示すように、試料１０、１８、２９および３４を除いて、主面方向での収縮が実質的にない状態で、焼結体としての積層体２１〜２５が得られることが確認された。
【００７２】
他方、誘電特性を評価するため、上述した積層体２１〜２５の場合と同様の製造方法を適用して、図１２に示すように、基材層２６および拘束層２７を各々２０層ずつ備える焼結体としての積層体３１を作製した。そして、積層体３１の所定位置に電極を形成し、摂動法にて、測定周波数３ＧＨｚにおける比誘電率εｒおよびＱ値を測定し、Ｑ値については、１ＧＨｚでのＱ値に換算した。
【００７３】
これらの結果が表２に示されている。
【００７４】
【表２】
2008031005.tif 000004
【００７５】
表１においてガラス記号に＊を付したもの、および表２において試料番号に＊を付したものは、この発明の範囲から外れている。
【００７６】
この発明の範囲内にある試料４〜７、１４〜１７、２３〜２５、３０〜３２、３５〜３７および３９〜４１によれば、ＳｉＯ２が３３〜６８モル％、ＣａＯが３〜５２モル％、Ａｌ２Ｏ３が１〜３６モル％およびＢ２Ｏ３が１〜２５モル％であるという条件を満たすガラス材料Ｇ４〜Ｇ７、Ｇ１４〜Ｇ１７、Ｇ２３〜Ｇ２５、Ｇ３０〜Ｇ３２およびＧ３５〜Ｇ３７のいずれかを基材層において用いているので、１５００ＧＨｚ以上のＱ値を示し、優れた高周波誘電特性が得られている。
【００７７】
ここで、試料４〜７、１４〜１７、２３〜２５、３０〜３２および３５〜３７と試料３９〜４１とを比較すればわかるように、拘束層に含まれる第２のセラミック材料がＭｇＡｌ２Ｏ４の場合に限らず、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２およびＭｇＯのいずれの場合であっても、１５００ＧＨｚ以上のＱ値を示している。
【００７８】
これらに対して、この発明の範囲から外れた試料１〜３、８〜１３、１８〜２２、２６〜２９、３３、３４および３８では、ＳｉＯ２、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３のいずれかについて、上述した組成範囲の条件を満たさないガラス材料Ｇ１〜Ｇ３、Ｇ８〜Ｇ１３、Ｇ１８〜Ｇ２２、Ｇ２６〜Ｇ２９、Ｇ３３、Ｇ３４およびＧ３８のいずれかを基材層において用いているので、Ｑ値が１５００ＧＨｚより低くなるか、焼結しない。
【００７９】
また、試料４２〜４７では、基材層に含まれるガラス材料として、この発明の範囲内にあるガラス材料Ｇ６、Ｇ１４およびＧ２４のいずれかを用いているにも関わらず、第１のセラミック材料として、ＭｇＡｌ２Ｏ４ではなく、Ａｌ２Ｏ３を用いているため、Ｑ値が１５００ＧＨｚより低くなっている。
【００８０】
（実験例２）
実験例２では、基材層を構成する第１の粉体の集合体に含まれるガラス材料と第１のセラミック材料との比率を変えて、Ｑ値の動向を調査したものである。
【００８１】
表３において、「ガラス記号」は、表１の「ガラス記号」に対応し、「ガラス量」は、基材層におけるガラス材料および第１のセラミック材料の合計重量に占めるガラス材料の重量比率を示し、「ＭｇＡｌ２Ｏ４量」は、ガラス材料および第１のセラミック材料の合計重量に占める第１のセラミック材料としてのＭｇＡｌ２Ｏ４の重量比率を示している。
【００８２】
前述の実験例１の場合と同様の方法により、各試料を作製し、比誘電率εｒおよびＱ値を評価した。表３に、その結果が示されている。
【００８３】
【表３】
2008031005.tif 000005
【００８４】
表３において、試料番号に＊を付したものは、この発明の範囲から外れている。
【００８５】
表３を参照して、「ガラス量」が１５〜７５重量％、「ＭｇＡｌ２Ｏ４量」が２５〜８５重量％であるという条件を満たす試料４９〜５１、５４〜５６および５９〜６１によれば、Ｑ値が１５００ＧＨｚ以上と高く、優れた高周波誘電特性を示している。
【００８６】
これらに対して、「ガラス量」が１５重量％未満であり、「ＭｇＡｌ２Ｏ４量」が８５重量％を超える試料４８、５３および５８では、焼結しない。
【００８７】
また、「ガラス量」が７５重量％を超え、「ＭｇＡｌ２Ｏ４量」が２５重量％未満である試料５２、５７および６２では、Ｑ値が１５００ＧＨｚより低くなっている。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【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１を図解的に示す断面図である。
【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１ａを図解的に示す断面図である。
【図３】生の積層体を作製するために用いられる複合グリーンシートの第１の例を示す断面図である。
【図４】生の積層体を作製するために用いられる複合グリーンシートの第２の例を示す断面図である。
【図５】生の積層体を作製するために用いられる複合グリーンシートの第３の例を示す断面図である。
【図６】生の積層体を作製するために用いられる複合グリーンシートの第４の例を示す断面図である。
【図７】実験例１において焼結性を確認するために作製した積層体の第１の例を示す断面図である。
【図８】実験例１において焼結性を確認するために作製した積層体の第２の例を示す断面図である。
【図９】実験例１において焼結性を確認するために作製した積層体の第３の例を示す断面図である。
【図１０】実験例１において焼結性を確認するために作製した積層体の第４の例を示す断面図である。
【図１１】実験例１において焼結性を確認するために作製した積層体の第５の例を示す断面図である。
【図１２】実験例１において誘電特性を評価するために作製した積層体を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１，１ａ  多層セラミック基板
２，２６  基材層
３，２７  拘束層
４，２８  導体膜
５，２１〜２５，３１  積層体
１６〜１９  複合グリーンシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008031005.tif 000008
【図４】
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【図５】
2008031005.tif 000010
【図６】
2008031005.tif 000011
【図７】
2008031005.tif 000012
【図８】
2008031005.tif 000013
【図９】
2008031005.tif 000014
【図１０】
2008031005.tif 000015
【図１１】
2008031005.tif 000016
【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月10日(2007.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2008031005.tif 000018
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2008031005.tif 000019
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2008031005.tif 000020
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2008031005.tif 000021
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2008031005.tif 000022
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
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