(57)【要約】【課題】電子部品が配置されるキャビティの内壁面に所望の配線パターンや反射膜を設けることが容易なキャビティ付きセラミック多層基板と、その製造方法とを提供すること。【解決手段】セラミック多層基板１を製造する際には、まず、キャビティ用透孔が形成されていないグリーンシート１ａ〜１ｃ上に、キャビティ用透孔２ｄ〜２ｇが形成されているグリーンシート１ｄ〜１ｇを積層して未圧着積層体５を形成する。このとき、各透孔２ｄ〜２ｇの口径が上層側で漸次小径となるように各グリーンシート１ｄ〜１ｇを積層する。次に、未圧着積層体５に等方圧を付与して未焼成ブロック体７となすが、このとき最上層のグリーンシート１ｇの透孔周縁部分１０ｇが陥没してその表面が下窄まりな湾曲面となるため、該湾曲面によってキャビティ２の内壁面２１が形成される。セラミック多層基板１は未焼成ブロック体７を焼成して得られる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックグリーンシートの積層体を加圧・焼成して製造され、電子部品が配置されるキャビティを有するセラミック多層基板において、
前記電子部品の搭載面を包囲する前記キャビティの内壁面が下窄まりに湾曲させてあると共に、該内壁面が最上層の前記セラミックグリーンシートによって形成されていることを特徴とするキャビティ付きセラミック多層基板。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記キャビティの前記内壁面に前記電子部品の導通路となる配線パターンが設けられていることを特徴とするキャビティ付きセラミック多層基板。
【請求項３】
請求項１の記載において、前記電子部品が発光素子であり、かつ、前記キャビティの前記内壁面に反射膜が設けられていることを特徴とするキャビティ付きセラミック多層基板。
【請求項４】
電子部品が配置されるキャビティを有するセラミック多層基板の製造方法において、
前記キャビティ用の透孔が形成されていないセラミックグリーンシート上に、前記キャビティ用の透孔が形成されていて各層ごとに該透孔の口径が互いに異なる複数層のセラミックグリーンシートを積層して未圧着積層体を形成する積層工程と、
前記未圧着積層体を等方圧プレス装置で加圧することにより多層構造の未焼成ブロック体となす圧着工程と、
前記未焼成ブロック体を焼成する焼成工程とを備え、
前記積層工程で、前記透孔の口径が上層側で漸次小径となるように各セラミックグリーンシートを積層することによって、前記圧着工程で、最上層のセラミックグリーンシートの前記透孔の周縁部分を陥没させて該周縁部分の表面を下窄まりな湾曲面となし、該湾曲面によって前記電子部品の搭載面を包囲する前記キャビティの内壁面が形成されるようにしたことを特徴とするキャビティ付きセラミック多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が配置されるキャビティを有するセラミック多層基板と、かかるキャビティ付きセラミック多層基板の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックグリーンシートの積層体を加圧・焼成して製造されるセラミック多層基板は、表層だけでなく層間にも配線パターン等を設けることができるため回路の高密度化に好適である。かかるセラミック多層基板は表層に電子部品を搭載してモジュール化されることが多いが、その電子部品が薄型でない場合、モジュール全体の高さ寸法が不所望に増大してしまう虞があるため、電子部品が配置されるキャビティを予めセラミック多層基板に設けておくという技術が従来より知られている。
【０００３】
このようなキャビティは、従来、次のような手順で作製されていた。まず、セラミック多層基板の各層に対応するセラミックグリーンシートのうち、上層側に配置される複数層のグリーンシートにキャビティ用の透孔を形成しておく。その際、各層ごとに該透孔の口径が互いに異なるようにしておき、口径の小さいグリーンシートから順次、キャビティ用透孔を有さないグリーンシート上に積層していく。つまり、次に積層するグリーンシートのキャビティ用透孔は、その下層に位置するグリーンシートのキャビティ用透孔よりも大きく、最上層に積層されるグリーンシートのキャビティ用透孔の口径が最も大きくなるように設定される。こうして必要枚数のグリーンシートを積層すると、口径の異なる各透孔の周縁部分によって階段状の壁面が形成され、この階段状の壁面が電子部品の搭載面を包囲するキャビティの内壁面となる。したがって、かかるグリーンシートの積層体を加圧して焼成することにより、電子部品が配置されるキャビティを有するセラミック多層基板が得られる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１９３１６３号公報（第２頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、キャビティ付きでないセラミック多層基板の場合、表層に搭載される電子部品の導通路となる配線の引回しは、ビアホールを縦列させて表層と層間の配線パターンどうしを導通させるという配線構造よりも、表層に導通路を集約させるという配線構造にしたほうが製造が容易であり、生産性や導通信頼性の向上が図れる。しかしながら、キャビティ付きの従来のセラミック多層基板の場合は、キャビティ内に配置される電子部品の導通路を表層に集約させようとすると、その配線パターンを複数のグリーンシートによって構成されるキャビティの階段状の内壁面に沿って設けなければならないため、製造工程が煩雑化してしまい、導通の信頼性も低下してしまう。つまり、キャビティの内壁面が複数のグリーンシートによって階段状に形成されていると、該内壁面に所望の配線パターンを設けることが容易でなくなるという問題が生じる。
【０００５】
また、セラミック多層基板のキャビティに搭載される電子部品がチップＬＥＤ等の発光素子である場合には、キャビティの内壁面に銀等の反射素材からなる反射膜を設けることによって明るさを増大させることが可能となるが、該キャビティの内壁面の形状が階段状であると、該内壁面に反射膜を設けたとしても不所望方向へ反射される光が多くなってしまうため、反射光が有効利用できないという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、電子部品が配置されるキャビティの内壁面に所望の配線パターンや反射膜を設けることが容易なキャビティ付きセラミック多層基板を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、そのようなキャビティ付きセラミック多層基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の第１の目的を達成するため、本発明では、セラミックグリーンシートの積層体を加圧・焼成して製造され、電子部品が配置されるキャビティを有するセラミック多層基板において、前記電子部品の搭載面を包囲する前記キャビティの内壁面が下窄まりに湾曲させてあると共に、該内壁面が最上層の前記セラミックグリーンシートによって形成されているという構成にした。
【０００８】
このように最上層のセラミックグリーンシートの一部を下窄まりに湾曲させてキャビティの内壁面となせば、該内壁面に設けられる配線パターンを予め最上層のグリーンシートに形成しておくことができるため、キャビティの内壁面に導通信頼性の高い配線パターンを容易に設けることができる。また、キャビティの内壁面が階段状ではなく下窄まりな湾曲面であることから、該内壁面に所望の反射膜を設けることも容易である。
【０００９】
すなわち、キャビティ内に配置される電子部品の導通路を表層に集約させるために、キャビティの内壁面に該電子部品の導通路となる配線パターンを設ける場合には、その配線パターンを予め最上層のグリーンシートに形成しておけばよいので、導通信頼性の高い配線パターンをキャビティの内壁面に設けることが容易となる。また、キャビティ内に配置される電子部品が発光素子である場合には、キャビティの内壁面に銀等の反射素材からなる反射膜を設けてもよく、こうすることで下窄まりな湾曲面に沿う該反射膜によって発光素子の出射光を所望方向へ反射させやすくなるため、反射光が有効利用できる。
【００１０】
また、上記の第２の目的を達成するため、本発明では、
電子部品が配置されるキャビティを有するセラミック多層基板の製造方法において、前記キャビティ用の透孔が形成されていないセラミックグリーンシート上に、前記キャビティ用の透孔が形成されていて各層ごとに該透孔の口径が互いに異なる複数層のセラミックグリーンシートを積層して未圧着積層体を形成する積層工程と、前記未圧着積層体を等方圧プレス装置で加圧することにより多層構造の未焼成ブロック体となす圧着工程と、前記未焼成ブロック体を焼成する焼成工程とを備え、前記積層工程で、前記透孔の口径が上層側で漸次小径となるように各セラミックグリーンシートを積層することによって、前記圧着工程で、最上層のセラミックグリーンシートの前記透孔の周縁部分を陥没させて該周縁部分の表面を下窄まりな湾曲面となし、該湾曲面によって前記電子部品の搭載面を包囲する前記キャビティの内壁面が形成されるようにした。
【００１１】
このようにキャビティ用透孔を有する複数層のセラミックグリーンシートを積層する工程で、各グリーンシートのキャビティ用透孔の口径が上層側で漸次小径となるように積層すると、これらの透孔が連続して上窄まりな凹所が形成されるため、次なる圧着工程で等方圧（静水圧）を付与すると、各グリーンシートのうち該凹所へせり出している部分が折り重なるように下窄まりに湾曲して該凹所内へ陥没する。その結果、最上層のグリーンシートのキャビティ用透孔の周縁部分が下層側のグリーンシートのキャビティ用透孔の周縁部分を覆うため、最上層のグリーンシートの該周縁部分の表面がキャビティの内壁面となり、その形状は下窄まりな湾曲面となる。したがって、キャビティ内に配置される電子部品の導通路を表層に集約させたい場合には、その配線パターンを予め最上層のグリーンシートに形成しておけばよくなり、よって導通信頼性の高い配線パターンをキャビティの内壁面に設けることが容易となる。また、キャビティの内壁面が階段状ではなく下窄まりな湾曲面であることから、該内壁面に所望の反射膜を設けることも容易である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のキャビティ付きセラミック多層基板は、最上層のセラミックグリーンシートの一部を下窄まりに湾曲させてキャビティの内壁面となしているため、該内壁面にキャビティ内に配置される電子部品の導通路となる配線パターンを容易に設けることができて、該配線パターンの導通信頼性も確保しやすい。また、キャビティの内壁面が階段状ではなく下窄まりな湾曲面であることから、キャビティ内に配置される電子部品が発光素子である場合には、該内壁面に所望の反射膜を容易に設けることができる。
【００１３】
また、本発明によるキャビティ付きセラミック多層基板の製造方法は、キャビティ用透孔を有する複数層のセラミックグリーンシートを積層する工程で、各グリーンシートのキャビティ用透孔の口径が上層側で漸次小径となるように積層するため、次なる圧着工程で等方圧（静水圧）を付与すると、最上層のグリーンシートのキャビティ用透孔の周縁部分が陥没して該周縁部分の表面が下窄まりな湾曲面となり、該湾曲面によってキャビティの内壁面が形成される。したがって、キャビティ内に配置される電子部品の導通路を表層に集約させたい場合には、その配線パターンを予め最上層のグリーンシートに形成しておけばよくなり、よって導通信頼性の高い配線パターンをキャビティの内壁面に設けることが容易となる。また、キャビティの内壁面が階段状ではなく下窄まりな湾曲面であることから、該内壁面に所望の反射膜を設けることも容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るセラミック多層基板の要部断面図、図２は該セラミック多層基板の製造工程図である。
【００１５】
図１に示すセラミック多層基板１は、低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）からなる複数層（例えば７層）のグリーンシート１ａ〜１ｇを積層して加圧・焼成したものであり、このセラミック多層基板１の表層には電子部品４０が配置されるキャビティ２が形成されている。キャビティ２の内壁面２１は下窄まりな湾曲面となっており、この内壁面２１に包囲されたキャビティ２の平坦な内底面が電子部品４０用の搭載面２２となっている。なお、内壁面２１は最上層のグリーンシート１ｇの一部であり、搭載面２２は３層目のグリーンシート１ｃの一部である。また、最上層のグリーンシート１ｇの平坦部分には別の電子部品４１が搭載され、この電子部品４１とキャビティ２内の電子部品４０とを導通せしめる配線パターン３，４がそれぞれグリーンシート１ｇ，１ｃの表面に設けられている。
【００１６】
次に、図１に示すセラミック多層基板１の製造方法について図２を参照して説明する。まず、各グリーンシート１ａ〜１ｇにそれぞれ所要の配線パターンやビアホールおよびキャビティ用透孔等を形成した後、図２（ａ）に示すように各グリーンシート１ａ〜１ｇを順次積層して図２（ｂ）に示すような未圧着積層体５を形成する。ただし、未圧着積層体５の下層側のグリーンシート１ａ〜１ｃにはキャビティ用透孔は形成されておらず、上層側のグリーンシート１ｄ〜１ｇには互いに口径が異なるキャビティ用透孔２ｄ〜２ｇが形成されている。また、グリーンシート１ｄのキャビティ用透孔２ｄよりもその上層のグリーンシート１ｅのキャビティ用透孔２ｅのほうが小径であり、その上層のグリーンシート１ｆのキャビティ用透孔２ｆはさらに小径であり、最上層のグリーンシート１ｇのキャビティ用透孔２ｇは最も小径である。つまり、かかる積層工程では、グリーンシート１ａ〜１ｃを順次積層した後、グリーンシート１ｄ〜１ｇを順次積層してキャビティ用透孔２ｄ〜２ｇを上層側が漸次小径となるように連続させるため、これら透孔２ｄ〜２ｇによって上窄まりな凹所６が形成される。図２（ｂ）に示すように、この凹所６はキャビティ用透孔２ｄ〜２ｇを画成している各グリーンシート１ｄ〜１ｇの透孔周縁部分１０ｄ〜１０ｇを逆階段状に積層することによって生じる空間である。
【００１７】
その後、未圧着積層体５を図示せぬ袋に入れて真空パックしてから、これを図示せぬ等方圧プレス装置で加圧するという圧着工程を行う。この圧着工程で未圧着積層体５には図２（ｂ）に矢印で示すような等方圧（静水圧）が付与されるため、図２（ｃ）に示すような多層構造の未焼成ブロック体７が得られる。すなわち、かかる圧着工程によって、積層状態のグリーンシート１ａ〜１ｇが圧着されると共に、凹所６の内方へせり出しているグリーンシート１ｅ〜１ｇの透孔周縁部分１０ｅ〜１０ｇが折り重なるように下窄まりに湾曲して該凹所６内へ陥没する。その結果、４層目のグリーンシート１ｄの透孔周縁部分１０ｄが５層目のグリーンシート１ｅの透孔周縁部分１０ｅに覆われ、この５層目のグリーンシート１ｅの透孔周縁部分１０ｅが６層目のグリーンシート１ｆの透孔周縁部分１０ｆに覆われ、この６層目のグリーンシート１ｆの透孔周縁部分１０ｆが最上層のグリーンシート１ｇの透孔周縁部分１０ｇに覆われるようになる。こうして最上層のグリーンシート１ｇの透孔周縁部分１０ｇによって、グリーンシート１ｄ〜１ｆの透孔周縁部分１０ｄ〜１０ｆがすべて覆われるため、この最上層のグリーンシート１ｇの透孔周縁部分１０ｇの表面がキャビティ２の内壁面２１となり、その形状は下窄まりな湾曲面となる。
【００１８】
しかる後、図２（ｃ）に示す未焼成ブロック体７を焼成することによってセラミック多層基板１が得られ、このセラミック多層基板１の表層に電子部品４０，４１等を実装することによって図１に示すようなモジュールが完成する。
【００１９】
このように本実施形態例にあっては、キャビティ用透孔２ｄ〜２ｇを有する複数層のグリーンシート１ｄ〜１ｇを積層する工程で、各グリーンシート１ｄ〜１ｇのキャビティ用透孔２ｄ〜２ｇの口径が上層側で漸次小径となるように積層するため、次なる圧着工程で等方圧（静水圧）を付与すると、最上層のグリーンシート１ｇの透孔周縁部分１０ｇが陥没してその表面が下窄まりな湾曲面となり、該湾曲面によってキャビティ２の内壁面２１が形成されるようになっている。したがって、キャビティ２内に配置される電子部品４０の導通路となる配線パターン３は、予め最上層のグリーンシート１ｇに形成しておくことによってキャビティ２の内壁面２１に容易に設けることができ、この配線パターン３の導通信頼性も確保しやすい。つまり、従来品ではキャビティの内壁面が複数のグリーンシートによって階段状に形成されるため、該内壁面に配線パターンを設けることは容易でなかったが、本実施形態例のようにキャビティ２の内壁面２１が最上層のグリーンシート１ｇからなる湾曲面として形成されていれば、該内壁面２１に配線パターン３を設けることは容易なので、電子部品４０の導通路をセラミック多層基板１の表層に集約させて生産性や導通信頼性の向上を図ることができる。
【００２０】
図３は本発明の第２実施形態例に係るセラミック多層基板の要部断面図、図４は該セラミック多層基板の製造工程図であり、図１および図２と対応する部分には同一符号が付してあるため重複する説明は適宜省略する。
【００２１】
図３に示すセラミック多層基板３１では、キャビティ２内に配置される電子部品がチップＬＥＤからなる発光素子４２であることから、キャビティ２の内壁面２１に反射膜３２が設けてある。また、このセラミック多層基板３１では、電子部品４２，４１間の導通路としてビアホール３３，３４や層間配線パターン３５を設けることによって、キャビティ２の内壁面２１のほぼ全面に反射膜３２が設けられるように設計されている。
【００２２】
図３に示すセラミック多層基板３１の製造方法は、基本的には前述した第１実施形態例と同様である。すなわち、まず各グリーンシート１ａ〜１ｇにそれぞれ所要の配線パターンやビアホールおよびキャビティ用透孔等を形成する。このとき、図４（ａ）に示すように、最上層のグリーンシート１ｇのうち透孔周縁部分１０ｇを含む所定領域には銀等の反射素材を印刷して反射膜３２を形成しておく。そして、各グリーンシート１ａ〜１ｇを順次積層して、図４（ｂ）に示すように上窄まりな凹所６を有する未圧着積層体５を形成する。この凹所６は第１実施形態例と同様に、各グリーンシート１ｄ〜１ｇのキャビティ用透孔２ｄ〜２ｇを上層側が漸次小径となるように連続させたものである。その後、未圧着積層体５を図示せぬ等方圧プレス装置で加圧するという圧着工程を行って、図４（ｂ）に矢印で示すような等方圧（静水圧）を付与することにより、図４（ｃ）に示すような多層構造の未焼成ブロック体７を得る。かかる圧着工程によって、積層状態のグリーンシート１ａ〜１ｇが圧着されると共に、凹所６の内方へせり出しているグリーンシート１ｅ〜１ｇの透孔周縁部分１０ｅ〜１０ｇが折り重なるように下窄まりに湾曲して該凹所６内へ陥没するため、最上層のグリーンシート１ｇの透孔周縁部分１０ｇの表面がキャビティ２の内壁面２１となり、その形状は下窄まりな湾曲面となる。これにより、キャビティ２の内壁面２１は反射膜３２によって広く覆われた状態となる。しかる後、図４（ｃ）に示す未焼成ブロック体７を焼成することによってセラミック多層基板３１が得られる。
【００２３】
このように本実施形態例にあっては、キャビティ２の内壁面２１に反射膜３２が設けてあるため、キャビティ２内に配置される発光素子４２の出射光を下窄まりな湾曲面に沿う反射膜３２によって所望方向へ効果的に反射させることができる。つまり、従来品ではキャビティの内壁面が階段状に形成されているため、該内壁面に反射膜を設けたとしても、キャビティ内に配置された発光素子の出射光は該反射膜で不所望方向へ反射されやすいが、本実施形態例のように反射膜３２が下窄まりな湾曲面に沿って設けられていれば、反射光を有効利用できるため明るさが増大する。また、この反射膜３２は予めグリーンシート１ｇに形成しておくことができるため、キャビティ２の内壁面２１に反射膜３２を設けることは容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るセラミック多層基板の要部断面図である。
【図２】図１に示すセラミック多層基板の製造工程図である。
【図３】本発明の第２実施形態例に係るセラミック多層基板の要部断面図である。
【図４】図３に示すセラミック多層基板の製造工程図である。
【符号の説明】
【００２５】
１，３１  セラミック多層基板
１ａ〜１ｇ  グリーンシート
２  キャビティ
２ｄ〜２ｇ  キャビティ用透孔
３，４  配線パターン
５  未圧着積層体
６  凹所
７  未焼成ブロック体
１０ｄ〜１０ｇ  透孔周縁部分
２１  内壁面
２２  搭載面
３２  反射膜
４０，４１  電子部品
４２  発光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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