(57)【要約】【課題】  上面に開口するキャビティと下面に開口するキャビティとの間に位置する絶縁層の反りやうねりを抑制するとともにキャビティ底部の縁にクラックが生じるのを抑制した寸法精度の高いセラミック多層基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明は、第１の絶縁層５０と第１の絶縁層５０の焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２の絶縁層５１とが交互に積層された複合積層体１１の上側および下側にそれぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１の絶縁層の積層体が積層されており、上面に開口するキャビティ形成用貫通孔による第１のキャビティ１０１ａと下面に開口するキャビティ形成用貫通孔による第２のキャビティ１０１ｂとは、上面視で少なくとも一部が重なっていることを特徴とするセラミック多層基板である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁層と該第１の絶縁層の焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２の絶縁層とが交互に積層された複合積層体の上側および下側に、それぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１の絶縁層の積層体が積層されており、上面に開口する前記キャビティ形成用貫通孔による第１のキャビティと下面に開口する前記キャビティ形成用貫通孔による第２のキャビティとは、上面視で少なくとも一部が重なっていることを特徴とするセラミック多層基板。
【請求項２】
前記複合積層体の最上層および最下層に前記第１の絶縁層が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック多層基板。
【請求項３】
ガラス粉末とセラミック粉末とを含有する第１のグリーンシートを用意する工程と、
ガラス粉末とセラミック粉末とを含有し前記第１のグリーンシートの焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２のグリーンシートを用意する工程と、
前記第１のグリーンシートの焼成収縮終了温度よりも焼成収縮開始温度が高い焼成収縮抑制グリーンシートを用意する工程と、
前記第１のグリーンシートと前記第２のグリーンシートとを交互に積層して複合グリーンシート積層体を作製する工程と、
該複合グリーンシート積層体の上側および下側に、それぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１のグリーンシートが複数積層された第１のグリーンシート積層体を、上側の前記第１のグリーンシート積層体および下側の前記第１のグリーンシート積層体のそれぞれの前記キャビティ形成用貫通孔が上面視で少なくとも一部が重なるように配置し、さらに上側の前記第１のグリーンシート積層体の上側および下側の前記第１のグリーンシート積層体の下側に前記焼成収縮抑制グリーンシートを配置して重ね合わせる工程と、
重ね合わせた前記複合グリーンシート積層体と前記第１のグリーンシート積層体と前記焼成収縮抑制グリーンシートとを、前記第１のグリーンシートの焼成収縮終了温度以上であって前記焼成収縮抑制グリーンシートの焼成収縮開始温度未満の温度で焼成した後、前記焼成収縮抑制グリーンシートを取り除く工程とを含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【請求項４】
ガラス粉末とセラミック粉末とを含有する第１のグリーンシートを用意する工程と、
ガラス粉末とセラミック粉末とを含有し前記第１のグリーンシートの焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２のグリーンシートを用意する工程と、
焼成収縮しない焼成収縮抑制シートを用意する工程と、
前記第１のグリーンシートと前記第２のグリーンシートとを交互に積層して複合グリーンシート積層体を作製する工程と、
該複合グリーンシート積層体の上側および下側に、それぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１のグリーンシートが複数積層された第１のグリーンシート積層体を、上側の前記第１のグリーンシート積層体および下側の前記第１のグリーンシート積層体のそれぞれの前記キャビティ形成用貫通孔が上面視で少なくとも一部が重なるように配置し、さらに上側の前記第１のグリーンシート積層体の上側および下側の前記第１のグリーンシート積層体の下側に前記焼成収縮抑制シートを配置して重ね合わせる工程と、
重ね合わせた前記複合グリーンシート積層体と前記第１のグリーンシート積層体と前記焼成収縮抑制シートとを、前記第１のグリーンシートの焼成収縮終了温度の温度で焼成した後、前記焼成収縮抑制シートを取り除く工程とを含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【請求項５】
前記複合グリーンシート積層体の最上層および最下層に第１のグリーンシートを配置することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の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、上面に開口するキャビティおよび下面に開口するキャビティを備えたセラミック多層基板おびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子のような電子部品のパッケージ構造を実現するため、例えば上面に開口するキャビティの設けられたセラミック多層基板が用いられている。この構造によれば、キャビティ内に電子部品を収容することができるので、電子機器の小型化・薄型化に貢献することができる。
【０００３】
一方、ガラスセラミックグリーンシートを積層したグリーンシート積層体の上下両面に、ガラスセラミックグリーンシートよりも焼結温度の高い無機材料粉末を含む収縮抑制層を形成し、プレスし、収縮抑制層が焼結しない温度で焼成した後、収縮抑制層を構成する未焼結の無機材料粉末を剥離削除する方法により、グリーンシートの主面方向（ｘ−ｙ方向）への収縮を抑制することで、得られた基板の寸法精度を高くできることが知られている（特許文献１を参照。）。
【０００４】
しかしながら、この方法を前記キャビティの設けられたセラミック多層基板に適用しようとするとキャビティの開口する上面側に向けて反ってしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、前記収縮抑制層として、相対的に低い剛性の第２の収縮抑制層と高い剛性の第１の収縮抑制層との複合積層体を用いることで、反りを抑制することが提案されている（特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特許第２５５４４１５号号公報
【特許文献２】特開２００２−１５１８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、さらなる小型化・薄型化を達成するため、セラミック多層基板が上面に開口するキャビティと下面に開口するキャビティとを備え、このそれぞれのキャビティが上面視で一部重なっている場合もある。
【０００７】
このような場合には、セラミック多層基板の上面および下面のみに収縮抑制層が配置されている上記特許文献１および特許文献２に記載された方法によっては、第１のキャビティと第２のキャビティとの間のグリーンシート積層体（絶縁層）に焼成収縮抑制の効果を与えることができないから、この部分（キャビティ底部）の反りやうねりを抑制することができない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、上面に開口するキャビティと下面に開口するキャビティとの間に位置する絶縁層の反りやうねりを抑制した寸法精度の高いセラミック多層基板およびそ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】
【０００９】
本発明は、第１の絶縁層と該第１の絶縁層の焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２の絶縁層とが交互に積層された複合積層体の上側および下側に、それぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１の絶縁層の積層体が積層されており、上面に開口する前記キャビティ形成用貫通孔による第１のキャビティと下面に開口する前記キャビティ形成用貫通孔による第２のキャビティとは、上面視で少なくとも一部が重なっていることを特徴とするセラミック多層基板である。
【００１０】
ここで、前記セラミック多層基板において、前記複合積層体の最上層および最下層に前記第１の絶縁層が配置されているのが好ましい。
【００１１】
また本発明は、ガラス粉末とセラミック粉末とを含有する第１のグリーンシートを用意する工程と、ガラス粉末とセラミック粉末とを含有し前記第１のグリーンシートの焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２のグリーンシートを用意する工程と、前記第１のグリーンシートの焼成収縮終了温度よりも焼成収縮開始温度が高い焼成収縮抑制グリーンシートを用意する工程と、前記第１のグリーンシートと前記第２のグリーンシートとを交互に積層して複合グリーンシート積層体を作製する工程と、該複合グリーンシート積層体の上側および下側に、それぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１のグリーンシートが複数積層された第１のグリーンシート積層体を、上側の前記第１のグリーンシート積層体および下側の前記第１のグリーンシート積層体のそれぞれの前記キャビティ形成用貫通孔が上面視で少なくとも一部が重なるように配置し、さらに上側の前記第１のグリーンシート積層体の上側および下側の前記第１のグリーンシート積層体の下側に前記焼成収縮抑制グリーンシートを配置して重ね合わせる工程と、重ね合わせた前記複合グリーンシート積層体と前記第１のグリーンシート積層体と前記焼成収縮抑制グリーンシートとを、前記第１のグリーンシートの焼成収縮終了温度以上であって前記焼成収縮抑制グリーンシートの焼成収縮開始温度未満の温度で焼成した後、前記焼成収縮抑制グリーンシートを取り除く工程とを含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法である。
【００１２】
また本発明は、ガラス粉末とセラミック粉末とを含有する第１のグリーンシートを用意する工程と、ガラス粉末とセラミック粉末とを含有し前記第１のグリーンシートの焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２のグリーンシートを用意する工程と、焼成収縮しない焼成収縮抑制シートを用意する工程と、前記第１のグリーンシートと前記第２のグリーンシートとを交互に積層して複合グリーンシート積層体を作製する工程と、該複合グリーンシート積層体の上側および下側に、それぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１のグリーンシートが複数積層された第１のグリーンシート積層体を、上側の前記第１のグリーンシート積層体および下側の前記第１のグリーンシート積層体のそれぞれの前記キャビティ形成用貫通孔が上面視で少なくとも一部が重なるように配置し、さらに上側の前記第１のグリーンシート積層体の上側および下側の前記第１のグリーンシート積層体の下側に前記焼成収縮抑制シートを配置して重ね合わせる工程と、重ね合わせた前記複合グリーンシート積層体と前記第１のグリーンシート積層体と前記焼成収縮抑制シートとを、前記第１のグリーンシートの焼成収縮終了温度の温度で焼成した後、前記焼成収縮抑制シートを取り除く工程とを含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法である。
【００１３】
ここで、前記セラミック多層基板の製造方法において、前記複合グリーンシート積層体の最上層および最下層に第１のグリーンシートを配置するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のセラミック多層基板によれば、上面に開口する第１のキャビティと下面に開口する第２のキャビティとは上面視で少なくとも一部が重なっていて、これらの間に第１の絶縁層とこの第１の絶縁層の焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２の絶縁層とが交互に積層された複合積層体を設けているので、第２の絶縁層を形成するためのグリーンシートの焼成収縮終了までは第２の絶縁層を形成するためのグリーンシートが未焼結の第１の絶縁層を形成するためのグリーンシートにより平面方向への収縮を抑制され、第１の絶縁層を形成するためのグリーンシートが焼成収縮を開始したときは第１の絶縁層を形成するためのグリーンシートがすでに焼結した第２の絶縁層により平面方向への収縮を抑制されるため、第１のキャビティと第２のキャビティとの間の厚みの薄い部分（キャビティ底部）に反りやうねりが発生するのを抑制することができ、平坦性を十分に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明のセラミック多層基板の一実施形態の概略断面図であって、図１に示すセラミック多層基板は、第１の絶縁層５０と第１の絶縁層５０の焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低い第２の絶縁層５１とが交互に積層された複合積層体１１の上側および下側に、それぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１の絶縁層の積層体１２、１３が積層されており、上面に開口する前記キャビティ形成用貫通孔による第１のキャビティ１０１ａと下面に開口する前記キャビティ形成用貫通孔による第２のキャビティ１０１ｂとは、上面視で少なくとも一部が重なっていることを特徴とするものである。
【００１７】
複合積層体１１を構成する第１の絶縁層５０と第２の絶縁層５１とは交互に積層されていて、それぞれセラミック焼結体からなる。セラミック焼結体としては、ガラスセラミックス、アルミナ、ムライト等が挙げられるが、配線層として金、銀、銅等の低抵抗導体を使用できる点でガラスセラミックスが好ましい。以下、第１の絶縁層５０および第２の絶縁層５１がガラスセラミックスで構成された場合について説明する。
【００１８】
第１の絶縁層５０を構成するガラスセラミックスと第２の絶縁層５１を構成するガラスセラミックスとは焼成収縮開始温度が異なっている。具体的には、第２の絶縁層５１を形成するためのグリーンシート（第２のグリーンシート２０２）の焼成収縮終了温度は第１の絶縁層５０を形成するためのグリーンシート（第１のグリーンシート２０１）の焼成収縮開始温度よりも低いことから、第２の絶縁層５１を形成するためのグリーンシート（第２のグリーンシート２０２）の焼成収縮終了後に第１の絶縁層５０を形成するためのグリーンシート（第１のグリーンシート２０１）が焼成収縮を開始するようになっている。
【００１９】
なお、ここでいう焼成収縮の開始温度とは、対象とする材料を単独で焼成した時に、０．３％体積収縮するときの温度で定義されるものである。また、ここでいう焼成収縮の終了温度とは、焼成前の状態から焼成終了後の状態までの収縮量に対し９０％以上収縮したときの温度をいう。体積収縮は、内側拘束部、外側導体部をそれぞれ単独でプレス成形し、ＴＭＡ（熱機械分析）により決定されるものである。このとき、それぞれは等方的に収縮するものとし、ＴＭＡの線収縮から体積収縮に換算する。
【００２０】
これにより、第２の絶縁層５１を形成するためのグリーンシート（第２のグリーンシート２０２）が焼成収縮を開始する際には、まだ焼成収縮を開始していない第１の絶縁層５０を形成するためのグリーンシート（第１のグリーンシート２０１）により拘束され、第１の絶縁層５０を形成するためのグリーンシート（第１のグリーンシート２０１）が焼成収縮を開始する際には、すでに焼成収縮を終了している第２の絶縁層５１により拘束されるため、結果として焼成によるＸ−Ｙ方向の収縮が抑制される。
【００２１】
なお、第２の絶縁層５１の厚みは第１の絶縁層５０の厚みよりも薄いのが好ましい。第２の絶縁層５１が第1の絶縁層５０よりも厚い場合には、第２の絶縁層５１を形成するためのグリーンシート（第２のグリーンシート２０２）の焼成収縮時に、第２のキャビティ１０１ｂ底部と第２のキャビティ１０１ｂ側面との境界である隅部に引っ張り応力が発生し、クラックが生じてしまう可能性があるからである。
【００２２】
そして、複合積層体１１の上側および下側には、それぞれ積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔を有する第１の絶縁層が積層されてなる積層体１２、１３が設けられている。
【００２３】
第１の絶縁層の積層体１２および第１の絶縁層の積層体１３は、複合積層体１１を構成する第１の絶縁層５０と同じガラスセラミックスからなる絶縁層を積層して構成されたもので、第１の絶縁層５０のそれぞれのキャビティ形成用貫通孔を同軸上に配置することで、上面に開口する前記キャビティ形成用貫通孔による第１のキャビティ１０１ａと下面に開口する前記キャビティ形成用貫通孔による第２のキャビティ１０１ｂとを有するセラミック多層基板が形成されている。
【００２４】
第１のキャビティ１０１ａと第２のキャビティ１０１ｂとは、上面視で少なくとも一部が重なっていて、これらの間の厚みが薄くなっている。図１では、第１のキャビティ１０１ａと第２のキャビティ１０１ｂとは同じ直径を有し、これらは同軸上に配置されているが、本発明はこれらの直径が異なっている場合や中心軸がずれている場合であっても、上面視で少なくとも一部が重なっていればその効果を発揮する。
【００２５】
すなわち、後述するように、第１の絶縁層の積層体１２を形成するためのグリーンシート積層体（第１のグリーンシート積層体２２ａ）の上側および第１の絶縁層の積層体１３を形成するためのグリーンシート積層体（第１のグリーンシート積層体２２ｂ）の下側に焼成収縮抑制グリーンシートまたは焼成収縮抑制シートを重ね合わせて焼成する場合において、これらのシートによる収縮抑制効果の働かない第１のキャビティ１０１ａと第２のキャビティ１０１ｂとの間の厚みの薄い部分に、第１の絶縁層５０を形成するためのグリーンシートの焼成収縮開始温度よりも低い焼成収縮終了温度の第２の絶縁層５１を形成するためのグリーンシートを配置することで、Ｘ−Ｙ方向への収縮を抑制し、キャビティ底部の反りやうねりを抑制することができる。特に、複合積層体１１の厚みが０．４ｍｍ以下の場合に効果的である。
【００２６】
なお、図中には、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどからなる表層配線導体７１や内層配線導体７２、各層に形成した表層配線導体７１と内層配線導体７２や内層配線導体７２同士を電気的に接続するビアホール導体７３を表している。これらの表層配線導体７１、内層配線導体７２、ビアホール導体７３などによって、コンデンサ、インダクタまたは抵抗器のような回路素子が与えられることもある。また、図示しないが、コンデンサまたはインダクタのような受動部品が、ブロック状の形態をもって用意され、このようなブロック部品が内蔵されることもある。
【００２７】
図２は本発明のセラミック多層基板の他の実施形態の概略断面図であって、図１に示す複合積層体１１とは異なる構成の複合積層体１１を具備している。図１に示す形態においては、第１のキャビティ１０１ａの底部に第１の絶縁層５０が配置され、第２のキャビティ１０１ｂの底部に第２の絶縁層５１が配置された構成であるのに対し、図２に示す形態は、第１のキャビティ１０１ａの底部となる複合積層体１１の最上層および第２のキャビティ１０１ｂの底部となる複合積層体１１の最下層に第１の絶縁層が配置されているものである。
【００２８】
この構成によれば、第１の絶縁層５０となる第１のグリーンシート２０１の焼成収縮の開始が第２の絶縁層５１となる第２のグリーンシート２０２の焼成収縮の終了後であることから、焼成過程で絶縁層内部に微量残留する炭素分を効果的に系外へ排除できるため、焼成の最終段階で絶縁層内部の炭素の揮発に伴い、絶縁層が剥がれたり膨れたりするのを抑制し、電気特性の良好な、高い歩留まりを得ることが出来るという利点がある。さらに、第１のキャビティ１０１ａおよび第２のキャビティ１０１ｂの底部が第１の絶縁層５０と同一材質である為、相互の接着性が高く、基板の機械的信頼性も高めることができる。
【００２９】
また、第１の絶縁層の積層体１２および第１の絶縁層の積層体１３は、第１の絶縁層５０のみの積層体であって異種材料の積層体ではないことで、異種材料の接合界面に焼成後に発生する残留応力の問題を低減でき、セラミック多層基板の機械的な信頼性を向上することができるが、あまりに多く積層される場合は収縮抑制効果を高めるために、図３に示すように、第１の絶縁層の積層体１２および第１の絶縁層の積層体１３に第２の絶縁層５１を配置してもよい。
【００３０】
次に、図２に示すセラミック多層基板の製造方法について、図４に示す説明図に基づいて説明する。
【００３１】
まず、焼成後に第１の絶縁層５０となる第１のグリーンシート２０１を用意するとともに、焼成後に第２の絶縁層５１となる第２のグリーンシート２０２を用意する。この第２のグリーンシート２０２は、第１のグリーンシート２０１の焼成収縮開始温度よりも焼成収縮終了温度が低いものである。
【００３２】
第1のグリーンシート２０１はセラミック多層基板の主となる絶縁材料である。したがって、所望の特性を満足する為に、ガラス粉末に加えて、アルミナやシリカ、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム等、様々なセラミック粉末を含有するグリーンシートである。
【００３３】
一方、第２のグリーンシート２０２は第１のグリーンシート２０１が焼成による収縮を開始するまでに、自身の焼結を完了させる必要がある。従って、第１グリーンシート２０１に用いるガラス粉末とは組成が異なり、更にグリーンシート組成自体の収縮を促進させる為に、グリーンシート２０１と比較し、ガラス含有量も多くすることが好ましい。また、後述するように第２のグリーンシート２０２はセラミック多層基板の主となる第１のグリーンシート２０１よりも薄く形成されるが、薄い場合においても第1のグリーンシート２０１の平面方向への焼成収縮を効果的に抑制する為に、ガラス自体も結晶性であることが好ましい。結晶析出により焼成過程での剛性を高める為には、結晶度を向上させる必要があるが、一方で、結晶化に伴うボイド残留の課題も発生するため、第1のグリーンシート２０１組成に合った、第２のグリーンシート組成を選択することが重要である。
【００３４】
第１のグリーンシート２０１および第２のグリーンシート２０２は、低温焼結セラミック材料からなり、具体的には、セラミック粉末にガラス粉末を混合し、これを有機バインダ中に分散させたスラリーを用意し、このスラリーをシート状に成形したものである。
【００３５】
第１のグリーンシート２０１および第２のグリーンシート２０２に含まれるガラス粉末としては、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢａＯを主成分とし、第１のグリーンシート２０１と第２のグリーンシート２０２との差異として、軟化温度、結晶化温度等の熱特性を調整する為に、このガラス粉末の組成比率を調整する。また、セラミック粉末としては、主にアルミナを用いる。しかし、前述のように第２のグリーンシート２０２の結晶化度を向上させる為に、結晶の核形成材料としてジルコン酸カルシウムと併用する。
【００３６】
具体的には、第１のグリーンシートには平均粒径１．８μmのガラス粉末と１．４μmのアルミナを用いる。一方、第２のグリーンシートとしては前記第１のグリーンシートとは異なる組成比率あり平均粒径１．８μmのガラス粉末に１．４μmのアルミナ粉末と０．６μmのジルコン酸カルシウムを適用する。
【００３７】
なお、前述した引っ張り応力などの点から、第２のグリーンシート２０２の厚みは第１のグリーンシート２０１の厚みよりも薄いのが好ましく、所望の厚みを得るために薄層のグリーンシートを複数枚重ねて第１のグリーンシート２０１および第２のグリーンシート２０２の厚みが調整される。
【００３８】
次に、第１のグリーンシート２０１と第２のグリーンシート２０２とを交互に積層して複合グリーンシート積層体２１を作製する。この複合グリーンシート積層体２１が焼成後に図２に示す複合積層体１１となる。
【００３９】
なお、複合グリーンシート積層体２１は、第１のグリーンシート２０１と第２のグリーンシート２０２とを交互に積層してなるものであるが、この方法に代えて、第２の絶縁層５１は、セラミック粉末とガラス粉末とを含むスラリーを、第1のグリーンシート２０１上にそれぞれ印刷等を適用して付与することによって形成されてもよい。
【００４０】
また、第１のグリーンシート２０１を複数積層して第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂを作製する。第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂを構成するそれぞれの第１のグリーンシート２０１には積層方向に貫通するキャビティ形成用貫通孔が形成されていて、これが同軸上に配置されて全体としてキャビティ形成用貫通孔１０２ａ、１０２ｂが形成される。この第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂが、焼成後に図２に示す第１の絶縁層の積層体１２、１３となる。ここで、キャビティ形成用貫通孔１０２ａ、１０２ｂは、第１のグリーンシートを複数積層して第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂを作製した後、打ち抜きや切断により形成するのがよい。
【００４１】
一方、第１のグリーンシート２０１の焼成収縮終了温度よりも焼成収縮開始温度が高い焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂを用意する。この焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂは、後述の第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂの焼成時のＸ−Ｙ方向への収縮を抑制するために、第１のグリーンシート積層体２２ａの上側、第１のグリーンシート積層体２２ｂの下側に配置されるもので、複合グリーンシート積層体２１および第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂの焼成後には取り除かれるものである。この焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂしては、セラミック多層基板の焼成温度では焼結しないセラミック粉末を主成分とする。具体的には、アルミナを用いるが、汎用性があり、安価なアルミナが最も適切である。さらに、セラミック多層基板の焼成過程において焼成収縮抑制グリーンシートとの親和性を高める為に、２０重量％以下の範囲で第１のグリーンシートに含まれるガラス粉末を含有しても良い。これにより、収縮抑制効果が更に高まり、より高寸法精度のセラミック多層基板を得ることができる。
【００４２】
そして、複合グリーンシート積層体２１の上側に第１のグリーンシート積層体２２ａを配置するとともに、複合グリーンシート積層体２１の下側に第１のグリーンシート積層体２２ｂを配置してこれらを重ね合わせる。このとき、上側の前記第１のグリーンシート積層体２２ａのキャビティ形成用貫通孔１０２ａと下側の第１のグリーンシート積層体２２ｂのキャビティ形成用貫通孔１０２ｂとを上面視で少なくとも一部が重なるように配置する。このような配置の場合に、本発明の効果が発揮されるものである。
【００４３】
さらに上側の第１のグリーンシート積層体２２ａの上側に焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａを配置するとともに、下側の第１のグリーンシート積層体２２ｂの下側に焼成収縮抑制グリーンシート２０３ｂを配置してこれらを重ね合わせる。ここで、焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂにも貫通孔１０３ａ、１０３ｂが形成されており、この貫通孔１０３ａがキャビティ形成用貫通孔１０２ａと同軸上に配置され、貫通孔１０３ｂがキャビティ形成用貫通孔１０２ｂと同軸上に配置されているのが好ましい。このように形成し配置するためには、図４に示すように予め第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂと焼成収縮グリーンシート２０３ａ、２０３ｂとを重ね合わせておいて、この重ね合わされた第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂおよび焼成収縮グリーンシート２０３ａ、２０３ｂに打ち抜きや切断によりキャビティ形成用貫通孔１０２ａ、１０２ｂと貫通孔１０３ａ、１０３ｂとを形成するのがよい。
【００４４】
複合グリーンシート積層体２１と第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂと焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂとを重ね合わせて一体化する際には、キャビティ形成用貫通孔１０２ａ、１０２ｂの周辺部である第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂがプレスされるとともに、キャビティ形成用貫通孔１０２ａ、１０２ｂを介して複合グリーンシート積層体２１がプレスされるのが好ましい。具体的には、複合積層体２１、第１グリーンシート積層体２２ａ、２２ｂ、焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂを画像認識により位置合わせを行い、剛体プレス法または静水圧プレス法等を適用する。
【００４５】
このとき、キャビティ形成用貫通孔１０２ａ、１０２ｂの周辺部である第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂとキャビティ形成用貫通孔１０２ａ、１０２ｂを介して露出する複合グリーンシート積層体２１とに互いに同じ圧力をかけるように積層方向にプレスすることが好ましい。
【００４６】
例えば、剛体プレス法による場合、独立してそれぞれの部位に互いに同じ圧力を同時にかけるように構成されたプレス装置を用いられてもよいが、それぞれの部位を時間差で２段階に分けて同じ圧力をかけるように構成されたプレス装置を用いてもよい。
【００４７】
また、静水圧プレス法による場合は、全体に亘って同じ圧力を一挙に加えることが容易であり、本発明のキャビティを有するような積層体のプレスには好適に用いることができる。
【００４８】
なお、図示のように、複合グリーンシートシート積層体２１と第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂと収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂとが一体化された積層体には、それぞれのシートの界面に沿って焼成後に表層配線導体７１となる表層配線導体用ペースト７１０や焼成後に内層配線導体７２となる内層配線導体用ペースト７２０が塗布され、また第１のグリーンシート２０１や第２のグリーンシート２０２を貫通するようにビアホール導体用ペースト７３０が充填されている。
【００４９】
そして、重ね合わせた複合グリーンシート積層体２１と第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂと焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂとを焼成する焼成工程へと移る。具体的には、有機成分を分解かつ消失させる脱脂工程を実施し、さらに本焼成工程を実施するようにされる。
【００５０】
この本焼成工程において特に昇温速度を変化させたり、本焼成温度の保持以外に脱脂から本焼までの中間温度で別途保持することにより、第１のグリーンシート２０１と第２のグリーンシート２０２並びに第１のグリーンシート２０１と焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂがお互いの拘束力を高め、反りやうねりを低減することも可能である。
【００５１】
この時の焼成温度は、第１のグリーンシート２０１の焼成収縮終了温度以上であって焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂの焼成収縮開始温度未満であることが重要である。第１のグリーンシート２０１の焼成収縮抑制のためには、第１のグリーンシート２０１が焼結し、その焼成収縮が終了する温度以上でかつ焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂが焼成収縮を開始（焼結）しない温度以下で焼成することが重要である。焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂが緻密化した場合には焼成後にこれを剥離することができなくなるため、上記範囲で焼成することが必要である。
【００５２】
この実施形態のように、焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂに設けられる貫通部１０３ａ、１０３ｂの形状が第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂの貫通孔１０２ａ、１０２ｂの開口形状と実質的に同じであると、第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂの表面を完全に覆う状態となり、焼成工程における焼成収縮抑制シート２０３ａ、２０３ｂによる焼成収縮抑制のための拘束力を、貫通孔１０２ａ、１０２ｂの周辺部の全域にわたって及ぼすことができ、セラミック多層基板を寸法精度よく形成することができるとともに、焼成後の第１のキャビティおよび第２のキャビティの周辺部における変形や割れが無くなる。また、第１のグリーンシート２０１と第２のグリーンシート２０２とで複合グリーンシート積層体２１を作製していることから、焼成後において、第１のキャビティ１０１ａと第２のキャビティ１０１ｂとの間の厚みの薄い部分（キャビティ底部）に反りやうねりが発生するのを抑制することができ、平坦性を十分に確保することができる。
【００５３】
このようにして焼成工程が終了した後、通常は焼成後のセラミック多層基板の上面および下面に残留した未焼結の焼成収縮抑制グリーンシート２０３ａ、２０３ｂはブラストなどの手法により除去される。
【００５４】
なお、これまでは焼成収縮抑制グリーンシートを使用することについて説明してきたが、この焼成収縮抑制グリーンシートにかえて、焼成収縮しない焼成収縮抑制シートも採用することができる。焼成収縮しないとは、例えばすでに焼結していてもはや焼成収縮しないことをいい、焼成収縮抑制シートとしてはアルミナ焼結体や結晶化度が９９％以上と高く残留ガラスが少ない低温焼結基板や熱伝導性に優れる窒化珪素焼結体、窒化珪素燒結体、カーボン、タングステン焼結体などが挙げられる。この焼成収縮抑制シートを第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂに熱分解性に優れるアクリル樹脂などの粘性部材などを用いて貼り合わせることで、第１のグリーンシート積層体２２ａ、２２ｂのＸ−Ｙ方向への焼成収縮を抑制させることができる。この場合、焼成温度は前述のように第１のグリーンシートが焼結する温度で焼成することができる。また、アルミナ焼結体を用いる場合には、その焼成雰囲気になんら制約は無い。しかし、窒化珪素焼結体或いは窒化珪素燒結体を用いる場合には中性雰囲気や還元雰囲気下で焼成される場合に限る。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のセラミック多層基板の一実施形態の概略断面図である。
【図２】本発明のセラミック多層基板の他の実施形態の概略断面図である。
【図３】本発明のセラミック多層基板のさらに他の実施形態の概略断面図である。
【図４】図２に示すセラミック多層基板の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
５０・・・第１の絶縁層
５１・・・第２の絶縁層
１１・・・複合積層体
１２、１３・・・第１の絶縁層の積層体
１０１ａ・・・第１のキャビティ
１０１ｂ・・・第２のキャビティ
７１・・・表層配線導体
７２・・・内層配線導体
７３・・・ビアホール導体
２０１・・・第１のグリーンシート
２０２・・・第２のグリーンシート
２１・・・複合グリーンシート積層体
２２ａ、２２ｂ・・・第１のグリーンシート積層体
２０３ａ、２０３ｂ・・・焼成収縮抑制グリーンシート（焼成収縮抑制シート）
７１０・・・表層配線導体用ペースト
７２０・・・内層配線導体用ペースト
７３０・・・ビアホール導体用ペースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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