(57)【要約】【課題】セラミックグリーンシート上に誘電体ペーストを塗布する工程の後、誘電体ペースト中の溶剤がセラミックグリーンシートに拡散してセラミックグリーンシートが膨潤・変形してしまう。【解決手段】有機溶剤系バインダを含むセラミックグリーンシートの表面に形成された配線導体上に誘電体粉末と有機溶剤系バインダと有機溶剤と分散剤とから成る誘電体ペーストを塗布し乾燥してセラミックグリーンシート成形体を作製し、このセラミックグリーンシート成形体と他のセラミックグリーンシートとを積層して積層体を作製した後、積層体を焼成するセラミック配線基板の製造方法において、誘電体ペーストにおける有機溶剤の蒸発速度指数を４０以上３００以下とする。セラミックグリーンシートへの有機溶剤の拡散量を減らすとともに拡散速度を遅らせることができるので、セラミックグリーンシートの膨潤・変形を有効に防止することが可能となる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤系バインダを含むセラミックグリーンシートの表面に配線導体を形成するとともに該配線導体上に誘電体粉末と有機溶剤系バインダと有機溶剤と分散剤とから成る誘電体ペーストを塗布し乾燥して成るセラミックグリーンシート成形体を作製し、次に該セラミックグリーンシート成形体と他の前記セラミックグリーンシートとを積層して積層体を作製した後、該積層体を焼成するセラミック配線基板の製造方法において、前記誘電体ペーストにおける前記有機溶剤の蒸発速度指数が４０以上３００以下であることを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記誘電体ペーストのチキソトロピー指数が２以上５以下であることを特徴とする請求項１記載のセラミック配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子・チップ部品等を搭載し、それらを相互配線するためのセラミック配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯用端末等の電子機器の小型化や使用される周波数帯域の高周波化に伴い、電子機器に組み込まれる配線基板にも小型化・高周波化が要求されており、これまで配線基板の表面に実装されていたチップコンデンサを、配線基板内部に形成することで実装面積を削減し配線基板を小型化しつつ、低インダクタンスで実装し高周波特性を向上させることのできるコンデンサを内蔵したセラミック配線基板が提案されている。
【０００３】
コンデンサを内蔵したセラミック配線基板は、例えば絶縁層の一部を誘電体層とし、その誘電体層を挟むように上下に電極層を形成してコンデンサが形成される。この誘電体層を他の絶縁層より比誘電率の高い絶縁層としたり、他の絶縁層より厚みの薄い絶縁層としたりすることによりコンデンサとしての容量を高めている。
【０００４】
このようなセラミック配線基板は、導体ペーストを塗布してコンデンサ電極が形成された誘電体層となる誘電体グリーンシートを、所定の導体パターンが形成された他の絶縁層となるセラミックグリーンシートで挟んで積層し、焼成することにより得られる。
【０００５】
このセラミック配線基板では構造的に低インダクタンスなコンデンサを内蔵することができるが、さらなる小型化要求に対応するためには、単位面積当りの容量を向上させなければならず、誘電体グリーンシートの厚みを薄くすることや、薄くした誘電体グリーンシートを複数枚積層する等の工夫が必要となる。
【０００６】
しかし、誘電体グリーンシートの厚みを薄くすると、その強度が低下する傾向があるために、コンデンサ電極層を形成するために導体ペーストを塗布した際に、導体ペースト中の溶剤成分により誘電体グリーンシートに膨潤・変形が生じ、その後の乾燥工程でこの膨潤・変形部を起点としたクラックが発生してしまい、焼成後のセラミック配線基板においては上下層の配線導体間が短絡してショート不良が発生してしまうといった問題点があった。
【０００７】
この問題点に対して、表面に導体ペーストを塗布して一方のコンデンサ電極パターンを形成した厚みの厚いセラミックグリーンシートを準備し、このコンデンサ電極パターンが形成されたセラミックグリーンシート上に、誘電体粉末・有機バインダ・溶剤および分散剤から成る誘電体ペーストを塗布して乾燥した誘電体層を形成し、その上にこの誘電体層を介して対向するような他方のコンデンサ電極パターンを同様に形成してセラミックグリーンシート成形体を形成し、このセラミックグリーンシート成形体と他のセラミックグリーンシートとを積層して積層体を形成した後、この積層体を焼成するセラミック配線基板の製造方法が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−３０６５７７号公報
【特許文献２】
特開平１０−１８２２３９号公報
【特許文献３】
特開２００２−２０１７２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の製造方法においては、セラミックグリーンシートを形成するためのスラリーと同一組成の誘電体ペーストを用いて、比較的薄い層を均一の膜厚で形成することの可能なドクターブレード法やダイコート法等の方法により誘電体層を形成すると、誘電体ペースト中の溶剤がセラミックグリーンシートに拡散してセラミックグリーンシートの膨潤・変形が生じ、寸法誤差が大きくなったり、反りが生じたり、さらには、塗布後の乾燥工程における加熱により膨潤・変形が促進されてセラミックグリーンシートにクラックや破断等の欠陥が生じる場合があるというような問題点があった。
【００１０】
このような問題点があると、セラミックグリーンシートの変形により、設計値に対してコンデンサの静電容量がばらつくことや、基板寸法がばらつくこと等の不具合が生じることとなり、高品質な配線基板が生産できないという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み完成されたもので、その目的は、誘電体層を形成するために誘電体ペーストを塗布したときのセラミックグリーンシートの膨潤・変形を有効に抑えることができ、高容量かつ低インダクタンスで高精度なコンデンサを内蔵したセラミック配線基板を得ることができるセラミック配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、誘電体ペーストに含まれる有機溶剤の蒸発速度指数を適切な範囲に調整することによって、誘電体層を形成するための誘電体ペーストを塗布したときのセラミックグリーンシートの膨潤・変形を有効に抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明のセラミック配線基板の製造方法は、有機溶剤系バインダを含むセラミックグリーンシートの表面に配線導体を形成するとともにこの配線導体上に誘電体粉末と有機溶剤系バインダと有機溶剤と分散剤とから成る誘電体ペーストを塗布し乾燥して成るセラミックグリーンシート成形体を作製し、次にこのセラミックグリーンシート成形体と他の前記セラミックグリーンシートとを積層して積層体を作製した後、この積層体を焼成するセラミック配線基板の製造方法において、前記誘電体ペーストにおける前記有機溶剤の蒸発速度指数が４０以上３００以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のセラミック配線基板の製造方法は、上記構成において、前記誘電体ペーストのチキソトロピー指数が２以上５以下であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明のセラミック配線基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシート上に塗布する誘電体ペーストにおける有機溶剤の蒸発速度指数を４０以上３００以下としたことにより、有機溶剤がセラミックグリーンシートに拡散してセラミックグリーンシートの膨潤・変形が生じる前に誘電体ペーストの有機溶剤を乾燥させることができるので、セラミックグリーンシートにクラックや破断等の欠陥が生じることを有効に防止することが可能となる。
【００１６】
また、本発明のセラミック配線基板の製造方法によれば、誘電体ペーストのチキソトロピー指数が２以上５以下であるものとしたときには、誘電体ペーストをセラミックグリーンシート上に塗布する際に誘電体ペーストの粘度や降伏値を適度に低いものとして誘電体ペーストをより一層均一かつ滑らかに、かつ保形性を維持して印刷することができるようになるため、セラミックグリーンシート上に塗布された誘電体ペーストの平坦性をより一層向上させることができ、塗布された誘電体ペーストを乾燥して得られる誘電体ペースト層の平坦性をより一層有効に良好なものとすることが可能となるので、より一層高容量かつ低インダクタンスで高精度なコンデンサを内蔵したセラミック配線基板を製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のセラミック配線基板の製造方法について以下に詳細に説明する。
【００１８】
本発明のセラミックグリーンシートは、無機粉末と、有機溶剤系バインダ・有機溶剤・可塑剤等を添加混合してスラリーとするとともに、そのスラリーに従来周知のドクターブレード法やカレンダロール法を採用することによって成形する。
【００１９】
無機粉末としては、ガラス粉末・セラミック粉末・またはガラス粉末とセラミック粉末との混合粉末が挙げられる。
【００２０】
ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す）・ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は前記と同じである）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は前記と同じである）・Ｐｂ系ガラス・Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００２１】
また、セラミック粉末としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物・ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物・Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００２２】
ガラス粉末とセラミック粉末とを混合する場合には、焼成温度をＡｕ・Ａｇ・Ｃｕ等の低融点金属と同時焼成可能な温度に下げることができるものとするためには、その混合割合が質量比で４０：６０〜９９：１であるのが好ましい。
【００２３】
この無機粉末に添加混合される有機溶剤系バインダとしては、従来からセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸・メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体・メタクリル酸エステル共重合体・アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等）・ポリビニルブチラール系・ポリビニルアルコール系・アクリル−スチレン系・ポリプロピレンカーボネート系・セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。
【００２４】
セラミックグリーンシートを成形するためのスラリーに用いられる有機溶剤としては、無機粉末および有機バインダを分散させ、グリーンシート成形に適した粘度のスラリーが得られるように、例えば炭化水素類・エーテル類・エステル類・ケトン類・アルコール類等の有機溶剤が挙げられる。
【００２５】
このセラミックグリーンシートに金型加工等により貫通孔を形成し、Ｗ・Ｍｏ・Ａｕ・Ａｇ・Ｃｕ等の金属粉末に適当な有機溶剤系バインダ・有機溶剤を添加混合した貫通導体用ペーストをスクリーン印刷等により充填し貫通導体を形成する。
【００２６】
次に、セラミックグリーンシートの表面に、Ｗ・Ｍｏ・Ａｕ・Ａｇ・Ｃｕ等の金属粉末に適当な有機溶剤系バインダ・有機溶剤を添加混合した配線導体用ペーストをスクリーン印刷等により塗布し、回路配線やコンデンサ電極パターン等の所定形状の配線導体を形成する。この配線導体用ペースト中の溶剤量は通常３０体積％以下である。
【００２７】
次に、表面にコンデンサ電極パターン形状の配線導体が形成されたセラミックグリーンシートの上に、誘電体粉末と有機溶剤と有機溶剤系バインダと分散剤とを添加混合した誘電体ペーストを塗布し乾燥して、セラミックグリーンシート成形体を作製する。なおこのとき、コンデンサ電極パターン形状の配線導体の上面のみに誘電体層を形成すると、セラミックグリーンシート成形体上に他のグリーンシートを積層した際に、特に誘電体層の厚みが厚い場合や複数層の誘電体層を形成した場合は、誘電体層の厚みによる段差により積層不良を起こしやすくなるので、誘電体ペーストはセラミックグリーンシートの全面に塗布するとよい。
【００２８】
誘電体ペーストに用いられる誘電体粉末としては、特に制限されるものではなく、セラミックグリーンシートに配合される無機粉末と同様のものが使用可能である。その粒径については、分散性または塗工性の点から、０．１μｍ〜３μｍであることが好ましい。
【００２９】
本発明のセラミック配線基板の製造方法においては、誘電体ペーストにおける有機溶剤の蒸発速度指数を４０以上３００以下の範囲とすることが重要である。
【００３０】
これは、セラミックグリーンシートの膨潤・変形の主要因は、誘電体ペーストに含まれる有機溶剤のセラミックグリーンシートへの拡散量が大きく影響しており、また、この拡散の速度が誘電体ペーストとセラミックグリーンシート間の溶剤の濃度勾配が急なほど早くなる傾向があることから、誘電体ペースト中の有機溶剤の蒸発速度指数を４０以上３００以下とすることにより、有機溶剤のセラミックグリーンシートへの拡散量を減らすとともに、拡散速度を遅らせることができ、膨潤・変形が生じる前に溶剤を乾燥させることができるためである。
【００３１】
これに対し、誘電体ペーストにおける有機溶剤の蒸発速度指数が４０未満の場合には、誘電体ペーストに含まれる有機溶剤を乾燥させるのに長時間を要する、すなわち、誘電体ペーストに含まれる有機溶剤は濃度の高い状態が長時間保たれることとなるために、誘電体ペーストからセラミックグリーンシートへの有機溶剤の拡散量および拡散速度が増加してしまい、セラミックグリーンシートの膨潤・変形等の欠陥が生じやすくなる傾向がある。
【００３２】
他方、誘電体ペーストにおける有機溶剤の蒸発速度指数が３００を超えると、誘電体ペーストに含まれる有機溶剤が塗工直後から急速に減少して誘電体ペーストの粘度が増粘するために、塗布後に誘電体ペーストの表面が平坦化せず均一な膜厚の誘電体層を形成しずらくなる。また、塗工した誘電体ペーストの表面側は有機溶剤が急速に乾燥するために、セラミックグリーンシート側との間に有機溶剤の乾燥によって生じる体積収縮の差が大きくなり、乾燥した誘電体ペーストにボイドやマイクロクラック等の欠陥が生じやすくなる傾向がある。
【００３３】
蒸発速度指数が４０以上３００以下の範囲内にある有機溶剤としては、例えば、２−エトキシエタノール（蒸発速度指数：４０）、１−ブタノール（蒸発速度指数：４５）、２−メトキシエタノール（蒸発速度指数：４７）、キシレン（蒸発速度指数：６８）、２−ブタノール（蒸発速度指数：１１５）、メチルイソブチルケトン（蒸発速度指数：１４５）、トルエン（蒸発速度指数：１９５）、イソプロピルアルコール（蒸発速度指数：２０５）、アセトン（蒸発速度指数：２８７）、１−プロパノール（蒸発速度指数：３００）等の有機溶剤を用いればよい。これらの有機溶剤の中でも特に、アルコール類、またはアルコール類と溶解度パラメータが７以上１３以下の範囲にある少なくとも１種類の溶剤との混合溶剤であることが好ましい。
【００３４】
有機溶剤としてアルコール類が好ましいとしたのは、誘電体粉末の表面に存在するＯＨ基とアルコール類のＯＨ基とが水素結合することにより、誘電体粉末を誘電体ペースト中に良好に分散できるからであり、またアルコール類と溶解度パラメータが７以上１３以下の範囲にある少なくとも１種類の溶剤との混合溶剤であることが好ましいとしたのは、有機溶剤系バインダの溶解度パラメータを中心に両側に位置する溶剤を用いることで、有機溶剤系バインダの溶解性を保ちつつ溶剤の乾燥速度を高めることができ、セラミックグリーンシートの膨潤・変形を効果的に抑えられるからである。
【００３５】
また、誘電体ペーストにおける有機溶剤の量は、３０体積％以上５０体積％以下の範囲とすることが好ましい。
【００３６】
誘電体ペーストにおける有機溶剤の量をこの範囲とすることにより、誘電体ペーストとセラミックグリーンシート間の有機溶剤の濃度勾配が緩やかになるので、誘電体ペーストからセラミックグリ−ンシートへの有機溶剤の拡散量を減らすとともに拡散速度を遅らせることができ、セラミックグリ−ンシートの膨潤・変形を効果的に抑えられるからである。
【００３７】
本発明のセラミック配線基板の製造方法において誘電体ペーストに用いられる有機溶剤系バインダとしては、従来からセラミックグリーンシートならびに誘電体ペーストに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体・メタクリル酸エステル共重合体・アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等）・ポリビニルブチラール系・ポリビニルアルコール系・アクリル−スチレン系・ポリプロピレンカーボネート系・セルロース系等の単独重合体または共重合体が適しているが、これらの有機バインダの中でも特に、平均分子量（Ｍｗ）が１００００以上１０００００以下であり、かつ酸価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上６５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるものが好ましい。
【００３８】
これは、この平均分子量の範囲とすると、誘電体粉末と充分結合し、かつ有機溶剤系バインダ分子が互いに結合して有機溶剤系バインダそのものの粘度が増加することのない有機溶剤系バインダの分子鎖の長さとなるからであり、また、この酸価の範囲とすると、有機溶剤系バインダの分子中のＣＯＯＨ基の数が誘電体粉末の表面に存在するＯＨ基の数に対して適量となり、誘電体粉末と有機溶剤系バインダとの分散性を向上させることができることから、塗布形成した誘電体層の強度を維持しつつ、誘電体ペースト中の有機溶剤の量を３０体積％以上５０体積％以下と少量にしても、誘電体ペーストを塗布に適した粘度とすることができるためである。
【００３９】
これに対して、平均分子量が１００００未満の場合には、有機溶剤系バインダの分子鎖が短くなり有機溶剤系バインダと誘電体粉末との結合力が低下するために、塗布形成した誘電体層の強度が低下し、例えばセラミックグリーンシート成形体を搬送する際の振動や曲げ等の外力により誘電体層にクラックや剥離等の欠陥が生じやすくなる傾向がある。
【００４０】
他方、平均分子量が１０００００を超えると、有機溶剤系バインダの分子鎖が長くなり、有機溶剤系バインダと誘電体粉末との結合力が増すことで塗布形成した誘電体層の強度が高まるものの、有機溶剤系バインダの分子が互いに結合し易くなることから有機溶剤系バインダそのものの粘度が増加し誘電体ペーストも増粘することとなるために、塗布後の誘電体ペーストの表面が平坦化せず均一な膜厚の誘電体層が形成しづらくなり、またボイドやクラック等の欠陥が生じやすくなる傾向がある。
【００４１】
また、酸価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合には、誘電体粉末の表面に存在するＯＨ基に対して有機溶剤系バインダ分子中のＣＯＯＨ基の数が少ないために誘電体粉末を分散させることが困難となり、誘電体粉末が凝集し誘電体ペーストが増粘することから、塗布後の誘電体ペーストの表面が平坦化せず均一な膜厚の誘電体層を形成しづらくなり、またボイドやクラック等の欠陥が生じやすくなる傾向がある。また、被塗布物であるセラミックグリーンシートへの濡れ性も悪化し、誘電体層の剥離やクラック等の欠陥も生じやすくなる。
【００４２】
他方、酸価が６５ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、誘電体粉末の表面に存在するＯＨ基に対して過剰なＣＯＯＨ基が有機溶剤系バインダ分子同士を互いに結合させることとなり、誘電体ペーストを増粘させる傾向がある。
【００４３】
分散剤は、酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、かつ親水親油バランスＨ．Ｌ．Ｂ．値が７以上１２以下であることが好ましい。これは、この範囲で誘電体粉末の分散性を向上させることができるためであり、これに対してこの範囲を逸脱すると誘電体ペーストを増粘させる傾向がある。
【００４４】
また、分散剤の種類としては、例えば、アニオン界面活性剤としては高級脂肪酸塩・アルキル硫酸塩・アルキルエーテル硫酸塩・アルキルエステル硫酸塩・アルキルアリールエーテル硫酸塩・アルキルスルホン酸塩・スルホコハク酸塩・アルキルアリルおよびアルキルナフタレンスルホン酸塩・アルキルリン酸塩・ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩・アルキルアリールエーテルリン酸塩等がある。
【００４５】
また、カチオン界面活性剤としては、アルキルアミン塩・ジアルキルアミン塩・テトラアルキルアンモニウム塩・ベンザルコニウム塩・アルキルピリジニウム塩・イミダゾリニウム塩等を、両性界面活性剤としては、ジメチルアルキルラウリルベタイン・アルキルグリシン・アルキルジ（アミノエチル）グリシン・イミダゾリニウムベタイン等を、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル・ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル・ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール・グリセリンエステル・ソルビタンエステル・ショ糖エステル・グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル・ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル・ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル・脂肪酸アルカノールアミド・ポリオキシエチレン脂肪酸アミド・アミンオキシド・ポリオキシエチレンアルキルアミン等を使用することができるが、これらの中でも特に、リン酸エステル系界面活性剤を誘電体粉末分散剤として使用した場合に良好な結果が得られた。
【００４６】
誘電体ペーストの塗布方法としては、スクリーン印刷法・ドクターブレード法・リバースロールコート法・ダイコート法等の種々の方法を用いることが可能であるが、特に膜厚の均一性の観点からはダイコート法を用いることが好ましい。
【００４７】
塗布した誘電体ペーストの乾燥は、温風乾燥法・遠赤外放射加熱法・真空乾燥法等の種々の乾燥法を適宜に用いればよい。
【００４８】
また、本発明のセラミック配線基板の製造方法においては、誘電体ペーストのチキソトロピー指数を２以上５以下とすることが好ましい。
【００４９】
これは、誘電体ペーストのチキソトロピー指数を２以上５以下であるものとしたときには、誘電体ペーストをセラミックグリーンシート上に塗布する際に誘電体ペーストの粘度や降伏値を適度に低いものとして誘電体ペーストをより一層均一かつ滑らかに、かつ保形性を維持して印刷することができるようになるため、セラミックグリーンシート上に塗布された誘電体ペースト層の平坦性をより一層向上させることができ、塗布された誘電体ペーストを乾燥して得られる誘電体ペースト層の平坦性をより一層有効に良好なものとすることが可能となるからである。
【００５０】
チキソトロピー指数が２未満になると、誘電体ペーストが流れやすくなる傾向があり、セラミックグリーンシート上に塗布したときに誘電体ペーストの保形性が低くなり、乾燥時に誘電体ペースト層の表面の平坦性が悪くなる傾向がある。
【００５１】
他方、チキソトロピー指数が５を超えると、誘電体ペーストをセラミックグリーンシート上に塗布する際に誘電体ペーストの粘度や降伏値が若干高くなりすぎて印刷しにくくなる傾向があり、セラミックグリーンシート上に塗布された誘電体ペースト層の平坦性を向上させることが困難となる傾向があるからである。
【００５２】
なお、誘電体ペーストのチキソトロピー指数を２以上５以下とするには、有機溶剤の添加量により誘電体ペースト中の固型分比率を調整する方法や、有機溶剤系バインダの酸価および分子量を調整する方法、または分散剤の種類および添加量を調整する方法等によって、チキソトロピー指数を調整する方法を用いることができる。
【００５３】
例えば、有機溶剤の添加量にて誘電体ペースト中の固型分比率を調整する方法の場合であれば、有機溶剤の添加量を多くすることにより誘電体ペーストのチキソトロピー指数を低く調整することができ、添加量を少なくするとチキソトロピー指数を高く調整することができる。
【００５４】
高容量のコンデンサを形成するために誘電体ペーストを用いて誘電体層を複数層形成する場合は、セラミックグリーンシート成形体上の乾燥した誘電体ペーストの上にコンデンサ電極パターン形状に配線導体ペーストを塗布して乾燥し、さらにその上に誘電体ペーストを塗布し乾燥するという工程を所定の層数だけ繰り返すことにより形成することができる。
【００５５】
誘電体層の下側の配線導体から成るコンデンサ電極パターンと対になる、誘電体層の上側のコンデンサ電極パターンとなる配線導体は、誘電体層の上側の表面に形成してもよいし、誘電体層の上に積層するグリーンシートの下面に形成してもよい。
【００５６】
次に、セラミックグリーンシート成形体と他のセラミックグリーンシートとを、対応する配線導体同士の位置合わせをして所定の枚数積層し、３ＭＰａ〜２０ＭＰａの圧力および３０℃〜８０℃の温度で加熱圧着するなどして積層体を作製する。積層体中における誘電体ペーストで形成された誘電体層の位置や数には特に制限はなく、所望の配線基板の構成に積層すればよい。
【００５７】
その後、例えばセラミックグリーンシートの無機粉末および誘電体ペーストの誘電体粉末がセラミック粉末とガラス粉末とを混合したガラスセラミック成分であり、導体用ペーストの金属粉末がＡｇ粉末である場合は、大気中で８００℃〜１０００℃の温度で積層体を焼成することにより、本発明の製造方法によるセラミック配線基板が得られる。
【００５８】
このとき、セラミックグリーンシートの無機成分がガラスセラミックス等の低温焼成材料である場合には、低温焼成材料が焼結する温度では実質的に焼結収縮しない無機成分、例えばアルミナのグリーンシートを積層体の両面に積層して焼成すると、積層体の主面方向における焼結収縮を抑制することができるので、焼結後のセラミック配線基板の寸法精度が向上し、内蔵コンデンサの容量値のばらつきをさらに小さくすることが可能となる。また、このような方法で焼成した場合は、厚み方向の焼結収縮が通常の方法で焼成した場合に比較して大きくなるので、誘電体層の厚みをより薄くすることが可能となり、内蔵コンデンサの高容量化も容易となる。
【００５９】
セラミック配線基板の表面に位置する配線導体には、その上に電子部品を実装する際の半田濡れ性の向上や配線導体の腐食防止のために、Ｎｉ・Ｃｕ・Ａｕ等のめっきを施してもよい。
【００６０】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００６１】
例えば、上述の実施の形態の例では、表面に位置する配線導体となる配線導体用ペーストをセラミックグリーンシートに塗布した後に積層して焼成したが、表面に位置する配線導体を積層体を焼成した後に焼き付けてセラミック配線基板としてもよい。
【００６２】
また、上述の実施の形態の例では、配線導体は配線導体用ペーストをセラミックグリーンシートに塗布することにより形成したが、配線パターン形状の銅等の金属箔を転写して形成してもよい。金属箔を転写して配線導体を形成することによって、配線導体の寸法精度をより向上させることができ、内蔵コンデンサの容量値のばらつきもより小さくすることができる。この場合の焼成方法は、前述のように、低温焼成材料が焼結する温度では実質的に焼結収縮しない無機成分、例えばアルミナのグリーンシートを積層体の両面に積層して焼成する方法が好ましい。これは、セラミックスの焼結過程において、セラミックスは焼結収縮するが金属箔はしないことからセラミックスと金属箔との間で焼結収縮の差による寸法ズレが生じることを防ぎ、反りや割れの無いセラミック配線基板を得ることができるためである。
【００６３】
【実施例】
以下、本発明を具体例によって詳細に説明するが、本発明は以下の具体例に限定されるものではない。
【００６４】
無機粉末として、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末６０質量％、ＣａＺｒＯ３粉末２０質量％、ＳｒＴｉＯ３粉末１７質量％およびＡｌ２Ｏ３粉末３質量％を使用し、この無機粉末１００質量％に有機バインダとしてアクリル樹脂１２質量％、フタル酸系可塑剤６質量％および溶剤としてトルエン３０質量％を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。
【００６５】
このスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ３００μｍのセラミックグリーンシートを成形した。
【００６６】
このセラミックグリーンシートに金型またはパンチングマシーンを用いて所定の位置に貫通孔を形成し、この貫通孔にスクリーン印刷法にて貫通導体用ペーストを充填した。
【００６７】
貫通導体用ペーストとしては、Ａｇの粉末（平均粒径１．０μｍ）１００質量％に対してＡｌ２Ｏ３粉末２質量％および前記ガラスと同組成のガラス粉末５質量％を加え、さらにビヒクル成分として所定量のエチルセルロース系樹脂およびテルピネオールを加えて、３本ロールにより適度な粘度になるように混合したものを用いた。
【００６８】
次に、このセラミックグリーンシート上に銀−パラジウムペーストを用いて配線導体をスクリーン印刷にて形成した。
【００６９】
配線導体用ペーストとしては、Ａｇ：Ｐｄが質量比で８５：１５である合金粉末（平均粒径１．０μｍ）１００質量％に対してＡｌ２Ｏ３粉末２質量％および前記ガラスと同組成のガラス粉末２質量％を加え、さらにビヒクル成分として所定量のエチルセルロース系樹脂およびテルピネオールを加えて、３本ロールにより適度な粘度になるように混合したものを用いた。
【００７０】
無機粉末として、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末６０質量％、ＣａＺｒＯ３粉末２０質量％、ＳｒＴｉＯ３粉末１７質量％およびＡｌ２Ｏ３粉末３質量％を使用し、この無機粉末１００質量％に対して、有機溶剤系バインダとして、分子量７００００および酸価１３ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂１２質量％と、リン酸エステル系分散剤０．５質量％と、有機溶剤として表１に示すように蒸発速度指数の異なる有機溶剤を混合物全体に対して５２体積％加え、攪拌脱泡機により混合した後に、さらに３本ロールを用いて混練し誘電体ペーストとした。
【００７１】
また、有機溶剤としてアセトンを使用し、このアセトンの添加量を変えることによりチキソトロピー指数の調整を行なった誘電体ペーストも用意した。
【００７２】
次に、セラミックグリーンシートの全面に、配線導体を覆うように、誘電体ペーストをドクターブレード法により塗布して膜厚が１００μｍの誘電体ペースト層を形成し、セラミックグリーンシート成形体とした。
【００７３】
次に、塗布した誘電体ペースト層に含まれる有機溶剤分の質量が減少するまで、６０℃の温風により乾燥した。
【００７４】
上記の方法でセラミックグリーンシート成形体を形成し、有機溶剤乾燥後のセラミックグリーンシートの変形、ならびに誘電体ペースト層の表面の平坦性およびマイクロクラックの発生の有無について評価した。
【００７５】
セラミックグリーンシートの変形は目視で観察した。また、平坦性およびマイクロクラックは、塗布した誘電体ペースト層の表面に斜光を当てて実体顕微鏡（１０倍）で観察し評価した。
【００７６】
各有機溶剤の蒸発速度指数における評価および誘電体ペーストのチキソトロピー指数における評価の結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
2004158473.tif 000002
【００７８】
表１の結果から明らかなように、誘電体ペースト中の有機溶剤の蒸発速度指数が４０未満の試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．２では、有機溶剤を乾燥させるのに長時間を要し、有機溶剤は濃度の高い状態が長時間保たれることとなったために、誘電体ペーストからセラミックグリーンシートへの有機溶剤の拡散量および拡散速度が増加し、セラミックグリーンシートに変形が生じた（表中の変形の欄に×で示す）。
【００７９】
また、蒸発速度指数が３００を超える試料Ｎｏ．７および試料Ｎｏ．８では、有機溶剤が塗工直後から急速に減少して誘電体ペーストの粘度が増粘したことや、また、塗工した誘電体ペーストの表面側は有機溶剤が急速に乾燥するためにセラミックグリーンシート側との間に体積収縮の差が大きくなったことから、誘電体ペースト層の表面に凹凸が生じて平坦性が悪くなるとともに、マイクロクラックも生じた（表中の平坦性およびマイクロクラックの欄にそれぞれ×で示す）。
【００８０】
これに対して、本発明の試料は、いずれも、セラミックグリーンシートの変形が見られず、また誘電体ペースト層の表面に凹凸やマイクロクラックといった欠陥が発生しない優れたものであった。
【００８１】
また、チキソトロピー指数を１とした試料Ｎｏ．９では、セラミックグリーンシート上に塗工された誘電体ペーストの保形性が低下する傾向があり、乾燥時に表面に凹凸が生じやすく、誘電体ペースト層の平坦性が劣化する傾向が見られた（表中の平坦性の欄に△で示す）。
【００８２】
また、チキソトロピー指数を６とした試料Ｎｏ．１２では、セラミックグリーンシート上に塗工された誘電体ペーストの印刷性が低下する傾向があり、誘電体ペースト層の表面に凹凸が生じて平坦性が若干劣化する傾向が見られた（表中の平坦性の欄に△で示す）。
【００８３】
これに対して、試料Ｎｏ．１０，１１の試料は、いずれもセラミックグリーンシートの変形が見られず、また誘電体ペースト層の表面に凹凸やマイクロクラックといった欠陥が発生せず、かつ平坦性に優れたものであった。
【００８４】
【発明の効果】
本発明のセラミック配線基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシートの表面に形成した配線導体上に塗布する誘電体ペーストにおける有機溶剤の蒸発速度指数を４０以上３００以下としたことにより、有機溶剤のセラミックグリーンシートへの拡散量を減らすとともに拡散速度を遅らせることができるので、セラミックグリーンシートの膨潤・変形が生じる前に有機溶剤を乾燥させることができ、セラミックグリーンシートにクラックや破断等の欠陥が生じることを有効に防止することが可能となる。
【００８５】
また、本発明のセラミック配線基板の製造方法によれば、誘電体ペーストのチキソトロピー指数が２以上５以下であるものとしたときには、誘電体ペーストをセラミックグリーンシート上に塗布する際に誘電体ペーストの粘度や降伏値を適度に低いものとして誘電体ペーストをより一層均一かつ滑らかに、かつ保形性を維持して印刷することができるようになるため、セラミックグリーンシート上に塗布された誘電体ペーストの平坦性をより一層向上させることができ、塗布された誘電体ペーストを乾燥して得られる誘電体ペースト層の平坦性をより一層有効に良好なものとすることが可能となるので、より一層高容量かつ低インダクタンスで高精度なコンデンサを内蔵したセラミック配線基板を得ることができる。
【００８６】
以上のように、本発明のセラミック配線基板の製造方法によれば、誘電体層を形成するために誘電体ペーストを塗布したときのセラミックグリーンシートの膨潤・変形を有効に抑えることができ、高容量かつ低インダクタンスで高精度なコンデンサを内蔵したセラミック配線基板を製造することが可能となる。