(57)【要約】　　　（修正有）【課題】グリーンシートの枚数を増やし厚くした多層基板の焼結時の基板平面方向の収縮を抑制すること。【解決手段】少なくとも１枚以上のグリーンシートからなる既焼成基板５と未焼成のグリーンシート１−１、１−２・・１−ｎを隣接層として積層し、最外層に未焼成の難焼結性の収縮拘束用グリーンシート２を同時に積層して、加熱加圧後に基板焼成し、収縮拘束用グリーンシートを除去することによりセラミック多層基板を製造する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の未焼成のグリーンシート積層体を予め焼成した少なくとも１枚以上のグリーンシートから成る既焼成基板を介して積層した複合積層体を形成し、前記複合積層体の両面に未焼成の難焼結成分を含有する収縮抑制層を積層して、加熱加圧後に基板焼成することを特徴とする無収縮セラミック多層基板の製造方法。
【請求項２】
少なくとも１枚以上の前記未焼成グリーンシートに導電材料を充填しない孔を形成した後、前記複合積層体を形成することを特徴とする請求項１に記載の無収縮セラミック多層基板の製造方法。
【請求項３】
少なくとも１枚以上の前記既焼成基板に導電材料を充填しない孔を形成した後、前記複合積層体を形成することを特徴とする請求項１に記載の無収縮セラミック多層基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１、２および３で作成された無収縮セラミック多層基板を、既焼成基板として用いることを特徴とした請求項１に記載の無収縮セラミック多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無収縮セラミック多層基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４と図５に従来の無収縮セラミック多層基板の焼成前の積層体断面図と焼成後の収縮拘束層を取り除いた基板完成の断面図を示す。
【０００３】
図４と図５において、１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎは導体パターンや層間を電気接続するビアを形成した未焼成のグリーンシートを用いて積層した無収縮セラミック多層基板の各層を示す。２は、基板全体を焼成する際の基板平面方向に収縮を防止する収縮拘束層、３は、セラミック基板の積層方向の端面を示す。図５の４は、完成時に貫通穴やキャビティ構造となる基板内部の壁面を示す。
【０００４】
図４において、図には表記してないが各層の導体パターンや層間を電気接続するビアを予め形成した未焼成のグリーンシート１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎを順次積み重ねる。最も外側には、焼成時に基板平面方向に収縮を防止するための収縮拘束層２を積層する。こうして積層したものを一体化するために加熱加圧後焼成し、その後収縮拘束層２を取り除くと、基板平面方向に収縮ばらつきのない基板が出来上がる。
【０００５】
また図５において、未焼成のグリーンシート１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎに、基板完成時にザグリになるような所謂キャビティ構造になるように一部の層の穴や、貫通穴のための全層穴を、各層別に、パンチングマシーン等により予め形成しておいたうえで、順次積層し、また最も外側には、焼成時に基板平面方向に収縮を防止するための収縮拘束層２を積層する。こうして積層したものを一体化するために加熱加圧後焼成し、その後収縮拘束層２を取り除くと、基板平面方向に収縮ばらつきのない基板が出来上がる。
【０００６】
特に図５のようなキャビティのような複雑な構造を精度良く得るために、さまざまな工夫が見られる。例えば、収縮拘束層の形状を基板穴形状に合わせ、積層し、なおかつ、積層加圧は静水圧プレスやザグリの穴形状に合わせた金型を用いたプレスを用いることにより、変形や割れを防止し、寸法精度の良い無収縮セラミック多層基板を形成しようとしている（例えば特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２３０５４８号公報（第４−５頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板厚さ方向においては、収縮拘束層２から離れるほど、基板焼成時に基板平面方向に収縮しようとする力が収縮拘束層２による収縮を阻害しようとする力にまさり、特に基板端面部に収縮が顕著に現れる。また、収縮が発生することにより、厳密には、その分の基板厚みが増すことになる。このことは、無収縮セラミック多層基板の基板平面方向の収縮がないという特徴や基板の平面度を著しく阻害するものである。
【０００９】
さらに、図５に示すような基板内部に基板厚さ方向に壁面を持つ構造的な穴についても、同様に、収縮拘束層２から離れた層の穴の壁面は収縮が発生し、穴の寸法が本来の設計値に対して大きくなると同時に、基板の平面度は悪くなる。
【００１０】
すなわち、焼成しようとする未焼成のグリーンシート１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎを、収縮を阻害する収縮拘束層２ではさむことによりできる無収縮セラミック多層基板は、基板端部や内部の穴の壁面において、収縮が発生し、基板厚み方向に変形するという欠点があった。
【００１１】
図４，５で示した例では、収縮拘束層を基板平面方向にのみつけた場合を示したが、仮に基板端面や貫通穴、ザグリ穴の壁面に収縮拘束層をつけて焼成しても、収縮しようとする力のアンバランスや焼成前後の収縮率差による寸法の差、特に厚さ方向の収縮差の発生により、変形するという問題点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
一枚以上のグリーンシートを材料とした既焼成基板と未焼成のグリーンシートをそれぞれ任意の隣接層として積層し、最外層に未焼成の収縮拘束用グリーンシートを同時に積層して、加熱加圧後に基板焼成することを特徴とする無収縮セラミック多層基板の製造方法である。
【００１３】
本発明によれば、焼成しようとするグリーンシートと隣接するように、同材料を用いた既焼成基板を積層することにより、焼成時に既焼成基板が収縮拘束層として働き、グリーンシート焼成時の基板端面部の収縮を抑えることができる。未焼成のグリーンシートを連続して積層する層数を選択することにより、隣接する既焼成基板により収縮拘束されて基板端部の収縮変形する範囲や量を抑制できる。
【００１４】
また、積層前に層間の電気接続用ビア穴以外の穴を一部の前記未焼成のグリーンシートに形成したり、積層前に層間の電気接続用ビア穴以外の穴を一部の前記既焼成基板に予め形成したり、さらに前記２項目を同時に行うことを特徴とする無収縮セラミック多層基板の製造方法である。
【００１５】
本発明によれば、基板内部の一部の層や全層に電気接続用のビア穴以外の穴を形成する場合も、積層前に層間の電気接続用ビア穴以外の穴を一部の前記未焼成のグリーンシートに形成し、隣接層に既焼成基板を積層することにより、収縮拘束されて収縮変形する範囲や量を抑制できる。また、積層前に層間の電気接続用ビア穴以外の穴を予め形成した既焼成基板を用いることによっても、穴形状は収縮変形する範囲や量を抑制できる。当然、未焼成のグリーンシートと既焼成基板の両者に予め電気接続用ビア以外の穴をあけておくことによっても、同様に収縮変形する範囲や量を抑制できる。
【００１６】
さらに、前述の方法でできた基板を、既焼成基板として用いることを特徴とした、無収縮セラミック多層基板の製造方法である。
【００１７】
すなわち、キャビティ構造や、貫通穴を持った無収縮セラミック多層基板を前述の方法で作製し、さらに、その基板を既焼成基板として同材料のグリーンシートで挟み、外側に収縮拘束層を積層し、加熱加圧後、基板焼成する方法である。この方法で作ることにより、寸法ばらつきの少ない、基板内に閉じられた空間や曲がった貫通穴、オーバーハングしたキャビティ構造を作ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数の未焼成のグリーンシート積層体を予め焼成した少なくとも１枚以上のグリーンシートから成る既焼成基板を介して積層した複合積層体を形成し、前記複合積層体の両面に未焼成の難焼結成分を含有する収縮抑制層を積層して、加熱加圧後に基板焼成することを特徴とする無収縮セラミック多層基板の製造方法であり、焼成しようとするグリーンシートと隣接するように、同材料を用いた既焼成基板を積層することにより、焼成時に既焼成基板が収縮拘束層として働き、グリーンシート焼成時の基板端面部の収縮を抑えることができる。また、グリーンシートを連続して積層する層数を選択することにより、隣接する既焼成基板により収縮拘束されて基板端部の収縮変形する範囲や量を抑制できる。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の発明は、少なくとも１枚以上の前記未焼成グリーンシートに導電材料を充填しない孔を形成した後、前記複合積層体を形成することを特徴とする請求項１に記載の無収縮セラミック多層基板の製造方法であり、積層前に層間の電気接続用ビア孔以外の孔を未焼成グリーンシートに予め形成することにより、前記孔の収縮変形する範囲や量を抑制できるため、正確な形状の孔が容易に作成できる。
【００２０】
本発明の請求項３に記載の発明は、少なくとも１枚以上の前記既焼成基板に導電材料を充填しない孔を形成した後、前記複合積層体を形成することを特徴とする請求項１に記載の無収縮セラミック多層基板の製造方法であり、積層前に層間の電気接続用ビア孔以外の孔を既焼成基板に予め形成することにより、前記孔の収縮変形する範囲や量を抑制できるため、正確な形状の孔が容易に作成できる。
【００２１】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１、２および３で作成された無収縮セラミック多層基板を、既焼成基板として用いることを特徴とした請求項１に記載の無収縮セラミック多層基板の製造方法であり、請求項１から３の製造方法で作成した基板を既焼成基板に用いることによって、より多くの層形状を持つ多層基板を容易に作成できる。
【００２２】
（実施の形態１）
図１と図２、３に本発明の無収縮セラミック多層基板の積層体断面図と焼成後の収縮拘束層を取り除いた基板完成の断面図を示す。
【００２３】
図１において、１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎは図には表記してないが各層の導体パターンや層間を電気接続するビアを予め形成した未焼成のグリーンシートを用いて積層した無収縮セラミック多層基板の各層を示す。２は、基板全体を焼成する際の基板平面方向に収縮を防止する収縮拘束層、３は、セラミック基板の積層方向の端面を示す。５は、導体パターンや層間を電気接続するビアを予め形成した既焼成基板を示す。
【００２４】
図１の未焼成のグリーンシート１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎと既焼成基板５を順次積層し、最も外側に収縮拘束層２を積層し、収縮拘束層２の両面から積層した基板をはさむように加熱加圧を行なう。焼成の後、収縮拘束層２を取り除くと、厚さ方向に収縮し基板平面方向に収縮してない未焼成のグリーンシート１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎと、焼成前と同じ寸法形状である既焼成基板５が一体化した基板ができる。この基板は、収縮拘束層２と既焼成基板５ではさむことにより未焼成グリーンシート１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎの焼成時の収縮を防止でき、既焼成基板５の拘束力により、特に基板端面３における収縮を防止することができ、収縮変形のない、平面度の高い基板ができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２において、４は基板内部の貫通穴やキャビティ構造の基板壁面を示すものである。この図は特に、未焼成グリーンシート１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎの一部に、貫通穴やキャビティ構造の穴を形成したもので、既焼成基板５も貫通穴やキャビティ構造の穴を予め形成したものである。
【００２６】
図２の未焼成のグリーンシート１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎと既焼成基板５を順次積層し、最も外側に収縮拘束層２を積層し、収縮拘束層２の両面から積層した基板をはさむように加熱加圧を行なう。焼成の後、収縮拘束層２を取り除くと、厚さ方向に収縮し基板平面方向に収縮してない１−１、１−２、・・・・、１−ｎ−１、１−ｎと、焼成前と同じ寸法形状である既焼成基板５が一体化した基板ができる。既焼成基板５の焼成時の収拘抑制効果により、特に貫通穴やキャビティ構造の壁面４も収縮を抑制でき、きれいな穴形状を得ることができる。
【００２７】
（実施の形態３）
図３において、６は前記実施の形態２の方法で形成したキャビティ構造を有する無収縮セラミック多層基板で、既焼成基板として用いる。７は本発明を用いてできる基板内部の空間を示す。キャビティ構造を有する既焼成基板６のキャビティ構造の開口部に蓋をするように未焼成のグリーンシート１−１，１−２と既焼成基板５を積層配置する。最も外側に収縮拘束層２を積層し、収縮拘束層２の両面から積層した基板をはさむように加熱加圧を行なう。焼成の後、収縮拘束層２を取り除くと、収縮を抑制された貫通穴４を有するだけでなく、基板内部に空間７を有する基板ができる。貫通穴やキャビティ構造の壁面４も収縮を抑制でき、きれいな穴形状を得ることができるほかに、既焼成基板の組み合わせで作ることができ、きれいな平面で、折れ曲がった貫通穴や内部に閉じ込められた空間を容易に形成することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の様に、一枚以上のグリーンシートを材料とした既焼成基板と未焼成のグリーンシートをそれぞれ任意の隣接層として積層し、最外層に未焼成の収縮拘束用グリーンシートを同時に積層して、加熱加圧後に基板焼成することにより、基板端面における収縮を抑制でき、寸法精度の良いばらつきの小さい無収縮セラミック多層基板を実現できる。
【００２９】
また、積層前に層間の電気接続用ビア穴以外の穴を一部もしくはすべての前記未焼成グリーンシートに形成したり、積層前に層間の電気接続用ビア穴以外の穴を一部のもしくはすべての前記既焼成基板に予め形成しすることにより、電気接続用ビア穴以外の穴や、貫通穴の壁面における収縮を抑制でき、寸法精度の良いばらつきの小さい無収縮セラミック多層基板を実現できる。
【００３０】
さらに、前記方法で作製した無収縮セラミック多層基板を既焼成基板として用いることにより、内部空間が、基板平面方向に収縮を抑制されることにより寸法ばらつきの小さい壁面４を有する無収縮セラミック多層基板を実現できるだけでなく、既焼成基板の組み合わせで作ることができ、きれいな平面で、折れ曲がった貫通穴や内部に閉じ込められた空間を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における無収縮セラミック基板の焼成前の積層体断面図と焼成後の拘束層を取り除いた基板断面図
【図２】本発明の実施の形態２における無収縮セラミック基板の焼成前の積層体断面図と焼成後の拘束層を取り除いた基板断面図
【図３】本発明の実施の形態３における無収縮セラミック基板の焼成前の積層体断面図と焼成後の拘束層を取り除いた基板断面図
【図４】従来の穴のない無収縮セラミック基板の焼成前の積層体断面図と焼成後の拘束層を取り除いた基板断面図
【図５】従来の穴を有する無収縮セラミック基板の焼成前の積層体断面図と焼成後の拘束層を取り除いた基板断面図
【符号の説明】
１−１　　未焼成のグリーンシート
１−２　　未焼成のグリーンシート
１−ｎ−１　未焼成のグリーンシート
１−ｎ　　未焼成のグリーンシート
２　収縮拘束層
３　基板端部
４　基板内穴の壁面
５　既焼成基板
６　本発明を用いてできた既焼成基板
７　基板内部の空間
【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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