(57)【要約】【課題】内蔵する成形体ブロックとガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層との界面における剥離やクラックの発生を抑制することができる、受動素子を内蔵したガラスセラミック多層配線基板の製造方法を提供すること。【解決手段】受動素子材料グリーンシートから成る成形体ブロック１を準備し、この上にマスク２を配置した後、第１の支持体３ａ上に載置し、この上に第１のガラスセラミック・スラリーを成形体ブロック１と乾燥後の塗工厚みが同一になるようにその周りに塗工して第１のグリーンシート４を得る。この第１のグリーンシート４と第２のグリーンシートとによりグリーンシート積層体を作製してガラスセラミック多層配線基板を作製することにより、成形体ブロック１とガラスセラミック焼結体から成る絶縁層との界面に発生する剥離やクラックを防止することが可能となる。【選択図】  図１
2004259956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動素子材料グリーンシート上に導体ペーストを受動素子の導体パターンに塗布するとともにこれを複数枚積層して成る成形体ブロックを準備する工程と、
前記成形体ブロック上に全面を覆うようにマスクを配置する工程と、
前記マスクの配置された前記成形体ブロックを前記マスクを上側にして第１の支持体上に載置する工程と、
前記成形体ブロックが載置された前記第１の支持体上に、ガラス粉末，セラミックフィラー，バインダおよび溶剤を含有する第１のガラスセラミック・スラリーを、前記マスクの配置された前記成形体ブロックを取り囲むとともに乾燥後の塗工厚みが前記成形体ブロックと同じになるように塗工する工程と、
前記マスクおよび前記第１の支持体を除去し、内側に前記成形体ブロックが一体的に埋設された第１のグリーンシートを得る工程と、
第２の支持体上にガラス粉末，セラミックフィラー，バインダおよび溶剤を含有する第２のガラスセラミック・スラリーを塗工した後、前記第２の支持体を除去して第２のグリーンシートを得る工程と、
前記第１および第２のグリーンシートに導体ペーストを所定パターンに塗布する工程と、
前記導体ペーストが塗布された前記第１および第２のグリーンシートを所定枚数積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、
該グリーンシート積層体を焼成する工程と
を具備することを特徴とするガラスセラミック多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１のガラスセラミック・スラリーの前記溶剤は、前記受動素子材料グリーンシートに含有されているバインダのＳＰ値に対してその差が２以下であることを特徴とする請求項１記載のガラスセラミック多層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】
本発明はガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層の内部にコンデンサ・インダクタ等の受動素子を内蔵したガラスセラミック多層配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電子機器や携帯用情報端末等の分野では、半導体素子を実装した多層配線基板と共に、受動部品として抵抗体・コンデンサ・インダクタ等をプリント回路基板等の基板上に実装したモジュール基板が用いられてきた。
【０００３】
しかし近年、このような携帯電子機器や携帯用情報端末等に用いられる部品の小型化・複合化・高性能化が強く求められており、半導体素子を実装する多層配線基板の内部に受動部品に相当する機能を有する受動素子を内蔵させておき、この多層配線基板に半導体素子や受動部品を高密度で実装するようにした部品の集積化の流れが進んでいる。
【０００４】
これらの受動部品を多層配線基板の内部に受動素子として取り込むことは、多層配線基板の表面にこれら受動部品の実装スペースを確保する必要をなくし、また設計の自由度も増すため、多層配線基板の小型化に寄与できることとなる。このような受動素子を内蔵する多層配線基板は、従来以下のような方法で作製されていた。
【０００５】
例えば、コンデンサを厚膜印刷法で作製する場合は、絶縁層を形成するガラスセラミック・グリーンシートに、受動素子材料である例えば誘電体の層を形成するための誘電体ペーストを部分的に塗工して誘電体膜を形成し、その後、所望の導体パターンを形成したガラスセラミック・グリーンシートと誘電体パターンを形成したガラスセラミック・グリーンシートとを積層して、これを多層配線基板を構成する他のガラスセラミック・グリーンシートと積層一体化して同時に焼成することで形成されていた。
【０００６】
しかし、厚膜印刷法でコンデンサ等の受動部品を形成する場合には、誘電体ペースト中に含まれる溶剤によりガラスセラミック・グリーンシートが変形しやすいこと、さらに、厚膜印刷法で形成した誘電膜がガラスセラミック・グリーンシートの表面に対し凸状となり、この誘電体膜の上に積層して形成される絶縁層の各層がその部分で凸状に変形して、ガラスセラミック多層配線基板の絶縁層の厚みが一定ではなくなるという問題点があった。
【０００７】
また、一般に導体パターンを使用して形成した受動素子の精度は、導体パターンの位置精度や絶縁層の厚み精度に依存する。従って、受動素子の特性の高精度化には、ガラスセラミック・グリーンシートの変形を抑え、各層間の位置精度を保つことが必要であるが、上記のような方法ではその実現が困難であるという問題点があった。
【０００８】
また、絶縁層を形成するガラスセラミック・グリーンシートとは異なる物性をもつ同じ大きさのグリーンシート、例えば誘電体グリーンシート等を絶縁層間に介在させて積層することによって多層配線基板の内部にこの誘電体層をコンデンサ層として形成する場合は、ガラスセラミック・グリーンシートおよび誘電体グリーンシートに所望の電極となる導体パターンを形成した後、誘電体グリーンシートをガラスセラミック・グリーンシートで挟み込んで積層して同時に焼成することによって形成されていた。
【０００９】
しかし、この場合には、各絶縁層および誘電体層の同一平面はそれぞれ同一材料で構成されるため、コンデンサ層を形成するために絶縁層間に介在させた誘電体層の上下に位置している、内部回路を形成する配線パターンに不要な浮遊容量が発生することとなるため、回路の電気特性に影響を与えることになり望ましくない場合があるという問題点があった。
【００１０】
この問題点を解決する製造方法として、誘電体層等になるセラミック機能材料のグリーンシート上に導体ペーストを所定パターンに塗布し、このグリーンシートを所定枚数積層して成る、受動素子が形成された成形体ブロックを準備する工程と、絶縁層を形成する複数のガラスセラミック・グリーンシートおよび導体パターンを有し、内部に成形体ブロックを収容する空間が予め設けられたガラスセラミック・グリーンシート積層体を準備する工程と、成形体ブロックをガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間に嵌め込み、成形体ブロックを含んだ複合積層体を準備する工程と、この複合積層体を同時焼成する製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。さらに、この複合積層体は、その上下面にこの積層複合体の焼成温度では焼結しないセラミック・グリーンシートからなるシート状支持体を配し、このシート状支持体とともに複合積層体を焼成して、焼成後に未焼結のシート状支持体を除去する工程を加えることもできるというものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−８７９１８公報
【特許文献２】
特開平１１−３４０６３４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セラミック機能材料のグリーンシートを用いて受動素子が形成された成形体ブロックを、ガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間に嵌め込んで同時に焼成する場合には、成形体ブロックの側面とこれに接するガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間の側面との界面で、成形体ブロックとガラスセラミック・グリーンシートとの焼結挙動が異なるため、焼成過程において剥離が発生しやすいという問題点があった。そして、その結果、成形体ブロックとガラスセラミック・グリーンシート積層体との間を跨ぐように配置された配線導体となる導体パターンに断線が発生しやすいという問題点があった。
【００１３】
また、複合積層体の上下面にその積層複合体の焼成温度では焼結しないセラミック・グリーンシートからなるシート状支持体を配し、このシート状支持体とともに複合積層体を焼成した後、未焼結のシート状支持体を除去する場合には、成形体ブロックの側面とこれに接するガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間の側面との界面で、成形体ブロックとガラスセラミック・グリーンシートとの焼結挙動が異なるため、焼成後の焼結体にクラックが発生しやすいという問題点があった。そして、その結果、成形体ブロックとガラスセラミック絶縁層との間を跨ぐように配置された配線導体となる導体パターンの断線が発生しやすい、あるいは絶縁層の絶縁性が劣化しやすいという問題点があった。
【００１４】
これは、成形体ブロックとガラスセラミック・グリーンシート積層体とを圧着して一体化する際に、成形体ブロックの底面とガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間の底部の上面とは良好に圧着できるのに対し、成形体ブロックの側面とガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間の側面との圧着は困難であることから、成形体ブロックの側面とガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間の側面との界面に部分的な密着不良が存在することとなるためである。その結果、焼成工程において、成形体ブロックとガラスセラミック・グリーンシート積層体との収縮挙動が異なるため、成形体ブロックの側面とガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間の側面との界面に剥離やクラックが発生するものと考えられる。
【００１５】
本発明は上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、成形体ブロック側面とガラスセラミック・グリーンシート積層体との側面における界面に剥離やクラックの発生を抑制し、成形体ブロックとガラスセラミック絶縁層間を跨ぐ導体パターンの断線や絶縁層の絶縁性の劣化がない受動素子を内蔵したガラスセラミック多層配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、成形体ブロックの側面とこれを収容するガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間の側面との界面における剥離やクラックの発生に対し、両者の界面における焼成前の密着性に着目し、グリーンシートの状態での密着性を向上させることにより、成形体ブロックの側面とガラスセラミック・グリーンシート積層体の内部の空間の側面との界面における剥離やクラックの発生を効果的に抑えることができ、導体パターンの断線や絶縁層の絶縁性の劣化がない、受動素子を内蔵したガラスセラミック多層配線基板を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法は、受動素子材料グリーンシート上に導体ペーストを受動素子の導体パターンに塗布するとともにこれを複数枚積層して成る成形体ブロックを準備する工程と、前記成形体ブロック上に全面を覆うようにマスクを配置する工程と、前記マスクの配置された前記成形体ブロックを前記マスクを上側にして第１の支持体上に載置する工程と、前記成形体ブロックが載置された前記第１の支持体上に、ガラス粉末，セラミックフィラー，バインダおよび溶剤を含有する第１のガラスセラミック・スラリーを、前記マスクの配置された前記成形体ブロックを取り囲むとともに乾燥後の塗工厚みが前記成形体ブロックと同じになるように塗工する工程と、前記マスクおよび前記第１の支持体を除去し、内側に前記成形体ブロックが一体的に埋設された第１のグリーンシートを得る工程と、第２の支持体上にガラス粉末，セラミックフィラー，バインダおよび溶剤を含有する第２のガラスセラミック・スラリーを塗工した後、前記第２の支持体を除去して第２のグリーンシートを得る工程と、前記第１および第２のグリーンシートに導体ペーストを所定パターンに塗布する工程と、前記導体ペーストが塗布された前記第１および第２のグリーンシートを所定枚数積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、このグリーンシート積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法は、上記構成において、前記第１のガラスセラミック・スラリーの前記溶剤は、前記受動素子材料グリーンシートに含有されているバインダのＳＰ値（溶解度パラメータ）に対してその差が２以下であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法によれば、その上の全面を覆うようにマスクが配置された成形体ブロックが載置された第１の支持体上に、ガラス粉末，セラミックフィラー，バインダおよび溶剤を含有する第１のガラスセラミック・スラリーを、成形体ブロックを取り囲むとともに乾燥後の塗工厚みが成形体ブロックと同じになるように塗工した後、マスクおよび第１の支持体を除去して、成形体ブロックが内側に一体的に埋設された第１のグリーンシートを得る工程を具備することから、第１のガラスセラミック・スラリー中の溶剤が受動素子材料グリーンシートを積層して成る成形体ブロックの側面を適度に溶解するため、成形体ブロックの側面とその周囲の第１のガラスセラミック・スラリーから成るグリーンシートの側面との界面とが強固に密着して一体化された第１のグリーンシートを得ることができる。さらに、この溶解の過程において、成形体ブロックを構成する受動素子材料とその周囲の第１のガラスセラミック・スラリーから成るグリーンシートを形成するガラスおよびセラミックフィラーとの混合領域が形成され、この混合領域が両者の収縮挙動の緩和層として働くことから、焼成後の成形体ブロックとガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層との間の剥離の発生や絶縁層におけるクラックの発生を抑制することができる。そのため、成形体ブロックとガラスセラミック絶縁層との間を跨ぐように配設された導体パターンの断線や絶縁層の絶縁性の劣化がない受動素子を内蔵したガラスセラミック多層配線基板を得ることができる。
【００２０】
また、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法において、第１のガラスセラミック・スラリーに用いる溶剤が成形体ブロックを形成する受動素子材料グリーンシートに含有されているバインダのＳＰ値（溶解度パラメータ）に対してその差が２以下であるときには、この第１のガラスセラミック・スラリー中の溶剤が成形体ブロックの側面を適度に溶解することとなるため、両者の界面において、成形体ブロックを形成する受動素子材料と、成形体ブロックを内側に埋設した第１のグリーンシートを形成するガラス粉末およびセラミックフィラーとから成る混合領域を形成することが容易となり、この混合領域が焼成時における両者の収縮挙動の緩和層として働くことから、成形体ブロックとガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層との剥離や絶縁層におけるクラックの発生をより一層効果的に抑制することができる。
【００２１】
そのため、成形体ブロックの側面とガラスセラミック焼結体から成る絶縁層の側面との界面において両者を確実に一体化できるため、内側に成形体ブロックを一体的に埋設した第１のグリーンシートと第２のグリーンシートを所定枚数積層してグリーンシート積層体を作製する工程や、このグリーンシート積層体を焼成する工程で問題が発生することがない。
【００２２】
その結果、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法によれば、成形体ブロックの側面とガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層の側面との界面における剥離やクラックの発生を抑制することができ、成形体ブロックとガラスセラミック絶縁層との間を跨ぐように配設される導体パターンの断線や絶縁層の絶縁性の劣化がない、受動素子を内蔵したガラスセラミック多層配線基板を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１（ａ）〜（ｊ）は、それぞれ本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法の実施の形態の一例を説明するための工程毎の断面図である。
【００２５】
まず、図１（ａ）に示すように、受動素子材料の粉末，バインダおよび溶剤を含有する受動素子材料グリーンシートを用意し、この主面上に導体ペーストにより受動素子の導体パターンを塗布するとともに、その複数枚を積層して、成形体ブロック１を準備する。このような成形体ブロック１には、例えば特許文献１や特許文献１に記載されたようなものを始め、種々の構成の受動素子となるものを使うことができる。
【００２６】
例えば、成形体ブロック１が受動素子である積層コンデンサとして機能するものである場合は、受動素子材料グリーンシートとしてチタン酸バリウム粉末および添加物を所定量調合した低温焼成可能なチタン酸バリウム・グリーンシートを用い、これにＡｇ，Ａｇ−Ｐｔ合金，Ａｇ−Ｐｄ合金および銅から成る群から選ばれた少なくとも１種類を主成分とする導体ペーストを塗工することによりコンデンサ電極となる導体パターンを形成し、これを積層し一体化することで形成することができる。
【００２７】
また、成形体ブロック１が受動素子である積層インダクタとして機能するものである場合は、受動素子材料グリーンシートとしてフェライト粉末および添加物を所定量調合した低温焼成可能なフェライト・グリーンシートを用い、これにＡｇ，Ａｇ−Ｐｔ合金，Ａｇ−Ｐｄ合金および銅から成る群から選ばれた少なくとも１種類を主成分とする導体ペーストをインダクタの導体パターンに塗工し、これを積層するとともに、それらインダクタの導体パターンをこのフェライト・グリーンシートに形成した貫通導体で接続することによってスパイラル状のインダクタ素子を形成するように配置した後、これを積層し一体化することで形成することができる。
【００２８】
なお、成形体ブロック１を形成する受動素子材料グリーンシートのバインダには、例えばポリビニルブチラール系バインダやアクリル系バインダを用いることができる。これらのバインダを用いると、焼成時における脱脂性がよく、また受動素子材料グリーンシートの積層性も良好であり、本発明に好適である。
【００２９】
次に、図１（ｂ）に示すように、成形体ブロック１上に、この例では上側の主面に、その全面を覆うようにして後述する第１のガラスセラミック・スラリーを遮蔽するためのマスク２を配置する。このマスク２は、第１のガラスセラミック・スラリーが成形体ブロック１上に塗布されることを防ぐためのものであり、第１のガラスセラミック・スラリーに含まれる溶剤に対し、耐溶剤性を持つことが必要である。このようなマスク２に用いる材料としては、グリーンシートの支持体として使用されているポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと表記する。）等を用いることができる。
【００３０】
そして、マスク２は、成形体ブロック１を形成した後、例えば、粘着剤を塗布した厚み５０μｍのＰＥＴフィルム上に成形体ブロック１を載置し、ＰＥＴフィルムと共に成形体ブロック１を所望の寸法に打ち抜くことにより成形体ブロック１上の全面を覆うように配置される。
【００３１】
次に、これを図１（ｃ）に示すように、後述する内側に成形体ブロック１が一体的に埋設された第１のグリーンシート４を形成するために、第１の支持体３ａ上に、マスク２を上側として配置する。
【００３２】
次に、図１（ｄ）に示すように、成形体ブロック１が載置された第１の支持体３ａ上に、ガラス粉末，セラミックフィラー，バインダおよび溶剤を含有する第１のガラスセラミック・スラリーを、上面にマスク２の配置された成形体ブロック１を取り囲むとともに乾燥後の塗工厚みが成形体ブロック１の厚みと同じになるように塗工する。これにより、内側に成形体ブロック１が一体的に埋設された第１のグリーンシート４を得ることが重要である。
【００３３】
これは、第１のガラスセラミック・スラリー中の溶剤が受動素子材料グリーンシートを積層して成る成形体ブロック１の側面を適度に溶解するため、成形体ブロック１の側面とその周囲の第１のガラスセラミック・スラリーから成る層の側面との界面において、両者が強固に密着できるようになる。さらに、その溶解の過程において、成形体ブロック１を形成する受動素子材料と第１のガラスセラミック・スラリーから成る層に含有されているガラスおよびセラミックフィラーとの混合領域が両者の界面に形成されることとなる。そして、この混合領域は、後述する焼成工程において両者の収縮挙動の緩和層として働くことから、成形体ブロック１とその周囲のガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層との間における剥離や絶縁層におけるクラックの発生を抑制することができる。
【００３４】
なお、このようにして第１のグリーンシート４を得るための第１のガラスセラミック・スラリーから成る層の形成方法は、例えばスロットコート法により形成でき、第１のガラスセラミック・スラリーを、マスク２の配置された成形体ブロック１を取り囲むとともに乾燥後の塗工厚みが成形体ブロック１の厚みと同じになるように第１の支持体３ａ上に塗工することにより得られる。このとき、マスク２は、成形体ブロック１上に第１のガラスセラミック・スラリーが塗布されることを防止するように機能する。
【００３５】
ここで、第１のガラスセラミック・スラリーに用いる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系ガラス等を用いることができる。
【００３６】
また、セラミックフィラーとしては、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や、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）等を用いることができる。
【００３７】
ここで、第１のガラスセラミック・スラリーのバインダには、アクリル系バインダ、例えば、メタクリル酸エステル共重合体やアクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等の、第１のガラスセラミック・スラリーに用いられる溶剤に対し良好に溶解するものが選択される。
【００３８】
また、成形体ブロック１のバインダがブチラール系バインダまたはアクリル系バインダであるときには、第１のガラスセラミック・スラリーに用いる溶剤には、αテルピネオールやＤＢＰ等の、成形体ブロック１のバインダと溶解度パラメータであるＳＰ値が近い溶剤を用いるのが望ましい。これは、成形体ブロック１の受動素子材料グリーンシートに含有されているバインダとＳＰ値が近いことにより、この第１のガラスセラミック・スラリー中の溶剤が成形体ブロック１の側面を適度に、より一層良好に溶解するためである。好適には、成形体ブロック１に含有されているバインダのＳＰ値と第１のガラスセラミック・スラリーの溶剤のＳＰ値との差が２以下であることが望ましい。例えば、成型体ブロック１のバインダがアクリル系バインダ（ＳＰ値は８〜９）である場合には、第１のガラスセラミック・スラリーの溶剤にはトルエン（ＳＰ値は８．９）を、バインダがブチラール系バインダ（ＳＰ値は８〜９）である場合には、溶剤にはαテルピネオール（ＳＰ値は９．３）を用いることが望ましい。
【００３９】
第１の支持体３ａには、剥離を容易にするため片面にシリコンやフッ素系の剥離剤が塗布されたＰＥＴフィルム等を使用することができる。
【００４０】
次に、図１（ｅ）に示すように、マスク２および支持体３ａを例えば剥離することによって除去して、第１のガラスセラミック・スラリーから成る層の内側に成形体ブロック１が一体化に埋設された第１のグリーンシート４を得る。
【００４１】
次に一方で、図１（ｆ）に示すように、ガラス粉末およびセラミックフィラーを所定量秤量してガラスセラミック組成物を調製し、その組成物にバインダ，溶剤等を加えて第２のガラスセラミック・スラリーを用意し、これをドクターブレード法や圧延法等により第２の支持体３ｂ上に層状に塗工した後、第２の支持体３ｂを除去して、第２のグリーンシート５を得る。
【００４２】
第２の支持体３ｂにも、剥離を容易にするため片面にシリコンやフッ素系の剥離剤が塗布されたＰＥＴフィルム等を使用することができる。
【００４３】
ここで、第２のガラスセラミック・スラリーに用いるガラス粉末およびセラミックフィラーの材料および組成比は、同じガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層を多層に積層して成るガラスセラミック多層配線基板を得る場合には、第１のグリーンシート４を形成するための第１のガラスセラミック・スラリーと同一組成のものを用いるのがよい。
【００４４】
なお、例えば成形体ブロック１と絶縁層となるガラスセラミックスとの熱膨張差が大きく、成形体ブロック１にクラック等の発生が避けられない場合には、第１および第２のガラスセラミック・スラリーの組成を異ならせて、成型体ブロック１が内側に埋設された絶縁層となる第１のグリーンシートのガラスセラミックスの熱膨張係数が他の絶縁層となる第２のグリーンシートのガラスセラミックスの熱膨張係数と成形体ブロック１の熱膨張係数との中間的な値をとるよう組成を変更させたものを用いてもよい。
【００４５】
次に、図１（ｇ）に示すように、第２のグリーンシート５にレーザ加工や、マイクロドリル加工あるいはパンチング加工等の機械的加工によりビアホール導体やスルーホール導体等の貫通導体を形成するための所定の貫通孔６を形成し、次いで、図１（ｈ）に示すように、それら貫通孔６の内部に導体ペーストを充填して、ビアホール導体７となるビアホール導体パターンを形成する。
【００４６】
ビアホール導体７用の導体ペーストは、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｎｉ，ＰｔおよびＰｄから選ばれる少なくとも１種以上の金属粉末を有機溶剤，バインダとともに混練することにより作製される。例えば、後述する配線導体８をＣｕから成る導体で形成する場合であれば、同じくＣｕの粉末と有機バインダと有機溶剤とを含み、必要に応じてガラス等の無機成分を添加して混合して調製される。
【００４７】
ビアホール導体７用の導体ペーストの貫通孔６内への充填は、貫通孔６の配置に合わせて開口を形成したスクリーン製版を用いるスクリーン印刷法により行なうことができる。
【００４８】
次に、図１（ｉ）に示すように、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｎｉ，ＰｔおよびＰｄから選ばれる少なくとも１種以上の金属粉末を有機溶剤，バインダとともに混練して作製した導体ペーストを、第１のグリーンシート４の主面上および第２のグリーンシート５の主面上にスクリーン印刷等で塗布することで、配線回路や電極パッド等を構成する配線導体８となる所定パターンに導体パターンを形成する。
【００４９】
例えば、配線導体８をＣｕから成る導体で形成する場合であれば、Ｃｕの粉末と有機バインダと有機溶剤とを含み、必要に応じてガラス等の無機成分を添加して混合して調製されるＣｕペーストを、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法を用いて第１のグリーンシート４および第２のグリーンシート５の主面上に所定パターンに塗布することによって配線導体８を形成する。
【００５０】
次に、図１（ｊ）に示すように、貫通孔６の形成やビアホール導体７，配線導体８の導体ペーストの印刷等の所定の加工を施した複数枚の第１および第２のグリーンシート４・５を積層して、グリーンシート積層体９を作製する。
【００５１】
次に、このグリーンシート積層体９を４００℃〜８５０℃の温度で加熱処理して、第１のグリーンシート４，第２のグリーンシート５，ビアホール導体７および配線導体８の有機成分を分解除去した後、同時焼成することにより、受動素子として機能する成形体ブロック１を内蔵したガラスセラミック多層配線基板を得ることができる。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法を具体例によって詳細に説明する。
【００５３】
本実施例では、図２に断面図で示すような、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層１０の内部にＡｇ−Ｐｄ合金層から成る配線導体１１を介して１０ｍｍ角の成形体ブロック１２を有する評価基板を作製し、導通抵抗および断面観察による成形体ブロック１２と絶縁層１０との間のクラックおよび剥離の有無の確認を行なった。
【００５４】
まず、成形体ブロック１２は、平均粒径０．１μｍのチタン酸バリウム粉末９０質量％と、軟化温度５００℃のＬｉ系ガラス粉末１０質量％とを調合し、これに溶剤およびバインダを加えて十分混練したチタン酸バリウム・スラリーを塗工して形成したチタン酸バリウム・グリーンシートに電極ペーストを塗布して積層し、５０μｍの厚みを有する、コンデンサ素子として機能する成形体ブロック１２を作製した。
【００５５】
その後、成形体ブロック１２をマスクとなる粘着剤を塗布した厚み５０μｍのＰＥＴフィルム上に配置し、その後、所定の寸法に成形体ブロック１２とＰＥＴフィルムとを共に打ち抜いて、マスクを配置した成形体ブロック１２を作製した。
【００５６】
次に、成形体ブロック１２をＰＥＴフィルムから成る第１の支持体上に載置し、ガラスとしてＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末を７５質量％と、セラミックスのフィラー成分としてＡｌ２Ｏ３粉末を２５質量％とを調合し、これにバインダ，αテルピネオールとメタノールとの混合溶剤を加え、十分混練して作製した第１のガラスセラミック・スラリーを、成形体ブロック１２を取り囲むように、また乾燥後の厚みが成形体ブロック１２と同じになるように塗工して、成形体ブロック１２を内側に一体的に埋設した絶縁層１０となる、第１のグリーンシートを作製した。
【００５７】
また、ガラスとしてＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末を７５質量％と、セラミックスフィラーとしてＡｌ２Ｏ３粉末を２５質量％とを調合し、これに溶剤およびバインダを加えて十分混練して、第２のガラスセラミック・スラリーを作製した。次に、これをドクターブレード法にてＰＥＴフィルムから成る第２の支持体上に塗工して、絶縁層１０となる第２のグリーンシートを作製した。
【００５８】
次に、これら第１および第２のグリーンシートにパンチング加工により所定の貫通孔を形成し、次いで、その内部にＡｇ−Ｐｄ合金粉末（平均粒径１μｍ）にエチルセルロース系バインダおよびαテルピネオールを加えて適度な粘度となるように調整した導体ペーストを充填して、ビアホール導体１３となるビアホール導体パターンを形成した。
【００５９】
次に、第２のグリーンシートおよび成形体ブロック１２を内蔵した第１のグリーンシートに、Ａｇ−Ｐｄ合金粉末（平均粒径１μｍ）にエチルセルロース系バインダおよびαテルピネオールを加えて適度な粘度となるように調整した導体ペーストをスクリーン印刷にて厚み５μｍとなるように所定パターンに塗布して、配線導体１１を形成した。
【００６０】
これを所定の順序で所定枚数（この例では３枚）重ね合わせ、真空プレスにて積層して成形体ブロック１２を内蔵したグリーンシート積層体を得た。
【００６１】
また、比較例として、第２のグリーンシートと同じガラスセラミック・グリーンシートを用いて作製したグリーンシート積層体に収容部を形成しておき、その内部に成形体ブロック１２を嵌め込んで積層した試料を作製した。
【００６２】
まず、ガラスセラミック・グリーンシートにパンチングにて１０ｍｍ角の穴加工を施した。次に、ガラスセラミック・グリーンシートにパンチング等の機械的加工により所定の貫通孔を形成し、次いで、その内部にＡｇ−Ｐｄ合金粉末（平均粒径１μｍ）にエチルセルロース系バインダおよびαテルピネオールを加えて適度な粘度となるように調整した導体ペーストを充填して、ビアホール導体となるビアホール導体パターンを形成した。
【００６３】
次に、ガラスセラミック・グリーンシートにＡｇ−Ｐｄ合金粉末（平均粒径１μｍ）にエチルセルロース系バインダおよびαテルピネオールを加えて適度な粘度となるように調整した導体ペーストをスクリーン印刷にて厚み５μｍとなるように所定パターンに塗布して、配線導体を形成した。さらに、これら配線導体を形成したガラスセラミック・グリーンシートと１０ｍｍ角の穴加工をしたガラスセラミック・グリーンシートとを積層し、収容部を有するガラスセラミック・グリーンシート積層体を形成した。そして、この収容部に成形体ブロックを嵌め込み、さらにその上に所望の配線導体を形成したガラスセラミック・グリーンシートを重ね合わせ、真空プレスにて積層して、成形体ブロックを内蔵したガラスセラミック・グリーンシート積層体を比較例として得た。
【００６４】
そして、以上の実施例のグリーンシート積層体および比較例のガラスセラミック・グリーンシート積層体を９００℃，１時間の条件で焼成することによって、成形体ブロックを内蔵した評価基板である試料１（実施例）および試料２（比較例）を作製した。
【００６５】
このようにして作製した試料１および試料２の各５個ずつについて、その基板の導通抵抗および断面観察を行なった。その評価結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
2004259956.tif 000003
【００６７】
表１において、導通抵抗については、直流抵抗を測定し１Ω以下のものを「○」、１Ωを超えるものを断線不良として「×」として示した。また、断面観察については、成形体ブロックと絶縁層との間にクラックや剥離が発生していないものを「○」とし、成形体ブロックと絶縁層との間にクラックや剥離が発生しているものを「×」として示した。
【００６８】
表１に示す結果から明らかなように、試料２では、直流抵抗を測定した結果、導通抵抗がｋΩ以上のものが存在し、導通抵抗測定時に断線が発生していることが分かり、断面観察の結果、成形体ブロックと絶縁層との間で剥離が発生しているのが確認された。
【００６９】
これに対して、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法の実施例である試料１は、直流抵抗を測定した結果、導通抵抗が１Ω以下であり、断線もなく、また、断面観察の結果からも成形体ブロック１２と絶縁層１０との間にクラックや剥離の発生も見られなかった。
【００７０】
なお、本発明は上述の実施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。例えば、上述の実施例では配線導体にＡｇ−Ｐｄ合金を用いたが、配線導体にＣｕ，Ａｇ，Ａｕ等を用いてもよい。また、グリーンシート積層体の上下面にこのグリーンシート積層体の焼成温度では焼結しないセラミック・グリーンシートから成るシート状支持体を配し、シート状支持体とともにグリーンシート積層体を焼成して、焼結後に未焼結のシート状支持体を除去する、拘束焼成と言われる焼成方法を使用してもよい。
【００７１】
【発明の効果】
本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法によれば、その上の全面を覆うようにマスクが配置された成形体ブロックが載置された第１の支持体上に、ガラス粉末，セラミックフィラー，バインダおよび溶剤を含有する第１のガラスセラミック・スラリーを、成形体ブロックを取り囲むとともに乾燥後の塗工厚みが成形体ブロックと同じになるように塗工した後、マスクおよび第１の支持体を除去して、成形体ブロックが内側に一体的に埋設された第１のグリーンシートを得る工程を具備することから、第１のガラスセラミック・スラリー中の溶剤が受動素子材料グリーンシートを積層して成る成形体ブロックの側面を適度に溶解するため、成形体ブロックの側面とその周囲の第１のガラスセラミック・スラリーから成るグリーンシートの側面との界面とが強固に密着して一体化された第１のグリーンシートを得ることができる。さらに、この溶解の過程において、成形体ブロックを構成する受動素子材料とその周囲の第１のガラスセラミック・スラリーから成るグリーンシートを形成するガラスおよびセラミックフィラーとの混合領域が形成され、この混合領域が両者の収縮挙動の緩和層として働くことから、焼成後の成形体ブロックとガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層との間の剥離の発生や絶縁層におけるクラックの発生を抑制することができる。そのため、成形体ブロックとガラスセラミック絶縁層との間を跨ぐように配設された導体パターンの断線や絶縁層の絶縁性の劣化がない受動素子を内蔵したガラスセラミック多層配線基板を得ることができる。
【００７２】
また、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法において、第１のガラスセラミック・スラリーに用いる溶剤が成形体ブロックを形成する受動素子材料グリーンシートに含有されているバインダのＳＰ値（溶解度パラメータ）に対してその差が２以下であるときには、この第１のガラスセラミック・スラリー中の溶剤が成形体ブロックの側面を適度に溶解することとなるため、両者の界面において、成形体ブロックを形成する受動素子材料と、成形体ブロックを内側に埋設した第１のグリーンシートを形成するガラス粉末およびセラミックフィラーとから成る混合領域を形成することが容易となり、この混合領域が焼成時における両者の収縮挙動の緩和層として働くことから、成形体ブロックとガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層との剥離や絶縁層におけるクラックの発生をより一層効果的に抑制することができる。
【００７３】
そのため、成形体ブロックの側面とガラスセラミック焼結体から成る絶縁層の側面との界面において両者を確実に一体化できるため、内側に成形体ブロックを一体的に埋設した第１のグリーンシートと第２のグリーンシートを所定枚数積層してグリーンシート積層体を作製する工程や、このグリーンシート積層体を焼成する工程で問題が発生することがない。
【００７４】
その結果、本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法によれば、成形体ブロックの側面とガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層の側面との界面における剥離やクラックの発生を抑制することができ、成形体ブロックとガラスセラミック絶縁層との間を跨ぐように配設される導体パターンの断線や絶縁層の絶縁性の劣化がない、受動素子を内蔵したガラスセラミック多層配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｊ）は、それぞれ本発明のガラスセラミック多層配線基板の製造方法の実施の形態の一例を説明するための工程毎の断面図である。
【図２】本発明のガラスセラミック多層配線基板の実施例としての評価基板の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１２・・・・成形体ブロック
２・・・・マスク
３ａ・・・第１の支持体
３ｂ・・・第２の支持体
４・・・・第１のグリーンシート
５・・・・第２のグリーンシート
６・・・・貫通孔
７・・・・ビアホール導体
８・・・・配線導体
９・・・・グリーンシート積層体
【図１】
2004259956.tif 000004
【図２】
2004259956.tif 000005