(57)【要約】【課題】セラミック焼結時の収縮を均等に抑制し、収縮のバラツキに起因する内部回路パターン精度の低下を低減する多層セラミックパッケージを得る。【解決手段】低温焼結セラミックス材料でなる低温焼成グリーンシートとこのシート上に形成された導体ペースト膜とが同時焼成してなる多層セラミックパッケージにおいて、内部回路パターンが形成された低温焼成グリーンシート層１と、低温焼成グリーンシート層に重ねて設けられ、セラミックス長繊維のテキスタイル基材を基本材料とする低収縮グリーンシート層２とを備えている。【選択図】        図１
2004304113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温焼結セラミックス材料でなる低温焼成グリーンシートと該シート上に形成された導体ペースト膜とが同時焼成してなる多層セラミックパッケージにおいて、
内部回路パターンが形成された前記低温焼成グリーンシート層と、
前記低温焼成グリーンシート層に重ねて設けられ、長繊維のテキスタイル基材を基本材料とする低収縮グリーンシート層とを備えた
ことを特徴とする多層セラミックパッケージ。
【請求項２】
前記長繊維が、低誘電損失性を有する低損失ガラス、アルミナ及びクオーツのいずれかの長繊維である
ことを特徴とする請求項１に記載の多層セラミックパッケージ。
【請求項３】
前記テキスタイル基材は、前記長繊維の三軸織物である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の多層セラミックパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、低温で焼結するセラミックグリーンシートと導体ペースト膜とを同時焼成して製造する多層セラミックパッケージに関し、特に導体パターン精度低下の改善とパッケージ強度の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックグリーンシートと導体ペースト膜とを低温で同時焼成して多層パッケージを作製するＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）プロセスにおいては、従来、セラミックスの焼結収縮に伴う電極導体に発生する歪みを防ぐために、低温で焼結しないダミー層（アルミナ等）を介し、且つ加圧により面内方向の収縮を拘束しながら焼成（加圧焼成）を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−９２９８３号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の従来の多層セラミックパッケージの製造方法においては、焼成後にダミー層の引き剥がしおよび廃棄が必要となったり、多層構造になると拘束力が不足し、かえって層間で収縮差が生じるという欠点（ネッキング）があった。さらに加圧焼成ではプロセスが特殊となりパッケージ内に段差を有するキャビティ構造には適用が困難という問題点もあった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、セラミック焼結時の面内方向の収縮を均等に抑制させることができ、これにより収縮のバラツキに起因する内部回路パターン精度の低下を低減させることができ、また、パッケージ強度を向上させることができる多層セラミックパッケージを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る多層セラミックパッケージは、低温焼結セラミックス材料でなる低温焼成グリーンシートとこのシート上に形成された導体ペースト膜とが同時焼成してなる多層セラミックパッケージにおいて、内部回路パターンが形成された低温焼成グリーンシート層と、低温焼成グリーンシート層に重ねて設けられ、セラミックス長繊維のテキスタイル基材を基本材料とする低収縮グリーンシート層とを備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による多層セラミックパッケージの断面図である。本実施の形態の多層セラミックパッケージ１０１においては、低温焼成グリーンシート層１の最上層及び最下層に低収縮グリーンシート層２が配されている。
【０００８】
低温焼成グリーンシート層１は、低温焼成グリーンシート上に内部回路パターンとなるべき図示しない導体ペースト膜がスクリーン印刷法により形成され、このシートが７枚積層されたものである（図１では、各層の記載は省略している）。
【０００９】
上述の低温焼成グリーンシートは、平均粒径で３μｍ以下に微粒化したアルミナ粉（ＡＬ−Ｍ４１−０１）・Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２からなる棚珪酸ガラス粉等の無機粉、結合材（ＰＶＢ）・分散剤（トレオレイン）等の有機成分及び溶剤（酢酸イソブチル）からなるセラミックスラリーを３０００〜５０００ｃｐｓの粘度に調整後ドクターブレード法によりキャリアフィルム上に塗布し、その後８０℃で乾燥させて作製する。
【００１０】
また、低収縮グリーンシート層２は、低損失ガラス長繊維ヤーン（日東紡製ＮＥ−Ｇｌａｓｓ）を縦／横、各４６／４６本／２５ｍｍの織密度で製織し、開繊した直交平織クロス基材（テキスタイル基材）にセラミックスラリーを含浸後８０℃で乾燥させて作製する。
【００１１】
そして、低温焼成グリーンシート積層体１及び低収縮グリーンシート層２を重ねて、８０℃、３００ｋｇ／ｃｍ２で加熱圧着し成形体を得る。この成形体を電気炉にて８７０℃で焼成し、多層セラミックパッケージ１０１を作製する。
【００１２】
このように最上層及び最下層に織物基材からなる低収縮グリーンシート層２を配することにより焼結体の面内方向の収縮率のバラツキは、０．０７％（従来技術では０．５％）となり面内方向の収縮がかなり均等に抑制された。
【００１３】
また、焼結体から曲げ試験片を切出し、三点曲げ試験を行ったところ曲げ強度３２０ＭＰａが得られた。低収縮層２を配さない焼結体の曲げ強度が２５０Ｍｐａであることから約３０％の強度改善が得られることがわかる。また、平織クロス基材における長繊維の織密度を変えることによりシート層厚や電気的特性、機械的特性をコントロールすることが可能である。
【００１４】
本実施の形態の多層セラミックパッケージ１０１は、図示しない内部回路パターンが形成された低温焼成グリーンシート層１と、この低温焼成グリーンシート層１に重ねて設けられ、セラミックス長繊維のテキスタイル基材を基本材料とする低収縮グリーンシート層２とを備えている。このように、テキスタイル基材からなる低収縮グリーンシート層２を設けたことにより、セラミック焼結時の面内方向の収縮を均等に抑制させることができるため、収縮のバラツキに起因する内部回路パターン精度の低下を低減させることができ、また、このテキスタイル基材からなる低収縮層が補強層として働きパッケージ強度を改善することができる。
【００１５】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２による多層セラミックパッケージの断面図である。本実施の形態の多層セラミックパッケージ１０２においては、低温焼成グリーンシート層１の最上層、最下層及び中間層に低収縮グリーンシート層３が配されている。
【００１６】
低温焼成グリーンシート層１は、低温焼成グリーンシート上に内部回路パターンとなるべき図示しない導体ペースト膜をスクリーン印刷法により形成し、このシートを１０枚積層して作製する（図２では、各層の記載は省略している）。
【００１７】
低収縮グリーンシート層３は、アルミナ長繊維ヤーン（ニチビ製アルフ）を縦／横各２６／２６本／２５ｍｍの織密度で製織し、開繊した直交平織クロス基材（テキスタイル基材）にセラミックスラリーを含浸後８０℃で乾燥させて作製する。
【００１８】
そして、低温焼成グリーンシート層１及び低収縮グリーンシート層３を８０℃、３００ｋｇ／ｃｍ２で加熱圧着し成形体を得る。この成形体を電気炉にて８７０℃で焼成し、多層セラミックパッケージ１０２を作製する。
【００１９】
このように最上層、最下層及び中間層に織物基材からなる低収縮グリーンシート層３を配することにより焼結体の面内方向の収縮率のバラツキは、０．０６％（従来技術では０．５％）となり面内方向の収縮がかなり均等に抑制された。
【００２０】
また、焼結体から曲げ試験片を切出し、三点曲げ試験を行ったところ曲げ強度３５０ＭＰａが得られた。低収縮層を配さない焼結体の曲げ強度が２５０Ｍｐａであることから約４０％の強度改善が得られることがわかる。
【００２１】
また、マイクロ波やミリ波帯で使用されるパッケージにおいては基板表層近傍の誘電特性が高周波の伝送損失上最も重要であり、本実施の形態のように低誘電正接材料を基板表層近傍に配することにより、より効率的に損失を低減する効果がある。また、クオーツ繊維からなる直交平織クロス基材やこれらの異種繊維を組み合わせたハイブリットクロス基材を用いても同様な効果を得ることができる。
【００２２】
このようにセラミックス長繊維として、低誘電損失性を有する低損失ガラス、アルミナ及びクオーツ等の長繊維を用いることにより、マイクロ波やミリ波帯で使用されるパッケージにおいて、より効率的に損失を低減することができる。
【００２３】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３による多層セラミックパッケージの断面図である。本実施の形態の多層セラミックパッケージ１０３においては、低温焼成グリーンシート層１の最上層及び最下層に低収縮グリーンシート層４が配されている。
【００２４】
低温焼成グリーンシート層１は、低温焼成グリーンシート上に内部回路パターンとなるべき図示しない導体ペースト膜をスクリーン印刷法により形成し、このシートを７枚積層して作製する（図３では、各層の記載は省略している）。
【００２５】
低収縮グリーンシート層４は、低損失ガラス長繊維（日東紡製ＮＥ−Ｇｌａｓｓ）を相互に６０°の角度で交差するように製織し、開繊した三軸織物基材（テキスタイル基材）にセラミックスラリーを含浸後８０℃で乾燥させて作製する。
【００２６】
そして、低温焼成グリーンシート積層体１及び低収縮グリーンシート層４を８０℃、３００ｋｇ／ｃｍ２で加熱圧着し成形体を得る。この成形体を電気炉にて８７０℃で焼成し、多層セラミックパッケージ１０３を作製する。
【００２７】
このように最上層及び最下層に三軸織物基材からなる低収縮グリーンシート層４を配することにより焼結体の収縮率及びそのばらつきをより等方的に低減することが可能である。また、他の多軸織物基材や、編物基材を用いても同様な効果を得ることができる。
【００２８】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４による多層セラミックパッケージの断面図である。本実施の形態の多層セラミックパッケージ１０４においては、低温焼成グリーンシート層１と低温焼成グリーンシート層５とが重ねられたものの最上層及び最下層に低収縮グリーンシート層４が配されている。
【００２９】
低温焼成グリーンシート層１は、低温焼成グリーンシート上に内部回路パターンとなるべき図示しない導体ペースト膜をスクリーン印刷法により形成し、このシートを所定枚数積層して作製する（図４では、各層の記載は省略している）。
【００３０】
低温焼成グリーンシート層５は、低温焼成グリーンシート上に図示しない酸化ルテニウムからなる抵抗体ペースト膜を印刷法により形成して作製する。
【００３１】
低収縮グリーンシート層２は、低損失ガラス長繊維ヤーン（日東紡製ＮＥ−Ｇｌａｓｓ）を縦／横各４６／４６本／２５ｍｍの織密度で製織し、開繊した直交平織クロス基材（テキスタイル基材）にセラミックスラリーを含浸後８０℃で乾燥させて作製する。
【００３２】
そして、これらの低温焼成グリーンシート層１、グリーンシート層５及び低収縮グリーンシート層２を８０℃、３００ｋｇ／ｃｍ２で加熱圧着し成形体を得る。この成形体を電気炉にて８７０℃で焼成し、多層セラミックパッケージ１０４を作製する。
【００３３】
多層セラミックパッケージ１０４中の抵抗値を測定したところ設計値に対する実測値のバラツキが±９％であった。従来技術においては、内蔵抵抗は抵抗値のバラツキが±２０％近くあり、これは主に焼結後の内蔵抵抗の寸法のバラツキに起因するものである。このような構成とすることにより、寸法精度が各段に改善され、安定した抵抗値が得られることがわかる。
【００３４】
尚、本実施の形態における内蔵化技術はコンデンサやコイル等他の部品内蔵パッケージの製造にも適用可能である。
【００３５】
【発明の効果】
この発明に係る多層セラミックパッケージは、低温焼結セラミックス材料でなる低温焼成グリーンシートとこのシート上に形成された導体ペースト膜とが同時焼成してなる多層セラミックパッケージにおいて、内部回路パターンが形成された低温焼成グリーンシート層と、低温焼成グリーンシート層に重ねて設けられ、セラミックス長繊維のテキスタイル基材を基本材料とする低収縮グリーンシート層とを備えているので、セラミックス焼結時の面内方向の収縮を均等に抑制させることができるため、収縮のバラツキに起因する導体パターン精度の低下を低減させることができ、また、このテキスタイル基材からなる低収縮層が補強層として働きパッケージ強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による多層セラミックパッケージの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２による多層セラミックパッケージの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３による多層セラミックパッケージの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４による多層セラミックパッケージの断面図である。
【符号の説明】
１  低温焼成グリーンシート層（内部回路パターンが形成されている）、２  低収縮グリーンシート層（低損失ガラス長繊維ヤーンの直交平織クロス基材が基本材料）、３  低収縮グリーンシート層（アルミナ長繊維ヤーンの直交平織クロス基材が基本材料）、４  低収縮グリーンシート層（低損失ガラス長繊維の三軸織物基材が基本材料）、５  低温焼成グリーンシート層（抵抗体が形成されている）。
【図１】
2004304113.tif 000003
【図２】
2004304113.tif 000004
【図３】
2004304113.tif 000005
【図４】
2004304113.tif 000006