(57)【要約】【課題】積層不良や焼成収縮の不一致などによる空隙の発生なく、セラミックグリーンシートを部分的に異種材料によって形成した複合体や複合積層体を作製する。【解決手段】実質的に同一厚みの第一、第二のセラミックグリーンシート１、２を作製し、第一のグリーンシート１の所定箇所に貫通穴３を形成して第二のグリーンシート２を積層し、第一のグリーンシート１における貫通穴３形成部分を第二のグリーンシート２側から押圧することによって、第二のグリーンシート２の一部を貫通穴３内に埋め込み、第一のグリーンシート１と第二のグリーンシート２と一体化した複合体Ａを作製する。そして、この複合体Ａにグリーンシートや他の複合体と積層して積層体を作製し、同時焼成して、低誘電率部、高誘電率部を具備するセラミック基板を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のセラミックグリーンシートの所定箇所に形成された貫通穴内に、実質的に該グリーンシートと同一の厚みからなり、且つ前記第一のセラミックグリーンシートとは材質が異なる第二のセラミックグリーンシートが埋め込まれてなることを特徴とする複合体。
【請求項２】
前記第一および第二のセラミックグリーンシートが、いずれも１１００℃を超える温度で焼成可能なセラミック材料からなることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項３】
前記第一および第二のセラミックグリーンシートが、１０５０℃以下の低温で焼成可能なセラミック材料からなることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項４】
少なくとも一方の表面にメタライズ層を形成してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか記載の複合体の表面に、第三のセラミックグリーンシート及び／または他の複合体を積層してなることを特徴とする複合積層体。
【請求項６】
実質的に同一の厚みの第一のセラミックグリーンシートおよび第二のセラミックグリーンシートを作製する工程と、前記第一のセラミックグリーンシートの所定箇所に貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴を形成した第一のセラミックグリーンシートに前記第二のセラミックグリーンシートを積層する工程と、前記第一のセラミックグリーンシートにおける貫通穴形成部分を前記第二のセラミックグリーンシート側から押圧することによって、前記第二のセラミックグリーンシートの押圧部分を前記貫通穴内に埋め込み、第一のセラミックグリーンシートと第二のセラミックグリーンシートと一体化した複合体を作製する工程とを具備することを特徴とする複合体の製造方法。
【請求項７】
実質的に同一の厚みの第一のセラミックグリーンシートおよび第二のセラミックグリーンシートを作製する工程と、前記第一のセラミックグリーンシートおよび第二のセラミックグリーンシートを積層する工程と、前記積層体の所定箇所に前記第二のセラミックグリーンシート側から押圧して、前記第二のセラミックグリーンシートの押圧部分を前記第一のセラミックグリーンシート側に移行させて、第一のセラミックグリーンシートと前記第二のセラミックグリーンシートと一体化した複合体を作製する工程を具備することを特徴とする複合体の製造方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７記載の複合体を、更に他のセラミックグリーンシートおよび／または他の複合体と積層する工程を具備することを特徴とする複合積層体の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の複合体または複合積層体を焼成することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
少なくとも一つのセラミックグリーンシート表面にメタライズ層による回路パターンを形成してなる請求項９に記載のセラミック基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種配線基板や半導体素子収納用パッケージ等に適用される配線基板等に有用で異種材料を複合化した複合体、複合積層体、およびそれらの製造方法、並びにセラミック基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、携帯端末の動向は、信号の高速化、高周波化、伝送データの高容量化が進んでいると同時に、端末自体の小型化、低背化、軽量化も進んでいる。これに伴い、端末に搭載される部品に関しても、高周波信号に対応可能な低損失材料、低損失導体を用いた配線基板が求められている。また、小型化に対する要求として搭載部品のモジュール化が進み、配線基板としても高機能化が要求されている。
【０００３】
このような中、搭載される配線基板として近年は、低誘電率材料で、銅や銀のような低損失導体を用いたＬＴＣＣ基板あるいは有機材料を用いた基板が多用され、高機能化の為にペーストを用いたコンデンサー内蔵化、高誘電率層や低誘電率層との複合が行われている。
【０００４】
例えば、高周波信号に対応する部分の伝送損失を低減する為、多層配線基板を部分的に低誘電率化したり、コンデンサを形成する場合、積層される複数のセラミックグリーンシートのうち、該当する部分のセラミックグリーンシートを低誘電率化または高誘電率化することが特開２００２−１８５１４７、特開２００２−２９００５３等にて提案されている。
【０００５】
また、セラミックグリーンシートの所定箇所に凹部を形成し、その凹部内に低誘電率または高誘電率のセラミックペーストを充填して１つのセラミックグリーンシート内に低誘電率部を形成することも特開平１１−９７８５４号にて提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１８５１４７
【特許文献２】
特開２００２−２９００５３
【特許文献３】
特開平１１−９７８５４号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異なるセラミックグリーンシートを積層する方法では、必要のない部分まで低誘電率化または高誘電率化するために、回路設計などが制約を受けてしまうという問題がある。
【０００８】
また、凹部にセラミックペーストを充填する方法では、セラミックペースト中には、溶剤などが含まれているために、ペーストが乾燥した後にセラミックグリーンシート表面とペースト充填面とに段差が生じやすく、その結果、多層構造とした際に積層不良等が発生する等の問題があった。また、セラミックペースト充填部とセラミックグリーンシートとは、成形密度が異なるために、焼成収縮率を一致させる事が難しく、その結果、接合部分に空隙が発生する等の課題もあった。
【０００９】
従って、本発明は、積層不良や焼成収縮の不一致などによる空隙の発生なく、セラミックグリーンシートを部分的に異種材料によって形成した複合体、複合積層体、およびそれらの製造方法、並びにセラミック基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の複合体は、第一のセラミックグリーンシートの所定箇所に形成された貫通穴内に、実質的に該グリーンシートと同一の厚みからなり、且つ前記第一のセラミックグリーンシートとは材質が異なる第二のセラミックグリーンシートが埋め込まれてなることを特徴とするものである。
【００１１】
なお、前記第一および第二のセラミックグリーンシートを、いずれも１１００℃を超える温度で焼成可能なセラミック材料によって形成するか、またはいずれも１０５０℃以下の低温で焼成可能なセラミック材料によって形成することによって第一のセラミックグリーンシートと第二のセラミックグリーンシートとの同時焼結性を高めることができる。
【００１２】
なお、複合体の少なくとも一方の表面には、メタライズ層を形成することによって回路基板として利用することができる。
【００１３】
さらに、上記の複合体の表面には、第三のセラミックグリーンシート及び／または他の複合体を積層して多層化し、複合積層体を形成することもできる。
【００１４】
また、第一の複合体の製造方法によれば、実質的に同一の厚みの第一のセラミックグリーンシートおよび第二のセラミックグリーンシートを作製する工程と、前記第一のセラミックグリーンシートの所定箇所に貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴を形成した第一のセラミックグリーンシートに前記第二のセラミックグリーンシートを積層する工程と、前記第一のセラミックグリーンシートにおける貫通穴形成部分を前記第二のセラミックグリーンシート側から押圧することによって、前記第二のセラミックグリーンシートの押圧部分を前記貫通穴内に埋め込み、第一のセラミックグリーンシートと第二のセラミックグリーンシートと一体化した複合体を作製する工程とを具備することを特徴とするものである。
【００１５】
また、第二の複合体の製造方法によれば、実質的に同一の厚みの前記第一のセラミックグリーンシートおよび第二のセラミックグリーンシートを作製する工程と、前記第一のセラミックグリーンシートおよび第二のセラミックグリーンシートを積層する工程と、前記積層体の所定箇所に前記第二のセラミックグリーンシート側から押圧して、前記第二のセラミックグリーンシートの押圧部分を前記第一のセラミックグリーンシート側に移行させて、第一のセラミックグリーンシートと前記第二のセラミックグリーンシートと一体化した複合体を作製する工程を具備することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明によれば上記第一、第二の複合体の製造方法における複合体において、少なくとも一方の表面にメタライズ層を形成する事により回路を形成する複合体を作製する工程を具備することによって、多層構造の配線基板に適用される複合体を形成することができる。
【００１７】
さらに、上記第１、第２の複合体の製造方法における複合体を、他の第一のセラミックグリーンシートおよび／または他の複合体と積層して積層構造体を作製する工程を具備することによって、多層構造の基板に適用される複合積層体を形成することができる。
【００１８】
上記の本発明の複合体は、第１のセラミックグリーンシートの貫通穴内に実質的に同一厚みの第二のセラミックグリーンシートが一体的に複合化されているために、グリーンシート単体の取り扱いが容易であるとともに、複数のグリーンシート同士の積層時に空隙部内には第二のセラミックグリーンシートが埋め込まれているために、セラミックペーストを充填し乾燥後の段差の発生がなく、しかも、第１および第２のセラミックグリーンシートともに、類似の成形密度に容易に制御できるために、焼成収縮率を一致させることができるために、積層体におけるデラミネーションの発生、変形、防止することができる。
【００１９】
これにより、異なる材質のセラミック部を同一平面内に作製することができるために、多層配線基板内の一部に、伝送特性の改善、コンデンサの形成、さらには電磁シールドなどの形成を目的として、低誘電率部、高誘電率部、磁性体部などを不具合を発生することなく容易に形成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の方法）
本発明の第１の複合体の製造方法について図１の工程図をもと説明する。
【００２１】
先ず、第一のセラミックグリーンシート１および第二のセラミックグリーンシート２を作製する。この第一のセラミックグリーンシート１の厚みは、その用途に応じ任意の厚みでもよいが、第二のセラミックグリーンシート２との複合化を図る上で、５０〜３００μｍが適当である。また、第二のセラミックグリーンシート２は、実質的にこの第一のセラミックグリーンシート１と近似した厚さであることが望ましく、第二のセラミックグリーンシート２の厚みｔ２は、グリーンシート１の厚みｔ１に対して０．９ｔ１〜１．１ｔ１、特に０．９５ｔ１〜１．０５ｔ１であることが望ましい。
【００２２】
さらに、第一、第二のセラミックグリーンシートは相対密度が何れも４５〜６０％であることが、さらにはその差が５％以下、特に３％以下、さらには１％以下であることによって、焼成時の収縮率を整合させることができる。
【００２３】
この第１の方法によれば、まず、第一のセラミックグリーンシート１に対して空隙部を形成するための貫通穴３を形成する。この貫通穴３は、金型による打ち抜き加工法などで形成することができる。
【００２４】
図１によれば、この貫通穴３は、駆動部である上パンチ４と、グリーンシート１を支持するとともに、開口５が形成された下パンチ６により構成されるプレスパンチを準備し、図１（ａ）に示すように、グリーンシート１を下パンチ６上に載置し、図１（ｂ）に示すように、上パンチ４を下方に駆動することにより、図１（ｃ）に示すように、グリーンシート１に対して貫通穴３を形成する。
【００２５】
次に、図１（ｄ）に示すように、貫通穴３を形成したグリーンシート１の表面に、第二のセラミックグリーンシート２を載置する。そして、図１（ｅ）に示すように、上パンチ４を駆動し、上パンチ４の駆動停止位置をグリーンシート１の上面側に設定する。これによって、第二のセラミックグリーンシート２の打ち抜きと同時に、グリーンシート１に予め形成された空隙部３に第二のセラミックグリーンシート２の打ち抜き部２ａ部を埋め込むことができる。
【００２６】
その後、上パンチ４、第二のセラミックグリーンシート２を除去することによって、図１（ｆ）に示すように、グリーンシート１の所定箇所に形成された貫通穴３内に第二のセラミックグリーンシート２が埋め込まれ、一体化された複合体Ａを作製することができる。
（第２の方法）
また、本発明の第２の製造方法について図２をもとに説明する。この図２の方法によれば、図１と同様に、実質的に同一の厚みからなる第一のセラミックグリーンシート１および第二のセラミックグリーンシート２を作製する。
【００２７】
そして、図２（ａ）に示すように、グリーンシート１を下パンチ６上に載置するとともに、図２（ｂ）に示すように、第一のセラミックグリーンシート１の上側に第二のセラミックグリーンシート２を積層する。この時、グリーンシート１とは、後述する通り、第二のセラミックグリーンシート２を剥離除去するために、両者は軽く接着材等で仮止めしておくことが望ましい。
【００２８】
そして、図２（ｃ）に示すように、前述した通り、上パンチ４を駆動し、上パンチ４の駆動停止位置をグリーンシート１の上面側に設定する。これによって、グリーンシート１と第二のセラミックグリーンシート２の打ち抜きと同時に行う。
【００２９】
その後、上パンチ４、第二のセラミックグリーンシート２を剥離除去するとともに、グリーンシート１を下パンチ６から剥離することによって、図２（ｄ）に示すように、グリーンシート１の所定箇所に形成された貫通穴３内に第二のセラミックグリーンシート２が埋め込まれ、一体化された複合体Ａを作製することができる。
【００３０】
このように、本発明によれば、パンチを用いて、第一のセラミックグリーンシート１の貫通穴３内にこのグリーンシート１と実質的に同一の厚みの第二のセラミックグリーンシート２を埋め込んだ複合体を１回または２回のパンチ処理にて容易に形成することができる。
（複合積層体の製造方法）
次に、本発明によれば、上記複合体は、例えば低い誘電率部を有する多層構造のセラミック基板を作製するのに好適に用いられる。そこで、図３の工程図をもとに、そのセラミック基板を作製するための方法について説明する。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、図１または図２によって、貫通穴内に低誘電体率のシートが埋め込まれて形成された低誘電率部７を有する複合体Ａ１，Ａ２と、複合化されていない第３のセラミックグリーンシートＢ１、Ｂ２、Ｂ３を準備する。
【００３２】
また、複合体ＡまたはグリーンシートＢ１〜Ｂ４の各表面に、適宜メタライズ層８を印刷塗布する。特に、低誘電率部７を挟み、信号導体８ａ，グランド導体８ｂを形成してマイクロストリップ線路、またはトリプレート線路などの高周波伝送線路を形成する。
【００３３】
また、前記複合体Ａ１、Ａ２、グリーンシートＢ１〜Ｂ３には、適宜マイクロドリルやレーザー加工によってスルーホールを形成し、スルーホール内に金属ペーストを充填することによってビア導体９を形成することができ、このビア導体９によって異なる層間に形成されたメタライズ層８同士を電気的に接続することができる。なお、金属ペーストは、金属粉末に有機バインダー、溶剤、可塑材を添加混合してボールミルなどで混合することによって調製される。
【００３４】
そして、これらの複合体Ａ１、Ａ２、および第３のセラミックグリーンシートＢ１〜Ｂ３を位置合わせして積層して複合積層体Ｃを作製する。
【００３５】
その後、この複合積層体Ｃを、すべてのセラミックスが緻密化可能な温度で焼成することによって、図３（ｂ）に示すように、低誘電率部７による高周波伝送線路を具備する多層化されたセラミック基板を形成することができる。
【００３６】
また、本発明によれば、上記複合体は、例えば高い誘電率部を有する多層構造のセラミック基板を作製するのにも好適に用いられる。そこで、図４の工程図をもとに、そのセラミック基板を作製するための方法について説明する。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、図１または図２によって、貫通穴内に低誘電体率のシートが埋め込まれて形成された高誘電率部１０を有する複合体Ａ３と、複合化されていない第３のセラミックグリーンシートＢ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７を準備する。
【００３８】
また、複合体Ａ３またはグリーンシートＢ４〜Ｂ７の各表面に、適宜メタライズ層８を印刷塗布する。特に、高誘電率部１０を挟み、一対の電極８ｃ、８ｄを形成してコンデンサ部を形成する。
【００３９】
また、前記複合体Ａ３、グリーンシートＢ４〜７には、適宜マイクロドリルやレーザー加工によってスルーホールを形成し、スルーホール内に金属ペーストを充填することによってビア導体９を形成することができ、このビア導体９によって異なる層間に形成されたメタライズ層８同士を電気的に接続することができる。なお、金属ペーストは、金属粉末に有機バインダー、溶剤、可塑材を添加混合してボールミルなどで混合することによって調製される。
【００４０】
そして、これらの複合体Ａ３、および第３のセラミックグリーンシートＢ４〜７を位置合わせして積層して複合積層体Ｄを作製する。
【００４１】
その後、この複合積層体Ｄを、すべてのセラミックスが緻密化可能な温度で焼成することによって、図４（ｂ）に示すように、高誘電率部１０によるコンデンサ部を具備する多層化されたセラミック基板を形成することができる。
【００４２】
かかる方法において、複合化にあたっては、従来のように、シート自体にペースト充填部等のような軟らかく密度が大きく異なる部分が存在しないために、異なる２種のシートによる複合体の取り扱いが非常に容易で、取り扱い時におけるシートの変形や破損などが発生することがない。
【００４３】
また、本発明においては、上記グリーンシートの積層一体化にあたっても、各グリーンシートの密度を容易に制御できるために、相対密度が近似し均一な複合体および複合積層体を形成することができる。
【００４４】
なお、複合積層体形成時には、５００〜１０００ＭＰａ以上の圧力を印加することが積層不良、あるいは焼成後のデラミネーションの発生を防止する上で望ましい。
【００４５】
本発明において用いられるグリーンシート１は、所定の比率で調合したセラミック原料粉末に、適当な有機バインダを添加し、有機溶媒中に分散させることによりスラリーを調製し、従来周知のドクターブレード法やリップコーター法等のキャスト法により、所定の厚みのグリーンシート１を作製する。
【００４６】
このグリーンシートの厚みは、通常、５０〜３００μｍが適当である。５０μｍより薄いシートを形成する場合は、作成したスラリーを従来周知のロールコーター、グラビアコーター、ブレードコーター等のコーティング方式により剥離剤処理を施したキャリアーシート上に塗布し、乾燥させることによりグリーンシート１を作製することができる。
【００４７】
一方、本発明において用いられる第二のセラミックグリーンシート２は、パンチによる打ち抜き加工性、および、焼成段階における熱分解性に優れることが望ましく、有機バインダは、イソブチルメタクリレートを主骨格とするアクリル系高分子バインダが望ましい。
【００４８】
第二のセラミックグリーンシート２作製にあたっては、セラミック粉末に１００質量部に対し、アクリル系バインダをセラミック粉末１００質量部あたり、１〜１０質量部添加し、トルエン、ヘキサン、ヘプタン等の有機溶剤中にて分散する。尚、シートに柔軟性を与えるために可塑剤を添加してもよい。
【００４９】
また、セラミック粉末の組成はその目的により異なるが、第一のセラミックグリーンシート１と第二のセラミックグリーンシート２は、実質的に同じ焼成温度で焼成できることが必要となる。
【００５０】
例えば、前記第一および第二のセラミックグリーンシート１、２を、いずれも１１００℃を超える温度、特に１２００℃以上の温度で焼成可能なセラミック材料によって形成する。
【００５１】
具体的には、第一のセラミックグリーンシート１を、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、フォルステライトの群から選ばれる少なくとも１種によって形成した場合、第二のセラミックグリーンシート２は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、フォルステライト、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、シリカ、コーデイエライトの群から選ばれる少なくとも１種を主成分とし、必要に応じて、低誘電率化、高誘電率化、磁性体化するためのセラミックスや金属成分を添加してなり、且つ第一のセラミックグリーンシート１と同じ焼成温度で可能なセラミック材料によって形成することが望ましい。
【００５２】
より具体的には、アルミナを主成分とするセラミックスからなる第一のセラミックグリーンシートに、低誘電率の第二のセラミックグリーンシート２を形成する場合、第二のセラミックグリーンシートをムライト、フォルステライト、エンスタタイト、シリカ、コージェライトのうち少なくとも１種を主成分とするセラミック材料によって形成することが望ましい。
【００５３】
また、高誘電率の第二のセラミックグリーンシート２を形成する場合、アルミナを主成分とし、タングステン、モリブデンなどの金属粉末を１〜３０質量％の割合で添加したセラミック材料によって形成することが望ましい。
【００５４】
また、第二のセラミックグリーンシート２を磁性材料によって形成する場合には、酸化鉄を主成分とするセラミック材料によって形成することが望ましい。
【００５５】
なお、上記第一のセラミックグリーンシート１をアルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、フォルステライトの群から選ばれる少なくとも１種によって形成する場合、メタライズ層は、タングステン、モリブデン、マンガンの群から選ばれる少なくとも１種を主成分とするメタライズ材料によって形成される。
【００５６】
一方、前記第一および第二のセラミックグリーンシート１、２を、いずれも１１００℃以下、特に１０５０℃以下の温度で焼成可能なセラミック材料によって形成する。
【００５７】
例えば、第一および第二のセラミックグリーンシート１、２を、ガラス、またはガラスと無機フィラーとを混合したセラミック材料（以下、総称してガラスセラミック材料という。）によって形成することができる。
【００５８】
この場合、第一と第二のセラミックグリーンシート１、２とは、ガラスおよび／またはフィラーが、異なる材料によって形成される。具体的には、低誘電率の第二のセラミックグリーンシートを形成する場合、第二のセラミックグリーンシート２を低誘電率のガラス、または低誘電率のシリカ、コージェライト、エンスタタイトの群から選ばれる少なくとも１種のフィラーを含有するガラスセラミック材料によって形成することが望ましい。
【００５９】
また、具体的には、高誘電率の第二のセラミックグリーンシート２を形成する場合、第二のセラミックグリーンシート２をフィラーとしてＢａＴｉＯ３，ＬａＴｉＯ３などのチタン酸塩を含有するガラスセラミック材料によって形成することが望ましい。
【００６０】
また、第二のセラミックグリーンシート２を磁性材料によって形成する場合には、少なくとも鉄族元素を含有する化合物を含有するガラスセラミック材料によって形成することが望ましい。
【００６１】
なお、上記第一、第二のセラミックグリーンシート１、２を上記低温で焼成可能なセラミック材料によって形成する場合、メタライズ層は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌの群から選ばれる少なくとも１種を主成分とするメタライズ材料によって形成される。
【００６２】
【実施例】
実施例１
（グリーンシート作製）
アルミナ粉末（平均粒径１．８μｍ）に対して、ＭｎＯ２を５質量％、ＳｉＯ２を３質量％、ＭｇＯを０．５質量％の割合で添加混合した。このセラミック粉末１００質量部に対して、成形用有機樹脂（バインダ）としてアクリル系バインダを１０質量部添加し、トルエンを溶媒として添加し、ボールミルで２４時間混合してスラリーを調製した。このスラリーを用いてドクターブレード法によって縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み２３０μｍの比誘電率ε＝１０のアルミナグリーンシート１を作製した。このグリーンシートの相対密度をアルキメデス法によって測定した結果、５２％であった。
【００６３】
また、このグリーンシートには、平均粒径が２μｍのタングステン粉末８６質量％、印刷用有機樹脂としてアクリル系バインダを４質量％、可塑剤としてフタル酸ジブチルを１０質量％の割合で混合した金属ペーストを調製し、上記グリーンシートの表面に、スクリーン印刷法により、所定のパターンに印刷塗布する。また、前記グリーンシートにマイクロドリルによって直径が１２０μｍのスルーホールを形成し、スルーホール内に前記金属ペーストを充填することによってビア導体を形成した。
【００６４】
（第二のセラミックグリーンシート作製）
一方、平均粒径が３μｍのフォルステライト粉末６０質量％に、平均粒径が３μｍのコージェライト粉末４０質量％の割合で添加混合した。このセラミック粉末１００質量部に対して、成形用有機樹脂としてアクリル系バインダを１２質量部を添加し、溶剤としてトルエンを添加し、ボールミルで２４時間混合してスラリーを調製した。このスラリーを用いてドクターブレード法によって縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み２３０μｍの比誘電率ε＝６の第二のセラミックグリーンシート２を作製した。このグリーンシート２の相対密度をアルキメデス法によって測定した結果、５３％であった。
【００６５】
（積層体作製）
次に、図１に示すようなパンチング装置によって、前記グリーンシート１の中央部に縦１０ｍｍ×横３０ｍｍの大きさの貫通穴を形成した。
【００６６】
次に、貫通穴を形成したグリーンシート１の上に、第二のセラミックグリーンシート２を積層した後、パンチング装置における上パンチを下げ、上パンチの下面がグリーンシート１の表面と同一平面となるところまで下ろした。
【００６７】
上パンチを上げ、グリーンシート１を確認した結果、グリーンシート１の貫通穴部分に、第二のセラミックグリーンシート２が埋め込まれた構造の複合体Ａが形成されていた。
【００６８】
次に、図３に示すように、上記のようにして作製した複合体Ａ１、さらに同様にして作製された貫通穴に第二のセラミックグリーンシートが埋め込まれた複合体Ａ２を積層するとともに、第二のセラミックグリーンシートと複合化されていない通常の配線パターンが形成されたグリーンシートＢ１、Ｂ２、Ｂ３の延べ５層のグリーンシートを、密着液を用いて積層して複合積層体を作製した。また、積層にあたっては、複合積層体に対して、６０℃の温度に加熱しながら９００ＭＰａの圧力を印加した。
【００６９】
このようにして作製した複合積層体について、第二のセラミックグリーンシートを埋め込んだ部分についてグリーンシート側の変形を観察した結果、グリーンシートに対しては、全く変形は認められなかった。また、断面を観察しても、第二のセラミックグリーンシートが埋め込まれた部分では、シート間の層間剥離などは全くみられなかった。
【００７０】
次に、この積層体を１３５０℃の還元雰囲気中で２０時間、加熱して焼結した。
【００７１】
その結果、第二のセラミックグリーンシートを埋め込んで形成した低誘電率部を具備し、その部分に、メタライズ配線層を有するセラミック配線基板が得られた。
【００７２】
作製したセラミック配線基板に対して、低誘電率部形成部分の表面の平坦度を触針法によって測定した結果、最大高低差５０μｍ／１０ｍｍ以下であり、平坦度の優れた基板が形成され、基板の変形がほとんどないことが確認された。また、低誘電率部形成部分を切断し、低誘電率部付近を双眼顕微鏡で観察した結果、全く層間剥離や充填不良等の発生は全く認められなかった。
【００７３】
本配線基板の周波数１０ＧＨｚにおける反射損失をネットワークアナライザーとウエハープローブを用いて評価した結果、すべて第１のグリーンシートによって形成した場合、−１０ｄＢであったのが、低誘電率部を形成することによって、−２０ｄＢにまで低減できることを確認した。
【００７４】
実施例２
（グリーンシート作製）
ディオプサイト含有結晶化ガラス粉末（平均粒径１．８μｍ）６０質量％に対して、アルミナ３０質量％、ＳｉＯ２を５質量％、ＭｇＯを５質量％の割合で添加混合した。このセラミック粉末１００質量部に対して、成形用有機樹脂（バインダ）としてアクリル系バインダを３質量部添加し、トルエンを溶媒として添加し、ボールミルで２４時間混合してスラリーを調製した。このスラリーを用いてドクターブレード法によって縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ２３０μｍの比誘電率ε＝９のグリーンシート１を作製した。このグリーンシート１の相対密度をアルキメデス法によって測定した結果、５５％であった。
【００７５】
また、このグリーンシートには、平均粒径が３μｍの銅粉末１００体積％に、平均粒径が２μｍのガラス粉末５体積％、印刷用有機樹脂としてアクリル系バインダを４質量％、可塑剤としてフタル酸ジブチルを１０質量％の割合で混合した金属ペーストを調製し、上記グリーンシートの表面に、スクリーン印刷法により、所定のパターンに印刷塗布する。また、前記グリーンシートにマイクロドリルによって直径が１２０μｍのスルーホールを形成し、スルーホール内に前記金属ペーストを充填することによってビア導体を形成した。
【００７６】
（第二のセラミックグリーンシート作製）
一方、平均粒径が３μｍのシリカ粉末４０質量％に、平均粒径が３μｍのコージェライト粉末３０質量％、ほう珪酸ガラス粉末３０質量％を添加混合した。このセラミック粉末１００質量部に対して、成形用有機樹脂としてアクリル系バインダを１２質量部添加し、溶剤としてトルエンを添加し、ボールミルで２４時間混合してスラリーを調製した。このスラリーを用いてドクターブレード法によって縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ２３０μｍの比誘電率ε＝５の第二のセラミックグリーンシート２を作製した。このグリーンシート２の相対密度をアルキメデス法によって測定した結果、５４％であった。
【００７７】
（積層体作製）
次に、前記グリーンシート１に対して、図１に示すようなパンチング装置によって、中央部に縦１０ｍｍ×横３０ｍｍの大きさの貫通穴を形成した。
【００７８】
次に、貫通穴を形成したグリーンシート１の上に、第二のセラミックグリーンシート２を積層した後、パンチング装置における上パンチを下げ、上パンチの下面がグリーンシート１の表面と同一平面となるところまで下ろした。
【００７９】
上パンチを上げ、グリーンシート１を確認した結果、グリーンシート１の貫通穴部分に、第二のセラミックグリーンシート２が埋め込まれた構造の複合体Ａが形成されていた。
【００８０】
次に、図３に示すように、上記のようにして作製した複合体Ａ１、さらに同様にして作製された貫通穴に第二のセラミックグリーンシートが埋め込まれた複合体Ａ２を積層するとともに、第二のセラミックグリーンシートと複合化されていない通常の配線パターンが形成されたグリーンシートＢ１、Ｂ２、Ｂ３の延べ５層のグリーンシートを密着液を用いて積層した。また、積層にあたっては、積層体に対して、６０℃の温度に加熱しながら、８００ＭＰａの圧力を印加した。
【００８１】
このようにして作製した複合積層体について、第二のセラミックグリーンシートを埋め込んだ部分についてグリーンシート側の変形を観察した結果、グリーンシートに対しては、全く変形は認められなかった。また、断面を観察しても、第二のセラミックグリーンシートが埋め込まれた部分では、シート間の層間剥離などは全くみられなかった。
【００８２】
次に、この積層体を９５０℃の還元雰囲気中で２時間、加熱して焼結した。
【００８３】
その結果、第二のセラミックグリーンシートを埋め込んで形成した低誘電率部を具備し、その部分に、メタライズ配線層を有するガラスセラミック配線基板が得られた。
【００８４】
作製したガラスセラミック配線基板に対して、誘電体層表面の平坦度を触針法によって測定した結果、最大高低差５０μｍ／１０ｍｍ以下であり、平坦度の優れた基板が形成され、基板の変形がほとんどないことが確認された。また、低誘電率部形成部分を切断し、低誘電率部付近を双眼顕微鏡で観察した結果、全く層間剥離や充填不良等の発生は全く認められなかった。
【００８５】
実施例１と同様にして、配線基板の周波数１０ＧＨｚにおける反射損失を評価した結果、すべて第１のグリーンシートによって形成した場合、−１５ｄＢであったのが、低誘電率部を形成することによって、−２５ｄＢにまで低減できることを確認した。
【００８６】
実施例３
実施例１で作製した第一のグリーンシート１および第二のセラミックグリーンシート２を図２に示すように、積層した後、パンチング装置における上パンチを下げ、上パンチの下面がグリーンシートの表面と同一平面となるところまで下ろした。
【００８７】
上パンチを上げ、グリーンシート１を確認した結果、第一のグリーンシート１の貫通穴部分に、第二のセラミックグリーンシート２が埋め込まれた構造の複合体Ａ’が形成されていた。
【００８８】
そして、この後は、実施例１と全く同様にして、図３に示すように、グリーンシートＡ１、Ａ２と、第二のセラミックグリーンシートと複合化されていない通常の配線パターンが形成されたグリーンシートＢ１、Ｂ２、Ｂ３の延べ５層のグリーンシートを密着液を用いて積層して複合積層体を作製した。なお、６０℃の温度に加熱しながら、８００ＭＰａの圧力を印加した。
【００８９】
この複合積層体について、また、実施例１と同様にして焼成したセラミッ配線基板について、変形、層間剥離を観察した結果、実施例１と同様に、焼成前の複合積層体、セラミック配線基板ともに、変形や層間剥離は認められなかった。
【００９０】
なお、低誘電率部形成部分の直上表面の底部表面の平坦度を触針法によって測定した結果、実施例１と同様、最大高低差５０μｍ／１０ｍｍ以下であり、平坦度の優れた基板が形成され、基板の変形がほとんどないことが確認された。また、伝送特性においても実施例１とほぼ同じ特性を示した。
【００９１】
実施例４
実施例１で作製した第一のセラミックグリーンシート１に対して、第二のセラミックグリーンシートとして以下の高誘電率材料を用い同様の配線基板を作製した。
【００９２】
（第二のセラミックグリーンシート作製）
アルミナ粉末（平均粒径１．８μｍ）に対して、ＭｎＯ２を５質量％、ＳｉＯ２を３質量％、ＭｇＯを０．５質量％、金属Ｍｏを１０質量％の割合で添加混合した後、さらに、成形用有機樹脂（バインダ）としてアクリル系バインダを１０質量％、トルエンを溶媒として添加し、ボールミルで２４時間混合してスラリーを調製した。このスラリーを用いてドクターブレード法によって縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ２３０μｍの比誘電率ε＝２０の第二のセラミックグリーンシートＡ３を作製した。このグリーンシートＡ３の相対密度をアルキメデス法によって測定した結果、５２％であった。
【００９３】
その後、図４に示すように、グリーンシートＡ３と、第二のセラミックグリーンシートと複合化されていない通常の配線パターンが形成されたグリーンシートＢ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７の延べ５層のグリーンシートを密着液を用いて積層し、６０℃の温度に加熱しながら、９００ＭＰａの圧力を印加した。
【００９４】
なお、グリーンシートＡ３における高誘電率部には、導体ペーストを用いて電極８ｃ、８ｄを印刷塗布した。
【００９５】
この加圧して積層した１つの試料について、第二のセラミックグリーンシートを埋め込んだ部分についてグリーンシート側の変形を観察した結果、実施例１と同様、グリーンシートに対しては全く変形は認められなかった。
【００９６】
このようにして作製した複合積層体について、第二のセラミックグリーンシートを埋め込んだ部分についてグリーンシート側の変形を観察した結果、グリーンシートに対しては、全く変形は認められなかった。また、断面を観察しても、第二のセラミックグリーンシートが埋め込まれた部分では、シート間の層間剥離などは全くみられなかった。
【００９７】
その後、この積層体を１３５０℃の還元雰囲気中で２０時間、加熱して焼結した結果、高誘電率部を電極８ｃ、８ｄで挟持したコンデンサ部を有するコンデンサ内蔵セラミック配線基板が得られた。
【００９８】
作製したコンデンサ内蔵セラミック配線基板に対して、コンデンサ部形成部分の表面の平坦度を触針法によって測定した結果、最大高低差５０μｍ／１０ｍｍ以下であり、平坦度の優れた基板が形成され、基板の変形がほとんどないことが確認された。また、高誘電率部を切断し、高誘電率部付近を双眼顕微鏡で観察した結果、全く層間剥離や充填不良等の発生は全く認められなかった
【００９９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、第一のセラミックグリーンシートと第二のセラミックグリーンシートが部分的に一体化した複合体を１回または２回のパンチング処理によって容易に形成することができる。しかも、作製された複合体は、低誘電率層あるいは高誘電率層を有するセラミック基板を形成する場合のセラミック基板の変形や充填不良、積層不良などの発生を抑制し、電子部品の実装信頼性を高めることができる。かかるに、本発明によれば異なる誘電率層を同一平面内に形成する事ができ回路設計の自由度を大幅に向上する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における複合体の製造方法の一例を説明するための工程図である。
【図２】本発明における複合体の製造方法の他の例を説明するための工程図である。
【図３】本発明の複合体を用いた低誘電体層を有するセラミック基板の製造方法を説明するための工程図である。
【図４】本発明の複合体を用いた高誘電体層を有するセラミック基板の製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１  第一のセラミックグリーンシート
２  第二のセラミックグリーンシート
３  貫通穴
４  上パンチ
５  開口
６  下パンチ
７  誘電体層
８  メタライズ層
９  ビア導体
Ａ  複合体
Ｂ  複合化されていないグリーンシート
【図１】
2004148610.tif 000003
【図２】
2004148610.tif 000004
【図３】
2004148610.tif 000005
【図４】
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