(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板であって、複数枚の絶縁基板が積層されてなる積層基板と、前記複数枚の絶縁基板の各々の少なくとも表面に形成された導体成分がＡｇ系又はＡｕ系であるメタライズ層からなる導体回路と、を含み、前記絶縁基板が、ガラスセラミック組成物であって、ガラスとセラミックとの重量比が４０〜６０：６０〜４０であり、前記ガラスの組成は、ＳｉＯ2：４０〜６０重量％、Ａｌ2Ｏ3：５〜９重量％、Ｂ2Ｏ3：１〜１０重量％、Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：３〜５重量％、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ：３〜１５重量％、ＰｂＯ：２７〜４０重量％であってＬｉ2Ｏを含まず、前記ガラスの軟化点が６５０〜６８５℃であり、前記ガラスの軟化点と屈伏点との差が９５℃以上であるガラスセラミック組成物からなることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記絶縁基板にはアノサイトが存在することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記ガラスセラミック組成物の前記ガラスのガラス転移点が５２０〜６２０℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記ガラスセラミック組成物の前記セラミックが、アルミナ、シリカ、ムライト、マグネシア、チタニア、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記積層基板において、１つの絶縁基板の表面に形成された導体回路が、それとは異なる絶縁基板の表面に形成された導体回路に、層間導体により電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項６】
前記導体回路は、インダクタンス回路又はキャパシタンス回路を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項７】
回路基板の製造方法であって、
ガラスとセラミックとの重量比が４０〜６０：６０〜４０であり、前記ガラスの組成は、ＳｉＯ2：４０〜６０重量％、Ａｌ2Ｏ3：５〜９重量％、Ｂ2Ｏ3：１〜１０重量％、Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：３〜５重量％、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ：３〜１５重量％、ＰｂＯ：２７〜４０重量％であってＬｉ2Ｏを含まず、前記ガラスの軟化点が６５０〜６８５℃であり、前記ガラスの軟化点と屈伏点との差が９５℃以上であるガラスセラミック組成物からなるグリーンシートを得るステップと、前記グリーンシートの少なくとも表面に、Ａｇ系あるいはＡｕ系のメタライズ層からなる導体層を形成するステップと、導体層が形成されたグリーンシートを、複数枚積層するステップと、積層されたグリーンシートを、酸化雰囲気下、焼成温度８００〜９３０℃で焼成するステップと、を備えた回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスセラミック組成物を用いた回路基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のセラミック基板の高性能化、チップ部品の小型化等の要求に対しガラスセラミック基板が実用化されつつある。その詳細な組成、製造方法等は特公平６−９７５６５号や特公平６−６９９０２号等に記載されている。
【０００３】
例えば、特公平６−９７５６５号公報の実施例１には、ガラスセラミック組成物として、ガラスとＡｌ2Ｏ3の重量比が６６：３４（３３．５重量％：１７．１重量％）であり、そのうちガラスの組成がＰｂＯ１７．２重量％、Ｂ2Ｏ3４．５重量％、ＳｉＯ2５６．５重量％、Ａｌ2Ｏ3９．１重量％、ＣａＯ８．６重量％、Ｎａ2Ｏ２．４重量％、Ｋ2Ｏ１．７重量％であり、ガラスの変形温度が５９０℃、軟化点が６６０℃、軟化点と変形温度との差が７０℃のものが開示されており、このガラスセラミック組成物を焼成して得られたガラスセラミック複合体としてのテープは寸法安定性の優れたものであったと記載されている。
【０００４】
また、特公平６−６９９０２号公報の実施例１には、ガラスセラミック組成物として、ガラス６０重量％とＡｌ2Ｏ3４０重量％からなり、ガラスの組成がＳｉＯ2５０重量％、Ａｌ2Ｏ3６重量％、ＰｂＯ３５重量％、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）５重量％、ＺｎＯ１重量％、Ｂ2Ｏ3０．５重量％、（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）０重量％、（ＴｉＯ2＋ＺｒＯ2）２．５重量％のものが開示されており、この組成物をスラリー化してグリーンシートとした後、焼成して得られた基板は抵抗強度や熱伝導率が大きく、耐熱性、耐薬品性に優れていると記載されている。また、グリーンシート上にスクリーン印刷によりＡｇ−Ｐｄ導体を形成し、これを積層した後焼成して製造したガラスセラミック複合体としての多層回路素子は、ハンダ濡れ性や接着強度に優れていると記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのガラスセラミック組成物又はガラスセラミック複合体は、本来その内部あるいは表面に導体経路が形成され、回路基板として使用されるものであるにもかかわらず、各種導体材料とのマッチング性については十分に検討されていなかった。
【０００６】
そこで、本発明者はこの点について検討を重ねたところ、下記の課題を見出した。即ち、ガラスの軟化点が高すぎる場合には、グリーンシート上にＡｇ系又はＡｕ系の導体回路をスクリーン印刷した後焼成を行ったときに導体材料がセラミック中へ拡散し、セラミックの絶縁抵抗や誘電率等の電気的特性が悪化して設計どおりの性能が得られないおそれがあった。また、ガラスの軟化点が低すぎる場合には、Ａｇ系又はＡｕ系の導体材料が十分に焼結しないため、ガラスセラミック複合体と導体回路との密着強度が不十分になるおそれがあった。特に問題となることの１つには、導体材料と共に焼成する際の基板の反り、変形であり、例えば１００×１００ｍｍ程度の大板に１０×１０ｍｍ程度の個片が多数個配列されているような形状の基板では、この反り、歪みの発生は基板焼成後のハンダ印刷工程、部品実装工程に致命的な欠陥となった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、セラミックの種々の特性が良好なばかりでなく、Ａｇ系又はＡｕ系導体材料とのマッチング性も良好なガラスセラミック組成物を用いた回路基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発明の効果】
上記課題を解決するため、第１発明の回路基板は、複数枚の絶縁基板が積層されてなる積層基板と、前記複数枚の絶縁基板の各々の少なくとも表面に形成された導体成分がＡｇ系又はＡｕ系であるメタライズ層からなる導体回路と、を含み、前記絶縁基板が、ガラスセラミック組成物であって、ガラスとセラミックとの重量比が４０〜６０：６０〜４０であり、前記ガラスの組成は、ＳｉＯ2：４０〜６０重量％、Ａｌ2Ｏ3：５〜９重量％、Ｂ2Ｏ3：１〜１０重量％、Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：３〜５重量％、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ：３〜１５重量％、ＰｂＯ：２７〜４０重量％であってＬｉ2Ｏを含まず、前記ガラスの軟化点が６５０〜６８５℃であり、前記ガラスの軟化点と屈伏点との差が９５℃以上であるガラスセラミック組成物からなることを特徴とする。
【０００９】
このガラスセラミック組成物は、ガラスの物性として、ガラス転移点が５２０〜６２０℃であることが好ましい。セラミックとしては、アルミナ、シリカ、ムライト、マグネシア、チタニア、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムなどを単独でもしくは適宜混合して用いることが好ましい。
【００１１】
前記導体回路は、インダクタンス回路又はキャパシタンス回路を有することが好ましい。
【００１２】
第２発明の回路基板の製造方法は、ガラスとセラミックとの重量比が４０〜６０：６０〜４０であり、前記ガラスの組成は、ＳｉＯ2：４０〜６０重量％、Ａｌ2Ｏ3：５〜９重量％、Ｂ2Ｏ3：１〜１０重量％、Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：３〜５重量％、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ：３〜１５重量％、ＰｂＯ：２７〜４０重量％であってＬｉ2Ｏを含まず、前記ガラスの軟化点が６５０〜６８５℃であり、前記ガラスの軟化点と屈伏点との差が９５℃以上であるガラスセラミック組成物からなるグリーンシートを得るステップと、前記グリーンシートの少なくとも表面に、Ａｇ系あるいはＡｕ系のメタライズ層からなる導体層を形成するステップと、導体層が形成されたグリーンシートを、複数枚積層するステップと、積層されたグリーンシートを、酸化雰囲気下、焼成温度８００〜９３０℃で焼成するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
ところで、低抵抗導体を使用した回路基板としては、従来よりＣｕ導体を使用したものが知られている。このＣｕ導体を使用した回路基板においては、基板材料として、耐熱エポキシ樹脂が用いられる。耐熱エポキシ樹脂は、マイクロ波帯における誘電体損失が大きいため信号の伝送損失も大きく、マイクロ波帯で使用する基板用途にはこのような樹脂は適さないという問題があった。このため、マイクロ波帯用としては導体損失と誘電体損失の双方が小さいものが要求され、この点でＡｇ系又はＡｕ系導体材料を使用した、本発明の回路基板が優れている。
【００１４】
本発明に用いられるガラスセラミック組成物において、ガラスとセラミックの重量比を４０〜６０：６０〜４０としたのは、以下の理由による。即ち、ガラスとセラミックの重量全体を１００としたときのガラスの含有量が４０未満では、ガラスセラミック組成物を焼成して絶縁基板を形成する際にセラミック粒子のまわりを覆うガラス成分量が不足し、良好な濡れが形成できず、基板の見かけ気孔率がゼロにならず、基板強度が低下し、一方、ガラスの含有量が６０を越えると、十分な曲げ強度が得られないからである。なお、ガラスセラミック組成物はガラスとセラミックのみで構成されていてもよいし、その他の成分を含んでいてもよい。また、好ましい数値範囲はガラスとセラミックの重量比が４５〜５５：５５〜４５である。
【００１５】
ガラスの成分につき、ＳｉＯ2はガラスのネットワークフォーマーでありガラスの基本組成であるが、このＳｉＯ2の含有量を４０〜６０重量％としたのは、４０重量％未満では軟化点が６５０℃よりも低くなる傾向にあり、６０重量％を越えると軟化点が７８０℃よりも高くなる傾向にあり十分な強度が得られないからである。
【００１６】
ガラスの成分につき、Ａｌ2Ｏ3はガラスの溶解性あるいはガラス特性の耐水性を向上させるものであるが、このＡｌ2Ｏ3の含有量が２重量％未満ではガラス溶融時に失透するおそれがあり、１０重量％を越えると軟化点が高くなりすぎる。Ａｌ2Ｏ3好ましい含有量は、５重量％〜９重量％である。
【００１７】
ガラスの成分につき、Ｂ2Ｏ3はガラスのフラックス成分として軟化点を下げる役割を果たすが、このＢ2Ｏ3の含有量を１〜１０重量％としたのは、１重量％未満では軟化点が高くなる傾向にあり、１０重量％を越えるとＡｇ系又はＡｕ系の導体材料と共に焼成する際にガラスが流動しすぎて絶縁基板中へＡｇ又はＡｕが拡散するおそれがあるからである。
【００１８】
ガラスの成分につき、（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）はガラスの軟化点を下げる役割を果たすが、この（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）の含有量を３〜５重量％としたのは、３重量％未満では軟化点が高くなる傾向にあり、５重量％を越えると絶縁基板の絶縁抵抗を低下させるからである。また、同じアルカリ金属酸化物としてはＬｉ2Ｏも同様の作用を奏するが、このＬｉ2Ｏはイオン半径が小さくガラス中を動きやすいため、Ａｇ系又はＡｕ系の導体材料と共に焼成する際に回路基板中へＡｇ又はＡｕが拡散しやすくなる。このため、本発明ではガラス成分中にＬｉ2Ｏを含まない。
【００１９】
ガラスの成分につき、（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ）はガラスの熱膨張係数を調整すると共に軟化点を下げる役割を果たすが、この（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ）の含有量を３〜１５重量％としたのは、３重量％未満では上記役割を十分果たさず、１５重量％を越えると失透したりガラス化が困難になったりするからである。
【００２０】
ガラス成分につき、ＰｂＯはガラスのフラックス成分としてガラスの軟化点を下げる役割を果たすが、このＰｂＯの含有量を２７〜４０重量％としたのは、この範囲を外れると軟化点が高くなる傾向にあるからである。
【００２１】
ここで、ガラス成分中のＢ2Ｏ3、（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）、ＰｂＯはいずれも軟化点を下げる役割を果たすため、これらの成分を単独で用いて軟化点を下げることも考えられる。しかし、Ｂ2Ｏ3あるいは（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）のいずれかを単独で用いて軟化点を十分に下げようとすると、多量過ぎて別の不具合（前者ではＡｇ又はＡｕのセラミックへの拡散、後者では絶縁抵抗の低下）が発生してしまうので、不適当である。また、ＰｂＯを単独で用いて軟化点を十分に下げようとしても、ＰｂＯは多量すぎると逆に軟化点が上昇するため、不適当である。したがって、軟化点が６５０〜６８５℃の範囲になるように、Ｂ2Ｏ3、（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）、ＰｂＯの各成分を上述の数値範囲内で適宜定める必要がある。
【００２２】
本発明に用いられるガラスセラミック組成物において、軟化点を６５０〜６８５℃としたが、この数値範囲に限定したのは、これらの物性が下限値を下回るとＡｇ系又はＡｕ系の導体材料と共に焼成する際にセラミックは焼結するが導体材料が十分焼結しないおそれがあり、これらの物性が上限値を上回ると焼成温度が高くなりすぎてＡｇ又はＡｕが絶縁基板に拡散するおそれがあるからである。
【００２３】
また、本発明に用いられるガラスセラミック組成物においては、軟化点と屈伏点（変形温度ともいう）との差は９５℃以上である。その理由はこの差が９５℃未満ではＡｇ系又はＡｕ系導体材料と共に焼成した際の反りが大きくなるからである。特にこの差は９５〜１２０℃であることが好ましい。なお、同様な理由から、屈伏点は５５５〜６８５℃、ガラス転移点は５２０〜６２０℃の範囲であることが好ましい。
【００２４】
本発明の回路基板の製造方法においては、ガラスセラミック組成物は、ガラス成分にＰｂＯを含むため、焼成は酸化雰囲気下（例えば大気雰囲気下）で行う。還元雰囲気下で焼成した場合には、ＰｂＯが還元されて絶縁抵抗の低下を引き起こすおそれがあるからである。また、このように酸化雰囲気下で焼成を行う場合には、導体材料として酸化されにくいＡｇ系又はＡｕ系を用いる。例えばＡｇ系導体材料としてはＡｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔなどを用いることができる。更に、焼成しようとするグリーンシート中の有機物を蒸発（消失）させると共に、導体材料とのマッチング性（ガラスセラミックと導体材料を焼成した際の両者の焼結性、Ａｇ又はＡｕの拡散防止等）を考慮して、焼成温度は８００〜９３０℃とする。
【００２５】
【実施例】
［実施例１〜４、比較例１〜４］表１のガラス組成となるように各種成分を混合し、これを溶融後固化、粉砕し、平均粒径３〜５μｍのガラス粉末を得た。そして、このガラス粉末と、平均粒径３μｍのα−アルミナとを表１の割合で混合し、実施例１〜４、比較例１〜４のガラスセラミック組成物を得た。次いで、各ガラスセラミック組成物１００重量部に対して、バインダ成分としてアクリル系の樹脂を１０重量部、可塑剤としてジブチルフタレートを５重量部、さらに有機溶剤としてメチルエチルケトンを適量添加して混合し、スラリーにした後、ドクターブレード法によりグリーンシート（厚み０．３ｍｍ）を作製した。
【００２６】
尚、ガラス転移点、軟化点、屈伏点は、測定器として（株）リガク製の型式：ＴＧ−ＤＴＡ  ＴＡＳ３００を用い、試料粉末を白金製のアンプルに３０〜５０ｍｇ入れ、室温から１２００℃までを１０℃／ｍｉｎにて昇温することにより行った。
【００２７】
【表１】
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・セラミックの種々の特性試験
得られたグリーンシートを表２に記載した焼成温度にて焼成して絶縁基板とし、該基板について下記の項目を評価した。その結果を表２に示した。
【００２８】
▲１▼見かけ気孔率：ＪＩＳ−Ｃ２１４１（電気絶縁用セラミック材料試験方法）に準じて試験を行った。
【００２９】
▲２▼曲げ強度：ＪＩＳ−Ｒ１６０１（ファインセラミックスの曲げ強さ試験方法）にて３点曲げ試験を行った。
【００３０】
▲３▼ヤング率：ＪＩＳ−Ｒ１６０２の超音波パルス法にて行った。
【００３１】
▲４▼誘電率、誘電損失：基板を厚み０．６３ｍｍに研磨加工した後、誘電体共振器摂動法にて測定した。
【００３２】
▲５▼耐電圧：ＪＩＳ−Ｃ２１１０にて行った。
【００３３】
▲６▼熱膨張率：ＪＩＳ−Ｒ１６１８にて行った。
【００３４】
▲７▼熱伝導率：ＪＩＳ−Ｒ１６１１にて行った。
【００３５】
・同時焼結性試験
Ａｇメタライズペーストを次のようにして調製した。即ち、平均粒径３μｍのＡｇ粉末１００重量部に対して、ガラスセラミック組成物中のガラスと同じ組成のガラス粉末を２重量部添加し、これに有機バインダとしてエチルセルロース及び溶剤としてブチルカルビトールを定量添加し、３本ロールにて混合することにより、調製した。得られたペーストを、縦５０×横５０×厚み０．３（ｍｍ）のグリーンシートに縦３０×横３０×厚み２０（μｍ）の条件にてスクリーン印刷した。これを表２中に記載のあるそれぞれのセラミックの焼成温度にて焼成してＡｇ粉末とセラミックを同時に焼結させ、焼成後の回路基板の反りを測定した。またその際の基板の着色を目視にて評価した。その結果を表２に示した。なお、Ａｇ拡散発生時には基板と導体との境界部が黄色に着色した。
【００３６】
【表２】
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・評価結果
表２から明らかなように、実施例1のガラスセラミック組成物から得られた絶縁基板及び回路基板は、いずれのセラミック特性も良好であり、Ａｇ系導体材料と共に焼成した際の反りも極めて少なくＡｇ拡散もみられず、グリーンシート、回路基板として満足のいく特性が得られた。
【００３７】
実施例２、３のガラスセラミック組成物から得られた絶縁基板及び回路基板は、実施例１と比較して、ガラスとアルミナの重量比が異なる以外は同様であるが、実施例１と同様、いずれのセラミック特性も良好であり、Ａｇ系導体材料と共に焼成した際の反りが極めて少なくＡｇ拡散もみられず、グリーンシート、回路基板として満足のいく特性が得られた。
【００３８】
実施例４のガラスセラミック組成物から得られた絶縁基板及び回路基板は、実施例１と比較して、ガラス組成が異なる以外はほぼ同様であるが、実施例１と同様、Ａｇ系導体材料と共に焼成した際の反りが極めて少なくＡｇ拡散もみられなかった。
【００３９】
比較例１のガラスセラミック組成物から得られた絶縁基板及び回路基板は、実施例１と比較して、ガラス組成が異なる点（特にＬｉ2Ｏを含む点）、および、ガラス転移点Ｔｇ、屈伏点Ｔｄ、軟化点Ｔｓが共に低い上、（Ｔｓ−Ｔｄ）が８６℃と小さい点が異なる以外はほぼ同様であるが、Ａｇ系導体材料と共に焼成した際のＡｇ拡散による変色がみられ、グリーンシート、回路基板として満足のいく特性が得られなかった。
【００４０】
比較例２のガラスセラミック組成物から得られた絶縁基板及び回路基板は、実施例１と比較して、ガラス組成が異なる点（特にＬｉ2Ｏを含む点）および（Ｔｓ−Ｔｄ）が９２℃と小さい点が異なる以外はほぼ同様であるが、Ａｇ系導体材料と共に焼成した際の反りが大きく、Ａｇ拡散による変色もみられ、グリーンシート、回路基板として満足のいく特性が得られなかった。
【００４１】
比較例３、４のガラスセラミック組成物から得られた絶縁基板及び回路基板は、実施例１と比較して、ガラスとアルミナの重量比が異なる以外はほぼ同様であるが、ガラスが多すぎる比較例３ではセラミックの曲げ強度が低く、ガラスが少なすぎる比較例４では見かけ気孔率がゼロにならず焼結が不十分であり、共に実用に適さなかった。
【００４２】
尚、本発明の実施例１のガラスセラミック組成物から得られた絶縁基板について、粉末Ｘ線回折を行ったところ、アノサイト（ anorthite ）の存在が確認された。
【００４３】
本発明のガラスセラミック組成物から得られる絶縁基板を応用してマイクロ波回路チップを作成することができる。
【００４４】
次に、本発明を適用したマイクロ波回路チップの一例としてのローパスフィルタ内蔵カプラと、それを構成するインダクタンス回路及びキャパシタンス回路について説明する。
【００４５】
図１は、携帯電話機に用いられるローパスフィルタ内蔵カプラを示す概略図である。図１に示すように、ローパスフィルタ内蔵カプラ１０は、８層の絶縁基板１２を積層して構成される。各絶縁基板１２は、上記実施例１の絶縁基板の表面などに必要な回路要素を形成したものである。ローパスフィルタ内蔵カプラ１０のサイズは、長さ３．２ｍｍ、幅１．６ｍｍ、高さ１．３ｍｍである。図１は概略図であり、縦方向の縮尺と横方向の縮尺とは同一ではないことに留意されたい。ローパスフィルタ内蔵カプラ１０の両側面に形成された６つの凹部１１には、１つの層の回路要素と他の層の回路要素とを電気的に接続するための層間導体としての配線１３が設けられている。
【００４６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示すローパスフィルタ内蔵カプラの積層基板のうち、インダクタンス回路が設けられた基板とキャパシタンス回路が設けられた基板とを示す図である。
【００４７】
図２（ａ）に示す絶縁基板１２ａには、インダクタンス回路１４ａ及び１４ｂと、層間導体としてのバイアホール導体１６と、該バイアホール導体１６と電気的に接続されたコンタクト領域１８とが形成されている。図２（ｂ）に示す絶縁基板１２ｂには、キャパシタンス回路２０ａ、２０ｂ及び２０ｃが形成され、絶縁基板１２ｃには、キャパシタンス回路２２が形成されている。
【００４８】
図２（ａ）に示すインダクタンス回路１４ａ及び１４ｂと、コンタクト領域１８とは、絶縁基板１２ａの上に積層される絶縁基板の回路要素と電気的に接続され、バイアホール導体１６は、絶縁基板１２ａの下に積層される絶縁基板の回路要素と電気的に接続される。図２（ｂ）に示すキャパシタンス回路２０ａ、２０ｂ及び２０ｃとキャパシタンス回路２２との間で形成される静電容量により、キャパシタンスが形成される。
【００４９】
次に、上述のローパスフィルタ内蔵カプラ１０の製造方法を、図３を参照して説明する。図３は、図２（ｂ）に示す絶縁基板１２ｃを９個取りするセラミックグリーンシートの平面図である。グリーンシート３０の上面には、キャパシタンス回路を形成するための銀ペーストからなる回路パターン３２がスクリーン印刷により形成されている。図３において、点線３４は各絶縁基板を形成する際の切断線を示している。この点線３４に沿って、図１に示す凹部１１を形成するための通孔３６がパンチにより打ち抜かれている。
【００５０】
各絶縁基板１２に図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すような必要な回路パターンを形成したものを８層積層し、次に、通孔３６の内壁面に銀プラチナペーストをスクリーン印刷法で印刷する。次に、図３に示す点線３４に沿って切断を行う。次に、絶縁基板を構成するグリーンシート及び回路パターンを構成する銀プラチナペーストを同時に焼成する。これにより、図１に示すローパスフィルタ内蔵カプラが得られる。
【００５１】
図４は、本発明が適用されたパワーアンプを示す一部切欠断面図である。図４に示すように、パワーアンプ４０は、４層の絶縁基板４２ａ〜４２ｄを積層して構成されるが、積層基板４１の中央部にはキャビティ４４が設けられている。キャビティ４４の領域における絶縁基板４２ｃ、４２ｄは２層構造をなしている。このキャビティ４４を規定する絶縁基板４２ｂ上には、集積回路が作りつけられた半導体チップ４６が搭載されている。キャビティ４４を取り囲むステップ部４８と半導体チップ４６とは、ボンディングワイヤ５０により電気的に接続されている。最上層である第４層の絶縁基板４２ｄ上には、抵抗等のチップ部品５２が取り付けられている。積層基板４１の内部には、配線層５４やバイアホール導体５６が設けられている。
【００５２】
次に、上記パワーアンプの製造方法について説明するが、はじめに、該パワーアンプに用いられる積層基板の製造方法について説明する。
【００５３】
上述の実施例１と同様に、グリーンシート（厚み０．１５ｍｍ）を作成し、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切断したものを準備する。各層のグリーンシートには、必要な回路パターンをＡｇ及び／又はＰｔのペーストを用いてスクリーン印刷法によりマトリックス状に印刷し、また、下から３層目及び４層目となるシートには、ステップ部４８及びキャビティ４４を形成するための通孔をマトリックス状に形成する。次に、回路パターンが印刷されたグリーンシートを積層して、グリーンシートと回路を形成するＡｇ及び／又はＰｔペーストを同時焼成する。焼成した大型積層基板を図６〜図８に示す。
【００５４】
図６に示すように、大型積層基板６０は、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に拡がる多数のチップ領域６２からなり、点線で示す切断線６４で切断することにより、１つの積層基板６０から多数個のパワーアンプ用基板を作ることができる。
【００５５】
図７は、図６に示す線VII−VIIに沿った断面図である。図７に示すように、縁部を除く積層基板の長さは６３ｍｍであり、１つのチップ領域の長さは７ｍｍである。また、積層基板６０全体の長さは７５ｍｍである。
【００５６】
図８は、図７に示す部分Ｓの拡大図である。図８に示すように、積層基板６０は、層Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ及びＬｄからなる。各層には、金属配線、パッド等を形成するためにメタライズ層が設けられる。層Ｌａの下面には、ＡｇＰｔメタライズ層が設けられ、上面にはＡｇメタライズ層が設けられる。層Ｌｂ、層Ｌｃ及び層Ｌｄの上面にはＡｇＰｔメタライズ層が設けられる。また、層Ｌａの下面と、層Ｌｂ、Ｌｃ及びＬｄの露出部には、メタライズ層を覆うようにして絶縁のためのセラミックコートが形成される。このように、積層基板６０は、Ａｇ及び／又はＰｔのメタライズ層が設けられた絶縁基板を、複数枚積層したものを焼成したものであるが、上述したように、絶縁基板の組成を本発明の範囲内とすることにより、該絶縁基板が導体層と物性的にマッチングするため、上記のような大型積層基板６０を作成しても焼成後の積層基板に反りや変形は殆どない。
【００５７】
次に、集積回路及びチップ部品を実装し、図示しない電磁シールド用メタルキャップが取り付けられる。その後、図６に示す点線６４で切断する。これにより、１つの基板から多数のパワーアンプ部品が得られる。
【００５８】
図４に示すパワーアンプは、図５に示す従来のパワーアンプに比べて小型化している。これは、従来のパワーアンプ用基板は１層の基板４１０からなるので、基板表面にしか配線及び回路要素を設けることができないため、大きな面積が必要であったためである。本発明が適用された積層基板では基板内部に配線及び必要であれば回路要素を設けることができるため、従来よりもコンパクトなパワーアンプが得られる。
【００５９】
以上のように、本発明が適用された内部にメタライズ層を有する積層基板は、大型であっても反りや変形がないことが特徴である。たとえば、上記７５ｍｍ×７５ｍｍの４層の大型積層基板６０における焼成後の反りは４０μｍ以下である。従って、このような大型の積層基板を用いて、パワーアンプを高い生産効率で作ることができる。また、パワーアンプを小型化することができる。
【００６０】
なお、上記実施例では、本発明が適用される回路構成として、ローパスフィルタ内蔵カプラとパワーアンプについて説明したが、本発明はローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等のフィルタ回路、その他のマイクロ波回路に応用することができる。
【００６１】
尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例が適用された、携帯電話に用いられるローパスフィルタ内蔵カプラを示す概略図である。
【図２】図１に示すローパスフィルタ内蔵カプラの積層基板を示す斜視図であり、（ａ）は、インダクタンス回路が設けられた基板を示し、（ｂ）は、キャパシタンス回路が設けられた基板を示す。
【図３】図２（ｂ）に示す絶縁基板を９個取りするセラミックグリーンシートの平面図である。
【図４】本発明が適用されたパワーアンプを示す一部切り欠き断面図である。
【図５】従来のパワーアンプの側面図である。
【図６】本発明が適用された大型積層基板を示す斜視図である。
【図７】図６に示す線VII−VIIに沿う断面図である。
【図８】図７に示す領域Ｓの拡大図である。
【符号の説明】
１０−−−ローパスフィルタ内蔵カプラ
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ−−−絶縁基板
１４ａ，１４ｂ−−−インダクタンス回路
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ−−−キャパシタンス回路
２２−−−キャパシタンス回路
３０−−−グリーンシート
３２−−−回路パターン
３４−−−切断線
４０−−パワーアンプ
４１−−−積層基板
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ−−−絶縁基板
５４−−−配線層
５６−−−バイアホール導体
６０−−−大型積層基板
６２−−−チップ領域
６４−−−切断線
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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