(57)【要約】【課題】絶縁層厚みの薄層化と配線導体層の厚みの厚膜化を同時に満たすとともに、チップコンデンサなどの機能性セラミック部品を基板内に精度よく形成する。【解決手段】光透過可能なキャリアフィルム１０表面に、未焼成の機能性セラミック部品１２を載置し、機能性セラミック部品１２を形成したキャリアフィルム１０上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、機能性セラミック部品１２の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層１３を形成した後、キャリアフィルム１０の裏面より光を照射して機能性セラミック部品１２の形成以外の領域を光硬化させ、その後、非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層１３と機能性セラミック部品１２とからなる複合シートａを作製しこれを同様にして作製した他の複合シートと積層する。【選択図】図３
2005072500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、機能性セラミック部品を前記絶縁性セラミック層を貫通して埋設してなることを特徴とする複合シート。
【請求項２】
前記絶縁性セラミック層および前記機能性セラミック部品の厚みがいずれも１００μｍ以下であって、その厚み差が前記絶縁性セラミック層の厚みの２０％以下であることを特徴とする請求項１記載の複合シート。
【請求項３】
前記絶縁性セラミック層が、少なくとも光硬化可能なモノマーと光重合開始剤を含有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の複合シート。
【請求項４】
前記機能性セラミック部品が、セラミック抵抗素子、セラミックコンデンサ、セラミックインダクタ、アンテナ素子のうちの少なくとも１種である請求項１乃至請求項３のいずれか記載の複合シート。
【請求項５】
前記機能性セラミック部品が、未焼成体からなる請求項１乃至請求項４のいずれか記載の複合シート。
【請求項６】
前記絶縁性セラミック層の一部に導体層が絶縁性セラミック層を貫通して形成されている請求項１乃至請求項５のいずれか記載の複合シート。
【請求項７】
（ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、機能性セラミック部品を載置する工程と、
（ｂ）前記機能性セラミック部品を載置したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記機能性セラミック部品の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、
（ｃ）前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、照射された光硬化性セラミック層の領域を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記機能性セラミック部品表面を含む非硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層中に機能性セラミック部品が埋設された複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする複合シートの製造方法。
【請求項８】
前記（ｄ）工程後に、
（ｅ）前記キャリアフィルムから、前記複合シートを剥離する工程を具備する請求項７記載の複合シートの製造方法。
【請求項９】
前記機能性セラミック部品、および該機能性セラミック部品を埋設した前記光硬化性セラミック層の厚みがいずれも１００μｍ以下であることを特徴とする請求項７または請求項８記載の複合シートの製造方法。
【請求項１０】
少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、実質的に前記絶縁性セラミック層と同一厚みからなる機能性セラミック部品が、前記絶縁性セラミック層を貫通して形成されてなる第１の複合シートと、
少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、実質的に前記絶縁性セラミック層と同一厚みからなる導体層が、前記絶縁性セラミック層を貫通して形成されてなる第２の複合シートと、
を積層してなることを特徴とする積層体。
【請求項１１】
前記機能性セラミック部品、および該機能性セラミック部品を埋設する絶縁性セラミック層の厚みが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の積層体。
【請求項１２】
（１ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、機能性セラミック部品を載置する工程と、
（１ｂ）前記機能性セラミック部品を載置したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記機能性セラミック部品の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、
（１ｃ）前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、照射された光硬化性セラミック層の領域を光硬化させる工程と、
（１ｄ）現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記機能性セラミック部品表面を含む非硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層中に機能性セラミック部品が埋設された複合シートを作製する工程と、
（２ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、所定パターンの導体層を形成する工程と、
（２ｂ）前記導体層を形成したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体層の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、
（２ｃ）前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、前記導体層の形成領域以外の領域の光硬化性セラミック層を光硬化させる工程と、
（２ｄ）現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記導体層表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層と導体層とを具備する第２の複合シートを作製する工程と、
（ｅ）前記第１の複合シートと、前記第２の複合シートとを積層する工程と
を具備することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項１３】
第１の複合シートおよび第２の複合シートが、いずれもキャリアフィルムを剥した後に、積層処理してなる請求項１２記載の積層体の製造方法。
【請求項１４】
キャリアフィルム上に形成された第１の複合シートの表面に、第２の複合シートを積層後、第２の複合シート側のキャリアフィルムを剥がすことを特徴とする請求項１２記載の積層体の製造方法。
【請求項１５】
前記積層体を焼成する工程を具備する請求項１２乃至請求項１４のいずれか記載の積層体の製造方法。
【請求項１６】
少なくともセラミック材料を含有する複数の絶縁性セラミック層が積層され、少なくとも一部の絶縁性セラミック層に、機能性セラミック部品が該絶縁性セラミック層を貫通して埋設されているとともに、前記機能性セラミック部品が埋設された絶縁性セラミック層または他の絶縁性セラミック層に所定のパターンの導体層が該絶縁性セラミック層を貫通して埋設されていることを特徴とする積層部品。
【請求項１７】
前記機能性セラミック部品の厚みが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１６記載の積層部品。
【請求項１８】
前記導体層が埋設された絶縁性セラミック層の積層によって３次元的な導体網が形成されてなる請求項１６又は請求項１７記載の積層部品。
【請求項１９】
前記機能性セラミック部品が、セラミック抵抗素子、セラミックコンデンサ、セラミックインダクタのうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１６乃至請求項１８のいずれか記載の積層部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信機等に使用されるセラミック積層部品、積層基板などに適した複合シートや積層体やそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は小型軽量化、携帯化が進んでおり、それに用いられる回路ブロックも、小型化、複合モジュール化が押し進められており、セラミック多層基板などの積層部品の高密度化と小型化が進められている。このような動向の中で、高周波モジュールなどに適したセラミック多層基板が、低誘電損失性およびコンデンサ等の受動素子の内蔵化等の特徴から多用されており、さらに小型化を推し進めるため、基板内の特定の一部分に高誘電率層や磁性層を内蔵したセラミック基板の検討が進められている。
【０００３】
従来のセラミック多層基板は、通常、グリーンシート法と呼ばれる製造方法により製造されるものである。このグリーンシート法は、絶縁層となるセラミック粉末を含有するスラリーを用いてドクターブレード法などによってグリーンシートを作製し、次に、このグリーンシートにビアホール導体となる位置にＮＣパンチや金型などで貫通孔を形成し、導体ペーストを用いて、内部や表面の配線のパターンを印刷するとともに、前記貫通孔に導体ペーストを充填してビアホール導体を形成した後、同様にして作製した複数のグリーンシートを積層し、この積層体を一括同時焼成する製造方法である。
【０００４】
このグリーンシート法において高誘電率層や磁性層などの機能性セラミック部品を内蔵するには、絶縁性のグリーンシート以外に、高誘電性セラミック材料や、磁性セラミック材料などを用いて別途グリーンシートを作製し、これを絶縁性のグリーンシートと積層するか（特に、特許文献１、２参照）、または、絶縁性グリーンシートの所定箇所にＮＣパンチや金型などで凹部を形成し、高誘電率セラミックペーストや磁性セラミックペーストを充填して形成することも検討されている（特に、特許文献３参照）。
【０００５】
また、グリーンシート法においても、高精度化、さらには高密度化への要求に対して、絶縁層である配線導体層間の絶縁層厚みの薄層化とともに、配線導体層については低損失、低抵抗値を実現するため、配線導体層の厚みを厚くすることが求められている。
【０００６】
ところが、従来のグリーンシート法などの製造方法においては、この絶縁層厚みの薄層化と配線導体層の厚膜化という、２つの要求を同時に満たそうとすると、配線導体層が形成されている部分と形成されていない部分とで、配線導体層の厚み分の段差が必然的に発生してしまう。
【０００７】
この段差によって、積層不良（デラミネーション）が発生したり、無理に加圧して段差を埋めたとしても絶縁層に部分的な密度差が生じて、焼成後に変形するといった問題があり、絶縁層厚みの薄層化と配線導体層の厚みの厚膜化を同時に満たすには、限界があった。
【０００８】
また、ビア導体などの垂直導体を形成するためには、グリーンシートに対してパンチングなどによって貫通孔を形成する穴あけ工程が不可欠であり、配線導体層を形成する印刷工程に対して付加的な工程となっていた。
【０００９】
このような配線導体層の厚みによる段差の形成を抑制するための１つの手段として、キャリアフィルム上に、光硬化性セラミック材料からなるスラリーを塗布して絶縁層を形成し、この絶縁層に所定のパターンに露光、現像することによって開口を形成し、この開口内に導電性ペーストを充填する。また、その表面に、上記と同様に、光硬化性セラミック絶縁層形成、露光、現像、導体ペースト充填を繰り返すことによって、導体による段差の形成のない多層基板を形成することが特許文献４にて提案されている。
【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
【特許文献４】特開平９−１８１４５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、高誘電率層や磁性層を設ける場合においても、特許文献１、２のように高誘電率グリーンシートや磁性グリーンシートを形成する方法では、多層回路基板の特定の層をすべて高誘電率化、または磁性層化されるために、例えばコンデンサを形成した部分以外の必要のない部分まで高誘電率化されるため、配線導体層を形成することができず、回路設計が大きく制約されてしまうという問題があった。また、絶縁性のグリーンシートの表面に、誘電体層と電極層とを交互に積層形成してコンデンサを形成する場合においても、グリーンシート上に積層されたコンデンサ自体の厚みによって、多層配線基板表面の平坦性が損なわれるなどの問題があった。
【００１１】
さらに、特許文献３のように凹部内に、高誘電率材料ペーストや磁性材料ペーストを充填する場合、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ことが難しく、その結果、接合部分に空隙が発生する等の課題もあった。
【００１２】
また、上記の特許文献４記載の方法によれば、実質的には、回路形成を１層ごと順次行う必要がある、つまり工程数が非常に多くしかも工程を並列して行うことが不可能であるために、製造に長時間を要するものであった。しかも、開口への導体ペースト充填にあたっては、所定のスクリーンと開口とを精度よく位置合わせする必要があった。さらに、開口への導体ペーストの充填にあたり、ビアなどの小さな径や、線幅の小さいパターン形成用の貫通孔へのペーストの充填が不十分となりやすく、貫通孔内でペーストが充填されない巣が形成されやすいなども問題があった。
【００１３】
従って、本発明は、機能性セラミック部品と絶縁層との一体化とともに薄層化を図ることができ、機能性セラミック部品を任意の箇所に容易に形成した複合シートとその製造方法を提供することを目的とする。また、かかる複合シートを用いてさらに絶縁層と配線導体層の厚みの厚膜化を同時に満たすとともに、平面導体と垂直導体による３次元的な回路を簡略な方法で形成することのできる積層体とその製造方法、さらにはそれを用いた積層部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の複合シートは、少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、機能性セラミック部品を前記絶縁性セラミック層を貫通して埋設してなることを特徴とする。特に、前記絶縁性セラミック層および前記機能性セラミック部品の厚みがいずれも１００μｍ以下であって、その厚み差が前記絶縁性セラミック層の厚みの２０％以下であることが望ましい。さらには前記絶縁性セラミック層が、少なくとも光硬化可能なモノマーと光重合開始剤を含有することを特徴とする。なお、前記機能性セラミック部品としては、セラミック抵抗素子、セラミックコンデンサ、セラミックインダクタのうちの少なくとも１種からなり、この機能性セラミック部品が、未焼成体からなることを特徴とする。さらに、前記絶縁性セラミック層の一部に導体層が絶縁性セラミック層を貫通して埋設されていてもよい。
【００１５】
また、かかる複合シートの製造方法としては、（ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、所定のパターンの導体層を形成するとともに、機能性セラミック部品を載置する工程と、（ｂ）前記機能性セラミック部品を載置したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記機能性セラミック部品の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、（ｃ）前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、照射された光硬化性セラミック層の領域を光硬化させる工程と、（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記機能性セラミック部品表面を含む非硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層中に機能性セラミック部品が埋設された複合シートを作製する工程と、を具備することを特徴とする。また前記（ｄ）工程後に、（ｅ）前記キャリアフィルムから、前記複合シートを剥離する工程を具備してもよい。また、前記機能性セラミック部品、および該機能性セラミック部品を埋設した前記光硬化性セラミック層の厚みがいずれも１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の積層体は、少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、実質的に前記絶縁性セラミック層と同一厚みからなる機能性セラミック部品が、前記絶縁性セラミック層を貫通して形成されてなる第１の複合シートと、少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、実質的に前記絶縁性セラミック層と同一厚みからなる導体層が、前記絶縁性セラミック層を貫通して形成されてなる第２の複合シートと、を積層してなることを特徴とする。また、前記機能性セラミック部品、および該機能性セラミック部品を埋設する絶縁性セラミック層の厚みが１００μｍ以下であることが望ましい。
【００１７】
また、積層体の製造方法としては、（１ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、所定のパターンの導体層を形成するとともに、機能性セラミック部品を載置する工程と、（１ｂ）前記機能性セラミック部品を載置したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記機能性セラミック部品の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、（１ｃ）前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、照射された光硬化性セラミック層の領域を光硬化させる工程と、（１ｄ）現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記機能性セラミック部品表面を含む非硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層中に機能性セラミック部品が埋設された複合シートを作製する工程と、（２ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、所定パターンの導体層を形成する工程と、（２ｂ）前記導体層を形成したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体層の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、（２ｃ）前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、前記導体層の形成領域以外の領域の光硬化性セラミック層を光硬化させる工程と、（２ｄ）現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記導体層表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層と導体層とを具備する第２の複合シートを作製する工程と、（ｅ）前記第１の複合シートと、前記第２の複合シートとを積層する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
なお、第１の複合シートおよび第２の複合シートは、いずれもキャリアフィルムを剥した後に、積層処理するか、また、キャリアフィルム上に形成された第１の複合シートの表面に、第２の複合シートを積層後、第２の複合シート側のキャリアフィルムを剥がすことによって積層化してもよい。
【００１９】
なお、上記の工程に引き続き、前記積層体を焼成することによって、焼結された積層体を作製することができる。
【００２０】
本発明の積層部品は、少なくともセラミック材料を含有する複数の絶縁性セラミック層が積層され、少なくとも一部の絶縁性セラミック層に、機能性セラミック部品が該絶縁性セラミック層を貫通して埋設されているとともに、前記機能性セラミック部品が埋設された絶縁性セラミック層または他の絶縁性セラミック層に所定のパターンの導体層が該絶縁性セラミック層を貫通して埋設されていることを特徴とする。
【００２１】
なお、前記機能性セラミック部品の厚みは１００μｍ以下であることが望ましく、前記導体層の積層によって３次元的な導体網が形成されてなることが望ましい。また、前記機能性セラミック部品としては、セラミック抵抗素子、セラミックコンデンサ、セラミックインダクタのうちの少なくとも１種が挙げられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、上記機能性セラミック部品が埋設された複合シートを用いて、他の複合シートと積層処理することによって、機能性セラミック部品を任意の箇所に内蔵した多層回路基板などに適した積層体を作製することができる。
【００２３】
また、機能性セラミック部品が絶縁性セラミック層と同一厚みで埋設されているために、これを積層しても段差が形成されることがなく、デラミネーションの発生や、無理な加圧による変形などの問題も無く、容易に導体層間の絶縁層の厚みの薄層化と、導体層の厚みの厚膜化を両立することができるとともに、セラミック抵抗素子、セラミックコンデンサ、セラミックインダクタなどの機能性セラミック部品を精度よく任意の箇所に形成することができる。
【００２４】
また、複合シート中に導体層を埋設し、この導体層が上方に積層されるように複合シートを積層することによって、従来ような貫通孔への導体ペーストを充填することなく、積層体内に３次元的な導体網を形成することができる。
【００２５】
また、本発明の複合シートの製造方法においては、絶縁性セラミック層の形成にあたり、キャリアフィルム上に形成された機能性セラミック部品や導体層自体をマスクとして用い、光硬化性セラミック層の全面塗布と、キャリアフィルムの裏面からの全面露光によって形成することができるために、マスクなどを使用する必要がなく、安価に且つ容易に光硬化性セラミック絶縁層と機能性セラミック部品や導体層を具備する複合シートを容易に作製することができる。
【００２６】
しかも、このような複合シートの製造は、各層ごとに平行して作製することができることから、必要な層数の複合シートを作製した後に、それらを一括して積層後、焼成すれば、大幅に工程を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１に、本発明における積層部品の一例として、セラミック多層回路基板の（ａ）概略斜視図、（ｂ）概略断面図を示した。
【００２８】
図１のセラミック多層回路基板１によれば、セラミック焼結体からなる絶縁基板２の表面、裏面および内部には、平面導体となる配線導体層３が形成されている。また、表面に形成された配線導体層３にはインダクタ、抵抗、コンデンサなどのチップ部品４が半田によって実装されている。また、絶縁基板２の内部には、機能性セラミック部品６が埋設、形成されている。例えば、図１では、セラミックコンデンサ６が形成されており、その上下面に配線導体層７、７が形成されており、セラミックコンデンサ６の電極６ａと電気的に接続されている。なお、裏面の配線導体層３は、マザーボードなどに実装するための端子電極として機能するものである。また、絶縁基板２の内部には、上記平面導体を形成する配線導体層３同士を接続するビア導体５が形成されている。
【００２９】
本発明における上記セラミック多層回路基板１は、厚みが１００μｍ以下の絶縁性セラミック層２ａの一部に機能性セラミック部品６が絶縁性セラミック層２ａを貫通して埋設、形成された複合体Ａと、厚みが５０μｍ以下の絶縁性セラミック層２ｂの一部に配線導体層３が、絶縁性セラミック層２ｂを貫通して埋設、形成された複合体Ｂとの積層体によって構成されている。
【００３０】
より具体的には、複合体Ａにおいては、絶縁性セラミック層２ａ、機能性セラミック部品６の厚みは、いずれも１００μｍ以下、特に１０〜５０μｍ、さらには１０〜３０μｍの薄層によって形成されていることが望ましく、絶縁性セラミック層２ｂ、機能性セラミック部品６との厚み差が絶縁性セラミック層２ｂの厚みの２０％以下、特に１０％以下、さらには、５％以下であることが、さらには厚み差が５μｍ以下、さらには３μｍ以下であることによって、絶縁性セラミック層２ｂと機能性セラミック部品６との個々の厚みによる段差の発生が抑制される。
【００３１】
一方、複合体Ｂにおいては、絶縁性セラミック層２ｂ中に埋設された配線導体層３は、絶縁性セラミック層２ｂの平面方向に延設することによって平面回路を形成している。また、部分的に配線導体層３を厚み方向に積み上げることにより配線導体層３間を垂直方向に接続する垂直導体５を形成することができる。かかる複合体Ｂによれば、絶縁性セラミック層２ｂ、配線導体層３の厚みは、いずれも１０〜５０μｍ、特に１５〜４０μｍ、さらには１５〜３０μｍの薄層によって形成されていることが望ましく、絶縁性セラミック層２ｂ、配線導体層３の厚み差が絶縁性セラミック層２ｂの厚みの２０％以下、特に１０％以下、さらには、５％以下であることが、または厚み差が５μｍ以下、さらには３μｍ以下であることによって、絶縁性セラミック層２ｂ、配線導体層３の個々の厚みによる段差の発生が抑制される。
【００３２】
本発明によれば、所望の回路形成のために上記の多層回路基板１においては、上記複合体Ａ、複合体Ｂが１０〜３００層、特に３０〜２００層、さらには４０〜１００層程度の複合体により積層されて形成される。
【００３３】
上記の絶縁性セラミック層２を形成するセラミック材料としては、（１）Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣを主成分とする焼成温度が１１００℃以上のセラミック材料、（２）少なくともＳｉＯ２およびＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯなどのアルカリ土類金属酸化物（ＲＯ）を含有する金属酸化物による混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料、（３）ガラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料の群から選ばれる少なくとも１種が選択される。
【００３４】
用いられる（２）の混合物や、（３）のガラス組成物としては、少なくともＳｉＯ２を含み、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＰｂＯ、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物のうちの少なくとも１種以上を含有したものであって、具体的には、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系、ＳｉＯ２−ＢａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＲＯ系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＲＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＲＯ系、さらにはこれらの系にＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｐｂ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等を配合した組成物が挙げられる。また、ガラスとしては、焼成処理することによっても非晶質ガラスであるもの、また焼成処理によって、アルカリ金属シリケート、クォーツ、クリストバライト、コージェライト、ムライト、エンスタタイト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ディオプサイド、イルメナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種を析出する結晶化ガラスなどが用いられる。
【００３５】
また、（３）におけるセラミックフィラーとしては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２（クォーツ、クリストバライト）、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ＺｒＯ２、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＭｇＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３などのチタン酸塩の群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ガラスに対して２０〜８０質量％の割合で混合されることが望ましい。
【００３６】
上記ガラス成分とセラミックフィラー成分とは、特に、ガラス成分１０〜９０重量％、特に５０〜８０重量％と、セラミックフィラー成分１０〜９０重量％、特に２０〜５０重量％の割合で混合したものが好適に用いられる。
【００３７】
一方、配線導体層３は、絶縁性セラミック層２と同時焼成して形成するために、絶縁性セラミック層２を形成するセラミック材料の焼成温度に応じて種々組み合わせられ、例えば、セラミック材料が前記（１）の場合、タングステン、モリブデン、マンガン、銅の群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。また、低抵抗化のために、銅などとの混合物としてもよい。
【００３８】
セラミック材料が前記（２）（３）の場合、銅、銀、金、アルミニウムの群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。上記の導体材料には、セラミック材料と同時焼成する上で、セラミック材料を構成する成分を含有することが望ましい。
【００３９】
また、機能性セラミック部品６は、その目的により種々変更されるが、絶縁性セラミック層２ｂと機能性セラミック部品６とは、実質的に同じ焼成温度で焼成される。
【００４０】
例えば、絶縁性セラミック層２ｂとして（１）の１１００℃以上、特に１２００℃以上のセラミック材料を用いる場合、機能性セラミック部品６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、ＢａＴｉＯ３などのチタン酸塩、Ｆｅ２Ｏ３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、且つ絶縁性セラミック層２ｂ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。
【００４１】
一方、絶縁性セラミック層２ｂとして（２）（３）の１１００℃以下、特に１０５０℃以下のセラミック材料を用いる場合、上記絶縁性セラミック層を形成する低温焼成組成物に対して、種々の機能性を付与するセラミック材料を選択して添加することができる。例えば、低誘電率材料を形成する場合、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。また、高誘電率セラミック層を形成する場合、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。
【００４２】
また、機能性セラミック部品６を磁性材料によって形成する場合には、少なくともＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの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。さらに抵抗材料によって形成する場合には、ＲｅＯ２や金属成分を添加した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。
【００４３】
また、機能性セラミック部品は、それ自体で焼成後に１つの電子部品を形成し得るものであることが望ましい。例えば、高誘電体層とこれを挟持する一対の電極を具備するコンデンサ部品、高誘電体層と電極層とが交互に配置された積層コンデンサ部品、抵抗体層と一対の電極を具備する抵抗素子、多層の誘電体層中に多層に回路が形成されインダクタが形成されたインダクタ素子、多層の誘電体層中にアンテナ回路が形成されたアンテナ素子などあらゆる電子部品が用いられる。
【００４４】
上記のようなセラミック多層回路基板１などの積層部品の形成するにあたり、本発明によれば、まず、図２（ａ）に示すような少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層２ａの一部に、機能性セラミック部品（以下、単に機能性セラミック部品という。）６ａが、また必要に応じて導体層３ａが、前記絶縁性セラミック層２ａを貫通して形成された複合シートａを作製する。
【００４５】
また、本発明によれば、必要に応じて複合シートａと、図２（ｂ）に示すような、少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層２ａの一部に、導体層３ａが、前記絶縁性セラミック層２ａを貫通して形成された複合シートｂを作製する。
【００４６】
上記複合シートａの厚みは、機能性セラミック部品６ａの厚さと実質的に同一であって、機能を付与するために部品として必要な厚さとなる。但し、絶縁性セラミック層２ａと機能性セラミック部品６ａの厚み差が絶縁性セラミック層２ａの厚みの２０％以下、特に１０％以下、さらには、５％以下であることが、または厚み差が５μｍ以下、さらには３μｍ以下であることによって、絶縁性セラミック層２ａと機能性セラミック部品６ａの個々の厚みによる段差の発生が抑制される。
【００４７】
一方、複合シートｂは、絶縁性セラミック層２ａ、導体層３ａの厚みは、いずれも１０〜５０μｍ、特に１５〜４０μｍ、さらには１５〜３０μｍの薄層によって形成されていることが望ましく、絶縁性セラミック層２ａ、導体層３ａの厚み差が絶縁性セラミック層２ａの厚みの２０％以下、特に１０％以下、さらには、５％以下であることが、または厚み差が５μｍ以下、さらには３μｍ以下であることによって、絶縁性セラミック層２ａ、導体層３ａの個々の厚みによる段差の発生が抑制される。
【００４８】
この複合シートａ、ｂを作製するにあたり、まず、絶縁性セラミック層２ａを形成するために、少なくとも光硬化可能なモノマーおよび前述したセラミック材料を含有する光硬化スラリーを調製する。スラリー調製にあたっては、望ましくは、前記セラミック材料に、光硬化可能なモノマーと、光重合開始剤と、有機バインダと、可塑剤とを、有機溶剤に混合し、ボールミルで混練して調製する。
【００４９】
光硬化成分としては、光硬化可能なモノマーや光重合開始剤などが挙げられる。光硬化可能なモノマーとしては、低温で短時間の焼成工程に対応するために、熱分解性に優れたものであることが望ましい。また、光硬化可能なモノマーは、スリップ材の塗布・乾燥後の露光によって光重合される必要があり、遊離ラジカルの形成、連鎖生長付加重合が可能で、２級もしくは３級炭素を有したモノマーが好ましく、例えば少なくとも１つの重合可能なエチレン系基を有するブチルアクリレート等のアルキルアクリレートおよびそれらに対応するアルキルメタクリレート等が挙げられる。また、テトラエチレングリコールジアクリレート等のポリエチレングリコールジアクリレートおよびそれらに対応するメタクリレートも有効である。また、光重合開始剤としては、ベンゾフェノン類，アシロインエステル類化合物などが挙げられる。
【００５０】
また、有機バインダも、光硬化可能なモノマーと同様に熱分解性が良好であることが望まれ、同時にスリップの粘性を決めるものであるため、固形分との濡れ性も考慮することが必要である。本発明によれば、アクリル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキシル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和化合物が好ましい。
【００５１】
有機溶剤としては、エチルカルビトールアセテート、ブチルセルソルブ、３メトキシブチルアセテートの群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００５２】
各成分の含有量は、セラミック粉末１００質量部あたり、光硬化モノマー及び光重合開始剤を５〜２０質量部、有機バインダを１０〜４０質量部、可塑剤を１〜５質量部、有機溶剤を５０〜１００質量部の割合が適当である。
【００５３】
次に、導体層３ａを形成するための導体ペーストを調製する。導体ペーストは、平均粒径が１〜３μｍ程度の前記導体材料の粉末に、必要に応じてセラミック材料を添加した無機成分に対して、エチルセルロース、アクリル樹脂などの有機バインダを加え、さらにジブチルフタレート、αテルピネオール、ブチルカルビトール、２・２・４−トリメチル−３・３−ペンタジオールモノイソブチレートなどの適当な溶剤を混合し、３本ロールミル等により均質に混練して調製される。
【００５４】
各成分の含有量は、セラミック粉末１００質量部あたり、光硬化モノマー及び光重合開始剤を５〜２０質量部、有機バインダを１０〜３０質量部、可塑剤を１〜５質量部、有機溶剤を５０〜１００質量部の割合が適当である。
【００５５】
また、機能性セラミック部品６ａは、従来から周知のセラミック電子部品が用いられる。セラミック積層コンデンサを例示すると、セラミック誘電体層の表面に電極パターンを形成したものを積層し、端面に内部電極が露出させ、端面に外部電極を印刷する。
【００５６】
次に、上記の光硬化スラリー、導体ペーストおよび機能性セラミック部品を用いて以下の工程によって、複合シートを形成する。
【００５７】
まず、図３（ａ）に示すように、樹脂フィルムなどからなる光透過可能なキャリアフィルム１０上に、機能性セラミック部品１２を載置する。
【００５８】
次に、図３（ｂ）に示すように、前記光硬化スラリーを、例えばドクターブレード法にて機能性セラミック部品１２の厚さ以上の厚さに塗布して所定の厚みで全面に塗布して光硬化性セラミック層１３を形成する。
【００５９】
そして、図３（ｃ）に示すように、キャリアフィルム１０の裏面より例えば超高圧水銀灯を光源として用いて露光を行う。この露光によって、機能性セラミック部品１２載置以外の領域の光硬化性セラミック層１３を光硬化させる。この露光工程においては、光硬化性セラミック層１３は、機能性セラミック部品１２載置以外の領域の光硬化性セラミック層１３ａでは照射された光の量により裏面から一定の厚みまで光重合反応がおこり不溶化部を形成するが、機能性セラミック部品１２は紫外線を通過しないために、機能性セラミック部品１２上に形成されている光硬化性セラミック層１３ｂは、光硬化可能なモノマーの光重合反応がおこらない溶化部となる。また、このときの露光量は、実質的に不溶化部の厚みが、機能性セラミック部品１２の厚みと同じになるように露光量が調整されることが望ましい。
【００６０】
その後、この光硬化性セラミック層１３全体を現像処理する。現像処理は、光硬化性セラミック層１３の溶化部を現像液で除去するもので、具体的には、例えば、トリエタノールアミン水溶液などを現像液として用いてスプレー現像、洗浄、乾燥を行う。この処理により、図３（ｄ）に示すように、キャリアフィルム１０上には、機能性セラミック部品１２と光硬化性セラミック層１３とが実質的に同一厚みで一体化した複合シートａが形成される。
【００６１】
なお、キャリアフィルム１０から複合シートａを剥離することによって、図２（ａ）に示すような複合シートａ単体を得ることができる。
【００６２】
また、図２（ｂ）の複合シートｂは、前記複合シートａの製造方法において、機能性セラミック部品１２に代えて、導体ペーストを印刷塗布して導体層１１を形成する以外は、上記と全く同様な工程を経て作製することができる。
【００６３】
もちろん、キャリアフィルム１０表面に、導体層１１と機能性セラミック層１２とを形成して、上記と同様な工程を経て、導体層１１および機能性セラミック層１２を合わせもつ複合シートを作製することもできる。
【００６４】
次に、この複合シートａを用いて図１のセラミック多層回路基板のような積層部品を製造する方法について以下に説明すると、まず、前記図３（ａ）〜（ｄ）に従い、機能性セラミック部品１２と光硬化性セラミック層１３とが形成された複数の複合シートａを作製する。また、光硬化性セラミック層１３と所定のパターンの導体層１１が形成された複数の複合シートｂ１〜ｂ１２を作製する。
【００６５】
そして、図４（ａ）に示すように、これらの複合シートａ、ｂ１〜ｂ１２を位置あわせしながら、重ね合わせ一括して圧着することによって積層体１４を形成する。なお、圧着時には、複合シートａ中の有機バインダのガラス転移点以上の温度をかけながら行なうことが望ましい。また、複合シート間に有機系接着剤を塗布して圧着してもよい。
【００６６】
なお、一括して積層する場合、すべてキャリアフィルム１０を剥がして積層してもよいが、圧着時の最下面と最上面の取り扱いを考慮すれば、最下面と最上面のみは、キャリアフィルム１０から剥がすことなく、図４（ａ）に示すように、積層、圧着した後に、キャリアフィルム１０を剥がすことによって、図４（ｂ）のような積層体１４を形成することができる。
【００６７】
そして、この積層体１４を、所定の温度で焼成することによって、光硬化性セラミック層および導体層１１とともに機能性セラミック部品１２を焼結させることによって、導体層１１によって３次元的な回路が形成され、且つ機能性セラミック部品１２を内蔵した積層部品を形成することができる。なお、焼成にあたっては、作製された積層体１４を脱バイ工程で、成形体中に含まれている有機バインダ、光硬化可能なモノマーを焼失し、焼成工程にて窒素などの不活性雰囲気中で、用いられた絶縁性セラミック材料、機能性セラミック部品および導体材料が十分に焼成することのできる温度で焼成され、前記セラミック層は相対密度９５％以上に緻密化される。
【００６８】
また、積層部品を製造する他の方法としては、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、キャリアフィルム１０の表面に形成された複合シートｂ１２の表面に、キャリアフィルム１０の表面に形成された複合シートｂ１１を反転させて積層圧着し、複合シートｂ１１側のキャリアフィルム１０を剥離する。
【００６９】
次に、図５（ｄ）に示すように、この複合シートｂ１１の表面に、同様にしてキャリアフィルム１０の表面に形成された複合シートｂ１０を反転させて積層圧着し、複合シートｂ１０側のキャリアフィルム１０を剥離する。これを繰り返すことによって、所望の総数の積層体１４を形成することができる。その後、この積層体１４を前記と同様にして焼成することによって、積層部品を作製することができる。
【００７０】
また、必要に応じて、表面処理として、さらに、基板表面に厚膜抵抗膜や厚膜保護膜の印刷・焼きつけ、メッキ処理、さらにＩＣチップを含む電子部品４の実装を行う。
【００７１】
なお、表面の導体層３は、焼成された積層体１４の表面に、印刷・乾燥し、所定雰囲気で焼きつけを行っても良い。
【００７２】
また、セラミック多層回路基板の表面に形成される表面導体層３、端子電極９の表面には、半田との濡れ性を改善するために、ニッケル、金などのメッキ層が１〜３μｍの厚みで形成される。
【００７３】
さらに、図１（ｂ）に示したように、絶縁基板２内に形成される機能性セラミック部品６を含む複合シートａの少なくとも一方の面に光硬化性セラミック層１３と所定のパターンの導体層１１が形成された複合シートｂ３、ｂ４を積層することで、導体層１１からなる回路と機能性セラミック部品とを電気的に接続することができる。
【実施例１】
【００７４】
先ず、厚さ１００μｍのＰＥＴ（ポリエチルテレフタレート）からなる光透過可能なキャリアフィルム上に、導体ペーストをスクリーン印刷法により印刷して、厚さ２０μｍの配線導体層となる導体層を形成した。尚、導体ペーストは、Ａｇ粉末にバリウムホウ珪酸ガラス粉末と、セルロース、有機溶剤を加え3本ロールミルで混合したものを使用した。
【００７５】
続いて、キャリアフィルム上に、焼成前の厚さ２５μｍのチップコンデンサを載置した。チップコンデンサは、ＢａＴｉＯ３系誘電体材料からなる厚さ４μｍの誘電体層５層と、厚さ２μｍの電極層４層とを交互に積層した積層体からなるものである。
【００７６】
次に、上記チップコンデンサの上に、前記感光性スラリーをドクターブレード法により塗布乾燥し、チップコンデンサの存在しない場所での乾燥後の厚みが３０μｍとなるように光硬化性セラミック層を形成した。
【００７７】
感光性スラリーは、セラミック原料粉末１００質量部と、光硬化可能なモノマー（ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート）８質量部と、有機バインダ（アルキルメタクリレート）３５質量部と、可塑剤を３質量部、有機溶剤（エチルカルビトールアセテート）２０質量部に混合し、ボールミルで混練して作製した。
【００７８】
セラミック原料粉末は、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＺｎＯ−ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３のガラス粉末８２質量％と、ＳｉＯ２１８質量％の組成のセラミック材料（比誘電率：６．５）を用いた。
【００７９】
次に、キャリアフィルムの裏面側より光硬化性セラミック層の裏面に、超高圧水銀灯（照度３０ｍＷ／ｃｍ２）を光源として２秒間全面露光した。そして希釈濃度２．５％のトリエタノールアミン水溶液を現像液として用いて３０秒間スプレー現像を行った。この後、現像後の純水洗浄の後、乾燥を行った。
【００８０】
こうして、出来上がった光硬化性セラミック層は、チップコンデンサ上の溶化部が現像により除去されチップコンデンサが露出して、その結果、厚みが２５μｍの光硬化性セラミック層と、厚みが２５μmのチップコンデンサとが一体化した複合シートａを作製することができた。
【００８１】
また、上記と同様にして、厚みが２０μｍの導体層と、厚みが２０μｍの光硬化性セラミック層とが一体化した複合シートｂを延べ５０層作製した。
【００８２】
上記のようにして作製した複合シートより、それぞれキャリアフィルムを剥離し、順番に位置合わせを行いながら、積層を行った。この後、プレス機を用いて、プレス圧１トン、温度６０℃にて５分間プレスを行い、積層体を圧着した。
【００８３】
その後、大気中で３００℃で４時間で脱バインダ処理した後、９００℃大気中で６時間焼成を行うことによって、チップコンデンサを内蔵したセラミック多層回路基板を作製した。
【００８４】
作製した多層回路基板については、導体層やチップコンデンサ自体の厚みによる段差は全くなく、層間のデラミネーションもなかった。また、配線導体層間の接続にあたり、導体層を３層以上垂直方向に積層することによって、ビア導体を形成したが、このビア導体を含む回路における電気的接続についても全く問題は無かった。また、導体層には全く巣などの発生も認められず、またチップコンデンサも所期の特性を発揮していた。
【実施例２】
【００８５】
実施例１に従い、内部配線導体層用、表面配線導体層用およびビア導体用、機能性セラミック部品形成用の延べ７０層の複合シートを作製した。
【００８６】
図５の方法に従い、まず電極用の複合シート上に、ビア導体用の複合シートをキャリアフィルムごと反転させて、複合シート同士を接触させて、位置合わせを行いながら載置した。続いて、プレス機を用いて、プレス圧1トン、温度６０℃にて１分間プレスを行い、前記電極用の複合シート上とビア導体用の複合シートとを圧着した後、ビア導体用の複合シート側のキャリアフィルムを剥離した。
【００８７】
続いて、再び別のビア導体用複合シート、内部配線導体層用の複合シート、表面配線導体層用、機能性セラミック部品用の複合シートを順次同じように反転させて、位置合わせを行いながら載置し、プレス機を用いて順次圧着した。
【００８８】
その後、大気中で３００℃で４時間で脱バインダ処理した後、９００℃大気中で６時間焼成を行い、多層回路基板を作製した。
【００８９】
作製した多層回路基板については、導体層やチップコンデンサ自体の厚みによる段差は全くなく、絶縁層間のデラミネーションもなかった。また、配線導体層間の接続にあたり、導体層を３層以上垂直方向に積層することによって、ビア導体を形成したが、このビア導体を含む回路における電気的接続についても全く問題は無かった。また、導体層中には、全く巣の発生が認められなかった。またチップコンデンサも所期の特性を発揮していた。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の積層部品の一例としてセラミック多層回路基板の（ａ）概略斜視図と、（ｂ）その概略断面図を示す。
【図２】本発明の複合シートを説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の複合シートの作製方法を説明するための工程図である。
【図４】本発明の積層部品を作製する方法を説明ための工程図である。
【図５】本発明の積層部品を作製する他の方法を説明ための工程図である。
【符号の説明】
【００９１】
Ａ  複合シート
１  セラミック多層回路基板
２  絶縁基板
２ａ、２ｂ  セラミック層
３  配線導体層
４  チップ部品
５  ビア導体
６  機能性セラミック部品
１１、３ａ  導体層
１２、６ａ  機能性セラミック部品
１３、２ａ  セラミック層
【図１】
2005072500.tif 000003
【図２】
2005072500.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005072500.tif 000006
【図５】
2005072500.tif 000007