(57)【要約】【課題】  拘束シートの除去性が十分であり、導体パターンの損傷、剥離の無い多層セラミック基板を提供する。【解決手段】  複数のグリーンシートを準備する工程と、複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートにビアホールを形成する工程と、複数のグリーンシートのうち所望のグリーンシートのビアホールに導体ペーストでビア導体を作製し、所望のグリーンシートの表面に導体ペーストで導体パターンを作製する工程と、ビア導体及び／または導体パターンを形成した複数のグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、複数のグリーンシートの焼成温度では焼結しない無機材料を主とする拘束シートをグリーンシート積層体の両面または片面に積層したまま焼成する工程と、焼成後のグリーンシート積層体から焼結しない拘束シートを除去する工程とを具備し、前記拘束シートの無機材料が平板状粒子を主体とする多層セラミック基板の製造方法。【選択図】        図２
2005277107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のグリーンシートを準備する工程と、
該複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートにビアホールを形成する工程と、
該複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートのビアホールに導体ペーストでビア導体を作製する、及び／または、所望のグリーンシートの表面に導体ペーストで導体パターンを作製する工程と、
前記ビア導体及び／または導体パターンを形成した複数のグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、
前記複数のグリーンシートの焼成温度では焼結しない無機材料を主とする拘束シートを前記グリーンシート積層体の両面または片面に積層したまま焼成する工程と、
焼成後の前記グリーンシート積層体から前記焼結しない拘束シートを除去する工程と、を具備する多層セラミック基板の製造方法であって、
前記拘束シートの無機材料が平板状粒子を主体とすることを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
【請求項２】
複数のグリーンシートを準備する工程と、
該複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートにビアホールを形成する工程と、
該複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートのビアホールに導体ペーストでビア導体を作製する、及び／または、所望のグリーンシートの表面に導体ペーストで導体パターンを作製する工程と、
前記ビア導体及び／または導体パターンを形成した複数のグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、
前記複数のグリーンシートの焼成温度では焼結しない無機材料を主とするペーストにより前記グリーンシート積層体の両面または片面に印刷層を形成する工程と、
更に、前記複数のグリーンシートの焼成温度では焼結しない無機材料を主とする拘束シートを両面または片面に積層したまま焼成する工程と、
焼成後の前記グリーンシート積層体から前記焼結しない印刷層と拘束シートとを除去する工程と、を具備する多層セラミック基板の製造方法であって、
前記印刷層の無機材料が平板状粒子を主体とすることを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
【請求項３】
複数のセラミック層と、該複数のセラミック層の内部および少なくとも1つの主面表面上に形成された導体パターンと、該導体パターン同士を接続するビア導体と、を備えた多層セラミック基板であって、
請求項１または２記載の多層セラミック基板の製造方法により作製されたことを特徴とする多層セラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度多層配線基板に用いる高精度で高度な平坦性を有する低温焼成（ＬＴＣＣ）多層セラミック基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩ・チップ部品等は小型化・軽量化が進んでおり、これらを実装する配線基板も小型化・軽量化が望まれている。このような要求に対して、基板内に内部電極等を配した多層セラミック基板は、要求される高密度配線が可能となり、かつ薄型化が可能なことから、今日のエレクトロニクス業界において重視されている。
【０００３】
多層セラミック基板は、セラミック粒子に有機バインダ・可塑剤・溶剤等を加えてスラリーとし、ドクターブレード法によりグリーンシートを成形した後、銀などの低抵抗金属の粉末を含有する導体ペーストを印刷法によりガラスセラミックグリーンシート上に配線導体のパターンを形成し、次いで複数枚のグリーンシートを積層して、８００〜１０００℃の温度で焼成して得られる。
【０００４】
ところが、多層セラミック基板は、焼成工程において焼結に伴う収縮を生じるという問題がある。このような収縮は一様ではなく、使用する基板用の無機材料、グリーンシートの組成、原料である粉体粒度のバラツキ、配線導体のパターン、基板内部に配置される配線導体の材料等により収縮率や収縮方向が異なる。
【０００５】
この収縮率や収縮方向の不均一性を小さくするため、ガラスセラミックグリーンシート積層体の両面または片面に、ガラスセラミックス成分の焼成温度では焼結しないアルミナを材料とする拘束シートを積層して焼成し、その後、拘束シートを超音波洗浄やサンドブラスト等で除去する方法、いわゆる無収縮プロセスが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１には、積層した未焼成のグリーンシートの両面に、拘束シートを形成してから焼成し、その後、多層セラミック基板の両面から拘束シートを除去するために、圧縮空気とともに水を吹き付けるか、セラミック粉を吹き付けるか、または水とセラミック粉末を混合したものを吹き付けることにより拘束シートを除去する多層セラミック基板の製造方法が開示される。
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ９９／５６５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の無収縮プロセスを用いた多層セラミック基板の製造方法では、拘束シートをブラストで完全には除去しきれないという問題があった。特に、拘束シートのアルミナ粒子が多層セラミック基板の表面に形成された導体パターンの上に残留すると、めっき付け性、はんだ付け性が低下してめっき付け、半田付け不良を起こす問題があった。
また、圧縮空気とともに水を吹き付けるか、セラミック粉を吹き付けるか、または水とセラミック粉末を混合したものを吹き付ける際に、多層セラミック基板や、その表面に形成された導体パターンを傷つける。無理に除去しようと吹き付けの圧力を過剰にすると導体パターンが剥がれるという問題もあった。
【０００９】
そこで本発明は、多層セラミック基板の製造方法において、拘束シートの除去性が十分であり、多層セラミック基板や、その表面に形成された導体パターンの損傷、剥離の無い、高精度で高度な平坦性を有する低温焼成（ＬＴＣＣ）多層セラミック基板の画期的な製造方法を提供し、もって、高精度で高度な平坦性を有する信頼性の高い多層セラミック基板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の手段１は、複数のグリーンシートを準備する工程と、該複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートにビアホールを形成する工程と、該複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートのビアホールに導体ペーストでビア導体を作製する、及び／または、所望のグリーンシートの表面に導体ペーストで導体パターンを作製する工程と、前記ビア導体及び／または導体パターンを形成した複数のグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、前記複数のグリーンシートの焼成温度では焼結しない無機材料を主とする拘束シートを前記グリーンシート積層体の両面または片面に積層したまま焼成する工程と、焼成後の前記グリーンシート積層体から前記焼結しない拘束シートを除去する工程と、を具備する多層セラミック基板の製造方法であって、前記拘束シートの無機材料が平板状粒子を主体とすることを特徴とする多層セラミック基板の製造方法である。
【００１１】
本発明の手段２は、複数のグリーンシートを準備する工程と、該複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートにビアホールを形成する工程と、該複数のグリーンシートのうち、所望のグリーンシートのビアホールに導体ペーストでビア導体を作製する、及び／または、所望のグリーンシートの表面に導体ペーストで導体パターンを作製する工程と、前記ビア導体及び／または導体パターンを形成した複数のグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、前記複数のグリーンシートの焼成温度では焼結しない無機材料を主とするペーストにより前記グリーンシート積層体の両面または片面に印刷層を形成する工程と、更に、前記複数のグリーンシートの焼成温度では焼結しない無機材料を主とする拘束シートを両面または片面に積層したまま焼成する工程と、
焼成後の前記グリーンシート積層体から前記焼結しない印刷層と拘束シートとを除去する工程と、を具備する多層セラミック基板の製造方法であって、前記印刷層の無機材料が平板状粒子を主体とすることを特徴とする多層セラミック基板の製造方法である。
本発明の手段１及び手段２において、平板状粒子としてはアスペクト比３〜１５の範囲が好ましく、またアルミナ粒子を用いることが好ましい。
【００１２】
本発明の手段３は、複数のセラミック層と、該複数のセラミック層の内部および少なくとも1つの主面表面上に形成された導体パターンと、該導体パターン同士を接続するビア導体と、を備えた多層セラミック基板であって、上記手段１または手段２記載の多層セラミック基板の製造方法により作製されたことを特徴とする多層セラミック基板である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る多層セラミック基板の製造方法によると、拘束シートの除去性が十分であり、多層セラミック基板や、その表面に形成された導体パターンの損傷、剥離の無い、高精度で高度な平坦性を有する低温焼成（ＬＴＣＣ）多層セラミック基板を得ることができ、もって、高精度で高度な平坦性を有する信頼性の高い多層セラミック基板を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（作用効果）
本発明者は、多層セラミック基板の製造方法における拘束シートの除去性について精査した結果、拘束シートに用いる無機材料粒子の形状について従来考慮されなかった点に着目し、拘束シートあるいは印刷層に用いる無機材料粒子の形状が支配的な因子であることを見出した。そして、平板状の無機材料、例えば平板状のアルミナ粒子を用いると拘束シートの除去が極めて容易になることを知見した。尚、アルミナ粉末粒子の形状は、一般に球形状、板状、棒状に分類されるが、走査型顕微鏡（SEM）で観察した粉末形状からｘ，ｙ，ｚ方向の長さを概算し、ｘ，ｙ，ｚ方向の内いずれの２つの組み合わせにおいてもその比が１〜３以内の場合は球状と見なし、ｘ，ｙのいずれよりもZが最も小さく、かつX，Yのいずれか小さい方の値とZとの比が３を超える場合には平板状と見なし、ｘ，ｙのいずれよりもZが最も大きく、かつX，Yのいずれか大きい方の値とZとの比が３を超える場合には棒状の粉末と見なすこととする。
【００１５】
図１に、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法に用いる平板状のアルミナ粒子を模式的に示す。従来の拘束シートに用いるアルミナ粒子の形状が球状であったのに対し、図のように略平板状であることに特徴がある。
尚、平板状の無機材料としてはアルミナ粒子に限るものではなく、ジルコニア、チタニア、高融点ガラスなどを用いることもできる。通常、汎用性、経済性などの点からアルミナを用いることが多い。以下、アルミナ粒子を例に説明する。
【００１６】
図２に、平板状のアルミナ粒子が拘束シート６０ａ、６０ｂ（二点鎖線で示す）のドクターブレード法により、圧縮につれて配向する様子を模式的に示す。図２（Ａ）はアトランダムに存在する場合を示す図、図２（Ｂ）はドクターブレードの規制などにより上下から掛かる圧力により配向が始まる過程を示し、図２（Ｃ）はキャリアフィルム面６１に平板状粒子が平行に配向した様子を示す図である。このように平板状の粒子であると、当初アトランダムに存在した平板状アルミナ粒子が、ドクターブレードによる規制や圧縮力によって、キャリアシートの面に平行に配向するアルミナ粒子が多くなる。
そして、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、平板状のアルミナ粒子を用いると拘束シートの除去が極めて容易になる理由は、平板状のアルミナ粒子が拘束シート６０ａ、６０ｂの中で配向することにより、拘束シート６０ａ、６０ｂと、焼成しようとするグリーンシート積層体５０との間で、適度の拘束力を保ちつつグリーンシート積層体５０に深く入り込まないために、拘束シート６０ａ、６０ｂの除去が容易になるのではないかと推測している。
【００１７】
図３に、拘束シート６０ａ、６０ｂでなる拘束層側（図面、上側）と、焼成しようとするグリーンシート積層体５０側（図面、下側）との界面（各層の表層のみを示す）を模式的に示した断面図を示す。図３（Ａ）と図３（Ｂ）は本発明に係る多層セラミック基板の製造方法に係る場合を示す図、図３（Ｃ）は従来の多層セラミック基板の製造方法に係る場合を示す図である。図３（Ａ）は平板状アルミナ粒子６５ａが小さい（図１に示す直径Ｄが小さい）場合を示す図、図３（Ｂ）は平板状アルミナ粒子６５ａが大きい（直径Ｄが大きい）場合を示す図である。
【００１８】
図３（Ｃ）に示す従来の多層セラミック基板の製造方法の場合には、拘束シート６０ａ、６０ｂを形成する球状アルミナ粒子６５ｃが、グリーンシート積層体５０を構成するセラミック粒子１５の隙間に深く入り込んでいる。これにより、拘束力は強くなるものの除去性が劣る。
それに対して、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法を示す図３（Ａ）や図３（Ｂ）の場合、グリーンシート積層体５０を構成するセラミック粒子１５を拘束しつつも、隙間に過度に入り込むことはない。従って、必要十分な拘束力を確保しつつ、除去性も良好である。
【００１９】
図３（Ａ）と図３（Ｂ）の相違について説明する。
図３（Ａ）の場合、平板状アルミナ粒子６５ａが小さくグリーンシート積層体５０を構成するセラミック粒子１５との接触面積は増え、拘束力が大きい割には、グリーンシート積層体５０を構成するセラミック粒子１５の隙間に過度に入り込むことはないので除去性も良好である。
図３（Ｂ）の場合、平板状アルミナ粒子６５ｂが相当大きく（直径Ｄが大きい）、グリーンシート積層体５０を構成するセラミック粒子１５との接触面積は、接触しない粒子の割合が増えるため減少する。その結果、図３（Ａ）の場合と同等以上の除去性を発揮しながらも拘束力は弱くなる。
従って、平板状アルミナ粒子の直径Ｄには臨界値が存在し、その臨界値以下に小さい平板状アルミナ粒子が拘束力と除去性ともに良好となる。尚、その臨界値については、平板状アルミナ粒子６５ａ，６５ｂやセラミック粒子１５の粒径、粒度分布、形状、材質、表面状態などにより一義的には決められないので、ケースバイケースで決定する。
【００２０】
図４は、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、拘束シートあるいは印刷層の中の平板状アルミナの配向をキャリアフィルムに形成した拘束シートの自由面から観察したＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真図である。図４（Ａ）は平板状アルミナ粒子による配向状態を示し、図４（Ｂ）は球状アルミナ粒子による配向状態を示している。
写真から分かるように、図４（Ａ）に示す拘束シートのアルミナ粒子はシート面に平行に平板面が配向し、接触面積が大きいことが分かる。従って、拘束シートあるいは印刷面でもこの面をグリーンシート積層体５０に対向させると拘束力、除去性の点で好適である。
一方、図４（Ｂ）に示すものでは、大小さまざまな球状アルミナ粒子がアトランダムに散在しているため、それらが積層体５０のセラミック粒子１５の隙間に入り込み易く、除去性が悪い。
【００２１】
図５は、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法を示す工程図を示す。
図５（Ａ）は、複数のグリーンシート１０ａ〜１０ｃを準備する工程を示している。但し、ここでは3層としているが、積層数は回路構成によって異なり10層以上積層する場合もある。
図５（Ｂ）は複数のグリーンシート１０ａ〜１０ｃ（この例では全てのグリーンシートとした）にビアホールを作製する工程を示す。まず第１層目のグリーンシートを、積層・圧着を行うプレス機に、ベースとなるキャリアシートを下側の金型にセットする。キャリアシートは、積層体製作後、剥離が可能である。
図５（Ｃ）は、前記複数のグリーンシート１０ａ〜１０ｃのうち、所望のグリーンシートのビアホール２０ａに導体ペーストでビア導体３０ａを適宜作製する工程と、所望のグリーンシートの表面に導体ペーストで導体パターン４０ａを適宜作製する工程とを示す。
ここで、所望のグリーンシートとは、多層セラミック基板の回路設計の必要に応じてビア導体３０ａや導体パターン４０ａを形成するグリーンシートをいう。図５（Ｃ）の例では、全てのグリーンシートにビア導体３０ａや導体パターン４０ａを形成した。
【００２２】
次に、多層セラミック基板の表層となるグリーンシートを、キャリアシート上にセットし、上側の金型で所定の圧力、温度、時間プレスし圧着する。上下の金型はヒーターを内蔵した単純な平板形状でよい。プレスによる圧着が終わると、キャリアフィルムを剥離する。この時、グリーンシートはキャリアシートに強固に固定されており、キャリアフィルムの剥離に際して一緒に剥離されることはない。
図５（Ｄ）は、プレスによる圧着、キャリアフィルムの剥離工程を繰り返して、前記ビア導体３０ａ及び／または導体パターン４０ａを形成した複数のグリーンシート１０ａ〜１０ｃを積層してグリーンシート積層体５０を作製する工程を示す。
次に、第２層目のグリーンシートを積層する。グリーンシートには、内層に所定パターンの内部回路を構成する導体パターンが印刷されている。グリーンシートを、主面が第１層のグリーンシートに当接するようにセットし、第１層の場合と同様に、プレスし圧着する。この時、プレス温度をシートおよび印刷ペースト内の粘着剤が軟化する温度とすれば、加圧力によりセラミック部、印刷部ともに相手側のグリーンシートと接合される。プレス温度は粘着剤の種類にもよるが、通常４０〜９０℃程度の低温でよく、接合強度は加圧力を変えることにより調整できる。
圧着後、キャリアフィルムを剥離する。第３層以降は、第２層目の積層で述べたと同様な一連の作業を繰り返す。
【００２３】
なお、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法は、前述の積層体作製方法に限定されるものではない。例えば、積層工程では、キャリアフィルムを用いないで、ステンレスなどの剛性の高い枠にグリーンシートを軽い張力を維持した状態で張り、剛性の高い枠ごと取り扱って印刷と積層を行う方法や、シート状のセラミックのみならず液状ペーストのセラミック材料の塗布／乾燥を繰り返す方法を採ることも可能であり、いずれの積層体作製方法を用いても本発明は有効に適用可能である。
また、図５（Ｄ）には図示してないが、グリーンシート積層体５０を作製した後に、焼成後の最終分割を容易にするための分割溝を入れることも、しばしば有効である。
【００２４】
図５（Ｅ）は、前記複数のグリーンシート１０ａ〜１０ｃの焼成温度では焼結しないアルミナ粒子をバインダで結合した拘束シート６０ａ，６０ｂを前記グリーンシート積層体５０の両面に積層した状態を示す図であり、このまま一体に焼成する。
【００２５】
図５（Ｆ）は、焼成後の前記グリーンシート積層体５０から前記焼結しない拘束シート６０ａ，６０ｂを除去する工程が完了した状態を示す。焼成によって積層方向に収縮しているが、面内（図では横方向）ではほとんど収縮していない。このようにして、所望層同士の配線パターンが接続され、三次元回路を形成することができる。
【００２６】
本発明に係る多層セラミック基板の製造方法においてグリーンシート１０ａ〜１０ｃに用いるセラミックの材料組成は、銀などの導体ペーストと同時焼成できる低温焼結セラミックス材料、所謂ＬＴＣＣセラミックなら何でも使用できる。より好ましくは、主成分であるＡｌ，Ｓｉ，Ｓｒ，ＴｉをそれぞれＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、ＴｉＯ２に換算したとき、Ａｌ２Ｏ３換算で１０〜６０質量％、ＳｉＯ２換算で２５〜６０質量％、ＳｒＯ換算で７．５〜５０質量％、ＴｉＯ２換算で２０質量％以下（０を含む）であり、その主成分１００質量％に対して、副成分として、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種をＢｉ２Ｏ３換算で０．１〜１０質量％、Ｎａ２Ｏ換算で０．１〜５質量％、Ｋ２Ｏ換算で０．１〜５質量％、ＣｏＯ換算で０．１〜５質量％含有し、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種をＣｕＯ換算で０．０１〜５質量％、ＭｎＯ２換算で０．０１〜５質量％、Ａｇを０．０１〜５質量％含有し、その他不可避不純物を含有している混合物を７００℃〜８５０℃で仮焼し、これを粉砕して平均粒径０．６〜２μmの微粉砕粒子とした誘電体磁器組成物がある。
これらにより、本発明の誘電体磁器組成物は、銀や銅、金といった高い導電率を有する金属材料を内部電極として用いて、一体焼結を行うことができる。よって、本発明によると、高いQ値を有する誘電体材料を用い、しかも電気抵抗による損失を抑えた内部電極を用い、極めて損失の小さい電子部品を構成することができる。これにより、優れた電気特性および低損失な多層セラミック基板を実現することができる。
【００２７】
本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、拘束シート６０ａ，６０ｂに用いるセラミックの材料組成は、グリーンシート１０ａ〜１０ｃに用いるＬＴＣＣセラミックの焼成温度では焼成しないものであれば使用できるが、様々な種類のアルミナが安価に入手できるのでアルミナを用いることが一般的である。
【００２８】
本発明に係る多層セラミック基板の製造方法におけるグリーンシート１０ａ〜１０ｃと、拘束シート６０ａ，６０ｂの作製および拘束シートの形成手順について説明する。
グリーンシート１０ａ〜１０ｃは多層セラミック基板１００の誘電体層を形成する、一方拘束シート６０ａ，６０ｂは焼成の間だけＸ−Ｙ方向の収縮を拘束して焼成後は除去される、という機能の差があり材料組成も異なるものの、共にグリーンシートの製造という観点からは共通している。
【００２９】
本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、グリーンシート積層体５０や拘束シート６０ａ，６０ｂに用いるグリーンシートの製造方法には、従来からのドクターブレード法などが適用できる。すなわち、ドクターブレード法などにより、誘電体、バインダ、及び可塑剤、溶剤等よりなるセラミックスラリーを、ポリエチレンテレフタレートフィルムのようなキャリアフィルム上に均一な厚さで塗布し、数十μｍから数百μｍのグリーンシート１０ａ，１０ｂ，１０ｃを形成する。
拘束グリーンシート６０ａ，６０ｂは、セラミックのグリーンシート１０ａ，１０ｂ，１０ｃの作製と同様にして、有機バインダ、可塑剤、溶剤等を用いて成形することによって得られる。有機バインダ、可塑剤、溶剤としては、セラミックのグリーンシート１０ａ，１０ｂ，１０ｃで使用したのと同様な材料が使用可能である。
【００３０】
ここで、可塑剤を添加するのは、拘束シートに可撓性を付与し、積層時に拘束シートとの密着性を高めるためである。
セラミックスラリーには、グリーンシートを形成するに必要なだけのバインダ量を含有させている。最適なバインダ量は、誘電体の粒子サイズや成分などによって異なるため、一義的ではなく、ケースバイケースで決定する。
必要に応じて、乾燥後のグリーンシートをキャリアシートが付いたまま所定の寸法に裁断する。
【００３１】
次にスクリーン印刷により、キャリアシートの反対面である主面の製品となる所定箇所に、所定パターンの内部回路を印刷する。印刷用ペーストは、導体として作用するＡｇ粉と、これを印刷面に定着するための粘着剤を有している。
次に、グリーンシートを所定の順序に積層・圧着し積層ブロックを形成する。その後、積層ブロックの底面に底面側電極を印刷し、更に必要に応じて、上面またもしくは下面に溝入れ加工を施した後、拘束シート６０ａ、６０ｂを圧着する。しかる後焼成炉において脱脂・焼成して、多層セラミック基板を完成させる。
【００３２】
なお、図５において、多層セラミック基板の第１層、すなわち表層のＡｇ電極の導体パターン４０ａ，４０ｂの一部に、また更に底面側の４０ｇ、４０ｈの一部にも、図示しないオーバーコートを設けることも多い。オーバーコートの材質としては、例えばアルミナ−ガラス系低温焼成セラミック材料に例えばオーバーコート自身の視認性を向上するような機能を付与するための添加成分を加えた絶縁層が挙げられる。なお、焼結収縮特性や熱膨張特性がＬＴＣＣセラミック基板の素材と近似していることが望ましい。
表層の導体パターン４０ａ、４０ｂ、４０ｇ、４０ｈの一部、周縁にオーバーコートを被覆して電極被覆領域を形成することにより、表層の導体パターン４０ａ、４０ｂ、４０ｇ、４０ｈの機械的保護と共に、多層セラミック基板を使用する際に、表層の導体パターン４０ａ、４０ｂ、４０ｇ、４０ｈの上に設けた半田が流れ出して意図しない導電部と短絡することを防止することが多い。その場合には、表層の導体パターン４０ａ、４０ｂ、４０ｇ、４０ｈのみならず、オーバーコートへの拘束層のアルミナ粒子の残留を極力低減する必要がある。
【００３３】
前述の拘束シートは、セラミックのグリーンシートを積層することにより形成したが、セラミックのグリーンシートに代えて平板状アルミナ粒子を主とするペーストを作製し、印刷手段により印刷層を形成することでも実施できる。例えば、図６（Ａ）のように当初ペースト内にアトランダムに存在した平板状のアルミナ粒子が、（Ｂ）に示すように印圧のかかった状態でスキージが移動しながら塗布されることによって、グリーンシート積層体上に平行に配向されるアルミナ粒子が多くなり、図７（Ｅ）に図示するように、印刷層６７ａ，６７ｂとして形成することも出来る。
図７の（Ａ）〜（Ｄ）の工程は図５と共通であるが、（Ｅ）（Ｆ）の工程が異なる。即ち、（Ｅ）の工程で、グリーンシート積層体５０の両面に印刷層６７ａ、６７ｂを形成し、更に（Ｆ）の工程において上記した実施例と同様の拘束シート６０ａ，６０ｂを印刷層の上に積層し、その後、同時焼成をする多層セラミック基板の製造方法である。このように、印刷層６７ａ、６７ｂだけでなく、その印刷層の上に拘束シート６０ａ、６０ｂを積層する方が、比較的厚いセラミック基板に対して効果的な厚い拘束層を効率的に形成することが出来るので、印刷層６７ａ，６７ｂと拘束シート６０ａ，６０ｂとを組み合わせて拘束層とすることが望ましい。
【００３４】
有機バインダの量は４ｖｏｌ％以上、１０ｖｏｌ％未満に低減することができる。例えば、セルロース系樹脂が、合成樹脂の中では熱分解性が良く粘度調整をし易いので、好ましい。平板状アルミナを準備し、別途合成樹脂としてのエチルセルロースを、有機溶剤としてのテルピネオールに溶かしたビヒクルを準備し、アルミナとビヒクルを乳鉢と乳棒で予備混合した後、3本ロールで混合することによりペーストが作製される。
この時のエチルセルロース量は通常１０ｖｏｌ％未満で良い。つまり、印刷ペーストに使用するバインダは、印刷に必要な粘度特性とペーストを構成する粉末同士の密着性及び基板への密着性を有する程度であればよいので、通常１０ｖｏｌ％未満で良い。
より多くのバインダの添加は、印刷膜単体の強さを増大し、基板との密着性を高めることができるが、無機材料粉末の充填率が減少するとともに分解物による導体パターンなどによる外部電極への悪影響がある。無機材料粒子の充填率が高い方が、収縮率低減とそのばらつき低減に有効であり、印刷された無機材料粒子の印刷層６７ａ，６７ｂとグリーンシート積層体５０とは圧着により密着させることができる。また、印刷によって拘束層を形成する方法では、分割溝があっても溝内部にペーストが入り込むことにより、分割溝部にある程度の拘束力を発揮することができ、分割溝部の変形を抑制できるというメリットがある。その他にも、特定の微小領域に拘束層をさらに厚く設ける、もしくは、逆に特定の微小領域以外の領域に拘束層を印刷することにより、微小領域の拘束層を薄くすることが容易である、というメリットがある。
前述の印刷手段による印刷層６７ａ，６７ｂの形成後、その印刷層６７ａ，６７ｂの上にグリーンシートによる拘束シート６０ａ、６０ｂを積層し、印刷層６７ａ，６７ｂと拘束シート６０ａ、６０ｂを組合せれば、より厚い拘束層が必要なときに生産性が良い。
【実施例】
【００３５】
以下、具体例を例示した図面を参照して本発明に係る多層セラミック基板の製造方法を説明する。
図１は、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において拘束シートに用いる平板状アルミナ粒子の模式図である。
実施例は、表１の試料No.1〜No.3に示す３つの平板状アルミナを用いた。試料No.1は平均粒径５μｍ、試料No.２は平均粒径２．５μｍ、試料No.３は平均粒径０．６μｍであり、粒子の厚みは、試料No.1が約０．５〜１．５μｍ、試料No.2が約０．２５〜０．５μｍ、試料No.３が約０．１〜０．２μｍの範囲にあった。直径Ｄ／厚みｔで定義されるアスペクト比で３〜１５の範囲にある粒子を用いた。ここで、直径Ｄは下記するように、平板状アルミナ粒子を、角度４５度を成す線分で切断した時の長さを測定して４個の測定値の平均値を用い、厚みｔはこれら測定した粒子の厚みの平均値を用いて表すことにする。
比較例は試料No.4〜No.6に示すもので、No.4は平均粒径０．５μｍ、No.5が平均粒径１．５μｍのそれぞれ球状アルミナであり、No.6は拘束シートがない場合である。
そして、これら試料No.1、２、３（実施例）及び試料No.４、５、６（比較例）を用い、試料No.６を除いては拘束シートを作製し、焼成して拘束シートを除去した後の残留アルミナ粒子量（ｗｔ％）をＥＤＸで分析し、収縮率、収縮バラツキを比較した。同時に、反り、めっき性（めっき付け性）、半田濡れ性（はんだ付け性）も比較した。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１から、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法によると、拘束シートの除去性が十分であり、多層セラミック基板や、その表面に形成された導体パターンの損傷、剥離の無い、高精度で高度な平坦性を有する低温焼成（ＬＴＣＣ）多層セラミック基板の画期的な製造方法を提供できることが分かる。その結果、高精度で高度な平坦性を有する信頼性の高い多層セラミック基板を得られた。
【００３８】
ここで、上記粒子の平均粒径は、平板状のアルミナ粒子を、角度４５度を成す線分で切断した時の長さを測定して４個の測定値の平均値とした。
残留アルミナ粒子の残留アルミナ量は、導体パターン表面に残留するアルミナ量をＥＤＸで分析して比較した。ＥＤＸの加速電圧は１０ｋＶ、取り込み時間は５０秒である。
なお、導体パターンの更に下層には多層セラミック基板の主成分の一つであるアルミナが存在するため、それをも検出して表面のアルミナ測定値に誤差をもたらす可能性がある。そこで、アルミナの拘束シートを使用しない自由焼成のセラミック基板でも同様に分析（参照データ）を行い、導体パターンの下層に存在する多層セラミック基板の影響が無いことを確認した。
【００３９】
反りの評価方法について説明する。試料としての多層セラミック基板の表面の位置座標を１６個の基準点で、レーザー変位計を用いて測定し、それらの位置座標から試料表面が本来持つべき仮想平面を求め、この仮想平面と実際の試料表面との距離を求め、これに基づき求められる。前記仮想平面の式は最小二乗法により求められ、仮想平面と実際の試料表面との変位の最大値と最小値との差を反り量とした。
その結果、本発明に係る多層セラミック基板の反りは、比較例１および２に示す球状アルミナを用いた拘束シートと比較して同等以下であることが確認できた。同時に比較例３に示す拘束をしない収縮プロセスによるものよりも小さな反りであったことは言うまでもない。
【００４０】
収縮バラツキの評価方法について説明する。収縮バラツキは、試料としての多層セラミック基板上のパターンの位置座標を１６個の基準点で測定し、それらの位置座標間の距離と設計値の距離を求め、そのバラツキを最小二乗法により統計処理した。その結果、本発明に係る多層セラミック基板の収縮バラツキは、比較例１および２に示す球状アルミナを用いた場合と比較して同等以下であることが確認できた。また同時に比較例３に示す拘束をしない収縮プロセスによるものよりも小さなバラツキであった。
【００４１】
めっき性の評価方法について説明する。ここでめっき性とは、焼成後の多層セラミック基板の表面に形成されたＡｇ導体パターン層の表面を保護する目的でＮｉめっき処理する際のＮｉめっきの付着性を言い、目視観察により、めっき付き性を調べた。はんだ付け性については、Ｎｉめっき処理後の導体パターン層のピール（引き剥がし）強度を測定することにより行った。
すなわち、多層セラミック基板を２３０±５℃のＰｂ−Ｓｎ共晶ハンダで満たされたハンダ槽に５±０．５秒間半田ディップし、めっき被膜を有する１辺が２ｍｍの正方形の表面の導体パターン層表面にハンダ層を形成した。次に、半田層を有する表面の導体パターン層の上に直径１ｍｍのスズメッキＣｕ線を半田によりＬ字状に接着し、引張試験機にてこのスズメッキＣｕ線を垂直上方に１０ｍｍ／分の速度で引っ張り、破断したときの強度を測定して評価した。
その結果、本発明に係る多層セラミック基板のめっき性とはんだ付け性は、比較例１および２に示す球状アルミナを用いた場合の多層セラミック基板に比べて格段に改善されていることが確認できた。これは、本発明に係る多層セラミック基板における残留アルミナ粒子量が格段に低減されたことと関連する。
【００４２】
以上、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法によると、拘束シートの除去性が格段に改良されるので、除去に際して強度のブラスト処理を施す必要は無く、超音波洗浄を併用すると簡単なブラスト処理で拘束シートを除去でき、更に多層セラミック基板の表面や表面に形成された導体パターン層へのアルミナの残留も顕著に減少できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る多層セラミック基板の製造方法および多層セラミック基板によると、高性能で信頼性の高い電子機器、例えば携帯電話が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、拘束シートに用いられる平板状アルミナの模式図である。
【図２】本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、拘束シートの中の平板状アルミナが圧縮により配向する様子を示した模式図である。（Ａ）はアトランダムに存在する場合を示す図、（Ｂ）はドクターブレードの規制などにより圧縮力を掛けられている過程の図、（Ｃ）はキャリアフィルム面に平行に配向した様子を示す図である。
【図３】拘束シートや印刷層でなる拘束層側と、焼成しようとするグリーンシート積層体側との界面を模式的に示した断面図である。（Ａ）と（Ｂ）は本発明に係る多層セラミック基板の製造方法に係る場合を示す図、（Ｃ）は従来の球状アルミナを用いた多層セラミック基板の製造方法に係る場合を示す図である。また（Ａ）は平板状アルミナ粒子が小さい（直径Ｄが小さい）場合を示す図、（Ｂ）は平板状アルミナ粒子が大きい（直径Ｄが大きい）場合を示す図である。
【図４】本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、拘束シートの中の平板状アルミナ粒子の配向を拘束シートと直交方向から観察したＳＥＭ（走査型電子顕微鏡写真）図である。（Ａ）は平均粒径５μｍの平板状アルミナ粒子の自由面側を見た状況、（Ｂ）は従来の平均粒径１．５μｍの球状アルミナ粒子の自由面側を見た図である。
【図５】本発明に係る多層セラミック基板の１つの製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、平板状アルミナ粒子を用いた印刷層を形成する状況を示す模式図である。
【図７】本発明に係る多層セラミック基板の印刷層と拘束シートを組合わせた製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ａ〜１０ｃ：グリーンシート
１５：セラミック粒子
２０ａ・・・：ビアホール
３０ａ・・・：ビア導体（焼成前）
４０ａ・・・：導体パターン（焼成前）
５０：グリーンシート積層体
６０ａ，６０ｂ：拘束シート
６５ａ，６５ｂ：平板状アルミナ粒子
６７ａ、６７ｂ：印刷層
６５ｃ：粒状アルミナ粒子
７０ａ〜７０ｃ：セラミック層
８０ａ・・・：ビア導体（焼成後）
９０ａ・・・：導体パターン（焼成後）
１００：多層セラミック基板
【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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