(57)【要約】【課題】  凹部底面における基体の厚さが、薄く、より一層の低背化が可能で、かつその凹部の底面に変形のないセラミック基板を提供すること。【解決手段】  複数のセラミック層１ａを積層して成る基体１と、該基体１の主面に形成された凹部２とを具備し、前記凹部２の底面における前記基体１の厚さが０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミック層を積層して成る基体と、該基体の主面に形成された凹部とを具備し、前記凹部の底面における前記基体の厚さが０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍであることを特徴とするセラミック基板。
【請求項２】
前記凹部は、底面の面積が２５ｍｍ２乃至１２１ｍｍ２以下であり、等高線の間隔を１０μｍとしたモアレ干渉法により測定したときに生じる干渉縞が５本以下であることを特徴とする請求項１記載のセラミック基板。
【請求項３】
前記干渉縞は、前記凹部底面の中央部を中心として、同心円状に生じることを特徴とする請求項２記載のセラミック基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３記載のセラミック基板の前記基体に、前記凹部の内側から外表面にかけて導出するようにして配線導体が形成され、前記凹部内に電子部品が収納されることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項５】
請求項４記載の電子部品収納用パッケージと、前記凹部内に収納されるとともに前記電極と電気的に接続された電子部品とを具備することを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック層を積層して成るセラミック基板、およびそのセラミック基板を用いて形成される電子部品収納用パッケージならびに電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光半導体素子や半導体集積回路素子等の半導体素子、水晶振動子、圧電セラミック部品、弾性表面波素子、容量素子等の電子部品を収容するための電子部品収納用パッケージ等に使用されるセラミック基板は、セラミック層を積層して成る基体と、基体の主面に形成された電子部品収納用の凹部とを具備する構造である。
【０００３】
このセラミック基板の基体に、凹部の内側から基体の外表面に導出するようにして配線導体を形成することにより電子部品収納用パッケージが形成される。
【０００４】
この電子部品収納用パッケージの凹部内に電子部品を収納し、凹部の底面に電子部品をろう材や樹脂、ガラス等を介して接合するとともに電子部品の電極を配線導体と電気的に接続し、凹部を蓋体等で塞いで電子部品を気密封止することにより電子装置として完成する。
【０００５】
完成した電子装置は、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器に部品として実装されて使用される。
【０００６】
このようなセラミック基板は、一般に、以下の方法により製作されている。
【０００７】
まず、酸化アルミニウムや酸化ケイ素等の原料粉末を有機溶剤、バインダーとともに混練してセラミックスラリーを作製し、次に、セラミックスラリーをドクターブレード法等の加工方法によりシート状に成形して複数のグリーンシートを作製し、次に、グリーンシートのうち一部のものに打抜き加工を施して凹部を形成するための開口部を形成し、次に、複数のグリーンシートを、開口部を形成したものが上層に位置するようにして積層するとともに、４ＭＰａ〜２０ＭＰａＭＰａ程度の大きな圧力で上下から加圧し、層間を密着させて生セラミック積層体となし、その後、生セラミック積層体を焼成することにより製作される。
【特許文献１】特許３４７２５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近時、電子機器に使用される電子装置の小型化、薄型化に対応して、上記電子部品収納用パッケージ等に用いられるセラミック基板は、薄型化が強く要求されるようになってきている。
【０００９】
セラミック基板を薄型化する場合、凹部内に電子部品を収納するだけの高さは最低限必要であるため、凹部の底面における基体の厚さを極力薄くすることが必要になる。
【００１０】
しかしながら、従来のセラミック基板においては、凹部の底面における基体厚さを０．３ｍｍよりも薄くしようとすると、凹部の底面において基体に反り等の変形が生じ、平面度が低下するという問題があった。平面度は、モアレ干渉法等により測定することができ、例えば、凹部の底面における基体の厚さが０．２ｍｍの場合、等高線の間隔１０μｍのモアレ干渉縞が６本以上発生する。なお、等高線の間隔とは、隣り合う等高線の間に対応する、被測定物の表面の高低差を意味する。干渉縞の等高線の間隔（Δｈ）は、平行光を用いた場合であれば、光の格子への入出射角（θ）と格子の間隔（ｐ）に応じて決まる。（例えば、特開２００２−３９７２６号公報）
（式）Δｈ＝ｐ／（２ｔａｎθ）
凹部の底面において基体の平面度が低下すると、電子部品を凹部内に正常に収納して凹部の底面に固定することができなくなり、電子部品の電極を対応する配線導体に確実に接続することができなくなる等の不具合を生じてしまう。
【００１１】
また、例えば、電子部品がＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の光半導体素子である場合、光半導体素子の上面の受光面に対して蓋体がわずかでも傾くと、蓋体を透過して凹部内に入射する光が受光面に対して歪み、正確に受光することができなくなってしまう。そのため、従来は、凹部の底面において基体の厚さを０．３ｍｍ以上確保する必要があり、それ以上の薄型化が難しいという問題があった。
【００１２】
上記凹部底面における基体の変形は、以下のような原因によると考えられる。
【００１３】
すなわち、
グリーンシートを積層して密着させるときに加えられる４ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の大きな圧力が、グリーンシート（積層体）のうち凹部を取り囲む部位を介して薄い凹部底面に、凹部の底面を中心方向に向けて押し付けるような応力として伝わり、この応力により薄いグリーンシートが褶曲、変形する。
【００１４】
また、このときの圧力は、凹部を取り囲む部位には効率よく伝わるが、凹部の底面に対しては直接には作用しないことから、薄いグリーンシートのうち特に凹部の底面となる部位が固定されず変形しやすい状態となっているため、上記のような凹部底面における基体の変形が非常に発生しやすくなっている。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題を解消するために考案されたものであり、その目的は、底面の厚さが、たとえば０．３ｍｍ程度未満と薄く、より一層の低背化可能で、かつその凹部の底面における平面度が良好なセラミック基板、および、そのセラミック基板を用いた電子部品収納用パッケージ、電子装置を提供することにある。
【００１６】
なお、基体の厚さを従来の０．３ｍｍ程度よりも薄いものとする際、その差はわずか約０．１ｍｍであるため、容易なように思われるが、厚さの比に換算すると６７％以下と非常に大きな割合で薄型化することになり、また、このように厚さの薄い領域ではわずかな厚さの減少でもグリーンシートの機械的な強度の低下が著しいためグリーンシートを積層して密着させるときに加えられる４ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の大きな圧力で凹部底面における基体の変形が非常に発生しやすくなっている。この差０．１ｍｍの薄型化は極めて困難で、従来、このような薄型のセラミック基板は提供されていなかった。
【００１７】
また、セラミック基板等の基板の表面の平面度を高くするための手法としては、ラッピングやポリシング等の平面研磨加工が知られており、このような研磨加工を基体に対して施すということも考えられるが、凹部の底面における基体の厚さを０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍとした場合、基体の厚さが非常に薄く、機械的強度が低いので、研磨時に作用する外力により基体に割れ等の機械的な破壊が生じてしまう。
【００１８】
また、サンドブラスト等のブラスト加工により凹部の底面の凹凸を研削して平面度を高くするという手段も考えられるが、この場合、薄い凹部の底面における表面粗さが粗くなり、また部分的に厚さが薄くなってしまうので、上記の研磨の場合と同様に、基体に割れ等の不具合を誘発しやすくなってしまう。また、凹部の底面に電子部品を接合材を介して搭載するようなときに接合材の流れが悪くなるおそれもある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明のセラミック基板は、複数のセラミック層を積層して成る基体と、該基体の主面に形成された凹部とを具備し、前記凹部の底面における前記基体の厚さが０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍであることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明のセラミック基板は、前記凹部は、底面の面積が２５ｍｍ２乃至１２１ｍｍ２以下であり、等高線の間隔を１０μｍとしたモアレ干渉法により測定したときに生じる干渉縞が５本以下であることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明のセラミック基板は、前記干渉縞は、前記凹部底面の中央部を中心として、同心円状に生じることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、上記構成のセラミック基板の前記基体に、前記凹部の内側から外表面にかけて導出するようにして配線導体が形成され、前記凹部内に電子部品が収納されることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、前記凹部内に収納されるとともに前記電極と電気的に接続された電子部品とを具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のセラミック基板によれば、凹部の底面における基体の厚さが０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍであることから、基体の厚さを電子部品の厚さと同程度までに薄くすることができる。
【００２５】
この場合、基体の厚さが従来の厚さの０．３ｍｍに対して０．１ｍｍ程度薄くなるだけなので、一見、あまり効果がないように思われるが、カメラ付き携帯電話やデジタルカメラに代表される薄い撮像用の光半導体素子を組み込むことを必要とする電子製品においては、光半導体素子を組み込むためのＣＣＤセンサー、ＣＭＯＳセンサー等に代表される光半導体収納用のパッケージや、ＩＣカード用の半導体集積回路収納用のパッケージ等の、薄型化が強く要求される分野では、この薄型化により極めて大きな効果を得ることができる。
【００２６】
その結果、電子部品収納用パッケージや電子装置の薄型化に有効なセラミック基板を提供することができる。
【００２７】
また、本発明のセラミック基板は、凹部の底面の面積が２５ｍｍ２乃至１２１ｍｍ２以下であり、等高線の間隔を１０μｍとしたモアレ干渉法により測定したときに生じる干渉縞が５本以下である場合には、凹部の底面の面積を十分に広く確保して、光半導体素子や半導体集積回路素子等の半導体素子、水晶振動子やセラミック圧電部品等の圧電振動子、弾性表面波素子、容量素子等の電子部品を効率よく収納することができる。また同時に、干渉縞の発生数が少なく、平面度が良好であるので、電子部品を凹部底面に正常な位置に、傾き等の不具合を生じさせること無く固定することができる。その結果、薄型でかつ高機能の電子部品収納用パッケージや電子装置をより確実に形成することが可能なセラミック基板とすることができる。
【００２８】
また、本発明のセラミック基板において、上記干渉縞が、凹部底面の中央部を中心として同心円状に生じるようにした場合には、凹部の底面は、中央部が高く、外周部に向かって、全周において、漸次その高さが低くなるような形状になるので、例えば凹部の底面に電子部品を載置し、接合材で接合固定するような場合、凹部の中央部に電子部品の底面の中央部分が載置されるとともに、電子部品の下面と凹部の底面との間に、電子部品の外周部に向かって漸次大きくなる接着材の溜まりが形成されるので、電子部品を凹部の底面により一層確実・強固に接着固定することができる。
【００２９】
また、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、上記構成のセラミック基板の基体に、前記凹部の内側から外表面にかけて導出するようにして配線導体が形成され、前記凹部内に電子部品が収納されることから、薄くかつ高機能な電子装置を形成することが可能な、電子部品収納用パッケージを提供することができる。
【００３０】
また、本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、凹部内に収納されるとともに電極と電気的に接続された電子部品とを具備することから、薄くかつ高機能なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明のセラミック基板、電子部品収納用パッケージおよび電子装置について以下に詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明のセラミック基板、電子部品収納用パッケージおよび電子装置の一実施例を示す断面図であり、図１において、１は複数のセラミック層１ａを積層して成る基体、２は基体１の上面に形成された凹部であり、これらの基体１および凹部２により本発明のセラミック基板３が形成される。
【００３３】
また、セラミック基板３の基体１に配線導体４を形成することにより電子部品収納用パッケージ５が形成され、電子部品収納用パッケージ５に電子部品６を収納することにより電子装置７が形成される。
【００３４】
セラミック層１ａは、酸化アルミニウム質焼結体や、ガラスセラミック焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、チタン酸バリウム質焼結体、チタン酸鉛質焼結体等のセラミック焼結体により形成される。なお、セラミック焼結体の種類は、セラミック基板の用途に応じて適宜選択することができる。例えば、基体１の機械的な強度を重視する場合は各セラミック層１ａを酸化アルミニウム質焼結体等で形成する。また、基体１中に静電容量の大きな部位を確保するような場合には、対応するセラミック層１ａを比誘電率の大きなチタン酸バリウム質焼結体等で形成する。
【００３５】
基体１は、例えば、各セラミック層１ａが酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム等のセラミック粉末を有機溶剤、バインダー等とともに支持体上でシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製するとともに、所定のものに打抜き加工を施して枠状のセラミックグリーンシートを形成し、その後、打抜き加工を施していないセラミックグリーンシートが下層に位置し、枠状のセラミックグリーンシートが上層に位置するように積層してセラミックグリーンシート積層体を形成し、焼成することにより製作される。
【００３６】
本発明のセラミック基板３は、凹部２の底面における基体１の厚さが０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍである。
【００３７】
凹部２の底面における基体１の厚さを０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍとすることにより、基体１の厚さを、例えば凹部２に収納される電子部品５の厚さと同程度までに薄くすることができる。
【００３８】
この場合、基体の厚さが従来の厚さの０．３ｍｍに対して０．１ｍｍ程度薄くなるだけなので、一見、あまり効果がないように思われるが、カメラ付き携帯電話やデジタルカメラに代表される薄い撮像用の光半導体素子を組み込むことを必要とする電子製品においては、光半導体素子を組み込むためのＣＣＤセンサー、ＣＭＯＳセンサー等に代表される光半導体収納用のパッケージや、ＩＣカード用の半導体集積回路収納用のパッケージ等の、薄型化が強く要求される分野では、この薄型化により極めて大きな効果を得ることができる。
【００３９】
その結果、電子部品収納用パッケージ５や電子装置７の薄型化に有効なセラミック基板を提供することができる。
【００４０】
なお、凹部２の底面における基体１の厚さが０．２ｍｍを超えると、従来のセラミック基板に比べて薄型化が不十分であり、上記のような電子機器用の用途等において十分な効果を得ることができない。また、０．０５ｍｍ未満であると、セラミック基板３の機械的な強度が弱くなりすぎるため、凹部２の底面に電子部品６を搭載するときの熱応力等の応力により基体１にクラック等の機械的な破壊が生じやすくなるため、電子部品収納用パッケージ等の用途で使用されるセラミック基板としての信頼性が不十分なものとなってしまう。従って、凹部２の底面における基体１の厚さは０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍとする必要がある。
【００４１】
また、本発明のセラミック基板１において、凹部２の底面の面積を２５ｍｍ２乃至１２１ｍｍ２とし、等高線の間隔を１０μｍとしたモアレ干渉法により測定したときに生じる干渉縞を５本以下とした場合には、
凹部２の底面の面積を十分に広く確保して、光半導体素子や半導体集積回路素子等の半導体素子、水晶振動子やセラミック圧電部品等の圧電振動子、弾性表面波素子、容量素子等の電子部品６を効率よく収納することができる。
【００４２】
また同時に、干渉縞の発生数が少なく、凹部２底面の平面度が良好であるので、電子部品６を凹部２底面に正常な位置に、傾き等の不具合を生じさせること無く固定することができる。その結果、薄型でかつ高機能の電子部品収納用パッケージ５や電子装置７をより確実に形成することが可能なセラミック基板とすることができる。
【００４３】
この場合、凹部２の底面の面積が２５ｍｍ２以下では電子部品６を効率よく収納することが難しくなり、１２１ｍｍ２を超えると、セラミック基板３１の機械的な強度が弱くなりすぎるため、薄い凹部２の底面に電子部品６を搭載するときの熱応力等の応力によりクラック等の機械的な破壊が生じやすくなるおそれがある。
【００４４】
また、干渉縞の発生数が５本を超えると、凹部２の底面の平面度が不十分となり、例えば、電子部品収納用パッケージとして使用し、凹部２内に電子部品６を収納するようなときに、電子部品６を所定の位置に固定することが難しく、電子部品６の電極を対応する配線導体４に正確に接続させることが難しくなったり、電子部品６が傾いてしまったりする。電子部品６が傾くと、例えば電子部品６が光半導体素子の場合、上面の受光面が傾いてしまい、受光精度が劣化する傾向がある。従って、凹部２は、底面の面積が２５ｍｍ２乃至１２１ｍｍ２以下であり、等高線の間隔を１０μｍとしたモアレ干渉法により測定したときに生じる干渉縞が５本以下であることが好ましい。
【００４５】
この場合、等高線は各干渉縞が生じている位置に相当し、等高線の間隔とは、隣り合う等高線の間に対応する、被測定物の表面の高低差を意味する。つまり、等高線の間隔が１０μｍの場合、被測定物（凹部２の底面）の表面の高さが１０μｍ変化するごとに、干渉縞が１本生じる。
【００４６】
なお、底面の面積が２５ｍｍ２乃至１２１ｍｍ２の凹部２は、例えば、１辺の長さが５ｍｍ×５ｍｍ〜１１ｍｍ×１１ｍｍの正方形や、そのような面積となる長方形等の四角形状等である。この場合、完全な四角形状とせずに、角部を円弧状に成形して角部で基体１にクラック等が生じることをより有効に防止したり、電子部品収納用パッケージ等の用途において収納される電子部品の形状等に応じて、外辺の一部を外側や内側に湾曲，屈曲させたりしてもよい。
【００４７】
また、モアレ干渉法による凹部２底面の測定は、格子の間隔が２０μｍの回折格子を凹部２の直上にセットした後、格子の上側から、入出射角度が４５度になるようにして回折格子を通して凹部の底面に光源から光を照射し、凹部の底面で反射した回折格子の像と、回折格子自体との重ね合わせにより生じる干渉縞（モアレ縞）の数を測定することにより行うことができる。回折格子は、例えば、ガラス板に、上記のような格子状のパターンで遮光部を形成することにより製作される。
【００４８】
この場合、干渉縞で示される等高線の間隔（Δｈ）は、平行光を用いた場合であれば、光の格子への入出射角（θ）と格子の間隔（ｐ）に応じて決まる。（下記式参照）なお、光源から照射される光を平行光とするには、光源と格子との間にレンズを配置しておく。
【００４９】
（式）Δｈ＝ｐ／（２ｔａｎθ）
例えば、θ＝４５度、ｐ＝２０μｍとした場合、Δｈ＝２０／（２ｔａｎ４５°）＝１０μｍになる。
【００５０】
また、本発明のセラミック基板３において、上記の干渉縞は、凹部２底面の中央部を中心として同心円状に生じることが好ましい。
【００５１】
干渉縞が、凹部２底面の中央部を中心として同心円状に生じるようにした場合には、凹部２の底面は、中央部が高く、外周部に向かって、全周において同じような傾斜で、漸次その高さが低くなるような形状になるので、例えば、後述するように凹部２の底面に電子部品６を載置し、接合材で接合固定するような場合、凹部２の中央部に電子部品６の底面の中央部分が載置されるとともに、電子部品６の下面と凹部２の底面との間に、電子部品６の外周部に向かって漸次大きくなる接合材の溜まりが形成されるので、電子部品６を凹部２の底面により一層確実・強固に接着固定することができる。
【００５２】
このセラミック基板３に、凹部２の内側から基体１の外表面にかけて配線導体４を形成することにより、凹部２内に電子部品６が収納される電子部品収納用パッケージが形成される。
【００５３】
配線導体４は、タングステン（W），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ），パラジウム（Ｐｄ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ）等の金属材料等の導体から成り、例えば、タングステンの粉末に有機溶剤，バインダーを添加混練して作製した導体ペーストを基体１を形成するセラミックグリーンシートの表面に印刷して導体層を形成しておくことにより形成される。
【００５４】
電子部品６は、上述のように、光半導体素子や半導体集積回路素子等の半導体素子、水晶振動子やセラミック圧電部品等の圧電振動子、弾性表面波素子、容量素子等であり、凹部２内に収納されるとともに、凹部２の底面に樹脂やろう材、ガラス等の接合材により接合固定される。
【００５５】
また、凹部２内に収納された電子部品６の電極は、配線導体４のうち凹部２内に露出している部位に、ボンディングワイヤ８や半田（図示せず）等の導電性接続材を介して電気的に接続される。
【００５６】
この場合、上記構成のセラミック基板３の基体１に、凹部２の内側から外表面にかけて導出するようにして配線導体４が形成され、凹部２内に電子部品６が収納されることから、薄くかつ高機能な電子装置７を形成することが可能な電子部品収納用パッケージを提供することができる。
【００５７】
なお、配線導体４の表面には、配線導体４の腐食防止のために、またはボンディングワイヤ８のボンディング性やはんだの濡れ性等の向上のために、ニッケル（Ｎｉ）やコバルト（Ｃｏ），Ｃｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ等のめっきを施すとよい。
【００５８】
電子部品収納用パッケージ５の凹部２に電子部品６を収納した後、必要に応じて、蓋体９を基体１の上面に取着して凹部２を塞ぐことや、凹部２内に封止用樹脂（図示せず）を充填すること等の手段で電子部品６を封止することにより、電子装置７が形成される。
【００５９】
本発明の電子装置７によれば、上記構成の電子部品収納用パッケージ５に電子部品６を収納して形成されることから、薄くかつ高機能なものとすることができる。
【００６０】
蓋体９の基体１に対する取着は、ろう材やガラス、樹脂接着剤等の接合材を介して接合する方法や、溶接等の方法により行うことができる。
【００６１】
次に、本発明のセラミック基板１について、凹部２の底面における基体１の厚さを０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍとし、好ましくは、底面の面積を２５ｍｍ２乃至１２１ｍｍ２以下、等高線の間隔を１０μｍとしたモアレ干渉法により測定したときに生じる干渉縞が５本以下とする製造方法について、一例を挙げて具体的に説明する。
【００６２】
なお、基体１の反り等の変形にともなう凹部２の底面の平面度の低下は、基体を製作する際に、セラミックグリーンシートの積層体を約４ＭＰａ〜２０ＭＰａという大きな圧力で加圧することに起因するので、平面度を高くするには、その加圧の圧力を低くし、かつセラミックグリーンシートの層間の密着を確保できるようにすればよい。以下に説明する具体例は、その一例であり、セラミックグリーンシートを、溶融成分を含有する層を含む２層構造とし、セラミックグリーンシートを上下に積層したときに、溶融成分を溶融させて上下のセラミックグリーンシートの層間を密着させるというものである。
【００６３】
図２は本発明のセラミック基板１の製造方法の一例を示す工程毎の断面図であり、１１は支持体、１４はセラミックグリーンシート、１５は導体層、１６はセラミックグリーンシート積層体である。この製造方法の例では、セラミックグリーンシート１４は、第１のセラミックグリーンシート層１２と第２のセラミックグリーンシート層１３とにより形成されている。
【００６４】
まず図２（ａ）に示すように、支持体１１上に第１のセラミックグリーンシート層１２を形成し、ついで図２（ｂ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート層１２上に第２のセラミックグリーンシート層１３を形成してセラミックグリーンシート１４を形成する。
【００６５】
第１のセラミックグリーンシート層１２および第２のセラミックグリーンシート層１３は、セラミック粉末、有機バインダー、溶剤等を混合したものが用いられる。第１のセラミックグリーンシート層１２はさらに溶融成分を含有する。第１のセラミックグリーンシート層１２および第２のセラミックグリーンシート層１３ともに、さらに可塑剤を添加してセラミックグリーンシート１４の硬度や強度を調整してもよい。
【００６６】
セラミック粉末としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，ガラスセラミック粉末（ガラス粉末とフィラー粉末との混合物），ＢａＴｉＯ３系，ＰｂＴｉＯ３系等の複合ペロブスカイト系セラミック粉末が挙げられ、セラミック基板３に要求される特性に合わせて適宜選択される。
【００６７】
ガラスセラミック粉末のガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（ただし、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎからなる），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は同一であっても異なっていてもよくＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎからなる），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（ただし、Ｍ１およびＭ２は同一であっても異なっていてもよくＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎからなる），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫからなる），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（ただし、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫからなる），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００６８】
また、ガラスセラミック粉末のフィラー粉末としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等のセラミック粉末が挙げられる。
【００６９】
セラミックグリーンシート１４に配合される有機バインダーとしては、従来よりセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系バインダーがより好ましい。
【００７０】
第１のセラミックグリーンシート層１２に含有される溶融成分は、セラミックグリーンシート積層体６を作製する際の加熱時に溶融状態となるものであり、炭化水素，脂肪酸，エステル，脂肪アルコール，多価アルコール等が挙げられる。スラリーを調整する際の溶媒への溶解性を考慮すると、分子量が小さくかつ極性を有する炭化水素，エステル，脂肪アルコール，多価アルコールが好ましい。さらに上述したアクリルバインダーとの相溶性を考慮すると、エステル，脂肪アルコール，多価アルコールがより好ましい。
【００７１】
溶融成分は前記のものの中でも、その融点が３５乃至１００℃であるものが好ましい。これは、この範囲の融点のものを用いると、常温では第１のセラミックグリーンシート層１２が軟化して変形することはないので、積層工程までのハンドリングが容易となり、セラミックグリーンシート積層体１６を作製する工程における加熱時にセラミックグリーンシート１４中のバインダーや可塑剤等の有機成分が分解することがないので、分解ガスによりデラミネーションが発生してしまうことがないからである。融点が３５乃至１００℃である溶融成分としては具体的には、ヘキサデカノール，ポリエチレングリコール，ポリグリセロール，ステアリルアミド，オレイルアミド，エチレングリコールモノステアレート，パラフィン，ステアリン酸，シリコーン等が挙げられる。
【００７２】
第１のセラミックグリーンシート層１２に含有される溶融成分の含有量は、使用するバインダー成分およびその量や、使用する溶融成分により異なるが、溶融成分が溶融した状態で第１のセラミックグリーンシート層１２が軟化し、その下に位置するセラミックグリーンシート１４の第２のセラミックグリーンシート層１３およびその上に形成された金属ペースト１５の形状に追従して変形するような量であればよい。
【００７３】
第１のセラミックグリーンシート層１２は、上記セラミック粉末，有機バインダー，溶融成分に溶剤（有機溶剤，水等）、必要に応じて所定量の可塑剤，分散剤を加えてスラリーを得、これをＰＥＴフィルム等の支持体上にドクターブレード法，リップコーター法，ダイコーター法等により成形することによって得られる。第１のセラミックグリーンシート層２の厚さは、導体層とセラミックグリーンシートとの段差を埋めるために、導体層の厚みより厚くなるように形成される。
【００７４】
第２のセラミックグリーンシート層１３は、第１のセラミックグリーンシート層１２に用いるスラリーに対して、溶融成分を含まないスラリーを用いて形成される。
【００７５】
第１のセラミックグリーンシート層１２上に第２のセラミックグリーンシート層１３を形成する方法は、（１）第１のセラミックグリーンシート層１２と同様に成形した第２のセラミックグリーンシート層１３を第１のセラミックグリーンシート層１２の上に積層して形成する方法、（２）支持体１１上に形成された第１のセラミックグリーンシート層１２上に第２のセラミックグリーンシート１３のスラリーを塗布して形成する方法、（３）支持体１１上に塗布された第１のセラミックグリーンシート層１２のスラリー上に第２のセラミックグリーンシート層１３のスラリーを塗布して形成する方法が挙げられる。
【００７６】
第１のセラミックグリーンシート層１２上への第２のセラミックグリーンシート層１３の積層の際に、第１のセラミックグリーンシート層１２と第２のセラミックグリーンシート層１３との間に空隙を発生させる可能性があり、また第１のセラミックグリーンシート層１２と第２のセラミックグリーンシート層１３との密着性を向上させるためには上記（２）または（３）の方法が好ましい。さらには、上記（３）の方法では第１のセラミックグリーンシート層１２と第２のセラミックグリーンシート層１３の形成がほぼ同時に行なわれるので、工程が簡略化されるのでより好ましい。この（３）の方法においては、ダイコーター法やリップコーター法等の押し出し式の方法を用いるとよく、これらは非接触式の塗布方法であり、また溶剤の少ない、比較的粘度の高いスラリーを用いることができるので、第１のセラミックグリーンシート層１２のスラリーと第２のセラミックグリーンシート層１３のスラリーが混ざり合うことなくセラミックグリーンシート１４を形成することができるのでよい。
【００７７】
次に図２（ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート１４の一部に金型を用いた打抜き加工等の孔あけ加工を施して枠状に成形するとともに、第２のセラミックグリーンシート層１３上に導体層１５を形成する。セラミックグリーンシート１４上に導体層１５を形成する方法としては、例えばタングステン等の導体材料粉末をペースト化した導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷したり、めっき法や蒸着法等により所定パターン形状の金属膜を形成するようなセラミックグリーンシート１４上に直接形成する方法、あるいは印刷により所定パターン形状に形成した導体厚膜や所定パターン形状に加工した金属箔、めっき法や蒸着法等により形成した所定パターン形状の金属膜をセラミックグリーンシート１４上に転写する方法がある。導体材料としては、例えばＷ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｐｔ等の１種または２種以上が挙げられ、２種以上の場合は混合、合金、コーティング等のいずれの形態であってもよい。
【００７８】
導体層１５はセラミックグリーンシート１４の第２のセラミックグリーンシート層１３上に形成される。これは、第２のセラミックグリーンシート層１３は加熱時に溶融する溶融成分を含有しないことから、第２のセラミックグリーンシート層１３は加熱時に変形することはないので、その上に導体層１５を形成することにより導体層１５を変形させないようにするためである。
【００７９】
なお、導体層１５を形成する前に必要に応じて上下の層間の導体層１５同士を接続するためのビアホール導体やスルーホール導体等の貫通導体を形成してもよい。これら貫通導体は、パンチング加工やレーザ加工等によりセラミックグリーンシート１４に形成した貫通孔に、導体材料粉末をペースト化したもの（導体ペースト）を印刷やプレス充填により埋め込む等の手段によって形成される。
【００８０】
次に図１（ｄ）に示すように、位置合わせして積み重ねたセラミックグリーンシート１４を、溶融成分が溶融状態となり第１のセラミックグリーンシート層１２が軟化して変形する程度の温度つまり溶融成分の融点程度の温度で加熱することでセラミックグリーンシート積層体１６を作製する。また、このとき、凹部２の底面と成るセラミックグリーンシート１４’に変形が生じない程度の範囲で、積層したセラミックグリーンシート１４が位置ずれしないように、また、軟化した第１のセラミックグリーンシート層１２を第２のセラミックグリーンシート層１３およびその上に形成された導体層１５のパターン形状に追従して変形するのを補助するために押さえる程度の加圧を行なうと、より精度よく確実な圧着が可能となる。
【００８１】
この場合の加圧は、例えば、約０．５ＭＰａ程度であり、従来の４〜２０ＭＰａという大きな圧力に比べて、約１／８〜１／４０と非常に小さい圧力である。
【００８２】
このように、上下のセラミックグリーンシートの間を密着させる際、溶融成分の融点以上に加熱するのみ、または、加熱するとともに、非常に小さい圧力で加圧するのみであるため、薄い凹部２の底面に、凹部２を取り囲む部位を介して大きな応力が作用することはなく、薄いグリーンシートに褶曲、変形が生じることを効果的に防止することができる。
【００８３】
セラミックグリーンシート積層体１６を作製する工程において、第１のセラミックグリーンシート層１２は加熱時に溶融する溶融成分を含有することから、導体層１５が形成されたセラミックグリーンシート１４を積層して加熱した際に第１のセラミックグリーンシート層１２が軟化するので、第１のセラミックグリーンシート層１２はその下に位置する別のセラミックグリーンシート１４の第２のセラミックグリーンシート層１３およびその上に形成された導体層１５の形状に追従して変形することとなる。これにより導体層１５の周囲や導体層１５間に空隙が発生することなくセラミックグリーンシート１４同士が密着することとなり、セラミックグリーンシート積層体１６を焼成して得られる電子部品はデラミネーションの発生のないものとなる。
【００８４】
また、第１のセラミックグリーンシート層１２は、加熱時に溶融する溶融成分を含有することから、加熱のみで第１のセラミックグリーンシート層１２が軟化して接着性を有するものとなるので、大きな加圧力によりセラミックグリーンシート１４を圧着させる必要がない。そして、導体層１５の形成される第２のセラミックグリーンシート層１３は加熱時に溶融する溶融成分を含有しないことから、第２のセラミックグリーンシート層１３は加熱時に変形することはなく、積層したセラミックグリーンシート１４が位置ずれしないように、また、軟化した第１のセラミックグリーンシート層１２を第２のセラミックグリーンシート層１３およびその上に形成された導体層１５のパターンの形状に追従して変形するのを補助するために押さえる程度では変形しないものである。よって、セラミックグリーンシート１４およびその上に形成された導体層１５の形状が変形することがなく、さらに加圧によるグリーンシート１４への歪がなく得られるセラミックグリーンシート積層体１６およびそれを焼成して得られるセラミック基板３（電子部品収納用パッケージ５）は、高い寸法精度を有するとともに、凹部２の底面における反り等の変形が効果的に防止されたものとなる。
【００８５】
例えば、４ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の大きな圧力で上下のセラミック層を加圧する必要のある従来のグリーンシートを用いた場合、セラミックグリーンシート積層体１６およびセラミック基板の凹部２底面における平面度、等高線の間隔を１０μｍとしたモアレ干渉法により測定したときに生じる干渉縞が７本〜９本と、干渉縞の数が５本を大きく超えるものであったが、上記のように溶融成分を含有する第１のセラミックグリーンシート層１２を用いた場合、セラミックグリーンシート積層体１６およびセラミック基板３の凹部２底面における干渉縞の数は1本〜５本程度となり、大幅に平面度が向上することが実験により判明した。なお、上記例は、凹部２の底面積が２５ｍｍ２〜１２１ｍｍ２の場合である。
【００８６】
図１（ｄ）の最下部に位置するセラミックグリーンシート、つまり凹部２の底面を形成するセラミックグリーンシートとしては、第２のセラミックグリーンシート層３のみで構成されるセラミックグリーンシート４’を用いればよい。また、基体１の両主面に配線導体４が露出するような電子部品収納用パッケージの場合は、最下部のセラミックグリーンシート１４’の両面に導体層１５を形成したものを用いればよい。
【００８７】
そして最後に、セラミックグリーンシート積層体１６を焼成することにより本発明のセラミック基板３（電子部品収納用パッケージ５）が作製される。焼成する工程は有機成分の除去とセラミック粉末の焼結とから成る。
【００８８】
有機成分の除去は１００〜８００℃の温度範囲でセラミックグリーンシート積層体１６を加熱することによって行い、有機成分を分解、揮発させ、焼結温度はセラミック組成により異なり、約８００〜１６００℃の範囲内で行なう。焼成雰囲気はセラミック粉末や導体材料により異なり、大気中、還元雰囲気中、非酸化性雰囲気中等で行なわれ、有機成分の除去を効果的に行なうために水蒸気等を含ませてもよい。
【００８９】
セラミック材料としてガラスセラミックスのような低温焼結材料を用いる場合は、セラミックグリーンシート積層体１６の上下面にさらに拘束グリーンシートを積層して焼成し、焼成後に拘束シートを除去するようにすれば、より高寸法精度のセラミック基板３を得ることが可能となる。拘束グリーンシートは、Ａｌ２Ｏ３等の難焼結性無機材料を主成分とするグリーンシートであり、焼成時に収縮しないものである。この拘束グリーンシートが積層された積層体は、収縮しない拘束グリーンシートにより積層平面方向（ｘｙ平面方向）の収縮が抑制され、積層方向（ｚ方向）にのみ収縮するので、焼成収縮に伴う寸法ばらつきが抑制される。このときの拘束グリーンシートも本発明のセラミックグリーンシート１４と同様の第１のセラミックグリーンシート層１２と第２のセラミックグリーンシート層１３とを有する構成にすると、拘束グリーンシートを積層して圧着する際にも大きな加圧力を必要とせず、得られるセラミック基板３（電子部品収納用パッケージ５）はより高寸法精度のものとなるのでよい。
【００９０】
また、拘束グリーンシートには難焼結性無機成分に加えて、焼成温度以下の軟化点を有
するガラス成分、例えばセラミックグリーンシート１４中のガラスと同じガラスを含有させるとよい。焼成中にこのガラスが軟化してセラミックグリーンシート１４と結合することによりセラミックグリーンシート１４と拘束グリーンシートとの結合が強固なものとなり、より確実な拘束力が得られるからである。このときのガラス量は難焼結性無機成分とガラス成分を合わせた無機成分に対して０．５〜１５質量％とすると拘束力が向上し、かつ拘束グリーンシートの焼成収縮が０．５％以下に抑えられる。
【００９１】
焼成後、拘束シートを除去する。除去方法としては、例えばウォータージェット、ケミカルブラスト、サンドブラスト、ウェットブラスト（砥粒と水とを空気圧により噴射させる方法）等が挙げられる。
【００９２】
なお、上記のようにウォーターブラスト等のブラスト加工を行う際、拘束シートを除去した後、薄い凹部２の底面に直接ブラストの噴射が当たらないようにする必要がある。凹部の底面に直接ブラストの噴射が当たると、凹部２の底面において基体１に割れ等の不具合を生じるおそれがある。
【００９３】
以上のような方法で作製されたセラミック基板３（電子部品収納用パッケージ５）は、その内部にデラミネーションを有さず寸法精度の高いものであるので、セラミック基板３（電子部品収納用パッケージ５）として要求される優れた電気特性や気密性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明のセラミック基板、電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のセラミック基板の製造方法の一例を示す工程毎の断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１・・・基体
２・・・凹部
３・・・セラミック基板
４・・・配線導体
５・・・電子部品収納用パッケージ
６・・・電子部品
７・・・電子装置
８・・・ボンディングワイヤ
９・・・蓋体
１１・・支持体
１２・・第１のセラミックグリーンシート層
１３・・第２のセラミックグリーンシート層
１４・・セラミックグリーンシート
１５・・導体層
【図１】
2005276910.tif 000003
【図２】
2005276910.tif 000004