(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成前の低温焼成セラミック基板（以下「生基板」という）の両面に、該生基板の焼結温度では焼結しない拘束用グリーンシートを積層して加圧しながら又は加圧せずに拘束焼成し、拘束焼成後に該拘束用グリーンシートの残存物を除去して低温焼成セラミック基板を製造する方法において、
上下方向に貫通する貫通孔を有する前記生基板を形成する工程と、
第１の拘束用グリーンシートの裏面に、前記生基板の表面に転写するための表面パターンと前記貫通孔内に露出させる印刷位置決めマークとを同時に印刷する工程と、
前記生基板の表面に前記第１の拘束用グリーンシートを積層して、前記表面パターンを該生基板の表面に密着させると共に、前記印刷位置決めマークを前記貫通孔内に露出させる工程と、
前記生基板の裏面側から前記貫通孔内に露出する前記印刷位置決めマークを視認して該印刷位置決めマークを位置決めの基準にして該生基板の裏面に裏面パターンを印刷する工程と、
前記生基板の裏面に第２の拘束用グリーンシートを積層する工程と、
前記第１及び第２の拘束用グリーンシートが積層された前記生基板を拘束焼成する工程と、
拘束焼成した基板の両面から前記第１及び第２の拘束用グリーンシートの残存物を除去して、表裏両面にパターンを有する低温焼成セラミック基板を製造する工程と
を含むことを特徴とする低温焼成セラミック基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の拘束用グリーンシートの裏面に前記表面パターンと前記印刷位置決めマークを印刷する工程で、前記生基板の表面に転写するための実装位置決めマークを同時に印刷することを特徴とする請求項１に記載の低温焼成セラミック基板の製造方法。
【請求項３】
前記生基板の裏面に前記裏面パターンとしてパッドを印刷することを特徴とする請求項１または２に記載の低温焼成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、焼成前の低温焼成セラミック基板（以下「生基板」という）の両面に、該生基板の焼結温度では焼結しない拘束用グリーンシートを積層して拘束焼成する低温焼成セラミック基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低温焼成セラミック基板を焼成する際に、基板の面方向の焼成収縮を小さくして基板寸法精度を向上させる焼成法として、拘束焼成法が開発されている。この拘束焼成法は、低温焼成セラミックの生基板の両面に、低温焼成セラミックの焼結温度（８００〜１０００℃）では焼結しない拘束用グリーンシート（一般にはアルミナグリーンシートが用いられる）を積層し、この状態で、生基板を加圧しながら又は加圧せずに、８００〜１０００℃で焼成した後、焼成基板の両面から拘束用グリーンシートの残存物をブラスト処理等で取り除いて低温焼成セラミック基板を製造するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この拘束焼成法を用いて、表裏両面に導体パターンを有する低温焼成セラミック多層基板を製造する場合は、最上層を除く各層のグリーンシートの上面に内層パターンを印刷し、最上層のグリーンシートの上面に表面パターンを印刷した後、全層のグリーンシートを積層して生基板を作製し、その後、生基板の裏面（下面）に裏面パターンを印刷した後、該生基板の両面に拘束用グリーンシートを積層して拘束焼成するようにしている（同時焼成法）。或は、拘束焼成後に、焼成基板の両面に後付けで導体パターンを印刷・焼成する方法もある。
【０００４】
しかし、上述した同時焼成法、後付け法のいずれの方法でも、裏面パターンを印刷する際に、表面パターンの位置が基板の裏側に隠れて全く見えないため、表面パターンに対して裏面パターンの印刷位置を正確に位置合わせすることができない。このため、拘束焼成によって基板自体の寸法精度が良くなっても、表裏両面の導体パターンの印刷ずれとグリーンシートの積層ずれを合計したずれ分だけ、表裏両面の導体パターンの位置が相対的にずれてしまう。その結果、当該基板を例えばＢＧＡパッケージの基板として用いる場合、当該基板を他の基板に面実装する際に、当該基板の裏面に印刷したパッド（裏面パターン）が他の基板の表面に印刷したランドに正確に位置合わせされているか否かを、当該基板の上方からカメラ等で確認することができず、パッド（裏面パターン）の位置ずれによって実装不良が発生することがあった。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、拘束焼成する低温焼成セラミック基板の表裏両面のパターンの相対位置精度を向上できる低温焼成セラミック基板の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の低温焼成セラミック基板の製造方法は、焼成前の低温焼成セラミック基板（以下「生基板」という）の両面に、該生基板の焼結温度では焼結しない拘束用グリーンシートを積層して加圧しながら又は加圧せずに拘束焼成し、拘束焼成後に該拘束用グリーンシートの残存物を除去して低温焼成セラミック基板を製造する方法であって、
(1) 上下方向に貫通する貫通孔を有する生基板を形成する工程と、
(2) 第１の拘束用グリーンシートの裏面に、前記生基板の表面に転写するための表面パターンと前記貫通孔内に露出させる印刷位置決めマークとを同時に印刷する工程と、
(3) 前記生基板の表面に前記第１の拘束用グリーンシートを積層して、前記表面パターンを該生基板の表面に密着させると共に、前記印刷位置決めマークを前記貫通孔内に露出させる工程と、
(4) 前記生基板の裏面側から前記貫通孔内に露出する前記印刷位置決めマークを視認して該印刷位置決めマークを位置決めの基準にして該生基板の裏面に裏面パターンを印刷する工程と、
(5) 前記生基板の裏面に第２の拘束用グリーンシートを積層する工程と、
前記第１及び第２の拘束用グリーンシートが積層された前記生基板を拘束焼成する工程と、
(6) 拘束焼成した基板の両面から前記第１及び第２の拘束用グリーンシートの残存物を除去する工程と
を実行することで、表裏両面にパターンを有する低温焼成セラミック基板を製造するようにしたものである。
【０００７】
この製造方法では、表面パターンが裏面側に印刷された第１の拘束用グリーンシートを低温焼成セラミックの生基板の表面に積層すると、拘束焼成時に、低温焼成セラミックの生基板に含まれるガラス成分が第１の拘束用グリーンシートの裏面側の表面パターンを接着する接着剤の役割を果たし、該表面パターンが該基板の表面に接着（転写）される。そして、この第１の拘束用グリーンシートの裏面には、印刷位置決めマークを表面パターンと同時に印刷するため、印刷位置決めマークを表面パターンの位置に対して相対位置精度良く印刷することができ、該印刷位置決めマークを表面パターンの位置情報を表すマークとして用いることが可能となる。
【０００８】
そのため、生基板の裏面に裏面パターンを印刷する際には、生基板の裏面側から該生基板の貫通孔内に露出する印刷位置決めマークをカメラ等で視認して該印刷位置決めマークを表面パターンの位置情報を表すマークとして用いて、該生基板の裏面を表面パターン（印刷位置決めマーク）に対して位置決めした状態で、該生基板の裏面に裏面パターンを印刷することができる。これにより、裏面パターンを表面パターンの位置に対して相対位置精度良く印刷することができる。
【０００９】
更に、請求項２のように、第１の拘束用グリーンシートの裏面に表面パターンと印刷位置決めマークを印刷する工程で、生基板の表面に転写するための実装位置決めマークを同時に印刷するようにしても良い。このようにすれば、焼成基板の表面に表面パターンと一緒に転写される実装位置決めマークは、表面パターンや印刷位置決めマークに対して位置ずれがなく、しかも、印刷位置決めマークによって裏面パターンが表面パターンに対して相対位置精度良く位置決めされるため、実装工程等で、基板表面の実装位置決めマークを裏面パターンの位置情報を表すマークとして用いることができる。従って、実装工程等で、裏面パターンの位置決めが必要な場合、基板の裏面側（下方）から裏面パターンをカメラ等で視認しなくても、基板の表面側（上方）から基板表面の実装位置決めマークを視認することで、裏面パターンの位置決めを精度良く行うことができる。
【００１０】
この場合、請求項３のように、生基板の裏面に裏面パターンとしてパッドを印刷するようにしても良い。このようにすれば、当該基板を他の基板に面実装する際に、当該基板の裏面に印刷したパッド（裏面パターン）が他の基板の表面に印刷したランドに正確に位置合わせされているか否かを、当該基板の表面側（上方）からカメラ等で確認することができ、基板裏面のパッドの位置ずれによる実装不良を未然に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態における低温焼成セラミック多層基板の製造方法をを図面に基づいて説明する。
【００１２】
低温焼成セラミック多層基板は、複数枚の低温焼成セラミックのグリーンシート１１ａ〜１１ｃを積層圧着して形成した生基板１２を焼成したものであり、焼成時には、生基板１２の両面に拘束用グリーンシート１３ａ，１３ｂを積層圧着して、８００〜１０００℃で拘束焼成する。この際、第１の拘束用グリーンシート１３ａの上から生基板１２を加圧しながら焼成しても良いし、加圧せずに焼成しても良い。
【００１３】
低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃを形成する低温焼成セラミック材料は、例えばＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス：５０〜６５重量％（好ましくは６０重量％）とアルミナ：５０〜３５重量％（好ましくは４０重量％）との混合物を用いると良い。この他、ＭｇＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラスとアルミナ粉末との混合物、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラスとアルミナとの混合物、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラスとアルミナとの混合物、コージェライト系結晶化ガラス等の８００〜１０００℃で焼成できる低温焼成セラミック材料を用いても良い。低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃは、上記低温焼成セラミック粉末に、バインダー（例えばアクリル樹脂、ブチラール樹脂等）、溶剤（例えばトルエン、キシレン、ブタノール等）及び可塑剤を配合して、十分に撹拌混合してスラリーを作製し、このスラリーを用いてドクターブレード法等でテープ成形したものである。
【００１４】
一方、拘束用グリーンシート１２ａ，１２ｂは、上記低温焼成セラミックの焼結温度（８００〜１０００℃）では焼結しない高温焼結性セラミック粉末（例えばアルミナ粉末）を用い、この高温焼結性セラミック粉末に、バインダー（例えばアクリル樹脂、ブチラール樹脂等）、溶剤（例えばトルエン、キシレン、ブタノール等）及び可塑剤を配合して、十分に撹拌混合してスラリーを作製し、このスラリーを用いてドクターブレード法等でテープ成形したものである。
【００１５】
各低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃの形成後、各低温焼成セラミックグリーンシート１１の所定位置に、パンチングマシーン等で層間接続用のビアホール（図示せず）を打ち抜き加工し、更に、この打ち抜き加工時に、各低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃの所定位置に、後述する印刷位置決めマーク１４を露出させるための貫通孔１５を複数個（例えば２個）ずつ打ち抜き加工する。この貫通孔１５は、全層の低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃで同じ位置に形成し、後述する積層工程で、全層の低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃを積層したときに、各層の貫通孔１５が一直線に連続するように形成する。尚、貫通孔１５は、後述する裏面パターン印刷工程で利用するだけで、最終的には不要となるため、低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃのうちの製品基板とならない不要部分（最終的に切除されるダミー部分）に貫通孔１５を形成するようにすると良い。
【００１６】
ビアホールと貫通孔１５の加工後、印刷工程に進み、各層の低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃのビアホールに、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ／Ｐｔ、Ｃｕ等の低融点金属の導体ペーストを充填し、図１に示すように、最上層を除く各層の低温焼成セラミックグリーンシート１１ｂ，１１ｃの上面には、同種の低融点金属の導体ペーストを使用して内層導体パターン１６をスクリーン印刷する。
【００１７】
また、図１に示すように、低温焼成セラミック生基板１２の表面（上面）に積層する第１の拘束用グリーンシート１２ａの裏面（下面）には、該生基板１２の表面に転写するための表面導体パターン１７及び複数個の実装位置決めマーク１８と、貫通孔１５内に露出させる複数個の印刷位置決めマーク１４とを上記低融点金属の導体ペーストを使用して同時にスクリーン印刷する。この際、実装位置決めマーク１８と印刷位置決めマーク１４の形状は、円形、四角形、十字形等、位置決めマークとして利用可能な形状であれば、どの様な形状であっても良いが、印刷位置決めマーク１４のサイズ（外径寸法）は、生基板１２の貫通孔１５の内径寸法よりも小さくして、後述する積層工程で、貫通孔１５内に印刷位置決めマーク１４全体が露出するようになっている。
【００１８】
印刷工程終了後、積層工程に進み、全層の低温焼成セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｃを積層し、これを、例えば８０〜１５０℃、５００〜２５００Ｎ／ｃｍ2 の条件で加熱圧着して生基板１２を作製する。この後、図２に示すように、生基板１２の表面（上面）に第１の拘束用グリーンシート１３ａを積層し、これを、例えば８０〜１５０℃、５００〜２５００Ｎ／ｃｍ2 の条件で加熱圧着する。これにより、第１の拘束用グリーンシート１３ａの裏面（下面）の表面導体パターン１７を生基板１２の表面（上面）に密着させると共に、印刷位置決めマーク１４全体を貫通孔１５内に露出させる。
【００１９】
この後、裏面パターン印刷工程に進み、生基板１３の裏面側（下面側）から貫通孔１５内に露出する印刷位置決めマーク１４をカメラ（図示せず）等で視認して該印刷位置決めマーク１４を位置決めの基準にして該生基板１３の裏面（下面）に裏面パターンとしてパッド１９を上記低融点金属の導体ペーストでスクリーン印刷する（図３参照）。
【００２０】
この後、図４に示すように、生基板１２の裏面（下面）に第２の拘束用グリーンシート１３ｂを積層し、これを、例えば８０〜１５０℃、５００〜２５００Ｎ／ｃｍ2 の条件で加熱圧着する。
この後は、次の２通りの焼成法のいずれかで焼成する。
【００２１】
［無加圧焼成法］
低温焼成セラミック生基板１２と拘束用グリーンシート１３ａ，１３ｂの圧着体を加圧せずに低温焼成セラミック生基板１２の焼結温度である８００〜１０００℃で焼成する。
【００２２】
［加圧焼成法］
低温焼成セラミック生基板１２と拘束用グリーンシート１３ａ，１３ｂとの圧着体を、アルミナ等で形成した多孔質セッター板（図示せず）間に挟み込んで、２０〜２００Ｎ／ｃｍ2 の圧力で加圧しながら、低温焼成セラミック生基板１２の焼結温度である８００〜１０００℃で焼成する。
【００２３】
無加圧焼成法、加圧焼成法のいずれの場合も、焼成時に低温焼成セラミック生基板１２に含まれるガラス成分が第１の拘束用グリーンシート１３ａの裏面側の表面導体パターン１７と実装位置決めマーク１８を接着する接着剤の役割を果たし、該表面導体パターン１７と実装位置決めマーク１８が焼成基板の表面に接着（転写）される。
【００２４】
この際、低温焼成セラミック生基板１２両面に積層された拘束用グリーンシート１３ａ，１３ｂ（アルミナ等の高温焼結性セラミック）は、１５００℃以上に加熱しないと焼結しないので、８００〜１０００℃で焼成すれば、拘束用グリーンシート１３ａ，１３ｂは未焼結のまま残される。但し、焼成の過程で、拘束用グリーンシート１３ａ，１３ｂ中のバインダー等の有機物が熱分解して飛散してセラミック粉体として残る。
【００２５】
焼成後、焼成基板の両面に付着した拘束用グリーンシート１３ａ，１３ｂの残存物（セラミック粉体）をブラスト処理、バフ研磨等により除去する。この状態では、図５に示すように、焼成基板に貫通孔１５が残されているが、この貫通孔１５は、焼成基板のうちの製品基板とならない不要部分（最終的に切除されるダミー部分）に形成されているため、この不要部分を予め形成されたブレーク溝（スナップライン）に沿って折り割れば、図５に示すように、貫通孔１５の無い低温焼成セラミック多層基板が得られる。
【００２６】
尚、１枚の焼成基板内に複数個の製品基板を形成する、いわゆる多数個取りを行うようにしても良く、この場合は、各製品基板毎に貫通孔１５（印刷位置決めマーク１４）を形成する必要はなく、１枚の焼成基板全体として、複数個（例えば２個）の貫通孔１５（印刷位置決めマーク１４）を形成すれば良い。但し、多数個取りの場合でも、実装工程等で用いる実装位置決めマーク１８は、各製品基板毎に形成する必要がある。
【００２７】
以上説明した本実施形態では、低温焼成セラミック生基板１２の表面に積層する第１の拘束用グリーンシート１３ａの裏面には、該生基板１２の表面に転写するための表面導体パターン１７と印刷位置決めマーク１４とを同時に印刷するため、印刷位置決めマーク１４を表面導体パターン１７の位置に対して相対位置精度良く印刷することができ、該印刷位置決めマーク１４を表面導体パターン１７の位置情報を表すマークとして用いることが可能となる。
【００２８】
そして、低温焼成セラミック生基板１２には、第１の拘束用グリーンシート１３ａの裏面の印刷位置決めマーク１４を露出させる貫通孔１５が形成されているため、生基板１２の裏面にパッド１９（裏面パターン）を印刷する際には、生基板１２の裏面側から該生基板１２の貫通孔１５内に露出する印刷位置決めマーク１４をカメラ等で視認して該印刷位置決めマーク１４を表面導体パターン１７の位置情報を表すマークとして用いて、該生基板１２の裏面を表面導体パターン１７（印刷位置決めマーク１４）に対して位置決めした状態で、該生基板１２の裏面にパッド１９を印刷することができる。これにより、生基板１２の裏面にパッド１９を表面導体パターン１７の位置に対して相対位置精度良く印刷することができる。
【００２９】
更に、第１の拘束用グリーンシート１３ａの裏面に表面導体パターン１７と印刷位置決めマーク１４を印刷する工程で、生基板１２の表面に転写するための実装位置決めマーク１８を同時に印刷するようにしたので、焼成基板の表面に表面導体パターン１７と一緒に転写される実装位置決めマーク１８は、表面導体パターン１７や印刷位置決めマーク１４に対して位置ずれがなく、しかも、印刷位置決めマーク１４によって基板裏面のパッド１９が表面導体パターン１７に対して相対位置精度良く位置決めされるため、実装工程等で、基板表面の実装位置決めマーク１８を基板裏面のパッド１９の位置情報を表すマークとして用いることができる。従って、実装工程等で、基板裏面のパッド１９を他の基板の表面に印刷したランド（図示せず）に位置合わせする際に、基板の裏面側（下方）から基板裏面のパッド１９をカメラ等で視認しなくても、基板の表面側（上方）から基板表面の実装位置決めマーク１８を視認することで、基板裏面のパッド１９を他の基板の表面のランドに精度良く位置合わせすることができ、パッド１９の位置ずれによる実装不良を未然に防止することができる。
【００３０】
尚、本実施形態では、生基板１２の裏面に形成する裏面パターンとして、パッド１９を印刷するようにしたが、配線パターン等のパッド以外の導体パターンを印刷するようにしても良い。また、表面パターンと裏面パターンは、導体パターンに限定されず、抵抗体ペースト等、導体以外の材料のペーストで表面パターンと裏面パターンの一部又は全部を印刷するようにしても良い。導体以外の材料のペーストで表面パターンを印刷する場合は、印刷位置決めマーク１４や実装位置決めマーク１８を該表面パターンと一緒に導体以外の材料のペーストで印刷するようにすれば良い。
【００３１】
また、本実施形態では、最終工程で、焼成基板のうちの製品基板とならない不要部分をブレーク溝（スナップライン）に沿って折り割ることで、貫通孔１５の無い低温焼成セラミック多層基板を製造するようにしたが、貫通孔１５を残した低温焼成セラミック多層基板を製造するようにしても良い。
【００３２】
また、本実施形態では、基板表面に実装位置決めマーク１８を形成したが、基板裏面にパッド以外の裏面パターンを形成する場合は、実装位置決めマーク１８を形成しなくても良く、この場合でも、低温焼成セラミック基板の表裏両面のパターンの相対位置精度を向上できるという効果を得ることができる。
【００３３】
また、表面パターンをカメラ等で視認して表面パターンの位置から裏面パターンの位置を判断するようにしても良く、この場合には、基板表面に実装位置決めマーク１８を形成する必要はない。
その他、本発明は、多層の低温焼成セラミックに限定されず、単層の低温焼成セラミックの製造方法にも適用できる等、種々変更して実施できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の請求項１によれば、低温焼成セラミック生基板の表面に積層する第１の拘束用グリーンシートの裏面に、該生基板の表面に転写するための表面パターンと該生基板の貫通孔内に露出させる印刷位置決めマークとを同時に印刷するようにしたので、該生基板の裏面に裏面パターンを印刷する工程で、該生基板の裏面側から貫通孔内に露出する印刷位置決めマークを視認して該印刷位置決めマークを位置決めの基準にして該生基板の裏面に裏面パターンを表面パターンの位置に対して相対位置精度良く印刷することができる。
【００３５】
更に、請求項２では、第１の拘束用グリーンシートの裏面に、表面パターンの他に、実装位置決めマークも同時に印刷し、生基板１２の表面に表面パターンと実装位置決めマークを転写するようにしたので、実装工程等で、裏面パターンの位置決めが必要な場合、基板の裏面側（下方）から裏面パターンをカメラ等で視認しなくても、基板の表面側（上方）から基板表面の実装位置決めマークを視認することで、裏面パターンの位置決めを精度良く行うことができ、裏面パターンの位置決めのための設備コストを低減しながら、裏面パターンの位置決め精度を向上することができる。
【００３６】
また、請求項３では、生基板の裏面に裏面パターンとしてパッドを印刷するようにしたので、当該基板を他の基板に面実装する際に、基板裏面のパッドの位置ずれによる実装不良を未然に防止することができ、実装信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における積層工程を説明する縦断面図
【図２】低温焼成セラミック生基板の表面に第１の拘束用グリーンシートを積層した状態を示す縦断面図
【図３】低温焼成セラミック生基板の裏面にパッドを印刷した状態を示す縦断面図
【図４】低温焼成セラミック生基板の裏面に第２の拘束用グリーンシートを積層した状態を示す縦断面図
【図５】拘束焼成した基板の両面の拘束用グリーンシートを除去した状態を示す縦断面図
【図６】焼成基板から製品基板とならない不要部分（ダミー部分）をブレーク溝に沿って除去した状態を示す縦断面図
【符号の説明】
１１ａ〜１１ｃ…低温焼成セラミックのグリーンシート、１２…生基板、１３ａ，１３ｂ…拘束用グリーンシート、１４…印刷位置決めマーク、１５…貫通孔、１６…内層導体パターン、１７…表面導体パターン（表面パターン）、１８…実装位置決めマーク、１９…パッド（裏面パターン）。
【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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