(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の積層されたセラミック層を備える、多層セラミック基板を製造する方法であって、
セラミック絶縁材料粉末を含みかつ焼成されることによって複数の前記セラミック層となる複数のセラミックグリーン層を有する生の多層集合基板を備え、焼成後において互いに直交する複数の縦方向分割線および複数の横方向分割線に沿ってそれぞれ分割されることによって複数の前記多層セラミック基板を取り出すことができるようにされていて、前記セラミック絶縁材料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含む第１および第２の収縮抑制層が、前記生の多層集合基板を積層方向に挟むように配置されている、生の複合積層体を作製する工程と、
前記生の複合積層体における前記縦方向分割線および前記横方向分割線の各位置に沿い、かつ前記第１の収縮抑制層を厚み方向に貫通しながら前記生の多層集合基板の厚みの一部にまで届く深さをもって、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程と、
前記縦方向切り込み溝および前記横方向切り込み溝がそれぞれ設けられた前記生の複合積層体を、前記セラミック絶縁材料粉末が焼結するが前記無機材料粉末が焼結しない条件下で焼成し、それによって、前記第１および第２の収縮抑制層によって挟まれた焼結後の前記多層集合基板を得る工程と、次いで、
前記第１および第２の収縮抑制層を除去し、それによって、焼結後の前記多層集合基板を取り出す工程と、
焼結後の前記多層集合基板を前記縦方向切り込み溝および前記横方向切り込み溝に沿ってそれぞれ分割し、それによって、複数の前記多層セラミック基板を取り出す工程と
を備え、
前記縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、前記縦方向切り込み溝および前記横方向切り込み溝の少なくとも一方について、その配列における両端に位置するものを除く切り込み溝の終端と当該切り込み溝の延長線上に位置する前記生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされ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】
前記縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、前記縦方向切り込み溝および前記横方向切り込み溝の双方について、前記切り込み溝の終端と前記生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされることを特徴とする、請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項３】
前記縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、前記縦方向切り込み溝および前記横方向切り込み溝の少なくとも一方について、前記切り込み溝の終端と前記生の複合積層体の端縁との間の距離が１０ｍｍ以上となるようにされることを特徴とする、請求項１または２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項４】
前記縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、前記縦方向切り込み溝および前記横方向切り込み溝の双方について、前記切り込み溝の終端と前記生の複合積層体の端縁との間の距離が１０ｍｍ以上となるようにされることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項５】
前記縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、前記縦方向切り込み溝および前記横方向切り込み溝の少なくとも一方のすべての終端と前記生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされることを特徴とする、請求項１または２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項６】
前記セラミックグリーン層は、ガラスまたは結晶化ガラスを含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の多層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】
この発明は、多層セラミック基板の製造方法に関するもので、特に、複数の多層セラミック基板を取り出すための多層集合基板の製造に際して生じ得る焼成時の不所望な変形を防止するための改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層セラミック基板は、複数の積層されたセラミック層を備えている。このような多層セラミック基板には、種々の形態の配線導体が設けられている。配線導体としては、たとえば、多層セラミック基板の内部において、セラミック層間の特定の界面に沿って延びる内部導体膜が形成されたり、特定のセラミック層を貫通するように延びるビアホール導体が形成されたり、また、多層セラミック基板の外表面上において延びる外部導体膜が形成されたりしている。
【０００３】
多層セラミック基板は、半導体チップ部品やその他のチップ部品等を搭載し、これらの電子部品を相互に配線するために用いられている。上述した配線導体は、この相互配線のための電気的経路を与えている。
【０００４】
また、多層セラミック基板には、たとえばコンデンサ素子やインダクタ素子のような受動部品が内蔵されることがある。この場合には、上述した配線導体としての内部導体膜やビアホール導体の一部によって、これらの受動部品が与えられる。
【０００５】
多層セラミック基板は、たとえば、移動体通信端末機器の分野において、ＬＣＲ複合化高周波部品として用いられたり、コンピュータの分野において、半導体ＩＣチップのような能動素子とコンデンサやインダクタや抵抗のような受動素子とを複合化した部品として、あるいは単なる半導体ＩＣパッケージとして用いられたりしている。
【０００６】
より具体的には、多層セラミック基板は、ＰＡモジュール基板、ＲＦダイオードスイッチ、フィルタ、チップアンテナ、各種パッケージ部品、複合デバイス等の種々の電子部品を構成するために広く用いられている。
【０００７】
多層セラミック基板をより多機能化、高密度化、高性能化するためには、上述したような配線導体を高密度に配置することが有効である。
【０００８】
しかしながら、多層セラミック基板を得るためには、必ず、焼成工程を経なければならないが、このような焼成工程においては、セラミックの焼結による収縮がＸ、ＹおよびＺの３方向に生じ、この収縮は多層セラミック基板全体において均一に生じにくく、ＸおよびＹ方向には、各々、０．４〜０．６％程度の寸法誤差が生じる。そのため、外部導体膜の位置精度の低下、および内部配線導体において不所望な変形や歪みあるいは断線がもたらされることがある。このような配線導体において生じ得る不具合は、上述のような配線導体の高密度化を阻害してしまう。
【０００９】
そこで、多層セラミック基板を製造するにあたって、焼成工程において多層セラミック基板の主面方向での収縮を実質的に生じさせないようにすることができる、いわゆる無収縮プロセスを適用することが提案されている。
【００１０】
無収縮プロセスによる多層セラミック基板の製造方法においては、セラミック絶縁材料として、たとえば１０００℃以下の温度で焼結可能な低温焼結セラミック材料粉末が用意されるとともに、上述の低温焼結セラミック材料粉末の焼結温度では焼結しない、収縮抑制用として機能する無機材料粉末が用意される。そして、焼成することによって目的とする多層セラミック基板となる生の積層体を作製するにあたっては、低温焼結セラミック材料を含み、かつ積層された、複数のセラミックグリーン層を挟むように、無機材料粉末を含む収縮抑制層が配置され、また、セラミックグリーン層に関連して、配線導体が設けられる。
【００１１】
上述のようにして得られた生の積層体は、次いで、焼成される。この焼成工程において、セラミックグリーン層と収縮抑制層との界面部分に厚み２〜３μｍ程度の反応層が生じ、この反応層がセラミックグリーン層と収縮抑制層とを接着するように作用する。また、収縮抑制層に含まれる無機材料粉末は実質的に焼結しないため、収縮抑制層においては、収縮が実質的に生じない。このようなことから、収縮抑制層がセラミックグリーン層を拘束し、それによって、セラミックグリーン層は、Ｚ方向すなわち厚み方向にのみ実質的に収縮するが、ＸおよびＹ方向すなわち主面方向での収縮が抑制される。その結果、生の積層体を焼成して得られた多層セラミック基板において不均一な変形がもたらされにくくなり、そのため、配線導体において前述のような不具合がもたらされにくくすることができ、配線導体の高密度化を可能にする。
【００１２】
上述した収縮抑制層は、焼成後において、除去される。
【００１３】
他方、多層セラミック基板を製造するに際して、その製造効率を高めるため、所定の分割線に沿って分割されることによって複数の多層セラミック基板を取り出すことができるようにされた多層集合基板を作製し、この多層集合基板を上述の分割線に沿って分割することによって、複数の多層セラミック基板を一挙に得ようとする方法、いわゆる多数個取りによる方法が採用されている。
【００１４】
また、このような多数個取りによる方法において、多層集合基板の分割を能率的に行なえるようにするため、多層集合基板には、所定の分割線の位置に沿うように、切り込み溝が設けられていることが好ましい。切り込み溝が設けられていると、いわゆるチョコレートブレイク態様に基づいて多層集合基板を折り曲げるだけで、多層集合基板を所定の分割線に沿って分割することができる。
【００１５】
上述した切り込み溝は、通常、多層集合基板が未焼成の状態にあるときにカッター刃または金型等を用いて形成される。
【００１６】
図１１は、上述のような切り込み溝１が設けられた生の多層集合基板２の一部を断面図で示したものである。なお、多層集合基板２に関連して設けられる配線導体については図示を省略している。また、図１１では、厚み方向寸法が誇張されて図示されていることを指摘しておく。
【００１７】
生の多層集合基板２は、複数の積層されたセラミックグリーン層３を備えており、このセラミックグリーン層３の積層方向における一方端側に位置する第１の主面４側において、所定の分割線５の位置に沿うように、切り込み溝１が設けられている。
【００１８】
このような生の多層集合基板２は焼成され、それによって、焼結後の多層集合基板２が得られる。そして、焼結後の多層集合基板２は、切り込み溝１に沿って分割され、それによって、複数の多層セラミック基板が取り出される。
【００１９】
切り込み溝は、図１２に示すような態様で設けられることもある。図１２は、図１１に相当する図であって、図１２において、図１１に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
図１２に示した多層集合基板２ａにあっては、第１の主面４側に切り込み溝１が設けられることに加えて、第１の主面４とは逆の第２の主面６側にも切り込み溝７が設けられている。後者の切り込み溝７についても、その位置は所定の分割線５に沿うようにされる。
【００２１】
図１２に示した多層集合基板２ａによれば、切り込み溝１および７が比較的浅く形成されても、分割線５に沿って折り曲げることによる分割をより小さい力で行なうことができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１に示した多層集合基板２にあっては、前述したような工程を経て得られたとき、反りが発生するという問題に遭遇することがある。それは、焼成工程において、切り込み溝１の部分およびその近傍での収縮の度合いが、他の部分に比べて高いためであり、第１の主面４が凹状となるような反りが生じる。
【００２３】
これに対して、図１２に示した多層集合基板２ａにあっては、第１および第２の主面４および６の双方に切り込み溝１および７が設けられているので、切り込み溝１による収縮と切り込み溝７による収縮とが適当にバランスされ、そのため、得られた多層集合基板２ａにおいて反りを生じにくくすることができる。
【００２４】
しかしながら、図１２に示した多層集合基板２ａの場合には、第１および第２の主面４および６の双方に切り込み溝１および７を設ける必要があるため、工程数が増加するという問題に遭遇する。また、切り込み溝１および７は、いずれも、同じ分割線５に沿う位置に設けられなければならないので、たとえば、第１の主面４側に切り込み溝１を形成した後、生の多層集合基板２ａを裏返して、第２の主面６側に切り込み溝７を形成しようとするとき、後者の切り込み溝７の形成に際して、前者の切り込み溝１との間で位置合わせが必要となり、そのため、特に切り込み溝７の形成のための工程が煩雑となるという問題にも遭遇する。
【００２５】
また、図１１および図１２に示した多層集合基板２および２ａのいずれについても、前述した無収縮プロセスが適用されていないため、焼結後の多層集合基板２および２ａにおいて不均一な変形がもたらされやすいという問題を残している。そのため、多数個取りによる方法に対しても、前述した無収縮プロセスを適用することが好ましい。
【００２６】
これに関連して、特開平７−９９２６３号公報には、図１１に示すような未焼成の状態すなわち生の状態の多層集合基板２に対して、これを挟むように収縮抑制層を設けることが記載されている。
【００２７】
しかしながら、特開平７−９９２６３号公報に記載された方法では、切り込み溝１の形成前の段階で、生の多層集合基板２に対してプレスを実施し、次いで、多層集合基板２を挟むように収縮抑制層を配置し、さらに、全体を再びプレスすることが行なわれるが、後者のプレス工程の段階では、すでに多層集合基板２が一度プレスされた状態にあるため、この多層集合基板２と収縮抑制層との間で十分な密着強度が得られないことがある。
【００２８】
その結果、焼成工程において、収縮抑制層が、生の多層集合基板２に備えるセラミックグリーン層３に対して十分な拘束力を及ぼし得ないことがあり、無収縮プロセスによる効果を十分に発揮し得ないことがある。
【００２９】
そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解消し得る、多層セラミック基板の製造方法を提供しようとすることである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、簡単に言えば、いわゆる無収縮プロセスおよび多数個取りの双方を適用することによって、多層セラミック基板を製造しようとするもので、無収縮プロセスのための一方の収縮抑制層を厚み方向に貫通しながら、生の多層集合基板の厚みの一部にまで届くように、多数個取りのための切り込み溝を設け、焼成後の反りの問題については、切り込み溝を設ける態様を制御することによって解決しようとすることを特徴としている。
【００３１】
より詳細には、この発明は、複数の積層されたセラミック層を備える、多層セラミック基板を製造する方法に向けられ、次のような工程を備えることを特徴としている。
【００３２】
まず、セラミック絶縁材料を含みかつ焼成されることによって複数のセラミック層となる複数のセラミックグリーン層を有する生の多層集合基板を備え、焼成後において互いに直交する複数の縦方向分割線および複数の横方向分割線に沿ってそれぞれ分割されることによって複数の多層セラミック基板を取り出すことができるようにされていて、セラミック絶縁材料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含む第１および第２の収縮抑制層が、生の多層集合基板を積層方向に挟むように配置されている、生の複合積層体が作製される。
【００３３】
次いで、生の複合積層体における縦方向分割線および横方向分割線の各位置に沿い、かつ第１の収縮抑制層を厚み方向に貫通しながら生の多層集合基板の厚みの一部にまで届く深さをもって、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝がそれぞれ設けられる。
【００３４】
次に、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝がそれぞれ設けられた生の複合積層体は、セラミック絶縁材料粉末が焼結するが無機材料粉末が焼結しない条件下で焼成され、それによって、第１および第２の収縮抑制層によって挟まれた焼結後の多層集合基板が得られる。
【００３５】
次いで、収縮抑制層が除去され、それによって、焼結後の多層集合基板が取り出される。
【００３６】
次いで、焼結後の多層集合基板を縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝に沿ってそれぞれ分割し、それによって、複数の多層セラミック基板が取り出される。
【００３７】
このような多層セラミック基板の製造方法において、この発明では、前述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。
【００３８】
すなわち、上述した縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の少なくとも一方について、その配列における両端に位置するものを除く切り込み溝の終端と当該切り込み溝の延長線上に位置する生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされることを特徴としている。
【００３９】
好ましくは、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の双方について、切り込み溝の終端と生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされる。
【００４０】
また、好ましくは、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の少なくとも一方について、切り込み溝の終端と生の複合積層体の端縁との間の距離が１０ｍｍ以上とより長くなるようにされる。
【００４１】
また、好ましくは、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の双方について、切り込み溝の終端と生の複合積層体の端縁との間の距離が１０ｍｍ以上とより長くなるようにされる。
【００４２】
また、好ましくは、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設ける工程において、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の少なくとも一方のすべての終端と生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされる。
【００４３】
また、セラミックグリーン層は、ガラスまたは結晶化ガラスを含むことが好ましい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、この発明の第１の実施形態を説明するためのものであり、多層セラミック基板を製造する途中の段階で得られる複合積層体１１を示している。ここで、図１は、複合積層体１１の平面図であり、図２は、図１に示した複合積層体１１の一部を拡大して示す断面図である。
【００４５】
なお、図２は、前述した図１１または図１２に対応する図であって、図１１および図１２の場合と同様、厚み方向寸法が誇張されて図示されており、また、配線導体の図示が省略されている。また、図１においては、複合積層体１１の内部に位置する配線導体の少なくとも一部としての矩形の導体膜１２が破線によって示されている。
【００４６】
複合積層体１１から得ようとする多層セラミック基板は、複数の積層されたセラミック層を備えている。生の複合積層体１１は、セラミック絶縁材料を含みかつ焼成されることによって上述の複数のセラミック層となる複数のセラミックグリーン層１３を有する生の多層集合基板１４を備えている。
【００４７】
セラミックグリーン層１３は、たとえば、セラミックグリーンシートを積層することによって得られるもので、セラミックグリーンシートは、たとえば、セラミック絶縁材料粉末にバインダ、可塑剤および溶剤等を加えて、ボールミルまたはアトラクター等によって混合することによってスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法等の方法によってシート状に成形することによって得られる。
【００４８】
上述のセラミック絶縁材料粉末としては、従来の多層セラミック基板において用いられる通常のセラミック絶縁材料粉末を用いることができる。たとえば、アルミナ硼珪酸ガラス、軟化点６００〜８００℃の非晶質ガラス、結晶化温度６００〜１０００℃の結晶化ガラス等を含んでいてもよい。また、アルミナ、ジルコン、ムライト、コージェライト、アノーサイト、シリカ等のセラミックフィラーを添加したものを用いてもよい。
【００４９】
バインダとしては、たとえば、ポリビニルブチラール、メタアクリルポリマー、アクリルポリマー等を用いることができ、可塑剤としては、たとえば、フタル酸の誘導体等を用いることができる。さらに、溶剤としては、たとえば、アルコール類、ケトン類、塩素系有機溶剤等を用いることができる。
【００５０】
セラミックグリーンシートは、所定の大きさに切断され、必要に応じて、前述の導体膜１２のような配線導体となるべき導体膜を導電性ペーストのスクリーン印刷等によって形成したり、ビアホール導体のための貫通孔を設けたり、この貫通孔に導電性ペーストを充填したりする工程が実施される。セラミックグリーンシートの厚みについては、特に制限はないが、２５〜２００μｍ程度であることが好ましい。
【００５１】
積層されたセラミックグリーン層１３を備える生の多層集合基板１４を得るため、上述したようなセラミックグリーンシートが積層される。この生の多層集合基板１４は、焼成後において互いに直交する複数の縦方向分割線および複数の横方向分割線に沿ってそれぞれ分割されることによって複数の多層セラミック基板を取り出すことができるようにされている。これら縦方向分割線および横方向分割線のうち、図２に、縦方向分割線の位置が「１５」の参照符号をもって図示されている。
【００５２】
また、生の複合積層体１１において、生の多層集合基板１４を積層方向に挟むように、第１および第２の収縮抑制層１６および１７が配置されている。これら収縮抑制層１６および１７は、前述したセラミックグリーン層１３に含まれるセラミック絶縁材料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含んでいる。
【００５３】
たとえば、セラミックグリーン層１３に含まれるセラミック絶縁材料粉末として、その焼結温度が１１００℃以下のものを用いる場合には、収縮抑制層１６および１７に含まれる無機材料粉末としては、たとえば、アルミナ、酸化ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化硼素、ムライト、酸化マグネシウム、炭化珪素等の粉末を用いることができる。なお、これらの無機材料粉末の粒度が粗すぎると、得られた多層セラミック基板の表面粗さが粗くなるため、平均粒径０．５〜４μｍ程度であることが好ましい。
【００５４】
収縮抑制層１６および１７は、上述したような無機材料粉末を含む無機材料グリーンシート１８を積層することによって得られる。無機材料グリーンシー１８の作製方法は、前述したセラミックグリーン層１３のためのセラミックグリーンシートの場合と実質的に同様である。また、無機材料グリーンシート１８の厚みは、特に制限はないが、２５〜２００μｍ程度であることが好ましい。第１および第２の収縮抑制層１６および１７の各々の厚みは、積層される無機材料グリーンシート１８の積層数によって調整することができる。
【００５５】
このように、生の多層集合基板１４を積層方向に挟むように第１および第２の収縮抑制層１６および１７が配置されている、生の複合積層体１１を得た後、この生の複合積層体１１全体が積層方向にプレスされる。このプレスに際しては、たとえば、３０〜２００ＭＰａの圧力および４０〜９０℃の温度が適用される。
【００５６】
次に、生の複合積層体１１における縦方向分割線１５および横方向分割線の各位置に沿って、それぞれ、縦方向切り込み溝１９および横方向切り込み溝２０が設けられる。これら切り込み溝１９および２０の形成には、たとえば、カッター刃を生の複合積層体１１の表面に押し当てたり、回転刃で切り込む方法等を採用することができる。
【００５７】
縦方向切り込み溝１９および横方向切り込み溝２０は、図１によく示されているように、格子状に配列されている。また、縦方向切り込み溝１９および横方向切り込み溝２０は、矩形の平面形状を有する生の複合積層体１１の端縁にまで届かず、周囲にマージンを残した状態で設けられる。
【００５８】
より具体的には、縦方向切り込み溝１９の終端とこの縦方向切り込み溝１９の延長線上に位置する生の複合積層体１１の端縁との間の距離ｄ１は、３ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上となるようにされる。他方、横方切り込み溝２０の終端とこの横方向切り込み溝２０の延長線上に位置する生の複合積層体１１の端縁との間の距離ｄ２についても、３ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上となるようにされる。
【００５９】
また、この実施形態では、縦方向切り込み溝１９の各終端は、複数の横方向切り込み溝２０の配列における両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）の各上に位置している。他方、横方向切り込み溝２０の各終端についても、複数の縦方向切り込み溝１９の配列における両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）の各上に位置している。
【００６０】
これら縦方向切り込み溝１９および横方向切り込み溝２０は、縦方向切り込み溝１９について図２に示されているように、第１の収縮抑制層１６を厚み方向に貫通しかつ生の多層集合基板１４の厚みの一部にまで届く深さをもって設けられる。この深さは、たとえば、生の多層集合基板１４の厚みの１／１０〜４／１０程度にまで届くようにされる。
【００６１】
次に、縦方向切り込み溝１９および横方向切り込み溝２０が設けられた生の複合積層体１１は、焼成工程に付される。この焼成工程においては、セラミックグリーン層１３に含まれるセラミック絶縁材料粉末のみが焼結し、収縮抑制層１６および１７に含まれる無機材料粉末が焼結しない条件が適用される。また、複合積層体１１の焼成にあたっては、これをトレーに載せて焼成することが行なわれるが、トレーとしては、たとえば、通常のアルミナ板からなるものを用いることができる。また、トレーとして、通気性の良好な気孔率の高いアルミナ板からなるものを使用してもよい。
【００６２】
焼成工程において、収縮抑制層１６および１７に含まれる無機材料粉末は実質的に焼結しないため、収縮抑制層１６および１７においては、収縮が実質的に生じない。そのため、収縮抑制層１６および１７が多層集合基板１４を拘束し、それによって、生の多層集合基板１４は、厚み方向にのみ実質的に収縮するが、主面方向での収縮が抑制される。その結果、焼結後の多層集合基板１４において不均一な変形等がもたらされにくくなる。
【００６３】
また、焼成工程において、切り込み溝１９および２０の部分およびその近傍において生じ得る収縮の度合いは、他の部分において生じ得る収縮の度合いより高いため、多層集合基板１４において、第１の収縮抑制層１６側を凹状とするような反りを生じさせる力が及ぼされるが、複合積層体１１の周囲の距離ｄ１およびｄ２で表わされるマージン領域については、切り込み溝１９および２０が形成されず、そのため、このマージン領域については、生の多層集合基板１４における収縮の度合いが低くされるとともに、第１の収縮抑制層１６においては収縮抑制のための剛性が高められるので、上述したような反りを有利に抑制することができ、また、歪みも低減することができる。
【００６４】
このように、第１および第２の収縮抑制層１６および１７によって挟まれた焼結後の多層集合基板１４を得た後、たとえばブラシ等を用いて、収縮抑制層１６および１７が除去され、それによって、焼結後の多層集合基板１４が取り出される。
【００６５】
次に、焼結後の多層集合基板１４が、縦方向切り込み溝１９および横方向切り込み溝２０に沿ってそれぞれ分割され、それによって、目的とする複数の多層セラミック基板が取り出される。
【００６６】
以下に、図３ないし図６を参照しながら、この発明の他の実施形態について説明する。図３ないし図６は、前述の第１の実施形態を示す図１に相当する図である。したがって、図３ないし図６において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６７】
図３に示した第２の実施形態に係る複合積層体１１ａでは、縦方向切り込み溝１９が、両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）を越えて延び、同様に、横方向切り込み溝２０が、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）を越えて延びていることを特徴としている。
【００６８】
しかしながら、縦方向切り込み溝１９の終端と生の複合積層体１１ａの端縁との間の距離ｄ１および横方向切り込み溝２０の終端と生の複合積層体１１ａの端縁との間の距離ｄ２は、ともに、３ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上となるようにされることは、第１の実施形態の場合と同様である。
【００６９】
図４に示す第３の実施形態に係る複合積層体１１ｂでは、第２の実施形態と比較して、両端にそれぞれ位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）ならびに横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）が、それぞれ、より長くされ、したがって、生の複合積層体１１ｂの端縁により近い位置まで延びていることを特徴としている。
【００７０】
また、この実施形態では、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）を除く縦方向切り込み溝１９の終端と生の複合積層体１１ｂの端縁との間の距離ｄ１ならびに両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）を除く横方向切り込み溝２０と生の複合積層体１１ｂの端縁との間の距離ｄ２については、３ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上となるようにされる。
【００７１】
図４に示した第３の実施形態によれば、距離ｄ１およびｄ２が特定の長さ以上とされなければならないのは、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）を除く縦方向切り込み溝１９ならびに両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および（ｚ）を除く横方向切り込み溝２０についてのみであることがわかる。
【００７２】
図５に示した第４の実施形態に係る複合積層体１１ｃでは、図４に示した第３の実施形態と比較して、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）ならびに両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）が、生の複合積層体１１ｃの端縁にまで届くように延び、したがって、これら切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）ならびに２０（ａ）および２０（ｚ）の各終端が、生の複合積層体１１ｃの端縁上に位置していることを特徴としている。
【００７３】
図６に示した第５の実施形態に係る複合積層体１１ｄでは、図５に示した第４の実施形態の場合と同様、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）ならびに横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）の各終端が、複合積層体１１ｄの端縁上に位置しているが、これら両端に位置する切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）ならびに２０（ａ）および２０（ｚ）は、これらに沿う分割によってもたらされた分割面が、目的とする多層セラミック基板の一側面となるのではなく、これらに沿う分割は、目的とする多層セラミック基板の取り出しに直接寄与するものではないことを特徴としている。
【００７４】
なお、図６に示した実施形態では、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）を除く縦方向切り込み溝１９の各終端は、両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）上に位置し、また、両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）を除く横方向切り込み溝２０の各終端は、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）上に位置している。
【００７５】
以上説明した第１ないし第５の実施形態では、特定の長さ以上とされなければならない距離ｄ１およびｄ２を与えるのが、縦方向切り込み溝１９および横方向切り込み溝２０の双方であったが、後述する実験例において参照する図９に示すように、縦方向切り込み溝１９のみであっても、横方向切り込み溝２０のみであってもよい。
【００７６】
また、第１ないし第５の実施形態では、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）が互いに同じ長さであり、また、両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）が互いに同じ長さであったが、これらの長さは互いに異なっていてもよい。すなわち、両端にそれぞれ位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）ならびに横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）については、第１ないし第５の実施形態での態様を適宜組み合わせてもよい。
【００７７】
また、両端に位置するものを除く縦方向切り込み溝１９および横方向切り込み溝２０についても、第１ないし第５の実施形態では、互いに同じ長さとされたが、互いに異ならされてもよい。
【００７８】
また、縦方向切り込み溝１９について図２に示されるように、切り込み溝１９および２０は、断面Ｖ字状の形態をなしていたが、たとえば断面Ｕ字状等の他の形態であってもよく、少なくとも焼成後に複合積層体を取り扱う際、不用意に割れが生じにくい形態であれば、どのような形態であってもよい。
【００７９】
また、図示の実施形態では、複合積層体は、実質的に正方形の平面形状を有していたが、隣り合う辺の長さが互いに異なる長方形の平面形状を有していてもよい。
【００８０】
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。
【００８１】
【実験例】
ＳｉＯ2 、ＣａＯ、Ａｌ2 Ｏ3 およびＢ2 Ｏ3 の各粉末を混合したガラス粉末と、アルミナ粉末とを等重量比率で混合した。この混合粉末に対して、有機バインダとしてのポリビニルブチラールおよび溶剤としてのトルエンを添加し、混合し、ボールミルによって十分混練することによって、均一な分散状態を得た後、減圧下で脱泡処理し、スラリーを得た。
【００８２】
次いで、このスラリーを、ドクターブレードを用いたキャスティング法を適用して、キャリアフィルム上でシート状に成形することによって、厚み０．１ｍｍのセラミックグリーンシートを作製し、このセラミックグリーンシートを乾燥させた後、キャリアフィルムから剥がし、これを打ち抜いて、平面寸法が１００ｍｍ角の大きさを有するセラミックグリーンシートとした。
【００８３】
次に、上述のセラミックグリーンシート上に、銀粉末を含む導電性ペーストを印刷し、乾燥することによって、平面寸法が１ｍｍ角のパターンを有する導体膜を形成した。なお、この導体膜は、歪み確認用に形成したものであり、後述する切り込み溝によって区画される各領域に分布させた。
【００８４】
他方、アルミナ粉末に対して、有機バインダとしてのポリビニルブチラールおよび溶剤としてのトルエンを添加し、混合し、ボールミルによって十分混練することによって、均一な分散状態を得た後、減圧下で脱泡処理して、スラリーを得た。
【００８５】
次いで、このスラリーを、ドクターブレードを用いたキャスティング法を適用して、キャリアフィルム上でシート状に成形することによって、厚み０．１ｍｍの無機材料グリーンシートを作製した。次いで、この無機材料グリーンシートを乾燥させた後、キャリアフィルムから剥がし、これを打ち抜いて、平面寸法が１００ｍｍ角の大きさを有する無機材料グリーンシートとした。
【００８６】
次に、上述した６枚のセラミックグリーンシートを積層するとともに、これを挟むように、各々５枚の無機材料グリーシートを積層し、積層方向にプレスすることによって、平面寸法が１００ｍｍ角の大きさを有する生の複合積層体を得た。
【００８７】
次に、表１に示す各条件をもって、２０本の縦方向切り込み溝および１０本の横方向切り込み溝を形成した。表１には、各試料について参照すべき図面が示されている。表１に示した各試料について、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の形成態様の詳細について、図７ないし図１０を参照しながら説明する。なお、図７ないし図１０において、前述した図１および図３ないし図６に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８８】
【表１】
0004595199.tif 000002
【００８９】
表１において、試料番号に「＊」を付したものは、この発明の範囲外にある比較例に相当する。
【００９０】
試料１は、比較例となるものである。試料１では、図１０に示すように、縦方向切り込み溝１９のすべておよび横方向切り込み溝２０のすべてが、複合積層体１１ｈの端縁にまで届くように形成した。したがって、表１に示すように、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の双方について、切り込み溝の終端と複合積層体端縁との距離は０ｍｍであり、両端の切り込み溝の終端の位置は複合積層体の端縁上である。
【００９１】
試料２〜４では、図７に示すような態様で、切り込み溝１９および２０を形成した。すなわち、縦方向切り込み溝１９の終端と複合積層体１１ｅの端縁との間に距離ｄ１を設け、横方向切り込み溝２０の終端と複合積層体１１ｅの端縁との間に距離ｄ２を設け、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）の各終端を両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）上に位置させ、両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および（ｚ）の各終端を両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）上に位置させた。
【００９２】
これら試料２〜４のうち、試料２が比較例となるもので、試料３および４がこの発明の範囲内の実施例となるものである。
【００９３】
表１に示すように、試料２では、距離ｄ１およびｄ２を、ともに１ｍｍとし、試料３では、同じく、３ｍｍとし、試料４では、同じく、１０ｍｍとした。
【００９４】
試料５および６は、実施例となるものである。これら試料５および６では、図８に示すように、両端に位置するものを除く縦方向切り込み溝１９の各終端と複合積層体１１の端縁との間に距離ｄ１を設け、両端に位置するものを除く横方向切り込み溝２０の各終端と複合積層体１１ｆの端縁との間に距離ｄ２を設け、両端に位置する縦方向切り込み溝１９（ａ）および１９（ｚ）ならびに横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）の各終端を複合積層体１１ｆの端縁上に位置させた。
【００９５】
表１に示すように、これら試料５および６のうち、試料５では、距離ｄ１およびｄ２を、ともに３ｍｍとし、試料６では、同じく、１０ｍｍとした。
【００９６】
試料７は、実施例となるものである。試料７では、図９に示すように、縦方向切り込み溝１９の各終端を両端に位置する横方向切り込み溝２０（ａ）および２０（ｚ）上に位置させるとともに、表１に示すように、縦方向切り込み溝１９の各終端と複合積層体１１ｇの端縁との間の距離ｄ１を３ｍｍとし、横方向切り込み溝２０の各終端を複合積層体１１ｇの端縁上に位置させた。
【００９７】
次に、上述した試料１〜７の各々に係る複合積層体を、４００℃の温度まで１．５℃／分の速度で昇温し、４００℃の温度から９００℃の温度まで５℃／分〜６０℃／分の速度で昇温し、次いで、９００℃の温度で１時間キープする、焼成プロファイルをもって焼成し、それによって、複合積層体における多層集合基板の部分を焼結させた。
【００９８】
そして、焼結後の多層集合基板の両面にある、無機材料グリーンシートによって与えられた収縮抑制層を除去し、評価用の多層集合基板を得た。
【００９９】
このようにして得られた多層集合基板の各試料について、平板の上に載せ、その表面および裏面において最大となる反り量を測定した。
【０１００】
また、試料となる多層集合基板において、評価用の導体膜を任意に１０点選び、Ｘ−Ｙ測長機を用いて、多層集合基板の平面方向での重心を原点とし、導体膜の位置の設計値からの最大ずれ量を測定し、最大歪み量を求めた。
【０１０１】
また、収縮抑制層を除去する前の複合積層体の状態で、焼成炉から取り出した直後、これを１回ひっくり返し、その結果、収縮抑制層がマージン部において剥がれた部分の面積を測定し、マージン部全体の面積に対する剥がれた部分の面積の比率を求めた。
【０１０２】
以上の最大反り量、最大歪み量およびマージン部における収縮抑制層の剥がれ面積率が、表２に示されている。
【０１０３】
【表２】
0004595199.tif 000003
【０１０４】
表１に示したように、この発明の範囲内にある実施例３〜７では、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の少なくとも一方について、両端に位置するものを除く切り込み溝の終端と複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされているので、表２からわかるように、最大反り量を０．８ｍｍ以下とし、最大歪み量を０．２ｍｍ以下とし、また、収縮抑制層の剥がれ面積率を３％以下とすることができる。
【０１０５】
このことから、この発明の範囲内にある試料３〜７によれば、焼成工程において、収縮抑制層による拘束力を多層集合基板に対して十分に及ぼすことができ、また、マージン部における収縮抑制層の剛性が高められ、それによって、反りや歪みを低減できることがわかる。
【０１０６】
これに対して、比較例となる試料１および２では、表１に示すように、切り込み溝の終端と複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ未満のそれぞれ０ｍｍおよび１ｍｍであるため、表２に示すように、１．２ｍｍ以上の最大反り量となり、０．４ｍｍ以上の最大歪み量となっている。また、収縮抑制層の剥がれ面積率については、試料２では、１２％と極めて高い。なお、試料１における収縮抑制層の剥がれ面積率については、極めて高かったため、測定しなかった。
【０１０７】
以下に、この発明の範囲内にある試料３〜７の間での比較を行なう。
【０１０８】
試料３と試料４との間、あるいは試料５と試料６との間で比較すると、表１に示すように、距離ｄ１およびｄ２について、試料３および５が３ｍｍであり、試料４および６が１０ｍｍである。その結果、表２に示すように、最大反り量、最大歪み量および収縮抑制層の剥がれ面積率については、試料３および５に比べて、試料４および６の方がそれぞれ低減されている。このことから、距離ｄ１およびｄ２は、より長くされること、具体的には、１０ｍｍ以上となるようにされることが好ましいことがわかる。
【０１０９】
次に、試料３および７の間で比較すると、表１に示すように、試料３では、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の双方について、切り込み溝の終端と複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍであるのに対し、試料７では、縦方向切り込み溝についてのみ、切り込み溝の終端と複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍであり、横方向切り込み溝については、その各終端が複合積層体の端縁上に位置している。そして、表２に示すように、最大反り量および収縮抑制層の剥がれ面積率に関して、試料３は、試料７より優れた結果を示している。このことから、試料３のように、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の双方について、切り込み溝の終端と複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされることがより好ましいと言える。
【０１１０】
次に、試料３および５の間で比較すると、表１に示すように、試料３では、縦方向切り込み溝のすべておよび横方向切り込み溝のすべての各終端と複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍであるのに対し、試料５では、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の各々の両端に位置するものを除いて、各切り込み溝の終端と複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍとされている。そのため、表２に示すように、最大反り量に関して、試料３の方が、試料５より優れた結果を示している。このことから、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の少なくとも一方のすべての終端と複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされることが好ましいと言える。
【０１１１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、生の多層集合基板ならびにこれを挟むように配置されている第１および第２の収縮抑制層を備える、生の複合積層体において、複数の多層セラミック基板を取り出すように分割される互いに直交する複数の縦方向分割線および複数の横方向分割線の各位置に沿って、第１の収縮抑制層を厚み方向に貫通しながら生の多層集合基板の厚みの一部にまで届く深さをもって、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝をそれぞれ設けるにあたって、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の少なくとも一方については、その配列における両端に位置するものを除く切り込み溝の終端と当該切り込み溝の延長線上に位置する生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされている。
【０１１２】
したがって、焼成工程において、生の複合積層体において収縮抑制層による拘束力を多層集合基板に対して及ぼすに際して、収縮抑制層のマージン部における剛性を高く維持することができる。
【０１１３】
また、生の複合積層体には、第１の収縮抑制層を厚み方向に貫通しかつ生の多層集合基板の厚みの一部にまで届く深さをもって、分割のための切り込み溝が形成されるので、この生の複合積層体全体を積層方向に十分にプレスした後、切り込み溝を形成する工程を実施できる。したがって、生の多層集合基板と第１および第２の収縮抑制層との間の密着強度を十分に高めることが容易であり、そのため、収縮抑制層により収縮抑制作用が十分に及ぼされた状態で焼成工程を実施することができる。
【０１１４】
これらのことから、焼結後の多層集合基板において、不所望な反りや変形や歪み等を生じにくくすることができ、得ようとする多層セラミック基板の配線導体の高密度化を問題なく図ることができるようになるとともに、得られた多層集合基板の反り等による歩留まりの低下を防止することができ、そのため、多層集合基板の大面積化を図ることが可能となり、その結果、多層セラミック基板の生産効率を高めることができる。
【０１１５】
また、第１の収縮抑制層側にのみ切り込み溝が設けられても、上述のように、切り込み溝の設ける態様を制御することによって反りが抑制されるので、このような反りを抑制するため、あえて第２の収縮抑制層側にも切り込み溝を設ける必要はない。そのため、第１および第２の収縮抑制層のいずれの側にも切り込み溝を設ける場合に遭遇する、互いの間での厳密な位置合わせを必要とするといった問題を回避でき、また、切り込み溝を設けるための工程数が増えるという問題も解消することができる。
【０１１６】
この発明において、以下のような条件を満たすようにされると、このような条件を満たさないものに比べて、反りおよび／または歪みの抑制効果がより高められる。
【０１１７】
すなわち、第１に、切り込み溝の終端と生の複合積層体の端縁との間の距離が１０ｍｍ以上となるようにされることである。第２に、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の双方について、切り込み溝の終端と生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ以上となるようにされることである。第３に、縦方向切り込み溝および横方向切り込み溝の少なくとも一方のすべての終端と生の複合積層体の端縁との間の距離が３ｍｍ以上となるようにされることである。
【０１１８】
また、この発明において、生の多層集合基板に備えるセラミックグリーン層が、ガラスまたは結晶化ガラスを含むとき、比較的低温での焼結が可能であるので、収縮抑制層に含まれる無機材料粉末の選択の幅を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による製造方法を実施して多層セラミック基板を製造する途中の段階で得られる複合積層体１１を示す平面図である。
【図２】図１に示した複合積層体１１の一部を拡大して図解的に示す断面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態による製造方法を実施して多層セラミック基板を製造する途中の段階で得られる複合積層体１１ａを示す、図１に相当する平面図である。
【図４】この発明の第３の実施形態による製造方法を実施して多層セラミック基板を製造する途中の段階で得られる複合積層体１１ｂを示す、図１に相当する平面図である。
【図５】この発明の第４の実施形態による製造方法を実施して多層セラミック基板を製造する途中の段階で得られる複合積層体１１ｃを示す、図１に相当する平面図である。
【図６】この発明の第５の実施形態による製造方法を実施して多層セラミック基板を製造する途中の段階で得られる複合積層体１１ｄを示す、図１に相当する平面図である。
【図７】実験例において試料２〜４として作製した複合積層体１１ｅを示す平面図である。
【図８】実験例において試料５および６として作製した複合積層体１１ｆを示す平面図である。
【図９】実験例において試料７として作製した複合積層体１１ｇを示す平面図である。
【図１０】実験例において試料１として作製した複合積層体１１ｈを示す平面図である。
【図１１】この発明にとって興味ある従来の多層集合基板２を示す、図２に相当する断面図である。
【図１２】この発明にとって興味ある従来の他の多層集合基板２ａを示す、図２に相当する断面図である。
【符号の説明】
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ  複合積層体
１２  導体膜
１３  セラミックグリーン層
１４  多層集合基板
１５  縦方向分割線
１６  第１の収縮抑制層
１７  第２の収縮抑制層
１８  無機材料グリーンシート
１９  縦方向切り込み溝
２０  横方向切り込み溝
【図１】
0004595199.tif 000004
【図２】
0004595199.tif 000005
【図３】
0004595199.tif 000006
【図４】
0004595199.tif 000007
【図５】
0004595199.tif 000008
【図６】
0004595199.tif 000009
【図７】
0004595199.tif 000010
【図８】
0004595199.tif 000011
【図９】
0004595199.tif 000012
【図１０】
0004595199.tif 000013
【図１１】
0004595199.tif 000014
【図１２】
0004595199.tif 000015