(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス成分を含有するセラミック材料粉末を用意する工程と、
前記セラミック材料粉末よりも焼結温度の高い収縮抑制用無機材料粉末を用意する工程と、
前記セラミック材料粉末を含有させて、キャビティを形成するための貫通孔を有する第１のガラスセラミックグリーンシートと少なくとも前記貫通孔の位置には貫通孔を有しない第２のガラスセラミックグリーンシートとをそれぞれ作製する工程と、
前記第１のガラスセラミックグリーンシートと前記第２のガラスセラミックグリーンシートとを積層することによって、積層方向での第１の端面に開口を位置させるように前記貫通孔によって形成されたキャビティを有するグリーンシート積層体を得るとともに、前記グリーンシート積層体の前記第１の端面および前記第１の端面に対向する第２の端面に沿って前記収縮抑制用無機材料粉末を含有する第１および第２の収縮抑制層をそれぞれ設け、それによって、前記グリーンシート積層体の前記第１および第２の端面が前記第１および第２の収縮抑制層によってそれぞれ覆われた複合積層体を得る工程と、
前記複合積層体を積層方向にプレスする工程と、
次いで、前記複合積層体の積層方向に荷重を付与しない状態で、前記複合積層体を焼成する工程と
を備え、
前記複合積層体において、前記第１の収縮抑制層は、前記キャビティの開口を露出させる貫通部を有し、かつ、前記第１の収縮抑制層は、前記第２の収縮抑制層より高い剛性を有するようにされる、
多層セラミック基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の収縮抑制層は、前記第２の収縮抑制層より厚くされる、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】
前記第１の収縮抑制層に含まれる前記収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径は、前記第２の収縮抑制層に含まれる前記収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径より小さくされる、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】
前記第１および第２の収縮抑制層は、有機バインダを含み、前記第１の収縮抑制層に含まれる前記有機バインダの量は、前記第２の収縮抑制層に含まれる前記有機バインダの量より少なくされる、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】
前記第１の収縮抑制層は、ファイバ状の無機酸化物粒子を含む、請求項１ないし４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６】
前記第１の収縮抑制層は、前記焼成する工程における焼成条件では粘性流動を起こさないガラス粉末を含む、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。
【請求項７】
前記複合積層体を得る工程において、前記第１および第２の収縮抑制層は、前記収縮抑制用無機材料粉末を有機バインダ中に分散させたスラリーをシート状に成形することによって作製された第１および第２の無機材料グリーンシートとしてそれぞれ用意され、前記第１および第２の無機材料グリーンシートを、それぞれ、前記グリーンシート積層体の前記第１および第２の端面に沿って積層する工程を備える、請求項１ないし６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８】
前記複合積層体を焼成する工程において、１０００℃以下の焼成温度が適用される、請求項１ないし７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９】
前記複合積層体をプレスする工程において、前記キャビティの周辺部がプレスされるともに、前記貫通部を介して前記キャビティの底面部がプレスされる、請求項１ないし８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１０】
前記複合積層体を焼成する工程の後、前記第１および第２の収縮抑制層を除去する工程をさらに備える、請求項１ないし９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、たとえば、電子部品を実装かつ収容するためのキャビティを有する多層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】
電子機器に対する小型軽量化、多機能化、高信頼性化等の要望が、近年、ますます高まっており、これに伴い、基板への実装技術の向上も求められている。基板への実装技術の向上を図る効果的な方法として、最も典型的には、基板での配線の高密度化を図ることがある。
【０００３】
そこで、このような基板での配線の高密度化に対応するため、セラミックグリーンシートに導体膜等を印刷によって形成したものを複数枚積み重ね、プレスした後、焼成することによって作製される多層セラミック基板の開発が進められている。しかしながら、多層セラミック基板での配線の高密度化を問題なく進めるためには、複数の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たグリーンシート積層体を焼成する段階において、セラミックグリーンシートあるいはそれを焼成して得られるセラミック層の寸法や形状などについての精密な制御技術が求められる。
【０００４】
これを可能とする方法として、特許第２５５４４１５号公報には、ガラスセラミックグリーンシートを積層したグリーンシート積層体の上下両面に、ガラスセラミックグリーンシートよりも焼結温度の高い無機材料粉末を含む収縮抑制層を形成し、プレスし、焼成した後、収縮抑制層を構成する未焼結の無機材料粉末を剥離除去する方法が開示されており、また、特許第２６１７６４３号公報には、上述した方法において、グリーンシート積層体の上下方向から加圧することをさらに行なう方法が開示されている。
【０００５】
これらの方法によれば、グリーンシートの主面方向すなわちｘ−ｙ方向には収縮が生じにくいため、得られた基板の寸法精度を高くでき、配線の高密度化を高い信頼性をもって達成することができる。
【０００６】
他方、多層セラミック基板においては、上述した寸法精度の向上、配線の高密度化および高信頼性化に加えて、それ自身の小型化および低背化が求められている。これらを実現するためには、多層セラミック基板に、電子部品実装用のキャビティを形成することが有効である。
【０００７】
しかしながら、このようなキャビティを形成した多層セラミック基板の場合には、これを得るための焼成工程において、キャビティの開口を位置させている端面側を凹状とするような反りやうねりが生じやすい。
【０００８】
この問題を解決するため、特開平９−２０２６６５号公報では、焼成工程において、キャビティを備える多層セラミック基板となるべきグリーンシート積層体上に部分的に荷重体を載置したり、キャビティの内部にキャビティよりも小さい荷重体を載置したりして、反りやうねりの生じにくい多層セラミック基板の製造方法が記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許第２６１７６４３号公報や特開平９−２０２６６５号公報に記載の方法を実施しようとすれば、焼成されるべきグリーンシート積層体に対して比較的大きな圧力を加えながら焼成する必要があるため、このような加圧焼成可能な特別な設備を必要とし、設備コストや製造効率等の点で問題がある。
【００１０】
また、近年、多層セラミック基板においては、その高密度配線化に伴って、たとえばマザーボード上に搭載しかつ電気的に接続するための入出力端子数が飛躍的に増加している。また、その多機能化および高性能化に伴って、数多くの回路要素を高精度に配置することが必要となっており、また、コンデンサやインダクタ等の回路素子を高密度に内蔵することも要求されている。
【００１１】
特に、上述のような状況の下では、グリーンシート積層体の一方端面側と他方端面側との間で、その収縮度合いに比較的大きな差が発生しやすいため、前述したように、焼成工程において加圧を行なわなければ、より大きく反りが生じる可能性が高い。
【００１２】
この発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、キャビティを有する多層セラミック基板の製造方法において、ｘ−ｙ方向の収縮を抑制し得るとともに、特に焼成時に加圧することなく、反りやうねりを生じにくくしようとすることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ガラス成分を含有するセラミック材料粉末を用意する工程と、このセラミック材料粉末よりも焼結温度の高い収縮抑制用無機材料粉末を用意する工程と、セラミック材料粉末を含有させて、キャビティを形成するための貫通孔を有する第１のガラスセラミックグリーンシートと少なくとも上述の貫通孔の位置には貫通孔を有しない第２のガラスセラミックグリーンシートとをそれぞれ作製する工程と、第１のガラスセラミックグリーンシートと第２のガラスセラミックグリーンシートとを積層することによって、積層方向での第１の端面に開口を位置させるように貫通孔によって形成されたキャビティを有するグリーンシート積層体を得るとともに、このグリーンシート積層体の第１の端面および第１の端面に対向する第２の端面に沿って収縮抑制用無機材料粉末を含有する第１および第２の収縮抑制層をそれぞれ設け、それによって、グリーンシート積層体の第１および第２の端面が第１および第２の収縮抑制層によってそれぞれ覆われた複合積層体を得る工程と、複合積層体を積層方向にプレスする工程と、次いで、複合積層体の積層方向に荷重を付与しない状態で、複合積層体を焼成する工程とを備える、多層セラミック基板の製造方法に向けられるものであって、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。
【００１４】
すなわち、この発明は、上述の複合積層体において、第１の収縮抑制層が、キャビティの開口を露出させる貫通部を有し、かつ、第１の収縮抑制層が、第２の収縮抑制層より高い剛性を有するようにされることを特徴としている。
【００１５】
上述のように、第１の収縮抑制層の剛性を第２の収縮抑制層の剛性よりも高くするため、この発明の範囲内において、種々の実施態様がある。
【００１６】
第１の実施態様では、第１の収縮抑制層は、第２の収縮抑制層より厚くされる。
【００１７】
第２の実施態様では、第１の収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径が、第２の収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径より小さくされる。
【００１８】
第３の実施態様では、第１および第２の収縮抑制層が有機バインダを含むとき、第１の収縮抑制層に含まれる有機バインダの量が、第２の収縮抑制層に含まれる有機バインダの量より少なくされる。
【００１９】
第４の実施態様では、第１の収縮抑制層は、ファイバ状の無機酸化物粒子を含むようにされる。
【００２０】
第５の実施態様では、第１の収縮抑制層は、前述した焼成する工程における焼成条件では粘性流動を起こさないガラス粉末を含むようにされる。
【００２１】
上述した第１ないし第５の実施態様は、これらのいくつかを組み合わせた状態で実施されてもよい。
【００２２】
また、この発明において、前述した複合積層体に備える第１および第２の収縮抑制層は、グリーンシートの状態で用意され、これをグリーンシート積層体に積層することによって、複合積層体が作製されることが好ましい。すなわち、複合積層体を得る工程において、第１および第２の収縮抑制層は、収縮抑制用無機材料粉末を有機バインダ中に分散させたスラリーをシート状に成形することによって作製された第１および第２の無機材料グリーンシートとしてそれぞれ用意され、これら第１および第２の無機材料グリーンシートを、それぞれ、グリーンシート積層体の第１および第２の端面に沿って積層する工程を備えることが好ましい。
【００２３】
また、複合積層体を焼成する工程において、好ましくは、１０００℃以下の焼成温度が適用される。
【００２６】
また、この発明では、第１の収縮抑制層は、キャビティの開口を露出させる貫通部を有しているので、複合積層体をプレスする工程において、好ましくは、キャビティの周辺部がプレスされるとともに、貫通部を介してキャビティの底面部がプレスされる。
【００２７】
また、複合積層体を焼成する工程の後、通常、第１および第２の収縮抑制層は除去される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１には、この発明の一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１が図解的に断面図で示されている。
【００２９】
このような複合積層体１を得るため、ガラス成分を含有する低温焼結セラミック材料粉末が用意されるとともに、この低温焼結セラミック材料粉末よりも焼結温度の高い収縮抑制用無機材料粉末が用意される。
【００３０】
また、上述した低温焼結セラミック材料粉末を含有させて、キャビティ２を形成するための貫通孔３を有する第１のガラスセラミックグリーンシート４と貫通孔を有しない第２のガラスセラミックグリーンシート５とがそれぞれ作製される。
【００３１】
そして、第１のガラスセラミックグリーンシート４と第２のガラスセラミックグリーンシート５とが積層されることによって、グリーンシート積層体６が得られる。より具体的には、グリーンシート積層体６を得るため、複数の第２のガラスセラミックグリーンシート５が積層されたものの上に、複数の第１のガラスセラミックグリーンシート４が積層される。したがって、グリーンシート積層体６の積層方向での互いに対向する第１および第２の端面７および８のうち、第１の端面７には、貫通孔３によって形成されたキャビティ２の開口９が位置している。
【００３２】
なお、図示しないが、グリーンシート積層体６には、ガラスセラミックグリーンシート４および５の各間の特定の界面に沿って内部導体膜が形成されたり、ガラスセラミックグリーンシート４および５の特定のものを貫通するようにビアホール導体が形成されたり、端面７および８上に外部導体膜が形成されたりしている。これらの内部導体膜、ビアホール導体および外部導体膜の一部によって、コンデンサ、インダクタまたは抵抗器のような回路素子が与えられることもある。また、コンデンサまたはインダクタのような受動部品が、ブロック状の形態をもって用意され、このようなブロック部品がグリーンシート積層体６に内蔵されることもある。
【００３３】
グリーンシート積層体６の積層方向での第１および第２の端面７および８の各々に沿って、前述した収縮抑制用無機材料粉末を含有する第１および第２の収縮抑制層１０および１１がそれぞれ設けられる。これら収縮抑制層１０および１１のうち、キャビティ２の開口９が位置している第１の端面７に沿う第１の収縮抑制層１０にあっては、キャビティ２の開口９を露出させる貫通部１２を有する状態で設けられることが好ましい。この貫通部１２は、より好ましくは、図１に示すように、キャビティ２の開口９と実質的に同じ形状とされる。
【００３４】
上述した第１および第２の収縮抑制層１０および１１は、たとえば、収縮抑制用無機材料粉末を有機バインダ中に分散させたスラリーを用意し、このスラリーをシート状に成形することによって、第１および第２の無機材料グリーンシート１３および１４をそれぞれ作製し、これら第１および第２の無機材料グリーンシート１３および１４を、第１および第２のガラスセラミックグリーンシート４および５とともに積層することによって、グリーンシート積層体６の第１および第２の端面７および８にそれぞれ沿って設けることができる。
【００３５】
なお、第１および第２の収縮抑制層１０および１１の各々において、後述するように、必要とする厚みを得るため、第１および第２の収縮抑制層１０および１１の各々を構成する第１および第２の無機材料グリーンシート１３および１４の各枚数が調整される。
【００３６】
上述した方法に代えて、第１および第２の収縮抑制層１０および１１は、収縮抑制用無機材料粉末を含むスラリーを、グリーンシート積層体６の第１および第２の端面７および８上にそれぞれ印刷等を適用して付与することによって形成されてもよい。
【００３７】
このようにして、グリーンシート積層体６の第１および第２の端面７および８が第１および第２の収縮抑制層１０および１１によってそれぞれ覆われた複合積層体１が得られる。
【００３８】
次に、複合積層体１は、その積層方向にプレスされる。このプレス工程では、好ましくは、キャビティ２の周辺部がプレスされるとともに、貫通部１２を介してキャビティ２の底面部がプレスされる。より具体的には、複合積層体１を、金型（図示せず。）内に入れ、静水圧プレス法または剛体プレス法等を適用することによって、複合積層体１をプレスすることが行なわれる。
【００３９】
この場合、キャビティ２の底面部とキャビティ２の周辺部とに互いに同じ圧力をかけるように複合積層体１を積層方向にプレスすることが好ましい。そのため、複合積層体１を収容する金型としては、キャビティ２の底面部とキャビティ２の周辺部とに互いに独立して圧力をかけ得る構造を有するものを用いることが好ましい。
【００４０】
また、前述した静水圧プレス法は、プレス工程において、キャビティ２の底面部とキャビティ２の周辺部とに互いに同じ圧力を一挙に加えることが容易であるので、剛体プレス法に比べて、より好適である。
【００４１】
なお、剛体プレス法による場合、キャビティ２の底面部とキャビティ２の周辺部とに互いに同じ圧力をかけ得るように構成されたプレス装置が用いられてもよいが、キャビティ２の底面部に圧力をかける段階とキャビティ２の周辺部に圧力をかける段階との２段階に分けてプレス工程を実施するようにしてもよい。
【００４２】
この実施形態のように、第１の収縮抑制層１０の貫通部１２が、キャビティ２の開口９と実質的に同じ形状とされると、上述したプレス工程において、キャビティ２の底面部全域にわたって、均一な圧力を及ぼすことが容易になる。
【００４３】
次に、複合積層体１は焼成される。より具体的には、通常の酸化性雰囲気において、まず、複合積層体１に含まれる有機成分を分解かつ消失させる脱脂工程を実施し、さらに本焼成工程を実施するようにされる。なお、脱脂工程では、２００〜６００℃程度の温度が付与され、本焼成工程では、８００〜１０００℃程度の温度が付与されることが好ましい。この焼成工程では、複合積層体１は、その積層方向に荷重を付与しない状態で焼成される。
【００４４】
上述した焼成工程において、収縮抑制層１０および１１に含まれる収縮抑制用無機材料粉末は、実質的に焼結しないため、収縮抑制層１０および１１には、実質的な収縮が生じない。したがって、グリーンシート積層体６にあっては、焼成工程において、厚み方向にのみ収縮が生じ、ｘ−ｙ方向の収縮は、収縮抑制層１０および１１によって拘束されるため、実質的に生じないようにすることができる。
【００４５】
また、グリーンシート積層体６の端面７および８が収縮抑制層１０および１１によってそれぞれ覆われ、かつ、焼成前の段階で、複合積層体１におけるキャビティ２の周辺部および底面部がプレスされているので、焼成工程において、キャビティ２の底面部での平坦性が保証され、かつキャビティ２の周辺部の変形および割れが抑制されることができる。
【００４６】
なお、複合積層体１におけるキャビティ２の底面部には、収縮抑制層が形成されていないので、この部分にｘ−ｙ方向に収縮する力が働き、これによって、複合積層体１におけるキャビティ２の開口９側の端面を凹状とするように、複合積層体１全体を反らせようとする。しかしながら、第１の収縮抑制層１０が有する剛性を、第２の収縮抑制層１１が有する剛性よりも高くすれば、この複合積層体１全体の反りを抑制することができる。
【００４７】
この実施形態では、上述したように、剛性の差を第１の収縮抑制層１０と第２の収縮抑制層１１との間で与えるため、第１の収縮抑制層１０が、第２の収縮抑制層１１より厚くされる。前述したように、第１および第２の収縮抑制層１０および１１が、それぞれ、第１および第２の無機材料グリーンシート１３および１４から構成されているので、このような厚みの差を与えるため、第１の収縮抑制層１０を構成する第１の無機材料グリーンシート１３の積層数と第２の収縮抑制層１１を構成する第２の無機材料グリーンシート１４の積層数とが互いに異ならされ、第１の無機材料グリーンシート１３の積層数が、第２の無機材料グリーンシート１４の積層数より多くされる。
【００４８】
なお、第１の収縮抑制層１０を第２の収縮抑制層１１より厚くする場合において、第１の収縮抑制層１０の厚みは、第２の収縮抑制層１１の厚みの３倍以下とされることが好ましい。第１の収縮抑制層１０の厚みが第２の収縮抑制層１１の厚みの３倍を超えると、第１の収縮抑制層１０の厚みが必要以上に厚くなり、そのため、脱脂工程において脱脂性が低減したり、取り扱うべき第１の無機材料グリーンシート１３の数が増え、積層工程数が増えたりするのであまり好ましくない。
【００４９】
また、第１の収縮抑制層１０の厚みを第２の収縮抑制層１１の厚みの３倍以下とすることは、言い換えると、第２の収縮抑制層１１の厚みを第１の収縮抑制層１０の厚みの１／３倍以上にするということである。第２の収縮抑制層１１の厚みが第１の収縮抑制層１０の厚みの１／３倍未満になると、第２の収縮抑制層１１の厚みが薄くなりすぎて、前述したような収縮抑制効果を十分に発揮し得ないことがあり、あまり好ましくない。
【００５０】
この実施形態のように、第１の収縮抑制層１０に設けられる貫通部１２がキャビティ２の開口９と実質的に同じ形状とされていると、第１の収縮抑制層１０がキャビティ２の周辺部を完全に覆う状態となり、焼成工程における第１の収縮抑制層１０による収縮抑制のための拘束力を、キャビティ２の周辺部の全域にわたって及ぼすことができ、キャビティ２の周辺部における変形や割れを抑制する効果をより完璧なものとすることができる。
【００５１】
以上のようにして、複合積層体１の焼成によって、目的とする多層セラミック基板を適正な状態で得ることができる。このように多層セラミック基板が得られた後、通常、第１および第２の収縮抑制層１０および１１は除去される。
【００５２】
図２は、この発明の他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２１を図解的に示す断面図である。図２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。
【００５３】
図２に示した複合積層体２１は、複数段たとえば２段のキャビティ２２を有する多層セラミック基板を得るためのもので、グリーンシート積層体２３において積層される貫通孔を有する第１のガラスセラミックグリーンシートとして、比較的大きな貫通孔２４を有するガラスセラミックグリーンシート２５と比較的小さな貫通孔２６を有するガラスセラミックグリーンシート２７とが用いられる。
【００５４】
この実施形態においても、グリーンシート積層体２３の積層方向での第１および第２の端面７および８の各々に沿って、第１および第２の収縮抑制層１０および１１がそれぞれ設けられる。そして、第１の収縮抑制層１０は、第２の収縮抑制層１１より厚くされる。
【００５５】
図３は、この発明のさらに他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３１を図解的に示す断面図である。図３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。
【００５６】
図３に示した複合積層体３１に備える第１および第２の収縮抑制層３２および３３は、互いに同じ厚みを有している。すなわち、第１および第２の収縮抑制層３２および３３は、それぞれ、第１および第２の無機材料グリーンシート３４および３５から構成されるが、たとえば、これら第１および第２の無機材料グリーンシート３４および３５が互いに同じ厚みを有しているとすれば、互いに同じ積層数をもって第１および第２の無機材料グリーンシート３４および３５が積層される。
【００５７】
この実施形態では、第１の収縮抑制層３２の剛性を、第２の収縮抑制層３３の剛性より高くするため、第１の収縮抑制層３２すなわち第１の無機材料グリーンシート３４に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径が、第２の収縮抑制層３３すなわち第２の無機材料グリーンシート３５に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径より小さくされる。
【００５８】
上述したように、第１の収縮抑制層３２に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径を、第１の収縮抑制層３３に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径より小さくする場合において、第１の収縮抑制層３２に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径は、第２の収縮抑制層３３に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径の０．２倍以上であることが好ましい。第１の収縮抑制層３２に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径が、第２の収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径の０．２倍未満であると、第１の収縮抑制層３２に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径が小さくなりすぎ、脱脂工程における脱脂性の低減につながり、得られた多層セラミック基板の特性を劣化してしまうことがあるためである。
【００５９】
図３に示した実施形態において、第１の収縮抑制層３２と第２の収縮抑制層３３との間での剛性の差を与えるため、上述したように、収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径を異ならせるほか、以下のような方法を採用してもよい。
【００６０】
第１に、第１の収縮抑制層３２に含まれる有機バインダの量を、第２の収縮抑制層３３に含まれる有機バインダの量より少なくすることである。
【００６１】
第２に、第１の収縮抑制層３２に、ファイバ状の無機酸化物粒子を含ませることである。この場合、第１の収縮抑制層３２にのみ、ファイバ状の無機酸化物粒子を含ませても、あるいは、第１および第２の収縮抑制層３２および３３の双方にファイバ状の無機酸化物粒子を含ませるときには、第１の収縮抑制層３２に含まれるファイバ状の無機酸化物粒子の含有量を、第２の収縮抑制層３３でのファイバ状の無機酸化物粒子の含有量より多くするようにしてもよい。
【００６２】
第３に、第１の収縮抑制層３２に、焼成工程における焼成条件では粘性流動を起こさないガラス粉末を含ませることである。この場合、第１の収縮抑制層３２にのみ、粘性流動を起こさないガラス粉末を含ませてもよく、あるいは、第１および第２の収縮抑制層３２および３３の双方に、このようなガラス粉末を含ませるときには、第１の収縮抑制層３２におけるガラス粉末の含有量を、第２の収縮抑制層３３でのガラス粉末の含有量より多くするようにしてもよい。
【００６３】
以上の図１ないし図３を参照して説明した各実施形態では、第２のガラスセラミックグリーンシート５は、キャビティのための貫通孔を有しないものであったが、これら第２のガラスセラミックグリーンシート５の少なくともいくつかは、第１のガラスセラミックグリーンシートの貫通孔の位置には対応しない位置に貫通孔を有していてもよい。
【００６４】
【実験例】
以下に、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。
【００６５】
（実施例１）
この実施例１では、図１に示すような構造をもって複合積層体を作製し、この複合積層体を焼成して多層セラミック基板を得た。なお、複合積層体としては、焼成後において分割す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集合基板となるべきものを作製した。
【００６６】
まず、複数のキャビティを分布させている１００ｍｍ□の平面寸法を有する複合積層体を作製した。この複合積層体において、第１および第２の収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末として、互いに同じ平均粒径を有するアルミナ粉末を用いた。また、第１の収縮抑制層の厚みは、第２の収縮抑制層の厚みの２．０倍とした。また、キャビティの開口が第１の端面において占める面積の割合を０．３とした。
【００６７】
次に、この複合積層体を金型ともにプラスチックからなる袋に入れ、この袋によって真空パック状態とした。そして、金型とともに真空パックされた複合積層体を、静水圧プレス装置の水槽内に入れ、６０℃の温度で２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力をかけてプレスした。
【００６８】
次に、プレス後の複合積層体を袋および金型から取り出した後、複合積層体に対して、荷重を付与しない状態としながら、４５０℃の温度で４時間の脱脂工程および８６０℃の温度で２０分間の本焼成工程を実施した。
【００６９】
次に、第１および第２の収縮抑制層を除去した。
【００７０】
このようにして、キャビティを有する多層セラミック基板となるべき集合基板を、ｘ−ｙ方向には実質的に収縮せず、かつ基板全体の反りやうねりを抑制した状態で作製することができた。また、キャビティの底面部の平坦性は損なわれず、キャビティの周辺部の変形や割れが抑制され、部品実装を問題なく行なうことができるキャビティを形成することができた。
【００７１】
より具体的には、キャビティの底面部における平坦度は、垂直方向／水平方向で表示すると、約２０μｍ／１０ｍｍとなった。また、基板全体における反り量は、１００ｍｍ□において、２００μｍ以下であった。
【００７２】
（実施例２）
この実施例２では、図３に示すような構造をもって複合積層体を作製し、この複合積層体を焼成して多層セラミック基板を得た。なお、複合積層体としては、実施例１の場合と同様、集合基板となるべきものを作製した。
【００７３】
まず、複数のキャビティを分布させている１００ｍｍ□の平面寸法を有する複合積層体を作製した。この複合積層体において、第１の収縮抑制層の厚みと第２の収縮抑制層の厚みとを互いに同じにしながら、第１の収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末として、平均粒径が１．２μｍのアルミナ粉末を用い、第２の収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末として、平均粒径約１．０μｍのアルミナ粉末を用いた。また、キャビティの開口が第１の端面において占める面積の割合を０．３とした。
【００７４】
次に、実施例１の場合と同様の方法によって、プレス工程および焼成工程を実施し、焼成後において、第１および第２の収縮抑制層を除去した。
【００７５】
このようにして、キャビティを有する多層セラミック基板となるべき集合基板を、実施例１の場合と同様、ｘ−ｙ方向には実質的に収縮せず、基板全体の反りやうねりを抑制した状態で作製することができた。キャビティの底面部の平坦度、および基板全体における反り量は、実施例１の場合と同程度であった。
【００７６】
（比較例）
この比較例では、後述する点を除いて、図３に示すような構造をもって複合積層体を作製し、この複合積層体を焼成して多層セラミック基板を得た。なお、複合積層体としては、実施例１および２の場合と同様、焼成後において分割す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集合基板となるべきものを作製した。
【００７７】
すなわち、実施例２と比較して、第１の収縮抑制層に含まれるアルミナ粉末の平均粒径と第２の収縮抑制層に含まれるアルミナ粉末の平均粒径とを互いに同じにしたことを除いて、実施例２と同様の方法によって、試料となる集合基板を得た。
【００７８】
この比較例によれば、キャビティを有する複数の多層セラミック基板となるべき集合基板を、ｘ−ｙ方向には実質的に収縮しない状態で作製することができたが、基板全体における反り量は、１００ｍｍ□において、１０００μｍ以上であった。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、焼成後においてキャビティを形成した多層セラミック基板となるべきグリーンシート積層体の積層方向での第１および第２の端面に沿って第１および第２の収縮抑制層をそれぞれ設け、キャビティの開口を位置させる第１の端面に沿って設けられる第１の収縮抑制層の剛性が、第２の端面に沿って設けられる第２の収縮抑制層の剛性より高くされているので、グリーンシート積層体と第１および第２の収縮抑制層とによって構成される複合積層体を焼成したとき、ｘ−ｙ方向の収縮を抑制できるばかりでなく、キャビティを備えるにも関わらず、グリーンシート積層体の第１および第２の端面の各々に対する反りを抑制するための拘束度合いを実質的に同等にすることができるので、反りやうねりの実質的にない状態で、多層セラミック基板を製造することができる。
【００８０】
また、この発明では、第１の収縮抑制層と第２の収縮抑制層との間で剛性の差を与えることによって、焼成後の多層セラミック基板全体における反りやうねりを実質的になくすようにしているので、キャビティの開口の面積が変わっても、収縮抑制層が有する剛性の調整によって、これに対応することができる。
【００８１】
この発明において、第１の収縮抑制層を、第２の収縮抑制層より厚くしたり、第１の収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径を、第２の収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の平均粒径より小さくしたり、第１の収縮抑制層に含まれる有機バインダの量を、第２の収縮抑制層に含まれる有機バインダの量より少なくしたり、第１の収縮抑制層に、ファイバ状の無機酸化物粒子を含ませたり、第１の収縮抑制層に、焼成工程における焼成条件では粘性流動を起こさないガラス粉末を含ませたりすることを行なえば、上述したような剛性の差を第１の収縮抑制層と第２の収縮抑制層との間で容易に与えることができる。
【００８２】
この発明において、収縮抑制層を、無機材料グリーンシートから構成すれば、たとえば、前述したような収縮抑制層における厚みの調整を、無機材料グリーンシートの積層数の変更によって容易に行なうことができる。
【００８３】
また、複合積層体を焼成する工程において、１０００℃以下の焼成温度が適用されると、ガラスセラミックグリーンシートに含まれるセラミック材料粉末および収縮抑制層に含まれる収縮抑制用無機材料粉末の各々の材料の選択を容易に行なうことができるようになるとともに、多層セラミック基板に関連して設けられる配線導体のための材料の選択の幅を広げることができる。
【００８４】
また、この発明によれば、複合積層体の積層方向に荷重を付与しない状態で、複合積層体を焼成することができるので、加圧しながら焼成するといった特別な設備を必要とせず、そのため、設備コストが上昇することおよび製造効率が低下することを回避することができる。
【００８５】
また、この発明によれば、第１の収縮抑制層が、キャビティの開口を露出させる貫通部を有しているので、複合積層体を積層方向にプレスするとき、キャビティの底面部にまでプレス作用を及ぼすことができる。したがって、複合積層体全体に均一な圧力を及ぼすことが容易になる。この場合において、キャビティの周辺部がプレスされるとともに、貫通部を介してキャビティの底面部がプレスされるようにすれば、キャビティの底面部の平坦性が損なわれず、また、キャビティの周辺部の変形や割れを抑制した状態で、品質の優れた多層セラミック基板をより容易に得ることができる。
【００８６】
また、この発明において、複合積層体を焼成した後、第１および第２の収縮抑制層は、通常、除去されるが、このように第１および第２の収縮抑制層を除去するようにすれば、収縮抑制層において用いられる収縮抑制用無機材料粉末等の材料が、得られた多層セラミック基板の特性等に影響を及ぼすことがないので、このような材料として、安価なものを問題なく用いることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一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１を図解的に示す断面図である。
【図２】この発明の他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２１を図解的に示す断面図である。
【図３】この発明のさらに他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３１を図解的に示す断面図である。
【符号の説明】
１，２１，３１  複合積層体
２，２２  キャビティ
３，２４，２６  貫通孔
４，２５，２７  第１のガラスセラミックグリーンシート
５  第２のガラスセラミックグリーンシート
６，２３  グリーンシート積層体
７  第１の端面
８  第２の端面
９  開口
１０，３２  第１の収縮抑制層
１１，３３  第２の収縮抑制層
１２  貫通部
１３，３４  第１の無機材料グリーンシート
１４，３５  第２の無機材料グリーンシート
【図１】
0004599706.tif 000002
【図２】
0004599706.tif 000003
【図３】
0004599706.tif 000004