(57)【要約】【課題】突起電極の強度を向上することができる、セラミック基板の製造方法を提供する。【解決手段】（１）未焼成のセラミック基板本体の少なくとも一方主面に、セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中にセラミック基板本体の焼成温度で焼結する金属材料を含んだ未焼成の突起電極用パターンを有する拘束層を密着してなる未焼成の複合積層体を形成し、（２）セラミック基板本体が焼結し、拘束層の基材が実質的に焼結せず、拘束層の突起電極用パターンに含まれている金属材料が焼結する温度で、未焼成の複合積層体を焼成し、（３）拘束層の基材を除去して、焼成されたセラミック基板本体１６の一方主面に、突起電極用パターンの焼成により形成された突起電極１８を有するセラミック基板１５を取り出す。第２の工程において、突起電極用パターンに含まれている金属材料の少なくとも一部を溶融させる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未焼成のセラミック基板本体の少なくとも一方主面に、未焼成の前記セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に未焼成の前記セラミック基板本体の前記焼成温度で焼結する金属材料を含んだ未焼成の突起電極用パターンを有する拘束層を密着してなる未焼成の複合積層体を形成する第１の工程と、
未焼成の前記セラミック基板本体が焼結し、前記拘束層の前記基材が実質的に焼結せず、かつ、前記拘束層の未焼成の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料が焼結する温度で、未焼成の前記複合積層体を焼成する第２の工程と、
前記拘束層の前記基材を除去して、未焼成の前記セラミック基板本体の焼成により形成された基板本体の一方主面に、前記拘束層の未焼成の前記突起電極用パターンの焼成により形成された突起電極を有するセラミック基板を取り出す第３の工程とを備え、
前記第２の工程において、前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部を溶融させることを特徴とする、セラミック基板の製造方法。
【請求項２】
未焼成の前記突起電極用パターンは、複数種類の前記金属材料を含む導電性ペーストによって形成され、
前記導電性ペーストは、複数種類の前記金属材料として、主成分のＡｇと、前記第２の工程における前記温度以下の温度で前記Ａｇと共晶を形成し得るＡｇ以外の金属（以下、「添加金属」という。）とを含有していることを特徴とする、請求項１に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項３】
前記添加金属は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｎからなる群より選ばれた少なくとも１つであることを特徴とする、請求項２に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項４】
前記添加金属は、前記導電性ペーストのうち０．１〜１０重量％を占めていることを特徴とする、請求項２又は３に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項５】
前記Ａｇは、前記導電性ペーストのうち８０〜９８重量％を占めていることを特徴とする、請求項２、３又は４に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項６】
前記導電性ペーストは、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末以外の材料のみを含んでいることを特徴とする、請求項２乃至５のいずれか一つに記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程において、複数の前記拘束層を積層して、前記拘束層の前記基材にそれぞれ設けられた未焼成の前記突起電極用パターンを連接するとともに、前記拘束層ごとに未焼成の前記突起電極用パターンを形成する前記導電性ペースト中の前記金属材料の含有量を異ならせ、
前記第２の工程において、連接された前記突起電極用パターンのうち、少なくとも一つの前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部が溶融し、
前記第３の工程において、前記突起電極は、前記第１の工程において連接された前記突起電極用パターンの焼成により形成されることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一つに記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項８】
前記第２の工程において、少なくとも前記セラミック基板本体に近い側の少なくとも一つの前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部が溶融することを特徴とする、請求項７に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項９】
前記第３の工程において、前記突起電極は前記基板本体の少なくとも一方主面の周縁に沿って配置され、
前記基板本体の前記一方主面において前記突起電極に囲まれた領域内に、実装部品を搭載する第４の工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一つに記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第４の工程は、前記基板本体の他方主面に他の実装部品を搭載する工程を含むことを特徴とする、請求項９に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
未焼成の前記セラミック基板本体は、積層された複数の未焼成セラミック層を含み、未焼成の前記セラミック基板本体の内部に、未焼成の層間接続電極用パターン及び未焼成の面内電極用パターンを有することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
基板本体の少なくとも一方主面に、前記基板本体との同時焼成によって形成された突起電極を有し、
前記突起電極は、前記同時焼成のときに、その少なくとも一部が溶融することを特徴とする、セラミック基板。
【請求項１３】
前記突起電極は、Ａｇを主成分とし、さらに、前記Ａｇ以外の添加金属を含有し、
前記添加金属は、前記同時焼成のときの温度以下の温度で前記Ａｇと共晶を形成し得ることを特徴とする、請求項１２に記載のセラミック基板。
【請求項１４】
前記添加金属は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｎからなる群より選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１３に記載のセラミック基板。
【請求項１５】
前記突起電極は、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末以外の材料のみを含んでいることを特徴とする、請求項１２、１３又は１４に記載のセラミック基板。
【請求項１６】
前記突起電極は、前記同時焼成のときの溶融状態の異なる複数の層が連接してなることを特徴とする、請求項１２乃至１５のいずれか一つに記載のセラミック基板。
【請求項１７】
前記突起電極の前記基板本体に近い側の少なくとも一つの前記層は、前記同時焼成のときに、その少なくとも一部が溶融することを特徴とする、請求項１６に記載のセラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板の製造方法に関し、詳しくは、少なくとも一方主面に突起電極を有するセラミック基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、多層セラミック基板において高密度に配線を形成することが有効である。しかしながら、多層セラミック基板を得るための焼成工程では、多層セラミック基板の収縮を伴う上、収縮のばらつきも避け難い。そのため、収縮、特に平面方向での収縮及びそのばらつきは、多層セラミック基板における配線の高密度化を阻害する要因となっている。このような背景の下、多層セラミック基板を得るための焼成工程において、平面方向での収縮を抑制できる、いわゆる無収縮プロセスが提案されている。
【０００３】
無収縮プロセスでは、セラミック材料を含む複数の基板用セラミックグリーンシートが用意されるとともに、基板用セラミックグリーンシートの焼成温度では焼結しないセラミックを含む収縮抑制用セラミックグリーンシートが用意される。そして、複数の基板用セラミックグリーンシートを積層してなる未焼成の基板用積層体を例えば挟むように、収縮抑制用セラミックグリーンシートが配置された、複合積層体が作製され、この複合積層体に対して焼成工程が適用される。
【０００４】
この焼成工程においては、基板用積層体を多層セラミック基板とするように、基板用積層体のみが焼結され、収縮抑制用セラミックグリーンシートは未焼結の状態で収縮抑制用支持体として存在し、これによる焼成収縮を抑制する力、すなわち拘束力を基板用積層体に作用させることによって、基板用積層体の平面方向での収縮が抑制される。
【０００５】
このように、無収縮プロセスによれば、基板用積層体の平面方向での収縮が生じにくいため、得られた多層セラミック基板の平面方向での寸法精度を高めることができ、したがって、多層セラミック基板における配線を有利に高密度化することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１１１２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような多層セラミック基板の両主面にコンデンサ、抵抗、ＩＣ等の部品を実装し、それをプリント配線基板に実装すれば、高密度化が容易となる。このとき、多層セラミック基板とプリント配線基板との間に所定の間隔を確保して、多層セラミック基板のプリント配線基板に対向する側の主面に実装した部品がプリント配線基板と干渉しないようにするため、多層セラミック基板のプリント配線基板側の主面に、柱状の突起電極を設けることが考えられる。
【０００７】
例えば、収縮抑制用セラミックグリーンシートの特定のものに穴を設け、該穴にＡｇを主成分とした導電性ペーストを充填する。導体パターン及びビアを有した基板用セラミックグリーンシートを積層して、多層セラミック基板となるべき未焼成の基板用積層体を用意する。この未焼成の基板用積層体の一方の主面上に、穴に導電性ペーストを充填した収縮抑制用セラミックグリーンシートを積層し、さらに他方の主面に、穴のない収縮抑制用セラミックグリーンシートを積層して、複合積層体を作製する。この複合積層体を焼成することで、特定の収縮抑制用セラミックグリーンシートの穴に充填された導電性ペーストを焼結させた突起電極を、多層セラミック基板の一方主面に設ける。
【０００８】
このようにして作製された多層セラミック基板においては、突起電極が焼結体でできており、そのため突起電極はＡｇ粒同士のネッキングによる構造体でできている。このＡｇ粒同士のネッキングによる構造体は、近接するＡｇ粒間に存在する空間を完全になくすことなくＡｇ粒同士のネッキングを起こすため、焼成後の突起電極の内部はＡｇ粒間に空間を有した状態となる。
【０００９】
そのため、Ａｇ粒同士のネッキングで支えられた突起電極は、前記無収縮プロセスにおいて焼成後の収縮抑制用支持体を除去するための０．１×１０６〜１０×１０６Ｐａ程度の高圧力下におけるブラスト洗浄においてネッキングが切れ、突起電極で折れてしまいやすくなる欠点を有している。特に、突起電極のうち、突起電極用Ａｇペーストにアルミナ等の収縮阻害の添加物を混合させて焼結させた突起電極は、Ａｇ粒同士のネッキングをさらに阻害するため、突起電極が無収縮プロセスの収縮抑制用支持体の除去のときに、より折れやすくなる。
【００１０】
本発明は、かかる実情に鑑み、突起電極の強度を向上することができる、セラミック基板の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したセラミック基板の製造方法を提供する。
【００１２】
セラミック基板の製造方法は、（１）未焼成のセラミック基板本体の少なくとも一方主面に、未焼成の前記セラミック基板本体の焼成温度では実質的に焼結しない基材中に未焼成の前記セラミック基板本体の前記焼成温度で焼結する金属材料を含んだ未焼成の突起電極用パターンを有する拘束層を密着してなる未焼成の複合積層体を形成する第１の工程と、（２）未焼成の前記セラミック基板本体が焼結し、前記拘束層の前記基材が実質的に焼結せず、かつ、前記拘束層の未焼成の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料が焼結する温度で、未焼成の前記複合積層体を焼成する第２の工程と、（３）前記拘束層の前記基材を除去して、未焼成の前記セラミック基板本体の焼成により形成された基板本体の一方主面に、前記拘束層の未焼成の前記突起電極用パターンの焼成により形成された突起電極を有するセラミック基板を取り出す第３の工程とを備える。前記第２の工程において、前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部を溶融させる。
【００１３】
上記方法によれば、第２の工程の焼成時に、拘束層の突起電極用パターン中の金属材料は共晶相を形成するとき、主成分金属粉と接触している添加金属、例えばＡｇ粉と接触しているＣｕ粉とが焼成の最高温度以下において融点を持つため、焼成時にＡｇとＣｕが溶解し液状金属になる。前記液状金属の周囲のＡｇ粉は焼結挙動でネッキングが進んでおり、前記液状金属は周囲のネッキングが進んでいるＡｇ粉と接触し好適に濡れるため、Ａｇ粒同士のネッキングがより太く強固なものとなる。したがって、通常のＡｇの焼結体と比較してネッキングが太い、密度が大きい、空孔率が小さい、共晶相を呈している等の物性を示し、金属粒子の結合がより強固になる。そのため、突起電極は、第３の工程で拘束層の基材を除去する際に、折れにくくなる。
【００１４】
なお、突起電極は、略円柱や略角柱などの柱状であることが好ましいが、頭を切った略円錐や略角錐（略円錐台や略角錐台）、略半球などの形状とすることも可能である。
【００１５】
好ましくは、未焼成の前記突起電極用パターンは、複数種類の前記金属材料を含む導電性ペーストによって形成される。前記導電性ペーストは、複数種類の前記金属材料として、主成分のＡｇと、前記第２の工程における前記温度以下の温度で前記Ａｇと共晶を形成し得るＡｇ以外の金属（以下、「添加金属」という。）とを含有している。
【００１６】
Ａｇの融点は約９６０℃であるが、例えばＡｇ１００重量部に対してＣｕ２７重量部を加えると、共晶点（共晶温度）は約７８０℃になる。すなわち、主成分のＡｇに添加金属を加え、未焼成の突起電極用パターン中の金属材料の共晶温度を、第２の工程における焼成温度（約８００〜１０００℃）よりも低くすることによって、突起電極の溶融化を進めることができる。
【００１７】
好ましくは、前記添加金属は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｎからなる群より選ばれた少なくとも１つである。
【００１８】
これらの添加金属は、Ａｇと共晶を形成し得る材料である。入手の容易さ、調整のし易さの点で、特にＣｕが好ましい。
【００１９】
好ましくは、前記添加金属は、前記導電性ペーストのうち０．１〜１０重量％を占めている。
【００２０】
すなわち、導電性ペースト中の添加金属が０．１重量％未満では、Ａｇ粒同士のネッキングを強くすることができないことがある。導電性ペースト中の添加金属が１０重量％より多くなると、突起電極中に大きな空隙が発生し、第３の工程で拘束層の基材を除去する際に、突起電極が折れやすくなることがある。したがって、導電性ペースト中の添加金属は、０．１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは３〜８重量％である。
【００２１】
好ましくは、前記Ａｇは、前記導電性ペーストのうち８０〜９８重量％を占めている。
【００２２】
すなわち、導電性ペースト中のＡｇが８０重量％未満であると、突起電極内部に大きな空隙が生成してしまい、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなるばかりか、せん断応力に対して弱くなり、最悪、突起電極が折れてしまうことがある。導電性ペースト中の金属材料が９８重量％を越えると、Ａｇとセラミックの熱膨張差の影響を受けやすくなり、基板本体と突起電極との間に亀裂が生じることがある。したがって、導電性ペースト中の金属材料は、８０〜９８重量％が好ましく、より好ましくは８５〜９５重量％である。
【００２３】
好ましくは、前記導電性ペーストは、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末以外の材料のみを含んでいる。
【００２４】
一般的には、ガラス粉末やセラミック粉末の添加によって強度を向上することができるが、本発明の場合には、このような無機粉末が含まれていると、無機粉末が拘束層の基材を構成している材料（例えば、セラミック粉末）と反応し、突起電極に不所望の変形を引き起こすことがある。また、突起電極の導電性の低下（比抵抗の増大）の原因にもなる。したがって、突起電極を形成する導電性ペースト中には、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末を含んでいないことが好ましい。
【００２５】
好ましくは、前記第１の工程において、複数の前記拘束層を積層して、前記拘束層の前記基材にそれぞれ設けられた未焼成の前記突起電極用パターンを連接するとともに、前記拘束層ごとに未焼成の前記突起電極用パターンを形成する前記導電性ペースト中の前記金属材料の含有量を異ならせる。前記第２の工程において、連接された前記突起電極用パターンのうち、少なくとも一つの前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部が溶融する。前記第３の工程において、前記突起電極は、前記第１の工程において連接された前記突起電極用パターンの焼成により形成される。
【００２６】
第１の工程において連接された拘束層の突起電極用パターンは、第２の工程の焼成時に、全ての拘束層において突起電極用パターン中の金属材料が溶融状態になることがベストであるが、少なくとも一つの拘束層において突起電極用パターン中の金属材料が溶融していれば、突起電極の強度を向上することが可能である。拘束層ごとに突起電極用パターン中の金属材料の含有量を異ならせることによって、突起電極が傾斜組成を有し、所望の強度分布を有するように形成することができる。
【００２７】
好ましくは、前記第２の工程において、少なくとも前記セラミック基板本体に近い側の少なくとも一つの前記拘束層の前記突起電極用パターンに含まれている前記金属材料の少なくとも一部が溶融する。
【００２８】
この場合、突起電極は、少なくともセラミック基板本体に近い側において金属材料が溶融して焼結するので、突起電極において最も折れやすい基端側（基板本体側）の強度を向上することができる。
【００２９】
好ましくは、前記第３の工程において、前記突起電極は前記基板本体の少なくとも一方主面の周縁に沿って配置される。セラミック基板の製造方法は、（４）前記基板本体の前記一方主面において前記突起電極に囲まれた領域内に、実装部品を搭載する第４の工程を、さらに備える。
【００３０】
この場合、セラミック基板をプリント配線基板に実装したときに、基板本体に搭載された実装部品は、基板本体とプリント配線基板との間に配置されて保護される。
【００３１】
好ましくは、前記第４の工程は、前記基板本体の他方主面に他の実装部品を搭載する工程を含む。
【００３２】
この場合、より高密度に実装部品を搭載したセラミック基板を提供することができる。
【００３３】
好ましくは、未焼成の前記セラミック基板本体は、積層された複数の未焼成セラミック層を含み、未焼成の前記セラミック基板本体の内部に、未焼成の層間接続電極用パターン及び未焼成の面内電極用パターンを有する。
【００３４】
この場合、基板本体の内部に電気回路を形成して、実装密度を高めることができる。
【００３５】
また、本発明は、以下のように構成したセラミック基板を提供する。
【００３６】
セラミック基板は、基板本体の少なくとも一方主面に、前記基板本体との同時焼成によって形成された突起電極を有する。前記突起電極は、前記同時焼成のときに、その少なくとも一部が溶融する。
【００３７】
上記構成によれば、突起電極は、焼成時に少なくとも一部が溶融状態となるので、溶融することなく焼結した場合と比べると、ネッキングが太い、密度が大きい、空孔率が小さい、共晶相を呈している等の物性を示し、金属粒子の結合がより強固になる。そのため、突起電極は、基板本体に密着させた拘束層の基材を除去する際に、折れにくくなる。
【００３８】
なお、突起電極は、略円柱や略角柱などの柱状であることが好ましいが、頭を切った略円錐や略角錐（略円錐台や略角錐台）、略半球などの形状とすることも可能である。
【００３９】
好ましくは、前記突起電極は、Ａｇを主成分とし、さらに、前記Ａｇ以外の添加金属を含有する。前記添加金属は、前記同時焼成のときの温度以下の温度で前記Ａｇと共晶を形成し得る。
【００４０】
Ａｇの融点は約９６０℃であるが、例えばＡｇ１００重量部に対してＣｕ２７重量部を加えると、共晶点（共晶温度）は約７８０℃になる。すなわち、主成分のＡｇに添加金属を加え、突起電極を形成するための金属材料の共晶温度を、同時焼成のときの温度（約８００〜１０００℃）よりも低くすることによって、突起電極の溶融化を進めることができる。
【００４１】
好ましくは、前記添加金属は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｎからなる群より選ばれた少なくとも一つである。
【００４２】
これらの添加金属は、Ａｇと共晶を形成し得る材料である。入手の容易さ、調整のし易さの点で、特にＣｕが好ましい。
【００４３】
好ましくは、前記突起電極は、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末以外の材料のみを含んでいる。
【００４４】
一般的には、ガラス粉末やセラミック粉末の添加によって強度を向上することができるが、本発明の場合には、このような無機粉末が含まれていると、無機粉末が、焼成による基板本体の変形を拘束するために基板本体に密着させる拘束層の基材を構成している材料（例えば、セラミック粉末）と反応し、突起電極に不所望の変形を引き起こすことがある。また、突起電極の導電性の低下（比抵抗の増大）の原因にもなる。したがって、突起電極中には、実質的にガラス粉末及びセラミック粉末を含んでいないことが好ましい。
【００４５】
好ましくは、前記突起電極は、前記同時焼成のときの溶融状態の異なる複数の層が連接してなる。
【００４６】
上記構成によれば、突起電極が傾斜組成を有し、所望の強度分布を有するようにすることができる。
【００４７】
好ましくは、前記突起電極の前記セラミック基板本体に近い側の少なくとも一つの前記層は、前記同時焼成のときに、その少なくとも一部が溶融する。
【００４８】
この場合、突起電極は、少なくともセラミック基板本体に近い側において少なくとも一部が溶融しているので、突起電極において最も折れやすい基端側（セラミック基板本体側）の強度を向上することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、突起電極の強度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。
【００５１】
（実施例１）  図１〜図７を参照しながら、セラミック基板の製造方法について、説明する。
【００５２】
まず、図１に示すように、基材層１０用のセラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄと、拘束層２０，２２用のセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｄ；２３ａ〜２３ｄを用意する。
【００５３】
基材層１０用のセラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄは、セラミック材料を用いて作製する。具体的には、ＣａＯ１０〜５５重量％、ＳｉＯ２４５〜７０重量％、Ａｌ２Ｏ３０〜３０重量％、不純物０〜ｌ０重量％、Ｂ２Ｏ３５〜２０重量％からなる組成のガラス粉末５０〜６４重量％と、不純物が０〜１０重量％のＡｌ２Ｏ３粉末３６〜５０重量％からなる混合物を、有機溶剤、可塑剤等からなる有機ビヒクル中に分散させ、スラリーを調製する。次いで、得られたスラリーをドクターブレード法やキャスティング法でシート状に成形し、未焼結ガラスセラミックのセラミックグリーンシートを作製する。
【００５４】
なお、基材層１０は、複数のセラミックグリーンシートを積層する代わりに、１枚のセラミックグリーンシートのみで構成してもよい。
【００５５】
また、基材層１０には、上述したシート成形法により形成した未焼結ガラスセラミックのセラミックグリーンシートを用いることが好ましいが、圧膜印刷法により形成した未焼結の圧膜印刷層を用いてもよい。
【００５６】
また、セラミック粉末は上述した絶縁体材料のほか、フェライト等の磁性体材料、チタン酸バリウム等の誘電体材料を使用することもできるが、基材層１０用のセラミックグリーンシートとしては１０５０℃以下の温度で焼結する低温焼結セラミックグリーンシートが好ましく、このため、上述したガラス粉末は７５０℃以下の軟化点を有するものである。
【００５７】
次いで、セラミックガラスのセラミックグリーンシートに、層間接続電極用パターンとなるビアパターン１３ａ〜１３ｄと、表面の導体パターンとなる導体パターン１２ａや、面内電極用パターンとなる導体パターン１２ｂ〜１２ｄを形成する。ビアパターン１３ａ〜１３ｄは、セラミックガラスセラミックグリーンシートにパンチング加工、レーザー加工等により加工した貫通孔に、導体材料粉末をペースト化した導電性ペーストを、例えば印刷により埋め込む。導体パターン１２ａ〜１２ｄは、導体材料粉末をペースト化した導電性ペーストを、例えばスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷するか、あるいは所定パターン形状の金属箔を転写する等の方法で形成する。
【００５８】
なお、表面の導体パターンには、上下の層間の導体パターン同士を接続するためのビア導体やスルーホール導体等の貫通導体が表面に露出した部分も含まれる。
【００５９】
導電性ペースト中の導体材料としては、低抵抗で難酸化性材料であるＡｇを主成分としたものが好ましい。
【００６０】
また、後述する拘束層２２のセラミックグリーンシート２３ａ〜２３ｃの突起電極用パターン２５ａ〜２５ｃには、少なくとも一部を溶融させた突起電極１８（図４〜図７参照）を得るため、主成分のＡｇ以外に、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｎ等の添加物を少なくとも１種類以上添加した突起電極用ペーストを用いる。
【００６１】
添加物にＣｕを用いる場合、Ｃｕの添加量は、０．１重量％〜１０重量％が好ましい。０．１重量％未満の場合、焼成時に突起電極中の溶融部が極端に少なくなり、Ａｇ粒同士の強固なネッキングを得ることができなくなるため、高圧下でのブラスト洗浄時に突起電極が折れてしまいやすい。
【００６２】
一方、１０重量％より多くなると、焼成時に突起電極中の溶融部が極端に多くなり、Ａｇ粒間に存在していた空間が極端に少なくなるため、突起電極が大きく収縮変形するとともに、極端には突起電極の形状が球形になってしまい、最悪の場合、隣接する突起電極同士が接触し、電気的な絶縁を保つことができなる。あるいは、突起電極内部に大きな空隙が発生し、高圧下でのブラスト洗浄時に突起電極が折れてしまいやすい。
【００６３】
導電性ペーストは、上記の主成分粉末に対して、所定の割合で有機ビヒクルを所定量加え、攪拌、混練することにより作製することができる。ただし、主成分粉末、添加成分粉末、有機ビヒクルなどの配合の順序には特に制約はない。
【００６４】
導電性ペースト中に含まれるＡｇの含有量は、８０重量％〜９８重量％が好ましい。
【００６５】
８０重量％未満の場合、拘束層２２用のセラミックグリーンシート２３ａ〜２３ｃに形成した貫通孔への充填量が少なくなるため、拘束層２２による拘束力の影響により、突起電極内部に大きな空隙が生成してしまい、突起電極の導通抵抗が極端に大きくなるばかりか、せん断応力に対して弱くなり、最悪、突起電極が折れてしまう。
【００６６】
一方、９８重量％より多くなると、拘束層２２用のセラミックグリーンシート２３ａ〜２３ｃの貫通孔への充填量が多くなるため、Ａｇとセラミックの熱膨張差の影響を受け易く、突起電極形成後の冷却に伴う基材層１０と突起電極１８との収縮量の相違に起因して、突起電極１８に大きな熱応力が印加されるとともに、この熱応力によって、基材層１０の表面と突起電極１８との間に大きな亀裂が生じ、その結果、突起電極１８と基材層１０の導体パターンやビアとを良好に接続させておくことができなくなる。
【００６７】
よって、導電性ペースト中に含まれるＡｇの含有量は、８０重量％〜９８重量％が好ましく、望ましくは８５重量％〜９５重量％の範囲にあるのがより好ましい。
【００６８】
なお、主成分粉末であるＡｇ粉末は、粗大粉末や極端な凝集粉末がなく、導電性ペーストとした後の最大粗粒の粒径が５０μｍ以下になるようにすることが望ましい。
【００６９】
また、有機ビヒクルはバインダ樹脂と溶剤を混合したものであり、バインダ樹脂としては、例えばエチルセルロース、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂などを使用することが可能である。
【００７０】
また、溶剤としては、例えばターピネオール、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、アルコール類などを使用することが可能である。
【００７１】
また、必要に応じて、各種の分散剤、可塑剤、活性剤などを添加してもよい。
【００７２】
また、導電性ペーストの粘度は、印刷性を考慮して、５０〜７００Ｐａ・ｓとすることが望ましい。
【００７３】
なお、基材層１０のセラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄのビアパターン１３ａ〜１３ｄや導体パターン１２ａ〜１２には、突起電極用ペーストとは別の導電性ペースト、すなわち、Ｃｕ等の添加物が添加されていないペーストを用いてもよい。
【００７４】
拘束層２０，２２用のセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｄ；２３ａ〜２３ｄは、基材層１０用のセラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄの焼成温度では実質的に焼結しないアルミナ等のセラミック粉末を基材に用い、有機バインダ、有機溶剤、可塑剤等からなる有機ビヒクル中に基材を分散させてスラリーを調製し、得られたスラリーをドクターブレード法やキャスティング法等に基づいてシート状に成形することにより作製する。拘束層２０，２２用のセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｄ；２３ａ〜２３ｄの焼結温度は、例えば１４００〜１６００℃であり、基材層１０用の未焼結ガラスセラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しない。
【００７５】
突起電極を形成する目的で、パンチング加工、レーザー加工等により拘束層２２用のセラミックグリーンシートに形成した貫通孔に、上記突起電極用ペーストを印刷により埋め込む等の手段によって、未焼成の突起電極用パターン２５ａ〜２５ｃを有する拘束層２２用のセラミックグリーンシート２３ａ〜２３ｃを形成する。
【００７６】
なお、拘束層２０，２２も、１枚のセラミックグリーンシートのみで構成してもよい。
【００７７】
ここで、拘束層２０，２２に用いるセラミック粉末の平均粒径は、０．１〜５．０μｍが好ましい。セラミック粉末の平均粒径が０．１μｍ未満であると、未焼結ガラスセラミック層（基材層１０）の表層近傍に含有しているガラスと焼成中に激しく反応して、焼成後にセラミック層と拘束層が密着して拘束層の除去ができなくなったり、小粒径のためにシート中のバインダ等有機成分が焼成中に分解飛散しにくく基板中にデラミネーションが発生したりすることがある。他方、５．０μｍを超えると、焼成収縮の抑制力が小さくなって基板が必要以上に平面方向に収縮したりうねったりする傾向にある。
【００７８】
また、拘束層２０，２２を構成するセラミック粉末は、基材層１０のセラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄの焼成温度では実質的に焼結しないセラミック粉末であればよく、アルミナのほか、ジルコニアやマグネシア等のセラミック粉末も使用できる。
【００７９】
ただし、基材層１０の表層領域にガラスを多く存在させるためには、表層と拘束層２０，２２の接触している境界で、表層のガラスが拘束層２０，２２に対して好適に濡れる必要があるので、拘束層２０，２２を構成するセラミック粉末は、基材層１０を構成するセラミック粉末と同種のセラミック粉末であることが好ましい。
【００８０】
次いで、図２に示すように、セラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄを有する基材層１０の一方主面に、拘束層２２用のセラミックグリーンシート２３ａ〜２３ｄを重ね合わせ、また他方主面においては、突起電極用パターンのない拘束層２０用のセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｄを重ね合わせ、例えば５×１０６〜２０×１０６Ｐａの圧力下にて、静水圧プレス等に基づき、圧着する。これによって、基材層１０の両主面に拘束層２０，２２を密着してなる複合積層体１４を作製する。
【００８１】
なお、拘束層２０，２２の厚みは、それぞれ、２５〜１０００μｍが好ましい。拘束層２０，２２の厚みが２５μｍ未満であると、焼成収縮の抑制力が小さくなって基材層１０が必要以上に平面方向に収縮したりうねったりすることがあり、他方、１０００μｍを超えると、基材層１０のセラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄ中のバインダ等の有機成分が焼成中に分解飛散しにくく、基材層１０中にデラミネーションが発生する傾向にある。
【００８２】
さらに、基材層１０の一方主面に、突起電極用パターン２５ａ〜２５ｃを有する拘束層２２用のセラミックグリーンシート２３ａ〜２３ｃを重ね合わせ、さらに２枚以上の突起電極用パターンのない拘束層２２用のセラミックグリーンシート２３ｄを重ね合わせてもよい。逆に、基材層１０の一方主面に、突起電極用パターン２５ａ〜２５ｃを有する拘束層２２用のセラミックグリーンシート２３ａ〜２３ｃのみを重ね合わせ、突起電極用パターンのない拘束層２２用のセラミックグリーンシート２３ｄをなくしてもよい。
【００８３】
次いで、図３に示すように、複合積層体１４を、周知のベルト炉やバッチ炉で、基材層１０のセラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄの焼成温度、例えば８００〜１０５０℃で焼成して、基材層１０のセラミックグリーンシート１１ａ〜１１ｄを焼結させる。焼成雰囲気は、大気もしくは必要に応じて窒素、水素及び水等を焼成中に導入しても構わない。
【００８４】
次いで、焼成後の複合積層体１４から拘束層２０，２２の基材を除去することによって、図４に示すように、焼成済みの基材層１０すなわち基板本体１６の一方主面に、突起電極用パターン２５ａ〜２５ｃの焼成により形成された突起電極１８が設けられたセラミック基板１５を取り出す。
【００８５】
なお、焼成後の複合積層体１４において、拘束層２０，２２の基材、すなわち突起電極１８以外は、実質的に焼結しておらず、また、焼成前に含まれていた有機成分が飛散し、多孔質の状態になっているため、サンドブラスト法、ウェットブラスト法、超音波振動法等により容易に除去することができる。
【００８６】
このとき、突起電極１８はＡｇ粒同士が強固にネッキングしているため、０．１×１０６〜１０×１０６Ｐａ程度の高圧下のサンドブラスト法、ウェットブラスト法、超音波振動法等による拘束層２０，２２の除去時においても、突起電極１８が折れることなく、良好に拘束層２０，２２の除去が可能になる。
【００８７】
なお、突起電極１８において、Ａｇ粒はすべてが溶融している必要はない。その場合、突起電極は、焼結状態のＡｇ領域と溶融状態のＡｇ領域を含む。また、周縁に配置されたすべての突起電極において、その一部が溶融していることが好ましいが、複数の突起電極のうち１本の突起電極において、その一部が溶融状態にあるだけでも構わない。また、突起電極はセラミック基板の両面に形成されていても構わない。
【００８８】
次いで、図５に示すように、セラミック基板１５のセラミック基板本体１６の両主面の表面電極１７ａ，１７ｂに、積層セラミックコンデンサ等の受動部品３０をはんだ３１で実装し、バンプ電極を有するＩＣ３２をはんだボール３３を介してフリップチップボンディングし、ボンディングワイヤー３５によりＩＣ３４をワイヤーボンディングして、複合セラミック基板４０を形成する。
【００８９】
なお、ＩＣ３４は、図７に示すように、セラミック基板１５のセラミック基板本体１６の一方主面において、周縁に沿って形成されている突起電極１８で囲まれた領域１９内に搭載する。
【００９０】
複合セラミック基板４０は、例えば図６に示すように、プリント配線基板５０のパッド電極５２に、突起電極１８の先端１８ｓ側をはんだ５４で接続する。
【００９１】
（具体例）  次に、セラミック基板を作製した具体例について説明する。
【００９２】
まず、４０重量部のアルミナ粉末と、６０重量部のＳｉＯ２（６０重量％）−Ｂ２Ｏ３（８重量％）−Ａｌ２Ｏ３（６重量％）−ＣａＯ（２６重量％）系ガラス粉末（軟化点：７００℃）とを、アクリルからなる有機バインダ、トルエン及びイソプロピレンアルコールからなる有機溶剤及びジ−ｎ−ブチルフタレートからなる可塑剤を含んだ有機ビヒクル中に分散させ、スラリーを調製した。次いで、このスラリーをドクターブレード法でシート成形し、未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートを作製した。
【００９３】
また、上記の未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートの焼成温度では実質的に焼結しないアルミナ粉末（平均粒径：０．４μｍ）をポリビニルブチラールからなる有機バインダ、トルエン及びイソプロピレンアルコールからなる有機溶剤及びジ−ｎ−ブチルフタレートからなる可塑剤を含んだ有機ビヒクル中に分散させ、スラリーを調製した。次いで、このスラリーをドクターブレード法でシート成形し、厚み１００μｍの補助層用セラミックグリーンシートを作製した。なお、この補助層用セラミックグリーンシートの焼結温度は１６００℃である。
【００９４】
また、導電性ペーストとして、Ａｇを主成分としてペースト中Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｎの含有量が、後掲の表１になるような量に調整して、それぞれエチルセルロース樹脂１重量％とターピネオールを混合して粘度が約２００Ｐａ・ｓになるように作製した。
【００９５】
次いで、未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートにパンチングによって２００μｍφのビア、補助層用のセラミックグリーンシートには６００μｍ×６００μｍの貫通孔を形成し、上記導電性ペーストを印刷によって充填した。なお、ビア及び貫通孔の数は、それぞれ１０００個とした。
【００９６】
次いで、導体パターンが形成された未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートの一方主面に充填済み貫通孔有りの補助層用のセラミックグリーンシートを重ね合わせ、また他方主面においては貫通孔無しの補助層用のセラミックグリーンシートを重ね合わせ、１００Ｐａの圧力にて圧着することにより、未焼結ガラスセラミック層用セラミックグリーンシートの両主面に補助層用セラミックグリーンシートを有した突起電極評価用ガラスセラミックグリーンシート複合積層体を作製した。
【００９７】
次いで、得られた複合積層体を、７５０℃まで大気中（酸素濃度１００００ｐｐｍ以上）で、７５０℃〜９００℃〜７５０℃まで窒素を導入し、８５０℃〜９００℃の範囲の酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下になるようにして未焼結ガラスセラミック層を焼結した。その後、１０×１０６Ｐａの圧力でのウェットブラストにより、焼成後の複合積層体から多孔質状態にある補助層を除去して、ガラスセラミック基板を取り出した。
【００９８】
前記ガラスセラミック基板を１０〜５０倍の倍率の実体顕微鏡で突起電極の形状を観察し、１０００個中折れた数を測定した。
【００９９】
以上をまとめると、次の表１のようになる。
【表１】
2007123448.tif 000003
【０１００】
表１から、突起電極の折れ数が１０００個中５個未満になるようなセラミック基板を得るためには、いずれの添加物も０．１〜１５．０重量％の範囲になるようにすることが必要であることが分かる。
【０１０１】
これに対して、導電性ペースト中の添加物の含有量が０．１重量％未満になると、ブラスト洗浄時に突起電極が１０００個中５個以上折れてしまった。これは、突起電極形成において焼結体が大部分形成されたために、Ａｇ粒同士のネッキングが弱くなってしまったためである。
【０１０２】
また、導電性ペースト中の添加物の含有量が１０．０重量％より多くなると、突起電極中に５０μｍφ以上の大きな空隙が発生してしまい、その結果、ブラスト洗浄時に突起電極が折れやすくなってしまった。
【０１０３】
（まとめ）  以上に説明したように、突起電極１８は、焼成時に少なくとも一部が溶融するようにして、強度を向上することができる。
【０１０４】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施可能である。
【０１０５】
例えば、突起電極は、略円柱や略角柱などの柱状であることが好ましいが、頭を切った略円錐や略角錐（略円錐台や略角錐台）、略半球などの形状とすることも可能である。また、突起電極をセラミック基板本体の両方の主面に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】セラミック基板の製造工程の説明図である。（実施例）
【図２】セラミック基板の製造工程の説明図である。（実施例）
【図３】セラミック基板の製造工程の説明図である。（実施例）
【図４】セラミック基板の製造工程の説明図である。（実施例）
【図５】複合セラミック基板の説明図である。（実施例）
【図６】複合セラミック基板の実装状態の説明図である。
【図７】セラミック基板の斜視図である。（実施例）
【符号の説明】
【０１０７】
１０  基材層
１１ａ〜１１ｄ  セラミックグリーンシート（未焼成セラミック層）
１４  複合積層体
１５  セラミック基板
１６  基板本体
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  突起電極
１８ｓ  先端
１８ｘ  空孔
１９  領域
２０  拘束層
２１ａ〜２１ｄ  セラミックグリーンシート
２２  拘束層
２３ａ〜２３ｄ  セラミックグリーンシート
２５ａ〜２５ｃ  突起導体
４０  複合セラミック基板
５０  プリント配線基板
【図１】
2007123448.tif 000004
【図２】
2007123448.tif 000005
【図３】
2007123448.tif 000006
【図４】
2007123448.tif 000007
【図５】
2007123448.tif 000008
【図６】
2007123448.tif 000009
【図７】
2007123448.tif 000010