(57)【要約】【課題】  高い寸法精度を有し、反りや撓み等の変形のない多層セラミック基板を製造可能とする。【解決手段】  複数の基板用グリーンシート１ａ〜１ｈを積層し、積層された基板用グリーンシートの積層体１の両面に収縮抑制用グリーンシート３，４を配して焼成する。このとき、収縮抑制用グリーンシート３，４の外側に焼成時に収縮する収縮グリーンシート２，５を重ねて配し、焼成を行う。収縮グリーンシート２，５は、例えば基板用グリーンシート１ａ〜１ｈと同一の材料により形成されている。収縮抑制グリーンシート３，４と収縮グリーンシート２，５は、予め支持フィルム（ベースフィルム１３）上に積層形成した状態で供することも可能である。なお、収縮グリーンシートは部分的に付加されていてもよい。また、第２の収縮抑制用グリーンシートと組み合わせることも可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板用グリーンシートを積層し、積層された基板用グリーンシートの両面に収縮抑制用グリーンシートを配して焼成する多層セラミック基板の製造方法であって、
少なくとも一方の収縮抑制用グリーンシートの外側に前記焼成時に収縮する収縮グリーンシートを重ねて配し、前記焼成を行う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】
前記収縮グリーンシートは、前記基板用グリーンシートと同一の材料により形成されていることを特徴とする請求項１項記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項３】
前記収縮グリーンシートを積層された基板用グリーンシートの両面の収縮抑制用グリーンシートの外側にそれぞれ重ねて配することを特徴とする請求項１または２記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項４】
前記収縮抑制グリーンシートと収縮グリーンシートを予め支持フィルム上に積層形成した状態で供することを特徴とする請求項３記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項５】
前記支持フィルム上に収縮抑制用グリーンシートを設け、その上に収縮グリーンシートを設けた第１の収縮抑制材シートと、
前記支持フィルム上に収縮グリーンシートを設け、その上に収縮抑制用グリーンシートを設けた第２の収縮抑制材シートとを用意することを特徴とする請求項４記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項６】
支持体上に、前記第１の収縮抑制材シートを用いて収縮グリーンシート及び収縮抑制用グリーンシートをこの順に載置し、第１の収縮抑制材シートの支持フィルムを剥離した後、
前記収縮抑制用グリーンシートに重ねて所定数の基板用グリーンシートを積層し、
さらに、前記基板用グリーンシート上に、前記第２の収縮抑制材シートを用いて収縮抑制用グリーンシート及び収縮グリーンシートをこの順に載置し、
第２の収縮抑制材シートの支持フィルムを剥離した後、焼成することを特徴とする請求項５記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項７】
前記収縮グリーンシートを部分的に配することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項８】
前記収縮グリーンシートを印刷法により形成することを特徴とする請求項７記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項９】
前記収縮グリーンシートを所定の形状に成形し、前記収縮抑制用グリーンシート上に重ね合わせることを特徴とする請求項７記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
前記収縮グリーンシートの厚さが部位により異なることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも一方の収縮抑制用グリーンシートの外側に、さらに第２の収縮抑制用グリーンシートを重ねて配することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の収縮抑制用グリーンシートを部分的に配することを特徴とする請求項１１記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の収縮抑制用グリーンシートを印刷法により形成することを特徴とする請求項１２記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の収縮抑制用グリーンシートを所定の形状に成形し、前記収縮抑制用グリーンシート上に重ね合わせることを特徴とする請求項１２記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第２の収縮抑制用グリーンシートの厚さが部位により異なることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層セラミック基板の製造方法に関するものであり、特に、焼成時の収縮及び変形を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等の分野においては、電子デバイスを実装するための基板が広く用いられているが、近年、電子機器の小型軽量化や多機能化等の要望に応え、且つ高信頼性を有する基板として、多層セラミック基板が提案され実用化されている。多層セラミック基板は、複数のセラミック層を積層することにより構成され、各セラミック層に配線導体（導体パターン）や電子素子等を一体に作り込むことで、高密度実装が可能となっている。
【０００３】
前記多層セラミック基板は、複数のグリーンシートを積層して積層体を形成した後、これを焼成することにより形成される。そして、前記グリーンシートは、この焼成工程における焼結に伴って必ず収縮し、多層セラミック基板の寸法精度を低下する大きな要因となっている。具体的には、前記収縮に伴って収縮バラツキが発生し、最終的に得られる多層セラミック基板においては、寸法精度は、０．５％程度に留まっている。
【０００４】
このような状況から、多層セラミック基板の焼成工程において、グリーンシートの面内方向の収縮を抑制し、厚さ方向にのみ収縮させる、いわゆる無収縮焼成方法が提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２等を参照）。これらの特許文献にも記載されるように、前記焼成温度でも収縮しないシートをグリーンシートの積層体に貼り付け、この状態で焼成を行うと、前記面内方向の収縮が抑制され、厚さ方向にのみ収縮する。その結果、多層セラミック基板の面内方向の寸法精度を０．０５％程度にまで改善することが可能である。
【特許文献１】特開昭６２−２６０７７７号公報
【特許文献２】特開平１０−７５０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、多層セラミック基板においては、通常、これを構成する各セラミック層にビアホールや多彩な形状の導体パターン等が形成されており、各セラミック層に設置されている電極間の導通を得たり、回路を構成する各部品間を接続する等の役割を果たしている。あるいは、前述の通り、各セラミック層にインダクタやキャパシタ等の電子素子等が形成されることもある。
【０００６】
このような場合、前述の無収縮焼成方法を用いて多層セラミック基板を作成しようとしても、焼成後の多層セラミック基板が変形するという現象が発生する。これは、各導体パターンの基板内における分布が一様でないこと、例えば焼成用ベルト炉等において焼成時に基板の表裏や前後において温度バラツキを生ずること等、様々な要因によるものと推測されるが、いずれにしても焼成後に得られる多層セラミック基板が反る、撓む等の不都合が発生し易い状況が依然として残っているのが実情である。
【０００７】
前記のような不都合を解消するためには、焼成時に基板用グリーンシート及び収縮抑制用グリーンシートを積層した積層体を両側から加圧しながら焼成したり、焼成用ベルト炉を通過させる際に基板の上下面の温度差を減少させるためセッター等で覆って焼成することも考えられるが、前者の場合、連続的に焼成することができないこと、また、いずれの場合にも設備が大がかりになり多大な設備投資も要すること等の課題が生じ、生産コストを低減することは困難である。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、無収縮焼成方法によって形成されたことによる高い寸法精度を有し、しかも反りや撓み等の変形の発生がなく、信頼性の高い多層セラミック基板を製造し得る製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、焼成時に加圧する必要がなく、生産性に優れるとともに、設備投資を削減することが可能で、生産コストを低減することが可能な多層セラミック基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するために、本発明の多層セラミック基板の製造方法は、複数の基板用グリーンシートを積層し、積層された基板用グリーンシートの両面に収縮抑制用グリーンシートを配して焼成する多層セラミック基板の製造方法であって、少なくとも一方の収縮抑制用グリーンシートの外側に前記焼成時に収縮する収縮グリーンシートを重ねて配し、前記焼成を行うことを特徴とする。
【００１０】
基板用グリーンシートの両側に収縮抑制用グリーンシートを重ねて焼成を行うと、基本的に面方向に収縮することができず、厚さ方向にのみ収縮する。その結果、面内方向での寸法精度が確保される。ただし、各セラミック層にビアホールや導体パターン等が形成されていることに起因して、得られる多層セラミック基板に反りや撓み等が発生することがある。
【００１１】
そこで、本発明では、前記収縮抑制用グリーンシートに加え、その外側に前記収縮グリーンシートを配し、前記反りや撓み等を解消するようにしている。収縮抑制用グリーンシートの外側に前記収縮グリーンシートを設けると、前記基板用グリーンシートの収縮力に抗する形で前記収縮抑制用シートの背面側に前記収縮グリーンシートの収縮力が加わる。その結果、前記基板用グリーンシートの収縮力で発生する反りや撓み等の変形が抑制される。また、前記収縮グリーンシートは、焼成により緻密化するが、このことも前記変形の抑制に寄与しているものと考えられる。
【００１２】
なお、焼成に際しては、前記収縮グリーンシートを配するだけで済み、例えば焼成時に加圧したりセッターで覆う必要はない。したがって、連続的に焼成可能であり、焼成のための設備も通常のものが使用可能であり、格別大がかりなものとなることもなく、生産コストが上昇する等の不利益が生ずることもない。
【００１３】
多層セラミック基板の反りを解消する技術としては、特許第３６８７４８４号公報に記載されるように、剛性の異なる拘束層を両主面に圧着する方法も知られているが、この場合には基板用グリーンシートの積層体の両面に均等に拘束力を加えることができなくなる可能性があり、焼成後の多層セラミック基板の寸法精度の点で不安が残る。本発明においては、基板用グリーンシートの両側に同等の収縮抑制用グリーンシートを重ねて焼成するようにしているので、基板用グリーンシートの積層体の両面に均等に拘束力を加えることができ、寸法精度の点で有利である。また、前記反りの矯正を収縮グリーンシートを配することにより行っているが、この場合、収縮抑制用グリーンシートの背面側に収縮グリーンシートの収縮力が加わり、基板用グリーンシートの収縮力をキャンセルする形で大きな矯正力を発揮する。前記特許公報に記載されるように拘束層の剛性を変えたとしても、基板用グリーンシートの収縮力をキャンセルする矯正力が働くことはない。
【発明の効果】
【００１４】
前述のように、本発明の製造方法においては、積層された基板用グリーンシートの両面に収縮抑制用グリーンシートを配するとともに、少なくとも一方の収縮抑制用グリーンシートの外側に焼成時に収縮する収縮グリーンシートを設けているので、得られる多層セラミック基板の面内方向の収縮を抑制して寸法精度を向上させることができ、同時に焼成時に発生する多層セラミック基板の反りや撓み等の変形も抑制することができる。また、本発明によれば、加圧焼成や基板を覆うセッターの使用等が不要であるため、生産性を向上し、且つ設備投資を最小限に抑えることができ、生産コストを低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した多層セラミック基板の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
多層セラミック基板を作製するには、先ず、焼成後に各セラミック層となる基板用グリーンシートを用意する。基板用グリーンシートは、セラミック粉末と有機ビヒクルとを混合して得られるスラリー状の誘電体ペーストを作り、これを例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等の支持体上にドクターブレード法等によって成膜することにより形成する。前記セラミック粉末や有機ビヒクルとしては、公知のものがいずれも使用可能である。
【００１７】
前記基板用グリーンシートには、必要に応じてビアホールや導体パターン（電極パッド等）、さらには電子素子（インダクタやキャパシタ等）を作り込んでおく。例えば、ビアホールを形成する場合、前記基板用グリーンシートの形成後、所定の位置に貫通孔を形成する。前記貫通孔は、積層後に連通してビアホールを構成するものであり、通常は円形の孔として形成される。勿論、これに限らず、前記の通り、例えば楕円形、長円形、正方形や長方形の角部を丸くしたもの、さらにはこれらを組み合わせた形状等、任意の形状とすることができる。また、貫通孔の孔径は、例えばグリーンシートの厚さが１２５μｍ程度の場合、貫通孔への導電ペーストの充填性等を考慮して直径０．１ｍｍ程度に設定されるが、導電ペーストの充填を加圧充填等により行うことにより、より小さな孔径で対応することも可能であり、逆に大きな孔径であっても構わない。
【００１８】
電極パッドは、前記貫通孔に対応して、その周囲に導電ペーストにより円環状の導電パターンとして形成する。貫通孔が円形の場合、電極パッドも貫通孔の周囲に同心円形状に形成するが、貫通孔の形状が円形でない場合には、電極パッドの形状も貫通孔の形状に合わせればよい。また、前記導電ペーストによる電極パッドの形成に際しては、前記貫通孔の内部にも導電ペーストを充填する。
【００１９】
前記導電ペーストは、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｃｕ、Ｎｉ等の各種導電性金属や合金からなる導電材料と有機ビヒクルとを混練することにより調製されるものである。有機ビヒクルは、バインダと溶剤を主たる成分とするものであり、前記導電材料との配合比等は任意であるが、通常はバインダ１〜１５質量％、溶剤が１０〜５０質量％となるように導電材料に対して配合される。導電ペーストには、必要に応じて各種分散剤や可塑剤等から選択される添加物が添加されていてもよい。
【００２０】
前記の基板グリーンシートを準備した後、図１に示すように、これを重ねて積層体とする。本実施形態の場合、８枚の基板用グリーンシート１ａ〜１ｈを積層して積層体１を構成するようにしている。
【００２１】
これを焼成して多層セラミック基板とするが、焼成に際しては、図１（Ａ）に示すように、予め収縮グリーンシート２及び収縮抑制用グリーンシート３をこの順に基台上に載置した後、この上に前記基板用グリーンシート１ａ〜１ｈを載置する。さらに、その上に、収縮抑制用グリーンシート４及び収縮グリーンシート５をこの順に重ねる。積層状態を図１（Ｂ）に示す。この図１（Ｂ）に示すように、焼成時には、前記基板用グリーンシート１ａ〜１ｈを積層した積層体１の両側に前記収縮抑制用グリーンシート３，４が配され、その外側にそれぞれ収縮グリーンシート２，５が配された形になる。
【００２２】
ここで、先ず、前記収縮抑制用グリーンシート３，４には、前記基板用グリーンシート１ａ〜１ｈの焼成温度では収縮しない材料、例えばトリジマイトやクリストバライト、さらには石英、溶融石英、アルミナ、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、炭化ケイ素等を含む組成物を用いる。これら収縮抑制用グリーンシート３，４間に積層体１を挟み込み、焼成を行うことで、その面内方向での収縮が抑えられ、厚み方向にのみ収縮することになる。
【００２３】
一方、前記収縮抑制用グリーンシート３，４の外側に配される収縮グリーンシート２，５は、前記収縮抑制用グリーンシート３，４とは異なり、前記積層体１の焼成温度で収縮する層である。したがって、これを満たすような材料が用いられるが、例えば前記基板用グリーンシート１ａ〜１ｈと同じ材料により形成することが好ましい。前記基板用グリーンシート１ａ〜１ｈは、焼成によって収縮するが、これと同じ材料を収縮グリーンシート２，５に用いることで、収縮グリーンシート２，５と基板用グリーンシート１ａ〜１ｈの収縮度合いが同程度となり、収縮力を互いに相殺する上でバランスが取りやすいというメリットを有する。また、前記基板用グリーンシート１ａ〜１ｈを前記収縮グリーンシート２，５として流用することにより、収縮グリーンシート２，５を別工程で作製する必要がなくなり、製造コストを削減する上でも有利である。
【００２４】
以上のように積層体１の両側に収縮抑制用グリーンシート３，４及び収縮グリーンシート２，５を配して焼成を行うが、焼成後の多層セラミック基板は、寸法精度に優れ、反りや撓み等の変形が少ないものとなる。具体的には、先ず、前記収縮抑制用グリーンシート３，４の働きにより、積層体１を構成する各基板用グリーンシート１ａ〜１ｈの面内方向における収縮が抑えられ、寸法精度が確保される。一方、焼成時には基板用グリーンシート１ａ〜１ｈの収縮力により積層体１に応力が加わり、反りや撓み等の変形の原因となるが、前記収縮グリーンシート２，５の収縮力により相殺され、前記応力が緩和されて前記変形も抑えられる。また、前記収縮グリーンシート２，５は、焼成後には緻密化し、このことも前記変形の抑制に寄与しているものと推測される。
【００２５】
なお、本実施形態においては、積層体１の両側に収縮抑制用グリーンシート３，４及び収縮グリーンシート２，５を配して焼成を行うようにしたが、例えば焼成時に発生する積層体１の反りの状態に応じて、一方の収縮抑制用シート３（あるいは収縮抑制用シート４）のみに収縮グリーンシートを重ねて焼成を行うことも可能である。例えば焼成後に積層体１が湾曲する場合、凸となる側にのみ収縮グリーンシートを重ねる。これにより、前記反りを解消することができる。さらには、反りに応じて、前記収縮グリーンシート２，５の厚さをそれぞれ調整することも可能である。
【００２６】
（第２の実施形態）
前記の例では、収縮グリーンシート２，５と収縮抑制用グリーンシート３，４とをそれぞれ別々に形成し、それらを重ねるようにしたが、予め収縮グリーンシートと収縮抑制用グリーンシートを一体形成しておき、これを重ねるようにしてもよい。これにより、積層体１上に収縮グリーンシートと収縮抑制用グリーンシートとを一括して配置することが可能である。
【００２７】
図２は、前記収縮グリーンシートと収縮抑制用グリーンシートを一体形成した収縮抑制材を用いた例を示すものである。基本的には、先の実施形態の場合と同様であるが、本例の場合には、図２（Ａ）に示すように、先ず、収縮グリーンシート２上に収縮抑制用グリーンシート３を重ねて形成した第１の収縮抑制材１１を用意し、この上に基板用グリーンシート１ａ〜１ｈを重ねる。次に、その上に、収縮抑制用グリーンシート４の上に収縮グリーンシート５を重ねて形成した第２の収縮抑制材１２を載置する。
【００２８】
前記第１の収縮抑制材１１や第２の収縮抑制材１２は、図３に示すように、支持体となるフィルム上に収縮材料や収縮抑制材料を塗布し、乾燥することにより形成することができる。図３（Ａ）は、前記第１の収縮抑制材１１の作製方法の一例を示すものであり、支持フィルムであるベースフィルム１３上に、先ず、収縮抑制材料１７をコーター１６より供給し、乾燥して収縮抑制用グリーンシート３を形成する。収縮抑制用グリーンシート３の形成の後、その上に収縮材料１５をコーター１４より供給し、乾燥して収縮グリーンシート２を形成する。ベースフィルム１３としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）等が使用可能である。
【００２９】
前記第２の収縮抑制材１２についても同様である。第２の収縮抑制材１２を形成する場合には、前記第１の収縮抑制材１１の形成とは逆に、図３（Ｂ）に示すように、ベースフィルム１３上に、先ず、収縮材料１５をコーター１４より供給し、乾燥して収縮グリーンシート５を形成する。収縮グリーンシート５の形成の後、その上に収縮抑制材料１７をコーター１６より供給し、乾燥して収縮抑制用グリーンシート４を形成する。
【００３０】
前記収縮抑制材を第１の収縮抑制材１１と第２の収縮抑制材１２の２種類としたのは、通常、支持体である基台上に各層を順次重ねていくことで積層を行うことによる。すなわち、基台上に前述の各層を積層する際には、先ず、基台と前記第１の収縮抑制材１１の収縮グリーンシート２が向かい合うように（すなわち前記収縮グリーンシート２が下向きになるように）して基台上に第１の収縮抑制材１１を重ね、ベースフィルム１３を剥離する。これにより、基台上には、収縮グリーンシート２、収縮抑制用グリーンシート３の順に載置されることになる。次いで、この上に基板用グリーンシート１ａ〜１ｈを順次重ねていく。通常、基板用グリーンシート１ａ〜１ｈもそれぞれベースフィルム上に形成された形で供されるが、その場合には、基板用グリーンシートを下に向けて重ね合わせ、ベースフィルムを剥離することで、順次これら基板用グリーンシート１ａ〜１ｈを積層する。最後に前記第２の収縮抑制材１２を重ねるが、前記第２の収縮抑制材１２を重ねる場合にも、最上層の基板用グリーンシート１ｈと第２の収縮抑制材１２の収縮抑制用グリーンシート４とが接するように、すなわち収縮抑制用グリーンシート４が下に向くように第２の収縮抑制材１２を重ねる。第２の収縮抑制材１２を重ねた後、第２の収縮抑制材１２のベースフィルム１３を剥離する。
【００３１】
前記第１の収縮抑制材１１や第２の収縮抑制材１２、さらには基板用グリーンシート１ａ〜１ｈをベースフィルム上に形成した状態で供することにより、これらの重ね合わせ及びベースフィルムの剥離により、簡単に所定の積層構造を得ることが可能であり、生産性を大幅に向上することが可能である。
【００３２】
（第３の実施形態）
多層セラミック基板の製造において、導体が極端に偏在しているグリーンシートや、縮率挙動の異なる異材質により構成されるグリーンシート、誘電体とフェライトを含むグリーンシート等を用いた場合には、前記第１の実施形態のように収縮抑制用グリーンシートの全面に収縮グリーンシートを重ねて焼成を行っても平坦に焼成することが難しい場合がある。このような場合には、収縮グリーンシートを部分的に配することが有効である。
【００３３】
図４は、基板用グリーンシートに形成される電極パターンに応じて収縮グリーンシートを部分的に配した例を示すものである。本例の場合、１０枚の基板用グリーンシート２１ａ〜２１ｊを積層して積層体２１を構成し、これを焼成して多層セラミック基板を製造する。最上層の基板用グリーンシート２１ｊには、その表面に電極パターン２２が形成されているが、両面に収縮抑制用グリーンシート２３，２４を重ねて焼成を行うと、電極パターン２２部分が部分的に盛り上がったり、逆に窪んだりすることがある。電極パターン２２が形成されている部分は、他の部分に比べて収縮する度合いが相対的に小さいので、一様に収縮グリーンシートを配すると、前記収縮の度合いの相違により前記盛り上がりや窪みが発生する。
【００３４】
そこで、本実施形態では、前記電極パターン２２が形成される収縮抑制用グリーンシート２４の背面側に、前記電極パターン２２に対応してパターニングされた収縮グリーンシート片２５を配列形成する。収縮グリーンシート片２５は、例えば印刷法により形成してもよいし、打ち抜き加工等により予め所定の形状に成形した後、これを貼り付けることにより形成してもよい。
【００３５】
図５及び図６は、前記収縮グリーンシート片２５を配列形成した場合の積層構造を示すものである。前記電極パターン２２に対向する位置に収縮グリーンシート片２５が配列されている。このように、電極パターン２２に対応してパターニングされた収縮グリーンシート片２５を配列形成し、焼成を行うことで、電極パターン２２に対応して部分的に盛り上がったり部分的に窪む等の変形を解消することができる。
【００３６】
本実施形態においては、基板用グリーンシートに電極パターンが形成された場合を例にして説明したが、これに限らず、縮率挙動の異なる異材質により構成されるグリーンシートや、誘電体とフェライトを含むグリーンシート等を、アンバランスに組み合わせた場合等においても適用することが可能である。また、前記例では、一方の面にのみ収縮グリーンシート片２５を配するようにしたが、両方の収縮抑制用グリーンシート２３，２４の背面に収縮グリーンシート片を配することも可能である。いずれの場合にも、反りや変形の発生状況に応じて適切な部位に収縮グリーンシートを付与すればよく、収縮グリーンシート片２５の形状、大きさ、厚さ等は任意に設定することができる。特に、厚さに関しては、部位によって厚さを変えてもよいし、あるいは積層体の表裏で厚さを変えることも可能である。
【００３７】
（第４の実施形態）
前述の各実施形態においては、収縮抑制用グリーンシートの背面に収縮グリーンシートのみを配する場合について説明したが、収縮グリーンシートのみならず第２の収縮抑制用グリーンシートを組み合わせて配することも可能である。第２の収縮抑制用グリーンシートは、全面に形成してもよいし、部分的に付加してもよい。
【００３８】
図７は、積層体の一方の面に収縮グリーンシートを、他方の面に第２の収縮抑制用グリーンシートを配した例である。本例の場合、１０枚の基板用グリーンシート３１ａ〜３１ｊを積層して積層体３１を構成し、これを焼成して多層セラミック基板を製造する。最上層の基板用グリーンシート３１ｊには、その表面に長方形の電極パターン３２が形成されているが、両面に収縮抑制用グリーンシート３３，３４を重ねて焼成を行うと、前記長方形の電極パターン３２が同じ方向を向いているので、図８に示すように、ｘ方向に湾曲する。
【００３９】
そこで、このような湾曲を解消するために、本実施形態においては、凹となる面（図中、下面）の収縮抑制用グリーンシート３３に重ねて帯状の第２の収縮抑制用グリーンシート片３５を配し、凸となる面（図中、上面）の収縮抑制用グリーンシート３４に重ねて帯状の収縮グリーンシート片３６を配している。積層状態を図９に示す。これにより、前記凸となる面にのみ収縮力が働き、反りが解消される。特に、前記収縮抑制用グリーンシート片３５及び収縮グリーンシート３６を帯状とすることで、矯正力に方向性を付与することができ、前記ｘ方向の湾曲を効果的に解消することができる。
【００４０】
第２の収縮抑制用グリーンシートについても、その利用形態は任意に変更することができ、例えば両方の収縮抑制用グリーンシート３３，３４の背面に配することも可能であり、反りや変形の発生状況に応じて適切な部位に第２の収縮抑制用グリーンシートを付与すればよい。また、第２の収縮抑制用グリーンシートの形状、大きさ、厚さ等についても、任意に設定することができる。
【００４１】
また、反り等の変形の矯正に、収縮グリーンシートと第２の収縮抑制用グリーンシートを組み合わせて用いる場合、これらを同一の層に組み合わせて使用すれば、積層体のプレスが容易になるというメリットも有する。例えば、第２の収縮抑制用グリーンシートに嵌合する形で収縮グリーンシートを組み込めば、１枚のシート（矯正用複合グリーンシート）として取り扱うことができる。この矯正用複合シートを用いれば、最終的な積層体の厚さが均一になるので、例えば静水圧プレスではなく通常の平面金型によるプレスを用いることもでき、多層セラミック基板の製造に際して設備投資を大幅に削減することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。
【００４３】
実施例１
本実施例では、収縮グリーンシートと収縮抑制用グリーンシートを別々に形成し、これらを積層することで面内方向での収縮の抑制と変形の抑制を図った。具体的には、基板用セラミック材料としてアルミナ−ガラス系誘電体材料を準備し、有機バインダー及び有機溶剤と混合した後、ドクターブレード法によりシート化して、厚さ１２５μｍのセラミックグリーンシート（基板用グリーンシート）を作製した。
【００４４】
一方、収縮抑制用材料として準備したトリジマイト−シリカ系材料をセラミック材料と同じく有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法によりシート化して厚さ１２５μｍの強制層グリーンシート（収縮抑制用グリーンシート）を作製した。さらに、前記強制層グリーンシートとともに複合強制層を構成するために、基板用のセラミックグリーンシートと同一の材質で、厚さのみ６４μｍと薄くしたシートを準備し、これを収縮グリーンシートとした。
【００４５】
多層セラミック基板の各層を形成するセラミックグリーンシートに、それぞれスルーホールを形成する貫通孔を穿孔するとともに導体ペーストを充填し、さらに必要に応じてインダクタやキャパシタ等の素子を形成したり各素子を接続する導体パターン部分を設け、計８枚のセラミックグリーンシートを積層して積層体とした。そして、この積層体の両面に前記強制層グリーンシートを重ね、さらにその外側に複合強制層を形成するための収縮グリーンシートを積層した。前記強制層グリーンシートと収縮グリーンシートとを重ねることで、複合強制層が構成されることになる。
【００４６】
このようにして得られた積層体を通常の上下パンチが平坦な金型に入れて７００ｋｇ／ｃｍ２にて７分加圧した後、セッターに載せ、覆いを設置することなく９００℃にて焼成した。通炉後、複合強制層（強制層グリーンシートと収縮グリーンシートの焼成物）は手作業にて容易に除去することができた。これは、基板材料であるアルミナ−ガラス系誘電体材料と収縮を抑制するトリジマイト−シリカ系材料に大きな熱膨張率の差異があり、常温まで冷却した状態では強い応力を内包しているためである。なお、前記除去後の多層セラミック基板には僅かに強制層由来の残渣があるため、これは洗浄することにより除去した。
【００４７】
焼成後の多層セラミック基板は、全体的には面方向には０．２％程度膨張し、厚さ方向のみが大きく収縮していた。面方向が膨張した理由は、本例の場合、強制層グリーンシートが比較的厚いため、焼成時に強制層が強く熱膨張し、この強制層に引っ張られる状態でセラミック基板も膨張し、そのままの状態で焼結したためと思われる。本例においては、焼成時に直接照射される炉内の輻射熱を防ぐ覆いを設置しなかったにもかかわらず、概ね６０ｍｍ四方の大きさの基板で反りは５０μｍに満たなかった。
【００４８】
実施例２
本実施例では、強制層グリーンシート（収縮抑制用グリーンシート）と収縮グリーンシートを予めフィルム上に形成し、複合強制層とした状態で基板用グリーンシートであるセラミックグリーンシートに積層した。
【００４９】
本実施例においても、基板用セラミック材料としては、アルミナ−ガラス系誘電体材料を準備した。この誘電体材料を有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法によりシート化して厚さ１２５μｍのセラミックグリーンシートを作製した。
【００５０】
一方、複合強制層については、先ず、先の図３（Ａ）に示す如く、収縮抑制用材料として準備したトリジマイト−シリカ系材料を有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法によりＰＥＴフィルム上に厚さ４０μｍとなるように塗布、乾燥することにより強制層グリーンシートを形成した。その後、基板用セラミック材料と同様のアルミナ−ガラス系誘電体材料を同じく有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法により６５μｍの厚さとなるようにこの上に重ねて塗布することにより収縮グリーンシートを形成し、合計厚さ１０５μｍの複合強制層グリーンシートＡを作製した。
【００５１】
同様に、先の図３（Ｂ）に示す如く、基板用セラミック材料と同様のアルミナ−ガラス系誘電体材料を有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法によりＰＥＴフィルム上に厚さ６５μｍとなるように塗布、乾燥して収縮グリーンシートを形成した。さらに、収縮抑制用材料として準備したトリジマイト−シリカ系材料を同じく有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法により４０μｍの厚さとなるようにこの上に重ねて塗布することにより強制層グリーンシートを形成し、合計厚さ１０５μｍの複合強制層グリーンシートＢを作製した。なお、各複合強制層グリーンシートＡ，Ｂの作製に際しては、有機溶剤により下層を溶かす度合いが大きくならないように乾燥条件を定めた。
【００５２】
多層セラミック基板の各層を形成するセラミックグリーンシートに、それぞれスルーホールを形成する貫通孔を穿孔するとともに導体ペーストを充填し、さらに必要に応じてインダクタやキャパシタ等の素子を形成したり各素子を接続する導体パターン部分を設け、本例の場合、計１０枚のセラミックグリーンシートを積層して積層体とした。そして、この積層体の両面に収縮グリーンシートが外側となるように前記複合強制層グリーンシートＡ，Ｂを重ね、ＰＥＴフィルムを剥離した。
【００５３】
こうして得られた積層体を通常の上下パンチが平坦な金型に入れて７００ｋｇ／ｃｍ２にて７分加圧した後、セッターに載せ、覆いを設置することなく９００℃にて焼成した。焼成後の多層セラミック基板は、全体的には面方向には１％も収縮せず、厚さ方向のみが大きく収縮していた。しかも、焼成時に直接照射される炉内の輻射熱を防ぐ覆いを設置しなかったにもかかわらず、概ね６０ｍｍ四方の大きさの基板で反りは５０μｍにも満たなかった。
【００５４】
実施例３
本実施例では、基板用グリーンシートに形成された電極パターンに応じて収縮グリーンシートを部分的に付与した。
【００５５】
基板用セラミック材料としてアルミナ−ガラス系誘電体材料を準備した。これを有機バインダ及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法により厚さ１２５μｍのシートとし、セラミックグリーンシート（基板用グリーンシート）を作製した。一方、アルミナ−ガラス系材料を収縮抑制材料とし、これをセラミック材料と同じく有機バインダー及び有機溶剤と混合した後、ドクターブレード法により厚さ７５μｍのシートとし、収縮抑制用グリーンシートを作製した。
【００５６】
多層セラミック基板の各層を形成するセラミックグリーンシートにそれぞれスルーホールを形成する貫通孔を穿孔して、導体ペーストを充填したり、更にインダクタやキャパシタを形成したり各素子を接続する導体パターン部分を設け、図４に示す如く計１０枚積層し、両面に収縮抑制用グリーンシートを積層した。このようにして作製される多層セラミック基板においては、表面に比較的大きな導体パターンを配した部分は収縮しようとする度合いが他の部分より相対的に少ないので、収縮を促進するため収縮材ペーストを印刷して収縮グリーンシートを部分的に設置した。この部分的に設置した収縮グリーンシートの乾燥膜厚は２０μｍとした。
【００５７】
こうして得られた積層体を７５℃に加熱した状態でポリエチレンの袋に密封し、同じく７５℃の静水圧下にて７００ｋｇ／ｃｍ２にて７分間加圧した後、セッターに載せ、覆いを設置することなく９００℃にて焼成した。焼成後の多層セラミック基板は、全体的には面方向には１％も収縮せず、厚さ方向のみが大きく収縮していた。また、電極パターン中央部の盛り上がりは、前記収縮グリーンシートを設置しない場合の４０μｍ弱から３０μｍ弱に改善された。
【００５８】
実施例４
本実施例では、収縮グリーンシートと第２の収縮抑制用グリーンシートの組み合わせにより、反りの解消を試みた。
【００５９】
実施例３と同様に、基板用セラミック材料としてアルミナ−ガラス系誘電体材料を準備した。これを有機バインダ及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法により厚さ１２５μｍのシートとし、セラミックグリーンシート（基板用グリーンシート）を作製した。一方、アルミナ−ガラス系材料を収縮抑制材料とし、これをセラミック材料と同じく有機バインダー及び有機溶剤と混合した後、ドクターブレード法により厚さ７５μｍのシートとし、収縮抑制用グリーンシートを作製した。
【００６０】
多層セラミック基板の各層を形成するセラミックグリーンシートにそれぞれスルーホールを形成する貫通孔を穿孔して、導体ペーストを充填したり、更にインダクタやキャパシタを形成したり各素子を接続する導体パターン部分を設け、図７に示す如く計１０枚積層し、両面に収縮抑制用グリーンシートを積層した。本積層体は、片方の表面直下のセラミックグリーンシートに長方形の電極パターンが多数同じ方向を向いて設置してあるため、図８に示すような反り癖を持つ。
【００６１】
そこで両面に積層した収縮抑制用グリーンシートの更に外側に、反りの内側になる面には第２の収縮抑制用グリーンシートを、反りの外側になる面には収縮グリーンシートをそれぞれ長方形（帯状）に成形して重ね合わせた。長方形に成形していない第２の収縮抑制用グリーンシートや収縮グリーンシートを付加して反りを調整しようとすると、それまでの反りの方向とは直角の方向に、あるいは反対側の面を内側にして反るようになる可能性がある。第２の収縮抑制用グリーンシートや収縮グリーンシートを長方形に成形することで、反りの修正に方向性を持たせることができる。
【００６２】
このようにして得られた積層体を７５℃に加熱した状態でポリエチレンの袋に密封し、同じく７５℃の静水圧下にて７００ｋｇ／ｃｍ２にて７分間加圧した後、セッターに載せ、覆いを設置することなく９００℃にて焼成した。焼成後の多層セラミック基板は、全体的には面方向に１％も収縮せず、厚さ方向のみが大きく収縮していた。そして、本例においても、焼成時に直接照射される炉内の輻射熱を防ぐ覆いを設置しなかったにも関わらず、概ね６０ｍｍ四方の大きさの基板で比較すると、反りは８０μｍ程度から４０μｍ以下に改善された。反り量のばらつきが少ないので、収縮抑制用グリーンシートの外側に付加する収縮グリーンシートや第２の収縮抑制用グリーンシートの形態を更に細かく設定すれば、さらに反りを改善できるものと推定される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】基板用グリーンシートの積層体への収縮抑制用グリーンシート及び収縮グリーンシートの積層状態の一例を示すものであり、（Ａ）は一部積層した状態を示す概略断面図、（Ｂ）は積層状態を示す概略断面図である。
【図２】基板用グリーンシートの積層体への収縮抑制用グリーンシート及び収縮グリーンシートの積層状態の他の例を示すものであり、（Ａ）は一部積層した状態を示す概略断面図、（Ｂ）は積層状態を示す概略断面図である。
【図３】収縮抑制材の形成方法の一例を示すものであり、（Ａ）は第１の収縮抑制材の形成方法を示す模式図、（Ｂ）は第２の収縮抑制材の形成方法を示す模式図である。
【図４】収縮グリーンシートを部分的に付加した例を示す分解斜視図である。
【図５】収縮グリーンシートを部分的に付加した場合の積層状態を示す概略斜視図である。
【図６】収縮グリーンシートを部分的に付加した場合の積層状態を示す概略断面図である。
【図７】帯状の収縮グリーンシートと第２の収縮抑制用グリーンシートを付加した例を示す分解斜視図である。
【図８】積層体の反りの様子を示す概略斜視図である。
【図９】帯状の収縮グリーンシートと第２の収縮抑制用グリーンシートを付加した場合の積層状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１，２１，３１  積層体、１ａ〜１ｈ，２１ａ〜２１ｊ，３１ａ〜３１ｊ  基板用グリーンシート、２，５  収縮グリーンシート、３，４，２３，２４，３３，３４  収縮抑制用グリーンシート、１１  第１の収縮抑制材、１２  第２の収縮抑制材、１３  ベースフィルム、１４，１６  コーター、１５  収縮材料、１７  収縮抑制材料、２５  収縮グリーンシート片、３５  第２の収縮抑制用グリーンシート
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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