(57)【要約】【課題】  内部導体を有する多層セラミックス基板において、内部導体周囲に生ずる欠陥を確実に解消する。【解決手段】  複数のガラスセラミックス層が積層されるとともに、内部導体を有する多層セラミックス基板である。内部導体の周囲のガラスセラミックス層がＴｉ、Ｚｒ、Ｍｎから選択される少なくとも１種を拡散元素として含有している。内部導体は、Ａｇを導電材料とする。このような多層セラミックス基板は、導体ペーストにＴｉ、Ｚｒ、Ｍｎから選択される少なくとも１種を拡散元素として添加し、焼成時にこれら拡散元素を周囲のガラスセラミックス層に拡散させることにより形成する。【選択図】  図３
2007129048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のガラスセラミックス層が積層されるとともに、内部導体を有する多層セラミックス基板であって、
前記内部導体の少なくとも一部において、少なくとも内部導体周囲のガラスセラミックス層がＴｉ、Ｚｒ、Ｍｎから選択される少なくとも１種を拡散元素として含有しており、且つ、前記ガラスセラミックス層の内部導体の周囲における前記拡散元素の含有量がその他の部分における前記拡散元素の含有量よりも大であることを特徴とする多層セラミックス基板。
【請求項２】
前記内部導体は、導電材料としてＡｇを含有することを特徴とする請求項１記載の多層セラミックス基板。
【請求項３】
前記内部導体は、ビアホール導体であ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ス基板。
【請求項４】
前記拡散元素が存在する領域が、前記内部導体からの距離が１００μｍ以下の領域であ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ス基板。
【請求項５】
前記拡散元素が存在する領域において、ガラスセラミックス層における前記拡散元素の含有量が、酸化物換算で０．１質量％〜５０質量％であることを特徴とする請求項４記載の多層セラミックス基板。
【請求項６】
収縮抑制プロセスにより作製されたものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の多層セラミックス基板。
【請求項７】
複数のガラスセラミックスグリーンシートのうちの少なくとも一部に導体ペーストからなる導体パターンを形成した後、これらを積層して焼成する多層セラミックス基板の製造方法であって、
前記導体ペーストにＴｉ、Ｚｒ、Ｍｎから選択される少なくとも１種を拡散元素として添加し、前記焼成時にこれら拡散元素を周囲のガラスセラミックスグリーンシートに拡散させることを特徴とする多層セラミックス基板の製造方法。
【請求項８】
積層したガラスセラミックグリーンシートの最外層に収縮抑制用グリーンシートを配し、前記焼成を行うことを特徴とする請求項７記載の多層セラミックス基板の製造方法。
【請求項９】
前記複数のガラスセラミックスグリーンシートのうちの少なくとも一部にビアホールを形成し、このビアホール内に導体ペーストを充填して前記導体パターンを形成することを特徴とする請求項７または８記載の多層セラミックス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばビアホール導体等の内部導体を有する多層セラミックス基板及びその製造方法に関するものであり、特に、内部導体周囲の欠陥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、多層セラミッスク基板が提案され実用化されている。多層セラミックス基板は、複数のセラミックス層を積層することにより構成され、各セラミックス層に配線導体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ス基板は、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、多層セラミックス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ス基板においては、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、多層セラミックス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等を参照）。特許文献１等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。この方法によれば、多層セラミックス基板の面内方向の寸法精度を例えば０．０５％程度にまで改善することが可能である。
【０００５】
ところで、多層セラミックス基板においては、層間接続を図るためのビアホール導体等の内部導体の形成が必須であり、前記多層セラミックス基板の作製に際しては、例えばビアホールを形成し、ここに導体ペーストを充填して焼成することが行われる。この場合、導体ペーストとグリーンシートの熱収縮挙動の相違等により、内部導体（例えばビアホール導体）の周囲に空隙（欠陥）が発生することが知られている。このような欠陥の発生は、特に無収縮焼成方法において顕著である。
【０００６】
そこで、このような欠陥を解消するための技術も各方面で検討されている（例えば、特許文献２〜４等を参照）。例えば、特許文献２記載の発明では、ビア孔に充填される導体組成物として、Ａｇ等の導電性粉末と、Ｍｏ化合物またはＭｏ金属とを含有する多層セラミック基板用導電組成物を用いることで、焼成後の電極近傍に欠陥を生じない多層セラミック基板の製造を可能としている。同様に、特許文献３記載の発明では、ビアホール導体をＡｇとＷとから構成することで、ビアホール導体とビアホールの内壁との間に隙間が生じないようにしている。特許文献４記載の発明では、導電性ペーストの導電成分として金属酸化物で被覆された導電性粉末を用い、導電性ペーストの収縮開始温度を上昇させることで、セラミック成形体の焼成による収縮時に、これを拘束するような応力を生じさせないようにしている。
【特許文献１】特開平１０−７５０６０号公報
【特許文献２】特開２００３−１３３７４５号公報
【特許文献３】特許第２７３２１７１号公報
【特許文献４】特許第３５８９２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らが検討を重ねたところ、前記各特許文献に掲載されるような内部導体を形成するための導電ペースト自体の収縮挙動の制御のみでは、必ずしも満足し得る結果が得られず、特に、前記無収縮焼成法により多層セラミックス基板を作製する場合等において、内部導体周囲に発生する欠陥を十分に抑えきれないことがわかった。また、例えば特許文献４に記載されるように、導電性粉末の表面を金属酸化物で覆った場合には、内部導体の電気抵抗の上昇が顕著になるおそれがある。
【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、内部導体を有する多層セラミックス基板において、内部導体周囲に生ずる欠陥を確実に解消可能とすることを目的とし、これにより信頼性の高い多層セラミックス基板を提供し、さらにはそ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】
本発明者らは、前述の目的を達成するために、長期に亘り種々研究を重ねてきた。その結果、ＴｉやＺｒ、さらにはＭｎを内部導体の周囲に拡散させることで、前記欠陥の発生を効果的に抑制し得るとの結論を得るに至った。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の多層セラミックス基板は、複数のガラスセラミックス層が積層されるとともに、内部導体を有する多層セラミックス基板であって、前記内部導体の少なくとも一部において、少なくとも内部導体周囲のガラスセラミックス層がＴｉ、Ｚｒ、Ｍｎから選択される少なくとも１種を拡散元素として含有しており、且つ、前記ガラスセラミックス層の内部導体の周囲における前記拡散元素の含有量がその他の部分における前記拡散元素の含有量よりも大であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の多層セラミックス基板の製造方法は、複数のガラスセラミックスグリーンシートのうちの少なくとも一部に導体ペーストからなる導体パターンを形成した後、これらを積層して焼成する多層セラミックス基板の製造方法であって、前記導体ペーストにＴｉ、Ｚｒ、Ｍｎから選択される少なくとも１種を拡散元素として添加し、前記焼成時にこれら拡散元素を周囲のガラスセラミックスグリーンシートに拡散させることを特徴とするものである。
【００１２】
内部導体を有する多層セラミックス基板の焼成に際しては、内部導体とガラスセラミックス層（ガラスセラミックスグリーンシート）の熱収縮の相違により欠陥が発生するものと考えられており、前記各従来技術においても、この内部導体とガラスセラミックス層の熱収縮の相違を解消することに主眼が置かれている。しかしながら、本発明者らが子細に検討した結果、焼成時に内部導体（例えば銀）が周囲に拡散し、この部分のガラスセラミックスの焼結開始温度が低下することにより、他の部分と熱収縮に差が生じ、前記欠陥が生ずることがわかってきた。
【００１３】
本発明では、内部導体周囲のガラスセラミックス層にＴｉ、Ｚｒ、Ｍｎから選択される少なくとも１種を拡散させ、それにより銀等の拡散による焼結開始温度の低下を解消している。したがって、本発明の多層セラミックス基板では、内部導体の周囲において、ガラスセラミックス層の焼結開始温度に差がなくなり、内部導体近傍のガラスセラミックス層の焼結が他の部分よりも先に始まることによる空隙の発生が抑えられる。なお、特許文献２、３に記載されるようにビアホール導体にＭｏ、Ｗを添加した場合、内部導体周囲にＭｏやＷが拡散することも考えられるが、仮にＭｏやＷが内部導体周囲に拡散したとしても、Ａｇ拡散による焼結開始温度の低下は解消できず、これに起因する空隙の発生を十分に抑えることはできない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内部電極近傍におけるガラスセラミックス層の焼結開始温度の差による空隙の発生を抑えることができ、内部導体周囲に生ずる欠陥を確実に解消することが可能である。したがって、本発明によれば、欠陥が無く信頼性の高い多層セラミックス基板を提供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ス基板及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
本発明の多層セラミックス基板１は、図１に示すように、複数層のガラスセラミックス層２（ここでは４層のガラスセラミックス層２ａ〜２ｄ）を積層し、これらガラスセラミックス層２ａ〜２ｄを貫通するビアホール導体３やガラスセラミックス層２ａ〜２ｄの両面に形成された表面導体４等の内部導体を設けてなるものである。
【００１７】
各ガラスセラミックス層２ａ〜２ｄは、所定のガラス組成を有する複合酸化物に例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等を加えたものを焼成することにより形成されるものである。ここで、ガラス組成を有する複合酸化物を構成する各酸化物としては、ＳｉＯ２やＢ２Ｏ３、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等を挙げることができ、これらを適宜組み合わせて用いればよい。多層セラミックス基板１を構成する各セラミックス層を前記ガラスセラミックス層とすることにより、低温での焼成が可能となる。
【００１８】
一方、内部導体のうちのビアホール導体３は、各ガラスセラミックス層２ａ〜２ｄに形成されたビアホールに導電ペーストの焼成により残存する導電材が充填形成された形で形成されており、このビアホール導体３によって各セラミックス層２ａ〜２ｄに形成された表面導体４間を電気的に接続したり、熱を伝導する等の機能を果たしている。ビアホール導体３の断面形状は、通常は概ね円形であるが、これに限らず、限られた形状スペース範囲において大きな断面積を得るために、例えば楕円形、長円形、正方形等、任意の形状とすることができる。
【００１９】
前記ビアホール導体３や表面導体４等の内部導体は、いずれも導体ペーストを焼成することにより形成されるが、例えば導体として銀（Ａｇ）を含有する場合、これが焼成時に前記ガラスセラミック層２ａ〜２ｄに拡散し、内部導体周囲のガラスセラミックス層とその他の部分のガラスセラミックス層で焼結開始温度に差が生ずる。
【００２０】
そこで、本発明においては、ＴｉやＺｒ、Ｍｎから選ばれる少なくとも１種を、ガラスセラミックス層２ａ〜２ｄの内部導体周囲の部分に拡散させ、前記焼結開始温度の差を解消する。
【００２１】
図２は、ビアホール導体３近傍での欠陥発生のメカニズムを説明する図である。焼成後にガラスセラミックス層２ａ〜２ｄとなるセラミックス素地１１に形成されたビアホールに導体ペースト１２を充填して焼成を行った場合、図２（ａ）に示すように、温度上昇に伴って、先ず、導体ペースト１２中のＡｇが周囲のセラミックス素地１１に拡散する。そして、このセラミックス素地１１のうち前記Ａｇが拡散した領域１１ａでは、焼結開始温度が低下して、セラミックス素地１１の他の部分１１ｂよりも先に焼結が始まる。このとき、前記領域１１ａでは焼結が始まって収縮するのに対して、前記他の部分１１ｂでは焼結が始まらないので収縮せず、これらの収縮の差により空隙１３が発生する。
【００２２】
さらに温度が上昇すると、図２（ｂ）に示すように、セラミックス素地１１の他の部分１１ｂにおいても焼結が始まり、これに伴って外側に向かう矢印で示すような引き込みが始まる。このとき、導体ペースト１２の焼結も始まり、導体ペースト１２の周囲では内側に向かう矢印で示すような収縮が起こり、前記空隙１３が拡大する。その結果、図２（ｃ）に示すように、焼結完了時に導体ペースト１２が焼成されて形成されるビアホール導体３の周囲に大きな空隙（欠陥）１３が形成されることになる。
【００２３】
このような欠陥発生のメカニズムを考えた場合、前記Ａｇの拡散による導体ペースト周囲のセラミック素地１１の焼結開始温度の低下を抑えることが効果的と考えられる。前記ＴｉやＺｒ、Ｍｎは、このセラミックス素地１１の焼結開始温度の低下を抑制する効果が高く、これらを例えばビアホール導体３や表面導体４の周囲に拡散させることで、前記欠陥の発生を抑えることが可能である。
【００２４】
図３は、ビアホール導体３の周囲のガラスセラミックス層２にＴｉ、Ｚｒ、Ｍｎから選ばれる少なくとも１種を拡散元素として拡散し、拡散領域２Ａを形成した状態を示すものである。拡散領域２Ａにおいては、前記各元素が拡散元素として拡散されており、前記Ａｇの拡散による焼結開始温度の低下を抑える働きをする。
【００２５】
この場合、前記拡散元素は、例えばＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２等、酸化物の形で存在するものと考えられるが、これに限らず、どのような形であれ前記ガラスセラミックス層２に拡散元素が拡散されていればよい。また、ここではビアホール導体３の周囲を例にして説明したが、これに限らず、前記表面導体４の周囲に前記拡散元素が拡散されていてもよく、ビアホール導体３や表面導体４を含めて全ての内部導体の周囲において前記拡散元素が拡散されていることが好ましい。
【００２６】
前記拡散元素の拡散範囲、すなわち前記拡散領域２Ａのビアホール導体３からの拡散距離Ｌは、あまり大きすぎると却って効果が損なわれる可能性があり、概ね１００μｍ以下とすることが好ましい。また、前記拡散領域２Ａにおける拡散元素の含有量は、０．１質量％〜５０質量％とすることが好ましい。拡散元素の含有量が０．１質量％未満であると、焼結開始温度を十分に高くすることができず、欠陥が発生するおそれがある。逆に、拡散元素の含有量が５０質量％を超えると、内部導体周囲のセラミックス素地の焼結開始温度が高くなりすぎ、内部導体周囲よりも離れた部分で焼結が先に始まり、やはり欠陥発生の原因となるおそれがある。
【００２７】
なお、前記拡散元素は、セラミックス素地の構成元素として含まれていることもあるが、この場合には、前記内部導体周囲において、拡散元素の含有量が他の部分よりも相対的に高ければよい。したがって、この場合には、前記拡散元素の含有量の規定（０．１質量％〜５０質量％）は、内部導体の周囲と他の部分との含有量の差ということになる。
【００２８】
前述のように内部導体周囲のガラスセラミックス層に拡散元素を拡散するためには、例えば内部導体を形成するための導体ペースト中に前記拡散元素を添加し、これを焼成すればよい。以下、前記多層セラミックス基板１の製造方法について説明する。
【００２９】
多層セラミックス基板を作製するには、先ず、図４（ａ）に示すように、焼成後に各ガラスセラミックス層となるガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄを用意する。ガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄは、前述の酸化物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。
【００３０】
前記ガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄの形成後、所定の位置に貫通孔（ビアホール）を形成する。前ビアホールは、通常は円形の孔として形成され、ここに導体ペースト２２を充填することによりビアホール導体が形成される。さらに、各ガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄの表面に所定のパターンで導電ペーストを印刷し、表面導体パターン２３を形成する。
【００３１】
前記ビアホールに充填される導体ペースト２２や表面導体パターン２３の形成に用いられる導体ペーストは、例えば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が、特にＡｇを用いた場合に前記欠陥の問題が顕著であるので、Ａｇを導電材料とする導体ペーストを採用した場合に、本発明の適用が有効である。
【００３２】
前記導体ペーストにおいて、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、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。導体ペーストには、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。
【００３３】
本発明では、前記導体ペーストに、さらに拡散元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ）を添加し、焼成時にガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄに拡散させる。この場合、導電ペーストに添加される拡散元素は、各元素の酸化物（ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２）であってもよいし、金属の状態で添加してもよい。拡散元素の導体ペーストへの添加量は、ガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄへの拡散量が前記範囲内になるように設定することが好ましく、焼成条件等を考慮して添加量を設定すればよい。
【００３４】
また、前記拡散元素をガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄ中に拡散させるには、前記のようにこれら拡散元素を導体ペーストに添加する他、例えば前記ビアホールの内壁に拡散元素を含むペーストを塗布した後、導電材料を含む導体ペーストを充填するようにしてもよい。
【００３５】
各ガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄに内部導体となる導体ペースト２２を充填し、表面導体パターン２３を形成した後、図４（ｂ）に示すように、これらを重ねて積層体とするが、このとき、積層体の両側（最外層）に、収縮抑制用グリーンシート２４を拘束層として配し、焼成を行う。
【００３６】
収縮抑制用グリーンシート２４には、前記ガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄ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が用いられ、これら収縮抑制用グリーンシート２４間に積層体を挟み込み、焼成を行うことで、前記積層体の面内方向での収縮が抑えられる。
【００３７】
図４（ｂ）は、いわゆる積層体の仮スタックの状態であるが、次に、図４（ｃ）に示すようにプレスを行い、さらに図４（ｄ）に示すように焼成を行う。なお、焼成に際しては、前記拡散元素の拡散量、拡散距離が適正になるように、焼成温度や焼成時間等を制御することが好ましい。焼成後には、前記ガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄはガラスセラミックス層２ａ〜２ｄとなり、前記ビアホール内の導体ペースト２３はビアホール導体３になる。同様に、表面導体パターン２４も表面導体４となる。
【００３８】
前記焼成において、各ガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄは、焼成に伴い収縮しているが、最も外側のガラスセラミックスグリーンシート２１ａ，２１ｄでは前記収縮抑制用グリーンシート２４の拘束力が強く働き、ほとんど収縮していない。これに対して、積層方向の中央部分のガラスセラミックスグリーンシート２１ｂ，２１ｃは、前記収縮抑制用グリーンシート２４から離れているため、その拘束力が弱く、ある程度収縮する。したがって、内部導体の周囲、例えばビアホール導体３の周囲には空隙等の欠陥が発生し易くなるが、前記導体ペースト２３や表面導体パターン２４から拡散元素が周囲のガラスセラミックスグリーンシート２１ａ〜２１ｄに拡散し、導電材料であるＡｇの拡散による焼結開始温度の低下を抑えるようにしているので、前記空隙等の欠陥の発生が確実に抑えられる。
【００３９】
焼成後には、図４（ｅ）に示すように、熱膨張の差により前記収縮抑制用グリーンシート２４は自然剥離され、本発明の多層セラミックス基板１が得られる。得られる多層セラミックス基板１においては、内部導体（ビアホール導体３や表面導体４）の周囲に欠陥が生ずることがなく、信頼性の高い多層セラミックス基板を実現することが可能である。
【００４０】
なお、前記拡散元素の拡散による欠陥防止効果は、前述の収縮抑制用グリーンシート２４を配して焼成を行う無収縮焼成とした場合に大きいが、これに限らず、収縮抑制用グリーンシートを用いない場合にも同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００４１】
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。
【００４２】
欠陥発生メカニズムの解明
ガラスセラミックスグリーンシートに貫通孔を形成し、ここにビアホール導体となる導体ペーストを充填して焼成を行った。ガラスセラミックスグリーンシートの材料組成は、ＳｉＯ２３２．８７質量％、Ｂ２Ｏ３２．１９質量％、Ａｌ２Ｏ３４４．５３質量％、ＭｇＯ１．０７質量％、ＣａＯ１．９８質量％、ＳｒＯ１７．３６質量％である。また、導体ペーストとしては、導電材料としてＡｇを含む導体ペーストを用いた。焼成は、α石英とトリジマイトを含む収縮抑制用グリーンシート（拘束層）を配し、無収縮焼成法により行った。
【００４３】
図５は、焼成後のビアホール導体近傍の様子を示す顕微鏡写真である。ビアホール導体の周囲に空隙が形成されているが、この空隙は、ビアホール導体とセラミックス素地の界面に形成されているわけではなく、ビアホール導体と空隙の間にセラミックス素地が存在する。そこで、このビアホール導体と空隙の間に存在するセラミックス素地組成分析を行ったところ、ビアホール導体から拡散したＡｇが含まれることがわかった。
【００４４】
一方、前記ガラスセラミックス材料組成にＡｇを加えて縮率の相違を調べた。測定したのは、前記ガラスセラミックス材料組成（Ａｇ無添加）、前記ガラスセラミックス材料組成にＡｇを２質量％添加したもの、前記ガラスセラミックス材料組成にＡｇを４質量％添加したものの３種類である。縮率の測定に際しては、温度を次第に上昇させながら収縮の様子を調べた。結果を図６に示す。図６から明らかなように、Ａｇを添加することにより、低温で収縮が始まっており、Ａｇがガラスセラミックス素地中に拡散することで焼結開始温度が低下することがわかった。
【００４５】
これらの測定結果より、内部導体周囲のガラスセラミックス素地とその他の部分のガラスセラミックス素地とで焼結開始温度に差が生じ、図２（ａ）〜（ｃ）に示すようなメカニズムで欠陥が発生するものと推測される。
【００４６】
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｎの拡散による効果の確認
導電材料としてＡｇを含む導体ペーストにＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２を添加し、前記と同様の材料組成を有するガラスセラミックスグリーンシートの貫通孔に充填した。そして、両側にα石英とトリジマイトを含む収縮抑制用グリーンシート（拘束層）を配し、無収縮焼成法により焼成を行った。焼成後のガラスセラミック層における前記拡散元素の拡散距離（ビアホール導体からの距離Ｌ）を測定するとともに、拡散領域における拡散元素の含有量を測定し、さらに欠陥の有無を調べた。なお、ＺｒＯ２については、ガラスセラミック層の材料組成にも含まれているので、前記拡散領域における増加分を測定した。また、比較のため、ＭｏＯ３やＷＯ３を導体ペーストに添加した場合についても、同様の測定を行った。結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2007129048.tif 000003
【００４８】
この表１からも明らかな通り、ＴｉやＺｒ、Ｍｎがガラスセラミック層中に拡散されることにより、欠陥の発生が効果的に抑えられていることがわかる。ＭｏやＷの拡散では、このような効果は得られていない。ただし、Ｔｉを拡散させた場合、拡散距離が大きすぎたり、拡散量が多すぎると、欠陥を解消できていないので、前記拡散距離や拡散量は適正に制御することが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】多層セラミックス基板の一例を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は欠陥発生のメカニズムを説明する図である。
【図３】ビアホール導体の周囲に拡散元素が拡散した様子を示す模式図である。
【図４】多層セラミックス基板の製造プロセスを示す模式的な断面図であり、（ａ）はガラスセラミックスグリーンシート及び内部導体形成工程、（ｂ）は仮スタック工程、（ｃ）はプレス工程、（ｄ）は焼成工程、（ｅ）は収縮抑制用グリーンシート剥離工程を示す。
【図５】ビアホール導体近傍の欠陥発生の様子を示す顕微鏡写真である。
【図６】Ａｇの拡散による焼結開始温度の変化を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  多層セラミックス基板、２ａ〜２ｄ  ガラスセラミックス層、２Ａ  拡散領域、３  ビアホール導体、４  表面導体、１１  ガラスセラミックス素地、１２  導体ペースト、１３  空隙（欠陥）、２１ａ〜２１ｄ  ガラスセラミックスグリーンシート、２２  導体ペースト、２３  表面導体パターン、２４  収縮抑制用グリーンシート
【図１】
2007129048.tif 000004
【図２】
2007129048.tif 000005
【図３】
2007129048.tif 000006
【図４】
2007129048.tif 000007
【図５】
2007129048.tif 000008
【図６】
2007129048.tif 000009