(57)【要約】【課題】焼成体の表面を平坦にし、後付け導体パターンの印刷不良の発生を防止するセラミック多層基板の製造方法における導体パターンの厚み設定方法を提供する。【解決手段】導体パターンの厚み設定方法は、複数枚のセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂに導体パターン１２，１２ａを印刷し、前記複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、加圧しながら焼成して形成するセラミック多層基板の製造方法のための導体パターンの厚み設定方法において、導体パターン１２，１２ａを印刷するに当たり、導体パターン１２，１２ａを、前記積層、加圧および焼成の工程におけるセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂの厚み変形量と同等の導体厚みに設定する。【選択図】図１
2007208293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のセラミックグリーンシートに導体パターンを印刷し、前記複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、加圧しながら焼成して形成するセラミック多層基板の製造方法のための導体パターンの厚み設定方法において、
前記導体パターンを印刷するに当たり、前記導体パターンを、前記積層、加圧および焼成の工程における前記セラミックグリーンシートの厚み変形量と同等の導体厚みに設定する、導体パターンの厚み設定方法。
【請求項２】
複数枚のセラミックグリーンシートに導体パターンを印刷し、前記複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、加圧しながら焼成して形成するセラミック多層基板の製造方法のための導体パターンの厚み設定方法において、
前記導体パターンを印刷するに当たり、前記導体パターンを、前記積層、加圧および焼成の工程における前記セラミックグリーンシートの厚み変形量より小さい導体厚みに設定する、導体パターンの厚み設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体パターンの厚み設定方法に関するものである。特に、セラミック多層基板の製造方法のために用いることが好適な導体パターンの厚み設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、従来のセラミック多層基板をセラミックグリーンシートの積層法で製造する方法について説明する。図２（Ａ）に示すように、複数枚（本例では４枚）のセラミックグリーンシート５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃのそれぞれにプレス金型等を用いてスルーホール（図示せず）を穿設し、このスルーホールにスクリーン印刷で導体ペーストを充填してビア導体を形成すると同時に、導体ペーストを用いてスクリーン印刷で導体パターン（図示せず）を形成する。次いで、図２（Ｂ）に示すように、これらのセラミックグリーンシート５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃを重ね合わせて積層体５２を形成し、更に、積層体５２の下層と上層にセラミックグリーンシート５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃの焼成温度では焼結しない拘束用セラミックグリーンシート５３，５３ａを重ね合わせ、加圧体５４で加圧しながら焼成する。次いで、図２（Ｃ）に示すように、拘束用セラミックグリーンシート５３，５３ａを除去して、焼成体５５を形成する。そして、この焼成体５５には、更に、表面に導体パターン（図示せず）を後付けスクリーン印刷し、焼成してセラミック多層基板５０を製造する。
【０００３】
拘束用セラミックグリーンシートを備える積層体を加圧しながら焼成した後に基板の表面に導体パターンを形成するセラミック多層基板の製造方法については、特開平７−８６７４３号公報（特許文献１）に記載されている。
【特許文献１】特開平７−８６７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述したような従来のセラミック多層基板の製造方法は、次のような問題がある。
【０００５】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、例えば、導体パターン６２，６２ａを印刷したセラミックグリーンシート６１，６１ａ及びセラミックグリーンシート６１ｂ（本例ではセラミックグリーンシートを３枚用いる）を重ねた積層体を焼成して形成するセラミック多層基板６０は、積層体の両面にセラミックグリーンシート６１，６１ａ，６１ｂの焼成温度では焼結しない拘束用セラミックグリーンシート６３，６３ａを載置して加圧体６４で加圧しながら焼成したとしても、導体パターン６２，６２ａによって、焼成体６５の外表面側が凸状に膨れ、表面に凹凸が発生する。この焼成体６５の表面の凹凸によって、焼成後の後付け導体パターン（図示せず）の形成において、印刷滲みや、パターン欠け等が発生し、歩留の低下をきたしている。焼成体６５の表面には、特に、セラミックグリーンシート６１，６１ａ，６１ｂの厚みが１００μｍ以下の場合に、凹凸が発生しやすい。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、焼成体の表面を平坦にし、後付け導体パターンの印刷不良の発生を防止するセラミック多層基板の製造方法における導体パターンの厚み設定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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に基づく導体パターンの厚み設定方法は、複数枚のセラミックグリーンシートに導体パターンを印刷し、前記複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、加圧しながら焼成して形成するセラミック多層基板の製造方法のための導体パターンの厚み設定方法において、前記導体パターンを印刷するに当たり、前記導体パターンを、前記積層、加圧および焼成の工程における前記セラミックグリーンシートの厚み変形量と同等の導体厚みに設定する。これにより、導体パターンの導体厚みがセラミックグリーンシートの厚み変形量の中に押さえ込むことができるので、焼成体の表面を平坦にすることができ、印刷滲みや、パターン欠け等の後付け印刷時の不良の発生を防止することができる。
【０００８】
ここで、セラミックグリーンシートが８００〜１０００℃で焼成可能な低温焼成セラミックからなるのがよい。これにより、セラミックグリーンシートの焼成温度では焼結しない拘束用セラミックグリーンシートを用いて容易に加圧しながら焼成を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、導体パターンの導体厚みがセラミックグリーンシートの厚み変形量の中に押さえ込むことができるので、焼成体の表面を平坦にすることができ、印刷滲みや、パターン欠け等の後付け印刷時の不良の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。ここに、図１（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るセラミック多層基板の製造方法の説明図である。
【００１１】
図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るセラミック多層基板の製造方法を説明する。なお、ここではセラミックに低温焼成セラミックを用いたセラミック多層基板の製造方法を説明する。図１（Ａ）に示すように、先ず、使用する低温焼成セラミックのセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂ（本実施の形態では３枚のセラミックグリーンシートを用いている）は、次のように作製される。ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガラス粉末５０〜６５重量％（好ましくは、６０重量％）と、アルミナ粉末５０〜３５重量％（好ましくは、４０重量％）とを混合して低温焼成セラミック粉末を作製し、この低温焼成セラミック粉末に、例えば、トルエン、キシレン、ブタノール等の溶剤と、例えば、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂等のバインダー、及び、例えば、ＤＯＡ（アジピン酸ジエチルヘキシル）等の可塑剤を加え、十分に混練してスラリーを作製し、通常のドクターブレード法を用いてシート状に成形する。
【００１２】
次いで、シート状から所定の寸法に切断して形成したセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂのそれぞれの所定位置に打ち抜き金型や、ＮＣマシーン等を用いて、ビアホール（図示せず）を穿孔する。そして、各層のセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂのビアホールにＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ等からなるＡｇ系の導体ペーストをスクリーン印刷等で充填し、ビアホール導体を形成する。更に、各層のセラミックグリーンシート１１，１１ａには、同様の組成の導体ペーストを用いてセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂの厚み変形量と同等、又は小さい導体厚みの導体パターン１２，１２ａをスクリーン印刷で形成する。なお、最上層のセラミックグリーンシート１１ｂの外表面側、あるいは最下層のセラミックグリーンシート１１の外表面側には、導体パターンを形成してもよく、又は、焼成後の後付け導体パターン１６（図１（Ｃ）参照）の形成のみであってもよい。また、導体ペーストは、Ａｇ系以外にＣｕ系や、Ａｕ系等の他の低融点金属ペーストを用いてもよい。
【００１３】
次いで、図１（Ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂを重ね合わせて積層し、更に、下層及び上層にセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂの焼成温度では焼結しない拘束用セラミックグリーンシート１３，１３ａを載置して積層し、アルミナ、ＳｉＣ等で形成した多孔質の絶縁板の間に挟み込んで両側から押さえ込んで形成する圧力体１４で１０5〜１０7Ｐａ程度の圧力を掛けながら８００〜１０００℃で焼成し、焼成体１５（図１（Ｃ）参照）を形成する。焼成体１５は、導体パターン１２，１２ａの導体厚みがセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂの厚み変形量と同等、又は小さいのでセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂの積層時に導体がグリーンシート内に埋まり込み、更に、加圧して焼成するので、極めて平坦に焼成することができる。なお、上記で用いる拘束用セラミックグリーンシート１３，１３ａは、高温焼成用セラミック、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア等を用いて、このセラミック粉末にバインダー（例えば、ポリビニルブチラール、アクリル系、ニトロセルロース系等の樹脂）、溶剤（例えば、トルエン、キシレン、ブタノール等）及び可塑剤を配合して、十分に混練してスラリーを作製し、通常のドクターブレード法を用いてシート状に成形している。
【００１４】
拘束用セラミックグリーンシート１３，１３ａは、１３００〜１６００℃程度に加熱しなければ焼結できない。また、拘束用セラミックグリーンシート１３，１３ａには、シリカ、マグネシア、カルシア等の焼結助剤が含まれていないので焼結しずらくなっている。従って、８００〜１０００℃で焼成すれば、拘束用セラミックグリーンシート１３，１３ａは、焼結されないまま残される。但し、拘束用セラミックグリーンシート１３，１３ａ中のバインダー等の有機物は焼成過程で熱分解して飛散し、無機物のセラミック粉体のみが残る。
【００１５】
焼成後は、図１（Ｃ）に示すように、拘束用セラミックグリーンシート１３，１３ａ中のバインダー等の有機物を飛散させて残ったセラミック粉体を除去して焼成体１５を作製する。そして、この焼成体１５の表面にＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ等からなるＡｇ系や、Ａｕ系、Ｃｕ系等の低融点金属ペーストを用いて後付け導体パターン１６をスクリーン印刷等で形成する。この後付け導体パターン１６の形成においては、焼成体１５の内部に形成されている導体パターン１２，１２ａの影響を受けることなく、焼成体１５の表面が極めて平坦に作製されているので、印刷滲みや、パターン欠け等の不良を発生させることなく印刷することができる。印刷後は、後付け導体パターン１６を焼成し、導体パターン１２，１２ａとビアホール導体（図示せず）を介して導通状態としたセラミック多層基板１０を作製する。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、低温焼成セラミック材料として、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガラス粉末と、アルミナ粉末との混合物を用いているが、これに代えて、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガラス粉末と、アルミナ粉末との混合物や、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガラス粉末と、アルミナ粉末との混合物や、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガラス粉末と、アルミナ粉末との混合物や、コージェライト系結晶化ガラス等の８００〜１０００℃で焼成できる低温焼成セラミック材料を用いてもよい。なお、これらの８００〜１０００℃で焼成できる低温焼成セラミック材料をセラミック多層基板に用いることで、セラミックグリーンシートの焼成温度では焼結しない拘束用セラミックグリーンシートがアルミナ等を用いて容易に選択することができ、容易に加圧しながら焼成を行うことができる。
【００１７】
なお、本発明は、低温焼成セラミックからなるセラミック多層基板１０に限定されず、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）多層基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）多層基板等、他のセラミック多層基板にも適用することができる。
【００１８】
また、特に、通常はセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂの厚みが１００μｍ以下の時に、導体パターン１２，１２ａの導体厚みとセラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂの厚みとの比率が近くなるので平坦な焼成体１５を得ることが難しくなる。しかしながら、この時において、セラミックグリーンシート１１，１１ａ，１１ｂの厚み変形量と同等、又は小さい場合の条件が有効に作用して、平坦な焼成体１５を容易に得ることができる。
【００１９】
（実施例）
本発明者は、本発明による製造方法で作製するセラミック多層基板の焼成体の表面の凹凸と、従来の製造方法で作製するセラミック多層基板の焼成体の表面の凹凸の発生度合いを比較した。先ず、本発明でのサンプルとして、低温焼成セラミックグリーンシートの厚みを３００，２００，１００，８０μｍの４種とし、同一の厚み変形量からなる６枚の低温焼成セラミックグリーンシートを１単位とし、厚み変形量を３０，２７，１８，１５，９，７μｍに変化させた６単位を設定した。Ａｇからなる導体ペーストを用いて、大きさ２０×２０ｍｍからなる同一導体厚みの導体パターンを５枚の低温焼成セラミックグリーンシートにスクリーン印刷で形成し、最上層に導体パターンを形成しない低温焼成セラミックグリーンシートを載置して１０5Ｐａの圧力で６枚の低温焼成セラミックグリーンシートを積層したセラミック多層基板について、導体パターンの導体厚みを変化させた８種類のサンプルを作製した。そして、これらのサンプルにアルミナからなる拘束用セラミックグリーンシートを下層と上層に積層し、加圧しながら焼成して形成する本発明の製造方法で作製したセラミック多層基板の焼成体の表面の凹凸を測定した。また、これに併せて、従来の製造方法で作製した６種類のセラミック多層基板の焼成体を作製し、その表面の凹凸を測定した。測定結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
本発明のセラミック多層基板の製造方法の場合の測定の結果は、何れも導体パターンの導体厚みがセラミックグリーンシートの厚み変形量と同等、又は小さい場合に、セラミック多層基板の焼成体の表面の凹凸が実質的に無いことが確認できた。また、従来のセラミック多層基板の製造方法の場合の導体パターンの導体厚みがセラミックグリーンシートの厚み変形量を超えるセラミック多層基板の焼成体の表面は、大きい凹凸の値が測定された。
【００２２】
第１の導体パターンの厚み設定方法は、複数枚のセラミックグリーンシートに導体パターンを印刷し、前記複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、加圧しながら焼成して形成するセラミック多層基板の製造方法のための導体パターンの厚み設定方法において、前記導体パターンを印刷するに当たり、前記導体パターンを、前記積層、加圧および焼成の工程における前記セラミックグリーンシートの厚み変形量と同等の導体厚みに設定する。第２の導体パターンの厚み設定方法は、複数枚のセラミックグリーンシートに導体パターンを印刷し、前記複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、加圧しながら焼成して形成するセラミック多層基板の製造方法のための導体パターンの厚み設定方法において、前記導体パターンを印刷するに当たり、前記導体パターンを、前記積層、加圧および焼成の工程における前記セラミックグリーンシートの厚み変形量より小さい導体厚みに設定する。これらの導体パターンの厚み設定方法によれば、導体パターンの導体厚みがセラミックグリーンシートの厚み変形量の中に押さえ込むことで、焼成体の表面を平坦にでき、印刷滲みや、パターン欠け等の後付け印刷時の不良の発生を防止することができる。
【００２３】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るセラミック多層基板の製造方法の説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来のセラミック多層基板の製造方法の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来のセラミック多層基板の製造方法で作製したセラミック多層基板の問題点の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  セラミック多層基板、１１，１１ａ，１１ｂ  セラミックグリーンシート、１２，１２ａ  導体パターン、１３，１３ａ  拘束用セラミックグリーンシート、１４  圧力体、１５  焼成体、１６  後付け導体パターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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