(57)【要約】【課題】その表面に外部配線部が形成できるセラミック多層基板を提供する事を提供する。【解決手段】複数のセラミックシートを焼成して形成されたセラミック基板部２と、セラミック基板部２の内部に配置されたチップ型電子部品３と、を有するセラミック多層基板１の製造方法において、少なくとも１枚の前記セラミックシートのチップ型電子部品３を配置する部分に穴５を形成することを含むセラミックシート準備工程と、穴５を形成したグリーンシートの穴５にチップ型電子部品３を配置し、その後、前記複数のグリーンシートを積層し、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を準備する積層配置工程と、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を、そのチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の厚さ方向に加圧する加圧工程と、グリーンシートの焼成温度を印加するグリーンシート焼成工程と、を含むセラミック多層基板１の製造方法とした。【選択図】図１
2012199480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミックシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、
前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、
を有するセラミック多層基板の製造方法において、
少なくとも１枚の前記セラミックシートの前記チップ型電子部品を配置する部分に穴を形成することを含むセラミックシート準備工程と、
前記穴を形成したグリーンシートの前記穴に前記チップ型電子部品を配置し、その後、前記複数のグリーンシートを積層し、チップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程と、
前記チップ型電子部品−グリーンシート積層体を、そのチップ型電子部品−グリーンシート積層体の厚さ方向に加圧する加圧工程と、グリーンシートの焼成温度を印加するグリーンシート焼成工程と、
を含むセラミック多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック多層基板セラミック多層基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック多層基板は、耐熱性・耐湿性に優れ、また、高周波回路において良好な周波数特性を有することから、液晶のバックライト向けＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）を用いた電子回路用の基板として用いられている。
現在、この液晶のバックライト向けＬＥＤを、より小型化するため、そのセラミック多層基板内部にチップ型電子部品が内蔵することが要求されている（例えば、これに類似する技術は下記特許文献１に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３０５６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来例における課題は、複数のセラミック製のグリーンシートを積層し、更にそのグリーンシート間にチップ型電子部品を配置した後に、それら積層されたグリーンシートを焼成するセラミック多層基板では、そのセラミック多層基板のチップ型電子部品が内蔵された部分の表面に凸部（突部、盛り上がり）が形成されてしまい、その凸部が原因として、セラミック多層基板に形成する外部配線部がうまく形成できないという課題を有していた。
【０００５】
そこで、本発明は、この課題を解決し、その表面に外部配線部が形成できるセラミック多層基板を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、この目的を達成するために本発明は、複数のセラミックシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、を有するセラミック多層基板の製造方法において、少なくとも１枚の前記セラミックシートの前記チップ型電子部品を配置する部分に穴を形成することを含むセラミックシート準備工程と、前記穴を形成したグリーンシートの前記穴に前記チップ型電子部品を配置し、その後、前記複数のグリーンシートを積層し、チップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程と、前記チップ型電子部品−グリーンシート積層体を、そのチップ型電子部品−グリーンシート積層体の厚さ方向に加圧する加圧工程と、グリーンシートの焼成温度を印加するグリーンシート焼成工程と、を含むセラミック多層基板の製造方法とした。
【０００７】
これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明は、複数のセラミックシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、
を有するセラミック多層基板の製造方法において、少なくとも１枚の前記セラミックシートの前記チップ型電子部品を配置する部分に穴を形成することを含むセラミックシート準備工程と、前記穴を形成したグリーンシートの前記穴に前記チップ型電子部品を配置し、その後、前記複数のグリーンシートを積層し、チップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程と、前記チップ型電子部品−グリーンシート積層体を、そのチップ型電子部品−グリーンシート積層体の厚さ方向に加圧する加圧工程と、グリーンシートの焼成温度を印加するグリーンシート焼成工程と、を含むセラミック多層基板の製造方法としたので、その表面に外部配線部が形成できるセラミック多層基板を提供する事ができる。
【０００９】
すなわち、本発明においては、少なくとも１枚のグリーンシートに前記チップ型電子部品を配置する部分に穴を形成し、その後、前記穴に前記チップ型電子部品を配置し、その後、焼成を実施することにより、セラミック多層基板のチップ型電子部品が内蔵された部分の表面に凸部（突部、盛り上がり）が形成することを、前記穴によって、防止することができ、その結果として、その表面に外部配線部が形成できるセラミック多層基板を提供する事ができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板の断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板のプロセスフローを示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるグリーンシートの断面図を示すものであり、図３（ａ）はグリーンシート１１Ａの断面図、図３（ｂ）はグリーンシート１１Ｂの断面図、図３（ｃ）はグリーンシート１１Ｃの断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の積層手順を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態１における積層配置工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【図６】本発明の実施の形態１における焼成工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【図７】本発明の実施の形態１における拘束層除去工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明のセラミック基板の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
まず、はじめに、本発明の実施１におけるセラミック多層基板の構成に関して説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態１におけるセラミック多層基板の断面図を示すものである。図１に示すように、セラミック多層基板１は、複数（具体的には本実施形態では後述のように３枚）のセラミック製のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部２と、セラミック基板部２の内部に配置されたチップ型電子部品３を有している。また、チップ型電子部品３の両端のチップ型電子部品電極４には、内部配線部７が接続されている。
【００１３】
更に、セラミック基板部２内部のチップ型電子部品３の周辺には、ビア６、内部配線部７が形成されている。また、セラミック基板部２の表裏面には、このセラミック多層基板１に所望の電子部品（例えばＬＥＤ）を実装するための外部電極部９や、所望の電子回路パターン配線部１０を有している。
【００１４】
本実施形態において、セラミック基板部２は、後述で再度説明するが、何れも、アルミナ粉末を５５［ｗｔ％］、ガラス粉末を４５［ｗｔ％］の割合で配合したガラス・セラミックの組成物で、シート状の形状のグリーンシートと呼ばれるものを、複数枚（少なくとも２枚以上）積層し、加圧し、その後、９００［℃］にて焼成することによって形成する。
【００１５】
なお、本実施形態のセラミック基板部２においては、三枚のグリーンシートを積層、焼成したものを用いた。
【００１６】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の内部にあるビア６は、前述の焼成前のグリーンシートに、予め、例えば、ＮＣパンチプレス（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌパンチプレス）によって孔を形成し、その後、その孔に導体ペーストを充填し、更に前述のセラミックシートを焼成する際に同時に焼成される事によって形成する。なお、本実施形態において、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００１７】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の内部にある内部配線部７は、前述の焼成前のグリーンシートに、予め、スクリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、前述のセラミックシートを焼成する際に同時に焼成される事によって形成している。なお、本実施形態においては、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００１８】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の表裏面の外部電極９、電子回路パターン配線部１０は、前述のグリーンシートを焼成後、導体ペーストをスクリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、前述のセラミックシートを焼成する温度より低い温度で、かつ、この導体ペーストが十分に焼成される温度にて熱処理を行うことによって形成する。なお、本実施形態においては、ビア６、内部配線部７と同じく、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００１９】
また、本実施形態において、チップ型電子部品３は、液晶のバックライト向けＬＥＤの駆動する電子回路にしばしば使用されるバリスタを用いた。
それでは、以下に、本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板１の製造方法について説明する。
【００２０】
図２は、本実施形態のセラミック多層基板１のプロセスフローを示す図であり、大きく分けて、ステップ１：グリーンシート準備工程と、ステップ２：積層配置工程と、ステップ３：焼成工程と、ステップ４：拘束層除去工程と、ステップ５：外部電極・電子回路パターン配線部形成工程という、５つのステップからなるものである。
【００２１】
［ステップ１：グリーンシート準備工程］
先ずは、図３を用いてステップ１について説明する。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態１におけるグリーンシート準備工程において作成するグリーンシートの断面図を示すものである。
【００２３】
本実施形態においては、純のグリーンシート（アルミナ粉末を５５［ｗｔ％］、ガラス粉末を４５［ｗｔ％］の割合で配合したガラス・セラミックの組成物で、シート状の形状のもの）から、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、グリーンシート１１Ａ（図３（ａ））、グリーンシート１１Ｂ（図３（ｂ））、グリーンシート１１Ｃ（図３（ｃ））を作成する。
【００２４】
まず、はじめに、図３（ａ）に示すグリーンシート１１Ａに関して説明する。グリーンシート１１Ａには、例えば、ＮＣパンチプレスによって孔を形成し、その後、その孔に導体ペーストを充填することによって、ビア６を形成する。これにて、グリーンシート１１Ａが完成する。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すグリーンシート１１Ｂに関して説明する。グリーンシート１１Ｂは、例えば、ＮＣパンチプレスによって、穴５を形成する。本実施形態においては、後の工程で、この穴５内に配置するチップ型電子部品３のサイズが０６０３サイズ（０．６［ｍｍ］ｘ０．３［ｍｍ］）であるため、直径０．６５［ｍｍ］の穴５を形成した。次に、グリーンシート１１Ａと同様に、ビア６を形成する。その次に、グリーンシート１１Ｂ上面に導体ペーストを、クリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、内部配線部７を形成する。これにて、グリーンシート１１Ｂが完成する。
【００２６】
次に、図３（ｃ）に示すグリーンシート１１Ｃに関して説明する。グリーンシート１１Ｃは、はじめに、グリーンシート１１Ａと同様に、ビア６を形成する。これにて、グリーンシート１１Ｃが完成する。
【００２７】
［ステップ２：積層配置工程］
次に、図４、図５を用いてステップ２について説明する。
【００２８】
図４は、本発明の実施の形態１におけるチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の積層手順を示す断面図である。また、図５は、本発明の実施の形態１における積層配置工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の断面図を示すものである。
【００２９】
まず、はじめに、図４、図５、及び後述の図６中に示している拘束層１３に関して説明する。
【００３０】
一般に、アルミナ粉末とガラス粉末を配合したガラス・セラミックの組成物で、シート状の形状のグリーンシートを、高温を印加すると、アルミナ粉末とガラス粉末が焼成することによって、そのグリーンシートの体積（平面方向、および厚さ方向）に収縮する。
【００３１】
本実施形態においても、次の工程であるステップ３：焼成工程にて、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２に、 熱を印加するのであるが、その際、それらグリーンシート１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを挟み込むように、印加する温度では焼成しない成分のセラミックからなる拘束層１３を上下面に配置しておく。
こうすることによって、グリーンシート１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、図４中に示す、Ｘ方向、およびＹ方向（すなわち、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の平面方向）には収縮せず、Ｚ方向（すなわち、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の厚さ方向）にのみ収縮する。このＸ方向、Ｙ方向に収縮させないために、この拘束層１３を使用するのである。本実施形態においては、アルミナ粉末をシート状に成形したものを拘束層１３として用いた。
次に、図４を用いて、グリーンシート１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、およびチップ型電子部品３を積層し、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を準備する方法を説明する。
【００３２】
まず、拘束層１３上に、グリーンシート１１Ａを積層する。次に、グリーンシート１１Ａ上にグリーンシート１１Ｂを、グリーンシート１１Ａに形成されているビア７と、グリーンシート１１Ｂに形成されているビア７の位置が合うように位置合わせを実施しながら積層する。次に、グリーンシート１１Ｂ上の穴５の位置に、チップ型電子部品３を配置する。その次に、グリーンシート１１Ｂ上に、グリーンシート１１Ｃを積層する。最後に、グリーンシート１１Ｃ上に、拘束層１３を配置する。
【００３３】
このようにして、図５に示すような、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２が準備されるのである。
【００３４】
［ステップ３：焼成工程］
次に、ステップ３の焼成工程について説明する。
この工程では、図５に示すチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の上下面（拘束層１３側）から、加圧を行った後、グリーンシート１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが焼成する温度にて加熱を行う。
【００３５】
本実施形態では、上下方向の圧力は０．５ＭＰａ、焼成温度は９００℃、印加時間１時間で行なった。
【００３６】
この焼成工程後、図６に示すように、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２は、その厚さ方向に収縮したものになる。
【００３７】
［ステップ４：拘束層除去工程］
次に、ステップ３の拘束層除去工程について説明する。
【００３８】
この工程では、水９６ｇと平均粒径０．１〜１０ｕｍのアルミナ粉末４ｇの割合の混合物を、圧力０．４［ＭＰａ］の圧縮空気にて、拘束層１３上から吹き付ける。
【００３９】
こうすることによって、拘束層１３のみ除去することができ、図７に示すようなものになる。
【００４０】
［ステップ５：外部電極・電子回路パターン配線部形成工程］
次に、ステップ５の外部電極・電子回路パターン配線部形成工程について説明する。
【００４１】
ステップ３にて焼成されたチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の表裏面（上下面）に、図１に示すような、所望の外部電極部９や、電子回路パターン配線部１０を形成する。
【００４２】
本実施形態においては、前述のように、スクリーン印刷法を用いて、導体ペーストを所望のパターンに印刷して形成し、その後、ステップ３の焼成工程で印加した温度より低い温度で、かつ、導体ペーストが十分に焼成される温度にて熱処理を行うことによって形成した。本実施形態においては、この導体ペーストの焼成温度が７００℃の銀（Ａｇ）ペーストを用い、焼成のための熱処理温度は７５０℃を用いた。
【００４３】
この工程後のチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２は、図１に示すような、本実施形態のセラミック多層基板になる。
【００４４】
以上のように、図２に示すステップ１からステップ５を行うことによって、本実施形態のセラミック基板を製造することができる。
【００４５】
以上のように、本実施形態においては、複数のセラミックシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、
を有するセラミック多層基板の製造方法において、少なくとも１枚の前記セラミックシートの前記チップ型電子部品を配置する部分に穴を形成することを含むセラミックシート準備工程と、前記穴を形成したグリーンシートの前記穴に前記チップ型電子部品を配置し、その後、前記複数のグリーンシートを積層し、チップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程と、前記チップ型電子部品−グリーンシート積層体を、そのチップ型電子部品−グリーンシート積層体の厚さ方向に加圧する加圧工程と、グリーンシートの焼成温度を印加するグリーンシート焼成工程と、を含むセラミック多層基板の製造方法としたので、その表面に外部配線部９が形成できるセラミック多層基板１を提供する事ができる。
【００４６】
すなわち、本実施形態においては、少なくとも１枚のグリーンシート（グリーンシート１１Ｂ）にチップ型電子部品３を配置する部分に穴５を形成し、その後、穴５にチップ型電子部品３を配置し、その後、焼成を実施することにより、セラミック多層基板１のチップ型電子部品３が内蔵された部分の表面に凸部（突部、盛り上がり）が形成することを、穴５によって、防止することができ、その結果として、その表面に外部配線部９が形成できるセラミック多層基板１を提供する事ができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明にかかるセラミック多層基板は、その表面に外部配線部が形成できるセラミック多層基板を提供する事特に、最近普及の進んでいる液晶テレビや携帯電話の液晶画面用のバックライト向けＬＥＤ用の基板として用いられることが大いに期待されるものとなる。
【符号の説明】
【００４８】
１  セラミック多層基板
２  セラミック基板部
３  チップ型電子部品
４  チップ型電子部品電極
５  穴
６  ビア
７  内部配線部
９  外部電極部
１０  電子回路パターン配線部
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ  グリーンシート
１２  チップ型電子部品−グリーンシート積層体
１３  拘束層
【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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