(57)【要約】【課題】セラミック基板の製造工程の歩留まりを改善することを目的としたセラミック基板を提供する。【解決手段】アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することに形成され、配線部３や外部電極４を形成することができる領域を有する本体部２と、本体部２の周辺に配置された周辺部５と、を有するセラミック基板１において、周辺部５は、アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することに形成され、周辺部の厚さ５ｚは、本体部の厚さ２ｚより厚いこと、を特徴とするセラミック基板１としたので、セラミック基板１の製造工程の歩留まりを改善することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することで形成され、配線部や外部電極を形成することができる領域を有する本体部と、
前記本体部の周辺に配置された周辺部と、
を有するセラミック基板において、
前記周辺部は、アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することで形成され、
前記周辺部の厚さは、前記本体部の厚さより厚いこと、
を特徴とするセラミック基板。
【請求項２】
前記本体部の厚さが、２００［ｕｍ］以下であること、
を特徴とする請求項１に記載のセラミック基板。
【請求項３】
前記周辺部の厚さが、前記本体部の厚さより１００［ｕｍ］以上大きいこと、
を特徴とする請求項１乃至２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、セラミック基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック基板は、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、モバイル機器のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モジュール、放熱性を利用したパワーＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）用の基板や液晶のバックライト向けＬＥＤ用の基板、また、自動車搭載用の電子制御回路用の基板として用いられている。
【０００３】
現在、このセラミック基板の平面寸法は、下記特許文献１に示すように、約１００ｍｍ角のセラミック基板が用いられていた（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）。
【０００４】
また、現在のセラミック基板は、材料となる（焼成前の）グリーンシートにて５０〜５００ｕｍのものが用いられ、そのグリーンシートを複数枚積層することによって、セラミック基板が製造されていた（例えば、これに類似する技術は下記特許文献２に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／０８７８４５号
【特許文献２】特開２００８−２４４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の電子機器の高密度化に伴い、（前述のグリーンシートを焼成した後の）セラミック基板の厚さが２００ｕｍ以下と、セラミック基板の薄型化が進んでいる。セラミック基板の薄化に伴い、セラミック基板の製造工程における作業（例えば、セラミック基板を製造工程内の治具へ装着する等）によって、そのセラミック基板の周辺部の破損（クラック、チッピングなど）が増加しており、そのセラミック基板の破損によって、セラミック基板の製造工程における歩留まりが低下するという課題を有していた。
【０００７】
そこで、本発明は、セラミック基板の周辺部の破損を低下させ、セラミック基板の製造工程の歩留まりを改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することに形成され、配線部や外部電極を形成することができる領域を有する本体部と、前記本体部の周辺に配置された周辺部と、を有するセラミック基板において、前記周辺部は、アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することに形成され、前記周辺部の厚さは、前記本体部の厚さより厚いこと、
を特徴とするセラミック基板とし、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】
【０００９】
以上のように本発明は、アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することで形成され、配線部や外部電極を形成することができる領域を有する本体部と、前記本体部の周辺に配置された周辺部と、を有するセラミック基板において、前記周辺部は、アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することで形成され、前記周辺部の厚さは、前記本体部の厚さより厚いこと、を特徴とするセラミック基板としたものであるので、セラミック基板の製造工程の歩留まりを改善することができる。
【００１０】
すなわち、本発明においては、セラミック基板の本体部の周辺に配置される周辺部のみの厚さを厚くすることによって、その周辺部の機械的な強度をあげることによって、セラミック基板の周辺部の破損（クラック、チッピングなど）を低下させることができるので、その結果として、セラミック基板の製造工程の歩留まりを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるセラミック基板の平面図と断面図を示すものであり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中の点線Ａ−Ａの断面図
【図２】図１中の領域Ｂを拡大した断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるセラミック基板を切断した後の本体部の平面図と断面図を示すものであり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中の点線Ｄ−Ｄ断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるセラミック基板のプロセスフローを示す図
【図５】本発明の実施の形態１におけるグリーンシート９Ａの平面図と断面図を示すものであり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は断面図
【図６】本発明の実施の形態１におけるグリーンシート９Ｂの平面図と断面図を示すものであり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は断面図
【図７】本発明の実施の形態１の積層工程における積層手順を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態１の積層工程におけるグリーンシート積層体の断面図
【図９】本発明の実施の形態１の積層工程における加圧加熱方法を説明する断面図
【図１０】本発明の実施の形態１の脱バインダー工程における加熱方法を説明する断面図
【図１１】本発明の実施の形態１の焼成工程における加熱方法を説明する断面図
【図１２】本発明の実施の形態１の拘束層除去工程後におけるグリーンシート積層体の断面図
【図１３】本発明の実施の形態２におけるセラミック基板の平面図と断面図を示すものであり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）中の点線Ｅ−Ｅの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
［１］セラミック基板１の構成
まず、はじめに、本発明の実施１におけるセラミック基板の構成に関して説明する。
図１は、本発明の実施の形態１におけるセラミック基板の平面図と断面図を示すものであり、図１（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図１（ａ）中の点線Ａ−Ａの断面図である。
図１に示すように、セラミック基板１は、複数（具体的には本実施形態では後述のように２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本体部２と、その本体部２の表面に形成された配線部３と、その本体部２の表面に形成された外部電極４を有している。すなわち、本体部２は、配線部や外部電極を形成することができる領域を有するものである。
【００１４】
更に、セラミック基板１の本体部２の周辺には、本体部２と同じく、セラミック製のグリーンシートを焼成して形成された周辺部５を有している。また、セラミック基板１の本体部２の内部にはビア６を有している。
【００１５】
ここで、符号１ｘはセラミック基板１の横方向の長さを示し、符号１ｙはセラミック基板１の縦方向の長さを示す。また、符号２ｘは本体部２の横方向の長さを示し、符号２ｙは本体部２の縦方向の長さを示し、符号２ｚは本体部２の厚さを示すものである。また、符号５ｘは周辺部５の横方向の長さを示し、符号５ｙは周辺部５の縦方向の長さを示し、符号５ｚは周辺部５の厚さを示すものである。本実施形態においては、それぞれ、１ｘは１１．５［ｃｍ］、２ｘは３［ｃｍ］、５ｘは１［ｃｍ］、１ｙは１１．５［ｃｍ］、２ｙは３［ｃｍ］、５ｙは１［ｃｍ］、２ｚは２００［ｕｍ］、５ｚは３００［ｕｍ］となるように形成した。
【００１６】
また、本体部２の表面に形成されている配線部３は、所望の電子部品（例えばＩＣ＝Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｕｉｒｃｕｉｔ）を実装するための電極や、所望の回路パターンである。本実施形態において、本体部２の表面（図１においては、上面）の配線部３は、前述のグリーンシートを焼成後、導電性ペーストをスクリーン印刷法により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、この導電性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５、およびダミービア８と同じく、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導電性ペーストを用いた。本実施形態において、本体部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・セラミックの固体成分と、有機溶剤等からなる有機バインダーを、固体成分と有機バインダーとの割合が、固体成分８４：有機バインダー１６の重量比の割合で混合された組成物からなる、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。なお、本実施形態の本体部２においては、２枚のグリーンシートを積層、焼成したものを用いた。
【００１７】
また、本実施形態において、本体部２の内部にあるビア５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、その孔に導電性ペーストを充填し、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電性ペーストを用いた。
【００１８】
また、図２は、図１中の領域Ｂを拡大した断面図を示すものである。ここで、領域Ｂとは、セラミック基板１の周辺部の断面図を拡大したものである。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態においては、本体部の底面７は、周辺部の底面８より高い位置になるように形成される。これは、本実施形態におけるセラミック基板１において、周辺部の厚さ５ｚが、本体部の厚さ２ｚより厚くなるように形成することによって、本体部５の底面７は、周辺部の底面８より高い位置になるように形成されるのである（後述にて詳しく説明する）。
【００２０】
以上が、本実施形態におけるセラミック基板１の構成である。
【００２１】
［２］セラミック基板１における本体部２の構成
次に、セラミック基板１における本体部２の構成に関して説明する。
図３は、本発明の実施の形態１におけるセラミック基板を切断した後の本体部の平面図と断面図を示すものであり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中の点線Ｄ−Ｄ断面図である。
【００２２】
図３に示すセラミック基板１の本体部２は、図１中のＣ線にて切断後のものを示すものであり、この状態にて実際の製品、例えば、液晶パネルのバックライト向けＬＥＤ用の基板として用いられるのである。
図３に示すように、図１中に示すセラミック基板１の周辺部５は、本体部２から切断され、実施の製品には用いられることがない部分である。
【００２３】
以上が、本実施形態におけるセラミック基板１における本体部２の構成である。
【００２４】
［３］セラミック基板１の製造方法
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基板の製造方法について説明する。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１におけるセラミック基板の製造方法のフローチャートを示すものである。
【００２６】
図４は、本実施形態のセラミック基板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：積層工程と、ステップ３：脱バインダー工程と、ステップ４：焼成工程と、ステップ５：拘束層除去工程と、ステップ６：配線部・外部電極形成工程という、６つのステップからなるものである。
［ステップ１：グリーンシート準備工程］
図５は、本発明の実施の形態１におけるグリーンシート９Ａの平面図と断面図を示すものであり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は断面図を示すものである。
また、図６は、本発明の実施の形態１におけるグリーンシート９Ｂの平面図と断面図を示すものであり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は断面図を示すものである。
【００２７】
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・セラミックの固体成分と、有機溶剤等からなる有機バインダーを、固体成分と有機バインダーとの割合が、固体成分８４：有機バインダー１６の重量比の割合で混合された組成物をシート状に形成したもの）から、図
５、図６に示すように、グリーンシート９Ａ（図５（ａ）、図５（ｂ））、グリーンシート９Ｂ（図６（ａ）、図６（ｂ））を作成する。
【００２８】
まず、はじめに、図５に示すグリーンシート９Ａに関して説明する。グリーンシート９Ａ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、銀（Ａｇ）粒子を含有する導電性ペーストを充填することによって、ビア５を形成する。これにて、グリーンシート９Ａが完成する。なお、本実施形態においては、グリーンシート９Ａは２枚作成する（準備する）必要があるため、２枚作成した（準備した）。
【００２９】
次に、図６に示すグリーンシート９Ｂに関して説明する。グリーンシート９Ｂは、ＮＣパンチプレスによって、図６に示すような穴１５を形成する。これにて、グリーンシート９Ｂが完成する。
【００３０】
以上が、図４中のステップ１のグリーンシート準備工程である。
【００３１】
［ステップ２：積層工程］
次に、図７、図８、図９を用いてステップ２の積層工程について説明する。
【００３２】
図７は、本発明の実施の形態１の積層工程における積層手順を示す断面図である。また、図８は、本発明の実施の形態１の積層工程におけるグリーンシート積層体の断面図を示すものである。また、図９は、本発明の実施の形態１の積層工程における加圧加熱方法を説明する断面図を示すものである。
【００３３】
まず、はじめに、図７、図８に示している拘束層１０に関して説明する。
【００３４】
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。
【００３５】
本実施形態においても、次の工程であるステップ３：脱バインダー工程、ステップ４：焼成工程にて、グリーンシート積層体１１（図７中に図示）を、加圧しながら熱を印加するのであるが、その際、それらグリーンシート９Ａ、９Ｂ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１０をそれぞれ上下面に配置しておく。
【００３６】
こうすることによって、グリーンシー９Ａ、９Ｂは、図７中に示す、Ｘ方向、およびＹ方向（すなわち、グリーンシート積層体１１の平面方向）には収縮せず、Ｚ方向（すなわち、グリーンシート積層体１１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１０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１０として用いた。
次に、図７を用いて、グリーンシート９Ａ、９Ｂを積層し、グリーンシート積層体１１を準備する方法を説明する。
【００３７】
まず、拘束層１０上に、グリーンシート９Ａを２枚積層する。次に、グリーンシート９Ｂを積層する。その際は、それぞれのグリーンシート９Ａ、９Ｂが、所望の位置になるように、位置合わせを実施しながら積層する。
【００３８】
最後に、グリーンシート９Ａ上に、拘束層１０を配置する。
【００３９】
このようにして、図８に示すような、グリーンシート積層体１１が準備されるのである。
【００４０】
次に、図９に示すように、グリーンシート積層体１１を台座１２上に配置し、その上面から加圧加熱をすることによって、グリーンシート積層体１１中のグリーンシート９Ａ、９Ｂ同士を仮接着する。
【００４１】
ここで、図９中のグリーンシート積層体１１は、図８中のグリーンシート積層体１１と同一のものであるが、図９中のグリーンシート積層体１１は簡略化して図示している。
【００４２】
また、本実施形態において、グリーンシート積層体１１を上から加圧した圧力は１５．２［ＭＰａ］とし、加熱温度は８５［℃］を用いた。このようにして、グリーンシート積層体１１中のグリーンシート９Ａ、９Ｂ同士を仮接着する。
ここで、前述の［１］セラミック基板１の構成にて説明した、「図２に示すように、本実施形態においては、本体部の底面７は、周辺部の底面８より高い位置になるように形成される」、という内容に関して説明する。
【００４３】
本実施形態においては、図８に示すようなグリーンシート積層体１１を作成し、本工程においてグリーンシート積層体１１を加圧加熱する。その際、グリーンシート積層体１１は、厚さ方向（図７中のＺ方向）に圧縮するのであるが、穴１５の体積分が加熱により拘束層１０がやわらかくなり流入することになる。その結果として、図２に示すように、セラミック基板１の本体部の底面７は、周辺部の底面８より高い位置になるように形成されるのである。
【００４４】
［ステップ３：脱バインダー工程］
次に、ステップ３の脱バインダー工程について説明する。
【００４５】
図１０は、本発明の実施の形態１の脱バインダー工程における加熱方法を説明する断面図を示すものである。
この工程では、図１０に示すように、（図９と同じように）、グリーンシート積層体１１を台座１３上に配置し、その上面から加熱をすることによって、グリーンシート積層体１１中のグリーンシート９Ａ、９Ｂ、９Ｃ内部の有機バインダーを除去する。
【００４６】
本実施形態において、グリーンシート積層体１１の加熱温度は６５０［℃］にて加熱を行った。このようにして、グリーンシート積層体１１中のグリーンシート９Ａ、９Ｂ内部の有機バインダーを除去する。
【００４７】
［ステップ４：焼成工程］
次に、ステップ４の焼成工程について説明する。
【００４８】
図１１は、本発明の実施の形態１の焼成工程における加熱方法を説明する断面図を示すものである。
【００４９】
グリーンシート積層体１１を台座１４上に配置し、その上面から加熱をすることによって、グリーンシート積層体１１を焼成する。本実施形態において、グリーンシート積層体１１上の加熱温度は前述のように９００［℃］を用いた。
このようにして、この焼成工程後、図１１に示すように、グリーンシート積層体１１は、その厚さ方向に収縮したものになる。
【００５０】
［ステップ５：拘束層除去工程］
次に、ステップ５の拘束層除去工程について説明する。
【００５１】
この工程では、水９６ｇと粒径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、グリーンシート積層体８の上下面の拘束層１０上から吹き付ける。
図１２は、本発明の実施の形態１の拘束層除去工程後におけるグリーンシート積層体の断面図を示すものである。こうすることによって、拘束層１０のみ除去することができ、図１２に示すようなものになる。
【００５２】
［ステップ６：配線部・外部電極形成工程］
次に、ステップ６の配線部・外部電極配線部形成工程について説明する。
【００５３】
ステップ６にて焼成されたグリーンシート積層体１１の表裏面（上下面）に、図１に示すような、配線部３や外部電極４を形成する。
【００５４】
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８５０℃の銀ペースト（Ａｇペースト）を用い、焼成のための熱処理温度は８５０℃を用いた。
【００５５】
この工程後のグリーンシート積層体１１は、図１に示すような、本実施形態のセラミック基板になる。
【００５６】
以上のように、図４に示すステップ１からステップ６を行うことによって、本実施形態（実施の形態１）のセラミック基板を製造することができる。
【００５７】
［４］本実施形態における発明の効果
以上のように本実施形態においては、アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することで形成され、配線部や外部電極を形成することができる領域を有する本体部と、前記本体部の周辺に配置された周辺部と、を有するセラミック基板において、前記周辺部は、アルミナ成分とガラス成分を有するグリーンシートを焼成することで形成され、前記周辺部の厚さは、前記本体部の厚さより厚いこと、
を特徴とするセラミック基板としたものであるので、セラミック基板の製造工程の歩留まりを改善することができる。
【００５８】
すなわち、本発明においては、セラミック基板１の本体部の２周辺に配置される周辺部５のみの厚さを厚くすることによって、その周辺部５の機械的な強度をあげることによって、セラミック基板１の周辺部５の破損（クラック、チッピングなど）を低下させることができるので、その結果として、セラミック基板１の製造工程の歩留まりを改善することができるのである。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施２におけるセラミック基板の構成に関して説明する。
【００６０】
図１３は、本発明の実施の形態２におけるセラミック基板の平面図と断面図を示すものであり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）中の点線Ｅ−Ｅの断面図である。
【００６１】
本実施形態において、前述の実施の形態１と異なる点に関して説明する。
前述の実施の形態１においては、周辺部５が、セラミック基板１の外周に配置されているのみであったが、本実施形態においては、セラミック基板１の外周のみならず、本体部２のすべての外周に周辺部５を設けている。
【００６２】
本実施形態においては、セラミック基板１の本体部２の全ての外周に周辺部５を設けているため、セラミック基板１全体の強度をあげることができ、その結果として、セラミック基板１の外周の破損（クラック、チッピングなど）を防止するのみならず、セラミック基板１の内部の破損（クラック、チッピングなど）の破損を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明にかかるセラミック基板は、セラミック基板の製造工程の歩留まりを改善することができるので、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】
【００６４】
１  セラミック基板
１ｘ  セラミック基板の横方向の長さ
１ｙ  セラミック基板の縦方向の長さ
２  本体部
２ｘ  本体部の横方向の長さ
２ｙ  本体部の縦方向の長さ
２ｚ  本体部の厚さ、
３  配線部
４  外部電極
５  周辺部
５ｘ  周辺部の横方向の長さ
５ｙ  周辺部の縦方向の長さ
５ｚ  周辺部の厚さを
６  ビア
７  本体部の底面
８  周辺部の底面
９Ａ、９Ｂ  グリーンシート
１０  拘束層
１１  グリーンシート積層体
１２、１３、１４  台座
１５  穴
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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