(57)【要約】【課題】セラミック多層基板の反りや寸法バラツキを抑えることができるセラミック多層基板の製造方法を提供すること。【解決手段】セラミック材料を用いてシート状に成形されたセラミックグリーンシート３１を準備する。セラミック材料と、粘着剤と、加熱によって溶融する有機化合物とを少なくとも含んでシート状に成形された接着用セラミックシート３５を準備する。接着用セラミックシート３５を介してセラミックグリーンシート３１を複数積層した後、有機化合物の融点以上の温度に加熱し、接着用セラミックシート３５が引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を発現させた状態で、各シート３１，３５を積層方向に加圧する。この結果、接着用セラミックシート３５を介して各セラミックグリーンシート３１を一体化した未焼成セラミック積層体４２を形成する。【選択図】図９
2013168630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導体層と複数のセラミック絶縁層とを積層して多層化した構造を有するセラミック多層基板の製造方法であって、
セラミック材料を用いて表面及び裏面を有するシート状に成形され、前記セラミック絶縁層となる未焼成セラミックシートを準備するとともに、前記セラミック材料と、粘着剤と、加熱によって溶融する有機化合物とを少なくとも含んでシート状に成形された接着用セラミックシートを準備するシート準備工程と、
前記未焼成セラミックシートの表面及び裏面の少なくも一方に前記接着用セラミックシートを貼り付けた状態で、前記接着用セラミックシートの非貼付面となる前記表面または前記裏面に前記導体層となる未焼成導体部を印刷して形成する導体部形成工程と、
前記接着用セラミックシートを介して前記未焼成セラミックシートを複数積層した後、前記有機化合物の融点以上の温度に加熱し前記接着用セラミックシートが引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を発現させた状態で、各セラミックシートを積層方向に加圧することにより、前記接着用セラミックシートを介して各未焼成セラミックシートを一体化した未焼成セラミック積層体を形成する積層体形成工程と
を含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【請求項２】
前記積層体形成工程では、１ｋｇｆ／ｃｍ２以上５ｋｇｆ／ｃｍ２以下の低圧力、かつ、１秒以上１２０秒以下の短時間の条件で、各セラミックシートを積層方向に加圧することを特徴とする請求項１に記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項３】
前記シート準備工程で準備される前記接着用セラミックシートは、前記セラミック材料１００重量部に対して、前記粘着剤を２５重量部以上の割合で含有させ、かつ、前記有機化合物を３重量部以上１５重量部以下の割合で含有させたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項４】
前記未焼成セラミックシートは、樹脂材料からなる有機バインダを含んで成形され、前記接着用セラミックシートは、前記有機バインダを含まずに成形されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項５】
セラミック材料を用いて表面及び裏面を有するシート状に成形された各未焼成セラミックシートを一体化した未焼成セラミック積層体を形成する積層体形成工程を経て、複数の導体層と複数のセラミック絶縁層とを積層して多層化した構造を有するセラミック多層基板を製造する際に使用される接着用セラミックシートであって、
前記セラミック材料と、粘着剤と、加熱によって溶融する有機化合物とを少なくとも含んでシート状に成形され、前記有機化合物の融点以上の温度での加熱により引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を発現し、
前記積層体形成工程を行うときに、前記未焼成セラミックシート間に介在するようにして配置される
ことを特徴とする接着用セラミックシート。
【請求項６】
セラミック材料を用いて表面及び裏面を有するシート状に成形された各未焼成セラミックシートを一体化した未焼成セラミック積層体を形成する積層体形成工程を経て、複数の導体層と複数のセラミック絶縁層とを積層して多層化した構造を有するセラミック多層基板を製造する際に使用される、前記未焼成セラミックシートであって、
前記セラミック材料と、粘着剤と、加熱によって溶融する有機化合物とを少なくとも含んでシート状に成形され、前記有機化合物の融点以上の温度での加熱により引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を発現する接着用セラミックシートが、前記未焼成セラミックシートの表面及び裏面の少なくも一方に貼り付けられており、
前記積層体形成工程を行うときに、前記未焼成セラミックシート間に前記接着用セラミックシートが介在するようにして配置される
ことを特徴とする接着用セラミックシート付き未焼成セラミックシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導体層と複数のセラミック絶縁層とを積層して多層化した構造を有するセラミック多層基板の製造方法、接着用セラミックシート、接着用セラミックシート付き未焼成セラミックシートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのマイクロ・プロセッサ・ユニット（ＭＰＵ）等として使用される半導体集積回路素子（ＩＣチップ）は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にＩＣチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ＩＣチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ＩＣチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はＩＣチップをＩＣチップ搭載用配線基板上に搭載してなるパッケージを作製し、そのパッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される。
【０００３】
この種のパッケージを構成するＩＣチップ搭載用配線基板には各種の絶縁体材料が使用可能であり、その例としてセラミックを使用したセラミック多層基板が従来よく知られている。このセラミック多層基板では、絶縁体部分に例えばアルミナを主成分としたセラミック材料が使用され、導体部分にアルミナと同時焼成可能な金属（例えば、タングステン）が使用されている。
【０００４】
以下、従来のセラミック多層基板の製造方法を例示する。
【０００５】
まず、アルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を混合してスラリーを作製する。そしてこのスラリーを従来周知の手法によりシート状に成形して、セラミックグリーンシートを作製する。
【０００６】
そして、セラミックグリーンシートに対して従来周知のパンチング（打ち抜き）加工を施すことによって、シート表裏面を貫通するビア穴を形成する。次に、従来周知のペースト印刷装置を用いて、タングステン等を主成分とする導体ペーストをビア穴内に充填する。さらに、スクリーン印刷法に従って、セラミックグリーンシートの表面に導体ペーストを塗布する。なおここでは、形成すべき回路配線に応じた所定パターンのマスクを用い、導体ペーストを所定パターン状に印刷形成する。その後、複数のセラミックグリーンシートを積層し、従来周知のラミネート装置を用いて、加圧・加熱することにより、これらを圧着、一体化して積層体を形成する。その後、この積層体をアルミナが焼結しうる所定の温度に加熱する焼成工程を行う。この焼成を経ると、各セラミックグリーンシート及び導体ペーストが焼結して、セラミック多層基板が得られる。
【０００７】
上記の製造方法では、セラミックグリーンシートの有機バインダとして、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低い樹脂材料を用い、加圧・加熱により有機バインダを溶融させて積層体を形成している。また、他の製造方法としては、セラミックグリーンシートや導体ペーストに接着成分を担持させ、加圧・加熱により接着成分を溶融させて積層体を形成する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１では、溶融成分を含んだ第１のセラミックグリーンシートと溶融成分を含まない第２のセラミックグリーンシートとを積層して積層体を形成している。具体的には、第１のセラミックグリーンシートと第２のセラミックグリーンシートとを積層して加熱することで第１のセラミックグリーンシートの溶融成分が溶融する。このとき、第１のセラミックグリーンシートが軟化して接着性が発現し、その状態のものを加圧することで各セラミックグリーンシートを一体化した積層体が形成される。
【０００９】
さらに、セラミックグリーンシートの表面に溶剤を塗布してその表面をペースト化した後に各セラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する方法も実用化されている。この方法では、常温にて溶剤を塗布した各セラミックグリーンシートを積層して仮接着する。そして、仮接着した積層体を１５分〜２０分程度放置してペースト化した部分を乾燥させた後、積層体の本圧着を行っている。この本圧着の工程では、３０ｋｇｆ／ｃｍ２〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２の高圧を各セラミックグリーンシートの積層方向に長時間（９０秒〜６００秒）加えることで各グリーンシートが圧着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２７８６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記従来の製造方法のように、セラミックグリーンシートの表面に溶剤を塗布して積層する場合、グリーンシート自体が軟化するため、積層した際にグリーンシートの変形による積層ズレ等の問題が発生する。また、側面にキャスタレーション（端面スルーホール導体）を有するセラミック多層基板を製造する場合、セラミックグリーンシートにはキャスタレーション形成用穴が形成される。この場合、ペースト化したセラミックグリーンシートの一部がキャスタレーション形成用穴に食み出してしまい、前記穴の内壁への導体の配設が妨げられ接続信頼性の高いキャスタレーションを形成できなくなることが懸念される。さらに、複数のセラミックグリーンシートを高い圧力で加圧して積層体を形成しているため、各セラミックグリーンシートに加わるストレスが大きく、積層体に内部応力が発生してしまう。このため、焼成工程において、セラミック多層基板の寸法バラツキや反りが生じてしまう。さらには、仮接着での放置時間や本圧着での加圧時間が長くかかり、作業効率が悪くなるといった問題が生じる。また、製造設備も大型化するため、セラミック多層基板の製造コストが嵩んでしまう。
【００１２】
また、第１特許文献において、第１のセラミックグリーンシートは、セラミック材料である無機粉末１００質量％に対して１０質量％〜５０質量％の割合で有機バインダを含んでいる。セラミックグリーンシートに含まれる一般的な有機バインダとしては、無機粉末同士の形状を維持するための樹脂材料が用いられており、有機バインダではシート同士の十分な接着性を得ることが困難である。また仮に、接着性を有する樹脂材料を有機バインダとして用いた場合でも、特許文献１のセラミックグリーンシートでは、シート自体に接着性を有するため、シートを加工する工程（穴あけ工程や印刷工程等）で治具等への張り付き等の不具合が発生し、工程流動の際に問題となることが考えられる。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セラミック多層基板の反りや寸法バラツキを抑え、積層圧着時にシート自体の十分な接着強度を向上させることができるセラミック多層基板の製造方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記セラミック多層基板の製造方法を実施するうえで好適な接着用セラミックシート、接着用セラミックシート付き未焼成セラミックシートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、複数の導体層と複数のセラミック絶縁層とを積層して多層化した構造を有するセラミック多層基板の製造方法であって、セラミック材料を用いて表面及び裏面を有するシート状に成形され、前記セラミック絶縁層となる未焼成セラミックシートを準備するとともに、前記セラミック材料と、粘着剤と、加熱によって溶融する有機化合物とを少なくとも含んでシート状に成形された接着用セラミックシートを準備するシート準備工程と、前記未焼成セラミックシートの表面及び裏面の少なくも一方に前記接着用セラミックシートを貼り付けた状態で、前記接着用セラミックシートの非貼付面となる前記表面または前記裏面に前記導体層となる未焼成導体部を印刷して形成する導体部形成工程と、前記接着用セラミックシートを介して前記未焼成セラミックシートを複数積層した後、前記有機化合物の融点以上の温度に加熱し前記接着用セラミックシートが引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を発現させた状態で、各セラミックシートを積層方向に加圧することにより、前記接着用セラミックシートを介して各未焼成セラミックシートを一体化した未焼成セラミック積層体を形成する積層体形成工程とを含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法がある。
【００１５】
手段１に記載の発明によると、積層体形成工程において、セラミック材料と粘着剤と加熱によって溶融する有機化合物とを含んで成形された接着用セラミックシートが複数の未焼成セラミックシートの間に介在された後、有機化合物の融点以上の温度に加熱される。この加熱によって溶融した有機化合物が粘着剤の溶剤として機能するため、加熱前には粘着力が発現していなかったが５０ｇＦ以上の粘着力が接着用セラミックシートに発現する。このようにすると、接着用セラミックシートが十分な粘着力を有するので、比較的低い圧力で積層方向に加圧することにより、各セラミックシートを一体化した未焼成セラミック積層体を形成することができる。このため、未焼成セラミック積層体における内部応力を低く抑えることができる。従って、焼成時におけるセラミック多層基板の反りを抑えることができる。また、積層体形成工程において、接着用セラミックシートは有機化合物が溶融することで軟化するため、未焼成セラミックシートの表面または裏面に形成した未焼成導体部の凹凸を接着用セラミックシートにて吸収することができる。従って、セラミック多層基板の平坦度を十分に確保することができる。さらに、未焼成セラミックシートは、積層体形成工程において、軟化させないため、加圧しても不要な変形をすることはなく、未焼成導体部間のピッチ等のズレや未焼成セラミックシート間の積層ズレを低く抑えることができる。この結果、セラミック多層基板の寸法ズレを低減することができる。
なお、上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、セラミック材料を用いて表面及び裏面を有するシート状に成形された各未焼成セラミックシートを一体化した未焼成セラミック積層体を形成する積層体形成工程を経て、複数の導体層と複数のセラミック絶縁層とを積層して多層化した構造を有するセラミック多層基板を製造する際に使用される接着用セラミックシートであって、前記セラミック材料と、粘着剤と、加熱によって溶融する有機化合物とを少なくとも含んでシート状に成形され、前記有機化合物の融点以上の温度での加熱により引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を発現し、前記積層体形成工程を行うときに、前記未焼成セラミックシート間に介在するようにして配置されることを特徴とする接着用セラミックシート、がある。
また、上記課題を解決するためのさらに別の手段（手段３）としては、セラミック材料を用いて表面及び裏面を有するシート状に成形された各未焼成セラミックシートを一体化した未焼成セラミック積層体を形成する積層体形成工程を経て、複数の導体層と複数のセラミック絶縁層とを積層して多層化した構造を有するセラミック多層基板を製造する際に使用される、前記未焼成セラミックシートであって、前記セラミック材料と、粘着剤と、加熱によって溶融する有機化合物とを少なくとも含んでシート状に成形され、前記有機化合物の融点以上の温度での加熱により引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を発現する接着用セラミックシートが、前記未焼成セラミックシートの表面及び裏面の少なくも一方に貼り付けられており、前記積層体形成工程を行うときに、前記未焼成セラミックシート間に前記接着用セラミックシートが介在するようにして配置されることを特徴とする接着用セラミックシート付き未焼成セラミックシート、がある。
そして、これらの手段に記載の接着用セラミックシートあるいは接着用セラミックシート付き未焼成セラミックシートを用いて上記の積層体形成工程を行うことにより、所望とする未焼成セラミック積層体を確実に形成することが可能となる。そのため、これら手段は上記セラミック多層基板の製造方法を実施するうえで好適なものであると言える。
【００１６】
積層体形成工程では、接着用セラミックシートが引張強度で１５０ｇＦ以上の粘着力を発現させた状態で、各セラミックシートを積層方向に加圧することがより好ましい。このように、接着用セラミックシートの粘着力を高めることで、より低い加圧力で未焼成セラミック積層体を形成することが可能となる。
【００１７】
積層体形成工程では、１ｋｇｆ／ｃｍ２以上５ｋｇｆ／ｃｍ２以下の低圧力、かつ１秒以上１２０秒以下の短時間の条件で、各セラミックシートを積層方向に加圧することが好ましい。このように、比較的低い圧力、かつ短時間で未焼成セラミック積層体を形成することにより、未焼成セラミック積層体における内部応力を低く抑えることができる。また、本発明では、従来技術のように仮接着後に長時間放置するといった工程がなく、積層体形成工程での加圧時間も短いため、セラミック多層基板を効率よく製造することができる。さらに、高圧プレス機などの大掛かりな装置が不要となる。このため、セラミック多層基板の製造コストを低く抑えることができる。
【００１８】
シート準備工程で準備される接着用セラミックシートは、セラミック材料１００重量部に対して、粘着剤を２５重量部以上の割合で含有させ、かつ、有機化合物を３重量部以上１５重量部以下の割合で含有させたものであることが好ましい。このような割合で粘着剤や有機化合物を接着用セラミックシートに含ませることで、引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を確実に発現させることができる。
【００１９】
未焼成セラミックシートは、樹脂材料からなる有機バインダを含んで成形され、接着用セラミックシートは、有機バインダを含まずに成形されることが好ましい。この場合、接着用セラミックシートにおいて粘着剤をより多く含ませることができ、粘着力を十分に確保することができる。
【００２０】
セラミック多層基板には、複数のセラミック絶縁層においてその厚さ方向に貫通するビア穴内にビア導体が設けられ、ビア導体によって各導体層が接続されていてもよい。このセラミック多層基板を製造する場合、積層体形成工程の前に、未焼成セラミックシートの厚さ方向に貫通するビア穴を形成するとともにそのビア穴内にビア導体となる未焼成ビア導体部を形成するビア導体部形成工程を行ってもよい。このようにすると、各未焼成セラミックシートの所望の位置にビア導体を形成することができ、それらビア導体を介して各導体層を確実に接続することができる。また、未焼成セラミック積層体において全ての未焼成セラミックシートを貫通する未焼成ビア導体部を形成する場合には、積層体形成工程の後にビア導体部形成工程を行ってもよい。このようにすれば、セラミック多層基板において、全てのセラミック絶縁層を貫通するビア導体を位置ズレがなく確実に形成することができる。
【００２１】
セラミック多層基板の側面には、キャスタレーションが設けられていてもよい。このセラミック多層基板を製造する場合、積層体形成工程の前に、未焼成セラミックシートの厚さ方向に貫通するキャスタレーション形成用穴を形成する工程を行ってもよいし、積層体形成工程の後に、未焼成セラミック積層体の積層方向に貫通するキャスタレーション形成用穴を形成する工程を行ってもよい。
【００２２】
シート準備工程で準備される接着用セラミックシートは、離型材上に形成される。そして、離型材を介して接着用セラミックシートを未焼成セラミックシートの表面または裏面に圧着させる。さらに、離型材を接着用セラミックシートから剥離した後、導体部形成工程を行う。このようにすると、未焼成セラミックシートの表面または裏面に均一な厚さの接着用セラミックシートを確実に圧着させることができる。なお、導体部形成工程において、離型材を取り付けたままで、導体部を形成してもよい。
【００２３】
有機化合物は、６０℃以上の温度で溶融する有機化合物であることが好ましく、常温にて固体状である高沸点アルコールであることがより好ましい。具体的な有機化合物としては、ステアリルアルコール、セチルアルコール、ベヘニルアルコールなどの高沸点アルコールを挙げることができる。また、高沸点アルコール以外には、ラウリン酸、ミリスチン酸などの有機化合物を挙げることができる。
【００２４】
未焼成セラミックシートの厚さは７０μｍ以上であり、接着用セラミックシートは１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。このように接着用セラミックシートを薄く形成することで、セラミック多層基板の薄型化が可能となる。
【００２５】
セラミック絶縁層としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化珪素、窒化珪素などといった高温焼成セラミックの焼結体が好適に使用される。また、ホウケイ酸系ガラスやホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを添加したガラスセラミックのような低温焼成セラミックの焼結体をセラミック絶縁層として使用してもよい。さらに、用途に応じて、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどの誘電体セラミックの焼結体をセラミック絶縁層として使用してもよい。
【００２６】
導体層及びビア導体としては特に限定されないが、メタライズ導体であることが好ましい。なお、メタライズ導体は、金属粉末を含む導体ペーストを従来周知の手法、例えばメタライズ印刷法で塗布した後に焼成することにより、形成される。同時焼成法によってメタライズ導体及びセラミック絶縁層を形成する場合、メタライズ導体中の金属粉末は、セラミック絶縁層の焼成温度よりも高融点である必要がある。例えば、セラミック絶縁層がいわゆる高温焼成セラミック（例えばアルミナ等）からなる場合には、メタライズ導体中の金属粉末として、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等やそれらの合金が選択可能である。セラミック絶縁層がいわゆる低温焼成セラミック（例えばガラスセラミック等）からなる場合には、メタライズ導体中の金属粉末として、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等やそれらの合金が選択可能である。
【００２７】
本発明のセラミック多層基板は、水晶パッケージ、ＳＡＷフィルタ用パッケージ、ＭＰＵパッケージ、Ｃ−ＭＯＳパッケージ、ＣＣＤパッケージ、ＬＥＤパッケージ、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）、セラミックチップサイズパッケージ（ＣＣＳＰ）などの様々なパッケージに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態におけるセラミック多層基板を示す断面図。
【図２】セラミック多層基板の製造方法におけるシート準備工程を示す断面図。
【図３】セラミック多層基板の製造方法におけるシート貼付工程を示す断面図。
【図４】セラミック多層基板の製造方法におけるシート貼付工程を示す断面図。
【図５】セラミック多層基板の製造方法におけるビア導体部形成工程を示す断面図。
【図６】セラミック多層基板の製造方法におけるビア導体部形成工程を示す断面図。
【図７】セラミック多層基板の製造方法における導体部形成工程を示す断面図。
【図８】セラミック多層基板の製造方法における積層体形成工程を示す断面図。
【図９】セラミック多層基板の製造方法における積層体形成工程を示す断面図。
【図１０】接着用セラミックシートの粘着力の測定方法を示す説明図。
【図１１】セラミックグリーンシートの積層ズレの測定方法を示す断面図。
【図１２】セラミックグリーンシートの積層ズレの測定方法を示す平面図。
【図１３】セラミックグリーンシートの積層ズレの測定結果を示すグラフ。
【図１４】セラミック多層基板の平坦度の測定方法を示す平面図。
【図１５】セラミック多層基板の平坦度の測定結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明をセラミック多層基板に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００３０】
図１に示されるように、本実施の形態のセラミック多層基板１１は、上面１２及び下面１３を有する矩形平板状の部材であり、ＩＣチップなどの電子部品を実装するために用いられる。セラミック多層基板１１は、複数のセラミック絶縁層１４，１５と導体層１８とを交互に積層してなる多層配線基板である。本実施の形態において、各セラミック絶縁層１４，１５は、いずれもアルミナ焼結体からなる。また、導体層１８は、例えばタングステンを主体とするメタライズ金属層である。なお、本実施の形態のセラミック多層基板１１では２層構造としたが、３層以上の多層構造を採用しても構わない。
【００３１】
セラミック多層基板１１（セラミック絶縁層１４）の上面１２には、ＩＣチップ等の電子部品搭載用の複数の端子パッド２１が形成されている。また、セラミック多層基板１１（セラミック絶縁層１５）の下面１３には、図示しないマザーボードと電気的に接続するための複数の端子パッド２２が形成されている。これら端子パッド２１，２２もタングステンを主体とするメタライズ金属層（導体層）である。また、セラミック絶縁層１４，１５の界面に、所定形状の導体層１８が形成されている。
【００３２】
各セラミック絶縁層１４，１５には、複数のビア穴２４が形成されており、各ビア穴２４内にはタングステンを主体とするビア導体２５が設けられている。ビア導体２５は、各導体層１８、端子パッド２１，２２を相互に電気的に接続している。
【００３３】
次に、上記セラミック多層基板１１を製造する方法について図２〜図９に基づいて説明する。
【００３４】
まず、セラミック材料としてのアルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を混合してスラリーを作製する。そしてこのスラリーを従来周知の手法（例えばドクターブレード法やカレンダーロール法）によりシート状に成形し、所定サイズに切断することで、図２に示すようなセラミックグリーンシート３１（未焼成セラミックシート）を複数枚準備する（シート準備工程）。なお、本実施の形態において、セラミックグリーンシート３１は、７０μｍ以上の厚さで形成される。
【００３５】
またこのシート準備工程では、接着用セラミックシート３５を作製する。詳しくは、セラミック材料としてのアルミナ粉末、液状の粘着剤、溶剤、加熱によって溶融する有機化合物等を混合してスラリーを作製する。このスラリー形成時には、アルミナ粉末の１００重量部に対して、粘着剤を２５重量部以上１００重量部以下の割合で含有させ、かつ加熱によって溶融する有機化合物を３重量部以上１５重量部以下の割合で含有させている。そしてこのスラリーを従来周知の手法によりシート状に成形し、乾燥後、所定サイズに切断することで、図２に示すような接着用セラミックシート３５を準備する。
【００３６】
なお、本実施の形態において、接着用セラミックシート３５は、フィルム状の離型材３６の上面に、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下の厚さで、未焼成セラミックシート３１よりも薄く形成されている。接着用セラミックシート３５に含まれる粘着剤としては、例えばアクリル系溶剤タイプの接着剤（ビックテクノス社製AR-2040）を用いる。また、有機化合物としては、例えば融点が５６℃程度のセチルアルコール（高沸点アルコール）を用いている。具体的には、シート準備工程において、スラリーを離型材３６（キャリアフィルム）にキャステイングする際に、スラリー自体を乾燥させる。その際の接着剤の溶剤が抜けて、接着剤の接着性能が低下する。さらに、セチルアルコール自体もスラリー中では溶剤に溶けているが、この乾燥において溶剤が抜けて固化する。このとき、固化したセチルアルコールは、シート表面側に集まった状態となる。従って、接着用セラミックシート３５の表面は、粘着性のないセチルアルコールが大半を占め、接着性能の落ちた接着剤が少し露出している状態となる。その結果、常温では、粘着性を発現しない接着用セラミックシート３５が形成され、シートの工程流動は容易となる。
【００３７】
そして、図３に示すように、セラミックグリーンシート３１の表面３２（図３では下面）に接着用セラミックシート３５を配置し、６０℃に加熱したヒーターブロック３７により離型材３６を介して低圧（例えば、３ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力）でプレスする（シート貼付工程）。このとき、接着用セラミックシート３５においてセチルアルコールが溶解して液状化する。そして、液状化したセチルアルコールは接着剤の溶剤となってその接着剤の接着性能が復活し、さらに接着用セラミックシート３５の表面は、接着剤が大半をしめるので、粘着性が発現する。この結果、低圧のプレスにより、接着用セラミックシート３５をセラミックグリーンシート３１の表面３２に圧着させることができる。その後、常温まで冷却し接着用セラミックシート３５から離型材３６を剥離する（図４参照）。このとき、室温まで冷却されているので、接着用セラミックシート３５の離型材３６があった面は粘着性が発現していない。
【００３８】
このように、セラミックグリーンシート３１の表面３２に接着用セラミックシート３５を貼り付けた状態で、ビア導体部形成工程や導体部形成工程を行う。具体的には、各セラミックグリーンシート３１における複数箇所に、そのシート３１の厚さ方向に貫通するビア穴２４を形成する（図５参照）。ここでは、セラミックグリーンシート３１の表面３２に配置されている接着用セラミックシート３５にもビア穴２４が貫通形成される。これらビア穴２４は、例えばレーザを用いたレーザ穴あけ加工にて形成される。なお、レーザ穴あけ加工以外に、パンチング（打ち抜き）加工などの他の手法によってビア穴２４を形成してもよい。また、接着用セラミックシート３５の接着性が発現していないので、上記工程を流動する際に、治具などにグリーンシート３１が張り付いてしまうといった不具合はない。
【００３９】
その後、従来周知のペースト印刷装置を用い、図６に示されるように、ビア穴２４内に導体ペーストを充填することで、ビア導体２５となる未焼成ビア導体部３９を形成する（ビア導体部形成工程）。なおここでは、導体ペーストとして、タングステンの金属粉末を含んだタングステンペーストが用いられる。また、接着用セラミックシート３５の接着性が発現していないので、上記工程を流動する際に、治具などにグリーンシート３１が張り付いてしまうといった不具合はない。
【００４０】
そして次に、導体部形成工程である印刷工程を行う。この印刷工程では、図７に示されるように、セラミックグリーンシート３１において、接着用セラミックシート３５が貼り付けられていない裏面３３（非貼付面）上に、端子パッド２２となる未焼成導体部４１を形成する。なおここでは、セラミックグリーンシート３１において、接着用セラミックシート３５の裏面３３上にマスク（図示略）を用いてタングステンペーストを印刷することで、未焼成導体部４１をパターン形成する。この後、所定の温度に加熱して、各セラミックグリーンシート３１に形成した未焼成導体部４１を乾燥させる。このようにビア導体部形成工程及び導体部形成工程を行うことで、下側のセラミック絶縁層１５となるセラミックグリーンシート３１に未焼成ビア導体部３９及び未焼成導体部４１を形成する。また、接着用セラミックシート３５の接着性が発現していないので、上記工程を流動する際に、治具などにグリーンシート３１が張り付いてしまうといった不具合はない。
【００４１】
一方、上側のセラミック絶縁層１４となるセラミックグリーンシート３１は、接着用セラミックシート３５を貼り付けない状態で、ビア導体部形成工程及び導体部形成工程を同様に行う。この結果、セラミックグリーンシート３１に未焼成ビア導体部３９を形成するとともに、表面３２及び裏面３３に未焼成導体部４１をパターン形成する（図８参照）。
【００４２】
その後、積層体形成工程を行う。具体的には、図８に示されるように、接着用セラミックシート３５を貼り付けたセラミックグリーンシート３１を下側に配置し、接着用セラミックシート３５を介して各セラミックグリーンシート３１を積層する。そして、ヒーターブロック３７等を用いて、セチルアルコールの融点以上の温度（例えば、７０℃）に加熱する。このとき、接着用セラミックシート３５に含まれるセチルアルコールを溶融させ、引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を接着用セラミックシート３５に発現させる。その状態で低圧力（１ｋｇｆ／ｃｍ２以上５ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力）で各セラミックグリーンシート３１を積層方向に加圧する。この結果、接着用セラミックシート３５を介して各セラミックグリーンシート３１を一体化して未焼成セラミック積層体４２を形成する（図９参照）。
【００４３】
その後、未焼成セラミック積層体４２をアルミナが焼結しうる所定の温度（例えば１５００℃〜１８００℃程度の温度）に加熱する焼成工程を行う。この焼成工程を経ると、各セラミックグリーンシート３１が焼結してセラミック多層基板１１が得られる。またこのとき、タングステンペーストの焼結によって、導体層１８、端子パッド２１，２２、ビア導体２５が形成される。なお、セラミック焼成時には、セラミックグリーンシート３１間の界面において接着用セラミックシート３５の粘着剤が脱脂されて焼失される。その後、接着用セラミックシート３５のアルミナが焼結するとともにセラミックグリーンシート３１のアルミナが焼結し、各セラミック絶縁層１４，１５が一体化したセラミック多層基板１１が得られる。
【００４４】
なお、本発明者らは、上記製造方法で製造したセラミック多層基板１１を厚さ方向に切断し、その基板断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察した。その結果、各セラミック絶縁層１４，１５間では、接着用セラミックシート３５が介在したことによる境界の見極めが困難であり、クラックがなく均一にセラミックが焼結されていることが確認された。
【００４５】
また、本発明者らは、積層体形成工程における接着用セラミックシート３５の引張強度（接着力）を図１０に示す試験装置５０を用いて確認した。その結果を表１に示している。
【００４６】
具体的には、図１０に示されるように、表面３２に接着用セラミックシート３５を貼り付けたセラミックグリーンシート３１を準備する。そして、各シート３１，３５を７０℃に加熱して接着用セラミックシート３５に粘着性を発現させる。その後、セラミックグリーンシート３１を平坦なテーブル５１上に置くとともに、接着用セラミックシート３５の上面に分銅５２（具体的には、５ｇの分銅）を置く。さらに、セラミックグリーンシート３１が浮かび上がらないように分銅５２の周囲部分を円筒状の押さえ治具５３で押さえつける。この後、バネ秤５４を上昇させることでワイヤ５５を介して分銅５２を引っ張り、接着用セラミックシート３５から分銅５２が剥がれた時点の荷重を接着用セラミックシート３５の引張強度として測定する。ここでは、３種類の異なる粘着剤をそれぞれ含ませて接着用セラミックシート３５のサンプル１〜３を形成し、それらサンプル１〜３の接着用セラミックシート３５について、３回ずつ引張強度を確認した。
【表１】
2013168630.tif 000003
【００４７】
表１に示されるように、各サンプル１〜３の接着用セラミックシート３５では、引張強度で７０ｇＦ以上の粘着力を有することが確認された。特に、サンプル１またはサンプル２の接着用セラミックシート３５では、１５０ｇＦ以上の粘着力が発現されることを確認することができた。なお、常温においても同様に引張強度を測定した。その結果、常温の場合では、各サンプル１〜３の接着用セラミックシート３５の粘着力が０ｇＦであり、粘着力が発現していないことを確認した。上記した製造方法では冷却/加熱を繰り返しているが、接着用セラミックシート３５における粘着性の発生の繰り返しは５回程度まで復元できることを確認した。
【００４８】
また、本発明者らは、積層体形成工程における各セラミックグリーンシート３１の積層ズレを確認した。なおここでは、図１１及び図１２に示されるように、上側に配置されるセラミックグリーンシート３１に直径が大きな測定用貫通穴６１を開け、下側に配置されるセラミックグリーンシート３１に直径が小さな測定用貫通穴６２を開ける。各測定用貫通穴６１，６２は、セラミックグリーンシート３１の四隅に開けられている。そして、上記積層体形成工程と同様に、接着用セラミックシート３５を介して２枚のセラミックグリーンシート３１を積層して加熱加圧することにより、積層ズレ評価用の未焼成セラミック積層体４２Ａを形成した。この未焼成セラミック積層体４２Ａ（実施例）を用い、上側のセラミックグリーンシート３１における測定用貫通穴６１の中心と下側のセラミックグリーンシート３１における測定用貫通穴６２の中心との差（ズレ量）を測定した。その結果を図１３及び表２に示している。また、比較例として、溶剤を塗布して比較的高圧で積層体を圧着する従来の製造方法で作製した未焼成セラミック積層体（比較例１〜３）についても同様にズレ量を測定し、その結果を図１３及び表２に示している。なおここでは、比較例１〜３及び実施例の未焼成セラミック積層体４２Ａの積層ズレを７回測定し、その測定結果に基づいて積層ズレの平均値及び標準偏差等を算出している。
【表２】
2013168630.tif 000004
【００４９】
図１３及び表２に示されるように、実施例の未焼成セラミック積層体４２Ａでは、比較例１〜３の未焼成セラミック積層体に比べて、ズレ量の平均値及び標準偏差が小さく、ズレ量のバラツキも小さくなることを確認することができた。
【００５０】
さらに、本発明者らは、上記製造方法によって製造したセラミック多層基板１１（実施例）について上面１２側の平坦度を測定した。ここでは、図１４に示されるように、セラミック多層基板１１の上面１２に形成される６個の端子パッド２１について、最も高い位置にある端子パッド２１と最も低い位置にある端子パッド２１との高低差を測定した。その測定結果を図１５及び表３に示している。また、比較例として、従来の製造方法で作製したセラミック多層基板１１（比較例１〜３）について同様に平坦度を測定し、その結果を図１５及び表３に示している。なおここでは、比較例１〜３及び実施例のセラミック多層基板１１の平坦度を６回測定し、その測定結果に基づいて平坦度の平均値及び標準偏差等を算出している。
【表３】
2013168630.tif 000005
【００５１】
図１５及び表３に示されるように、実施例のセラミック多層基板１１では、比較例１〜３のセラミック多層基板に比べて、平坦度の平均値及び標準偏差が小さく、平坦度のバラツキも小さくなることを確認することができた。
【００５２】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５３】
（１）本実施の形態の場合、積層体形成工程において加熱することで接着用セラミックシート３５におけるセチルアルコールが溶融し、そのセチルアルコールが粘着剤の溶剤として機能することで接着用セラミックシート３５に粘着力が発現する。本実施の形態における接着用セラミックシート３５は、粘着剤を２５重量部以上の割合で含むため、引張強度で５０ｇＦ以上の粘着力を確実に発現させることができる。特に、粘着剤によっては、１６０ｇＦ以上の粘着力を発現させることができる。このようにすると、比較的低い圧力で未焼成セラミック積層体４２を形成することができる。このため、未焼成セラミック積層体４２における内部応力を低く抑えることができる。従って、焼成時におけるセラミック多層基板１１の反りを抑えることができる。また、接着用セラミックシート３５はセチルアルコールが溶融することで軟化するため、セラミックグリーンシート３１の裏面３３に形成した未焼成導体部４１の凹凸を接着用セラミックシート３５にて吸収することができる。従って、セラミック多層基板１１の平坦度を十分に確保することができる。さらに、セラミックグリーンシート３１は、該工程中は軟化しないため加圧によって不用意に変形することはなく、未焼成導体部４１間のピッチ等のズレやセラミックグリーンシート３１間の積層ズレを低く抑えることができる。この結果、セラミック多層基板１１の寸法ズレを低減することができる。
【００５４】
（２）本実施の形態では、１ｋｇｆ／ｃｍ２以上５ｋｇｆ／ｃｍ２以下の低圧力、かつ１秒以上１２０秒以下の短時間の条件で、各セラミックグリーンシート３１及び接着用セラミックシート３５を積層方向に加圧することで、未焼成セラミック積層体４２を形成している。このようにすると、未焼成セラミック積層体４２における内部応力を低く抑えることができる。また、本実施の形態では、従来技術のように仮接着後に長時間放置するといった工程がなく、積層体形成工程での加圧時間も短いため、セラミック多層基板１１を効率よく製造することができる。さらに、高圧プレス機などの大掛かりな装置が不要となる。このため、セラミック多層基板１１の製造コストを低く抑えることができる。
【００５５】
（３）本実施の形態の場合では、セラミックグリーンシート３１は、樹脂材料からなる有機バインダを含んで成形され、接着用セラミックシート３５は、有機バインダを含まずに成形されている。この場合、接着用セラミックシート３５において粘着剤をより多く含ませることができ、接着用セラミックシート３５の粘着力を十分に確保することができる。
【００５６】
（４）本実施の形態では、セラミックグリーンシート３１と比較して接着用セラミックシート３５を薄く形成しているので、セラミック多層基板１１の薄型化が可能となる。
【００５７】
（５）本実施の形態では、セラミックグリーンシート３１の表面３２に接着用セラミックシート３５を貼り付けることにより、セラミックグリーンシート３１の強度を高めることができる。従って、導体部形成工程等でのシート流動時にセラミックグリーンシート３１の変形を抑制することができ、作業性を向上することができる。
【００５８】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５９】
・上記実施の形態では、積層体形成工程の前にビア導体部形成工程を行っていたが、積層体形成工程の後にビア導体部形成工程を行うようにしてもよい。具体的には、先ず、導体部形成工程を施した複数のセラミックグリーンシート３１を用い、接着用セラミックシート３５を介して各セラミックグリーンシート３１を積層して未焼成セラミック積層体を積層する。その後、未焼成セラミック積層体において全てのセラミックグリーンシート３１を貫通するビア穴２４及び未焼成ビア導体部３９を形成する。さらに、未焼成セラミック積層体の表面及び裏面において、未焼成ビア導体部３９の端面を覆うように端子パッド２１，２２等となる未焼成導体部４１を形成した後、焼成工程を行う。このようにすると、セラミック多層基板１１において、全てのセラミック絶縁層１４，１５を貫通するビア導体２５を位置ズレがなく確実に形成することができる。
【００６０】
・上記実施の形態では、セラミックグリーンシート３１の片方の表面３２に接着用セラミックシート３５を貼り付けていたが、表面３２及び裏面３３の両面に接着用セラミックシート３５を貼り付けてもよい。具体的には、３層以上のセラミック絶縁層を有するセラミック多層基板を製造する場合、両面に接着用セラミックシート３５を貼り付けたセラミックグリーンシート３１と、両面に接着用セラミックシート３５を貼り付けずに未焼成導体部４１を形成したセラミックグリーンシート３１とを交互に積層して未焼成セラミック積層体４２を形成する。このようにセラミック多層基板１１を製造しても、その多層基板１１の反りや寸法バラツキを抑えることができる。
【００６１】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６２】
（１）手段１において、前記積層体形成工程の後に、前記未焼成セラミック積層体を焼結させて、前記セラミック絶縁層及び前記導体層を形成する焼成工程をさらに含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００６３】
（２）手段１において、前記積層体形成工程では、前記接着用セラミックシートが引張強度で１５０ｇＦ以上の粘着力を発現させた状態で、各セラミックシートを積層方向に加圧することを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００６４】
（３）手段１において、前記シート準備工程で準備される前記接着用セラミックシートは離型材上に形成され、前記離型材を介して前記接着用セラミックシートを前記未焼成セラミックシートの表面または裏面に圧着させ、さらに前記離型材を前記接着用セラミックシートから剥離した後、前記導体部形成工程を行うようにしたことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００６５】
（４）手段１において、前記有機化合物は、６０℃以上の温度で溶融する有機化合物であることを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００６６】
（５）手段１において、前記有機化合物は、常温にて固体状である高沸点アルコールであることを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００６７】
（６）手段１において、前記未焼成セラミックシートの厚さは７０μｍ以上であり、前記接着用セラミックシートは１０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００６８】
（７）手段１において、前記セラミック多層基板は、前記複数のセラミック絶縁層においてその厚さ方向に貫通するビア穴内にビア導体が設けられ、前記ビア導体によって各導体層が接続される基板であり、前記積層体形成工程の前に、前記未焼成セラミックシートの厚さ方向に貫通するビア穴を形成するとともにそのビア穴内に前記ビア導体となる未焼成ビア導体部を形成するビア導体部形成工程をさらに含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００６９】
（８）手段１において、前記セラミック多層基板は、前記複数のセラミック絶縁層においてその厚さ方向に貫通するビア穴内にビア導体が設けられ、前記ビア導体によって各導体層が接続される基板であり、前記積層体形成工程の後に、前記未焼成セラミック積層体の積層方向に貫通するビア穴を形成するとともにそのビア穴内に前記ビア導体となる未焼成ビア導体部を形成するビア導体形成工程をさらに含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００７０】
（９）手段１において、前記積層体形成工程の前に、前記未焼成セラミックシートの厚さ方向に貫通するキャスタレーション形成用穴を形成する工程をさらに含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【００７１】
（１０）手段１において、前記積層体形成工程の後に、前記未焼成セラミック積層体の積層方向に貫通するキャスタレーション形成用穴を形成する工程をさらに含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【符号の説明】
【００７２】
１１…セラミック多層基板
１４，１５…セラミック絶縁層
１８…導体層
２１，２２…導体層としての端子パッド
３１…未焼成セラミックシートとしてのセラミックグリーンシート
３２…表面
３３…裏面
３５…接着用セラミックシート
４１…未焼成導体部
４２…未焼成セラミック積層体
【図１】
2013168630.tif 000006
【図２】
2013168630.tif 000007
【図３】
2013168630.tif 000008
【図４】
2013168630.tif 000009
【図５】
2013168630.tif 000010
【図６】
2013168630.tif 000011
【図７】
2013168630.tif 000012
【図８】
2013168630.tif 000013
【図９】
2013168630.tif 000014
【図１０】
2013168630.tif 000015
【図１１】
2013168630.tif 000016
【図１２】
2013168630.tif 000017
【図１３】
2013168630.tif 000018
【図１４】
2013168630.tif 000019
【図１５】
2013168630.tif 000020