(57)【要約】【課題】その製造工程の歩留まり向上する事ができるセラミック多層基板を提供する。【解決手段】複数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とを有するセラミック多層基板１において、チップ型電子部品３のチップ型電子部品電極４の周辺にフィレット状に形成された隙間充填材５を有することを特徴とするセラミック多層基板１としたので、セラミック多層基板１の製造工程の歩留まり向上する事ができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数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において、
前記チップ型電子部品のチップ型電子部品電極の周辺にフィレット状に形成された隙間充填材を有すること、
を特徴とするセラミック多層基板。
【請求項２】
前記隙間充填材が、銀を含有する導体ペーストであることを特徴とする請求項１記載のセラミック多層基板。
【請求項３】
前記隙間充填材が、パラジウムを含有する導体ペーストであることを特徴とする請求項２記載のセラミック多層基板。
【請求項４】
前記隙間充填材が、前記グリーンシートと同一の無機成分をペースト化したものであることを特徴とする請求項１記載のセラミック多層基板。
【請求項５】
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２枚以上の前記セラミックシート上に隙間充填材を塗布する工程を含むセラミックシート準備工程と、
その後、前記チップ電子部品の上下に、前記隙間充填材が塗布されたグリーンシートを前記前記隙間充填材が向かい合うように配置することを含む、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した状態で、グリーンシートの焼成温度を印加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、チップ型電子部品の両端のチップ型電子部品電極近傍に隙間が生じていた。その隙間が起因として、例えば衝撃等の外乱を受けた場合、内蔵されたチップ型電子部品とセラミック多層基板の内部配線部との電気的接続が外れてしまい、そのことによって、セラミック多層基板の製造工程の歩留まりが低下していた。
【０００５】
そこで、本発明は、この課題を解決し、セラミック多層基板の製造工程の歩留まり向上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において、前記チップ型電子部品の電極の周辺にフィレット状に形成された隙間充填材を有すること、を特徴とするセラミック多層基板とした。
【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において、前記チップ型電子部品のチップ型電子部品電極の周辺にフィレット状に形成された隙間充填材を有することを特徴とするセラミック多層基板としたので、セラミック多層基板の製造工程の歩留まり向上する事ができる。
【０００９】
すなわち、本発明においては、セラミック基板部に内蔵されているチップ型電子部品両端のチップ型電子部品電極の周辺に、隙間充填材をフィレット状に形成することによって、チップ型電子部品の両端のチップ型電子部品電極近傍に発生する隙間を防止し、その結果として、この隙間を起因とするセラミック基板部の内部配線部との電気的接続不良の発生を防止することができるので、セラミック多層基板の製造工程の歩留まりを向上することができるのである。
【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、（ａ）はグリーンシート１１Ａの断面図、（ｂ）はグリーンシート１１Ｂの断面図、（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
【図８】本発明の実施の形態２におけるセラミック多層基板の断面図
【図９】本発明の実施の形態３におけるセラミック多層基板の断面図
【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。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。
【００１２】
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の周辺には、フィレット状に形成された隙間充填材５を有している。
【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。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。
【００１５】
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。
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、本実施形態において、隙間充填材５としては、ビア６と同じく、銀粒子とガラス成分を含有する銀ペーストを用い、詳しくは後述するが、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。
【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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
［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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、はじめに、グリーンシート１１Ａと同様に、ビア６を形成する。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。次に、この内部配線部７の、後の工程にてチップ型電子部品３を配置する場所における、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４の周辺に相当する部分に、隙間充填材５を塗布する。これにて、グリーンシート１１Ｂが完成する。
【００２７】
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。次に、グリーンシート１１Ｃ上面の、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４の周辺に相当する部分に、これらグリーンシート焼成後適量の隙間充填材５を塗布する。これにて、グリーンシート１１Ｃが完成する。
【００２８】
ここで、このグリーンシート１１Ｃと、前述のグリーンシート１１Ｂとの隙間充填材５の塗布量が異なる点を説明する。
【００２９】
グリーンシート１１Ｂの場合、グリーンシート１１Ｂ上の隙間充填材５を塗布した部分上に、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４を配置する。その配置後、隙間充填材５が、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４の近辺にて、フィレット状になるように、隙間充填材５を適量塗布する。
【００３０】
一方、グリーンシート１１Ｃの場合、グリーンシート１１Ｃ上の隙間充填材５を塗布した面を下向きにし、チップ型電子部品３の上から、その隙間充填材５が、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４上になるように、グリーンシート１１Ｃを配置する。      
【００３１】
よって、グリーンシート１１Ｃ上の隙間充填材５は、その配置後、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４上に接触する程度に塗布すればよい。なお、このグリーンシート１１Ｃ上の隙間充填材５は多量に塗布すると、次の工程における積層配置工程にて、グリーンシート１１Ｃ上の隙間充填材５が落下し、例えば、グリーンシート１１Ｂの内部配線部７上に落下してしまった場合には、内部配線部７にて電気的な短絡が発生する等、セラミック多層基板１の製造工程不良の原因になる可能性があるため、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４上に接触する程度の、少量のみを塗布することが必要である。
【００３２】
［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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
次に、グリーンシート１１Ｂ上の隙間充填材５の位置に、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４が来るように位置合わせを実施しながら、チップ型電子部品３を積層する。
【００４１】
その次に、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４上に、塗布された隙間充填材５がくるように位置合わせを実施しながら、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。
【００４２】
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。
【００４３】
［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。
【００４４】
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、加圧を行いながら、グリーンシート１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが焼成する温度にて加熱を行う。
【００４５】
本実施形態では、上下方向の圧力は０．５ＭＰａ、印加した熱の温度は９００℃、印加時間１時間で行なった。
【００４６】
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。
【００４７】
［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。
【００４８】
この工程では、水９６ｇと平均粒径０〜１０ｕｍ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。
【００４９】
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。
【００５０】
［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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
以上のように、本実施形態においては複数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において、前記チップ型電子部品のチップ型電子部品電極の周辺にフィレット状に形成された隙間充填材を有するセラミック多層基板としたので、セラミック多層基板の製造工程の歩留まり向上する事ができる。
【００５６】
すなわち、本実施形態においては、セラミック基板部２に内蔵されているチップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４の周辺に、隙間充填材５をフィレット状に形成することによって、チップ型電子部品３の両端のチップ型電子部品電極４近傍に発生する隙間を防止し、その結果として、この隙間を起因とするセラミック基板部２の内部配線部７との電気的接続不良の発生を防止することができるので、セラミック多層基板１の製造工程の歩留まりを向上することができるのである。
【００５７】
また、本実施形態においては、隙間充填部５を、セラミック多層基板１用のビア７や、内部配線部８用として、一般的にしばしば使用されるものと同種類である、銀粒子とガラス成分を含有する銀ペーストを用いることによって、安価に手に入れることができるので、セラミック多層基板１を安価に提供することができ、その結果として、その製造コストの低減することができる。
【００５８】
更に、隙間充填部５を、ビア７を形成する際に用いる銀ペーストと同じもとを用いることによって、セラミック多層基板１の製造工程における材料点数を抑えることができるので、その結果として、その製造コストの更なる低減を図ることができる。
（実施の形態２）
図８は本発明の実施の形態２におけるセラミック多層基板１４の断面図を示すものである。
【００５９】
このセラミック多層基板１４において、前記実施の形態１と異なるのは、隙間充填材１５が、パラジウムを含有する導体ペーストを用いている点である。
本実施形態のように、隙間充填材１５を、パラジウムを含有する導体ペーストを用いることにより、前述の焼成工程（図２中のステップ３）における加圧・加熱時に、パラジウムが酸化することで、体積が大きくなり、その結果として、隙間を埋める効果がより多くになるため、より安定してチップ型電子部品３の両端のチップ型電子部品電極４近傍に発生する隙間を防止することができる。
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３におけるセラミック多層基板１６の断面図を示すものである。
【００６０】
このセラミック多層基板１６において、前記実施の形態１と異なるのは、隙間充填材１７が、  前記グリーンシート（グリーンシート１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）と同一の無機成分をペースト化したものを用いている点である。具体的には、アルミナ粉末をガラス成分からなるペーストに溶かしたものをもちいた。
本実施形態のように、隙間充填材１７を、前記グリーンシートと同一の無機成分をペースト化したものを用いて形成することにより、前述のグリーンシートの焼成時収縮率と隙間充填材の収縮率をほぼ同じとすることで、安定した焼成を行なうことができるので、その結果として、より安定してチップ型電子部品の両端のチップ型電子部品電極近傍に発生する隙間を防止しするとともに、アルミナとガラス成分からなるペーストを用いているので、より安価なセラミック多層基板を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかるセラミック多層基板は、セラミック多層基板の製造工程の歩留まり向上する事ができるので、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】
【００６２】
１、１４、１６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、１５、１７隙間充填材
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】
2013165086.tif 000003
【図２】
2013165086.tif 000004
【図３】
2013165086.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2013165086.tif 000008
【図７】
2013165086.tif 000009
【図８】
2013165086.tif 000010
【図９】
2013165086.tif 000011