(57)【要約】【課題】  基板の反りやうねりが少なく、高精度かつ微細なパターンを有する、高強度なセラミック多層回路基板を得ることを目的とする。【解決手段】  複数のセラミック板にヴィアおよび導体パターンを形成、焼成して複数のセラミック単層回路基板を形成し、上記焼成したそれぞれのセラミック単層回路基板における、外周縁の下側に形成された導体パターンおよびヴィア端部の導体ランドに、低温焼結金属粒子からなる接合材を塗布し、上記接合材を塗布した複数のセラミック単層回路基板を積層し、３００℃未満で焼結する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミック板にヴィアおよび導体パターンを形成し、焼成して、複数のセラミック単層回路基板を形成する工程、
上記焼成したそれぞれのセラミック単層回路基板における、外周縁の下側に形成された導体パターンおよびヴィア端部の導体ランドに、低温焼結金属粒子からなる接合材を塗布する工程、
上記接合材を塗布した複数のセラミック単層回路基板を積層し、３００℃未満で焼結する工程、
を備えたセラミック多層回路基板の製造方法。
【請求項２】
セラミックグリーンシートにヴィアおよび導体パターンを形成し、焼成して、セラミック多層回路基板を形成する工程、
セラミック板にヴィアおよび導体パターンを形成し、焼成して、セラミック単層回路基板を形成する工程、
上記焼成したセラミック多層回路基板およびセラミック単層回路基板における、それぞれの外周縁の下側に形成された導体パターンおよびヴィア端部の導体ランドに、低温焼結金属粒子からなる接合材を塗布する工程、
上記接合材を塗布したセラミック多層回路基板およびセラミック単層回路基板を積層し、３００℃未満で焼結する工程、
を備えたセラミック多層回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、セラミック多層回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高周波回路において半導体ベアチップを保護する気密封止構造を得るために、キャビティ構造を持つセラミック多層回路基板が用いられている。
【０００３】
セラミック多層回路基板の種類としては、１５００℃程度で焼成される高温焼成セラミック（High Temperature Co-fired Ceramics：略称ＨＴＣＣ）で形成した基板（ＨＴＣＣ基板）と、焼成温度が９００℃程度で焼成される低温焼成セラミック（Low Temperature Co-fired Ceramics：略称ＬＴＣＣ）で形成した基板（ＬＴＣＣ基板）がある。導体損失を抑えるためには、導体材料としてＡｇやＣｕを使用できるＬＴＣＣが有利である。
【０００４】
ＬＴＣＣ基板とＨＴＣＣ基板は、焼成前のセラミックグリーンシートの段階でヴィア（ＶＩＡ）を形成し、導体，抵抗，キャパシタパターンを印刷する。次に、セラミックグリーンシートを所望の形状にカットしてキャビティ形状を形成し、セラミックグリーンシートを積層、焼成して製造する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１４３２８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のセラミック多層回路基板は、回路パターンとセラミックグリーンシートの密度の違いやヴィア、キャビティ形状の影響により、焼結時の収縮挙動が均一ではない。このため基板に反りやうねりが発生する。
【０００７】
反りやうねりの抑制のためには、回路パターンを工夫して配置する、基板表面を研磨する等の処置が必要となる。このことから回路パターン設計上の制限が必要となり、また加工に時間が必要となる。
【０００８】
また、基板焼成時の基板の収縮率がパターン配置やセラミックグリーンシートの材料ロット毎に異なる。このため回路パターンの精度や微細化に限界がある。
【０００９】
さらにＬＴＣＣ基板は、単層のアルミナ基板（ＨＴＣＣ基板）と比べるとガラス材料が含まれているため、基板強度が小さく脆い。そのため各種金具を接合した場合、使用時の熱サイクルによってＬＴＣＣ基板にマイクロクラックが発生し、破断にいたる場合がある。
【００１０】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、基板の反りやうねりが少なく、高精度かつ微細なパターンを有する、高強度なセラミック多層回路基板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明によるセラミック多層回路基板の製造方法は、複数のセラミック板にヴィアおよび導体パターンを形成し、焼成して、複数のセラミック単層回路基板を形成する工程、上記焼成したそれぞれのセラミック単層回路基板における、外周縁の下側に形成された導体パターンおよびヴィア端部の導体ランドに、低温焼結金属粒子からなる接合材を塗布する工程、上記接合材を塗布した複数のセラミック単層回路基板を積層し、３００℃未満で焼結する工程を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、基板の反りとうねりを抑制することができるとともに、高精度かつ微細な回路パターンが形成され、単層のアルミナ基板並の強度を持つセラミック多層回路基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１によるセラミック多層回路基板の構造を示す断面図である。
【図２】実施の形態１によるセラミック多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３】実施の形態２によるセラミック多層回路基板の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、この発明に係る実施の形態１によるセラミック多層回路基板の構成を示す断面図である。実施の形態１によるセラミック多層回路基板は、積層されたセラミック基材１の表面と内部に、導体パターン２が配線されている。なお、このセラミック多層回路基板は、従来と同様の構造を有している。
【００１５】
次に、実施の形態１によるセラミック多層回路基板の製造方法について説明する。図２は、実施の形態１によるセラミック多層回路基板の製造工程を示す図である。
図２（ａ）は各セラミック単層回路基板３の形成工程後の状態を示し、図２(ｂ)はセラミック単層回路基板３に接合材４を塗布する工程を示し、図２（ｃ）はセラミック単層回路基板３を積層して接合する工程を示す図である。図２（ｂ）において、接合材４は低温焼結金属を示している。
【００１６】
まず、図２（ａ）の工程において、積層する複数枚のセラミック単層回路基板３をそれぞれ形成する。
ここで、セラミック単層回路基板３はアルミナセラミックのようなＨＴＣＣ基板で構成される。セラミック単層回路基板３は、無垢なアルミナセラミック板にレーザーで穴をあけ、蒸着やめっきを用いて導体パターン、およびヴィア（ＶＩＡ）を形成する。その後、従来の単層セラミック基板と同様に焼成を行う。
【００１７】
次に、図２（ｂ）の工程において、焼成されたセラミック単層回路基板３の外周に沿う外周縁の下側に形成された導体パターンと、ヴィア（ＶＩＡ）導体端部におけるセラミック単層回路基板３表面の導体ランドにおいて、接合材４を塗布する。
接合材４は、３００℃未満で焼結するナノまたはマイクロ金属粒子からなる。例えばナノＡｇ粒子、サブミクロンＡｕ粒子等を用いる。
【００１８】
最後に、図２（ｃ）の工程において、セラミック単層回路基板を積層し、接合する工程である。この工程では、積層したセラミック単層回路基板を、例えば２４０℃から３００℃程度で焼結する。
外周パターンに塗布された接合材４によって、基板間が接合されるとともに基板同士の隙間が埋まり、気密が確保される。また、ヴィア（ＶＩＡ）への塗布された接合材４によって基板間の導通が確保される。
【００１９】
かくして製造されたセラミック多層回路基板は、焼成済みのセラミック板を複数枚積層して形成される。このため、回路パターン構成やヴィア（ＶＩＡ）、キャビティ形状の影響を受けにくい。また、収縮の影響がないため、回路パターンの高精度化，微細化が可能である。さらに、積層するセラミック単層回路基板３にアルミナセラミックが用いられているため、基材強度もＬＴＣＣと比べて大きくなる。
【００２０】
以上説明した通り、実施の形態１によるセラミック多層回路基板は、複数のセラミック板にヴィアおよび導体パターンを形成し、焼成して、複数のセラミック単層回路基板を形成する工程、上記焼成したそれぞれのセラミック単層回路基板における、外周縁の下側に形成された導体パターンおよびヴィア端部の導体ランドに、低温焼結金属粒子からなる接合材を塗布する工程、上記接合材を塗布した複数のセラミック単層回路基板を積層し、３００℃未満で焼結する工程、を備えて製造される。
【００２１】
かくして、基板の反りとうねりを抑制することができるとともに、高精度かつ微細な回路パターンが形成され、ＬＴＣＣ基板と同程度に導体損失が低く、単層のアルミナ基板並の強度を持つセラミック多層回路基板を得ることができる。
【００２２】
実施の形態２．
図３は、この発明に係る実施の形態２によるセラミック多層回路基板の接合工程を示す断面図である。図３において、実施の形態２によるセラミック多層回路基板は、接合材４によって、セラミック多層回路基板５と単層のセラミック回路基板３を接合して構成される。セラミック多層回路基板５は、例えば焼成温度が９００℃程度で焼成される低温焼成セラミックで形成したＬＴＣＣ基板からなる。また、セラミック回路基板３は、アルミナセラミックのようなＨＴＣＣ基板からなる。
【００２３】
このようにセラミック多層回路基板５と単層のセラミック回路基板３を貼り合せて接合することで、最表面の層の反りやうねりの抑制、パターンの微細化、高強度化を図ることができる。
なお、実施の形態２によるセラミック多層回路基板は、セラミック多層回路基板５と単層のセラミック回路基板３を接合した後、図１に示すように、積層されたセラミック基材１の表面と内部に、導体パターン２が配線される。このセラミック多層回路基板は、従来と同様の構造を有している。
【００２４】
ここで、実施の形態１によるセラミック多層回路基板の製造方法を説明する。
まず、焼成前のセラミックグリーンシートの段階でヴィア（ＶＩＡ）を形成し、導体，抵抗，キャパシタパターン等の導体パターンを印刷する。次に、セラミックグリーンシートを所望の形状にカットしてキャビティ形状を形成し、セラミックグリーンシートを積層、焼成して、セラミック多層回路基板５を形成する。
【００２５】
次に、無垢なアルミナセラミック板にレーザーで穴をあけ、蒸着やめっきを用いて導体パターン、およびヴィア（ＶＩＡ）を形成し、焼成を行って、単層のセラミック回路基板３を形成する。
【００２６】
続いて、セラミック単層回路基板３の外周に沿う外周縁の下側に形成された導体パターンと、ヴィア（ＶＩＡ）導体端部におけるセラミック単層回路基板３表面の導体ランドに、接合材４を塗布する。接合材４は、３００℃未満で焼結するナノまたはマイクロ金属粒子からなる。例えばナノＡｇ粒子、サブミクロンＡｕ粒子等を用いる。
【００２７】
次に、セラミック多層回路基板５と単層のセラミック回路基板３を積層し、接合することで、実施の形態２によるセラミック多層回路基板を製造する。このとき積層したセラミック多層回路基板５と単層のセラミック回路基板３を、例えば２４０℃から３００℃程度で焼結する。
外周パターンに塗布された接合材４によって、基板間が接合されるとともに基板同士の隙間が埋まり、気密が確保される。また、ヴィア（ＶＩＡ）への塗布された接合材４によって基板間の導通が確保される。
【００２８】
実施の形態２によるセラミック多層回路基板は、セラミックグリーンシートにヴィアおよび導体パターンを形成し、焼成して、セラミック多層回路基板を形成する工程、セラミック板にヴィアおよび導体パターンを形成し、焼成して、セラミック単層回路基板を形成する工程、上記焼成したセラミック多層回路基板およびセラミック単層回路基板における、それぞれの外周縁の下側に形成された導体パターンおよびヴィア端部の導体ランドに、低温焼結金属粒子からなる接合材を塗布する工程、上記接合材を塗布したセラミック多層回路基板およびセラミック単層回路基板を積層し、３００℃未満で焼結する工程により製造することを特徴とする。
【００２９】
この実施の形態２によるセラミック多層回路基板は、反りやうねりが小さく、高強度な基板を得ることができるため、大型のセラミック多層基板の製造を可能とする。また、ＬＴＣＣ基板からなるセラミック多層回路基板５を用いることで、パターン精度の向上や微細化を図ることができるため、小型かつ高パターン密度なセラミック多層基板を製造することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  セラミック基材、２  導体パターン、３  セラミック単層回路基板、４  接合材（低温焼結金属）、５  セラミック多層回路基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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