(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層セラミック基板の製造方法であって、
焼成後に最表面のセラミック層となる厚さ２０〜１２０μｍの範囲の第１のセラミックグリーンシートを形成し、直径６０μｍ以下の開口部を形成するビア開口部形成工程と、
前記第１のセラミックグリーンシート上に、焼成後に接続用導体部となる直径が１００μｍ以下でかつ多層セラミック基板の積層方向に見て前記開口部よりも広い範囲で形成された第１の金属層と、前記ビア開口部を充填する第２の金属層とを１回のスクリーン印刷によって形成する表層セラミックグリーンシート形成工程と、
焼成後に前記最表面のセラミック層に隣接したセラミック層となる前記第１のセラミックグリーンシートよりも厚い第２のセラミックグリーンシートを形成し、前記第２のセラミックグリーンシート上に焼成後に内部配線となる第３の金属層を形成する下層セラミックグリーンシート形成工程と、
前記表層セラミックグリーンシートと前記下層セラミックグリーンシートを積層して圧着させ、前記第１〜第３の金属層を接続させた合計厚さが５６μｍを越える上部セラミックシート積層体を形成する上部セラミックシート積層体形成工程と、
前記上部セラミックシート積層体とは別途に、前記最表面のセラミック層に隣接するセラミック層と前記最表面のセラミック層とは反対側の面で隣接するセラミック層となる下部セラミックシートを形成する下部セラミックシート形成工程と、
前記上部セラミックシート積層体と前記下部セラミックシートを圧着し、積層させた未焼結の多層セラミック体を焼成する焼結工程と、
を有することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１〜第３の金属層は、前記下部セラミックシート中の内部配線となる金属層とは電気的に独立していることを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板。
【請求項３】
前記上部セラミックシート積層体形成工程において、
少なくとも前記表層セラミックグリーンシートを圧着する際と、当該表層セラミックグリーンシートに前記下層セラミックグリーンシートを積層し圧着する際は、減圧雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法によって製造されたことを特徴とする多層セラミック基板。
【請求項５】
電気的に独立した前記接続用導体部が最表面において複数個配列され、前記接続用導体部間の最小間隔が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の多層セラミック基板。
【請求項６】
請求項５に記載の多層セラミック基板上に、少なくとも半導体チップ、チップコンデンサ、チップ抵抗器のいずれかが含まれる表面実装部品が搭載されたことを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセラミック層が積層されてなる多層セラミック基板の製造方法に関する。また、この製造方法によって製造された多層セラミック基板、これを用いた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、多層セラミック基板は、例えば携帯電話等の移動体通信端末装置において、アンテナスイッチモジュール、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）モジュール、フィルタモジュール等の各種電子部品において用いられている。
【０００３】
こうした多層セラミック基板においては、複数のセラミック層が積層され、各層の間には配線層が形成され、かつ各配線層はビア配線によって接続される。特にＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ：低温焼結セラミック材料）は低温で配線材料等と一括して焼結できるため、こうした構成におけるセラミック層の材料に適している。
【０００４】
こうした多層セラミックス基板には半導体チップ等の機能素子が搭載され、電子部品となって機能する。こうした機能素子を表面に搭載するために、その表面には接続用導体部が設けられ、この接続用導体部はビア配線で多層セラミック基板内部に形成された内部配線に接続される。内部配線と接続用導体部は電子部品が適正に動作するようにパターニングされている。
【０００５】
一例として、従来の多層セラミックス基板の断面構造（ａ）、及び上部から見たその一部の形状（ｂ）を図６に示す。この多層セラミック基板９０においては、例えば２層のセラミック層９１ａ、９１ｂが積層されており、セラミック層９１ａと９１ｂとの間には内部配線９２が形成されている。セラミック層９１ｂの表面には接続用導体部９３が形成されており、内部配線９２と接続用導体部９３とはビア配線９４で接続される。接続用導体部９３の表面には半導体チップ自身や半導体チップからの配線がはんだにより接続される。このため、接続用導体部９３の表面には、はんだ濡れ性が良好であり、はんだによって良好な接合ができる金（Ａｕ）やニッケル（Ｎｉ）のめっき層が形成される。なお、図６では省略しているが、セラミック層の総数は３層以上とされ、各層間に内部配線が形成され、各内部配線同士が各セラミック層を貫通するビア配線によって接続される場合もある。
【０００６】
また、図６（ｂ）に示すように、接続用導体部９３及びビア配線９４は共に円形であり、その径は接続用導体部９３の方が大きくなっている。これは、ビア配線９４は高集積化の観点から小型化することが必要であるのに対し、接続用導体部９３上ではんだによる接合を行うためにはある程度の面積が必要であるためである。このため、例えばビア配線９４の直径は１００μｍ程度、接続用導体部９３の直径は３００μｍ程度とされる。
【０００７】
接続用導体部９３、ビア配線９４は共に銀ペーストで形成され、セラミック層の焼結の際に一体化されて焼成される。ビア配線は、ビア配線に対応する開口部に銀ペーストを充填することにより形成される。接続用導体部はスクリーン印刷によってその形状の銀ペースト層を形成することによって形成されるが、この際に、既に形成されているビア配線にスクリーンを目合わせして印刷が行われる。
【０００８】
この構造を用いて、多層セラミック基板の上に多数の半導体チップを搭載し、はんだを用いて接合して形成した電子部品を製造することができた。
【０００９】
しかしながら、近年、このような電子部品の高集積化に伴って、内部配線や接続用導体部のパターンを微細化することが必要になった。例えば、接続用導体部の直径を３００μｍ以下、その間隔を２００μｍ以下とすることが必要になった。こうした場合、ビア配線と接続用導体部との重ね合わせ精度が問題になった。
【００１０】
このため、特許文献１では、表層導体パターンを高精度に形成するために２段階に分けて焼結を行う多層セラミック基板が開示されている。即ち、内部配線が形成された複数の第１のセラミックグリーンシートを積層、焼成してなるセラミック基板の両主面に、表層の外部配線が形成された第２のセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成し、この積層体をさらに焼結するセラミック多層基板の製造方法である。ただし、この方法では、実際のところ焼結後のセラミック基板に未焼成のグリーンシートを緻密に圧着することは難しく、さらにこれらを剥離欠陥や熱ダメージなく焼き上げることは実質的には困難なことである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１４０５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
他方、接続用導体部形成用の印刷用スクリーンとビア配線との目合わせの精度は印刷装置の精度向上によって高めることができるが、特に銀ペーストの印刷を行う場合には、この際に滲み現象が生じやすい。この滲みが生じる原因としては、ビア開口部から溢れ出てしまった銀ペーストがスクリーンの密着を阻害することによる。このため、印刷におけるスキージの移動方向（銀ペーストが塗布される方向）に滲みによってパターンが移動することがある。このため、接続用導体部とビア配線の中心は図６（ｂ）に示すようにずれることがある。このずれが接続用導体部の半径程度の大きさとなると、この部分で電気抵抗が大きくなった。すなわち、ビア配線と接続用導体部との重ね合わせ精度が悪いために電気抵抗が大きくなった。
【００１３】
接続用導体部形成用の印刷用スクリーンとビア配線は、より高密度な場合には接続用導体部の直径を２００μｍ以下、その間隔を１００μｍ以下とすることが必要になってくる。従ってこの重ね合わせ精度の影響は、上記の通り電子部品の高集積化に伴って無視できないものとなっている。
【００１４】
以上のことより、従来の多層セラミック基板においては、内部配線や接続用導体部の配線パターンを微細化した場合に、重ね合わせ精度が不充分であった。
【００１５】
本発明は、斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、滲み等の問題点を解決しビア配線と接続用導体部との重ね合わせ精度を改善した多層セラミック基板の製造方法、多層セラミック基板及びこれを用いた電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１に記載の発明の要旨は、多層セラミック基板の製造方法であって、焼成後に最表面のセラミック層となる厚さ２０〜１２０μｍの範囲の第１のセラミックグリーンシートを形成し、直径６０μｍ以下の開口部を形成するビア開口部形成工程と、前記第１のセラミックグリーンシート上に、焼成後に接続用導体部となる直径が１００μｍ以下でかつ多層セラミック基板の積層方向に見て前記開口部よりも広い範囲で形成された第１の金属層と、前記ビア開口部を充填する第２の金属層とを１回のスクリーン印刷によって形成する表層セラミックグリーンシート形成工程と、焼成後に前記最表面のセラミック層に隣接したセラミック層となる前記第１のセラミックグリーンシートよりも厚い第２のセラミックグリーンシートを形成し、前記第２のセラミックグリーンシート上に焼成後に内部配線となる第３の金属層を形成する下層セラミックグリーンシート形成工程と、前記表層セラミックグリーンシートと前記下層セラミックグリーンシートを積層して圧着させ、前記第１〜第３の金属層を接続させた合計厚さが５６μｍを越える上部セラミックシート積層体を形成する上部セラミックシート積層体形成工程と、前記上部セラミックシート積層体とは別途に、前記最表面のセラミック層に隣接するセラミック層と前記最表面のセラミック層とは反対側の面で隣接するセラミック層となる下部セラミックシートを形成する下部セラミックシート形成工程と、前記上部セラミックシート積層体と前記下部セラミックシートを圧着し、積層させた未焼結の多層セラミック体を焼成する焼結工程と、を有することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法に存する。
かかる方法によれば、表層セラミックグリーンシートと下層セラミックグリーンシート
をからなる上部セラミックシート積層体を形成する工程を所定の条件で行うことにより、
１回のスクリーン印刷が可能となり滲み問題を解消してビア配線と接続用導体部との重ね
合わせ精度を向上することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明の要旨は、前記第１〜第３の金属層は、前記下部セラミックシート中の内部配線となる金属層とは電気的に独立していることを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法に存する。
【００１８】
請求項３に記載の発明の要旨は、前記上部セラミックシート積層体形成工程において、少なくとも前記表層セラミックグリーンシートを圧着する際と、当該表層セラミックグリーンシートに前記下層セラミックグリーンシートを積層し圧着する際は、減圧雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の多層セラミック基板の製造方法に存する。
かかる方法によれば、表層セラミックグリーンシートが薄いものであっても密着時の皺や隙間の発生を防止でき密着性が良好で重ね合わせ精度がより向上する。
【００１９】
請求項４に記載の発明の要旨は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法によって製造されたことを特徴とする多層セラミック基板に存する。
かかる多層セラミック基板においては、容易に高精度のものを製造することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明の要旨は、電気的に独立した前記接続用導体部が最表面において複数個配列され、前記接続用導体部間の最小間隔が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の多層セラミック基板に存する。
かかる多層セラミック基板においては、特に高密度に表面実装部品を搭載することができ、高機能、高性能の電子部品を得ることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明の要旨は、請求項５に記載の多層セラミック基板上に、少なくとも半導体チップ、チップコンデンサ、チップ抵抗器のいずれかが含まれる表面実装部品が搭載されたことを特徴とする電子部品に存する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は以上のように構成されているので、内部配線や接続用導体部の配線パターンを微細化した場合においても、ビア配線と接続用導体部との重ね合わせ精度が高く配線の電気抵抗の低い多層セラミック基板を得ることができる。また、それを用いて高い信頼性をもった電子部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明について具体的な実施形態を示しながら説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
この製造方法においては、ビア開口形成工程、表層セラミックグリーンシート形成工程、下層セラミックグリーンシート形成工程、上部セラミックシート積層体形成工程、下部セラミックシート形成工程、焼結工程が順次行われる。図１は、本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造方法における表層セラミックグリーンシート形成工程までを示す工程断面図である。なお、図１における右側には各工程におけるビア配線周辺の外観図も示してある。この製造方法は、多層セラミック基板におけるセラミック層が薄く、焼成後にこのセラミック層となる薄いグリーンシート層において、焼成後に接続用配線部及びビア配線となる金属層を形成するのに用いられる。
【００２５】
この製造方法によって製造される多層セラミック基板の構造を示す透視斜視図が図２である。ここで、多層セラミック基板１０の片面（図２における上側）だけについて記載しているが、他方の面についても同様の構造とすることができる。この多層セラミック基板１０においては、最表面のセラミック層に隣接するセラミック層１１と最表面のセラミック層（表層セラミック層）１２の間に内部配線１３が形成される。ビア配線１４は一端が内部配線１３に接続され、他端が接続用導体部（パッド部）１５と接続され、内部配線１３に対し一対のビア配線１４が備わっている。ここで、この多層セラミック基板１０においては、最表面のセラミック層である表層セラミック層１２が表面に設けられており、接続用導体部１５がこの表層セラミック層１２の中に埋め込まれ、表層セラミック層１２の表面と接続用導体部１５の表面とが略同一平面上にある形態となっている。この構造は、焼結後にセラミック層１１となる下層セラミックグリーンシート、焼結後に表層セラミック層１２となる表層セラミックグリーンシート層、及び焼成後に内部配線１３となる第３の金属層、接続用導体部１５となる第１の金属層、ビア配線１４となる第２の金属層が図２の形態で形成された後で、焼成されることにより製造される。なお、上記した表層セラミック層１２の表面と接続用導体部１５の表面とが略同一平面上にあるとは、これらの間に段差が存在しても、はんだ接合等において問題のない程度、具体的には段差が１０μｍ以下程度である。
【００２６】
なお、接続用導体部１５とビア配線１４の形状は、図２において表層セラミック層１２の面に垂直な方向から見た場合にはどちらも円形である。ただし、接続用導体部１５はその上で半導体チップ等がはんだにより接合されるために、高密度化に際してもはんだ付けができる程度の大きさとする必要があり、接続用導体部１５の直径はビア配線１４の直径よりも多少大きい。具体的には、接続用導体部１５の直径は１００μｍ以下であり、ビア配線１４の直径は６０μｍ以下である。なお、接続用導体部の直径は必ずしも円形の場合だけでなく矩形等も含まれる。そのため前記の直径は、同じ面積の円形状に換算した場合の数値である。ビア配線も同様である。また、接続用導体部１５の表面には、はんだの濡れ性を向上させ、良好なはんだ接合が形成されるように、金（Ａｕ）および／またはニッケル（Ｎｉ）を主成分とする金属めっき層が形成されていることが好ましい。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造方法は、特にビア配線１４、接続用導体部１５となる金属層を形成する工程（ビア開口形成工程〜上部セラミック積層体形成工程）に特徴を有する。
【００２８】
この製造方法においては、図１（ａ）に示すように、厚さ２０〜１２０μｍの第１のセラミックグリーンシート２１を準備する。第１のセラミックグリーンシート２１は、焼成後に図２における多層セラミック基板１０における表層セラミック層１２となる。このセラミックグリーンシート２１はＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ：低温焼結セラミック材料）、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等を含む材料で構成される。具体的には、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、チタン（Ｔｉ）の酸化物で構成され、これらがそれぞれＡｌ２Ｏ３換算で１０〜６０質量％、ＳｉＯ２換算で２５〜６０質量％、ＳｒＯ換算で１０〜５０質量％、ＴｉＯ２換算で２０質量％以下からなる材料である。この層はこの材料からなるグリーンシートを９００℃程度の温度で焼結することにより形成される。グリーンシートは、例えば上記の酸化物粉末を例えばポリビニルブチラール樹脂からなる有機バインダ、及びジ−ｎ−ブチルフタレートからなる可塑剤中に分散させたスラリーをシート状に成形することによって得られる。
【００２９】
次に、図１（ｂ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート２１にビア配線１４に対応する開口部２２を設ける（ビア開口形成工程）。この開口部２２は、例えばレーザー加工によって形成され、セラミックグリーンシート２１を貫通する。この際の開口部１２の形状を図１中で上から見た図を図１（ｂ）右に示す。開口部の直径は略６０μｍとしている。なお、セラミックグリーンシート２１は、支持フィルム４０上に形成されており、支持フィルム４０は、化学的に安定で可塑性が高いＰＥＴ（ポリエステル）フィルムが好ましく用いられる。なお、第１のセラミックグリーンシート２１が薄い方がこの工程は容易に行うことができ、その厚さが１２０μｍよりも厚い場合にはこの開口は困難となる。
【００３０】
次に、図１（ｃ）に示すように、スクリーン４２とスキージ４５を用いて、銀ペースト５２を接続用導体部１５の形状とする第１の金属層と開口部２２に第２の金属層を充填する。この操作は１回のスクリーン印刷によって行う（表層セラミックグリーンシート層形成工程）。スクリーン４２にはメッシュが設けられた開口が形成されており、この開口は接続用導体部１５の形状（円形）に対応している。この際に、スクリーン４２は開口部２２に対して目合わせして配置される。ここで、セラミックグリーンシート２１が厚ければ、開口部２２を充填するために必要となる銀ペースト５２の量は多くなるが、セラミックグリーンシート２１が薄ければ、これに必要な銀ペースト５２の量は少なくなる。また、スクリーン４２の開口は接続用導体部１５の形状に対応するため、印刷後には銀ペースト５２は、図１（ｄ）に示す形状となる。すなわち、１回のスクリーン印刷によってビア配線１４及び接続用配線部１５の形状が同時に形成される。ここでは第１のセラミックグリーンシート２１に銀ペーストの金属層を形成したものを表層セラミックグリーンシート２１ａとする。
【００３１】
この際の開口部２２周辺の形状を図１中で上から見た図を図１（ｄ）右に示す。ここで、接続用配線部１５の中心と開口部２２の中心は必ずしも一致せず、一般には重ね合わせのずれを生じている。このずれの原因としては、スクリーン４２と開口部２２との目合わせ精度が不充分であることや、銀ペースト５２に生じた滲みがある。
【００３２】
しかしながら、このうち、銀ペースト５２の滲みについては、使用する銀ペースト５２の量が少なければ小さくすることができる。従って、グリーンシート層２１が薄ければ、この滲みを少なくすることができる。従って、この場合にはスクリーン４２と開口部２２との目合わせ精度が充分であれば、充分な重ね合わせ精度を得ることができる。
【００３３】
従って、以上の製造方法によって、表層セラミックグリーンシート２１ａに、ビア配線１４及び接続用導体部１５となる銀ペースト５２を形成することができる。
【００３４】
比較対照として、ビア配線、接続用導体部となる金属層を形成する従来の製造方法の一例の工程断面図を同様に図３（ａ）〜（ｆ）に示す。
【００３５】
図３（ａ）（ｂ）については図１（ａ）（ｂ）と同様である。すなわち、セラミックグリーンシート３１にビア配線１４に対応する開口部３２を設ける。ただし、セラミックグリーンシートの厚さや開口部の径は異なる。
【００３６】
次に、図３（ｃ）においては、スクリーン４３とスキージ４５を用いて、スクリーン印刷によって開口部２２に銀ペースト（金属層）５３を充填する。スクリーン４３にはメッシュが設けられた開口が形成されており、この開口は開口部３２よりもわずかに大きな形状（円形）とされる。この際に、スクリーン４３は開口部３２に対して目合わせして配置される。ここで、グリーンシート層３１が厚い場合、開口部３２を充填するためには多量の銀ペースト５３が必要となる。従って、これを充分に充填する間に銀ペースト５２の滲みも大きくなるため、形成される銀ペーストのパターンはスクリーンの開口よりも大きくなり、かつ、開口部３２からずれる。従って、この滲みを小さくするために、スクリーン４３における開口を、開口部３２を充填するために必要最小限の大きさとする。すなわち、この開口の大きさは、開口部３２の径よりも目合わせのずれを考慮した分だけ大きくした程度とされる。従って、この場合にはこの開口を接続用導体部１５の大きさとして充填と同時に銀ペースト層５３を接続用配線部１５の形状とすることができない。
【００３７】
従って、図３（ｄ）に示すように、開口部３２は銀ペースト５３で充填されているが、接続用導体部１５の形状となる銀ペースト層を形成することができない。また、スクリーン４３と開口部３２との目合わせのずれと滲みによって、図３（ｄ）の右に示すように、銀ペースト５３の中心と開口部３２の中心がずれた形状となる。
【００３８】
このため、図３（ｅ）に示すように、新たなスクリーン４３とスキージ４５を用いて、再度スクリーン印刷を行い、銀ペースト５４を塗布する。このスクリーン４３にはメッシュが設けられた開口が形成されており、この開口は接続用導体部１５に対応する。この際、スクリーン４３は、開口部３２に対して目合わせして配置される。
【００３９】
これにより、銀ペースト５４は、接続用導体部１５の形状となる。しかしながら、スクリーン４３と開口部３２との目合わせ（図３（ｃ））と、スクリーン４３と開口部３２との目合わせ（図３（ｅ））とは独立に行われる。従って、スクリーン４３と開口部３２との目合わせのずれによっては、図３（ｆ）の右側に示すように、接続用導体部１５となる銀ペースト５４の中心と開口部３２との中心は再びずれることがある。この場合、焼成後に形成されたビア配線１４と接続用配線部１５との重ね合わせが不充分となり、この箇所での配線抵抗が上昇する。
【００４０】
図３に示す従来の製造方法によって図２に示す構造を形成する場合には、接続用配線部やビア配線の径が大きな場合には、スクリーンと開口部との目合わせのずれや銀ペーストの滲みは大きな問題にはならない。しかしながら、これらの径が小さく、接続用配線部の直径が１００μｍ以下、ビア配線の直径が６０μｍ以下の場合には、目合わせのずれや滲みを小さくしなければ、ビア配線１４と接続用配線部１５との重ね合わせが不十分となる。
【００４１】
これに対して、図１に示した本発明の実施の形態となる製造方法の一部の工程（表層セラミックグリーンシート形成工程）を用いれば、ビア配線１４と接続用配線部１５との重ね合わせ精度を充分高くした金属層を得ることができる。特にこの製造方法はセラミックグリーンシート層３１が薄い場合に好適である。
【００４２】
また、従来の製造方法（図３）においては２回のスクリーン印刷を行っていたのに対し、本発明の実施の形態となる製造方法（図１）においては、１回のスクリーン印刷で同様の構造を作成する。従って、製造コストの低下も図れる。
【００４３】
図１の製造方法で形成された、セラミックグリーンシート層にビア配線及び接続用導体部となる銀ペースト（金属層）が形成された構造（表層セラミックグリーンシート）を用いて図２に示す形態の多層セラミック基板を製造する工程について以下に説明する。図４はこの製造方法を示す工程断面図である。
【００４４】
まず、図４（ａ）に示すように、図１に示した製造方法で、接続用導体部となる第１の金属層とビア配線となる第２の金属層による銀ペースト６１を第１のセラミックグリーンシート６２上に形成した表層セラミックグリーンシート６３を製造する（ビア開口形成工程及び表層セラミックグリーンシート形成工程）。ここで、銀ペースト６１は、ペースト内に占める銀粉末の量が８８質量％以上の銀ペーストを用いることが好ましい。例えば、平均粒径３．０μｍ未満のＡｇ粉末が８８〜９４質量％、Ｐｄ粉末が０．１質量％以上３質量％未満含有されており、前記Ａｇ粉末、及びＰｄ粉末の総量が８８．１〜９５質量％である銀ペーストを用いる。銀ペーストの銀濃度が不適切であると、ビア配線導体が引けて焼結後に接続用導体部に凹部が生じることがあるが、上記したような銀濃度が高いペーストであると充填性が良好となりこのような問題が低減される。なお、この工程は支持フィルム４０上で行われることにより、特に容易に行われる。
【００４５】
一方、図４（ｂ）に示すように、焼結後に図２におけるセラミック層１１となる第２のセラミックグリーンシート６４上に、内部配線１４となる形状の銀ペースト（第３の金属層）６５をスクリーン印刷によって形成した下層セラミックグリーンシート６６を別個に製造する（下層セラミックグリーンシート形成工程）。なお、第２のセラミックグリーンシート６４は第１のセラミックグリーンシート６２と同様の材料で構成されることが好ましい。銀ペースト６５についても同様である。なお、この工程も支持フィルム４０上で行われることにより、特に容易に行われる。
【００４６】
本発明の製造方法においては、表層セラミックグリーンシート６３の厚さは比較的薄い方が好ましく、かつ下層セラミックグリーンシート６６よりも薄く、両者の厚みの合計が６０μｍ以上となるように組み合わせることが好ましい。このようにして、薄い表層セラミックグリーンシート６２に下層セラミックグリーンシート６６を積層して圧着する上部セラミックシート積層体形成工程がある。このとき表層セラミックグリーンシート６３と下層セラミックグリーンシート６６との間に皺や空隙（空気溜まり）ができたり、表層セラミックグリーンシート６３が部分的に浮き上がり、密着不良となる箇所ができることがある。対策として圧着の際の圧力を高くすればこうした箇所をなくすことはできるが、その場合には薄い表層セラミックグリーンシート６３が破れることがある。従って、表層セラミックグリーンシート（第１のセラミックグリーンシート）６３の厚さは２０μｍ以上とすることが好ましい。
【００４７】
そこで、図４（ｃ）〜（ｊ）に示す上部セラミックシート積層体形成工程において、少なくとも表層セラミックグリーンシート６３と下層セラミックグリーンシート６６を重ね合わせ圧着するまでを減圧雰囲気中で行う真空積層圧着法を取り入れることが好ましい。まず、図４（ｃ）において、真空プレス機下部５２上に、積層されるセラミックグリーンシートを仮固定するための粘着シート４１を設置する。この粘着シート４１は、積層完了後に積層体から容易に剥離することができるものである。次に、表層セラミックグリーンシート６３を前記粘着シート４１上に銀ペースト層６１側を下にした状態で設置する。
【００４８】
次に、図４（ｄ）に示すように、プレス機上部５１により、プレス機下部５２との間に粘着シート４１および表層セラミックグリーンシート６３を挟み、両端が弾性体５３で支持された状態で粘着シート４１および表層セラミックグリーンシート６３が設置された空間を真空引きすることにより減圧する。その後、図４（ｅ）のようにこの表層セラミックグリーンシート６３に図４中における上下方向に圧力を加える。この工程では、例えば温度３０〜９０℃において、０．９８〜９．８ＭＰａの圧力を印加し、５〜１００秒間圧着する。
【００４９】
その後、図４（ｆ）に示されるように、真空プレス機の中を大気開放し、支持フィルム４０を表層セラミックグリーンシート６３から剥離する。
【００５０】
以上の工程により、銀ペースト層６１（第１の金属層）は、表層セラミックグリーンシート６３の中に埋め込まれる。また、表層セラミックグリーンシート６３が設置された空間を減圧することにより、表層セラミックグリーンシート６３が厚み８０μｍ以下のように薄い場合でも粘着シート４１との間の空隙をなくし、密着性を高めることができる。すなわち、減圧することによって、低い加圧力で密着性を高めることができるため、薄い表層セラミックグリーンシートであっても破れ等を発生させることがない。
【００５１】
次に、図４（ｇ）に示されるように、積層された表層セラミックグリーンシート６３の上に、図４（ｂ）で形成された支持フィルム４０付きの下層セラミックグリーンシート６６（第２のセラミックグリーンシート）を位置合わせして設置する。
【００５２】
次に、図４（ｈ）に示すように、プレス機上部５１により、プレス機下部５２との間に表層セラミックグリーンシート６３と下層セラミックグリーンシート６６を挟み、両端が弾性体５３で支持された状態で前記セラミックグリーンシートが設置された空間を真空引きすることにより減圧する。その後、図４（ｉ）のようにこの表層セラミックグリーンシート６３と下層セラミックグリーンシート６６に図４中における上下方向に圧力を加える（上部セラミックシート積層体形成工程）。この工程では、例えば温度３０〜９０℃において、０．９８〜９．８ＭＰａの圧力を印加し、５〜１００秒間圧着する。これによって、表層セラミックグリーンシート６３と下層セラミックグリーンシート６６からなる上部セラミックシート積層体６７が形成される。
【００５３】
その後、図４（ｊ）に示されるように、真空プレス機の中を大気開放し、支持フィルム４０を上部セラミックシート積層体６７から剥離する。
【００５４】
以上の工程により、銀ペースト層６１（接続用導体部）は、表層セラミックグリーンシート６３と下層セラミックグリーンシート６６からなる上部セラミックシート積層体６７の中に埋め込まれる。このとき表層セラミックグリーンシート６３が薄くても下層セラミックグリーンシート６６はそれよりも厚く、かつ合計で６０μｍ以上の厚みがあるので埋め込みが十分行われる。また、前記セラミックグリーンシートが設置された空間を減圧することにより、表層セラミックグリーンシート６３が薄い場合でも下層セラミックグリーンシート６６の厚みはそれより厚く合計で６０μｍ以上の厚みが確保されるので表層セラミックグリーンシートの変形を受容し、両者の間の空隙をなくし、密着性を高めることができる。すなわち、減圧することによって、低い加圧力で密着性を高めることができる。
【００５５】
以降、これよりも下層の所定の枚数のセラミックグリーンシート（下部セラミックシート）を同様の工程で積層圧着し、最後に粘着シート４１を剥離する。あるいは、別途積層圧着して下部セラミックシート積層体６８を形成し（下部セラミックシート形成工程）、これを以上と同様にして積層圧着して、最終的に図４（ｋ）に示されるような、焼結前の多層セラミック体６９が形成される。図４（ｋ）は上下を図４（ａ）〜（ｊ）とは逆にして記載している。
【００５６】
なお、ここでは単純化して記載したが、下部セラミックシート積層体６８には高周波回路を構成する内部配線となる金属層が適宜設けられており、上記と同等に、銀ペースト層を備えたグリーンシートを適宜積層圧着して形成される。なお、上から３層目以降のセラミックグリーンシートの積層圧着においては、減圧せずに圧着する事も可能である。これは、第２のセラミックグリーンシートの厚みが十分であるため、３層以降の金属層はセラミックグリーンシート層に埋め込まれやすく、セラミックグリーンシート層間の密着性が高くなるためである。
【００５７】
その後、上記した多層セラミック体６９を焼結する（焼結工程）。この条件は、例えば大気焼成雰囲気中で９００℃、２時間程度とする。これにより上部セラミックシート積層体と下部セラミックシート積層体を一体に同時焼結した多層セラミック基板が得られる。
【００５８】
そして、この多層セラミック基板の接続用導体部には無電解めっきによって、金属めっき層を形成することが行われる。しかし、接続用導体部がはんだ濡れ性のよい材料で形成された場合には、必ずしも金属めっき層は必須ではない。また、上記の例においては、多層セラミック基板の表面付近の構造について言及したが、多層セラミック基板内部の構造や、反対側表面の構造については、前記の焼結工程によって一括して焼結できる構造であれば、任意である。
【００５９】
以上の製造方法においては、特に、表層セラミック層１２、すなわち、表層セラミックグリーンシート６３の厚さは薄いことが好ましい。この厚さを薄くすることにより、特に銀ペースト６１のスクリーン印刷時に、開口部への充填を容易にし、その滲みを小さくすることができる。従って、特に接続用導体部１５とビア配線１４との重ね合わせ精度を高くすることができる。また、接続用導体部１５が表層セラミック層１２に埋め込まれた形態となった形状とすることも特に容易となる。このため、表層セラミック層１２の厚さは２０〜１２０μｍ以下とすることが好ましい。ただし、薄すぎると、ビア配線１４と接続用導体部１５が積層された構造を形成することが困難となるため、表層セラミック層１２の厚さは２０μｍ以上とすることが好ましい。
【００６０】
なお、上記の例ではビア配線及び接続用導体部となる第１、第２の金属層、内部配線となる第３の金属層は銀粉末の量が８８質量％以上の銀ペーストとしたが、これに限られるものではない。印刷等によってパターニングが可能な導電体であり、かつセラミック層の焼結後に配線として用いることのできる材料であれば、銀ペーストの代わりに用いることができる。
【００６１】
以上の製造方法によれば、ビア配線と接続用導体部の重ね合わせ精度が高く、配線の電気抵抗が低い多層セラミック基板を得ることができる。従って、複数の接続用配線部を最表面に配列して、半導体チップ、チップコンデンサ、チップ抵抗器等の表面実装部品を高密度で搭載することができ、高性能の電子部品を形成することが可能となる。
【実施例】
【００６２】
上記の多層セラミック基板を上記製造方法によって製造した。セラミックグリ−ンシート材料は上記したＬＴＣＣ材料を用い、ＬＴＣＣ材料１００重量部に対し、ポリビニルブチラール樹脂１５重量部、ジ−ｎ−ブチルフタレート１０．５重量部を加えてスラリーを作製し、ドクターブレードによりシート成形した。内部のセラミック層となる第２のセラミックグリーンシートの厚さは２０〜１９０μｍの範囲、表層セラミック層となる第１のセラミックグリーンシートの厚さは２０〜１２０μｍの範囲とした。レーザー加工によって、φ６０μｍの開口部を形成し、このとき開口部の形成可否を評価した。その後、スクリーン印刷によって所望のパターンおよびビア配線を形成した。そして前記の真空積層圧着法を用いて、表層セラミックグリーンシートと下層セラミックグリーンシートとの積層を、これらの厚さを変えて多層セラミック基板を製造した。この際、真空積層圧着法における雰囲気の減圧条件は大気圧よりも８０ｋＰａ減圧とし、積層体には温度７０℃において６．１ＭＰａの圧力を６０秒間印加した。その後に、セラミックグリーンシートにおける破れや剥離の有無を確認し、上部セラミックシート積層体の成形可否を評価し、これらが見られた場合を×とした。た。その後、第２のセラミックグリーンシートを複数枚積層し、下部セラミックシート積層体を加えて多層セラミック体を形成し、上記した条件で焼結した。そして焼結後の接続用導体部が規定寸法になっているか評価した。ここでの評価は、設計値から±１５μｍ以上ずれている場合を×とした。
【００６３】
以上の評価結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
0004900227.tif 000002
【００６５】
ビア開口形成工程において、本発明の実施例においては、レーザーによる開口孔径φ６０μｍのビアを形成でき、同様にφ６０μｍ以下のビアも形成できる。これに対し、表層セラミックグリーンシートの厚さが１４８μｍである比較例５では、レーザーによるφ６０μｍビアを形成することができなかった。
【００６６】
上部セラミックシート積層体形成工程では、本発明の実施例である、表層セラミックグリーンシートの厚さが２０〜１２０μｍ、第２のセラミックグリーンシートの厚さが２０μｍ以上かつ、表層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の厚みの合計が５６μｍを越える範囲において、破れや剥がれがなく、その後の焼結工程を経て多層セラミック基板を製造することができた。一方、厚みの合計が小さい比較例１、表層セラミックグリーンシートが薄い比較例６では、圧着後の支持フィルム剥離の際に、シートが破れて積層できなかった。また、厚みの合計が小さい比較例２、比較例３では、圧着後の支持フィルム剥離時に、粘着シートと表層セラミックグリーンシート間、または表層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間に密着良と思われる空気溜りが発生した。この原因は表層と２層目のグリーンシートの厚みの合計が十分な厚みでないために、圧着時に電極パターンの段差を吸収できなかったためであると考える。
【００６７】
次に、重ね合わせ精度の様子を多層セラミック基板の焼成後の表面の接続用導体部付近の写真で示す。図５（ａ）は２回印刷でビア配線と接続用導体部を形成した比較例４における形状であり、図３の場合に対応している。ここで、点線はビア配線に対応する開口部の形状、破線は図３（ｄ）（ｆ）における銀ペースト５２（１回目の銀ペースト）の形状、実線は図３（ｆ）における銀ペースト５３（２回目の銀ペースト）の形状である。前記の通り、重ね合わせのずれが大きいことが確認できる。
【００６８】
これに対して、本発明の実施例となる実施例５における焼成後の接続用導体部付近の写真を図５（ｂ）に示す。接続用導体部、ビア配線共に図５（ａ）の例よりも小さいが、充分な重ね合わせ精度でこれらが形成できていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造方法におけるビア開口形成工程及び表層セラミックグリーンシート形成工程を示す工程断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造方法によって製造された多層セラミック基板の構造を示す断面斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る多層セラミック基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】従来の多層セラミック基板の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図５】比較例（ａ）と実施例（ｂ）におけるビア開口付近の形状写真である。
【図６】一般的な多層セラミック基板の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０、９０  多層セラミック基板
１１、９１ａ、９１ｂ  セラミック層
１２  表層セラミック層
１３、９２  内部配線
１４、９４  ビア配線
１５、９３  接続用導体部
２１、３１  セラミックグリーンシート
２２、３２  開口部
４０  支持フィルム
４１  粘着シート
４２、４３  スクリーン
４５  スキージ
５２、５３、５４  銀ペースト（金属層）
６１  銀ペースト（第１の金属層）
６２  第１のセラミックグリーンシート層
６３  表層セラミックグリーンシート
６４  第２のセラミックグリーンシート層
６５  銀ペースト（第２の金属層）
６６  下層セラミックグリーンシート
６７  上部セラミックシート積層体
６８  下部セラミックシート積層体
６９  多層セラミック体
【図１】
0004900227.tif 000003
【図３】
0004900227.tif 000004
【図４】
0004900227.tif 000005
【図６】
0004900227.tif 000006
【図２】
0004900227.tif 000007
【図５】
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