DE60011515T2 - Herstellung von Keramiksubstraten und ungesintertes Keramiksubstrat - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats, insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen eines Keramikmehrschichtsubstrats, das ein aktives Bauglied, wie z. B. ein Halbleiterbauglied einer integrierten Schaltung, und ein passives Bauglied, wie z. B. einen Kondensator und einen Induktor, oberflächenanbringen kann.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Bei Keramikmehrschichtsubstraten zum Anbringen von Chips von elektronischen Baugliedern, wie z. B. Halbleiterbaugliedern einer integrierten Schaltung (Halbleiterbauelementen) sowie Chipkondensatoren und Chipinduktoren, ist es erwünscht, dass dieselben eine hochintegrierte Verdrahtung zwischen den integrierten, passiven Hochpräzisionsbaugliedern aufweisen, um die Halbleiterbauelemente und die Chips der elektronischen Bauglieder in hoher Dichte anzubringen. Zusätzlich wurde eine Mehrschichtkeramikgrünschicht vom Niedrigtemperaturbrenntyp entwickelt, um den ständig wachsenden jüngsten Anforderungen von hochintegriertem Häusen und hohen Betriebsfrequenzen zu genügen, wobei eine Mehrzahl von Isolierungskeramikgrünschichten laminiert sind, die eine relative dielektrische Konstante von 15 oder weniger aufweisen, auf denen Leitermuster gebildet sind, die niederohmige Materialien wie z. B. AG, Ag-Pd, Cu und Au aufweisen, und die laminierten Keramikgrünschichten alle gleichzeitig bei einer Temperatur von lediglich 1.000°C oder darunter gebrannt werden.
  • Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 5-163072 offenbart ein Verfahren zum Ermöglichen einer hochintegrierten Verdrahtung des Keramikmehrschichtsubstrats, bei dem ein Mehrschichtkeramikkörper einem Brennen unterzogen wird, während von oben und unten ein relativ großer Druck auf den nichtgesinterten Keramikkörper ausgeübt wird. Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 4-243978 offenbart auch ein Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist: ein Laminieren und Druckverbinden von Eingrenzungskeramikgrünschichten, die nicht unter den Brennbedingungen des nichtgesinterten Keramikkörpers gesintert werden, sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Hauptoberfläche des nichtgesinterten Keramikkörpers, der durch das Laminieren einer Mehrzahl von Keramikgrünschichten vorbereitet wird, die bei einer niedrigen Temperatur gebrannt werden können; ein Brennen der Keramikgrünschichten unter einer Sinterbedingung des nichtgesinterten Keramikkörpers; und ein Ablösen und Entfernen von nichtgesinterten Schichten, die von den Eingrenzungskeramikgrünschichten erhalten werden.
  • Gemäß den oben beschriebenen Verfahren kann das Keramikmehrschichtsubstrat mit einer ziemlich hohen Abmessungsgenauigkeit gebildet werden, weil eine Brennkontraktion entlang der Richtungen auf der Ebene des nichtgesinterten Keramikkörpers oder entlang der Richtungen auf der X-Y-Ebene des Substrats ausreichend unterdrückt werden kann. Anders ausgedrückt, die hochintegrierte Verdrahtung verursacht kaum Kurzschlüsse, während dieselbe es ermöglicht, verschiedene Arten von Häusungsbaugliedern mit hoher Präzision in dem erhaltenen Keramikmehrschichtsubstrat anzubringen.
  • Bei dem oben beschriebenen, früheren Verfahren wird jedoch eine spezielle Ausrüstung zum Brennen unter einem Druck benötigt, da der Mehrschichtkeramikkörper gebrannt wird, während ein relativ großer Druck ausgeübt wird, was ein Problem bei den Einrichtungskosten und der Herstelleffi zienz aufwirft. Obwohl bei dem letztgenannten Verfahren nicht immer ein Druck zum Brennen benötigt wird, ist es ein Problem, dass der Mehrschichtkeramikkörper leicht verzogen werden kann aufgrund von Unterschieden des Integrationsgrads einer Verdrahtung und des Kontraktions- bzw. Schrumpfungsverhaltens während eines Brennens zwischen der oberen Schicht und der unteren Schicht relativ zu der Mittelfläche, die in einem gleichen Abstand von einer Hauptoberfläche und der anderen Hauptoberfläche des nichtgesinterten Keramikkörpers positioniert sind.
  • Die Anzahl von Eingangs-Ausgangs-(I/O-) Anschlüssen zum Anbringen an und Verbinden mit einer Hauptplatine ist in dem Keramikmehrschichtsubstrat rasch erhöht worden, da das Verdrahtungsmuster in den letzten Jahren hochintegriert ist. Auch ist es erforderlich, dass der Mehrschichtkeramikkörper hochintegrierte und genaue Schaltungselemente, wie z. B. Kondensatoren und Induktoren, aufweist, da eine Anzahl von hochpräzisen Schaltungselementen für ein multifunktionales und Hochleistungs-Keramikmehrschichtsubstrat benötigt wird. Unter diesen Umständen kann leicht ein Unterschied bei dem Kontraktionsgrad zwischen einer Hauptoberfläche und der anderen Hauptoberfläche des nichtgesinterten Keramikkörpers verursacht werden, was eine konkave Verziehung an der Hauptoberflächenseite erzeugt, die in hohem Maße zusammenschrumpfen kann, wenn während des Brennens kein Druck ausgeübt wird.
  • Die japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 5-503498 und 9-92983 offenbaren die Verfahren, bei denen Eingrenzungskeramikgrünschichten auf beide Hauptoberflächen des Mehrschichtkeramikkörpers angehaftet werden, um den Verziehungsgrad des Keramikmehrschichtsubstrats innerhalb eines gegebenen Bereichs zu begrenzen, und die Mehrschichtkeramikgrünschicht gebrannt wird, während wahlweise eine einachsige Belastung entlang der vertikalen Richtung (Z-Richtung) des Mehrschichtkeramikkörpers angelegt wird. Der Mehrschichtkeramikkörper sollte bei den Behandlungen, wie oben beschrieben, mit oder durch porige Platten gepresst werden, so dass eine Verdampfung von organischen Bindemitteln, die in dem Mehrschichtkeramikkörper und den Eingrenzungskeramikgrünschichten enthalten sind, nicht blockiert ist.
  • Auch bei dem oben beschriebenen Verfahren, wie bei den bislang beschriebenen Verfahren, wird jedoch eine spezielle Ausrüstung zum Brennen unter einer Belastung benötigt, was einige Probleme bei den Einrichtungskosten und der Herstellungseffizienz aufwirft. Da der nichtgesinterte Keramikkörper unter Kraftausübung und unter Verwendung einer porigen Platte gepresst wird, werden zusätzlich Abschnitte, auf die eine Belastung einwirkt und auf die keine Belastung einwirkt, auf der Oberfläche des Mehrschichtkeramikkörpers mit feinen Abständen verteilt, die den Poren auf der porigen Platte entsprechen, was feine Vorstände und Vertiefungen mit den vorhergehenden Abständen auf dem erhaltenen Keramikmehrschichtsubstrat verursacht.
  • Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, schaffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum leichten und effizienten Herstellen eines Keramiksubstrats, das eine hervorragende Abmessungsgenauigkeit aufweist, durch ein Unterdrücken einer Verformung des Substrats, wie z. B. einer Verziehung des Substrats.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats mit Leitermustern, das folgende Schritte aufweist: Anhaften einer ersten Eingrenzungsschicht auf einer ersten Hauptoberfläche eines nichtgesinterten Keramikkörpers, wobei die erste Eingrenzungsschicht hauptsächlich aus einem ersten anorganischen Pulver zusammengesetzt ist, das unter einer Sinterbedingung, unter der der nichtgesinterte Keramikkörper gesintert werden kann, nicht gesintert werden kann; Anhaften einer zweiten Eingrenzungsschicht auf einer zweiten Hauptoberfläche des nichtgesinterten Keramikkör pers, wobei die zweite Eingrenzungsschicht hauptsächlich aus einem zweiten anorganischen Pulver zusammengesetzt ist, das unter der Sinterbedingung, unter der der nichtgesinterte Keramikkörper gesintert werden kann, nicht gesintert werden kann; und Entfernen jeder der ersten und zweiten Eingrenzungsschicht nach dem Brennen des nichtgesinterten Keramikkörpers unter der Sinterbedingung des nichtgesinterten Keramikkörpers; wobei die erste Eingrenzungsschicht und die zweite Eingrenzungsschicht hergestellt sind, um eine zueinander unterschiedliche Starrheit aufzuweisen.
  • Da die erste Eingrenzungsschicht und die zweite Eingrenzungsschicht hergestellt sind, um die Schichten zu sein, die bei dem vorhergehenden Nicht-Kontraktions-Prozess zueinander unterschiedliche Starrheiten aufweisen, können gemäß dem oben Genannten die Starrheiten der ersten Eingrenzungsschicht und der zweiten Eingrenzungsschicht so ausgewählt sein, dass sie eine Verformung des Keramiksubstrats, die durch ein Brennen verursacht wird, unterdrücken. Folglich kann das Keramiksubstrat, das eine hervorragende Abmessungsgenauigkeit aufweist, leicht und effizient erhalten werden durch ein Unterdrücken einer Verformung des Substrats, wie z. B. einer Verziehung des Substrats, zusammen mit einem Unterdrücken einer Brennkontraktion entlang der Richtungen auf der Substratebene.
  • Vorzugsweise ist die erste Eingrenzungsschicht hergestellt, um eine höhere Starrheit aufzuweisen als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht, um es zu ermöglichen, dass die erste Eingrenzungsschicht auf einer Hauptoberflächenseite, die durch ein Brennen in hohem Maße zusammenschrumpfen kann, anhaftet. Da die erste Eingrenzungsschicht, die eine höhere Starrheit aufweist, an einer Hauptoberflächenseite anhaften kann, die durch ein Brennen in hohem Maße zusammenschrumpfen kann, können eine Verziehung und Verzerrung des Substrats, die dem Unterschied des Kontraktionsgrads zwischen einer Hauptoberflächenseite und der anderen Hauptoberflächenseite zugeschrieben werden, ausreichend unter drückt werden. Das bedeutet, dass die Keramikgrünschicht, die eine hervorragende Abmessungsgenauigkeit aufweist, leicht und effizient hergestellt werden kann, ohne irgendeine spezielle Brennausrüstung zu verwenden, indem eine Verformung des Substrats ausreichend unterdrückt wird.
  • Die Phrase „die Eingrenzungsschicht, die eine hohe Starrheit aufweist", die hier verwendet wird, nimmt Bezug auf eine Eingrenzungsschicht, die eine hohe Verformungsbeständigkeit gegenüber dem nichtgesinterten Keramikkörper während eines Brennens aufweist. Die Phrase „eine Hauptoberflächenseite, die durch ein Brennen in hohem Maße zusammenschrumpfen kann" nimmt Bezug auf eine Seite, auf der Verdrahtungsmuster hochintegriert sind, eine Seite, die eine frühe Anfangstemperatur einer Kontraktion der Keramikschicht aufweist, oder eine Seite, die ein größeres Schrumpfverhältnis der Keramikschicht aufweist bezüglich der Mittelfläche, die in gleichem Abstand von einer Hauptoberflächenseite und der anderen Hauptoberflächenseite des nichtgesinterten Keramikkörpers positioniert ist. Die eine oben beschriebene Hauptoberflächenseite entspricht auch der Seite, auf der nach einem Brennen eine konkave Verziehung verursacht werden kann, wenn keine Eingrenzungsschicht gebildet wird oder wenn die Starrheit der Eingrenzungsschicht unzureichend ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen veranschaulichenden Querschnitt für ein Einführen der Blockbauglieder in den laminierten Körper bei dem Herstellungsprozess des Keramikmehrschichtsubstrats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 2 zeigt einen veranschaulichenden Querschnitt für ein Aufbauen des Mehrschichtkeramikkörpers durch ein Laminieren von Keramikgrünschichten auf und unter dem laminierten Körper bei dem Herstellungsprozess des Keramikmehrschichtsubstrats wie oben beschrieben.
  • 3 zeigt einen veranschaulichenden Querschnitt mit den Eingrenzungsschichten, wenn die Eingrenzungsschichten auf der oberen und der unteren Hauptoberfläche des Mehrschichtkeramikkörpers bei dem Herstellungsprozess des Keramikmehrschichtsubstrats wie oben beschrieben angehaftet werden.
  • 4 zeigt einen veranschaulichenden Querschnitt des Keramikmehrschichtsubstrats nach einem Ablösen und Entfernen der Eingrenzungsschichten bei dem Herstellungsprozess des Keramikmehrschichtsubstrats wie oben beschrieben.
  • 5 zeigt ein Ersatzschaltbild des Keramikmehrschichtsubstrats wie oben beschrieben.
  • 6 zeigt einen veranschaulichenden Querschnitt des Mehrschichtkeramikkörpers mit den Eingrenzungsschichten, wenn die Eingrenzungsschichten auf der oberen und der unteren Hauptoberfläche des Mehrschichtkeramikkörpers bei dem Herstellungsprozess des Keramikmehrschichtsubstrats gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel angehaftet werden.
  • 7 zeigt einen veranschaulichenden Querschnitt des Keramikmehrschichtsubstrats nach einem Ablösen und Entfernen der Eingrenzungsschichten bei dem Herstellungsprozess des Keramikmehrschichtsubstrats wie oben beschrieben.
  • 8 zeigt ein Ersatzschaltbild des Keramikmehrschichtsubstrats wie oben beschrieben.
  • Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • Das Verfahren, um die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht größer zu machen als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht, wird im Folgenden beschrieben. Zunächst wird die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht größer gemacht als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht, indem die erste Eingrenzungsschicht gebildet wird, um dicker zu sein als die zweite Eingrenzungsschicht (im Folgenden als die erste Methode bezeichnet). Da die Starrheit der Eingrenzungsschicht in dem Maße erhöht wird, in dem die Dicke derselben zunimmt, kann die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht höher gemacht werden als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht, indem es ermöglicht wird, dass die erste Eingrenzungsschicht dicker ist als die zweite Eingrenzungsschicht.
  • Die Dicke jeder Eingrenzungsschicht kann während des Prozesses zum Bilden einer Eingrenzungsschichtzusammensetzung geeignet eingestellt werden, vorbereitet durch ein Dispergieren eines anorganischen Pulvers, das nicht unter der Sinterbedingung des nichtgesinterten Keramikkörpers gesintert wird, in ein organisches Bindemittel, in eine Schicht durch ein Gussverfahren oder ein Rakelklingenverfahren, wenn die Eingrenzungsschicht die Keramikgrünschicht umfasst. Alternativ dazu kann die Dicke durch ein Laminieren einer Mehrzahl der Keramikgrünschichten eingestellt werden. Wenn andererseits eine Paste der Eingrenzungsschichtzusammensetzung auf beide Hauptoberflächen des nichtgesinterten Keramikkörpers aufgetragen wird, können die Beschichtungsdicke oder die Beschichtungszeiten geeignet eingestellt werden.
  • Es ist wünschenswert, dass die erste Eingrenzungsschicht gebildet ist, um eine Dicke aufzuweisen, die um das Dreifache oder weniger größer ist als die Dicke der zweiten Eingrenzungsschicht bei dem ersten Verfahren, weil der Effekt des Ermöglichens, dass die Dicken von jeweiligen Eingrenzungsschichten zueinander unterschiedlich sind, kaum zu sehen ist, wenn die Dicke der ersten Eingrenzungsschicht die Dicke der zweiten Eingrenzungsschicht um das Dreifache oder mehr überschreitet. Oder das Gleichgewicht der Eingrenzungskraft, das durch die Eingrenzungsschichten herbeigeführt wird, wird zerstört, so dass eine Kontraktion des nichtgesinterten Keramikkörpers entlang der Richtungen auf der Ebene nicht mehr voll unterdrückt werden kann. Deshalb sollte die wünschenswertere Dicke der ersten Eingrenzungsschicht eingestellt werden, um 1, 1 bis 1, 6 Mal so groß zu sein wie die Dicke der zweiten Eingrenzungsschicht, wenn die Abmessungsgenauigkeit und der Verziehungsgrad des Substrats und eine Verdampfung des organischen Bindemittels berücksichtigt werden.
  • Es ist möglich, die Kosten, die zum Bilden der Eingrenzungsschicht benötigt werden, zu senken und außerdem zu ermöglichen, dass die Eingrenzungsschicht nach einem Brennen ziemlich leicht abgelöst und entfernt werden kann, indem die Dicke der Eingrenzungsschicht, die für den Nicht-Kontraktions-Prozess benötigt wird, minimiert wird, wodurch es ermöglicht wird, dass die Herstellungseffizienz des Keramiksubstrats verbessert wird. Zusätzlich kann ein qualitativ hochwertiges Keramiksubstrat innerhalb einer kurzen Periode der Brennzeit mit weniger Brennunregelmäßigkeiten hergestellt werden durch Unterdrücken einer Erzeugung von Poren, die durch Rückstände des organischen Bindemittels verursacht wird, da das organische Bindemittel in dem nichtgesinterten Keramikkörper und in der Eingrenzungsschicht reibungslos verdampft werden kann.
  • Die Dicken der ersten Eingrenzungsschicht und der zweiten Eingrenzungsschicht sind variabel, abhängig von verschiedenen Faktoren wie z. B. dem Material und der Anzahl der Keramikschichten, und dem Material, dem Integrationsgrad und der Anzahl der Schichten der Verdrahtungsmuster. In anderen Worten, die erste Eingrenzungsschicht und die zweite Eingrenzungsschicht, die optimale Dicken aufweisen, können geeignet ausgewählt werden, abhängig von dem Ausmaß der Verformung des Substrats, wie z. B. dem Verziehungs- und Verzerrungsgrad.
  • Zweitens wird die durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Pulvers in der ersten Eingrenzungsschicht hergestellt, um kleiner zu sein als die durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Pulvers in der zweiten Eingrenzungsschicht (im Folgenden als das zweite Verfahren bezeichnet). Da die Starrheit der Eingrenzungsschicht in dem Maße erhöht wird, in dem die durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Pulvers als einer Hauptkomponente der Eingrenzungsschicht reduziert wird, kann die erste Eingrenzungsschicht eine größere Starrheit als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht aufweisen, indem die durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Pulvers in der ersten Eingrenzungsschicht so ausgewählt wird, dass dieselbe kleiner ist als diejenige des anorganischen Pulvers in der zweiten Eingrenzungsschicht.
  • Es ist praktisch wünschenswert, dass die durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Pulvers in der ersten Eingrenzungsschicht innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 0,8 μm liegt, während die durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Pulvers in der zweiten Eingrenzungsschicht innerhalb eines Bereichs von 1,0 bis 5,0 μm liegt. Bezüglich der spezifischen Oberflächenfläche des anorganischen Pulvers ist es wünschenswert, dass dieselbe innerhalb eines Bereichs von 4,0 bis 10,0 m3/g bzw. 1,5 bis 5,0 m3/g in der ersten Eingrenzungsschicht und der zweiten Eingrenzungsschicht liegt. Die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht kann auch unterschiedlich zu der Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht hergestellt werden, indem unterschiedliche Arten der anorganischen Pulver in der ersten bzw. zweiten Eingrenzungsschicht verwendet werden.
  • Drittens wird der Gehalt des organischen Bindemittels in der ersten Eingrenzungsschicht eingestellt, um größer zu sein als der Gehalt des organischen Bindemittels in der zweiten Eingrenzungsschicht (im Folgenden als das dritte Verfahren bezeichnet). Wenn die erste Eingrenzungsschicht und die zweite Eingrenzungsschicht ein anorganisches Pulver aufweisen, das in einem organischen Bindemittel dispergiert ist, kann die Starrheit der Eingrenzungsschicht in dem Maße größer sein, in dem der Gehalt des organischen Bindemittels kleiner ist. Folglich erweist sich die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht als größer als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht, wenn die erste Eingrenzungsschicht weniger organisches Bindemittel enthält als die zweite Eingrenzungsschicht. Es ist wünschenswert, dass die erste Eingrenzungsschicht 5 bis 10 Gewichtsteile des organischen Bindemittels enthält und die zweite Eingrenzungsschicht 8 bis 13 Gewichtsteile des organischen Bindemittels relativ zu 100 Gewichtsteilen des anorganischen Pulvers enthält, wenn die gleiche Menge des anorganischen Pulvers bei dem dritten Verfahren verwendet wird.
  • Viertens enthält die erste Eingrenzungsschicht faserige anorganische Oxidpartikel (im Folgenden als das vierte Verfahren bezeichnet). Da die faserigen anorganischen Oxidpartikel, die in der Eingrenzungsschicht enthalten sind, es ermöglichen, dass die Starrheit der Eingrenzungsschicht größer ist, kann die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht eingestellt werden, um größer zu sein als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht, indem es ermöglicht wird, dass die faserigen anorganischen Oxidpartikel in der ersten Eingrenzungsschicht enthalten sind, oder indem der Gehalt der faserigen anorganischen Oxidpartikel in der ersten Eingrenzungsschicht so einstellt wird, dass derselbe höher ist als der Gehalt der faserigen anorganischen Oxidpartikel in der zweiten Eingrenzungsschicht. Keramikpartikel, wie z. B. Zirkoniumoxid- oder Aluminiumoxidpartikel, können für die faserigen anorganischen Oxidpartikel verwendet werden, wobei die Keramikpartikel eine günstige Länge der Längsachse von etwa 3 bis 500 μm aufweisen.
  • Fünftens enthält die erste Eingrenzungsschicht ein Glaspulver, das bei der Sintertemperatur des nichtgesinterten Keramikkörpers keine viskose Fluidität zeigt (im Folgenden als das fünfte Verfahren bezeichnet). Da die Eingrenzungsschicht eine größere Starrheit aufweisen kann, indem es ermöglicht wird, dass das Glaspulver in der Schicht enthalten ist, kann die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht eingestellt werden, um größer zu sein als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht, indem es ermöglicht wird, dass das Glaspulver in der ersten Eingrenzungsschicht enthalten ist, oder indem der Gehalt des Glaspulvers in der ersten Eingrenzungsschicht so einstellt wird, dass er höher ist als der Gehalt des Glaspulvers in der zweiten Eingrenzungsschicht.
  • Da aber die Eingrenzungsschicht aufgrund einer viskosen Fluidität des Glases in hohem Maße zusammenschrumpfen kann, abhängig von der Art und Menge des Glaspulvers, ist es wünschenswert, dass ein Glasmaterial, das bei der Sintertemperatur des nichtgesinterten Keramikkörpers keine viskose Fluidität zeigt, als das Glaspulver ausgewählt wird, das in die Eingrenzungsschicht aufgenommen werden soll, und außerdem der Gehalt des Glaspulvers auf ein Ausmaß eingestellt wird, das keine viskose Fluidität verursacht (eine Menge, die die Eingrenzungsschicht nicht zusammenschrumpfen lässt). Die Starrheit der Eingrenzungsschicht kann praktisch auf ein wünschenswertes Niveau erhöht werden, während eine Kontraktion der Eingrenzungsschicht selbst unterdrückt wird, indem es ermöglicht wird, dass das Glaspulver (z. B. ein Silikatglaspulver), das eine Erweichungstemperatur von 800°C oder darüber aufweist, in der Eingrenzungsschicht enthalten ist, wenn der nichtgesinterte Keramikkörper eine Sintertemperatur von etwa 900 bis 1.000°C aufweist.
  • Während bislang die Verfahren zum Herstellen der ersten Eingrenzungsschicht, die eine größere Starrheit aufweisen soll als diejenige der zweiten Eingrenzungsschicht, be schrieben wurden, kann eine geeignete Kombination der Verfahren 1 bis 5 bei der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Verschiedene Kombinationen der Verfahren sind möglich, wie z. B. ein Ermöglichen, dass die Dicke der ersten Eingrenzungsschicht größer ist als die Dicke der zweiten Eingrenzungsschicht, neben einem Herstellen der durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Pulvers in der ersten Eingrenzungsschicht, um kleiner zu sein als die durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Pulvers in der zweiten Eingrenzungsschicht.
  • Die erste und zweite Eingrenzungsschicht können wünschenswerterweise die Keramikgrünschicht umfassen, die vorbereitet ist durch ein Dispergieren des anorganischen Pulvers in das organische Bindemittel. Ein anorganisches Oxidpulver, wie z. B. Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Mullit und Quarz, und ein anorganisches Nichtoxid-Pulver, wie z. B. Bornitrid, können praktisch für die erste und zweite Eingrenzungsschicht verwendet werden. Zum Beispiel wird eine Keramikgrünschicht, in der das anorganische Oxidpulver in einem organischen Pulver dispergiert ist, das während eines Brennens des nichtgesinterten Keramikkörpers flüchtig ist, vorteilhafterweise als eine Eingrenzungsschichtzusammensetzung zum Bilden in eine Schicht verwendet.
  • Wie es bislang beschrieben wurde, sind die erste Eingrenzungsschicht und die zweite Eingrenzungsschicht nicht unbedingt auf eine Verwendung als Grünschichten beschränkt, sondern dieselben können die Schichten umfassen, die durch ein Auftragen einer Pastenzusammensetzung gebildet sind, oder können durch ein Sprüh- oder Tauchverfahren gebildet sein. Im übrigen können ein Weichmacher, ein Trennmittel, ein Dispersionsmittel oder ein Ablösemittel zu der Eingrenzungsschichtzusammensetzung hinzugefügt werden.
  • Zumindest eine Art des passiven Bauglieds, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Kondensator, einem Induktor und einem Widerstand besteht, kann gemäß der vorliegenden Erfindung in den nichtgesinterten Keramikkörper integriert sein. Wenn verschiedene Arten der passiven Bauglieder in den nichtgesinterten Keramikkörper integriert sind, kann der Integrationsgrad der Muster, die die passiven Bauglieder bilden, zwischen einer Hauptoberflächenseite und der anderen Hauptoberflächenseite des nichtgesinterten Keramikkörpers unterschiedlich sein, um einen unterschiedlichen Kontraktionsgrad durch ein Brennen zwischen den beiden Hauptoberflächen zu ergeben, wodurch das Substrat hergestellt ist, um ohne Weiteres verformt zu werden. Eine Verformung des Substrats, wie z. B. Verziehung und Verzerrung, kann im Gegensatz dazu gut unterdrückt werden, indem es ermöglicht wird, dass die erste Eingrenzungsschicht, die eine größere Starrheit als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht aufweist, an einer Hauptoberflächenseite, die durch ein Brennen in hohem Maße zusammenschrumpfen kann, anhaftet.
  • Kondensatoren und Induktoren können als Blockbauglieder in den nichtgesinterten Keramikkörper eingegliedert sein. Verziehung und Verzerrung können aber durch den Unterschied des Kontraktionsgrades zwischen einer Hauptoberflächenseite und der anderen Hauptoberflächenseite, der dem Unterschied zwischen dem Kontraktionsverhalten dielektrischer Materialien oder magnetischer Materialien, die die jeweiligen Blockbauglieder bilden, und dem Kontraktionsverhalten des nichtgesinterten Keramikkörpers (insbesondere dem Unterschied der Kontraktionsanfangstemperatur und des Schrumpfverhältnisses) zugeschrieben wird, verursacht werden, wenn der Kondensator und der Induktor in nichtgesinterte Blöcke gebildet sind, um sie in die vorgeschriebenen Positionen in dem nichtgesinterten Keramikkörper zu integrieren. Verziehung und Verzerrung des Substrats können im Gegensatz dazu gut unterdrückt werden, wenn die erste Eingrenzungsschicht, die eine größere Starrheit aufweist als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht, an einer Hauptoberflächenseite angehaftet ist, die durch ein Brennen des nichtgesinterten Keramikkörpers in hohem Maße zusammenschrumpfen kann. Die passiven Bauglieder, die bei der vorliegenden Erfindung integriert werden sollen, sind nicht unbedingt auf elementare Bauglieder, wie z. B. die Kondensatoren und Induktoren beschränkt, sondern es kann ein Verbund derselben, z. B. ein LC-Verbundbauglied, bei dem die Kondensatoren und Induktoren kombiniert sind, verfügbar sein. Obwohl es wünschenswert ist, dass es sich bei dem Blockbauglied um einen nichtgesinterten Block handelt, kann ein Blockbauglied (ein Chipbauglied) nach einem Brennen verwendet werden.
  • Es ist wünschenswert, dass der nichtgesinterte Keramikkörper bei einer Temperatur von 1.000°C oder darunter gebrannt wird. Es ist auch wünschenswert, den nichtgesinterten Keramikkörper mit einem bekannten Keramikmaterial, wie z. B. einem auf kristallinem Glas basierten, einem auf Verbundglas basierten oder einem nicht-glasbasierten Material, das bei einer niedrigen Temperatur gesintert wird, zu bilden. Wenn der nichtgesinterte Keramikkörper mit dem Material, wie oben beschrieben, hergestellt wird, kann ein Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt, wie z. B. Ag, Ag-Pd, Ag-Pt, Cu und Au, für die Leitermuster verwendet werden, um als Elektroden und Verdrahtung zu dienen, wodurch es ermöglicht wird, die Anforderungen zu erfüllen, Hochgeschwindigkeits- und Hochfrequenzsignale herzustellen. Die Materialien für die Leitermuster sind aber nicht auf diejenigen, wie dieselben oben beschrieben sind, begrenzt, sondern es können andere Metallmaterialien, wie z. B. Ni, Pt, Pd, W und Mo, verwendet werden.
  • Der nichtgesinterte Keramikkörper kann mit Charakteristika wie einer Isolierungseigenschaft, einer dielektrischen Eigenschaft und einer magnetischen Eigenschaft versehen sein. Das Material kann wünschenswerterweise eine Glaskomponente mit einer Erweichungstemperatur von 800°C oder darunter enthalten, und es ist vorteilhaft, damit sich die Eingrenzungskraft der Eingrenzungsschicht voll zeigen kann, dass der Gehalt der Glaskomponente (einer Füllstoffkomponente) ausgewählt ist, um innerhalb eines Bereichs von 5 bis 100 Gewichtsteilen zu liegen. Es ist wünschenswert, dass der nichtgesinterte Keramikkörper ein eine Flüssigphase bildendes Material, wie z. B. Bleioxid und Bismutoxid, enthält, das bei einer Temperatur von 900°C oder darunter eine Flüssigphase bildet. Es ist vorteilhaft, dass der Gehalt des eine Flüssigphase bildenden Materials ausgewählt ist, um innerhalb eines Bereichs von 5 bis 100 Gewichtsteilen relativ zu der Keramikkomponente zu liegen.
  • Der nichtgesinterte Keramikkörper gemäß der vorliegenden Erfindung kann ohne ein Anlegen irgendeiner Belastung gebrannt werden. Ein Keramikmehrschichtsubstrat, das eine hervorragende Abmessungsgenauigkeit und eine geringe Verzerrung des Substrats aufweist, kann leicht und effizient hergestellt werden ohne ein Bereitstellen einer speziellen Ausrüstung für ein Brennen unter einer Belastung. Ein Keramikmehrschichtsubstrat, das eine gute Oberflächenglätte aufweist, kann auch ohne ein Bilden irgendeiner feinen Rauheit erhalten werden, die durch die porige Platte auf der Oberfläche des erhaltenen Keramiksubstrats verursacht wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist aber nicht unbedingt auf das Verfahren ohne ein Anlegen irgendeiner Belastung während eines Brennens beschränkt, sondern der nichtgesinterte Keramikkörper kann unter einer gegebenen Belastung gebrannt werden. Zum Beispiel wird der nichtgesinterte Keramikkörper einer Brennbehandlung unterzogen, während eine einachsige Belastung von 10 kg/cm2 oder weniger gegen den nichtgesinterten Keramikkörper, der mit den Eingrenzungsschichten versehen ist, angelegt ist.
  • Das Verfahren zum Herstellen des Keramiksubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Ausführungsbeispiele beschrieben.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Das Verfahren zum Herstellen des Keramikmehrschichtsubstrats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird beschrieben mit Bezug auf 1 bis 5.
  • Ein nichtgesinterter geformter Block, der als ein Kondensator C dienen soll, und ein nichtgesinterter geformter Block, der als ein Induktor L dienen soll, werden vorbereitet, wie es in 1 gezeigt ist. Der geformte Block für den Kondensator C weist eine Mehrschichtstruktur auf, bei der innere Elektroden über eine dielektrische Keramikgrünschicht, die hauptsächlich aus einem dielektrischen Keramikpulver gebildet ist, laminiert sind. Anschlusselektroden sind jeweils auf beiden gegenüberliegenden Seitenflächen des geformten Blocks gebildet, und die inneren Elektroden, die mit einer Anschlusselektrode zu verbinden sind, und die inneren Elektroden, die mit der anderen Anschlusselektrode zu verbinden sind, sind abwechselnd laminiert, wie dies bei herkömmlichen Mehrschichtkeramikkondensatoren zu sehen ist.
  • Der geformte Block für den Induktor L weist andererseits eine Mehrschichtstruktur auf, bei der die inneren Elektroden über eine Magnetkeramikgrünschicht, die hauptsächlich aus einem Magnetkeramikpulver gebildet ist, laminiert sind. Anschlusselektroden sind auf beiden gegenüberliegenden Endflächen des geformten Blocks gebildet, und jeweilige innere Elektroden sind angeschlossen, wobei Durchgangslöcher die Magnetkeramikgrünschicht durchbohren, um vollständig ein Leitermuster zu bilden, das sich wie eine Spule länglich erstreckt.
  • Der geformte Block für den Kondensator C und der geformte Block für den Induktor L sind so hergestellt, dass dieselben bei einer Temperatur von 1.000°C oder darunter gebrannt werden können. Keramikfunktionalmaterialien als Hauptkomponenten der dielektrischen Keramikgrünschicht und der Magnetkeramikgrünschicht oder Materialien, die durch ein Hinzufügen eines Glases in das dielektrische Keramikmaterial und das Magnetkeramikmaterial vorbereitet sind, oder ein kristallines Glas selbst werden für den oben beschriebenen Zweck verwendet.
  • Ein Keramikschlicker, der durch ein Dispergieren eines gemischten Pulvers, bei dem eine kleine Menge eines Borosilikatglases in Bariumtitanat gemischt ist, in ein organisches Trägermittel vorbereitet ist, wird durch ein Rakelklingenverfahren in eine Schicht gebildet, zur Verwendung in der dielektrischen Keramikgrünschicht, die praktisch verwendet wird. Ähnlich wird ein Keramikschlicker, der durch ein Dispergieren eines gemischten Pulvers, bei dem eine kleine Menge eines Borosilikatglases in Nickel-Zink-Ferrit gemischt ist, in ein organisches Trägermittel vorbereitet ist, durch ein Rakelklingenverfahren in eine Schicht gebildet, zur Verwendung in der Magnetkeramikgrünschicht, die praktisch verwendet wird. Zusätzlich können die inneren Elektroden und Anschlusselektroden, die den Kondensator C bilden, und die inneren Elektroden, Anschlusselektroden und Durchgangslöcher, die den Induktor L bilden, z. B. gebildet werden, indem eine Leiterpaste verwendet wird, die ein Metall oder eine Legierung, wie z. B. Ag, Ag-Pt, Ag-Pd, Cu oder Au, enthält.
  • Es ist wünschenswert, dass der geformte Block für den Kondensator C und der geformte Block für den Induktor L durch einen Druckverbindenprozess gebildet werden nach einem Laminieren einer gegebenen Zahl der dielektrischen Keramikgrünschichten, in denen die inneren Elektroden gebildet sind, bzw. einer gegebenen Zahl von Keramikgrünschichten, in denen die inneren Elektroden und Durchgangslöcher gebildet sind. Ein Druck von etwa 200 kg/cm2 ist für ein Druckverbinden geeignet.
  • Für ein Bilden des in 1 gezeigten laminierten Körpers 4 sind andererseits Isolierungskeramikgrünschichten 1c, 1d, 1e und 1f vorbereitet. Ein Keramikschlicker, der durch ein Dispergieren eines gemischten Pulvers, bei dem ein Glaspulver mit einem Isolierungskeramikpulver gemischt ist, vorbereitet ist, wird durch ein Rakelklingenverfahren in eine Schicht gebildet, zum Vorbereiten jeder der Isolierungskeramikgrünschichten 1c, 1d, 1e und 1f. Der laminierte Körper 4 weist auch einen laminierten Körper auf, bei dem die Keramikgrünschichten 1c, 1d, 1e und 1f, die gebildet sind, um ein Durchgangsloch 2f und Räume 3a und 3b zu bilden, sequentiell laminiert sind.
  • Der geformte Block für den Kondensator C und der geformte Block für den Induktor L werden in die Räume 3a und 3b des laminierten Körpers 4 eingeführt, wie in 1 gezeigt. Jede Anschlusselektrode des einzelnen geformten Blocks ist folglich von der offenen Fläche der Räume 3a und 3b freigelegt. Die Blöcke werden dann mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von etwa 500 kg/cm2 durch Druck verbunden, um den laminierten Körper 4 zu bilden, in den der geformte Block für den Kondensator C und der geformte Block für den Induktor L integriert sind. Eine Haftung zwischen den Keramikgrünschichten 1c, 1d, 1e und 1f, die den geformten Block für den Kondensator C und den geformten Block für den Induktor L enthalten, kann erhöht werden, indem der laminierte Körper 4 dem Druckverbindenprozess unterzogen wird, während jeder geformte Block fest an die innere Umfangswand des Raums angehaftet wird.
  • Dann werden die Isolierungskeramikgrünschichten 1a und 1b auf die obere Fläche des laminierten Körpers 4, in dem der geformte Körper für den Kondensator C und der geformte Körper für den Induktor L integriert sind, wie in 2 gezeigt, laminiert, gefolgt von einem Laminieren und Druckverbinden einer Isolierungskeramikgrünschicht 1g auf die untere Flächenseite des laminierten Körpers. Ein nichtgesinterter Mehrschichtkeramikkörper 1 wird durch den oben beschriebenen Prozess gebildet.
  • Die Durchgangslöcher 2a und 2b sind auf der Isolierungskeramikgrünschicht 1a gebildet, während das Durchgangsloch 2c, innere Leitermuster 5a und 5b und ein Dickfilmwiderstand R auf der Isolierungskeramikgrünschicht 1b gebildet sind. Das Durchgangsloch 2a ist so gebildet, dass es sich in elektrischer Kontinuität mit den Durchgangslöchern 2c und 2f befindet, während das Durchgangsloch 2b so gebildet ist, dass es sich in elektrischer Kontinuität mit dem inneren Leitermuster 5b befindet. Ein Ende des Dickfilmwiderstands R wird mit einer der Anschlusselektroden des Kondensators C über das innere Leitermuster 5a und das Durchgangsloch 2d in elektrische Kontinuität gesetzt, während das andere Ende des Dickfilmwiderstands R mit einer Anschlusselektrode des Induktors L über das innere Leitermuster 5b und das Durchgangsloch 2e in elektrische Kontinuität gesetzt wird. Ein inneres Leitermuster 5c ist auf der Isolierungskeramikgrünschicht 1g gebildet, und das innere Leitermuster 5c wird mit dem Durchgangsloch 2f, der anderen Anschlusselektrode des Kondensators C und der anderen Anschlusselektrode des Induktors L in elektrische Kontinuität gesetzt.
  • Die Keramikgrünschichten 1a, 1b und 1g sind durch ein Bilden eines Keramikschlickers, bei dem ein gemischtes Pulver einer Isolierungskeramik und eines Glases in ein organisches Trägermittel dispergiert ist, in eine Schicht vorbereitet, durch ein Rakelklingenverfahren, wie es oben beschrieben ist. Die inneren Leitermuster 5a, 5b und 5c und die Durchgangslöcher 2a, 2b, 2c, 2d und 2e können unter Verwendung einer Leiterpaste, die z. B. Ag, Ag-Pt, Ag-Pd, Cu, Ni, Pt, Pd, W, Mo und Au enthält, gebildet werden und können durch ein Siebdrucken gedruckt werden, um gewünschte Strukturen darzustellen. Der Dickfilmwiderstand R wird auch durch ein Siebdrucken der Leiterpaste gebildet, wobei eine Paste verwendet werden kann, die durch ein Dispergieren eines gemischten Pulvers aus Rutheniumoxid und einer kleinen Menge Borosilikatglas in ein organisches Trägermittel vorbereitet ist.
  • Das Isolierungskeramikpulver, das als eine Hauptkomponente der Isolierungskeramikgrünschichten 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f und 1g verwendet wird, kann bei einer Temperatur von 1.000°C oder darunter gebrannt werden. Zum Beispiel kann das Isolierungskeramikpulver, das bei einer relativ niedrigen Temperatur von 1.000°C oder darunter gebrannt werden kann, erhalten werden, wenn das Isolierungskeramikpulver ein Glaspulver mit einem Erweichungspunkt von 800°C oder darunter oder ein eine Flüssigphase bildendes Material enthält, das bei 900°C oder darunter eine Flüssigphase bildet, und wenn der Gehalt des Glaspulvers oder des eine Flüssigphase bildenden Materials ausgewählt ist, um innerhalb eines Bereichs von 5 bis 100 Gewichtsteilen relativ zu 100 Gewichtsteilen des Keramikpulvers zu liegen. Wenn der Gehalt des Glaspulvers oder des eine Flüssigphase bildenden Materials weniger als 5 Gewichtsteile beträgt, tendiert die Brenntemperatur dazu, höher als 1.000°C zu sein. Es wird nicht bevorzugt, dass die Brenntemperatur hoch ist, da sich der Auswahlbereich der vorhergehenden Materialien als eng erweist. Eine praktisch verfügbare Keramikgrünschicht wird erhalten durch ein Formen eines Keramikschlickers, der durch ein Dispergieren eines gemischten Pulvers aus Borosilikatglas und Aluminiumoxid in ein organisches Trägermittel vorbereitet ist, in eine Schicht durch ein Rakelklingenverfahren. Eine derartige Isolierungskeramikgrünschicht kann bei einer relativ niedrigen Temperatur von 800 bis 1.000°C gebrannt werden.
  • Ein Mehrschichtkeramikkörper mit Eingrenzungsschichten wird gebildet durch ein Anhaften einer ersten Eingrenzungsschicht 7a und einer zweiten Eingrenzungsschicht 7b auf einer Hauptoberfläche 6a bzw. der anderen Hauptoberfläche 6b des Mehrschichtkeramikkörpers 1, der durch ein sequentielles Laminieren und Druckverbinden der Isolierungskeramikgrünschicht 1a, der Isolierungskeramikgrünschicht 1b, des laminierten Körpers 4 und der Keramikgrünschicht 1g, wie in 3 gezeigt, gebildet ist. Der Mehrschichtkera mikkörper mit Eingrenzungsschichten wird an einem Einsatzbehälter 9 angebracht und in eine Brennausrüstung platziert.
  • Die erste Eingrenzungsschicht 7a und die zweite Eingrenzungsschicht 7b weisen die Schichten von Eingrenzungsschichten auf, die durch ein Dispergieren eines nichtgesinterten Keramikpulvers, das unter der Brennbedingung des Mehrschichtkeramikkörpers 1 nicht gesintert wird, in ein organisches Bindemittel vorbereitet sind. Da sowohl der geformte Block für den Kondensator C und der geformte Block für den Induktor L als auch die Isolierungskeramikgrünschichten 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f und 1g bei einer Temperatur von 1.000°C oder darunter gebrannt werden können, kann der Mehrschichtkeramikkörper 1 als ein Verbund dieser Bauglieder ebenfalls bei einer Temperatur von 1.000°C oder darunter gebrannt werden. Anders ausgedrückt, die Eingrenzungsschichten 7a und 7b können mit dem Keramikpulver gebildet sein, das bei einer Temperatur von 1.000°C oder darunter nicht gesintert wird.
  • Die Eingrenzungsschicht 7a und die Eingrenzungsschicht 7b sind bereitgestellt, um auf jeweilige Hauptoberflächen angehaftet zu werden, die an beiden Enden entlang der Laminierungsrichtung des Mehrschichtkeramikkörpers 1 oder an einer Hauptoberfläche 6a bzw. der anderen Hauptoberfläche 6b positioniert sind. Die Eingrenzungsschichten werden daraufhin zusammen mit dem Mehrschichtkeramikkörper 1 durch Druck verbunden. Eine hydraulische Presse bei einem Druck von etwa 1.000 kg/cm2 wird vorteilhaft für ein Druckverbinden verwendet.
  • Die erste Eingrenzungsschicht 7a weist eine Dicke von T1 auf und die zweite Eingrenzungsschicht 7b weist eine Dicke von T2 auf. Der Mehrschichtkeramikkörper 1 zeigt eine konkave Verziehung zu einer Seite der Hauptoberfläche 6a hin, wenn eine Hauptoberfläche 6a des Mehrschichtkeramikkörpers 1 in höherem Maße zusammenschrumpft als die andere Eingrenzungsschicht 6b, oder wenn die erste Eingrenzungsschicht und die zweite Eingrenzungsschicht die gleiche Dicke zueinander aufweisen und die Starrheit derselben unzureichend ist. Folglich ist die erste Eingrenzungsschicht 7a gebildet, um eine größere Dicke T1 aufzuweisen als die Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b. Anders ausgedrückt, die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht 7a wird größer als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht 7b, wenn die Beziehung T1 > T2 gilt.
  • Es ist wünschenswert, dass die Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a um das Dreifache oder weniger größer ist als die Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b, wie bislang beschrieben. Da aber die Dicken T1 und T2 variabel sind, abhängig von dem Material und der Anzahl von Schichten der Keramikschicht und dem Material des Leitermusters, dem Integrationsgrad und der Anzahl der Schichten des Leitermusters, zusätzlich zu dem Integrationsgrad von Verdrahtungsmuster und bildenden Baugliedern des Mehrschichtkeramikkörpers, kann die Dicke geeignet ausgewählt werden.
  • Nachfolgend werden der geformte Block für den Kondensator C und der geformte Block des Induktors L bei einer Temperatur von etwa 900°C an der Luft ohne Anlegen irgendeiner Belastung gebrannt, um den geformten Block für den Kondensator C und den geformten Block für den Induktor L in den gesinterten Kondensator C bzw. den gesinterten Induktor L zu sintern, neben einem Sintern der Isolierungskeramikgrünschichten 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f und 1g, wodurch das Keramikmehrschichtsubstrat 10 als ein gesinterter Körper des Mehrschichtkeramikkörpers 1 erhalten wird.
  • Nach einem Abkühlen dieser Bauglieder werden die erste Eingrenzungsschicht 7a und die zweite Eingrenzungsschicht 7b entfernt. Da jede Eingrenzungsschicht eine porige Schicht bleibt, die das nichtgesinterte Keramikpulver aufweist, kann dieselbe durch verschiedene Verfahren abge löst und entfernt werden, wie z. B. ein Nasshornverfahren und ein Sandstrahlverfahren. Obwohl eine Reaktionsphase an der Grenzfläche zwischen jeder Eingrenzungsschicht und dem Keramikmehrschichtsubstrat (oder der Grenzfläche zwischen der Eingrenzungsschicht und der Oberflächenleiterschicht) gebildet werden kann, kann die Reaktionsschicht durch das vorhergehende Nasshornverfahren und Sandstrahlverfahren entfernt werden oder dieselbe kann zurückgelassen werden, vorausgesetzt, dass dieselbe die Charakteristika des Keramikmehrschichtsubstrats 10 nicht beeinflusst.
  • Der Kondensator C, der Induktor L und der Dickfilmwiderstand R sind als passive Bauglieder in das Keramikmehrschichtsubstrat 10 integriert, das durch das Verfahren, wie oben beschrieben und wie in 4 gezeigt, erhalten wird. Ein inneres Leitermuster, das den Kondensator C, den Induktor L und den Dickfilmwiderstand R als Schaltungselemente verwendet, und Durchgangslöcher werden ebenfalls in dem Keramikmehrschichtsubstrat 10 gebildet. Das Keramikmehrschichtsubstrat 10, das den Schaltungsaufbau, wie in 5 gezeigt, aufweist, wird durch ein Bereitstellen externer Anschlüsse 12a und 12b auf einer Hauptoberfläche des Keramikmehrschichtsubstrats gebildet.
  • Gemäß dem Verfahren zum Herstellen des Keramikmehrschichtsubstrats bei diesem Ausführungsbeispiel werden die erste Eingrenzungsschicht 7a und die zweite Eingrenzungsschicht 7b, die unter der Sinterbedingung des Mehrschichtkeramikkörpers 1 nicht gesintert werden, an der einen Hauptoberfläche 6a bzw. der anderen Hauptoberfläche 6b des Mehrschichtkeramikkörpers 1 angehaftet, wobei die erste Eingrenzungsschicht 7a hergestellt ist, um eine Eingrenzungsschicht zu sein, die eine größere Starrheit aufweist als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht 7b, und die erste Eingrenzungsschicht 7a an der einen Seite der Hauptoberfläche 6a, die durch ein Brennen in hohem Maß zusammenschrumpft, angehaftet wird. Daher kann eine Verziehung des Substrats, die durch den Unterschied des Kontraktionsgrades zwischen der Seite der einen Hauptoberfläche 6a und der Seite der anderen Hauptoberfläche 6b verursacht werden kann, minimiert werden. Da eine Kontraktion durch ein Brennen entlang der Richtungen auf der Substratebene auch unterdrückt werden kann, kann das Keramikmehrschichtsubstrat 10 erhalten werden, das eine hervorragende Abmessungsgenauigkeit aufweist. Da die Brennbehandlung ohne ein Anlegen irgendeiner Belastung durchgeführt wird, kommt hinzu, dass keine speziellen Ausrüstungen verwendet werden, um dadurch das Keramikmehrschichtsubstrat 10 leicht und effizient herzustellen.
  • Die optimale Dicke der ersten Eingrenzungsschicht 7a und der zweiten Eingrenzungsschicht 7b bei dem Ausführungsbeispiel, das in den 1 bis 5 gezeigt ist, wird im Folgenden beschrieben.
  • Der Fall, wenn die erste Eingrenzungsschicht 7a dieselbe Dicke aufweist wie die Dicke der zweiten Eingrenzungsschicht 7b oder wenn das Verhältnis zwischen der Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a und der Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b 1,0 beträgt, während die Starrheit beider Schichten so erhalten wird, dass sie gleich ist, wird zuerst beschrieben. Die Dicke jeder Eingrenzungsschicht wurde innerhalb eines Bereichs von 0,05 mm bis 2,0 mm verändert, und das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad des Keramikmehrschichtsubstrats 10 wurden gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind in der folgenden TABELLE 1 gezeigt, bei der die Dicke des Mehrschichtkeramikkörpers auf 1 mm festgelegt ist. Die Zellen in der Tabelle, in die keine gemessenen Daten eingetragen sind, bedeuten, dass die Messung aufgrund eines großen Verziehungsgrades (im Folgenden der gleiche) unmöglich war.
  • TABELLE 1
    Figure 00260001
  • TABELLE 1 zeigt, dass ein Keramikmehrschichtsubstrat, bei dem eine Unregelmäßigkeit in dem Schrumpfverhältnis und der Abmessungsgenauigkeit unterdrückt ist und das einen geringen Verziehungsgrad aufweist, während dasselbe bei der Abmessungsgenauigkeit hervorragend ist, bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 1,4 mm oder mehr erhalten werden kann, wenn die Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a gleich der Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b ist. Der Verziehungsgrad sowie eine Unregelmäßigkeit des Schrumpfverhältnisses und der Abmessungsgenauigkeit neigen aber dazu, zuzunehmen, wenn die Dicke jeder Eingrenzungsschicht reduziert wird. Obwohl eine Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 0,5 mm oder mehr für ein ausreichendes Reduzieren der Abmessungsunregelmäßigkeit des Keramikmehrschichtsubstrats ausreichend ist, wird folglich eine Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 1,6 mm oder mehr zusätzlich benötigt, um den Verziehungsgrad des Substrats ausreichend zu unterdrücken.
  • Der Fall, wenn die Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a sich von der Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b unterscheidet oder wenn die Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a größer ist als die Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b, um zu ermöglichen, dass die erste Eingrenzungsschicht 7a als eine Eingrenzungsschicht dient, die eine größere Starrheit aufweist, und die erste Eingrenzungsschicht 7a an einer Seite der Hauptoberfläche 6a, die durch ein Brennen in höherem Maße zusammenschrumpft, angehaftet ist, wird dann beschrieben. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad des Keramikmehrschichtsubstrats 10 wurden bestimmt. Die Ergebnisse der Messungen sind in der folgenden TABELLE 2 gezeigt. Die Dicke des Mehrschichtkeramikkörpers 1 wurde wie in den oben beschriebenen Fällen auf 1 mm eingestellt.
  • TABELLE 2
    Figure 00270001
  • Figure 00280001
  • TABELLE 2 zeigt, dass das Schrumpfverhältnis und eine Abmessungsunregelmäßigkeit sowie der Verziehungsgrad des Substrats unterdrückt werden können durch ein Einstellen der Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a und der Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b, um in einem optimalen Verhältnis zu stehen, wenn die Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a hergestellt ist, um größer zu sein als die Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b, und wenn die erste Eingrenzungsschicht 7a an einer Seite der Hauptoberfläche 6a, die durch ein Brennen in höherem Maße zusammenschrumpft, angehaftet ist. Das Schrumpfverhältnis und eine Abmessungsunregelmäßigkeit sowie der Verziehungsgrad des Substrats können minimiert werden, insbesondere wenn das Verhältnis der Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a gegenüber der Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht auf etwa 1,1 bis 1,6 eingestellt ist, selbst wenn die Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a so dünn ist wie 0,5 bis 0,8 mm.
  • Eine Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a und eine Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b von 0,60 mm bzw. 0,43 mm sind ausreichend zum Unterdrücken der Abmessungsunregelmäßigkeit und des Verziehungsgrads des Substrats. Anders ausgedrückt, die erforderliche Menge der Eingrenzungsschicht kann auf ein Drittel der Menge jeder Eingrenzungsschicht reduziert werden, wenn die Dicke 1,6 mm oder mehr beträgt. Es zeigte sich auch, dass es wünschenswert ist, dass die Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a um das Dreifache oder weniger größer ist als die Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b, da der Effekt eines Reduzierens der Dicke der Eingrenzungsschicht selten zu sehen ist, selbst wenn die Dicke T1 der ersten Eingrenzungsschicht 7a das Dreifache oder mehr der Dicke T2 der zweiten Eingrenzungsschicht 7b übersteigt. Vorausgesetzt dass der Verziehungsgrad des Substrats innerhalb eines Bereichs, in dem das Verhältnis zwischen der ersten Eingrenzungsschicht und der zweiten Eingrenzungsschicht drei übersteigt, minimiert ist, aber die Eingrenzungsschicht wird von dem Substrat abgelöst aufgrund einer Verformung der Eingrenzungsschicht, die von der Verziehung des Substrats begleitet ist.
  • Die Kosten, die für die Eingrenzungsschicht benötigt werden, werden gesenkt, und außerdem wird es ermöglicht, dass die Eingrenzungsschicht ziemlich leicht abgelöst und entfernt wird, indem es ermöglicht wird, dass die Dicke der Eingrenzungsschicht, die zum Anwenden des Nicht-Kontraktions-Prozesses benötigt wird, minimiert ist, wodurch die Herstellungseffizienz des Keramikmehrschichtsubstrats in hohem Maße verbessert ist. Ein Beschränken der Dicke jeder Eingrenzungsschicht innerhalb einer minimalen essentiellen Dicke ermöglicht es, dass das organische Bindemittel in dem Mehrschichtkeramikkörper und das organische Bindemittel in der Eingrenzungsschicht während eines Brennens reibungslos verdampft werden, wodurch die Brennzeit reduziert werden kann und ein Keramikmehrschichtsubstrat hoher Qualität, das weniger Brennunregelmäßigkeit enthält, erhalten werden kann.
  • Da die Keramikgrünschicht im Wesentlichen keinerlei Kontraktion entlang der Richtungen auf der X-Y-Ebene zeigt, ist es leicht gemacht, das jeweilige Kontraktionsverhalten der geformten Blöcke und der Keramikgrünschichten in Übereinstimmung zu bringen, wenn verschiedene Arten der geformten Blöcke und der Keramikgrünschichten gleichzeitig gebrannt werden. Folglich kann der Auswahlbereich der Materialien der geformten Blöcke und der Keramikgrünschichten weiter ausgedehnt werden.
  • Da Blockbauglieder, wie z. B. der Kondensator C und der Induktor L, völlig in den laminierten Körper vergraben sind, ist die Umgebungsbeständigkeit, wie z. B. Feuchtigkeitsbeständigkeit, dieser passiven Bauglieder verbessert. Der Auswahlbereich des handelsüblichen Entwurfs unter Berücksichtigung der technischen Daten und der Kosten des Produkts kann ausgedehnt werden, und ein Übersprechen von Signalen kann vermieden werden, weil nicht nur eine zweidimensionale Anordnung, sondern auch eine dreidimensionale Anordnung dieser Blockbauglieder möglich ist.
  • Da die integrierten, nichtgesinterten geformten Blöcke zusammen mit dem nichtgesinterten Mehrschichtkeramikkörper gebrannt werden können, sollte das Kontraktionsverhalten derselben während eines Brennens nicht so streng gesteuert werden, verglichen mit dem Fall, wenn der Mehrschichtkeramikkörper zusammen mit den vergrabenen und vorhergehend gebrannten Blockbaugliedern gebrannt wird, wodurch der Auswahlbereich der Materialien für die Keramikgrünschichten und die geformten Blöcke ausgedehnt werden kann.
  • Das Keramikmehrschichtsubstrat kann eine bessere Planarität aufrechterhalten, als es ein Keramikmehrschichtsubstrat kann, bei dem passive Bauglieder durch ein Laminierungsverfahren hergestellt sind, weil Räume für ein Einführen der geformten Blöcke, die als passive Bauglieder dienen sollen, vorhergehend in dem nichtgesinterten Mehrschichtkeramikkörper bereitgestellt wurden. Folglich wird eine hochintegrierte Verdrahtung mit einer großen Abmessungsgenauigkeit ermöglicht, während die Charakteristika derselben, unregelmäßig zu sein, beseitigt werden, da eine Verformung und ein Bruch von Verdrahtungsleitern kaum verursacht werden. Die Anzahl der Keramikschichten, die in dem Keramikmehrschichtsubstrat bereitgestellt sind, wird ohne Weiteres vergrößert oder verringert, um es folglich leicht zu machen, dass das Keramikmehrschichtsubstrat eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist.
  • Die Mehrschichtstruktur des geformten Blocks, der als ein passives Bauglied dienen soll, ermöglicht es, dass ein Kondensator hoher Kapazität erhalten wird, wenn es sich bei dem passiven Bauglied um einen Kondensator handelt, oder dass ein Induktor hoher Induktivität erhalten wird, wenn es sich bei dem passiven Bauglied um einen Induktor handelt.
  • Obwohl der Mehrschichtkeramikkörper bei diesem Ausführungsbeispiel ohne ein Anlegen irgendeiner Belastung gebrannt wird, ist es ebenfalls wirksam, wahlweise eine Belastung anzulegen, um den Verziehungsgrad des Substrats weiter zu reduzieren. Eine ziemlich geringe Belastung von 50 g/cm2 ist ausreichend, um einen ausreichenden Effekt zu erhalten. Es wurde bestätigt, dass der Kondensator, der Induktor und der Dickfilmwiderstand gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Charakteristika, wie entworfen, aufweisen.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Das Verfahren zum Herstellen des Keramikmehrschichtsubstrats gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden mit Bezug auf die 6 bis 8 beschrieben.
  • Ein Mehrschichtkeramikkörper 23 ist, wie in 6 gezeigt, vorbereitet, bei dem Isolierungskeramikgrünschichten 21a, 21b, 21c, 21d und 21e und dielektrische Keramikgrünschichten 22a und 22b laminiert sind. Ein Mehrschichtkeramikkörper mit Eingrenzungsschichten ist ebenfalls vorbereitet, bei dem eine erste Eingrenzungsschicht 25a an einer Hauptoberfläche 24a des Mehrschichtkeramikkörpers 23 angehaftet ist und eine zweite Eingrenzungsschicht 25b an der anderen Hauptoberfläche 24b des Mehrschichtkeramikkörpers 23 angehaftet ist. Der Mehrschichtkeramikkörper ist an einem Einsatzbehälter 9 angebracht, um denselben in eine Brennausrüstung zu platzieren.
  • Ein Kondensator C1, ein Kondensator C2 und ein Dickfilmwiderstand R sind innerhalb des Mehrschichtkeramikkörpers 23 gebildet, und eine vorgeschriebene Schaltung ist mit Durchgangslöchern und Innerschichtleitermustern hergestellt. Jeder Kondensator ist gebildet durch ein Laminieren von Keramikgrünschichten, auf denen ein gewünschtes Leitermuster gebildet wurde, und dielektrische Keramikgrünschichten 22a und 22b, die eine hohe dielektrische Konstante aufweisen, sind zwischen einer Elektrode und der anderen Elektrode, die jeden Kondensator bilden, bereitgestellt, wodurch sie die Kondensatoren hoher Kapazität C1 und C2 bilden.
  • Die erste Eingrenzungsschicht 25a weist eine Dicke T3 auf, während die zweite Eingrenzungsschicht eine Dicke T4 aufweist. Da eine Seite einer Hauptoberfläche 24a des Mehrschichtkeramikkörpers 23 bei diesem Ausführungsbeispiel ein größeres Schrumpfverhältnis aufweist als eine Seite der anderen Hauptoberfläche 24b, ist die erste Eingrenzungsschicht 25a gebildet, um eine größere Dicke T3 als die Dicke T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b aufzuweisen. Das heißt, eine Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht 25a stellt sich als größer heraus als die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht 25b, wenn das Verhältnis T3 > T4 gilt.
  • Nach einem Brennen des Mehrschichtkeramikkörpers, wie in 6 gezeigt, bei etwa 900°C an der Luft ohne ein Anlegen irgendeiner Belastung werden die erste Eingrenzungsschicht 25a und die zweite Eingrenzungsschicht 25b entfernt. Dann werden ein Keramikmehrschichtsubstrat 26, das externe Elektroden 27a und 27b auf einer Hauptoberfläche aufweist und die Kondensatoren C1 und C2 integriert, und der Dickfilmwiderstand R erhalten, wie in 7 gezeigt. Das Keramikmehrschichtsubstrat 26 weist einen Schaltungsaufbau auf, wie in 8 gezeigt.
  • Gemäß dem Verfahren zum Herstellen des Keramikmehrschichtsubstrats dieses Ausführungsbeispiels sind die erste Ein grenzungsschicht 25a und die zweite Eingrenzungsschicht 25b, die vorbereitet sind durch ein Dispergieren eines anorganischen Oxidpulvers, das unter der Sinterbedingung des Mehrschichtkeramikkörpers 23 nicht gesintert wird, in ein organisches Bindemittel, auf einer Hauptoberfläche 24a bzw. der anderen Hauptoberfläche 24b des Mehrschichtkeramikkörpers 23 angehaftet, wobei die erste Eingrenzungsschicht 25a hergestellt ist, um eine Schicht zu sein, die eine größere Starrheit als diejenige der zweiten Eingrenzungsschicht 25b aufweist, und wobei die erste Eingrenzungsschicht 25a auf einer Seite der Hauptoberfläche 24a, die durch ein Brennen in hohem Maße zusammenschrumpfen kann, angehaftet ist. Folglich kann der Verziehungsgrad des Substrats, der durch den Unterschied des Schrumpfverhältnisses zwischen einer Seite einer Hauptoberfläche 24a und einer Seite der anderen Hauptoberfläche 24b des Mehrschichtkeramikkörpers 23 verursacht werden kann, minimiert werden. Ein Keramikmehrschichtsubstrat, das eine hervorragende Abmessungsgenauigkeit aufweist, kann auch durch ein Unterdrücken einer Brennkontraktion entlang der Richtungen auf der Substratebene erhalten werden. Außerdem kann das Keramikmehrschichtsubstrat, wie oben beschrieben, ohne ein Verwenden irgendeiner speziellen Brennausrüstung leicht und effizient erhalten werden, weil das Keramikmehrschichtsubstrat ohne ein Anlegen irgendeiner Belastung gebrannt wird.
  • Eine optimale Dicke der ersten Eingrenzungsschicht 25a und der zweiten Eingrenzungsschicht 25b bei dem Ausführungsbeispiel, das in den 6 bis 8 gezeigt ist, wird im Folgenden beschrieben.
  • Zunächst weist die erste Eingrenzungsschicht 25a die gleiche Dicke auf wie diejenige der zweiten Eingrenzungsschicht 25b, oder das Verhältnis zwischen der Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a und die Dicke T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b beträgt 1,0, um eine Starrheit beider Schichten so herzustellen, dass dieselbe gleich ist. Die Dicke jeder Eingrenzungsschicht wurde bei diesem Beispiel innerhalb eines Bereichs von 0,05 mm bis 2,0 mm verändert, und das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad des Keramikmehrschichtsubstrats 26, das durch das vorhergehende Herstellverfahren erhalten wird, wurden bestimmt. Die Ergebnisse der Messungen sind in TABELLE 3 gezeigt. Die Dicke des Mehrschichtkeramikkörpers war bei diesen Beispielen auf 1 mm eingestellt.
  • TABELLE 3
    Figure 00340001
  • TABELLE 3 zeigt, dass ein Keramikmehrschichtsubstrat, bei dem eine Unregelmäßigkeit des Schrumpfverhältnisses und eine Abmessungsunregelmäßigkeit unterdrückt werden, während dasselbe einen geringeren Verziehungsgrad und hervorragende Abmessungsgenauigkeit aufweist, bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 1,2 mm oder mehr erhalten werden kann, wenn die Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a eingestellt ist, um mit der Dicke T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b übereinzustimmen. Der Verziehungsgrad des Substrats sowie die Unregelmäßigkeit des Schrumpfverhältnisses und eine Abmessungsunregelmäßigkeit zeigten aber Tendenzen, zuzunehmen, wenn die Dicke jeder Eingrenzungsschicht reduziert wird. Obwohl eine Dicke von 0,5 mm oder mehr jeder Eingrenzungsschicht relativ zu der Dicke von 1 mm des nichtgesinterten Mehrschichtkeramikkörpers 23 ausreichend ist, um die Abmessungsunregelmäßigkeit des Keramikmehrschichtsubstrats ausreichend zu reduzieren, wird zusätzlich eine Dicke von 1,4 mm oder mehr jeder Eingrenzungsschicht benötigt, um den Verziehungsgrad des Substrats ausreichender zu reduzieren.
  • Der Fall, wenn die Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a hergestellt ist, um sich von der Dicke T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b zu unterscheiden, oder wenn die Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a hergestellt ist, um größer zu sein als die Dicke T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b, um zu ermöglichen, dass die erste Eingrenzungsschicht 25a als eine Eingrenzungsschicht dient, die eine größere Starrheit aufweist, und die erste Eingrenzungsschicht 25a auf einer Seite einer Hauptoberfläche 24a, die durch ein Brennen in hohem Maße zusammenschrumpfen kann, angehaftet ist, wird dann beschrieben. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad des erhaltenen Keramikmehrschichtsubstrats 26 wurden bestimmt. Die Ergebnisse der Messungen sind in TABELLE 4 gezeigt.
  • TABELLE 4
    Figure 00350001
  • Figure 00360001
  • TABELLE 4 zeigt, dass Unregelmäßigkeiten des Schrumpfverhältnisses und der Abmessung sowie der Verziehungsgrad unterdrückt werden können durch ein geeignetes Einstellen des Verhältnisses zwischen der Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a und der Dicke T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b, wenn die Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a eingestellt wird, um größer zu sein als die Dicke T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b, und die erste Eingrenzungsschicht 25a auf einer Seite der Hauptoberfläche 24a, die durch ein Brennen ein größeres Schrumpfverhältnis aufweist, angehaftet ist. Es wird auch darauf hingewiesen, dass Unregelmäßigkeiten des Kontraktionsverhältnisses und der Abmessung sowie der Verziehungsgrad minimiert werden können durch ein Einstellen des Verhältnisses zwischen der Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a und der Dicke von T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b auf etwa 1,1 bis 1,6, selbst wenn die Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a so dünn ist wie etwa 0,5 mm bis 0,8 mm.
  • Wenn die Dicke T3 der ersten Eingrenzungsschicht 25a und die Dicke von T4 der zweiten Eingrenzungsschicht 25b 0,60 mm bzw. 0,43 mm beträgt, können die Abmessungsunregelmäßigkeit sowie der Verziehungsgrad des Substrats ausreichend reduziert werden, wodurch es ermöglicht wird, dass die benötigte Größe der Eingrenzungsschicht nur ein Drittel von derjenigen jeder Eingrenzungsschicht, die eine Dicke von 1,4 mm oder mehr aufweist, beträgt.
  • Die Kosten, die für die Eingrenzungsschicht benötigt werden, werden gesenkt, und außerdem wird es ermöglicht, dass die Eingrenzungsschicht ziemlich leicht abzulösen und zu entfernen ist, indem die Dicke der Eingrenzungsschicht minimiert wird, wodurch die Herstelleffizienz des Keramikmehrschichtsubstrats in hohem Maß verbessert ist. Wenn die Dicke jeder Eingrenzungsschicht innerhalb eines minimalen essentiellen Bereichs beschränkt ist, wird das organische Bindemittel in dem Mehrschichtkeramikkörper und in der Eingrenzungsschicht reibungslos während eines Brennens verdampft, um es zu ermöglichen, die Brennzeit zu verkürzen, wodurch ein qualitativ hochwertiges Keramikmehrschichtsubstrat mit geringer Brennunregelmäßigkeit erhalten werden kann.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Die optimale durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Oxidpulvers in der ersten Eingrenzungsschicht und der zweiten Eingrenzungsschicht wird im Folgenden beschrieben.
  • Der Fall, wenn die durchschnittliche Partikelgröße des anorganischen Oxidpulvers in der ersten Eingrenzungsschicht 25a so hergestellt ist, dass dieselbe der durchschnittlichen Partikelgröße des anorganischen Oxidpulvers in der zweiten Eingrenzungsschicht 25b gleich ist, oder wenn die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht 25a so hergestellt ist, dass dieselbe der Starrheit des anorganischen Oxidpulvers in der zweiten Eingrenzungsschicht 25b gleich ist, wird zuerst beschrieben. Hierin wurde ein Aluminiumoxidpul ver als das anorganische Oxidpulver verwendet, und die durchschnittliche Partikelgröße (D50) des Aluminiumoxidpulvers in jeder Eingrenzungsschicht wurde innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 2,0 μm verändert, während die Dicke jeder Eingrenzungsschicht innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 1,8 mm verändert wurde. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad des Keramikmehrschichtsubstrats 26, das durch das gleiche Verfahren wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt hergestellt wird, wurden bestimmt. Die Ergebnisse der Messungen sind in TABELLE 5 gezeigt. Die Dicke des Mehrschichtkeramikkörpers wurde bei diesen Beispielen auf 1 mm eingestellt.
  • TABELLE 5
    Figure 00380001
  • Figure 00390001
  • Die Beispiele 55 bis 66 in TABELLE 5 zeigen, dass das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 1,4 mm oder mehr gut reduziert werden kann, ungeachtet der durchschnittlichen Partikelgröße des Aluminiumoxidpulvers. Wenn die Dicke jeder Eingrenzungsschicht im Gegensatz dazu so dünn ist wie 1,4 mm oder weniger, tendiert der Verziehungsgrad des Substrats dazu, erhöht zu werden. Obwohl das Schrumpfverhältnis sowie eine Unregelmäßigkeit des Schrumpfverhältnisses Tendenzen aufweisen, sich zu verringern, wenn die durchschnittliche Partikelgröße des Aluminiumoxidpulvers verringert wird, zeigte der Verziehungsgrad des Substrats eine Tendenz zuzunehmen. Das liegt daran, dass die Eingrenzungsschicht selbst eine schwache Kontraktion verursacht, wenn die durchschnittliche Partikelgröße des Aluminiumoxidpulvers, das für die Eingrenzungsschicht verwendet werden soll, reduziert wird, aber die Starrheit der Eingrenzungsschicht groß wird, um kaum Verformungen wie z. B. eine Verziehung zu verursachen.
  • Der Effekt der durchschnittlichen Partikelgröße des Aluminiumoxidpulvers in jeder Eingrenzungsschicht, die eine Dicke von 0,5 mm aufweist, wird dann beschrieben. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad können gut verringert werden, wenn die durchschnittliche Partikelgröße des Aluminiumoxidpulvers in der ersten Eingrenzungsschicht 25a hergestellt ist, um sich von derjenigen in der zweiten Eingrenzungsschicht 25b zu unterscheiden, neben einem Einstellen der durchschnittlichen Partikelgröße des Aluminiumoxidpulvers in der ersten Eingrenzungsschicht 25a, um kleiner zu sein als diejenige in der zweiten Eingrenzungsschicht 25b, wie es in den Beispielen 76 bis 69 in TABELLE 5 gezeigt ist. Es wurde auch geklärt, dass die Dicke der Eingrenzungsschicht, die zum ausreichenden Reduzieren des Schrumpfverhältnisses, einer Abmessungsunregelmäßigkeit und des Verziehungsgrades benötigt wird, auf nur etwa ein Drittel derjenigen reduziert werden kann, die in den Beispielen 55 bis 60 beschrieben ist.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Der optimale Bereich des anorganischen Bindemittels in der ersten Eingrenzungsschicht und in der zweiten Eingrenzungsschicht wird im Folgenden beschrieben.
  • Der Fall, wenn der Gehalt des organischen Bindemittels in der ersten Eingrenzungsschicht 25a so eingestellt ist, dass er dem Gehalt des organischen Bindemittels in der zweiten Eingrenzungsschicht 25b gleich ist, oder wenn die erste Eingrenzungsschicht 25a so hergestellt ist, dass sie die gleiche Starrheit wie diejenige der zweiten Eingrenzungsschicht 25b aufweist, wird zuerst beschrieben. Ein Butyralbasiertes Bindemittel wurde bei diesen Beispielen als das organische Bindemittel verwendet, und der Gehalt des organischen Bindemittels und die Dicke jeder Eingrenzungsschicht wurden innerhalb eines Bereichs von 3 bis 15 Gewichtsteilen relativ zu 100 Gewichtsteilen des organischen Bindemittels in jeder Eingrenzungsschicht bzw. innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 1,8 mm verändert. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad des Keramikmehrschichtsubstrats 26, das durch das gleiche Verfahren wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel hergestellt wird, wurden bestimmt, und die Ergebnisse der Messungen sind in TABELLE 6 gezeigt. Die Dicke des Mehrschichtkeramikkörpers wurde bei diesen Beispielen auf 1 mm eingestellt.
  • TABELLE 6
    Figure 00410001
  • Die Beispiele 70 bis 89 in TABELLE 6 zeigen, dass das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsverteilung und der Verziehungsgrad bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 1,4 mm oder mehr gut verringert werden kann, ungeachtet des Gehalts des organischen Bindemittels. Der Verziehungsgrad des Substrats zeigte aber eine Tendenz zuzunehmen, wenn die Dicke jeder Eingrenzungsschicht weniger als 1,4 mm beträgt. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsverteilung und der Verziehungsgrad zeigten auch eine Tendenz zuzunehmen, wenn der Gehalt des organischen Bindemittels erhöht wird. Das liegt daran, dass die Eingrenzungsschicht selbst eine schwache Kontraktion verursachte, wenn der Gehalt des organischen Bindemittels erhöht wird, während die Starrheit der Eingrenzungsschicht verringert wird, um leicht eine Verziehung der Eingrenzungsschicht zu verursachen.
  • Der Effekt des Gehalts des organischen Bindemittels, wenn die Dicke jeder Eingrenzungsschicht 0,5 mm beträgt, wird im Folgenden beschrieben. Die Beispiele 90 bis 92 in TABELLE 6 zeigen, dass das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad möglicherweise verringert werden können, wenn der Gehalt des organischen Bindemittels in der ersten Eingrenzungsschicht 25a weiter reduziert wird. Die Ergebnisse zeigen an, dass die Dicke der Eingrenzungsschicht, die für ein ausreichendes Reduzieren des Schrumpfverhältnisses, einer Abmessungsunregelmäßigkeit und des Verziehungsgrades benötigt wird, auf nur etwa ein Drittel derjenigen in den Beispielen 70 bis 79 verringert werden kann.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Die Menge der Hinzufügung der faserigen anorganischen Oxidpartikel in der ersten Eingrenzungsschicht und in der zweiten Eingrenzungsschicht wird im Folgenden beschrieben.
  • Der Fall, wenn die Menge der Hinzufügung der faserigen anorganischen Oxidpartikel in die erste Eingrenzungsschicht 25a so eingestellt wurde, dass dieselbe derjenigen in der zweiten Eingrenzungsschicht 25b in den 6 und 7 gleich war, oder wenn die Starrheit jeder Eingrenzungsschicht so hergestellt wurde, dass sie gleich war, wird zuerst beschrieben. Faserige Aluminiumoxidpartikel mit einer Längsachsenlänge von 50 μm wurden als die faserigen anorganischen Oxidpartikel verwendet, während die Menge der Hinzufügung des faserigen anorganischen Oxidpulvers in jeder Eingrenzungsschicht und die Dicke jeder Eingrenzungsschicht innerhalb eines Bereichs von 0 bis 10 Gewichtsprozent bzw. innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 1,8 mm verändert wurden. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad des Keramikmehrschichtsubstrats 26 wurden durch das gleiche Verfahren, wie es bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, bestimmt. Die Ergebnisse der Messungen sind in TABELLE 7 gezeigt. Die Dicke des Mehrschichtkeramikkörpers wurde bei diesen Beispielen auf 1 mm eingestellt.
  • TABELLE 7
    Figure 00430001
  • Figure 00440001
  • Die Beispiele 93 bis 112 in TABELLE 7 zeigen, dass das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad möglicherweise bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 1,4 mm oder mehr verringert werden können, ungeachtet der Menge der Hinzufügung der faserigen anorganischen Oxidpartikel. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad können bis zu einem gewissen Ausmaß durch ein Hinzufügen von 5 Gewichtsprozent oder mehr der faserigen anorganischen Oxidpartikel verringert werden, selbst wenn die Dicke jeder Eingrenzungsschicht auf 1,0 mm eingestellt ist. Der Verziehungsgrad des Substrats zeigte eine Tendenz abzunehmen, wenn die Menge der Hinzufügung der faserigen anorganischen Oxidpartikel bei der Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 0,5 mm erhöht wird. Das liegt daran, dass eine Verziehung des Substrats kaum eintritt, wenn die Menge der Hinzufügung der faserigen anorganischen Oxidpartikel erhöht wird.
  • Die optimale Menge der Hinzufügung der faserigen anorganischen Oxidpartikel bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 0,5 mm wird im Folgenden beschrieben. Die Beispiele 113 bis 116 in TABELLE 7 zeigen, dass das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad gut verringert werden können, wenn die Menge der Hinzufügung der faserigen anorganischen Oxidpartikel in die erste Eingrenzungsschicht erhöht wird, oder wenn die faserigen anorganischen Oxidpartikel nur in der ersten Eingrenzungsschicht hinzugefügt werden. Die Dicke der Eingrenzungsschicht, die für ein ausreichendes Reduzieren des Schrumpfverhältnisses, einer Abmessungsunregelmäßigkeit und des Verziehungsgrades benötigt wird, kann durch das Verfahren, wie es oben beschrieben ist, ebenfalls auf nur etwa die Hälfte derjenigen, die in den Beispielen 93 bis 107 gezeigt ist, verringert werden.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • Die Menge der Hinzufügung des Glaspulvers, das in der ersten und zweiten Eingrenzungsschicht hinzugefügt werden soll, wird im Folgenden beschrieben.
  • Der Fall, wenn die gleiche Menge des Glaspulvers in jede Eingrenzungsschicht hinzugefügt wurde, oder wenn die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht 25a so hergestellt wurde, dass sie der Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht 25b gleich war, wird zuerst beschrieben. Ein Borosilikatglaspulver wurde bei diesem Ausführungsbeispiel als das Glaspulver verwendet, und die Menge der Hinzufügung des Glases in jeder Eingrenzungsschicht relativ zu allen Komponenten in der Eingrenzungsschicht und die Dicke jeder Eingrenzungsschicht wurden verändert innerhalb eines Bereichs von 0 bis 0,7 Gewichtsprozent bzw. innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 1,8 mm. Das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad des Keramikmehrschichtsubstrats 26, das durch das gleiche Verfahren erhalten wird, wie es in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in der folgenden TABELLE 8 gezeigt. Die Dicke des Mehrschichtkeramikkörpers 23 wurde bei diesem Ausführungsbeispiel auf 1 mm eingestellt.
  • TABELLE 8
    Figure 00460001
  • Die Beispiele 117 bis 136 in TABELLE 8 zeigen, dass das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 1,4 mm oder mehr gut reduziert werden können, wenn die Menge des Hinzufügens des Glaspulvers 0,5 % oder weniger beträgt. Obwohl der Verziehungsgrad des Substrats durch ein Hinzufügen des Glaspulvers bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 1,0 mm oder weniger reduziert wird, zeigten der Verziehungsgrad und das Schrumpfverhältnis zunehmende Tendenzen, wenn die Menge des Hinzufügens des Glaspulvers auf 0,5 Gewichtsprozent oder mehr erhöht wird. Das liegt daran, dass die Eingrenzungsschicht selbst, obwohl die Starrheit der Eingrenzungsschicht durch ein Hinzufügen des Glaspulvers in die Eingrenzungsschicht zunimmt, durch ein Hinzufügen einer gegebenen Menge oder mehr des Glaspulvers schwach zusammenschrumpft.
  • Die Menge der Hinzufügung des Glaspulvers in jede Eingrenzungsschicht wird dann bei einer Dicke jeder Eingrenzungsschicht von 0,5 mm beschrieben. Die Beispiele 137 bis 139 in TABELLE 8 zeigen, dass das Schrumpfverhältnis, eine Abmessungsunregelmäßigkeit und der Verziehungsgrad unterdrückt werden können, indem das Glaspulver nur in der ersten Eingrenzungsschicht 25a hinzugefügt wird. Es war auch möglich, durch den obigen Prozess die Dicke der Eingrenzungsschicht, die zum ausreichenden Unterdrücken des Verziehungsgrades benötigt wird, auf nur etwa ein Drittel derjenigen in den Beispielen 117 bis 126 zu reduzieren.
  • Eine Kontraktion des nichtgesinterten Keramikkörpers entlang der X-Y-Richtungen oder eine Kontraktion entlang der Richtungen auf der Substratebene während eines Sinterns können ausreichend unterdrückt werden durch ein Bilden der ersten Eingrenzungsschicht, die eine größere Starrheit aufweist, auf einer Hauptoberflächenseite, die ein größeres Schrumpfverhältnis durch ein Brennen aufweist, wie es oben beschrieben ist. Der Verziehungsgrad des Substrats kann auch ausreichend verringert werden, während die Dicke der Eingrenzungsschicht auf ihre minimale essentielle Dicke beschränkt wird. Folglich kann eine Abmessungsgenauigkeit des Keramiksubstrats neben einem Unterdrücken des Problems von Verdrahtungsbruch dank des geringen Verziehungsgrads des Substrats verbessert werden, wenn ein feines und hochintegriertes Verdrahtungsmuster gebildet ist.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung basierend auf den Ausführungsbeispielen 1 bis 6 beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht unbedingt auf die Ausführungsbeispiele, wie dieselben oben dargelegt sind, beschränkt, sondern es sind verschiedene Modifizierungen derselben möglich.
  • Zum Beispiel sind die Ersatzschaltungen, die in den 5 und 8 gezeigt sind, nur typische Beispiele, um zu ermöglichen, dass die vorliegende Erfindung leicht verstanden wird. Statt dessen kann das Verfahren zum Herstellen des Keramiksubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung gleichermaßen für andere Keramikmehrschichtsubstrate, die eine Vielzahl verschiedener Schaltungsentwürfe enthalten, angewendet werden. Verschiedene Oberflächenanbringungsbauglieder, wie z. B. laminierte Keramikkondensatoren und Halbleiterbauelemente, können ebenfalls an dem erhaltenen Keramiksubstrat angebracht werden. Der geformte Block, der in den nichtgesinterten Keramikkörper zu integrieren ist, ist nicht auf Elementarbauglieder wie Kondensatoren und Induktoren beschränkt, sondern derselbe kann ein geformter Block eines LC-Verbundbauglieds sein.
  • Das Verfahren zum Herstellen des Keramiksubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung kann für verschiedene Modulsubstrate, wie z. B. IC-Gehäusesubstrate und Hybrid-IC-Substrate, angewendet werden sowie zum Herstellen laminierter Chipbauglieder, wie z. B. Mehrschichtfilter, Mehrschichtchipantennen und Mehrschichtkeramikkondensatoren.
  • Das Verfahren zum Herstellen des Keramiksubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorteilhaft für den nichtgesin terten Keramikkörper verwendet als einem Vorläufer des Keramiksubstrats, das laminierte Grünschichten aufweist (ein Mehrschichtkeramikkörper), das vorbereitet ist durch ein Laminieren der Grünschichten, die Leitermuster aufweisen, wobei (1) der Integrationsgrad des Leitermusters an der oberen Seite und unteren Seite mit Bezug auf die Mittelfläche, die in dem gleichen Abstand von beiden Hauptoberflächen der laminierten Keramikgrünschichten positioniert ist, unterschiedlich ist, (2) mehrere Arten der Keramikgrünschichten, die zueinander unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, laminiert sind und (3) mehrere Arten der Keramikgrünschichten, die zueinander unterschiedliche Dicken aufweisen, laminiert sind. Sonst kann der nichtgesinterte Keramikkörper, der wie oben beschrieben hergestellt ist, leicht eine Verziehung und Verzerrung verursachen, die dem Unterschied des Kontraktionsgrads durch ein Brennen an der oberen und der unteren Seite des nichtgesinterten Keramikkörpers zugeschrieben werden.
  • Praktischer kann die Eingrenzungsschicht, die eine größere Starrheit aufweist, auf der Seite aufgebracht werden, die einen höheren Integrationsgrad des Halbleitermusters aufweist, weil der laminierte Körper dazu tendiert, eine konkave Verziehung zu der Seite hin zu bilden, die einen höheren Integrationsgrad des Halbleitermusters aufweist, wenn der laminierte Keramikkörper einen unterschiedlichen Integrationsgrad auf der oberen Seite und der unteren Seite mit Bezug auf die Mittelfläche, die in dem gleichen Abstand von beiden Hauptoberflächen des laminierten Grünschichtkörpers positioniert ist, aufweist. Wenn der laminierte Keramikkörper mehrere laminierte Arten von Keramikgrünschichten aufweist, die zueinander unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen (Keramikgrünschichten, die unterschiedliche Zusammensetzungen und Partikelgrößen der Keramik aufweisen), kann eine Eingrenzungsschicht, die eine größere Starrheit aufweist, auf der Seite aufgebracht werden, die während eines Brennens in höherem Maße zusammenschrumpfen kann mit Bezug auf die Mittelfläche, die in einem gleichen Abstand von den beiden Hauptoberflächen des laminierten Grünschichtkörpers positioniert ist. Wenn der laminierte Keramikkörper mehrere laminierte Arten der Keramikgrünschichten aufweist, die zueinander unterschiedliche Dicken aufweisen, kann die Eingrenzungsschicht, die eine größere Starrheit aufweist, auf der Seite, die eine dickere Grünschicht darstellt, aufgebracht werden, weil die Keramikgrünschicht in höherem Maße zusammenschrumpfen kann, wenn dieselbe dicker ist.
  • Obwohl die Starrheit jeder Eingrenzungsschicht durch wiederholten Versuch und Irrtum geeignet ausgewählt werden kann, ist es wünschenswert, eine derartige Starrheit auszuwählen, die den Verziehungsgrad des Substrats minimieren kann, indem z. B. die Beziehungen zwischen dem Integrationsgrad des Leitermusters und dem Verziehungsgrad, zwischen der Zusammensetzung der Keramikgrünschicht und dem Verziehungsgrad des Substrats und zwischen der Dicke der Keramikgrünschicht und dem Verziehungsgrad des Substrats sowie die Beziehung zwischen dem Verziehungsgrad des Substrats und einer Starrheit der Eingrenzungsschicht vorausgesagt werden.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein nichtgebranntes Keramiksubstrat, das vorbereitet ist durch ein Anhaften einer ersten Eingrenzungsschicht und einer zweiten Eingrenzungsschicht auf einer Hauptoberfläche bzw. der anderen Hauptoberfläche eines nichtgesinterten Keramikkörpers, der ein Leitermuster aufweist, wobei die erste und die zweite Eingrenzungsschicht hauptsächlich ein anorganisches Pulver aufweisen, das unter der Sinterbedingung des nichtgesinterten Keramikkörpers nicht gesintert wird, und eine zueinander unterschiedliche Starrheit aufweisen. Eine Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht und der zweiten Eingrenzungsschicht ist geeignet ausgewählt, basierend auf den Verfahren 1 bis 5, wie bislang beschrieben.
  • Bei dem Verfahren zum Herstellen des Keramiksubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung werden die erste Eingrenzungsschicht und die zweite Eingrenzungsschicht auf einer Hauptoberfläche bzw. der anderen Hauptoberfläche des nichtgesinterten Keramikkörpers, der ein Leitermuster aufweist, angehaftet, wobei die erste und die zweite Eingrenzungsschicht hauptsächlich ein anorganisches Pulver aufweisen, das unter der Sinterbedingung des nichtgesinterten Keramikkörpers nicht gesintert wird, und jede Eingrenzungsschicht wird nach einem Brennen unter der Sinterbedingung des nichtgesinterten Keramikkörpers entfernt. Die Starrheit der ersten Eingrenzungsschicht und die Starrheit der zweiten Eingrenzungsschicht können sich voneinander unterscheiden und können geeignet so ausgewählt sein, dass dieselben eine Verformung des Keramiksubstrats durch ein Brennen unterdrücken. Folglich kann ein Keramiksubstrat, das eine hervorragende Abmessungsgenauigkeit aufweist, effizient durch ein Unterdrücken einer Brennkontraktion entlang der Richtungen auf der Substratebene neben einem Unterdrücken einer Substratverformung, wie z. B. einer Verziehung des Substrats, hergestellt werden.
  • Indem die erste Eingrenzungsschicht hergestellt wird, um eine größere Starrheit aufzuweisen als die zweite Eingrenzungsschicht, und indem es ermöglicht wird, dass die erste Eingrenzungsschicht auf einer Hauptoberfläche, die durch ein Brennen in höherem Maße zusammenschrumpfen kann, angehaftet ist, wird es ermöglicht, eine Verziehung und Verzerrung des Substrats, die Kontraktionsunterschieden zwischen einer Hauptoberfläche und der anderen Hauptoberfläche des nichtgesinterten Keramikkörpers zugeschrieben werden, ausreichend zu unterdrücken, wodurch es ermöglicht wird, dass ein Keramiksubstrat, das eine hervorragende Abmessungsgenauigkeit aufweist, leicht und effizient durch ein ausreichendes Unterdrücken einer Verformung des Substrats ohne Verwendung irgendeiner speziellen Brennausrüstung hergestellt wird.
  • Da die Eingrenzungsschicht nicht mehr Filmdicke aufweisen sollte als notwendig, werden die Herstellungskosten, die für die Eingrenzungsschicht benötigt werden, gesenkt, und ein Ablösen und eine Entfernung der Eingrenzungsschicht nach einem Brennen stellen sich als ziemlich leicht heraus. Da das organische Bindemittel in der Eingrenzungsschicht und in dem nichtgesinterten Keramikkörper reibungslos verdampft wird, wird außerdem die Brennzeit verkürzt, um ein unregelmäßiges Brennen zu reduzieren und eine Erzeugung von Poren aufgrund von Rückständen des organischen Bindemittels zu unterdrücken, wodurch ein qualitativ hochwertiges Keramiksubstrat hergestellt werden kann.
  • Obwohl die Erfindung insbesondere mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute darauf hingewiesen, dass die vorhergehenden und andere Veränderungen an Form und Details bei derselben vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims (17)

  1. Ein Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) mit Leitermustern (5a, 5b, 5c), das folgende Schritte aufweist: Anhaften einer ersten Eingrenzungsschicht (7a; 25a) auf einer ersten Hauptoberfläche (6a; 24a) eines nichtgesinterten Keramikkörpers (1; 23), wobei die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) hauptsächlich aus einem ersten anorganischen Pulver zusammengesetzt ist, das unter einer Sinterbedingung, unter der der nichtgesinterte Keramikkörper (1; 23) gesintert werden kann, nicht gesintert werden kann; Anhaften einer zweiten Eingrenzungsschicht (7b; 25b) auf einer zweiten Hauptoberfläche (6b; 24b) des nichtgesinterten Keramikkörpers (1; 23), wobei die zweite Eingrenzungsschicht (7b; 25b) hauptsächlich aus einem zweiten anorganischen Pulver zusammengesetzt ist, das unter der Sinterbedingung, unter der der nichtgesinterte Keramikkörper (1; 23) gesintert werden kann, nicht gesintert werden kann; und Entfernen jeder der ersten und zweiten Eingrenzungsschicht (7a, 7b; 25a, 25b) nach dem Brennen des nichtgesinterten Keramikkörpers (1; 23) unter der Sinterbedingung des nichtgesinterten Keramikkörpers (1; 23); dadurch gekennzeichnet, daß die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) und die zweite Eingrenzungsschicht (7b; 25b) hergestellt sind, um eine zueinander unterschiedliche Starrheit aufzuweisen.
  2. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) hergestellt ist, um eine höhere Starrheit als die der zweiten Eingrenzungsschicht (7b; 25b) aufzuweisen, wobei die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) auf einer Hauptoberflächenseite angehaftet wird, die in der Lage ist, durch Brennen in hohem Maße zusammenzuschrumpfen.
  3. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10, 26) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) gebildet ist, um eine Dicke (T1; T3) größer als die Dicke der zweiten Eingrenzungsschicht (7b; 25b) aufzuweisen.
  4. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß Anspruch 3, bei dem die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) gebildet ist, um eine Dicke (T1; T3) aufzuweisen, die dreimal oder weniger so groß wie die Dicke (T2; T4) der zweiten Eingrenzungsschicht (7b; 25b) ist.
  5. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das erste anorganische Pulver und das zweite anorganische Pulver anorganische Oxidpulver sind und die durchschnittliche Partikelgröße des ersten anorganischen Oxidpulvers in der ersten Eingrenzungsschicht (7a; 25a) hergestellt ist, um kleiner als die durchschnittliche Partikelgröße des zweiten anorganischen Oxidpulvers in der zweiten Eingrenzungsschicht (7b; 25b) zu sein.
  6. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) durch Dispergieren des ersten anorganischen Pulvers in einem organischen Bindemittel gebildet wird und die zweite Ein grenzungsschicht (7b; 25b) durch Dispergieren des zweiten anorganischen Pulvers in dem organischen Bindemittel gebildet wird, wobei der Gehalt des organischen Bindemittels in der ersten Eingrenzungsschicht (7a; 25a) hergestellt ist, um kleiner als der Gehalt des organischen Bindemittels in der zweiten Eingrenzungsschicht (7b; 25b) zu sein.
  7. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) faserige anorganische Oxidpartikel enthält.
  8. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) ein Glaspulver enthält, das unter der Sinterbedingung des nichtgesinterten Keramikkörpers (1; 23) in der ersten Eingrenzungsschicht (7b; 25b) keine viskose Fluidität aufweist.
  9. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das erste anorganische Pulver und das zweite anorganische Pulver anorganische Oxidpulver sind und die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) eine erste Keramikgrünschicht umfaßt, die das erste anorganische Oxidpulver dispergiert in ein organisches Bindemittel aufweist, und die zweite Eingrenzungsschicht (7b; 25b) eine zweite Keramikgrünschicht umfaßt, die das zweite anorganische Oxidpulver dispergiert in das organische Bindemittel aufweist.
  10. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der nichtgesinterte Keramikkörper (1; 23) laminierte Grünschichten (1a1f; 21a21e; 22a, 22b) aufweist, die durch Laminieren von Keramikgrünschichten vorbereitet sind, die die leitfähigen Muster (5a, 5b, 5c) aufweisen, die eine Mehrzahl von passiven Baugliedern bilden, wobei die Integrationsdichte der passiven Bauglieder der Leitermuster (5a, 5b, 5c) unterschiedlich ist zwischen der oberen Seite und der unteren Seite bezüglich der Mittelfläche, die in einem gleichen Abstand von den beiden Hauptoberfläche des laminierten Bauglieds der Keramikgrünschichten positioniert ist.
  11. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der nichtgesinterte Keramikkörper (1; 23) laminierte Grünschichten (1a1f; 21a21e, 22a, 22b) aufweist, die durch Laminieren der Keramikgrünschichten vorbereitet sind, die die Leitermuster (5a, 5b, 5c) aufweisen, wobei mehrere Arten der Keramikgrünschichten mit gegenseitig unterschiedlichen Zusammensetzungen in dem nichtgesinterten Keramikkörper (1; 23) laminiert sind.
  12. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der nichtgesinterte Keramikkörper (1; 23) laminierte Grünschichten (1a1f; 21a21e; 22a, 22b) aufweist, die durch Laminieren der Keramikgrünschichten vorbereitet sind, die die Leitermuster aufweisen, wobei mehrere Arten der Keramikgrünschichten mit gegenseitig unterschiedlichen Dicken (T1, T2; T3, T4) in dem nichtgesinterten Keramikkörper (1; 23) laminiert sind.
  13. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10, 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem zumindest eine Art passives Bauglied aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Kondensator (C), einem Induktor (L) und einem Widerstand (R) besteht, der in den nichtgesinterten Keramikkörper (1; 23) integriert ist.
  14. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10) gemäß Anspruch 13, bei dem der Kondensator (C), der Induktor (L) als Blockbauglied in das nichtgesinterte Keramiksubstrat integriert ist.
  15. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der nichtgesinterte Keramikkörper (1; 23) bei einer Brenntemperatur von 1000°C oder darunter gebrannt wird.
  16. Das Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats (10; 26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem der nichtgesinterte Keramikkörper (1; 23) ohne Anlegen einer Belastung gebrannt wird.
  17. Ein nichtgebranntes Keramiksubstrat (10; 26), das eine erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) und eine zweite Eingrenzungsschicht (7b; 25b) jeweils auf beiden Hauptoberflächen (6a, 6b; 24a, 24b) eines nicht gesinterten Keramikkörpers (1; 23) angehaftet aufweist; wobei der nichtgesinterte Keramikkörper (1; 23) Leitermuster (5a, 5b, 5c) aufweist; und wobei die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) und die zweite Eingrenzungsschicht (7b; 25b) ein anorganisches Pulver enthalten, das unter der Sinterbedingung, unter der der nichtgesinterte Keramikkörper als Hauptkomponente gesintert werden kann, nicht gesintert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Eingrenzungsschicht (7a; 25a) und die zweite Eingrenzungsschicht (7b; 25b) zueinander unterschiedliche Starrheiten aufweisen.
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