JP2001121640A - 複合積層体およびその製造方法 - Google Patents

複合積層体およびその製造方法

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Shuya Nakao
修也 中尾
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茂之 黒田
Masaru Kojima
勝 小嶋
Kenji Tanaka
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、複合積層体の主面に対して平
行方向の収縮ならびに寸法ばらつきを抑制し、かつ、焼
成工程の後において除去工程や樹脂充填工程等の後工程
を特に必要とすることなく、使用に供せられ複合積層体
およびその製造方法を提供することにある。 【解決手段】第１の粉体の集合体を含む第１シート層
と、第２の粉体の集合体を含む第２シート層とを備える
複合積層体であって、第２シート層は第１シート層によ
って挟層され、複合積層体の両主面は第２シート層によ
ってさらに与えられ、複合積層体の内部に積層される第
２シート層の厚みは、複合積層体の主面に与えられる第
２シート層の厚みより厚いことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合積層体および
その製造方法に関するもので、特に、焼成による収縮が
抑制された複合積層体およびその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、チップ部品等の小型化および軽量
化が進んでおり、これを実装する回路基板についても小
型化および軽量化が望まれている。このような要望に応
えるため、例えばガラスセラミック多層回路基板が有効
である。なぜなら、ガラスセラミック多層回路基板によ
れば、高密度配線および薄層化が可能となり、応じて小
型化および軽量化を図ることができるからである。
【０００３】しかし、このようなガラスセラミック多層
回路基板は、焼成工程を経て製造されるものであるが、
一般に焼結時において、基板の主面に対して垂直方向の
収縮（以下、縦収縮と略す）ならびに水平方向の収縮
（以下、横収縮と略す）を伴うため、例えば±０．５％
程度の寸法のばらつきが生じているのが現状である。特
に、適宜の電子部品を収容するためのキャビティを有す
るガラスセラミック多層回路基板の場合に、寸法ばらつ
きがより顕著になる。
【０００４】そこで、寸法精度の高いガラスセラミック
多層回路基板の製造方法として、例えば特開平５−１０
２６６６号公報または特開平７−３３０４４５号公報に
記載されるように、さらにキャビティを有するガラスセ
ラミック多層回路基板の製造方法として、例えば特開平
６−３２９４７６号公報に記載されるように、ガラスセ
ラミック成形体の片面または両面にガラスセラミック成
形体の焼結温度では焼結しないグリーンシートを積層し
た状態とし、この状態で焼成した後、グリーンシートに
よってもたらされた粉体層を除去する方法が提案されて
いる。
【０００５】しかしながら、上述したガラスセラミック
多層回路基板の製造方法によれば、焼成後において、グ
リーンシートによる粉体層を除去しなければならないた
め、このような除去のための煩雑な工程が必要になるば
かりでなく、焼成前のガラスセラミック成形体の表面に
予め導電膜を形成しておき、これをガラスセラミック成
形体の焼成工程において同時に焼成することが不可能で
ある。また、グリーンシートによる粉体層を除去した後
のガラスセラミック多層回路基板の表面粗さが大きくな
るなどの問題も生じる。
【０００６】また、特開平９−２６６３６３号公報で
は、ガラスセラミック層とアルミナ層とを積層した状態
で焼成を行ない、ガラスセラミック層のみを焼結させ、
アルミナ層を未焼結の状態としながら、ガラスセラミッ
ク層に含まれるガラスをアルミナ層の内部に浸入させる
ことにより、アルミナ層を固着させることが記載されて
いる。この場合において、ガラスセラミック層から浸入
するガラスは、アルミナ層の全域に行き届くことがな
く、アルミナ層のみ固着部分を除去するとともに、表面
を研磨することが行なわれ、これらの除去および研磨の
後に回路パターンのための導電膜の形成が実施される。
◆したがって、この従来技術によれば、除去および研磨
工程によって表面粗さを小さくすることが可能である
が、前述した従来技術と同様、焼成工程の後に除去工程
が別途必要であるとともに、回路基板の表面に形成され
るべき導電膜を、ガラスセラミック層との同時焼成によ
って得ることができない。
【０００７】また、特開平５−１３６５７２号公報で
は、前述した従来技術と同様、ガラスセラミック成形体
の片面または両面に、このガラスセラミックの焼結温度
では焼結しないグリーンシートを積層し、ガラスセラミ
ック成形体のみを焼結させることが記載されている。こ
こでは、焼結しなかったグリーンシートによって与えら
れた粉体層に樹脂を充填することが行われる。
【０００８】したがって、この従来技術によれば、未焼
結の粉体層を除去する工程が不要であるが、未焼結の粉
体層に樹脂を充填させるという工程が別途必要である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、複合積層体の横収縮ならびに寸法ばらつきを抑制
し、かつ、焼成工程の後において除去工程や樹脂充填工
程等の後工程を特に必要とすることなく、使用に供せら
れ得る状態とすることができる複合積層体およびその製
造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の複合積層体は、
第１の粉体の集合体を含む第１シート層と、第２の粉体
の集合体を含む第２シート層とを備える複合積層体であ
って、第２シート層は第１シート層によって挟層され、
複合積層体の両主面は第２シート層によってさらに与え
られ、複合積層体の内部に積層される第２シート層の厚
みは、複合積層体の主面に与えられる第２シート層の厚
みより厚く、第１シート層に含まれる第１の粉体の集合
体の一部が第２シート層に拡散あるいは流動することに
よって互いに固着されていることを特徴とする。
【００１１】また、上述の複合積層体の内部に積層され
る第２シート層の厚みは、複合積層体の主面に与えられ
る第２シート層の厚みに対して１．７５ないし２．６７
倍であることが好ましい。
【００１２】また、上述の第１シート層の厚みは互いに
実質的に同じであることが好ましい。
【００１３】また、上述の第１の粉体の集合体はガラス
を含み、第２の粉体の集合体はセラミック粉末を含むこ
とが好ましい。
【００１４】また、本発明の複合積層体は、上述の複合
積層体の主面および／または内部に、導電膜をさらに備
え、第１シート層、第２シート層および導電膜をもって
回路基板を構成してもよい。
【００１５】また、本発明の複合積層体は、少なくとも
一方の主面に沿って開口を位置させているキャビティを
さらに備えていてもよい。
【００１６】本発明の複合積層体の製造方法は、第１の
粉体の集合体を含む生の第１シート層と、第１の粉体の
集合体の少なくとも一部を溶融させ得る温度では焼結し
ない第２の粉体の集合体を含む生の第２シート層とを備
える生の複合積層体であって、生の第２シート層は生の
第１シート層によって挟層され、生の複合積層体の両主
面は生の第２シート層によってさらに与えられ、生の複
合積層体の内部に積層される生の第２シート層の厚み
は、複合積層体の主面に与えられる生の第２シート層の
厚みより厚い、生の複合積層体を用意する第１のステッ
プと、生の第１シート層に含まれる第１の粉体の集合体
の一部を溶融させて、これを生の第２シート層に拡散あ
るいは流動させ、生の第１シート層と生の第２シート層
を互いに固着させるように、第２の粉体の集合体を焼結
させないが第１の粉体の集合体の一部を溶融させ得る温
度で、生の複合積層体を焼成する第２のステップとを備
えることを特徴とする。
【００１７】また、前述の第１のステップにおいて、生
の複合積層体の内部に積層される生の第２シート層の厚
みは、生の複合積層体の主面に与えられる第２シート層
の厚みに対して１．７５ないし２．６７倍であることが
好ましい。
【００１８】また、本発明の複合積層体の具体的な一つ
の製造方法は、第１の粉体の集合体を用意する工程と、
第１の粉体の集合体の少なくとも一部を溶融させ得る温
度では焼結しない第２の粉体の集合体を用意する工程
と、第１の粉体の集合体を含む第１のグリーンシートを
成形する工程と、第１のグリーンシート上に、第２の粉
体の集合体を含む第２のグリーンシートを成形して生の
第１中間積層体を得る工程と、生の第１中間積層体を複
数積層して生の複合積層体を用意する工程を備える第１
のステップと、生の第１シート層に含まれる第１の粉体
の集合体の一部を溶融させて、これを生の第２シート層
に拡散あるいは流動させ、生の第１シート層と生の第２
シート層を互いに固着させるように、第２の粉体の集合
体を焼結させないが第１の粉体の集合体の一部を溶融さ
せ得る温度で、生の複合積層体を焼成する第２のステッ
プとを備えることを特徴とする。
【００１９】また、同様に本発明の複合積層体の具体的
な他の製造方法は、第１の粉体の集合体を用意する工程
と、第１の粉体の集合体の少なくとも一部を溶融させ得
る温度では焼結しない第２の粉体の集合体を用意する工
程と、第２の粉体の集合体を含む第２のグリーンシート
を成形する工程と、第２のグリーンシート上に、第１の
粉体の集合体を含む第１のグリーンシートを成形して生
の第１中間積層体を得る工程と、生の第１中間積層体を
複数積層して生の複合積層体を用意する工程を備える第
１のステップと、第１シート層に含まれる第１の粉体の
集合体の一部を溶融させて、これを第２シート層に拡散
あるいは流動させ、生の第１シート層と生の第２シート
層を互いに固着させるように、第２の粉体の集合体を焼
結させないが第１の粉体の集合体の一部を溶融させ得る
温度で、生の複合積層体を焼成する第２のステップとを
備えることを特徴とする。
【００２０】また、上述の具体的な一つの製造方法にお
ける第１のステップにおいて、第１のグリーンシート
は、第２のグリーンシートを成形する際のスラリーに対
して耐溶剤性を有することが好ましい。
【００２１】また、上述の具体的な他の製造方法におけ
る第１のステップにおいて、第２のグリーンシートは、
第１のグリーンシートを成形する際のスラリーに対して
耐溶剤性を有することが好ましい。
【００２２】また、上述の具体的な一つの製造方法は、
第１のステップにおいて、第１の粉体の集合体を含む第
１のグリーンシート上に、第２の粉体の集合体を含む層
を成形して、生の第１中間積層体を得る第１工程と、生
の第１中間積層体を複数用意し、第１のグリーンシート
同士が互いに接するように圧着して、生の第２中間積層
体を得る第２工程と、生の第２中間積層体を複数用意
し、第２の粉体の集合体を含む層同士が互いに接するよ
うに圧着して生の複合積層体を得る第３工程とを備える
ことが好ましい。
【００２３】また、上述の具体的な他の製造方法は、第
１のステップにおいて、第２の粉体の集合体を含む第２
のグリーンシート上に、第１の粉体の集合体を含む層を
成形して、生の第１中間積層体を得る第１工程と、生の
第１中間積層体を複数用意し、第２のグリーンシート同
士が互いに接するように圧着して、生の第２中間積層体
を得る第２工程と、生の第２中間積層体を複数用意し、
第２の粉体の集合体を含む層同士が互いに接するように
圧着して生の複合積層体を得る第３工程とを備えること
が好ましい。
【００２４】また、本発明の複合積層体の製造方法は、
上述の第１のステップにおいて、生の複合積層体の主面
および／または内部に、導電膜をさらに形成する工程を
備えていてもよい。
【００２５】また、本発明の複合積層体のより一層具体
的な一つの製造方法は、第１のステップにおいて、生の
第１中間積層体の少なくとも一方の主面に、導電膜をさ
らに形成する工程をさらに備えていることを特徴とす
る。
【００２６】また、同様に本発明の複合積層体のより一
層具体的な他の製造方法は、第１のステップにおいて、
生の第２中間積層体の少なくとも一方の主面に、導電膜
をさらに形成する工程をさらに備えていることを特徴と
する。
【００２７】また、本発明の複合積層体の製造方法は、
第１のステップにおいて、生の第１シート層の厚みは互
いに実質的に同じであることが好ましい。
【００２８】また、本発明の複合積層体の製造方法は、
第１のステップにおいて、第１の粉体の集合体はガラス
を含み、第２の粉体の集合体はセラミック粉末を含むこ
とが好ましい。
【００２９】また、本発明の複合積層体の製造方法は、
生の第２中間積層体の少なくとも一方の主面に沿って開
口を位置させるようにキャビティを成形するステップを
備えていてもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】本発明に係る複合積層体の積層構
造に関して、種々の実施形態があり、以下に図１ないし
図４を参照して４つの典型的な実施形態について説明す
る。
【００３１】図１ないし図４に示した各実施形態は、何
れも第１の粉体の集合体を含む第１シート層２と、第２
の粉体の集合体を含む第２シート層３ａ，３ｂとを共通
して備える。したがって、図１ないし図４において、こ
れら共通する要素には同様の参照符号を付すとともに、
これら共通する要素については、一括して説明すること
にする。
【００３２】図１に示した第１の実施形態による複合積
層体１は、第１の粉体の集合体を含む第１シート層２
と、第２の粉体の集合体を含む第２シート層３ａ，３ｂ
とを備える。第１シート層２と第２シート層３ａは互い
に交互に接するように積層され、さらに第２シート層３
ｂは第１シート層２に接するように積層され、かつ、複
合積層体１の両主面に与えられている。このとき、第２
シート層３ａの厚みＡと、第２シート層３ｂの厚みＢ
は、Ａ＞Ｂであることを要する。また、第１シート層３
ｂの厚みＣ１ないしＣ４は、Ｃ１＞Ａ，Ｃ２＞Ａ，Ｃ３
＞Ａ，Ｃ４＞Ａを満たすことが好ましく、さらにＣ１＝
Ｃ２＝Ｃ３＝Ｃ４であることがより好ましい。
【００３３】図２に示した第２の実施形態による複合積
層体１１は、図１の複合積層体１の両主面に与えられた
第２シート層３ｂ上に導電膜４をさらに備えている。導
電膜４は、例えばＡｇペーストを用いてスクリーン印刷
により所望のパターンをもって形成されている。なお、
Ａｇペーストに代えて、Ａｇ−Ｐｄペースト、Ａｇ−Ｐ
ｔペースト、Ｃｕペースト、Ｎｉペースト等を用いても
よい。
【００３４】図３に示した第３の実施形態による複合積
層体２１は、図１の複合積層体１の内部に複数積層され
て形成された第１シート層２の内部に導電膜５をさらに
備えている。導電膜５は、例えば導電膜４と同様に、所
望のパターンをもって形成されている。
【００３５】図４に示した第４の実施形態による複合積
層体３１は、図１の複合積層体の主面に沿って開口を位
置させているキャビティ６をさらに備える。キャビティ
６は、所望の深さならびに大きさをもって成形されてい
る。
【００３６】複合積層体１，１１，２１，３１におい
て、第１シート層２に含まれる第１の粉体の集合体の一
部は、第２シート層３ａ，３ｂの全域に拡散あるいは流
動しており、第２の粉体の全てが第１シート層２の材料
によって互いに固着されていることが好ましい。このよ
うな状態をより確実に得るためには、第２シート層は３
ａ，３ｂは第１シート層２より薄いほうが好ましい。
【００３７】また、複合積層体１，１１，２１，３１の
内部に積層される第２シート層３ａの厚みは、複合積層
体１，１１，２１，３１の主面に与えられる第２シート
層３ｂの厚みより厚いことを要する。上述の厚みが薄い
場合、複合積層体１，１１，２１，３１の中心部近傍に
おいて、複合積層体１，１１，２１，３１は横収縮を引
き起こす。なお、内部に積層される第２シート層３ａ自
体の厚みが十分に厚い場合、複合積層体１，１１，２
１，３１の横収縮に伴う反りや歪みは抑制されるが、第
１シート層２に含まれる第１の粉体の集合体の一部が第
２シート層３ａ，３ｂの全域に拡散あるいは流動しなく
なり、シート間の固着力が低下する。また、第２シート
層３ａ，３ｂの厚みが過剰であると、緻密なガラスセラ
ミックスを得るために焼成温度を高める必要がある。な
お、複合積層体１，１１，２１，３１の内部に積層され
る第２シート層３ａの厚みは、複合積層体１，１１，２
１，３１の主面に与えられる第２シート層３ｂの厚みに
対して１．７５ないし２．６７倍であることが好まし
く、より好ましくは、２．０倍である。
【００３８】また、複合積層体１，１１，２１，３１に
おいて、第２シート層３ａ，３ｂの各側に位置される第
１シート層２の各厚みは、互いに実質的に同じであるこ
とが好ましい。このような関係をもって第１シート層２
の各厚みが設定されると、焼成段階において第１シート
層２の各々の縦収縮量を互いに実質的に等しくすること
ができ、なおかつ第２シート層３ａ，３ｂにより横収縮
が抑制されるため、焼成後の複合積層体１，１１，２
１，３１において縦横収縮に伴う反りや歪みが生じるこ
とを有利に抑制することができる。
【００３９】また、第１シート層２に含まれる第１の粉
体の集合体はガラスを含み、第２シート層３ａ，３ｂに
含まれる第２の粉体の集合体はセラミック粉末を含むこ
とが好ましい。
【００４０】また、図２ないし図４にそれぞれ示した複
合積層体１１，２１，３１のように、導電膜４，５を備
えるものにあっては、焼成前の生の複合積層体を用意し
た段階において、このような導電膜４，５が生の複合積
層体の主面および／または内部に形成された状態とさ
れ、導電膜４，５が導電性金属粉末を含むペースト等を
もって形成される場合には、生の複合積層体の焼成工程
において、この導電性金属粉末をも焼結させるようにす
る。
【００４１】なお、図２において複合積層体１１の両主
面に導電膜４を備えるものを示したが、一方の主面のみ
に導電膜４を備えてもよく、また位置もこれに限定され
ない。また同様に、図３において複合積層体２１の内部
に複数の導電膜５を備えるものを示したが、導電膜５の
位置ならびに枚数は図３に限定されない。また同様に、
図４においてキャビティを備え、かつ導電膜４ならびに
導電膜５を備えるする複合積層体を示したが、導電膜
４，５の有無、位置ならびに枚数はこれに限定されな
い。また、異なる層に積層された複数の導電膜同士を電
気的に接続するために、スルーホールやビヤホール等が
成形されていてもよい。
【００４２】次に、本発明に係る複合積層体の製造方法
に関して、上述の図１に示した複合積層体１については
図５を、上述の図３に示した複合積層体２１については
図６を、上述の図４に示した複合積層体３１については
図６ならびに図７をそれぞれ参照して説明する。
【００４３】まず、図１に示した複合積層体１の製造方
法について図５を参照して説明する。まず、第２粉体の
集合体を含むスラリーを用いてグリーンシートを成形
し、このグリーンシート上に第１の粉体の集合体を含む
スラリーを用いてシートを成形し所定のサイズに切断し
て、図５（ａ）に示す、第２の粉体の集合体を含む生の
第２シート層１３ｂ上に、第１の粉体の集合体を含む生
の第１シート層１２ａが成形されている、生の第１中間
積層体１ａを得る。
【００４４】次に、生の第１中間積層体１ａを２つ用意
し、生の第１シート層１２ａ同士が互いに接するように
圧着して、図５（ｂ）に示す、生の第２中間積層体１ｂ
を得る。このとき、互いに接した２つの生の第１シート
層１２ａ，１２ａは、圧着されて１つの生の第１シート
層１２となる。
【００４５】次に、生の第２中間積層体１ｂを２つ用意
し、生の第２シート層１３ｂ同士が互いに接するように
圧着して、図５（ｃ）に示す、最小単位の生の複合積層
体１ｃを得る。このとき、互いに接した２つの生の第２
シート層１３ｂ，１３ｂは、圧着されて１つの生の第２
シート層１３ａとなる。
【００４６】次に、図５（ｄ）に示すように、最小単位
の生の複合積層体１ｃを２つ用意し、生の第２シート層
１３ｂ同士が互いに接するように圧着して、これを焼成
して、図１に示す複合積層体１を得る。
【００４７】図３に示した複合積層体２１の製造方法に
ついて図６を参照して説明する。なお、図５と共通する
要素には同様の参照符号を付すとともに、これら共通す
る要素については、説明を省略することにする。
【００４８】まず、図５（ａ）に示した生の第１中間積
層体１ａを２つ準備し、一方の第１中間積層体１ａの生
の第１シート層１２ａ上に導電膜１５を形成して、図６
（ａ）に示す生の第１中間積層体２１ａを得る。このと
き、導電膜１５は所定の電極パターンをもって形成され
るため、導電膜１５が形成された生の第１中間体２１ａ
の一方の主面の一部に生の第１シート層１２ａが露出し
ていてもよい。
【００４９】次に、生の第１中間積層体１ａと生の第１
中間積層体２１ａを、生の第１シート層１２ａが成形さ
れている主面同士が互いに接するように圧着して、図６
（ｂ）に示す、生の第２中間積層体２１ｂを得る。この
とき、導電膜１５を挟んで対向する２つの生の第１シー
ト層１２ａ，１２ａは、圧着されて１つの生の第１シー
ト層１２となる。
【００５０】次に、生の第２中間積層体２１ｂを２つ用
意し、生の第２シート層１３ｂ同士が互いに接するよう
に圧着して、図６（ｃ）に示す、最小単位の生の複合積
層体２１ｃを得る。このとき、互いに接した２つの生の
第２シート層１３ｂ，１３ｂは、圧着されて１つの生の
第２シート層１３ａとなる。
【００５１】次に、最小単位の生の複合積層体２１ｃを
２つ用意し、生の第２シート層１３ｂ同士が互いに接す
るように圧着して、これを焼成して、図３に示す複合積
層体２１を得る。
【００５２】図４に示した複合積層体３１の製造方法に
ついて図７を参照して説明する。なお、図５ならびに図
６と共通する要素には同様の参照符号を付すとともに、
これら共通する要素については、説明を省略することに
する。
【００５３】まず、図６（ｃ）に示す最小単位の生の複
合積層体２１ｃを、上述した製造方法により得る。次
に、最小単位の生の複合積層体２１ｃの一方の主面に導
電性ペーストを用いて導電膜１４を印刷し、その後、導
電膜１４を形成した主面に沿って開口を位置させるキャ
ビティ１６を打ち抜き成形して、最小単位の生の複合積
層体３１ａを得る。
【００５４】次に、最小単位の生の複合積層体３１ａ
と、図６（ｄ）に示した最小単位の生の複合積層体２１
ｃを用意し、生の第２シート層１３ｂ同士が互いに接す
るように圧着して、これを焼成して、図４に示す複合積
層体３１を得る。
【００５５】なお、図５および図６に示す生の第１中間
体１１ａ，２１ａは、第２の粉体の集合体を含む生の第
２シート層１３ｂ上に第１の粉体の集合体を含む生の第
１シート層１２ａを成形したが、第１の粉体の集合体を
含む生の第１シート層１２ａ上に第２の粉体の集合体を
含む生の第２シート層１３ｂを成形してもよい。
【００５６】また、生の第１シート層１２ａ，生の第２
シート層１３ｂに成形は、ドクターブレード法、グラビ
ア法のほか、ディップ法、スプレー法、ロール成形法、
薄膜成形法、粉末プレス成形法等を用いることもでき
る。
【００５７】また、一方のシート上で他方のシートを成
形する場合、１層目に成形するシートは、２層目のシー
ト成形に用いるスラリーに対して耐溶剤性を有すること
が好ましい。すなわち本発明において、例えば、１層目
に生の第２シート層１３ｂを成形し、その上に第１シー
ト層１２ａを成形する場合、第２シート層は第１シート
層のシート成形に用いるスラリーに対して耐溶剤性を有
することが好ましい。上記のように耐溶剤性がない場
合、１層目のシートが２層目のシート成形に用いられる
スラリーによって溶解するため、２層目のシートを成形
することが困難となる。
【００５８】また、図５および図６に示した複合積層体
の製造方法において、導電膜５は生の第１シート層１２
ａ上に形成したが、導電膜１５を形成する位置や大きさ
上述の実施形態に特に限定されることなく、例えば、図
５（ａ）に示す生の第１中間積層体１ａの生の第２シー
ト層１３ｂ上に形成してもよい。
【００５９】また、図１ないし図４に示した複合積層体
は、何れも焼成後の複合積層体を模式的に示したもので
あるが、焼成時において生の第１シート層２に含まれる
第１の粉体の集合体の一部が第２シート層３ａ，３ｂに
拡散あるいは流動するため、図１ないし図４における第
１シート層２と第２シート層３ａ，３ｂの境界は、必ず
し明確なものでなくともよい。
【００６０】
【実施例】図１に示した複合積層体１に関し、複合積層
体１の内部に積層されるように成形した第２シート層３
ａと複合積層体１の両主面に成形した第２シート層３ｂ
の厚みをそれぞれ変化させた７つの試料を作製し、横収
縮率を測定する実験を行なった。これを以下に説明す
る。
【００６１】まず、第２の粉体として、粒径０．５μｍ
のアルミナ粉末を準備し、このアルミナ粉末１００重量
部に対して、分散媒として水を４５重量部、分散剤とし
てのポリアルキレングリコールを５０重量部、およびバ
インダーとしてのウレタン樹脂エマルジョンを１５重量
部添加し、混合し、かつ分散処理することによって、第
２の粉体の集合体を含む第２スラリーを得る。なお、第
２スラリーに対して、可塑剤、消泡剤、粘着付与剤等を
添加してもよい。
【００６２】次に、この第２スラリーから気泡を除去し
た後、グラビア法を適用してＰＥＴフィルム上に塗布し
乾燥させることによって、厚みが１．０μｍ，１．５μ
ｍ，２．０μｍ，４．０μｍである、生の第２シート層
となる複数のグリーンシートを得る。なお、上述のウレ
タン樹脂エマルジョンは、上述の乾燥工程においてエマ
ルジョンを破壊してゲル化するため、水に再溶解しない
耐水性を備え、したがって第２シート層となるべき複数
のグリーンシートは水系のスラリーに対して耐溶剤性を
備える。
【００６３】他方、第１の粉体として、粒径３．０μｍ
のＢ−Ｓｉ−Ｃａ−Ａｌ−Ｏ系ガラス粉末と粒径０．５
μｍのアルミナ粉末とを準備し、これらを前者が６０重
量部、後者が４０重量部となるように混合し、この混合
物に、分散媒として水を３６重量部、分散剤としてのポ
リアルキレングリコールを１重量部、およびバインダー
としてのウレタン樹脂エマルジョンを１２重量部添加
し、混合し、かつ分散処理することによって、第１の粉
体の集合体を含む第１スラリーを得る。なお、第１スラ
リーに対して、可塑剤、消泡剤、粘着付与剤等を添加し
てもよい。
【００６４】次に、上述の生の第２シート層となるグリ
ーンシートの主面上に第１スラリーを塗布することによ
って、生の第１シート層となる厚み７５μｍのグリーン
シートを成形し、生の第１中間積層体を得る。
【００６５】次に、上述の生の第１中間積層体２つを、
それぞれ第１シート層となるグリーンシート同士が互い
に接するように、６０℃、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の条
件で圧着して、生の第２中間積層体を得る。このとき、
互いに接した厚み７５μｍのグリーンシート同士は、圧
着されて厚み１４０μｍの生の第１シート層となる。
【００６６】次に、上述の複数の生の第２中間積層体３
つを、それぞれ生の第２シート層となるグリーンシート
同士が互いに接するように、６０℃、１００ｋｇｆ／ｃ
ｍ2の条件で圧着して、これを１００ｍｍ×１００ｍｍ
のサイズに切断して、試料１ないし７の生の複合積層体
を得る。このとき、互いに接した生の第２シート層とな
るグリーンシートは、圧着されて１つの生の第２シート
層となる。
【００６７】なお、生の複合積層体の内部に積層される
生の第２シート層の厚みを２．０μｍとする場合は、上
述した生の第２シート層となるグリーンシートの厚みが
１．０μｍであるもの同士を互いに接するように圧着す
る。同様に、生の複合積層体の内部に積層される生の第
２シート層の厚みを３．０μｍとする場合は、上述した
生の第２シート層となるグリーンシートの厚みが１．５
μｍであるもの同士を互いに接するように圧着する。同
様に、生の複合積層体の内部に積層される生の第２シー
ト層の厚みを３．５μｍとする場合は、上述した生の第
２シート層となるグリーンシートの厚みが１．５μｍで
あるものと２．０μｍであるものが互いに接するように
圧着する。同様に、生の複合積層体の内部に積層される
生の第２シート層の厚みを４．０μｍとする場合は、上
述した生の第２シート層となるグリーンシートの厚みが
２．０μｍであるもの同士を互いに接するように圧着す
る。
【００６８】次に、比較例として、上述した第１スラリ
ーを用いて厚みが７５μｍのグリーンシートを成形し、
これを６枚積層して６０℃、１００ｋｇｆ／ｃｍ2の条
件で圧着して、１００ｍｍ×１００ｍｍに切断して、厚
みが４２０μｍである試料８の生の積層体を得た。
【００６９】こうして得られた試料１ないし７の生の複
合積層体と試料８の生の積層体を、空気中において焼成
温度７００℃ないし１０００℃、例えば８５０℃で２時
間焼成して、試料１ないし７の複合積層体と試料８の積
層体を得た。焼成時において、試料１ないし７の複合積
層体については、第１の粉体の集合体ならびに第２の粉
体の集合体に含まれるアルミナ粉末は焼結しないが、第
１の粉体の集合体に含まれるガラス粉末が溶融し、第１
シート層から第２シート層へ拡散あるいは流動し、その
後冷え固まって、第１シート層と第２シート層を固着す
る。
【００７０】そこで、試料１ないし７の複合積層体の内
部に積層された第２シート層と主面に与えられた第２シ
ート層の厚みの関係ならびに横収縮率、試料８の積層体
の横収縮率を測定し、これを評価して表１にまとめた。
評価については、本発明の最も優れる試料を◎、次に優
れる試料を○、本発明の範囲外を×とした。
【００７１】なお、本発明の複合積層体において、第２
シート層は横収縮を抑制する目的で形成されるものであ
って、縦収縮が生じることは本発明の予定の範囲内であ
る。すなわち、厚み１４０ｍの生の第１シート層は、焼
成によって縦収縮を生じ、厚み１００μｍの第１シート
層となる。試料１ないし７の複合積層体ならびに試料８
の積層体の全体厚みは、表１に示す通りである。なお、
第２シート層は焼成によっても縦横収縮しない。
【００７２】
【表１】
【００７３】表１から明らかであるように、複合積層体
の主面に与えられる第２シート層の厚みを内部に積層さ
れる第２シートの厚みで除した値（以下、倍率と略す）
が１．０以上である試料１，４，５，６，７は、焼成温
度が何れも８５０℃で、横収縮率が０．３ないし１．４
％で低く優れた。これに対して、従来技術である試料８
の横収縮率は１１．０％で高く劣った。
【００７４】上述の試料１，４，５，６，７の中で、倍
率が１．７５ないし２．６７である試料１，５，７は、
何れも焼成温度が８５０℃であり、横収縮率も０．３な
いし０．５％で低く優れ、本発明の特に優れる範囲内と
なった。
【００７５】試料２は、焼成温度が８５０℃であったが
横収縮率が２．３％であった。従来技術と比較すると低
く優れる結果であるが、上述の試料４と比較して２倍近
く横収縮が発生しているため、本発明の範囲外とした。
【００７６】また、試料３は、横収縮率が０．３％と低
く優れる結果となったが、他の試料の８５０℃に対して
９００℃という高温で焼成する必要があり、本発明の範
囲外となった。
【００７７】なお、第１シート層に含まれる第１の粉体
の集合体、ならびに第２シート層に含まれる第２の粉体
の集合体としては、上述したアルミナ粉末のほか、例え
ばＭｇＯ、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＢａＴｉＯ3、
ＳｒＴｉＯ3、ＭｇＯ3、Ｆｅ 2Ｏ3、ＲｕＯ、Ｐｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｂ4Ｃ、ＳｉＣ、ＷＣ等の粉末であって
もよい。
【００７８】
【発明の効果】以上のように本発明に係る複合積層体に
よれば、複合積層体の横収縮ならびに寸法ばらつきを抑
制し、かつ、焼成工程の後において除去工程や樹脂充填
工程等の後工程を特に必要とすることなく、使用に供す
ることができる。
【００７９】また、本発明に係る複合積層体の製造方法
によれば、複合積層体の横収縮ならびに寸法ばらつきを
抑制し、かつ、焼成工程の後において除去工程や樹脂充
填工程等の後工程を特に必要とすることなく、使用に供
することができる複合積層体を提供することができ
る。。
【００８０】また、上述の複合積層体の内部に積層され
る第２シート層の厚みは、複合積層体の主面に与えられ
る第２シート層の厚みに対して１．７５ないし２．６７
倍であることを特徴とすることで、上述の効果がより顕
著な複合積層体を提供することができる。
【００８１】また、本発明に係る複合積層体において、
第１シート層の各厚みを互いに実質的に同じとなるよう
に設定することで、焼成工程において第１シート層の各
々の縦収縮量を互いに実質的に等しくすることができ、
なおかつ第２シート層により横収縮が抑制されるため、
焼成後の複合積層体において縦横収縮に伴う反りや歪み
が生じることを有利に抑制することができる。
【００８２】また、上述のように、第２シート層を除去
したり、ここに樹脂を充填したりする処理を必要としな
いため、複合積層体の表面に形成されるべき導電膜の焼
成を、複合積層体の焼成と同時に行なうことが可能とな
る。
【００８３】また、上述のような横収縮ならびに寸法ば
らつきは、特にキャビティを有する複合積層体において
生じ易いので、本発明は、キャビティを有する複合積層
体に対して、より有利に適用することができる。
【００８４】また、第２シート層に含まれる第２の粉体
の集合体としては、絶縁性、誘電性、圧電性、磁性等の
任意の性質を有するものを比較的自由に用いることがで
きるので、得られた複合積層体に対して特定の電磁気的
機能を容易に付与することができる。また、これらの性
質を任意に組み合わせることにより、例えば、Ｌ−Ｃ−
Ｒ複合基板等を容易に作製することができる。また、第
２の粉体の集合体として、高い耐摩耗性、高い靭性を有
するものを用いることで、複合積層体を機械的強度の高
いものとすることができる。また、光反射性、赤外線反
射性等の性質を有する粉体を第２の粉体の集合体として
用いることで、複合積層体に対して特定の光学的機能を
付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の複合積層体の断
面図である。
【図２】本発明に係る第２の実施形態の複合積層体の断
面図である。
【図３】本発明に係る第３の実施形態の複合積層体の断
面図である。
【図４】本発明に係る第４の実施形態の複合積層体の断
面図である。
【図５】本発明に係る第１の実施形態の複合積層体の製
造方法を説明するために用いられる、（ａ）は生の第１
中間積層体、（ｂ）は生の第２中間積層体、（ｃ）は最
小単位の生の複合積層体の断面図である。
【図６】本発明に係る第３の実施形態の複合積層体の製
造方法を説明するために用いられる、（ａ）は第１シー
ト層と導電膜、（ｂ）は生の第１中間積層体、（ｃ）は
生の第２中間積層体、（ｄ）は最小単位の生の複合積層
体の断面図である。
【図７】本発明に係る第４の実施形態の複合積層体の製
造方法を説明するために用いられる、キャビティが成形
された最小単位の生の複合積層体の断面図である。
【符号の説明】
１ 複合積層体 ２ 第１シート層 ３ａ 複合積層体の内部に成形される第２シート層 ３ｂ 複合積層体の主面に与えられる第２シート層 ４，５ 導電膜 ６ キャビティ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月１８日（１９９９．１１．
１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】また、本発明の複合積層体の具体的な一つ
の製造方法は、第１の粉体の集合体を用意する工程と、
第１の粉体の集合体の少なくとも一部を溶融させ得る温
度では焼結しない第２の粉体の集合体を用意する工程
と、第１の粉体の集合体を含む生の第１シート層となる
べき第１のグリーンシートを成形する工程と、第１のグ
リーンシート上に、第２の粉体の集合体を含む生の第２
シート層となるべき第２のグリーンシートを成形して生
の第１中間積層体を得る工程と、生の第１中間積層体を
複数積層して生の複合積層体を用意する工程を備える第
１のステップと、生の第１シート層に含まれる第１の粉
体の集合体の一部を溶融させて、これを生の第２シート
層に拡散あるいは流動させ、生の第１シート層と生の第
１シート層を互いに固着させるように、第２の粉体の集
合体を焼結させないが第１の粉体の集合体の一部を溶融
させ得る温度で、生の複合積層体を焼成する第２のステ
ップとを備えることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】また、同様に本発明の複合積層体の具体的
な他の製造方法は、第１の粉体の集合体を用意する工程
と、第１の粉体の集合体の少なくとも一部を溶融させ得
る温度では焼結しない第２の粉体の集合体を用意する工
程と、第２の粉体の集合体を含む生の第２シート層とな
るべき第２のグリーンシートを成形する工程と、第２の
グリーンシート上に、第１の粉体の集合体を含む生の第
１シート層となるべき第１のグリーンシートを成形して
生の第１中間積層体を得る工程と、生の第１中間積層体
を複数積層して生の複合積層体を用意する工程を備える
第１のステップと、生の第１シート層に含まれる第１の
粉体の集合体の一部を溶融させて、これを生の第２シー
ト層に拡散あるいは流動させ、生の第１シート層と生の
第２シート層を互いに固着させるように、第２の粉体の
集合体を焼結させないが第１の粉体の集合体の一部を溶
融させ得る温度で、生の複合積層体を焼成する第２のス
テップとを備えることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】また、上述の具体的な一つの製造方法は、
第１のステップにおいて、第１の粉体の集合体を含む生
の第１シート層上に、第２の粉体の集合体を含む生の第
２シート層が成形された、生の第１中間積層体を得る第
１工程と、生の第１中間積層体を複数用意し、生の第１
シート層同士が互いに接するように圧着して、生の第２
中間積層体を得る第２工程と、生の第２中間積層体を複
数用意し、生の第２シート層同士が互いに接するように
圧着して生の複合積層体を得る第３工程とを備えること
が好ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】また、上述の具体的な他の製造方法は、第
１のステップにおいて、第２の粉体の集合体を含む生の
第２シート層上に、第１の粉体の集合体を含む生の第１
シート層が成形された、生の第１中間積層体を得る第１
工程と、生の第１中間積層体を複数用意し、生の第１シ
ート層同士が互いに接するように圧着して、生の第２中
間積層体を得る第２工程と、生の第２中間積層体を複数
用意し、生の第２シート層同士が互いに接するように圧
着して生の複合積層体を得る第３工程とを備えることが
好ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小嶋 勝 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 田中 謙次 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 4F100 AA19 AD00B AD00D AD00E AG00A AG00C AK51 BA05 BA06 BA10D BA10E DC11 DE01A DE01B DE01C DE01D DE01E EC032 EG001 EH011 EJ201 EJ202 EJ482 GB43 JA03 JB07A JB07B JB07C JB07D JB07E JD01D JG01E JG04 JG05 JG06 JK01 JK06 JK10 JL02 JL04 JN06 YY00B

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の粉体の集合体を含む第１シート層
    と、第２の粉体の集合体を含む第２シート層とを備える
    複合積層体であって、 前記第２シート層は前記第１シート層によって挟層さ
    れ、複合積層体の両主面は前記第２シート層によってさ
    らに与えられ、前記複合積層体の内部に積層される第２
    シート層の厚みは、前記複合積層体の主面に与えられる
    第２シート層の厚みより厚く、 前記第１シート層に含まれる前記第１の粉体の集合体の
    一部が前記第２シート層に拡散あるいは流動することに
    よって互いに固着されていることを特徴とする複合積層
    体。
  2. 【請求項２】 前記複合積層体の内部に積層される前記
    第２シート層の厚みは、前記複合積層体の主面に与えら
    れる前記第２シート層の厚みに対して１．７５ないし
    ２．６７倍であることを特徴とする、請求項１に記載の
    複合積層体。
  3. 【請求項３】 前記第１シート層の厚みは互いに実質的
    に同じであることを特徴とする、請求項１または２に記
    載の複合積層体。
  4. 【請求項４】 前記第１の粉体の集合体はガラスを含
    み、前記第２の粉体の集合体はセラミック粉末を含むこ
    とを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の複合
    積層体。
  5. 【請求項５】 前記複合積層体の主面および／または内
    部に、導電膜をさらに備え、前記第１シート層、前記第
    ２シート層および導電膜をもって回路基板を構成するこ
    とを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の複合
    積層体。
  6. 【請求項６】 少なくとも一方の主面に沿って開口を位
    置させているキャビティをさらに備えていることを特徴
    とする、請求項１ないし５の何れかに記載の複合積層
    体。
  7. 【請求項７】 第１の粉体の集合体を含む生の第１シー
    ト層と、前記第１の粉体の集合体の少なくとも一部を溶
    融させ得る温度では焼結しない第２の粉体の集合体を含
    む生の第２シート層とを備える生の複合積層体であっ
    て、前記生の第２シート層は前記生の第１シート層によ
    って挟層され、前記生の複合積層体の両主面は前記生の
    第２シート層によってさらに与えられ、前記生の複合積
    層体の内部に積層される生の第２シート層の厚みは、前
    記複合積層体の主面に与えられる生の第２シート層の厚
    みより厚い、生の複合積層体を用意する第１のステップ
    と、 前記生の第１シート層に含まれる前記第１の粉体の集合
    体の一部を溶融させて、これを前記生の第２シート層に
    拡散あるいは流動させ、前記生の第１シート層と前記生
    の第２シート層を互いに固着させるように、前記第２の
    粉体の集合体を焼結させないが前記第１の粉体の集合体
    の一部を溶融させ得る温度で、前記生の複合積層体を焼
    成する第２のステップとを備えることを特徴とする、複
    合積層体の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記第１のステップにおいて、前記生の
    複合積層体の内部に積層される前記生の第２シート層の
    厚みは、前記生の複合積層体の主面に与えられる前記第
    ２シート層の厚みに対して１．７５ないし２．６７倍で
    あることを特徴とする、請求項７に記載の複合積層体の
    製造方法。
  9. 【請求項９】 第１の粉体の集合体を用意する工程と、
    前記第１の粉体の集合体の少なくとも一部を溶融させ得
    る温度では焼結しない第２の粉体の集合体を用意する工
    程と、前記第１の粉体の集合体を含む第１のグリーンシ
    ートを成形する工程と、前記第１のグリーンシート上
    に、前記第２の粉体の集合体を含む第２のグリーンシー
    トを成形して生の第１中間積層体を得る工程と、前記生
    の第１中間積層体を複数積層して生の複合積層体を用意
    する工程を備える第１のステップと、 前記生の第１シート層に含まれる前記第１の粉体の集合
    体の一部を溶融させて、これを前記生の第２シート層に
    拡散あるいは流動させ、前記生の第１シート層と前記生
    の第２シート層を互いに固着させるように、前記第２の
    粉体の集合体を焼結させないが前記第１の粉体の集合体
    の一部を溶融させ得る温度で、前記生の複合積層体を焼
    成する第２のステップとを備えることを特徴とする、複
    合積層体の製造方法。
  10. 【請求項１０】 第１の粉体の集合体を用意する工程
    と、前記第１の粉体の集合体の少なくとも一部を溶融さ
    せ得る温度では焼結しない第２の粉体の集合体を用意す
    る工程と、前記第２の粉体の集合体を含む第２のグリー
    ンシートを成形する工程と、前記第２のグリーンシート
    上に、前記第１の粉体の集合体を含む第１のグリーンシ
    ートを成形して生の第１中間積層体を得る工程と、前記
    生の第１中間積層体を複数積層して生の複合積層体を用
    意する工程を備える第１のステップと、 前記第１シート層に含まれる前記第１の粉体の集合体の
    一部を溶融させて、これを前記第２シート層に拡散ある
    いは流動させ、前記生の第１シート層と前記生の第２シ
    ート層を互いに固着させるように、前記第２の粉体の集
    合体を焼結させないが前記第１の粉体の集合体の一部を
    溶融させ得る温度で、前記生の複合積層体を焼成する第
    ２のステップとを備えることを特徴とする、複合積層体
    の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記第１のステップにおいて、前記第
    １のグリーンシートは、前記第２のグリーンシートを成
    形する際のスラリーに対して耐溶剤性を有することを特
    徴とする、請求項９に記載の複合積層体。
  12. 【請求項１２】 前記第１のステップにおいて、前記第
    ２のグリーンシートは、前記第１のグリーンシートを成
    形する際のスラリーに対して耐溶剤性を有することを特
    徴とする、請求項１０に記載の複合積層体。
  13. 【請求項１３】 前記第１のステップにおいて、第１の
    粉体の集合体を含む第１のグリーンシート上に、前記第
    ２の粉体の集合体を含む層を成形して、生の第１中間積
    層体を得る第１工程と、 前記生の第１中間積層体を複数用意し、前記第１のグリ
    ーンシート同士が互いに接するように圧着して、生の第
    ２中間積層体を得る第２工程と、 前記生の第２中間積層体を複数用意し、前記第２の粉体
    の集合体を含む層同士が互いに接するように圧着して生
    の複合積層体を得る第３工程とを備えることを特徴とす
    る、請求項７，８，９，１１の何れかに記載の複合積層
    体の製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記第１のステップにおいて、第２の
    粉体の集合体を含む第２のグリーンシート上に、前記第
    １の粉体の集合体を含む層を成形して、生の第１中間積
    層体を得る第１工程と、 前記生の第１中間積層体を複数用意し、前記第２のグリ
    ーンシート同士が互いに接するように圧着して、生の第
    ２中間積層体を得る第２工程と、 前記生の第２中間積層体を複数用意し、前記第２の粉体
    の集合体を含む層同士が互いに接するように圧着して生
    の複合積層体を得る第３工程とを備えることを特徴とす
    る、請求項７，８，１０，１２の何れかに記載の複合積
    層体の製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記第１のステップにおいて、前記生
    の複合積層体の主面および／または内部に、導電膜を形
    成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項７な
    いし１４の何れかに記載の複合積層体の製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１のステップにおいて、前記生
    の第１中間積層体の少なくとも一方の主面に、導電膜を
    さらに成形する工程をさらに備えていることを特徴とす
    る、請求項９ないし１５の何れかに記載の複合積層体の
    製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記第１のステップにおいて、前記生
    の第２中間積層体の少なくとも一方の主面に、導電膜を
    さらに成形する工程をさらに備えていることを特徴とす
    る、請求項１３または１４に記載の複合積層体の製造方
    法。
  18. 【請求項１８】 前記第１のステップにおいて、前記生
    の第１シート層の厚みは互いに実質的に同じであること
    を特徴とする、請求項７ないし１７の何れかに記載の複
    合積層体。
  19. 【請求項１９】 前記第１のステップにおいて、前記第
    １の粉体の集合体はガラスを含み、前記第２の粉体の集
    合体はセラミック粉末を含むことを特徴とする、請求項
    ７ないし１８の何れかに記載の複合積層体の製造方法。
  20. 【請求項２０】 前記生の第２中間積層体の少なくとも
    一方の主面に沿って開口を位置させるようにキャビティ
    を成形するステップを備えることを特徴とする、請求項
    ７ないし１９に記載の複合積層体の製造方法。
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