JP2003246680A - 多層セラミック基板の製造方法 - Google Patents

多層セラミック基板の製造方法

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JP2003246680A JP2002050234A JP2002050234A JP2003246680A JP 2003246680 A JP2003246680 A JP 2003246680A JP 2002050234 A JP2002050234 A JP 2002050234A JP 2002050234 A JP2002050234 A JP 2002050234A JP 2003246680 A JP2003246680 A JP 2003246680A
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弘倫 川上
Yoshifumi Saito
善史 齋藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層集合基板を分割して複数の多層セラミ
ック基板を取り出す際に、分割不良が発生せず、かつハ
ンドリング性にも優れた多層セラミック基板の製造方法
を提供する。 【解決手段】 セラミック絶縁材料粉末を含む生の多層
集合基板の上下両主面を、前記セラミック絶縁材料粉末
の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制
層で挟んで生の複合積層体を作製し、前記生の複合積層
体の一方主面に、一方の収縮抑制層および生の多層集合
基板を貫通して他方の収縮抑制層に到達し、かつ前記生
の複合積層体の他方主面に届かない深さで、切り込み溝
を設け、前記切り込み溝が設けられた生の複合積層体
を、前記セラミック絶縁材料粉末は焼結するが前記無機
材料粉末は焼結しない条件下で焼成した後、上下の未焼
結の前記収縮抑制層を除去した焼結後の多層集合基板か
ら、前記切り込み溝に沿って分割された複数の多層セラ
ミック基板を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ハイブリッドＩ
Ｃなどに用いる多層セラミック基板の製造方法に関し、
特に、大面積の多層集合基板を分割して得られる複数の
多層セラミック基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多層セラミック基板は、複数の積層され
たセラミック層を備えており、種々の形態の配線導体が
設けられている。多層セラミック基板を、より多機能
化、高性能化するためには、高密度に配線を施すことが
有効である。
【０００３】一般に、セラミックグリーンシートを積層
して焼成する際、セラミックの焼結による収縮から寸法
誤差が生じる。この寸法誤差は、多層セラミック基板に
形成された外部導体の位置精度の低下や内部導体の断線
という問題を発生させる。
【０００４】これを解決するため、低温焼成可能な基板
用セラミックグリーンシートからなるセラミックグリー
ン層を有する生の多層セラミック基板の上下に、前記基
板用セラミックグリーンシートの焼成温度では焼結しな
い、収縮抑制用セラミックグリーンシートからなる収縮
抑制層を形成し、圧着し、この生の複合積層体を比較的
低温で焼成した後、収縮抑制層に由来する未焼結層を除
去する方法が提案されている。
【０００５】この多層セラミック基板の製造方法によれ
ば、収縮抑制層がセラミックグリーン層を拘束するの
で、セラミックグリーン層の長さ（Ｘ）、幅（Ｙ）方向
での収縮が生じにくい。その結果、焼成後の多層セラミ
ック基板の寸法精度を高くでき、基板の反りも軽減でき
る。そのため、高密度に配線を施しても、形成位置の精
度の低下や断線などの問題が生じにくい。
【０００６】他方、多層セラミック基板を製造するに際
して、その製造効率を高めるため、所定の分割線に沿っ
て分割することによって複数の多層セラミック基板を取
り出すことができる大面積の多層集合基板を作製し、こ
の多層集合基板を前記分割線に沿って分割することによ
って、複数の多層セラミック基板を一挙に得る、いわゆ
る多数個取りによる方法が採用されている。
【０００７】具体的には、大面積の多層集合基板が未焼
成の状態にあるときに、多層集合基板の所定の分割線の
位置に沿うように、カッター刃または金型などを用い
て、切り込み溝を設ける。焼成後、いわゆるチョコレー
トブレイク態様に基づいて多層集合基板を折り曲げるだ
けで、大面積の多層集合基板を所定の分割線に沿って分
割することができる。
【０００８】図３は、多層セラミック基板を製造する途
中の段階で得られる大面積の生の複合積層体１の一部を
断面図で示したものである。なお、配線導体については
図示を省略し、厚み方向寸法を誇張して図示している。
【０００９】生の複合積層体１は、セラミック絶縁材料
粉末を含む複数のセラミックグリーン層２を積層した大
面積の生の多層集合基板３と、その両主面に形成された
前記セラミック絶縁材料粉末の焼結温度では焼結しない
無機材料粉末を含む収縮抑制層４ａ、４ｂと、を備えて
いる。さらに、生の複合積層体１の一方主面１ａには、
所定の分割線５の位置に沿うように、一方の収縮抑制層
４ａを貫通して、多層集合基板３の厚みの一部にまで届
く深さで、切り込み溝６が設けられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示した
生の積層複合体１にあっては、焼成後に収縮抑制層４
ａ、４ｂを除去して、焼成後の多層集合基板３を分割し
ようとすると、切り込み溝６に沿って分割できず、切り
込み溝６以外で割れてしまうなど、分割不良が発生する
ことがあった。
【００１１】本発明の目的は、大面積の多層集合基板を
分割して複数の多層セラミック基板を取り出す際に、分
割不良が発生せず、かつハンドリング性にも優れた多層
セラミック基板の製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この第１の発明にかかる
多層セラミック基板の製造方法は、セラミック絶縁材料
粉末を含む複数のセラミックグリーン層を積層して生の
多層集合基板を作製する工程と、前記生の多層集合基板
の上下両主面を、前記セラミック絶縁材料粉末の焼結温
度では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制層で挟
み、積層方向に圧着して、生の複合積層体を作製する工
程と、前記生の複合積層体の一方主面に、一方の収縮抑
制層および生の多層集合基板を貫通して他方の収縮抑制
層に到達し、かつ前記生の複合積層体の他方主面に届か
ない深さで、切り込み溝を設ける工程と、前記切り込み
溝が設けられた生の複合積層体を、前記セラミック絶縁
材料粉末は焼結するが前記無機材料粉末は焼結しない条
件下で焼成し、前記収縮抑制層に挟まれた焼結後の多層
集合基板を得る工程と、前記焼結後の多層集合基板か
ら、上下に配置された未焼結の前記収縮抑制層を除去す
る工程と、前記焼結後の多層集合基板から、前記切り込
み溝に沿って分割された複数の多層セラミック基板を取
り出す工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】この第２の発明にかかる多層セラミック基
板の製造方法は、前記切り込み溝が、互いにほぼ直交す
るように縦方向と横方向に配列されていることを特徴と
する。
【００１４】この第３の発明にかかる多層セラミック基
板の製造方法は、前記セラミックグリーン層が、ガラス
または結晶化ガラスを含むことを特徴とする。
【００１５】この多層セラミック基板の製造方法によれ
ば、作業時のハンドリング性に優れ、焼成後の分割不良
の発生も防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態を説
明するためのものであり、多層セラミック基板を製造す
る途中の段階で得られる大面積の生の複合積層体１１を
示している。ここで、図１は、生の複合積層体１１の一
部を示す断面図であり、厚み方向寸法が誇張されて図示
されており、また、配線導体の図示が省略されている。
【００１７】生の複合積層体１１は、セラミック絶縁材
料粉末を含む複数のセラミックグリーン層１２を積層し
た大面積の生の多層集合基板１３と、その両主面に形成
された前記セラミック絶縁材料粉末の焼結温度では焼結
しない無機材料粉末を含む収縮抑制層１４ａ、１４ｂ
と、を備えている。さらに、生の複合積層体１１の一方
主面１１ａには、所定の分割線１５の位置に沿うよう
に、一方の収縮抑制層１４ａおよび生の多層集合基板１
３を貫通して、他方の収縮抑制層１４ｂの厚みの一部に
まで届く深さで、切り込み溝１６が設けられている。
【００１８】以下、本発明による多層セラミック基板の
製造方法について、図１、図２を参照しつつ説明する。
【００１９】まず、ＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ
3を混合したガラス粉末と、アルミナ粉末を等重量比率
で混合したセラミック絶縁材料粉末に、有機バインダお
よび溶媒のトルエンを加え、ボールミルで混合し、減圧
下で脱泡処理してスラリーとする。
【００２０】なお、セラミック絶縁材料粉末としては、
多層セラミック基板に用いられる通常の原料を使用すれ
ばよいが、ガラスまたは結晶化ガラスを含むとき、比較
的低温での焼結が可能となり、収縮抑制層１４ａ、１４
ｂに含まれる無機材料粉末の選択の幅が広がる。また、
有機バインダ、溶媒、可塑剤などの有機ビヒクル類につ
いても、通常用いられるものでよく、特別の限定を要し
ない。
【００２１】次に、前記スラリーを、ドクターブレード
を用いたキャスティング法によりキャリアフィルム上で
シート状に成形し、厚み０．１ｍｍのセラミックグリー
ンシートを作製する。前記セラミックグリーンシートを
乾燥させた後、キャリアフィルムから剥がし、打ち抜い
て、平面寸法が１００ｍｍ□のセラミックグリーンシー
トとする。なお、前記セラミックグリーンシートに含ま
れるセラミック絶縁材料粉末の焼結温度は８５０℃であ
った。
【００２２】セラミックグリーンシートには、必要に応
じて、配線導体となるＡｇ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄな
どの導電性ペーストをスクリーン印刷等で塗布したり、
スルーホールを設けて、このスルーホールに導電性ペー
ストを充填したりする工程が実施される。
【００２３】そして、前記セラミックグリーンシートを
１０枚積層して、セラミックグリーン層１２を有する生
の多層集合基板１３を作製する。
【００２４】次に、無機材料粉末であるアルミナ粉末
に、有機バインダおよび溶媒のトルエンを加え、ボール
ミルで混合し、減圧下で脱泡処理してスラリーとする。
【００２５】なお、無機材料粉末は、前述したセラミッ
クグリーン層１２のためのセラミックグリーンシートに
含まれるセラミック絶縁材料粉末の焼結温度では焼結し
ないものを用いる。また、有機バインダ、溶媒、可塑剤
などの有機ビヒクル類については、通常用いられるもの
でよく、特別の限定を要しない。
【００２６】次に、前記スラリーから、前述したセラミ
ックグリーン層１２のためのセラミックグリーンシート
と同様の要領で、無機材料グリーンシートを作製する。
なお、前記無機材料グリーンシートに含まれる無機材料
粉末の焼結温度は１６００℃であった。
【００２７】そして、生の多層集合基板１３の上下両主
面に、前記無機材料グリーンシートをそれぞれ５枚ずつ
積層して、プレス成形して、切込み溝１５形成前の、１
００ｍｍ□の大面積の生の複合積層体１１を得る。
【００２８】さらに、前記生の複合積層体１１の一方主
面１１ａに、複数の多層セラミツク基板を取り出すため
の分割線１５の位置に沿って、切り込み溝１６を設け
る。
【００２９】切り込み溝１６は、図２に示すように、分
割線１５の位置に沿って、互いにほぼ直交するように縦
方向と横方向に格子状に配列される。なお、あらかじめ
短冊状の複合積層体１１であれば、切り込み溝１６は、
長さ方向と直交する方向にのみ設ければよい。
【００３０】切り込み溝１６の深さは、一方の収縮抑制
層１４ａおよび生の多層集合基板１３を貫通して他方の
収縮抑制層１４ｂに到達し、かつ前記生の複合積層体１
１の他方主面１１ｂに届かない深さとする。好ましく
は、一方の収縮抑制層１４ａおよび生の多層集合基板１
３を貫通し、他方の収縮抑制層１４ｂの厚みの１／１０
〜４／１０程度まで届くように形成する。そして、前記
切り込み溝１６が設けられた生の複合積層体１１を、焼
成用匣に配置し、前記セラミック絶縁材料粉末は焼結す
るが前記無機材料粉末は焼結しない条件下で焼成する。
具体的には、４００℃まで１．５℃／分、４００〜９０
０℃まで５℃／分〜６０℃／分の速度で昇温し、９００
℃を５〜６０分キープして焼成し、複合積層体１１にお
ける多層集合基板１３の部分のみを焼結させた。
【００３１】そして、焼結後の多層集合基板１３から、
上下に配置された未焼結の収縮抑制層１４ａ、１４ｂを
ブラシなどで除去して、焼結後の多層集合基板１３を取
り出す。
【００３２】この焼結後の多層集合基板１３は、大面積
の多層集合基板１３であるが、切り込み溝１６を多層集
合基板１３を貫通するように設けたので、焼成後は、複
数の多層セラミック基板に分割されている。
【００３３】さらに、比較例として、前記生の複合積層
体１１に設ける切り込み溝１６の深さを変化させて、多
層セラミック基板を製造し、作業性と焼成後の分割性を
調べた。
【００３４】図３に示すように、一方の収縮抑制層４ａ
を貫通して、多層集合基板３の厚みの４０％の深さまで
切り込み溝６を形成した生の複合積層体１を焼成したと
ころ、焼成後の分割時に、約１０％の分割不良が発生し
た。
【００３５】
【発明の効果】本発明による多層セラミック基板の製造
方法によれば、大面積の生の多層集合基板を収縮抑制層
で挟んだ大面積の生の複合積層体の一方主面に、一方の
収縮抑制層および生の多層集合基板を貫通して、他方の
収縮抑制層に到達する深さ（複合積層体の他方主面には
到達しないこととする）の切り込み溝を設けることによ
り、複合積層体は集合状態で取り扱えるので作業性に優
れ、焼成後は複数に分割されやすいので分割時の不良が
発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態を説明するためのもの
であり、多層セラミック基板を製造する途中の段階で得
られる大面積の複合積層体の一部を示す断面図である。
【図２】図１の大面積の複合積層体における分割線の配
列を示す平面図である。
【図３】一つの従来例を説明するためのものであり、多
層セラミック基板を製造する途中の段階で得られる大面
積の複合積層体の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 複合積層体 １１ａ 一方主面 １１ｂ 他方主面 １２ セラミックグリーン層 １３ 多層集合基板 １４ａ、１４ｂ 収縮抑制層 １５ 分割線 １６ 切り込み溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 35/64 Ｊ Ｂ２８Ｂ 11/00 Ｚ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミック絶縁材料粉末を含む複数のセ
    ラミックグリーン層を積層して生の多層集合基板を作製
    する工程と、 前記生の多層集合基板の上下両主面を、前記セラミック
    絶縁材料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を
    含む収縮抑制層で挟み、積層方向に圧着して、生の複合
    積層体を作製する工程と、 前記生の複合積層体の一方主面に、一方の収縮抑制層お
    よび生の多層集合基板を貫通して他方の収縮抑制層に到
    達し、かつ前記生の複合積層体の他方主面に届かない深
    さで、切り込み溝設ける工程と、 前記切り込み溝が設けられた生の複合積層体を、前記セ
    ラミック絶縁材料粉末は焼結するが前記無機材料粉末は
    焼結しない条件下で焼成し、前記収縮抑制層に挟まれた
    焼結後の多層集合基板を得る工程と、 前記焼結後の多層集合基板から、上下に配置された未焼
    結の前記収縮抑制層を除去する工程と、 前記焼結後の多層集合基板から、前記切り込み溝に沿っ
    て分割された複数の多層セラミック基板を取り出す工程
    と、を備えることを特徴とする多層セラミック基板の製
    造方法。
  2. 【請求項２】 前記切り込み溝は、互いにほぼ直交する
    ように縦方向と横方向に配列されていることを特徴とす
    る請求項１記載の多層セラミック基板の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記セラミックグリーン層は、ガラスま
    たは結晶化ガラスを含むことを特徴とする請求項１また
    は請求項２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
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