JP2003273513A - キャビティ付き多層セラミック基板の製造方法およびキャビティ付き多層セラミック基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いわゆる無収縮プロセスを用いてキャビティ
付き多層セラミック基板を製造しようとするとき、外側
拘束層による収縮抑制作用が弱まる、キャビティの開口
端からより離れた位置で、比較的高い度合いの収縮が生
じ、キャビティが不所望に変形することがある。 【解決手段】 生の基板用積層体１３の、キャビティ１
６が形成された部分に位置する基板用セラミックグリー
ン層１２ａ間の界面に、収縮抑制用無機材料粉末を含む
層間拘束層１７を形成しながら、生の基板用積層体１３
を、収縮抑制用無機材料粉末を含む外側拘束層１４によ
って挟んだ状態で、焼成工程を実施する。

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、キャビティ付き
多層セラミック基板の製造方法およびキャビティ付き多
層セラミック基板に関するもので、特に、いわゆる無収
縮プロセスを適用して製造されるキャビティ付き多層セ
ラミック基板において、良好な形態を有するキャビティ
を実現するための方法およびこの方法を適用して製造さ
れたキャビティ付き多層セラミック基板に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電子機器に対する小型軽量化、多機能
化、高信頼性化等の要望に応え得るものとして、多層セ
ラミック基板が提案されかつ実用化されている。また、
キャビティが形成された多層セラミック基板も実用化さ
れており、このようなキャビティ付き多層セラミック基
板の場合には、キャビティ内に電子部品を収容した状態
で実装することができるので、上述のような要望をより
十分に満足させることができ、また、多層セラミック基
板自身の小型化および低背化をさらに進めることができ
る。

【０００３】このような多層セラミック基板を製造しよ
うとする場合、導体膜やビアホール導体などの配線導体
を形成した複数のセラミックグリーンシートを積層する
ことによって、生の積層体を得、この生の積層体を、プ
レスした後、焼成する工程が実施され、焼結後の積層体
を作製するようにされる。その後、焼結後の積層体の外
表面上に、必要に応じて、導体膜をさらに形成し、必要
な電子部品を実装すれば、多層セラミック基板が完成さ
れる。

【０００４】上述した多層セラミック基板の製造方法に
おいて、焼成工程を実施したとき、生の積層体が収縮す
ることは避けられないが、この収縮が特に不均一に生じ
る場合には、多層セラミック基板における配線の高密度
化を阻害することになるので、焼成工程の間、積層体に
備えるセラミック層の寸法や形状などについての精密な
制御技術が求められる。特に、キャビティが形成された
生の積層体を焼成する場合には、不均一な収縮がより生
じやすく、したがって、このような制御技術の実現がよ
り意義深いものとなる。

【０００５】上述のような焼成時のセラミックの寸法や
形状などについての精密な制御を可能とする方法とし
て、いわゆる無収縮プロセスによる多層セラミック基板
の製造方法がある。図３を参照して、この無収縮プロセ
スによる多層セラミック基板の製造方法について説明す
る。図３には、焼成前の生の複合積層体１が断面図で示
されている。なお、図３において、導体膜やビアホール
導体のような配線導体の図示は省略されている。

【０００６】図３を参照して、生の複合積層体１は、複
数の積層された基板用セラミックグリーン層２をもって
構成される生の基板用積層体３と、この生の基板用積層
体３を積層方向に挟むように配置される外側拘束層４と
を備えている。

【０００７】生の基板用積層体３には、その一方側が開
口端５とされかつ複数の基板用セラミックグリーン層２
の厚みに対応する深さを有するキャビティ６が形成され
ている。

【０００８】また、外側拘束層４は、基板用セラミック
グリーン層２に含まれる基板用セラミック材料粉末の焼
結温度では焼結しない収縮抑制用無機材料粉末を含んで
いる。外側拘束層４には、キャビティ６に連通する貫通
部７が設けられている。

【０００９】焼成工程は、図３に示すような生の複合積
層体１の状態で実施される。焼成工程においては、基板
用セラミックグリーン層２に含まれる基板用セラミック
材料粉末が焼結する温度条件が付与され、基板用積層体
３が焼結する。このとき、外側拘束層４に含まれる収縮
抑制用無機材料粉末は実質的に焼結しないため、外側拘
束層４においては実質的な収縮が生じない。したがっ
て、外側拘束層４による収縮抑制作用が生の基板用積層
体３に及ぼされることになり、基板用積層体３にあって
は、厚み方向には収縮するが、基板用セラミックグリー
ン層２の主面方向には収縮が生じにくくなる。その結
果、焼結後の基板用積層体の寸法精度を高くでき、配線
の高密度化を高い信頼性をもって達成することができ
る。

【００１０】なお、上述した焼成工程の後、外側拘束層
４は除去され、それによって、焼結後の基板用積層体が
取り出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図４は、この発明が解
決しようとする課題を説明するためのもので、焼結後の
基板用積層体８を断面図で示している。

【００１２】図４に示した基板用積層体８においては、
キャビティ６の径方向寸法は、開口端５から離れるに従
って、より大きくなっている。すなわち、キャビティ６
の断面形状が、外側に膨れる曲線状の斜辺を有する、ほ
ぼ台形となっている。このような形状のキャビティ６が
形成されてしまうのは、次の理由による。

【００１３】図３に示した生の複合積層体１を焼成する
とき、外側拘束層４から基板用積層体３に対して収縮抑
制作用が及ぼされるが、この収縮抑制作用は、外側拘束
層４から離れるに従って、すなわち、キャビティ６が設
けられた部分について言えば、開口端５から離れるに従
って、より弱くなる。そのため、開口端５からより離れ
た位置では、外側拘束層４による収縮抑制作用が十分に
届かず、そのため、比較的高い度合いの収縮が基板用セ
ラミックグリーン層２において生じてしまう。その結
果、図４に示すように、焼結後の基板用積層体８におい
て、キャビティ６の断面形状がほぼ台形状となる。

【００１４】このようにキャビティ６の断面形状がほぼ
台形状となると、キャビティ６内への電子部品の実装工
程において支障が生じたり、また、多層セラミック基板
を製造するため、複数の基板用積層体８を集合させたマ
ザー状態の基板を用意し、これを分割して複数の多層セ
ラミック基板を得る工程が採用される場合には、分割時
において不良を招くことがある。

【００１５】また、キャビティ６の断面形状がほぼ台形
状となることは、基板用積層体８において、焼成による
収縮が均一に生じていないことを意味しており、したが
って、配線導体において不所望な変形が生じていること
がある。

【００１６】また、図３に示した生の複合積層体１を焼
成するとき、キャビティ６の底面部周縁において収縮応
力が集中するため、焼結後の基板用積層体８の対応の部
分に、クラックが発生したり、そこに配線導体が形成さ
れている場合には、配線導体の断線が生じたりすること
もある。

【００１７】他方、特開２０００−３１５８６４号公報
では、図３に示した外側拘束層４を設けず、生の基板用
積層体３において、基板用セラミックグリーン層２間の
各界面に沿って、基板用セラミック材料粉末の焼結温度
では焼結しない収縮抑制用無機材料粉末を含む層間拘束
層を比較的薄く形成しておき、層間拘束層による収縮抑
制効果が及ぼされた状態で、生の基板用積層体３を焼成
する、多層セラミック基板の製造方法が記載されてい
る。

【００１８】この場合、層間拘束層は、ここに基板用セ
ラミックグリーン層２の材料が浸透することによって、
緻密化されかつ固化されるようにされ、焼成工程の後、
除去されず、製品としての多層セラミック基板に残され
る。

【００１９】しかしながら、上述の方法においては、層
間拘束層による収縮抑制力は、図３に示した外側拘束層
４による収縮抑制力に比べると、それほど大きいもので
はない。なぜなら、この層間拘束層は、基板用セラミッ
クグリーン層２の焼結を阻害しないように、外側拘束層
４に含まれる収縮抑制用無機材料粉末よりも低い焼結温
度を有する収縮抑制用無機材料粉末を含むことが通常で
あるとともに、焼成工程の結果、基体用セラミックグリ
ーン層２に含まれる材料の浸透によって固化されること
を可能とする程度に薄いものでなければならないからで
ある。

【００２０】また、生の基板用積層体３の厚みは、キャ
ビティ６が位置する部分では薄くなる。このような状況
において、積層方向にプレスされたとき、図３に示すよ
うに、生の基板用積層体３の下面に沿って外側拘束層４
が配置されている場合には、プレスによる圧力が生の基
板用積層体３の全体に分散され得るが、このような外側
拘束層４が配置されず、単に層間拘束層のみが形成され
ているに過ぎない場合には、キャビティ６の底部に相当
する部分がより容易に変形してしまう。

【００２１】また、層間拘束層は、その組成および厚み
の各条件に関して、基板用セラミックグリーン層２の焼
結をできるだけ阻害しないように選ばれるが、層間拘束
層本来の収縮抑制機能も十分に発揮させる必要があるた
め、基板用セラミックグリーン層２の焼結を多かれ少な
かれ阻害することは否めない。したがって、特開２００
０−３１５８６４号公報に記載されるように、複数の基
体用セラミックグリーン層２間の各界面すべてに層間拘
束層が形成されていると、各基板用セラミックグリーン
層２の焼結性の低下を無視することはできない。

【００２２】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な種々の問題を解決し得る、キャビティ付き多層セラミ
ック基板の製造方法およびこの製造方法によって得られ
たキャビティ付き多層セラミック基板を提供しようとす
ることである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明は、基板用セラ
ミック材料粉末を用意する工程と、基板用セラミック材
料粉末の焼結温度では焼結しない第１の収縮抑制用無機
材料粉末を用意する工程と、基板用セラミック材料粉末
を含む複数の積層された基板用セラミックグリーン層を
もって構成される生の基板用積層体と、生の基板用積層
体を積層方向に挟むように配置されかつ第１の収縮抑制
用無機材料粉末を含む外側拘束層とを備え、生の基板用
積層体には、その一方側が開口端とされかつ複数の基板
用セラミックグリーン層の厚みに対応する深さを有する
キャビティが形成されている、生の複合積層体を作製す
る、複合積層体作製工程と、外側拘束層による収縮抑制
作用を生の基板用積層体に及ぼしながら、生の複合積層
体を、基板用セラミック材料粉末が焼結する温度条件下
で焼成する、焼成工程とを備える、キャビティ付き多層
セラミック基板の製造方法にまず向けられるものであっ
て、上述した技術的課題を解決するため、次のような構
成を備えることを特徴としている。

【００２４】すなわち、この発明は、さらに、基板用セ
ラミック材料粉末の焼結温度では焼結しない第２の収縮
抑制用無機材料粉末を用意する工程を備え、前述の複合
積層体作製工程は、生の基板用積層体の、キャビティが
形成された部分に位置する基板用セラミックグリーン層
間の少なくとも１つの界面に、第２の収縮抑制用無機材
料粉末を含む層間拘束層を形成する工程を備えることを
特徴としている。

【００２５】上述の層間拘束層は、焼成工程において、
基板用セラミック材料粉末の焼結が完了する最低温度で
は、基板用セラミックグリーン層に含まれる材料の浸透
による空隙部の充填が終了しないだけの十分な厚みを有
し、焼成工程を終えた時点では、基板用セラミックグリ
ーン層に含まれる材料の浸透によって緻密化されかつ固
化される。

【００２６】複合積層体作製工程は、好ましくは、基板
用セラミックグリーン層となる複数の基板用セラミック
グリーンシートを用意する工程と、複数の基板用セラミ
ックグリーンシートの特定のものの上に層間拘束層を形
成する工程と、層間拘束層が形成された基板用セラミッ
クグリーンシートを含む複数の基板用セラミックグリー
ンシートに、キャビティとなる貫通孔を設ける工程と、
外側拘束層となる複数の無機材料グリーンシートを用意
する工程と、複数の基板用セラミックグリーンシートお
よび複数の無機材料グリーンシートを所定の順序で積層
する工程とを備える。このような複合積層体作製工程の
後、生の複合積層体を積層方向にプレスする工程がさら
に実施されることが好ましい。

【００２７】また、複合積層体作製工程は、複数の無機
材料グリーンシートの特定のものに、キャビティに連通
する貫通部を設ける工程をさらに備え、生の複合積層体
をプレスする工程は、貫通部を通してキャビティ内に弾
性体を位置させた状態で実施されることが好ましい。

【００２８】焼成工程では、好ましくは、１０００℃以
下の温度が適用される。

【００２９】基板用セラミック材料粉末は、ガラスまた
はガラスとセラミックとの混合物を含み、ガラス／セラ
ミックの重量比が１００／０ないし５／９５の範囲内に
選ばれていることが好ましい。

【００３０】第１および第２の収縮抑制用無機材料粉末
は、アルミナおよびジルコニアの少なくとも一方を含む
ことが好ましい。

【００３１】第１および第２の収縮抑制用無機材料粉末
は、互いに同じ無機材料を含んでいてもよい。

【００３２】また、第２の収縮抑制用無機材料粉末は、
第１の収縮抑制用無機材料粉末より焼結温度が低いこと
が好ましい。

【００３３】焼成工程において、好ましくは、複合積層
体の積層方向に１０ｋｇ／ｃｍ² 以下の荷重が加えられ
る。

【００３４】この発明は、また、上述のような製造方法
によって得られたキャビティ付き多層セラミック基板に
も向けられる。この発明に係るキャビティ付き多層セラ
ミック基板は、複数の積層された基板用セラミック層を
もって構成される基板用積層体を備え、基板用積層体に
は、その一方側が開口端とされかつ複数の基板用セラミ
ック層の厚みに対応する深さを有するキャビティが形成
され、キャビティが形成された部分に位置する基板用セ
ラミック層間の少なくとも１つの界面に、層間拘束層が
形成されていることを特徴としている。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施形
態を説明するためのものである。

【００３６】まず、図１（１）に示すように、生の複合
積層体１１が作製される。生の複合積層体１１は、複数
の積層された基板用セラミックグリーン層１２ａおよび
１２ｂをもって構成される生の基板用積層体１３と、こ
の生の基板用積層体１３を積層方向に挟むように配置さ
れる外側拘束層１４とを備えている。

【００３７】生の基板用積層体１３には、その一方側が
開口端１５とされかつ複数の基板用セラミックグリーン
層１２ａの厚みに対応する深さを有するキャビティ１６
が形成されている。

【００３８】外側拘束層１４は、基板用セラミックグリ
ーン層１２に含まれる基板用セラミック材料粉末の焼結
温度では焼結しない第１の収縮抑制用無機材料粉末を含
んでいる。

【００３９】生の基板用積層体１３の、キャビティ１６
が形成された部分に位置する基板用セラミックグリーン
層１２ａ間の各界面には、上述の基板用セラミック材料
粉末の焼結温度では焼結しない第２の収縮抑制用無機材
料粉末を含む層間拘束層１７が形成されている。図示の
実施形態では、基板用セラミックグリーン層１２ａ間の
すべての界面に、層間拘束層１７が形成されたが、層間
拘束層１７は、これら界面のすべてに形成される必要は
必ずしもなく、その作用を発揮し得る範囲で数および配
置状態を調整することができる。

【００４０】なお、図１においては、基板用セラミック
グリーン層１２ａおよび１２ｂに関連して設けられる導
体膜やビアホール導体のような配線導体の図示が省略さ
れている。

【００４１】上述した基板用セラミック材料粉末ならび
に第１および第２の収縮抑制用無機材料粉末として、好
ましくは、次のようなものが用いられる。

【００４２】まず、基板用セラミック材料粉末は、第１
および第２の収縮抑制用無機材料粉末の材料の選択の幅
を広げ、かつ配線導体の導電成分として、ニッケルまた
は銅のような卑金属を用いることを可能にするため、１
０００℃以下の温度で焼結可能なものであることが好ま
しい。そのため、基板用セラミック材料粉末としては、
ガラスまたはガラスとセラミックとの混合物を含む低温
焼結セラミック材料粉末が用いられることが好ましい。
ここで、ガラス／セラミックの重量比は１００／０ない
し５／９５の範囲内に選ばれることが好ましい。セラミ
ックとしては、たとえばアルミナが用いられる。また、
ガラスは、当初からガラス粉末として含有されていて
も、後述する焼成工程においてガラス質を析出するもの
であってもよい。ガラスとしては、たとえばホウケイ酸
系のものが有利に用いられる。

【００４３】基板用セラミック材料粉末が、上述のよう
に、１０００℃以下の温度で焼結する場合には、第１お
よび第２の収縮抑制用無機材料粉末としては、たとえ
ば、アルミナおよびジルコニアの少なくとも一方を含む
粉末を好適に用いることができる。この場合、第１およ
び第２の収縮抑制用無機材料粉末は、互いに同じ無機材
料を含んでいると、用意すべき材料の共通化を図れ、工
程管理の煩雑化を避け、ひいては、製造コストの低減を
期待することができる。また、第２の収縮抑制用無機材
料粉末は、その組成比率の調整や焼結助剤の添加等によ
り、第１の収縮抑制用無機材料粉末より焼結温度を低く
されることが好ましい。

【００４４】図１（１）に示した生の複合積層体１１を
作製するため、好ましくは、次のような各工程が実施さ
れる。

【００４５】まず、基板用セラミックグリーン層１２ａ
および１２ｂとなる複数の基板用セラミックグリーンシ
ートが用意される。基板用セラミックグリーンシート
は、基板用セラミック材料粉末に、有機ビヒクルおよび
その他の必要な添加剤を添加し、これらを混合すること
によって、スラリーを作製し、このスラリーをドクター
ブレード法等によってシート状に成形することによって
得ることができる。一例として、基板用セラミックグリ
ーンシートの厚みは、１００μｍ程度に選ばれる。

【００４６】次に、キャビティ１６が形成される部分に
位置する基板用セラミックグリーン層１２ａとなる複数
の基板用セラミックグリーンシート上には、層間拘束層
１７が形成される。すなわち、第２の収縮抑制用無機材
料粉末に、有機ビヒクルおよびその他の必要な添加剤を
添加し、これらを混合することによって、スラリーを作
製し、このスラリーを、基板用セラミックグリーン層１
２ａとなる基板用セラミックグリーンシート上に印刷等
の方法によって薄層状に付与され、それによって、基板
用セラミックグリーンシート上に層間拘束層１７が形成
された２重構造の複合シートが作製される。一例とし
て、層間拘束層１７の厚みは、１〜２μｍ程度とされ
る。

【００４７】次に、上述の複合シートの各々に、キャビ
ティ１６となる貫通孔１８が設けられる。

【００４８】また、基板用セラミックグリーン層１２ａ
および１２ｂの各々となる基板用セラミックグリーンシ
ートの特定のものに、配線導体としての導体膜やビアホ
ール導体等が必要に応じて形成される。

【００４９】他方、外側拘束層１４となる複数の無機材
料グリーンシートが用意される。無機材料グリーンシー
トは、基板用セラミックグリーンシートの場合と実質的
に同様の方法を適用しながら、第１の収縮抑制用無機材
料粉末を含むスラリーを作製し、これをドクターブレー
ド法等によってシート状に成形することによって得るこ
とができる。

【００５０】次に、無機材料グリーンシートの特定のも
のに、貫通部１９が設けられる。

【００５１】次に、上述したような複数の複合シートを
含む複数の基板用セラミックグリーンシートおよび複数
の無機材料グリーンシートが、それぞれ、図１（１）に
示すような基板用セラミックグリーン層１２ａおよび１
２ｂ、層間拘束層１７ならびに外側拘束層１４を与える
ように所定の順序で積層される。

【００５２】なお、基板用セラミックグリーンシートが
与える基板用セラミックグリーン層１２ａおよび１２ｂ
が積層された構造を有する生の基板用積層体１３を積層
方向に挟むように配置される外側拘束層１４となる無機
材料グリーンシートは、図１（１）では、上下２枚ずつ
積層されているように図示されているが、その積層数
は、外側拘束層１４による収縮抑制作用が十分に発揮さ
れる限り、任意に増減することができる。

【００５３】生の複合積層体１１は、次に、積層方向に
プレスされる。このプレス工程では、図１（２）に示す
ように、弾性体２０が用いられ、外側拘束層１４に設け
られた貫通部１９を通してキャビティ１６内に弾性体２
０が入り込み、それによって、キャビティ１６の底面お
よび側面にまでプレス作用が十分に及ぶようにされる。

【００５４】また、プレス工程において、生の複合積層
体１１と弾性体２０との間に、キャビティ１６の開口端
１５の径方向寸法と実質的に同じかわずかに小さい寸法
の貫通孔２１を有する剛体板２２を配置することが好ま
しい。この剛体板２２によって、生の基板用積層体１３
におけるキャビティ１６の周辺部での不所望な変形を防
止することができる。

【００５５】次に、生の複合積層体１１は、基板用セラ
ミックグリーン層１２ａおよび１２ｂに含まれる基板用
セラミック材料粉末が焼結する温度条件下で焼成され
る。そして、図１（３）に示すように、焼結後の基板用
積層体２３を取り出すため、通常は、外側拘束層１４が
除去される。

【００５６】上述した焼成工程において、外側拘束層１
４に含まれる第１の収縮抑制用無機材料粉末は実質的に
焼結しないため、外側拘束層１４には実質的な収縮が生
じない。したがって、外側拘束層１４による収縮抑制作
用が、生の基板用積層体１３に及ぼされ、生の基板用積
層体１３にあっては、焼成工程において、基板用セラミ
ックグリーン層１２ａおよび１２ｂの厚み方向にのみ収
縮が生じ、主面方向への収縮は、外側拘束層１４によっ
て拘束されるため、実質的に生じないようにすることが
できる。

【００５７】上述のような焼成工程における外側拘束層
１４による収縮抑制作用は、生の基板用積層体１３にお
けるキャビティ１６の開口端１５から離れるに従って弱
まり、そのため、開口端１５からより離れた位置でより
高い度合いの収縮が生じる可能性がある。層間拘束層１
７は、この問題を有利に解決する。

【００５８】すなわち、層間拘束層１７に含まれる第２
の収縮抑制用無機材料粉末は、焼成工程において、実質
的に焼結ないため、層間拘束層１７には実質的な収縮が
生じない。したがって、層間拘束層１７による収縮抑制
作用は、キャビティ１６が形成された部分に位置する基
板用セラミックグリーン層１２ａに及ぼされ、基板用セ
ラミックグリーン層１２ａの主面方向への収縮が抑制さ
れ、その結果、図１（３）に示すように、焼結後の基板
用積層体２３において、キャビティ１６に対して一様な
径方向寸法を与えることができる。

【００５９】層間拘束層１７は、上述のような効果を発
揮するためには、焼成工程において、基板用セラミック
材料粉末の焼結が完了する最低温度では、基板用セラミ
ックグリーン層１２ａおよび１２ｂに含まれる材料の浸
透による空隙部の充填が終了しないだけの十分な厚みを
有していることが必要である。

【００６０】また、層間拘束層１７は、製品となるキャ
ビティ付多層セラミック基板において残されるので、焼
成工程を終えた時点では、基板用セラミックグリーン層
１２ａおよび１２ｂに含まれる材料の浸透によって緻密
化されかつ固化されていることが必要である。

【００６１】上述したような焼成工程において、外側拘
束層１４および層間拘束層１７による収縮抑制作用が生
の基板用積層体１３により確実に及ぼされるようにする
ため、生の複合積層体１１に対して、積層方向に荷重が
加えられることが好ましい。この場合、荷重としては、
１０ｋｇ／ｃｍ² 以下の圧力が適用される。

【００６２】このように、焼結後の基板用積層体２３が
得られた後、必要に応じて、外部導体膜が形成され、キ
ャビティ１６内および／または外表面上に電子部品が実
装されることによって、目的とするキャビティ付き多層
セラミック基板が完成される。

【００６３】図２は、この発明の第２の実施形態を説明
するための図１（１）に相当する図である。図２におい
て、図１（１）に示した要素に相当する要素には同様の
参照符号を付し、重複する説明は省略する。

【００６４】図２に示した生の複合積層体３１に備える
生の基板用積層体３３は、貫通孔が設けられていない基
板用セラミックグリーン層１２ｂのほか、貫通孔１８ｃ
が設けられた基板用セラミックグリーン層１２ｃおよび
貫通孔１８ｄが設けられた基板用セラミックグリーン層
１２ｄをもって構成されている。

【００６５】上述の貫通孔１８ｃは貫通孔１８ｄより大
きく、したがって、これら貫通孔１８ｃおよび１８ｄに
よって形成されたキャビティ３６は、段部３７を有して
いる。

【００６６】層間拘束層１７は、基板用セラミックグリ
ーン層１２ｃおよび１２ｄ間の各界面に沿って形成され
ている。

【００６７】この第２の実施形態によれば、外側拘束層
１４および層間拘束層１７による収縮抑制作用が、第１
の実施形態の場合と同様に、焼成時において生の基板用
積層体３３に及ぼされるため、キャビティ３６における
段部３７での変形も最小限に抑えることができる。

【００６８】以上、この発明を図示した実施形態に関連
して説明したが、この発明の範囲内において、その他、
種々の変形例が可能である。

【００６９】たとえば、図示した実施形態における生の
基板用積層体１３または３３における基板用セラミック
グリーン層１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄの積層
数や、キャビティ１６または３６の位置、形状、大きさ
および数等については、得ようとするキャビティ付き多
層セラミック基板の設計に応じて任意に変更することが
できる。

【００７０】また、前述した実施形態では、生の複合積
層体１１または３１を作製するため、基本的に、グリー
ンシートを予め作製し、これらグリーンシートを積層す
る方法を採用したが、これに代えて、たとえば、基板用
セラミックグリーン層１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１
２ｄ、層間拘束層１７ならびに外側拘束層１４を印刷工
程によって形成し、このような印刷工程を繰り返すこと
によって、生の複合積層体１１または３１を得るように
してもよい。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、焼成
されるべき生の複合積層体において、外側拘束層によっ
て挟まれた生の基板用積層体の、キャビティが形成され
た部分に位置する基板用セラミックグリーンシート間の
少なくとも１つの界面に、層間拘束層が形成されている
ので、焼成工程において、外側拘束層による収縮抑制作
用に加えて、層間拘束層による収縮抑制作用が働き、基
板用セラミックグリーン層の主面方向への収縮が実質的
に生じないようにすることができるとともに、キャビテ
ィにおいて不所望な変形のないキャビティ付多層セラミ
ック基板を容易かつ安価に得ることができる。

【００７２】したがって、キャビティ付き多層セラミッ
ク基板に備える基板用積層体を得るため、複数の基板用
積層体が集合されたマザー状態の積層体から分割する工
程が実施される場合、このような分割工程において、キ
ャビティの不所望な変形のため、不良品がもたらされる
問題を回避することができる。

【００７３】また、キャビティの不所望な変形のために
生じ得るキャビティ内への電子部品の実装不良の問題も
回避することができる。また、キャビティの不所望な変
形による焼成における不均一な収縮を生じにくくするこ
とができ、したがって、配線導体における不所望な変形
も生じにくくすることができる。

【００７４】また、キャビティの部分にクラックが発生
したり、そこに配線導体が設けられる場合には、配線導
体の断線が生じたりすることを防止することができる。

【００７５】また、層間拘束層は、キャビティが形成さ
れた部分に位置する基板用セラミックグリーンシート間
にのみ形成されるので、基板用セラミックグリーン層の
焼結性に悪影響を及ぼす度合いを最小限に留めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態によるキャビティ付
き多層セラミック基板の製造方法を説明するためのもの
で、この製造方法に含まれる代表的な工程を示す断面図
である。

【図２】この発明の第２の実施形態によるキャビティ付
き多層セラミック基板の製造方法を説明するための図１
（１）に相当する図である。

【図３】従来の製造方法を実施してキャビティ付き多層
セラミック基板を製造する途中の段階で得られる生の複
合積層体１を示す断面図である。

【図４】この発明が解決しようとする課題を説明するた
めのもので、図３に示した生の複合積層体１を焼成する
工程を経て得られた焼結後の基板用積層体８を示す断面
図である。

【符号の説明】

１１，３１ 生の複合積層体 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 基板用セラミックグ
リーン層 １３，３３ 生の基板用積層体 １４ 外側拘束層 １５ 開口端 １６，３６ キャビティ １７ 層間拘束層 １８，１８ｃ，１８ｄ 貫通孔 １９ 貫通部 ２０ 弾性体 ２３ 焼結後の基板用積層体 ２４ 基板用セラミック層

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板用セラミック材料粉末を用意する工
   程と、 前記基板用セラミック材料粉末の焼結温度では焼結しな
   い第１の収縮抑制用無機材料粉末を用意する工程と、 前記基板用セラミック材料粉末を含む複数の積層された
   基板用セラミックグリーン層をもって構成される生の基
   板用積層体と、前記生の基板用積層体を積層方向に挟む
   ように配置されかつ前記第１の収縮抑制用無機材料粉末
   を含む外側拘束層とを備え、前記生の基板用積層体に
   は、その一方側が開口端とされかつ複数の前記基板用セ
   ラミックグリーン層の厚みに対応する深さを有するキャ
   ビティが形成されている、生の複合積層体を作製する、
   複合積層体作製工程と、 前記外側拘束層による収縮抑制作用を前記生の基板用積
   層体に及ぼしながら、前記生の複合積層体を、前記基板
   用セラミック材料粉末が焼結する温度条件下で焼成す
   る、焼成工程とを備え、さらに、 前記基板用セラミック材料粉末の焼結温度では焼結しな
   い第２の収縮抑制用無機材料粉末を用意する工程を備
   え、 前記複合積層体作製工程は、前記生の基板用積層体の、
   前記キャビティが形成された部分に位置する前記基板用
   セラミックグリーン層間の少なくとも１つの界面に、前
   記第２の収縮抑制用無機材料粉末を含む層間拘束層を形
   成する工程を備え、 前記層間拘束層は、前記焼成工程において、前記基板用
   セラミック材料粉末の焼結が完了する最低温度では、前
   記基板用セラミックグリーン層に含まれる材料の浸透に
   よる空隙部の充填が終了しないだけの十分な厚みを有
   し、前記焼成工程を終えた時点では、前記基板用セラミ
   ックグリーン層に含まれる材料の浸透によって緻密化さ
   れかつ固化されている、キャビティ付き多層セラミック
   基板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記複合積層体作製工程は、前記基板用
   セラミックグリーン層となる複数の基板用セラミックグ
   リーンシートを用意する工程と、複数の前記基板用セラ
   ミックグリーンシートの特定のものの上に前記層間拘束
   層を形成する工程と、前記層間拘束層が形成された前記
   基板用セラミックグリーンシートを含む複数の前記基板
   用セラミックグリーンシートに、前記キャビティとなる
   貫通孔を設ける工程と、前記外側拘束層となる複数の無
   機材料グリーンシートを用意する工程と、複数の前記基
   板用セラミックグリーンシートおよび複数の前記無機材
   料グリーンシートを所定の順序で積層する工程とを備
   え、前記複合積層体作製工程の後、前記生の複合積層体
   を積層方向にプレスする工程をさらに備える、請求項１
   に記載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記複合積層体作製工程は、複数の前記
   無機材料グリーンシートの特定のものに、前記キャビテ
   ィに連通する貫通部を設ける工程をさらに備え、前記生
   の複合積層体をプレスする工程は、前記貫通部を通して
   前記キャビティ内に弾性体を位置させた状態で実施され
   る、請求項２に記載のキャビティ付き多層セラミック基
   板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記焼成工程において、１０００℃以下
   の温度が適用される、請求項１ないし３のいずれかに記
   載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
5. 【請求項５】 前記基板用セラミック材料粉末は、ガラ
   スまたはガラスとセラミックとの混合物を含み、ガラス
   ／セラミックの重量比が１００／０ないし５／９５の範
   囲内に選ばれている、請求項１ないし４のいずれかに記
   載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第１および第２の収縮抑制用無機材
   料粉末は、アルミナおよびジルコニアの少なくとも一方
   を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載のキャビテ
   ィ付き多層セラミック基板の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第１および第２の収縮抑制用無機材
   料粉末は、互いに同じ無機材料を含む、請求項１ないし
   ６のいずれかに記載のキャビティ付き多層セラミック基
   板の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第２の収縮抑制用無機材料粉末は、
   前記第１の収縮抑制用無機材料粉末より焼結温度が低
   い、請求項１ないし７のいずれかに記載のキャビティ付
   き多層セラミック基板の製造方法。
9. 【請求項９】 前記焼成工程において、前記複合積層体
   の積層方向に１０ｋｇ／ｃｍ² 以下の荷重が加えられ
   る、請求項１ないし８のいずれかに記載のキャビティ付
   き多層セラミック基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    製造方法によって得られた、キャビティ付き多層セラミ
    ック基板であって、複数の積層された基板用セラミック
    層をもって構成される基板用積層体を備え、前記基板用
    積層体には、その一方側が開口端とされかつ複数の前記
    基板用セラミック層の厚みに対応する深さを有するキャ
    ビティが形成され、前記キャビティが形成された部分に
    位置する前記基板用セラミック層間の少なくとも１つの
    界面に、前記層間拘束層が形成されている、キャビティ
    付き多層セラミック基板。