JP2003318309A - キャビティ付き多層セラミック基板の製造方法 - 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、キャビティの底面
において、収縮が生じやすく、キャビティが不所望に歪
むことがある。 【解決手段】 収縮抑制用無機材料を含む収縮抑制用シ
ート３１をキャリアフィルム３３上で形成し、収縮抑制
用シート３１に、キャビティ２９の底面３０の輪郭に相
当する形状の切り込みを入れ、切り込みの外側の部分を
除去した後、生の基板用積層体２２を作製するための基
板用セラミックグリーンシート２５，２６の積層工程に
おいて、キャビティ２９の底面３０を与える基板用セラ
ミックグリーンシート２６上に、キャリアフィルム３３
上に保持された収縮抑制用シート３１を転写し、キャビ
ティ２９の底面３０上に収縮抑制用シート３１が配置さ
れた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９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９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９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９を参照して、生の複合積層体１は、複
数の第１の基板用セラミックグリーンシート２と複数の
第２のセラミックグリーンシート３とを積層することに
よって得られた生の基板用積層体４と、この生の基板用
積層体４の積層方向での各端面に沿って配置される外側
拘束層５および６とを備えている。

【０００７】第１の基板用セラミックグリーンシート２
には、貫通孔７が設けられ、それによって、生の基板用
積層体４には、その積層方向での一方の端面に開口８を
位置させているキャビティ９が形成されている。

【０００８】外側拘束層５および６は、上述した基板用
セラミックグリーンシート２および３に含まれる基板用
セラミック材料の焼結温度では焼結しない収縮抑制用無
機材料を含んでいる。また、キャビティ９の開口８側に
位置する外側拘束層５には、キャビティ９の開口８を露
出させる貫通部１０を有している。

【０００９】このような生の複合積層体１は、上述した
基板用セラミックグリーンシート２および３ならびに外
側拘束層５および６の積層を終えた後、積層方向にプレ
スされる。このプレス工程において、上述した外側拘束
層５の貫通部１０は、キャビティ９の底面１２にまでプ
レス作用が及ぼされることを可能にする。

【００１０】プレス工程の後、生の複合積層体１は焼成
される。この焼成工程において、基板用セラミックグリ
ーンシート２および３に含まれる基板用セラミック材料
が焼結する温度条件が付与され、基板用積層体４が焼結
する。このとき、外側拘束層５および６に含まれる収縮
抑制用無機材料は実質的に焼結しないため、外側拘束層
５および６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５および６による収縮抑制作用が生の
基板用積層体４に及ぼされることになり、基板用積層体
４にあっては、厚み方向には収縮するが、基板用セラミ
ックグリーンシート２および３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４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。

【００１１】なお、上述した焼成工程の後、外側拘束層
５および６は除去され、それによって、焼結後の基板用
積層体４が取り出される。

【００１２】上述した無収縮プロセスによる多層セラミ
ック基板の製造方法は、キャビティの内部に少なくとも
１つの段部が形成されているキャビティ付多層セラミッ
ク基板の製造においても適用される。

【００１３】図１０は、このような段部を有するキャビ
ティが形成された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１４を示す、図９に相当
する図である。図１０において、図９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。

【００１４】図１０を参照して、生の複合積層体１４に
備える生の基板用積層体１５では、２種類の第１の基板
用セラミックグリーンシート２ａおよび２ｂが用いられ
る。一方の第１の基板用セラミックグリーンシート２ａ
には、貫通孔７ａが設けられ、他方の第１の基板用セラ
ミックグリーンシート２ｂには、貫通孔７ａより小さい
貫通孔７ｂが設けられる。したがって、生の基板用積層
体１５に形成されるキャビティ９ａは、段部１６を有し
ている。このような段部１６の形成の結果、キャビティ
９ａには、その最下端に位置する底面１７の他、段部１
６の上面にも底面１８が形成される。

【００１５】しかしながら、図９に示したキャビティ９
が形成された生の複合積層体１または図１０に示したキ
ャビティ９ａが形成された生の複合積層体１４は、これ
を焼成するとき、次のような問題にしばしば遭遇する。

【００１６】生の複合積層体１または１４を焼成すると
き、外側拘束層５および６から生の基板用積層体４また
は１５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５および６から離れるに従っ
て、すなわち、キャビティ９または９ａが設けられた部
分について言えば、開口８から離れるに従って、より弱
くなる。そのため、開口８からより離れた位置では、外
側拘束層５および６による収縮抑制作用が十分に届かな
い。

【００１７】したがって、図９および図１０において、
キャビティ９および９ａの底面１２および１７に沿って
それぞれ図示された矢印１３および１９で示すような方
向の収縮が比較的高い度合いをもって生じてしまう。そ
の結果、焼結後の基板用積層体４および１５において、
キャビティ９および９ａの形状において不所望な歪みが
生じるとともに、基板用積層体４および１５において全
体的に反りが生じることがある。

【００１８】また、図１０に示すように、キャビティ９
ａの内部に形成された段部１６の特に底面１８の近傍に
は、焼成時の変形を抑制する手段が全く存在していない
ので、焼成時において、矢印２０で示す方向の収縮が生
じやすく、そのため、歪みがより生じやすく、また、こ
の歪みの度合いも比較的高くなる傾向がある。

【００１９】上述のように、キャビティ９または９ａの
形状に歪みが生じていたり、基板用積層体４または１５
に反りが生じていたりすると、基板用積層体４または１
５への電子部品の実装工程、特にキャビティ９または９
ａ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４または１５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。

【００２０】また、キャビティ９または９ａの形状に歪
みが生じていることは、基板用積層体４または１５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。

【００２１】このような問題を解決し得るとされた従来
技術として、たとえば、特開平８−２４５２６８号公報
に記載された技術および特開平１２−２８１４５２号公
報に記載された技術がある。

【００２２】特開平８−２４５２６８号公報において
は、生の基板用積層体の、キャビティの開口側に位置し
ている外側拘束層と同じ厚みであって同じ組成からなる
収縮抑制層をキャビティの内部に形成し、その上に、基
板用セラミックグリーンシートと同種の材料からなる成
形体を形成し、均一に圧力をかけながら焼成する方法が
記載されている。

【００２３】他方、特開平１２−２８１４５２号公報に
おいては、キャビティの内部に収縮抑制層を形成せず
に、生の基板用積層体を挟むように、キャビティに連通
する貫通部が設けられたアルミナを含むグリーンシート
を配置し、圧力をかけながら焼成する方法が記載されて
いる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２４５２６８号公報に記載の方法では、各キャビテ
ィ毎に所定の厚みを有する収縮抑制層をキャビティの内
部に形成する必要があるが、そのための工程は、容易に
は実施することができず、また、この公報には、これを
容易に実施するための方法が記載されていない。また、
段部が形成されたキャビティにあっては、その内部に収
縮抑制層を形成することがさらに困難になることが推定
される。

【００２５】他方、特開平１２−２８１４５２号公報に
記載の方法では、図９または図１０に示した生の複合積
層体１または１４と実質的に同様の構造物が焼成される
ことになるので、焼成時に圧力がかけられるが、生の複
合積層体１または１４に関連して前述した問題と実質的
に同様の問題に遭遇する。

【００２６】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な問題を解決し得る、キャビティ付き多層セラミック基
板の製造方法を提供しようとすることである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この発明は、基板用セラ
ミック材料を用意する工程と、基板用セラミック材料の
焼結温度では焼結しない第１の収縮抑制用無機材料を用
意する工程と、基板用セラミック材料を用いて、キャビ
ティを形成するための貫通孔を有する第１の基板用セラ
ミックグリーンシートと少なくとも貫通孔の位置には貫
通孔を有しない第２の基板用セラミックグリーンシート
とをそれぞれ作製する工程と、第１の基板用セラミック
グリーンシートと第２の基板用セラミックグリーンシー
トとを積層することによって、積層方向での少なくとも
一方の端面に開口を位置させるように貫通孔によって形
成されたキャビティを有する生の基板用積層体を作製す
るとともに、第１の収縮抑制用無機材料を用いて、生の
基板用積層体の積層方向での各端面に沿って外側拘束層
をそれぞれ設け、それによって、生の基板用積層体の両
端面が外側拘束層によって覆われた生の複合積層体を作
製する、複合積層体作製工程と、生の複合積層体を積層
方向にプレスする、プレス工程と、次いで、生の複合積
層体を焼成する、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向けられるものであっ
て、前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。

【００２８】すなわち、この発明は、さらに、基板用セ
ラミック材料の焼結温度では焼結しない第２の収縮抑制
用無機材料を用意する工程と、第２の収縮抑制用無機材
料を含む収縮抑制用シートをキャリアフィルム上に形成
する工程と、キャリアフィルム上で、収縮抑制用シート
に、キャビティの底面の輪郭に相当する形状の切り込み
を入れる工程と、収縮抑制用シートの、キャビティの底
面の形状に相当する部分を除く部分を、キャリアフィル
ムから除去する工程とを備える。

【００２９】そして、前述した複合積層体作製工程は、
生の基板用積層体を作製するための第１の基板用セラミ
ックグリーンシートと第２の基板用セラミックグリーン
シートとの積層工程において、キャビティの底面を与え
る第２の基板用セラミックグリーンシート上に、キャリ
アフィルム上に保持されたキャビティの底面に相当する
形状の収縮抑制用シートを転写する工程を備え、焼成工
程は、生の積層体のキャビティの底面上に収縮抑制用シ
ートが配置された状態にある複合積層体に対して実施さ
れる。

【００３０】この発明において、外側拘束層は、キャビ
ティの開口を露出させる貫通部を有していることが好ま
しい。

【００３１】また、プレス工程は、キャビティの底面に
もプレス作用が及ぼされるように実施されることが好ま
しい。

【００３２】この発明において、第１の基板用セラミッ
クグリーンシートとして、そこに設けられる貫通孔の大
きさが互いに異なる少なくとも２種類のものが作製さ
れ、それによって、生の基板用積層体に形成されるキャ
ビティは、少なくとも１つの段部を有していてもよい。
この場合には、収縮抑制用シートが配置されるキャビテ
ィの底面は、段部の上面にも与えられることになる。

【００３３】また、焼成工程において、１０００℃以下
の温度が適用されることが好ましい。

【００３４】また、基板用セラミック材料は、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。

【００３５】また、第１および第２の収縮抑制用無機材
料は、互いに同じ無機材料を含むことが好ましい。

【００３６】また、焼成工程の後、通常、外側拘束層お
よび収縮抑制用シートは除去される。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１ないし図４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。ここで、図
１には、生の複合積層体２１を作製するために実施され
る典型的な工程が順次示されている。

【００３８】生の複合積層体２１は、図１（５）に示す
ように、生の基板用積層体２２の積層方向での各端面が
外側拘束層２３および２４によってそれぞれ覆われた状
態を有している。

【００３９】生の基板用積層体２２は、複数の第１の基
板用セラミックグリーンシート２５および複数の第２の
基板用セラミックグリーンシート２６を積層した構造を
有している。第１の基板用セラミックグリーンシート２
５には、貫通孔２７が設けられている。したがって、生
の基板用積層体２２には、その積層方向での一方の端面
に開口２８を位置させたキャビティ２９が貫通孔２７に
よって形成されている。

【００４０】また、キャビティ２９の底面３０上には、
収縮抑制用シート３１が配置されている。

【００４１】なお、図１等においては、基板用セラミッ
クグリーンシート２５および２６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。

【００４２】図１（５）に示した生の複合積層体２１を
作製するため、次のような工程が実施される。

【００４３】まず、基板用セラミックグリーンシート２
５および２６に含まれる基板用セラミック材料が用意さ
れる。また、外側拘束層２３および２４に含まれる第１
の収縮抑制用無機材料が用意されるとともに、収縮抑制
用シート３１に含まれる第２の収縮抑制用無機材料が用
意される。

【００４４】基板用セラミック材料は、第１および第２
の収縮抑制用無機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、１０００℃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。

【００４５】基板用セラミック材料が、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
機材料が、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。

【００４６】次に、前述した基板用セラミック材料を用
い、これ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、このスラリーに対してドクターブレード法等を適
用してシート状に成形することにより、第１および第２
の基板用セラミックグリーンシート２５および２６が作
製される。これら第１および第２の基板用セラミックグ
リーンシート２５および２６のうち、第１の基板用セラ
ミックグリーンシート２５には、キャビティ２９のため
の貫通孔２７が設けられる。

【００４７】また、第１の収縮抑制用無機材料を用い
て、外側拘束層２３および２４となる複数の無機材料シ
ートが作製される。無機材料シートは、基板用セラミッ
クグリーンシート２５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を含むスラリー
を作製し、これにドクターブレード法等を適用してシー
ト状に成形することによって得ることができる。また、
外側拘束層２３となる無機材料シートには、貫通部３２
が設けられる。

【００４８】また、第２の収縮抑制用無機材料を用い
て、収縮抑制用シート３１が作製される。収縮抑制用シ
ート３１の作製方法について、図２を参照して説明す
る。

【００４９】第２の収縮抑制用無機材料を含むスラリー
がまず作製される。次に、図２（１）に示すように、キ
ャリアフィルム３３上で、上述のスラリーに対してドク
ターブレード法等を適用して、これをシート状に成形す
ることによって、収縮抑制用シート３１がキャリアフィ
ルム３３上に形成される。なお、図２（１）では、キャ
リアフィルム３３は、収縮抑制用シート３１によって隠
れるため、図示されないが、図２（２）では図示されて
いる。

【００５０】次に、図２（１）に示すように、キャビテ
ィ２９の底面３０の輪郭に相当する形状の切り込み３４
が、収縮抑制用シート３１に入れられる。この切り込み
３４の形成にあたっては、たとえばレーザ、パンチング
刃等が適用される。切り込み３４は、収縮抑制用シート
３１のみに形成されることが好ましいが、キャリアフィ
ルム３３の厚み方向を貫通しない程度であれば、キャリ
アフィルム３３にまで到達するように形成されてもよ
い。

【００５１】次に、図２（２）に示すように、収縮抑制
用シート３１の、切り込み３４の外側の領域、すなわち
キャビティ２９の底面３０の形状に相当する部分を除く
部分が、キャリアフィルム３３から除去される。このよ
うにして、キャビティ２９の底面３０の形状に相当する
形状を有する収縮抑制用シート３１がキャリアフィルム
３３によって保持された状態のものが得られる。図１
（１）には、このように、キャリアフィルム３３によっ
て保持された収縮抑制用シート３１が図示されている。

【００５２】図１（１）に示すように、貫通孔が設けら
れていない前述した複数の第２の基板用セラミックグリ
ーンシート２６が積層される。

【００５３】次に、第２の基板用セラミックグリーンシ
ート２６の最も上に位置するもの、すなわち、キャビテ
ィ２９の底面３０を与える第２の基板用セラミックグリ
ーンシート２６上に、キャリアフィルム３３上に保持さ
れた収縮抑制用シート３１が、図１（２）に示すよう
に、転写される。

【００５４】次に、図１（３）に示すように、貫通孔２
７を有する第１の基板用セラミックグリーンシート２５
が、その貫通孔２７内に収縮抑制用シート３１を位置さ
せるように位置合わせされながら、第２の基板用セラミ
ックグリーンシート２６上に積層される。

【００５５】次に、図１（４）に示すように、所定の枚
数の第１の基板用セラミックグリーンシート２５が積層
される。このようにして、生の基板用積層体２２が得ら
れる。

【００５６】次に、図１（５）に示すように、生の基板
用積層体２２の積層方向での各端面上に、前述した無機
材料シートが積層され、それによって、生の基板用積層
体２２の両端面が外側拘束層２３および２４によって覆
われた生の複合積層体２１が得られる。

【００５７】なお、外側拘束層２３および２４となる無
機材料シートは、図１（５）では、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２３および２４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。また、収縮抑制
用シート３１についても、図示したように、単に１枚だ
けが配置されるのではなく、収縮抑制用シート３１によ
る収縮抑制作用を考慮して、２枚以上積層されてもよ
い。

【００５８】生の複合積層体２１は、次いで、積層方向
にプレスされる。このプレス工程では、たとえば、静水
圧プレスまたは剛体プレスが適用される。このプレス工
程は、キャビティ２９の底面３０にもプレス作用が及ぼ
されるように実施されることが好ましい。また、キャビ
ティ２９の底面３０とキャビティ２９の開口２８の周辺
部とに対して互いに同じ圧力が付与されることが好まし
い。

【００５９】そのため、特に静水圧プレスが有利に適用
される。静水圧プレスは、キャビティ２９の底面３０と
開口２８の周辺部とに互いに同じ圧力を一挙に加えるこ
とが容易であるためである。静水圧プレスが適用される
場合、生の複合積層体２１を金型とともにプラスチック
からなる袋に入れ、この袋によって真空パック状態に
し、これを静水圧プレス装置の水槽内に入れ、たとえば
６０℃の温度で３０ＭＰａの圧力を付与することによっ
て、プレス工程が実施される。

【００６０】他方、剛体プレスが適用される場合には、
弾性体が用いられ、外側拘束層２３に設けられた貫通部
３２を通してキャビティ２９内に弾性体が入り込むよう
にされ、それによって、キャビティ２９の底面３０にま
でプレス作用が及ぶようにされることが好ましい。

【００６１】次に、生の複合積層体２１は、基板用セラ
ミックグリーンシート２５および２６に含まれる基板用
セラミック材料が焼結する温度条件下で焼成される。よ
り具体的には、通常の酸化性雰囲気において、まず、有
機成分を分解かつ焼失させる脱脂工程が実施され、次い
で、本焼成工程が実施される。なお、脱脂工程では、た
とえば、２００〜６００℃程度の温度が付与され、本焼
成工程では、８００〜１０００℃程度の温度が付与され
ることが好ましい。この焼成工程では、生の複合積層体
２１は、その積層方向にプレスが付与されない状態で実
施される。

【００６２】上述した焼成工程を終えた後に得られる焼
結後の基板用積層体４０を備える複合積層体４１が図３
に示されている。図３において、図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。図３に示した焼結後の基板用積層体４０は、
第１および第２の基板用セラミックグリーンシート２５
および２６の焼結によって得られた第１および第２のセ
ラミック層４２および４３を備えている。

【００６３】焼成工程において、外側拘束層２３および
２４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２３および２４には実質
的な収縮が生じない。したがって、外側拘束層２３およ
び２４による収縮抑制作用が、生の基板用積層体２２に
及ぼされる。その結果、焼結後の基板用積層体４０にあ
っては、セラミック層４２および４３を、厚み方向にの
み収縮し、主面方向には収縮が実質的に生じない状態で
得ることができる。

【００６４】また、キャビティ２９の底面３０上には、
収縮抑制用シート３１が配置されている。この収縮抑制
用シート３１に含まれる第２の収縮抑制用無機材料も、
焼成工程において、実質的に焼結しないため、収縮抑制
用シート３１にも実質的な収縮が生じない。したがっ
て、前述の図９に矢印１３で示した方向の収縮が、収縮
抑制用シート３１によって抑制され、その結果、キャビ
ティ２９の形状が不所望に歪んだり、基板用積層体４０
において全体的に反りが生じたりすることを防止するこ
とができる。

【００６５】また、キャビティ２９の底面３０上に収縮
抑制用シート３１を配置することにより、次のような効
果も奏される。

【００６６】図８は、図３に示した焼結後の基板用積層
体４０の一部を拡大して示す断面図であり、図８（ａ）
は、収縮抑制用シート３１がキャビティ２９の底面３０
上に配置された場合を示し、図８（ｂ）は、収縮抑制用
シートが配置されない場合を示している。

【００６７】図８（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示すよ
うに、キャビティ２９の底面３０に端部が露出するビア
ホール導体３６が設けられている場合、図８（ａ）のよ
うに、収縮抑制用シート３１がキャビティ２９の底面３
０上に配置されていると、焼成工程の結果、ビアホール
導体３６が底面３０から隆起することを抑制することが
できるが、図８（ｂ）のように、収縮抑制用シートが配
置されていないと、ビアホール導体３６が底面３０から
隆起することを抑制することができず、比較的高い隆起
部３７が形成されてしまう。

【００６８】ある特定的な実験によれば、図８（ｂ）の
ように、キャビティ２９の底面３０上に収縮抑制用シー
トを配置しなかった場合には、ビアホール導体３６の隆
起３７の高さが５０μｍであったのに対し、図８（ａ）
のように、キャビティ２９の底面３０上に収縮抑制用シ
ート３１を配置すると、ビアホール導体３６の隆起の高
さを１５μｍにまで抑制することができた。

【００６９】次に、外側拘束層２３および２４ならびに
収縮抑制用シート３１が除去され、それによって、図４
に示すような焼結後の基板用積層体４０が取り出され
る。外側拘束層２３および２４ならびに収縮抑制用シー
ト３１は、前述したように、焼結していないため、その
除去は比較的容易に行なうことができる。

【００７０】次に、焼結後の基板用積層体４０に対し
て、必要に応じて、外部導体膜が形成され、キャビティ
２９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。

【００７１】図５ないし図７は、この発明の第２の実施
形態を説明するためのものである。ここで、図５は図１
（５）に、図６は図２（２）に、および図７は図４に、
それぞれ、相当する図である。図５ないし図７におい
て、図１ないし図４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。

【００７２】この第２の実施形態は、キャビティの内部
に少なくとも１つの段部が形成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に関するものである。

【００７３】図５を参照して、生の複合積層体５１に備
える生の基板用積層体５２では、２種類の第１の基板用
セラミックグリーンシート２５ａおよび２５ｂが用いら
れる。一方の第１の基板用セラミックグリーンシート２
５ａには、貫通孔２７ａが設けられ、他方の第１の基板
用セラミックグリーンシート２５ｂには、貫通孔２７ａ
より小さい貫通孔２７ｂが設けられている。したがっ
て、生の基板用積層体５２に形成されるキャビティ２９
ａは、段部５３を有している。このような段部５３の形
成の結果、キャビティ２９ａは、その最下端に位置する
底面５４の他、段部５３の上面にも底面５５が形成され
る。

【００７４】上述の底面５４および５５上には、それぞ
れ、収縮抑制用シート５６および５７が配置されてい
る。

【００７５】生の複合積層体５１の作製方法は、図１を
参照して前述した生の複合積層体２１の作製方法と基本
的に同様である。この場合、底面５４上に配置される収
縮抑制用シート５６については、図１および図２を参照
して説明した収縮抑制用シート３１の場合と実質的に同
様の転写方法によって、底面５４上に配置した状態を得
ることができる。

【００７６】他方、段部５３上の底面５５の形状に相当
する形状を有する収縮抑制用シート５７については、図
６に示すように、キャリアフィルム５８上で成形された
後、切り込み５９を形成しながら、パンチャー（シート
打ち抜き機）によって、切り込み５９によって囲まれた
領域を打ち抜き、次いで、切り込み５９の外側に切り込
み６０を形成し、切り込み６０の外側の部分をキャリア
フィルム５８から除去することによって得ることができ
る。このような工程順を採用する方が、位置認識の容易
さの観点から好ましい。

【００７７】図５に示した生の複合積層体５１を得た
後、第１の実施形態の場合と実質的に同様の工程が実施
され、最終的に、図７に示すような焼結後の基板用積層
体６１が得られる。焼結後の基板用積層体６１は、第１
の基板用セラミックグリーンシート２５ａおよび２５ｂ
にそれぞれ由来する第１のセラミック層４２ａおよび４
２ｂ、ならびに第２の基板用セラミックグリーンシート
２６に由来する第２のセラミック層４３を備えている。

【００７８】このような焼結後の基板用積層体６１を得
るための焼成工程において、図５に示した生の複合積層
体５１における外側拘束層２３および２４ならびに収縮
抑制用シート５６および５７は、第１の実施形態の場合
と同様、収縮抑制作用を発揮し、焼結後の基板用積層体
６１の全体的な反りを防止するとともに、キャビティ２
９ａにおける不所望な歪みを防止する。特に、収縮抑制
用シート５６にあっては、図１０に示した矢印１９方向
の収縮を抑制し、収縮抑制用シート５７にあっては、図
１０に示した矢印２０方向の収縮を抑制する。したがっ
て、キャビティ２９ａにおける段部５３においても、不
所望な歪みが生じることを有利に抑制することができ
る。

【００７９】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。

【００８０】たとえば、基板用積層体における積層数
や、キャビティの数、大きさおよび位置、あるいは、段
部が設けられるキャビティにあっては、段部の数等につ
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。

【００８１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、生の
基板用積層体を挟むように外側拘束層が配置されるとと
もに、生の基板用積層体におけるキャビティの底面上に
収縮抑制用シートが配置され、その状態で焼成工程が実
施されるので、外側拘束層および収縮抑制用シートによ
る収縮抑制作用のため、焼結後の基板用積層体の寸法精
度を高くできるとともに、キャビティにおいて不所望な
歪みを生じにくくすることができ、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。

【００８２】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。

【００８３】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
形による配線導体における不所望な変形や断線も生じに
くくすることができる。

【００８４】また、キャビティの底面に端部が露出する
ビアホール導体が設けられている場合、収縮抑制用シー
トがキャビティの底面上に配置されていると、焼成工程
の結果、ビアホール導体が底面から隆起することを抑制
することができる。

【００８５】また、上述したような収縮抑制用シートを
キャビティの底面上に配置するにあたって、収縮抑制用
シートをキャリアフィルム上に形成し、キャリアフィル
ム上で、収縮抑制用シートに、キャビティの底面の輪郭
に相当する形状の切り込みを入れ、収縮抑制用シート
の、キャビティの底面の形状に相当する部分を除く部分
を、キャリアフィルムから除去した上で、生の基板用積
層体を作製するための基板用セラミックグリーンシート
の積層工程において、キャビティの底面を与える第２の
基板用セラミックグリーンシート上に、キャリアフィル
ム上に保持されたキャビティの底面に相当する形状の収
縮抑制用シートを転写するようにしているので、収縮抑
制用シートがキャビティの底面上に配置された状態を容
易にかつ能率的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を説明するためのも
ので、生の複合積層体２１を作製するために実施される
典型的な工程を順次示す断面図である。

【図２】図１（２）に示した収縮抑制用シート３１の転
写工程の前に実施される準備工程を示す平面図である。

【図３】図１（５）に示した生の複合積層体２１を焼成
した後に得られる複合積層体４１を示す断面図である。

【図４】図３に示した複合積層体４１から外側拘束層２
３および２４ならびに収縮抑制用シート３１を除去して
得られた焼結後の基板用積層体４０を示す断面図であ
る。

【図５】この発明の第２の実施形態を説明するためのも
ので、生の複合積層体５１を示す、図１（５）に相当す
る断面図である。

【図６】図５に示した収縮抑制用シート５７の転写前に
実施される準備工程を示す平面図である。

【図７】図５に示した生の複合積層体５１を焼成する工
程を経て得られた焼結後の基板用積層体６１を示す断面
図である。

【図８】図３に示した焼結後の基板用積層体４０の一部
を拡大して示す断面図であり、収縮抑制用シート３１が
ビアホール導体３６に対して及ぼす効果を説明するため
のものである。

【図９】この発明にとって興味ある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１０】この発明にとって興味ある従来の製造方法を
実施して段部１６が設けられたキャビティ９ａを備える
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１４を示す断面図である。

【符号の説明】 ２１，５１ 生の複合積層体 ２２，５２ 生の基板用積層体 ２３，２４ 外側拘束層 ２５，２５ａ，２５ｂ 第１の基板用セラミックグリー
ンシート ２６ 第２の基板用セラミックグリーンシート ２７，２７ａ，２７ｂ 貫通孔 ２８ 開口 ２９，２９ａ キャビティ ３０，５４，５５ 底面 ３１，５６，５７ 収縮抑制用シート ３２ 貫通部 ３３，５８ キャリアフィルム ３４，５９，６０ 切り込み ４０，６１ 焼結後の基板用積層体 ５３ 段部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板用セラミック材料を用意する工程
   と、 前記基板用セラミック材料の焼結温度では焼結しない第
   １の収縮抑制用無機材料を用意する工程と、 前記基板用セラミック材料を用いて、キャビティを形成
   するための貫通孔を有する第１の基板用セラミックグリ
   ーンシートと少なくとも前記貫通孔の位置には貫通孔を
   有しない第２の基板用セラミックグリーンシートとをそ
   れぞれ作製する工程と、 前記第１の基板用セラミックグリーンシートと前記第２
   の基板用セラミックグリーンシートとを積層することに
   よって、積層方向での少なくとも一方の端面に開口を位
   置させるように前記貫通孔によって形成されたキャビテ
   ィを有する生の基板用積層体を作製するとともに、前記
   第１の収縮抑制用無機材料を用いて、前記生の基板用積
   層体の積層方向での各端面に沿って外側拘束層をそれぞ
   れ設け、それによって、前記生の基板用積層体の両端面
   が前記外側拘束層によって覆われた生の複合積層体を作
   製する、複合積層体作製工程と、 前記生の複合積層体を積層方向にプレスする、プレス工
   程と、 次いで、前記生の複合積層体を焼成する、焼成工程とを
   備え、さらに、 前記基板用セラミック材料の焼結温度では焼結しない第
   ２の収縮抑制用無機材料を用意する工程と、 前記第２の収縮抑制用無機材料を含む収縮抑制用シート
   をキャリアフィルム上に形成する工程と、 前記キャリアフィルム上で、前記収縮抑制用シートに、
   前記キャビティの底面の輪郭に相当する形状の切り込み
   を入れる工程と、 前記収縮抑制用シートの、前記キャビティの底面の形状
   に相当する部分を除く部分を、前記キャリアフィルムか
   ら除去する工程とを備え、 前記複合積層体作製工程は、前記生の基板用積層体を作
   製するための前記第１の基板用セラミックグリーンシー
   トと前記第２の基板用セラミックグリーンシートとの積
   層工程において、前記キャビティの底面を与える前記第
   ２の基板用セラミックグリーンシート上に、前記キャリ
   アフィルム上に保持された前記キャビティの底面に相当
   する形状の前記収縮抑制用シートを転写する工程を備
   え、 前記焼成工程は、前記生の積層体の前記キャビティの底
   面上に前記収縮抑制用シートが配置された状態にある前
   記複合積層体に対して実施される、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】 前記外側拘束層は、前記キャビティの開
   口を露出させる貫通部を有している、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】 前記プレス工程は、前記キャビティの底
   面にもプレス作用が及ぼされるように実施される、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】 前記第１の基板用セラミックグリーンシ
   ートとして、そこに設けられる前記貫通孔の大きさが互
   いに異なる少なくとも２種類のものが作製され、それに
   よって、前記生の基板用積層体に形成される前記キャビ
   ティは、少なくとも１つの段部を有し、前記収縮抑制用
   シートが配置される前記キャビティの底面は、前記段部
   の上面にも与えられる、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】 前記基板用セラミック材料は、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】 前記焼成工程の後、前記外側拘束層およ
   び前記収縮抑制用シートを除去する工程をさらに備え
   る、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。