JP2004214573A

JP2004214573A - セラミック多層基板の製造方法

Info

Publication number: JP2004214573A
Application number: JP2003002704A
Authority: JP
Inventors: Junzo Fukuda; 順三福田; Satoshi Adachi; 聡足立
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-07-29
Also published as: US20040144476A1; US7004984B2

Abstract

【課題】電気的特性値のばらつきの小さい抵抗体やコンデンサを内蔵する高品質のセラミック多層基板を製造できるようにする。
【解決手段】抵抗体１４やコンデンサ１８をセラミックコア基板１１と同時焼成するか又は焼成済みのセラミックコア基板１１に後付けで抵抗体１４やコンデンサ１８の誘電体１５・電極１６を印刷して焼成した後、その抵抗値・容量値をトリミングにより調整する。その後、セラミックコア基板１１の表面に後積層グリーンシート２１を積層して後積層基板を作製した後、後積層基板を抵抗体１４・誘電体１５の焼結温度よりも低い温度で焼成する。これにより、後積層基板の焼成時に、焼結済みの抵抗体１４・誘電体１５が軟化・溶融することを防止でき、後積層基板の焼成前（後積層グリーンシート２１の積層前）にトリミングにより高精度に調整した抵抗値・容量値の精度を焼成後もそのまま維持することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗体及び／又は誘電体を内蔵するセラミック多層基板を製造するセラミック多層基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
抵抗体やコンデンサ（誘電体）を内蔵するＣＲ内蔵セラミック多層基板をグリーンシート積層法で製造する場合、基板材料であるセラミック材料と抵抗体・誘電体材料とは、組成が異なり、焼成収縮特性も相違するため、両者を積層して同時焼成すると、両者の焼成収縮特性の相違により基板に反りやクラック、ゆがみが発生し易いという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するために、特許文献１（特開平９−９２９８３号公報）に記載されているように、抵抗体やコンデンサ（誘電体・電極）を印刷した低温焼成セラミックグリーンシート上に他のセラミックグリーンシートを積層して、抵抗体やコンデンサを内蔵する生基板を作製した後、この生基板の両面に、基板焼結温度では焼結しないダミーグリーンシート（アルミナグリーンシート）を積層し、その上から加圧しながら９００℃前後で同時焼成した後、その焼成基板の両面に付着した未焼結のダミーグリーンシートを除去して、ＣＲ内蔵セラミック多層基板を製造する技術が開発されている。
【０００４】
しかし、この製造方法では、多層基板に内蔵する抵抗体やコンデンサは、基板焼成後にトリミングにより抵抗値・容量値を調整することは不可能であるため、抵抗値・容量値のばらつきが大きいという欠点がある。
【０００５】
そこで、特許文献２（特開平１−２９５４８３号公報）に記載されているように、抵抗体を印刷したグリーンシートを積層する前に、抵抗体をトリミングして抵抗値を調整した後に、当該グリーンシートを積層して焼成することが考えられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−９２９８３号公報（第２頁〜第３頁等）
【特許文献２】
特開平１−２９５４８３号公報（第１頁〜第２頁等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２のように、グリーンシート積層前（焼成前）に抵抗体の抵抗値をトリミングにより調整しても、その後の焼成時に、グリーンシートから抵抗体に浸透するガラス成分の量を制御することが困難であるため、焼成時の抵抗体へのガラス成分の浸透量のばらつきによって抵抗体の抵抗値がばらついてしまう。しかも、焼成収縮特性が相違するセラミックと抵抗体・誘電体とを積層して同時焼成すると、抵抗体や誘電体の内部に発泡が生じやすく、この発泡現象も、抵抗値や容量値のばらつきを大きくする原因となっている。
【０００８】
そこで、セラミック多層基板にキャビティ（穴）を形成して、そのキャビティの底面に内蔵抵抗体を露出させる構成とすることで、基板焼成後にキャビティの底面に露出する内蔵抵抗体の抵抗値をトリミングにより調整できるようにすることが考えられている。
【０００９】
しかし、最近の高密度配線・小型化されたセラミック多層基板には、内蔵抵抗体をトリミングするためのキャビティを形成するスペース的な余裕がほとんどなく、キャビティを形成できない場合が多いと思われる。しかも、小型化されたセラミック多層基板に微小なキャビティを形成しても、その微小なキャビティを通して内蔵抵抗体を精度良くトリミングすることは困難である。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、電気的特性値のばらつきの小さい抵抗体及び／又はコンデンサを内蔵する高品質のセラミック多層基板を製造することができるセラミック多層基板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１のセラミック多層基板の製造方法は、
（Ａ）未焼成のセラミックコア基板又は焼成済みのセラミックコア基板の表面に抵抗体及び／又はコンデンサの誘電体・電極を同時焼成又は後焼成する工程と、
（Ｂ）焼成した抵抗体の抵抗値及び／又はコンデンサの容量値をトリミングにより調整する工程と、
（Ｃ）焼成した前記セラミックコア基板の表面に、前記抵抗体及び／又はコンデンサの誘電体の焼結温度よりも低い温度で焼結する１枚又は複数枚の未焼成のセラミックグリーンシート（以下「後積層グリーンシート」という）を積層して後積層基板を作製する積層工程と、
（Ｄ）前記後積層基板を前記抵抗体及び／又は誘電体の焼結温度よりも低い温度で焼成する焼成工程と
を含む製造工程によって抵抗体及び／又はコンデンサを内蔵するセラミック多層基板を製造するものである。
【００１２】
この場合、セラミックコア基板の表面に、抵抗体やコンデンサの他に、配線パターン等を印刷・焼成しても良いことは言うまでもない。また、積層工程の前に、後積層グリーンシートに配線パターンやビア導体等を印刷しても良いことは言うまでもない。
【００１３】
本発明のセラミック多層基板の製造方法によれば、抵抗体やコンデンサをセラミックコア基板と同時焼成するか又は焼成済みのセラミックコア基板に後付けで抵抗体やコンデンサの誘電体・電極を印刷して焼成した後、その抵抗値・容量値をトリミングにより調整するようにしたので、積層前に抵抗値・容量値をトリミングにより高精度に調整することができる。その後、セラミックコア基板の表面に１枚又は複数枚の後積層グリーンシートを積層して後積層基板を作製した後、後積層基板を抵抗体・誘電体の焼結温度よりも低い温度で焼成するようにしたので、後積層基板の焼成時に、焼結済みの抵抗体・誘電体が軟化・溶融することを防止できて、抵抗体・誘電体の焼結状態が変化することを防止でき、後積層基板の焼成前（後積層グリーンシートの積層前）にトリミングにより高精度に調整した抵抗値・容量値の精度を焼成後もそのまま維持することができる。これにより、抵抗値・容量値のばらつきの小さい抵抗体・コンデンサを内蔵する高品質のセラミック多層基板を製造することができる。
【００１４】
この場合、請求項２のように、後積層基板の焼成温度を、抵抗体及び／又はコンデンサの誘電体に含まれるガラス成分のガラス屈服点よりも低い温度に設定することが好ましい。このようにすれば、後積層基板の焼成時に、焼結済みの抵抗体・誘電体が軟化・溶融することをより確実に防止できて、焼成による抵抗値・容量値のばらつきをより確実に低減することができる。
【００１５】
また、請求項３のように、後積層グリーンシートを、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ系のガラスセラミックにより形成するようにしても良い。ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ系のガラスセラミックは、ガラス屈服点が６２０℃であるため、後積層基板を抵抗体・誘電体のガラス屈服点よりも低い温度（例えば７００℃程度）で焼成でき、焼成による抵抗値・容量値のばらつきをより確実に低減することができる。
【００１６】
また、請求項４のように、セラミックコア基板を、８００℃〜１０００℃で焼成する低温焼成セラミックにより形成しても良い。このようにすれば、セラミックコア基板と抵抗体・コンデンサとを同時焼成することが可能となり、焼成回数を少なくすることができると共に、セラミックコア基板と同時焼成する配線導体として、抵抗値の小さい電気的特性に優れたＡｇ系導体等の低融点金属を使用することができる利点がある。但し、セラミックコア基板を低温焼成セラミックにより形成する場合でも、焼成済みのセラミックコア基板に後付けで抵抗体やコンデンサの誘電体・電極を印刷して焼成するようにしても良いことは言うまでもない。
【００１７】
ところで、後積層基板を焼成する際に、焼成済みのセラミックコア基板上に積層した後積層グリーンシートの焼成収縮をその片面側から焼成済みのセラミックコア基板で抑えることになる。セラミックコア基板の機械的強度に比して後積層グリーンシートの焼成収縮力がある程度小さい場合は、問題ないが、セラミックコア基板の機械的強度が弱かったり、セラミックコア基板上に積層する後積層グリーンシートの積層枚数が増えてその焼成収縮力が大きくなると、その焼成収縮力をセラミックコア基板のみで受け支えようとしても十分に受け支えることができない可能性があり、その結果、焼成基板に反りが発生する可能性がある。
【００１８】
この対策として、請求項５のように、セラミックコア基板を多層化するようにしても良い。セラミックコア基板を多層化することで、セラミックコア基板の高密度配線化・小型化の要求を満たしながら、セラミックコア基板の機械的強度を高めることができ、焼成基板の反りを防止することができる。
【００１９】
或は、請求項６のように、積層工程で、後積層グリーンシートの焼結温度では焼結しない拘束用グリーンシートを後積層基板の最外層に積層された後積層グリーンシートに積層し、その後の焼成工程で、拘束用グリーンシートを介して前記後積層基板を加圧しながら又は加圧せずに後積層グリーンシートの焼結温度で拘束焼成して後積層基板を一体化した後、前記拘束用グリーンシートの残存物を除去するようにしても良い。このようにすれば、焼成済みのセラミックコア基板上に積層した後積層グリーンシートのＸ・Ｙ方向の焼成収縮や反りをその両面側から拘束用グリーンシートと焼成済みのセラミックコア基板とによってほぼ均等に抑えることができ、反りのない高品質のセラミック多層基板を製造することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をＣＲ内蔵セラミック多層基板の製造方法に適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
まず、本実施形態の製造方法で製造するＣＲ内蔵セラミック多層基板の構造を図１に基づいて説明する。
このＣＲ内蔵セラミック多層基板は、焼成済みのセラミックコア基板１１上に１枚又は複数枚の低温焼成セラミックグリーンシート（以下「後積層グリーンシート」という）２１を積層して後積層基板を作製し、この後積層基板を焼成して構成されている。
【００２２】
セラミックコア基板１１は、１枚のセラミックグリーンシートで形成した単層基板でも良いが、本実施形態では、高配線密度化、高強度化等のために２層以上の多層基板により構成されている。このセラミックコア基板１１を形成するセラミック材料は、アルミナ等の高温焼結性セラミック、８００℃〜１０００℃で焼成する低温焼成セラミック、圧電性セラミック、磁性体セラミック等の種々のセラミック材料を使用可能であるが、本実施形態では、８００℃〜１０００℃で焼成する低温焼成セラミック材料を使用している。低温焼成セラミック材料としては、例えばＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス：５０〜６５重量％（好ましくは５５〜６０重量％）とＡｌ_２Ｏ_３：３５〜５０重量％（好ましくは４０〜４５重量％）との混合物を用いると良い。この他、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとＡｌ_２Ｏ_３との混合物、或は、ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとアルミナとの混合物、コージェライト系結晶化ガラス等の８００〜１０００℃で焼成できる低温焼成セラミック材料を用いれば良い。
【００２３】
セラミックコア基板１１の各セラミック層１１ａ，１１ｂには、配線パターン１２と層間接続用のビア導体１３が形成されている。このセラミックコア基板１１の上面には、配線パターン１２の他に、抵抗体１４とコンデンサ１８の誘電体１５及び電極１６，１７が印刷・焼成されている。
【００２４】
抵抗体１４は、セラミックコア基板１１と同時焼成又は後焼成できる抵抗体材料、例えばＲｕＯ_２粉末又はＲｕＢｉ_２Ｏ_５等の導電体粉末とガラス粉末との混合物により形成されている。この抵抗体１４に配合するガラス粉末は、セラミックコア基板１１を形成する低温焼成セラミック材料と同種のガラス粉末（例えばＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス粉末、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス等）を用いれば良い。ＲｕＯ_２粉末等の導電体粉末とガラス粉末との配合比は、必要とするシート抵抗値に応じて調整すれば良い。一般には、導電体粉末の配合比が多くなるほど、シート抵抗値が小さくなるという関係がある。
【００２５】
誘電体１５の上下両面には電極１６，１７が形成され、コンデンサ１８が構成されている。誘電体１５は、セラミックコア基板１１と同時焼成又は後焼成できる誘電体材料を用いれば良い。小さい容量のコンデンサ１８を形成する場合は、誘電体１５は、セラミックコア基板１１と同種の低温焼成セラミック材料（例えばガラス粉末とアルミナ粉末との混合物）を用いれば良く、大きな容量のコンデンサ１８を形成する場合は、誘電体１５は、高誘電率材料（例えばＢａＴｉＯ_３等）の粉末とガラス粉末との混合物を用いれば良い。
【００２６】
抵抗体１４の抵抗値やコンデンサ１８の容量値の調整は、焼成済みのセラミックコア基板１１上に後積層グリーンシート２１を積層する前に、レーザトリミング等のトリミングにより行われる。
【００２７】
焼成済みのセラミックコア基板１１上に積層する後積層グリーンシート２１は、抵抗体１４や誘電体１５の焼結温度よりも低い温度（より好ましくは抵抗体１４や誘電体１５に含まれるガラス成分のガラス屈服点よりも低い温度）で焼結する低温焼成セラミック材料により形成されている。各後積層グリーンシート２１には、配線パターン１９と層間接続用のビア導体２０が形成されている。尚、最上層の後積層グリーンシート２１の上面にも、必要に応じて抵抗体や誘電体（コンデンサ）を同時焼成又は後焼成により形成して、焼成後に抵抗値・容量値をトリミングにより調整するようにしても良い。
【００２８】
次に、上記構成のＣＲ内蔵セラミック多層基板の製造方法を図２乃至図４を用いて説明する。
まず、抵抗体１４とコンデンサ１８を有するセラミックコア基板１１を図３に示す同時焼成法又は図４に示す後焼成法によって製造する。
【００２９】
［セラミックコア基板１１の製造工程（同時焼成法）］
セラミックコア基板１１、抵抗体１４及びコンデンサ１８を同時焼成法で製造する場合は、図３に示すように、低温焼成セラミックグリーンシートを所定の基板サイズに切断して、各セラミックグリーンシート１１ａ，１１ｂの所定位置にビアホールをパンチング加工等により形成する。その後、このセラミックグリーンシート１１ａ，１１ｂと同時焼成可能な低融点金属、例えば、Ａｇ系導体（Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｐｔ等）、Ａｕ系導体、Ｃｕ系導体のペーストを用いて、各セラミックグリーンシート１１ａ，１１ｂのビアホールにビア導体１３の穴埋め印刷を行った後、これと同種の導体ペーストを用いて各セラミックグリーンシート１１ａ，１１ｂに配線パターン１２を印刷する。
【００３０】
この際、最上層のセラミックグリーンシート１１ａ上に配線パターン１２を印刷する際に、同時にコンデンサ１８の下面電極１７を印刷した後、この下面電極１７上に、セラミックグリーンシート１１ａ，１１ｂと同時焼成可能な誘電体ペースト（例えばガラス粉末とアルミナ粉末との混合物、ＢａＴｉＯ_３粉末とガラス粉末との混合物のペースト）を用いて、コンデンサ１８の誘電体１５を印刷する。その後、この誘電体１５上に上記導体ペーストを用いて上面電極１６を印刷する。
【００３１】
更に、最上層のセラミックグリーンシート１１ａ上には、セラミックグリーンシート１１ａ，１１ｂと同時焼成可能な抵抗体ペースト（例えばＲｕＯ_２粉末とガラス粉末との混合物のペースト）を用いて、抵抗体１４を印刷する。この抵抗体１４の印刷工程は、誘電体１５や上面電極１６の印刷工程の前後いずれに行っても良い。
【００３２】
以上のようにして全ての印刷工程を終了した後、セラミックグリーンシート１１ａ，１１ｂを積層した後、これを８００℃〜１０００℃で焼成してセラミックコア基板１１と、ビア導体１３、配線パターン１２、抵抗体１４及びコンデンサ１８を同時焼成する。
【００３３】
［セラミックコア基板１１の製造工程（後焼成法）］
焼成済みのセラミックコア基板１１に、抵抗体１４とコンデンサ１８を後焼成する場合には、図４に示すように、抵抗体１４、誘電体１５、上面電極１６を印刷せずにセラミックコア基板１１を８００℃〜１０００℃で焼成する。この後、セラミックコア基板１１の上面に、抵抗体１４と誘電体１５を印刷した後、誘電体１５上に上面電極１６を印刷する。この後、抵抗体１４、誘電体１５及び上面電極１６をセラミックコア基板１１の焼成温度とほぼ同一温度又はそれよりも少し低い温度で焼成する。
【００３４】
この場合、セラミックコア基板１１の上面に形成する配線パターン１２と下面電極１７は、セラミックコア基板１１の焼成前に印刷してセラミックコア基板１１と同時焼成すれば良い。或は、セラミックコア基板１１の焼成後に、セラミックコア基板１１の上面に配線パターン１２と下面電極１７を印刷した後、抵抗体１４、誘電体１５及び上面電極１６を印刷して、これらを同時に焼成するようにしても良い。
【００３５】
［トリミング工程］
図３又は図４の方法でセラミックコア基板１１、抵抗体１４及びコンデンサ１８を焼成した後、トリミング工程に移り、焼成後の抵抗体１４の抵抗値とコンデンサ１８の容量値を次のようにして調整する。例えば、レーザトリミング、サンドブラスト、放電加工等のトリミング技術を用いて抵抗体１４の一部を溝状に削り取って、その溝の長さ又は幅（溝の面積）を調整することで抵抗体１４の抵抗値を調整する。これと同様のトリミング方法で、コンデンサ１８の上面電極１６の一部を削り取って上面電極１６の面積を調整することでコンデンサ１８の容量値を調整する。
【００３６】
［後積層グリーンシート２１の積層工程］
抵抗体１４とコンデンサ１８のトリミングを終了した後、セラミックコア基板１１上に１枚又は複数枚の後積層グリーンシート２１を積層して後積層基板を作製する。ここで使用する後積層グリーンシート２１は、抵抗体１４やコンデンサ１８の焼結温度よりも低い温度で焼結する低温焼成セラミック、より好ましくは抵抗体１４やコンデンサ１８の誘電体１５に含まれるガラス成分のガラス屈服点よりも低い温度で焼成可能な低温焼成セラミック（例えばＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ系のガラスセラミック）により形成されている。
【００３７】
予め、後積層グリーンシート２１の所定位置にビアホールをパンチング加工等により形成し、その後、後積層グリーンシート２１と同時焼成可能な低融点金属（Ａｇ系導体、Ａｕ系導体、Ｃｕ系導体）のペーストを用いて、後積層グリーンシート２１のビアホールにビア導体２０の穴埋め印刷を行った後、同種の導体ペーストを用いて後積層グリーンシート２１に配線パターン１９を印刷する。そして、１枚又は複数枚の後積層グリーンシート２１を焼成済みのセラミックコア基板１１上に積層して後積層基板（焼成前のＣＲ内蔵セラミック多層基板）を作製する。
【００３８】
［ＣＲ内蔵セラミック多層基板の焼成工程］
後積層基板の作製後、後積層基板を焼成する。後積層基板の焼成温度は、後積層グリーンシート２１に含まれるガラス成分のガラス屈服点よりも高い温度に設定すれば、後積層基板を焼成可能であるが、後積層基板の焼成時に内蔵抵抗体１４の抵抗値や誘電体１５の容量値が変化することを防止するために、本実施形態では、後積層基板の焼成温度を抵抗体１４と誘電体１５の焼結温度よりも低い温度（より好ましくは抵抗体１４や誘電体１５に含まれるガラス成分のガラス屈服点よりも低い温度）に設定して後積層基板を焼成し、ＣＲ内蔵セラミック多層基板を製造する。このように、焼成温度を抵抗体１４と誘電体１５の焼結温度よりも低い温度に設定すれば、後積層基板の焼成時に、焼結済みの抵抗体１４や誘電体１５が軟化・溶融することを防止できて、抵抗体１４や誘電体１５の焼結状態が変化することを防止でき、後積層基板の焼成前（後積層グリーンシート２１の積層前）にトリミングにより高精度に調整した抵抗値・容量値の精度を焼成後もそのまま維持することができる。これにより、抵抗値・容量値のばらつきの小さい抵抗体１４・コンデンサ１８を内蔵する高品質のセラミック多層基板を製造することができる。
【００３９】
尚、ＣＲ内蔵セラミック多層基板の焼成後に、必要に応じて、ＣＲ内蔵セラミック多層基板の表面に抵抗体や誘電体（コンデンサ）を後焼成して、トリミングにより抵抗値・容量値を調整するようにしても良いことは言うまでもない。
【００４０】
【実施例】
本発明者らは、上記実施形態の製造方法を用いて、様々な条件でＣＲ内蔵セラミック多層基板を製造して、内蔵抵抗体の抵抗値バラツキと内蔵コンデンサの容量値バラツキを測定したので、その測定結果を次の表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
この表１において、セラミックコア基板の材料Ａ１，Ａ２と後積層グリーンシートの材料Ａ３の組成は、表２に記載され、内蔵抵抗体の材料Ｒ１，Ｒ２とコンデンサの誘電体の材料Ｃ１，Ｃ２の組成は、表３に記載されている。
【００４３】
【表２】

【００４４】
【表３】

【００４５】
実施例＃１〜＃３で用いたセラミックコア基板の材料は、Ａ１（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとＡｌ_２Ｏ_３との混合物）であり、内蔵抵抗体の材料は、Ｒ１（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとＲｕＯ_２との混合物）であり、誘電体の材料は、Ｃ１（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとＡｌ_２Ｏ_３との混合物）である。また、後積層グリーンシートの材料は、Ａ３（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ系ガラスとＡｌ_２Ｏ_３との混合物）である。
【００４６】
実施例＃１〜＃３では、セラミックコア基板（Ａ１）上に、抵抗体（Ｒ１）、コンデンサ（Ｃ１）を焼成温度９００℃で同時焼成又は後焼成する。この後、抵抗体（Ｒ１）、コンデンサ（Ｃ１）をトリミングして抵抗値、容量値を調整した後、該セラミックコア基板（Ａ１）上に、後積層グリーンシート（Ａ３）を積層して後積層基板を作製し、該後積層基板を、抵抗体（Ｒ１）や誘電体（Ｃ１）に含まれるガラス成分（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス）のガラス屈服点（７２０℃）よりも少し低い温度（７００℃）で焼成する。この焼成温度（７００℃）は、後積層グリーンシート（Ａ３）のガラス屈服点（６２０℃）よりも十分に高いため、後積層基板を十分に焼成できる。
【００４７】
後積層基板の焼成後、内蔵抵抗体（Ｒ１）の抵抗値バラツキと内蔵コンデンサ（Ｃ１）の容量値バラツキを測定したところ、内蔵抵抗体（Ｒ１）の抵抗値バラツキは、±０．２％、又は±０．３％であり、内蔵コンデンサ（Ｃ１）の容量値バラツキは、±０．１％、又は±０．２％であった。尚、抵抗値バラツキ、容量値バラツキは、サンプル数２０点で標準偏差の３倍とした（以下、同じ）。
【００４８】
また、実施例＃４、＃５で使用したセラミックコア基板の材料は、Ａ２（ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとＡｌ_２Ｏ_３との混合物）であり、内蔵抵抗体の材料は、Ｒ２（ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとＲｕＯ_２との混合物）であり、誘電体の材料は、Ｃ２（ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとＢａＴｉＯ_３との混合物）である。また、後積層グリーンシートの材料は、Ａ３（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ系ガラスとＡｌ_２Ｏ_３との混合物）である。
【００４９】
実施例＃４，＃５では、セラミックコア基板（Ａ２）上に、抵抗体（Ｒ２）、コンデンサ（Ｃ２）を焼成温度９００℃で後焼成又は同時焼成する。この後、抵抗体（Ｒ２）、コンデンサ（Ｃ２）をトリミングして抵抗値、容量値を調整した後、該セラミックコア基板（Ａ２）上に、後積層グリーンシート（Ａ３）を積層して後積層基板を作製し、この後積層基板を、抵抗体（Ｒ２）や誘電体（Ｃ２）に含まれるガラス成分（ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス）のガラス屈服点（７３０℃）よりも少し低い温度（７００℃）で焼成する。この後、内蔵抵抗体（Ｒ２）の抵抗値バラツキと内蔵コンデンサ（Ｃ２）の容量値バラツキを測定したところ、内蔵抵抗体（Ｒ２）の抵抗値バラツキは、±０．３％であり、内蔵コンデンサ（Ｃ２）の容量値バラツキは、±０．２％であった。
【００５０】
以上説明した実施例＃１〜＃５は、内蔵抵抗体の抵抗値バラツキが±０．３％以下であり、内蔵コンデンサの容量値バラツキが±０．２％以下であり、抵抗値バラツキや容量値バラツキの小さい抵抗体やコンデンサを内蔵する高品質のセラミック多層基板を製造できることが確認された。
【００５１】
これに対して、比較例＃６は、実施例＃１と同じ材料、同じ工程で、セラミックコア基板（Ａ１）と抵抗体（Ｒ１）とを焼成温度９００℃で同時焼成した後、抵抗体（Ｒ１）の抵抗値をトリミングにより調整する。そして、セラミックコア基板と同じ材料で形成した後積層グリーンシート（Ａ１）をセラミックコア基板（Ａ１）上に積層して後積層基板を作製し、該後積層基板を、セラミックコア基板（Ａ１）の焼成温度と同じ温度（９００℃）で焼成する。この後、内蔵抵抗体（Ｒ１）の抵抗値バラツキを測定したところ、内蔵抵抗体（Ｒ１）の抵抗値バラツキは、±２２％にもなった。この原因は、後積層基板の焼成温度が内蔵抵抗体（Ｒ１）に含まれるガラス成分のガラス屈服点（７２０℃）よりも高温であるため、後積層基板の焼成時に内蔵抵抗体（Ｒ１）が軟化・溶融して、内蔵抵抗体（Ｒ１）の焼結状態が変化してしまうためと考えられる。
【００５２】
一方、比較例＃７は、実施例＃２と同じ材料、同じ工程で、セラミックコア基板（Ａ１）上にコンデンサ（Ｃ１）を後焼成した後、コンデンサ（Ｃ１）の容量値をトリミングにより調整する。そして、セラミックコア基板と同じ材料で形成した後積層グリーンシート（Ａ１）をセラミックコア基板（Ａ１）上に積層して後積層基板を作製し、該後積層基板を、セラミックコア基板（Ａ１）の焼成温度と同じ温度（９００℃）で焼成する。この後、内蔵コンデンサ（Ｃ１）の容量値のバラツキを測定したところ、内蔵コンデンサ（Ｃ１）の容量値のバラツキは、±２５％にもなった。この原因は、後積層基板の焼成温度が内蔵コンデンサ（Ｃ１）の誘電体に含まれるガラス成分のガラス屈服点（７２０℃）よりも高温であるため、後積層基板の焼成時に誘電体（Ｃ１）が軟化・溶融して、誘電体（Ｃ１）の焼結状態が変化してしまうためと考えられる。
【００５３】
実施例＃１〜＃５では、後積層基板の焼成温度を、抵抗体やコンデンサの誘電体に含まれるガラス成分のガラス屈服点よりも低い温度（７００℃）に設定したので、焼結済みの抵抗体・誘電体が軟化・溶融することをより確実に防止できて、後積層基板の焼成による抵抗値・容量値のばらつきをより確実に低減することができる。
【００５４】
尚、実施例＃１〜＃５では、セラミックコア基板１１のガラス成分と抵抗体・誘電体のガラス成分とを一致させるようにしたが、両者のガラス成分を異ならせるようにしても良い。
【００５５】
ところで、図１に示す構造では、後積層基板を焼成する際に、焼成済みのセラミックコア基板１１上に積層した後積層グリーンシート２１の焼成収縮をその片面側から焼成済みのセラミックコア基板１１で抑えることになる。セラミックコア基板１１の機械的強度に比して後積層グリーンシート２１の焼成収縮力がある程度小さい場合は、問題ないが、セラミックコア基板１１の機械的強度が弱かったり、セラミックコア基板１１上に積層する後積層グリーンシート２１の積層枚数が増えてその焼成収縮力が大きくなると、その焼成収縮力をセラミックコア基板１１のみで受け支えようとしても十分に受け支えることができない可能性があり、その結果、焼成基板に反りが発生する可能性がある。
【００５６】
この対策として、図１の構成例では、セラミックコア基板１１を多層化している。これにより、セラミックコア基板１１の高密度配線化・小型化の要求を満たしながら、セラミックコア基板１１の機械的強度を高めることができ、焼成基板の反りを防止することができる。
【００５７】
或は、焼成基板の反りを防止する手段として、拘束焼成法を採用しても良い。この拘束焼成法は、積層工程で、後積層グリーンシート２１の焼結温度では焼結しない拘束用グリーンシート（アルミナ等の高温焼結性セラミックグリーンシート）を後積層基板の最外層に積層された後積層グリーンシートに積層し（或は後積層基板の両面に積層し）、その後の焼成工程で、拘束用グリーンシートを介して前記後積層基板を加圧しながら又は加圧せずに後積層グリーンシート２１の焼結温度で拘束焼成して後積層基板を一体化した後、前記拘束用グリーンシートの残存物を除去する。このようにすれば、焼成済みのセラミックコア基板上に積層した後積層グリーンシート２１のＸ・Ｙ方向の焼成収縮や反りをその両面側から拘束用グリーンシートと焼成済みのセラミックコア基板１１とによってほぼ均等に抑えることができて、反りのない高品質のセラミック多層基板を製造することができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、セラミックコア基板を、８００℃〜１０００℃で焼成する低温焼成セラミックにより形成したので、実施例＃１，＃５のように、セラミックコア基板と抵抗体やコンデンサとを同時焼成することが可能となり、焼成回数を少なくして生産性を向上させることができると共に、セラミックコア基板と同時焼成する配線導体として、抵抗値の小さい電気的特性に優れたＡｇ系導体等の低融点金属を使用することができる利点がある。但し、セラミックコア基板を低温焼成セラミックにより形成する場合でも、実施例＃２，＃３，＃４のように、焼成済みのセラミックコア基板に後付けで抵抗体やコンデンサの誘電体・電極を印刷して焼成するようにしても良いことは言うまでもない。
【００５９】
尚、図１の構成例では、セラミックコア基板１１の片面（上面）のみに抵抗体１４やコンデンサ１８を形成したが、セラミックコア基板１１の両面に抵抗体１４やコンデンサ１８を形成しても良く、また、セラミックコア基板１１の両面に後積層グリーンシート２１を積層するようにしても良い。
【００６０】
セラミックコア基板１１の両面に後積層グリーンシート２１を積層すれば、後積層基板の焼成時にセラミックコア基板１１の両面に後積層グリーンシート２１の焼成収縮力を作用させることができて、焼成基板の反り防止に有効である。この場合、セラミックコア基板１１の両面に積層する後積層グリーンシート２１の枚数は異なっていても良いが、セラミックコア基板１１の両面に同じ枚数の後積層グリーンシート２１を積層すれば、後積層基板の焼成時にセラミックコア基板１１の両面に作用する焼成収縮力を同一にすることができて、焼成基板の反り防止効果をより確実なものとすることができる。
【００６１】
また、図１の構成例では、内蔵コンデンサ１８の誘電体１５を印刷により形成したが、セラミックコア基板を製造する際に、その最上層（及び／又は最下層）に、誘電体をグリーンシート化した誘電体シートを積層し、この積層体を焼成してセラミックコア基板を製造するようにしても良い。この場合、コンデンサの電極は、積層工程前に、誘電体シートと、これに積層するセラミックグリーンシートにそれぞれ印刷すれば良い。この場合も、セラミックコア基板に必要に応じて抵抗体を同時焼成又は後焼成するようにしても良い。このように、誘電体シートを用いてコンデンサ付きのセラミックコア基板を形成すれば、図１のように誘電体を印刷により形成する場合と比較して、基板面の平坦性を向上できる利点がある。
【００６２】
その他、本発明は、セラミックコア基板をアルミナ等の高温焼結性セラミック、圧電性セラミック、磁性体セラミック等で形成したり、セラミックコア基板を１層のみの単層基板としたり、後積層グリーンシートの積層枚数を適宜変更したり、抵抗体のみを内蔵するセラミック多層基板や、コンデンサのみを内蔵するセラミック多層基板を製造するようにしても良い等、種々変更して実施できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のセラミック多層基板の製造方法によれば、抵抗体やコンデンサをセラミックコア基板と同時焼成するか又は焼成済みのセラミックコア基板に抵抗体やコンデンサの誘電体・電極を後焼成した後、その抵抗値・容量値をトリミングにより調整し、その後、セラミックコア基板の表面に１枚又は複数枚の後積層グリーンシートを積層して後積層基板を作製し、該後積層基板を抵抗体・誘電体の焼結温度よりも低い温度で焼成するようにしたので、後積層基板の焼成前（後積層グリーンシートの積層前）にトリミングにより高精度に調整した抵抗値・容量値の精度を焼成後もそのまま維持することができて、抵抗値・容量値のばらつきの小さい抵抗体・コンデンサを内蔵する高品質のセラミック多層基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の製造方法で製造するＣＲ内蔵セラミック多層基板の構成例を模式的に示す縦断面図
【図２】ＣＲ内蔵セラミック多層基板の製造工程の流れを説明する工程フローチャート
【図３】セラミックコア基板と抵抗体・コンデンサを同時焼成する製造工程の流れを説明する工程フローチャート
【図４】焼成済みのセラミックコア基板に抵抗体・コンデンサを後焼成する製造工程の流れを説明する工程フローチャート
【符号の説明】
１１…セラミックコア基板、１２…配線パターン、１３…ビア導体、１４…抵抗体、１５…誘電体、１６…上面電極、１７…下面電極、１８…コンデンサ、１９…配線パターン、２０…ビア導体、２１…後積層グリーンシート。

Claims

抵抗体及び／又はコンデンサを内蔵するセラミック多層基板を製造する方法において、
未焼成のセラミックコア基板又は焼成済みのセラミックコア基板の表面に抵抗体及び／又はコンデンサの誘電体・電極を同時焼成又は後焼成する工程と、
焼成した前記抵抗体の抵抗値及び／又は前記コンデンサの容量値をトリミングにより調整する工程と、
焼成した前記セラミックコア基板の表面に、前記抵抗体及び／又は前記コンデンサの誘電体の焼結温度よりも低い温度で焼結する１枚又は複数枚の未焼成のセラミックグリーンシート（以下「後積層グリーンシート」という）を積層して後積層基板を作製する積層工程と、
前記後積層基板を前記抵抗体及び／又は前記コンデンサの誘電体の焼結温度よりも低い温度で焼成してセラミック多層基板を製造する焼成工程と
を含むことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
前記後積層基板の焼成温度を、前記抵抗体及び／又は前記コンデンサの誘電体に含まれるガラス成分のガラス屈服点よりも低い温度に設定することを特徴とする請求項１に記載のセラミック多層基板の製造方法。
前記後積層グリーンシートをＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ系のガラスセラミックにより形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミック多層基板の製造方法。
前記セラミックコア基板を、８００℃〜１０００℃で焼成する低温焼成セラミックにより形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセラミック多層基板の製造方法。
前記セラミックコア基板を多層化することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセラミック多層基板の製造方法。
前記積層工程では、前記後積層グリーンシートの焼結温度では焼結しない拘束用グリーンシートを前記後積層基板の最外層に積層された前記後積層グリーンシートに積層し、
前記焼成工程では、前記拘束用グリーンシートを介して前記後積層基板を加圧しながら又は加圧せずに前記後積層グリーンシートの焼結温度で拘束焼成して前記後積層基板を一体化した後、前記拘束用グリーンシートの残存物を除去することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のセラミック多層基板の製造方法。