JP2005243984A - 積層型セラミック基板の製造方法及び積層型セラミック基板 - Google Patents

Abstract

【課題】基板端面方向の伸びが抑制され、且つ基板面上に段差がない積層型セラミック基板および、そのの製造方法を提供する。
【解決手段】グリーンシート積層体１０２を成形するグリーンシート積層体成形工程と、グリーンシート積層体を焼成する焼成工程と、を有する積層型セラミック基板の製造方法であり、グリーンシート積層体成形工程は、外周がグリーンシート１と略同形状で且つ内周を電子回路素子等２、３を囲みうる形状に開口させたシート状の枠体６をグリーンシートと焼結しうる材質で形成し、複数重ねたグリーンシートの最上面若しくは最下面のいずれか一方又は最上面及び最下面の両方に、枠体をグリーンシートと外周が揃うように重ねて配置して加圧する工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、グリーンシートを積層して焼成した積層型セラミック基板の製造方法と積層型セラミック基板に関する。

グリーンシートを積層して焼成した積層型セラミック基板の製造方法の多くは、誘電体セラミックスのグリーンシートに導電ペーストを印刷したものを積層、圧着、焼成することにより製造される。この製造方法のうち、プレス工程では、グリーンシートを複数重ねたものを金型に挟んで一軸加圧プレス機により加圧し、圧着する。一軸加圧プレス機により所定の圧力で加圧してグリーンシートを圧着する際、金型により一度にグリーンシートの積層方向に所定の圧力で加圧するため、圧着されたグリーンシート積層体には各々の端面方向に伸びが生じる。そのため、焼成された積層型セラミック基板に形成される電子部品の歩留まりが低下する。また、基板内部の電気的機能要素が多く重なり合う部分とそうでない部分との間で大きな段差が形成されるため、電気的機能要素が重なり合っている部分とそうでない部分とで圧力分布が生じる。電気的機能要素が重なり合っている部分では圧力が高く、電気的機能要素が重なり合っていない部分では圧力が低くなる。そのため、グリーンシートに圧着むらが生じ、焼成後の積層型セラミック基板において、例えば層間剥離等の構造上の欠陥を招く。

この問題を解決すべく、次の方法が開発された（例えば、特許文献１、２、３、４を参照。）。ここで、上記特許文献に係る発明について簡単に説明する。特許文献１及び特許文献２に係る発明は、プレス工程において、グリーンシートの中心部を加圧する部分よりグリーンシートの縁辺部近傍領域を加圧する部分を突出させた金型を用いることにより、プレス工程におけるグリーンシート積層体の伸びを抑制するものである。また、特許文献３に係る発明は、グリーンシートの縁辺部近傍領域の一部を加圧しうる突条部を有するスペーサをグリーンシートに当接させた状態で加圧することにより、プレス工程におけるグリーンシート積層体の伸びを抑制するものである。また、特許文献４に係る発明は、積層型セラミック基板上で電気的機能要素が配置される領域以外の領域に複数の島状膜を不連続に分布させ、プレス工程においてグリーンシートが均一に加圧されることにより、プレス工程におけるグリーンシート積層体の伸びを抑制するものである。
特開平１０−２１４７４６号公報 特開２００３−１３３１７１号公報 特開平７−１０６１８８号公報 特開平９−８２５５８号公報

しかし、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に係る発明では、グリーンシート積層体の縁辺部分に金型又はスペーサの突部に起因する段差が生じる。段差部分ではグリーンシート積層体の厚みが薄くなるために、焼成時に段差部分が重力で下方に変形してしまう。また、基板縁辺部に残存する段差により、基板縁辺部に印刷される認識マークの印刷スペースに制限ができてしまう。さらに、基板縁辺部に印刷された認識マークを識別することが困難となってしまう。また、特許文献４に係る発明に於いては、直径１０μｍの島状膜を印刷することは、印刷時のインクのにじみ等の問題から実質的には困難で、直径１０μｍの島状膜を印刷して形成した基板ではショートの可能性が高くなる。一方、島状膜の直径を大きくすると必要余白面積が大きくなり、基板上で電気的機能要素を配置する部分の設計に制限を与える。また、印刷時のインクのにじみを解消するために、例えばフォトリソグラフィー法を利用することも考えられる。しかし、フォトリソグラフィー法は高価なため、基板の製造コストがかかってしまう。さらに、島状膜が増えるにつれ焼成時にグリーンシート積層体の層間剥離が起こり易くなる。

そこで、本発明では、グリーンシート積層体の基板端面方向の伸びが抑制され、且つ基板面上に段差がない積層型セラミック基板の製造方法を提供することを目的とする。また、基板の端面方向の伸びによる基板外周の真直度を最大で０．０２％以下、平均で０．０１２％以下とし、積層型セラミック基板に形成される電子部品の歩留まりを向上させることが可能な積層型セラミック基板を提供することを目的とする。

本発明では、プレス工程において、積層したグリーンシートの層間に電気的機能要素が配置されていない領域、つまりグリーンシートの縁辺部近傍の耳領域の厚さを意図的に厚くしてグリーンシートを加圧する。このように加圧することで、グリーンシートが均一に加圧され、グリーンシートの加圧むらをなくす。すなわち、本発明は、電子回路素子又は配線となる導電ペーストを印刷したグリーンシートを複数重ねてプレスしてグリーンシート積層体を成形するグリーンシート積層体成形工程と、前記グリーンシート積層体を焼成する焼成工程と、を有する積層型セラミック基板の製造方法において、前記グリーンシート積層体成形工程は、外周が前記グリーンシートと略同形状で且つ内周を前記電子回路素子又は配線を囲みうる形状に開口させたシート状の枠体を前記グリーンシートと焼結しうる材質で形成し、複数重ねた前記グリーンシートの最上面若しくは最下面のいずれか一方又は最上面及び最下面の両方に、前記枠体を前記グリーンシートと外周が揃うように重ねて配置して加圧する工程を含むことを特徴とする。複数重ねたグリーンシートに枠体を重ねることで、枠体が重ねられた部分の厚みが厚くなり、加圧時にグリーンシートを均一に加圧することができる。これにより、プレス工程におけるグリーンシート積層体の端面方向の伸びを抑制することができる。また、プレスによって枠体も一緒に押しつぶされ、グリーンシート積層体の面上は平坦となる。ここで、枠体をグリーンシートと焼結しうる材質とすることで、枠体とグリーンシート積層体とは焼結して一体となり、積層型セラミック基板成形後に基板面上に段差が残ることがない。

また、本発明は、電子回路素子又は配線となる導電ペーストを印刷したグリーンシートを複数重ねてプレスしてグリーンシート積層体を成形するグリーンシート積層体成形工程と、前記グリーンシート積層体を焼成する焼成工程と、を有する積層型セラミック基板の製造方法において、前記グリーンシート積層体成形工程は、外周が前記グリーンシートと略同形状で且つ内周を前記電子回路素子又は配線を囲みうる形状に開口させたシート状の枠体を前記グリーンシートと焼結しうる材質で形成し、複数重ねた前記グリーンシートのいずれか１以上の層間に、前記枠体を前記グリーンシートと外周が揃うように重ねて配置して加圧する工程を含むことを特徴とする。複数重ねたグリーンシートのいずれかの層間に枠体を重ねることで、枠体が重ねられた部分の厚みが厚くなり、加圧時にグリーンシートを均一に加圧することができる。これにより、プレス工程におけるグリーンシート積層体の端面方向の伸びを抑制することができる。また、プレスによって枠体も一緒に押しつぶされ、グリーンシート積層体の面上は平坦となる。ここで、枠体をグリーンシートと焼結しうる材質とすることで、枠体とグリーンシート積層体とは焼結して一体となり、積層型セラミック基板成形後に基板面上に段差が残ることがない。

ここで、前記枠体の総厚さは、複数重ねた前記グリーンシートの総厚さの５〜１５％とすることが望ましい。枠体の総厚さをグリーンシートの総厚さの５〜１５％とすることで、プレス工程において、グリーンシート面全体に均一に圧力がかかり、グリーンシートの加圧むらを防止する。

また、前記枠体の材質を前記グリーンシートの材質と同一とすることが望ましい。枠体の材質をグリーンシートと同一とすれば、加圧時にグリーンシートと枠体とが圧着し易く、グリーンシートと枠体とが容易に焼結して一体化する。

また、前記枠体の面積を前記グリーンシートの面積の４〜８％とすることが望ましい。枠体の面積をグリーンシートの面積の４〜８％とすることで、グリーンシート面全体に均一に圧力がかかり、グリーンシートの加圧むらを防止する。

本発明に係る積層型セラミック基板は、積層した複数のグリーンシートが焼結した焼結体の外周に沿って内側に設けた耳領域と、該耳領域の内側で前記焼結体の内部に電子回路素子又は配線を前記焼結体の厚さ方向に所定間隔で層状に配置した電気的機能要素配置領域と、を備える積層型セラミック基板であり、前記焼結体の表面における前記耳領域と前記電気的機能要素配置領域との境界は平坦で、且つ前記耳領域の密度が、前記電気的機能要素配置領域のうち前記電子回路素子又は配線が配置されていない部分の密度より大きいことを特徴とする。

上記積層型セラミック基板では、前記耳領域の密度は、前記電気的機能要素配置領域のうち前記電子回路素子又は配線が配置されていない部分の５〜１５％大である場合を含む。

また、本発明に係る積層型セラミック基板は、積層した複数のグリーンシートが焼結した焼結体の外周に沿って内側に設けた耳領域と、該耳領域の内側で前記焼結体の内部に電子回路素子又は配線を前記焼結体の厚さ方向に所定間隔で層状に配置した電気的機能要素配置領域と、を備える積層型セラミック基板であり、前記耳領域と前記電気的機能要素配置領域との境界に沿って、前記耳領域の表面直下に細帯形状の光屈折面を有することを特徴とする。

上記積層型セラミック基板では、前記焼結体の外周を長方形又は正方形とし、且つ４辺の最大真直度を０．０２％以下とするか、或いは４辺の平均真直度を０．０１２％以下としたことを含む。寸法精度の良い積層型セラミック基板を実現したものである。これにより、基板に形成される電子部品の歩留まりを向上させることができる。

本発明に係る積層型セラミック基板の製造方法では、基板端面方向の伸びが抑制され、且つ基板面上に段差がない積層型セラミック基板の製造することができる。また、本発明に係る積層型セラミック基板では、基板端面方向の伸びによる基板外周の真直度を最大で０．０２％以下、平均で０．０１２％以下とすることができ、寸法精度が良い。これにより、積層型セラミック基板に形成される電子部品の歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明に実施の形態を示して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。なお、図中、同一部材には同一符号を付している。まず、本実施形態に係る積層型セラミック基板の製造方法について説明する。図１に、本実施形態に係る積層型セラミック基板の焼成前の状態を示した概略断面図を示す。図１（ａ）に、加圧前のグリーンシートを複数重ねた状態の概略断面図を示し、図１（ｂ）に、加圧後のグリーンシート積層体の概略断面図を示す。
（グリーンシートの成形工程）

積層型セラミック基板は、グリーンシート多層法により作製する。グリーンシートは、セラミック粉末と有機ビヒクルを混合しスラリーを作り、ドクターブレード法等によりＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート等の樹脂シート上に成膜することで得られる。積層型セラミック基板をガラスセラミック基板とする場合には、セラミック粉末とガラス粉末と有機ビヒクルを混合したスラリーを使用する。有機ビヒクルは主としてトルエンやイソプロピルアルコール等の溶媒、ポリビニルブチラールやアクリル等のバインダ、ジ−ｎ−ブチルフタレート等の可塑剤で構成される。その他、解こう剤、湿潤剤等を入れても良い。

ガラスセラミック基板を低温焼成セラミック基板（ＬＴＣＣ基板）とする場合には、ガラス成分とセラミック成分は目的とする比誘電率や焼成温度に基づいて適宜選択すればよく、１０００℃以下で焼成して得たアルミナ（結晶相）と酸化ケイ素（ガラス相）からなる基板が例示できる。その他、セラミック成分として、マグネシア、スピネル、シリカ、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、コージェライト、ストロンチウム長石、石英、ケイ酸亜鉛、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。ガラス成分としては、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸バリウムガラス、ホウケイ酸ストロンチウムガラス、ホウケイ酸亜鉛ガラス、ホウケイ酸カリウムガラス等を用いることができる。ガラス成分は６０〜８０体積％とし、骨材であるセラミック成分を４０〜２０体積％とすることが好ましい。ガラス成分が上記の範囲を外れると複合組成物となりにくく、強度及び焼結性が低下するからである。
（導体又は誘電体原料の印刷工程）

得られたグリーンシート１について、縁辺部近傍の耳領域５を残して、電子回路素子又は配線を形成するために電気的機能要素配置領域７に導体ペーストや誘電体ペーストを印刷する。このとき、打ち抜き、ビアホール加工を形成する工程を行なっても良い。１０００℃以下で焼成できるため内部導体を配線する場合にはＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｃｕの使用が可能である。
（プレス工程）

次にグリーンシート１に印刷を行なったものを所定の枚数積み重ねる。このとき、グリーンシート１の最上面に、シート状の枠体６をグリーンシート１と外周が揃うように重ねて配置する。図１（ａ）で示すように、グリーンシート１を複数重ねた状態では、グリーンシート１と、グリーンシート１との層間にある電子回路素子又は配線の導電ペースト層２と、ビアホールに充填された導電ペースト３と、ビアホールに充填された誘電体ペースト４と、を有し、さらに最上面に枠体６を有する。耳領域５を除いた基板の内側は電気的機能要素配置領域７である。

図２に、本実施形態に係る枠体の概略図を示す。図２（ａ）に、枠体の概略正面図を示し、図２（ｂ）に、枠体のＡ−Ａ´における概略断面図を示す。シート状の枠体６は、外周１４を図１（ａ）に示すグリーンシート１と略同形状とし且つ内周１５を電子回路素子又は配線が配置された図１（ａ）に示す電気的機能要素配置領域７を囲みうる形状に開口させた形状である。また、枠体６は、グリーンシート１と圧着し焼結しうる材質で形成している。焼成後に、枠体６とグリーンシート１とを分離させず、一体の焼結体を得るためである。さらに、枠体６は、グリーンシート１と同一材料からなるものとすることが望ましい。枠体６をグリーンシート１と同一材料からなるものとすると、加圧時に枠体６とグリーンシート１とが容易に圧着し、さらに焼成時に枠体６とグリーンシート１とが容易に焼結する。なお、枠体６の枠幅１１は耳領域５（図１（ａ））の大きさと同一である必要はなく、グリーンシート積層体の端面方向の伸びを抑制する最適な大きさを選択する。これについては後述する。

従来では、複数重ねたグリーンシートを凹状の金型を用いてプレスしていた。凹状の金型を用いて、電気的機能要素が配置されていない耳領域を加圧する圧力を高めることでグリーンシート積層体の端面方向の伸びを抑制することができるからである。しかし、これらの方法では、基板の耳領域に段差が残ってしまうという問題が発生していた。本実施形態では、耳領域を加圧する圧力を高めるために、グリーンシート１の例えば最上面に枠体６を重ねる。耳領域５の厚みを厚くすることで耳領域５を加圧する圧力を高めることができるため、グリーンシート積層体の端面方向の伸びを抑制することができる。そのため、焼成後の積層型セラミック基板においても寸法精度が良く、積層型セラミック基板に形成される電子部品の歩留まりを向上させることができる。さらに、枠体６はグリーンシート１と圧着し焼結しうる材質であるため、焼成後には、枠体６とグリーンシート１とは焼結して一体となる。そのため、焼成後の積層型セラミック基板では基板上面は平坦となり、基板の耳領域に段差が残ることがない。図１（ａ）では、枠体６は、グリーンシート１の最上面に配置した形態を示したが、グリーンシート１の耳領域５の厚さを厚くして耳領域５と電気的機能要素配置領域７とを均一に加圧するために、枠体６は、グリーンシート１の最下面にグリーンシート１と外周が揃うように重ねて配置することとしてもよいし、最上面及び最下面の両方にグリーンシート１と外周が揃うように重ねて配置することとしてもよい。また、グリーンシート１のいずれか１以上の層間に枠体６をグリーンシート１と外周が揃うように重ねて配置することとしてもよい。また、枠体６はグリーンシート１の最上面、最下面及び層間いずれの位置にランダムに配置することとしてもよい。グリーンシート積層体の端面方向の伸びを抑制でき、且つ基板上面を平坦とすることができるという効果は、枠体６の上記いずれの配置位置によっても得ることができる。

枠体６の総厚さは、複数重ねたグリーンシート１の総厚さの５〜１５％とすることが望ましい。枠体６の総厚さが５％未満であると、端面方向の伸びを抑制する効果を十分得ることができず、枠体６の総厚さが１５％より大きいと、プレス工程において、電気的機能要素配置領域７に圧力が十分かからず圧着むらが生じるためである。なお、枠体６の総厚さが複数重ねたグリーンシート１の総厚さの５〜１５％となれば、複数の枠体６を準備してグリーンシート１と共に重ねることとしてもよい。

また、枠体６の面積をグリーンシート１の面積の４〜８％とすることが望ましい。枠体６の面積が４％未満であると、端面方向の伸びを抑制する効果を十分得ることができず、枠体６の面積が８％より大きいと、積層型セラミック基板に形成することができる電子部品の数が少なくなるため、１つの積層型セラミック基板に対する電子部品の製造効率が下がる。ここで、例えばグリーンシート１の外周が円や正方形の場合、枠体６の枠幅１１（図２（ａ））は一定であることが望ましい。グリーンシート１の外周が円や正方形の場合、グリーンシート１は加圧時に端面の等方向に伸びるためである。一方、グリーンシート１の外周が円や正方形でない場合は、枠体６の枠幅１１は、グリーンシート１の外周の形状により適宜変更可能である。例えばグリーンシート１の外周が長方形である場合、長方形の長辺に該当する部分の枠体６の枠幅１１は小さくし、長方形の短辺に該当する部分の枠体６の枠幅１１は大きくして、全体として枠体６の面積をグリーンシート１の面積の４〜８％とすることが望ましい。加圧時のグリーンシート積層体の端面方向の伸びは、長方形の長辺と平行な方向が長く、長方形の短辺と平行な方向が短いためである。

グリーンシート１を複数重ねてさらに枠体６をグリーンシート１の最上面に重ねた状態で熱圧着して図１（ｂ）に示すグリーンシート積層体１０２を形成した。熱圧着条件は、例えば温度が８０℃、圧力は７００ｋｇ／ｃｍ^２とする。ここで、グリーンシート１を複数重ねて枠体６をグリーンシート１の最上面に重ねた上にさらに離型フィルムを重ねてプレスすることとしてもよい。離型フィルムを設けることで、一軸加圧プレス機の金型のプレス面とグリーンシート積層体１０２とが直接接触せず、加圧後に一軸加圧プレス機からグリーンシート積層体１０２を取出し易くなる。離型フィルムは、ポリエステル等のプラスチックフィルムを適用することができる。一軸加圧プレス機は、平坦なプレス面を有する金型を使用する。このようにして加圧することによって、加圧後のグリーンシート積層体１０２の端面方向の伸びを抑制できる。また、枠体６は、一軸加圧プレス機の金型の平坦なプレス面によってグリーンシート１と共に押しつぶされ、グリーンシート積層体１０２の面上は平坦となる。そのため、従来では凹状の金型を用いていたために残存した耳領域の段差が、本実施形態に係るグリーンシート積層体１０２では残ることがない。
（焼成）

次にグリーンシート積層体１０２を連続炉に入れて焼成する。図３に連続炉（ベルト炉）におけるグリーンシート積層体の概略配置図を示した。グリーンシート積層体１０２は、ベルト２０に載せられて連続炉２１を通過し、焼成され、積層型セラミック基板１０１が得られる。枠体６は、焼成されることによってグリーンシートと共に焼結して一体化し、基板面上の枠体部分と枠体の内側のグリーンシート部分との境界は見分けがつかなくなる。

次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。

複数重ねたグリーンシートに枠体を重ねることについての効果を、枠体を使用しない場合と比較することで確認する。実施形態で説明したとおりにグリーンシートに電子回路素子又は配線を印刷してペースト層を形成した。グリーンシートの大きさは１１８ｍｍ×１１８ｍｍとした。ペースト層を形成済みの厚さ１２５μｍのグリーンシートを５枚重ね、さらにペースト層を形成済みの厚さ６５μｍのグリーンシートを１０枚重ねた。合計１５枚（総厚さ１２７５μｍ）重ねたグリーンシートの最上面に厚さ６５μｍの枠体を２枚（総厚さ１３０μｍ、グリーンシートの総厚さの１０％）重ね、さらにその上面及び下面にポリエステルからなる離型フィルムを配置して熱圧着した。枠体の枠幅は、３ｍｍ幅（１１８ｍｍ辺）及び４ｍｍ幅（１１８ｍｍ辺）とした。図４（ａ）に、プレス工程におけるグリーンシート積層体の概略配置図を示す。熱圧着条件は、温度が８０℃、圧力は７００ｋｇ／ｃｍ^２とした。枠体６は、グリーンシートの中心部を開口させて枠形状として形成した。複数重ねたグリーンシートに枠体６を重ね、さらに離型フィルム４０を配置した状態で、プレス面が平坦な金型４９を取り付けた一軸加圧プレス機５００によって矢印３０の方向に加圧する。その後、一軸加圧プレス機５００の圧力を開放する。その後、グリーンシート積層体２０１から離型フィルム４０を剥がしてグリーンシート積層体２０１が完成する。さらに、最高温度９００℃の連続炉にグリーンシート積層体２０１を入れて焼成して積層型セラミック基板を作製した。なお、連続炉において最高温度９００℃で１０〜２０分間保持され、その後、３０分間程度で炉冷される。図５は焼成後の積層型セラミック基板の概略図である。図５（ａ）は積層型セラミック基板３０１の概略正面図を示し、図５（ｂ）は積層型セラミック基板３０１の概略側面図を示す。図４（ａ）に示す枠体６に相当する領域が図５（ａ）の耳領域５となる。耳領域５以外の部分は図５（ａ）の電気的機能要素配置領域７となる。また、積層型セラミック基板３０１の４辺に、真直度を計測するために等間隔で計測点を設け、各計測点に番号を付した。なお、耳領域５には電子回路素子又は配線用のペースト層は形成していない。この積層型セラミック基板３０１を実施例とした。

次に、枠体を使用しないで実施例と同様のペースト層を形成済みの厚さ８５μｍのグリーンシートを合計１５枚（総厚さ１２７５μｍ）重ねたグリーンシート積層体を作製した。グリーンシートの大きさは実施例と同様に１１８ｍｍ×１１８ｍｍとした。図４（ｂ）に、プレス工程におけるグリーンシート積層体の概略配置図を示す。複数重ねたグリーンシートの上面及び下面に離型フィルム４０を配置した状態で、凹状に窪んだ金型５０を取り付けた一軸加圧プレス機５００によって熱圧着した。熱圧着条件は、実施例と同様に温度が８０℃、圧力は７００ｋｇ／ｃｍ^２とした。実施例と同様にして加圧したグリーンシート積層体６００を焼成して、積層型セラミック基板を作成した。図６は焼成後の積層型セラミック基板の概略図である。図６（ａ）は積層型セラミック基板４０１の概略正面図を示し、図６（ｂ）は積層型セラミック基板４０１の概略側面図を示す。この積層型セラミック基板４０１を比較例とした。比較例では、凹状に窪んだ金型５０を用いるため、積層型セラミック基板４０１の耳領域５には図４（ｂ）に示す金型５０に起因した段差６５（図６（ｂ））が形成される。耳領域５以外の部分は電気的機能要素配置領域７となる。また、積層型セラミック基板４０１の４辺に、真直度を計測するために実施例と同様に等間隔で計測点を設け、各計測点に番号を付した。

実施例と比較例とで、積層型セラミック基板外周の４辺の真直度を計測し、比較した。結果を図７から図１０に示す。図７は、図５（ａ）に示す辺５１、及び図６（ａ）に示す辺６１の真直度を示す。図８は、図５（ａ）に示す辺５２、及び図６（ａ）に示す辺６２の真直度を示す。図９は、図５（ａ）に示す辺５３、及び図６（ａ）に示す辺６３の真直度を示す。図１０は、図５（ａ）に示す辺５４、及び図６（ａ）に示す辺６４の真直度を示す。図７から図１０において、横軸は、積層型セラミック基板外周の計測点番号を示し、縦軸は真直度を示す。真直度は、グリーンシート積層体の辺の長さと真直度公差との比で表す。

辺５１及び辺６１は、図７からプレス後の端面方向の伸びに差はなく、真直度に差は生じていない。一方、辺５２及び辺６２では、図８から、真直度に大きな差が生じている。辺６２の最大真直度は計測点（３９）において０．０４８％を超えているが、辺５２の最大真直度は計測点（３８）で０．０１０％に抑制されている。辺５３及び辺６３では、図９から、辺６３の最大真直度は計測点（５２）で０．０４１％を超えているが、辺５３の最大真直度は計測点（４６）、（５５）で０．０１％に抑制されている。辺５４及び辺６４についても、図１０から、辺６４の最大真直度は計測点（７）、（９）で０．０３４％以上であるが、辺５４の最大真直度は計測点（１０）で０．０２０％に抑制されている。以上の結果から、実施例の積層型セラミック基板３０１（図５）では、比較例の積層型セラミック基板４０１（図６）と比較して各辺総ての真直度を小さくすることができることがわかる。そのため、実施例の積層型セラミック基板３０１では、焼成後の積層型セラミック基板に形成される電子部品の歩留まりを向上させることができる。図７から図１０から、実施例の積層型セラミック基板３０１では、基板４辺の真直度を最大で０．０２％以下、平均で０．０１２％以下とすることができることがわかる。なお、積層型セラミック基板の各辺の真直度は、金型のプレス面の平行度に依存する。そのため、金型のプレス面の平行度によっては、図７に示すように枠体を使用しない場合でも真直度が小さくなる場合があるが、枠体を使用することによって、各辺総ての真直度を小さくすることができることは明らかである。また、積層型セラミック基板の各辺の真直度は、焼成温度や焼成速度にも依存する場合がある。

次に、実施例の積層型セラミック基板３０１に略平行に可視光を当てて基板上面を観察した。結果を図１１に示す。図１１から、図面左に基板端部１０が観察でき、図面右側に基板の電気的機能要素配置領域７が観察できる。基板端部１０と電気的機能要素配置領域７との間に耳領域５が観察できる。実施例の積層型セラミック基板３０１の基板面上は平坦となるため、基板面のみの観察では基板面が平坦な通常の積層型セラミック基板と見分けがつかない。しかし、実施例の積層型セラミック基板３０１では、耳領域５と電気的機能要素配置領域７との境界に沿って、耳領域５に境界線９を観察することができる。図１（ｂ）に示すように、グリーンシート積層体１０２の表面は平坦となる。枠体がグリーンシートと共に平坦なプレス面を有する金型によって押しつぶされるためである。そのため、グリーンシート積層体１０２を焼成した積層型セラミック基板３０１（図１１）の耳領域５では、プレス工程において重ねた枠体の厚みの分、密度が高くなる。密度の違いから、耳領域５の枠体に相当する部分の焼結体と電気的機能要素配置領域７の焼結体との間で屈折率が異なる。そのため、図１１に示されるように基板表面に略平行に光を当てたときに屈折率の異なる基点で光が反射若しくは散乱する。この屈折率の異なる基点は、耳領域５の表面直下に細帯形状に存在する。その結果、細帯形状の光屈折面を枠体に由来する境界線９として観察することができると推察できる。なお、境界線９上の耳領域５の表面は平坦であるため、光屈折面での反射光を観察できる。

次に、図１１に示す積層型セラミック基板３０１表面における耳領域５の密度と、電気的機能要素配置領域７のうち電子回路素子又は配線が配置されていない部分の密度と、を計測した。図１２に、積層型セラミック基板３０１の概略断面図を示す。積層型セラミック基板３０１の電気的機能配置領域７には、グリーンシートに印刷されたペーストが焼結した電子回路素子又は配線１２が配置されている。密度を計測した結果、耳領域５の密度が、電気的機能要素配置領域７のうち電子回路素子又は配線１２が配置されていない部分１３の密度より大きいことがわかった。積層型セラミック基板３０１では、枠体が押しつぶされて耳領域５と電気的機能要素配置領域７との境界が平坦となるため、耳領域５は密度が大きくなると推察される。さらに、枠体の総厚さをグリーンシートの総厚さの５〜１５％とすることで、耳領域５の密度は、電気的機能要素配置領域７のうち電子回路素子又は配線１２が配置されていない部分１３の５〜１５％大となることがわかった。

また、耳領域５表面と電気的機能要素配置領域７表面とのビッカース硬度を計測した結果、耳領域５の密度が高いために、耳領域５表面のビッカース硬度は電気的機能要素配置領域７表面のビッカース硬度よりも大きいことがわかった。

本実施形態に係る積層型セラミック基板の焼成前の状態を示した概略断面図を示す。（ａ）は、加圧前のグリーンシートを複数重ねた状態の概略断面図である。（ｂ）は、加圧後のグリーンシート積層体の概略断面図である。 枠体の概略図を示す。（ａ）は概略正面図である。（ｂ）はＡ−Ａ´における概略断面図である。 連続炉（ベルト炉）におけるグリーンシート積層体及び積層型セラミック基板の概略配置図を示した。 （ａ）は、プレス工程におけるグリーンシート積層体の概略配置図（実施例）である。（ｂ）は、プレス工程におけるグリーンシート積層体の概略配置図（比較例）である。 実施例の積層型セラミック基板の概略図である。（ａ）は、概略正面図である。（ｂ）は、概略側面図である。 比較例の積層型セラミック基板の概略図である。（ａ）は、概略正面図である。（ｂ）は、概略側面図である。 図５（ａ）に示す辺５１、及び図６（ａ）に示す辺６１の真直度を示す。 図５（ａ）に示す辺５２、及び図６（ａ）に示す辺６２の真直度を示す。 図５（ａ）に示す辺５３、及び図６（ａ）に示す辺６３の真直度を示す。 図５（ａ）に示す辺５４、及び図６（ａ）に示す辺６４の真直度を示す。 実施例のグリーンシート積層体を焼成した積層型セラミック基板に略平行に光を当てて基板上面を観察した写真（画像）を示す。 実施例のグリーンシート積層体を焼成した積層型セラミック基板の概略断面図である。

符号の説明

１ グリーンシート
２ 電子回路素子又は配線の導電ペースト層
３ ビアホールに充填された導電ペースト
４ ビアホールに充填された誘電体ペースト
５ 耳領域
６ 枠体
７ 電気的機能要素配置領域
９ 境界線
１０ 基板端部
１１ 枠幅
１２ 電子回路素子又は配線
１３ 電子回路素子又は配線が配置されていない部分
１４ 外周
１５ 内周
２０ ベルト
２１ 連続炉
３０ 矢印
４０ 離型フィルム
４９、５０ 金型
５１、５２、５３、５４、６１、６２、６３、６４ 縁辺
６５ 段差
１０１ 積層型セラミック基板（焼成済み）
１０２ グリーンシート積層体（加圧後）
２０１ グリーンシート積層体（加圧後）
３０１ グリーンシート積層体（実施例）
４０１ グリーンシート積層体（比較例）
５００ 一軸加圧プレス機
６００ グリーンシート積層体（加圧後）

Claims (9)

1. 電子回路素子又は配線となる導電ペーストを印刷したグリーンシートを複数重ねてプレスしてグリーンシート積層体を成形するグリーンシート積層体成形工程と、前記グリーンシート積層体を焼成する焼成工程と、を有する積層型セラミック基板の製造方法において、
   前記グリーンシート積層体成形工程は、外周が前記グリーンシートと略同形状で且つ内周を前記電子回路素子又は配線を囲みうる形状に開口させたシート状の枠体を前記グリーンシートと焼結しうる材質で形成し、複数重ねた前記グリーンシートの最上面若しくは最下面のいずれか一方又は最上面及び最下面の両方に、前記枠体を前記グリーンシートと外周が揃うように重ねて配置して加圧する工程を含むことを特徴とする積層型セラミック基板の製造方法。
2. 電子回路素子又は配線となる導電ペーストを印刷したグリーンシートを複数重ねてプレスしてグリーンシート積層体を成形するグリーンシート積層体成形工程と、前記グリーンシート積層体を焼成する焼成工程と、を有する積層型セラミック基板の製造方法において、
   前記グリーンシート積層体成形工程は、外周が前記グリーンシートと略同形状で且つ内周を前記電子回路素子又は配線を囲みうる形状に開口させたシート状の枠体を前記グリーンシートと焼結しうる材質で形成し、複数重ねた前記グリーンシートのいずれか１以上の層間に、前記枠体を前記グリーンシートと外周が揃うように重ねて配置して加圧する工程を含むことを特徴とする積層型セラミック基板の製造方法。
3. 前記枠体の総厚さは、複数重ねた前記グリーンシートの総厚さの５〜１５％としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の積層型セラミック基板の製造方法。
4. 前記枠体の材質を前記グリーンシートの材質と同一としたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の積層型セラミック基板の製造方法。
5. 前記枠体の面積を前記グリーンシートの面積の４〜８％としたことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の積層型セラミック基板の製造方法。
6. 積層した複数のグリーンシートが焼結した焼結体の外周に沿って内側に設けた耳領域と、該耳領域の内側で前記焼結体の内部に電子回路素子又は配線を前記焼結体の厚さ方向に所定間隔で層状に配置した電気的機能要素配置領域と、を備える積層型セラミック基板において、
   前記焼結体の表面における前記耳領域と前記電気的機能要素配置領域との境界は平坦で、且つ前記耳領域の密度が、前記電気的機能要素配置領域のうち前記電子回路素子又は配線が配置されていない部分の密度より大きいことを特徴とする積層型セラミック基板。
7. 前記耳領域の密度は、前記電気的機能要素配置領域のうち前記電子回路素子又は配線が配置されていない部分の５〜１５％大としたことを特徴とする請求項６に記載の積層型セラミック基板。
8. 積層した複数のグリーンシートが焼結した焼結体の外周に沿って内側に設けた耳領域と、該耳領域の内側で前記焼結体の内部に電子回路素子又は配線を前記焼結体の厚さ方向に所定間隔で層状に配置した電気的機能要素配置領域と、を備える積層型セラミック基板において、
   前記電気的機能要素配置領域と前記耳領域との境界に沿って、前記耳領域の表面直下に細帯形状の光屈折面を有することを特徴とする積層型セラミック基板。
9. 前記焼結体の外周を長方形又は正方形とし、且つ４辺の最大真直度を０．０２％以下とするか、或いは４辺の平均真直度を０．０１２％以下としたことを特徴とする請求項６、７又は８に記載の積層型セラミック基板。