JP2007059862A - Multilayer ceramic substrate and its manufacture - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a multilayer ceramic substrate having superior dimensional accuracy and flatness of a bottom surface of a cavity when the multilayer ceramic substrate having the cavity is manufactured. <P>SOLUTION: A plurality of green sheets for substrate comprising a bottom-surface-forming green sheet 32 for constituting the bottom surface of the cavity and a cavity-forming green sheet for forming an opening corresponding to the cavity shape are laminated to form laminate 33. Under the condition where contraction-suppressing material green sheets 22 and 29 are laminated on the surface of the green sheet for substrate acting as an outermost layer of the laminate 33, respectively, the laminate 33 is pressed, and then calcined, and thereby the multilayer ceramic substrate 1 having the cavity 11 is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、キャビティを有する多層セラミック基板及びその製造方法に関するものであり、特に無収縮焼成方法を適用して製造されるキャビティを有する多層セラミック基板及びその製造方法の改良に関する。   The present invention relates to a multilayer ceramic substrate having a cavity and a manufacturing method thereof, and more particularly to an improvement of the multilayer ceramic substrate having a cavity manufactured by applying a non-shrinkage firing method and the manufacturing method thereof.

電子機器等の分野においては、電子デバイスを実装するための基板が広く用いられているが、近年、電子機器の小型軽量化や多機能化等の要望に応え、且つ高信頼性を有する基板として、多層セラミック基板が提案され実用化されている。多層セラミック基板は、複数のセラミック層を積層することにより構成され、各セラミック層に配線導体や電子素子等を一体に作り込むことで、回路基板の高密度化が可能となっている。   In the field of electronic equipment and the like, substrates for mounting electronic devices are widely used. However, in recent years, as a substrate having high reliability in response to demands for reduction in size and weight of electronic devices and multifunctional functions. A multilayer ceramic substrate has been proposed and put into practical use. A multilayer ceramic substrate is formed by laminating a plurality of ceramic layers, and by making a wiring conductor, an electronic element and the like integrally in each ceramic layer, it is possible to increase the density of the circuit substrate.

そして、前記多層セラミック基板においては、電子機器のさらなる小型化、低背化等を進めることを目的に、電子デバイスを収納するキャビティ(凹部)が形成された多層セラミック基板も実用化されている。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デバイスを収容した状態で実装することができるので、前述の要望をより十分に満足させることができ、多層セラミック基板自体の小型化、低背化を実現することも可能である。   And in the said multilayer ceramic substrate, the multilayer ceramic substrate in which the cavity (recessed part) which accommodates an electronic device was formed was put in practical use for the purpose of advancing the further miniaturization of an electronic device, a low profile, etc. In the case of such a multilayer ceramic substrate with a cavity, the electronic device can be mounted in a state where it is accommodated in the cavity, so that the above-mentioned demand can be satisfied more sufficiently and the multilayer ceramic substrate itself can be reduced in size. It is also possible to realize a low profile.

ところで、前述の多層セラミック基板は、複数のグリーンシートを積層して積層体を形成した後、これを焼成することにより形成される。そして、前記グリーンシートは、この焼成工程における焼結に伴って必ず収縮し、多層セラミック基板の寸法精度を低下する大きな要因となっている。具体的には、前記収縮に伴って収縮バラツキが発生し、最終的に得られる多層セラミック基板においては、寸法精度は、0.5%程度に留まっている。   By the way, the above-mentioned multilayer ceramic substrate is formed by laminating a plurality of green sheets to form a laminate and then firing the laminate. The green sheet is surely shrunk with the sintering in the firing step, which is a major factor for reducing the dimensional accuracy of the multilayer ceramic substrate. Specifically, shrinkage variation occurs with the shrinkage, and the finally obtained multilayer ceramic substrate has a dimensional accuracy of only about 0.5%.

このような状況から、多層セラミック基板の焼成工程において、グリーンシートの面内方向の収縮を抑制し、厚さ方向にのみ収縮させる、いわゆる無収縮焼成方法が提案されている(例えば、特許文献1等を参照)。特許文献1等にも記載されるように、前記焼成温度でも収縮しないシートをグリーンシートの積層体に貼り付け、この状態で焼成を行うと、前記面内方向の収縮が抑制され、厚さ方向にのみ収縮する。この方法によれば、多層セラミック基板の面内方向の寸法精度を0.05%程度にまで改善することが可能である。   Under such circumstances, a so-called non-shrinkage firing method that suppresses shrinkage in the in-plane direction of the green sheet and shrinks only in the thickness direction in the firing process of the multilayer ceramic substrate has been proposed (for example, Patent Document 1). Etc.). As described in Patent Document 1 and the like, when a sheet that does not shrink even at the firing temperature is attached to a laminate of green sheets and firing is performed in this state, shrinkage in the in-plane direction is suppressed, and the thickness direction Only shrinks. According to this method, the dimensional accuracy in the in-plane direction of the multilayer ceramic substrate can be improved to about 0.05%.

ただし、前記キャビティを有する多層セラミック基板を作製する場合には、前記のような無収縮焼成方法を適用しても、必ずしも十分な寸法精度や平面度等が得られないという問題がある。これは、通常の無収縮焼成方法では、キャビティの底部に収縮抑制の拘束力が働かないことによる。キャビティの底部に収縮抑制の拘束力が働かないと、キャビティの底面の電子デバイス搭載に十分な平面度を確保することができず、電子デバイスの実装に支障をきたすおそれがある。   However, in the case of producing a multilayer ceramic substrate having the cavity, there is a problem in that sufficient dimensional accuracy, flatness, etc. are not necessarily obtained even if the non-shrinkage firing method as described above is applied. This is due to the fact that the restraint force for suppressing shrinkage does not act on the bottom of the cavity in the normal shrinkless firing method. If the restraining force for suppressing shrinkage does not act on the bottom of the cavity, sufficient flatness for mounting the electronic device on the bottom of the cavity cannot be ensured, which may hinder the mounting of the electronic device.

そこで、キャビティの底面にも収縮抑制シートを配し、前記の不都合を解消することが試みられている(例えば、特許文献2等を参照)。特許文献2記載の発明では、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で形成し、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、切り込みの外側の部分を除去した後、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収縮抑制用シートを転写し、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で焼成工程を実施している。これにより、焼成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としている。
特開平10−75060号公報 特開2003−318309号公報
Therefore, an attempt has been made to eliminate the above-described disadvantage by disposing a shrinkage suppression sheet on the bottom surface of the cavity (see, for example, Patent Document 2). In the invention described in Patent Document 2, a shrinkage suppression sheet containing a shrinkage suppression inorganic material is formed on a carrier film, a cut having a shape corresponding to the contour of the bottom surface of the cavity is made in the shrinkage suppression sheet, and the outside of the cut In the step of laminating a ceramic green sheet for a substrate to produce a raw substrate laminate, the shrinkage suppression held on the carrier film on the substrate ceramic green sheet that gives the bottom of the cavity is removed. The baking process is carried out in a state where the sheet for transfer is transferred and the sheet for suppressing shrinkage is disposed on the bottom surface of the cavity. Accordingly, it is possible to increase the dimensional accuracy of the laminated body for a substrate after firing, to make it difficult to cause undesired distortion in the cavity, and to achieve high density of wiring with high reliability.
JP-A-10-75060 JP 2003-318309 A

しかしながら、前記特許文献2記載の発明のように、キャビティの底面を与える基板用セラミックグリーンシート上に収縮抑制用シートを配置しただけでは、例えばキャビティの変形等の問題を完全に解消することは難しい。特に、多層セラミック基板の製造方法においては、複数のグリーンシートを積層した積層体のプレスが必要であり、前記キャビティを有する多層セラミック基板の製造方法では、プレス工程においてキャビティ開口部が潰れて変形する可能性が高い。また、焼成工程においても、キャビティ開口部周辺が盛り上がるという現象が見られ、やはり変形の原因となるおそれがある。   However, as in the invention described in Patent Document 2, it is difficult to completely eliminate problems such as deformation of the cavity, for example, by simply disposing the shrinkage suppression sheet on the ceramic green sheet for the substrate that gives the bottom surface of the cavity. . In particular, in the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, it is necessary to press a laminated body in which a plurality of green sheets are stacked. In the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate having the cavity, the cavity opening is crushed and deformed in the pressing step. Probability is high. Also, in the firing process, a phenomenon in which the periphery of the cavity opening is raised, which may cause deformation.

また、キャビティを有する多層セラミック基板を作製する別の方法として、グリーンシートを積層して焼成し、その後、焼結した積層体に穴開け加工を施すことも考えられる。しかしながら、焼結した積層体は硬くて脆いことから、精度の高い加工が難しく、高価な設備が必要となる等、製造コストの点でも問題が多い。   Further, as another method for producing a multilayer ceramic substrate having a cavity, it is conceivable that green sheets are laminated and fired, and then a hole is formed in the sintered laminate. However, since the sintered laminate is hard and fragile, there are many problems in terms of manufacturing cost, such as high-precision processing is difficult and expensive equipment is required.

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、低コストにて優れた寸法精度や平面度を実現し、キャビティ周辺部における変形の小さい多層セラミック基板を提供することを目的とする。また、本発明は、キャビティを有する多層セラミック基板を製造するに際して、寸法精度や平面度に優れた多層セラミック基板を簡単、且つ低コストで製造することが可能で、しかもキャビティ周辺部における変形等の発生も解消することが可能な製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and provides a multilayer ceramic substrate that realizes excellent dimensional accuracy and flatness at low cost and has a small deformation at the periphery of the cavity. Objective. Further, according to the present invention, when manufacturing a multilayer ceramic substrate having a cavity, a multilayer ceramic substrate having excellent dimensional accuracy and flatness can be manufactured easily and at low cost, and deformation such as deformation in the periphery of the cavity can be achieved. It aims at providing the manufacturing method which can also eliminate generation | occurrence | production.

前述の目的を達成するために、本発明の多層セラミック基板は、複数の基板用グリーンシートを積層した後焼成することにより製造され、キャビティを有し、前記キャビティの底面を構成する底面形成用セラミック層を含むセラミック層が積層一体化される多層セラミック基板であって、前記底面形成用セラミック層上に前記キャビティの底面の周縁部を跨ぐ状態で導体パターンが形成されており、前記底面形成用セラミック層上の前記底面の周縁部に対応する部分のうち少なくとも前記導体パターンの表面に、前記焼成の際の焼成温度で軟化する軟化層を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a multilayer ceramic substrate of the present invention is manufactured by laminating a plurality of green sheets for a substrate and then firing, and has a cavity and forms a bottom surface of the cavity. A multilayer ceramic substrate in which ceramic layers including layers are laminated and integrated, wherein a conductor pattern is formed on the bottom surface forming ceramic layer so as to straddle a peripheral edge of the bottom surface of the cavity, and the bottom surface forming ceramic A softening layer that is softened at a firing temperature at the time of firing is provided at least on the surface of the conductor pattern in a portion corresponding to a peripheral edge portion of the bottom surface on the layer.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法は、キャビティの底面を構成する底面形成用グリーンシートとキャビティ形状に応じた開口を形成するキャビティ形成用グリーンシートとを含む複数の基板用グリーンシートを積層して積層体とし、前記積層体の最外層となる基板用グリーンシートの表面にそれぞれ収縮抑制材グリーンシートを積層した状態で当該積層体をプレスした後、焼成することによりキャビティを有する多層セラミック基板を形成する多層セラミック基板の製造方法であって、前記底面形成用グリーンシート上に前記キャビティの底面の周縁部を跨ぐ状態で導体パターンを形成し、前記底面形成用グリーンシート上の前記周縁部に対応する部分のうち少なくとも前記導体パターンの表面に、前記焼成の際の焼成温度で軟化する軟化層を形成した後、貫通孔内に収縮抑制材グリーンシート片が埋め込まれたキャビティ形成用グリーンシートをキャビティの底面と前記収縮抑制材グリーンシート片とが重なるように前記底面形成用グリーンシートの直上に積層するとともに、前記キャビティを埋める形で前記各キャビティ形成用グリーンシートとは分離された埋め込み用グリーンシートが前記収縮抑制材グリーンシート片上に配されるようにキャビティ形成用グリーンシートを積層した状態で前記プレス及び焼成を行い、焼成後に前記埋め込み用グリーンシートの焼成物を除去することを特徴とする。   Also, the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present invention comprises laminating a plurality of substrate green sheets including a bottom forming green sheet constituting the bottom of the cavity and a cavity forming green sheet forming an opening corresponding to the cavity shape. A multilayer ceramic substrate having a cavity by pressing the laminate in a state in which the shrinkage-suppressing material green sheets are laminated on the surface of the substrate green sheet that is the outermost layer of the laminate, and firing the laminate. A conductive pattern is formed on the bottom surface forming green sheet so as to straddle the peripheral portion of the bottom surface of the cavity, and the peripheral portion on the bottom surface forming green sheet is formed on the bottom surface forming green sheet. Among the corresponding portions, at least the surface of the conductor pattern is softened at the firing temperature during the firing. After forming the softening layer, the bottom forming green sheet is formed so that the bottom surface of the cavity and the shrinkage suppressing material green sheet piece overlap the cavity forming green sheet in which the shrinkage suppressing material green sheet piece is embedded in the through hole. The cavity forming green sheets are laminated so that the embedding green sheets separated from the respective cavity forming green sheets are disposed on the shrinkage-suppressing material green sheet pieces so as to fill the cavities. In this state, the pressing and firing are performed, and the fired product of the embedding green sheet is removed after firing.

前述の通り、キャビティの底部に露呈する基板用グリーンシート上にも収縮抑制材グリーンシート片を配した状態で無収縮焼成方法を実施しているので、寸法精度が確保され、また、キャビティ底面の平面度も十分に確保される。それと同時に、キャビティ内に埋め込み用グリーンシートを配した状態で積層体のプレスを行うようにしているので、キャビティの無い積層体と同様に平板の金型等によって容易にプレスすることが可能であり、キャビティ開口部の潰れやキャビティ開口部周辺の盛り上がり等により変形が生ずることもない。   As described above, the non-shrinkage firing method is performed in a state where the shrinkage-suppressing material green sheet pieces are arranged on the substrate green sheet exposed at the bottom of the cavity, so that dimensional accuracy is ensured and the cavity bottom surface Flatness is also sufficiently secured. At the same time, since the laminate is pressed with the embedded green sheet in the cavity, it can be easily pressed by a flat plate mold or the like as in the laminate without the cavity. In addition, deformation does not occur due to the collapse of the cavity opening or the rise around the cavity opening.

ところで、多層セラミック基板においては、キャビティ底面や多層セラミック基板内部に導体パターンが形成されるのが一般的であるが、キャビティの底部に収縮抑制材グリーンシート片を配した状態で無収縮焼成方法により導体パターンがキャビティ底面の周縁部に跨る状態で形成されている多層セラミック基板の製造を試みると、当該導体パターンがキャビティ側壁との接触部を境に断線するという問題が発生することがある。この断線は、キャビティ側壁の下端部(底面形成用グリーンシートに接するキャビティ形成用グリーンシートの内周縁部)に対する収縮抑制材グリーシート片及び収縮抑制材グリーシートの拘束力が他の部分に比べて弱いため、例えばキャビティ側壁の下端部を構成するキャビティ形成用グリーンシートがキャビティ中心から離れる方向に大きく収縮し、その際の応力がキャビティ側壁の下端部に接する導体パターンや底面形成用セラミック層に集中することに起因する。   By the way, in a multilayer ceramic substrate, a conductor pattern is generally formed on the bottom of the cavity or inside the multilayer ceramic substrate, but with a shrinkage-suppressing material green sheet piece arranged at the bottom of the cavity, a non-shrinkage firing method is used. If an attempt is made to manufacture a multilayer ceramic substrate in which the conductor pattern is formed so as to straddle the peripheral edge of the bottom surface of the cavity, there may be a problem that the conductor pattern is disconnected at the contact portion with the cavity side wall. This disconnection is caused by the restraining force of the shrinkage suppression material green sheet piece and the shrinkage suppression material green sheet on the lower end portion of the cavity side wall (the inner peripheral edge of the cavity formation green sheet in contact with the bottom surface formation green sheet) compared to the other portions. Because it is weak, for example, the cavity forming green sheet that forms the lower end of the cavity side wall shrinks greatly in the direction away from the center of the cavity, and the stress at that time is concentrated on the conductor pattern in contact with the lower end of the cavity side wall and the bottom forming ceramic layer Due to

そこで本発明では、底面形成用セラミック層上であってキャビティ底面の周縁部に対応する部分のうち少なくとも導体パターンの表面に、焼成の際の焼成温度で軟化する軟化層を形成する。導体パターンとキャビティの側壁の下端部との間に軟化層が介在することになるため、焼成時にキャビティの側壁の下端部を構成するキャビティ形成用グリーンシートがキャビティ中心から離れる方向に収縮する際、キャビティの側壁の下端部は軟化した軟化層表面を滑るように移動する。そのため、キャビティ形成用グリーンシートが面内方向に収縮することに起因する導体パターンへの応力集中が軟化層により緩和され、キャビティ底面の導体パターンの断線が抑制される。   Therefore, in the present invention, a softening layer that softens at the firing temperature during firing is formed on at least the surface of the conductor pattern on the bottom surface forming ceramic layer and corresponding to the peripheral edge of the cavity bottom surface. Since the softening layer is interposed between the conductor pattern and the lower end of the side wall of the cavity, when the green sheet for forming the cavity constituting the lower end of the side wall of the cavity shrinks in the direction away from the center of the cavity during firing, The lower end of the side wall of the cavity moves so as to slide on the softened softened layer surface. Therefore, the stress concentration on the conductor pattern caused by the cavity forming green sheet contracting in the in-plane direction is alleviated by the softening layer, and disconnection of the conductor pattern on the bottom surface of the cavity is suppressed.

そして、焼成後の積層体から、収縮抑制材グリーシート、収縮抑制材グリーシート片及び埋め込み用グリーンシートの残渣を除去することで、キャビティの周縁部に対応する部分のうち少なくとも導体パターンの表面に軟化層を有し、キャビティの底面の導体パターンに断線のない多層セラミック基板が得られる。   Then, by removing the residue of the shrinkage suppression material green sheet, the shrinkage suppression material green sheet piece and the embedding green sheet from the fired laminate, at least the surface of the conductor pattern in the portion corresponding to the peripheral edge of the cavity. A multilayer ceramic substrate having a softening layer and having no break in the conductor pattern on the bottom surface of the cavity is obtained.

なお、本発明において、キャビティの底面とは、キャビティの深さ方向においていわゆる底部を構成する領域が全て該当し、例えばキャビティが多段形状を有する場合には、最も深い部分の底面のみならず、これよりも浅く当該底面に対して段差を有する段差面も底面に該当するものとする。また、埋め込み用グリーンシートは、キャビティ側壁形成用グリーンシートとは分離されていることが必要であるが、この場合の分離とは、例えば切り込みがキャビティ側壁形成用グリーンシートの厚さ方向に貫通しているものだけでなく、切り込みがキャビティ側壁形成用グリーンシートの厚さ方向に貫通していないものも含むものとする。   In the present invention, the bottom surface of the cavity corresponds to all regions constituting the so-called bottom portion in the depth direction of the cavity.For example, when the cavity has a multi-stage shape, not only the bottom surface of the deepest portion but also A step surface that is shallower and has a step with respect to the bottom surface also corresponds to the bottom surface. In addition, the embedding green sheet needs to be separated from the cavity side wall forming green sheet. In this case, for example, the separation means that the notch penetrates in the thickness direction of the cavity side wall forming green sheet. In addition to the above-mentioned ones, notches that do not penetrate through the cavity side wall forming green sheet in the thickness direction are included.

本発明によれば、キャビティを有する多層セラミック基板の製造において、寸法精度や平面度に優れた多層セラミック基板を製造することが可能であり、しかもキャビティ開口部の潰れやキャビティ開口部周辺における盛り上がり等の変形の無い多層セラミック基板を製造することが可能である。また、本発明によれば、焼結後の穴開け加工が不要であるので、穴開けのための特別な設備も不要であり、簡単且つ低コストに前記多層セラミック基板を製造することが可能である。さらに、本発明によれば、キャビティ底面に露呈する導体パターンの断線がない多層セラミック基板を提供することが可能である。   According to the present invention, in the production of a multilayer ceramic substrate having a cavity, it is possible to produce a multilayer ceramic substrate excellent in dimensional accuracy and flatness, and further, the cavity opening is crushed, the bulge around the cavity opening, etc. It is possible to produce a multilayer ceramic substrate without any deformation. In addition, according to the present invention, since drilling after sintering is unnecessary, no special equipment for drilling is required, and the multilayer ceramic substrate can be manufactured easily and at low cost. is there. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a multilayer ceramic substrate in which the conductor pattern exposed on the bottom surface of the cavity is not broken.

以下、本発明を適用した多層セラミック基板及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a multilayer ceramic substrate to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本実施形態の多層セラミック基板は、電子デバイス等を収容するためのキャビティ(凹部)を有する多層セラミック基板である。
(First embodiment)
The multilayer ceramic substrate of the present embodiment is a multilayer ceramic substrate having a cavity (concave portion) for accommodating an electronic device or the like.

図1(a)〜(d)は、キャビティ11を有する多層セラミック基板1の最も単純なモデル例を示すものであり、本例の場合、複数(ここでは9層)のセラミック層2〜10が積層一体化されている。これらセラミック層2〜10のうち、下の2層2,3については、キャビティ形成のための貫通孔が形成されていない平坦なセラミック層であり、これらの中で上層となるセラミック層3が底面形成用セラミック層に相当し、その上面の一部がキャビティ11の底部に臨み、キャビティの底面11aを構成することになる。   FIGS. 1A to 1D show the simplest model example of a multilayer ceramic substrate 1 having a cavity 11. In this example, a plurality (9 layers in this case) of ceramic layers 2 to 10 are provided. Stacked and integrated. Among these ceramic layers 2 to 10, the lower two layers 2 and 3 are flat ceramic layers in which a through hole for forming a cavity is not formed, and the ceramic layer 3 serving as an upper layer among them is a bottom surface. It corresponds to the forming ceramic layer, and a part of the upper surface thereof faces the bottom of the cavity 11 to constitute the bottom surface 11a of the cavity.

一方、前記セラミック層3上に積層される残りのセラミック層4〜10は、キャビティ11の側壁に対応してそれぞれ貫通孔4a〜10aが形成されており、キャビティ形成用セラミック層に相当する。セラミック層3が構成する底面11aとセラミック層4〜10の貫通孔4a〜10aが連なることによる側壁とで、キャビティ11が所定の空間として構成されている。   On the other hand, the remaining ceramic layers 4 to 10 stacked on the ceramic layer 3 have through holes 4a to 10a corresponding to the side walls of the cavity 11, respectively, and correspond to the cavity forming ceramic layer. The cavity 11 is configured as a predetermined space by the bottom surface 11a formed by the ceramic layer 3 and the side wall formed by connecting the through holes 4a to 10a of the ceramic layers 4 to 10.

キャビティ11の開口形状は、例えば正方形であるが、これに限らず、長方形や長円形等、任意の形状とすることができる。ただし、キャビティ11の開口形状を正方形や長方形とする場合には、角部に丸みを付け、円弧状とすることが好ましい。これにより角部において発生する応力を緩和することができ、角部に亀裂が発生する等の不都合を解消することができる。収縮抑制シートを用いた無収縮焼成法を採用した場合、前記キャビティ11において、側壁が外側に引き込まれる形になり、キャビティ11の開口形状における角部に応力が集中して亀裂が発生するおそれがある。角部に丸みを付け、円弧状とすることで、前記応力の集中を緩和することができ、亀裂の発生を防止することができる。この場合、円弧における曲率半径Rは、0.05mm以上とすることが好ましい。前記曲率半径Rは、収縮抑制シートの厚さに応じて設定することがより好ましく、例えば収縮抑制シートの厚さが75μmの場合には、前記曲率半径Rを0.1mm以上とすることで亀裂が発生することがなかった。収縮抑制シートの厚さを250μmとした場合には、前記曲率半径Rを0.51mm以上とすることで亀裂が発生することがなかった。   The opening shape of the cavity 11 is, for example, a square, but is not limited thereto, and may be an arbitrary shape such as a rectangle or an oval. However, when the opening shape of the cavity 11 is a square or a rectangle, it is preferable that the corner is rounded to have an arc shape. As a result, the stress generated at the corner can be relaxed, and inconveniences such as a crack occurring at the corner can be solved. When the non-shrinkage firing method using the shrinkage suppression sheet is employed, the side walls of the cavity 11 are drawn outward, and stress may concentrate on the corners of the opening shape of the cavity 11 to cause cracks. is there. By rounding the corners to form an arc shape, the stress concentration can be relaxed and the occurrence of cracks can be prevented. In this case, the radius of curvature R in the arc is preferably 0.05 mm or more. The curvature radius R is more preferably set according to the thickness of the shrinkage suppression sheet. For example, when the shrinkage suppression sheet has a thickness of 75 μm, the curvature radius R is set to 0.1 mm or more to cause cracks. Never occurred. When the thickness of the shrinkage suppression sheet was 250 μm, no crack was generated by setting the radius of curvature R to 0.51 mm or more.

セラミック層3の表面には、キャビティ11の底面11aの周縁部を跨ぐ状態で導体パターン12が形成されている。導体パターン12の一端はキャビティ11の底面11aに露呈し、キャビティ11内に収容される電子デバイスに接続される。また、導体パターン12の他端は、セラミック層3とセラミック層4との間に配され、多層セラミック基板11の内部に形成された内部電極や配線等に接続されている。図1においては、四角形状のキャビティ11において、平面からみたとき対向する2辺に短冊状の導体パターン12が2個ずつ計4個設けられた状態を示したが、導体パターン12の形状及び数は任意に設定できる。図示は省略するが、キャビティ11の底面11aには、放熱用のビアホール等が設けてある場合もある。   A conductor pattern 12 is formed on the surface of the ceramic layer 3 so as to straddle the periphery of the bottom surface 11 a of the cavity 11. One end of the conductor pattern 12 is exposed on the bottom surface 11 a of the cavity 11 and is connected to an electronic device accommodated in the cavity 11. The other end of the conductor pattern 12 is disposed between the ceramic layer 3 and the ceramic layer 4, and is connected to an internal electrode, wiring, or the like formed inside the multilayer ceramic substrate 11. FIG. 1 shows a state in which a total of four strip-like conductor patterns 12 are provided on two sides facing each other in a rectangular cavity 11 when viewed from the plane. Can be set arbitrarily. Although illustration is omitted, the bottom surface 11a of the cavity 11 may be provided with a heat radiating via hole or the like.

本実施形態の多層セラミック基板1では、キャビティ11の底面の周縁部に対応する部分のうち、少なくとも導体パターン12の表面に軟化層13が配置されている。図1に示す軟化層13は、キャビティ11の底面11aの周縁部のうち、導体パターン12が設けられた2辺を縁取るような帯状に形成されている。   In the multilayer ceramic substrate 1 of the present embodiment, the softening layer 13 is disposed on at least the surface of the conductor pattern 12 in the portion corresponding to the peripheral edge portion of the bottom surface of the cavity 11. The softening layer 13 shown in FIG. 1 is formed in a band shape that borders two sides of the peripheral surface of the bottom surface 11a of the cavity 11 where the conductor pattern 12 is provided.

軟化層13は、各種グリーンシートを積層した後プレスし、焼成して多層セラミック基板1を得る際の焼成温度で軟化する材料により構成される。焼成の際、キャビティ形成用セラミック層4〜10となるキャビティ形成用グリーンシートと底面形成用グリーンシート及び導体パターン12との間に軟化した軟化層13が介在することにより、キャビティ形成用グリーンシートの収縮によりセラミック層3や導体パターン12に加わる応力が緩和され、導体パターン12の断線を抑制することができる。   The softening layer 13 is made of a material that is softened at a firing temperature when the green sheets are laminated and then pressed and fired to obtain the multilayer ceramic substrate 1. During firing, the softened layer 13 is interposed between the cavity forming green sheet to be the cavity forming ceramic layers 4 to 10, the bottom surface forming green sheet, and the conductor pattern 12, thereby forming the cavity forming green sheet. The stress applied to the ceramic layer 3 and the conductor pattern 12 due to the contraction is relaxed, and disconnection of the conductor pattern 12 can be suppressed.

軟化層13を構成する材料としては、多層セラミック基板1を得るための焼成の際の焼成温度で軟化することが求められ、また、セラミック層等と反応しないことが好ましい。このような材料としては例えばガラスを用いることができ、特に、セラミック層2〜10に含まれるガラスと同一種類のガラスを用いることが好ましい。具体的には、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。   The material constituting the softening layer 13 is required to soften at the firing temperature during firing for obtaining the multilayer ceramic substrate 1 and preferably does not react with the ceramic layer or the like. As such a material, for example, glass can be used, and it is particularly preferable to use the same type of glass as the glass contained in the ceramic layers 2 to 10. Specifically, borosilicate glass, barium borosilicate glass, strontium borosilicate glass, zinc borosilicate glass, potassium borosilicate glass, or the like can be used.

軟化層13のキャビティ11の外側の幅は、導体パターン12の断線を抑制できる程度に確保されていることが望ましい。具体的には、キャビティ11の底面11aの周縁部と軟化層13の外側の周縁との距離A1を0.1mm〜0.5mmとすることが好ましい。   It is desirable that the width of the outer side of the cavity 11 of the softening layer 13 is ensured to such an extent that disconnection of the conductor pattern 12 can be suppressed. Specifically, the distance A1 between the peripheral edge of the bottom surface 11a of the cavity 11 and the outer peripheral edge of the softening layer 13 is preferably 0.1 mm to 0.5 mm.

また、軟化層13のキャビティ11の内側の幅は、詳細は後述するが、セラミック層3のキャビティ11の底面11aの平坦性等を確保する観点から、極力小さい方が好ましい。具体的には、キャビティ11の底面11aの周縁部と軟化層13の内周縁部との距離A2を例えば0.5mm以下(ただし0は含まず。)とすることができる。また、導体パターン12の断線を確実に防止するためには、距離A2を0.05mm〜0.5mmとすることが好ましく、0.1mm〜0.5mmとすることがより好ましい。   The width of the inner side of the cavity 11 of the softening layer 13 will be described in detail later, but it is preferable that the width is as small as possible from the viewpoint of ensuring the flatness of the bottom surface 11a of the cavity 11 of the ceramic layer 3. Specifically, the distance A2 between the peripheral edge portion of the bottom surface 11a of the cavity 11 and the inner peripheral edge portion of the softening layer 13 can be set to 0.5 mm or less (excluding 0), for example. In order to reliably prevent the conductor pattern 12 from being disconnected, the distance A2 is preferably 0.05 mm to 0.5 mm, and more preferably 0.1 mm to 0.5 mm.

さらに、軟化層13の膜厚は、小さすぎると導体パターン12の断線を抑制する効果が不十分となるおそれがあり、逆に大きすぎると基板用グリーンシートの積層時に支障をきたすおそれがある。これらを勘案すると、軟化層13の膜厚は0.005mm〜0.02mmとすることが好ましい。   Furthermore, if the film thickness of the softening layer 13 is too small, the effect of suppressing the disconnection of the conductor pattern 12 may be insufficient. Conversely, if the film thickness is too large, there may be a problem when the green sheets for substrates are laminated. Considering these, it is preferable that the film thickness of the softening layer 13 be 0.005 mm to 0.02 mm.

ところで、後述するような各製造方法によって作製される多層セラミック基板においては、キャビティが特異的な形状を有しており、従来の多層セラミック基板のキャビティ形状と比べて樹脂封止において優位性を有している。以下、本実施形態の多層セラミック基板のキャビティ形状について説明する。   By the way, in a multilayer ceramic substrate manufactured by each manufacturing method as described later, the cavity has a unique shape, and has superiority in resin sealing compared to the cavity shape of the conventional multilayer ceramic substrate. is doing. Hereinafter, the cavity shape of the multilayer ceramic substrate of this embodiment will be described.

前記多層セラミック基板1を作製するに際しては、詳細は後述するが、収縮抑制材グリーンシート片に相当する第1嵌合シートや最上層複合グリーンシート、さらには収縮抑制グリーンシートによって基板用グリーンシートを拘束しながら焼成を行い、面内方向における収縮を抑制するようにしている。この場合、焼成の際に前記の通り積層体の両面が収縮抑制グリーンシートで拘束されていたため、焼成後、各基板用グリーンシートは厚み方向にのみ収縮し、面方向には収縮していないはずである。   When producing the multilayer ceramic substrate 1, the details will be described later, but the first fitting sheet corresponding to the shrinkage-suppressing material green sheet piece, the uppermost composite green sheet, and further, the shrinkage-suppressing green sheet is used to form the substrate green sheet. Firing is performed while restraining to suppress shrinkage in the in-plane direction. In this case, since both sides of the laminate were constrained by the shrinkage-suppressing green sheets at the time of firing, each substrate green sheet should shrink only in the thickness direction and not in the surface direction after firing. It is.

しかしながら、詳細に観察すると、収縮抑制グリーンシート(第1嵌合シート、最上層複合グリーンシート、及び収縮抑制グリーンシート)直近の基板用グリーンシートについては面方向にほとんど収縮することはないが、収縮抑制グリーンシートから離れるにつれ、僅かではあるが面方向に収縮している。この面方向の収縮は、収縮抑制グリーンシートから離れるにつれて次第に大きくなる。このため、キャビティ11の形状を詳しく観察すると、図2に模式的に示すように、収縮抑制グリーンシート直近の開口部よりも内部の方が開口面積が大きな、いわば太鼓型形状となっている。   However, when observing in detail, the green sheet for a substrate near the shrinkage-suppressing green sheet (the first fitting sheet, the uppermost composite green sheet, and the shrinkage-preventing green sheet) is hardly shrunk in the surface direction, but shrinks. As it moves away from the restraining green sheet, it shrinks slightly in the surface direction. The shrinkage in the surface direction gradually increases as the distance from the shrinkage suppression green sheet increases. For this reason, when the shape of the cavity 11 is observed in detail, as shown schematically in FIG. 2, the inside of the opening is larger than the opening immediately adjacent to the shrinkage-suppressing green sheet.

この点についてさらに詳細に説明すると、前記キャビティ11においては、開口部11bにおける開口寸法W1が、キャビティ11の深さ方向中途位置における開口寸法W2よりも小である。すなわち、キャビティ11の開口部11bにおける開口面積が、キャビティ11の深さ方向中途位置11cにおける開口面積よりも小である。本例の場合、キャビティ11の開口面積が深さ方向中途位置11cに至るまで次第に増加し、次いで次第に減少しており、キャビティ11の内壁の断面形状は略円弧状である。したがって、キャビティ11の形状は、深さ方向中途部が円弧状に膨出する形状とされており、前記太鼓型形状となっている。   This point will be described in more detail. In the cavity 11, the opening dimension W <b> 1 in the opening 11 b is smaller than the opening dimension W <b> 2 in the midway position in the depth direction of the cavity 11. That is, the opening area at the opening 11 b of the cavity 11 is smaller than the opening area at the midway position 11 c in the depth direction of the cavity 11. In the case of this example, the opening area of the cavity 11 gradually increases until reaching the midway position 11c in the depth direction, and then gradually decreases, and the cross-sectional shape of the inner wall of the cavity 11 is substantially arcuate. Therefore, the shape of the cavity 11 is a shape in which a midway part in the depth direction bulges in an arc shape, and has the drum shape.

キャビティ11が前述のような形状を有する多層セラミック基板1にあっては、前記特異的なキャビティ形状であるが故に、信頼性の点で大きな利点を有する。例えば、図3に示すように、電子デバイス40をキャビティ11内に実装し、樹脂100により樹脂封止した場合、前記の通りキャビティ11の開口部11bの開口寸法が内部よりも小さいので、充填した樹脂100が脱落することはない。従来の形状では、樹脂100により樹脂封止を行った場合、多層セラミック基板1を構成する各セラミック層2〜10と封止を行う樹脂100とで熱膨張率が異なることに起因して、封止した樹脂100が剥離しキャビティ11から脱落するという問題が発生する。特に、長期間に亘る温度変化の繰り返しにより、前記問題は顕著になる。前記多層セラミック基板1では、キャビティ11の開口部11bにおける開口面積がキャビティ11の深さ方向中途位置11cにおける開口面積よりも小であることから、キャビティ11内に充填して硬化した樹脂100は、内部の体積が大きいためキャビティ11の開口部11bを通り抜けることができず、キャビティ11内に保持される。   The multilayer ceramic substrate 1 in which the cavity 11 has the shape as described above has a great advantage in terms of reliability because of the specific cavity shape. For example, as shown in FIG. 3, when the electronic device 40 is mounted in the cavity 11 and sealed with the resin 100, the opening 11 b of the cavity 11 is smaller than the inside as described above. The resin 100 does not fall off. In the conventional shape, when resin sealing is performed with the resin 100, the ceramic layers 2 to 10 constituting the multilayer ceramic substrate 1 and the sealing resin 100 have different coefficients of thermal expansion. There is a problem that the stopped resin 100 peels off and falls off the cavity 11. In particular, the above problem becomes remarkable due to repeated temperature changes over a long period of time. In the multilayer ceramic substrate 1, since the opening area in the opening 11b of the cavity 11 is smaller than the opening area in the midway position 11c in the depth direction of the cavity 11, the resin 100 filled in the cavity 11 and cured is Since the internal volume is large, it cannot pass through the opening 11 b of the cavity 11 and is held in the cavity 11.

以上のような特異的形状のキャビティ11を有する多層セラミック基板1は、これまで実現されたことがなく、第1嵌合シートや最上層複合グリーンシート、さらには収縮抑制グリーンシートによって基板用グリーンシートを拘束しながら焼成することに加えて、焼成前の積層体を形成する際に、キャビティを形成する部分に切り込みにより分離された部分をそのまま残し、埋め込み用グリーンシートとしてこれを埋める形とし、プレスを行なう際に均一に圧力が加わるようにすることで形成することができる。理由について詳細は不明であるが、ただ単に収縮抑制グリーンシートで拘束するだけでは前記キャビティ形状とすることはできず、本発明の製造方法を適用することではじめて実現できることが実験的に確かめられている。   The multilayer ceramic substrate 1 having the cavity 11 having the specific shape as described above has never been realized so far, and the green sheet for the substrate is formed by the first fitting sheet, the uppermost composite green sheet, and further the shrinkage suppressing green sheet. In addition to firing while restraining, when forming the laminate before firing, leave the part separated by cutting into the part that forms the cavity, and fill it as a green sheet for embedding, press It can be formed by applying a uniform pressure when performing. The details are unknown, but it is experimentally confirmed that the cavity shape cannot be obtained simply by restraining with a shrinkage-suppressing green sheet, and can only be realized by applying the manufacturing method of the present invention. Yes.

前述のような構成の多層セラミック基板1は、以下のような製造プロセスを実施することにより形成される。以下、本実施形態の多層セラミック基板の製造プロセスについて説明する。   The multilayer ceramic substrate 1 having the above-described configuration is formed by performing the following manufacturing process. Hereinafter, the manufacturing process of the multilayer ceramic substrate of this embodiment will be described.

前述のようなキャビティ11を有する多層セラミック基板1は、複数のグリーンシートを積層し、これをプレスして積層体とした後、焼成することで作製するが、寸法精度を確保するために、焼成時の収縮を抑制する必要がある。また、それだけでは不十分であり、例えばプレス工程の際のキャビティ11の開口部の潰れや、キャビティ11の開口部周辺の盛り上がりによる変形を解消する必要がある。   The multilayer ceramic substrate 1 having the cavities 11 as described above is produced by laminating a plurality of green sheets, pressing them into a laminated body, and firing the laminate, but in order to ensure dimensional accuracy, firing is performed. It is necessary to suppress the contraction of time. In addition, it is not enough, and for example, it is necessary to eliminate deformation due to crushing of the opening of the cavity 11 during the pressing process and swelling around the opening of the cavity 11.

そこで、本実施形態では、無収縮焼成方法を採用するとともに、キャビティに相当する空間内に埋め込み用グリーンシートを配した状態でプレス工程や焼成工程を行い、プレス時の潰れ等を解消するようにする。   Therefore, in the present embodiment, the non-shrinkage firing method is adopted, and the pressing step and the firing step are performed in a state where the green sheet for embedding is arranged in the space corresponding to the cavity so as to eliminate the crushing at the time of pressing. To do.

本実施形態の製造プロセスの工程フローを図4に示す。本実施形態の製造プロセスは、図4に示す通り、基本的には、積層体形成工程(ステップS1)と焼成工程(ステップS2)、キャビティ形成工程(ステップS3)とを少なくとも有するものである。これらに加えて、収縮抑制シート除去工程(ステップS4)を有していても良い。積層体形成工程(ステップS1)には、グリーンシート形成工程(ステップS11)、複合グリーンシート形成工程(ステップS12)、切り込み形成工程(ステップS13)、ビアホール形成工程(ステップS14)、導体印刷工程(ステップS15)、軟化層形成工程(ステップS16)、積層工程(ステップS17)、及びプレス工程(ステップS18)が含まれる。   The process flow of the manufacturing process of this embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the manufacturing process of the present embodiment basically includes at least a laminated body forming step (Step S1), a firing step (Step S2), and a cavity forming step (Step S3). In addition to these, you may have a shrinkage | contraction suppression sheet | seat removal process (step S4). The laminate forming process (step S1) includes a green sheet forming process (step S11), a composite green sheet forming process (step S12), a notch forming process (step S13), a via hole forming process (step S14), and a conductor printing process (step S14). Step S15), a softening layer formation process (Step S16), a lamination process (Step S17), and a press process (Step S18) are included.

以下、各工程について説明すると、前述の多層セラミック基板を作製するには、先ず、積層体形成工程(ステップS1)における最初の工程であるグリーンシート形成工程(ステップS11)を行う。このグリーンシート形成工程(ステップS11)では、図5(a)に示すセラミックグリーンシート(基板用グリーンシートに相当する。)21と、図5(b)に示す収縮抑制材グリーンシート22とを形成する。これらセラミックグリーンシート21及び収縮抑制材グリーンシート22は、通常、プラスチックシート等の支持体23の表面に密着させて形成する。支持体23として使用するプラスチックシートは、表面が平滑なシートであれば如何なるものであっても良いが、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)シート等が好ましい。支持体23の厚さは、工程中に変形せず、且つ扱いやすい厚さであることが好ましく、一般的には50〜150μmである。   Hereinafter, each process will be described. To produce the multilayer ceramic substrate described above, first, a green sheet forming process (step S11), which is the first process in the laminated body forming process (step S1), is performed. In this green sheet forming step (step S11), a ceramic green sheet (corresponding to a substrate green sheet) 21 shown in FIG. 5A and a shrinkage suppression material green sheet 22 shown in FIG. 5B are formed. To do. These ceramic green sheet 21 and shrinkage suppression material green sheet 22 are usually formed in close contact with the surface of a support 23 such as a plastic sheet. The plastic sheet used as the support 23 may be any sheet as long as the surface is smooth. For example, a PET (polyethylene terephthalate) sheet is preferable. The thickness of the support 23 is preferably a thickness that does not deform during the process and is easy to handle, and is generally 50 to 150 μm.

前記セラミックグリーンシート21の作製方法としては、例えば、セラミック粉末と有機ビヒクルを混合してスラリー(誘電体ペースト)を調製し、これをドクターブレード法等のシート成形法により支持体23(PETシート等の樹脂シート)上に成膜する方法等を挙げることができる。作製する多層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、セラミック粉末に加えてガラス粉末を用い、これらを有機ビヒクルと混合したスラリーを使用すればよい。   As a method for producing the ceramic green sheet 21, for example, a ceramic powder and an organic vehicle are mixed to prepare a slurry (dielectric paste), which is prepared by a sheet forming method such as a doctor blade method, and the support 23 (PET sheet or the like). And a method of forming a film on the resin sheet). When the multilayer ceramic substrate to be manufactured is a glass ceramic substrate, a glass powder is used in addition to the ceramic powder, and a slurry obtained by mixing these with an organic vehicle may be used.

なお、有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものであり、主としてテルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン、イソプロピルアルコール等の溶媒、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等のバインダ、ジ−n−ブチルフタレート等の可塑剤で構成される。有機ビヒクルの含有量は、特に限定されず、通常の含有量、例えば、バインダは1〜5質量%、溶剤は10〜50質量%とすればよい。   The organic vehicle is obtained by dissolving a binder in an organic solvent, and is mainly a solvent such as terpineol, butyl carbitol, acetone, toluene, isopropyl alcohol, a binder such as ethyl cellulose or polyvinyl butyral, or di-n-butyl phthalate. It is comprised with plasticizers. The content of the organic vehicle is not particularly limited, and may be a normal content, for example, 1 to 5% by mass for the binder and 10 to 50% by mass for the solvent.

誘電体ペーストは、前述のように有機ビヒクルを含有する有機系塗料としてもよいし、水に水溶性バインダ、分散剤等を溶解させた水溶系塗料としてもよい。ここで、水溶系バインダは、特に限定されず、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂、エマルジョン等から適宜選択すればよい。   The dielectric paste may be an organic paint containing an organic vehicle as described above, or may be a water-soluble paint in which a water-soluble binder, a dispersant, and the like are dissolved in water. Here, the water-based binder is not particularly limited, and may be appropriately selected from polyvinyl alcohol, cellulose, water-soluble acrylic resin, emulsion and the like.

また、前記の通り、誘電体ペーストにはセラミック粉末が含まれるが、当該セラミック粉末を構成する誘電体磁器組成物の組成等は任意である。したがって、セラミック粉末の作製に当たっては、誘電体磁器組成物の組成に応じて原料(主成分及び副成分)を選択すればよい。この場合、原料である主成分や副成分の材料形態は特に限定されない。また、原料である主成分及び副成分としては、酸化物や、焼成により酸化物となる化合物が用いられる。なお、焼成により酸化物になる化合物としては、例えば炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、有機金属化合物等が例示される。勿論、原料として、酸化物と、焼成により酸化物になる化合物とを併用してもよい。原料中の各成分の含有量は、焼成後に前記誘電体磁器組成物の組成となるように決定すればよい。また、前記セラミック粉末の製法も任意であり、例えば液相合成法、あるいは固相法のいずれから得られた粉末であっても良い。   As described above, the dielectric paste includes ceramic powder, but the composition of the dielectric ceramic composition constituting the ceramic powder is arbitrary. Therefore, in producing the ceramic powder, raw materials (main component and subcomponent) may be selected according to the composition of the dielectric ceramic composition. In this case, the material forms of the main component and subcomponents that are raw materials are not particularly limited. Further, as the main component and subcomponent which are raw materials, an oxide or a compound which becomes an oxide by firing is used. In addition, as a compound which becomes an oxide by baking, carbonate, nitrate, oxalate, an organometallic compound, etc. are illustrated, for example. Of course, as a raw material, an oxide and a compound that becomes an oxide by firing may be used in combination. What is necessary is just to determine content of each component in a raw material so that it may become a composition of the said dielectric ceramic composition after baking. Moreover, the manufacturing method of the said ceramic powder is also arbitrary, For example, the powder obtained from any of the liquid phase synthesis method or the solid-phase method may be sufficient.

LTCC基板であるガラスセラミック基板を作製する場合には、前記の通りセラミック粉末(セラミック成分)とガラス粉末(ガラス成分)を併用するが、このときこれら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い。具体的には、1000℃以下で焼成してガラスセラミック基板とすることが可能なアルミナ(セラミック成分:結晶相)と酸化ケイ素(ガラス成分:ガラス相)の組み合わせを例示することができる。その他、セラミックス成分としては、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ス成分を40〜20体積%とすることが好ましい。ガラス成分が前記範囲を外れると複合組成物となり難く、強度及び焼結性が低下するからである。   When producing a glass ceramic substrate which is an LTCC substrate, as described above, ceramic powder (ceramic component) and glass powder (glass component) are used in combination. At this time, these glass component and ceramic component have a desired dielectric constant. What is necessary is just to select suitably based on a rate and baking temperature. Specifically, a combination of alumina (ceramic component: crystal phase) and silicon oxide (glass component: glass phase) that can be fired at 1000 ° C. or less to form a glass ceramic substrate can be exemplified. In addition, as the ceramic component, magnesia, spinel, silica, mullite, forsterite, steatite, cordierite, strontium feldspar, quartz, zinc silicate, zirconia, titania and the like can be used. As the glass component, borosilicate glass, borosilicate barium glass, strontium borosilicate glass, zinc borosilicate glass, potassium borosilicate glass, and the like can be used. The glass component is preferably 60 to 80% by volume, and the ceramic component as an aggregate is preferably 40 to 20% by volume. If the glass component is out of the above range, it is difficult to form a composite composition, and strength and sinterability are reduced.

一方、収縮抑制材グリーンシート22の作製方法も、前記セラミックグリーンシート21の作製方法と基本的には同様であるが、グリーンシートに含まれる成分が異なる。すなわち、収縮抑制材グリーンシート22は、セラミックグリーンシート21が焼結する温度では収縮し難い収縮抑制材料からなり、自身の収縮が抑制されたグリーンシートである。収縮抑制材料としては、石英、クリストバライト、若しくはトリジマイトの少なくとも一種を含む組成物等が使用可能である。あるいは、アルミナを含む組成物としても良い。   On the other hand, the method for producing the shrinkage suppression material green sheet 22 is basically the same as the method for producing the ceramic green sheet 21, but the components contained in the green sheet are different. That is, the shrinkage-suppressing material green sheet 22 is made of a shrinkage-suppressing material that does not easily shrink at the temperature at which the ceramic green sheet 21 is sintered, and is a green sheet in which its own shrinkage is suppressed. As the shrinkage-suppressing material, a composition containing at least one of quartz, cristobalite, or tridymite can be used. Or it is good also as a composition containing an alumina.

これらの収縮抑制材料は、セラミックグリーンシート21に含まれるセラミック成分やガラス成分の焼成温度では焼結しないか、あるいは一部しか焼結しないため、セラミックグリーンシート21の焼成温度では収縮が生じない。したがって、前記収縮抑制材料から構成される収縮抑制材グリーンシート22を、セラミックグリーンシート21と密着して積層すれば、セラミックグリーンシート21の焼成時の平面方向の収縮を抑制するように働く。 These shrinkage-suppressing materials do not sinter at the firing temperature of the ceramic component or glass component contained in the ceramic green sheet 21, or only partially sinter, and therefore shrinkage does not occur at the firing temperature of the ceramic green sheet 21. Therefore, if the shrinkage-suppressing material green sheet 22 composed of the shrinkage-suppressing material is laminated in close contact with the ceramic green sheet 21, it works to suppress shrinkage in the planar direction when the ceramic green sheet 21 is fired.

なお、収縮抑制材グリーンシート22の形成に際しては、前記収縮抑制材料(石英、クリストバライト、若しくはトリジマイトの少なくとも一種を含む組成物)に加えて焼結助剤を含有させてもよく、この場合にも同様の効果を得ることができる。焼結助剤を含有させた場合には、当該焼結助剤がセラミック成分やガラス成分の焼成温度で焼結するが、収縮抑制材料である石英、クリストバライト、若しくはトリジマイトの熱膨張係数がそれぞれ約20ppm/℃、約50ppm/℃、約40ppm/℃であり、セラミック成分やガラス成分に比べて大きいことから、焼結助剤が焼成後に収縮したとしても焼成前と焼成後の寸法変化が相殺され、セラミックグリーンシート21の収縮を抑制することができる。   In forming the shrinkage-suppressing material green sheet 22, a sintering aid may be included in addition to the shrinkage-suppressing material (a composition containing at least one of quartz, cristobalite, or tridymite). Similar effects can be obtained. When a sintering aid is included, the sintering aid is sintered at the firing temperature of the ceramic component or glass component, but the thermal expansion coefficient of each of the shrinkage-suppressing materials quartz, cristobalite, or tridymite is about 20ppm / ° C, about 50ppm / ° C, and about 40ppm / ° C, which are larger than ceramic components and glass components, so even if the sintering aid shrinks after firing, the dimensional changes before and after firing are offset. The shrinkage of the ceramic green sheet 21 can be suppressed.

焼結助剤を併用する場合、使用する焼結助剤としては、セラミック成分やガラス成分の焼結開始温度以下で軟化するか、液相を生成する酸化物を挙げることができる。前者を用いた場合は、焼結助剤が軟化することによって前記収縮抑制材料の粒子同士が結合するため焼結し、後者を用いた場合は、収縮助剤が液相を生成することによって前記収縮抑制材料の粒子表面が反応し、粒子同士が結合するため焼結することとなる。焼結助剤として用いられる酸化物としては、特に限定されるものではないが、珪酸鉛アルミガラス、珪酸鉛アルカリガラス、珪酸鉛アルカリ土類ガラス、ホウ珪酸鉛ガラス、ホウ珪酸アルカリガラス、ホウ酸アルミ鉛ガラス、ホウ酸鉛アルカリガラス、ホウ酸鉛アルカリ土類ガラス、ホウ酸鉛亜鉛ガラス等を挙げることができ、これらのうちの一種以上を選択して用いればよい。   When a sintering aid is used in combination, examples of the sintering aid to be used include oxides that soften at a temperature lower than the sintering start temperature of the ceramic component or glass component or generate a liquid phase. When the former is used, the particles of the shrinkage-suppressing material are bonded together by softening the sintering aid, and when the latter is used, the shrinkage aid generates the liquid phase by the sintering aid Since the particle surface of the shrinkage inhibiting material reacts and the particles are bonded to each other, sintering is performed. The oxide used as a sintering aid is not particularly limited, but lead silicate aluminum glass, lead silicate alkali glass, lead silicate alkaline earth glass, lead borosilicate glass, borosilicate alkali glass, boric acid. Aluminum lead glass, lead borate alkali glass, lead borate alkaline earth glass, lead zinc borate glass, and the like can be used, and one or more of these may be selected and used.

また、焼結助剤としてアルカリ金属化合物を用いることも可能である。アルカリ金属化合物にはSiOの焼結の進行を促す効果がある。したがって、石英、クリストバライト、及びトリジマイトの少なくとも一種を含む組成物にアルカリ金属化合物を添加すれば、セラミックグリーンシート21の焼成に伴って収縮抑制材グリーンシート22が僅かに焼結することとなる。ここで、アルカリ金属化合物は特に限定されないが、例えば、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、酸化リチウム、酸化カリウム等を挙げることができる。 It is also possible to use an alkali metal compound as a sintering aid. The alkali metal compound has an effect of promoting the progress of sintering of SiO 2 . Therefore, if an alkali metal compound is added to a composition containing at least one of quartz, cristobalite, and tridymite, the shrinkage suppressing material green sheet 22 is slightly sintered as the ceramic green sheet 21 is fired. Here, although an alkali metal compound is not specifically limited, For example, lithium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, lithium oxide, potassium oxide etc. can be mentioned.

さらに、収縮抑制材グリーンシート22に使用する材料として、トリジマイトと難焼結性の酸化物を含む組成物を用いることも可能である。トリジマイトは、組成の選択により焼結温度を種々変化させることができる材料である。ただし、トリジマイトは熱膨張係数が大きく、温度によっては熱膨張係数が40ppm/℃にも達する。このため、例えばガラスセラミック材料(約3〜10ppm/℃)との熱膨張差がありすぎて、セラミックグリーンシート21が焼結する前に剥れてしまうことがある。そこで、これを防ぐためにセラミックグリーンシート21の焼成温度で焼結しない酸化物を加えて熱膨張係数を調節し、セラミックグリーンシート21が焼結する前に剥れてしまうことを抑止する。セラミックグリーンシート21の焼成過程において焼結しない酸化物としては、特に限定されないが、例えば石英、溶融石英、アルミナ、ムライト、ジルコニア等を挙げることができる。   Furthermore, as a material used for the shrinkage suppression material green sheet 22, a composition containing tridymite and a hardly sinterable oxide can be used. Tridymite is a material that can change the sintering temperature in various ways by selecting the composition. However, tridymite has a large coefficient of thermal expansion, and the coefficient of thermal expansion reaches 40 ppm / ° C. depending on the temperature. For this reason, for example, there is a difference in thermal expansion from the glass ceramic material (about 3 to 10 ppm / ° C.), and the ceramic green sheet 21 may be peeled off before being sintered. In order to prevent this, an oxide that is not sintered at the firing temperature of the ceramic green sheet 21 is added to adjust the thermal expansion coefficient, thereby preventing the ceramic green sheet 21 from peeling off before sintering. The oxide that is not sintered in the firing process of the ceramic green sheet 21 is not particularly limited, and examples thereof include quartz, fused quartz, alumina, mullite, and zirconia.

以上のようにしてセラミックグリーンシート21や収縮抑制材グリーンシート22を作製するが、これらセラミックグリーンシート21や収縮抑制材グリーンシート22の一層当たりの厚さは、後述するビア電極や内部電極の形成を考慮して、20μm〜300μm程度とすることが好ましい。   The ceramic green sheet 21 and the shrinkage suppression material green sheet 22 are produced as described above. The thickness per layer of the ceramic green sheet 21 and the shrinkage suppression material green sheet 22 is determined by the formation of via electrodes and internal electrodes described later. In consideration of the above, it is preferable that the thickness is about 20 μm to 300 μm.

前記セラミックグリーンシート21及び収縮抑制材グリーンシート22の作製の後、複合グリーンシート形成工程(ステップS12)において、これらを利用して複合グリーンシート(セラミックグリーンシートと収縮抑制材グリーンシートとを組み合わせたグリーンシート)を作製する。ここで作製する複合グリーンシートは、底面形成用グリーンシートの直上に積層される第1複合グリーンシートと、最上層の収縮抑制材グリーンシートとして積層される最上層複合グリーンシートである。   After the production of the ceramic green sheet 21 and the shrinkage suppression material green sheet 22, in the composite green sheet formation step (step S12), the composite green sheet (the ceramic green sheet and the shrinkage suppression material green sheet are combined with each other) Green sheet). The composite green sheet produced here is a first composite green sheet that is laminated immediately above the bottom surface forming green sheet and an uppermost composite green sheet that is laminated as the uppermost shrinkage suppression material green sheet.

第1複合グリーンシート26を作製するには、図6(a)に示すように、先ず、前記グリーンシート形成工程(ステップS11)で作製したセラミックグリーンシート21に第1貫通孔24を設ける。第1貫通孔24は、例えばセラミックグリーンシート21を支持体23の表面に密着させたままの状態で、セラミックグリーンシート21の所定の部分をパンチャーの金型で打ち抜いて形成しても良く、レーザ光、マイクロドリル、パンチング等により形成しても良い。第1貫通孔24はキャビティ形状に対応して形成されるものであり、その形状は特に限定されず、例えば正方形であっても良く、長方形や円形等であっても良い。   In order to produce the first composite green sheet 26, first, as shown in FIG. 6A, first through holes 24 are provided in the ceramic green sheet 21 produced in the green sheet forming step (step S11). The first through hole 24 may be formed, for example, by punching a predetermined portion of the ceramic green sheet 21 with a puncher die while the ceramic green sheet 21 is kept in close contact with the surface of the support 23. You may form by light, a micro drill, punching, etc. The 1st through-hole 24 is formed corresponding to a cavity shape, The shape is not specifically limited, For example, a square may be sufficient and a rectangle, circular, etc. may be sufficient.

次いで、グリーンシート形成工程(ステップS11)で作製した収縮抑制材グリーンシート22を、支持体23の上で前記第1貫通孔24と略同形状に切断し、第1嵌合シート25(収縮抑制材グリーンシート片に相当する。)とする。これをセラミックグリーンシート21の第1貫通孔24に嵌め込み、第1複合グリーンシート26を形成する。このとき、第1複合グリーンシート26を平坦なものとするために、セラミックグリーンシート21と第1嵌合シート25の厚さは同一とすることが好ましい。   Next, the shrinkage-suppressing material greensheet 22 produced in the greensheet forming step (step S11) is cut on the support 23 into substantially the same shape as the first through hole 24, and the first fitting sheet 25 (shrinkage-suppressing sheet 25). It corresponds to a green sheet piece. This is fitted into the first through hole 24 of the ceramic green sheet 21 to form a first composite green sheet 26. At this time, in order to make the first composite green sheet 26 flat, it is preferable that the ceramic green sheet 21 and the first fitting sheet 25 have the same thickness.

最上層複合グリーンシート29の作製方法も先の第1複合グリーンシート26の作製方法と同様であるが、最上層複合グリーンシート29においては、図6(b)に示すように、収縮抑制材グリーンシート22に貫通孔を設け、ここにセラミックグリーンシート片を嵌め合わせる。すなわち、グリーンシート形成工程(ステップS11)で作製した収縮抑制材グリーンシート22に、キャビティの開口に応じた第2貫通孔27を設ける。第2貫通孔27の形成方法は、前述の第1貫通孔24と同じである。そして、グリーンシート形成工程(ステップS11)で作製したセラミックグリーンシート21を、支持体23の上で前記第2貫通孔27と略同形状に切断し、第2嵌合シート28とする。収縮抑制材グリーンシート22の第2貫通孔27に第2嵌合シート28を嵌め込み、支持体23から剥離して最上層複合グリーンシート29とする。なお、この場合にも、最上層複合グリーンシート29を平坦なものとするために、収縮抑制材グリーンシート22と第2嵌合シート28の厚さは同一とすることが好ましい。   The manufacturing method of the uppermost composite green sheet 29 is the same as the manufacturing method of the first composite green sheet 26. In the uppermost composite green sheet 29, as shown in FIG. A through hole is provided in the sheet 22, and a ceramic green sheet piece is fitted therein. That is, the second through hole 27 corresponding to the opening of the cavity is provided in the shrinkage suppression material green sheet 22 produced in the green sheet forming step (step S11). The method of forming the second through hole 27 is the same as that of the first through hole 24 described above. Then, the ceramic green sheet 21 produced in the green sheet forming step (step S <b> 11) is cut into substantially the same shape as the second through hole 27 on the support body 23 to obtain a second fitting sheet 28. The second fitting sheet 28 is fitted into the second through hole 27 of the shrinkage suppression material green sheet 22 and peeled from the support 23 to form the uppermost composite green sheet 29. Also in this case, in order to make the uppermost composite green sheet 29 flat, it is preferable that the thicknesses of the shrinkage suppression material green sheet 22 and the second fitting sheet 28 are the same.

切り込み形成工程(ステップS13)では、前記セラミックグリーンシート21に切り込みを形成し、キャビティ形成用グリーンシートとする。すなわち、切り込み形成工程(ステップS13)では、グリーンシート形成工程(ステップS11)で作製したセラミックグリーンシート21に切り込み(若しくは不連続部)31を設け、図7に示すような切り込み形成シート30とする。切り込み31とは、セラミックグリーンシート21の厚さ方向に貫通している不連続部のことである。なお、不連続部にはシートの厚さ方向に貫通していないものも含む。切り込み31は、切り込み形成シート30を先に作製した第1複合グリーンシート26に重ねたときに、第1貫通孔24と重なるように、第1貫通孔24と同位置、略同形状に形成される。切り込み31は、セラミックグリーンシート21を支持体23の表面に密着させたままの状態で、セラミックグリーンシート1の所定の部分にパンチャーの金型を押し付けて形成しても良く、レーザ光、マイクロドリル、パンチング等により形成しても良い。   In the notch forming step (step S13), notches are formed in the ceramic green sheet 21 to form a cavity forming green sheet. That is, in the notch forming step (step S13), the ceramic green sheet 21 produced in the green sheet forming step (step S11) is provided with the notches (or discontinuous portions) 31 to form the notch forming sheet 30 as shown in FIG. . The cut 31 is a discontinuous portion penetrating in the thickness direction of the ceramic green sheet 21. Note that the discontinuous portion includes those not penetrating in the thickness direction of the sheet. The notch 31 is formed in the same position and substantially the same shape as the first through hole 24 so as to overlap with the first through hole 24 when the notch forming sheet 30 is overlapped with the first composite green sheet 26 previously produced. The The notch 31 may be formed by pressing a puncher mold against a predetermined portion of the ceramic green sheet 1 while the ceramic green sheet 21 is kept in close contact with the surface of the support 23. Alternatively, it may be formed by punching or the like.

なお、切り込み形成工程(ステップS13)は、セラミックグリーンシート21の1枚毎に切り込みを設けることとしても良く、2枚以上のセラミックグリーンシート21を重ねた後にまとめて切り込みを設けることとしても良い。いずれの場合においても、切り込み形成シート30では、切り込み31により分離された部分30aをそのまま残し、積層及び焼成の際に埋め込み用グリーンシートとして利用する。   In the cut forming step (step S13), cuts may be provided for each of the ceramic green sheets 21, or cuts may be provided collectively after two or more ceramic green sheets 21 are stacked. In any case, in the cut forming sheet 30, the portion 30a separated by the cut 31 is left as it is, and is used as a green sheet for embedding at the time of lamination and firing.

以上により作製した第1複合グリーンシート26や切り込み形成シート30(キャビティ形成用グリーンシート)、さらにはキャビティの底面を構成するセラミックグリーンシート(底面形成用グリーンシート)等、焼成後に多層セラミック基板の各セラミック層を構成するセラミックグリーンシート(以下、これらを併せて「誘電体層シート」と称する。)に、ビアホールやビア電極、内部電極パターン等を形成する。ビア電極は、ビア電極ペーストを例えば穴埋め印刷により充填して固化させることにより形成する。内部電極パターンは、例えば、セラミックグリーンシートに内部電極ペーストをスクリーン印刷により所定のパターンで塗布することにより形成する。   Each of the multilayer ceramic substrates after firing, such as the first composite green sheet 26 and the cut forming sheet 30 (cavity forming green sheet) produced as described above, and the ceramic green sheet (bottom forming green sheet) constituting the bottom of the cavity, etc. Via holes, via electrodes, internal electrode patterns, and the like are formed on a ceramic green sheet (hereinafter, collectively referred to as “dielectric layer sheet”) constituting the ceramic layer. The via electrode is formed by filling and solidifying a via electrode paste by, for example, hole filling printing. The internal electrode pattern is formed, for example, by applying an internal electrode paste to a ceramic green sheet in a predetermined pattern by screen printing.

具体的には、ビアホール形成工程(ステップS14)では、誘電体層シートにビア電極を形成するための孔であるビアホールを形成する。ビアホールは、レーザ光、マイクロドリル、パンチング等により形成する。誘電体層シートにレーザ光を照射すると、誘電体層シートのセラミック粉末やバインダ樹脂を昇華させることで孔をあけることができる。使用するレーザは、波長の短いUV−YAGレーザやエキシマレーザが好ましい。このようにレーザ光を使用してビアホールを形成すれば、ビアホールの径を容易に100μm以下にすることができる。また、マイクロドリルやパンチングは、レーザ光に比べビアホールの径を小さくすることは難しいが、低コストで加工できるというメリットがある。いずれにしても、これらの手法により形成されるビアホールに導電体ペーストを充填することで、微少なビア電極を精度良く形成できる。   Specifically, in the via hole forming step (step S14), a via hole that is a hole for forming a via electrode is formed in the dielectric layer sheet. The via hole is formed by laser light, micro drilling, punching or the like. When the dielectric layer sheet is irradiated with laser light, holes can be formed by sublimating the ceramic powder or binder resin of the dielectric layer sheet. The laser used is preferably a short wavelength UV-YAG laser or excimer laser. When the via hole is formed using the laser beam in this way, the diameter of the via hole can be easily reduced to 100 μm or less. Micro drilling and punching have the advantage that they can be processed at low cost, although it is difficult to reduce the diameter of the via hole compared to laser light. In any case, a minute via electrode can be formed with high accuracy by filling the via hole formed by these methods with a conductor paste.

導体印刷工程(ステップS15)では、ビアホール形成工程(ステップS14)で形成したビアホールに導電性ペーストを充填し、ビア電極を形成する。導電性ペーストとしては、例えば銅、銀、銀パラジウム、パラジウム、ニッケル等の金属粉末又は合金粉末を含有して、所定の流動性を有する粘度に調整されたビア電極ペーストを用いる。   In the conductor printing process (step S15), the via hole formed in the via hole forming process (step S14) is filled with a conductive paste to form a via electrode. As the conductive paste, for example, a via electrode paste containing metal powder or alloy powder such as copper, silver, silver palladium, palladium, nickel or the like and adjusted to have a predetermined fluidity is used.

また、導体印刷工程(ステップS15)では、誘電体層シートの表面に内部電極パターンを所定のパターンで印刷する。導体印刷工程(ステップS15)では、基板用グリーンシートの表面に、内部電極パターン(導体パターン)を形成する。例えば図8に示すように、セラミックグリーンシート21の表面に、キャビティ11の底面11aとなる領域の周縁部(図中点線で示す。)を跨ぐように導体パターン12を形成する。   In the conductor printing step (step S15), the internal electrode pattern is printed in a predetermined pattern on the surface of the dielectric layer sheet. In the conductor printing step (step S15), an internal electrode pattern (conductor pattern) is formed on the surface of the substrate green sheet. For example, as shown in FIG. 8, the conductor pattern 12 is formed on the surface of the ceramic green sheet 21 so as to straddle the peripheral portion (indicated by a dotted line in the drawing) of the region that becomes the bottom surface 11 a of the cavity 11.

導体パターン12や内部電極パターンの形成には、前述の導電性ペーストと同様、例えば銅、銀、銀パラジウム、パラジウム、ニッケル等の金属粉末又は合金粉末を含有して、所定の流動性を有する粘度に調整された内部電極ペーストを用いる。内部電極ペーストとビア電極ペーストは異なる材料であっても良い。   For the formation of the conductor pattern 12 and the internal electrode pattern, similarly to the conductive paste described above, for example, a metal powder or alloy powder such as copper, silver, silver palladium, palladium, nickel or the like is used, and the viscosity has a predetermined fluidity. The internal electrode paste adjusted to be used. The internal electrode paste and the via electrode paste may be made of different materials.

なお、誘電体層シートの構成材料が耐還元性を有しており、導電材料に安価な卑金属を用いることもできるので、導電材料としてはニッケルあるいはニッケル合金を用いても良い。ニッケル合金としては、マンガン、クロム、コバルトおよびアルミニウムなどから選択される1種以上の元素とニッケルとの合金が好ましく、合金中におけるニッケルの含有量は95質量%以上であることが好ましい。なお、ビア電極及び内部電極パターンは、リン(P)などの各種微量成分を0.1質量%程度以下含有していても良い。内部電極パターンの厚さは用途に応じて適宜決定されるが、例えば、1μm〜15μm程度であることが好ましく、2.5μm〜10μm程度であればより好ましい。   In addition, since the constituent material of the dielectric layer sheet has resistance to reduction and an inexpensive base metal can be used as the conductive material, nickel or a nickel alloy may be used as the conductive material. As the nickel alloy, an alloy of nickel and one or more elements selected from manganese, chromium, cobalt and aluminum is preferable, and the content of nickel in the alloy is preferably 95% by mass or more. The via electrode and the internal electrode pattern may contain various trace components such as phosphorus (P) in an amount of about 0.1% by mass or less. Although the thickness of an internal electrode pattern is suitably determined according to a use, it is preferable that it is about 1 micrometer-15 micrometers, for example, and it is more preferable if it is about 2.5 micrometers-10 micrometers.

ビア電極ペースト、あるいは内部電極ペーストは、誘電体ペーストと同様のビヒクルと混練して作製される。ビア電極ペースト或いは内部電極ペーストにおけるビヒクルの含有量は誘電体ペーストと同様に調整する。また、ビア電極ペースト或いは内部電極ペーストには、必要に応じて分散剤、可塑剤、誘電体材料、絶縁体材料などの添加物を添加してもよい。その添加量は、合計で10質量%以下とすることが好ましい。   The via electrode paste or the internal electrode paste is produced by kneading with the same vehicle as the dielectric paste. The vehicle content in the via electrode paste or the internal electrode paste is adjusted in the same manner as in the dielectric paste. Moreover, you may add additives, such as a dispersing agent, a plasticizer, a dielectric material, an insulator material, to a via electrode paste or an internal electrode paste as needed. The total amount added is preferably 10% by mass or less.

軟化層形成工程(ステップS16)では、導体印刷工程(ステップS15)において導体パターン12を形成した基板用グリーンシートのうち一部に軟化層13を形成し、図8に示すような底面形成用グリーンシート32を得る。軟化層13は、焼成後の多層セラミック基板1においてキャビティ11の底面11aとなる領域の周縁部に対応する部分のうち、少なくとも導体パターン12と重なる部分に形成すればよい。図8においては、焼成後にキャビティ11の底面となる領域の周縁部(図中点線で示す。)のうち、導体パターン12が設けられた2辺を縁取るように軟化層13を形成している。   In the softening layer forming step (step S16), the softening layer 13 is formed on a part of the substrate green sheet on which the conductor pattern 12 is formed in the conductor printing step (step S15), and the bottom surface forming green as shown in FIG. A sheet 32 is obtained. The softening layer 13 may be formed in at least a portion that overlaps the conductor pattern 12 in a portion corresponding to the peripheral portion of the region that becomes the bottom surface 11 a of the cavity 11 in the fired multilayer ceramic substrate 1. In FIG. 8, the softening layer 13 is formed so as to border two sides provided with the conductor pattern 12 in a peripheral portion (indicated by a dotted line in the drawing) of a region that becomes the bottom surface of the cavity 11 after firing. .

軟化層13を構成する材料としては、後述する焼成工程(ステップS2)を実施する際の焼成温度で軟化する材料をいずれも用いることができる。また、軟化層13を構成する材料には、導体パターン12や基板用グリーンシート等に悪影響を及ぼさない材料であることも重要である。このような材料としてはガラスが好ましく、特に基板用グリーンシートに用いられるガラスと同一のガラスを軟化層13として用いることが最も好ましい。   As the material constituting the softening layer 13, any material that softens at the firing temperature when performing the firing step (step S2) described later can be used. It is also important that the material constituting the softening layer 13 is a material that does not adversely affect the conductor pattern 12, the substrate green sheet, and the like. Such a material is preferably glass, and most preferably the same glass as that used for the green sheet for the substrate is used as the softening layer 13.

前記により各誘電体層シートにビア電極や内部電極パターンを形成し、さらに軟化層13を形成した後、積層工程(ステップS17)において作製した各シートを積層し、積層体33を形成する。この積層工程(ステップS17)から収縮抑制シート除去工程(ステップS4)までにおける積層体の構成を図9(a)から図9(d)に示す。なお、図9(c)に示す工程と図9(d)に示す工程については、順序が逆になる場合や、あるいは同時に行われる場合もあることを付記しておく。   After forming the via electrode and the internal electrode pattern on each dielectric layer sheet as described above, and further forming the softening layer 13, the sheets prepared in the laminating step (step S17) are laminated to form the laminated body 33. The structure of the laminated body from this lamination process (step S17) to a shrinkage | contraction suppression sheet removal process (step S4) is shown to Fig.9 (a) from FIG.9 (d). It should be noted that the process shown in FIG. 9C and the process shown in FIG. 9D may be reversed in order or may be performed simultaneously.

前記積層工程(ステップS17)では、図9(a)に示すように、最下層から収縮抑制グリーンシート22、セラミックグリーンシート21、底面形成用グリーンシート32、第1複合グリーンシート26、切り込み形成シート30、最上層複合グリーンシート29の順に積層する。   In the laminating step (step S17), as shown in FIG. 9A, the shrinkage-suppressing green sheet 22, the ceramic green sheet 21, the bottom forming green sheet 32, the first composite green sheet 26, and the cut forming sheet from the bottom layer. 30 and the uppermost composite green sheet 29 are laminated in this order.

なお、各シートは少なくとも1枚以上あれば良く、複数枚であっても良い。本例の場合、1枚のセラミックグリーンシート21と1枚の底面形成用グリーンシート32とを積層し、さらにその上に第1複合グリーンシート26及び6枚の切り込み形成シート30を積層している。したがって、これら9層が基板用グリーンシートに相当することになり、第1複合グリーンシート26及び6枚の切り込み形成シート30がキャビティ側壁形成用グリーンシートに相当することになる。積層体33の構成は、上下が逆であっても良く、収縮抑制グリーンシート22を挟んで上下に同様に各シートが積層されても良い。   Each sheet may be at least one sheet or a plurality of sheets. In the case of this example, one ceramic green sheet 21 and one bottom forming green sheet 32 are laminated, and the first composite green sheet 26 and six cut forming sheets 30 are further laminated thereon. . Accordingly, these nine layers correspond to the green sheet for the substrate, and the first composite green sheet 26 and the six cut forming sheets 30 correspond to the green sheets for forming the cavity side walls. The structure of the laminated body 33 may be reversed upside down, and each sheet may be similarly laminated up and down with the shrinkage suppression green sheet 22 interposed therebetween.

また、例えば前述のように切り込み形成シート30を2枚以上積層する場合、各切り込み形成シート30の材質を同じとしても良いし、あるいは各切り込み形成シート30の材質を異なる材質としてもよい。ただし、後者の場合、各切り込み形成シート30において、プレス時の圧縮率、焼成時の収縮率、熱膨張係数等が略等しくなるようにすることが好ましい。これにより、各切り込み形成シート30の圧縮率、収縮率、熱膨張係数の差から生じる基板の反りを抑制することができる。   For example, when two or more cut forming sheets 30 are stacked as described above, the material of each cut forming sheet 30 may be the same, or the material of each cut forming sheet 30 may be a different material. However, in the latter case, it is preferable that the compression ratio at the time of pressing, the shrinkage rate at the time of firing, the thermal expansion coefficient, and the like be approximately equal in each cut-formed sheet 30. Thereby, the curvature of the board | substrate which arises from the difference of the compression rate, shrinkage | contraction rate, and thermal expansion coefficient of each notch formation sheet 30 can be suppressed.

このようにして積層される積層体33の全体の厚さは、多層セラミック基板の小型化及び低背化の要求から、1mm以下であることが好ましい。また、積層体33のうち、キャビティを構成する部分となるキャビティ側壁形成用グリーンシート(6枚の切り込み形成シート30及び第1複合グリーンシート26)の積層高さ(キャビティの深さに相当する。)は、キャビティに収容する電子デバイスの寸法に合わせて設定する。 The total thickness of the laminated body 33 laminated in this manner is preferably 1 mm or less in view of the demand for downsizing and low profile of the multilayer ceramic substrate. In addition, the stacked body 33 corresponds to the stacking height (the depth of the cavity) of the cavity side wall forming green sheets (six cut forming sheets 30 and the first composite green sheet 26) that are the portions constituting the cavity. ) Is set according to the dimensions of the electronic device accommodated in the cavity.

前記積層工程(ステップS17)の後、プレス工程(ステップS18)を行うが、このプレス工程(ステップS18)は、積層工程(ステップS17)で作製した積層体33を圧着する工程である。圧着は通常の上下パンチが平坦な金型に入れて行なう。圧着の条件は、圧着の圧力が30〜80MPaで、圧着時間は10分程度が好ましい。本実施形態では、積層体33の最上層面、最下層面がそれぞれ平坦面となっており、さらに、キャビティを形成する部分に切り込み31により分離された部分30aをそのまま残し、埋め込み用グリーンシートとしてこれを埋める形としているので、プレスを行なう際に均一に圧力をかけることができる。したがって、従来技術のようにキャビティの開口部が、付加する圧力で潰れて変形したり、損傷を生じたりすることはない。   After the laminating step (step S17), a pressing step (step S18) is performed. This pressing step (step S18) is a step of pressure-bonding the laminate 33 produced in the laminating step (step S17). Crimping is performed by placing the normal upper and lower punches in a flat mold. The pressure bonding conditions are preferably a pressure of 30 to 80 MPa and a pressure bonding time of about 10 minutes. In the present embodiment, the uppermost layer surface and the lowermost layer surface of the laminate 33 are flat surfaces, and the portion 30a separated by the notch 31 is left as it is in the portion where the cavity is formed, and this is used as an embedding green sheet. Since the shape is filled, the pressure can be uniformly applied when pressing. Therefore, unlike the prior art, the opening of the cavity is not crushed and deformed or damaged by the applied pressure.

次に、焼成工程(ステップS2)を行う。焼成工程(ステップS2)では、プレス工程(ステップS18)で圧着した積層体33を焼成する。なお、焼成に際しては、通常、作製した積層体33に対して脱バインダ処理を行うが、この場合の脱バインダ処理条件は通常のもので良い。脱バインダ処理を行った後、焼成を行い、積層焼成体34を形成する。焼成時の雰囲気は、特に限定されない。一般に、ビア電極及び内部電極パターンにニッケルあるいはニッケル合金等の卑金属を用いる場合には、還元性雰囲気とすることが好ましい。焼成温度は800℃〜1000℃とすることが好ましい。導体材料や抵抗材料を同時焼成することができ、このような多層セラミック基板は、高周波重畳モジュール、アンテナスイッチモジュール、フィルタモージュール等のLTCCモジュール用として使用することができる。   Next, a baking process (step S2) is performed. In the firing step (step S2), the laminate 33 that has been pressure-bonded in the pressing step (step S18) is fired. During firing, the produced laminate 33 is usually subjected to binder removal processing, and the binder removal treatment conditions in this case may be normal. After the binder removal treatment, firing is performed to form the laminated fired body 34. The atmosphere during firing is not particularly limited. In general, when a base metal such as nickel or a nickel alloy is used for the via electrode and the internal electrode pattern, a reducing atmosphere is preferable. The firing temperature is preferably 800 ° C to 1000 ° C. Conductive materials and resistive materials can be fired simultaneously, and such a multilayer ceramic substrate can be used for LTCC modules such as high-frequency superposition modules, antenna switch modules, and filter modules.

焼成工程(ステップS2)を施した積層焼成体34は、図9(b)に示すように、切り込み形成シート30の切り込み31の内側の部分30aがキャビティから突出する。これは、以下の理由による。積層体33を焼成すると、誘電体層シートであるセラミックグリーンシート21、底面形成用グリーンシート32、第1複合グリーンシート26、及び切り込み形成シート30は焼結し、収縮しようとする。このとき、セラミックグリーンシート21は、下層の収縮抑制グリーンシート22に密着している。収縮抑制グリーンシート22は前述の通り、誘電体層シートの焼成温度では収縮しない。このためセラミックグリーンシート21の平面方向の収縮が抑制される。また、切り込み形成シート30の切り込み31の外側部分30bは、上層の最上層複合グリーンシート29に密着しているので、同様に収縮が抑制される。さらに、キャビティの底部においては、底面形成用グリーンシート32は第1複合グリーンシート26の第1嵌合シート25と密着しているので、同様に収縮が抑制される。   In the laminated fired body 34 subjected to the firing step (step S2), as shown in FIG. 9B, a portion 30a inside the cut 31 of the cut forming sheet 30 protrudes from the cavity. This is due to the following reason. When the laminated body 33 is fired, the ceramic green sheet 21, the bottom surface forming green sheet 32, the first composite green sheet 26, and the cut forming sheet 30 that are dielectric layer sheets sinter and tend to shrink. At this time, the ceramic green sheet 21 is in close contact with the underlying shrinkage-suppressing green sheet 22. As described above, the shrinkage-suppressing green sheet 22 does not shrink at the firing temperature of the dielectric layer sheet. For this reason, the shrinkage | contraction of the planar direction of the ceramic green sheet 21 is suppressed. Moreover, since the outer portion 30b of the cut 31 of the cut forming sheet 30 is in close contact with the uppermost uppermost composite green sheet 29, the shrinkage is similarly suppressed. Furthermore, since the bottom surface forming green sheet 32 is in close contact with the first fitting sheet 25 of the first composite green sheet 26 at the bottom of the cavity, the shrinkage is similarly suppressed.

これに対して、切り込み形成シート30の切り込み31の内側部分30aは、上層側に収縮抑制のシートが無いため、収縮が抑制されない。したがって、切り込み13の内側部分30aは、平面方向に収縮し、切り込み31の外側部分30bから分離される。この収縮は、キャビティ底部の第1嵌合シート25から上層方向に離れるにしたがって大きくなり、切り込み31の内側部分30aが平面方向に収縮した分だけ、厚さ方向の収縮率は小さくなる。したがって、第1嵌合シート25と第2嵌合シート28とこれらの間に挟まれた部分(前記切り込み31の内側部分30a)は、焼成後には積層焼成体34の表面から突出した形になる。   On the other hand, since the inner portion 30a of the cut 31 of the cut forming sheet 30 has no sheet for suppressing shrinkage on the upper layer side, the shrinkage is not suppressed. Therefore, the inner portion 30 a of the cut 13 contracts in the planar direction and is separated from the outer portion 30 b of the cut 31. This contraction increases as the distance from the first fitting sheet 25 at the bottom of the cavity increases in the upper layer direction, and the contraction rate in the thickness direction decreases by the amount the inner portion 30a of the cut 31 contracts in the planar direction. Accordingly, the first fitting sheet 25, the second fitting sheet 28, and the portion sandwiched between them (the inner portion 30a of the cut 31) protrude from the surface of the laminated fired body 34 after firing. .

ところで、例えば図10に示すように軟化層が設けられていない場合、キャビティの底面の周縁部を跨ぐ状態で配された導体パターン201が断線するという問題がある。底面形成用グリーンシート202のうち第1嵌合シート203が配された領域(キャビティ底面内)は、第1嵌合シート203の強い拘束力により面内方向へはほとんど収縮しないのに対し、キャビティの側壁の周囲の領域(切り込み形成シート204、第1複合グリーンシート205、底面形成用グリーンシート202)については、積層方向中央に向かうに従って収縮抑制材グリーンシート206及び最上層複合グリーンシート207による拘束力が弱まる傾向にあるため、拘束力の弱いキャビティの側壁下端部208は、キャビティから離れる面内方向へ大きく収縮する。この結果、キャビティの底面の周縁部に応力が集中し、この部分に位置する導体パターン201の断線を引き起こす。   Incidentally, for example, when the softening layer is not provided as shown in FIG. 10, there is a problem that the conductor pattern 201 arranged in a state straddling the peripheral portion of the bottom surface of the cavity is disconnected. In the bottom forming green sheet 202, the region where the first fitting sheet 203 is disposed (in the cavity bottom surface) hardly shrinks in the in-plane direction due to the strong binding force of the first fitting sheet 203, whereas the cavity The regions around the side walls (the cut forming sheet 204, the first composite green sheet 205, and the bottom forming green sheet 202) are restrained by the shrinkage suppression material green sheet 206 and the uppermost composite green sheet 207 toward the center in the stacking direction. Since the force tends to be weakened, the side wall lower end portion 208 of the cavity having a weak binding force is greatly contracted in the in-plane direction away from the cavity. As a result, stress concentrates on the peripheral edge portion of the bottom surface of the cavity, causing disconnection of the conductor pattern 201 located in this portion.

これに対し、本実施形態では、焼成工程(ステップS2)を実施する際の焼成温度で軟化した軟化層13がキャビティ11aの側壁下端部を構成するキャビティ形成用グリーンシート(第1複合シート26を構成するセラミックグリーンシート21)と導体パターン12との間に介在する。このため、キャビティ形成用グリーンシートがキャビティ中心から離れる方向に収縮する際、軟化した軟化層13表面を滑るように移動するため、導体パターン12に加わる応力が緩和される。したがって、導体パターン12の断線を抑制することができる。   On the other hand, in this embodiment, the green sheet for forming a cavity (the first composite sheet 26 is formed by the softened layer 13 softened at the firing temperature at the time of performing the firing step (step S2) constituting the lower end of the side wall of the cavity 11a. It is interposed between the ceramic green sheet 21) and the conductive pattern 12. For this reason, when the green sheet for cavity formation contracts in the direction away from the center of the cavity, it moves so as to slide on the surface of the softened softened layer 13, so that the stress applied to the conductor pattern 12 is relieved. Therefore, disconnection of the conductor pattern 12 can be suppressed.

なお、キャビティ底面の周縁部のうち導体パターン12の存在しない2辺については、軟化層13が形成されていないため、当該領域は面内方向へ大きく収縮するが、キャビティ底面に露呈する導体パターン12へ悪影響を及ぼすことはない。   Note that the softening layer 13 is not formed on the two sides of the peripheral portion of the cavity bottom surface where the conductor pattern 12 does not exist. Therefore, the region shrinks greatly in the in-plane direction, but the conductor pattern 12 exposed on the cavity bottom surface. Will not be adversely affected.

前述のように、第1嵌合シート25や第2嵌合シート28、これらの間に挟まれた部分(前記切り込み31の内側部分30a)は、セラミックグリーンシート21や切り込み形成シート30の切り込み31の外側部分30b等とは異なる収縮状態となり、例えば切り込み形成シート30の切り込み31の内側部分30aは外側部分30bから完全に分離される。また、底部においても、前記第1嵌合シート25が焼成により脆化しており、この部分での拘束力も弱くなっている。したがって、図9(c)に示すように、キャビティを埋めていた第1嵌合シート25や第2嵌合シート28、これらの間に挟まれた部分(前記切り込み31の内側部分30a)は、小さな刺激で脱落させることができる。なお、キャビティの形状が複雑な場合においても容易に切り込み31の内側部分30aを脱落させることができる。また、切り込み31の内側部分30aを脱落させるためには、小さな力を加えることとしても良い。   As described above, the first fitting sheet 25 and the second fitting sheet 28 and the portion sandwiched between them (the inner portion 30a of the cut 31) are the cut 31 of the ceramic green sheet 21 and the cut forming sheet 30. For example, the inner portion 30a of the cut 31 of the cut forming sheet 30 is completely separated from the outer portion 30b. Also, at the bottom, the first fitting sheet 25 is embrittled by firing, and the binding force at this portion is also weakened. Therefore, as shown in FIG. 9 (c), the first fitting sheet 25 and the second fitting sheet 28 filling the cavity, the portion sandwiched between them (the inner portion 30a of the cut 31), Can be removed with a small stimulus. Even when the shape of the cavity is complicated, the inner portion 30a of the cut 31 can be easily dropped. Moreover, in order to drop off the inner part 30a of the cut 31, a small force may be applied.

すなわち、図9(c)に示すように、前記第1嵌合シート25や第2嵌合シート28、これらの間に挟まれた部分(前記切り込み31の内側部分30a)を除去してキャビティを形成するとともに、必要に応じて収縮抑制シート除去工程(ステップS4)を行う。収縮抑制シート除去工程(ステップS4)では、図9(d)に示すように、積層焼成体34の最上層のシート35や最下層のシート36(収縮抑制材グリーンシート22や最上層複合グリーンシート29の焼成物)を除去する。これらを除去する方法は、積層焼成体34を溶剤中で通常の超音波洗浄を行なうこととしても良く、積層焼成体34にウェットブラストを施すこととしても良い。ウェットブラストは、水に研磨剤を混合した液体をコンプレッサからの圧縮空気で加速させ、被加工物に吹きつけて、洗浄と表面処理を同時に行なう方法である。また、収縮抑制材グリーンシート22をトリジマイト−シリカ系やクリストバライト−シリカ系等の材料で形成した場合、焼成後、最上層のシート35と最下層のシート36の主要部分は自然剥離するので、僅かに残る部分を洗浄すれば良い。   That is, as shown in FIG. 9C, the first fitting sheet 25, the second fitting sheet 28, and the portion sandwiched between them (the inner portion 30a of the cut 31) are removed to form a cavity. While forming, a shrinkage | contraction suppression sheet | seat removal process (step S4) is performed as needed. In the shrinkage suppression sheet removing step (step S4), as shown in FIG. 9D, the uppermost sheet 35 and the lowermost sheet 36 of the laminated fired body 34 (shrinkage suppression material green sheet 22 and uppermost composite green sheet). 29 fired product) is removed. As a method for removing these, the laminated fired body 34 may be subjected to normal ultrasonic cleaning in a solvent, or the laminated fired body 34 may be subjected to wet blasting. Wet blasting is a method in which cleaning and surface treatment are performed simultaneously by accelerating a liquid obtained by mixing an abrasive with water with compressed air from a compressor and spraying it on a workpiece. In addition, when the shrinkage-suppressing material green sheet 22 is formed of a material such as tridymite-silica or cristobalite-silica, the main portions of the uppermost sheet 35 and the lowermost sheet 36 are naturally peeled off after firing. The remaining part should be washed.

以上の工程の他、必要に応じて切断工程、研磨工程等を行い、図1に示す多層セラミック基板1を得る。切断工程では、ダイヤモンドスクライブで分割しても良く、積層焼成体34が厚い場合はダイシング方式で切断しても良い。研磨工程は、例えばラッピングにより行なう。ラッピングは回転定盤に砥粒を含まず、加工液中に砥粒を含ませ、加工対象を砥ぐ加工法である。また、湿式バレルを用いる方法としても良い。   In addition to the above steps, a cutting step, a polishing step, etc. are performed as necessary to obtain the multilayer ceramic substrate 1 shown in FIG. In the cutting process, it may be divided by diamond scribe, and when the laminated fired body 34 is thick, it may be cut by a dicing method. The polishing process is performed by lapping, for example. Lapping is a processing method in which abrasive grains are not included in the rotating surface plate, and abrasive grains are included in the processing liquid to grind the object to be processed. Alternatively, a wet barrel method may be used.

製造される多層セラミック基板1には、電子デバイス40が搭載されるが、この電子デバイス40を搭載した状態を図11に示す。図11に示すように、電子デバイス40は多層セラミック基板1のキャビティ11の中に収容される。電子デバイス40の裏面はキャビティ11の表面に露呈した導体パターン12に接続される。さらに、電子デバイス40は、ボンディングワイヤ41で多層セラミック基板1に形成された電極(図示は省略する。)に接続される。電極は、多層セラミック基板1の表面に印刷された表面電極、ビア電極、さらには多層セラミック基板1の内部に印刷された内部電極等である。このように本実施形態の製造方法により作製される多層セラミック基板は、電子デバイスを多層セラミック基板の内部に収容でき、小型化及び低背化の要求を満足することができる。   The electronic device 40 is mounted on the multilayer ceramic substrate 1 to be manufactured. FIG. 11 shows a state in which the electronic device 40 is mounted. As shown in FIG. 11, the electronic device 40 is accommodated in the cavity 11 of the multilayer ceramic substrate 1. The back surface of the electronic device 40 is connected to the conductor pattern 12 exposed on the surface of the cavity 11. Further, the electronic device 40 is connected to electrodes (not shown) formed on the multilayer ceramic substrate 1 by bonding wires 41. The electrodes are a surface electrode printed on the surface of the multilayer ceramic substrate 1, a via electrode, and an internal electrode printed inside the multilayer ceramic substrate 1. Thus, the multilayer ceramic substrate manufactured by the manufacturing method of this embodiment can accommodate an electronic device inside a multilayer ceramic substrate, and can satisfy the request | requirement of size reduction and low profile.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、キャビティの底面の周縁部全体を縁取るように軟化層を形成した例である。
(Second Embodiment)
The second embodiment is an example in which the softening layer is formed so as to border the entire peripheral edge of the bottom surface of the cavity.

前記第1実施形態において、キャビティ11の底面11aの周縁部に導体パターン12の存在しない辺においては、当該導体パターン12の断線の懸念がないため軟化層を存在させていない。このため、この部分に対応するキャビティ11の底面11aが第1嵌合シート25の拘束力を強く受ける結果、キャビティ11の底面11aとその外側との境界部に大きな応力が発生する。例えばキャビティ11の側壁の下方のセラミック層の層間に内部電極パターンが設けられている場合には、当該内部電極パターンが断線するおそれがある。   In the first embodiment, on the side where the conductor pattern 12 does not exist at the peripheral edge of the bottom surface 11 a of the cavity 11, there is no fear of disconnection of the conductor pattern 12, and therefore no softening layer is present. For this reason, as a result of the bottom surface 11a of the cavity 11 corresponding to this portion receiving the binding force of the first fitting sheet 25, a large stress is generated at the boundary between the bottom surface 11a of the cavity 11 and the outside thereof. For example, when an internal electrode pattern is provided between the ceramic layers below the side walls of the cavity 11, the internal electrode pattern may be disconnected.

そこで本実施形態では、軟化層13の形状を、キャビティ11の底面の周縁部全体を縁取るような例えば枠状とする。図12に示すように、本実施形態の多層セラミック基板45では、キャビティ11の導体パターン12が形成されていない部分においても、キャビティ11の底面の周縁全体、すなわちキャビティ11の側壁の下端部に沿って、軟化層13が配置される。軟化層13は、セラミック層3とセラミック層4との間に配置される。   Therefore, in this embodiment, the shape of the softening layer 13 is, for example, a frame shape that borders the entire peripheral edge of the bottom surface of the cavity 11. As shown in FIG. 12, in the multilayer ceramic substrate 45 of the present embodiment, the entire periphery of the bottom surface of the cavity 11, that is, along the lower end portion of the side wall of the cavity 11 even in the portion where the conductor pattern 12 of the cavity 11 is not formed. Thus, the softening layer 13 is disposed. The softening layer 13 is disposed between the ceramic layer 3 and the ceramic layer 4.

図12に示すような多層セラミック基板45を得るためには、軟化層形成工程(ステップS16)において、焼成後にキャビティ11の底面となる領域の周縁全体を縁取るように軟化層13を形成し、底面形成用グリーンシート32を形成すればよい。   In order to obtain the multilayer ceramic substrate 45 as shown in FIG. 12, in the softened layer forming step (step S16), the softened layer 13 is formed so as to border the entire periphery of the region that becomes the bottom surface of the cavity 11 after firing. The bottom surface forming green sheet 32 may be formed.

以上のような多層セラミック基板45においては、キャビティ11の底面11の周縁部のうち導体パターン12が形成されていない部分にも軟化層13が配置される。このため、キャビティ11の底面11の周縁部のうち導体パターン12が形成されていない部分においても軟化層13により底面形成用グリーンシートへ加わる応力が緩和され、その結果キャビティの側壁の下方に配された内部電極パターンの断線を抑制することができる。   In the multilayer ceramic substrate 45 as described above, the softening layer 13 is also disposed in a portion of the peripheral portion of the bottom surface 11 of the cavity 11 where the conductor pattern 12 is not formed. Therefore, the stress applied to the bottom surface forming green sheet by the softening layer 13 is alleviated even in the peripheral edge portion of the bottom surface 11 of the cavity 11 where the conductor pattern 12 is not formed, and as a result, the stress is disposed below the side wall of the cavity. Further, disconnection of the internal electrode pattern can be suppressed.

図13は、四角形状の開口を有するキャビティ11の周縁部の全辺に導体パターン12が設けられている例を示す図である。この場合も、キャビティ11の底面11aの周縁部全体を縁取るよう軟化層13を形成する。また、多層セラミック基板においては、例えば図14に示すように、導体パターン12がキャビティ底面の全体に形成されていてもよい。いずれの場合も、キャビティ底面に露呈する導体パターン12や内部電極パターンの断線を確実に抑制することができる。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which the conductor pattern 12 is provided on the entire periphery of the cavity 11 having a quadrangular opening. Also in this case, the softening layer 13 is formed so as to border the entire peripheral edge of the bottom surface 11 a of the cavity 11. Further, in the multilayer ceramic substrate, for example, as shown in FIG. 14, the conductor pattern 12 may be formed on the entire bottom surface of the cavity. In either case, disconnection of the conductor pattern 12 and the internal electrode pattern exposed on the bottom surface of the cavity can be reliably suppressed.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。本実施形態と先の第1の実施形態との相違は、キャビティが多段形状のキャビティ(本例の場合、二段形状の二段底キャビティ)であることである。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment will be described. The difference between this embodiment and the previous first embodiment is that the cavity is a multi-stage cavity (in this example, a two-stage two-stage bottom cavity).

以下、二段底キャビティを有する多層セラミック基板について、図15を参照しながら説明する。図15に示す多層セラミック基板50は、二段底キャビティ51を有し、複数(ここでは14層)のセラミック層が積層一体化されている。セラミック層3が底面形成用セラミック層に相当し、その上面の一部がキャビティの底部に臨み、二段底キャビティ51の一番深い底面51aを構成する。多層セラミック基板50を構成するセラミック層のうち、セラミック層2〜9までの構成は、第1の実施形態と略同様である。セラミック層10の一部は二段底キャビティ51の二段目の底面51bを構成している。したがって、セラミック層10は底面形成用セラミック層に相当する。また、セラミック層10の表面には導体パターン52が設けられている。   Hereinafter, a multilayer ceramic substrate having a two-step bottom cavity will be described with reference to FIG. A multilayer ceramic substrate 50 shown in FIG. 15 has a two-step bottom cavity 51, and a plurality (14 layers in this case) of ceramic layers are laminated and integrated. The ceramic layer 3 corresponds to a bottom surface forming ceramic layer, and a part of the upper surface thereof faces the bottom of the cavity, and forms the deepest bottom surface 51 a of the two-step bottom cavity 51. Of the ceramic layers constituting the multilayer ceramic substrate 50, the construction of the ceramic layers 2 to 9 is substantially the same as that of the first embodiment. A part of the ceramic layer 10 constitutes the second-stage bottom surface 51 b of the two-stage bottom cavity 51. Therefore, the ceramic layer 10 corresponds to a bottom surface forming ceramic layer. A conductor pattern 52 is provided on the surface of the ceramic layer 10.

セラミック層10上に積層されるセラミック層53〜57は、それぞれ貫通孔53a〜57aを有し、キャビティ形成用セラミック層に相当する。セラミック層53〜57の貫通孔53a〜57aが連なることにより、二段底キャビティ51のうち浅い方の空間を規定する側壁が構成される。   The ceramic layers 53 to 57 laminated on the ceramic layer 10 have through holes 53a to 57a, respectively, and correspond to cavity forming ceramic layers. By connecting the through holes 53 a to 57 a of the ceramic layers 53 to 57, side walls that define the shallower space of the two-stage bottom cavity 51 are configured.

本実施形態の多層セラミック基板50では、二段目の底面51bにおいて導体パターン52が底面51bの周縁部を跨ぐように形成されている場合、周縁部のうち少なくとも導体パターン52表面に第2軟化層58を配置する。   In the multilayer ceramic substrate 50 of the present embodiment, when the conductor pattern 52 is formed so as to straddle the peripheral portion of the bottom surface 51b on the second-stage bottom surface 51b, the second softened layer is formed on at least the surface of the conductor pattern 52 in the peripheral portion. 58 is arranged.

本実施形態の多層セラミック基板を作製するに際しては、後述するように、キャビティの一番深い底面に対応して第1複合グリーンシートを配する他、キャビティの二段目の底面(段差面)に対応して第2複合グリーンシートを配し、さらに各段のキャビティ部の寸法に合わせて大きさが異なる切り込み形成シートを積層する。   When producing the multilayer ceramic substrate of the present embodiment, as will be described later, the first composite green sheet is disposed corresponding to the deepest bottom surface of the cavity, and the second bottom surface (step surface) of the cavity is provided. Correspondingly, a second composite green sheet is arranged, and further, cut-formed sheets having different sizes according to the dimensions of the cavities at each stage are laminated.

図16は、図15に示す多層セラミック基板のキャビティ形状を詳細に示す図である。ここで、各キャビティ部51c,51dの側壁においては、収縮抑制グリーンシートから離れるにつれ面方向の収縮が次第に大きくなっており、それぞれ開口部における開口寸法が、深さ方向中途位置における開口寸法よりも小さくなっている。すなわち、キャビティ部51cについては、開口部の開口寸法をW3、深さ方向中途位置の開口寸法をW4としたときに、W3<W4である。同様に、キャビティ部51dについても、開口部の開口寸法をW5、深さ方向中途位置の開口寸法をW6としたときに、W5<W6である。また、各キャビティ部51c,51dの側壁の断面形状は円弧状であり、したがって各キャビティ部51c,51dの形状は、いわば壺形を呈することになる。   FIG. 16 is a diagram showing in detail the cavity shape of the multilayer ceramic substrate shown in FIG. Here, in the side walls of the respective cavity parts 51c and 51d, the shrinkage in the surface direction gradually increases as the distance from the shrinkage suppression green sheet increases, and the opening dimension in each opening part is larger than the opening dimension in the midway position in the depth direction. It is getting smaller. That is, for the cavity 51c, W3 <W4, where W3 is the opening dimension of the opening and W4 is the opening dimension at the midway position in the depth direction. Similarly, for the cavity 51d, W5 <W6, where W5 is the opening dimension of the opening and W6 is the opening dimension at the midway position in the depth direction. Moreover, the cross-sectional shape of the side wall of each cavity part 51c, 51d is circular arc shape, Therefore, the shape of each cavity part 51c, 51d exhibits a so-called bowl shape.

なお、2段目以降のキャビティ部(ここではキャビティ部51d)については、必ずしも前記壺形に限らず、図17に示すように、開口面積が最も大きく、深さ方向において次第に開口面積が漸減する形状であってもよい。この場合には、開口部の開口寸法をW5、深さ方向中途位置の開口寸法をW6としたときにW5>W6であり、1段目のキャビティ部51cが壺形であるのに対して、2段目のキャビティ部51dは、いわば椀状を呈することになる。2段目以降のキャビティ部の形状を前記椀状とすることにより、当該キャビティ部51dに電子デバイスを実装する際のワイヤボンディング等が容易になり、効率的なデバイス実装が可能になる。   Note that the second and subsequent cavities (here, the cavity 51d) are not necessarily limited to the saddle shape, but have the largest opening area as shown in FIG. 17, and the opening area gradually decreases in the depth direction. It may be a shape. In this case, W5> W6 when the opening dimension of the opening is W5 and the opening dimension of the halfway position in the depth direction is W6, whereas the first-stage cavity 51c is bowl-shaped, The second-stage cavity portion 51d has a so-called bowl shape. By making the shape of the second and subsequent cavities into the hook shape, wire bonding or the like when mounting an electronic device in the cavity 51d is facilitated, and efficient device mounting becomes possible.

本実施形態の多層セラミック基板50では、前記の通り、多段形状のキャビティ51において、少なくともキャビティ部51cの形状が開口部よりも内部の方が開口面積が大きな太鼓型形状となっており、したがって各キャビティ部51c,51dにおいて樹脂封止の信頼性を確保することが可能である。   In the multilayer ceramic substrate 50 of the present embodiment, as described above, in the multistage cavity 51, at least the cavity 51c has a drum-shaped shape with a larger opening area inside than the opening. It is possible to ensure the reliability of resin sealing in the cavities 51c and 51d.

以下、前述のような構成の多層セラミック基板50の製造方法について説明する。本実施形態と先の第1の実施形態との相違は、キャビティを多段形状のキャビティ(本例の場合、二段形状の二段底キャビティ)とすることである。したがって、二段底キャビティとするために、キャビティの一番深い底面に対応して第1複合グリーンシートを配する他、キャビティの二段目の底面(段差面)に対応して第2複合グリーンシートを配すること、貫通孔の大きさが異なる切り込み形成シートを積層することが工程上の相違点である。   Hereinafter, a method for manufacturing the multilayer ceramic substrate 50 having the above-described configuration will be described. The difference between this embodiment and the previous first embodiment is that the cavity is a multi-stage cavity (in this example, a two-stage two-stage bottom cavity). Therefore, in order to make a two-step bottom cavity, the first composite green sheet is arranged corresponding to the deepest bottom surface of the cavity, and the second composite green is corresponded to the second bottom surface (step surface) of the cavity. Disposing the sheet and laminating cut-formed sheets with different through-hole sizes are the differences in the process.

本実施形態では、複合グリーンシート形成工程(ステップS12)において、図18(a)に示す第2複合グリーンシート43を形成する。第2複合グリーンシート43の作製に際しては、先ず、グリーンシート形成工程(ステップS11)で作製したセラミックグリーンシート21に前述の第1貫通孔24と重なり且つ第1貫通孔24よりも大きな第3貫通孔44を設ける。第3貫通孔44の形成方法は、前述の第1貫通孔24の形成方法と同様である。   In the present embodiment, the second composite green sheet 43 shown in FIG. 18A is formed in the composite green sheet forming step (step S12). In the production of the second composite green sheet 43, first, a third penetration that overlaps the first through hole 24 and is larger than the first through hole 24 on the ceramic green sheet 21 produced in the green sheet forming step (step S11). A hole 44 is provided. The method for forming the third through hole 44 is the same as the method for forming the first through hole 24 described above.

そして、グリーンシート形成工程(ステップS11)で作製した収縮抑制材グリーンシート22を、第3貫通孔44と略同形状に切断し、第3嵌合シート45とし、第3貫通孔44に嵌め込む。さらに、この嵌め込まれた第3嵌合シート45に第1貫通孔24と同位置、且つ略同形状となる第4貫通孔46を設け、ここにセラミックグリーンシート21を第4貫通孔46と略同形状に切断した第2嵌合シート28を嵌め込む。このようにして、第2複合グリーンシート43を形成する。第2複合グリーンシート43の作製に際しては、前記手順とは逆に、先に第2嵌合シート28を第4貫通孔46に嵌め込み、後に第3嵌合シート45を、第3貫通孔44に嵌め込むこととしても良い。   Then, the shrinkage-suppressing material green sheet 22 produced in the green sheet forming step (step S <b> 11) is cut into substantially the same shape as the third through-hole 44 to form a third fitting sheet 45 and fitted into the third through-hole 44. . Further, the fitted third fitting sheet 45 is provided with a fourth through hole 46 having the same position and the same shape as the first through hole 24, and the ceramic green sheet 21 is substantially the same as the fourth through hole 46. The second fitting sheet 28 cut into the same shape is fitted. In this way, the second composite green sheet 43 is formed. In producing the second composite green sheet 43, the second fitting sheet 28 is first fitted into the fourth through hole 46, and the third fitting sheet 45 is later fitted into the third through hole 44, contrary to the above procedure. It is good also as fitting.

また、本実施形態では、切り込み形成工程(ステップS13)において、図18(b)に示すように、第1実施形態における切り込み形成シート30とは別の切り込み形成シート(第2切り込み形成シート47)を形成する。この第2切り込み形成シート47と先の切り込み形成シート30との相違は、切り込み48の寸法が切り込み31の寸法よりも大きいことである。具体的には、第2切り込み形成シート47では、切り込み48は、第2複合グリーンシート43の第3貫通孔44と同位置で略同形状とする。   In the present embodiment, in the notch forming step (step S13), as shown in FIG. 18B, the notch forming sheet (second notch forming sheet 47) different from the notch forming sheet 30 in the first embodiment. Form. The difference between the second cut forming sheet 47 and the previous cut forming sheet 30 is that the size of the cut 48 is larger than the size of the cut 31. Specifically, in the second cut forming sheet 47, the cut 48 has substantially the same shape at the same position as the third through hole 44 of the second composite green sheet 43.

また、導体印刷工程(ステップS15)において、図19に示すように、最上層の切り込み形成シート30の表面にキャビティ底面51bの周縁部を跨ぐように導体パターン52を形成し、第2底面形成用グリーンシート53を作製する。また、第1の実施形態と同様にして、グリーンシート21の表面に導体パターン12を形成し、底面形成用グリーンシート32を作製する。   Further, in the conductor printing step (step S15), as shown in FIG. 19, a conductor pattern 52 is formed on the surface of the uppermost cut forming sheet 30 so as to straddle the peripheral edge of the cavity bottom surface 51b, thereby forming the second bottom surface. A green sheet 53 is produced. Similarly to the first embodiment, the conductor pattern 12 is formed on the surface of the green sheet 21, and the bottom surface forming green sheet 32 is produced.

さらに、軟化層形成工程(ステップS16)において、図19に示すように、焼成後にキャビティ11の二段目の底面51bとなる領域の周縁部(図中点線で示す。)のうち、少なくとも導体パターン52が設けられた2辺を縁取るように第2軟化層58を形成する。   Further, in the softening layer forming step (step S16), as shown in FIG. 19, at least the conductor pattern in the peripheral portion (indicated by the dotted line in the figure) of the region that becomes the second bottom surface 51b of the cavity 11 after firing. The second softened layer 58 is formed so as to border the two sides provided with 52.

本実施形態において各シートを積層した積層体54の例を図20(a)に示す。積層体54を構成する各層は、下から順に以下のように積層される。すなわち、最下層から収縮抑制グリーンシート22、セラミックグリーンシート21、底面形成用グリーンシート32、第1複合グリーンシート26、切り込み形成シート30、第2底面形成用グリーンシート53、第2複合グリーンシート43、第2切り込み形成シート47、最上層複合グリーンシート29の順に積層する。なお、各シートの積層枚数は、収縮抑制グリーンシート22、底面形成用グリーンシート32、第1複合グリーンシート26、第2底面形成用グリーンシート53、第2複合グリーンシート43、及び最上層複合グリーンシート29については1枚である。勿論、これらを複数枚重ねて使用することとしても良い。セラミックグリーンシート21、切り込み形成シート30、及び第2切り込み形成シート47については、多層セラミック基板に求められる層間の電極パターン構成や内部に搭載する電子デバイスの寸法に依存し、通常は2枚以上使用する。本例の場合、セラミックグリーシート21を1枚、切り込み形成シート30を5枚、第2切り込み形成シート47を4枚重ねている。勿論、これに拘束されるものでなく、各シートの積層数は任意である。また、積層体54は、図20(a)に示したキャビティの他に、例えば収縮抑制グリーンシート22側に別個のキャビティを有していても良い。   An example of a laminate 54 in which the sheets are laminated in the present embodiment is shown in FIG. Each layer constituting the stacked body 54 is stacked as follows in order from the bottom. That is, the shrinkage-suppressing green sheet 22, the ceramic green sheet 21, the bottom surface forming green sheet 32, the first composite green sheet 26, the cut forming sheet 30, the second bottom surface forming green sheet 53, and the second composite green sheet 43 from the bottom layer. The second cut forming sheet 47 and the uppermost composite green sheet 29 are laminated in this order. It should be noted that the number of stacked sheets is the shrinkage-suppressing green sheet 22, the bottom surface forming green sheet 32, the first composite green sheet 26, the second bottom surface forming green sheet 53, the second composite green sheet 43, and the top layer composite green. One sheet 29 is provided. Of course, a plurality of these may be used in a stacked manner. The ceramic green sheet 21, the cut forming sheet 30, and the second cut forming sheet 47 are usually used in two or more depending on the electrode pattern configuration between the layers required for the multilayer ceramic substrate and the dimensions of the electronic device mounted inside. To do. In the case of this example, one ceramic green sheet 21, five cut forming sheets 30, and four second cut forming sheets 47 are stacked. Of course, it is not restrained by this, The number of lamination | stacking of each sheet | seat is arbitrary. Moreover, the laminated body 54 may have a separate cavity on the shrinkage suppression green sheet 22 side, for example, in addition to the cavity shown in FIG.

前記積層体54を焼成すると、図20(b)に示すように、積層焼成体55が得られる。積層焼成体55においては、キャビティを埋めていた部分56aが平面方向に収縮し、キャビティから突出する形になる。そして、先の第1の実施形態と同様、この部分を除去し、必要に応じて収縮抑制シート除去工程(ステップS4)等を行うことで、図15(図16)に示すように、二段底キャビティ51を有する多層セラミック基板50を完成する。   When the laminated body 54 is fired, a laminated fired body 55 is obtained as shown in FIG. In the laminated fired body 55, the portion 56a that has filled the cavity contracts in the planar direction and protrudes from the cavity. Then, as in the first embodiment, by removing this portion and performing the shrinkage suppression sheet removing step (step S4) as necessary, as shown in FIG. A multilayer ceramic substrate 50 having a bottom cavity 51 is completed.

二段底キャビティ51を有する多層セラミック基板50に電子デバイス40を搭載した例を図21に示す。図21に示すように、電子デバイス40は下側のキャビティ部の中に収容され、最も深い底面11aに露呈した導体パターン12に接続される。電子デバイス40は、ボンディングワイヤ41で上側のキャビティ部の底面51bに露呈した導体パターン52に接続される。このように本実施形態の製造方法により作製される多層セラミック基板50は、電子デバイス40及びボンディングワイヤ41を多層セラミック基板50の内部に収容できる。これにより、多層セラミック基板の表面からボンディングワイヤなどが突出することなく平坦にできる。また、内部に複数の誘電体層を持つ多層セラミック基板においても、電子デバイスを高密度に実装でき、小型化及び低背化の要求を満足することができる。   An example in which the electronic device 40 is mounted on the multilayer ceramic substrate 50 having the two-step bottom cavity 51 is shown in FIG. As shown in FIG. 21, the electronic device 40 is accommodated in the lower cavity portion and connected to the conductor pattern 12 exposed on the deepest bottom surface 11a. The electronic device 40 is connected to the conductor pattern 52 exposed on the bottom surface 51b of the upper cavity portion by the bonding wire 41. As described above, the multilayer ceramic substrate 50 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment can accommodate the electronic device 40 and the bonding wire 41 in the multilayer ceramic substrate 50. Thereby, it can be made flat, without a bonding wire etc. protruding from the surface of a multilayer ceramic substrate. In addition, even in a multilayer ceramic substrate having a plurality of dielectric layers therein, electronic devices can be mounted with high density, and the requirements for miniaturization and low profile can be satisfied.

また、二段底キャビティ51の二段目の底面51bの周縁部のうち導体パターン52表面に第2軟化層58を配置するので、セラミック層53〜57の側壁下端部が面内方向へ収縮する際の導体パターン52への応力集中が緩和され、導体パターン52の断線を抑制することができる。   Moreover, since the 2nd softening layer 58 is arrange | positioned in the conductor pattern 52 surface among the peripheral parts of the 2nd step bottom face 51b of the 2nd step bottom cavity 51, the side wall lower end part of the ceramic layers 53-57 shrink | contracts in an in-plane direction. The stress concentration on the conductor pattern 52 at the time is relaxed, and disconnection of the conductor pattern 52 can be suppressed.

なお、本実施形態の多層セラミック基板の製造方法を応用することにより、多層セラミック基板の内部に三段底以上の多段底キャビティを形成することもできる。例えば、前記積層体形成工程において、前記第2貫通孔と同位置で略同形状の切り込み若しくは不連続部が設けられているセラミックグリーンシートと前記最上層複合グリーンシートとの間に、下から順に、セラミックグリーンシートに、前記第2貫通孔と重なり且つ該第2貫通孔よりも大きな第4貫通孔を設け、該第4貫通孔と略同形状で同厚さの収縮抑制グリーンシートを該第4貫通孔に嵌め込み、該第4貫通孔に嵌めこんだ該収縮抑制グリーンシートに、前記第2貫通孔と同位置且つ略同形状となる第5貫通孔を設け、該第5貫通孔と略同形状で同厚さのセラミックグリーンシートを該第5貫通孔に嵌め込んだ第3複合グリーンシートと、前記第4貫通孔と同位置で略同形状の切り込み若しくは不連続部が設けられているセラミックグリーンシートと、をそれぞれ少なくとも1枚が重なって挟まれた状態とする。そして、積層方向にプレスして積層体を形成する。これにより、キャビティ形成工程を経ることで、三段底キャビティを形成できる。   Note that, by applying the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present embodiment, a multi-stage bottom cavity having three or more bottoms can be formed inside the multilayer ceramic substrate. For example, in the laminated body forming step, the ceramic green sheet provided with substantially the same cut or discontinuity at the same position as the second through hole and the uppermost composite green sheet in order from the bottom The ceramic green sheet is provided with a fourth through-hole that overlaps the second through-hole and is larger than the second through-hole, and the shrinkage-suppressing green sheet having the same shape and the same thickness as the fourth through-hole is provided in the ceramic green sheet. The shrinkage-suppressing green sheet fitted into the fourth through hole is provided with a fifth through hole having the same position and the same shape as the second through hole, and substantially the same as the fifth through hole. A third composite green sheet in which a ceramic green sheet having the same shape and thickness is fitted into the fifth through hole, and a cut or discontinuous portion having substantially the same shape at the same position as the fourth through hole are provided. Ceramic And Nshito, and a state in which at least one is interposed overlapped respectively. And it presses in a lamination direction and forms a laminated body. Thereby, a three-stage bottom cavity can be formed through the cavity forming step.

そして、三段目の底面の周縁部を跨ぐように導体パターンが形成されている場合には、二段底キャビティを有する多層セラミック基板の製造プロセスと同様に、所定の位置に軟化層を配置する。これにより、三段目の底面に形成された導体パターンの断線を抑制することができる。   When the conductor pattern is formed so as to straddle the peripheral edge of the bottom surface of the third step, the softening layer is disposed at a predetermined position, as in the manufacturing process of the multilayer ceramic substrate having the two-step bottom cavity. . Thereby, disconnection of the conductor pattern formed on the bottom surface of the third stage can be suppressed.

(第4の実施形態)
例えば、第1の実施形態の製造方法において、多層セラミック基板の層構造によっては上下の収縮抑制力のバランスが取れず、極端に描けば例えば図22に示すようにキャビテイ底面部が変形することがある。このような場合には、底面を挟む収縮抑制材グリーンシートの厚さを調整してやればよい。本実施形態は、このような調整を行った例である。
(Fourth embodiment)
For example, in the manufacturing method of the first embodiment, depending on the layer structure of the multilayer ceramic substrate, the upper and lower shrinkage suppression forces cannot be balanced, and if drawn extremely, for example, the bottom surface of the cavity may be deformed as shown in FIG. is there. In such a case, the thickness of the shrinkage suppression material green sheet sandwiching the bottom surface may be adjusted. The present embodiment is an example in which such adjustment is performed.

すなわち、図23に示すように、キャビテイ形成部に収縮抑制材グリーンシート片(第1嵌合シート25)を嵌め合わせた第1複合グリーンシート26の厚さを調整する。この場合、前記厚さの変化を補正するためは、第1嵌合シート25の厚さのみを調整すればよいが、第1複合グリーンシート全体の厚さを調整するようにしてもよい。あるいは、図24に示すように、収縮抑制材グリーンシート22のキャビティに対応する部分の厚さを調整するようにしてもよい。この場合、収縮抑制材グリーンシート22は、図24に示すように、厚さの薄い収縮抑制材グリーンシート22aと、キャビテイ形成部に貫通孔を設けここにセラミックグリーンシートを嵌め合わせた収縮抑制材グリーンシート22bを積層することにより構成すればよい。これにより、積層体全体の収縮抑制とキャビティ底面部の収縮抑制を別々に制御することができる。   That is, as shown in FIG. 23, the thickness of the first composite green sheet 26 in which the shrinkage-suppressing material green sheet piece (first fitting sheet 25) is fitted to the cavity forming portion is adjusted. In this case, in order to correct the change in the thickness, only the thickness of the first fitting sheet 25 needs to be adjusted, but the thickness of the entire first composite green sheet may be adjusted. Or as shown in FIG. 24, you may make it adjust the thickness of the part corresponding to the cavity of the shrinkage | contraction suppression material green sheet 22. FIG. In this case, as shown in FIG. 24, the shrinkage-suppressing material green sheet 22 has a thin shrinkage-suppressing material green sheet 22a and a shrinkage-suppressing material in which a through hole is formed in the cavity forming portion and a ceramic green sheet is fitted therein. What is necessary is just to comprise by laminating | stacking the green sheet 22b. Thereby, the shrinkage | contraction suppression of the whole laminated body and the shrinkage | contraction suppression of a cavity bottom face part can be controlled separately.

なお、収縮抑制材グリーンシート22bについて、嵌め合わせるセラミックグリーンシートの形状(貫通孔の形状)はキャビティの形状と同一であることには拘らず、収縮抑制力のバランスを考慮して決めればよい。また、第1嵌合シート25や収縮抑制材グリーンシート22a,22bの厚さについても、同様に収縮抑制力のバランスを考慮して適宜設定すればよい。また、収縮抑制材グリーンシート22bの貫通孔には、セラミックグリーンシートに代えて焼失性シートを嵌め合わせておいてもよく、この場合も、プレスを行なう際に均一に圧力を加えることができる。   In addition, about the shrinkage | contraction suppression material green sheet 22b, although the shape (shape of a through-hole) to fit is the same as the shape of a cavity, what is necessary is just to determine in consideration of the balance of shrinkage | contraction suppression force. Similarly, the thicknesses of the first fitting sheet 25 and the shrinkage suppression material green sheets 22a and 22b may be appropriately set in consideration of the balance of the shrinkage suppression force. In addition, a fire-resistant sheet may be fitted in the through hole of the shrinkage suppression material green sheet 22b in place of the ceramic green sheet, and in this case also, pressure can be uniformly applied during pressing.

(第5の実施形態)
本実施形態は、図1に示す多層セラミック基板1を製造する際に焼失性シートを用いた例である。図25は、本実施形態の基本的な製造プロセスを示すものである。当該製造プロセスは、主に、焼成後にセラミック層となるグリーンシート及び収縮抑制材グリーンシートを積層しプレスする工程、これを焼成する工程、焼成後に埋め込み用グリーンシートの焼成物を除去する工程、収縮抑制材グリーンシートの焼成物を除去する工程とから構成される。
(Fifth embodiment)
This embodiment is an example in which a burnable sheet is used when the multilayer ceramic substrate 1 shown in FIG. 1 is manufactured. FIG. 25 shows a basic manufacturing process of the present embodiment. The manufacturing process mainly includes a step of laminating and pressing a green sheet that becomes a ceramic layer after firing and a green sheet for shrinkage suppression material, a step of firing the same, a step of removing the fired product of the embedding green sheet after firing, shrinkage And a step of removing the fired product of the suppressor green sheet.

多層セラミック基板の作製に際しては、先ず、図25(a)に示すように、多層セラミック基板を構成するセラミック層の数に応じて、複数のセラミックグリーンシートを基板用グリーンシートとして積層する。ここでは、9枚のセラミックグリーンシート61〜69を積層する。各セラミックグリーンシート61〜69は、例えばセラミック粉末と有機バインダー及び有機溶剤とを混合して得られるスラリー状の誘電体ペーストを作り、これを例えばポリエチレンテレフタレート(PET)シート等の支持体上にドクターブレード法等によって成膜することにより形成する。前記セラミック粉末や有機ビヒクル(有機バインダー及び有機溶剤)としては、公知のものがいずれも使用可能である。   In producing the multilayer ceramic substrate, first, as shown in FIG. 25A, a plurality of ceramic green sheets are laminated as substrate green sheets according to the number of ceramic layers constituting the multilayer ceramic substrate. Here, nine ceramic green sheets 61 to 69 are laminated. Each of the ceramic green sheets 61 to 69 makes a slurry-like dielectric paste obtained by, for example, mixing ceramic powder, an organic binder, and an organic solvent, and applies this to a doctor such as a polyethylene terephthalate (PET) sheet. It is formed by forming a film by a blade method or the like. Any known ceramic powder and organic vehicle (organic binder and organic solvent) can be used.

ここで、前記セラミックグリーンシート61〜69のうち、下側の2枚のセラミックグリーンシート61,62については、キャビティを形成するための貫通孔は必要なく、通常の平坦なグリーンシートとして形成されている。これら2枚のセラミックグリーンシート61,62のうち、上側のセラミックグリーンシート62がキャビティの底面を構成する底面形成用グリーンシートに相当することになる。   Here, among the ceramic green sheets 61 to 69, the lower two ceramic green sheets 61 and 62 do not require a through hole for forming a cavity, and are formed as a normal flat green sheet. Yes. Of these two ceramic green sheets 61, 62, the upper ceramic green sheet 62 corresponds to the bottom surface forming green sheet constituting the bottom surface of the cavity.

前記セラミックグリーンシート62上には、残りの7枚のセラミックグリーンシート63〜69が積層されるが、これらセラミックグリーンシート63〜69には、前記キャビティ11の開口形状に対応して、所定の形状の貫通孔63a及び切り込み64a〜69aが入れられ、キャビティ空間に対応する部分63b〜69bが分離されている。したがって、これら7枚のセラミックグリーンシート63〜69が、キャビティ側壁形成用グリーンシートに相当することになる。   The remaining seven ceramic green sheets 63 to 69 are laminated on the ceramic green sheet 62. The ceramic green sheets 63 to 69 have a predetermined shape corresponding to the opening shape of the cavity 11. Through holes 63a and cuts 64a to 69a are made, and portions 63b to 69b corresponding to the cavity space are separated. Therefore, these seven ceramic green sheets 63 to 69 correspond to cavity side wall forming green sheets.

本実施形態では、前記キャビティの底面を構成するセラミックグリーンシート62と接するセラミックグリーンシート63を除いて、切り込み64a〜69aにより分離された部分64b〜69bを埋め込み用グリーンシートとして利用する。なお、前記に限らず、例えば各セラミックグリーンシート64〜69にキャビティに対応する貫通孔を形成し、ここに別途形成した埋め込み用グリーンシートを嵌め合わせるようにしてもよいが、生産性を考えると、前記のように切り込み64a〜69aにより分離された部分64b〜69bを埋め込み用グリーンシートとして利用するのが有利である。   In the present embodiment, the portions 64b to 69b separated by the cuts 64a to 69a are used as embedding green sheets, except for the ceramic green sheet 63 that is in contact with the ceramic green sheet 62 constituting the bottom surface of the cavity. In addition to the above, for example, through holes corresponding to the cavities may be formed in each of the ceramic green sheets 64 to 69, and a separately formed green sheet for embedding may be fitted therein. It is advantageous to use the portions 64b to 69b separated by the notches 64a to 69a as the green sheet for embedding as described above.

一方、前記キャビティの底面を構成するセラミックグリーンシート62と接するセラミックグリーンシート63については、キャビティに対応する貫通孔63aを形成し、この部分のセラミックグリーンシートを除去するとともに、前記貫通孔63aの形状に合わせた収縮抑制材グリーンシート片70a、及び焼失性シート片71aを貫通孔63aに嵌め込み、これを埋めるようにする。これを詳細に示したのが図26である。   On the other hand, for the ceramic green sheet 63 in contact with the ceramic green sheet 62 constituting the bottom surface of the cavity, a through hole 63a corresponding to the cavity is formed, the ceramic green sheet in this portion is removed, and the shape of the through hole 63a is formed. The shrinkage-suppressing material green sheet piece 70a and the burnt-out sheet piece 71a matched to the above are fitted into the through-hole 63a so as to be filled. This is shown in detail in FIG.

すなわち、先ず、図26(a)に示すように、セラミックグリーンシート63を形成し、図26(b)に示すように、キャビティの開口形状に対応する貫通孔63aを打ち抜き形成する。また、図26(c)に示すように、収縮抑制材グリーンシート70を形成し、図26(d)に示すように、これを前記貫通孔63aの形状とほぼ一致するように打ち抜いて収縮抑制材グリーンシート片70aを形成する。同様に、図26(e)に示すように、焼失性シート71を形成し、図26(f)に示すように、これを前記貫通孔63aの形状とほぼ一致するように打ち抜いて焼失性シート片71aを形成する。次いで、図26(g)に示すように、前記セラミックグリーンシート63の貫通孔63aに、前記収縮抑制材グリーンシート片70a、及び焼失性シート片71aをこの順に嵌め合わせ、前記貫通孔63aを埋める形とする。したがって、前記収縮抑制材グリーンシート片70aと焼失性シート片71aを合わせた厚さは、前記セラミックグリーンシート63の厚さとほぼ一致するように設定することが好ましい。   That is, first, as shown in FIG. 26A, a ceramic green sheet 63 is formed, and as shown in FIG. 26B, a through hole 63a corresponding to the opening shape of the cavity is formed by punching. Further, as shown in FIG. 26 (c), a shrinkage suppression material green sheet 70 is formed, and as shown in FIG. 26 (d), this is punched out so as to substantially match the shape of the through hole 63a, thereby suppressing the shrinkage. A material green sheet piece 70a is formed. Similarly, as shown in FIG. 26 (e), a burnout sheet 71 is formed, and as shown in FIG. 26 (f), this is punched out so as to substantially match the shape of the through hole 63a, and the burnout sheet 71 is formed. A piece 71a is formed. Next, as shown in FIG. 26 (g), the shrinkage-suppressing material green sheet piece 70a and the burnable sheet piece 71a are fitted into the through hole 63a of the ceramic green sheet 63 in this order to fill the through hole 63a. Form. Therefore, it is preferable to set the total thickness of the shrinkage suppression material green sheet piece 70 a and the burnable sheet piece 71 a so as to substantially match the thickness of the ceramic green sheet 63.

前記収縮抑制材グリーンシート70(収縮抑制材グリーンシート片70a)には、前記セラミックグリーンシート61〜69の焼成温度では収縮しない材料、例えばトリジマイトやクリストバライト、さらには石英、溶融石英、アルミナ、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、炭化ケイ素等を含む組成物が用いられ、これら収縮抑制材グリーンシート片71aをセラミックグリーンシート(この場合には、セラミックグリーンシート62)と接するように配し、焼成を行うことで、セラミックグリーンシート62の面内方向の収縮が抑えられる。 The shrinkage-suppressing material green sheet 70 (shrinkage-suppressing material green sheet piece 70a) is made of a material that does not shrink at the firing temperature of the ceramic green sheets 61 to 69, such as tridymite or cristobalite, quartz, fused quartz, alumina, mullite, A composition containing zirconia, aluminum nitride, boron nitride, magnesium oxide, silicon carbide, or the like is used, and these shrinkage-suppressing material green sheet pieces 71a are arranged in contact with the ceramic green sheet (in this case, the ceramic green sheet 62). In addition, by performing firing, shrinkage in the in-plane direction of the ceramic green sheet 62 is suppressed.

前記焼失性シート71(焼失性シート片71a)には、前記セラミックグリーンシート61〜69の焼成温度で焼失する材料、例えば樹脂材料等が用いられる。特に、セラミックグリーンシート61〜69に含まれる有機バインダーと同一の材料を用いることが好ましい。焼失性シート71(焼失性シート片71a)にセラミックグリーンシート61〜69に含まれる有機バインダーと同一の材料を用いれば、焼成の際に確実に前記焼失性シート71(焼失性シート片71a)が焼失する。なお、前記焼失性シート片71aは、前記のようにシート化したものを打ち抜くことにより形成してもよいし、例えば印刷法等により形成してもよい。   For the burnout sheet 71 (burnout sheet piece 71a), a material that burns down at the firing temperature of the ceramic green sheets 61 to 69, such as a resin material, is used. In particular, it is preferable to use the same material as the organic binder contained in the ceramic green sheets 61-69. If the same material as the organic binder contained in the ceramic green sheets 61 to 69 is used for the burnable sheet 71 (burnable sheet piece 71a), the burnable sheet 71 (burnable sheet piece 71a) is surely formed during firing. Burned out. The burnable sheet piece 71a may be formed by punching out the sheet as described above, or may be formed by a printing method or the like, for example.

以上のようにセラミックグリーンシート61〜69を積層し、その両面、すなわち最外層のセラミックグリーンシート61,69の表面に、収縮抑制材グリーンシート73,74を重ね合わせる。収縮抑制材グリーンシート73,74の材質としては、先の収縮抑制材グリーンシート70の材質と同様である。なお、キャビティに対応して貫通孔(切り込み69a)が形成されるセラミックグリーンシート69側に配される収縮抑制材グリーンシート74については、セラミックグリーンシート69と同様にキャビティ開口形状に対応した貫通孔74aを設け、ここに別途打ち抜き形成した埋め込み用セラミックグリーンシート片75を嵌め込んでおく。   As described above, the ceramic green sheets 61 to 69 are laminated, and the shrinkage-suppressing material green sheets 73 and 74 are superimposed on both surfaces, that is, the surfaces of the outermost ceramic green sheets 61 and 69. The material of the shrinkage suppression material green sheets 73 and 74 is the same as the material of the previous shrinkage suppression material green sheet 70. As for the shrinkage-suppressing material green sheet 74 disposed on the ceramic green sheet 69 side where a through hole (notch 69a) is formed corresponding to the cavity, the through hole corresponding to the cavity opening shape is the same as the ceramic green sheet 69. 74a is provided, and a ceramic green sheet for embedding 75, which is separately punched and formed therein, is fitted therein.

これらを積層した積層体の積層状態は、図25(a)に示すようなものであり、複数のセラミックグリーンシート61〜69が積層された積層体の両面に収縮抑制材グリーンシート73,74が積層され、積層体全体の面内方向の収縮を抑制するように構成されている。セラミックグリーンシート62の表面には、キャビティの底面周縁部を跨ぐ状態で導体パターン12が形成されている。また、セラミックグリーンシート62のキャビティ底面を構成する領域には、前記セラミックグリーンシート63の貫通孔63a内に配された収縮抑制材グリーンシート片70aが接しており、この部分においても面内方向の収縮を抑制するように構成されている。   The laminated state of the laminated body in which these layers are laminated is as shown in FIG. 25A, and the shrinkage-suppressing material green sheets 73 and 74 are provided on both sides of the laminated body in which a plurality of ceramic green sheets 61 to 69 are laminated. Laminated and configured to suppress shrinkage in the in-plane direction of the entire laminate. The conductor pattern 12 is formed on the surface of the ceramic green sheet 62 so as to straddle the bottom peripheral edge of the cavity. Further, the region constituting the cavity bottom surface of the ceramic green sheet 62 is in contact with the shrinkage-suppressing material green sheet piece 70a disposed in the through hole 63a of the ceramic green sheet 63, and this portion also has an in-plane direction. It is comprised so that shrinkage | contraction may be suppressed.

キャビティに対応する空間は、通常はこの段階でも空間(凹部)として形成されるが、本実施形態の製造方法では、前記セラミックグリーンシート64〜69の切り込み64a〜69aにより分離された部分64b〜69b、さらには埋め込み用セラミックグリーンシート片75が埋め込み用グリーンシートとして配される形になっており、積層体の全体形状を見たときには、凹部の無い平坦な積層体として形成されることになる。   The space corresponding to the cavity is usually formed as a space (concave portion) at this stage as well, but in the manufacturing method of the present embodiment, the portions 64b to 69b separated by the cuts 64a to 69a of the ceramic green sheets 64 to 69. Further, the embedding ceramic green sheet piece 75 is arranged as an embedding green sheet. When the entire shape of the laminate is viewed, it is formed as a flat laminate having no recess.

前記セラミックグリーンシート61〜69や収縮抑制材グリーンシート73,74を積層した積層体は、焼成に先立ってプレス工程によりプレスする必要がある。このとき、キャビティに対応する凹部が形成されていると、凹部の潰れ等が発生し、キャビティの開口部等が変形するおそれがある。本実施形態では、前記埋め込み用グリーンシートにより積層方向で厚さが均一な積層体を作製し、キャビティ部分を含めて平坦化されているので、通常の平板の金型を用いてプレスすることができ、容易な手段でプレス工程を行うことが可能である。なお、積層体のプレス工程は、前記のように平板の金型間に挟み込んで加圧することにより行ってもよいし、例えば積層体を防水性樹脂等で被覆し、静水圧プレスを行ってもよい。   The laminated body in which the ceramic green sheets 61 to 69 and the shrinkage suppression material green sheets 73 and 74 are laminated needs to be pressed by a pressing process prior to firing. At this time, if the concave portion corresponding to the cavity is formed, the concave portion may be crushed and the opening portion of the cavity may be deformed. In the present embodiment, a laminated body having a uniform thickness in the laminating direction is produced by the green sheet for embedding and is flattened including the cavity portion. Therefore, it is possible to press using a normal flat plate mold. It is possible to perform the pressing process by an easy means. In addition, the pressing process of the laminated body may be performed by sandwiching and pressing between the flat plate molds as described above. For example, the laminated body may be covered with a waterproof resin and the hydrostatic pressure pressing may be performed. Good.

前記のプレス工程の後、図25(b)に示すように、焼成することにより各セラミックグリーンシート61〜69をセラミック層2〜10とするが、このとき収縮抑制材グリーンシート73,74が積層され拘束されているので、前記セラミックグリーンシート61〜69は厚さ方向にのみ収縮し、面内方向にはほとんど収縮しない。キャビティの底部に露呈するセラミックグリーンシート62についても、面内方向の収縮が抑えられる。   After the pressing step, as shown in FIG. 25 (b), the ceramic green sheets 61 to 69 are made into the ceramic layers 2 to 10 by firing. At this time, the shrinkage suppressing materials green sheets 73 and 74 are laminated. Therefore, the ceramic green sheets 61 to 69 contract only in the thickness direction and hardly contract in the in-plane direction. The shrinkage in the in-plane direction is also suppressed for the ceramic green sheet 62 exposed at the bottom of the cavity.

また、キャビティ空間に対応して埋め込み配置された埋め込み用グリーンシート(セラミックグリーンシート64〜69の切り込み64a〜69aにより分離された部分64b〜69b、及び埋め込み用セラミックグリーンシート片75)と収縮抑制材グリーンシート片70aの間には、前記焼失性シート片71aが介在され、これがセラミックグリーンシート61〜69が焼結する前に焼失する。これにより、これら埋め込み用グリーンシートに対してキャビティの底部に配される収縮抑制材グリーンシート片70aの拘束力は働かず、したがって面内方向に収縮し、これらの焼成物76は、図25(b)に示すように、厚さ方向での収縮が少ない分、焼成後の積層体から突出する形になる。前記拘束力が働かないので、これらが収縮することによって前記収縮抑制材グリーンシート片70a、さらにはその下のセラミックグリーンシート62に応力が加わることがなく、セラミックグリーンシート62が焼成することにより形成されるセラミック層3の平坦性等が損なわれることもない。   Also, a green sheet for embedding (corresponding to the portions 64b to 69b separated by the cuts 64a to 69a of the ceramic green sheets 64 to 69a and the ceramic green sheet piece 75 for embedding) and the shrinkage-suppressing material embedded correspondingly to the cavity space. The burnt-out sheet piece 71a is interposed between the green sheet pieces 70a and burns out before the ceramic green sheets 61 to 69 are sintered. As a result, the restraining force of the shrinkage-suppressing material green sheet piece 70a disposed at the bottom of the cavity does not act on these embedding green sheets, and thus shrinks in the in-plane direction. As shown to b), it will become the form which protrudes from the laminated body after baking by the part which there is little shrinkage | contraction in the thickness direction. Since the restraining force does not work, the shrinkage-suppressing material green sheet piece 70a and further the ceramic green sheet 62 under it are not stressed by contracting them, and the ceramic green sheet 62 is formed by firing. The flatness or the like of the ceramic layer 3 is not impaired.

焼成が終了した後には、図25(c)に示すように、前記埋め込み用グリーンシートの焼成物76をキャビティ空間から除去する。前記焼成物は、焼失性シート片71aの焼失により前記収縮抑制材グリーンシート片70aから分離され、例えば上下反転することで、容易に除去することが可能である。   After the firing, as shown in FIG. 25C, the fired product 76 of the embedding green sheet is removed from the cavity space. The fired product is separated from the shrinkage-suppressing material green sheet piece 70a by burning out the burnable sheet piece 71a, and can be easily removed by, for example, turning upside down.

最後に、前記収縮抑制材グリーンシート73,74や収縮抑制材グリーンシート片70aの焼成後の残渣77を除去し、図25(d)に示すようなキャビティ11を有する多層セラミック基板1を完成する。収縮抑制材グリーンシート73,74や収縮抑制材グリーンシート片70aの焼成後の残渣77は、何らかの洗浄工程を行うことで容易に除去することができ、例えば超音波洗浄程度の刺激で容易に除去することが可能である。したがって、洗浄工程として、溶剤中での超音波洗浄工程等を行えばよいが、例えばアルミナ系のグリーンシートを前記収縮抑制材グリーンシートとして用いた場合には、残渣76が自然剥離しないので、ウエットブラスト工程等により研磨し洗浄することで前記残渣76を除去する必要がある。   Finally, the residue 77 after firing of the shrinkage suppression material green sheets 73 and 74 and the shrinkage suppression material green sheet piece 70a is removed to complete the multilayer ceramic substrate 1 having the cavity 11 as shown in FIG. . The residue 77 after firing the shrinkage-suppressing material green sheets 73 and 74 and the shrinkage-suppressing material green sheet piece 70a can be easily removed by performing some kind of cleaning process, for example, easily removed by stimulation such as ultrasonic cleaning. Is possible. Therefore, an ultrasonic cleaning process in a solvent may be performed as the cleaning process. For example, when an alumina green sheet is used as the shrinkage-suppressing material green sheet, the residue 76 is not naturally peeled off. It is necessary to remove the residue 76 by polishing and washing in a blasting process or the like.

以上により作製される多層セラミック基板1は、寸法精度やキャビティ底面の平面度等に優れたものであり、また、キャビティ開口部の潰れやキャビティ開口部周辺における盛り上がり等の変形が生ずることもない。さらに、多層セラミック基板1においては、軟化層13を形成することにより導体パターン12の断線が抑えられている。   The multilayer ceramic substrate 1 manufactured as described above has excellent dimensional accuracy, flatness of the bottom surface of the cavity, and the like, and deformation such as crushing of the cavity opening and swelling around the cavity opening does not occur. Furthermore, in the multilayer ceramic substrate 1, the disconnection of the conductor pattern 12 is suppressed by forming the softening layer 13.

(第6の実施形態)
本実施形態は、焼失性シートを多段構造(2段構造)のキャビティを有する多層セラミック基板の製造に適用した例である。図27は、2段構造のキャビティが形成される多層セラミック基板の製造に応用した実施形態を示すものである。この場合には、図27(a)に示すように、セラミックグリーンシートの積層体81の両面に収縮抑制材グリーンシート82,83を積層するとともに、キャビティの底面及び段差面にそれぞれ収縮抑制材グリーンシート片84,85及び焼失性シート片86,87を配する。そして、2段構造のキャビティ空間を埋める形で埋め込み用グリーンシート88を配した状態でプレス工程及び焼成工程を行う。本例の場合にも、積層体の平坦性が保たれており、プレス工程は容易である。
(Sixth embodiment)
This embodiment is an example in which a burnable sheet is applied to manufacture of a multilayer ceramic substrate having a multi-stage (two-stage) cavity. FIG. 27 shows an embodiment applied to the manufacture of a multilayer ceramic substrate in which a two-stage cavity is formed. In this case, as shown in FIG. 27 (a), the shrinkage-suppressing material green sheets 82 and 83 are laminated on both surfaces of the ceramic green sheet laminate 81, and the shrinkage-suppressing material green is respectively provided on the bottom surface and the step surface of the cavity. Sheet pieces 84 and 85 and burnable sheet pieces 86 and 87 are arranged. Then, the pressing step and the firing step are performed in a state where the embedding green sheet 88 is arranged so as to fill the cavity space of the two-stage structure. Also in this example, the flatness of the laminate is maintained, and the pressing process is easy.

焼成後には、図27(b)に示すように、埋め込み用グリーンシートの焼成物89は、積層体から突出する形になるが、前記と同様、例えば上下反転することで容易に除去することが可能である。得られる多層セラミック基板90は、図27(c)に示すようなものであり、全体の寸法精度に優れるばかりでなく、キャビティ91の底面91aや段差面91bの寸法精度や平面度も優れたものとなる。また、各底面に軟化層13及び第2軟化層58をそれぞれ配置することで、キャビティ周囲の領域の面内方向への収縮に伴う導体パターン12及び導体パターン52の断線を抑制することができる。なお、前記のような2段構造のキャビティ91の場合、底面91aに電子デバイスが搭載され、段差面に前記電子デバイスとボンディングワイヤで結ばれる導体パターンが設けられる。   After firing, as shown in FIG. 27 (b), the fired product 89 of the embedding green sheet protrudes from the laminate, but can be easily removed by flipping upside down, for example, as described above. Is possible. The resulting multilayer ceramic substrate 90 is as shown in FIG. 27 (c), which not only has excellent overall dimensional accuracy, but also has excellent dimensional accuracy and flatness of the bottom surface 91a and the stepped surface 91b of the cavity 91. It becomes. Further, by disposing the softening layer 13 and the second softening layer 58 on each bottom surface, it is possible to suppress disconnection of the conductor pattern 12 and the conductor pattern 52 due to contraction in the in-plane direction of the area around the cavity. In the case of the two-stage cavity 91 as described above, an electronic device is mounted on the bottom surface 91a, and a conductor pattern connected to the electronic device by a bonding wire is provided on the step surface.

(a)は本実施形態の多層セラミック基板の一例を示す概略平面図であり、(b)は(a)の要部拡大平面図であり、(c)は(a)中X−X線における要部概略断面図であり、(d)は(c)の要部拡大断面図である。(A) is a schematic plan view which shows an example of the multilayer ceramic substrate of this embodiment, (b) is a principal part enlarged plan view of (a), (c) is in XX in (a). It is a principal part schematic sectional drawing, (d) is a principal part expanded sectional view of (c). 図1に示す多層セラミック基板のキャビティ形状を詳細に示す図である。It is a figure which shows the cavity shape of the multilayer ceramic substrate shown in FIG. 1 in detail. キャビティ内に電子デバイスを樹脂封止した状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the state which sealed the electronic device in the cavity. 第1の実施形態における製造プロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process in 1st Embodiment. (a)はセラミックグリーンシートの概略側面図であり、(b)は収縮抑制材グリーンシートの概略側面図である。(A) is a schematic side view of a ceramic green sheet, (b) is a schematic side view of a shrinkage suppression material green sheet. (a)は第1複合グリーンシートの概略平面図であり、(b)は最上層複合グリーンシートの概略平面図である。(A) is a schematic plan view of a 1st composite green sheet, (b) is a schematic plan view of an uppermost composite green sheet. 切り込み形成シートの概略平面図である。It is a schematic plan view of a cut formation sheet. 底面形成用グリーンシートの概略平面図である。It is a schematic plan view of the green sheet for bottom face formation. 第1の実施形態における多層セラミック基板の製造プロセスを示す要部概略断面図であり、(a)は積層工程、(b)は焼成工程、(c)はキャビティ形成工程、(d)は収縮抑制シート除去工程を示す。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the multilayer ceramic substrate in 1st Embodiment, (a) is a lamination process, (b) is a baking process, (c) is a cavity formation process, (d) is shrinkage | contraction suppression. A sheet removal process is shown. 軟化層が設けられていない多層セラミック基板の製造プロセスにおける積層工程を示す要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the lamination process in the manufacturing process of the multilayer ceramic substrate in which the softening layer is not provided. 第1の実施形態で作製された多層セラミック基板への電子デバイスの実装状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mounting state of the electronic device to the multilayer ceramic substrate produced in 1st Embodiment. 第2の実施形態の多層セラミック基板の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the multilayer ceramic substrate of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の多層セラミック基板の他の例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the other example of the multilayer ceramic substrate of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の多層セラミック基板のさらに他の例を示す要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the other example of the multilayer ceramic substrate of 2nd Embodiment. 第3の実施形態における多層セラミック基板であり、多段構造のキャビティを有する多層セラミック基板の一例を示す要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing which shows an example of the multilayer ceramic substrate which is a multilayer ceramic substrate in 3rd Embodiment, and has a cavity of a multistage structure. 多段形状のキャビティを有する多層セラミック基板におけるキャビティ形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cavity shape in the multilayer ceramic substrate which has a multistage cavity. 多段形状のキャビティを有する多層セラミック基板におけるキャビティ形状の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the cavity shape in the multilayer ceramic substrate which has a multistage cavity. (a)は第3の実施形態において作製される第2複合グリーンシートの概略平面図であり、(b)は第2切り込み形成シートの概略平面図である。(A) is a schematic plan view of the 2nd composite green sheet produced in 3rd Embodiment, (b) is a schematic plan view of a 2nd notch formation sheet. 第2底面形成用グリーンシートの概略平面図である。It is a schematic plan view of the green sheet for 2nd bottom face formation. 第3の実施形態における2段構造のキャビティを有する多層セラミック基板の製造プロセス例を示す要部概略断面図であり、(a)は積層工程、(b)は焼成工程を示す。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the example of a manufacturing process of the multilayer ceramic substrate which has the cavity of the 2 step | paragraph structure in 3rd Embodiment, (a) shows a lamination process, (b) shows a baking process. 第3の実施形態で作製された多層セラミック基板への電子デバイスの実装状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mounting state of the electronic device on the multilayer ceramic substrate produced in 3rd Embodiment. 多層セラミック基板のキャビティ底面部における変形を示す要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the deformation | transformation in the cavity bottom face part of a multilayer ceramic substrate. 第4の実施形態における積層体の一例を示す要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing which shows an example of the laminated body in 4th Embodiment. 第4の実施形態における積層体の他の構成例を示す要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the other structural example of the laminated body in 4th Embodiment. 第5の実施形態における多層セラミック基板の製造プロセスを示す要部概略断面図であり、(a)は積層工程、(b)は焼成工程、(c)は埋め込み用グリーンシートの焼成物の除去工程、(d)は完成した多層セラミック基板を示す。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the multilayer ceramic substrate in 5th Embodiment, (a) is a lamination process, (b) is a baking process, (c) is the removal process of the baking products of the embedding green sheet. , (D) shows the completed multilayer ceramic substrate. セラミックグリーンシートへの収縮抑制材グリーンシート片及び焼失性シート片の適用工程を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the application process of the shrinkage | contraction suppression material green sheet piece and burnable sheet piece to a ceramic green sheet. 第6の実施形態における2段構造のキャビティを有する多層セラミック基板の製造プロセス例を示す要部概略断面図であり、(a)は積層工程、(b)は焼成工程、(c)はセラミック多層基板を示す。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the example of a manufacturing process of the multilayer ceramic substrate which has the cavity of the 2 step | paragraph structure in 6th Embodiment, (a) is a lamination process, (b) is a baking process, (c) is a ceramic multilayer. The substrate is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 多層セラミック基板、2〜10 セラミック層、11 キャビティ、12 導体パターン、13 軟化層、21 セラミックグリーンシート、22 収縮抑制材グリーンシート、23 支持体、24 第1貫通孔、25 第1嵌合シート、26 第1複合グリーンシート、27 第2貫通孔、28 第2嵌合シート、29 最上層複合グリーンシート、30 切り込み形成シート、31 切り込み、32 底面形成用グリーンシート、33 積層体、34 積層焼成体、40 電子デバイス、41 ボンディングワイヤ、43 第2複合グリーンシート、44 第3貫通孔、45 第3嵌合シート、46 第4貫通孔、47 第2切り込み形成シート、48 切り込み、50 多層セラミック基板、51 二段底キャビティ、52 導体パターン、53〜57 セラミック層、58 軟化層、61〜69 セラミックグリーンシート、63a〜69a 切り込み、64b〜69b 分離された部分(埋め込み用グリーンシート)、70a 収縮抑制材グリーンシート片、71a 焼失性シート片、73,74 収縮抑制材グリーンシート、75 埋め込み用グリーンシート片、76 埋め込み用グリーンシートの焼成物、77 残渣、81 積層体、82,83 収縮抑制材グリーンシート、84,85 収縮抑制材グリーンシート片、86,87 焼失性シート片、88 埋め込み用グリーンシート、89 埋め込み用グリーンシートの焼成物、90 多層セラミック基板、91 キャビティ、91a 底面、91b 段差面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multilayer ceramic substrate, 2-10 Ceramic layer, 11 Cavity, 12 Conductor pattern, 13 Softening layer, 21 Ceramic green sheet, 22 Shrinkage suppression material green sheet, 23 Support body, 24 1st through-hole, 25 1st fitting sheet , 26 1st composite green sheet, 27 2nd through-hole, 28 2nd fitting sheet, 29 top layer composite green sheet, 30 cut forming sheet, 31 cut, 32 bottom forming green sheet, 33 laminate, 34 laminate firing Body, 40 electronic device, 41 bonding wire, 43 second composite green sheet, 44 third through hole, 45 third fitting sheet, 46 fourth through hole, 47 second cut forming sheet, 48 cut, 50 multilayer ceramic substrate 51 Double cavity, 52 Conductor pattern, 53-57 Ceramic layer, 58 Softening layer, 61-69 Ceramic green sheet, 63a-69a Notch, 64b-69b Separated part (embedding green sheet), 70a Shrinkage suppression material green sheet piece, 71a Burn-out sheet piece, 73, 74 Shrinkage suppression material green sheet, 75 embedding green sheet piece, 76 fired product of embedding green sheet, 77 residue, 81 laminate, 82, 83 Shrinkage suppression material green sheet, 84, 85 Shrinkage suppression material green sheet piece, 86, 87 burnable sheet piece, 88 green sheet for embedding, 89 fired product of embedding green sheet, 90 multilayer ceramic substrate, 91 cavity, 91a bottom surface, 91b step surface

Claims (45)

複数の基板用グリーンシートを積層した後焼成することにより製造され、キャビティを有し、前記キャビティの底面を構成する底面形成用セラミック層を含むセラミック層が積層一体化される多層セラミック基板であって、
前記底面形成用セラミック層上に前記キャビティの底面の周縁部を跨ぐ状態で導体パターンが形成されており、
前記底面形成用セラミック層上の前記底面の周縁部に対応する部分のうち少なくとも前記導体パターンの表面に、前記焼成の際の焼成温度で軟化する軟化層を有することを特徴とする多層セラミック基板。
A multilayer ceramic substrate produced by laminating a plurality of green sheets for a substrate and then firing, and having a cavity, and a ceramic layer including a bottom surface forming ceramic layer constituting the bottom surface of the cavity is laminated and integrated. ,
A conductor pattern is formed on the bottom surface forming ceramic layer so as to straddle the peripheral edge of the bottom surface of the cavity,
A multilayer ceramic substrate comprising a softening layer that is softened at a firing temperature at the time of firing at least on a surface of the conductor pattern in a portion corresponding to a peripheral portion of the bottom surface on the bottom surface forming ceramic layer.
前記周縁部全体に前記軟化層が形成され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。   The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the softened layer is formed on the entire periphery. 前記底面の周縁部と前記軟化層の外周縁部との距離が0.1mm〜0.5mmであることを特徴とする請求項1または2記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to claim 1 or 2, wherein a distance between a peripheral edge portion of the bottom surface and an outer peripheral edge portion of the softening layer is 0.1 mm to 0.5 mm. 前記底面の周縁部と前記軟化層の内周縁部との距離が0.5mm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein a distance between a peripheral edge portion of the bottom surface and an inner peripheral edge portion of the softened layer is 0.5 mm or less. 前記軟化層がガラスにより構成されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the softening layer is made of glass. 前記ガラスは、前記セラミック層に含まれるガラスと同一であることを特徴とする請求項5記載の多層セラミック基板。   6. The multilayer ceramic substrate according to claim 5, wherein the glass is the same as the glass contained in the ceramic layer. 前記キャビティの開口部における開口面積が、前記キャビティの深さ方向中途位置における開口面積よりも小であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein an opening area at an opening of the cavity is smaller than an opening area at an intermediate position in the depth direction of the cavity. 前記キャビティの形状は深さ方向中途部が膨出する形状とされており、キャビティの開口面積は、深さ方向中途位置に至るまで次第に増加し、次いで次第に減少していることを特徴とする請求項7記載の多層セラミック基板。   The shape of the cavity is such that a midway part in the depth direction bulges out, and the opening area of the cavity gradually increases until reaching the midway position in the depth direction, and then gradually decreases. Item 8. The multilayer ceramic substrate according to Item 7. 前記キャビティの内壁の断面形状が略円弧形状であることを特徴とする請求項8記載の多層セラミック基板。   9. The multilayer ceramic substrate according to claim 8, wherein the cross-sectional shape of the inner wall of the cavity is a substantially arc shape. 前記キャビティは開口寸法が深さ方向において段階的に小となる多段形状を有し、
段差を有する各底面のうち底面の周縁部を跨ぐ状態で導体パターンが形成されている底面において、当該底面を構成する底面形成用セラミック層上の前記底面の周縁部に対応する部分のうち少なくとも前記導体パターンの表面に前記軟化層を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の多層セラミック基板。
The cavity has a multi-stage shape in which the opening size is gradually reduced in the depth direction,
In each bottom surface having a step, the bottom surface on which the conductor pattern is formed across the peripheral edge portion of the bottom surface, at least the portion corresponding to the peripheral edge portion of the bottom surface on the bottom surface forming ceramic layer constituting the bottom surface The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the softening layer is provided on a surface of the conductor pattern.
少なくとも1段目のキャビティ部において、開口部における開口面積が深さ方向中途位置における開口面積よりも小であることを特徴とする請求項10記載の多層セラミック基板。   11. The multilayer ceramic substrate according to claim 10, wherein an opening area in the opening is smaller than an opening area in an intermediate position in the depth direction in at least the first-stage cavity. 前記1段目のキャビティ部の形状は深さ方向中途部が膨出する形状とされており、当該キャビティ部の開口面積は、深さ方向中途位置に至るまで次第に増加し、次いで次第に減少していることを特徴とする請求項11記載の多層セラミック基板。   The shape of the cavity portion in the first stage is a shape in which a midway portion in the depth direction bulges, and the opening area of the cavity portion gradually increases until reaching the midway position in the depth direction, and then gradually decreases. The multilayer ceramic substrate according to claim 11, wherein 2段目以降のキャビティ部において、開口部における開口面積が深さ方向中途位置における開口面積よりも小であることを特徴とする請求項11または12記載の多層セラミック基板。   13. The multilayer ceramic substrate according to claim 11, wherein in the second and subsequent cavities, the opening area in the opening is smaller than the opening area in the midway position in the depth direction. 2段目以降のキャビティ部は、深さに伴って開口面積が漸減する形状とされていることを特徴とする請求項11または12記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to claim 11 or 12, wherein the second and subsequent cavities have a shape in which the opening area gradually decreases with depth. 前記各キャビティ部の内壁の断面形状が略円弧形状であることを特徴とする請求項12から14のいずれか1項記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to any one of claims 12 to 14, wherein a cross-sectional shape of an inner wall of each cavity portion is a substantially arc shape. 前記キャビティ内に電子デバイスが実装され、樹脂封止されていることを特徴とする請求項1から15のいずれか1項記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein an electronic device is mounted in the cavity and sealed with resin. キャビティの底面を構成する底面形成用グリーンシートとキャビティ形状に応じた開口を形成するキャビティ形成用グリーンシートとを含む複数の基板用グリーンシートを積層して積層体とし、前記積層体の最外層となる基板用グリーンシートの表面にそれぞれ収縮抑制材グリーンシートを積層した状態で当該積層体をプレスした後、焼成することによりキャビティを有する多層セラミック基板を形成する多層セラミック基板の製造方法であって、
前記底面形成用グリーンシート上に前記キャビティの底面の周縁部を跨ぐ状態で導体パターンを形成し、前記底面形成用グリーンシート上の前記周縁部に対応する部分のうち少なくとも前記導体パターンの表面に、前記焼成の際の焼成温度で軟化する軟化層を形成した後、
貫通孔内に収縮抑制材グリーンシート片が埋め込まれたキャビティ形成用グリーンシートをキャビティの底面と前記収縮抑制材グリーンシート片とが重なるように前記底面形成用グリーンシートの直上に積層するとともに、前記キャビティを埋める形で前記各キャビティ形成用グリーンシートとは分離された埋め込み用グリーンシートが前記収縮抑制材グリーンシート片上に配されるようにキャビティ形成用グリーンシートを積層した状態で前記プレス及び焼成を行い、
焼成後に前記埋め込み用グリーンシートの焼成物を除去することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
A plurality of substrate green sheets including a bottom surface forming green sheet constituting the bottom surface of the cavity and a cavity forming green sheet forming an opening corresponding to the cavity shape are laminated to form a laminate, and the outermost layer of the laminate A method for producing a multilayer ceramic substrate, in which a multilayer ceramic substrate having a cavity is formed by pressing the laminate in a state in which the shrinkage-suppressing material green sheets are laminated on the surface of the substrate green sheet to be fired,
A conductor pattern is formed on the bottom surface forming green sheet so as to straddle the peripheral edge portion of the bottom surface of the cavity, and at least on the surface of the conductor pattern among the portions corresponding to the peripheral edge portion on the bottom surface forming green sheet, After forming a softened layer that softens at the firing temperature during the firing,
Laminating a green sheet for forming a cavity in which a shrinkage-suppressing material green sheet piece is embedded in a through hole is laminated directly on the bottom-forming green sheet so that the bottom surface of the cavity and the shrinkage-suppressing material green sheet piece overlap with each other, and The pressing and baking are performed in a state where the green sheets for cavity formation are laminated so that the green sheets for embedding separated from the respective green sheets for cavity formation in a form to fill the cavities are arranged on the green sheet pieces of the shrinkage suppression material. Done
A method for producing a multilayer ceramic substrate, wherein the fired product of the green sheet for embedding is removed after firing.
前記底面の周縁部全体に前記軟化層を形成することを特徴とする請求項17記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 17, wherein the softening layer is formed over the entire peripheral edge of the bottom surface. 前記底面の周縁部と前記軟化層の外周縁部との距離が0.1mm〜0.5mmとなるように前記軟化層を形成することを特徴とする請求項17または18記載の多層セラミック基板の製造方法。   19. The multilayer ceramic substrate according to claim 17, wherein the softening layer is formed such that a distance between a peripheral edge portion of the bottom surface and an outer peripheral edge portion of the softening layer is 0.1 mm to 0.5 mm. Production method. 前記底面の周縁部と前記軟化層の内周縁部との距離が0.5mm以下となるように前記軟化層を形成することを特徴とする請求項17から19のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   The multilayer ceramic according to any one of claims 17 to 19, wherein the softened layer is formed so that a distance between a peripheral edge of the bottom surface and an inner peripheral edge of the softened layer is 0.5 mm or less. A method for manufacturing a substrate. 前記軟化層にガラスを用いることを特徴とする請求項17から20のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   21. The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 17, wherein glass is used for the softening layer. 前記ガラスは前記基板用グリーンシートに含まれるガラスと同一であることを特徴とする請求項21記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 21, wherein the glass is the same as the glass contained in the green sheet for a substrate. 前記底面形成用グリーンシートの直上に積層されるキャビティ形成用グリーンシートにキャビティ形状に応じて貫通孔を形成するとともに、この貫通孔内に前記収縮抑制材グリーンシート片を嵌合することを特徴とする請求項17から22のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   A through hole is formed in the cavity forming green sheet laminated immediately above the bottom surface forming green sheet according to the shape of the cavity, and the shrinkage suppression material green sheet piece is fitted into the through hole. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 22. 前記収縮抑制材グリーンシート片の厚さが前記基板用グリーンシートの厚さと略一致するように設定することを特徴とする請求項23記載の多層セラミック基板の製造方法。   24. The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 23, wherein the thickness of the shrinkage-suppressing material green sheet piece is set so as to substantially match the thickness of the substrate green sheet. 前記キャビティは開口寸法が深さ方向において段階的に小となる多段形状を有し、段差を有する各底面を構成する基板用グリーンシート上にそれぞれ収縮抑制材グリーンシート片を配することを特徴とする請求項17から24のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   The cavity has a multi-stage shape in which the opening size is gradually reduced in the depth direction, and a shrinkage-suppressing material green sheet piece is disposed on each green sheet for a substrate constituting each bottom surface having a step. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 24. 前記段差を有する各底面に収縮抑制材グリーシート片を配するに際し、段差を有する各底面のうち底面の周縁部を跨ぐ状態で導体パターンが形成された底面において、当該底面を構成する底面形成用グリーンシート上の前記周縁部に対応する部分のうち少なくとも前記導体パターンの表面に前記軟化層を形成することを特徴とする請求項25記載の多層セラミック基板の製造方法。   When arranging the shrinkage-suppressing material grease sheet piece on each bottom surface having the step, the bottom surface forming the bottom surface in which the conductor pattern is formed across the peripheral edge of the bottom surface among the bottom surfaces having the step. 26. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 25, wherein the softening layer is formed on at least a surface of the conductor pattern in a portion corresponding to the peripheral portion on the green sheet. 前記収縮抑制材グリーンシート片と前記埋め込み用グリーンシートの間に焼失性シートを介在させることを特徴とする請求項17から26のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   27. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 26, wherein a burnable sheet is interposed between the shrinkage-suppressing material green sheet piece and the embedding green sheet. 前記底面形成用グリーンシートの直上に積層されるキャビティ形成用グリーンシートにキャビティ形状に応じて貫通孔を形成するとともに、この貫通孔内に前記収縮抑制材グリーンシート片及び焼失性シートを嵌合することを特徴とする請求項27記載の多層セラミック基板の製造方法。   A through hole is formed in the cavity forming green sheet laminated immediately above the bottom forming green sheet according to the cavity shape, and the shrinkage-suppressing material green sheet piece and the burnable sheet are fitted into the through hole. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 27. 前記収縮抑制材グリーシート片と焼失性シートを合わせた厚さが前記キャビティ形成用グリーンシートの厚さと略一致するように設定することを特徴とする請求項28記載の多層セラミック基板の製造方法。   29. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 28, wherein a thickness of the shrinkage suppression material green sheet piece and the burnable sheet is set so as to substantially match a thickness of the cavity forming green sheet. 前記キャビティは開口寸法が深さ方向において段階的に小となる多段形状を有し、段差を有する各底面を構成する基板用グリーンシート上にそれぞれ収縮抑制材グリーンシート片及び焼失性シートを配することを特徴とする請求項17から29のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   The cavity has a multi-stage shape in which the opening size is gradually reduced in the depth direction, and the shrinkage-suppressing material green sheet piece and the burnable sheet are arranged on the green sheet for the substrate constituting each bottom surface having a step. 30. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 29, wherein: 前記焼失性シートは、樹脂材料により形成されていることを特徴とする請求項27から30のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for producing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 27 to 30, wherein the burnout sheet is made of a resin material. 前記樹脂材料は、キャビティ形成用グリーンシートに含まれる樹脂材料と同一であることを特徴とする請求項31記載の多層セラミック基板の製造方法。   32. The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 31, wherein the resin material is the same as the resin material contained in the cavity forming green sheet. キャビティ形成用グリーンシートにキャビティ形状に対応した切り込みを入れ、これによって分離された部分を前記埋め込み用グリーンシートとすることを特徴とする請求項17から32のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   33. The multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 32, wherein a notch corresponding to a cavity shape is cut into the cavity forming green sheet, and a portion separated thereby is used as the embedding green sheet. Production method. キャビティ形成用グリーンシートにキャビティ形状に対応した貫通孔を形成し、この貫通孔に別途打ち抜き形成した埋め込み用グリーンシートを嵌合することを特徴とする請求項17から32のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   The through hole corresponding to a cavity shape is formed in the green sheet for cavity formation, The green sheet for embedding | punching separately punched and formed in this through hole is fitted, The any one of Claim 17-32 characterized by the above-mentioned. A method for producing a multilayer ceramic substrate. 前記キャビティの開口側における最外層の基板用グリーンシート表面に配される収縮抑制材グリーンシートにキャビティの開口形状に応じた貫通孔を形成し、ここに埋め込み用グリーンシートを嵌合することを特徴とする請求項17から34のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   A through hole corresponding to the shape of the cavity opening is formed in the shrinkage-suppressing material green sheet disposed on the surface of the outermost substrate green sheet on the opening side of the cavity, and the embedding green sheet is fitted therein. A method for producing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 34. キャビティ部分の収縮抑制材グリーンシート片の厚さを補正することを特徴とする請求項17から35のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   36. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 35, wherein the thickness of the shrinkage-suppressing material green sheet piece in the cavity portion is corrected. 前記底面形成用グリーンシートの直上に積層されるキャビティ形成用グリーンシートの厚さを他のキャビティ形成用グリーンシートの厚さと異なるようにし、前記収縮抑制材グリーンシート片の厚さを収縮抑制材グリーンシートの厚さと異なるように設定することを特徴とする請求項36記載の多層セラミック基板の製造方法。   The thickness of the green sheet for cavity formation laminated directly on the green sheet for bottom surface formation is different from the thickness of other green sheets for cavity formation, and the thickness of the shrinkage suppression material green sheet piece is reduced to the shrinkage suppression material green 37. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 36, wherein the thickness is set to be different from the thickness of the sheet. 前記キャビティの開口側とは反対側における最外層の基板用グリーンシート表面に配される収縮抑制材グリーンシートは、前記キャビティに対向する部分と他の部分とで厚さが異なるように設定することを特徴とする請求項36または37記載の多層セラミック基板の製造方法。   The shrinkage-suppressing material green sheet disposed on the surface of the outermost substrate green sheet on the side opposite to the opening side of the cavity should be set so that the thickness is different between the part facing the cavity and the other part. 38. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 36 or 37. 前記収縮抑制材グリーンシートは、所定の厚さを有する第1の収縮抑制材グリーンシートと、前記キャビティに対向する部分に貫通孔が形成された第2の収縮抑制材グリーンシートを積層することにより構成することを特徴とする請求項38記載の多層セラミック基板の製造方法。   The shrinkage-suppressing material green sheet is formed by laminating a first shrinkage-suppressing material green sheet having a predetermined thickness and a second shrinkage-suppressing material green sheet having a through hole formed in a portion facing the cavity. 40. The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 38, comprising: 前記収縮抑制材グリーンシート及び収縮抑制材グリーンシート片は、収縮抑制材料として、石英、クリストバライト、トリジマイトから選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項17から39のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   40. The shrinkage suppression material green sheet and the shrinkage suppression material green sheet piece include at least one selected from quartz, cristobalite, and tridymite as the shrinkage suppression material. A method for producing a multilayer ceramic substrate. 前記収縮抑制材グリーンシート及び収縮抑制材グリーンシート片は、トリジマイトと難焼結性の酸化物を含む組成物により形成されていることを特徴とする請求項40記載の多層セラミック基板の製造方法。   41. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 40, wherein the shrinkage suppression material green sheet and the shrinkage suppression material green sheet piece are formed of a composition containing tridymite and a hardly sinterable oxide. 前記焼成の際の焼成温度を1000℃以下とすることを特徴とする請求項17から41のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for producing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 41, wherein a firing temperature during the firing is 1000 ° C or lower. 前記焼成の後、残渣を洗浄する洗浄工程を行うことを特徴とする請求項17から42のいずれか1項記載の多層セラミック基板の製造方法。   43. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 17 to 42, wherein a cleaning step of cleaning the residue is performed after the firing. 前記洗浄工程は、溶剤中での超音波洗浄により行うことを特徴とする請求項43記載の多層セラミック基板の製造方法。   44. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 43, wherein the cleaning step is performed by ultrasonic cleaning in a solvent. 前記洗浄工程は、ウエットブラストにより行うことを特徴とする請求項43記載の多層セラミック基板の製造方法。

44. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 43, wherein the cleaning step is performed by wet blasting.

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