JP2007165540A

JP2007165540A - 多層セラミック基板の製造方法及び多層セラミック集合基板

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Publication number: JP2007165540A
Application number: JP2005359063A
Authority: JP
Inventors: Kenji Endo; 謙二遠藤; Shoji Hirakawa; 昌治平川; Kiyoshi Hatanaka; 潔畑中; Toshinobu Miyakoshi; 俊伸宮越; Tomoko Nakamura; 知子中村
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】寸法精度及び平坦性に優れ、多層セラミック集合基板を個々の多層セラミック基板に分割するに際して良好な分割性を実現するとともに、製造工程の簡略化を図る。
【解決手段】複数の基板用グリーンシートを積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で前記積層体の表面に基板分割用の分割溝を形成し、焼成した後、前記分割溝に沿って分割する多層セラミック基板の製造方法であって、前記収縮抑制用グリーンシートの少なくとも一方の表面に、前記分割溝の形成位置の基準となる分割溝形成パターンを形成する。又は、前記基板用グリーンシートの少なくとも１つに、前記分割溝を形成する際の深さ指標となる深さ基準パターンを印刷形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、多層セラミック基板の製造方法に関し、特に無収縮工程を適用した多層セラミック基板の製造方法に関する。また、本発明は、前記多層セラミック基板の製造方法に用いられる多層セラミック集合基板に関する。

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セラミック基板が広く用いられ、近年では、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セラミック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。

このような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、前記基板用グリーンシートは、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。

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、基板用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、特許文献２等を参照）。前記特許文献１，２に記載されるように、多層セラミック基板を焼成する温度で焼結しないシートとしてアルミナ等を用いてグリーンシートを作製し、このシートを基板用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。

また、前記特許文献１及び特許文献２の改良技術も提案されている（例えば特許文献３等参照）。特許文献３に記載されるように、石英系材料と焼結助剤とを収縮抑制用シートに用いると、焼成時に収縮抑制用グリーンシートの一部が焼結する。このため、焼成後においても収縮抑制用グリーンシートはシートの形態を保ち、さらには、セラミック基板焼結完了後、セラミック基板との熱膨張係数の差が大きいため冷却中にセラミック基板から脱落、剥離する。したがって、特許文献３に記載される発明によれば、収縮抑制用グリーンシートの残渣の除去が容易なものとなる。

ところで、このようなセラミック基板は、先ず、１枚の基板に多数のセラミック基板が形成された集合基板を作製し、後の工程で集合基板を各々に分割して得られることが普通である。集合基板の分割方法としては、基板用グリーンシートを積層した後、分割予定線に沿ってスナップと呼ばれる基板分割用の溝を形成しておき、焼成後に分割溝を境に個片に分割する方法が従来多く用いられている。

しかし、このような分割溝を予め設ける方法を前記無収縮焼成法に適用する場合、下記のような問題がある。第１に、無収縮焼成法を適用しているにもかかわらず、寸法精度が低下することがある。これは、通常は積層した基板用グリーンシートの表面に分割溝を形成するための目標パターンを設置しているため、積層したセラミックグリーンシートの両面に配される収縮抑制用グリーンシートによって前記目標パターンが隠され、分割溝を正確な位置に形成することが難しいことによる。

第２に、基板の分割性や平坦性が大きく損なわれる場合がある。無収縮焼成法において基板用グリーンシートの積層体に基板分割用の溝を形成する場合、図７（ａ）に示すように、収縮抑制用グリーンシート１０１を貫通して基板用グリーンシート１０２に断面略Ｖ字状の分割溝１０３を形成する。このとき、分割溝１０３は、収縮抑制用グリーンシート１０１を貫通したうえで基板用グリーンシート１０２の積層体に対し適切な深さをもって形成されなければならない。しかしながら、例えば分割溝１０３が適切な深さより深くなりすぎた場合、収縮抑制用グリーンシート１０１直下の基板用グリーンシート１０２は面内方向への収縮が抑えられる一方、収縮抑制用グリーンシート１０１から離れた部分の基板用グリーンシート１０２は面内方向にも収縮しようとするという無収縮焼成法に特有の現象により、焼成後の多層セラミック集合基板１１１は、図７（ｂ）に示すように、大きく変形して多層セラミック集合基板１１１内部に空隙１１２が発生したような状態となる。この結果、基板の分割性を悪化させ、また、分割溝１０３（空隙１１２）の開口部の周辺が盛り上がり基板平坦性を悪化させることとなる。このように平坦性が悪化すると、多層セラミック集合基板１１１を分割して得られる多層セラミック基板の周辺部が盛り上がり、部品を搭載する際の障害となる。

そこで、例えば特許文献４においては、セラミック積層体のうち特定のセラミック層を着色し、着色されたセラミック層を基準としてセラミック積層体の表面から切り込み溝（分割溝）を形成することにより、セラミック積層体に適切な深さの溝を形成している。
特開昭６２−２６０７７７号公報特開平４−２４３９７８号公報特開平１０−７５０６０号公報国際公開第０３／０４３１３号パンフレット

しかしながら、特許文献４に記載される発明では、着色した基板用グリーンシートを用意する工程を新たに追加しなければならないため、工程数が増加して製造が煩雑化し、コストの上昇を招く。また、セラミック層に含ませた着色剤が焼成により焼失せずに残存した場合、電気的特性やその他の特性への悪影響が懸念される。

そこで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、寸法精度及び平坦性に優れ、多層セラミック集合基板を個々の多層セラミック基板に分割するに際して良好な分割性を実現するとともに、製造工程の簡略化を図ることが可能な多層セラミック基板の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、優れた寸法精度及び平坦性を示す多層セラミック基板を簡単に得ることが可能であり、個々の多層セラミック基板に分割するに際して良好な分割性を実現した多層セラミック集合基板を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法は、複数の基板用グリーンシートを積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で前記積層体の表面に基板分割用の分割溝を形成し、焼成した後、前記分割溝に沿って分割する多層セラミック基板の製造方法であって、前記収縮抑制用グリーンシートの少なくとも一方の表面に、前記分割溝の形成位置の基準となる分割溝形成パターンを形成することを特徴とする。

以上のような多層セラミック基板の製造方法においては、積層された基板用グリーンシートの両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で焼成する、いわゆる無収縮焼成法を適用するため、基板用グリーンシートは基本的に面方向へ収縮することができず、厚さ方向にのみ収縮する。その結果、焼成後の多層セラミック集合基板、ひいてはこれを分割して得られる多層セラミック基板において面内方向での寸法精度や平面度が確保される。

ここで、多層セラミック集合基板を個々に分割するための分割溝形成パターンを、分割溝を形成すべき基板用グリーンシート積層体の表面ではなく、その両面に重ねられる収縮抑制用グリーンシートの少なくとも一方の表面に形成しておく。このことにより、分割溝形成予定位置が目視で確認可能となり、分割溝を形成するための位置合わせが容易なものとなる結果、分割溝が正確な位置に形成される。

また、本発明に係る多層セラミック基板の製造方法は、複数の基板用グリーンシートを積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で前記積層体の表面に基板分割用の分割溝を形成し、焼成した後、前記分割溝に沿って分割する多層セラミック基板の製造方法であって、前記基板用グリーンシートの少なくとも１つに、前記分割溝を形成する際の深さ指標となる深さ基準パターンを印刷形成することを特徴とする。

以上のような多層セラミック基板の製造方法においても、積層された基板用グリーンシートの両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で焼成する、いわゆる無収縮焼成法を適用するため、基板用グリーンシートは基本的に面方向へ収縮することができず、厚さ方向にのみ収縮する。その結果、焼成後の多層セラミック集合基板、ひいてはこれを分割して得られる多層セラミック基板において面内方向での寸法精度が確保される。

また、以上のような製造方法においては、深さ基準パターンを基準として分割溝を形成することで、分割溝が正確な深さを有して形成される。このため、無収縮焼成法による分割溝の変形が抑えられ、分割溝による分割が容易な多層セラミック集合基板が得られる。また、分割溝の変形が抑えられる結果、多層セラミック集合基板を分割して得られる多層セラミック基板において、基板周縁部の盛り上がりが小さく、優れた平坦性が実現される。

ここで、分割溝の深さの基準となる深さ基準パターンは、印刷形成されてなるものである。多層セラミック基板を製造する際、印刷法はグリーンシートへの導体パターン形成や貫通孔へのペースト充填技術として汎用されているため、これを流用することで深さ基準パターンが簡単に形成される。したがって、深さ基準パターンを形成するために別途工程を追加したり、特別な作業や装置を用意したりするような製造工程の煩雑化を招くことはない。また、基板用グリーンシート等に本来用いるペーストを流用して深さ基準パターンを形成すれば、特性への悪影響も抑えられる。

また、本発明に係る多層セラミック集合基板は、複数の基板用グリーンシートを積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で前記積層体の表面に基板分割用の分割溝を形成した後、焼成してなる多層セラミック集合基板であって、少なくとも１つの前記分割溝に対応する位置に、前記分割溝の深さ指標となる深さ基準パターンが印刷形成されていることを特徴とする。

以上のような多層セラミック集合基板は、いわゆる無収縮焼成法を適用して作製されているため、これを分割溝に沿って分割することで、面内方向での寸法精度の良好な多層セラミック基板が得られる。また、個々の多層セラミック基板を区画する分割溝が正確な深さにて形成されているため、分割溝による分割性が良好であり、また、得られる多層セラミック基板において優れた平坦性が実現される。さらには、深さ基準パターンを形成するための特別な工程や装置は不要であり、多層セラミック基板の製造コストの面で有利である。

本発明の多層セラミック基板の製造方法によれば、収縮抑制用グリーンシートの表面に分割溝形成用パターンを形成することで、無収縮焼成法を適用した場合であっても分割溝を正確な位置に形成することができるため、精密な寸法精度を実現した多層セラミック基板を製造することができる。

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法によれば、印刷形成してなる深さ基準パターンを基準として分割溝を形成することで、焼成後の多層セラミック集合基板において分割溝の変形が抑えられる。その結果、多層セラミック基板を得るための分割が容易であり、精密な寸法精度を実現し、さらには平坦性の良好な多層セラミック基板を製造することができる。また、分割溝を正確な深さに形成するに際して、工程数の増加等はなく、前述のような優れた特性の多層セラミック基板を簡単且つ低コストにて製造することができる。

さらに、本発明によれば、個々の多層セラミック基板に分割する分割作業が容易に実現され、寸法精度及び平坦性に優れた多層セラミック基板を簡単且つ低コストにて得ることが可能な多層セラミック集合基板を提供することができる。

以下、本発明を適用した多層セラミック基板の製造方法及び多層セラミック集合基板について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本発明では、基板用グリーンシートの面内方向の収縮を抑制して厚さ方向にのみ収縮させる、いわゆる無収縮焼成方法を利用することにより多層セラミック集合基板を作製し、この多層セラミック集合基板を分割することにより多層セラミック基板を作製する。

多層セラミック基板を作製するには、図１に示すように、複数枚の基板用グリーンシート１１の積層体を構成し、このグリーンシート積層体の両面に収縮抑制用グリーンシート２１，２２を配するように、これらを積層する。

基板用グリーンシート１１は、セラミック粉末と有機ビヒクル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製し、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としては、公知のものがいずれも使用可能である。

セラミック基板として低温焼成可能なガラスセラミック基板を作製する場合には、前記誘電体ペーストにおいて、セラミック粉末とガラス粉末とを併用する。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。

前記基板用グリーンシート１１は、その外周縁に沿って所定の幅を有して設けられ、多層セラミック基板が形成されない捨て代領域１２と、捨て代領域１２の内側に設けられ、後述する分割溝で区画されることにより複数の多層セラミック基板が形成される基板形成領域１３とにより構成される。

基板用グリーンシート１１の基板形成領域１３には、導体ペーストを所定形状に印刷することにより、内層パターンや内層パターン等を層間接続するビア等の内部導体１４を作り込んでおく。ビアは、前記基板用グリーンシートの所定の位置に貫通孔を形成し、導体ペーストを充填することにより形成される。

前記導体ペーストは、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等の各種導電性金属や合金からなる導電材料と有機ビヒクルとを混練することにより調製されるものである。有機ビヒクルは、バインダと溶剤とを主たる成分とするものであり、前記導電材料との混合比等は任意であるが、通常はバインダ１〜１５質量％、溶剤が１０〜５０質量％となるように導電材料に対して配合される。導体ペーストには、必要に応じて各種分散剤や可塑剤等から選択される添加物が添加されてもよい。

本発明において、収縮抑制用グリーンシート２１，２２とは、焼成温度で収縮しないグリーンシートのことである。収縮抑制用グリーンシート２１，２２としては、例えば、石英、クリストバライト及びトリジマイトから選ばれる少なくとも１種と、焼結助剤とを含む組成物を含むものが挙げられる。収縮抑制用グリーンシート２１，２２が焼結助剤を含むことで、両面に積層した収縮抑制用グリーンシート２１，２２はシート状に焼結し、焼成後に多層セラミック集合基板表面から収縮抑制用グリーンシート２１，２２の焼成物をシート状態で剥離することができ、前記焼成物の取り外しが容易なものとなる。

焼結助剤は、基板用グリーンシート１１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、及びアルカリ金属化合物から選ばれる少なくとも１種である。基板用グリーンシート１１の焼結開始温度以下で軟化する酸化物を用いた場合は、酸化物が軟化することによって前記組成物の粒子同士が結合するため焼結することとなる。基板用グリーンシート１１の焼結開始温度以下で液相を生成する酸化物を用いた場合には、酸化物が液相を生成することによって前記組成物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。このような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から選ばれる少なくとも１種が好ましい。

アルカリ金属化合物にはＳｉＯ_２の焼結の進行を促す効果がある。よって、石英、クリストバライト及びトリジマイトから選ばれる少なくとも１種を含む組成物は、焼結助剤としてアルカリ金属化合物を添加することにより、焼結することとなる。アルカリ金属化合物としては特に限定されないが、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、酸化カリウム等が好ましい。

また、本発明において用いる収縮抑制用グリーンシート２１，２２は、トリジマイトと、石英と、焼結助剤となるアルカリ金属酸化物とを含むものであってもよい。トリジマイト、石英及びアルカリ金属酸化物を含む収縮抑制用グリーンシートは、セラミック基板を得るための焼成により収縮はしないが、セラミック基板からシート状の形態を保って剥離し得る程度に僅かに焼結する。このような組成の収縮抑制用グリーンシートを用いることで、多層セラミック集合基板からの収縮抑制用グリーンシートの焼成物の取り外しが容易なものとなる。

トリジマイトは、石英にアルカリ金属化合物を添加して熱処理をすること等によって作製することができる。

収縮抑制用グリーンシート２１，２２を作製するには、先に説明したような石英、クリストバライト及びトリジマイトから選ばれる少なくとも１種と、焼結助剤とを含む組成物、又は、トリジマイトと石英とアルカリ金属酸化物とを含む組成物と有機ビヒクルとを混合してスラリー状のペーストを作製し、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シート状に成膜することによって得られる。

本発明では、基板用グリーンシート１１の積層体に分割溝を形成する側に配された収縮抑制用グリーンシート２１として、表面に分割溝形成パターン２３が形成された収縮抑制用グリーンシートを用いることとする。分割溝形成パターン２３は、焼成後の多層セラミック集合基板を個々の多層セラミック基板に分割するための分割溝の形成位置の基準となるものである。分割溝形成パターン２３は、例えば基板用グリーンシート１１と重ね合わせたときに捨て代領域１２に対応する領域に設けられる。１本の分割溝あたり分割溝形成パターン２３を２箇所以上設けることで、分割溝がより正確な位置に形成される。

分割溝形成パターン２３の形成方法は特に問わないが、例えばスクリーン印刷等の印刷法により形成することができる。分割溝形成パターン２３を印刷形成する際、分割溝形成パターン２３の材料は、目視又はカメラ等により認識可能なものをいずれも使用可能であり、例えば導体ペースト、誘電体ペースト等を用いることができる。

基板用グリーンシート１１の積層体と収縮抑制用グリーンシート２１，２２とを積層した後、図２に示すように、収縮抑制用グリーンシート２１の表面に形成された分割溝形成パターン２３を指標として基板用グリーンシート１１の積層体に分割溝１５を形成する。基板用グリーンシート１１の積層体に分割溝１５を形成するには、分割溝形成パターン２３を基準として収縮抑制用グリーンシート２１を介して、例えばスナップ刃の先端を基板用グリーンシート１１の積層体に切り込ませればよい。

分割溝１５を形成した後、焼成を行う。焼成雰囲気としては、例えば酸化雰囲気、還元雰囲気等を使用することができ、具体的には大気を使用すればよい。焼成後、収縮抑制用グリーンシート２１，２２の焼成物は、多層セラミック集合基板との線膨張係数との差等に起因して剥離し易い状態となっているか、既にシート状に剥離しているので、これを除去することで、図３に示すような多層セラミック集合基板３１が得られる。収縮抑制用グリーンシートの働きによって焼成時の基板用グリーンシート１１の面内方向での収縮が抑えられ、厚み方向にのみ収縮する結果、得られる多層セラミック集合基板３１において優れた寸法精度が実現される。

焼成後の多層セラミック集合基板３１には、必要に応じて、収縮抑制用グリーンシート由来の残渣等の洗浄処理、メッキ処理、基板形成領域１３を構成する各多層セラミック基板３２への部品搭載等の工程を行ってもよい。

その後、前記多層セラミック集合基板３１を分割溝１５に沿って分割することで、基板形成領域１３より複数個の多層セラミック基板３２が得られる。

以上のような第１の実施形態の製造方法によれば、収縮抑制用グリーンシート２１の表面に分割溝形成パターン２３を設けておくことで、無収縮焼成法を利用しながらも基板用グリーンシート１１の積層体に分割溝１５を正確な位置で形成することができる。その結果、良好な寸法精度の多層セラミック集合基板３１が得られ、これを分割溝１５に沿って分割することで、良好な寸法精度の多層セラミック基板３２を得ることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の第１の実施形態との相違点は、基板用グリーンシートに予め深さ基準パターンを形成しておき、深さ基準パターンを深さの指標として分割溝を形成する点にある。以下、前述の第１の実施形態と重複する説明は省略する。

多層セラミック基板を作製するには、図４及び図５に示すように、複数枚の基板用グリーンシート１１の積層体を構成し、この積層体の両面に収縮抑制用グリーンシート２１，２２を配するように、これらを積層する。

基板用グリーンシート１１を用意する工程では、第１の実施形態と同様に基板形成領域１３にビアや導体パターン等の内部導体１４を形成しておくが、本実施形態では、基板用グリーンシート１１の少なくとも１つに分割溝１５を形成する際の深さ指標となる深さ基準パターン１６を印刷形成する。

ここで、深さ基準パターン１６は、製品としての多層セラミック基板への影響を抑える観点から、基板用グリーンシート１１の捨て代領域１２に形成することが好ましい。

深さ基準パターン１６は、印刷法により形成する。深さ基準パターン１６を形成するための材料は、スクリーン印刷等の印刷により基板用グリーンシート１１上に形成可能であって目視又はカメラ等により認識可能なものをいずれも使用可能であり、例えば導体ペースト、誘電体ペースト等を用いることができる。

深さ基準パターン１６は、基板用グリーンシート１１の基板形成領域１３に形成する内部導体１４と別途印刷形成してもよいが、導体ペーストを用いるとともに通常の内部導体形成用の版に変更を加え、内部導体１４と一括して印刷形成することが好ましい。基板用グリーンシート１１に内部導体１４を作り込む際には、スクリーン印刷等の印刷法が通常用いられるため、これを流用することで深さ基準パターン１６を簡単に形成することができる。

分割溝１５の両端に対応して深さ基準パターン１６をそれぞれ設けることで、分割溝１５の両端で分割溝の深さが判別可能となり、１本の分割溝１５の全体にわたって正確な深さの分割溝１５が形成可能となる。

深さ基準パターン１６は、分割溝１５の深さを判別する１箇所につき深さ方向に複数設けておくことで、分割溝１５が適切な深さで形成されたか否かの判別が容易となる。例えば、積層体のうちスナップ刃を進入させる側の表面を構成する基板用グリーンシート１１又はそれに近い位置に配される特定の基板用グリーンシート１１に、分割溝１５の深さの最も浅い限度を示す第１の深さ基準パターン１６ａを設置する。さらに、第１の深さ基準パターン１６ａを設置した基板用グリーンシート１１より下層に配置される特定の基板用グリーンシート１１に、分割溝１５の最も深い限度を示す第２の深さ基準パターン１６ｂを設置する。

そして、図５に示すように、これら深さ基準パターン１６を平面からみて互いに重ならない位置に形成しておくことが好ましい。分割溝１５の深さを判別するときに、分割溝１５の側壁に露出した深さ基準パターン１６の同定が容易となるため、分割溝１５が適切な深さで形成されたか否かの判別が容易なものとなる。また、基板用グリーンシート１１の積層体の平坦性が確保される。収縮抑制用グリーンシート２１の表面に分割溝形成パターン２３が形成される場合、分割溝形成パターン２３、深さ基準パターン１６とを平面から見て互いに重ならない位置とすることが好ましい。

深さ方向に複数設けられる深さ基準パターン１６の深さ位置は、作製対象となる多層セラミック基板全体の厚さや使用する基板用グリーンシート１１の厚み等に応じて適宜設定される。また、深さ基準パターン１６の深さ位置は、使用する基板用グリーンシート１１の材質等も考慮して設定する。例えば図５においては、分割溝１５が形成される側から数えて１層目の基板用グリーンシート１１ａの表面と２層目の基板用グリーンシート１１ｂの表面とにそれぞれ深さ基準パターン１６を設けた例を示しているが、これに限られるものではなく、例えば１層目と３層目、２層目と３層目等、任意に変化させることができる。また、分割溝の深さを判別する１箇所につき、深さ基準パターン１６を厚み方向に３箇所以上設けてもよい。

このような深さ基準パターン１６の平面から見た形状は、例えば円形状や四角形状等や、複数の分割溝を横断するような例えば帯状等、任意の形状とすることができるが、分割溝と交差する点における深さ基準パターン１６の外周縁が当該分割溝と直交するような形状とすることが好ましい。このことにより、基板用グリーンシート１１積層体の変形をより確実に抑制することができる。

以上のように基板用グリーンシート１１の積層体の両面に収縮抑制用グリーンシート２１，２２を配した後、前記深さ基準パターン１６を深さの基準として、基板用グリーンシート１１の積層体に所定深さの分割溝１５を形成する。例えば、第１の深さ基準パターン１６ａの表面と第２の深さ基準パターン１６ｂの表面との間に分割溝１５の底部を位置させるように、分割溝１５を形成する。この場合、分割溝１５の側壁を見たときに、浅い方に設けられた第１の深さ基準パターン１６ａは見えるが深い方に設けられた第２の深さ基準パターン１６ｂが見えない場合を、分割溝１５が適切な深さで形成されたものとして判別できる。

なお、深さ基準パターン１６を深さ基準として分割溝１５を形成するとは、第１の深さ基準パターン１６ａの表面と第２の深さ基準パターン１６ｂの表面との間に分割溝１５の底部を位置させるように設定することに限らない。例えば、分割溝１５の底部を第１の深さ基準パターン１６ａより浅い位置に位置させるようにしてもよいし、第２の深さ基準パターン１６ｂより深い位置に位置させるようにしてもよい。また、深さ基準パターン１６が深さ方向に３つ以上設置される場合も、深さ基準パターン１６の設置位置に応じて分割溝１５の底部を任意に位置させることができる。

次に、前述の第１の実施形態と同様に、焼成を行う。焼成後、収縮抑制用グリーンシート２１，２２の焼成物を取り外すことで、図６に示すような多層セラミック集合基板４１が得られる。本実施形態の多層セラミック集合基板４１には、分割溝１５に対応した位置に深さ基準パターン１６が形成されている。この多層セラミック集合基板４１に、必要に応じて洗浄処理、メッキ処理、基板形成領域１３を構成する各多層セラミック基板４２への部品搭載等の工程を行い、その後、前記多層セラミック集合基板４１を分割溝１５に沿って分割することで、基板形成領域１３から複数個の多層セラミック基板４２が得られる。

以上、第２の実施形態の製造方法によれば、深さ基準パターン１６を深さ指標として分割溝１５を形成することで、無収縮焼成法を利用しながらも基板用グリーンシート１１の積層体に分割溝１５を正確な深さにて形成することができる。したがって、分割溝１５に沿った分割が容易となり、優れた平坦性の多層セラミック基板４２を簡単に製造することができる。

なお、前述の第２の実施形態においては、収縮抑制用グリーンシートとして第１の実施形態で説明したような分割溝形成パターン２３が設置された収縮抑制用グリーンシート２１を用いており、これにより分割溝１５を正確な位置に形成することができるが、分割溝形成パターン２３の形成されていない収縮抑制用グリーンシートを用いても構わない。

以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。

先ず、基板用セラミック材料としてアルミナ−ガラス系誘電体材料を準備した。これを有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法により厚さ１２５μｍの基板用グリーンシートを作製した。前記基板用グリーンシートは８枚用意し、各シートに必要に応じてビアホール用貫通孔を穿孔し、銀を含む導体ペーストを充填した。さらに、必要な電極パターンを印刷して形成した。

前記基板用グリーンシートのうち、分割溝が形成される側から数えたとき第１層のセラミック層を構成する基板用グリーンシートには、分割溝深さの最も浅い限度を示す第１の深さ基準マークを内部電極パターン印刷と同時に設置した。また、第３層を構成するセラミックグリーンシートには、分割溝深さの最も深い限度を示す第２の深さ基準マークを内部電極パターン印刷と同時に設置した。深さ基準マークは、それぞれ基板用グリーンシートの捨て代領域に、第１の深さ基準マーク及び第２の深さ基準マークが平面から互いに重ならないように配置した。

一方、収縮抑制用材料として、トリジマイト−シリカ系材料を準備した。これをセラミック材料と同じく有機バインダー及び有機溶剤と混合し、ドクターブレード法により厚さ７５μｍの収縮抑制用グリーンシートを作製した。表面側の収縮抑制用グリーンシートの基板用グリーンシートの積層体の捨て代に対応する部分には、分割溝の位置目標となる分割溝形成マークを導体ペーストで印刷した。

このとき、従来のいわゆる無収縮焼成法を採用していないタイプの基板用グリーンシート積層体であれば、収縮抑制用グリーンシートを用いないため、基板用グリーンシートと同時焼成する表面導体や分割予定線の目標となる基板用グリーンシート表面の分割溝形成マークを見ることができるが、本実施例のように収縮抑制用グリーンシートを用いる場合、基板用グリーンシートの表面導体等は収縮抑制用グリーンシートに覆われるので見ることはできない。このため、本実施例では分割溝形成マークを収縮抑制用グリーンシート表面に形成してある。

それぞれの基板用グリーンシートの乾燥後、８枚の基板用グリーンシートを収縮抑制用グリーンシートが挟むように積層した。こうして得られた積層体を通常の上下パンチが平坦な金型に入れて７００ｋｇ／ｃｍ^２にて７分加圧した後、第１の深さ基準マークが見え、且つ第２の深さ基準マークが見えないような深さにスナップ分割溝を設置した。分割溝形成後、９００℃にて焼成した。

焼成後のセラミック基板は、全体的には面方向には収縮せず、厚さ方向のみが大きく収縮しており、凡そ０．４９ｍｍとなっていた。また、積層した基板用グリーンシートの両面にさらに積層していた収縮抑制用グリーンシートは、基板用グリーンシートから脱落し、剥離していた。こうして得られた多層セラミック基板は、セラミック素地上に僅かに収縮抑制用グリーンシート由来のシリカ粉が付着していたので、これをウェットブラスト洗浄した。このようにして得られた多層セラミック集合基板は、個品分割が容易であり、また、個品周辺部の盛り上がりも十分に小さく、変形の小さいものであった。

本発明の多層セラミック基板の製造方法の一例を説明するための図であり、基板用グリーンシートを複数枚積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態を示す斜視図である。収縮抑制用グリーンシートを介して基板用グリーンシートの積層体に分割溝を形成した状態を示す平面図である。本発明の多層セラミック集合基板の一例を示す平面図である。本発明の多層セラミック基板の製造方法の他の例を説明するための図であり、基板用グリーンシートを複数枚積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態を示す斜視図である。（ａ）は、基板用グリーンシートを複数枚積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態を示す要部平面図であり、（ｂ）は（ａ）の分割溝に沿った要部断面図である。本発明の多層セラミック集合基板の他の例を示す平面図である。従来の多層セラミック基板の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は基板用グリーンシートの積層体に深さの深すぎる分割溝を形成した状態を示す要部断面図、（ｂ）は焼成後の多層セラミック集合基板を示す要部断面図である。

符号の説明

１１基板用グリーンシート、１２捨て代領域、１３基板形成領域、１４内部導体、１５分割溝、１６深さ基準パターン、２１収縮抑制用グリーンシート、２２収縮抑制用グリーンシート、２３分割溝形成パターン、３１多層セラミック集合基板、３２多層セラミック基板、４１多層セラミック集合基板、４２多層セラミック基板、１０１収縮抑制用グリーンシート、１０２基板用グリーンシート、１０３分割溝、１１１多層セラミック集合基板、１１２空隙

Claims

複数の基板用グリーンシートを積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で前記積層体の表面に基板分割用の分割溝を形成し、焼成した後、前記分割溝に沿って分割する多層セラミック基板の製造方法であって、
前記収縮抑制用グリーンシートの少なくとも一方の表面に、前記分割溝の形成位置の基準となる分割溝形成パターンを形成することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
複数の基板用グリーンシートを積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で前記積層体の表面に基板分割用の分割溝を形成し、焼成した後、前記分割溝に沿って分割する多層セラミック基板の製造方法であって、
前記基板用グリーンシートの少なくとも１つに、前記分割溝を形成する際の深さ指標となる深さ基準パターンを印刷形成することを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
前記基板用グリーンシートは、その外周縁に沿って所定の幅を有して設けられた捨て代領域と、前記捨て代領域の内側に設けられ、複数の多層セラミック基板が形成される基板形成領域とを有し、前記捨て代領域に前記深さ基準パターンを印刷形成することを特徴とする請求項２記載の多層セラミック基板の製造方法。
前記基板用グリーンシートの前記基板形成領域に形成される内部導体と、前記深さ基準パターンとを一括して印刷形成することを特徴とする請求項３記載の多層セラミック基板の製造方法。
前記積層体は、１つの前記分割溝に対応して、互いに異なる深さに形成された複数の深さ基準パターンを有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の多層セラミック基板の製造方法。
複数の前記深さ基準パターンは、平面からみて互いに重ならない位置に形成され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の製造方法。
前記深さ基準パターンは、平面からみて前記分割溝と交差する点における前記深さ基準パターンの外周縁が前記分割溝と直交するような形状とすることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項記載の多層セラミック基板の製造方法。
少なくとも一方の前記収縮抑制用グリーンシートの表面に前記分割溝の形成位置を示す分割溝形成パターンを形成することを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項記載の多層セラミック基板の製造方法。
複数の基板用グリーンシートを積層してなる積層体の両面に収縮抑制用グリーンシートを配した状態で前記積層体の表面に基板分割用の分割溝を形成した後、焼成してなる多層セラミック集合基板であって、
少なくとも１つの前記分割溝に対応する位置に、前記分割溝の深さ指標となる深さ基準パターンが印刷形成されていることを特徴とする多層セラミック集合基板。