JP2008053525A - 多層セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非ガラス系材料を用いて構成される多層セラミック基板において、その強度を高める。
【解決手段】多層セラミック基板１は、ＳｉＯ_２系結晶相を含む、内層部３と表層部４，５とからなる積層構造を有し、表層部４，５におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合が、内層部３におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも少なくされ、それによって、表層部４，５の熱膨張係数が、内層部３の熱膨張係数より小さくされる。このように熱膨張係数の関係を特定的に選ぶことにより、焼成後の冷却過程において、表層部４，５に圧縮応力が生じるため、多層セラミック基板１の抗折強度が向上する。
【選択図】図１

Description

この発明は、多層セラミック基板およびその製造方法に関するもので、特に、表層部と内層部との間で熱膨張係数の差を設けて高強度化を図った多層セラミック基板およびその製造方法に関するものである。

この発明にとって興味ある多層セラミック基板が、たとえば特開平６−２９６６４号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１には、ガラスと残部が結晶質とからなる低温焼成多層セラミック基板であって、その最外層の熱膨張係数を内層の熱膨張係数より小さくし、かつ表裏の最外層の厚みの合計を内層の厚みより小さくしたものが記載されている。このような構成を採用することにより、焼成後の冷却過程において、表裏の最外層に圧縮応力が生じるため、多層セラミック基板の抗折強度が向上するとされている。

上述の特許文献１に記載の多層セラミック基板では、最外層および内層は、ガラスと結晶質とからなるガラス系材料から構成されている。そして、特許文献１では、最外層および内層の各々の熱膨張係数を調整するため、最外層の材料について、（１）原料のガラスとフィラーとの混合比率を変える、（２）ガラスの組成を変える、（３）フィラーの種類・配合を変える、といった方法が記載されている。

このように、ガラス系材料では熱膨張係数の調整が比較的容易である。これに対して、特に非ガラス系材料、たとえばＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、ガラスとフィラーとからなる材料ではないため、その熱膨張係数を調整することが難しい。したがって、非ガラス系材料を用いて、多層セラミック基板を構成した場合、最外層の熱膨張係数を内層の熱膨張係数よりも小さくすることがそれほど容易ではなく、また、非ガラス系材料を用いた場合、熱膨張係数の差を設けることにより、強度向上に関して、どの程度の効果が得られるかは不明である。
特開平６−２９６６４号公報

そこで、この発明の目的は、非ガラス系材料をはじめとする低温焼結セラミック材料を用いながら、強度がより高められた、多層セラミック基板を提供しようとすることである。

この発明の他の目的は、上述した多層セラミック基板を製造するための好ましい方法を提供しようとすることである。

この発明は、第１の熱膨張係数を持つ表層部と前記第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層部とからなる積層構造を有する、多層セラミック基板にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、表層部および内層部は、ＳｉＯ_２系結晶相を含み、表層部におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合が、内層部におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも少ないことを特徴としている。

上記ＳｉＯ_２系結晶相は、クォーツおよび／またはクリストバライトであることが好ましい。

また、表層部と内層部とは、ＳｉＯ_２系結晶相の割合を除き、互いに実質的に同組成の材料によって形成されていることが好ましい。

好ましくは、表層部および内層部は、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料によって形成される。この場合、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、ＢａをＢａＯに換算して４．０〜５０．０重量％、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して２．０〜６０．０重量％、およびＳｉをＳｉＯ_２に換算して４．０〜７０．０重量％含有することが好ましい。

この発明に係る多層セラミック基板は、表層部および／または内層部に関連して、銀または銅を主成分とする導体パターンが設けられることが好ましい。

また、この発明に係る多層セラミック基板は、表層部の表面上に搭載される表面実装型電子部品をさらに備えることが好ましい。

この発明は、また、第１の熱膨張係数を持つ表層部と前記第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層部とからなる積層構造を有する、多層セラミック基板を製造する方法にも向けられる。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法は、焼成されたとき上記表層部となる未焼成の表層部と、焼成されたとき上記内層部となる未焼成の内層部とからなる積層構造を有する、未焼成の積層構造体を作製する工程と、未焼成の積層構造体を焼成する工程とを備えている。

そして、未焼成の表層部および未焼成の内層部は、少なくともＳｉＯ_２を含み、かつ、焼成されたとき、ＳｉＯ_２系結晶相を生成する材料を含み、焼成後において、表層部における前記ＳｉＯ_２系結晶相の割合は、内層部における前記ＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも少なくなるようにされることを特徴としている。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、第１の好ましい実施態様では、未焼成の表層部に含まれるＳｉＯ_２の割合が、未焼成の内層部に含まれるＳｉＯ_２の割合よりも少なくされ、第２の好ましい実施態様では、未焼成の表層部と未焼成の内層部とは互いに実質的に同組成の材料によって形成されており、未焼成の表層部に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度が、未焼成の内層部に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度よりも高くされる。

この発明に係る多層セラミック基板によれば、表層部におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合が、内層部におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも小さい。すなわち、一般的なセラミックの熱膨張係数が６〜１０×１０^−６／℃程度であるのに対し、クォーツやクリストバライト等のＳｉＯ_２系結晶相の熱膨張係数は１５×１０^−６／℃以上であるため、表層部の熱膨張係数を内層部の熱膨張係数より小さくすることができ、焼成後の冷却過程で表層部に圧縮応力を発生させることができ、その結果、多層セラミック基板の抗折強度を高めることができる。また、多層セラミック基板の反りを低減することができる。さらに、多層セラミック基板の外表面上に導体膜が形成される場合、この導体膜の多層セラミック基板に対する密着強度を高く維持することができる。

ＳｉＯ_２系結晶相が、特にクォーツおよび／またはクリストバライトであるとき、その割合を変えることによって、電気的特性や機械的特性を大きく変化させることなく、熱膨張係数を調整することがより容易である。

表層部と内層部とが互いに実質的に同組成の材料によって形成されていると、表層部と内層部との間で良好な接合状態を得ることができ、デラミネーションなどが生じにくくすることができる。

表層部および内層部がＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料によって形成されていると、表層部および内層部自体の抗折強度を高めることできるとともに、多層セラミック基板を得るため、低温での焼成が可能である。特に、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料が、ＢａをＢａＯに換算して４．０〜５０．０重量％、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して２．０〜６０．０重量％、およびＳｉをＳｉＯ_２に換算して４．０〜７０．０重量％含有するようにされると、表層部および内層部自体の抗折強度をより確実に高めることができる。

この発明に係る多層セラミック基板において、表層部および／または内層部に関連して導体パターンが設けられ、導体パターンが銀または銅を主成分とするとき、表層部および内層部が低温焼結セラミック材料によって形成されていると、多層セラミック基板を得るための焼成と同時焼成が可能であるばかりでなく、導体パターンの電気抵抗を低くすることができ、導体パターンの電気抵抗に起因する挿入損失を低減することができる。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法において、未焼成の表層部に含まれるＳｉＯ_２の割合を、未焼成の内層部に含まれるＳｉＯ_２の割合よりも少なくしたり、未焼成の表層部に含まれる無機材料を作製する際に適用され仮焼温度を、未焼成の内層部に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度よりも高くしたりすることにより、焼成後において、表層部におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合が内層部におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも少ない状態を容易に得ることができる。

図１は、この発明の一実施形態による多層セラミック基板１を示す断面図である。

多層セラミック基板１は、内層部３ならびに内層部３を積層方向に挟むように位置する第１および第２の表層部４および５とからなる積層構造を有している。内層部３は、少なくとも１つの内層部セラミック層６をもって構成され、第１および第２の表層部４および５は、それぞれ、少なくとも１つの表層部セラミック層７および８をもって構成されている。

多層セラミック基板１は、好ましくは銀または銅を主成分とする導体パターンを備えている。導体パターンは、たとえばコンデンサまたはインダクタのような受動素子を構成したり、あるいは素子間の電気的接続のような接続配線を行なったりするためのもので、典型的には、図示したように、いくつかの導体膜９〜１１ならびにいくつかのビアホール導体１２をもって構成される。

導体膜９は、多層セラミック基板１の内部に形成される。導体膜１０および１１は、それぞれ、多層セラミック基板１の一方主面上および他方主面上に形成される。ビアホール導体１２は、導体膜９〜１１のいずれかと電気的に接続されかつセラミック層６〜８のいずれか特定のものを厚み方向に貫通するように設けられる。

多層セラミック基板１の一方主面上には、外部導体膜１０に電気的に接続された状態で、表面実装型電子部品１３および１４が搭載される。多層セラミック基板１の他方主面上に形成された外部導体膜１１は、当該多層セラミック基板１を図示しないマザーボード上に実装する際の電気的接続手段として用いられる。

このような多層セラミック基板１において、表層部４および５の熱膨張係数は、内層部３の熱膨張係数より小さくされる。これにより、多層セラミック基板１に高い抗折強度を与えることができる。

より詳細には、表層部４および５ならびに内層部３は、非ガラス系セラミック材料から構成され、たとえばクォーツおよび／またはクリストバライトのようなＳｉＯ_２系結晶相を含んでいる。そして、このＳｉＯ_２系結晶相の割合が、表層部４および５の方が内層部３より少なくされることにより、表層部４および５の熱膨張係数が内層部３の熱膨張係数より小さくなるようにされる。

表層部４および５と内層部３とは、ＳｉＯ_２系結晶相の割合を除き、互いに実質的に同組成の材料によって形成されていることが好ましい。これによって、表層部４および５と内層部３との間で良好な接合状態を得ることができ、デラミネーションなどの欠陥が生じにくくなる。

なお、表層部４および５と内層部３とは、上述のように、互いに実質的に同組成の材料によって形成されることが好ましいが、ここで、「実質的に同組成」とは、ＳｉＯ_２系結晶相のほか、少なくとも１種類（好ましくは２種類以上）の同じ結晶相が析出し得る組成のことを言う。

表層部４および５ならびに内層部３は、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料によって形成されていることが好ましい。これによって、表層部４および５ならびに内層部３自体の抗折強度を高めることができるとともに、焼成工程において、たとえば９５０〜１０４０℃といった比較的低温での焼結が可能である。そのため、前述した導体膜９〜１１およびビアホール導体１２のような導体パターンが銀または銅を主成分とするとき、これら導体パターンの焼成を、多層セラミック基板１を得るための焼成と同時に行なうことができる。ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、代表的な非ガラス系材料であるが、このほか、Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３系低温焼結セラミック材料（非ガラス系）を用いることもできる。

上述したＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、ＢａをＢａＯに換算して４．０〜５０．０重量％、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して２．０〜６０．０重量％、およびＳｉをＳｉＯ_２に換算して４．０〜７０．０重量％含有することが好ましい。

ＢａがＢａＯに換算して４．０重量％未満か、５０．０重量％を超えると、焼結性が悪化して焼結体が十分に緻密化しにくくなり、Ｑの低下を招くことがある。ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して２．０重量％未満であると、抗折強度の向上に寄与するＡｌ化合物が十分析出せず、抗折強度を十分に高めることができない。他方、ＡｌがＡｌ_２Ｏ_３に換算して６０．０重量％を超えると、焼結性が悪化して焼結体が十分に緻密化しないため、抗折強度の低下を招くことがある。ＳｉがＳｉＯ_２に換算して４．０重量％未満か、７０．０重量％を超えると、焼結性が悪化して焼結体が十分に緻密化しにくくなり、Ｑの低下を招くことがある。なお、上述した組成系のＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、クォーツ、クリストバライトのＳｉＯ_２系結晶相のほか、サンボルナイト、セルシアンアルミナの結晶相を析出し得る。

なお、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料には、１〜３０重量％の範囲でＢ_２Ｏ_３が添加されることが好ましい。これによって、焼結性を向上させ、焼結体をより緻密化することができるからである。

ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料（非ガラス系）について説明したが、本発明における表層部、内層部用のセラミック材料はこれに限定されるものではない。たとえば、ガラス複合系や結晶化ガラス系の低温焼結セラミック材料であっても、ＳｉＯ_２系結晶相を有するものであれば、本発明に含まれる。

多層セラミック基板１において、内層部３の厚みは５０〜１５００μｍ、表層部４および５の各々の厚みは５〜１５０μｍであることが好ましい。その理由は次のとおりである。

表層部４および５と内層部３との界面において熱膨張係数の差による応力が働く。より詳細には、表層部４および５側では圧縮応力が働き、この圧縮応力は、界面からの距離が大きくなるに従い小さくなる。他方、内層部３側には引っ張り応力が働き、この引っ張り応力は、界面からの距離が大きくなるに従い小さくなる。これは、距離に従い、応力が緩和されることによる。この距離が１５０μｍを超えると、表面には圧縮応力がほぼ作用しなくなり、その効果がほとんど見られなくなるため、表層部４および５の各々の厚みは１５０μｍ以下であることが好ましい。

他方、表層部４および５の各々の厚みが５μｍ未満になると、引っ張り応力が働いているために強度低下した内層部３が表面から５μｍ未満の表面近傍領域に存在することになる。このため、表面近傍の内層部３から破壊が起こりやすくなり、表層部４および５に圧縮応力を形成することによって強化した効果が見られなくなり、したがって、表層部４および５の各々の厚みは５μｍ以上であることが好ましい。

上述のような多層セラミック基板１は、好ましくは、次のようにして製造される。

多層セラミック基板１を製造するため、図２に示すような未焼成の積層構造体２１が作製される。未焼成の積層構造体２１は、焼成されることによって、多層セラミック基板１となるべきものであって、多層セラミック基板１における内層部３に対応する未焼成の内層部２３ならびに第１および第２の表層部４および５にそれぞれ対応する未焼成の第１および第２の表層部２４および２５を備えている。

未焼成の内層２３ならびに未焼成の表層部２４および２５は、たとえばＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料のための原料のように、少なくともＳｉＯ_２を含み、かつ、焼成されたとき、ＳｉＯ_２系結晶相を生成する材料を含んでいる。そして、焼成後において、前述したように、表層部４および５におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合は、内層部３におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも少なくなるように、表層部２４および２５ならびに内層部２３の各組成が選ばれる。

ＳｉＯ_２系結晶相の割合についての上述したような特定的な関係が達成されるようにするため、第１の好ましい実施態様では、未焼成の表層部２４および２５に含まれるＳｉＯ_２の割合が、未焼成の内層部２３に含まれるＳｉＯ_２の割合よりも少なくされる。第２の好ましい実施態様では、未焼成の表層部２４および２５と未焼成の内層部２３とは互いに実質的に同組成の材料によって形成されており、未焼成の表層部２４および２５に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度が、未焼成の内層部２３に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度よりも高くされる。なお、これら第１および第２の好ましい実施態様の各々については、後述する実験例において、より具体的に説明する。

未焼成の内層部２３は、内層部セラミック層６となる内層部セラミックグリーンシート２６をもって構成され、未焼成の表層部２４および２５は、それぞれ、表層部セラミック層７および８となる表層部セラミックグリーンシート２７および２８をもって構成されている。なお、未焼成の積層構造体２１を作製するため、内層部セラミックグリーンシート２６ならびに表層部セラミックグリーンシート２７および２８が用意され、これらが所定の順序で積層され、次いで圧着されるのが通常であるが、セラミックグリーンシート２６〜２８の各々に対応する生のセラミック層を厚膜印刷により形成することによって、未焼成の積層構造体２１を作製するようにしてもよい。

上述した内層セラミックグリーンシート２６ならびに表層部セラミックグリーンシート２７および２８に関連して、多層セラミック基板１に備える導体パターンとしての導体膜９〜１１ならびにビアホール導体１２が設けられている。

次に、未焼成の積層構造体２１が焼成される。一例として、導体膜９〜１１ならびにビアホール導体１２の導電成分として銅が用いられ、未焼成の内層部２３ならびに未焼成の表層部２４および２５がＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料のための原料を含む組成である場合には、還元性雰囲気中において、９５０〜１０４０℃の温度で焼成される。この焼成の結果、図１に示した多層セラミック基板１が得られる。

なお、未焼成の内層部２３ならびに未焼成の表層部２４および２５が焼結する温度では実質的に焼結しないＡｌ_２Ｏ_３等の無機材料を含む、拘束用グリーンシートが用意され、未焼成の積層構造体２１の少なくとも一方の主面上に拘束用グリーンシートを配置した状態で焼成工程を実施してもよい。この場合、拘束用グリーンシートは、焼成工程において実質的に焼結しないので収縮が生じず、未焼成の積層構造体２１に対して主面方向での収縮を抑制するように作用する。その結果、得られた多層セラミック基板１の不所望な変形を抑制し、寸法精度を高めることができるとともに、焼成時において、未焼成の表層部２４および２５と未焼成の内層部２３との間で剥がれを生じにくくすることができる。

次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。

（実験例１）
実験例１は、ＳｉＯ_２割合によって生成結晶相の調整を行なう、第１の好ましい実施態様に対応している。

ＳｉＯ_２、ＢａＣＯ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＣａＣＯ_３およびＣｒ_２Ｏ_３の各粉末を用意し、これら粉末を表１の組成が得られるように調合し、混合し、次いで８５０℃の温度で仮焼した。得られた仮焼粉末を、ジルコニアボールミルで１２時間粉砕し、無機材料としての原料粉末を得た。

次に、この原料粉末に、トルエンおよびエキネンからなる有機溶剤を加えて混合し、さらに、バインダおよび可塑剤を加えて混合し、スラリーを得た。そして、このスラリーに対して、ドクターブレード法を適用して、厚さ５０μｍのセラミックグリーンシートを得た。

次に、これらセラミックグリーンシートを積み重ね、適当なサイズにカットした後、還元性雰囲気中において、９５０〜１０００℃の温度で焼成した。

このようにして得られた焼成後の各材料に係る焼結体について３点曲げ強度試験を行ない、抗折強度を測定した。また、各材料に係る焼結体の熱膨張係数をＴＭＡにて測定した。表１には、これらの結果が示されている。

他方、焼成後の各材料に係る焼結体を粉砕し、ＸＲＤにて結晶相およびその相からのピーク強度を調べた。表２に、その結果が示されている。

表２において、「クォーツ」については２θ＝２０．８°付近のピーク強度、「クリストバライト」については２θ＝２１．８°付近のピーク強度、「ＢａＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８」については２θ＝３４．０°付近のピーク強度、「ＢａＳｉ_２Ｏ_５」については２θ＝３３．０°付近のピーク強度、「Ａｌ_２Ｏ_３」については２θ＝３５．１°付近のピーク強度をそれぞれ求めたものである。

表１および表２から、組成を変化させることにより、生成される結晶相が変化していることがわかる。特に、クォーツ、クリストバライトなどのＳｉＯ_２系結晶相の割合が大きく変化しており、これが熱膨張係数の変化に現われている。

より具体的には、原料粉末の組成においてＳｉＯ_２の割合が比較的多い材料１、２および４では、クォーツおよび／またはクリストバライトのピーク強度が比較的高い（すなわち、存在割合が比較的多い）。そして、これら材料１、２および４では熱膨張係数が比較的大きい。

他方、原料粉末の組成においてＳｉＯ_２の割合が比較的少ない材料３、６および８では、クォーツおよび／またはクリストバライトのピーク強度が低い（すなわち、存在割合が比較的少ない）。そして、これら材料３、６および８では熱膨張係数が比較的小さい。

なお、各材料単体での抗折強度については、材料間で特に有意な差がなく、２１０〜２６０ＭＰａの範囲内にある。

次に、表３に示すように、上記材料１〜８の各々を組み合わせて表層部と内層部との各々において用いた多層セラミック基板を作製した。ここで、表層部の厚みは、上下それぞれ０．０５ｍｍとし、内層部の厚みは０．９ｍｍとした。

そして、各試料に係る多層セラミック基板の状態での抗折強度を測定した。表３に、その結果が示されている。また、表３には、表１に示した「熱膨張係数」から「（内層部の熱膨張係数）−（表層部の熱膨張係数）」の式によって算出した「熱膨張係数差」が表示されている。

表３において、＊を付した試料は、この発明の範囲外のものである。

表３から、表層部の熱膨張係数が内層部の熱膨張係数より小さい場合には、高い抗折強度が得られており、この抗折強度は、表１に示した抗折強度と比較すればわかるように、各材料単体の場合に比べて大幅に向上している。

（実験例２）
実験例２では、仮焼温度によって生成結晶相の調整を行なう、第２の好ましい実施態様に対応している。

実験例１における表１に示した材料２の組成を採用しながら、表４に示すように、８００℃、８５０℃、９００℃および９５０℃の各温度で仮焼したことを除いて、実験例１の場合と同様の条件を適用して、原料粉末を得、その後、同様の工程を経て、各材料に係る焼結体を得た。

そして、実験例１の場合と同様の方法により、各材料に係る焼結体単体での抗折強度および熱膨張係数を求めるとともに、結晶相およびその相からのピーク強度を調べた。

表４には、抗折強度および熱膨張係数が示され、表５には、結晶相およびピーク強度が示されている。なお、表４および表５において、材料２は、仮焼温度が８５０℃であるので、表１および表２に示した材料２と同じものである。

表４および表５から、仮焼温度の変更により、各材料の反応性が変化し、その結果、焼成後に生成した結晶相の割合が変化し、また、熱膨張係数が変化することがわかる。より具体的には、仮焼温度が高くなるに従って、クォーツ、クリストバライトのようなＳｉＯ_２系結晶相の割合が低くなり、また、熱膨張係数が小さくなることがわかる。

次に、実験例１の場合と同様、表４および表５に示した材料９、２、１０および１１の各々を組み合わせて表層部と内層部との各々において用いた多層セラミック基板を作製し、多層セラミック基板の状態での抗折強度を求めた。その結果が表６に示されている。表６には、表３の場合と同様にして求めた「熱膨張係数差」が示されている。

表６において、試料記号に＊を付したものは、この発明の範囲外のものである。

表６から、表層部の熱膨張係数が内層部の熱膨張係数より小さい場合には、高い抗折強度が得られており、これらの抗折強度は、表４に示した材料単体での抗折強度に比べて大幅に向上していることがわかる。

この発明の一実施形態による多層セラミック基板１を示す断面図である。 図１に示した多層セラミック基板１の製造の途中で作製される未焼成の積層構造体２１を示す断面図である。

符号の説明

１ 多層セラミック基板
３ 内層部
４，５ 表層部
９ 内部導体膜
１０，１１ 外部導体膜
１２ ビアホール導体
１３，１４ 表面実装型電子部品
２１ 未焼成の積層構造体
２３ 未焼成の内層部
２４，２５ 未焼成の表層部

Claims (10)

1. 第１の熱膨張係数を持つ表層部と前記第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層部とからなる積層構造を有する、多層セラミック基板であって、
   前記表層部および前記内層部は、ＳｉＯ_２系結晶相を含み、前記表層部における前記ＳｉＯ_２系結晶相の割合が、前記内層部における前記ＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも少ない、
   多層セラミック基板。
2. 前記ＳｉＯ_２系結晶相は、クォーツおよび／またはクリストバライトである、請求項１に記載の多層セラミック基板。
3. 前記表層部と前記内層部とは、前記ＳｉＯ_２系結晶相の割合を除き、互いに実質的に同組成の材料によって形成されている、請求項１または２に記載の多層セラミック基板。
4. 前記表層部および前記内層部は、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料によって形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の多層セラミック基板。
5. 前記ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、ＢａをＢａＯに換算して４．０〜５０．０重量％、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して２．０〜６０．０重量％、およびＳｉをＳｉＯ_２に換算して４．０〜７０．０重量％含有する、請求項４に記載の多層セラミック基板。
6. 前記表層部および／または前記内層部に関連して設けられ、かつ、銀または銅を主成分とする導体パターンをさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の多層セラミック基板。
7. 前記表層部の表面上に搭載される表面実装型電子部品をさらに備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の多層セラミック基板。
8. 第１の熱膨張係数を持つ表層部と前記第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層部とからなる積層構造を有する、多層セラミック基板を製造する方法であって、
   焼成されたとき前記表層部となる未焼成の表層部と、焼成されたとき前記内層部となる未焼成の内層部とからなる積層構造を有する、未焼成の積層構造体を作製する工程と、
   前記未焼成の積層構造体を焼成する工程と
   を備え、
   前記未焼成の表層部および前記未焼成の内層部は、少なくともＳｉＯ_２を含み、かつ、焼成されたとき、ＳｉＯ_２系結晶相を生成する材料を含み、焼成後において、前記表層部における前記ＳｉＯ_２系結晶相の割合は、前記内層部における前記ＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも少なくなるようにされる、
   多層セラミック基板の製造方法。
9. 前記未焼成の表層部に含まれるＳｉＯ_２の割合は、前記未焼成の内層部に含まれるＳｉＯ_２の割合よりも少ない、請求項８に記載の多層セラミック基板の製造方法。
10. 前記未焼成の表層部と前記未焼成の内層部とは互いに実質的に同組成の材料によって形成されており、前記未焼成の表層部に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度は、前記未焼成の内層部に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度よりも高い、請求項８に記載の多層セラミック基板の製造方法。

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