JP2009164507A - セラミック多層基板及びセラミック多層基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波に対応した低誘電率の配線構造を有したセラミック多層基板及びセラミッ
ク多層基板の製造方法を提供する。
【解決手段】中空領域２０の凹部２１に埋設した昇華性材料２２の上に形成した導電性微
粒子の集合体よりなる乾燥パターンを、昇華性材料２２が昇華する温度より低い温度で加
熱して、導電性微粒子の集合体を、昇華性材料２２が昇華する前に、メタル化して内部配
線１５にする。その後、昇華性材料２２を昇華させて中空領域２０を空間ＳＰにすること
により、メタル化した内部配線１５を空中内部配線１５ａにする。
【選択図】図９

Description

本発明は、セラミック多層基板及びセラミック多層基板の製造方法に関する。

低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics ）技術は、グリ
ーンシートと金属との一括焼成を可能にすることから、セラミックの層間に各種の受動素
子を組み込んだ素子内蔵基板を具現できる。システム・オン・パッケージ（ＳＯＰ）の実
装技術においては、電子部品の複合化や表面実装部品に発生する寄生効果の最小化を図る
ため、この素子内蔵基板（以下単に、ＬＴＣＣ多層基板という。）に関わる製造方法が鋭
意開発されている。

ＬＴＣＣ多層基板の製造方法では、複数のグリーンシートの各々に受動素子や配線等の
パターンを描画する描画工程と、該パターンを有する複数のグリーンシートを積層して圧
着する圧着工程と、圧着体を一括焼成する焼成工程とが順に実施される。

描画工程には、各種パターンの高密度化を図るため、導電性インクを微小な液滴にして
吐出する、いわゆるインクジェット法が提案されている（例えば、特許文献１）。インク
ジェット法は、数ピコリットル〜数十ピコリットルの液滴を用い、該液滴の吐出位置の変
更によってパターンの微細化や狭ピッチ化を可能にする。
特開２００５−５７１３９号公報

ところで、ＬＴＣＣ多層基板は、信号処理の高速化に伴い益々高周波対策の配線構造が
要求されている。一般に、高周波対策の配線構造として空中配線がある。空中配線は、誘
電率が低いため高周波対策の配線構造として注目されている。

しかしながら、ＬＴＣＣ多層基板は、パターンを有する複数のグリーンシートの積層構
造であるため、高周波に対応した低誘電率の配線構造を形成することが困難であった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高周波に対応
した低誘電率の配線構造を有したセラミック多層基板及びセラミック多層基板の製造方法
を提供することである。

本発明のセラミック多層基板は、グリーンシートの焼結体からなる複数の層の各々に配
線が形成されたセラミック多層基板であって、前記配線の周囲の少なくとも一部に中空が
形成されて、空中配線を形成した。

本発明のセラミック多層基板によれば、低誘電率の空中配線ができ高周波に対応した多
層基板となる。
このセラミック多層基板において、前記空中配線は、中空内部配線であってもよい。

このセラミック多層基板によれば、低誘電率の空中内部配線ができ高周波に対応した多
層基板となる。
このセラミック多層基板において、前記空中配線は、中空ビア配線であってもよい。

このセラミック多層基板によれば、低誘電率の空中ビア配線ができ高周波に対応した多
層基板となる。
本発明のセラミック多層基板の製造方法は、導電性微粒子を含んだ液状体を吐出手段に
て液滴にしてグリーンシートの描画面に吐出して、前記グリーンシートに液状パターンを
描画する描画工程と、前記液状パターンを乾燥させて前記グリーンシートに前記導電性微
粒子の集合体よりなる乾燥パターンを形成する乾燥工程と、前記乾燥パターンを形成した
複数の前記グリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程と、前記積層体を加圧し
圧着体を形成する圧着工程と、前記圧着体を焼成する焼成工程とを有したセラミック多層
基板の製造方法であって、前記液状パターンを描画する前に、前記乾燥パターンが形成さ
れる前記グリーンシートの描画面の一部に凹部を形成し、該凹部に昇華性材料を埋設して
中空領域を形成する中空領域形成工程と、前記乾燥工程の後であって、前記導電性微粒子
の集合体よりなる乾燥パターンを加熱して、前記導電性微粒子の集合体をメタル化して内
部配線を形成するメタル配線形成工程と、前記メタル配線形成工程の後であって、前記中
空領域の凹部に埋設した昇華性材料を加熱して、該昇華性材料を昇華させて、前記メタル
化した内部配線を空中内部配線にする空中配線形成工程とを設けた。

本発明のセラミック多層基板の製造方法によれば、中空領域の凹部に埋設した昇華性材
料の上に形成した導電性微粒子の集合体よりなる乾燥パターンを加熱すると、導電性微粒
子の集合体は、昇華性材料が昇華する前に、メタル化して内部配線を形成する。その後、
中空領域の凹部に埋設した昇華性材料を加熱して、昇華性材料を昇華させて中空領域に空
間を形成することにより、メタル化した内部配線は空中内部配線となる。

従って、セラミック多層基板に簡単に空中内部配線を形成できる。
本発明のセラミック多層基板の製造方法は、導電性微粒子を含んだ液状体を吐出手段に
て液滴にしてグリーンシートの描画面に吐出して、前記グリーンシートに液状パターンを
描画する描画工程と、前記液状パターンを乾燥させて前記グリーンシートに前記導電性微
粒子の集合体よりなる乾燥パターンを形成する乾燥工程と、前記乾燥パターンを形成した
複数の前記グリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程と、前記積層体を加圧し
圧着体を形成する圧着工程と、前記圧着体を焼成する焼成工程とを有したセラミック多層
基板の製造方法であって、前記液状パターンを描画する前に、前記グリーンシートのビア
ホールが形成される位置に前記ビアホールよりも大径の大径ビアホールを貫通形成し、該
大径ビアホールに昇華性材料を埋設した後、前記昇華性材料を埋設した大径ビアホールに
前記ビアホールのための小径ビアホールを形成し、該小径ビアホールと前記大径ビアホー
ルの間に前記昇華性材料よりなる中空領域を形成する中空領域形成工程と、前記小径ビア
ホールに、前記導電性微粒子の集合体よりなるパターンを充填する充填工程と、前記乾燥
工程の後であって、前記小径ビアホールに充填した前記導電性微粒子の集合体よりなるパ
ターンを加熱して、前記導電性微粒子の集合体をメタル化してビア配線を形成するメタル
配線形成工程と、前記メタル配線形成工程の後であって、前記中空領域に充填した昇華性
材料を加熱して、該昇華性材料を昇華させて、前記メタル化したビア配線を空中ビア配線
にする空中配線形成工程とを設けた。

本発明のセラミック多層基板の製造方法によれば、小径ビアホールに充填した導電性微
粒子の集合体よりなるパターンを加熱すると、導電性微粒子の集合体は、昇華性材料が昇
華する前に、メタル化してビア配線を形成する。その後、中空領域の大径ビアホールに埋
設した昇華性材料を加熱して、昇華性材料を昇華させて中空領域に空間を形成することに
より、メタル化したビア配線は空中ビア配線となる。

従って、セラミック多層基板に簡単に空中ビア配線を形成できる。
このセラミック多層基板の製造方法において、前記焼成工程に、前記メタル配線形成工
程と前記空中配線形成工程を含んでもよい。

このセラミック多層基板の製造方法によれば、焼成工程において、まず、メタル化した
配線が形成された後、昇華性材料を昇華させて中空領域に空間を形成してメタル化した内
部配線（又はビア配線）を空中内部配線（又は空中ビア配線）する。続いて、最後に、圧
着体を焼成させてセラミック多層基板は製造される。

従って、メタル配線形成工程と空中配線形成工程を焼成工程の中で、一連となって行う
ため、効率よく空中内部配線（又は空中ビア配線）を作ることができる。
このセラミック多層基板の製造方法において、昇華性材料は、グリーンシートの組成物
の有機バインダであってもよい。

この発明によれば、昇華性材料としての有機バインダは、グリーンシートが焼結する前
に、昇華する。
このセラミック多層基板の製造方法において、前記導電性微粒子は、銀微粒子であって
もよい。

この発明によれば、銀よりなる空中内部配線（又は空中ビア配線）をつくることができ
る。

以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図９に従って説明する。図１は、本発
明の製造方法を用いて製造したセラミック多層基板からなる回路モジュールの断面図であ
る。

図１において、回路モジュール１０は、セラミック多層基板としての低温焼成セラミッ
ク（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics ）多層基板１１と、ＬＴＣＣ多層基
板１１に接続された半導体チップ１２とを有する。

ＬＴＣＣ多層基板１１は、複数のＬＴＣＣ基板１３を有する。各ＬＴＣＣ基板１３は、
それぞれグリーンシートの焼結体であって、厚みが数十μ〜数百μｍで形成されている。
各ＬＴＣＣ基板１３には、それぞれ抵抗素子、容量素子、コイル素子等の各種の内部素子
１４と、各内部素子１４に電気的に接続する内部配線１５とが形成される。また、各ＬＴ
ＣＣ基板１３には、ビアホールＢＨが形成され、そのビアホールＢＨにビア配線１６が形
成されている。

また、ＬＴＣＣ多層基板１１に形成された内部配線１５には、ＬＴＣＣ基板１３に形成
した空間ＳＰに形成された空中内部配線１５ａが含まれている。空中内部配線１５ａは、
他の内部配線１５と相違して、空間ＳＰに形成されていることから低誘電率の配線構造と
なる。

そして、内部素子１４、内部配線１５（空中内部配線１５ａ）、及びビア配線１６は、
それぞれ導電性微粒子の焼結体であり、導電性インクを用いるインクジェット法によって
形成される。

次に、上記ＬＴＣＣ多層基板１１の製造方法を図２〜図９に従って説明する。図２はＬ
ＴＣＣ多層基板１１の製造方法を示すフローチャートであり、図３〜図９はそれぞれＬＴ
ＣＣ多層基板１１の製造方法を示す工程図である。

図２において、ＬＴＣＣ多層基板１１の製造方法では、ＬＴＣＣ基板１３の前駆体であ
るグリーンシートに空中内部配線１５ａを形成する中空領域を形成するための中空領域形
成工程（ステップＳ１０）、中空領域を形成したグリーンシートに液状パターンを描画す
る描画工程（ステップＳ１１）と、該液状パターンを乾燥し導電性微粒子の集合体よりな
る乾燥パターンを形成する乾燥工程（ステップＳ１２）とが順に実行される。次に、ＬＴ
ＣＣ多層基板１１の製造方法では、複数のグリーンシートを積層して積層体を形成する積
層工程（ステップＳ１３）と、該積層体を減圧包装する減圧包装工程（ステップＳ１４）
と、該積層体を圧着して圧着体を形成する圧着工程（ステップＳ１５）と、該圧着体を焼
成する焼成工程（ステップＳ１６）とが順に実行される。
（中空領域形成工程）
図３において、中空領域形成工程では、グリーンシート１８に空中内部配線１５ａを形
成するための中空領域２０を形成する工程である。

図３（ａ）において、グリーンシート１８は、ガラスセラミック粉末やバインダ等を含
むガラスセラミック組成物からなる層である。グリーンシート１８の膜厚は、内部素子１
４としてコンデンサ素子を形成する場合に数十μｍで形成され、他の層においては１００
μｍ〜２００μｍで形成される。このグリーンシート１８は、ドクターブレード法やリバ
ースロールコータ法等のシート成形法を用い、分散媒でスラリー化したガラスセラミック
組成物をキャリアフィルムＣＦ（図４参照）の上に塗布し、該塗布膜をハンドリング可能
な状態に乾燥することによって得られる。

分散媒としては、例えば界面活性剤やシランカップリング剤等を用いることができ、ガ
ラスセラミック粉末を均一に分散させるものであれば良い。
ガラスセラミック粉末は、０．１μｍ〜５μｍの平均粒径を有する粉末であり、例えば
アルミナやフォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合したガラス複
合セラミックを用いることができる。また、ガラスセラミック粉末としては、ＺｎＯ−Ｍ
ｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラスセラミック、ＢａＯ
−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系セラミック粉末やＡｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ｂ
２Ｏ３系セラミック粉末等を用いた非ガラス系セラミックを用いても良い。

バインダは、ガラスセラミック粉末の結合剤としての機能を有し、後工程の焼成工程（
約５５０℃：空中配線形成工程）で分解して容易に除去できる有機高分子である。バイン
ダとしては、例えばブチラール系、アクリル系、セルロース系等のバインダ樹脂を用いる
ことができる。アクリル系のバインダ樹脂としては、例えばアルキル（メタ）アクリレー
ト、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコール（メタ）アク
リレート、シクロアルキル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート化合物の単独
重合体を用いることができる。また、アクリル系のバインダ樹脂としては、該（メタ）ア
クリレート化合物の２種以上から得られる共重合体、あるいは（メタ）アクリレート化合
物と不飽和カルボン酸類等の他の共重合性単量体から得られる共重合体を用いることがで
きる。

なお、バインダは、例えばアジピン酸エステル系可塑剤、ジオクチルフタレート（ＤＯ
Ｐ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）フタル酸エステル系可塑剤、グリコールエステル系
可塑剤等の可塑剤を含有しても良い。

グリーンシート１８には、図３（ａ）に示すように、打ち抜き加工やレーザ加工によっ
て、数十μｍ〜数百μｍの孔径からなる円形孔や円錐孔（以下単に、ビアホールＢＨとい
う。）が貫通形成されている。ビアホールＢＨには、導体性ペーストを用いたスキージ法
や導電性インクを用いたインクジェット法等によって、銀、金、銅、パラジウム等の導電
材料１９が前工程で充填されている。

次に、図３（ｂ）に示すように、グリーンシート１８の空中内部配線１５ａを形成する
位置（中空領域２０）には、レーザ加工等にて凹部２１が形成され、その凹部２１には、
図３（ｃ）に示すように、昇華性材料２２が充填される。

昇華性材料２２は、前記グリーンシート１８のバインダと同じ、後工程の焼成工程（約
５５０℃：空中配線形成工程）で分解して容易に除去できる有機高分子である。昇華性材
料２２としては、例えばブチラール系、アクリル系、セルロース系等のバインダ樹脂を用
いることができる。アクリル系のバインダ樹脂としては、例えばアルキル（メタ）アクリ
レート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコール（メタ）
アクリレート、シクロアルキル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート化合物の
単独重合体を用いることができる。また、アクリル系の昇華性材料樹脂としては、該（メ
タ）アクリレート化合物の２種以上から得られる共重合体、あるいは（メタ）アクリレー
ト化合物と不飽和カルボン酸類等の他の共重合性単量体から得られる共重合体を用いるこ
とができる。

なお、昇華性材料２２は、例えばアジピン酸エステル系可塑剤、ジオクチルフタレート
（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）フタル酸エステル系可塑剤、グリコールエス
テル系可塑剤等の可塑剤を含有しても良い。

各グリーンシート１８のビアホールＢＨに導電材料１９が充填されるとともに、各グリ
ーンシート１８の空中内部配線１５ａを形成する位置（中空領域２０）に形成した凹部２
１に昇華性材料２２が充填されると、中空領域形成工程が終了し、描画工程に移る。
（描画工程）
図４において、描画工程では、液滴吐出装置３１が用いられる。

液滴吐出装置３１は、グリーンシート１８を載置するための載置プレート３２と、液状
体としての導電性インクＩｋを貯留するインクタンク３３と、インクタンク３３の導電性
インクＩｋをグリーンシート１８の描画面１８ａに吐出する吐出手段としての液滴吐出ヘ
ッド３４とを有する。

載置プレート３２は、グリーンシート１８と略同じサイズの剛性材料からなる板材であ
って、グリーンシート１８を位置決めするための位置決めピン３２Ｐと、グリーンシート
１８を加熱するためのヒータ３２Ｈとを有する。そして、グリーンシート１８が載置プレ
ート３２に載置されるとき、グリーンシート１８に形成した位置決め孔Ｈに位置決めピン
３２Ｐを挿通させることにより、載置プレート３２は描画面１８ａの各位置を液滴吐出ヘ
ッド３４に対して位置決めする。

また、載置プレート３２にグリーンシート１８を載置しているとき、載置プレート３２
は、ヒータ３２Ｈを駆動し、グリーンシート１８を予め定めた描画温度に加熱するように
なっている。

導電性インクＩｋは、導電性微粒子Ｉａを分散媒Ｉｂに分散させた導電性微粒子Ｉａの
分散系であり、微小な液滴Ｄを吐出可能にするために、その粘度が２０ｃＰ以下に調整さ
れている。

導電性微粒子Ｉａは、数ｎｍ〜数十ｎｍの粒径を有する微粒子であり、例えば金、銀、
銅、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、コバ
ルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム等の金属、ある
いは、これらの合金を用いることができる。これら数ｎｍ〜数十ｎｍの粒径の導電性微粒
子は、粒径が非常に小さいことから、非常に低い温度、例えば百数十℃で粒子同士が融着
しメタル化する。

本実施形態では、導電性微粒子Ｉａとして銀微粒子を用いている。従って、数ｎｍ〜数
十ｎｍの粒径を有する銀微粒子は、百数十℃で粒子同士が融着しメタル化する。
分散媒Ｉｂは、導電性微粒子Ｉａを均一に分散させるものであれば良く、例えば水や水
を主成分とする水溶液系、あるいはテトラデカン等の有機溶剤を主成分とする有機系を用
いることができる。

液滴吐出ヘッド３４は、インクタンク３３に連通するキャビティ３５と、キャビティ３
５に連通するノズル３６と、キャビティ３５に連結される圧力発生素子３７とを備えてい
る。キャビティ３５は、インクタンク３３からの導電性インクＩｋを収容し、インクタン
ク３３からの該導電性インクＩｋをノズル３６に供給する。

ノズル３６は、数十μｍの開口を有するノズルである。圧力発生素子３７は、キャビテ
ィ３５の容積を変更する圧電素子や静電容量素子、あるいはキャビティ３５の温度を変更
する抵抗加熱素子であり、キャビティ３５の内部に所定圧力を発生させる。圧力発生素子
３７が駆動するとき、ノズル３６は、導電性インクＩｋの気液界面（メニスカス）を振動
させ、該導電性インクＩｋを数ピコリットル〜数十ピコリットルの液滴Ｄにして吐出する
。

描画工程では、グリーンシート１８と液滴吐出ヘッド３４とが描画面１８ａの面方向に
相対移動し、ノズル３６からの複数の液滴Ｄがそれぞれ描画面１８ａに着弾して該描画面
１８ａの上で合一する。これによって、所定方向に連続する液状パターンＰＬが描画面１
８ａの上に形成される。そして、凹部２１に充填された昇華性材料２２上にも、液状パタ
ーンＰＬが形成される。

また、グリーンシート１８の温度は予め定めた描画温度に加熱されていることから、液
状パターンＰＬは、分散媒Ｉｂの一部の蒸発によって増粘して描画面１８ａに沿う濡れ広
がりが抑えられるようになっている。

グリーンシート１８への液状パターンＰＬの描画が完了すると、次に乾燥工程に移る。
（乾燥工程）
図５において、乾燥工程では、描画工程後の液状パターンＰＬが形成されたグリーンシ
ート１８が乾燥炉等の乾燥装置に搬入され、該液状パターンＰＬを有する状態で予め定め
られた乾燥温度に加熱される。グリーンシート１８の温度が予め定められた乾燥温度で加
熱されていることから、液状パターンＰＬは、その乾燥をさらに促進させる。これによっ
て、液状パターンＰＬの分散媒Ｉｂの殆どが蒸発し、導電性微粒子Ｉａの集合体からなる
乾燥パターンＰＤが描画面１８ａの上に形成される。

このように、乾燥装置にて、グリーンシート１８に描画された液状パターンＰＬが乾燥
されて乾燥パターンＰＤになると、次に積層工程に移る。
（積層工程）
図６において、積層工程では、複数のグリーンシート１８を積層するためのベースプレ
ート４１が用いられる。ベースプレート４１は、グリーンシート１８と略同じサイズの剛
性材料からなる板材であって、複数のグリーンシート１８を位置決めする位置決めピン４
１Ｐを有する。

積層工程では、まず、１層目のグリーンシート１８がベースプレート４１に載置される
。位置決めピン４１Ｐが位置決め孔Ｈに挿通されることによって、１層目のグリーンシー
ト１８がベースプレート４１に位置決めされる。

次いで、２層目のグリーンシート１８が、１層目のグリーンシート１８の上に載置され
る。２層目のグリーンシート１８は、位置決めピン４１Ｐが位置決め孔Ｈに挿通されるこ
とによって位置決めされ、１層目のグリーンシート１８のみが１層目のグリーンシート１
８の上に積層される。

以後同様に、所定層数のグリーンシート１８が順に積層され、複数のグリーンシート１
８からなる積層体（以下単に、積層体４２という。）が形成される。
複数のグリーンシート１８が積層されるとき、図７に示すように、隣合うグリーンシー
ト１８であって、一方のグリーンシート１８に昇華性材料２２が充填された凹部２１が形
成されているとき、他方のグリーンシート１８の相対向する位置に形成された昇華性材料
２２を充填した凹部２１が重なり合うようになっている。
（減圧包装工程）
図８において、減圧包装工程では、カバープレート４３と真空包装袋５０とが用いられ
る。カバープレート４３は、ベースプレート４１と略同じサイズの剛性材料からなる板材
であって、ベースプレート４１の各位置決めピン４１Ｐを挿通可能にする複数の挿通孔４
３ｈを有する。真空包装袋５０は、ベースプレート４１、カバープレート４３、及び積層
体４２を封入可能な柔軟性を有する包装袋である。

減圧包装工程では、まず、位置決めピン４１Ｐがカバープレート４３の挿通孔４３ｈに
挿通され、ベースプレート４１とカバープレート４３とによって積層体４２が挟持される
。ベースプレート４１とカバープレート４３は、積層体４２を挟持した状態で真空包装袋
５０に収容され、シーラ等を用いた吸引によって真空包装袋５０の内部に真空封入される
。真空封入された積層体４２は、真空包装袋５０、ベースプレート４１、及びカバープレ
ート４３を介した大気圧を受けて圧着される。
（圧着工程）
圧着工程では、減圧包装後の積層体４２が静水圧プレス装置に搬入され、該積層体４２
に静水圧が加えられることによって圧着体が形成される。積層体４２は、静水圧を加えら
れる間、乾燥パターンＰＤはグリーンシート１８を介して押圧される。
（焼成工程）
焼成工程では、圧着工程で得られる圧着体がベースプレート４１から取り出され、該圧
着体が所定の焼成炉に搬入されて焼成される。

焼成は、以下の手順で行われる。
焼成炉内の温度を百数十℃にして、各グリーンシート１８に描画された乾燥パターンＰ
Ｄの各導電性微粒子Ｉａ同士が融着させて、導電性微粒子Ｉａの集合体からなる乾燥パタ
ーンＰＤを、メタル化して配線を形成する（メタル配線形成工程）。このとき、凹部２１
に充填した昇華性材料２２上に形成した導電性微粒子Ｉａの集合体からなる乾燥パターン
ＰＤも、図９（ａ）に示すように、導電性微粒子Ｉａの集合体もメタル化して内部配線１
５となる。

乾燥パターンＰＤを、堅くて曲がらないメタル化した内部配線１５にした後、焼成炉内
の温度を３００℃、そして、３００℃から６００℃と徐々に温度を上げる。温度が３００
℃から６００℃に上昇する過程において、グリーンシート１８に含まれているバインダが
昇華する（中空配線形成工程）。

このとき、凹部２１に充填されている昇華性材料２２も昇華しガスとなって消失する。
昇華性材料２２が昇華し消失すると、昇華性材料２２を充填していた凹部２１にて空間Ｓ
Ｐが形成される。そして、凹部２１に充填した昇華性材料２２上に形成されていたメタル
化した内部配線１５は、その空間ＳＰに浮いた状態で配置される。つまり、空間ＳＰに浮
いた状態で配置されたメタル化した内部配線１５は、図９（ｂ）に示すように、空中内部
配線１５ａとなる。

グリーンシート１８に含まれているバインダが昇華されると、焼成炉内の温度を、例え
ば８００℃〜９０００℃に上げ、グリーンシート１８を焼成する。この焼成温度はグリー
ンシート１８の組成に応じて適宜変更されるが、前記メタル化した内部配線１５（空中内
部配線１５ａ）が空間ＳＰ内で形を崩さない温度である。

焼成が完了し焼成炉から圧着体を取り出し冷ますことによって、ＬＴＣＣ多層基板１１
が成形される。
なお、乾燥パターンＰＤとして銀、金、白金、パラジウム等を用いる場合には大気中で
焼成しても良い。焼成工程では、圧着工程における静水圧よりも小さい圧力で圧着体を加
圧しながら焼成しても良い。これによれば、ＬＴＣＣ多層基板１１の平坦性が向上され、
グリーンシート１８の反りや剥離を防止できる。

次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、ＬＴＣＣ多層基板１１に、空中内部配線１５ａを形成し
た。従って、空中内部配線１５ａは、他の内部配線１５と相違して、低誘電率の配線構造
となる。その結果、ＬＴＣＣ多層基板１１は、高周波に対応した多層基板となり、高周波
対応の回路モジュール１０に使用することができる。

（２）本実施形態によれば、中空領域２０の凹部２１に埋設した昇華性材料２２の上に
形成した導電性微粒子Ｉａの集合体よりなる乾燥パターンＰＤを、昇華性材料２２が昇華
する温度より低い温度で加熱して、導電性微粒子Ｉａの集合体を、昇華性材料２２が昇華
する前に、メタル化して内部配線１５にした。その後、中空領域２０の凹部２１に埋設し
た昇華性材料２２をグリーンシート１８の焼結温度より低い温度で加熱して、昇華性材料
２２を昇華させて中空領域２０を空間ＳＰにすることにより、メタル化した内部配線１５
を空中内部配線１５ａにした。

そして、最後に、空中内部配線１５ａが形を崩さない温度であってグリーンシート１８
を焼結させる温度まで加熱して多層基板１１を製造した。
従って、空中内部配線１５ａは、グリーンシート１８を前工程で中空領域２０を形成す
る以外は、多層基板１１の一連の製造工程で簡単に作ることができる。

（３）本実施形態によれば、メタル配線形成工程と空中配線形成工程が焼成工程の中で
、一連となって行うため、効率のよく空中内部配線１５ａを作ることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０及び図１１に従って説明する。なお、本実
施形態では、ＬＴＣＣ多層基板１１に形成された多数のビア配線１６の一部を空中ビア配
線１６ａにした点が、第１実施形態と相違する。そのため、説明の便宜上、相違する部分
についてのみ説明する。

尚、グリーンシート１８には、打ち抜き加工やレーザ加工によって、数十μｍ〜数百μ
ｍの孔径からなるビアホールＢＨが貫通形成されている。ビアホールＢＨには、導体性ペ
ーストを用いたスキージ法や導電性インクを用いたインクジェット法等によって、後工程
でビア配線１６となる銀からなる導電材料が前工程で充填されている。

又、図１０（ａ）に示すように、グリーンシート１８の空中ビア配線１６ａを形成する
位置（中空領域２０）には、打ち抜き加工やレーザ加工等にてビアホールＢＨより大径の
大径ビアホールＢＨ１が形成される。そして、図１０（ｂ）に示しように、その大径ビア
ホールＢＨ１には、昇華性材料２２が充填される（充填工程）。

大径ビアホールＢＨ１に昇華性材料２２が充填されると、その昇華性材料２２が充填さ
れた大径ビアホールＢＨ１に、図１０（ｃ）に示すように、該大径ビアホールＢＨ１より
小径の小径ビアホールＢＨ２を、打ち抜き加工やレーザ加工にて開ける。

小径ビアホールＢＨ２が形成されると、該小径ビアホールＢＨ２、導電性インクＩｋを
用いたインクジェット法によって、後工程で空中ビア配線１６ａとなる銀からなる導電性
微粒子からなる中空ビアパターンＢＰが、図１０（ｄ）に示すように、充填（描画）され
る。続いて、図１０（ｅ）に示すように、各グリーンシート１８の描画面１８ａに内部配
線１５のための液状パターンＰＬを形成する。

そして、乾燥工程を経て、図１１（ａ）に示すように、複数のグリーンシート１８を積
層する。つまり、中空ビアパターンＢＰを、上側のグリーンシート１８に形成した乾燥パ
ターンＰＤと下側のグリーンシート１８に形成した乾燥パターンＰＤと接続されるように
積層する。

そして、減圧包装工程、圧着行程を経て、焼成工程において、図１１（ｂ）に示すよう
に、小径ビアホールＢＨ２の導電性微粒子からなる中空ビアパターンＢＰは、メタル化し
たビア配線１６となる。やがて、メタル化した配線の周りに充填されていた昇華性材料２
２が昇華しガスとなって消失し空間ＳＰが形成される。そして、空間ＳＰに配置されたメ
タル化したビア配線１６は、図１１（ｃ）に示すように、空中ビア配線１６ａとなる。

本実施形態においても、ビア配線１６を、誘電率の低い空中ビア配線１６ａにすること
ができる。従って、この空中ビア配線１６ａを有したセラミック多層基板１１は、高周波
に対応したセラミック多層基板となる。

次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、多層基板１１に、空中ビア配線１６ａを形成した。従っ
て、空中ビア配線１６ａは、他のビア配線１６と相違して、低誘電率の配線構造となる。
その結果、ＬＴＣＣ多層基板１１は、高周波に対応した多層基板となり、高周波対応の回
路モジュール１０に使用することができる。

（２）本実施形態によれば、小径ビアホールＢＨ２に充填した導電性微粒子Ｉａの集合
体よりなる中空ビアパターンＢＰを、昇華性材料２２が昇華する温度より低い温度で加熱
して、導電性微粒子Ｉａの集合体を、昇華性材料２２が昇華する前に、メタル化してビア
配線１６にした。

その後、大径ビアホールＢＨ１に埋設した昇華性材料２２をグリーンシート１８の焼結
温度より低い温度で加熱して、昇華性材料２２を昇華させて中空領域２０を空間ＳＰにす
ることにより、メタル化したビア配線１６は空中ビア配線１６ａとなる。

そして、最後に、空中ビア配線１６ａが形を崩さない温度であってグリーンシート１８
を焼結させる温度まで加熱して多層基板１１を製造した。
従って、第１実施形態と同様に、空中ビア配線１６ａは、グリーンシート１８を前工程
で中空領域２０を形成する以外は、多層基板１１の一連の製造工程で簡単に作ることがで
きる。

（３）本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、メタル配線形成工程と空中配線形
成工程が焼成工程の中で、一連となって行うため、効率のよく空中ビア配線１６ａを作る
ことができる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１実施形態では、空中内部配線１５ａを、第２実施形態では空中ビア配線１６ａを
有した多層基板１１に具体化したが、空中内部配線１５ａ及び空中ビア配線１６ａを具備
した多層基板１１に応用してもよい。

・第１実施形態では、中空領域２０の凹部として底部を有する凹部２１にしたが、図１
２に示すように、中空領域２０の凹部としてグリーンシート１８を貫通する形状の貫通穴
２１ａであってもよい。

つまり、図１２（ａ）に示すように、前工程で、打ち抜き加工やレーザ加工によって形
成されたビアホールＢＨに、銀、金、銅、パラジウム等の導電材料１９が充填されている
グリーンシート１８に対して、図１２（ｂ）に示すように、グリーンシート１８の空中内
部配線１５ａを形成する位置（中空領域２０）に、打ち抜き加工やレーザ加工等にて凹部
としての貫通穴２１ａを貫通形成する。そして、その貫通穴２１ａに対して、図１２（ｃ
）に示すように、昇華性材料２２をする。

以後、第１実施形態と同様な工程を得ることによって、同様な空中内部配線１５ａを形
成することができる。
・第１実施形態では、複数のグリーンシート１８が積層されるとき、図７に示すように
、隣合うグリーンシート１８であって、一方のグリーンシート１８に昇華性材料２２が充
填された凹部２１が形成されているとき、他方のグリーンシート１８の相対向する位置に
形成された昇華性材料２２を充填した凹部２１が重なり合うようにした。これを、いずれ
か一方を省略してもよい。この場合、上側又は下側に空間ＳＰが形成された空中内部配線
１５ａが形成される。

・上記実施形態では、積層工程において、グリーンシート１８を加熱してグリーンシー
ト１８の硬度を軟化させてもよい。
これによって、減圧包装時にグリーンシート１８が軟化する分だけ、大気圧による乾燥
パターンＰＤにかかる負荷は低減し変形等が抑えられる。この結果、ＬＴＣＣ基板１３に
形成するパターンの加工精度を向上できる。

・上記実施形態によれば、圧着工程において、グリーンシート１８を加熱してグリーン
シート１８を軟化させてもよい。
これによって、グリーンシート１８が軟化する分だけ、静水圧による乾燥パターンＰＤ
にかかる負荷は低減し変形等が抑えられる。この結果、ＬＴＣＣ基板１３に形成するパタ
ーンの加工精度を向上できる。

・上記実施形態では、描画工程において、グリーンシート１８を描画温度に加熱したが
、これを省略してもよい。
・上記実施形態では、ベースプレート４１とカバープレート４３とによって挟持された
積層体４２を減圧包装した。これに限らず、例えばベースプレート４１に載置された積層
体４２、すなわちカバープレート４３を用いない状態で積層体４２を減圧包装しても良く
、また積層体４２のみを減圧包装する構成であっても良い。

・上記実施形態では、液滴吐出手段を、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド３４に具体
化した。これに限らず、液滴吐出ヘッドを、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッドに
具体化してもよい。

回路モジュールを示す断面図。 セラミック多層基板の製造方法を示すフローチャート。 セラミック多層基板の製造方法の中空領域形成工程を説明する図であって、（ａ）は中空領域形成前のグリーンシートの断面図、（ｂ）は中空領域の凹部を示すグリーンシートの断面図、（ｃ）は凹部に昇華性材料を充填した状態を示す断面図。 セラミック多層基板の製造方法の描画工程を示す図。 セラミック多層基板の製造方法の乾燥工程を示す図。 セラミック多層基板の製造方法の積層工程を示す図。 凹部に充填した昇華性材料部分におけるグリーンシートの積層状態を示す断面図。 セラミック多層基板の製造方法の減圧包装工程を示す図。 （ａ）は焼成工程においてメタル化した配線を示す断面図、（ｂ）は焼成工程において空中配線を示す断面図。 第２実施形態を説明する図であって、（ａ）は中空領域に形成した大径ビアホールを示すグリーンシートの断面図、（ｂ）は大径ビアホールに昇華性材料を充填した状態を示すグリーンシートの断面図、（ｃ）は小径ビアホールを示すグリーンシートの断面図、（ｄ）は小径ビアホールに形成した中空ビアパターンを示すグリーンシートの断面図、（ｅ）はグリーンシートの描画面に描画した液状パターンを示すグリーンシートの断面図。 第２実施形態を説明する図であって、（ａ）はビアホールに充填した昇華性材料部分におけるグリーンシートの積層状態を示す断面図、（ｂ）はメタル化した配線を示す断面図、（ｃ）は空中配線を示す断面図。 セラミック多層基板の製造方法の別例を説明する図であって、（ａ）は中空領域形成前のグリーンシートの断面図、（ｂ）は中空領域の凹部を示すグリーンシートの断面図、（ｃ）は凹部に昇華性材料を充填した状態を示す断面図。

符号の説明

ＢＨ…ビアホール、ＢＨ１…大径ビアホール、ＢＨ２…小径ビアホール、ＢＰ…中空ビ
アパターン、Ｄ…液滴、Ｉａ…導電性微粒子、Ｉｋ…導電性インク、ＰＬ…液状パターン
、ＰＤ…乾燥パターン、１１…セラミック多層基板、１５…内部配線、１５ａ…空中内部
配線、１６…ビア配線、１６ａ…空中ビア配線、１８…グリーンシート、１８ａ…描画面
、２０…中空領域、２１…凹部、２１ａ…貫通穴、２２…昇華性材料、３１…液滴吐出装
置、３４…液滴吐出ヘッド、４２…積層体、５０…真空包装袋。

Claims (8)

1. グリーンシートの焼結体からなる複数の層の各々に配線が形成されたセラミック多層基板
   であって、
   前記配線の周囲の少なくとも一部に中空が形成されて、空中配線を形成していることを
   特徴とするセラミック多層基板。
2. 請求項１に記載のセラミック多層基板において、
   前記空中配線は、中空内部配線であることを特徴とするセラミック多層基板。
3. 請求項１に記載のセラミック多層基板において、
   前記空中配線は、中空ビア配線であることを特徴とするセラミック多層基板。
4. 導電性微粒子を含んだ液状体を吐出手段にて液滴にしてグリーンシートの描画面に吐出し
   て、前記グリーンシートに液状パターンを描画する描画工程と、
   前記液状パターンを乾燥させて前記グリーンシートに前記導電性微粒子の集合体よりな
   る乾燥パターンを形成する乾燥工程と、
   前記乾燥パターンを形成した複数の前記グリーンシートを積層して積層体を形成する積
   層工程と、
   前記積層体を加圧し圧着体を形成する圧着工程と、
   前記圧着体を焼成する焼成工程と
   を有したセラミック多層基板の製造方法であって、
   前記液状パターンを描画する前に、前記乾燥パターンが形成される前記グリーンシート
   の描画面の一部に凹部を形成し、該凹部に昇華性材料を埋設して中空領域を形成する中空
   領域形成工程と、
   前記乾燥工程の後であって、前記導電性微粒子の集合体よりなる乾燥パターンを加熱し
   て、前記導電性微粒子の集合体をメタル化して内部配線を形成するメタル配線形成工程と
   、
   前記メタル配線形成工程の後であって、前記中空領域の凹部に埋設した昇華性材料を加
   熱して、該昇華性材料を昇華させて、前記メタル化した内部配線を空中内部配線にする空
   中配線形成工程と
   を設けたことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
5. 導電性微粒子を含んだ液状体を吐出手段にて液滴にしてグリーンシートの描画面に吐出し
   て、前記グリーンシートに液状パターンを描画する描画工程と、
   前記液状パターンを乾燥させて前記グリーンシートに前記導電性微粒子の集合体よりな
   る乾燥パターンを形成する乾燥工程と、
   前記乾燥パターンを形成した複数の前記グリーンシートを積層して積層体を形成する積
   層工程と、
   前記積層体を加圧し圧着体を形成する圧着工程と、
   前記圧着体を焼成する焼成工程と
   を有したセラミック多層基板の製造方法であって、
   前記液状パターンを描画する前に、前記グリーンシートのビアホールが形成される位置
   に前記ビアホールよりも大径の大径ビアホールを貫通形成し、該大径ビアホールに昇華性
   材料を埋設した後、前記昇華性材料を埋設した大径ビアホールに前記ビアホールのための
   小径ビアホールを形成し、該小径ビアホールと前記大径ビアホールの間に前記昇華性材料
   よりなる中空領域を形成する中空領域形成工程と、
   前記小径ビアホールに、前記導電性微粒子の集合体よりなるパターンを充填する充填工
   程と、
   前記乾燥工程の後であって、前記小径ビアホールに充填した導電性微粒子の集合体より
   なるパターンを加熱して、前記導電性微粒子の集合体をメタル化してビア配線を形成する
   メタル配線形成工程と、
   前記メタル配線形成工程の後であって、前記中空領域に充填した昇華性材料を加熱して
   、該昇華性材料を昇華させて、前記メタル化したビア配線を空中ビア配線にする空中配線
   形成工程と
   を設けたことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
6. 請求項４又は５に記載のセラミック多層基板の製造方法において、
   前記焼成工程に、前記メタル配線形成工程と前記空中配線形成工程を含むことを特徴と
   するセラミック多層基板の製造方法。
7. 請求項４〜６のいずれか１に記載のセラミック多層基板の製造方法において、
   前記昇華性材料は、前記グリーンシートの組成物の有機バインダであることを特徴とす
   るセラミック多層基板の製造方法。
8. 請求項４〜７のいずれか１に記載のセラミック多層基板の製造方法において、
   前記導電性微粒子は、銀微粒子であることを特徴とするセラミック多層基板の製造方法
   。

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