JP2010116291A - セラミック基板および電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 平坦で焼成班のないセラミック基板を簡便に効率よく製造する方法を提供すること。
【解決手段】 少なくとも複数のグリーンシートが積層された焼成前のグリーンセラミック基板１１の両主面１１ａ、１１ｂが、多孔質セラミック焼成体５ａ、５ｂに直接挟持されたユニット８を形成する工程と、前記ユニット８を焼成する焼成工程と、を有し、前記多孔質セラミック焼成体５ａ、５ｂには、表裏面を貫通する貫通孔が多数形成されているセラミック基板の製造方法。
【選択図】図５

Description

本発明は、セラミック基板および電子部品の製造方法に関し、詳しくは平坦で焼成班の発生が抑制されたセラミック基板の製造方法およびこの方法により製造されたセラミック基板を用いた電子部品の製造方法に関する。

セラミック電子部品は、小型、高性能、高信頼性の電子部品として広く利用されており、電気機器および電子機器の中で使用される個数も多数にのぼる。近年、機器の小型かつ高性能化に伴い、セラミック電子部品に対する更なる小型化、高性能化、高信頼性化への要求はますます厳しくなっている。

しかしながら、回路機能（導体パターン）が形成されたセラミック電子部品は寸法が小さく、生産効率や設備などの点で個々の部品の状態として製造することが困難である。そのため、グリーンシートが積層されたセラミック基板を切断し複数個のチップに回路を形成する、あるいは、回路パターンが形成されたセラミック基板を切断し、複数個のチップとすることで、セラミック電子部品を製造する方法が知られている。

ところで、上記のセラミック基板は、グリーン状態の基板（グリーンセラミック基板）を、たとえばセラミックセッター上に載置して焼成することで得られる。しかしながら、焼成時の収縮が均一ではない場合、平坦なセラミック基板が得られず、たとえば、セッター側とは逆の方向に、基板の端部が持ち上がるように変形（反り）することがある。

反りが生じたセラミック基板を分割して、個々の直方体形状のチップ部品とした場合、基板の端部に存在していた部品は、菱形状の部品となってしまい、製品とすることができないだけでなく、部品の実装工程にて正確にはんだ固定できないという問題があった。

反りを抑制しようとすると、グリーンセラミック基板を、セラミックセッターで両側から挟み込み、基板を拘束した状態で基板とセッターとの間に隙間が存在しないようにして焼成することが考えられる。この場合には、グリーンセラミック基板に残留しているバインダ等の有機成分（残留炭素）が、スムーズに抜けにくくなり、突然急激な発熱反応を生じることがある。この発熱反応が生じると、焼成後の基板には、焼成班と呼ばれる色班が発生してしまう。このような焼成班が発生すると、回路が形成されたセラミック電子部品において、回路を構成する導電体の膨れや途切れが発生し、電気特性および機械的特性が低下する。

したがって、反りの問題と焼成班の問題とを同時に解決することが求められていた。

特許文献１では、１０００℃以下の低温で焼結する低温焼成セラミック基板を焼成する方法として、グリーン状態の基板の両面を、基板よりも高い焼結温度を有するグリーンシートで挟みこみ、さらにその上面側に多孔質セラミックセッターを配置し、下面側に通常のセッターを配置している。

特許文献２では、グリーン状態の基板の両面を、基板よりも高い焼結温度を有する拘束用グリーンシートで挟みこみ、さらにその外側に多孔質セラミックセッターを配置している。そして、グリーンシートのバインダとして、基板に含まれるバインダの熱分解温度よりも低い温度で熱分解するバインダを用いている。

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、基板の下面側には、通常のセッターが配置されているため、焼成時において、残留炭素の発熱反応により焼成班が発生すると考えられる。また、焼結温度が高い基板を用いた場合には、その焼結温度よりも高い焼結温度を有する材質でグリーンシートを作製する必要があるため、材質の選定が困難となる場合がある。また、未焼結のグリーンシートを用いるため、強度の観点からみると、基板をグリーンシートで挟んだ状態で搬送したり、炉内に載置する際に、ハンドリング性に欠けるという問題があった。

また、特許文献２に開示された方法では、基板に含まれるバインダ種に応じて、グリーンシートのバインダを選定する必要があるため、バインダ種の選定が困難となる場合がある。さらに、特許文献１と同様に、未焼結のグリーンシートを用いるため、ハンドリング性に欠けるという問題があった。
特開平６−３２９４７６号公報 特開２００３−２７５０号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、平坦で焼成班のないセラミック基板を簡便に効率よく製造する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るセラミック基板の製造方法は、
少なくとも複数のグリーンシートが積層された焼成前のグリーンセラミック基板の両主面が、多孔質セラミック焼成体に直接挟持されたユニットを形成する工程と、
前記ユニットを焼成する焼成工程と、を有し、
前記多孔質セラミック焼成体には、表裏面を貫通する貫通孔が多数形成されていることを特徴とする。

本発明に係るセラミック基板の製造方法では、まず、焼成前のグリーンセラミック基板の両主面を、貫通孔が多数形成されている多孔質セラミック焼成体により直接挟み込み、グリーンセラミック基板および多孔質セラミック焼成体を有するユニットを形成する。

このユニットにおいては、焼成前のグリーンセラミック基板の両主面を、貫通孔を有する多孔質セラミック焼成体が挟み込む態様となっているため、焼成時においても、グリーンセラミック基板の残留炭素が、貫通孔を通じて、基板から外部にスムーズに放出される。その結果、急激な発熱反応は起こらず、焼成後のセラミック基板には、焼成班が発生することはない。

そして、焼成前のグリーンセラミック基板の両面に、多孔質セラミック焼成体を直接挟持することにより、焼成後のセラミック基板の反りを効果的に抑制することができる。

しかも、多孔質セラミック焼成体は、グリーンセラミックス基板の焼結温度よりも高い温度（たとえば１４００℃以上）で焼成しているため、たとえば、１０００℃よりも高い温度で焼結するセラミック基板の製造にも適応することができる。

また、比較的に強度の高い多孔質セラミック焼成体により、比較的に強度の低いグリーンセラミック基板が挟まれる態様となっているため、このユニットはハンドリング性に優れ、製造工程の効率化を図ることができる。

好ましくは、前記グリーンセラミック基板の両主面が、前記多孔質セラミック焼成体に形成されている前記貫通孔を介して、開放空間と連通するように、前記ユニットが支持部材に支持されている。より好ましくは、前記グリーンセラミック基板を挟持する方向において、前記開放空間の長さが、０．５ｍｍ以上となるように、前記ユニットが前記支持部材に支持されている。

グリーンセラミック基板の両面が、多孔質セラミック焼成体の貫通孔を介して、開放空間に接していることで、基板に残留している有機成分はよりスムーズに開放空間へ放出される。しかも、グリーンセラミック基板を挟持する方向、すなわち、グリーンセラミック基板の両主面側に、開放空間が存在しているため、焼成時において、グリーンセラミック基板には、貫通孔を通じて、均一に焼成熱が供給されることになる。その結果、グリーンセラミック基板の収縮挙動が均一になるため、焼成後のセラミック基板の反りをさらに抑制することができ、平坦なセラミック基板を得ることができる。

特に、グリーンセラミック基板を挟持する方向において、０．５ｍｍ以上の隙間（開放空間）が存在することで、上記の効果が大きくなる。なお、開放空間は、少なくとも残留炭素が十分に放出される程度の大きさであればよく、たとえば、焼成炉内の空間などが考えられる。

好ましくは、前記多孔質セラミック焼成体の気孔率が３０〜８５％である。気孔率をこのような範囲とすることで、上記の効果が大きくなる。

好ましくは、前記焼成工程の前に、前記ユニットを複数積み重ねる段積み工程を有する。上述したように、ユニットのハンドリング性は良好であるため、炉内で容易に積み重ねることができ、製造工程の効率化を図ることができる。

好ましくは、前記グリーンセラミック基板には、導体パターンが形成されている。また、好ましくは、前記グリーンセラミック基板には、焼成後に電子部品素子となる複数のグリーンチップが形成されている。

グリーンセラミック基板に導体パターン等が形成され、異なる材質同士が組み合わされた状態であっても、上記の効果を得ることができる。

本発明に係る電子部品の製造方法は、
上記のいずれかに記載の製造方法により製造されたセラミック基板を分割して、個別の部品素子とする工程を有する。

上記の方法により製造されたセラミック基板は平坦であり、焼成班も存在しないため、このセラミック基板を分割することにより、電気特性および機械的特性に優れた電子部品を効率的に製造することができる。

本発明によれば、反りを抑制しつつ、焼成班が現れないセラミック基板を得ることができる。しかも、上記の構成を有していることにより、セラミック基板の材質等に関わらず、簡便かつ効率的に上記のセラミック基板を得ることができる。このようなセラミック基板を用いることで、良好な特性を有する電子部品を、収率よく製造することができる。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１Ａは、本発明の一実施形態に係り、２端子型の電子部品素子が形成されたセラミック基板を示す概略断面図、図１Ｂは２端子型の電子部品素子が形成されたセラミックス基板を切断して個品化した電子部品素子を示す概略断面図、図１Ｃは、個品化した２端子の電子部品素子に外部電極を形成した状態を示す概略断面図、
図２は、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、グリーンセラミック基板を形成する工程の一部を示す概略断面図、
図３Ａは、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、多孔質セラミック焼成体としてのハニカム構造を有するセラミックセッターの平面図、図３Ｂは、ハニカム構造を有するセラミックセッターの断面図、
図４は、本発明における反り量を算出する方法を説明するための模式図、
図５は、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、ユニットの断面模式図、
図６〜図８は、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、隙間（開放空間）を形成する方法を示す断面模式図、
図９は、本発明の他の実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、ユニットを複数積み上げる工程を示す断面模式図である。

グリーンセラミック基板
本発明の一実施形態に係るセラミック基板の製造方法では、まず、グリーンセラミック基板を準備する。グリーンセラミック基板は、グリーンシートが積層されていれば、特に制限されないが、本実施形態では、グリーンシートと、焼成後に回路機能を有することになる導体パターンと、が積層されたグリーンセラミック基板を準備する。このグリーンセラミック基板を焼成することで、たとえば、図１Ａに示すように、セラミック１０２および内部電極１０３が交互に積層された構成を有し、２端子型の電子部品となる素子が複数個形成されたセラミック基板１が得られる。

グリーンシートおよび導体パターンを積層してグリーンセラミック基板を形成する方法としては、特に制限されず、グリーンシート用塗料および導体ペーストを用いた公知のシート成形方法や印刷法などが挙げられる。

グリーンシート用塗料は、所望の特性に応じて選択されたセラミック原料やガラス原料と、バインダを有機溶剤中に溶解した有機ビヒクルと、を混練して調製される塗料である。なお、グリーンシート用塗料は、水系の塗料であってもよい。

導体ペーストは、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ等の導電性金属やそれらの合金からなる導電材料と、上述した有機ビヒクルとを混練して調製される塗料である。

上述した各ペーストの有機ビヒクルの含有量は、特に限定されず、通常の含有量、たとえば、バインダは１〜５重量％程度、溶剤は１０〜５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト中には必要に応じて各種分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等から選択される添加物が含有されても良い。

たとえば、シート法を用いて、グリーンセラミック基板を形成する場合は、図２に示すように、上記のグリーンシート用塗料を用いて、支持体としてのキャリアシート５０上にグリーンシート２を形成し、この上に導体ペーストを印刷し、導体パターン３を形成する。その後、導体パターン３が形成されたグリーンシート２からキャリアシート５０を剥離して、これらを積層して、グリーンセラミック基板を形成する。

グリーンセラミック基板の厚みは、基板に形成された電子部品素子の種類、用途等に応じて決定され、特に限定されないが、たとえば０．１〜５．０ｍｍ程度である。グリーンセラミック基板の形状も、板状であれば、特に限定されないが、通常は四角形状とされる。

多孔質セラミック焼成体
次に、多孔質セラミック焼成体を準備する。多孔質セラミック焼成体としては、表裏面を貫通する貫通孔が形成されていれば、特に制限されない。本実施形態では、図３Ａ、図３Ｂに示すように、多数の貫通孔５２が一定の形状で主面５１に形成されている、ハニカム構造を有するセラミックセッター５（以下、ハニカム状セッターという）を用いることが好ましい。

多孔質セラミック焼成体５の気孔率は、好ましくは３５〜８０％、より好ましくは５０〜７０％である。この気孔率は、多孔質セラミック焼成体５の面の面積に対して、全ての貫通孔５２の合計面積が占める面積の割合である。気孔率が小さすぎると、グリーンセラミック基板の残留炭素が外部に放出されにくくなり、焼成後に、焼成班が発生してしまう傾向にある。逆に、気孔率が大きすぎると、多孔質セラミック焼成体５自体の強度が低下し、焼成時に破損する可能性がある。

多孔質セラミック焼成体としてハニカム状セッター５を用いた場合、上記の気孔率は、下記の式で表すことができる。

気孔率（％）＝（貫通孔５２の面積×貫通孔５２の数）／ハニカム状セッター５の主面５１の面積

貫通孔５２の形状は特に制限されず、四角形、菱形、三角形などの多角形状、円などが挙げられるが、正方形または長方形であることが好ましい。

また、その孔径も特に制限されないが、貫通孔５２の形状が正方形または長方形である場合には、一辺が０．１ｍｍ以上であることが好ましい。孔径が小さすぎると、グリーンセラミック基板の残留炭素が外部に放出されにくくなる傾向にある。

グリーンセラミック基板の主面における単位面積に対して付加される多孔質セラミック焼成体５の荷重は、好ましくは０．３〜２．５ｇ／ｃｍ^２である。多孔質セラミック焼成体５の荷重が小さすぎると、焼成時にグリーンセラミック基板に生じる反り応力を抑制することができず、焼成後のセラミック基板に反りが生じる傾向にある。逆に、大きすぎると、セラミック基板の反りは抑制されるものの、グリーンセラミック基板の収縮を妨げてしまい、焼成後のセラミック基板に欠けや割れなどが生じる傾向にある。なお、多孔質セラミック焼成体５の荷重は、材質、焼成体の厚み、気孔率などにより決定される。

多孔質セラミック焼成体５の反り量は、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは５０〜２００μｍである。反り量が大きすぎると、多孔質セラミック焼成体５の荷重が、グリーンセラミック基板に対して、均等に付加されなくなり、焼成後のセラミック基板に反りが生じる傾向にあるとともに、荷重がグリーンセラミック基板に局所的に付加されるため、セラミック基板が破損したり、歪みが生じる傾向にある。

なお、反り量は、本発明においては、図４に示す量として定義される。すなわち、測定対象物（セラミック基板、多孔質セラミック焼成体）の主面において、ある基準面からの高さｈを測定し、その最大高さｈ_ｍａｘから最低高さｈ_ｍｉｎを引いた量を、反り量とする。

多孔質セラミック焼成体５の材質は、特に制限されないが、焼結温度の高い（たとえば、１０５０℃以上）グリーンセラミック基板に対しては、高温で安定な安定化ジルコニア、アルミナ、ムライトなどが好適である。

ユニット
本実施形態においては、図５に示すように、グリーンセラミック基板１１の両主面１１ａ、１１ｂを多孔質焼成体５ａ、５ｂが直接接触するように挟み込んで、ユニット８を形成する。グリーンセラミック基板１１は焼成前であるため、比較的に強度が低いが、多孔質セラミック焼成体５ａ、５ｂは、比較的に強度が高い。したがって、このユニット８をさらに別のセッター等に載せる必要はなく、ユニット８を一単位として、搬送・載置作業等を効率よく行うことができる。

上記のユニット８を形成した後、本実施形態では、ユニット８は、脱バインダ工程に供される。脱バインダとは、グリーンセラミック基板１１にバインダとして含まれる有機成分を揮発させる工程である。脱バインダ条件としては、特に制限されないが、温度が２００〜４００℃、保持時間が０．５〜２０時間である。脱バインダ雰囲気の条件は、たとえば、大気中もしくは還元雰囲気で行い、内部電極が酸化する温度で脱バインダを行う場合は、還元雰囲気にて脱バインダを実施することが好ましい。

なお、脱バインダ工程において、大部分の有機成分は揮発するが、一部の有機成分は、脱バインダ後においても、グリーンセラミック基板内に残留している。この残留している有機成分（残留炭素）は、焼成工程において、ほぼ完全に揮発する。

脱バインダ工程後、ユニット８は焼成される。本実施形態では、焼成工程において、ユニット８は、図６に示すように、焼成炉２０内において、焼成炉内の底面部材２０ａと、グリーンセラミック基板１１の主面１１ａに配置された多孔質セラミック焼成体５ａと、の間にスペーサー４０を配置して隙間３０ａを設けた状態で載置される。この隙間３０ａは、密閉されておらず、グリーンセラミック基板１１の主面１１ｂ側の隙間３０ｂと同様に、焼成炉２０内の空間２０ｃ（開放空間）に通じている。このような隙間を設けることで、焼成時に、多孔質セラミック焼成体５の貫通孔５２（図示省略）を通じて、グリーンセラミック基板１１に残留している有機成分が揮発しやすくなるとともに、焼成炉内で付与された熱が、両主面１１ａ、１１ｂ側の隙間３０ａ、３０ｂから貫通孔５２を介して、グリーンセラミック基板１１に均等に伝導される。その結果、グリーンセラミック基板１１の収縮挙動が均一となるため、焼成後のセラミック基板の反りを抑制することができる。

本実施形態においては、上記の隙間が０．５ｍｍ以上であることが好ましい。この隙間が狭すぎると、グリーンセラミック基板１１の有機成分が揮発しにくくなる傾向にあるとともに、グリーンセラミック基板１１に伝導される熱も若干不均一となる傾向にある。

隙間を形成するための支持部材は特に制限されず、たとえば、図７に示すように、主面１１ａ側の多孔質セラミック焼成体５ｃ自体に足を設けてもよいし、図８に示すように、部材２０ａ側に空間（隙間）３０ｄを形成してもよい。また、ユニットを吊り上げて保持し、隙間を形成してもよい。

なお、隙間の上限は特に制限されないが、製造効率の観点から、セラミック基板の製造状況に応じて、上限が適宜決定されることが好ましい。

焼成条件は、セラミック原料、導体パターンの材質、所望の特性等に応じて適宜決定すればよいが、以下に示す条件であることが好ましい。焼成温度は、８００〜１４００℃、より好ましくは１０５０〜１３５０℃である。保持時間は、０．５〜８．０時間、より好ましくは１．０〜３．０時間である。焼成雰囲気は特に制限されないが、導体パターンとしてＮｉ等の卑金属を用いている場合には、還元雰囲気とすることが好ましい。

焼成工程において、グリーンセラミック基板１１を上記のユニット８の状態で、焼成することで、焼成後のセラミック基板の反りが低減されるとともに、グリーンセラミック基板１１内の残留炭素がスムーズに揮発し、焼成後のセラミック基板に焼成班が現れることはない。また、グリーンセラミック基板１１を挟持する方向の前後（グリーンセラミック基板１１の両主面１１ａ、１１ｂ側）に、焼成炉２０内の空間２０ｃ（開放空間）に通じる隙間３０ａ〜３０ｄが設けられていることにより、多孔質セラミック焼成体５の貫通孔５２を介して、グリーンセラミック基板１１の両主面１１ａ、１１ｂに均一に熱が与えられるため、セラミック基板の反りをさらに抑制することができる。

しかも、焼結している多孔質セラミック焼成体を用いているため、グリーンセラミック基板の焼結温度やバインダ等は考慮する必要はない。

焼成後のユニットは、必要に応じて、アニール処理される。アニール処理条件は、適宜決定すればよい。

その後、ユニットから、多孔質セラミック焼成体を取り外し、セラミック基板を得る。このセラミック基板が、図１Ａに示す、２端子型の電子部品となる素子が複数個形成された基板１である場合には、図１Ｂに示すようにセラミックス基板１を個品とした２端子型の電子部品素子１００に切断し、これに外部電極を形成する工程に供される。

このとき、セラミック基板の反りが抑制されているため、基板端部付近の電子部品の形状が問題とならない。

その後、図１Ｃに示すように、セラミック基板から個品に切断したチップ素子に外部電極１０４を形成することにより、個々の電子部品１０１を得ることができる。

その他の実施形態
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

上述した実施形態においては、１つのユニットを焼成する工程を示していたが、たとえば、図９に示すように、ユニット８を複数積み重ねた段積み状態で焼成を行ってもよい。このような状態で焼成を行うことにより、１回の焼成において、本発明の効果を奏しつつ、大量のセラミック基板を焼成することができるため、製造効率を高めることができる。なお、図９に示すように、積み上げる間隔を適宜調整することで、グリーンセラミック基板１１を挟持する方向に隙間３０ｅを設けることができる。

また、上述した実施形態においては、ユニットを脱バインダしているが、これらの工程をユニットに対して行わなくてもよい。すなわち、グリーンセラミック基板の両主面を、多孔質セラミック焼成体で挟み込むことなく、脱バインダを行ってもよい。これらの工程では、グリーンセラミック基板は焼結しないため、反りを考慮する必要はないからである。したがって、少なくとも焼成工程において、ユニットの状態で焼成すれば、本発明の効果を奏することができる。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

実施例１
グリーンセラミック基板
まず、セラミック原料粉末、ガラス原料粉末および有機ビヒクルを、混合・混練し、グリーンシート用塗料を調製した。有機ビヒクルには、バインダ、有機溶剤、必要に応じて可塑剤、分散剤などが含まれていた。

次に、導電性粉末、ガラス原料粉末および有機ビヒクルを、混合・混練して、導体ペーストを調製した。有機ビヒクルには、バインダ、有機溶剤、必要に応じて可塑剤、分散剤などが含まれていた。

上記で得られたグリーンシート用塗料を、ドクターブレード法により、ＰＥＴフィルム等の高分子フィルム上に塗布し、乾燥した。乾燥後のグリーンシート上に、上記で得られた導体ペーストを印刷、乾燥して、２．０±０．２μｍの厚みを持つ導体パターンが形成されたグリーンシートを作製した。

このグリーンシートを複数作製し、これらを積層することで、内部に電子部品素子となるグリーンチップが形成されたグリーンセラミック基板を作製した。

ユニット
多孔質セラミック焼成体として、表１に示す気孔率を有し、反りが５０〜２００μｍであるハニカム状セッターを準備した。なお、表１に示す気孔率は、ハニカム状セッターの表面全体の面積に対して、１．０×１．０ｍｍの四角形状の貫通孔が占める面積の割合を示している。

上記で得られたグリーンセラミック基板の両主面を、２枚のハニカム状セッターで挟み込み、ユニットを形成した。なお、２枚のハニカム状セッターの気孔率は同一とした。

このユニットについて、脱バインダおよび焼成を行った。脱バインダは３００ ℃−１０時間の条件で行い、焼成は１２００℃−２．０時間の条件で行った。なお、固化乾燥、脱バインダ、焼成においては、炉内に配置された支持体としてのスペーサーの上に載置した。スペーサーの高さは０．５ｍｍであった。すなわち、各工程において、炉内の底面と、グリーンセラミック基板の下面側のハニカム状セッターと、の間に設けられた隙間は０．５ｍｍであった。

焼成後のユニットから、ハニカム状セッターを取り外し、セラミック基板を得た。得られたセラミック基板およびハニカム状セッターについて、以下の評価を行った。

セラミック基板の反り量
焼成後のセラミック基板を、非接触式の三次元測長機を用いて、反り量を測定した。具体的には、基板の主面の１０００箇所以上について、基準面からの基板の高さｈを測定し、図４に示すように、その最大高さｈ_ｍａｘから最大低さｈ_ｍｉｎを引いた値を反り量とした。この反り量を５枚のセラミック基板に対して測定し、その平均値を表１の反り量とした。反り量は１００μｍ以下であることが好ましい。結果を表１に示す。

セラミック基板の焼成班および導体厚み（内部電極厚み）
セラミック基板の焼成班は、基板の外観を目視にて観察し、色班の有無を評価した。また、基板を積層面に垂直に切断し、その断面を鏡面研磨し、マイクロスコープで基板内部に形成されている導体（内部電極）の厚みを観察した。色班の有無および内部電極厚みについても、５枚のセラミック基板に対して評価した。色班は、全ての基板について色班が観察されないことが好ましい。また、本実施例における内部電極厚みは２．０μｍ以下であることが好ましい。

ハニカム状セッターの割れ・欠け
焼成後のユニットから取り外したハニカム状セッターについて、割れ・欠けの有無を目視にて観察した。割れ・欠けはないことが好ましい。結果を表１に示す。

表１より、気孔率が２０〜８５％の場合（試料２〜８）には、セラミック基板の反りが１００μｍ以下となり好ましいことが確認できる。また、気孔率が１０％および２０％の場合（試料１および２）には、焼成班が観察されるとともに、内部電極厚みが２．０μｍよりも大きくなっていることが確認できる。したがって、試料１および２は、電気特性および機械的特性が悪化していると考えられる。また、気孔率が９０％の場合（試料９）には、ハニカム状セッター自体の強度が低いため、焼成後のハニカム状セッターに割れや欠けが観察された。

以上の結果より、セラミック基板の反りを抑制しつつ、試料の電気特性および機械的特性を良好にするには、ハニカム状セッターの気孔率は、３０〜８５％が好ましいことが確認できる。

実施例２
炉内の底面と、グリーンセラミック基板の下方の主面側のハニカム状セッターと、の間に設けられた隙間を表２に示す値とし、ハニカム状セッターの気孔率を７０％とした以外は、実施例１と同様にして、ユニットを形成し、脱バインダ、焼成の各工程を行った。得られたセラミック基板の反り量、焼成班の有無および内部電極厚みについて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。

表２より、隙間が０ｍｍの場合（試料１０）には、セラミック基板の反りが１００μｍよりも大きくなっていることが確認できる。これは、隙間を設けていないため、基板の上方の主面側のハニカム状セッターと、下方の主面側のハニカム状セッターとでは、熱の伝導が均一ではなかったため、基板上方と下方での焼成収縮挙動に差が生じ、反りが大きくなったと考えられる。また、焼成班は全ての試料で確認されなかったものの、隙間が設けなかった場合（試料１０）には、内部電極厚みが若干大きくなっており、内部電極の途切れが観察された。これによって、試料の特性が悪化している可能性があることが分かる。

実施例３
ハニカム状セッターの気孔率を７０％とし、セッターの厚みを調整して、グリーンセラミック基板の上面の単位面積あたりに掛かる荷重を表３に示す値とした以外は、実施例１と同様にして、ユニットを形成し、脱バインダ、焼成の各工程を行った。得られたセラミック基板の反り量、焼成班の有無および内部電極厚みについて、実施例１と同様の評価を行い、さらに以下の評価を行った。結果を表３に示す。

セラミック基板の割れ・欠け
焼成後のセラミック基板について、割れ・欠けの有無を目視にて観察した。割れ・欠けはないことが好ましい。結果を表３に示す。

表３より、荷重が０．２ｇ／ｃｍ^２の場合（試料１８）には、セラミック基板の反りが１００μｍよりも大きくなっていることが確認できる。また、荷重が３．０ｇ／ｃｍ^２の場合（試料２５）には、荷重が大きすぎるため、焼成後のセラミック基板に割れや欠けが観察され、反り量を算出することができなかった。なお、焼成班および内部電極厚みについては、全ての試料が良好であった。

以上より、グリーンセラミック基板の主面の単位面積あたりに掛かる荷重は、０．３〜２．５ｇ／ｃｍ^２が好ましいことが確認できる。

実施例４
ハニカム状セッターの気孔率を７０％とし、その反りを表４に示す値とした以外は、実施例１と同様にして、ユニットを形成し、脱バインダ、焼成の各工程を行った。得られたセラミック基板の反り量、焼成班の有無、内部電極厚み、および割れ・欠けについて、実施例３と同様の評価を行った。結果を表４に示す。

表４より、ハニカム状セッターの反りが４００μｍ以上である場合（試料３２および３３）には、セラミック基板の反りが１００μｍよりも大きくなることが確認できる。これは、セッターの反りが大きくなると、セッターとグリーンセラミック基板とが接触していない箇所が存在するため、均一に熱が伝導しないことに加え、荷重が均等に掛からないためであると考えられる。なお、焼成班および内部電極厚みについては、全ての試料が良好であった。

以上より、ハニカム状セッターの反りは、３００μｍ以下であることが好ましいことが確認できる。

実施例５
セラミック原料として、ＢａＴｉＯ_３系の原料を用いて、焼成後に電子部品素子としての積層セラミックコンデンサとなるグリーンチップが形成されたグリーンセラミック基板を作製した。このグリーンセラミック基板を用い、ハニカム状セッターの気孔率を７０％とした以外は、実施例１と同様にして、ユニットを形成し、脱バインダ、焼成の各工程を行い、セラミック基板を得た。得られたセラミック基板を切断して、個別のコンデンサチップ素子とし、この素子に外部電極を形成して、積層セラミックコンデンサを製造した。

また、グリーンセラミック基板を切断して個別のグリーンチップを得た後に、脱バインダおよび焼成を行って得られた積層セラミックコンデンサを、比較例の試料とした。

本発明の方法により製造された積層セラミックコンデンサと、比較例としての積層セラミックコンデンサと、について、ＬＣＲメーターを用いて、交流１ｋＨｚ、電圧１Ｖｒｍｓの条件で、静電容量および誘電損失（ｔａｎδ）を測定した。各試料につき、２０個のサンプルを測定した。結果を表５に示す。

表５より、本発明の方法により製造された積層セラミックコンデンサの特性は、比較例のコンデンサの特性とほぼ同等であった。なお、比較例のコンデンサを製造する方法は、本発明の方法よりも、製造効率やハンドリング性等の点で劣る。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係り、２端子型の電子部品素子が形成されたセラミック基板を示す概略断面図である。 図１Ｂは２端子型の電子部品素子が形成されたセラミックス基板を切断して個品化した電子部品素子を示す概略断面図である。 図１Ｃは、個品化した２端子の電子部品素子に外部電極を形成した状態を示す概略断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、グリーンセラミック基板を形成する工程の一部を示す概略断面図である。 図３Ａは、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、多孔質セラミック焼成体としてのハニカム構造を有するセラミックセッターの平面図である。 図３Ｂは、ハニカム構造を有するセラミックセッターの断面図である。 図４は、本発明における反り量を算出する方法を説明するための模式図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、ユニットの断面模式図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、隙間（開放空間）を形成する方法を示す断面模式図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、隙間（開放空間）を形成する方法を示す断面模式図である。 図８は、本発明の一実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、隙間（開放空間）を形成する方法を示す断面模式図である。 図９は、本発明の他の実施形態に係るセラミック基板を製造する方法において、ユニットを複数積み上げる工程を示す断面模式図である。

符号の説明

１… セラミック基板
１１… グリーンセラミック基板
１１ａ、１１ｂ… 主面
２… グリーンシート
３… 導体パターン
５… 多孔質セラミック焼成体
５１… 主面
５２… 貫通孔
８… ユニット
２０… 焼成炉
２０ｃ… 空間
３０ａ〜３０ｅ… 隙間（開放空間）
４０… スペーサー
５０… キャリアシート
１００… 電子部品素子
１０１… 電子部品

Claims (8)

1. 少なくとも複数のグリーンシートが積層された焼成前のグリーンセラミック基板の両主面が、多孔質セラミック焼成体に直接挟持されたユニットを形成する工程と、
   前記ユニットを焼成する焼成工程と、を有し、
   前記多孔質セラミック焼成体には、表裏面を貫通する貫通孔が多数形成されていることを特徴とするセラミック基板の製造方法。
2. 前記グリーンセラミック基板の両主面が、前記多孔質セラミック焼成体に形成されている前記貫通孔を介して、開放空間と連通するように、前記ユニットが支持部材に支持されている請求項１に記載のセラミック基板の製造方法。
3. 前記グリーンセラミック基板を挟持する方向において、前記開放空間の長さが、０．５ｍｍ以上となるように、前記ユニットが前記支持部材に支持されている請求項２に記載のセラミック基板の製造方法。
4. 前記多孔質セラミック焼成体の気孔率が３０〜８５％である請求項１〜３のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
5. 前記焼成工程の前に、前記ユニットを複数積み重ねる段積み工程を有する請求項１〜４のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
6. 前記グリーンセラミック基板には、導体パターンが形成されている請求項１〜５のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
7. 前記グリーンセラミック基板には、焼成後に電子部品素子となる複数のグリーンチップが形成されている請求項１〜６のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法により製造されたセラミック基板を分割して、個別の部品素子とする工程を有する電子部品の製造方法。

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