JP2010245393A

JP2010245393A - 多層セラミック基板の製造方法

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Publication number: JP2010245393A
Application number: JP2009094113A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takahashi; 裕之高橋; Tatsuya Kato; 達哉加藤; Shigeru Taga; 茂多賀
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2029-04-08
Also published as: JP5209563B2

Abstract

【課題】収縮抑制シートを用いることによる、ビア導体周囲の欠陥や不具合の発生を防止することができる多層セラミック基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】収縮抑制シート３１との間に、最外層のセラミックグリーンシート１１の層間導体形成部１５の表面を覆うように、セラミックグリーンシート１１と同じ組成の中間グリーンシート２３を形成する。従って、焼成の際には、中間グリーンシート２３のガラス成分の存在によって、層間導体形成部（焼成前のビア導体）１５周囲のガラス成分が収縮抑制シート３１側に移動することを抑制できるので、焼成後のビア導体周囲に欠陥や不具合が発生することを防止できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、焼成時において平面方向の収縮を実質的に発生させないようにする、いわゆる「無収縮焼成プロセス」を使用して多層セラミック基板を製造する多層セラミック基板の製造方法に関する。

近年、例えば電子部品、ＩＣパッケージ、ＩＣを検査するための検査用基板等の各種用途のセラミック基板に対しては、寸法精度の向上並びに大型化（小さい部品を多数個配置して工数を削減するため等）の要求が多くなっている。

また、一部の用途においては、より高精度のパターン形成のために、焼成後の基板表面に、薄膜ないしは厚膜の導体を形成することで、接続するＩＣ等の部品との位置精度を確保している。

従って、今後は、より高集積で微細な表層導体パターンの形成が要求されることが予想されるが、その際には、焼成後の基板自身の寸法精度を、より向上させることが重要となってくる。

高寸法精度を達成するための方法としては、無収縮焼成法が有効であり、この無収縮焼成法は、実質的に平面方向の収縮を伴わないので、焼成時における寸法バラツキを極めて小さくできるというメリットがある。

前記無収縮焼成法によって、セラミック基板、特に複数のセラミック層が積層された多層セラミック基板を製造する場合には、通常の焼成法とは異なった各種要素技術が必要である。

例えば、多層セラミック基板を製造する際に、グリーンシートを積層した積層体の表面に収縮抑制シート等からなる層を配置する技術があるが、その技術としては、下記特許文献１〜３等に記載の内容が知られている。

具体的には、図６に示すように、グリーンシート（Ｐ１）を積層したグリーンシート積層体（Ｐ２）の上下面に、グリーンシート積層体を焼成する温度では焼結しない材質で形成された別種のグリーンシート（収縮抑制シート）（Ｐ３）を積層することにより、収縮抑制シートがグリーンシート積層体の収縮時のＸＹ方向（平面方向）の収縮を抑制し、高寸法精度を実現する手法が知られている。なお、焼成後には、セラミック積層体（Ｐ４）の表面から収縮抑制シートの残渣が除去され、更に最外層のセラミック層（Ｐ５）の一部が研磨により除去される。

また、その他にも、グリーンシート積層体の内層に、ＸＹ方向の収縮を抑制するような収縮抑制シートを配置し、焼成時にグリーンシート内のガラス成分を収縮抑制シートの間に拡散させることにより、焼成時に平面方向の収縮の小さい基板を得る方法がある。

特開平５−３２７２１７号公報特開２００５−１９７２８５号公報特許第２６１７６４３号公報

ところで、前記多層セラミック基板の内部には、前記図６に示す様に、通常、各セラミック層間を電気的に接続するために、層間接続導体部（ビア導体）（Ｐ６）が形成され、基板表面には、ビア導体と接続するように薄膜導体や厚膜導体が形成される。

従って、この種の多層セラミック基板を製造する場合には、収縮抑制シートをグリーンシート積層体の外側表面に貼り付けるときに、未焼成のビア導体と収縮抑制シートとが直接（場合によっては一部厚膜導体（Ｐ７））を介して接触することとなるが、その際に、ビア導体は収縮抑制シートの影響を受けることになる。

つまり、焼成の際には、ビア導体周辺のガラスが、直接ないしは厚膜導体を介して収縮抑制シートに移動することにより、ビア導体周囲のセラミック組成に変動が起こり、ビア導体とセラミックとの収縮挙動のバランスが崩れ、焼成後のビア導体周囲に隙間が生じたり、ビア導体の突き上げにより、断線や短絡等の欠陥を生ずることがある。

その他にも、セラミック組成の変動により、予想していないセラミック中のガラスの結晶化により、焼成後での耐薬品性の低下による薄膜導体のフクレやメッキ工程での厚膜導体の変色等の不具合が生ずることがある。

本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、収縮抑制シートを用いて無収縮焼成を行う場合に、ビア導体周囲の欠陥や不具合の発生を防止することができる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。

そこで、本発明者等は、ビア導体周囲の欠陥や不具合を解決し、且つ、生産性に影響を及ぼさないような構造や材料に関して鋭意研究を重ねた結果、本発明に到ったものである。以下、各請求項毎に説明する。

（１）請求項１の発明は、複数のセラミック層が積層されるとともに、前記セラミック層間を電気的に接続する層間接続導体部（焼成後のビア導体）を備えた多層セラミック基板の製造方法において、焼成後に前記層間接続導体部となる層間導体形成部（焼成前のビア導体）を有するグリーンシートを複数積層して、グリーンシート積層体を形成する工程と、前記グリーンシート積層体の少なくとも一方の表面に、該グリーンシート積層体が焼結する温度では焼結しない収縮抑制シートを積層して、グリーン複合積層体を形成する工程と、前記グリーン複合積層体を焼成して、セラミック積層体を形成する工程と、前記焼成後に、前記セラミック積層体の表面に残留する前記収縮抑制シートの未焼結層を除去する工程と、前記未焼結層を除去したセラミック積層体の表面を研磨する工程と、前記研磨後のセラミック積層体の表面に、表面導体を形成する工程と、を備え、前記グリーン複合積層体を形成する際には、前記グリーンシート積層体の最外層のグリーンシートと前記収縮抑制シートとの間に、前記最外層のグリーンシートの層間導体形成部の表面を覆うように、前記グリーンシートを構成する成分の少なくともガラス成分を含む中間グリーン層を形成するとともに、前記中間グリーン層には、焼成後に前記積層方向における電気的接続を可能にする（未焼成の）中間導体形成部又は開口部を設けることを特徴とする。

本発明では、図１に例示する様に、グリーンシート積層体の最外層のグリーンシートと収縮抑制シートとの間に、最外層のグリーンシートの層間導体形成部の表面を覆うように、グリーンシートを構成する成分の少なくともガラス成分を含む中間グリーン層を形成する。従って、焼成の際には、中間グリーン層のガラス成分の存在によって、層間導体形成部（ビア導体）周囲のガラス成分が収縮抑制シート側に移動することを抑制できるので、焼成後のビア導体周囲に欠陥や不具合が発生することを防止できる。

また、本発明では、中間グリーン層には、積層方向（即ち焼成後の中間グリーン層である中間セラミック層の厚み方向）における電気的接続を可能にする中間導体形成部又は開口部を設けている。従って、（最終製品での電気検査の前に）焼成直後に電気検査を行うことが可能である。

つまり、焼成後の中間導体形成部である中間導体部又は開口部を利用して、導通検査を行うことにより、研磨工程以降の工程を行うことなく、不良品の判別が可能になるので、作業工程を少なくすることができる。

なお、焼成後には、セラミック積層体の表面に残留する収縮抑制シートの未焼結層が除去され、更に、前記図１に例示する様に、研磨により中間セラミック層及びセラミック積層体の最外層のセラミック層の一部が除去され、その表面に表面導体が形成される。

（２）請求項２の発明は、前記中間導体形成部又は開口部を、前記グリーンシート積層体の最外層のグリーンシートの層間導体形成部の外周から、５０μｍより離れて形成することを特徴とする。

中間グリーン層の中間導体形成部又は開口部が、グリーンシート積層体の最外層の層間導体形成部の外周から（グリーンシートの平面方向において）５０μｍ以内の範囲にあると、焼成時に、層間導体形成部の周囲のガラス成分が、中間導体形成部又は開口部の周囲を経由して収縮抑制シート側に移動する。その結果、（焼成後の）ビア導体の周囲で不必要な結晶化やクラック等の不具合が生じる。
しかし、本発明では、図２に例示する様に、中間導体形成部又は開口部を層間導体形成部の外周から５０μｍより離れて形成することにより、その様な不具合の発生を防止できる。

（３）請求項３の発明は、前記中間グリーン層の厚みは、２０〜２００μｍ（好ましくは５０〜１５０μｍ）であることを特徴とする。
中間グリーン層の厚みが２０μｍ未満の場合には、その厚みが薄すぎることにより、グリーンシート積層体側（詳しくはその最外層の層間導体形成部の外周）から収縮抑制シート側にガラス成分が移動して、ビア導体周囲に欠陥が生じる恐れがある。しかし、本発明では、中間グリーン層の厚みが２０μｍ以上であるので、その恐れはない。

一方、中間グリーン層の厚みが２００μｍを超える場合には、焼成後に施される研磨工程に多くの工数が必要となるとともに、研磨工程においては、図３に例示する様に、研磨時の傾き等により、研磨厚みばらつきが大きくなる懸念が増大する。しかし、本発明では中間グリーン層の厚みが２００μｍ以下であるので、その恐れはない。

（４）請求項４の発明は、前記中間グリーン層を、前記グリーンシート積層体を構成するグリーンシートと同じ組成の材料からなるグリーンシート又はペーストによって形成することを特徴とする。

本発明は、中間グリーン層を構成する好ましい材料を例示したものである。本発明では、グリーンシート積層体を構成するグリーンシートと同様な材料（即ち収縮抑制シートの焼結温度より低い温度で焼結する材料）からなるグリーンシート又はペーストによって、中間グリーン層を形成する。

これにより、ビア導体周辺のセラミック組成がガラスの低減する方向に変化することを抑えることが可能となる。よって、ビア導体とセラミックの収縮挙動のバランスも崩れ難くなり、ビア導体周辺でのセラミック中のガラスの結晶化も生じ難くなる。

（５）請求項５の発明は、前記中間グリーン層を、前記グリーンシート積層体を構成するグリーンシートに含まれるガラスよりガラスの含有率が多い材料からなるグリーンシート又はペーストによって形成することを特徴とする。

本発明は、中間グリーン層を構成する好ましい材料を例示したものである。本発明では、グリーンシート積層体を構成するグリーンシートに含まれるガラスよりガラスの含有率が多い材料からなるグリーンシート又はペーストによって、中間グリーン層を形成する。

（６）請求項６の発明は、前記中間グリーン層を、前記グリーンシート積層体を構成するグリーンシートに含まれるガラスからなるグリーンシート又はペーストによって形成することを特徴とする。

本発明は、中間グリーン層を構成する好ましい材料を例示したものである。本発明では、グリーンシート積層体を構成するグリーンシートに含まれるガラスからなるグリーンシート又はペーストによって、中間グリーン層を形成する。

・ここで、前記グリーンシート積層体を構成するグリーンシートとしては、ガラス成分や各種のセラミック成分（フィラー）を含むものが挙げられるが、ガラスとしては、ホウケイ酸系ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、鉛ホウケイ酸ガラス、ホウ酸ガラス、ケイ酸ガラス等を使用でき、セラミック成分としては、アルミナ、ムライト等を使用できる。また、ガラスとセラミック成分の割合（ガラス／セラミック）としては、質量％で、３０／７０〜７０／３０の割合の範囲を採用できる。

・更に、前記中間グリーン層を構成するグリーンシートとしては、ガラス成分や各種のセラミック成分（フィラー）を含むものが挙げられるが、ガラスとしては、ホウケイ酸系ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、鉛ホウケイ酸ガラス、ホウ酸ガラス、ケイ酸ガラス等を使用でき、セラミック成分としては、アルミナ、ムライト等を使用できる。また、ガラスとセラミック成分の割合（ガラス／セラミック）としては、質量％で、５０／５０〜１００／０の範囲を採用できる。

・前記中間グリーン層を構成するグリーンシートに含まれるセラミック成分とグリーンシート積層体を構成するグリーンシートに含まれるセラミック成分としては、同じ組成のセラミック成分が好ましい。また、異なるセラミック成分とした場合には、ガラスに対する濡れ性が悪いセラミック成分を採用すると、ガラスの移動を好適に抑制できるので好ましい。

・また、前記収縮抑制シートとしては、セラミック成分のみを含むものが挙げられるが、そのセラミック成分としては、アルミナ、ムライト、マグネシア、窒化珪素等を使用できる。

・なお、焼成後の中間グリーン層（中間セラミック層）は、最終的には、研磨工程等によって完全に取り除かれるが、中間セラミック層が完全に取り除かれない場合には、一部で多層セラミック基板と異なる組成の異なる部分が基板表面に形成される。そのような部分が存在すると、研磨後に形成される表面導体の密着強度の低下等が懸念される。これを回避するためには、形成される中間セラミック層と多層セラミック基板との間で、色が異なることが望ましい。

例えば中間セラミック層や多層セラミック基板の一方又は両方に着色することで、中間セラミック層と多層セラミック基板の境界が明確になり、研磨工程における研磨不足といった問題が解消される。

着色を行う場合には、グリーンシートを作成する際に、原料と一緒に、遷移金属酸化物（Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、ＭｎＯ₂、Ｃｏ₃Ｏ₄、ＮｉＯ等）もしくはこれらを複合した酸化物を、原料の総量を１００質量％とした場合に、０．２〜２質量％添加することで、焼成後のセラミックを着色することができる。

請求項１の発明の多層セラミック基板の製造方法を示す説明図である。請求項２の発明の多層セラミック基板の製造方法を示す説明図である。請求項３の発明の多層セラミック基板の製造方法を示す説明図である。実施例１の多層セラミック基板の製造方法によって製造された多層セラミック基板の断面図である。実施例１の多層セラミック基板の製造方法を示す説明図である。従来の多層セラミック基板の製造方法を示す説明図である。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

ａ）まず、本実施例の多層セラミック基板の製造方法により得られる多層セラミック基板を、図４に基づいて説明する。
図４に示す様に、多層セラミック基板１は、主として複数のセラミック層３Ａ〜３Ｃ（３と総称する）を積層したセラミック積層体５から構成されており、各セラミック層３の表面には配線層７が形成されるとともに、異なるセラミック層３の配線層７同士を接続するように層間接続導体部（ビア導体）９が形成されている。

前記セラミック層３は、例えばガラス成分とセラミック成分との混合物を、例えば８００〜１０５０℃程度の低温にて焼成した低温焼成のガラスセラミックから形成されており、配線層７や層間接続導体部９は、例えばＡｇ系のペーストを焼成した導体から形成されている。

ｂ）次に、本実施例の多層セラミック基板１の製造方法を、図５に基づいて詳細に説明する。なお、図５では、説明の簡易化のために焼成や研磨による寸法の変化は示していない。

・図５（ａ）に示す様に、まず、セラミック層３を形成するための原料粉末として、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃を主成分とするホウケイ酸系ガラス粉末（平均粒径：３μｍ、比表面積：１．０ｍ²／ｇ）と、ムライト粉末（平均粒径：２μｍ、比表面積：３．０ｍ²／ｇ）とを用意した。また、セラミックのグリーンシートを形成する際のバインダ成分及び可塑剤成分として、アクリル系バインダとＤＯＰ（ジ・オチクル・フタレート）を用意した。

次に、前記ホウケイ酸系ガラス粉末とムライト粉末とを、重量比で５０：５０、総量で１ｋｇとなるように秤量して、アルミナ製のポットに入れた。
これに、前記アクリル樹脂（バインダ）を１２０ｇと、適当な粘度とシート強度を持たせるのに必要な溶剤（ＭＥＫ：メチルエチルケトン）及び可塑剤（ＤＯＰ）の適量を、前記ポットに入れ、５時間混合することにより、セラミックスラリーを得た。

得られたセラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法により、厚み０．１５ｍｍのグリーンシート（低温焼成用のセラミックグリーンシート）１１を得た。
尚、前記低温焼成用のセラミックグリーンシート１１を形成する際に、スラリーを作成する段階で、ガラス粉末とムライト粉末の総量を１００質量％とした場合に、遷移金属酸化物（例えばＣｏ₃Ｏ₄）を、１質量％（外質量％）添加することで、多層セラミック基板１を着色してもよい。

・次に、図５（ｂ）に示す様に、前記セラミックグリーンシート１１に、パンチングにより貫通孔（スルーホール）１３を形成した。
・次に、図５（ｃ）に示す様に、前記スルーホール１３に、導電ペーストを充填して（焼成後の層間接続導体部９となる）層間導体形成部１５を形成した。

この層間接続導体部９用の導電ペーストは、平均粒径３．５μｍの銀粉末１００重量部に対して、軟化点が８００℃のホウケイ酸系ガラス粉末を５重量部添加した粉末原料に、樹脂としてエチルセルロース樹脂を加えるとともに、溶剤としてターピネオールを加え、３本ロールミルにて混練して作製したものである。

・次に、図５（ｄ）に示す様に、セラミックグリーンシート１１の表面に、導電ペーストを用いて、層間導体形成部１５などの表面を覆う様に、印刷によって（後に配線層７となる）導体パターンである配線パターン（印刷パターン）１７を形成した。

この配線層７用の導電ペーストは、平均粒径０．９μｍの銀粉末１００重量部に対して、軟化点が７００℃のホウケイ酸系ガラス粉末を２重量部添加した粉末原料に、樹脂としてエチルセルロース樹脂を加えるとともに、溶剤としてターピネオールを加え、３本ロールミルにて混練して作製したものである。

・次に、図５（ｅ）に示す様に、各セラミックグリーンシート１１を積層して、グリーンシート積層体２１を形成した。
・次に、図５（ｆ）に示す様に、グリーンシート積層体２１の上下両面に、グリーンシート積層体２１と同様な縦横の寸法で、厚みが０．１５ｍｍの中間グリーン層（中間グリーンシート）２３を積層して、第１グリーン複合積層体２５を形成した。

前記中間グリーンシート２３は、グリーンシート積層体２１を構成するセラミックグリーンシート１１と同様な組成の材料を用い、同様な方法で形成されたものである。この中間グリーンシート２３には、スルーホール２７が形成され、そのスルーホール２７に層間導体形成部１５と同様な材料からなる導電ペーストが充填されて、中間導体形成部２９が形成されている。

特に、中間導体形成部２９は、前記図２に例示する様に、最外層のセラミックグリーンシート１１の層間導体形成部１５の外周から、（平面方向において）５０μｍより離れて形成されている。

なお、ここで、中間グリーンシート２３を積層するのでなく、同様な材料からなるペーストを塗布することによって、中間グリーンシート２３と同様な層を形成してもよい。
・次に、図５（ｇ）に示す様に、第１グリーン複合積層体２５の上下両面に、グリーンシート積層体２１と同様な縦横の寸法で、厚みが０．３０ｍｍの収縮抑制シート３１を積層して、第２グリーン複合積層体３３を形成した。

この収縮抑制シート３１は、アルミナ粉末とアクリル樹脂とで製造されるが、セラミックグリーンシート１１よりはアクリル樹脂の含有量が少ない。
・次に、図５（ｈ）に示す様に、第２グリーン複合積層体３３を、焼成炉内に配置し、０．２ＭＰａの荷重を加えながら、８５０℃の温度で３０分焼成するという焼成条件で焼成した。

この焼成により、グリーンシート積層体２１がセラミック積層体５となり、中間グリーンシート２３が中間セラミック層３５となり、層間導体形成部１５が層間接続導体部９となり、中間導体形成部２９が中間導体部３９となる。

その後、上下の表面に残った無機組成物（即ち収縮抑制シート３１の残滓）を除去し、中間セラミック層３５を備えた多層セラミック基板１の前製品３７を得た。
従って、この前製品３７の段階で、中間導体部３９を介して、多層セラミック基板１の電気検査を行うことができる。

・次に、図５（ｉ）に示す様に、前製品３７の両側を研磨し、中間セラミック層３５と最外層のセラミック層４１の一部とを除去し、多層セラミック基板１を作製した。
・その後、図５（ｊ）に示す様に、多層セラミック基板１の表面に、周知の蒸着、現像、メッキ等の工程により、表面導体（薄膜導体）４３を形成した。

ｃ）次に、本実施例の効果を説明する。
・本実施例では、グリーンシート積層体２１の最外層のセラミックグリーンシート１１と収縮抑制シート３１との間に、最外層のセラミックグリーンシート１１の層間導体形成部１５の表面を覆うように、セラミックグリーンシート１１と同じ組成の中間グリーンシート２３を形成する。従って、焼成の際には、中間グリーンシート２３のガラス成分の存在によって、層間導体形成部（焼成前のビア導体）１５周囲のガラス成分が収縮抑制シート３１側に移動することを抑制できるので、焼成後のビア導体周囲に欠陥や不具合が発生することを防止できる。

・本実施例では、中間グリーンシート２３には、中間セラミック層３５の厚み方向における電気的接続を可能にする中間導体形成部２９を設けている。従って、最終製品での電気検査の前に焼成直後に電気検査を行うことが可能である。つまり、研磨工程以降の工程を行うことなく、不良品の判別が可能になるので、作業工程を少なくすることができる。なお、中間導体形成部２９に代えて開口部を設けた場合でも同様な効果が得られる。
・本実施例では、中間導体形成部２９は、最外層のセラミックグリーンシート１１の層間導体形成部１５の外周から、平面方向において５０μｍより離れているので、焼成の際に、層間導体形成部１５周囲のガラス成分が中間導体形成部２９の周囲を経由して収縮抑制シート３１側に移動しない。よって、（焼成後の）ビア導体の周囲で不必要な結晶化やクラック等の不具合が生じることがない。なお、中間導体形成部２９に代えて開口部を設けた場合でも同様な効果が得られる。

・本実施例では、中間グリーンシート２３の厚みは２０μｍ以上であるので、層間導体形成部１５の外周から収縮抑制シート３１側にガラス成分が移動しにくく、よって、ビア導体周囲に欠陥が生じにくい。また、中間グリーンシート２３の厚みは２００μｍ以下であるので、焼成後に施される研磨工程が少なく、研磨時の傾きが生じにくい。

・本実施例では、グリーンシート積層体２１を構成するセラミックグリーンシート１１と同様な材料（即ち収縮抑制シート３１の焼結温度より低い温度で焼結する材料）からなるグリーンシート（又はペースト）によって、中間グリーンシート２３を形成するので、ビア導体周辺のセラミック組成がガラスの低減する方向に変化することを抑えることができる。よって、ビア導体とセラミックの収縮挙動のバランスも崩れ難くなり、ビア導体周辺でのセラミック中のガラスの結晶化も生じ難くなる。

なお、中間グリーンシート２３を、グリーンシート積層体２１を構成するグリーンシートに含まれるガラスよりガラスの含有率が多い材料からなるグリーンシート又はペーストによって形成しても、或いは、グリーンシート積層体２１を構成するグリーンシートに含まれるガラスからなるグリーンシート又はペーストによって形成しても、同様な効果が得られる。

＜実験例＞
次に、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
まず、前記実施例に示した製造方法において、下記表１に示す条件を満たすように、実験に使用する試料（本発明の試料：No.２〜１５、比較例の試料：No.１、１６）を製造した。

そして、各試料に対して下記（１）〜（４）の評価を行った。
（１）層間接続導体部（ビア導体）周辺の欠陥
研磨後の表面に、蛍光液を塗布した後に、３０分放置してから蛍光液を拭き取った。その後、ＵＶライトのもと、ビア導体周囲の欠陥の有無を確認した。なお、欠陥がある場合には、蛍光液が欠陥（間隙）浸透するので、ＵＶライトにより発光する。その結果を、下記表３に記す。

なお、表３のビア周りの欠陥発生率とは、１００ビアに対する欠陥が発生したビアの割合である。
（２）層間接続導体部周辺の組織
各試料に対して、ＳＥＭにより断面観察を行い、ビア導体周囲のセラミック組織を観察し、結晶化状態を確認した。その結果を下記表３に記す。

（３）過剰研磨
各試料に対して、研磨を実施した後に、前記図３に示す様な過剰研磨（最外層より内側のセラミック層まで研磨された状態）が発生した否かを確認した。その結果を下記表３に記す。

（４）表面導体の信頼性試験
各試料の研磨（鏡面研磨Ｒａ＜０．１μｍ）後の表面に、スパッタ法により、Ｔｉ／ＣＵの薄膜（０．３μｍ／０．６μｍ）を形成した後、メッキにて、Ｃｕ／Ｎｉ／ＡＵ膜（４μｍ／２μｍ／１μｍ）を形成した。その後、加熱処理（３５０℃、３０分）を実施し、ビア導体上及びその周囲における表面導体のフクレの発生状態を確認した。その結果を下記表３に記す。

なお、表３のフクレ発生率とは、１００ビアに対するフクレが発生したビアの割合である。

なお、試料No.２〜１１、１３〜１５の中間グリーン層に用いるガラスは、低温焼成用のセラミックグリーンシートのガラスと同じホウケイ酸系ガラス（即ちアルミノホウケイ酸ガラス：表２参照）であり、一方、試料No.１２の異種ガラスとは、前記アルミノホウケイ酸ガラスとは異なる鉛ホウケイ酸ガラス（表２参照）である。

・前記表３の実験結果から明らか様に、本発明品（試料No.２〜１５）の場合には、ビア導体周囲の欠陥を抑制でき、また、ビア導体上に表面導体を形成した場合に、表面導体のフクレ等の不具合に発生を抑制できることが分かる。それに比べて、中間グリーン層を形成しない比較例（試料No.１）では、ビア導体周囲の欠陥発生率及び表面導体のフクレ発生率が高く好ましくない。また、中間グリーン層にガラス成分を含まない比較例（試料No.１６）の場合には、中間グリーン層は焼結しなかった。

・また、中間グリーン層の厚みが２０〜２００μｍの場合（例えば試料No.３〜７）には、ビア導体周囲の欠陥発生率及び表面導体のフクレ発生率が共に０％であり、しかも、ビア導体周囲のガラスが結晶化せず、セラミック層の過剰研磨も無いので、好適である。それに比べて、中間グリーン層の厚みが２０μｍ未満の試料No.２では、ビア導体周囲の欠陥発生率及び表面導体のフクレ発生率高く、ビア導体周囲のガラスが結晶化しており、好ましくない。また、中間グリーン層の厚みが２００μｍを超える試料No.８では、セラミック層の過剰研磨があり、好ましくない。

・更に、中間グリーン層に中間導電形成部や開口部を設ける場合には、層間導体形成部から５０μｍより離して設けた方（例えば試料No.５、６）が、そうでない場合（例えば試料No.１４、１５）に比べて、ビア導体周囲の欠陥発生率及び表面導体のフクレ発生率が共に低く、ビア導体周囲のガラスが結晶化しないので、好適である。

・その上、中間グリーン層の材料が製品のグリーンシートと同様な組成の材料の場合（例えば試料No.３〜７）、中間グリーン層がガラスから構成される場合（試料No.９）、中間グリーン層に含まれるガラスの割合が製品のグリーンシートのガラスの割合より多い場合（試料No.１０、１１）には、そうでない場合に比べて、ビア導体周囲の欠陥発生率及び表面導体のフクレ発生率が低く、好適である。

具体的には、中間グリーン層に、製品のグリーンシートとは異なるガラスを用いた場合（試料No.１２）には、ビア導体周囲の欠陥発生率及び表面導体のフクレ発生率が共に若干高く、ビア導体周囲のガラスが結晶化する。

また、中間グリーン層に、製品のグリーンシートとは異なる（ガラスの濡れ性が高い）セラミックを用いた場合（試料No.１３）には、ビア導体周囲の欠陥発生率及び表面導体のフクレ発生率がやや高くなる。

尚、本発明は前記実施形態や実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）例えば前記実施例では、中間グリーン層に中間導体形成部を設けたが、中間導体形成部に代えて開口部（スルーホール）を設けてもよい。このスルーホールを介して、多層セラミック基板の電気検査を行うことができる。

（２）例えば、グリーン積層体の一方の側のみに、中間グリーンシート及び収縮抑制シートを設けてもよい。

１…多層セラミック基板
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…セラミック層
５…セラミック積層体
７…配線層
９…層間接続導体部
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…セラミックグリーンシート
１５…層間導体形成部
２１…グリーンシート積層体
２３…中間グリーン層
２５、３３…グリーン複合積層体
２９…中間導体形成部
３１…収縮抑制シート
３５…中間セラミック層
３９…中間導体部
４３…表面導体

Claims

複数のセラミック層が積層されるとともに、前記セラミック層間を電気的に接続する層間接続導体部を備えた多層セラミック基板の製造方法において、
焼成後に前記層間接続導体部となる層間導体形成部を有するグリーンシートを複数積層して、グリーンシート積層体を形成する工程と、
前記グリーンシート積層体の少なくとも一方の表面に、該グリーンシート積層体が焼結する温度では焼結しない収縮抑制シートを積層して、グリーン複合積層体を形成する工程と、
前記グリーン複合積層体を焼成して、セラミック積層体を形成する工程と、
前記焼成後に、前記セラミック積層体の表面に残留する前記収縮抑制シートの未焼結層を除去する工程と、
前記未焼結層を除去したセラミック積層体の表面を研磨する工程と、
前記研磨後のセラミック積層体の表面に、表面導体を形成する工程と、
を備え、
前記グリーン複合積層体を形成する際には、前記グリーンシート積層体の最外層のグリーンシートと前記収縮抑制シートとの間に、前記最外層のグリーンシートの層間導体形成部の表面を覆うように、前記グリーンシートを構成する成分の少なくともガラス成分を含む中間グリーン層を形成するとともに、
前記中間グリーン層には、焼成後に前記中間グリーン層の厚み方向における電気的接続を可能にする中間導体形成部又は開口部を設けることを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
前記中間導体形成部又は開口部を、前記グリーンシート積層体の最外層のグリーンシートの層間導体形成部の外周から、５０μｍより離れて形成することを特徴とする前記請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
前記中間グリーン層の厚みは、２０〜２００μｍであることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
前記中間グリーン層を、前記グリーンシート積層体を構成するグリーンシートと同じ組成の材料からなるグリーンシート又はペーストによって形成することを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
前記中間グリーン層を、前記グリーンシート積層体を構成するグリーンシートに含まれるガラスよりガラスの含有率が多い材料からなるグリーンシート又はペーストによって形成することを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
前記中間グリーン層を、前記グリーンシート積層体を構成するグリーンシートに含まれるガラスからなるグリーンシート又はペーストによって形成することを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。