JP2010251597A - Method of manufacturing multilayer ceramic substrate - Google Patents

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Yusuke Otsuka
裕介 大塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To planarize a surface of a part of substrate with a surface conductor formed thereon, in order to achieve low-profile and high functionality. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the multilayer ceramic substrate 30 includes: a step of forming an unsintered stacked body 10 with a base layer 20, constrained layers 40a, 40b arranged on at least one main surface of the base layer 20 and which can not be substantially sintered at the temperature where the base layer 20 is sintered, surface conductors 6a-6c formed at interfaces 3a, 3b between the base layer 20 and constrained layers 40a, 40b, dummy patterns 8a-8c formed on a main surface or inside opposite to the main surface of each constrained layer 40a, 40b in contact with the base layer 20 so as to cover a region where surface conductors 6a-6c are formed when perspectively seen from a stacking direction; and a step of compressing the stacked body 10. Surfaces of substrates 3a, 3b can be planarized by compressing surface conductors 6a-6c into the base layer 20, because a stronger pressure is applied in the stacking direction to a region with dummy patterns 8a-8c formed, therein than the other region. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、多層セラミック基板の製造方法に関し、特に、焼成後に多層セラミック基板となる基材層の主面に拘束層を配置して焼成する、いわゆる無収縮焼成による多層セラミック基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, and more particularly to a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate by so-called non-shrinkage firing in which a constraining layer is disposed on the main surface of a base material layer that becomes a multilayer ceramic substrate after firing.

近年の情報通信機器やカーエレクトロニクスの発展に伴い、それらに用いられる多層セラミック基板についても低背化や高機能化が求められている。ここで、多層セラミック基板の低背化や高機能化を実現するための手段の一つとして、基板表面を平坦化することが有効である。   With the recent development of information communication devices and car electronics, multilayer ceramic substrates used for them are required to have a low profile and high functionality. Here, it is effective to planarize the substrate surface as one of means for realizing a reduction in the height and functionality of the multilayer ceramic substrate.

たとえば、図9に示すように、表面導体6が多層セラミック基板30の表面3aから凸状に突出している場合に比べて、図10に示すように、表面導体6が多層セラミック基板30の表面3aに埋め込まれ、多層セラミック基板30の表面3aが平坦であると、表面導体6の厚み分、多層セラミック基板30の厚みAを薄くすることができ、低背化が図られるからである。   For example, as shown in FIG. 9, the surface conductor 6 has a surface 3a of the multilayer ceramic substrate 30 as shown in FIG. 10 as compared with the case where the surface conductor 6 protrudes from the surface 3a of the multilayer ceramic substrate 30 in a convex shape. If the surface 3a of the multilayer ceramic substrate 30 is flat, the thickness A of the multilayer ceramic substrate 30 can be reduced by the thickness of the surface conductor 6, and the height can be reduced.

また、図9の表面導体6よりも図10の表面導体6の方が、表面導体6の平坦な面積Bが広く、ワイヤボンドなどが可能な面積を大きくすることができる。これにより、多層セラミック基板30の表面3aにより多くの実装部品を実装することができ、多層セラミック基板30の高機能化を図ることができるようになる。   Further, the surface conductor 6 of FIG. 10 has a larger flat area B of the surface conductor 6 than the surface conductor 6 of FIG. 9, and the area capable of wire bonding can be increased. Thereby, many mounting components can be mounted on the surface 3 a of the multilayer ceramic substrate 30, and the functionality of the multilayer ceramic substrate 30 can be enhanced.

よって、表面導体は基板表面に埋め込まれ、基板表面をできるだけ平坦にすることが望ましい。   Therefore, it is desirable that the surface conductor is embedded in the substrate surface and the substrate surface is made as flat as possible.

ところで、基板表面を平坦化するためには、たとえば、特開平9−249470号公報(特許文献1)に開示された技術を用いることができる。特許文献1には、多層セラミック基板となる基材層よりも圧着時の厚み変化率が小さい拘束層を基材層の両面に配置して圧着する技術が開示されている。これにより、基材層の内部に導体が存在する部分があっても基板表面が凸状に隆起するのを防止することができ、基板表面の平坦性を確保している。   By the way, in order to planarize the substrate surface, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-249470 (Patent Document 1) can be used. Patent Document 1 discloses a technique in which a constraining layer having a smaller rate of change in thickness at the time of pressure bonding than that of a base material layer to be a multilayer ceramic substrate is disposed on both surfaces of the base material layer for pressure bonding. Thereby, even if there exists a part in which a conductor exists in the inside of a base material layer, it can prevent that a board | substrate surface protrudes in convex shape, and the flatness of the board | substrate surface is ensured.

特許文献1には、表面導体と基材層とを同時焼成することは開示されていないが、この特許文献1の技術を用いれば、拘束層の圧着前に基材層の表面に表面導体を形成し、表面導体と基材層とを同時焼成する場合にも、圧着時の厚み変化率が小さい拘束層が表面導体を基材層に押し込むように働き、基板表面の平坦性向上に一定の効果を奏すると考えられる。   Patent Document 1 does not disclose that the surface conductor and the base material layer are fired simultaneously. However, if the technique of Patent Document 1 is used, the surface conductor is applied to the surface of the base material layer before pressing the constraining layer. Even when the surface conductor and the base material layer are simultaneously fired, the constraining layer with a small rate of change in thickness at the time of crimping works to push the surface conductor into the base material layer, and it is possible to improve the flatness of the substrate surface. It is thought that there is an effect.

特開平9−249470号公報JP-A-9-249470

しかし、特許文献1の方法によっても、圧着前から凸状に盛り上がっている表面導体が形成された部分の基板表面を平坦化することは難しい。この点、拘束層の厚み変化率を相当小さくすれば表面導体を基材層に押し込むことができ得るが、そのような密度の高い拘束層では基材層の脱バインダ性などに悪影響を及ぼすおそれがあるため実用的ではない。   However, even by the method of Patent Document 1, it is difficult to flatten the surface of the substrate where the surface conductors that are raised in a convex shape are formed before pressure bonding. In this regard, if the rate of change in the thickness of the constraining layer is considerably reduced, the surface conductor can be pushed into the base material layer, but such a high density constraining layer may adversely affect the binder removal property of the base material layer. Because it is not practical.

そこで、本発明の目的は、種々の基材層や拘束層を用い、表面導体と基材層とを同時焼成した場合にも、基板表面を平坦化できる多層セラミック基板の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a multilayer ceramic substrate that can flatten the substrate surface even when the surface conductor and the substrate layer are simultaneously fired using various substrate layers and constrained layers. It is in.

上記問題点を解決するために、本発明の多層セラミック基板の製造方法は、まず未焼成の積層体を作製する。未焼成の積層体は、複数の基材層用未焼成セラミック層を積層してなる基材層と、基材層の少なくとも一方主面に配置され、基材層の焼結温度では実質的に焼結しない拘束層用未焼成セラミック層からなる拘束層と、基材層と拘束層との界面に形成される表面導体と、拘束層の、基材層に接する主面に対向する主面および/または内部に形成され、かつ、積層方向から投影視した場合に表面導体が形成された領域を実質的に覆うように形成されたダミーパターンとを有する。次に、積層体を圧着し、基材層が焼結する温度で焼成した後、拘束層およびダミーパターンを除去して多層セラミック基板を得る。   In order to solve the above problems, the multilayer ceramic substrate production method of the present invention first produces an unfired laminate. The unfired laminate is disposed on at least one main surface of the base material layer formed by laminating a plurality of unfired ceramic layers for the base material layer, and substantially at the sintering temperature of the base material layer. A constraining layer comprising a non-sintered unfired ceramic layer for constraining layer, a surface conductor formed at the interface between the base material layer and the constraining layer, a main surface of the constraining layer facing the main surface contacting the base material layer, and And / or a dummy pattern formed so as to substantially cover a region where the surface conductor is formed when projected from the stacking direction. Next, the laminate is pressed and fired at a temperature at which the base material layer is sintered, and then the constraining layer and the dummy pattern are removed to obtain a multilayer ceramic substrate.

ここで、ダミーパターンを積層方向から投影視した場合に表面導体が形成された領域を実質的に覆うように形成するというのは、ダミーパターンが表面導体と同一のパターン形状をなしている場合の他、ダミーパターンが表面導体より小さく表面導体の一部を覆っていない場合、表面導体よりもやや大きく表面導体の周囲までを覆っている場合を含む。   Here, when the dummy pattern is projected from the stacking direction, it is formed so as to substantially cover the region in which the surface conductor is formed when the dummy pattern has the same pattern shape as the surface conductor. In addition, the case where the dummy pattern is smaller than the surface conductor and does not cover a part of the surface conductor includes the case where the dummy pattern covers the surface conductor slightly larger than the surface conductor.

また、ダミーパターンは、積層方向から投影視した場合に表面導体が形成された領域のみ、または、表面導体が形成された領域およびその周囲、を実質的に覆うように形成されていることが好ましい。   Further, the dummy pattern is preferably formed so as to substantially cover only the region where the surface conductor is formed or the region where the surface conductor is formed and its periphery when projected from the stacking direction. .

ただし、ここでいうダミーパターンとは表面導体を基材層に押し込むために形成されるものであり、他の目的のために、拘束層の、基材層に接する主面に対向する主面および/または内部にパターンが形成されていてもよい。   However, the dummy pattern here is formed in order to push the surface conductor into the base material layer, and for other purposes, the main surface of the constraining layer facing the main surface in contact with the base material layer and A pattern may be formed inside.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法においては、積層体を圧着する際に、積層体の側面を枠状の金型で固定するのが好ましい。   In the method for producing a multilayer ceramic substrate of the present invention, it is preferable that the side surface of the multilayer body is fixed with a frame-shaped mold when the multilayer body is pressure-bonded.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法においては、拘束層の圧着時の厚み変化率が基材層の圧着時の厚み変化率よりも小さいことが好ましい。   Moreover, in the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate of this invention, it is preferable that the rate of thickness change at the time of crimping | bonding of a constraining layer is smaller than the rate of thickness change at the time of crimping | bonding of a base material layer.

また、表面導体の圧着時の厚み変化率は、基材層の圧着時の厚み変化率と同等またはそれよりも大きいことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the thickness change rate at the time of crimping | bonding a surface conductor is equal to or larger than the thickness change rate at the time of crimping | bonding of a base material layer.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法においては、ダミーパターンの圧着時の厚み変化率が、表面導体の圧着時の厚み変化率と同等またはそれよりも小さいことが好ましい。   In the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present invention, it is preferable that the thickness change rate when the dummy pattern is pressed is equal to or smaller than the thickness change rate when the surface conductor is pressed.

さらには、ダミーパターンの圧着時の厚み変化率が表面導体の圧着時の厚み変化率と実質的に同一であることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the thickness change rate when the dummy pattern is pressed is substantially the same as the thickness change rate when the surface conductor is pressed.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法においては、ダミーパターンが表面導体と同一の材料からなることが好ましい。   In the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present invention, the dummy pattern is preferably made of the same material as the surface conductor.

ここで、表面導体と同一の材料とは、表面導体を形成する際に用いる導電性ペーストのことをいう。   Here, the same material as the surface conductor refers to a conductive paste used when forming the surface conductor.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法においては、ダミーパターンの圧着時の厚み変化率が拘束層の圧着時の厚み変化率と実質的に同一であることが好ましい。   In the method for producing a multilayer ceramic substrate of the present invention, it is preferable that the thickness change rate when the dummy pattern is pressed is substantially the same as the thickness change rate when the constraining layer is pressed.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法においては、ダミーパターンが拘束層と同一の材料からなることが好ましい。   In the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present invention, the dummy pattern is preferably made of the same material as the constraining layer.

ここで、拘束層と同一の材料とは、拘束層を形成する際に用いるセラミックスラリーのことをいう。   Here, the same material as the constraining layer refers to a ceramic slurry used when forming the constraining layer.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法においては、ダミーパターンを拘束層用未焼成セラミック層に形成し、ダミーパターンが形成された拘束層用未焼成セラミック層の上に、さらに拘束層用未焼成セラミック層を形成するのが好ましい。   In the method for producing a multilayer ceramic substrate of the present invention, a dummy pattern is formed on the unfired ceramic layer for constraining layer, and further on the unfired ceramic layer for constraining layer on which the dummy pattern is formed. A fired ceramic layer is preferably formed.

また、本発明の多層セラミック基板の製造方法においては、表面導体を一旦拘束層用未焼成セラミック層に形成し、基材層に転写することが好ましい。   In the method for producing a multilayer ceramic substrate of the present invention, it is preferable that the surface conductor is once formed on the unfired ceramic layer for the constraining layer and transferred to the base material layer.

本発明によれば、拘束層の、基材層に接する主面に対向する主面および/または内部に、積層方向から投影視した場合に表面導体が形成された領域を実質的に覆うようにダミーパターンを形成した状態で積層体を圧着するため、ダミーパターンが形成された部分は、その他の部分に比べて積層方向により強い圧力がかけられることになる。そのため、圧着時に表面導体が基材層に押し込まれることにより表面導体が形成された部分の基板表面を平坦化することができる。その結果、種々の基材層や拘束層を用い、表面導体と基材層とを同時焼成した場合にも、多層セラミック基板の低背化が図られるとともに、表面導体の平坦な面積が広がり、実装面積を大きくすることができる。   According to the present invention, the constraining layer substantially covers the region where the surface conductor is formed when projected from the stacking direction on the main surface facing the main surface in contact with the base material layer and / or the inside thereof. Since the laminated body is pressure-bonded in a state where the dummy pattern is formed, the portion where the dummy pattern is formed is more strongly applied in the stacking direction than the other portions. Therefore, when the surface conductor is pushed into the base material layer at the time of pressure bonding, the portion of the substrate surface where the surface conductor is formed can be planarized. As a result, when various surface layers and constraining layers are used and the surface conductor and the substrate layer are fired at the same time, the multilayer ceramic substrate can be reduced in height and the flat area of the surface conductor can be expanded. The mounting area can be increased.

また、ダミーパターンが積層方向から投影視した場合に表面導体が形成された領域のみ、または、表面導体が形成された領域およびその周囲、を実質的に覆うように形成されていると、表面導体が形成された領域に局所的に圧力をかけることができ、表面導体を基材層に押し込むことができる。   In addition, when the dummy pattern is projected from the stacking direction, only the region where the surface conductor is formed, or the region where the surface conductor is formed and its surroundings are substantially covered. A pressure can be locally applied to a region where the surface conductor is formed, and the surface conductor can be pushed into the base material layer.

また、積層体を圧着する工程において、積層体の側面を枠状の金型で固定すると、圧着時に未焼成の積層体が平面方向に伸びるのを防ぐことができるため、ダミーパターンによって付加された圧力を確実に積層方向にかけることができる。   Also, in the step of crimping the laminate, fixing the side surface of the laminate with a frame-shaped mold can prevent the unsintered laminate from extending in the plane direction during crimping, so it was added by a dummy pattern. The pressure can be reliably applied in the stacking direction.

また、拘束層の圧着時の厚み変化率が基材層の圧着時の厚み変化率よりも小さいと、拘束層が基材層よりも硬いため、表面導体を拘束層側よりも基材層側に押し込むことができる。   Also, if the rate of change in thickness of the constraining layer during pressure bonding is smaller than the rate of change in thickness of the base material layer during pressure bonding, the constraining layer is harder than the base material layer, so the surface conductor is closer to the base material layer than the constraining layer. Can be pushed into.

また、本発明によれば、表面導体の圧着時の厚み変化率が基材層の圧着時の厚み変化率と同等またはそれよりも大きい場合でも、ダミーパターンによって圧力が付加されるため、表面導体を基材層に押し込むことができ、基板表面の平坦性を確保できる。   In addition, according to the present invention, since the pressure is applied by the dummy pattern even when the thickness change rate during crimping of the surface conductor is equal to or greater than the thickness change rate during crimping of the base material layer, the surface conductor Can be pushed into the base material layer, and the flatness of the substrate surface can be secured.

また、ダミーパターンの圧着時の厚み変化率が表面導体の圧着時の厚み変化率と同等またはそれよりも小さい場合、ダミーパターンが表面導体以上の硬さのため、表面導体を押し込むことができる。   Further, when the thickness change rate at the time of crimping the dummy pattern is equal to or smaller than the thickness change rate at the time of crimping the surface conductor, the surface conductor can be pushed in because the dummy pattern is harder than the surface conductor.

また、ダミーパターンの圧着時の厚み変化率が表面導体の圧着時の厚み変化率と実質的に同一であると、圧着時の平面方向への伸び率が同一となるため、表面導体の全体にダミーパターンによる圧力をかけることができる。   Also, if the thickness change rate at the time of crimping the dummy pattern is substantially the same as the thickness change rate at the time of crimping the surface conductor, the elongation rate in the planar direction at the time of crimping is the same, so the entire surface conductor Pressure by a dummy pattern can be applied.

また、ダミーパターンが表面導体と同一の材料からなると、基材層に形成する表面導体と同様の工程でダミーパターンを形成することができるため、新たな設備を要することなく基板表面の平坦性を確保できる。   Also, if the dummy pattern is made of the same material as the surface conductor, the dummy pattern can be formed in the same process as the surface conductor formed on the base material layer, so that the flatness of the substrate surface can be improved without requiring new equipment. It can be secured.

また、ダミーパターンの圧着時の厚み変化率が拘束層の圧着時の厚み変化率と実質的に同一であると、圧着時にダミーパターンによって付加される圧力が拘束層に分散されることなく表面導体に強い圧力をかけることができる。   Further, when the thickness change rate at the time of pressure bonding of the dummy pattern is substantially the same as the thickness change rate at the time of pressure bonding of the constraining layer, the pressure applied by the dummy pattern at the time of pressure bonding is not dispersed in the constraining layer. Can exert a strong pressure on

また、ダミーパターンが拘束層と同一の材料からなると、表面導体と同一の材料を用いた場合よりもコストを軽減できる。   Further, when the dummy pattern is made of the same material as that of the constraining layer, the cost can be reduced as compared with the case where the same material as that of the surface conductor is used.

また、ダミーパターンを拘束層用未焼成セラミック層に形成し、ダミーパターンが形成された拘束層用未焼成セラミック層の上に、さらに拘束層用未焼成セラミック層を形成すると、拘束層の表面、すなわち積層体の表面が平坦になるため、圧着時に積層体表面に均一に圧力をかけることができる。   Further, when the dummy pattern is formed on the unfired ceramic layer for the constraining layer, and the unfired ceramic layer for the constraining layer is further formed on the unfired ceramic layer for the constraining layer on which the dummy pattern is formed, the surface of the constraining layer, That is, since the surface of the laminate becomes flat, it is possible to apply pressure uniformly to the laminate surface during pressure bonding.

また、表面導体を一旦拘束層用未焼成セラミック層に形成し、基材層に転写すると、表面導体を形成した拘束層用未焼成セラミック層とダミーパターンを形成した拘束層用未焼成セラミック層とが実質的に同一のものとなるため、同一のシートをさらに1層積層すれば容易にダミーパターンを形成することができ、製造工程が煩雑化しない。   Further, once the surface conductor is formed on the unfired ceramic layer for the constraining layer and transferred to the base material layer, the unfired ceramic layer for the constraining layer formed with the surface conductor and the unfired ceramic layer for the constraining layer formed with the dummy pattern; Therefore, if one sheet of the same sheet is further laminated, a dummy pattern can be easily formed, and the manufacturing process is not complicated.

本発明の実施例1にかかる製造工程を示す図であり、積層前の状態を示す概略断面図である。It is a figure which shows the manufacturing process concerning Example 1 of this invention, and is a schematic sectional drawing which shows the state before lamination | stacking. 本発明の実施例1にかかる製造工程を示す図であり、積層体を積層方向から投影視した状態を示す概略上面図である。It is a figure which shows the manufacturing process concerning Example 1 of this invention, and is a schematic top view which shows the state which projected the laminated body from the lamination direction. 本発明の実施例1にかかる製造工程を示す図であり、図2とは別の積層体を積層方向から投影視した状態を示す概略上面図である。It is a figure which shows the manufacturing process concerning Example 1 of this invention, and is a schematic top view which shows the state which projected and looked at the laminated body different from FIG. 2 from the lamination direction. 本発明の実施例1にかかる製造工程を示す図であり、図2、3とは別の積層体を積層方向から投影視した状態を示す概略上面図である。It is a figure which shows the manufacturing process concerning Example 1 of this invention, and is a schematic top view which shows the state which projected the laminated body different from FIG. 本発明の実施例1にかかる製造工程を示す図であり、図とは別の積層体を作製する前の状態を示す概略断面図である。It is a figure which shows the manufacturing process concerning Example 1 of this invention, and is a schematic sectional drawing which shows the state before producing the laminated body different from a figure. 本発明の実施例1にかかる製造工程を示す図であり、圧着後の状態を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process concerning Example 1 of this invention, and is a figure which shows the state after crimping | compression-bonding. 本発明の実施例1にかかる製造方法によって作製された多層セラミック基板を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the multilayer ceramic substrate produced by the manufacturing method concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例3にかかる製造工程を示す図であり、積層前の状態を示す概略断面図である。It is a figure which shows the manufacturing process concerning Example 3 of this invention, and is a schematic sectional drawing which shows the state before lamination | stacking. 本発明の効果を説明するための図であり、表面導体が基板表面から凸状に突出した状態を示す概略断面図である。It is a figure for demonstrating the effect of this invention, and is a schematic sectional drawing which shows the state in which the surface conductor protruded convexly from the board | substrate surface. 本発明の効果を説明するための図であり、表面導体が基板表面に押し込まれた状態を示す概略断面図である。It is a figure for demonstrating the effect of this invention, and is a schematic sectional drawing which shows the state by which the surface conductor was pushed in to the board | substrate surface.

以下、本発明の実施例にかかる多層セラミック基板の製造方法について、図1〜図8を参照しながら説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate concerning the Example of this invention is demonstrated, referring FIGS.

実施例1にかかる多層セラミック基板は、以下の(1)〜(8)の工程を経て製造する。   The multilayer ceramic substrate according to Example 1 is manufactured through the following steps (1) to (8).

(1)基材層用未焼成セラミック層の作製
まず、CaO−SiO2−Al23−B23系ガラス粉末とアルミナ粉末とを混合し、低温焼結セラミック粉末を作製する。この低温焼結セラミック粉末にバインダとしてのアクリル樹脂、溶剤、分散剤、可塑剤を添加して十分に混練することにより、均一に分散させた後、減圧下で脱泡処理をしてスラリーを作製する。
(1) Preparation of the base layer for green ceramic layer First, CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 system by mixing a glass powder and alumina powder, to produce a low-temperature sintering ceramic powder. Acrylic resin as a binder, a solvent, a dispersant, and a plasticizer are added to this low-temperature sintered ceramic powder and kneaded thoroughly. After uniform dispersion, defoaming is performed under reduced pressure to produce a slurry. To do.

次いで、このスラリーを、ドクターブレードを用いたキャスティング法によってキャリアフィルム上にシート成形する。これを乾燥させた後、平面寸法が150mm□になるようにカットして、図1に示すような、厚み190μmの基材層用未焼成セラミック層2a〜2cを作製する。   Next, this slurry is formed into a sheet on a carrier film by a casting method using a doctor blade. After drying this, it cuts so that a plane dimension may be set to 150 mm (square), and produces the unbaking ceramic layers 2a-2c for base material layers with a thickness of 190 micrometers as shown in FIG.

(2)拘束層用未焼成セラミック層の作製
アルミナ粉末に、バインダとしてのブチラール樹脂と、溶剤、分散剤、可塑剤を添加し、十分に混練して均一に分散させた後、減圧下で脱泡処理をしてスラリーを作製する。
(2) Preparation of unfired ceramic layer for constrained layer Add butyral resin as binder, solvent, dispersant, and plasticizer to alumina powder, thoroughly knead and uniformly disperse, then remove under reduced pressure A slurry is prepared by foam treatment.

次いで、このスラリーを、ドクターブレードを用いたキャスティング法によってキャリアフィルム上にシート成形する。これを乾燥させた後、平面寸法が150mm□になるようにカットして、図1に示すような、厚み150μmの拘束層用未焼成セラミック層4a〜4dを作製する。   Next, this slurry is formed into a sheet on a carrier film by a casting method using a doctor blade. After drying this, it cuts so that a plane dimension may be set to 150 mm (square), and produces the unbaking ceramic layers 4a-4d for constraining layers with a thickness of 150 micrometers as shown in FIG.

ここで、拘束層用未焼成セラミック層4a〜4dに含まれるバインダとしてブチラール樹脂を用いることで、バインダとしてアクリル樹脂を用いた基材層用未焼成セラミック層2a〜2cよりも圧着時の厚み変化率を小さく、すなわち硬くすることができる。圧着時の厚み変化率を小さくするためには、上述のようにバインダの種類を変える他に、可塑剤や分散剤の量を減らす、アルミナ粉末の密度を高めるなど、種々の方法によって実現できる。   Here, by using a butyral resin as the binder contained in the unfired ceramic layers 4a to 4d for the constraining layer, the thickness change at the time of pressure bonding than the unfired ceramic layers 2a to 2c for the base material layer using the acrylic resin as the binder The rate can be reduced, i.e. hardened. In order to reduce the rate of change in thickness at the time of pressure bonding, in addition to changing the type of binder as described above, it can be realized by various methods such as reducing the amount of plasticizer and dispersant and increasing the density of alumina powder.

(3)表面導体の形成
基材層用未焼成セラミック層2a〜2cには所望の導体パターンを形成する。図1に示すように、基材層用未焼成セラミック層2a〜2cからなる基材層20と拘束層用未焼成セラミック層4a〜4dからなる拘束層40a,40bとの界面3a,3bには、所望のパターンの表面導体6a〜6cを形成する。
(3) Formation of surface conductor A desired conductor pattern is formed on the unfired ceramic layers 2a to 2c for the base material layer. As shown in FIG. 1, the interfaces 3a and 3b between the base material layer 20 made of the unfired ceramic layers 2a to 2c for the base material layer and the constraining layers 40a and 40b made of the unfired ceramic layers 4a to 4d for the constraining layers The surface conductors 6a to 6c having a desired pattern are formed.

表面導体6a〜6cを形成するには、表面導体6aのように、基材層用未焼成セラミック層2aの表面3aにAg、Cu等を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷やインクジェットなどの方法によって塗布して直接形成することができる。   In order to form the surface conductors 6a to 6c, a conductive paste mainly composed of Ag, Cu, or the like is applied to the surface 3a of the unfired ceramic layer 2a for the base material layer as in the case of the surface conductor 6a by screen printing, inkjet, or the like. It can be applied directly by a method.

また、表面導体6b,6cのように、拘束層用未焼成セラミック層4cの基材層用未焼成セラミック層2cに接する表面5cに同様の方法で導体パターンを形成し、これを基材層用未焼成セラミック層2cと積層・圧着することで表面導体6b,6cを界面3bに転写することもできる。   Further, a conductor pattern is formed on the surface 5c of the constraining layer unfired ceramic layer 4c in contact with the unfired ceramic layer 2c for the base material by the same method as the surface conductors 6b and 6c, and this is used for the base material layer. The surface conductors 6b and 6c can be transferred to the interface 3b by laminating and pressing with the unfired ceramic layer 2c.

なお、図1では省略しているが、基材層用未焼成セラミック層2a〜2cには、所望のパターンの層間接続導体や面内導体を形成する。層間接続導体はレーザーなどで貫通孔を形成し、貫通孔に導電性ペーストを充填することにより形成する。面内導体は表面導体6a〜6cと同様に未焼成セラミック層2a〜2cの表面にスクリーン印刷やインクジェットなどの方法によって形成する。   Although omitted in FIG. 1, interlayer connection conductors and in-plane conductors having a desired pattern are formed on the unfired ceramic layers 2a to 2c for the base material layer. The interlayer connection conductor is formed by forming a through hole with a laser or the like and filling the through hole with a conductive paste. The in-plane conductors are formed on the surfaces of the unfired ceramic layers 2a to 2c by a method such as screen printing or ink jet, similarly to the surface conductors 6a to 6c.

ここで、面内導体とは、基材層用未焼成セラミック層2a,2bの界面および基材層用未焼成セラミック層2b,2cの界面に形成するものであり、上述の表面導体とは、基材層用未焼成セラミック層2aと拘束層用未焼成セラミック層4bとの界面3aおよび基材層用未焼成セラミック層2cと拘束層用未焼成セラミック層4cとの界面3bに形成されるものである。   Here, the in-plane conductor is formed at the interface between the unfired ceramic layers 2a and 2b for the base material layer and the interface between the unfired ceramic layers 2b and 2c for the base material layer. Formed at the interface 3a between the unfired ceramic layer 2a for the base material layer and the unfired ceramic layer 4b for the constrained layer and the interface 3b between the unfired ceramic layer 2c for the base material layer and the unfired ceramic layer 4c for the constraining layer It is.

(4)ダミーパターンの形成
実施例1においては、拘束層40a,40bの表面のみ、内部のみまたは表面および内部の両方に、ダミーパターン8a〜8cを形成する。たとえば、図1に示すように、拘束層用未焼成セラミック層4b,4dの表面5a,5dにダミーパターン8a〜8cを形成する。
(4) Formation of dummy pattern In Example 1, the dummy patterns 8a to 8c are formed only on the surfaces of the constraining layers 40a and 40b, only on the inside, or both on the surface and inside. For example, as shown in FIG. 1, dummy patterns 8a to 8c are formed on the surfaces 5a and 5d of the unfired ceramic layers 4b and 4d for the constraining layer.

ダミーパターン8a〜8cは、積層方向から投影視した場合に表面導体6a〜6cが形成された領域を覆うように形成する。具体的には、表面導体6a〜6cが形成された領域のみを覆うように形成するのが好ましい。より具体的には、ダミーパターン8a〜8cは、表面導体と実質的に同一のパターン形状であることが好ましい。後述する圧着工程においてダミーパターン8a〜8cが形成された部分、すなわち表面導体6a〜6cが形成された領域に局所的に強い圧力がかかるようにするためである。ここで、実質的に同一とは、積層方向から投影視した場合に表面導体6a〜6cとダミーパターン8a〜8cとがほぼ一致することをいい、図2に示すように、表面導体6a〜6cからはみ出している部分があってもよいことを意味する。また、図3に示すように、ダミーパターン8a〜8cが表面導体6a〜6cよりも小さく、表面導体6a〜6cを覆っていない部分があってもよいことを意味する。たとえば、表面導体6a〜6cを形成する場合に用いるスクリーン版等をダミーパターン8a〜8cの形成にも流用することによって実質的に同一のパターン形状を実現できる。この場合、ダミーパターン8a〜8cを形成するために新たなスクリーン版等を製造する必要がないためコストを削減できる。   The dummy patterns 8a to 8c are formed so as to cover regions where the surface conductors 6a to 6c are formed when projected from the stacking direction. Specifically, it is preferable to form so as to cover only the region where the surface conductors 6a to 6c are formed. More specifically, it is preferable that the dummy patterns 8a to 8c have substantially the same pattern shape as the surface conductor. This is because a strong pressure is locally applied to a portion where the dummy patterns 8a to 8c are formed, that is, a region where the surface conductors 6a to 6c are formed in a crimping process described later. Here, “substantially the same” means that the surface conductors 6a to 6c and the dummy patterns 8a to 8c substantially coincide with each other when projected from the stacking direction, and as shown in FIG. 2, the surface conductors 6a to 6c. It means that there may be a part that protrudes. Moreover, as shown in FIG. 3, it means that the dummy patterns 8a to 8c may be smaller than the surface conductors 6a to 6c, and there may be portions that do not cover the surface conductors 6a to 6c. For example, substantially the same pattern shape can be realized by diverting the screen plate used for forming the surface conductors 6a to 6c to the formation of the dummy patterns 8a to 8c. In this case, since it is not necessary to manufacture a new screen plate or the like in order to form the dummy patterns 8a to 8c, the cost can be reduced.

なお、ダミーパターン8a〜8cの形状は、表面導体6a〜6cと実質的に同一のパターン形状であることに限定されるものではなく、表面導体6a〜6cが形成された領域を覆うことができればよい。たとえば、図4に示すように、表面導体6a〜6cが近接して形成されている場合には、ダミーパターン8a〜8cを複数の表面導体を一度に覆うように形成してもよい。すなわち、より限定的には、ダミーパターンは、表面導体が形成された領域のみ、または、表面導体が形成された領域とその周囲を覆うように形成されていることが好ましい。   In addition, the shape of the dummy patterns 8a to 8c is not limited to the substantially same pattern shape as the surface conductors 6a to 6c, and can cover the region where the surface conductors 6a to 6c are formed. Good. For example, as shown in FIG. 4, when the surface conductors 6a to 6c are formed close to each other, the dummy patterns 8a to 8c may be formed so as to cover the plurality of surface conductors at a time. More specifically, the dummy pattern is preferably formed so as to cover only the region where the surface conductor is formed or the region where the surface conductor is formed and the periphery thereof.

ダミーパターン8a〜8cの材料は、実施例1では、表面導体6a〜6cと同様の導電性ペーストを用いる。この場合、基材層用未焼成セラミック層2aおよび拘束層用未焼成セラミック層4cに表面導体6a〜6cを形成する設備・工程において、ダミーパターン8a〜8cを同様に形成することができるため、ダミーパターン8a〜8cを形成するために新たな設備や工程を導入する必要がない点で有用である。   In the first embodiment, the dummy patterns 8a to 8c are made of the same conductive paste as the surface conductors 6a to 6c. In this case, since the dummy patterns 8a to 8c can be formed in the same manner in the facilities and processes for forming the surface conductors 6a to 6c on the unfired ceramic layer 2a for the base layer and the unfired ceramic layer 4c for the constraining layer, This is useful in that it is not necessary to introduce new equipment and processes to form the dummy patterns 8a to 8c.

(5)積層体の作製
基材層用未焼成セラミック層2a〜2cと拘束層用未焼成セラミック層4a〜4cとを積層して積層体10を作製する。より具体的には、図1に示すように、3層の基材層用未焼成セラミック層2a〜2cを積層して基材層20を作製し、基材層20の両主面3a,3bに拘束層40a,40bをそれぞれ配置する。
(5) Production of Laminate The laminate 10 is produced by laminating the unfired ceramic layers 2a to 2c for the base layer and the unfired ceramic layers 4a to 4c for the constraining layer. More specifically, as shown in FIG. 1, the base layer 20 is produced by laminating three unfired ceramic layers 2a to 2c for the base layer, and both main surfaces 3a and 3b of the base layer 20 are formed. The constraining layers 40a and 40b are respectively disposed on the substrate.

なお、積層体10の作製にあたっては、上記の方法によって製造した各グリーンシートを積層してもよいし、基材層用未焼成セラミック層2a〜2cや拘束層用未焼成セラミック層4a〜4dを1層ずつ印刷によって形成してもよい。   In producing the laminate 10, the green sheets produced by the above method may be laminated, or the unfired ceramic layers 2a to 2c for the base layer and the unfired ceramic layers 4a to 4d for the constraining layer may be formed. Each layer may be formed by printing.

図1に示すように、ダミーパターン8a〜8cが拘束層40a,40bの内部に位置するように積層体を作製するのが好ましい。具体的には、拘束層用未焼成セラミック層4bの、基材層20の主面3aに接する主面5bに対向する主面5aにダミーパターン8aを形成し、さらに主面5aの上に別の拘束層用未焼成セラミック層4aを形成する。あるいは、拘束層用未焼成セラミック層4dのように、ダミーパターン8b,8cが形成された主面5dを内層に向けて積層することで、ダミーパターン8a〜8cを拘束層40a,40bの内部に形成することができる。   As shown in FIG. 1, it is preferable to produce a laminated body so that the dummy patterns 8a to 8c are located inside the constraining layers 40a and 40b. Specifically, a dummy pattern 8a is formed on the main surface 5a of the constraining layer unfired ceramic layer 4b that faces the main surface 5b that contacts the main surface 3a of the base material layer 20, and is further formed on the main surface 5a. The unfired ceramic layer 4a for the constraining layer is formed. Alternatively, like the unfired ceramic layer 4d for the constraining layer, the main surface 5d on which the dummy patterns 8b and 8c are formed is laminated toward the inner layer, so that the dummy patterns 8a to 8c are placed inside the constraining layers 40a and 40b. Can be formed.

このように、ダミーパターン8a〜8cを拘束層40a,40bの内部のみに形成することによって、拘束層40a,40bの外表面、すなわち積層体10の外表面が平坦になるため、後述する圧着工程において積層体10に均一に圧力をかけることができる。   In this way, by forming the dummy patterns 8a to 8c only inside the constraining layers 40a and 40b, the outer surfaces of the constraining layers 40a and 40b, that is, the outer surface of the laminate 10 are flattened. The pressure can be uniformly applied to the laminate 10.

なお、図1の拘束層用未焼成セラミック層4c、4dに示すように、表面導体6b,6cを一旦拘束層用未焼成セラミック層4cに形成し、基材層20に転写すると、表面導体6b,6cを形成した拘束層用未焼成セラミック層4cとダミーパターン8b,8cを形成した拘束層用未焼成セラミック層4dとが実質的に同一のものとなるため、表面導体が形成された拘束層未焼成セラミック層をさらに1層積層すれば容易にダミーパターンを形成することができ、製造工程が煩雑化しない。   As shown in the constraining layer unfired ceramic layers 4c and 4d in FIG. 1, once the surface conductors 6b and 6c are formed on the constraining layer unfired ceramic layer 4c and transferred to the base material layer 20, the surface conductor 6b is formed. , 6c and the constraining layer unfired ceramic layer 4c formed with the dummy patterns 8b and 8c are substantially the same, and therefore the constraining layer on which the surface conductor is formed. If one more unfired ceramic layer is laminated, a dummy pattern can be easily formed, and the manufacturing process is not complicated.

また、図5に示すように、ダミーパターン8a〜8cは、拘束層40a,40bの内部ではなく、拘束層40a,40bの基材層20に接する主面に対向する主面、すなわち外表面に形成してもよい。この場合、拘束層40a,40bがそれぞれ拘束層用未焼成セラミック層1層で形成することができるため、拘束層用未焼成セラミック層にかかるコストを軽減できる。   Further, as shown in FIG. 5, the dummy patterns 8a to 8c are not inside the constraining layers 40a and 40b but on the main surface facing the main surface of the constraining layers 40a and 40b contacting the base material layer 20, that is, the outer surface. It may be formed. In this case, since the constraining layers 40a and 40b can each be formed by one unfired ceramic layer for constraining layers, the cost for the unfired ceramic layer for constraining layers can be reduced.

また、ダミーパターン8a〜8cは、拘束層40a,40bの内部と基材層20に接する主面に対向する主面の両方に形成してもよい。ただし、表面導体6a〜6cにかかる圧力が強くなり基材層20の表面3a,3bから表面導体6a〜6cが凹みすぎないように注意する必要がある。   The dummy patterns 8 a to 8 c may be formed on both the inside of the constraining layers 40 a and 40 b and the main surface facing the main surface in contact with the base material layer 20. However, it is necessary to be careful that the pressure applied to the surface conductors 6a to 6c is increased and the surface conductors 6a to 6c are not excessively recessed from the surfaces 3a and 3b of the base material layer 20.

(6)圧着
次に、積層体10を圧着する。この圧着時に、ダミーパターン8a〜8cが形成された部分には、その他の部分に比べて積層方向により強い圧力がかかるため、表面導体6a〜6cを基材層20の表面に押し込むことができ、基板表面の平坦性を向上させることができる。
(6) Crimping Next, the laminate 10 is crimped. At the time of this crimping, the portion where the dummy patterns 8a to 8c are formed is pressed more strongly in the stacking direction than the other portions, so that the surface conductors 6a to 6c can be pushed into the surface of the base material layer 20, The flatness of the substrate surface can be improved.

実施例1では、図6に示すように、金型9に積層体10を入れた状態で積層方向に圧力をかける。金型9は、上部9aと枠状の側面部9bと下部9cからなる。この枠状の側面部9bが積層体10の側面を固定することで、圧着時に積層体10が平面方向に伸びるのを防止することができる。そのため、ダミーパターン8a〜8cによって付加される圧力を確実に積層方向にかけることができる。   In Example 1, as shown in FIG. 6, pressure is applied in the stacking direction in a state where the stacked body 10 is put in the mold 9. The mold 9 includes an upper part 9a, a frame-shaped side part 9b, and a lower part 9c. The frame-shaped side surface portion 9b fixes the side surface of the laminated body 10, so that the laminated body 10 can be prevented from extending in the plane direction at the time of pressure bonding. Therefore, the pressure applied by the dummy patterns 8a to 8c can be reliably applied in the stacking direction.

なお、金型9の枠状の側面部9bは、積層体10よりもやや大きいサイズである方がよい。枠状の側面部9bと積層体10の側面との間に隙間がある方が、積層体10を金型9に入れる際に余裕ができ、積層体10の端部が金型9に引っかかってバリが発生するのを抑制することができるからである。   Note that the frame-like side surface portion 9 b of the mold 9 is preferably slightly larger than the laminate 10. If there is a gap between the frame-shaped side surface portion 9b and the side surface of the laminated body 10, there is a margin when the laminated body 10 is put into the mold 9, and the end of the laminated body 10 is caught by the mold 9. It is because generation | occurrence | production of a burr | flash can be suppressed.

また、本発明においては、必ずしも積層体10の側面を金型で固定する必要はない。たとえば、包装用容器としてのプラスチックからなる袋によって真空パックした状態で静水圧プレス装置の水槽内に入れられ、静水圧が付与される静水圧プレスを用いることも可能である。この静水圧プレスの場合、側面にかかる静水圧によって圧着時に積層体10が平面方向に伸びるのを抑制することができる。ただし、静水圧プレスよりも積層体の側面を金型9で固定して圧着する方が、圧着時に積層体10が平面方向に伸びるのを確実に防止することができるため、ダミーパターン8a〜8cによって付加される圧力を確実に積層方向にかけることができる点で好ましい。   Further, in the present invention, it is not always necessary to fix the side surface of the laminate 10 with a mold. For example, it is also possible to use a hydrostatic press that is placed in a water tank of a hydrostatic pressure press apparatus in a vacuum-packed state with a plastic bag as a packaging container and to which a hydrostatic pressure is applied. In the case of this hydrostatic press, it is possible to suppress the laminate 10 from extending in the plane direction during press bonding due to the hydrostatic pressure applied to the side surface. However, it is possible to surely prevent the laminate 10 from extending in the plane direction at the time of crimping by fixing the side surface of the laminate with the mold 9 rather than the hydrostatic pressure press, so the dummy patterns 8a to 8c. It is preferable in that the pressure applied by can be reliably applied in the stacking direction.

(7)焼成
次に、積層体10を基材層20が焼結する温度で焼成する。具体的には、基材層20として低温焼結セラミック材料を用いる場合には、800℃〜1050℃で焼成する。
(7) Firing Next, the laminated body 10 is fired at a temperature at which the base material layer 20 is sintered. Specifically, when a low-temperature sintered ceramic material is used as the base material layer 20, firing is performed at 800 ° C. to 1050 ° C.

また、基材層20の両主面に配置する拘束層40a,40bは、基材層20の焼結温度では実質的に焼結しない。そのため、拘束層40a,40bは焼成工程において実質的に収縮しないため、拘束層40a,40bに接する基材層20はその平面方向への収縮を実質的に抑制され、積層方向にのみ収縮する。これにより、基材層20の寸法精度を向上させることができる。   Further, the constraining layers 40 a and 40 b arranged on both main surfaces of the base material layer 20 are not substantially sintered at the sintering temperature of the base material layer 20. Therefore, since the constraining layers 40a and 40b do not substantially contract in the firing step, the base material layer 20 in contact with the constraining layers 40a and 40b is substantially prevented from contracting in the plane direction and contracts only in the stacking direction. Thereby, the dimensional accuracy of the base material layer 20 can be improved.

なお、焼成工程においては、積層体10を加圧しながら焼成しなくてもよい。加圧しながら焼成する場合は、基板表面を平坦にすることができるが、加圧のための設備等が必要になりコストがかかる。実施例1の製造方法によれば、積層体10を加圧せずに焼成したとしても、基板表面の平坦性を向上させることができる。   In the firing step, the laminate 10 need not be fired while being pressurized. When firing while applying pressure, the surface of the substrate can be flattened, but equipment for applying pressure is required, which is expensive. According to the manufacturing method of Example 1, even if the laminate 10 is baked without applying pressure, the flatness of the substrate surface can be improved.

(8)拘束層およびダミーパターンの除去
焼成後、拘束層40a,40bおよびダミーパターン8a〜8cを除去して図7に示す多層セラミック基板30を取り出す。拘束層40a,40bは実質的に焼結しておらず、ポーラスな状態にあるため、ブラスト等によって容易に除去することができる。また、ダミーパターン8a〜8cは、拘束層40a,40bの内部またはその外表面に形成されているため、拘束層40a,40bとともに除去することができる。
(8) Removal of constraining layer and dummy pattern After firing, the constraining layers 40a and 40b and the dummy patterns 8a to 8c are removed, and the multilayer ceramic substrate 30 shown in FIG. 7 is taken out. Since the constraining layers 40a and 40b are not substantially sintered and are in a porous state, they can be easily removed by blasting or the like. Further, since the dummy patterns 8a to 8c are formed inside or on the outer surfaces of the constraining layers 40a and 40b, they can be removed together with the constraining layers 40a and 40b.

また、一般的に、表面導体付近は導電性ペーストに含まれる金属の拡散によって基材層20に含まれるガラスが浸み上がりやすく、このガラスが拘束層40a,40bを構成するセラミック粉末と化学的に反応して反応層を形成する。この反応層は除去されにくく残りやすい。この点、表面導体6a〜6cが凸部を形成していると、表面導体6a〜6cと拘束層40a,40bとの接触面積が大きいため反応層が生じやすく、また平坦でない表面導体6a〜6cの側面の反応層を除去することが難しい。しかし、実施例1の製造方法によれば、表面導体6a〜6cが基材層20に埋め込まれており、表面導体6a〜6cと拘束層40a,40bとの接触面積が小さいため、拘束層40a,40bの除去性が向上する。   In general, the glass contained in the base material layer 20 tends to soak in the vicinity of the surface conductor due to the diffusion of the metal contained in the conductive paste, and this glass is chemically combined with the ceramic powder constituting the constraining layers 40a and 40b. To form a reaction layer. This reaction layer is difficult to remove and tends to remain. In this respect, when the surface conductors 6a to 6c form convex portions, a contact layer between the surface conductors 6a to 6c and the constraining layers 40a and 40b is large, so that a reaction layer is likely to be generated, and the surface conductors 6a to 6c are not flat. It is difficult to remove the reaction layer on the side. However, according to the manufacturing method of Example 1, the surface conductors 6a to 6c are embedded in the base material layer 20, and the contact area between the surface conductors 6a to 6c and the constraining layers 40a and 40b is small. , 40b is improved.

(9)評価
実施例1の製造方法によって製造した多層セラミック基板30の表面3a,3bと表面導体6a〜6cとの凹凸をレーザー膜厚計によって測定した結果を表1に示す。
(9) Evaluation Table 1 shows the results of measuring the unevenness of the surfaces 3a and 3b and the surface conductors 6a to 6c of the multilayer ceramic substrate 30 manufactured by the manufacturing method of Example 1 with a laser film thickness meter.

Figure 2010251597
Figure 2010251597

試料1は、図1に基づいて先に説明した実施例1の製造方法によって製造した多層セラミック基板30である。試料1において、基材層用未焼成セラミック層2a〜2cは厚み190μmのグリーンシートを3層積層して基材層20とし、その両主面に拘束層用未焼成セラミック層4a〜4dは厚み150μmのグリーンシートを2層ずつ積層した。また、表面導体6a〜6cおよびダミーパターン8a〜8cの厚みは18μmである。また、圧着時の圧力は、1800kgf/cm2である。測定したのは、図7に示す多層セラミック基板30の表面3bである。 Sample 1 is a multilayer ceramic substrate 30 manufactured by the manufacturing method of Example 1 described above with reference to FIG. In Sample 1, the unfired ceramic layers 2a to 2c for the base layer are formed by laminating three green sheets having a thickness of 190 μm to form the base layer 20, and the unfired ceramic layers 4a to 4d for the constraining layer are formed on both main surfaces thereof. Two 150 μm green sheets were laminated. The thicknesses of the surface conductors 6a to 6c and the dummy patterns 8a to 8c are 18 μm. The pressure at the time of pressure bonding is 1800 kgf / cm 2 . The surface 3b of the multilayer ceramic substrate 30 shown in FIG. 7 was measured.

試料2は、比較例として、ダミーパターンを形成せずに、拘束層用未焼成セラミック層4a,4cをそれぞれ1層で拘束層40a,40bとしたものである。   As a comparative example, Sample 2 is one in which constraining layers 40a and 40b are formed as unconstrained ceramic layers 4a and 4c for constraining layers without forming a dummy pattern.

また、試料1と試料2との圧力の差が、拘束層40a,40bの厚み差に起因するものではないことを確かめるために、試料3として、拘束層40a,40bが試料1と同様の厚みおよび枚数からなるように、拘束層40a,40bを拘束層用未焼成セラミック層4aおよび4b、4cおよび4dの2層ずつで構成したものを作製した。なお、試料3にはダミーパターンは形成していない。   Further, in order to confirm that the difference in pressure between the sample 1 and the sample 2 is not caused by the difference in thickness between the constraining layers 40a and 40b, the constraining layers 40a and 40b as the sample 3 have the same thickness as the sample 1. The constraining layers 40a and 40b were each composed of two layers of unfired ceramic layers 4a and 4b, 4c and 4d for the constraining layer so that the number of the constraining layers 40a and 40b was increased. Note that a dummy pattern is not formed on the sample 3.

なお、試料2,3において、その他の条件は試料1と同様である。   In Samples 2 and 3, other conditions are the same as in Sample 1.

測定の結果、試料1には、表面導体が基板表面に対して凸部を形成することはなく、基板表面の平坦性を確保できた。また、試料3によって、試料1の効果が、拘束層の厚みではなく、ダミーパターンに起因するものであることが確認できた。   As a result of the measurement, in the sample 1, the surface conductor did not form a convex portion with respect to the substrate surface, and the flatness of the substrate surface could be secured. Moreover, it was confirmed by the sample 3 that the effect of the sample 1 was caused not by the thickness of the constraining layer but by the dummy pattern.

なお、本発明によって奏する効果として、基板表面が平坦であるとは、必ずしも基板表面が完全に平坦である場合に限定されるものではない。表1の試料1のように、表面導体が基板表面に埋め込まれて基板表面を完全に平坦化することが望ましいが、本発明によって奏する効果としては、表面導体の厚みを半分程度埋め込むことができればよい。表1の試料2,3に示すように本発明によらなければ表面導体の厚み半分程度を埋め込むことができないからである。   As an effect produced by the present invention, the fact that the substrate surface is flat is not necessarily limited to the case where the substrate surface is completely flat. As in sample 1 in Table 1, it is desirable that the surface conductor is embedded in the substrate surface to completely flatten the substrate surface. However, as an effect exhibited by the present invention, if the surface conductor thickness can be embedded about half. Good. This is because, as shown in Samples 2 and 3 in Table 1, about half the thickness of the surface conductor cannot be embedded unless the present invention is used.

次に、試料1に用いた各材料の圧着時の厚み変化率の関係を表2に示す。   Next, Table 2 shows the relationship of the rate of change in thickness of each material used for the sample 1 during pressure bonding.

Figure 2010251597
Figure 2010251597

ここで、圧着時の厚み変化率は、次式により算出したものである。   Here, the thickness change rate at the time of pressure bonding is calculated by the following equation.

圧着時の厚み変化率=(圧着前の厚み−圧着後の厚み)/圧着前の厚み×100(%)
表1の試料1より、ダミーパターンが形成された積層体では、表面導体が基板表面に押し込まれ、表面導体による基板表面の凹凸をなくすことができることが確認できる。
Thickness change rate during crimping = (thickness before crimping−thickness after crimping) / thickness before crimping × 100 (%)
From the sample 1 in Table 1, it can be confirmed that in the laminate in which the dummy pattern is formed, the surface conductor is pushed into the substrate surface, and the unevenness of the substrate surface due to the surface conductor can be eliminated.

また、表1の試料2,3より、ダミーパターンが形成されていないと、表面導体の厚みの半分以上を基材層の表面に押し込むことはできず、基板表面を完全に平坦にするまでに至るのは難しいことが確認できる。   Further, from Samples 2 and 3 in Table 1, if a dummy pattern is not formed, more than half of the thickness of the surface conductor cannot be pushed into the surface of the base material layer, and the substrate surface is completely flattened. It can be confirmed that it is difficult to reach.

また、表1の試料1および表2から、表面導体の圧着時の厚み変化率が基材層の厚み変化率よりも同等またはそれよりも大きい場合であっても、本発明の効果が得られることが確認できる。この点、表面導体の圧着時の厚み変化率が基材層の圧着時の厚み変化率よりも小さい場合、すなわち表面導体の方が基材層よりも硬い場合には、圧着時に表面導体が基材層に押し込まれやすいと考えられる。これに対し、実施例1の製造方法によれば、表面導体が基材層に押し込まれにくいような場合、すなわち表面電極が基材層よりも硬くない場合であっても、ダミーパターンによって圧力が付加されるため、表面電極を基材層に押し込むことができる。したがって、実施例1によれば、表面導体や基材層、拘束層の圧着時の厚み変化率に拘わる必要はなく、表面導体の材料や基材層の材料の選択の自由度を高めることができる。   Moreover, even if it is a case where the thickness change rate at the time of the crimping | bonding of a surface conductor is equivalent to or larger than the thickness change rate of a base material layer from the sample 1 and Table 2 of Table 1, the effect of this invention is acquired. Can be confirmed. In this regard, if the thickness change rate during pressure bonding of the surface conductor is smaller than the thickness change rate during pressure bonding of the base material layer, that is, if the surface conductor is harder than the base material layer, the surface conductor is It is thought that it is easy to be pushed into the material layer. On the other hand, according to the manufacturing method of Example 1, even when the surface conductor is difficult to be pushed into the base material layer, that is, when the surface electrode is not harder than the base material layer, the pressure is applied by the dummy pattern. Since it is added, the surface electrode can be pushed into the base material layer. Therefore, according to Example 1, it is not necessary to be concerned with the rate of change in thickness when the surface conductor, the base material layer, or the constraining layer is crimped, and the degree of freedom in selecting the material of the surface conductor or the material of the base material layer can be increased. it can.

工程(1)〜(3)、(5)〜(8)は実施例1と同様である。   Steps (1) to (3) and (5) to (8) are the same as in Example 1.

(4)ダミーパターンの形成
実施例2では、ダミーパターン8a〜8cの材料として拘束層用未焼成セラミック層4a〜4dと同様のセラミックスラリーを用いる。その他については実施例1と同様である。
(4) Formation of dummy pattern In Example 2, the same ceramic slurry as the constraining layer unfired ceramic layers 4a to 4d is used as the material of the dummy patterns 8a to 8c. Others are the same as in the first embodiment.

実施例1ではダミーパターン8a〜8cの材料として、表面導体6a〜6cと同様の導電性ペーストを用いたが、実施例2のように、拘束層40a,40bと同一の材料を用いることによって、次のような効果が得られる。   In Example 1, the same conductive paste as the surface conductors 6a to 6c was used as the material of the dummy patterns 8a to 8c. However, as in Example 2, by using the same material as the constraining layers 40a and 40b, The following effects are obtained.

まず、セラミックスラリーの方が導電性ペーストよりも安価であるため、コストを軽減できる。また、拘束層40a,40bとダミーパターン8a〜8cの圧着時の厚み変化率が同一となるため、圧着時にダミーパターン8a〜8cによって付加される圧力が拘束層40a,40bに分散されることなく表面導体6a〜6cに強い圧力をかけることができる。   First, since the ceramic slurry is cheaper than the conductive paste, the cost can be reduced. Further, since the rate of change in thickness when the constraining layers 40a and 40b and the dummy patterns 8a to 8c are bonded is the same, the pressure applied by the dummy patterns 8a to 8c during the pressing is not distributed to the constraining layers 40a and 40b. A strong pressure can be applied to the surface conductors 6a to 6c.

工程(1)〜(3)、(6)〜(8)は実施例1と同じである。   Steps (1) to (3) and (6) to (8) are the same as those in Example 1.

(4)ダミーパターンの形成
実施例3では、図8に示すように、ダミーパターン8a〜8cをPETフィルム等のキャリアフィルム11a,11bの上に形成する。その他については実施例1と同様である。
(4) Formation of dummy pattern In Example 3, as shown in FIG. 8, dummy patterns 8a-8c are formed on carrier films 11a, 11b such as PET films. Others are the same as in the first embodiment.

(5)積層体の作製
キャリアフィルム11a,11bのダミーパターン8a〜8cが形成された主面15a,15bが拘束層40a,40bに接するように、キャリアフィルム11a,11bを拘束層40a,40bに積層する。その他については、実施例1と同様である。
(5) Production of Laminate Carrier films 11a and 11b are constrained layers 40a and 40b so that principal surfaces 15a and 15b on which dummy patterns 8a to 8c of carrier films 11a and 11b are formed are in contact with constraining layers 40a and 40b. Laminate. About others, it is the same as that of Example 1. FIG.

実施例3のように、ダミーパターン8a〜8cをキャリアフィルム11a,11bの上に形成すると、ダミーパターン8a〜8cを形成するために拘束層用未焼成セラミック層をさらにもう1層設ける必要がなくなるため、セラミックスラリーの使用量を削減できる。また、キャリアフィルム11a,11bによって積層体の外表面が平坦になるため、圧着時に積層体表面に均一に圧力をかけることができる。   When the dummy patterns 8a to 8c are formed on the carrier films 11a and 11b as in the third embodiment, there is no need to provide another unfired ceramic layer for constraining layers in order to form the dummy patterns 8a to 8c. Therefore, the amount of ceramic slurry used can be reduced. Moreover, since the outer surface of a laminated body becomes flat with the carrier films 11a and 11b, a pressure can be uniformly applied to the laminated body surface at the time of pressure bonding.

その他、本発明においては、これらの実施例に限定されることなく、ダミーパターンとして種々の材料を用い、種々の積層体を作製することができる。   In addition, in this invention, it is not limited to these Examples, A various laminated body can be produced using a various material as a dummy pattern.

2a,2b,2c 基材層用未焼成セラミック層
3a,3b 基材層の主面および基板表面
4a,4b,4c,4d 拘束層用未焼成セラミック層
5a,5b,5c,5d 拘束層用未焼成セラミック層の表面
6,6a,6b,6c 表面導体
8a,8b,8c ダミーパターン
9 金型
10 積層体
11a,11b キャリアフィルム
15a,15b キャリアフィルムの表面
20 基材層
30 多層セラミック基板
40a,40b 拘束層
2a, 2b, 2c Unfired ceramic layer for base layer 3a, 3b Main surface of substrate layer and substrate surface 4a, 4b, 4c, 4d Unfired ceramic layer for constraining layer 5a, 5b, 5c, 5d Unconstrained for constraining layer Surface of fired ceramic layer 6, 6a, 6b, 6c Surface conductor 8a, 8b, 8c Dummy pattern 9 Mold 10 Laminated body 11a, 11b Carrier film 15a, 15b Surface of carrier film 20 Base material layer 30 Multilayer ceramic substrate 40a, 40b Constrained layer

Claims (12)

複数の基材層用未焼成セラミック層を積層してなる基材層と、
前記基材層の少なくとも一方主面に配置され、前記基材層の焼結温度では実質的に焼結しない拘束層用未焼成セラミック層からなる拘束層と、
前記基材層と前記拘束層との界面に形成される表面導体と、
前記拘束層の、前記基材層に接する主面に対向する主面および/または内部に形成され、かつ、積層方向から投影視した場合に前記表面導体が形成された領域を実質的に覆うように形成されたダミーパターンと、
を有する未焼成の積層体を作製する工程と、
前記積層体を圧着する工程と、
前記積層体を前記基材層が焼結する温度で焼成する工程と、
前記拘束層と前記ダミーパターンとを除去する工程と、
を備える多層セラミック基板の製造方法。
A base material layer formed by laminating a plurality of unfired ceramic layers for the base material layer;
A constraining layer composed of an unsintered ceramic layer for constraining layers that is disposed on at least one main surface of the base material layer and is not substantially sintered at the sintering temperature of the base material layer;
A surface conductor formed at the interface between the base material layer and the constraining layer;
The constraining layer is formed on the main surface facing the main surface in contact with the base material layer and / or inside, and substantially covers the region where the surface conductor is formed when projected from the stacking direction. A dummy pattern formed on
Producing an unfired laminate having
Crimping the laminate; and
Firing the laminate at a temperature at which the substrate layer sinters;
Removing the constraining layer and the dummy pattern;
A method for producing a multilayer ceramic substrate comprising:
前記ダミーパターンは、積層方向から投影視した場合に前記表面導体が形成された領域のみ、または、前記表面導体が形成された領域およびその周囲、を実質的に覆うように形成される、請求項1に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The dummy pattern is formed so as to substantially cover only a region where the surface conductor is formed or a region where the surface conductor is formed and its periphery when projected from the stacking direction. 2. A method for producing a multilayer ceramic substrate according to 1. 前記積層体を圧着する工程において、前記積層体の側面を枠状の金型で固定する、請求項1または2に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1 or 2, wherein, in the step of pressure-bonding the laminate, the side surface of the laminate is fixed with a frame-shaped mold. 前記拘束層の圧着時の厚み変化率は、前記基材層の圧着時の厚み変化率よりも小さい、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の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein a rate of change in thickness of the constraining layer during pressure bonding is smaller than a rate of change in thickness of the base material layer during pressure bonding. 前記表面導体の圧着時の厚み変化率は、前記基材層の圧着時の厚み変化率と同等またはそれよりも大きい、請求項1ないし4のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。   5. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein a thickness change rate when the surface conductor is pressed is equal to or greater than a thickness change rate when the base material layer is pressed. 前記ダミーパターンの圧着時の厚み変化率は、前記表面導体の圧着時の厚み変化率と同等またはそれよりも小さい、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の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein a rate of change in thickness of the dummy pattern during crimping is equal to or less than a rate of change in thickness of the surface conductor during crimping. 前記ダミーパターンの圧着時の厚み変化率は、前記表面導体の圧着時の厚み変化率と実質的に同一である、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の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein a thickness change rate when the dummy pattern is pressed is substantially the same as a thickness change rate when the surface conductor is pressed. 前記ダミーパターンは、前記表面導体と同一の材料からなる、請求項7に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 7, wherein the dummy pattern is made of the same material as the surface conductor. 前記ダミーパターンの圧着時の厚み変化率は、前記拘束層の圧着時の厚み変化率と実質的に同一である、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の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein a thickness change rate when the dummy pattern is pressed is substantially the same as a thickness change rate when the constraining layer is pressed. 前記ダミーパターンは、前記拘束層と同一の材料からなる、請求項9に記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 9, wherein the dummy pattern is made of the same material as the constraining layer. 前記ダミーパターンは、前記拘束層用未焼成セラミック層に形成され、前記ダミーパターンが形成された前記拘束層用未焼成セラミック層の上に、さらに前記拘束層用未焼成セラミック層が形成される、請求項1ないし10のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。   The dummy pattern is formed on the unfired ceramic layer for the constraining layer, and the unfired ceramic layer for the constraining layer is further formed on the unfired ceramic layer for the constraining layer on which the dummy pattern is formed, The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 1. 前記表面導体は、一旦前記拘束層用未焼成セラミック層に形成され、前記基材層に転写される、請求項1ないし11のいずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。   The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the surface conductor is once formed on the unfired ceramic layer for the constraining layer and transferred to the base material layer.
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