JP2010258175A - セラミック基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オーバーコート層上から抵抗体をトリミングする際に、効率よく適正なトリミングを行って、所望の特性を備えたセラミック基板を確実にしかも経済的に製造することを可能にする。
【解決手段】製品に用いられるものと同一の材料からなるダミー基材層用シートおよびダミー抵抗体材料と、製品に用いられるものと同一材料からなり、厚みを異ならせた複数のダミーオーバーコート層用シートとを用いてダミー積層体を作製し、積層前のダミーオーバーコート層用シートの厚みと、焼成後のダミーオーバーコート層の前記領域の厚みを測定して、両者の関係を表す検量線を作成し、製品となるセラミック基板を製造する場合の積層前のオーバーコート層用シートの厚みから、検量線を用いて、焼成後のオーバーコート層６の、トリミングを行うべき抵抗体５を覆う領域の厚みを求め、求めた厚みから抵抗体５をトリミングする条件を設定し、トリミングを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、セラミック基板の製造方法に関し、詳しくは、抵抗体と、抵抗体を覆うように配設されたオーバーコート層を備え、レーザーの照射により抵抗体をトリミングして抵抗値調整を行う工程を経て製造されるセラミック基板の製造方法に関する。

セラミック基板の中には、抵抗体ペーストを塗布して焼き付けることにより形成された抵抗体を備えたものがあり、そのようなセラミック基板においては、レーザーを照射してトリミングを行い、抵抗値調整を行うことにより所望の抵抗値を実現できるようにしたものがある。

そして、そのようなセラミック基板の製造方法に関し、抵抗体を被覆するオーバーコート層を基板表面の全体に形成し、抵抗体と基板とを同時焼成するようにしたセラミック回路基板の製造方法が提案されている（特許文献１参照）。

すなわち、特許文献１には、セラミックグリーンシートを積層してなる積層体を焼成した後に、レーザーの照射によりオーバーコート層と抵抗体を貫通するトリミング溝を形成して抵抗値調整を行うことが開示されている（特許文献１）。

しかしながら、上記オーバーコート層は、積層圧着工程における応力や焼成工程における収縮によって、厚みが変化するため、最適なトリミング条件を決定することが困難であり、オーバーコート層と抵抗体を確実に貫通するようにレーザーを照射してトリミングを行おうとすると、レーザーのパワーを高めに設定したり、照射時間を長くしたりすることが必要になり、生産性の低下を招くという問題点がある。

また、レーザーのパワーが高すぎたり、照射時間が長過ぎたりした場合、トリミング溝が深くなりすぎて下層の電極にまで達したり、電気特性に悪影響を与えたりするという問題点がある。

また、レーザーのパワーが低すぎたり、照射時間が短かすぎたりした場合、トリミング溝が抵抗体を貫通せずに、所望のトリミングを行うことができなくなるという問題点がある。

特開２００５−１７４９５８号公報

本発明は、上記課題を解決するものであり、オーバーコート層上から抵抗体をトリミングする際に、効率よく適正なトリミングを行って、所望の特性を備えたセラミック基板を確実にしかも経済的に製造することが可能な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。

上記課題を解決するために、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、
セラミック基材層と、前記基材層上に配設された抵抗体と、前記抵抗体を覆うように配設されたオーバーコート層を備えたセラミック基板であって、
(ａ)基材層用シート上の所定の位置に配設された前記抵抗体を覆うように、前記基材層用シート上にオーバーコート層用シートを積層、圧着して未焼成の積層体を形成する工程と、
(ｂ)未焼成の前記積層体を焼成する工程と、
(ｃ)焼成後の前記積層体の前記オーバーコート層上からレーザーを照射して前記抵抗体をトリミングすることにより抵抗値調整を行う工程と
を経て製造されるセラミック基板の製造方法において、
(イ)製品となる前記セラミック基板の製造に用いられる基材層用シートおよび抵抗体材料と同一の材料からなるダミー基材層用シートおよびダミー抵抗体材料と、製品となるセラミック基板の製造に用いられるオーバーコート層用シートと同一材料からなり、厚みを所定の範囲内で異ならせた複数のダミーオーバーコート層用シートとを用意する工程と、
(ロ)前記ダミーオーバーコート層用シートの、製品となるセラミック基板の製造工程においてトリミングが行われるべき抵抗体を覆う領域に対応する領域の厚みを測定する工程と、
(ハ)厚みの異なる前記ダミーオーバーコート層用シートを用いることを除いて、製品となるセラミック基板を製造する場合と同じ条件で、前記(ａ)，(ｂ)の工程を実施して焼成後のダミー積層体を得る工程と、
(二)焼成後の前記ダミー積層体について、製品となるセラミック基板の製造工程においてトリミングが行われるべき抵抗体を覆う領域に対応する領域の、ダミーオーバーコート層の厚みを測定する工程と、
(ホ)前記(ロ)の工程で測定した未焼成の前記ダミー積層体を形成する前の段階における前記ダミーオーバーコート層用シートの前記抵抗体を覆う前記領域の厚みと、前記(ニ)の工程で測定した焼成後の前記ダミーオーバーコート層の前記抵抗体を覆う前記領域の厚みとの関係を表す検量線を作成する工程と、
(ヘ)前記(ａ)の工程で用いられる、積層前の前記オーバーコート層用シートの、前記トリミングが行われるべき抵抗体を覆うことになる領域の厚みから、前記検量線を用いて、焼成後の前記オーバーコート層の、前記(ｃ)の工程でトリミングを行うべき前記抵抗体を覆う領域の厚みを求める工程と、
(ト)前記検量線を用いて求めた前記オーバーコート層の厚みから、前記(ａ)の工程で前記抵抗体をトリミングする条件を設定する工程と、
(チ)前記(ト)の工程で設定された前記条件に基づいて、前記(ｃ)の工程における前記抵抗体のトリミングを行う工程と
を具備することを特徴としている。

また、本発明のセラミック基板の製造方法は、ダミーオーバーコート層の厚みを測定するにあたって、ダミー積層体を厚み方向に切断し、切断端面を研磨することを特徴としている。

また、本発明のセラミック基板の製造方法は、前記(ｂ)の工程で、未焼成の前記積層体を焼成するにあたって、前記積層体の少なくとも一方主面に、前記積層体の焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性材料を主たる成分とする収縮抑制層を配設した状態で焼成を行うことを特徴としている。

本発明のセラミック基板の製造方法は、前記オーバーコート層上からレーザーを照射してトリミングする抵抗体が複数の領域に配設されていることを特徴としている。
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、オーバーコート層が、複数の抵抗体が配設されている領域でそれぞれ厚みが異なることを特徴としている。

本発明のセラミック基板の製造方法は、製品となるセラミック基板の製造に用いられる基材層用シートおよび抵抗体材料と同一の材料からなるダミー基材層用シートおよびダミー抵抗体材料と、製品となるセラミック基板の製造に用いられるオーバーコート層用シートと同一材料からなり、厚みを所定の範囲内で異ならせた複数のダミーオーバーコート層用シートとを用い、製品となるセラミック基板を製造する場合と同じ条件で、積層、圧着、焼成を行ってダミー積層体を作製し、積層する前の（未焼成のダミー積層体を形成する前の）段階におけるダミーオーバーコート層用シートの、製品となるセラミック基板の製造工程においてトリミングが行われるべき抵抗体を覆う領域に対応する領域の厚みと、焼成後におけるダミーオーバーコート層の領域の厚みとの関係を表す検量線を作成し、製品となるセラミック基板を製造する場合における積層前のオーバーコート層用シートの、トリミングが行われるべき抵抗体を覆うことになる領域の厚みから、検量線を用いて、焼成後のオーバーコート層の、トリミングを行うべき抵抗体を覆う領域の厚みを求め、求めたオーバーコート層の厚みから、抵抗体をトリミングする条件を設定し、その条件に基づいて抵抗体のトリミングを行うようにしているので、オーバーコート層の厚みに応じて、レーザーの照射時間や出力などを最適な条件に設定して抵抗体のトリミングを行うことが可能になり、工程時間短縮、生産性の向上を図ることが可能になる。

なお、積層・圧着前のオーバーコート層用シート、焼成後のオーバーコート層は、積層・圧着時の応力による変形や、焼成工程における焼結収縮による変形などの複数の要因により、積層・圧着前と、積層・圧着および焼成の各工程を経た後では、厚みが相当に変化することになるが、本発明によれば、積層・圧着前のオーバーコート層用シートの厚みから、積層・圧着および焼成の各工程を経た後の積層体における、複数の要因で変化したオーバーコート層の厚みを精度よく求めることが可能になり、適切なトリミング条件を確実に設定することが可能になる。

また、未焼成の前記積層体を焼成するにあたって、積層体の少なくとも一方主面に、積層体の焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性材料を主たる成分とする収縮抑制層を配設した状態で焼成を行うようにした場合、平面方向への収縮が実質的に抑制され、寸法精度の高いセラミック基板を得ることが可能になる一方で、その分だけ、セラミック層やオーバーコート層の積層方向（厚み方向）への収縮は大きくなり、適正なトリミング条件を設定することも困難になりやすいが、本発明によれば、焼成後の積層体のオーバーコート層の、トリミングを行うべき領域の厚みを精度よく求めることが可能になるため、適正な条件でトリミングを行うことが可能になり、有意義である。

なお、従来は、抵抗体や内部導体などを形成した後の基材層に、印刷の方法でオーバーコート層を形成するようにしているため、下地の段差の影響などもあり、印刷膜厚の精度を高めにくく、また、印刷膜厚の測定には蛍光Ｘ線が一般的に用いられるが、基材層（ガラスセラミック）と抵抗体とオーバーコート層の少なくとも３層構造の状態での測定となるため、下地層の影響を受けて測定精度を高めにくい。
これに対し、本発明では、オーバーコート層用シートの厚みを別に測定しておき、その精度よく測定された厚みから、焼成後のトリミング前のオーバーコート層の厚みを求めるようにしているので、焼成後のオーバーコート層のトリミングを行うべき領域の厚みを精度よく求めることが可能になり、適正な条件でトリミングを行うことができる。また、焼成後のダミー積層体も少なくとも３層構造からなるため、焼成後のダミーオーバーコート層のみの厚みを測定することは困難であるが、ダミー積層体を厚み方向に切断し、切断端面を研磨することにより、精度よく測定することができる。

また、トリミングする抵抗体が複数の領域に配設されている場合、オーバーコート層の厚みは同一のシート内であっても位置によるばらつきがあるため、トリミングを行うべき複数箇所のそれぞれにおいて最適なトリミング条件は異なるが、本発明によれば、トリミングすべき複数箇所（複数領域）のそれぞれについて、オーバーコート層の焼成後の厚みを求めることができるため、オーバーコート層の各領域の厚みから、各トリミング箇所におけるトリミング条件を最適に設定して、効率のよいトリミングを行うことが可能になり、特に有意義である。よって、本発明は、オーバーコート層が、複数の抵抗体が配設されている領域でそれぞれ厚みが異なる場合に特に有効である。

なお、本発明において、基材層用シートは、焼成済みのセラミック基板であってもよく、また、未焼成のセラミックグリーンシートであってもよい。
また、本発明のセラミック基板は、セラミックグリーンシートに抵抗体ペーストを塗布した状態ものや、さらにオーバーコート層用シートを積層した状態のものを同時焼成（コファイヤー）することにより製造するようにしてもよく、また、焼成済みのセラミック層に抵抗体を塗布した後、あるいは、さらにオーバーコート層用シートを積層した後、焼成（ポストファイヤー）することにより製造するようにしてもよい。

本発明の一実施例にかかる方法により製造されたセラミック基板を示す断面図である。 本発明の一実施例にかかるセラミック基板の製造方法において、未焼成の積層体を形成する工程を示す図である。 本発明の一実施例にかかるセラミック基板の製造方法において形成した複合積層体の構成を示す図である。 本発明の一実施例にかかるセラミック基板の製造方法の一工程において得た焼成後の積層体の構成を示す図である。 本発明の一実施例にかかるセラミック基板の製造方法において作成した検量線を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を示して、本発明をさらに詳しく説明する。

この実施例では、図１に示すように、複数のセラミック基材層１と、セラミック基材層間に配設された内部導体２と、複数のセラミック基材層１と内部導体２が積層された構造体３と、構造体３の上面側および下面側に配設された表面導体４と、構造体３の下面側に、表面導体４と導通するように配設された抵抗体５と、抵抗体５を覆うように構造体３の下面側に配設されたオーバーコート層６と、層間接続のためのビアホール導体８などを備えた、焼成済みの積層体１０であるセラミック基板を製造する場合を例にとって説明する。

このセラミック基板において、オーバーコート層６上から、レーザーを照射して抵抗体５をトリミングすることにより抵抗体５には所望の抵抗値が与えられており、積層体（セラミック基板）１０には、オーバーコート層６および抵抗体５を貫通するように、トリミング溝７が形成されている。なお、トリミング溝７は封止樹脂などにより封止することも可能である。
また、積層体１０を構成するセラミック基材層１には、層間接続のためのビアホール導体８が配設されている。

なお、このセラミック基板は、図２，３，４に示すように、内部導体パターン２ａが配設された基材層用シート１ａを積層してなる未焼成の構造体３ａの下面側に抵抗体パターン５ａや表面導体パターン４ａを覆うようにオーバーコート層用シート６ａを積層、圧着することにより未焼成の積層体１０ａを形成し、この未焼成の積層体１０ａを焼成した後、焼成後の積層体（セラミック基板）１０のオーバーコート層６上からレーザー光を照射して抵抗体５をトリミングすることにより抵抗値調整を行う工程を経て製造されるものである。

以下にこのセラミック基板の製造方法について詳しく説明する。
［１］トリミング条件の設定のためのダミー積層体の作製
図１に示すセラミック基板を製造するにあたっては、まず、抵抗体のトリミング条件を設定するためのダミー積層体を以下の手順で作製する。
すなわち、製品となるセラミック基板の製造に用いられる基材層用シートおよび抵抗体材料と同一の材料からなるダミー基材層用シートおよびダミー抵抗体材料（抵抗体ペースト）と、製品となるセラミック基板の製造に用いられるオーバーコート層用シートと同一材料からなり、厚みを所定の範囲内で異ならせた複数のダミーオーバーコート層用シートとを用意する。

＜ダミー基材層用シートの準備＞
製品となるセラミック基板の製造に用いられる基材層用シートと同一の材料である、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃系ガラスとアルミナ粉末とを所定の割合で秤取する。そして、これに溶剤、分散剤、有機バインダおよび可塑剤を加えて十分に混合することにより、ガラスセラミックスラリーを調製する。
それから、このガラスセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によりシート状に成形して、ダミー基材層用シートとなるガラスセラミックグリーンシートを作製する。

そして、図２，３などに示すように、このガラスセラミックグリーンシートを乾燥させた後、その上に導体ペースト（Ａｇ導体ペースト）をスクリーン印刷法にて形成することにより、内部導体パターン２ａあるいは表面導体パターン４ａを備えた基材層用シート（ダミー基材層用シート）１ａを作製する。
さらに、製品となるセラミック基板を製造する場合と同様に、必要に応じて、ダミー基材層用シート１ａにビアホール用の貫通孔を形成し、製品用と同じＡｇ導体ペースト（焼成後にビアホール導体８となる導体ペースト）８ａを充填する。

さらに、所定のガラスセラミックグリーンシート（ダミー基材層用シート）に抵抗体ペーストをスクリーン印刷することにより抵抗体パターン５ａを形成する。抵抗体ペーストとしては、二酸化ルテニウム粉末とガラス粉末を混合し、さらにビヒクル成分を加えて混合したものを用いた。この抵抗体ペーストは、製品となるセラミック基板の製造に用いられるものと同一の抵抗体ペーストである。

＜ダミーオーバーコート層用シートの準備＞
製品となるセラミック基板の製造に用いられるオーバーコート層用シートと同一の材料あり、上記ダミー基材層用シートと同一の材料でもある、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃系ガラスとアルミナ粉末とを所定の割合で秤取する。そして、これに溶剤、分散剤、有機バインダおよび可塑剤を加えて十分に混合することにより、ガラスセラミックスラリーを調製する。

それから、このガラスセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によりシート状に成形して、ガラスセラミックグリーンシート（ダミーオーバーコート層用シート）を作製する。なお、オーバーコート層用シートとしては、製品となるセラミック基板を製造する際にトリミングを行うべき抵抗体が配設される領域に対応する領域の厚みを異ならせた複数種類のダミーオーバーコート層用シートを作製する。ただし、抵抗体が複数配設される場合には、それぞれに対応する領域の厚みを異ならせた１つのダミーオーバーコート層用シートを作製してもよい。

＜ダミー積層体の形成およびその焼成＞
上述の内部導体パターン、表面導体パターン、抵抗体パターンなどの形成された基材層用シートおよびオーバーコート層用シートを所定の順序で積層し、圧着することにより、図２，３に示すような構造を有する積層・圧着体（未焼成のダミー積層体）１０ａを作製する。

このダミー積層体１０ａは、最下層の基材層用シートの所定の位置に抵抗体（抵抗体ペースト）が配設され、この抵抗体が配設された面がオーバーコート層シートにより被覆された構造を有している。

そして、ここでは、オーバーコート層用シートとして、厚みを異ならせた複数種類のダミーオーバーコート層用シートを用いて、厚みの異なるオーバーコート層を備えた複数の、未焼成の積層体（ダミー積層体）１０ａを作製する。

そして、この未焼成のダミー積層体の上下両主面側に、基材層用シートの焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性セラミック粉末、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃を主たる成分とする収縮抑制層（収縮抑制層用グリーンシート）９を配設することにより、図３に示すような複合積層体１１を形成する。

そして、この複合積層体を所定の条件で焼成し、焼成後に収縮抑制層を除去する。これにより、図４に示すような構造を有する焼結済みの積層体（ダミー積層体）（抵抗値調整を行う前の段階のセラミック基板）１０が得られる。このダミー積層体は、複数のセラミック基材層１と、セラミック基材層間に配設された内部導体２と、複数のセラミック基材層１と内部導体２が積層された構造体３と、構造体３の上面側および下面側に配設された表面導体４と、構造体３の下面側に、表面導体４と導通するように配設された抵抗体５と、抵抗体５を覆うように構造体３の下面側に配設されたオーバーコート層６と、層間接続のためのビアホール導体８などを備えており、その構成は製品であるトリミング溝が形成されていないことを除いてセラミック基板１０（図１）と同一である。
なお、ここでは、オーバーコート層６の厚みが異なる複数種類のダミー積層体１０を得た。

＜オーバーコート層の厚みの測定＞
上述のようにして作製した積層体（ダミー積層体）１０について、製品となるセラミック基板の製造工程においてトリミングが行われるべき抵抗体５を覆う領域に対応する領域（この図４では３つの領域）の、オーバーコート層６の厚みを測定し、厚みデータを記録した。厚みの測定は、積層体を厚み方向に切断し、切断端面を研磨した後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定する。オーバーコート層６の厚みの測定方法に特別の制約はなく、公知の種々の方法を用いることが可能であるが、基材層と抵抗体とオーバーコート層の少なくとも３層からなる積層体から、オーバーコート層の厚みのみを精度よく測定するためには、研磨した断面を観察することにより測定することが好ましい。

オーバーコート層の厚み測定は、厚みの異なる複数種類のオーバーコート層用シートを用いて作製した複数の積層体のそれぞれについて行う。なお、オーバーコート層の厚み測定は、厚みの異なる複数のオーバーコート層用シートを用いる場合の他、複数の抵抗体を覆う複数の領域で厚みの異なる１枚のオーバーコート層用シートを用いてもよい。

＜検量線の作成＞
上述のようにして得た、製品となるセラミック基板の製造工程においてトリミングが行われるべき抵抗体を覆う領域に対応する領域の、積層、圧着前の段階のオーバーコート層用シートの該領域の厚み（積層・焼成前厚み）データと、焼成後のオーバーコート層（ダミーオーバーコート層）の該領域の厚み（焼成後厚み）データから、両者の関係を表す検量線を作成する。

図５は、積層、圧着前のオーバーコート層用シートと、焼成後におけるオーバーコート層の厚みの関係を示す検量線の一例を示す図である。

この検量線を用いることにより、製品となるセラミック基板の製造工程において、オーバーコート層用シートの積層・焼成前厚みから、焼成後の積層体（トリミングを行う前のセラミック基板）１０を構成するオーバーコート層６の、トリミングが行われるべき抵抗体５を覆う所定の領域の厚みを精度よく推定することが可能になる。

[２］製品となるセラミック基板の作製
製品となるセラミック基板も、上記ダミーのセラミック基板の場合にはオーバーコート層用シートとして厚みの異なる複数のものを用いていることを除いて、ダミーのセラミック基板の場合と同一の条件、同一の方法で製造される。以下、説明を行う。なお、製品となるセラミック基板の作製の工程は、上述のダミー積層体（セラミック基板）の作成の工程と同一であることから、ここでは図を参照せずに説明を行う。

＜基材層用シートの準備＞
ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃系ガラスとアルミナ粉末とを所定の割合で秤取する。そして、これに溶剤、分散剤、有機バインダおよび可塑剤を加えて十分に混合することにより調整したガラスセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によりシート状に成形して、ガラスセラミックグリーンシートを作製する。

そして、このガラスセラミックグリーンシートを乾燥させた後、その上にＡｇ導体ペーストをスクリーン印刷法にて形成することにより、内部導体パターンを備えた基材層用シートを作製する。

さらに、必要に応じて、基材層用シートにビアホール用の貫通孔を形成し、Ａｇ導体ペースト（焼成後にビアホール導体となる導体ペースト）を充填する。

上述した内部導体パターンおよびビアホール導体を構成する導体ペーストに含まれる導電成分としては、上述のＡｇや、Ｃｕ、Ａｕなどの低融点金属を主成分とするものを用いることが好ましい。

さらに、所定のガラスセラミックグリーンシート（基材層用シート）に抵抗体ペーストをスクリーン印刷することにより抵抗体パターンを形成する。抵抗体ペーストとしては、二酸化ルテニウム粉末とガラス粉末を混合し、さらにビヒクル成分を加えて混合したものを用いた。

さらに、所定のガラスセラミックグリーンシート（基材層用シート）に抵抗体パターンをスクリーン印刷により形成する。抵抗体ペーストは二酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）粉末とガラス粉末を混合し、さらにビヒクル成分を加えて混合したものを用いている。
なお、本発明において、抵抗体を形成するための抵抗体ペーストとしては、上述のＲｕＯ₂粉末を主たる成分とするものに限られるものではなく、例えば、ＬａＢ₆を主たる成分とするものなどを用いることも可能である。

＜オーバーコート層用シートの準備＞
ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃系ガラスとアルミナ粉末とを所定の割合で秤取する。そして、これに溶剤、分散剤、有機バインダおよび可塑剤を加えて十分に混合することにより調整したガラスセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によりシート状に成形して、ガラスセラミックグリーンシート（オーバーコート層用シート）を得る。

そして、このオーバーコート層用シートの、トリミングが行われるべき抵抗体を覆う領域の厚みをレーザー変位計を用いて測定する。抵抗体が複数配設されている場合には、複数の抵抗体を覆う領域の厚みをそれぞれ測定する。
なお、オーバーコート層用シートの厚みは、レーザー変位計に限らず、Ｘ線、β線、γ線、赤外線などから選ばれる１種を用いた測定装置を用いて測定することが可能である。

＜積層体の形成および積層体の焼成＞
上述の内部導体パターンや抵抗体パターンの形成された基材層用シートおよびオーバーコート層用シートを所定の順序で積層し、圧着することにより、積層・圧着体（未焼成の積層体）を作製する。
この積層体は、最下層の基材層用シートの所定の位置に抵抗体（抵抗体ペースト）が配設され、この抵抗体が配設された面がオーバーコート層シートにより被覆された構造を有している。

そして、この未焼成の積層体の上下両主面側に、基材層用シートの焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性セラミック粉末、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃を主たる成分とする収縮抑制層を配設することにより、複合積層体を形成する。
なお、上記ダミー積層体の焼成工程で用いた収縮抑制層も、この製品のセラミック基板となる積層体の焼成工程で用いた収縮抑制層と同一のものである。

そして、この複合積層体を所定の条件で焼成し、焼成後に収縮抑制層を除去する。これにより、図４に示すような構造を有する焼結済みの積層体（抵抗値調整を行う前の段階のセラミック基板）１０が得られる。

この積層体１０は、複数のセラミック基材層１と、セラミック基材層間に配設された内部導体２と、複数のセラミック基材層１と内部導体２が積層された構造体３と、構造体３の上面側および下面側に配設された表面導体４と、構造体３の下面側に、表面導体４と導通するように配設された抵抗体５と、抵抗体５を覆うように構造体３の下面側に配設されたオーバーコート層６と、層間接続のためのビアホール導体８などを備えている。

＜抵抗値の調整＞
上述のようにして、作製したセラミック基板１０について、抵抗値を調整するため、以下の方法でトリミング条件を決定し、レーザートリミング法により抵抗体５のトリミングを行った。

トリミング条件を決定するにあたっては、まず、製品となるセラミック基板の製造に用いられたオーバーコート層用シートの、トリミングすべき領域の厚み（積層・圧着前厚み）から、上述の検量線を用いて、焼結後の、抵抗値調整を行う前の段階の、セラミック基板におけるオーバーコート層のトリミングすべき領域の厚み（焼成後厚み）を求める。

次に、この抵抗値調整を行う直前のセラミック基板におけるオーバーコート層のトリミングすべき領域の厚みに応じて、照射するレーザー（この実施例ではＹＡＧレーザー）の出力およびトリミング速度（レーザーの照射位置を移動させてトリミング溝を形成する際の移動速度）を決定する。なお、トリミング条件は、トリミングすべき各領域、すなわち、各抵抗体５を覆う各領域のそれぞれについて決定する。そして、決定したトリミング条件で、各抵抗体をトリミングして抵抗値調整を行う。

この抵抗値調整の工程について、以下に、さらに具体的に説明する。
表１は、出力：２．４Ｗ、周波数：５ｋＨｚ、バイトサイズ：８μｍのＹＡＧレーザーを用いて抵抗体をトリミングする場合における、トリミングすべき領域におけるオーバーコート層の厚みと、トリミング可能速度との関係を示す表である。なお、この表１のデータは、異なる厚みのオーバーコート層を備えたセラミック基板を作製し、上記条件で実際にトリミングを行って、確実にトリミングを行うことが可能な速度を調べたデータである。

そして、上記の検量線と、製品となるセラミック基板の製造に用いられたオーバーコート層用シートの、トリミングすべき領域の厚み（積層・圧着前厚み）から、焼成後の積層体における、オーバーコート層のトリミングすべき領域の厚みを求める。
それから、求めたオーバーコート層のトリミングすべき領域の厚みと、表１のデータより、トリミング可能速度を求める（表１に示されている値の中間の値は、表１のデータをグラフ化して補完法により求めることができる）。
そして、上述のようにして求めたトリミング可能速度に安全率を加味して、トリミング速度を決定する。

具体的な数値を例示して説明を行うと、例えば、積層・焼成前のオーバーコート層用シートの厚みが２０μmである場合に、従来は、トリミングの確実性を重視して、例えば１７ｍｍ／secの速度でトリミングを行っていたとすると、この実施例の方法では、図５の検量線から、焼成後のオーバーコート層の厚み１０μｍが求められる。

そして、焼成後のオーバーコート層の厚みが１０μｍの場合、表１から、トリミング可能速度が４０ｍｍ／secであることがわかる。
そこで、４０ｍｍ／secの速度でトリミングを行うとすると、本発明の場合、従来に比べてトリミングを行うための工程時間を１／２以下に短縮することが可能になる。また、トリミングの確実性を重視して、トリミング速度を、例えば、表１のトリミング可能速度４０ｍｍ／secより２０％落として、３２ｍｍ／secの条件でトリミングを行うとしても、従来に比べてトリミングを行うための工程時間を約１／２に短縮することが可能になり、生産効率を大幅に向上させることが可能になる。

また、この実施例では、上述のように、トリミングを行うべき複数の抵抗体を覆う領域におけるオーバーコート層の厚みをそれぞれ求めるようにしているので、それぞれの領域において、最適の条件でトリミングを行うことができる。よって、複数のセラミック基板のトリミングを行うための工程時間を短縮することができるだけでなく、複数の抵抗体が配設された１つのセラミック基板のトリミングを行うための工程時間を短縮することができる。

また、ダミー積層体の焼成工程と、製品となる積層体の焼成工程で、同一の収縮抑制層を用いているので、面方向に収縮せず、厚み方向（積層方向）にのみ収縮の生じた寸法精度に優れたセラミック基板を得ることが可能になるとともに、ダミー積層体と製品用の積層体で、オーバーコート層用シートが同一条件で焼成されるため、製品用のオーバーコート層の焼成後の厚みを求めるのに有用性の高い検量線を得ることができる。そして、かかる検量線から求めた、焼成後のオーバーコート層の厚みからトリミング条件を決定することにより、精度の高いトリミングを効率よく行うことができる。

なお、この実施例では、上述のように収縮抑制層により積層体を挟み込んで焼成を行う、いわゆる収縮抑制工法によりセラミック基板を製造する場合を例にとって説明したが、収縮抑制層は、積層体の一方主面にのみ配設するように構成することも可能である。

また、上記実施例では、収縮抑制層用グリーンシートとオーバーコート層用シートを別体としているが、収縮抑制層用グリーンシートとオーバーコート層用シートを積層した複合シートを用いて、図３に示すような複合積層体を形成するようにしてもよい。

また、本発明は、収縮抑制工法により製造されるセラミック基板に限らず、収縮抑制工法を用いない方法でセラミック基板を製造する場合にも適用することが可能である。

また、上記実施例では、オーバーコート層として、セラミック（アルミナ）を含む材料を用いているが、オーバーコート層にセラミックを含ませないようにすることも可能である。オーバーコート層がセラミックを含まない場合、トリミングが容易になり、トリミング速度を向上させることが可能になる。一方、上記実施例のようにセラミック粉末を含ませることにより、基材層と類似の組成になるため、同時焼成に適しており、焼結不良を生じにくくなるという利点がある。したがって、製造すべきセラミック基板の構成や用途、求められる特性などを考慮して、オーバーコート層の構成材料を決定することが望ましい。

また、上記実施例では、内部導体パターン、表面導体パターン、抵抗体パターンなどを配設した基材層用シートを積層して積層体（セラミック基板）を製造するようにした場合を例にとって説明したが、表面導体パターン、抵抗体パターンを、オーバーコート層用シートに形成しておくことも可能である。

また、内部電極パターン、表面導体パターン、抵抗体パターンの形成（付与）方法に特別の制約はなく、スクリーン印刷の方法以外にも、インクジェット法などの公知の種々の方法を用いることが可能である。

本発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、セラミック基板を構成する基材層の積層数、基材層の構成材料、内部導体パターン、表面電導体パターン、抵抗体などの配設態様、トリミングの具体的な条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

１ セラミック基材層
２ 内部導体
３ セラミック基材層と内部導体が積層された構造体
４ 表面導体
５ 抵抗体
６ オーバーコート層
７ トリミング溝
８ ビアホール導体
９ 収縮抑制層
１０ 焼成済みの積層体（セラミック基板）
１１ 複合積層体
１ａ 基材層用シート
２ａ 内部導体パターン
３ａ 未焼成の構造体
４ａ 表面導体パターン
５ａ 抵抗体パターン
６ａ オーバーコート層用シート
８ａ ビアホール導体形成用の導体ペースト
１０ａ 未焼成の積層体

Claims (5)

1. セラミック基材層と、前記基材層上に配設された抵抗体と、前記抵抗体を覆うように配設されたオーバーコート層を備えたセラミック基板であって、
   (ａ)基材層用シート上の所定の位置に配設された前記抵抗体を覆うように、前記基材層用シート上にオーバーコート層用シートを積層、圧着して未焼成の積層体を形成する工程と、
   (ｂ)未焼成の前記積層体を焼成する工程と、
   (ｃ)焼成後の前記積層体の前記オーバーコート層上からレーザーを照射して前記抵抗体をトリミングすることにより抵抗値調整を行う工程と
   を経て製造されるセラミック基板の製造方法において、
   (イ)製品となる前記セラミック基板の製造に用いられる基材層用シートおよび抵抗体材料と同一の材料からなるダミー基材層用シートおよびダミー抵抗体材料と、製品となるセラミック基板の製造に用いられるオーバーコート層用シートと同一材料からなり、厚みを所定の範囲内で異ならせた複数のダミーオーバーコート層用シートとを用意する工程と、
   (ロ)前記ダミーオーバーコート層用シートの、製品となるセラミック基板の製造工程においてトリミングが行われるべき抵抗体を覆う領域に対応する領域の厚みを測定する工程と、
   (ハ)厚みの異なる前記ダミーオーバーコート層用シートを用いることを除いて、製品となるセラミック基板を製造する場合と同じ条件で、前記(ａ)，(ｂ)の工程を実施して焼成後のダミー積層体を得る工程と、
   (二)焼成後の前記ダミー積層体について、製品となるセラミック基板の製造工程においてトリミングが行われるべき抵抗体を覆う領域に対応する領域の、ダミーオーバーコート層の厚みを測定する工程と、
   (ホ)前記(ロ)の工程で測定した未焼成の前記ダミー積層体を形成する前の段階における前記ダミーオーバーコート層用シートの前記抵抗体を覆う前記領域の厚みと、前記(ニ)の工程で測定した焼成後の前記ダミーオーバーコート層の前記抵抗体を覆う前記領域の厚みとの関係を表す検量線を作成する工程と、
   (ヘ)前記(ａ)の工程で用いられる、積層前の前記オーバーコート層用シートの、前記トリミングが行われるべき前記抵抗体を覆うことになる領域の厚みから、前記検量線を用いて、焼成後の前記オーバーコート層の、前記(ｃ)の工程でトリミングを行うべき前記抵抗体を覆う領域の厚みを求める工程と、
   (ト)前記検量線を用いて求めた前記オーバーコート層の厚みから、前記(ａ)の工程で前記抵抗体をトリミングする条件を設定する工程と、
   (チ)前記(ト)の工程で設定された前記条件に基づいて、前記(ｃ)の工程における前記抵抗体のトリミングを行う工程と
   を具備することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
2. 前記(ニ)の工程で、ダミーオーバーコート層の厚みを測定するにあたって、前記ダミー積層体を厚み方向に切断し、切断端面を研磨することを特徴とする請求項１記載のセラミック基板の製造方法。
3. 前記(ｂ)の工程で、未焼成の前記積層体を焼成するにあたって、前記積層体の少なくとも一方主面に、前記積層体の焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性材料を主たる成分とする収縮抑制層を配設した状態で焼成を行うことを特徴とする請求項１または２記載のセラミック基板の製造方法。
4. 前記オーバーコート層上からレーザーを照射してトリミングする抵抗体が複数の領域に配設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
5. 前記オーバーコート層は、複数の前記抵抗体が配設されている領域でそれぞれ厚みが異なることを特徴とする請求項４記載のセラミック基板の製造方法。

Images