JP2020202274A - 多数個取りセラミック基板、その製造方法、およびセラミック基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反りの発生を抑えることのできる多数個取りセラミック基板を提供する。【解決手段】多数個取りセラミック基板１は、複数の基板要素部１１が並んで配置されている基板領域（製品エリア２）と、該基板領域の外側に位置する外周領域（外周エリア３）とを有する。多数個取りセラミック基板１は、複数のセラミック層（セラミックシート２１）と、モリブデンを含む第１金属層（Ｍｏ層２３）と、タングステンを含む金属層（Ｗ層２２）と、電解メッキ導通用金属層（電解メッキ導通用配線２５）とを備えている。モリブデンを含む第１金属層が形成されているセラミック層の少なくとも一つの層上には、外周領域に、モリブデンを含み、かつ第１金属層とは電気的に接続されていない第２金属層（第２Ｍｏ層２４）が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、多数個取りセラミック基板、およびその製造方法に関する。また、本発明は、多数個取りセラミック基板を分割して得られるセラミック基板の製造方法に関する。

複数の基板要素部を含む多数個取りセラミック基板は、個片のセラミック基板となる基板領域（製品エリアとも呼ばれる）と、この基板領域の外側に位置する外周領域とを有している。多数個取りセラミック基板の基板領域には、各基板要素部を個々に分割するために、それぞれの基板要素部の境界に沿って縦横に延びる分割溝が形成されている。

例えば、特許文献１には、導体パターンを印刷形成したセラミックグリーンシートを複数積層して板状成形体とし、導体パターンとセラミックグリーンシートとを一体焼結した積層基板が開示されている。この積層基板の主面には、互いに平行な複数の第１の分割溝、およびこの第１の分割溝と直交する複数の第２の分割溝が設けられている。この積層基板を、第１および第２の分割溝に沿って分割することで、複数の個片積層体が得られる。各個片積層体には、導体パターンによって内部回路素子が形成されている。

このような積層基板において、個片積層体形成領域の周囲には、焼結時に起こり得る積層基板の変形を抑えるために、導体パターンからなる変形抑止導体層が形成されている。

特開２００４−７１８５２号公報 特開２０１８−１７０４４２号公報

ところで、セラミック基板において、配線などの導電パターンを形成するための金属材料として、タングステン（Ｗ）およびモリブデン（Ｍｏ）が用いられる場合がある（例えば、特許文献２参照）。

タングステンとモリブデンとでは、例えば融点などの化学的性質が異なっている。そのため、特許文献１に開示されているような変形抑止導体層を形成しても、焼結後に起こり得る基板の反りなどの変形を十分に防止することができない可能性がある。

そこで、本発明では、導電パターンを形成するための金属材料としてモリブデンおよびタングステンを使用する場合に、反りの発生を抑えることのできる多数個取りセラミック基板を提供することを目的とする。

本発明の一局面にかかる多数個取りセラミック基板は、複数の基板要素部が並んで配置されている基板領域と、該基板領域の外側に位置する外周領域とを有する。この多数個取りセラミック基板は、複数のセラミック層と、前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上に形成されているモリブデンを含む第１金属層と、前記第１金属層が形成されていない前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上に形成されているタングステンを含む金属層と、前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上に形成されている電解メッキ導通用金属層とを備えている。そして、前記第１金属層が形成されている前記セラミック層の少なくとも一つの層上には、前記外周領域に、モリブデンを含み、かつ前記第１金属層とは電気的に接続されていない第２金属層が形成されている。

上記の本発明の一局面にかかる多数個取りセラミック基板において、前記第２金属層は、前記第１金属層が形成されている前記セラミック層のすべての層上の前記外周領域に形成されていてもよい。

上記の構成によれば、焼結後の多数個取りセラミック基板の反りをさらに改善することができる。

また、上記の本発明の一局面にかかる多数個取りセラミック基板において、前記基板要素部は、前記基板領域に縦横に並んで配置されており、前記基板領域には、前記基板要素部を個々に区画するために縦横に延びるスリット部が形成されており、前記外周領域における前記スリット部の仮想延長線上には、前記第２金属層は形成されていない構成であってもよい。

上記の構成によれば、多数個取りセラミック基板から個々のセラミック基板を得る際に行われる分割工程において、基板の裁断を容易に行うことができる。

また、上記の本発明の一局面にかかる多数個取りセラミック基板において、前記第２金属層は、隣接する前記基板要素部の幅方向の少なくとも中央位置に対応する位置に設けられており、かつ、前記基板要素部の幅の１／２以上の径を有していてもよい。

上記の構成によれば、第２金属層の総面積を小さくしてモリブデンの使用量を減らしながら、焼結時の基板の反り改善効果が低下するのを回避することができる。

また、本発明のもう一つの局面は、複数の基板要素部が並んで配置されている基板領域と、該基板領域の外側に位置する外周領域とを有する多数個取りセラミック基板の製造方法に関する。この製造方法は、複数のセラミック層のそれぞれを形成するセラミック層形成工程と、前記セラミック層形成工程によって形成された前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上にモリブデンを含む第１金属層を形成するモリブデン含有金属層形成工程と、前記セラミック層形成工程によって形成された前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上にタングステンを含む金属層を形成するタングステン含有金属層形成工程とを含む。この製造方法において、前記モリブデン含有金属層形成工程と前記タングステン含有金属層形成工程とは、互いに択一的に実施される。そして、前記モリブデン含有金属層形成工程では、前記外周領域に前記第１金属層とは電気的に接続されていない第２金属層を形成する。

上記の製造方法によれば、モリブデン含有金属層形成工程において、導電パターン用の第１金属層とともに、反り改善用の第２金属層を形成することができる。これにより、追加の工程を行うことなく、基板の反りを改善するための構成を有する多数個取りセラミック基板を製造することができる。

また、上記の製造方法において、前記基板要素部は、前記基板領域に縦横に並んで配置されており、前記基板領域には、前記基板要素部を個々に区画するために縦横に延びるスリット部が形成されていてもよい。そして、前記モリブデン含有金属層形成工程では、前記スリット部に相当する領域には前記第１金属層を形成せず、かつ、前記外周領域における前記スリット部の仮想延長線上には前記第２金属層を形成しないことも可能である。これにより、スリット部の仮想延長線上には第２金属層が形成されていない多数個取りセラミック基板を製造することができる。

また、本発明のさらにもう一つの局面は、セラミック基板の製造方法に関する。この製造方法は、上記の本発明の一局面にかかる製造方法によって多数個取りセラミック基板を製造した後に、前記多数個取りセラミック基板を個々の前記基板要素部に分割する工程を含む。

以上のように、本発明の一局面にかかる多数個取りセラミック基板によれば、外周領域にモリブデンを含む第２金属層が形成されていることで、焼結後に起こり得る基板の反りを小さくすることができる。これにより、多数個取りセラミック基板から得られるセラミック基板において不良品の発生率を減少させることができる。特に、基板領域の最外周に位置する基板要素部から得られるセラミック基板において起こり得る反りの発生を好適に抑制し、基板の形状を改善することができる。

また、本発明のもう一つの局面にかかる多数個取りセラミック基板の製造方法によれば、焼結後に起こり得る基板の反りを小さくすることができる。これにより、基板の形状が改善された多数個取りセラミック基板を得ることができる。

本発明の第１の実施形態にかかる多数個取りセラミック基板の構成を示す平面模式図である。 図１に示す多数個取りセラミック基板の一部分の内部構成を示す断面図である。 第１の実施形態にかかる多数個取りセラミック基板の変形例の構成を示す平面模式図である。 従来例にかかる多数個取りセラミック基板の一部分の内部構成を示す断面図である。 比較例にかかる多数個取りセラミック基板の一部分の内部構成を示す断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、基板の反り形状を模式的に示す図である。（ａ）は従来例、（ｂ）は比較例、（ａ）は第１の実施形態にかかる多数個取りセラミック基板の反り形状を示す図である。 本発明の第２の実施形態にかかるにかかる多数個取りセラミック基板の構成を示す平面模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

〔第１の実施形態〕
本実施形態では、多数個取りセラミック基板１を例に挙げて説明する。多数個取りセラミック基板１から得られるセラミック基板５０は、電子機器などの配線基板、回路基板などとして利用される。

（多数個取りセラミック基板の構成）
図１には、多数個取りセラミック基板１を示す。図１では、左上に多数個取りセラミック基板１全体の平面構成を示し、その右下にこの多数個取りセラミック基板１の一部分（具体的には、破線枠の部分）の拡大図を示す。

多数個取りセラミック基板１は、略平板状の外形を有している。多数個取りセラミック基板１は、複数の基板要素部１１を含む製品エリア（基板領域）２と、この製品エリア２の外側に位置する外周エリア（外周領域）３とを有している。

製品エリア２は、基板の中央部分を構成している。製品エリア２には、分割されて個々のセラミック基板５０となる複数の基板要素部１１が縦横に並んで配置されている。各基板要素部１１には、各種金属層などからなる導電パターンによって内部回路素子が形成されている。

外周エリア３は、基板の外周部分を構成している。外周エリア３は、製品エリア２を取り囲むように設けられている。外周エリア３はセラミック基板５０の要素とはならないため、外周エリア３には、内部回路素子は形成されていない。なお、後述するように、第２Ｍｏ層２４、および電解メッキ導通用配線２５は、外周エリア３に形成されている。

基板要素部１１は、長方形、正方形などの矩形状を有しており、その一辺の径は約５ｍｍ程度となっている。製品エリア２において、隣接する各基板要素部１１の間には、基板要素部１１を個々に区画するために縦横に延びるスリット部１２が形成されている。スリット部１２は、外周エリア３と最外周の基板要素部１１との間にも形成されている。多数個取りセラミック基板１が製造されると、その後、多数個取りセラミック基板１は各スリット部１２において切断され、個々の基板要素部１１に分割される。これにより、セラミック基板５０が得られる。

多数個取りセラミック基板１の表面には、スリット部１２に対応する位置に溝または切込みが形成されていることが好ましい。これにより、多数個取りセラミック基板１を個々に分割する工程を容易に実施することができる。

図２には、多数個取りセラミック基板１の製品エリア２と外周エリア３との境界を含む部分（具体的には、図１の拡大図に示すＡ−Ａ線部分）の断面構成を示す。

多数個取りセラミック基板１は、複数のセラミックシート２１を積層して形成されている。セラミックシート２１は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする高温焼成セラミックで形成することができる。また、別の態様では、セラミックシート２１は、ガラス−セラミックなどの中温焼成セラミック（ＭＴＣＣ）で形成されてもよい。

図２には、全部で９枚のセラミックシート２１を有する多数個取りセラミック基板１が例示されているが、セラミックシートの枚数はこれに限定されない。セラミックシート２１の枚数は、最終的に得られるセラミック基板５０の用途、仕様などに応じて適宜決められる。本実施形態では、各層のセラミックシートについて個々に言及する場合、最下層のセラミックシートから順に、第１セラミックシート２１ａ，第２セラミックシート２１ｂ・・・，第９セラミックシート２１ｉとそれぞれ呼ぶ。

複数のセラミックシート２１の間には、導電パターンとなるモリブデン層（Ｍｏ層ともいう）２３およびタングステン層（Ｗ層ともいう）２２が形成されている。Ｍｏ層２３およびＷ層２２は、最終的に得られるセラミック基板５０に所望される回路構成に応じて任意の形状（パターン）となるようにセラミックシート２１上に印刷される。

Ｍｏ層２３とＷ層２２とは、複数のセラミックシート２１の層間に互いに択一的に形成されている。すなわち、Ｍｏ層２３は、複数のセラミックシート２１のうちの少なくとも一つのシート（図２に示す例では、第４および第５セラミックシート２１ｄおよび２１ｅ）上に形成されており、Ｗ層２２は、Ｍｏ層２３が形成されていないセラミックシート２１のうちの少なくとも一つのシート（図２に示す例では、第１から第３セラミックシート２１ａ，２１ｂ、および２１ｃ）上に形成されている。

ここでは、第４セラミックシート２１ｄ上に形成されるＭｏ層を２３ｄとし、第５セラミックシート２１ｅ上に形成されるＭｏ層を２３ｅとしている。また、第１セラミックシート２１ａ上に形成されるＷ層を２２ａとし、第２セラミックシート２１ｂ上に形成されるＷ層を２２ｂとし、第３セラミックシート２１ｃ上に形成されるＷ層を２２ｃとしている。

なお、図２に示すＭｏ層およびＷ層の配置および組み合わせは、本発明の一例であり、本発明はこの構成に限定はされない。したがって、例えば、第１セラミックシート２１ａ上にＭｏ層を形成し、第２セラミックシート２１ｂ上にＷ層を形成し、第３から第５セラミックシート２１ｃ−２１ｅ上にＭｏ層をそれぞれ形成するという構成なども可能である。

本実施形態にかかる多数個取りセラミック基板１では、Ｍｏ層２３が形成されているセラミックシート２１上の外周エリア３に、追加のＭｏ層（すなわち、基板の反り改善用の第２Ｍｏ層２４）が形成されている。この第２Ｍｏ層２４は、製品エリア２内に形成されているＭｏ層２３とは電気的に接続されていない。第２Ｍｏ層２４の厚さは、Ｍｏ層２３の厚さとほぼ同じであり、例えば、５〜２０μｍとすることができる。

図２に示す例では、第４および第５セラミックシート２１ｄおよび２１ｅ上に、第２Ｍｏ層２４ｄおよび２４ｅが形成されている。すなわち、Ｍｏ層２３ｄと同じ層に第２Ｍｏ層２４ｄが形成されており、Ｍｏ層２３ｅと同じ層に第２Ｍｏ層２４ｅが形成されている。このような第２Ｍｏ層２４ｄおよび２４ｅは、Ｍｏ層２３ｄおよび２４ｅの形成工程（例えば、印刷工程）と同じ工程内で所定のパターンに形成される。

なお、このような反り改善用の第２金属層は、Ｗ層２２が形成されている層には形成されていない。これは、後述するように、外周エリア３にタングステンからなる第２金属層を形成すると、焼結後の基板の反りが悪化してしまうためである。

反り改善用の第２Ｍｏ層２４は、導電パターン用のＭｏ層２３が形成されているセラミックシート２１のうちの少なくとの一つのシート上に形成されていればよい。これにより、第２Ｍｏ層２４が形成されていない場合と比較して焼結後の多数個取りセラミック基板１の反りを小さくすることができる。

なお、反り改善用の第２Ｍｏ層２４は、導電パターン用のＭｏ層２３が形成されているセラミックシート２１の全て（図２に示す例では、第４および第５セラミックシート２１ｄおよび２１ｅの両方）のシート上に形成されていることが好ましい。これにより、焼結後の多数個取りセラミック基板１の反りをより大きく改善することができる。

また、複数のセラミックシート２１のうちの少なくとも一つのシートであって、Ｍｏ層２３およびＷ層２２が形成されていないシート（図２に示す例では、第６から第８セラミックシート２１ｆ，２１ｇ、および２１ｈ）上には、電解メッキ導通用配線２５（図２に示す例では、２５ｆ，２５ｇ、および２５ｈ）が形成されている。

電解メッキ導通用配線２５は、所定の形状（パターン）となるように所定のセラミックシート２１上に印刷される。

図２に示すように、電解メッキ導通用配線２５は、製品エリア２だけでなく、外周エリア３にも延設している。例えば、電解メッキ導通用配線２５は、外周エリア３において製品エリア２を取り囲むように枠状に形成されている。外周エリア３に延びる電解メッキ導通用配線２５は、メッキ用電源に電気的に接続される端子部（図示せず）を有している。

また、製品エリア２に延びる電解メッキ導通用配線２５は、多数個取りセラミック基板１の内部で金属メッキ層２７（例えば、金属メッキ層２７ｉ）を構成する内部の金属層と接続されている。これにより、電解メッキ処理時にメッキ用電源から供給される電力を、電解メッキ導通用配線２５を介してこの金属層まで供給することができる。

電解メッキ導通用配線２５は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、および銀（Ａｇ）などの金属で形成することができる。例えば、図２に示す例では、第６セラミックシート２１ｆ上に形成される電解メッキ導通用配線２５ｆは、Ｍｏで形成されている。また、第７および第８セラミックシート２１ｇおよび２１ｈ上に形成される電解メッキ導通用配線２５ｇおよび２５ｈは、Ｗで形成されている。

本実施形態では、電解メッキ導通用配線２５は、金属メッキ層２７が形成されている最上層の第９セラミックシート２１ｉに比較的近い層のセラミックシート（具体的には、第６から第８セラミックシート２１ｆ，２１ｇ、および２１ｈ）上に形成されている。これにより、電解メッキ導通用配線２５と金属メッキ層２７との電気的接続をより容易に実現できる。

金属メッキ層２７は、多数個取りセラミック基板１の表面（露出した部分）に形成されている。本実施形態では、最上層の第９セラミックシート２１ｉ上に、金属メッキ層２７ｉが形成されている。金属メッキ層２７は、製品エリア２に形成されている。金属メッキ層２７は、ロウ材、半田などの接合材を介して他の部品と接続される。すなわち、金属メッキ層２７は、他の部品との接合部としての役割を果たす。なお、電解メッキ処理時には、電解メッキ導通用配線２５ｇのうち第８のセラミックシート２１ｈで覆われていない箇所もメッキされる。これにより、電解メッキ導通用配線２５ｇに部分的に金属メッキ層２７ｇが形成される（図２参照）。

金属メッキ層２７は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、および銀（Ａｇ）などで形成された金属層の表面に、ニッケル（Ｎｉ）メッキおよび金（Ａｕ）メッキなどを施すことによって形成される。本実施形態では、金属メッキ層２７は、ＷまたはＭｏで形成された金属層の表面に電解Ｎｉメッキによる被覆を施し、その後、Ｎｉメッキ被覆上に電解ＡｕメッキによってＡｕメッキ被覆を施したものである。

（第２Ｍｏ層の平面形状について）
続いて、第２Ｍｏ層２４の平面形状について、図１を参照しながら説明する。概略的には、第２Ｍｏ層２４は、縦横に配列された基板要素部１１の外周を取り囲むような形状となっている。第２Ｍｏ層２４を、このような形状にすることで、多数個取りセラミック基板１の全領域において焼結後の反りの発生を抑えることができる。上述したように、第２Ｍｏ層２４は、Ｍｏ層２３とは電気的に接続されていない。また、第２Ｍｏ層２４は、Ｗ層２２および電解メッキ導通用配線２５などの他の金属層とも電気的に接続されておらず、単独で存在する金属層である。

より詳細には、図１の拡大図に示すように、第２Ｍｏ層２４には、部分的に第２Ｍｏ層２４が形成されていない第２スリット部１３が形成されている。第２スリット部１３は、スリット部１２と対応する位置に形成されている。すなわち、製品エリア２に形成されているスリット部１２の外周エリア３への仮想延長線上には、第２Ｍｏ層２４は形成されていない。これにより、多数個取りセラミック基板１を個々のセラミック基板５０に分割する際に、金属で形成された第２Ｍｏ層２４を切断する必要がなくなるため、基板の分割がより容易になる。

なお、図２に示す例では、第４および第５セラミックシート２１ｄおよび２１ｅに、２つの第２Ｍｏ層２４ｄおよび２４ｅが形成されている。このような構成の場合、２つの第２Ｍｏ層２４ｄおよび２４ｅの平面形状をともに、図１に示すような形状とすることが好ましい。これにより、焼結後の基板の反りをより小さくすることができる。但し、本発明の別の実施態様では、２つの第２Ｍｏ層２４ｄおよび２４ｅの形状をそろえなくてもよい。

図３には、多数個取りセラミック基板１における第２Ｍｏ層２４ａの平面形状の変形例を示す。図１に示す例では、第２Ｍｏ層２４は、製品エリア２の外周全体を取り囲むような略枠形状となっている。すなわち、第２Ｍｏ層２４に形成されている第２スリット部１３の幅は、スリット部１２の幅と同程度であって、非常に小さくなっている。

これに対して、図３に示す変形例では、複数個の略長方形状の第２Ｍｏ層２４ａが、最外周の基板要素部１１の側辺に隣接するようにそれぞれ形成されている。変形例にかかる構成によれば、第２Ｍｏ層２４ａの材料となるモリブデンの使用量を減らすことができる。

なお、図３に示すように、第２Ｍｏ層２４ａは、隣接する基板要素部１１の幅方向の少なくとも中央位置に対応する位置に設けられていることが好ましい。具体的には、基板要素部１１の横方向（Ｌ１の方向）に延びる側辺に隣接する第２Ｍｏ層２４ａは、基板要素部１１の横方向の中央線Ｃ１を跨ぐように設けられていることが好ましい。また、基板要素部１１の縦方向（Ｌ２の方向）に延びる側辺に隣接する第２Ｍｏ層２４ａは、基板要素部１１の縦方向の中央線Ｃ２を跨ぐように設けられていることが好ましい。

さらに、第２Ｍｏ層２４ａは、基板要素部１１の幅の１／２以上の径を有していることが好ましい。具体的には、基板要素部１１の横方向の幅をＬ１とし、縦方向の幅をＬ２とすると、横方向に延びる側辺に隣接する第２Ｍｏ層２４ａの長手方向の径Ｗ１は、Ｗ１≧Ｌ１×（１／２）となっていることが好ましい。また、縦方向に延びる側辺に隣接する第２Ｍｏ層２４ａの長手方向の径Ｗ２は、Ｗ２≧Ｌ２×（１／２）となっていることが好ましい。

上記の構成によれば、第２Ｍｏ層２４ａの総面積を小さくしてモリブデンの使用量を減らしながら、焼結時の基板の反り改善効果が低下するのを回避することができる。

（多数個取りセラミック基板の製造方法）
続いて多数個取りセラミック基板１の製造方法を説明する。

多数個取りセラミック基板１の製造方法は、少なくとも以下の各工程を含む。
（１）複数のセラミックシート２１（図２に示す例では、２１ａから２１ｉ）のそれぞれを形成するシート形成工程（セラミック層形成工程）
（２）上記（１）のシート形成工程によって形成されたセラミックシート２１のうちの少なくとも一つのシート上にＭｏ層２３（図２に示す例では、２３ｄ，２３ｅ）を形成するＭｏ層形成工程（モリブデン含有金属層形成工程）
（３）上記（１）のシート形成工程によって形成されたセラミックシート２１のうちの少なくとも一つのシート上にＷ層２２（図２に示す例では、２２ａから２２ｃ）を形成するＷ層形成工程（タングステン含有金属層形成工程）

（１）のシート形成工程は、例えば、セラミック成分の粉末を主成分とする原料粉末を適当な有機溶剤およびバインダとともに混練してスラリーを作製し、このスラリーをドクターブレード法やリップコータ法などの成形方法でシート状に成形することによって実施される。成形されたシートは、所定形状および所定寸法に裁断される。これにより、各セラミックシート２１を構成するシート材料が形成される。

（２）のＭｏ層形成工程および（３）のＷ層形成工程では、（１）のシート形成工程で得られたセラミックシート２１上に、所定の導電パターンを形成する。導電パターンの形成は、スクリーン印刷法などの公知の印刷方法を用いて行われる。これにより、セラミックシート２１の表面の所望の箇所に、回路素子などを構成する導電パターンが印刷形成される。

本実施形態にかかる製造方法において、（２）のＭｏ層形成工程と、（３）のＷ層形成工程とは、互いに択一的に実施される。すなわち、１枚のセラミックシート２１上には、Ｍｏ層２３およびＷ層２２の何れかのみが印刷される。

そして、（２）のＭｏ層形成工程では、多数個取りセラミック基板１の外周エリア３に、Ｍｏ層２３（図２に示す例では、２３ｄ，２３ｅ）とは電気的に接続されていない第２Ｍｏ層２４（図２に示す例では、２４ｄ，２４ｅ）を形成する。ここで、Ｍｏ層２３は、個々の基板要素部１１における導電パターンとして機能する。また、第２Ｍｏ層２４は、基板を焼結時に起こり得る反りの発生を抑えるために形成される。すなわち、（２）のＭｏ層形成工程では、１枚のセラミックシート２１上の製品エリア２に導電パターン用のＭｏ２３が印刷されるとともに、同じセラミックシート２１の外周エリア３に反り改善用の第２Ｍｏ層２４が印刷される。

なお、（２）のＭｏ層形成工程および（３）のＷ層形成工程では、製品エリア２内の各基板要素部１１を個々に区画するために縦横に延びるスリット部１２に相当する領域にはＭｏ層２３またはＷ層２２を形成しないことが好ましい。さらに、（２）のＭｏ層形成工程では、外周エリア３におけるスリット部１２の仮想延長線上には第２Ｍｏ層２４を形成しないことが好ましい。これにより、外周エリア３の第２Ｍｏ層の形成領域には、部分的にＭｏ層が形成されていない第２スリット部１３が形成される。

上記のようなスリット部１２および第２スリット部１３を形成することで、その後に行われる個々のセラミック基板５０への分割工程において、基板の裁断を容易に行うことができる。

なお、上記（２）および（３）の工程の他に、別のセラミックシート２１上に、電解メッキ導通用配線２５となる金属層（例えば、Ｍｏ層またはＷ層）を所定形状（パターン）に印刷する工程を行ってもよい。同様に、セラミックシート２１上に、電解メッキ後に金属メッキ層２７となる金属層（例えば、Ｍｏ層またはＷ層）を所定形状（パターン）に印刷する工程を行ってもよい。これにより、電解メッキ導通用配線２５となる金属層または金属メッキ層２７となる金属層が形成されたセラミックシート２１が得られる。

以上の各工程で所定形状の金属層が印刷された各セラミックシート２１は、その後、所定の順序で積層され、圧着される。一例では、第７セラミックシート２１ｇをベースにして、第６から第１のセラミックシート２１ｆ〜２１ａが順に積層、圧着され、第１の積層体が形成される。また、第８のセラミックシート２１ｈをベースにして、第９セラミックシート２１ｉが積層、圧着され、第２の積層体が形成される。その後、第１の積層体の第７セラミックシート２１ｇと、第２の積層体の第８のセラミックシート２１ｈとが圧着される。

これにより、厚さが０．５〜１．０ｍｍ程度の平板状積層体が得られる。各セラミックシート２１にはビアホール（図示せず）が形成されており、セラミックシート２１間に形成された金属層（すなわち、Ｗ層２２、Ｍｏ層２３、電解メッキ導通用配線２５、および金属メッキ層２７）は適宜接続され、後に回路素子として機能するように構成される。

その後、平板状積層体の表面のスリット部１２に対応する位置に、分割溝を形成してもよい。そして、この平板状積層体を焼成する。

焼成工程によって焼結された平板状積層体には、その後、電解メッキ処理が施される。これにより、最上層のセラミックシート２１（図２に示す例では、第９セラミックシート２１ｉ）上に金属メッキ層２７（図２に示す例では、金属メッキ層２７ｉ）が形成される。電解メッキは、従来公知の方法を用いて実施することができる。電解メッキ処理を複数回行うことによって、Ｎｉメッキ被覆とＡｕメッキ被覆とを有する金属メッキ層２７を形成することができる。

以上のような工程によって、多数個取りセラミック基板１は製造される。

さらに、多数個取りセラミック基板１からセラミック基板５０を製造する場合には、多数個取りセラミック基板１を個々の基板要素部１１に分割する工程を行う。このとき、多数個取りセラミック基板１の表面に分割溝が形成されていると、基板の裁断を容易かつ正確に行うことができる。これにより、セラミック基板５０が得られる。

（第２金属層による反り改善効果）
続いて、本実施形態にかかる多数個取りセラミック基板１において得られる反り改善効果について説明する。ここでは、比較のために、従来例にかかる多数個取りセラミック基板８０１、および比較例にかかる多数個取りセラミック基板９０１において発生する焼結後の反りについても説明する。

図４には、従来例にかかる多数個取りセラミック基板８０１の断面構成を示す。図５には、比較例にかかる多数個取りセラミック基板９０１の断面構成を示す。これらの図は、各基板８０１および９０１を、図１の拡大図に示すＡ−Ａ線部分に相当する部分で切断した場合の構成を示すものである。

図４に示す多数個取りセラミック基板８０１においては、外周エリア３に反り改善用の第２Ｍｏ層２４が形成されていない。それ以外の点については、多数個取りセラミック基板１と同様の構成を有している。

図５に示す多数個取りセラミック基板９０１においては、第２Ｍｏ層２４ｄおよび２４ｅに加えて、Ｗ層２２ｂおよび２２ｃが形成されている第２および第３セラミックシート２１ｂおよび２１ｃ上の外周エリア３に第２Ｗ層２９ｂおよび２９ｃが形成されている。それ以外の点については、多数個取りセラミック基板１と同様の構成を有している。

これら３種類の多数個取りセラミック基板について、同じ条件で焼成を行ったところ、図６の（ａ）から（ｃ）に示すように、基板の反り形状に違いが見られた。すなわち、（ｂ）に示す比較例では、（ａ）に示す従来例の結果と比較して焼結後の基板の反りが悪化することが確認された。これに対して、本実施形態にかかる多数個取りセラミック基板１では、（ｃ）に示すように、（ａ）に示す従来例の結果と比較して焼結後の基板の反りが小さくなることが確認された。

これは、モリブデン（Ｍｏ）とタングステン（Ｗ）とでは、融点などの熱に対する特性が異なり、焼成時の焼結の進み方が異なるためであると考えられる。Ｍｏの融点は、Ｗの融点と比較して低い。そのため、ＭｏはＷよりも焼結しやすいという特性を有する。このような特性を有するＭｏを含有する金属層を基板の外周エリアに形成することで、焼成時に外周エリアの金属層で焼結がより速く進行し、基板の形状が下向き（すなわち、反りと反対方向）に変化すると考えられる。一方、Ｗを含有する金属層が基板の外周エリアに形成されている場合には、焼成時に外周エリアのＷ層で焼結が進行しにくいため、基板の形状が上向き（すなわち、反りと同じ方向）に変化すると考えられる。

（第１の実施形態のまとめ）
以上のように、本実施形態にかかる多数個取りセラミック基板１は、複数の基板要素部１１が並んで配置されている製品エリア２と、製品エリア２の外側に位置する外周エリア３とを有する。この多数個取りセラミック基板１は、複数のセラミックシート２１（例えば、セラミックシート２１ａ〜２１ｉ）を積層して形成されている。各シート上には、導電パターン用のＭｏ層２３、導電パターン用のＷ層２２、および電解メッキ導通用配線２５の何れかがそれぞれ形成されている。そして、導電パターン用のＭｏ層２３が形成されているセラミックシート２１ｄおよび２１ｄ上には、外周エリア３に、モリブデンを含み、かつＭｏ層２３とは電気的に接続されていない第２Ｍｏ層２４が形成されている。

上記の構成によれば、第２Ｍｏ層２４が形成されていない多数個取りセラミック基板１と比較して、焼結後の反りを小さくすることができる。すなわち、第２Ｍｏ層２４は、基板の焼結後に起こり得る反りの発生を抑えるための金属層ということができる。これにより、多数個取りセラミック基板１およびそれから得られるセラミック基板５０において、不良品の発生率を減少させることができる。

なお、上記の実施形態において、導電パターン用のＷ層２２は、タングステンを含む金属層と言い換えることができる。また、導電パターン用のＭｏ層２３は、モリブデンを含む第１金属層と言い換えることができる。また、反り改善用の第２Ｍｏ層２４は、モリブデンを含む第２金属層と言い換えることができる。

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態では、外周エリアに形成された第２Ｍｏ層の形状が第１の実施形態とは異なる構成について説明する。図７には、第２の実施形態にかかる多数個取りセラミック基板１０１を示す。図７では、左上に多数個取りセラミック基板１０１全体の平面構成を示し、その右下にこの多数個取りセラミック基板１０１の一部分（具体的には、破線枠の部分）の拡大図を示す。

多数個取りセラミック基板１０１は、複数の基板要素部１１を含む製品エリア（基板領域）２と、この製品エリア２の外側に位置する外周エリア（外周領域）３とを有している。多数個取りセラミック基板１０１において、外周エリア３に形成されている第２Ｍｏ層１２４の形状以外については、第１の実施形態と同様の構成が適用できる。そのため、以下では、第２Ｍｏ層１２４の構成のみについて説明する。

第１の実施形態にかかる多数個取りセラミック基板１では、反り改善用の第２Ｍｏ層２４の所定の箇所に第２スリット部１３が形成されている。これに対して、第２の実施形態にかかる多数個取りセラミック基板１０１では、反り改善用の第２Ｍｏ層１２４にスリット部は形成されていない。

すなわち、外周エリア３に形成されている第２Ｍｏ層１２４は、製品エリア２全体を取り囲むように、隙間のない枠形状に形成されている。このような第２Ｍｏ層１２４は、第２Ｍｏ層２４と比較して形状が単純である。そのため、第２Ｍｏ層１２４は、容易にパターニングすることができる。

なお、多数個取りセラミック基板１０１が図２に示す構成と同様のセラミックシート２１の積層体で構成される場合、第４および第５セラミックシート２１ｄおよび２１ｅ上に、反り改善用の第２Ｍｏ層１２４ｄおよび１２４ｅが形成される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した異なる実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。

１ ：多数個取りセラミック基板
２ ：製品エリア（基板領域）
３ ：外周エリア（外周領域）
１１ ：基板要素部
１２ ：スリット部
１３ ：第２スリット部
２１ ：セラミックシート（セラミック層）
２２ ：（導電パターン用の）Ｗ層（タングステンを含む金属層）
２３ ：（導電パターン用の）Ｍｏ層（モリブデンを含む第１金属層）
２４ ：（反り改善用の）第２Ｍｏ層（モリブデンを含む第２金属層）
２５ ：電解メッキ導通用配線（電解メッキ導通用金属層）
２７ ：金属メッキ層
５０ ：セラミック基板
１０１ ：多数個取りセラミック基板
１２４ ：（反り改善用の）第２Ｍｏ層（モリブデンを含む第２金属層）
Ｃ１ ：中央線（基板要素部の幅方向の中央位置）
Ｃ２ ：中央線（基板要素部の幅方向の中央位置）

Claims (7)

1. 複数の基板要素部が並んで配置されている基板領域と、該基板領域の外側に位置する外周領域とを有する多数個取りセラミック基板であって、
   複数のセラミック層と、
   前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上に形成されているモリブデンを含む第１金属層と、
   前記第１金属層が形成されていない前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上に形成されているタングステンを含む金属層と、
   前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上に形成されている電解メッキ導通用金属層と
   を備えており、
   前記第１金属層が形成されている前記セラミック層の少なくとも一つの層上には、前記外周領域に、モリブデンを含み、かつ前記第１金属層とは電気的に接続されていない第２金属層が形成されている、多数個取りセラミック基板。
2. 前記第２金属層は、前記第１金属層が形成されている前記セラミック層のすべての層上の前記外周領域に形成されている、請求項１に記載の多数個取りセラミック基板。
3. 前記基板要素部は、前記基板領域に縦横に並んで配置されており、
   前記基板領域には、前記基板要素部を個々に区画するために縦横に延びるスリット部が形成されており、
   前記外周領域における前記スリット部の仮想延長線上には、前記第２金属層は形成されていない、請求項１または２に記載の多数個取りセラミック基板。
4. 前記第２金属層は、隣接する前記基板要素部の幅方向の少なくとも中央位置に対応する位置に設けられており、かつ、前記基板要素部の幅の１／２以上の径を有している、請求項３に記載の多数個取りセラミック基板。
5. 複数の基板要素部が並んで配置されている基板領域と、該基板領域の外側に位置する外周領域とを有する多数個取りセラミック基板の製造方法であって、
   複数のセラミック層のそれぞれを形成するセラミック層形成工程と、
   前記セラミック層形成工程によって形成された前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上にモリブデンを含む第１金属層を形成するモリブデン含有金属層形成工程と、
   前記セラミック層形成工程によって形成された前記セラミック層のうちの少なくとも一つの層上にタングステンを含む金属層を形成するタングステン含有金属層形成工程と
   を含み、
   前記モリブデン含有金属層形成工程と前記タングステン含有金属層形成工程とは、互いに択一的に実施され、
   前記モリブデン含有金属層形成工程では、前記外周領域に前記第１金属層とは電気的に接続されていない第２金属層を形成する、
   多数個取りセラミック基板の製造方法。
6. 前記基板要素部は、前記基板領域に縦横に並んで配置されており、
   前記基板領域には、前記基板要素部を個々に区画するために縦横に延びるスリット部が形成されており、
   前記モリブデン含有金属層形成工程では、前記スリット部に相当する領域には前記第１金属層を形成せず、かつ、前記外周領域における前記スリット部の仮想延長線上には前記第２金属層を形成しない、
   請求項５に記載の多数個取りセラミック基板の製造方法。
7. 請求項５または６に記載の製造方法によって多数個取りセラミック基板を製造した後に、前記多数個取りセラミック基板を個々の前記基板要素部に分割する工程を含む、セラミック基板の製造方法。
   
   

Images