JP2860720B2 - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサを内蔵する
多層配線基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層配線基板内にＬＣの直列共振回路や
並列共振回路を設けて機能モジュールとし、各種フィル
タなどに適用する提案がなされている。ＬＣ回路を有す
る多層配線基板は、通常、以下のようにして製造され
る。

【０００３】まず、基板材料を含むスラリーからドクタ
ーブレード法などによりグリーンシートを作製し、各グ
リーンシートの必要な部分にスルーホールを形成した
後、各グリーンシート表面に所定のコンデンサ電極パタ
ーンやインダクタ導体パターンを厚膜法により形成す
る。次いで、各グリーンシートを積層し、加熱しながら
圧力を加えて熱圧着し、脱バインダした後、焼成する。

【０００４】このようにして製造される多層配線基板内
のコンデンサ部では、コンデンサ容量は対向するコンデ
ンサ電極の間に存在する基板の厚さに依存する。このた
め、グリーンシートの厚さのばらつきがコンデンサ容量
のばらつきとなる。例えば、同一の基板用スラリーから
作製されたロット内ではグリーンシートの厚さはほぼ等
しいが、ロットが異なると、スラリーの粘度や環境温
度、ドクターブレードのギャップなどの違いによりグリ
ーンシートの厚さが微妙に異なってしまうので、ロット
ごとにコンデンサ容量が異なることになる。これを補正
するためには、例えばコンデンサ電極の面積を調整する
ことが考えられるが、この場合、コンデンサ電極パター
ン印刷用の版をロットごとに作製しなければならず、コ
スト高を招く。

【０００５】このため、ＬＣフィルタを内蔵する多層配
線基板では、目的とする共振周波数を容易に得ることが
できなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、コンデンサを内蔵する多層
配線基板、特にＬＣ共振回路を内蔵する多層配線基板を
製造するに際し、コンデンサ容量のばらつきを簡易な手
段で精度よく補正することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（３）の本発明により達成される。 （１） コンデンサを内蔵する多層配線基板を製造する
方法であって、厚膜のコンデンサ電極パターンが表面に
形成された基板グリーンシートを積層して熱圧着する工
程において、熱圧着時の圧力および／または温度を制御
することにより、コンデンサ容量を調整することを特徴
とする多層配線基板の製造方法。

【０００８】（２） 厚膜法により形成されたＬＣ共振
回路を有する多層配線基板が製造される上記（１）に記
載の多層配線基板の製造方法。

【０００９】（３） １００MHz 〜１GHz の周波数帯域
において用いられる多層配線基板が製造される上記
（２）に記載の多層配線基板の製造方法。

【００１０】

【作用】本発明では、厚膜法によりコンデンサ電極パタ
ーンが表面に形成された基板グリーンシートを積層して
熱圧着する工程において、熱圧着時の圧力および／また
は温度を制御することにより、基板グリーンシートの厚
さを調整する。これにより、基板グリーンシート製造時
にロット間で生じる厚さの誤差を修正することができる
ので、安定した性能の多層配線基板を製造することがで
きる。

【００１１】熱圧着時に圧力および／または温度を調整
することは容易であり、また、圧力や温度の調整は連続
的に行なえるので、精度の高い調整が可能である。

【００１２】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００１３】本発明では、多層配線基板の製造にいわゆ
るグリーンシート法を用いる。グリーンシート法では、
まず、基板材料を含むスラリーからグリーンシートを作
製する。

【００１４】基板材料は特に限定されず、目的に応じて
適宜選択すればよい。例えば、コンデンサ電極パターン
などの導体材料にＡｇを主体とするものを用いる場合、
導体材料と同時焼成するために、セラミック骨材とガラ
スとを含有し１０００℃程度以下で焼成可能な低温焼成
材料を用いればよい。また、例えば、高周波フィルタに
適用する場合には、低誘電率の基板材料を選択すればよ
い。

【００１５】基板材料に用いるセラミック骨材に特に制
限はなく、目的とする誘電率や焼成温度等に応じ、例え
ば、アルミナ、マグネシア、スピネル、ムライト、フォ
ルステライト、ステアタイト、コージェライト、ジルコ
ニア等から１種以上を適宜選択すればよい。また、ガラ
スにも特に制限はなく、ホウケイ酸ガラスや鉛ホウケイ
酸ガラスに、バリウム、カルシウム、ストロンチウム、
亜鉛等の１種以上を添加した材料など、一般にガラスフ
リットとして用いられているものを用いればよい。

【００１６】基板材料を含むスラリーは、前述した基板
材料にビヒクルを加え、これらを混練して作製する。ビ
ヒクルとしては、エチルセルロース、ポリビニルブチラ
ールや、メタクリル樹脂、ブチルメタアクリレート等の
アクリル系樹脂等のバインダ、トルエン、キシレン、変
性アルコール、ブタノール、アセトン等の溶剤、その他
各種分散剤、活性剤、可塑剤等から、目的に応じて適宜
選択すればよい。

【００１７】基板材料のスラリーは、例えばドクターブ
レード法、押し出し法等により、薄板状に成形されて基
板グリーンシートとされる。基板グリーンシートは、積
層数に応じた枚数作製する。なお、基板グリーンシート
の厚さは特に限定されないが、通常、２０〜４００μm
程度である。

【００１８】基板グリーンシートには、パンチングマシ
ーンや金型プレスにより、必要に応じてスルーホールを
形成する。

【００１９】その後、導体ペーストを各グリーンシート
上に例えばスクリーン印刷法により１０〜３０μm 程度
の厚さに印刷し、コンデンサ電極パターンやコイル導体
パターンを形成するとともに、導体ペーストをスルーホ
ール内に充填する。本発明では、少なくともコンデンサ
電極パターンが形成されればよく、その他の導体パター
ンに特に制限はない。なお、導体ペーストの構成は特に
限定されず、例えばＡｇやＡｇ−Ｐｄ合金等の導電性粒
子およびガラスフリットに、前記と同様なビヒクルを加
えて混練して作製すればよい。

【００２０】次いで、基板グリーンシートを積層し、加
熱しながら圧力を加え、熱圧着する。本発明では、熱圧
着する際の圧力および／または温度を制御することによ
り、少なくとも電極パターン間に存在するグリーンシー
トの厚さを調整する。グリーンシートの厚さは同一ロッ
ト内ではほぼ等しいが、ロットごとに微妙に異なる。こ
のため、各ロットについて標準値からのズレを測定し、
熱圧着時の圧力および温度を決定する。具体的には、グ
リーンシートの厚さが標準値よりも厚い場合、通常より
も高い圧力および／または高い温度で熱圧着する。ま
た、グリーンシートの厚さが標準値よりも薄い場合、通
常よりも低い圧力および／または低い温度で熱圧着す
る。

【００２１】熱圧着時の圧力を高くすればグリーンシー
トの圧縮率が大きくなって厚さが減少するため、コンデ
ンサ容量が増加する。また、圧力を高くすればグリーン
シートが緻密化するため、焼成時の縮率が小さくなる。
このため、グリーンシート上のコンデンサ電極パターン
の面積減少が少なくなるので、これによってもコンデン
サ容量は増加する。熱圧着時の圧力を低くすれば、これ
とは逆の作用によりコンデンサ容量は減少する。

【００２２】一方、熱圧着時の温度を高くすればグリー
ンシートの軟化の度合いが大きくなるため、圧力が変わ
らなくても圧縮率は大きくなって厚さが減少し、また、
より緻密になるため、コンデンサ容量は増加する。熱圧
着時の温度を低くすればグリーンシートの軟化の度合い
は小さくなるため、逆の作用によりコンデンサ容量は減
少する。

【００２３】熱圧着時の圧力および／または温度を変更
した場合に、導体ペーストの厚さも基板グリーンシート
の厚さと同様に変化するが、コンデンサ電極パターンを
構成する導体ペースト層の厚さが変化しても、コンデン
サ容量には影響しない。

【００２４】ＬＣ共振回路を内蔵する多層配線基板を製
造する場合、コンデンサ電極パターンが形成された基板
グリーンシートと同一の基板グリーンシートや他の基板
グリーンシートにコイル導体パターンが厚膜法により形
成されており、熱圧着条件の変化によりコイル導体パタ
ーンを構成する導体ペースト層の厚さも変化するが、そ
の場合でもコイルのインダクタンスに変化はない。ま
た、コイルのインダクタンスは、基板の厚さ変化の影響
を受けない。従って、ＬＣ共振回路内蔵多層配線基板を
製造する場合、本発明により調整したコンデンサ容量に
依存して共振周波数が変化することになる。

【００２５】本発明では、圧力および温度のいずれか一
方だけを制御してもよく、両方を共に制御してもよい
が、圧力は容易かつ迅速に変更できるので、圧力を主体
に制御することが好ましい。

【００２６】熱圧着の際の温度および圧力に特に制限は
なく、デラミネーションや変形が生じない範囲から適宜
選択すればよいが、通常、４０〜１５０℃にて２００〜
１０００kgf/cm² 程度とし、このような範囲内で温度お
よび圧力を制御すればよい。

【００２７】なお、熱圧着時の圧力および／または温度
を変更することにより、多層配線基板のコンデンサ電極
間の基板厚さを２％程度の範囲で変更することができ
る。そして、グリーンシート焼成時の縮率変化によるコ
ンデンサ電極の面積増減も併せて考えると、コンデンサ
容量を３％程度の範囲で変更することが可能である。

【００２８】熱圧着によりグリーンシート積層体を作製
した後、必要に応じて脱バインダ処理を行ない、次いで
焼成する。

【００２９】焼成温度は基板材料や導体材料に応じて決
定すればよいが、低温焼成材料を用いた場合、通常、１
０００℃以下、好ましくは８００〜９６０℃程度であ
る。また、焼成時間も特に限定されないが、通常、１〜
３時間程度、最高温度での保持時間は、１０〜１５分間
程度である。焼成雰囲気は用いる導体材料等に応じて、
空気や酸素ガス、あるいは窒素ガス等の不活性ガスなど
から適宜選択すればよい。

【００３０】なお、多層配線基板表面に外部導体を設け
る場合、通常、基板焼成後、外部導体用ペーストを印刷
して焼成するが、場合によっては基板と同時焼成するこ
ともできる。

【００３１】本発明は、コンデンサを内蔵する多層配線
基板の製造に適用されるが、特にＬＣの直列共振回路や
並列共振回路を内蔵し、１００MHz 〜１GHz 程度の帯域
で用いられる多層配線基板の製造に好適である。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００３３】４０重量部のアルミナ粒子と６０重量部の
ガラスフリットとを混合し、さらにビヒクルとしてアク
リル系樹脂、トルエンおよび変性アルコールを６５重量
部加えて混練し、基板用スラリーを調製した。

【００３４】また、１００重量部のＡｇ粒子と８重量部
のガラスフリットとを混合し、さらにビヒクルとしてア
クリル系樹脂およびテルピネオールを３０重量部加えて
混練し、導体ペーストを調製した。

【００３５】基板用スラリーをドクター成形により薄板
状に成形し、６０×７０mmの寸法に切断して基板グリー
ンシートとした。基板グリーンシートの厚さを下記表１
に示す。

【００３６】次に、コンデンサ電極パターンおよびコイ
ル導体パターンを含むＬＣ共振回路の導体パターンが形
成されるように、各基板グリーンシート上に導体ペース
トを印刷した後、基板グリーンシートを６枚積層し、熱
圧着した。

【００３７】熱圧着後、積層体の脱バインダを行ない、
続いて空気中にて９００℃で焼成し、多層配線基板とし
た。

【００３８】このような方法において、基板グリーンシ
ートの厚さおよび熱圧着時の圧力を変え、表１に示す多
層配線基板サンプルを作製した。各サンプルについて、
共振周波数および共振時の減衰量を測定した。共振時の
減衰量は、ネットワークアナライザにより測定した。結
果を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、厚さの異なる基板グリーンシ
ートを用いた場合でも、熱圧着時の圧力を変更すること
によりほぼ同等の共振周波数とすることができる。具体
的には、サンプルNo. １−１、No. ２−２、No. ３−３
の順にグリーンシートは厚くなっているが、圧着圧力を
増大させることによりほぼ同等の共振周波数が得られて
いる。また、サンプルNo. ２−１とNo. ３−２について
も同様である。

【００４１】なお、熱圧着時に、温度を変更した場合
や、温度および圧力を共に変更した場合についても、上
記実施例と同様に共振周波数の変更が可能であった。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、基板グリーンシート製
造時にロット間で生じる厚さの誤差を容易にしかも精度
よく修正することができるので、安定した性能の多層配
線基板を安価に製造することができる。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサを内蔵する多層配線基板を製
   造する方法であって、厚膜のコンデンサ電極パターンが
   表面に形成された基板グリーンシートを積層して熱圧着
   する工程において、熱圧着時の圧力および／または温度
   を制御することにより、コンデンサ容量を調整すること
   を特徴とする多層配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】 厚膜法により形成されたＬＣ共振回路を
   有する多層配線基板が製造される請求項１に記載の多層
   配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】 １００MHz 〜１GHz の周波数帯域におい
   て用いられる多層配線基板が製造される請求項２に記載
   の多層配線基板の製造方法。