JP3156257B2 - 多層セラミックス基板の製造方法 - Google Patents

多層セラミックス基板の製造方法

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JP3156257B2
JP3156257B2 JP01625991A JP1625991A JP3156257B2 JP 3156257 B2 JP3156257 B2 JP 3156257B2 JP 01625991 A JP01625991 A JP 01625991A JP 1625991 A JP1625991 A JP 1625991A JP 3156257 B2 JP3156257 B2 JP 3156257B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、グリーンシート法によ
り製造される多層セラミックス基板において、焼成時に
生ずる収縮率の変動を抑えた多層セラミックス基板の製
造方法に関する。
【0002】
【共通的技術】近年、コンピュータの高速化,小型化に
伴ないLSIを実装する基板の高密度化,大容量化が必
要となってきた。しかしながら、従来のプリント配線基
板では、各素子間を結線する配線が平面方向であり、ま
た、スルーホールピッチに制約があるため、上述した高
密度実装基板を実現するには限界がある。
【0003】このため、配線を垂直方向に広げ高密度化
し、かつ、優れた熱伝導性を有する多層セラミックス基
板が注目を集めている。この多層セラミックス基板は、
一般にグリーンシート法を用いて製造される。
【0004】
【従来の技術】従来の多層セラミックス基板に製造方法
は、単一なロットのグリーンシートを積層し、焼成する
ことを含んでいる。
【0005】次に、従来の多層セラミックス基板の製造
方法について図面を参照して説明する。
【0006】図3は従来の多層セラミックス基板の製造
方法の一例を示す斜視断面図であり、図4は従来の多層
セラミックス基板の製造方法の一例を説明する製造工程
図である。
【0007】図3に示す多層セラミックス基板の製造方
法は、単一な製造ロットのグリーンシート1dを積層
し、それを焼成して多層セラミックス基板2を製造する
ことを含んでいる。
【0008】次に、従来の多層セラミックス基板の製造
方法を詳細に説明する。
【0009】図4において、工程混合21は、多層セラ
ミックス基板2の母体となるセラミックス材料11をバ
インダ12,溶剤13および可塑剤14と攪拌混合し、
泥漿状のスラリー15とする工程である。工程成膜22
は、工程混合21にて製造したスラリー15をキャリア
フィルム上にドクタブレード等により均一な厚さに塗布
し、ドライヤーにより乾燥させシート状のセラミックス
テープを製造する工程であり、このテープをグリーンシ
ート1と呼び、多層セラミックス基板2において、層を
構成する基本単位となる。
【0010】工程スルーホール形成23は、工程成膜2
2にて製造したグリーンシート1dに打ち抜きパンチ等
により回路接続用のスルーホールを複数所定の位置に形
成する工程である。工程印刷24は、グリーンシート1
に導体ペースト16で回路パターンを印刷し、かつ、こ
のとき先に形成されたスルーホールに導体ペースト16
を充填し、上下層間を接続するスルーホールを構成する
工程である。
【0011】工程積層25は、上述した導体ペースト1
6が印刷された単一製造ロットのグリーンシート1dを
所定の回路を構成するよう複数毎積層する工程である。
工程熱圧着26は、本グリーンシート1dの積層体を熱
プレスにより固定接合する工程である。工程焼成27
は、工程熱圧着26にて製造したグリーンシート積層体
を炉にて焼成し、セラミックス基板とする工程である。
本焼成によりセラミックス基板は、焼成前の積層体より
収縮し、形状が小さくなる。この焼成前後の寸法変化量
を収縮率と呼ぶ。そして、工程外形加工28は、セラミ
ックス基板を切断研磨し、最終形状に加工し多層セラミ
ックス基板2とする工程である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多層セ
ラミックス基板の製造方法は、単一な製造ロットのグリ
ーンシートを積層し、焼成しているため、製造ロットの
グリーンシート自体の特性が焼成に強く影響を与え、製
造ロット毎に製品の収縮率が変化するという欠点があっ
た。
【0013】このため、多層セラミックス基板において
重要であるスルーホールの寸法精度が確保しにくく、最
終的な基板が高価になるという欠点があった。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の多層セラミック
ス基板の製造方法は、製造ロットの異なる複数のグリー
ンシートを所定の順序に積層し、かつ焼成することを特
徴とする。また、この複数のグリーンシートが製造ロッ
トの異なる複数のセラミックス材料よりそれぞれ製造し
たものでもよい。
【0015】
【実施例】次に、本発明について、図面を参照して説明
する。
【0016】図1は本発明の一実施例を示す斜視断面図
である。
【0017】図1に示す多層セラミックス基板の製造方
法は、製造ロットAのグリーンシート1aと、製造ロッ
トBのグリーンシート1bと、製造ロットCのグリーン
シート1cとを積層し、焼成して多層セラミックス基板
2を製造することを含んでいる。
【0018】次に、本実施例についてさらに詳細に説明
する。
【0019】図2は本実施例を説明する製造工程図であ
る。図2において、工程混合21は、多層セラミックス
基板2の母体となるセラミックス材料11をバインダ1
2,溶剤13および可塑剤14と攪拌混合し泥漿状のス
ラリー15とする工程である。工程成膜22は、工程混
合21にて製造したスラリー15をキャリアフィルム上
にドクターブレード等により均一な厚さに塗布し、ドラ
イヤーにより乾燥させシート状のセラミックステープを
製造する工程であり、このテープをグリーンシート1と
呼び、多層セラミックス基板2において、層を構成する
基本単位となる。また、このグリーンシート1は、一般
に準安定な状態にあり、保管が可能である。
【0020】本実施例の多層セラミックス基板2の製造
方法では、複数の製造ロット(本実施例では3つの製造
ロット)の異なるグリーンシート1a,1b,1cを所
用数準備する。工程スルーホール形成23は、グリーン
シート1a,1b,1cに打ち抜きパンチにより回路接
続用のスルーホールを複数所定の位置に形成する工程で
ある。工程印刷24は、グリーンシート1に導体ペース
ト16で回路パターンを印刷し、かつ、このとき先に形
成されたスルーホールに導体ペースト16を充填し、上
下層間を接続するスルーホールを構成する工程である。
【0021】工程積層25は、上述した導体ペースト1
6が印刷された複数の製造ロットの異なるグリーンシー
ト1a,1b,1cを所望の性能を有する回路を構成す
るよう複数枚積層する工程である。工程熱圧着26は、
本グリーンシート1の積層体を熱プレスにより固定接合
する工程である。工程焼成27は、工程熱圧着26にて
製造したグリーンシート積層体を炉にて焼成し、セラミ
ックス基板とする。工程焼成27は、一般に2つの作用
を持つ。すなわち、初期の段階において、有機結合剤成
分であるバインダ12を燃焼飛散させ、後期段階におい
て、セラミックス材料11の焼結を促進させる。そし
て、工程外形加工28は、該セラミックス基板を切断研
磨し、最終形状に加工して多層セラミックス基板2とす
る工程である。
【0022】焼成によりセラミックス基板は、焼成前の
積層体より収縮し、形状が小さくなる。この焼成前後の
寸法変化量を収縮率と呼ぶ。多層セラミックス基板2は
構造的機能として、上面にLSI、下面に信号を取り出
すコネクタを実装する必要がある。このため、スルーホ
ールの寸法精度の確保が必要であり、基板の高密度化お
よび大容量化が進むに伴い要求精度が厳しくなってお
り、上述した収縮率の安定化は重要な問題となってい
る。この収縮率はグリーンシート1に含まれるセラミッ
クス材料11の粒形状(粒径,粒度分布,比表面積
等)、グリーンシート1に含まれるバインダ12,溶剤
13および可塑剤14の成分比、グリーンシート1の厚
さ、工程印刷24における印刷条件(導体ペースト16
組成,含有量)、工程熱圧着26における熱圧着条件
(プレス温度,プレス圧力)、工程焼成27における焼
成条件(焼成プロファイル,焼成雰囲気)等により変化
し、また、これらの諸条件により所定の収縮率になるよ
う制御している。しかしながら、上述したグリーンシー
ト1に関する特性値は制御しにくく、すなわち、他の諸
条件は、設定値により制御がとれるが、グリーンシート
1に関する特性値は、工程混合21,工程成膜22の設
定条件により2次的に決定される特性であり、かつ、セ
ラミックス材料11に関する諸特性値は、製造ロット毎
にばらつきがあるため制御性に欠け、安定した特性値を
得にくい。このため、グリーンシート1の製造ロット毎
に固有の収縮率の中心値があり、この値を中心に収縮率
が推移する。これらは、多数の製造ロットでみた場合、
希望の収縮率に対してある程度の広がりを持って分布す
る。このため、本多層セラミックス基板2の製造方法に
開示したように、複数の製造ロットの異なるグリーンシ
ート1を積層し、焼成することにより、製造ロットの異
なるグリーンシート1毎の収縮が互いに作用しあい、希
望の収縮率を中心値として収縮し、製造ロット毎の変動
が抑えられる。
【0023】さらに、具体的に説明すると、多層セラミ
ックス基板2の収縮率を、例えば、15%に設定してグ
リーンシート1を製造した場合、製造ロットによるばら
つきのため、各製造ロット毎の固有の収縮率の中心値
が、グリーンシート1aは15.2%、グリーンシート
1bは14.9%、グリーンシート1cは15.1%で
あったとする。このとき、従来の製造方法に沿い多層セ
ラミックス基板2を製造すると、各多層セラミックス基
板2は各グリーンシート1a,1b,1cの固有の収縮
率を中心として収縮することになる。このため、設定で
ある15%に対して0.1%(2枚),0.2%(1
枚)の開きを持つ基板がそれぞれ製造されることにな
る。しかしながら、本多層セラミックス基板2の製造方
法に開示されるように複数の製造ロットの異なるグリー
ンシート1a,1b,1cを積層し、焼成することによ
り、各グリーンシート1a,1b,1cの固有の収縮が
互いに作用しあい、それらの平均である収縮率15.0
7%を中心として収縮することになり、設定値である1
5%に対して0.07%(3枚)の開きに改善された基
板を製造することが可能となる。また、多数積層する場
合は製造ロットの異なるグリーンシートを交互に積層し
てもよい。
【0024】さらに、これらの各グリーンシート1a,
1b,1cをそれぞれ複数の製造ロットの異なるセラミ
ックス材料を用いて製造すれば、この収縮率のばらつき
をさらに小さく抑えることができる。
【0025】
【発明の効果】本発明の多層セラミックス基板の製造方
法は、単一製造ロットのグリーンシートを使用する代わ
りに、複数の製造ロットの異なるグリーンシートを使用
したり、複数の製造ロットの異なるセラミックス材料を
用いたグリーンシートを使用することにより、グリーン
シートの製造ロット毎の特性による影響を小さくできる
ため、製品毎の収縮率の変動を抑えることができるとい
う効果がある。
【0026】このため、多層セラミックス基板において
重要であるスルーホールの寸法精度が容易に確保でき、
最終的な基板が安価になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す斜視断面図である。
【図2】本実施例を説明する製造工程図である。
【図3】従来例を示す斜視断面図である。
【図4】従来の多層セラミックス基板例の製造方法を説
明する製造工程図である。
【符号の説明】
1,1a〜1d グリーンシート 2 多層セラミックス基板 11 セラミックス材料 12 バインダ 13 溶剤 14 可塑剤 15 スラリー 16 導体ペースト 21 工程混合 22 工程成膜 23 工程スルーホール形成 24 工程印刷 25 工程積層 26 工程熱圧着 27 工程焼成 28 工程外形加工

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 製造ロットの異なる複数のグリーンシー
    トを所定の順序に積層し、かつ焼成することを特徴とす
    る多層セラミックス基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記複数のグリーンシートが製造ロット
    の異なる複数のセラミックス材料よりそれぞれ製造した
    ことを特徴とする請求項1記載の多層セラミックス基板
    の製造方法。
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