JP3876720B2

JP3876720B2 - キャビティ付き多層セラミック基板の製造方法

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Publication number: JP3876720B2
Application number: JP2002019516A
Authority: JP
Inventors: 明義守安
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP2003224360A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、キャビティ付き多層セラミック基板の製造方法に関するもので、特に、いわゆる無収縮プロセスを適用して製造されるキャビティ付き多層セラミック基板において、良好な形態を有するキャビティを実現するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器に対する小型軽量化、多機能化、高信頼性化等の要望に応え得るものとして、多層セラミック基板が提案されかつ実用化されている。また、キャビティが形成された多層セラミック基板も実用化されており、このようなキャビティ付き多層セラミック基板の場合には、キャビティ内に電子部品を収容した状態で実装することができるので、上述のような要望をより十分に満足させることができ、また、多層セラミック基板自身の小型化および低背化をさらに進めることができる。
【０００３】
このような多層セラミック基板を製造しようとする場合、導体膜やビアホール導体などの配線導体を形成した複数のセラミックグリーンシートを積層することによって、生の積層体を得、この生の積層体を、プレスした後、焼成する工程が実施され、焼結後の積層体を作製するようにされる。その後、焼結後の積層体の外表面上に、必要に応じて、導体膜をさらに形成し、必要な電子部品を実装すれば、多層セラミック基板が完成される。
【０００４】
上述した多層セラミック基板の製造方法において、焼成工程を実施したとき、生の積層体が収縮することは避けられないが、この収縮が特に不均一に生じる場合には、多層セラミック基板における配線の高密度が阻害することになるので、焼成工程の間、積層体に備えるセラミック層の寸法や形状などについての精密な制御技術が求められる。特に、キャビティが形成された生の積層体を焼成する場合には、不均一な収縮がより生じやすく、したがって、このような制御技術の実現がより意義深いものとなる。
【０００５】
上述のような焼成時のセラミックの寸法や形状などについての精密な制御を可能とする方法として、いわゆる無収縮プロセスによる多層セラミック基板の製造方法がある。図４を参照して、この無収縮プロセスによる多層セラミック基板の製造方法について説明する。図４には、焼成前の生の複合積層体１が断面図で示されている。なお、図４において、導体膜やビアホール導体のような配線導体の図示は省略されている。
【０００６】
図４を参照して、生の複合積層体１は、複数の積層された基板用セラミックグリーン層２をもって構成される生の基板用積層体３と、この生の基板用積層体３を積層方向に挟むように配置される収縮抑制層４とを備えている。
【０００７】
生の基板用積層体３には、その一方側が開口端５とされかつ複数の基板用セラミックグリーン層２の厚みに対応する深さを有するキャビティ６が形成されている。
【０００８】
また、収縮抑制層４は、基板用セラミックグリーン層２に含まれるセラミック材料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含んでいる。収縮抑制層４には、キャビティ６に連通する貫通部７が設けられている。
【０００９】
焼成工程は、図４に示すような生の複合積層体１の状態で実施される。焼成工程においては、基板用セラミックグリーン層２に含まれるセラミック材料粉末が焼結する温度条件が付与され、基板用積層体３が焼結する。このとき、収縮抑制層４に含まれる無機材料粉末は実質的に焼結しないため、収縮抑制層４においては実質的な収縮が生じない。したがって、収縮抑制層４による収縮抑制作用が生の基板用積層体３に及ぼされることになり、基板用積層体３にあっては、厚み方向には収縮するが、基板用セラミックグリーン層２の主面方向には収縮が生じにくくなる。その結果、焼結後の基板用積層体の寸法精度を高くでき、配線の高密度化を高い信頼性をもって達成することができる。
【００１０】
なお、上述した焼成工程の後、収縮抑制層４は除去され、それによって、焼結後の基板用積層体が取り出される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、この発明が解決しようとする課題を説明するためのもので、焼結後の基板用積層体８を断面図で示している。
【００１２】
図５に示した基板用積層体８においては、キャビティ６の径方向寸法は、開口端５から離れるに従って、より大きくなっている。すなわち、キャビティ６の断面形状が台形となっている。このような形状のキャビティ６が形成されてしまうのは、次の理由による。
【００１３】
図４に示した生の複合積層体１を焼成するとき、収縮抑制層４から基板用積層体３に対して収縮抑制作用が及ぼされるが、この収縮抑制作用は、収縮抑制層４から離れるに従って、すなわち、キャビティ６が設けられた部分について言えば、開口端５から離れるに従って、より弱くなる。そのため、開口端５からより離れた位置では、収縮抑制層４による収縮抑制作用が十分に届かず、そのため、比較的高い度合いの収縮が基板用セラミックグリーン層２において生じてしまう。その結果、図５に示すように、焼結後の基板用積層体８において、キャビティ６の断面形状が台形状となる。
【００１４】
このようにキャビティ６の断面形状が台形状となると、キャビティ６内への電子部品の実装工程において支障が生じたり、また、多層セラミック基板を製造するため、複数の基板用積層体８を集合させたマザー状態の基板を用意し、これを分割して複数の多層セラミック基板を得る工程が採用される場合には、分割時において不良を招くことがある。
【００１５】
また、キャビティ６の断面形状が台形状となることは、基板用積層体８において、焼成による収縮が均一に生じていないことを意味しており、したがって、配線導体において不所望な変形が生じていることがある。
【００１６】
このような問題を解決し得るキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法として、たとえば特開平８−２４５２６８号公報に記載されたものがある。この公報に記載された方法では、基本的に、図４に示すような生の複合積層体１を作製した上で焼成工程が実施されるが、キャビティ６内にも、収縮抑制層４と同等の材料からなる収縮抑制層が配置された状態で焼成工程が実施される。
【００１７】
したがって、この従来技術によれば、キャビティ６内の収縮抑制層の存在のため、焼結後において、キャビティ６が図５に示すように断面台形状となることを防止できる。
【００１８】
しかしながら、この従来技術では、キャビティ６内に収縮抑制層を形成するための工程および焼結後においてキャビティ６内の収縮抑制層を除去する工程が必要であるが、これらの工程は、通常、比較的煩雑な工程となり、また、コストの上昇を招いてしまう。また、キャビティ６の内部に配置された収縮抑制層と基板用セラミックグリーン層２とが、キャビティ６の側面において接着されることがあり、この場合には、焼成工程において、キャビティ６の側面近傍における基板用セラミックグリーン層２の厚み方向の収縮が阻害され、不所望な変形がもたらされる可能性がある。
【００１９】
そこで、この発明の目的は、上述したような種々の問題を解決し得る、キャビティ付き多層セラミック基板の製造方法を提供しようとすることである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の積層された基板用セラミックグリーン層をもって構成される生の基板用積層体と、この生の基板用積層体を積層方向に挟むように配置されかつ基板用セラミックグリーン層に含まれるセラミック材料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制層とを備え、生の基板用積層体には、その一方側が開口端とされかつ複数の基板用セラミックグリーン層の厚みに対応する深さを有するキャビティが形成されている、生の複合積層体を作製する、複合積層体作製工程と、収縮抑制層による収縮抑制作用を生の基板用積層体に及ぼしながら、生の複合積層体を、基板用セラミックグリーン層に含まれるセラミック材料粉末が焼結する温度条件下で焼成する、焼成工程と、次いで、焼結後の基板用積層体を取り出すため、収縮抑制層を除去する、収縮抑制層除去工程とを備える、キャビティ付き多層セラミック基板の製造方法に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。
【００２１】
すなわち、この発明では、生の基板用積層体に形成されるキャビティの径方向寸法は、開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされる。これは、焼成工程における収縮抑制層による収縮抑制作用がより弱まる、開口端からより離れた位置で生じるより高い度合いの収縮に関らず、焼結後の基板用積層体において、キャビティが一様な径方向寸法を与えるようにするためのものである。
【００２２】
複合積層体作製工程は、典型的には、基板用セラミックグリーン層となる複数の基板用セラミックグリーンシートを用意する工程と、複数の基板用セラミックグリーンシートの特定のものに、キャビティとなる貫通孔を設ける工程と、収縮抑制層となる複数の無機材料グリーンシートを用意する工程と、複数の基板用セラミックグリーンシートおよび複数の無機材料グリーンシートを所定の順序で積層する工程とを備える。このような複合積層体作製工程の後、生の複合積層体を積層方向にプレスする工程がさらに実施されることが好ましい。
【００２３】
また、上述した複合積層体作製工程は、複数の無機材料グリーンシートの特定のものに、キャビティに連通する貫通部を設ける工程をさらに備え、生の複合積層体をプレスする工程は、この貫通部を通してキャビティ内に弾性体を位置させた状態で実施されることが好ましい。
【００２４】
生の基板用積層体に形成されるキャビティの径方向寸法を、開口端から離れるに従って、より小さくなるようにするため、キャビティの側面は、階段状に形成されても、テーパ状に形成されてもよい。
【００２５】
キャビティの側面が階段状に形成される場合であって、複合積層体作製工程において、前述したように、複数のグリーンシートを積層する工程が採用される場合には、キャビティとなる貫通孔を有する複数のセラミックグリーンシートについては、各基板用セラミックグリーンシートに設けられる貫通孔が互いに異なる径方向寸法を有するようにされることが好ましい。
【００２６】
他方、キャビティの側面がテーパ状に形成される場合であって、複合積層体作製工程において、前述したように、複数のグリーンシートを積層する工程が採用される場合には、キャビティとなる貫通孔を有する複数のセラミックグリーンシートについては、各基板用セラミックグリーンシートに設ける貫通孔が互いに異なる径方向寸法を有するとともにその側面がテーパ状となるようにされることが好ましい。
【００２７】
上述の場合、キャビティとなる貫通孔を設けるため、複数の基板用セラミックグリーンシートを積層した状態で、貫通孔を、その側面がテーパ状となるように一挙に設けるようにすることがより好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施形態を説明するためのものである。
【００２９】
まず、図１（１）に示すように、生の複合積層体１１が作製される。生の複合積層体１１は、複数の積層された基板用セラミックグリーン層１２をもって構成される生の基板用積層体１３と、この生の基板用積層体１３を積層方向に挟むように配置される収縮抑制層１４とを備えている。
【００３０】
生の基板用積層体１３には、その一方側が開口端１５とされかつ複数の基板用セラミックグリーン層１２の厚みに対応する深さを有するキャビティ１６が形成されている。
【００３１】
収縮抑制層１４は、基板用セラミックグリーン層１２に含まれるセラミック材料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含んでいる。
【００３２】
より具体的には、基板用セラミックグリーン層１２に含まれるセラミック材料粉末としては、セラミック成分とガラス成分とを含有する低温焼結セラミック材料粉末が用いられる。ここで、セラミック成分としては、たとえばアルミナが用いられる。低温焼結セラミック材料粉末に含有されるガラス成分は、当初からガラス粉末として含有されていても、後述する焼成工程においてガラス質を析出するものであってもよい。ガラス成分としては、たとえばホウケイ酸系のものが有利に用いられる。
【００３３】
このような低温焼結セラミック材料粉末は、たとえば８００〜１０００℃程度の温度で焼結する。したがって、収縮抑制層１４に含まれる無機材料粉末としては、このような温度では焼結しないものを用いればよい。たとえば、アルミナ、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、酸化マグネシウム、炭化ケイ素等の粉末を、この無機材料粉末として用いることができる。
【００３４】
なお、図１においては、基板用セラミックグリーン層１２に関連して設けられる導体膜やビアホール導体のような配線導体の図示が省略されている。
【００３５】
この実施形態では、キャビティ１６は、その側面１７が階段状に形成されることによって、その径方向寸法が、開口端１５から離れるに従って、より小さくなるようにされている。
【００３６】
また、収縮抑制層１４には、キャビティ１６に連通する貫通部１８が設けられている。
【００３７】
このような生の複合積層体１１を作製するため、典型的には、次のような各工程が実施される。
【００３８】
まず、基板用セラミックグリーン層１２となる複数の基板用セラミックグリーンシートが用意される。基板用セラミックグリーンシートは、セラミック材料粉末に、有機ビヒクルおよびその他の必要な添加剤を添加し、これらを混合することによって、スラリーを作製し、このスラリーをドクターブレード法等によってシート状に成形することによって得ることができる。一例として、基板用セラミックグリーンシートの厚みは、１００μｍ程度とされる。
【００３９】
次に、複数の基板用セラミックグリーンシートの特定のものに、キャビティ１６となる貫通孔１９が設けられる。各基板用セラミックグリーンシートに設けられる貫通孔１９は、互いに異なる径方向寸法を有するようにされる。一例として、各貫通孔１９は、５０μｍずつ径方向寸法が異なるようにされる。
【００４０】
また、複数の基板用セラミックグリーンシートの特定のものに、配線導体としての導体膜やビアホール導体等が必要に応じて形成される。
【００４１】
他方、収縮抑制層１４となる複数の無機材料グリーンシートが用意される。無機材料グリーンシートは、基板用セラミックグリーンシートの場合と実質的に同様の方法を適用しながら、無機材料粉末を含むスラリーを作製し、これをドクターブレード法等によってシート状に成形することによって得ることができる。
【００４２】
次に、無機材料グリーンシートの特定のものに、貫通部１８が設けられる。
【００４３】
次に、上述したような複数の基板用セラミックグリーンシートおよび複数の無機材料グリーンシートが、それぞれ、図１（１）に示すような基板用セラミックグリーン層１２および収縮抑制層１４を与えるように所定の順序で積層される。このとき、基板用セラミックグリーンシートであって、貫通孔１９が設けられた基板用セラミックグリーンシートの積層にあたっては、貫通孔１９によって与えられるキャビティ１６の径方向寸法が、開口端１５から離れるに従って、より小さくなるようにされる。
【００４４】
なお、基板用セラミックグリーンシートが与える基板用セラミックグリーンシート１２が積層された構造を有する生の基板用積層体１３を積層方向に挟むように配置される収縮抑制層１４となる無機材料グリーンシートは、図１（１）では、上下２枚ずつ積層されているように図示されているが、その積層数は、収縮抑制層１４による収縮抑制作用が十分に発揮される限り、任意に増減することができる。
【００４５】
生の複合積層体１１は、次に、積層方向にプレスされる。このプレス工程では、図１（２）に示すように、弾性体２０が用いられ、収縮抑制層１４に設けられた貫通部１８を通してキャビティ１６内に弾性体２０が入り込み、それによって、キャビティ１６の底面および側面１７にまでプレス作用が十分に及ぶようにされる。
【００４６】
また、プレス工程において、生の複合積層体１１と弾性体２０との間に、キャビティ１６の開口端１５の径方向寸法と実質的に同じかわずかに小さい寸法の貫通孔２１を有する剛体板２２を配置することが好ましい。この剛体板２２によって、生の基板用積層体１３におけるキャビティ１６の周辺部での不所望な変形を防止することができる。
【００４７】
次に、生の複合積層体１１は、基板用セラミックグリーン層１２に含まれるセラミック材料粉末が焼結する温度条件下で焼成される。そして、図１（３）に示すように、焼結後の基板用積層体２３を取り出すため、収縮抑制層１４が除去される。
【００４８】
上述した焼成工程において、収縮抑制層１４に含まれる無機材料粉末は実質的に焼結しないため、収縮抑制層１４には実質的な収縮が生じない。したがって、収縮抑制層１４による収縮抑制作用が、生の基板用積層体１３に及ぼされ、生の基板用積層体１３にあっては、焼成工程において、基板用セラミックグリーン層１２の厚み方向にのみ収縮が生じ、主面方向への収縮は、収縮抑制層１４によって拘束されるため、実質的に生じないようにすることができる。
【００４９】
この焼成工程において、収縮抑制層１４による収縮抑制作用が生の基板用積層体１３に確実に及ぼされるようにするため、生の複合積層体１１に対して、積層方向にたとえば１０ｋｇ／ｃｍ²以下の荷重を加えながら焼成工程を実施してもよい。
【００５０】
なお、焼成工程における収縮抑制層１４による収縮抑制作用は、生の基板用積層体１３におけるキャビティ１６の開口端１５からより離れるに従って弱まり、そのため、開口端１５からより離れた位置でより高い度合いの収縮が生じる可能性がある。
【００５１】
これに関して、注目すべきは、この実施形態では、上述のような開口端１５からより離れた位置で生じるより高い度合いの収縮に関らず、図１（３）に示すように、焼結後の基板用積層体２３において、キャビティ１６が一様な径方向寸法を与えることが可能なように、図１（１）に示すように、生の基板用積層体１３に形成されるキャビティ１６の径方向寸法が、開口端１５から離れるに従って、より小さくなるようにされている。
【００５２】
このようなことから、焼結後の基板用積層体２３に形成されるキャビティ１６は、一様な径方向寸法を与えるようにすることができる。
【００５３】
このように、焼結後の基板用積層体２３が得られた後、必要に応じて、外部導体膜が形成され、キャビティ１６内および／または外表面上に電子部品が実装されることによって、目的とするキャビティ付き多層セラミック基板が完成される。
【００５４】
図２は、この発明の第２の実施形態を説明するためのものである。図２において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５５】
この第２の実施形態では、図２（２）に示すように、生の複合積層体１１ａに備える生の基板用積層体１３ａに形成されるキャビティ１６ａは、その側面１７ａがテーパ状に形成され、それによって、キャビティ１６ａの径方向寸法が、開口端１５から離れるに従って、より小さくなるようにされている。
【００５６】
このようなキャビティ１６ａが形成された生の基板用積層体１３ａを得るため、基板用セラミックグリーン層１２となる基板用セラミックグリーンシートのうち、キャビティ１６ａとなる貫通孔が設けられた基板用セラミックグリーンシートについては、図２（１）に示すような態様で貫通孔が設けられる。
【００５７】
すなわち、図２（１）に示すように、基板用セラミックグリーンシート２６の各々に設けられる貫通孔１９ａは、互いに異なる径方向寸法を有するとともにその側面がテーパ状となるようにされる。この貫通孔１９ａの側面におけるテーパは、キャビティ１６ａの側面１７ａにおけるテーパに対応するものである。
【００５８】
上述のように側面がテーパ状とされた貫通孔１９ａは、たとえばレーザ加工を適用すれば、容易にこれを形成することができる。
【００５９】
図２では図示しないが、生の複合積層体１１ａを焼成し、収縮抑制層１４を除去することによって得られた焼結後の基板用積層体において、キャビティ１６ａは、前述した第１の実施形態の場合と比較して、より平滑な側面１７ａを与えることができる。
【００６０】
図３は、この発明の第３の実施形態を説明するためのものである。図３において、図１または図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６１】
この第３の実施形態においても、図３（３）に示すように、生の複合積層体１１ｂに備える生の基板用積層体１３ａに形成されるキャビティ１６ａは、その側面１７ａがテーパ状に形成されることによって、その径方向寸法が、開口端１５から離れるに従って、より小さくなるようにされている。
【００６２】
このような形態のキャビティ１６ａを形成するため、この実施形態では、図３（１）に示すように、基板用セラミックグリーン層１２のうち、キャビティ１６ａが形成される基板用セラミックグリーン層１２となる複数の基板用セラミックグリーンシート２６が積層される。
【００６３】
そして、図３（２）に示すように、各基板用セラミックグリーンシート２６に設けられるべき貫通孔１９ａが、一挙に形成される。このとき、たとえばレーザ加工を適用して、各貫通孔１９ａの側面がテーパ状となり、したがって、テーパ状の側面１７ａを有するキャビティ１６ａが形成される。
【００６４】
この図３に示した実施形態では、キャビティ１６ａを形成する前に、図３（１）に示すように、基板用セラミックグリーンシート２６上に収縮抑制層１４が予め積層され、収縮抑制層１４に設けるべき貫通部１８も、キャビティ１６ａの形成と同時に形成される。そのため、貫通部１８も、その側面がテーパ状にされているが、このことは本質的なことではない。
【００６５】
なお、収縮抑制層１４に設けるべき貫通部１８は、前述した第１の実施形態の場合と同様、収縮抑制層１４の積層前の段階で形成してもよい。
【００６６】
次に、残りの基板用セラミックグリーン層１２となる基板用セラミックグリーンシートが積層され、かつ残りの収縮抑制層１４が積層されることによって、図３（３）に示すような生の複合積層体１１ｂが得られる。
【００６７】
この第３の実施形態によれば、キャビティ１６ａとなる貫通孔１９ａを複数の基板用セラミックグリーンシート２６に設ける工程を能率的に進めることができるとともに、複数の基板用セラミックグリーンシート２６の積層工程において、各基板用セラミックグリーンシート２６に設けられた貫通孔１９ａを位置合わせする必要がない。
【００６８】
以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の変形例が可能である。
【００６９】
たとえば、図示した実施形態における生の基板用積層体１３または１３ａにおける基板用セラミックグリーン層１２の積層数や、キャビティ１６または１６ａの位置、大きさおよび数等については、得ようとするキャビティ付き多層セラミック基板の設計に応じて任意に変更することができる。
【００７０】
また、前述した実施形態では、生の複合積層体１１、１１ａまたは１１ｂを作製するため、基本的に、グリーンシートを予め作製し、これらグリーンシートを積層する方法を採用したが、これに代えて、たとえば、基板用セラミックグリーン層１２および／または収縮抑制層１４を印刷工程によって形成し、このような印刷工程を繰り返すことによって、生の複合積層体１１、１１ａまたは１１ｂを得るようにしてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、生の基板用積層体に形成されるキャビティの径方向寸法が、キャビティの開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされ、それによって、焼成工程における収縮抑制層による収縮抑制作用がより弱まる、開口端からより離れた位置で生じるより高い度合いの収縮に関らず、焼結後の基板用積層体において、キャビティが一様な径方向寸法を与えるようにされるので、キャビティにおいて断面台形状等の不所望な変形のないキャビティ付き多層セラミック基板を容易かつ安価に得ることができる。
【００７２】
したがって、キャビティ付き多層セラミック基板に備える基板用積層体を得るため、複数の基板用積層体が集合されたマザー状態の積層体から分割する工程が実施される場合、このような分割工程において、キャビティの不所望な変形のため、不良品がもたらされる問題を回避することができる。
【００７３】
また、キャビティの不所望な変形のために生じ得るキャビティ内への電子部品の実装不良の問題も回避することができる。また、キャビティの不所望な変形による焼成における不均一な収縮を生じにくくすることができ、したがって、配線導体における不所望な変形も生じにくくすることができる。
【００７４】
この発明において、生の基板用積層体に形成されるキャビティの側面が階段状に形成され、それによって、キャビティの径方向寸法が、開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされると、たとえば、基板用セラミックグリーン層となるセラミックグリーンシートに、キャビティとなる貫通孔を設けるにあたって、各基板用セラミックグリーンシートに設けられる貫通孔が互いに異なる径方向寸法を有するようにするだけで、キャビティに対して所望の形態を与えることができる。
【００７５】
他方、生の基板用積層体に形成されるキャビティの側面がテーパ状に形成され、それによって、キャビティの径方向寸法が、開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされると、焼結後の基板用積層体において、キャビティの側面をより平滑にすることができる。
【００７６】
上述の場合、複数の基板用セラミックグリーンシートを積層した状態で、貫通孔を、その側面がテーパ状となるように一挙に設けるようにすれば、キャビティとなる貫通孔を設ける工程の能率化を図ることができるとともに、複数の基板用セラミックグリーンシートの積層工程において、貫通孔相互の位置合わせを不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態によるキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法を説明するためのもので、この製造方法に含まれる代表的な工程を示す断面図である。
【図２】この発明の第２の実施形態によるキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法を説明するためのもので、この製造方法に含まれる特徴的工程を示す断面図である。
【図３】この発明の第３の実施形態によるキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法を説明するためのもので、この製造方法に含まれる特徴的工程を示す断面図である。
【図４】従来の製造方法を実施してキャビティ付き多層セラミック基板を製造する途中の段階で得られる生の複合積層体１を示す断面図である。
【図５】この発明が解決しようとする課題を説明するためのもので、図４に示した生の複合積層体１を焼成する工程を経て得られた焼結後の基板用積層体８を示す断面図である。
【符号の説明】
１１，１１ａ，１１ｂ生の複合積層体
１２基板用セラミックグリーン層
１３，１３ａ生の基板用積層体
１４収縮抑制層
１５開口端
１６，１６ａキャビティ
１７，１７ａ側面
１８貫通部
１９，１９ａ貫通孔
２０弾性体
２３焼結後の基板用積層体
２６基板用セラミックグリーンシート

Claims

複数の積層された基板用セラミックグリーン層をもって構成される生の基板用積層体と、前記生の基板用積層体を積層方向に挟むように配置されかつ前記基板用セラミックグリーン層に含まれるセラミック材料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制層とを備え、前記生の基板用積層体には、その一方側が開口端とされかつ複数の前記基板用セラミックグリーン層の厚みに対応する深さを有するキャビティが形成されている、生の複合積層体を作製する、複合積層体作製工程と、
前記収縮抑制層による収縮抑制作用を前記生の基板用積層体に及ぼしながら、前記生の複合積層体を、前記基板用セラミックグリーン層に含まれるセラミック材料粉末が焼結する温度条件下で焼成する、焼成工程と、次いで、
焼結後の基板用積層体を取り出すため、前記収縮抑制層を除去する、収縮抑制層除去工程と
を備え、
前記生の基板用積層体に形成される前記キャビティの径方向寸法は、前記開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされ、それによって、前記焼成工程における前記収縮抑制層による収縮抑制作用がより弱まる、前記開口端からより離れた位置で生じるより高い度合いの収縮に関わらず、前記焼結後の基板用積層体において、前記キャビティが一様な径方向寸法を与えるようにされることを特徴とする、キャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
前記複合積層体作製工程は、前記基板用セラミックグリーン層となる複数の基板用セラミックグリーンシートを用意する工程と、複数の前記基板用セラミックグリーンシートの特定のものに、前記キャビティとなる貫通孔を設ける工程と、前記収縮抑制層となる複数の無機材料グリーンシートを用意する工程と、複数の前記基板用セラミックグリーンシートおよび複数の前記無機材料グリーンシートを所定の順序で積層する工程とを備え、前記複合積層体作製工程の後、前記生の複合積層体を積層方向にプレスする工程をさらに備える、請求項１に記載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
前記複合積層体作製工程は、複数の前記無機材料グリーンシートの特定のものに、前記キャビティに連通する貫通部を設ける工程をさらに備え、前記生の複合積層体をプレスする工程は、前記貫通部を通して前記キャビティ内に弾性体を位置させた状態で実施される、請求項２に記載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
前記生の基板用積層体に形成される前記キャビティは、その側面が階段状に形成されることによって、その径方向寸法が、前記開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされる、請求項１ないし３のいずれかに記載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
前記生の基板用積層体に形成される前記キャビティは、その側面が階段状に形成されることによって、その径方向寸法が、前記開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされ、前記キャビティとなる貫通孔を設ける工程において、各前記基板用セラミックグリーンシートに設けられる前記貫通孔が互いに異なる径方向寸法を有するようにされる、請求項２または３に記載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
前記生の基板用積層体に形成される前記キャビティは、その側面がテーパ状に形成されることによって、その径方向寸法が、前記開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされる、請求項１ないし３のいずれかに記載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
前記生の基板用積層体に形成される前記キャビティは、その側面がテーパ状に形成されることによって、その径方向寸法が、前記開口端から離れるに従って、より小さくなるようにされ、前記キャビティとなる貫通孔を設ける工程において、各前記基板用セラミックグリーンシートに設けられる前記貫通孔が互いに異なる径方向寸法を有するとともにその側面がテーパ状となるようにされる、請求項２または３に記載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。
前記キャビティとなる貫通孔を設ける工程は、複数の前記基板用セラミックグリーンシートを積層した状態で、前記貫通孔を、その側面がテーパ状となるように一挙に設ける工程を備える、請求項７に記載のキャビティ付き多層セラミック基板の製造方法。