JP4480434B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層コンデンサや積層セラミック配線基板等のような電子部品の製造方法に関するものである。

近年、電子機器の小型化に伴い、積層コンデンサや積層セラミック配線基板のような電子部品において、小型化および高性能化が望まれている。例えば、積層コンデンサにおいては小型化および高容量化のためにより薄い誘電体層および導体層を多層化したものが求められている。また、積層セラミック配線基板においては小型化および配線導体の高密度化のためにより薄い絶縁層および配線導体層を多層に形成し、配線導体層の幅および間隔もより微細なものが求められている。

このような電子部品は、セラミック粉末に有機バインダー、可塑剤、溶剤等を加えてスラリーとし、ドクターブレード等によりセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を成形した後、金属粉末を含有する導体ペーストを印刷するなどして前記グリーンシート上に導体層を形成し、ついで複数枚の導体層が形成されたグリーンシートを積層して加圧することにより圧着して積層体を得て、この積層体を焼成することで得られる。

電子部品に対する要求に対応して導体層が形成されたグリーンシートを多数積層すると、導体層が形成された領域が重なる部分とそうでない部分ではその厚みの差が大きくなる。このため積層されたグリーンシートを厚み方向に加圧した場合、導体層が形成された領域が重なる部分においては加圧力が十分に加わるものの、そうでない部分においては加圧力が十分に加わりにくくなるので、不十分な圧着となってしまいやすい。その結果、そのような積層体を焼成すると、圧着が不十分な部分でデラミネーション（層間剥離）が発生するという問題があった。

このようなデラミネーションが電子部品の内部に存在すると、容量値の変化や絶縁破壊が起りやすくなるので電気的な特性が確保できないという問題があった。

この問題に対して、特許文献１では、加圧された際の流動性が高い高流動性部分を有する積層体を用いることが提案されている。積層体を厚み方向に加圧した際に、内部電極が積層されている領域に存在する高流動性部分が残りの部分に移動して残りの部分の厚みが増大しようとすることにより、加圧力が全体に均一に加わることとなるので、デラネーションが生じ難くなるものである。

また、グリーンシート上に形成された導体層の上に別のグリーンシートを積層する場合、この導体層の断面形状にグリーンシートが追従し難いために導体層の周辺に空隙が発生し、この空隙を起因とするデラミネーションが発生しやすいという問題があった。特に導体層の間隔が微細な場合は、導体層間に空隙が発生しやすかった。

この問題に対しては、特許文献２では、グリーンシート上に導体層を形成した後、導体層の形成されている部分の周囲の領域にセラミックペーストを印刷することが提案されている。このような方法を用いれば、導体層の形成されている部分の周囲の領域にセラミックペーストを印刷することで導体層とグリーンシートとの段差をなくすことができる。このため、導体層の周辺や配線導体層間に空隙が発生することを抑え、空隙に起因するデラミネーションの発生も抑えることが可能となる。また、導体層が形成されたグリーンシートを複数枚積層しても厚み差が発生しないので、ムラなく加圧して圧着することが可能となり、圧着が不十分な部分が発生することを抑え、デラミネーションの発生を抑えることが可能となる。
特許第３３４４１００号公報 特開平５−２１７４４８号公報

しかしながら、従来の高流動性部分を有する積層体を用いる方法においては、高流動性部分を移動させてデラミネーションが発生しないような圧着を行なうためには、例えば厚み方向に１８０ＭＰａという高い圧力を加える必要がある。このような高い圧力を導体層が形成されたグリーンシートに加えると、グリーンシートや導体パターンの形状が変形してしまうこととなる。その結果、基板の所望の寸法精度が得られないために基板上への部品実装が困難となったり、設計通りの導体パターンの形状が得られないために、特に高周波用配線基板等ではインピーダンス整合等の電気的特性が得られなくなるという問題があった。さらに、配線導体層の間隔が微細な場合の配線導体層間に発生する空隙の問題は解決されないままであった。

また、導体層の形成されている部分の周囲の領域にセラミックペーストを印刷する方法においては、導体層が形成されたグリーンシート上にさらにセラミックペーストを印刷するという工程が加わるばかりでなく、配線導体層の間隔が微細な場合は配線導体層間にセラミックペーストを印刷することが困難であった。このため配線導体層の上にもセラミックペーストが印刷されてしまい、配線導体層上に印刷されたセラミックペーストにより、積層されて上下に配置される配線導体層間を接続するための貫通導体が配線導体層と接続されなくなるという問題があった。

さらには、キャビティを有するような電子部品を製造する場合、キャビティとなる貫通穴を形成したグリーンシートとキャビティの底部となる貫通穴が形成されていないグリーンシートとを積層して圧着すると、グリーンシート積層体のキャビティ底部が反るという問題があった。これは、圧着するための加圧によりキャビティの周囲だけに圧力が加わり、キャビティ周囲のグリーンシートが加圧により伸びるのに対して、キャビティ底部には圧力が加わらないのでキャビティ底部のグリーンシートは周囲から押されてしまうことによる。これは、電子部品がより小型でキャビティ底部の厚みがより薄い場合により発生しやすいものであった。キャビティ底部が反ると、水晶振動子やＩＣチップ等の電子素子を搭載することが困難となる。搭載できても搭載された部品が傾くので、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の光半導体素子を搭載した場合は受光精度が悪くなるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、デラミネーションがなく、かつ高い寸法精度を有する電子部品の製造方法を提供することである。

本発明の電子部品の製造方法は、無機粉末と第１のバインダーと融点が３５乃至１００℃である溶融成分とを含む第１のセラミックグリーンシート層を形成する工程と、前記第１のセラミックグリーンシート層上に無機粉末と第２のバインダーとを含む第２のセラミックグリーンシート層を形成してセラミックグリーンシートを形成する工程と、前記セラミックグリーンシート上に導体層を形成する工程と、前記導体層が形成された前記セラミックグリーンシートを複数枚積層して加熱し、前記溶融成分を溶融状態とすることによってセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、前記セラミックグリーンシート積層体を焼成する工程とを具備しており、前記第１のバインダーの官能基と前記溶融成分の官能基とは極性が異なり、前記溶融成分の官能基がヒドロキシル基を有し、前記第１のバインダーの官能基がアミド基を有していることを特徴とする。

また、本発明の電子部品の製造方法は、好ましくは前記第１のセラミックグリーンシート層に含まれる溶融成分の添加量が無機粉末１００質量部に対して１０乃至３０質量部であることを特徴とする。

本発明の電子部品の製造方法によれば、第１のセラミックグリーンシート層は加熱時に溶融する融点が３５乃至１００℃である溶融成分を含有することから、導体層が形成されたセラミックグリーンシートを積層して加熱した際に第１のセラミックグリーンシート層が軟化するので、第１のセラミックグリーンシート層は、その下に位置するセラミックグリーンシートの第２のセラミックグリーンシート層、および例えばその上に形成された導体パターンの形状に追従して変形することとなる。その結果、導体層周囲や導体層間に空隙が発生することなくセラミックグリーンシート同士が密着することとなり、セラミックグリーンシート積層体を焼成して得られる電子部品はデラミネーションの発生のないものとなる。

また、第１のセラミックグリーンシート層は、加熱時に溶融する溶融成分を含有することから、加熱のみで第１のセラミックグリーンシート層が軟化して接着性を有するものとなるので、大きな加圧力によりセラミックグリーンシートを圧着させる必要がない。そして、第２のセラミックグリーンシート層は加熱時に溶融する溶融成分を含有しないことから、第２のセラミックグリーンシート層は加熱時に変形することはなく、積層したセラミックグリーンシートが位置ずれしないように、また、軟化した第１のセラミックグリーンシート層を第２のセラミックグリーンシート層および導体層の形状に追従して変形するのを補助するために押さえる程度では変形しないものである。よって、セラミックグリーンシートおよびその上に形成された導体層の形状が変形することがなく、得られるセラミックグリーンシート積層体およびそれを焼成して得られる電子部品は高い寸法精度を有するものとなる。

また、第１のバインダーの官能基と溶融成分の官能基とは極性が異なることから、第１のバインダーの官能基と溶融成分の官能基とが結びつき、溶融成分が凝集することなく第１のバインダー中に良好に分散させることできるので、積層時に加熱した際に第１のセラミックグリーンシート層が全体にわたり均一に軟化することとなり、導体層周囲や導体層間に空隙が発生することなくセラミックグリーンシート同士が全面にわたり密着することとなり、セラミックグリーンシート積層体を焼成して得られる電子部品はデラミネーションの発生のないものとなる。

また、溶融成分の官能基がヒドロキシル基を有し、第１のバインダーの官能基がアミド基を有することから、焼成工程での分解、揮発性がよく、溶剤への分散性がよいものとなる。

また、加熱時に溶融する溶融成分の融点が３５℃乃至１００℃であることから、常温では第１のセラミックグリーンシート層が軟化して変形することはないので、積層工程までのハンドリングが容易となり、加熱時にセラミックグリーンシート中のバインダーや可塑剤等の有機成分が分解することがないので、分解ガスによりデラミネーションが発生してしまうことがなく、より好ましいものとなる。

また、第１のセラミックグリーンシート層に含まれる溶融成分の添加量を無機粉末１００質量部に対して１０乃至３０質量部とした場合、溶融成分が凝集することなく第１のバインダー中に良好に分散させることできるので、積層時に加熱した際に第１のセラミックグリーンシート層が全体にわたり均一に軟化することとなり、導体層周囲や導体層間に空隙が発生することなくセラミックグリーンシート同士が全面にわたり密着することとなり、部分的なデラミネーションの発生もなく、より好ましい。

また、キャビティを有する電子部品を製造する場合、大きな加圧力によりセラミックグリーンシートを圧着させる必要がないので、キャビティ周囲部とキャビティ底部との加圧によるグリーンシートの伸びの違いによるキャビティ底部の反りの発生を抑えることが可能となり、キャビティ底部に電子素子を精度よく確実に搭載することが可能な電子部品を得ることができる。

このように、本発明の製造方法によれば、セラミックグリーンシート間に空隙を発生させることがなく、セラミックグリーンシートや導体層の変形を抑えたセラミックグリーンシート積層体を得ることが可能となり、本発明の製造方法により作製された電子部品はデラミネーションがなく、高い寸法精度を有する電子部品となる。

本発明の電子部品の製造方法について以下に詳細に説明する。図１は本発明の電子部品の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図であり、１は支持体、２は第１のセラミックグリーンシート層、３は第２のセラミックグリーンシート層、４はセラミックグリーンシート、５は導体層、６はセラミックグリーンシート積層体である。

まず図１（ａ）に示すように、支持体１上に第１のセラミックグリーンシート層２を形成し、ついで図１（ｂ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート層２上に第２のセラミックグリーンシート層３を形成してセラミックグリーンシート４を形成する。

本発明における第１のセラミックグリーンシート層２および第２のセラミックグリーンシート層３は、無機粉末、有機バインダー、溶剤等を混合したものを用いて形成される。第１のセラミックグリーンシート層はさらに溶融成分を含有する。第１のセラミックグリーンシート層２に含まれる第１のバインダーと第２のセラミックグリーンシート層３に含まれる第２のバインダーとは同じ有機バインダーでもよいし、異なる有機バインダーでもよい。第１のセラミックグリーンシート層２および第２のセラミックグリーンシート層３ともに、さらに可塑剤を添加してセラミックグリーンシート４の硬度や強度を調整してもよい。

無機粉末としては、例えばセラミック配線基板であれば、Ａｌ_２Ｏ_３，ＡｌＮ，ガラスセラミック粉末（ガラス粉末とフィラー粉末との混合物）等が挙げられ、積層コンデンサであればＢａＴｉＯ_３系，ＰｂＴｉＯ_３系等の複合ペロブスカイト系セラミック粉末が挙げられ、電子部品に要求される特性に合わせて適宜選択される。

ガラスセラミック粉末のガラス成分としては、例えばＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭＯ系（ただし、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（ただし、Ｍ^１およびＭ^２は同じまたは異なっていて、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（ただし、Ｍ^１およびＭ^２は上記と同じである），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（ただし、Ｍ^３はＬｉ、ＮａまたはＫを示す，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（ただし、Ｍ^３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。

また、ガラスセラミック粉末のフィラー粉末としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＺｒＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ＴｉＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等のセラミック粉末が挙げられる。

第１のバインダーの官能基と溶融成分の官能基とは極性が異なることが重要である。第１のバインダーの官能基と溶融成分の官能基とは極性が異なることから、第１のバインダーの官能基と溶融成分の官能基とが結びつき、溶融成分が凝集することなく第１のバインダー中に良好に分散させることできるので、積層時に加熱した際に第１のセラミックグリーンシート層が全体にわたり均一に軟化することとなり、導体層周囲や導体層間に空隙が発生することなくセラミックグリーンシート同士が全面にわたり密着することとなり、セラミックグリーンシート積層体を焼成して得られる電子部品はデラミネーションの発生のないものとなる。

セラミックグリーンシート層４に含有される有機バインダーとしては、従来よりセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラール系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系バインダーがより好ましい。また、アクリル系バインダーは共重合によりプラスまたはマイナスの極性を示す官能基を導入することができるので好ましい。例えば、プラスの極性を示す官能基としては、アルキル基，アミド基，アミノ基等が挙げられ、またマイナスの極性を示す官能基としては、ヒドロキシル基，カルボキシル基，ニトロ基，アセチル基，カルボニル基等が挙げられる。

第１のセラミックグリーンシート層２に含有される溶融成分は、セラミックグリーンシート積層体６を作製する際の加熱時に溶融状態となるものであり、脂肪族アルコール，多価アルコール等が挙げられる。これらの溶融成分である脂肪アルコール，多価アルコールは、マイナスの極性を示す。

また、溶融成分の官能基がヒドロキシル基を有し、第１のバインダーの官能基がアミド基を有している。焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、溶融成分は二重結合を含まない脂肪族アルコールや多価アルコールが好ましく、第１のバインダーはアクリル系バインダーが好ましい。この脂肪族アルコールや多価アルコールはマイナスの極性を示すヒドロキシル基を有するものであるので、バインダーの官能基はプラスの極性を示すものとなる。アクリル系バインダーに導入される、プラスの極性を示す官能基は、アクリル系バインダーのアクリル酸、メタクリル酸との合成の容易さ、溶剤への分散性からアミド基とする。

溶融成分は、その融点が３５乃至１００℃である。これは、この範囲の融点のものを用いると、常温では第１のセラミックグリーンシート層２が軟化して変形することはないので、積層工程までのハンドリングが容易となり、セラミックグリーンシート積層体６を作製する工程における加熱時にセラミックグリーンシート４中のバインダーや可塑剤等の有
機成分が分解することがないので、分解ガスによりデラミネーションが発生してしまうことがないからである。融点が３５乃至１００℃である溶融成分の中で焼成工程での分解、揮発性がよく、ヒドロキシル基を有するものは、ヘキサデカノール，ポリエチレングリコール，ポリグリセロールである。

第１のセラミックグリーンシート層２に含有される溶融成分の含有量は、使用するバインダー成分およびその量や使用する溶融成分により異なるが、溶融成分が溶融した状態で第１のセラミックグリーンシート層２が軟化し、その下に位置するセラミックグリーンシート４の第２のセラミックグリーンシート層３、および例えばその上に形成された導体層の形状に追従して変形するような量であればよい。

さらに、第１のセラミックグリーンシート層２に含まれる無機粉末（例えばセラミック粉末）１００質量部に対して溶融成分の添加量が１０乃至３０質量部である場合、溶融成分が凝集することなく第１のバインダー中に良好に分散させることできるので、積層時に加熱した際に第１のセラミックグリーンシート層２が全体にわたり均一に軟化することとなり、導体層５周囲や導体層５間に空隙が発生することなくセラミックグリーンシート同士が全面にわたり密着することによって部分的なデラミネーションの発生までもが無くなり、より好ましいものとなる。

第１のセラミックグリーンシート層２は、上記無機粉末，有機バインダー，溶融成分に溶剤（有機溶剤，水等）、必要に応じて所定量の可塑剤，分散剤を加えてスラリーを得、これをＰＥＴフィルム等の支持体上にドクターブレード法，リップコーター法，ダイコーター法等により成形することによって得られる。第１のセラミックグリーンシート層２の厚さは、導体層とセラミックグリーンシートとの段差を埋めるために、導体層の厚みより厚くなるように形成される。

第２のセラミックグリーンシート層３は、第１のセラミックグリーンシート層２に用いるスラリーに対して、溶融成分を含まないスラリーを用いて形成される。

第１のセラミックグリーンシート層２上に第２のセラミックグリーンシート層３を形成する方法は、（１）第１のセラミックグリーンシート層２と同様に成形した第２のセラミックグリーンシート層３を第１のセラミックグリーンシート層２の上に積層して形成する方法、（２）支持体１上に形成された第１のセラミックグリーンシート層２上に第２のセラミックグリーンシート３のスラリーを塗布して形成する方法、（３）支持体１上に塗布された第１のセラミックグリーンシート層２のスラリー上に第２のセラミックグリーンシート層３のスラリーを塗布して形成する方法が挙げられる。

第１のセラミックグリーンシート層２上への第２のセラミックグリーンシート層３の積層の際に、第１のセラミックグリーンシート層２と第２のセラミックグリーンシート層３との間に空隙を発生させる可能性があり、また第１のセラミックグリーンシート層２と第２のセラミックグリーンシート層３との密着性を向上させるためには、上記（２）または（３）の方法が好ましい。さらには、上記（３）の方法では第１のセラミックグリーンシート層２と第２のセラミックグリーンシート層３の形成がほぼ同時に行なわれるので、工程が簡略化されるのでより好ましい。この（３）の方法においては、ダイコーター法やリップコーター法等の押し出し式の方法を用いるとよく、これらは非接触式の塗布方法であり、また溶剤の少ない、比較的粘度の高いスラリーを用いることができるので、第１のセラミックグリーンシート層２のスラリーと第２のセラミックグリーンシート層３のスラリーが混ざり合うことなくセラミックグリーンシート４を形成することができるのでよい。

次に、図１（ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート４上に導体層５を形成する。セラミックグリーンシート４上に導体層５を形成する方法としては、例えば導体材料粉末をペースト化したものをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷したり、めっき法や蒸着法等により所定パターン形状の金属膜を形成するようなセラミックグリーンシート４上に直接形成する方法、あるいは印刷により所定パターン形状に形成した導体厚膜や所定パターン形状に加工した金属箔、めっき法や蒸着法等により形成した所定パターン形状の金属膜をセラミックグリーンシート４上に転写する方法がある。導体材料としては、例えばＷ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄ（パラジウム），Ｐｔ（白金）等の１種または２種以上が挙げられ、２種以上の場合は混合、合金、コーティング等のいずれの形態であってもよい。

導体層５はセラミックグリーンシート４の第２のセラミックグリーンシート層３上に形成するのが好ましい。これは、第２のセラミックグリーンシート層３は加熱時に溶融する溶融成分を含有しないことから、第２のセラミックグリーンシート層３は加熱時に変形することはないので、その上に導体層５を形成することにより導体層５を変形させないようにするためである。

なお、導体層５を形成する前に必要に応じて上下の層間の導体層５同士を接続するためのビアホール導体やスルーホール導体等の貫通導体を形成してもよい。これら貫通導体は、パンチング加工やレーザ加工等によりセラミックグリーンシート４に形成した貫通孔に、導体材料粉末をペースト化したもの（導体ペースト）を印刷やプレス充填により埋め込む等の手段によって形成される。

キャビティを有する電子部品を製造する場合、次のセラミックグリーンシート積層体６を作製する工程より前に、キャビティ形状の貫通穴を金型による打ち抜き等によりセラミックグリーンシート４の一部に形成しておく。貫通穴の形成は、キャビティの内壁面への導体層５の形成の有無や形成方法に応じて、導体層５を形成する前でもよいし、形成した後でもよい。

次に、図１（ｄ）に示すように、位置合わせして積み重ねたセラミックグリーンシート４を、溶融成分が溶融状態となり第１のセラミックグリーンシート層２が軟化して変形する程度の温度つまり溶融成分の融点程度の温度で加熱することでセラミックグリーンシート積層体６を作製する。また、このとき、積層したセラミックグリーンシート４が位置ずれしないように、また、軟化した第１のセラミックグリーンシート層２を第２のセラミックグリーンシート層３およびその上に形成された導体層５のパターン形状に追従して変形するのを補助するために押さえる程度の加圧を行なうと、より精度よく確実な圧着が可能となる。

セラミックグリーンシート積層体６を作製する工程において、第１のセラミックグリーンシート層２は加熱時に溶融する溶融成分を含有することから、導体層５が形成されたセラミックグリーンシート４を積層して加熱した際に第１のセラミックグリーンシート層２が軟化するので、第１のセラミックグリーンシート層２はその下に位置するセラミックグリーンシート４の第２のセラミックグリーンシート層３およびその上に形成された導体層５の形状に追従して変形することとなる。これにより、導体層５の周囲や導体層５間に空隙が発生することなくセラミックグリーンシート４同士が密着することとなり、セラミックグリーンシート積層体６を焼成して得られる電子部品はデラミネーションの発生のないものとなる。

また、第１のセラミックグリーンシート層２は、加熱時に溶融する溶融成分を含有することから、加熱のみで第１のセラミックグリーンシート層２が軟化して接着性を有するものとなるので、大きな加圧力によりセラミックグリーンシート４を圧着させる必要がない。そして、導体層５の形成される第２のセラミックグリーンシート層３は加熱時に溶融する溶融成分を含有しないことから、第２のセラミックグリーンシート層３は加熱時に変形することはなく、積層したセラミックグリーンシート４が位置ずれしないように、また、軟化した第１のセラミックグリーンシート層２を第２のセラミックグリーンシート層３およびその上に形成された導体層５のパターンの形状に追従して変形するのを補助するために押さえる程度では変形しないものである。よって、セラミックグリーンシート４およびその上に形成された導体層の形状が変形することがなく、さらに加圧によるセラミックグリーンシート４への歪がなく得られるセラミックグリーンシート積層体６およびそれを焼成して得られる電子部品は高い寸法精度を有するものとなる。

例えば、加熱時に溶融する溶融成分を含有しない第１のセラミックグリーンシート層２を用いた場合、セラミックグリーンシート積層体６および電子部品の寸法精度は±０．５％程度であったが、本発明の溶融成分を含有する第１のセラミックグリーンシート層２を用いた場合、セラミックグリーンシート積層体６および電子部品の寸法精度は±０．３％程度となり、大幅に向上することが実験により判明した。

また、キャビティを有する電子部品を製造する場合、大きな加圧力によりセラミックグリーンシート４を圧着させる必要がないので、キャビティ周囲部とキャビティ底部との加圧によるグリーンシート４の伸びの違いによるキャビティ底部の反りの発生を抑えることが可能となり、キャビティ底部に電子素子を精度よく確実に搭載することが可能な電子部品を得ることができる。

図１（ｄ）の最下部に位置するセラミックグリーンシートとしては、第２のセラミックグリーンシート層３のみで構成されるセラミックグリーンシート４’を用いればよい。積層コンデンサのように表面に導体層５が露出しないような電子部品の場合は、図１（ｄ）の最上部に位置するセラミックグリーンシート４には導体層５が形成されていないセラミックグリーンシート４を用いればよく、積層セラミック配線基板のような両面に導体層５が露出するような電子部品の場合は、最下部のセラミックグリーンシート４’の両面に導体層５を形成したものを用いればよい。

そして最後に、セラミックグリーンシート積層体６を焼成することにより本発明の電子部品が作製される。焼成する工程は有機成分の除去と無機粉末の焼結とから成る。有機成分の除去は１００〜８００℃の温度範囲でセラミックグリーンシート積層体６を加熱することによって行い、有機成分を分解、揮発させ、焼結温度はセラミック組成により異なり、約８００〜１６００℃の範囲内で行なう。焼成雰囲気は無機粉末や導体材料により異なり、大気中、還元雰囲気中、非酸化性雰囲気中等で行なわれ、有機成分の除去を効果的に行なうために水蒸気等を含ませてもよい。

焼成後の電子部品はその表面に露出した導体層５の表面には、導体層５の腐食防止のために、または半田や金属ワイヤ等の外部基板や電子部品との接続手段の良好な接続のために、ＮｉやＡｕのめっきを施すとよい。

セラミック材料としてガラスセラミックスのような低温焼結材料を用いる場合は、セラミックグリーンシート積層体６の上下面にさらに拘束グリーンシート（図示せず）を積層して焼成し、焼成後に拘束シートを除去するようにすれば、より高寸法精度のセラミック基板を得ることが可能となる。拘束グリーンシートは、Ａｌ２Ｏ３等の難焼結性無機材料を主成分とするグリーンシートであり、焼成時に収縮しないものである。この拘束グリーンシートが積層された積層体は、収縮しない拘束グリーンシートにより積層平面方向（ｘｙ平面方向）の収縮が抑制され、積層方向（ｚ方向）にのみ収縮するので、焼成収縮に伴う寸法ばらつきが抑制される。このときの拘束グリーンシートも本発明のセラミックグリーンシート４と同様の第１のセラミックグリーンシート層２と第２のセラミックグリーンシート層３とを有する構成にすると、拘束グリーンシートを積層して圧着する際にも大きな加圧力を必要とせず、得られる電子部品はより高寸法精度のものとなるのでよい。

また、拘束グリーンシートには難焼結性無機成分に加えて、焼成温度以下の軟化点を有するガラス成分、例えばセラミックグリーンシート４中のガラスと同じガラスを含有させるとよい。焼成中にこのガラスが軟化してセラミックグリーンシート４と結合することによりセラミックグリーンシート４と拘束グリーンシートとの結合が強固なものとなり、より確実な拘束力が得られるからである。このときのガラス量は難焼結性無機成分とガラス成分を合わせた無機成分に対して０．５〜１５質量％とすると拘束力が向上し、かつ拘束グリーンシートの焼成収縮が０．５％以下に抑えられる。

焼成後、拘束シートを除去する。除去方法としては、例えば研磨、ウォータージェット、ケミカルブラスト、サンドブラスト、ウェットブラスト（砥粒と水とを空気圧により噴射させる方法）等が挙げられる。

以上のような方法で作製された電子部品は、その内部にデラミネーションを有さず寸法精度の高いものであるので、電子部品として要求される優れた電気特性や気密性の高いものとなる。

第１のセラミックグリーンシート層用に、平均粒径１μｍのアルミナを９０質量％、焼結助剤としてシリカ、マグネシア、カルシアと、着色顔料として遷移金属の酸化物（三酸化クロム）を合わせて１０質量％の割合で調合し、セラミック粉末１００質量部に対して有機バインダーとしてメタクリル酸メチル樹脂を固形分で１０質量部、低融点の溶融成分としてヘキサデカノールを固形分で表１のように調合した。さらにトルエンおよび酢酸エチルを溶媒としてボールミルにより４０時間混合し、第１のセラミックスラリーを調製した。

次に、第２のセラミックグリーンシート層用に、平均粒径１μｍのアルミナを９０質量部、焼結助剤としてシリカ、マグネシア、カルシアと、着色顔料として遷移金属の酸化物（三酸化クロム）を合わせて１０質量部の割合で調合し、セラミック粉末１００質量部に対して有機バインダーとしてメタクリル酸メチル樹脂を固形分で１０質量部、可塑剤としてフタル酸ジブチルを１質量部添加し、トルエンおよび酢酸エチルを溶媒としてボールミルにより４０時間混合し、第２のセラミックスラリーを調製した。

これらのセラミックスラリーからダイコーターシート成形機を用いて、成形速度２ｍ/分、成形シート幅が２５０ｍｍの条件にて第１のセラミックグリーンシート層を厚み５０μｍで各々成形した上にそのまま第２のセラミックグリーンシート層を１００μｍの厚みで成形し、セラミックグリーンシートを成形した。

このセラミックグリーンシートの第２のセラミックグリーンシート層上に、Ｗを主成分とする導体ペーストを用いスクリーン印刷法により１０〜２０μｍの厚みで所定パターンに印刷し、導体層を形成した。

導体層を形成したセラミックグリーンシートを４層重ねあわせて厚み方向に０．５ＭＰａの圧力および８０℃の温度で加熱圧着してセラミックグリーンシート積層体を作製した。

それから、得られたセラミックグリーンシート積層体中の有機バインダー等の有機成分や、有機成分が分解した後に残留するカーボンを除去するため、７．３３×１０^３Ｐａの水蒸気を含んだ窒素雰囲気中に約１０００℃の温度で１時間保持する熱処理を行った後、還元雰囲気中にて約１６００℃の温度で１時間保持して評価用のセラミック焼結体を作製した。

この焼結体のクロスセクションによる断面観察を行い、セラミック層間のデラミネーションおよびブク（空隙）やピンホールの発生の有無を調査した。

第１のセラミックグリーンシート層中の溶融成分量別の評価の結果を表１に示す。

表１における内層デラミネーション有無の欄の「○」は、焼結体内部にデラミネーションが見られず優れていたことを示す。一方、「△」は積層体の形成に問題は無いものの、焼結体内部にデラミネーションが見られたことを示す。ブク／ピンホール有無の欄の「○」は、焼結体内部にブクやピンホールがないことを示す。一方、「△」は積層体の形成に問題は無いものの、焼結体内部にブクやピンホールが見られたことを示す。

表２より、上記溶融成分量がセラミック粉末１００質量部に対して１０質量部未満の試料Ｎｏ．１は、剥離箇所は第２のグリーンシート外であり、かつ焼結体内部にデラミネーションが発生した。

また、上記溶融成分量がセラミック粉末１００質量部に対して３０質量部より大きい試料Ｎｏ．９は、内部にブクやピンホールが発生していた。

これに対して、上記溶融成分量がセラミック粉末１００質量部に対して１０乃至３０質量部の試料Ｎｏ．２，３，４，５，６，７，８は、焼結体内部にデラミネーションが無く、ブクやピンホールの発生しない優れたものであった。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の電子部品の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図である。

符号の説明

１・・・支持体
２・・・第１のセラミックグリーンシート層
３・・・第２のセラミックグリーンシート層
４・・・セラミックグリーンシート
５・・・導体層
６・・・セラミックグリーンシート積層体

Claims (2)

1. 無機粉末と第１のバインダーと融点が３５乃至１００℃である溶融成分とを含む第１のセラミックグリーンシート層を形成する工程と、前記第１のセラミックグリーンシート層上に無機粉末と第２のバインダーとを含む第２のセラミックグリーンシート層を形成してセラミックグリーンシートを形成する工程と、前記セラミックグリーンシート上に導体層を形成する工程と、前記導体層が形成された前記セラミックグリーンシートを複数枚積層して加熱し、前記溶融成分を溶融状態とすることによってセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、前記セラミックグリーンシート積層体を焼成する工程とを具備しており、前記第１のバインダーの官能基と前記溶融成分の官能基とは極性が異なり、前記溶融成分の官能基がヒドロキシル基を有し、前記第１のバインダーの官能基がアミド基を有していることを特徴とする電子部品の製造方法。
2. 前記第１のセラミックグリーンシート層に含まれる溶融成分の添加量が無機粉末１００質量部に対して１０乃至３０質量部であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。

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