JP4569265B2 - Ceramic multilayer substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、複数個のチップ状セラミック積層部品を内蔵するセラミック多層基板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、複数個のチップ状セラミック積層部品間の特性値のバラツキを抑制した、信頼性の高いセラミック多層基板及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a ceramic multilayer substrate including a plurality of chip-shaped ceramic multilayer components and a method for manufacturing the same, and more specifically, highly reliable with suppressed variation in characteristic values between the plurality of chip-shaped ceramic multilayer components. The present invention relates to a ceramic multilayer substrate and a manufacturing method thereof.

従来のこの種の技術としては特許文献1に記載の電子部品内蔵多層セラミック基板や、特許文献2に記載の多層セラミック基板およびその製造方法がある。   Conventional techniques of this type include a multilayer ceramic substrate with built-in electronic components described in Patent Document 1, a multilayer ceramic substrate described in Patent Document 2, and a method for manufacturing the same.

特許文献1に記載された電子部品内蔵多層セラミック基板は、多層セラミック基板と、多層セラミック基板内に凹部または貫通孔から形成される空間内に収容されたチップ型電子部品と、多層セラミック基板の層間または空間内に設けられている上記チップ型電子部品を配線している導体と、を備えている。このように多層セラミック基板内の空間内にチップ型電子部品を収容するため、平面性を悪化させることなく、所望形状の多層セラミック基板が得られる。   An electronic component built-in multilayer ceramic substrate described in Patent Document 1 includes a multilayer ceramic substrate, a chip-type electronic component housed in a space formed by a recess or a through hole in the multilayer ceramic substrate, and an interlayer between the multilayer ceramic substrates. Or a conductor for wiring the chip-type electronic component provided in the space. Thus, since the chip-type electronic component is accommodated in the space in the multilayer ceramic substrate, a multilayer ceramic substrate having a desired shape can be obtained without deteriorating the flatness.

特許文献2に記載された多層セラミック基板の製造方法の場合には、セラミック機能素子を予め焼成して得られたプレート状の焼結体プレートをもって、コンデンサ素子、インダクタ素子及び抵抗素子等の機能素子を作製しておき、これらの機能素子を未焼結複合積層体内に内蔵させる。未焼結複合積層体は、基体用グリーン層と、難焼結性材料を含む拘束層と、配線導体とを備えており、これを焼成する時、拘束層の作用により、基体用グリーン層は主面方向での収縮が抑制される。この技術では主面方向の収縮を抑制する無収縮工法で多層セラミック基板を製造するため、機能素子を内蔵した状態で未焼結複合積層体を、焼結体プレートのクラックやデラミネーション等の問題を惹き起こすことなく焼成することができると共に、機能素子と基体用グリーン層との間で成分の相互拡散が生じず、機能素子の特性が焼成後も維持される。   In the case of the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate described in Patent Document 2, a functional element such as a capacitor element, an inductor element, or a resistance element is obtained by using a plate-like sintered body plate obtained by firing a ceramic functional element in advance. Then, these functional elements are built in the unsintered composite laminate. The unsintered composite laminate includes a base green layer, a constraining layer containing a hardly sinterable material, and a wiring conductor. When firing this, the base green layer is formed by the action of the constraining layer. Shrinkage in the main surface direction is suppressed. In this technology, a multilayer ceramic substrate is manufactured by a non-shrinking method that suppresses shrinkage in the main surface direction, so that unsintered composite laminates with built-in functional elements are not suitable for problems such as cracks and delamination in the sintered body plate. Can be fired without causing any interfering of components, and mutual diffusion of components does not occur between the functional element and the green layer for the substrate, and the characteristics of the functional element are maintained even after firing.

特開昭61−288498号公報JP-A-61-288498 特開2002−84067号公報JP 2002-84067 A

しかしながら、無収縮工法を用いた特許文献2に記載の多層セラミック基板の場合には焼結体プレートの代わりに例えば同一仕様の積層セラミックコンデンサ等を複数個内蔵させると、基板によっては複数個の積層セラミックコンデンサ間の特性値のバラツキが大きくなったり、場合によっては積層セラミックコンデンサにクラックが生じたりするということがあった。   However, in the case of the multilayer ceramic substrate described in Patent Document 2 using the non-shrinkage construction method, for example, if a plurality of multilayer ceramic capacitors having the same specifications are incorporated instead of the sintered body plate, depending on the substrate, a plurality of multilayer ceramic substrates may be stacked. Variations in the characteristic values between the ceramic capacitors have increased, and in some cases, cracks have occurred in the multilayer ceramic capacitor.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、内蔵された複数個の積層セラミックコンデンサ等のチップ状セラミック積層部品間の特性値のバラツキを抑制することができると共に、複数個のチップ状セラミック積層部品でのクラックを防止することができ、しかもセラミックグリーンシートに積層時の位置ズレや焼成時の収縮があってもセラミック積層体内の接続導体とチップ状セラミック積層部品とを確実に接続することができる、信頼性の高いセラミック多層基板及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress variations in characteristic values between chip-like ceramic multilayer components such as a plurality of built-in multilayer ceramic capacitors, and can also provide a plurality of chips. Can prevent cracks in the ceramic laminated parts and reliably connect the connecting conductors in the ceramic laminate to the chip ceramic laminated parts even if the ceramic green sheet is misaligned during lamination or shrinks during firing. it is Ru can be, and its object is to provide a highly reliable ceramic multilayer substrate and a manufacturing method thereof.

本発明者らは、多層セラミック基板に内蔵された複数個の積層セラミックコンデンサの特性のバラツキや積層セラミックコンデンサのクラックの発生原因について種々検討した結果、以下の知見を得た。   As a result of various investigations regarding the variation in characteristics of a plurality of multilayer ceramic capacitors incorporated in a multilayer ceramic substrate and the cause of cracks in the multilayer ceramic capacitor, the present inventors have obtained the following knowledge.

即ち、特許文献1に記載のように、セラミックグリーンシートに開口部を設け、この開口部内に積層セラミックコンデンサ等のチップ状セラミック積層部品を収納することによって作製する場合には大きな問題とならないが、特許文献2に記載のようにセラミックグリーンシートに開口部を形成せず、セラミックグリーンシートの表面上にチップ状セラミック積層部品を配置する場合は、グリーンシート積層体の焼成時にチップ状セラミック積層部品に大きな圧力が作用するため、この大きな圧力でチップ状セラミック積層部品に圧電効果が惹き起こされて特性値が大きく変動することが判った。   That is, as described in Patent Document 1, it is not a big problem when the ceramic green sheet is formed by providing an opening and housing a chip-shaped ceramic multilayer component such as a multilayer ceramic capacitor in the opening. When the chip-shaped ceramic multilayer component is disposed on the surface of the ceramic green sheet without forming an opening in the ceramic green sheet as described in Patent Document 2, the chip-shaped ceramic multilayer component is formed at the time of firing the green sheet multilayer body. Since a large pressure is applied, it has been found that the piezoelectric effect is induced in the chip-shaped ceramic multilayer component by this large pressure, and the characteristic value fluctuates greatly.

特に、無収縮工法では、焼成時に、基板材料が面方向に収縮しない分、基板材料の粘性流動によって厚み方向に多く収縮する。しかし、実際には拘束層で拘束されている基板表層部に比べ内部では拘束層の作用が及び難く、基板の深さによって圧縮率(圧縮力)が異なり、延いては深さによって、内蔵された積層セラミックコンデンサが受ける圧電効果が異なるため、積層セラミックコンデンサの内蔵深さによって特性値が変動すると考えられる。換言すれば、複数個の積層セラミックコンデンサを基板の表面から同一深さに揃えればそれぞれの特性値のバラツキを抑制できることが判った。このことは圧電効果が発現する誘電体セラミック材料を用いたチップ状セラミック積層部品に共通して云えることである。   In particular, in the non-shrinkage method, the substrate material does not shrink in the plane direction during firing, and the substrate material shrinks much in the thickness direction due to the viscous flow of the substrate material. However, in reality, the action of the constraining layer is difficult to achieve compared to the surface layer part of the substrate constrained by the constraining layer, and the compression rate (compression force) varies depending on the depth of the substrate. It is considered that the characteristic value varies depending on the built-in depth of the multilayer ceramic capacitor because the piezoelectric effect received by the multilayer ceramic capacitor is different. In other words, it has been found that if a plurality of monolithic ceramic capacitors are arranged at the same depth from the surface of the substrate, variations in the respective characteristic values can be suppressed. This can be said to be common to chip-shaped ceramic multilayer parts using a dielectric ceramic material that exhibits a piezoelectric effect.

また、積層セラミックコンデンサ等のチップ状セラミック積層部品は、複数の誘電体セラミック層が積層された積層構造を有しているため、面方向と垂直な方向に作用する力に対しては強いが、面方向に作用する力には弱い。従って、内蔵されたチップ状セラミック積層部品が面方向に対して垂直に配置されているとクラックが生じ易くなると考えられる。   In addition, chip-shaped ceramic multilayer parts such as multilayer ceramic capacitors have a laminated structure in which a plurality of dielectric ceramic layers are laminated, so that they are strong against forces acting in a direction perpendicular to the surface direction. It is weak against forces acting in the surface direction. Therefore, it is considered that cracks are likely to occur when the built-in chip-shaped ceramic multilayer component is arranged perpendicular to the surface direction.

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、請求項1に記載のセラミック多層基板の製造方法は、セラミックグリーンシートの表面に、複数の誘電体セラミック層を積層してなるセラミック焼結体を素体とし、上記誘電体セラミック層の層間に内部電極を有するチップ状セラミック積層部品を、上記誘電体セラミック層の界面が上記セラミックグリーンシートの表面と平行になるように、複数個配置する工程と、上記複数個のチップ状セラミック積層部品が配置された上記セラミックグリーンシートを、他のセラミックグリーンシートと共に積層し、上記複数個のチップ状セラミック積層部品を内蔵したグリーンシート積層体を作製する工程と、上記グリーンシート積層体を焼成する工程と、を備え、上記グリーンシート積層体の作製工程は、上記チップ状セラミック積層部品を挟み込む上下のセラミックグリーンシートそれぞれに第1、第2接続導体部を形成する工程と、上記上下のセラミックグリーンシート間に上記チップ状セラミック積層部品を配置して、これらのセラミックグリーンシートを圧着することによって、上記第1接続導体部が上記上下のセラミックグリーンシートの界面から一方向へ上記チップ状セラミック積層部品の端面に沿って延びると共に上記第2接続導体部が上記界面から上記第1接続導体部とは反対方向へ上記チップ状セラミック積層部品の端面に沿って延びて、上記第1、第2接続導体部を上記チップ状セラミック積層部品の端子電極に接続する工程と、を備えたことを特徴とするものである。 The present invention has been made based on the above knowledge, and the method for producing a ceramic multilayer substrate according to claim 1 is a ceramic sintered body in which a plurality of dielectric ceramic layers are laminated on the surface of a ceramic green sheet. A step of disposing a plurality of chip-shaped ceramic multilayer parts having internal electrodes between the dielectric ceramic layers so that the interface of the dielectric ceramic layers is parallel to the surface of the ceramic green sheet And laminating the ceramic green sheet on which the plurality of chip-shaped ceramic multilayer components are arranged together with other ceramic green sheets to produce a green sheet laminate including the plurality of chip-shaped ceramic multilayer components. When, and a step of firing the green sheet laminate, prepared Engineering of the green sheet laminate A step of forming the first and second connection conductor portions on the upper and lower ceramic green sheets sandwiching the chip-shaped ceramic multilayer component, and the chip-shaped ceramic multilayer component between the upper and lower ceramic green sheets, By crimping these ceramic green sheets, the first connection conductor portion extends in one direction from the interface of the upper and lower ceramic green sheets along the end surface of the chip-shaped ceramic multilayer component, and the second connection conductor portion It extends along the end surface of the chip-shaped ceramic multilayer component from the interface in a direction opposite to the first connection conductor portion, and connects the first and second connection conductor portions to the terminal electrodes of the chip-shaped ceramic multilayer component. And a process .

また、本発明の請求項2に記載のセラミック多層基板の製造方法は、セラミックグリーンシートの表面に、複数の誘電体セラミック層を積層してなるセラミック焼結体を素体とし、上記誘電体セラミック層の層間に内部電極を有するチップ状セラミック積層部品を、上記誘電体セラミック層の界面が上記セラミックグリーンシートの表面と平行になるように、複数個配置する工程と、上記複数個のチップ状セラミック積層部品が配置された上記セラミックグリーンシートを、他のセラミックグリーンシートと共に積層し、上記複数個のチップ状セラミック積層部品を内蔵したグリーンシート積層体を作製する工程と、上記グリーンシート積層体を焼成する工程と、を備え、上記グリーンシート積層体の作製工程は、上記チップ状セラミック積層部品の端子電極を上記セラミックグリーンシートに設けられたビア導体部に直接接続する工程と、上記チップ状セラミック積層部品に圧力を付与して上記ビア導体部に上記チップ状セラミック積層部品との接続段部を形成する工程と、備えたことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a ceramic multilayer substrate comprising: a ceramic sintered body formed by laminating a plurality of dielectric ceramic layers on a surface of a ceramic green sheet; A step of arranging a plurality of chip-shaped ceramic laminated parts having internal electrodes between the layers so that the interface of the dielectric ceramic layer is parallel to the surface of the ceramic green sheet; and the plurality of chip-shaped ceramics Laminating the ceramic green sheet on which the laminated parts are arranged together with other ceramic green sheets to produce a green sheet laminated body incorporating the plurality of chip-shaped ceramic laminated parts, and firing the green sheet laminated body And the step of producing the green sheet laminate includes the chip ceramic product. A step of directly connecting a terminal electrode of the component to a via conductor provided in the ceramic green sheet, and a step of applying pressure to the chip-shaped ceramic multilayer component to connect the chip-shaped ceramic multilayer component to the via conductor. And a step of forming a portion .

また、本発明の請求項3に記載のセラミック多層基板の製造方法は、請求項1または請求項2に記載の発明において、上記チップ状セラミック積層部品は、その厚みAと、長手方向の長さBとが2≦(B/A)≦40の関係を満たすことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a ceramic multilayer substrate according to the first or second aspect, wherein the chip-shaped ceramic multilayer component has a thickness A and a length in the longitudinal direction. B satisfies the relationship of 2 ≦ (B / A) ≦ 40 .

また、本発明の請求項4に記載のセラミック多層基板の製造方法は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明において、上記グリーンシート積層体の少なくとも一方の主面に、上記セラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しないセラミックを主成分とする収縮抑制層を配置する工程と、これら両者を上記セラミックグリーンシートの焼結温度で焼成する工程と、上記収縮抑制層を除去する工程と、を備えたことを特徴とするものである。 Moreover, the manufacturing method of the ceramic multilayer substrate of Claim 4 of this invention is the invention of any one of Claims 1-3 in the invention of any one of Claims 1-3. On the at least one main surface of the said green sheet laminated body, A step of disposing a shrinkage suppression layer mainly composed of ceramic that is not sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet; a step of firing both at the sintering temperature of the ceramic green sheet; and the shrinkage suppression. And a step of removing the layer .

また、本発明の請求項5に記載のセラミック多層基板の製造方法は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明において、上記焼成工程では上記グリーンシート積層体を加圧しながら焼成することを特徴とするものである。 Moreover, the manufacturing method of the ceramic multilayer substrate according to claim 5 of the present invention is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the green sheet laminate is pressurized in the firing step. It is characterized by firing .

また、本発明の請求項6に記載のセラミック多層基板の製造方法は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発明において、上記グリーンシート積層体の作製工程では、上記グリーンシート積層体の内部に、上記セラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しないセラミック材料を主成分とする収縮抑制層を配置し、上記グリーンシート積層体の焼成工程では、上記収縮抑制層を備えたグリーンシート積層体を上記セラミックグリーンシートの焼結温度で焼成することを特徴とするものである。 Moreover, the manufacturing method of the ceramic multilayer substrate of Claim 6 of this invention is the invention of any one of Claims 1-5, In the production process of the said green sheet laminated body, the said green sheet A shrinkage suppression layer mainly composed of a ceramic material that does not substantially sinter at the sintering temperature of the ceramic green sheet is disposed inside the laminate, and the shrinkage suppression layer is disposed in the firing step of the green sheet laminate. The provided green sheet laminate is fired at the sintering temperature of the ceramic green sheet .

また、本発明の請求項7に記載のセラミック多層基板の製造方法は、求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発明において、上記グリーンシート積層体の作製工程では、上記グリーンシート積層体内部の同一界面には同一種の上記チップ状セラミック積層部品を複数個配置することを特徴とするものである。 Moreover, the manufacturing method of the ceramic multilayer substrate of Claim 7 of this invention is the invention of any one of Claims 1-6, In the manufacturing process of the said green sheet laminated body, the said green sheet the same interface stack section is intended characterized by placing a plurality of said chip-like ceramic multilayer part of the same species.

また、本発明の請求項8に記載のセラミック多層基板の製造方法は、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の発明において、上記セラミックグリーンシートとして、低温焼結セラミック材料を主成分とする低温焼結セラミックグリーンシートを用いることを特徴とするものである。 Moreover, the manufacturing method of the ceramic multilayer substrate according to claim 8 of the present invention is the method according to any one of claims 1 to 7, wherein the ceramic green sheet is mainly made of a low-temperature sintered ceramic material. A low-temperature sintered ceramic green sheet as a component is used .

また、本発明の請求項9に記載のセラミック多層基板は複数のセラミック層が積層されてなるセラミック積層体と、このセラミック積層体内の上下のセラミック層の界面に複数個設けられたチップ状セラミック積層部品と、を備えたセラミック多層基板であって、上記チップ状セラミック積層部品は、複数の誘電体セラミック層が積層されてなるセラミック焼結体を素体とし且つ上記誘電体セラミック層の層間に形成された内部電極を有し、上記複数個のチップ状セラミック積層部品は、それぞれの誘電体セラミック層を上記セラミック層に平行にして同一の上記界面に設けられ、且つ、それぞれの上記セラミック層と直交する方向の端部に形成された端子電極が上記セラミック積層体内に形成された接続導体と電気的に接続され、上記接続導体は、上記界面から上記チップ状セラミック積層部品の端子電極に沿って一方向へ延びる第1接続導体と、上記界面から上記端子電極に沿って上記第1接続導体とは反対方向へ延びる第2接続導体と、を有することを特徴とするものである。 Moreover, the ceramic multilayer board according to claim 9 of the present invention comprises a ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are laminated, a plurality provided a chip-on interface of the ceramic laminate of the upper and lower ceramic layers A multilayer ceramic substrate comprising: a ceramic multilayer component, wherein the chip-shaped ceramic multilayer component comprises a ceramic sintered body in which a plurality of dielectric ceramic layers are laminated, and an interlayer between the dielectric ceramic layers. The plurality of chip-shaped ceramic laminated parts are provided at the same interface with the dielectric ceramic layers parallel to the ceramic layers, and the ceramic layers The terminal electrode formed at the end in the direction orthogonal to the electrode is electrically connected to the connection conductor formed in the ceramic laminate, and the contact The conductor includes a first connecting conductor extending in one direction along the terminal electrode of the chip-shaped ceramic multilayer component from the interface, and a second extending from the interface along the terminal electrode in a direction opposite to the first connecting conductor. And a connection conductor .

また、本発明の請求項10に記載のセラミック多層基板は、複数のセラミック層が積層されてなるセラミック積層体と、このセラミック積層体内の上下のセラミック層の界面に複数個設けられたチップ状セラミック積層部品とを備えたセラミック多層基板であって、上記チップ状セラミック積層部品は、複数の誘電体セラミック層が積層されてなるセラミック焼結体を素体とし且つ上記誘電体セラミック層の層間に形成された内部電極を有し、上記複数個のチップ状セラミック積層部品は、それぞれの誘電体セラミック層を上記セラミック層に平行にして同一の上記界面に設けられ、且つ、それぞれの上記セラミック層と直交する方向の端部に形成された端子電極は、上記セラミック積層体内に形成されたビア導体と電気的に直接接続され、上記ビア導体の上記端子電極との接続部は、上記端子電極が上記ビア導体の上面から食い込んだ接続段部として形成されていることを特徴とするものである。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a ceramic multilayer substrate in which a plurality of chip-shaped ceramics are provided at an interface between a ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are laminated and upper and lower ceramic layers in the ceramic laminate. a ceramic multilayer substrate comprising a laminate device, and the chip-like ceramic multilayer parts, a ceramic sintered body in which a plurality of dielectric ceramic layers are laminated between the layers of and the body of the dielectric ceramic layers have a formed internal electrodes, the plurality of chip-like ceramic multilayer parts, each dielectric ceramic layer provided on the same said surface with parallel to the ceramic layer, and, and each of the ceramic layers The terminal electrodes formed at the ends in the orthogonal direction are electrically connected directly to the via conductors formed in the ceramic laminate. Connecting portions between the terminal electrodes of the via conductor is characterized in that said terminal electrodes are formed as a connection step portion bites from the upper surface of the via conductor.

また、本発明の請求項11に記載のセラミック多層基板は、請求項9または請求項10に記載の発明において、上記チップ状セラミック積層部品は、その厚みAと、その長手方向の長さBが2≦(B/A)≦40の関係を満たすことを特徴とするものである。 Further, in the ceramic multilayer substrate according to claim 11 of the present invention, in the invention according to claim 9 or claim 10, the chip-shaped ceramic multilayer component has a thickness A and a length B in the longitudinal direction. The relationship of 2 ≦ (B / A) ≦ 40 is satisfied.

また、本発明の請求項12に記載のセラミック多層基板は、請求項9〜請求項11のいずれか1項に記載の発明において、上記セラミック積層体内部の複数の界面に、複数個のチップ状セラミック積層部品内蔵されていることを特徴とするものである。 Moreover, the ceramic multilayer substrate according to claim 12 of the present invention is the invention according to any one of claims 9 to 11, a plurality of field surface of the ceramic laminate portion, a plurality of chips It is characterized in that a multilayer ceramic laminated part is incorporated.

本発明に記載の発明によれば、内蔵された複数個の積層セラミックコンデンサ等のチップ状セラミック積層部品間の特性値のバラツキを抑制することができると共に、複数個のチップ状セラミック積層部品でのクラックを防止することができ、しかもセラミックグリーンシートに積層時の位置ズレや焼成時の収縮があってもセラミック積層体内の接続導体とチップ状セラミック積層部品とを確実に接続することができる、信頼性の高いセラミック多層基板及びその製造方法を提供することができる。 According to the invention described in this onset bright, it is possible to suppress the variation of the characteristic value between the chip-shaped ceramic laminated parts such as a plurality of laminated ceramic capacitors built, a plurality of chip-like ceramic multilayer part it is possible to prevent cracks, moreover Ru can be reliably connect the connecting conductor and the chip-shaped ceramic multilayer part of the ceramic laminated body even when shrinkage during misalignment or baking at the time of stacking the ceramic green sheets It is possible to provide a highly reliable ceramic multilayer substrate and a method for manufacturing the same.

以下、図1〜図9に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図1の(a)、(b)はそれぞれ本発明のセラミック多層基板の一実施形態を示す図で、(a)は全体を示す断面図、(b)は(a)の要部を拡大して示す断面図、図2及び図3はそれぞれ図1に示すセラミック多層基板の製造工程の要部を示す工程図、図4の(a)、(b)はそれぞれ本発明のセラミック多層基板の他の実施形態の要部を拡大して示す図で、(a)はその断面図、(b)は(a)に示すチップ状セラミック積層部品の内蔵させる時の工程を示す断面図、図5は本発明のセラミック多層基板の更に他の実施形態の要部を拡大して示す断面図、図6は本発明のセラミック多層基板の更に他の実施形態の要部を拡大して示す断面図、図7は本発明の一実施例の製造工程の要部を示す断面図、図8は本発明の他の実施例の製造工程の要部を示す断面図、図9は本発明の更に他の実施例の製造工程の要部を示す断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B are views showing an embodiment of the ceramic multilayer substrate of the present invention, respectively, FIG. 1A is a sectional view showing the whole, and FIG. 1B is a main part of FIG. FIG. 2 and FIG. 3 are process diagrams showing the main part of the manufacturing process of the ceramic multilayer substrate shown in FIG. 1, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) are the ceramic multilayer substrates of the present invention. It is a figure which expands and shows the principal part of other embodiment, (a) is the sectional drawing, (b) is sectional drawing which shows the process at the time of incorporating the chip-shaped ceramic multilayer component shown in (a), A figure 5 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of still another embodiment of the ceramic multilayer substrate of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of still another embodiment of the ceramic multilayer substrate of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main part of the manufacturing process of one embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows the manufacturing of another embodiment of the present invention. Cross-sectional view showing the main part of the extent, FIG. 9 is a sectional view showing still an essential part of a manufacturing process of another embodiment of the present invention.

第1の実施形態
本実施形態のセラミック多層基板10は、例えば図1の(a)に示すように、複数のセラミック層11Aが積層されてなるセラミック積層体11と、このセラミック積層体11内で上下のセラミック層11A、11Aの界面に複数個設けられたチップ状セラミック積層部品12と、を備え、複数個のチップ状セラミック積層部品12は、同一の界面に配置されて構成されている。
First Embodiment A ceramic multilayer substrate 10 according to the present embodiment includes, for example, a ceramic laminate 11 in which a plurality of ceramic layers 11A are laminated, as shown in FIG. A plurality of chip-shaped ceramic multilayer components 12 provided at the interface between the upper and lower ceramic layers 11A, 11A, and the plurality of chip-shaped ceramic multilayer components 12 are arranged at the same interface.

図1の(a)に示すようにセラミック積層体11の内部には内部導体パターン13が形成されている。この内部導体パターン13は、セラミック層11Aの面に所定のパターンで形成された面内導体13Aと、セラミック層11Aを所定のパターンで貫通して形成され且つ上下の面内導体13Aを接続するビア導体13Bとからなっている。セラミック積層体11の上下両面にはそれぞれ表面電極14、14が形成され、上下の表面電極14、14は内部導体パターン13を介して互いに電気的に接続されている。上面の表面電極14には例えば半導体素子、ガリウム砒素半導体素子等の能動素子やコンデンサ、インダクタ、抵抗等の受動素子等の表面実装部品(図示せず)を実装することができる。また、下面の表面電極14は、例えばマザーボード等の実装基板にセラミック多層基板10を実装する際の端子電極として利用することができる。   As shown in FIG. 1A, an internal conductor pattern 13 is formed inside the ceramic laminate 11. The internal conductor pattern 13 is a via that connects the in-plane conductor 13A formed in a predetermined pattern on the surface of the ceramic layer 11A and the upper and lower in-plane conductors 13A formed through the ceramic layer 11A in a predetermined pattern. It consists of a conductor 13B. Surface electrodes 14 and 14 are respectively formed on the upper and lower surfaces of the ceramic laminate 11, and the upper and lower surface electrodes 14 and 14 are electrically connected to each other through the internal conductor pattern 13. For example, a surface mount component (not shown) such as an active element such as a semiconductor element or a gallium arsenide semiconductor element or a passive element such as a capacitor, inductor, or resistor can be mounted on the upper surface electrode 14. Further, the lower surface electrode 14 can be used as a terminal electrode when the ceramic multilayer substrate 10 is mounted on a mounting substrate such as a mother board.

チップ状セラミック積層部品12は、例えば図1の(b)に示すように、セラミック焼結体からなる素体と、この素体の両端部に形成された外部端子電極12A、12Aと、を有し、両端部の外部端子電極12A、12Aを介して面内導体13Aに接続されている。面内導体13Aの外部端子電極12Aとの接続部13Cは、チップ状セラミック積層部品12と一緒に下側のセラミック層11A内に食い込んで断面形状が略L字状に形成されている。チップ状セラミック積層部品12は、同図に示すように、複数の誘電体セラミック層12Bが積層されてなる誘電体セラミック積層体と、上下の誘電体セラミック層12B、12B間に介在し且つ左右の外部端子電極12A、12Aから対向する外部端子電極12A、12Aに向けてそれぞれ延びる複数の内部電極12Cと、を有し、上下の内部電極12C、12Cとその間の誘電体セラミック層12Bとでコンデンサが形成されている。   For example, as shown in FIG. 1B, the chip-shaped ceramic multilayer component 12 includes an element body made of a ceramic sintered body and external terminal electrodes 12A and 12A formed at both ends of the element body. And it is connected to the in-plane conductor 13A via the external terminal electrodes 12A and 12A at both ends. A connecting portion 13C of the in-plane conductor 13A with the external terminal electrode 12A bites into the lower ceramic layer 11A together with the chip-shaped ceramic multilayer component 12 and has a substantially L-shaped cross section. As shown in the figure, the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is interposed between a dielectric ceramic laminate in which a plurality of dielectric ceramic layers 12B are laminated, and upper and lower dielectric ceramic layers 12B and 12B, and left and right A plurality of internal electrodes 12C extending from the external terminal electrodes 12A, 12A to the opposing external terminal electrodes 12A, 12A, respectively, and a capacitor is formed by the upper and lower internal electrodes 12C, 12C and the dielectric ceramic layer 12B therebetween. Is formed.

複数個のチップ状セラミック積層部品12はそれぞれ同一種のもの、つまり誘電体セラミック層の材料、層の厚み、積層数が略同一のもので、図1の(a)に示すように、所定の上下のセラミック層11A、11Aの一つの界面に纏めて、セラミック積層体11の上面から同一深さに配置されている。このように複数個のチップ状セラミック積層部品12が同一界面に配置されているため、焼成時に各チップ状セラミック積層部品12に大きな圧力や収縮力が作用しても、これらの圧力は全てのチップ状セラミック積層部品12に対して略同一大きさで作用するため、複数個のチップ状セラミック積層部品12間の特性値のバラツキを抑制することができる。 A plurality of chip-like ceramic multilayer part 12 from each other in the same species, i.e. the material of the dielectric ceramic layer, the thickness of the layer, but the number of stacked layers is substantially the same, as shown in FIG. 1 (a), a predetermined The upper and lower ceramic layers 11 </ b> A and 11 </ b> A are arranged at the same depth from the upper surface of the ceramic laminated body 11 together at one interface. Since a plurality of chip-shaped ceramic multilayer parts 12 are arranged at the same interface in this way, even if a large pressure or shrinkage force acts on each chip-shaped ceramic multilayer part 12 during firing, these pressures are not applied to all chips. Since it acts with the substantially same magnitude | size with respect to the ceramic-like ceramic laminated component 12, the variation in the characteristic value between several chip-shaped ceramic laminated components 12 can be suppressed.

また、複数個のチップ状セラミック積層部品12は、図1の(b)に示すように、それぞれの誘電体セラミック層12B及び内部電極12Cがセラミック層11Aの界面に対して平行に配置されている。誘電体セラミック層12Bがセラミック層11Aに平行であるため、セラミック層11Aの界面に対して垂直な方向の圧力や収縮力が作用しても、これらの圧力はチップ状セラミック積層部品12が劈開する方向に対して垂直に作用するため、チップ状セラミック積層部品12にクラックが発生することを防止することができる。   Further, as shown in FIG. 1B, each of the plurality of chip-shaped ceramic laminated parts 12 has a dielectric ceramic layer 12B and an internal electrode 12C arranged in parallel to the interface of the ceramic layer 11A. . Since the dielectric ceramic layer 12B is parallel to the ceramic layer 11A, even if pressure or contraction force in a direction perpendicular to the interface of the ceramic layer 11A acts, these pressures cause the chip-shaped ceramic multilayer component 12 to cleave. Since it acts perpendicularly to the direction, it is possible to prevent the chip-shaped ceramic multilayer component 12 from being cracked.

また、チップ状セラミック積層部品12の厚みをA、その長手方向の長さをBと定義すると、厚みAと長さBは、2≦(B/A)≦40の関係を満たすことが好ましい。B/Aが2未満ではチップ状セラミック積層部品12の厚みが相対的に大きくなって圧電効果を受け易くなるため、特性値のバラツキが生じ易く、また、B/Aが40を超えるとチップ状セラミック積層部品12の厚みが薄くなって機械的強度が弱くなり、加圧時の圧力で割れ易くなる。尚、チップ状セラミック積層部品の厚みとは、その誘電体セラミック層の積層方向の厚みである。   Further, when the thickness of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is defined as A and the length in the longitudinal direction thereof is defined as B, the thickness A and the length B preferably satisfy the relationship of 2 ≦ (B / A) ≦ 40. If the B / A is less than 2, the thickness of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is relatively large and easily receives the piezoelectric effect. Therefore, the characteristic value tends to vary, and if the B / A exceeds 40, the chip shape The thickness of the ceramic laminated component 12 is reduced, the mechanical strength is weakened, and the ceramic laminated component 12 is easily cracked by the pressure during pressurization. The thickness of the chip-like ceramic multilayer component is the thickness of the dielectric ceramic layer in the lamination direction.

而して、セラミック積層体11の材料としては、特に制限されるものではないが、低温焼結セラミック(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic)材料を使用することが好ましい。低温焼結セラミック材料とは、1050℃以下の温度で焼結可能であって、比抵抗の小さな銀や銅等と同時焼成が可能なセラミック材料である。低温焼結セラミックとしては、具体的には、アルミナやフォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合してなるガラス複合系LTCC材料、ZnO−MgO−Al−SiO系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラス系LTCC材料、BaO−Al−SiO系セラミック粉末やAl−CaO−SiO−MgO−B系セラミック粉末等を用いた非ガラス系LTCC材料等が挙げられる。セラミック積層体11の材料として低温焼結セラミック材料を用いることによって、内部導体パターン13及び表面電極14としてAgまたはCu等の低抵抗で低融点をもつ低融点金属を用いることができ、セラミック積層体11と内部導体パターン13とを1050℃以下の低温で同時焼成することができる。 Thus, the material of the ceramic laminate 11 is not particularly limited, but it is preferable to use a low temperature co-fired ceramic (LTCC) material. The low-temperature sintered ceramic material is a ceramic material that can be sintered at a temperature of 1050 ° C. or less and can be simultaneously fired with silver, copper, or the like having a small specific resistance. Specifically, as the low-temperature sintered ceramic, a glass composite LTCC material obtained by mixing borosilicate glass with ceramic powder such as alumina or forsterite, ZnO-MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 crystal Non-glass using crystallized glass-based LTCC material using a crystallized glass, BaO—Al 2 O 3 —SiO 2 ceramic powder, Al 2 O 3 —CaO—SiO 2 —MgO—B 2 O 3 ceramic powder, etc. System LTCC materials and the like. By using a low-temperature sintered ceramic material as the material of the ceramic laminate 11, a low-melting-point metal having a low resistance and a low melting point such as Ag or Cu can be used as the internal conductor pattern 13 and the surface electrode 14. 11 and the internal conductor pattern 13 can be simultaneously fired at a low temperature of 1050 ° C. or lower.

チップ状セラミック積層部品12の材料としては、誘電体セラミック材料を用いたものであれば特に制限されないが、例えば1200℃以上で焼成された、チタン酸バリウム等の誘電体セラミック材料からなるセラミック焼結体を素体としたものである。チップ状セラミック積層部品12としては、例えば積層セラミックコンデンサを挙げることができる。チップ状セラミック積層部品12は、誘電体セラミック材料によって形成されたものであれば、積層セラミックコンデンサに制限されるものではなく、例えば磁性体としての性質を利用した積層インダクタ等であっても良い。   The material of the chip-shaped ceramic laminated component 12 is not particularly limited as long as it uses a dielectric ceramic material. For example, ceramic sintering made of a dielectric ceramic material such as barium titanate, which is fired at 1200 ° C. or higher. The body is the body. Examples of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 include a multilayer ceramic capacitor. The chip-shaped ceramic multilayer component 12 is not limited to a multilayer ceramic capacitor as long as it is formed of a dielectric ceramic material, and may be, for example, a multilayer inductor utilizing the properties of a magnetic material.

次いで、図2、図3を参照しながらセラミック多層基板10の製造方法について説明する。本実施形態では無収縮工法を用いてセラミック多層基板10を作製する場合について説明する。無収縮工法とは、セラミック多層基板の焼成前後で多層基板の平面方向の寸法が実質的に変化しない工法のことを云う。   Next, a method for manufacturing the ceramic multilayer substrate 10 will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the case where the ceramic multilayer substrate 10 is produced using a non-shrinkage method will be described. The non-shrinkage construction method refers to a construction method in which the dimension in the plane direction of the multilayer substrate does not substantially change before and after firing the ceramic multilayer substrate.

本実施形態ではセラミック焼結体を素体とするチップ状セラミック積層部品112として、その厚みAと、その長手方向の長さBが2≦B/A≦40の関係を満たすチップ状セラミック積層部品を用意する。そして、例えば低温焼結セラミック材料を含むスラリーを用いて、図2及び図3に示すセラミックグリーンシート111Aを所定枚数作製する。然る後、レーザー加工やパンチング加工によりビアホールを形成し、Ag粉末またはCu粉末を主成分とする金属粉末、熱硬化性樹脂、有機溶剤を混錬した導電性ペーストを、ビアホール内に押し込むことによってビア導体用のビア導体部113Bを形成する。そして、各セラミックグリーンシート111Aに導電性ペーストをそれぞれスクリーン印刷によって所定のパターンで印刷し、乾燥することで、面内導体部113Aを形成する。面内導体部113A及びビア導体部113Bとで内部導体パターン部113が形成される。   In the present embodiment, as a chip-shaped ceramic multilayer component 112 having a ceramic sintered body as a base body, a chip-shaped ceramic multilayer component satisfying the relationship of a thickness A and a length B in the longitudinal direction of 2 ≦ B / A ≦ 40. Prepare. Then, a predetermined number of ceramic green sheets 111A shown in FIGS. 2 and 3 are produced using, for example, a slurry containing a low-temperature sintered ceramic material. After that, by forming a via hole by laser processing or punching processing, and pushing a conductive paste kneaded with metal powder, thermosetting resin and organic solvent mainly composed of Ag powder or Cu powder into the via hole A via conductor portion 113B for the via conductor is formed. Then, the conductive paste is printed on each ceramic green sheet 111A in a predetermined pattern by screen printing and dried to form the in-plane conductor portion 113A. The in-plane conductor portion 113A and the via conductor portion 113B form an inner conductor pattern portion 113.

尚、焼成時のチップ状セラミック積層部品については符号「112」を附し、焼成後の降温時以降のチップ状セラミック積層部品については符号「12」を附して説明する。   The chip-shaped ceramic multilayer component at the time of firing is denoted by reference numeral “112”, and the chip-shaped ceramic multilayer component after the temperature lowering after firing is denoted by reference numeral “12”.

複数個のチップ状セラミック積層部品112を配置するセラミックグリーンシート111Aの上面には、スプレー等を用いて面内導体部113A側に有機系接着剤を塗布または噴霧して有機系接着剤層(図示せず)を形成した後、図2に示すように、チップ状セラミック積層部品112の一対の外部端子電極112A、112Aをセラミックグリーンシート111A上の面内導体113A、113Aに位置合わせする。この位置合わせによって、チップ状セラミック積層部品112の誘電体セラミック層(図示せず)がセラミックグリーンシート111Aの表面に平行になる。この状態でチップ状セラミック積層部品112をセラミックグリーンシート111A上に搭載し、チップ状セラミック積層部品112を、有機接着剤層を介して面内導体113A上に接合、固定する。尚、有機接着剤としては、合成ゴムや合成樹脂と可塑剤を加えた混合物などを使用することができる。また、有機接着剤層の厚みは、塗布の場合には3μm以下、噴霧の場合には1μm以下が好ましい。   On the upper surface of the ceramic green sheet 111A on which the plurality of chip-shaped ceramic multilayer parts 112 are arranged, an organic adhesive is applied or sprayed on the in-plane conductor portion 113A side using a spray or the like to form an organic adhesive layer (see FIG. 2), the pair of external terminal electrodes 112A and 112A of the chip-shaped ceramic multilayer component 112 are aligned with the in-plane conductors 113A and 113A on the ceramic green sheet 111A, as shown in FIG. By this alignment, the dielectric ceramic layer (not shown) of the chip-shaped ceramic multilayer component 112 becomes parallel to the surface of the ceramic green sheet 111A. In this state, the chip-shaped ceramic multilayer component 112 is mounted on the ceramic green sheet 111A, and the chip-shaped ceramic multilayer component 112 is bonded and fixed onto the in-plane conductor 113A via the organic adhesive layer. In addition, as an organic adhesive agent, the mixture etc. which added the synthetic rubber, the synthetic resin, and the plasticizer can be used. The thickness of the organic adhesive layer is preferably 3 μm or less in the case of coating and 1 μm or less in the case of spraying.

その後、図2に示すように面内導体部113Aやビア導体部113Bを有するセラミックグリーンシート111Aを所定の順序で積層し、最上層の表面電極部114を有するセラミックグリーンシート111Aを積層して図3に示すグリーンシート積層体111を得る。そして、このグリーンシート積層体111の上下両面に、図2に示すように収縮抑制層115を配置し、上下の収縮抑制層115を介してグリーンシート積層体111を所定の温度及び圧力で熱圧着して、図3に示す圧着体110を得る。収縮抑制層115としては、グリーンシート積層体111の焼結温度では焼結しない難焼結性粉末(例えばAl等のように焼結温度の高いセラミック粉末)、具体的にはAlを主成分として含むと共に、有機バインダを副成分として含むスラリーから同図に示すようにシート状に形成されたものを用いる。尚、グリーンシート積層体111の下側表面に形成された表面電極114は、下側の収縮抑制層115の上に設けられている。 Thereafter, as shown in FIG. 2, the ceramic green sheets 111A having the in-plane conductor portions 113A and the via conductor portions 113B are laminated in a predetermined order, and the ceramic green sheets 111A having the uppermost surface electrode portions 114 are laminated. The green sheet laminated body 111 shown in 3 is obtained. Then, the shrinkage suppression layers 115 are disposed on the upper and lower surfaces of the green sheet laminate 111 as shown in FIG. 2, and the green sheet laminate 111 is thermocompression bonded at a predetermined temperature and pressure via the upper and lower shrinkage suppression layers 115. As a result, the pressure-bonded body 110 shown in FIG. 3 is obtained. As the shrinkage suppression layer 115, a hardly sinterable powder that does not sinter at the sintering temperature of the green sheet laminate 111 (for example, a ceramic powder having a high sintering temperature such as Al 2 O 3 ), specifically, Al 2 A slurry formed from a slurry containing O 3 as a main component and an organic binder as a sub component as shown in FIG. The surface electrode 114 formed on the lower surface of the green sheet laminate 111 is provided on the lower shrinkage suppression layer 115.

全てのチップ状セラミック積層部品112は、それぞれの誘電体セラミック層が加圧方向に対して垂直に配置されているため、各チップ状セラミック積層部品112の誘電体セラミック層の界面が劈開することがなく、クラックを生じることはない。更に、チップ状セラミック積層部品112として、その厚みAと、その長手方向の長さBが2≦B/A≦40の関係を満たすチップ状セラミック積層部品を使用しているため、チップ状セラミック積層部品112は圧電効果を受け難く、割れることがない。   In all the chip-shaped ceramic multilayer components 112, the dielectric ceramic layers are arranged perpendicular to the pressing direction, so that the interface of the dielectric ceramic layers of each chip-shaped ceramic multilayer component 112 may be cleaved. And no cracks occur. Furthermore, since the chip-shaped ceramic multilayer component 112 is used as the chip-shaped ceramic multilayer component 112, the thickness A and the length B in the longitudinal direction satisfy the relationship of 2 ≦ B / A ≦ 40. The component 112 is less susceptible to the piezoelectric effect and will not crack.

圧着体110を得た後、圧着体110を例えば空気雰囲気中870℃で焼成して、本実施形態のセラミック多層基板10を得る。この焼成によって、グリーンシート積層体111が焼結して複数個のチップ状セラミック積層部品12を同一界面に内蔵するセラミック積層体11が上下の収縮抑制層115間で得られる。焼成時にはグリーンシート積層体111は面方向の収縮が上下の収縮抑制層115、115によって抑制されるが、その分だけ低温焼結セラミック材料の粘性流動によってグリーンシート積層体111が上下方向に圧縮され、複数個のチップ状セラミック積層部品112に大きな圧縮力が上下方向から作用する。しかし、複数個のチップ状セラミック積層部品112はグリーンシート積層体111の上面から同一深さに配置されているため、複数個のチップ状セラミック積層部品112には略同一の圧縮力が作用し、それぞれの特性値のバラツキを抑制し、防止することができる。   After obtaining the pressure-bonded body 110, the pressure-bonded body 110 is fired at, for example, 870 ° C. in an air atmosphere to obtain the ceramic multilayer substrate 10 of the present embodiment. By this firing, the green sheet laminate 111 is sintered, and the ceramic laminate 11 having a plurality of chip-like ceramic laminate parts 12 built in at the same interface is obtained between the upper and lower shrinkage suppression layers 115. During firing, the shrinkage in the surface direction of the green sheet laminate 111 is suppressed by the upper and lower shrinkage suppression layers 115, 115. However, the green sheet laminate 111 is compressed in the vertical direction by the viscous flow of the low-temperature sintered ceramic material. A large compressive force acts on the plurality of chip-shaped ceramic laminated parts 112 from the vertical direction. However, since the plurality of chip-shaped ceramic multilayer parts 112 are arranged at the same depth from the upper surface of the green sheet multilayer body 111, substantially the same compressive force acts on the plurality of chip-shaped ceramic multilayer parts 112, Variations in each characteristic value can be suppressed and prevented.

焼成温度としては、低温焼結セラミック材料が焼結する温度、例えば800〜1050℃の範囲が好ましい。焼成温度が800℃未満ではグリーンシート積層体111のセラミック成分が十分に焼結しない虞があり、1050℃を超えると内部導体パターン部113の金属粒子が溶融してセラミック層11A内へ拡散する虞があり、また、内蔵されたチップ状セラミック積層部品12とセラミック層11A間でのそれぞれの材料の相互拡散により特性値が変動する虞がある。   The firing temperature is preferably a temperature at which the low-temperature sintered ceramic material is sintered, for example, in the range of 800 to 1050 ° C. If the firing temperature is less than 800 ° C., the ceramic component of the green sheet laminate 111 may not be sufficiently sintered, and if it exceeds 1050 ° C., the metal particles in the internal conductor pattern portion 113 may melt and diffuse into the ceramic layer 11A. In addition, the characteristic value may vary due to mutual diffusion of the respective materials between the built-in chip-shaped ceramic multilayer component 12 and the ceramic layer 11A.

焼成後には、ブラスト処理や超音波洗浄処理によって上下の収縮抑制層115を除去して、セラミック多層基板10を得る。セラミック多層基板10の表面電極14に所定の表面実装部品(図示せず)を半田等の手法で実装して最終製品を得ることができる。尚、本実施形態ではチップ状セラミック積層部品12となるセラミック焼結体の外部端子電極112Aは、導電性ペーストを塗布して焼き付けたものであっても、導電性ペーストを塗布して乾燥させて焼き付ける前のものであっても良い。   After firing, the upper and lower shrinkage suppression layers 115 are removed by blasting or ultrasonic cleaning to obtain the ceramic multilayer substrate 10. A final product can be obtained by mounting a predetermined surface mounting component (not shown) on the surface electrode 14 of the ceramic multilayer substrate 10 by a technique such as soldering. In the present embodiment, the external terminal electrode 112A of the ceramic sintered body that becomes the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is coated with a conductive paste and dried even if the conductive paste is applied and baked. It may be the one before baking.

以上説明したように本実施形態によれば、セラミックグリーンシート111Aの表面に、チップ状セラミック積層部品112の誘電体セラミック層112Bの界面がセラミックグリーンシート111Aの表面と平行になるように、複数個のチップ状セラミック積層部品112を配置し、これらのチップ状セラミック積層部品112が配置されたセラミックグリーンシート111Aを、他のセラミックグリーンシート111Aと共に積層し、複数個のチップ状セラミック積層部品112を内蔵したグリーンシート積層体111を作製した後、このグリーンシート積層体111を焼成するため、以下の作用効果が奏し得られる。   As described above, according to the present embodiment, a plurality of the ceramic green sheets 111A are arranged on the surface so that the interface of the dielectric ceramic layer 112B of the chip-shaped ceramic multilayer component 112 is parallel to the surface of the ceramic green sheets 111A. The chip-shaped ceramic multilayer component 112 is disposed, and the ceramic green sheet 111A on which the chip-shaped ceramic multilayer component 112 is disposed is laminated together with the other ceramic green sheets 111A, and a plurality of chip-shaped ceramic multilayer components 112 are incorporated. After producing the green sheet laminate 111, the green sheet laminate 111 is fired, so that the following effects can be obtained.

即ち、グリーンシート積層体111を焼成する際には、複数個のチップ状セラミック積層部品112に略同一の圧縮力が作用し、延いては略同一の圧電効果が発現するため、複数個のチップ状セラミック積層部品112間の特性値のバラツキを抑制することができる。また、チップ状セラミック積層部品112は、その誘電体セラミック層がグリーンシート積層体111の面方向に平行に配置されているため、チップ状セラミック積層部品112にクラックを生じさせる虞がない。   That is, when the green sheet laminate 111 is fired, substantially the same compressive force is applied to the plurality of chip-like ceramic laminate parts 112, and consequently substantially the same piezoelectric effect is exhibited. Variation in characteristic values between the ceramic laminate parts 112 can be suppressed. Further, since the dielectric ceramic layer of the chip-shaped ceramic multilayer component 112 is arranged in parallel to the surface direction of the green sheet multilayer body 111, there is no possibility of causing cracks in the chip-shaped ceramic multilayer component 112.

また、本実施形態によれば、チップ状セラミック積層部品12は、その厚みAと、その長手方向の長さBが2≦(B/A)≦40の関係を満たすため、グリーンシート積層体111を作製する際やグリーンシート積層体111を焼成する際に、加圧力や圧縮力による圧電効果を受け難く、チップ状セラミック積層部品112の割れを防止することができる。   In addition, according to the present embodiment, the chip-shaped ceramic multilayer component 12 has a thickness A and a length B in the longitudinal direction satisfying a relationship of 2 ≦ (B / A) ≦ 40. When the green sheet laminated body 111 is fired, it is difficult to receive the piezoelectric effect due to the applied pressure or compressive force, and the chip-shaped ceramic laminated component 112 can be prevented from cracking.

また、本実施形態によれば、グリーンシート積層体111の上下両面に、セラミックグリーンシート111Aの焼結温度では実質的に焼結しないセラミック材料を主成分とする収縮抑制層115を配置し、これら両者111、115をセラミックグリーンシート111Aの焼結温度で焼成した後、収縮抑制層115を除去するため、グリーンシート積層体111の面方向の収縮を抑制し、セラミック層11A、11A間及びセラミック層11Aとチップ状セラミック積層部品12間それぞれにクラックが生じさせることがない。   In addition, according to the present embodiment, the shrinkage suppression layers 115 whose main component is a ceramic material that is not substantially sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet 111A are disposed on the upper and lower surfaces of the green sheet laminate 111. After firing both 111 and 115 at the sintering temperature of the ceramic green sheet 111A, in order to remove the shrinkage suppression layer 115, the shrinkage in the surface direction of the green sheet laminate 111 is suppressed, and between the ceramic layers 11A and 11A and between the ceramic layers. No cracks are generated between 11A and the chip-shaped ceramic multilayer component 12.

また、本実施形態によれば、セラミックグリーンシート111Aとして、低温焼結セラミック材料を主成分とする低温焼結セラミックグリーンシートを用いるため、内部導体パターン13及び表面電極14としてAgまたはCu等の低抵抗で安価な金属を用いることができ、製造コストの低減に寄与することができる。   Further, according to the present embodiment, since the low-temperature sintered ceramic green sheet mainly composed of the low-temperature sintered ceramic material is used as the ceramic green sheet 111A, the internal conductor pattern 13 and the surface electrode 14 are made of a low material such as Ag or Cu. A resistor and an inexpensive metal can be used, which can contribute to a reduction in manufacturing cost.

第2の実施形態
本実施形態のセラミック多層基板は、図4に示すようにチップ状セラミック積層部品12の外部端子電極12Aと面内導体13Aとの接続構造が上記実施形態と異なる以外は、上記実施形態と同様に構成されている。従って、以下では、上記実施形態と同一または相当部分には同一符号を附して本実施形態を説明する。
Second Embodiment As shown in FIG. 4, the ceramic multilayer substrate according to the present embodiment is the same as the above embodiment except that the connection structure between the external terminal electrode 12A and the in-plane conductor 13A of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is different from the above embodiment. The configuration is the same as in the embodiment. Therefore, in the following, the present embodiment will be described with the same reference numerals assigned to the same or corresponding parts as the above embodiment.

本実施形態では、チップ状セラミック積層部品12の外部端子電極12Aと面内導体13Aは、接続導体16を介して接続されている。この接続導体16は、図4の(a)に示すように、外部端子電極12Aの下半分に接続された第1接続導体16Aと、外部端子電極12Aの上半分に接続された第2接続導体16Bによって形成されている。第1接続導体16Aは、同図に示すように、チップ状セラミック積層部品12が配置された上下のセラミック層11A、11Aの界面に設けられた面内導体13Aから下側のセラミック層11Aと外部端子電極12Aの端面との界面に沿って下方に延び、外部端子電極12Aの下面まで達して、側面の断面形状がL字状に形成されている。第2接続導体16Bは、同図に示すように、チップ状セラミック積層部品12が配置された上下のセラミック層11A、11Aの界面に設けられた面内導体13Aから上側のセラミック層11Aと外部端子電極12の端面との界面に沿って上方に延び、外部端子電極12Aの上面まで達して、側面の断面形状が倒L字状に形成されている。第1、第2接続導体16A、16Bの幅は、少なくともチップ状セラミック積層部品12の幅に相当する寸法に形成されていることが好ましい。   In the present embodiment, the external terminal electrode 12 </ b> A and the in-plane conductor 13 </ b> A of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 are connected via the connection conductor 16. As shown in FIG. 4A, the connection conductor 16 includes a first connection conductor 16A connected to the lower half of the external terminal electrode 12A and a second connection conductor connected to the upper half of the external terminal electrode 12A. 16B. As shown in the figure, the first connecting conductor 16A is connected to the lower ceramic layer 11A from the in-plane conductor 13A provided at the interface between the upper and lower ceramic layers 11A, 11A on which the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is disposed. It extends downward along the interface with the end surface of the terminal electrode 12A, reaches the lower surface of the external terminal electrode 12A, and the cross-sectional shape of the side surface is formed in an L shape. As shown in the figure, the second connection conductor 16B includes an upper surface ceramic layer 11A and an external terminal from the in-plane conductor 13A provided at the interface between the upper and lower ceramic layers 11A and 11A on which the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is disposed. It extends upward along the interface with the end surface of the electrode 12 and reaches the upper surface of the external terminal electrode 12A, and the cross-sectional shape of the side surface is formed in an inverted L shape. The widths of the first and second connection conductors 16 </ b> A and 16 </ b> B are preferably formed to have dimensions corresponding to at least the width of the chip-shaped ceramic multilayer component 12.

従って、第1、第2接続導体16A、16Bは、チップ状セラミック積層部品12の上面端部、端面及び下面端部を連続して被覆し、その外部端子電極12Aを上下両面から掴むように断面が角張ったC字形状を呈する接続導体16として形成され、外部端子電極12Aの三面、好ましくは両側面を含めた五面に対して電気的に接続されている。第1、第2接続導体16A、16Bは、それぞれ面内導体13Aの線幅より広く形成されているため、面内導体13Aとの間で面内導体13Aの幅方向の位置ズレがあっても面内導体13Aと確実に接続され、面内導体13Aと外部端子電極12Aとを確実に接続するようになっている。   Accordingly, the first and second connection conductors 16A and 16B continuously cover the upper surface end, the end surface, and the lower surface end of the chip-shaped ceramic multilayer component 12, and have a cross section so that the external terminal electrode 12A can be grasped from both the upper and lower surfaces. Is formed as a connecting conductor 16 having an angular C shape, and is electrically connected to three surfaces of the external terminal electrode 12A, preferably five surfaces including both side surfaces. Since the first and second connection conductors 16A and 16B are each formed wider than the line width of the in-plane conductor 13A, even if there is a positional deviation in the width direction of the in-plane conductor 13A from the in-plane conductor 13A. The in-plane conductor 13A is securely connected, and the in-plane conductor 13A and the external terminal electrode 12A are securely connected.

接続導体16を形成するためには、図4の(b)に示すように、チップ状セラミック積層部品112を挟む上下のセラミックグリーンシート111A、111Aに予め面内導体部113A、113A及び第1、第2接続導体部116A、116Bをスクリーン印刷法によって形成する。下側のセラミックグリーンシート111Aには面内導体部113Aと第1接続導体部116Aを一体に形成し、上側のセラミックグリーンシート111Aには面内導体部113Aと第2接続導体部116Bを一体に形成する。そして、同図に示すようにチップ状セラミック積層部品112の外部端子電極112Aを下側のセラミックグリーンシート111Aの第1接続導体部116Aに位置合わせして搭載する。次いで、上側のセラミックグリーンシート111Aの第2接続導体部116Bをチップ状セラミック積層部品112の外部端子電極112Aに位置合わせし、上側のセラミックグリーンシート111Aを下側のセラミックグリーンシート111Aに積層してチップ状セラミック積層部品112を内蔵させる。後は、上記実施形態と同一要領でグリーンシート積層体を作製し、収縮抑制層を介してグリーンシート積層体を圧着し、焼成することによってセラミック多層基板を作製する。   In order to form the connection conductor 16, as shown in FIG. 4B, the in-plane conductor portions 113A, 113A and the first, first, and second ceramic green sheets 111A, 111A sandwiching the chip-shaped ceramic multilayer component 112 are preliminarily formed. The second connection conductor portions 116A and 116B are formed by a screen printing method. The lower ceramic green sheet 111A is integrally formed with the in-plane conductor portion 113A and the first connecting conductor portion 116A, and the upper ceramic green sheet 111A is integrally formed with the in-plane conductor portion 113A and the second connecting conductor portion 116B. Form. Then, as shown in the figure, the external terminal electrode 112A of the chip-shaped ceramic multilayer component 112 is mounted in alignment with the first connection conductor portion 116A of the lower ceramic green sheet 111A. Next, the second connecting conductor portion 116B of the upper ceramic green sheet 111A is aligned with the external terminal electrode 112A of the chip-shaped ceramic multilayer component 112, and the upper ceramic green sheet 111A is laminated on the lower ceramic green sheet 111A. The chip-shaped ceramic multilayer component 112 is incorporated. After that, a green sheet laminate is produced in the same manner as in the above embodiment, and the ceramic multilayer substrate is produced by pressing and firing the green sheet laminate via the shrinkage suppression layer.

本実施形態によれば、上下のセラミックグリーンシート111A、111Aそれぞれに第1、第2接続導体部116A、116Bを含む面内導体部113A、113Aを形成し、これらのセラミックグリーンシート111A、111A間にチップ状セラミック積層部品112を配置して、これらのセラミックグリーンシート111A、111Aを圧着することによって、第1接続導体部116Aが上下のセラミックグリーンシート111A、111Aの界面から下方向へチップ状セラミック積層部品112の端面に沿って延びると共に、第2接続導体部116Bが上記界面から第1接続導体部116Aとは反対方向へチップ状セラミック積層部品112の端面に沿って延びて、第1、第2接続導体部116A、116Bをチップ状セラミック積層部品112の外部端子電極112Aに接続するため、セラミックグリーンシート111Aを積層する時の位置ズレや焼成時の収縮によるチップ状セラミック積層部品12の外部端子電極12Aと面内導体13A間の断線を第1、第2接続導体16によって確実に防止することができ、チップ状セラミック積層部品12と面内導体13A、延いては内部導体パターン13との接続構造の信頼性を高めることができる。   According to the present embodiment, the in-plane conductor portions 113A and 113A including the first and second connection conductor portions 116A and 116B are formed on the upper and lower ceramic green sheets 111A and 111A, respectively, and between these ceramic green sheets 111A and 111A. The chip-shaped ceramic multilayer component 112 is disposed on the ceramic green sheets 111A and 111A and the first connecting conductor portion 116A is moved downward from the interface between the upper and lower ceramic green sheets 111A and 111A. The second connecting conductor portion 116B extends along the end surface of the chip-shaped ceramic laminated component 112 from the interface in the direction opposite to the first connecting conductor portion 116A. Two connecting conductors 116A and 116B are formed into chip-shaped ceramics. In order to connect to the external terminal electrode 112A of the layer component 112, disconnection between the external terminal electrode 12A of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 and the in-plane conductor 13A due to the positional deviation when laminating the ceramic green sheets 111A or shrinkage during firing is performed. This can be reliably prevented by the first and second connection conductors 16, and the reliability of the connection structure between the chip-shaped ceramic multilayer component 12 and the in-plane conductor 13A, and thus the internal conductor pattern 13, can be improved.

第3の実施形態
本実施形態のセラミック多層基板は、図5に示すようにチップ状セラミック積層部品12の外部端子電極12Aをビア導体13Bに接続すること以外は、上記実施形態と同様に構成されている。従って、以下では、上記実施形態と同一または相当部分には同一符号を附して本実施形態を説明する。
Third Embodiment A ceramic multilayer substrate according to the present embodiment is configured in the same manner as in the above embodiment except that the external terminal electrode 12A of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is connected to the via conductor 13B as shown in FIG. ing. Therefore, in the following, the present embodiment will be described with the same reference numerals assigned to the same or corresponding parts as the above embodiment.

本実施形態では、チップ状セラミック積層部品12の一対の外部端子電極12A、12Aは、図5に示すように、ビア導体13B、13Bに直接接続されている。これら一対のビア導体13B、13Bの上端面にはそれぞれ段部13D、13Dが互いに対向して形成され、これらの段部13D、13Dに対して外部端子電極12A、12Aが接続されている。段部13Dは、ビア導体13Bの上端面の半分を切り欠いたように形成されて、断面形状がL字状を呈している。従って、チップ状セラミック積層部品12の外部端子電極12A、12Aは、それぞれの端部の略下半分が互いに対向する段部13D、13Dの垂直壁面と底面との二面を介してそれぞれのビア導体13B、13Bに接続されている。   In the present embodiment, the pair of external terminal electrodes 12A, 12A of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 are directly connected to the via conductors 13B, 13B as shown in FIG. Step portions 13D and 13D are formed on the upper end surfaces of the pair of via conductors 13B and 13B, respectively, and external terminal electrodes 12A and 12A are connected to the step portions 13D and 13D. The step portion 13D is formed such that half of the upper end surface of the via conductor 13B is cut out, and the cross-sectional shape is L-shaped. Therefore, the external terminal electrodes 12A and 12A of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 are connected to the via conductors through the two surfaces of the vertical wall surface and the bottom surface of the step portions 13D and 13D in which the substantially lower half of each end portion faces each other. 13B and 13B.

上記接続構造はグリーンシート積層体を形成する時に形成することができる。即ち、チップ状セラミック積層部品をセラミックグリーンシートに設けられたビア導体部に直接接続した後、チップ状セラミック積層部品に圧力を付与すると、ビア導体部の上端面の半分を圧縮変形させてチップ状セラミック積層部品との接続段部が形成される。従って、ビア導体部は面内導体部のように延伸時に切断されることがなく、チップ状セラミック積層部品とビア導体部とを確実に接続することができる。   The connection structure can be formed when the green sheet laminate is formed. That is, when a chip-shaped ceramic multilayer component is directly connected to a via conductor portion provided on a ceramic green sheet and then pressure is applied to the chip-shaped ceramic multilayer component, half of the upper end surface of the via conductor portion is compressed and deformed to form a chip shape. A connecting step with the ceramic laminated part is formed. Therefore, the via conductor portion is not cut at the time of stretching unlike the in-plane conductor portion, and the chip-shaped ceramic multilayer component and the via conductor portion can be reliably connected.

本実施形態によれば、チップ状セラミック積層部品12をビア導体13Bに直接接続するため、チップ状セラミック積層部品12の外部端子電極12Aとビア導体13B間に多少の位置ズレがあっても断線することなく、これら両者12A、13Bを確実に接続することができる。   According to this embodiment, since the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is directly connected to the via conductor 13B, the chip-shaped ceramic multilayer component 12 is disconnected even if there is a slight misalignment between the external terminal electrode 12A of the chip-shaped ceramic multilayer component 12 and the via conductor 13B. The two 12A and 13B can be reliably connected without any problems.

第4の実施形態
本実施形態のセラミック多層基板は、図6に示すようにセラミック層11Aの間に収縮抑制層15Aが介在している以外は、図1に示すセラミック多層基板10と同様に構成されている。従って、以下では、上記実施形態と同一または相当部分には同一符号を附して本実施形態を説明する。
Fourth Embodiment A ceramic multilayer substrate of the present embodiment is configured in the same manner as the ceramic multilayer substrate 10 shown in FIG. 1 except that a shrinkage suppression layer 15A is interposed between the ceramic layers 11A as shown in FIG. Has been. Therefore, in the following, the present embodiment will be described with the same reference numerals assigned to the same or corresponding parts as the above embodiment.

本実施形態では、グリーンシート積層体を作製する際に、例えば、セラミックグリーンシートと収縮抑制層とを重ねて複合シートを作製する。そして、チップ状セラミック積層部品を内蔵させる時には、一枚の複合シートのセラミックグリーンシート側に面内導体及びビア導体を形成し、このセラミックグリーンシート上にチップ状セラミック積層部品を搭載して、チップ状セラミック積層部品をセラミックグリーンシート上に接合、固定する。次いで、他の複合シートのセラミックグリーンシートをチップ状セラミック積層部品側に向けて積層する。後は、チップ状セラミック積層部品を内蔵した複合シートと他の複合シートとを積層してグリーンシート積層体を作製し、焼成する。グリーンシート積層体の焼成時には、セラミックグリーンシートのガラス成分が収縮抑制層中に拡散し、収縮抑制層のセラミック材料を結合して一体化させ、図6に示すように、セラミック積層体11内に収縮抑制層15Aが形成される。   In this embodiment, when producing a green sheet laminate, for example, a ceramic green sheet and a shrinkage suppression layer are stacked to produce a composite sheet. When a chip-shaped ceramic multilayer component is incorporated, an in-plane conductor and a via conductor are formed on the ceramic green sheet side of a single composite sheet, and the chip-shaped ceramic multilayer component is mounted on the ceramic green sheet. The ceramic laminated parts are joined and fixed on a ceramic green sheet. Next, ceramic green sheets of other composite sheets are laminated toward the chip-shaped ceramic laminated component side. Thereafter, a composite sheet containing chip-shaped ceramic multilayer parts and another composite sheet are laminated to produce a green sheet laminate and fired. When the green sheet laminate is fired, the glass component of the ceramic green sheet diffuses into the shrinkage suppression layer, and the ceramic materials of the shrinkage suppression layer are combined and integrated, and as shown in FIG. A shrinkage suppression layer 15A is formed.

本実施形態によれば、グリーンシート積層体内に収縮抑制層を複数層に渡って介在させてグリーンシート積層体を焼成するため、焼成時にグリーンシート積層体の表面から中心部まで均等に各セラミック層の面方向の収縮を抑制することができ、基板内部のクラックを防止することができると共に基板の反りを防止することができる。   According to the present embodiment, since the green sheet laminate is fired by interposing a plurality of shrinkage suppression layers in the green sheet laminate, each ceramic layer is evenly distributed from the surface to the center of the green sheet laminate during firing. The shrinkage in the surface direction can be suppressed, cracks inside the substrate can be prevented, and warping of the substrate can be prevented.

実施例1
本実施例では図7に示すように上下のセラミックグリーンシート111A、111A間の界面に複数個のチップ状セラミック積層部品112を内蔵させてセラミック多層基板を作製し、チップ状セラミック積層部品12の特性値のバラツキについて検証した。
Example 1
In this embodiment, as shown in FIG. 7, a plurality of chip-shaped ceramic multilayer components 112 are built in the interface between the upper and lower ceramic green sheets 111A and 111A to produce a ceramic multilayer substrate. The variation of values was verified.

〔セラミック多層基板の作製〕
セラミック多層基板を作製するには、まず低温焼結セラミック材料(Alをフィラーとし、ホウ珪酸ガラスを焼結助剤とする)を含むスラリーをキャリアフィルム上に塗布して、図7に示すように、焼成後の厚みが50μmとなる、200mm□のセラミックグリーンシート111Aを複数作製した。一枚のセラミックグリーンシート111Aに対してレーザー加工によりビアホール(図示せず)を形成し、Ag粉末を主成分とする導電性ペーストをビアホールに充填し、ビア導体部(図示せず)を形成した。このセラミックグリーンシート111Aに同一の導電性ペーストをスクリーン印刷して所定のパターンで面内導体部113Aを形成した。このセラミックグリーンシート111Aは10mm□の子基板を400枚作製できる大きさである。
[Production of ceramic multilayer substrate]
In order to fabricate a ceramic multilayer substrate, first, a slurry containing a low-temperature sintered ceramic material (Al 2 O 3 is used as a filler and borosilicate glass is used as a sintering aid) is applied on a carrier film. As shown, a plurality of 200 mm □ ceramic green sheets 111A having a thickness after firing of 50 μm were prepared. A via hole (not shown) was formed by laser processing on one ceramic green sheet 111A, and a conductive paste mainly composed of Ag powder was filled in the via hole to form a via conductor portion (not shown). . The same conductive paste was screen printed on the ceramic green sheet 111A to form the in-plane conductor portion 113A with a predetermined pattern. The ceramic green sheet 111A has a size capable of producing 400 10 mm □ sub-substrates.

次いで、スプレーを用いて所定のセラミックグリーンシート111A上に有機系接着剤を塗布して面内導体部113Aに有機系接着剤層を形成した後、マウンターを用いて予めチップ状セラミック積層部品として用意されている積層セラミックコンデンサ112をセラミックグリーンシート111A上に搭載し、面内導体部113Aに接合、固定した。積層セラミックコンデンサ112は、セラミックグリーンシート111Aを10mm□の子基板に分割した場合に、子基板一枚当たり10個ずつ、全体で4000個配置した。この際、積層セラミックコンデンサ112の誘電体セラミック層がセラミックグリーンシート111Aの表面と平行になるように配置した。この積層セラミックコンデンサ112は、1300℃で焼成されたセラミック焼結体(サイズ:0.6mm×0.3mm×0.3mm、内部電極:Pd、容量規格:80pF)からなり、その両端にAgを主成分とする導電性ペーストを塗布し、焼き付けて外部端子電極部が形成されている。外部端子電極にはメッキ処理が施されていない。   Next, an organic adhesive is applied on a predetermined ceramic green sheet 111A using a spray to form an organic adhesive layer on the in-plane conductor portion 113A, and then prepared in advance as a chip-shaped ceramic laminated component using a mounter. The laminated multilayer ceramic capacitor 112 was mounted on the ceramic green sheet 111A, and was bonded and fixed to the in-plane conductor portion 113A. When the ceramic green sheets 111A are divided into 10 mm □ sub-boards, 10 multilayer ceramic capacitors 112 are arranged in a total of 4000 pieces per sub-board. At this time, the dielectric ceramic layer of the multilayer ceramic capacitor 112 was arranged so as to be parallel to the surface of the ceramic green sheet 111A. This multilayer ceramic capacitor 112 is made of a ceramic sintered body (size: 0.6 mm × 0.3 mm × 0.3 mm, internal electrode: Pd, capacity standard: 80 pF) fired at 1300 ° C., and Ag is applied to both ends thereof. An external terminal electrode portion is formed by applying and baking a conductive paste as a main component. The external terminal electrode is not plated.

然る後、セラミックグリーンシート111Aを10枚積層してグリーンシート積層体111を作製した。この際、積層セラミックコンデンサ112を搭載したセラミックグリーンシート111Aをグリーンシート積層体111の上面から100μm(焼成後の厚み)下、つまり上面から3層目に配置した。このグリーンシート積層体111の上下にAlを主成分とする収縮抑制層115を積層し、仮圧着した。仮圧着時の圧力は10MPa以上が好ましい。この圧力が10MPa未満では上下のセラミックグリーンシート同士の圧着が不十分で層間剥離を生じる虞がある。 Thereafter, ten ceramic green sheets 111A were laminated to produce a green sheet laminate 111. At this time, the ceramic green sheet 111A on which the multilayer ceramic capacitor 112 was mounted was disposed 100 μm (thickness after firing) from the upper surface of the green sheet multilayer body 111, that is, the third layer from the upper surface. A shrinkage suppression layer 115 containing Al 2 O 3 as a main component was laminated on the upper and lower sides of the green sheet laminate 111 and temporarily bonded. The pressure during temporary pressure bonding is preferably 10 MPa or more. If this pressure is less than 10 MPa, the upper and lower ceramic green sheets are not sufficiently pressed together and there is a risk of delamination.

仮圧着後、所定の圧力を印加して本圧着を行って図7に示す圧着体110を作製した。本圧着時の圧力は20MPa以上、250MPa以下が好ましい。本圧着時の圧力が20MPa未満では圧着が不十分となり、焼成時に層剥離を生じる虞があり、また、250MPaを超えると積層セラミックコンデンサ112が破損したり、内部導体パターン113が断線したりすることがある。次いで、870℃の空気雰囲気中で圧着体110の焼成を行い、収縮抑制層115を除去した後、得られた焼結体をダイシングにより子基板に分割し、本実施例のセラミック多層基板を得た。このセラミック多層基板の厚さは0.5mmであった。   After the temporary pressure bonding, a predetermined pressure was applied to perform the main pressure bonding to produce a pressure bonded body 110 shown in FIG. The pressure during the main pressure bonding is preferably 20 MPa or more and 250 MPa or less. If the pressure during the main pressure bonding is less than 20 MPa, the pressure bonding is insufficient, and there is a risk of delamination during firing. If the pressure exceeds 250 MPa, the multilayer ceramic capacitor 112 may be damaged or the internal conductor pattern 113 may be disconnected. There is. Next, after firing the pressure-bonded body 110 in an air atmosphere at 870 ° C. and removing the shrinkage suppression layer 115, the obtained sintered body is divided into sub-substrates by dicing to obtain a ceramic multilayer substrate of this example. It was. The thickness of this ceramic multilayer substrate was 0.5 mm.

比較例1
本比較例では、積層セラミックコンデンサをセラミック多層基板の表面から50μm、100μm、150μm、200μm、250μmの層に2個ずつ、子基板一枚当たり10個(=2個×5層)ずつ内蔵させた以外は、実施例1と同一要領でセラミック多層基板を作製した。
Comparative Example 1
In this comparative example, two monolithic ceramic capacitors were built in the layers of 50 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, and 250 μm from the surface of the ceramic multilayer substrate, and 10 (= 2 × 5 layers) per child substrate. Except for the above, a ceramic multilayer substrate was produced in the same manner as in Example 1.

〔セラミック多層基板の評価〕
LCRメーターを用いて、実施例1及び比較例1のセラミック多層基板にそれぞれ内蔵された積層セラミックコンデンサ12の容量値を、1MHzの周波数にて測定を行い、この測定結果に基づいて容量値のバラツキを算出し、その結果を表1に示した。
[Evaluation of ceramic multilayer substrate]
Using the LCR meter, the capacitance values of the multilayer ceramic capacitors 12 incorporated in the ceramic multilayer substrates of Example 1 and Comparative Example 1 were measured at a frequency of 1 MHz, and the variation in the capacitance values based on the measurement results. The results are shown in Table 1.

Figure 0004569265
Figure 0004569265

表1に示す結果によれば、実施例1のセラミック多層基板の場合には各積層セラミックコンデンサ間の容量値のバラツキが4.0%であった。これに対して比較例1のセラミック多層基板の場合には各積層セラミックコンデンサ間の容量値のバラツキが5.1%であった。この結果から、複数個の積層セラミックコンデンサのセラミック多層基板の表面からの深さを揃えることによって、積層セラミックコンデンサ間の容量値のバラツキを抑制できることが判った。換言すれば、セラミック多層基板の収縮時に積層セラミックコンデンサに加わる応力が表面からの深さによって変動することが判った。   According to the results shown in Table 1, in the case of the ceramic multilayer substrate of Example 1, the variation in capacitance value between the multilayer ceramic capacitors was 4.0%. On the other hand, in the case of the ceramic multilayer substrate of Comparative Example 1, the variation in the capacitance value between the multilayer ceramic capacitors was 5.1%. From this result, it was found that variation in capacitance values among the multilayer ceramic capacitors can be suppressed by aligning the depths of the multilayer ceramic capacitors from the surface of the ceramic multilayer substrate. In other words, it has been found that the stress applied to the multilayer ceramic capacitor when the ceramic multilayer substrate contracts varies depending on the depth from the surface.

実施例2
本実施例では、実施例1で作製したセラミック多層基板を本実施例のセラミック多層基板として用意した。
Example 2
In this example, the ceramic multilayer substrate produced in Example 1 was prepared as the ceramic multilayer substrate of this example.

比較例2
本比較例では、複数個の積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック層の面方向を特定せず、それぞれの面方向をランダムにしてセラミック積層体に内蔵させた以外は、実施例1と同一要領でセラミック多層基板を作製した。
Comparative Example 2
In this comparative example, the ceramic directions were the same as in Example 1 except that the surface directions of the dielectric ceramic layers of the plurality of multilayer ceramic capacitors were not specified and each surface direction was random and incorporated in the ceramic laminate. A multilayer substrate was produced.

そして、実施例2及び比較例2のセラミック多層基板にそれぞれ内蔵された各積層セラミックコンデンサの容量値を実施例1と同一要領で測定し、この測定結果に基づいて容量値のバラツキを算出し、その結果を表2に示した。   Then, the capacitance value of each multilayer ceramic capacitor incorporated in each of the ceramic multilayer substrates of Example 2 and Comparative Example 2 is measured in the same manner as in Example 1, and the variation in the capacitance value is calculated based on this measurement result. The results are shown in Table 2.

Figure 0004569265
Figure 0004569265

表2に示す結果によれば、実施例2のセラミック多層基板の場合には各積層セラミックコンデンサ間の容量値のバラツキが4.0%であった。これに対して比較例2のセラミック多層基板の場合には各積層セラミックコンデンサ間の容量値のバラツキが4.7%であった。この結果から、複数個の積層セラミックコンデンサをセラミック多層基板の表面から同一深さに揃えると共に、積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック層をセラミック積層体の面方向に対して平行に揃えることによって各積層セラミックコンデンサ間の容量値のバラツキを抑制できることが判った。換言すれば、複数個の積層セラミックコンデンサがセラミック多層基板の表面から同一深さに揃えて配置されていても、各積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック層の面方向の向きがセラミック積層体の面方向に平行に揃っていなければ各積層セラミックコンデンサ間の容量値のバラツキが大きくなることが判った。   According to the results shown in Table 2, in the case of the ceramic multilayer substrate of Example 2, the variation in capacitance value between the multilayer ceramic capacitors was 4.0%. On the other hand, in the case of the ceramic multilayer substrate of Comparative Example 2, the variation in capacitance value between the multilayer ceramic capacitors was 4.7%. From this result, the multilayer ceramic capacitors are arranged at the same depth from the surface of the ceramic multilayer substrate, and the dielectric ceramic layers of the multilayer ceramic capacitor are arranged in parallel to the surface direction of the ceramic multilayer body. It was found that variation in the capacitance value between capacitors can be suppressed. In other words, even if a plurality of multilayer ceramic capacitors are arranged at the same depth from the surface of the ceramic multilayer substrate, the direction of the surface direction of the dielectric ceramic layer of each multilayer ceramic capacitor is the surface direction of the ceramic multilayer body. It was found that the variation in the capacitance value between the multilayer ceramic capacitors would be large if they were not parallel to each other.

実施例3
本実施例では、図8に示すようにセラミック多層基板の上下両面から同じ距離にある2つの界面に積層セラミックコンデンサを配置した以外は、実施例1と同一要領でセラミック多層基板を作製した。
Example 3
In this example, as shown in FIG. 8, a ceramic multilayer substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that multilayer ceramic capacitors were arranged at two interfaces at the same distance from the upper and lower surfaces of the ceramic multilayer substrate.

本実施例では、図8に示すように下面から100μmの深さに位置するセラミックグリーンシート111A上と、上面から100μmの深さに位置するセラミックグリーンシート111A上に、それぞれ積層セラミックコンデンサ112を実施例1と同一の個数を配置してグリーンシート積層体111を作製し、このグリーンシート積層体111を収縮抑制層115と一緒に実施例1と同一要領でセラミック多層基板を作製した。そして、実施例1と同一要領で各積層セラミックコンデンサの容量値を測定し、この測定結果に基づいて容量値のバラツキを算出し、その結果を表3に示した。尚、参考例1としては、実施例1で作製したセラミック多層基板を用いた。   In this embodiment, as shown in FIG. 8, multilayer ceramic capacitors 112 are respectively formed on the ceramic green sheet 111A located at a depth of 100 μm from the lower surface and on the ceramic green sheet 111A located at a depth of 100 μm from the upper surface. A green sheet laminate 111 was produced by arranging the same number as in Example 1, and a ceramic multilayer substrate was produced using the green sheet laminate 111 together with the shrinkage suppression layer 115 in the same manner as in Example 1. Then, the capacitance value of each multilayer ceramic capacitor was measured in the same manner as in Example 1, and the variation in the capacitance value was calculated based on the measurement result. The result is shown in Table 3. As Reference Example 1, the ceramic multilayer substrate produced in Example 1 was used.

Figure 0004569265
Figure 0004569265

表3に示す結果によれば、積層セラミックコンデンサがセラミック多層基板の上下両面から同じ深さに配置されているため、いずれの積層セラミックコンデンサも容量値が同一のバラツキを示し、このバラツキは実施例1のものと殆ど変わらないことが判った。この結果から、積層セラミックコンデンサを2層に渡って内蔵させても、それぞれの積層セラミックコンデンサがセラミック多層基板の上下両面から同じ深さに配置されていれば、それぞれの容量値のバラツキを抑制できることが判った。   According to the results shown in Table 3, since the multilayer ceramic capacitors are arranged at the same depth from the upper and lower surfaces of the ceramic multilayer substrate, all the multilayer ceramic capacitors exhibit the same variation in capacitance value. It turns out that it is almost the same as one. From this result, even if the multilayer ceramic capacitors are built in two layers, if the respective multilayer ceramic capacitors are arranged at the same depth from the upper and lower surfaces of the ceramic multilayer substrate, it is possible to suppress variation in the respective capacitance values. I understood.

実施例4
本実施例では、実施例1で作製したセラミック多層基板を本実施例のセラミック多層基板として用意した。そして、このセラミック多層基板内の積層セラミックコンデンサにクラックが発生しているか否かをX線探傷法によって調べ、その結果を表4に示した。
Example 4
In this example, the ceramic multilayer substrate produced in Example 1 was prepared as the ceramic multilayer substrate of this example. And it was investigated by X-ray flaw detection method whether the multilayer ceramic capacitor in this ceramic multilayer substrate had cracked, and the result was shown in Table 4.

比較例3
本比較例では、積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック層がセラミックグリーンシートの表面に垂直になるように、積層セラミックコンデンサをセラミックグリーンシート上に配置した以外は、実施例1と同一要領でセラミック多層基板を作製した。このセラミック多層基板内の積層セラミックコンデンサにクラックが発生しているか否かをX線探傷法によって調べ、その結果を表4に示した。
Comparative Example 3
In this comparative example, the ceramic multilayer substrate is formed in the same manner as in Example 1 except that the multilayer ceramic capacitor is arranged on the ceramic green sheet so that the dielectric ceramic layer of the multilayer ceramic capacitor is perpendicular to the surface of the ceramic green sheet. Was made. Whether or not cracks have occurred in the multilayer ceramic capacitor in the ceramic multilayer substrate was examined by X-ray flaw detection, and the results are shown in Table 4.

Figure 0004569265
Figure 0004569265

表4に示す結果によれば、実施例4のセラミック多層基板内の積層セラミックコンデンサにはクラックが認められなかった。これに対して、比較例3のセラミック多層基板の積層セラミックコンデンサには4000個中25個の積層セラミックコンデンサにクラックが認められた。この結果から、積層セラミックコンデンサは誘電体セラミック層に対して垂直方向に作用する応力には強いが、誘電体セラミック層と平行に作用する応力に弱いことが判った。従って、積層セラミックコンデンサは、誘電体セラミック層がセラミック多層基板のセラミック層に対して平行に配置することで、グリーンシート積層体の加圧時及び焼成時に加わる応力よるクラックの発生を防止できることが判った。   According to the results shown in Table 4, no cracks were observed in the multilayer ceramic capacitor in the ceramic multilayer substrate of Example 4. On the other hand, cracks were observed in 25 out of 4000 multilayer ceramic capacitors of the multilayer ceramic capacitor of Comparative Example 3. From this result, it was found that the multilayer ceramic capacitor is resistant to stress acting in a direction perpendicular to the dielectric ceramic layer, but weak to stress acting in parallel with the dielectric ceramic layer. Therefore, it is understood that the multilayer ceramic capacitor can prevent the occurrence of cracks due to the stress applied when the green sheet laminate is pressed and fired by arranging the dielectric ceramic layer in parallel with the ceramic layer of the ceramic multilayer substrate. It was.

実施例5
本実施例では、図9に示すように圧着体110を加圧しながら焼成した以外は、実施例1と同一要領でセラミック多層基板を作製した。即ち、同図に示すように圧着体110の上下に多孔質性のセラミックセッター200を配置してこれら三者を重ね、セラミックセッター200の上から1MPaの圧力を加えて加圧焼成を行った以外は、実施例1と同一要領でセラミック多層基板を得た。加圧焼成を行う場合の圧力は0.1MPa以上であることが好ましい。尚、多孔質性のセラミックセッター200を使用することによって焼成時における脱脂を確実に行うことができる。
Example 5
In this example, a ceramic multilayer substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure-bonded body 110 was fired while being pressed as shown in FIG. That is, as shown in the figure, the porous ceramic setter 200 is arranged above and below the pressure-bonding body 110, and these three members are stacked. Obtained a ceramic multilayer substrate in the same manner as in Example 1. The pressure when performing pressure firing is preferably 0.1 MPa or more. In addition, by using the porous ceramic setter 200, degreasing during firing can be performed reliably.

本実施例によれば、焼成時に加圧することによってセラミック多層基板の平坦化を促進することができる。また、本実施例では圧着体110を一段だけ設けて焼成する場合について説明したが、同様の圧着体110を複数段に渡って積層して焼成しても良い。   According to the present embodiment, planarization of the ceramic multilayer substrate can be promoted by applying pressure during firing. Further, in this embodiment, the case where the pressure-bonding body 110 is provided in a single stage and fired has been described, but a similar pressure-bonding body 110 may be laminated and fired over a plurality of stages.

実施例6
本実施例では内部導体パターンとしてCuを用い、積層セラミックコンデンサとして、外部端子電極がCuで、サイズが1.6mm×0.8mm×0.3mm、内部電極がNi、焼成温度が1200℃、容量値が0.1μFの積層セラミックコンデンサを用いた以外は実施例1と同一要領で圧着体を作製し、1000℃、1050℃、1080℃の3条件で焼成を行った。各焼成温度で得られたセラミック多層基板について、外部端子電極に25Vの直流電圧を印加し、温度75℃、相対湿度95%の環境下で信頼性の評価を行い、その評価結果を表5に示した。
Example 6
In this example, Cu is used as the internal conductor pattern, and as the multilayer ceramic capacitor, the external terminal electrode is Cu, the size is 1.6 mm × 0.8 mm × 0.3 mm, the internal electrode is Ni, the firing temperature is 1200 ° C., the capacity A pressure-bonded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that a multilayer ceramic capacitor having a value of 0.1 μF was used, and was fired under three conditions of 1000 ° C., 1050 ° C., and 1080 ° C. With respect to the ceramic multilayer substrate obtained at each firing temperature, a DC voltage of 25 V was applied to the external terminal electrode, and the reliability was evaluated in an environment at a temperature of 75 ° C. and a relative humidity of 95%. Indicated.

Figure 0004569265
Figure 0004569265

表5に示す結果によれば、1050℃以上で焼成したセラミック多層基板は、積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗がいずれも経時的に低下したが、1000℃で焼成したセラミック多層基板の積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗は経時的に安定していることが判った。この結果から、セラミック多層基板は1000℃以下で焼成することが好ましいことが判った。1050℃で焼成した場合でも絶縁抵抗は経時的に僅かに低下するに過ぎず、実用上問題のないことが判った。   According to the results shown in Table 5, the ceramic multilayer substrate fired at 1050 ° C. or higher had a decrease in the insulation resistance of the multilayer ceramic capacitor over time, but the insulation of the multilayer ceramic capacitor of the ceramic multilayer substrate fired at 1000 ° C. The resistance was found to be stable over time. From this result, it was found that the ceramic multilayer substrate is preferably fired at 1000 ° C. or lower. Even when baked at 1050 ° C., the insulation resistance only slightly decreased with time, and it was found that there was no practical problem.

実施例7
本実施例では、セラミックグリーンシートに積層セラミックコンデンサの大きさに即した貫通孔をパンチングにより設け、この貫通孔内に積層セラミックコンデンサを収納し、実施例1と同一深さに積層セラミックコンデンサを内蔵させた以外は、実施例1に同一要領でセラミック多層基板を作製した。
Example 7
In this embodiment, a through hole corresponding to the size of the multilayer ceramic capacitor is provided in the ceramic green sheet by punching, and the multilayer ceramic capacitor is accommodated in the through hole, and the multilayer ceramic capacitor is built in the same depth as in the first embodiment. A ceramic multilayer substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was performed.

そして、LCRメーターを用いて1MHzにてセラミック多層基板内の各積層セラミックコンデンサついて容量値を測定し、この測定結果に基づいて容量値のバラツキを算出し、その結果を表6に示した。また、参考例2として実施例1の積層セラミックコンデンサの容量値のバラツキを示した。   Then, the capacitance value of each multilayer ceramic capacitor in the ceramic multilayer substrate was measured at 1 MHz using an LCR meter, and the variation in the capacitance value was calculated based on this measurement result. The results are shown in Table 6. Further, as Reference Example 2, variation in the capacitance value of the multilayer ceramic capacitor of Example 1 is shown.

Figure 0004569265
Figure 0004569265

表6に示す結果によれば、実施例6のセラミック多層基板は、積層セラミックコンデンサの容量値のバラツキが参考例2のものよりも抑制されていることが判った。この結果から、貫通孔内に積層セラミックコンデンサを収納することによって、セラミック多層基板を作製する際に積層セラミックコンデンサに加わる応力が緩和されることが判った。   According to the results shown in Table 6, it was found that in the ceramic multilayer substrate of Example 6, the variation in the capacitance value of the multilayer ceramic capacitor was suppressed more than that in Reference Example 2. From this result, it was found that the stress applied to the multilayer ceramic capacitor when the ceramic multilayer substrate is manufactured is reduced by housing the multilayer ceramic capacitor in the through hole.

尚、本発明は、上記各実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限り、本発明に含まれる。   In addition, this invention is not restrict | limited to each said embodiment at all, and unless it contradicts the meaning of this invention, it is contained in this invention.

本発明は、電子機器などに使用されるセラミック多層基板及びその製造方法に好適に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used for a ceramic multilayer substrate used for electronic devices and the manufacturing method thereof.

(a)、(b)はそれぞれ本発明のセラミック多層基板の一実施形態を示す図で、(a)は全体を示す断面図、(b)は(a)の要部を拡大して示す断面図である。(A), (b) is a figure which shows one Embodiment of the ceramic multilayer substrate of this invention, respectively, (a) is sectional drawing which shows the whole, (b) is a cross section which expands and shows the principal part of (a). FIG. 図1に示すセラミック多層基板の製造工程の要部を示す工程図である。It is process drawing which shows the principal part of the manufacturing process of the ceramic multilayer substrate shown in FIG. 図2に示すセラミック多層基板の製造工程の後工程を示す図である。It is a figure which shows the post process of the manufacturing process of the ceramic multilayer substrate shown in FIG. (a)、(b)はそれぞれ本発明のセラミック多層基板の他の実施形態の要部を拡大して示す図で、(a)はその断面図、(b)は(a)に示すチップ状セラミック積層部品の内蔵させる時の工程を示す断面図である。(A), (b) is the figure which expands and shows the principal part of other embodiment of the ceramic multilayer substrate of this invention, respectively, (a) is the sectional drawing, (b) is chip shape shown to (a) It is sectional drawing which shows the process at the time of incorporating a ceramic laminated component. 本発明のセラミック多層基板の更に他の実施形態の要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of other embodiment of the ceramic multilayer substrate of this invention. 本発明のセラミック多層基板の更に他の実施形態の要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of other embodiment of the ceramic multilayer substrate of this invention. 本発明の一実施例の製造工程の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the manufacturing process of one Example of this invention. 本発明の他の実施例の製造工程の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the manufacturing process of the other Example of this invention. 本発明の更に他の実施例の製造工程の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the manufacturing process of the further another Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 セラミック多層基板
11 セラミック積層体
11A セラミック層
12、112 チップ状セラミック積層部品
12A、112A 外部端子電極
12B 誘電体セラミック層
13 内部導体パターン
13A 面内導体
13B ビア導体
13D 段部(接続段部)
15、15A 収縮抑制層
16 接続導体
16A 第1接続導体
16B 第2接続導体
111 グリーンシート積層体
111A セラミックグリーンシート
113 内部導体パターン部
113A 面内導体部
113B ビア導体部
116A 第1接続導体部
116B 第2接続導体部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ceramic multilayer substrate 11 Ceramic laminated body 11A Ceramic layer 12, 112 Chip-shaped ceramic laminated component 12A, 112A External terminal electrode 12B Dielectric ceramic layer 13 Internal conductor pattern 13A In-plane conductor 13B Via conductor 13D Step part (connection step part)
15, 15A Shrinkage suppression layer 16 Connection conductor 16A First connection conductor 16B Second connection conductor 111 Green sheet laminate 111A Ceramic green sheet 113 Internal conductor pattern portion 113A In-plane conductor portion 113B Via conductor portion 116A First connection conductor portion 116B First 2 connecting conductor

Claims (12)

セラミックグリーンシートの表面に、複数の誘電体セラミック層を積層してなるセラミック焼結体を素体とし、上記誘電体セラミック層の層間に内部電極を有するチップ状セラミック積層部品を、上記誘電体セラミック層の界面が上記セラミックグリーンシートの表面と平行になるように、複数個配置する工程と、
上記複数個のチップ状セラミック積層部品が配置された上記セラミックグリーンシートを、他のセラミックグリーンシートと共に積層し、上記複数個のチップ状セラミック積層部品を内蔵したグリーンシート積層体を作製する工程と、
上記グリーンシート積層体を焼成する工程と、を備え、
上記グリーンシート積層体の作製工程は、
上記チップ状セラミック積層部品を挟み込む上下のセラミックグリーンシートそれぞれに第1、第2接続導体部を形成する工程と、
上記上下のセラミックグリーンシート間に上記チップ状セラミック積層部品を配置して、これらのセラミックグリーンシートを圧着することによって、上記第1接続導体部が上記上下のセラミックグリーンシートの界面から一方向へ上記チップ状セラミック積層部品の端面に沿って延びると共に上記第2接続導体部が上記界面から上記第1接続導体部とは反対方向へ上記チップ状セラミック積層部品の端面に沿って延びて、上記第1、第2接続導体部を上記チップ状セラミック積層部品の端子電極に接続する工程と、を備えた
ことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
A ceramic sintered body formed by laminating a plurality of dielectric ceramic layers on the surface of a ceramic green sheet is used as a base, and a chip-shaped ceramic multilayer component having internal electrodes between the dielectric ceramic layers is formed as the dielectric ceramic. A step of arranging a plurality of layers so that the interface of the layers is parallel to the surface of the ceramic green sheet;
Laminating the ceramic green sheet in which the plurality of chip-shaped ceramic multilayer components are arranged together with other ceramic green sheets, and producing a green sheet laminate including the plurality of chip-shaped ceramic multilayer components;
And firing the green sheet laminate.
The production process of the green sheet laminate is as follows:
Forming first and second connection conductor portions on the upper and lower ceramic green sheets sandwiching the chip-shaped ceramic multilayer component; and
By disposing the chip-shaped ceramic multilayer component between the upper and lower ceramic green sheets and press-bonding these ceramic green sheets, the first connecting conductor portion is moved in one direction from the interface between the upper and lower ceramic green sheets. The second connecting conductor portion extends along the end surface of the chip-shaped ceramic multilayer component and extends along the end surface of the chip-shaped ceramic multilayer component in the direction opposite to the first connecting conductor portion from the interface. And a step of connecting the second connection conductor portion to the terminal electrode of the chip-shaped ceramic multilayer component .
セラミックグリーンシートの表面に、複数の誘電体セラミック層を積層してなるセラミック焼結体を素体とし、上記誘電体セラミック層の層間に内部電極を有するチップ状セラミック積層部品を、上記誘電体セラミック層の界面が上記セラミックグリーンシートの表面と平行になるように、複数個配置する工程と、
上記複数個のチップ状セラミック積層部品が配置された上記セラミックグリーンシートを、他のセラミックグリーンシートと共に積層し、上記複数個のチップ状セラミック積層部品を内蔵したグリーンシート積層体を作製する工程と、
上記グリーンシート積層体を焼成する工程と、を備え、
上記グリーンシート積層体の作製工程は、
上記チップ状セラミック積層部品の端子電極を上記セラミックグリーンシートに設けられたビア導体部に直接接続する工程と、
上記チップ状セラミック積層部品に圧力を付与して上記ビア導体部に上記チップ状セラミック積層部品との接続段部を形成する工程と、を備えた
ことを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
A ceramic ceramic sintered body formed by laminating a plurality of dielectric ceramic layers on the surface of a ceramic green sheet is used as a base, and a chip-shaped ceramic multilayer component having internal electrodes between the dielectric ceramic layers is formed as the dielectric ceramic. A step of arranging a plurality of layers so that the interface of the layers is parallel to the surface of the ceramic green sheet;
Laminating the ceramic green sheet on which the plurality of chip-shaped ceramic multilayer components are arranged together with other ceramic green sheets, and producing a green sheet laminate including the plurality of chip-shaped ceramic multilayer components;
And firing the green sheet laminate.
The production process of the green sheet laminate is as follows:
Directly connecting the terminal electrode of the chip-shaped ceramic multilayer component to the via conductor provided in the ceramic green sheet;
And a step of applying a pressure to the chip-shaped ceramic multilayer component to form a connection step portion with the chip-shaped ceramic multilayer component in the via conductor portion .
上記チップ状セラミック積層部品は、その厚みAと、長手方向の長さBとが2≦(B/A)≦40の関係を満たすことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセラミック多層基板の製造方法。 3. The ceramic according to claim 1, wherein the chip-shaped ceramic multilayer component has a thickness A and a length B in the longitudinal direction satisfy a relationship of 2 ≦ (B / A) ≦ 40. A method for producing a multilayer substrate. 上記グリーンシート積層体の少なくとも一方の主面に、上記セラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しないセラミックを主成分とする収縮抑制層を配置する工程と、
これら両者を上記セラミックグリーンシートの焼結温度で焼成する工程と、
上記収縮抑制層を除去する工程と、
を備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のセラミック多層基板の製造方法。
A step of disposing a shrinkage suppression layer mainly composed of ceramic that is not substantially sintered at the sintering temperature of the ceramic green sheet on at least one main surface of the green sheet laminate;
Firing both of these at the sintering temperature of the ceramic green sheet,
Removing the shrinkage suppression layer;
The method for producing a ceramic multilayer substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the ceramic multilayer substrate is provided.
上記焼成工程では上記グリーンシート積層体を加圧しながら焼成することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のセラミック多層基板の製造方法。 The method for producing a ceramic multilayer substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein in the firing step, the green sheet laminate is fired while being pressurized. 上記グリーンシート積層体の作製工程では、上記グリーンシート積層体の内部に、上記セラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しないセラミック材料を主成分とする収縮抑制層を配置し、
上記グリーンシート積層体の焼成工程では、上記収縮抑制層を備えたグリーンシート積層体を上記セラミックグリーンシートの焼結温度で焼成する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のセラミック多層基板の製造方法。
In the green sheet laminate manufacturing step, a shrinkage suppression layer mainly composed of a ceramic material that does not substantially sinter at the sintering temperature of the ceramic green sheet is disposed inside the green sheet laminate,
The firing step of the green sheet laminate, any one of claims 1 to 5, characterized in that firing the green sheet laminate provided with the shrinkage inhibiting layer at the sintering temperature of the ceramic green sheet A method for producing a ceramic multilayer substrate as described in 1. above.
上記グリーンシート積層体の作製工程では、上記グリーンシート積層体内部の同一界面には同一種の上記チップ状セラミック積層部品を複数個配置することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のセラミック多層基板の製造方法。 7. The manufacturing process of the green sheet laminate, wherein a plurality of the same type of chip-shaped ceramic laminate parts are arranged at the same interface inside the green sheet laminate . 2. A method for producing a ceramic multilayer substrate according to item 1 . 上記セラミックグリーンシートとして、低温焼結セラミック材料を主成分とする低温焼結セラミックグリーンシートを用いることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のセラミック多層基板の製造方法。 The method for producing a ceramic multilayer substrate according to any one of claims 1 to 7 , wherein a low-temperature sintered ceramic green sheet mainly composed of a low-temperature sintered ceramic material is used as the ceramic green sheet. . 複数のセラミック層が積層されてなるセラミック積層体と、このセラミック積層体内の上下のセラミック層の界面に複数個設けられたチップ状セラミック積層部品と、を備えたセラミック多層基板であって、A ceramic multilayer substrate comprising: a ceramic laminate formed by laminating a plurality of ceramic layers; and a plurality of chip-like ceramic laminate components provided at an interface between upper and lower ceramic layers in the ceramic laminate,
上記チップ状セラミック積層部品は、複数の誘電体セラミック層が積層されてなるセラミック焼結体を素体とし且つ上記誘電体セラミック層の層間に形成された内部電極を有し、The chip-shaped ceramic multilayer component includes a ceramic sintered body formed by laminating a plurality of dielectric ceramic layers, and an internal electrode formed between the dielectric ceramic layers.
上記複数個のチップ状セラミック積層部品は、それぞれの誘電体セラミック層を上記セラミック層に平行にして同一の上記界面に設けられ、且つ、それぞれの上記セラミック層と直交する方向の端部に形成された端子電極が上記セラミック積層体内に形成された接続導体と電気的に接続され、The plurality of chip-shaped ceramic multilayer parts are provided at the same interface with the dielectric ceramic layers parallel to the ceramic layers, and are formed at the ends in the direction orthogonal to the ceramic layers. The terminal electrode is electrically connected to the connection conductor formed in the ceramic laminate,
上記接続導体は、上記界面から上記チップ状セラミック積層部品の端子電極に沿って一方向へ延びる第1接続導体と、上記界面から上記端子電極に沿って上記第1接続導体とは反対方向へ延びる第2接続導体と、を有するThe connection conductor extends from the interface in one direction along the terminal electrode of the chip-shaped ceramic multilayer component, and extends from the interface along the terminal electrode in a direction opposite to the first connection conductor. A second connecting conductor
ことを特徴とするセラミック多層基板。A ceramic multilayer substrate characterized by that.
複数のセラミック層が積層されてなるセラミック積層体と、このセラミック積層体内の上下のセラミック層の界面に複数個設けられたチップ状セラミック積層部品とを備えたセラミック多層基板であって、
上記チップ状セラミック積層部品は、複数の誘電体セラミック層が積層されてなるセラミック焼結体を素体とし且つ上記誘電体セラミック層の層間に形成された内部電極を有し、
上記複数個のチップ状セラミック積層部品は、それぞれの誘電体セラミック層を上記セラミック層に平行にして同一の上記界面に設けられ、且つ、それぞれの上記セラミック層と直交する方向の端部に形成された端子電極は、上記セラミック積層体内に形成されたビア導体と電気的に直接接続され、
上記ビア導体の上記端子電極との接続部は、上記端子電極が上記ビア導体の上面から食い込んだ接続段部として形成されている
ことを特徴とするセラミック多層基板。
A ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are laminated, a ceramic multilayer substrate having a chip-like ceramic multilayer part provided plurality, the the interface of the ceramic laminate of the upper and lower ceramic layers,
The chip-shaped ceramic laminated components have a internal electrodes in which a plurality of dielectric ceramic layers are formed between layers of the ceramic sintered body obtained by laminating the body and the dielectric ceramic layers,
The plurality of chip-shaped ceramic multilayer parts are provided at the same interface with the dielectric ceramic layers parallel to the ceramic layers, and are formed at the ends in the direction orthogonal to the ceramic layers. The terminal electrode is electrically connected directly to the via conductor formed in the ceramic laminate,
The ceramic multilayer substrate , wherein the connection portion of the via conductor with the terminal electrode is formed as a connection step portion in which the terminal electrode is cut from the upper surface of the via conductor .
上記チップ状セラミック積層部品は、その厚みAと、その長手方向の長さBが2≦(B/A)≦40の関係を満たすことを特徴とする請求項9または請求項10に記載のセラミック多層基板。 11. The ceramic according to claim 9, wherein the chip-shaped ceramic laminated component has a thickness A and a longitudinal length B satisfying a relationship of 2 ≦ (B / A) ≦ 40. Multilayer board. 上記セラミック積層体内部の複数の界面に、複数個のチップ状セラミック積層部品内蔵されていることを特徴とする請求項9〜請求項11のいずれか1項に記載のセラミック多層基板。 It said multiple field surface of the ceramic laminate portion, a plurality of ceramic multi-layer substrate according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the chip-shaped ceramic laminate device is incorporated.
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