JP4610113B2

JP4610113B2 - セラミック多層基板の製法

Info

Publication number: JP4610113B2
Application number: JP2001086026A
Authority: JP
Inventors: 譲松本; 秀司中澤; 晃井本; 誠一郎平原; 辰治古瀬
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP2002290039A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック多層基板の製法に関し、特に、通信機器や電子機器等に高周波用途の部品として搭載されるセラミック多層基板の製法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
セラミック多層基板の製法としては、従来、グリーンシート積層方式が主流であった。これは内部配線となるパターンやビアホール導体となる導電部材が形成された複数のセラミックグリーンシートを複数積層圧着して作製した積層成形体を一括焼成し、基板を得る方法である。
【０００３】
ここで、導電部材としては、タングステンやモリブデンに比べて導体抵抗が低く、高周波特性も良好な銀系や銅系の導電材料を用い、基板材料にはこれらの導電材料と同時焼成可能な低温焼成ガラスセラミック材料を用いていた。
【０００４】
この製法の場合、ビアホール導体を形成するための貫通孔の形成は、ＮＣパンチや金型による機械的な打抜きにより行うが、ＮＣパンチによる形成の場合は一孔ずつ形成するため、工数がかかり、金型の場合は一括形成による工数削減は可能だが金型代が高価であるといった製造コストの問題や、特に薄いシートを打ち抜き加工する際のハンドリング性の問題があった。また、グリーンシートは取り扱い時に伸縮するため、その変形の影響により、積層時の層間の位置精度が良くないという問題もあった。
【０００５】
このようなグリーンシート積層方式による問題を解決したものとして、従来、支持基板上に光硬化性樹脂を含有するセラミックスリップをドクターブレード法等で塗布し、塗布した絶縁膜に選択的な露光処理を施した後、現像処理してビアホール導体を形成するための貫通孔を形成し、該貫通孔への導電性ペーストの充填および絶縁膜上への内部配線用導体膜の形成という工程を必要積層数繰り返し、最後に表面配線となる導体膜を形成し、得られた積層成形体を一括焼成して基板を得るといういわゆるビルドアップ多層方式を利用したセラミック多層基板の製法が知られている。
【０００６】
このような製法では、例えば、セラミック粉末、光硬化性樹脂を含有する有機バインダおよび溶剤よりなるセラミックスリップを塗布・乾燥して、支持基板に絶縁層成形体を形成し、この絶縁層成形体を露光現像して、ビアホール用の貫通孔を形成し、このような貫通孔に一般的な導電性ペーストをスクリーン印刷法等により充填し、加熱して溶剤を飛散させて乾燥し、ビアホール乾燥導体を形成し、その後必要に応じて導電性ペーストをスクリーン印刷して配線パターンを形成し、上記のような工程を繰り返し行なうことにより得られる積層成形体を一括焼成することにより、セラミック多層基板を得ることができる。
【０００７】
このようなセラミック多層基板の製法によれば、多数のビアホール用の貫通孔を一括にかつ安価に形成できるため製造コストは大幅に低減され、また支持基板に形成された一定の位置合わせ基準を基準としたビルドアップ多層方式を含むフォトリソプロセスを利用した積層方法を採用しているため、積層時の位置精度は非常に高く、高密度実装に有利となる。さらに一層当たりの厚みが薄いシートに大径の孔を開けてもハンドリング性の問題はなく、グリーンシート積層方式における問題を解決できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ビルドアップ多層方式により積層位置精度の高い積層体を作製した場合においても、積層成形体の焼成時には焼結に伴う収縮が起こる。特に、光硬化性樹脂を用いる場合には、スリップ中の樹脂成分が多くなり、焼結に伴う収縮が大きくなるという問題があった。
【０００９】
この焼結に伴う収縮は、積層体のＸ方向・Ｙ方向、あるいは材料のロットにより異なる為、焼成体のパターン寸法にバラツキが生じる。この為、基板表面に部品を実装する際にバラツキを考慮した設計を行う必要が生じたり、実際に部品実装ずれが起こるという問題があり、高密度実装における制約が生じていた。
【００１０】
このような問題の解決手段として、積層成形体の両面もしくは片面に、絶縁材料の焼成温度では焼結しない材料を配置して積層成形体を平面方向に拘束することにより、焼成時における絶縁層積層体のＸＹ方向の収縮を抑え、焼成後に未焼結の材料を研磨等の方法により除去するという方法が提案されている。これにより焼成収縮によるＸＹ方向の寸法変化やバラツキは小さくなるが、未焼結材料を短時間に完全に除去するのは困難であり、未除去粉が残った場合、基板の特性や信頼性を損なうことがあった。
【００１１】
本発明は、焼成後の寸法変化やバラツキを容易に小さくできるとともに、基板の特性や信頼性を高く維持できるセラミック多層基板の製法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック多層基板の製法は、複数の絶縁層を積層してなり、該複数の絶縁層のうち少なくとも１層が他の第１絶縁層と焼成収縮開始温度が異なる第２絶縁層であるセラミック多層基板の製法であって、以下の（ａ）〜（ｆ）の工程を具備することを特徴とするセラミック多層基板の製法。
（ａ）少なくとも、比誘電率が１８〜２０である第１絶縁性無機材料および光硬化性樹脂を含有する第１スリップと、前記第１絶縁性無機材料とは焼成収縮開始温度が２０℃以上相違する、比誘電率が６〜１０である第２絶縁性無機材料および光硬化性樹脂を含有する第２スリップとを作製する工程
（ｂ）支持基板上に、前記第１または第２スリップを塗布、乾燥して第１または第２絶縁層成形体を形成する工程
（ｃ）前記第１または第２絶縁層成形体を露光し、硬化させる工程
（ｄ）（ｃ）工程で得られた前記第１または第２絶縁層成形体上に、前記第１または第２スリップを塗布、乾燥して第１または第２絶縁層成形体を形成し、該第１または第２絶縁層成形体を露光し、硬化させる工程を繰り返して、前記第１絶縁層成形体と前記第２絶縁層成形体の積層成形体を作製する工程
（ｅ）前記積層成形体を前記支持基板から剥離する工程
（ｆ）前記積層成形体を焼成する工程
本発明のセラミック多層基板の製法では、まず焼成収縮開始温度の低い絶縁層成形体が収縮を開始する際には、もう一方の焼成収縮開始温度の高い絶縁層成形体により、ＸＹ方向の収縮が妨げられる為に、焼成収縮開始温度が低い絶縁層成形体は殆ど焼成収縮しない。次に焼成収縮開始温度の高い絶縁層成形体が収縮を開始する際には、既に焼成収縮が殆ど終わっている焼成収縮開始温度の低い絶縁層成形体によりＸＹ方向の収縮が妨げられる為に、この収縮開始温度が高い絶縁層成形体も殆ど焼成収縮しない。
結果的に基板全体としてのＸＹ方向の焼成収縮を抑制することができる。
【００１３】
そして、本発明のセラミック多層基板の製法では、焼成収縮開始温度差を２０℃以上とすることにより、ＸＹ方向の焼成収縮を有効に抑制することができるとともに、第１絶縁層と第２絶縁層との界面における歪みを抑制して、基板の反りや界面剥離等を抑制できる。特にＸＹ方向の拘束と基板の反りを抑制するという観点から焼成収縮開始温度差は５０℃以上が望ましい。
【００１４】
更に、焼成収縮開始温度が高い方の第１または第２絶縁層成形体の焼成収縮開始温度において、焼成収縮開始温度が低い方の第２または第１絶縁層成形体が全体積収縮率の９０％以上収縮していることを特徴とする。これにより、ＸＹ方向の焼成収縮率を１０％以下にすることができる。特にＸＹ方向の焼成収縮率を０〜３％の範囲にするためには焼成収縮開始温度が低い方の絶縁層は、全体積収縮率の９７％以上は収縮が進行していることが望ましい。
【００１５】
更に、本発明のセラミック多層基板の製法においては、（ｄ）工程で得られた積層成形体における第１絶縁層成形体と第２絶縁層成形体の間には、膜厚が２５μｍ以上の内部導体パターンが形成されていることを特徴とする。
【００１６】
これは導体膜厚を厚くすることにより、内部導体の導体抵抗値を低くすることができ、パワーアンプ用基板などの特性に影響を与えるバイアスラインの低抵抗化に有利となる為である。ところが、従来の技術であるグリーンシート積層方式の場合、絶縁層であるグリーンシートの間に形成される導体の膜厚が厚くなると、その段差の影響でシート間の密着性が悪くなり、特に第１絶縁層成形体と第２絶縁層成形体の間に内部導体パターンが形成される場合には、第１絶縁層成形体と第２絶縁層成形体の焼成収縮差により、デラミネーションの問題が顕著に発生する。具体的には、導体膜厚が２５μｍを超えると、その傾向ははっきりと表れる。本発明のようなスリップ材の塗布・乾燥の繰り返しによる積層成形体の場合は、導体膜厚が２５μｍを超えてもそのような問題が発生しない。
【００１７】
また、本発明のセラミック多層基板の製法では、上記（ｄ）工程中に、第１または第２絶縁層成形体の所定個所を露光、現像して貫通孔を形成し、該貫通孔内に導電性ペーストを充填する工程を具備することが望ましい。
【００１８】
さらに、本発明のセラミック多層基板の製法では、先に焼成収縮する第１または第２絶縁層成形体の焼成収縮開始温度が６００℃以上であることが望ましい。通常のバインダ樹脂の場合は、４００〜５００℃までに完全に分解する為、６００℃以下で焼成収縮が開始しても問題はない。しかし、一般に光硬化性樹脂は、その特性が良好なものほど分解性が悪く、完全に分解させるには脱バインダ温度が５００℃以上と高くなるが、本発明では、第１および第２絶縁層成形体の焼成収縮開始温度が６００℃以上であるため、充分に樹脂が分解した後に焼成収縮が開始し、脱バインダ不足に起因するデラミネーションや、基板割れの発生を抑制することができる。
【００１９】
また、本発明では、積層成形体における最下層と最上層の絶縁層成形体は、同一種の絶縁層成形体であることが望ましい。このように、同一焼成収縮開始温度を有する絶縁層成形体を上下対称に配置することにより、基板の反りを効果的に抑制できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の製法により得られたセラミック多層基板の斜視図を示すもので、符号１は絶縁基体を示しており、入出力端子、電源端子、グランド端子等の端子が端面電極２として示されている。端面電極２は絶縁基体１の４つの側面に計１０個所露出して形成されている。
【００２１】
また、絶縁基体１の上面には、表面電極（配線）３が形成され、この表面電極３には抵抗器やコンデンサ等のチップ部品５が接続され、また、半導体素子（ＩＣ）６に接続されたワイヤが接続されている。
【００２２】
図２は上記のような多層基板の断面図を示すもので、絶縁層１ａ〜１ｈは、セラミックまたはガラス−セラミック材料からなり、その厚みは４０〜１００μｍである。第２絶縁層１ａ、１ｈを形成する第２絶縁性無機材料と、第１絶縁層１ｂ〜１ｇを形成する第１絶縁性無機材料は、焼成収縮開始温度が異なり、比誘電率も異なる。即ち、第２絶縁層１ａ、１ｈは、多層基板の最上面および最下面に形成され、左右対称に形成されている。絶縁基体１の下面には、グランド導体となる裏面電極４が形成されている。
【００２３】
このような複数の絶縁層１ａ〜１ｈ間には、内部配線７が形成され、この内部配線７は、金系、銀系、銅系の金属材料、例えば銀系導体からなっている。また絶縁層１ａ〜１ｈ間の内部配線７は、絶縁層１ａ〜１ｈの厚みを貫くビアホール導体８によって接続されている。このビアホール導体８も内部配線７と同様に金系、銀系、銅系の金属材料、例えば銀系導体からなっている。
【００２４】
絶縁基体１の表面には、絶縁層１ｈのビアホール導体８と接続する表面電極３が形成されており、この表面電極３上は、必要に応じてメッキ処理されたり、また各種チップ部品５が半田によって接合されている。
【００２５】
このような多層基板は、図３に示す製造工程によって製造される。先ず、第２絶縁層１ａ、１ｈ、第１絶縁層１ｂ〜１ｇとなる第１、第２絶縁層成形体用の第１、第２スリップを作製する。第１、第２スリップは、第１、第２絶縁性無機材料、光硬化可能なモノマー、例えばポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレートと、有機バインダ、例えばアルキルメタクリレートと、可塑剤とを、有機溶剤、例えばエチルカルビトールアセテートに混合し、ボールミルで混練して作製される。
【００２６】
第１絶縁層１ｂ〜１ｇを構成する第１絶縁性無機材料は、例えば金属元素として少なくともＭｇ、Ｔｉ、Ｃａを含有する複合酸化物であって、その金属元素酸化物による組成式を（１−ｘ）ＭｇＴｉＯ₃−ｘＣａＴｉＯ₃（但し、式中ｘは重量比を表し、０≦ｘ≦０．２）で表される主成分１００重量部に対して、Ｂ含有化合物をＢ₂Ｏ₃換算で３〜２０重量部、アルカリ金属含有化合物をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳｉＯ₂換算で０．０１〜５重量部、アルカリ土類金属をアルカリ土類金属酸化物換算で０．１〜５重量部含有してなるものが用いられる。このような第１絶縁性無機材料は、焼成温度は９００℃前後、焼成収縮開始温度は８００℃前後であり、比誘電率は１８〜２０程度である。
【００２７】
第２絶縁層１ａ、１ｈを構成する第２絶縁性無機材料は、例えばアルミナ、シリカ、ＭｇＴｉＯ₃、ＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴｉＯ₃から選ばれる１種以上を０〜３０重量部と、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ₂を含有する結晶化ガラス７０〜１００重量部とからなり、第１絶縁層１ｂ〜１ｇを構成する第１絶縁性無機材料との焼成収縮開始温度の差は２０℃以上であり、第１絶縁性無機材料の焼成収縮開始温度が第２絶縁性無機材料よりも高く、比誘電率は６〜１０程度である。
【００２８】
第１絶縁性無機材料と第２絶縁性無機材料の焼成収縮開始温度の差を２０℃以上としたのは焼成収縮開始温度差が、２０℃よりも小さいと互いの材料の収縮を妨げることができなくなり、ＸＹ方向の寸法変化が大きくなるからである。焼成収縮開始温度差は、特に５０℃以上が望ましい。収縮差によるデラミネーション等を抑制するためには、焼成収縮開始温度差は１５０℃以下、特には１００℃以下が望ましい。
【００２９】
尚、上述の実施例では溶剤系スリップ材を作製しているが、親水性の官能基を付加した光硬化可能なモノマー、例えば多官能基メタクリレートモノマー、有機バインダ、例えばカルボキシル変性アルキルメタクリレートを用いて、イオン交換水で混練した水系スリップ材であっても良い。絶縁性無機材料としては、例えば、ガラス材料であるＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｂ₂Ｏ₃を主成分とする結晶化ガラス粉末７０重量％とセラミック材料であるアルミナ粉末３０重量％とからなるものも用いられる。ガラス−セラミック原料粉末、セラミック原料粉末は、特に限定されるものではない。
【００３０】
また、ビアホール導体８、内部配線７および表面電極３、裏面電極４となる導電性ペーストを作製する。導電性ペーストは、低融点で且つ低抵抗の金属材料である、例えば銀粉末と、硼珪酸系低融点ガラス、例えばＢ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＢａＯガラス、ＣａＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂ガラス、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂ガラスと、有機バインダ、例えばエチルセルロースとを、有機溶剤、例えば２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタジオールモノイソブチレートに混合し、３本ローラーにより均質混練して作製される。
【００３１】
本発明の多層基板は、まず、図３（ａ）に示すように、支持基板９上に、上述の低誘電率の第２絶縁性無機材料を含有する第２スリップをドクターブレード法によって塗布・乾燥して絶縁層１ａを形成する第２絶縁層成形体１０ａを形成する。尚、支持基板９としては、ガラス板やＰＥＴフィルム等を用い、焼成工程前には取り外される。
【００３２】
次にこの第２絶縁層成形体１０ａに露光処理を行ない、貫通孔１２ａの形成を行う。貫通孔１２ａの形成は、露光処理、現像処理、洗浄・乾燥処理により行う。
【００３３】
露光処理は、第２絶縁層成形体１０ａ上に、貫通孔１２ａが形成される領域が遮光されるようなフォトターゲットを載置して、例えば、超高圧水銀灯（１０ｍＷ／ｃｍ²）を光源として用いて露光を行なう。これにより、貫通孔１２ａが形成される領域の第２絶縁層成形体１０ａにおいては、光硬化可能なモノマーの光重合反応がおこらず、貫通孔１２ａが形成される領域以外の第２絶縁層成形体１０ａにおいては、光重合反応が起こる。ここで光重合反応が起こった部位を不溶化部といい、光重合反応が起こらない部位を溶化部という。
【００３４】
現像処理は、第２絶縁層成形体１０ａの溶化部を現像液で除去するもので、具体的には、例えば、トリエタノールアミン水溶液を現像液として用いてスプレー現像を行う。この現像処理により、図３（ｂ）に示したように、第２絶縁層成形体１０ａに貫通孔１２ａを形成することができる。その後、第２絶縁層成形体１０ａを現像により生じる不要なカスなどを洗浄、乾燥工程により完全に除去する。
【００３５】
これに用いる現像装置は、パドル処理漕、スプレー処理漕、純水洗浄処理漕の３つの処理漕からなり、ワークはコンベアにより各漕を順に搬送され、各漕の終端にはエアーシャワーを設け、現像液および純粋は充分に除去される構造となっている。
【００３６】
次に、貫通孔１２ａへ導電性ペーストを充填する。具体的には、図３（ｃ）に示すように、上述の工程で形成した貫通孔１２ａ内に、貫通孔１２ａに相当する部位のみに印刷可能なスクリーンを用いて印刷によって充填し、その後、所定条件、例えば８０℃で１０分乾燥する。
【００３７】
次に、内部配線７となる内部配線パターン１５を形成する。内部配線パターン１５は、第２絶縁層成形体１０ａ上に、上述の導電性ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷によって形成し、その後、所定条件、例えば８０℃で１０分乾燥することにより形成される。
【００３８】
次に、図３（ｄ）に示すように、上述の高誘電率の第１絶縁性材料を含有する第１スリップをドクターブレード法によって塗布・乾燥して、第１絶縁層１ｂを形成する第１絶縁層成形体１０ｂを形成する。
【００３９】
上記のような工程を繰り返して、図３（ｅ）に示すように、絶縁層成形体１０ａ〜１０ｈを積層する。ここで、第１絶縁層成形体１０ｂ〜１０ｇは高誘電率の第１絶縁性無機材料を含有する第１スリップを、第２絶縁層成形体１０ｈは低誘電率の第２絶縁性無機材料を含有する第２スリップを用いて形成する。
【００４０】
第２絶縁層成形体１０ｈの形成後に、表面電極３となる表面配線パターンを形成する。表面配線パターンは、第２絶縁層成形体１０ｈ上に、上述の導電性ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷によって形成し、その後、所定条件、例えば８０℃で１０分乾燥することにより積層成形体が形成される。
【００４１】
ここで、本発明では、焼成収縮開始温度が高い第１絶縁層成形体１０ｂ〜１０ｇの焼成収縮開始温度において、焼成収縮開始温度が低い第２絶縁層成形体１０ａ、１０ｈが全体積収縮率の９０％以上収縮していることが望ましい。これにより、ＸＹ方向の焼成焼成収縮率を１０％以下にすることができる。特にＸＹ方向の焼成収縮率を０〜３％の範囲にするためには焼成収縮開始温度が低い第２絶縁層成形体１０ａ、１０ｈは、全体積収縮率の９７％以上は収縮が進行していることが望ましい。
【００４２】
また、先に焼成収縮する第２絶縁層成形体１０ａ、１０ｈの焼成収縮開始温度が６００℃以上であることが望ましい。光硬化性樹脂を確実に分解した後に焼成収縮が開始し、脱バインダ不足に起因するデラミネーションや、基板割れの発生を抑制することができる。第１絶縁層成形体１０ｂ〜１０ｇ、第２絶縁層成形体１０ａ、１０ｈの焼成収縮開始温度は７００℃以上であることが望ましい。
【００４３】
第１絶縁層成形体１０ｂ〜１０ｇ、第２絶縁層成形体１０ａ、１０ｈの熱膨張係数差は、２×１０^-6／℃以下とすることが望ましい。第１絶縁層成形体１０ｂ〜１０ｇ、第２絶縁層成形体１０ａ、１０ｈの熱膨張係数差を２×１０^-6／℃以下とすることにより、ピーク焼成温度からの冷却時における絶縁性無機材料の熱収縮挙動をほぼ一致させることができ、収縮のミスマッチをなくすことができる為、クラックあるいはデラミネーションの発生を防止することができる。
【００４４】
この後、この積層成形体を支持基板９から取り外し、必要に応じて、プレスで形状を整える。こうして図３（ｆ）に示すような多層基板の積層成形体が得られる。
【００４５】
尚、裏面電極４は、最下層の第２絶縁層成形体１０ａの形成前に、支持基板９上に上述の導電性ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷によって形成してもよいし、支持基板９を除去した後に、上述の導電性ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷によって形成してもよい。
【００４６】
次に、積層成形体の両面から、回路ブロックに分割される位置に鋭利な刃を押し付けて、分割溝を形成する。
【００４７】
この後、３００〜５００℃で脱バインダー処理し、８００〜１１００℃で焼成を行ない、脱バインダー工程において、含まれている有機バインダ、光硬化可能なモノマを消失し、本焼成工程により焼結する。
【００４８】
その後、表面処理として、厚膜抵抗膜や厚膜保護膜の印刷・焼きつけ、メッキ処理、さらにチップ部品５、半導体素子６の接合を行う。
【００４９】
以上の製法によれば、異なる第２絶縁層成形体１０ａ、１０ｈと、第１絶縁層成形体１０ｂ〜１０ｇとの焼成収縮開始温度の違いから、基板全体のＸＹ収縮率を抑制することができる。また絶縁層成形体の積層過程において、絶縁層成形体１０ａ〜１０ｈの任意の層に内部配線パターン１５を形成し、その膜厚が２５μｍ以上になっても、その上面に絶縁性材料を含有するスリップが塗布されるため、内部配線パターン１５とその上面に形成された絶縁層成形体１０ａ〜１０ｈとの間に隙間が形成されることがなく、密着力が十分となり、焼結後におけるデラミネーションの発生を防止することができる。
【００５０】
【実施例】
（１−ｘ）ＭｇＴｉＯ₃・ｘＣａＴｉＯ₃に対して、Ｂ₂Ｏ₃粉末、アルカリ金属炭酸塩粉末（Ｌｉ₂ＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ₂ＣＯ₃）、ＳｉＯ₂粉末、ＭｎＯ₂粉末、さらにアルカリ土類酸化物粉末（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）を所定量添加してなる第１絶縁性無機材料、ＳｉＯ₂ ５２重量％、ＣａＯ２５重量％、ＭｇＯ１８重量％、Ａｌ₂Ｏ₃ ５重量％からなる結晶性ガラスと、ＳｉＯ₂からなるセラミック粉末を添加してなる第２絶縁性無機材料に、それぞれ光硬化性樹脂として、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレートと、有機バインダとして、アルキルメタクリレートと、有機溶剤として、エチルカルビトールアセテートと、可塑剤を混合し、ボールミルで混練して第１、第２スラリーを作製した。
【００５１】
尚、第１絶縁性無機材料ではｘの値、添加物の量、第２絶縁性無機材料では結晶性ガラスとセラミック粉末の比率を変化させることにより、焼成収縮開始温度を変化させた。
【００５２】
これらの第２スラリーを支持基板に塗布し、露光現像して貫通孔が形成された第２絶縁層成形体を作製し、この第２絶縁層成形体の貫通孔内にＡｇを含有する導電性ペーストを充填するとともに、第２絶縁層成形体表面に導電性ペーストを塗布し、内部電極パターンを形成した。
【００５３】
この第２絶縁層成形体の表面に第１スラリーを塗布し、露光現像して貫通孔が形成された第１絶縁層成形体を作製した、この第１絶縁体成形体の作製工程を繰り返した後、第２スラリーを最上層の第１絶縁層成形体上に塗布し、露光現像して、図３（ｆ）に示す積層成形体を作製した。
【００５４】
この後、大気中で脱バインダー処理し、さらに９１０℃で焼成し、図２に示すようなセラミック多層基板を作製した。
【００５５】
尚、積層成形体と焼成後の回路基板に対して、所定のポイント間の長さを測定することにより、基板のＸＹ方向の収縮率を測定した。また、基板におけるクラック、デラミネーションの有無を基板を研磨して、金属顕微鏡で観察することにより評価した。
【００５６】
また、第１絶縁性無機材料と第２絶縁性無機材料にワックスを添加し、１０ｔｏｎ／ｃｍ²プレスすることにより圧粉体を形成し、熱機械分析（ＴＭＡ）により材料の焼成収縮開始温度、熱膨張係数を評価した。またミリオームメーターにより内層パターンの抵抗値を測定し、単位長さ当りの抵抗値（ｍΩ／ｍｍ）を算出した。それらの結果を表１に記載する。
【００５７】
【表１】

【００５８】
この表１から、本発明のセラミック多層基板は収縮率が０．５〜７．０と小さく、焼成におけるクラックやデラミネーションは発生せず、配線の抵抗値も規格を満足するものが得られることが判る。また比較例として、収縮開始温度差が２０℃未満のものについて評価したところ、デラミネーションが発生した。
【００５９】
【発明の効果】
本発明のセラミック多層基板の製法では、まず焼成収縮開始温度の低い絶縁層成形体が収縮を開始する際には、もう一方の焼成収縮開始温度の高い絶縁層成形体により、ＸＹ方向の収縮が妨げられる為に、焼成収縮開始温度が低い絶縁層成形体は殆ど焼成収縮しない。次に焼成収縮開始温度の高い絶縁層成形体が収縮を開始する際には、既に焼成収縮が殆ど終わっている焼成収縮開始温度の低い絶縁層成形体によりＸＹ方向の収縮が妨げられる為に、この焼成収縮開始温度が高い絶縁層成形体も殆ど焼成収縮しない。結果的に基板全体としてのＸＹ方向の焼成収縮を抑制することができる。
【００６０】
また、光硬化性樹脂を含有するスリップを塗布して形成した絶縁層成形体により、積層成形体を形成する場合には、絶縁層成形体に内部配線パターンを形成しても、その上面に焼結材料を含有するスリップが塗布されるため、優れた位置精度を維持しながら、焼成時の寸法精度の安定性が得られるとともに、内部配線パターンとその上面に形成された絶縁層成形体との間に隙間が形成されることがなく、密着力が十分となり、焼結後におけるデラミネーションの発生を防止することができ、製品の信頼性を向上できる。従って、高寸法精度、且つ高密度な配線パターンを有するセラミック多層基板を得ることができる。
【００６１】
さらに、比誘電率の異なる絶縁材料を１つの基板の中に同時に形成させることで基板に内蔵する回路素子の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製法により得られたセラミック多層基板の斜視図である。
【図２】セラミック多層基板の断面図である。
【図３】本発明のセラミック多層基板の製法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１・・・絶縁基体
１ａ、１ｈ・・・低誘電率の第２絶縁層
１ｂ〜１ｇ・・・高誘電率の第１絶縁層
９・・・支持基板
１０ａ、１０ｈ・・・低誘電率の第２絶縁層成形体
１０ｂ〜１０ｇ・・・高誘電率の第１絶縁層成形体
１２ａ・・・貫通孔

Claims

複数の絶縁層を積層してなり、該複数の絶縁層のうち少なくとも１層が他の第１絶縁層と焼成収縮開始温度が異なる第２絶縁層であるセラミック多層基板の製法であって、以下の（ａ）〜（ｆ）の工程を具備することを特徴とするセラミック多層基板の製法。
（ａ）少なくとも、比誘電率が１８〜２０である第１絶縁性無機材料および光硬化性樹脂を含有する第１スリップと、前記第１絶縁性無機材料とは焼成収縮開始温度が２０℃以上相違する、比誘電率が６〜１０である第２絶縁性無機材料および光硬化性樹脂を含有する第２スリップとを作製する工程
（ｂ）支持基板上に、前記第１または第２スリップを塗布、乾燥して第１または第２絶縁層成形体を形成する工程
（ｃ）前記第１または第２絶縁層成形体を露光し、硬化させる工程
（ｄ）（ｃ）工程で得られた前記第１または第２絶縁層成形体上に、前記第１または第２スリップを塗布、乾燥して第１または第２絶縁層成形体を形成し、該第１または第２絶縁層成形体を露光し、硬化させる工程を繰り返して、前記第１絶縁層成形体と前記第２絶縁層成形体の積層成形体を作製する工程
（ｅ）前記積層成形体を前記支持基板から剥離する工程
（ｆ）前記積層成形体を焼成する工程
焼成収縮開始温度が高い方の第１または第２絶縁層成形体の焼成収縮開始温度において、焼成収縮開始温度が低い方の第２または第１絶縁層成形体が全体積収縮率の９０％以上収縮していることを特徴とする請求項１記載のセラミック多層基板の製法。
（ｄ）工程で得られた積層成形体における第１絶縁層成形体と第２絶縁層成形体の間には、膜厚が２５μｍ以上の内部導体パターンが形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のセラミック多層基板の製法。
（ｄ）工程中に、第１または第２絶縁層成形体の所定個所を露光、現像して貫通孔を形成し、該貫通孔内に導電性ペーストを充填する工程を具備することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載のセラミック多層基板の製法。
先に焼成収縮する第１または第２絶縁層成形体の焼成収縮開始温度が６００℃以上であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載のセラミック多層基板の製法。
積層成形体における最下層と最上層の絶縁層成形体は、同一種の絶縁層成形体であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載のセラミック多層基板の製法。