JP4788544B2 - 多層セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、多層セラミック基板およびその製造方法に関するもので、特に、表層セラミック部と内層セラミック部との間で熱膨張係数の差を設けて高強度化を図った多層セラミック基板およびその製造方法に関するものである。

この発明にとって興味ある多層セラミック基板が、たとえば特開平６−２９６６４号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１には、図１１に示すように、ガラスと残部が結晶質とからなる低温焼成多層セラミック基板１であって、その最外層２の熱膨張係数を内層３の熱膨張係数より小さくし、かつ表裏の最外層２の厚みの合計を内層３の厚みより小さくしたものが記載されている。このような構成を採用することにより、焼成後の冷却過程において、表裏の最外層２に圧縮応力が生じるため、多層セラミック基板１の抗折強度が向上するとされている。

しかしながら、多層セラミック基板１の積層方向に延びる側面４に関しては、特に強度の向上が図られていない。より具体的には、多層セラミック基板１の側面４には、互いに熱膨張係数が異なり、それゆえ、互いに異なる材料からなる最外層２と内層３との界面５が露出しており、この界面５は、クラック等の破壊の起点になりやすい。

特に、側面４上において、上記界面５を跨ぐように、側面電極６が形成されている場合、多層セラミック基板１がプリント配線基板等のマザー基板７（想像線で示す。）上に実装された状態において、落下や撓みなどの衝撃、あるいは熱応力に耐えられず、側面電極６が剥離したり、側面電極６近傍から多層セラミック基板１が破壊したりすることがある。
特開平６−２９６６４号公報

そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る多層セラミック基板を提供しようとすることである。

この発明の他の目的は、上述した多層セラミック基板を製造するための好ましい方法を提供しようとすることである。

この発明は、第１の熱膨張係数を持つ２つの表層セラミック部の間に、第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層セラミック部を挟んで積層した積層構造を有する、セラミック積層体を備える、多層セラミック基板にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、セラミック積層体の積層方向に延びる側面の少なくとも一部に沿いかつ少なくとも一方の表層セラミック部と連接した状態で、第２の熱膨張係数より小さな第３の熱膨張係数を持つ側面セラミック部が設けられていることを特徴としている。

側面セラミック部が有する第３の熱膨張係数は、表層セラミック部が有する第１の熱膨張係数と実質的に同等であることが好ましい。なお、第３の熱膨張係数と第１の熱膨張係数とが同等でない場合には、第３の熱膨張係数は第１の熱膨張係数より大きいことが好ましい。

この発明に係る多層セラミック基板において、２つの表層セラミック部のうち、実装に際してマザー基板側に位置する表層セラミック部のみが側面セラミック部と連接していれば十分である。

この発明に係る多層セラミック基板が、セラミック積層体の側面に沿って形成される側面電極をさらに備える場合、側面電極の周縁部の少なくとも一部に接するように側面セラミック部が設けられていることが好ましい。

表層セラミック部、内層セラミック部および側面セラミック部は、低温焼結セラミックからなることが好ましい。この場合、この発明に係る多層セラミック基板が、表層セラミック部および／または内層セラミック部に関連して設けられる導体パターンを備えているとき、導体パターンは銀または銅を主成分とすることが好ましい。

この発明に係る多層セラミック基板は、セラミック積層体の、実装に際してマザー基板側とは反対側の面に搭載される、表面実装型電子部品をさらに備えていてもよい。

この発明は、上述したような多層セラミック基板を製造する方法にも向けられる。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法は、第１の好ましい実施態様では、焼成されたとき表層セラミック部となる未焼成の表層セラミック部と、焼成されたとき内層セラミック部となる未焼成の内層セラミック部とを積層した構造を有するとともに、焼成されたとき側面セラミック部となる未焼成の側面セラミック部をその一部に有する、複数の未焼成のセラミック積層体の集合体である未焼成の集合基板を作製する工程と、未焼成の集合基板を焼成する工程と、セラミック部が側面に露出するように、集合基板を分割する工程とを備えることを特徴としている。ここで、上記焼成工程と上記分割工程とはいずれが先に実施されてもよい。

第２の好ましい実施態様では、焼成されたとき表層セラミック部となる未焼成の表層セラミック部と、焼成されたとき内層セラミック部となる未焼成の内層セラミック部とを積層した積層構造を有する、未焼成のセラミック積層体を作製する工程と、未焼成の表層セラミック部に外方から突起物を押し込むことによって、未焼成の表層セラミック部の一部を内方へ変形させ、未焼成の表層セラミック部の一部をもって、焼成されたとき側面セラミック部となる未焼成の側面セラミック部を形成する工程と、未焼成のセラミック積層体を焼成する工程とを備えることを特徴としている。

第３の好ましい実施態様では、焼成されたとき表層セラミック部となる未焼成の表層セラミック部と、焼成されたとき内層セラミック部となる未焼成の内層セラミック部とを積層した積層構造を有する、未焼成のセラミック積層体を作製する工程と、未焼成のセラミック積層体の側面の少なくとも一部に、焼成されたとき側面セラミック部となる未焼成の側面セラミック部を付与する工程と、未焼成の側面セラミック部が付与された未焼成のセラミック積層体を焼成する工程とを備えることを特徴としている。

この発明に係る多層セラミック基板によれば、表層セラミック部が有する第１の熱膨張係数が、内層セラミック部が有する第２の熱膨張係数より小さくされるので、焼成後の冷却過程で表層セラミック部に圧縮応力を発生させることができ、その結果、多層セラミック基板の抗折強度を高めることができるばかりでなく、セラミック積層体の側面にも、少なくとも一方の表層セラミック部と連接した状態で、内層セラミック部が有する第２の熱膨張係数より小さな第３の熱膨張係数を持つ側面セラミック部が設けられているので、側面を起点とするクラック等の破壊を生じさせにくくすることができる。

したがって、この発明に係る多層セラミック基板がマザー基板上に実装された状態において、落下や撓みなどの衝撃、あるいは熱応力が加わっても、これらに十分耐え得る強度を多層セラミック基板に対して与えることができる。

上述したように、多層セラミック基板がマザー基板上に実装される場合、側面セラミック部は、マザー基板側に位置する表層セラミック部のみと連接していれば、その効果を十分に発揮することができる。

多層セラミック基板が側面電極を備える場合、側面電極の周縁部の少なくとも一部に接するように側面セラミック部が設けられていると、側面電極の周縁部での強度が向上し、結果として、側面電極の剥離が生じにくくなる。

表層セラミック部、内層セラミック部および側面セラミック部が、低温焼結セラミックからなるとき、導体パターンの主成分として、銀または銅を用いても、セラミック積層体を焼結させるための焼成と同時焼成が可能であるとともに、導体パターンの電気抵抗を低くすることができ、導体パターンの電気抵抗に起因する損失を低減することができる。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法についての第１の実施態様によれば、複数のセラミック積層体の集合体である集合基板の状態で製造工程を進めることができるので、能率的に多層セラミック基板を製造することができる。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法についての第２の実施態様によれば、未焼成の表層セラミック部の一部を変形させることによって、側面セラミック部が形成されるので、側面セラミック部の形成のための工程を簡易化することができる。また、第２の実施態様によっても、第１の実施態様の場合と同様、複数のセラミック積層体の集合体である集合基板の状態で、多層セラミック基板を製造するための工程を進めることができる。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法についての第３の実施態様によれば、未焼成のセラミック積層体を得た後、この未焼成のセラミック積層体の側面に未焼成の側面セラミック部を付与するようにしているので、側面セラミック部を備えない多層セラミック基板の製造方法を大幅に変更することなく、側面セラミック部を備える多層セラミック基板を製造することができる。

図１ないし図３は、この発明の第１の実施形態を説明するためのものである。図１（ａ）は多層セラミック基板１１を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。図２および図３は、図１に示した多層セラミック基板１１の製造方法を説明するためのものである。

図１を参照して、多層セラミック基板１１は、内層セラミック部１２ならびに内層セラミック部１２を積層方向に挟むように位置する２つの表層セラミック部１３および１４とからなる積層構造を有する、セラミック積層体１５を備えている。内層セラミック部１２は、少なくとも１つの内層部セラミック層１６をもって構成され、表層セラミック部１３および１４は、それぞれ、少なくとも１つの表層部セラミック層１７および１８をもって構成されている。

多層セラミック基板１１は、好ましくは銀または銅を主成分とする導体パターンを備えている。導体パターンは、内層セラミック部１２ならびに／または表層セラミック部１３および１４に関連して設けられるものであり、たとえばコンデンサまたはインダクタのような受動素子を構成したり、あるいは素子間の電気的接続のような接続配線を行なったりするためのものである。

導体パターンとしては、セラミック積層体１５の内部に形成されるいくつかの内部導体膜１９、第１の表層セラミック部１３の外表面上に形成されるいくつかの表面導体膜１２、セラミック積層体１５の積層方向に延びる側面２１に沿って形成されるいくつかの側面電極２２、ならびに、導体膜１９および２０のいずれかと電気的に接続されかつセラミック層１６〜１８のいずれか特定のものを厚み方向に貫通するように設けられるいくつかのビアホール導体２３がある。

図１（ａ）において、多層セラミック基板１１を実装するためのマザー基板２４が想像線で示されている。上述した側面電極２２は、マザー基板２４への実装に際して、マザー基板２４側の導電ランドとはんだ付けされ、電気的に接続される。

セラミック積層体１５の、実装に際してマザー基板２４側とは反対側の面には、破線で示すように、表面実装型電子部品２５が搭載される。表面実装型電子部品２５は、特定の表面導体膜２０と電気的に接続される。

セラミック積層体１５において、表層セラミック部１３および１４の熱膨張係数は、内層セラミック部１２の熱膨張係数より小さくされる。これにより、セラミック積層体１５に対して、高い抗折強度を与えることができる。

この発明の特徴的構成として、セラミック積層体１５には、その側面２１の少なくとも一部に沿った状態で、側面セラミック部２６が設けられている。側面セラミック部２６は、内層セラミック部１２が有する熱膨張係数より小さな熱膨張係数を有している。側面セラミック部２６の熱膨張係数は、好ましくは、表層セラミック部１３および１４の熱膨張係数と実質的に同等とされる。なお、側面セラミック部２６の熱膨張係数は、内層セラミック部１２の熱膨張係数より小さければ十分であるが、表層セラミック部１３および１４の熱膨張係数との関係で言えば、両者が異なる場合、表層セラミック部１３および１４の熱膨張係数より大きい方が好ましい。

側面セラミック部２６は、表層セラミック部１３および１４の少なくとも一方と連接した状態で設けられるが、側面セラミック部２６と連接するのは、この実施形態のように、マザー基板２４側に位置する表層セラミック部１４であることが好ましい。側面セラミック部２６の存在は、セラミック積層体１５の側面２１での強度を向上させるが、上述のように、マザー基板２４側に位置する表層セラミック部１４が側面セラミック部２６と連接していると、多層セラミック基板１１がマザー基板２４上に実装された状態で及ぼされやすい衝撃や熱応力による破壊から多層セラミック基板１１を効果的に保護することができる。

側面セラミック部２６は、側面電極２２の周縁部の少なくとも一部に接するように設けられることが好ましい。この実施形態では、より好ましく、側面セラミック部２６は、側面電極２２の周縁部の全体にわたって接するように設けられている。これによって、側面電極２２の近傍での強度が向上し、衝撃や熱応力によっても、側面電極２２が剥離されにくくすることができる。

前述したように、内層セラミック部１２の熱膨張係数より、表層セラミック部１３および１４の熱膨張係数ならびに側面セラミック部２６の熱膨張係数が小さくされる。このような熱膨張係数の大小関係を実現するため、一例として、内層セラミック部１２、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６の材料が次のように選ばれる。

内層セラミック部１２、表層セラミック部１３および１４ならび側面セラミック部２６は、好ましくは、非ガラス系セラミック材料から構成される。非ガラス系セラミック材料は、たとえばクォーツおよび／またはクリストバライトのようなＳｉＯ_２系結晶相を含んでいる。この場合、このＳｉＯ_２系結晶相の割合を変更することにより、熱膨張係数を調整することができる。より具体的には、ＳｉＯ_２系結晶相の割合について、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６の方が内層セラミック部１２より少なくされることにより、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６の熱膨張係数を内層セラミック部１２の熱膨張係数より小さくすることができる。

表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６と内層セラミック部１２とは、ＳｉＯ_２系結晶相の割合を除き、互いに実質的に同組成の材料によって形成されていることが好ましい。これによって、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６と内層セラミック部１２との間で良好な接合状態を得ることができ、デラミネーションなどの欠陥が生じにくくなる。

なお、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６と内層セラミック部１２とは、上述のように、互いに実質的に同組成の材料によって形成されることが好ましいが、ここで、「実質的に同組成」とは、ＳｉＯ_２系結晶相のほか、少なくとも１種類（好ましくは２種類以上）の同じ結晶相が析出し得る組成のことを言う。

内層セラミック部１２、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６は、より具体的には、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料によって形成されていることが好ましい。これによって、内層セラミック部１２、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６自体の抗折強度を高めることができるとともに、焼成工程において、たとえば９５０〜１０４０℃といった比較的低温での焼結が可能である。そのため、前述した導体膜１９および２０、側面電極２２ならびにビアホール導体２３のような導体パターンが銀または銅を主成分とするとき、これら導体パターンの焼成を、セラミック積層体１５を得るための焼成と同時に行なうことができる。ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、代表的な非ガラス系材料であるが、このほか、Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３系低温焼結セラミック材料（非ガラス系）を用いることもできる。

上述したＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、ＢａをＢａＯに換算して４．０〜５０．０重量％、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して２．０〜６０．０重量％、およびＳｉをＳｉＯ_２に換算して４．０〜７０．０重量％含有することが好ましい。

ＢａがＢａＯに換算して４．０重量％未満か、５０．０重量％を超えると、焼結性が悪化して焼結体が十分に緻密化しにくくなり、Ｑの低下を招くことがある。ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して２．０重量％未満であると、抗折強度の向上に寄与するＡｌ化合物が十分析出せず、抗折強度を十分に高めることができない。他方、ＡｌがＡｌ_２Ｏ_３に換算して６０．０重量％を超えると、焼結性が悪化して焼結体が十分に緻密化しないため、抗折強度の低下を招くことがある。ＳｉがＳｉＯ_２に換算して４．０重量％未満か、７０．０重量％を超えると、焼結性が悪化して焼結体が十分に緻密化しにくくなり、Ｑの低下を招くことがある。なお、上述した組成系のＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料は、クォーツ、クリストバライトのＳｉＯ_２系結晶相のほか、サンボルナイト、セルシアンアルミナの結晶相を析出し得る。

なお、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料には、１〜３０重量％の範囲でＢ_２Ｏ_３が添加されることが好ましい。これによって、焼結性を向上させ、焼結体をより緻密化することができるからである。

以上、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料（非ガラス系）について説明したが、内層セラミック部１２、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６のためのセラミック材料はこれに限定されるものではない。たとえば、ガラス複合系や結晶化ガラス系の低温焼結セラミック材料であっても、ＳｉＯ_２系結晶相を有するものであれば、同様に好適に用いることができる。

多層セラミック基板１１において、内層セラミック部１２の厚みは５０〜１５００μｍ、表層セラミック部１３および１４の各々の厚みは５〜１５０μｍであることが好ましい。その理由は次のとおりである。

表層セラミック部１３および１４と内層セラミック部１２との界面において熱膨張係数の差による応力が働く。より詳細には、表層セラミック部１３および１４側では圧縮応力が働き、この圧縮応力は、界面からの距離が大きくなるに従い小さくなる。他方、内層セラミック部１２側には引っ張り応力が働き、この引っ張り応力は、界面からの距離が大きくなるに従い小さくなる。これは、距離に従い、応力が緩和されることによる。この距離が１５０μｍを超えると、表面には圧縮応力がほぼ作用しなくなり、その効果がほとんど見られなくなるため、表層セラミック部１３および１４の各々の厚みは１５０μｍ以下であることが好ましい。

他方、表層セラミック部１３および１４の各々の厚みが５μｍ未満になると、引っ張り応力が働いているために強度低下した内層セラミック部１２が表面から５μｍ未満の表面近傍領域に存在することになる。このため、表面近傍の内層セラミック部１２から破壊が起こりやすくなり、表層セラミック部１３および１４に圧縮応力を形成することによって強化した効果が見られなくなる。したがって、表層セラミック部１３および１４の各々の厚みは５μｍ以上であることが好ましい。

上述のような多層セラミック基板１１は、好ましくは、次のようにして製造される。

多層セラミック基板１１を製造するため、図２に示すような複数の未焼成のセラミック積層体３１の集合体である未焼成の集合基板３２が作製される。未焼成のセラミック積層体３１は、焼成されることによって、多層セラミック基板１１となるべきものであって、焼成されたとき、それぞれ、多層セラミック基板１１における内層セラミック部１２となる未焼成の内層セラミック部３３、表層セラミック部１３および１４となる未焼成の表層セラミック部３４および３５、ならびに側面セラミック部２６となる未焼成の側面セラミック部３６を備えている。また、未焼成のセラミック積層体３１は、内部導体膜１９、表面導体膜２０、側面電極２２およびビアホール導体２３の各々の未焼成状態のものを備えている。

集合基板３２は、ここから複数のセラミック積層体１５または未焼成のセラミック積層体３１を取り出すため、１点鎖線で示す分割線３７に沿って分割される。

前述した側面電極２２は、集合基板３２において形成されたスルーホール導体を分割線３７に沿って分割することによって得られるものである。

未焼成の内層セラミック部３３、未焼成の表層セラミック部３４および３５ならびに未焼成の側面セラミック部３６は、たとえばＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料のための原料のように、少なくともＳｉＯ_２を含み、かつ、焼成されたとき、ＳｉＯ_２系結晶相を生成する材料を含んでいる。そして、焼成後において、前述したように、表層セラミック部１３および１４ならびに側面セラミック部２６におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合は、内層セラミック部１２におけるＳｉＯ_２系結晶相の割合よりも少なくなるように、未焼成の表層セラミック部３４および３５、側面セラミック部３６ならびに内層セラミック部３３の各組成が選ばれる。

ＳｉＯ_２系結晶相の割合についての上述したような特定的な関係が達成されるようにするため、第１の好ましい実施態様では、未焼成の表層セラミック部３４および３５ならびに側面セラミック部３６に含まれるＳｉＯ_２の割合が、未焼成の内層セラミック部３３に含まれるＳｉＯ_２の割合よりも少なくされる。第２の好ましい実施態様では、未焼成の表層セラミック部３４および３５ならびに側面セラミック部３６と未焼成の内層セラミック部３３とは互いに実質的に同組成の材料によって形成されており、未焼成の表層セラミック部３４および３５ならびに側面セラミック部３６に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度が、未焼成の内層セラミック部３３に含まれる無機材料を作製する際に適用される仮焼温度よりも高くされる。

未焼成の内層セラミック部３３は、焼成されたとき内層部セラミック層１６となる内層部セラミックグリーンシート３８をもって構成され、未焼成の表層セラミック部３４および３５は、それぞれ、焼成されたとき表層部セラミック層１７および１８となる表層部セラミックグリーンシート３９および４０をもって構成されている。なお、未焼成の集合基板３２を作製するため、内層部セラミックグリーンシート３８ならびに表層部セラミックグリーンシート３９および４０が用意され、これらが所定の順序で積層され、次いで圧着されるのが通常であるが、セラミックグリーンシート３８〜４０の各々に対応する生のセラミック層を厚膜印刷により形成することによって、未焼成の集合基板３２を作製するようにしてもよい。

図２に示すように、内層部セラミックグリーンシート３８の特定のものに関連して、未焼成の側面セラミック部３６が形成されている。図２に示した実施形態では、未焼成の表層セラミック部３５に隣接する内層部セラミックグリーンシート３８（Ａ）とこれに隣接する内層部セラミックグリーンシート３８（Ｂ）に関連して、未焼成の側面セラミック部３６が形成されている。

図３には、内層部セラミックグリーンシート３８（Ａ）の積層前の状態が示されている。積層前において、内層部セラミックグリーンシート３８（Ａ）には、貫通孔４１が設けられ、貫通孔４１内に未焼成の側面セラミック部３６となるべきセラミックスラリーが充填される。次いで、未焼成の側面セラミック部３６に貫通孔４２が設けられ、貫通孔４２内に側面電極２２となるべき導電性ペーストが充填される。内層部セラミックグリーンシート３８（Ａ）には、さらに、内部導体膜１９およびビアホール導体２３となるべき導電性ペーストが付与されている。

他の内層部セラミックグリーンシート３８ならびに表層部セラミックグリーンシート３９および４０においても、上述のことから容易に類推できるように、必要に応じて、所定の形態で未焼成の側面セラミック部３６となるべきセラミックスラリー、導体膜１９および２０、側面電極２２ならびにビアホール導体２３となるべき導電性ペーストが付与される。

次に、未焼成の集合基板３２が焼成される。一例として、導体膜１９および２０、側面電極２２ならびにビアホール導体２３の導電成分として銅が用いられ、未焼成の内層セラミック部３３、未焼成の表層セラミック部３４および３５ならびに未焼成の側面セラミック部３６がＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系低温焼結セラミック材料のための原料を含む組成である場合には、還元性雰囲気中において、９５０〜１０４０℃の温度で焼成される。この焼成の結果、集合基板３２が焼結する。

次に、集合基板３２が分割線３７に沿って分割され、それによって、図１に示したセラミック積層体１５が得られる。前述した焼成工程は、この分割工程の後に実施されてもよい。

なお、未焼成の内層セラミック部３３、未焼成の表層セラミック部３４および３５ならびに未焼成の側面セラミック部３６が焼結する温度では実質的に焼結しないＡｌ_２Ｏ_３等の無機材料を含む、拘束用グリーンシートが用意され、未焼成の集合基板３２または分割後の未焼成のセラミック積層体３１の少なくとも一方の主面上に拘束用グリーンシートを配置した状態で焼成工程を実施してもよい。この場合、拘束用グリーンシートは、焼成工程において実質的に焼結しないので収縮が生じず、未焼成のセラミック積層体３１に対して主面方向での収縮を抑制するように作用する。その結果、得られた焼結後のセラミック積層体１５の不所望な変形を抑制し、寸法精度を高めることができるとともに、焼成時において、未焼成の表層セラミック部３４および３５と未焼成の内層セラミック部３３との間で剥がれを生じにくくすることができる。

図４は、この発明の第２の実施形態による多層セラミック基板１１ａを示す断面図である。図４は、図１（ａ）に相当する図であり、図４において、図１（ａ）に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図４に示した多層セラミック基板１１ａでは、側面セラミック部２６がセラミック積層体１５の側面２１の全域に沿うように設けられていることを特徴としている。したがって、側面セラミック部２６は、２つの表層セラミック部１３および１４の双方と連接した状態となっている。

このような多層セラミック基板１１ａによれば、図１に示した多層セラミック基板１１に比べて、側面２１での強度をより高くすることができる。

図５および図６は、この発明の第３の実施形態を説明するためのもので、図５は多層セラミック基板１１ｂを示す断面図であり、図６は、図５に示した多層セラミック基板１１ｂの製造方法を説明するための断面図である。図５および図６において、前述した図１ないし図３に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図５および図６では、図１等に示した内部導体膜１９、表面導体膜２０およびビアホール導体２３ならびに表面実装型電子部品２５の図示が省略されている。

図５を参照して、多層セラミック基板１１ｂに備えるセラミック積層体１５は、その底面端部において変形が生じている。その結果、表層セラミック部１４の一部が側面セラミック部２６を構成している。そして、この部分に、表層セラミック部１４が側面セラミック部２６と連接する状態が得られている。また、底面導体膜４５が形成されるが、この底面導体膜４５の一部が側面電極２２を構成している。そして、この側面電極２２の周縁部に接するように側面セラミック部２６が位置している。

上述のような多層セラミック基板１１ｂは、好ましくは、次のようにして製造される。

図６（１）に示すような複数のセラミック積層体１５のための複数の未焼成のセラミック積層体３１の集合体である未焼成の集合基板３２が用意される。未焼成のセラミック積層体３１は、焼成されたとき内層セラミック部１２となる未焼成の内層セラミック部３３と、焼成されたとき表層セラミック部１３および１４となる未焼成の表層セラミック部３４および３５とを積層した構造を有している。

集合基板３２は、分割線３７に沿って分割されることにより、複数のセラミック積層体１５または未焼成のセラミック積層体３１が取り出される。集合基板３２には、各分割線３７を跨ぐように、底面導体膜４５が導電性ペーストによって形成されている。

他方、同じく図６（１）に示すように、分割線３７の位置に対応するように位置合わせされた突起物４６が形成されたプレス型４７が用意される。

次に、矢印４８および４９で示すように、未焼成の集合基板３２とプレス型４７とが互いに近づけられる。このとき、突起物４６は、未焼成の表層セラミック部３５に外方から押し込まれる。その結果、図６（２）に示すように、未焼成の表層セラミック部３５の分割線３７の位置にある一部が内方へ変形し、未焼成の表層セラミック部３５の一部をもって、焼成されたとき側面セラミック部２６となる未焼成の側面セラミック部３６が形成される。

上述の未焼成の表層セラミック部３５の変形に伴われて、底面導体膜４５も変形し、底面導体膜４５の一部によって、側面電極２２が形成される。

次に、未焼成の集合基板３２が焼成される。その結果、集合基板３２が焼結する。

次に、集合基板３２が分割線３７に沿って分割され、それによって、図５に示したセラミック積層体１５が得られる。この分割工程において、表層セラミック部１４の内方へ変形した部分は、分割を容易にするように作用する。なお、焼成工程は、分割工程の後に実施されてもよい。

図７、図８、図９および図１０は、この発明の第４、第５、第６および第７の実施形態による多層セラミック基板１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆをそれぞれ示す断面図である。図７ないし図１０において、図１（ａ）に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図７ないし図１０においても、図１に示した導体膜１９および２０ならびにビアホール導体２３に相当する要素については図示が省略されている。

図７に示した多層セラミック基板１１ｃは、好ましくは、次のようにして製造される。

まず、焼成されたとき、表装セラミック部１３および１４となる未焼成の表層セラミック部と、焼成されたとき内層セラミック部１２となる未焼成の内層セラミック部とを積層した積層構造を有する、未焼成のセラミック積層体が作製される。

次いで、未焼成のセラミック積層体の側面の全域に、焼成されたとき側面セラミック部２６となる未焼成の側面セラミック部を付与するため、所定の組成のセラミックスラリーが塗布される。

次に、未焼成の側面セラミック部が付与された未焼成のセラミック積層体が焼成される。そして、側面電極２２が、セラミック積層体１５の側面から底面へと延びるように、導電性ペーストの塗布および焼き付けによって形成される。

次に、図８に示した多層セラミック基板１１ｄは、図７に示した多層セラミック基板１１ｃと比較して、側面セラミック部２６がセラミック積層体１５の側面２１の一部に沿って形成されていることを特徴としている。

次に、図９に示した多層セラミック基板１１ｅは、図７に示した多層セラミック基板１１ｃと比較して、側面電極２２に代えて、底面導体膜５２が形成されることを特徴としている。多層セラミック基板１１ｅがマザー基板上に実装されるとき、底面導体膜５２がマザー基板側の導電ランドと電気的に接続される。

次に、図１０に示した多層セラミック基板１１ｆは、キャビティ５５を備えることを特徴としている。キャビティ５５は、多層セラミック基板１１ｃが実装されるマザー基板２４側に開口を向けている。また、キャビティ５５の周囲の土手部５６に底面導体膜５７が形成され、底面導体膜５７がマザー基板２４側の導電ランドと電気的に接続される。

このような多層セラミック基板１１ｆにおいて、側面セラミック部２６が、表層セラミック部１４と連接した状態で設けられる。図１０では、側面セラミック部２６が土手部５６にのみ設けられたが、さらに上面側の表層セラミック部１３に連接するように設けられてもよい。

図１０に示した側面セラミック部２６は、図２を参照して説明した方法と実質的に同様の方法によって設けられるものであるが、図６を参照して説明した方法と実質的に同様の方法あるいは図７を参照して説明した方法と実質的に同様の方法によって設けられてもよい。

この発明の第１の実施形態による多層セラミック基板１１を示すもので、（ａ）は正面方向から示した断面図であり、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 図１に示した多層セラミック基板１１の製造の途中で作製される未焼成の集合基板３２を示す断面図である。 図２に示した内層部セラミックグリーンシート３８（Ａ）の積層前の状態を単独で示す断面図である。 この発明の第２の実施形態による多層セラミック基板１１ａを示す断面図である。 この発明の第３の実施形態による多層セラミック基板１１ｂを示す断面図である。 図５に示した多層セラミック基板１１ｂの製造方法を説明するためのもので、未焼成の集合基板３２を示す断面図である。 この発明の第４の実施形態による多層セラミック基板１１ｃを示す断面図である。 この発明の第５の実施形態による多層セラミック基板１１ｄを示す断面図である。 この発明の第６の実施形態による多層セラミック基板１１ｅを示す断面図である。 この発明の第７の実施形態による多層セラミック基板１１ｆを示す断面図である。 この発明にとって興味ある従来の多層セラミック基板１を示す断面図である。

符号の説明

１１，１１ａ〜１１ｆ 多層セラミック基板
１２ 内層セラミック部
１３，１４ 表層セラミック部
１５ セラミック積層体、
２１ 側面
２２ 側面電極
２４ マザー基板
２５ 表面実装型電子部品
２６ 側面セラミック部
３１ 未焼成のセラミック積層体
３２ 集合基板
３３ 未焼成の内層セラミック部
３４，３５ 未焼成の表層セラミック部
３６ 未焼成の側面セラミック部
３７ 分割線
４６ 突起物

Claims (9)

1. 第１の熱膨張係数を持つ２つの表層セラミック部の間に、前記第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層セラミック部を挟んで積層した積層構造を有する、セラミック積層体を備え、前記セラミック積層体の積層方向に延びる側面の少なくとも一部に沿いかつ少なくとも一方の前記表層セラミック部と連接した状態で、前記第２の熱膨張係数より小さな第３の熱膨張係数を持つ側面セラミック部が設けられている、多層セラミック基板。
2. 前記第３の熱膨張係数は、前記第１の熱膨張係数と実質的に同等か、前記第１の熱膨張係数より大きい、請求項１に記載の多層セラミック基板。
3. ２つの前記表層セラミック部のうち、実装に際してマザー基板側に位置する前記表層セラミック部のみが前記側面セラミック部と連接している、請求項１または２に記載の多層セラミック基板。
4. 前記セラミック積層体の側面に沿って形成される側面電極をさらに備え、前記側面電極の周縁部の少なくとも一部に接するように前記側面セラミック部が設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の多層セラミック基板。
5. 前記表層セラミック部、前記内層セラミック部および前記側面セラミック部は、低温焼結セラミックからなり、さらに、前記表層セラミック部および／または前記内層セラミック部に関連して設けられかつ銀または銅を主成分とする、導体パターンを備える、請求項１ないし４のいずれかに記載の多層セラミック基板。
6. 前記セラミック積層体の、実装に際してマザー基板側とは反対側の面に搭載される、表面実装型電子部品をさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の多層セラミック基板。
7. 第１の熱膨張係数を持つ２つの表層セラミック部の間に、前記第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層セラミック部を挟んで積層した積層構造を有する、セラミック積層体を備え、前記セラミック積層体の積層方向に延びる側面の少なくとも一部に沿いかつ前記表層セラミック部と連接した状態で、前記第２の熱膨張係数より小さな第３の熱膨張係数を持つ側面セラミック部が設けられている、多層セラミック基板を製造する方法であって、
   焼成されたとき前記表層セラミック部となる未焼成の表層セラミック部と、焼成されたとき前記内層セラミック部となる未焼成の内層セラミック部とを積層した積層構造を有するとともに、焼成されたとき前記側面セラミック部となる未焼成の側面セラミック部をその一部に有する、複数の未焼成のセラミック積層体の集合体である未焼成の集合基板を作製する工程と、
   前記未焼成の集合基板を焼成する工程と、
   前記側面セラミック部が側面に露出するように、前記集合基板を分割する工程と
   を備える、多層セラミック基板の製造方法。
8. 第１の熱膨張係数を持つ２つの表層セラミック部の間に、前記第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層セラミック部を挟んで積層した積層構造を有する、セラミック積層体を備え、前記セラミック積層体の積層方向に延びる側面の少なくとも一部に沿いかつ前記表層セラミック部と連接した状態で、前記第２の熱膨張係数より小さな第３の熱膨張係数を持つ側面セラミック部が設けられている、多層セラミック基板を製造する方法であって、
   焼成されたとき前記表層セラミック部となる未焼成の表層セラミック部と、焼成されたとき前記内層セラミック部となる未焼成の内層セラミック部とを積層した積層構造を有する、未焼成のセラミック積層体を作製する工程と、
   前記未焼成の表層セラミック部に外方から突起物を押し込むことによって、前記未焼成の表層セラミック部の一部を内方へ変形させ、前記未焼成の表層セラミック部の一部をもって、焼成されたとき前記側面セラミック部となる未焼成の側面セラミック部を形成する工程と、
   前記未焼成のセラミック積層体を焼成する工程と
   を備える、多層セラミック基板の製造方法。
9. 第１の熱膨張係数を持つ２つの表層セラミック部の間に、前記第１の熱膨張係数より大きな第２の熱膨張係数を持つ内層セラミック部を挟んで積層した積層構造を有する、セラミック積層体を備え、前記セラミック積層体の積層方向に延びる側面の少なくとも一部に沿いかつ前記表層セラミック部と連接した状態で、前記第２の熱膨張係数より小さな第３の熱膨張係数を持つ側面セラミック部が設けられている、多層セラミック基板を製造する方法であって、
   焼成されたとき前記表層セラミック部となる未焼成の表層セラミック部と、焼成されたとき前記内層セラミック部となる未焼成の内層セラミック部とを積層した積層構造を有する、未焼成のセラミック積層体を作製する工程と、
   前記未焼成のセラミック積層体の側面の少なくとも一部に、焼成されたとき前記側面セラミック部となる未焼成の側面セラミック部を付与する工程と、
   前記未焼成の側面セラミック部が付与された前記未焼成のセラミック積層体を焼成する工程と
   を備える、多層セラミック基板の製造方法。

Images