JP4962496B2 - セラミック基板の製造方法 - Google Patents

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Description

本願発明は、セラミック基板の製造方法に関し、詳しくは、被焼成体に拘束層を配設し、被焼成体の平面方向の収縮を抑制しつつ焼成を行う、いわゆる拘束焼成の工程を経て製造されるセラミック基板の製造方法に関する。
セラミック電子部品の中でも、高い平面寸法精度が要求されるセラミック基板においては、焼成工程における平面方向の焼成収縮や、該収縮のばらつきなどが製品の品質に大きく影響する。
そこで、このような焼成工程における収縮を抑制しつつ、セラミック成形体を焼成する方法として、例えば、図４に示すように、セラミック成形体５１の両主面に、セラミック成形体５１の焼成温度では実質的に焼結しない、アルミナなどの難焼結性材料を主たる成分とする層（拘束層）５２ａ，５２ｂを形成した状態で焼成（以下、「拘束焼成」という）を行うことにより、実質的に、平面方向の焼成収縮が生じないように焼成を行うことができるようにした焼成方法が提案されている（特許文献１参照）。
しかしながら、上記従来の焼成方法の場合、焼成工程が終了した後に、焼結せずに残る拘束層をウエットブラストなどの方法により、物理的、機械的に除去することが必要で、製造工程が複雑になるという問題点がある。
また、上記従来の焼成方法の場合、近年の電子部品の小型化にともない、セラミック基板やセラミック素子の薄層化が求められる中、例えば、多層セラミック基板を製造するような場合、拘束層の除去工程において、基板に割れが発生するというような問題点がある。
特開平４−２４３９７８号公報
本願発明は、上記課題を解決するものであり、焼成工程が終了した後に、拘束層を除去する必要がなく、製造工程を簡略化することが可能で、拘束層を除去する工程において被焼成体に割れが生じたりすることがなく、寸法精度の高いセラミック基板を確実に、しかも効率よく製造することが可能なセラミック基板の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本願請求項１のセラミック基板の製造方法は、
セラミック粉末とガラス材料とを含有する基材層と、前記基材層の少なくとも一方主面に接するように配置され、かつ、低酸素雰囲気で焼成した場合には焼失しないが、前記低酸素雰囲気よりも酸素分圧を高くして焼成した場合には焼失する焼失材料を主たる成分として含有する拘束層とを備える未焼成積層体を作製する積層体作製工程と、前記未焼成積層体を焼成して前記基材層を焼結させる焼成工程とを備え、
前記焼成工程は、
前記低酸素雰囲気において、前記拘束層を備えた状態で焼成を行って前記基材層を焼結させる第１焼成工程と、
前記第１焼成工程より酸素分圧の高い条件で焼成を行って前記拘束層を構成する前記焼失材料を焼失させる第２焼成工程とを含み、
前記第１焼成工程において、前記基材層に含まれる前記ガラス材料が前記拘束層に浸透するように焼成を行うこと
を特徴としている。
また、請求項２のセラミック基板の製造方法は、前記焼失材料がカーボン粉末であることを特徴としている。
また、請求項３のセラミック基板の製造方法は、
前記基材層がバインダを含み、かつ、
前記焼成工程における前記第１焼成工程の前に前記基材層に含まれる前記バインダを除去する脱バインダ工程を備え、
前記脱バインダ工程は、酸素含有雰囲気中で、かつ、前記焼失材料が焼失しない温度で実施されること
を特徴としている。
また、請求項４のセラミック基板の製造方法は、前記積層体作製工程において、前記拘束層は、前記焼失材料を主たる成分として含むシートを、前記基材層の少なくとも一方主面に接するように配置することにより形成されていることを特徴としている。
また、請求項５のセラミック基板の製造方法は、前記積層体作製工程において、前記拘束層は、前記焼失材料を主たる成分として含むペーストを、前記基材層の少なくとも一方主面に塗布することにより形成されていることを特徴としている。
また、請求項６のセラミック基板の製造方法は、前記基材層が、前記セラミック粉末と前記ガラス材料とを含有する層を複数備えた複数層構造を有していることを特徴としている。
また、請求項７のセラミック基板の製造方法は、前記基材層が、少なくとも一方の主面に配線パターンを備えていることを特徴としている。
また、請求項８のセラミック基板の製造方法は、前記焼成工程で焼成された後の基材層の外表面上に電子部品を実装する工程をさらに備えることを特徴としている。
本願発明のセラミック基板の製造方法においては、拘束層として、低酸素雰囲気で焼成した場合には焼失しないが、該低酸素雰囲気よりも酸素分圧を高くして焼成した場合には焼失する焼失材料を主たる成分として含有する拘束層が用いられていることから、第１焼成工程において、低酸素雰囲気下で拘束焼成を行い、基材層を平面方向に収縮させることなく焼結させた後、第２焼成工程で、第１焼成工程より酸素分圧の高い条件で焼成を行い、拘束層を構成する焼失材料を焼失させることが可能になり、焼成工程で拘束層を実質的に除去することが可能になる。その結果、上記特許文献１の方法で拘束焼成を行う場合のように、焼成工程の終了した後に、拘束層をウエットブラストなどの物理的、機械的処理により除去する工程が不要になり、製造工程を簡略化することが可能になるとともに、上記従来の拘束層を用いた拘束焼成の場合のように、拘束層を除去する工程で被焼成体に割れや欠けなどが発生することを防止できるようになる。
したがって、本願発明によれば、複雑な製造工程を必要とすることなく、寸法精度の高いセラミック基板を、歩留まりよく製造することができる。
なお、本願発明のセラミック基板の製造方法では、第１焼成工程（拘束焼成工程）において、拘束層は基材層に対して、平面方向（主面と平行な方向）の収縮を抑制する拘束力を発揮する。そして、この拘束力により、基材層の平面方向における焼結収縮が抑制され、実質的に厚み方向にのみ焼結収縮する。そのため、平面方向の寸法精度の高いセラミック基板を確実に製造することができる。
また、本願発明において、低酸素雰囲気とは、大気などに比べて酸素分圧が相当に低い雰囲気を指すものであり、具体的には、常圧下で酸素分圧が、１０-2atm程度以下（すなわち、雰囲気中の酸素濃度が１vol％程度以下）であるような雰囲気が例示される。
この低酸素雰囲気のより好ましい条件としては、例えば、常圧下で酸素分圧が、１０-3〜１０-6atm（酸素濃度０．１〜０．０００１vol％）というような条件が例示される。
また、第２焼成工程における、第１焼成工程より酸素分圧の高い条件とは、上記焼失材料を燃焼させて焼失させることができるような酸素分圧の雰囲気を指すものであり、具体的には、常圧下で酸素分圧が１０-1atm以上（すなわち、雰囲気中の酸素濃度が１０vol％以上）であるような雰囲気が例示される。なお、雰囲気中の酸素濃度は１００vol％であってもよいが、製造コストを考慮すると大気（酸素分圧０．２１atm）を上限とするのが好ましい。
また、本願発明は、平面方向の寸法精度および形状精度が高いことが望ましいセラミック基板の製造方法に適用するのに好適な発明であり、本願発明を用いることにより、寸法精度が高いセラミック基板を効率よく製造することができる。
また、本願発明のセラミック基板の製造方法の場合、第１焼成工程において、基材層に含まれるガラス材料が拘束層に浸透し、浸透層が形成される。そして、この浸透層を介して拘束層と基材層とが強く接合されるとともに、浸透層により第１焼成工程における基材層の平面方向の収縮が確実に抑制、防止される。
なお、拘束力をより確実に得るためには、基材層のガラス材料が確実に拘束層に浸透することが望ましい。そして、そのためには、拘束層は基材層に密着するように配設することが望ましい。
また、本願発明のセラミック基板の製造方法において、焼失材料として用いられているカーボン粉末は、第１焼成工程で、低酸素分圧雰囲気において焼成した場合、燃焼せず、しかも収縮もしないため、基材層の焼成収縮を抑制する機能を十分に発揮し、また、第２焼成工程で、酸素分圧の高い条件で焼成を行った場合は、燃焼して焼失するため、第２焼成工程の終了後に拘束層を除去するための工程を必要とすることなく、拘束焼成の工程を経て、寸法精度の高いセラミック基板を効率よく作製することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
なお、カーボン粉末としては、粒径が０．１〜１００μmの範囲のものを用いることが望ましい。これは、粒径が１００μm以下の場合、大きな拘束力を得ることが可能で、また、粒径が０．１μm以上になると、第２焼成工程において焼失しやすくなることによる。カーボン粉末の粒径は、より好ましくは、１〜５μmの範囲である。粒径を５μm以下にすると、より確実に拘束力を得ることができ、粒径を１μm以上にすると、より確実に焼失させることができる。
また、本願発明のセラミック基板の製造方法では、第１焼成工程の前に脱バインダ工程が、酸素含有雰囲気中で、かつ、前記焼失材料が焼失しない温度で実施されることから、基材層に含まれるバインダを脱バインダ工程で確実に除去して、その後の拘束焼成を行う第１焼成工程、および、拘束層を構成する焼失材料を焼失させる第２焼成工程を、円滑に実施することが可能になる。
なお、脱バインダ工程を行う場合の酸素含有雰囲気とは、大気雰囲気や、不活性ガスに大気を導入した雰囲気などが例示されるが、通常は、大気雰囲気のような、酸素分圧の高い条件下で実施する方が効率よく脱バインダを行うことができる。
また、本願発明においては、拘束層を形成する方法として、焼失材料を含むシートを予め作製しておき、基材層の少なくとも一方主面に接するように配置する方法や、焼失材料を含むペーストを、基材層の少なくとも一方主面に塗布する方法などが挙げられる。
なお、拘束力を確実に得るためには、上述のように、基材層のガラス材料が確実に拘束層に浸透して浸透層が形成されるように、拘束層が基材層に密着していることが望ましい。そして、そのためには、例えば、カーボン粉末を主たる成分とするカーボンシートを積層して拘束層を形成する場合に、カーボンシートを基材層に圧着して形成したり、また、カーボン粉末を主たる成分とするカーボンペーストを塗布して拘束層を形成する場合に、一定の圧力をかけてカーボンペーストを基材層に密着させながら塗布することが望ましい。
また、本願発明のセラミック基板の製造方法において、基材層を複数層構造とすることにより、平面形状精度に優れたセラミック基板を効率よく製造することが可能になる。
また、本願発明のセラミック基板の製造方法においては、基材層の少なくとも一方の主面に配線パターンが形成されるため、この方法で製造されるセラミック基板を用いることにより、焼成工程で焼成された後の基材層の電子部品を実装して、外表面上に電子部品が搭載された構造を有するセラミック基板を効率よく製造することができる。
以下段落番号修正要
本願発明の実施例（実施例１）にかかるセラミック基板の製造方法により製造されたセラミック基板（多層セラミック基板）を示す図である。 図１のセラミック基板に実装部品を搭載した状態を示す図である。 図１および図２のセラミック基板を製造する工程で作製した、拘束層を備えた未焼成積層体を示す図である。 従来の、難焼結性材料を主たる成分とする拘束層を用いてセラミック基板を拘束焼成する方法を示す図である。
１ 絶縁性セラミック層
１ａ 基板用セラミックグリーンシート
２ 導体部
３ａ，３ｂ 実装電子部品
１２ 貫通孔
２１ 表面導体（外部導体）
２１ａ 未焼結の外部導体
２２ 層間導体（内部導体）
２２ａ 未焼結の内部導体
２３ ビアホール導体
２３ａ 未焼結のビアホール導体
３１ 拘束層
３２ 未焼成積層体
Ａ セラミック基板（多層セラミック基板）
Ａ’ 基材層（未焼成のセラミック基板）
Ｂ セラミック基板（多層セラミック基板）
以下、本願発明を実施する場合の好ましい形態について説明する。
(１)拘束層
本願発明のセラミック基板の製造方法において、拘束層は、
(ａ)基材層を構成する低温焼結セラミック材料が焼結するまでは、すなわち、低酸素雰囲気において焼成を行う第１焼成工程では、基材層の収縮を抑制する拘束層本来の機能を果たし、
(ｂ)その後の、第１焼成工程よりも酸素分圧の高い条件で焼成を行う第２焼成工程では焼失する
という２つの性質を備えていることが必要になる。
そして、本願発明において好ましい拘束層としては、例えば、カーボン粉末を焼失材料とする拘束層を用いることができる。
また、例えば、カーボン粉末などの焼失材料は、それを主たる成分とする拘束層が、十分な拘束力を発揮し得るような性状のもの、すなわち、第１焼成工程で収縮が生じにくい拘束層を構成できるようなものを用いることが望ましい。
また、拘束層を構成する焼失材料は、第１焼成工程で焼失材料が燃焼してしまうことがないように、燃焼温度が高いものを用いることが望ましい。また、焼失材料として燃焼温度の高いものを用いることにより、脱バインダ工程における加熱温度を高くして、脱バインダを確実に行うことが可能になるとともに、バインダの選択の幅を広げることが可能になる。なお、カーボン粉末などの焼失材料としては、例えば、燃焼温度が６００℃以上のものを用いることが望ましい。
また、拘束層に十分な拘束力を発揮させるためには、基材層に含まれるガラス材料が確実に拘束層に浸透し、浸透層が形成されるようにすることが好ましい。そのためには、基材層のガラス材料が確実に拘束層に浸透するように、拘束層を基材層に密着するように配設することが望ましい。例えば、拘束層用のシートを積層して拘束層を形成する場合、シートを基材層に圧着させることが望ましく、また、ペーストを塗布して拘束層を形成する場合には、印刷治具を基材層に押圧して密着させた状態でペーストを塗布することが望ましい。
また、上述のように焼失材料としてのカーボン粉末は、粒径が１〜５μmの範囲のものが望ましい。粒径が５μm以下の場合、大きな拘束力を得ることができる。１μm以上の場合、第２焼成工程において焼失しやすくなる。
また、拘束層は、第１焼成工程後の第２焼成工程で大気を導入し、酸素分圧の高い雰囲気で焼成することにより燃焼し、焼失する。なお、第２焼成工程で焼失しやすくするためには、拘束層はカーボン粉末、バインダ、溶剤から形成し、その他の添加物は少なくするほうが好ましい。
(２)脱バインダ工程
脱バインダ工程は、通常、大気中で室温からバインダの分解または燃焼温度まで昇温し、一定時間保持することにより行うことができる。
例えば、大気中で、室温から４００℃に昇温し、６０分間保持することにより脱バインダを行うことができる。
なお、本願発明のセラミック基板の製造方法において、脱バインダ工程は、大気中などの酸素分圧の高い雰囲気中で行うことが、高い効率を得る上で望ましい。ただし、大気よりも酸素分圧が低い条件下でも脱バインダを行うことが可能であり、場合によっては、大気よりもかなり酸素分圧の低い低酸素雰囲気で行うことも可能である。
(３)焼成条件
(ａ)第１焼成工程は、脱バインダ工程後に窒素を導入して基材層の焼結温度、例えば、８７０℃まで昇温することにより行う。
本願発明において、第１焼成工程における低酸素雰囲気とは大気よりも酸素分圧が低い雰囲気を指すが、特に酸素分圧を１０-3〜１０-6atmとした場合、拘束層が焼失することなく、確実に基材層を拘束することができるため好ましい。
(ｂ)第１焼成工程の終了後、第２焼成工程において大気を導入し、焼成を行うことが望ましい。例えば、７８０℃〜室温の条件で、１０分焼成することにより、拘束層を焼失させることができる。
なお、第１焼成工程と、第２焼成工程は、上記のように異なる焼成温度で実施してもよいが、各焼成工程における焼成温度を同じとすることも可能である。また、第１焼成工程と、第２焼成工程とは連続して行ってもよく、また、第１焼成工程を行った後、一旦炉から取り出し、再度炉に入れて第２焼成工程を行ってもよい。
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
図１は、本願発明の実施例（実施例１）にかかるセラミック基板の製造方法により製造されたセラミック基板（多層セラミック基板）を示す図、図２は、図１のセラミック基板に実装部品を搭載した状態を示す図、図３は、図１および図２のセラミック基板を製造する工程で作製した、拘束層を備えた未焼成積層体を示す図である。
図１に示すセラミック基板Ａは、セラミック粉末とガラス材料とを含有する低温焼結セラミック原料組成物を焼成してなる絶縁性セラミック層１と、絶縁性セラミック層１に配設された導体部２とを備えている。なお、この実施例のセラミック基板Ａは、絶縁性セラミック層１が複数枚積層された複数層構造を有する多層基板となっている。
絶縁性セラミック層１を構成する低温焼結セラミック組成物としては、例えば、アルミナ系のセラミック粉末と、ホウケイ酸ガラス系のガラス粉末を配合した低温焼結セラミック組成物が用いられている。
また、導体部２は、セラミック基板Ａの表面に位置する表面導体（外部導体）２１、互いに接合された複数の絶縁性セラミック層１，１の間に配設された層間導体（内部導体）２２と、層間導体２２どうし、あるいは、表面導体２１と層間導体２２とを接続するビアホール導体２３とから構成されている。
表面導体２１，層間導体２２は、導電性ペースト（例えば、銀系導電性ペースト）を印刷することにより形成した外部導体膜および内部導体膜を焼成することにより形成されている。また、ビアホール導体２３は、例えば、貫通孔に導電性ペーストや導体粉末を充填し、焼成することによって形成されている。
また、図２の電子部品を搭載したセラミック基板（多層セラミック基板）Ｂは、図１のセラミック基板（多層セラミック基板）Ａに半導体素子やチップコンデンサなどの実装電子部品３ａ，３ｂを配設することにより形成されている。
次に、この多層セラミック基板ＡおよびＢの製造方法について説明する。
以下、図１〜図３を参照しつつ、説明を行う。
(１)まず、セラミック粉末とガラス材料とを混合した混合粉末に、バインダ、分散剤、可塑剤および有機溶剤などを各々適量添加し、これらを混合することにより、セラミックスラリーを作製する。
セラミック粉末としては、種々のものを用いることが可能であるが、ここでは、例えば、アルミナ粉末が用いられる。
ガラス材料は、当初からガラス粉末として含有されていても、焼成工程においてガラス質を析出するものであってもよい。また、このようなガラス材料は、焼成工程の少なくとも最終段階において、結晶質を析出させ、それによって結晶化するものであってもよい。ガラス材料として、たとえば、フォルステライト、アケルマナイトまたはディオプサイトといった誘電損失の小さい結晶質を析出させ得るホウケイ酸ガラス系のガラス粉末を有利に用いることができる。
(２)次いで、このセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によってシート状に成形し、基板用セラミックグリーンシート１ａ（図３）を作製する。
(３)それから、得られた基板用セラミックグリーンシート（基板用グリーン層）１ａに、必要に応じて、ビアホール導体を形成するための貫通孔１２（図３）を設け、この貫通孔１２に、導電性ペーストまたは導体粉末を充填することによって、未焼結のビアホール導体２３ａ（図３）を形成する（なお、この実施例１では、貫通孔１２に導電性ペーストを充填した）。
(４)また、基板用セラミックグリーンシート１ａ上に、必要に応じて、例えば、銀系導電性ペーストを印刷することにより、未焼結の外部導体２１ａ、内部導体２２ａを形成する（図３参照）。
(５)また、拘束層を得るため、所定の低酸素雰囲気では焼失しないが、該低酸素雰囲気より酸素分圧を高くして焼成することにより焼失する焼失材料に、バインダ、および有機溶剤などを各々適量添加し、これらを混合することによって、拘束層用のスラリーを作製する。そして、このスラリーをドクターブレード法などの方法によってシート状に成形して、拘束層用グリーンシートを得る。
なお、拘束層としては、上述の「発明を実施するための最良の形態」の欄の、 「（１）拘束層」についての項で説明したような拘束層を用いることができる。
具体的には、焼失材料として、カーボン粉末を用いることが望ましいが、これに限定されるものではない。
拘束層３１の厚みは１００μm〜２００μmであることが好ましい。これは、厚みを１００μm以上とすることにより、一層で拘束層として機能させることが可能になり、また、２００μm以下とすることにより、シート成形を容易にすることが可能になることによる。
なお、本実施形態においては、拘束層用に、上述のような拘束層用グリーンシートを用意したが、例えば、カーボン粉末とバインダと有機溶剤を含むペーストを、図３に示すような複数層構造を有する基材層（未焼成のセラミック基板）Ａ'の少なくとも一方主面に塗布することにより形成してもよい。
(６)次に、図３に示すように、複数の基板用セラミックグリーンシート１ａを所定の順序に積層するとともに、拘束層３１を、基板用セラミックグリーンシート１ａを積層することにより形成される複数層構造を有する基材層（未焼成のセラミック基板）Ａ'の両主面に配置して積層し、プレスする。これによって、図３に示すような、基材層（未焼成のセラミック基板）Ａ'の上下両側に、拘束層３１が配設された構造を有する未焼成積層体３２を作製する（図３参照）。
なお、必要に応じて、この未焼成積層体３２を適当な大きさに切断してもよい。
また、この実施例１では複数の基板用セラミックグリーンシート１ａを積層して、複数層構造の基材層Ａ'を作製するようにしているが、基板用セラミックグリーンシート１ａの枚数を一枚として、単層構造の基材層を作製し、単板型のセラミック基板を製造することも可能である。
また、この実施例１では基材層（未焼成のセラミック基板）Ａ'の上下両側に拘束層３１を配設するようにしているが、拘束層３１は基材層（未焼成のセラミック基板）Ａ'の一方主面にのみ配設するように構成することも可能である。
(７)次に、この未焼成積層体３２を、基材層（未焼成のセラミック基板）Ａ'を構成する基板用セラミックグリーンシート１ａに含まれる低温焼結セラミック材料は焼結するが、拘束層３１を構成する焼失材料は焼失せず、拘束層３１が基材層Ａ'の平面方向の収縮を抑制する機能を果たすような低酸素雰囲気で焼成を行って未焼成の基材層（セラミック基板）を焼結させ（第１焼成工程）、その後、第１焼成工程より酸素分圧の高い条件で焼成を行って拘束層３１を構成する焼失材料を焼失させる（第２焼成工程）。
これにより、図１に示すような構造を有するセラミック基板Ａを得ることができる。
＜具体例＞
セラミック粉末４８重量％とガラス粉末５２重量％とを混合して得られた混合粉末１００重量部に、バインダ８重量部、分散剤１重量部、可塑剤３重量部および有機溶剤８０重量部を各々適量添加し、これらを混合することによって、セラミックスラリーを作製した。
なお、この実施例では、セラミック粉末として、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を用い、ガラス粉末としては、ホウケイ酸ガラスを用いた。
次いで、このセラミックスラリーをドクターブレード法によってシート状に成形し、厚さが５０μmの基板用セラミックグリーンシート１ａ（図３参照）を作製した。
それから、得られた基板用セラミックグリーンシート１ａに、ビアホール導体を形成するための貫通孔１２を設け、この貫通孔１２に銀系導電性ペーストを充填することによって、ビアホール導体２３ａを形成した。
さらに、基板用セラミックグリーンシート上に、銀系導電性ペーストを印刷することにより、未焼成の外部導体２１ａ、内部導体２２ａ（配線導体膜）を形成した。
また、２μmのカーボン粉末１００重量部に対して、バインダ１２重量部、分散剤１重量部、可塑剤４重量部および有機溶剤１００重量部を配合し、混合することによって、拘束層用スラリーを作製する。そして、この拘束層用スラリーをドクターブレード法によりシート状に成形して、拘束層用の、厚みが１００μmの拘束層（拘束用グリーンシート）を作製した。
次に、１０枚の基板用セラミックグリーンシート１ａを所定の順序で配置し、この基板用セラミックグリーンシートの積層体（プレス前の未焼成基材層）の上下両側の主面に拘束層３１を配置して積層した後、プレスすることにより未焼成積層体３２を作製した。
それから、大気中で室温から４００℃までを１℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、１時間保持して脱バインダを行った後（脱バインダー工程）、窒素を導入して酸素分圧１０-5atmの条件下において、４００℃から８７０℃までを１℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、８７０℃に１０分間保持した（第１焼成工程）。
その後、大気を導入して、常圧下で、酸素分圧０．２１atmの条件下で、１０分間保持して、拘束層３１を焼失させることにより、図１に示すような構造を有するセラミック基板Ａを得た。
この実施例１では、拘束焼成の工程を経て製造されるセラミック基板を作製するにあたって、拘束層として、低酸素雰囲気で焼成した場合には焼失せず、所定の低酸素雰囲気よりも酸素分圧を高くして焼成した場合には焼失する焼失材料を主たる成分として含有する拘束層を用い、第１焼成工程において、低酸素雰囲気下で拘束焼成を行って基材層を焼結させ、第２焼成工程で、第１焼成工程より酸素分圧の高い条件で焼成を行って、拘束層を構成する焼失材料を焼失させるようにしているので、上述の特許文献１の方法の場合のように、難焼結性セラミック材料を主たる成分とする拘束層を用いて拘束焼成を行う場合のように、焼成工程の終了した後に、拘束層をウエットブラストなどの物理的、機械的処理により除去する工程が不要になるとともに、拘束層を除去する工程で生じるような、被焼成体の割れや欠けなどの発生を防止することができる。したがって、本願発明によれば、寸法精度の高いセラミック基板を、歩留まりよく製造することができる。
本願発明はさらにその他の点においても、上記実施例に限定されるものではなく、基材層を構成するセラミック粉末およびガラス材料の具体的な種類や配合割合、拘束層を構成する焼失材料の具体的な種類、第１および第２の焼成工程における具体的な条件、脱バインダ工程における処理条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。
上述のように、本願発明によれば、焼成後に拘束層を除去する工程を別途設けることが不要で、複雑な製造工程を必要とすることなく、平面方向の寸法精度の高いセラミック基板を効率よく製造することが可能になる。
したがって、本願発明は、焼成工程を経て製造されるセラミック基板の製造分野に広く利用することが可能できる。

Claims (8)

  1. セラミック粉末とガラス材料とを含有する基材層と、前記基材層の少なくとも一方主面に接するように配置され、かつ、低酸素雰囲気で焼成した場合には焼失しないが、前記低酸素雰囲気よりも酸素分圧を高くして焼成した場合には焼失する焼失材料を主たる成分として含有する拘束層とを備える未焼成積層体を作製する積層体作製工程と、前記未焼成積層体を焼成して前記基材層を焼結させる焼成工程とを備え、
    前記焼成工程は、
    前記低酸素雰囲気において、前記拘束層を備えた状態で焼成を行って前記基材層を焼結させる第１焼成工程と、
    前記第１焼成工程より酸素分圧の高い条件で焼成を行って前記拘束層を構成する前記焼失材料を焼失させる第２焼成工程とを含み、
    前記第１焼成工程において、前記基材層に含まれる前記ガラス材料が前記拘束層に浸透するように焼成を行うこと
    を特徴とする、セラミック基板の製造方法。
  2. 前記焼失材料がカーボン粉末であることを特徴とする請求項１のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
  3. 前記基材層がバインダを含み、かつ、
    前記焼成工程における前記第１焼成工程の前に前記基材層に含まれる前記バインダを除去する脱バインダ工程を備え、
    前記脱バインダ工程は、酸素含有雰囲気中で、かつ、前記焼失材料が焼失しない温度で実施されること
    を特徴とする請求項１または２記載のセラミック基板の製造方法。
  4. 前記積層体作製工程において、前記拘束層は、前記焼失材料を主たる成分として含むシートを、前記基材層の少なくとも一方主面に接するように配置することにより形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
  5. 前記積層体作製工程において、前記拘束層は、前記焼失材料を主たる成分として含むペーストを、前記基材層の少なくとも一方主面に塗布することにより形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
  6. 前記基材層が、前記セラミック粉末と前記ガラス材料とを含有する層を複数備えた複数層構造を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
  7. 前記基材層が、少なくとも一方の主面に配線パターンを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
  8. 前記焼成工程で焼成された後の基材層の外表面上に電子部品を実装する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
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