JP6118170B2 - 多層セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のセラミック層を厚み方向に沿って同軸状に貫通する複数の連続ビア導体を有する多層セラミック基板およびその製造方法に関する。

例えば、セラミック層を貫通するビア導体を有するセラミック基板の製造工程においては、表面および裏面の少なくとも一方に配線層が予め形成されたグリーンシートに対し、専用の金型に配設された複数本のポンチにより、複数のビアホールを所要の位置ごとに穿孔している。ところで、異なるパターンのビア導体を含むセラミック基板を製造するたびに、専用の金型を用意していると、金型コストおよび得られるセラミック基板のコストが上昇する、という問題点があった。
前記問題点を解決し、可及的にビアホール穿孔用の金型を共通化し、コストダウンを図り、保守管理を容易にするべく、共通化した金型における複数のポンチによりグリーンシートに複数のビアホールを穿孔し、該ビアホール内ごとに導体ペーストを充填して穴埋めした後、上下層の配線層同士の導通が不要となる位置ごとの導体ペーストを選択し、該導体ペーストの上下端の露出面を、グリーンシートの表面または裏面に形成する絶縁層により被覆して、非導通状態とする多層配線セラミック基板の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

前記多層配線セラミック基板の製造方法では、複数のビアホール内に充填された導体ペーストを有するグリーンシートの表面または裏面の少なくとも一方に、上下層の配線層同士の導通が不要となる位置の導体ペーストの露出面を覆い、且つかかる導通が必要となる位置ごとの導体ペーストの端面を露出させるように、上記グリーンシートの表面または裏面のほぼ全面に前記絶縁層を形成している。
しかし、上記のように、グリーンシートのほぼ全面にわたり絶縁層を形成した場合、得られる多層配線セラミック基板全体の厚みが増加し、薄肉化ないし小型化の要請に逆行すると共に、前記導通が必要な導体ペーストの露出する端面ごとに開口する多孔状の前記絶縁層を、上記グリーンシートの表面または裏面のほぼ全面に形成することは、その製造工程が煩雑化する、という問題点があった。

特開２００６−２９１４６３号公報（第１〜６頁、図１〜６）

本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、複数のセラミック層を厚み方向に沿って同軸状に貫通する連続ビア導体を複数個有し、導通が不要な連続ビア導体のみを絶縁し、且つ基板本体の寸法および形状が正確な多層セラミック基板、および該多層セラミック基板を比較的低コストにより確実に得られる製造方法を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、厚み方向に隣接するセラミック層ごとを貫通する単位ビア導体同士の接続部付近で且つ前記セラミック層間に位置する配線層内の隙間などに絶縁層を形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の多層セラミック基板（請求項１）は、複数のセラミック層が積層された基板本体と、該基板本体において、隣接する複数のセラミック層を厚み方向に沿って同軸状に貫通する複数の連続ビア導体と、を備えた多層セラミック基板であって、上記連続ビア導体の少なくとも１つは、該連続ビア導体において隣接する上記複数のセラミック層間に位置するセラミック系の絶縁層により絶縁されていると共に、かかる絶縁層は、隣接する上記セラミック層間に形成された配線層内の隙間、あるいは、複数の配線層同士間の間隙に位置している、ことを特徴とする。

これによれば、複数のセラミック層を同軸状に貫通する複数の前記連続ビア導体のうち、導通が不要な連続ビア導体は、該ビア導体が貫通する配線層内の隙間、あるいは隣接する複数（２以上）の配線層間の隙間に形成されたセラミック系の絶縁層によって、電気的に絶縁されている。しかも、上記絶縁層は、厚み方向で隣接する２層のセラミック層間に配設された配線層の内側に位置する隙間、あるいは同じセラミック層間に隣接する複数の配線層同士間の隙間に形成されている。そのため、共通の金型によって複数の連続ビア導体が複数のセラミック層の厚み方向に沿って形成され、これらのうち導通が不要な連続ビア導体は、前記絶縁層により絶縁されていると共に、該絶縁層は、前記何れかの隙間に形成されているので、基板本体の表面や裏面に凹みなどの悪影響が生じにくくされている。
従って、複数のセラミック層を厚み方向に沿って同軸状に貫通する連続ビア導体を複数個有し、導通が不要な連続ビア導体のみを絶縁していると共に、基板本体の寸法および形状が正確な多層セラミック基板となっている。

尚、前記セラミックは、例えば、アルミナ、ムライト、窒化アルミニウムなどの高温焼成セラミックのほか、低温焼成セラミックの一種であるガラスーセラミックも含む。
また、前記絶縁層は、前記セラミックと同じか、該セラミックと第１成分が同じである同種のセラミック、あるいは、第１成分が異なる異種のセラミックであるほか、これらのセラミックを主成分として含有するものも含まれる。
更に、前記連続ビア導体が複数のセラミック層を同軸状に貫通するとは、隣接するセラミック層間において、個々の単位ビア導体の軸心がズレていたとしても、互いに接触し且つ電気的導通が可能であることを指す。
また、前記連続ビア導体、単位ビア導体、および配線層は、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇなどや、これらの何れかをベース（第１成分）とする合金からなる。

更に、前記連続ビア導体には、複数のセラミック層に同軸状に形成された複数のスルーホールの内壁面に沿って形成された円筒形状の連続スルーホール導体を含み、該連続スルーホール導体は、外径および内径が同じか同等である複数の単位スルーホール導体を同軸状に接続したものである。
また、前記配線層内に位置する隙間は、平面視で、円形、長円形、楕円形、四角形以上の正多角形あるいは変形多角形を呈する。
更に、前記複数の配線層間とは、同じセラミック層間に位置し且つ互いに離れて隣接する複数（２つ）の配線層同士間の上記セラミック層間で、且つ平面視で近接する複数の配線層間に位置する帯状ないし異形状などを呈する領域である。
また、前記セラミック層と絶縁層とは、異なる組成のセラミックからなる場合は基より、同じセラミックからなる場合でも、密度などが相違しているので、前記基板本体の断面において両者を区別して視認することが可能である。
加えて、前記絶縁層は、平面視で絶縁すべき連続ビア導体の直径の少なくとも２倍、望ましくは３倍以上の直径、短径、あるいは一辺の長さなどを有している。

また、本発明には、前記基板本体は、該基板本体の表面の中央側に開口するキャビティを有し、隣接する複数の前記セラミック層は、該キャビティの底面と側面とを形成するものであり、前記絶縁層の周辺部の一部は、上記キャビティの側面と面一状であるか、あるいは該キャビティの底面側に延在し且つ当該キャビティ内に露出している、多層セラミック基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、上記キャビティの底面と側面とを形成し且つ厚み方向で隣接する２層のセラミック層間であって、該セラミック層間で隣接する複数の配線層間の隙間に位置し、且つ少なくとも上記２層のセラミック層を厚み方向で同軸状に貫通する連続ビア導体の中間に、セラミック系の前記絶縁層が形成されている。しかも、該絶縁層におけるキャビティ側の周辺部、あるいは該周辺部の一部は、上記キャビティの側面と面一状（ほぼ面一）であるか、あるいは該キャビティの底面側に延在し且つ当該キャビティ内に露出している。従って、複数の連続ビア導体のうち、導通が不要な連続ビア導体を絶縁できると共に、製造時での積層工程およびこれに続く圧着工程において、キャビティを囲む上層側のグリーンシートがキャビティ側に傾いて倒れ込む事態が抑制されているので、所要の形状および寸法のキャビティを含む基板本体を有する多層セラミック基板とされている。
尚、前記面一状とは、前記周辺部の一部が前記キャビティの側面よりも該側面の奥側に１００μｍ以下の範囲（例えば、数１０μｍ程度）で位置していることも含んでいる。

一方、本発明による多層セラミック基板の製造方法（請求項３）は、複数のセラミック層が積層された基板本体と、該基板本体において、隣接する複数のセラミック層を厚み方向に沿って同軸状に貫通する複数の連続ビア導体と、を備えた多層セラミック基板の製造方法であって、複数のセラミックグリーンシートに複数のビアホールを形成する工程と、該グリーンシートごとのビアホールに導電性ペーストを充填して未焼成の単位ビア導体を形成する工程と、上記グリーンシートの表面および裏面の少なくとも一方に導電性ペーストを印刷して、未焼成で内部に隙間を有する配線層、あるいは未焼成で隣接する複数の配線層を形成する工程と、少なくとも１つの上記グリーンシートの表面および裏面の少なくとも一方において、上記単位ビア導体の端面が露出する位置およびその周囲に、セラミック系の絶縁ペーストを配置して未焼成の絶縁層を形成する工程と、複数の上記グリーンシートを、該グリーンシートごとの上記単位ビア導体が軸方向に沿って同軸状に連続するように積層する工程と、を含み、上記絶縁層を形成する工程において、上記未焼成の絶縁層は、上記配線層内の隙間、あるいは上記複数の配線層同士間の間隙に形成される、ことを特徴とする。

これによれば、共通の金型によって複数のグリーンシートを同軸状に貫通するように形成された複数の前記単位ビア導体のうち、導通が不要となる複数の単位ビア導体は、該複数の単位ビア導体が貫通する配線層内の隙間、あるいは隣接する複数（２以上）の配線層間の隙間に形成されたセラミック系の絶縁層により、電気的に絶縁される。しかも、上記絶縁層は、厚み方向で隣接する２層のグリーンシート間に配設された配線層の内側に位置する隙間、あるいは同じグリーンシート間で隣接する複数の配線層同士間の隙間に形成される。そのため、焼成後に得られる複数の連続ビア導体が、積層後における複数のセラミック層の厚み方向に沿って形成され、これらのうち、導通が不要となる連続ビア導体は、前記絶縁層により絶縁されると共に、該絶縁層は、前記何れかの隙間に形成されるので、積層後および焼成後の基板本体における表面や裏面に凹みなどが生じる事態を皆無にすることができる。
従って、比較的低コストによって、複数の連続ビアを含む基板本体の寸法および形状が正確な多層セラミック基板を確実に製造することが可能となる。

尚、前記セラミックグリーンシートは、前記セラミックの粉末にバインダ樹脂や溶剤などを混合したセラミックスラリをシート状に成形したものである。
また、前記積層工程の後には、積層された複数のセラミックグリーンシートの積層体を前記連続ビア導体や配線層などと同時に焼成する工程と、その後に外部に露出する表・裏面端子の表面にメッキ層を被覆するメッキ工程とが行われる。
更に、前記製造方法には、前記複数のグリーンシートを平面視で縦横に隣接する複数の基板領域を併有する製品領域と、その外周側に位置する耳部とからなるものとした多数個取りの形態も含まれる。

また、本発明には、前記複数のグリーンシートは、前記基板本体の表面の中央側に開口するキャビティの底面と、該キャビティの側面とを構成するものであり、上記複数のグリーンシート間に形成される前記未焼成の絶縁層の周辺部の一部は、前記積層工程において、上記キャビティの側面と面一状であるか、あるいは該キャビティの底面に延在し且つ当該キャビティ内に露出している、多層セラミック基板の製造方法（請求項４）も含まれる。
これによれば、上記キャビティの底面と側面とを形成し且つ厚み方向で隣接する２層のグリーンシート間であって、該グリーンシート間で隣接する複数の配線層間の隙間に位置し、且つ少なくとも上記２層のグリーンシートを厚み方向で同軸状に貫通する連続ビア導体の中間に、セラミック系の前記絶縁層が形成される。しかも、該絶縁層におけるキャビティ側の周辺部、あるいは該周辺部の一部は、上記キャビティの側面と面一状か、あるいは該キャビティの底面側に延在し且つ当該キャビティ内に露出している。従って、複数の連続ビア導体のうち、導通が不要な連続ビア導体を絶縁できると共に、前記積層工程とこれに続く圧着工程で、キャビティを囲む上層側のグリーンシートが当該キャビティ側に傾く事態（倒れ込み）が抑制されるので、所要の形状および寸法のキャビティを含む基板本体を有する多層セラミック基板を、比較的低コストで確実に製造することができる。

本発明による第１の多層セラミック基板を示す垂直断面図。 (Ａ)は図１中のＡ−Ａ線の矢視に沿った部分断面図、(Ｂ)は図１中のＢ−Ｂ線の矢視に沿った部分断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の変形形態を示す断面図。 第１の多層セラミック基板を得るための一製造工程を示す概略断面図。 図３に続く製造工程の概略を示す断面図。 図４に続く製造工程の概略を示す断面図。 図５に続く製造工程の概略を示す断面図。 図６に続く製造工程の概略を示す断面図。 図７に続く製造工程の概略を示す断面図。 本発明による第２の多層セラミック基板を示す垂直断面図。 図９中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った水平断面図。 第２の多層セラミック基板を得るための一製造工程を示す概略断面図。 図１１に続く製造工程の概略を示す断面図。 図１２に続く製造工程の概略を示す断面図。

以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による第１の多層セラミック基板１ａを示す垂直断面図、図２（Ａ）は、図１中のＡ−Ａ線の矢視に沿った部分断面図、図２（Ｂ）は、図１中のＢ−Ｂ線の矢視に沿った部分断面図、図２（Ｃ）は、（Ｂ）の変形形態である。
第１の多層セラミック基板１ａは、図１に示すように、複数のセラミック層３〜５が積層され且つ表面６および裏面７を有する基板本体２ａと、該基板本体２ａの表面６と裏面７との間を同軸状に貫通する複数の連続ビア導体１２と、セラミック層４，５間に形成された所定のパターンを有する複数の配線層１３とを備えている。更に、基板本体２ａの表面６には、連続ビア導体１２ごとの上端部に個別に接続された表面端子１４が形成され、該基板本体２ａの裏面７には、連続ビア導体１２ごとの下端部に個別に接続された裏面端子１５が形成されている。
尚、前記セラミック層３〜５は、例えば、アルミナを主成分とするセラミックからなる。また、前記連続ビア導体１２、配線層１３、表面および裏面端子１４，１５は、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、あるいはＡｇなどからなる。

図１に示すように、５個（複数）の前記連続ビア導体１２は、セラミック層３〜５を厚み方向に沿って同軸状に貫通するように、前記基板本体２ａ内に形成されている。こられのうち、図１で左右の両端に位置する２個の連続ビア導体１２は、セラミック層４，５間に形成された配線層１３と接続されている。また、図１で中央に位置する連続ビア導体１２は、基板本体２ａを構成するセラミック層３〜５を単独で且つ直線状に貫通している。
更に、図１で左右から２番目ごとに位置する２個の連続ビア導体１２は、第１の多層セラミック基板１ａでは、導通が不要なものである。そのため、該２個の連続ビア導体１２は、これらがセラミック層４，５間と交差するに位置ごとに形成されたセラミック系の絶縁層２０によって絶縁されている。該絶縁層２０も、セラミック層３〜５と同様のアルミナを主成分とするセラミックからなる。

即ち、図１中のＡ−Ａ線の矢視に沿った部分断面図の図２（Ａ）に示すように、図１で左から２番目に位置する連続ビア導体１２は、セラミック層４，５間に位置する前記配線層１３内に開設された平面視が円形の隙間１３ｓ内に形成された絶縁層２０によって絶縁されている。該絶縁層２０の直径は、上記連続ビア導体１２の直径の約３倍である。
一方、図１中のＢ−Ｂ線の矢視に沿った部分断面図の図２（Ｂ）に示すように、図１で右から２番目に位置する連続ビア導体１２は、セラミック層４，５間において隣接する２つの配線層１３間における隙間１３ｇ内に形成された絶縁層２０によって絶縁されている。上記隙間１３ｇは、図示のように、絶縁された連続ビア導体１２における上下の端面付近では、該連続ビア導体１２の直径の約３倍とした円形状の部分と、隣接する２つの配線層１３間において、該配線層１３同士の絶縁に必要な最小限の幅を有する帯状の部分とからなる。
尚、上記隙間１３ｇに位置する絶縁層２０は、図２（Ｃ）に示すように、当該隙間１３ｇ内において、隣接する２つの配線層１３同士間で、且つ絶縁すべき連続ビア導体１２の付近に位置する円形滋養の部分だけに形成しても良い。

以上のような第１の多層セラミック基板１ａによれば、複数のセラミック層３〜５を同軸状に貫通する複数の前記連続ビア導体１２のうち、導通が不要な連続ビア導体１２は、該ビア導体１２が貫通する配線層１３内の隙間１３ｓ、あるいは隣接する２つの配線層１３間の隙間１３ｇに形成された前記絶縁層２０によって絶縁されている。しかも、上記絶縁層２０は、厚み方向で隣接する２層のセラミック層４，５間に配設された配線層１３内に位置する隙間１３ｓ、あるいは同じセラミック層４，５間で隣接する２つの配線層１３間の隙間１３ｇに形成されている。そのため、共通の金型によって複数の連続ビア導体１２が複数のセラミック層３〜５の厚み方向に沿って形成され、これらのうち導通が不要な連続ビア導体１２は、前記絶縁層２０により絶縁されていると共に、該絶縁層２０は、前記隙間１３ｓ，１３ｇに形成されているので、基板本体２ａの表面６や裏面７に凹みなどの悪影響が生じくくされている。
従って、複数のセラミック層３〜５を厚み方向に沿って同軸状に貫通する複数の連続ビア導体１２を有し、導通が不要な連続ビア導体１２のみが絶縁されており、基板本体の寸法および形状が正確な多層セラミック基板１ａとされている。

以下において、前記多層セラミック基板１ａの製造方法について説明する。
予め、アルミナ粉末、バインダ樹脂、および溶剤などを適量ずつ配合し、得られたセラミックスラリをドクターブレード法によってシート状に成形することによって、図３に示すように、３枚のグリーンシートｇ３〜ｇ５を用意した。
次に、図４に示すように、上記グリーンシートｇ３〜ｇ５における所定の位置ごとに、図示しない複数のポンチを併有する打ち抜き用の金型によって、内径が共通する複数のビアホール１２ｈを平面視でほぼ等間隔にして形成した。
次いで、上記グリーンシートｇ３〜ｇ５におけるビアホール１２ｈ内ごとに、ＷあるいはＭｏ粉末を含む導電性ペーストを充填することにより、図５に示すように、未焼成である複数の単位ビア導体１２ｕを形成した。図示のように、かかる複数の単位ビア導体１２ｕは、上記グリーンシートｇ３〜ｇ５の厚み方向において、互いに同軸状となる位置ごとに形成された。

更に、図５中で最下層に位置するグリーンシートｇ５の表面に、上記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、図示のように、平面視が円形である隙間１３ｓを内側に有する未焼成の配線層１３と、隙間１３ｇを挟んで隣接する未焼成で且つ２つの配線層１３とを形成した。図５中で示すように、上記隙間１３ｓの中心部には、グリーンシートｇ５に形成した１つの単位ビア導体１２ｕの上端面が露出していた。また、上記隙間１３ｇ内における平面視が円形状の部分の中心部には、別の単位ビア導体１２ｕの上端面が露出していた。
次に、図６に示すように、上記配線層１３内に位置する隙間１３ｓ内と、隣接する２つの配線層１３間に挟まれた上記隙間１３ｇ内とに対し、所定パターンを有するスクリーン（図示せず）およびスキージ２９を用いて、アルミナ（セラミック）粉末を含む絶縁ペースト２０ｐを充填することにより、それぞれ未焼成の絶縁層２０を形成した。

次いで、前記複数の単位ビア導体１２ｕが形成されたグリーンシートｇ３，ｇ４と、上記同様の単位ビア導体１２ｕ、絶縁層２０、および複数の前記配線層１３が形成されたグリーンシート５を、グリーンシートｇ３〜ｇ５ごとの単位ビア導体１２ｕが、互いに軸方向に沿って接触するように積層し、更に圧着した。
その結果、図７に示すように、グリーンシートｇ３〜ｇ５からなる未焼成の基板本体２ａと、図７で中央に位置し且つグリーンシートｇ３〜ｇ５間を同軸状に貫通する３個の単位ビア導体１２ｕと、グリーンシートｇ４，ｇ５間で且つ図７で左端または右端に位置する上下の各単位ビア導体１２ｕに接続された３つの配線層１３と、を含む未焼成の積層体２４が得られた。該積層体２４では、図７で左側の配線層１３内の隙間１３ｓに位置する絶縁層２０より、図７で左から２番目に位置する上下の単位ビア導体１２ｕが絶縁されていた。更に、図７で右側において隣接する２つの配線層１３間の隙間１３ｇに位置する絶縁層２０より、図示７右から２番目に位置する上下の単位ビア導体１２ｕが絶縁されていた。

更に、図８に示すように、前記積層体２４における基板本体２ａの表面６に露出する単位ビア導体１２ｕごとの上に、前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、未焼成である複数の表面端子１４を形成すると共に、上記基板本体２ａの裏面７に露出する単位ビア導体１２ｕごとの上に、上記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、未焼成である複数の裏面端子１５を形成した。
そして、上記積層体２４を脱脂および焼成した後、電解Ｎｉメッキ液および電解Ａｕメッキ液に順次浸漬して、上記基板本体２ａの外部に露出する各表面端子１４および各裏面端子１５の表面に、下地側のＮｉメッキ膜と表層側のＡｕメッキ膜とからなるメッキ層（図示せず）を被覆した。その結果、前記図１，図２（Ａ），（Ｂ）で示した第１の多層セラミック基板１ａが得られた。
尚、前記焼成工程では、グリーンシートｇ３〜ｇ５がセラミック層３〜５に焼成され、同軸状に接触していた複数ずつの単位ビア導体１２ｕは、複数の連続ビア導体１２となり、その一部は、焼成された絶縁層２２により絶縁されていた。
また、以上のような多層セラミック基板１ａの製造方法は、多数個取りの形態によって行っても良い。

以上のような第１の多層セラミック基板１ａの製造方法によれば、共通の金型によって複数のグリーンシートｇ３〜ｇ５を同軸状に貫通するように形成された複数の単位ビア導体１２ｕのうち、導通が不要な複数の単位ビア導体１２ｕは、該複数のビア導体１２ｕが貫通する配線層１３内の隙間１３ｓ、あるいは隣接する２つの配線層１３間の隙間１３ｇに形成された前記絶縁層２０によって電気的に絶縁された。しかも、上記絶縁層２０は、厚み方向で隣接するグリーンシートｇ４，ｇ５間に配設された配線層１３内に位置する隙間１３ｓ、およびグリーンシートｇ４，ｇ５間に隣接する２つの配線層１３間の隙間１３ｇに形成された。そのため、同軸状である複数の連続ビア導体１２が、積層後における複数のグリーンシートｇ３〜ｇ５の厚み方向に沿って形成され、これらのうち、導通が不要な連続ビア導体１２は、前記絶縁層２０により絶縁され、該絶縁層２０は、前記隙間１３ｓ，１３ｇの一方に形成されたので、積層後および焼成後における基板本体２ａの表面６や裏面７に凹みなどが生じる事態を皆無にすることができた。
従って、比較的低コストによって、複数の連続ビア導体１２を含む基板本体２ａの寸法および形状が正確な多層セラミック基板１ａを確実に製造できた。

図９は、本発明による第２の多層セラミック基板１ｂを示す垂直断面図、図１０は、図９中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った水平断面図である。
上記多層セラミック基板１ｂは、図９，１０に示すように、前記同様である複数のセラミック層８〜１０を積層してなり表面６ｂおよび裏面７を有する基板本体２ｂと、該基板本体２ｂの表面６ｂにおける中央側に開口したキャビティ１６と、該キャビティ１６を囲む上記セラミック層８〜１０を厚み方向に同軸状に貫通する複数の連続ビア導体１２と、を備えている。上層および中層セラミック層８，９は、上記キャビティ１６を内設するため、平面視で四角枠形状を呈し、該キャビティ１６は、平面視がほぼ正方形でセラミック層１０の表面の一部である底面１７と、該底面１７の四辺から垂直に立設した４つの側面１８とを備えている。上記連続ビア導体１２ごとの上・下端には、基板本体２ｂの表面６ｂに設けた表面端子１４と、裏面７に設けた裏面端子１５とが個別に接続されている。

また、図９，１０に示すように、キャビティ１６の底面１７と基板本体２ｂの裏面７との間には、複数のビア導体２１が貫通しており、該ビア導体２１ごとの上端部である上記キャビティ１６の底面１７には、同数の内部端子１９が形成されている。該内部端子１９上には、追って該キャビティ１６内に実装される図示しない電子部品が搭載される。上記ビア導体２１ごとの下端には、基板本体２ｂの裏面７に設けた裏面端子１５が個別に接続されている。
更に、図９，１０に示すように、中層のセラミック層９と下層のセラミック層１０との間には、平面視が角形状である複数の配線層２３が互いに離れて形成され、隣接する配線層２３同士間に位置する平面視が角形状の隙間２３ｇごとには、前記同様である複数の絶縁層２２が個別に形成されている。

図１０において、四隅に位置する配線層２３内には、円形の隙間２３ｓが形成され、該隙間２３ｓに配置された絶縁層２２が、当該隙間２３ｓの中心部に接する連続ビア導体１２を絶縁している。また、図１０において、四辺に位置する複数の配線層２３の上・下面には、連続ビア導体１２が個別に接続されている。
一方、図１０において、四辺に位置する複数の配線層２３同士の隙間２３ｇごとには、角形状の絶縁層２２が形成され、該絶縁層２２により、上下の連続ビア導体１２を絶縁している。かかる絶縁層２２におけるキャビティ１６側の周辺部２２ａは、図９，１０に示すように、キャビティ１６の側面１８と面一であるか、あるいは該キャビティ１６の底面１７側に延在し、且つ該キャビティ１６内に露出している。
尚、上記周辺部２２ａの一部は、キャビティ１６側の辺の一部でも良い。また、該周辺部２２ａは、１００μｍ以下の範囲内でキャビティ１６の側面１８よりも該側面１８の奥側に僅かに下がって位置する面一状（ほぼ面一）であっても良い。

以上のような第２の多層セラミック基板１ｂによれば、前記キャビティ１６の底面１７と側面１８とを形成し且つ厚み方向で隣接するセラミック層９，１０間であり、且つ該セラミック層９，１０間で隣接する複数の配線層２３間の隙間２３ｇに位置し、且つ複数のセラミック層８〜１０を厚み方向で同軸状に貫通する複数の連続ビア導体１２における何れかの中間に、前記絶縁層２２が形成されている。しかも、該絶縁層２２におけるキャビティ１６側の周辺部２２ａ、あるいは該周辺部２２ａの一部は、上記キャビティ１６の側面１８と面一であるか、該キャビティ１６の底面１７側に延在し且つ当該キャビティ１６内に露出している。しかも、前記配線層２３内の隙間２３ｓに設けた絶縁層２２によって、キャビティ１６の開口部を囲む基板本体２ｂの表面６ｂにも、凹みなどが生じていない。
従って、複数の連続ビア導体１２のうち、導通が不要な連続ビア導体１２を絶縁できると共に、製造時での積層および圧着工程において、キャビティ１６を囲む上層側のグリーンシートがキャビティ側に傾いて倒れ込む事態が抑制されているので、所要の形状および寸法のキャビティ１６を含む基板本体２ｂを有する多層セラミック基板１ｂとされている。

以下において、前記多層セラミック基板１ｂの製造方法について説明する。
予め、前記同様の方法により、３枚のグリーンシートｇ８〜ｇ１０を用意した。これらのうち、上層側となるグリーンシートｇ８，ｇ９の中央部に対し、断面角形のポンチと該断面と相似形の抜き孔を有するダイとによる打ち抜き加工を行った。その結果、図１１に示すように、下層側の平坦なグリーンシート１０のほかに、平面視が角形の貫通孔１８ｈを有するグリーンシートｇ８，ｇ９が得られた。
次に、図１１中の右側に示すように、グリーンシートｇ８〜ｇ１０における所定の位置ごとに、前記同様の複数のポンチを併有する打ち抜き用の金型によって、複数のビアホール１２ｈを形成した。次いで、図１１中の左側に示すように、ビアホール１２ｈごと内に、前記同様の導電性ペーストを充填して、未焼成の単位ビア導体１２ｕを個別に形成した。

更に、下層側のグリーンシートｇ１０における表面の周辺部に沿って、前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷することで、複数の配線層２３を形成した後、図１２に示すように、隣接する配線層２３同士間の隙間２３ｇごとに、前記同様の絶縁ペーストからなる未焼成の絶縁層２２を上記同様にして印刷した。この際、該絶縁層２２におけるグリーンシートｇ１０の中心側と周辺側との幅ｗ２は、中・上層側のグリーンシートｇ８，ｇ９の幅ｗ１よりも大きく形成された。
次に、前記複数の単位ビア導体１２ｕが形成されたグリーンシートｇ８，ｇ９と、上記同様の単位ビア導体１２ｕ、絶縁層２２、および複数の前記配線層２３が形成されたグリーンシート１０を、グリーンシートｇ８〜ｇ１０ごとの単位ビア導体１２ｕが、互いに軸方向に沿って接触するように積層し、更に圧着した。

その結果、図１３に示すように、グリーンシートｇ８〜１０が積層されてなり、表面６ｂおよび裏面７と該表面６ｂに開口するキャビティ１６とを有する未焼成の基板本体２ｂと、前記キャビティ１６の底面１７と基板本体２ｂの裏面７との間を貫通する複数のビア導体２１と、上記基板本体２ｂの周辺部を同軸状に貫通する未焼成で複数ずつで且つ複数組の単位ビア導体１２ｕと、これらのうち、絶縁すべき単位ビア導体１２ｕ同士間で且つグリーンシートｇ９，ｇ１０間に形成された未焼成の絶縁層２２と、を備えた未焼成の積層体２６が得られた。
上記積層体２６において、複数の配線層２３のうち、一部の配線層２３の上・下面には、単位ビア導体１２ｕが同軸状に接続されており、残部の配線層２３では、該配線層２３内に位置する隙間２３ｓ内に形成された未焼成の絶縁層２２によって、該絶縁層２２の中心部における上・下面に同軸状に接する上下の単位ビア導体１２ｕが絶縁されていた。

しかも、前記積層および圧着工程では、予め、前記絶縁層２２の幅ｗ２を上・中層のグリーンシートｇ８，ｇ９の幅ｗ１よりも大きく設定したので、キャビティ１６を囲む上記グリーンシートｇ８，ｇ９が当該キャビティ１６側に傾く所謂「倒れ込み」現象を確実に防ぐこともできた。
更に、図１３に示すように、前記ビア導体２１の上・下端に内部端子１９と裏面端子１５とを個別に接続すると共に、同軸状である複数の単位ビア導体１２ｕの上・下端ごとに、表面端子１４と裏面端子１５とを個別に接続した。
そして、上記積層体２６を脱脂および焼成した後、電解Ｎｉメッキ液および電解Ａｕメッキ液に順次浸漬して、上記基板本体２ｂの外部に露出する各表面端子１４、各裏面端子１５、および各内部端子１９との表面に、下地側のＮｉメッキ膜と表層側のＡｕメッキ膜とからなるメッキ層（図示せず）を被覆した。その結果、前記図９，図１０で示した第１の多層セラミック基板１ｂが得られた。

尚、前記焼成時でも、予め、前記絶縁層２２の幅ｗ２を上・中層のグリーンシートｇ８，ｇ９の幅ｗ１よりも大きく設定してあったので、焼成後の絶縁層２２におけるキャビティ１６側の周辺部２２ａは、該キャビティ１６の底面１７側に延在しているか、少なくとも当該キャビティ１６の側面１８と面一状であった。
また、前記焼成工程では、グリーンシートｇ８〜ｇ１０がセラミック層８〜１０となると共に、同軸状に接触していた複数ずつの単位ビア導体１２ｕは、複数の連続ビア導体１２となり、その一部は、焼成された絶縁層２２により絶縁されていた。
更に、以上のような多層セラミック基板１ｂの製造方法は、多数個取りの形態によって行っても良い。

以上のような第２の多層セラミック基板１ｂの製造方法によれば、前記キャビティ１６の底面１７と側面１８とを形成し且つ厚み方向で隣接するグリーンシートｇ９，ｇ１０間で隣接する複数の配線層２３同士間の隙間２３ｇに位置し、且つのグリーンシートｇ８〜ｇ１０を厚み方向で同軸状に貫通する複数の単位ビア導体１２ｕの中間に、前記絶縁層２２を形成された。しかも、該絶縁層２２におけるキャビティ１６側の周辺部２２ａ、あるいは該周辺部２２ａの一部は、上記キャビティ１６の側面１８と面一か、あるいは該キャビティ１６の底面１７側に延在し且つ当該キャビティ１６内に露出した。しかも、前記配線層２３内の隙間２３ｓに設けた絶縁層２２によって、キャビティ１６の開口部を囲む基板本体２ｂの表面６ｂにも、凹みなどが生じなかった。
従って、複数の連続ビア導体１２のうち、導通が不要な連続ビア導体１２を絶縁できると共に、積層工程、圧着工程、および焼成工程で、キャビティ１６を囲む上層側のグリーンシートｇ８，ｇ９が当該キャビティ１６側に傾く事態を抑制できたので、所要の形状および寸法のキャビティ１６を含む基板本体２ｂを有する多層セラミック基板１ｂを、比較的低コストで確実に製造することができた。

本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記セラミック層のセラミックは、前記アルミナに限らず、ムライトや窒化アルミニウムなどの高温焼成セラミックとしたり、ガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックとしても良い。後者の場合、前記連続ビア導体や配線層などの導体には、ＣｕあるいはＡｇが適用される。
また、前基板本体を構成するセラミック層の数は、少なくとも２層であるが、４層以上としても良い。これらに応じて、前記グリーンシートの数も定められる。
更に、前記基板本体内に複数の導通しない前記連続ビア導体が併設されている場合、これらの連続ビア導体を絶縁する前記絶縁層は、異なる位置のセラミック層間ごとに位置する前記隙間に形成しても良い。
加えて、前記キャビティは、１個の基板本体に２つ以上を併設しても良く、例えば、基板本体の同じ表面に２つのキャビティを開口させた形態や、同じ基板本体の表面と裏面とに厚み方向で対称に２つのキャビティを併設しても良い。

本発明によれば、複数のセラミック層を厚み方向に沿って同軸状に貫通する複数の連続ビア導体を有し、導通が不要な連続ビア導体のみを絶縁し、且つ基板本体の寸法および形状が正確な多層セラミック基板、および該多層セラミック基板を比較的低コストによって確実に得られる製造方法を提供するできる。

１ａ，１ｂ……………………………多層セラミック基板
２ａ，２ｂ……………………………基板本体
３〜５，８〜１０……………………セラミック層
６ｂ……………………………………表面
１２……………………………………連続ビア導体
１２ｈ…………………………………ビアホール
１２ｕ…………………………………単位ビア導体
１３，２３……………………………配線層
１３ｓ，１３ｇ，２３ｓ，２３ｇ…隙間
１６……………………………………キャビティ
１７……………………………………底面
１８……………………………………側面
２０，２２……………………………絶縁層（セラミック系の絶縁層）
２０ｐ…………………………………絶縁ペースト
２２ａ…………………………………絶縁層の周辺部
ｇ３〜ｇ５，ｇ８〜ｇ１０…………グリーンシート

Claims (4)

1. 複数のセラミック層が積層された基板本体と、
   上記基板本体において、隣接する複数のセラミック層を厚み方向に沿って同軸状に貫通する複数の連続ビア導体と、を備えた多層セラミック基板であって、
   上記連続ビア導体の少なくとも１つは、該連続ビア導体において隣接する上記複数のセラミック層間に位置するセラミック系の絶縁層により絶縁されていると共に、かかる絶縁層は、隣接する上記セラミック層間に形成された配線層内の隙間、あるいは、複数の配線層同士間の間隙に位置している、
   ことを特徴とする多層セラミック基板。
2. 前記基板本体は、該基板本体の表面の中央側に開口するキャビティを有し、隣接する複数の前記セラミック層は、該キャビティの底面と側面とを形成するものであり、前記絶縁層の周辺部の一部は、上記キャビティの側面と面一状であるか、あるいは該キャビティの底面側に延在し且つ当該キャビティ内に露出している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板。
3. 複数のセラミック層が積層された基板本体と、該基板本体において、隣接する複数のセラミック層を厚み方向に沿って同軸状に貫通する複数の連続ビア導体と、を備えた多層セラミック基板の製造方法であって、
   複数のセラミックグリーンシートに複数のビアホールを形成する工程と、
   上記グリーンシートごとのビアホールに導電性ペーストを充填して未焼成の単位ビア導体を形成する工程と、
   上記グリーンシートの表面および裏面の少なくとも一方に導電性ペーストを印刷して、未焼成で内部に隙間を有する配線層、あるいは未焼成で隣接する複数の配線層を形成する工程と、
   少なくとも１つの上記グリーンシートの表面および裏面の少なくとも一方において、上記単位ビア導体の端面が露出する位置およびその周囲に、セラミック系の絶縁ペーストを配置して未焼成の絶縁層を形成する工程と、
   複数の上記グリーンシートを、該グリーンシートごとの上記単位ビア導体が軸方向に沿って同軸状に連続するように積層する工程と、を含み、
   上記絶縁層を形成する工程において、上記未焼成の絶縁層は、上記配線層内の隙間、あるいは上記複数の配線層同士間の間隙に形成される、
   ことを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
4. 前記複数のグリーンシートは、前記基板本体の表面の中央側に開口するキャビティの底面と、該キャビティの側面とを構成するものであり、
   上記複数のグリーンシート間に形成される前記未焼成の絶縁層の周辺部の一部は、前記積層工程において、上記キャビティの側面と面一状であるか、あるいは該キャビティの底面に延在し且つ当該キャビティ内に露出している、
   ことを特徴とする請求項３に記載の多層セラミック基板の製造方法。

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