JP6494806B2 - セラミックス基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はセラミックス基板およびその製造方法に関し、特に低温同時焼成セラミックスの積層基板およびその製造方法に関するものである。

電気信号の高周波化に伴い、導体抵抗が低い金属材料を用いることができ１０００℃以下の低温で焼成可能な、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）からなる基板であるＬＴＣＣ基板が広く用いられている。ＬＴＣＣは低温同時焼成セラミックスと呼ばれる。ＬＴＣＣ基板は、そのグリーンシートに加工されたビア穴内に導通用のビアが充填され、そのビアが充填されたグリーンシートが多層に積層され、グリーンシートを構成するセラミックス材料とビアを構成する導体材料とが同時に焼成されることにより形成される。以上により、高密度な多層基板を低コストで形成可能である。ＬＴＣＣはその誘電率が５以上７以下程度であることと、抵抗およびコンデンサなどの受動素子が組み込み可能であることとにより、高周波デジタル用途での使用に適している。

ここでＬＴＣＣ基板を用いてパワーデバイスまたはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）構造体が封止されたモジュールを形成する場合を考える。このときたとえば特開２０１３−３０７５９号公報（特許文献１）に示すように、シリコン基板上に形成されたデバイスを封止するためにＬＴＣＣ基板が用いられ、そのＬＴＣＣ基板に上記デバイスを収納するためのキャビティを設ける場合がある。またたとえば特開２０１０−２８３０７４号公報（特許文献２）に示すように、ＬＴＣＣの積層基板にキャビティが形成され、キャビティ内にチップ部品が実装される場合もある。

特開２０１３−３０７５９号公報 特開２０１０−２８３０７４号公報

ＭＥＭＳ構造体などが封止されたモジュールにおいてＬＴＣＣ基板がデバイスを設置する側またはデバイスを封止する側のいずれに用いられる場合においても、特に気密封止する場合には、ＬＴＣＣ基板が他部材と封止により接合される面が研磨され、その表面粗さが小さくなることが要求される。またＬＴＣＣ基板の表面に電極または配線などが形成される場合においても、ＬＴＣＣ基板の表面粗さを低減するための研磨が必要な場合がある。

たとえば特開２０１３−３０７５９号公報のように封止用にＬＴＣＣ基板を用いる場合、ＬＴＣＣ基板を研磨することにより、研磨されたＬＴＣＣの積層基板の厚さが変化する。その厚さが変化した部分に内部回路が形成される場合、その内部回路の容量の値などが変化し当該内部回路の特性に影響する。このため、積層基板の厚さを測定し厚さを制御しながら当該積層基板を形成可能とすることがより好ましい。

しかしながら、たとえば特開２０１０−２８３０７４号公報のようにデバイスの実装用にＬＴＣＣ基板を用いる場合、積層構造のＬＴＣＣ基板を形成する際にグリーンシートが変形し、デバイスを収納するキャビティの段差の形状が崩れる。このため当該キャビティはデバイスの実装用に用いることはできるが、積層されたＬＴＣＣ基板の厚さの測定用に当該キャビティを用いることは困難である。

本発明は以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、基板の厚さの測定用に用いることが可能なキャビティを有するセラミックス基板およびその製造方法を提供することである。

本発明のセラミックス基板は、セラミックス基板部材が複数積層されている。複数のセラミックス基板部材のそれぞれは、一方の主表面から他方の主表面に達するビアを含む。複数積層されたセラミックス基板部材のうちセラミックス基板部材の積層方向における一方側の最表面に配置される第１のセラミックス基板部材および積層方向における一方側と反対側である他方側の最表面に配置される第２のセラミックス基板部材にはそれぞれ空隙が第１および第２のセラミックス基板部材を貫通するように形成されている。空隙内の側面上および底面上の全面が保護層で覆われる。保護層は、セラミックス基板部材よりもエッチング速度が低い材料で構成されている。

本発明のセラミックス基板の製造方法は、まず第１および第２のグリーンシートな第１および第２の内層グリーンシートが準備される。第１および第２のグリーンシート、ならびに第１および第２の内層グリーンシートのそれぞれにビアが形成される。空隙となるべき領域の外周部に側面保護部が形成される。側面保護部の第１または第２の内層グリーンシート側に隣接可能となるように、平面視において側面保護部に囲まれるべき領域の全体を含むように底面保護部が形成される。第１および第２のグリーンシートならびに第１および第２の内層グリーンシートが積層される。これらが焼成され、第１および第２のセラミックス基板部材ならびに第１および第２の内層セラミックス基板部材が形成される。焼成の後に、側面保護部に囲まれる空隙となるべき領域の第１および第２のセラミックス基板部材の部分がエッチング除去され、第１および第２のセラミックス基板部材を貫通する空隙が形成される。側面保護部および底面保護部は、第１および第２のセラミックス基板部材よりもエッチング速度が低い材料で構成される。

本発明のセラミックス基板およびその製造方法によれば、第１および第２のセラミックス基板部材を貫通するキャビティとしての空隙を用いて、積層後および焼成後の第１および第２のセラミックス基板部材の厚さを高精度に測定することができる。

実施の形態１のセラミックス基板の構成を示す概略断面図である。 図１のセラミックス基板を最上部から平面視した態様を示す概略平面図である。 実施の形態１におけるセラミックス基板を最上部から平面視したときの図２とは異なる変形例としての態様を示す概略平面図である。 図１に示す空隙の形状をより詳細に示す概略拡大断面図である。 実施の形態１のセラミックス基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のセラミックス基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のセラミックス基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のセラミックス基板の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のセラミックス基板の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。 実施の形態２のセラミックス基板の構成を示す概略断面図である。 図１０のセラミックス基板を最上部から平面視した態様を示す概略平面図である。 実施の形態２のセラミックス基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。 実施の形態２のセラミックス基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。 実施の形態２のセラミックス基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。 実施の形態２のセラミックス基板の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。 実施の形態２のセラミックス基板の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のセラミックス基板の構成を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
実施の形態１．
まず図１〜図４を用いて、本実施の形態のセラミックス基板の構成について説明する。図１および図２を参照して、本実施の形態のセラミックス基板１０は、たとえばモジュールを形成するために電子回路またはＭＥＭＳ構造体などが形成された基板に対向するように接続されることにより、そのＭＥＭＳ構造体などが形成された基板を封止する役割を有している。

セラミックス基板１０は、一方の主表面および、一方の主表面と反対側の他方の主表面を有するセラミックス基板部材１が複数積層されている。具体的には、セラミックス基板部材１として複数、ここでは６つのセラミックス基板部材１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆを有しており、セラミックス基板部材１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆがこの順に下層から上層へ積層された構成となっている。ただしセラミックス基板部材の積層される数はこれに限られず、たとえば５つまたは７つのセラミックス基板部材が積層された構成であってもよい。

セラミックス基板部材１ａは、一方の主表面１ａ１およびそれと反対側の他方の主表面１ａ２とを有する平板形状の部材である。以下同様に、セラミックス基板部材１ｂは、一方の主表面１ｂ１およびそれと反対側の他方の主表面１ｂ２とを有する平板形状の部材である。セラミックス基板部材１ｃは、一方の主表面１ｃ１およびそれと反対側の他方の主表面１ｃ２とを有する平板形状の部材である。セラミックス基板部材１ｄは、一方の主表面１ｄ１およびそれと反対側の他方の主表面１ｄ２とを有する平板形状の部材である。セラミックス基板部材１ｅは、一方の主表面１ｅ１およびそれと反対側の他方の主表面１ｅ２とを有する平板形状の部材である。セラミックス基板部材１ｆは、一方の主表面１ｆ１およびそれと反対側の他方の主表面１ｆ２とを有する平板形状の部材である。

図１においては、一方の主表面１ａ１〜１ｆ１が図の下側を向き、他方の主表面１ａ２〜１ｆ２が図の上側を向くように配置されている。このためセラミックス基板部材１ａの他方の主表面１ａ２とセラミックス基板部材１ｂの一方の主表面１ｂ１とが互いに接するように積層されている。以下同様に、セラミックス基板部材１ｂの他方の主表面１ｂ２とセラミックス基板部材１ｃの一方の主表面１ｃ１とが互いに接するように積層されている。セラミックス基板部材１ｃの他方の主表面１ｃ２とセラミックス基板部材１ｄの一方の主表面１ｄ１とが互いに接するように積層されている。セラミックス基板部材１ｄの他方の主表面１ｄ２とセラミックス基板部材１ｅの一方の主表面１ｅ１とが互いに接するように積層されている。セラミックス基板部材１ｅの他方の主表面１ｅ２とセラミックス基板部材１ｆの一方の主表面１ｆ１とが互いに接するように積層されている。

複数のセラミックス基板部材１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆのそれぞれは、一方の主表面１ａ１〜１ｆ１のそれぞれから他方の主表面１ａ２〜１ｆ２のそれぞれに達するビアとしての貫通ビア２を含んでいる。具体的には、セラミックス基板部材１ａ〜１ｆのいずれも、その内部の一部の領域に、貫通ビア２を少なくとも１層ずつ有している。またセラミックス基板部材１ａ〜１ｅのいずれも、それぞれの他方の主表面１ａ２〜１ｅ２上の一部の領域に内部配線３が形成されている。内部配線３はたとえば貫通ビア２を覆うように形成されるが、そのような態様に限られない。

セラミックス基板１０を構成する複数のセラミックス基板部材１ａ〜１ｆのうちセラミックス基板部材１の積層方向における一方側、すなわち図１の下側の最表面に配置される第１のセラミックス基板部材をセラミックス基板部材１ａと考える。またセラミックス基板部材１の積層方向における上記一方側と反対側である他方側、すなわち図１の上側の最表面に配置される第２のセラミックス基板部材をセラミックス基板部材１ｆと考える。このとき、最下層のセラミックス基板部材１ａの一方側に配置される一方の主表面１ａ１上、および最上層のセラミックス基板部材１ｆの他方側に配置される他方の主表面１ｆ２上には、電極４が形成されている。電極４は、一方の主表面１ａ１および他方の主表面１ｆ２の一部に形成されている。電極４はたとえばセラミックス基板部材１ａおよびセラミックス基板部材１ｆのそれぞれに形成された内部配線３を覆うように配置されているが、そのような態様に限られない。

貫通ビア２、内部配線３および電極４はいずれも導体材料により形成されている。そしてたとえば図１の左右方向に関する中央部においては、貫通ビア２、内部配線３および電極４が互いに接続し合うことにより、一方の主表面１ａ１上の電極４から他方の主表面１ｆ２の電極４までがすべて電気的に接続されている。このように電気的に接続された領域により、インダクタンスなどの回路が形成される。あるいは貫通ビア２、内部配線３および電極４が互いに電気的に接続された領域は、セラミックス基板１０を用いたモジュールにおいてセラミックス基板１０に対向する電子回路またはＭＥＭＳ構造体などが実装された基板からの電気信号を直接または内部回路を通じて取り出すための領域である。またセラミックス基板部材１すなわちセラミックス基板部材１ａ〜１ｆのそれぞれは絶縁材料により形成されている。このためたとえば貫通ビア２とセラミックス基板部材１との組み合わせにより、容量などの回路が形成される。

複数積層されたセラミックス基板部材１ａ〜１ｆのうち、上記第１のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ａ、および上記第２のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ｆにはそれぞれ空隙６が形成されている。空隙６は、セラミックス基板部材１ａにおいて一方の主表面１ａ１の一部の領域に形成されており、かつセラミックス基板部材１ｆにおいて他方の主表面１ｆ２の一部の領域に形成されている、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの構成材料が除去された領域である。また空隙６は、セラミックス基板部材１ａにおいて一方の主表面１ａ１から他方の主表面１ａ２までこれを貫通するように延び、かつセラミックス基板部材１ｆにおいて他方の主表面１ｆ２から一方の主表面１ｆ１までこれを貫通するように延びている。

空隙６内の側面上は保護層としての側面保護部７で覆われており、空隙６内の底面上は保護層としての底面保護部８で覆われている。具体的には、空隙６の側面とは、空隙６内を構成する内壁面のうち、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの一方の主表面から他方の主表面に向けて延びる表面であり、空隙６の底面とは、空隙６内を構成する内壁面のうち、空隙６の底部に相当する、他方の主表面１ａ２および一方の主表面１ｆ１に沿って拡がる表面である。つまり空隙６の保護層は、空隙６内の側面上を覆う側面保護部７と、空隙６内の底面上を覆う底面保護部８とを含んでいる。言い換えれば空隙６は、側面保護部７と底面保護部８とに覆われこれらに囲まれた構成を有している。

底面保護部８は、平面視において、側面保護部７よりも外側に延びている。すなわち図１に示すように、底面保護部８は、図１において１対示される側面保護部７のうち左側の側面保護部７よりも左側の領域から、側面保護部７に囲まれる領域を含み、図１の右側の側面保護部７よりも右側の領域まで、延びている。逆に言えば、側面保護部７は、底面保護部８の図１の左右方向に関するもっとも外側の部分よりも内側の部分において、底面保護部８から真上または真下に延びるように形成されている。

なお図２に示すように、本実施の形態においては、側面保護部７は、空隙６内の側面の一部のみを覆うように形成されている。したがって保護層としての側面保護部７は、空隙６内の側面上の少なくとも一部を覆うように形成されている。図２においては空隙６は平面視において、外縁の角部が丸みをおびているもののその外縁は概ね矩形状であるが、その矩形状を構成する、直線状に延びる各辺の中央部を覆うように側面保護部７が形成されている。しかしこのような態様に限らず、たとえば空隙６の平面視における各角部に隣接する領域に側面保護部７が形成されてもよい。なお空隙６および電極４などの平面形状は、図２に示す矩形状（に近い形状）に限られず、たとえば楕円形または円形など、任意の平面形状とすることができる。

保護層としての側面保護部７および底面保護部８は、電極４に対して電気的に分離されていることが好ましい。言い換えれば、側面保護部７および底面保護部８は、電極４に対して電気的に独立していることが好ましい。すなわち、側面保護部７および底面保護部８は導体材料により形成されるものの、これらは電極４と電気的に接続されないことが好ましい。また電極４は、側面保護部７および底面保護部８は貫通ビア２および内部配線３に対しても電気的に独立していることが好ましい。

空隙６は、平面視における幅の最大値は１ｍｍ以下であることが好ましい。なおここでは空隙６の幅の最大値とは、その平面視において空隙６の寸法が最大となる部分の幅を意味するものとする。すなわちたとえば図２においては、平面視において空隙６はその外縁の延びる方向に対して斜めに延びる方向である斜め方向に関する寸法が最も大きくなっている。このため空隙６の斜め方向に関する幅が１ｍｍ以下となっていることが好ましい。ただし図２における空隙６の外縁の左右方向に関する幅が１ｍｍ以下となっていてもよい。たとえば空隙６の平面形状が円形の場合にはその直径が１ｍｍ以下であることが好ましく、空隙６の平面形状が楕円形の場合にはその長軸の長さが１ｍｍ以下であることが好ましい。

空隙６の平面視における大きさをこの程度にしておくことにより、セラミックス基板１０により形成されるモジュールにおいて空隙６が占める面積の割合を小さくすることができる。このため、空隙６の存在によりモジュール内に回路などを配置することが可能な領域が小さくなってしまうなどの影響をより小さくすることができる。また後述するように、空隙６の上記寸法を１ｍｍ以下とすることにより、空隙６内の側面および底面の突出高さが大きくなることを抑制することができる。

また空隙６が平面視において上記の大きさを有することにより、空隙６はその内部に半導体素子などを収納するために形成されるものではなく、空隙６はセラミックス基板部材１ａ，１ｆのそれぞれの、一方の主表面１ａ１，１ｆ１から他方の主表面１ａ２，１ｆ２までの厚さを測定するために用いられるものであることがわかる。空隙６を用いたセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さの測定には、光学的な顕微鏡であるたとえばレーザー顕微鏡または光干渉型顕微鏡が用いられ、空隙６を視認することにより測定が行われる。このため空隙６の全体が測定範囲としての視野に入ることを可能とする観点から、上記のように空隙６の平面視における寸法の最大値は１ｍｍ以下であることが好ましい。

図１および図２においては、セラミックス基板部材１ａ，１ｆのそれぞれに１つずつの空隙６が形成されている。しかし図３を参照して、第１のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ａ、および第２のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ｆのそれぞれに複数（図３においては２つ）の空隙６が形成されていることがより好ましい。なお図３よりもさらに多数の空隙６が、図３の平面視におけるセラミックス基板部材１ｆの矩形状の４方向それぞれに配置されることがより好ましい。このようにすれば、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの一方の主表面１ａ１，１ｆ１から他方の主表面１ａ２，１ｆ２までの厚さの、平面視における各領域間の分布を測定することができる。

図４を参照して、本実施の形態においては、セラミックス基板部材１ａ，１ｆのそれぞれに形成される空隙６内の側面および底面の突出高さは２μｍ以下であることが好ましい。なお図４においては図を単純化しわかりやすくする観点から、側面保護部７および底面保護部８の図示を省略している。具体的には、図４中において空隙６の側面および底面に隣接する領域に存在する点線は、まったく湾曲しない場合の空隙６の側面および底面を示している。これに対し、実際の空隙６の側面および底面は、たとえば図に示すように空隙６の内部側を向くように湾曲している。このように、空隙６の各頂点を結ぶ図４中に点線で示す平面を考えたときの、湾曲によりそこから最も大きく突出した部分の最大高さ（距離）をここでは当該側面および底面の突出高さと定義する。

上記の突出高さは、図４中において、空隙６の側面の湾曲量の最大値Ｘ，Ｙおよび空隙６の底面の湾曲量の最大値Ｚで示される。ここでは上記Ｘ，Ｙ，Ｚの値が、上記のように２μｍ以下であることが好ましい。なおこれらの突出高さＸ，Ｙ，Ｚは１．５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることがさらに好ましい。

上記のように空隙６内の突出高さが小さくなるように形成されるため、本実施の形態においては、空隙６を用いてセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さをより精密に測定することができる。

次に、上記のセラミックス基板１０を構成する各部材の材質について説明する。
セラミックス基板部材１すなわち積層される各セラミックス基板部材１ａ〜１ｆは、主な構成材料がセラミックス材料であればよく、任意のセラミックス材料により形成可能である。しかしセラミックス基板部材１ａ〜１ｆは、アルミナを主な構成材料とする低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）からなる平板形状の本体部を含む基板であることがより好ましい。つまり後述するように、セラミックス基板部材１ａ〜１ｆは、そこに形成される貫通ビア２および内部配線３などがセラミックス基板の本体を構成する材料であるＬＴＣＣと同時に焼成されることにより形成される。また複数のセラミックス基板部材１ａ〜１ｆが積層された状態で、これらすべてが同時に焼成されることにより、各セラミックス基板部材１ａ〜１ｆ同士が接合され、これによりセラミックス基板１０が形成されている。

セラミックス基板部材１ａ〜１ｆの本体部分がＬＴＣＣからなる場合には、そこに含まれる貫通ビア２および内部配線３は、導体抵抗の低い金属材料からなることが好ましい。具体的には、貫通ビア２および内部配線３は、金、白金、銀、銅からなる群から選択されるいずれかの材料により形成されることが好ましい。

空隙６内の保護層としての側面保護部７および底面保護部８は薬品耐性が高い材料により形成される。すなわち側面保護部７および底面保護部８は、たとえばセラミックス基板部材１の主な構成材料をエッチング可能な溶液の種類のうちの少なくとも１種類のエッチング溶液に対して、セラミックス基板部材１よりもエッチング速度が低い材料で構成されている。具体的には、側面保護部７および底面保護部８は金により形成されることが好ましい。ただしまた空隙６内の側面保護部７および底面保護部８も上記の貫通ビア２および内部配線３と同じ材料により形成されてもよい。具体的には、側面保護部７および底面保護部８は、金、白金、銀、銅からなる群から選択されるいずれかの材料により形成されてもよい。そのようにすれば、貫通ビア２または内部配線３と同時に側面保護部７または底面保護部８を形成することができるため、工程数を削減させることができる。

次に、図５〜図９を用いて、本実施の形態のセラミックス基板１０の製造方法について説明する。

図５を参照して、まずセラミックス基板１０を構成するために互いに積層されるセラミックス基板部材１ａ〜１ｆ（図１参照）の焼成前の状態に対応する、グリーンシート１１が準備される。すなわち、たとえば６つのセラミックス基板部材１ａ〜１ｆを積層する場合には、これらに対応するように、グリーンシート１１として、セラミックス基板部材と同数のグリーンシート１１ａ〜１１ｆが準備される。焼成前のグリーンシート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆのそれぞれは、焼成後のセラミックス基板部材１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆのそれぞれに対応する。

これらのグリーンシート１１ａ〜１１ｆのうち、グリーンシート１１ａは、焼成後の一方の主表面１ａ１および他方の主表面１ａ２のそれぞれに対応する一方の主表面１１ａ１およびそれと反対側の他方の主表面１１ａ２を有する平板形状の部材である。以下同様に、グリーンシート１１ｂは、焼成後の一方の主表面１ｂ１および他方の主表面１ｂ２のそれぞれに対応する一方の主表面１１ｂ１および他方の主表面１１ｂ２を有する平板形状の部材である。グリーンシート１１ｃは、焼成後の一方の主表面１ｃ１および他方の主表面１ｃ２のそれぞれに対応する一方の主表面１１ｃ１および他方の主表面１１ｃ２を有する平板形状の部材である。グリーンシート１１ｄは、焼成後の一方の主表面１ｄ１および他方の主表面１ｄ２のそれぞれに対応する一方の主表面１１ｄ１および他方の主表面１１ｄ２を有する平板形状の部材である。グリーンシート１１ｅは、焼成後の一方の主表面１ｅ１および他方の主表面１ｅ２のそれぞれに対応する一方の主表面１１ｅ１および他方の主表面１１ｅ２を有する平板形状の部材である。グリーンシート１１ｆは、焼成後の一方の主表面１ｆ１および他方の主表面１ｆ２のそれぞれに対応する一方の主表面１１ｆ１および他方の主表面１１ｆ２を有する平板形状の部材である。

なおここでは、後述する積層後に最下層として形成されるグリーンシート１１ａを第１のグリーンシートとし、積層後に最上層として形成されるグリーンシート１１ｆを第２のグリーンシートとする。また第１のグリーンシートであるグリーンシート１１ａの他方の主表面１１ａ２側に隣接するように積層可能なグリーンシート１１ｂを第１の内層グリーンシートとし、第２のグリーンシートであるグリーンシート１１ｆの一方の主表面１１ｆ１側に隣接するように積層可能なグリーンシート１１ｅを第２の内層グリーンシートとする。さらに以下では、各グリーンシートは未完成の状態においてもグリーンシート１１ａ〜１１ｆの参照符号を付して表現することとする。

各グリーンシート１１ａ〜１１ｆは、ＬＴＣＣ基板用のグリーンシートが加工されたものである。ＬＴＣＣ基板用のグリーンシートは、セラミックス粉末、ガラスおよびその他の材質を配合して混合した原料に、有機系のバインダと溶剤とを加えてスラリーとし、そのスラリーを有機系のフィルム上に平板形状となるように塗布し乾燥させることにより形成される。それぞれのＬＴＣＣ基板用のグリーンシート１１ａ〜１１ｆの厚さは、たとえば２０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましい。

なおこれらのグリーンシート１１ａ〜１１ｆからなるセラミックス基板１０が最終的に、電子回路またはＭＥＭＳ構造体などを形成したシリコン基板など、ＬＴＣＣ基板とは異なる材質の部材と陽極接合にて接合される場合が考えられる。この場合には、グリーンシート１１ａ〜１１ｆの原料に混入させるガラスとして、ナトリウムイオンまたはリチウムイオンなどのアルカリ金属イオンを含む材料を用いることが好ましい。

次に、平板形状に形成された複数のグリーンシート１１ａ〜１１ｆのそれぞれに対し、複数の貫通孔２ａが形成される。貫通孔２ａは貫通ビア２（図１参照）を形成するために、それぞれのグリーンシート１１ａ〜１１ｆの一方の主表面１１ａ１〜１１ｆ１から他方の主表面１１ａ２〜１１ｆ２に達するように形成される孔部である。一方の主表面１１ａ１〜１１ｆ１などの平面視における貫通孔２ａの形状は任意であるが、たとえば円形状または矩形状であることが好ましい。平面視における貫通孔２ａの幅の最大値は、たとえば２０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましく、ＬＴＣＣ基板用グリーンシート１１ａ〜１１ｆのそれぞれの厚さと同等であることが好ましい。ここでの貫通孔２ａの幅の最大値とは、上記の空隙６の幅の最大値と同じ考え方により、その平面視において貫通孔２ａの寸法が最大となる部分の幅を意味するものとする。

貫通孔２ａは、たとえばパンチングまたはレーザにより形成される。また後述するように、グリーンシート１１ａおよびグリーンシート１１ｆにおいて空隙６（図１参照）が形成されるべき領域の外周部の平面視における一部には、側面保護部７（図１参照）を形成するための保護部用貫通孔７ａが形成される。保護部用貫通孔７ａは、貫通孔２ａと同様の方法により形成され、グリーンシート１１ａ，１１ｆの一方の主表面１１ａ１，１１ｆ１から他方の主表面１１ａ２，１１ｆ２に達するように形成されるが、図５の左右方向における寸法が、貫通孔２ａよりも小さくなるように形成される。図５の左右方向における保護部用貫通孔７ａの寸法は、それが後に形成される側面保護部７（図１参照）の厚さに対応することを考慮して形成される。

保護部用貫通孔７ａは、空隙６となるべき領域の外周部の一部のみを覆うように形成される。これはたとえば仮に保護部用貫通孔７ａが、空隙６となるべき領域の外周部の全体を囲むように形成されれば、空隙６となるべき領域の全体が保護部用貫通孔７ａの形成により除去される領域とともにグリーンシート１１ａ，１１ｆから分離し、所望の保護部用貫通孔７ａが形成できなくなるためである。空隙６となるべき領域の全体がこの段階でグリーンシートから分離除去されれば、後に側面保護部７を形成するための導電性部材の充填工程の際に空隙６となるべき領域が充填されてしまうなどの不具合が生じる可能性がある。したがって、このような不具合を防ぐ観点から、保護部用貫通孔７ａはたとえば上記外周部の延びる方向に関して不連続となるように、外周部の一部のみに形成されることが好ましい。

図６を参照して、次に、貫通孔２ａおよび保護部用貫通孔７ａの内部に導電性部材が充填される。導電性部材を充填する方法としては任意の方法を採用し得るが、たとえばスクリーン印刷法が用いられることが好ましい。導電性部材が貫通孔２ａの全体を充填すれば、この導電性部材は各グリーンシート１１ａ〜１１ｆの一方の主表面１１ａ１〜１１ｆ１から他方の主表面１１ａ２〜１１ｆ２に達するビアとしての貫通ビア２として形成される。このようにして、第１のグリーンシートであるグリーンシート１１ａ、第２のグリーンシートであるグリーンシート１１ｆ、第１の内層グリーンシートであるグリーンシート１１ｂおよび第２の内層グリーンシートであるグリーンシート１１ｅのそれぞれに、一方の主表面１１ａ１，１１ｆ１，１１ｂ１，１１ｅ１から他方の主表面１１ｂ２，１１ｆ２，１１ｂ２，１１ｅ２に達する貫通ビア２が形成される。

また上記の処理により、保護部用貫通孔７ａの全体を導電性部材が充填するため、グリーンシート１１ａ，１１ｆの一方の主表面１１ａ１，１１ｆ１から他方の主表面１１ａ２，１１ｆ２に達する側面保護部７が形成される。上記のように保護部用貫通孔７ａは空隙６となるべき領域の外周部の一部のみを覆うように形成されている。このため、側面保護部７は、空隙６となるべき領域の外周部の一部のみを覆うように形成される。

またたとえばグリーンシート１１ａ〜１１ｅの他方の主表面１１ａ２〜１１ｅ２上に、貫通ビア２を覆うように内部配線３が形成される。これにより、貫通ビア２と内部配線３とが互いに電気的に接続される。なおグリーンシート１１ｆの他方の主表面１１ｆ２上にも部分的に内部配線３が形成されてもよい。また図６においては内部配線３は他方の主表面１１ａ２〜１１ｅ２上に形成されるが、内部配線３は一方の主表面１１ａ１〜１１ｆ１上に形成されてもよい。

なおここでは、グリーンシート１１を除く、貫通ビア２および内部配線３などの各部材については、焼成の前後を通して同一の名称および符号を付して表現することとする。

これらの内部配線３の形成と同時に、側面保護部７の第１または第２の内層グリーンシート側すなわちグリーンシート１１ｂ，１１ｅ側に隣接可能となるように、平面視において側面保護部７に囲まれるべき領域の全体を含むように底面保護部８が形成される。底面保護部８は内部配線３と同様に、たとえばグリーンシート１１ａの他方の主表面１１ａ２上およびグリーンシート１１ｅの他方の主表面１１ｅ２上に形成される。このようにすれば、たとえばグリーンシート１１ａにおいて他方の主表面１１ｅ２上に、側面保護部７に囲まれるべき領域の全体を含み、さらにグリーンシートの積層により側面保護部７の平面視における外側に延びることが可能な底面保護部８が形成される。

なお底面保護部８は側面保護部７の第１または第２の内層グリーンシート側に隣接可能すなわち電気的に接続可能であればよい。このため、たとえば図６においてはグリーンシート１１ａの側面保護部７に隣接する底面保護部８はグリーンシート１１ａの他方の主表面１１ａ２上に形成されているが、当該底面保護部８はグリーンシート１１ｂの一方の主表面１１ｂ１上に形成されてもよい。また同様に、たとえば図６においてはグリーンシート１１ｆの側面保護部７に隣接する底面保護部８はグリーンシート１１ｅの他方の主表面１１ｅ２上に形成されているが、当該底面保護部８はグリーンシート１１ｆの一方の主表面１１ｆ１上に形成されてもよい。

内部配線３および底面保護部８は、任意の成膜方法により形成可能であるが、たとえばスクリーン印刷法、スパッタリング法または蒸着法により形成することができる。なおたとえばグリーンシート１１ａにおいては、貫通ビア２、側面保護部７、内部配線３および底面保護部８のすべてが一括してスクリーン印刷法により形成されてもよい。ただしいずれにせよ、側面保護部７および底面保護部８は、たとえばセラミックス基板部材１、特にセラミックス基板部材１ａ，１ｆの主な構成材料をエッチング可能な溶液の種類のうちの少なくとも１種類に対して、セラミックス基板部材１ａ，１ｆよりもエッチング速度が低い材料で構成されている。具体的には、側面保護部７および底面保護部８は金により形成されることが好ましい。

図７を参照して、複数のグリーンシート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆがこの順に、図の下側から上側へ積層される。これらのグリーンシート１１ａ〜１１ｆはいずれも一方の主表面１１ａ１〜１１ｆ１が図の下側を向き、他方の主表面１１ａ２〜１１ｆ２が図の上側を向いている。このためグリーンシート１１ａの他方の主表面１１ａ２がグリーンシート１１ｂの一方の主表面１１ｂ１と互いに接するように積層される。以下同様に、グリーンシート１１ｂ〜１１ｅの他方の主表面１１ｂ２〜１１ｅ２が、グリーンシート１１ｃ〜１１ｆの一方の主表面１１ｃ１〜１１ｆ１と互いに接するように積層される。以上により、第１および第２のグリーンシートとしてのグリーンシート１１ａ，１１ｆならびに第１および第２の内層グリーンシートとしてのグリーンシート１１ｂ，１１ｅが積層される。

なお本実施の形態においては、図６の側面保護部７を形成する工程が、図７の積層する工程の前になされる。このため上記のように、側面保護部７を形成するための保護部用貫通孔７ａの形成によりそれに囲まれた部分の全体が脱落することを抑制するために、側面保護部７は空隙６となるべき領域の外周部の一部のみを覆うように形成される。

次に、上記のように積層されたグリーンシート１１ａ〜１１ｆの互いに接する主表面同士がより密着するように、グリーンシート１１ａ〜１１ｆに対して圧力を加えながら、これが１０００℃以下の温度で同時焼成される。これにより、グリーンシート１１ａ〜１１ｆはセラミックス基板部材１ａ〜１ｆとなり、セラミックス基板部材１ａの他方の主表面１ａ２とこれに隣接するセラミックス基板部材１ｂの一方の主表面１ｂ１とは互いに接着される。同様に、セラミックス基板部材１ｂ〜１ｅの他方の主表面１ｂ２〜１ｅ２とこれに隣接するセラミックス基板部材１ｃ〜１ｆの一方の主表面１ｃ１〜１ｆ１とは互いに接着される。これにより、各主表面同士が接着され６つのセラミックス基板部材１ａ〜１ｆが一体となり、積層体１２が形成される。なお積層体１２はＬＴＣＣの多層基板である。またこのとき、積層体１２に含まれる貫通ビア２、内部配線３、側面保護部７および底面保護部８も焼成により焼結される。以上のように、第１および第２のグリーンシートとしてのグリーンシート１１ａ，１１ｆならびに第１および第２の内層グリーンシートとしてのグリーンシート１１ｂ，１１ｅが焼成される。これにより、第１および第２のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ａ，１ｆならびに第１および第２の内層セラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ｂ，１ｅが形成される。

次に、積層体１２全体の積層方向における一方側の最表面に配置されるセラミックス基板部材１ａの外側に露出した一方の主表面１ａ１上、および上記積層方向における他方側の最表面に配置されるセラミックス基板部材１ｆの外側に露出した他方の主表面１ｆ２上に、これらの主表面を覆う主表面保護層９が形成される。主表面保護層９は側面保護部７の真上を覆い、これと接続するように形成される。

主表面保護層９は、内部配線３などと同様に、任意の成膜方法により形成可能であるが、たとえばスクリーン印刷法、スパッタリング法または蒸着法により形成することができる。なおスクリーン印刷法により主表面保護層９を形成する場合には、グリーンシート１１ａ〜１１ｆの焼成前に主表面保護層９が成膜されることが好ましい。このようにすれば、主表面保護層９が２度昇温され焼結されることを避けることができる。

また主表面保護層９は、側面保護部７および底面保護部８と同様に、エッチングに用いる薬品に対する耐性の高い材料により形成されることが好ましく、たとえば金により形成されることが好ましい。ただし主表面保護層９は導電性を有さなくてもよい。なお図７においては、一方の主表面１ａ１上および他方の主表面１ｆ２上のうち、後の工程において空隙となるべき領域以外の領域の全面に主表面保護層９が形成されている。しかし空隙となるべき領域がレーザーなどによりエッチング形成されることにより、その平面積をある程度狭めることが可能であれば、空隙となるべき領域以外の領域の全面に主表面保護層９が形成されなくてもよい。

図８を参照して、図７の工程においてグリーンシート１１が焼成されセラミックス基板部材１となった後に、側面保護部７に囲まれる空隙６となるべき領域のセラミックス基板部材１ａ，１ｆの部分がエッチング除去されることにより空隙６が形成される。なおこのときセラミックス基板部材１ａの部分は一方の主表面１ａ１から他方の主表面１ａ２までこれを貫通するようにエッチング除去され、セラミックス基板部材１ｆの部分は他方の主表面１ｆ２から一方の主表面１ａ１までこれを貫通するようにエッチング除去される（エッチングの始点および終点は上記と逆であってもよい）。

ここでエッチング溶液としては、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの主な構成材料であるアルミナをエッチング可能であり、かつセラミックス基板部材１ａ，１ｆよりも側面保護部７、底面保護部８および主表面保護層９のエッチング速度が異なる、すなわちたとえば低くなるような溶液が用いられることが好ましい。言い換えれば、アルミナに対するエッチング速度に比べて側面保護部７、底面保護部８および主表面保護層９に対するエッチング速度が十分に遅い溶液を用いて、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの部分がエッチング除去され空隙６が形成されることが好ましい。具体的には、エッチング溶液として、たとえばフッ酸系の溶液が用いられることが好ましい。

上記の条件で空隙６を形成するためのセラミックス基板部材１ａ，１ｆの部分すなわちアルミナなどを含む部分のエッチングがなされれば、当該エッチングは、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの除去された領域が側面保護部７および底面保護部８に達したところでストップする。平面視における側面保護部７の外側の領域のセラミックス基板部材１ａ，１ｆのアルミナを含む部分がエッチングされることを抑制するために、側面保護部７の外側に延びるように底面保護部８が形成されており、逆に言えば、底面保護部８の外周部よりも内側に側面保護部７の外周部が形成されている。しかし上記により側面保護部７は空隙６の外周部の一部のみを覆うように形成されるため、一部の領域においては空隙６の外周部が直接セラミックス基板部材１ａ，１ｆの部分に接する態様となっている。このためその部分から空隙６の外側のセラミックス基板部材１ａ，１ｆの部分のエッチングが進行する可能性があるため、これを抑制するためにエッチングは基本的に時間制御されることが好ましい。

空隙６の形成時に底面保護部８が露出するまでセラミックス基板部材１ａ，１ｆの部分が除去される場合には、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さ（図８の上下方向の寸法）とほぼ同程度の距離分だけ、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの主表面方向（図８の左右方向）のエッチングが進行すると考えられる。このためそのことを考慮した空隙６のパターンとされる。

側面保護部７を構成する薄膜は、その側面保護部７に隣接する領域を保護する役割を有するとともに、それが形成されたセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さを測定する際の上面基準部としての役割を有する。すなわち側面保護部７の一方の主表面１ａ１または他方の主表面１ｆ２側の最上面と、空隙６内の底面保護部８の表面との段差を測定することにより、その段差の測定値をセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さとして測定することができる。

なお図１および図８などの各図に示すように、実際には底面保護部８が空隙６内側に入り込むように厚さを有することにより、セラミックス基板部材１ａの厚さ（一方の主表面１ａ１から他方の主表面１ａ２までの距離）と、上記の段差の測定により得られる値との間には若干の誤差が生じる可能性がある。しかしこの誤差は無視できる程度に小さい。またセラミックス基板部材１ａの厚さとして欲しい情報は、容量を形成する部分すなわち他方の主表面１ａ２と内部配線３の他方の主表面１ａ２側を向く表面との距離である。このため、上記の段差を測定すれば十分に所望の情報が得られる。基本的に内部配線３と底面保護部８とは同時に形成される同一の層であるため、内部配線３の他方の主表面１ａ２側の表面と底面保護部８の他方の主表面１ａ２側の表面との、図７の上下方向に関する位置はほぼ等しいためである。

以上のように、本実施の形態においては、空隙６は、第１および第２のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さの測定用に形成される。そのためには空隙６は半導体素子などを収納することができない程度の大きさであることが好ましく、具体的には空隙６の平面視における幅の最大値は１ｍｍ以下であることが好ましい。

また本実施の形態においては、空隙６を形成する工程は、セラミックス基板部材１ａの一方の主表面１ａ１およびセラミックス基板部材１ｆの他方の主表面１ｆ２が主表面保護層９に覆われた状態でなされる。これにより、空隙６を形成するためのセラミックス基板部材１ａ，１ｆの部分のエッチング時に、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの空隙６以外の部分のエッチングを抑制することができ、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの空隙６以外の部分の厚さの意図せぬ変化を抑制することができる。空隙６が形成されることにより、空隙あり積層体１３が形成される。

図９を参照して、空隙６を形成する工程の後に、第１および第２のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ａ，１ｆの露出する主表面１ａ１，１ｆ２が研磨される。これにより、一方の主表面１ａ１上および他方の主表面１ｆ２上の主表面保護層９が除去され、セラミックス基板部材１ａ，１ｆのアルミナを含む部分の一部が除去される。このセラミックス基板部材１ａ，１ｆを研磨する工程は、空隙６の厚さを測定することによりセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さを測定しながらなされる。

空隙６の厚さの測定は、上記のように空隙６内の側面保護部７の最上面と底面保護部８の表面との段差を測定することによりなされる。この測定は、光学顕微鏡または段差計などを用いてなされることが好ましい。このように測定と研磨とを繰り返しながら研磨することにより、所望の厚さとなるようにセラミックス基板部材１ａ，１ｆを高精度に研磨することができる。このため、セラミックス基板部材１ａ，１ｆに形成される内部回路の容量の値などを高精度に制御することができる。

なおセラミックス基板部材１ａ，１ｆの研磨後には空隙６内および側面保護部７の表面上などに削りカスまたは研磨材が付着しているため、水洗等でこれを洗い流しながら測定されることが好ましい。

図３を再度参照して、ここでセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さ測定用の空隙６が複数形成されれば、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの研磨の進行状況の面内分布を確認することができる。このためセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さを随時確認しながらセラミックス基板部材１ａ，１ｆの平面視における各部分ごとに、研磨すべき量を高精度に調整することができる。

図１を再度参照して、次にセラミックス基板部材１ａの一方の主表面１ａ１上およびセラミックス基板部材１ｆの他方の主表面１ｆ２上の一部の領域に、電極４が成膜される。電極４はスクリーン印刷法のほか、スパッタリング法、蒸着法、めっき法などの任意の成膜方法により形成することができる。なお図９の研磨工程が終了した直後は研磨面である主表面１ａ１，１ｆ２が削りカスおよび研磨材により汚染されているため、電極４を形成する前に主表面１ａ１，１ｆ２がアセトンなどにより洗浄されることが好ましい。

セラミックス基板部材１内に内部回路が形成される場合には、電極４が当該内部回路に影響を及ぼすことを抑制する観点から、電極４は保護層すなわち空隙６内の側面保護部７および底面保護部８に対して電気的に分離されていることが好ましい。特に内部回路が形成される部分ごとに空隙６が最終的に配置されることとなる場合には、上記のような考慮をすることが好ましい。ただし最終製品においてダイシングなどにより各チップが空隙６から切断される場合には、電極４が空隙６と電気的に接続されることはあり得ないため、空隙６に対してこのような考慮をする必要はない。

以上のように電極４が形成されることにより、本実施の形態の最終的なセラミックス基板１０が形成される。

なおセラミックス基板１０を、シリコン基板などに対して高い気密性を確保する封止部材として用いる場合には、電極４は緻密な膜として形成されていることが好ましく、その場合には電極４はスパッタリング法により形成されることが好ましい。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態においては、セラミックス基板１０の積層方向における一方側および他方側の最表面に配置されるセラミックス基板部材１ａ，１ｆのそれぞれにそれらを貫通する空隙６が形成されている。この空隙６内は、セラミックス基板部材１ａ，１ｆよりもエッチング速度が低い材料で構成される保護層に覆われている。このため、空隙６による段差を光学顕微鏡等で観察することにより、空隙６の厚さすなわちセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さを高精度に測定することができる。エッチングされにくい保護層に覆われることによりセラミックス基板部材１ａ，１ｆが空隙６に隣接する領域において不必要にエッチングされることが抑制されるため、空隙６内においてはセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さがそのまま維持されているためである。

本実施の形態において空隙６の厚さがセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さを高精度に維持している理由としては、上記の他に、セラミックス基板１０の製造方法において、グリーンシートの焼成後に空隙６が形成されることが挙げられる。すなわち焼成は積層されたグリーンシートを加圧しながら互いに接着させることによりなされる。このとき、特に無収縮焼成がなされる場合には加圧量が大きくなる。これは無収縮焼成においては主表面に沿う方向にグリーンシートが収縮することを抑制するために、主表面に交差する方向から加えられる圧力の量を大きくする必要があるためである。このとき、加圧によりグリーンシートが空隙６を埋めるように変形する。

一般的には空隙はその内部に半導体素子などを収納するために形成されるものである。その場合、空隙の寸法は本実施の形態に比べて大きくなるため空隙の変形についてはさほど問題にならない。しかし本実施の形態においては半導体素子の設置用ではなく厚さ測定用として、半導体素子の設置用である場合に比べて小さい寸法の空隙が形成される。この場合には、上記のように空隙６内を埋めるように、特に空隙６の底面側のグリーンシートが盛り上がるように変形する。このため、空隙６を用いた厚さの正確な測定が困難になる可能性がある。

以上のように空隙の形成後に焼成すれば、空隙の変形量が大きくなる可能性があるが、本実施のように焼成後に空隙６が形成されれば、このような空隙６の変形は起こらない。このため、空隙６を用いたセラミックス基板部材１ａ，１ｆの精密な厚さ測定が可能となる。具体的には、図４を再度参照して、空隙６内の側面および底面の突出高さが２μｍ以下となることにより、セラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さ測定の精度に与える影響を最小限にすることができる。これにより、従来では±５０％程度の厚さ誤差であったが、本実施の形態により、厚さ誤差を±５％以下に抑えることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、積層後および焼成後のセラミックス基板１０におけるセラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さが高精度に測定できる。このため、セラミックス基板部材１ａ，１ｆに形成される内部回路の容量などの値を高精度に制御することができる。したがってセラミックス基板部材１ａ，１ｆなどに形成される内部回路の仕様を設計通りとなるよう制御することができ、設計値からの誤差を低減することができる。このためセラミックス基板部材１ａ，１ｆを用いて形成されるモジュール全体の精度および信頼性をより高めることができる。

セラミックス基板部材１ａ，１ｆの厚さは焼成直後などのセラミックス基板１０の製造プロセス中のみならず、その完成後、さらにはこれがたとえばダイシングされモジュールに組み込まれた後においても、空隙６を用いて測定可能である。これにより、セラミックス基板１０に組み込まれた内部回路の特性を、モジュールの使用中に調査することもできる。

実施の形態２．
まず図１０〜図１１を用いて、本実施の形態のセラミックス基板の構成について説明する。図１０および図１１を参照して、本実施の形態のセラミックス基板２０は、基本的にセラミックス基板１０と同様の構成を有するため、セラミックス基板１０と同一の構成要素に対応するものについてはセラミックス基板１０と同様の参照符号を付している。また本実施の形態において実施の形態１と態様等が同様である箇所については、ここでは説明を繰り返さない。

本実施の形態のセラミックス基板２０は、特にセラミックス基板部材１ａ，１ｆに形成される空隙６内の特に側面上を覆う側面保護部７が、空隙６内の側面上の全面を覆うように形成されている。したがって本実施の形態においては、空隙６内の保護層としての側面保護部７および底面保護部８が、空隙６内の側面上および底面上の全面を覆っている。この点において本実施の形態は、保護層としての側面保護部７が空隙６内の側面上の少なくとも一部を覆う実施の形態１の構成と異なっている。

すなわち本実施の形態においては、側面保護部７は平面視において空隙６の外周部の全体を一周分、連続するように延びている。以上を別の言い方で言えば、本実施の形態の空隙６とセラミックス基板部材１のアルミナを含む部分との間には必ず保護層である側面保護部７または底面保護部８が挟まれているといえる。

次に、図１２〜図１６を用いて、本実施の形態のセラミックス基板２０の製造方法について説明する。なおここでは、実施の形態１のセラミックス基板１０の製造方法と内容が重複する部分についてはその説明を繰り返さない。

図１２を参照して、まず実施の形態１（図５参照）と同様にグリーンシート１１ａ〜１１ｆが準備される。ただしこの時点では貫通孔２ａは実施の形態１と同様に形成されるが、保護部用貫通孔７ａは形成されない。保護部用貫通孔７ａは形成されないが、グリーンシート１１ａ，１１ｆにおける空隙６となるべき領域はこの時点で把握される。

図１３を参照して、実施の形態１（図６参照）と同様に、貫通孔２ａの内部に導電性部材が充填されることにより貫通ビア２が形成され、かつ内部配線３が形成される。

図１４を参照して、次に実施の形態１（図７参照）と同様に、複数のグリーンシート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆがこの順に、図の下側から上側へ積層される。これらが積層された後に、グリーンシート１１ａおよびグリーンシート１１ｆにおいて空隙６（図１０参照）となるべき領域の平面視における外周部には、側面保護部７（図１０参照）を形成するための保護部用貫通孔７ａが形成される。保護部用貫通孔７ａは平面視における底面保護部８の図１０の左右方向に関するもっとも外側の部分よりも内側の部分に形成される。グリーンシート１１ａにおいてはその一方の主表面１１ａ１から他方の主表面１１ａ２に達するように、グリーンシート１１ｆにおいてはその他方の主表面１１ｆ２から一方の主表面１１ｆ１に達するように、保護部用貫通孔７ａが形成される。ここでは既に他方の主表面１１ａ２と一方の主表面１１ｂ１とが密着しており、かつ他方の主表面１１ｅ２と一方の主表面１１ｆ１とが密着している。このため、他方の主表面１１ａ２および一方の主表面１１ｆ１に達した保護部用貫通孔７ａは、底面保護部８に達する。

この保護部用貫通孔７ａは、空隙６となるべき領域の外周部の全体を平面視における一周分に亘るように、形成される。本実施の形態においては、保護部用貫通孔７ａはたとえばレーザにより形成されるが、保護部用貫通孔７ａの加工が底面保護部８の表面に達したところで止まるように精密に制御することが可能であれば、パンチングが用いられる場合もある。レーザを用いて加工がなされる場合、そのレーザの進行がグリーンシート１１ａ，１１ｆからその真下の底面保護部８の表面に達したところで止まるようにする観点から、底面保護部８を構成する材質は、グリーンシート１１を構成する材質とはレーザの吸収波長が大きく異なる材質であることがこのましい。

図１５を参照して、次に、保護部用貫通孔７ａの内部に、たとえばスクリーン印刷法により導電性部材が充填される。これにより、グリーンシート１１ａ，１１ｆの一方の主表面１１ａ１，１１ｆ１から他方の主表面１１ａ２，１１ｆ２に達する側面保護部７が形成される。また一方の主表面１ａ１上および他方の主表面１ｆ２上に、これらの主表面を覆う主表面保護層９が形成される。主表面保護層９はたとえばスクリーン印刷法、スパッタリング法または蒸着法により形成することができる。しかしグリーンシートの状態で主表面保護層９が形成されるため、スクリーン印刷法が用いられることがより好ましい。なお側面保護部７と主表面保護層９とは、たとえばスクリーン印刷法により一括してスクリーン印刷法により形成されてもよい。

次に、積層されたグリーンシート１１ａ〜１１ｆが加圧されながら１０００℃以下の温度で同時焼成され、積層体２２が形成される。

なお以上の手順の変形例として、本実施の形態においては、焼成後にスパッタリング法または蒸着法により主表面保護層９が形成されてもよい。

また焼成工程は積層工程の直後になされてもよい。焼成工程が積層工程の直後になされる場合、積層および焼成の後に、底面保護部８上の保護部用貫通孔７ａが形成され、その後、側面保護部７および主表面保護層９が形成される。これらの側面保護部７および主表面保護層９がスクリーン印刷法により形成される場合には、側面保護部７および主表面保護層９の形成後に再度、積層体２２に対して熱を加える必要がある。

いずれにせよ、本実施の形態においては、図１５の側面保護部７を形成する工程が、図１４の積層する工程の後になされる。また側面保護部７は、空隙６となるべき領域の外周部の全面を覆うように形成される。

図１６を参照して、図８の工程と同様に空隙６が形成され、空隙あり積層体２３が形成される。以降の工程については、基本的に実施の形態の図９に示す工程以降の工程と同様であり、主表面１ａ１，１ｆ２の研磨および電極４の形成がなされる。以上により、本実施の形態の最終的なセラミックス基板２０が形成される。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態は、実施の形態１と同様の作用効果のほか、以下の作用効果を奏する。

本実施の形態においては、空隙６内の側面上および底面上の全面が保護層としての側面保護部７または底面保護部８に覆われる構成となっている。このため空隙６内の側面上の一部のみが側面保護部７に覆われる実施の形態１よりも確実に、空隙６の形成のためのエッチング時にそこから空隙６となるべき領域の外側の領域まで意図せずエッチングされてしまい、当該領域の厚さ等が変化してしまう不具合の発生を抑制することができる。このため本実施の形態においては実施の形態１よりも、空隙６の寸法を精密に制御することができ、エッチングによるグリーンシート１１ａ，１１ｆの厚さの変化などの不具合を確実に抑制することができる。

以上の構成は、グリーンシートの積層後に側面保護部が形成される（特に、保護部用貫通孔７ａが形成される）ことにより形成可能となる。空隙６となるべき領域の外周部の全体を囲むように保護部用貫通孔７ａを形成しても、その真下に密着するようにグリーンシート１１ｂ，１１ｅが存在することにより、空隙６となるべき領域の脱落を抑制することができる。このため空隙６となるべき領域にアルミナなどを含むグリーンシートの部分を残しながら所望幅の保護部用貫通孔７ａが形成できるためである。

実施の形態３．
まず図１７を用いて、本実施の形態のセラミックス基板の構成について説明する。図１７を参照して、本実施の形態のセラミックス基板３０は、基本的にセラミックス基板１０と同様の構成を有するため、セラミックス基板１０と同一の構成要素に対応するものについてはセラミックス基板１０と同様の参照符号を付している。また本実施の形態において実施の形態１と態様等が同様である箇所については、ここでは説明を繰り返さない。

本実施の形態のセラミックス基板３０は、空隙６が、セラミックス基板部材１の積層方向における一方側および他方側の最表面に配置されるセラミックス基板部材１ａ，１ｆのみならず、セラミックス基板部材１ａ〜１ｆのすべてがそれぞれの一方の主表面から他方の主表面までを貫通する空隙を有している。

具体的には、図の左下の空隙６は、セラミックス基板部材１ａの一方の主表面１ａ１から他方の主表面１ａ２、これに隣接するセラミックス基板部材１ｂの一方の主表面１ｂ１から他方の主表面１ｂ２、およびこれに隣接するセラミックス基板部材１ｃの一方の主表面１ｃ１から他方の主表面１ｃ２まで深さ方向（図１７の上下方向）に延びている。このため当該空隙６は深さ方向に関してセラミックス基板部材１ａ，１ｂ，１ｃの内部を連続して貫通するように形成されている。また同様に、図の右上の空隙６は、セラミックス基板部材１ｆの他方の主表面１ｆ２から一方の主表面１ｆ１、これに隣接するセラミックス基板部材１ｅの他方の主表面１ｅ２から一方の主表面１ｅ１、およびこれに隣接するセラミックス基板部材１ｄの他方の主表面１ｄ２から一方の主表面１ｄ１まで深さ方向に延びている。このため当該空隙６は深さ方向に関してセラミックス基板部材１ｆ，１ｅ，１ｄの内部を連続して貫通するように形成されている。

セラミックス基板部材１ａ，１ｂ，１ｃを貫通する空隙６は、その最表面であるセラミックス基板部材１ａ側から深い方向すなわちセラミックス基板部材１ｃ側へ進むにつれ、その図１７の左右方向の幅が小さくなるように形成されている。すなわちセラミックス基板部材１ａにおける空隙６の幅よりもセラミックス基板部材１ｂにおける空隙６の幅の方が小さく、セラミックス基板部材１ｂにおける空隙６の幅よりもセラミックス基板部材１ｃにおける空隙６の幅の方が小さい。同様に、セラミックス基板部材１ｆ，１ｅ，１ｄを貫通する空隙６は、その最表面であるセラミックス基板部材１ｆ側から深い方向すなわちセラミックス基板部材１ｄ側へ進むにつれ、その図１７の左右方向の幅が小さくなるように形成されている。

なお図１７においては、全部で６層積層されているセラミックス基板部材１ａ〜１ｆのうち、下層の３層であるセラミックス基板部材１ａ〜１ｃを貫通する空隙６と、上層の３層であるセラミックス基板部材１ｄ〜１ｆを貫通する空隙６とが形成されている。ただしこのような態様に限らず、たとえば最上層から４層分、最下層から２層分を貫通するような空隙６が形成されてもよい。また必ずしもすべてのセラミックス基板部材１ａ〜１ｆがいずれかの空隙６により貫通される態様でなくてもよく、少なくとも２層以上のセラミックス基板部材を貫通する態様であれば本実施の形態の範囲内とする。

以上より、本実施の形態においては、空隙６は、複数積層されたセラミックス基板部材１ａ〜１ｆのうち、第１のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ａおよびその積層方向における他方側に配置される複数の内層セラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ｂ，１ｃの内部を貫通するように形成されている。また空隙６は、第２のセラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ｆおよびその積層方向における一方側に配置される複数の内層セラミックス基板部材としてのセラミックス基板部材１ｅ，１ｄの内部を貫通するように形成されている。空隙６が貫通する複数のセラミックス基板部材の層の境界部において、その空隙６の幅が変更されるように段差が設けられている。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態は、実施の形態１と同様の作用効果のほか、以下の作用効果を奏する。

本実施の形態においては、最表面側に配置されるセラミックス基板部材１ａ，１ｆのみならずそれよりも積層方向に関する奥側（深さ方向）に配置されるセラミックス基板部材１ｂ，１ｅ、さらにはセラミックス基板部材１ｃ，１ｄにも貫通するように深さ方向に延在する空隙６が形成されている。このため、セラミックス基板部材１ａ，１ｆのみならずセラミックス基板部材１ｂ〜１ｅの厚さを測定することができる。グリーンシートの各層ごとに空隙６の幅がへの腐れるように段差が設けられていることにより、その段差を視認することにより各層ごとの厚さを測定することができる。

セラミックス基板３０内において、内部配線３を用いて形成される内部回路は、最表面側のセラミックス基板部材１ａ，１ｆに限らずその内部側に配置される各セラミックス基板部材１ｂ〜１ｅに形成され得る。このため本実施の形態のように各セラミックス基板部材１ｂ〜１ｅに空隙６を設け、積層および焼成後にその空隙６を用いて各セラミックス基板部材１ｂ〜１ｅの厚さを測定できることは、各セラミックス基板部材１ｂ〜１ｅに形成される内部回路の容量などの設計値からの誤差を低減できることにつながる。

なおたとえ積層前のグリーンシート１１ｂ〜１１ｅの状態でその厚さを測定していても、積層および焼成後によりセラミックス基板部材１ｂ〜１ｅの厚さは当初のグリーンシート１１ｂ〜１１ｅの厚さとは異なるものとなる。特に無収縮焼成の場合には、主表面に沿う横方向のグリーンシートの収縮が制限される分、逆に主表面に交差する厚さ方向の収縮がおおきくなるため、焼成の前後間でその厚さが大きく変化することになる。このため積層および焼成後に空隙６を用いてセラミックス基板部材１ｂ〜１ｅの厚さが改めて高精度に測定されることにより、最終的に得られるセラミックス基板３０およびこれを用いたモジュール全体の精度および信頼性をより高めることができる。

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ セラミックス基板部材、１ａ１，１ｂ１，１ｃ１，１ｄ１，１ｅ１，１ｆ１，１１ａ１，１１ｂ１，１１ｃ１，１１ｄ１，１１ｅ１，１１ｆ１ 一方の主表面、１ａ２，１ｂ２，１ｃ２，１ｄ２，１ｅ２，１ｆ２，１１ａ２，１１ｂ２，１１ｃ２，１１ｄ２，１１ｅ２，１１ｆ２ 他方の主表面、２ 貫通ビア、２ａ 貫通孔、３ 内部配線、４ 電極、６ 空隙、７ 側面保護部、７ａ 保護部用貫通孔、８ 底面保護部、９ 主表面保護層、１０，２０ セラミックス基板、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ グリーンシート、１２，２２ 積層体、１３，２３ 空隙あり積層体。

Claims (15)

1. 一方の主表面および前記一方の主表面と反対側の他方の主表面を有するセラミックス基板部材が複数積層されたセラミックス基板であって、
   複数の前記セラミックス基板部材のそれぞれは、前記一方の主表面から前記他方の主表面に達するビアを含み、
   複数積層された前記セラミックス基板部材のうち前記セラミックス基板部材の積層方向における一方側の最表面に配置される第１のセラミックス基板部材および前記積層方向における前記一方側と反対側である他方側の最表面に配置される第２のセラミックス基板部材にはそれぞれ空隙が前記第１および第２のセラミックス基板部材を貫通するように形成されており、
   前記空隙内の側面上および底面上の全面が保護層で覆われ、
   前記保護層は、前記セラミックス基板部材よりもエッチング速度が低い材料で構成されている、セラミックス基板。
2. 前記空隙は、複数積層された前記セラミックス基板部材のうち前記第１のセラミックス基板部材および前記第１のセラミックス基板部材の前記積層方向における前記他方側に配置される複数の内層セラミックス基板部材の内部を貫通するように形成されており、
   前記空隙は、複数積層された前記セラミックス基板部材のうち前記第２のセラミックス基板部材および前記第２のセラミックス基板部材の前記積層方向における前記一方側に配置される複数の内層セラミックス基板部材の内部を貫通するように形成されている、請求項１に記載のセラミックス基板。
3. 前記第１のセラミックス基板部材の前記一方側に配置される前記一方の主表面上、および前記第２のセラミックス基板部材の前記他方側に配置される前記他方の主表面上に電極が形成されており、
   前記保護層は前記電極に対して電気的に分離されている、請求項１または２に記載のセラミックス基板。
4. 前記空隙は、平面視において前記第１および第２のセラミックス基板部材のそれぞれに複数形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックス基板。
5. 前記保護層は、前記空隙内の側面上を覆う側面保護部と、前記保護層のうち前記空隙内の底面上を覆う底面保護部とを含み、
   前記底面保護部は、平面視において、前記側面保護部よりも外側に延びている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセラミックス基板。
6. 前記空隙は、平面視における幅の最大値が１ｍｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセラミックス基板。
7. 前記空隙内の側面および前記空隙内の底面の突出高さは２μｍ以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセラミックス基板。
8. 前記保護層は、金、白金、銀、銅からなる群から選択されるいずれかの材料である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のセラミックス基板。
9. 一方の主表面および前記一方の主表面と反対側の他方の主表面を有する第１および第２のグリーンシート、前記第１のグリーンシートの前記他方の主表面側に隣接するように積層可能な第１の内層グリーンシート、ならびに前記第２のグリーンシートの前記一方の主表面側に隣接するように積層可能な第２の内層グリーンシートを準備する工程と、
   前記第１および第２のグリーンシート、ならびに前記第１および第２の内層グリーンシートのそれぞれに、前記一方の主表面から前記他方の主表面に達するビアを形成する工程と、
   空隙となるべき領域の外周部に、前記第１および第２のグリーンシートの前記一方の主表面から前記他方の主表面に達する側面保護部を形成する工程と、
   前記側面保護部の前記第１または第２の内層グリーンシート側に隣接可能となるように、平面視において前記側面保護部に囲まれるべき領域の全体を含むように底面保護部を形成する工程と、
   前記第１および第２のグリーンシートならびに前記第１および第２の内層グリーンシートを積層する工程と、
   前記第１および第２のグリーンシートならびに前記第１および第２の内層グリーンシートを焼成することにより、第１および第２のセラミックス基板部材ならびに第１および第２の内層セラミックス基板部材を形成する工程と、
   前記焼成する工程の後に、前記側面保護部に囲まれる前記空隙となるべき領域の前記第１および第２のセラミックス基板部材の部分をエッチング除去することにより前記第１および第２のセラミックス基板部材を貫通する前記空隙を形成する工程とを備え、
   前記側面保護部および前記底面保護部は、前記第１および第２のセラミックス基板部材よりもエッチング速度が低い材料で構成されている、セラミックス基板の製造方法。
10. 前記空隙を形成する工程は、前記第１のセラミックス基板部材の前記一方の主表面および前記第２のセラミックス基板部材の前記他方の主表面が主表面保護層に覆われた状態でなされる、請求項９に記載のセラミックス基板の製造方法。
11. 前記空隙を形成する工程の後に、前記第１および第２のセラミックス基板部材の露出する主表面を研磨する工程をさらに備え、
    前記研磨する工程は、前記空隙の厚さを測定しながらなされる、請求項９または１０に記載のセラミックス基板の製造方法。
12. 前記空隙は、前記第１および第２のセラミックス基板部材の厚さの測定用に形成される、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のセラミックス基板の製造方法。
13. 前記側面保護部を形成する工程は、前記積層する工程の前になされ、
    前記側面保護部は前記空隙となるべき領域の外周部の一部のみを覆うように形成される、請求項９〜１２のいずれか１項に記載のセラミックス基板の製造方法。
14. 前記側面保護部を形成する工程は、前記積層する工程の後になされ、
    前記側面保護部は前記空隙となるべき領域の外周部の全面を覆うように形成される、請求項９〜１２のいずれか１項に記載のセラミックス基板の製造方法。
15. 前記第１および第２のセラミックス基板部材の部分をエッチング除去する工程は、前記第１および第２のセラミックス基板部材に対して前記側面保護部および前記底面保護部のエッチング速度が異なるフッ酸系の溶液によりなされる、請求項９〜１４のいずれか１項に記載のセラミックス基板の製造方法。

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