JPH06244559A

JPH06244559A - セラミックス多層基板の製造方法

Info

Publication number: JPH06244559A
Application number: JP3066793A
Authority: JP
Inventors: Yasumune Yamaguchi; 靖統山口
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1994-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】寸法精度の良い導体パターンを有するセラミッ
クス多層基板を一枚の焼結体から複数個取り出す。【構成】グリーンシート１に導体パターン３ａ，３ｂ
を印刷し、これを積層して本焼成（ホットプレス）を行
い、焼結体を切断して複数片のセラミックス多層基板を
製造する方法において、導体パターン３ａ，３ｂが印刷
された領域Ｒ1 間にダミーパターン３ｃを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホットプレス法による
セラミックス多層基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にセラミックス多層基板は、導体パ
ターンを印刷したグリーンシートを複数枚積層して得た
積層体を仮焼成した後に本焼成としてホットプレスを施
す、という手順によって製造される。また、セラミック
ス多層基板の製造コストを下げるためには、一枚の焼結
体を所定の箇所で切断して複数片の基板にするという、
いわゆる複数個採りが望ましいとされている。

【０００３】このような複数個採りを行う場合、図５に
示されるように、導体パターン２１が印刷された領域２
２をグリーンシート２３の複数箇所に設けておくことが
必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
なグリーンシート２３を積層して得た積層体２４を用い
ると、次のような問題が生じる。

【０００５】図５に示されるように、グリーンシート２
３の表面には、導体パターン２１が印刷された領域（以
下、単に「印刷領域」という）２２と、それ以外の領域
（以下、単に「非印刷領域」という）２５とが混在して
いる。このため、グリーンシート２３を積層すると、印
刷領域２２と非印刷領域２５とで肉厚に差が生じてしま
う（図６参照）。

【０００６】従って、厚さ方向（Ｚ方向）に圧力を加え
ながら積層体２４にホットプレスを施すと、周囲よりも
隆起している印刷領域２２に特に圧力が集中し、導体パ
ターン２１が図６のように横方向（Ｘ，Ｙ方向）へ拡が
ってしまう。その結果、導体パターン２１の寸法精度が
悪化し、しかも、各基板毎で±０．２％程度の寸法ばら
つきが生じるという不具合があった。

【０００７】このように、従来の製造方法では所定の寸
法規格を満たす製品が得られる率が低く、ホットプレス
や複数個採りのメリットを充分に享受しているとはいい
難かった。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、寸法精度の良い導体パターンを有
するセラミックス多層基板を一枚の焼結体から複数個採
りすることが可能なセラミックス多層基板の製造方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、第１の発明では、導体パターンが印刷された領域
を複数持つグリーンシートを積層した後、その積層体に
ホットプレスによる本焼成を施し、得られた焼結体を前
記導体パターンが印刷された領域以外の部分で切断して
複数片のセラミックス多層基板を製造する方法におい
て、前記導体パターンが印刷された領域間にグリーンシ
ートの面積の２０％を越えない範囲で非印刷領域を設け
てなることをその要旨としている。この場合、非印刷領
域の幅を１mm〜５mmにすることが望ましい。

【００１０】また、第２の発明では、導体パターンが印
刷された領域を複数持つグリーンシートを積層した後、
その積層体にホットプレスによる本焼成を施し、得られ
た焼結体を前記導体パターンが印刷された領域以外の部
分で切断して複数片のセラミックス多層基板を製造する
方法において、前記導体パターンが印刷された領域間に
ダミーパターンを形成した後、積層を行うことをその要
旨としている。この場合、ダミーパターンの厚さは当該
導体パターンと略同じ厚さであることが望ましい。ホッ
トプレス時の圧力を均等にし易いからである。

【００１１】

【作用】第１の発明によると、グリーンシート表面にお
ける印刷領域の占有率が高くなることにより、積層体の
大部分が印刷領域の高さとなり、結果的に積層体におけ
る肉厚の差が解消されることになる。従って、ホットプ
レスの圧力が分散され、圧力が積層体の全域にわたって
均等に加わるようになる。

【００１２】第２の発明によると、ダミーパターンの存
在によって積層体の大部分が印刷領域の高さに等しくな
り、結果的に積層体における肉厚の差が解消されること
になる。このため、ホットプレスの圧力が分散され、積
層体の全域にわたって均等に圧力が加わるようになる。

【００１３】なお、前記第１の発明では、非印刷領域を
グリーンシートの面積の２０％を越えない範囲にするこ
とが必要である。この比率が２０％を越えると、グリー
ンシートにおける印刷領域の占める割合が相対的に低下
してしまい、積層体における肉厚の差の解消を充分には
かることができなくなる。但し、非印刷領域の占める割
合が少な過ぎると、積層時のラミネート性が悪化する虞
れがあるため、前記比率は５％以下とならない範囲に設
定することが好ましい。つまり、グリーンシート同士が
面接触する部分をある程度確保しておくことが、ラミネ
ート性を維持するうえで好ましいということになる。

【００１４】また、非印刷領域を設ける場合にはその幅
を１mm〜５mmにすることが望ましい。この幅が１mm未満
であると、焼結体を正確に切断することが困難になるか
らである。一方、この幅が５mmを越えると非印刷領域の
占める割合が相対的に増加してしまい、好適ではないか
らである。

【００１５】

【実施例】〔実施例１〕以下、本発明を窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）多層基板の製造方法に具体化した実施例１
を図１，図２に基づき詳細に説明する。

【００１６】本実施例１においてグリーンシート（厚さ
４００μｍ前後，２００mm角）１は、ＡｌＮ粉末を主成
分として含むスラリーをドクターブレード法にてシート
成形することによって作製される。こうして得られるグ
リーンシート１の所定位置には、図１（ａ）に示される
ように、ドリル加工あるいは打ち抜き加工等によって複
数個のスルーホール形成用孔２が形成される。次いで、
前記グリーンシート１には、スクリーン印刷機によりタ
ングステンペーストＰが印刷される。そして、グリーン
シート１のスルーホール形成用孔２内にはスルーホール
内導体回路３ａが形成され、かつグリーンシート１の表
面には配線パターン３ｂが形成される（図１(b) 参
照）。

【００１７】このような印刷の結果、図２に示されるよ
うにグリーンシート１上には、略正方形状の印刷領域Ｒ
1 が６個×６列に配置された状態となる。一方、各印刷
領域Ｒ1 の間には、格子状に非印刷領域Ｒ2 が形成され
た状態となる。

【００１８】なお、実施例１では、グリーンシート１の
表面積に対する非印刷領域Ｒ2 の面積の比率は約１９％
に設定され、かつその幅ｗは約３mmに設定されている。
更に、本実施例１では、グリーンシート１作製用のスラ
リーとして、平均粒径が約１．７μｍのＡｌＮ粉末１０
００ｇに対して、焼結助剤としての酸化イットリウム粉
末４重量％、アクリル系バインダ１１重量％、分散剤
０．５重量％及び可塑剤４重量％を配合し、均一に混練
したものが使用されている。

【００１９】また、前記タングステンペーストＰとして
は、スルーホール内導体回路３ａ形成用及び配線パター
ン３ｂ形成用の二種類が使用されている。スルーホール
内導体回路３ａ形成用のペーストＰは、平均粒径が３．
４μｍのタングステン粒子２０００ｇに、アクリル系バ
インダ１．９重量％、溶剤２．７重量％及び分散剤２．
０重量％を配合し、均一に混合したものである。一方、
配線パターン３ｂ形成用のペーストＰは、平均粒径が
１．１μｍのタングステン粒子５０００ｇに、アクリル
系バインダ３．５重量％、溶剤６．６重量％、チクソ剤
０．１重量％、分散剤０．３重量％及び可塑剤０．１重
量％を配合し、均一に混合したものである。

【００２０】前記グリーンシート１は、配線パターン３
ｂに対する仮プレスを行った後に複数枚（本実施例１で
は６枚）積層され、かつラミネート装置等によって熱圧
着される（図１(c) 参照）。このようにして得られる積
層体４は、乾燥・脱脂された後に非酸化雰囲気下におい
て仮焼成される。そして、仮焼成された積層体４は、更
にホットプレス装置６によって高温加圧下で本焼成（１
７８０℃，３時間）されることにより、焼結体５とな
る。

【００２１】この後、前記焼結体５は非印刷領域Ｒ2 の
部分（図２にて破線で示される部分）で切断され、合計
３６片の３０mm角のＡｌＮ多層基板１０に分割される。
そして、これらの多層基板１０における配線パターン３
ｂのＸ，Ｙ方向へのずれ量を測定したところ、その値は
±０．１％以内に収まっており、極めて寸法精度に優れ
ていた。また、この製造方法によると、１枚の焼結体５
から得られる多層基板１０の数も３６片と多いため、製
造コストの低減も同時に達成することが可能であった。

【００２２】一方、実施例１の多層基板との比較のため
に、前記手順に従って比較例の多層基板を作製した。な
お、比較例ではグリーンシートに４個×４列の印刷領域
を設け、かつ非印刷領域の面積の比率をグリーンシート
の７３％に設定し、その幅を約１２mmに設定した（図５
参照）。これらの多層基板について同様の測定を行った
結果、Ｘ，Ｙ方向へのずれ量は±０．２％となり、実施
例１に比して明らかに寸法精度に劣ることが確認され
た。〔実施例２〕次に、本発明を具体化した実施例２を図
３，図４に基づき詳細に説明する。

【００２３】本実施例２においても、前記実施例１にて
使用したものと同組成かつ同形状のグリーンシート１が
用いられ、同グリーンシート１には前述のときと同じく
スルーホール形成用孔２が形成される（図２(a) 参
照）。

【００２４】次いで、前記グリーンシート１の所定位置
には実施例１のものと同組成のタングステンペーストＰ
がそれぞれ印刷され、導体パターンとしてのスルーホー
ル内導体回路３ａ及び配線パターン３ｂが形成される
（図２(b) 参照）。

【００２５】ペーストＰの印刷の結果、グリーンシート
１上には略正方形状の印刷領域Ｒ1が４個×４列に配置
された状態となる。そして、本実施例２では更に前記ペ
ーストＰを印刷することによって、印刷領域Ｒ1 間に配
線パターン３ｂとほぼ同じ厚さのダミーパターン３ｃが
形成される。

【００２６】前記グリーンシート１は、実施例１の場合
と同様に仮プレス後に積層されかつ熱圧着される（図２
(c) 参照）。得られる積層体４は乾燥、脱脂、仮焼成を
経た後、ホットプレス装置６による本焼成を経て、所定
の焼結体５となる（図２(d)参照）。この後、前記焼結
体５はダミーパターン３ｃの部分（図４にて破線で示さ
れる部分）で切断され、合計１６片の３０mm角のＡｌＮ
多層基板１１に分割される。

【００２７】これらの多層基板１１における配線パター
ン３ｂのＸ，Ｙ方向へのずれ量を測定したところ、その
値は±０．１％以内に収まっており、前記実施例１と同
様に極めて寸法精度に優れていた。

【００２８】また、本実施例２によると、ダミーパター
ン３ｃの形成と配線パターン３ｂの形成とを同時にかつ
容易に行うことができるため、製造工程上、特に不利益
が生じるということもない。更に、この多層基板１１の
構成によると、周縁部に残ったダミーパターン３ｃを後
にめっきリードとして使用することも可能であるため、
極めて好都合である。

【００２９】なお、本発明は上記実施例１，２のみに限
定されることはなく、以下のように変更することが可能
である。例えば、（ａ）また、グリーンシート１における印刷領域Ｒ1 の
配列の仕方は、実施例１，２のような６個×６列，４個
×４列以外のものであっても勿論構わない。

【００３０】（ｂ）印刷領域Ｒ1 の外形は実施例１，２
のような略正方形状に限られるわけではなく、三角形や
その他の多角形等の任意の形状であっても良い。また、
非印刷領域Ｒ2 の形状についても、印刷領域Ｒ1 の外形
や配列の仕方に応じて変更することが可能である。

【００３１】（ｃ）ダミーパターン３ｃは実施例２のよ
うに必ずしも導体である必要はなく、例えばセラミック
ス等のような絶縁体であっても構わない。また、ダミー
パターン３ｃをタングステンペーストＰによって形成す
る場合でも、配線パターン３ｂの形成とは別個に行うこ
とも勿論可能である。

【００３２】（ｄ）ＡｌＮ製グリーンシート１を使用し
た実施例１，２に代え、例えばアルミナ製、窒化珪素
製、窒化ホウ素製等のグリーンシートを使用することも
可能である。

【００３３】（ｅ）また、タングステンペーストＰを使
用した実施例１，２に代え、例えばモリブデン、ニオ
ブ、タンタル等といったタングステン以外の導電性金属
ペーストを使用することも勿論可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のセラミッ
クス多層基板の製造方法によれば、積層体における肉厚
の差が解消され、ホットプレスの圧力が積層体全域に均
等に加わるようになるため、反りが発生せず、かつ寸法
精度の良い導体パターンを有するセラミックス多層基板
を一枚の焼結体から複数個採りできるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は実施例１のＡｌＮ多層基板を
製造する工程を示す概略正断面図である。

【図２】導体パターンが印刷された実施例１のグリーン
シートを示す平面図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は実施例２のＡｌＮ多層基板を
製造する工程を示す概略正断面図である。

【図４】導体パターン及びダミーパターンが印刷された
実施例２のグリーンシートを示す平面図である。

【図５】従来のセラミックス多層基板の製造方法におい
てグリーンシートに導体パターンを印刷した状態を示す
平面図である。

【図６】従来のセラミックス多層基板の製造方法におい
てホットプレス前の積層体を示す部分概略正断面図であ
る。

【符号の説明】

１…グリーンシート、４…積層体、５…焼結体、１０，
１１…セラミックス多層基板としてのＡｌＮ多層基板、
Ｒ1 …導体パターンが印刷された領域（＝印刷領域）、
Ｒ2 …非印刷領域、３ａ…導体パターンとしてのスルー
ホール内導体回路、３ｂ…導体パターンとしての配線パ
ターン、３ｃ…ダミーパターン、ｗ…（非印刷領域の）
幅。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体パターン（３ａ，３ｂ）が印刷された
領域（Ｒ1 ）を複数持つグリーンシート（１）を積層し
た後、その積層体（４）にホットプレスによる本焼成を
施し、得られた焼結体（５）を前記導体パターン（３
ａ，３ｂ）が印刷された領域（Ｒ1 ）以外の部分で切断
して複数片のセラミックス多層基板（１０）を製造する
方法において、前記導体パターン（３ａ，３ｂ）が印刷された領域（Ｒ
1 ）間にグリーンシート（１）の面積の２０％を越えな
い範囲で非印刷領域（Ｒ2 ）を設けてなることを特徴と
したセラミックス多層基板の製造方法。
【請求項２】前記非印刷領域（Ｒ2 ）の幅（ｗ）を１mm
〜５mmにした請求項１に記載のセラミックス多層基板の
製造方法。
【請求項３】導体パターン（３ａ，３ｂ）が印刷された
領域（Ｒ1 ）を複数持つグリーンシート（１）を積層し
た後、その積層体（４）にホットプレスによる本焼成を
施し、得られた焼結体（５）を前記導体パターン（３
ａ，３ｂ）が印刷された領域（Ｒ1 ）以外の部分で切断
して複数片のセラミックス多層基板（１１）を製造する
方法において、前記導体パターン（３ａ，３ｂ）が印刷された領域（Ｒ
1 ）間にダミーパターン（３ｃ）を形成した後、積層を
行うことを特徴としたセラミックス多層基板の製造方
法。