JPH08264947A - 多層セラミック基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンデンサを内蔵し、層間の密着性を良好に
でき、デラミネーションやクラックの発生を防止できる
多層セラミック基板の製造方法を提供する。 【構成】 コンデンサ層を形成する内部電極用導体パタ
ーンを有する肉薄セラミック生シートと、絶縁体層を形
成する肉厚セラミック生シートを積み重ね、加圧してセ
ラミック生シート積層体を作製し、これを焼成してなる
多層セラミック基板の製造方法で、肉厚セラミック生シ
ートの外周縁表面に、セラミック生シートの主成分と同
じ絶縁体材料により、肉薄セラミック生シートの内部電
極用導体パターンの厚み相当分前後の厚みを補充する嵩
高部を設け、これによりセラミック生シート積層体の内
部電極用導体パターンを有しない部位の加圧による厚み
変化率を、内部電極用導体パターンを有する部位の加圧
による厚み変化率に一致または近似させる構成よりな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層セラミック基板の
製造方法に係り、より詳細には、コンデンサを内蔵し、
層間の密着性を良好にでき、デラミネーションやクラッ
クの発生を防止できる多層セラミック基板の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサを内蔵した多層セラミック基
板は、図３ａに示すように、コンデンサ層（誘電体層）
１を形成する内部電極用導体パターン２を有する肉薄セ
ラミック生シート３と、絶縁体層４を形成する肉厚セラ
ミック生シート５を積み重ね、加圧してセラミック生シ
ート積層体６を作製し（図３ｂ参照）、これを焼成する
ことで作製している。

【０００３】多層セラミック基板において、前記コンデ
ンサ層を内蔵する場合、セラミック生シートの表面に形
成する内部電極導体パターンは、面積の広い、所謂ベタ
パターンからなる。従って、このような内部電極導体パ
ターンを有するセラミック生シートを複数枚積み重ねた
場合、該内部電極導体パターンを有する部位と、該内部
電極導体パターンを有しない部位とでは、厚み差があ
る。そして、これを加圧してセラミック生シート積層体
を作製した場合、該内部電極導体パターンの影響によ
り、内部電極導体パターンを有しない部位に加圧力が十
分に伝達され難く、層間の接合力が弱くなる。また、こ
のようなセラミック生シート積層体を焼成して、多層セ
ラミック基板を作製すると、該焼成時に、デラミネーシ
ョン（層間剥離）やクラック（割れ）が発生し、製品不
良となるという問題がある。

【０００４】ところで、該デラミネーションやクラック
を防止する方法ではないが、作製する多層セラミック基
板の反りをコントロールする方法が知られている（特開
平６−３３８６８２号公報参照）。この方法は、図４に
示すように、セラミック生シート３１上に印刷形成され
ている配線パターン３２を除く全ての領域に、該セラミ
ック生シート３１と同一材料の部材３３を配して、この
セラミック生シート３１の全面を平坦化し、このセラミ
ック生シート３１を複数枚積み重ねて、加圧すること
で、シート全面に均一に加圧力を伝達し、更にこれを焼
成することで、反りのない多層セラミック基板を作製し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した方法
の場合、コンデンサを内蔵する多層セラミック基板は、
高容量値のコンデンサ層を形成するために、厚みが５０
μｍ程度の薄い肉薄セラミック生シートを用いているこ
とから、該シートの取り扱いが難しく、該肉薄セラミッ
ク生シートの外周縁に前記手法を講じることは難しい。

【０００６】そこで、本発明者は、このような課題に鑑
み、種々、研究・検討した結果、次のことを究明した。 セラミック生シートは、その積層体を作製するに際
し、積み重ね、加圧すると、その厚みに変化が起こり、
該厚み変化率は、該圧力に支配される。 該加圧力と、多層セラミック基板を作製する際の焼
成工程でのデラミネーションやクラックの発生とは、因
果関係がある。従って、該デラミネーションやクラック
の発生を防止するには、一定以上の加圧力が必要とな
る。換言すれば、該加圧により、セラミック生シートを
所定厚み以上圧縮（厚み変化）する必要となる。そし
て、実験の結果、図７に示すように、デラミネーション
をおこなさないためには、厚み変化は７％以上必要であ
ることがわかった。 このことを、図５を参照して説明する。まず内部電
極導体パターンがある部位Ａと、内部電極導体パターン
がない部位Ｂが併存する初期状態において、これを、図
６に示すような通常の加圧装置を用いて、加圧すると、
部位Ａ，Ｂは、それぞれ厚み変化を起こし、例えば、部
位Ａが７％の厚み変化率の場合には、部位Ｂは４％の厚
み変化率であった。そして、この場合、この積層体を焼
成した際、部位Ａ，Ｂは、その厚み変化率が相違し、Ｂ
部位の厚み変化率が小さいので、Ｂ部位にデラミネーシ
ョンやクラックが発生する。 そこで、該デラミネーションやクラックの発生が起
こる個所のセラミック生シートの厚みを、嵩高状態（７
％の厚み変化する厚み、ここでは２％以上）にすること
を試みた処、前述した従来手法のように、セラミック生
シートの全面を平坦化しなくても、前記デラミネーショ
ンやクラックの発生を防止できた。

【０００７】しかし、前記内部電極導体パターンが設け
られているセラミック生シートは、シート自体が肉薄で
あるので、該シートの前記デラミネーションやクラック
の発生するおそれのある個所のシート厚みを嵩高状態に
することが難しく、また高容量値のコンデンサ層を形成
するには、通常、該肉薄セラミック生シートを複数枚重
ねる必要があるため、該嵩高部分の存在によって、該嵩
高部分と嵩高でない部分との間に大きな段差が生じてし
まう、という問題がある。

【０００８】本発明は、以上のような課題に対処して創
作したものであって、その目的とする処は、コンデンサ
を内蔵し、層間の密着性を良好にでき、デラミネーショ
ンやクラックの発生を防止できる多層セラミック基板の
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】そして、上記課題を解決
するための手段としての本発明の請求項１の多層セラミ
ック基板の製造方法は、コンデンサ層を形成する内部電
極用導体パターンを有する肉薄セラミック生シートと、
絶縁体層を形成する肉厚セラミック生シートを積み重
ね、加圧してセラミック生シート積層体を作製し、これ
を焼成してなる多層セラミック基板の製造方法におい
て、前記肉厚セラミック生シートの外周縁表面に、該セ
ラミック生シートの主成分と同じ絶縁体材料により、前
記肉薄セラミック生シートの内部電極用導体パターンの
厚み相当分前後の厚みを補充する嵩高部を設け、該嵩高
部によって前記セラミック生シート積層体の前記内部電
極用導体パターンを有しない部位の加圧による厚み変化
率を、該内部電極用導体パターンを有する部位の加圧に
よる厚み変化率に一致または近似させてなる構成として
いる。

【００１０】請求項２の多層セラミック基板の製造方法
は、請求項１の製造方法において、前記絶縁体層を形成
する肉厚セラミック生シートを複数枚有し、前記肉薄セ
ラミック生シートの内部電極用導体パターンの厚み相当
分前後の厚みを、該複数枚の肉厚セラミック生シートの
外周縁表面に分けて厚み補充する構成としている。

【００１１】

【作用】前述したように、多層セラミック基板を製造す
るに際して、セラミック生シートに内部電極用導体パタ
ーンが設けられている部位と、該内部電極用導体パター
ンが設けられていない部位とは、厚み差が違うため、セ
ラミック生シート積層体を作製するために積み重ね、加
圧した時の厚み変化率が相違する。本発明の請求項１の
多層セラミック基板の製造方法は、肉薄セラミック生シ
ートの内部電極用導体パターンの厚み相当分前後の厚み
を補充する嵩高部を、肉厚セラミック生シートの外周縁
表面に、該セラミック生シートの主成分と同じ絶縁体材
料により設けることで、該嵩高部によって前記セラミッ
ク生シート積層体の前記内部電極用導体パターンを有し
ない部位の厚み変化率を、該内部電極用導体パターンを
有する部位の厚み変化率に一致または近似させている。
従って、本来、該内部電極用導体パターンを有しないこ
とによる加圧力の伝達が少なく、所定の厚み変化が得ら
れず、かつデラミネーションやクラックの発生し易い部
位が、前記嵩高部による厚み補充で、加圧による所定の
厚み変化が得られる。

【００１２】請求項２の多層セラミック基板の製造方法
は、肉薄セラミック生シートの内部電極用導体パターン
の厚み相当分前後の厚みを、該複数枚の肉厚セラミック
生シートの外周縁表面に分けて厚み補充しているので、
該各肉厚セラミック生シートの嵩高部の厚みを分散で
き、大きい段差がないようにできる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を具体化
した実施例について説明する。ここに、図１〜図２は、
本発明の実施例を示し、図１は本発明の製造方法の工程
の断面図、図２は図１（ａ）の拡大図である。

【００１４】本実施例の多層セラミック基板の製造方法
は、高容量値のコンデンサを内蔵した多層セラミック基
板の製造方法であって、図１ａに示すように、コンデン
サ層１を形成する内部電極用導体パターン２を有する複
数枚の肉薄セラミック生シート３と、絶縁体層４を形成
する複数枚の肉厚セラミック生シート５を積み重ね、加
圧してセラミック生シート積層体６を作製し（図１ｂ参
照）、これを焼成することで製造している。

【００１５】肉薄セラミック生シート３は、金属酸化物
を含有する高誘電率の誘電体層を形成するセラミック生
シートであって、アルミナ粉末等のセラミック生シート
基材粉末に、モリブデン、酸化モリブデン、タングステ
ン、酸化タングステン等の１種または２種以上の粉末を
混合し、これをドクタブレードでキャスティングして得
ている。そして、この肉薄セラミック生シート３の表面
には、タングステンペースト等の導体ペーストが広い大
きさに印刷され、内部電極用導体パターン２が形成され
ている。該シート厚みは、４０〜５０μｍで、また内部
電極用導体パターン２の厚みは、１８〜２０μｍ程度で
ある。

【００１６】肉厚セラミック生シート５は、アルミナ粉
末を主成分とした絶縁体層４を形成するセラミック生シ
ートである。そして、この肉厚セラミック生シート５の
表面には、導体ペーストを印刷されて、所定の幅を持つ
配線パターン７が形成されている。この配線パターン７
は、前記内部電極導体パターン２に比べて、セラミック
生シートの表面積に対して占める割合が少なく、かつこ
の肉厚セラミック生シート５を積み重ねた際、各肉厚セ
ラミック生シート５に設けられている該配線パターン６
の位置が異なり、シート自体の厚みにより大きな厚み差
は生じない。

【００１７】また、各肉厚セラミック生シート５の外周
縁表面８には、肉薄セラミック生シート３の内部電極用
導体パターン２の厚み相当分前後の厚みを補充する嵩高
部（シート厚みが厚く形成されている部分）９が設けら
れている（図２参照）。この嵩高部９は、肉厚セラミッ
ク生シート５の主成分と同じ絶縁体材料で印刷・形成さ
れている。すなわち、複数枚の肉薄セラミック生シート
３に設けられた各内部電極用導体パターン２の厚みの総
厚みに相当する厚みの絶縁体材料を、複数枚の肉厚セラ
ミック生シート５のそれぞれの外周縁表面８に各肉厚セ
ラミック生シート５の肉厚に応じて分けた厚みを形成す
るように印刷して嵩高部９を形成している。

【００１８】例えば、肉厚セラミック生シート５が６
層、肉薄セラミック生シート３が２層で、肉薄セラミッ
ク生シート３に形成されている内部電極用導体パターン
２の厚みが２０μｍの場合、２０μｍ×３＝６０μｍの
厚みの嵩高部を、肉厚セラミック生シート５の４層に対
して、１層につき、６０μｍ÷４＝１５μｍの厚みにな
るように、絶縁体材料を印刷することで形成している。
従って、肉薄セラミック生シート３に設けられている内
部電極用導体パターン２の厚みを、複数枚の肉厚セラミ
ック生シート５のそれぞれに設けた嵩高部９に分けて、
該厚み差の存在による内部電極用導体パターン２を有す
る部位と、有しない部位との加圧力の伝達を一致させ、
あるいは近似させている。

【００１９】そして、このように嵩高部９を有する複数
枚の肉厚セラミック生シート５と、内部電極導体パター
ン２を備えた複数枚の肉薄セラミック生シート３を積み
重ねると共に、これを熱圧着してセラミック生シート積
層体６を作製した後、通常の多層セラミック基板と同様
の還元雰囲気焼成を行う。これにより、該焼成時に、デ
ラミネーションやクラックの発生を防止でき、不良率の
発生の少ない多層セラミック基板を製造できる。

【００２０】次に、本実施例の製造方法の作用・効果を
確認するために、コンデンサを形成する内部電極用導体
パターンを備えた４枚の肉薄セラミック生シートと、外
周縁表面に該内部電極用導体パターンの厚みに相当する
嵩高部（全層で、合わせて、全層厚みの約２％の厚み補
充した）を備えた絶縁体層を形成する４枚の肉厚セラミ
ック生シートを積み重ね、加圧したセラミック生シート
積層体（本実施例方法による積層体）と、嵩高部を備え
てない場合のそれぞれについて、内部電極用導体パター
ンを有する部位と、有しない部位との加圧による厚み変
化率を調べた処、前記嵩高部を備えた場合、デラミネー
ションの発生は認められなかったのに対して、該嵩高部
を備えてない場合は、１００％デラミネーションが発生
した。

【００２１】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で変
形実施できる構成を含む。因みに、前述した実施例にお
いては、コンデンサを形成する内部電極用導体パターン
を有する肉薄セラミック生シートの内部電極用導体パタ
ーンの厚みを肉厚セラミック生シートの外周縁表面に絶
縁材料よりなる嵩高部を形成して厚み変化率を一致、近
似させる構成で説明したが、肉厚セラミック生シートに
電源導体パターンやグランド形成用導体パターン等の広
い面積の導体パターンを有する場合、これらの導体パタ
ーンの厚み相当分を該肉厚セラミック生シートを含む、
或いはこれ以外の複数枚の肉厚セラミック生シートに分
けて嵩高部を設けるようにした構成としてもよい。ま
た、コンデンサ層を形成する肉薄セラミック生シートの
材質は、本実施例に限定されず、肉厚セラミック生シー
トと同じ材質や、他の高誘電体材料も使用できる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の多層セラミック基板の製造方法によれば、肉薄セラミ
ック生シートの内部電極用導体パターンの厚み相当分前
後の厚みを補充する嵩高部を、肉厚セラミック生シート
の外周縁表面に、該セラミック生シートの主成分と同じ
絶縁体材料により設けることで、該嵩高部によって前記
セラミック生シート積層体の前記内部電極用導体パター
ンを有しない部位の厚み変化率を、該内部電極用導体パ
ターンを有する部位の厚み変化率に一致または近似させ
ているので、該内部電極用導体パターンを有する部位へ
の圧力の伝達を良好にでき、焼成時に、デラミネーショ
ンやクラックの発生を防止でき、不良率の発生の少ない
多層セラミック基板を製造できるという効果を有する。

【００２３】請求項２の多層セラミック基板の製造方法
によれば、肉薄セラミック生シートの内部電極用導体パ
ターンの厚み相当分前後の厚みを、該複数枚の肉厚セラ
ミック生シートの外周縁表面に分けて厚み補充している
ので、該各肉厚セラミック生シートの嵩高部の厚みを分
散でき、大きい段差がないようにできるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造方法の工程の断面図である。

【図２】 図１（ａ）の拡大図である。

【図３】 従来例の製造方法の工程の断面図である。

【図４】 従来例の製造方法の工程の断面図である。

【図５】 厚み変化の説明図である。

【図６】 加圧機構の概略説明図である。

【図７】 セラミック生シートの加圧力と厚み変化率と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１・・・コンデンサ層、２・・・内部電極用導体パター
ン、３・・・肉薄セラミック生シート、４・・・絶縁体
層、５・・・肉厚セラミック生シート、６・・・セラミ
ック生シート積層体、７・・・配線パターン、８・・・
肉厚セラミック生シート５の外周縁表面、９・・・嵩高
部、３１・・・セラミック生シート、３２・・・配線パ
ターン、３３・・・表面を均一化する部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサ層を形成する内部電極用導体
   パターンを有する肉薄セラミック生シートと、絶縁体層
   を形成する肉厚セラミック生シートを積み重ね、加圧し
   てセラミック生シート積層体を作製し、これを焼成して
   なる多層セラミック基板の製造方法において、前記肉厚
   セラミック生シートの外周縁表面に、該セラミック生シ
   ートの主成分と同じ絶縁体材料により、前記肉薄セラミ
   ック生シートの内部電極用導体パターンの厚み相当分前
   後の厚みを補充する嵩高部を設け、該嵩高部によって前
   記セラミック生シート積層体の前記内部電極用導体パタ
   ーンを有しない部位の加圧による厚み変化率を、該内部
   電極用導体パターンを有する部位の加圧による厚み変化
   率に一致または近似させてなることを特徴とする多層セ
   ラミック基板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記絶縁体層を形成する肉厚セラミック
   生シートを複数枚有し、前記肉薄セラミック生シートの
   内部電極用導体パターンの厚み相当分前後の厚みを、該
   複数枚の肉厚セラミック生シートの外周縁表面に分けて
   厚み補充する請求項１に記載の多層セラミック基板の製
   造方法。