JPH1187918A - 多層セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した特性をもって、高精度のコンデンサ
やインダクタのような受動部品を内蔵する高密度の多層
セラミック基板を製造できるようにする。 【解決手段】 受動部品となるべき生のセラミック機能
材料を含む成形体ブロック１０ｇ，１１ｇを用意し、セ
ラミック絶縁材料を含む積層された複数のセラミックグ
リーンシート２ｇ〜８ｇおよび配線導体１３〜１８を有
し、内部に空間２９，３４が予め設けられ、空間２９，
３４に成形体ブロック１０ｇ，１１ｇが嵌め込まれた、
生の複合積層体１ｇを用意し、この複合積層体１ｇの積
層方向における両端に位置する各主面上に、複合積層体
１ｇの焼成温度では焼結しない生のセラミックからなる
シート状支持体４８，４９を配置し、シート状支持体４
８，４９で挟んだ状態として収縮を抑えながら複合積層
体１ｇをたとえば１０００℃以下の温度で焼成した後、
未焼結のシート状支持体４８，４９を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多層セラミック
基板およびその製造方法に関するもので、特に、たとえ
ばコンデンサ、インダクタ等の受動部品を内蔵した多層
セラミック基板およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】多層セラミック基板に代表される多層回
路基板をより多機能化、高密度化、高性能化するために
は、このような多層回路基板において、高精度の受動部
品を内蔵しながら、高密度に配線を施すことが有効であ
る。このように受動部品を内蔵した多層回路基板は、従
来、次のような種々の方法により製造されている。

【０００３】第１は、いわゆる厚膜法によるもので、基
板グリーンシートに誘電体ペースト等を厚膜形成技術に
より印刷した後、各グリーンシートを積層し圧着し、次
いで焼成することにより、多層セラミック基板内部に部
分的にコンデンサ等を内蔵する方法である。しかし、こ
の方法には、次のような問題がある。 ペーストの膜厚のばらつきや印刷の位置ずれが比較
的大きいため、コンデンサの容量等の特性のばらつきも
比較的大きい。 圧着や焼成工程で、ペーストの変形が起こるため、
このことも容量等の特性のばらつきの原因となる。 印刷および積層を繰り返すに従って、印刷部の平面
性がより悪くなり、積層数を増やすことが困難であるた
め、コンデンサにあっては容量を大きくすることが難し
い。

【０００４】第２は、抵抗および容量付きの多層回路基
板を製造しようとするものであって、上述の第１の方法
に類似しており、セラミック基板の表面にコンデンサ、
抵抗等を厚膜形成技術により多層に印刷する方法であ
る。しかし、この方法にも、 印刷パターンの位置ずれや膜厚のばらつきによる特
性のばらつき、 積層数の増加に制限があることによる容量の制約、 平面性の悪化 等、上述した第１の方法とほぼ同様の問題がある。

【０００５】第３は、たとえば特開昭５９−１７２３２
号公報に記載されるように、誘電体をシートの状態で多
層基板内部に内蔵させる方法で、この場合、基板と同じ
面積を有する誘電体シートを、基板のための基板シート
の間に挟み込んで積層し、圧着した後、焼成することが
行なわれる。これにより、容量等の特性のばらつきや、
大容量化に対する制約の問題は改善されるが、次のよう
な問題に遭遇する。 誘電体が基板内部に層状に配置されるため、設計の
自由度が低い。 信号のクロストーク等の問題が発生しやすい。

【０００６】第４は、たとえば特開昭６１−２８８４９
８号公報に記載されるように、予め焼結されたチップ型
のセラミック受動部品を、基板用の複数のセラミックグ
リーンシートからなる積層体内部に組み込む方法であ
り、この方法によれば、上述の第１ないし第３の方法に
おける問題を改善できるが、セラミックグリーンシート
のＸ、Ｙ、Ｚ方向の収縮挙動を厳しく制御する必要があ
り、セラミックとして使用できる材料がかなり限定され
る欠点があると同時に、 基板の平坦性が悪くなりやすい、 寸法精度を高くすることが困難である、 微細配線を設けるのが難しい、 等の問題がある。

【０００７】なお、多層回路基板の高密度配線を可能と
する方法として、基板のための低温焼成可能な複数のグ
リーンシートからなる基板用積層体の上下両面に、この
基板用積層体の焼成温度では収縮しないグリーンシート
を圧着した後、これらを比較的低温で焼成し、後者のグ
リーンシートに由来する未焼結層を焼成後において剥離
除去する方法（たとえば特開平４−２４３９７８号公報
参照）や、この方法において焼成時に基板用積層体の上
下方向から加圧することをさらに行なう方法（たとえば
特表平５−５０３４９８号公報参照）がある。

【０００８】これらの方法では、基板面方向すなわちＸ
−Ｙ方向には収縮が生じにくいため、得られた基板の寸
法精度を高くできる。そのため、高密度の配線を施して
も断線するという問題が生じにくい利点がある。しか
し、これらの方法は、受動部品を基板内に内蔵させるも
のではない。再び、受動部品を内蔵した多層回路基板を
製造するための第５の方法として、たとえば特開平９−
９２９８３号公報には、上述の基板のＸ−Ｙ方向の収縮
を生じさせない方法とシートまたは厚膜の形で多層回路
基板内部に部分的にコンデンサを内蔵する方法とを組み
合わせた方法が開示されている。この方法は、受動部品
を内蔵した高密度配線の多層回路基板を製造するのに適
している。

【０００９】この第５の方法において、シートで誘電体
部を形成する場合には、基板と同面積の誘電体層を設け
ることになるため、誘電体層が基板端面に露出する状態
になる。このため、誘電体層は、水分が浸透しないよう
に緻密であることが必要であるが、焼成時に基板の上下
方向から加圧することで、誘電体層は十分緻密化するこ
とを可能にしている。しかし、誘電体層の形状が制約さ
れることから、前述したような誘電体シートを用いる第
３の方法と同様、 誘電体が基板内部に層状に配置されるため、設計の
自由度が低い、 信号のクロストーク等の問題が発生しやすい、 等の問題に遭遇する。

【００１０】他方、この第５の方法において、厚膜で誘
電体部を形成する場合、誘電体部を形成する領域に対応
するように、基板シートに凹部を設けておき、そこに誘
電体ペーストを充填するという工程を採用することもあ
る。この場合、前述した第１の方法である厚膜法におい
て遭遇した問題のうち、厚膜の位置ずれや基板シート圧
着時の誘電体ペーストの変形等により生じ得る特性のば
らつきの問題は改善されるが、ペーストの膜厚のばらつ
きについては、小さくなるものの、依然として残り、な
お不十分である。また、誘電体部を積層構造とすること
は難しいため、大容量を得にくいという問題も残る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、上述した種々の問題を解決しようとすることであ
って、受動部品を内蔵するとともに、多機能化、高密度
化、高精度化が可能な多層セラミック基板の製造方法お
よびこの製造方法によって得られた多層セラミック基板
を提供しようとすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、まず、セラ
ミック絶縁材料からなる積層された複数のセラミック層
および配線導体を有する積層体と、配線導体によって配
線された状態で積層体に内蔵された受動部品とを備え
る、多層セラミック基板に向けられ、上述した技術的課
題を解決するため、上述の受動部品は、積層体内に埋め
込まれた、当該受動部品となるべき生のセラミック機能
材料を含む成形体ブロックが、積層体の焼成と同時に一
体焼結されたものであることを特徴としている。

【００１３】この発明は、また、セラミック絶縁材料か
らなる積層された複数のセラミック層および配線導体を
有する積層体と、配線導体によって配線された状態で積
層体に内蔵された受動部品とを備える、多層セラミック
基板を製造する方法にも向けられ、上述した技術的課題
を解決するため、受動部品となるべき生のセラミック機
能材料を含む成形体ブロックを用意する工程と、成形体
ブロックに含まれるセラミック機能材料とは異なるセラ
ミック絶縁材料を含む積層された複数のセラミックグリ
ーンシートおよび配線導体を有し、内部に空間が予め設
けられ、当該空間に成形体ブロックが嵌め込まれた、生
の複合積層体を用意する工程と、この生の複合積層体を
焼成する工程とを備えることを特徴としている。

【００１４】上述した製造方法において、好ましくは、
複合積層体は、１０００℃以下の温度で焼成される。ま
た、上述した製造方法において、用意された生の複合積
層体の積層方向における両端に位置する各主面上に、生
の複合積層体の焼成温度では焼結しない生のセラミック
からなるシート状支持体を配置する工程をさらに実施
し、生の複合積層体を焼成するときには、このシート状
支持体で挟んだ状態で生の複合積層体を焼成することを
行ない、焼成後において、未焼結のシート状支持体を除
去する工程をさらに実施することが、なお好ましい。

【００１５】上述の好ましい実施形態において、複合積
層体が１０００℃以下の温度で焼成されるときには、シ
ート状支持体は、たとえばアルミナまたはジルコニアを
含んで構成すればよい。この発明に係る多層セラミック
基板およびその製造方法において有利に適用される受動
部品は、たとえばコンデンサまたはインダクタである。
なお、この発明において、内蔵される受動部品とは、コ
ンデンサやインダクタ等の単体に限定されるものではな
く、これら単体の複合体、たとえばコンデンサ、インダ
クタを組み合わせたＬＣ複合部品等を含むものである。

【００１６】また、成形体ブロックとしては、多層の内
部導体を形成する積層構造を有するが有利に適用され
る。また、成形体ブロックに含まれるセラミック機能材
料は、結晶化ガラス、またはガラスとセラミックとの混
合物を含むことが好ましい。また、複合積層体に備える
セラミックグリーンシートに含まれるセラミック絶縁材
料は、ガラス、またはガラスとセラミックとの混合物を
含み、ガラス／セラミックの重量比は、１００／０ない
し５／９５の範囲内に選ばれることが好ましい。

【００１７】また、配線導体または内部導体は、Ａｇ、
Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ、Ｎｉ、および
Ｃｕからなる群から選ばれた少なくとも１種を主成分と
することが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よる多層セラミック基板１を図解的に示す断面図であ
る。図２は、図１に示した多層セラミック基板１が与え
る等価回路図である。図１に示すように、多層セラミッ
ク基板１は、セラミック絶縁材料からなる積層された複
数のセラミック層２、３、４、５、６、７および８を有
する積層体９を備えている。積層体９の内部には、受動
部品としてのコンデンサ１０、インダクタ１１および抵
抗１２が内蔵されている。また、積層体９は、これらコ
ンデンサ１０、インダクタ１１および抵抗１２を配線す
るための配線導体１３、１４、１５、１６、１７および
１８を内部に備え、また、外表面上に外部端子導体１９
ａおよび１９ｂを備えている。このようにして、多層セ
ラミック基板１は、図２に示すような回路を構成する。

【００１９】このような構成の多層セラミック基板１
は、次のように製造される。図３は、図１に示した多層
セラミック基板１の製造方法を説明するための断面図で
ある。図４は、図３に示した要素の一部を得るための方
法を説明するための断面図である。上述したコンデンサ
１０となるべき生のセラミック機能材料を含むコンデン
サ用成形体ブロック１０ｇおよびインダクタ１１となる
べき生のセラミック機能材料を含むインダクタ用成形体
ブロック１１ｇがそれぞれ用意される。

【００２０】コンデンサ用成形体ブロック１０ｇは、セ
ラミック機能材料としてセラミック誘電体を含み、この
ようなセラミック誘電体を含む生の誘電体シート２０を
介して多層の内部導体２１が形成された積層構造を有し
ている。成形体ブロック１０ｇの対向する端面には、端
子電極２２および２３がそれぞれ形成されている。内部
導体２１は、周知の積層セラミックコンデンサにおける
内部電極と同様、一方の端子電極２２に接続されるもの
と他方の端子電極２３に接続されるものとが交互に配置
されている。

【００２１】インダクタ用成形体ブロック１１ｇは、セ
ラミック機能材料としてセラミック磁性体を含み、この
ようなセラミック磁性体を含む生の磁性体シート２４を
介して多層の内部導体２５が形成された積層構造を有し
ている。成形体ブロック１１ｇの対向する端面には、端
子電極２６および２７がそれぞれ形成されている。多層
の内部導体２５の各々は、たとえば各磁性体シート２４
を貫通する貫通導体２８によって接続されながら、全体
としてコイル状に延びる導電経路を構成している。

【００２２】これら成形体ブロック１０ｇおよび１１ｇ
は、好ましくは、１０００℃以下の温度で焼成可能なよ
うに構成される。そのため、まず、誘電体シート２０お
よび磁性体シート２４にそれぞれ含まれるセラミック機
能材料、すなわちセラミック誘電体およびセラミック磁
性体としては、たとえば、結晶化ガラス、またはガラス
とセラミックとの混合物が有利に用いられる。より具体
的には、誘電体シート２０としては、チタン酸バリウム
にホウ珪酸系のガラスを少量混ぜた粉末と有機ビヒクル
とを混合して得られた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たものを用いること
ができる。他方、磁性体シート２４としては、ニッケル
亜鉛フェライトにホウ珪酸系のガラスを少量混ぜた粉末
と有機ビヒクルとを混合して得られたセラミックスラリ
ーをドクターブレード法によってシート状に成形したも
のを用いることができる。

【００２３】また、内部導体２１、端子電極２２および
２３、内部導体２５、端子電極２６および２７、ならび
に貫通導体２８を形成するための導体としては、たとえ
ば、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ、Ｎ
ｉ、およびＣｕからなる群から選ばれた少なくとも１種
を主成分とする導電性ペーストが有利に用いられる。内
部導体２１および２５は、それぞれ、誘電体シート２０
および磁性体シート２４の各上に上述の導電性ペースト
をスクリーン印刷によって所定のパターンをもって付与
することによって形成されることができる。

【００２４】成形体ブロック１０ｇおよび１１ｇを得る
ため、上述したように、内部導体２１が形成された所定
数の誘電体シート２０および内部導体２５が形成された
所定数の磁性体シート２４をそれぞれ積層した後、圧着
工程に付されることが好ましく、この圧着工程では、た
とえば、水圧プレスで２００ｋｇ／ｃｍ² の圧力が付与
される。

【００２５】他方、前述したセラミック層２〜８の各々
となるべきセラミック絶縁材料を含むセラミックグリー
ンシート２ｇ、３ｇ、４ｇ、５ｇ、６ｇ、７ｇおよび８
ｇが用意される。これらセラミックグリーンシート２ｇ
〜８ｇに含まれるセラミック絶縁材料は、上述した成形
体ブロック１０ｇまたは１１ｇに含まれるセラミック機
能材料とは異なっている。

【００２６】これらセラミックグリーンシート２ｇ〜８
ｇには、それぞれ、上述したコンデンサ用成形体ブロッ
ク１０ｇおよびインダクタ用成形体ブロック１１ｇを設
けるための、また、前述した抵抗１２、配線導体１３〜
１８、ならびに外部端子導体１９ａおよび１９ｂを設け
るための加工または処置が予め施されている。より詳細
には、コンデンサ用成形体ブロック１０ｇを内蔵させる
ための空間２９となるべき一連の貫通孔３０、３１、３
２および３３、ならびにインダクタ用成形体ブロック１
１ｇを内蔵させるための空間３４となるべき一連の貫通
孔３５、３６、３７および３８が、それぞれ、セラミッ
クグリーンシート４ｇ、５ｇ、６ｇおよび７ｇに予め設
けられている。

【００２７】また、配線導体１３を設けるための一連の
貫通孔３９、４０、４１、４２、４３および４４が、そ
れぞれ、セラミックグリーンシート２ｇ、３ｇ、４ｇ、
５ｇ、６ｇおよび７ｇに予め設けられている。また、配
線導体１５を設けるための貫通孔４５がセラミックグリ
ーンシート３ｇに予め設けられている。また、配線導体
１８を設けるための一連の貫通孔４６および４７が、そ
れぞれ、セラミックグリーンシート２ｇおよび３ｇに予
め設けられている。そして、これらの貫通孔３９〜４７
内には、配線導体１３、１５および１８となるべき導電
性ペーストが付与される。

【００２８】また、セラミックグリーンシート２ｇに
は、外部端子導体１９ａおよび１９ｂとなるべき各導電
性ペーストが、貫通孔３９および４６内の各導電性ペー
ストにそれぞれ接続されるようにスクリーン印刷等によ
り付与される。また、セラミックグリーンシート３ｇに
は、配線導体１６および１７となるべき各導電性ペース
トが、貫通孔４５および４７内の各導電性ペーストにそ
れぞれ接続されるようにスクリーン印刷等により付与さ
れる。また、抵抗１２となるべき厚膜抵抗体が、配線導
体１６および１７となるべき各導電性ペースト間を連結
するように付与される。厚膜抵抗体を形成するための抵
抗体ペーストとしては、たとえば、酸化ルテチウムにホ
ウ珪酸系ガラスを少量混ぜた粉末と有機ビヒクルとを混
合したものが有利に用いられる。

【００２９】また、セラミックグリーンシート８ｇに
は、配線導体１４となるべき導電性ペーストが、セラミ
ックグリーンシート２ｇ〜８ｇが積層されたとき、貫通
孔４４内の導電性ペーストに接続され、かつ空間２９お
よび３４内に向かって露出するように、すなわち成形体
ブロック１０ｇおよび１１ｇの端子電極２３および２７
に接続されるように、スクリーン印刷等により付与され
る。

【００３０】上述した配線導体１３〜１８ならびに外部
端子導体１９ａおよび１９ｂを与える導電性ペーストと
しては、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａ
ｕ、Ｎｉ、およびＣｕからなる群から選ばれた少なくと
も１種を主成分とするものが有利に用いられる。このよ
うなセラミックグリーンシート２ｇ〜８ｇに含まれるセ
ラミック絶縁材料としては、好ましくは、１０００℃以
下の温度で焼成可能なものが用いられ、たとえば、ガラ
ス、またはガラスとセラミックとの混合物が用いられ
る。この場合、ガラス／セラミックの重量比は、１００
／０ないし５／９５の範囲内に選ばれる。ガラス／セラ
ミックの重量比が５／９５より小さいと、焼成可能な温
度が１０００℃より高くなるためである。焼成可能な温
度が高くなると、前述した配線導体１３〜１８等の材料
の選択幅が狭くなるので好ましくない。

【００３１】より具体的には、セラミックグリーンシー
ト２ｇ〜８ｇとしては、ホウ珪酸系のガラス粉末とアル
ミナ粉末と有機ビヒクルとを混合して得られたセラミッ
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
形したものを用いることができる。このような材料系の
セラミックグリーンシート２ｇ〜８ｇは、８００〜１０
００℃程度の比較的低温で焼成することができる。

【００３２】以上のようにして得られた成形体ブロック
１０ｇおよび１１ｇならびにセラミックグリーンシート
２ｇ〜８ｇを用いて、焼成されたときに多層セラミック
基板１となる生の複合積層体１ｇが以下のように製造さ
れる。まず、セラミックグリーンシート４ｇ〜７ｇが、
図４に示すように、予め積層される。次いで、空間２９
および３４に、それぞれ、成形体ブロック１０ｇおよび
１１ｇが嵌め込まれる。このとき、端子電極２２、２
３、２６および２７は、空間２９または３４の各々の開
口から露出している。次いで、たとえば５００ｋｇ／ｃ
ｍ² の水圧プレスを用いての圧着工程が実施され、セラ
ミックグリーンシート４ｇ〜７ｇが圧着される。これに
よって、セラミックグリーンシート４ｇ〜７ｇ間の密着
性が高められるとともに、成形体ブロック１０ｇおよび
１１ｇと空間２９および３４の内周面とがそれぞれ密着
する状態になる。

【００３３】次いで、上述したセラミックグリーンシー
ト４ｇ〜７ｇの上下に、セラミックグリーンシート２ｇ
および３ｇならびに８ｇがそれぞれ積層され、これによ
って、生の複合積層体１ｇが得られる。この複合積層体
１ｇの状態において、貫通孔３９〜４４内の導電性ペー
ストは、一連の配線導体１３を形成するとともに、配線
導体１４に接続され、また、貫通孔４５内の導電性ペー
ストは、成形体ブロック１０ｇの端子電極２２に接続さ
れ、貫通孔４６および４７内の導電性ペーストは、一連
の配線導体１８を形成するとともに、成形体ブロック１
１ｇの端子電極２６に接続される。また、成形体ブロッ
ク１０ｇおよび１１ｇの端子電極２３および２７は、配
線導体１４に接続される。

【００３４】この実施形態では、生の複合積層体１ｇの
焼成温度では焼結しない生のセラミックからなるシート
状支持体４８および４９がさらに用意される。前述した
ように、成形体ブロック１０ｇおよび１１ｇならびにセ
ラミックグリーンシート２ｇ〜８ｇがともに１０００℃
以下の温度で焼成可能であるならば、これらを複合した
生の複合積層体１ｇが１０００℃以下の温度で焼成可能
であるということであるので、シート状支持体４８およ
び４９の材料は、１０００℃では焼結しないものであれ
ばよい。シート状支持体４８および４９として、たとえ
ば、アルミナまたはジルコニア等のセラミック粉末と有
機ビヒクルとを混合して得られたセラミックスラリーを
ドクターブレード等によってシート状に成形されたもの
が有利に用いられる。

【００３５】このようなシート状支持体４８および４９
は、生の複合積層体１ｇの積層方向における両端に位置
する各主面、すなわち上下の主面上に配置される。そし
て、生の複合積層体１ｇは、シート状支持体４８および
４９とともに、圧着される。この圧着には、たとえば１
０００ｋｇ／ｃｍ² の圧力の水圧プレスが適用される。

【００３６】次いで、生の複合積層体１ｇは、シート状
支持体４８および４９で挟まれた状態で、たとえば、空
気中、９００℃の温度で焼成される。この焼成によっ
て、成形体ブロック１０ｇおよび１１ｇが焼成され、そ
れぞれ、焼結状態のコンデンサ１０およびインダクタ１
１となるとともに、セラミックグリーンシート２ｇ〜８
ｇが焼成され、焼結状態の複数のセラミック層２〜８を
有する積層体９となり、それゆえ、全体として焼結状態
にある多層セラミック基板１が得られる。

【００３７】また、このような焼成工程を終えても、シ
ート状支持体４８および４９は未焼結であるので、容易
に剥離除去することができ、冷却後において、シート状
支持体４８および４９が除去され、それによって、所望
の多層セラミック基板１を取り出すことができる。上述
のシート状支持体４８および４９は、焼成工程におい
て、焼結しないので、実質的な収縮も生じない。したが
って、これらシート状支持体４８および４９に挟まれた
複合積層体１ｇの焼成時のＸ−Ｙ方向すなわちセラミッ
クグリーンシート２ｇ〜８ｇの主面方向の収縮は有利に
抑制されることができる。そのため、多層セラミック基
板１の寸法精度をより高くすることができ、たとえば配
線導体１３〜１８をもって微細で高密度な配線を施して
も断線するなどの問題をより生じにくくすることができ
る。実験によれば、コンデンサ１０、インダクタ１１お
よび抵抗１２は、それぞれ、設計どおりの特性を示すこ
とが確認されている。

【００３８】また、上述のように、Ｘ−Ｙ方向の収縮が
抑制されるので、複合積層体１ｇを焼成して、成形体ブ
ロック１０ｇおよび１１ｇならびにセラミックグリーン
シート２ｇ〜８ｇを同時焼成するにあたり、これら成形
体ブロック１０ｇおよび１１ｇならびにセラミックグリ
ーンシート２ｇ〜８ｇの各収縮挙動を互いに一致させる
ことがより容易になり、したがって、成形体ブロック１
０ｇおよび１１ｇならびにセラミックグリーンシート２
ｇ〜８ｇのそれぞれの材料の選択の幅をさらに広げるこ
とができる。

【００３９】以上、この発明を図示した実施形態に関連
して説明したが、この発明の範囲内において、その他、
種々の変形が可能である。たとえば、図示した多層セラ
ミック基板１において採用された回路設計は、この発明
のより容易な理解を可能とする一典型例にすぎず、この
発明は、その他、種々の回路設計を有する多層セラミッ
ク基板においても等しく適用することができる。

【００４０】また、成形体ブロックとしても、コンデン
サやインダクタの単体に限定されず、たとえばＬＣ複合
部品の成形体ブロックとすることもできる。また、上述
した実施形態では、成形体ブロック１０ｇおよび１１ｇ
を嵌め込むための空間２９および３４は、セラミックグ
リーンシート４ｇ〜７ｇにそれぞれ設けられた貫通孔３
０〜３３および３５〜３８によって形成されたが、成形
体ブロックの大きさや形状によっては、特定のセラミッ
クグリーンシートに設けられた凹部によって成形体ブロ
ックを嵌め込むための空間が形成されてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る多層セラ
ミック基板およびその製造方法によれば、多層セラミッ
ク基板に備える複数のセラミック層および配線導体を有
する積層体に内蔵された受動部品は、積層体内に埋め込
まれた生のセラミック機能材料を含む成形体ブロックが
積層体の焼成と同時に一体焼結されたものによって構成
されるので、受動部品自身が有する特性は、成形体ブロ
ックを得た段階で実質的に決定され、また、成形体ブロ
ックに潜在している特性は、焼結後においても実質的に
維持されることになる。したがって、成形体ブロックを
適正に製造しさえすれば、多層セラミック基板に内蔵さ
れる受動部品の特性が設計どおりのものとなり、そのた
め、多層セラミック基板全体としても、それを安定した
品質をもって供給することができるようになる。このこ
とから、多機能化、高密度化、高精度化、高性能化され
た多層セラミック基板を容易に実現することができる。

【００４２】また、この発明によれば、受動部品は、積
層体の内部に完全に埋め込まれた状態となるので、耐湿
性等の耐環境性の高い多層セラミック基板を得ることが
できる。また、この発明によれば、受動部品が多層セラ
ミック基板内において３次元的に配置され得るので、設
計の自由度が高められるとともに、信号のクロストーク
等の問題を有利に回避することができる。

【００４３】また、この発明に係る多層セラミック基板
の製造方法によれば、内蔵される受動部品となるべき生
のセラミック機能材料を含む成形体ブロックが用意さ
れ、この生の成形体ブロックを埋め込んだ生の複合積層
体が焼成されるので、予め焼成された受動部品を埋め込
んだ状態で焼成する場合に比べて、焼成時の収縮挙動を
厳しく管理する必要がなくなり、積層体となるべきセラ
ミックグリーンシートにおいて使用できる材料の選択の
幅を広げることができる。

【００４４】また、この発明に係る多層セラミック基板
の製造方法によれば、生の複合積層体において、受動部
品となるべき成形体ブロックを嵌め込むための空間が予
め設けられているので、得られた多層セラミック基板の
平面性を良好に維持することができる。したがって、配
線導体の不所望な変形や断線を生じにくくすることがで
きるので、特性のばらつきを生じさせないようにしなが
ら、高い寸法精度をもって高密度な配線を行なうことが
可能となり、また、多層セラミック基板に備えるセラミ
ック層の積層数を問題なく増やすことができ、結果とし
て、多層セラミック基板の高性能化を図ることが容易に
なる。

【００４５】この発明に係る多層セラミック基板の製造
方法において、生の複合積層体の積層方向における両端
に位置する各主面上に、生の複合積層体の焼成温度では
焼結しない生のセラミックからなるシート状支持体を配
置しながら、生の複合積層体を焼成すれば、シート状支
持体は、焼成工程において、焼結しないので、実質的な
収縮も生じず、そのため、これらシート状支持体に挟ま
れた複合積層体の焼成時のＸ−Ｙ方向の収縮が抑制され
る。したがって、多層セラミック基板の寸法精度をより
高くすることができ、微細で高密度な配線を施しても断
線するなどの問題をさらに生じにくくすることができ
る。また、上述のように、Ｘ−Ｙ方向の収縮が抑制され
るので、複合積層体を焼成して、成形体ブロックとセラ
ミックグリーンシートとを同時焼成するにあたり、これ
ら成形体とセラミックグリーンシートとの各収縮挙動を
互いに一致させることがより容易になり、したがって、
成形体とセラミックグリーンシートとのそれぞれの材料
の選択の幅をさらに広げることができる。

【００４６】この発明において、受動部品となるべき成
形体ブロックが多層の内部導体を形成する積層構造を有
していると、たとえば、受動部品がコンデンサであると
きには、高容量を得ることができ、受動部品がインダク
タであるときには、高インダクタンスを得ることができ
る。この発明において、成形体ブロックに含まれるセラ
ミック機能材料が、結晶化ガラス、またはガラスとセラ
ミックとの混合物を含んでいたり、複合積層体に備える
セラミックグリーンシートに含まれるセラミック絶縁材
料が、ガラス、またはガラスとセラミックとの混合物を
含むとともに、このガラス／セラミックの重量比が、１
００／０ないし５／９５の範囲内に選ばれていたりする
と、たとえば１０００℃といった比較的低温で、複合積
層体を焼成することが可能になる。そのため、配線導体
として、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａ
ｕ、Ｎｉ、およびＣｕからなる群から選ばれた少なくと
も１種を主成分とするものが問題なく使用できるように
なる。また、前述したシート状支持体としては、比較的
入手が容易で化学的に安定なアルミナまたはジルコニア
を含むものを用いることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による多層セラミック基
板１を図解的に示す断面図である。

【図２】図１に示した多層セラミック基板１が与える等
価回路図である。

【図３】図１に示した多層セラミック基板１の製造方法
を説明するためのもので、多層セラミック基板１を製造
するために用意されるセラミックグリーンシート２ｇ〜
８ｇ、成形体ブロック１０ｇおよび１１ｇ、ならびにシ
ート状支持体４８および４９を示す断面図である。

【図４】図３に示したセラミックグリーンシート４ｇ〜
７ｇと成形体ブロック１０ｇおよび１１ｇとを互いに分
離して示す断面図である。

【符号の説明】

１ 多層セラミック基板 ２〜８ セラミック層 ９ 積層体 １０ コンデンサ １１ インダクタ １２ 抵抗 １３〜１８ 配線導体 １９ａ，１９ｂ 外部端子導体 ２０ 誘電体シート ２１，２５ 内部導体 ２２，２３，２６，２７ 端子電極 ２４ 磁性体シート ２９，３４ 空間 ３０〜３３，３５〜４７ 貫通孔 １ｇ 生の複合積層体 ２ｇ〜８ｇ セラミックグリーンシート １０ｇ コンデンサ用成形体ブロック １１ｇ インダクタ用成形体ブロック ４８，４９ シート状支持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂部 行雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック絶縁材料からなる積層された
   複数のセラミック層および配線導体を有する積層体と、
   前記配線導体によって配線された状態で前記積層体に内
   蔵された受動部品とを備える、多層セラミック基板であ
   って、 前記受動部品は、前記積層体内に埋め込まれた、当該受
   動部品となるべき生のセラミック機能材料を含む成形体
   ブロックが、前記積層体の焼成と同時に一体焼結された
   ものであることを特徴とする、多層セラミック基板。
2. 【請求項２】 前記受動部品は、コンデンサまたはイン
   ダクタを含む、請求項１に記載の多層セラミック基板。
3. 【請求項３】 前記成形体ブロックは、多層の内部導体
   を形成する積層構造を有する、請求項１または２に記載
   の多層セラミック基板。
4. 【請求項４】 前記成形体ブロックに含まれる前記セラ
   ミック機能材料は、結晶化ガラス、またはガラスとセラ
   ミックとの混合物を含む、請求項１ないし３のいずれか
   に記載の多層セラミック基板。
5. 【請求項５】 前記セラミック層を構成する前記セラミ
   ック絶縁材料は、ガラス、またはガラスとセラミックと
   の混合物を含み、ガラス／セラミックの重量比は、１０
   ０／０ないし５／９５の範囲内に選ばれる、請求項１な
   いし４のいずれかに記載の多層セラミック基板。
6. 【請求項６】 前記配線導体または前記内部導体は、Ａ
   ｇ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ、Ｎｉ、お
   よびＣｕからなる群から選ばれた少なくとも１種を主成
   分とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の多層セ
   ラミック基板。
7. 【請求項７】 セラミック絶縁材料からなる積層された
   複数のセラミック層および配線導体を有する積層体と、
   前記配線導体によって配線された状態で前記積層体に内
   蔵された受動部品とを備える、多層セラミック基板を製
   造する方法であって、 前記受動部品となるべき生のセラミック機能材料を含む
   成形体ブロックを用意し、 前記セラミック機能材料とは異なるセラミック絶縁材料
   を含む積層された複数のセラミックグリーンシートおよ
   び前記配線導体を有し、内部に空間が予め設けられ、当
   該空間に前記成形体ブロックが嵌め込まれた、生の複合
   積層体を用意し、 前記生の複合積層体を焼成する、各工程を備える、多層
   セラミック基板の製造方法。
8. 【請求項８】 前記複合積層体は、１０００℃以下の温
   度で焼成される、請求項７に記載の多層セラミック基板
   の製造方法。
9. 【請求項９】 セラミック絶縁材料からなる積層された
   複数のセラミック層および配線導体を有する積層体と、
   前記配線導体によって配線された状態で前記積層体に内
   蔵された受動部品とを備える、多層セラミック基板を製
   造する方法であって、 前記受動部品となるべき生のセラミック機能材料を含む
   成形体ブロックを用意し、 前記セラミック機能材料とは異なるセラミック絶縁材料
   を含む積層された複数のセラミックグリーンシートおよ
   び前記配線導体を有し、内部に空間が予め設けられ、当
   該空間に前記成形体ブロックが嵌め込まれた、生の複合
   積層体を用意し、 前記生の複合積層体の積層方向における両端に位置する
   各主面上に、前記生の複合積層体の焼成温度では焼結し
   ない生のセラミックからなるシート状支持体を配置し、 前記シート状支持体で挟んだ状態で前記生の複合積層体
   を焼成し、 次いで、未焼結の前記シート状支持体を除去する、各工
   程を備える、多層セラミック基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記複合積層体は、１０００℃以下の
    温度で焼成される、請求項９に記載の多層セラミック基
    板の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記シート状支持体は、アルミナまた
    はジルコニアを含む、請求項１０に記載の多層セラミッ
    ク基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記成形体ブロックとして、焼結され
    たとき、コンデンサまたはインダクタとなるものが用意
    される、請求項７ないし１１のいずれかに記載の多層セ
    ラミック基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記成形体ブロックは、多層の内部導
    体を形成する積層構造を有する、請求項７ないし１２の
    いずれかに記載の多層セラミック基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記成形体ブロックに含まれる前記セ
    ラミック機能材料は、結晶化ガラス、またはガラスとセ
    ラミックとの混合物を含む、請求項８または１０に記載
    の多層セラミック基板の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記複合積層体に備えるセラミックグ
    リーンシートに含まれる前記セラミック絶縁材料は、ガ
    ラス、またはガラスとセラミックとの混合物を含み、ガ
    ラス／セラミックの重量比は、１００／０ないし５／９
    ５の範囲内に選ばれる、請求項８、１０または１４に記
    載の多層セラミック基板の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記配線導体または前記内部導体は、
    Ａｇ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ、Ｎｉ、
    およびＣｕからなる群から選ばれた少なくとも１種を主
    成分とする、請求項８、１０、１４または１５に記載の
    多層セラミック基板の製造方法。