JPWO2020202942A1 - セラミック基板の製造方法及びセラミック基板 - Google Patents

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Abstract

セラミック基板の製造方法は、上面に凹部を有する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を用意し、複数のセラミックグリーンシートのうち少なくとも１枚のセラミックグリーンシートの、焼成後に凹部が形成される凹部形成予定領域に、焼成により消失する消失物質を設け、消失物質が設けられたセラミックグリーンシートが最上層に位置するように、複数のセラミックグリーンシートを積層してマザー積層体を形成する工程と、マザー積層体の凹部形成予定領域をプレス加工することで、焼成前のマザー積層体に凹部を形成する工程と、を有する。

Description

本発明は、セラミック基板の製造方法及びセラミック基板に関する。
電子部品を実装する実装基板や、電子部品を収納するパッケージとしてセラミック基板が用いられる。特許文献１に記載されているセラミック基板（電子部品収納用パッケージ）では、セラミックグリーンシートの上面をプレス加工して、凹部を加工することによって、焼成後のセラミック基板に凹部が形成される。
特開２０１５−１７０７５６号公報
特許文献１では、プレス加工において、セラミックグリーンシートの凹部が形成される領域と、凹部が形成されない領域とで、セラミックグリーンシートに加えられる圧力が異なる。これにより、凹部が加工されたセラミックグリーンシートでは、平面内で密度の分布が生じる。このため、焼成後のセラミック基板において、反りが発生する可能性がある。
本発明は、反りを好適に抑制することが可能なセラミック基板の製造方法及びセラミック基板を提供することを目的とする。
本発明の一側面のセラミック基板の製造方法は、上面に凹部を有する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を用意し、複数の前記セラミックグリーンシートのうち少なくとも１枚の前記セラミックグリーンシートの、焼成後に前記凹部が形成される凹部形成予定領域に、焼成により消失する消失物質を設け、前記消失物質が設けられた前記セラミックグリーンシートが最上層に位置するように、複数の前記セラミックグリーンシートを積層してマザー積層体を形成する工程と、前記マザー積層体の前記凹部形成予定領域をプレス加工することで、焼成前の前記マザー積層体に前記凹部を形成する工程と、を有する。
本発明の一側面のセラミック基板の製造方法は、上面に凹部を有する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を用意し、複数の前記セラミックグリーンシートのうち少なくとも１枚の前記セラミックグリーンシートの、焼成後に前記凹部が形成される凹部形成予定領域に、前記セラミックグリーンシートよりも焼成時の収縮率が大きい高収縮率物質を設け、前記高収縮率物質が設けられた前記セラミックグリーンシートが最上層に位置するように、複数の前記セラミックグリーンシートを積層してマザー積層体を形成する工程と、前記マザー積層体の前記凹部形成予定領域をプレス加工することで、焼成前の前記マザー積層体に前記凹部を形成する工程と、を有する。
本発明の一側面のセラミック基板は、複数のセラミック層が積層されたセラミック基板であって、搭載面を有する基板底部と、前記基板底部の上に設けられ、前記搭載面を囲む壁部と、を有し、前記基板底部の前記搭載面と重なる領域において、複数の前記セラミック層の上に、前記セラミック層よりも焼成時の収縮率が大きい高収縮率物質が積層され、前記セラミック層の層間を示す粒界の配向が、前記搭載面及び前記壁部の内壁に沿って湾曲する。
本発明によれば、反りを好適に抑制することが可能である。
図１は、第１実施形態のセラミック基板を有するパッケージの構成を示す平面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’断面図である。 図３は、セラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。 図４は、マザー積層体を示す平面図である。 図５は、焼成後のマザー積層体を模式的に示す断面図である。 図６は、変形例のセラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。 図７は、第２実施形態のセラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。 図８は、第３実施形態のセラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。 図９は、第３実施形態のマザー積層体を拡大して示す平面図である。 図１０は、第４実施形態のセラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。 図１１は、収縮抑制グリーンシートの構成を模式的に示す断面図である。
以下に、本発明のセラミック基板の製造方法及びセラミック基板の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２の実施の形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のセラミック基板を有するパッケージの構成を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’断面図である。なお、図１は、パッケージ１００の蓋体２を除いたセラミック基板１の平面図を示す。
図１に示すように、パッケージ１００はセラミック基板１を有する。セラミック基板１は、基板底部１０と、壁部１２とを有する。壁部１２は、基板底部１０の搭載面１０ａを囲んで枠状に設けられている。言い換えると、セラミック基板１は、上面に凹部２０が設けられている。セラミック基板１は、平面視で、矩形状である。なお、以下の説明において、平面視とは、搭載面１０ａに垂直な方向から見た場合の配置関係を示す。
電子部品２００は、セラミック基板１の凹部２０内に収納される。具体的には、電子部品２００は、水晶振動子である。基板底部１０の搭載面１０ａには電子部品２００を実装するための台座１４が設けられている。台座１４は、搭載面１０ａの隅部付近に設けられ、壁部１２の内壁面１２ｂと接続される。また、基板底部１０の搭載面１０ａには支持部１６が設けられる。支持部１６は、台座１４と反対側に配置される。電子部品２００の一端側は、台座１４の上に接合部材１８により接合される。電子部品２００の他端側は、支持部１６の上側に位置する。電子部品２００は、搭載面１０ａ、支持部１６及び壁部１２の内壁面１２ｂと離れて配置される。
図２に示すように、台座１４の上面には、電子部品２００と電気的に接続される接続電極２２が設けられる。また、セラミック基板１の下面には、底面電極２４、２５が設けられている。接続電極２２と底面電極２４とは、基板底部１０に設けられたビア２３を介して電気的に接続される。
壁部１２の上面１２ａには、メタライズ層３が設けられている。蓋体２は、メタライズ層３を介してセラミック基板１に接合される。これにより、基板底部１０と、壁部１２と、蓋体２とで囲まれた空間が気密封止される。
次に、セラミック基板１の製造方法について説明する。図３は、セラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。図３に示すように、セラミック基板１の製造方法は、複数のセラミックグリーンシート５１を用意し、複数のセラミックグリーンシート５１のうち少なくとも１枚のセラミックグリーンシート５１の、凹部形成予定領域５６に、消失物質６３を設け、複数のセラミックグリーンシート５１を積層してマザー積層体５を形成する工程（ステップＳＴ１）を含む。
セラミックグリーンシート５１は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミック粉末と、有機バインダ及び熱可塑性樹脂等の樹脂材料とを含む。セラミックグリーンシート５１は、例えば、ドクターブレードやリップコータ等により塗布形成される。
消失物質６３は、焼成後に消失する物質である。消失物質６３は、例えば、架橋アクリル樹脂ビーズを含む樹脂ペーストが用いられる。セラミックグリーンシート５１に設けられた開口部分に樹脂ペーストを印刷することで、セラミックグリーンシート５１に消失物質６３を形成することができる。又は、消失物質６３は、カーボンやワックスであってもよい。消失物質６３が設けられたセラミックグリーンシート５１が最上層に位置するように複数のセラミックグリーンシート５１が積層される。
また、マザー積層体５は、壁部形成予定領域５５と、凹部形成予定領域５６とを有する。壁部形成予定領域５５は、マザー積層体５の焼成、分割後にセラミック基板１の壁部１２が形成される予定の領域である。凹部形成予定領域５６は、マザー積層体５の焼成、分割後にセラミック基板１の凹部２０が形成される予定の領域である。本実施形態では、消失物質６３は、凹部形成予定領域５６の一部の領域、すなわち接続電極２２及びビア２３と重ならない領域に設けられる。
図４は、マザー積層体を示す平面図である。図４に示すように、マザー積層体５において、分割予定ライン５３、５４はマトリクス状に設けられる。マザー積層体５は、焼成後に分割予定ライン５３、５４で、個片のセラミック基板１に分割される。つまり、分割予定ライン５３、５４で囲まれた領域が、１つのセラミック基板１に対応する。マザー積層体５には、分割予定ライン５３、５４と重なる位置に、分割用の溝が形成されてもよい。個片のセラミック基板１に分割する設備装置に、例えばローラーブレイク機を用いてもよく、ダイサーを用いてもよい。
次に、図３に示すように、加圧治具８は、マザー積層体５の凹部形成予定領域５６をプレス加工することで、マザー積層体５に凹部２０を形成する（ステップＳＴ２）。加圧治具８は、上型８１と下型８２とを有する。マザー積層体５は、下型８２と上型８１との間に配置される。上型８１は、ベース８３と、凸部８４とを有する。
上型８１はマザー積層体５の上面側からプレス加工する。これにより、まず、マザー積層体５の凹部形成予定領域５６が凸部８４により加圧される。凸部８４の下面は、消失物質６３及び消失物質６３の周囲のセラミックグリーンシート５１に当接する。凸部８４から加えられる圧力により、複数のセラミックグリーンシート５１及び消失物質６３は、凸部８４の形状に沿って変形する。すなわち、凹部形成予定領域５６の複数のセラミックグリーンシート５１及び消失物質６３が薄くなるとともに、複数のセラミックグリーンシート５１が矢印Ａに示す方向に押し出されて、壁部形成予定領域５５側に流動する。壁部形成予定領域５５では、凹部形成予定領域５６よりも厚くなる。
さらに、上型８１が加圧することで、マザー積層体５が凸部８４の下面及び側面を覆うように変形し、壁部形成予定領域５５がベース８３の下面８３ａに接する。複数のセラミックグリーンシート５１は、凸部８４の下面、側面及びベース８３の下面８３ａに沿って湾曲する。消失物質６３は、凸部８４の下面に沿って平坦に形成される。これにより、マザー積層体５に凸部８４の形状が転写される。
凹部形成予定領域５６には、壁部形成予定領域５５よりも大きい圧力が加えられる。これにより、凹部形成予定領域５６と壁部形成予定領域５５とで、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２には密度の分布が生じる。
次に、加圧治具８を取り外すことで、凹部２０を有するマザー積層体５が得られる（ステップＳＴ３）。マザー積層体５の凹部形成予定領域５６は、複数のセラミックグリーンシート５１と消失物質６３とが積層されて構成される。壁部形成予定領域５５は、複数のセラミックグリーンシート５１が積層されて構成される。
次に、マザー積層体５を所定の温度で焼成する（ステップＳＴ４）。これにより、消失物質６３が消失し、複数のセラミックグリーンシート５１が一体に焼結されて、焼成後のマザー積層体９が得られる。焼成後のマザー積層体９は、上面に複数の凹部２０が形成される。言い換えると、焼成後のマザー積層体９は、分割後に個片のセラミック基板１となる基板底部１０と、壁部１２と、が複数配列される。複数の凹部２０には、消失物質６３の消失により段差が形成される。搭載面１０ａは、凹部形成予定領域５６のうち消失物質６３が設けられていた領域に形成される。台座１４は、凹部形成予定領域５６のうち消失物質６３が設けられていない領域に形成される。
本実施形態のセラミック基板１の製造方法によれば、マザー積層体５において、凹部形成予定領域５６に消失物質６３が設けられている。このため、消失物質６３が設けられていない場合に比べて、同じ圧力で、焼成後の凹部２０を深く形成することができる。言い換えると、消失物質６３が設けられていない場合の凹部２０と同じ深さの凹部２０を、小さい圧力で形成することができる。
これにより、本実施形態では、焼成前のマザー積層体５において、凹部形成予定領域５６と壁部形成予定領域５５とで密度の分布が生じた場合であっても、焼成後のマザー積層体９の反りの発生を抑制することができる。この結果、焼成後のマザー積層体９を分割することで形成されるセラミック基板１の反りを抑制することができる。
図５は、焼成後のマザー積層体を模式的に示す断面図である。図５に示すように、焼成後のマザー積層体９は、複数のセラミック層９１を有する。セラミック層９１は、セラミックグリーンシート５１が焼結されて形成される層である。複数のセラミック層９１の層間を示す粒界５８の配向は、プレス加工での複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２の流動により、搭載面１０ａ、壁部１２の内壁面１２ｂ及び上面１２ａに沿って湾曲する。
なお、上述した第１実施形態の構成は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、消失物質６３は、最上層に位置する１層のセラミックグリーンシート５１に設けられているが、２層以上のセラミックグリーンシート５１に設けられていてもよい。また、マザー積層体５を構成する複数のセラミックグリーンシート５１の数は、４枚に限定されず、５枚以上であってもよく、３枚以下であってもよい。
また、凹部２０の断面形状は、角部を有する矩形の一部の形状であるがこれに限定されない。凹部２０の内壁面１２ｂと搭載面１０ａとの接続部分が、湾曲した曲面で構成されていてもよい。あるいは、凹部２０の搭載面１０ａが曲面を有して形成されていてもよい。
また、図１及び図２に示す電子部品２００は、水晶振動子に限定されず、他の電子部品であってもよい。
（変形例）
図６は、変形例のセラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同じ構成要素には、同じ参照符号を付して、説明を省略する。変形例では、上述した第１実施形態とは異なり、消失物質６３が、凹部形成予定領域５６の全領域に設けられる構成について説明する。
具体的には、図６に示すように、複数のセラミックグリーンシート５１が積層されてマザー積層体５が形成され、消失物質６３は、接続電極２２及びビア２３と重なる領域に設けられる（ステップＳＴ１１）。
加圧治具８は、凸部８４の下面の全体が消失物質６３に当接して、マザー積層体５の凹部形成予定領域５６をプレス加工する（ステップＳＴ１２）。これにより、マザー積層体５に凹部２０が形成される。接続電極２２及びビア２３は、接続電極２２の上面とセラミックグリーンシート５１の上面とが同一面を構成するように、セラミックグリーンシート５１内に押し込まれる。
次に、加圧治具８を取り外すことで、消失物質６３を底面とする凹部２０を有するマザー積層体５が得られる（ステップＳＴ１３）。
次に、マザー積層体５を所定の温度で焼成する（ステップＳＴ１４）。これにより、消失物質６３が消失し、凹部２０の底面は、段差を有さない平坦な搭載面１０ａに形成される。
以上のように、焼成後のセラミック基板１の凹部２０の形状に応じて、セラミックグリーンシート５１に設けられる消失物質６３の形状、大きさを異ならせることができる。
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のセラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。第２実施形態では、上述した第１実施形態及び変形例とは異なり、消失物質６３に換えて高収縮率物質６４が、凹部形成予定領域５６に設けられる構成について説明する。
図７に示すように、セラミック基板１の製造方法は、複数のセラミックグリーンシート５１を用意し、複数のセラミックグリーンシート５１のうち少なくとも１枚のセラミックグリーンシート５１の、凹部形成予定領域５６に、高収縮率物質６４を設け、複数のセラミックグリーンシート５１を積層してマザー積層体５を形成する工程（ステップＳＴ２１）を含む。
高収縮率物質６４は、セラミックグリーンシート５１よりも焼成時の収縮率が大きい物質である。高収縮率物質６４は、例えば、カーボンやワックス等、焼成時に消失しない材料である。高収縮率物質６４が設けられたセラミックグリーンシート５１が最上層に位置するように複数のセラミックグリーンシート５１が積層される。
次に、加圧治具８は、マザー積層体５の凹部形成予定領域５６をプレス加工することで、マザー積層体５に凹部２０を形成する（ステップＳＴ２２）。次に、加圧治具８を取り外すことで、凹部２０を有するマザー積層体５が得られる（ステップＳＴ２３）。マザー積層体５の凹部形成予定領域５６は、複数のセラミックグリーンシート５１と高収縮率物質６４とが積層されて構成される。壁部形成予定領域５５は、複数のセラミックグリーンシート５１が積層されて構成される。
次に、マザー積層体５を所定の温度で焼成する（ステップＳＴ２４）。これにより、高収縮率物質６４の一部が凹部２０の底面に残留し、複数のセラミックグリーンシート５１が一体に焼結されて、焼成後のマザー積層体９が得られる。搭載面１０ａは、セラミックグリーンシート５１が焼結されたセラミック層９１の上に、高収縮率物質６４が積層されて構成される。
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、高収縮率物質６４が設けられていない場合に比べて、同じ圧力で、焼成後の凹部２０を深く形成することができる。言い換えると、高収縮率物質６４が設けられていない場合の凹部２０と同じ深さの凹部２０を、小さい圧力で形成することができる。
なお、第２実施形態において、高収縮率物質６４は、最上層に位置する１層のセラミックグリーンシート５１に設けられているが、２層以上のセラミックグリーンシート５１に設けられていてもよい。
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態のセラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。第３実施形態では、上述した実施形態及び変形例とは異なり、マザー積層体５において、穴部６１が設けられている構成を説明する。
より具体的には、図８に示すように、セラミック基板１の製造方法は、複数のセラミックグリーンシート５１に穴部６１を形成し、複数のセラミックグリーンシート５１を積層してマザー積層体５を形成する工程（ステップＳＴ３１）を含む。
穴部６１は、複数のセラミックグリーンシート５１の、凹部形成予定領域５６と重ならない位置で、かつ、分割予定ライン５４と重なる位置に形成される。すなわち、複数の穴部６１は、マザー積層体５の壁部形成予定領域５５に設けられる。複数の穴部６１は、マザー積層体５の上面から下面まで貫通して設けられる。
図９は、マザー積層体を拡大して示す平面図である。なお、図９では、複数のセラミックグリーンシート５１を積層後、プレス加工前のマザー積層体５を示す。図９に示すように、複数の穴部６１は、平面視でそれぞれ円形状であり、分割予定ライン５３、５４に沿って配列される。より具体的には、複数の穴部６１は、分割予定ライン５３と分割予定ライン５４との交点と重なる位置に設けられる。また、複数の穴部６１は、交点の間において、分割予定ライン５３、５４と重なる位置にも設けられる。
次に、図８に示すように、加圧治具８は、マザー積層体５の凹部形成予定領域５６をプレス加工することで、マザー積層体５に凹部２０を形成する（ステップＳＴ３２）。凸部８４から加えられる圧力により、複数のセラミックグリーンシート５１及び消失物質６３は、凸部８４の形状に沿って変形する。すなわち、凹部形成予定領域５６のセラミックグリーンシート５１及び消失物質６３が薄くなるとともに、セラミックグリーンシート５１が矢印Ａに示す方向に押し出されて、壁部形成予定領域５５側に流動する。壁部形成予定領域５５では、凹部形成予定領域５６よりも厚くなり、セラミックグリーンシート５１の流動により穴部６１の幅が小さくなる。
さらに、上型８１が加圧することで、マザー積層体５が凸部８４の下面及び側面を覆うように変形し、壁部形成予定領域５５がベース８３の下面８３ａに接する。これにより、マザー積層体５に凸部８４の形状が転写される。また、凹部形成予定領域５６の複数のセラミックグリーンシート５１の流動により、穴部６１の内壁が密着し、分割予定ライン５４でマザー積層体５は一体に形成される。
そして、加圧治具８を取り外すことで、凹部２０を有するマザー積層体５が得られる（ステップＳＴ３３）。
次に、マザー積層体５を所定の温度で焼成する（ステップＳＴ３４）。これにより、消失物質６３が消失し、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２が一体に焼結されて、焼成後のマザー積層体９が得られる。
第３実施形態のセラミック基板１の製造方法によれば、マザー積層体５に穴部６１が設けられているので、プレス加工における複数のセラミックグリーンシート５１の流動性を向上させることができる。すなわち、加圧治具８により複数のセラミックグリーンシート５１に圧力が加えられた場合に、穴部６１により、凹部形成予定領域５６の複数のセラミックグリーンシート５１が壁部形成予定領域５５側に流動しやすくなる。
これにより、第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態に比べて、プレス加工における複数のセラミックグリーンシート５１の圧力の分布が緩和され、小さい圧力で凹部形成予定領域５６及び壁部形成予定領域５５を変形させて、凹部２０を形成することができる。あるいは、穴部６１が形成されない場合に比べて、同じ圧力でより深い凹部２０を形成することができる。
したがって、プレス加工後のマザー積層体５において、凹部形成予定領域５６と壁部形成予定領域５５とで、複数のセラミックグリーンシート５１の密度の差を抑制することができる。この結果、マザー積層体５を焼成、分割後に形成されるセラミック基板１の反りを抑制することができる。
また、図９に示すように、複数の穴部６１は、凹部形成予定領域５６の周囲を囲むように設けられる。より好ましくは、複数の穴部６１は、凹部形成予定領域５６を挟んで対称となる位置に設けられる。これにより、加圧治具８によりプレス加工する際に、凹部形成予定領域５６の複数のセラミックグリーンシート５１が、周囲の壁部形成予定領域５５側に均等に流動しやすくなる。
なお、第３実施形態において、穴部６１の数や配置、平面視での形状は適宜変更できる。例えば、図９において、隣り合う交点の間に２つ以上の穴部６１が配列されていてもよい。あるいは、交点と重なる位置にのみ穴部６１が設けられ、隣り合う交点の間に穴部６１が配列されていなくてもよい。穴部６１の平面視での形状は、円形状に限定されず、矩形状、菱形形状、十字状、多角形状等、他の形状であってもよい。また、複数の穴部６１は、マザー積層体５の上面から下面まで貫通して設けられる構成に限定されず、マザー積層体５の上面から中間層のセラミックグリーンシート５１まで設けられていてもよい。
（第４実施形態）
図１０は、第４実施形態のセラミック基板の製造方法を説明するための説明図である。第４実施形態では、上述した実施形態及び変形例とは異なり、マザー積層体５が収縮抑制グリーンシート５２を有する構成について説明する。
より具体的には、図１０に示すように、セラミック基板１の製造方法は、複数のセラミックグリーンシート５１と複数の収縮抑制グリーンシート５２とを用意し、複数の収縮抑制グリーンシート５２の上に、複数のセラミックグリーンシート５１を積層してマザー積層体５を形成する工程（ステップＳＴ４１）を含む。
複数のセラミックグリーンシート５１のうち、少なくとも最上層のセラミックグリーンシート５１には消失物質６３が設けられている。また、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２は、壁部形成予定領域５５及び凹部形成予定領域５６に亘って連続して設けられる。
収縮抑制グリーンシート５２は、焼成時に自体の平面収縮率が１％未満である特性を有する。収縮抑制グリーンシート５２は、セラミックグリーンシート５１よりも平面収縮率が小さい。図１１は、収縮抑制グリーンシートの構成を模式的に示す断面図である。図１１に示すように、収縮抑制グリーンシート５２は、フィラーとしての板状セラミック充填剤６６と、有機バインダ及び熱可塑性樹脂等の樹脂材料６７とを含む。板状セラミック充填剤６６は、例えば板状アルミナである。
収縮抑制グリーンシート５２は、例えば、ドクターブレードやリップコータ等により塗布形成される。これにより、複数の板状セラミック充填剤６６の配向は、収縮抑制グリーンシート５２の面内方向に揃う。これにより、収縮抑制グリーンシート５２は、セラミックグリーンシート５１よりも平面収縮率を小さくすることができる。なお、収縮抑制グリーンシート５２は、球状アルミナを有していてもよい。複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２は、各層毎に板状セラミック充填剤６６及び球状アルミナの配合比率が異なっていてもよい。
次に、図１０に示すように、加圧治具８は、マザー積層体５の凹部形成予定領域５６をプレス加工することで、マザー積層体５に凹部２０を形成する（ステップＳＴ４２）。
上型８１はマザー積層体５の上面側からプレス加工する。これにより、まず、マザー積層体５の凹部形成予定領域５６が凸部８４により加圧される。凸部８４から加えられる圧力により、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２は、凸部８４の形状に沿って変形する。すなわち、凹部形成予定領域５６の複数のセラミックグリーンシート５１、消失物質６３及び複数の収縮抑制グリーンシート５２が薄くなるとともに、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２が矢印Ａに示す方向に押し出されて、壁部形成予定領域５５側に流動する。壁部形成予定領域５５では、凹部形成予定領域５６よりも厚くなる。
さらに、上型８１が加圧することで、マザー積層体５が凸部８４の下面及び側面を覆うように変形し、壁部形成予定領域５５がベース８３の下面８３ａに接する。複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２は、凸部８４の下面、側面及びベース８３の下面８３ａに沿って湾曲する。これにより、マザー積層体５に凸部８４の形状が転写される。
凹部形成予定領域５６には、壁部形成予定領域５５よりも大きい圧力が加えられる。これにより、凹部形成予定領域５６と壁部形成予定領域５５とで、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２には密度の分布が生じる。
次に、加圧治具８を取り外すことで、凹部２０を有するマザー積層体５が得られる（ステップＳＴ４３）。マザー積層体５の凹部形成予定領域５６は、複数のセラミックグリーンシート５１、消失物質６３及び複数の収縮抑制グリーンシート５２が積層されて構成される。マザー積層体５の壁部形成予定領域５５は、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２が積層されて構成される。
次に、マザー積層体５を所定の温度で焼成する（ステップＳＴ４４）。これにより、消失物質６３が消失し、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２が一体に焼結されて、焼成後のマザー積層体９が得られる。焼成後のマザー積層体９は、上面に複数の凹部２０が形成される。複数の凹部２０は、消失物質６３が消失することで形成された搭載面１０ａを有する。
本実施形態のセラミック基板１の製造方法によれば、マザー積層体５において、複数のセラミックグリーンシート５１は複数の収縮抑制グリーンシート５２の上に積層されている。このため、複数の収縮抑制グリーンシート５２により、複数のセラミックグリーンシート５１の焼成時の平面方向の収縮が抑制される。この結果、マザー積層体５は、焼成時に厚み方向の収縮が支配的となる。
これにより、第４実施形態では、焼成前のマザー積層体５において、凹部形成予定領域５６と壁部形成予定領域５５とで密度の分布が生じた場合であっても、焼成後のマザー積層体９の反りの発生を抑制することができる。この結果、焼成後のマザー積層体９を分割することで形成されるセラミック基板１の反りを抑制することができる。
なお、第４実施形態の構成は、第２実施形態、第３実施形態及び変形例の１つと組み合わせることもできる。
なお、第４実施形態において、複数のセラミックグリーンシート５１及び複数の収縮抑制グリーンシート５２は、それぞれ２枚ずつ積層されているが、これに限定されない。マザー積層体５は、少なくとも１枚の収縮抑制グリーンシート５２を有していればよい。また、収縮抑制グリーンシート５２は、３枚以上であってもよい。また、セラミックグリーンシート５１も、１枚でもよく、３枚以上でもよい。
なお、上記した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
１ セラミック基板
２ 蓋体
３ メタライズ層
５ マザー積層体
８ 加圧治具
９ 焼成後のマザー積層体
１０ 基板底部
１０ａ 搭載面
１２ 壁部
１２ａ 上面
１２ｂ 内壁面
１４ 台座
１６ 支持部
１８ 接合部材
２０ 凹部
２２ 接続電極
２３ ビア
２４、２５ 底面電極
５１ セラミックグリーンシート
５２ 収縮抑制グリーンシート
５３、５４ 分割予定ライン
５５ 壁部形成予定領域
５６ 凹部形成予定領域
５８ 粒界
６１ 穴部
６３ 消失物質
６４ 高収縮率物質
６６ 板状セラミック充填剤
６７ 樹脂材料
８１ 上型
８２ 下型
８３ ベース
８４ 凸部
９１ セラミック層
１００ パッケージ
２００ 電子部品
Ａ 矢印

Claims (10)

  1. 上面に凹部を有する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を用意し、複数の前記セラミックグリーンシートのうち少なくとも１枚の前記セラミックグリーンシートの、焼成後に前記凹部が形成される凹部形成予定領域に、焼成により消失する消失物質を設け、前記消失物質が設けられた前記セラミックグリーンシートが最上層に位置するように、複数の前記セラミックグリーンシートを積層してマザー積層体を形成する工程と、
    前記マザー積層体の前記凹部形成予定領域をプレス加工することで、焼成前の前記マザー積層体に前記凹部を形成する工程と、を有する
    セラミック基板の製造方法。
  2. 請求項１に記載のセラミック基板の製造方法であって、
    前記消失物質は、前記凹部形成予定領域の一部の領域に設けられる
    セラミック基板の製造方法。
  3. 請求項１に記載のセラミック基板の製造方法であって、
    前記消失物質は、前記凹部形成予定領域の全領域に設けられる
    セラミック基板の製造方法。
  4. 上面に凹部を有する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を用意し、複数の前記セラミックグリーンシートのうち少なくとも１枚の前記セラミックグリーンシートの、焼成後に前記凹部が形成される凹部形成予定領域に、前記セラミックグリーンシートよりも焼成時の収縮率が大きい高収縮率物質を設け、前記高収縮率物質が設けられた前記セラミックグリーンシートが最上層に位置するように、複数の前記セラミックグリーンシートを積層してマザー積層体を形成する工程と、
    前記マザー積層体の前記凹部形成予定領域をプレス加工することで、焼成前の前記マザー積層体に前記凹部を形成する工程と、を有する
    セラミック基板の製造方法。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のセラミック基板の製造方法であって、
    前記マザー積層体を形成する工程において、前記凹部形成予定領域と重ならない位置で、かつ、焼成後に個片の前記セラミック基板に分割される分割予定ラインと重なる位置に、複数の前記セラミックグリーンシートのうち少なくとも１枚以上に穴部を形成する工程を含む
    セラミック基板の製造方法。
  6. 請求項５に記載のセラミック基板の製造方法であって、
    前記凹部を形成する工程において、前記穴部は、前記セラミックグリーンシートの流動により内壁が密着して、前記分割予定ラインで前記マザー積層体は一体に形成される
    セラミック基板の製造方法。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のセラミック基板の製造方法であって、
    前記マザー積層体を形成する工程において、焼成時の平面収縮率が前記セラミックグリーンシートよりも小さい収縮抑制グリーンシートを用意し、前記収縮抑制グリーンシートの上に前記セラミックグリーンシートを積層する
    セラミック基板の製造方法。
  8. 請求項７に記載のセラミック基板の製造方法であって、
    前記収縮抑制グリーンシートは、板状セラミック充填剤を含む
    セラミック基板の製造方法。
  9. 請求項８に記載のセラミック基板の製造方法であって、
    前記板状セラミック充填剤は、板状アルミナである
    セラミック基板の製造方法。
  10. 複数のセラミック層が積層されたセラミック基板であって、
    搭載面を有する基板底部と、
    前記基板底部の上に設けられ、前記搭載面を囲む壁部と、を有し、
    前記基板底部の前記搭載面と重なる領域において、複数の前記セラミック層の上に、前記セラミック層よりも焼成時の収縮率が大きい高収縮率物質が積層され、
    前記セラミック層の層間を示す粒界の配向が、前記搭載面及び前記壁部の内壁に沿って湾曲する
    セラミック基板。
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