JP2986452B2 - Ｍｌｃ工程に用いる薄膜のグリーンシート - Google Patents

Ｍｌｃ工程に用いる薄膜のグリーンシート

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グリーンシートと
呼ばれる可撓セラミック物品を形成するための組成物お
よび方法に関する。本発明はより詳細には、層間コンデ
ンサを備えた多層セラミック（ＭＬＣ）基板を含むＭＬ
Ｃ基板を形成するための、約１０〜７５ミクロンの厚み
を有する薄膜グリーンシートに関し、さらに詳細には、
規定の粒径と粒径分布を有するセラミックを含む組成
物、ならびにグリーンシートの作成に使用される有機物
を有効に除去してＭＬＣを形成するための特別に規定さ
れた加熱（焼結）プロファイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックは集積回路パッケージ用の基
板として電子機器に広く使用されてきた。金属化された
回路パターンはグリーンシートの形でセラミック基板に
付与され、セラミックおよびメタライゼーション（meta
llization）は同時焼結されて基板と回路のモノリスを
生成する。多層回路パッケージは、セラミック分子と有
機結合剤を結合させて未焼成の、すなわち「グリーンシ
ート」テープにすることで作成される。バイアとして周
知の層間伝導経路が複数の層を貫通して形成（穿孔）さ
れ、各層が堆積され処理された後で各層上の回路間の電
気的相互接続を形成する。金属化された回路パターンは
従来の技術で周知のように穿孔されたグリーンシートに
付与される。グリーンシート・テープ層の厚みは通常１
２５〜６２５ミクロンである。穿孔され金属化された多
層テープは堆積され、圧力下で積層される。セラミック
および金属化積層体は同時焼結されて３次元の回路を備
えたモノリシック構造を形成する。
【０００３】セラミック物質の懸濁物をキャスティング
して層またはシートを形成し、次いでそれを焼結してセ
ラミック基板材料を生成することは当技術分野で周知で
ある。ドクター・ブレード法がセラミック・グリーンシ
ートを作成する１つの方法である。通常、セラミックの
粉末を有機溶剤、可塑剤、および結合剤と混合してスラ
リを形成し、ドクター・ブレードを用いてスラリをキャ
リア・フィルム上に規定の厚みにキャスティングし、塗
布したスラリの層を乾燥させる。セラミック配合物は、
通常アルミナと、ポリビニルブチラールなどのブチラー
ル系の樹脂である。エチルセルロースやポリビニルアル
コールなどのセルロース系の樹脂も結合剤として通常用
いられる。
【０００４】コンデンサは、１対の電極間に内部誘電体
層をはさむことにより多層基板の内部に形成することが
できる。こうした集積コンデンサ基板では、導体パッド
は最上面のシート上に形成され、配線が基板内部に形成
されてコンデンサとパッドを接続する。米国特許第４５
６７５４２号、第５０６５２７５号および第５０９９３
８８号は内部コンデンサを備えたこの種のＭＬＣを開示
しており、上記特許を参照により本明細書に組み込む。
【０００５】コンデンサを含む多層基板は上記のグリー
ンシート積層技法によって同様に製造される。通常、ア
ルミナおよびガラスが絶縁層および誘電層用のグリーン
シートのセラミック成分として用いられる。通常、積層
されたグリーンシートは約１５００℃以上の温度で焼結
または焼成される。この高い焼結温度を考慮すると、バ
イアおよび配線は高融点のモリブデン、タングステン、
またはそれに類似の導体材料製とする必要がある。
【０００６】ＭＬＣ内にコンデンサを形成して静電容量
を発生させるため、２つの電極層間に１枚の誘電層をは
さむ必要がある。静電容量は誘電層の厚みに反比例する
ため、静電容量を大きくするには薄い誘電層が必要であ
る。ただし、ＭＬＣ誘電グリーンシートは薄いほど加工
が困難である。ＭＬＣを製作するためにグリーンシート
が経る必要がある工程には、キャスティング後の巻き付
け、キャスティングしたテープからのグリーンシートの
打ち抜き、バイアの穿孔、グリーンシートの堆積、およ
び各工程でのテープ／シートの操作がある。従来の材料
で作成された薄いテープはグリーンシートに打ち抜くこ
とがきわめて困難なテープである。グリーンシートは機
械的特性が低く容易にはがれたり裂けたりするため、穿
孔および堆積物の加工が困難である。したがって、強度
と可撓性を兼ね備えたグリーンシートがきわめて望まし
い。
【０００７】コンデンサを形成するために使用する誘電
セラミック層や、多層基板のセラミック層とガラス層な
どのように各層のセラミック組成が異なる場合、別の問
題が生じる。異なるセラミック材料の層を積層し焼結し
てＭＬＣを形成する場合、通常これを同時焼結と呼ぶ。
同時焼結では結合剤およびその他の有機物をグリーンシ
ート層から除去する際にガス状の有機材料が放出してふ
くれ（blister）が発生することがある。基本的に、焼
結工程時にはガスが集積し、ガスの体積は温度上昇と共
に増加する。その結果、薄い層の材料中にふくれが形成
され、表面のじょう乱（perturbations）を引き起こし
てＭＬＣの表面を非平面状にし、すなわち許容できない
ものにする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術の問題点と
欠陥を念頭に置くと、本発明の一目的は、強度と可撓性
特性が増2大したグリーンシートをもたらすセラミック
・グリーンシート・キャスティング組成物を提供するこ
とである。
【０００９】本発明の別の目的は、強度および可撓性特
性が増大したセラミック・グリーンシートを提供するこ
とである。
【００１０】本発明の別の目的は、グリーンシートの強
度および可撓性特性が増大したセラミック基板グリーン
シートを作成する方法を提供することである。
【００１１】本発明の別の目的は、内部コンデンサを備
えた多層セラミック基板を含むグリーンシートから多層
セラミック基板を製作する方法を提供することである。
【００１２】本発明の別の目的は、多層セラミック製品
中でのふくれの発生を最小限に抑える特別に規定された
加熱手順を用いて、同じまたは異なるセラミック組成グ
リーンシート層を備えた多層セラミック基板を製作する
方法を提供することである。
【００１３】本発明の別の目的は、本発明の組成物また
は方法あるいはその両方を用いてグリーンシートおよび
グリーンシートから作成された多層セラミック基板を提
供することである。
【００１４】本発明のその他の目的および利点は一部は
自明であり、一部は本明細書から明らかになろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記その他の目的は当業
者には明らかであるが、本発明によって達成される。そ
の第１の態様では、好ましくは非水性であり、好ましく
はガラスを含有せず、例えばガラスは５重量％未満、好
ましくは１％未満、最も好ましくは例えば０．５％未満
で、実質的に０％であり、平均粒径が１ミクロン未満の
微粒子状で、実質的に単一モード（unimodal）である
（本質的に粒径分布のプロット中で単一のピークを示
す）アルミナまたはその他のセラミックと、結合剤樹脂
と、溶剤系と、可塑剤とを含むセラミック・グリーンシ
ート・キャスティング組成物に関する。
【００１６】セラミックは好ましくはアルミナで、平均
粒径は好ましくは約０．３〜０．６ミクロンで標準偏差
は約±０．２５ミクロンである。こうした粒径分布と単
一ピークを有するという特性は単一モードの粒径分布を
示すと見なされ、それによって、本発明のグリーンシー
ト作成に用いられる機能強化されたグリーンシート、例
えば機械的特性が提供されることが判明している。
【００１７】別の態様では、本発明は上記のセラミック
・グリーンシート・キャスティング組成物から作成され
るセラミック・グリーンシートを加熱することで製作さ
れるセラミック・シートおよび多層セラミック基板に関
する。加熱サイクルは一般に焼結と呼ばれ、通常、次の
３つの異なる加熱段階を含む。（１）約５００℃まで熱
分解を行い、使用するポリマーの分子種を分離して分解
し、より小さな鎖式有機物を揮発させて不要な有機物を
除去する段階と、（２）結合剤のバーンアウト（ＢＢ
Ｏ）を行って不要な有機物（特に結合剤）の残滓をグリ
ーンシートから除去する段階と、（３）焼結によってグ
リーンシート・セラミック分子を高密度化したセラミッ
ク基板に形成する段階。
【００１８】本発明の別の態様では、セラミック・グリ
ーンシートを作成する方法は、平均粒径が約１ミクロン
未満で、実質的に単一モードであるアルミナまたはその
他のセラミックと、結合剤樹脂と、溶剤系と、可塑剤と
を含むセラミック・グリーンシート・キャスティング組
成物を形成するステップと、セラミック・グリーンシー
ト・キャスティング組成物から組成物の層状テープを形
成するステップと、層状テープから溶剤を揮発させて
（除去して）グリーンシートを形成するステップとを含
む。
【００１９】本発明の別の態様では、本発明の上記の組
成物を用いてメタライゼーションを有し金属化バイア相
互接続を備えたグリーンシートの層を堆積するステップ
と、堆積物を焼結（加熱）して多層セラミック基板を形
成するステップとを含む多層セラミック基板の製作方法
が提供される。
【００２０】本発明の別の態様では、メタライゼーショ
ンを有し金属化バイア相互接続を備え、少なくとも１つ
の誘電グリーンシート層が上部電極層と下部電極層の間
にはさまれ、前記誘電層が平均粒径が１ミクロン未満で
実質的に単一モードのアルミナまたはその他のセラミッ
クと、結合剤樹脂と、溶剤系と、可塑剤とを含むセラミ
ック・グリーンシート・キャスティング組成物から形成
されるグリーンシートの層を堆積するステップと、堆積
を焼結（加熱）して多層セラミック基板を形成するステ
ップとを含む少なくとも１つの内部コンデンサを備える
多層セラミック基板の製作方法が提供される。
【００２１】本発明の別の態様では、本発明の上記の組
成物を用いて作成され、メタライゼーションを有し金属
化バイア相互接続を備えたグリーンシートの層を堆積す
るステップと、堆積物を焼成（焼結）して多層セラミッ
ク基板を形成するステップとを含み、ここでは、まず積
層体を熱分解し、次にＢＢＯ加熱プロファイルにより、
約９８０℃〜１０２５℃の間の特定の浸透温度範囲内に
有効期間の間、好ましくは炭素の除去に有効な期間だけ
本質的に均一の温度に、通常は１〜４時間、例として２
〜３時間、積層体が保持される温度プロファイルで積層
体を加熱して残留する有機物を除去することによって焼
結を行う、好ましい多層セラミック基板の製作方法が提
供される。この工程に続いて約１０７５℃までの温度範
囲内で温度を上昇させ、あるいは有機物が除去されるま
で浸透温度を保持してもよい。次いで加熱した積層体を
焼結して多層セラミック基板を形成する。加熱手段を有
効に用いて、上述のグリーンシート組成物を用いて作成
された誘電グリーンシート層（メタライゼーションな
し）が、同じまたは異なるグリーンシート組成物（ガラ
スを含む）を備える上部と下部の金属化グリーンシート
の間にはさまれた、内部コンデンサ付きの多層基板を作
成するのに用いられるグリーンシートを含む、異なる組
成のグリーンシートを同時焼結することができる。ＢＢ
Ｏ加熱サイクルの時間は変動することがあり、一般に約
２〜３時間またはそれ以上である。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態を記述
するにあたって以下に図を参照する。本発明のフィーチ
ャは必ずしも図面では一定の縮尺で描かれてはいない。
【００２３】セラミック・グリーンシート・キャスティ
ング組成物は、本明細書に参照として組み込まれたパー
ク（Ｐａｒｋ）、Ｊｒ．の米国特許第２９６６７１９
号、ステットソン（Ｓｔｅｔｓｏｎ）他の米国特許第３
６９８９２３号、バランジャ（Ｂａｒｒａｎｇｅｒ）他
の米国特許第４７６９２９４号、およびメケシャ（Ｍｅ
ｋｅｓｈａ）他の米国特許第５３８７４７４号に記載さ
れた周知の技法を用いて作成できる。通常キャスティン
グ・スリップと呼ばれるこの組成物は、均質の混合物が
形成され所望の粘度が得られるようにボール・ミル内で
成分を数時間、例えば８時間混ぜ合わせることで作成さ
れる。上記の粒径および粒径分布を備えたアルミナが、
キャスティング組成物を作成するのに使用される。アル
コア社製のＡｌ６ＳＧおよびアルキャン社製のＲＡＣ４
５Ｂが適していることが判明している。結合剤はポリビ
ニルブチラール、ポリビニルアルコール、またはアクリ
ル樹脂などの広範囲なポリマーから選択できる。結合剤
は好ましくはポリビニルブチラールである。溶剤もメチ
ルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン
（ＭＩＢＫ）、メタノール、アセトン、トルエン、イソ
プロピルアルコールなどの幅広い物質から選択できる。
フタル酸ジブチルなどの可塑剤も配合物中で用いること
が好ましい。
【００２４】通常、スリップ組成物は２段階のミリング
処理で作成される。第１段階ではセラミックの粉末と溶
剤が混ぜ合わされる。第２段階では結合剤および可塑剤
が添加される。
【００２５】結合剤は有機溶剤がキャスト・スリップか
ら揮発したあとでセラミック分子を破壊されない状態に
保つ。重量％での通常のグリーンシート・キャスティン
グ組成物は次の通りである。
【表１】
【００２６】キャスティング組成物の成分がボール・ミ
ル内などで混合され、均質化されると、約４００〜２０
００センチポイズの粘度を持つスリップが形成される。
スリップはセラミック技術で周知の手段で脱気できる。
脱気の後、スリップはスリップ貯蔵器に送られそこで適
切に均質状態に保たれる。スリップは貯蔵器から小さい
オリフィスを通して実質的に水平な可撓性があるテープ
上に排出される。可撓性がある土台のテープは通常不浸
透性の物質、例えば、ポリテトラフルオロエチレンすな
わち「テフロン」、テトラフタル酸グリコール・ポリエ
ステル（マイラー）などである。キャスティング・シー
トは貯蔵器の空いた底部を横切り、所望の基板の厚みを
形成する特定の高さに設置されたドクター・プレートの
下に引き出される。キャスティング・シートは平滑な表
面で支えられねばならず、そこで溶剤は揮発させてレザ
ー・ハード・テープ（グリーンシートと呼ばれる）が形
成される。グリーンシートはキャスティング・シートの
除去の前後に所望の基板サイズに打ち抜くことができ
る。
【００２７】シートは上記のように金属化し、堆積して
所望の多層セラミック積層体を形成し、次に焼成（焼
結）して最終的なＭＬＣ製品が作成される。誘電シート
は常に２つの電極にはさまれ、内部コンデンサを形成
し、この構造をさらに繰り返すことができる。
【００２８】グリーンシートが上記のキャスティング組
成物を用いて作成されるということが本発明の重要な特
徴である。本発明の組成物および方法を用いると、グリ
ーンシートの強度と可撓性が増大するため、通常１０〜
７５ミクロンの厚みをもつ薄いグリーンシートが従来の
装置で作成できる。グリーンシートはまた多層セラミッ
ク基板のコンデンサ層として使用するのに適している。
【００２９】多層セラミック積層体の焼結は、従来はい
くつかの加熱プロファイル・サイクルのいずれかを用い
て行われていた。一般に、セラミックおよび特にアルミ
ナ・ベースのＭＬＣパッケージの焼結は通常３つの別々
の加熱段階で行われる。第１の段階である熱分解では大
きいポリマーを分解し、より短い鎖状の有機物を揮発さ
せる。熱分解は一般に５００℃未満で約５時間かけて行
われる。結合剤および残滓有機物がパッケージからバー
ンアウトさせる加熱サイクル（ＢＢＯ）は一般に９００
℃以上、例えば、１０００℃〜１２５０℃で約２時間か
けて行われる。焼結は１２５０℃〜１５００℃で完了
し、最終的なＭＬＣパッケージが作成される。全加熱サ
イクルは通常水素または窒素などの還元性雰囲気である
焼結環境で行われる。
【００３０】特に規定された加熱プロファイルをＢＢＯ
加熱サイクルで用いて本発明の多層セラミック基板を作
成することが本発明の重要な特徴である。この加熱サイ
クルの使用は、本発明の組成物を用いて作成された異な
るグリーンシート組成のコンデンサを多層セラミック基
板の誘電層として使用する同時焼結の場合に特に重要で
ある。また、例えば、ガラスを含むグリーンシートをガ
ラスを含まないグリーンシートと同時焼結する場合にも
重要である。ガラスは十分に流動化して薄膜の非ガラス
層の結合剤バーンアウトを妨害すると考えられる。この
ＢＢＯ領域では、その温度以上ではガラスが結合剤バー
ンアウトに干渉する低い粘度になってしまう、好ましい
保持温度が存在する。
【００３１】図を参照すると、本発明の好ましいアルミ
ナおよび以下の例で使用されるアルミナを用いて作成さ
れたグリーンシートの本発明の１つの加熱プロファイル
は点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、ＨおよびＩで規定さ
れる領域の温度および時間範囲内で熱分解ステップ後に
多層セラミック基板を加熱するステップを含む。線分１
０、１１、および１２で示した温度プロファイルは不完
全であり、作成された多層セラミック基板にはふくれが
発生していた。
【００３２】図からわかるように、点Ａないし点Ｉで規
定された領域により定義されるＢＢＯ加熱プロファイル
は全ＢＢＯサイクルにわたって急速温度上昇プロファイ
ルを採用していない。すなわち、単位時間当たりの温度
変化（℃／分）は全サイクルにわたって最小限に抑えら
れている。これはＢＢＯサイクルの最初からＢＢＯサイ
クルのほぼ終了まで約１３０分にわたって約１．１℃／
分で温度上昇する急速温度プロファイルを示す線１１と
は対照的であることが理解できるだろう。さらに、線１
０および１２に示す全ＢＢＯ加熱サイクルにわたる比較
的高い一定加熱温度の温度プロファイルは、線１１で示
した急速温度上昇プロファイルと同様に、ふくれが浮き
出たＭＬＣパッケージを形成する可能性があるので、採
用できない。
【００３３】本発明のＢＢＯ加熱サイクルは点Ａ、Ｂ、
Ｈ、およびＩで囲まれた領域Ｘに示す比較的低い初期浸
透温度期間を含む。点ＩおよびＡおよびＨおよびＢの間
の温度範囲はＭＬＣ作成のために使用中のグリーンシー
ト層によって変わることがある。下記の例のアルミナの
場合、約９８０℃〜１０２５℃で約１時間の初期浸透期
間Ｘが有効であった。点Ｂ、Ｃ、Ｇ、およびＨで囲まれ
た次のＢＢＯ加熱ゾーンＹでは、温度は９８０℃〜１０
２５℃の範囲内に一定に保たれるか、または約１０７５
℃というＢＢＯサイクルで採用する最高ＢＢＯ温度へ上
昇させられる。点Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇで囲まれた最後の
ＢＢＯサイクルＺでは９８０℃〜１０７５℃の一定温度
での浸透が好ましい。またここで例えば線１３で示され
るようにゾーンＸを通ってゾーンＺへ至る温度傾斜サイ
クルを継続することで加熱ゾーンＹおよびＺの両方で温
度傾斜をつけることができる。
【００３４】以上をまとめると、ＢＢＯ加熱サイクルは
Ｘ、Ｙ、およびＺの３つの加熱ゾーンを含む。あるＢＢ
Ｏ加熱プロファイルでは、温度は各ゾーンで一定に保た
れる。別のＢＢＯ加熱プロファイルでは、温度を加熱ゾ
ーンＸで低い浸透温度で一定に保ち、加熱ゾーンＹで傾
斜させ、加熱ゾーンＺで一定に保つことができる。また
別のＢＢＯ加熱プロファイルでは、温度を加熱ゾーンＸ
で低い浸透温度で一定に保ち、加熱ゾーンＹおよびＺで
傾斜させることができる。あまり好ましくない加熱プロ
ファイルではあるが、温度を加熱ゾーンＸ、Ｙ、Ｚの各
ゾーンの温度制限範囲内でそれぞれ傾斜させることがで
きる。
【００３５】各ＭＬＣ製品のＢＢＯサイクルの温度およ
び時間制限は、初期加熱期間（図のＸ）の温度が最終的
なＢＢＯ温度より低くなるように好ましいサイクルで実
験的に決定される。初期加熱期間は一般に浸透期間と呼
ばれる。線１１で示される通常のＢＢＯ傾斜速度では有
機物の除去が完了する前に薄膜の層の高密度化が起こ
り、反応ガスをトラップしてふくれが発生することがわ
かっている。
【００３６】
【実施例】表２に示すセラミック・スラリ組成物はボー
ル・ミル内で約８時間各成分を混合して形成したもので
ある。処方ＡおよびＢは従来の市販のアルミナを使って
作成した。本発明の処方１は上記の好ましいアルミナを
使って作成した。
【表２】
【００３７】グリーンシートを調製し、乾燥後の組成と
特性は表３に示すようになった。グリーンシートはポリ
マー・キャリア・フィルムを用いて市販のドクター・ブ
レードによるテープ・キャスティングによって以下のよ
うに調製した。
【表３】
【００３８】上記のグリーンシート１およびＢを穿孔
し、金属化して積層体に作成した。積層体は最高５００
℃で５時間熱分解して焼成した。次に積層体は図１に示
すようにＢＢＯサイクルで加熱し、次いで１５３０〜１
５８０℃で４時間焼結した。図の加熱サイクルを用いて
作成したＭＬＣは製品として合格であるが、図の線１
０、１１および１２で示すＢＢＯ加熱サイクルで作成し
たその他のＭＬＣは不合格であった。
【００３９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００４０】（１）平均粒径が約１ミクロン未満で、実
質的に単一モードである微粒子状のアルミナまたはその
他のセラミックと、結合剤樹脂と、溶剤系と、可塑剤と
を含むセラミック・グリーンシート・キャスティング組
成物。 （２）前記平均粒径が約０．３〜０．６ミクロンで標準
偏差が約±０．２５ミクロンである上記（１）に記載の
組成物。 （３）平均粒径が約１ミクロン未満で、実質的に単一モ
ードであるアルミナまたはその他のセラミックと、結合
剤樹脂と、溶剤系と、可塑剤とを含むセラミック・グリ
ーンシート・キャスティング組成物を形成するステップ
と、前記セラミック・グリーンシート・キャスティング
組成物から組成物の層状テープを形成するステップと、
前記層状テープから溶剤を揮発させてグリーンシートを
形成するステップとを含む、セラミック・グリーンシー
トを作成する方法。 （４）平均粒径が約１ミクロン未満で、実質的に単一モ
ードであるアルミナまたはその他のセラミックと、結合
剤樹脂と、溶剤系と、可塑剤とを含むセラミック・グリ
ーンシート・キャスティング組成物を用いて作成された
グリーンシートの層を堆積するステップを含み、該グリ
ーンシートは、その上にメタライゼーションを有しさら
に金属化バイア相互接続を備え、堆積物を焼結して多層
セラミック基板を形成するステップとを含む多層セラミ
ック基板の製作方法。 （５）少なくとも１つの内部コンデンサを備える多層セ
ラミック基板を製作する方法であって、メタライゼーシ
ョンを有し、金属化バイア相互接続を備え、少なくとも
１つの誘電グリーンシート層が上部電極と下部電極の間
にはさまれ、前記誘電グリーンシート層が平均粒径が１
ミクロン未満で実質的に単一モードのアルミナまたはそ
の他のセラミックと、結合剤樹脂と、溶剤系と、可塑剤
とを含むセラミック・グリーンシート・キャスティング
組成物から形成される、グリーンシートの層を堆積する
ステップと、堆積物を焼結して多層セラミック基板を形
成するステップとを含む方法。 （６）平均粒径が約１ミクロン未満で、実質的に単一モ
ードであるアルミナまたはその他のセラミックと、結合
剤樹脂と、溶剤系と、可塑剤とを含むセラミック・グリ
ーンシート・キャスティング組成物を用いて作成され、
その上にメタライゼーションを有し、金属化バイア相互
接続を備えたグリーンシートの層を堆積するステップ
と、堆積物を焼結して多層セラミック基板を形成するス
テップとを含み、前記焼結ステップが、まず積層体を熱
分解し、次に加熱により、約９８０℃〜１０２５℃の間
の浸透温度範囲内に有効期間の間保持される温度プロフ
ァイルで熱分解した積層体を加熱して残留する有機物を
除去し、続いて焼結することによって実施される、多層
セラミック基板の製作方法。 （７）前記積層体を９８０℃〜１０２５℃で約１〜２時
間加熱し、続いて最高約１０７５℃までの温度範囲内で
温度を上昇させ、あるいは有機物が除去されるまで前記
浸透温度を保持する上記（６）に記載の方法。 （８）上記（４）ないし（６）のいずれか一つに記載の
方法を用いて製作される多層セラミック電子部品。
【図面の簡単な説明】
【図１】結合剤バーンアウト（ＢＢＯ）と呼ばれる加熱
（焼結）工程部分の間で、有機物を除去してグリーンシ
ート積層体から多層セラミック基板を形成するための好
ましい加熱サイクルを示すグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 ジョン・エイ・ケイシー アメリカ合衆国12603 ニューヨーク州 ポーキープシー ニュー・ハッケンサッ ク・ロード 349 (72)発明者 クリストファー・エヌ・コリンズ アメリカ合衆国12603 ニューヨーク州 ポーキープシー クレセント・ロード 20 (72)発明者 ロバート・エイ・リタ アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州 ワッピンガーズ・フォールズ シャーウ ッド・フォレスト 49エフ (72)発明者 ロバート・ジェイ・サリヴァン アメリカ合衆国12690 ニューヨーク州 プレザント・バレー ブライア・パッ チ・レーン 524 (72)発明者 エイドリエン・エム・ターチ アメリカ合衆国12603 ニューヨーク州 ポーキープシー リンダ・コート ９ (72)発明者 レスリー・ジェイ・ウィアンズ アメリカ合衆国12538 ニューヨーク州 ハイド・パーク ヴァイオレット・アヴ ェニュー ナンバー15 667 (72)発明者 ライアン・ダブリュ・ウースリッチ アメリカ合衆国12524 ニューヨーク州 フィッシュキル ローレル・コート 25 (56)参考文献 特開 平７−187668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−277546（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6337（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/00 - 35/22 C04B 35/622 - 35/636

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】粒径分布が実質的に単一モードであるアル
    ミナ微粒子、結合剤樹脂、溶剤系、可塑剤などを含むグ
    リーンシート・キャスティング組成物を用いてアルミナ
    ・グリーンシートを形成し、バイアないしメタライゼー
    ションを設けて多層に堆積し、該堆積層を焼結して多層
    アルミナ・セラミック基板を製造する方法において、 前記アルミナ・グリーンシートは、強度および可撓性を
    増大させるために、平均粒径が０．３〜０．６ミクロン
    で標準偏差が±０．２５ミクロンで粒径分布が実質的に
    単一モードである４５−５５重量％のアルミナ微粒子、
    ４−８重量％の結合剤樹脂、３５−４５重量％の有機性
    溶剤，１−２重量％の可塑剤を含むアルミナ・グリーン
    シート・キャスティング組成物を用いて形成することを
    特徴とする方法。
  2. 【請求項２】粒径分布が実質的に単一モードであるアル
    ミナ微粒子、結合剤樹脂、溶剤系、可塑剤などを含むグ
    リーンシート・キャスティング組成物を用いてアルミナ
    ・グリーンシートを形成し、バイアないしメタライゼー
    ションを設けて多層に堆積しその際に少なくとも１つの
    内部コンデンサ用誘電グリーンシート層を上部電極およ
    び下部電極の間に挿み、該堆積層を焼結し、少なくとも
    １つの内部コンデンサを含む多層アルミナ・セラミック
    基板を製造する方法において、 前記誘電グリーンシート層は、強度および可撓性を増大
    させるために、平均粒径が０．３〜０．６ミクロンで標
    準偏差が±０．２５ミクロンで粒径分布が実質的に単一
    モードである４５−５５重量％のアルミナ微粒子、４−
    ８重量％の結合剤樹脂、３５−４５重量％の有機性溶
    剤，１−２重量％の可塑剤を含むアルミナ・グリーンシ
    ート・キャスティング組成物を用いて形成することを特
    徴とする方法。
  3. 【請求項３】平均粒径が１ミクロン未満で粒径分布が実
    質的に単一モードであるアルミナ微粒子、結合剤樹脂、
    溶剤系、可塑剤を含むセラミック・グリーンシート・キ
    ャスティング組成物を用いてセラミック・グリーンシー
    トを形成し、バイアないしメ タライゼーションを設けて
    多層に堆積し、該堆積層を焼結して多層セラミック基板
    を製造する方法において、 前記焼結ステップが、 前記堆積層内の有機成分を部分的に熱分解して有機物を
    揮発させるのに十分な比較的低い温度に前記堆積層を加
    熱するステップと、 前記堆積層を９８０℃〜１０２５℃の温度範囲の浸透温
    度に所定期間にわたって加熱し、その後に、前記堆積層
    を前記浸透温度にさらに保持し続けることにより、また
    は最高１０７５℃まで温度上昇させることにより、残留
    有機物を焼失除去させるバーンアウト・ステップと、 前記堆積層を比較的高い温度で焼結するステップと、 より成る加熱プロファイルによって実施される 多層セラ
    ミック基板の製作方法。
  4. 【請求項４】前記バーンアウト・ステップは、前記堆積
    層を前記浸透温度で１〜２時間の間加熱し、続いて、
    （ａ）次の加熱時間ゾーンＹで前記最高１０７５℃まで
    の幾分か高い温度に上昇させ、その後続の加熱時間ゾー
    ンＺでは前記上昇温度のまま保持し続けるか、または
    （ｂ）前記両加熱ゾーンＹおよびＺの間に最高１０７５
    ℃の温度にまで上昇させ続ける加熱フロファイルに従っ
    て実行されることを含む請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記アルミナ微粒子が０．３〜０．６ミク
    ロンの平均粒径および±０．２５ミクロンの標準偏差を
    有するように選択される請求項３に記載の方法。
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