JPH0195591A - 多層セラミック基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 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
し、特に、絶縁体基板間にたとえばコンデンサ、抵抗体
などの回路素子を有する多層セラミック基板およびその
製造方法に関する。

（従来技術） 一般に、電子機器の小型化が進むに伴って、セラミック
基板もまた多層化、高密度化が図られている。このよう
な多層セラミック基板として、たとえば特開昭６２−５
６２０４号公報に記載されているように、各セラミック
グリーンシート上に誘電体ペースト、抵抗体ペースト、
導体ペーストなどを厚膜技術によって印刷した後、各セ
ラミックグリーンシートを圧着して焼成することによっ
て、コンデンサ、抵抗、インダクタなどの回路素子を有
する多層セラミック基板を構成したものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の多層セラミック基板に
おいては、ペーストを印刷した後のセラミックグリーン
シートを積層圧着する場合、ペーストを印刷した部分の
側部に空隙が生じやす（、この空隙が原因となって、焼
成中にペースト印刷面においてデラミネーションを起こ
しやすいだけでなく、ペースト印刷後のセラミックグリ
ーンシートの積層を繰り返すに従って、基板の平滑性が
悪くなり、焼成後の基板表面に電子素子を実装すること
が困難となる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、焼成中にデラミ
ネーションが生じ難（かつ平滑性のよい、多層セラミッ
ク基板を提供することである。

この発明の他の目的は、焼成中にデラミネーションが生
じ難くかつ平滑性のよい、多層セラミック基板の製造方
法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 第１の発明は、絶縁体基板と、絶縁体基板の一方主面の
一部分上に形成される回路素子と、絶縁体基板の一方主
面の他の部分上に形成され、回路素子とほぼ同じ厚みを
有する絶縁体スペーサと、回路素子および絶縁体スペー
サ上に形成される別の絶縁体基板とを含む、多層セラミ
ック基板である。

第２の発明は、焼成することによって絶縁体基板となる
セラミックグリーンシートを準備する工程と、セラミッ
クグリーンシートの一方主面の一部分上に、焼成するこ
とによって回路素子となる回路素子ペースト層を形成す
る工程と、セラミックグリーンシートの一方主面の他の
部分上に回路素子ペースト層とほぼ同じ厚みで、焼成す
ることによって絶縁体スペーサとなる絶縁体ペースト層
を形成する工程と、焼成することによって別の絶縁体基
板となる別のセラミックグリーンシートを準備する工程
と、別のセラミックグリーンシートを回路素子ペースト
層および絶縁体ペースト層上に積層して積層物を形成す
る工程と、積層物を圧’ｊｔｒシて焼成する工程とを含
む、多層セラミック基板の製造方法である。

第３の発明は、焼成することによって絶縁体基板となる
セラミックグリーンシートを準備する工程と、セラミッ
クグリーンシートの一方主面の一部分上に、焼成するこ
とによって回路素子となる回路素子ペースト層を形成す
る工程と、回路素子ペースト層とほぼ同じ厚みを有しか
つ回路素子ペースト層に対応した位置に貫通孔が形成さ
れ、焼成することによって絶縁体スペーサとなるセラミ
ックグリーンシートを準備する工程と、セラミックグリ
ーンシートの一方主面の他の部分上に絶縁体スペーサと
なるセラミックグリーンシートを積層する工程と、焼成
することによって別の絶縁体基板となる別のセラミック
グリーンシートを準備する工程と、別のセラミックグリ
、−ンシートを回路素子ペースト層および絶縁体スペー
サとなるセラミックグリーンシート上に積層して積層物
を形成する工程と、積層物を圧着して焼成する工程とを
含む、多層セラミック基板の製造方法である。

（作用） 絶縁体スペーサによって、絶縁体基板間で回路素子の側
部に空隙が形成されない。しかも、絶縁体スペーサによ
って、絶縁体基板間の厚みがほぼ一定に形成される。

（発明の効果） この発明によれば、回路素子の側部に空隙が形成されな
いので、焼成中に層間のデラミネーションを防止するこ
とができる。しかも、絶縁体基板間の厚みがほぼ一定に
形成されるので、焼成後の多層セラミック基板の平滑性
が保たれる。そのため、この回路基板に電子素子を実装
しやすくなり、基板の多層化、高密度化をより進めるこ
とができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の　　　　゛詳細
な説明から一層明らかとなろう。

（実施例） 第１Ａ図ないし第１Ｄ図は、それぞれ、この発明の一実
施例を示し、第１Ａ図はその斜視図であり、第１Ｂ図は
その分解斜視図であり、第１Ｃ図は第１Ａ図の線ＩＣ−
ＩＣにおける断面図であり、第１Ｄ図は第１Ａ図の線Ｉ
Ｄ−ＩＤにおける断面図である。この多層セラミック基
板１０は、セラミンクからなる絶縁体基板１２を含む。

絶縁体基板１２の一方主面の一部分上には、第１Ｂ図に
示すように、回路素子としてのコンデンサ１４および抵
抗１６が間隔を隔てて形成される。

このコンデンサＩ４は、たとえば円板状の誘電体１４ａ
を含み、誘電体１４ａの両主面には、それぞれ、引出部
を有する電極１４ｂおよび１４ｃが形成される。そして
、このコンデンサ１４の電極１４ｂ、誘電体１４ａおよ
び電極１４ｃは、この順に絶縁体基板１２上に形成され
る。この場合、電極１４ｃの引出部は、絶縁体基板１２
の一方主面上に延びて形成される。

また、抵抗１６は、たとえば円板状の抵抗体１６ａを含
み、抵抗体１６ａの両主面にも、それぞれ、引出部を有
する電極１６ｂおよび１６ｃが形成される。そして、こ
れらの電極１６ｂ、抵抗体１６ａおよび電極１６ｃは、
この順に絶縁体基板１２上に形成される。この場合、電
極１６ｃの引出部も、絶縁体基板１２の一方主面上に延
びて形成される。

さらに、誘電体基板１２の一方主面の他の部分上には、
誘電体基板１２と同じ材料のセラミックで絶縁体スペー
サ１８が形成される。この場合、絶縁体スペーサ１８は
、特に第１Ｃ図に示すように、コンデンサ１４および抵
抗１６とほぼ同じ厚みを有し、その表面がコンデンサ１
４および抵抗１６の表面とほぼ面一になるように、コン
デンサ１４および抵抗１６の側部に形成される。また、
この絶縁体スペーサ１８には、特に第１Ｄ図に示すよう
に、コンデンサ１４および抵抗１６の電極１４ｂ、１４
ｃ、１６ｂおよび１６ｃの引出部に対向する部分に、ス
ルーホール１８ａ、１８ｂ。

１８ｃおよび１８ｄがそれぞれ形成される。

さらに、コンデンサ１４．抵抗１６および絶縁体スペー
サ１８上には、絶縁体基板１２と同じ材料のセラミック
で別の絶縁体基板２０が形成される。この絶縁体基板２
０には、第１Ｄ図に示すように、スルーホール２０ａ、
２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄが、絶縁体スペーサ１８の
スルーホール１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄに連
通するようにそれぞれ形成される。さらに、この絶縁体
基板２０の表面には、スルーホール２０ｂの周囲部分か
らスルーホール２０ｃの周囲部分にわたって、接続電極
２２が形成され、スルーホール２０ａおよび２０ｄの周
囲部分には、それぞれ、外部電極２４ａおよび２４ｂが
形成される。

そして、コンデンサ１４の電極１４ｃの引出部と接続電
極２２の一端とが、絶縁体スペーサ１８のスルーホール
１８ｂおよび絶縁体基板２０のスルーホール２０ｂ内の
導体２６ｂによって、電気的に接続される。これと同様
に、スルーホール１８Ｃおよび２０ｃ内の導体２６ｃに
よって、抵抗１６の電極１６ｂが接続電極２２の他端に
接続される。したがって、コンデンサ１４の一端と抵抗
１６の一端とは、電気的に接続される。

、さらに、スルーホール１８ａおよび２０ａ内の導体２
６ａによって、コンデンサ１４の電極１４ｂと外部電極
２４ａとが接続され、スルーホール１８ｄおよび２０ｄ
内の導体２６ｄによって、抵抗１６の電極１６ｃと外部
電極２４ｂとが接続される。

したがって、この多層セラミック基板１０は、第２図に
示すように、１つのコンデンサ１４と１つの抵抗１６と
が直列に接続された回路構成となる。

この多層セラミック基板１０は、絶縁体基板１２となる
セラミックグリーンシートと別の絶縁体基板２０となる
別のセラミックグリーンシートとでコンデンサ１４およ
び抵抗１６などの材料を圧着した状態で全体を焼成する
ことによって製造されるが、絶縁体基板１２および２０
となるセラミックグリーンシート間には、絶縁体スペー
サ１８となる材料も圧着され回路素子となる材料の側部
に空隙が生じない。そのため、その焼成中に層間のデラ
ミネーシジンが生じにくい。しかも、この多層セラミッ
ク基板１０は、絶縁体基板１２および２０間でコンデン
サ１４．抵抗１６および絶縁体スペーサ１８がほぼ一定
の厚みに形成されるので、その表面の平滑性がよい。そ
のため、この多層セラミック基板１０の表面には、電子
素子を実装しやすい。

なお、電極１４ｃの引出部は、第１Ｅ図に示す構成にし
てもよい。この第１Ｅ図は第１Ａ図の線ＩＥ−ＩＥにお
ける断面図に相当する図であり、第１Ｅ図に示す構成で
は、電極１４ｃの引出部が絶縁体基板２０の一方主面の
一部分上に形成されている。そして、この引出部は、絶
縁体基板２０に形成したスルーホール２０ｂ内の導体２
６ｂによって絶縁体基板２０の表面の接続電極２２に接
続される。同様に、図示しないが、電極１６ｃの引出部
も、電極１４ｃの引出部の上述の例に従って、絶縁体基
板２０の一方主面の一部分上に形成され、かつ、絶縁体
基板２０−に形成したスルーホール２０ｃ内の導体２６
ｃによって接続電極２２に接続されてもよい。

次に、この多層セラミック基板１０の製造方法の一例に
ついて説明する。

まず、第３Ａ図に示すように、焼成することによって絶
縁体基板１２となるセラミックグリーンシート１２′が
準備される。このセラミックグリーンシート１２’とし
ては、たとえば「エレクトロニク・セラミクスＪ　１９
８５年３月号第１８〜１９頁に開示されているようなＡ
ｌｚ　Ｏｓ　、ＣａＯｒ　　Ｓ　ｉ　Ｏ！　＋　Ｍ　ｇ
　Ｏｒ　　Ｂｚ　Ｏｘおよび微量の添加物からなるセラ
ミック粉末とバインダとを混合したものを、たとえばド
クタブレード法によって、シート状に成形したものが利
用できる。このようなセラミックグリーンシートは、た
とえば窒素などの還元雰囲気中で焼成しても特性の劣化
が少な（、しかも、たとえば９００〜１０００℃の比較
的低温で焼成することができる。

次に、セラミックグリーンシート１２’の一方主面上に
は、焼成することによってコンデンサ１４の電極１４ｂ
および抵抗１６の電極１６ｂとなる導電ペースト層１４
ｂ′および１６ｂ′が、導電ペーストを印刷、塗布する
ことによってそれぞれ形成される。この導電ペーストと
しては、セラミックグリーンシート１２’が９００〜１
０００℃の還元雰囲気中で焼成することができるので、
たとえばＣｕ　＋　Ｎ　ｓ　＋　　Ｆ　ｅなどの卑金属
からなるものが利用できる。

さらに、導電ペースト層１４ｂ′の一端部を含むセラミ
ックグリーンシート１２′の一方主面上には、焼成する
ことによって誘電体１４ａとなる誘電体ペースト層１４
ａ′が、誘電体ペーストを印刷、塗布することによって
形成される。この誘電体ペーストとしては、たとえば特
開昭６２−５６２０４号公報に開示されているようなチ
タン酸バリウム系の非還元性誘電体ペーストが利用でき
る。このような誘電体ペーストは、それをセラミックグ
リーンシート中に収納して還元雰囲気中で焼成しても特
性の劣化が少ない。

また、導電ペースト層１６ｂ′の一端部を含むセラミッ
クグリーンシート１２′の一方主面上には、焼成するこ
とによって抵抗体１６ａとなる抵抗体ペースト層１６ａ
’が、抵抗体ペーストを印刷、塗布することによって形
成される。この抵抗体ペーストとしては、たとえば特開
昭５５−２７７００号公報、特開昭５５−２９１９９号
公報に開示されているような硼化ランタン、硼化イツト
リウムなどの抵抗物質と非還元性ガラスとからなる非還
元性抵抗組成物が利用できる。このような抵抗体ペース
トを用いれば、抵抗体ペーストをセラミックグリーンシ
ート中に収納して還元雰囲気中で焼成しても特性の劣化
が少ない。

さらに、誘電体ペースト層１４ａ′および抵抗体ペース
ト層１６ａ′の表面を含むセラミッククリーンシート１
２′の一方主面上には、焼成することによって電極１４
ｃおよび１６ｃとなる導電ペースト層１４Ｃ′および１
６ｃ’が、導電ペーストを印刷、塗布することによって
それぞれ形成される。

次に、セラミックグリーンシート１２’の一方主面上に
は、第３Ｂ図および第３Ｃ図に示すように、焼成するこ
とによって絶縁体スペーサ１８となる絶縁体ペースト層
１８′が、セラミックグリーンシート１２′と同様な材
料からなる絶縁体ペーストを印刷、塗布することによっ
て形成される。

なお、上述の導電ペースト層、誘電体ペースト層、抵抗
体ペースト層および絶縁体ペースト層は、圧膜技術を用
いて各ペーストを印刷、塗布することによって形成され
る。

さらに、第３Ｄ図に示すように、焼成することによって
別の絶縁体基板２０となる別のセラミックグリーンシー
ト２０’が準備される。このセラミンクグリーンシート
２０′の材料は、上述のセラミックグリーンシート１２
′と同様な材料が利用できる。そして、このセラミック
クーンシート２０′の表面には、焼成することによって
接続電極２２．外部電極２２ａおよび２２ｂとなる導電
ペースト層２２’、２４ａ’および２４ｂ′が、導電ペ
ーストを印刷、塗布することによってそれぞれ形成され
る。

それから、このセラミックグリーンシート２０′が絶縁
体ペースト層１８′などの上に積層される。なお、この
積層前には、第３Ｂ図ないし第３Ｄ図に図示していない
が、絶縁体ペースト層１８′およびセラミックグリーン
シート２０′には、スルーホール１８ａ　〜１８ｄおよ
び２０ａ〜２０ｄがそれぞれ形成され、それらのスルー
ホール内には、導体２６ａ〜２６ｄとなる導電ペースト
が詰められている。

そして、全体を圧着しながら焼成することによって、第
１Ａ図ないし第１Ｄ図に示す多層セラミック基板１０が
作られる。

次に、この多層セラミック基ｖｉ、１０の製造方法の他
の例について説明する。

この製造方法では、第３Ａ図ないし第３Ｄ図に示す上述
の製造方法に比べて、特に、絶縁体スペーサ１８を形成
する点で次にように異なる。

すなわち、この製造方法では、絶縁体スペーサ１８とな
る層がセラミックグリーンシート１９で準備される。こ
のセラミックグリーンシート１９は、第４Ａ図に示すよ
うに、誘電体ペースト層１４　ａ　／および抵抗体ペー
スト層１６３′とほぼ同じ厚みを有し、誘電体ペースト
層１４ａ′および抵抗体ペースト［７１１６ａ　’に対
応してそられとばば同じ大きさの貫通孔１９ａおよび１
９ｂが形成されている。

そして、このセラミックグリーンシート１９が、第４Ｂ
図および第４Ｃ図に示すように、セラミックグリーンシ
ート１２′上に積層される。

その後は、上述の製造方法と同様に、セラミックグリー
ンシート１９上にセラミックグリーンシー）２０’が積
層、圧着され、全体が焼成され、それによって、多層セ
ラミック基板ｌＯが作られる。

（実験例） まず、この発明の実施例として、第３Ａ図ないし第３Ｄ
図に示す製造方法Ａおよび第４Ａ図ないし第４Ｃ図に示
す製造方法Ｂで、それぞれ、２００個のサンプルを作っ
た。この場合、セラミックグリーンシートとして、Ｓｉ
Ｏ□、　Ａｔ！！　ｏｓ　。

Ｂａｄ、Ｂ、Ｏ，およびバインダからなる厚さ１００μ
ｍの低温焼結セラミックグリーンシートを、用いた。さ
らに、誘電体ペーストとして非還元性誘電体ペーストを
用いた。抵抗体ペーストとして、ＬａＢ６を主成分とす
る非還元性抵抗体ペーストを用いた。また、導電ペース
トとしてＣｕ系の導体ペーストを用いた。そして、各ペ
ースト層をスクリーン印刷法によって形成した。また、
全体を圧着し窒素雰囲気中９５０℃で焼成した。

そして、各サンプルについて、その容量および抵抗をＬ
ＣＲメータで測定したところ、設計通りの値が得られた
。

また、従来例として、上述の方法に比べて絶縁体スペー
サを形成しない方法で、サンプルを２０θ個作った。

そして、それらのすべてのサンプルについて、焼成中の
デラミネーションの発生率および焼成後の表面の平滑性
を調べた。この場合、表面の平滑性については、触針式
表面粗さ計でＪＩＳＢＯ６１０規格（高域カットオフ値
０．８ｍ、基準長さ２５酊）により表面の最大うねりを
測定した。その結果を表に示す。

表 表の結果より、この発明の実施例によれば、従来例に比
べて、焼成中のデラミネーションの発生率が著しく減少
し、しかも、焼成後の表面の平滑性が著しく向上するこ
とがわかる。

なお、上述の各実施例では、還元雰囲気中で焼成可能な
材料を用いた多層セラミック基板およびその製造方法に
ついて説明したが、この発明では、還元雰囲気中で焼成
可能な材料に限らず、たとえば酸化雰囲気中で焼成でき
る材料で多層セラミック基板を構成してもよい。

また、上述の各実施例では、１つのコンデンサと１つの
抵抗とが内臓された多層セラミック基板およびその製造
方法を例にして説明したが、この発明では、そのような
構造の多層セラミック基板に限らず他の構造の多層セラ
ミック基板およびその製造方法にも当然適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図ないし第１Ｄ図は、それぞれ、この発明の一実
緒例を示し、第１Ａ図はその斜視図であり、第１Ｂ図は
その分解斜視図であり、第１Ｃ図は第１Ａ図の線Ｉ　Ｃ
−Ｉ　Ｃにおける断面図であり、第１Ｄ図は第１Ａ図の
線ＩＤ−ＩＤにおける断面図である。 第１Ｅ図は第１Ａ図ないし第１Ｄ図に示す実施例の電極
の引出部の変形例を示し、第１Ａ図の線Ｉ　Ｅ−Ｉ　Ｂ
における断面図に相当する図である。 第２Ａ図は第１Ａ図ないし第１Ｄ図に示す実施例の回路
図である。 第３Ａ図ないし第３Ｄ図は、それぞれ、第１Ａ図ないし
第１Ｄ図に示す実施例を製造するための工程の一例を示
し、第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｄ図はそれぞれその
平面図であり、第３Ｃ図は第３Ｂ図の線ｍｃ−ｍｃにお
ける断面図である。 第４八図ないし第４Ｃ図は、第１Ａ図ないし第１Ｄ図に
示す実施例を製造する工程の他の例を示し、第４Ａ図お
よび第４Ｂ図はそれぞれその平面図であり、第４Ｃ図は
第４Ｂ図の線ＩＶＣ−ＩＶＣにおける断面図である。 図において、１０は多層セラミック基板、１２は絶縁体
基板、１４はコンデンサ、１６は抵抗、１８は絶縁体ス
ペーサ、２０は別の絶縁体基板を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 第１Ａ図 第１Ｂし１ 第１Ｃ図 第２　ｋｌ 第３Ａ図 第３Ｂ図　　　　　　　　　　第３Ｃ図ｄ 第３Ｄ図 第４Ａ日 第４Ｂ図 第４０図 手続主甫正書（方式） １、事件の表示 昭和６２年　特許願　第２５４０１３号２、発明の名称 多層セラミック基板およびその製造方法３、補正をする
者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名　称
　　（６２３）株式会社　行田製作所代表者　　村　１
）　昭 ４、代　理　人　［株］５４１　！大阪（０６）　２５
２−６８８８　（代）住　所　大阪市東区南本町４丁目
４１番地昭和６３年０１月２６日（発送臼） ６、補正の対象 ７、補正の内容 明細書第２２頁第７行の「第２Ａ図」を「第２図」に訂
正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　絶縁体基板、 前記絶縁体基板の一方主面の一部分上に形成される回路
   素子、 前記絶縁体基板の一方主面の他の部分上に形成され、前
   記回路素子とほぼ同じ厚みを有する絶縁体スペーサ、お
   よび 前記回路素子および前記絶縁体スペーサ上に形成される
   別の絶縁体基板を含む、多層セラミック基板。 ２　焼成することによって絶縁体基板となるセラミック
   グリーンシートを準備する工程、 前記セラミックグリーンシートの一方主面の一部分上に
   、焼成することによって回路素子となる回路素子ペース
   ト層を形成する工程、 前記セラミックグリーンシートの一方主面の他の部分上
   に前記回路素子ペースト層とほぼ同じ厚みで、焼成する
   ことによって絶縁体スペーサとなる絶縁体ペースト層を
   形成する工程、 焼成することによって別の絶縁体基板となる別のセラミ
   ックグリーンシートを準備する工程、前記別のセラミッ
   クグリーンシートを前記回路素子ペースト層および前記
   絶縁体ペースト層上に積層して積層物を形成する工程、
   および 前記積層物を圧着して焼成する工程を含む、多層セラミ
   ック基板の製造方法。 ３　前記絶縁体ペースト層を形成する工程は前記セラミ
   ックグリーンシートの一方主面の他の部分上に絶縁体ペ
   ーストを印刷する工程を含む、特許請求の範囲第２項記
   載の多層セラミック基板の製造方法。 ４　焼成することによって絶縁体基板となるセラミック
   グリーンシートを準備する工程、 前記セラミックグリーンシートの一方主面の一部分上に
   、焼成することによって回路素子となる回路素子ペース
   ト層を形成する工程、 前記回路素子ペースト層とほぼ同じ厚みを有しかつ前記
   回路素子ペースト層に対応した位置に貫通孔が形成され
   、焼成することによって絶縁体スペーサとなるセラミッ
   クグリーンシートを準備する工程、 前記セラミックグリーンシートの一方主面の他の部分上
   に前記絶縁体スペーサとなるセラミックグリーンシート
   を積層する工程、 焼成することによって別の絶縁体基板となる別のセラミ
   ックグリーンシートを準備する工程、前記別のセラミッ
   クグリーンシートを前記回路素子ペースト層および前記
   絶縁体スペーサとなるセラミックグリーンシート上に積
   層して積層物を形成する工程、および 前記積層物を圧着して焼成する工程を含む、多層セラミ
   ック基板の製造方法。