JPH0195592A - 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ンク基板およびその
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く、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くかつ平滑性のよい、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
面の他の部分および回路素子上にその表面がほぼ平滑に
なるように形成される絶縁体スペーサと、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
部分および回路素子ペースト層上にその表面がほぼ平滑
になるように、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。

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の厚みより厚く、かつ回
路素子ペースト層に対応してそれらと同じ大きさの凹部
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
ックグリー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、焼成中に眉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、この回路基仮に電子素子を実装
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、セラミッ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１４は、たとえば円板状の誘電体１４ａ
を含み、誘電体１４ａの両生面には、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の両生面にも、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、コンデ
ンサ１４および抵抗１６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、その表面がほぼ平滑になるように形成される。

また、この絶縁体スペーサ１８には、特に第１０図に示
すように、コンデンサ１４および抵抗１６の電極１４ｂ
、１４Ｃ，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、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２０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、１
８ｃ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２
０ａ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２Ｏｃ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２６
ａによって、コンデンサ１４の電極１４ｂと外部電極２
４ａ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、その焼成中に眉間のデラ
ミネーションが生じにくい。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間において
、コンデンサ１４．抵抗１６が絶縁体スペーサ１８で被
覆した状態で平滑となるので、つまり絶縁体基板１２お
よび２０間で一定の厚みとなるので、多層セラミック基
板ｌＯ全体としても平滑となる。そのため、この多層セ
ラミック基板ｌＯの表面には、電子素子を実装しやすい
。

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
１１０１　、ＣａＯ、Ｓ　ｔ　Ｏｚ　＊　Ｍ　ｇ　Ｏｒ
　Ｂ　ｚ　Ｏｓ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
く、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、Ｎｉ、Ｆｅ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Ｊ！１１
６ａ’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５５−２９１９
９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Ｍ　１４　ａ　’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１２′の一方主面上には、焼成することによって電
極１４ｃおよび１６ｃとなる導電ペースト層１４０′お
よび１６Ｃ′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′、誘電体ペース
ト層１４ａ′および抵抗体ペースト層１６　ａｒなどの
上には、特に第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Ｎ１８′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。この絶縁体ペーストとしては
、粘度、フェス組成あるいはスキージ圧の調整などによ
ってレベリングの改善が図られた材料を用いることが好
ましい。

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。このセラミックグリーンシート
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′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２
０　ａ　〜２０　ｄ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。

なお、上述の製造方法では、絶縁体スペーサ１８となる
層を絶縁体ペーストで形成したが、この層はセラミック
グリーンシートで形成されてもよい。この場合、このセ
ラミックグリーンシートは、誘電体ペーストＭ１４ａ’
および抵抗体ペースト層１６ａ′より厚い厚みを有し、
誘電体ペースト１ｉ１４ａ’および抵抗体ペースト層１
６ａ′に対応してそられとほぼ同じ大きさの凹部が形成
される。そして、このセラミックグリーンシートがセラ
ミックグリーンシート１２′などの上に積層される。そ
の後は、上述の製造方法と同様に、このセラミックグリ
ーンシート上にセラミックグリーンシート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１０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で、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、５ｉｎｔ
、Ａｊ！！０３　、Ｂａｄ、Ｂ２０、およびバインダか
らなる厚さ１００μｍ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、Ｌａ
Ｂａ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２００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２５ｆｌ）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。

（以下余白） 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
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。 第２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。 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 世 第１Ｂ図 必１Ｃ図 第１Ｄ図 第２図 第３Ａ図 第３Ｂ図 第３Ｄ図 〕′ ｂ″ 第３０ｒｉ４

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および前記回路素
   子上にその表面がほぼ平滑になるように形成される絶縁
   体スペーサ、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お
   よび前記回路素子ペースト層上にその表面がほぼ平滑に
   なるように、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および前記回
   路素子ペースト層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の厚みより厚く、かつ前記回路
   素子ペースト層に対応してそれらと同じ大きさの凹部が
   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。