JPH04254478A - 多層セラミックス基板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、グリーンシート法によ
り製造される多層セラミックス基板において、焼成時に
生ずる収縮率の変動を抑えた多層セラミックス基板の製
造方法に関する。

【０００２】

【共通的技術】近年、コンピュータの高速化，小型化に
伴ないＬＳＩを実装する基板の高密度化，大容量化が必
要となってきた。しかしながら、従来のプリント配線基
板では、各素子間を結線する配線が平面方向であり、ま
た、スルーホールピッチに制約があるため、上述した高
密度実装基板を実現するには限界がある。

【０００３】このため、配線を垂直方向に広げ高密度化
し、かつ、優れた熱伝導性を有する多層セラミックス基
板が注目を集めている。この多層セラミックス基板は、
一般にグリーンシート法を用いて製造される。

【０００４】

【従来の技術】従来の多層セラミックス基板に製造方法
は、単一なロットのグリーンシートを積層し、焼成する
ことを含んでいる。

【０００５】次に、従来の多層セラミックス基板の製造
方法について図面を参照して説明する。

【０００６】図３は従来の多層セラミックス基板の製造
方法の一例を示す斜視断面図であり、図４は従来の多層
セラミックス基板の製造方法の一例を説明する製造工程
図である。

【０００７】図３に示す多層セラミックス基板の製造方
法は、単一な製造ロットのグリーンシート１ｄを積層し
、それを焼成して多層セラミックス基板２を製造するこ
とを含んでいる。

【０００８】次に、従来の多層セラミックス基板の製造
方法を詳細に説明する。

【０００９】図４において、工程混合２１は、多層セラ
ミックス基板２の母体となるセラミックス材料１１をバ
インダ１２，溶剤１３および可塑剤１４と攪拌混合し、
泥漿状のスラリー１５とする工程である。工程成膜２２
は、工程混合２１にて製造したスラリー１５をキャリア
フィルム上にドクタブレード等により均一な厚さに塗布
し、ドライヤーにより乾燥させシート状のセラミックス
テープを製造する工程であり、このテープをグリーンシ
ート１と呼び、多層セラミックス基板２において、層を
構成する基本単位となる。

【００１０】工程スルーホール形成２３は、工程成膜２
２にて製造したグリーンシート１ｄに打ち抜きパンチ等
により回路接続用のスルーホールを複数所定の位置に形
成する工程である。工程印刷２４は、グリーンシート１
に導体ペースト１６で回路パターンを印刷し、かつ、こ
のとき先に形成されたスルーホールに導体ペースト１６
を充填し、上下層間を接続するスルーホールを構成する
工程である。

【００１１】工程積層２５は、上述した導体ペースト１
６が印刷された単一製造ロットのグリーンシート１ｄを
所定の回路を構成するよう複数毎積層する工程である。 工程熱圧着２６は、本グリーンシート１ｄの積層体を熱
プレスにより固定接合する工程である。工程焼成２７は
、工程熱圧着２６にて製造したグリーンシート積層体を
炉にて焼成し、セラミックス基板とする工程である。 本焼成によりセラミックス基板は、焼成前の積層体より
収縮し、形状が小さくなる。この焼成前後の寸法変化量
を収縮率と呼ぶ。そして、工程外形加工２８は、セラミ
ックス基板を切断研磨し、最終形状に加工し多層セラミ
ックス基板２とする工程である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多層セ
ラミックス基板の製造方法は、単一な製造ロットのグリ
ーンシートを積層し、焼成しているため、製造ロットの
グリーンシート自体の特性が焼成に強く影響を与え、製
造ロット毎に製品の収縮率が変化するという欠点があっ
た。

【００１３】このため、多層セラミックス基板において
重要であるスルーホールの寸法精度が確保しにくく、最
終的な基板が高価になるという欠点があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の多層セラミック
ス基板の製造方法は、製造ロットの異なる複数のグリー
ンシートを所定の順序に積層し、かつ焼成することを特
徴とする。また、この複数のグリーンシートが製造ロッ
トの異なる複数のセラミックス材料よりそれぞれ製造し
たものでもよい。

【００１５】

【実施例】次に、本発明について、図面を参照して説明
する。

【００１６】図１は本発明の一実施例を示す斜視断面図
である。

【００１７】図１に示す多層セラミックス基板の製造方
法は、製造ロットＡのグリーンシート１ａと、製造ロッ
トＢのグリーンシート１ｂと、製造ロットＣのグリーン
シート１ｃとを積層し、焼成して多層セラミックス基板
２を製造することを含んでいる。

【００１８】次に、本実施例についてさらに詳細に説明
する。

【００１９】図２は本実施例を説明する製造工程図であ
る。図２において、工程混合２１は、多層セラミックス
基板２の母体となるセラミックス材料１１をバインダ１
２，溶剤１３および可塑剤１４と攪拌混合し泥漿状のス
ラリー１５とする工程である。工程成膜２２は、工程混
合２１にて製造したスラリー１５をキャリアフィルム上
にドクターブレード等により均一な厚さに塗布し、ドラ
イヤーにより乾燥させシート状のセラミックステープを
製造する工程であり、このテープをグリーンシート１と
呼び、多層セラミックス基板２において、層を構成する
基本単位となる。また、このグリーンシート１は、一般
に準安定な状態にあり、保管が可能である。

【００２０】本実施例の多層セラミックス基板２の製造
方法では、複数の製造ロット（本実施例では３つの製造
ロット）の異なるグリーンシート１ａ，１ｂ，１ｃを所
用数準備する。工程スルーホール形成２３は、グリーン
シート１ａ，１ｂ，１ｃに打ち抜きパンチにより回路接
続用のスルーホールを複数所定の位置に形成する工程で
ある。工程印刷２４は、グリーンシート１に導体ペース
ト１６で回路パターンを印刷し、かつ、このとき先に形
成されたスルーホールに導体ペースト１６を充填し、上
下層間を接続するスルーホールを構成する工程である。

【００２１】工程積層２５は、上述した導体ペースト１
６が印刷された複数の製造ロットの異なるグリーンシー
ト１ａ，１ｂ，１ｃを所望の性能を有する回路を構成す
るよう複数枚積層する工程である。工程熱圧着２６は、
本グリーンシート１の積層体を熱プレスにより固定接合
する工程である。工程焼成２７は、工程熱圧着２６にて
製造したグリーンシート積層体を炉にて焼成し、セラミ
ックス基板とする。工程焼成２７は、一般に２つの作用
を持つ。すなわち、初期の段階において、有機結合剤成
分であるバインダ１２を燃焼飛散させ、後期段階におい
て、セラミックス材料１１の焼結を促進させる。そして
、工程外形加工２８は、該セラミックス基板を切断研磨
し、最終形状に加工して多層セラミックス基板２とする
工程である。

【００２２】焼成によりセラミックス基板は、焼成前の
積層体より収縮し、形状が小さくなる。この焼成前後の
寸法変化量を収縮率と呼ぶ。多層セラミックス基板２は
構造的機能として、上面にＬＳＩ、下面に信号を取り出
すコネクタを実装する必要がある。このため、スルーホ
ールの寸法精度の確保が必要であり、基板の高密度化お
よび大容量化が進むに伴い要求精度が厳しくなっており
、上述した収縮率の安定化は重要な問題となっている。 この収縮率はグリーンシート１に含まれるセラミックス
材料１１の粒形状（粒径，粒度分布，比表面積等）、グ
リーンシート１に含まれるバインダ１２，溶剤１３およ
び可塑剤１４の成分比、グリーンシート１の厚さ、工程
印刷２４における印刷条件（導体ペースト１６組成，含
有量）、工程熱圧着２６における熱圧着条件（プレス温
度，プレス圧力）、工程焼成２７における焼成条件（焼
成プロファイル，焼成雰囲気）等により変化し、また、
これらの諸条件により所定の収縮率になるよう制御して
いる。しかしながら、上述したグリーンシート１に関す
る特性値は制御しにくく、すなわち、他の諸条件は、設
定値により制御がとれるが、グリーンシート１に関する
特性値は、工程混合２１，工程成膜２２の設定条件によ
り２次的に決定される特性であり、かつ、セラミックス
材料１１に関する諸特性値は、製造ロット毎にばらつき
があるため制御性に欠け、安定した特性値を得にくい。 このため、グリーンシート１の製造ロット毎に固有の収
縮率の中心値があり、この値を中心に収縮率が推移する
。これらは、多数の製造ロットでみた場合、希望の収縮
率に対してある程度の広がりを持って分布する。このた
め、本多層セラミックス基板２の製造方法に開示したよ
うに、複数の製造ロットの異なるグリーンシート１を積
層し、焼成することにより、製造ロットの異なるグリー
ンシート１毎の収縮が互いに作用しあい、希望の収縮率
を中心値として収縮し、製造ロット毎の変動が抑えられ
る。

【００２３】さらに、具体的に説明すると、多層セラミ
ックス基板２の収縮率を、例えば、１５％に設定してグ
リーンシート１を製造した場合、製造ロットによるばら
つきのため、各製造ロット毎の固有の収縮率の中心値が
、グリーンシート１ａは１５．２％、グリーンシート１
ｂは１４．９％、グリーンシート１ｃは１５．１％であ
ったとする。このとき、従来の製造方法に沿い多層セラ
ミックス基板２を製造すると、各多層セラミックス基板
２は各グリーンシート１ａ，１ｂ，１ｃの固有の収縮率
を中心として収縮することになる。このため、設定であ
る１５％に対して０．１％（２枚），０．２％（１枚）
の開きを持つ基板がそれぞれ製造されることになる。し
かしながら、本多層セラミックス基板２の製造方法に開
示されるように複数の製造ロットの異なるグリーンシー
ト１ａ，１ｂ，１ｃを積層し、焼成することにより、各
グリーンシート１ａ，１ｂ，１ｃの固有の収縮が互いに
作用しあい、それらの平均である収縮率１５．０７％を
中心として収縮することになり、設定値である１５％に
対して０．０７％（３枚）の開きに改善された基板を製
造することが可能となる。また、多数積層する場合は製
造ロットの異なるグリーンシートを交互に積層してもよ
い。

【００２４】さらに、これらの各グリーンシート１ａ，
１ｂ，１ｃをそれぞれ複数の製造ロットの異なるセラミ
ックス材料を用いて製造すれば、この収縮率のばらつき
をさらに小さく抑えることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の多層セラミックス基板の製造方
法は、単一製造ロットのグリーンシートを使用する代わ
りに、複数の製造ロットの異なるグリーンシートを使用
したり、複数の製造ロットの異なるセラミックス材料を
用いたグリーンシートを使用することにより、グリーン
シートの製造ロット毎の特性による影響を小さくできる
ため、製品毎の収縮率の変動を抑えることができるとい
う効果がある。

【００２６】このため、多層セラミックス基板において
重要であるスルーホールの寸法精度が容易に確保でき、
最終的な基板が安価になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視断面図である。

【図２】本実施例を説明する製造工程図である。

【図３】従来例を示す斜視断面図である。

【図４】従来の多層セラミックス基板例の製造方法を説
明する製造工程図である。

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｄ　　　　グリーンシート２　　　　多層
セラミックス基板 １１　　　　セラミックス材料 １２　　　　バインダ １３　　　　溶剤 １４　　　　可塑剤 １５　　　　スラリー １６　　　　導体ペースト ２１　　　　工程混合 ２２　　　　工程成膜 ２３　　　　工程スルーホール形成 ２４　　　　工程印刷 ２５　　　　工程積層 ２６　　　　工程熱圧着 ２７　　　　工程焼成 ２８　　　　工程外形加工

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　製造ロットの異なる複数のグリーンシ
   ートを所定の順序に積層し、かつ焼成することを特徴と
   する多層セラミックス基板の製造方法。
2. 【請求項２】　　前記複数のグリーンシートが製造ロッ
   トの異なる複数のセラミックス材料よりそれぞれ製造し
   たことを特徴とする請求項１記載の多層セラミックス基
   板の製造方法。