セラミック多層基板の製造方法
【課題】その製造工程の歩留まりを向上することができるセラミック多層基板を提供する。
【解決手段】複数のグリーンシート（第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７）を焼成して形成されたセラミック基板部２と、セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品３と、を有するセラミック多層基板１の製造方法において、第１のグリーンシート１５上にチップ電子部品３を配置し、更に、チップ電子部品３上に第２のグイリーンシート１６を配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を準備する積層配置工程を有し、第１のグリーンシート１５の焼成時の収縮率と、第２のグリーンシート１６の焼成時の収縮率とが異なること、を特徴とするセラミック多層基板の製造方法とした。
【解決手段】複数のグリーンシート（第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７）を焼成して形成されたセラミック基板部２と、セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品３と、を有するセラミック多層基板１の製造方法において、第１のグリーンシート１５上にチップ電子部品３を配置し、更に、チップ電子部品３上に第２のグイリーンシート１６を配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を準備する積層配置工程を有し、第１のグリーンシート１５の焼成時の収縮率と、第２のグリーンシート１６の焼成時の収縮率とが異なること、を特徴とするセラミック多層基板の製造方法とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック多層基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック多層基板は、耐熱性・耐湿性に優れ、また、高周波回路において良好な周波数特性を有することから、液晶のバックライト向けＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）を用いた電子回路用の基板として用いられている。
現在、この液晶のバックライト向けＬＥＤを、より小型化するため、そのセラミック多層基板内部にチップ型電子部品が内蔵することが要求されている（例えば、これに類似する技術は下記特許文献１に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３０５６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来例における課題は、複数のセラミック製のグリーンシートを積層し、更にそのグリーンシート間にチップ型電子部品を配置した後に、それら積層されたグリーンシートを焼成するセラミック多層基板では、チップ型電子部品の両端のチップ型電子部品電極近傍に隙間が生じていた。その隙間が起因として、例えば衝撃等の外乱を受けた場合、内蔵されたチップ型電子部品とセラミック多層基板の内部配線部との電気的接続が外れてしまい、そのことによって、セラミック多層基板の製造工程の歩留まりが低下していた。
【０００５】
そこで、本発明は、この課題を解決し、セラミック多層基板の製造工程の歩留まり向上する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、この目的を達成するために本発明は、複数のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、を有するセラミック多層基板の製造方法において、第１のグリーンシート上に前記チップ電子部品を配置し、更に、前記チップ電子部品上に第２のグイリーンシートを配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程を有し、前記第１のグリーンシートの焼成時の収縮率と、前記第２のグリーンシートの焼成時の収縮率とが異なること、を特徴とするセラミック多層基板の製造方法とした。
【０００７】
これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明は、複数のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、を有するセラミック多層基板の製造方法において、第１のグリーンシート上に前記チップ電子部品を配置し、更に、前記チップ電子部品上に第２のグイリーンシートを配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程を有し、前記第１のグリーンシートの焼成時の収縮率と、前記第２のグリーンシートの焼成時の収縮率とが異なること、
を特徴とするセラミック多層基板の製造方法としたので、セラミック多層基板の製造工程の歩留まり向上する事ができる。
【０００９】
すなわち、本発明においては、前記チップ電子部品の下側に配置した第１のグリーンシートと、前記チップ電子部品の上側に配置した第２のグリーンシートとの焼成時の収縮率を変えることによって、チップ型電子部品の両端のチップ型電子部品電極近傍に発生する隙間を防止し、この隙間を起因とするセラミック基板部の内部配線部との電気的接続不良の発生を防止することができるので、その結果として、セラミック多層基板の製造工程の歩留まりを向上することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板の断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板のプロセスフローを示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるグリーンシートの断面図を示すものであり、図３（ａ）は第３のグリーンシートの断面図、図３（ｂ）は第１のグリーンシートの断面図、図３（ｃ）は第２のグリーンシートの断面図、図３（ｄ）は第４のグリーンシートの断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の積層手順を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態１における積層配置工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【図６】本発明の実施の形態１における焼成工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【図７】本発明の実施の形態１における拘束層除去工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明のセラミック基板の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
まず、はじめに、本発明の実施１におけるセラミック多層基板の構成に関して説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態１におけるセラミック多層基板の断面図を示すものである。図１に示すように、セラミック多層基板１は、複数（具体的には本実施形態では後述のように４枚）のセラミック製のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部２と、セラミック基板部２の内部に配置されたチップ型電子部品３を有している。また、チップ型電子部品３の両端のチップ型電子部品電極４には、内部配線部７が接続されている。
更に、セラミック基板部２内部のチップ型電子部品３の周辺には、ビア６、内部配線部７が形成されている。また、セラミック基板部２の表裏面には、このセラミック多層基板１に所望の電子部品（例えばＬＥＤ）を実装するための外部電極部９や、所望の外部配線部１０を有している。
【００１３】
本実施形態において、セラミック基板部２は、後述で再度詳しく説明するが、何れも、アルミナ粉末と、ガラス粉末をある一定の割合で配合したガラス・セラミックの固体成分と、有機溶剤を含む有機バインダーとを混合した組成物からなるシート状の形状のグリーンシートと呼ばれるものを、複数枚（少なくとも２枚以上）積層し、加圧し、その後、９００［℃］にて焼成することによって形成する。なお、本実施形態のセラミック基板部２においては、４枚のグリーンシートを積層、焼成したものを用いた。
【００１４】
また、本実施形態における、グリーンシートのガラス・セラミックの固体成分と、有機溶剤を含む有機バインダーと混合比は、４枚それぞれ、
（１）第１のグリーンシート１５（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の下側に配置されるグリーンシート）は、８５：１５
（２）第２のグリーンシート１６（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
（３）第３のグリーンシート１４（セラミック多層基板１の製造時に、第１のグリーンシート１５の下側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
（４）第４のグリーンシート１７（セラミック多層基板１の製造時に、第２のグリーンシート１５の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
とした。
【００１５】
このように、グリーンシートのガラス・セラミックの固体成分と、有機溶剤を含む有機バインダーと混合比を変えることによって、このグリーンシートの焼成時の収縮率を変えることができる。
【００１６】
特に、前述のように、第１のグリーンシート１５（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の下側に配置されるグリーンシート）は８５：１５とし、更に、第２のグリーンシート１６（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１とすることによって、第１のグリーンシート１５の収縮率は、前記第２のグリーンシートの収縮率より小さくすることができる。
【００１７】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の内部にあるビア６は、前述の焼成前のグリーンシートに、予め、例えば、ＮＣパンチプレス（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌパンチプレス）によって孔を形成し、その後、その孔に導体ペーストを充填し、更に前述のセラミックシートを焼成する際に同時に焼成される事によって形成する。なお、本実施形態において、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００１８】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の内部にある内部配線部７は、前述の焼成前のグリーンシートに、予め、スクリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、前述のセラミックシートを焼成する際に同時に焼成される事によって形成している。なお、本実施形態においては、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００１９】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の表裏面の外部電極９、外部配線部１０は、前述のグリーンシートを焼成後、導体ペーストをスクリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、前述のセラミックシートを焼成する温度より低い温度で、かつ、この導体ペーストが十分に焼成される温度にて熱処理を行うことによって形成する。なお、本実施形態においては、ビア６、内部配線部７と同じく、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００２０】
また、本実施形態において、チップ型電子部品３は、液晶のバックライト向けＬＥＤの駆動する電子回路にしばしば使用されるバリスタを用いた。
それでは、以下に、本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板１の製造方法について説明する。
【００２１】
図２は、本実施形態のセラミック多層基板１のプロセスフローを示す図であり、大きく分けて、ステップ１：グリーンシート準備工程と、ステップ２：積層配置工程と、ステップ３：焼成工程と、ステップ４：拘束層除去工程と、ステップ５：外部電極・電子回路パターン配線部形成工程という、５つのステップからなるものである。
【００２２】
［ステップ１：グリーンシート準備工程］
先ずは、図３を用いてステップ１について説明する。
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態１におけるグリーンシート準備工程において作成するグリーンシートの断面図を示すものであり、図３（ａ）は第３のグリーンシートの断面図、図３（ｂ）は第１のグリーンシートの断面図、図３（ｃ）は第２のグリーンシートの断面図、図４（ｄ）は第４のグリーンシートの断面図である。
【００２４】
本実施形態においては、前述のように、アルミナ粉末を５５［ｗｔ％］、ガラス粉末を４５［ｗｔ％］の割合で配合したガラス・セラミックの固体成分と、有機溶剤を含む有機バインダーとの混合比を、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第３のグリーンシート１４、第４のグリーンシート１７、それぞれ、
（１）第１のグリーンシート１５（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の下側に配置されるグリーンシート）は、８５：１５
（２）第２のグリーンシート１６（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
（３）第３のグリーンシート１４（セラミック多層基板１の製造時に、第１のグリーンシート１５の下側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
（４）第４のグリーンシート１７（セラミック多層基板１の製造時に、第２のグリーンシート１５の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
として作成された純のグリーンシート（シート状の形状のもの）から、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、第３のグリーンシート１４（図３（ａ））、第１のグリーンシート１５（図３（ｂ））、第２のグリーンシート１６（図３（ｃ））、第４のグリーンシート１７（図３（ｄ））を作成する。
【００２５】
まず、はじめに、図３（ａ）に示す第３のグリーンシート１４に関して説明する。第３のグリーンシート１４には、例えば、ＮＣパンチプレスによって孔を形成し、その後、その孔に導体ペーストを充填することによって、ビア６を形成する。これにて、第３のグリーンシート１４が完成する。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示す第１のグリーンシート１５に関して説明する。第１のグリーンシート１５は、はじめに、第３のグリーンシート１４と同様に、ビア６を形成する。次に、第１のグリーンシート１５上面に導体ペーストを、クリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、内部配線部７を形成する。これにて、第１のグリーンシート１５が完成する。
【００２７】
次に、図３（ｃ）に示す第２のグリーンシート１６に関して説明する。第２のグリーンシート１６は、はじめに、第３のグリーンシート１４と同様に、ビア６を形成する。これにて、第２のグリーンシート１６が完成する。
【００２８】
次に、図３（ｄ）に示す第４のグリーンシート１７に関して説明する。第４のグリーンシート１７は、はじめに、第３のグリーンシート１４と同様に、ビア６を形成する。これにて、第４のグリーンシート１７が完成する。
【００２９】
以上が、本実施形態における、ステップ１：グリーンシート準備工程である。
【００３０】
［ステップ２：積層配置工程］
次に、図４、図５を用いてステップ２について説明する。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態１におけるチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の積層手順を示す断面図である。また、図５は、本発明の実施の形態１における積層配置工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の断面図を示すものである。
【００３２】
まず、はじめに、図４、図５、及び後述の図６中に示している拘束層１３に関して説明する。
【００３３】
一般に、アルミナ粉末とガラス粉末を配合したガラス・セラミックの組成物で、シート状の形状のグリーンシートを、高温を印加すると、アルミナ粉末とガラス粉末が焼成することによって、そのグリーンシートの体積（平面方向、および厚さ方向）に収縮する。
【００３４】
本実施形態においても、次の工程であるステップ３：焼成工程にて、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を、加圧する加圧工程と、するのであるが、その際、それら第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７を挟み込むように、印加する温度では焼成しない成分のセラミックからなる拘束層１３を上下面に配置しておく。
【００３５】
こうすることによって、第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７は、図４中に示す、Ｘ方向、およびＹ方向（すなわち、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の平面方向）には収縮せず、Ｚ方向（すなわち、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の厚さ方向）にのみ収縮する。このＸ方向、Ｙ方向に収縮させないために、この拘束層１３を使用するのである。本実施形態においては、アルミナ粉末をシート状に成形したものを拘束層１３として用いた。
【００３６】
次に、図４を用いて、第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７およびチップ型電子部品３を積層し、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を準備する方法を説明する。
【００３７】
まず、拘束層１３上に、第３のグリーンシート１４を積層する。
次に、第３のグリーンシート１４に第１のグリーンシート１５を、第３のグリーンシート１４に形成されているビア６と、第１のグリーンシート１５に形成されているビア６の位置が合うように位置合わせを実施しながら積層する。
【００３８】
次に、第１のグリーンシート１５上の所望の場所（本実施形態においては、図５に示すように、内部配線部７同士の間）に、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４が来るように位置合わせを実施しながら、チップ型電子部品３を積層する。
【００３９】
その次に、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４上に、位置合わせを実施しながら、第２のグリーンシート１６を積層する。
【００４０】
その次に、第２のグリーンシート１６上に、第４のグリーンシート１７を、第２のグリーンシート１６上に形成されているビア６と、第４のグリーンシート１７形成されているビア６の位置が合うように位置合わせを実施しながら積層する。
最後に、グリーンシート１１Ｃ上に、拘束層１３を配置する。
【００４１】
このようにして、図５に示すような、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２が準備されるのである。
【００４２】
［ステップ３：焼成工程］
次に、ステップ３の焼成工程について説明する。
【００４３】
この工程では、図５に示すチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の上下面（拘束層１３側）から、加圧を行った後、第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７が焼成する温度にて加熱を行う。
【００４４】
本実施形態では、上下方向の圧力は０．５ＭＰａ、印加した熱の温度は９００℃、印加時間１時間で行なった。
【００４５】
この焼成工程後、図６に示すように、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２は、その厚さ方向に収縮したものになる。
【００４６】
［ステップ４：拘束層除去工程］
次に、ステップ３の拘束層除去工程について説明する。
【００４７】
この工程では、水９６ｇと平均粒径０．１〜１０ｕｍのアルミナ粉末４ｇの割合の混合物を、圧力０．４［ＭＰａ］の圧縮空気にて、拘束層１３上から吹き付ける。
【００４８】
こうすることによって、拘束層１３のみ除去することができ、図７に示すようなものになる。
【００４９】
［ステップ５：外部電極・電子回路パターン配線部形成工程］
次に、ステップ５の外部電極・電子回路パターン配線部形成工程について説明する。
【００５０】
ステップ３にて焼成されたチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の表裏面（上下面）に、図１に示すような、所望の外部電極部９や、外部配線部１０を形成する。
【００５１】
本実施形態においては、前述のように、スクリーン印刷法を用いて、導体ペーストを所望のパターンに印刷して形成し、その後、ステップ３の焼成工程で印加した温度より低い温度で、かつ、導体ペーストが十分に焼成される温度にて熱処理を行うことによって形成した。本実施形態においては、この導体ペーストの焼成温度が７００℃の銀（Ａｇ）ペーストを用い、焼成のための熱処理温度は７５０℃を用いた。
【００５２】
この工程後のチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２は、図１に示すような、本実施形態のセラミック多層基板１になる。
【００５３】
以上のように、図２に示すステップ１からステップ５を行うことによって、本実施形態のセラミック基板を製造することができる。
以上のように、本実施形態においては、複数のグリーンシート（第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７）を焼成して形成されたセラミック基板部２と、セラミック基板部２の内部に配置されたチップ型電子部品３と、を有するセラミック多層基板１の製造方法において、第１のグリーンシート１５上にチップ電子部品３を配置し、更に、チップ電子部品３上に第２のグイリーンシート１６を配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を準備する積層配置工程を有し、第１のグリーンシート１５の焼成時の収縮率と、第２のグリーンシート１６の焼成時の収縮率とが異なること、を特徴とするセラミック多層基板１の製造方法としたので、セラミック多層基板１の製造工程の歩留まり向上する事ができる。
【００５４】
すなわち、本実施形態においては、チップ電子部品３の下側に配置した第１のグリーンシー１５と、チップ電子部品３の上側に配置した第２のグリーンシート１６との焼成時の収縮率を変えることによってチップ型電子部品３の両端のチップ型電子部品電極近傍に発生する隙間を防止し、この隙間を起因とするセラミック基板部２の内部配線部７との電気的接続不良の発生を防止することができるので、その結果として、セラミック多層基板１の製造工程の歩留まりを向上することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかるセラミック多層基板は、セラミック多層基板の製造工程の歩留まりを向上することができるので、特に、最近普及の進んでいる液晶テレビや携帯電話の液晶画面用のバックライト向けＬＥＤ用の基板として用いられることが大いに期待されるものとなる。
【符号の説明】
【００５６】
１ セラミック多層基板
２ セラミック基板部
３ チップ型電子部品
４ チップ型電子部品電極
６ ビア
７ 内部配線部
９ 外部電極部
１０ 外部配線部
１２ チップ型電子部品−グリーンシート積層体
１３ 拘束層
１４ 第３のグリーンシート
１５ 第１のグリーンシート
１６ 第２のグリーンシート
１７ 第４のグリーンシート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック多層基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック多層基板は、耐熱性・耐湿性に優れ、また、高周波回路において良好な周波数特性を有することから、液晶のバックライト向けＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）を用いた電子回路用の基板として用いられている。
現在、この液晶のバックライト向けＬＥＤを、より小型化するため、そのセラミック多層基板内部にチップ型電子部品が内蔵することが要求されている（例えば、これに類似する技術は下記特許文献１に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３０５６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来例における課題は、複数のセラミック製のグリーンシートを積層し、更にそのグリーンシート間にチップ型電子部品を配置した後に、それら積層されたグリーンシートを焼成するセラミック多層基板では、チップ型電子部品の両端のチップ型電子部品電極近傍に隙間が生じていた。その隙間が起因として、例えば衝撃等の外乱を受けた場合、内蔵されたチップ型電子部品とセラミック多層基板の内部配線部との電気的接続が外れてしまい、そのことによって、セラミック多層基板の製造工程の歩留まりが低下していた。
【０００５】
そこで、本発明は、この課題を解決し、セラミック多層基板の製造工程の歩留まり向上する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、この目的を達成するために本発明は、複数のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、を有するセラミック多層基板の製造方法において、第１のグリーンシート上に前記チップ電子部品を配置し、更に、前記チップ電子部品上に第２のグイリーンシートを配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程を有し、前記第１のグリーンシートの焼成時の収縮率と、前記第２のグリーンシートの焼成時の収縮率とが異なること、を特徴とするセラミック多層基板の製造方法とした。
【０００７】
これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明は、複数のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、を有するセラミック多層基板の製造方法において、第１のグリーンシート上に前記チップ電子部品を配置し、更に、前記チップ電子部品上に第２のグイリーンシートを配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程を有し、前記第１のグリーンシートの焼成時の収縮率と、前記第２のグリーンシートの焼成時の収縮率とが異なること、
を特徴とするセラミック多層基板の製造方法としたので、セラミック多層基板の製造工程の歩留まり向上する事ができる。
【０００９】
すなわち、本発明においては、前記チップ電子部品の下側に配置した第１のグリーンシートと、前記チップ電子部品の上側に配置した第２のグリーンシートとの焼成時の収縮率を変えることによって、チップ型電子部品の両端のチップ型電子部品電極近傍に発生する隙間を防止し、この隙間を起因とするセラミック基板部の内部配線部との電気的接続不良の発生を防止することができるので、その結果として、セラミック多層基板の製造工程の歩留まりを向上することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板の断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板のプロセスフローを示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるグリーンシートの断面図を示すものであり、図３（ａ）は第３のグリーンシートの断面図、図３（ｂ）は第１のグリーンシートの断面図、図３（ｃ）は第２のグリーンシートの断面図、図３（ｄ）は第４のグリーンシートの断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の積層手順を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態１における積層配置工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【図６】本発明の実施の形態１における焼成工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【図７】本発明の実施の形態１における拘束層除去工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明のセラミック基板の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
まず、はじめに、本発明の実施１におけるセラミック多層基板の構成に関して説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態１におけるセラミック多層基板の断面図を示すものである。図１に示すように、セラミック多層基板１は、複数（具体的には本実施形態では後述のように４枚）のセラミック製のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部２と、セラミック基板部２の内部に配置されたチップ型電子部品３を有している。また、チップ型電子部品３の両端のチップ型電子部品電極４には、内部配線部７が接続されている。
更に、セラミック基板部２内部のチップ型電子部品３の周辺には、ビア６、内部配線部７が形成されている。また、セラミック基板部２の表裏面には、このセラミック多層基板１に所望の電子部品（例えばＬＥＤ）を実装するための外部電極部９や、所望の外部配線部１０を有している。
【００１３】
本実施形態において、セラミック基板部２は、後述で再度詳しく説明するが、何れも、アルミナ粉末と、ガラス粉末をある一定の割合で配合したガラス・セラミックの固体成分と、有機溶剤を含む有機バインダーとを混合した組成物からなるシート状の形状のグリーンシートと呼ばれるものを、複数枚（少なくとも２枚以上）積層し、加圧し、その後、９００［℃］にて焼成することによって形成する。なお、本実施形態のセラミック基板部２においては、４枚のグリーンシートを積層、焼成したものを用いた。
【００１４】
また、本実施形態における、グリーンシートのガラス・セラミックの固体成分と、有機溶剤を含む有機バインダーと混合比は、４枚それぞれ、
（１）第１のグリーンシート１５（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の下側に配置されるグリーンシート）は、８５：１５
（２）第２のグリーンシート１６（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
（３）第３のグリーンシート１４（セラミック多層基板１の製造時に、第１のグリーンシート１５の下側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
（４）第４のグリーンシート１７（セラミック多層基板１の製造時に、第２のグリーンシート１５の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
とした。
【００１５】
このように、グリーンシートのガラス・セラミックの固体成分と、有機溶剤を含む有機バインダーと混合比を変えることによって、このグリーンシートの焼成時の収縮率を変えることができる。
【００１６】
特に、前述のように、第１のグリーンシート１５（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の下側に配置されるグリーンシート）は８５：１５とし、更に、第２のグリーンシート１６（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１とすることによって、第１のグリーンシート１５の収縮率は、前記第２のグリーンシートの収縮率より小さくすることができる。
【００１７】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の内部にあるビア６は、前述の焼成前のグリーンシートに、予め、例えば、ＮＣパンチプレス（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌパンチプレス）によって孔を形成し、その後、その孔に導体ペーストを充填し、更に前述のセラミックシートを焼成する際に同時に焼成される事によって形成する。なお、本実施形態において、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００１８】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の内部にある内部配線部７は、前述の焼成前のグリーンシートに、予め、スクリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、前述のセラミックシートを焼成する際に同時に焼成される事によって形成している。なお、本実施形態においては、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００１９】
また、本実施形態において、セラミック基板部２の表裏面の外部電極９、外部配線部１０は、前述のグリーンシートを焼成後、導体ペーストをスクリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、前述のセラミックシートを焼成する温度より低い温度で、かつ、この導体ペーストが十分に焼成される温度にて熱処理を行うことによって形成する。なお、本実施形態においては、ビア６、内部配線部７と同じく、銀（Ａｇ）粒子とガラス成分を含有する導体ペーストを用いた。
【００２０】
また、本実施形態において、チップ型電子部品３は、液晶のバックライト向けＬＥＤの駆動する電子回路にしばしば使用されるバリスタを用いた。
それでは、以下に、本発明の実施の形態１におけるセラミック多層基板１の製造方法について説明する。
【００２１】
図２は、本実施形態のセラミック多層基板１のプロセスフローを示す図であり、大きく分けて、ステップ１：グリーンシート準備工程と、ステップ２：積層配置工程と、ステップ３：焼成工程と、ステップ４：拘束層除去工程と、ステップ５：外部電極・電子回路パターン配線部形成工程という、５つのステップからなるものである。
【００２２】
［ステップ１：グリーンシート準備工程］
先ずは、図３を用いてステップ１について説明する。
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態１におけるグリーンシート準備工程において作成するグリーンシートの断面図を示すものであり、図３（ａ）は第３のグリーンシートの断面図、図３（ｂ）は第１のグリーンシートの断面図、図３（ｃ）は第２のグリーンシートの断面図、図４（ｄ）は第４のグリーンシートの断面図である。
【００２４】
本実施形態においては、前述のように、アルミナ粉末を５５［ｗｔ％］、ガラス粉末を４５［ｗｔ％］の割合で配合したガラス・セラミックの固体成分と、有機溶剤を含む有機バインダーとの混合比を、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第３のグリーンシート１４、第４のグリーンシート１７、それぞれ、
（１）第１のグリーンシート１５（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の下側に配置されるグリーンシート）は、８５：１５
（２）第２のグリーンシート１６（セラミック多層基板１の製造時に、チップ型電子部品３の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
（３）第３のグリーンシート１４（セラミック多層基板１の製造時に、第１のグリーンシート１５の下側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
（４）第４のグリーンシート１７（セラミック多層基板１の製造時に、第２のグリーンシート１５の上側に配置されるグリーンシート）は、８９：１１
として作成された純のグリーンシート（シート状の形状のもの）から、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、第３のグリーンシート１４（図３（ａ））、第１のグリーンシート１５（図３（ｂ））、第２のグリーンシート１６（図３（ｃ））、第４のグリーンシート１７（図３（ｄ））を作成する。
【００２５】
まず、はじめに、図３（ａ）に示す第３のグリーンシート１４に関して説明する。第３のグリーンシート１４には、例えば、ＮＣパンチプレスによって孔を形成し、その後、その孔に導体ペーストを充填することによって、ビア６を形成する。これにて、第３のグリーンシート１４が完成する。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示す第１のグリーンシート１５に関して説明する。第１のグリーンシート１５は、はじめに、第３のグリーンシート１４と同様に、ビア６を形成する。次に、第１のグリーンシート１５上面に導体ペーストを、クリーン印刷法を用いて所望のパターンに印刷して形成後、内部配線部７を形成する。これにて、第１のグリーンシート１５が完成する。
【００２７】
次に、図３（ｃ）に示す第２のグリーンシート１６に関して説明する。第２のグリーンシート１６は、はじめに、第３のグリーンシート１４と同様に、ビア６を形成する。これにて、第２のグリーンシート１６が完成する。
【００２８】
次に、図３（ｄ）に示す第４のグリーンシート１７に関して説明する。第４のグリーンシート１７は、はじめに、第３のグリーンシート１４と同様に、ビア６を形成する。これにて、第４のグリーンシート１７が完成する。
【００２９】
以上が、本実施形態における、ステップ１：グリーンシート準備工程である。
【００３０】
［ステップ２：積層配置工程］
次に、図４、図５を用いてステップ２について説明する。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態１におけるチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の積層手順を示す断面図である。また、図５は、本発明の実施の形態１における積層配置工程にて作成されるチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の断面図を示すものである。
【００３２】
まず、はじめに、図４、図５、及び後述の図６中に示している拘束層１３に関して説明する。
【００３３】
一般に、アルミナ粉末とガラス粉末を配合したガラス・セラミックの組成物で、シート状の形状のグリーンシートを、高温を印加すると、アルミナ粉末とガラス粉末が焼成することによって、そのグリーンシートの体積（平面方向、および厚さ方向）に収縮する。
【００３４】
本実施形態においても、次の工程であるステップ３：焼成工程にて、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を、加圧する加圧工程と、するのであるが、その際、それら第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７を挟み込むように、印加する温度では焼成しない成分のセラミックからなる拘束層１３を上下面に配置しておく。
【００３５】
こうすることによって、第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７は、図４中に示す、Ｘ方向、およびＹ方向（すなわち、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の平面方向）には収縮せず、Ｚ方向（すなわち、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の厚さ方向）にのみ収縮する。このＸ方向、Ｙ方向に収縮させないために、この拘束層１３を使用するのである。本実施形態においては、アルミナ粉末をシート状に成形したものを拘束層１３として用いた。
【００３６】
次に、図４を用いて、第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７およびチップ型電子部品３を積層し、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を準備する方法を説明する。
【００３７】
まず、拘束層１３上に、第３のグリーンシート１４を積層する。
次に、第３のグリーンシート１４に第１のグリーンシート１５を、第３のグリーンシート１４に形成されているビア６と、第１のグリーンシート１５に形成されているビア６の位置が合うように位置合わせを実施しながら積層する。
【００３８】
次に、第１のグリーンシート１５上の所望の場所（本実施形態においては、図５に示すように、内部配線部７同士の間）に、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４が来るように位置合わせを実施しながら、チップ型電子部品３を積層する。
【００３９】
その次に、チップ型電子部品３両端のチップ型電子部品電極４上に、位置合わせを実施しながら、第２のグリーンシート１６を積層する。
【００４０】
その次に、第２のグリーンシート１６上に、第４のグリーンシート１７を、第２のグリーンシート１６上に形成されているビア６と、第４のグリーンシート１７形成されているビア６の位置が合うように位置合わせを実施しながら積層する。
最後に、グリーンシート１１Ｃ上に、拘束層１３を配置する。
【００４１】
このようにして、図５に示すような、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２が準備されるのである。
【００４２】
［ステップ３：焼成工程］
次に、ステップ３の焼成工程について説明する。
【００４３】
この工程では、図５に示すチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の上下面（拘束層１３側）から、加圧を行った後、第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７が焼成する温度にて加熱を行う。
【００４４】
本実施形態では、上下方向の圧力は０．５ＭＰａ、印加した熱の温度は９００℃、印加時間１時間で行なった。
【００４５】
この焼成工程後、図６に示すように、チップ型電子部品−グリーンシート積層体１２は、その厚さ方向に収縮したものになる。
【００４６】
［ステップ４：拘束層除去工程］
次に、ステップ３の拘束層除去工程について説明する。
【００４７】
この工程では、水９６ｇと平均粒径０．１〜１０ｕｍのアルミナ粉末４ｇの割合の混合物を、圧力０．４［ＭＰａ］の圧縮空気にて、拘束層１３上から吹き付ける。
【００４８】
こうすることによって、拘束層１３のみ除去することができ、図７に示すようなものになる。
【００４９】
［ステップ５：外部電極・電子回路パターン配線部形成工程］
次に、ステップ５の外部電極・電子回路パターン配線部形成工程について説明する。
【００５０】
ステップ３にて焼成されたチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２の表裏面（上下面）に、図１に示すような、所望の外部電極部９や、外部配線部１０を形成する。
【００５１】
本実施形態においては、前述のように、スクリーン印刷法を用いて、導体ペーストを所望のパターンに印刷して形成し、その後、ステップ３の焼成工程で印加した温度より低い温度で、かつ、導体ペーストが十分に焼成される温度にて熱処理を行うことによって形成した。本実施形態においては、この導体ペーストの焼成温度が７００℃の銀（Ａｇ）ペーストを用い、焼成のための熱処理温度は７５０℃を用いた。
【００５２】
この工程後のチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２は、図１に示すような、本実施形態のセラミック多層基板１になる。
【００５３】
以上のように、図２に示すステップ１からステップ５を行うことによって、本実施形態のセラミック基板を製造することができる。
以上のように、本実施形態においては、複数のグリーンシート（第３のグリーンシート１４、第１のグリーンシート１５、第２のグリーンシート１６、第４のグリーンシート１７）を焼成して形成されたセラミック基板部２と、セラミック基板部２の内部に配置されたチップ型電子部品３と、を有するセラミック多層基板１の製造方法において、第１のグリーンシート１５上にチップ電子部品３を配置し、更に、チップ電子部品３上に第２のグイリーンシート１６を配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体１２を準備する積層配置工程を有し、第１のグリーンシート１５の焼成時の収縮率と、第２のグリーンシート１６の焼成時の収縮率とが異なること、を特徴とするセラミック多層基板１の製造方法としたので、セラミック多層基板１の製造工程の歩留まり向上する事ができる。
【００５４】
すなわち、本実施形態においては、チップ電子部品３の下側に配置した第１のグリーンシー１５と、チップ電子部品３の上側に配置した第２のグリーンシート１６との焼成時の収縮率を変えることによってチップ型電子部品３の両端のチップ型電子部品電極近傍に発生する隙間を防止し、この隙間を起因とするセラミック基板部２の内部配線部７との電気的接続不良の発生を防止することができるので、その結果として、セラミック多層基板１の製造工程の歩留まりを向上することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかるセラミック多層基板は、セラミック多層基板の製造工程の歩留まりを向上することができるので、特に、最近普及の進んでいる液晶テレビや携帯電話の液晶画面用のバックライト向けＬＥＤ用の基板として用いられることが大いに期待されるものとなる。
【符号の説明】
【００５６】
１ セラミック多層基板
２ セラミック基板部
３ チップ型電子部品
４ チップ型電子部品電極
６ ビア
７ 内部配線部
９ 外部電極部
１０ 外部配線部
１２ チップ型電子部品−グリーンシート積層体
１３ 拘束層
１４ 第３のグリーンシート
１５ 第１のグリーンシート
１６ 第２のグリーンシート
１７ 第４のグリーンシート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、
前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、
を有するセラミック多層基板の製造方法において、
第１のグリーンシート上に前記チップ電子部品を配置し、更に、前記チップ電子部品上に第２のグイリーンシートを配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程を有し、
前記第１のグリーンシートの焼成時の収縮率と、前記第２のグリーンシートの焼成時の収縮率とが異なること、
を特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１のグリーンシートの収縮率は、前記第２のグリーンシートの収縮率より小さいこと、
を特徴とする請求項１に記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１のグリーンシートに前記固体成分と前記有機バインダーとの混合比が、８５：１５であり、
かつ、前記第２のグリーンシートに前記固体成分と前記有機バインダーとの混合比が、８９：１１であること、
を特徴とする請求項２に記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項１】
複数のグリーンシートを焼成して形成されたセラミック基板部と、
前記セラミック基板部の内部に配置されたチップ型電子部品と、
を有するセラミック多層基板の製造方法において、
第１のグリーンシート上に前記チップ電子部品を配置し、更に、前記チップ電子部品上に第２のグイリーンシートを配置されているチップ型電子部品−グリーンシート積層体を準備する積層配置工程を有し、
前記第１のグリーンシートの焼成時の収縮率と、前記第２のグリーンシートの焼成時の収縮率とが異なること、
を特徴とするセラミック多層基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１のグリーンシートの収縮率は、前記第２のグリーンシートの収縮率より小さいこと、
を特徴とする請求項１に記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１のグリーンシートに前記固体成分と前記有機バインダーとの混合比が、８５：１５であり、
かつ、前記第２のグリーンシートに前記固体成分と前記有機バインダーとの混合比が、８９：１１であること、
を特徴とする請求項２に記載のセラミック多層基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９９４８２（Ｐ２０１２−１９９４８２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６３８３９（Ｐ２０１１−６３８３９）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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