セラミック多層基板の製造方法
【課題】 上下の絶縁層間の密着性が高く、かつ絶縁層の層間から外側面への絶縁層の一部の突出等を抑制することが可能なセラミック多層基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】 第１の樹脂材料を含む第１のセラミックグリーンシート層11（第１層11ａ）の下面に、第１の温度において第１の樹脂材料よりも弾性率が小さい第２の樹脂材料と、第１の温度よりも高い第２の温度において硬化する第３の樹脂材料とを含む第２のセラミックグリーンシート12層（第２層12ａ）を付着させる工程と、上面に金属ペースト13を印刷した２層セラミックグリーンシート21を第１の温度で積層する工程と、積層した２層セラミックグリーンシート21を第２の温度で加熱する工程とを備えるセラミック多層基板の製造方法である。積層時には第２層12ａが柔軟であるため絶縁層１間の密着性が高く、積層後には第２層12ａが変形しにくいため絶縁層１の突出を抑制できる。
【解決手段】 第１の樹脂材料を含む第１のセラミックグリーンシート層11（第１層11ａ）の下面に、第１の温度において第１の樹脂材料よりも弾性率が小さい第２の樹脂材料と、第１の温度よりも高い第２の温度において硬化する第３の樹脂材料とを含む第２のセラミックグリーンシート12層（第２層12ａ）を付着させる工程と、上面に金属ペースト13を印刷した２層セラミックグリーンシート21を第１の温度で積層する工程と、積層した２層セラミックグリーンシート21を第２の温度で加熱する工程とを備えるセラミック多層基板の製造方法である。積層時には第２層12ａが柔軟であるため絶縁層１間の密着性が高く、積層後には第２層12ａが変形しにくいため絶縁層１の突出を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品搭載用の配線基板やチップ状の電子部品等において用いられるセラミック多層基板を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板や、セラミック積層型のチップインダクタ等のチップ状の電子部品を形成する基板として、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック焼結体からなる複数の絶縁層が積層されてなるセラミック多層基板が多用されている。セラミック多層基板は、酸化アルミニウム等のセラミック粉末が有機バインダで結合されてなる複数のセラミックグリーンシートが積層され、焼成されることによって製作されている。
【０００３】
セラミック多層基板を形成する絶縁層の主面および側面等の表面には、配線導体や容量電極等の導体パターンが設けられている。導体パターンは、タングステン等の金属材料のペーストがセラミックグリーンシートの表面に塗布され、セラミックグリーンシートと同時焼成されて形成されている。
【０００４】
すなわち、従来のセラミック多層基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートを作製する工程と、これらのセラミックグリーンシートの表面に金属ペーストを所定のパターンに塗布する工程と、これらのセラミックグリーンシートを積層して一体焼成する工程とを含んでいる。上記積層の工程においては、上下のセラミックグリーンシート間の密着性を高めるために積層方向に圧力が加えられる。すなわち、加圧工程も含まれる。
【０００５】
この場合、上下のセラミックグリーンシートの間に、ある程度の厚みを有する金属ペーストの層が介在するため、金属ペーストが塗布された部分において上下のセラミックグリーンシートの間で密着性が低くなる可能性がある。これに対して、セラミックグリーンシートにワックスを含んだ低弾性層を設けて、この低弾性層の変形により上記金属ペーストの厚みを吸収して上下のセラミックグリーンシート間の密着性を向上させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭61−229551号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記ワックスを含んだ低弾性層を設ける従来技術の製造方法においては、複数のセラミックグリーンシートを積層するときに、繰り返し加圧が行なわれるため、この加圧によって低弾性層が平面方向（セラミックグリーンシートの主面に平行な方向）に変形しやすい、すなわち流動しやすいという問題点があった。このような変形が生じると、積層体の外側面に低弾性層の一部、つまり焼成後における絶縁層の一部が押し出される（突出する）場合がある。このような場合には、例えば突出に伴う圧力によって、外側面に形成される導体パターンに断線等の不具合を生じる可能性ある。また、セラミック多層基板としての寸法や外観上の不良を生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、上下の絶縁層間の密着性が高く、かつ絶縁層の層間から外側面への絶縁層の一部の突出等の不
具合を抑制することが可能な、セラミック多層基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの態様のセラミック多層基板の製造方法は、第１の樹脂材料を含む第１のセラミックグリーンシート層を作製する工程と、
該第１のセラミックグリーンシート層の下面に、第１の温度において前記第１の樹脂材料よりも弾性率が小さい第２の樹脂材料と、前記第１の温度よりも高い第２の温度において硬化する第３の樹脂材料とを含む第２のセラミックグリーンシート層を付着させて、前記第１の樹脂材料を含む第１層と前記第２の樹脂材料および前記第３の樹脂材料を含む第２層とからなる２層構造の２層セラミックグリーンシートを複数作製する工程と、
一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に金属ペーストを印刷する工程と、
前記第１の温度において、一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に他の前記２層セラミックグリーンシートを積層して、一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に印刷した前記金属ペーストを、他の前記２層セラミックグリーンシートの前記第２層内に入り込ませる工程と、
一つの前記２層セラミックグリーンシートと他の前記２層セラミックグリーンシートとの積層体を前記第２の温度で加熱して前記第３の樹脂材料を硬化させる工程と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様のセラミック多層基板の製造方法によれば、上記各工程を含み、２層セラミックグリーンシートを形成する第２層に上記第１樹脂と第２樹脂とを含有させたことから、上下の絶縁層間の密着性が高く、かつ絶縁層の層間から外側面への絶縁層の一部のはみ出し等の不具合を抑制することが可能な、セラミック多層基板の製造方法を提供することができる。
【００１１】
すなわち、２層セラミックグリーンシートが、弾性率が比較的小さい第２層を有していることから、上記第１の温度、言い換えればより低い温度において、金属ペーストが塗布された複数の２層セラミックグリーンシートを積層する時に、下側の２層セラミックグリーンシートの上面に印刷された金属ペーストの厚みおよび形状等に応じて上側の２層セラミックグリーンシートの第２層が変形する。そのため、上下の２層セラミックグリーンシート間の密着性を高めることが容易であり、絶縁層間の密着性が高いセラミック多層基板を製作することができる。
【００１２】
また、第２層が、上記第２の温度、言い換えればより高い温度において硬化する第２樹脂を含有していることから、上下の２層セラミックグリーンシートを積層した後に第２樹脂を硬化させて第２層の弾性率を、上記積層時よりも高くすることができる。そのため、積層が繰り返されたとしても第２層の変形は効果的に抑制され、焼成後に、絶縁層の一部がセラミック多層基板の外側面に突出するようなことも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一つの態様の製造方法で製作したセラミック多層基板を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明の一つの態様のセラミック多層基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の一つの態様のセラミック多層基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】図２および図３に示す製造方法の一つの工程における変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態におけるセラミック多層配線基板の製造方法にについて、添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一つの態様の製造方法で製作したセラミック多層基板の例を示す断面図である。ベース層１ａの下面に接着層１ｂが設けられて絶縁層１が形成され、複数の絶縁層１が積層されて絶縁基板２が形成されている。また、絶縁層１の層間にメタライズ層３が介在してセラミック多層基板10が形成されている。メタライズ層３は、上側に積層された絶縁層１の接着層１ｂ内に入り込んでいる。そのため、メタライズ層３に妨げられることなく上下の絶縁層１同士が良好に密着し合っている。セラミック多層基板10は、例えば容量素子や圧電素子等の電子部品（図示せず）または半導体集積回路素子等の半導体素子（図示せず）を搭載するための配線基板や、セラミック積層型のチップインダクタ等のチップ状の電子部品（図示せず）を形成する基板として用いられる。
【００１６】
絶縁層１（ベース層１ａおよび接着層１ｂ）は、例えば酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体等のセラミック焼結体によって形成されている。メタライズ層３は、例えばタングステンや銅，銀等の金属材料によって形成されている。絶縁層１とメタライズ層３とは、同時焼成によって一体化されている。絶縁層１には、絶縁層１を厚み方向に貫通する貫通導体（図示せず）が形成されていてもよい。貫通導体は、例えば上下のメタライズ層３同士を電気的に接続するために形成される。
【００１７】
ベース層１ａは、絶縁層１の機械的な強度等を確保する主要な構成材であり、接着層１ｂは上下の絶縁層１間の密着性を高めるための補助的な構成材である。接着層１ｂ内にメタライズ層３が入り込んでいるため、上下の絶縁層１間の密着性が高められている。
【００１８】
このようなセラミック多層基板は、まず、絶縁層１となる複数のセラミックグリーンシートを作製し、次に、それぞれのセラミックグリーンシートの上面にメタライズ層３となる金属ペーストを印刷し、次に、金属ペーストを印刷した複数のセラミックグリーンシートを積層して積層体とした後、この積層体を焼成することによって製作することができる。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態におけるセラミック多層基板を製造する方法を工程順に示す断面図である。
【００２０】
まず、図２（ａ）に示すように、第１の樹脂材料を含む第１のセラミックグリーンシート層11を作製する。第１のセラミックグリーンシート層11は、例えば酸化アルミニウム等の絶縁層１を形成するセラミック粉末を有機バインダで結合させてシート状に成形することによって作製する。第１の樹脂材料は、例えばセラミック粉末を結合させる有機バインダである。
【００２１】
この、第１の樹脂材料としては、従来からセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能である。例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系およびセルロース系等の重合体が挙げられる。重合体は、単独重合体および共重合体のいずれでも構わない。
【００２２】
第１の樹脂材料は、後述する焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系バインダがより好ましい。
【００２３】
セラミック粉末としては、前述した絶縁層１を形成するセラミック材料の粉末およびガラス材料の粉末等を用いることができる。例えば、絶縁層１が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素および酸化カルシウム等の粉末をトルエン等の有機溶剤およびアクリルポリマー等のバインダ（第１の樹脂材料）と混練して作製したスラリーをドクターブレード法等によってシート状に成形することによって、第１のセラミックグリーンシート層11を作製することができる。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート層11の下面に、第１の温度において第１の樹脂材料よりも弾性率が低い第２の樹脂材料と、第１の温度よりも高い第２の温度において硬化する第３の樹脂材料とを含む第２のセラミックグリーンシート層12を付着させる。これにより、図２（ｃ）に示すように、第１の樹脂材料を含む第１層11ａと第２の樹脂材料および第３の樹脂材料を含む第２層12ａとからなる２層構造の２層セラミックグリーンシート21を作製する。２層セラミックグリーンシート（以下、セラミックグリーンシートという）21は、後の工程で焼成されて、セラミック多層基板10の絶縁層１となるものである。また、セラミックグリーンシート21の第１層11ａが上記絶縁層１のベース層１ａとなるものであり、第２層12ａが上記絶縁層１の接着層１ｂとなるものである。セラミックグリーンシート21は、複数の絶縁層１に対応するように複数枚作製する。
【００２５】
第２のセラミックグリーンシート層12を作製するセラミック等の粉末は、上記第１のセラミックグリーンシート層11を作製する際に用いたものと同様のもの（酸化アルミニウムや酸化ケイ素等）を用いることができる。このような粉末を上記と同様の方法でシート状に成形することによって、第２のセラミックグリーンシート層12を作製することができる。
【００２６】
第２のセラミックグリーンシート層12を作製する際には、第２の樹脂材料および第３の樹脂材料の少なくとも一方をバインダとして用いてもよく、第２の樹脂材料および第３の樹脂材料以外の他の樹脂材料を、別途バインダとして用いるようにしてもよい。他の樹脂材料は、例えば第１の樹脂材料と同様のアクリル樹脂等を用いることができる。
【００２７】
第１のセラミックグリーンシート層11と第２のセラミックグリーンシート層12との付着は、例えば、まず第１のセラミックグリーンシート層11となる領域を複数含む帯状のグリーンシート（図示せず）を成形し、その上に、第２のセラミックグリーンシート層12となる領域を複数含む帯状のグリーンシート（図示せず）を成形することによって行なうことができる。その後、この２層構造の帯状のシートを所定の寸法に切断することによって、上記２層構造のセラミックグリーンシート21を複数作製することができる。
【００２８】
第１の温度は、例えば、後の工程においてセラミックグリーンシート21を上下に積層するときの温度であり、約40〜70℃程度である。第１の温度は、いわゆる常温（25℃）よりも高い温度に設定することが望ましく、また、夏季における気温（例えば約35℃）よりも高いことがより望ましい。これは、例えば作製したセラミックグリーンシート21の保管性、または後述する金属ペーストの印刷等における取扱いやすさや作業性を高くするためである。また、第２の温度は、後の工程において上下に積層した複数のセラミックグリーンシート21の積層体を加熱する温度であり、約80〜120℃程度である。
【００２９】
第２のセラミックグリーンシート層12に含ませる第２の樹脂材料は、第１の温度で流動性を有するワックス等の樹脂材料である。この第２の樹脂材料は、上記積層時の温度において、セラミックグリーンシート21の第２層12ａにおける弾性率を小さく抑えるための成分である。
【００３０】
第２の樹脂材料としては、上記のようにワックスを用いることができ、例えば、炭化水素，脂肪酸，エステル，脂肪族アルコールおよび多価アルコール等が挙げられる。第２の樹脂材料は、後述する焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、二重結合を含まない脂肪族アルコールおよび多価アルコールがより好ましい。
【００３１】
第２のセラミックグリーンシート層12に含ませる第３の樹脂材料は、第１の温度よりも高い第２の温度で硬化する樹脂材料である。この第２の樹脂材料は、上記積層後にセラミックグリーンシート21の第２層12ａにおける弾性率を大きくするための成分である。すなわち、セラミックグリーンシート21の第２層12ａは、第１の温度に加熱されて積層されるときには弾性率が小さく柔軟であり、かつ、その後さらに第２の温度に加熱されることによって硬化し、弾性率が大きくなって変形しにくくなる。このような特性を有する第２層12ａの構成および効果については、後に詳しく説明する。
【００３２】
第３の樹脂材料としては、上記第２の樹脂材料が流動性を示す（示し始める）第１の温度では硬化せず、これよりも高い第２の温度で硬化する、熱硬化性の樹脂材料を用いることができる。具体的には、架橋構造（いわゆる３次元網目構造）を形成する樹脂が適用可能であり、水酸基またはアミノ基含有アクリル樹脂，イソシアネート樹脂，フェノール樹脂，尿素樹脂，メラミン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂およびケイ素樹脂またはこれらの樹脂の混合物等を用いることができる。
【００３３】
セラミックグリーンシート21の経時安定性の向上させるため、この第３の樹脂材料を２液硬化反応性のものにすることにより、硬化剤（図２および図３においては図示せず）を付着させなければ硬化反応が始まらないようにすることもできる。具体的には水酸基やアミノ基を付加したアクリル樹脂に、イソシアネート樹脂が反応（ウレタン反応）して架橋構造を生成する、ウレタン結合による架橋構造を形成することが可能な樹脂材料を用いることができる。
【００３４】
次に、図２（ｄ）に示すように、複数のセラミックグリーンシート21のうちの一つ（21Ａ）について、その上面に金属ペースト13を印刷する。
【００３５】
金属ペースト13は、後の工程で焼成されてメタライズ層３となるものである。金属ペースト13は、上記のようにメタライズ層３を形成するタングステンやモリブデン，銅等の金属材料の粉末を、有機溶剤およびバインダ等の添加剤とともに混練することによって作製する。
【００３６】
金属ペースト13のセラミックグリーンシート表面への印刷は、例えばスクリーン印刷法によって行なう。金属ペースト13の印刷厚みは、例えば５〜30μｍ程度である。また、金属ペースト13の粘度は、印刷するパターンの線幅や印刷厚み等の印刷条件、および作業性や経済性等に応じて適宜設定すればよい。
【００３７】
次に、図３（ａ）に示すように、上記第１の温度（例えば約50℃）において、一つのセラミックグリーンシート21（21Ａ）の上面に他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）を積層する。積層に際しては、一つの前記セラミックグリーンシート21（21Ａ）の上面に印刷した金属ペースト13を、他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）の第２層12ａ内に入り込ませる。
【００３８】
言い換えれば、２層のセラミックグリーンシート21を上下に積層する際に、下側のセラミックグリーンシート21の上面に印刷した金属ペースト13の厚みを、上側のセラミックグリーンシート21の下面側の第２層12ａの変形によって吸収する。すなわち、金属ペースト
13の厚みおよび形状に応じて、弾性率が比較的低い第２層12ａが変形する。
【００３９】
これにより、金属ペースト13に妨げられることを抑制して、上下のセラミックグリーンシート21同士の間の密着性を高めることができる。このような効果を得るためには、第１の温度における第２層12ａの周波数１Ｈｚ以下での動的粘弾性測定における複素弾性率が10ＭＰａ以下であることが望ましい。
【００４０】
なお、例えば図３（ａ）に示すように、上側に積層する他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）の上面にも、金属ペースト13を印刷しておいても構わない。
【００４１】
二つのセラミックグリーンシート21を上下に積層させる際には、セラミックグリーンシート間の密着性を高めるために、上下方向（積層方向）に加圧を行なう。この加圧によって、一つのセラミックグリーンシート21（21Ａ）の上面に印刷した金属ペースト13を、その上に積層する他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）の第２層12ａ内に入り込ませる、つまり押し込むことができる。
【００４２】
前述したように、第２層12ａに、第１の温度において第１の樹脂材料よりも弾性率が小さい第２の樹脂材料を添加しているため、第１の温度における第２層12ａの弾性率を、第１層11ａの弾性率よりも低くすることが可能となっている。
【００４３】
第２の樹脂材料の弾性率が第１の温度において低いのは、例えば第２の樹脂材料が第１の温度に融点を持つことで、第２の樹脂材料が第１の温度への加熱によって流動することにより実現される。
【００４４】
次に、一つのセラミックグリーンシート21（21Ａ）と他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）との積層体22を第２の温度で加熱して第３の樹脂材料を硬化させる。
【００４５】
このように、第２層12ａに、第２の温度において硬化する第３の樹脂材料を添加しているため、第２の温度において第３の樹脂材料を硬化させることによって、この硬化前よりも第２層12ａの弾性率を高くすることが可能となっている。
【００４６】
第３の樹脂材料が硬化することによって、第２層12ａの弾性率が上記のように（100〜1000ＭＰａ程度に）大きくなって、第２層12ａの外力による変形が抑制される。
【００４７】
このように第２層12ａの変形を抑制しておくことによって、例えば、上記セラミックグリーンシート21の積層および加圧を繰り返して、二つのセラミックグリーンシート21（21Ａ，21Ｂ）以上の層数でセラミックグリーンシートの積層体を作製するときの、加圧による第２層12ａの変形を効果的に抑制することができる。
【００４８】
すなわち、第２層12ａは、上下のセラミックグリーンシートを積層するときには柔軟にすることが容易であり、その積層が終わった後には変形しにくいものとすることできるという特性を有する。そのため、上下のセラミックグリーンシート21（21Ａ，21Ｂ）同士の密着性を良好に確保しながら、セラミックグリーンシート21（特に第２層12ａ）の一部が積層体の外側にはみ出るようなことも抑制することができる。
【００４９】
第３の樹脂材料の硬化を生じさせる温度は、第２の樹脂材料が溶融等によって低弾性を示す温度である第１の温度よりも、20℃以上高い温度で硬化するものであることが望ましい。つまり、第２の温度は、第１の温度よりも20℃以上高いことが望ましい。
【００５０】
第１の温度と第２の温度との差が例えば20℃未満と小さい場合には、第２の樹脂材料を
溶融させることにより第２層12ａの弾性率を低下させて、金属ペースト13を他の前記セラミックグリーンシート21Ｂ（第２層12ａ）内に入り込ませる途中で、第３の樹脂材料が硬化を開始する可能性がある。この場合には、第２層12ａについて所望の弾性率が得ることが難しくなり、積層不良（上下のセラミックグリーンシート21間の密着不良等）が発生する可能性がある。
【００５１】
上記、金属ペースト13を印刷したセラミックグリーンシート21の積層および加圧を、製作しようとするセラミック多層基板10における絶縁層１の層数に応じて行なって、図３（ｂ）に示すように所定の層数の積層体を作製した後、この積層体22を焼成すれば、例えば図１に示すようなセラミック多層基板10を製作することができる。
【００５２】
なお、図３（ｂ）に示す積層体22において、最下層は第１層11ａのみを積層している。最下層の下側には金属ペースト13が存在しないため、第２層12ａが積層体積層されている必要はない。
【００５３】
また、積層体22の最上層には、枠状に成形したセラミックグリーンシート21を積層している。枠状のセラミックグリーンシート21を積層体22の最上層に積層することによって積層体22の上面に凹部を形成することができる。これにより、焼成後の絶縁基板２の上面に電子部品収納用等の凹部（いわゆるキャビティ）を設けることができる。
【００５４】
このような製造方法によれば、上下のセラミックグリーンシート11同士の密着性が良好であることから、焼成後において絶縁層１同士の密着性に優れたセラミック多層基板を製作することができる。また、この製造方法によれば、製作したセラミック多層基板において、絶縁層１の一部が絶縁層１の層間から積層体22の外側面に突出するようなことも効果的に抑制することができる。
【００５５】
なお、上記の製造方法において、セラミックグリーンシート21の厚みは、絶縁層１の厚み、および焼成時の収縮率等を考慮して適宜設定すればよい。例えば電子部品搭載用の配線基板に用いられる、酸化アルミニウム質焼結体からなる絶縁層１を積層したセラミック多層基板を製作する場合であれば、セラミックグリーンシート21の厚みは約20〜300μｍ
に設定すればよい。
【００５６】
このセラミックグリーンシート21において、第２層12ａの厚みを所望の厚みに設定したとき、セラミックグリーンシート21全体の厚みと第２層12ａの厚みとの差を第１層11ａの厚みとして設定すればよい。第２層12ａの厚みは、金属ペースト13を内側に入り込ませることができる程度の厚みであることが好ましく、例えば約10〜40μｍ程度である。この場合には、第１層11ａの厚みは、約10〜260μｍ程度に設定すればよい。第２層12ａが第１
層11ａに比べて多くの樹脂成分比率となる場合は、熱分解性を考慮して積層での接着性を最低限保障できる厚みに設定することが望ましい。
【００５７】
第１層11ａおよび第２層12ａの厚みは、それぞれ第１のセラミックグリーンシート層11および第２のセラミックグリーンシート層12の厚みを調整することによって、所定の厚みに制御することができる。第１および第２のセラミックグリーンシート層11，12のそれぞれの厚みは、例えば前述したドクターブレード法による成形の際の成形厚みを調整することによって所定の厚みとすることができる。
【００５８】
なお、上記第１および第２の温度において、第１層11ａは、第１の温度および第２の温度において弾性率が100ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、セラミックグリ
ーンシート21の積層時の不要な変形をより効果的に抑制することができる。
【００５９】
上記の製造方法において、第２のセラミックグリーンシート層12に添加する第３の樹脂材料が、未硬化の第３の樹脂材料と硬化剤との２液硬化性の樹脂材料であることが好ましい。２液硬化性の樹脂材料としては、前述したようにウレタン反応によって架橋構造を可能な樹脂材料が挙げられる。具体的には、水酸基およびアミノ基の少なくとも一方を付加したアクリル樹脂と、イソシアネート樹脂とからなるものを用いることができる。この場合、アクリル樹脂の水酸基もしくはアミノ基がイソシアネート樹脂と架橋することでウレタン樹脂となり硬化が発現する。なお、アクリル樹脂が未硬化の第３の樹脂材料であり、イソシアネート樹脂が硬化剤であるとみなすことができる。
【００６０】
第３の樹脂材料を２液硬化反応性のものとした場合には、２液が混合しなければ硬化しにくいため、第３の樹脂材料の不要な硬化をより容易に抑制することができる。そのため、例えば保管等における第２のセラミックグリーンシート12または第２層12ａを有するセラミックグリーンシート21の変化（経時変化）をより確実に抑制することができる。
【００６１】
硬化剤の量が、第３の樹脂材料に対して多くなるほど第３の樹脂材料の硬化が進んで、第２層12ａの弾性率がより大きくなる。逆に、硬化剤の量が第３の樹脂材料に対して少なくなるほど、第２層12ａの硬化が抑えられて弾性率がより小さくなる。
【００６２】
また、硬化剤の量が多くなり過ぎると、焼成で熱分解できず残渣が残り磁器特性の劣化が誘発される可能性がある。硬化剤の量（例えばイソシアネート樹脂のアクリル樹脂量に対する割合）は、このような点や経済性等を考慮して、第３の樹脂材料に対して適宜決めればよい。
【００６３】
図４は、図２および図３に示す製造方法の一つの工程における変形例を示す断面図である。図４において図２および図３と同様の部位には同様の符号を付している。図４に示す例においては、硬化剤14を第２層12ａの下面に層状に付着させている。
【００６４】
このように硬化剤14を層状に付着させておけば、積層時には第２層12ａに硬化剤14が含まれていないので、第２層12ａの弾性率をより確実に小さく抑えておくことができる。また、続いて第２の温度に加熱することによって、層状の硬化剤14が第２層12ａの平面視におけるほぼ全面においてより均一に第２層12ａ内に拡散して、第２層12ａ中の第３の樹脂材料をより均一かつ効果的に硬化させることができる。そのため、積層後の加圧における第２層12ａの変形（圧縮）をより確実に防ぐことができる。
【００６５】
また、硬化剤14を層状に塗布するだけで、第２層12ａにおける硬化をより効果的に生じさせることができるため、生産性や経済性においても優れた、セラミック多層基板の製造方法を提供することができる。
【００６６】
硬化剤14を層状に付着させる方法は、例えば以下の通りである。すなわち、上記イソシアネート樹脂等の硬化剤14を酢酸ブチル等の溶解性のある溶剤もしくは可塑剤で希釈した溶液を作成し、スクリーン印刷等の方法で、第２層12ａの下面に塗布すればよい。
【００６７】
上記の製造方法においては、金属ペースト13にも、第３樹脂材料の硬化剤（図示せず）を含有させるようにしてもよい。この場合には、特に金属ペースト13の周囲の部分において第３の樹脂材料の硬化（架橋反応）をより効率よく推進させることができ、この部分における第２層12ａの弾性率をさらに高くすることができる。
【００６８】
そのため、特に第２層12ａの変形が生じやすい金属ペースト13の周囲、すなわち、絶縁層１の層間におけるメタライズ層３が介在している部分における第２層12ａの変形をより効果的に抑制することができる。
【００６９】
金属ペースト13に添加する硬化剤は、例えば前述した第２層12ａの下面に層状に付着させる硬化剤14と同様のものを用いることができる。
【００７０】
金属ペースト13に対する硬化剤の添加量は、必要とされる流動量を満足させるための条件を金属ペースト13の印刷厚みや面積、粘度、第１の温度における弾性率等の条件に応じて、適宜設定すればよい。
【実施例】
【００７１】
実施例の製造方法として、酸化アルミニウムを主成分とし、酸化ケイ素、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムを添加してなるセラミック粉末をバインダで結合して複数のセラミックグリーンシートを作製し、そのセラミックグリーンシートを積層した後に焼成してセラミック多層基板を製作した。
【００７２】
上記実施例において、第１の樹脂材料はメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル共重合、第２の樹脂材料はヘキサデカノール、第３の樹脂材料はメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル-アクリル酸ヒドロキシエチル共重合を用いた。第３の樹脂材料は２液硬化性と
して、硬化剤にはヘキサメチレンジイソシアネートを用いた。また、第１の温度は50℃、第２の温度は100℃とした。第１の温度における第２の樹脂材料の弾性率は約２ＭＰａで
あった。
【００７３】
実施例の製造方法において作製したセラミックグリーンシートは、１辺の長さが約200
ｍｍの正方形状であり、厚みが約120μｍであった。また、第１層の厚みは約20μｍであ
り、第２層の厚みは約100μｍであった。
【００７４】
このセラミックグリーンシートの上面に、線幅75μｍの折れ線状パターンで、厚みを約15μｍとして金属ペーストを印刷した後、セラミックグリーンシートを4層、上下に積層
して積層体を作製し、これを焼成してセラミック多層基板を作製した。金属ペーストは、タングステンの粉末を用いて作製した。
【００７５】
また、比較例として、第１の樹脂材料をバインダとして用いたセラミックグリーンシートを作製し、これ以外は上記実施例と同様にしてセラミック多層基板を作製した。
【００７６】
実施例の製造方法および比較例の製造方法のいずれにおいても、作製したセラミック多層基板の個数は100個であった。これらのセラミック多層基板において、絶縁層の層間の
密着性を焼成後磁器の断面観察にて、外側面への絶縁層の突出の有無等を積層体の表面の観察を実体顕微鏡にて行なった。
【００７７】
その結果、実施例の製造方法で作製したセラミック多層基板については、層間の密着性が低い部分、および絶縁層の突出のいずれも確認されなかった。
【００７８】
これに対して、比較例の製造方法で作製したセラミック多層基板については、100%の基板において密着不良が確認され、100％の基板の層間において絶縁層の一部が絶縁基板の
外側面に突出していることが確認された。
【００７９】
以上により、本発明の実施例の製造方法における、セラミックグリーンシート（絶縁層）同士の密着性を高める効果、およびセラミックグリーンシート（絶縁層）の一部の積層体（絶縁基板）外側面への突出を抑制する効果を確認することができた。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・・絶縁層
１ａ・・・ベース層
１ｂ・・・接着層
２・・・・絶縁基板
３・・・・メタライズ層
11・・・・第１のセラミックグリーンシート層
11ａ・・・第１層
12・・・・第２のセラミックグリーンシート層
12ａ・・・第２層
13・・・・金属ペースト
14・・・・硬化剤
21・・・・２層セラミックグリーンシート（セラミックグリーンシート）
21Ａ・・・一つのセラミックグリーンシート
21Ｂ・・・他のセラミックグリーンシート
22・・・・積層体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品搭載用の配線基板やチップ状の電子部品等において用いられるセラミック多層基板を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板や、セラミック積層型のチップインダクタ等のチップ状の電子部品を形成する基板として、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック焼結体からなる複数の絶縁層が積層されてなるセラミック多層基板が多用されている。セラミック多層基板は、酸化アルミニウム等のセラミック粉末が有機バインダで結合されてなる複数のセラミックグリーンシートが積層され、焼成されることによって製作されている。
【０００３】
セラミック多層基板を形成する絶縁層の主面および側面等の表面には、配線導体や容量電極等の導体パターンが設けられている。導体パターンは、タングステン等の金属材料のペーストがセラミックグリーンシートの表面に塗布され、セラミックグリーンシートと同時焼成されて形成されている。
【０００４】
すなわち、従来のセラミック多層基板の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートを作製する工程と、これらのセラミックグリーンシートの表面に金属ペーストを所定のパターンに塗布する工程と、これらのセラミックグリーンシートを積層して一体焼成する工程とを含んでいる。上記積層の工程においては、上下のセラミックグリーンシート間の密着性を高めるために積層方向に圧力が加えられる。すなわち、加圧工程も含まれる。
【０００５】
この場合、上下のセラミックグリーンシートの間に、ある程度の厚みを有する金属ペーストの層が介在するため、金属ペーストが塗布された部分において上下のセラミックグリーンシートの間で密着性が低くなる可能性がある。これに対して、セラミックグリーンシートにワックスを含んだ低弾性層を設けて、この低弾性層の変形により上記金属ペーストの厚みを吸収して上下のセラミックグリーンシート間の密着性を向上させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭61−229551号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記ワックスを含んだ低弾性層を設ける従来技術の製造方法においては、複数のセラミックグリーンシートを積層するときに、繰り返し加圧が行なわれるため、この加圧によって低弾性層が平面方向（セラミックグリーンシートの主面に平行な方向）に変形しやすい、すなわち流動しやすいという問題点があった。このような変形が生じると、積層体の外側面に低弾性層の一部、つまり焼成後における絶縁層の一部が押し出される（突出する）場合がある。このような場合には、例えば突出に伴う圧力によって、外側面に形成される導体パターンに断線等の不具合を生じる可能性ある。また、セラミック多層基板としての寸法や外観上の不良を生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、上下の絶縁層間の密着性が高く、かつ絶縁層の層間から外側面への絶縁層の一部の突出等の不
具合を抑制することが可能な、セラミック多層基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの態様のセラミック多層基板の製造方法は、第１の樹脂材料を含む第１のセラミックグリーンシート層を作製する工程と、
該第１のセラミックグリーンシート層の下面に、第１の温度において前記第１の樹脂材料よりも弾性率が小さい第２の樹脂材料と、前記第１の温度よりも高い第２の温度において硬化する第３の樹脂材料とを含む第２のセラミックグリーンシート層を付着させて、前記第１の樹脂材料を含む第１層と前記第２の樹脂材料および前記第３の樹脂材料を含む第２層とからなる２層構造の２層セラミックグリーンシートを複数作製する工程と、
一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に金属ペーストを印刷する工程と、
前記第１の温度において、一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に他の前記２層セラミックグリーンシートを積層して、一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に印刷した前記金属ペーストを、他の前記２層セラミックグリーンシートの前記第２層内に入り込ませる工程と、
一つの前記２層セラミックグリーンシートと他の前記２層セラミックグリーンシートとの積層体を前記第２の温度で加熱して前記第３の樹脂材料を硬化させる工程と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様のセラミック多層基板の製造方法によれば、上記各工程を含み、２層セラミックグリーンシートを形成する第２層に上記第１樹脂と第２樹脂とを含有させたことから、上下の絶縁層間の密着性が高く、かつ絶縁層の層間から外側面への絶縁層の一部のはみ出し等の不具合を抑制することが可能な、セラミック多層基板の製造方法を提供することができる。
【００１１】
すなわち、２層セラミックグリーンシートが、弾性率が比較的小さい第２層を有していることから、上記第１の温度、言い換えればより低い温度において、金属ペーストが塗布された複数の２層セラミックグリーンシートを積層する時に、下側の２層セラミックグリーンシートの上面に印刷された金属ペーストの厚みおよび形状等に応じて上側の２層セラミックグリーンシートの第２層が変形する。そのため、上下の２層セラミックグリーンシート間の密着性を高めることが容易であり、絶縁層間の密着性が高いセラミック多層基板を製作することができる。
【００１２】
また、第２層が、上記第２の温度、言い換えればより高い温度において硬化する第２樹脂を含有していることから、上下の２層セラミックグリーンシートを積層した後に第２樹脂を硬化させて第２層の弾性率を、上記積層時よりも高くすることができる。そのため、積層が繰り返されたとしても第２層の変形は効果的に抑制され、焼成後に、絶縁層の一部がセラミック多層基板の外側面に突出するようなことも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一つの態様の製造方法で製作したセラミック多層基板を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明の一つの態様のセラミック多層基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の一つの態様のセラミック多層基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】図２および図３に示す製造方法の一つの工程における変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態におけるセラミック多層配線基板の製造方法にについて、添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一つの態様の製造方法で製作したセラミック多層基板の例を示す断面図である。ベース層１ａの下面に接着層１ｂが設けられて絶縁層１が形成され、複数の絶縁層１が積層されて絶縁基板２が形成されている。また、絶縁層１の層間にメタライズ層３が介在してセラミック多層基板10が形成されている。メタライズ層３は、上側に積層された絶縁層１の接着層１ｂ内に入り込んでいる。そのため、メタライズ層３に妨げられることなく上下の絶縁層１同士が良好に密着し合っている。セラミック多層基板10は、例えば容量素子や圧電素子等の電子部品（図示せず）または半導体集積回路素子等の半導体素子（図示せず）を搭載するための配線基板や、セラミック積層型のチップインダクタ等のチップ状の電子部品（図示せず）を形成する基板として用いられる。
【００１６】
絶縁層１（ベース層１ａおよび接着層１ｂ）は、例えば酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体等のセラミック焼結体によって形成されている。メタライズ層３は、例えばタングステンや銅，銀等の金属材料によって形成されている。絶縁層１とメタライズ層３とは、同時焼成によって一体化されている。絶縁層１には、絶縁層１を厚み方向に貫通する貫通導体（図示せず）が形成されていてもよい。貫通導体は、例えば上下のメタライズ層３同士を電気的に接続するために形成される。
【００１７】
ベース層１ａは、絶縁層１の機械的な強度等を確保する主要な構成材であり、接着層１ｂは上下の絶縁層１間の密着性を高めるための補助的な構成材である。接着層１ｂ内にメタライズ層３が入り込んでいるため、上下の絶縁層１間の密着性が高められている。
【００１８】
このようなセラミック多層基板は、まず、絶縁層１となる複数のセラミックグリーンシートを作製し、次に、それぞれのセラミックグリーンシートの上面にメタライズ層３となる金属ペーストを印刷し、次に、金属ペーストを印刷した複数のセラミックグリーンシートを積層して積層体とした後、この積層体を焼成することによって製作することができる。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態におけるセラミック多層基板を製造する方法を工程順に示す断面図である。
【００２０】
まず、図２（ａ）に示すように、第１の樹脂材料を含む第１のセラミックグリーンシート層11を作製する。第１のセラミックグリーンシート層11は、例えば酸化アルミニウム等の絶縁層１を形成するセラミック粉末を有機バインダで結合させてシート状に成形することによって作製する。第１の樹脂材料は、例えばセラミック粉末を結合させる有機バインダである。
【００２１】
この、第１の樹脂材料としては、従来からセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能である。例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系およびセルロース系等の重合体が挙げられる。重合体は、単独重合体および共重合体のいずれでも構わない。
【００２２】
第１の樹脂材料は、後述する焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系バインダがより好ましい。
【００２３】
セラミック粉末としては、前述した絶縁層１を形成するセラミック材料の粉末およびガラス材料の粉末等を用いることができる。例えば、絶縁層１が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素および酸化カルシウム等の粉末をトルエン等の有機溶剤およびアクリルポリマー等のバインダ（第１の樹脂材料）と混練して作製したスラリーをドクターブレード法等によってシート状に成形することによって、第１のセラミックグリーンシート層11を作製することができる。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート層11の下面に、第１の温度において第１の樹脂材料よりも弾性率が低い第２の樹脂材料と、第１の温度よりも高い第２の温度において硬化する第３の樹脂材料とを含む第２のセラミックグリーンシート層12を付着させる。これにより、図２（ｃ）に示すように、第１の樹脂材料を含む第１層11ａと第２の樹脂材料および第３の樹脂材料を含む第２層12ａとからなる２層構造の２層セラミックグリーンシート21を作製する。２層セラミックグリーンシート（以下、セラミックグリーンシートという）21は、後の工程で焼成されて、セラミック多層基板10の絶縁層１となるものである。また、セラミックグリーンシート21の第１層11ａが上記絶縁層１のベース層１ａとなるものであり、第２層12ａが上記絶縁層１の接着層１ｂとなるものである。セラミックグリーンシート21は、複数の絶縁層１に対応するように複数枚作製する。
【００２５】
第２のセラミックグリーンシート層12を作製するセラミック等の粉末は、上記第１のセラミックグリーンシート層11を作製する際に用いたものと同様のもの（酸化アルミニウムや酸化ケイ素等）を用いることができる。このような粉末を上記と同様の方法でシート状に成形することによって、第２のセラミックグリーンシート層12を作製することができる。
【００２６】
第２のセラミックグリーンシート層12を作製する際には、第２の樹脂材料および第３の樹脂材料の少なくとも一方をバインダとして用いてもよく、第２の樹脂材料および第３の樹脂材料以外の他の樹脂材料を、別途バインダとして用いるようにしてもよい。他の樹脂材料は、例えば第１の樹脂材料と同様のアクリル樹脂等を用いることができる。
【００２７】
第１のセラミックグリーンシート層11と第２のセラミックグリーンシート層12との付着は、例えば、まず第１のセラミックグリーンシート層11となる領域を複数含む帯状のグリーンシート（図示せず）を成形し、その上に、第２のセラミックグリーンシート層12となる領域を複数含む帯状のグリーンシート（図示せず）を成形することによって行なうことができる。その後、この２層構造の帯状のシートを所定の寸法に切断することによって、上記２層構造のセラミックグリーンシート21を複数作製することができる。
【００２８】
第１の温度は、例えば、後の工程においてセラミックグリーンシート21を上下に積層するときの温度であり、約40〜70℃程度である。第１の温度は、いわゆる常温（25℃）よりも高い温度に設定することが望ましく、また、夏季における気温（例えば約35℃）よりも高いことがより望ましい。これは、例えば作製したセラミックグリーンシート21の保管性、または後述する金属ペーストの印刷等における取扱いやすさや作業性を高くするためである。また、第２の温度は、後の工程において上下に積層した複数のセラミックグリーンシート21の積層体を加熱する温度であり、約80〜120℃程度である。
【００２９】
第２のセラミックグリーンシート層12に含ませる第２の樹脂材料は、第１の温度で流動性を有するワックス等の樹脂材料である。この第２の樹脂材料は、上記積層時の温度において、セラミックグリーンシート21の第２層12ａにおける弾性率を小さく抑えるための成分である。
【００３０】
第２の樹脂材料としては、上記のようにワックスを用いることができ、例えば、炭化水素，脂肪酸，エステル，脂肪族アルコールおよび多価アルコール等が挙げられる。第２の樹脂材料は、後述する焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、二重結合を含まない脂肪族アルコールおよび多価アルコールがより好ましい。
【００３１】
第２のセラミックグリーンシート層12に含ませる第３の樹脂材料は、第１の温度よりも高い第２の温度で硬化する樹脂材料である。この第２の樹脂材料は、上記積層後にセラミックグリーンシート21の第２層12ａにおける弾性率を大きくするための成分である。すなわち、セラミックグリーンシート21の第２層12ａは、第１の温度に加熱されて積層されるときには弾性率が小さく柔軟であり、かつ、その後さらに第２の温度に加熱されることによって硬化し、弾性率が大きくなって変形しにくくなる。このような特性を有する第２層12ａの構成および効果については、後に詳しく説明する。
【００３２】
第３の樹脂材料としては、上記第２の樹脂材料が流動性を示す（示し始める）第１の温度では硬化せず、これよりも高い第２の温度で硬化する、熱硬化性の樹脂材料を用いることができる。具体的には、架橋構造（いわゆる３次元網目構造）を形成する樹脂が適用可能であり、水酸基またはアミノ基含有アクリル樹脂，イソシアネート樹脂，フェノール樹脂，尿素樹脂，メラミン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂およびケイ素樹脂またはこれらの樹脂の混合物等を用いることができる。
【００３３】
セラミックグリーンシート21の経時安定性の向上させるため、この第３の樹脂材料を２液硬化反応性のものにすることにより、硬化剤（図２および図３においては図示せず）を付着させなければ硬化反応が始まらないようにすることもできる。具体的には水酸基やアミノ基を付加したアクリル樹脂に、イソシアネート樹脂が反応（ウレタン反応）して架橋構造を生成する、ウレタン結合による架橋構造を形成することが可能な樹脂材料を用いることができる。
【００３４】
次に、図２（ｄ）に示すように、複数のセラミックグリーンシート21のうちの一つ（21Ａ）について、その上面に金属ペースト13を印刷する。
【００３５】
金属ペースト13は、後の工程で焼成されてメタライズ層３となるものである。金属ペースト13は、上記のようにメタライズ層３を形成するタングステンやモリブデン，銅等の金属材料の粉末を、有機溶剤およびバインダ等の添加剤とともに混練することによって作製する。
【００３６】
金属ペースト13のセラミックグリーンシート表面への印刷は、例えばスクリーン印刷法によって行なう。金属ペースト13の印刷厚みは、例えば５〜30μｍ程度である。また、金属ペースト13の粘度は、印刷するパターンの線幅や印刷厚み等の印刷条件、および作業性や経済性等に応じて適宜設定すればよい。
【００３７】
次に、図３（ａ）に示すように、上記第１の温度（例えば約50℃）において、一つのセラミックグリーンシート21（21Ａ）の上面に他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）を積層する。積層に際しては、一つの前記セラミックグリーンシート21（21Ａ）の上面に印刷した金属ペースト13を、他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）の第２層12ａ内に入り込ませる。
【００３８】
言い換えれば、２層のセラミックグリーンシート21を上下に積層する際に、下側のセラミックグリーンシート21の上面に印刷した金属ペースト13の厚みを、上側のセラミックグリーンシート21の下面側の第２層12ａの変形によって吸収する。すなわち、金属ペースト
13の厚みおよび形状に応じて、弾性率が比較的低い第２層12ａが変形する。
【００３９】
これにより、金属ペースト13に妨げられることを抑制して、上下のセラミックグリーンシート21同士の間の密着性を高めることができる。このような効果を得るためには、第１の温度における第２層12ａの周波数１Ｈｚ以下での動的粘弾性測定における複素弾性率が10ＭＰａ以下であることが望ましい。
【００４０】
なお、例えば図３（ａ）に示すように、上側に積層する他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）の上面にも、金属ペースト13を印刷しておいても構わない。
【００４１】
二つのセラミックグリーンシート21を上下に積層させる際には、セラミックグリーンシート間の密着性を高めるために、上下方向（積層方向）に加圧を行なう。この加圧によって、一つのセラミックグリーンシート21（21Ａ）の上面に印刷した金属ペースト13を、その上に積層する他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）の第２層12ａ内に入り込ませる、つまり押し込むことができる。
【００４２】
前述したように、第２層12ａに、第１の温度において第１の樹脂材料よりも弾性率が小さい第２の樹脂材料を添加しているため、第１の温度における第２層12ａの弾性率を、第１層11ａの弾性率よりも低くすることが可能となっている。
【００４３】
第２の樹脂材料の弾性率が第１の温度において低いのは、例えば第２の樹脂材料が第１の温度に融点を持つことで、第２の樹脂材料が第１の温度への加熱によって流動することにより実現される。
【００４４】
次に、一つのセラミックグリーンシート21（21Ａ）と他のセラミックグリーンシート21（21Ｂ）との積層体22を第２の温度で加熱して第３の樹脂材料を硬化させる。
【００４５】
このように、第２層12ａに、第２の温度において硬化する第３の樹脂材料を添加しているため、第２の温度において第３の樹脂材料を硬化させることによって、この硬化前よりも第２層12ａの弾性率を高くすることが可能となっている。
【００４６】
第３の樹脂材料が硬化することによって、第２層12ａの弾性率が上記のように（100〜1000ＭＰａ程度に）大きくなって、第２層12ａの外力による変形が抑制される。
【００４７】
このように第２層12ａの変形を抑制しておくことによって、例えば、上記セラミックグリーンシート21の積層および加圧を繰り返して、二つのセラミックグリーンシート21（21Ａ，21Ｂ）以上の層数でセラミックグリーンシートの積層体を作製するときの、加圧による第２層12ａの変形を効果的に抑制することができる。
【００４８】
すなわち、第２層12ａは、上下のセラミックグリーンシートを積層するときには柔軟にすることが容易であり、その積層が終わった後には変形しにくいものとすることできるという特性を有する。そのため、上下のセラミックグリーンシート21（21Ａ，21Ｂ）同士の密着性を良好に確保しながら、セラミックグリーンシート21（特に第２層12ａ）の一部が積層体の外側にはみ出るようなことも抑制することができる。
【００４９】
第３の樹脂材料の硬化を生じさせる温度は、第２の樹脂材料が溶融等によって低弾性を示す温度である第１の温度よりも、20℃以上高い温度で硬化するものであることが望ましい。つまり、第２の温度は、第１の温度よりも20℃以上高いことが望ましい。
【００５０】
第１の温度と第２の温度との差が例えば20℃未満と小さい場合には、第２の樹脂材料を
溶融させることにより第２層12ａの弾性率を低下させて、金属ペースト13を他の前記セラミックグリーンシート21Ｂ（第２層12ａ）内に入り込ませる途中で、第３の樹脂材料が硬化を開始する可能性がある。この場合には、第２層12ａについて所望の弾性率が得ることが難しくなり、積層不良（上下のセラミックグリーンシート21間の密着不良等）が発生する可能性がある。
【００５１】
上記、金属ペースト13を印刷したセラミックグリーンシート21の積層および加圧を、製作しようとするセラミック多層基板10における絶縁層１の層数に応じて行なって、図３（ｂ）に示すように所定の層数の積層体を作製した後、この積層体22を焼成すれば、例えば図１に示すようなセラミック多層基板10を製作することができる。
【００５２】
なお、図３（ｂ）に示す積層体22において、最下層は第１層11ａのみを積層している。最下層の下側には金属ペースト13が存在しないため、第２層12ａが積層体積層されている必要はない。
【００５３】
また、積層体22の最上層には、枠状に成形したセラミックグリーンシート21を積層している。枠状のセラミックグリーンシート21を積層体22の最上層に積層することによって積層体22の上面に凹部を形成することができる。これにより、焼成後の絶縁基板２の上面に電子部品収納用等の凹部（いわゆるキャビティ）を設けることができる。
【００５４】
このような製造方法によれば、上下のセラミックグリーンシート11同士の密着性が良好であることから、焼成後において絶縁層１同士の密着性に優れたセラミック多層基板を製作することができる。また、この製造方法によれば、製作したセラミック多層基板において、絶縁層１の一部が絶縁層１の層間から積層体22の外側面に突出するようなことも効果的に抑制することができる。
【００５５】
なお、上記の製造方法において、セラミックグリーンシート21の厚みは、絶縁層１の厚み、および焼成時の収縮率等を考慮して適宜設定すればよい。例えば電子部品搭載用の配線基板に用いられる、酸化アルミニウム質焼結体からなる絶縁層１を積層したセラミック多層基板を製作する場合であれば、セラミックグリーンシート21の厚みは約20〜300μｍ
に設定すればよい。
【００５６】
このセラミックグリーンシート21において、第２層12ａの厚みを所望の厚みに設定したとき、セラミックグリーンシート21全体の厚みと第２層12ａの厚みとの差を第１層11ａの厚みとして設定すればよい。第２層12ａの厚みは、金属ペースト13を内側に入り込ませることができる程度の厚みであることが好ましく、例えば約10〜40μｍ程度である。この場合には、第１層11ａの厚みは、約10〜260μｍ程度に設定すればよい。第２層12ａが第１
層11ａに比べて多くの樹脂成分比率となる場合は、熱分解性を考慮して積層での接着性を最低限保障できる厚みに設定することが望ましい。
【００５７】
第１層11ａおよび第２層12ａの厚みは、それぞれ第１のセラミックグリーンシート層11および第２のセラミックグリーンシート層12の厚みを調整することによって、所定の厚みに制御することができる。第１および第２のセラミックグリーンシート層11，12のそれぞれの厚みは、例えば前述したドクターブレード法による成形の際の成形厚みを調整することによって所定の厚みとすることができる。
【００５８】
なお、上記第１および第２の温度において、第１層11ａは、第１の温度および第２の温度において弾性率が100ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、セラミックグリ
ーンシート21の積層時の不要な変形をより効果的に抑制することができる。
【００５９】
上記の製造方法において、第２のセラミックグリーンシート層12に添加する第３の樹脂材料が、未硬化の第３の樹脂材料と硬化剤との２液硬化性の樹脂材料であることが好ましい。２液硬化性の樹脂材料としては、前述したようにウレタン反応によって架橋構造を可能な樹脂材料が挙げられる。具体的には、水酸基およびアミノ基の少なくとも一方を付加したアクリル樹脂と、イソシアネート樹脂とからなるものを用いることができる。この場合、アクリル樹脂の水酸基もしくはアミノ基がイソシアネート樹脂と架橋することでウレタン樹脂となり硬化が発現する。なお、アクリル樹脂が未硬化の第３の樹脂材料であり、イソシアネート樹脂が硬化剤であるとみなすことができる。
【００６０】
第３の樹脂材料を２液硬化反応性のものとした場合には、２液が混合しなければ硬化しにくいため、第３の樹脂材料の不要な硬化をより容易に抑制することができる。そのため、例えば保管等における第２のセラミックグリーンシート12または第２層12ａを有するセラミックグリーンシート21の変化（経時変化）をより確実に抑制することができる。
【００６１】
硬化剤の量が、第３の樹脂材料に対して多くなるほど第３の樹脂材料の硬化が進んで、第２層12ａの弾性率がより大きくなる。逆に、硬化剤の量が第３の樹脂材料に対して少なくなるほど、第２層12ａの硬化が抑えられて弾性率がより小さくなる。
【００６２】
また、硬化剤の量が多くなり過ぎると、焼成で熱分解できず残渣が残り磁器特性の劣化が誘発される可能性がある。硬化剤の量（例えばイソシアネート樹脂のアクリル樹脂量に対する割合）は、このような点や経済性等を考慮して、第３の樹脂材料に対して適宜決めればよい。
【００６３】
図４は、図２および図３に示す製造方法の一つの工程における変形例を示す断面図である。図４において図２および図３と同様の部位には同様の符号を付している。図４に示す例においては、硬化剤14を第２層12ａの下面に層状に付着させている。
【００６４】
このように硬化剤14を層状に付着させておけば、積層時には第２層12ａに硬化剤14が含まれていないので、第２層12ａの弾性率をより確実に小さく抑えておくことができる。また、続いて第２の温度に加熱することによって、層状の硬化剤14が第２層12ａの平面視におけるほぼ全面においてより均一に第２層12ａ内に拡散して、第２層12ａ中の第３の樹脂材料をより均一かつ効果的に硬化させることができる。そのため、積層後の加圧における第２層12ａの変形（圧縮）をより確実に防ぐことができる。
【００６５】
また、硬化剤14を層状に塗布するだけで、第２層12ａにおける硬化をより効果的に生じさせることができるため、生産性や経済性においても優れた、セラミック多層基板の製造方法を提供することができる。
【００６６】
硬化剤14を層状に付着させる方法は、例えば以下の通りである。すなわち、上記イソシアネート樹脂等の硬化剤14を酢酸ブチル等の溶解性のある溶剤もしくは可塑剤で希釈した溶液を作成し、スクリーン印刷等の方法で、第２層12ａの下面に塗布すればよい。
【００６７】
上記の製造方法においては、金属ペースト13にも、第３樹脂材料の硬化剤（図示せず）を含有させるようにしてもよい。この場合には、特に金属ペースト13の周囲の部分において第３の樹脂材料の硬化（架橋反応）をより効率よく推進させることができ、この部分における第２層12ａの弾性率をさらに高くすることができる。
【００６８】
そのため、特に第２層12ａの変形が生じやすい金属ペースト13の周囲、すなわち、絶縁層１の層間におけるメタライズ層３が介在している部分における第２層12ａの変形をより効果的に抑制することができる。
【００６９】
金属ペースト13に添加する硬化剤は、例えば前述した第２層12ａの下面に層状に付着させる硬化剤14と同様のものを用いることができる。
【００７０】
金属ペースト13に対する硬化剤の添加量は、必要とされる流動量を満足させるための条件を金属ペースト13の印刷厚みや面積、粘度、第１の温度における弾性率等の条件に応じて、適宜設定すればよい。
【実施例】
【００７１】
実施例の製造方法として、酸化アルミニウムを主成分とし、酸化ケイ素、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムを添加してなるセラミック粉末をバインダで結合して複数のセラミックグリーンシートを作製し、そのセラミックグリーンシートを積層した後に焼成してセラミック多層基板を製作した。
【００７２】
上記実施例において、第１の樹脂材料はメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル共重合、第２の樹脂材料はヘキサデカノール、第３の樹脂材料はメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル-アクリル酸ヒドロキシエチル共重合を用いた。第３の樹脂材料は２液硬化性と
して、硬化剤にはヘキサメチレンジイソシアネートを用いた。また、第１の温度は50℃、第２の温度は100℃とした。第１の温度における第２の樹脂材料の弾性率は約２ＭＰａで
あった。
【００７３】
実施例の製造方法において作製したセラミックグリーンシートは、１辺の長さが約200
ｍｍの正方形状であり、厚みが約120μｍであった。また、第１層の厚みは約20μｍであ
り、第２層の厚みは約100μｍであった。
【００７４】
このセラミックグリーンシートの上面に、線幅75μｍの折れ線状パターンで、厚みを約15μｍとして金属ペーストを印刷した後、セラミックグリーンシートを4層、上下に積層
して積層体を作製し、これを焼成してセラミック多層基板を作製した。金属ペーストは、タングステンの粉末を用いて作製した。
【００７５】
また、比較例として、第１の樹脂材料をバインダとして用いたセラミックグリーンシートを作製し、これ以外は上記実施例と同様にしてセラミック多層基板を作製した。
【００７６】
実施例の製造方法および比較例の製造方法のいずれにおいても、作製したセラミック多層基板の個数は100個であった。これらのセラミック多層基板において、絶縁層の層間の
密着性を焼成後磁器の断面観察にて、外側面への絶縁層の突出の有無等を積層体の表面の観察を実体顕微鏡にて行なった。
【００７７】
その結果、実施例の製造方法で作製したセラミック多層基板については、層間の密着性が低い部分、および絶縁層の突出のいずれも確認されなかった。
【００７８】
これに対して、比較例の製造方法で作製したセラミック多層基板については、100%の基板において密着不良が確認され、100％の基板の層間において絶縁層の一部が絶縁基板の
外側面に突出していることが確認された。
【００７９】
以上により、本発明の実施例の製造方法における、セラミックグリーンシート（絶縁層）同士の密着性を高める効果、およびセラミックグリーンシート（絶縁層）の一部の積層体（絶縁基板）外側面への突出を抑制する効果を確認することができた。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・・絶縁層
１ａ・・・ベース層
１ｂ・・・接着層
２・・・・絶縁基板
３・・・・メタライズ層
11・・・・第１のセラミックグリーンシート層
11ａ・・・第１層
12・・・・第２のセラミックグリーンシート層
12ａ・・・第２層
13・・・・金属ペースト
14・・・・硬化剤
21・・・・２層セラミックグリーンシート（セラミックグリーンシート）
21Ａ・・・一つのセラミックグリーンシート
21Ｂ・・・他のセラミックグリーンシート
22・・・・積層体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂材料を含む第１のセラミックグリーンシート層を作製する工程と、
該第１のセラミックグリーンシート層の下面に、第１の温度において前記第１の樹脂材料よりも弾性率が小さい第２の樹脂材料と、前記第１の温度よりも高い第２の温度において硬化する第３の樹脂材料とを含む第２のセラミックグリーンシート層を付着させて、前記第１の樹脂材料を含む第１層と前記第２の樹脂材料および前記第３の樹脂材料を含む第２層とからなる２層構造の２層セラミックグリーンシートを複数作製する工程と、
一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に金属ペーストを印刷する工程と、
前記第１の温度において、一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に他の前記２層セラミックグリーンシートを積層して、一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に印刷した前記金属ペーストを、他の前記２層セラミックグリーンシートの前記第２層内に入り込ませる工程と、
一つの前記２層セラミックグリーンシートと他の前記２層セラミックグリーンシートとの積層体を前記第２の温度で加熱して前記第３の樹脂材料を硬化させる工程と
を備え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３の樹脂材料が、未硬化の前記第３樹脂材料と硬化剤との２液硬化性の樹脂材料であり、前記硬化剤を、前記２層セラミックグリーンシートの前記第２層の下面に層状に付着させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項３】
前記第３の樹脂材料を硬化させる前に、前記金属ペーストに前記硬化剤を含有させることを特徴とする請求項２記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項１】
第１の樹脂材料を含む第１のセラミックグリーンシート層を作製する工程と、
該第１のセラミックグリーンシート層の下面に、第１の温度において前記第１の樹脂材料よりも弾性率が小さい第２の樹脂材料と、前記第１の温度よりも高い第２の温度において硬化する第３の樹脂材料とを含む第２のセラミックグリーンシート層を付着させて、前記第１の樹脂材料を含む第１層と前記第２の樹脂材料および前記第３の樹脂材料を含む第２層とからなる２層構造の２層セラミックグリーンシートを複数作製する工程と、
一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に金属ペーストを印刷する工程と、
前記第１の温度において、一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に他の前記２層セラミックグリーンシートを積層して、一つの前記２層セラミックグリーンシートの上面に印刷した前記金属ペーストを、他の前記２層セラミックグリーンシートの前記第２層内に入り込ませる工程と、
一つの前記２層セラミックグリーンシートと他の前記２層セラミックグリーンシートとの積層体を前記第２の温度で加熱して前記第３の樹脂材料を硬化させる工程と
を備え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３の樹脂材料が、未硬化の前記第３樹脂材料と硬化剤との２液硬化性の樹脂材料であり、前記硬化剤を、前記２層セラミックグリーンシートの前記第２層の下面に層状に付着させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のセラミック多層基板の製造方法。
【請求項３】
前記第３の樹脂材料を硬化させる前に、前記金属ペーストに前記硬化剤を含有させることを特徴とする請求項２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２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１１５１８４（Ｐ２０１３−１１５１８４Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９０９５（Ｐ２０１１−２５９０９５）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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