JP2001308526A - Method for manufacturing multilayered ceramic substrate and multilayered assembled substrate - Google Patents
Method for manufacturing multilayered ceramic substrate and multilayered assembled substrateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、多層セラミック
基板の製造方法、およびこの製造方法によって有利に製
造されることができる、複数の多層セラミック部品を取
り出すための多層集合基板に関するもので、特に、多層
セラミック基板を得るための焼成工程において生じ得る
歪みを抑制するための改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, and a multilayer assembly substrate for extracting a plurality of multilayer ceramic components, which can be advantageously manufactured by the method. The present invention relates to an improvement for suppressing a distortion that may occur in a firing step for obtaining a multilayer ceramic substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】多層セラミック基板は、これを製造する
ため、必ず焼成工程を経なければならない。しかしなが
ら、焼成工程を経て得られた多層セラミック基板におい
て、歪みや反りが生じることがある。特に、多層セラミ
ック基板が、その製造の能率を向上させるため、多層集
合基板の状態で用意され、この多層集合基板を分割する
ことによって、複数の多層セラミック基板を取り出すよ
うにされる場合、このような多層集合基板が大型化され
るため、上述した歪みや反りがより顕著に生じやすい。2. Description of the Related Art A multilayer ceramic substrate must undergo a firing step in order to manufacture the same. However, in the multilayer ceramic substrate obtained through the firing step, distortion or warpage may occur. In particular, when the multilayer ceramic substrate is prepared in the form of a multilayer aggregate substrate in order to improve the manufacturing efficiency thereof, and when the multilayer aggregate substrate is divided to take out a plurality of multilayer ceramic substrates, this is the case. Since the size of the multi-layer aggregate substrate is increased, the above-described distortion and warpage are more likely to occur.
【０００３】これら歪みや反りの原因としては、焼成さ
れるべき生の積層体に備える生のセラミック層を与える
セラミックグリーンシートの異方性、焼成炉内の温度分
布の不均一などのほかに、生の積層体の内部または外表
面上に形成される導体膜のための導電性ペースト膜の存
在が挙げられる。The causes of these distortions and warpages include, in addition to the anisotropy of the ceramic green sheets that provide the green ceramic layers for the green laminate to be fired and the non-uniform temperature distribution in the firing furnace, The presence of a conductive paste film for a conductive film formed on the inner or outer surface of the green laminate.
【０００４】上述の導電性ペースト膜の存在のためにも
たらされる歪みや反りの原因の１つとして、生のセラミ
ック層と導電性ペースト膜との間での焼成時の収縮挙動
の差が挙げられる。One of the causes of distortion and warpage caused by the presence of the conductive paste film is a difference in shrinkage behavior during firing between the raw ceramic layer and the conductive paste film. .
【０００５】一般に、導電性ペースト膜は、生のセラミ
ック層よりも、低温で収縮を開始するが、この収縮を開
始した時点から、導電性ペースト膜が生のセラミック層
に接触する部分を介して、生のセラミック層に対して収
縮方向の応力を加える。つまり、導電性ペースト膜が収
縮する際に、生のセラミック層を引っ張る力が生じる。
この引っ張り力は、導電性ペースト膜が形成されている
部分において、より強く働き、そのため、生のセラミッ
ク層内に不均一な応力分布が生じ、このことが、得られ
た多層セラミック基板に歪みや反りが発生する原因とな
る。[0005] In general, the conductive paste film starts shrinking at a lower temperature than the raw ceramic layer, but from the time when the shrinkage starts, the conductive paste film contacts the raw ceramic layer via a portion in contact with the raw ceramic layer. , A stress in the direction of contraction is applied to the green ceramic layer. That is, when the conductive paste film contracts, a force is generated that pulls the raw ceramic layer.
This tensile force acts more strongly in the portion where the conductive paste film is formed, and therefore, a non-uniform stress distribution occurs in the raw ceramic layer, which causes distortion and distortion in the obtained multilayer ceramic substrate. This may cause warpage.
【０００６】上述のような歪みや反りの対策として、た
とえば、特開昭５７−４３５００号公報に記載されたよ
うな方法が提案されている。この方法は、多層セラミッ
ク基板の製造において積層する複数枚のグリーンシート
のうち、少なくとも１枚のグリーンシート上の周辺部
に、当該グリーンシートの面積に対して５０％以内の面
積となる新たな導体層を一定幅に形成し、このグリーン
シートを含む複数枚のグリーンシートを熱圧着した後、
焼成することによって、多層セラミック基板を製造しよ
うとするものである。As a countermeasure against the above-described distortion and warpage, for example, a method as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-43500 has been proposed. According to this method, a new conductor having an area within 50% of the area of the green sheet is provided on a peripheral portion of at least one green sheet among a plurality of green sheets to be laminated in the production of the multilayer ceramic substrate. After forming a layer to a constant width and thermocompression bonding a plurality of green sheets including this green sheet,
It is intended to produce a multilayer ceramic substrate by firing.
【０００７】このような従来の方法は、新たな導体層の
ための導電性ペースト膜をグリーンシートの周辺部に形
成することによって、この周辺部における導電性ペース
ト膜の面積とグリーンシート素地面積との比率を、本来
の導電性ペースト膜が形成されている領域における導電
性ペースト膜の面積とグリーンシート素地面積との比率
に近づけ、それによって、多層セラミック基板全体とし
ての焼成時の歪みや反りを緩和しようとするものであ
る。In such a conventional method, a conductive paste film for a new conductive layer is formed on a peripheral portion of a green sheet, so that the area of the conductive paste film in the peripheral portion, the green sheet base area, and the like are reduced. The ratio of the area of the conductive paste film in the region where the original conductive paste film is formed to the ratio of the green sheet substrate area, thereby reducing distortion and warpage during firing of the multilayer ceramic substrate as a whole. They are trying to ease.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公報における記載によれば、新たな導体層の形成にあ
たっては、電極ペースト形成部分とグリーンシート素地
部分との面積比率の単位面積あたりのばらつきが１０％
以内になるようにすることが好ましいとされている。そ
のためには、本来の導電性ペースト膜の印刷面積が変わ
ると、新たな導体層のための導電性ペースト膜の面積を
変える必要があり、多層セラミック基板の設計が煩雑に
なるという問題がある。However, according to the description in the above-mentioned publication, when forming a new conductor layer, the variation in the area ratio between the electrode paste forming portion and the green sheet base portion per unit area is 10%. %
It is said that it is preferable to be within. For that purpose, if the original printed area of the conductive paste film changes, it is necessary to change the area of the conductive paste film for a new conductive layer, and there is a problem that the design of the multilayer ceramic substrate becomes complicated.
【０００９】また、上述のように、面積比率のばらつき
を１０％以内にしても、導電性ペーストとグリーンシー
トとの間での焼成時の収縮挙動の差に起因する歪みその
ものが解消されるわけではなく、得られた多層セラミッ
ク基板全体に歪みが分散されるに過ぎない。Further, as described above, even if the variation in the area ratio is within 10%, the distortion itself caused by the difference in shrinkage behavior during firing between the conductive paste and the green sheet is eliminated. Rather, the strain is merely dispersed throughout the resulting multilayer ceramic substrate.
【００１０】そのため、得られた多層セラミック基板を
細かく区切った各領域では、無視できない程度の歪みが
生じていることがある。したがって、複数の多層セラミ
ック基板を取り出すようにされた多層集合基板の製造方
法において、上述のような対策が講じられたとしても、
分割された多層セラミック基板の各々における歪みは解
消されず、それゆえ、多層集合基板の製造方法において
は、この対策はほとんど意味をなさないことがある。[0010] Therefore, in each of the regions obtained by finely dividing the obtained multilayer ceramic substrate, non-negligible distortion may occur. Therefore, in the method of manufacturing a multi-layer aggregate substrate in which a plurality of multi-layer ceramic substrates are taken out, even if the above measures are taken,
The distortion in each of the divided multilayer ceramic substrates is not eliminated, and therefore, in a method of manufacturing a multilayer aggregate substrate, this measure may have little meaning.
【００１１】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な問題を解決し得る、多層セラミック基板の製造方法お
よび多層集合基板を提供しようとすることである。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate and a multilayer aggregate substrate which can solve the above-mentioned problems.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は、複数の生の
セラミック層が積層され、かつ生のセラミック層の特定
のものの主面に沿って導電性ペースト膜が形成された、
生の積層体を用意する工程と、この生の積層体を焼成す
る工程と、焼成後の積層体の周辺部を除去する工程とを
備える、多層セラミック基板の製造方法にまず向けられ
るものであって、上述した技術的課題を解決するため、
次のような構成を備えることを特徴としている。According to the present invention, a plurality of green ceramic layers are laminated, and a conductive paste film is formed along a main surface of a specific one of the green ceramic layers.
The first object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, comprising a step of preparing a green laminate, a step of firing the green laminate, and a step of removing a peripheral portion of the fired laminate. In order to solve the above technical issues,
It is characterized by having the following configuration.
【００１３】すなわち、生の積層体を用意する工程にお
いて、少なくとも１つの生のセラミック層の主面上であ
って、上述のように除去される部分に相当する生の積層
体の周辺部に、収縮抑制層が形成されるが、この収縮抑
制層に含まれる材料として、焼成工程における導電性ペ
ースト膜の収縮の度合いが最大となる幅２００℃の温度
領域において、導電性ペースト膜よりも収縮の度合いが
小さい材料を用いることを特徴としている。That is, in the step of preparing the green laminate, on the main surface of at least one green ceramic layer, and at the peripheral portion of the green laminate corresponding to the portion to be removed as described above, A shrinkage suppression layer is formed. As a material included in the shrinkage suppression layer, in the temperature region of a width of 200 ° C. where the degree of shrinkage of the conductive paste film in the firing step is maximum, shrinkage is smaller than that of the conductive paste film. It is characterized by using a material having a small degree.
【００１４】上述した収縮抑制層に含まれる材料として
は、焼成工程における導電性ペースト膜の収縮の度合い
が最大となる幅２００℃の温度領域において、１０％以
下の収縮しか生じない材料を用いることが好ましい。As the material contained in the above-mentioned shrinkage suppressing layer, a material which causes only shrinkage of 10% or less in a temperature range of 200 ° C. width where the degree of shrinkage of the conductive paste film in the firing step is maximum is used. Is preferred.
【００１５】また、収縮抑制層に含まれる材料は、典型
的には、焼成工程の昇温過程において、導電性ペースト
膜よりも先に収縮してしまう易焼結材料である場合と、
導電性ペースト膜よりも高い温度でしか収縮し得ない難
焼結材料である場合とがある。The material contained in the shrinkage suppression layer is typically an easily sinterable material that shrinks earlier than the conductive paste film in the heating process of the firing step;
In some cases, it is a hardly sinterable material that can shrink only at a higher temperature than the conductive paste film.
【００１６】収縮抑制層に含まれる材料が易焼結材料で
ある場合には、焼成工程において、導電性ペースト膜よ
り収縮開始温度が２００℃以上低い材料であることが好
ましい。When the material contained in the shrinkage suppressing layer is an easily sinterable material, it is preferable that the shrinkage start temperature of the conductive paste film in the firing step is lower by 200 ° C. or more than that of the conductive paste film.
【００１７】上述の場合、導電性ペースト膜および収縮
抑制層が、同じ金属からなる金属粉末を含むとき、たと
えば、収縮抑制層に含まれる金属粉末が、導電性ペース
ト膜に含まれる金属粉末より小さい粒径を有するように
することによって、収縮抑制層の収縮開始温度を導電性
ペースト膜の収縮開始温度より低くすることができる。In the above case, when the conductive paste film and the shrinkage suppression layer include metal powders of the same metal, for example, the metal powder contained in the shrinkage suppression layer is smaller than the metal powder contained in the conductive paste film. By having a particle size, the shrinkage start temperature of the shrinkage suppression layer can be lower than the shrinkage start temperature of the conductive paste film.
【００１８】上述の金属粉末としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎ
ｉ、Ａｇ、ＡｕおよびＰｄから選ばれた少なくとも１種
からなるものが有利に用いられる。The above-mentioned metal powder includes Cu, Al, N
Those composed of at least one selected from i, Ag, Au and Pd are advantageously used.
【００１９】他方、収縮抑制層に含まれる材料が難焼結
材料である場合、焼成工程において、導電性ペースト膜
より収縮開始温度が２００℃以上高い材料であることが
好ましい。On the other hand, when the material contained in the shrinkage suppression layer is a hardly sinterable material, it is preferable that the shrinkage start temperature of the conductive paste film in the firing step is higher by 200 ° C. or more than the conductive paste film.
【００２０】上述の場合、収縮抑制層に含まれる材料と
して、たとえば、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｉ
およびＺｒから選ばれた少なくとも１種を含むセラミッ
ク材料が有利に用いられる。In the above case, the material contained in the shrinkage suppressing layer is, for example, Ti, Ca, Mg, Al, Zn, Si
And a ceramic material containing at least one selected from Zr.
【００２１】また、この発明に係る多層セラミック基板
の製造方法において、収縮抑制層は、生の積層体の周辺
部に沿って連続的に延びるように枠状に形成されること
が好ましい。In the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to the present invention, it is preferable that the shrinkage suppressing layer is formed in a frame shape so as to extend continuously along the peripheral portion of the green laminate.
【００２２】また、この発明に係る多層セラミック基板
の製造方法は、多層集合基板から複数の多層セラミック
基板を取り出す工程を経て多層セラミック基板を製造す
る場合に、特に有利に適用されることができる。この場
合、前述した積層体は、多層集合基板に相当し、この積
層体の、周辺部を除いた中央部は、分割されることによ
って複数の多層セラミック基板を取り出すことができる
ものであり、この発明に係る多層セラミック基板の製造
方法は、焼成後の積層体の中央部を分割することによっ
て複数の多層セラミック基板を取り出す工程をさらに備
えることになる。The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to the present invention can be particularly advantageously applied to a case where a multilayer ceramic substrate is manufactured through a step of taking out a plurality of multilayer ceramic substrates from a multilayer aggregate substrate. In this case, the above-mentioned laminate corresponds to a multilayer aggregate substrate, and a central portion of the laminate except for a peripheral portion can be taken out of the multilayer ceramic substrate by being divided. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to the present invention further includes a step of extracting a plurality of multilayer ceramic substrates by dividing a central portion of the fired laminate.
【００２３】この発明は、また、多層集合基板にも向け
られる。この多層集合基板は、焼成されることによって
得られるものであり、積層された複数のセラミック層を
もって構成された積層体を備え、積層体の周辺部は、後
で除去されることが予定されており、積層体の、周辺部
を除く中央部を分割する複数の領域の各々において、多
層セラミック基板を構成するように、セラミック層の特
定のものの主面に沿って形成された導電性ペースト膜を
焼成することによって得られた導体膜が形成され、各領
域毎に分割することによって複数の多層セラミック基板
を取り出すことができるようにされているものである。The present invention is also directed to a multi-layer aggregate substrate. This multilayer aggregate substrate is obtained by firing, and includes a laminate including a plurality of laminated ceramic layers, and a peripheral portion of the laminate is scheduled to be removed later. And a conductive paste film formed along a main surface of a specific ceramic layer so as to constitute a multilayer ceramic substrate in each of a plurality of regions dividing a central portion excluding a peripheral portion of the laminate. A conductive film obtained by firing is formed, and a plurality of multilayer ceramic substrates can be taken out by dividing the conductive film into respective regions.
【００２４】このような多層集合基板において、この発
明では、少なくとも１つのセラミック層の主面上であっ
て、積層体の周辺部には、導体膜を得るための導電性ペ
ースト膜の焼成時の収縮の度合いが最大となる幅２００
℃の温度領域において、導電性ペースト膜よりも収縮の
度合いが小さい材料を含む収縮抑制層が焼成されて形成
されたダミー層が形成されていることを特徴としてい
る。In such a multi-layer aggregate substrate, according to the present invention, on the main surface of at least one ceramic layer and at the periphery of the laminate, a conductive paste film for obtaining a conductive film is formed. Width of maximum shrinkage 200
In a temperature range of ° C., a dummy layer is formed by firing a shrinkage suppression layer containing a material having a degree of shrinkage smaller than that of the conductive paste film.
【００２５】上述のダミー層は、好ましくは、積層体の
周辺部に沿って連続的に延びるように枠状に形成され
る。The above-mentioned dummy layer is preferably formed in a frame shape so as to extend continuously along the peripheral portion of the laminate.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よる多層集合基板１の内部構造を示す平面図であり、所
定のセラミック層２の主面に沿う断面を示している。FIG. 1 is a plan view showing the internal structure of a multilayer assembly substrate 1 according to an embodiment of the present invention, showing a cross section along a main surface of a predetermined ceramic layer 2.
【００２７】多層集合基板１は、焼成されることによっ
て得られるものであり、積層された複数のセラミック層
２をもって構成された積層体３を備えている。The multilayer aggregate substrate 1 is obtained by firing, and has a laminate 3 composed of a plurality of laminated ceramic layers 2.
【００２８】図１には、１点鎖線をもって、格子状に配
置された複数の分割線４が図示されている。多層集合基
板１は、後の工程において、これら分割線４に沿って分
割される。この分割を容易にするため、多層集合基板１
の外表面上には、図示しないが、分割線４に沿う溝が設
けられていてもよい。FIG. 1 shows a plurality of dividing lines 4 arranged in a lattice with a dashed line. The multilayer aggregate substrate 1 is divided along these division lines 4 in a later step. To facilitate this division, the multilayer aggregate substrate 1
Although not shown, a groove along the dividing line 4 may be provided on the outer surface of the.
【００２９】積層体３の周辺部５は、上述した分割線４
による分割の結果、除去されることが予定されている。
また、積層体３の、周辺部５を除く中央部６において分
割線４によって区画される複数の領域の各々は、多層セ
ラミック基板７を構成するものである。そのため、図１
において例示したように、セラミック層２の特定のもの
の主面に沿って導体膜８が形成されている。この導体膜
８は、導電性ペースト膜を焼成することによって得られ
たものである。The peripheral portion 5 of the laminated body 3 is
Is expected to be removed as a result of the split.
Each of a plurality of regions defined by the dividing lines 4 in the central portion 6 of the laminate 3 excluding the peripheral portion 5 constitutes the multilayer ceramic substrate 7. Therefore, FIG.
As shown in the example, the conductor film 8 is formed along the main surface of the specific ceramic layer 2. The conductive film 8 is obtained by firing a conductive paste film.
【００３０】また、少なくとも１つのセラミック層、た
とえば図１に示したセラミック層２の主面上であって、
積層体３の周辺部５には、ダミー層９が形成されてい
る。この実施形態では、ダミー層９は、積層体３の周辺
部５に沿って連続的に延びるように枠状に形成されてい
る。ダミー層９の材料組成については、後述する説明か
ら明らかになる。Further, on the main surface of at least one ceramic layer, for example, the ceramic layer 2 shown in FIG.
A dummy layer 9 is formed in the peripheral portion 5 of the stacked body 3. In this embodiment, the dummy layer 9 is formed in a frame shape so as to extend continuously along the peripheral portion 5 of the multilayer body 3. The material composition of the dummy layer 9 will be clear from the description below.
【００３１】多層集合基板１は、前述したように、分割
線４に沿って分割される。これによって、積層体３の中
央部６から複数の多層セラミック基板７が取り出され、
また、周辺部５が除去される。除去された周辺部５は、
製品とされず、原則として捨てられる。The multi-layer assembly substrate 1 is divided along the dividing lines 4 as described above. Thereby, a plurality of multilayer ceramic substrates 7 are taken out from the central portion 6 of the multilayer body 3,
Further, the peripheral portion 5 is removed. The removed peripheral part 5
Not a product, discarded in principle.
【００３２】なお、多層セラミック基板７は、チップコ
ンデンサやチップインダクタ、さらには、半導体デバイ
ス、金属ケースなどを備えるものであってもよい。すな
わち、分割前の多層集合基板１に、これらの実装部品を
搭載し、その後、分割線４に沿って分割することができ
る。The multilayer ceramic substrate 7 may include a chip capacitor, a chip inductor, a semiconductor device, a metal case, and the like. In other words, these mounted components can be mounted on the multi-layer aggregate substrate 1 before division, and then divided along the division line 4.
【００３３】図２は、図１に示した多層集合基板１を得
るために用意される生の積層体１１の内部構造を示す平
面図であり、図１に示した部分に対応する部分を示して
いる。FIG. 2 is a plan view showing the internal structure of the raw laminate 11 prepared to obtain the multilayer aggregate substrate 1 shown in FIG. 1, and shows a portion corresponding to the portion shown in FIG. ing.
【００３４】生の積層体１１は、複数の生のセラミック
層１２が積層された構造を有している。生のセラミック
層１２は、焼成後において、前述したセラミック層２と
なるものである。複数の生のセラミック層１２が積層さ
れた構造を得るため、複数のセラミックグリーンシート
を積層する方法が採用されても、セラミックスラリーを
印刷することを繰り返す方法が採用されてもよい。The green laminate 11 has a structure in which a plurality of green ceramic layers 12 are laminated. The green ceramic layer 12 becomes the above-described ceramic layer 2 after firing. In order to obtain a structure in which a plurality of raw ceramic layers 12 are laminated, a method of laminating a plurality of ceramic green sheets may be employed, or a method of repeating printing of a ceramic slurry may be employed.
【００３５】生の積層体１１において、また、生のセラ
ミック層１２の特定のものの主面に沿って導電性ペース
ト膜１３が形成される。導電性ペースト膜１３は、焼成
されることによって、前述した導体膜８を形成するもの
である。なお、図示しないが、導電性ペースト膜１３の
ほか、必要に応じて、ビアホール導体を形成するための
導電性ペーストが生のセラミック層１２を貫通するよう
に付与される。In the green laminate 11, a conductive paste film 13 is formed along the main surface of a specific ceramic green layer 12. The conductive paste film 13 forms the above-described conductive film 8 by being baked. Although not shown, in addition to the conductive paste film 13, a conductive paste for forming a via-hole conductor is provided so as to penetrate the raw ceramic layer 12 as necessary.
【００３６】導電性ペースト膜１３等を形成するための
導電性ペーストは、たとえば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａ
ｇ、ＡｕおよびＰｄから選ばれた少なくとも１種からな
る金属粉末を含む組成とされる。したがって、前述した
生のセラミック層１２は、このような導電性ペーストに
含まれる金属粉末が耐え得る温度で焼成されることによ
って焼結されるセラミック材料を含む組成とされる。そ
のため、生のセラミック層１２に含まれるセラミック材
料としては、たとえば１０００℃以下の温度で焼結可能
な低温焼結セラミック材料が有利に用いられる。The conductive paste for forming the conductive paste film 13 and the like is, for example, Cu, Al, Ni, A
g, Au, and Pd. Therefore, the above-described raw ceramic layer 12 has a composition including a ceramic material that is sintered by being fired at a temperature that can withstand the metal powder contained in such a conductive paste. Therefore, as the ceramic material contained in the raw ceramic layer 12, for example, a low-temperature sintered ceramic material that can be sintered at a temperature of 1000 ° C. or less is advantageously used.
【００３７】低温焼結セラミック材料としては、たとえ
ば、酸化バリウム、酸化ケイ素、アルミナ、酸化カルシ
ウムおよび酸化ホウ素の混合物のように、焼成工程にお
いて、ガラスを生成する組成のものを用いることができ
る。また、これに代えて、たとえばアルミナのようなフ
ィラーとなるセラミックと、ホウケイ酸系ガラス、また
は酸化ケイ素のような焼結助剤として作用するガラスと
を混合したものを用いることもできる。As the low-temperature sintering ceramic material, for example, a material which produces glass in the firing step, such as a mixture of barium oxide, silicon oxide, alumina, calcium oxide and boron oxide, can be used. Alternatively, for example, a mixture of ceramic serving as a filler such as alumina and glass acting as a sintering aid such as borosilicate glass or silicon oxide can be used.
【００３８】また、生のセラミック層１２を形成するセ
ラミックペーストまたはスラリーは、有機バインダおよ
び溶剤からなる有機ビヒクルおよび可塑剤を含んでい
る。有機バインダとしては、たとえば、エチルセルロー
ス、アルキル樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルブチラ
ール、メタクリル樹脂等を用いることができる。また、
溶剤としては、たとえば、トルエン、イソプロピレンア
ルコール、テレピネオール、ブチルカルビトール、ブチ
ルカルビトールアセテート等を用いることができる。ま
た、可塑剤としては、たとえば、ジ−ｎ−ブチルフタレ
ートを用いることができる。後述する導電性ペースト膜
１３を形成する導電性ペーストや収縮抑制層１５を形成
するペーストにおいても、同様の有機ビヒクルを用いる
ことができる。The ceramic paste or slurry forming the green ceramic layer 12 contains an organic vehicle consisting of an organic binder and a solvent, and a plasticizer. As the organic binder, for example, ethyl cellulose, an alkyl resin, an alkyd resin, polyvinyl butyral, a methacryl resin, or the like can be used. Also,
As the solvent, for example, toluene, isopropylene alcohol, terpineol, butyl carbitol, butyl carbitol acetate and the like can be used. Further, as the plasticizer, for example, di-n-butyl phthalate can be used. The same organic vehicle can be used for the conductive paste for forming the conductive paste film 13 and the paste for forming the shrinkage suppression layer 15 described later.
【００３９】また、生のセラミック層１２を構成するセ
ラミックペーストまたはスラリーに、焼結促進、収縮挙
動制御、強度改善および／または電気特性制御などを目
的として、特定の無機化合物やガラスを添加したり、絶
縁性を損なわない範囲で金属を添加してもよい。また、
帯電防止剤や粘着性付与剤が添加されてもよい。A specific inorganic compound or glass may be added to the ceramic paste or slurry constituting the raw ceramic layer 12 for the purpose of promoting sintering, controlling shrinkage behavior, improving strength, and / or controlling electric characteristics. Alternatively, a metal may be added as long as the insulating property is not impaired. Also,
An antistatic agent or a tackifier may be added.
【００４０】また、生の積層体１１において、少なくと
も１つの生のセラミック層１２、たとえば図２に示した
生のセラミック層１２の主面上であって、前述した除去
工程において除去される周辺部５に相当する生の積層体
１１の周辺部１４に、収縮抑制層１５が形成される。収
縮抑制層１５は、焼成されることによって、前述したダ
ミー層９となるもので、この実施形態では、周辺部１４
に沿って連続的に延びるように枠状に形成される。Further, in the green laminate 11, a peripheral portion on the main surface of at least one green ceramic layer 12, for example, the green ceramic layer 12 shown in FIG. The shrinkage suppression layer 15 is formed on the peripheral portion 14 of the raw laminate 11 corresponding to 5. The shrinkage suppression layer 15 becomes the above-described dummy layer 9 by being baked.
And is formed in a frame shape so as to extend continuously along.
【００４１】収縮抑制層１５は、焼成工程における導電
性ペースト膜１３の収縮の度合いが最大となる幅２００
℃の温度領域において、導電性ペースト膜１３よりも収
縮の度合いが小さい材料を含む組成とされる。この収縮
抑制層１５の組成の詳細については後述する。前述した
導電性ペースト膜１３の形成とこの収縮抑制層１５の形
成とは、どちらを先に実施してもよい。The shrinkage suppressing layer 15 has a width 200 at which the degree of shrinkage of the conductive paste film 13 in the firing step is maximized.
In the temperature range of ° C., the composition includes a material having a degree of contraction smaller than that of the conductive paste film 13. Details of the composition of the shrinkage suppression layer 15 will be described later. Either the formation of the conductive paste film 13 or the formation of the shrinkage suppression layer 15 described above may be performed first.
【００４２】また、収縮抑制層１５は、通常、スクリー
ン印刷のような印刷によって形成されるが、収縮抑制層
１５のための材料を含むグリーンシートをたとえば枠状
に成形し、これを生のセラミック層１２上に積み重ねる
ようにしてもよい。The shrinkage-suppressing layer 15 is usually formed by printing such as screen printing. A green sheet containing a material for the shrinkage-suppressing layer 15 is formed into, for example, a frame shape, and the green sheet is made of raw ceramic. It may be stacked on the layer 12.
【００４３】また、収縮抑制層１５は、周辺部１４に沿
って連続的に延びるように枠状に形成されるのではな
く、断続的に形成されてもよい。The shrinkage suppressing layer 15 may be formed intermittently, instead of being formed in a frame shape so as to extend continuously along the peripheral portion 14.
【００４４】上述のような構成を有する生の積層体１１
は、次いで、たとえば、温度８０℃および圧力２００ｋ
ｇ／ｃｍ2 の条件で積層方向にプレスされ、その後、酸
化性、中性または還元性雰囲気といった適当な雰囲気中
において、たとえば、温度９８０℃および保持時間１時
間の条件で焼成され、それによって、図１に示すような
多層集合基板１が得られる。The raw laminate 11 having the above configuration
Is then, for example, at a temperature of 80 ° C. and
g / cm 2 in the stacking direction, and then fired in a suitable atmosphere such as an oxidizing, neutral or reducing atmosphere, for example, at a temperature of 980 ° C. and a holding time of 1 hour. A multilayer aggregate substrate 1 as shown in FIG. 1 is obtained.
【００４５】上述した焼成工程において、導電性ペース
ト膜１３が比較的大きく収縮し、これに接する生のセラ
ミック層１２を引っ張るため、生の積層体１１の中央部
１６において、生のセラミック層１２に歪みが生じよう
とすることになるが、この導電性ペースト膜１３の収縮
の度合いが最大となる幅２００℃の温度領域において
は、収縮抑制層１５は、その収縮の度合いが比較的小さ
いか実質的に収縮しないため、中央部１６における上述
した歪みが抑制される。In the above-described firing step, the conductive paste film 13 contracts relatively greatly, and the raw ceramic layer 12 in contact with the conductive paste film 13 is pulled. In the temperature region having a width of 200 ° C. where the degree of contraction of the conductive paste film 13 is maximized, the degree of contraction is relatively small or substantially reduced. Since the central portion 16 does not contract, the above-described distortion in the central portion 16 is suppressed.
【００４６】すなわち、収縮抑制層１５の作用によっ
て、生のセラミック層１２全体に対して外側へ引っ張る
応力が生じているため、導電性ペースト膜１３が収縮し
ても、生のセラミック層１２の歪みが小さくなるととも
に、生の積層体１１内の任意の場所に対して均等に歪み
抑制効果を与えることができる。In other words, since the action of the shrinkage suppressing layer 15 generates a stress that pulls the entire raw ceramic layer 12 outward, even if the conductive paste film 13 shrinks, the strain of the raw ceramic layer 12 is reduced. And the distortion suppressing effect can be evenly applied to an arbitrary position in the raw laminate 11.
【００４７】上述のように、導電性ペースト膜１３と収
縮抑制層１５との各々の収縮の度合いを比較する温度領
域として、導電性ペースト膜１３の収縮の度合いが最大
となる幅２００℃の温度領域を選んだのは、この幅２０
０℃の温度領域が、歪みの発生に支配的であるという研
究結果に基づくものである。As described above, the temperature range for comparing the degree of shrinkage of the conductive paste film 13 and the degree of shrinkage of the shrinkage suppression layer 15 is a temperature range of 200 ° C. where the degree of shrinkage of the conductive paste film 13 is maximum. The area was selected for this width 20
It is based on the research result that the temperature range of 0 ° C. is dominant in the generation of strain.
【００４８】また、収縮抑制層１５に含まれる材料は、
焼成工程における導電性ペースト膜１３の収縮の度合い
が最大となる幅２００℃の温度領域において、１０％以
下の収縮しか生じないものを選ぶと、特に、歪み抑制効
果が高くなる。The material contained in the shrinkage suppression layer 15 is as follows:
In the firing step, when the conductive paste film 13 is selected to have a shrinkage of 10% or less in a temperature region having a width of 200 ° C. where the degree of shrinkage is maximum, the effect of suppressing the distortion is particularly enhanced.
【００４９】なお、生の積層体１１の周辺部１４におい
ては、生のセラミック層１２と収縮抑制層１５との間で
の収縮挙動が大きく異なるため、この周辺部１４での歪
みはむしろ増大する。しかしながら、図１に示すよう
に、焼成後の積層体３の周辺部５は除去され、製品とし
ての多層セラミック基板７を与えるものではないので、
問題になることはない。In the peripheral portion 14 of the green laminate 11, since the shrinkage behavior between the raw ceramic layer 12 and the shrinkage suppressing layer 15 is greatly different, the distortion at the peripheral portion 14 is rather increased. . However, as shown in FIG. 1, the peripheral portion 5 of the fired laminate 3 is removed and does not provide a multilayer ceramic substrate 7 as a product.
No problem.
【００５０】収縮抑制層１５に含まれる材料としては、
焼成工程において、導電性ペースト膜１３より収縮開始
温度が２００℃以上低い材料、すなわち易焼結材料を用
いたり、逆に、焼成工程において、導電性ペースト膜１
３より収縮開始温度が２００℃以上高い材料、すなわち
難焼結材料を用いたりすることができる。これら易焼結
材料および難焼結材料は、導電性ペースト膜１３との関
係で相対的に決まるものである。The materials contained in the shrinkage suppression layer 15 include
In the firing step, a material whose shrinkage onset temperature is lower than the conductive paste film 13 by 200 ° C. or more, that is, an easily sinterable material is used.
A material whose shrinkage onset temperature is 200 ° C. or more higher than 3, that is, a material that is difficult to sinter, can be used. These easily sinterable materials and hardly sinterable materials are relatively determined in relation to the conductive paste film 13.
【００５１】収縮抑制層１５が易焼結材料を含む実施態
様が採用されるとき、導電性ペースト膜１３と収縮抑制
層１５との間で上述のような収縮挙動の差を与えるた
め、たとえば、次のような手法を採用することができ
る。When the embodiment in which the shrinkage suppression layer 15 includes an easily sinterable material is employed, a difference in shrinkage behavior between the conductive paste film 13 and the shrinkage suppression layer 15 is provided as described above. The following method can be adopted.
【００５２】すなわち、導電性ペースト膜１３および収
縮抑制層１５は、同じ金属からなる金属粉末を含むよう
にされながら、収縮抑制層１５に含まれる金属粉末が、
導電性ペースト膜１３に含まれる金属粉末より小さい粒
径を有するようにされる。このようにすることによっ
て、焼成工程の昇温過程で、より小さい粒径の金属粉末
を含む収縮抑制層１５の収縮を先に開始させ、したがっ
て、より大きい粒径の金属粉末を含む導電性ペースト膜
１３の収縮の度合いが最大となる幅２００℃の温度領域
において、収縮抑制層１５の収縮の度合いを導電性ペー
スト膜１３よりも小さくすることができる。その一例に
ついて、図３を参照して説明する。That is, while the conductive paste film 13 and the shrinkage suppressing layer 15 contain the same metal powder as the metal, the metal powder contained in the shrinkage suppressing layer 15
The conductive paste film 13 has a smaller particle size than the metal powder contained in the conductive paste film 13. In this way, the shrinkage-suppressing layer 15 containing the metal powder having the smaller particle diameter is first started to shrink in the heating process of the firing step, and thus the conductive paste containing the metal powder having the larger particle diameter is started. In a temperature region having a width of 200 ° C. where the degree of contraction of the film 13 is maximum, the degree of contraction of the contraction suppressing layer 15 can be made smaller than that of the conductive paste film 13. An example will be described with reference to FIG.
【００５３】図３は、中心粒径３．０μｍのＣｕ粉末と
中心粒径１．０μｍのＣｕ粉末との各々の収縮率の温度
依存性を示している。図３に示したデータは、Ｃｕ粉末
を２００ｋｇ／ｃｍ2 でプレスして作製した直径２ｍｍ
および厚み２ｍｍの円柱状の圧粉体を測定用試料として
求めたものである。FIG. 3 shows the temperature dependence of the shrinkage rate of each of the Cu powder having a central particle diameter of 3.0 μm and the Cu powder having a central particle diameter of 1.0 μm. The data shown in FIG. 3 is obtained by pressing a Cu powder at 200 kg / cm 2 and producing a 2 mm diameter.
And a cylindrical green compact having a thickness of 2 mm was obtained as a measurement sample.
【００５４】図３に示すように、中心粒径３．０μｍの
Ｃｕ粉末の収縮は、６７０〜８７０℃といった幅２００
℃の温度領域において最大であり、この温度領域におい
て、収縮率９７％から７６％へと約２１％収縮してい
る。他方、中心粒径１．０μｍのＣｕ粉末にあっては、
収縮開始温度が中心粒径３．０μｍのＣｕ粉末よりも低
く、その収縮が最大となる温度領域は４００〜６００℃
であり、上述した６７０〜８７０℃の温度領域における
収縮は２．５％程度である。As shown in FIG. 3, the shrinkage of the Cu powder having a center particle size of 3.0 μm is reduced by a width of 200 to 670 ° C. to 870 ° C.
It is maximum in the temperature range of ° C., and in this temperature range, the shrinkage rate is reduced from 97% to 76% by about 21%. On the other hand, in the case of Cu powder having a center particle diameter of 1.0 μm,
The temperature range where the shrinkage start temperature is lower than that of the Cu powder having a center particle diameter of 3.0 μm and the shrinkage is maximum is 400 to 600 ° C.
The shrinkage in the above-mentioned temperature range of 670 to 870 ° C. is about 2.5%.
【００５５】上述のことから、中心粒径３．０μｍのＣ
ｕ粉末を導電性ペースト膜１３に含ませ、かつ、中心粒
径１．０μｍのＣｕ粉末を収縮抑制層１５に含ませるこ
とにより、前述したような収縮挙動の差を導電性ペース
ト膜１３と収縮抑制層１５との間で与えることができ
る。From the above, it was found that C with a central particle size of 3.0 μm was used.
By including the u powder in the conductive paste film 13 and the Cu powder having a center particle diameter of 1.0 μm in the shrinkage suppression layer 15, the difference in shrinkage behavior as described above is reduced by the contraction of the conductive paste film 13 It can be provided with the suppression layer 15.
【００５６】前述したように、導電性ペースト膜１３に
含まれる金属粉末としては、Ｃｕのほか、Ａｌ、Ｎｉ、
Ａｇ、ＡｕもしくはＰｄまたはこれらの合金からなるも
のを用いることができるので、収縮抑制層１５に含まれ
る金属粉末としても、同様の金属からなるものを用いる
ことができる。As described above, the metal powder contained in the conductive paste film 13 includes not only Cu but also Al, Ni,
Since a material made of Ag, Au or Pd or an alloy thereof can be used, the same metal can be used as the metal powder contained in the shrinkage suppression layer 15.
【００５７】また、導電性ペースト膜１３に含まれる材
料として、たとえば中心粒径３．０μｍのＣｕ粉末を用
い、収縮抑制層１５に含まれる材料として、たとえば
１．０μｍのＣｕ粉末を用いることによって、収縮抑制
層１５の収縮開始温度を、導電性ペースト膜１３の収縮
開始温度より２００℃以上低くすることができるが、こ
のような構成を採用することにより、導電性ペースト膜
１３が大きく収縮する温度領域では、収縮抑制層１５が
焼結によって生のセラミック層１２に強く接着した状態
を得ることができるので、歪み抑制効果をより高めるこ
とができる。Further, as a material contained in conductive paste film 13, for example, a Cu powder having a center particle size of 3.0 μm is used, and as a material contained in shrinkage suppression layer 15, for example, a 1.0 μm Cu powder is used. The shrinkage start temperature of the shrinkage suppression layer 15 can be made lower than the shrinkage start temperature of the conductive paste film 13 by 200 ° C. or more. By adopting such a configuration, the conductive paste film 13 shrinks greatly. In the temperature range, a state in which the shrinkage suppression layer 15 is strongly adhered to the raw ceramic layer 12 by sintering can be obtained, so that the strain suppression effect can be further enhanced.
【００５８】なお、収縮抑制層１５における収縮温度特
性の制御、印刷性の向上および／または接合強度の向上
を目的として、収縮抑制層１５を形成するためのペース
トに、樹脂や金属粉末以外の無機物やガラスを添加した
り、収縮抑制層１５を表面処理したりしてもよい。For the purpose of controlling the shrinkage temperature characteristic of the shrinkage suppressing layer 15, improving the printability and / or improving the bonding strength, the paste for forming the shrinkage suppressing layer 15 may be made of an inorganic material other than resin and metal powder. Alternatively, glass or glass may be added, or the shrinkage suppression layer 15 may be surface-treated.
【００５９】他方、収縮抑制層１５に含まれる材料とし
て、前述したように、難焼結材料、すなわち焼成工程に
おける収縮開始温度が導電性ペースト膜１３の収縮開始
温度より２００℃以上高い材料を用いる実施態様を採用
する場合、収縮抑制層１５に含まれる材料として、たと
えばアルミナが有利に用いられる。On the other hand, as described above, as the material contained in the shrinkage suppression layer 15, a material that is difficult to sinter, that is, a material whose shrinkage start temperature in the firing step is higher than the shrinkage start temperature of the conductive paste film 13 by 200 ° C. or more is used. When the embodiment is adopted, for example, alumina is advantageously used as a material included in the shrinkage suppression layer 15.
【００６０】アルミナの収縮開始温度は１４００℃以上
である。導電性ペースト膜１３において前述したように
中心粒径３．０μｍのＣｕ粉末が用いられ、かつ、収縮
抑制層１５においてアルミナが用いられる場合、導電性
ペースト膜１３が最も大きく収縮する６７０〜８７０℃
の温度領域においては、収縮抑制層１５の収縮は３％程
度である。The temperature at which alumina starts shrinking is 1400 ° C. or higher. When Cu powder having a center particle diameter of 3.0 μm is used for the conductive paste film 13 and alumina is used for the shrinkage suppression layer 15 as described above, the conductive paste film 13 shrinks most greatly at 670 to 870 ° C.
In the temperature range described above, the shrinkage of the shrinkage suppression layer 15 is about 3%.
【００６１】また、アルミナを含む収縮抑制層１５は、
生のセラミック層１２との親和性が高く、前述したプレ
ス工程における熱圧着の結果として生のセラミック層１
２と強く接合している。そのため、６７０〜８７０℃の
温度領域において、導電性ペースト膜１３が大きく収縮
し、これに接する生のセラミック層１２に引っ張り応力
が与えられても、周辺部１４において、生のセラミック
層１２は収縮抑制層１５と接合しており、かつこの温度
領域では収縮抑制層１５がほとんど収縮しないため、生
のセラミック層１５には外側に引っ張る応力が与えられ
ており、その結果、生のセラミック層１２の歪みを小さ
くすることができる。The shrinkage suppressing layer 15 containing alumina is
The affinity with the raw ceramic layer 12 is high, and the raw ceramic layer 1
It is strongly bonded to 2. Therefore, in the temperature range of 670 to 870 ° C., even if conductive paste film 13 is significantly shrunk and a tensile stress is applied to raw ceramic layer 12 in contact therewith, raw ceramic layer 12 shrinks in peripheral portion 14. Since the shrinkage suppression layer 15 is hardly shrunk in this temperature region while being bonded to the suppression layer 15, the raw ceramic layer 15 is given an outward pulling stress. Distortion can be reduced.
【００６２】収縮抑制層１５に含まれる材料としては、
アルミナ以外のものでもよい。たとえば、アルミナのよ
うなＡｌを含むセラミック材料のほか、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、ＳｉおよびＺｒから選ばれた少なくとも１種
を含むセラミック材料が用いられてもよい。The materials contained in the shrinkage suppression layer 15 include
Other than alumina may be used. For example, in addition to a ceramic material containing Al such as alumina, Ti, Ca, M
A ceramic material containing at least one selected from g, Zn, Si and Zr may be used.
【００６３】また、収縮抑制層１５と生のセラミック層
１２との接着力を高めるため、収縮抑制層１５を形成す
るためのペーストに、ガラスフリットや他のセラミック
組成物を添加してもよい。Further, in order to increase the adhesive strength between the shrinkage suppression layer 15 and the raw ceramic layer 12, a glass frit or another ceramic composition may be added to the paste for forming the shrinkage suppression layer 15.
【００６４】以上、この発明を、図１に示すような複数
の多層セラミック基板７を取り出すことができるように
された多層集合基板１に関連して説明したが、この発明
は、このような多層集合基板に限らず、たとえば図１に
示した積層体３から単に１つの多層セラミック基板のみ
を得ようとする場合にも適用することができる。この場
合、積層体３の周辺部５が除去されることによって、１
つの多層セラミック基板が取り出されることになる。As described above, the present invention has been described in relation to the multi-layer aggregate substrate 1 from which a plurality of multi-layer ceramic substrates 7 as shown in FIG. 1 can be taken out. The present invention can be applied not only to the collective substrate but also to, for example, a case where only one multilayer ceramic substrate is to be obtained from the laminate 3 shown in FIG. In this case, the peripheral portion 5 of the stacked body 3 is removed, whereby 1
One multilayer ceramic substrate will be taken out.
【００６５】次に、この発明の効果を確認するために実
施した実験例について説明する。Next, a description will be given of an experimental example carried out to confirm the effect of the present invention.
【００６６】[0066]
【実験例】この実験例は、図１に示すような多層セラミ
ック基板を作製しようとするものである。Experimental Example In this experimental example, a multilayer ceramic substrate as shown in FIG. 1 is to be manufactured.
【００６７】酸化バリウム、酸化ケイ素、アルミナ、酸
化カルシウムおよび酸化ホウ素の各粉末を混合したもの
に対して、バインダとしてのポリビニルブチラールと、
可塑剤としてのジ−ｎ−ブチルフタレートと、溶剤とし
てのトルエンおよびイソプロピレンアルコールとを添加
し混合することによって、スラリーを作製し、このスラ
リーをドクターブレード法によってキャリアフィルム上
でシート状に成形し、乾燥させることによって、１００
ｍｍ×１００ｍｍの寸法を有するセラミックグリーンシ
ートを作製した。このセラミックグリーンシートは、生
のセラミック層となるものである。A mixture of powders of barium oxide, silicon oxide, alumina, calcium oxide and boron oxide was mixed with polyvinyl butyral as a binder,
A slurry was prepared by adding and mixing di-n-butyl phthalate as a plasticizer and toluene and isopropylene alcohol as solvents, and then forming the slurry into a sheet on a carrier film by a doctor blade method. , By drying, 100
A ceramic green sheet having a dimension of mm × 100 mm was produced. This ceramic green sheet is to be a raw ceramic layer.
【００６８】また、中心粒径３．０μｍのＣｕ粉末を主
成分とする導電性ペーストを用意し、これを上述のセラ
ミックグリーンシートの各々上に印刷することによっ
て、導電性ペースト膜を形成した。Further, a conductive paste containing a Cu powder having a center particle diameter of 3.0 μm as a main component was prepared and printed on each of the above-mentioned ceramic green sheets to form a conductive paste film.
【００６９】また、各セラミックグリーンシートの周辺
部に、印刷によって、幅２０ｍｍの収縮抑制層を枠状に
形成した。この収縮抑制層を形成するために、実施例１
では、中心粒径１．０μｍのＣｕ粉末を主成分とするペ
ースト、実施例２では、アルミナ粉末を主成分とするペ
ースト、および、比較例では、上述した導電性ペースト
と同様、中心粒径３．０μｍのＣｕ粉末を主成分とする
導電性ペーストを用いた。A 20 mm-wide shrinkage-suppressing layer was formed by printing on the periphery of each ceramic green sheet. To form this shrinkage suppression layer,
In Example 2, a paste mainly composed of Cu powder having a central particle diameter of 1.0 μm, in Example 2, a paste mainly composed of alumina powder, and in Comparative Example, a paste having a central particle diameter of 3 A conductive paste mainly containing 0.0 μm Cu powder was used.
【００７０】次に、上述のように導電性ペースト膜およ
び収縮抑制層が形成された複数のセラミックグリーンシ
ートを積層することによって、生の積層体を得、次い
で、この生の積層体を、温度８０℃、圧力２００ｋｇ／
ｃｍ2 の条件で、積層方向にプレスした。Next, a green laminate is obtained by laminating a plurality of ceramic green sheets on which the conductive paste film and the shrinkage suppressing layer have been formed as described above. 80 ° C, pressure 200kg /
Pressing was performed in the stacking direction under the condition of cm 2 .
【００７１】次に、生の積層体を、還元性雰囲気中にお
いて、温度９８０℃、保持時間１時間の条件で焼成し
た。Next, the green laminate was fired in a reducing atmosphere under the conditions of a temperature of 980 ° C. and a holding time of 1 hour.
【００７２】このようにして得られた多層集合基板の焼
成工程において生じた歪みを以下のようにして評価し
た。すなわち、焼成前の段階で、生の積層体の表面上の
１６個の基準点の座標を測定した。次いで、焼成後に、
上述の１６個の基準点の各座標を実測した。そして、焼
成前における、これら１６個の基準点間の各距離と、焼
成後における、これら１６個の基準点間の各距離との間
での変化の平均をもって収縮率とし、この収縮率に基づ
いて、１６個の基準点の焼成後の各座標を計算により求
めた。そして、焼成後の基準点の各座標の実測値と計算
値とのずれを求め、その平均値および最大値をもって歪
みの尺度とした。The strain generated in the firing step of the multilayer aggregate substrate thus obtained was evaluated as follows. That is, before firing, the coordinates of 16 reference points on the surface of the green laminate were measured. Then, after firing,
Each coordinate of the above 16 reference points was actually measured. The average of the change between each of the 16 reference points before firing and the distance between the 16 reference points after firing is defined as the shrinkage rate. Then, the respective coordinates after firing of the 16 reference points were obtained by calculation. Then, the deviation between the actually measured value and the calculated value of each coordinate of the reference point after firing was determined, and the average value and the maximum value were used as the scale of the distortion.
【００７３】上述した歪みの評価方法によれば、実施例
１では、平均値が１１．４μｍであり、最大値が２５．
６μｍであった。また、実施例２では、平均値が１５．
６μｍであり、最大値が５４．３μｍであった。さら
に、比較例では、平均値が３５．３μｍであり、最大値
が１０３．２μｍであった。According to the distortion evaluation method described above, in the first embodiment, the average value is 11.4 μm, and the maximum value is 25.
It was 6 μm. In the second embodiment, the average value is 15.
6 μm, and the maximum value was 54.3 μm. Furthermore, in the comparative example, the average value was 35.3 μm, and the maximum value was 103.2 μm.
【００７４】このような歪みの平均値および最大値を、
実施例１および２ならびに比較例の間で比較すればわか
るように、実施例１および２によれば、比較例に比べ
て、歪みを大幅に低減することができた。The average value and the maximum value of such distortion are calculated as follows:
As can be seen from comparison between Examples 1 and 2 and Comparative Example, according to Examples 1 and 2, the distortion was significantly reduced as compared with Comparative Example.
【００７５】[0075]
【発明の効果】以上のように、この発明に係る多層セラ
ミック基板の製造方法によれば、複数のセラミック層お
よび導電性ペースト膜を備える生の積層体を用意するに
あたって、少なくとも１つの生のセラミック層の主面上
であって、生の積層体の周辺部に、焼成工程における導
電性ペースト膜の収縮の度合いが最大となる幅２００℃
の温度領域において、導電性ペースト膜よりも収縮の度
合いが小さい材料を含む収縮抑制層を形成するようにし
ているので、焼成工程において、導電性ペースト膜が収
縮し、これによって生のセラミック層に歪みが生じよう
としても、生のセラミック層の周辺部が収縮抑制層によ
って収縮が抑制された状態にあるので、生のセラミック
層全体に対して外側へ引っ張る応力が生じ、生のセラミ
ック層の中央部での歪みが抑制されることができる。As described above, according to the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to the present invention, when preparing a green laminate having a plurality of ceramic layers and a conductive paste film, at least one raw ceramic is prepared. On the main surface of the layer, at the periphery of the raw laminate, a width of 200 ° C. at which the degree of shrinkage of the conductive paste film in the firing step is maximized
In the temperature range, the shrinkage suppression layer containing a material having a smaller degree of shrinkage than the conductive paste film is formed, so that in the firing step, the conductive paste film shrinks, thereby forming a raw ceramic layer. Even if distortion is to occur, since the peripheral portion of the raw ceramic layer is in a state where the contraction is suppressed by the contraction suppressing layer, a stress is generated that pulls the entire raw ceramic layer outward, and the center of the raw ceramic layer is The distortion in the portion can be suppressed.
【００７６】したがって、得られた多層セラミック基板
において歪みや反りが生じにくくなるとともに、導電性
ペースト膜等によって与えられる配線導体の位置および
パターン精度を向上させることができる。その結果、こ
のような多層セラミック基板上に実装される部品の実装
精度を向上させることができ、また高密度の実装が可能
となる。Therefore, distortion and warpage hardly occur in the obtained multilayer ceramic substrate, and the position and pattern accuracy of the wiring conductor provided by the conductive paste film or the like can be improved. As a result, the mounting accuracy of components mounted on such a multilayer ceramic substrate can be improved, and high-density mounting is possible.
【００７７】また、収縮抑制層が形成される積層体の周
辺部は、焼成後において除去され、製品として用いられ
ないので、この部分で生じることのある歪みは何ら問題
となることはない。Further, since the peripheral portion of the laminate on which the shrinkage suppressing layer is formed is removed after firing and is not used as a product, distortion which may occur in this portion does not cause any problem.
【００７８】この発明において、収縮抑制層が、焼成工
程における導電性ペースト膜の収縮の度合いが最大とな
る幅２００℃の温度領域において、１０％以下の収縮し
か生じない材料を含むようにすれば、上述した歪み抑制
効果がより高められる。In the present invention, the shrinkage suppression layer may be made of a material which causes only shrinkage of 10% or less in a temperature range of 200 ° C. in which the degree of shrinkage of the conductive paste film in the firing step is maximum. Thus, the above-described distortion suppressing effect is further enhanced.
【００７９】また、収縮抑制層が、焼成工程において、
導電性ペースト膜より収縮開始温度が２００℃以上低い
材料を含むようにすれば、導電性ペースト膜の収縮が大
きく生じている段階では、収縮抑制層が焼結または固化
した状態となっているので、生のセラミック層の周辺部
を固定する作用をより高めることができる。Further, in the firing step,
If the conductive paste film contains a material whose shrinkage start temperature is 200 ° C. or lower than the conductive paste film, the shrinkage suppressing layer is in a sintered or solidified state at the stage where the conductive paste film is greatly shrunk. The effect of fixing the peripheral portion of the raw ceramic layer can be further enhanced.
【００８０】導電性ペースト膜および収縮抑制層が、同
じ金属からなる金属粉末を含み、収縮抑制層に含まれる
金属粉末が、導電性ペースト膜に含まれる金属粉末より
小さい粒径を有するようにすれば、上述したように、収
縮抑制層に含まれる材料の収縮開始温度を、導電性ペー
スト膜の収縮開始温度より２００℃以上低くすることを
容易に実現することができる。The conductive paste film and the shrinkage suppression layer include metal powders of the same metal, and the metal powder contained in the shrinkage suppression layer has a smaller particle size than the metal powder contained in the conductive paste film. For example, as described above, it is possible to easily realize that the shrinkage start temperature of the material included in the shrinkage suppression layer is lower than the shrinkage start temperature of the conductive paste film by 200 ° C. or more.
【００８１】また、収縮抑制層が、焼成工程において、
導電性ペースト膜より収縮開始温度が２００℃以上高い
材料を含むようにする場合、収縮抑制層に含まれる材料
として、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、ＳｉおよびＺ
ｒから選ばれた少なくとも１種を含むセラミック材料が
用いられるとき、この収縮抑制層と生のセラミック層と
の親和性を高めることができ、収縮抑制層と生のセラミ
ック層との接合強度を高めることができる。Further, the shrinkage suppressing layer is formed in the firing step.
When a material having a shrinkage initiation temperature higher than the conductive paste film by 200 ° C. or more is included, Ti, Ca, Mg, Al, Zn, Si, and Z may be used as materials included in the shrinkage suppression layer.
When a ceramic material containing at least one member selected from r is used, the affinity between the shrinkage suppression layer and the raw ceramic layer can be increased, and the bonding strength between the shrinkage suppression layer and the raw ceramic layer can be increased. be able to.
【００８２】また、収縮抑制層が、生の積層体の周辺部
に沿って連続的に延びるように枠状に形成されると、生
のセラミック層全体に対して歪み抑制効果を均等に与え
ることが容易になる。Further, when the shrinkage suppressing layer is formed in a frame shape so as to extend continuously along the peripheral portion of the green laminate, the strain suppressing effect can be imparted evenly to the whole green ceramic layer. Becomes easier.
【００８３】このように、この発明によれば、積層体の
中央部での歪みが抑制されるので、この中央部が、分割
されることによって複数の多層セラミック基板を取り出
すことができるようにされた、多層集合基板を製造する
場合、特に顕著な効果を発揮する。As described above, according to the present invention, since the distortion at the central portion of the laminate is suppressed, a plurality of multilayer ceramic substrates can be taken out by dividing the central portion. Further, when a multilayer aggregate substrate is manufactured, a particularly remarkable effect is exhibited.
【００８４】また、この発明に係る多層集合基板によれ
ば、上述したように、歪みが抑制された状態で得られて
いるので、ここから取り出された複数の多層セラミック
基板のそれぞれにおける歪みも抑制され、そのため、各
多層セラミック基板の品質の均一性が高められ、また、
各多層セラミック基板の品質に対して高い信頼性を与え
ることができる。Further, according to the multilayer aggregate substrate according to the present invention, as described above, since the distortion is obtained in a suppressed state, the distortion in each of the plurality of multilayer ceramic substrates taken out therefrom is also suppressed. Therefore, the uniformity of quality of each multilayer ceramic substrate is enhanced, and
High reliability can be given to the quality of each multilayer ceramic substrate.
【図１】この発明の一実施形態による多層集合基板１の
内部構造を示す平面図であり、所定のセラミック層２の
主面に沿う断面を示している。FIG. 1 is a plan view showing an internal structure of a multilayer aggregate substrate 1 according to an embodiment of the present invention, showing a cross section along a main surface of a predetermined ceramic layer 2. FIG.
【図２】図１に示した多層セラミック基板１を得るため
に用意される生の積層体１１を示す、図１に相当する図
である。2 is a view corresponding to FIG. 1, showing a raw laminate 11 prepared for obtaining the multilayer ceramic substrate 1 shown in FIG. 1;
【図３】好ましい実施形態において導電性ペースト膜１
３および収縮抑制層１５の各々に含まれる材料としての
中心粒径３．０μｍのＣｕ粉末と中心粒径１．０μｍの
Ｃｕ粉末との各々の焼成時における収縮率の温度依存性
を示す図である。FIG. 3 shows a conductive paste film 1 in a preferred embodiment.
3 is a diagram showing the temperature dependence of the shrinkage rate during firing each of a Cu powder having a center particle diameter of 3.0 μm and a Cu powder having a center particle diameter of 1.0 μm as a material contained in each of the shrinkage suppressing layer 15 and the shrinkage suppressing layer 15 is there.
１ 多層集合基板 ２ セラミック層 ３ 積層体 ４ 分割線 ５，１４ 周辺部 ６，１６ 中央部 ７ 多層セラミック基板 ８ 導体膜 ９ ダミー層 １１ 生の積層体 １２ 生のセラミック層 １３ 導電性ペースト膜 １５ 収縮抑制層 REFERENCE SIGNS LIST 1 multilayer aggregate substrate 2 ceramic layer 3 laminate 4 dividing line 5, 14 peripheral portion 6, 16 central portion 7 multilayer ceramic substrate 8 conductive film 9 dummy layer 11 raw laminate 12 raw ceramic layer 13 conductive paste film 15 shrinkage Suppression layer
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Claims (11)
つ前記生のセラミック層の特定のものの主面に沿って導
電性ペースト膜が形成された、生の積層体を用意する工
程と、 前記生の積層体を焼成する工程と、 焼成後の前記積層体の周辺部を除去する工程とを備え、 前記生の積層体を用意する工程は、少なくとも１つの前
記生のセラミック層の主面上であって、前記除去する工
程において除去される部分に相当する前記生の積層体の
周辺部に、前記焼成する工程における前記導電性ペース
ト膜の収縮の度合いが最大となる幅２００℃の温度領域
において、前記導電性ペースト膜よりも収縮の度合いが
小さい材料を含む収縮抑制層を形成する工程を備えるこ
とを特徴とする、多層セラミック基板の製造方法。A step of preparing a green laminate in which a plurality of green ceramic layers are stacked and a conductive paste film is formed along a main surface of a specific one of the green ceramic layers; A step of firing the green laminate; and a step of removing a peripheral portion of the fired laminate after the firing, wherein the step of preparing the green laminate is performed on a main surface of at least one of the green ceramic layers. And a temperature region having a width of 200 ° C. in which a degree of shrinkage of the conductive paste film in the firing step is maximized in a peripheral portion of the green laminate corresponding to a portion to be removed in the removing step. 3. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, further comprising the step of forming a shrinkage suppression layer containing a material having a degree of shrinkage smaller than that of the conductive paste film.
おける前記導電性ペースト膜の収縮の度合いが最大とな
る幅２００℃の温度領域において、１０％以下の収縮し
か生じない材料で構成されている、請求項１に記載の多
層セラミック基板の製造方法。2. The shrinkage suppression layer is made of a material that generates only 10% or less shrinkage in a temperature range of 200 ° C. in which the degree of shrinkage of the conductive paste film in the baking step is maximum. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein
おいて、前記導電性ペースト膜より収縮開始温度が２０
０℃以上低い材料で構成されている、請求項１または２
に記載の多層セラミック基板の製造方法。3. The shrinkage-suppressing layer has a shrinkage starting temperature of 20 ° C. lower than that of the conductive paste film in the baking step.
3. The method according to claim 1, which is made of a material lower than 0 ° C.
3. The method for producing a multilayer ceramic substrate according to item 1.
制層は、同じ金属からなる金属粉末を含み、前記収縮抑
制層に含まれる前記金属粉末は、前記導電性ペースト膜
に含まれる前記金属粉末より小さい粒径を有する、請求
項３に記載の多層セラミック基板の製造方法。4. The conductive paste film and the shrinkage suppression layer include a metal powder made of the same metal, and the metal powder included in the shrinkage suppression layer is smaller than the metal powder included in the conductive paste film. 4. The method of claim 3, wherein the multilayer ceramic substrate has a small particle size.
ｇ、ＡｕおよびＰｄから選ばれた少なくとも１種からな
る、請求項４に記載の多層セラミック基板の製造方法。5. The method according to claim 1, wherein the metal powder is Cu, Al, Ni, A.
The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 4, comprising at least one selected from g, Au, and Pd.
おいて、前記導電性ペースト膜より収縮開始温度が２０
０℃以上高い材料を含む、請求項１または２に記載の多
層セラミック基板の製造方法。6. The shrinkage-suppressing layer has a shrinkage starting temperature of 20 ° C. lower than that of the conductive paste film in the baking step.
The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the method includes a material higher than 0 ° C. or higher.
Ａｌ、Ｚｎ、ＳｉおよびＺｒから選ばれた少なくとも１
種を含むセラミック材料を含む、請求項６に記載の多層
セラミック基板の製造方法。7. The shrinkage suppressing layer is formed of Ti, Ca, Mg,
At least one selected from Al, Zn, Si and Zr
The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 6, comprising a ceramic material containing a seed.
辺部に沿って連続的に延びるように枠状に形成される、
請求項１ないし７のいずれかに記載の多層セラミック基
板の製造方法。8. The shrinkage suppression layer is formed in a frame shape so as to continuously extend along a peripheral portion of the green laminate.
A method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1.
部は、分割されることによって複数の多層セラミック基
板を取り出すことができるものであり、焼成後の前記積
層体の前記中央部を分割することによって複数の前記多
層セラミック基板を取り出す工程をさらに備える、請求
項１ないし８のいずれかに記載の多層セラミック基板の
製造方法。9. A central portion of the laminated body excluding the peripheral portion is capable of taking out a plurality of multilayer ceramic substrates by dividing the laminated body. 9. The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, further comprising a step of taking out the plurality of multilayer ceramic substrates by dividing.
であり、積層された複数のセラミック層をもって構成さ
れた積層体を備え、前記積層体の周辺部は、後で除去さ
れることが予定されており、前記積層体の、前記周辺部
を除く中央部を分割する複数の領域の各々において、多
層セラミック基板を構成するように、前記セラミック層
の特定のものの主面に沿って形成された導電性ペースト
膜を焼成することによって得られた導体膜が形成され、
各前記領域毎に分割することによって複数の多層セラミ
ック基板を取り出すことができるようにされている、多
層集合基板であって、 少なくとも１つの前記セラミック層の主面上であって、
前記積層体の周辺部には、前記導体膜を得るための前記
導電性ペースト膜の焼成時の収縮の度合いが最大となる
幅２００℃の温度領域において、前記導電性ペースト膜
よりも収縮の度合いが小さい材料を含む収縮抑制層が焼
成されて形成されたダミー層が形成されていることを特
徴とする、多層集合基板。10. A laminate obtained by firing, comprising a laminated body composed of a plurality of laminated ceramic layers, and a peripheral portion of the laminated body is scheduled to be removed later. And a conductive layer formed along a main surface of a specific one of the ceramic layers so as to constitute a multilayer ceramic substrate in each of a plurality of regions dividing the central part except the peripheral part of the laminate. A conductor film obtained by firing the paste film is formed,
A multilayer aggregate substrate, wherein a plurality of multilayer ceramic substrates can be taken out by dividing each of the regions, on a main surface of at least one of the ceramic layers,
In the peripheral portion of the laminate, the degree of shrinkage is lower than that of the conductive paste film in a temperature range of 200 ° C. where the degree of shrinkage of the conductive paste film during firing for obtaining the conductive film is maximum. A multilayer aggregate substrate, wherein a dummy layer is formed by baking a shrinkage suppression layer containing a material having a small thickness.
に沿って連続的に延びるように枠状に形成されている、
請求項１０に記載の多層集合基板。11. The dummy layer is formed in a frame shape so as to extend continuously along a peripheral portion of the laminate.
The multilayer aggregate substrate according to claim 10.
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|---|---|---|---|
| JP2000116628A JP2001308526A (en) | 2000-04-18 | 2000-04-18 | Method for manufacturing multilayered ceramic substrate and multilayered assembled substrate |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100992637B1 (en) * | 2003-07-24 | 2010-11-05 | 엘지이노텍 주식회사 | Basic material for PCB and PCB making method using the same |
| WO2011152085A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | 株式会社 村田製作所 | Method for producing integrated substrate |
| JP2012054113A (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Kyocera Corp | Copper paste composition and ceramic structure |
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- 2000-04-18 JP JP2000116628A patent/JP2001308526A/en active Pending
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| JP2012054113A (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Kyocera Corp | Copper paste composition and ceramic structure |
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