JP2009540608A - 表面回路パターンを備えた低温同時焼成セラミックの無加圧拘束焼結のための改善プロセス - Google Patents

Abstract

本発明は、亀裂のない、反りのない、歪みのない、収縮のないＬＴＣＣ本体、複合体、モジュールまたはパッケージを、１つまたは複数の異なる誘電体テープの化学的性質を備えた多層構造の前駆体グリーン（未焼成）ラミネートから製造するプロセスに関する。これは、犠牲剥離テープと直接接触した両上下表面テープ層を含む各テープ層について、コンダクタ、ビアフィル、キャパシタ、インダクタまたはレジスタ等の同時焼成可能厚膜回路材料によりパターン化されている。

Description

本発明は、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）構造を形成する改善された方法に関する。

相互接続回路基板またはパッケージは、電気的および機械的に相互接続された数多くの極めて小さな回路要素から、電子回路またはサブシステムを物理的に具現化するものである。これらの様々な多様な種類の電子コンポーネントを構成において組み合わせることが望ましいことが多く、これらは、単一のコンパクトなパッケージにおいて互いに物理的に分離され、近接して装着されて、互いに、かつ／またはパッケージから延在する共通の接続部に電気的に接続することができる。

複雑な電子回路では、通常、回路を、対応する絶縁誘電テープ層により分離された、いくつかのレベルのコンダクタで構築する必要がある。コンダクタ層は、ビアフィルと呼ばれる導電性通路により分離された誘電体層を通して相互接続される。

以下の全ての議論において、テープ層または誘電体層という用語の使用は、セラミックテープで同時焼成された表面コンダクタと相互連結用ビアフィルの両方の金属化の存在を意味するものと考えられる。同様に、ラミネートまたは複合体という用語は、一緒に押圧されて単一の物体を形成した金属化テープ層の集合体を意味する。

ＬＴＣＣ多層回路を作製するためのセラミックベースのグリーンテープの使用はスタインバーグ（Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ）による米国特許公報（特許文献１）に開示されている。同時焼成フリー焼結法は従来技術に優る多くの利点を与えている。しかしながら、より大きい回路が必要な場合、平面、すなわちｘ、ｙ方向に沿った焼成収縮のばらつきが大き過ぎてニーズに適合しないことが分かっている。現世代の小さいサイズの表面実装コンポーネントを対象にすると、６インチ×６インチより大幅に大きいＬＴＣＣラミネートには収縮許容範囲（ｘ、ｙ収縮の再現性）が大き過ぎて有用な製造はできないことが示されている。この上限は、新規の回路およびパッケージの各世代の進化に伴うより高い回路密度の必要性によって、今日、挑まれ続けている。最小の物理寸法で、多数の回路機能を与えつつ、生産収率を改善するには、６インチ×６インチまたはこれより大きなサイズのＬＴＣＣラミネートに、モジュールまたはコンポーネントの大規模アレイを装着するのが望ましいことが多い。これは、さらに小さいモジュールまたはコンポーネントサイズ、従って、より狭いコンダクタラインおよびスペースならびにテープにおいて、より細かいピッチで、より小さいビアを含む、より小さい幾何学形状のサイズと言い換えられる。これらの全てが、ＬＴＣＣラミネートのフリー焼結法で実際提供できるものより大幅に小さい収縮許容範囲を必要としている。

本体表面に対して垂直に集合体への圧力を維持しながら、焼成の間に多孔性となる剥離層をセラミック本体上に置いて集合体を焼成する、グリーンセラミック本体焼成の際のＸ−Ｙ収縮を低減するための方法がミケスカ（Ｍｉｋｅｓｋａ）による米国特許公報（特許文献２）に開示されている。圧力補助方法によってＸ−Ｙ収縮の低減が得られるので、この方法を用いると、スタインバーグ（Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ）より、非常に優れた利点を備えたＬＴＣＣ多層回路が作製される。

改善された同時焼成ＬＴＣＣプロセスが開発されており、ミケスカ（Ｍｉｋｅｓｋａ）による米国特許公報（特許文献３）に開示されている。無加圧補助の焼結方法（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｌｅｓｓ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）の頭文字をとってＰＬＡＳと称されるこの方法では、グリーンＬＴＣＣラミネートの２つの主要外表面上に、セラミックをベースとした剥離テープ層を置いた。焼成プロセスの間、この剥離テープは収縮を制御する。回路特徴部の焼成された寸法が予測し易くなるため、この方法によって、焼成収縮許容度の大幅な改善がもたらされる。

ミケスカ（Ｍｉｋｅｓｋａ）により示された技術の修正がファザーノ（Ｆａｓａｎｏ）らによる米国特許公報（特許文献４）に示されている。そこでは、多層セラミックの端部が、特定の角度に面取りされ、焼成の際に外部から適用された剥離テープによって付与された不完全な収縮制御に起因する端部の歪みが是正されている。

シェパード（Ｓｈｅｐｈｅｒｄ）は、米国特許公報（特許文献５）において、ＬＴＣＣ構造体におけるレジストレーションの制御のための別の方法を提案した。この方法は、拘束されていない回路の正常な収縮および収縮変動を招くＬＴＣＣ回路のコア部分を焼成する。次の層を、事前焼成コアの特徴部に適合するように作製し、次いで、これを剛性の事前焼成されたコアにラミネートされたグリーン層の焼結を拘束するのに使用する。平面収縮を０．８〜１．２％の範囲まで制御するが、決してゼロまで低減されない。この理由のため、この技術は、レジストレーションが許容されなくなる前の、若干の数の層に限定される。

テープをベースとした拘束焼結プロセスでの剥離中、剥離テープはピンの働きをし、可能性のあるｘ方向とｙ方向の収縮を抑制する。剥離テープ自体は、感知できるほどには焼結されず、後の回路製造操作の前に除去される。その除去は、ブラッシング、サンドブラストまたはビーズブラストなどのいくつかの適切な手順の１つで実施することができる。

焼成後、前記剥離テープを完全に除去するのが難しいのと、残渣剥離テープ微粒子が、上下コンダクタのはんだ濡れ性およびワイヤボンド性に与える悪影響のため、従来技術の方法を用いて、ラミネートと同時処理することはできない。最新の処理技術では、焼成後、剥離テープをより完全に除去するのが容易になってきている。さらに、ＬＴＣＣ製造業者の多くが、ニッケル／金めっきを用いて、表面コンダクタのはんだ濡れ性やワイヤボンド性を改善している。従来技術の方法でできなかった（すなわち、上下コンダクタをラミネートと同時焼成できない）ことに関するこれらの必要な工程は、剥離テープの焼成および除去の後に、焼成後方策の一部としてのみ実施することができる。さらに、ＬＴＣＣ構造を形成する従来技術の方法は、方法でシムを用いる必要がある。このシムは、潜在的な亀裂や処理によるその他の問題につながる。図１および２に、シムの使用が含まれるＬＴＣＣ構造の従来技術の製造方法を示す。

従来技術のＰＬＡＳプロセスについて図１に示すＬＴＣＣおよび剥離テープアセンブリは、少なくとも１／１６インチの厚さのステンレス鋼またはその他好適な金属材料の下部プラテン（１０４）を含み、好ましい厚さ範囲は、１／８インチ〜１／４インチで、アラインメントピン（１０５）が、下部プラテン（１０４）に取り付けられており、プラテン（１０４）上に配置されているのは、下部剥離テープ層（１０２）、事前に回路が形成されたＬＴＣＣテープ層（１０３）、上部剥離テープ層（１０２）および薄いステンレス鋼、銅またはその他好適な金属シムプレート（１０１）であり、その典型的な厚さは、０．０１インチ〜０．０２インチである。

図２ａに、図１のアセンブリの拡大上部を示す。回路特徴部（１０６）が、上部ＬＴＣＣテープ層（１０３）の外表面にパターン化されている。上部のすぐ上にあるのは、金属シムプレート（１０１）と接触する上部剥離テープ層（１０２）であり、フルアセンブリは、イソスタティックラミネータの温水浴に配置される前、少なくとも２回、ポリプロピレン袋（１０８）で保護される。温水により印加される圧力の方向（１０９）が図示されており、シムプレート（１０８）の剛性のために、上部剥離テープを含むＬＴＣＣアセンブリの変形が不十分となって、回路特徴部（１０６）周囲に空洞部分（１０７）が残る。後の炉焼成中、剥離テープと密着した領域は、ｘ、ｙ面に拘束され、空洞部分（１０７）に隣接する回路特徴部（１０６）は、剥離テープが有効に作用せず、自由焼結がなされて、局所的に、不安定な焼結応力が形成された。これにより、図２ｂに示すような亀裂（１１０）が生じた。上部ＬＴＣＣ層（１０３ａ）、回路特徴部（１０６ａ）および上部剥離テープ層（１０２ａ）は全て厚さの減少を示した。空洞部分（１０７ａ）は、炉焼成により容積またはサイズが収縮したものの、焼成したアセンブリに存在している。

米国特許第４，６５４，０９５号明細書 米国特許第５，０８５，７２０号明細書 米国特許第５，２５４，１９１号明細書 米国特許第６，１３９，６６６号明細書 米国特許第６，２０５，０３２号明細書 米国特許第６，７７６，８６１号明細書 米国特許第４，５３６，５３５号明細書

本発明の方法によれば、ＬＴＣＣ基板の上下外表面の全ての領域に対する剥離テープ層による改善された拘束効果が可能となり、これは、ブランク基板表面にあるか、ブランク基板の表面上に突出している回路パターン特徴部かどうかには関わらない。本発明によれば、上下面コンダクタの同時焼成が可能となる。

本発明は、ＬＴＣＣ多層基板で、ｘ、ｙ収縮の相互抑制を示す構造体を製造するものであり、これらに限られるものではないが、ビア、コンダクタ、キャパシタ、インダクタおよびレジスタにより作製された特徴部と、グリーンラミネートスクライブライン凹部とを含む上下面回路パターンを備えている。

本発明は、外表面特徴部を備えたＬＴＣＣ構造を製造する方法であって、
（ａ）２つ以上のＬＴＣＣテープ層を提供する工程であって、該テープ層が上面と下面とを有するサブアセンブリを形成し、少なくとも１つの外表面が機能的特徴部を有する工程と、
（ｂ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を提供する工程と、
（ｃ）上部剥離テープ層をサブアセンブリの上側に適用し、かつ下部剥離テープ層をサブアセンブリの下側に適用して、フルアセンブリを形成する工程と、
（ｄ）下部プラテンを提供し、フルアセンブリを下部プラテンに適用する工程であって、下部剥離テープ層が下部プラテンと接触するようにする工程と、
（ｅ）下部プラテンに適用されたフルアセンブリをラミネートする工程と、
（ｆ）ラミネートされたアセンブリを焼成する工程と、
（ｇ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を除去する工程と
を含む方法に関する。

本発明はまた、外側スクライブラインのあるＬＴＣＣ構造を製造する方法であって、
（ａ）２つ以上のＬＴＣＣテープ層を提供する工程であって、該テープ層が上側と下側とを有するサブアセンブリを形成し、ラインがスクライブされる場所を示すガイドが表面に存在する工程と、
（ｂ）工程（ａ）の前記ガイドを用いて、ラミネートされたサブアセンブリにライン凹部をスクライブする工程と、
（ｃ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を提供する工程と、
（ｄ）上部剥離テープ層をサブアセンブリの上側に適用し、かつ下部剥離テープ層をサブアセンブリの下側に適用して、フルアセンブリを形成する工程と、
（ｅ）下部プラテンを提供して、フルアセンブリを下部プラテンに適用する工程であって、下部剥離テープ層が下部プラテンと接触するようにする工程と、
（ｆ）下部プラテンに適用されたフルアセンブリをラミネートする工程と、
（ｇ）ラミネートされたアセンブリを焼成する工程と、
（ｈ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を除去する工程と
を含む方法にも関する。

本発明は、改善された亀裂のない、反りのない、歪みのない、収縮のない、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）本体、複合体、モジュールまたはパッケージに関し、これは１つまたは複数の異なる誘電体テープの化学的性質を備えた多層構造の前駆体グリーン（未焼成）ラミネートからできたものであり、犠牲剥離テープと直接接触した両上下表面テープ層を含む各テープ層について、スクリーン印刷可能なコンダクタ、写真形成可能なフォーデル（Ｆｏｄｅｌ）（登録商標）コンダクタ、ビアフィル、キャパシタ、インダクタまたはレジスタ等の同時焼成可能厚膜回路材料によりパターン化されている。本発明の方法はまた、犠牲剥離テープと直接接触したテープ層の外表面に、グリーンラミネートスクライブラインを組み込んでいる。

明瞭にするために、事前に回路が形成されたＬＴＣＣテープ層の群は、「サブアセンブリ」と呼ばれ、この「サブアセンブリ」と、上下剥離テープ層の組み合わせは、「フルアセンブリ」と呼ばれる。

本発明の一実施形態は、同時焼成表面特徴部を有するＬＴＣＣ構造に関する。これらの表面特徴部（機能的特徴部とも呼ばれる）は、例えば、厚膜コンダクタ、キャパシタ、インダクタまたはレジスタを含む。本発明の他の態様は、方法やプロセスの改善に関し、同時焼成表面特徴部を備えたＬＴＣＣ構造を作製することができる。本発明の実施形態は、本明細書に記載した修正ＰＬＡＳを用いて、外表面特徴部を備えたＬＴＣＣ構造を作成することに関する。ここに記載した方法により作製したＬＴＣＣ構造は、亀裂が排除され、位置精度および望ましい回路生産収率を有する。

本発明の実施形態は、本明細書に記載した修正ＰＬＡＳ技術を用いて、ＬＴＣＣ構造の外表面にラインをスクライブすることに関する。

本発明の他の実施形態は、スクライブされたＬＴＣＣ構造からの個々の離れたＬＴＣＣ回路基板の形成に関する。個々の離れたＬＴＣＣ回路基板は、ＬＴＣＣ構造のスクライブされたラインに沿って分離される。個々の回路基板の単一化には、ダイシングソーを用いた分離は必要ない。

本発明の実施形態において、記載した方法により作製されたＬＴＣＣ構造は、大型パネルに、小さなサイズのＬＴＣＣ回路基板のアレイを大量生産するのに用いられる。さらなる実施形態において、大型パネルは、約６インチ×６インチ〜１０インチ×１０インチである。他の実施形態において、小さなサイズのＬＴＣＣ回路基板は外表面特徴部を有する。さらなる実施形態において、個々の離れたＬＴＣＣ回路基板は、ＬＴＣＣ構造のスクライブされたラインに沿って、手動または自動で分離される。得られるＬＴＣＣ回路基板は平坦で亀裂はない。

表面特徴部を備えたこれらのＬＴＣＣ構造は、以下のような数多くの所望の特性を有する。（１）表面回路特徴部のより明確な形状。これは、サブアセンブリの上部ＬＴＣＣテープ層にある印刷および乾燥回路特徴部に適合した剥離テープによるＰＬＡＳ効果による。この効果は、部分的に見られる。なぜなら、後の焼成中、回路特徴部は、厚さ方向にだけ収縮するよう拘束されて、明確な形状を維持できるからである。（２）イソスタティックラミネーション圧力によるサブアセンブリの外（上または下）ＬＴＣＣテープ層への表面特徴部の部分凹部。ＳＥＭ断面分析を用いて、物理的効果を示すことができる。（３）表面回路特徴部の高度の平坦化およびスクライブライン凹部。同時焼成表面特徴部を備えたこれらＬＴＣＣ構造の他の特性としては、ＬＴＣＣ回路基板内の回路性能または外部回路コンポーネントおよび／またはマザーボードとの接続または取付けに影響しないものが挙げられる。かかる特性としては、（１）焼成した剥離テープ微粒子の存在と、その程度が、剥離テープ除去プロセスの方法および完全さによること。（２）ドライまたはウェットバニシングプロセス等による剥離テープ除去中に導入された表面回路特徴部のマークや汚れの存在。

同時焼成表面特徴部を備えた記載したＬＴＣＣ構造、その製造方法およびプロセスには、典型的なＰＬＡＳ ＬＴＣＣ製造に勝る利点がある。これらの利点のいくつかについては上述してある。表面特徴部を備えたＬＴＣＣ構造の典型的なＰＬＡＳ製造には、以下のような欠点がある。（１）後焼成表面回路特徴部の形状が、所望されるように明確ではない。これは、一部、後焼成回路特徴部の焼結プロセス中の剥離テープによる制限がないことによるものであり、垂下したり、流れたりする傾向がある。（２）表面特徴部は、後焼成プロセス後、上部ＬＴＣＣテープ層のレベルに主に留まる。特徴部は、同時焼成の片方のようにラミネーションはされないからである。（３）従来のＰＬＡＳ技術を用いて、大型パネル上に小さな回路基板のアレイを作成すると、不規則なトポグラフィーとなり、スクライブライン凹部の平坦さを欠く。これらの特徴は、一般に望ましくなく、前記パネルの後焼成表面特徴部の後のスクリーン印刷を全体として妨げる。この潜在的な制限を回避するには、追加の工程が必要である。例えば、このように手動または自動で分離された小さなサイズの回路基板の単一化、印刷および焼成等である。これらの典型的なＰＬＡＳ ＬＴＣＣ構造はまた、典型的なＰＬＡＳ ＬＴＣＣ構造の表面特徴部が、焼成された剥離テープ微粒子を集めず、マークや汚れは観察されないという点で、本発明の構造と異なる。これは、主として、剥離テープの除去によるものである。除去は、後焼成表面回路特徴部のパターニングの前になされる。

本発明の他の実施形態において、方法は、歪みのない、亀裂のない、反りのない低温同時焼成セラミック構造を提供し、（ａ）機能的特徴部を有する２つ以上のＬＴＣＣテープ層を提供する工程であって、該テープ層がサブアセンブリを形成する工程、（ｂ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を提供する工程、（ｃ）前記ＬＴＣＣテープ層、前記上部剥離層および前記下部剥離層を並べて、フルアセンブリを形成する工程、（ｄ）下部プラテンを提供する工程、（ｅ）前記アセンブリを２つ以上の袋に封入する工程、（ｆ）前記アセンブリをイソスタティックラミネートして、ラミネートされたアセンブリを形成する工程、（ｇ）前記袋を除去する工程、（ｈ）前記ラミネートされたアセンブリを焼成する工程、（ｉ）前記上部剥離テープ層および前記下部剥離テープ層を除去する工程を含む。

本発明のある実施形態において、機能的特徴部は、サブアセンブリの上層の表面およびサブアセンブリの下層の表面にあってもよい。さらなる実施形態において、機能的特徴部は、サブアセンブリの上層の表面にある。さらなる実施形態において、機能的特徴部は、サブアセンブリの下層になくてもよい。本明細書で用いる下層は、金属プラテンに対向する層と定義される。本明細書で用いる上層は、金属プラテンに対向しない層と定義される。本明細書で用いるサブアセンブリの上または下層の表面とは、サブアセンブリの上または下層の外表面、サブアセンブリの他の層に対向しない表面を指す。

図３Ａ〜Ｃおよび４Ａ〜Ｂに、本発明の詳細な実施形態を示す。それについては後述する。当業者であれば、図３および４は例示であり、本発明を限定するものではないことが分かるであろう。

図３Ａに、本発明の方法を示す。ＬＴＣＣアセンブリの拡大上部は、上部ＬＴＣＣテープ層（１０３）の外表面にパターン化された回路特徴部（１０６）を有し、上部剥離テープ層（１０２）が取り付けられている。このフルアセンブリを、イソスタティックラミネータの温水浴に入れる前に、少なくとも２回、ポリプロピレン袋（１０８）に入れて保護する。温水で加圧される方向（１０９）が示されており、図２Ａに示す従来技術のプロセスとは異なり、印加された圧力は、上部剥離テープ層（１０２）と共にポリプロピレン（１０９）を変形するのに十分なものであり、パターン化された表面回路特徴部（１０６）により形成されたトポグラフィーに対して、剥離テープを有効に適合させるため、空洞（１０７）が周囲に最低限存在、あるいは存在しなくなる。

他の構成を図３Ｂに示す。ポリプロピレン袋（１０８）保護の工程の前、圧縮性ゴムまたはプラスチック層（１１４）が、パターン化された回路特徴部（１０６）を有するＬＴＣＣテープ層（１０３）の上部の剥離テープ層（１０２）の上部に配置されている。この構成によると、パターン化された表面回路特徴部（１０６）により形成されたトポグラフィーに対して、剥離テープを有効に適合させるため、空洞（１０７）が周囲に最低限存在、あるいは存在しなくなる。

図３Ｃに、図３Ａおよび３Ｂの両方に示したＬＴＣＣアセンブリについての焼成したＬＴＣＣ構造の概略を示す。後の炉焼成中、ブランクＬＴＣＣ構造表面（１０３ａ）とパターン化された回路特徴部（１０６ａ）を含む領域の全てが、ｘ、ｙ面において拘束された。それらは全て、剥離テープと密着していたからである。従って、ＬＴＣＣテープとコンダクタまたは回路特徴部を作製するのに用いた他の材料との間の焼結差に関わらず、大きな拘束力が、焼結応力に勝り、亀裂のない焼成ＬＴＣＣ構造が得られた。上部ＬＴＣＣ層（１０３ａ）、回路特徴部（１０６ａ）および上部剥離テープ層（１０２ａ）は全て厚さの減少を示した。

図４Ａに、従来技術のプロセスに対する本発明の改善を示す。フルＬＴＣＣアセンブリの下部構成に焦点を当てている。最下部ＬＴＣＣテープ層（１１１）は、回路特徴部（１１２）でパターン化されており、下部剥離テープ層（１１３）と直接接触して示されている。下ステンレス鋼またはその他好適な金属プラテン（１１５）に直接配置する代わりに、１つの圧縮性ゴムまたはプラスチック層（１１４）がインサートとして提供されている。アセンブリは、ポリプロピレン袋（１０８）で少なくとも２回保護される。イソスタティックラミネータにおいて温水で加圧される方向（１０９）も示されている。厚いプラテン（１１５）は、印加された圧力下では圧縮されないが、圧縮性ゴムまたはプラスチックインサート（１１４）は有効に変形して、下部剥離テープ層（１１３）を、パターン化された表面回路特徴部（１０６）により作製されたトポグラフィーに適合させるため、空洞（１０７）が周囲に最低限存在するようになる。

後の炉焼成中、ブランクＬＴＣＣ構造表面（１１３ａ）とパターン化された回路特徴部（１１２ａ）を含む領域の全てが、ｘ、ｙ面において拘束された。それらは全て、剥離テープと密着していたからである。従って、ＬＴＣＣテープとコンダクタまたは回路特徴部を作製するのに用いた他の材料との間の焼結差に関わらず、大きな拘束力が、焼結応力に勝り、亀裂のない焼成ＬＴＣＣ構造が得られた。下部ＬＴＣＣ層（１１１ａ）、回路特徴部（１１２ａ）および上部剥離テープ層（１１３ａ）は全て厚さの減少を示した。

図５Ａに、本発明の方法を示す。ＬＴＣＣアセンブリの拡大上部は、上部ＬＴＣＣテープ層（１０３）の外表面にパターン化された回路特徴部（１０６）を有し、上部剥離テープ層（１０２）が取り付けられている。このアセンブリと図３Ａに示したものとの差は、上部ＬＴＣＣテープ層（１０３）の中心に示されたスクライブライン（１１６）にある。このフルアセンブリを、イソスタティックラミネータの温水浴に入れる前に、少なくとも２回、ポリプロピレン袋（１０８）に入れて保護する。温水で加圧される方向（１０９）が示されており、図２Ａに示す従来技術のプロセスとは異なり、印加された圧力は、上部剥離テープ層（１０２）と共にポリプロピレン（１０９）を変形するのに十分なものであり、パターン化された表面回路特徴部（１０６）およびスクライブライン（１１６）領域により形成されたトポグラフィーに対して、剥離テープを有効に適合させるため、空洞（１０７）が周囲に最低限存在、あるいは存在しなくなる。

図５Ｂに、図５Ａに示したＬＴＣＣアセンブリについての焼成したＬＴＣＣ構造の概略を示す。後の炉焼成中、ブランクＬＴＣＣ構造表面（１０３ａ）、パターン化された回路特徴部（１０６ａ）およびスクライブライン領域（１１６ａ）を含む領域の全てが、ｘ、ｙ面において拘束された。それらは全て、剥離テープと密着していたからである。従って、ＬＴＣＣテープとコンダクタまたは回路特徴部を作製するのに用いた他の材料との間の焼結差に関わらず、大きな拘束力が、焼結応力に勝り、亀裂のない焼成ＬＴＣＣ構造が得られた。上部ＬＴＣＣ層（１０３ａ）、回路特徴部（１０６ａ）および上部剥離テープ層（１０２ａ）は全て厚さの減少を示した。更に、剥離テープ層（１０２ａ）は、ＬＴＣＣテープ層（１０３ａ）と下にあるテープ層の焼結による応力のために、分離（１０７ａ）を示した。

本発明の一実施形態において、ガラス含有ＬＴＣＣテープ層の２つ以上の層に、コンダクタ回路パターン、ビアおよびその他機能的特徴部が、これらに限られるものではないが、ＬＴＣＣテープサブアセンブリの上下面を含む各ＬＴＣＣテープ層上に提供される。サブアセンブリは、犠牲剥離テープ層と直接接触する。剥離テープ層は、フルアセンブリの最外材料である。フルアセンブリが、熱処理されると、１％未満、好ましくは０．２％未満のｘ、ｙ収縮を示す構造を生成する。

ＰＬＡＳによるｘ、ｙ収縮制御については、米国特許公報（特許文献２）の第４欄、１５〜６２行および米国特許公報（特許文献６）の第１欄、４０〜４７行に記載されている。これらの特許は両方とも参考文献として援用される。

本発明の実施形態において、１％未満のｘ、ｙ収縮が得られ、さらなる実施形態においては、０．２％未満が得られる。

本発明の他の実施形態において、生産バッチ内または生産バッチ間での収縮値の変動が、フリー焼結プロセスにより作製される従来の回路基板より小さい。本実施形態の態様において、収縮変動の範囲は、±０．１５％未満、さらなる態様において、収縮変動の範囲は、±０．０５％未満である。

ｘ、ｙ収縮の特性を調べるのは、１つのまとまりのＬＴＣＣブランクまたは回路基板の上部シートの様々な平面配向の事前に穿孔したビアホールの間隔の平均寸法変化を計算することによりなされる。間隔の測定は、工具顕微鏡、光学式コンパレータおよび当業者に知られた他の方法を用いることにより行うことができる。ラミネーションのプロセスにより生じる変動を明らかにするには、ビアホールパンチファイルに基づいた上部シートの間隔（ａの値）を、焼成ＬＴＣＣブランクまたは回路基板にある同じビアホール対の間隔（ｂの値）と共に用い、％収縮を
１００％ｘ（ａ−ｂ）／ａ
として計算する。

６インチ×６インチ〜１０インチ×１０インチといった大型パネル上への小さなサイズのＬＴＣＣ回路基板のアレイの大量生産に現在利用可能な方法には、欠点があり、これに限られるものではないが、処理工程の追加がある。典型的な方法には、ＬＴＣＣ回路を形成した層に、上部および下部剥離テープを並べてラミネートし、フルアセンブリを焼成し、剥離テープを除去してから、ダイシングソーにより離れた回路基板を作成することが含まれる。ダイシングソーは、時間がかかり、かつ、散水が不可避であり、セラミック粒子への露出により、余分なクリーニングおよび乾燥工程が必要である。典型的に、スクライビングは、自動制御ヒートナイフによりなされ、合計サブアセンブリラミネート厚さの１０〜３５％、好ましくは１５〜２５％の範囲の深さのスクライブされた凹部を生成する。

本発明は、現在の方法に勝る利点を提供する。本発明において、剥離テープは、スクライブされた凹部マトリックスに沿った不規則なトポグラフィーに沿い、許容可能なｘ、ｙ収縮制御および平坦な焼成フルアセンブリとなる。剥離テープ除去後、離れたＬＴＣＣ回路基板のアレイを、スクライブされた凹部に沿って、手動か自動分離のいずれかにより製造することができる。これらの離れたＬＴＣＣ回路基板は、典型的なＰＬＡＳプロセスにより作製されたものとは対照的に、平坦で、亀裂がない。さらに、生産収率は典型的なＰＬＡＳプロセスよりも良く、収率損失は、スクライブされた凹部に沿った、または不規則配向における亀裂により生じる。

本発明の様々な実施形態を後述する。当業者であれば、本発明の多様な実施形態が可能であることが分かる。以下の記載は、いくつかの実施形態をとらえるためのものに過ぎず、限定しようとするものではない。ＬＴＣＣアセンブリは、以下の方法により作製される。
ａ）個々のＬＴＣＣテープ層に、コンダクタ回路パターン、ビア、ならびにこれらに限られるものではないが、レジスタ、キャパシタおよびインダクタ材料をはじめとするその他の機能的特徴部を与える。
ｂ）ＬＴＣＣテープ層に、上部および下部剥離テープ層をイソスタティックラミネータにおいて並べ、ラミネートする。
ｃ）一実施形態において、少なくとも１／１６インチの厚さのステンレス鋼またはその他好適な金属材料の下部プラテンを用いる。好ましい厚さ範囲は、１／８インチ〜１／４インチである。
ｄ）ＬＴＣＣテープ層、下部剥離テープ層および上部剥離テープ層（すなわち、フルアセンブリ）は、ポリプロピレン袋等のプラスチック袋に少なくとも２回封入される。
ｅ）イソスタティックラミネータでラミネートするには、アセンブリを水浴に浸す。水浴温度は、ＬＴＣＣおよび剥離テープ材料で用いる有機バインダーのタイプに基づいて決まり、実施形態に応じて異なる。ポリアクリレートタイプのバインダーについては、イソスタティックラミネータにおける加熱水浴の温度として、８０℃まで、好ましくは７５℃を用いる。他のタイプのポリマーバインダーについては、それぞれのガラス転移温度に応じて、７０℃より低い、または８０℃を超える温度の温水浴も用いることができる。
ｆ）イソスタティックラミネータの温水浴にて、３０分まで、好ましくは１０〜１５分の浸漬時間で、ラミネーションプロセスを完了する。
ｇ）ベルトまたは箱形炉において上記ラミネートを焼成し、完全に有機物が燃え尽きた後に緻密化を完了する。
ｈ）剥離テープ層を、ＬＴＣＣアセンブリの上下側の両方から除去する。
（ｉ）必要であれば、焼成したＬＴＣＣアセンブリを、事前にスクライブした凹部に沿って別のモジュールまたはコンポーネントに分割する。

さらなる実施形態は、
（ａ）機能的特徴部を有する２つ以上のＬＴＣＣテープ層を提供する工程であって、該テープ層が上側と下側とを有するサブアセンブリを形成する工程、
（ｂ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を提供する工程、
（ｃ）前記上部剥離テープ層を前記サブアセンブリの前記上側に適用し、かつ前記下部剥離テープ層を前記サブアセンブリの前記下側に適用する工程、
（ｄ）ＬＴＣＣテープ層、前記上部剥離テープ層および前記下部剥離テープ層を並べて、上側と下側とを有するフルアセンブリを形成する工程、
（ｅ）下部プラテンを提供する工程、
（ｆ）前記フルアセンブリを２つ以上の袋に封入する工程、
（ｇ）前記アセンブリをイソスタティックラミネートして、ラミネートされたアセンブリを形成する工程、
（ｈ）前記袋を除去する工程、
（ｉ）前記ラミネートされたアセンブリを焼成する工程、
（ｊ）前記上部剥離テープ層および前記下部剥離テープ層を除去する工程
を含む、歪みのない、亀裂のない、反りのない低温同時焼成セラミック構造を製造する方法であって、前記低温同時焼成構造が、ｘ、ｙ収縮の１パーセント未満の相互抑制を示す方法に関する。

本実施形態の態様において、ＬＴＣＣテープ層を並べた後、ただし、前記上部剥離テープ層および前記下部剥離テープ層を適用する前に、前記ＬＴＣＣテープ層は、機能的特徴部と共に、スクライブされる。

上下剥離テープ層の、表面回路特徴部、スクライブラインおよびその他同様の属性のトポグラフィーへの適合を維持する目的の本発明のいくつか可能な実施形態がある。これらの実施形態としては、（１）上部ＬＴＣＣ表面特徴部のトポグラフィーとは反対の刻み目パターンを有する上部シムプレート、（２）上部ＬＴＣＣ表面特徴部のトポグラフィーとは反対の成形パターンを有する圧縮性ゴムまたはプラスチック層、および（３）下部ＬＴＣＣ表面特徴部のトポグラフィーとは反対の成形パターンを有する圧縮性ゴムまたはプラスチック層が挙げられるが、これらに限られるものではない。上記の実施形態のうち、選択肢２および３は、妥当なコストで製造でき、圧縮性材料を提供するため、上下剥離テープ層を、外側上下の回路の形成された、かつ／またはスクライブされたＬＴＣＣテープ層の不規則表面トポグラフィーに、より効率的に適合させる。スクライブラインは、一方のみ、通常は、ＬＴＣＣアセンブリの上部表面に生じることに注意する。

本発明のさらなる実施形態において、フィルムまたはシート材料、例えば、圧縮性材料を、袋に入れる工程の間に、ＬＴＣＣフルアセンブリの上または下インサートとして用いることができる。これらの材料としては、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、発泡ポリマー、未加硫および加硫ゴム材料が挙げられる。使用中の適合性の程度は、圧縮強度の物理特性により推定することができる。材料の圧縮強度は、永久物理または構造変形なしで圧縮に耐える能力と定義される。本発明において、イソスタティック圧力の適正な範囲は、２，０００〜４，０００ｐｓｉ、好ましくは２，５００〜３，５００ｐｓｉである。従って、適用できるポリマー材料を、括弧書きでｐｓｉ単位でそれぞれの圧縮強度と共に、以下に挙げるが、これらに限られるものではない。ポリプロピレン（８，５００〜１０，０００）、アクリル樹脂（（１４，０００〜１７，０００）、耐衝撃性アクリル樹脂（７，０００〜１２，０００）、ポリスチレン（（１１，５００〜１６，０００）、耐衝撃性ポリスチレン（（８，０００〜１６，０００）、ポリ（スチレン−コ−アクリロニトリル）（１５，０００〜１７，５００）、ポリスチレンＡＢＳ樹脂（６，０００〜１１，０００）、ポリ塩化ビニル（１０，０００〜１１，０００）、ポリ（クロロ−トリフルオロエチレン）（６，０００〜１２，０００）、ナイロン６６（５，０００〜１３，０００）、ナイロン６（４，０００〜１１，０００）、アセタール樹脂（（１８，０００）、ポリカーボネート樹脂（１２，５００）、ポリウレタン樹脂（２０，０００）、酢酸セルロース（２，２００〜１０，９００）、酢酸酪酸セルロース（２，１００〜９，４００）およびプロピオン酸セルロース（３，０００〜９，６００）。

本発明に有用な圧縮性材料の尺度となる他の物理特性は、デュロメータスケールである。デュロメータは、材料の永久圧痕に対する抵抗と定義される、材料の硬さを測定するいくつかあるやり方の１つである。「デュロメータ」という用語は、測定と、測定を行うのに用いる計器の両方を指す。デュロメータは、典型的に、ポリマー、エラストマーおよびゴムの硬さの尺度として用いられる。やや異なる測定システムを用いる、２つの最も一般的なスケールは、ＡおよびＤスケールである。合計で１２のスケールを含むＡＳＴＭ Ｄ２２４０−００試験規格により定義されるように、Ａスケールは、軟性プラスチック向けであり、Ｄスケールは、硬性プラスチック向けである。各スケールは、０〜１００の値となり、値が大きいほど硬い材料であることを示している。本発明については、Ａスケールを用いることにより、適用可能な範囲は１０〜７０、好ましい範囲は２５〜５５である。例えば、Ａスケール値は、ゴムバンドについては２５であり、ドアシールについては５５、自動車タイヤトレッドは７０である。

本発明のさらに他の実施形態は、イソスタティックラミネーションのプロセスの前の、並べたＬＴＣＣの回路を形成したテープ層と剥離テープ層の作製である。図１に、上（１０２）と下（１０２）剥離テープ層との間に配置された１つのまとまりのＬＴＣＣテープ層（１０３）を示す。小さなサイズのモジュールまたはコンポーネントのアレイを、それよりも大きな寸法のＬＴＣＣプラットフォームに作製するときは、全ての大きな寸法のＬＴＣＣプラットフォームをスクライブして、炉焼成工程後に、個々の回路基板の単一化を促す必要がある場合が多い。スクライブラインを提供するには、事前ラミネーションの追加工程が必要であり、剥離テープなしで、事前回路形成ＬＴＣＣテープ層の全てを、低圧、低温、または短時間、あるいはこれのうち２つまたは全ての組み合わせで事前ラミネーションを行った。

ＬＴＣＣテープ組成物と、様々なコンポーネント、例えば、キャパシタ、インダクタおよびレジスタに回路特徴部を与えるのに用いる様々な厚膜ペーストの組成の差が、焼結差となる。上記の厚膜ペーストを、多層ＬＴＣＣモジュールまたはコンポーネントの内側に適用するときは、厚さ、ｘ、ｙ寸法等の形状因子を調整し、かつ／または厚膜組成を最適化することにより、焼結不整合を解決することができる。上記とは対照的に、上記の厚膜ペーストを、多層ＬＴＣＣモジュールまたはコンポーネントの外表面に用いる場合には、厚膜特徴部がもはやＬＴＣＣテープに埋め込まれていないので、厚膜特徴部を、剥離テープと確実に密着させて、有効かつほぼ完全な拘束を与える必要がある。本発明は、上記のことを起こす方法を提供するものである。

既述した実施形態に加えて、その他の構成および方法が可能である。

例えば、外表面特徴部を備えたＬＴＣＣ構造を製造する方法は、
（ｉ）２枚以上のＬＴＣＣテープ層を提供する工程であって、該テープ層が上側と下側とを有するサブアセンブリを形成し、少なくとも１つの外表面が機能的特徴部を有する工程、
（ｊ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を提供する工程、
（ｋ）上部剥離テープ層を、サブアセンブリの上側に適用し、かつ下部剥離テープ層をサブアセンブリの下側に適用し、フルアセンブリを形成する工程、
（ｌ）下部プラテンを提供し、フルアセンブリを下部プラテンに適用する工程であって、下部剥離テープ層が下部プラテンと接触するようにする工程、
（ｍ）下部プラテンに適用されたフルアセンブリをラミネートする工程、
（ｎ）ラミネートされたアセンブリを焼成する工程、
（ｏ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を除去する工程
を含む。

記載した方法は、さらに、工程（ｄ）の後に、フルアセンブリを２つ以上の袋に封入する工程をさらに含み、工程（ｅ）の後に、袋を除去する工程をさらに含む。

この方法のさらなる変形として、以下のことが含まれる。
記載した方法において、ＬＴＣＣ構造は、ｘ、ｙ収縮の１パーセント未満の相互抑制を示す。

記載した方法において、ラミネーティングタイプはイソスタティックである。

記載した方法において、工程（ａ）の後に、ラミネートされたサブアセンブリにライン凹部をスクライブする工程をさらに含む。

記載した方法において、ＬＴＣＣ構造は、ｘ、ｙ収縮の０．２パーセント未満の相互抑制を示す。

記載した方法において、フルアセンブリを袋に封入する前に、前記フルアセンブリの上側に、圧縮性シートを配置する工程をさらに含む。

記載した方法において、フルアセンブリを袋に封入する前に、プラテンに配置されたフルアセンブリの下側に、圧縮性シートを配置する工程をさらに含む。

記載した方法において、機能的特徴部は、キャパシタ、レジスタ、コンダクタおよび／またはインダクタである。

記載した方法において、機能的特徴部は、ＬＴＣＣ構造の上面および下面にある。

記載した方法において、機能的特徴部は、ＬＴＣＣ構造の上面にある。

記載した方法により作製された歪みのない、亀裂のないおよび反りのないＬＴＣＣ構造。

他の例は、外側スクライブラインのあるＬＴＣＣ構造を製造する方法であって、
（ｈ）２つ以上のＬＴＣＣテープ層を提供する工程であって、該テープ層が上側と下側とを有するサブアセンブリを形成し、ラインがスクライブされる場所を示すガイドが表面に存在する工程、
（ｉ）工程（ａ）のガイドを用いて、ラミネートされたサブアセンブリにライン凹部をスクライブする工程、
（ｊ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を提供する工程、
（ｋ）上部剥離テープ層をサブアセンブリの上側に適用し、かつ下部剥離テープ層をサブアセンブリの下側に適用して、フルアセンブリを形成する工程、
（ｌ）下部プラテンを提供して、フルアセンブリを下部プラテンに適用する工程であって、下部剥離テープ層が下部プラテンと接触するようにする工程、
（ｍ）下部プラテンに適用されたフルアセンブリをラミネートする工程、
（ｎ）ラミネートされたアセンブリを焼成する工程、
（ｐ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を除去する工程
を含む。

この方法の様々な修正が可能であり、以下のことが含まれる。
記載した方法において、ガイドは、基準特徴部である。

記載した方法において、ガイドは、ビアホールである。

記載した方法において、工程（ａ）のサブアセンブリの少なくとも１つの外表面が、機能的特徴部を有する。

記載した方法において、スクライブされたライン凹部は、サブアセンブリの上側の表面にある。

記載した方法において、工程（ｄ）の後に、フルアセンブリを２つ以上の袋に封入する工程をさらに含み、工程（ｅ）の後に、袋を除去する工程をさらに含む。

記載した方法において、ＬＴＣＣ構造は、ｘ、ｙ収縮の１パーセント未満の相互抑制を示す。

記載した方法において、ＬＴＣＣ構造は、ラージパネルである。

記載した方法において、ラージパネルは、６インチ×６インチ以上である。

記載した方法において、ラージパネルは、小さなサイズの回路のアレイを含む。

記載した方法において、小さなサイズの回路のアレイが、スクライブされたライン凹部により分離されている。

記載した方法において、フルアセンブリを袋に封入する前に、前記フルアセンブリの上側に、圧縮性シートを配置する工程をさらに含む。

（ＬＴＣＣテープのコンポーネント）
典型的なＬＴＣＣテープは、ガラス、セラミック無機固体および有機媒体を含み、ガラスおよびセラミック無機固体は分散されている。有機媒体は、ポリマーバインダーを含み、これは、１つまたは複数の揮発性有機溶剤および、任意で、他の溶解材料、例えば、可塑剤、剥離剤、分散剤、ストリッピング剤、消泡剤、安定化剤および湿潤剤に溶解されている。

ＬＴＣＣテープに好適なガラス組成物としては、これらに限られるものではないが、後述する以下の組成物が挙げられる。用いるガラスとしては、これらに限られるものではないが、表１に示すものが挙げられる。さらに、ガラス組成は、以下の酸化物構成成分から選択され、組成範囲は、重量％で、ＳｉＯ₂ ５２−５４、Ａｌ₂Ｏ₃ １２．５−１４．５、Ｂ₂Ｏ₃ ８−９、ＣａＯ １６−１８、ＭｇＯ ０．５−５、Ｎａ₂Ｏ １．７−２．５、Ｌｉ₂Ｏ ０．２−０．３、ＳｒＯ ０−４、Ｋ₂Ｏ １−２である。ガラスのより好ましい組成は、重量％で、ＳｉＯ₂ ５３．５０、Ａｌ₂Ｏ₃ １３．００、Ｂ₂Ｏ₃ ８．５０、ＣａＯ １７．０、ＭｇＯ １．００ Ｎａ₂Ｏ ２．２５、Ｌｉ₂Ｏ ０．２５、ＳｒＯ ３．００、Ｋ₂Ｏ １．５０である。

Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＳｉＯ₄、ＢａＴｉＯ₃またはこれらの混合物等のセラミックフィラーを、テープを形成するのに用いる鋳造可能な組成物に、固体基準で、０〜５０重量％の量で添加してもよい。フィラーのタイプに応じて、焼成後、異なる結晶相の形成が予想される。フィラーは、誘電率および周波数範囲にわたる損失を制御することができる。例えば、ＢａＴｉＯ₃の添加によって、誘電率が大幅に増大する。

Ａｌ₂Ｏ₃が好ましいセラミックフィラーである。ガラスと反応すると、Ａｌ含有結晶相を形成するからである。Ａｌ₂Ｏ₃は、高機械強度および有害な化学反応に対する不活性さを提供するのに非常に有効である。セラミックフィラーの他の機能は、焼成中の全系のレオロジー制御である。セラミック粒子は、物理バリアとして作用することにより、ガラスのフローを制限する。それらはまた、ガラスの焼結を抑制し、有機物の良好なバーンアウトを促進する。他のフィラー、α−水晶、ＣａＺｒＯ₃、ムライト、コーディエライト、フォルステライト、ジルコン、ジルコニア、ＢａＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃、ＭｇＴｉＯ₃、ＳｉＯ₂、アモルファスシリカまたはこれらの混合物を用いて、テープ性能および特性を修正してもよい。フィラーは、大きなサイズのフィラーのＤ５０が１．５〜３ミクロンの範囲、小さなサイズのフィラーのＤ５０が０．３〜０．８ミクロンの範囲の少なくとも二峰性粒度分布を有するのが好ましい。

ＬＴＣＣテープ組成物の処方において、セラミック材料に対するガラスの量が重要である。２０〜４０重量％のフィラー範囲が、十分な緻密化が達成されるという点で望ましいと考えられる。フィラー濃度が、５０重量％を超えると、焼成した構造は十分に緻密化されず、多孔性となりすぎる。望ましいガラス／フィラー比で、焼成中、液体ガラス相がフィラー材料で飽和されることは明らかである。

焼成の際に、組成物の高度な緻密化を得るためには、無機固体は小さな粒度を有することが重要である。特に、実質的に全ての粒子が、１５μｍを超えてはならない。１０μｍを超えないのが好ましい。これらの最大サイズの制限を条件として、ガラスとセラミックフィラーの両方の粒子の少なくとも５０％が、１μｍより大きく、６μｍ未満であるのが好ましい。

ガラスおよびセラミック無機固体が分散される有機媒体は、ポリマーバインダーを含み、これは、揮発性有機溶剤および、任意で、他の溶解材料、例えば、可塑剤、剥離剤、分散剤、ストリッピング剤、消泡剤、安定化剤および湿潤剤に溶解されている。

良好な結合効率を得るには、合計組成に基づいて、ガラスとセラミックフィラーを含む９０重量％の固体について、少なくとも５重量％のポリマーバインダーを用いるのが好ましい。しかしながら、３０重量％以下のポリマーバインダーおよびその他揮発性修正剤、例えば、可塑剤と、最低７０％の無機固体とを用いるのがより好ましい。これらの制限内で、少なくとも可能な量のポリマーバインダーおよびその他低揮発性有機修正剤を用いるのが望ましい。これは、熱分解により除去されなければならない有機物の量を減じ、そして焼成の際の完全な緻密化を促す良好な粒子充填を得るためである。

これまで、様々なポリマー材料がグリーンテープのバインダーとして用いられてきた。例えば、ポリ（ビニルブチラール）、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（ビニルアルコール）、セルロースポリマー、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン、ケイ素ポリマー、例えば、ポリ（メチルシロキサン）、ポリ（メチルフェニルシロキサン）、ポリスチレン、ブタジエン／スチレンコポリマー、ポリスチレン、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリアミド、高分子量ポリエーテル、酸化エチレンと酸化プロピレンのコポリマー、ポリアクリルアミド、様々なアクリルポリマー、例えば、ナトリウムポリアクリレート、ポリ（低級アルキルアクリレート）、ポリ（低級アルキルメタクリレート）、低級アルキルアクリレートおよびメタクリレートの様々なコポリマーおよびマルチポリマー。エチルメタクリレートおよびメチルアクリレートのコポリマー、エチルアクリレート、メチルメタクリレートおよびメタクリル酸のターポリマーは、スリップ鋳造材料のバインダーとして以前から用いられてきた。

１９８５年８月２０日発行のウサラ（Ｕｓａｌａ）による米国特許公報（特許文献７）には、有機バインダーが開示されている。これは、０〜１００重量％のＣ_1~8アルキルメタクリレート、１００〜０重量％のＣ_1~8アルキルアクリレートおよび０〜５重量％のアミンのエチレン化不飽和カルボン酸の相溶性のあるマルチポリマーの混合物である。上記のポリマーは、誘電体固体の量を最大として、最低量で用いることができるため、本発明の誘電性組成物を作製するのに選択されるのが好ましい。この理由から、上に参照したウサラ（Ｕｓａｌａ）出願の開示内容は、本明細書に参考文献として援用される。

ポリマーバインダーはまた、バインダーポリマーに対して、少量の可塑剤も含有しており、これは、バインダーポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）を下げる役割を果たす。可塑剤の選択は、当然のことながら、主に、修正する必要のあるポリマーにより決まる。様々なバインダー系において用いられてきた可塑剤としては、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、アルキルホスフェート、ポリアルキレングリコール、グリセロール、ポリ（エチレンオキシド）、ヒドロキシエチル化アルキルフェノール、ジアルキルジチオホスホネートおよびポリ（イソブチレン）がある。当然のことながら、ブチルベンジルフタレートが、アクリルポリマー系において最も頻繁に用いられる。比較的低濃度で効果的に用いることができるからである。しかしながら、これらに限られるものではないが、ガラス、フィラーおよび顔料をはじめとする無機材料は、ポリマーバインダーとある程度相互作用して、一般に、ガラス転移温度が上がり、テープ組成物中の可塑剤の影響に対向することに留意する。

鋳造溶液の溶剤成分は、ポリマーの完全な溶解および十分に高い揮発性が得られ、大気圧で、比較的低レベルの熱を加えることにより、溶剤が分散液から蒸発できるようなものを選択する。さらに、溶剤は、有機媒体に含有された他の添加剤の沸点または分解温度より十分に低い温度で沸騰しなければならない。このように、１５０℃未満の大気沸点が最もよく用いられる。かかる溶剤としては、アセトン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、酢酸エチル、１，１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、酢酸アミル、２，２，４−トリエチルペンタンジオール−１，３−モノイソブチレート、トルエン、塩化メチレンおよびフルオロカーボンが挙げられる。上述した個々の溶剤は、バインダーポリマーを完全には溶解しない。それでも、他の溶剤とブレンドすると、十分機能する。これは十分に当業者の範囲内である。特に好ましい溶剤は、酢酸エチルである。環境に有害なクロロカーボンの使用を避けられるからである。

溶剤およびポリマーに加えて、可塑剤を用いると、テープの亀裂を防ぎ、ブランキング、印刷およびラミネーション等のコートしたままのテープの取扱いの幅が広がる。好ましい可塑剤は、ポリプロピレングリコールジベンゾエートである、ローム・アンド・ハース社（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏ．）製ベンゾフレックス（ＢＥＮＺＯＦＬＥＸ）（登録商標）４００である。

（適用）
上述したガラス、セラミックフィラー、ポリマーバインダーおよび溶剤のスラリー分散液の薄層を、可撓性基板に鋳造し、鋳造層を加熱して揮発性溶剤を除去することにより、本発明で用いるＬＴＣＣグリーンテープを形成する。テープは、厚さ２０ミルを超えないのが好ましく、１〜１０ミルであるのが好ましい。テープを、シートに打ち抜き加工するか、ロール形態で集める。グリーンテープは、典型的に、多層電子回路の誘電体または絶縁材料として用いる。グリーンテープのシートは、回路の実際の寸法よりやや大きなサイズまで、各隅でレジストレーション孔により打ち抜き加工される。多層回路の様々な層を接続するには、グリーンテープにビアホールを形成する。これは、典型的に、機械的な打ち抜き加工により行われる。しかしながら、鋭く集光されたレーザーを用いて、揮発したり、グリーンテープにビアホールを形成することができる。典型的なビアホールサイズは、０．００４インチ〜０．２５インチである。層間の相互接続は、厚膜導電性インクによりビアホールを充填することにより形成される。このインクは、通常、標準的なスクリーン印刷技術により適用される。回路の各層は、スクリーン印刷コンダクタトラックにより完成する。また、レジスタインクまたは高誘電率インクを、選択した層に印刷して、抵抗または容量回路要素を形成することもできる。さらに、多層キャパシタ業界で用いられているのと同様の特別に処方された高誘電率グリーンテープを、多層回路の一部として組み込むことができる。

回路の各層が完成した後、個々の層を並べてラミネートする。イソスタティックプレス加工ダイを用いて、層間の正確なアラインメントを確保する。ラミネートをホットステージカッターでトリミングする。イソスタティックラミネーションのためのＬＴＣＣおよび剥離テープ配置については、前述した図面で詳細に説明してある。これらに限られるものではないが、液浴の圧力、時間および温度をはじめとする主要なラミネーションパラメータの効果および範囲についてここに述べてある。２，５００〜３，５００ｐｓｉの適正な圧力範囲が通常許容されるものであり、ＬＴＣＣテープと、厚膜コンダクタ、キャパシタ、インダクタおよびレジスタで作製された様々な回路特徴部との間に十分な接触を与え、かつ、グリーン状態の多層本体を過剰に変形しない。大きな寸法のＬＴＣＣプラットフォーム上で、小さなサイズのモジュールまたはコンポーネントの単一化を促すスクライブラインを与えるには、事前ラミネーションの工程が必要であり、５００〜１，５００ｐｓｉとさらに減じた圧力を、通常、印加することができる。３０分までの浸漬時間および通常１０分の期間を用いて、典型的なＬＴＣＣ基板をラミネートする。本発明では、同じ時間範囲が適用でき、好ましくは、１５〜２０分にして、ＬＴＣＣサブアセンブリの上下の外表面回路特徴部に対する上下剥離テープ層の十分またはほぼ完全な適合を確保する。本発明においては、温度の議論は、水浴を備えたイソスタティックラミネータに焦点を合わせてある。恐らく密閉された系における水の望ましくない蒸発損失およびラミネートされるＬＴＣＣ材料の過剰の軟化を最小にするには、８０℃まで、通常は約７０℃の水浴温度が適用可能である。本発明では、同じ温度範囲が適用可能であり、好ましくは７５℃〜８０℃を用いて、ＬＴＣＣサブアセンブリの上下の外表面回路特徴部に対する上下剥離テープ層の十分またはほぼ完全な適合を確保する。ＬＴＣＣテープおよび剥離テープ組成物中の可塑剤および無機材料により影響されて、適用された温度が、有効なガラス転移温度に近づくと、ＬＴＣＣテープおよび剥離テープのポリマーバインダーは、より軟性かつ圧縮性となることに留意する。

焼成は、標準厚膜コンベヤーベルトまたは箱形炉にて、プログラムされた加熱サイクルで実施される。この方法によってまた、上下層として従来の剥離テープを用いる必要なく、焼成後の剥離テープの除去やクリーニングなしで、拘束焼結構造の一部として、上および／または下コンダクタが同時焼成される。

本明細書で用いる「焼成」という用語は、空気等の酸化雰囲気中で集合体を、集合体の層にある有機材料を全て揮発（バーンアウト）する温度および十分な時間にわたって加熱して、層中のガラス、金属または誘電体材料を焼結し、ラミネート全体を緻密化することを意味する。

当業者であれば、ビアが、近接する機能的層の適正な導電性経路に適切に接続されるよう、各ラミネーティング工程において、レジストレーションにおいて層が正確でなければならないことが分かるであろう。

「機能的層」という用語は、導電性、抵抗または容量機能のある印刷グリーンテープのことを指す。このように、上述したとおり、典型的なグリーンテープ層は、１つまたは複数のレジスタ回路および／またはキャパシタ、ならびに導電性回路をその上に印刷してもよい。

図１〜５に示す構成に従って、様々な厚さのグリーンテープシートを、隅部レジストレーション孔により、ｘ−およびｙ−寸法が３インチ×３インチ〜８インチ×８インチのシートを打ち抜き加工する。これらは、打ち抜き加工されて、ビアホールを形成し、当業者に周知の標準処理技術を用いて、好適な表面およびビアフィルコンダクタにより金属化する。

空気等の酸化雰囲気中で、集合体の層にある有機材料を全て揮発（バーンアウト）する温度および十分な時間にわたって加熱して、層中のガラス、金属または誘電体材料を焼結することにより、部品を焼成した。このようにして、ラミネート全体を緻密化した。

剥離テープを、水洗、機械的バニシングやサンドブラストの典型的な手順を用いて、各部品から剥がした。

部品の収縮、亀裂またはその他欠陥および基板の反りについて評価した。

（トポグラフィー測定）
トポグラフィー適合度を、機械的（すなわち、スタイラス接触）タイプか、光学タイプの機器のいずれかを用いて、表面トポグラフィースキャンにより推定することができる。テンコアアルファステップ（Ｔｅｎｃｏｒ Ａｌｐｈａ−Ｓｔｅｐ）５００、典型的な機械的タイプの表面形状測定装置は、様々な直径のダイヤモンド先端スタイラスを備えており、ある範囲のスタイラス圧力、スキャン速度およびスキャニングモードを提供する。最大スキャン長１０ｍｍおよび垂直トポグラフィー高さ３００ミクロンだと、両方共、本発明で説明したとおり、トポグラフィー制御の特性を調べるのに適正なものである。ビーコ（Ｖｅｅｃｏ）のワイコ（Ｗｙｋｏ）ＮＴ３３００等の典型的な光学プロファイラーは、コンピュータ化された干渉顕微鏡を用いて、表面プロファイルの特性を調べる。通常、５Ｘまでの低倍率の対物で、縦横方向の両方におけるハイブリッド回路の表面構造に適切なものである。本発明において、剥離テープ層のラミネート前後での、コンダクタパターン等の表面特徴部のプロファイル間の比較を用いて、後に焼成されるＬＴＣＣ構造の完全性に大きく影響するラミネーションプロセス最適化の影響を示す。

下部プラテンおよび上部シムプレートにより並べ、一列となり、封入された一般的な誘電体テープの構成の従来技術の図である。 ポリプロピレン袋に封入され、イソスタティックラミネータの温水浴において、加圧下で変形したＬＴＣＣアセンブリの上部を備えた従来技術の従来の無加圧焼結（ＰＬＡＳ）の図である。 図２ａに従って作製された、炉焼成後、剥離テープ層の除去前のＬＴＣＣの上部の図である。 上部剥離テープ層がポリプロピレン袋と直接接触し、イソスタティックラミネータの温水浴において、加圧下で変形した本発明のイソスタティックラミネーションのためのＬＴＣＣアセンブリの上部の構成の図である。 圧縮性ゴムまたはプラスチック層が上部剥離テープ層とポリプロピレン袋との間に配置された、図３ａの代替的な構成の図である。 図３ａまたは３ｂに従って作製された、炉焼成後、剥離テープ層の除去前のＬＴＣＣの上部の図である。 圧縮性ゴムまたはプラスチック層が剥離テープ層と下部プラテンとの間に配置され、アセンブリ全体が、ポリプロピレン袋に封入され、イソスタティックラミネータの温水浴において、加圧された本発明のイソスタティックラミネーションのためのＬＴＣＣアセンブリの下部の構成の図である。 図４ａに従って作製された、炉焼成後、剥離テープ層の除去前のＬＴＣＣの下部の図である。 上部剥離テープ層が、ポリプロピレン袋と直接接触し、イソスタティックラミネータの温水浴において、加圧下で変形した、本発明のイソスタティックラミネーションのための外表面回路特徴部とスクライブラインの両方を備えた、ＬＴＣＣアセンブリの上部の構成の図である。 図５ａに従って作製された、炉焼成後、剥離テープ層の除去前のＬＴＣＣの上部の図である。

Claims (24)

1. 外表面特徴部を備えたＬＴＣＣ構造を製造する方法であって、
   （ａ）２つ以上のＬＴＣＣテープ層を提供する工程であって、それらテープ層が上側と下側とを有するサブアセンブリを形成し、少なくとも１つの外表面が機能的特徴部を有する工程と、
   （ｂ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を提供する工程と、
   （ｃ）前記上部剥離テープ層を前記サブアセンブリの上側に適用し、かつ前記下部剥離テープ層を前記サブアセンブリの下側に適用して、フルアセンブリを形成する工程と、
   （ｄ）下部プラテンを提供して、前記フルアセンブリを前記下部プラテンに適用する工程であって、前記下部剥離テープ層が前記下部プラテンと接触するようにする工程と、
   （ｅ）前記下部プラテンに適用された前記フルアセンブリをラミネートする工程と、
   （ｆ）前記ラミネートされたアセンブリを焼成する工程と、
   （ｇ）前記上部剥離テープ層および前記下部剥離テープ層を除去する工程と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 工程（ｄ）の後に、前記フルアセンブリを２つ以上の袋に封入する工程と、工程（ａ）の後に、前記袋を除去する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ＬＴＣＣ構造が、ｘ、ｙ収縮の１パーセント未満の相互抑制を示すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記ラミネーティングタイプがイソスタティックであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 工程（ａ）の後に、前記ラミネートされたサブアセンブリにライン凹部をスクライブする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記ＬＴＣＣ構造が、ｘ、ｙ収縮の０．２パーセント未満の相互抑制を示すことを特徴とする請求項３に記載の方法。
7. 前記フルアセンブリを袋に封入する前に、前記フルアセンブリの前記上側に、圧縮性シートを配置する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
8. 前記フルアセンブリを袋に封入する前に、前記プラテン上に配置された前記フルアセンブリの前記下側に、圧縮性シートを配置する工程をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記機能的特徴部が、キャパシタ、レジスタ、コンダクタおよび／またはインダクタであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記機能的特徴部が、前記ＬＴＣＣ構造の上面および下面にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記機能的特徴部が、前記ＬＴＣＣ構造の上面にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 請求項１に記載の方法により製造されたことを特徴とする歪みのない、亀裂のないおよび反りのないＬＴＣＣ構造。
13. 外側スクライブラインのあるＬＴＣＣ構造を形成する方法であって、
    （ｏ）２つ以上のＬＴＣＣテープ層を提供する工程であって、それらテープ層が上側と下側とを有するサブアセンブリを形成し、ラインがスクライブされる場所を示すガイドが表面に存在する工程と、
    （ｐ）工程（ａ）のガイドを用いて、ラミネートされたサブアセンブリにライン凹部をスクライブする工程と、
    （ｑ）上部剥離テープ層および下部剥離テープ層を提供する工程と、
    （ｒ）前記上部剥離テープ層を前記サブアセンブリの前記上側に適用し、前記下部剥離テープ層を前記サブアセンブリの下側に適用して、フルアセンブリを形成する工程と、
    （ｓ）下部プラテンを提供し、そして前記フルアセンブリを前記下部プラテンに適用する工程であって、前記下部剥離テープ層が前記下部プラテンと接触するようにする工程と、
    （ｔ）前記下部プラテンに適用された前記フルアセンブリをラミネートする工程と、
    （ｕ）前記ラミネートされたアセンブリを焼成する工程と、
    （ｑ）前記上部剥離テープ層および前記下部剥離テープ層を除去する工程と
    ことを含むことを特徴とする方法。
14. 前記ガイドが、基準特徴部であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記ガイドが、ビアホールであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
16. 工程（ａ）の前記サブアセンブリの少なくとも１つの外表面が、機能的特徴部を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
17. 前記スクライブされたライン凹部が、前記サブアセンブリの前記上側の表面にあることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
18. 工程（ｄ）の後に、前記フルアセンブリを２つ以上の袋に封入する工程と、工程（ｅ）の後に、前記袋を除去する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
19. 前記ＬＴＣＣ構造が、ｘ、ｙ収縮の１パーセント未満の相互抑制を示すことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
20. 前記ＬＴＣＣ構造が、ラージパネルであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
21. 前記ラージパネルが、６インチ×６インチ以上であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記ラージパネルが、小さなサイズの回路のアレイを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
23. 前記小さなサイズの回路のアレイが、スクライブされたライン凹部により分離されていることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記フルアセンブリを袋に封入する前に、前記フルアセンブリの前記上側に、圧縮性シートを配置する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。

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