JP5229316B2 - セラミック基板の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、セラミック基板の製造方法に関するもので、特に、いわゆる無収縮プロセスを適用したセラミック基板の製造方法に関するものである。

無収縮プロセスによるセラミック基板の製造方法を実施するに当たっては、低温焼結セラミック材料を主成分とする未焼成の基材層と、低温焼結セラミック材料の焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性セラミック粉末を主成分とする収縮抑制層とを含み、収縮抑制層が基材層の少なくとも一方主面上に設けられている、未焼成の複合積層体が作製される。

次いで、未焼成の複合積層体が、上記低温焼結セラミック材料の焼結温度で焼成される。これによって、基材層を焼結させてなるセラミック基板が得られる。この焼成工程において、収縮抑制層に含まれる難焼結性セラミック粉末は実質的に焼結しないため、収縮抑制層においては、収縮が実質的に生じない。このことから、収縮抑制層が基材層を拘束し、そのため、基材層は、厚み方向にのみ実質的に収縮するが、主面方向での収縮が抑制される。その結果、得られたセラミック基板においては、不均一な変形がもたらされにくくなり、セラミック基板の平面方向の形状および寸法についての精度を向上させることができる。

次に、上述した収縮抑制層が除去され、それによって、目的とするセラミック基板が取り出される。なお、セラミック基板として多層セラミック基板を製造しようとする場合には、前述した未焼成の複合積層体は、積層された複数の基材層を備えている。

上述した無収縮プロセスによるセラミック基板の製造方法において、収縮抑制層は、焼成工程において高い拘束性を発揮し得るとともに、焼成工程の後では除去性に優れていることが望まれる。このような収縮抑制層の除去性に関連ある技術として、たとえば特開平７−３０２５３号公報（特許文献１）に記載されたものがある。

特許文献１に記載の技術は、収縮抑制層の除去性に注目したものではないが、焼成時における基材層中の有機バインダの除去を促進しようとするものであり、収縮抑制層に孔開け加工を施し、形成された多数の貫通孔に、基材層に含まれる有機バインダより分解温度の低いペースト状の樹脂を充填しておき、焼成工程において、貫通孔に充填された樹脂が先に熱分解することによって、貫通孔を通して基材層中の有機バインダを除去しやすくしようとするものである。このような特許文献１に記載の技術によれば、焼成後において収縮抑制層に多数の貫通孔が残されているため、収縮抑制層の除去を容易にするという効果も期待できる。

しかしながら、特許文献１に記載の技術を適用して、焼成後の除去が容易な収縮抑制層を形成しようとすると、孔開け加工により形成される貫通孔の数を増やしたり、貫通孔の断面積を大きくしたりすることになるが、このような対策を講じると、収縮抑制層による拘束性が低下してしまうという問題を招く。

拘束性を向上させるためには、収縮抑制層と基材層との反応性が高い方が良く、かつ収縮抑制層自体の剛性が高い方が良い。しかしながら、上記の反応性が高く、かつ剛性も高い場合、収縮抑制層の除去工程において、収縮抑制層が容易に破壊されず、また、セラミック基板からの剥離も困難となるため、除去性が低下する。このように、収縮抑制層について、拘束性と除去性とを両立させることは困難である。

さらに、特許文献１に記載の技術を用いて、収縮抑制層の除去性を向上させようとすると、収縮抑制層に孔開け加工を施し、形成された貫通孔にペースト状の樹脂を充填するといった工程が必要となり、製造効率を低下させる原因となる。
特開平７−３０２５３号公報

そこで、この発明の目的は、いわゆる無収縮プロセスを適用したセラミック基板の製造方法において、収縮抑制層による拘束性を十分に維持しつつ、収縮抑制層の除去性を向上させることを、製造効率を低下させることなく実現し得る方法を提供しようとすることである。

この発明は、低温焼結セラミック材料を主成分とする未焼成の基材層と、低温焼結セラミック材料の焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性セラミック粉末を主成分とする収縮抑制層とを含み、収縮抑制層が基材層の少なくとも一方主面上に設けられている、未焼成の複合積層体を作製する工程と、未焼成の複合積層体を低温焼結セラミック材料の焼結温度で焼成し、それによって、基材層を焼結させてなるセラミック基板を得る工程と、収縮抑制層を除去して、セラミック基板を取り出す工程とを備える、セラミック基板の製造方法に向けられる。

前述した技術的課題を解決するため、この発明は、上記未焼成の複合積層体を作製する工程において、収縮抑制層には、上記の焼成工程において消失して当該収縮抑制層に空孔を形成し得る固形の空孔形成材料が予め添加されかつ少なくとも主面方向に関して均一に分散されていることを特徴とするとともに、空孔形成材料の、難焼結性セラミック粉末に対する添加量は１２〜３０体積％であり、また、空孔の内径は、５〜２０μｍであることを特徴としている。

ここで、均一に分散されているというのは、圧着工程において不所望な変形が生じない程度に適度に分散されていることをいう。すなわち、空孔形成材料の密度は、主面方向に関して完全に同一であることが好ましいが、圧着工程において不所望な変形が生じない程度であれば、部分的に空孔形成材料の密度が比較的高い箇所があってもよい。たとえば、それが脱バインダ性の悪い中央部である場合には、脱バインダ性を向上させることができる効果も得られる。

空孔形成材料は、樹脂ビーズによって与えられることが好ましい。

通常、収縮抑制層はバインダを含むが、空孔形成材料は、焼成工程においてこのバインダよりも早く消失するものであることが好ましい。この場合、好ましくは、空孔形成材料はアクリル系樹脂からなる。また、収縮抑制層に含まれるバインダは、ブチラール系バインダであることが好ましい。

この発明は、未焼成の複合積層体が、積層された複数の基材層を備えるとき、すなわち、多層セラミック基板を製造しようとするとき、特に有利に適用される。

また、収縮抑制層を、基材層に接する側に位置する内層領域と複合積層体の外表面側に位置する外層領域とに分類したとき、空孔形成材料の添加量は、内層領域より外層領域の方が多くなるようにされることが好ましい。

この発明によれば、焼成後において、空孔形成材料が消失することによって収縮抑制層に空孔が形成される。収縮抑制層における空孔の部分は破壊起点となるため、超音波洗浄等で収縮抑制層を容易に破壊することができる。そのため、同等の拘束性であるが空孔を有していない収縮抑制層に比べて、除去性を向上させることができる。

また、未焼成の複合積層体を作製する段階、すなわち焼成前の段階で、複合積層体に対して圧着工程を実施し、収縮抑制層を基材層に密着させておく必要がある。前述の特許文献１に記載の構成では、収縮抑制層における樹脂充填部分とそれ以外の部分とで軟らかさが異なっているため、圧着工程を実施したとき、基材層側に不所望な変形がもたらされることがある。これに対して、この発明によれば、空孔形成材料が固形でありかつ収縮抑制層において少なくとも主面方向に関して均一に分散されているので、圧着工程において収縮抑制層が主面方向に関して同じ挙動を示すため、基材層において不所望な変形が生じることはない。

また、空孔形成材料は、前述のように、固形であるため、これによって形成される空孔の大きさを、内径５〜２０μｍとするように制御することが容易である。したがって、収縮抑制層の容易な除去といった観点から、より効果的な大きさの空孔を再現性良く形成することができる。

空孔形成材料として樹脂ビーズが用いられると、空孔形成材料として機能し得る材料を入手容易かつ取り扱い容易なものとすることができる。

上記のような樹脂ビーズとして、アクリル系樹脂からなるものが用いられると、アクリル系樹脂は比較的低温で熱分解を開始するので、それによって形成された空孔を介して他の樹脂成分（バインダ樹脂等）が円滑に取り除かれることを可能にする。

また、樹脂ビーズとしてアクリル系樹脂からなるものが用いられるとともに、収縮抑制層に含まれる有機バインダとして、ブチラール系バインダが用いられると、ブチラール系バインダに比べてアクリル系樹脂の方が早く消失するので、樹脂ビーズの消失によって形成された空孔を介して、ブチラール系バインダを円滑に消失させることができ、そのため、脱バインダ性を向上させることができる。

また、この発明によれば、空孔形成材料の、難焼結性セラミック粉末に対する添加量が１２〜３０体積％に選ばれるので、焼成後において、収縮抑制層の表面に分布する空孔が形成されやすくなる。このように、表面の空孔（オープンポア）が形成されると、収縮抑制層を除去する際、収縮抑制層の破壊の起点となりやすいため、収縮抑制層の除去性がより向上する。

収縮抑制層における空孔形成材料の添加量が、基材層に接する側の内層領域より複合積層体の外表面側の外層領域の方が多くなるようにされると、内層領域において拘束性を十分に確保しながら、外層領域において除去性を高めることができるので、拘束性および除去性の双方を高いレベルで達成することができる。

この発明の一実施形態を説明するためのもの、この発明に係る製造方法によって製造されるセラミック基板の一例としての多層セラミック基板３を備える機能モジュール１を図解的に示す断面図である。 図１に示した多層セラミック基板３を得るために用意される未焼成の複合積層体１３を図解的に示す断面図である。 焼成後の複合積層体１３を模式的に示す断面図である。 実験例において作製された試料１（比較例）および試料４（実施例）についての超音波洗浄時間と収縮抑制層の除去率との関係を示す図である。 この発明の他の実施形態を説明するための図２に対応する図である。

符号の説明

２ セラミック層
３ 多層セラミック基板
１３，１３ａ 複合積層体
１４ 基材層
１５ 収縮抑制層
１６ 樹脂ビーズ
１７ 難焼結性セラミック粉末
１８ 空孔
２１ 内層領域
２２ 外層領域

図１は、この発明の一実施形態を説明するためのもので、この発明に係る製造方法によって製造されるセラミック基板の一例としての多層セラミック基板３を備える機能モジュール１を図解的に示す断面図である。

多層セラミック基板３は、積層された複数のセラミック層２をもって構成される。これらセラミック層２に関連して種々の配線導体が設けられている。

上述した配線導体としては、多層セラミック基板３の積層方向における端面上に形成されるいくつかの外部導体膜４および５、セラミック層２の間の界面に沿って形成されるいくつかの内部導体膜６、ならびにセラミック層２の特定のものを貫通するように形成されるいくつかのビアホール導体７等がある。

上述した外部導体膜４は、機能モジュール１を構成するため、多層セラミック基板３の外表面上に搭載されるべき電子部品８および９への接続のために用いられる。図１では、たとえば半導体デバイスのように、バンプ電極１０を備える電子部品８、およびたとえばチップコンデンサのように面状の端子電極１１を備える電子部品９が図示されている。

電子部品８は、バンプ電極１０に対してはんだリフロー工程を適用したり超音波付与工程や熱圧着工程を適用したりすることによって、バンプ電極１０を介して外部導体膜４に接合される。他方、電子部品９は、外部導体膜４に対して端子電極１１を面対向させた状態で、端子電極１１をたとえばはんだまたは導電性接着剤を用いて外部導体膜４に接合することによって、多層セラミック基板３上に搭載された状態とされる。

また、外部導体膜５は、図１において想像線で示すように、この機能モジュール１を実装するマザーボード１２への接続のために用いられる。すなわち、機能モジュール１は、外部導体膜５を介して電気的に接続された状態で、マザーボード１２上に実装され、所望の電子装置を構成する。

図１に示した多層セラミック基板３は、図２に示すような未焼成の複合積層体１３を焼成することによって得られるものである。

未焼成の複合積層体１３は、積層された複数の未焼成の基材層１４を備えている。基材層１４は、焼成されることによって前述したセラミック層２となるべきものである。基材層１４に関連して、前述した外部導体膜４および５、内部導体膜６ならびにビアホール導体７等が設けられている。

未焼成の基材層１４は、低温焼結セラミック材料およびバインダを含んでいる。低温焼結セラミック材料とは、１０５０℃以下の温度で焼結可能であって、比抵抗の小さな銀や銅等との同時焼成が可能なセラミック材料である。

低温焼結セラミック材料としては、具体的には、アルミナやジルコニア、マグネシア、フォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合してなるガラス複合系低温焼結セラミック材料、ＺｎＯ−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラス系低温焼結セラミック材料、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系セラミック粉末やＡｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３系セラミック粉末等を用いた非ガラス系低温焼結セラミック材料等が挙げられる。

未焼成の複合積層体１３は、また、積層された複数の基材層１４からなる積層構造物の少なくとも一方主面上に設けられる収縮抑制層１５をさらに備えている。この実施形態では、収縮抑制層１５は、積層された複数の基材層１４からなる積層構造物の両主面上に設けられる。

収縮抑制層１５は、上述した低温焼結セラミック材料の焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性セラミック粉末を含むとともに、固形の空孔形成材料としての樹脂ビーズ、溶剤、有機バインダ、分散剤および可塑剤等を含む。図２において、樹脂ビーズ１６を模式的かつ概略的に図示したが、樹脂ビーズ１６は、収縮抑制層１５において、均一に分散されている。なお、後述する実施形態から明らかになるように、樹脂ビーズ１６は、収縮抑制層１５において、少なくとも主面方向に関して均一に分散されていればよい。

上記難焼結性セラミック粉末としては、たとえば、アルミナ、ジルコニア、マグネシアまたはフォルステライト等の粉末を有利に用いることができる。

また、上記樹脂ビーズ１６としては、たとえばセルロース系樹脂やアクリル系樹脂などからなるものを用いることができるが、中でも、アクリル系樹脂からなるものを用いることが好ましい。アクリル系樹脂は、比較的低温で熱分解を開始するので、アクリル系樹脂からなる樹脂ビーズ１６を用いると、焼成工程において、この樹脂ビーズ１６の熱分解によって形成された空孔を介して、他の樹脂成分（有機バインダ等）を円滑に除去することができるためである。なお、樹脂ビーズ１６を構成する樹脂は、収縮抑制層１５に含まれる溶剤に溶解しないものである必要がある。

上述のように、樹脂ビーズ１６として、アクリル系樹脂からなるものを用いる場合、収縮抑制層１５に含まれる有機バインダとしては、ブチラール系バインダを用いることが好ましい。このような構成を採用すると、焼成工程において、アクリル系樹脂の方が早く消失するので、樹脂ビーズ１６による空孔を介して、ブチラール系バインダを円滑に消失させることができ、脱バインダ性を向上させることができるからである。

なお、樹脂ビーズ１６を構成する材料、すなわち空孔形成材料とバインダとの関係は、焼成工程において、空孔形成材料がバインダより早く消失するものであればよい。したがって、上述したように、空孔形成材料としてアクリル系樹脂を、バインダとしてブチラール系バインダをそれぞれ用いる場合のほか、たとえば、空孔形成材料とバインダとのいずれにも、ブチラール系樹脂またはアクリル系樹脂を用いながら、空孔形成材料用樹脂とバインダ用樹脂との間で消失開始温度を調整することにより、空孔形成材料をバインダより早く消失させることができる。

なお、収縮抑制層１５に含まれる空孔形成材料としては、樹脂ビーズ１６に限らず、焼成後の収縮抑制層１５に空孔を形成し得るものであれば、他の材料を用いることもできる。

収縮抑制層１５の厚みは、好ましくは５０〜５００μｍとされる。また、難焼結性セラミック粉末の平均粒径は、好ましくは、０．２〜１μｍとされる。収縮抑制層１５の厚みが厚いほど、また、難焼結性セラミック粉末の平均粒径が小さいほど、より大きい拘束力を及ぼすことができるが、一方で、収縮抑制層１５の除去性が低下する。この発明によれば、収縮抑制層１５に樹脂ビーズ１６のような空孔形成材料が含まれており、この点で除去性が向上されているので、収縮抑制層１５の厚みや難焼結性セラミック粉末の平均粒径についての選択幅を広くすることができる。

以上のような未焼成の複合積層体１３を作製するため、次のような各工程が実施される。

まず、未焼成の基材層１４を得るため、前述した低温焼結セラミック材料粉末に、バインダ、分散剤、可塑剤および有機溶剤等を各々適量添加し、これらを混合することによって、セラミックスラリーを作製する。次いで、このセラミック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して、未焼成の基材層１４となるべき基材用セラミックグリーンシートを得る。

次いで、得られた基材用セラミックグリーンシートに、必要に応じて、ビアホール導体７を形成するための貫通孔を設け、この貫通孔に導電性ペーストまたは導体粉を充填することによって、ビアホール導体７を形成する。また、基材用セラミックグリーンシート上に、必要に応じて、導電性ペーストを印刷することによって、外部導体膜４および５ならびに内部導体膜６を形成する。上記導電性ペーストに含まれる導体成分または導体粉を構成する導体としては、好ましくは、銀、銅、金などの低融点金属を主成分とするもの、またはこれらの低融点金属にパラジウムや白金などを含んだ合金が用いられる。

次いで、これら基材用セラミックグリーンシートを所定の順序をもって積層する。

他方、収縮抑制層１５を得るため、アルミナ等からなる難焼結性セラミック粉末に、溶剤、有機バインダ、分散剤および可塑剤等を各々適量添加するとともに、樹脂ビーズ１６を添加し、これらを混合することによって、難焼結性セラミックスラリーを作製する。そして、この難焼結性セラミック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して、収縮抑制層１５のための収縮抑制用セラミックグリーンシートを得る。

次に、前述のように積層された基材用セラミックグリーンシートからなる積層構造物の上下に、収縮抑制用セラミックグリーンシートを積層し、プレスする。これによって、図２に示すように、未焼成の複合積層体１３が得られる。なお、必要に応じて、この未焼成の複合積層体１３を適当な大きさに切断してもよい。

このようにして得られた未焼成の複合積層体１３から、目的とする多層セラミック基板３を得るため、未焼成の複合積層体１３は、たとえば８００〜１０００℃程度の温度で焼成される。この焼成工程において、収縮抑制層１５は、それ自身、実質的に収縮しない。したがって、収縮抑制層１５は、基材層１４に対して、その主面方向での収縮を抑制する拘束力を及ぼし、それによって、基材層１４は、その主面方向での収縮が抑制されながら、そこに含まれる低温焼結セラミック材料が焼結し、実質的に厚み方向にのみ収縮し、得られた多層セラミック基板３におけるセラミック層２を形成する。

また、上述の焼成工程において、樹脂ビーズ１６は消失し、収縮抑制層１５に空孔が形成される。図３は、焼成後の複合積層体１３を模式的に示す断面図である。図３には、焼結した多層セラミック基板３が省略的に図示されているとともに、収縮抑制層１５の主成分となる難焼結性セラミック粉末１７が模式的に図示されている。また、収縮抑制層１５には、樹脂ビーズ１６の消失の結果形成された空孔１８が図示されている。これら空孔１８のうち、収縮抑制層１５の表面に位置する空孔（オープンポア）については、「１８（Ａ）」の参照符号をもって示している。

次に、収縮抑制層１５が除去される。この収縮抑制層１５の除去は、以下の理由により、これを容易に行なうことができる。

まず、収縮抑制層１５は焼結しないため、容易に除去することができる。

また、収縮抑制層１５には、多数の空孔１８が形成されるため、破壊されやすく、そのため、収縮抑制層１５を容易に除去することができる。

さらに、収縮抑制層１５は、その表面に空孔１８（Ａ）を形成しているので、この表面の空孔１８（Ａ）が破壊の起点となって、収縮抑制層１５を容易に除去することができる。なお、このような表面の空孔１８（Ａ）が形成されやすくするためには、樹脂ビーズ１６の、難焼結性セラミック粉末１７に対する添加量を、前述したように、１２〜３０体積％に選ばれることが好ましい。

空孔１８の内径は、好ましくは、５〜２０μｍとされ、樹脂ビーズ１６の平均粒径は、このような空孔１８の内径を実現するように選ばれる。空孔１８の内径が５μｍより小さいと、収縮抑制層１５の除去性が低下する傾向にある。他方、空孔１８の内径が２０μｍより大きいと、収縮抑制層１５による拘束力が低下し、得られた多層セラミック基板３に反りやうねりが発生することがある。

なお、空孔形成材料としての樹脂ビーズ１６は、収縮抑制層１５にのみ含まれ、基材層１４には含まれていない。このことは、次のような利点をもたらす。すなわち、低背化が進んだ多層セラミック基板３では、樹脂ビーズ１６によって形成されるような大きさの空孔１８によって引き起こされる多層セラミック基板３の強度低下の問題は深刻である。しかし、樹脂ビーズ１６が基材層１４に含まれないようにすれば、多層セラミック基板３の強度低下の問題を招かない。

以上のようにして、図１に示した多層セラミック基板３が得られる。この多層セラミック基板３の外表面上に、電子部品８および９を実装すれば、図１に示すような機能モジュール１が完成される。

次に、この発明による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。

まず、基材層となるべき基材用セラミックグリーンシートを作製するため、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとアルミナ粉末とを所定の割合となるように用意し、これらに、溶剤、分散剤、有機バインダおよび可塑剤を加えて十分に混合することによって、基材用セラミックスラリーを得た。そして、この基材用セラミックスラリーにドクターブレード法を適用して、基材用セラミックグリーンシートを作製した。

他方、収縮抑制層となるべき収縮抑制用セラミックグリーンシートを作製するため、平均粒径Ｄ５０が０．４μｍのアルミナ粉末と、アクリル系樹脂からなる平均粒径Ｄ５０が１０μｍの樹脂ビーズとを用意した。そして、樹脂ビーズの、アルミナ粉末に対する添加量を表１に示すように変えながら、アルミナ粉末に樹脂ビーズを添加するとともに、溶剤、分散剤、有機バインダおよび可塑剤を加えて十分に混合することによって、収縮抑制用セラミックスラリーを得た。そして、この収縮抑制用セラミックスラリーにドクターブレード法を適用して、収縮抑制用セラミックグリーンシートを作製した。

また、銀粉末、溶剤および有機バインダを所定の割合で混合し、この混合物を３本ロールミルにて分散処理することにより、銀を導電成分とする導電性ペーストを得た。

次に、前述した基材用セラミックグリーンシート上に、導電性ペーストをスクリーン印刷して、所定のパターンの導体膜を形成した後、これら基材用セラミックグリーンシートを複数枚積層し、さらに、その積層方向の両端部に収縮抑制用セラミックグリーンシートを積層し、その状態で積層方向にプレスして、未焼成の複合積層体を得た。なお、未焼成の複合積層体において、収縮抑制用セラミックグリーンシート部分の各側での厚みは２００μｍとし、基材用セラミックグリーンシートを積層した部分の厚みは１０００μｍとした。

次に、上記未焼成の複合積層体を、所定の温度プロファイルに従って焼成して、試料となる多層セラミック基板を得た。焼成後、収縮抑制層を除去するため、超音波洗浄を行ない、収縮抑制層の除去状態を評価した。

より詳細には、超音波洗浄機（シャープ製、ＵＴ−２０５Ｓ）を用いて、最大出力２００Ｗ（３５ｋＨｚ）にて洗浄した。洗浄水にはイオン交換水を用い、このイオン交換水を装置の上限水位指示線上まで（約８．６リットル）入れて使用した。超音波洗浄を所定時間実施し、収縮抑制層の除去率を求めた。

除去率は、
除去率［％］＝（超音波洗浄での減少重量）／（収縮抑制層の初期重量）×１００
の式によって求められるもので、上記「超音波洗浄での減少重量」は、超音波洗浄後に１００℃の温度で３０分間乾燥を行ない、乾燥後の試料の重量から求めた。

表１の「除去率」は、超音波洗浄を１０分間行なった後に求めた除去率である。

また、図４には、表１に示した試料１を「比較例」とし、同じく試料４を「実施例」として、洗浄時間と除去率との関係が示されている。

また、収縮抑制層による拘束性を評価するため、試料となる多層セラミック基板の焼成後の反り量を測定した。その結果が表１の「反り量」に示されている。

１０分間洗浄後の除去率が９８％以上であれば、超音波洗浄の時間をもう少し長くするなどするによって、収縮抑制層を完璧ないしはほぼ完璧に除去することができる。この点で、試料３〜７において９８％以上の除去率が得られている。他方、反り量に注目すると、試料６および７では、２００μｍを超える反り量を示し、収縮抑制層による拘束性が十分ではないことがわかる。これに対して、試料１〜５では、反り量が２００μｍ以下であり、収縮抑制層が十分な拘束性を発揮していることがわかる。

これらの除去率および反り量の双方を考慮したとき、試料３〜５が良好な結果を示し、樹脂ビーズの、アルミナ粉末に対する添加量は、１２〜３０体積％の範囲に選ばれることが好ましいことがわかる。

図５は、この発明の他の実施形態を説明するための図２に対応する図である。図５において、図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図５に示す実施形態では、未焼成の複合積層体１３ａにおいて、収縮抑制層１５を、基材層１４に接する側に位置する内層領域２１と複合積層体１３ａの外表面側に位置する外層領域２２とに分類したとき、樹脂ビーズ１６の添加量は、内層領域２１より外層領域２２の方が多くなるようにされていることを特徴としている。この場合であっても、樹脂ビーズ１６が収縮抑制層１５の主面方向に関して均一に分散されている。

なお、図５では、外層領域２２においてのみ樹脂ビーズ１６を分散させたが、樹脂ビーズ１６を内層領域２１および外層領域２２の双方に分散させながら、外層領域２２における樹脂ビーズ１６の添加量が、内層領域２１における樹脂ビーズ１６の添加量より相対的に多くなるようにされてもよい。また、内層領域２１と外層領域２２といった単に２つの領域に分類されるのではなく、内層領域２１と外層領域２２との間に、少なくとも１つの中間領域が存在し、３つ以上の領域において、樹脂ビーズ１６の添加量を段階的に変化させた傾斜構造を有していてもよい。

図５に示した実施形態によれば、収縮抑制層１５における内層領域２１によって十分な拘束性を確保しながら、外層領域２２によって除去性を向上させることができるため、拘束性および除去性の双方を高いレベルで達成することができる。

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他種々の変形例が可能である。

たとえば、図示の実施形態では、セラミック基板として、多層セラミック基板を製造する方法について説明したが、この発明は、多層セラミック基板に限らず、いわゆる単層のセラミック基板の製造方法にも適用することができる。

Claims (7)

1. 低温焼結セラミック材料を主成分とする未焼成の基材層と、前記低温焼結セラミック材料の焼結温度では実質的に焼結しない難焼結性セラミック粉末を主成分とする収縮抑制層とを含み、前記収縮抑制層が前記基材層の少なくとも一方主面上に設けられている、未焼成の複合積層体を作製する工程と、
   前記未焼成の複合積層体を前記低温焼結セラミック材料の焼結温度で焼成し、それによって、前記基材層を焼結させてなるセラミック基板を得る工程と、
   前記収縮抑制層を除去して、前記セラミック基板を取り出す工程と
   を備える、セラミック基板の製造方法であって、
   前記未焼成の複合積層体を作製する工程において、前記収縮抑制層には、前記焼成工程において消失して当該収縮抑制層に空孔を形成し得る固形の空孔形成材料が予め添加されかつ少なくとも主面方向に関して均一に分散されており、
   前記空孔形成材料の、前記難焼結性セラミック粉末に対する添加量は１２〜３０体積％であり、
   前記空孔の内径は、５〜２０μｍである
   ことを特徴とする、セラミック基板の製造方法。
2. 前記空孔形成材料は、樹脂ビーズによって与えられる、請求項１に記載のセラミック基板の製造方法。
3. 前記収縮抑制層はバインダを含み、前記空孔形成材料は、前記焼成工程において前記バインダよりも早く消失する、請求項１または２に記載のセラミック基板の製造方法。
4. 前記空孔形成材料は、アクリル系樹脂からなる、請求項３に記載のセラミック基板の製造方法。
5. 前記収縮抑制層に含まれる前記バインダは、ブチラール系バインダである、請求項４に記載のセラミック基板の製造方法。
6. 前記未焼成の複合積層体は、積層された複数の前記基材層を備える、請求項１ないし５のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
7. 前記収縮抑制層を、前記基材層に接する側に位置する内層領域と前記複合積層体の外表面側に位置する外層領域とに分類したとき、前記空孔形成材料の添加量は、前記内層領域より前記外層領域の方が多くなるようにされる、請求項１ないし６のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。

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