JP4803185B2 - セラミック多層基板の製造方法及びセラミック多層基板の集合基板 - Google Patents

Description

本発明はセラミック多層基板の製造方法及びセラミック多層基板の集合基板に関し、詳しくは、複数のセラミック層が積層されたセラミック多層基板の製造方法及びセラミック多層基板の集合基板に関する。

複数のセラミック層が積層されたセラミック多層基板は、複数個分のセラミック多層基板となる部分を含む集合基板の状態で同時に焼成し、焼成後に１個ずつのセラミック多層基板に分割することにより、効率よく製造することができる。

例えば特許文献１には、分割線を施した生セラミックシートを転写積層して積層体を形成し、積層体を熱処理した後に、分割線にＣＯ_２レーザーを照射するなどして分割溝を形成し、分割することにより、多数の基板を得ることが開示されている。

また、特許文献２には、予め生セラミックシートの圧着体の表裏面の両方あるいは片方に分割溝を形成しておき、熱処理後に基板を撓ませることにより分割溝から亀裂を進行させて分割し、多数の基板を得ることが開示されている。
実開平４−３８０７１号公報 特開平５−７５２６２号公報

しかし、特許文献１の方法では、大掛かり、かつ高価なＣＯ_２レーザー照射装置が必要となる。また、レーザー照射には長時間を要し、切断加工中に熱ひずみによって基板が破損する場合や、レーザーによる熱で切断面付近が変形・変質する場合がある。

また、特許文献２の方法では、分割溝を形成した後の圧着体は、搬送時に、分割溝から変形したり破損するなどの不具合が発生することがある。また、熱処理後の基板を撓ませたときに、分割溝から外れた意図しない位置で割れて、不良品が発生することがある。分割溝に沿って分割できた場合でも、切断面が不規則な形状となり、規格から外れる場合がある。

本発明は、かかる実情に鑑み、正確にかつ容易にセラミック多層基板を製造することができる、セラミック多層基板の製造方法及びセラミック多層基板の集合基板を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したセラミック多層基板の製造方法を提供する。

セラミック多層基板の製造方法は、（１）複数の未焼成のセラミック層を積層してなる未焼成セラミック積層体を形成する第１の工程と、（２）前記未焼成セラミック積層体を焼成して、未焼成の前記セラミック層を焼結させる第２の工程と、（３）前記未焼成セラミック積層体の焼成により形成された焼結済みセラミック積層体を複数の部分片に分割する第３の工程とを備える。前記第１の工程において形成される前記未焼成セラミック積層体は、少なくとも一つの未焼成の前記セラミック層の一方主面に、前記第３の工程において分割される前記焼結済みセラミック積層体の前記部分片間の境界に相当する部分に沿って配置された、隣接する未焼成セラミック層と焼成収縮挙動が異なる未焼成の境界配置厚膜パターンを前記未焼成セラミック積層体の内部に含む。前記第２の工程において、前記境界配置厚膜パターンと前記境界配置厚膜パターンに接する前記セラミック層との焼成収縮挙動の相違により、前記セラミック層の積層方向から見たとき前記境界配置厚膜パターンの外縁の少なくとも一部に隣接して、空隙を前記焼結済みセラミック積層体の内部に形成する。前記第３の工程において、前記空隙に沿って、前記焼結済みセラミック積層体を複数の前記部分片に分割する。

上記方法によれば、焼結済みセラミック積層体には、セラミック層の焼成収縮挙動と境界配置厚膜パターンの焼成収縮挙動との違い、例えば焼成収縮開始温度、焼成収縮終了温度、焼成収縮率などの違いにより、焼結済み境界配置厚膜パターンの側部に空隙が形成される。焼結済みセラミック積層体は、切断面が空隙を通るようにして、部分片に分割することができる。焼結済みセラミック積層体を分割して形成される部分片は、最終製品に対応して分割された１個ずつの個片であっても、さらに後の工程で分割される複数個の個片を含む中間製品であってもよい。未焼成のセラミック層は、セラミック粉末をシート状に成型したセラミックグリーンシートであってもよいし、セラミック粉末を含むペーストを層状に印刷した厚膜印刷層であってもよい。

好ましい一態様としては、未焼成の前記境界配置厚膜パターンの焼成収縮開始温度は、前記境界配置厚膜パターンが接する未焼成の前記セラミック層の焼成収縮開始温度よりも低い。

この場合、第２の工程において、焼成温度の上昇に伴って、境界配置厚膜パターンは、その周囲のセラミック層よりも先に収縮が開始するため、境界配置厚膜パターンの側部に空隙が形成される。

好ましい他の態様としては、未焼成の前記境界配置厚膜パターンの焼成収縮率は、前記境界配置厚膜パターンが接する前記セラミック層の焼成収縮率よりも大きい。

この場合、第２の工程により焼成されるとき、境界配置厚膜パターンの収縮量は、その周囲のセラミック層の収縮量より大きいため、境界配置厚膜パターンの側部に空隙が形成される。

好ましくは、前記未焼成セラミック積層体は、未焼成の前記セラミック層の異なる層間に配置され、かつ、それぞれの外縁の少なくとも一部が、未焼成の前記セラミック層の積層方向に延在する共通の仮想平面に沿って配置されている、複数の前記境界配置厚膜パターンを有する。

この場合、積層方向に延在する複数の空隙に共通の仮想平面を境界として、焼結済みのセラミック積層体を分割することができる。複数の境界配置厚膜パターンは、共通の仮想平面に関して片側のみに配置されていても、両側に配置されていてもよい。

好ましくは、前記第１の工程において、前記未焼成セラミック積層体の少なくとも一方主面に、前記未焼成の前記セラミック層の焼成温度では実質的に焼結しない未焼成の収縮抑制用層を密着する工程を含む。前記第２の工程において、前記収縮抑制用層が密着された前記未焼成セラミック積層体を、前記セラミック層の焼結温度以上、かつ、前記収縮抑制用層が実質的に焼結しない温度で、焼成する。前記第２の工程と第３の工程との間に、前記焼結済みセラミック積層体に密着している未焼成の前記収縮抑制用層を除去する工程をさらに備える。

この場合、未焼成セラミック積層体は、積層方向に垂直方向（すなわち、未焼成セラミック積層体の主面方向）の焼成収縮が収縮抑制用層によって抑制され、未焼成セラミック積層体はその厚み方向に大きく焼成収縮するため、境界配置厚膜パターンの側部に空隙が発生しやすい。

好ましくは、前記未焼成の境界配置厚膜パターンは、導体材料を含む未焼成の境界配置導体パターンである。

好ましくは、前記焼結済みセラミック積層体の前記セラミック層の層間には、内蔵素子を構成する内部回路導体パターンを有する。前記内部回路導体パターンと前記境界配置導体パターンとは、電気的に互いに離れていることが好ましい。

この場合、内部回路導体パターンは、焼成後に、キャパシタ、インダクタ、配線ライン、グランド等の内蔵素子を構成する。内部回路導体パターンと境界配置導体パターンとは、互いに電気的に独立しているので、それぞれに異なる材料を用いることができる。すなわち、境界配置導体パターンには、境界配置導体パターンの外縁に隣接して空隙が形成される材料を用い、内部回路導体パターンには、内部回路導体パターン（内蔵素子）の外縁に隣接して空隙が形成されない材料を用いることができ、材料選択の自由度が高い。

好ましくは、前記境界配置導体パターンの少なくとも一部により、前記焼結済みセラミック積層体の前記セラミック層の層間に内蔵素子が形成される。

この場合、境界配置導体パターンは、内蔵素子を構成する内部回路導体パターンの少なくとも一部を兼ねることができる。境界配置導体パターンと内部回路導体パターンとに同一材料を用いることができるので、工程を簡略化することができる。また、境界配置導体パターンと内部回路導体パターンとの間に間隔を設ける必要がないので、セラミック多層基板の小型化が可能となる。さらには、焼結済みセラミック積層体の切断面に露出する境界配置導体パターンを利用して、内部素子と外部とを電気的に接続することができる。

好ましくは、前記焼結済みセラミック積層体を複数の部分片に分割する前もしくは後に、前記積層体に表面実装型電子部品を搭載する工程を備える。

また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したセラミック多層基板の集合基板を提供する。

セラミック多層基板の集合基板は、互いに接合された複数のセラミック層と前記セラミック層間の少なくとも一つに配置された導体パターンとを備え、複数個のセラミック多層基板となる部分を含むタイプの集合基板である。前記集合基板を前記セラミック層の積層方向から見たとき、前記セラミック多層基板間の境界に、前記導体パターンの外縁の少なくとも一部に隣接して、複数の空隙が前記集合基板の内部において前記積層方向に並んで形成されている。

上記構成によれば、集合基板は、切断面が空隙を通るようにして、１又は２以上のセラミック多層基板を含む部分片に分割することができる。

本発明によれば、未焼成セラミック層と未焼成境界配置厚膜パターンとの焼成収縮挙動の差異によって形成した空隙を利用して、焼結済み積層体を分割するので、正確にかつ容易にセラミック多層基板を製造することができる。

すなわち、焼結済みのセラミック積層体の切断面は、空隙を通るため、位置ずれや形状のばらつきがほとんど生じない。そのため、意図しない位置で分割されたり、切断時に破損したり、切断面がばらついたりすることがない。

また、未焼成セラミック積層体の所望の場所に、導体パターンと同様に、厚膜パターンを形成するだけでよい。焼成することで、はじめて空隙が形成されるので、未焼成セラミック多層基板の搬送時に、空隙から変形や破損が発生することはない。焼結済みのセラミック積層体は、空隙付近に応力を加えることにより、簡単に切断することができ、たとえばＣＯ_２レーザー照射装置のような大掛かりで高価な装置は特には不要である。切断時に熱を加えなくてもよいので、切断面付近の熱による変形・変質を抑制できる。

セラミック多層基板の製造工程を示す断面図である。（実施例1） 境界配置導体パターンを示す平面図である。（実施例１） セラミック多層基板の切断面を示す斜視図である。（実施例1） 収縮率のグラフである。（実施例１） セラミック多層基板の断面図である。（変形例1） 境界配置導体パターンを示す平面図である。（変形例２） セラミック多層基板の製造工程を示す断面図である。（実施例２）

符号の説明

１０ セラミック多層基板
１１ 切断面
１１ａ セラミック層破断部
１１ｂ 空隙分割部
１２ａ 未焼成セラミック積層体
１２ｂ 焼結済みセラミック積層体
１４ 面内導体パターン（導体パターン）
１５ 貫通導体パターン（導体パターン）
１６，１６ａ，１６ｂ 境界配置導体パターン（導体パターン）
１８ａ，１８ｂ 空隙
２０，２２ 収縮抑制用グリーンシート
５０ 未焼結セラミック積層体
５２ 焼結済みセラミック積層体
５２ａ，５２ｂ 部分
５４ 面内導体パターン（境界配置導体パターン）
５６ 空隙
５８ａ，５８ｂ 切断面

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。

＜実施例１＞ 実施例１のセラミック多層基板の製造方法について、図１〜図４を参照しながら、説明する。

まず、セラミック多層基板の製造方法の概要について、図1の断面図を参照しながら説明する。

図１（ａ）に示すように、複数個分のセラミック多層基板となる部分を含む未焼成セラミック積層体１２ａの両面に収縮抑制用グリーンシート２０，２２を密着させた状態で、焼成を行う。

未焼成セラミック積層体１２ａは、積層された複数枚の未焼成のセラミックグリーンシート１３の層間に、セラミック多層基板の内部電極、内部配線、内蔵素子などになる面内導体パターン１４と、セラミック多層基板の境界に沿って配置された境界配置導体パターン１６とが形成されている。境界配置導体パターン１６は、セラミックグリーンシート１３の積層方向から見た図２の平面図に示すように、格子状に配置されたセラミック多層基板となる部分の境界に沿って、縦方向に延在する部分１６ａと横方向に延在する部分１６ｂとが配置されている。

また、セラミックグリーンシート１３には、セラミックグリーンシートを貫通し、面内導体パターン１４に接続された貫通導体パターン１５が形成されている。

焼成によってセラミック層間に空隙が発生しないように、セラミックグリーンシート１３の収縮挙動と面内導体パターン１４の収縮挙動とを合わせるようにするが、境界配置導体パターン１６については、未焼成セラミック積層体１２ａを焼成したときの焼結挙動が、セラミックグリーンシート１３の焼結挙動と大きく異なる材料を用いる。なお、境界配置厚膜パターンは、ＡｇやＣｕのような導体材料を主成分とする導体パターンであることが好ましいが、セラミックやガラスのような絶縁材料を主成分とする絶縁パターンであってもよい。

これにより、図１（ｂ）に模式的に示すように、焼成後のセラミック積層体１２ｂには、境界配置導体パターン１６の側部に空隙１８ａ，１８ｂが形成される。すなわち、境界配置導体パターン１６を挟む上下のセラミック層は、境界配置導体パターン１６との接合により境界配置導体パターン１６の外縁近傍部分において引けが生じ、他方のセラミック層との間に空隙１８ａ，１８ｂが形成される。なお、図１（ｂ）は、収縮抑制層を除去した後の状態を示す図である。

例えば、境界配置導体パターン１６には、加熱焼結時の収縮率が、セラミックグリーンシート１３の収縮率よりも大きいＡｇペーストを用いる。これにより、境界配置導体パターン１６の収縮量が、その周囲のセラミックグリーンシートの収縮量より大きいため、境界配置導体パターン１６の側部に空隙１８ａ，１８ｂが形成される。

あるいは、境界配置導体パターン１６には、焼結開始温度がセラミックグリーンシート１３の焼結開始温度よりも低いＡｇペーストを用いる。この場合、境界配置導体パターン１６は、その周囲のセラミックグリーンシートよりも先に収縮が開始するため、境界配置導体パターン１６の側部に空隙１８ａ，１８ｂが形成される。

焼成後のセラミック積層体１２ｂは、折り曲げると、空隙１８ａ，１８ｂを通る切断面で分割することができ、図１（ｃ）に模式的に示すように、セラミック多層基板となる部分片１０ａ，１０ｂ，１０ｃに分割することができる。

このとき、部分片１０ａ，１０ｂ，１０ｃの切断面１１には、図３に示すように、空隙１８ａ，１８ｂが分割された凹状の空隙分割部１１ｂと、セラミック層が破断したほぼ平坦なセラミック層破断部１１ａとが露出する。なお、セラミック層を形成するセラミック粒子には、空隙分割部１１ｂでは粒界破断のみが生じており、セラミック層破断部１１ａでは粒界破断と粒内破断が生じている。

なお、分割の開始を促進するために、未焼成セラミック積層体１２ａのいずれか一方又は両方の主面に、セラミック多層基板となる部分の境界に沿って溝を形成しておいてもよい。

次に、セラミック多層基板の作製例について説明する。

まず、セラミック材料を含むセラミックグリーンシートを用意する。

セラミックグリーンシートは、具体的には、ＣａＯ（１０〜５５％）、ＳｉＯ_２（４５〜７０％）、Ａｌ_２Ｏ_３（０〜３０ｗｔ％）、不純物（０〜１０ｗｔ％）、Ｂ_２Ｏ_３（０〜２０ｗｔ％）からなる組成のガラス粉末５０〜６５ｗｔ％と、不純物が０〜１０ｗｔ％のＡｌ_２Ｏ_３粉末３５〜５０ｗｔ％とからなる混合物を、有機溶剤、可塑剤等からなる有機ビヒクル中に分散させ、スラリーを調製する。次いで、得られたスラリーをドクターブレード法やキャスティング法でシート状に成形し、未焼結ガラスセラミック層（セラミックグリーンシート）を作製する。

未焼結ガラスセラミック層（セラミックグリーンシート）は、上述したシート成形法により形成したセラミックグリーンシートであることが好ましいが、厚膜印刷法により形成した未焼結の厚膜印刷層であってもよい。また、セラミック粉末は上述した絶縁体材料のほか、フェライト等の磁性体材料、チタン酸バリウム等の誘電体材料を使用することもできるが、セラミックグリーンシートとしては、１０５０℃以下の温度で焼結する低温焼結セラミックグリーンシートが好ましく、このため、上述したガラス粉末は７５０℃以下の軟化点を有するものである。

次いで、パンチング加工等により前記未焼結ガラスセラミック層にビア加工する。面内導体パターン１４を形成するには、例えば導体材料粉末をペースト化したものをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷するか、あるいは所定パターン形状の金属箔を転写する等の方法が挙げられる。

前記導体材料としては、低抵抗で難酸化性材料のＡｇを主成分としたものが好ましい。また、主成分のＡｇ以外に特にセラミックとの接合強度が必要な場合は、Ａｌ_２Ｏ_３等の添加物を少なくとも１種類以上添加しても構わない。

導体ペーストは、上記の主成分粉末に対して、所定の割合で有機ビヒクルを所定量加え、攪拌、混練することにより作製することができる。ただし、主成分粉末、添加成分粉末、有機ビヒクルなどの配合の順序には特に制約はない。

また、有機ビヒクルはバインダー樹脂と溶剤を混合したものであり、バインダー樹脂としては、例えば、エチルセルロース、アクリル樹脂、ボリビニルブチラール、メタクリル樹脂などを使用することが可能である。

また、溶剤としては、例えば、ターピネオール、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、アルコール類などを使用することが可能である。

また、必要に応じて、各種の分散剤、可塑剤、活性剤などを添加してもよい。

また、導体ペーストの粘度は、印刷性を考慮して、５０〜７００Ｐａ・ｓとすることが望ましい。

なお、表面の導体パターンには、上下の層間の導体パターン同士を接続するためのビアホール導体やスルーホール導体等の貫通導体パターン１５が表面に露出した部分も含まれる。貫通導体パターン１５は、パンチング加工等によりガラスセラミックグリーンシートに形成した貫通孔に、上記ペーストを印刷により埋め込む等の手段によって形成される。

境界配置導体パターン１６に用いるペーストは、面内導体パターン１４のペーストと同様に作製・印刷されるものであるが、使用するペーストの主成分粉末であるＡｇ粉末は、粗大粉末や極端な凝集粉末がなく、導体ペーストとした後の最大粗粒の粒径が５μｍ以下になるようにすることが望ましい。

他方、上記の未焼結ガラスセラミック層（セラミックグリーンシート）の焼成温度では実質的に焼結しないアルミナ等のセラミック粉末を、有機バインダー、有機溶剤、可塑剤等からなる有機ビヒクル中に分散させてスラリーを調製し、得られたスラリーをドクターブレード法やキャスティング法等に基づいてシート状に成形して、収縮抑制用グリーンシートを作製する。収縮抑制用グリーンシートの焼結温度は、例えば１４００〜１６００℃であり、未焼結ガラスセラミック層（セラミックグリーンシート）の焼結温度では実質的に焼結しない。

なお、この収縮抑制用グリーンシートは、一枚で構成しても、複数枚を積層することにより構成してもよい。ここで、収縮抑制用グリーンシートに用いるセラミック粉末の平均粒径は０．１〜５．０μｍが好ましい。セラミック粉末の平均粒径が０．１μｍ未満であると、未焼結ガラスセラミック層の表層近傍に含有しているガラスと焼成中に激しく反応して、焼成後にガラスセラミック層と収縮抑制用グリーンシートとが密着して収縮抑制用グリーンシートの除去ができなくなったり、小粒径のためにシート中のバインダー等有機成分が焼成中に分解飛散しにくく基板中にデラミネーションが発生することがあり、他方、５．０μｍを超えると焼成収縮の抑制力が小さくなって基板が必要以上にｘ，ｙ方向に収縮したりうねったりする傾向にある。

また、収縮抑制用グリーンシートを構成するセラミック粉末は、未焼結ガラスセラミック層の焼成温度では実質的に焼結しないセラミック粉末であればよく、アルミナのほか、ジルコニアやマグネシア等のセラミック粉末も使用できる。ただし、未焼結ガラスセラミック層の表層領域にガラスを多く存在させるためには表層と収縮抑制用グリーンシートの接触している境界で表層のガラスが収縮抑制用グリーンシートに対して好適に濡れる必要があるので、未焼結ガラスセラミック層を構成するセラミック粉末と同種のセラミック粉末であることが好ましい。

次いで、面内導体パターン、貫通導体パターン及び境界配置導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層して未焼成のセラミック積層体を形成し、未焼成のセラミック積層体の一方主面、他方主面に、収縮抑制用グリーンシートをそれぞれ重ね合わせ、例えば５〜２００ＭＰａの圧力下にて、静水圧プレス等に基づき、圧着することにより、セラミック積層体の両主面に収縮抑制用グリーンシートを有する複合積層体を作製する。

なお、収縮抑制用グリーンシートの厚みは、２５〜５００μｍが好ましい。収縮抑制用グリーンシートの厚みが２５μｍ未満であると、焼成収縮の抑制力が小さくなって、基板が必要以上にｘｙ方向に収縮したりうねったりすることがある。他方、５００μｍを超えると，シート中のバインダー等の有機成分が焼成中に分解飛散しにくく，基板中にデラミネーションが発生する傾向にある。

次いで、この複合積層体を、周知のベルト炉やバッチ炉で、セラミック積層体のセラミックグリーンシートの焼成温度、例えば８５０〜９５０℃で焼成して、セラミック積層体を焼結させる。このとき、未焼成のセラミック積層体は、収縮抑制層用グリーンシートの拘束作用により、平面方向に実質的に収縮しないかわりに、厚み方向には大きく収縮する。

次いで、焼成後の複合積層体から収縮抑制用グリーンシートを除去することによって、複数のセラミック多層基板となる部分を含む焼結済みセラミック積層体を取り出す。

なお、焼成後の複合積層体において、収縮抑制用グリーンシートは実質的に焼結しておらず、また、焼成前に含まれていた有機成分が飛散し、多孔質の状態になっているため、サンドブラスト法、ウェットブラスト法、超音波振動法等により、容易に除去することができる。

収縮抑制用グリーンシートを除去して得られたセラミック積層体を、セラミック多層基板の境界に沿って分割することにより、セラミック多層基板の部分片が得られる。

セラミック積層体を分割する際には、セラミック多層基板の境界に沿って形成された空隙近傍に応力が集中して亀裂が進行し、希望寸法通りで滑らかな切断面を持つセラミック多層基板が得られる。切断面は、バレル研磨等の平滑化処理によって、さらに滑らかにしてもよい。

図４は、セラミックグリーンシートに用いるガラスセラミック母材と、境界配置導体パターンに使用するＡｇペーストのＴＭＡ測定結果を示すグラフである。Ａｇの粒径により収縮のタイミングや収縮率に大きな差が明白に認められる。

実線で示すガラスセラミック母材の収縮カーブは、Ａｇ粒径が３μｍと６μｍのＡｇペーストに対して中間的な位置にある。鎖線で示す粒径３μｍのＡｇペーストは、実線で示すガラスセラミック母材よりも、収縮開始温度が低い上、破線で示す粒径６μｍのＡｇペーストよりも収縮率が大きい。

粒径３μｍのＡｇペーストを境界配置導体パターンに用いた場合には、焼成後に境界配置導体パターンとセラミック層との界面近傍に空隙が生じる。一方、粒径６μｍのＡｇペーストを境界配置導体パターンに用いた場合には、焼成後に境界配置導体パターンとセラミック層の界面近傍に空隙は生じない。このことから、境界配置導体パターンに用いるＡｇペーストは、粒径が４〜５μｍ以下のものを用いることが好ましいことが分かる。

一方、Ａｇペーストの収縮挙動は、含まれるＡｇの粒径だけによらず変化する。例えば、Ａｇのペースト中の含有率、Ａｇ以外の不純物含有率によっても変動する。具体的には、Ａｇ含有率８５ｗｔ％以下のペーストであること、あるいは、不純物として例えばＡｌ_２Ｏ_３を０．５ｗｔ％以上含有するペーストであることがこれに相当する。

境界配置厚膜パターンとセラミックグリーンシートの収縮開始温度の差、収縮終了温度の差、収縮率の差によって、境界配置導体パターンの側部の空隙の有無やサイズをコントロールできる。例えば、境界配置導体パターンに用いるＡｇペースト中のＡｇの粒径、粒度分布、形状（球形、扁平など）、比表面積や、添加物の粒径、粒度分布、形状、比表面積、材料種、その他、コーティングの有無（Ａｇの表面状態）、バインダー、溶剤などを適宜に選択することによって、境界配置導体パターンの側部の空隙の有無やサイズをコントロールできる。

＜変形例１＞ セラミック積層体は、境界配置導体パターンの両側の側部に形成される空隙のどちらかを通る切断面で分割される。より正確に切断面が形成されるようにしたい場合には、図５の断面図に示すように、境界配置導体パターン１６ｐ，１６ｑ，１６ｒ，１６ｓのいずれか一方の側部１７ｐ，１７ｑ，１７ｒ，１７ｓのみが、セラミック多層基板間の境界に沿って位置が直線上に揃うように、境界配置導体パターン１６ｐ，１６ｑ，１６ｒ，１６ｓ位置や幅が異なるようにすればよい。これによって、焼成後のセラミック積層体は、境界配置導体パターン１６ｐ，１６ｑ，１６ｒ，１６ｓの側部のうち、積層方向から見たときに直線上に揃っている一方の側部１７ｐ，１７ｑ，１７ｒ，１７ｓに形成された空隙１８を通る切断面１１ｓで、切断することができる。

なお、境界配置導体パターンは、切断面に関して両側に配置するようにしてもよい。また、境界配置導体パターンが、面内導体パターンに重なっていてもよい。

＜変形例２＞ 図６に示すように、境界配置導体パターン１６ｓ，１６ｔを、間欠的に形成してもよい。

＜変形例３＞ 図２や図６のように、格子状に境界配置導体パターン１６ａ，１６ｂ；１６ｓ，１６ｔを形成する代わりに、境界の一部にのみ境界配置導体パターンを形成してもよい。例えば、縦方向又は横方向のいずれか一方向のみに境界配置導体パターンを形成してもよい。この場合、集合基板は、短冊状に分割することができる。

＜実施例２＞ 図７の断面図に示したように、境界配置導体パターンが、内部電極、配線、内蔵素子などを形成する面内導体パターンを兼ねるように形成してもよい。

この場合、未焼成セラミック積層体５０は、図７（ａ）に示すように、セラミックグリーンシート５１の層間に配置される面内導体パターン５４（例えば、コンデンサの内部電極）のそれぞれの側部５５がセラミック多層基板の境界に沿って揃うように形成する。このとき、面内導体パターン５４には、実施例１と同様に、セラミックグリーンシート５１とは焼成収縮挙動が異なる材料を用いる。未焼成セラミック積層体５０の両面には、実施例１と同様に、収縮抑制用グリーンシート２０，２２を密着させる。

次いで、セラミックグリーンシート５１は焼結するが、収縮抑制用グリーンシート２０，２２は実質的に焼結しない温度で焼成することにより、図７（ｂ）に示すように、焼結済みセラミック積層体５２の内部には、揃えて配置された面内導体パターン５４の側部５５に隣接して、空隙５６が形成される。

次いで、図７（ｃ）に示すように、収縮抑制用グリーンシート２０，２２を除去して、焼結済みセラミック積層体５２（集合基板）を取り出す。

次いで、焼結済みセラミック積層体５２（集合基板）を折り曲げることにより、図７（ｄ）に示すように、空隙５６を通る切断面５８ａ，５８ｂを有する部分５２ａ，５２ｂに分割する。なお、側面に露出した面内導体パターンの端面に接続するように外部電極を設けてもよい。また、外部電極が必要ない場合、絶縁保護膜を形成してもよい。

＜まとめ＞ 以上のように、セラミックグリーンシートに印刷された境界配置導体パターンの焼成時の焼結収縮挙動がセラミックグリーンシートと異なるようにすると、焼成後のセラミック積層体の境界配置導体パターンの縁に隣接して空隙が形成される。予め焼成前のセラミックグリーンシート積層体に溝や空洞を形成することなく、また、焼成後のセラミック積層体に分割溝を追加加工することなく、セラミック多層基板の内部に空隙を形成することができる。セラミック多層基板の表面又は裏面に境界配置導体パターンが形成された場合には、境界配置導体パターンの縁に隣接して、セラミック多層基板の表面又は裏面に溝が形成される。

集合基板を折り曲げると、断面が減少している空隙や溝を通る亀裂が進展し、切断面が空隙や溝を通るように形成される。したがって、正確かつ容易に個別基板に分割することが可能となり、一つの基板から多数の配線基板を得ることができる。

境界配置導体パターンは、セラミックグリーンシート上に内部電極や配線パターンなどの導体パターンを形成する工程の一部として、セラミックグリーンシート上に形成することができ、焼成前のセラミックグリーンシートに、あるいは焼成前のセラミック積層体に、溝や空隙を予め形成する必要がない。焼成後には、セラミック積層体を折り曲げることで切断できるので、硬いセラミック積層体を切断するため特別な切断装置（レーザー加工機、ダイサーなど）を用いて加工することが不要となり、工程を簡略化することができる。

また、積層するセラミック層の数が増えた場合でも、積層方向に空隙が並ぶようにすれば、切断面を精度良く形成することができ、正確かつ容易に寸法精度が高いセラミック多層基板を作製することができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施可能である。

Claims (10)

1. 複数の未焼成のセラミック層を積層してなる未焼成セラミック積層体を形成する第１の工程と、
   前記未焼成セラミック積層体を焼成して、未焼成の前記セラミック層を焼結させる第２の工程と、
   前記未焼成セラミック積層体の焼成により形成された焼結済みセラミック積層体を複数の部分片に分割する第３の工程と、
   を備えた、セラミック多層基板の製造方法において、
   前記第１の工程において形成される前記未焼成セラミック積層体は、少なくとも一つの未焼成の前記セラミック層の一方主面に、前記第３の工程において分割される前記焼結済みセラミック積層体の前記部分片間の境界に相当する部分に沿って配置された、隣接する未焼成セラミック層と焼成挙動が異なる未焼成の境界配置厚膜パターンを前記未焼成セラミック積層体の内部に含み、
   前記第２の工程において、前記境界配置厚膜パターンと前記境界配置厚膜パターンに接する前記セラミック層との焼成収縮挙動の相違により、前記セラミック層の積層方向から見たとき前記境界配置厚膜パターンの外縁の少なくとも一部に隣接して、空隙を前記焼結済みセラミック積層体の内部に形成し、
   前記第３の工程において、前記空隙に沿って、前記焼結済みセラミック積層体を複数の前記部分片に分割することを特徴とする、セラミック多層基板の製造方法。
2. 未焼成の前記境界配置厚膜パターンの焼成収縮開始温度は、前記境界配置厚膜パターンに接する未焼成の前記セラミック層の焼成収縮開始温度よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載のセラミック多層基板の製造方法。
3. 未焼成の前記境界配置厚膜パターンの焼成収縮率は、前記境界配置厚膜パターンが接する前記セラミック層の焼成収縮率よりも大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載のセラミック多層基板の製造方法。
4. 前記未焼成セラミック積層体は、
   未焼成の前記セラミック層の異なる層間に配置され、かつ、それぞれの外縁の少なくとも一部が、未焼成の前記セラミック層の積層方向に延在する共通の仮想平面に沿って配置されている、複数の前記境界配置厚膜パターンを有することを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のセラミック多層基板の製造方法。
5. 前記第１の工程において、前記未焼成セラミック積層体の少なくとも一方主面に、前記未焼成の前記セラミック層の焼成温度では実質的に焼結しない未焼成の収縮抑制用層を密着する工程を含み、
   前記第２の工程において、前記収縮抑制用層が密着された前記未焼成セラミック積層体を、前記セラミック層の焼結温度以上、かつ、前記収縮抑制用層が実質的に焼結しない温度で、焼成し、
   前記第２の工程と第３の工程との間に、前記焼結済みセラミック積層体に密着している未焼成の前記収縮抑制用層を除去する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の、セラミック多層基板の製造方法。
6. 前記未焼成の境界配置厚膜パターンは、導体材料を含む未焼成の境界配置導体パターンであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の、セラミック多層基板の製造方法。
7. 前記焼結済みセラミック積層体の前記セラミック層の層間に内蔵素子を構成する内部回路導体パターンを有し、
   前記内部回路導体パターンと前記境界配置導体パターンとは、互いに電気的に離れていることを特徴とする、請求項６に記載のセラミック多層基板の製造方法。
8. 前記境界配置導体パターンの少なくとも一部により、前記焼結済みセラミック積層体の前記セラミック層の層間に内蔵素子が形成されることを特徴とする、請求項６に記載のセラミック多層基板の製造方法。
9. 前記焼結済みセラミック積層体を複数の部分片に分割する前もしくは後に、前記積層体に表面実装型電子部品を搭載する工程を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のセラミック多層基板の製造方法。
10. 互いに接合された複数のセラミック層と前記セラミック層間の少なくとも一つに配置された導体パターンとを備え、複数個のセラミック多層基板となる部分を含む、セラミック多層基板の集合基板であって、
    前記集合基板を前記セラミック層の積層方向から見たとき、前記セラミック多層基板間の境界に、前記導体パターンの外縁の少なくとも一部に隣接して、複数の空隙が前記集合基板の内部において前記積層方向に並んで形成されていることを特徴とする、セラミック多層基板の集合基板。

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