專利名稱：陶瓷多層基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷多層基板及其制造方法，更詳細來說是涉及內(nèi)裝有片狀陶瓷電子元器件的陶瓷多層基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為以往的這種技術(shù)，有專利文獻1所述的內(nèi)裝電子元器件的多層陶瓷基板及專利文獻2所述的多層陶瓷基板及其制造方法。
專利文獻1所述的內(nèi)裝電子元器件的多層陶瓷基板，具有多層陶瓷基板、放置在多層陶瓷基板內(nèi)的凹下部分或由貫通孔形成的空間內(nèi)的片狀陶瓷電子元器件、以及將設(shè)置在多層陶瓷基板的層間或空間內(nèi)的上述片狀電子元器件進行布線的導(dǎo)體。由于這樣將片狀電子元器件放置在多層陶瓷基板內(nèi)的空間內(nèi)，因此能夠得到不會使平面性惡化的、有所要形狀的多層陶瓷基板。
在專利文獻2所述的多層陶瓷基板及其制造方法的情況下，使用預(yù)先燒結(jié)陶瓷功能元件而得到的片狀的燒結(jié)體片(相當于片狀陶瓷電子元器件)，制成電容器元件、電感器元件、以及電阻器元件等功能元件，將這些功能元件裝在未燒結(jié)復(fù)合層疊體內(nèi)。未燒結(jié)復(fù)合層疊體具有基體用生片層、含有難燒結(jié)性材料的約束層、以及布線導(dǎo)體，在將它燒結(jié)時，利用約束層的作用，抑制基體用生片層在主面方向的收縮。由于通過使用約束層的無收縮加工法進行燒結(jié)，因此能夠在內(nèi)裝有陶瓷功能元件的狀態(tài)下將未燒結(jié)復(fù)合層疊體進行燒結(jié)，而沒有問題，同時在陶瓷功能元件與基體用生片層之間不產(chǎn)生成分的相互擴散，燒結(jié)后也能夠維持功能元件的特性。
專利文獻1特公平06-32378號公報專利文獻2特開2002-084067號公報但是，在專利文獻1及專利文獻2所述的多層陶瓷基板的情況下，由于燒結(jié)內(nèi)裝有片狀陶瓷電子元器件的陶瓷生片的層疊體，得到多層陶瓷基板，因此利用燒結(jié)而得到的多層陶瓷基板的內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件會產(chǎn)生裂紋，或者有時片狀陶瓷電子元器件甚至損壞。該現(xiàn)象在使用約束層的無收縮加工法中也有發(fā)現(xiàn)。另外，這些多層陶瓷基板由于是在片狀陶瓷電子元器件與陶瓷生片緊貼的狀態(tài)下進行燒結(jié)，因此難以防止片狀陶瓷電子元器件與陶瓷層之間的材料成分的相互擴散，連使用專利文獻2所述的技術(shù)也有可能使片狀電子元器件的特性降低。
另外，如專利文獻1所述那樣，在形成放置片狀陶瓷電子元器件的凹下部分或貫通孔作為內(nèi)腔的多層陶瓷基板的情況下，還存在基板強度在內(nèi)腔部分顯著降低的問題。
本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種片狀陶瓷電子元器件沒有裂紋等損傷、而且片狀陶瓷電子元器件的特性不會降低的可靠性高的陶瓷多層基板及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者對于裝在陶瓷多層基板內(nèi)的片狀陶瓷電子元器件產(chǎn)生損傷的原因進行了各種研究，結(jié)果得到了以下的知識。
即可知，在陶瓷多層基板的陶瓷層與片狀陶瓷電子元器件的熱膨脹系數(shù)有很大不同時，片狀陶瓷電子元器件會發(fā)生裂紋、或損壞。若通過采用無收縮加工法來抑制基板的表面方向的收縮，則能夠內(nèi)裝不收縮的片狀陶瓷電子元器件。但是，層疊陶瓷電容器等片狀陶瓷電子元器件多數(shù)是用高介電常數(shù)材料構(gòu)成，高介電常數(shù)材料的熱膨脹系數(shù)一般較大。而與此相反，形成陶瓷層的陶瓷生片層的材料多數(shù)是用低介電常數(shù)材料構(gòu)成，低介電常數(shù)材料的熱膨脹系數(shù)一般較小。
因此，在片狀陶瓷電子元器件與陶瓷生片層緊貼的狀態(tài)下，將它們燒結(jié)之后，若冷卻到常溫，則冷卻時，片狀陶瓷電子元器件比陶瓷層要產(chǎn)生較大的收縮，從陶瓷層對片狀陶瓷電子元器件作用了拉伸力。片狀陶瓷電子元器件是利用陶瓷材料形成的，而由于陶瓷材料抗拉伸應(yīng)力的能力弱，因此在來自陶瓷層的拉伸力的作用下產(chǎn)生裂紋、或損壞。所以，裝在陶瓷多層基板內(nèi)的片狀陶瓷電子元器件的構(gòu)成材料有限制。換句話說，若片狀陶瓷電子元器件與陶瓷層不緊貼，則能夠解決片狀陶瓷電子元器件損傷、或片狀陶瓷電子元器件的構(gòu)成材料有限制的問題。
本發(fā)明正是根據(jù)上述知識提出的，本發(fā)明第1方面所述的陶瓷多層基板的制造方法，是通過同時燒結(jié)層疊多層陶瓷生片層而形成的陶瓷生片層疊體、以及配置在該陶瓷生片層疊體的內(nèi)部并將陶瓷燒結(jié)體作為坯體而且具有端子電極的片狀陶瓷電子元器件，來制造內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件的陶瓷多層基板的方法中，預(yù)先使防止緊貼材料介于上述片狀陶瓷電子元器件與上述陶瓷生片層疊體之間，將上述陶瓷生片層疊體、上述片狀陶瓷電子元器件及上述防止緊貼材料進行燒結(jié)。
另外，本發(fā)明的第2方面所述的陶瓷多層基板的制造方法，是在本發(fā)明第1方面所述的發(fā)明中，具有對上述陶瓷燒結(jié)體的表面賦予上述防止緊貼材料的工序。
另外，本發(fā)明的第3方面所述的陶瓷多層基板的制造方法，是在本發(fā)明第1或第2方面所述的發(fā)明中，作為上述防止緊貼材料，使用在上述陶瓷生片層的燒結(jié)溫度以下進行燃燒或分解的樹脂。
另外，本發(fā)明的第4方面所述的陶瓷多層基板的制造方法，是在本發(fā)明第1或第2方面所述的發(fā)明中，作為上述防止緊貼材料，使用在上述陶瓷生片層的燒結(jié)溫度實質(zhì)上不燒結(jié)的陶瓷粉末。
另外，本發(fā)明的第5方面所述的陶瓷多層基板的制造方法，是在本發(fā)明第1至第4方面中的任一項所述的發(fā)明中，利用低溫燒結(jié)陶瓷材料形成上述陶瓷生片層，在上述陶瓷生片層疊體的內(nèi)部形成以銀或銅為主成分的導(dǎo)體圖形。
另外，本發(fā)明的本發(fā)明第6方面所述的陶瓷多層基板的制造方法，是在本發(fā)明第1至第5方面中的任一項所述的發(fā)明中，具有對上述陶瓷生片層疊體的一主面或兩主面、賦予由在上述陶瓷生片層的燒結(jié)溫度實質(zhì)上不燒結(jié)的難燒結(jié)性粉末形成的收縮抑制層的工序。
另外，本發(fā)明的第7方面所述的陶瓷多層基板，是具備將多層陶瓷層層疊而且具有導(dǎo)體圖形的陶瓷層疊體、以及設(shè)置在上下陶瓷層的界面并將陶瓷燒結(jié)體作為坯體而且具有端子電極的片狀陶瓷電子元器件的陶瓷多層基板，空隙介于上述陶瓷層疊體與上述片狀陶瓷電子元器件的上述坯體的界面之間。
另外，本發(fā)明的第8方面所述的陶瓷多層基板，是具備將多層陶瓷層層疊而且具有導(dǎo)體圖形的陶瓷層疊體、以及設(shè)置在上下陶瓷層的界面并將陶瓷燒結(jié)體作為坯體而且具有端子電極的片狀陶瓷電子元器件的陶瓷多層基板，未燒結(jié)陶瓷粉末介于上述陶瓷層疊體與上述片狀陶瓷電子元器件的上述坯體的界面之間。
另外，本發(fā)明的第9方面所述的陶瓷多層基板，是在本發(fā)明第7或第8方面所述的發(fā)明中，上述陶瓷層是低溫燒結(jié)陶瓷層。
根據(jù)本發(fā)明的本發(fā)明第1至第9方面所述的發(fā)明，能夠提供片狀陶瓷電子元器件沒有裂紋等損傷、而且片狀陶瓷電子元器件的特性不會降低的可靠性高的陶瓷多層基板及其制造方法。


圖1(a)、(b)分別所示為本發(fā)明的陶瓷多層基板的一實施形態(tài)圖，(a)所示為它的整體剖視圖，(b)所示為將(a)的主要部分放大的剖視圖。
圖2(a)～(c)分別所示為圖1所示的陶瓷多層基板的制造工序的主要部分的工序圖，(a)所示為陶瓷生片的剖視圖，(b)所示為在(a)所示的陶瓷生片上放置片狀陶瓷電子元器件的狀態(tài)的剖視圖，(c)所示為將(b)所示的片狀陶瓷電子元器件放大的剖視圖。
圖3所示為在圖1所示的陶瓷多層基板的制造工序中、形成陶瓷生片層疊體的工序的剖視圖。
圖4(a)～(c)分別所示為圖1所示的陶瓷多層基板的制造工序中的剖視圖，(a)所示為燒結(jié)前的陶瓷生片層疊體的剖視圖，(b)所示為燒結(jié)后的陶瓷多層基板的剖視圖，(c)所示為在(b)所示的陶瓷多層基板上放置表面安裝元器件的狀態(tài)的剖視圖。
圖5(a)、(b)分別所示為本發(fā)明的陶瓷多層基板的其它實施形態(tài)圖，(a)所示為它的整體剖視圖，(b)所示為將(a)的主要部分放大的剖視圖。
圖6(a)、(b)分別所示為圖5所示的陶瓷多層基板的制造法的主要部分的剖視圖，(a)所示為就要內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件之前的剖視圖，(b)所示為剛內(nèi)裝之后的剖視圖。
圖7所示為本發(fā)明的陶瓷多層基板的另外其它實施形態(tài)中將主要部分放大的剖視圖。
圖8所示為本發(fā)明的陶瓷多層基板的另外其它實施形態(tài)中將主要部分放大的剖視圖。
圖9所示為本發(fā)明的陶瓷多層基板的另外其它實施形態(tài)中將主要部分放大的剖視圖。
標號說明10、10A、10B、10C、10D陶瓷多層基板
11陶瓷層疊體11A陶瓷層12導(dǎo)體圖形13、113片狀陶瓷電子元器件13A外部端子電極(端子電極)15粉末層(未燒結(jié)粉末)16、16A約束層(收縮抑制層)111陶瓷生片層疊體111A陶瓷生片(陶瓷生片層)115糊料層(防止緊貼材料)V空隙具體實施方式
以下，根據(jù)圖1～圖9所示的實施形態(tài)，說明本發(fā)明。
第1實施形態(tài)本實施形態(tài)的陶瓷多層基板10如圖1(a)所示，是具備將多層陶瓷層11A層疊而且形成內(nèi)部導(dǎo)體圖形12的陶瓷層疊體11、以及多個配置在上下陶瓷層11A的界面并將陶瓷燒結(jié)體作為坯體而且在其兩端部具有外部端子電極13A的片狀陶瓷電子元器件13而構(gòu)成的。另外，在陶瓷層疊體11的兩主面(上下兩面)分別形成表面電極14、14。
在陶瓷層疊體11的一主面(在本實施形態(tài)中為上表面)，通過表面電極14安裝多個表面安裝元器件20。作為表面安裝元器件20，有半導(dǎo)體元件、砷化鎵半導(dǎo)體元件等有源元件、或電容器、電感器、電阻器等無源元件等，它們通過焊錫或?qū)щ娦詷渲?，或者通過Au、Al、Cu等焊絲，與陶瓷層疊體11的上表面的表面電極14電連接。片狀陶瓷電子元器件13與表面安裝元器件20通過表面電極14及內(nèi)部導(dǎo)體圖形12互相電連接。該陶瓷多層基板10能夠通過另一主面(在本實施形態(tài)中為下表面)表面電極14，安裝到主板等安裝基板上。
另外，構(gòu)成陶瓷層疊體11的陶瓷層11A的材料若是陶瓷材料，則雖然沒有特別限制，但最好例如是低溫燒結(jié)陶瓷(LTCCLow Temperature Co-firedCeramic)材料。所謂低溫燒結(jié)陶瓷材料，是能夠用1050℃以下的溫度進行燒結(jié)、能夠與電阻率小的銀或銅等同時進行燒結(jié)的陶瓷材料。作為低溫燒結(jié)陶瓷，具體來說，可以舉出有對氧化鋁或鎂橄欖石等陶瓷粉末混合硼硅酸系玻璃而形成的玻璃復(fù)合系LTCC材料、使用ZnO-MgO-Al2O3-SiO2系晶化玻璃的晶化玻璃系LTCC材料、以及使用BaO-Al2O3-SiO2系陶瓷粉末或Al2O3-CaO-SiO2-MgO-B2O3系陶瓷粉末等非玻璃系LTCC材料等。
通過使用低溫燒結(jié)陶瓷材料，作為陶瓷層疊體11的材料，則對于內(nèi)部導(dǎo)體圖形12及表面電極14，能夠使用Ag或Cu等具有低電阻、低熔點的金屬，能夠以1050℃以下的溫度同時燒結(jié)陶瓷層疊體11及內(nèi)部導(dǎo)體圖形12。
另外，作為陶瓷材料，也可以使用高溫燒結(jié)陶瓷(HTCCHigh TemperatureCo-fired Ceramic)材料。作為高溫燒結(jié)陶瓷材料，例如可以使用對氧化鋁、氮化鋁、莫來石或其它材料加入玻璃等燒結(jié)輔助材料并在1100℃以上燒結(jié)而成的材料。這時，作為內(nèi)部導(dǎo)體圖形12及表面電極14，使用從鉬、鉑、鈀、鎢、鎳及它們的合金中選擇的金屬。
陶瓷層疊體11如圖1(a)所示，具有在其內(nèi)部形成的內(nèi)部導(dǎo)體圖形12、以及在其上下兩面形成的表面電極14、14。內(nèi)部導(dǎo)體圖形12由沿著上下陶瓷層11A的界面以規(guī)定的圖形形狀的面內(nèi)導(dǎo)體12A、以及為了連接上下的面內(nèi)導(dǎo)體12A而以規(guī)定的圖形配置形成的通孔導(dǎo)體12B形成。
片狀陶瓷電子元器件13如圖1(a)、(b)所示，配置在上下陶瓷層11A及11A的界面上，其外部端子電極13A與形成在上下陶瓷層11A及11A的界面上的面內(nèi)導(dǎo)體12A連接。面內(nèi)導(dǎo)體12A的與外部端子電極13A的連接部12C與片狀陶瓷電子元器件13一起嵌入下側(cè)的陶瓷層11A，剖面形狀形成為從外部端子電極13A的端面的近似下半部分連續(xù)到底面的近似L字形狀。另外，如該圖的(b)中放大所示那樣，片狀陶瓷電子元器件13的外部端子電極13A以外的部分、即陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間形成空隙V，陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A分開。該空隙V是如后所述那樣在燒結(jié)工序中通過防止緊貼材料而形成的，具有的功能是，防止燒結(jié)時因片狀陶瓷電子元器件13的熱膨脹系數(shù)與陶瓷層11的熱膨脹系數(shù)之差而引起的片狀陶瓷電子元器件13的損傷，同時通過空隙V，防止陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間的材料成分的相互擴散。
作為片狀陶瓷電子元器件13沒有特別限制，可以使用例如鈦酸鋇或鐵氧體等以1050℃以上、甚至1200℃以上進行燒結(jié)的陶瓷燒結(jié)體作為坯體的元器件，例如可以使用圖1(b)所示的層疊陶瓷電容器以外，還可以使用電感器、濾波器、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器、耦合器等片狀陶瓷電子元器件，可以根據(jù)目的不同，將這些片狀陶瓷電子元器件單個使用，或適當選擇多個使用。本實施形態(tài)的片狀陶瓷電子元器件13如該圖所示，具有將多層陶瓷層層疊而形成的陶瓷坯體部13B、以及介于上下陶瓷層之間而且從左右外部端子電極13A、13A向著互相相對的外部端子電極13A、13A分別延伸的多個內(nèi)部電極13C，利用陶瓷坯體部13B及其上下的內(nèi)部電極13C、13C，形成電容器。
片狀陶瓷電子元器件13如圖1(a)所示，在陶瓷層疊體11內(nèi)設(shè)置多個。多個片狀陶瓷電子元器件13分別是同一種元器件，即陶瓷層的材料、層的厚度、層疊數(shù)實質(zhì)上相同的元器件，如該圖所示，統(tǒng)一配置在距離陶瓷層疊體11的上表面同一深度的陶瓷層11A上。由于這樣將多個片狀陶瓷電子元器件13配置在同一界面上，因此即使在燒結(jié)時對各片狀陶瓷電子元器件13作用了大的壓力或收縮力，但由于這些壓力對全部片狀陶瓷電子元器件13實質(zhì)上以同一大小作用，因此能夠抑制多個片狀陶瓷電子元器件13之間的特性值的差異。
另外，多個片狀陶瓷電子元器件13如圖1(b)所示，各自的陶瓷坯體部13B的陶瓷層及內(nèi)部電極13C對于陶瓷層11A是平行配置的。由于陶瓷坯體部13B的陶瓷層平行于陶瓷層11A，因此即使對于陶瓷層11A作用了垂直方向的壓力或收縮力，但由于這些壓力垂直于片狀陶瓷電子元器件13劈開的方向起作用，因此能夠防止片狀陶瓷電子元器件13上產(chǎn)生裂紋。
另外，在片狀陶瓷電子元器件13中，若定義其厚度為A，其長度方向的長度為B，則厚度A與長度B最好滿足2≤(B/A)≤40的關(guān)系。在B/A不到2的情況下，由于片狀陶瓷電子元器件13的厚度相對較大，容易受到因壓縮作用而產(chǎn)生的壓電效應(yīng)，因此特性值容易產(chǎn)生差異，另外若B/A超過40，則片狀陶瓷電子元器件13的厚度較薄，機械強度減弱，容易因加壓時的壓力而破裂。另外，所謂片狀陶瓷電子元器件的厚度是其陶瓷層的層疊方向的厚度。
另外，雖然多個片狀陶瓷電子元器件13最好配置在同一陶瓷層11A上，但是根據(jù)需要，也可以配置在上下陶瓷層11A及11A的界面的任何地方。多個片狀陶瓷電子元器件13也可以跨過上下不同的多個界面將多個層疊進行配置。多個片狀陶瓷電子元器件13各自根據(jù)不同目的，通過面內(nèi)導(dǎo)體12A的連接部12C，互相串聯(lián)及/或并聯(lián)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)多功能、高性能的陶瓷多層基板10。
另外，表面安裝元器件20如圖1(a)所示，可適當與片狀陶瓷電子元器件13組合使用。片狀陶瓷電子元器件13與表面安裝元器件20通過表面電極14及內(nèi)部導(dǎo)體圖形12互相連接。在表面安裝元器件20是集成電路等容易受到電源干擾影響的元器件時，在緊靠表面安裝元器件20的電源端及接地端的下方附近連接層疊陶瓷電容器，作為片狀陶瓷電子元器件13，通過這樣，能夠不受集成電路等表面安裝元器件20的端子配置的限制，而且在主板上不另外安裝片狀陶瓷電子元器件(例如層疊陶瓷電容器)，就能夠穩(wěn)定供給電源電壓，防止輸出振蕩等，能夠以高效率去除干擾。
以下，一面參照圖2～圖4，一面說明陶瓷多層基板10的制造方法。
在本實施形態(tài)中，說明使用無收縮加工法制造陶瓷多層基板10的情況。所謂無收縮加工法，是指在作為陶瓷層疊體11使用陶瓷材料時、在陶瓷層疊體燒結(jié)前后陶瓷層疊體的平面方向的尺寸實質(zhì)上不變化的加工法。
在本實施形態(tài)中，首先，使用例如含有低溫燒結(jié)陶瓷材料的漿料，制成規(guī)定片數(shù)的陶瓷生片。另外，如圖2(a)、(b)所示，對于安裝將陶瓷燒結(jié)體作為坯體的片狀陶瓷電子元器件113用的陶瓷生片111A，以規(guī)定的圖形形成通孔。在這些通孔內(nèi)，填充例如以Ag或Cu為主成分的導(dǎo)電性糊料，形成通孔導(dǎo)體部112B。再利用絲網(wǎng)印刷法，在陶瓷生片111A上以規(guī)定的圖形涂布同一種導(dǎo)電性糊料，形成面內(nèi)導(dǎo)體部112A，適當連接面內(nèi)導(dǎo)體部112A與通孔導(dǎo)體部112B。其它的陶瓷生片111A也按照與此相同的要領(lǐng)制成。
另外，對于燒結(jié)時的片狀陶瓷電子元器件，附加標號「113」進行說明，而對于燒結(jié)后的降溫時以后的片狀陶瓷電子元器件，附加標號「13」進行說明。
另外，如圖2(c)所示，準備了將陶瓷燒結(jié)體作為坯體的片狀陶瓷電子元器件113，對于該片狀陶瓷電子元器件113的外部端子電極部113A以外的陶瓷坯體部113B的全部表面，涂布由熱分解性樹脂構(gòu)成的樹脂糊料，作為防止緊貼材料，形成厚度為1～30μm的糊料層115。另外，防止緊貼材料雖然最好在陶瓷坯體部113B的全部表面形成，但只要在它的至少一部分形成即可。特別是最好在加上大的壓力的上下表面上形成。
作為防止緊貼材料，若是防止燒結(jié)時片狀陶瓷電子元器件113與陶瓷生片111A之間的材料成分的相互擴散、燒結(jié)后形成允許片狀陶瓷電子元器件113收縮用的非約束區(qū)域的材料，則無特別限制。作為這樣的防止緊貼材料，可以使用像本實施形態(tài)那樣利用燒結(jié)而燃燒分解后形成空隙V的樹脂、以及即使利用燒結(jié)也不形成燒結(jié)而不與陶瓷坯體部13B粘結(jié)的陶瓷粉末材料等。作為燃燒性樹脂，例如可以用丁縮醛系樹脂，作為分解性樹脂，例如可以用丙烯系樹脂。作為陶瓷粉末材料，可以用后述的難燒結(jié)性粉末等。另外，在樹脂糊料中，也可以含有不妨礙空隙形成那樣程度的低溫燒結(jié)陶瓷材料。
在片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷坯體部113B上形成糊料層115之后，對配置片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷生片111A的面內(nèi)導(dǎo)體部112A，使用噴霧器等涂布或噴霧有機系粘接劑，形成有機系粘接劑層(未圖示)。然后，如圖2(b)所示，將片狀陶瓷電子元器件113的外部端子電極113A及113A與陶瓷生片111A的面內(nèi)導(dǎo)體部112A對準位置后，將片狀陶瓷電子元器件113放置在陶瓷生片111A上，將片狀陶瓷電子元器件113的外部端子電極113A通過有機系粘接劑層與面內(nèi)導(dǎo)體部112A上粘接、固定。另外，作為有機系粘接劑，可以使用加有合成橡膠或合成樹脂及增塑劑的混合物等。另外，有機系粘接劑層的厚度在涂布時最好為3μm以下，在噴霧時最好為1μm以下。
然后，如圖3所示，將具有面內(nèi)導(dǎo)體部112A及通孔導(dǎo)體部112B的陶瓷生片111A及放置了片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷生片111A按規(guī)定的順序?qū)盈B在約束層116上，并層疊具有最上層的表面電極部114的陶瓷生片111A，在約束層116上形成陶瓷生片層疊體111。再在該陶瓷生片層疊體111的上面層疊約束層116，并通過上下約束層116，將陶瓷生片層疊體111以規(guī)定的溫度及壓力進行熱壓，得到圖4(a)所示的壓接體110。作為約束層116，采用由漿料如該圖所示形成片狀的約束層，該漿料含有在陶瓷生片層疊體111的燒結(jié)溫度下不燒結(jié)的難燒結(jié)性粉末(例如Al2O3等那樣燒結(jié)溫度高的陶瓷粉末)，具體來說含有Al2O3作為主成分，同時含有有機粘接劑作為副成分。
然后，將圖4(a)所示的壓接體110在例如空氣氣氛中以870℃進行燒結(jié)，得到圖4(b)所示的陶瓷多層基板10。作為燒結(jié)溫度，最好為低溫燒結(jié)陶瓷材料進行燒結(jié)的溫度，例如是800～1050℃的范圍。燒結(jié)溫度不到800℃時，陶瓷生片層疊體111的陶瓷成分有可能沒有完全燒結(jié)，若超過1050℃，則燒結(jié)時有可能內(nèi)部導(dǎo)體圖形12的金屬粒子熔融，向陶瓷生片層疊體111內(nèi)擴散。
在燒結(jié)陶瓷生片層疊體111時，在片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷坯體部113B的表面形成的糊料層115進行燃燒或熱分解，如圖1(b)所示，在片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷坯體部113B與陶瓷生片111A之間形成狹小的空隙V。因此，在陶瓷生片111A燒結(jié)的階段，能夠確實防止陶瓷層11A與片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷坯體部113B之間的材料成分的相互擴散，不會使燒結(jié)后的片狀陶瓷電子元器件13的特性降低。另外，片狀陶瓷電子元器件113的外部端子電極部113A與面內(nèi)導(dǎo)體部112A在燒結(jié)時，各自的金屬粒子進行晶粒生長，而形成一體化，進行連接。
由于片狀陶瓷電子元器件113在燒結(jié)時，通過外部端子電極部113A與面內(nèi)導(dǎo)體部112A形成一體而牢固連接，另外，通過糊料層115的燃燒及分解，在與陶瓷生片111A之間形成空隙V，因此在燒結(jié)后的降溫時，即使片狀陶瓷電子元器件13與陶瓷層11A之間有較大的熱膨脹系數(shù)差，也由于伴隨著片狀陶瓷電子元器件13的收縮而富有延伸性的面內(nèi)導(dǎo)體12A延伸，因此對于片狀陶瓷電子元器件13不會作用過度的拉伸力，片狀陶瓷電子元器件13不會發(fā)生裂紋，或者片狀陶瓷電子元器件13不會損傷。
燒結(jié)后，利用噴砂處理或超聲波清洗處理，除去上下約束層116，能夠得到陶瓷多層基板10。再如圖4(c)所示，在陶瓷多層基板10的表面電極14上利用焊錫等方法安裝規(guī)定的表面安裝元器件20，從而能夠得到最終產(chǎn)品。另外，片狀陶瓷電子元器件113的外部端子電極部113A可以是涂布導(dǎo)電性糊料后燒結(jié)的，也可以是涂布導(dǎo)電性糊料后干燥但是燒結(jié)前的。
如上所述，根據(jù)本實施形態(tài)，通過同時燒結(jié)層疊多個陶瓷生片111A而形成的陶瓷生片層疊體111、以及配置在該陶瓷生片層疊體111的內(nèi)部并將陶瓷燒結(jié)體作為坯體而且在其兩端具有外部端子電極部113A的片狀陶瓷電子元器件113，從而能夠制造內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷多層基板10。這時，由于將預(yù)先在陶瓷坯體部113B的全部表面形成糊料層115的片狀陶瓷電子元器件113配置在上下陶瓷生片111A及111A的界面，使糊料層115介于陶瓷生片111A與片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷坯體部113B之間，將這三者進行燒結(jié)，因此燒結(jié)時，糊料層115進行燃燒及分解，在片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷坯體部113B與陶瓷生片111A之間形成空隙V，在片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷坯體部113B與陶瓷層11A之間沒有材料成分的相互擴散，片狀陶瓷電子元器件13的特性不會降低，另外，在燒結(jié)后的降溫時，由于片狀陶瓷電子元器件13在與陶瓷層11A之間有空隙V，不受陶瓷層11A約束，通過有延伸性的面內(nèi)導(dǎo)體12A進行收縮，因此對于片狀陶瓷電子元器件13不會作用過度的拉伸力，片狀陶瓷電子元器件13不會發(fā)生裂紋，或者片狀陶瓷電子元器件13不會損傷。
因而，根據(jù)本實施形態(tài)，能夠得到片狀陶瓷電子元器件13沒有裂紋等損傷、而且片狀陶瓷電子元器件13的特性沒有降低的、可靠性高的陶瓷多層基板10。
另外，根據(jù)本實施形態(tài)，由于陶瓷層11A是低溫燒結(jié)陶瓷層，因此作為內(nèi)部導(dǎo)體圖形12及表面電極14，可以使用Ag或Cu等低電阻而且廉價的金屬，能夠有助于降低制造成本，提高高頻特性。
第2實施形態(tài)在本實施形態(tài)中，對于與第1實施形態(tài)同一或相當?shù)牟糠郑哺郊油粯颂栠M行說明。
本實施形態(tài)的陶瓷多層基板10A例如圖5(a)、(b)所示，具有陶瓷層疊體11、內(nèi)部導(dǎo)體圖形12及片狀陶瓷電子元器件13，在陶瓷層疊體11的上表面安裝有多個表面安裝元器件20。本實施形態(tài)的陶瓷多層基板10A除了片狀陶瓷電子元器件13對于陶瓷層疊體11內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體圖形12的連接結(jié)構(gòu)不同以外，是與第1實施形態(tài)實質(zhì)上同樣構(gòu)成。即，在片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷坯體部13B的周圍形成空隙V，與陶瓷層11A分開。
在本實施形態(tài)的連接結(jié)構(gòu)中，片狀陶瓷電子元器件13通過連接部12C與面內(nèi)導(dǎo)體12A連接。該連接部12C如圖5(b)所示，利用第1及第2連接導(dǎo)體12D及12E形成。第1連接導(dǎo)體12D如該圖所示，從配置了片狀陶瓷電子元器件13的上下陶瓷層11A及11A的界面上設(shè)置的面內(nèi)導(dǎo)體12A起，沿著下側(cè)的陶瓷層11A與外部端子電極13A的端面的界面，向下方延伸，達到外部端子電極13A的下表面，側(cè)面的截面形狀形成為L字形狀。第2連接導(dǎo)體12E如該圖所示，從配置了片狀陶瓷電子元器件13的上下陶瓷層11A及11A的界面上設(shè)置的面內(nèi)導(dǎo)體12A起，沿著上側(cè)的陶瓷層11A與外部端子電極13A的端面的界面，向上方延伸，達到外部端子電極13A的上表面，側(cè)面的截面形狀形成為倒L字形狀。第1及第2連接導(dǎo)體12D及12E的寬度最好形成為至少相當于片狀陶瓷電子元器件13的寬度的尺寸。
因而，第1及第2連接導(dǎo)體12D及12E連續(xù)覆蓋片狀陶瓷電子元器件13的上表面端部、端面、下表面端部，形成作為截面有棱角的、呈C字形狀(以下簡稱為「C字形狀」)的連接部12C，使得從上下兩表面抓住該外部端子電極13A，對外部端子電極13A的三面、最好包含兩側(cè)面的五面進行電連接。由于第1及第2連接導(dǎo)體12D及12E分別形成為比面內(nèi)導(dǎo)體12A的線寬要寬，因此即使在與面內(nèi)導(dǎo)體12A之間在面內(nèi)導(dǎo)體12A的寬度方向有位置偏移，也能夠確實與面內(nèi)導(dǎo)體12A連接，確實將面內(nèi)導(dǎo)體12A與外部端子電極13A連接。
為了得到本實施形態(tài)的連接結(jié)構(gòu)，如圖6(a)、(b)所示，在預(yù)先用絲網(wǎng)印刷法形成第1及第2連接導(dǎo)體112D及112E的上下陶瓷生片111A及111’A內(nèi)，裝有在陶瓷坯體部113B的外周面形成糊料層115的、以陶瓷燒結(jié)體作為坯體的片狀陶瓷電子元器件113。然后，若將內(nèi)裝有片狀陶瓷電子元器件113的陶瓷生片111A及111’A與其它的陶瓷生片111A按規(guī)定的順序?qū)盈B，在用約束層夾住其上下的狀態(tài)下進行燒結(jié)，則片狀陶瓷電子元器件113的糊料層115進行燃燒及分解，得到圖5(b)所示那樣在片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷坯體部13B的周圍具有空隙V的陶瓷多層基板10A。在本實施形態(tài)中，片狀陶瓷電子元器件13與面內(nèi)導(dǎo)體12A通過連接部12C更可靠連接，能夠提高連接可靠性，其它可以期望有與第1實施形態(tài)同樣的作用效果。
第3實施形態(tài)在第1及第2實施形態(tài)中說明的情況是，使用樹脂作為防止緊貼材料，在片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間形成空隙V，但在本實施形態(tài)中，使用難燒結(jié)性粉末作為防止緊貼材料。作為難燒結(jié)性粉末，與前述的約束層相同，若是在陶瓷層11A的燒結(jié)溫度下不燒結(jié)的粉末材料，則無特別限制，最好是例如Al2O3等那樣燒結(jié)溫度比陶瓷層11A的燒結(jié)溫度要高的陶瓷粉末。在本實施形態(tài)中，對于與第1及第2實施形態(tài)同一或相當?shù)牟糠郑哺郊油粯颂栠M行說明。
即，本實施形態(tài)的陶瓷多層基板10B如圖7所示，在片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間，形成由難燒結(jié)性粉末構(gòu)成的粉末層15，除此以外，是與圖1所示的第1實施形態(tài)的陶瓷多層基板10實質(zhì)上同樣構(gòu)成。
在制造陶瓷多層基板10B時，代替第1及第2實施形態(tài)的樹脂糊料，將以難燒結(jié)性粉末作為主成分、以有機粘合劑作為副成分的糊料(粉末糊料)，涂布在片狀陶瓷電子元器件的陶瓷坯體部的外周面，形成粉末糊料層，除此以外，與第1及第2實施形態(tài)同樣制造。在燒結(jié)時，粉末糊料層的有機粘合劑等副成分進行燃燒及分解而消失，實質(zhì)上僅剩下未燒結(jié)的難燒結(jié)性粉末，形成粉末層15。片狀陶瓷電子元器件13在燒結(jié)后的降溫時，在從膨脹狀態(tài)進行收縮時，不受陶瓷層11A約束，能夠沿粉末層15進行收縮，進而片狀陶瓷電子元器件13也不會發(fā)生裂紋，或者片狀陶瓷電子元器件13也不會損傷。
另外，由于粉末層15介于片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間，因此能夠確實防止在陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間的材料成分的相互擴散。因而，在本實施形態(tài)中，也可以期望有與第1及第2實施形態(tài)同樣的作用效果。
第4實施形態(tài)本實施形態(tài)的陶瓷多層基板10C如圖8所示，除了陶瓷層疊體11內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體圖形12的、對于片狀陶瓷電子元器件13的連接部12C的形態(tài)不同以外，是與第3實施形態(tài)實質(zhì)上同樣構(gòu)成。即，在本實施形態(tài)中如該圖所示，在片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間，形成由難燒結(jié)性粉末構(gòu)成的粉末層15。內(nèi)部導(dǎo)體圖形12的與片狀陶瓷電子元器件13的連接部12C如該圖所示，利用第1及第2連接導(dǎo)體12D及12E形成，是實質(zhì)上與第2實施形態(tài)的連接結(jié)構(gòu)同樣構(gòu)成。因而，在本實施形態(tài)中，也可以期望有與圖7所示的第3實施形態(tài)的陶瓷多層基板10B同樣的作用效果。
第5實施形態(tài)本實施形態(tài)的陶瓷多層基板10D如圖9所示，除了約束層16A適當介于陶瓷層11A之間以外，是與圖7所示的第3實施形態(tài)的陶瓷多層基板10B同樣構(gòu)成。因而，在以下，對于與第3實施形態(tài)同一或相當?shù)牟糠?，附加同一標號，來說明本實施形態(tài)。
在本實施形態(tài)中，在制造陶瓷生片層疊體時，例如將陶瓷生片與約束層重疊，制成復(fù)合片。然后，在內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件時，在一片復(fù)合片的陶瓷生片側(cè)形成面內(nèi)導(dǎo)體部及通孔導(dǎo)體部，在該陶瓷生片上放置片狀陶瓷電子元器件，將在陶瓷坯體部形成了粉末糊料層的片狀陶瓷電子元器件在陶瓷生片上接合、固定。接著，將其它的復(fù)合片的陶瓷生片向片狀陶瓷電子元器件側(cè)進行層疊。然后，將內(nèi)裝有片狀陶瓷電子元器件的復(fù)合片與其它的復(fù)合片層疊，制成陶瓷生片層疊體，并進行燒結(jié)。在陶瓷生片層疊體進行燒結(jié)時，片狀陶瓷電子元器件的陶瓷坯體部與陶瓷生片之間的粉末糊料層的有機粘合劑進行燃燒，形成粉末層，同時陶瓷生片的玻璃成分向約束層中擴散，約束層的陶瓷材料進行結(jié)合，形成一體化，如圖9所示，在陶瓷層疊體11內(nèi)，在片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間形成粉末層15，同時在其它的上下陶瓷層11A與11A之間形成約束層16A。
根據(jù)本實施形態(tài)，由于粉末層15介于片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷坯體部13B與陶瓷層11A之間，因此能夠具有與第3實施形態(tài)同樣的作用效果，同時由于在陶瓷生片層疊體內(nèi)，遍及其整個層疊方向，使多個約束層每隔規(guī)定間隔介于其中，來燒結(jié)陶瓷生片層疊體，因此燒結(jié)時，能夠在從陶瓷生片層疊體的表面到中心部均勻抑制各陶瓷層的表面方向的收縮，能夠防止基板內(nèi)部的裂紋，同時能夠防止基板翹曲。另外，在本實施形態(tài)中，對于設(shè)置粉末層15的情況進行了說明，但也可以設(shè)置空隙V，以代替粉末層15。
另外，在上述各實施形態(tài)中，對于防止緊貼材料是在陶瓷坯體部113B的表面形成作為糊料層115的例子進行了說明，但由防止緊貼材料構(gòu)成的糊料層也可以與陶瓷坯體部113B相對應(yīng)，在陶瓷生片111A一側(cè)形成。
實施例實施例1在本實施例中，在片狀陶瓷電子元器件上形成由熱分解性樹脂構(gòu)成的糊料層，利用無收縮加工法進行燒結(jié)，制成陶瓷多層基板，以片狀陶瓷電子元器件(層疊陶瓷電容器)有無裂紋，來檢查燒結(jié)后的降溫時對層疊陶瓷電容器是否作用了過度的拉伸力。另外，測定內(nèi)裝的層疊陶瓷電容器的電容量，通過電容量變化，來檢查材料成分的相互擴散。
為了制造陶瓷多層基板，首先，將Al2O3作為填料，使用以硼硅酸玻璃作為燒結(jié)輔助材料的低溫燒結(jié)陶瓷材料作為陶瓷材料，調(diào)制漿料，將該漿料涂布在載體薄膜上，制成多片陶瓷生片。然后，在對一片陶瓷生片利用激光加工分別形成通孔后，將陶瓷生片緊貼在平滑的支持臺上的狀態(tài)下，使用金屬掩膜，將以Ag粉末作為主成分的導(dǎo)電性糊料壓入通孔內(nèi)，通過這樣形成通孔導(dǎo)體部。對該陶瓷生片將同一導(dǎo)電性糊料以規(guī)定的圖形進行絲網(wǎng)印刷，形成面內(nèi)導(dǎo)體部。對于其它的陶瓷生片也同樣，適當形成通孔導(dǎo)體部及面內(nèi)導(dǎo)體部。由該低溫燒結(jié)陶瓷材料構(gòu)成的陶瓷層的熱膨脹系數(shù)為7ppm/℃。
接著，準備層疊陶瓷電容器作為以陶瓷燒結(jié)體為坯體的片狀陶瓷電子元器件。該層疊陶瓷電容器由1300℃燒結(jié)的陶瓷燒結(jié)體(尺寸1.0mm×0.3mm×0.3mm，內(nèi)部電極Pd，電容量規(guī)格80pF，熱膨脹系數(shù)14ppm/℃)構(gòu)成，在其兩端涂布以Ag為主成分的導(dǎo)電性糊料，形成外部端子電極部。對外部端子電極部沒有施加鍍層處理。層疊陶瓷電容器的電容量的差異為3CV＝4.0％。然后，在層疊陶瓷電容器的陶瓷坯體部的外周面薄薄地涂布熱分解性的樹脂糊料，形成糊料層。之后，例如使用噴霧器，在規(guī)定的陶瓷生片上涂布有機系粘接劑，在面內(nèi)導(dǎo)體部形成有機系粘接劑層之后，使用安裝設(shè)備，將層疊陶瓷電容器與規(guī)定的面內(nèi)導(dǎo)體部對準放置，將層疊陶瓷電容器與面內(nèi)導(dǎo)體部接合、固定。
在本實施例中，將10片燒結(jié)后的厚度成為50μm的200mm×200mm見方的陶瓷生片進行層疊，將多個層疊陶瓷電容器以燒結(jié)后距離基板表面250μm的深度配置在陶瓷生片層疊體內(nèi)進行壓接，使得位于厚度方向的中間部分。在每個10mm×10mm見方的區(qū)域內(nèi)裝有10個層疊陶瓷電容器。因而，在200mm×200mm見方的陶瓷生片的壓接體內(nèi)在同一深度配置了4000個層疊陶瓷電容器。
在200mm×200mm見方的壓接體的兩面層疊形成約束層的薄片后，將該層疊體用例如10MPa以上的壓力進行預(yù)壓接。作為約束層，是使用對Al2O3添加0.5重量％的陶瓷生片使用的硼硅酸玻璃而形成的薄片。通過添加微量的硼硅酸玻璃，以提高與基板的緊貼性，提高薄片產(chǎn)生的收縮抑制效果。由于硼硅酸玻璃是微量的，因此在陶瓷材料的燒結(jié)溫度下約束層不燒結(jié)。預(yù)壓接的壓力小于10MPa的情況下，陶瓷生片彼此的壓接不充分，有時產(chǎn)生層間剝離。預(yù)壓接后，以例如20MPa以上、250MPa以下的壓力進行層疊體的正式壓接。該壓力小于20MPa的情況下，上下陶瓷生片之間的壓接不充分，燒結(jié)時有可能產(chǎn)生層間剝離。若該壓力超過250Mpa，則有可能層疊陶瓷電容器損壞，或者導(dǎo)體圖形斷線。在正式壓接后，在870℃的空氣氣氛中進行壓接體的燒結(jié)，之后除去是約束層的薄片，得到0.5mm厚的陶瓷多層基板。
另外，作為比較例，是采用在陶瓷坯體部的外周面不涂布熱分解性的樹脂的層疊陶瓷電容器，除此之外，以與實施例1的相同要領(lǐng)制成陶瓷多層基板。
利用X射線探傷法，對實施例1及比較例1的各陶瓷多層基板內(nèi)的4000個層疊陶瓷電容器檢查有無裂紋，表1所示為其結(jié)果。另外，使用RLC測試儀，對于實施例1及比較例1的各陶瓷多層基板內(nèi)的4000個層疊陶瓷電容器，在1MHz的條件下測定各自的電容量，表2所示為其結(jié)果。另所，在表1及表2中，元器件意味著是層疊陶瓷電容器，基板意味著是陶瓷多層基板。



根據(jù)表1所示的結(jié)果，在實施例1的情況下，由于任何層疊陶瓷電容器也沒有檢測出裂紋，因此可知，層疊陶瓷電容器與陶瓷層之間的糊料層進行燃燒及分解，形成空隙，層疊陶瓷電容器與陶瓷層不緊貼，因燒結(jié)后的降溫時產(chǎn)生的熱膨脹系數(shù)差而引起的熱應(yīng)力能夠利用富有延伸性的面內(nèi)導(dǎo)體而緩和。
與此不同的是，在比較例1的情況下，由于4000個中有56個檢測出裂紋，因此可知，層疊陶瓷電容器與陶瓷層緊貼，在燒結(jié)后的降溫時，層疊陶瓷電容器比陶瓷層的收縮大，這時在陶瓷層與層疊陶瓷電容器之間作用了過度的拉伸力。
另外，根據(jù)表2所示的結(jié)果，在實施例1的陶瓷多層基板的情況下，由于與內(nèi)裝前的片狀陶瓷電子元器件的電容量的差異相同，實質(zhì)上沒有變化，因此可知，在實施例1的陶瓷多層基板的情況下，燒結(jié)時在層疊陶瓷電容器與陶瓷層之間形成空隙，層疊陶瓷電容器與陶瓷層不緊貼，這兩者之間沒有材料成分的相互擴散。
與此不同的是，在比較例1的陶瓷多層基板的情況下，由于比內(nèi)裝前的片狀陶瓷電子元器件的電容量的差異要增大，因此可知，燒結(jié)時層疊陶瓷電容器與陶瓷層緊貼，層疊陶瓷電容器與陶瓷層之間有材料成分的相互擴散，電容量的差異增大。
實施例2[陶瓷多層基板的制造]
在本實施例中，配置層疊陶瓷電容器，使其位于距離陶瓷多層基板的上表面的100μm深度的位置，作為對層疊陶瓷電容器涂布的防止緊貼材料，是涂布含有難燒結(jié)性材料(Al2O3)的糊料，以代替實施例1的熱分解性的樹脂糊料，除此以外，以與實施例1的相同要領(lǐng)制成陶瓷多層基板。另外，作為對于實施例2的參考例，是與實施例1相同，對層疊陶瓷電容器涂布熱分解性的樹脂糊料，以與實施例2的相同要領(lǐng)配置該層疊陶瓷電容器，與實施例2相同制成陶瓷多層基板。
對于實施例2及參考例1的各陶瓷多層基板，與實施例1相同，利用X射線探傷法，觀察層疊陶瓷電容器是否發(fā)生裂紋，表3所示為其結(jié)果。另外，對于這些各陶瓷多層基板，使用RLC測試儀，與實施例1同樣測定各自的電容量，表4所示為其結(jié)果。再有，在陶瓷多層基板的表面，安裝表面安裝元器件，觀察各陶瓷多層基板是否發(fā)生裂紋。



根據(jù)表3及表4所示的結(jié)果，在實施例2及參考例1的任何一種情況下，由于層疊陶瓷電容器都沒有檢測出裂紋，因此可知，即使將層疊陶瓷電容器配置在陶瓷層疊體內(nèi)的任何地方，也不產(chǎn)生裂紋。
另外，根據(jù)表4所示的結(jié)果，在實施例2及參考例1的任何一種情況下，由于層疊陶瓷電容器的電容量實質(zhì)上都顯示相同的值，因此可知，即使將層疊陶瓷電容器配置在陶瓷層疊體內(nèi)的任何地方，層疊陶瓷電容器的特性都不降低。
再有，對實施例2及參考例1的各自的陶瓷多層基板安裝表面安裝元器件的結(jié)果，對實施例2的陶瓷多層基板雖沒有檢測出裂紋，但對于參考例1的陶瓷多層基板，則基板檢測出裂紋。由該結(jié)果可知，在實施例2的情況下，由于在層疊陶瓷電容器與陶瓷層之間有粉末層，沒有空隙，因此能夠防止裂紋發(fā)生。與此相反，在參考例1的情況下，由于在層疊陶瓷電容器與陶瓷層之間有空隙，因此基板產(chǎn)生裂紋。
實施例3[陶瓷多層基板的制造]在本實施例中，使低溫燒結(jié)陶瓷材料所用的燒結(jié)輔助材料的添加量變化，添加在約束層中，通過這樣使約束層對于陶瓷生片層疊體的附著力變化，如表5所示控制了層疊體的平面方向的收縮量，除此以外，以與實施例1的相同要領(lǐng)制成陶瓷多層基板。
在本實施例中，也與實施例1相同，利用X射線探傷法進行評價，表5所示為其結(jié)果。


根據(jù)表5所示的結(jié)果可知，若陶瓷層的收縮量超過±5％，則盡管層疊陶瓷電容器的陶瓷坯體部設(shè)置糊料層進行燒結(jié)，但層疊陶瓷電容器及基板的雙方都發(fā)生裂紋。換句話說可知，即使層疊陶瓷電容器設(shè)置糊料層，也必須將構(gòu)成陶瓷層的低溫燒結(jié)陶瓷材料的收縮量抑制在±5％以內(nèi)。因而可知，對約束層的燒結(jié)輔助材料的添加量最好設(shè)定為表示±5％范圍內(nèi)的收縮量的0.1～1.6重量％。
實施例4[陶瓷多層基板的制造]在本實施例中，使用與實施例1相同的基板材料，同時片狀陶瓷電子元器件的配置也與實施例1相同。在本實施例中，作為防止緊貼材料，是對片狀陶瓷電子元器件涂布含有與實施例2相同的難燒結(jié)性粉末的粉末糊料。而且，使用Cu作為陶瓷層疊體的內(nèi)部導(dǎo)體圖形及片狀陶瓷電子元器件的外部端子電極，另外，作為片狀陶瓷電子元器件，使用了大小1.6mm×0.8mm×0.3mm、內(nèi)部電極Ni、燒結(jié)溫度1200℃、電容量規(guī)格0.1μF、熱膨脹系數(shù)10.5ppm/℃的層疊陶瓷電容器。然后，如表6所示那樣改變燒結(jié)溫度，制成陶瓷多層基板，檢查燒結(jié)溫度對粉末糊料層的影響。
在本實施例中，也與實施例1相同，利用X射線探傷法進行評價，表6所示為其結(jié)果。


根據(jù)表6所示的結(jié)果可知，若燒結(jié)溫度超過1050℃，則燒結(jié)時陶瓷層的玻璃成分滲入層疊陶瓷電容器的粉末層，粉末層燒結(jié)，層疊陶瓷電容器與陶瓷層通過粉末層牢固接合，不能起到粉末層本來的功能。
另外，本發(fā)明對于上述各實施形態(tài)沒有任何限制，只要不違反本發(fā)明的宗旨，都包含在本發(fā)明中。
工業(yè)上的實用性本發(fā)明能適用于電子設(shè)備等所使用的陶瓷層疊體及其制造方法。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，是在通過同時燒結(jié)層疊多層陶瓷生片層而形成的陶瓷生片層疊體、以及配置在該陶瓷生片層疊體的內(nèi)部并將陶瓷燒結(jié)體作為坯體而且具有端子電極的片狀陶瓷電子元器件，來制造內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件的陶瓷多層基板的方法中，預(yù)先使防止緊貼材料介于所述片狀陶瓷電子元器件與所述陶瓷生片層疊體之間，將所述陶瓷生片層疊體、所述片狀陶瓷電子元器件及所述防止緊貼材料進行燒結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，具有對所述陶瓷燒結(jié)體的表面賦予所述防止緊貼材料的工序。
3.如權(quán)利要求1或2所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，作為所述防止緊貼材料，使用在所述陶瓷生片層的燒結(jié)溫度以下進行燃燒或分解的樹脂。
4.如權(quán)利要求1或2所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，作為所述防止緊貼材料，使用在所述陶瓷生片層的燒結(jié)溫度實質(zhì)上不燒結(jié)的陶瓷粉末。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，利用低溫燒結(jié)陶瓷材料形成所述陶瓷生片層，在所述陶瓷生片層疊體的內(nèi)部形成以銀或銅為主成分的導(dǎo)體圖形。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，具有對所述陶瓷生片層疊體的一主面或兩主面、賦予由在所述陶瓷生片層的燒結(jié)溫度實質(zhì)上不燒結(jié)的難燒結(jié)性粉末形成的收縮抑制層的工序。
7.一種陶瓷多層基板，其特征在于，是具備將多層陶瓷層層疊而且具有導(dǎo)體圖形的陶瓷層疊體、以及設(shè)置在上下陶瓷層的界面并將陶瓷燒結(jié)體作為坯體而且具有端子電極的片狀陶瓷電子元器件的陶瓷多層基板，空隙介于所述陶瓷層疊體與所述片狀陶瓷電子元器件的所述坯體的界面之間。
8.一種陶瓷多層基板，其特征在于，是具備將多層陶瓷層層疊而且具有導(dǎo)體圖形的陶瓷層疊體、以及設(shè)置在上下陶瓷層的界面并將陶瓷燒結(jié)體作為坯體而且具有端子電極的片狀陶瓷電子元器件的陶瓷多層基板，未燒結(jié)陶瓷粉末介于所述陶瓷層疊體與所述片狀陶瓷電子元器件的所述坯體的界面之間。
9.如權(quán)利要求7或8所述的陶瓷多層基板，其特征在于，所述陶瓷層是低溫燒結(jié)陶瓷層。
全文摘要
在專利文獻1及2所述的多層陶瓷基板的情況下，由于對內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件的陶瓷生片層疊體進行燒結(jié)，得到多層陶瓷基板，因此利用燒結(jié)而得到的多層陶瓷基板的內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件會產(chǎn)生裂紋，或者有時片狀陶瓷電子元器件甚至損壞。本發(fā)明的陶瓷多層基板的制造方法，是通過同時燒結(jié)層疊多層陶瓷生片111A而形成的陶瓷生片層疊體111、以及配置在該陶瓷生片層疊體111的內(nèi)部而且具有外部端子電極部113B的片狀陶瓷電子元器件113，來制造內(nèi)裝片狀陶瓷電子元器件13的陶瓷多層基板10，這時預(yù)先使糊料層115介于片狀陶瓷電子元器件113與陶瓷生片層疊體111之間，將這三者進行燒結(jié)。
文檔編號H05K3/46GK101049058SQ20058003637
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者近川修 申請人:株式會社村田制作所