專利名稱：陶瓷多層基板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及陶瓷多層基板的制造方法，具體涉及層疊多層陶瓷層而得的陶 瓷多層基板的制造方法。
背景技術：
層疊多層陶瓷層而得的陶瓷多層基板可以通過以包含多個份的形成陶瓷 多層基板的部分的集合基板的狀態(tài)同時燒成，燒成后分割為l個個的陶瓷多層 基板，從而高效地進行制造。
例如，專利文獻l中揭示了將劃了分割線的陶瓷生片轉印層疊而形成層疊
體，將層疊體進行熱處理后，對分割線進行C(V激光照射等而形成分割溝，進行
分割，從而獲得多塊基板的技術方案。
此外，專利文獻2中揭示了預先在陶瓷生片的壓接體的正反面中的至少一 方形成分割溝，熱處理后使基板彎折，從而使龜裂自分割溝推進，進行分割， 獲得多塊基板的技術方案。
此外，專利文獻3中揭示了通過層疊局部擠壓而形成凹部的陶瓷生片，形 成在內部具有空洞部的陶瓷基板的技術方案。
此外，專利文獻4中揭示了層疊形成為對應于層疊型電子部件的外形的形 狀的陶瓷生片的同時，在相當于切去部分的位置層疊消失材料，在燒成后使消 失材料消失，分離各個層疊型電子部件的技術方案
專利文獻l:日本專利實開平4-38071號公報
專利文獻2:日本專利特開平5-75262號公報
專利文獻3:日本專利特開2001-332857號公報
專利文獻4:日本專利特開2005-311225號公報
發(fā)明的揭示
但是，專利文獻l的方法的規(guī)模大，而且需要高價的C(V激光照射裝置。此外，激光照射需要的時間長，切斷加工中基板可能會因熱變形而破損，或者切 斷面附近可能會因激光產(chǎn)生的熱量而變形 變質。
此外，專利文獻2的方法可能會發(fā)生形成分割溝后的壓接體在搬運時自分
割溝變形或破損等問題。此外，熱處理后使基板彎折時，可能會在偏離分割溝 的預想之外的位置裂開，產(chǎn)生次品。即使是可以沿分割溝分割的情況下，也可 能會切斷面形成不規(guī)則的形狀而不符合標準。
此外，專利文獻3的方法中，由于陶瓷生片的厚度不均一和擠壓力的不均 一，發(fā)生空洞的垮塌或變形，所以難以以良好的精度形成空洞。
此外，專利文獻4的方法中，需要制備以對應于層疊型電子部件的外形的 形狀填充消失材料而得的陶瓷生片，制造工序復雜。此外，燒成后，各個部件 分離，所以例如實施表面安裝部件的搭載工序時，需要重新將各個部件排列整 齊。
本發(fā)明鑒于上述實際情況而試圖提供可以準確且容易地制造陶瓷多層基 板的陶瓷多層基板的制造方法及陶瓷多層基板的集合基板。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供如下構成的陶瓷多層基板的制造方法。
陶瓷多層基板的制造方法具備(l)形成層疊多層未燒成的陶瓷基材層而 成的未燒成陶瓷層疊體的第l工序；(2)將前述未燒成陶瓷層疊體燒成，使未燒 成的前述陶瓷層燒結的第2工序；以及(3)將通過前述未燒成陶瓷層疊體的燒成 而形成的已燒結的陶瓷層疊體斷開，取出1塊或2塊以上的陶瓷多層基板的第3 工序。在前述第l工序中所層疊的至少一層前述未燒成陶瓷基材層上，沿成為 取出前述陶瓷多層基板時的邊界線的斷開線，預先形成可在前述第2工序的燒 成時消失的斷開用圖案。前述第2工序中，前述斷開用圖案消失，在前述已燒 結的陶瓷層疊體的內部形成空隙。前述第3工序中，在前述已燒結的陶瓷層疊 體上形成通過前述空隙的切斷面，取出1塊或2塊以上的陶瓷多層基板。
如果采用上述方法，則即使在層疊陶瓷基材層時進行擠壓，斷開用圖案的 位置和形狀也不會散亂，因此可以在已燒結的陶瓷層疊體的內部沿斷開線以良 好的精度形成空隙。此外，燒成后，可以沿空隙容易地斷開已燒結的陶瓷層疊 體。
理想的是，在未燒成的前述陶瓷基材層的主面設有用于抑制未燒成的前述 陶瓷基材層的平面方向的燒成收縮的收縮抑制用層。
該情況下，陶瓷基材層的平面方向的燒成收縮受到抑制，厚度方向的收縮
量變大。因此，可以縮短形成于已燒結的陶瓷層疊體的內部的空隙的層疊方向 的間隔，使陶瓷多層基板的取出變得容易。此外，可以抑制伴隨空隙形成的燒 成變形的產(chǎn)生。
理想的是，前述收縮抑制用層為由在前述第2工序的燒成時實質上不會燒
結的陶瓷形成的收縮抑制用層。
艮卩，雖然也可以將金屬粉末等用作收縮抑制層，但在對于陶瓷基材層的收 縮抑制能力方面，較好是陶瓷粉末。
另外，例如可以形成在陶瓷基材層間夾著與陶瓷基材層相比足夠薄的收縮 抑制用層的未燒成陶瓷層疊體，在通過收縮抑制用層抑制陶瓷基材層的平面方 向的燒成收縮的同時，燒成未燒成陶瓷層疊體。該情況下，陶瓷基材層的玻璃 成分等滲透到收縮抑制層，收縮抑制層因這些玻璃成分等而變得致密，其結果 是陶瓷多層基板包含收縮抑制用層。
另一方面，前述收縮抑制用層可以設于前述未燒成陶瓷層疊體的至少一個 主面。該情況下，通過在燒成后除去前述收縮抑制用層，從而取出前述陶瓷多
層基板。
艮卩，通過設于主面的收縮抑制層的作用，可以抑制陶瓷層疊體的平面方向 的燒成收縮。該情況下，收縮抑制層可以與陶瓷基材層相比足夠厚，通過除去 燒成后的多孔的收縮抑制層，可以使陶瓷多層基板不含收縮抑制用層。
理想的是，前述斷開用圖案為以可在前述燒成時消失的樹脂為主要成分的 樹脂圖案。
樹脂的消失特性根據(jù)分子量等而不同，因此可以對應于陶瓷基材層中的粘 合劑樹脂的飛散消失來選擇適當?shù)牟牧稀４送?，可以使其不發(fā)生燃燒殘留或分 層剝離。
理想的是，前述斷開用圖案為包含可在前述第2工序中溫度達到前述陶瓷 層的燒成最高溫度附近后消失的材料粉末的糊料。
該情況下，在第2工序中，斷開用圖案在溫度達到陶瓷層的燒成最高溫度 附近前不會消失，所以與在燒成溫度還較低的階段形成空隙的情況相比，通過 斷開用圖案的消失形成的空隙在空隙形成后的燒成中不易變小。此外，可以使 得在陶瓷層疊體的內部于鄰接的空隙間形成龜裂，形成空隙連通的狀態(tài)，燒成 后能夠容易地進行陶瓷多層基板的分割。
理想的是，前述材料粉末為碳。
碳不僅成本低，而且即使消失也不會對陶瓷多層基板產(chǎn)生不良影響，所以 是理想的。
理想的是，前述斷開用圖案的至少一端露出于前述未燒成陶瓷層疊體的側面。
該情況下，陶瓷基材層中的成分通過由于斷開用圖案的消失而形成的空隙 飛散消失，所以可以抑制碳在基材層中的殘留，高效地進行燒成。
理想的是，前述未燒成陶瓷基材層包含粘合劑樹脂，前述斷開用圖案以燒 成時比前述粘合劑樹脂更早地消失的樹脂為主要成分。
該情況下，陶瓷基材層中的粘合劑樹脂通過由于斷開用圖案的消失而形成 的空隙飛散消失，因此可以抑制碳在基材層中的殘留，高效地進行燒成。
理想的是，前述斷開用圖案形成為格子狀，以劃分多塊前述陶瓷多層基板。
該情況下，可以同時制作多塊陶瓷多層基板。
理想的是，在相鄰的前述陶瓷多層基板間配置有l(wèi)條前述斷開用圖案。 該情況下，相鄰的陶瓷多層基板不設置間隔而靠緊配置，所以可以增加由 陶瓷層疊體制成的陶瓷多層基板的塊數(shù)。
理想的是，在相鄰的前述陶瓷多層基板間配置有2條以上的前述斷開用圖案。
該情況下，相鄰的陶瓷多層基板設置間隔配置。在陶瓷層疊體間的間隔部 分可以配置例如陶瓷多層基板的檢査用端子。
理想的是，前述未燒成陶瓷基材層為以低溫燒結陶瓷粉末為主要成分的未 燒成低溫燒結陶瓷層，前述未燒成陶瓷層疊體上設有以金、銀或銅為主要成分 的導體圖案。
低溫燒結陶瓷材料(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic,低溫共燒 成陶瓷)是可在105(TC以下的溫度下燒結且能夠與電阻率小的Au、 Ag或Cu等同 時燒成(co-fire)的陶瓷材料，因此它是適合作為用于構成高頻用途的模塊或 器件的基板材料。作為低溫燒結陶瓷材料，具體可以例舉(l)在氧化鋁或氧化 鋯、氧化鎂、鎂橄欖石等的陶瓷粉末中混合硼硅酸類玻璃而成的玻璃復合類 LTCC材料，(2)采用ZnO-MgO-Al203-Si02類的結晶玻璃的結晶玻璃類LTCC材料， (3)使用Ba0-A1203-Si02類陶瓷粉末或A1203-Ca0-Si02-Mg0-8203類陶瓷粉末等的 非玻璃類LTCC材料等。通過使用低溫燒結陶瓷材料，可以將以陶瓷燒結體為原 材料的電容器或電感器等被動元件裝入己燒結的陶瓷層疊體內。
理想的是，還具備在前述已燒結的陶瓷層疊體的取出前述陶瓷多層基板的 部分或自前述已燒結的陶瓷層疊體取出了的前述陶瓷多層基板的至少一個主 面上搭載表面安裝型電子部件的工序。
該情況下，可以制作在陶瓷多層基板上搭載了表面安裝型電子部件的模 塊。尤其，如果在燒成后、斷開前進行搭載，則不需要基板的重新排列，可以 高效地搭載表面安裝部件。
如果采用本發(fā)明，則利用通過斷開用圖案的燒成時的消失形成的空隙分割 已燒結的層疊體，所以可以準確且容易地制造陶瓷多層基板。
艮P，已燒結的陶瓷層疊體的切斷面通過空隙，因此幾乎不會產(chǎn)生位置偏離 或形狀的偏差。因此，不會發(fā)生在預想之外的位置被分割、切斷時破損、切斷 面不整齊的情況。
此外，只要在未燒成陶瓷層疊體的所需位置與導體圖案同樣地形成厚膜圖 案即可。通過進行燒成才形成空隙，所以未燒成陶瓷多層基板的搬運中不會因 空隙發(fā)生變形或破損。已燒結的陶瓷層疊體通過對空隙附近施加應力可以簡單
地切斷，不特別需要例如co激光照射裝置等規(guī)模大且高價的裝置。切斷時可以
不加熱，所以可以抑制切斷面附近的因熱量而產(chǎn)生的變形 變質。 附圖的簡單說明
圖l為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例l)
圖2為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例l) 圖3為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例l) 圖4為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例l) 圖5為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例l) 圖6為陶瓷多層基板的截面圖。(實施例l) 圖7為表示陶瓷多層基板的切斷面的立體圖。(實施例l) 圖8為在陶瓷多層基板上安裝了表面安裝型電子部件的模塊的截面圖。(實 施例l)
圖9為表示斷開用圖案的平面圖。(實施例l)

圖10為表示斷開用圖案的平面圖。(變形例l) 圖ll為表示斷開用圖案的平面圖。(變形例2) 圖12為表示斷開用圖案的平面圖。(變形例3)
圖13為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例2) 圖14為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例2) 圖15為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例2) 圖16為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例2) 圖17為表示陶瓷多層基板的制造工序的截面圖。(實施例2) 圖18為陶瓷多層基板的分割部分的照片。(實施例2) 符號的說明
10、 10p、 10q、 10r:陶瓷多層基板，ll:模塊，12:陶瓷生片(陶瓷基材層)， 13:陶瓷層疊體，14:面內導體圖案(導體圖案)，15:貫通導體圖案(導體圖案)， 17、 17x:斷開用圖案，18、 18x:空隙，20、 22:收縮抑制用生片，30、 32:表面 安裝型電子部件。
實施發(fā)明的最佳方式
以下，參照圖1 圖18對本發(fā)明的實施方式進行說明。
〈實施例1〉參照圖1 圖9對陶瓷多層基板的制造方法的實施例1進行說明。
首先，對陶瓷多層基板的制造方法的概要進行說明。
如圖l的截面圖所示，制備多塊未燒成的陶瓷生片12和收縮抑制用生片20、 22并以規(guī)定順序層疊，如圖2的截面圖所示，形成使收縮抑制用生片20、 22密 合于未燒成陶瓷層疊體12的兩面的復合層疊體。
未燒成陶瓷層疊體13包含1或2塊份的形成陶瓷多層基板的部分。未燒成陶 瓷層疊體13在層疊的多塊未燒成的陶瓷生片12的層間形成有形成陶瓷多層基 板的內部電極、內部配線、內藏元件等的面內導體圖案14和沿陶瓷多層基板的 邊界(斷開線)配置的斷開用圖案17。此外，陶瓷生片12上形成有貫通陶瓷生片 12的與面內導體圖案14連接的貫通導體圖案15。
斷開用圖案17例如以縮丁醛類樹脂等燃燒而消失的樹脂或丙烯酸類樹脂 等達到高溫后分解為單體的樹脂為主要成分。如從層疊方向觀察陶瓷生片12的 主面12a的圖9的平面圖所示，斷開用圖案17連續(xù)地形成有橫向延伸的部分17a 和縱向延伸的部分17b，以斷開用圖案17a、 17b劃分成的各矩形部分為形成陶 瓷多層基板的部分40。形成陶瓷多層基板的部分40在標斜線的區(qū)域相互鄰接地 配置。為了使陶瓷多層基板的品質基本」致，沿陶瓷生片的外緣12x、 12y配置 有不形成陶瓷多層基板的棄去部分、即邊緣部42。
如圖1所示，形成在與收縮抑制用生片20密合的陶瓷生片12k的主面的面內 導體圖案14k形成如圖6的截面圖所示露出于陶瓷多層基板10的一個主面10s的 電極26、 28。
此外，如圖1所示，在收縮抑制用生片22上形成有與陶瓷生片12s的貫通導 體圖案15s連接的面內導體圖案16。如圖6的截面圖所示，該面內導體圖案16形 成露出于陶瓷多層基板10的另一主面10t的電極24。
接著，以未燒成陶瓷層疊體13燒結而收縮抑制用生片20、 22不會燒結的條 件將復合層疊體燒成。這時，未燒成陶瓷層疊體13中，由于平面方向的收縮被 收縮抑制用生片20、 22抑制，因此如圖3的截面圖所示，以例如40 60%的程
度在厚度方向(圖中的上下方向)上大幅收縮。此外，通過燒成，未燒成陶瓷層 疊體13中的斷開用線17消失，在斷開用線17原來所在的部分形成空隙18。
如圖9所示，斷開用圖案17a、 17b連續(xù)地形成，各自的兩端達到陶瓷生片 的外緣12x、 12y，因此在燒成后的陶瓷層疊體13的側面，斷開用圖案17a、 17b 消失而形成的空隙18開口。若如上所述，斷開用圖案17a、 17b連續(xù)，斷開用圖 案17a、 17b的至少一端露出于未燒成陶瓷層疊體17的側面，則陶瓷基材層12中 的有機成分通過由于斷開用圖案17a、 17b的消失而形成的空隙18飛散消失，所 以可以不產(chǎn)生殘留碳，高效地進行燒成。
未燒成陶瓷基材層12包含粘合劑樹脂，斷開用圖案17以燒成時比粘合劑樹 脂12更早地消失的樹脂為主要成分的情況下，陶瓷基材層12中的粘合劑樹脂通 過由于斷開用圖案17的消失而形成的空隙18飛散消失，因此可以特別高效地進 行燒成。
接著，如圖4的截面圖所示，除去收縮抑制用生片20、 22，取出已燒結的 陶瓷層疊體13。
接著，將已燒結的陶瓷層疊體13彎折，形成通過空隙18的切斷面而分割， 如圖5的截面圖所示，取出陶瓷多層基板10a、 10b、 10c。
這時，如圖6的放大截面圖和圖7的主要部位立體圖所示，在陶瓷基板10的 切斷面10x露出空隙18被分割而成的凹狀的空隙分割部18x和陶瓷基材層斷裂 而得的基本上平坦的陶瓷層斷裂部13x。另外，形成陶瓷基材層的陶瓷粒子在 空隙分割部18x僅產(chǎn)生晶界斷裂，而在陶瓷層斷裂部13x產(chǎn)生晶界斷裂和粒內斷 裂。
另外，為了促進分割的開始，可以在未燒成陶瓷層疊體13的至少一個主面沿形成陶瓷多層基板的部分的邊界預先形成溝?；蛘?，也可以通過在陶瓷基材 層和收縮抑制層間預先形成斷開用圖案，從而在已燒結的陶瓷層疊體的表面形 成促進分割開始的溝。
陶瓷多層基板10中，如圖8的截面圖所示，露出于一個主面的電極26、 28 上通過回流焊接或凸點等連接層疊電容器或IC芯片等表面安裝型電子部件30、 32的端子，形成搭載了表面安裝型電子部件30、 32的模塊11。模塊ll可以通過 將陶瓷多層基板10的另一主面的電極24采用回流焊接等與外部電路連接，從而 安裝于外部電路。另外，如上所述，表面安裝型電子部件的搭載較好是對于斷 開前的集合基板進行。
以下，對陶瓷多層基板的制作例進行說明。
首先，制備含陶瓷材料的陶瓷生片。
對于陶瓷生片，具體來說，使50 65wtX由CaO(10 55X)、 Si02(45 70 %)、 Al203 (0 30wt%)、雜質(0 10wtX)、 B203 (0 20wtX)構成的組成的玻 璃粉末與35 50wtX雜質為0 10wt^的Al203粉末形成的混合物分散于由有機 溶劑、增塑劑等形成的有機介質中，調制漿料。接著，將所得的漿料通過刮刀 涂布法或澆鑄法成形為片狀，制作未燒結玻璃陶瓷層(陶瓷生片)。
未燒結玻璃陶瓷層較好是通過上述的片成形法形成的陶瓷生片，但也可以 是通過厚膜印刷法形成的未燒結的厚膜印刷層。此外，陶瓷粉末除了上述的絕 緣體材料之外，還可以使用鐵氧體等磁性體材料、鈦酸鋇等電介體材料，但由 于陶瓷生片較好是在1050'C以下的溫度下燒結的低溫燒結陶瓷生片，因此上述 的玻璃粉末具有75(TC以下的軟化點。
接著，通過沖孔加工等在前述未燒結玻璃陶瓷層上形成貫通孔，向其中填 充將導電材料糊料化而成的導體糊料。形成面內導體圖案14時，可以例舉將導 體材料糊料化而制成的糊料通過絲網(wǎng)印刷法或照相凹版印刷法等進行印刷或 轉印規(guī)定圖案形狀的金屬箔等方法。
作為前述導體材料，較好是以作為低電阻且難氧化性的材料的Ag為主要成 分的材料。此外，除了主要成分Ag以外，特別是需要與陶瓷的接合強度的情況 下，可以添加至少l種以上的Al203等添加物。
導體糊料可以通過對于上述的主要成分粉末以規(guī)定的比例加入規(guī)定量的
有機介質，攪拌，混勻來制成。但是，主要成分粉末、添加成分粉末、有機介 質等的配合順序沒有特別限定。此外，有機介質是混合粘合劑樹脂和溶劑而得，作為粘合劑樹脂，例如可 以使用乙基纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、甲基丙烯酸樹脂等。
此外，作為溶劑，例如可以使用萜品醇、二氫萜品醇、二氫萜品醇乙酸酯、 丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、醇類等。
此外，可以根據(jù)需要添加各種分散劑、增塑劑、活性劑等。
此外，考慮到印刷性，導體糊料的粘度較好是50 700Pa， s。 另外，表面的導體圖案也包括用于將上下層間的導體圖案相互連接的通路 孔導體和通孔導體等貫通導體圖案15露出表面的部分。貫通導體圖案15通過在 以沖孔加工等形成于玻璃陶瓷生片的貫通孔中以印刷埋入上述糊料等方法形 成。
斷開用圖案17所用的糊料可以使用上述導體糊料所含的有機介質，與上述 導體糊料同樣地印刷于陶瓷生片上。
另一方面，使在上述的未燒結玻璃陶瓷層的燒成溫度下實質上不會燒結的 氧化鋁等陶瓷粉末分散于由有機粘合劑、有機溶劑、增塑劑等形成的有機介質 中而制成漿料，將所得槳料通過刮刀涂布法或澆鑄法成形為片狀，制作收縮抑 制用生片。收縮抑制用生片的燒結溫度為例如1400 160(TC，在未燒結玻璃陶 瓷層的燒成溫度下實質上不會燒結。
另外，該收縮抑制用生片可以由一塊構成，也可以通過層疊多塊構成。在 這里，收縮抑制用生片使用的陶瓷粉末的平均粒徑較好是O. 1 5.0ixm。如果 陶瓷粉末的平均粒徑不足O. lum，則與未燒結玻璃陶瓷層的表層附近所含的玻 璃在燒成中劇烈反應，燒成后玻璃陶瓷層和收縮抑制用生片密合而無法去除收 縮抑制用生片，或者由于粒徑小，片中的粘合劑等有機成分在燒成中不易分解 飛散，可能會在基板中產(chǎn)生分層剝離；另一方面，如果超過5.0"m，則燒成收 縮的抑制力變小，存在基板過度地在x、 y方向上收縮或彎曲的傾向。
此外，構成收縮抑制用生片的陶瓷粉末只要是在未燒結玻璃陶瓷層的燒成 溫度下實質上不會燒結的陶瓷粉末即可，除了氧化鋁之外，還可以使用氧化鋯 或氧化鎂等陶瓷粉末。但是，為了使未燒結玻璃陶瓷層的表面區(qū)域存在大量的 玻璃，在表層與收縮抑制用生片接觸的邊界需要表層的玻璃對收縮抑制用生片 良好地浸潤，所以較好是與構成未燒結玻璃陶瓷層的陶瓷粉末同種的陶瓷粉 末。
接著，將形成了面內導體圖案、貫通導體圖案和邊界配置導體圖案的陶瓷
生片層疊而形成未燒成的陶瓷層疊體，在未燒成的陶瓷層疊體的兩個主面分別
重合收縮抑制用生片，在例如5 200MPa的壓力下通過靜液壓擠壓等壓接，從 而制成在陶瓷層疊體的兩主面具有收縮抑制用生片的復合層疊體。
另外，收縮抑制用生片的厚度較好是25 500"m。如果收縮抑制用生片的 厚度不足25ym，則燒成收縮的抑制力變小，存在基板過度地在x、 y方向上收 縮或彎曲的傾向。另一方面，如果超過500"m，則片中的粘合劑等有機成分在 燒成中不易分解飛散，存在在基板中產(chǎn)生分層剝離的傾向。
接著，將該復合層疊體在公知的傳送帶式爐或分批爐中在未燒成的陶瓷層 疊體的陶瓷生片的燒成溫度、例如850 950'C進行燒成，使未燒成的陶瓷層疊 體燒結。這時，未燒成的陶瓷層疊體由于收縮抑制用生片的約束作用，在平面 方向上實質上不收縮而在厚度方向上大幅收縮。
接著，通過從燒成后的復合層疊體上除去收縮抑制用生片，取出包含多個 形成陶瓷多層基板的部分的己燒結的陶瓷層疊體。
另外，燒成后的復合層疊體中，收縮抑制用生片實質上未燒結，且燒成前 所含的有機成分飛散而形成多孔質狀態(tài)，可以通過噴砂法、濕式噴砂法、超聲 波振動法等容易地除去。
通過將除去收縮抑制用生片而得的陶瓷層疊體沿陶瓷多層基板的邊界分 割，從而獲得陶瓷多層基板。
分割燒成后的陶瓷層疊體時，應力集中于沿陶瓷多層基板的邊界形成的空 隙附近，發(fā)生龜裂，能夠以所需尺寸獲得具有平滑的切斷面的陶瓷多層基板。 切斷面可以通過滾磨等平滑化處理而變得更平滑。
〈變形例l〉如從層疊方向觀察陶瓷生片12的主面12a的圖10的平面圖所示， 與實施例同樣地，呈格子狀形成有橫向的斷開用圖案17s和縱向的斷開用圖案 17t。與實施例不同，斷開用圖案17s、 17t呈虛線狀間斷地形成。
〈變形例2〉如從層疊方向觀察陶瓷生片12的主面12a的圖ll的平面圖所示， 呈格子狀形成有橫向的斷開用圖案17x和縱向的斷開用圖案17y。在標斜線的形 成陶瓷多層基板的部分44間配置有不形成陶瓷多層基板的空白部分45。在空白 部分45可以配置用于在取出前檢查陶瓷多層基板的端子等。
〈變形例3〉如從層疊方向觀察陶瓷生片12的主面12a的圖12的平面圖所示， 斷開用圖案17k僅沿標斜線的形成陶瓷多層基板的部分46的邊界形成。實施例 和變形例l、 2中，通過縱向的斷開和橫向的斷開來取出陶瓷多層基板，而在變
形例3中，可以僅通過沖切來取出形成陶瓷多層基板的部分46。
〈實施例2〉參照圖13 圖18對陶瓷多層基板的制造方法的實施例2進行說 明。實施例2的陶瓷多層基板的制造方法與實施例1大致相同。以下，圍繞與實 施例l的不同點進行說明，對于與實施例l相同的構成部分使用相同的符號。
實施例2中，除了形成于未燒成的陶瓷生片12的層間的沿陶瓷多層基板的 邊界(斷開線)配置的斷開用圖案17x使用特別的材料以外，通過與實施例l同樣 的方法制作陶瓷多層基板。
艮卩，如圖13的截面圖所示，制備多塊未燒成的陶瓷生片12和收縮抑制用生 片20、 22并以規(guī)定順序層疊，形成使收縮抑制用生片20、 22密合于未燒成陶瓷 層疊體12的兩面的復合層疊體。
與實施例l的圖l同樣，在層疊前的陶瓷生片12上形成有形成內部電極、內 部配線、內藏元件等的面內導體圖案14和沿陶瓷多層基板的邊界(斷開線)配置 的斷開用圖案17x，還形成有貫通陶瓷生片12的與面內導體圖案14連接的貫通 導體圖案15。在與收縮抑制用生片20密合的陶瓷生片主面形成有面內導體圖案 14k。在收縮抑制用生片22上形成有與陶瓷生片的貫通導體圖案連接的面內導 體圖案16。
特別是實施例2中，斷開用圖案17x包含可在陶瓷層疊體燒成時于陶瓷生片 的燒成最高溫度附近消失的材料粉末，例如無機材料碳。
接著，以未燒成陶瓷層疊體13燒結而收縮抑制用生片20、 22不會燒結的條 件將復合層疊體燒成。燒成中，未燒成陶瓷層疊體13中，由于平面方向的收縮 被收縮抑制用生片20、 22抑制，因此如圖14的截面圖所示，以例如40 60%的 程度在厚度方向(圖中的上下方向)上大幅收縮。此外，通過燒成，未燒成陶瓷 層疊體13中的斷開用線17x消失，在斷開用線17x原來所在的部分形成空隙18x。
特別是實施例2中，燒成后形成大的空隙18x，空隙18x間容易連通。
艮P，如果陶瓷生片的燒成收縮中斷開用圖案消失，則由于陶瓷生片在之后 的燒成中收縮或陶瓷生片中的玻璃成分溶出到空隙內，斷開用圖案消失后形成 的空隙變小，有時被填埋?？障对跓傻脑娇亢蟮碾A段形成，則空隙越不容易 變小。實施例2的斷開用圖案17x包含可在陶瓷生片的燒成最高溫度附近消失的 材料粉末，所以燒成后形成大的空隙。
此外，如果斷開用圖案17x消失，則層疊方向(Z方向)上鄰接的斷開用圖案 17x間的區(qū)域的陶瓷生片于斷開用圖案17x消失而形成空隙18x后在面方向(XY
方向)也收縮。另一方面，該區(qū)域周圍的陶瓷生片的面方向的收縮繼續(xù)受到約
束層的抑制。因此，如果斷開用圖案17x消失而形成空隙18x，則在層疊方向上 鄰接的斷開用圖案17x間的區(qū)域的陶瓷生片上發(fā)生沿層疊方向延伸的龜裂，形 成空隙18x連通的狀態(tài)。
接著，如圖15的截面圖所示，除去收縮抑制用生片20、 22，取出已燒結的 陶瓷層疊體13x。這時，如果以龜裂不會達到最外層(空隙不連通)的條件選擇 例如最外層的陶瓷生片的厚度，則已燒結的陶瓷層疊體13x的搬運等處理變得 容易。
接著，將已燒結的陶瓷層疊體13彎折，如圖16的截面圖所示，取出陶瓷多 層基板10p、 10q、 10r。這時，空隙連通，所以不僅可以容易地分割，而且不 會在其它方向上分割。
如圖17的放大截面圖所示，在分割得到的陶瓷基板10q的切斷面10z露出空 隙18x被分割而成的凹狀的空隙分割部18z和陶瓷基材層斷裂而得的基本上平 坦的陶瓷基材層斷裂部13z。
以下，對陶瓷多層基板的制作例進行說明。實施例2的制作例與實施例1的 制作例僅僅是斷開用圖案17x所用的糊料不同。
首先，制備含陶瓷材料的陶瓷生片。
對于陶瓷生片，具體來說，使50 65wt^由CaO(10 55X)、 Si02(45 70 %)、 Al203(0 30wt%)、雜質(0 10wt0/0、 8203 (0 20\^%)構成的組成的玻 璃粉末與35 50wtX雜質為0 10wtX的Al203粉末形成的混合物分散于由有機 溶劑、增塑劑等形成的有機介質中，調制漿料。接著，將所得的漿料通過刮刀 涂布法或澆鑄法成形為片狀，制作未燒結玻璃陶瓷層(陶瓷生片)。
未燒結玻璃陶瓷層較好是通過上述的片成形法形成的陶瓷生片，但也可以 是通過厚膜印刷法形成的未燒結的厚膜印刷層。此外，陶瓷粉末除了上述的絕 緣體材料之外，還可以使用鐵氧體等磁性體材料、鈦酸鋇等電介體材料，但由 于陶瓷生片較好是在105(TC以下的溫度下燒結的低溫燒結陶瓷生片，因此上述 的玻璃粉末具有75(TC以下的軟化點。
接著，通過沖孔加工等在前述未燒結玻璃陶瓷層上形成貫通孔，向其中填 充將導電材料糊料化而成的導體糊料。形成面內導體圖案14時，可以例舉將導 體材料糊料化而制成的糊料通過絲網(wǎng)印刷法或照相凹版印刷法等進行印刷或 轉印規(guī)定圖案形狀的金屬箔等方法。
作為前述導體材料，較好是以作為低電阻且難氧化性的材料的Ag為主要成 分的材料。此外，除了主要成分Ag以外，特別是需要與陶瓷的接合強度的情況 下，可以添加至少1種以上的A1203等添加物。
導體糊料可以通過對于上述的主要成分粉末以規(guī)定的比例加入規(guī)定量的
有機介質，攪拌，混勻來制成。但是，主要成分粉末、添加成分粉末、有機介
質等的配合順序沒有特別限定。
此外，有機介質是混合粘合劑樹脂和溶劑而得，作為粘合劑樹脂，例如可
以使用乙基纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、甲基丙烯酸樹脂等。
此外，作為溶劑，例如可以使用萜品醇、二氫萜品醇、二氫萜品醇乙酸酯、
丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、醇類等。
此外，可以根據(jù)需要添加各種分散劑、增塑劑、活性劑等。
此外，考慮到印刷性，導體糊料的粘度較好是50 700Pa's。
另外，表面的導體圖案也包括用于將上下層間的導體圖案相互連接的通路
孔導體和通孔導體等貫通導體圖案15露出表面的部分。貫通導體圖案15通過在
以沖孔加工等形成于玻璃陶瓷生片的貫通孔中以印刷埋入上述糊料等方法形成。
斷幵用圖案17所用的糊料可以通過在碳粉中混合上述導體糊料所含的有 機介質來獲得。將其與上述導體糊料同樣地印刷于陶瓷生片上。
另一方面，使在上述的未燒結玻璃陶瓷層的燒成溫度下實質上不會燒結的 氧化鋁等陶瓷粉末分散于由有機粘合劑、有機溶劑、增塑劑等形成的有機介質 中而制成漿料，將所得漿料通過刮刀涂布法或澆鑄法成形為片狀，制作收縮抑 制用生片。收縮抑制用生片的燒結溫度為例如1400 160(TC，在未燒結玻璃陶 瓷層的燒成溫度下實質上不會燒結。
另外，該收縮抑制用生片可以由一塊構成，也可以通過層疊多塊構成。在 這里，收縮抑制用生片使用的陶瓷粉末的平均粒徑較好是O. 1 5.0um。如果 陶瓷粉末的平均粒徑不足O. 1 u m，則與未燒結玻璃陶瓷層的表層附近所含的玻 璃在燒成中劇烈反應，燒成后玻璃陶瓷層和收縮抑制用生片密合而無法去除收 縮抑制用生片，或者由于粒徑小，片中的粘合劑等有機成分在燒成中不易分解 飛散，可能會在基板中產(chǎn)生分層剝離；另一方面，如果超過5.0um，則燒成收 縮的抑制力變小，存在基板過度地在x、 y方向上收縮或彎曲的傾向。
此外，構成收縮抑制用生片的陶瓷粉末只要是在未燒結玻璃陶瓷層的燒成
溫度下實質上不會燒結的陶瓷粉末即可，除了氧化鋁之外，還可以使用氧化鋯 或氧化鎂等陶瓷粉末。但是，為了使未燒結玻璃陶瓷層的表面區(qū)域存在大量的
玻璃，在表層與收縮抑制用生片接觸的邊界需要表層的玻璃對收縮抑制用生片 良好地浸潤，所以較好是與構成未燒結玻璃陶瓷層的陶瓷粉末同種的陶瓷粉 末。
接著，將形成了面內導體圖案、貫通導體圖案和邊界配置導體圖案的陶瓷 生片層疊而形成未燒成的陶瓷層疊體，在未燒成的陶瓷層疊體的兩個主面分別
重合收縮抑制用生片，在例如5 200MPa的壓力下通過靜液壓擠壓等壓接，從 而制成在陶瓷層疊體的兩主面具有收縮抑制用生片的復合層疊體。
另外，收縮抑制用生片的厚度較好是25 500"m。如果收縮抑制用生片的 厚度不足25ym，則燒成收縮的抑制力變小，存在基板過度地在x、 y方向上收 縮或彎曲的傾向。另一方面，如果超過500 ym，則片中的粘合劑等有機成分在 燒成中不易分解飛散，存在在基板中產(chǎn)生分層剝離的傾向。
接著，將該復合層疊體在公知的傳送帶式爐或分批爐中在未燒成的陶瓷層 疊體的陶瓷生片的燒成溫度、例如850 950'C進行燒成，使未燒成的陶瓷層疊 體燒結。這時，未燒成的陶瓷層疊體由于收縮抑制用層用生片的約束作用，在 平面方向上實質上不收縮而在厚度方向上大幅收縮。
接著，通過從燒成后的復合層疊體上除去收縮抑制用生片，取出包含多個 形成陶瓷多層基板的部分的已燒結的陶瓷層疊體。
另外，燒成后的復合層疊體中，收縮抑制用生片實質上未燒結，且燒成前 所含的有機成分飛散而形成多孔質狀態(tài)，可以通過噴砂法、濕式噴砂法、超聲 波振動法等容易地除去。
通過將除去收縮抑制用生片而得的燒成后的陶瓷層疊體沿陶瓷多層基板 的邊界分割，從而獲得陶瓷多層基板。
分割時，通過使應力作用于沿陶瓷多層基板的邊界形成的空隙附近，發(fā)生 龜裂，所以能夠獲得具有所需尺寸和平滑的切斷面的陶瓷多層基板。
圖18是針對實施例2的制作例在陶瓷多層基板分割前拍攝陶瓷多層基板的 最外層及其周圍部分而得的照片。標虛線的部分為斷開用線的印刷部分。確認 空隙沿陶瓷多層基板的邊界穿過數(shù)層連通至最外層之前。斷開用線的寬度為50 wra，空隙也為大致相同的寬度。如果減小斷開用線的寬度，則可以進一步減 小空隙的寬度。
以上說明的實施例2的制造方法由于在未燒成陶瓷生片上印刷斷開用圖 案，利用燒成時斷開用圖案消失而形成的空隙，將陶瓷基板自已燒結的陶瓷層 疊體取出，因此適合于準確且容易地制造陶瓷多層基板的情況。
艮卩，如果在陶瓷生片上用有機物形成斷開用線，則空隙在燒結時變小或被 填埋。特別是對于利用玻璃的粘性流動控制燒結特性的玻璃陶瓷的生片，將有 機物的斷開用線細線化的情況下，該傾向顯著。如果空隙變小或被填埋，則燒 成后的基板分割時無法以所需的切斷面的分割，容易產(chǎn)生不良的情況。
通過以作為無機物的碳形成斷開用線，可以將斷開用線因燒成而消失的溫 度提高至基板燒成時的最高溫度附近。由此，可以抑制由陶瓷生片內的玻璃的 粘性流動產(chǎn)生的空隙消失。
另外，燒成中，在面方向(XY方向)的收縮被約束層抑制的陶瓷生片的層間 通過斷開用線的消失產(chǎn)生空隙的情況下，約束力達不到與空隙鄰接的部分，可 能在面方向(XY方向)收縮。因此，陶瓷生片僅在空隙和空隙間的微小區(qū)域沿面 方向(XY方向)收縮，所以該微小區(qū)域產(chǎn)生龜裂。由于該龜裂而形成空隙連通的 狀態(tài)，燒成后的陶瓷多層基板的分割變得容易。此外，分割時不會發(fā)生向其它 方向分割的情況。
另外，作為斷開用線所含的材料，碳不僅成本低，而且即使消失也不會對 陶瓷多層基板產(chǎn)生不良影響，所以是理想的，但也可以使用其它材料。只要是 燒成時可在溫度達到陶瓷生片的燒成最高溫度附近后消失的材料，可以是除碳 以外的無機物，也可以是有機物。
〈總結〉如上所述，通過在未燒成陶瓷生片上印刷斷開用圖案，利用燒成時 斷開用圖案消失而形成的空隙，將陶瓷基板自己燒結的陶瓷層疊體取出，可以 準確且容易地制造陶瓷多層基板。
燒成后的陶瓷層疊體可以通過彎折來切斷，所以不需要為了切斷硬的陶瓷 層疊體而使用特別的切斷裝置(激光加工機、切割機等)進行加工，可以簡化工 序。
另外，本發(fā)明并不局限于上述的實施方式，可以加以各種變更后實施。 例如，本發(fā)明并不局限于搭載表面安裝型電子部件的模塊(復合功能部件) 的陶瓷多層基板的制造，還可以用于層疊電容器、層疊電感器、IC芯片等在陶 瓷多層基板上不搭載其它部件的器件(單功能部件)的陶瓷多層基板的制造。
權利要求
1.陶瓷多層基板的制造方法，它是具備形成層疊多層未燒成的陶瓷基材層而成的未燒成陶瓷層疊體的第1工序、將前述未燒成陶瓷層疊體燒成而使未燒成的前述陶瓷層燒結的第2工序、將通過前述未燒成陶瓷層疊體的燒成而形成的已燒結的陶瓷層疊體斷開來取出1塊或2塊以上的陶瓷多層基板的第3工序的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，在前述第1工序中所層疊的至少一層前述未燒成陶瓷基材層上，沿成為取出前述陶瓷多層基板時的邊界線的斷開線，預先形成可在前述第2工序的燒成時消失的斷開用圖案；前述第2工序中，前述斷開用圖案消失，在前述已燒結的陶瓷層疊體的內部形成空隙；前述第3工序中，在前述已燒結的陶瓷層疊體上形成通過前述空隙的切斷面，取出1塊或2塊以上的陶瓷多層基板。
2. 如權利要求l所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，在未燒成 的前述陶瓷基材層的主面設有用于抑制未燒成的前述陶瓷基材層的平面方向 的燒成收縮的收縮抑制用層。
3. 如權利要求2所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，前述收縮 抑制用層為由在前述第2工序的燒成時實質上不會燒結的陶瓷形成的收縮抑制 用層。
4. 如權利要求2或3所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，前述 收縮抑制用層設于前述未燒成陶瓷層疊體的至少一個主面，通過在燒成后除去 前述收縮抑制用層，取出前述陶瓷多層基板。
5. 如權利要求1 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，前述斷開用圖案為以可在前述燒成時消失的樹脂為主要成分的樹脂圖 案。
6. 如權利要求1 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，前述斷開用圖案為包含可在前述第2工序中溫度達到前述陶瓷層的燒成 最高溫度附近后消失的材料粉末的糊料。
7. 如權利要求6所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，前述材料 粉末為碳。
8. 如權利要求1 7中的任一項所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征 在于，前述斷開用圖案的至少一端露出于前述未燒成陶瓷層疊體的側面。
9. 如權利要求8所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，前述未燒 成陶瓷基材層包含粘合劑樹脂，前述斷開用圖案以燒成時比前述粘合劑樹脂更 早地消失的樹脂為主要成分。
10. 如權利要求9所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，前述斷 開用圖案形成為格子狀，以劃分多塊前述陶瓷多層基板。
11. 如權利要求10所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，在相鄰 的前述陶瓷多層基板間配置有l(wèi)條前述斷開用圖案。
12. 如權利要求10所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特征在于，在相鄰 的前述陶瓷多層基板間配置有2條以上的前述斷開用圖案。
13. 如權利要求1 12中的任一項所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特 征在于，前述未燒成陶瓷基材層為以低溫燒結陶瓷粉末為主要成分的未燒成低 溫燒結陶瓷層，前述未燒成陶瓷層疊體上設有以金、銀或銅為主要成分的導體 圖案。
14. 如權利要求1 13中的任一項所述的陶瓷多層基板的制造方法，其特 征在于，還具備在前述已燒結的陶瓷層疊體的將取出前述陶瓷多層基板的部分 或自前述已燒結的陶瓷層疊體取出了的前述陶瓷多層基板的至少一個主面上 搭載表面安裝型電子部件的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供可以準確且容易地制作陶瓷多層基板的陶瓷多層基板的制造方法。該制造方法具備形成層疊多層未燒成的陶瓷基材層而成的未燒成陶瓷層疊體的第1工序；將未燒成陶瓷層疊體燒成，使未燒成的陶瓷層燒結的第2工序；將通過未燒成陶瓷層疊體的燒成而形成的已燒結的陶瓷層疊體斷開，取出陶瓷多層基板的第3工序。在第1工序中所層疊的陶瓷基材層12上沿斷開線預先形成可在燒成時消失的斷開用圖案。第3工序中，在已燒結的陶瓷層疊體上形成通過第2工序的燒成時斷開用圖案消失而形成的空隙的切斷面，取出陶瓷多層基板。
文檔編號H05K1/02GK101347058SQ200780000939
公開日2009年1月14日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權日2006年8月7日
發(fā)明者川村明義, 池田哲也, 筑澤孝之, 近川修 申請人:株式會社村田制作所