特許 6526438 セラミック基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6526438

(24)【登録日】2019年5月17日

(45)【発行日】2019年6月5日

(54)【発明の名称】セラミック基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20190527BHJP

   C04B 35/10 20060101ALI20190527BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 H

   H05K3/46 T

   C04B35/10

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-30288(P2015-30288)

(22)【出願日】2015年2月19日

(65)【公開番号】特開2016-152373(P2016-152373A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2018年2月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 裕之

(72)【発明者】

【氏名】藤島 健

【審査官】 小林 大介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３６９５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５４３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１１３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８３５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３６０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１８２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２９１９９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ｃ０４Ｂ ３５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１セラミック層と、第２セラミック層と、が電極層を挟んで積層されているセラミック基板において、
前記第１セラミック層および前記第２セラミック層は、略同一組成のガラス成分と、略同一組成のフィラーと、を有し、
前記第１セラミック層の厚みは８５μｍ以上であり、
前記第２セラミック層の厚みは８５μｍ未満であり、
前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）は２．０μｍ以上であり、
前記第２セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）は、前記第１セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）よりも大きい、セラミック基板。

【請求項2】

請求項１記載のセラミック基板において、
前記第１セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）は、２．０μｍ以上、かつ、２．５μｍ以下である、セラミック基板。

【請求項3】

請求項１または請求項２記載のセラミック基板において、
前記第２セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）は、２．８μｍ以上、かつ、３．２μｍ以下である、セラミック基板。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセラミック基板において、
前記第１セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）と、前記第２セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）と、の差は、０．５以上、かつ、１．０以下である、セラミック基板。

【請求項5】

８５μｍ以上の厚みを有する第１セラミック層と、８５μｍ未満の厚みを有する第２セラミック層と、が電極層を挟んで積層されているセラミック基板の製造方法であって、
ガラス粉末と、フィラーと、を準備する第１工程と、
前記第１工程で準備された前記フィラーを粉砕することにより作製された２．０μｍ以上の第１の平均粒径（Ｄ５０）を有する第１フィラーと、前記第１工程において準備された前記ガラス粉末と、が混合された第１スラリーを準備する第２工程と、
前記第１工程で準備された前記フィラーを粉砕することにより作製され、前記第１の平均粒径（Ｄ５０）より大きい第２の平均粒径（Ｄ５０）を有する第２フィラーと、前記第１工程において準備された前記ガラス粉末と、が混合された第２スラリーを準備する第３工程と、
焼成後に前記第１セラミック層を構成する第１グリーンシートを、前記第１スラリーを用いて作製し、前記第１スラリーよりも厚みが小さく、焼成後に前記第２セラミック層を構成する第２グリーンシートを、前記第２スラリーを用いて作製する第４工程と、
を備える、製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セラミック基板に関する。

【背景技術】

【0002】

セラミック基板は、通常、未焼成のセラミック材料をシート状に成形したグリーンシートを複数積層した積層体を焼成することによって製造される。セラミック基板としては、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板とも呼ばれる低温焼成セラミック多層基板が知られている（例えば、下記特許文献１〜４等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−３１９５２４号公報

【特許文献2】特開２００１−４７４２３号公報

【特許文献3】特開２０００−１８３５３８号公報

【特許文献4】特開平４−３６９５０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

セラミック基板の一態様である半導体素子用パッケージ基板に対する小型化の要求に伴って、セラミック基板に対しては、その寸法精度を向上させることが要求されている。セラミック基板の寸法精度を向上させるための方法としては、例えば、グリーンシートにおけるフィラーの粒度分布を調整して、焼成収縮率を制御する方法などが知られている。しかし、そうした従来の技術を、それぞれの厚みが異なる複数のセラミック層を備えるセラミック基板に適用する場合には、厚みが異なるグリーンシートごとに焼成収縮率を制御する必要があり、十分な寸法精度を確保することが容易ではなかった。特に、ＬＴＣＣ基板の場合には、焼成温度が約８００〜１０００℃であり、アルミナ基板の一般的な焼成温度よりも低いため、焼成収縮率が不安定になりやすいという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、少なくとも上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。本発明の一形態は、例えば、８５μｍ以上の厚みを有する第１セラミック層と、８５μｍ未満の厚みを有する第２セラミック層と、が電極層を挟んで積層されているセラミック基板の製造方法であって、ガラス粉末と、フィラーと、を準備する第１工程と、前記第１工程で準備された前記フィラーを粉砕することにより作製された２．０μｍ以上の第１の平均粒径（Ｄ５０）を有する第１フィラーと、前記第１工程において準備された前記ガラス粉末と、が混合された第１スラリーを準備する第２工程と、前記第１工程で準備された前記フィラーを粉砕することにより作製され、前記第１の平均粒径（Ｄ５０）より大きい第２の平均粒径（Ｄ５０）を有する第２フィラーと、前記第１工程において準備された前記ガラス粉末と、が混合された第２スラリーを準備する第３工程と、焼成後に前記第１セラミック層を構成する第１グリーンシートを、前記第１スラリーを用いて作製し、前記第１スラリーよりも厚みが小さく、焼成後に前記第２セラミック層を構成する第２グリーンシートを、前記第２スラリーを用いて作製する第４工程と、を備える、製造方法として提供される。

【0006】

［１］本発明の一形態によれば、セラミック基板が提供される。このセラミック基板では、第１セラミック層と、第２セラミック層と、が電極層を挟んで積層されて良い。前記第１セラミック層および第２セラミック層は、略同一組成のガラス成分と、略同一組成のフィラーと、を有して良い。前記第１セラミック層の厚みは８５μｍ以上であって良い。前記第２セラミック層の厚みは８５μｍ未満であって良い。前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）は２．０μｍ以上であって良い。前記第２セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）は、前記第１セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）よりも大きくて良い。この形態のセラミック基板によれば、第１セラミック層と第２セラミック層との間での焼成収縮量の差が低減され、焼成収縮量の差が大きいことによる反りや歪みなどの変形の発生が抑制される。従って、セラミック基板の寸法精度が高められる。

【0007】

［２］上記形態のセラミック基板において、前記第１セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）は、２．０μｍ以上、かつ、２．５μｍ以下であって良い。この形態のセラミック基板によれば、焼成収縮量の差が大きいことに起因する変形の発生が、さらに抑制される。

【0008】

［３］上記形態のセラミック基板において、前記第２セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）は、２．８μｍ以上、かつ、３．２μｍ以下であって良い。この形態のセラミック基板によれば、焼成収縮量の差が大きいことに起因する変形の発生が、さらに抑制される。

【0009】

［４］上記形態のセラミック基板において、前記第１セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）と、前記第２セラミック層に含まれている前記フィラーの平均粒径（Ｄ５０）と、の差は、０．５以上、かつ、１．０以下であって良い。この形態のセラミック基板によれば、焼成収縮量の差が大きいことに起因する変形の発生が抑制される。

【0010】

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。

【0011】

本発明は、セラミック基板以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、セラミック基板の製造方法や、セラミック基板の製造に用いられる材料粉末、スラリー、グリーンシート等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】ＬＴＣＣ基板の構成を示す概略図。

【図2】ＬＴＣＣ基板の製造工程の手順を示す工程図。

【図3】ＬＴＣＣ基板の一部の製造工程の内容を示す模式図。

【図4】ＬＴＣＣ基板における変形の抑制効果を検証した実験結果を示す説明図。

【図5】「反り」の評価方法を説明するための概略図。

【図6】「歪み」の評価方法を説明するための概略図。

【図7】「寸法変化」の評価方法を説明するための概略図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

A．実施形態：
［ＬＴＣＣ基板の構成］
図１は、本発明の一実施形態としてのＬＴＣＣ基板１０の構成を示す概略図である。ＬＴＣＣ基板１０は、焼成温度が１０００℃以下である低温焼成によって作製されるセラミック基板であり、例えば、コンピューターや通信機器等で用いられる電子部品や、高周波モジュール、ＩＣパッケージ、配線基板などに用いられる。ＬＴＣＣ基板１０は、複数のセラミック層が積層された多層構造を有しており、第１セラミック層１１ａと、第２セラミック層１１ｂと、を含む。

【0014】

第１セラミック層１１ａは、厚みが８５μｍ以上のセラミック層であり、第２セラミック層１１ｂは、厚みが８５μｍ未満のセラミック層である。つまり、第１セラミック層１１ａの方が、第２セラミック層１１ｂよりも厚みが厚い。第１セラミック層１１ａの厚みと第２セラミック層１１ｂの厚みとは、２０μｍ以上の差があることが望ましい。なお、ＬＴＣＣ基板１０は、第１セラミック層１１ａとして、８５μｍ以上の異なる厚みを有する複数のセラミック層を有していても良い。また、第２セラミック層１１ｂとして、８５μｍ未満の異なる厚みを有する複数のセラミック層を有していても良い。ＬＴＣＣ基板１０における第１セラミック層１１ａおよび第２セラミック層１１ｂの積層数や、積層の順番は特に限定されない。

【0015】

本実施形態のＬＴＣＣ基板１０において、第１セラミック層１１ａおよび第２セラミック層１１ｂは、略同一組成のガラス成分と、略同一組成の無機フィラー（以下、単に「フィラー」と呼ぶ。）と、を有している。本明細書において、「略同一組成」とは、実質的に同一の性質を有していることを意味している。ガラス成分については、例えば、ガラス転移点またはガラス軟化点の少なくとも一方が、示唆熱分析（ＴＤＡ）による計測値において、±１０℃の範囲で一致していれば、略同一組成のガラス成分であるとみなすことができる。一方、フィラーについては、例えば、耐熱温度や熱収縮率が±１０％の範囲内で同じであるものは、略同一組成のフィラーであるとみなすことができる。その他に、ガラス成分およびフィラーのいずれについても、「略同一組成」には、含有されている複数の成分のそれぞれの含有割合（例えば、重量％）が、±１０％の範囲内で異なっている場合や、含有割合が全体の５０％以上を占める主成分の種類が同一である場合などが含まれる。

【0016】

本実施形態のＬＴＣＣ基板１０では、第２セラミック層１１ｂに含まれているフィラーの平均粒径は、第１セラミック層１１ａに含まれているフィラーの平均粒径よりも大きい。本明細書において、フィラーの平均粒径は、いずれもＤ５０（メジアン径）における平均粒径である。フィラーの平均粒径の測定方法については後述する実施例において説明する。本実施形態のＬＴＣＣ基板１０では、厚みが小さい第２セラミック層１１ｂに、平均粒径が大きいフィラーを含有させていることによって、後述する焼成工程において反りやひずみなどの変形が生じてしまうことが抑制されている。

【0017】

各セラミック層１１ａ，１１ｂの表層には、銀を主成分とする銀系の導体材料によって、配線層１２が形成されている。各セラミック層１１ａ，１１ｂの間に位置する配線層１２は、内層電極１３を有し、ＬＴＣＣ基板１０の最外表面に位置する配線層１２は、外部電極１４を有する。配線層１２は、本発明における電極層の下位概念に相当する。各配線層１２は各セラミック層１１ａ，１１ｂに設けられている貫通孔であるビア（ｖｉａ）に配置されているビア電極１５を介して電気的に接続されている。ＬＴＣＣ基板１０の最外表面に位置する配線層１２には、外部電極１４に接続される抵抗体等の受動素子やＩＣ等の能動素子などが配置される。本明細書では、受動素子や能動素子についての図示および詳細な説明は省略する。

【0018】

［ＬＴＣＣ基板の製造工程］
図２，図３を参照して、ＬＴＣＣ基板１０の製造工程の一例を説明する。図２は、ＬＴＣＣ基板１０の製造工程の手順を示す工程図である。図３は、以下に説明するＬＴＣＣ基板１０の製造工程のうちの工程１〜工程４の内容を示す模式図である。

【0019】

工程１では、セラミック層１１ａ，１１ｂの原料粉末として、ガラス粉末２１と、フィラー２２と、が準備される。ガラス粉末２１としては、例えば、ホウケイ酸系ガラス粉末が用いられる。フィラー２２としては、例えば、アルミナ粉末が用いられる。

【0020】

工程２では、工程１で準備されたフィラー２２を複数のロットに分け、それぞれのロットごとに、フィラーの平均粒径が異なる複数種類のスラリーが作製される。本実施形態では、フィラー２２を２つのロット２２ａ，２２ｂに分け、フィラーの平均粒径が異なる２種類のスラリー２５ａ，２５ｂが作製される。まず、各ロット２２ａ，２２ｂは、バインダー成分や、可塑剤、溶剤などが加えられた上で、粉砕機において粉砕混合される。次に、粉砕混合の後の第１ロット２２ａに、工程１で準備されたガラス粉末２１が混合されて、第１スラリー２５ａが生成される。同様に、粉砕混合の後の第２ロット２２ｂに、工程１で準備されたガラス粉末２１が混合されて、第２スラリー２５ｂが生成される。

【0021】

ここで、工程２では、各ロット２２ａ，２２ｂを粉砕混合する所要時間によって各スラリー２５ａ，２５ｂに含まれるフィラーの平均粒径が調整される。各ロット２２ａ，２２ｂに対する粉砕混合の時間が長いほど、フィラーの平均粒径は小さくなる。粉砕混合の時間は、予め実験等によって求めておいた粉砕混合の時間とフィラーの平均粒径との間の対応関係に基づいて決定されることが望ましい。なお、粉砕混合の時間は、焼成後のセラミック層１１ａ，１１ｂに含まれるフィラーの平均粒径が、２．０μｍ以上となるように設定される。また、第２スラリー２５ｂに含まれるフィラーの平均粒径が、第１スラリー２５ａに含まれるフィラーの平均粒径よりも大きくなるように、第１ロット２２ａの方が、第２ロット２２ｂより、粉砕混合時間が長く設定される。

【0022】

工程３では、工程２で作製された複数種類のスラリーを用いて、厚みが異なる複数種類のグリーンシートが作製される。本実施形態では、第１スラリー２５ａおよび第２スラリー２５ｂを、ドクターブレード法などによって、シート状に成形することにより、厚みの異なる２種類のグリーンシート２６ａ，２６ｂが作製される。第１グリーンシート２６ａは、第１スラリー２５ａを用いて作製され、第２グリーンシート２６ｂは第２スラリー２５ｂを用いて作製される。第１グリーンシート２６ａは焼成後に第１セラミック層１１ａを構成する。第２グリーンシート２６ｂは焼成後に第２セラミック層１１ｂを構成する。

【0023】

第１グリーンシート２６ａは、第２グリーンシート２６ｂよりも厚みが大きくなるように作製される。第１グリーンシート２６ａは、第１セラミック層１１ａが８５μｍ以上の厚みを有するように、焼成収縮を考慮した所定の厚み（例えば、１００μｍ以上の厚み）を有するように作製される。第２グリーンシート２６ｂも同様に、第２セラミック層１１ｂが８５μｍ未満の厚みを有するように、焼成収縮を考慮した所定の厚み（例えば、１００μｍ未満の厚み）を有するように作製される。

【0024】

工程４では、工程３において作製された各グリーンシート２６ａ，２６ｂに、ビア電極１５を配置するための貫通孔がパンチ加工などの穴開け加工によって形成される。そして、当該貫通孔に導体ペースト２７が充填されるとともに、各グリーンシート２６ａ，２６ｂの表面に、スクリーン印刷法などの印刷によって導体ペースト２７が印刷され、配線パターンが形成される。導体ペースト２７は、未焼成の銀系導体材料であり、例えば、無機成分である銀系材料の粉末およびガラス粉末と、ワニス成分である樹脂および有機溶剤と、を混合して作製される。配線パターンが形成された後、各グリーンシート２６ａ，２６ｂが積層されることによって未焼成積層体２８が構成される。

【0025】

工程５では、未焼成積層体２８が低温焼成される。工程５における焼成温度は、各グリーンシート２６ａ，２６ｂに含まれるガラス成分のガラス転移温度に応じて予め設定された温度で良い。工程５の焼成温度は、例えば、７５０〜９５０℃程度の温度であって良い。工程５の後、ＬＴＣＣ基板１０（図１）が完成する。完成後のＬＴＣＣ基板１０の最外表面には、外部電極１４に接続される受動素子や能動素子などが配置される。

【0026】

［ＬＴＣＣ基板における変形の抑制効果について］
一般に、多層構造を有するＬＴＣＣ基板では、焼成の際に、基板面に沿った方向における各セラミック層の間の収縮率の差に起因して、反りや歪みなどの変形を生じる場合がある。焼成によるセラミック層の収縮率は、グリーンシートにおけるフィラーの充填密度に応じて変化することが知られている。

【0027】

本願発明の発明者は、自身の実験に基づいて、以下のような知見を得た。グリーンシートにおけるフィラーの充填密度は、グリーンシートの厚みが小さいほど減少する傾向にあり、特に、厚みが８５μｍ未満のセラミック層を構成するグリーンシートにおいて、厚みの減少に対するフィラーの充填密度の低下の割合が大きくなる。これは、グリーンシートの厚みが小さいほど、グリーンシートの乾燥速度が速くなり、グリーンシートが乾燥するまでの間のフィラーの沈降が抑制され、フィラーが充填されにくくなるためであると推察される。

【0028】

本実施形態のＬＴＣＣ基板１０の製造工程では、厚みが８５μｍ未満の第２セラミック層１１ｂを構成する第２グリーンシート２６ｂにおけるフィラーの平均粒径が第１グリーンシート２６ａにおけるフィラーの平均粒径よりも大きくされている。これによって、第２グリーンシート２６ｂの乾燥の際のフィラーの沈降速度が高められており、第２グリーンシート２６ｂにおけるフィラーの充填密度が高められている。従って、第１グリーンシート２６ａと第２グリーンシート２６ｂとの間の厚みの差に起因するフィラーの充填密度の差が低減されており、各セラミック層１１ａ，１１ｂ間の収縮率の差に起因する変形の発生が抑制されている。

【0029】

［実施例］
図４〜図７を参照して、本実施形態のＬＴＣＣ基板１０における変形の抑制効果を検証した実験結果を説明する。図４の表には、各サンプルＳ０１〜Ｓ１５における各セラミック層１１ａ，１１ｂの厚みと、各セラミック層１１ａ，１１ｂにおけるフィラーの平均粒径と、各セラミック層１１ａ，１１ｂの間のフィラーの平均粒径の差と、が示されている。また、図４の表には、各サンプルＳ０１〜Ｓ１５の作製に用いられたスラリー２５ａ，２５ｂを作製する際の攪拌時間が示されている。加えて、図４の表には、各サンプルＳ０１〜Ｓ１５における変形の抑制効果についての評価結果として、「反り」と、「歪み」と、「寸法変化」と、それらの評価結果を踏まえた「総合評価結果」と、が示されている。各評価項目の評価方法については後述する。以下では、各サンプルＳ０１〜Ｓ１５の製造条件と、フィラーの平均粒径の測定方法と、各評価項目の評価方法と、各サンプルＳ０１〜Ｓ１５の評価結果に対する考察と、をこの順で説明する。

【0030】

［各サンプルＳ０１〜Ｓ１５の製造条件］
以下に、図３で説明した工程手順に即して、各サンプルＳ０１〜Ｓ１５の製造条件を説明する。

【0031】

（１）工程１：以下の原料粉末を準備した。
・ガラス粉末：シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）を主成分とするホウケイ酸系ガラス粉末（体積平均径（ＭＶ）５．９μｍ）
・フィラー：アルミナ粉末（平均粒径：４μｍ，比表面積：１．２ｍ^２／ｇ）

【0032】

（２）工程２：以下のように第１スラリーと第２スラリーとを作製した。
上記のアルミナ粉末を５００ｇ秤量し、アクリル系バインダーであるアクリル樹脂１２０ｇと、溶剤であるメチルエチルケトン（ＭＥＫ）と、可塑剤であるフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）と、ともにアルミナ製のポットに入れて、図４の表中に示された粉砕混合時間だけ粉砕混合した。その後、上記のホウケイ酸系ガラス粉末を５００ｇ秤量して追加し、約２時間にわたって混合した。

【0033】

（３）工程３：ドクターブレード法によって、第１スラリーを用いて第１グリーンシートを作製し、第２スラリーを用いて第２グリーンシートを作製した。第１グリーンシートおよび第２グリーンシートは、図４の表に示されている第１セラミック層および第２セラミック層の厚みが得られるように、焼成による収縮率を考慮した厚みを有するように作製した。また、各グリーンシートは、焼成後の各サンプルＳ０１〜Ｓ１５のサイズが、ほぼ１００ｍｍ×１００ｍｍになるように作製した。

【0034】

（４）工程４，工程５：各グリーンシートに穴開け加工をした後、導体ペーストを用いて各グリーンシートに配線パターンを形成し、第１グリーンシートと第２グリーンシートとを複数枚ずつ組み合わせて未焼成積層体を構成した。その未焼成積層体を、焼成炉において、約８５０℃の焼成温度で、約３０分間、低温焼成をおこない、各サンプルＳ０１〜Ｓ１５を得た。

【0035】

［フィラーの平均粒径の測定方法］
鏡面研磨し、ガラスエッチングを施したＬＴＣＣ基板の基板断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって、５０００倍の倍率で、所定の範囲の４視野を観察し、各フィラーの水平フェレ径を測定して、その平均値を算出した。「フィラーの水平フェレ径」とは、ＳＥＭ画像において、フィラーを垂直方向（縦方向）に射影したときの射影像の横幅である。つまり、水平方向（横方向）において最も外側に位置するフィラーの端部同士の間の横方向における距離である。

【0036】

［評価方法および評価基準］
図５は、図４の表における「反り」の評価方法を説明するための概略図である。図５には、ＬＴＣＣ基板１０の基板面が模式的に図示されている。各サンプルＳ０１〜Ｓ１５について、表面粗さ計によって、基板面の２つの対角線に沿って高低差のプロファイルをとり、高低差の幅が２００μｍ未満のものを「良（○）」とし、２００μｍ以上のものを「不良（×）」とした。

【0037】

図６は、図４の表における「歪み」の評価方法を説明するための概略図である。図６には歪みが生じている状態のＬＴＣＣ基板１０の基板面が模式的に図示されている。ＬＴＣＣ基板１０の隣り合う角同士を結ぶ４本の仮想直線Ｌ_１〜Ｌ_４に対するＬＴＣＣ基板１０の各端面との間の最短距離Ｄ_１〜Ｄ_４を求めた。各最短距離Ｄ_１〜Ｄ_４がいずれも５０μｍ未満であったものを「良（○）」とし、各最短距離Ｄ_１〜Ｄ_４のうち、ひとつでも５０μｍ以上であったものを「不良（×）」とした。

【0038】

図７は、図４の表における「寸法変化」の評価方法を説明するための概略図である。図７の上段には焼成前の未焼成積層体２８の基板面が模式的に図示されており、下段には焼成後のＬＴＣＣ基板１０の基板面が模式的に図示されている。焼成前の各サンプルＳ０１〜Ｓ１５の基板面に４つのマークＭ１〜Ｍ４を、焼成収縮率を考慮して、焼成後に９０ｍｍとなるような間隔で格子状に配列した。焼成後の各サンプルＳ０１〜Ｓ１５において、横方向または縦方向に隣り合うマークＭ１〜Ｍ４間の距離ｄ１〜ｄ４を計測し、距離ｄ１〜ｄ４のいずれもが９０±０．４ｍｍの範囲内であったものについては「良（○）」とした。一方、距離ｄ１〜ｄ４のうち、ひとつでも９０±０．４ｍｍの範囲を超えていたものについては「不良（×）」とした。

【0039】

「総合評価」では、「反り」、「歪み」、「寸法変化」の３項目の全てにおいて「良（○）」であったものが「Ａ」である。また、３項目のうちの２つが「良（○）」であったものが「Ｂ」であり、１つだけが「良（○）」であったものが「Ｃ」である。３項目の全てが「不良（×）」であったものは「Ｄ」である。

【0040】

［実施例の考察］
サンプルＳ０１〜Ｓ１３ではいずれも、第１セラミック層の厚みが８５μｍ以上であり、第２セラミック層の厚みが８５μｍ未満であった。また、第２セラミック層におけるフィラーの平均粒径が第１セラミック層におけるフィラーの平均粒径よりも大きくなっていた。また、サンプルＳ０１〜Ｓ１３では各セラミック絶縁層におけるフィラーの平均粒径が２．０μｍ以上であった。サンプルＳ０１〜Ｓ１３では、「反り」、「歪み」、「寸法変化」の評価項目のうちの少なくとも１つにおいて「良」の結果が得られた。

【0041】

これに対して、第１セラミック層の厚みが８５μｍ以上であり、第２セラミック層の厚みが８５μｍ未満であるものの、各セラミック層におけるフィラーの平均粒径が同じであるサンプルＳ１５では、「総合評価」が「Ｄ」であった。さらに、第１セラミック層におけるフィラーの平均粒径が２．０μ未満であるサンプルＳ１４においても、「総合評価」が「Ｄ」であった。

【0042】

これらの結果から、厚みが８５μｍ未満の第２セラミック層におけるフィラーの平均粒径を、厚みが８５μｍ以上の第１セラミック層におけるフィラーの平均粒径より大きくし、各セラミック層におけるフィラーの平均粒径を２．０μｍ以上にすれば、焼成工程におけるＬＴＣＣ基板の変形による劣化が抑制されることがわかる。なお、各サンプルＳ０１〜Ｓ１５ではいずれも、第１セラミック層と第２セラミック層との間の厚みの差が２０μｍ以上、かつ、７０μｍ以下の範囲内であった。この結果から、第１セラミック層と第２セラミック層との間の厚みの差は２０μｍ以上であることが望ましいことがわかる。また、第１セラミック層と第２セラミック層との間の厚みの差は７０μｍ以下であることが望ましいことがわかる。

【0043】

「総合評価」が「Ａ」のサンプルＳ０１〜Ｓ０９では、第１セラミック層におけるフィラーの平均粒径がいずれも２．５μｍ以下であった。また、第２セラミック層におけるフィラーの平均粒径がいずれも２．８μｍ以上であり、３．２μｍ以下であった。さらに、第１セラミック層と第２セラミック層との間におけるフィラーの平均粒径の差は、いずれも、０．５以上であり、１．０以下であった。

【0044】

これらの結果から、以下のことがわかる。第１セラミック層におけるフィラーの平均粒径は２．５μｍ以下であることが望ましい。また、第２セラミック層におけるフィラーの平均粒径は２．８μｍ以上であることが望ましく、第２セラミック層におけるフィラーの平均粒径は３．２μｍ以下であることが望ましい。さらに、第１セラミック層と第２セラミック層との間におけるフィラーの平均粒径の差は、０．５以上であることが望ましく、１．０以下であることが望ましい。

【0045】

［実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態のＬＴＣＣ基板１０によれば、厚みの大きい第１セラミック層１１ａにおけるフィラーの平均粒径より、厚みの小さい第２セラミック層１１ｂにおけるフィラーの平均粒径の方が大きく、焼成収縮に起因する変形の発生が抑制される。従って、ＬＴＣＣ基板１０の寸法精度が高められる。

【0046】

B．変形例：
B1．変形例１：
上記実施形態では、本発明が適用されたＬＴＣＣ基板１０が説明されている。これに対して、本発明は、ＬＴＣＣ基板に限定されることなく、他の多層構造を有するセラミック基板に対しても適用することが可能である。ＬＴＣＣ基板以外の他の多層構造を有するセラミック基板においても、本発明の適用によって、上記実施形態で説明したのと同様な作用効果を奏することができる。

【0047】

B2．変形例２：
上記実施形態では、工程１において準備された同じガラス粉末２１とフィラー２２とを用いて、第１セラミック層１１ａ用の第１スラリー２５ａと、第２セラミック層１１ｂ用の第２スラリー２５ｂが作製されている。これに対して、第１スラリー２５ａおよび第２スラリー２５ｂはそれぞれ、別々に準備された組成などが異なるガラス粉末とフィラーとを用いて作製されても良い。第１スラリー２５ａおよび第２スラリー２５ｂはそれぞれ、第１セラミック層１１ａおよび第２セラミック層１１ｂが略同一組成のガラス成分と、略同一組成のフィラーと、を有するように作製されれば良い。

【0048】

B3．変形例３：
上記実施形態では、各スラリー２５ａ，２５ｂの作製時における粉砕混合時間によって、第１セラミック層１１ａに含まれるフィラーの平均粒径と、第２セラミック層１１ｂに含まれるフィラーの平均粒径と、が調整されている。これに対して、第１セラミック層１１ａに含まれるフィラーの平均粒径と、第２セラミック層１１ｂに含まれるフィラーの平均粒径とは、他の方法によって調整されても良い。例えば、第１スラリー２５ａおよび第２スラリー２５ｂを作製する前に、予め、平均粒径が調整されたフィラーが準備されても良い。また、各スラリー２５ａ，２５ｂの作成時の粉砕混合工程において、粉砕機の回転速度や、粉砕機の種類などによって調整されても良い。

【0049】

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0050】

１０…ＬＴＣＣ基板
１１ａ，１１ｂ…セラミック層
１２…配線層
１３…内層電極
１４…外部電極
１５…ビア電極
２１…ガラス粉末
２２…フィラー
２２ａ，２２ｂ…ロット
２５ａ，２５ｂ…スラリー
２６ａ，２６ｂ…グリーンシート
２７…導体ペースト
２８…未焼成積層体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】