7307171 基板及び基板の製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】基板及び基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20230704BHJP

   C04B 35/622 20060101ALI20230704BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 T

H05K3/46 H

C04B35/622

【請求項の数】 24

(21)【出願番号】P 2021532316

(86)(22)【出願日】2019-12-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-03

(86)【国際出願番号】 EP2019083867

(87)【国際公開番号】W WO2020120289

(87)【国際公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-06-07

(31)【優先権主張番号】102018131605.4

(32)【優先日】2018-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】300002160

【氏名又は名称】ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＴＤＫ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｓｅｎｈｅｉｍｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ １４１ｅ， ８１６７１ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】ライマー， ネーレ

(72)【発明者】

【氏名】シュヴァインツガー， マンフレッド

【審査官】小林 大介

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－２３５５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１１４９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１５４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３４２６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９７４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－０６９２３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ｃ０４Ｂ ３５／６２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ主成分として同一のセラミック材料を含有する第１のグリーンシート（１）及び第２のグリーンシート（２）を含むグリーンシート・スタック（１０）が１つのステップにおいて形成される基板の製造方法であって、
前記第１のグリーンシート（１）は焼結助剤を含まず、
前記第２のグリーンシート（２）は前記セラミック材料に加えて更に焼結助剤を含み、
それぞれ少なくとも１つの第１のグリーンシート（１）から成る、前記グリーンシート・スタック（１０）の２つの端部層（３）が形成され、
前記第１のグリーンシート（１）及び前記第２のグリーンシート（２）を含む前記グリーンシート・スタック（１０）が更なるステップにおいて焼結され、その際、前記焼結助剤は部分的に前記第１のグリーンシート（１）へ拡散し、
前記端部層（３）は、焼結ステップの後及び前記基板の完成の後、前記グリーンシート・スタック（１０）から形成されたセラミック基体の上に残存し、
前記グリーンシート・スタック（１０）は、複数の第１のグリーンシート（１）を有し、前記第１のグリーンシート（１）のうちの少なくとも１つは、２つの第２のグリーンシート（２）の間に配置されている方法。

【請求項2】

前記第１及び第２のグリーンシート（１，２）の前記セラミック材料は、焼結材料の含有量においてのみ異なる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記焼結助剤は部分的に前記第２のグリーンシート（２）から前記第１のグリーンシート（１）へ拡散する、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記端部層（３）は、積層方向（ｚ）に沿って、前記グリーンシート・スタック（１０）の互いに反対側の表面に配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記グリーンシート・スタック（１０）は、一体化された再配線（６）を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記一体化された再配線（６）は金属ペーストを含有する、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記一体化された再配線（６）はタングステンを含有する、請求項５又は６に記載の方法。

【請求項8】

前記グリーンシート・スタック（１０）は、第１及び第２のグリーンシート（１，２）の交互の積層順序を有するように形成される、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記グリーンシート・スタック（１０）は、焼結の後、３つの空間方向のうちの少なくとも２つにおいて、空間方向当たり１６％未満の焼結収縮を示す、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記第１及び第２のグリーンシート用の前記セラミック材料の前記主成分が、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＢＮ、ＳｉＣ、ＢｅＯ、ＺＴＡを含む群から選択される、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記第２のグリーンシート（２）に含有される焼結助剤の比率ａは、前記セラミック材料の１００ｗｔ％に対して以下のように選択される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。
２ｗｔ％≦ａ≦１０ｗｔ％

【請求項12】

前記焼結助剤が、金属酸化物及び金属ハロゲン化物を含む群から選択される、請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記焼結助剤が、Ｙ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＣａＦ_２、ＹＦ_３及び希土類酸化物を含む群から選択される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記グリーンシート・スタック（１０）は、１６００℃～２０００℃の範囲から選択される温度で焼結される、請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

前記グリーンシート・スタック（１０）は、２時間～１０時間の範囲から選択される保持時間で焼結される、請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項16】

前記焼結ステップによって、前記焼結助剤から二次相が生成される、請求項１～１５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項17】

前記焼結ステップによって、前記第１及び第２のグリーンシート（１，２）から、第１及び第２の体積領域（４，５）が形成される、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記焼結ステップによって形成された前記第１の体積領域（４）は、前記第２の体積領域（５）より少ない二次相を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

それぞれ同一のセラミック材料を含有する第１の体積領域（４）及び第２の体積領域（５）を有する焼結されたセラミック基体（２１）を含む基板（２０）であって、
前記第１の体積領域（４）は前記第２の体積領域（５）よりも少ない二次相を含有し、前記セラミック基体の前記第１の体積領域（４）及び前記第２の体積領域（５）は、層構造を形成し、前記層構造の端部の層は、前記第１の体積領域（４）から形成され、
前記層構造は、複数の第１の体積領域（４）を有し、前記第１の体積領域（４）のうちの少なくとも１つは、２つの第２の体積領域（５）の間に配置されており、
前記第１及び第２の体積領域（４，５）は、主成分として同一のセラミック材料を含む基板。

【請求項20】

前記第１及び第２の体積領域（４，５）の前記セラミック材料は、二次相の含有量においてのみ異なる、請求項１９に記載の基板。

【請求項21】

前記セラミック基体（２１）は、３００μｍ～４００μｍの範囲の厚さを有すると共に、少なくとも４５０ＭＰａの曲げ破断強度を有する、請求項１９又は２０に記載の基板。

【請求項22】

前記セラミック基体（２１）は、前記基板の上に部品を実装するための接触面（８）、及び／又は、一体化された再配線（６）及び／又はビア（７）を備える、請求項１９～２１のいずれか１項に記載の基板。

【請求項23】

前記一体化された再配線（６）は、タングステンを含有する材料から形成されている、請求項２２に記載の基板。

【請求項24】

前記セラミック基体（２１）の前記層構造は、記第１及び第２の体積領域（４，５）の交互の順序を有する、請求項１９～２３のいずれか１項に記載の基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セラミック基体を含む基板の製造方法、及び、当該方法によって製造される基板に関する。

【背景技術】

【0002】

基板は、集積回路のようなマイクロ電子部品及びＬＥＤのようなパワー半導体をその上に配置し接触させるための、工業生産において広く使用されている構成要素である。そのようにして実装されたマイクロ電子部品及びパワー半導体は、続いて、別の電子部品又は回路に容易に一体化され得る。

【0003】

更なる電子部品の小型化及び性能に関して絶えず増大する要求に起因して、基板の所定の面積上に実装され得るマイクロ電子部品及びパワー半導体の数を増加させることが必要である。そこから、基板に対して増大する要求が生じる。これらの要求に適合するために、多層構造のセラミック基体を含む多層基板が、従来から使用されている。これらの多層基板は、例えば、セラミック基体内に再配線を一体化することを可能とする。

【0004】

多層基板に対して絶えず増大する要求に起因して、そのような多層基板の製造方法に対する要求も同時に増大している。

【0005】

セラミック多層基板の製造方法は、通常、多数のグリーンシートを積層することによるグリーンシート・スタックの形成を含む。続いて、グリーンシート・スタックは、プレスされ、脱炭される。プレスされ脱炭されたグリーンシート・スタックのその後の焼結によって、多層基板のセラミック基体が製造される。

【0006】

これらの方法に対して絶えず増大する要求を満たすために、グリーンシート・スタックの焼結の際に生じる焼結収縮を考慮することが、特に重要である。例えば、大きな焼結収縮は、セラミック基体内の亀裂形成につながり得るセラミック基体内の応力を発生させる可能性がある。更に、一体化された再配線の設計の際にも、焼結収縮は考慮されなければならない。なぜなら、焼結収縮を考慮しないと、セラミック基体内に部分的に使用不能な一体化された再配線がもたらされる可能性があるからである。焼結収縮は、セラミック基体の場合、３つの空間方向の全てにおいて生じ得る。

【0007】

空間方向は、ここおよび以下においては、デカルト座標系の３つの軸によって規定される方向であると理解されたい。通常の慣例によれば、デカルト座標系は、それぞれが空間方向を規定するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を含む。

【0008】

更に、焼結収縮は、ここ及び以下においては、それぞれ焼結の前後の、グリーンシートの又はプレスされたグリーンシート・スタックの、１つ又は複数のエッジのエッジ長の差であると理解されたい。換言すれば、グリーンシートの又はグリーンシート・スタックの少なくとも１つのエッジは、焼結前において焼結後よりも長い。

【0009】

焼結収縮を決定するために、焼結の前後にエッジ長が測定され、焼結前のエッジ長に対してパーセンテージ偏差が算出される。例えば、エッジ長は、焼結前は２０ｍｍ、焼結後は１８ｍｍであり得る。そこから２ｍｍの差が生じ、その結果１０％の焼結収縮が生じる。大きな焼結収縮は、ここ及び以下においては、１７％を超える値であると見なされたい。換言すれば、１７％以下の焼結収縮は、ここ及び以下においては、小さな焼結収縮であると見なされたい。

【0010】

焼結収縮が３つの空間方向の全てにおいて均等に生じる必要は、必ずしもないことに注意しなければならない。したがって、例えば、１つの空間方向に延びるエッジの焼結収縮が、他の２つの空間方向のうちの１つの方向に延びる別のエッジの焼結収縮と異なっている可能性がある。

【0011】

焼結収縮が大きければ大きいほど、焼結されたグリーンシート・スタック内に、セラミック基体内の亀裂形成につながり得る応力が発生する危険性が大きくなる。更に、一体化された再配線は、焼結後に少なくとも部分的に使用不能となる可能性がある。なぜなら、当該一体化された再配線は、焼結収縮を引き起こすグリーンシート・スタックの収縮によって、変形し又は完全に引き裂かれるからである。

【0012】

使用不能な一体化された再配線の数を減少させるために、一体化された再配線を有するセラミック基体の形成には、主成分としてセラミック材料を含有すると共に、付加的に焼結助剤を含有するグリーンシートが、従来から使用されている。更に、一体化された再配線の塗布には、所定の割合のセラミック材料及び焼結助剤を含有する金属ペーストが使用される。それにより、一体化された再配線が、少なくとも近似的に、グリーンシート・スタックと同様の熱による長さ変化挙動を示すことが達成される。それにより、セラミック基体内の使用不能な一体化された再配線の割合が低減される。

【0013】

それにもかかわらず、そのようにして製造されたグリーンシート・スタックにおいては大きな焼結収縮が生じ、それにより、更に、使用不能な一体化された再配線及びセラミック基体内での亀裂の発生に対する著しい危険性が存在する。

【0014】

焼結収縮に加えて、セラミック基体の組成も考慮されなければならない。例えば、焼結によってセラミック基体の表面に蓄積する焼結助剤は、そのようなセラミック基体を含む部品が、もはや確実に作動しなくなるという結果をもたらす可能性がある。

【0015】

したがって、特許文献１から、焼結によってセラミック基体の表面に蓄積した焼結助剤が、機械加工又はエッチングによって完全に又は部分的に除去される方法が知られている。それにより、上述した方法によって製造されたセラミック基体を含む部品が、確実に作動することが可能となる。

【0016】

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、焼結後に付加的な加工工程が必要であるため、セラミック基体の製造は、より労力がかかり、コスト集約的になる。更に、セラミック基体の事後的な加工は、セラミック基体が事後的な加工によって損傷を受け、したがって使用不能となる危険性を常にはらんでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【文献】欧州特許出願公開第３３７５７６７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

したがって、本発明の課題は、基板を含む部品の確実な作動を保証する、基板の製造方法を提供することであり、当該方法は、発生する焼結収縮がより小さいグリーンシート・スタックの形成を含む。更に、本発明の課題は、当該方法によって製造される基板を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0019】

この課題は、請求項１に記載の方法によって解決される。当該方法の更なる実施形態、及び、当該方法によって製造される基板は、更なる請求項から見て取ることができる。

【0020】

それぞれ主成分としてセラミック材料を含有する第１のグリーンシート及び第２のグリーンシートを含むグリーンシート・スタックが形成される基板の製造方法であって、前記第２のグリーンシートは付加的に焼結助剤を含む方法が提供される。この方法では、第２のグリーンシートにおいて、第１のグリーンシートよりも大きな焼結収縮が生じる。

【0021】

更に、本発明の課題は、当該方法によって製造される基板を提供することである。基板は、それぞれセラミック材料を含有する第１の体積領域及び第２の体積領域を有するセラミック基体を含み、第１の体積領域は、焼結助剤を、第２の体積領域よりも低い濃度で含有する。

【0022】

セラミック基体は、上述した方法によって形成されたグリーンシート・スタックの焼結により製造される。

【0023】

異なる濃度の焼結助剤を有する体積領域は、基板の製造方法において、焼結助剤を有する第２のグリーンシートと、焼結助剤を有さない第１のグリーンシートとが積層されることによって生じる。焼結によって、焼結助剤は、部分的に第２のグリーンシートから第１のグリーンシートへ拡散する。それにより、元々は第１のグリーンシートによって形成されたセラミック基体の体積領域も、元々は第２のグリーンシートによって形成された体積領域よりも低い濃度ではあるが、ある特定の量の焼結助剤を有する。

【0024】

方法は、グリーンシート・スタックが、当該グリーンシート・スタックの端部層がそれぞれ少なくとも１つの第１のグリーンシートから成るように形成されるステップを、含むことができる。

【0025】

ここ及び以下においては、グリーンシート・スタック内において仮想中央平面から最も遠く隔てられたグリーンシートが、端部層と称される。仮想中央平面は、グリーンシートに対して平行に、グリーンシート・スタックの中心を通って延びる。通常、グリーンシート・スタックは２つの端部層を有し、仮想中央平面はグリーンシート・スタックを２つの仮想半体に分割し、それぞれの端部層は、２つの仮想半体のうちの一方に位置する。端部層は、それぞれ、１つ又は複数のグリーンシートを含むことができる。

【0026】

更に、方法は、２つの第２のグリーンシートの間に１つ又は複数のグリーンシートが形成されたグリーンシート・スタックの形成を含むことができる。特に、グリーンシート・スタックの第１及び第２のグリーンシートは、交互の積層順序を有することができる。

【0027】

第１及び第２のグリーンシートを用いてグリーンシート・スタックを形成することによって、焼結収縮を著しく低減することができる。発明者らは、この効果が、第２のグリーンシートよりも小さな焼結収縮が生じる第１のグリーンシートが、第２のグリーンシートに反力を及ぼすという事実に基づくと仮定する。この反力は、第２のグリーンシートのより大きな焼結収縮をもたらす力に対抗する。それにより、グリーンシート・スタック全体の焼結収縮は、第１のグリーンシートが無い場合に生じるであろう程度には生じない。第１及び第２のグリーンシートの積層順序を変えることにより、焼結収縮をある特定の範囲内で任意に調整することができる。

【0028】

更に、方法は、焼結後のグリーンシート・スタックにおいて、３つの空間方向のうちの少なくとも２つにおいて、各空間方向において１６％未満の焼結収縮が生じるように実施することができる。有利には、方法は、焼結後のグリーンシート・スタックにおいて、３つの空間方向のうちの少なくとも２つにおいて、各空間方向において１４％未満の焼結収縮が生じるように実施することができる。この焼結収縮は、従来の方法で生じる焼結収縮よりも著しく小さい。そのような小さな焼結収縮は、それぞれが少なくとも１つの第１のグリーンシートを含む２つの端部層を有するグリーンシート・スタックが形成されることによって達成される。有利には、グリーンシート・スタックは、それぞれ少なくとも２つの第１のグリーンシートを含む２つの端部層を有する。

【0029】

更に、当該方法においては、第１及び第２のグリーンシートの主成分として、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＢＮ、ＳｉＣ、ＢｅＯ、ジルコニア強化アルミナ（ＺＴＡ）を含む群からセラミック材料を選択することができる。有利には、ＡｌＮを主成分として使用することができる。なぜなら、これは非常に良好な熱伝導率を有するからである。それにより、特にパワー半導体への電力線を、基板に一体化することが可能である。これにより、基板をよりコンパクトに設計し、それにより、そのような部品の更なる小型化に対する要求を満たすことが可能となる。

【0030】

更に、当該方法においては、第２のグリーンシートに含有されている焼結助剤の比率ａは、セラミック材料の１００ｗｔ％に対して以下のように選択され得る：
２ｗｔ％≦ａ≦１０ｗｔ％

【0031】

更に、当該方法のために、金属酸化物及び金属ハロゲン化物を含む群から選択される焼結助剤を選択することができる。特に、焼結助剤は、Ｙ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＣａＦ_２、ＹＦ_３及び希土類酸化物を含む群から選択することができる。

【0032】

更に、当該方法において、グリーンシート・スタックの焼結は、１６００℃～２０００℃の範囲から選択される温度で行うことができる。好ましくは、焼結は、１８００℃～１８５０℃の範囲から選択される温度で行うことができる。特に有利には、焼結は、１８１０℃～１８４０℃の範囲から選択される温度で行うことができる。

【0033】

更に、当該方法において、グリーンシート・スタックは、２時間～１０時間の範囲、好ましくは４時間～６時間の範囲から選択される保持時間で焼結することができる。特に有利には、焼結は、４時間の保持時間で行うことができる。

【0034】

グリーンシート・スタックが、特定の範囲内にある温度及び保持時間で焼結される場合、グリーンシート・スタックは、大きな焼結収縮を生じることなく、要求に対応して、高密度に焼結され得る。

【0035】

更に、グリーンシート・スタックの焼結は、還元性雰囲気中で行うことができる。還元性雰囲気は、酸素濃度が非常に低いため、焼結中に、場合によっては存在する一体化された再配線を含めて、基体の構成要素の酸化が起こり得ない雰囲気である。還元性雰囲気は、例えば、主にＮ_２／Ｈ_２から成る混合物を含む雰囲気である。その際、２つのガスの混合比は、特定の値に限定されない。

【0036】

焼結は、大気圧又は減圧下で行うこともできる。減圧は、大気圧よりも低い圧力であると理解されたい。更に、焼結は、真空又は高真空中でも行うことができる。高真空は、１０^－３～１０^－７の残圧を有する真空であると理解されたい。

【0037】

上述した実施形態を参照すると、方法は、以下のステップを含むことができる：
- セラミック材料を準備するステップ、
- 焼結助剤を準備するステップ、
- 前記セラミック材料を含有する第１のグリーンシートを製造するステップ、
- 前記セラミック材料及び前記焼結助剤を含有する第２のグリーンシートを製造するステップ、
- 前記第１のグリーンシート及び前記第２のグリーンシートの上に再配線を塗布するステップ、
- グリーンシート・スタックを形成するために、前記第１及び第２のグリーンシートを積層するステップ、
- プレスされたグリーンシート・スタックを得るために、前記グリーンシート・スタックをプレスするステップ、
- プレスされ脱炭されたグリーンシート・スタックを得るために、前記プレスされたグリーンシート・スタックを脱炭するステップ、
- 基板用のセラミック基体を得るために、前記プレスされ脱炭されたグリーンシート・スタックを焼結するステップ。

【0038】

セラミック基体の第１及び第２の体積領域は、層構造を形成することができる。この層構造は、元の第１及び第２のグリーンシートの積層順序の結果として生じる。

【0039】

更に、セラミック基体は、３００μｍ～４００μｍの範囲の厚さを有することができる。有利には、セラミック基体は３６０μｍの厚さを有する。

【0040】

セラミック基体の厚さが上述した範囲内にある場合、セラミック基体は少なくとも４５０ＭＰａの曲げ破断強度を有する。有利には、セラミック基体は、少なくとも５００ＭＰａの曲げ破断強度を有することができる。上述した曲げ破断強度は、従来の３点法を用いて決定することができる。少なくとも４５０ＭＰａの曲げ破断強度は、従来の方法によって製造される通常の高強度基板が有する曲げ破断強度の範囲内にある。それにより、上述した基板は、小さな焼結収縮に加えて、高い堅牢性も有する。

【0041】

更に、セラミック基体は、一体化された再配線及び／又はビアを有することができる。ビアによって、基板の両側に部品を実装することが可能である。更に、一体化された再配線は、基板が、当該基板の所定の面積上に多数の構成要素を実装することを可能とし、それにより、構成要素を有する基板を含む部品は、よりコンパクトに構成されることができ、及び／又は、より高い性能を有する。部品を組み付けるために、セラミック基体の外面上には接触面が配置されている。接触面は、一体化された再配線及び／又はビアに導電的に接続されている。

【0042】

更に、再配線は、タングステンを含有する材料から形成され得る。一体化された再配線用の成分としてのタングステンの使用は、これが上述した焼結温度で液体にならず及び／又は蒸発しないので、有利である。それにより、焼結によって、一体化された再配線の顕著な変化は生じず、それにより、使用不能な一体化された再配線の危険性が低減される。

【0043】

以下において、基板の製造方法が、プレスされたグリーンシート・スタック、グリーンシート・スタック内の第１及び第２のグリーンシートの可能な積層順序、並びに、基板の概略図に基づいて、詳細に説明される。更に、セラミック基体の断面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）が示される。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】プレスされたグリーンシート・スタックを示す。

【図2】グリーンシート・スタックの第１の積層順序を、断面で示す。

【図3】グリーンシート・スタックの第２の積層順序を、断面で示す。

【図4】グリーンシート・スタックの第３の積層順序を、断面で示す。

【図5】基板を、断面で示す。

【図6】セラミック基体の断面の一部のＳＥＭ写真を示す。

【発明を実施するための形態】

【0045】

同一の要素、類似の又は明らかに同一の要素には、図面において同一の参照符号が付されている。図面及び図面中の大きさの比率は、縮尺どおりではない。

【0046】

図１は、プレスされたグリーンシート・スタック１０を示す。プレスされたグリーンシート・スタック１０は、第１及び第２のグリーンシート（図示せず）を含む。プレスされたグリーンシート・スタック１０の空間的な広がりは、寸法矢印ｘ、ｙ及びｚによって示される。寸法矢印ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ、デカルト座標系における同名の軸に対して平行に延びるので、当該寸法矢印は、ここ及び以下において、座標系の対応する軸とも呼ばれる。換言すれば、寸法矢印ｘ、ｙ、ｚは、それぞれ、デカルト座標系におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対応する。以下の図は、プレスされたグリーンシート・スタック１０の第１及び第２のグリーンシート（図示せず）の可能な積層順序を示すので、軸の名称は、以下の図において、全ての積層順序に対して同様に用いられる。

【0047】

図２は、合計１４枚のグリーンシートを有するプレスされたグリーンシート・スタック１０を形成するための、第１のグリーンシート１及び第２のグリーンシート２の第１の積層順序を、断面で示す。プレスされたグリーンシート・スタック１０は、それぞれ１つの第１のグリーンシート１を含む２つの端部層３を備える。プレスされたグリーンシート・スタック１０の他の全ての層は、第２のグリーンシート２から成る。断面は、プレスされたグリーンシート・スタック１０を通る平面内を延びており、当該平面は、ｘ軸及びｚ軸によって張られる平面に対して平行に延びている。

【0048】

第１のグリーンシート１は、主成分としてＡｌＮを含有するセラミック材料を含む。第２のグリーンシート２は、主成分としてＡｌＮを含有すると共に、ＡｌＮ １００ｗｔ％に対して付加的に３.４ｗｔ％のＹ_２Ｏ_３を焼結助剤として含有する、セラミック材料を含む。第１のグリーンシート１及び第２のグリーンシート２の積層により、グリーンシート・スタック（図示せず）が形成される。これが、プレスされたグリーンシート・スタック１０を得るために、プレスされる。続いて、第１の積層順序を有するプレスされたグリーンシート・スタック１０をベースとする第１のセラミック基体（図示せず）を得るために、プレスされたグリーンシート・スタック１０が、先ず空気中において６００℃で脱炭され、次に大気圧下で主にＮ_２／Ｈ_２を含有する雰囲気中において１８１０℃で４時間焼結される。

【0049】

第１のセラミック基体（図示せず）は、約３６０μｍの厚さを有する。更に、第１のセラミック基体は、プレスされたグリーンシート・スタック１０に対して、そのｘ軸に沿って１５.９％の収縮、及び、そのｙ軸に沿って１５.８％の収縮を示す。この焼結収縮は、比較し得るセラミック基体を製造するための従来の方法で生じる焼結収縮よりも、著しく小さい。

【0050】

更に、第１のセラミック基体（図示せず）は、４９５ＭＰａの曲げ破断強度を有する。この値は、従来の方法によって製造される同様の厚さを有するセラミック基体について達成される値よりも、著しく高い。

【0051】

図３は、合計１４枚のグリーンシートを有するプレスされたグリーンシート・スタック１０を形成するための、第１のグリーンシート１及び第２のグリーンシート２の第２の積層順序を、断面で示す。断面は、プレスされたグリーンシート・スタック１０を通る平面内を延びており、当該平面は、ｘ軸及びｚ軸によって張られる平面に対して平行に延びている。第２の積層順序によれば、プレスされたグリーンシート・スタック１０は、それぞれ２つの第１のグリーンシート１から成る端部層３を備える。更に、プレスされたグリーンシート・スタック１０の他の全ての層は、第２のグリーンシート２から成る。

【0052】

第１のグリーンシート１及び第２のグリーンシート２の組成は、図２に対する説明で述べた第１のグリーンシート１及び第２のグリーンシート２の組成と同じである。第２の積層順序を有するグリーンシート・スタック１０をベースとする第２のセラミック基体（図示せず）の製造方法は、図２に対する説明で述べた方法に類似している。

【0053】

第２のセラミック基体（図示せず）は、約３６０μｍの厚さを有する。第２のセラミック基体（図示せず）は、第２の積層順序を有するプレスされたグリーンシート・スタック１０に対して、そのｘ軸に沿って１３.７％の焼結収縮、及び、そのｙ軸に沿って１３.８％の焼結収縮を示す。これは、２つの第１のグリーンシート１を用いた端部層３の構成が、焼結収縮の更なる低減をもたらすことを示している。

【0054】

更に、第２のセラミック基体（図示せず）は、５１６ＭＰａの曲げ破断強度を有する。この値も、図２に対する説明から分かるように、第１のセラミック基体（図示せず）に対して得られる値よりも高い。曲げ破断応力のこの高い値により、セラミック基体の堅牢性に対する最も高い要求を満たすことができる。

【0055】

図４は、合計１４枚のグリーンシートを有するプレスされたグリーンシート・スタック１０を形成するための、第１のグリーンシート１及び第２のグリーンシート２の第３の積層順序を、断面で示す。断面は、グリーンシート・スタック１０を通る平面内を延びており、当該平面は、ｘ軸及びｚ軸によって張られる平面に対して平行に延びている。第３の積層順序によれば、プレスされたグリーンシート・スタック１０は、それぞれ１つの第１のグリーンシート１から成る２つの端部層３を備える。更に、第３の積層順序を有するグリーンシート・スタック１０は、２つの第２のグリーンシート２の間に形成された第１のグリーンシート１を備える。端部層３を形成する第１のグリーンシート１と、２つの第２のグリーンシート２の間に形成された第１のグリーンシート１との間には、それぞれ、上下に積層された３つの第２のグリーンシート２が配置されている。更に、２つの第２のグリーンシート２の間に形成された第１のグリーンシート１は、上下に積層された４つの第２のグリーンシート２によって互いに分離されている。このような積層順序は、焼結収縮に的確に影響を及ぼすことを可能とする。

【0056】

第１のグリーンシート１及び第２のグリーンシート２の組成は、図２に対する説明で述べた第１のグリーンシート１及び第２のグリーンシート２の組成と同じである。第３の積層順序を有するグリーンシート・スタック１０をベースとする第３のセラミック基体（図示せず）の製造方法は、図２に対する説明で述べた方法に類似している。

【0057】

図５は、セラミック基体２１を含む基板２０を、断面で示す。セラミック基体２１は、第２の積層順序を有するグリーンシート・スタックをベースとしている。第１及び第２のグリーンシートの組成は、図２に対する説明で述べた組成と同じである。焼結温度及び保持時間も、図２に対する説明で述べた温度及びび保持時間と同じである。

【0058】

セラミック基体２１は、第１の体積領域４及び第２の体積領域５を有する。第１の体積領域４は、第２の体積領域５よりも低い焼結助剤濃度を有する。更に、基板は、一体化された再配線６及びビア７を備える。ビア７によって、基板は、接触面８を介して両側に部品を実装することができる。更に、一体化された再配線６によって、一体化された再配線６がない場合よりも多くの部品を、接触面８を介して基板２０の所定の面積上に実装することができる。それにより、更なる小型化が可能となる。

【0059】

図６は、第２の積層順序を有するグリーンシート・スタックをベースとするセラミック基体２１の断面の一部を、ＳＥＭ写真で示す。ＳＥＭ写真中の明るい点は、焼結助剤によって生成される二次相を示す。元々は第２のグリーンシートによって形成された第２の体積領域５は、元々は第１のグリーンシートによって形成された第１の体積領域４よりも、多数の二次相を有することが明らかに分かる。第１の体積領域４が完全に二次相を含まないわけではないという事実は、焼結によって引き起こされる第２のグリーンシートから第１のグリーンシートへの焼結助剤の拡散に基づく。

【0060】

それにもかかわらず、第１の体積領域４は、著しく少ない二次相を有する。これらの二次相は優先的に表面上で結晶化するので、これらの表面の粗さは大幅に増大する。第１のグリーンシートから成る端部層を用いることにより、表面の粗さを大幅に低減することができる。

【0061】

本発明は、図示された実施例に限定されない。特に、グリーンシート・スタックのグリーンシートの総数、並びに、第１及び第２のグリーンシートの積層順序は、異なっていてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ 第１のグリーンシート
２ 第２のグリーンシート
３ 端部層
４ 第１の体積領域
５ 第２の体積領域
６ 一体化された再配線
７ ビア
８ 接触面
１０ グリーンシート・スタック
２０ 基板
２１ セラミック基体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】