多层陶瓷基板的制造方法以及使用了它的电子机器技术

一种多层陶瓷基板的制造方法，其特征是，具有：（ａ）使用含有陶瓷材料的粉末及有机粘结剂的料浆制作能够进行低温烧结的基板用生片，（ｂ）在所述基板用生片上形成了电极后，层叠而制作未烧结多层陶瓷基板，（ｃ）在承载薄膜上形成含有在未烧结多层陶瓷基板的烧结温度下不烧结的无机粒子和有机粘结剂的约束用生片，将该约束用生片从承载薄膜上剥离下来，使所述约束用生片的与所述承载薄膜接触了的一侧的面与所述未烧结多层陶瓷基板的上面及／或下面密接地设置，制成具备约束层的一体化的叠层体，（ｄ）烧结所述叠层体，（ｅ）将所述约束层从已经烧结了的所述叠层体的表面除去的工序，其中所述无机粒子的平均粒径在０．３μｍ以上，为所述陶瓷材料的粉末的平均粒径的０．３～４倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用能够实现低温烧结的无收缩工序制造的多层陶瓷基板及其制造方法以及具备了该多层陶瓷基板的携带电话或信息终端装置等用的电子机器。
技术介绍
现在，多层陶瓷基板在携带电话等移动体通信终端机器的领域等中，为了构成天线开关模块、PA模块基板、滤波器、芯片天线、各种组合部件等多种电子部件而被广泛使用。多层陶瓷基板是将多个陶瓷层层叠而成，在内部具有在各陶瓷层上形成的内部电极、为将内部电极间连接而贯穿陶瓷层的穿孔(viahole)电极，并且在外面上形成有外部电极。多层陶瓷基板通常在搭载了半导体芯片或其他的芯片部件后，被安装在母基板的表面。为了实现多功能化、高密度化及高性能化，配线电极及外部电极被高密度地配置。但是，在用于获得多层陶瓷基板的烧结工序中，陶瓷大约收縮10 25%左右。由于像这样较大的烧结收縮并不是在多层陶瓷基板整体上均匀地产生，因此就会带来翘曲或变形。此种翘曲或变形不仅会使多层陶瓷基板的特性变差，而且对其安装操作也造成妨碍，阻碍电极的高密度化。所以，希望将由烧结造成的收縮率设为1%以下，并且减小收縮的偏差，由此将翘曲抑制在每50mm长度中为30pm以下。此外，由于最近开始使用低电阻的Ag类电极糊状材料，因此多层陶瓷基板的烧结在800 1000'C左右的低温下进行。由此，逐渐开始使用在IOO(TC以下的温度下能够烧结的LTCC (Low Temperature Co-firedCeramics)的生片(green sheet),尤其是由玻璃粉末、氧化铝、莫来石、堇青石等陶瓷粉末、有机粘结剂及增塑剂构成的玻璃一陶瓷生片，采用在实 质上不产生多层陶瓷基板的X — Y面上的收縮的情况下一体化地烧结的所 谓「无收縮工序」。例如，特许第2554415号(专利文献1)及专利第2617643号(美国专 利第5254191号及美国专利第5085720号)(专利文献2)公布有如下的方 法，即，准备由分散于有机粘结剂中的陶瓷粉末、烧结性无机粘结剂(玻 璃成分)的混合物构成的基板用生片，以及由在基板用生片的烧结温度下 不能烧结的无机粒子(氧化铝等)分散在有机粘结剂中而得到的混合物形 成的约束用生片，层叠多张基板用生片而形成未烧结的多层陶瓷基板，在 其上面及下面密接了约束用生片后，进行烧结。根据该方法，基板用生片 中所含的烧结性无机粘结剂向约束用生片层浸透至50pm以下，将两生片 结合，但是由无机粒子构成的约束用生片由于实质上未烧结，因而不收縮， 从而抑制了与之密接的基板用生片的X—Y面的收縮。专利第3335970号(专利文献3)提出，为了使基板用生片和约束用生 片的结合力高于专利第2554415号(专利文献l)，在约束用生片中也含有 玻璃成分。特开平9一266363号(专利文献4)提出，不从基板用生片中将通过浸 透的玻璃成分的作用而固着在基板表面的约束用生片部分剥离下来，而将 其作为基板的表面直接利用。特开平11一354924号(专利文献5)提出，通过将烧结后的多层陶瓷 基板和约束用生片的热膨胀系数的差设于给定范围内，利用热应力将约束 用生片从多层陶瓷基板上剥离下来。根据所述无收縮工序，通过利用约束用生片来约束基板用生片，基板 用生片虽然沿厚度方向收縮，但是X—Y面的收缩被抑制。但是，如专利 第3335970号(专利文献3)中记载所示，迄今为止主要关注于如何提高基 板用生片和约束用生片的结合力。所述以往技术中，烧结后的约束用生片 由于成为有机粘结剂蒸发了的多孔的粉体状薄片，因而可以被比较简单地 除去，但是实际上经常无法完全除去。由此，就需要使多层陶瓷基板的表 面的性状稳定化。例如，需要考虑对多层陶瓷基板的上下面的外部电极的 影响、对烧结后在外部电极上形成的Ni或Au的金属化膜的影响。这里，考察基板用生片中所含的玻璃成分的行为。玻璃成分随着烧结 的进展而软化，向基板用生片的表面溶出。另一方面，在约束用生片中，可以在挥发了的有机粘结剂的痕迹中产生空孔。所以，液状化了的玻璃由于毛细管现象等而向约束用生片的空孔中浸透。浸透深度虽然因各种条件而不同，但是典型的情况是5(Vm左右。利用玻璃的浸透，两生片牢固地结合。但是，由于同时基板用生片表面的外部电极变为浮在向基板用生片的表面溶出的熔融玻璃上的状态，因此就难以保持其精度及质量。另外，在浸透过程中会有玻璃成分附着在外部电极的表面的情况，从而成为接触不良及镀膜不良的原因。另外，在烧结时，也会看到作为约束用生片的主要原料的氧化铝粒子侵入基板用生片中的现象。若要将深深地埋藏的氧化铝粒子从多层陶瓷基板中除去，虽然进行喷砂或研磨即可，但是这样由于表面的外部电极也被除去，因此还需要再次形成外部电极这样的附加工序。如上所示，以往的无收縮工序在应用于形成了外部电极的未烧结多层陶瓷基板中时并不适合。由此， 一直以来，在多层陶瓷基板的烧结后将约束层去掉后，要印刷外部电极，进行烧成。专利文献h特许第2554415号专利文献2:特许第2617643号专利文献3:特许第3335970号专利文献4:特开平9一266363号专利文献5:特开平11一354924号
技术实现思路
所以，本专利技术的目的在于，提供一种多层陶瓷基板的制造方法，所述多层陶瓷基板是将在表面形成了外部电极的未烧结多层陶瓷基板无收缩地烧结而得的多层陶瓷基板，该多层陶瓷基板的X—Y面内的收縮被抑制，翘曲或变形少，没有外部电极的焊料侵蚀，镀膜性良好。本专利技术的另一个目的在于，提供一种在未烧结多层陶瓷基板的上面及/或下面上，设置约束层进行烧结而制造多层陶瓷基板时，发挥充分的约束力并且抑制了对外部电极表面的不良影响的方法。其中，所述未烧结多层陶瓷基板在表面上形成了外部电极。本专利技术的另一个目的在于，提供使用了此种多层陶瓷基板的电子机器0本专利技术的方式一的多层陶瓷基板，其特征是，在将包括陶瓷材料且能 够进行低温烧结的基板用生片层叠而成的未烧结多层陶瓷基板的至少上 面，形成外部电极，并按照使以在未烧结多层陶瓷基板的烧结温度下不烧 结的无机粒子作为主要成分的约束层与所述未烧结多层陶瓷基板的上面及/ 或下面密接的方式进行设置而形成一体化的叠层体，将所述叠层体烧结后， 将所述约束层除去而成，其中该多层陶瓷基板的面内收缩率在1%以内(偏差在0.1%以内)。所述陶瓷材料优选作为主要成分分别以氧化物的状态含有以A1203换 算为10 60质量X的A1、以SiO2换算为25 60质量X的Si、以SrO换算 为7.5 50质量％的Sr及以Ti02换算为0 20质量％的Ti(其中，将A1203、 Si02、 SrO及Ti02的总量设为100质量％)、在70(TC 85(TC下煅烧后粉碎 而成的粉末状的物质。所述陶瓷材料中作为辅助成分优选相对于每100质量份的主要成分， 含有从由以81203换算为0.1 10质量份的Bi、以Na20换算为0.1 5质量 份的Na、以K20换算为0.1 5质量份的K及以CoO换算为0.1 5质量份 的Co构成的一组中选择的至少一种、从由以CuO换算为0.01 5质量份的 Cu、以Mn02换算为0.01 5质量份的Mn及0.01 5质量份的Ag构成的 一组中选择的至少一种。 本专利技术的方式二的多层陶瓷基板，其特征是，在将包括陶瓷材料且能够 进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层陶瓷基板的制造方法，其特征是，具有：（ａ）使用含有陶瓷材料的粉末及有机粘结剂的料浆制作能够进行低温烧结的基板用生片，（ｂ）在所述基板用生片上形成了电极后，层叠而制作未烧结多层陶瓷基板，（ｃ）在承载薄膜上形成含有在未烧结多层陶瓷基板的烧结温度下不烧结的无机粒子和有机粘结剂的约束用生片，将该约束用生片从承载薄膜上剥离下来，使所述约束用生片的与所述承载薄膜接触了的一侧的面与所述未烧结多层陶瓷基板的上面及／或下面密接地设置，制成具备约束层的一体化的叠层体，（ｄ）烧结所述叠层体，（ｅ）将所述约束层从已经烧结了的所述叠层体的表面除去的工序，其中所述无机粒子的平均粒径在０．３μｍ以上，为所述陶瓷材料的粉末的平均粒径的０．３～４倍。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：种井平吉，上田到，市川耕司，恒松裕之，池田初男，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]