JPH08274467A

JPH08274467A - 多層セラミック基板のバイア形成方法

Info

Publication number: JPH08274467A
Application number: JP7412995A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Yamaguchi; 和宏山口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】複数層を同じ位置で貫通する直列バイアを形
成する多層セラミック基板において、表面に直列バイア
部分の突き出しが無く、凸凹が無い多層セラミック基板
を得る。【構成】複数のグリーンシート１ａ〜１ｄの同じ位置
にバイア用の穴を円錐形または角錐形に設け、このバイ
ア用の穴の開口径が小さい側から導体を充填し、開口径
が大きい側に導体が充填されない空間部を残したバイア
を形成する。また、バイア用の穴の一部にのみ導体を充
填した。また、バイア部分のランドパターンをバイアに
周囲にのみ形成した。またバイア用の穴のみを形成した
グリーンシートを用い、２枚１組で１層とし、バイア用
の穴の容積を広げた。また、このバイア用の穴の寸法を
バイアよりも大きくした。これらの方法で加工した複数
のグリーンシートを積層・圧着・焼成して一直線上に一
連に重なる直列バイアを形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子部品を実装して
電子回路を構成するための基板として使用される多層セ
ラミック基板のバイア形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多層セラミック基板は、数十層もの高多
層化が可能、熱伝導性が高い、熱膨張系数が小さいため
シリコンチップの直接実装が可能であり、高密度実装化
の効果が高く最短接続にも有利、などの理由でコンピュ
ータの実装基板、マルチチップモジュール、ハイブリッ
ドＩＣの基板用として多く使用され、電子機器の小型化
・軽量化・高機能化に貢献している。

【０００３】セラミック基板は多層であると無いとに係
わらず、周知のようにセラミック粉末、有機溶剤、バイ
ンダー、可塑剤、湿潤剤、等を混練してスラリーと呼ば
れる粘土状にし、ドクターブレード法等の方法により所
定の厚さの平板シート状に成型し、乾燥させた後に高温
で焼成して形成される。ここで乾燥までに留めたものが
グリーンシートと呼ばれ、このグリーンシートを積重
ね、焼結させたものが多層セラミック基板である。セラ
ミックという表現は総称であってその材質は多岐に渡る
が、セラミック板として見た場合、その製法に大きな違
いは無く、いずれもグリーンシート形成工程を経てい
る。

【０００４】単板セラミック板で構成された回路基板の
場合、その製作工程はグリーンシート１枚または複数の
グリーンシートを重ねて熱圧着し、焼結させ、１枚のセ
ラミック単板を形成し、その後にこのセラミック単板表
面に厚膜法を用いて回路パターン、部品ランドパターン
等の導体パターンや抵抗パターン等を形成し、焼結させ
て回路基板とする。このように単板セラミック板で構成
された回路基板の場合はセラミック単板製造工程とパタ
ーンの製造工程とが分かれている。さらに回路基板の部
品ランドパターンに部品の取付け等を行って一つの機能
を持つモジュールとなる。厚膜法とは、所望の回路パタ
ーン形状が抜かれたメッシュスクリーンとペースト状の
導体材料、抵抗材料、等を用い、セラミック単板表面に
上記のメッシュスクリーンのパターン形状をペースト材
料で転写し、８００〜１０００℃の温度で焼成してセラ
ミックとペースト材料を焼結させて回路パターンを形成
する方法である。

【０００５】多層セラミック板で構成された回路基板の
場合は、厚さ１００〜２００μｍ程度の複数のグリーン
シートを使用し、重ねて多層回路化するわけであるが、
回路が立体的構成となるため、この立体部となる層間を
接続するものを形成しなければならない。この層間接続
をするものがバイアもしくはバイアホールと呼ばれるも
ので、層ごとに所定の位置に径が１００〜２００μｍ程
度の穴を明け、その穴に厚膜法で用いるものと同様の導
体ペーストを充填して形成する。ここでは、このバイア
またはバイアホールのための穴をバイア用の穴と称し、
導体ペーストが充填された状態のものをバイアと称す
る。バイア用の穴の形成は、打ち抜きで行われ、グリー
ンシート１枚ごとに一括パンチングを行うか、またはＮ
Ｃパンチング装置により１穴ずつ明けるかのいずれかで
行われる。バイア用の穴の穴明け完了後、このバイア用
の穴の導体充填はグリーンシートのバイア用の穴位置に
整合する位置にバイア用の穴形状に合わせて抜かれた貫
通孔を形成したメタルマスクを用いて導体ペーストを印
刷して充填し、次に印刷し易いように導体ペーストに混
ぜられている溶剤成分を抜くために乾燥させる。メッシ
ュスクリーンとメタルマスクの違いはあるが印刷方法と
しては厚膜法と同様の方法である。

【０００６】次に、グリーンシート表面に所望のパター
ンを形成するが、パターン形成の方法は先述した厚膜法
と全く同様である。異なる点は、厚膜法ではパターン形
成後に焼成しているが、多層セラミック基板の場合は乾
燥状態に留められたグリーンシートに回路パターンを印
刷し、この回路パターンもペーストに混ぜられた溶剤成
分を抜くために乾燥させ、その乾燥まで留めておくこと
である。このようなバイア用の穴明け、充填、回路パタ
ーン印刷はグリーンシート１枚ごとに行われ、多層基板
の各層を構成する複数枚のグリーンシートごとに行う。
各層ごとのグリーンシートに所望のバイア及び回路パタ
ーン形成した後、この複数枚のグリーンシートを所定の
順番で各層のバイアの位置を合わせて積み重ね、熱圧着
し、焼成して当接するグリーンシート同士、及び回路パ
ターンとグリーンシート、を焼結させて初めて１枚の多
層セラミックと呼べる形となる。ここでグリーンシート
の焼結と、回路パターンとグリーンシートとの焼結を１
回の焼成工程で同時に行うため、同時焼成と呼ばれてい
る。

【０００７】多層セラミック基板の内層に位置する回路
パターンの焼成は、この同時焼成でしか行えないが、多
層セラミック基板の最表層面のパターン形成は同時焼成
で焼成する場合と、同時焼成を行った後に単板セラミッ
ク基板と同様に厚膜法を用いて表面にパターンを印刷
し、焼成して形成する場合とがある。この２回目の焼成
工程は、同時焼成工程と区別するため便宜上、２次焼成
と称する。最表層のパターンを同時焼成で形成するか、
２次焼成で形成するかは場合によって異なるが、使用す
るペーストの材料系でほぼ決まるものである。多層セラ
ミック基板では単板セラミックの場合と同様に厚膜によ
る抵抗パターンの形成も行われ、内層部に形成すること
も可能であるが、抵抗値精度は低いものしか作ることが
できないためあまり使われていない。最表面層における
抵抗パターンは、厚膜法を用いて形成し、焼成後にトリ
ミングで抵抗値を調整することができるためごく普通に
用いられている。

【０００８】多層セラミック基板にはそのセラミックの
組成によって多くの種類があるが、その焼結温度の違い
によって大きくは２種類に分類することができ、焼結温
度が１５００℃前後のものは高温焼成多層セラミック基
板と呼ばれ、焼結温度が８００〜１０００℃程度のもの
は低温焼成多層セラミック基板と呼ばれている。これら
の多層セラミック基板に抵抗パターンを形成する場合、
抵抗パターンの材料系としては厚膜抵抗と類似の材料が
用いられるためのその焼成温度も厚膜法の場合と同じで
８００〜１０００℃であり、高温焼成多層セラミック基
板の焼成温度とはかなり異なるので高温焼成多層セラミ
ック基板において抵抗パターンの同時焼成を行うことは
できず、２次焼成に限られる。また低温焼成多層セラミ
ック基板においては低温焼成多層セラミック基板と厚膜
抵抗の焼成温度がほぼおなじであるため同時焼成するこ
とは可能であるし、また２次焼成を行うことも可能であ
る。

【０００９】セラミックは先に述べたように乾燥状態で
成型されたグリーンシートというものが基板のベースと
なっており、これを焼成するとセラミックの結晶粒成長
が起こると同時に結晶同士が結合し、この過程で体積が
収縮する現象が起こる。これは焼成収縮と呼ばれるが、
単板セラミック板でも多層セラミック基板でも同様に起
こり、セラミック材料を使う限り避けることはできない
現象である。ただし、この焼成収縮は、乾燥状態のグリ
ーンシートを焼成した場合に起きるものであって、セラ
ミック基板としての焼成・焼結が完了したものを２次焼
成等でもう１度焼成してもさらに収縮するものではない
が、単板セラミック板また焼結済みの多層セラミック基
板面に厚膜法を用いて形成された導体パターンや抵抗パ
ターンを焼成すると、この導体パターン、抵抗パターン
は基板面と焼結する際に独自に焼成収縮を起こす。

【００１０】多層セラミック基板は電子機器の小型化を
一つの目標としているので、回路パターンやバイアが占
有する面積についても最少化を図る必要があり、そのた
めに回路パターンの細線化、バイアの小径化を進める一
方、多層セラミック基板の厚さ方向にバイアを一直線上
に連続して直列に並べてバイアの投影占有面積を小さく
し、回路パターン形成領域を広げている。回路パターン
形成領域が広いということは、配線の自由度が広がり、
最適配線をしやすくなるということである。この直列バ
イアは、複数のグリーンシートを重ねて構成された多層
セラミック基板においてそれぞれのグリーンシートの全
く同じ位置にバイアを有するものを指し、多層セラミッ
ク基板の一方の最表面層から他方の最表面層まで貫通す
る場合、一方の最表面層から内層のいずれかまでを貫通
する場合、内層間だけを貫通する場合、とがある。

【００１１】ここまで述べた直列バイアは、多層セラミ
ック基板の各層に形成された回路パターンを電気的に接
続するためのものであるが、サーマルバイアと呼ばれる
放熱用のバイアとしても直列バイアが用いられる。サー
マルバイアは多層セラミック基板の一方の面に取付けら
れた部品から発する熱を多層セラミック基板を通して他
方の面側へ伝え易くするための熱伝導路であり、最短距
離となるように設けなければならないため、直列バイア
が最も適している。セラミックは元々熱伝導性が高い材
料であるから多層セラミック基板の積み重ね層数が少な
い場合や部品の発熱量が少ない場合はサーマルバイアは
必要ではないことも多いが、高集積化に伴う配線数の増
加、これに伴うグリーンシート層数の増加、または部品
の大電力化、等に伴い、サーマルバイアの有効性が高く
なってきている。

【００１２】図２１は従来の多層セラミック基板の構成
を示す斜視図、図２２は図２１に示したものの層構成を
示す斜視図で、グリーンシート１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
の４枚で４層構造の多層セラミック基板２を構成した例
であり、セラミック材料としては高温焼成セラミック、
または低温焼成セラミックのいずれでもよい。ここで多
層セラミック基板２は焼成まで行ったものであれば４枚
のグリーンシート１ａ〜１ｄは一体化して層間の境界も
さだかではなくなるのでグリーンシートという表現は適
切ではないが、構成を説明する都合上、焼成の前後に係
わらずグリーンシートと称する。最表面層であるグリー
ンシート１ａにはグリーンシート１ａを貫通するバイア
３ａが所望の位置に設けられており、グリーンシート１
ａの表面にはバイア３ａを覆うランド４ａ、部品ランド
５、ランド４ａと部品ランド５を接続する回路パターン
６ａ、抵抗パターン７が形成されている。ランド４ａ、
部品ランド５、回路パターン６ａは実際には同時に形成
されるので厳密に分けて考えられるものではないが、説
明の都合上分けてある。８は部品ランド５に取付けられ
た電気部品であり、発熱部品である場合もある。

【００１３】多層セラミック基板２の部品実装面である
グリーンシート１ａはこのような構成となっているが、
多層セラミック基板２の内層であるグリーンシート１ｂ
〜１ｄも部品ランド５が無い他は同様の構成となってお
り、グリーンシート１ｂにはグリーンシート１ｂを貫通
するバイア３ｂ、バイア３ｂを覆うランド４ｂ、ランド
４ｂ間を接続する回路パターン６ｂが設けられている。
グリーンシート１ａとグリーンシート１ｂとの相関関係
は、グリーンシート１ｂにはグリーンシート１ａのバイ
ア３ａと同じ位置にはランド４ｂがあり、グリーンシー
ト１ａ〜１ｄを積重ねた際にグリーンシート１ａとグリ
ーンシート１ｂが接続されるようになっている。ランド
４ｂ内にバイア３ｂが設けられている場合とバイア３ｂ
が設けられていない場合があるが、バイア３ｂが設けら
れている場合は、次の層であるグリーンシート１ｃと接
続する部分であり、バイア３ｂが設けられていない場合
はこのランド４ｂから次の層であるグリーンシート１ｃ
への接続はされない部分である。同様に、グリーンシー
ト１ｃにはバイア３ｃ、ランド４ｃ、回路パターン６ｃ
が設けられ、グリーンシート１ｄにはバイア３ｄ、ラン
ド４ｄ、回路パターン６ｄが設けられている。回路パタ
ーン６ｄが格子状になっているのは電源やグラウンドの
ような共通回路の例である。

【００１４】バイア３ｄはグリーンシート１ｄを貫通
し、多層セラミック基板２の部品実装面とは反対側の面
と接続されているものである。グリーンシート１ａ〜１
ｄのそれぞれにおいて全く同じ位置にそれぞれバイア３
ａ〜３ｄが設けられている部分ではグリーンシート１ａ
〜１ｄを積重ねた際にグリーンシート１ａ〜１ｄを貫通
する４層直列バイア９が形成されるようになっている。
また、グリーンシート１ａ〜１ｃのそれぞれにおいて全
く同じ位置にそれぞれバイア３ａ〜３ｃ設けられている
部分では３層直列バイア１０が、グリーンシート１ａ〜
１ｂのそれぞれにおいて全く同じ位置にそれぞれバイア
３ａ〜３ｂが設けられている部分では２層直列バイア１
１が形成されるようになっている。ここでグリーンシー
ト１ａのランド４ａ、回路パターン６ａ、部品ランド５
を破線表示しているのは、多層セラミック基板２として
最表面となる面のランドやパターンの形成は、グリーン
シート状態で形成して同時焼成する場合と、グリーンシ
ート１ａ〜１ｄを積層・焼成したのちに２次焼成して形
成する場合とがあるからであり、いずれの方法であって
もよい。

【００１５】図２３〜図２６はグリーンシート１枚にお
ける加工工程を示す断面図で、図２３はグリーンシート
１ａ〜１ｄの各グリーンシート単独でバイア用の穴１２
を設ける方法を示している。１３はグリーンシート１ａ
〜１ｄにバイア用の穴１２を設けるための一括パンチン
グ工具である。一括パンチング工具１３には所望の位置
にニードル１４が複数本取付けられており、グリーンシ
ート１ａを例に取れば、このニードル１４によってグリ
ーンシート１ａにバイア用の穴１２が設けられる。バイ
ア用の穴１２の形状はこのニードル１４の形状で決まっ
てしまうが、一般的には断面形状が円型または正方形の
ニードルが用いられる。

【００１６】また、このバイア用の穴１２の立体的形状
は、ニードル１４をグリーンシート１ａに突き通して形
成するためニードル１４を突き通した際にグリーンシー
トが引きずられてニードル１４が突き刺される側と突き
出す側とではバイア用の穴１２の径が異なって形成さ
れ、ニードル１４が突き刺さる側で大きく、突き出す側
で小さくなり、ニードル１４の断面形状が円型であれば
バイア用の穴１２は円錐形状となり、ニードル１４の断
面形状が方形であればバイア用の穴１２は角錐形状とな
る。ここでは一括パンチングを例としたが、１本のニー
ドルで任意の位置に穴明けできるＮＣ装置を用いてもよ
い。このバイア用の穴１２の形成方法は、グリーンシー
ト１ｂ〜１ｄでも全く同じである。

【００１７】図２４はグリーンシート１ａ〜１ｄに設け
られたバイア用の穴１２を導体ペースト１５で充填する
工程を示しており、グリーンシート１ａを例にとれば、
グリーンシート１ａに設けられたバイア用の穴１２の位
置と合致する位置に貫通孔１６が設けられたメタルマス
ク１７を用い、印刷することによりグリーンシート１ａ
のバイア用の穴１２にスキージ１８で導体ペースト１５
を押し込んで充填する。貫通孔１６の径はニードル１４
と同径または印刷位置ずれを考慮して若干大きめに設け
られている。バイア用の穴１２が導体ペースト１５で充
填されてグリーンシート１ａにはバイア３ａが形成され
たことになるが、実際には焼結しなければバイアとして
の機能は持たないのでこの時点でバイアと称するのは妥
当ではないが説明の都合上、焼結の前後に係わらずバイ
アと称し、導体ペースト１５についても焼成の前後に係
わらず導体ペーストと称する。

【００１８】ここで、バイア用の穴１２を充填するに当
って導体ペースト１５は粘度が高いとは言え液状である
からその量の制御は非常に難しい。また貫通孔１６の径
は円錐形状または角錐形状の大径の方に合わせてあるた
めバイアの充填量が大目になる。この二つの要因からバ
イア３ａ部の印刷面と反対側の面に導体ペースト１５が
突き出してバイア突き出し１９ができることが多い。こ
の充填工程に関してもグリーンシート１ｂ〜１ｄもグリ
ーンシート１ａの場合と同一である。

【００１９】図２５はバイア充填後のグリーンシート１
ａの状態を示しており、メタルマスク１７がグリーンシ
ート１ａから離されると、メタルマスク１７にも厚みが
あるためバイア３ａ〜３ｄ部の印刷面側に導体ペースト
１５が残り、バイア突き出し２０ができる。従ってグリ
ーンシート１ａの両面にそれぞれバイア突き出し１９、
２０が形成されることになる。

【００２０】図２６は１枚のグリーンシートがグリーン
シート１ａの場合はランド４ａ、部品ランド５、回路パ
ターン６ａを形成する工程を、またグリーンシート１ｂ
〜１ｄの場合であればそれぞれランド４ｂ〜４ｄと回路
パターン６ｂ〜６ｄを形成する工程を示しており、方法
としてはメッシュスクリーン２１と導体ペースト１５を
用いた厚膜印刷法である。グリーンシート１ａではラン
ド４ａ、部品ランド５、回路パターン６ａ、等を分けて
説明しているが、同一種の導体ペースト１５で形成する
場合は、１枚のメッシュスクリーン２１で同時に印刷す
ることが可能であり、単に１枚のグリーンシート１ａ面
における導体パターンとして印刷される。この点はグリ
ーンシート１ｂ〜１ｄでも同様である。

【００２１】グリーンシート１ａを例に取ると、メッシ
ュスクリーン２１にはランド４ａ、部品ランド５、回路
パターン６ａと同一形状の貫通孔２２が設けられてお
り、印刷スキージ１８で導体ペースト１５をグリーンシ
ート１ａに印刷すると導体ペースト１５で貫通孔２２の
形状が転写され、ランド４ａ、部品ランド５、回路パタ
ーン６ａ、等の導体パターンが形成される。ここでは積
層された際に最表層となるグリーンシート１ａにおいて
も導体パターンを印刷しているので同時焼成の場合の例
となるが、２次焼成の場合であればこの時点でグリーン
シート１ａに導体パターンを形成することはまれであ
り、積層した際に内層となるグリーンシート１ｂ，１
ｃ，１ｄにのみランド４ｂ〜４ｄと回路パターン６ｂ〜
６ｄを形成する。

【００２２】グリーンシート１ａ〜１ｄにおいてランド
４ａ〜４ｄはバイア３ａ〜３ｄと接続するためにランド
４ａ〜４ｄをバイア３ａ〜３ｄに被せて印刷するが、ス
クリーン印刷の際、印刷厚膜を均一にするためスキージ
１８でメッシュスクリーン２１にかなりの強さの圧力が
加えられており、この圧力で図２５のバイア突き出し２
０が圧縮され、ランド４ｂ〜４ｄはグリーンシートの面
に平坦な状態で印刷形成される。また、図２５のバイア
突き出し１９部はメッシュスクリーン２１を用いた印刷
の反対面であって、この面は平坦で堅い治工具面に接し
ているためやはり印刷時の圧力で押しつぶされ、バイア
突き出し１９はバイア３ａ〜３ｄの中に圧縮して押し込
まれる。従ってランド等のパターン印刷後にはグリーン
シートの両面にはバイアの突き出しは見られなくなる。

【００２３】図２７は従来の多層セラミック基板を示す
断面図で、ここまでに説明したようにして穴明け加工、
バイアの充填、パターンの形成がそれぞれに行われたグ
リーンシート１ａ〜１ｄが積層され、焼結させた多層セ
ラミック基板２を示しており、図２２を用いて説明した
４層直列バイア９、３層直列バイア１０、２層直列バイ
ア１１の構成を示している。グリーンシートの積層工程
は、グリーンシート１ａ〜１ｄを所定の順番で、かつ各
グリーンシートのバイア３ａ〜３ｄの位置を合わせて積
重ね、室温〜１００℃の範囲の温度下で全面に均等に２
００ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力を加えてグリーンシート１
ａ〜１ｄにおいてそれぞれ当接する境界面を圧着し、そ
の後に焼成、という順序になっている。焼成すると境界
面における化学反応、結晶粒の成長によって融合・一体
化した多層セラミック基板２が仕上がる。

【００２４】ここで、図２４〜図２６を用いて説明した
ように、グリーンシート１ａ〜１ｄ単独の状態ではバイ
ア３ａ〜３ｄ部ではそれぞれ両面にバイア突き出し１
９、２０があったが、その次のパターン印刷工程におい
て圧縮され、平坦化されている。グリーンシート１ａ〜
１ｄを積み重ねると、複数のバイアが積み上がる４層直
列バイア９部分ではバイア突き出し１９、２０が圧縮さ
れた導体ペースト分も４層分重なっていることになり、
圧縮されているために体積としては適正であるかのよう
に見えるが実際には使用されたペースト量が４層直列バ
イア９を形成するために適正な導体ペースト１５の総量
を越えている。バイア突き出し１９、２０の層数分の重
なりが生じる３層直列バイア１０、２層直列バイア１１
でも適正な導体ペースト１５の総量を越えることは同様
である。

【００２５】次に圧着・焼成を行うと、グリーンシート
１ａ〜１ｄは縦・横・厚さ方向の全てで１０〜２０％の
焼成収縮が起こり、バイア用の穴１２の直径と厚さも縮
小化される。また、グリーンシート１ａ〜１ｄと導体ペ
ースト１５は同一の組成物ではないため焼成収縮率も同
一ではなく、導体ペースト１５の方が焼成収縮率はグリ
ーンシート１ａ〜１ｄよりも小さい。従って多層セラミ
ック基板２の焼成時にはグリーンシート１ａ〜１ｄの収
縮につれてバイア３ａ〜３ｄの体積が縮むが、バイア３
ａ〜３ｄの内部に充填された導体ペースト１５の収縮率
がグリーンシート１ａ〜１ｄの収縮率よりも小さいため
焼成後の体積としてはバイア用の穴１２の体積を越えて
バイア３ａ〜３ｄの外側に押しだされた状態で焼結し、
直列バイア突き出し２３が発生する。

【００２６】グリーンシートも導体ペーストもそれぞれ
に収縮しているのであるが、収縮率が異なるということ
は、この収縮率の差は膨張となって現われることにな
る。従って多層セラミック基板２を完全に貫通する４層
直列バイア９部では多層セラミック基板２の両面に直列
バイア突き出し２３が生じ、３層直列バイア１０部と２
層直列バイア１１部では多層セラミック基板２の表面に
ある側だけに直列バイア突き出し２３が生じる。この直
列バイア突き出し２３の突き出し高さは直列に積み重な
ったバイアの数に比例して高くなる。

【００２７】図２８は多層セラミック基板２の表面パタ
ーン印刷工程を示す断面図、図２９は多層セラミック基
板２の表面パターン仕上がりを示す断面図である。図２
８は厚膜法により抵抗ペースト２４とメッシュスクリー
ン２１を用いて多層セラミック基板２の表面に抵抗パタ
ーン７を形成する過程を示している。直列バイア９、１
０、１１部では複数のバイアが重なっているためバイア
突き出し２３が生じており、このバイア突き出し２３に
メッシュスクリーン２１が当って浮き上がってしまい、
多層セラミック基板２の表面とメッシュスクリーン２１
との間隔を一定に保てない、または密着が不均一になる
等、膜厚制御が困難であり、均一な印刷膜厚で形成でき
ない。例えば、グリーンシート１０枚で１０層基板を構
成させた場合、直列バイア突き出し２３の高さは５０〜
８０μｍに達することがあり、これに対して抵抗体の印
刷設定膜厚は４０〜６０μｍであり、直列バイア突き出
し２３の高さがこの膜厚を上回っていることになり、印
刷膜厚が設定膜厚よりも厚くなる。この直列バイア突き
出し２３の高さは、積層されるグリーンシートの枚数、
すなわち積み重なるバイアの数が増えるに従って高くな
ってくるのは当然のことであって、このような状態で形
成した抵抗パターン７は適正膜厚よりも厚過ぎたり厚さ
が一定でなかったりするということになり、当然のこと
ながら所望の抵抗値が得られなくなる。

【００２８】また、多層セラミック基板２の表面には抵
抗パターン７以外にもランド４ａ、部品ランド５、回路
パターン６ａ等の導体パターンを２次焼成によって形成
する場合があるが、直列バイア突き出し２３の影響で導
体パターンの膜厚制御が困難となるのは抵抗パターン７
の膜厚制御が困難であるのと同様である。このように、
膜厚制御が困難な状態で多層セラミック基板２の表面に
抵抗パターン７や２次焼成導体パターンを形成した場
合、２次焼成後も膜厚が厚過ぎる、厚さが不均一である
という状態は解消されず、部品取付け等の次の工程にも
影響を及ぼす。

【００２９】図３０は部品取付けを示す断面図で、多層
セラミック基板２の直列バイア突き出し２３に重なるよ
うな位置に電気部品８を取付ける場合、図３０に見られ
るように電気部品８が傾いたり、電気部品８と多層セラ
ミック基板２との間に隙間が生じる。電気部品８の傾き
は論外だが、水平を保ったまま電気部品８と多層セラミ
ック基板２との間に隙間がある場合は見かけは正常に見
えるが、電気的・熱的接続などの特性面からは不具合事
象となることがある。また、多層セラミック基板２をケ
ース２５等に取付ける場合も電気部品８取付けの場合と
同様にケース２５と多層セラミック基板２との間に隙間
が生じるという支障がある。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】各グリーンシートにお
いてバイア用の穴１２に導体ペースト１５を充填した際
に両面に発生するバイア突き出し１９、２０をも圧縮し
てバイア用の穴１２の中に押し込んでいるためバイア１
個あたりの導体ペースト１５は、体積は縮んでいても使
用されている量としては過多である点、さらに直列バイ
ア９、１０、１１のように複数のバイアが一直線上に一
連に重なる部分では、この過多量も積み重なってバイア
用の穴１２の全容積に適する量よりもかなり多い量の導
体ペースト１５が使用されていることになる。

【００３１】以上の２点により、積層・圧着までは正常
に見えたものが、焼成後にはグリーンシートの収縮によ
るバイア用の穴１２の容積の縮小化、及びグリーンシー
トと導体ペーストとの収縮率の相違により導体ペースト
１５が膨張してバイア３ａ〜３ｄの外に押し出され、多
層セラミック基板２の表面に直列バイア突き出し２３が
発生し、多層セラミック基板２の表面が凸凹になるとい
う問題がある。この直列バイア突き出し高さは直列バイ
アを構成するバイアの数が多い程高くなる。

【００３２】また、ランド４ａ〜４ｄはそれぞれバイア
３ａ〜３ｄに重ねて印刷形成されるため、バイア３ａ〜
３ｄ部ではこのランドの膜厚分だけ導体ペースト１５が
余計に積み重なることになり、このランドの膜厚分が直
列バイア２３の突き出し高さを助長するという問題があ
る。

【００３３】またこの直列バイア突き出し２３があるた
めに、多層セラミック基板２の表面に２次焼成によって
回路パターン６ａや抵抗パターン７を印刷形成する際に
印刷膜厚の制御に支障が生じ、印刷された膜の厚さが不
均一になるという問題がある。さらに積み上げるグリー
ンシート層数が多くなるほど重なるバイアの数も増える
ので、グリーンシート層数が多くなるほど直列バイア突
き出し２３の高さが高くなり、表面にパターンを印刷形
成することはさらに困難になってくるという問題があ
る。

【００３４】また、多層セラミック基板２の表面に電気
部品８を取付けた場合、バイア突き出し２３があるため
に部品が傾く、隙間ができる、取付け不能となる、また
は取付けは可能であっても熱伝導性が低下する。また多
層セラミック基板２をケース２５等に取付ける場合も、
バイア突き出し２３があるために多層セラミック基板２
とケース２５の間に隙間が生じ、多層セラミック基板２
とケース２５との間の熱伝導性が低下する、等の実装上
の問題がある。

【００３５】この発明は直列バイアを形成した場合で
も、最表面の回路パターンや抵抗パターンの印刷及び部
品取付け等に支障が生じない平滑な表面を有する多層セ
ラミック基板を得ることを目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】この発明の実施例１はグ
リーンシートに打ち抜きで形成されるバイア用の穴が円
錐形状または角錐形状であることに着目し、複数のグリ
ーンシートが積層された際に直列バイアとなる位置にそ
れぞれバイア用の穴を打ち抜き、このバイア用の穴の開
口径が小さい側から導体ペーストを充填することによっ
て充填される導体ペースト量を抑制し、この円錐形状た
は角錐形状のバイア用の穴の向きを同一となるように揃
えて複数のグリーンシートを積層・圧着・焼結させて直
列バイアを構成したものである。

【００３７】この発明の実施例２は、積層された際に直
列バイアとなる位置にそれぞれ楕円形または長方形のバ
イア用の穴を明け、このバイア用の穴の楕円形または長
方形の中央部または片端に統一して寄せて導体ペースト
を同一の基準量だけ充填し、複数のグリーンシートを積
層・圧着・焼結させて直列バイアを構成したものであ
る。

【００３８】この発明の実施例３は、積層された際に直
列バイアとなる位置にバイア用の穴を設け、導体ペース
トを充填してバイアを形成し、このバイアに重ならない
ようにバイアの周囲にランドパターンを形成し、積層・
圧着・焼結させて直列バイアを構成したものである。

【００３９】この発明の実施例４は、積層された際に直
列バイアとなる位置にバイア用の穴が設けられた複数枚
のグリーンシートのうち、積層された際に奇数番層とな
るグリーンシートについてのみまたは偶数番層となるグ
リーンシートについてのみ、即ち交互の層についてのみ
バイア用の穴を導体ペーストで充填し、積層・圧着・焼
結させて直列バイアを構成したものである。

【００４０】この発明の実施例５は、積層された際に直
列バイアとなる位置にバイア用の穴を設けるが、積層さ
れた際に奇数番層となるグリーンシートまたは偶数番層
となるグリーンシート即ち交互の層についてバイア用の
穴の径を変え、穴径が小さい方の層に属するグリーンシ
ートのバイア用の穴のみを導体ペーストで充填し、積層
・圧着・焼結させて直列バイアを構成したものである。

【００４１】この発明の実施例６は、厚さが異なる２種
類のグリーンシートを用い、一方の厚さのグリーンシー
トを奇数番層または偶数番層として使用し、厚さが異な
るグリーンシートを交互に積み重ねる。それぞれのグリ
ーンシートには積層された際に直列バイアとなる位置に
バイア用の穴を設け、厚い方のグリーンシートが用いら
れた層に属するグリーンシートのバイア用の穴のみを導
体ペーストで充填し、積層・圧着・焼結させて直列バイ
アを構成したものである。

【００４２】

【作用】この発明の実施例１では、多層セラミック基板
を構成する各グリーンシートのバイアにおける導体ペー
ストの充填量をバイア１個単位で抑制できる。

【００４３】この発明の実施例２では、多層セラミック
基板を構成する各グリーンシートのバイアにおける導体
ペーストの充填量をバイア１個単位で容易に変化させる
ことができる。また、充填量のばらつきがあっても吸収
するだけの容積的余裕がある。

【００４４】この発明の実施例３では、多層セラミック
基板の直列バイアを構成する複数のバイア用の穴の総容
積に対する導体ペーストの総量を抑制できる。

【００４５】この発明の実施例４では、多層セラミック
基板の直列バイアを構成する複数のバイア用の穴の総容
積に対する導体ペーストの総量を抑制できる。また、充
填量のばらつきがあっても吸収するだけの容積的余裕が
ある。

【００４６】この発明の実施例５では、多層セラミック
基板の直列バイアを構成する複数のバイア用の穴の総容
積に対する導体ペーストの総量を抑制できる。また、充
填量のばらつきがあっても吸収するだけの容積的余裕が
ある。また、グリーンシートの収縮によるバイア用の穴
の縮小に伴う容積変動を吸収するだけの容積的余裕があ
る。

【００４７】この発明の実施例６では、多層セラミック
基板の直列バイアを構成する複数のバイア用の穴の総容
積に対する導体ペーストの総量を抑制できる。また、充
填量のばらつきがあっても吸収するだけの容積的余裕が
ある。また、グリーンシートの収縮によるバイア用の穴
の縮小に伴う容積変動を吸収するだけの容積的余裕があ
る。また、積層層数に対する直列バイア部分のバイア用
の穴の総容積を調節できる。

【００４８】

【実施例】

実施例１図１はこの発明の実施例を示す断面図で、４層の場合を
例としている。図２はグリーンシート１ａを例としたバ
イアの充填方法を示す断面図、図３はグリーンシート１
ａにおける導体パターンの印刷を示す断面図、図４は積
層構成を示す断面図である。グリーンシート１ａ〜１
ｄ、ランド４ａ〜４ｄ、回路パターン６ａ〜６ｄ、抵抗
パターン７、電気部品８、４層直列バイア９、３層直列
バイア１０、２層直列バイア１１、バイア用の穴１２、
一括パンチング工具１３、ニードル１４、導体ペースト
１５、貫通孔１６、メタルマスク１７、印刷スキージ１
８、バイア突き出し部２０、メッシュスクリーン２１、
メッシュスクリーン２１の貫通孔２２、抵抗ペースト２
４、ケース２５は従来の例の場合と同様のものであり、
多層セラミック基板３０の全体構成は従来の例のものと
何ら変わりはない。

【００４９】グリーンシート１ａ〜１ｄのバイア用の孔
１２の打ち抜きは従来の例の図２３と全く同じに行う
が、従来は打ち抜きのニードル１４が突き込まれる方向
から導体ペースト１５の印刷・充填を行っていたのに対
し、その反対面側から印刷・充填を行い、バイア３１ａ
〜３１ｄを形成する。即ち、円錐形または角錐形のバイ
ア用の穴１２の開口径が小さい方から充填する。印刷・
充填の方法は従来の場合と同様にメタルマスク１７を用
いた厚膜法であるが、メタルマスク１７に設けられた貫
通孔１６の径はバイア用の穴１２の開口径が小さい方に
合わせて形成する。

【００５０】バイア用の穴１２は開口径が小さい方から
大きい方へ向かって導体ペースト１５が押し込まれてい
くため、導体ペースト１５が充分には入り込まず、開口
径が大きい方では導体ペースト１５で埋まらない部分が
生じる。従って開口径が小さい方にはメタルマスク１７
の厚さ分以下だけの導体ペースト１５の突き出しが生
じ、バイア突き出し部２０が形成されることは従来と同
様であるがバイア用の穴１２の開口径が小さい方の側へ
の突き出しであるためその導体ペースト１５の量は少な
い。また開口径が大きい方の面に導体ペーストが突き出
すことはない。

【００５１】このようにグリーンシート１枚におけるバ
イア形成時にバイア用の穴１２内に充填される導体ペー
スト１５の量が抑えられているので、グリーンシート１
ａを例に取れば図３に示したようにバイア３１ａ部に被
せてランド４ａや回路パターン６ａを印刷形成する場
合、グリーンシート１ａのバイア用の穴１２の開口径が
大きい方の面側から印刷を行えば面に突出しているもの
はないため従来の例の場合のように突き出した導体ペー
スト１５がバイア３１ａの中に圧縮して押し込まれるこ
とはないが、バイア用の穴１２は導体ペースト１５で完
全には埋まっていない部分があるためランド４ａの中央
部はバイア用の穴１２に落ち込むことになり、中央が凹
んだ形になる。この時、同時に印刷面とは反対の面にあ
るバイア突き出し２０は従来の例で説明したように印刷
圧力で押しつぶされることになるが、バイア用の穴１２
にはまだ導体ペースト１５が充填されていない空間部が
あるため、圧力で圧縮されて押し込まれるのではなく圧
縮されない状態で押し込まれ、バイア用の穴１２にあっ
た空間部が埋められることになり、バイア突き出し２０
は無くなって平坦になる。

【００５２】このようにバイア３１ａ部では充填された
ペースト１５とランド４ａの厚さ分の導体ペースト１５
とを合わせてもバイア用の穴１２の容積よりも若干少な
く抑えられているので、図１のようにグリーンシート１
ａ〜１ｄの４枚を積層した場合、直列バイア９〜１１の
部分のように２連、３連、４連とバイア３１ａ〜３１ｄ
が積み重なっても導体ペースト１５の総量が直列バイア
を構成する複数のバイア用の穴１２の総容積に対する適
正量を越えることがなく、積層・圧着後に直列バイア
９、１０、１１部の最表面部では若干の陥没が生じる。

【００５３】次に焼成を行うと、グリーンシート１ａ〜
１ｄが全方向に収縮し、直列バイア９、１０、１１部に
おける表面の陥没部は周囲が縮むことによってほぼ消
え、図１に示したように表面に突出部がない多層セラミ
ック基板３０が得られる。従って多層セラミック基板３
０の焼結後、２次焼成で抵抗パターン７、等を形成する
場合、方法は従来の例と全く同じであるが、多層セラミ
ック基板３０の表面に突出するものがないので、印刷膜
厚は設定通りに形成できる。

【００５４】実施例２図５はこの発明の実施例を示す平面図で、グリーンシー
トにおけるバイア形状を示している。図６はグリーンシ
ートにおけるバイアの充填を示す断面図、図７は層構成
を示す断面図である。図においてグリーンシート１ａ〜
１ｄ、ランド４ａ〜４ｄ、導体ペースト１５、貫通孔１
６、メタルマスク１７、印刷スキージ１８、バイア突き
出し部１９、は従来の例の場合と同様のものである。

【００５５】グリーンシート１ａを例に取ると、断面形
状を楕円形にしたニードルを用いて従来と同様に打ちぬ
きを行い、楕円形のバイア用の穴３２が形成してあり、
この楕円形のバイア用の穴３２の中央部にのみ導体ペー
スト１５が充填されて楕円形バイア３３ａが形成され
る。導体ペースト１５の充填方法は従来と同様である
が、メタルマスク１７の貫通孔１６の大きさは楕円形の
バイア用の穴３２の短径と同じ径の円で設けてあり、楕
円形のバイア用の穴３２の長径よりも小さい。

【００５６】従って導体ペースト１５を印刷すると楕円
形のバイア用の穴３２の中央部にのみ導体ペースト１５
が押し込まれ、楕円形のバイア用の穴３２の長径方向の
両端には空間部３４が生じる。押し込まれた導体ペース
ト１５は楕円形のバイア用の穴３２の短径の側壁だけに
接触していることになるが、導体ペーストの粘着性と表
面張力及び楕円形のバイア用の穴３２の寸法が長径でも
０．５ｍｍ前後であるため抜け落ちることは無いが、従
来の例の場合と同様に反対側へ突出てバイア突き出し１
９は生じることがある。また印刷面側にはメタルマスク
１７の厚さ分のバイア突き出しが印刷の瞬間には生じる
が、速やかに両側の空間部３４に流れ込み、突き出し部
として残ることがない。

【００５７】次に従来の例と同様にメッシュスクリーン
２１を用いてランド４ａ、回路パターン６ａを印刷形成
すると、図７に示したようにランド４ａはその一部が若
干楕円形のバイア用の穴３２の両側にある空間部３４に
落ち込むが、空間部３４の平面積は非常に小さいためラ
ンド表面に凹みが現われる程の落ち込みは生じない。こ
の印刷の圧力でバイア突き出し１９は楕円形のバイア用
の穴３２の中に圧縮されずに押し込まれ、バイア突き出
し１９はなくなり、平坦な面となる。こうして空間部３
４はかなりの部分が導体ペースト１５で埋まるが、この
分を考慮して楕円形のバイア用の穴３２の大きさを設定
しているので、まだ若干の空間が残る。

【００５８】このように楕円形バイア３３ａ〜３３ｄが
形成されたグリーンシート１ａ〜１ｄを積層・圧着した
後に焼成を行うと、直列バイアを構成する複数の楕円形
バイア用の穴３２の総容積に対する導体ペースト量が抑
えられているので、グリーンシート１ａ〜１ｄの収縮に
よる楕円形バイア用の穴３２の容積縮小分が吸収され、
多層セラミック基板３０の表面から直列バイア９，１
０，１１部が突出ることは無く、表面に凸凹がない多層
セラミック基板３０を得ることができる。

【００５９】この例ではバイア用の穴を楕円形にしてい
るが、長方形であっても同様の能を持たせられる。ま
た、楕円形のバイア用の穴の中央部にのみ導体ペースト
を充填するようになっているが、長径方向のいずれか一
方の端に寄せて充填しても全く同様の機能を持たせられ
る。多層セラミック基板３０の表面における２次焼成に
よるパターン形成については実施例１の場合と同様であ
り、印刷における支障となるものはない。

【００６０】実施例３図８はこの発明の実施例を示しており、グリーンシート
の一部分を示す平面図で、図９は図８に示したものを形
成するために用いられるメッシュスクリーンの部分を示
す平面図、図１０は、図８に示したものの断面図であ
る。グリーンシート１ａ〜１ｄ、ランド４ａ〜４ｄ、回
路パターン６ａ〜６ｄ、導体ペースト１５、は従来の例
の場合と同様のものである。グリーンシート１ｂを例に
取ると、従来の例の場合と同じようにバイア用の穴１２
を明け、導体ペースト１５を充填してバイア３ｂを形成
する。

【００６１】次に回路パターン６ｂと中抜きランド３５
をメッシュスクリーン３６を用いて印刷形成するが、回
路パターン６ｂ部分に関しては従来の例の場合と同一で
ある。中抜きランド３５は、バイア用の穴１２と同径・
同形状に中央が抜かれた形状のパターンであり、バイア
用の穴１２の周縁に沿って形成される。この中抜きラン
ド３５を形成するには、メッシュスクリーン３６におい
てバイア用の穴１２と対応する位置を埋めておけばよ
い。図９に示したメッシュスクリーン３６は全体が網で
構成されており、印刷パターンとなる部分以外の全てが
樹脂で覆われて網の開口部が塞がれている。図９中の斜
線部が樹脂で覆われている網の部分であり、斜線がない
部分が網のみで開口しており、貫通孔３７となってい
る。この貫通孔３７が所望のパターン形状寸法と同一形
状寸法に形成されているので、導体ペースト１５はこの
貫通孔３７を通って貫通孔３７の形状がグリーンシート
１ｂ面に転写される。

【００６２】このように中抜きランド３５はバイア３ｂ
に被せて形成しないため、バイア３ｂにおける導体ペー
スト１５の総量が少なく抑えられる。図１０は中抜きラ
ンド３５及び回路パターン６ｂ形成後のグリーンシート
１ｂの断面であるが、従来の例の場合と同様にバイア３
ｂに導体ペースト１５を充填する際にバイア３ｂの両側
に生じたバイア突き出し１９、２０はこれも従来例の場
合と同様にメッシュスクリーン３６を用いた印刷の圧力
でバイア３ｂの中に押し込まれるため、中抜きランド３
５と回路パターン６ｂだけがグリーンシート１ｂ面に突
出た形となる。

【００６３】グリーンシート１ｂと同様にしてグリーン
シート１ａ，１ｃ，１ｄにも全く同じように中抜きラン
ド３５を設けた後、積層・圧着まで行うと、中抜きラン
ド３５部が突出ておりバイア３ａ〜３ｄは引っこんでい
るためこの引っこみ部分で若干の隙間が生じることがあ
るが、焼成を行えばグリーンシート１ａ〜１ｄが全方向
に収縮するためこのすき間は圧縮されてなくなり、図１
に示した多層セラミック基板３０と同等の多層セラミッ
ク基板が得られる。

【００６４】実施例４図１１はこの発明の実施例を示す断面図であり、グリー
ンシートの層構成を示している。図１２は図１１に示し
たものの圧着後の状態を示す断面図、図１３は図１２に
示したものの焼成後の状態を示す断面図である。グリー
ンシート１ａ〜１ｄは従来の例と同様のもので、バイア
３ａ〜３ｄ、回路パターン６ａ〜６ｄも従来の例と同じ
ようにして形成されている。グリーンシート３８ａ〜３
８ｄは、グリーンシート１ａ〜１ｄと全く同じ位置にバ
イア用の穴１２のみが形成してあるものであり、例えば
グリーンシート３８ａにはグリーンシート１ａと全く同
じ位置にバイア用の穴１２を形成してあり、グリーンシ
ート１ｂと３８ｂ、１ｃと３８ｃ、１ｄと３８ｄの組み
あわせでそれぞれ全く同じ位置にバイア用の穴１２を設
けてある。つまり２枚のグリーンシートが一組で従来の
１枚分に相当する。

【００６５】この例ではグリーンシート１ａから数えて
第１、３、５、７番目にあるグリーンシート１ａ〜１ｄ
で構成される奇数番層は導体ペースト１５を使用してバ
イア３ａ〜３ｄと回路パターン６ａ〜６ｄを形成し、第
２、４、６、８番目にあるグリーンシート３８ａ〜３８
ｄで構成される偶数番層はバイア用の穴１２のみが設け
られている。バイア３ａ〜３ｄは従来の例の場合と全く
同じように形成されているのでバイア３ａ〜３ｄ部の導
体ペースト１５の量は多目となっている。

【００６６】これらのグリーンシート１ａ〜１ｄ、３８
ａ〜３８ｄを交互に重ねると８層直列バイア３９、６層
直列バイア４０、４層直列バイア４１部では交互にバイ
ア用の穴１２があって直列に並んでいるだけで全く接続
はされないが、積層後に圧着を行うと空洞であるバイア
用の穴１２にはその上下にあるバイア３ａ〜３ｄの導体
ペースト１５が押し込まれてくる。しかし、完全に埋ま
るには導体ペースト１５の量が不足であるため空洞も一
部残る。圧着後に焼成すると、グリーンシート１ａ〜１
ｄ、３８ａ〜３８ｄが全方向に収縮するためバイア用の
穴１２の容積も縮小し、空洞部は導体ペースト１５で満
たされて直列バイア３９、４０、４１が形成され、図１
に示した多層セラミック基板３０と同等の表面に凸凹が
無い多層セラミック基板４２が得られる。

【００６７】実施例５図１４はこの発明の実施例であり、直列バイア部分の層
構成を示す断面図、図１５は図１４に示したものの圧着
後を示す断面図、図１６は図１５に示したものの焼成後
を示す断面図である。グリーンシート１ａ〜１ｄは従来
の例と同様のもので、バイア３ａ〜３ｄ、回路パターン
６ａ〜６ｄも従来の例と同じようして形成されている。
グリーンシート４３ａ〜４３ｄは、グリーンシート１ａ
〜１ｄと全く同じ位置にバイア用の大径穴４４のみがバ
イア用の穴１２の３倍程度の大きさで形成してあるもの
である。

【００６８】この例ではグリーンシート１ａから数えて
第１、３、５、７番目にあるグリーンシート１ａ〜１ｄ
にはバイア３ａ〜３ｄが設けてあり、第２、４、６、８
番目にあるグリーンシート４３ａ〜４３ｄにはバイア用
の大径穴４４のみが設けられている。バイア３ａ〜３ｄ
は従来の例の場合と全く同じように形成されているので
バイア３ａ〜３ｄ部の導体ペースト１５の量は大目であ
る。これらのグリーンシート１ａ〜１ｄ、グリーンシー
ト４３ａ〜４３ｄを交互に重ねると８層直列バイア４５
となる部分では交互にバイア用の大径穴４４があるため
直列に並んでいるだけで全く接続はされない。積層後に
圧着を行うと図１５に示したように空洞であるバイア用
の大径穴４４にはその上下にあるバイア３ａ〜３ｄが落
ち込んでくるが、上下にあるバイア同士が接触してバイ
ア用の大径穴４４部分が埋まってしまうほどには落ち込
まず、若干の空洞が残る。

【００６９】圧着後に焼成すると、グリーンシート１ａ
〜１ｄ、４３ａ〜４３ｄが全方向に収縮し、グリーンシ
ート１ａ〜１ｄのバイア用の穴１２とグリーンシート４
３ａ〜４３ｄのバイア用の大径穴４４の容積も縮まるた
め、バイア３ａ〜３ｄから導体ペースト１５が押し出さ
れてきてグリーンシート４３ａ〜４３ｄのバイア用の大
径穴４４に残っていた空洞が埋まり、８層直列バイア４
５は上下方向に接続が完了し、見かけ上は図１に示した
多層セラミック基板３０の４層直列バイア９と同等の直
列バイアを有する表面に凸凹がない多層セラミック基板
４６が得られる。

【００７０】実施例６図１７〜図２０はこの発明の実施例を示す断面図であ
り、図１７、図１９は積層・圧着されたグリーンシート
の直列バイア部分断面を示し、図１８、図２０はそれぞ
れ図１７、図１９に示したものの焼成後の状態を示して
いる。図１７、図１８に示したものは、グリーンシート
４７ａ〜４７ｄの厚さがグリーンシート１ａ〜１ｄ、３
８ａ〜３８ｄよりも薄いという点を除けば実施例４の例
とほぼ同じ構成であり、実施例４のグリーンシート３８
ａ〜３８ｄをグリーンシート４７ａ〜４７ｄに置き換え
たものである。実施例４のところで説明したように、こ
こでもグリーンシート４７ａ〜４７ｄのバイア用の穴１
２はその上下のバイア３ａ〜３ｄの導体ペースト１５で
埋められることになる。

【００７１】グリーンシート４７ａ〜４７ｄをグリーン
シート３８ａ〜３８ｄよりも薄くしているのは、バイア
３ａ〜３ｄの直径が特に小さい場合、８層直列バイア３
９、等の直列バイア部分を構成する導体ペースト１５の
総量が少なくなる場合、積層・圧着・焼成後でもバイア
用の穴１２に空洞が残り、バイア用の穴１２の上下のバ
イア同士が接続できない場合があるためである。直列バ
イアを構成する導体ペースト１５の総量、層数、バイア
径、とグリーンシートの収縮率との兼ね合いでグリーン
シートの厚さを変えることにより直列バイアを構成する
穴の総容積を調節し、多層セラミック基板３０と同等の
表面に凸凹ない多層セラミック基板４８を得ることがで
きる。

【００７２】また図１９、図２０に示したものは、グリ
ーンシート４７ａ〜４７ｄの厚さがグリーンシート１ａ
〜１ｄ、４３ａ〜４３ｄよりも薄いという点を除けば実
施例５の例とほぼ同じ構成であり、実施例５のグリーン
シート４３ａ〜４３ｄをグリーンシート４７ａ〜４７ｄ
に置き換えたものである。実施例５のところで説明した
ように、ここでもグリーンシート４７ａ〜４７ｄのバイ
ア用の大径穴４４はその上下のバイア３ａ〜３ｄの導体
ペースト１５で埋められることになる。

【００７３】グリーンシート４７ａ〜４７ｄをグリーン
シート４３ａ〜４３ｄよりも薄くしているのは、特にバ
イア３ａ〜３ｄの直径が小さいが、高多層化している場
合等、直列バイア部分を構成する導体ペースト１５の総
量が多くなる場合で、高多層であっても熱伝導性をでき
るだけ高くしたい場合にできるかぎり多層セラミック基
板４９の厚さを抑える必要がある場合等に効果が高いも
のである。直列バイアを構成する導体ペースト１５の総
量、層数、バイア径、多層セラミック基板４９の厚さ、
とグリーンシートの収縮率との兼ね合いでグリーンシー
トの厚さを変えることにより直列バイアを構成する穴の
総容積を調節し、多層セラミック基板３０と同等の表面
に凸凹が生じない多層セラミック基板４９を得ることが
できる。

【００７４】

【発明の効果】この発明は、バイアにおける導体ペース
トの充填量をバイア１個単位で抑制しているので、複数
のバイアが積み重なる直列バイア部分では、バイア用の
穴の総容積に対する使用される導体ペーストの総量が抑
えられ、圧着・焼成後に直列バイア部分が表面に突出る
現象を抑えられる効果がある。

【００７５】この発明は、バイア用の穴を楕円または長
方形にし、その一部のみに導体ペーストを充填するの
で、バイアにおける導体ペーストの充填量がバイア１個
単位で抑制され、また導体ペーストの充填量にばらつき
があってもそのばらつきを吸収する容積的余裕があり、
さらにバイア用の穴径を調節してバイア用の穴の総容積
と導体ペーストの総量と収縮率の関係を最適化すること
ができるので、複数のバイアが積み重なる直列バイア部
分では、バイア用の穴の総容積に対する使用される導体
ペーストの総量が抑えられ、圧着・焼成後に直列バイア
部分が表面に突出る現象を抑えられる効果がある。

【００７６】この発明は、バイアにおけるランドの重な
りを無くし、バイア部における導体ペースト総量をバイ
ア１個単位で抑制しているので、複数のバイアが積み重
なる直列バイア部分では、バイア用の穴の総容積に対す
る使用される導体ペーストの総量が抑えられ、積層・圧
着・焼成後に直列バイア部分が表面に突出る現象を抑え
られる効果がある。

【００７７】この発明は、複数のバイアが積み重なる直
列バイア部で交互に導体ペーストを充填するので、導体
ペーストの充填量にばらつきがあってもそのばらつきを
吸収する容積的余裕があり、複数のバイアが積み重なる
直列バイア部分ではバイア用の穴の総容積に対する使用
される導体ペーストの総量が抑えられ、積層・圧着・焼
成後に直列バイア部分が表面に突出る現象を抑えられる
効果がある。

【００７８】この発明は、複数のバイアが積み重なる直
列バイア部で交互に導体ペーストを充填し、また交互に
バイア用の穴が異なるので、導体ペーストの充填量にば
らつきがあってもそのばらつきを吸収する容積的余裕が
あり、複数のバイアが積み重なる直列バイア部分ではバ
イア用の穴径を調節してバイア用の穴の総容積と導体ペ
ーストの総量と収縮率の関係を最適化することができる
ので積層・圧着・焼成後に直列バイア部分が表面に突出
る現象を抑えられる効果がある。

【００７９】この発明は、交互にグリーンシートの厚さ
が異なり、このグリーンシートの厚さの選択によって複
数のバイアが積み重なる直列バイア部分におけるバイア
用の穴の総容積を調節することが可能であり、またバイ
ア用の穴径の調節も可能であり、バイア用の穴の総容積
と導体ペーストの総量と収縮率の関係を最適化すること
ができるので積層・圧着・焼成後に直列バイア部分が表
面に突出る現象を抑えられる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す多層セラミック基板
の断面図である。

【図２】この発明の実施例１によるバイアの充填工程を
示す断面図である。

【図３】この発明の実施例１による回路パターンの印刷
工程を示す断面図である。

【図４】この発明の実施例１による多層セラミック基板
の層構成を示す断面図である。

【図５】この発明の実施例２によるバイアの形状を示す
平面図である。

【図６】この発明の実施例２によるバイアの充填工程を
示す断面図である。

【図７】この発明の実施例２による多層セラミック基板
の層構成を示す断面図である。

【図８】この発明の実施例３による中抜きランドを示す
部分平面図である。

【図９】この発明の実施例３によるメッシュスクリーン
を示す平面図である。

【図１０】この発明の実施例３による中抜きランドを示
す断面図である。

【図１１】この発明の実施例４による層構成を示す断面
図である。

【図１２】この発明の実施例４による圧着状態を示す断
面図である。

【図１３】この発明の実施例４による多層セラミック基
板を示す断面図である。

【図１４】この発明の実施例５による層構成を示す断面
図である。

【図１５】この発明の実施例５による圧着状態を示す断
面図である。

【図１６】この発明の実施例５による多層セラミック基
板を示す断面図である。

【図１７】この発明の実施例６による圧着状態を示す断
面図である。

【図１８】この発明の実施例６による多層セラミック基
板を示す断面図である。

【図１９】この発明の実施例６による圧着状態を示す断
面図である。

【図２０】この発明の実施例６による多層セラミック基
板を示す断面図である。

【図２１】従来の多層セラミック基板を示す斜視図であ
る。

【図２２】従来の多層セラミック基板の層構成を示す斜
視図である。

【図２３】従来の例におけるバイア用の穴の形成方法を
示す断面図である。

【図２４】従来の例におけるバイアの充填方法を示す断
面図である。

【図２５】従来の例におけるバイアの状態を示す断面図
である。

【図２６】従来の例におけるパターン印刷の方法を示す
断面図である。

【図２７】従来の多層セラミック基板を示す断面図であ
る。

【図２８】従来の例における多層セラミック基板表面の
パターン印刷方法を示す断面図である。

【図２９】従来の多層セラミック基板を示す断面図であ
る。

【図３０】従来の多層セラミック基板における実装構造
を示す断面図である。

【符号の説明】１ａ〜１ｄ、３８ａ〜３８ｄ、４３ａ〜４３ｄ、４７ａ
〜４７ｄグリーンシート２、３０、４２、４６、４８、４９多層セラミック基
板３ａ〜３ｄ、３１ａ〜３１ｄバイア４ａ〜４ｄランド５部品ランド６ａ〜６ｄ回路パターン７抵抗パターン８電気部品９４層直列バイア１０３層直列バイア１１２層直列バイア１２バイア用の穴１３一括パンチング工具１４ニードル１５導体ペースト１６、２２、３７貫通孔１７メタルマスク１８スキージ１９、２０バイア突き出し２１、３６メッシュスクリーン２３直列バイア突き出し２４抵抗ペースト２５ケース３２楕円形のバイア用の穴３３ａ〜３３ｄ楕円形バイア３４空間部３５中抜きランド３９、４５８層直列バイア４０６層直列バイア４１４層直列バイア４４バイア用の大径穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚のグリーンシートを用い、この複
数枚のグリーンシートの各々について同じ位置に一方の
面側から他方の面側へ向かって径が縮まる円錐形または
角錐形のバイア用の穴を明け、このバイア用の穴に前記
他方の面側から一方の面側へ向かって導体ペーストを充
填してバイアを形成し、このバイアが形成された複数枚
のグリーンシートを前記一方の面が全て同一方向に向く
ように揃えて所定の順番で積層・圧着・焼成して一直線
上に連続して重なる直列バイアを形成してあることを特
徴とする多層セラミック基板のバイア形成方法。
【請求項２】複数枚のグリーンシートを用い、この複
数枚のグリーンシートの各々について同じ位置にバイア
用の楕円形または長方形の穴を明け、各々のグリーンシ
ートの楕円形または長方形の穴の中央部のみまたは片側
に寄せた位置に統一して導体ペーストを充填してバイア
を形成し、このバイアが形成された複数枚のグリーンシ
ート全てを所定の順番で積層・圧着・焼成して一直線上
に連続して重なる直列バイアを形成してあることを特徴
とする多層セラミック基板のバイア形成方法。
【請求項３】複数枚のグリーンシートを用い、このグ
リーンシートの各々について同じ位置にバイア用の穴を
明けた後に導体ペーストを充填してバイアを形成し、こ
のバイアが形成されたグリーンシートの面に前記のバイ
アと同寸形状に中抜きした形状で前記のバイア部を囲う
ランドパターンを形成し、このバイアとランドパターン
が形成された複数枚のグリーンシート全てを所定の順番
で積層・圧着・焼成して一直線上に連続して重なる直列
バイアを形成してあることを特徴とする多層セラミック
基板のバイア形成方法。
【請求項４】複数枚のグリーンシートを用い、この複
数枚のグリーンシートの各々について同じ位置にバイア
用の穴を明け、積層した際に奇数番層となるグリーンシ
ートについてのみ、または偶数番層となるグリーンシー
トについてのみ前記のバイア用の穴に導体ペーストを充
填してバイアを形成し、このバイアが形成された複数枚
のグリーンシート全てを所定の順番で積層・圧着・焼成
して一直線上に連続して重なる直列バイアを形成してあ
ることを特徴とする多層セラミック基板のバイア形成方
法。
【請求項５】複数枚のグリーンシートを用い、積層し
た際に奇数番層となるグリーンシートと偶数番層となる
グリーンシートとで異なる大きさの穴径のバイア用の穴
をそれぞれ同じ位置に明け、穴径が小さい方の層に属す
る各グリーンシートのみバイア用の穴に導体ペーストを
充填してバイアを形成し、全てのグリーンシートを所定
の順番で積層・圧着・焼成して一直線上に連続して重な
る直列バイアを形成してあることを特徴とする請求項第
４項に記載の多層セラミック基板のバイア形成方法。
【請求項６】２種類の厚さが異なるグリーンシートを
それぞれ複数用い、この２種類のグリーンシート全てに
ついて同じ位置にバイア用の穴を明け、前記の２種類の
グリーンシートを積層した際の奇数番層と偶数番層とに
分けて用い、厚い方のグリーンシートが用いられた層に
属する各グリーンシートのみバイア用の穴に導体ペース
トを充填してバイアを形成してあることを特徴とする請
求項第５項に記載の多層セラミック基板のバイア形成方
法。