セラミック多層基板って何？特長と選び方をやさしく解説

多層基板とは

多層基板とセラミック多層基板とは

多層基板とは、2層以上の導体層（配線）を絶縁層ではさんで積層した構造のプリント基板のことです。名前の通り「複数の層を重ねる＝積層」しているため、「積層基板」とも呼ばれています。

電子回路の信号や電源ライン、GND（接地）などを上下の層に分けて配置することで、配線密度を高めつつ、ノイズや干渉も抑制できるというのが大きな特長です。

一般的には、FR-4やポリイミドなどの樹脂系多層基板がよく知られていますが、実は近年、注目を集めているのがセラミック材料を使った多層基板です。

セラミック多層基板は、アルミナなどの無機材料をベースに、配線層を積層して高温で一体焼結する方式。
「LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）」や「HTCC（High Temperature Co-fired Ceramic）」といった種類があり、耐熱性・耐薬品性・気密性・寸法安定性といった点で、樹脂系とは一線を画します。

特に、高温・高電圧・真空・薬品・プラズマなどの過酷な環境下で長期安定性が求められる用途では、セラミック多層基板が活躍の場を広げています。
センサーデバイス、医療・分析装置、パワーデバイス、宇宙・航空分野、さらには次世代農業など、「信頼性が最優先される現場」において欠かせない選択肢になりつつあります。

本ページでは、このセラミック多層基板にフォーカスを当てながら、その構造や種類、特長、さらにはニッコーが開発した「ハイセラフィーユ®」についても詳しくご紹介していきます。

セラミック多層基板とビルドアップ基板の違い

セラミック多層基板とビルドアップ基板の違いを下記の表にまとめました。

項目	セラミック多層基板（LTCC・HTCC）	ビルドアップ基板（樹脂系）
構造	セラミックグリーンシートを積層・高温で一体焼結	樹脂基板の表面に配線層を段階的に形成（多段積層）
素材	アルミナなどのセラミック + タングステン・モリブデン・銀などの金属	エポキシ樹脂（FR-4等）+ 銅配線
製造温度	LTCC：約900℃ / HTCC：約1,600℃	約200℃前後（ラミネート・露光・エッチング）
特長	高熱伝導性・高耐熱性・耐薬品性・高信頼性・気密性	微細配線対応・薄型・多機能実装が可能
主な用途	医療・分析装置、宇宙・航空、センサー、パワーデバイス、プラズマ応用など	スマホ、通信機器、ノートPC、民生用IoTデバイスなど
信頼性	過酷環境下での長期安定動作が可能（高温・真空・薬品など）	精密実装が可能だが、熱・薬品・気密性にはやや制限あり
コスト感	単価は高めだが、少量・高付加価値用途に向く	量産時は低コストだが、設計複雑・層数が増えるとコスト急上昇することも

セラミック多層基板の特長

― 信頼性・耐環境性にすぐれた“頼れる1枚” ―

高密度・多機能化が進む中でも、「とにかく壊れない」「どんな環境でも長く安定して使える」ことが求められる分野は、確かに存在します。
セラミック多層基板（LTCC・HTCC）は、まさにそうした用途に対応するために発展してきた基板技術です。

グリーンシートと呼ばれるセラミックの層に、電極・ビアなどの配線を形成し、積層・焼成によって一体化。材料そのものが持つ耐熱性・耐薬品性・寸法安定性をそのまま活かせる構造になっており、特に「信頼性が最優先」される現場で採用が進んでいます。

セラミック多層基板の特長を以下の表にまとめました 。

項目	セラミック多層基板の特長
耐熱性	HTCCは1000℃以上にも耐える。高温装置やパワーデバイスに最適。
耐薬品性	酸・アルカリにも強く、分析・医療などの薬品環境に対応。
気密性	真空環境や封止パッケージが必要な用途でも使用可能。
寸法安定	熱や湿度で寸法変化しにくく、高精度・長期使用に向く。
電気特性	高絶縁性・低誘電率によりノイズに強く、高周波や微弱信号にも安定対応。
導体材料	HTCCはMo・Wにメタライズ（めっき加工）が一般的。ニッコー製「ハイセラフィーユ®」では白金（Pt）を使用。酸化しにくく、めっき不要。LTCCはAgやAg-Pdが主流で金メッキも可能。
環境耐性	高温・真空・薬品など、過酷環境でも長期間安定して使える。
用途例	医療、宇宙、プラズマ装置、センサー、パワーエレクトロニクスなど高信頼性が要求される分野。

このような特長があるので、以下のようなシーンで強みを活かせます。

【セラミックならではの強みを活かせるシーン】

• 医療・分析装置（クリーン環境や薬品との接触あり）
• 宇宙・航空・真空装置（気密性と寸法安定性が必須）
• 高温・高電圧環境（パワーエレクトロニクス分野）
• プラズマ応用（化学的にも物理的にも過酷な環境）
• センサーデバイス（微弱信号、高信頼性が求められる）

セラミック多層基板の作り方

セラミック多層基板のメリット・デメリット

セラミック多層基板のメリット・デメリットを下記の表にまとめました。

項目	メリット	デメリット
耐熱性	高温環境でも動作可能（HTCCは約1,600℃焼結）	なし
耐薬品性	酸・アルカリなどの薬品にも強く、腐食や劣化に強い	なし
機械的強度	剛性が高く、割れにくく変形しにくい	脆性材料であるため、衝撃に対して設計上の配慮が必要である
気密性	ガスや液体を通しにくく、真空用途にも適応可能	なし
信頼性	長期安定性に優れ、厳しい環境下でも動作可能	民生用途など、コスト重視の場面ではオーバースペックとなる
微細化対応	ビア径・配線幅は樹脂基板より大きめだが、立体構造で省スペース化に寄与	樹脂基板ほどの微細配線・高多層には不向き（用途により適材適所）になる
キャビティ構造	LTCC・HTCCともに対応。センサー内蔵・熱設計に有利	製造プロセスの制約があるため、形状の自由度に限界がある場合もある
材料選択肢	高信頼性金属（Pt・Ag・Ag-Pdなど）を選択可能	貴金属使用時は導体面積が多いと材料費が高くなる
高周波特性	吸湿がほとんどないので安定	なし

セラミック多層基板の種類

前のセクションで紹介したように、セラミック多層基板は高信頼性・耐環境性を実現できる強力な選択肢です。
セラミック多層基板には大きく分けてHTCC（High Temperature Co-fired Ceramic）とLTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）の2タイプがあります。
この2つは、使われる素材や焼成温度、電極材料の違いから、それぞれ適した用途や設計思想が異なります。

以下にその違いをまとめてみましょう。

※ニッコーのハイセラフィーユ®はこのHTCCに該当し、白金を電極に採用した高信頼性仕様です。

そしてもう一歩踏み込んで考えてみると、HTCC／LTCCのようなセラミック多層基板そのものが持つ優位性は、やはり大きいです。

1. 高温でも寸法が変わりにくい「熱安定性」
2. 薬品・プラズマ環境下でも劣化しにくい「化学的安定性」
3. 水分を通さずガスバリア性に優れる「気密性」
4. 焼成時に回路を内部に埋め込める「立体構造の自由度」
5. RFや高電圧など特定用途にもフィットしやすい「素材チューニングのしやすさ」

これらはすべて、セラミックという素材を使っているからこそ得られる価値です。

HTCC基板の用途

HTCC基板に求められる4つの要素

HTCC（High Temperature Co-fired Ceramic）は、セラミック多層基板の中でも、とくに過酷な環境下での信頼性を重視する用途に選ばれている基板です。
その選ばれる理由は、大きく４つあります。

4つの要求を満たすニッコーのHTCC基板「ハイセラフィーユ®」とは

ニッコーが開発した HTCC基板「ハイセラフィーユ®」は、過酷環境下でも安定して使える“頼れる一枚”。研究用途・医療用途・プラズマ応用まで、「その条件でも使える？」に応える実力があります。

【主な特長】

• 白金導体（Pt）を採用：酸化しにくく、めっきレスで使用可能
• アルミナセラミック使用：高耐熱性・耐薬品性に優れ、絶縁性も高い
• 高生体適合性：Ptやセラミックは医療用途でも安心して使える素材
• プラズマ耐性：白金はプラズマ環境下でも安定して動作
• キャビティ・ビア充填対応：省スペース設計や高密度配線にも対応可能
• 少量試作にも対応：大学・研究機関での採用実績もあり

4つの要求を「ハイセラフィーユ®」がクリアしている理由

ハイセラフィーユ®の詳細資料や試作品について