JP2000183491A

JP2000183491A - グリーンシートの積層装置

Info

Publication number: JP2000183491A
Application number: JP35480698A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hasegawa; 潔長谷川; Hiroshi Fujiwara; 泰士藤原; Hiroyuki Watabe; 博幸渡部; Kenichi Okada; 健一岡田; Masahiro Takagi; 正弘高木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2000-06-30
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: JP3756684B2

Abstract

(57)【要約】【課題】グリーンシートの外形打抜き及び積層時の導体
の欠落及び転写を防止し、断線不良及びショート不良の
ないグリーンシートの積層体を形成することのできるグ
リーンシート積層装置を提供することにある。【解決手段】配線パターンを印刷されたグリーンシート
を切断する外形切断下刃１４には、上記グリーンシート
に印刷された配線パターンに対応する位置に設けられた
座ぐり部１４Ａが形成されている。また、グリーンシー
トを保持する上型のストリッパープレート１５には、上
記グリーンシートに印刷された配線パターンに対応する
位置に設けられた座ぐり部１５Ａが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックグリー
ンシートを所定の大きさに打ち抜き、積層して、セラミ
ック多層配線基板を製造するためのグリーンシートの積
層装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミック多層配線基板は、配線パター
ンを印刷したグリーンシートを積層体に対応する大きさ
に打ち抜いた後、これを加圧積層することにより製造し
ている。この製造方法に用いるグリーンシートの積層装
置としては、例えば、特開平９−１９９１４号公報に記
載されているように、金型にてグリーンシートのガイド
穴及び外周部を同時切断した後、このグリーンシートを
順次積層するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
グリーンシートの積層装置においては、グリーンシート
を打抜く際に、グリーンシート上にスクリーン印刷等に
よってペースト印刷された金属導体からなる配線パター
ン印刷部が、金型と接触することにより、金属導体ペー
ストを構成する金属粒子の一部がグリーンシート側から
剥がれて金型側に付着すると場合があった。また、導体
ペーストがグリーンシートから剥がれた場合、グリーン
シートが構成する層内で断線不良になるという問題があ
った。また、金型に付着した導体ペーストが、次に打抜
かれるグリーンシートの配線パターン印刷部に転写され
ることによって、ショート不良を発生するという問題が
あった。

【０００４】本発明の目的は、グリーンシートの外形打
抜き及び積層時の導体の欠落及び転写を防止し、断線不
良及びショート不良のないグリーンシートの積層体を形
成することのできるグリーンシート積層装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、配線パターンを印刷されたグリーンシー
トを上型と下型により切断した後、切断されたグリーン
シートを順次積層するグリーンシートの積層装置におい
て、上記上型及び下型は、上記グリーンシートに印刷さ
れた配線パターンに対応する位置に設けられた座ぐり部
を備えるようにしたものである。かかる構成により、グ
リーンシートの上面や下面に形成された配線パターン部
が、上型や下型に接触しないため、グリーンシートの切
断時や積層時にも、配線パターン部が剥がれることがな
くなるものである。。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図７を用いて、本発
明の一実施形態によるグリーンシートの積層装置の構成
について説明する。最初に、図１を用いて、本発明の一
実施形態によるグリーンシートの積層装置の全体構成に
ついて説明する。図１は、本発明の一実施形態によるグ
リーンシートの積層装置の全体構成を示す正面図であ
る。

【０００７】本実施形態によるグリーンシートの積層装
置は、積層金型部２０と、積層治具テーブル２１と備え
ている。積層治具テーブル２１は、複数のガイドピン２
が設置された積層治具１を所定の位置に位置決めすると
ともに、積層治具１を積層金型部２０へ出し入れするも
のであり、出し入れ機構と、上下微調機構を備えてい
る。出し入れ機構は、積層治具１を矢印Ｘ方向に移動し
て、積層治具１を積層金型部２０へ出し入れする。上下
微調機構は、積層治具１を矢印Ｚ方向に移動して、積層
治具１を積層金型部２０内で上下動する。積層金型部２
０は、配線パターン部の形成されたグリーンシートの外
周部分を所定の大きさの切断した後、切断したグリーン
シートを、積層治具テーブル２１の積層治具１に順次積
層するものである。積層金型部２０は、上型昇降シリン
ダ８と、下型昇降シリンダ１０と、ガイドポスト１１
と、ストリッパープレート昇降シリンダ１６とを備えて
いる。上型昇降シリンダ８は、上型ベース７を昇降させ
る。下型昇降シリンダ１０は、下型ベース９を昇降させ
る。上型ベース７及び下型ベース９は、ガイドポスト１
１によって案内される。

【０００８】また、積層金型部２０は、ストリッパープ
レート昇降シリンダ１６によって昇降されるストリッパ
ープレート１５を備えている。ストリッパープレート１
５には、ポンチ１２と、外形切断上刃１３が設けられて
いる。外形切断上刃１３と、下型ベース９に取り付けら
れた外形切断下刃１４とによって打ち抜かれたグリーン
シート４は、ストリッパープレート１５によって、積層
治具１に移載積層される。ポンチ１２は、グリーンシー
ト４の外周部に固定保持するためのガイド穴を打ち抜
く。なお、ストリッパープレート１５と、ポンチ１２
と、外形切断上刃１３と、上型ベース７とによって上型
を構成している。また、外形切断下刃１４と、下型ベー
ス９とによって下型を構成している。

【０００９】次に、図２を用いて、本実施形態によるグ
リーンシートの積層装置に用いる積層金型部２０の要部
の詳細構成について説明する。積層上型は、主として、
上型全体の昇降動作を案内するガイドポスト１１と、こ
のガイドポスト１１によって案内される上型ベース７
と、ポンチ１２と、ポンチ１２を固定するポンチ固定板
１７と、ポンチ固定版１７の外周側面を基準面として位
置決め固定される外形切断上刃１３と、外形切断上刃１
３の内周に位置し上下機構を有するストリッパープレー
ト１５とから構成されている。

【００１０】また、ストリッパープレート１５には、ス
トリッパープレート１５を吊り下げ固定するストリッパ
ープレート保持板１８と、上下駆動させるためのストリ
ッパープレート昇降シリンダ１６と、上下方向を案内す
る案内ポスト１９とが設けられている。なお、ストリッ
パープレート１５の構成については、図３を用いて後述
する。また、ストリッパープレート保持板１８の構成に
ついては、図４を用いて後述する。

【００１１】また、ストリッパープレート１５の下面の
内周部は、グリーンシートの吸着時にパターン配線部に
当たる部分が座ぐり構造となっており、座ぐり部１５Ａ
が形成されている。座ぐり部１５Ａの深さは、１５ｍｍ
としているが、５ｍｍ以上あればよいものである。

【００１２】即ち、外形切断上刃１３は、上型ベース７
に固定されているのに対して、ストリッパープレート保
持板１８によって保持されているストリッパープレート
１５は、ストリッパープレート昇降シリンダ１６によっ
て、矢印Ｚ方向に上下動可能な構成となっている。

【００１３】ここで、図３を用いて、本実施形態による
グリーンシートの積層装置の積層上型に用いるストリッ
パープレート１５の構成について説明する。図３は、本
発明の一実施形態によるグリーンシートの積層装置の積
層上型に用いるストリッパープレートの構成を示す下面
図である。

【００１４】ストリッパープレート１５の外周部には、
グリーンシートを吸着するための複数の上型シート吸着
穴２２と、図２に示したポンチ１２をガイドする複数の
ガイド穴１２Ａが設けられている。上型シート吸着穴２
２は、外周部の一辺に５個設けられている。また、ガイ
ド穴１２Ａは、外周部の一辺に６個設けられている。

【００１５】さらに、ストリッパープレート１５の内周
部であって、座ぐり部１５Ａには、複数のストリッパー
プレート大気開放穴２３が設けられている。ストリッパ
ープレート大気開放穴２３は、合計４９個設けられてい
る。

【００１６】また、ここで、図４を用いて、本実施形態
によるグリーンシートの積層装置の積層上型に用いるス
トリッパープレート保持板１８の構成について説明す
る。図４は、本発明の一実施形態によるグリーンシート
の積層装置の積層上型に用いるストリッパープレート保
持板の構成を示す下面図である。

【００１７】ストリッパープレート保持板１８の外周部
には、図２に示したポンチ１２をガイドする複数のガイ
ド穴１２Ａが設けられている。ガイド穴１２Ａは、図３
に示したストリッパープレート１５のガイド穴１２Ａと
同じ位置に設けられている。

【００１８】また、ストリッパープレート保持板１８の
外周部寄りには、図３に示したストリッパープレート１
５の上型シート吸着穴２２を互いに連結する上型真空吸
引溝２４が設けられている。上型真空吸引溝２４は、図
示しない真空吸引機構に接続されており、上型シート吸
着穴２２を真空状態として、切断されたグリーンシート
をストリッパープレート１５に真空吸着して保持するこ
とができる。

【００１９】さらに、ストリッパープレート保持板１８
の内周部には、図３に示したストリッパープレート大気
開放穴２３を互いに連結するための大気開放溝２５が設
けられている。大気開放溝２５と接続されたプレート保
持板開放穴２６は、上型上部から大気開放されるため、
ストリッパープレート大気開放穴２３を大気に開放する
ことができる。

【００２０】図２に示した外形切断上刃１３によって、
グリーンシートの外周部が切断されると、切断されたグ
リーンシートは、上型シート吸着穴２２によってストリ
ーッパプレート１５に吸着されるが、このとき、座ぐり
部１５Ａは、ストリッパープレート大気開放穴２３及び
大気開放溝２５により、大気開放されるため、座ぐり部
１５Ａの真空度が上がって、グリーンシートのパターン
配線部が持上げられることはないものである。

【００２１】次に、図２に戻り、積層下型は、主とし
て、下型全体の昇降動作を案内するガイドポスト１１
と、このガイドポスト１１に案内される下型ベース９
と、外形切断下刃１４とによって構成されている。

【００２２】外形切断下刃１４の上面の内周部は、積層
上型と同様に、座ぐり構造となっており、座ぐり部１４
Ａが設けられている。座ぐり部１４Ａの下には、多孔質
盤２７によって密閉された下型中空部２８が形成されて
いる。下型中空部２８は、下型エアー供給溝２９を介し
て、図示しないエアー流量の調節が可能なエアー供給機
構に接続されている。

【００２３】また、下型中空部２８の側面には、エアー
調整穴３０が設けられている。外形切断下刃１４の上面
の外周部には下型シート吸着穴３３が設けられている。
下型シート吸着穴３３は、下型真空吸引溝３１によって
連結され、さらに、図示しない真空吸引機構に接続され
ている。

【００２４】ここで、図５を用いて、本実施形態による
グリーンシートの積層装置の積層下型に用いる外形切断
下刃１４の構成について説明する。図５は、本発明の一
実施形態によるグリーンシートの積層装置の積層下型に
用いる外形切断下刃の構成を示す平面図である。

【００２５】外形切断下刃１４の外周部には、複数のポ
ンチガイド穴３２と、複数の下型シート吸着穴３３が形
成されている。ポンチガイド穴３２は、外周部の一辺に
６個設けられている。また、下型シート吸着穴３３は、
外周部の一辺に５個設けられている。下型シート吸着穴
３３は、下型真空吸引溝３１を介して図示しない真空吸
引機構に接続されており、グリーンシートの外周部分を
吸着する。

【００２６】次に、図６を用いて、本実施形態によるグ
リーンシートの積層装置に用いるグリーンシートの保持
枠について説明する。図６は、本発明の一実施形態によ
るグリーンシートの積層装置に用いるグリーンシートの
保持枠の構成を示す斜視図である。

【００２７】グリーンシートの保持枠３は、額縁状の枠
である。保持枠３の上に、配線パターン部５の形成され
たグリーンシート４の外周部が接着固定される。

【００２８】図中、一点鎖線で示す線は、グリーンシー
トの切断線６Ａを示している。図２に示した外形切断上
刃１３が、この切断線６Ａの位置において、グリーンシ
ート４を切断する。また、図中、矩形の破線６Ｂと矩形
の破線６Ｃによって挟まれた矩形領域６Ｄは、図３に示
したストリッパープレート１５の外周部及び図５に示し
た外形切断下刃１４の外周部が当接する位置である。矩
形領域６Ｄに当接するストリッパープレート１５には、
図３において説明したように、グリーンシートを吸着す
るための複数の上型シート吸着穴２２と、ポンチ１２を
ガイドする複数のガイド穴１２Ａが設けられているの
で、ポンチ１２によってグリーンシート４にガイド穴が
形成されるとともに、上型シート吸着穴２２によってグ
リーンシート４が上型に吸着可能である。また、矩形領
域６Ｄに当接する外形切断下刃１４には、図５において
説明したように、複数のポンチガイド穴３２と、複数の
下型シート吸着穴３３が形成されているので、下型シー
ト吸着穴３３によってグリーンシート４が下型に吸着可
能である。

【００２９】次に、図７を用いて、本実施形態によるグ
リーンシートの積層装置に用いる位置補正テーブルの構
成について説明する。図７は、本発明の一実施形態によ
るグリーンシートの積層装置に用いる位置補正テーブル
の構成を示す斜視図である。

【００３０】位置補正テーブルは、シート枠保持テーブ
ル３４と、変位計支持部３５と、変位計３６とを備えて
いる。シート枠保持テーブル３４は、図示しない吸着機
構によって、破線で示すようにグリーンシートの保持枠
３を載置して、グリーンシートを固定保持する。シート
枠保持テーブル３４は、図２に示した外形切断下刃１４
の外形サイズに応じて、中心部がくり抜かれた構造とな
っている。また、シート枠保持テーブル３４は、図示し
ない３軸テーブルに保持され、Ｘ，Ｙ，θ３軸方向に関
してアライメント可能な構造となっている。

【００３１】変位計３６は、シート枠保持テーブル３４
に固定保持されたグリーンシート４のたるみ量を検出す
る。変位計支持部３５は、変位計３６を保持するととも
に、この変位計３６をグリーンシート上から退避可能な
移動機構を有している。

【００３２】位置補正テーブルは、シート枠保持テーブ
ル３４にグリーンシートを保持した状態で、図１に示し
た積層金型部２０の内部に出し入れするための移動機構
を備えている。位置補正テーブルは、図１に示した積層
治具テーブル２１による積層治具１の出し入れ方向とは
別の方向，例えば、方向Ｈから出し入れ可能である。

【００３３】次に、図１〜図７を用いて、本実施形態の
グリーンシート積層装置によるグリーンシートの切断，
積層動作について説明する。積層対象のグリーンシート
は、図７に示したシート枠保持テーブル３４上に、ＸＹ
θ３軸方向にアライメントされた状態で保持され、図１
の積層金型部２０の上型と下型の間に移動される。

【００３４】次に、図１に示した下型昇降シリンダ１０
によって、外形切断下刃１４の上面がグリーンシート４
の下面に接触する位置まで、下型ベース９をガイドポス
ト１１の案内で上昇させると同時に、図示しないエアー
供給機構によって、所定の圧力及び流量の予備エアー
が、図２に示した下型エアー供給溝２９を介して外形切
断下刃１４の下型中空部分２８に送り込まれる。その
後、図示しない吸引機構によって、下型シート吸着穴３
３及び下型真空吸引溝３１を介して、グリーンシート４
の外周部が、外形切断下刃１４に吸着保持される。

【００３５】次に、図７に示した変位計３６によって、
グリーンシート４上のたるみ量を測定し、たるみ量が規
定範囲外ならば、たるみ量に応じてエアーの流量が制御
されて、たるみ量が規定範囲内とする。送り込まれたエ
アーは、空気抵抗の大きいセラミック焼結体などの材料
を用いた多孔質盤２７を介することによって、平面方向
にほぼ均一なバランスで、グリーンシート４の内周部分
を持上げる。過剰なエアーは、エアー調整穴３０を介し
て、外部に排出される。

【００３６】その後、変位計支持部３５によって、変位
計をグリーンシート４上から退避させた状態で、上型昇
降シリンダ８によって、上型ベース７をガイドポスト１
１の案内で下降させる。この時、ストリッパープレート
１５は、ストリッパープレート昇降シリンダ１６によっ
て、下方に突出させた状態で保持させる。上型ベース７
の下降端付近にくると、まず、ストリッパープレート１
５がグリーンシート４の上面に接触し、ストリッパープ
レート１５の外周部下面及び外形切断下刃１４の外周部
上面とでグリーンシート４を挟み込む。

【００３７】その状態で、ストリッパープレート昇降シ
リンダ１６にかかる圧力でグリーンシート４を押さえな
がら、さらに上型ベース７を下降させる。このとき、ス
トリッパープレート昇降シリンダ１６にかかる圧力より
も上型ベース昇降シリンダ８の荷重が大きいため、スト
リッパープレート１５が押し上げられる。これによって
ポンチ１２がストリッパープレート１５の表面から突出
し、グリーンシート４にガイド穴を穿孔する。

【００３８】さらに、上型ベース７を下降させると、外
形切断上刃１３が突出し、グリーンシート４の外形を切
断し、上型ベース７は下降端に、ストリッパープレート
１５は上昇端に達する。

【００３９】その後、ストリッパープレート昇降シリン
ダ１６により、ストリッパープレート１５を上昇端の位
置で保持したまま、上型ベース昇降シリンダ８により上
型ベース７を上昇させ、同時に下型ベース昇降シリンダ
１０により下型ベース９を下降させ、上下型とも開放状
態とする。この時、切断されたグリーンシート４は、ポ
ンチ１２がストリッパープレート１５から突出した状態
で、かつ、ストリッパープレート１５の下面外周部に吸
着された状態で保持される。

【００４０】次に、位置補正テーブルが初期位置に戻っ
た後、積層治具テーブル２１が開放された上型と下型の
間に移動する。次に、再び、上型ベース昇降シリンダ８
により、上型ベース７を下降端まで下降させる。

【００４１】次に、図示しない上下微調機構によって積
層治具テーブル２１上の積層治具１を、積層治具１上に
立設したガイドピン２の先端がストリッパープレート１
５から突出したポンチ１２に接触する位置まで上昇させ
る。その後、ストリッパープレート昇降シリンダ１６に
より、ストリッパープレート１５を下降させ、ストリッ
パープレート１５が下降端に達した時点で、真空吸引を
開放することにより、グリーンシート４を積層治具１に
移載する。以上の動作を繰り返すことによって、積層体
を得る。

【００４２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、グリーンシートを金型によって所定サイズに打ち抜
く際には、外形切削下刃１４の中央部には座ぐり部１４
Ａが形成されているので、グリーンシートは、外形切削
下刃１４にグリーンシートの外周部分のみを吸着保持さ
れた状態で打ち抜かれるため、グリーンシートの下面側
に形成された配線パターン部が、外形切削下刃によって
剥がれることがなくなるものである。また、その後、積
層治具１に移載される際には、ストリッパープレート１
５の中央部には座ぐり部１５Ａが形成されているので、
グリーンシートは、グリーンシートの外周部のみをスト
リッパープレート１５に吸着保持された状態で移載され
るので、グリーンシートの上面側に形成された配線パタ
ーン部が、ストリッパープレートによって剥がれること
がなくなるものである。さらに、外形切削下刃１４の中
央部の座ぐり部１４Ａの上にグリーンシートが位置して
いる状態で、グリーンシート上のたるみ量を測定し、た
るみ量が規定範囲内となるように、多孔質盤２７を介し
てエアーを供給するようにしているので、配線パターン
部は、エアーバランスによってほぼ水平に近い状態に保
たれ、打ち抜かれる。また、さらに、ストリッパープレ
ート１５にグリーンシートが吸着された状態で、ストリ
ッパープレート１５の座ぐり部１５Ａは、ストリッパー
プレート大気開放穴２３及び大気開放溝２５により、大
気開放されるため、座ぐり部１５Ａの真空度が上がっ
て、グリーンシートのパターン配線部が持上げられるこ
とはないものである。以上のようにして、グリーンシー
トは、積層される過程で、その配線パターン部を金型に
接触させること無く、さらには、グリーンシート自体に
変形の原因となるようなストレスを与えることが無い状
態で、高精度に積層治具に移載されるので、積層工程途
中での導体の欠落及び転写を防止し、断線不良及びショ
ート不良の存在しない多層セラミック基板を得ることが
できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、グリーンシートの外形
打抜き及び積層時の導体の欠落及び転写を防止し、断線
不良及びショート不良のないグリーンシートの積層体を
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるグリーンシートの積
層装置の全体構成を示す正面図である。

【図２】本発明の一実施形態によるグリーンシートの積
層装置に用いる積層金型部の要部の詳細構成を示す断面
図である。

【図３】本発明の一実施形態によるグリーンシートの積
層装置の積層上型に用いるストリッパープレートの構成
を示す下面図である。

【図４】本発明の一実施形態によるグリーンシートの積
層装置の積層上型に用いるストリッパープレート保持板
の構成を示す下面図である。

【図５】本発明の一実施形態によるグリーンシートの積
層装置の積層下型に用いる外形切断下刃の構成を示す平
面図である。

【図６】本発明の一実施形態によるグリーンシートの積
層装置に用いるグリーンシートの保持枠の構成を示す斜
視図である。

【図７】本発明の一実施形態によるグリーンシートの積
層装置に用いる位置補正テーブルの構成を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…積層治具４…グリーンシート５…配線パターン部１３…外形切断上刃１４…外形切断下刃１４Ａ…座ぐり部１５…ストリッパープレート１５Ａ…座ぐり部２０…積層金型部２１…積層治具テーブル２２…上型シート吸引穴２３…ストリッパープレート大気開放穴２７…多孔質盤２９…下型エアー供給溝３３…下型シート吸着穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡部博幸神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者岡田健一神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者高木正弘神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内Ｆターム(参考） 5E346 AA12 AA15 CC17 DD34 EE24 GG01 GG05 GG08 HH21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配線パターンを印刷されたグリーンシート
を上型と下型により切断した後、切断されたグリーンシ
ートを順次積層するグリーンシートの積層装置におい
て、上記上型及び下型は、上記グリーンシートに印刷された
配線パターンに対応する位置に設けられた座ぐり部を備
えたことを特徴とするグリーンシートの積層装置。
【請求項２】請求項１記載のグリーンシートの積層装置
において、上記下型は、上記座ぐり部にエアーを供給して、上記下
型上に載置されたグリーンシートの中央部を持ち上げる
たるみ補正手段を備えたことを特徴とするグリーンシー
トの積層装置。
【請求項３】請求項１記載のグリーンシートの積層装置
において、上記上型は、上記座ぐり部を大気に開放する大気開放手
段を備えたことを特徴とするグリーンシートの積層装
置。