JP2001148570A - セラミックグリーンシートのスルーホール加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】導体パターンを形成したセラミックグリーンシ
ートの積層工程でセラミックグリーンシートから片面の
フィルムを剥離する工程において、スルーホール内に充
填されている導体ペースト部分がフィルム側に残留しに
くくなるようなセラミックグリーンシートのスルーホー
ル加工方法を提供する。 【解決手段】レーザ光の照射によりセラミックグリーン
シート２にスルーホール３を形成するとともに、スルー
ホール３の直下のフィルム１の面に、凹部１ｃを加工す
る。凹部１ｃの深さは、印刷時にスルーホール３に充填
される導体ペースト４の底面４ｂが、凹部１ｃの底面に
実質的に到達しない程度の深さに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層電子部品に使
用されるフィルム付きセラミックグリーンシートに、レ
ーザ光の照射によってスルーホールを加工する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックグリーンシートを用いて積層
トランス、積層チップインダクタ、積層ＬＣ複合部品等
を製造する場合、導体パターンはセラミックグリーンシ
ートを介して接続していくため、導体パターンが形成さ
れるセラミックグリーンシートの一部にはスルーホール
を形成し、かつ、該スルーホールには導体を十分に充填
する必要がある。このようなスルーホール加工を、片面
にフィルムを有するセラミックグリーンシートに行う方
法として、Ｑスイッチを用いたＹＡＧレーザもしくは特
許第２７６６１７３号公報に記載されているようなパル
ス発振のＹＡＧレーザを用い、セラミックグリーンシー
ト側からレーザ光を照射してセラミックグリーンシート
を溶融、気化し、導通不良やかす残留のない条件下で、
スルーホール直下のフィルム面には凹凸や窪み等のダメ
ージを与えない条件で加工する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図３（Ａ）は片面に透
明のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム１
を有するセラミックグリーンシート２にスルーホール３
を加工した状態を示す断面図である。すなわち、片面に
フィルム１を有するセラミックグリーンシート２に該シ
ート２側からＹＡＧレーザ光を照射することにより、セ
ラミックグリーンシート２に加工されたスルーホール３
の形成部分のフィルム面に凹部が形成されないようにレ
ーザ光を調整して加工した状態を示しているが、実際に
はレーザ光の影響でフィルム１の表面に多少粗面化され
た凹凸部１ａが生じることは避けられない。

【０００４】図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示したスルーホ
ール３とその直下のフィルム面上の凹凸部１ａを有する
ものにインダクタ導体用導体ペースト４をスクリーン印
刷により形成した状態を示す断面図である。図３（Ｂ）
に示すように、セラミックグリーンシート２のスルーホ
ール３に導体ペースト４が充填されて、スルーホール３
部分直下のフィルム１の多少粗面化された凹凸部１ａに
導体ペースト４が到達している。

【０００５】このように、フィルム１上の凹凸部１ａ上
に導体ペースト４が着いた状態、すなわち印刷が完了し
た状態とした後、フィルム１を有するセラミックグリー
ンシート２を、既に積層したセラミックグリーンシート
２に対してセラミックグリーンシート２どうしが対面す
るように重ねた後にフィルム２を剥離するという作業を
繰り返しながら積層作業を行う際において、片面のフィ
ルム１を剥離した時、図３（Ｃ）に示すように、凹凸部
１ａには導体ペースト４の一部が残留ペースト４ａとし
て残りやすくなる。このため、スルーホール３のフィル
ム１側の面に空洞３ａが生じることがある。そして、図
４（Ａ）に示すように、セラミックグリーンシート２を
積層した時、スルーホール３の部分に空洞３ａが存在す
ることにより、入力端子５と出力端子６等、内部で接続
されるべき導体パターン間で断線を生じることになる。

【０００６】また、図４（Ｂ）に示すように、ＹＡＧレ
ーザによりセラミックグリーンシート２の直下に凹部１
ｂを形成することは可能であるが、ＹＡＧレーザの場
合、波長が１．０６μｍ程度であって、ＰＥＴフィルム
１における光の吸収性が約８％程度と短く、かつ、Ｑス
イッチを用いたＹＡＧレーザの場合、図４（Ｃ）に示す
ように、レーザスポット７を円周上に並べて全体として
円形のスルーホールを形成するため、図４（Ｂ）に示す
フィルム１の面の凹部１ｂは粗面化されたものとなる。
また、出力が０．４〜０．５ｍＪのＹＡＧレーザを用い
ても、凹部１ｂの深さは数μｍ以上には形成できない。
このため、導体ペースト４の印刷時に導体ペースト４が
凹部１ｂに到達しやすく、かつ粗面であるために導体ペ
ースト４が凹部１ｂの底面に着き易い。その結果、フィ
ルム１を剥離する時に導体ペースト４の一部が凹部１ｂ
に残留し、その結果、図４（Ａ）に示したように、スル
ーホール３に導体ペースト４が十分に充填されなかった
場合と同じように前記空洞３ａができやすくなり、これ
によって断線が生じる場合がある。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、導体パター
ンを形成したセラミックグリーンシートの積層工程でセ
ラミックグリーンシートから片面のフィルムを剥離する
工程において、スルーホール内に充填されている導体ペ
ースト部分がフィルム側に残留しにくくなるようなセラ
ミックグリーンシートのスルーホール加工方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１のセラミックグ
リーンシートのスルーホール加工方法は、片面にフィル
ムを有するセラミックグリーンシートにスルーホールを
加工する方法であって、レーザ光の照射により前記セラ
ミックグリーンシートにスルーホールを形成するととも
に、該スルーホールの直下の前記フィルムの面に、凹部
を、印刷時にスルーホールに充填される導体ペーストの
底面が、該凹部の底面に実質的に到達しない程度の深さ
に形成することを特徴とする。

【０００９】このように、フィルムに設ける凹部を、導
体ペーストの底面が実質的に到達しない深さに加工する
ことにより、導体ペーストの底面が凹部に着かないかあ
るいは着いてもわずかにしか着かず、フィルムを剥離す
る際に、導体ペーストの底部が剥離してスルーホール内
に空洞を生じることが防止され、断線が防止される。

【００１０】請求項２のセラミックグリーンシートのス
ルーホール加工方法は、請求項１において、前記凹部の
深さを１２μｍ以上とすることを特徴とする。

【００１１】このように、フィルムに設ける凹部の深さ
を１２μｍ以上とすることにより、フィルム剥離の際の
導体ペーストの底部の剥離がほぼ完全に防止される。

【００１２】請求項３のセラミックグリーンシートのス
ルーホール加工方法は、請求項１または２において、前
記レーザ光の照射を炭酸ガスレーザにより行うことを特
徴とする。

【００１３】このように、レーザ源として炭酸ガスレー
ザを用いれば、炭酸ガスレーザ光は波長が１０．６μｍ
程度であって、フィルムにおけるレーザ光の吸収がよ
く、深い凹部を容易に加工することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は本発明によるセラミ
ックグリーンシートのスルーホール加工方法の一実施の
形態を示す断面図であり、１は前記ＰＥＴ等でなるフィ
ルムであり、該フィルム１は５０μｍ〜１００μｍ程度
の厚みに形成される。２はセラミックグリーンシートで
あり、該シート２は、磁性体あるいは非磁性体や誘電体
等のセラミック粉を樹脂製バインダと溶剤と共に混合
し、ドクターブレード法等によりフィルム１上にシート
状に形成したものである。該セラミックグリーンシート
２は用途によって１０μｍ〜１２０μｍの範囲で種々の
厚みに形成される。

【００１５】３はセラミックグリーンシート２側から炭
酸ガスレーザによるレーザ光の照射によりセラミックグ
リーンシート２に加工したスルーホールであり、１ｃは
レーザ光の照射によるスルーホール３の加工と同時に、
フィルム１のセラミックグリーンシート２側の面のスル
ーホール３の直下の部分に加工した凹部である。

【００１６】図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示したセラミッ
クグリーンシート２にスルーホール３を加工すると共
に、フィルム１に凹部１ｃを加工したものに、スクリー
ン印刷によって導体ペースト４をスルーホール３に一部
を充填して塗布した状態を示す断面図である。図１
（Ｂ）に示すように、導体ペースト４は、スルーホール
３内に充填されるように、その底面４ｂがスルーホール
３の底部から突出幅Ｈ１＝０μｍ〜１０μｍ程度突出す
るようにペースト粘度、スキージ圧等が、スルーホール
３の直径やセラミックグリーンシート２の厚み等に関連
して設定される。

【００１７】前記凹部１ｃの深さＨ２は、スルーホール
３から下方の突出する導体ペースト４の底面４ｂが凹部
１ｃの底面に実質的に到達しない程度の深さとなるよう
に、すなわち前記導体ペースト４の底面４ｂの突出深さ
Ｈ１より深くなるように、凹部１ｃを加工する。

【００１８】図１（Ｃ）は図１（Ｂ）に示したように導
体ペースト４をスルーホール３に充填した状態から、フ
ィルム１を有するセラミックグリーンシート２をその後
の各層の積層工程においてフィルム１を剥離した状態を
示す断面図であり、剥離したフィルム１に導体ペースト
４の残留がないことを示す。

【００１９】次に前記フィルム１に設ける凹部１ｃの深
さと導体ペーストの残留との関係について検討した結果
について説明する。この凹部１ｃの深さの検討は、ＰＥ
Ｔフィルム１の厚みが７５μｍ、セラミックグリーンシ
ート２の厚みが８０μｍのものについて行った。また、
このフィルム１を有するセラミックグリーンシート２
に、縦横に１０ｍｍ間隔で２５箇所スルーホール３を加
工するように、炭酸ガスレーザの操作プロゴラムを設定
した。また、スルーホール３の直径は上孔で約９０μｍ
となるようにマスクを選定し、かつスルーホール３の直
下部分の凹部１ｃの寸法のねらいを約１０μｍ〜２５μ
ｍとなるようにレーザのエネルギ調整（出力は８．０ｍ
Ｊ〜９．０ｍＪ）を行い、合計１０枚のレーザ加工を行
った。

【００２０】さらに、レーザ加工後、セラミックグリー
ンシート２の２５箇所のスルーホール３の部分に導体ペ
ースト４の位置が合致するように、一辺が１５０μｍの
矩形パターンで導体ペースト４を印刷した。その後、フ
ィルム１からセラミックグリーンシート２を剥離し、シ
ート２のスルーホール３の部分における導体ペースト４
の充填具合と、フィルム１の凹部１ｃに導体ペースト４
が残留するか否か、またはどの位残留しているかについ
て確認したデータを図２に示す。なお、凹部１ｃの深さ
は、導体ペースト４の残留の有無の確認後に表面形状測
定顕微鏡を用いて測定した。

【００２１】図２から明らかなように、凹部１ｃの深さ
が１２μｍ以上であれば、ごく一部には凹部１ｃ全体に
導体ペースト４が残留している箇所があるものの、レベ
ルとしては、後の積層工程で断線が生じるおそれがほと
んど無い。このため、凹部１ｃの深さは１２μｍ以上で
あればよいと考えられる。また、凹部１ｃ全体に導体ペ
ースト４が残留していない箇所がない１４μｍ以上ある
ことがより好ましい。さらに、凹部１ｃの一部に導体ペ
ースト４が残留している箇所が極端に減る１８μｍ以上
あればさらによい。また、凹部１ｃの深さの上限は、フ
ィルム１の厚さによる影響もあり、定まったレベルに決
定できないが、フィルム１を貫通しないレベルであれば
特に問題はない。

【００２２】本発明を実施する場合、ＹＡＧレーザを用
いるよりも炭酸ガスレーザを用いることが、より容易に
実施できることは明らかである。炭酸ガスレーザによる
場合、レーザ光の波長は１０．６μｍであって、ＰＥＴ
フィルム１に対する吸収率が約５６％であり、深いテー
パー形の凹部１ｃを１つのレーザスポットで容易に加工
することが可能である。

【００２３】一方、Ｑスイッチを用いたＹＡＧレーザの
場合には、図４（Ｃ）に示したように、ＰＥＴフィルム
１に対する吸収率が約８％と低いことから、小さいレー
ザスポット７を円周上に照射して全体として孔を加工す
るという加工方法を採用せざるを得ず、最大６μｍ程度
の浅い凹部で凹凸部のある凹部しか形成できなかった。
しかしながら、フィルム１の材質を変更したり、出力等
を調整することによってより深い凹部の形成が可能と考
えられる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１によれば、レーザ光の照射によ
りセラミックグリーンシートにスルーホールを形成する
とともに、該スルーホールの直下の前記フィルムの面
に、凹部を、印刷時にスルーホールに充填される導体ペ
ーストの底面が、該凹部の底面に実質的に到達しない程
度の深さになるように形成するため、導体ペーストの底
面が凹部に着くことがないか、あるいはわずかしか着か
ないため、フィルムを剥離する際に、導体ペーストの底
部が剥離してスルーホール内に空洞を生じることが防止
され、断線が防止される。その結果、歩留りを向上させ
ることができる。

【００２５】請求項２によれば、請求項１において、前
記凹部の深さを１２μｍ以上としたので、フィルム剥離
の際の導体ペーストの底部の剥離がほぼ完全に防止さ
れ、断線がより良好に防止され、歩留りがさらに向上す
る。

【００２６】請求項３によれば、請求項１または２にお
いて、前記レーザ光の照射を炭酸ガスレーザにより行う
ため、フィルムにおけるレーザ光の吸収がよく、深い凹
部を容易に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明によるセラミックグリーンシー
トのスルーホール加工方法の一実施の形態を示す断面
図、（Ｂ）は（Ａ）に示したフィルムを有するセラミッ
クグリーンシートのスルーホールに導体ペーストを充填
した状態を示す断面図、（Ｃ）は（Ｂ）に示したような
導体ペーストを印刷し、さらに積層工程で積層した後に
フィルムを剥離した状態を示す断面図である。

【図２】本発明において、フィルムに設ける凹部の深さ
と凹部への導体ペーストの残留との関係を示すグラフで
ある。

【図３】（Ａ）は従来技術によるセラミックグリーンシ
ートのスルーホール加工方法を示す断面図、（Ｂ）は
（Ａ）に示したフィルムを有するセラミックグリーンシ
ートのスルーホールに導体ペーストを充填した状態を示
す断面図、（Ｃ）は（Ｂ）に示した導体ペーストを印刷
し、さらに積層工程で積層した後にフィルムを剥離した
状態を示す断面図である。

【図４】（Ａ）は従来技術により得られたセラミックグ
リーンシートを積層した状態を示す断面図、（Ｂ）はＹ
ＡＧレーザによりフィルム表面に形成される凹部を示す
断面図、（Ｃ）はＱスイッチを用いたＹＡＧレーザによ
るスルーホール加工方法の説明図である。

【符号の説明】

１：フィルム、１ｃ：凹部、２：セラミックグリーンシ
ート、３：スルーホール、４：導体ペースト、４ｂ：底
面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 浩三 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 中村 淳一 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB04 BB11 CC22 CC25 CD29 CD32 CD36 GG16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】片面にフィルムを有するセラミックグリー
   ンシートにスルーホールを加工する方法であって、 レーザ光の照射により前記セラミックグリーンシートに
   スルーホールを形成するとともに、該スルーホールの直
   下の前記フィルムの面に、凹部を、印刷時にスルーホー
   ルに充填される導体ペーストの底面が、該凹部の底面に
   実質的に到達しない程度の深さに形成することを特徴と
   するセラミックグリーンシートのスルーホール加工方
   法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記凹部の深さを１２μｍ以上とすることを特徴とする
   セラミックグリーンシートのスルーホール加工方法。
3. 【請求項３】請求項１または２において、 前記レーザ光の照射を炭酸ガスレーザにより行うことを
   特徴とするセラミックグリーンシートのスルーホール加
   工方法。