JP2003198131A - 低温焼成多層セラミック基板の製造方法 - Google Patents

低温焼成多層セラミック基板の製造方法

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JP2003198131A
JP2003198131A JP2001399651A JP2001399651A JP2003198131A JP 2003198131 A JP2003198131 A JP 2003198131A JP 2001399651 A JP2001399651 A JP 2001399651A JP 2001399651 A JP2001399651 A JP 2001399651A JP 2003198131 A JP2003198131 A JP 2003198131A
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ceramic green
low temperature
laminated body
ceramic substrate
green sheets
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Yasuki Onzuka
安幾 恩塚
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温焼成多層セラミック基板の製造工程にお
いて、セラミックグリーンシートの積層体を圧縮成形す
る工程で、周囲からの圧力を受けて部分的に形状が変形
するという課題があった。そのために、所要の基板形状
を形成するための工程が必要である。 【解決手段】 セラミックグリーンシートの積層体のキ
ャビティ形成部分に、圧縮成形の工程で直接受ける圧力
を回避するため、平板を敷設することにより、外部圧力
による変形を確実に防止することができる製造工程とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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回路基板として使用され
る低温焼成多層セラミック基板の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】多層セラミック基板は、数十層もの多層
化が容易で高密度実装に適しており、また電気的特性に
優れ、熱膨張係数が小さいことから、同等の熱膨張係数
を有する半導体素子の直接実装にも有利であり、半導体
素子を搭載する回路基板に広く使用されている。
【0003】図7は、従来の低温焼成多層セラミック基
板の製造工程の概要を示すものである。まず、セラミッ
クグリーンシート(セラミック粉末、ガラス粉末、有機
溶剤、バインダーを混合してペースト状にし、その後ド
クターブレード法等によって所定の厚さに伸ばして板状
にし、乾燥させたもの)を製作した後、所望の形状に切
断し、次にスルーホールを形成する。続いて、導体パタ
ーンを印刷法等により形成した後、キャビティを形成す
るための貫通穴あけを行う。次に、前記の手順で形成さ
れたセラミックグリーンシートの複数枚を所定の順序で
積層し、形成された積層体を静水圧プレス法を用いて圧
縮成形する。さらに、所要の温度で焼結させ、続いて、
焼結基板の外周を切断し形状を整えて低温焼成多層セラ
ミック基板が完成する。その後、キャビティの部分に半
導体素子を搭載し、ボンディングワイヤ等による電気接
続を行い、所要の機能を有した電子部品となる。
【0004】図8は、低温焼成多層セラミック基板の構
造を示す断面図である。低温焼成多層セラミック基板1
は、貫通穴を有するセラミックグリーンシート4a,4
b,4cと貫通穴を有しないセラミックグリーンシート
5a,5bを所定の順序で積層した後、圧縮成形し焼結
して形成される。また、図9は、低温焼成多層セラミッ
ク基板を使用した実運用上の構造を示す図であり、低温
焼成多層セラミック基板1に半導体素子2を搭載した
後、ボンディングワイヤ3等により電気接続が行われ、
所望の電気的機能を有する電子部品18を構成してい
る。
【0005】従来、このようにして構成される低温焼成
多層セラミック基板の製造方法としては、例えば、図1
0、図11、図12に示すようにキャビティを形成する
ための貫通穴を有するセラミックグリーンシート4a,
4b,4cと貫通穴を有しないセラミックグリーンシー
ト5a,5bを位置合わせ用のピン14が突設された積
層冶具 13上で移動しない状態で所定の順序で積層す
る。続いて、キャビティ22が形成された積層体16に
形状くずれを防止する機能をもつゴムシート9をかぶせ
た後、位置ずれ防止と防水のために包装材15を用いて
真空包装を行う。その後、液槽20中に沈められ、静水
圧プレス法を用いて積層体16に圧力21を付加して圧
縮成形し、焼結して形成する製造方法が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の製造方法では、積層体16を圧縮成形する
工程で、積層体16を真空包装している包装材15及び
ゴムシート9が、その周囲からの圧力を受け、積層体1
6の形状に揃って密着し、また部分的に伸縮が起こる。
この時、キャビティ22の内側で例えば内壁24や導体
配線23が形成された段差部分25は、包装材15及び
ゴムシート9が伸縮するために起こる積層体16との密
着が充分でない領域が介在し、この状態のまま圧縮成形
が行われる。その結果、包装材15及びゴムシート9の
伸びきれない部分がキャビティ22の形状を変形させる
という問題が起こる。従って、所要の低温焼成多層セラ
ミック基板が形成できないという問題がある。
【0007】さらに、上記のような問題が起こると、低
温焼成多層セラミック基板が完成した後、電気的機能を
構成するための半導体素子の実装ができなくなる。具体
的には、図12に示すように、キャビティ22の内壁2
4が押し潰され、キャビティ22の形状が変形し、半導
体素子2の実装ができないという問題があった。さら
に、キャビティ22の内側で導体配線23を形成してい
る段差部分25が押し潰されると、半導体素子2を実装
した後、ボンディングワイヤ3による電気配線接続がで
きず、所要の電子部品18が構成できないという問題が
あった。
【0008】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたもので、低温焼成多層セラミック基板の
製造方法において、キャビティ部の形状変形を防止する
ことができる製造方法を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明による低温焼
成多層セラミック基板の製造方法は、貫通穴を有するセ
ラミックグリーンシートの複数枚を積層して形成される
積層体の上面から、セラミックグリーンシートの貫通穴
と略同一形状の貫通穴を有する所望の厚みの金属製の平
板を敷設する第1の工程と、金属製の平板が敷設された
状態の積層体を真空包装する第2の工程と、静水圧プレ
ス法を用いて積層体を圧縮成形する第3の工程と、圧縮
成形された積層体から金属製の平板を取り外した後、焼
結する第4の工程とを含むものである。
【0010】また、第2の発明による低温焼成多層セラ
ミック基板の製造方法は、貫通穴を有するセラミックグ
リーンシートの複数枚を積層して形成される積層体の上
面から、セラミックグリーンシートの貫通穴と略同一形
状の貫通穴を有する所望の厚みの樹脂製の平板を敷設す
る第1の工程と、樹脂製の平板が敷設された状態の積層
体を真空包装する第2の工程と、静水圧プレス法を用い
て積層体を圧縮成形する第3の工程と、圧縮成形された
積層体から樹脂製の平板を取り外した後、焼結する第4
の工程とを含むものである。
【0011】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1および図3は
この発明の実施の形態1を示す断面図、図2は図3に示
した実施の形態1の斜視図である。図1および図3にお
いて、始めに貫通穴を有するセラミックグリーンシート
4b,4cと貫通穴を有しないセラミックグリーンシー
ト5a,5bを位置合わせ用のピン14が突設された積
層冶具13上で、最下層のセラミックグリーンシート5
bから、第1段目のキャビティを形成するための貫通穴
を有するセラミックグリーンシート4b,4cまで所定
の順序で積層する。この時、セラミックグリーンシート
の積層は、低温焼成セラミック基板を形成するための積
層工程の1次積層7を行なうものである。本発明が施さ
れた金属製の平板-甲6は、第1段目のキャビティ形状と
同形状の貫通穴を有する所望の板厚のものであって、セ
ラミックグリーンシート4b,4cで形成された第1段
目のキャビティを配する積層体16の上面から敷設す
る。尚、金属製の平板-甲6の表面は平滑な面である。
次に、包装材15で積層体16を真空包装した後、静水
圧プレス法を用いて圧縮成形を行う。その後、包装材1
5を開封し、圧縮成形された積層体16から金属製の平
板-甲6を取り外した後、1次積層7により得られた積層
体に最上層のセラミックグリーンシート4aを積層す
る。次に、積層体16の上面から本実施の形態による第
2段目のキャビティ形状と同形状の貫通穴を有する所望
の板厚の金属製の平板-乙8を敷設する。続いて、第1段
目のキャビティ形状を維持する機能をもつゲル状シート
17を積層体の状面から敷設した後、包装材15で積層
体を真空包装し、静水圧プレス法を用いて圧縮成形を行
う。その後、包装材15を開封し、圧縮成形された積層
体から金属製の平板-乙8を取り外し焼結を行なう。
【0012】以上のような低温焼成多層セラミック基板
の製造方法により、積層体表面に圧力が均一に付加され
るようになり、キャビティ段差部分にかかる圧力が回避
できることから形状崩れが防止でき、所要の形状の低温
焼成多層セラミック基板を容易に形成できる。
【0013】実施の形態2.図4および図6はこの発明
の実施の形態2を示す断面図、図5は図6に示した実施
の形態2の斜視図である。図4および図6において、始
めに、貫通穴を有するセラミックグリーンシート4b,
4cと貫通穴を有しないセラミックグリーンシート5
a,5bを位置合わせ用のピン14が突設された積層冶
具13上で、最下層のセラミックグリーンシート5bか
ら、第1段目のキャビティを形成するための貫通穴を有
するセラミックグリーンシート4b,4cまで所定の順
序で積層する。この時、セラミックグリーンシートの積
層は低温焼成セラミック基板を形成するための積層工程
の1次積層7を行なうものである。本実施の形態が施さ
れた樹脂製の平板-丙11は、第1段目のキャビティ形状
と同形状の貫通穴を有する所望の板厚のものであって、
セラミックグリーンシート4b,4cで形成された第1
段目のキャビティを配する積層体16の上面から敷設す
る。尚、樹脂製の平板-丙11の表面は平滑な面であ
る。次に、包装材15で積層体16を真空包装した後、
静水圧プレス法を用いて圧縮成形を行う。その後、包装
材15を開封し、圧縮成形された積層体16から樹脂製
の平板-丙11を取り外した後、1次積層7により得られ
た積層体に最上層のセラミックグリーンシート4aを積
層する。次に、積層体16の上面から本発明による第2
段目のキャビティ形状と同形状の貫通穴を有する所望の
板厚の樹脂製の平板-丁12を敷設する。続いて、第1段
目のキャビティ形状を維持する機能をもつゲル状シート
17を積層体の上面から敷設した後、包装材15で積層
体を真空包装し、静水圧プレス法を用いて圧縮成形を行
う。その後、包装材15を開封し、圧縮成形された積層
体から樹脂製の平板-丁12を取り外し焼結を行なう。
【0014】以上のような低温焼成多層セラミック基板
の製造方法により、積層体表面に圧力が均一に付加され
るようになり、キャビティ段差部分にかかる圧力が回避
できることから形状崩れが防止でき、所要の形状の低温
焼成多層セラミック基板を容易に形成できる。
【0015】
【発明の効果】第1の発明によれば、静水圧プレス法に
よる圧縮成形の工程で、包装材及びキャビティ形状を維
持するゴムシートが積層体に対し密着が充分でない段差
部分を変形させることから、積層体の上面から金属製の
平板を敷設することにより積層体表面に圧力が均一に付
加されるようになり、キャビティ段差部分にかかるプレ
ス圧力が回避できることから形状崩れが防止でき、所要
の形状の低温焼成多層セラミック基板を容易に形成でき
る。
【0016】また、第2の発明によれば、静水圧プレス
法による圧縮成形の工程で、包装材及びキャビティ形状
を維持するゴムシートが積層体に対し密着が充分でない
段差部分を変形させることから、積層体の上面から樹脂
製の平板を敷設することにより積層体表面に圧力が均一
に付加されるようになり、キャビティ段差部分にかかる
プレス圧力が回避できることから形状崩れが防止でき、
所要の形状の低温焼成多層セラミック基板を容易に形成
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による低温焼成多層セラミック基板
の製造方法の実施の形態1を示す断面図である。
【図2】 この発明による低温焼成多層セラミック基板
の製造方法の実施の形態1を示す斜視図である。
【図3】 この発明による低温焼成多層セラミック基板
の製造方法の実施の形態1を示す断面図である。
【図4】 この発明による低温焼成多層セラミック基板
の製造方法の実施の形態2を示す断面図である。
【図5】 この発明による低温焼成多層セラミック基板
の製造方法の実施の形態2を示す斜視図である。
【図6】 この発明による低温焼成多層セラミック基板
の製造方法の実施の形態2を示す断面図である。
【図7】 従来の低温焼成多層セラミック基板の製造工
程を示すフローチャートである。
【図8】 低温焼成多層セラミック基板を示す断面図で
ある。
【図9】 低温焼成多層セラミック基板を使用した実運
用上の構造を示す斜視図である。
【図10】 従来の低温焼成多層セラミック基板の製造
方法を示す断面図である。
【図11】 従来の低温焼成多層セラミック基板の製造
方法を示す断面図である。
【図12】 低温焼成多層セラミック基板を使用した実
運用上の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 低温焼成多層セラミック基板、2 半導体素子、3
ボンディングワイヤ、4a 貫通穴を有するセラミッ
クグリーンシート、4b 貫通穴を有するセラミックグ
リーンシート、4c 貫通穴を有するセラミックグリー
ンシート、5a貫通穴を有しないセラミックグリーンシ
ート、5b 貫通穴を有しないセラミックグリーンシー
ト、6 平板-甲、7 1次積層、8 平板-乙、9 ゴ
ムシート、10 2次積層、11 平板-丙、12 平
板-丁、13 積層治具、14 ピン、15 包装材、
16 積層体、17 ゲル状シート、18 電子部品、
19液体、20 液槽、21 圧力、22 キャビテ
ィ、23 導体配線、24内壁、25 段差部分

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所望の形状を備えた複数個の貫通穴を略
    同一位置に有する複数枚のセラミックグリーンシート
    と、貫通穴を有しない複数枚のセラミックグリーンシー
    トを所定の順序で積層して形成した積層体を圧縮成形
    し、焼結して形成される低温焼成多層セラミック基板の
    製造方法において、 前記貫通穴を有するセラミックグリーンシートの複数枚
    を積層して形成される積層体の上面から、前記セラミッ
    クグリーンシートの貫通穴と略同一形状の貫通穴を有す
    る所望の厚みの金属製の平板を敷設する第1の工程と、 前記金属製の平板が敷設された状態の前記積層体を真空
    包装する第2の工程と、 静水圧プレス法を用いて前記積層体を圧縮成形する第3
    の工程と、 圧縮成形された積層体から前記金属製の平板を取り外し
    た後、焼結する第4の工程と、 を含む低温焼成多層セラミック基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 所望の形状を備えた複数個の貫通穴を略
    同一位置に有する複数枚のセラミックグリーンシート
    と、貫通穴を有しない複数枚のセラミックグリーンシー
    トを所定の順序で積層して形成した積層体を圧縮成形
    し、焼結して形成される低温焼成多層セラミック基板の
    製造方法において、 前記貫通穴を有するセラミックグリーンシートの複数枚
    を積層して形成される積層体の上面から、前記セラミッ
    クグリーンシートの貫通穴と略同一形状の貫通穴を有す
    る所望の厚みの樹脂製の平板を敷設する第1の工程と、 前記樹脂製の平板が敷設された状態の前記積層体を真空
    包装する第2の工程と、 静水圧プレス法を用いて前記積層体を圧縮成形する第3
    の工程と、 圧縮成形された積層体から前記樹脂製の平板を取り外し
    た後、焼結する第4の工程と、 を含む低温焼成多層セラミック基板の製造方法。
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