JP2004095690A - セラミック基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貫通穴を形成したセラミック基板の貫通穴と貫通穴の上下に位置するパターンや電極との接続が確実にし、信頼性の高いセラミック基板が得る。
【解決手段】パンチングピン１１の打ち抜きによる貫通穴６の穿設をセラミックグリーンシート１０の一主面１０ａ側より行い、貫通穴６への導体ペースト１３の塗布をセラミックグリーンシート１０の他主面１０ｂ側より行う。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貫通穴を形成したセラミックグリーンシートに、導体を塗布、焼成して成る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】
従来、セラミック基板は、その表面に所定の表面配線パターンが形成され、必要に応じて表面配線パターン上にＩＣチップや電子部品素子が搭載されたり、あるいは、厚膜抵抗体膜、コンデンサ膜、保護膜などが形成されていた。また、セラミック基板の内部には、内部配線パターンが形成されており、所定の接続がなされている。セラミック基板の底面には、マザーボードへの実装、接続用の外部端子電極が形成されている。これらの、表面配線パターンや内部配線パターン、あるいは外部端子電極間の接続は、セラミック基板の厚み方向にスルーホールを形成し、このスルーホールによってそれぞれ所定の配線パターンや外部端子電極を接続することにより行っていた。
【０００３】
このようなセラミック基板を作製するには、図５（ａ）〜（ｃ）に示す如く、まず、セラミックグリーンシート１０１をパンチングピン１０２で打ち抜くことにより貫通穴１０３を穿設し、導体ペースト１０５を従来周知のスクリーン印刷等でセラミックグリーンシート１０１の主面や貫通穴１０３の内面に印刷・塗布する。その後、セラミックグリーンシートを複数層積層して一括焼成することにより、スルーホールや配線パターン，外部端子電極等を有したセラミック基板が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のセラミック基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシート１０１の一主面１０１ａ側よりパンチングピン１０２で打ち抜くことにより貫通穴１０３を穿設する際、セラミックグリーンシート１０１の脆さのために、セラミックグリーンシート１０１の他方主面１０１ｂの開口穴周囲にバリ１０４が生じてしまう（図５（ｄ）参照）。このような状態のまま、セラミックグリーンシート１０１の一主面１０１ａ側から貫通穴１０３の内面に導体ペースト１０５を塗布すると、前述のバリが障害となってセラミックグリーンシート１０１の他主面側開口部での導体ペースト１０５の回り込みが不十分になるという問題があった。それ故、セラミックグリーンシート１０１を積層した際、図６に示すように、積層した上下の貫通穴１０３において導体ペースト１０５による導通接続が不完全なものになり易く、信頼性上の問題を有していた。
【０００５】
本発明は、上述の問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、セラミックグリーンシートの厚み方向の配線パターンの接続を確実にして、信頼性向上に供することができるセラミック基板の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック基板の製造方法は、セラミックグリーンシートの所定箇所を該セラミックグリーンシートの一主面側よりパンチングピンで打ち抜くことによりセラミックグリーンシートに貫通穴を穿設する工程１と、前記貫通穴の内面にセラミックグリーンシートの他主面側より導体ペーストを塗布し、該導体ペーストでセラミックグリーンシートの他主面と貫通穴の内面との間の角部を被覆するとともに、前記導体ペーストの一部をセラミックグリーンシートの一主面側開口部まで到達させる工程２と、前記セラミックグリーンシートを導体ペーストと共に一括焼成することにより、内部にスルーホールを有したセラミック基板を得る工程３と、を含むことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、前記工程１で穿設される貫通穴の内周が、セラミックグリーンシートの一主面側開口部でテーパー状に広がっていることを特徴とするものである。
【０００８】
更に、本発明のセラミック基板の製造方法は、前記テーパー状貫通穴の内面がセラミックグリーンシート一主面と直交する方向に対し１０°〜４０°傾斜していることを特徴とする
【作用】
本発明の第一の発明によれば、セラミック基板の製造方法において、パンチングピンの打ち抜きによる貫通穴の穿設をセラミックグリーンシートの一主面側より行う工程１と、貫通穴の内面にセラミックグリーンシートの他主面側より導体ペーストを塗布し、この導体ペーストでセラミックグリーンシートの他主面と貫通穴の内面の間の角部を被覆するとともに、この導体ペーストの一部はセラミックグリーンシートの一主面側開口部まで到達させる工程２とを含んでいる。ここで、パンチングピンの打ち抜きによるバリはセラミックグリーンシートの他主面側にのみ発生しているため、セラミックグリーンシートの他主面開口部で導体ペーストを十分に回り込ませることができる。そして、例えば、セラミックグリーンシートを複数層積層して導体ペーストと共に同時焼成する場合、内部にスルーホールを有したセラミック基板を得る工程３によって、セラミックグリーンシートを積層した際、積層した上下の貫通穴において、導体ペーストが良好に導通接続されるようになり、信頼性の高いセラミック基板を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の第二の発明によれば、穿設される貫通穴の内周が、セラミックグリーンシートの一主面側開口部でテーパー状に広がっている。これにより、貫通穴内面からセラミックグリーンシートの一主面開口部への導体ペーストの回り込みは、テーパに沿って到達することとなるため、回り込みがより促進され、接続の信頼性はさらに向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の製造方法によって製作したセラミック基板の断面図であり、図中の１はセラミック基板、２はセラミック基板１上に搭載された電子部品素子である。
【００１１】
セラミック基板１は、絶縁基板３、上面配線パターン４、下面配線パターン５、貫通穴６、貫通穴電極７から成る。
【００１２】
絶縁基板３は、例えば複数の絶縁層１０´を積層してなる積層体からなり、各絶縁層´１０の材質としては、例えば、セラミック材料が１０〜６０ｗｔ％、低融点ガラス成分が９０〜４０ｗｔ％の比率で混合されたガラスセラミック材料などが用いられる。
【００１３】
上面配線パターン４及び下面配線パターン５は、配線材料としてＡｇ系、Ｃｕ系、Ａｕ系などの導体材料が用いられ、回路構成に基づき所定の配線パターンが形成される。
【００１４】
また、貫通穴６は、絶縁基板３を厚み方向に貫いて形成されている。
貫通穴６の内面には貫通穴電極７が被着されており、かかる貫通穴電極７の材質としてはＡｇ系、Ｃｕ系、Ａｕ系などの導体が用いられ、セラミック基板１の上面配線パターン４と下面配線パターン５とを相互に接続している。
【００１５】
次に上述したセラミック基板の製造方法について、図２を用いて説明する。
【００１６】
まず、図２（ａ）に示すように、セラミックグリーンシート１０の一主面（上面）側１０ａよりパンチングピン１１にてパンチング加工を行う。すると、図２（ｂ）に示すように、貫通穴６が穿設され、同時にセラミックグリーンシート１０の他主面（下面）側１０ｂの貫通穴６の周囲にバリ１２が発生する。
【００１７】
次に、図２（ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート１０の上下面を反転させ、その後、図２（ｄ）に示すように、セラミックグリーンシート１０の他主面側１０ｂよりスクリーン印刷法等により、導体ペースト１３を塗布する。ここで、図中の１４は印刷用スキージ、１５は印刷用マスクを示す。このとき、導体ペースト１３はセラミックグリーンシート１０の他主面側１０ｂと貫通穴６の内面との間の角部を被覆する。また、バリ１２は他主面１０ｂ側に位置しているため、導体ペースト１３の一部はスムーズに流れ、回り込むことができセラミックグリーンシート１０の一主面側１０ａの開口部まで到達する。
【００１８】
こうして、図２（ｅ）に示すように、セラミックグリーンシート１０の一主面１０ａおよび他主面１０ｂと貫通穴６の内面との角部、加えて貫通穴６の内面とが導体ペースト１３に完全に被覆された状態となり、貫通穴６の内面からセラミックグリーンシート１０の一主面１０ａおよび他主面１０ｂに到達する貫通穴電極７が形成される。
【００１９】
そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、上述のセラミックグリーンシート１０に必要に応じて上面配線パターン４や下面配線パターン５を印刷し、それらのセラミックグリーンシート１０を複数層積層した上、導体ペースト１３等と共に一括同時焼成することで、貫通穴電極７同士あるいは、貫通穴電極７と上面配線パターン４や下面配線パターン５との接続が確実になされたセラミック基板１を得ることができる。
【００２０】
またこの場合、図４に示すように、パンチングピン１１にて穿設される貫通穴６の内周がセラミックグリーンシート１０の一主面１０ａ側でテーパー状に広がるように加工しておけば、他主面１０ｂ側より塗布される導体ペースト１３はテーパー面１７に沿って良好に回り込むこととなり、接続の信頼性をさらに高めることができる。このテーパー面１７は、セラミックグリーンシート１０の一主面１０ａと直交する方向に対し１０°〜４０°だけ傾斜させておくことが好ましく、テーパー面１７の傾斜角θを上述の範囲内に設定しておくことにより、セラミック基板１の面積を過度に大型化することなく、接続信頼性を向上させることができる。
【００２１】
このようなテーパー面１７は、例えば、ドクターブレード法にてセラミックグリーンシート１０を形成する際、スラリーを引き上げるキャリヤフィルムまたは金属ベルトと接触していた面側（１０ａ）から所定形状のパンチングピン１１で打ち抜くことにより形成される。これは、ドクターブレード法により形成されるセラミックグリーンシート１０は、乾燥時に大気に開放される表面側は、溶剤の蒸発による蒸発痕の発生で粗面になる一方、キャリヤフィルムまたはベルトと接触している面は、バインダーの沈降により緻密で平滑な面になることによるものであり、セラミックグリーンシート１０の比較的緻密な一主面１０ａよりパンチングピン１１を突入させることで、突入開口面周囲はやや凹み、貫通穴６の一主面側内面をテーパー状に広がった形状となすことができる。
【００２２】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等が可能である。
【００２３】
例えば、上述の実施形態では、セラミックグリーンシートを複数層積層することによって形成したセラミック基板を例にとって説明したが、これに代えて、セラミックグリーンシート単層からなるセラミック基板においても本発明は適用可能である。その場合、貫通穴電極７と上部配線パターン４及び下部配線パターン５との接続が確実になる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、パンチングピンの打ち抜きによる貫通穴の穿設をセラミックグリーンシートの一主面側より行い、貫通穴への導体ペーストの塗布をセラミックグリーンシートの他主面側より行っているため、貫通穴と貫通穴の上下に位置するパターンや電極との接続が確実になり、信頼性の高いセラミック基板が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、穿設される貫通穴の内周を、セラミックグリーンシートの一主面側開口部でテーパー状に広げておくことにより、貫通穴内面からセラミックグリーンシートの一主面側への導体ペーストの回り込みは、より促進されることとなり、接続の信頼性はさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって製作したセラミック基板の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施形態に係るセラミック基板の製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るセラミック基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るセラミック基板の製造方法を説明するための断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ部拡大図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は従来のセラミック基板の製造方法を説明するための工程毎の断面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ部拡大図である。
【図６】従来のセラミック基板の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・セラミック基板
２・・・・・電子部品素子
３・・・・・絶縁基板
４・・・・・上面配線パターン
５・・・・・下面配線パターン
６・・・・・貫通穴
７・・・・・貫通穴電極
１０・・・・セラミックグリーンシート
１０´・・・絶縁層
１１・・・・パンチングピン
１２・・・・バリ
１７・・・・テーパー面

Claims (3)

1. セラミックグリーンシートの所定箇所を該セラミックグリーンシートの一主面側よりパンチングピンで打ち抜くことによりセラミックグリーンシートに貫通穴を穿設する工程１と、
   前記貫通穴の内面にセラミックグリーンシートの他主面側より導体ペーストを塗布し、該導体ペーストでセラミックグリーンシートの他主面と貫通穴の内面との間の角部を被覆するとともに、前記導体ペーストの一部をセラミックグリーンシートの一主面側開口部まで到達させる工程２と、
   前記セラミックグリーンシートを導体ペーストと共に同時焼成することにより、内部にスルーホールを有したセラミック基板を得る工程３と、を含むセラミック基板の製造方法。
2. 前記工程１で穿設される貫通穴の内周が、セラミックグリーンシートの一主面側開口部でテーパー状に広がっていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック基板の製造方法。
3. 前記テーパー状貫通穴の内面がセラミックグリーンシート一主面と直交する方向に対し１０°〜４０°傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のセラミック基板の製造方法

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