JP2006289757A - 配線基板の製造方法およびセラミックグリーンシートの打ち抜き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】打ち抜くべきグリーンシートの厚みとキャビティの側面の傾斜角度との組合せに応じて、最適のクリアランスを正確に得て打ち抜き加工を精度良く行える配線基板の製造方法、およびこれに用いるセラミックグリーンシートの打ち抜き装置を提供する。
【解決手段】グリーンシートｇ１に、側面が傾斜した貫通孔を、パンチ４と当該パンチ４を受け入れる孔８を有するダイ７とにより打ち抜くに際し、上記パンチ４と上記ダイ７の孔８とのクリアランスｃを数式１に従って定める、配線基板の製造方法。
（数１） ｃ＝（ｔ／ｔａｎθ）×ｎ
ｃ：クリアランス
ｔ：グリーンシートｇ１の厚み
θ：貫通孔の傾斜角度（上記シートの表面に対する仰角）
ｎ：係数（０．９〜１．１）
【選択図】 図１

Description

本発明は、キャビティの底面に電子部品を実装する配線基板の製造方法およびセラミックグリーンシートの打ち抜き装置に関する。

キャビティの底面に電子部品を実装する配線基板の一例として、上面に発光素子を搭載する搭載部を有する略平板状のセラミック基体の上に、前記発光素子を収容する貫通孔を有するセラミック窓枠を、積層した発光素子収納用パッケージおよびその製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上記セラミック窓枠の貫通孔は、セラミック基体に対して、５５〜７０度の角度で外側に広がるほぼ円錐形の傾斜面を有し、かかる傾斜面に発光素子の光を反射するための金属層を形成している。

特開２００２−２３２０１７号公報（第１〜７頁、図１〜３）

しかしながら、特許文献１では、前記セラミック窓枠に対して、５５〜７０度の角度で外側に広がるほぼ円錐形の傾斜面を有する貫通孔を形成するには、パンチとダイスとのクリアランスを広く設定すれば良い、とされている。例えば、打ち抜くべきグリーンシートの厚みが０．５ｍｍ程度であれば、前記クリアランスを０．２〜０．５ｍｍ程度とすれば良い、という経験的な根拠に留まっている。
このため、形成すべきキャビティの側面の傾斜角度ごとに、パンチとダイスとのクリアランスを幾通りか試験的に設定し、予備的な打ち抜き加工を何回も行う必要が生じる。この結果、打ち抜くべきグリーンシートの厚みとキャビティの側面の傾斜角度との組合せに応じて、その都度最適のクリアランスを求める必要があると共に、得られる傾斜面の傾斜角度にバラツキが生じ易い、という問題があった。

本発明は、前記背景技術において説明した問題点を解決し、打ち抜くべきグリーンシートの厚みとキャビティの側面の傾斜角度との組合せに応じて、最適のクリアランスを正確に得て打ち抜き加工を精度良く行える配線基板の製造方法、およびこれに用いるセラミックグリーンシートの打ち抜き装置を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、打ち抜くべきグリーンシートの厚みとキャビティの側面の傾斜角度との組合せに応じて、パンチとダイとのクリアランスを所定の数式により算出する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による配線基板の製造方法（請求項１）は、単層のグリーンシートまたは複数層のグリーンシートに、側面が傾斜した貫通孔を、パンチと当該パンチを受け入れる孔を有するダイとにより打ち抜くに際し、上記パンチと上記ダイの受入孔とのクリアランスｃを数式３に従って定める、ことを特徴とする。

（数３） ｃ＝（ｔ／ｔａｎθ）×ｎ
ｃ：クリアランス
ｔ：単層または複数層のグリーンシートの厚み
θ：貫通孔の傾斜角度（上記シートの表面に対する仰角）
ｎ：係数（０．９〜１．１）

これによれば、打ち抜くべきグリーンシートの厚みと形成すべき貫通孔の側面の傾斜角度とを数式３に算入することにより、パンチのダイの孔とのクリアランスを適正に算出できる。このため、パンチの周縁とダイの孔との間に働く剪断作用により、上記グリーンシートに穿孔される貫通孔の側面を所望の傾斜角度にして精度良く形成することができる。従って、経験的な試行錯誤によることなく、常に所望の傾斜角度の側面を有する貫通孔が形成できるので、かかるグリーンシートの貫通孔をキャビティの側面に用いる配線基板を、効率良く安定して製造することが可能となる。

尚、前記クリアランスは、例えば、打ち抜き方向に垂直な断面が円形、長円形、または楕円形のパンチと、ダイの打ち抜き方向に垂直な断面が円形、長円形、または楕円形の孔との間では、何れかの径方向における一つの隙間を指す。また、打ち抜き方向に垂直な断面が矩形（正方形または長方形）のパンチと、ダイの打ち抜き方向に垂直な断面が矩形の孔との間では、互いに対向する両者の側面と直交する方向における一つの隙間を指す。
更に、前記（セラミック）グリーンシートには、例えばアルミナ系材料からなり焼成によってセラミックになるものの他、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックとなるグリーンシートも含まれる。これらのグリーンシートの厚みｔは、２０〜１２００μｍの範囲で設定することができる。
また、前記傾斜角度θは、前記グリーンシートの表面に対して、３０〜８０度の範囲で設定することができる。
加えて、前記係数ｎは、望ましくは０．９２〜１．０８、より望ましくは０．９５〜１．０５、更に望ましくは０．９８〜１．０２である。かかる係数ｎは、１に近付くほど許容範囲が狭くなり且つクリアランスｃの正確度が高くなる。

一方、本発明によるセラミックグリーンシートの打ち抜き装置（請求項２）は、単層のグリーンシートまたは複数層のグリーンシートに、側面が傾斜した貫通孔を、打ち抜く工程に用いられ、上記グリーンシートを載置し且つ孔を有するダイと、上記グリーンシートを打ち抜き且つ上記孔に数式４のクリアランスを介して進入するパンチと、かかるパンチの基部に同心で配置され且つ上記孔に３〜５μｍの隙間を介して挿入可能な芯合わせ部と、を含む、ことを特徴とする。

（数４） ｃ＝（ｔ／ｔａｎθ）×ｎ
ｃ：クリアランス
ｔ：単層または複数層のグリーンシートの厚み
θ：貫通孔の傾斜角度（上記シートの表面に対する仰角）
ｎ：係数（０．９〜１．１）

これによれば、予め、打ち抜くべきグリーンシートの厚みと形成すべき貫通孔の側面の傾斜角度とを数式４に算入して、パンチのダイの孔とのクリアランスを算出した後、得られたクリアランスに合致したダイの孔とパンチとを用意し、ダイの孔にパンチと同軸心の芯合わせ部を挿入して、かかる孔とパンチとを芯合わせする。かかる状態で、パンチをダイの上にセットしたグリーンシートに押し込み且つダイの孔に進入させる。この結果、パンチの周縁とダイの孔との間に働く剪断作用により、上記グリーンシートに穿孔される貫通孔の側面を所望の傾斜角度にして精度良く形成することができる。従って、経験的な試行錯誤によることなく、常に所望の傾斜角度の側面を有する貫通孔が形成できると共に、上記グリーンシートの貫通孔をキャビティの側面に用いる配線基板を、効率良く安定して製造することに貢献できる。
尚、前記係数ｎは、望ましくは０．９２〜１．０８、より望ましくは０．９５〜１．０５、更に望ましくは０．９８〜１．０２である。

また、本発明には、前記側面が傾斜した貫通孔は、平面方向の断面が長円形、楕円形、または長方形を呈し、前記パンチとダイの孔とは、打ち抜き方向と垂直な断面が長円形、楕円形、または長方形であると共に、かかる長円形および楕円形の長軸方向と短軸方向とでは、または、長方形の長辺方向と短辺方向とでは、異なるクリアランスを設けられている、セラミックグリーンシートの打ち抜き装置（請求項３）も含まれる。
これによれば、互いに断面形状が相似形のパンチとダイの孔と間において、長円形および楕円形の長軸方向と短軸方向とでは、または、長方形の長辺方向と短辺方向とでは、異なるクリアランスが設定される。この結果、例えば、グリーンシートに形成される長円形または楕円形の貫通孔で、それらの長軸方向の傾斜面と短軸方向の傾斜面との傾斜角度を相違したものとすることができる。従って、キャビティの底面に実装する発光素子からの光を、かかるキャビティの側面において、異なる傾斜角度の反射によって、外部に放射することが可能となる。

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明による第１のセラミックグリーンシートの打ち抜き装置（以下、単に打ち抜き装置と称する）１を示す垂直断面である。
第１の打ち抜き装置１は、図１に示すように、打ち抜き方向に垂直な断面が円形のパンチ２と、かかるパンチ２の真上に位置し且つ同軸心である上記方向の断面が円形の芯合わせ部４と、上記パンチ２を受け入れる上記方向の断面が円形の孔８を有するダイ７と、を備えている。
図１に示すように、上記パンチ２の直径ａと、ダイ７の孔８の内径ｂとの差の半分がクリアランスｃである。また、ダイ７の孔８の内径ｂに対し、芯合わせ部４の直径ｂ′は、３〜５μｍだけ小さい。

更に、ダイ７の上に載置するグリーンシートｇ１は、例えばアルミナ系材料からなり、その厚みｔは、２０〜１２００μｍの範囲である。尚、かかるグリーンシートｇ１は、追って製造する発光素子実装用の配線基板のキャビティにおいて、例えば、最上層の位置に配置するセラミック層を得るためのものである。
図１に示すように、ダイ７の表面に載置されたグリーンシートｇ１の上には、ノックアウト板５が固定され、パンチ２およびダイ７の孔８との間には、かかるノックアウト板５に設けられ、且つパンチ２の直径ａよりもやや大きな内径の透孔６が同軸心で配置される。
ここで、グリーンシートｇ１の厚みをｔ、グリーンシートｇ１を打ち抜き加工して形成すべき貫通孔の側面に設けられる当該グリーンシートｇ１の表面に対する傾斜角度をθとすると、前記パンチ２とダイ７の孔８との間に配置すべきクリアランスｃは、図１の右上に示す直三角形における三角関数の関係から、数式５により算出される。

（数５） ｃ＝（ｔ／ｔａｎθ）×ｎ
ｃ：クリアランス
ｔ：グリーンシートｇ１の厚み
θ：貫通孔の傾斜角度（上記シートｇ１の表面に対する仰角）
ｎ：係数（０．９〜１．１）

例えば、グリーンシートｇ１の厚みｔが１００μｍ（０．１ｍｍ）、貫通孔の側面の傾斜角度θが６０度、係数ｎが１の場合、数式５によれば、クリアランスｃは、約５７μｍ（０．０５７ｍｍ）となる。
図１に示すように、パンチ２とダイ７の孔８との間に上記クリアランスｃ（約５７μｍ）を配置できるように、予め、パンチ２の直径ａとダイ７の孔８の内径ｂとを選定し、かかるダイ７の孔８の内径ｂよりも、３〜５μｍだけ小さな直径ｂ′を有する芯合わせ部４を用意する。
打ち抜き装置１による打ち抜き加工を行うには、先ず、グリーンシートｇ１が載置されていないダイ７の孔８内にパンチ２に続いて芯合わせ部４を挿入し、パンチ２、芯合わせ部４、および孔８の軸心を一致させる。

次に、図１に示すように、ダイ７の表面にグリーンシートｇ１を載置し、かかるグリーンシートｇ１の上に、透孔６がパンチ２、芯合わせ部４、および孔８の軸心に一致するように、ノックアウト板５を固定する。
かかる状態で、図２に示すように、パンチ２を、ノックアウト板５の透孔６内に下降（前進）させ、グリーンシートｇ１の厚み方向に沿って貫通させた後、当該パンチ２の先端面をダイ７の孔８内に達するまで下降させる。この際、グリーンシートｇ１は、パンチ２の先端面の周縁と、ダイ７の孔８の上端における周縁との間で、斜め方向の剪断力（剪断作用）を受ける。
この結果、図２に示すように、裏面から表面に向かう仰角が前記傾斜角度θ（６０度）であるほぼ円錐形の打ち抜き屑ｄ１がグリーンシートｇ１から打ち抜かれる。

そして、パンチ２を上昇（後退）させ、且つノックアウト板５を除去することにより、図３に示すように、グリーンシートｇ１には、その表面に対する傾斜角度がθ（６０度）であるほぼ円錐形の側面を有する貫通孔ｈ１が形成される。かかる貫通孔ｈ１は、グリーンシートｇ１の裏面側の大きな内径がダイ７の孔８の内径ｂに近似し、表面側の小さな内径がパンチ２の直径ａに近似している。
尚、ノックアウト板５は、パンチ２の上昇時に、打ち抜き後のグリーンシートｇ１が一緒に持ち上がる事態を防止している。また、前記グリーンシートｇ１は、多数個取り用の大判サイズのものとしても良く、この場合には、複数の位置において前記図１，図２で示した打ち抜き加工が施される。

図４は、本発明による第２の打ち抜き装置１０を示す垂直断面である。
第２の打ち抜き装置１０は、図４に示すように、打ち抜き方向に垂直な断面が円形のパンチ１２と、かかるパンチ１２の真上に位置し且つ同軸心である断面が円形の芯合わせ部１４と、上記パンチ１２を受け入れる打ち抜き方向に垂直な断面が円形の孔１８を有するダイ１７と、を備えている。上記パンチ１２の直径ａと、ダイ１７の孔１８の内径ｂとの差の半分がクリアランスｃであり、ダイ１７の孔１８の内径ｂに対し、芯合わせ部１４の直径ｂ′は、３〜５μｍだけ小さい。
尚、上記パンチ１２の直径ａは、前記パンチ２の直径ａよりも小径である。また、上記ダイ１７の孔１８の内径ｂは、前記ダイ７の孔８の内径ｂよりも小径で、且つ前記パンチ２の直径ａとほぼ同じである。

また、ダイ１７の上に載置するグリーンシートｇ２も、アルミナ系材料からなり、その厚みｔも、前記グリーンシートｇ１と同じである。尚、かかるグリーンシートｇ２は、追って製造する発光素子実装用の配線基板のキャビティにおいて、例えば、最下層の位置に配置するセラミック層を得るためのものである。
図４に示すように、ダイ１７の表面に載置されたグリーンシートｇ２の上には、ノックアウト板１５が固定され、パンチ１２およびダイ１７の孔１８との間には、かかるノックアウト板１５に設けられ、且つパンチ１２の直径ａよりもやや大きな内径の透孔１６が同軸心で配置される。

ここで、グリーンシートｇ２の厚みをｔ、グリーンシートｇ２を打ち抜き加工して形成すべき貫通孔の側面に設けられる当該グリーンシートｇ２の表面に対する傾斜角度をθとすると、前記パンチ１２とダイ１７の孔１８との間に配置すべきクリアランスｃは、図４の右上に示す直三角形における三角関数の関係から、前記数式５により算出される。
このため、グリーンシートｇ２の厚みｔが前記グリーンシートｇ１の厚みｔと同じで、且つ傾斜角度θの側面を有する貫通孔をグリーンシートｇ２を形成するため、パンチ１２とダイ１７の孔１８との間のクリアランスｃは、前記打ち抜き装置１の場合と同じとなる。

打ち抜き装置１０による打ち抜き加工を行うには、先ず、グリーンシートｇ２が載置されていないダイ１７の孔１８内にパンチ１２に続いて芯合わせ部１４を挿入し、パンチ１２、芯合わせ部１４、および孔１８の軸心を一致させる。
次に、図４に示すように、ダイ１７の表面にグリーンシートｇ２を載置し、かかるグリーンシートｇ２の上に、透孔１６がパンチ１２、芯合わせ部１４、および孔１８の軸心に一致するように、ノックアウト板１５を固定する。
かかる状態で、図５に示すように、パンチ１２を、ノックアウト板１５の透孔１６内に下降（前進）させ、グリーンシートｇ２の厚み方向に沿って貫通させた後、当該パンチ１２の先端面をダイ１７の孔１８内に達するまで下降させる。この際、グリーンシートｇ２は、パンチ１２の先端面の周縁と、ダイ１７の孔１８の上端における周縁との間で、斜め方向の剪断力（剪断作用）を受ける。

この結果、図５に示すように、裏面から表面に向かう仰角が前記傾斜角度θであるほぼ円錐形の打ち抜き屑ｄ２がグリーンシートｇ２から打ち抜かれる。
そして、パンチ１２を上昇（後退）させ、且つノックアウト板１５を除去することにより、図６に示すように、グリーンシートｇ２には、その表面に対する傾斜角度がθであるほぼ円錐形の側面を有する貫通孔ｈ２が形成される。かかる貫通孔ｈ２は、グリーンシートｇ２の裏面側の大きな内径がダイ１７の孔１８の内径ｂに近似し、表面側の小さな内径がパンチ１２の直径ａに近似している。尚、グリーンシートｇ２の裏面側の大きな内径は、前記貫通孔ｈ１の表面側の小さな内径とほぼ一致している。
前記ノックアウト板１５も、パンチ１２の上昇時に、打ち抜き後のグリーンシートｇ２の持ち上がりを防止している。また、前記グリーンシートｇ２も、多数個取り用の大判サイズのものとしても良く、この場合には、複数の位置において前記図４，図５で示した打ち抜き加工が施される。

以下に、前記グリーンシートｇ１，ｇ２を用いた配線基板の製造方法を示す。
図７は、前記貫通孔ｈ１，ｈ２を設けたグリーンシートｇ１，ｇ２の表面および裏面を前記工程とは逆にし、グリーンシートｇ２の表面上にグリーンシートｇ１を積層し且つ圧着する工程を示す。
尚、予め、グリーンシートｇ２の表面には、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属粉末を含む導電性ペーストをスクリーン印刷により所定パターンに印刷した配線層（図示せず）が形成されている。また、グリーンシートｇ２の表面と裏面との間を貫通するスルーホールに上記導電性ペーストを充填して、スルーホール導体（何れも図示せず）を形成している。
その結果、図８に示すように、グリーンシートｇ１，ｇ２が積層された積層体Ｓ１が形成されると共に、貫通孔ｈ１，ｈ２は、両者の側面が同じ傾斜角度θによって連続するため、全体として一つのほぼ円錐形を呈する貫通孔ｈを形成する。かかる貫通孔ｈの側面全体にＷなどからなる導電性ペーストの金属層（図示せず）を形成する。

次に、図９の下方に示すように、平坦なグリーンシートｇ３〜ｇ５を積層・圧着した積層体Ｓ２を用意する。尚、グリーンシートｇ３〜ｇ５の間にも前記同様の配線層が形成され、グリーンシートｇ３の表面中央部とグリーンシートｇ５の裏面とには、Ｗなどからなる導電性ペーストのパッドが形成されると共に、これらパッドと上記配線層とを接続する前記同様のビア導体（何れも図示せず）が、グリーンシートｇ３〜ｇ５を貫通している。また、グリーンシートｇ３〜ｇ５および積層体Ｓ２も、多数個取り用の大判サイズのものとしても良い。
図９中の矢印で示すように、積層体Ｓ２におけるグリーンシートｓ３の表面上に、積層体Ｓ１のグリーンシートｓ２の裏面を載置するように、積層体Ｓ１，Ｓ２を積層し且つ圧着する。

その結果、図１０に示すように、グリーンシートｓ１〜ｓ５が一体に積層され、表面３２および裏面３３を有する基板本体３１と、かかる表面３２に開口するキャビティ３４と、を有する配線基板３０が得られる。かかるキャビティ３４は、前記貫通孔ｈ（ｈ１，ｈ２）の側面からなるほぼ円錐形に傾斜した側面３６と、前記グリーンシートｇ３の表面中央部が露出した平面方向が円形の底面３５とから構成される。底面３５に対する側面３６の傾斜角度は、前記傾斜角度θと同じである。
尚、配線基板３０は、所定の温度帯で加熱・保持する焼成工程を経た後、キャビティ３４の側面３６に形成した前記金属層の表面に、電解メッキにより、Ｎｉ、Ａｕ、およびＡｇメッキ層が順次被覆されて、光反射層が形成される。また、キャビティ３４の底面３５や基板本体３１の裏面３３に位置する前記パッドの表面に、ＮｉおよびＡｕメッキ層、更にはＡｇメッキ層が順次被覆される。

以上のように、前記打ち抜き工程で打ち抜き装置１，１０により貫通孔ｈ１，ｈ２を設けたグリーンシートｇ１，ｇ２を用いる配線基板３０の製造方法によれば、ほぼ円錐形を呈するキャビティ３４の傾斜した側面３６が、予め設定した前記傾斜角度θを精度良く保って形成される。このため、かかる側面３６上に形成する光反射層は、キャビティ３４の底面３５上に実装される発光ダイオードのような発光素子からの光を効率良く外部に反射することが可能となる。しかも、打ち抜き加工すべきグリーンシートの厚みｔと、貫通孔の側面に付与すべく傾斜角度θを設定することで、パンチとダイの孔とのクリアランスｃを前記数式５により、正確に算出できるため、生産効率も向上させることにも寄与できる。

尚、前記キャビティ３４を形成するため、単層のグリーンシート（グリーンシートの厚みは２倍）に対し、前記クリアランスｃを用いた打ち抜き加工を一回のみ施して、前記貫通孔ｈを形成しても良い。また、前記焼成工程や前記メッキ工程は、複数の配線基板３０を平面方向に沿って有する大版サイズの多数個取り用配線基板に対して行しても施される。かかる多数個取り用配線基板の場合、ダイシング加工またはブレーク加工によって、複数個の配線基板３０に分割される。更に、前記数式５中の係数ｎは、０．９〜１．１の範囲内で適宜変更しても良い。

図１１は、異なる形態の打ち抜き装置４０を示す垂直断面図、図１２は、図１１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った垂直断面図、図１３は、図１１中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った水平断面図である。
打ち抜き装置４０は、打ち抜き方向の断面が長円形で且つ全体が長円柱体のパンチ４１と、かかるパンチ４１の真上に位置し上記方向の断面が長円形の同軸心で且つ相似形である芯合わせ部４４と、上記パンチ４１を受け入れる上記方向の断面が長円形の孔５２を有するダイ５０と、を備えている。
図１１〜図１３に示すように、パンチ４１は、長軸に沿った一対の側面４２と、これらの両端に位置する断面半円形の一対の半円弧面４３とを有し、芯合わせ部４４も、長軸に沿った一対の側面４５と、これらの両端に位置する断面半円形の一対の半円弧面４６とを有する。ダイ５０の孔５２の内面も、同様な一対の側面と一対の円弧面とからなる。

図１１，図１２に示すように、パンチ４１における長軸方向の径ａ１と、ダイ５０の孔５２における長軸方向の径ｂ１との差の半分が、両者の長軸方向のクリアランスｃ１である。一方、パンチ４１における短軸方向の径ａ２と、ダイ５０の孔５２における短軸方向の径ｂ２との差の半分が、両者の短軸方向のクリアランスｃ２である。クリアランスｃ１，ｃ２は、ｃ２を大としている。
また、ダイ５０の孔５２の径ｂ１，ｂ２を含む全周の各径に対し、芯合わせ部４４の径ｂ１′，ｂ２′を含む全周の各径は、全て３〜５μｍだけ小さい。
更に、ダイ５０の上に載置するグリーンシートｇ６も、例えばアルミナ系材料からなり、その厚みｔは、２０〜１２００μｍの範囲である。かかるグリーンシートｇ６の上には、パンチ４１の打ち抜き方向の断面と相似形で且つ僅かに大きな透孔４８を有するノックアウト板４７が固定される。

打ち抜き装置４０では、パンチ４１およびダイ５０の孔５２の長軸方向と短軸方向とで、クリアランスｃ１，ｃ２を相違させている。尚、パンチ４１の各半円弧面４３の両端部付近、およびこれらに対向するダイ５０の孔５２における各半円弧面の両端部付近とのクリアランスは、クリアランスｃ１，ｃ２の中間で且つ連続的に変化している。即ち、クリアランスｃ１から同ｃ２に対し漸増している。
図１１に示すように、ダイ５０の上に厚みｔのグリーンシートｇ６を固定し、かかるグリーンシートｇ６に形成すべき、平面方向の断面が長円形で且つ全体がほぼ長円錐形の貫通孔は、その長軸方向の一対のほぼ半円錐形の側面（辺）の傾斜角度をθ１とした場合、パンチ４１およびダイ５０の孔５２の長軸方向のクリアランスｃ１は、数式６により算出される。

（数６） ｃ１＝（ｔ／ｔａｎθ１）×ｎ
ｃ１：クリアランス
ｔ：グリーンシートｇ６の厚み
θ１：貫通孔の傾斜角度（貫通孔の長軸方向の側面の仰角）
ｎ：係数（０．９〜１．１）

一方、図１２に示すように、厚みｔのグリーンシートｇ６に形成すべき、平面方向の断面が長円形で且つ全体がほぼ長円錐形の貫通孔における短軸方向の一対の側面（辺）の傾斜角度をθ２とした場合、パンチ４１およびダイ５０の孔５２の短軸方向のクリアランスｃ２は、数式７により算出される。

（数７） ｃ２＝（ｔ／ｔａｎθ２）×ｎ
ｃ２：クリアランス
ｔ：グリーンシートｇ６の厚み
θ２：貫通孔の傾斜角度（貫通孔の短軸方向の側面の仰角）
ｎ：係数（０．９〜１．１）

尚、パンチ４１の各半円弧面４３の両端部付近、およびこれらに対向するダイ５０の孔５２における各半円弧面の両端部付近とのクリアランスも、それぞれの位置ごとに数式６，７と同様にして算出される。
打ち抜き装置４０による打ち抜き加工を行うには、先ず、グリーンシートｇ６が載置されていないダイ５０の孔５２内にパンチ４１に続いて芯合わせ部４４を挿入し、パンチ４１、芯合わせ部４４、および孔５２の軸心を一致させる。

次に、図１１，図１２に示すように、ダイ５０の表面にグリーンシートｇ６を載置し、当該グリーンシートｇ６の上に、透孔４８がパンチ４１、芯合わせ部４４、および孔５２の軸心に一致するように、ノックアウト板４７を固定する。
かかる状態で、図１４，図１５に示すように、パンチ４１を、ノックアウト板４７の透孔４８内に下降（前進）させ、グリーンシートｇ６の厚み方向に沿って貫通させた後、当該パンチ４１の先端面をダイ５０の孔５２内のレベルに達するまで下降させる。この際、グリーンシートｇ６は、パンチ４１の先端面の周縁と、ダイ５０の孔５２の上端における周縁との間で、斜め方向の剪断作用を受ける。
この結果、図１４，図１５に示すように、長軸方向の断面における裏面から表面に向かう仰角が前記傾斜角度θ１で、且つ短軸方向の断面における裏面から表面に向かう仰角が前記傾斜角度θ２である、全体がほぼ長円錐形の打ち抜き屑ｄ６がグリーンシートｇ６から打ち抜かれる。

そして、パンチ４１を上昇（後退）させ、且つノックアウト板４７を除去することにより、図１６の平面図で示すように、グリーンシートｇ６には、その表面に対し、長軸方向の半円形の一対の側面（辺）の傾斜角度がθ１で、且つ短軸方向の一対の側面（辺）の傾斜角度がθ２であるほぼ長円錐形の側面を有する貫通孔ｈ６が形成される。
尚、ノックアウト板４７は、パンチ４１の上昇時に、打ち抜き後のグリーンシートｇ６が一緒に持ち上がる事態を防止する。また、前記グリーンシートｇ６は、多数個取り用の大判サイズのものでも良く、この場合には、複数の位置において前記図１４，図１５で示した打ち抜き加工が施される。

貫通孔ｈ６が形成されたグリーンシートｇ６を、前記図９で示した積層体Ｓ２の表面上に積層し圧着することで、長円形の底面とこれを囲むほぼ長円錐形の側面とからなるキャビティを有する配線基板を形成することができる。
また、貫通孔ｈ６の各側面ごとに同じ傾斜角度θ１，θ２などを有する貫通孔を打ち抜き加工した別のグリーンシートを、前記グリーンシートｇ６と積層・圧着して前記積層体Ｓ１と同様な積層体を予め形成し、かかる積層体と前記積層体Ｓ２とを更に積層するようにしても良い。尚、上記の各積層体に対しても、前記焼成工程やメッキ工程などが施される。

以上のように、前記打ち抜き工程で打ち抜き装置４０により貫通孔ｈ６を設けたグリーンシートｇ６を用いる配線基板の製造方法によれば、ほぼ長円錐形を呈するキャビティの傾斜した各側面が、予め設定した前記傾斜角度θ１，θ２などを精度良く保って形成される。このため、かかる側面上に形成する光反射層は、キャビティの底面に実装される発光ダイオードのような発光素子からの光を効率良く外部に反射することが可能となる。しかも、打ち抜き加工すべきグリーンシートの厚みｔと、貫通孔の各側面に付与すべく傾斜角度θ１，θ２などを設定することで、パンチとダイの孔とのクリアランスｃを前記数式６，７により、正確に算出できるため、生産効率の向上にも寄与することができる。

尚、前記打ち抜き装置４０において、パンチ４１の長軸方向に沿った側面４２とダイ５０の孔５２の長軸方向に沿った側面との間にクリアランスｃ１を設け、パンチ４１の短軸方向に沿った半円弧面４３とダイ５０の孔５２の短軸方向に沿った半円弧面との間にクリアランスｃ２を設けても良い。これによれば、パンチ４１の一対の側面４２と孔５２の短軸方向の一対の側面との間で、傾斜角度θ１が設定され、パンチ４１の一対の半円弧面４３と孔５２との長軸方向に沿った一対の半円弧面との間で、傾斜角度θ２が設定される。この結果、図１６の貫通孔ｈ６と逆に、短軸方向に沿った一対の側面の傾斜角度がθ１となり、長軸方向に沿った一対の半円錐形の側面の傾斜角度がθ２となった貫通孔をグリーンシートｇ６に形成することができる。

本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
パンチおよびダイの孔の打ち抜き方向に垂直な断面を、互いに相似形の楕円形、長方形、または正方形とし、且つパンチとダイの孔とのクリアランスを形成すべき貫通孔の側面ごとに前記数式５〜７に準じて算出することで、ほぼ楕円錐形、ほぼ長角錐形、ほぼ角錐形の側面を有する貫通孔をグリーンシートに形成することも可能である。尚、ほぼ長角錐形、ほぼ角錐形の側面を有する貫通孔を有するグリーンシートを含めてキャビティを形成した場合、これらの各コーナごとの谷底線に沿ってロウ材が充填される。
また、前記キャビティには、発光素子の他、ＩＣチップなどの電子部品を実装しても良い。
更に、前記グリーンシートは、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミック材料からなるものや、かかる材料の大版サイズのものとしても良い。

本発明における第１の打ち抜き装置を示す垂直断面図。 上記打ち抜き装置を用いた打ち抜き工程示す断面図。 上記工程により貫通孔を形成されたグリーンシートの断面図。 第２の打ち抜き装置を示す垂直断面図。 上記打ち抜き装置を用いた打ち抜き工程示す断面図。 上記工程により貫通孔を形成されたグリーンシートの断面図。 上記グリーンシートを用いた本発明の製造工程を示す概略図。 図７に続く製造工程を示す概略図。 図８に続く製造工程を示す概略図。 得られた配線基板の概略を示す断面図。 異なる形態の打ち抜き装置を垂直断面図。 図１１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った垂直断面図。 図１１中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った水平断面図。 上記装置を用いた打ち抜き工程を示す図１１と同様な断面図。 上記装置を用いた打ち抜き工程を示す図１２と同様な断面図。 上記工程により貫通孔を形成されたグリーンシートの平面図。

符号の説明

１，１０，４０…………打ち抜き装置
２，１２，４１…………パンチ
４，１４，４４…………芯合わせ部
７，１７，５０…………ダイ
８，１８，５２…………孔
３０………………………配線基板
ｇ１〜ｇ６………………グリーンシート
ｈ，ｈ１，ｈ２，ｈ６…貫通孔
ｔ…………………………グリーンシートの厚み
ｃ，ｃ１，ｃ２…………クリアランス
θ，θ１，θ２…………貫通孔の傾斜角度

Claims (3)

1. 単層のグリーンシートまたは複数層のグリーンシートに、側面が傾斜した貫通孔を、パンチと当該パンチを受け入れる受入孔を有するダイとにより打ち抜くに際し、
   上記パンチと上記ダイの受入孔とのクリアランスｃを数式１に従って定める、
   ことを特徴とする配線基板の製造方法。
   （数１） ｃ＝（ｔ／ｔａｎθ）×ｎ
   ｃ：クリアランス
   ｔ：単層または複数層のグリーンシートの厚み
   θ：貫通孔の傾斜角度（上記シートの表面に対する仰角）
   ｎ：係数（０．９〜１．１）
2. 単層のグリーンシートまたは複数層のグリーンシートに、側面が傾斜した貫通孔を、打ち抜く工程に用いられ、
   上記グリーンシートを載置し且つ孔を有するダイと、
   上記グリーンシートを打ち抜き且つ上記孔に数式２のクリアランスを介して進入するパンチと、
   上記パンチの基部に同心で配置され且つ上記孔に数μｍの隙間を介して挿入可能な芯合わせ部と、を含む、
   ことを特徴とするセラミックグリーンシートの打ち抜き装置。
   （数２） ｃ＝（ｔ／ｔａｎθ）×ｎ
   ｃ：クリアランス
   ｔ：単層または複数層のグリーンシートの厚み
   θ：貫通孔の傾斜角度（上記シートの表面に対する仰角）
   ｎ：係数（０．９〜１．１）
3. 前記側面が傾斜した貫通孔は、平面方向の断面が長円形、楕円形、または長方形を呈し、
   前記パンチとダイの孔とは、打ち抜き方向と垂直な断面が長円形、楕円形、または長方形であると共に、かかる長円形および楕円形の長軸方向と短軸方向とでは、または、長方形の長辺方向と短辺方向との間では、異なるクリアランスを設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のセラミックグリーンシートの打ち抜き装置。
   

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