JP2008016587A - Method of manufacturing ceramic laminated layer substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミックのグリーンシートよりなる層を複数積層するとともに、ブレーク溝を形成した後、これを焼成し、当該ブレーク溝を介して分断してなるセラミック積層基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic laminated substrate in which a plurality of layers made of ceramic green sheets are laminated, break grooves are formed, then fired and divided through the break grooves.
従来より、この種のセラミック積層基板の一般的な製造方法は、次の通りである。配線パターンなどが形成されたアルミナなどのセラミックのグリーンシートよりなる層を複数積層するとともに、この積層体における最表層に対し、分断すべき位置に刃具を当てて、分断用の溝いわゆるブレーク溝を形成する。 Conventionally, the general manufacturing method of this kind of ceramic laminated substrate is as follows. A plurality of layers made of ceramic green sheets such as alumina formed with a wiring pattern are laminated, and a cutting tool is applied to the outermost layer of the laminated body at a position to be divided to form a so-called break groove. Form.
そして、この積層体を焼成した後、当該積層体に曲げ力を加えることにより、ブレーク溝に沿って積層体を分断し、個片化されたセラミック積層基板を製造する(たとえば、特許文献1〜4参照)。従来では、良好な分断性を得るためのブレーク溝の深さは、基板の厚みにより異なるが、たとえば基板の厚みが0.8mmの場合、約0.15〜0.35mm程度である。 And after baking this laminated body, a bending force is applied to the said laminated body, a laminated body is parted along a break groove | channel, and the separated ceramic laminated substrate is manufactured (for example, patent documents 1-1). 4). Conventionally, the depth of the break groove for obtaining good splitting properties varies depending on the thickness of the substrate. For example, when the thickness of the substrate is 0.8 mm, it is about 0.15 to 0.35 mm.
また、グリーンシートはドクターブレード工法にて作られる。たとえば、アルミナシートは、アルミナ粉末とシリカ粉末や樹脂成分、溶剤などの添加剤を混ぜてペースト状化させて、ドクターブレード工法によりシート状に加工して得られる。このため、一般に、グリーンシートは、焼成時における樹脂成分の焼失およびセラミック粉の焼結により、体積が収縮する。 The green sheet is made by the doctor blade method. For example, an alumina sheet is obtained by mixing alumina powder, silica powder, a resin component, a solvent, and the like into a paste and processing it into a sheet by a doctor blade method. For this reason, in general, the volume of the green sheet shrinks due to the burning of the resin component and sintering of the ceramic powder during firing.
ここで、このグリーンシートの焼成時における収縮は、グリーンシートをシート状に加工する時の塗工方向とこれに直交する幅方向とで異なることが知られている。具体的には、塗工方向の方が幅方向よりも収縮が大きい。これの対策として、グリーンシートの塗工方向がシート間で直交するように、グリーンシートを積層する方法が従来より行われている。
上述したように、従来では、グリーンシートの塗工方向を考慮して積層を行い、焼成時の収縮を抑制しているが、本発明者の検討によれば、次に述べるように、ブレーク溝による問題が生じることがわかった。 As described above, in the past, lamination was performed in consideration of the coating direction of the green sheet, and the shrinkage during firing was suppressed. It turns out that the problem by.
図9は、本発明者が上記従来技術に基づいて試作したセラミック積層基板の概略断面図であり、当該積層基板の分断前の状態を示す図である。つまり、この図9に示される積層基板は、グリーンシートを積層するとともにブレーク溝Bを形成した積層体を焼成したものである。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a ceramic multilayer substrate that the inventor has made experimentally based on the above-described prior art, and shows a state before the multilayer substrate is divided. That is, the laminated substrate shown in FIG. 9 is obtained by firing a laminated body in which green sheets are laminated and break grooves B are formed.
ここでは、この積層体は、アルミナのグリーンシートを焼成してなるセラミック層11〜13が積層されてなり、その最表層11にはブレーク溝Bが形成されている。ブレーク溝Bは、積層体における中央部から周辺部に渡って複数設けられている。また、積層体には図示しない配線パターンが設けられている。
Here, the laminated body is formed by laminating
そして、このような試作品としての積層体において、上記した焼成時の収縮による上記配線パターンの位置ずれの度合を調査した。具体的には、図9に示されるように、積層体の中央部を基準とし、当該中央部からの距離xに位置する上記配線パターンの狙い値からの位置ずれ量を調査した。ここで、上記配線パターンの狙い値は、焼成時の収縮が積層体全体で均一であると予想した場合の当該収縮後の位置である。 And in the laminated body as such a prototype, the degree of positional deviation of the wiring pattern due to the shrinkage during firing was investigated. Specifically, as shown in FIG. 9, the positional deviation amount from the target value of the wiring pattern located at the distance x from the central portion was examined with the central portion of the laminate as a reference. Here, the target value of the wiring pattern is a position after the shrinkage when it is predicted that the shrinkage during firing is uniform in the entire laminate.
その結果を図10に示す。図10において、図中に示されるマークは、ブレーク溝Bの深さの違いによる上記配線パターンの位置ずれ量を示したものである。溝深さは、焼成後の積層体におけるブレーク溝Bの深さである。 The result is shown in FIG. In FIG. 10, the marks shown in the figure indicate the amount of positional deviation of the wiring pattern due to the difference in the depth of the break groove B. The groove depth is the depth of the break groove B in the fired laminate.
図10に示されるように、溝深さが0の場合すなわちブレーク溝Bを形成しない場合では、積層体の中央部からの距離xによらず積層体全体で均一に収縮するため、上記した位置ずれはほぼ0となっており問題ない。しかし、ブレーク溝Bの深さが深くなるほど、積層体の中央部からの距離xが大きくなるにつれて焼成時の収縮による位置ずれが大きくなることがわかった。 As shown in FIG. 10, when the groove depth is 0, that is, when the break groove B is not formed, the entire stacked body contracts uniformly regardless of the distance x from the center of the stacked body. There is no problem because the deviation is almost zero. However, it has been found that as the depth of the break groove B increases, the displacement due to shrinkage during firing increases as the distance x from the center of the laminate increases.
つまり、ブレーク溝Bの深さによって焼成時の収縮度合が変化し、配線パターンの位置ずれが部分的に不均一となる。焼成時の収縮による位置ずれが、分断前の積層基板すなわち積層体の全体において均一であれば、予め当該位置ずれを予測することで対処できうるが、部分的に位置ずれの度合が不均一になると、位置ずれの影響が出てくる。 That is, the degree of shrinkage during firing changes depending on the depth of the break groove B, and the positional deviation of the wiring pattern becomes partially non-uniform. If the misalignment due to shrinkage during firing is uniform in the entire laminated substrate, that is, the entire laminate, it can be dealt with by predicting the misalignment in advance, but the degree of misalignment is partially uneven. Then, the effect of misalignment comes out.
この位置ずれが大きいと、たとえば導電性接着剤を印刷により供給する場合において、印刷された導電性接着剤と上記配線パターンとがずれるために良好な電気的接続が得られなくなる。また、位置ずれの度合によっては、導電性接着剤と隣の配線パターンとの距離が狭くなり、絶縁性が損なわれるなどの問題が発生する。 If the positional deviation is large, for example, when the conductive adhesive is supplied by printing, the printed conductive adhesive and the wiring pattern are misaligned, so that good electrical connection cannot be obtained. Further, depending on the degree of positional deviation, the distance between the conductive adhesive and the adjacent wiring pattern becomes narrow, and there arises a problem that insulation is impaired.
特に、本発明者の検討によれば、隣り合うブレーク溝B間の距離すなわちブレーク溝Bのピッチが30mm以下の場合において、上記した位置ずれの問題が顕著になることがわかった。 In particular, according to the study by the present inventor, it has been found that the above-described problem of positional deviation becomes significant when the distance between adjacent break grooves B, that is, the pitch of the break grooves B is 30 mm or less.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、セラミックのグリーンシートよりなる層を複数積層するとともに、最表層にブレーク溝を設けてなる積層体を形成した後、これを焼成し当該ブレーク溝を介して分断してなるセラミック積層基板の製造方法において、積層体の全体にて焼成時の収縮による位置ずれの度合を小さく且つ均一化することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a plurality of layers made of ceramic green sheets are laminated, and after forming a laminate having a break groove on the outermost layer, the laminate is fired to break the break. In the manufacturing method of the ceramic laminated substrate divided | segmented through a groove | channel, it aims at making small and uniform the degree of the position shift by the shrinkage | contraction at the time of baking in the whole laminated body.
上記目的を達成するため、本発明は、ブレーク溝(B)のうち積層体(10)の中央部に位置するものよりも積層体(10)の周辺部に位置するものの方が、その深さが浅くなるように、ブレーク溝(B)を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the depth of the break groove (B) located in the peripheral part of the laminated body (10) is larger than that located in the central part of the laminated body (10). The break groove (B) is formed so that the depth of the groove becomes shallower.
上記図10に示したように、焼成時の収縮による位置ずれは、ブレーク溝の深さが深いほど、積層体の周辺部に行くにつれて大きくなる。そこで、ブレーク溝(B)の深さを、積層体(10)の中央部に位置するものよりも周辺部に位置するものの方が浅くなるようにすれば、積層体(10)の全体にて焼成時の収縮による位置ずれの度合を小さく且つ均一化することができる。 As shown in FIG. 10 described above, the displacement due to shrinkage during firing increases as the depth of the break groove increases toward the periphery of the laminate. Therefore, if the depth of the break groove (B) is shallower in the peripheral portion than in the central portion of the laminated body (10), the entire laminated body (10) is formed. The degree of misalignment due to shrinkage during firing can be made small and uniform.
この場合、ブレーク溝(B)の深さが積層体(10)の中央部から周辺部に行くにつれて連続的に浅くなるように、ブレーク溝(B)を形成するようにすれば、上記図10の傾向に、より即したものとなり、好ましい。 In this case, if the break groove (B) is formed so that the depth of the break groove (B) becomes continuously shallower from the central part to the peripheral part of the laminate (10), the above-described FIG. It is more suitable for this tendency and is preferable.
さらに、積層体(10)における内部の層(12)の少なくとも1層に、積層体(10)の分断時にブレーク溝(B)からの亀裂が誘導される分割溝(20)を形成するようにしてもよい。 Furthermore, a split groove (20) in which a crack from the break groove (B) is induced when the laminate (10) is divided is formed in at least one of the inner layers (12) in the laminate (10). May be.
それによれば、ブレーク溝(B)に対応して積層体(10)の内部に分割溝(20)を設けることで、分断すべき部位の強度が弱くなり、分断時には、ブレーク溝(B)からの亀裂が分割溝(20)に向かって進行しながら、積層体(10)が破断していくため、安定した分断性を確保できる。 According to this, by providing the split groove (20) inside the laminated body (10) corresponding to the break groove (B), the strength of the part to be divided is weakened. Since the laminated body (10) breaks while the cracks of (2) progress toward the dividing groove (20), it is possible to ensure stable splitting properties.
さらに、この場合、分割溝(20)を、ブレーク溝(B)のうち積層体(10)の周辺部に位置するものに対応して設けることが好ましい。積層体(10)の周辺部に位置するブレーク溝(10)の方が浅いため、割れにくいが、分割溝(20)を設ければ割れやすくなる。 Further, in this case, it is preferable to provide the dividing grooves (20) corresponding to the break grooves (B) located in the peripheral portion of the laminate (10). Since the break groove (10) located in the peripheral part of the laminated body (10) is shallower, it is difficult to break, but if the dividing groove (20) is provided, it becomes easy to break.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るセラミック積層基板100の製造方法における焼成後の積層体10を示す図であり、(a)はこの積層体10における上側の最表層11側の概略平面図、(b)は(a)中のA−A一点鎖線に沿った概略断面図、(c)は(a)中のブレーク溝B11に沿って切断した断面の概略図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a view showing a laminated
本実施形態の製造方法は、この図1に示される積層体10を形成し、続いて、分断用のブレーク溝B(B11〜B15、B21〜B25)に沿って積層体10を分断し、個片化されたセラミック積層基板100を製造するものである。
The manufacturing method of this embodiment forms the laminated
なお、図1では、分断前の積層体10が示されているが、セラミック積層基板100は、図1に示されるように、ブレーク溝20を境として分割された部分に相当するものである。具体的に、図1では、5×5本のブレーク溝20によって区画された25個の矩形板状のセラミック積層基板100を切り出すことができる。
In FIG. 1, the laminated
本製造方法は、この図1に示されるような積層体10を作製することを基本とするものである。まず、この積層体10の構成等について説明する。本例では、積層体10は、セラミックのグリーンシートを焼成してなるセラミック層11、12、12、13を4層11〜13積層したものである。
This manufacturing method is based on manufacturing the laminated
このセラミック層11〜13は、アルミナなどを用いて一般的なドクターブレード法により作製されるものであり、本例ではアルミナシートである。この積層体10における各セラミック層11〜13の厚さ(図1(a)参照)は、0.1mm〜0.3mm、好ましくは、0.15mm〜0.25mm程度である。
The
図1に示される例では、セラミック層11〜13は4層であるが、このセラミック層は、たとえば3〜8層程度の範囲で任意に複数層を積層することができる。本例のように、4層である場合、この積層体10における各セラミック層11〜13の厚さは、たとえば、いずれも0.2mmとすることができる。
In the example shown in FIG. 1, the
なお、積層体10における各セラミック層11〜13の厚さは互いに同一であることが好ましいが、異なる厚さのセラミック層を組み合わせて積層してもよい。たとえば、5層である場合には、一方の最表層側から順に、0.15mm−0.15mm−0.2mm−0.15mm−0.15mmの厚さとしてもよい。
In addition, although it is preferable that the thickness of each ceramic layer 11-13 in the
また、各セラミック層11〜13には、一般的な積層体と同じように、モリブデンなどを主成分とする導体材料が充填された図示しないスルーホールが形成されるとともに、タングステンなどを主成分とする導体材料によって図示しない配線パターンが形成されている。なお、この積層体100における配線パターンの一例については、後述の製造方法を示す図3、図4に示してある。
Each
ここで、図2は、本実施形態の積層体10におけるセラミック層11〜13の塗工方向Yを考慮した積層形態を示す図である。上述したように、セラミック層11〜13は、ドクターブレード法により成形されたグリーンシートを焼成してなるため、塗工方向Yに方向性を持つように成形されたものである。
Here, FIG. 2 is a figure which shows the lamination | stacking form which considered the coating direction Y of the ceramic layers 11-13 in the
そのため、このセラミック層11〜13は、乾燥時や焼成時の収縮において塗工方向Yに沿った方向とこれに直交する幅方向とで、その収縮度合に差が生じる。そこで、本実施形態においても、焼成前のセラミック層11〜13としてのグリーンシートを積層する際には、グリーンシートの塗工方向Yがシート間で直交するように、グリーンシートを積層する。
Therefore, the
ここでは、図2に示されるように、セラミック層11〜13を1層毎に塗工方向Yを90°変えて積層する。このような塗工方向Yに関する交互積層構成を採用することで、焼成時における収縮度合を積層体10全体で均一化し、焼成後の積層体10における反りの発生を極力抑制することができる。
Here, as shown in FIG. 2, the
また、積層体10の上側の最表層11と下側の最表層13とには、分断用のブレーク溝B(B11〜B15、B21〜B25)が複数本形成されている。このブレーク溝Bは、後述するように、刃具などを用いて形成されるものである。
A plurality of break grooves B (B11 to B15, B21 to B25) for dividing are formed in the uppermost
図1(b)に示されるように、本例では、ブレーク溝BはV字溝形状をなすものであるが、この積層体10におけるブレーク溝Bの深さは、たとえば0.05mm〜0.1mmであり、当該V字の先端角度は10°〜15°程度である。
As shown in FIG. 1B, in this example, the break groove B has a V-shaped groove shape, and the depth of the break groove B in the
また、本例の積層体10は、0.2mm厚さのセラミック層11〜13を4層積層した80mm□の矩形板状(1辺80mmの正方形板)をなすものであり、上述したように、ここでは、5×5本のブレーク溝Bが設けられている。それにより、隣り合うブレーク溝B間の距離すなわちブレーク溝Bのピッチを30mm以下のものとしている。
Moreover, the
具体的には、図1(a)に示されるように、積層体10における中央部から周辺部に渡って横方向に5本のブレーク溝B11〜B15、縦方向に渡って5本のブレーク溝B21〜B25が設けられている。なお、積層体10において上側の最表層11のブレーク溝Bと下側の最表層13のブレーク溝Bとは、平面的に見て同じ位置にある。
Specifically, as shown in FIG. 1 (a), five break grooves B11 to B15 in the lateral direction from the central part to the peripheral part in the laminate 10 and five break grooves in the vertical direction. B21 to B25 are provided. In the laminate 10, the break groove B of the uppermost
そして、本実施形態においては、これらブレーク溝Bのうち積層体10の中央部に位置するものよりも積層体10の周辺部に位置するものの方が、その深さが浅くなるように、ブレーク溝Bが形成されている。
In the present embodiment, the break groove B is formed so that the depth of the break groove B located in the peripheral part of the
具体的には、図1(b)に示される断面において、横方向に並んだ5本のブレーク溝B11〜B15を見た場合、積層体10における中央部に位置するブレーク溝B11が最も深く、この中央部のブレーク溝B11から周辺部に向かって隣に位置するブレーク溝B12、B14が2番目に深く、最も周辺部寄りのブレーク溝B13、B15が最も浅いものとなっている。
Specifically, in the cross section shown in FIG. 1B, when the five break grooves B11 to B15 arranged in the lateral direction are viewed, the break groove B11 located at the center of the stacked
ここで、この図1(b)に示されるように、積層体10の中央部に位置するブレーク溝Bよりも積層体10の周辺部に位置するブレーク溝Bの方が、深さが浅くなっていればよく、たとえば1本のブレーク溝Bについて全体的に同じ深さであってもよい。
Here, as shown in FIG. 1 (b), the depth of the break groove B located in the peripheral portion of the
しかしながら、本実施形態では、ブレーク溝Bのうち積層体10の中央部に位置するものよりも積層体10の周辺部に位置するものの方が、溝深さが浅いものとなっているという構成は、1本のブレーク溝Bについても、このような部分的な溝深さの変化を持たせてよいということを意味する。
However, in the present embodiment, the configuration in which the groove depth of the break groove B located in the peripheral part of the
そこで、本実施形態では、より好ましい形態として、図1(c)の断面に示されるように、1本のブレーク溝B11を見た場合でも、積層体10の中央部に位置する部位から周辺部に行くにつれて連続的に浅いものとしている。なお、他のブレーク溝Bについても、この図1(c)と同様に、積層体10の中央部から周辺部に行くにつれて連続的に浅いものとしている。
Therefore, in the present embodiment, as a more preferable form, as shown in the cross section of FIG. 1C, even when one break groove B <b> 11 is viewed, the portion located in the central portion of the stacked
つまり、本実施形態では、図1(a)に示されるように、積層体10の中央点C0から図中の破線円C1、C2に示されるように、各ブレーク溝Bの深さが、周辺部へ行くにつれて同心円的に連続的に浅くなっている。具体的には、中央点C0からの距離が遠くなるほど、当該距離に比例して溝深さを浅くする。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the depth of each break groove B from the center point C0 of the
たとえば、図1(a)中の中央点C0では溝深さが0.25mmであり、その外側の破線円C1の線と重なるブレーク溝Bの部分では溝深さが0.15mmであり、さらに外側の破線円C2の線と重なるブレーク溝Bの部分では溝深さが0.1mmである。 For example, the groove depth is 0.25 mm at the center point C0 in FIG. 1A, the groove depth is 0.15 mm at the portion of the break groove B that overlaps the line of the broken circle C1 on the outside, The groove depth is 0.1 mm at the portion of the break groove B that overlaps the outer broken line circle C2.
そして、中央点C0と破線円C1との間の領域、破線円C1と破線円C2との間の領域では、周辺部に行くにつれて、それぞれ、0.25mmから0.15mmの間、0.15mmから0.1mmの間で上記距離に比例して溝深さを浅くしていき、破線円C2よりも外側の領域では溝深さを0.1mmとする。積層体10の周辺部では、分断性を確保するため最低限の溝深さは確保する。
Then, in the region between the center point C0 and the broken circle C1, and the region between the broken circle C1 and the broken circle C2, the distance from 0.25 mm to 0.15 mm and 0.15 mm, respectively, toward the periphery. From 0.1 mm to 0.1 mm, the groove depth is decreased in proportion to the distance, and the groove depth is set to 0.1 mm in the region outside the broken line circle C2. In the peripheral part of the
次に、本実施形態の製造方法について述べる。なお、本製造方法は、一般的なアルミナよりなるグリーンシートを用いたアルミナ積層配線基板を基本としたものであり、加圧・焼成条件などは、これに準ずるものである。図3および図4は、本製造方法を示す工程図、図5は、本製造方法におけるブレーク溝Bの刃具200による形成方法を示す工程図である。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described. Note that this manufacturing method is based on an alumina laminated wiring board using a general green sheet made of alumina, and pressurizing / firing conditions are based on this. 3 and 4 are process diagrams showing the present manufacturing method, and FIG. 5 is a process diagram showing a method of forming the break groove B with the
まず、ドクターブレード法により作製された各グリーンシートとしてのセラミック層11〜13を用意する(図3(a)参照)。次に、各セラミック層11〜13に対して、上記スルーホール14を、金型などを用いて形成する(図3(b)参照)。次に、このようにスルーホール14が形成されたセラミック層11〜13に対して、印刷法などによりスルーホール14内に導体材料15を充填する(図3(c)参照)。
First, the ceramic layers 11-13 as each green sheet produced by the doctor blade method are prepared (refer Fig.3 (a)). Next, the through
そして、スルーホール14に導体材料15を充填した後に、印刷法などにより、各セラミック層11〜13の表面に導体材料16を付与する(図3(d)参照)。これら導体材料15、16は積層体10において、その表面および内部に設けられた形となり、上記した配線パターンを形成するものである。なお、上述したが、これら導体材料15、16は、いずれもモリブデン、タングステンなどを主成分とする材料を用いる。
And after filling the through
続いて、各セラミック層11〜13を、上記図1に示されるように積層し、これらを加圧して積層体10を形成する(図3(e)参照)。ここにおいて、加圧条件は、たとえば30kg〜70kg程度の荷重とすることができる。なお、この工程で形成される積層体10は、ブレーク溝Bを形成前であって焼成前のものである。
Subsequently, the
その後、積層されたセラミック層11〜13よりなる積層体10における最表層11、13に対して、ブレーク溝Bを形成する。このブレーク溝Bの刃具200を用いた形成方法について、図5を参照して述べる。
Thereafter, a break groove B is formed in the
図5(a)、(b)に示されるように、先端が任意の角度に設定された刃具200を押し当てて積層体10の上側の最表層11を押し広げながら、刃具200を食い込ませていく。その後、刃具200を最表層11から抜くと、当該最表層11に対してブレーク溝Bが形成される。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
このとき、本実施形態では、ブレーク溝Bのうち積層体10の中央部に位置するものよりも積層体10の周辺部に位置するものの方が、その深さが浅くなるように、また、ブレーク溝Bの深さが積層体10の中央部から周辺部に行くにつれて連続的に浅くなるように、ブレーク溝Bを形成する。
At this time, in the present embodiment, the break groove B located in the peripheral part of the
具体的には、このとき上記図1に示した焼成後の積層体10において、各ブレーク溝Bの深さが上述した一例の寸法となるように、ある程度収縮を見込んで、ブレーク溝Bを形成する。
Specifically, at this time, in the
また、ブレーク溝Bにおいて、上記したような部分的に溝深さを変えた構成は、食い込み量が部分的に変わるように形状を調製した刃具200を用いれば容易に形成できる。なお、本実施形態では、積層体10の下側の最表層13に対しても同様に刃具200を用いて、ブレーク溝Bを形成する。
Further, in the break groove B, the configuration in which the groove depth is partially changed as described above can be easily formed by using the
こうしてブレーク溝Bを形成した積層体10を焼成することで、図4(a)に示されるように、本実施形態における焼成後の積層体10ができあがる。なお、この焼成は、たとえば水素などの還元雰囲気にて約1600℃の温度で行う。
By firing the
そして、焼成された積層体10に対して、必要に応じて、以下の工程を行う。たとえば、図4(b)に示されるように、焼成された積層体10の最表層11、13の表面に位置する上記配線パターンに対して、めっき被膜17を形成する。このめっき被膜17は、たとえばワイヤボンディング性やはんだ付け性を確保するなどの目的で行われる。
And the following processes are performed with respect to the baked
たとえば、このめっき被膜17は無電解Cuめっきであり、膜厚は2.0〜8.0μmである。さらに、そのCuめっきの上に無電解Auめっきを形成してもよい。この無電解Auめっきの膜厚は0.01〜0.1μmが好ましい。
For example, this
また、図示しないが、焼成された積層体10に対して、抵抗体などの機能厚膜体を設けたり、ICチップやコンデンサなどの実装部品を搭載したり、ワイヤボンディングを行ったりすることも、必要に応じて行う。その後、この焼成された積層体10をブレーク溝Bに沿って分断することで、個片化されたセラミック積層基板100とする。
Although not shown, a functional thick film body such as a resistor is provided on the fired
積層体10をブレーク溝20に沿って分断する方法としては、従来と同様に、図示しないピンを用いた方法を採用できる。簡単に述べると、ブレーク溝Bの端部に上記ピンを押し当て、ここを基点として積層体10を曲げ変形させることで、ブレーク溝Bに引っ張りの歪みを集中させ、機械的に積層体10を破断させて、分割するものである。
As a method of dividing the
ところで、上記図10に示したように、本発明者の検討によれば、焼成時の積層体の収縮による位置ずれは、ブレーク溝Bの深さが深いほど、積層体の周辺部に行くにつれて大きくなる。 By the way, as shown in FIG. 10 above, according to the study of the present inventor, the displacement due to the shrinkage of the laminated body during firing increases as the depth of the break groove B increases toward the periphery of the laminated body. growing.
そこで、本実施形態の製造方法のように、ブレーク溝Bの深さを、積層体10の中央部に位置するものよりも周辺部に位置するものの方が浅くなるようにすれば、積層体10の全体にて焼成時の収縮による位置ずれの度合を小さく且つ均一化することができる。
Therefore, when the depth of the break groove B is shallower in the peripheral portion than in the central portion of the
特に、本実施形態では、ブレーク溝Bの深さが積層体10の中央部から周辺部に行くにつれて連続的に浅くなるように、ブレーク溝Bを形成しており、上記図10の傾向に、より即したものとなっていることから、より効果的である。
In particular, in the present embodiment, the break groove B is formed so that the depth of the break groove B continuously decreases from the central part to the peripheral part of the
たとえば、上記図1(a)の中央点C0、破線円C1、C2における溝深さを、それぞれ0.25mm、0.15mm、0.1mmとした例では、焼成時の収縮による位置ずれは、積層体10の全体にて0.1mm以下であり、実用上、何ら問題ないレベルとすることができた。 For example, in the example in which the groove depths at the center point C0 and the broken line circles C1 and C2 in FIG. 1A are 0.25 mm, 0.15 mm, and 0.1 mm, respectively, the displacement due to shrinkage during firing is The overall thickness of the laminate 10 was 0.1 mm or less, and it was possible to achieve a level that has no problem in practice.
また、本実施形態の製造方法においては、グリーンシートの塗工方向Yをシート間で直交させて積層し、焼成時の収縮の方向性を極力均一化している。ここで、焼成時における収縮は、塗工方向Yの方が幅方向よりも大きいため、上記最表層11、13の塗工方向Yに平行に形成するブレーク溝Bの深さは比較的浅く、塗工方向Yに直交するブレーク溝Bの深さは深くすることで、積層体10の収縮差を調整してもよい。
Moreover, in the manufacturing method of this embodiment, the green sheet coating direction Y is laminated between sheets, and the shrinkage direction during firing is made as uniform as possible. Here, since the shrinkage during firing is greater in the coating direction Y than in the width direction, the depth of the break groove B formed in parallel with the coating direction Y of the
たとえば、上記図1に示される積層体10において、最表層11の塗工方向Yがブレーク溝B11と平行な方向であるとした場合、この塗工方向Yに平行なブレーク溝B11〜B15の深さを、これらと直交するブレーク溝B21〜B25よりも浅くする。その深さの比としては、たとえば深い方を浅い方の1.3〜1.5倍程度とする。
For example, in the laminate 10 shown in FIG. 1, when the coating direction Y of the
(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態に係るセラミック積層基板100の製造方法における焼成後の積層体10を示す図であり、(a)はこの積層体10における上側の最表層11側の概略平面図、(b)は(a)中のD−D一点鎖線に沿った概略断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a view showing the
上記第1実施形態において、ブレーク溝Bの深さが浅い場合(たとえば0.15mm以下の場合)、場合によっては基板分割時にブレーク溝Bに沿って積層体が割れないなど、良好なブレーク性を得られなくなる可能性がある。 In the first embodiment, when the depth of the break groove B is shallow (for example, 0.15 mm or less), in some cases, the laminate does not break along the break groove B when dividing the substrate. It may not be obtained.
本実施形態では、そのような点を考慮し、さらに、積層体10における内部の層12の少なくとも1層に、積層体10の分断時にブレーク溝Bからの亀裂が誘導される分割溝20を形成することが、上記実施形態の製造方法と相違するところである。
In the present embodiment, in consideration of such points, the
したがって、本実施形態の製造方法では、上記実施形態の製造方法による作用効果に加えて、この分割溝20による作用効果も発揮されることになる。以下、この分割溝20に関わる部分を中心に述べる。
Therefore, in the manufacturing method of this embodiment, in addition to the operational effects of the manufacturing method of the above-described embodiment, the operational effects of this dividing
図6に示される積層体10においては、内部のセラミック層12の1層、ここでは上側の最表層11の直下のセラミック層12において、ブレーク溝Bの直下に位置する部位に、分割溝20が形成されている。つまり、ブレーク溝Bと分割溝20とは、積層体10の積層方向にて互いに重なり合うように設けられている。
In the
本例では、分割溝20は、ブレーク溝Bのうち積層体10の周辺部に位置するものに対応して設けられている。また、分割溝20としては、内部のセラミック層12を貫通する貫通穴でもよいし、貫通しない凹部でもよく、その開口形状も特に限定されない。図示例では、分割溝20は、開口形状が丸穴形状をなす貫通穴である。
In this example, the
このような分割溝20は、上記図3、図4にて述べた製造方法において、セラミック層12にスルーホール14を形成する工程にて、スルーホール14と同様に金型を用いて打ち抜き加工を行うことにより、形成できる。なお、分割溝20の形状は、当該金型の形状を変えることで容易に変更することができる。
In the manufacturing method described with reference to FIGS. 3 and 4, such a dividing
ここで、分割溝20の位置について言えば、亀裂を誘導すべきブレーク溝Bの先端部と分割溝20との距離m(図6(b)参照)は、たとえば0.1mm〜0.2mm程度である。
Here, with regard to the position of the dividing
また、分割溝20の幅W(図6(a)参照)は、0.05mm〜0.2mm程度とすることが好ましい。これは、ブレーク溝Bと分割溝20との間隔のばらつきから決まるものであり、ブレーク溝Bの先端部より発生した亀裂を分割溝20に誘導するために好ましい寸法である。
Moreover, it is preferable that the width W (refer FIG. 6A) of the division | segmentation groove |
また、分割溝20の長さL、すなわち、分割溝20におけるブレーク溝Bに沿った長さL(図6(a)参照)は、0.05〜2.0mm程度であることが好ましい。分割溝20の長さLを0.05mm以上としたのは、セラミック層11〜13の積層、加圧、積層体10の焼成時に分割溝20がつぶれないようにするための最低の寸法が、0.05mm程度であるためである。
Further, the length L of the dividing
また、分割溝20の長さLが2.0mmよりも大きい場合、上記の積層工程において分割溝20に接するセラミック層が分割溝20内に入り込み、それによってセラミック層に凹みが生じやすくなるためである。たとえば2.0mmの長さLの分割溝20とする場合には、分割溝20の幅Wは0.1mm以下が好ましい。
In addition, when the length L of the dividing
本実施形態の製造方法によれば、ブレーク溝Bに対応して積層体10の内部に分割溝20を設けたことにより、分割溝20が設けられたブレーク溝Bにおいては、ブレーク溝Bから積層方向に向かう部位における積層体10の残り厚さを、ブレーク溝Bだけの場合よりもさらに薄くでき、当該部位の強度を弱くすることができる。
According to the manufacturing method of the present embodiment, the
そして、一般に硬く、脆いという性質を持つ焼成後の積層体10においては、分断時には、分割溝20の直上に位置するブレーク溝Bからの亀裂が積層方向に進行しながら当該分割溝20に向かって誘導される。このようにして、積層体10が破断していくため、本実施形態では、安定した分断性を確保できる。
And in the
特に、本実施形態では、分割溝20を、ブレーク溝Bのうち積層体10の周辺部に位置するものに対応して設けている。積層体10の周辺部に位置するブレーク溝Bの方が中央部側のものよりも浅い溝であり、割れにくいものであるが、分割溝20を設けることで割れやすくなる。
In particular, in the present embodiment, the dividing
なお、上記効果を奏するならば、分割溝20を設ける層としては、積層体10の内部のセラミック層12ならば図示例に限らずにどの層に設けてもよい。さらには、当該内部のセラミック層12の複数個に設けてもよい。また、図示例のように積層体10の周辺部に位置するブレーク溝Bだけでなく、中央部に位置するブレーク溝Bについて、それぞれ分割溝20を設けてもよい。
In addition, if there exists the said effect, as a layer which provides the division | segmentation groove |
また、本実施形態においても、焼成前のセラミック層11〜13としてのグリーンシートを積層する際に、上記塗工方向Yがシート間で直交するように積層を行うことができる。このとき、図示しないが、分割溝20を、内部のセラミック層12のうちブレーク溝Bが形成される最表層11と同じ塗工方向Yを持つ層12に設けるようにしてもよい。
Also in this embodiment, when the green sheets as the
それによれば、ブレーク溝Bが形成された最表層11と分割溝20が形成された層12とで、焼成や乾燥時の収縮度合がほぼ同一となるため、焼成後における互いの溝B、20の位置ずれの抑制が期待できる。
According to this, since the
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態においても、上記図10に示されるものと同様にブレーク溝Bによる焼成時の収縮の測定を行い、その結果に基づいて、焼成時の収縮を予め予測し、焼成後に狙いの寸法となるように、焼成前の積層体10の寸法やブレーク溝Bの間隔などを決めておいてもよい。それにより、配線パターンの位置ずれを小さくできる。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the shrinkage at the time of firing by the break groove B is measured in the same manner as that shown in FIG. The dimensions of the
また、ブレーク溝Bの幅が広いと焼成時の収縮が大きくなり、配線パターンの位置ずれが増加するため、ブレーク溝Bの幅としては、0.05mm以下程度が望ましい。この場合、焼成時にブレーク溝Bが狭くなり、場合によっては対向する溝の内面同士が部分的にくっつくことも起こりうる。 Further, if the width of the break groove B is wide, shrinkage during firing increases, and the positional deviation of the wiring pattern increases. Therefore, the width of the break groove B is preferably about 0.05 mm or less. In this case, the break groove B is narrowed during firing, and in some cases, the inner surfaces of the facing grooves may partially stick to each other.
そのためには、ブレーク溝Bの断面形状としては、図7に示されるように、U字状とすることが望ましい。この場合、上記実施形態に示した断面V字状のブレーク溝Bに比べて、対向する溝の内面の間隔を、底部寄りの部分を含めて深さ方向の全体に広くすることができる。 For this purpose, the cross-sectional shape of the break groove B is preferably U-shaped as shown in FIG. In this case, as compared with the break groove B having a V-shaped cross section shown in the above embodiment, the distance between the inner surfaces of the opposed grooves can be increased in the entire depth direction including the portion near the bottom.
また、ブレーク溝Bの断面形状が上記のV字状及びU字状の形態の場合、溝深さが深いと配線パターンの位置ずれを生じやすい。そのようなことを考慮して、ブレーク溝Bとしては、図8に示されるようなものを採用してもよい。 Further, in the case where the cross-sectional shape of the break groove B is the above-described V shape or U shape, if the groove depth is deep, the wiring pattern is likely to be displaced. In consideration of the above, as the break groove B, one as shown in FIG. 8 may be adopted.
図8に示されるブレーク溝Bは、ブレーク性が積層体の残り厚みで決まることから、開口部側に、幅Wが1に対して深さPが0.5以下であるような浅く且つ幅広の凹みを形成し、その凹みの底部の中央部に分割時の応力基点となる狭い溝を形成し、これら凹みと溝の合計深さをブレーク溝Bの深さとしている。 In the break groove B shown in FIG. 8, since the breakability is determined by the remaining thickness of the laminate, the width W is 1 and the depth P is 0.5 or less at the opening side. A narrow groove serving as a stress base point at the time of division is formed in the center of the bottom of the recess, and the total depth of the recess and the groove is the depth of the break groove B.
具体的には、幅W:0.2mmに対して深さP:0.1mmの上記凹みを形成し、深さQ:0.05mmの上記溝を形成する。このようなブレーク溝Bとすることにより、ブレーク溝Bによる配線パターンの位置ずれを抑制する。 Specifically, the recess having a depth P of 0.1 mm is formed with respect to a width W of 0.2 mm, and the groove having a depth Q of 0.05 mm is formed. By using such a break groove B, the displacement of the wiring pattern due to the break groove B is suppressed.
また、ブレーク溝Bは、積層体10の両最表層11、13に形成されていなくてもよく、いずれか一方の最表層のみに形成するものであってもよい。この場合、これら両最表層11、13のうち積層体10の分断時に引っ張り曲げ力が加わる面側に、ブレーク溝Bを形成することが好ましい。
Moreover, the break groove | channel B does not need to be formed in both the
なお、上記実施形態のように、ブレーク溝Bを積層体10の両最表層11、13すなわち表裏両面に設ければ、積層体10の表裏両面の形状が対称形に近いものとなり、焼成収縮による積層体10の反り防止という点では好ましい。
In addition, if the break groove | channel B is provided in both the outermost surface layers 11 and 13 of the
また、積層体10の表面に形成するブレーク溝Bの配置パターンは、上記の図示例に限られるものではなく、分断後のセラミック積層基板100の形状に応じて種々のパターンが可能である。
Further, the arrangement pattern of the break grooves B formed on the surface of the
10…積層体、11、12、13…セラミック層、20…分割溝、
B、B11〜B15、B21〜B25…ブレーク溝。
10 ... Laminated body, 11, 12, 13 ... Ceramic layer, 20 ... Dividing groove,
B, B11 to B15, B21 to B25 ... break grooves.
Claims (4)
前記ブレーク溝(B)のうち前記積層体(10)の中央部に位置するものよりも前記積層体(10)の周辺部に位置するものの方が、その深さが浅くなるように、前記ブレーク溝(B)を形成することを特徴とするセラミック積層基板の製造方法。 After forming a break groove (B) for cutting in the outermost layer (11, 13) in a laminate (10) formed by laminating a plurality of layers (11 to 13) made of ceramic green sheets, the laminate (10 In the method for manufacturing a ceramic multilayer substrate, the ceramic laminate substrate is manufactured by dividing the laminate (10) along the break groove (B).
The break groove (B) is formed so that the depth of the one located in the peripheral part of the laminate (10) is shallower than that located in the central part of the laminate (10). A method for manufacturing a ceramic laminated substrate, wherein the groove (B) is formed.
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