JP2009302330A - Method of manufacturing multilayer ceramic board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層セラミック基板の製造方法に関するものであり、特に、チップ部品、半導体を実装して使用される、LED、高周波部品等で好適に使用可能な多層セラミック基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate, and more particularly to a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate that can be suitably used for an LED, a high-frequency component, or the like that is used by mounting a chip component or a semiconductor. .
従来における多層セラミック基板の端面やキャビティ面に導体パターンを形成しようとする場合、図23に示すように垂直面に導電体を形成する必要がある。 When a conductor pattern is to be formed on the end surface or cavity surface of a conventional multilayer ceramic substrate, it is necessary to form a conductor on the vertical surface as shown in FIG.
しかし、係る垂直面に導体パターンを形成することは、技術的に困難で、非常に複雑な工程を必要とするものとなる。また、垂直面に導体パターンを形成すると、配線パターンは途中で直角に折れ曲がることになる。しかし、配線パターンを直角に曲げると、屈曲点において特性インピーダンスの不整合が発生し、輻射がおこるという問題点が発生する。これは特に高周波においては顕著に現れるため、現実的に使用することができないものとなる。さらに、セラミック自体の熱による膨張収縮率は低いが、わずかな膨張収縮は発生する。導体パターンは約15ミクロン程度の薄膜からなるので、このわずかな熱膨張又は収縮によって、図23の角部Bにおいてクラックが発生し、破断する可能性を有するものとなる。 However, it is technically difficult to form a conductor pattern on such a vertical surface, and a very complicated process is required. Further, when the conductor pattern is formed on the vertical plane, the wiring pattern is bent at a right angle in the middle. However, if the wiring pattern is bent at a right angle, a characteristic impedance mismatch occurs at the bending point, causing a problem that radiation occurs. This appears remarkably especially at high frequencies, and cannot be used practically. Furthermore, although the expansion / contraction rate due to heat of the ceramic itself is low, slight expansion / contraction occurs. Since the conductor pattern is formed of a thin film of about 15 microns, this slight thermal expansion or contraction causes a crack at the corner B in FIG.
従って、配線パターンは、できる限り鋭角な屈曲部を設けないで、なだらかな傾斜に設けることが望ましい。そこで、本発明者は、本問題点を解決すべく、種々検討の結果、セラミック基板の斜面部を容易に形成する方法を見出し、本発明を完成するに至ったものである。 Therefore, it is desirable to provide the wiring pattern with a gentle slope without providing a sharp bend as much as possible. Therefore, as a result of various studies, the present inventor has found a method for easily forming the slope portion of the ceramic substrate, and has completed the present invention.
本発明の目的は、多層セラミック基板において、端部やキャビティ側壁等に平坦な斜面を有する多層セラミック基板の製造方法及び、この平坦な斜面に導体パターンを形成した多層セラミック基板の製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate having a flat inclined surface at the end, cavity side wall, etc., and a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate having a conductor pattern formed on the flat inclined surface. There is.
以上のような課題を解決するために、本発明が採った手段は以下の通りである。 In order to solve the problems as described above, the measures taken by the present invention are as follows.
本発明の請求項1に係る多層セラミック基板の製造方法は、
(a)、複数のセラミックグリーンシートを階段状に積層する工程と、
(b)、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの表面に、少なくとも階段状部を含むように1枚又は2枚以上の斜面部形成用グリーンシートを積層する工程と、
(c)、階段状部に前記斜面部形成用グリーンシートを沿わせるとともに、階段状部を平坦化する圧縮成形工程と、
(d)、圧縮成形工程で圧縮成形された積層体を焼結する工程と、
を含むことをその特徴とするものである。
A method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 1 of the present invention includes:
(A) a step of laminating a plurality of ceramic green sheets in a step shape;
(B) a step of laminating one or two or more slope portion forming green sheets so as to include at least a stepped portion on the surface of the plurality of laminated ceramic green sheets;
(C) a compression molding step for flattening the staircase portion along the stepped portion with the slope forming green sheet;
(D) a step of sintering the laminate that has been compression molded in the compression molding step;
It is characterized by including.
セラミックグリーンシートを階段状に積層して段差部を形成し、さらに、この階段状の段差部に斜面部形成用グリーンシートを積層させた後圧縮成形することによって、階段状の段差部の表面に斜面部形成用グリーンシートを表面に配置させて平坦な斜面を形成させたものである。このため、導体パターンを印刷する場合に、導体パターンを印刷し易くなり、スクリーン印刷やインクジェット印刷若しくは薄膜技術等によって斜面上へ導体パターンを形成することができるようになる。 Steps are formed by laminating ceramic green sheets in a step shape, and further, by forming a slope portion forming green sheet on the stepped step portion and then compression molding, the surface of the stepped step portion is formed. A flat slope is formed by arranging a slope-forming green sheet on the surface. For this reason, when printing a conductor pattern, it becomes easy to print a conductor pattern, and it becomes possible to form a conductor pattern on a slope by screen printing, ink jet printing, thin film technology, or the like.
本発明の請求項2に係る多層セラミック基板の製造方法は、前記斜面部形成用グリーンシートは、少なくとも階段状部を含む部位に導体パターンの印刷がされたものであることを特徴とするものである。 The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 2 of the present invention is characterized in that the slope-forming green sheet has a conductor pattern printed on at least a portion including a stepped portion. is there.
予め斜面部形成用グリーンシートに導体パターンの印刷を施しておくことで、後工程で導体パターンの印刷工程を省くことができる。また導体パターンの印刷を積層する前の平面のグリーンシートに施すことになるため、より精度の高い印刷、ひいては導体パターンを形成することができる。 By printing the conductor pattern on the slope portion forming green sheet in advance, the conductor pattern printing step can be omitted in a later step. In addition, since the printing of the conductor pattern is performed on the green sheet on the plane before the lamination, the printing with higher accuracy, and thus the conductor pattern can be formed.
本発明の請求項3に係る多層セラミック基板の製造方法は、(前記(b)工程と前記(c)工程の間に、前記(a)工程及び前記(b)工程によって積層された積層体を真空包装する工程を含み、前記圧縮成形工程は、水圧プレスを用いることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a multilayer ceramic substrate manufacturing method comprising: (between the step (b) and the step (c) a laminate laminated by the step (a) and the step (b). Including the step of vacuum packaging, the compression molding step uses a hydraulic press.
圧縮成形工程を水圧プレスで行うことにより、基板のすべての外面に対してほぼ等加圧させることができる。従って、斜面部形成用グリーンシートを階段状部にきれいに沿わせて積層可能となる。また、階段状部自体をも水圧プレスによって、ならすことができるので平坦な平面を形成することができる。 By performing the compression molding step with a hydraulic press, almost all the outer surfaces of the substrate can be pressurized with substantially equal pressure. Accordingly, the green sheet for forming the slope portion can be laminated along the staircase portion. Further, since the stepped portion itself can be leveled by a hydraulic press, a flat plane can be formed.
本発明の請求項4に係る多層セラミック基板の製造方法は、
(a)、複数のセラミックグリーンシートを階段状に積層する工程と、
(b)、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの階段状の部分を平坦化した斜面にする押圧工程と、
(c)、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの表面に、平坦化した斜面を少なくとも含むように1枚又は2枚以上の斜面部形成用グリーンシートを積層する工程と、
(d)、平坦化した斜面に前記斜面部形成用グリーンシートを沿わせ、圧縮する圧縮成形工程と、
(e)、圧縮成形工程で圧縮成形された積層体を焼結する工程と、
を含むことを特徴とする。
A method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 4 of the present invention includes:
(A) a step of laminating a plurality of ceramic green sheets in a step shape;
(B) a pressing step for making the stepped portions of the laminated ceramic green sheets into flattened slopes;
(C) laminating one or two or more slope forming green sheets on the surface of the laminated ceramic green sheets so as to include at least a flattened slope;
(D) a compression molding step of compressing the green sheet for forming the slope portion along the flattened slope;
(E) a step of sintering the laminate that has been compression molded in the compression molding step;
It is characterized by including.
請求項4に係る発明は、複数のセラミックグリーンシートで形成された階段状の部分を、斜面部形成用グリーンシートを積層する前に、押圧によって平坦化させたものである。係る構成を採用することによって、より平坦な斜面を形成することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, a stepped portion formed of a plurality of ceramic green sheets is flattened by pressing before laminating the slope forming green sheets. By adopting such a configuration, a flatter slope can be formed.
本発明の請求項5に係る多層セラミック基板の製造方法は前記斜面部形成用グリーンシートは、少なくとも平坦化した斜面を含む部分に少なくとも導体パターンの印刷がされたものであることを特徴とするものである。
The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to
予め斜面部形成用グリーンシートに導体パターンの印刷を施しておくことで、後工程で導体パターンの印刷をする工程を省くことができる。また導体パターンの印刷を積層する前の平面のグリーンシートに施すことになるため、より精度の高い印刷、ひいては導体パターンを形成することができる。 By printing the conductor pattern on the slope forming green sheet in advance, the step of printing the conductor pattern in a later step can be omitted. In addition, since the printing of the conductor pattern is performed on the green sheet on the plane before the lamination, the printing with higher accuracy, and thus the conductor pattern can be formed.
本発明の請求項6に係る多層セラミック基板の製造方法は、請求項4又は5記載の多層セラミック基板の製造方法において、前記(c)工程と前記(d)工程の間に、前記(a)工程から前記(c)工程によって積層された積層体を真空包装する工程を含み、前記圧縮成形工程は、水圧プレスを用いることを特徴とする。
The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 6 of the present invention is the method for producing a multilayer ceramic substrate according to
係る構成を採用することによって、基板のすべての面に対してほぼ等加圧させることができる。従って、斜面部形成用グリーンシートを階段状部にきれいに沿わせて積層可能となる。また階段状部自体をも水圧プレスによって、ならすことができるので平坦な平面を形成することができる。 By adopting such a configuration, almost equal pressure can be applied to all surfaces of the substrate. Accordingly, the green sheet for forming the slope portion can be laminated along the staircase portion. Further, since the stepped portion itself can be leveled by a hydraulic press, a flat plane can be formed.
本発明の請求項7に係る多層セラミック基板の製造方法は、
(a)、キャビティを形成する位置に大きさの異なる貫通穴を有する複数のセラミックグリーンシートを、キャビティ側壁が階段状となるように積層する工程と、
(b)、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの上面に、少なくとも階段状部を含むように斜面部形成用グリーンシートを積層する工程と、
(c)水圧プレスによって、前記積層体の階段状部に斜面部形成用グリーンシートを沿わせるとともに、階段状部を平坦化する圧縮成形工程と、
(d)、圧縮成形された積層体を焼結する工程と、
を含むことを特徴とするものである。
A method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 7 of the present invention includes:
(A) a step of laminating a plurality of ceramic green sheets having through holes of different sizes at positions where cavities are formed, so that the side walls of the cavities are stepped;
(B) a step of laminating a slope portion forming green sheet so as to include at least a stepped portion on the top surface of the plurality of laminated ceramic green sheets;
(C) A compression molding step of flattening the stepped portion while keeping the green portion for forming the inclined portion along the stepped portion of the laminate by a hydraulic press;
(D) a step of sintering the compression-molded laminate;
It is characterized by including.
多層セラミック基板のキャビティを設ける位置に階段状の穴を形成し、この階段状の斜面にさらに、斜面部形成用グリーンシートを積層させて圧縮成形することによって平坦な斜面を形成したものである。このため、斜面上へ導体パターンを印刷する場合には、スクリーン印刷やインクジェット印刷若しくは薄膜技術等によって斜面上へ導体パターンを形成することができるようになる。 A stepped hole is formed at a position where the cavity of the multilayer ceramic substrate is provided, and a flat slope is formed by further laminating a green part forming slope part on the stepped slope and compressing it. For this reason, when a conductor pattern is printed on the slope, the conductor pattern can be formed on the slope by screen printing, inkjet printing, thin film technology, or the like.
本発明の請求項8に係る多層セラミック基板の製造方法は、請求項7に記載された多層セラミック基板の製造方法において、前記斜面部形成用グリーンシートは、少なくとも階段状部を含む部位に導体パターンの印刷がされたものであることを特徴とするものである。 The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 8 of the present invention is the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 7, wherein the slope-forming green sheet has a conductor pattern at least at a portion including a stepped portion. Is printed.
予め斜面部形成用グリーンシートに導体パターンの印刷を施しておくことで、後工程で導体パターンの印刷をする工程を省くことができる。また導体パターンの印刷を積層する前の平面のグリーンシートに施すことになるため、より精度の高い印刷、ひいては導体パターンを形成することができる。 By printing the conductor pattern on the slope forming green sheet in advance, the step of printing the conductor pattern in a later step can be omitted. In addition, since the printing of the conductor pattern is performed on the green sheet on the plane before the lamination, the printing with higher accuracy, and thus the conductor pattern can be formed.
本発明の請求項9に係る多層セラミック基板の製造方法は、請求項7又は8に記載された多層セラミック基板の製造方法において(b)工程と(c)工程の間に、(a)工程及び(b)工程によって積層された積層体を真空包装する工程を含み、前記圧縮成形工程は、水圧プレスであることを特徴とするものである。 The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 9 of the present invention is the method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 7 or 8, wherein the step (a) and the step (c) are performed between the step (b) and the step (c). (B) It includes a step of vacuum packaging the laminated body laminated by the step, and the compression molding step is a hydraulic press.
係る構成を採用することによって、基板のすべての面に対してほぼ等加圧させることができる。従って、斜面部形成用グリーンシートを階段状部にきれいに沿わせて積層可能となる。また階段状部自体をも水圧プレスによって、ならすことができるので平坦な平面を形成することができる。 By adopting such a configuration, almost equal pressure can be applied to all surfaces of the substrate. Accordingly, the green sheet for forming the slope portion can be laminated along the staircase portion. Further, since the stepped portion itself can be leveled by a hydraulic press, a flat plane can be formed.
本発明の請求項10に係る多層セラミック基板の製造方法は、前記(b)工程は、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの上面に、1枚又は2枚以上の斜面部形成用グリーンシートを積層し、さらに、複数のセラミックグリーンシートを階段状にずらして積層する工程であることを特徴とするものである。 In the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 10 of the present invention, in the step (b), one or more slope forming green sheets are formed on the top surface of the plurality of laminated ceramic green sheets. It is a step of laminating and further laminating a plurality of ceramic green sheets in a staircase pattern.
係る構成を採用することにより、平坦な斜面部を多層セラミック基板の中層以下に形成することができる。また、斜面部形成用グリーンシートにパターンを印刷しておけば、中層から導体パターンを引き出すことが可能となる。 By adopting such a configuration, a flat slope portion can be formed below the middle layer of the multilayer ceramic substrate. Further, if a pattern is printed on the slope forming green sheet, the conductor pattern can be drawn from the middle layer.
本発明の多層セラミック基板の製造方法によれば、セラミック基板の端面、中央及びキャビティの壁面において、平坦な斜面を有する多層セラミック基板を製造することができる。この斜面に導体パターンを形成することによって、従来のように直角な折れ曲がりがなくなるため、屈曲点における特性インピーダンスの不整合の発生を防止でき、輻射の発生を最小限に抑えることができる。また、折れ曲がり部での導体パターンの破断の発生を少なくすることができる。 According to the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present invention, it is possible to manufacture a multilayer ceramic substrate having flat slopes on the end surface, the center, and the wall surface of the cavity of the ceramic substrate. By forming the conductor pattern on this slope, there is no right-angled bending as in the prior art, so that it is possible to prevent the occurrence of characteristic impedance mismatch at the bending point, and to minimize the generation of radiation. In addition, the occurrence of breakage of the conductor pattern at the bent portion can be reduced.
本発明の「多層セラミック基板の製造方法」を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the “method for producing a multilayer ceramic substrate” of the present invention will be described.
本発明は、セラミック基板の端部、中央又はキャビティ等の端面が斜面で形成された多層セラミック基板を製造するための方法に関するものである。そのために本発明は、斜面を形成したい部分にセラミックグリーンシートを階段状の段差となるように積層し、そして、この階段状の段差に斜面部形成用グリーンシートを積層し、その後、この斜面部形成用グリーンシートを階段状部に沿うように圧縮成形するという手段を採用している。斜面部形成用グリーンシートの表面で斜面を形成することによって、表面を平坦化させたものである。すなわち、グリーンシートの階段状部を、圧縮成形によって階段状の形態を(斜面部形成用グリーンシートを介して)崩し、凸部をならすとともに、斜面部形成用グリーンシートでそのならした階段状部を覆うことによって、平面な斜面を形成させるものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate in which an end surface such as an end portion, a center, or a cavity of a ceramic substrate is formed with an inclined surface. For this purpose, the present invention laminates a ceramic green sheet on the portion where the slope is desired to form a stepped step, and laminates a slope forming green sheet on the stepped step, and then the slope portion. A method of compressing and forming the forming green sheet along the stepped portion is employed. The surface is flattened by forming a slope on the surface of the slope forming green sheet. That is, the stepped portion of the green sheet is collapsed by compression molding (via the slope forming green sheet) to smooth the convex portion, and the stepped portion smoothed by the slope forming green sheet By covering the surface, a flat slope is formed.
また、別の手段として、斜面を形成したい部分にセラミックグリーンシートを階段状の段差となるように積層した後、押圧手段によって先に階段状の段差部の凸部を潰してある程度平坦状に形成した後に、平坦状の斜面の表面に斜面部形成用グリーンシートを積層し、その後、この斜面部形成用グリーンシートを階段状部に沿うように圧縮成形するという手段をも採用している。本手段によれば、予め斜面部形成用グリーンシートを積層する前に、ある程度の平坦性が確保されているので、より平坦な斜面を形成することができる。 Also, as another means, after stacking ceramic green sheets to form a stepped step on the part where the slope is to be formed, the convex part of the stepped step part is first crushed by the pressing means and formed to a certain degree of flatness After that, the slope forming green sheet is laminated on the surface of the flat slope, and then the slope forming green sheet is compression-molded along the stepped portion. According to this means, since a certain level of flatness is ensured before the slope portion forming green sheets are laminated in advance, a flatter slope can be formed.
セラミックグリーンシートを階段状に載置する方法としては、例えば、単に積層状態をずらして階段状に設ければよい。また、キャビティ穴を形成するような場合には、複数の異なる大きさの穴を予めセラミックグリーンシートに形成しておき、表面層に行くほど大きな穴となるようにセラミックグリーンシートを積層することによって階段状に設けることができる。セラミックグリーンシートを階段状に設ける際には、必ずしも均等にずらして配置する必要はなく、階段の幅を上段に行くほど、順次大きく又小さくなるように、若しくはこれらを組み合わせて配置することによって、膨らみのある斜面や凹状の斜面を形成させることができる(図8、図9参照)。これによって、種々の曲率を有する面を作製することができる。 As a method of placing the ceramic green sheets in a staircase shape, for example, the stacked state may be simply shifted and provided in a staircase shape. Also, in the case of forming a cavity hole, a plurality of holes of different sizes are formed in advance in the ceramic green sheet, and the ceramic green sheet is laminated so that the hole becomes larger as it goes to the surface layer. It can be provided in steps. When the ceramic green sheets are provided in a staircase shape, it is not always necessary to displace them evenly, and by increasing the width of the staircase as it goes upward, it is gradually increased or decreased, or by combining these, Swelled slopes or concave slopes can be formed (see FIGS. 8 and 9). As a result, surfaces having various curvatures can be produced.
また、予め導体パターンの印刷やビアホールが施されたセラミックグリーンシートを積層すれば、層内に内部配線を設けることができる。 Further, if a ceramic green sheet previously printed with a conductor pattern or via holes is laminated, internal wiring can be provided in the layer.
尚、セラミックグリーンシートとしては、限定するものではないが、アルミナにガラス系成分を添加し、900℃以下の低温で焼成することができるものを用いるのが好ましい。AgやCu等の低抵抗導体の融点より低い温度で焼結することができるセラミックグリーンシートを採用することにより、焼成と同時に導体パターンを一体化させることができるため、好適である。導電ペーストとしては、銀粒子、金粒子、プラチナ粒子等に有機溶剤等を加えて混練しペースト化したものが用いられる。勿論これらに限定するものではない。 The ceramic green sheet is not limited, but it is preferable to use a ceramic green sheet that can be fired at a low temperature of 900 ° C. or lower by adding a glass-based component to alumina. Adopting a ceramic green sheet that can be sintered at a temperature lower than the melting point of a low-resistance conductor such as Ag or Cu is preferable because the conductor pattern can be integrated simultaneously with firing. As the conductive paste, a paste obtained by adding an organic solvent or the like to silver particles, gold particles, platinum particles or the like and kneading them is used. Of course, it is not limited to these.
斜面部形成用グリーンシートは、階段状に形成された積層板の少なくとも階段状部又は階段状部を潰された斜面を覆うためのものであり、1枚でもよいし複数積層したものであっても構わない。その構成としては、階段状に積層したグリーンシートを同様の構成、材料を持つものでも構わないし、階段状部により馴染みやすく後の圧縮工程で階段状部に沿わせ易いように、階段状に積層したグリーンシートより薄いものやより軟性のものを使用してもよい。また、斜面部形成用グリーンシートに予め導体パターンを印刷しておいても構わないし、圧縮成形工程の後に印刷を施しても構わない。階段状に形成された端部を有する積層板では、印刷したくても、インクが階段状の奥(L字の部分)を伝って毛細管現象によって流れてしまうため印刷することは不可能であるが、本発明によって形成されたグリーンシートの積層体は、圧縮成形工程によって斜面部がほぼ平坦面に形成されるので、圧縮成形工程の後に傾斜面に印刷を施すことも可能である。 The slope forming green sheet is for covering at least a stepped portion of a laminated plate formed in a stepped shape or a slope where the stepped portion is crushed, and may be one sheet or a plurality of stacked layers. It doesn't matter. The green sheets stacked in a staircase shape may have the same structure and material as the configuration, and the green sheets are stacked in a staircase shape so that they can be more familiar with the staircase portion and easily follow the staircase portion in the subsequent compression process. A thinner or softer green sheet may be used. In addition, a conductor pattern may be printed in advance on the slope portion forming green sheet, or printing may be performed after the compression molding step. In a laminated board having end portions formed in a staircase shape, even if it is desired to print, it is impossible to print because the ink flows along the back of the staircase shape (L-shaped part) by capillary action. However, in the green sheet laminate formed according to the present invention, the inclined surface is formed on a substantially flat surface by the compression molding process, and therefore it is possible to print on the inclined surface after the compression molding process.
また、1枚又は2枚以上の斜面部形成用グリーンシートを配置した後に、さらに複数のセラミックグリーンシートをその上層に積層してもよい。係る構成を採用すれば、中層部から下層の階段状部に斜面部形成用グリーンシートを配置することができる(図14参照)。従って、例えば、導体パターンが斜面部に施された斜面部形成用グリーンシートを用いれば、中層部から配線パターンを斜面部に引き出すことができるようになる。 Further, after arranging one or more slope portion forming green sheets, a plurality of ceramic green sheets may be further laminated on the upper layer. By adopting such a configuration, the slope forming green sheet can be arranged from the middle layer to the lower stepped portion (see FIG. 14). Therefore, for example, when the slope portion forming green sheet having the conductor pattern applied to the slope portion is used, the wiring pattern can be drawn from the middle layer portion to the slope portion.
圧縮成形工程は、階段状部の階段を加圧し、階段状部をある程度潰して角を潰すことができ、かつ斜面部形成用グリーンシートを階段状部に沿わせて平坦化させることができる方法であれば、機械式プレス、水圧プレス(例えば、静水圧プレス)、空圧プレス等種々のプレス装置を用いることができ、特に限定するものではない。斜面部形成用グリーンシートの斜面への追従性や階段部の平面化等を考慮すると、均一に圧力がかかる静水圧プレスが好ましい。水圧プレスで圧縮成形を行う場合は、その前に階段状に積層したグリーンシートに斜面部形成用グリーンシートを覆った積層体を真空包装する必要がある。尚、本発明にいう平坦化とは、必ずしも完全な平面だけでなく、ある程度階段状部分に波状に残る状態も含み、全体として斜面部に角が残らない状態をも含む。 The compression molding step is a method in which the step of the stepped portion is pressurized, the stepped portion is crushed to some extent and the corners are crushed, and the slope forming green sheet can be flattened along the stepped portion. If it is, various press apparatuses, such as a mechanical press, a hydraulic press (for example, hydrostatic press), a pneumatic press, can be used, and it does not specifically limit. Considering the followability of the slope forming green sheet to the slope, the flattening of the staircase, and the like, a hydrostatic press that uniformly applies pressure is preferable. When compression molding is performed by a hydraulic press, it is necessary to vacuum package a laminated body in which a green sheet for forming a slope portion is covered with a green sheet laminated stepwise. The flattening referred to in the present invention includes not only a completely flat surface but also a state in which a wave is left in a stepped portion to some extent, and also includes a state in which no corners remain on the slope portion as a whole.
焼結工程は、限定するものではなく、従来使用されている種々の焼結方法を用いることができる。圧縮成形された積層体を焼結して、平坦な傾斜面を有した多層セラミック基板となる。 The sintering process is not limited, and various conventionally used sintering methods can be used. The multilayer body that has been compression-molded is sintered to form a multilayer ceramic substrate having a flat inclined surface.
以下、多層セラミック基板の製造方法の最適な実施例について、図面に沿って、詳細に説明する。尚、以下に説明する実施例及び図面は、本発明の実施例の最適な形態を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではない。 Hereinafter, an optimum embodiment of a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the Example and drawing demonstrated below illustrate the optimal form of the Example of this invention, and is not used for the objective limited to these structures.
図1は、セラミック基板に斜面が形成された多層セラミック基板を示す。図2〜図4は、本発明に係る実施例1の多層セラミック基板の製造方法を示す工程を示す断面図である。 FIG. 1 shows a multilayer ceramic substrate having a slope formed on the ceramic substrate. 2-4 is sectional drawing which shows the process which shows the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate of Example 1 which concerns on this invention.
まず、初めに、最終的に作製される多層セラミック基板100の構成について説明する。図1に示されるように、実施例1に係る多層セラミック基板100は、下層に形成されるセラミック基板10、斜面を形成する層に配置される中層のセラミック基板20、斜面部を覆う最上層のセラミック基板30と、を備えており、それぞれのセラミック基板10、20、30は、アルミナにガラス成分を添加した低温同時焼成セラミックで形成されている。それぞれ下層のセラミック基板10、中層のセラミック基板20、最上層のセラミック基板30には、それぞれ、回路パターンやビアホール導体等を形成されている。セラミック基板100は、平坦な斜面を有しており、その斜面には導体パターン41が施されている。
First, the structure of the multilayer
次に、上述した多層セラミック基板100の製造方法について図2〜図4に基づいて説明する。まず、図2に示すように、セラミックグリーンシート11、21に、導電ペーストを用いて導体パターンを印刷し、所望の導体パターン40を形成する。必要に応じて、導体パターン40を印刷した後又はその前に、レーザ等によってビアホールを形成するとともに、導電ペーストを充填して各層間で導電可能に各層間接続部42を形成し、下層のセラミック基板をなすセラミックグリーンシート11の表面に、端部が階段状になるように中層層のセラミックシート21を積層する。
Next, a method for manufacturing the multilayer
さらに、最上層のセラミック基板30をなす斜面部形成用グリーンシート31を、図3に示すように、階段状部50を覆うように積層する。斜面部形成用グリーンシート31には、階段状部50を覆う部分及びそれ以外の部分ともに必要な導体パターン40を形成してあり、導体パターン41が階段状部を覆うように最表面に積層する。尚、斜面部形成用グリーンシート31は、中層及び下層を形成するグリーンシートと同様の物性を有するものを用いても良いし、斜面を追従し易いように中層及び下層より薄いセラミックグリーンシートを用いてもよい。
Further, a slope portion forming
そして、図4に示すように、下層及び中層のセラミックグリーンシート11、21及び斜面部形成用グリーンシート31を積層した積層体101を、プラスチック、ゴム等で作製された袋60内に挿入し、真空包装する。尚、積層体101と袋60は真空包装されるため、現実には基板にほぼ密着しているのであるが、図4においては、図面の視認性確保のため多少隙間を設けて図示してある。そして、この袋60ごと積層体101を静水圧プレス装置の水槽内に入れ、圧縮成形する。加圧条件としては、例えば、70〜90℃の温度で、15〜50MPaの圧力条件下で、10〜60分程度加圧するのが好ましい。これにより、積層状態のグリーンシート11、21は、圧着され、斜面部形成用グリーンシート31のうちの階段状部を覆う部分は、水圧によって階段状部に押しつけられ、階段状の凹凸は平坦化されると共に、その表面を斜面部形成用グリーンシート31で覆われて、平坦な平面を有する傾斜面が形成される。こうして斜面部形成用グリーンシート31のうち階段状部に印刷した導体パターンがなだらかな斜面に沿った導体パターン41を形成することになる。
Then, as shown in FIG. 4, the laminate 101 in which the lower and middle ceramic
次に、圧縮成形された積層体101を袋から取り出し、約600℃から900℃で、300分間焼成して、多層セラミック基板100を完成させる。こうして作製した多層セラミック基板100は、斜面から延びた導体パターン41によって、例えば、外部回路と接続する外部接続部として利用することができる。
Next, the compression molded
以上の製造方法によって作製した多層セラミック基板100は、導体パターン41を斜面に形成できる。従って、配線パターンが直角に折れ曲がることがないため、屈曲点において特性インピーダンスの不整合が発生することがなく、輻射を防止することができ、特にマイクロ波、ミリ波といった高周波を扱うアプリケーションに最適な多層セラミック基板とすることができる。
The multilayer
尚、実施例1において、最下層に階段状部を形成しないセラミックグリーンシート11を設けたが、これは、斜面部から延びた基板の部分(図1のAの部分)の補強を意図したものであり、必ずしも設ける必要はない。また逆により強固に作製したい場合には、複数枚重ねて設けても構わない。また、図5に示すように、斜面部形成用グリーンシート31は必ずしも1枚である必要はなく、複数枚重ねて形成しても構わない。さらに、実施例1においては、階段状部を上面側に設けて斜面部形成用グリーンシートを上面から覆って作製した例を示してあるが、実施例1の応用例として、図6に示すように、上下逆さまの状態で作製しても構わないし、図7に示すように、上下に階段状部を設けて両側に斜面を設けても構わない。この場合は、上記作製方法を両側で同時に行うことで作製することが可能である。
In Example 1, the ceramic
また、図8に示すように、階段状の段差を各層によって変化させることによって、凸状(図8)、凹状(図9)の斜面を作製することも可能である。 Moreover, as shown in FIG. 8, it is also possible to produce convex (FIG. 8) and concave (FIG. 9) slopes by changing the stepped step by each layer.
次に実施例2に係る多層セラミック基板の製造方法について、図10〜図12に沿って説明する。実施例2における製造方法によって作製される多層セラミック基板も実施例1で作製された多層セラミック基板100と同様のものである。但し、作製工程が一部実施例1とは異なるものである。
Next, the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate based on Example 2 is demonstrated along FIGS. The multilayer ceramic substrate produced by the manufacturing method in Example 2 is the same as the multilayer
図10に示すように、最下層のセラミックグリーンシート11の表面に、中層のセラミックシート21を端部が階段状に積層するまでは、実施例1と同様の工程である。
As shown in FIG. 10, the process is the same as that of Example 1 until the middle
次の工程において、実施例2では、セラミック基板の斜面となるセラミックグリーンシート21の階段状部分50を押圧手段によって潰して、ある程度平坦に形成する(図11)。すなわち、斜面部形成用グリーンシートで覆う前にある程度若しくは完全に階段状部を平坦化させておくのである。押圧手段方法としては、機械的プレスを用いても構わないし、圧縮成形工程のように静水圧プレスを用いても構わない。その後に、斜面部形成用グリーンシート31を、斜面部50を覆うように積層する(図12)。
In the next step, in Example 2, the stepped
その後は、実施例1と同様に、下層及び中層のセラミックグリーンシート11、21及び斜面部形成用グリーンシート31を積層した積層体101を、プラスチック、ゴム等で作製された袋60内に挿入し、真空包装し、圧縮成形工程を経て、焼成することにより多層セラミック基板を作製する。
After that, as in Example 1, the
本実施例2に係る多層セラミック基板の製造方法によれば、予め階段部分をつぶしておくので、より平坦な斜面を設けることができるようになる。 According to the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to the second embodiment, the step portion is crushed in advance, so that a flatr slope can be provided.
次に実施例3に係る多層セラミック基板の製造方法について説明する。実施例3における多層セラミック基板の製造方法は、実施例1の製造方法において、斜面部形成用グリーンシート31の積層を最上層に配置したのに代えて、中層に積層したものである。すなわち、図13に示すように、セラミックグリーンシート21を階段状に積層し、その後階段状部を覆うように斜面部形成用グリーンシート31を積層し、さらにその後に階段状にセラミックグリーンシート21を積層したものを圧縮成型したものである。この実施例3に係る多層セラミック基板の製造方法によれば、図14に示すように、中層から下層にかけて導体パターンを斜面部に形成することができるようになり、中層から導体パターンを引き出すことができるようになる。
Next, a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to Example 3 will be described. The manufacturing method of the multilayer ceramic substrate in Example 3 is the same as the manufacturing method of Example 1, except that the stacked
次に実施例4に係る多層セラミック基板の製造方法について説明する。実施例4に係る多層セラミック基板は、キャビティ部の端面に斜面を設ける方法である。 Next, a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to Example 4 will be described. The multilayer ceramic substrate according to Example 4 is a method of providing a slope on the end face of the cavity portion.
まず、初めに、最終的に作製される多層セラミック基板の構成について説明する。図15に示すように、
実施例1に係る多層セラミック基板110は、キャビティ底面より下層に形成されるセラミック基板10a、中層のセラミック基板20a、キャビティ部を形成する開口の斜面部を覆う最上層のセラミック基板30aと、を備えている。それぞれ下層のセラミック基板10a、中層のセラミック基板20a、最上層のセラミック基板30aには、回路パターンやビアホール導体等が形成してある。キャビティの周囲の壁は、平坦な傾斜面で形成されており、かつその斜面には導体パターン40aが施されている。
First, the configuration of the finally produced multilayer ceramic substrate will be described. As shown in FIG.
The multilayer
次に、上述した多層セラミック基板110の製造方法について図16〜図に基づいて説明する。まず、図2に示すように、セラミックグリーンシート11aに、導電ペーストを用いて導体パターンを印刷し、所望の導体パターン40aを形成する。必要に応じて、導体パターン40aを印刷した後又はその前に、レーザ等によってビアホールを形成するとともに、導電ペーストを充填して各層間で導電可能に各層間接続部42aを形成する。そして、図16に示すように、この下層のセラミック基板をなす部分に、セラミックグリーンシート11aを積層する。
Next, a method for manufacturing the multilayer
次に、キャビティを構成する中層のセラミックグリーンシート21aを積層する。この部分のセラミックグリーンシート21としては、キャビティ形成位置に貫通孔を設けたものを使用する。この貫通孔は、各層を形成するセラミックグリーンシート21aに応じて大きさが異なるように設けており、積層することによって図16に示すようにキャビティ部側壁が階段状となるように積層する。尚、必要な場合に、導体パターンやビアホールを形成する点は、下層のセラミックグリーンシート11aと同様である。また、使用するセラミックグリーンシートの構成は、実施例1と同様である。
Next, an intermediate ceramic
さらに、最上層のセラミック基板30aをなす斜面部形成用グリーンシート31aを階段状部50aを覆うように積層する。斜面部形成用グリーンシート31aには、階段状部及びそれ以外の部分ともに必要な導体パターン40aを形成してあり、図17に示すように、導体パターン40aが階段状部に位置するように最表面に積層する。
Further, a slope forming
そして、図19に示すように、下層、中層及び最上層のセラミックグリーンシート11a、21a及び斜面部形成用グリーンシート31aを積層した積層体101a(図18)を、プラスチック等で作製された袋60a内に挿入し、真空包装する。そして、この袋ごと静水圧プレス装置の水槽内で圧縮成形する。これにより、積層状態のグリーンシート11a、21aは、圧着一体化され、斜面部形成用グリーンシート31aのうちの階段状部にある部分は、水圧によって階段状部に押しつけられて階段状の凹凸は平坦化されると共に、その表面を斜面部形成用グリーンシート31aで覆われて、平坦な平面を有する傾斜面が形成される(図20)。このときに、斜面部形成用グリーンシートのうち階段状部に導体パターンが印刷されていた場所40aは、なだらかな斜面に沿って導体パターン41aが設けられることになる。
Then, as shown in FIG. 19, a
こうして圧縮成形された積層体101aは、袋から取り出され、約600℃から900℃で、300分間焼成し、多層セラミック基板となる。そして、回路素子を取り付け、回路素子の電極と導体パターンとをワイヤーボンディングすることによって電気的に接続される。
The
以上の製造方法によって作製された多層セラミック基板は、キャビティの壁面部を斜面として形成できる。従って、配線パターンが直角に折れ曲がることがないため、屈曲点において特性インピーダンスの不整合が発生することがなく、輻射を防止することができ、特にマイクロ波、ミリ波といった高周波を扱うアプリケーションに最適な多層基板を製造することができる。 The multilayer ceramic substrate produced by the above manufacturing method can be formed with the wall surface of the cavity as an inclined surface. Therefore, since the wiring pattern does not bend at right angles, there is no mismatch in characteristic impedance at the bending point, and radiation can be prevented, which is particularly suitable for applications that handle high frequencies such as microwaves and millimeter waves. Multilayer substrates can be manufactured.
尚、本実施例4におけるキャビティに斜面を形成した多層セラミック板は、図21、22に示すように、段差を設ける際に各層で変化させることによって、放物線状の凹部を形成することができる。このような多層セラミック基板は、LEDを取り付けて反射鏡としての使用をすることが可能である。 In addition, as shown in FIGS. 21 and 22, the multilayer ceramic plate in which the cavity is formed in the cavity in the fourth embodiment can form a parabolic concave portion by changing in each layer when providing a step. Such a multilayer ceramic substrate can be used as a reflecting mirror with an LED attached.
100 多層セラミック基板
10 下層に形成されるセラミック基板
20 斜面を形成する層に配置される中層のセラミック基板
30 斜面部を覆う最上層のセラミック基板
11、21 セラミックグリーンシート
31 斜面部形成用グリーンシート
DESCRIPTION OF
Claims (10)
(b)、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの表面に、少なくとも階段状部を含むように1枚又は2枚以上の斜面部形成用グリーンシートを積層する工程と、
(c)、階段状部に前記斜面部形成用グリーンシートを沿わせるとともに、階段状部を平坦化する圧縮成形工程と、
(d)、圧縮成形工程で圧縮成形された積層体を焼結する工程と、
を含む多層セラミック基板の製造方法。 (A) a step of laminating a plurality of ceramic green sheets in a step shape;
(B) a step of laminating one or two or more slope portion forming green sheets so as to include at least a stepped portion on the surface of the plurality of laminated ceramic green sheets;
(C) a compression molding step for flattening the staircase portion along the stepped portion with the slope forming green sheet;
(D) a step of sintering the laminate that has been compression molded in the compression molding step;
A method for producing a multilayer ceramic substrate comprising:
前記圧縮成形工程は、水圧プレスを用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層セラミック基板の製造方法。 Between the step (b) and the step (c), including a step of vacuum packaging the laminate laminated by the step (a) and the step (b),
The method for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the compression molding step uses a hydraulic press.
(b)、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの階段状部を平坦化した斜面にする押圧工程と、
(c)、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの表面に、平坦化した斜面を少なくとも含むように1枚又は2枚以上の斜面部形成用グリーンシートを積層する工程と、
(d)、平坦化した斜面に前記斜面部形成用グリーンシートを沿わせ、圧縮する圧縮成形工程と、
(e)、圧縮成形工程で圧縮成形された積層体を焼結する工程と、
を含む多層セラミック基板の製造方法。 (A) a step of laminating a plurality of ceramic green sheets in a step shape;
(B) a pressing step for making the stepped portion of the laminated ceramic green sheets into a flattened slope;
(C) laminating one or two or more slope forming green sheets on the surface of the laminated ceramic green sheets so as to include at least a flattened slope;
(D) a compression molding step of compressing the green sheet for forming the slope portion along the flattened slope;
(E) a step of sintering the laminate that has been compression molded in the compression molding step;
A method for producing a multilayer ceramic substrate comprising:
前記圧縮成形工程は、水圧プレスを用いることを特徴とする請求項4又は5に記載の多層セラミック基板の製造方法。 Between the step (c) and the step (d), including a step of vacuum packaging the laminate laminated by the step (c) from the step (a),
6. The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 4, wherein the compression molding step uses a hydraulic press.
(b)、積層された前記複数のセラミックグリーンシートの上面に、少なくとも階段状部を含むように斜面部形成用グリーンシートを積層する工程と、
(c)、前記積層体の階段状部に斜面部形成用グリーンシートを沿わせるとともに、階段状部を平坦化する圧縮成形工程と、
(d)、圧縮成形された積層体を焼結する工程と、
を含む多層セラミック基板の製造方法。 (A) a step of laminating a plurality of ceramic green sheets having through holes of different sizes at positions where cavities are formed, so that the side walls of the cavities are stepped;
(B) a step of laminating a slope portion forming green sheet so as to include at least a stepped portion on an upper surface of the plurality of laminated ceramic green sheets;
(C), a compression molding step of flattening the stepped portion while aligning the slope forming green sheet to the stepped portion of the laminate,
(D) a step of sintering the compression-molded laminate;
A method for producing a multilayer ceramic substrate comprising:
前記圧縮成形工程は、水圧プレスを用いることを特徴とする請求項7又は8に記載の多層セラミック基板の製造方法。 Between the step (b) and the step (c), including a step of vacuum packaging the laminate laminated by the step (a) and the step (b),
The method for manufacturing a multilayer ceramic substrate according to claim 7 or 8, wherein the compression molding step uses a hydraulic press.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2012104799A (en) * | 2010-10-12 | 2012-05-31 | Murata Mfg Co Ltd | Ceramic board |
-
2008
- 2008-06-13 JP JP2008155638A patent/JP2009302330A/en active Pending
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