JP2012256699A - Manufacturing method of ceramic circuit board - Google Patents

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篤人 ▲橋▼本
Atsuto Hashimoto
Toshihisa Okada
利久 岡田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a ceramic circuit board capable of improving a manufacturing yield by simply and highly accurately detecting presence and absence of circuit pattern failures at an early stage of a manufacturing process.SOLUTION: A manufacturing method of a ceramic circuit board comprises the steps of: forming a through hole on a ceramic green sheet; filling the through hole of the ceramic green sheet with a conductor paste; printing a circuit pattern by the conductor paste on the ceramic green sheet; and burning the ceramic green sheet which passed each step as a single layer or a laminate. This manufacturing method performs each of the above steps per lot. For a prescribed number per lot, the circuit pattern and an auxiliary pattern which connects the circuit pattern in series are printed in advance, a conduction inspection is performed, and the step of printing the circuit pattern per lot on the basis of the conduction inspection result is performed.

Description

本発明はセラミックス回路基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic circuit board.

従来、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載するためのセラミックス回路基板は、一般的には、複数のセラミックスグリーンシートに、所望の貫通孔を形成し導体ペーストを充填し、さらにスクリーン印刷により回路パターンを形成させた後、積層して焼成するという製造方法をとっている。また、このようなセラミックス回路基板の製造は、通常はロット単位で行われている。   Conventionally, ceramic circuit boards for mounting electronic components such as semiconductor elements and piezoelectric vibrators are generally formed by forming desired through holes in a plurality of ceramic green sheets and filling them with a conductive paste, followed by screen printing. After the circuit pattern is formed by the above method, the manufacturing method is employed in which the circuit pattern is laminated and fired. In addition, such a ceramic circuit board is usually manufactured on a lot basis.

上記セラミックス回路基板の製造過程において、スクリーン印刷版の問題や異物に起因して発生する回路パターンの欠落や短絡等の不良は、得られるセラミックス回路基板において重大な電気特性上の不良を招く。そのため、製造過程において、回路パターンの不良の有無の検査がなされているが、この検査を焼成後に行うと、製造のロット単位で不良が発覚するなど、トラブルの度合いが甚大となる場合も多かった。   In the process of manufacturing the ceramic circuit board, a defect such as a missing circuit pattern or a short circuit caused by a problem of a screen printing plate or a foreign substance causes a serious electric characteristic defect in the obtained ceramic circuit board. For this reason, in the manufacturing process, there is an inspection for the presence or absence of circuit pattern defects. However, when this inspection is performed after firing, there are many cases where the degree of trouble becomes large, for example, defects are detected in units of manufacturing lots. .

そこで、セラミックスグリーンシートに回路パターンを印刷し積層する前に、未焼結の状態で回路パターンの不良の有無を検査する方法が行われている。具体的には、印刷された回路パターンをCCDカメラ等の画像として不良の有無を非接触で検査する方法が提案されている(特許文献1および特許文献2参照)。しかしながら、これらの方法では検出精度を上げるために時間とコストがかかることから、より簡便かつ高精度に回路パターンの不良の有無を検出できるシステムを取り入れた、効率のよいセラミックス回路基板の製造方法が求められていた。   Therefore, a method of inspecting the presence or absence of a defective circuit pattern in an unsintered state is performed before printing and laminating a circuit pattern on a ceramic green sheet. Specifically, a method has been proposed in which a printed circuit pattern is used as an image of a CCD camera or the like to inspect for the presence or absence of defects in a non-contact manner (see Patent Document 1 and Patent Document 2). However, since these methods require time and cost to increase detection accuracy, there is an efficient method for manufacturing a ceramic circuit board that incorporates a system that can detect the presence or absence of a circuit pattern defect more simply and with high accuracy. It was sought after.

特開平10−65345号公報JP-A-10-65345 特開平8−313580号公報JP-A-8-31580

本発明の目的は、製造過程の早い段階で簡便かつ高精度に回路パターンの不良の有無を検出することにより製造歩留まりの向上を図ったセラミックス回路基板の製造方法の提供である。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic circuit board that improves the manufacturing yield by detecting the presence or absence of a defective circuit pattern easily and accurately at an early stage of the manufacturing process.

本発明のセラミックス回路基板の製造方法は、セラミックスグリーンシートに所定の貫通孔を形成する工程と、前記セラミックスグリーンシートの所定の貫通孔に導体ペーストを充填する工程と、前記セラミックスグリーンシートに導体ペーストによる回路パターンを印刷する工程と、前記各工程を経たセラミックスグリーンシートを単層として、または複数枚を積層した積層体として焼成する工程とを有し、前記各工程をロット単位で行うセラミックス回路基板の製造方法において、前記回路パターンを印刷する工程を、ロット毎に予め所定の枚数のセラミックスグリーンシートに対してそれぞれ前記回路パターンと該回路パターンを直列に接続する補助パターンとを印刷して導通検査を実施し、該導通検査の結果に基づいて前記ロット単位で行うことを特徴とする。   The method for manufacturing a ceramic circuit board according to the present invention includes a step of forming a predetermined through hole in a ceramic green sheet, a step of filling a predetermined through hole of the ceramic green sheet with a conductive paste, and a conductive paste on the ceramic green sheet. A ceramic circuit board that includes a step of printing a circuit pattern according to the above and a step of firing the ceramic green sheet that has undergone each of the above steps as a single layer or a laminated body in which a plurality of layers are laminated, In the manufacturing method, the circuit pattern printing step is performed by printing the circuit pattern and an auxiliary pattern for connecting the circuit pattern in series on a predetermined number of ceramic green sheets in advance for each lot. Based on the results of the continuity test. And performing in.

本発明のセラミックス回路基板の製造方法においては、前記導通検査の精度を上げるために、導通検査の前に乾燥を行うことが好ましい。
本発明のセラミックス回路基板の製造方法は、前記回路パターンの印刷がスクリーン版を用いたスクリーン印刷により行われ、前記回路パターンの最小線幅がこのスクリーン版の印刷可能な最小線幅の1〜2倍である場合に特に顕著な効果が発揮される。また、前記補助パターンの印刷についてもスクリーン版を用いたスクリーン印刷により行われ、その場合に前記補助パターンの最小線幅は、このスクリーン版の印刷可能な最小線幅の少なくとも2倍であることが好ましく、3倍以上がより好ましい。
In the method for manufacturing a ceramic circuit board according to the present invention, in order to increase the accuracy of the continuity test, drying is preferably performed before the continuity test.
In the method for producing a ceramic circuit board according to the present invention, the circuit pattern is printed by screen printing using a screen plate, and the minimum line width of the circuit pattern is 1-2 of the minimum printable line width of the screen plate. When it is doubled, a particularly remarkable effect is exhibited. The auxiliary pattern is also printed by screen printing using a screen plate. In this case, the minimum line width of the auxiliary pattern is at least twice the minimum printable line width of the screen plate. Preferably, 3 times or more is more preferable.

本発明の製造方法によれば、製造過程の早い段階で回路パターンの不良の有無を簡便かつ高精度に検出でき、それによりセラミックス回路基板を歩留まりよく製造できる。   According to the manufacturing method of the present invention, the presence / absence of a circuit pattern defect can be detected easily and with high accuracy at an early stage of the manufacturing process, whereby a ceramic circuit board can be manufactured with a high yield.

本発明の製造方法が適用されるセラミックス回路基板の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the ceramic circuit board to which the manufacturing method of this invention is applied. 図1に示すセラミックス回路基板を、本発明の製造方法の実施形態の一例により製造する際のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart at the time of manufacturing the ceramic circuit board shown in FIG. 1 by an example of embodiment of the manufacturing method of this invention. 回路パターンが印刷されたセラミックスグリーンシートを示す図である。It is a figure which shows the ceramic green sheet on which the circuit pattern was printed. 回路パターンに加え補助パターンが印刷されたセラミックスグリーンシートを示す図である。It is a figure which shows the ceramic green sheet on which the auxiliary pattern was printed in addition to the circuit pattern.

以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお本発明は、下記説明に限定して解釈されない。
図1は、本発明の製造方法が適用されるセラミックス回路基板の一例を示す図である。図1(a)、(b)は、それぞれセラミックス回路基板1を上から見た平面図およびそのX−X線断面図である。図1(c)は、製造時のセラミックスグリーンシートの積層構成に従って、セラミックス回路基板1を3層に展開させた図である。以下、該3層を必要に応じて上から順にL1層、L2層、L3層の記号により示す。また、セラミックス回路基板を単に回路基板、セラミックスグリーンシートを単にグリーンシートという。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is limited to the following description and is not interpreted.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a ceramic circuit board to which the manufacturing method of the present invention is applied. FIGS. 1A and 1B are a plan view of the ceramic circuit board 1 as viewed from above and a cross-sectional view taken along the line XX, respectively. FIG.1 (c) is the figure which expand | deployed the ceramic circuit board 1 in three layers according to the laminated structure of the ceramic green sheet at the time of manufacture. Hereinafter, the three layers are indicated by symbols of the L1, L2, and L3 layers in order from the top as necessary. A ceramic circuit board is simply called a circuit board, and a ceramic green sheet is simply called a green sheet.

回路基板1は、略平板状の基体2と、基体2の上面に接合された枠体3とを有し、基体2の上面の一部を底面とし枠体3の内壁面を側面として形成されるキャビティ4の底面中央に4個の発光素子を縦横2列に搭載するための搭載部22を有する発光素子搭載用の回路基板1である。枠体3はL1層からなり、基体2はL2層およびL3層の2層からなる。ただしこれらはグリーンシート積層体の焼結体であることから各層は十分に結合されている。
ここで本明細書において、「略平板状の基体」とは、上側、下側の主面がともに目視レベルで平板形状と認識できるレベルの平坦面を有する基体をいう。また、以下同様に、略を付けた表記は、特に断わらない限り目視レベルでそう認識できるレベルのことをいう。また、以下基体2の上面を搭載面21、下面を非搭載面23というが、搭載面21はL2層の上面であり、非搭載面23はL3層の下面である。
The circuit board 1 has a substantially flat base 2 and a frame 3 joined to the upper surface of the base 2, and is formed with a part of the upper surface of the base 2 as a bottom surface and an inner wall surface of the frame 3 as a side surface. The light emitting element mounting circuit board 1 has mounting portions 22 for mounting four light emitting elements in two vertical and horizontal rows in the center of the bottom surface of the cavity 4. The frame 3 is composed of an L1 layer, and the substrate 2 is composed of two layers, an L2 layer and an L3 layer. However, since these are sintered bodies of the green sheet laminate, each layer is sufficiently bonded.
Here, in the present specification, the “substantially flat substrate” refers to a substrate having a flat surface at a level at which the upper and lower main surfaces can be recognized as a flat plate shape on a visual level. Similarly, the abbreviations indicate levels that can be recognized on the visual level unless otherwise specified. Hereinafter, the upper surface of the substrate 2 is referred to as a mounting surface 21, and the lower surface is referred to as a non-mounting surface 23. The mounting surface 21 is an upper surface of the L2 layer, and the non-mounting surface 23 is a lower surface of the L3 layer.

L2層およびL3層は搭載する発光素子を発光させるためにそれぞれ以下の電気回路を有する。なお、以下の説明において、各導体についてアノード用導体およびカソード用導体の区別をする際には、図面に用いたのと同様の、各導体の数字の符号の後ろにアノードについてはaをカソードについてはcを付した符号を用いる。また、アノードおよびカソードの区別をせずに、これらをまとめた電極として、または導体として説明する場合にはaまたはcを付けずに数字の符号のみを用いる。   Each of the L2 layer and the L3 layer has the following electric circuits for causing the light emitting element to be mounted to emit light. In the following description, when differentiating between the anode conductor and the cathode conductor for each conductor, the symbol “a” for the anode is used for the anode after the reference numeral of each conductor, as used in the drawings. Uses a symbol with c. In addition, without distinguishing between the anode and the cathode, when describing them as a combined electrode or as a conductor, only numerical symbols are used without a or c.

L2層の上面すなわち基体2の搭載面21となる面には、搭載される4個の発光素子の右側の2個および左側の2個がそれぞれ直列に接続されるように、左右2個ずつの発光素子を挟むかたちで、アノードとカソードを構成する素子接続端子5a、5cが左右に略対称となるように各一対ずつ形成されている。また、これら4箇所の素子接続端子5から下層のL3層に導通するようにアノードとカソードを構成する貫通導体6a、6cが左右に略対称となるように各一対ずつ形成されている。   On the upper surface of the L2 layer, that is, the surface to be the mounting surface 21 of the base 2, two right and two left and right two of the four light emitting elements to be mounted are respectively connected in series. A pair of element connection terminals 5a and 5c constituting the anode and the cathode are formed so as to be substantially symmetrical to the left and right in the form of sandwiching the light emitting element. The through conductors 6a and 6c constituting the anode and the cathode are formed in a pair so as to be substantially symmetrical left and right so as to be electrically connected from the four element connection terminals 5 to the lower L3 layer.

L3層は、上面にL2層が有する2個のアノードを構成する貫通導体6aに接続する内部印刷回路7aと、2個のカソードを構成する貫通導体6cに接続する内部印刷回路7cとを有する。L3層は、下面すなわち基体2の非搭載面23となる面には、外部回路と電気的に接続されるアノードとカソードを構成する一対の外部接続端子9a、9cを有し、これらと上面の一対の内部印刷回路7a、7cがアノード側、カソード側同士でそれぞれ導通するように一対の貫通導体8a、8cを有する。なお、以下、素子接続端子5、内部印刷回路7、外部接続端子9等の平面に印刷された導体を印刷回路、貫通孔に充填された導体を貫通導体と総称して用いる。   The L3 layer has an internal printed circuit 7a connected to the through conductors 6a constituting the two anodes of the L2 layer on the upper surface and an internal printed circuit 7c connected to the through conductors 6c constituting the two cathodes. The L3 layer has a pair of external connection terminals 9a and 9c constituting an anode and a cathode electrically connected to an external circuit on the lower surface, that is, the surface to be the non-mounting surface 23 of the base 2, and these are connected to the upper surface. The pair of internal printed circuits 7a and 7c have a pair of through conductors 8a and 8c so that the anode side and the cathode side are electrically connected to each other. Hereinafter, a conductor printed on a plane such as the element connection terminal 5, the internal printed circuit 7, and the external connection terminal 9 is collectively referred to as a printed circuit, and a conductor filled in the through hole is collectively referred to as a through conductor.

図2は、図1に示す回路基板1を、本発明の製造方法の実施形態の一例により製造する際のフローチャートを示す図である。
フローチャートは、まず、グリーンシートを準備するグリーンシート作製工程から始められている。グリーンシートは、L1層、L2層およびL3層となるものが、通常、ともに同じ大きさで作製される。したがって、グリーンシートの作製は、L1層、L2層、L3層の区別なく実行可能である。次のグリーンシートに所定の貫通孔を形成する貫通孔形成工程、グリーンシートの所定の貫通孔に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工程およびグリーンシートに導体ペーストによる回路パターンを印刷する回路印刷工程については、L1層、L2層、L3層はそれぞれ別の過程を経る。その後、最終的にはこれらは一体に積層され、焼成されて回路基板が得られる。
FIG. 2 is a diagram showing a flowchart for manufacturing the circuit board 1 shown in FIG. 1 according to an example of the embodiment of the manufacturing method of the present invention.
The flowchart starts with a green sheet manufacturing process for preparing a green sheet. The green sheets, which are the L1 layer, the L2 layer, and the L3 layer, are usually produced with the same size. Therefore, the green sheet can be manufactured without distinction between the L1 layer, the L2 layer, and the L3 layer. A through-hole forming step for forming a predetermined through-hole in the next green sheet, a conductive paste filling step for filling a predetermined through-hole in the green sheet with a conductive paste, and a circuit printing step for printing a circuit pattern with the conductive paste on the green sheet The L1, L2, and L3 layers go through different processes. Thereafter, these are finally laminated together and fired to obtain a circuit board.

なお、図1および図2に示す実施形態では、複数のグリーンシートを積層した積層体を例にしているが、単層で構成される回路基板においても回路パターンを印刷する回路印刷工程を有するものであれば、本発明の製造方法は適用されうる。   In the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2, a laminated body in which a plurality of green sheets are laminated is taken as an example, but a circuit board having a single layer also has a circuit printing process for printing a circuit pattern. If so, the manufacturing method of the present invention can be applied.

ここで、本発明の製造方法においては、これらの工程は、ロット単位で行われる。各工程におけるロットを構成するグリーンシート等の数量は特に制限されない。また、工程毎に同数であっても異なってもよい。通常、セラミックス回路基板の製造が行われる際に、用いられる数十から数百の単位でロット単位は構成されうる。   Here, in the production method of the present invention, these steps are performed in lot units. There are no particular restrictions on the quantity of green sheets or the like constituting the lot in each process. Further, the number may be the same or different for each process. Usually, when a ceramic circuit board is manufactured, a lot unit can be composed of tens to hundreds of units used.

また、通常、セラミックス回路基板は、大きさが1個単位での製造が困難な程小型なことから、その取り扱いを容易にし、製造効率を高めるために、多数個の小型の回路基板を一枚の広い面積の母基板から同時に得るようにした、いわゆる多数個取りの連結基板として製造され、これを分割することで1個単位とする製造方法がとられている。例えば、縦横のサイズが数mm程度の矩形の回路基板を、約200mm角の母基板において外周近傍に余剰部を残した約150mm角の領域を用いて製造する場合には、1枚の母基板に数百から数千個の回路基板の区画を有する多数個取り連結基板が製造される。   In general, ceramic circuit boards are so small that it is difficult to manufacture in units of one unit. Therefore, in order to facilitate handling and increase manufacturing efficiency, a single ceramic circuit board is used. Are manufactured as so-called multi-piece connecting boards, which are obtained simultaneously from a large-area mother board, and a manufacturing method is adopted in which the board is divided into units. For example, when manufacturing a rectangular circuit board having a vertical and horizontal size of about several millimeters using an approximately 150 mm square area in which a surplus portion is left in the vicinity of the outer periphery of the approximately 200 mm square mother board, a single mother board is used. A multi-piece connection board having hundreds to thousands of circuit board sections is manufactured.

図2に示すフローチャートにおいては、説明を簡略化するために16個の回路基板の区画を有する多数個取り連結基板を例として本発明の実施形態を説明する。ただし、上記のように連結基板当たりの個数が非常に多い小型の回路基板を多数個取りする連結基板の製造においても、本発明の製造方法は実施形態の例と同様に適用可能である。
なお、本フローチャートで示す製造の各工程は、それぞれ所定のロット単位で行われる。ただし、検査用グリーンシートの抜取後、検査用グリーンシートに対して行われる回路印刷から導通検査までのフローについては、その抜取り枚数に対してのみ行われる。
また、以下の工程は、特に断りのない限り連結基板のなかの1個の回路基板の単位すなわち1区画単位について説明するが、これは16区画について全て同様とされる。さらに、以下の説明においては、その製造に用いる部材について、完成品の部材と同一の符号を付して説明する。
In the flowchart shown in FIG. 2, the embodiment of the present invention will be described by taking as an example a multi-piece connecting board having 16 circuit board sections in order to simplify the description. However, the manufacturing method of the present invention can also be applied in the same manner as in the embodiment in the manufacture of a connecting board in which a large number of small circuit boards are taken per connecting board as described above.
In addition, each process of manufacture shown by this flowchart is performed in a predetermined lot unit, respectively. However, the flow from the circuit printing to the continuity inspection performed on the inspection green sheet after the inspection green sheet is extracted is performed only for the number of extracted sheets.
Further, the following steps will be described for one circuit board unit in the connection board, that is, one section unit, unless otherwise specified, but this is the same for all 16 sections. Furthermore, in the following description, the members used for the manufacture will be described with the same reference numerals as the members of the finished product.

まず、グリーンシート作製工程について説明する。本発明の製造方法が適用されるセラミックス回路基板のセラミックスとしては、セラミックス回路基板の製造に通常用いられるセラミックスが特に制限なく挙げられる。具体的には、酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス)や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体等のアルミニウムを主要成分として含むセラミックス焼結体、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体(Low Temperature Co−fired Ceramics。以下、LTCCと示す。)等が挙げられる。   First, the green sheet manufacturing process will be described. As the ceramics of the ceramic circuit board to which the manufacturing method of the present invention is applied, ceramics usually used for manufacturing a ceramic circuit board are not particularly limited. Specifically, a ceramic sintered body containing aluminum as a main component, such as an aluminum oxide sintered body (alumina ceramics), an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, or a glass containing glass powder and ceramic powder. Examples thereof include a sintered body of a ceramic composition (Low Temperature Co-fired Ceramics, hereinafter referred to as LTCC).

これらのセラミックスのグリーンシートは、用いるセラミックスに応じて調製されるセラミックス原料組成物に、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂等のバインダー樹脂を添加し、さらに必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製し、これをドクターブレード法等の方法により所定の形状のシート状に成形することで作製される。   These ceramic green sheets add a binder resin such as polyvinyl butyral and acrylic resin to the ceramic raw material composition prepared according to the ceramic used, and further add a plasticizer, a dispersant, a solvent, etc. Then, a slurry is prepared, and the slurry is formed into a predetermined sheet by a method such as a doctor blade method.

なお、LTCCの場合、セラミックス原料組成物は、ガラス粉末と、アルミナ粉末やジルコニア粉末等のセラミックス粉末を、例えばガラス粉末が30〜50質量%、セラミックス粉末が50〜70質量%となるように配合、混合することにより得られるガラスセラミックス組成物である。
また、アルミニウムを主要成分として含むセラミックス焼結体の原料としては、例えば、アルミニウム含有化合物や該化合物を含有する鉱物若しくは該化合物を原料とした合成物等、通常これらの原料として用いられるものが挙げられ、これらから選ばれる原料成分が単独でまたは2種以上の混合物がセラミックス原料組成物として用意される。
In the case of LTCC, the ceramic raw material composition is composed of glass powder and ceramic powder such as alumina powder and zirconia powder so that the glass powder is 30 to 50% by mass and the ceramic powder is 50 to 70% by mass, for example. The glass ceramic composition obtained by mixing.
Examples of the raw material of the ceramic sintered body containing aluminum as a main component include, for example, aluminum-containing compounds, minerals containing the compounds, or synthetic products using the compounds as raw materials, and those usually used as these raw materials. The raw material components selected from these are singly or a mixture of two or more is prepared as a ceramic raw material composition.

上記で得られたグリーンシートをL1層、L2層、L3層のロットに分けてロット毎に以下の工程を順次行う。なお、各層毎に以下の各工程に進む前に、必要に応じて層の厚さを調整するためにグリーンシートを複数枚積層する工程を設けてもよい。
L1層となるグリーンシートには、貫通孔形成工程において、これを枠体3とするための略円形の貫通孔が区画の中央に形成される。得られたグリーンシートがL1層としてグリーンシート積層工程に供される。
The green sheet obtained above is divided into L1 layer, L2 layer, and L3 layer lots, and the following steps are sequentially performed for each lot. Before proceeding to the following steps for each layer, a step of laminating a plurality of green sheets may be provided in order to adjust the thickness of the layer as necessary.
In the green sheet to be the L1 layer, a substantially circular through hole for forming the frame 3 in the through hole forming step is formed at the center of the partition. The obtained green sheet is subjected to a green sheet laminating step as an L1 layer.

L2層となるグリーンシートには、貫通孔形成工程において、左右に略対称となるように各一対ずつ設けられる貫通導体6a、6cを形成するための貫通孔が各区画の4隅付近の4箇所に形成される。次いで、導体ペースト充填工程により、該4箇所の貫通孔に導体ペーストが充填され貫通導体ペースト層6を形成する。次に、回路印刷工程において、グリーンシート上面の4箇所に導体ペーストを、上記4箇所の貫通導体ペースト層6をそれぞれ覆う所定の形状に印刷して、左右に略対称となる各一対ずつの素子接続端子ペースト層5a、5cを形成する。得られた導体ペースト付きのグリーンシートがL2層としてグリーンシート積層工程に供される。   In the green sheet to be the L2 layer, there are four through holes in the vicinity of the four corners of each section for forming through conductors 6a, 6c provided in pairs so as to be substantially symmetrical to the left and right in the through hole forming step. Formed. Then, through the conductive paste filling step, the through paste at the four locations is filled with the conductive paste to form the through conductor paste layer 6. Next, in the circuit printing step, the conductor paste is printed at four positions on the upper surface of the green sheet in a predetermined shape that covers the four through-conductor paste layers 6, and each pair of elements that are substantially symmetrical to the left and right Connection terminal paste layers 5a and 5c are formed. The obtained green sheet with a conductor paste is used for a green sheet lamination process as L2 layer.

L3層となるグリーンシートには、貫通孔形成工程において、所定の位置に一対の貫通導体8a、8cを形成するための貫通孔が2箇所に形成される。ここで、本実施形態においては、上記貫通導体8a、8cの所定の位置はそれぞれ各区画の左上と右下の角付近である。次いで、導体ペースト充填工程により該2箇所の貫通孔に導体ペーストが充填され貫通導体ペースト層8を得る。
L3層は上面と下面の両面に印刷回路を有することから、回路印刷工程は上面印刷工程と下面印刷工程の2回に分けて行われる。
In the green sheet to be the L3 layer, through holes for forming a pair of through conductors 8a and 8c are formed at two positions at predetermined positions in the through hole forming step. Here, in the present embodiment, the predetermined positions of the through conductors 8a and 8c are near the upper left and lower right corners of the respective sections. Subsequently, the conductor paste is filled in the two through holes in the conductor paste filling step to obtain the through conductor paste layer 8.
Since the L3 layer has printed circuits on both the upper surface and the lower surface, the circuit printing process is performed in two steps, an upper surface printing process and a lower surface printing process.

上面印刷工程により、L3層となるグリーンシート上面に導体ペーストを印刷して、L3層が有するアノードを構成する貫通導体ペースト層8aを覆いかつL2層が有する2個のアノードを構成する貫通導体ペースト層6aに接続する所定の形状に内部印刷回路ペースト層7aと、L3層が有するカソードを構成する貫通導体ペースト層8cを覆いかつ2個のカソードを構成する貫通導体ペースト層6cに接続する所定の形状に内部印刷回路ペースト層7cとを形成する。なお、この上面印刷工程は、具体的には、後述する本発明の製造方法に係る回路印刷工程により行われる。   Through the upper surface printing step, a conductive paste is printed on the upper surface of the green sheet to be the L3 layer to cover the through conductor paste layer 8a constituting the anode of the L3 layer and to form the two anodes of the L2 layer The internal printed circuit paste layer 7a in a predetermined shape connected to the layer 6a and the through conductor paste layer 8c constituting the cathode of the L3 layer and connected to the through conductor paste layer 6c constituting the two cathodes The internal printed circuit paste layer 7c is formed in the shape. In addition, this upper surface printing process is specifically performed by the circuit printing process which concerns on the manufacturing method of this invention mentioned later.

また、下面印刷工程により、L3層となるグリーンシート下面に導体ペーストを印刷して、アノードを構成する貫通導体ペースト層8aを覆う所定の形状に外部接続端子ペースト層9aと、カノードを構成する貫通導体ペースト層8cを覆う所定の形状に外部接続端子ペースト層9cとを形成する。得られた導体ペースト付きのグリーンシートがL3層としてグリーンシート積層工程に供される。   In addition, a conductor paste is printed on the lower surface of the green sheet serving as the L3 layer by the lower surface printing process, and the external connection terminal paste layer 9a and the through holes constituting the canode are formed in a predetermined shape covering the through conductor paste layer 8a constituting the anode. External connection terminal paste layer 9c is formed in a predetermined shape covering conductor paste layer 8c. The obtained green sheet with a conductor paste is used for a green sheet lamination process as L3 layer.

上記導体ペースト充填工程および回路印刷工程において用いる導体ペーストとしては、金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを用いる。ここで、用いる金属粉末は、セラミックスグリーンシートのセラミックスの種類により適宜選択される。例えば、セラミックスがアルミニウムを主要成分として含むセラミックスのような高温焼成されるセラミックスの場合、金属粉末としては、タングステンやモリブデン等の高融点金属を主成分とする金属粉末が用いられる。また、LTCCの場合、銅、銀、金等を主成分とする金属粉末が挙げられ、好ましくは、銀、銀と白金、または銀とパラジウムからなる金属粉末が挙げられる。   As the conductor paste used in the conductor paste filling step and the circuit printing step, a paste obtained by adding a vehicle such as ethyl cellulose to a metal powder and, if necessary, a solvent or the like is used. Here, the metal powder to be used is appropriately selected depending on the ceramic type of the ceramic green sheet. For example, when the ceramic is a ceramic that is fired at a high temperature, such as a ceramic containing aluminum as a main component, a metal powder mainly composed of a refractory metal such as tungsten or molybdenum is used as the metal powder. Moreover, in the case of LTCC, the metal powder which has copper, silver, gold | metal | money etc. as a main component is mentioned, Preferably, the metal powder which consists of silver, silver, platinum, or silver and palladium is mentioned.

上記導体ペースト充填工程において貫通孔に導体ペーストを充填する方法および回路印刷工程において導体ペーストにより回路パターンを印刷する方法としては、通常スクリーン印刷が用いられる。本発明の製造方法は、導体ペースト充填工程および回路印刷工程等の電気回路構築のための導体ペースト層形成工程のうちでも、特に回路印刷工程に特徴を有するものである。   Usually, screen printing is used as a method of filling the through hole with the conductor paste in the conductor paste filling step and a method of printing the circuit pattern with the conductor paste in the circuit printing step. The manufacturing method of the present invention is particularly characterized in the circuit printing step among the conductive paste layer forming steps for constructing an electric circuit such as a conductor paste filling step and a circuit printing step.

ここで本実施形態においては、図2のフローチャートに示す通り、回路印刷工程は、L2層における上面印刷工程、L3層における上面印刷工程および下面印刷工程の3回が行われる。この3回の回路印刷工程のうちでも、L3層における上面印刷工程を除く2回の回路印刷工程については、印刷される回路パターンの形状が不良発生のリスクが低いため、本実施形態においては、本発明の製造方法に係る以下の方法で行われる回路印刷工程を、L3層における上面印刷工程に際してのみ適用することにしている。   Here, in the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 2, the circuit printing process is performed three times, that is, the upper surface printing process in the L2 layer, the upper surface printing process in the L3 layer, and the lower surface printing process. Among the three circuit printing processes, the circuit printing process of two times excluding the upper surface printing process in the L3 layer has a low risk of occurrence of defects in the shape of the printed circuit pattern. The circuit printing process performed by the following method according to the manufacturing method of the present invention is applied only to the upper surface printing process in the L3 layer.

本発明の製造方法が特に効果的に用いられる回路基板は、印刷される回路パターンにおいて、その線幅が断線等の不良発生のリスクが高い微細な線幅を有する回路基板である。回路パターンの形状については、複雑な形状や線幅が狭い場合に不良発生のリスクは高く、本発明の製造方法の特徴である上記回路印刷工程を適用する際に、特に顕著な効果が得られる例として、回路パターンの最小線幅が、スクリーン印刷に用いるスクリーン版の印刷可能な最小線幅の1〜2倍であるような場合が挙げられる。本実施形態においては、L3層における上面印刷工程により印刷される回路パターンは、例えば、用いるスクリーン版の印刷可能な最小線幅の1〜2倍の線幅のパターンを含む回路パターンであり、この印刷工程に本発明の製造方法に係る回路印刷工程を適用することにより、不良発生のリスクの大幅な軽減が期待できる。   The circuit board in which the manufacturing method of the present invention is particularly effectively used is a circuit board having a fine line width in which the line width of the printed circuit pattern has a high risk of occurrence of defects such as disconnection. With regard to the shape of the circuit pattern, the risk of occurrence of defects is high when the complicated shape or the line width is narrow, and a particularly remarkable effect is obtained when the circuit printing process, which is a feature of the manufacturing method of the present invention, is applied. As an example, there is a case where the minimum line width of the circuit pattern is 1 to 2 times the minimum printable line width of the screen plate used for screen printing. In the present embodiment, the circuit pattern printed by the upper surface printing process in the L3 layer is, for example, a circuit pattern including a line width pattern that is 1 to 2 times the minimum printable line width of the screen plate to be used. By applying the circuit printing process according to the manufacturing method of the present invention to the printing process, the risk of occurrence of defects can be greatly reduced.

ここで、回路パターンをスクリーン印刷する際の印刷可能な最小線幅は、印刷に用いるペーストや印刷条件にも依存するが、使用するスクリーン版の仕様にも依存し、スクリーン版のメッシュ数、メッシュ線径、開口等から概ねの値を見積もることができる。一般にメッシュ数を大きく、メッシュ線径を小さくすることで印刷可能な最小線幅を細くできる。スクリーン版で印刷可能な最小線幅の目安値は、メッシュ数500、メッシュ線径16μm、開口35μmでは43μmであり、メッシュ数325、メッシュ線径28μm、開口50μmでは84μmであり、メッシュ165、スクリーン線径50μm、開口104μmでは139μmである。メッシュ840、スクリーン線径11μm、開口19μmでは印刷可能の最小線幅は34μmである。以上の例から、回路基板の製造における回路印刷工程で使用されるスクリーン版で印刷可能な最小線幅は30μmから140μmということができる。   Here, the minimum printable line width when screen printing a circuit pattern depends on the paste used for printing and the printing conditions, but also depends on the specifications of the screen plate used. A rough value can be estimated from the wire diameter, opening, and the like. Generally, the minimum printable line width can be reduced by increasing the number of meshes and decreasing the mesh wire diameter. The standard values of the minimum line width that can be printed on the screen plate are 500 mesh, mesh wire diameter 16 μm, opening 35 μm is 43 μm, mesh number 325, mesh wire diameter 28 μm, opening 50 μm is 84 μm, mesh 165, screen It is 139 μm when the wire diameter is 50 μm and the opening is 104 μm. With a mesh 840, a screen wire diameter of 11 μm, and an opening of 19 μm, the minimum printable line width is 34 μm. From the above example, it can be said that the minimum line width that can be printed by the screen plate used in the circuit printing process in the production of the circuit board is 30 μm to 140 μm.

このように、回路印刷工程においては、製造する回路基板のサイズや印刷する回路パターンによるが、例えば、印刷可能な最小線幅は30μmから140μmが利用できる。生産性や品質などの点で、一般的には印刷可能な最小線幅が70〜100μm程度のスクリーン版が用いられる。例えば、印刷可能な最小線幅が70μmのスクリーン版を用いて回路パターンを印刷する際には、上記の通り70〜140μmの線幅のパターンを含む回路パターンを印刷する場合に不良発生のリスクが高く、よってこの印刷に本発明の製造方法に係る回路印刷工程を適用することにより、不良発生のリスクの大幅な軽減が期待できる。   In this way, in the circuit printing process, depending on the size of the circuit board to be manufactured and the circuit pattern to be printed, for example, the minimum printable line width is 30 μm to 140 μm. In view of productivity and quality, a screen plate having a minimum printable line width of about 70 to 100 μm is generally used. For example, when a circuit pattern is printed using a screen plate having a minimum printable line width of 70 μm, there is a risk of occurrence of defects when a circuit pattern including a line width of 70 to 140 μm is printed as described above. Therefore, by applying the circuit printing process according to the manufacturing method of the present invention to this printing, the risk of occurrence of defects can be greatly reduced.

本発明の製造方法に係る回路印刷工程とは、ロット毎に予め所定の枚数のグリーンシートに対して実際に用いられる回路パターンを印刷し、さらに該回路パターンを直列に接続する補助パターンを印刷した後、導通検査を実施し、この導通検査で得られた結果に基づいてロット単位で回路印刷工程を行うものである。   In the circuit printing process according to the manufacturing method of the present invention, a circuit pattern actually used is printed in advance on a predetermined number of green sheets for each lot, and an auxiliary pattern for connecting the circuit patterns in series is printed. Thereafter, a continuity test is performed, and a circuit printing process is performed in lot units based on the result obtained by the continuity test.

具体的には、図2のフローチャートに示す通り、L3層における上面印刷工程においては、導体ペースト充填工程が完了したロットから1枚を検査用グリーンシートとして抜き取る。なお、検査用グリーンシートの枚数は、必要に応じて適宜選択可能である。   Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 2, in the upper surface printing process in the L3 layer, one sheet is extracted as a green sheet for inspection from the lot where the conductor paste filling process is completed. Note that the number of inspection green sheets can be appropriately selected as necessary.

この検査用グリーンシートに、アノードを構成する内部印刷回路ペースト層7aおよびカソードを構成する内部印刷回路ペースト層7cをスクリーン印刷するためのスクリーン版を用いて、導体ペーストによる回路パターンの印刷を行う。図3は、内部印刷回路ペースト層7a、7cが印刷された連結基板グリーンシート10の上から見た平面図を示す。連結基板グリーンシート10は、母基板11の中央に縦横4列に計16個の回路基板の区画12が配置され、その周辺は余剰部13となっている。なお、図3および図4において回路基板の区画12間の境および区画12と余剰部13との境を区画境界線14として点線で示す。   A circuit pattern is printed with a conductor paste on the inspection green sheet using a screen plate for screen printing the internal printed circuit paste layer 7a constituting the anode and the internal printed circuit paste layer 7c constituting the cathode. FIG. 3 is a plan view seen from above the connecting substrate green sheet 10 on which the internal printed circuit paste layers 7a and 7c are printed. In the connecting board green sheet 10, a total of 16 circuit board sections 12 are arranged in four rows and four rows in the center of the mother board 11, and the periphery thereof is a surplus portion 13. 3 and 4, the boundary between the circuit board sections 12 and the boundary between the section 12 and the surplus portion 13 are indicated by dotted lines as a partition boundary line 14.

図3に示す通り回路パターンは、回路基板となる各区画12毎にアノードとなる内部印刷回路ペースト層7aとカソードとなる内部印刷回路ペースト層7cが接触することなく独立して形成された構成となっている。この回路パターンは、上記の通り、例えば、これを印刷するために用いるスクリーン版の印刷可能な最小線幅の1〜2倍の線幅のパターンを含むものである。
次に、図3に示す連結基板グリーンシート10上に、該回路パターンが連結基板上の全回路において直列に接続されるような形状の補助パターン15を、別に準備したスクリーン版を用いてスクリーン印刷する。図4は、内部印刷回路ペースト層7に加えて補助パターン15が印刷された連結基板グリーンシート10を示す図である。
As shown in FIG. 3, the circuit pattern has a configuration in which the internal printed circuit paste layer 7a serving as an anode and the internal printed circuit paste layer 7c serving as a cathode are independently formed for each section 12 serving as a circuit board without contact. It has become. As described above, this circuit pattern includes, for example, a pattern having a line width of 1 to 2 times the minimum printable line width of a screen plate used for printing the circuit pattern.
Next, on the connecting substrate green sheet 10 shown in FIG. 3, an auxiliary pattern 15 having such a shape that the circuit pattern is connected in series in all the circuits on the connecting substrate is screen-printed using a separately prepared screen plate. To do. FIG. 4 is a view showing the connecting substrate green sheet 10 on which the auxiliary pattern 15 is printed in addition to the internal printed circuit paste layer 7.

図4に示す本実施形態のように、補助パターン15は、母基板11の余剰部13に印刷されていてもよい。また、導通検査を行う際にテスターの針を接触させるための略円形のパッド領域16を直列回路の両末端に有することが好ましい。さらに、図4に示す例では、中間の位置に略円形のパッド領域16が設置されるように、一定区画毎に、略円形のパッド領域16を設けることが好ましい。補助パターン15の形状については、上記直列回路が形成され、以下の導通検査によって内部印刷回路ペースト層7の印刷不良の有無が精度よく判定できる形状である限りは特に制限されず、経済性や印刷容易性等を勘案して適宜設定される。ただし、その最小線幅については、以下の範囲であることが好ましい。   As in the present embodiment shown in FIG. 4, the auxiliary pattern 15 may be printed on the surplus portion 13 of the mother board 11. Moreover, it is preferable to have the substantially circular pad area | region 16 for making the needle | hook of a tester contact when performing a continuity test in the both ends of a series circuit. Further, in the example shown in FIG. 4, it is preferable to provide a substantially circular pad region 16 for each predetermined section so that the substantially circular pad region 16 is installed at an intermediate position. The shape of the auxiliary pattern 15 is not particularly limited as long as it is a shape in which the above-described series circuit is formed and the presence or absence of printing failure of the internal printed circuit paste layer 7 can be accurately determined by the following continuity test. It is set as appropriate in consideration of ease. However, the minimum line width is preferably in the following range.

補助パターン15の印刷は、上記の通り別に準備されたスクリーン版を用いたスクリーン印刷により行われる。補助パターン15の最小線幅は、このスクリーン版の印刷可能な最小線幅の少なくとも2倍であることが好ましく、3倍以上がより好ましい。
回路印刷工程においては、上記の通り、例えば、印刷可能な最小線幅が30μmから140μmのスクリーン版が利用でき、一般的には印刷可能な最小線幅が70〜100μm程度のスクリーン版が用いられる。ここで、補助パターン15のスクリーン印刷に印刷可能な最小線幅が70μmのスクリーン版を用いる場合には、補助パターンの最小線幅は、140μm以上とすることが好しく、210μm以上とすることがより好ましい。
The auxiliary pattern 15 is printed by screen printing using a screen plate prepared separately as described above. The minimum line width of the auxiliary pattern 15 is preferably at least twice the minimum printable line width of the screen plate, and more preferably three times or more.
In the circuit printing process, as described above, for example, a screen plate having a minimum printable line width of 30 μm to 140 μm can be used, and generally a screen plate having a minimum printable line width of about 70 to 100 μm is used. . Here, when a screen plate having a minimum line width of 70 μm that can be printed for screen printing of the auxiliary pattern 15 is used, the minimum line width of the auxiliary pattern is preferably 140 μm or more, and is preferably 210 μm or more. More preferred.

パッド領域16を含む補助パターン15のスクリーン印刷において、用いる導体ペーストは、次に行われる導通検査を精度よく行うことができるものであれば上記回路パターンを形成する導体ペーストと同じであっても異なってもよい。経済性の観点から金属粉末としてアルミニウム等を用いて、上記回路パターンを形成する導体ペーストと同様にビヒクルや溶剤等でスクリーン印刷可能に調製された導体ペーストが好ましい。また、上記金属粉末として銅等を用いてもよい。   In the screen printing of the auxiliary pattern 15 including the pad region 16, the conductor paste to be used may be the same as the conductor paste for forming the circuit pattern as long as it can accurately perform the next continuity test. May be. From the viewpoint of economy, a conductive paste prepared by screen printing with a vehicle, a solvent, or the like is preferable in the same manner as the conductive paste for forming the circuit pattern using aluminum as the metal powder. Moreover, you may use copper etc. as said metal powder.

次いで、図4に示す、補助パターン15が印刷された連結基板グリーンシート10を用いて導通検査を行うが、好ましくは導通検査の前に、検査の精度を向上させるために、内部印刷回路ペースト層7a、7cおよびパッド領域16を含む補助パターン15を乾燥する。乾燥の条件としては、導体ペーストに含まれるビヒクルや溶剤等の金属粉末以外の成分が除去される条件が好ましく、例えば、60〜90℃で10〜30分間程度の乾燥条件が挙げられる。   Next, a continuity test is performed using the connecting substrate green sheet 10 on which the auxiliary pattern 15 is printed as shown in FIG. 4. Preferably, before the continuity test, the internal printed circuit paste layer is used to improve the accuracy of the test. The auxiliary pattern 15 including the pads 7a and 7c and the pad area 16 is dried. The drying condition is preferably a condition in which components other than the metal powder such as a vehicle and a solvent contained in the conductive paste are removed, and examples include a drying condition at 60 to 90 ° C. for about 10 to 30 minutes.

補助パターン形成後、好ましくは乾燥工程を経て行われる導通検査は、まず、導通検査用のテスターの針を検査用グリーンシート上の内部印刷回路ペースト層7a、7cと補助パターン15で形成される直列回路の末端にそれぞれ位置する2箇所のパッド領域16に接触させることで行われる。テスターで導通が確認されれば、図2に示すフローチャートで「OK」の方向に進み、このロットの全数に対して、上記検査用グリーンシートに内部印刷回路ペースト層7をスクリーン印刷するのに用いたスクリーン版を用いてL3層における上面印刷工程が実行される。   After the auxiliary pattern is formed, the continuity test, which is preferably performed through a drying process, is performed first by connecting the tester needle for continuity test with the internal printed circuit paste layers 7a and 7c on the test green sheet and the auxiliary pattern 15. This is done by contacting the two pad regions 16 located at the ends of the circuit. If continuity is confirmed by the tester, the flow proceeds to “OK” in the flowchart shown in FIG. 2 and is used for screen-printing the internal printed circuit paste layer 7 on the green sheet for inspection for all the lots. The upper surface printing process in the L3 layer is performed using the screen plate.

また、上記検査用グリーンシート上の直列回路の両端での導通検査で導通が確認されなかった場合は、図2に示すフローチャートで「NG」の方向に進み、不良原因の究明が行われる。その際、まず印刷、この場合、内部印刷回路ペースト層7の印刷の、不良箇所の特定を行うために、図4に示す検査用グリーンシート上の直列回路の一方の末端に設けられたパッド領域16と直列回路の中間の位置に設けられたパッド領域16にテスターの針を接触させ導通検査を行う。次いで、検査用グリーンシート上の直列回路の中間の位置に設けられたパッド領域16と直列回路の他方の末端に設けられたパッド領域16にテスターの針を接触させ導通検査を行う。直列回路全体での導通が不良の場合、上記2回の導通検査の少なくとも一方は導通不良であり、印刷の不良箇所は導通不良の結果が得られた領域に存在することが判明する。   If no continuity is confirmed in the continuity test at both ends of the series circuit on the inspection green sheet, the process proceeds to “NG” in the flowchart shown in FIG. 2 to investigate the cause of the defect. At that time, first, in this case, in order to identify the defective part of the printing of the internal printed circuit paste layer 7, a pad region provided at one end of the series circuit on the inspection green sheet shown in FIG. A tester needle is brought into contact with the pad region 16 provided at a position intermediate between the 16 and the series circuit to conduct a continuity test. Next, a tester needle is brought into contact with the pad region 16 provided at the middle position of the series circuit on the green sheet for inspection and the pad region 16 provided at the other end of the series circuit to conduct a continuity test. When the continuity of the entire series circuit is poor, it is found that at least one of the two continuity tests is a continuity failure, and the defective printing portion exists in the region where the result of the continuity failure is obtained.

このようにして印刷の不良箇所が存在するグリーンシートの領域が分かれば、その領域に限定して、例えば、目視での顕微鏡観察を行うことで、印刷の不良箇所の特定ができる。なお、通常の連結基板においては、1枚の連結基板上に上記の通り数百から数千個の回路基板の区画が配置されている。そのため、印刷の不良箇所の特定をグリーンシートの全領域において顕微鏡観察等で行うと多大な労力と時間が費やされ、効率の点で問題である。図4に示す実施形態においては区画数が16個と少ないために直列回路の途中には、中間点の1箇所にのみパッド領域16を設けている。区画数の多い連結基板においては、例えば、一定数の区画を有する領域毎に導通検査が可能なように、その領域に対応して直列回路の途中の複数箇所にパッド領域16を設けることで、印刷の不良箇所の特定に係る効率は大幅に向上される。   In this way, if the green sheet region where the defective printing portion exists is known, the defective printing portion can be specified by performing, for example, visual observation under a microscope only in that region. In a normal connection board, hundreds to thousands of circuit board sections are arranged on one connection board as described above. For this reason, if the printing defective portion is identified by microscopic observation or the like in the entire area of the green sheet, a great amount of labor and time are consumed, which is a problem in terms of efficiency. In the embodiment shown in FIG. 4, since the number of sections is as small as 16, the pad region 16 is provided only at one intermediate point in the middle of the series circuit. In a connection board with a large number of sections, for example, by providing pad areas 16 at a plurality of locations in the series circuit corresponding to the areas so that continuity inspection is possible for each area having a certain number of sections, The efficiency related to the identification of defective printing portions is greatly improved.

印刷の不良箇所が特定されれば、不良原因は比較的容易に究明される。スクリーン版の不具合としては、スクリーン版自体が欠陥を有する場合と、スクリーン版に目詰まりがある場合に大別される。上記方法により検査用グリーンシート上の印刷不良箇所が特定されたら、その箇所に相当するスクリーン版の位置を顕微鏡等で観察する。このスクリーン版の観察によりスクリーン版自体の欠陥が確認された場合は、スクリーン版を取り替えることで不良原因が除去される。また、スクリーン版の観察によりスクリーン版に目詰まりが確認された場合は、スクリーン版の洗浄等を行うことで不良原因が除去される。また、スクリーン版以外に不良原因があった場合にも、それぞれの不良原因を除去する対応をとった後に、次の工程に進めばよい。   If a defective printing location is identified, the cause of the failure can be determined relatively easily. Screen screen defects are broadly classified into cases where the screen plate itself has defects and cases where the screen plate is clogged. When a printing failure location on the inspection green sheet is specified by the above method, the position of the screen plate corresponding to the location is observed with a microscope or the like. When a defect of the screen plate itself is confirmed by observing the screen plate, the cause of the defect is removed by replacing the screen plate. In addition, when clogging is confirmed in the screen plate by observing the screen plate, the cause of the defect is removed by cleaning the screen plate. Further, even when there is a cause of failure other than the screen plate, after taking measures to remove each cause of failure, the process may proceed to the next step.

上記のようにして不良原因を除去した後、再度、L3層における導体ペースト充填工程の完了したロットから1枚を検査用グリーンシートとして抜き取り、上記と同様の操作による検査を行う。導通検査における検査用グリーンシート上の全直列回路の導通が確認されれば、図2に示すフローチャートで「OK」の方向に進み、導通が確認されなければ「NG」に進み、それぞれの場合において上記同様の操作が行われる。「NG」に進んだ場合には、不良原因究明と不良原因の除去が行われ、再度、導通検査を行うという操作を、導通検査の結果がOKになるまで繰り返し行う。   After removing the cause of the defect as described above, one sheet is again extracted as an inspection green sheet from the lot in which the conductor paste filling process in the L3 layer is completed, and the inspection is performed by the same operation as described above. If the continuity of all the series circuits on the inspection green sheet in the continuity test is confirmed, the process proceeds to “OK” in the flowchart shown in FIG. 2, and if the continuity is not confirmed, the process proceeds to “NG”. The same operation as described above is performed. When the process proceeds to “NG”, the cause of the failure and the removal of the cause of the failure are performed, and the operation of conducting the continuity test is repeated until the result of the continuity test becomes OK.

このようにして、回路基板が焼成される前であって、さらに回路パターンの印刷をロット単位で実施する前段階で印刷不良の発生を招くことが想定される不具合を簡便かつ高精度に検出し除去することで、回路基板の製造歩留まりを大幅に向上させることが可能である。
ここで、上記方法により回路印刷工程を行う際に、ロットの単位を構成する数量が多い場合には、回路印刷工程の途中に上記同様の検査用グリーンシートの抜取から導通検査までの一連の操作を導入し、スクリーン印刷版等に不具合が発生していないかをチェックしてもよい。また、図2に示すフローチャートにおいて、印刷される回路パターンの形状が不良発生のリスクが低いものとされ、特に上記に示す回路印刷工程を適用していないL2層における上面印刷工程およびL3層における下面印刷工程についても、必要に応じて、上記同様の本発明に係る方法での回路印刷工程を適用してもよい。
In this way, it is possible to easily and accurately detect defects that may cause printing defects before the circuit board is baked and before the circuit pattern is printed on a lot basis. By removing it, it is possible to greatly improve the manufacturing yield of the circuit board.
Here, when the circuit printing process is performed by the above method, if a lot constitutes a lot unit, a series of operations from the inspection green sheet extraction to the continuity inspection in the middle of the circuit printing process. May be checked to see if there are any problems with the screen printing plate. Further, in the flowchart shown in FIG. 2, the printed circuit pattern shape has a low risk of occurrence of defects, and in particular, the upper surface printing process in the L2 layer and the lower surface in the L3 layer to which the circuit printing process shown above is not applied. The circuit printing process in the method according to the present invention similar to the above may be applied to the printing process as necessary.

図2のフローチャートに示す通り、グリーンシート作製工程に次いで各層に対してそれぞれ行われる貫通孔形成工程、導体ペースト充填工程、回路印刷工程を経て、得られたL3層、L2層、L1層を、次の積層工程により下からその順に積層する。L3層、L2層、L1層の積層方法は特に制限されず、熱圧着等による積層方法が適用できる。   As shown in the flowchart of FIG. 2, the L3 layer, the L2 layer, and the L1 layer obtained through the through-hole forming step, the conductor paste filling step, and the circuit printing step that are performed on each layer after the green sheet manufacturing step, The layers are stacked in that order from the bottom by the next stacking step. The lamination method of the L3 layer, L2 layer, and L1 layer is not particularly limited, and a lamination method such as thermocompression bonding can be applied.

積層工程後に行われる焼成工程は、用いるセラミックスにより好適な焼成温度がそれぞれ異なるため、それぞれのセラミックスに対応した焼成条件を採用する。例えば、酸化アルミニウム質焼結体については、1400〜1700℃、窒化アルミニウム質焼結体については1700〜1950℃、LTCCについては、800〜930℃が好適な焼成温度である。焼成時間は、回路基板のサイズ等により適宜調整される。また、焼成に先立って、グリーンシート作製の際に用いたバインダー樹脂等の成分を除去する500〜600℃、1〜10時間程度の脱脂処理を行ってもよい。   The firing process performed after the lamination process has different firing temperatures depending on the ceramics used, and therefore firing conditions corresponding to the ceramics are employed. For example, a suitable firing temperature is 1400 to 1700 ° C. for an aluminum oxide sintered body, 1700 to 1950 ° C. for an aluminum nitride sintered body, and 800 to 930 ° C. for LTCC. The firing time is appropriately adjusted depending on the size of the circuit board. In addition, prior to firing, a degreasing treatment may be performed at 500 to 600 ° C. for about 1 to 10 hours to remove components such as a binder resin used in producing the green sheet.

さらに、図2のフローチャートに示す通り、通常、積層工程と焼成工程の間に、連結基板を回路基板の区画毎に分割するための分割溝を形成する工程が設けられる。これにより、焼成して得られた連結基板を回路基板の区画毎に容易に分割できる。   Furthermore, as shown in the flowchart of FIG. 2, a process of forming a dividing groove for dividing the connection board into sections of the circuit board is usually provided between the stacking process and the baking process. Thereby, the connection board | substrate obtained by baking can be divided | segmented easily for every division of a circuit board.

以上、本発明のセラミックス回路基板の製造方法の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明の製造方法はこれらに限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない限度において、また必要に応じて、その構成を適宜変更できる。   As mentioned above, although the example of embodiment of the manufacturing method of the ceramic circuit board of this invention was given and demonstrated, the manufacturing method of this invention is not limited to these. As long as it does not contradict the spirit of the present invention, the configuration can be changed as necessary.

図3に示すのと同様の回路パターンのスクリーン印刷において、スクリーン印刷用のスクリーン版について、(1)不具合のないスクリーン版、(2)欠損のあるスクリーン版、(3)目詰まりのあるスクリーン版を準備して、本発明の方法により不具合の検出を行う試験を実施した。なお、用いたスクリーン版は印刷可能な最小線幅が100μmのスクリーン版であった。
セラミックスグリーンシートとしてはLTCCグリーンシートを準備した。回路パターン印刷用の導体ペーストとして、銀ペーストを準備した。
In screen printing of a circuit pattern similar to that shown in FIG. 3, (1) a screen plate having no defect, (2) a screen plate having defects, and (3) a screen plate having clogging. And a test for detecting a defect by the method of the present invention was conducted. The screen plate used was a screen plate having a minimum printable line width of 100 μm.
An LTCC green sheet was prepared as a ceramic green sheet. A silver paste was prepared as a conductor paste for circuit pattern printing.

上記(1)〜(3)のスクリーン版を用いて、LTCCグリーンシートに銀ペーストを用いて最小線幅が0.150mmの回路パターンのスクリーン印刷を行った。次いで得られた回路パターン付きグリーンシートのそれぞれに、図4に示すのと同様にして、全回路パターンを直列接続する最小線幅が0.300mmの補助パターン15を、その直列接続回路の両末端、および中間点に略円形のパッド領域16を有する形に、別のスクリーン版を用いてスクリーン印刷した。補助パターンの印刷に用いたスクリーン版は、印刷可能な最小線幅が100μmのスクリーン版であった。また、補助パターン形成用の導体ペーストとしては、銀ペーストを用いた。   Using the screen plates of (1) to (3) above, screen printing of a circuit pattern having a minimum line width of 0.150 mm was performed using a silver paste on an LTCC green sheet. Next, in the same manner as shown in FIG. 4, each of the obtained green sheets with circuit patterns is provided with auxiliary patterns 15 having a minimum line width of 0.300 mm for connecting all circuit patterns in series, at both ends of the series connection circuit. , And a screen having a substantially circular pad area 16 at the midpoint, and screen printed using another screen plate. The screen plate used for printing the auxiliary pattern was a screen plate having a minimum printable line width of 100 μm. Further, a silver paste was used as the conductive paste for forming the auxiliary pattern.

上記で得られた3枚の導体パターン付きLTCCグリーンシートについて、70℃、20分間の乾燥処理を施した後、直列接続回路の両末端のパッド領域16にテスターの針を接触させて導通検査を行った。上記(1)のスクリーン版を用いて得られた導体パターン付きLTCCグリーンシートについては、導通したが、(2)、(3)のスクリーン版を用いて得られた導体パターン付きLTCCグリーンシートについては導通しなかった。   The three LTCC green sheets with conductor patterns obtained above were subjected to a drying process at 70 ° C. for 20 minutes, and then contacted with the tester needles at the pad regions 16 at both ends of the series connection circuit to conduct a continuity test. went. Regarding the LTCC green sheet with a conductor pattern obtained using the screen plate of (1) above, the LTCC green sheet with a conductor pattern obtained using the screen plate of (2) and (3) was conducted. It did not conduct.

(2)、(3)のスクリーン版を用いて得られた導体パターン付きLTCCグリーンシートについて、さらに、中間点のパッド領域16を用いた導通検査を行い、印刷不良箇所のある領域を特定した。また、この領域がスクリーン版の欠損箇所または目詰まり箇所のある領域と一致することを確認した。   The LTCC green sheet with a conductor pattern obtained by using the screen plates of (2) and (3) was further subjected to a continuity test using the pad region 16 at the midpoint to identify a region with a printing defect location. In addition, it was confirmed that this area coincided with an area where the screen plate was missing or clogged.

さらに(3)のスクリーン版においては、目詰まり箇所を洗浄して、上記と同様に導体パターン付きLTCCグリーンシートを作製し、上記同様に導通試験を行ったところ、導通した。   Furthermore, in the screen plate of (3), the clogged portion was washed to produce an LTCC green sheet with a conductor pattern in the same manner as described above.

本発明の製造方法によれば、製造過程における早い段階で回路パターンの不良の有無を簡便かつ高精度に検出でき、それにより半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載するためのセラミックス回路基板を歩留まりよく製造できる。   According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily and accurately detect the presence or absence of a circuit pattern defect at an early stage in the manufacturing process, and thereby a ceramic circuit board for mounting an electronic component such as a semiconductor element or a piezoelectric vibrator. Can be manufactured with good yield.

1…回路基板、2…基体、3…枠体、4…キャビティ、5…素子接続端子、6、8…貫通導体、7…内部印刷回路、9…外部接続端子、
21…搭載面、22…発光素子搭載部、23…非搭載面、
10…連結基板、11…母基板、12…回路基板の区画、13…余剰部、14…区画境界線、15…補助パターン、16…パッド領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circuit board, 2 ... Base | substrate, 3 ... Frame, 4 ... Cavity, 5 ... Element connection terminal, 6, 8 ... Through-conductor, 7 ... Internal printed circuit, 9 ... External connection terminal,
21 ... Mounting surface, 22 ... Light emitting element mounting portion, 23 ... Non-mounting surface,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Connection board | substrate, 11 ... Mother board, 12 ... Section of circuit board, 13 ... Surplus part, 14 ... Section boundary line, 15 ... Auxiliary pattern, 16 ... Pad area | region

Claims (4)

セラミックスグリーンシートに所定の貫通孔を形成する工程と、前記セラミックスグリーンシートの所定の貫通孔に導体ペーストを充填する工程と、前記セラミックスグリーンシートに導体ペーストによる回路パターンを印刷する工程と、前記各工程を経たセラミックスグリーンシートを単層として、または複数枚を積層した積層体として焼成する工程とを有し、前記各工程をロット単位で行うセラミックス回路基板の製造方法において、
前記回路パターンを印刷する工程を、ロット毎に予め所定の枚数のセラミックスグリーンシートに対してそれぞれ前記回路パターンと該回路パターンを直列に接続する補助パターンとを印刷して導通検査を実施し、該導通検査の結果に基づいて前記ロット単位で行うことを特徴とする、セラミックス回路基板の製造方法。
Forming a predetermined through hole in the ceramic green sheet; filling a predetermined paste hole in the ceramic green sheet with a conductive paste; printing a circuit pattern with the conductive paste on the ceramic green sheet; In the method for manufacturing a ceramic circuit board, the ceramic green sheet having undergone the process is fired as a single layer or a laminated body in which a plurality of sheets are laminated, and each of the processes is performed in lot units.
The step of printing the circuit pattern is carried out by printing the circuit pattern and an auxiliary pattern for connecting the circuit pattern in series on a predetermined number of ceramic green sheets in advance for each lot, A method for manufacturing a ceramic circuit board, which is performed for each lot based on a result of a continuity test.
前記導通検査の前に乾燥を行う請求項1記載のセラミックス回路基板の製造方法。   The method for manufacturing a ceramic circuit board according to claim 1, wherein drying is performed before the continuity test. 前記回路パターンの印刷がスクリーン版を用いたスクリーン印刷により行われ、前記回路パターンの最小線幅が該スクリーン版の印刷可能な最小線幅の1〜2倍である請求項1または2記載のセラミックス回路基板の製造方法。   3. The ceramic according to claim 1, wherein the circuit pattern is printed by screen printing using a screen plate, and the minimum line width of the circuit pattern is 1 to 2 times the minimum printable line width of the screen plate. A method of manufacturing a circuit board. 前記補助パターンの印刷がスクリーン版を用いたスクリーン印刷により行われ、前記補助パターンの最小線幅が該スクリーン版の印刷可能な最小線幅の少なくとも2倍である請求項1〜3のいずれか1項に記載のセラミックス回路基板の製造方法。   The auxiliary pattern is printed by screen printing using a screen plate, and the minimum line width of the auxiliary pattern is at least twice the minimum printable line width of the screen plate. A method for producing a ceramic circuit board according to Item.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015130444A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 富士通株式会社 Inspection method of printed board and printed board

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