JP3458759B2 - セラミックグリーンシートの加工方法 - Google Patents
セラミックグリーンシートの加工方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、積層セラミック
電子部品を製造する場合などに用いられるセラミックグ
リーンシートの加工方法に関し、詳しくは、セラミック
グリーンシートに複数個の貫通孔（例えば、ビアホール
やスルーホールなどとして機能させるための穴）を形成
するためのセラミックグリーンシートの加工方法に関す
る。
電子部品を製造する場合などに用いられるセラミックグ
リーンシートの加工方法に関し、詳しくは、セラミック
グリーンシートに複数個の貫通孔（例えば、ビアホール
やスルーホールなどとして機能させるための穴）を形成
するためのセラミックグリーンシートの加工方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】積層型
コイル部品、積層基板、その他の種々の積層セラミック
電子部品においては、通常、セラミック層を介して積
層、配設された内部電極間（層間）の電気的接続を、セ
ラミックグリーンシートに形成されたビアホール（貫通
孔）を介して行っている。
コイル部品、積層基板、その他の種々の積層セラミック
電子部品においては、通常、セラミック層を介して積
層、配設された内部電極間（層間）の電気的接続を、セ
ラミックグリーンシートに形成されたビアホール（貫通
孔）を介して行っている。
【０００３】ところで、従来は、セラミックグリーンシ
ートにビアホール（貫通孔）を形成するための加工方法
として、金型とピンを用いてセラミックグリーンシート
を打ち抜く方法が広く用いられている。
ートにビアホール（貫通孔）を形成するための加工方法
として、金型とピンを用いてセラミックグリーンシート
を打ち抜く方法が広く用いられている。
【０００４】しかし、上記の打ち抜き加工方法の場合、
(１)金型やピンの寸法精度が、貫通孔の精度に大きな影
響を与えるため、金型及びピンの寸法や形状の精度を高
く保たなければならず、設備コストの増大が避けられな
い、 (２)金型やピンは高価であるにもかかわらず、寿命が短
く、定期的な交換が必要であり、交換に手間がかかる、 (３)加工部分の形状が変わると金型やピンを交換するこ
とが必要になり、しかも、交換後に、金型とピンの精密
な調整が必要となり、手間がかかる、 (４)貫通孔の寸法が小さくなるにつれて、加工精度（形
状精度）が低下するというような問題点がある。
響を与えるため、金型及びピンの寸法や形状の精度を高
く保たなければならず、設備コストの増大が避けられな
い、 (２)金型やピンは高価であるにもかかわらず、寿命が短
く、定期的な交換が必要であり、交換に手間がかかる、 (３)加工部分の形状が変わると金型やピンを交換するこ
とが必要になり、しかも、交換後に、金型とピンの精密
な調整が必要となり、手間がかかる、 (４)貫通孔の寸法が小さくなるにつれて、加工精度（形
状精度）が低下するというような問題点がある。
【０００５】そこで、上記のような問題点を解消するた
めに、レーザビームを用いて、直径が８０μm程度の寸
法の小さな貫通孔を、高い形状精度及び位置精度でセラ
ミックグリーンシートの所定の位置に形成することが可
能な方法（レーザ加工法）が提案され、その一部が実施
されるに至っている。
めに、レーザビームを用いて、直径が８０μm程度の寸
法の小さな貫通孔を、高い形状精度及び位置精度でセラ
ミックグリーンシートの所定の位置に形成することが可
能な方法（レーザ加工法）が提案され、その一部が実施
されるに至っている。
【０００６】しかし、従来のレーザビームを用いて加工
する方法では、ガルバノスキャンミラーやセラミックグ
リーンシートを支持するテーブルを移動させることによ
りセラミックグリーンシートの異なる位置に順次加工を
行う（貫通孔を形成する）方法がとられるが、レーザビ
ームの発振周波数、ガルバノスキャンミラーのスキャン
速度、テーブルの移動速度などが加工速度を律速し、加
工速度の向上が制約されるという問題点がある。
する方法では、ガルバノスキャンミラーやセラミックグ
リーンシートを支持するテーブルを移動させることによ
りセラミックグリーンシートの異なる位置に順次加工を
行う（貫通孔を形成する）方法がとられるが、レーザビ
ームの発振周波数、ガルバノスキャンミラーのスキャン
速度、テーブルの移動速度などが加工速度を律速し、加
工速度の向上が制約されるという問題点がある。
【０００７】なお、このレーザ加工法を用いた場合の加
工速度は、上述の金型とピンを用いる場合の加工速度に
比べて著しく遅く、通常は、数分の一程度、場合によっ
ては十分の一以下である。
工速度は、上述の金型とピンを用いる場合の加工速度に
比べて著しく遅く、通常は、数分の一程度、場合によっ
ては十分の一以下である。
【０００８】また、レーザ加工法において、加工速度を
向上させることを目的として、ＹＡＧレーザを用いて同
時に複数個の貫通孔を形成する方法も提案されている
が、この方法には、 (１)レーザビームを分岐する分岐器や、分岐器で分岐し
た後のレーザビームの伝送系での損失が大きく、レーザ
発振器からのエネルギーの３０〜５０％程度しか有効に
利用できず、分光数を十分に増やせない、 (２)加工対象であるセラミックグリーンシートが、ＹＡ
Ｇレーザの吸収率の低い組成のものである場合、ＹＡＧ
レーザビームの吸収材として、高価な材料を用いること
が必要となるため、コストの増大を招くというような問
題点がある。
向上させることを目的として、ＹＡＧレーザを用いて同
時に複数個の貫通孔を形成する方法も提案されている
が、この方法には、 (１)レーザビームを分岐する分岐器や、分岐器で分岐し
た後のレーザビームの伝送系での損失が大きく、レーザ
発振器からのエネルギーの３０〜５０％程度しか有効に
利用できず、分光数を十分に増やせない、 (２)加工対象であるセラミックグリーンシートが、ＹＡ
Ｇレーザの吸収率の低い組成のものである場合、ＹＡＧ
レーザビームの吸収材として、高価な材料を用いること
が必要となるため、コストの増大を招くというような問
題点がある。
【０００９】また、ＹＡＧレーザやＣＯ２レーザを利用
して、像転写の方法や、所定形状の透過部を有するマス
クを使用する方法などにより、セラミックグリーンシー
トに複数の貫通孔を同時に形成する加工方法も提案され
ているが、これらの方法の場合にも、 (１)レーザ発振器からのエネルギーの１０〜３０％程度
しか有効に利用することができないため、同時に形成で
きる貫通孔の数を十分に多くすることができない、 (２)結像面や像転写用のマスクがレーザビームにより損
傷を受けやすく、高精度の加工を安定して行うことが困
難であるというような問題点がある。
して、像転写の方法や、所定形状の透過部を有するマス
クを使用する方法などにより、セラミックグリーンシー
トに複数の貫通孔を同時に形成する加工方法も提案され
ているが、これらの方法の場合にも、 (１)レーザ発振器からのエネルギーの１０〜３０％程度
しか有効に利用することができないため、同時に形成で
きる貫通孔の数を十分に多くすることができない、 (２)結像面や像転写用のマスクがレーザビームにより損
傷を受けやすく、高精度の加工を安定して行うことが困
難であるというような問題点がある。
【００１０】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、セラミックグリーンシートに、複数個の貫通孔を
効率よく形成することが可能なセラミックグリーンシー
トの加工方法を提供することを目的としている。
あり、セラミックグリーンシートに、複数個の貫通孔を
効率よく形成することが可能なセラミックグリーンシー
トの加工方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明（請求項１）のセラミックグリーンシート
の加工方法は、セラミックグリーンシートに複数個の貫
通孔を形成するためのセラミックグリーンシートの加工
方法であって、パルス状のレーザビームを放射するレー
ザ光源と、レーザ光源の近傍に配置され、レーザビーム
を複数個のレーザビームに分光する回折格子と、レーザ
ビームを所定の反射角度で反射させるガルバノスキャン
ミラーと、ガルバノスキャンミラーにより反射されたレ
ーザビームを個々に集光する集光レンズと、セラミック
グリーンシートを所定の位置関係となるように配設し、
レーザ光源から放射されたパルス状のレーザビームを、
前記回折格子を通過させて複数個のレーザビームに分光
し、分光されたパルス状のレーザビームをガルバノスキ
ャンミラーで反射させてセラミックグリーンシートに照
射し、セラミックグリーンシートの所定の位置に複数個
の貫通孔を同時に形成した後、ガルバノスキャンミラー
の反射角度を変化させて、レーザビームのセラミックグ
リーンシートへの照射を繰り返し、ガルバノスキャンミ
ラーの反射角度を変えることで異なる位置に貫通孔を形
成することができる領域のすべてに貫通孔を形成した
後、セラミックグリーンシートを所定量だけ移動させ、
ガルバノスキャンミラーの反射角度を変化させてレーザ
ビームのセラミックグリーンシートヘの照射を繰り返
し、セラミックグリーンシートの全体の所定の位置に複
数個の貫通孔を形成することを特徴としている。
に、本願発明（請求項１）のセラミックグリーンシート
の加工方法は、セラミックグリーンシートに複数個の貫
通孔を形成するためのセラミックグリーンシートの加工
方法であって、パルス状のレーザビームを放射するレー
ザ光源と、レーザ光源の近傍に配置され、レーザビーム
を複数個のレーザビームに分光する回折格子と、レーザ
ビームを所定の反射角度で反射させるガルバノスキャン
ミラーと、ガルバノスキャンミラーにより反射されたレ
ーザビームを個々に集光する集光レンズと、セラミック
グリーンシートを所定の位置関係となるように配設し、
レーザ光源から放射されたパルス状のレーザビームを、
前記回折格子を通過させて複数個のレーザビームに分光
し、分光されたパルス状のレーザビームをガルバノスキ
ャンミラーで反射させてセラミックグリーンシートに照
射し、セラミックグリーンシートの所定の位置に複数個
の貫通孔を同時に形成した後、ガルバノスキャンミラー
の反射角度を変化させて、レーザビームのセラミックグ
リーンシートへの照射を繰り返し、ガルバノスキャンミ
ラーの反射角度を変えることで異なる位置に貫通孔を形
成することができる領域のすべてに貫通孔を形成した
後、セラミックグリーンシートを所定量だけ移動させ、
ガルバノスキャンミラーの反射角度を変化させてレーザ
ビームのセラミックグリーンシートヘの照射を繰り返
し、セラミックグリーンシートの全体の所定の位置に複
数個の貫通孔を形成することを特徴としている。
【００１２】レーザ光源から放射されたレーザビーム
を、レーザ光源の近傍に配置された回折格子を通過させ
て複数個のレーザビームに分光し、分光されたレーザビ
ームを、セラミックグリーンシートに照射することによ
り、セラミックグリーンシートに、複数個の貫通孔を効
率よく形成することが可能になる。
を、レーザ光源の近傍に配置された回折格子を通過させ
て複数個のレーザビームに分光し、分光されたレーザビ
ームを、セラミックグリーンシートに照射することによ
り、セラミックグリーンシートに、複数個の貫通孔を効
率よく形成することが可能になる。
【００１３】また、回折格子による分光の場合、レーザ
ビームが回折格子を通過する際のエネルギーロスが少な
く（従来の分岐器を用いて分岐する方法の場合には、例
えば、分岐時の損失が５０〜７０％程度まで達するのに
対して、本発明の場合には、分光時の損失を約２０％程
度に抑えることが可能になる）、回折格子を通過させる
際に、多数個のレーザビームに分光することにより、同
時に多数個の貫通孔を形成することが可能になり、極め
て効率よく所定の位置に、精度よく、多数個の貫通孔を
形成することが可能になる。
ビームが回折格子を通過する際のエネルギーロスが少な
く（従来の分岐器を用いて分岐する方法の場合には、例
えば、分岐時の損失が５０〜７０％程度まで達するのに
対して、本発明の場合には、分光時の損失を約２０％程
度に抑えることが可能になる）、回折格子を通過させる
際に、多数個のレーザビームに分光することにより、同
時に多数個の貫通孔を形成することが可能になり、極め
て効率よく所定の位置に、精度よく、多数個の貫通孔を
形成することが可能になる。
【００１４】また、ガルバノスキャンミラーの反射角度
を変化させて、レーザビームのセラミックグリーンシー
トへの照射を繰り返し、ガルバノスキャンミラーの反射
角度を変えることで異なる位置に貫通孔を形成すること
ができる領域のすべてに貫通孔を形成した後、セラミッ
クグリーンシートを所定量だけ移動させ、ガルバノスキ
ャンミラーの反射角度を変化させてレーザビームのセラ
ミックグリーンシートヘの照射を繰り返して、セラミッ
クグリーンシート全体に複数個の貫通孔を形成すること
により、セラミックグリーンシートの所定の領域ではセ
ラミックグリーンシートを移動させることなく、ガルバ
ノスキャンミラーの反射角度を変えるだけで、複数の領
域において複数個の貫通孔を形成することが可能にな
り、セラミックグリーンシートの移動回数を少なくし
て、効率よくセラミックグリーンシート全体の所定の位
置に複数個の貫通孔を形成することが可能になる。
を変化させて、レーザビームのセラミックグリーンシー
トへの照射を繰り返し、ガルバノスキャンミラーの反射
角度を変えることで異なる位置に貫通孔を形成すること
ができる領域のすべてに貫通孔を形成した後、セラミッ
クグリーンシートを所定量だけ移動させ、ガルバノスキ
ャンミラーの反射角度を変化させてレーザビームのセラ
ミックグリーンシートヘの照射を繰り返して、セラミッ
クグリーンシート全体に複数個の貫通孔を形成すること
により、セラミックグリーンシートの所定の領域ではセ
ラミックグリーンシートを移動させることなく、ガルバ
ノスキャンミラーの反射角度を変えるだけで、複数の領
域において複数個の貫通孔を形成することが可能にな
り、セラミックグリーンシートの移動回数を少なくし
て、効率よくセラミックグリーンシート全体の所定の位
置に複数個の貫通孔を形成することが可能になる。
【００１５】なお、本願発明の方法において、「レーザ
ビームを、回折格子を通過させて複数個のレーザビーム
に分光し……」とは、レーザビームを、加工対象物の照
射面の形状（平面形状）が、形成すべき貫通孔の平面形
状に対応するパターン形状となるように分光することを
意味する概念であり、その具体的な形状に特別の制約は
ない。
ビームを、回折格子を通過させて複数個のレーザビーム
に分光し……」とは、レーザビームを、加工対象物の照
射面の形状（平面形状）が、形成すべき貫通孔の平面形
状に対応するパターン形状となるように分光することを
意味する概念であり、その具体的な形状に特別の制約は
ない。
【００１６】また、請求項２のセラミックグリーンシー
トの加工方法は、前記回折格子が、レーザビームの透過
率の高い材料を用いて形成されていることを特徴として
いる。
トの加工方法は、前記回折格子が、レーザビームの透過
率の高い材料を用いて形成されていることを特徴として
いる。
【００１７】光学系、特に、回折格子に、レーザビーム
の透過率の高い材料を用いることにより、エネルギー効
率を向上させることが可能になり、セラミックグリーン
シートに複数個の貫通孔を効率よく形成することが可能
になる。
の透過率の高い材料を用いることにより、エネルギー効
率を向上させることが可能になり、セラミックグリーン
シートに複数個の貫通孔を効率よく形成することが可能
になる。
【００１８】また、請求項３のセラミックグリーンシー
トの加工方法は、前記レーザ光源から放射されるレーザ
が、ＣＯ２レーザであることを特徴としている。
トの加工方法は、前記レーザ光源から放射されるレーザ
が、ＣＯ２レーザであることを特徴としている。
【００１９】ＣＯ２レーザは、セラミックグリーンシー
トを構成するセラミック自体による吸収率が低く、セラ
ミック自体の変質などによる特性のばらつきを防止する
ことが可能であるため、本願発明のセラミックグリーン
シートの加工方法に用いるのに好適である。
トを構成するセラミック自体による吸収率が低く、セラ
ミック自体の変質などによる特性のばらつきを防止する
ことが可能であるため、本願発明のセラミックグリーン
シートの加工方法に用いるのに好適である。
【００２０】なお、ＣＯ２レーザは、上述のように、セ
ラミックグリーンシートを構成するセラミック自体には
吸収されにくいが、セラミックグリーンシートを構成す
るバインダなどに、ＣＯ２レーザの吸収率の高い物質を
配合しておくことにより、ＣＯ２レーザを用いた場合に
も、効率よくセラミックグリーンシートの加工（除去）
を行うことが可能になる。
ラミックグリーンシートを構成するセラミック自体には
吸収されにくいが、セラミックグリーンシートを構成す
るバインダなどに、ＣＯ２レーザの吸収率の高い物質を
配合しておくことにより、ＣＯ２レーザを用いた場合に
も、効率よくセラミックグリーンシートの加工（除去）
を行うことが可能になる。
【００２１】また、請求項４のセラミックグリーンシー
トの加工方法は、前記セラミックグリーンシートが、キ
ャリアフィルムで一面を支持されたキャリアフィルム付
きセラミックグリーンシートであることを特徴としてい
る。
トの加工方法は、前記セラミックグリーンシートが、キ
ャリアフィルムで一面を支持されたキャリアフィルム付
きセラミックグリーンシートであることを特徴としてい
る。
【００２２】本願発明は、キャリアフィルム（通常は樹
脂フィルム）で一面を支持されたキャリアフィルム付き
セラミックグリーンシートを加工する場合にも適用する
ことが可能である。キャリアフィルム付きセラミックグ
リーンシートを加工するようにした場合、キャリアフィ
ルムに支持された状態で、セラミックグリーンシートを
取り扱うことが可能になるため、セラミックグリーンシ
ートの変形や歪みの発生を抑制して、貫通孔の寸法精度
や位置精度を向上させることが可能になる。
脂フィルム）で一面を支持されたキャリアフィルム付き
セラミックグリーンシートを加工する場合にも適用する
ことが可能である。キャリアフィルム付きセラミックグ
リーンシートを加工するようにした場合、キャリアフィ
ルムに支持された状態で、セラミックグリーンシートを
取り扱うことが可能になるため、セラミックグリーンシ
ートの変形や歪みの発生を抑制して、貫通孔の寸法精度
や位置精度を向上させることが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００２４】図１は、本願発明の一実施形態においてセ
ラミックグリーンシートを加工するのに用いた加工装置
の概略構成を示す図である。また、図２は図１の加工装
置を用いて貫通孔を形成したセラミックグリーンシート
を示す図である。
ラミックグリーンシートを加工するのに用いた加工装置
の概略構成を示す図である。また、図２は図１の加工装
置を用いて貫通孔を形成したセラミックグリーンシート
を示す図である。
【００２５】この実施形態では、例えば、積層型コイル
部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートを加
工して、図２に示すように、平面形状が円形の貫通孔１
５を形成する場合を例にとって説明する。なお、上記貫
通孔１５は、製品（積層型コイル部品）においてビアホ
ールとして機能することになるものである。
部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートを加
工して、図２に示すように、平面形状が円形の貫通孔１
５を形成する場合を例にとって説明する。なお、上記貫
通孔１５は、製品（積層型コイル部品）においてビアホ
ールとして機能することになるものである。
【００２６】この実施形態で用いた加工装置は、図１に
示すように、セラミックグリーンシート１０を支持する
とともに、所定の方向にセラミックグリーンシート１０
を移動させることができるように構成された支持手段
（この実施形態ではＸＹテーブル）１１と、レーザ光源
１と、レーザ光源１から放射されたレーザビーム２を通
過させて、セラミックグリーンシート１０に形成すべき
貫通孔１５（図２）の形状に対応する形状を有する複数
個のレーザビームに分光する回折格子３と、回折格子３
を通過し、分光されたレーザビーム２を所定の反射角度
で反射させるガルバノスキャンミラー４と、ガルバノス
キャンミラー４により所定の反射角度で反射されたレー
ザビーム２を個々に集光する集光レンズ５とを備えてお
り、集光レンズ５を通過して集光されたレーザビーム
が、ＸＹテーブル１１上のセラミックグリーンシート１
０に照射されるように構成されている。
示すように、セラミックグリーンシート１０を支持する
とともに、所定の方向にセラミックグリーンシート１０
を移動させることができるように構成された支持手段
（この実施形態ではＸＹテーブル）１１と、レーザ光源
１と、レーザ光源１から放射されたレーザビーム２を通
過させて、セラミックグリーンシート１０に形成すべき
貫通孔１５（図２）の形状に対応する形状を有する複数
個のレーザビームに分光する回折格子３と、回折格子３
を通過し、分光されたレーザビーム２を所定の反射角度
で反射させるガルバノスキャンミラー４と、ガルバノス
キャンミラー４により所定の反射角度で反射されたレー
ザビーム２を個々に集光する集光レンズ５とを備えてお
り、集光レンズ５を通過して集光されたレーザビーム
が、ＸＹテーブル１１上のセラミックグリーンシート１
０に照射されるように構成されている。
【００２７】この加工装置は、さらに、レーザ光源１を
駆動するレーザ光源駆動手段６、ガルバノスキャンミラ
ー４の反射角度を変化させるガルバノスキャンミラー駆
動手段７と、ＸＹテーブル１１を所定の方向に移動させ
て、その上に支持されたセラミックグリーンシート１０
を所定の方向に移動させるためのテーブル駆動手段（移
動手段）１２とを備えている。
駆動するレーザ光源駆動手段６、ガルバノスキャンミラ
ー４の反射角度を変化させるガルバノスキャンミラー駆
動手段７と、ＸＹテーブル１１を所定の方向に移動させ
て、その上に支持されたセラミックグリーンシート１０
を所定の方向に移動させるためのテーブル駆動手段（移
動手段）１２とを備えている。
【００２８】また、この加工装置においては、レーザ光
源１として、パルス幅の短いＣＯ２レーザを放射するレ
ーザ光源が用いられている。また、回折格子３、ガルバ
ノスキャンミラー４、及び集光レンズ５には、ＣＯ２レ
ーザの吸収が少ないＺｎＳｅが用いられている。
源１として、パルス幅の短いＣＯ２レーザを放射するレ
ーザ光源が用いられている。また、回折格子３、ガルバ
ノスキャンミラー４、及び集光レンズ５には、ＣＯ２レ
ーザの吸収が少ないＺｎＳｅが用いられている。
【００２９】なお、この加工装置において、回折格子３
は、レーザビーム２を、平面形状（照射面の形状）が略
円形になるように、複数個に分光することができるよう
に構成されている。
は、レーザビーム２を、平面形状（照射面の形状）が略
円形になるように、複数個に分光することができるよう
に構成されている。
【００３０】次に、上記のように構成されたセラミック
グリーンシートの加工装置を用いて、セラミックグリー
ンシートに貫通孔を形成する方法について説明する。
グリーンシートの加工装置を用いて、セラミックグリー
ンシートに貫通孔を形成する方法について説明する。
【００３１】(１)まず、ＮｉＣｕＺｎフェライトを主成
分とするセラミックに酢酸ビニル系バインダを添加し、
ボールミルで１７時間混合した後、ドクターブレード法
によりシート状に成形した、厚さ５０μmのセラミック
グリーンシート１０を、支持手段１１上に載置する。 (２)そして、定格出力３００Ｗの穴あけ用のＣＯ２レー
ザ発生装置のレーザ光源１から放射されたパルス状のレ
ーザビーム２を、回折格子３を通過させて、セラミック
グリーンシート１０に形成すべき貫通孔１５（図２）の
形状に対応する形状を有する複数個（ここでは、縦５個
×横５個の２５分割）のレーザビームに分光する。な
お、本願発明によれば、例えば、縦３個×横３個の９分
割、縦７個×横７個の４９分割など、レーザビームを種
々の態様で分割することが可能である。 (３)それから、分光されたパルス状のレーザビーム２
を、ガルバノスキャンミラー４で反射させてセラミック
グリーンシート１０に照射し、セラミックグリーンシー
ト１０の所定の位置を除去して、複数個の貫通孔１５
（図２）を形成する。なお、ここでは、直径が５０μm
の平面形状が円形の貫通孔１５を形成した。また、貫通
孔１５の加工ピッチは、１．２mm×０．６mmとした。ま
た、レーザビーム２としては、発振周波数＝１ｋＨｚ、
パルス幅＝５０μＳ（マイクロ秒）、パルスエネルギー
＝１ｍＪの条件のものを用いた。 (４)それからさらに、ガルバノスキャンミラー４の反射
角度を変化させて、レーザビーム２のセラミックグリー
ンシート１０への照射を繰り返し、セラミックグリーン
シート１０の異なる所定の位置に貫通孔１５（図２）を
形成する。 (５)そして、(４)の、ガルバノスキャンミラー４の反射
角度を変化させてレーザビーム２をセラミックグリーン
シート１０に照射する工程を繰り返し、セラミックグリ
ーンシート１０の所定の領域（ガルバノスキャンミラー
の反射角度を変えることにより、異なる位置に貫通孔１
５を形成することができる領域）のすべてに貫通孔１５
を形成した後、ＸＹテーブル１１を所定量だけ移動さ
せ、照射を繰り返して、セラミックグリーンシート１０
の全体の所定の位置に複数個の貫通孔１５を形成する。
分とするセラミックに酢酸ビニル系バインダを添加し、
ボールミルで１７時間混合した後、ドクターブレード法
によりシート状に成形した、厚さ５０μmのセラミック
グリーンシート１０を、支持手段１１上に載置する。 (２)そして、定格出力３００Ｗの穴あけ用のＣＯ２レー
ザ発生装置のレーザ光源１から放射されたパルス状のレ
ーザビーム２を、回折格子３を通過させて、セラミック
グリーンシート１０に形成すべき貫通孔１５（図２）の
形状に対応する形状を有する複数個（ここでは、縦５個
×横５個の２５分割）のレーザビームに分光する。な
お、本願発明によれば、例えば、縦３個×横３個の９分
割、縦７個×横７個の４９分割など、レーザビームを種
々の態様で分割することが可能である。 (３)それから、分光されたパルス状のレーザビーム２
を、ガルバノスキャンミラー４で反射させてセラミック
グリーンシート１０に照射し、セラミックグリーンシー
ト１０の所定の位置を除去して、複数個の貫通孔１５
（図２）を形成する。なお、ここでは、直径が５０μm
の平面形状が円形の貫通孔１５を形成した。また、貫通
孔１５の加工ピッチは、１．２mm×０．６mmとした。ま
た、レーザビーム２としては、発振周波数＝１ｋＨｚ、
パルス幅＝５０μＳ（マイクロ秒）、パルスエネルギー
＝１ｍＪの条件のものを用いた。 (４)それからさらに、ガルバノスキャンミラー４の反射
角度を変化させて、レーザビーム２のセラミックグリー
ンシート１０への照射を繰り返し、セラミックグリーン
シート１０の異なる所定の位置に貫通孔１５（図２）を
形成する。 (５)そして、(４)の、ガルバノスキャンミラー４の反射
角度を変化させてレーザビーム２をセラミックグリーン
シート１０に照射する工程を繰り返し、セラミックグリ
ーンシート１０の所定の領域（ガルバノスキャンミラー
の反射角度を変えることにより、異なる位置に貫通孔１
５を形成することができる領域）のすべてに貫通孔１５
を形成した後、ＸＹテーブル１１を所定量だけ移動さ
せ、照射を繰り返して、セラミックグリーンシート１０
の全体の所定の位置に複数個の貫通孔１５を形成する。
【００３２】この実施形態の加工方法によれば、回折格
子３を通過させて、複数に分光したレーザビーム２を、
セラミックグリーンシート１０に照射することにより、
セラミックグリーンシート１０に複数個の貫通孔１５
（図２）を同時に形成するようにしているので、マスク
を用いる必要がなく、高いエネルギー効率で、セラミッ
クグリーンシート１０の所定の位置に効率よく複数個の
貫通孔１５を形成することができる。
子３を通過させて、複数に分光したレーザビーム２を、
セラミックグリーンシート１０に照射することにより、
セラミックグリーンシート１０に複数個の貫通孔１５
（図２）を同時に形成するようにしているので、マスク
を用いる必要がなく、高いエネルギー効率で、セラミッ
クグリーンシート１０の所定の位置に効率よく複数個の
貫通孔１５を形成することができる。
【００３３】なお、従来の金型とピンを用いる方法、従
来の分岐器を用いるレーザ加工法、及び上記実施形態の
方法における、貫通孔の最小寸法（直径）、加工位置精
度、及び加工速度を表１に示す。
来の分岐器を用いるレーザ加工法、及び上記実施形態の
方法における、貫通孔の最小寸法（直径）、加工位置精
度、及び加工速度を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１より、上記実施形態の加工方法によれ
ば、従来の金型とピンによる加工方法に比べて、微細で
均一な貫通孔を高精度で、しかも、大きな加工速度で形
成できることがわかる。また、従来の分岐器を用いたレ
ーザ加工法の場合には、加工速度が４００個／秒である
のに比べて、上記実施形態の加工方法の場合、加工速度
が７０００個／秒と著しく加工速度が向上していること
がわかる。
ば、従来の金型とピンによる加工方法に比べて、微細で
均一な貫通孔を高精度で、しかも、大きな加工速度で形
成できることがわかる。また、従来の分岐器を用いたレ
ーザ加工法の場合には、加工速度が４００個／秒である
のに比べて、上記実施形態の加工方法の場合、加工速度
が７０００個／秒と著しく加工速度が向上していること
がわかる。
【００３６】なお、上記実施形態では、平面形状が円形
の貫通孔を形成する場合を例にとって説明したが、本願
発明において、貫通孔の形状に特別の制約はなく、方
形、方形以外の多角形、楕円形など、回折格子の設計パ
ターンを変更することにより、種々の形状の貫通孔を形
成することができる。
の貫通孔を形成する場合を例にとって説明したが、本願
発明において、貫通孔の形状に特別の制約はなく、方
形、方形以外の多角形、楕円形など、回折格子の設計パ
ターンを変更することにより、種々の形状の貫通孔を形
成することができる。
【００３７】また、上記実施形態では、積層型コイル部
品の製造に用いられるセラミックグリーンシートに貫通
孔を形成する場合を例にとって説明したが、本願発明
は、貫通孔を形成すべきセラミックグリーンシートの種
類や用途に特別の制約はなく、例えば、積層基板などに
用いられるセラミックグリーンシートにビアホール用の
貫通孔を形成する場合などに広く適用することが可能で
ある。
品の製造に用いられるセラミックグリーンシートに貫通
孔を形成する場合を例にとって説明したが、本願発明
は、貫通孔を形成すべきセラミックグリーンシートの種
類や用途に特別の制約はなく、例えば、積層基板などに
用いられるセラミックグリーンシートにビアホール用の
貫通孔を形成する場合などに広く適用することが可能で
ある。
【００３８】また、上記実施形態では、ＣＯ２レーザを
用いているが、本願発明においては、他種類のレーザを
用いることも可能である。
用いているが、本願発明においては、他種類のレーザを
用いることも可能である。
【００３９】また、上記実施形態では、パルス状のレー
ザビームを用いているが、場合によっては、パルス状の
レーザビーム以外のレーザビームを用いることも可能で
ある。
ザビームを用いているが、場合によっては、パルス状の
レーザビーム以外のレーザビームを用いることも可能で
ある。
【００４０】また、上記実施形態では、セラミックグリ
ーンシートを直接ＸＹテーブル（支持手段）に載置して
加工するようにしているが、キャリアフィルム上に支持
されたセラミックグリーンシートをキャリアフィルムご
と支持手段に載置して加工することも可能である。な
お、キャリアフィルム付きセラミックグリーンシートを
加工するようにした場合、キャリアフィルムに支持され
た状態で、セラミックグリーンシートを取り扱うことが
できるため、セラミックグリーンシートの変形や歪みの
発生を抑制して、貫通孔の寸法精度や位置精度を向上さ
せることが可能になる。
ーンシートを直接ＸＹテーブル（支持手段）に載置して
加工するようにしているが、キャリアフィルム上に支持
されたセラミックグリーンシートをキャリアフィルムご
と支持手段に載置して加工することも可能である。な
お、キャリアフィルム付きセラミックグリーンシートを
加工するようにした場合、キャリアフィルムに支持され
た状態で、セラミックグリーンシートを取り扱うことが
できるため、セラミックグリーンシートの変形や歪みの
発生を抑制して、貫通孔の寸法精度や位置精度を向上さ
せることが可能になる。
【００４１】なお、本願発明は、上記の実施形態によっ
て限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内におい
て、種々の応用、変形を加えることが可能である。
て限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内におい
て、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００４２】
【発明の効果】上述のように、本願発明（請求項１）の
セラミックグリーンシートの加工方法は、レーザビーム
を、レーザ光源の近傍に配置された回折格子を通過させ
て複数個に分光した後、分光されたレーザビームをセラ
ミックグリーンシートに照射するようにしているので、
セラミックグリーンシートに、複数個の貫通孔を効率よ
く形成することが可能になる。
セラミックグリーンシートの加工方法は、レーザビーム
を、レーザ光源の近傍に配置された回折格子を通過させ
て複数個に分光した後、分光されたレーザビームをセラ
ミックグリーンシートに照射するようにしているので、
セラミックグリーンシートに、複数個の貫通孔を効率よ
く形成することが可能になる。
【００４３】また、回折格子による分光の場合、レーザ
ビームが回折格子を通過する際のエネルギーロスが少な
いため、回折格子を通過させる際に、多数個のレーザビ
ームに分光することにより、同時に多数個の貫通孔を形
成することが可能になり、極めて効率よく所定の位置
に、精度よく、多数個の貫通孔を形成することが可能に
なる。
ビームが回折格子を通過する際のエネルギーロスが少な
いため、回折格子を通過させる際に、多数個のレーザビ
ームに分光することにより、同時に多数個の貫通孔を形
成することが可能になり、極めて効率よく所定の位置
に、精度よく、多数個の貫通孔を形成することが可能に
なる。
【００４４】また、ガルバノスキャンミラーの反射角度
を変化させて、レーザビームのセラミックグリーンシー
トへの照射を繰り返し、ガルバノスキャンミラーの反射
角度を変えることで異なる位置に貫通孔を形成すること
ができる領域のすべてに貫通孔を形成した後、セラミッ
クグリーンシートを所定量だけ移動させ、ガルバノスキ
ャンミラーの反射角度を変化させてレーザビームのセラ
ミックグリーンシートヘの照射を繰り返すことにより、
セラミックグリーンシート全体に複数個の貫通孔を形成
するようにしているので、セラミックグリーンシートの
所定の領域ではセラミックグリーンシートを移動させる
ことなく、ガルバノスキャンミラーの反射角度を変える
だけで、複数の領域において複数個の貫通孔を形成する
ことが可能になり、セラミックグリーンシートの移動回
数を少なくして、効率よくセラミックグリーンシート全
体の所定の位置に複数個の貫通孔を形成することが可能
になる。
を変化させて、レーザビームのセラミックグリーンシー
トへの照射を繰り返し、ガルバノスキャンミラーの反射
角度を変えることで異なる位置に貫通孔を形成すること
ができる領域のすべてに貫通孔を形成した後、セラミッ
クグリーンシートを所定量だけ移動させ、ガルバノスキ
ャンミラーの反射角度を変化させてレーザビームのセラ
ミックグリーンシートヘの照射を繰り返すことにより、
セラミックグリーンシート全体に複数個の貫通孔を形成
するようにしているので、セラミックグリーンシートの
所定の領域ではセラミックグリーンシートを移動させる
ことなく、ガルバノスキャンミラーの反射角度を変える
だけで、複数の領域において複数個の貫通孔を形成する
ことが可能になり、セラミックグリーンシートの移動回
数を少なくして、効率よくセラミックグリーンシート全
体の所定の位置に複数個の貫通孔を形成することが可能
になる。
【００４５】また、請求項２のセラミックグリーンシー
トの加工方法のように、光学系、特に、回折格子に、レ
ーザビームの透過率の高い材料を用いた場合、エネルギ
ー効率を向上させることが可能になり、セラミックグリ
ーンシートに複数個の貫通孔を効率よく形成することが
可能になる。
トの加工方法のように、光学系、特に、回折格子に、レ
ーザビームの透過率の高い材料を用いた場合、エネルギ
ー効率を向上させることが可能になり、セラミックグリ
ーンシートに複数個の貫通孔を効率よく形成することが
可能になる。
【００４６】また、請求項３のセラミックグリーンシー
トの加工方法のように、レーザとして、ＣＯ２レーザを
用いた場合、セラミックグリーンシートを構成するセラ
ミック自体による吸収が少ないため、セラミック自体の
変質などによる特性のばらつきを防止することが可能に
なる。
トの加工方法のように、レーザとして、ＣＯ２レーザを
用いた場合、セラミックグリーンシートを構成するセラ
ミック自体による吸収が少ないため、セラミック自体の
変質などによる特性のばらつきを防止することが可能に
なる。
【００４７】また、請求項４のセラミックグリーンシー
トの加工方法のように、本願発明は、キャリアフィルム
（通常は樹脂フィルム）で一面を支持されたキャリアフ
ィルム付きセラミックグリーンシートを加工する場合に
も適用することが可能であり、その場合、キャリアフィ
ルムに支持された状態で、セラミックグリーンシートを
取り扱うことができるため、セラミックグリーンシート
の変形や歪みの発生を抑制して、寸法精度や位置精度の
高い貫通孔を確実に形成することが可能になる。
トの加工方法のように、本願発明は、キャリアフィルム
（通常は樹脂フィルム）で一面を支持されたキャリアフ
ィルム付きセラミックグリーンシートを加工する場合に
も適用することが可能であり、その場合、キャリアフィ
ルムに支持された状態で、セラミックグリーンシートを
取り扱うことができるため、セラミックグリーンシート
の変形や歪みの発生を抑制して、寸法精度や位置精度の
高い貫通孔を確実に形成することが可能になる。
【図１】本願発明の一実施形態においてセラミックグリ
ーンシートを加工するのに用いた加工装置の概略構成を
示す図である。
ーンシートを加工するのに用いた加工装置の概略構成を
示す図である。
【図２】本願発明の一実施形態において、図１の加工装
置を用いてセラミックグリーンシートを加工することに
より貫通孔を形成したセラミックグリーンシートを示す
図である。
置を用いてセラミックグリーンシートを加工することに
より貫通孔を形成したセラミックグリーンシートを示す
図である。
１ レーザ光源
２ レーザビーム
３ 回折格子
４ ガルバノスキャンミラー
５ 集光レンズ
６ レーザ光源駆動手段
７ ガルバノスキャンミラー駆動手段
１０ セラミックグリーンシート
１１ 支持手段（ＸＹテーブル）
１２ テーブル駆動手段
１５ 貫通孔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鹿間 隆
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株
式会社村田製作所内
(56)参考文献 特開 平10−242617（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−117791（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−34365（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−33993（ＪＰ，Ａ)
特公 昭62−13120（ＪＰ，Ｂ２)
国際公開00／053365（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 26/00 - 26/42
H05K 3/00
Claims (4)
- 【請求項１】セラミックグリーンシートに複数個の貫通
孔を形成するためのセラミックグリーンシートの加工方
法であって、 パルス状のレーザビームを放射するレーザ光源と、レー
ザ光源の近傍に配置され、レーザビームを複数個のレー
ザビームに分光する回折格子と、レーザビームを所定の
反射角度で反射させるガルバノスキャンミラーと、ガル
バノスキャンミラーにより反射されたレーザビームを個
々に集光する集光レンズと、セラミックグリーンシート
を所定の位置関係となるように配設し、 レーザ光源から放射されたパルス状のレーザビームを、
前記回折格子を通過させて複数個のレーザビームに分光
し、 分光されたパルス状のレーザビームをガルバノスキャン
ミラーで反射させてセラミックグリーンシートに照射
し、セラミックグリーンシートの所定の位置に複数個の
貫通孔を同時に形成した後、 ガルバノスキャンミラーの反射角度を変化させて、レー
ザビームのセラミックグリーンシートへの照射を繰り返
し、 ガルバノスキャンミラーの反射角度を変えることで異な
る位置に貫通孔を形成することができる領域のすべてに
貫通孔を形成した後、セラミックグリーンシートを所定
量だけ移動させ、ガルバノスキャンミラーの反射角度を
変化させてレーザビームのセラミックグリーンシートヘ
の照射を繰り返し、セラミックグリーンシートの全体の
所定の位置に複数個の貫通孔を形成することを特徴とす
るセラミックグリーンシートの加工方法。 - 【請求項２】前記回折格子が、レーザビームの透過率の
高い材料を用いて形成されていることを特徴とする請求
項１記載のセラミックグリーンシートの加工方法。 - 【請求項３】前記レーザ光源から放射されるレーザが、
ＣＯ２レーザであることを特徴とする請求項１又は２記
載のセラミックグリーンシートの加工方法。 - 【請求項４】前記セラミックグリーンシートが、キャリ
アフィルムにより一面を支持されたキャリアフィルム付
きセラミックグリーンシートであることを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載のセラミックグリーンシー
トの加工方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09577199A JP3458759B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | セラミックグリーンシートの加工方法 |
| EP06004418A EP1661656B1 (en) | 1999-04-02 | 2000-03-30 | Laser method for machining through holes only in a ceramic green sheet, the latter provided with a carrier film |
| DE60030195T DE60030195T2 (de) | 1999-04-02 | 2000-03-30 | Laserverfahren zur Bearbeitung von Löchern in einer keramischen Grünfolie |
| TW089105918A TWI223581B (en) | 1999-04-02 | 2000-03-30 | Method for machining ceramic green sheet and apparatus for machining the same |
| EP00106838A EP1043110B1 (en) | 1999-04-02 | 2000-03-30 | Laser method for machining through holes in a ceramic green sheet |
| DE60038400T DE60038400T2 (de) | 1999-04-02 | 2000-03-30 | Laserverfahren zur Bearbeitung von Löchern nur in einer keramischen Grünfolie mit einem Trägerfilm |
| US09/539,691 US6800237B1 (en) | 1999-04-02 | 2000-03-31 | Method for machining ceramic green sheet |
| KR1020000016865A KR100367856B1 (ko) | 1999-04-02 | 2000-03-31 | 세라믹 그린 시트를 가공하는 방법 및 그것을 가공하는 장치 |
| CNB001064304A CN1171518C (zh) | 1999-04-02 | 2000-04-03 | 用于加工陶瓷胎片的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09577199A JP3458759B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | セラミックグリーンシートの加工方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003102706A Division JP2003340819A (ja) | 2003-04-07 | 2003-04-07 | セラミックグリーンシートの加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000288760A JP2000288760A (ja) | 2000-10-17 |
| JP3458759B2 true JP3458759B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=14146760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09577199A Expired - Lifetime JP3458759B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | セラミックグリーンシートの加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3458759B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800237B1 (en) | 1999-04-02 | 2004-10-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for machining ceramic green sheet |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006231628A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Murata Mfg Co Ltd | セラミックグリーンシートの加工方法 |
| KR100839298B1 (ko) * | 2007-01-11 | 2008-06-17 | 광주과학기술원 | 미세 홈을 구비한 통기성필름 및 이의 제조방법 |
| KR100964680B1 (ko) * | 2007-12-07 | 2010-06-21 | 한국기계연구원 | 다면체 레이저 가공 장치 및 방법 |
| KR100954796B1 (ko) * | 2007-12-26 | 2010-04-28 | 주식회사 포스코 | 전기강판의 자구 미세화 장치 및 전기강판 |
| CN114799494B (zh) * | 2022-03-17 | 2024-04-26 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 一种激光分光装置及激光加工设备 |
-
1999
- 1999-04-02 JP JP09577199A patent/JP3458759B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800237B1 (en) | 1999-04-02 | 2004-10-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for machining ceramic green sheet |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000288760A (ja) | 2000-10-17 |
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