JP3969438B2 - Ceramic substrate and method for manufacturing ceramic substrate - Google Patents
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Description
本願発明は、セラミック基板およびその製造方法に関し、詳しくは、両主面に段差部分を有するセラミック基板の製造方法および該製造方法により製造されるセラミック基板に関する。 The present invention relates to a ceramic substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly to a method for manufacturing a ceramic substrate having stepped portions on both main surfaces and a ceramic substrate manufactured by the manufacturing method.
セラミック基板には、その表面に段差部分(代表的にはキャビティ)を有する構造のものがある。
このようなセラミック基板の製造方法として、図18(a),(b),(c)に示すように、第1のセラミックシート51上に開口部53を有する第2のセラミックシート52を積層、圧着して積層体57を形成する工程を経て、段差部分(キャビティ)を有するセラミック多層基板を製造する場合において、開口部53に、開口部53と略同一形状の板材54(セラミックシート56および、離型剤55付きのセラミックシート56)を、その表面54aが、積層体57の表面よりやや高くなるように載置して圧着加工した後、板材54を取り除くことにより、寸法精度の良好なキャビティ58を形成する方法が提案されている(特許文献1)。
しかしながら、この方法の場合、セラミックシートの打ち抜きに手間がかかるばかりでなく、焼成前のキャビティ部の圧着加工が煩雑で、コストの増大を招くという問題点があり、また、焼成工程でうねりの影響を受けるため、寸法精度の維持が難しいという問題点がある。
As a method of manufacturing such a ceramic substrate, as shown in FIGS. 18A, 18B, and 18C, a second
However, in this method, not only is it time-consuming to punch out the ceramic sheet, but there is a problem that the press-bonding process of the cavity part before firing is complicated, resulting in an increase in cost, and the influence of waviness in the firing process. Therefore, it is difficult to maintain dimensional accuracy.
本願発明は、上記課題を解決するものであり、絶対収縮量の差が大きくなることを抑制して、歪みや亀裂などの発生を抑制、防止することが可能で、形状精度や寸法精度に優れた、信頼性の高いセラミック基板および、複雑な製造工程や製造設備を必要とすることなく該セラミック基板を製造することが可能な製造方法を提供することを目的とする。 The invention of the present application solves the above-mentioned problems, and it is possible to suppress the occurrence of distortion and cracks by suppressing the difference in absolute shrinkage amount, and has excellent shape accuracy and dimensional accuracy. Another object of the present invention is to provide a highly reliable ceramic substrate and a manufacturing method capable of manufacturing the ceramic substrate without requiring complicated manufacturing processes and manufacturing equipment.
上記課題を解決するために、本願発明(請求項1)のセラミック基板は、
一方の主面と他方の主面の両主面に段差部分が配設されたセラミック基板であって、
一方の主面には凹部が配設され、かつ、他方の主面の前記凹部に対応する領域には、角のないなだらかな形状を有する凸部が配設されており、
(a)前記凸部の頂上の略平坦面の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法をA1、
(b)前記凸部全体の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法をA2、
(c)前記凹部の底部の略平坦面の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法をB1、
(d)前記凹部全体の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法をB2
とした場合に、下記[1]および[2]:
A1<B1 ……[1]
B2<A2 ……[2]
の条件を満たすことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the ceramic substrate of the present invention (Claim 1) is:
A ceramic substrate in which stepped portions are disposed on both main surfaces of one main surface and the other main surface,
A concave portion is disposed on one main surface, and a convex portion having a gentle shape without corners is disposed in a region corresponding to the concave portion on the other main surface,
(a) The dimension of the substantially flat surface at the top of the convex portion in the direction parallel to the top surface of the ceramic substrate is A1,
(b) A2 is a dimension in a direction parallel to the top surface of the ceramic substrate of the entire convex portion,
(c) The dimension of the substantially flat surface of the bottom of the concave portion in the direction parallel to the lower surface of the ceramic substrate is B1,
(d) The dimension of the entire recess in the direction parallel to the lower surface of the ceramic substrate is B2.
[1] and [2] below:
A1 <B1 [1]
B2 <A2 ...... [2]
It is characterized by satisfying the following conditions.
また、請求項2のセラミック基板は、請求項1の発明の構成において、
前記凸部の、前記セラミック基板の上面から、前記頂上の略平坦面に至る傾斜面と、セラミック基板の上面とのなす角度をθA、
前記凹部の、前記セラミック基板の下面から、前記底部の略平坦面に至る内壁面と、セラミック基板の下面とのなす角度をθB
とした場合に、下記[3]:
θA<θB ……[3]
の条件を満たしていることを特徴としている。
The ceramic substrate of
An angle formed by the inclined surface of the convex portion from the upper surface of the ceramic substrate to the substantially flat surface at the top and the upper surface of the ceramic substrate is θA,
An angle formed between the inner wall surface of the concave portion from the lower surface of the ceramic substrate to the substantially flat surface of the bottom portion and the lower surface of the ceramic substrate is θB.
[3] below:
θA <θB …… [3]
It is characterized by satisfying the above conditions.
また、請求項3のセラミック基板は、請求項1または2の発明の構成において、
前記凸部の傾斜面と、セラミック基板の上面とのなす角度θAと、前記凹部の内壁面と、セラミック基板の下面とのなす角度θBが、それぞれ、
0°<θB≦90°……[4]
0°<θA<90°……[5]
の条件を満たしていることを特徴としている。
The ceramic substrate of
An angle θA formed by the inclined surface of the convex portion and the upper surface of the ceramic substrate, and an angle θB formed by the inner wall surface of the concave portion and the lower surface of the ceramic substrate, respectively,
0 ° <θB ≦ 90 ° …… [4]
0 ° <θA <90 ° …… [5]
It is characterized by satisfying the above conditions.
また、本願発明(請求項4)のセラミック基板の製造方法は、
請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法であって、
(A)未焼成セラミック体の少なくとも一方の主面に、前記未焼成セラミック体の焼成温度では実質的に焼結しない材料からなる補助層が密着し、かつ、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を形成する工程と、
(B)前記補助層付き未焼成セラミック体を、前記補助層を備えた状態のまま、前記未焼成セラミック体が焼結し、前記補助層が実質的に焼結しない温度で焼成する工程と
を具備することを特徴としている。
Moreover, the method for producing a ceramic substrate of the present invention (Claim 4) is as follows:
A method for producing a ceramic substrate according to any one of
(A) An auxiliary layer made of a material that does not substantially sinter at the firing temperature of the unfired ceramic body is in close contact with at least one major surface of the unfired ceramic body, and has a recess on one of the principal surfaces. Forming an unfired ceramic body with an auxiliary layer having a convex portion having a smooth shape without corners in a region corresponding to the concave portion of the other main surface;
(B) a step of firing the unfired ceramic body with the auxiliary layer at a temperature at which the unfired ceramic body is sintered while the auxiliary layer is provided, and the auxiliary layer is not substantially sintered. It is characterized by having.
また、請求項5のセラミック基板の製造方法は、請求項4の発明の構成において、前記補助層付き未焼成セラミック体を、前記未焼成セラミック体の厚みがその全面でほぼ一定になるように維持したまま、前記未焼成セラミック体と前記補助層とが密着した状態を保ちながら、前記補助層付き未焼成セラミック体の所定の領域を変形させることにより、前記凹部および前記凸部を有する前記補助層付き未焼成セラミック体を形成することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to the fourth aspect of the present invention, wherein the green ceramic body with an auxiliary layer is maintained so that the thickness of the green ceramic body is substantially constant over the entire surface. The auxiliary layer having the concave portion and the convex portion by deforming a predetermined region of the green ceramic body with the auxiliary layer while keeping the green ceramic body and the auxiliary layer in close contact with each other. It is characterized in that an unfired ceramic body is formed.
また、請求項6のセラミック基板の製造方法は、請求項4または5の発明の構成において、前記補助層付き未焼成セラミック体の補助層が配設された面に、凸部を有する型を合わせてプレスすることにより、一方の主面に、前記型の凸部に対応する形状の凹部を形成するとともに、他方の面に前記凹部に対応する、角のないなだらかな形状の凸部を形成することを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to the fourth or fifth aspect of the invention, wherein a mold having a convex portion is aligned with the surface on which the auxiliary layer of the unfired ceramic body with the auxiliary layer is disposed. To form a concave portion having a shape corresponding to the convex portion of the mold on one main surface, and forming a convex portion having a smooth shape without corners corresponding to the concave portion on the other surface. It is characterized by that.
また、請求項7のセラミック基板の製造方法は、請求項6の発明の構成において、前記補助層付き未焼成セラミック体の補助層が配設された面に前記凸部を有する型を合わせ、静水圧プレスによる方法、または弾性体を介してプレスを行う方法により、前記補助層付き未焼成セラミック体の前記凸部を有する型を合わせた面と逆の面側から補助層付き未焼成セラミック体に圧力が加わるようにプレスすることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to the sixth aspect of the invention, wherein the mold having the convex portion is aligned with the surface on which the auxiliary layer of the unfired ceramic body with the auxiliary layer is disposed. By a method using a hydraulic press or a method of pressing through an elastic body, an unfired ceramic body with an auxiliary layer is formed from the side opposite to the surface of the unfired ceramic body with the auxiliary layer combined with the mold having the projections. It is characterized by pressing so as to apply pressure.
また、請求項8のセラミック基板の製造方法は、請求項6または7の発明の構成において、前記凸部を有する型は、平板状支持体と、前記平板状支持体上に配設された、前記未焼成セラミック体の焼成温度では実質的に焼結しない材料からなる凸部構成部材とを備えていることを特徴としている。
The method for producing a ceramic substrate according to
また、請求項9のセラミック基板の製造方法は、請求項8の発明の構成において、前記凹部と前記凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を、前記型の凸部構成部材が係合した状態のまま焼成することを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to the eighth aspect of the present invention, wherein the green ceramic body with an auxiliary layer having the concave portion and the convex portion is engaged with the convex component member of the mold. It is characterized by firing in the state.
また、請求項10のセラミック基板の製造方法は、請求項6〜9のいずれかの発明の構成において、前記凸部を有する型において、前記凸部はテーパ形状を有していることを特徴としている。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to any one of the sixth to ninth aspects, wherein the convex portion has a tapered shape in the mold having the convex portion. Yes.
また、請求項11のセラミック基板の製造方法は、請求項6〜10のいずれかの発明の構成において、前記凸部を有する型において、少なくとも前記凸部は、前記補助層付き未焼成セラミック体を構成するセラミック体および補助層のいずれよりも硬く、かつ、弾性を有していることを特徴としている。
The method for manufacturing a ceramic substrate according to
また、請求項12のセラミック基板の製造方法は、請求項8〜11のいずれかの発明の構成において、前記凸部を有する型において、前記凸部構成部材は、前記補助層付き未焼成セラミック体を形成する際に与えられた圧力よりも高い圧力を与える工程を経て形成されていることを特徴としている。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to any one of the eighth to eleventh aspects, wherein the convex component member is an unsintered ceramic body with an auxiliary layer. It is characterized by being formed through a step of applying a pressure higher than the pressure applied when forming the film.
また、請求項13のセラミック基板の製造方法は、請求項6〜12のいずれかの発明の構成において、
前記補助層付き未焼成セラミック体のうち、前記凸部を有する型における前記凸部に沿って変形する部分の少なくとも一部には、補強材が付与されていることを特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the ceramic substrate of
Of the unfired ceramic body with an auxiliary layer, a reinforcing material is applied to at least a part of a portion that deforms along the convex portion in the mold having the convex portion.
また、請求項14のセラミック基板の製造方法は、請求項4〜13のいずれかの発明の構成において、前記未焼成セラミック体は、複数のセラミックグリーンシートを積層してなる未焼成セラミック積層体であって、その内部には、各セラミックグリーンシート層の層間を接続するための層間接続導体パターンおよび各セラミックグリーンシート層の界面に設けられた面内導体パターンが配設されていることを特徴としている。 According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate, wherein the non-fired ceramic body is a non-fired ceramic laminate formed by laminating a plurality of ceramic green sheets. In addition, an interlayer connection conductor pattern for connecting the layers of each ceramic green sheet layer and an in-plane conductor pattern provided at the interface of each ceramic green sheet layer are disposed therein. Yes.
また、請求項15のセラミック基板の製造方法は、請求項4〜14のいずれかの発明の構成において、前記補助層が密着付与された補助層付き未焼成セラミック体が、セラミックグリーンシートを積層し、一括して圧着することにより形成されたセラミックグリーンシート積層体に補助層を密着させたものであることを特徴としている。 According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a ceramic substrate according to any one of the fourth to fourteenth aspects, wherein the unfired ceramic body with an auxiliary layer to which the auxiliary layer is adhered is laminated with a ceramic green sheet. The auxiliary layer is adhered to the ceramic green sheet laminate formed by pressing together.
また、請求項16のセラミック基板の製造方法は、請求項4〜14のいずれかの発明の構成において、前記補助層が密着付与された補助層付き未焼成セラミック体が、一枚または所定の複数枚のセラミックグリーンシートを積層するごとに圧着する逐次圧着の工程を経て形成されたセラミックグリーンシート積層体に補助層を密着させたものであることを特徴としている。 According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to any one of the fourth to fourteenth aspects, wherein one or a plurality of unfired ceramic bodies with an auxiliary layer to which the auxiliary layer is adhered are provided. It is characterized in that an auxiliary layer is brought into close contact with a ceramic green sheet laminated body formed through a step of sequential pressure bonding in which a pressure is applied every time one ceramic green sheet is laminated.
また、請求項17のセラミック基板の製造方法は、請求項6の発明の構成において、前記補助層が密着付与された補助層付き未焼成セラミック体の、前記凸部を有する型の前記凸部と接する位置に凹部が形成されており、前記凸部の高さHの値が、前記凹部の深さDの値よりも大きいことを特徴としている。 According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to the sixth aspect of the invention, wherein the convex portion of the mold having the convex portion of the unfired ceramic body with the auxiliary layer to which the auxiliary layer is adhered is provided. A concave portion is formed at a contact position, and the height H of the convex portion is larger than the depth D of the concave portion.
また、請求項18のセラミック基板の製造方法は、請求項4〜17のいずれかの発明の構成において、前記未焼成セラミック体は、複数の子基板用未焼成セラミック体の集合基板であり、前記焼成の後、得られた集合基板を子基板に分割する工程を備えることを特徴としている。
The method for producing a ceramic substrate according to
また、請求項19のセラミック基板の製造方法は、請求項4〜18のいずれかの発明の構成において、焼成後のセラミック基板に、表面実装部品を搭載する工程を備えることを特徴としている。 According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate according to any one of the fourth to eighteenth aspects, further comprising a step of mounting a surface mounting component on the fired ceramic substrate.
本願発明(請求項1)のセラミック基板は、一方の主面には凹部が配設され、かつ、他方の主面の凹部に対応する領域には、角のないなだらかな形状を有する凸部が配設されており、(a)凸部の頂上の略平坦面の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法をA1、(b)凸部全体の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法をA2、(c)凹部の底部の略平坦面の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法をB1、(d)凹部全体の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法をB2とした場合に、A1<B1の条件と、B2<A2の条件を満たしているので、セラミック基板の凸部と凹部の境界領域に形成される段差部分(キャビティの側壁部分)における、収縮方向(図5において矢印5Aで示す方向)の厚みが、セラミック基板の他の部分の厚みに近似した厚みとなり、焼成工程において絶対収縮量の差が大きくなることを抑制、防止することが可能になる。その結果、歪みや亀裂などの欠陥がなく、形状精度や寸法精度の高い、キャビティ構造を有するセラミック基板(一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有するセラミック基板)を提供することが可能になる。
In the ceramic substrate of the present invention (Claim 1), a concave portion is arranged on one main surface, and a convex portion having a gentle shape without corners is formed in a region corresponding to the concave portion of the other main surface. (A) The dimension of the substantially flat surface of the top of the convex part in the direction parallel to the upper surface of the ceramic substrate is A1, and (b) The dimension of the entire convex part in the direction parallel to the upper surface of the ceramic substrate. A2 and (c) the dimension of the substantially flat surface of the bottom of the recess in the direction parallel to the lower surface of the ceramic substrate is B1, and (d) the dimension of the entire recess in the direction parallel to the lower surface of the ceramic substrate is B2. In addition, since the conditions of A1 <B1 and the condition of B2 <A2 are satisfied, the contraction direction (in FIG. 5) in the step portion (side wall portion of the cavity) formed in the boundary region between the convex portion and the concave portion of the ceramic substrate. The thickness in the direction indicated by the
なお、本願発明(請求項1)のセラミック基板は、他方の面に形成される凸部が、角のないなだらかな形状を有していることを特徴とするものであり、これにより、一方の面に形成される凹部の形状(本願発明の範囲内の形状)に支配されることなく、成形加工時および焼成時における絶対収縮量の位置的な差異が大きくなることを抑制、防止することが可能になる。したがって、一方の面に形成される上記凹部の形状は、例えば、四角錐状、円錐状などのシャープな形状であってもよく、また、上記凸部のように、角のないなだらかな形状を有するものであってもよい。 The ceramic substrate of the present invention (Claim 1) is characterized in that the convex portion formed on the other surface has a gentle shape without corners, and thus, It is possible to suppress or prevent an increase in the positional difference in absolute shrinkage during molding and firing without being governed by the shape of the recess formed in the surface (the shape within the scope of the present invention). It becomes possible. Therefore, the shape of the recess formed on one surface may be, for example, a sharp shape such as a quadrangular pyramid or a cone, or a gentle shape without corners such as the protrusion. You may have.
また、本願発明において、上記凸部の頂上の略平坦面とは、略平坦面の標高の最も高い位置から、該標高の最も高い位置よりも標高が20μm低い位置までの領域を意味する概念であり、頂上の略平坦面の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法A1とは、この領域のセラミック基板の上面と平行な方向の寸法を意味する概念である。
また、前記凸部全体の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法A2とは、セラミック基板の上面から10μm以上標高が高くなった領域を凸部とした場合における凸部全体の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法を意味する概念である。
Further, in the present invention, the substantially flat surface on the top of the convex portion is a concept that means a region from a position where the altitude of the substantially flat surface is the highest to a position where the altitude is 20 μm lower than the position where the altitude is the highest. The dimension A1 of the substantially flat top surface in the direction parallel to the top surface of the ceramic substrate is a concept that means the dimension in the direction parallel to the top surface of the ceramic substrate in this region.
Further, the dimension A2 of the whole convex part in the direction parallel to the top surface of the ceramic substrate is the dimension of the ceramic substrate of the whole convex part when the region having an elevation of 10 μm or more from the top surface of the ceramic substrate is a convex part. It is a concept that means a dimension in a direction parallel to the upper surface.
また、請求項2のセラミック基板のように、請求項1の発明の構成において、凸部の傾斜面と、セラミック基板の上面とのなす角度をθA、凹部の内壁面と、セラミック基板の下面とのなす角度をθBとした場合に、θA<θBの条件を満たすことにより、セラミック基板の凸部と凹部の境界領域に形成される段差部分(キャビティの側壁部分)における、収縮方向(図5の矢印5Aで示す方向)の厚みを、より確実にセラミック基板の他の部分の厚みに近似した厚みとすることが可能になり、上述の効果を一層確実に得ることが可能になる。
また、本願発明において、「凸部の傾斜面と、セラミック基板の上面とのなす角度θA」という場合において、「上面」とは、セラミック基板の、凸部の形成された方の主面をいう。
また、本願発明において、「凹部の内壁面と、セラミック基板の下面とのなす角度θB」という場合において、「下面」とは、セラミック基板の、凹部の形成された方の主面をいう。
Further, as in the ceramic substrate of
In the present invention, in the case of “an angle θA formed between the inclined surface of the convex portion and the upper surface of the ceramic substrate”, the “upper surface” means the main surface of the ceramic substrate on which the convex portion is formed. .
In the present invention, in the case of “an angle θB formed between the inner wall surface of the recess and the lower surface of the ceramic substrate”, the “lower surface” refers to the main surface of the ceramic substrate where the recess is formed.
また、請求項3のセラミック基板のように、請求項1または2の発明の構成において、凸部の傾斜面と、セラミック基板の上面とのなす角度θAと、凹部の内壁面と、セラミック基板の下面とのなす角度θBが、それぞれ、
0°<θB≦90°
0°<θA<90°
の条件を満たすようにした場合、セラミック基板の凸部と凹部の境界領域に形成される段差部分(キャビティの側壁部分)における、収縮方向(図5の矢印5Aで示す方向)の厚みを、より確実にセラミック基板の他の部分の厚みに近似した厚みとすることが可能になり、上述の本願発明の効果を一層確実なものとすることが可能になる。
なお、θBのさらに好ましい範囲は、30°≦θB≦60°の条件を満たす範囲である。θBを30〜60°とすることにより、さらに確実に、歪みや亀裂などの欠陥がなく、形状精度や寸法精度の高い、キャビティ構造を有するセラミック基板を提供することが可能になる。
Further, like the ceramic substrate of
0 ° <θB ≦ 90 °
0 ° <θA <90 °
When the above condition is satisfied, the thickness of the shrinkage direction (the direction indicated by the
A more preferable range of θB is a range satisfying the condition of 30 ° ≦ θB ≦ 60 °. By setting θB to 30 to 60 °, it is possible to provide a ceramic substrate having a cavity structure that is more reliably free from defects such as distortion and cracks and has high shape accuracy and dimensional accuracy.
また、一方で、本願発明のセラミック基板においては、θBを90°とすることも可能である。すなわち、下面側の凹部の形状がθBが90°であるような形状である場合にも、上面側の凸部は滑らかな形状のまま、下面側の凹部の形状に追随した形状となるため、下面側の凹部と、上面側の凸部の形状のずれは大きくなるものの、凸部の頂上の略平坦面の寸法A1が小さく、凹部の全体の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法(底面の寸法)B2が大きくなるとともに、上面側の凸部の傾斜面と、セラミック基板の上面とのなす角度θAが鋭角になることにより、セラミック基板の厚みのばらつきを緩和する作用が生じる。また、その際に、上記凸部と凹部の周辺の圧着体を構成する各シートが伸びて、圧着体に歪みが生じることを緩和する効果が得られる。その結果、下面側の凹部の内壁面と、セラミック基板の下面とのなす角度θBを90°とした場合にも、本願発明の基本的な作用効果、すなわち、収縮量の差が大きくなることを抑制、防止して、歪みや亀裂などの欠陥がなく、形状精度や寸法精度の高い、キャビティ構造を有するセラミック基板を得ることがという作用効果を得ることができる。 On the other hand, in the ceramic substrate of the present invention, θB can be 90 °. That is, even when the shape of the concave portion on the lower surface side is such that θB is 90 °, the convex portion on the upper surface side remains in a smooth shape and follows the shape of the concave portion on the lower surface side. Although the gap between the shape of the concave portion on the lower surface side and the convex portion on the upper surface side becomes large, the dimension A1 of the substantially flat surface on the top of the convex portion is small, and the dimension of the entire concave portion in the direction parallel to the lower surface of the ceramic substrate ( When the bottom surface dimension (B2) is increased and the angle θA formed by the inclined surface of the convex portion on the upper surface side and the upper surface of the ceramic substrate is an acute angle, an effect of reducing variations in the thickness of the ceramic substrate occurs. Moreover, in that case, the effect which relieves | moderates that each sheet | seat which comprises the crimping | compression-bonding body of the said convex part and the periphery of a recessed part expands, and a crimping | compression-bonding body produces distortion. As a result, even when the angle θB formed by the inner wall surface of the concave portion on the lower surface side and the lower surface of the ceramic substrate is 90 °, the basic effect of the present invention, that is, the difference in shrinkage amount is increased. It is possible to obtain the effect of suppressing and preventing, and obtaining a ceramic substrate having a cavity structure with no defects such as distortion and cracks and high shape accuracy and dimensional accuracy.
また、本願発明(請求項4)のセラミック基板の製造方法は、(A)未焼成セラミック体の少なくとも一方の主面に未焼成セラミック体の焼成温度では実質的に焼結しない材料からなる補助層が密着し、かつ、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を形成する工程と、(B)上記凹部および凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を、補助層を備えた状態のまま、未焼成セラミック体が焼結し、補助層が実質的に焼結しない温度で焼成する工程とを有しているので、複雑な製造工程や製造設備を必要とせずに、凹部および凸部を有する形状精度の高いセラミック基板を効率よく製造することが可能になる。 The method for producing a ceramic substrate according to the present invention (Claim 4) includes: (A) an auxiliary layer made of a material that is not substantially sintered at the firing temperature of the unfired ceramic body on at least one main surface of the unfired ceramic body. Are formed, and an unfired ceramic body with an auxiliary layer is formed having a concave portion on one main surface and a convex portion having a smooth shape without corners in a region corresponding to the concave portion on the other main surface. And (B) a temperature at which the unfired ceramic body is sintered while the auxiliary ceramic layer is provided with the auxiliary layer having the concave and convex portions, and the auxiliary layer is not substantially sintered. Thus, it is possible to efficiently manufacture a ceramic substrate having a concave portion and a convex portion and having a high shape accuracy without requiring a complicated manufacturing step or manufacturing equipment.
すなわち、未焼成セラミック体の少なくとも一方の主面に、未焼成セラミック体の焼成温度では実質的に焼結しない材料からなる補助層が密着した状態にあって、かつ、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を形成するようにした場合(例えば、セラミックグリーンシートを積層して圧着した未焼成セラミック体と補助層が密着した状態の補助層付き未焼成セラミック体を、型を用いてプレスすることにより変形させて凹部および凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を形成したり、型の上に補助層用グリーンシートおよびセラミックグリーンシートを一枚または所定の複数枚積層するごとに圧着する逐次圧着の方法で積層、圧着することにより凹部および凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を形成したりした場合)、未焼成セラミック体や、その内部に配設された内部電極パターンなどに折損や破断が発生することを抑制、防止しつつ、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する未焼成セラミック体を形成することが可能になる。 That is, an auxiliary layer made of a material that is not substantially sintered at the firing temperature of the green ceramic body is in close contact with at least one main surface of the green ceramic body, and a concave portion is formed on one main surface. And forming an unfired ceramic body with an auxiliary layer having a convex portion with a smooth shape without corners in a region corresponding to the concave portion of the other main surface (for example, laminating ceramic green sheets) The unfired ceramic body with an auxiliary layer in a state where the auxiliary ceramic is in close contact with the unfired ceramic body is deformed by pressing with a mold to form an unfired ceramic body with an auxiliary layer having concave and convex portions Or by laminating and crimping the auxiliary layer green sheet and ceramic green sheet on the mold by a sequential crimping method, which is performed each time one or a predetermined number of sheets are laminated. To prevent breakage and breakage in the non-fired ceramic body and the internal electrode pattern disposed therein, etc. It is possible to form an unfired ceramic body having a concave portion on one main surface and a convex portion having a smooth shape without corners in a region corresponding to the concave portion on the other main surface. .
また、凹部と前記凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を、補助層が密着した状態のまま、未焼成セラミック体が焼結し、補助層が実質的に焼結しない温度で焼成するようにしているので、補助層の、セラミック体の焼結時の収縮や変形を抑制する力(拘束力)により、焼成工程でセラミック体に収縮や変形が生じることを抑制、防止して、未焼成セラミック体の形状(一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する形状)を保持したまま、形状精度の高いセラミック基板を得ることが可能になる。
なお、未焼成セラミック体の表面に補助層が配設されているので、曲げ加工時に補助層付き未焼成セラミック体の補助層に表面割れが発生した場合にも、未焼成セラミック体には影響がなく、所望の特性を備えたセラミック基板を得ることが可能になる。
Further, the unfired ceramic body with the auxiliary layer having the concave portion and the convex portion is fired at a temperature at which the unfired ceramic body is sintered and the auxiliary layer is not substantially sintered while the auxiliary layer is in close contact. Since the auxiliary layer has a force (restraint force) that suppresses shrinkage and deformation during sintering of the ceramic body, it suppresses and prevents the ceramic body from shrinking and deforming in the firing process, and is not fired. High shape accuracy while maintaining the shape of the ceramic body (a shape having a concave portion on one main surface and a convex portion having a smooth shape without corners in a region corresponding to the concave portion on the other main surface) It becomes possible to obtain a ceramic substrate.
In addition, since the auxiliary layer is disposed on the surface of the unfired ceramic body, even if surface cracks occur in the auxiliary layer of the unfired ceramic body with the auxiliary layer during bending, the unfired ceramic body is affected. Therefore, it is possible to obtain a ceramic substrate having desired characteristics.
また、請求項5のセラミック基板の製造方法のように、請求項4の発明の構成において、補助層付き未焼成セラミック体を、未焼成セラミック体の厚みがその全面でほぼ一定になるように維持したまま、未焼成セラミック体と補助層とが密着した状態を保ちつつ、補助層付き未焼成セラミック体の所定の領域を変形させて、補助層付き未焼成セラミック体の一方の主面に凹部を形成し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を形成するようにした場合、より確実に、未焼成セラミック体やその内部に配設された内部電極パターンなどに折損や破断が発生することを抑制、防止しつつ、上述のような、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する、形状精度の高い未焼成セラミック体を形成することが可能になる。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 5, in the structure of the invention according to
また、請求項6のセラミック基板の製造方法のように、請求項4または5の発明の構成において、補助層付き未焼成セラミック体の補助層が配設された面に、凸部を有する型を合わせてプレスすることにより、補助層付き未焼成セラミック体の補助層が配設された面に、型の凸部の外形形状に対応する形状の凹部を形成するようにした場合、型の凸部が補助層を介して未焼成セラミック体に当接するため、凸部の形状がある程度シャープであっても、未焼成セラミック体やその内部に配設された内部電極パターンなどの折損や破断の発生を抑制、防止しつつ、上述のような、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する、形状精度の高い未焼成セラミック体を形成することが可能になる。
また、未焼成セラミック体の表面に補助層が配設されているので、曲げ加工時に、補助層の型の凸部が当接する領域に表面割れが発生した場合にも、未焼成セラミック体に影響が及ぶことがなく、所望の特性を備えたセラミック基板を得ることが可能になる。
また、プレス後に未焼成セラミック体に形成される凹部に型の凸部が密着、係合するため、プレス時に補助層の表面割れが発生したとしても、型の凸部が凹部に係合した状態のまま焼成することにより、補助層による未焼成セラミック体の拘束力を維持することができる。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to
In addition, since an auxiliary layer is disposed on the surface of the unfired ceramic body, even if surface cracks occur in the area where the convex portions of the auxiliary layer come into contact during bending, the unfired ceramic body is affected. Therefore, it is possible to obtain a ceramic substrate having desired characteristics.
In addition, since the convex portion of the mold is in close contact with and engaged with the concave portion formed in the unfired ceramic body after pressing, the convex portion of the mold is engaged with the concave portion even if the surface crack of the auxiliary layer occurs during pressing. By firing as it is, the binding force of the unfired ceramic body by the auxiliary layer can be maintained.
また、請求項7のセラミック基板の製造方法のように、請求項6の発明の構成において、補助層付き未焼成セラミック体の補助層が配設された面に凸部を有する型を合わせ、静水圧プレスによる方法、または弾性体を介してプレスを行う方法により、補助層付き未焼成セラミック体の、凸部を有する型を合わせた面と逆の面側から補助層付き未焼成セラミック体に圧力が加わるようにプレスするようにした場合、型の凸部が補助層を介して未焼成セラミック体に当接するとともに、型を合わせた面と逆の面側から補助層付き未焼成セラミック体にほぼ均一に圧力が加わるようにプレスが行われることから、凸部の形状がある程度シャープであっても、未焼成セラミック体やその内部に配設された内部電極パターンなどに折損や破断が発生することを抑制、防止しつつ、上述のような、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する、形状精度の高い未焼成セラミック体を形成することが可能になる。
また、未焼成セラミック体の表面に補助層が配設されているため、曲げ加工時に、型の凸部が当接する補助層に表面割れが発生した場合にも、未焼成セラミック体に影響が及ぶことはない。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to
In addition, since the auxiliary layer is disposed on the surface of the unfired ceramic body, the surface of the unfired ceramic body is also affected when a surface crack occurs in the auxiliary layer that comes into contact with the convex portion of the mold during bending. There is nothing.
また、請求項8のセラミック基板の製造方法のように、請求項6または7の発明の構成において、凸部を有する型として、平板状支持体と、平板状支持体上に配設された、未焼成セラミック体の焼成温度では実質的に焼結しない材料からなる凸部構成部材とを備えてなる型を用いることにより、プレス(圧着)した際に、凸部構成部材と、補助層付き未焼成セラミック体を一体化することが可能になり、プレス後の補助層付き未焼成セラミック体の、型と接する方の面の形状(型を構成する凸部構成部材を含めた形状)をフラットにすることが可能になり、プレス工程においてはもちろん、プレス工程後においても形状安定性を向上させることが可能になる。
Moreover, like the manufacturing method of the ceramic substrate of
また、請求項9のセラミック基板の製造方法のように、請求項8の発明の構成において、凹部および凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を、型の凸部構成部材が上記凹部に係合した状態のまま焼成するようにした場合、プレス後の補助層付き未焼成セラミック体の、型と接する面側の形状(型を構成する凸部を含めた形状)がフラットになった状態、すなわち、形状安定性に優れ、変形が生じにくい状態で焼成が行われることになるため、寸法精度、形状精度の高いセラミック基板を製造することが可能になる。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 9, in the configuration of the invention according to
また、請求項10のセラミック基板の製造方法のように、請求項6〜9のいずれかの発明の構成において、型の凸部の形状をテーパ形状とした場合、例えば、突起部分を四角筒形状や円筒形状とした場合に比べて、凹部の変形角度を小さくすることが可能になり、深さの深い凹部を形成した場合にも、未焼成セラミック体やその内部に配設された内部電極パターンなどに折損や破断が発生することを抑制、防止しつつ、所望の深さの凹部を備えた未焼成セラミック体を形成することが可能になる。
また、凹部の深さを深くすることが可能になるため、凹部および凸部の寸法の自由度を大きくすることが可能になる。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to
In addition, since the depth of the concave portion can be increased, the degree of freedom of the dimensions of the concave portion and the convex portion can be increased.
また、請求項11のセラミック基板の製造方法のように、請求項6〜10のいずれかの発明の構成において、型の少なくとも凸部を、補助層付き未焼成セラミック体を構成する未焼成セラミック体および補助層のいずれよりも硬く、かつ、弾性を有するように構成することにより、未焼成セラミック体に、凸部の形状に対応する形状の凹部を確実に形成することが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。
なお、凸部を補助層付き未焼成セラミック体を構成する未焼成セラミック体および補助層のいずれよりも硬く、かつ、弾性を有するように構成する方法としては、例えば、補助層を構成する粉体(他の粉体を用いることも可能)にバインダなどを配合してシート状に成形したグリーンシート(補助層用グリーンシート)を打ち抜いて、凸部となるべき部分を残したグリーンシート(型形成用グリーンシート)を積層、圧着する場合に、基板形成用グリーンシートや補助層用グリーンシートを積層、圧着して補助層付き未焼成セラミック体を形成する場合と同じ荷重でプレスして圧着する方法などが挙げられる。すなわち、同じ荷重でプレスした場合、型形成用グリーンシートには打ち抜かれた部分があるため、基板形成用グリーンシートや補助層用グリーンシートを圧着する場合と同じ荷重で圧着しても、単位面積あたりにかかる圧力が大きくなり、未焼成セラミック体および補助層のいずれよりも硬く、かつ、弾性を有する凸部を備えた型を得ることが可能になる。
なお、グリーンシートの状態ではなく、粉体のままの状態で加圧成形しても、補助層付き未焼成セラミック体を構成するセラミック体および補助層のいずれよりも硬く、かつ、弾性を有する凸部を形成することは通常困難である。
Moreover, like the manufacturing method of the ceramic substrate of
In addition, as a method of configuring the convex portion to be harder than both the unfired ceramic body and the auxiliary layer constituting the unfired ceramic body with the auxiliary layer and to have elasticity, for example, the powder constituting the auxiliary layer A green sheet (mold formation) that leaves a portion that should become a convex part by punching a green sheet (green sheet for auxiliary layer) formed into a sheet by blending a binder etc. (other powders can be used) When a green sheet is laminated and pressure-bonded, the green sheet for substrate formation and the green sheet for the auxiliary layer are laminated and pressure-bonded to press and pressure-bond with the same load as when forming the unfired ceramic body with the auxiliary layer. Etc. That is, when pressed with the same load, the mold forming green sheet has a punched portion. Therefore, even if the substrate forming green sheet or the auxiliary layer green sheet is pressed, the unit area The pressure applied to the surface increases, and it is possible to obtain a mold having convex portions that are harder than both the unfired ceramic body and the auxiliary layer and have elasticity.
Note that, even if the green sheet is pressed as it is in the powder state, the convexity is harder than both the ceramic body and the auxiliary layer constituting the unfired ceramic body with the auxiliary layer and has elasticity. It is usually difficult to form the part.
また、請求項12のセラミック基板の製造方法のように、請求項8〜11のいずれかの発明の構成において、型の凸部を構成する、凸部構成部材を、補助層付き未焼成セラミック体を形成する際に与える圧力よりも高い圧力を与えて形成することにより、上記請求項11の発明に関して述べたように、補助層付き未焼成セラミック体を構成するセラミック体および補助層のいずれよりも硬く、かつ、弾性を有する凸部構成部材をより確実に形成することが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
Moreover, like the manufacturing method of the ceramic substrate of Claim 12, in the structure of the invention in any one of Claims 8-11, the convex-part component which comprises the convex part of a type | mold is an unbaked ceramic body with an auxiliary layer By applying a pressure higher than the pressure applied when forming the non-fired ceramic body with the auxiliary layer, as described with respect to the invention of
また、請求項13のセラミック基板の製造方法のように、請求項6〜12のいずれかの発明の構成において、補助層付き未焼成セラミック体のうち、型の凸部に沿って変形する部分の少なくとも一部に、補強材を付与するようにした場合、補助層付き未焼成セラミック体に割れなどの欠陥が発生することを効率よく防止することが可能になり、信頼性の高いセラミック基板を歩留まりよく製造することが可能になる。
すなわち、例えば、深い凹部(高い凸部)を形成しようとすると、補助層付き未焼成セラミック体を強く変形させることが必要になり、補助層付き未焼成セラミック体の表面に深い割れの発生するおそれが大きくなるが、割れが発生しやすい部分(強く変形する部分)に、予め変形や割れに強い補強材(例えば、ガラスペーストや導電性ペーストなど)を配設しておくことにより、欠陥の発生を効率よく防止することが可能になる。
なお、補強材としては、上述のガラスペーストや導電性ペーストなどの焼成後に残存する材料の他に、脱バインダ時に消失する樹脂材料を用いることが可能であり、その具体的な材料の種類に特別の制約はない。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to
That is, for example, if a deep concave portion (high convex portion) is to be formed, it is necessary to strongly deform the unfired ceramic body with the auxiliary layer, and deep cracks may occur on the surface of the unfired ceramic body with the auxiliary layer. However, if a reinforcing material (for example, glass paste or conductive paste) that is resistant to deformation or cracking is disposed in advance on a portion where cracking is likely to occur (strongly deforming portion), defects are generated. Can be efficiently prevented.
As the reinforcing material, in addition to the materials remaining after firing, such as the glass paste and conductive paste described above, it is possible to use a resin material that disappears when the binder is removed. There are no restrictions.
また、請求項14のセラミック基板の製造方法のように、請求項4〜13のいずれかの発明の構成において、未焼成セラミック体が、複数のセラミックグリーンシートを積層してなるものであって、その内部には、各セラミックグリーンシート層の層間を接続するための層間接続導体パターンおよび各セラミックグリーンシート層の界面に設けられた面内導体パターンが配設された構造を有するもの(すなわち、多層セラミック基板用の積層体)である場合にも、本願発明のセラミック基板の製造方法を適用することにより、未焼成セラミック体やその内部に配設された内部電極パターンなどの折損や破断の発生を抑制、防止しつつ、上述のような、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する、形状精度の高い未焼成セラミック体を形成することが可能になる。
また、補助層が密着した状態のまま、未焼成セラミック体が焼結し、補助層が実質的に焼結しない温度で焼成することにより、焼成工程で収縮や変形が生じることを抑制、防止して形状精度の高い多層セラミック基板を効率よく製造することが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
Moreover, like the manufacturing method of the ceramic substrate of
In addition, the unfired ceramic body is sintered while the auxiliary layer is in close contact, and the auxiliary layer is fired at a temperature that does not substantially sinter, thereby suppressing or preventing shrinkage or deformation from occurring in the baking process. Thus, it becomes possible to efficiently manufacture a multilayer ceramic substrate having a high shape accuracy, and the present invention can be further effectively realized.
また、請求項15のセラミック基板の製造方法のように、請求項4〜14のいずれかの発明の構成において、補助層付き未焼成セラミック体が、セラミックグリーンシートを積層し、一括して圧着することにより形成されたセラミックグリーンシート積層体に補助層を密着させたものである場合、すなわち、一括圧着の製造方法により多層セラミック基板を製造する場合に、本願発明は好適に用いることが可能であり、所望の特性を備えた多層セラミック基板を効率よく製造することが可能になる。
Moreover, like the manufacturing method of the ceramic substrate of
また、請求項16のセラミック基板の製造方法のように、請求項4〜14のいずれかの発明の構成において、補助層が密着付与された補助層付き未焼成セラミック体が、一枚または所定の複数枚のセラミックグリーンシートを積層するごとに圧着する逐次圧着の工程を経て形成されたセラミックグリーンシート積層体に補助層を密着させたものである場合、すなわち、逐次圧着の製造方法により多層セラミック基板を製造する場合に、本願発明は好適に用いることが可能であり、所望の特性を備えた多層セラミック基板を効率よく製造することが可能になる。
Moreover, like the manufacturing method of the ceramic substrate of
また、請求項17のセラミック基板の製造方法のように、請求項6の発明の構成において、補助層が密着付与された補助層付き未焼成セラミック体の、型の凸部と接する位置に凹部を形成するとともに、型の凸部の高さHを、凹部の深さDよりも大きくするようにした場合、未焼成セラミック体やその内部に配設された内部電極パターンなどの折損や破断の発生を抑制、防止しつつ、深い凹部を備えたセラミック基板や、両面側における凹部の深さの異なるセラミック基板を効率よく製造することが可能になる。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to
また、請求項18のセラミック基板の製造方法のように、請求項4〜17のいずれかの発明の構成において、未焼成セラミック体が、複数の子基板用未焼成セラミック体の集合基板である場合に、焼成の後、得られた集合基板を子基板に分割するようにした場合(すなわち、集合基板からの多数個取りの方法を採用した場合)、集合基板を分割して多数の子基板を効率よく得ることが可能になり、コストの低減を図ることが可能になる。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to
また、請求項19のセラミック基板の製造方法のように、請求項4〜18のいずれかの発明の構成において、焼成後の、セラミック基板に、表面実装部品を搭載するようにした場合、凹部や、凹部と凸部が存在することによって形成される段差部分に表面実装部品が搭載された、小型、高密度で、信頼性の高いセラミック基板を効率よく製造することが可能になる。
Further, as in the method for manufacturing a ceramic substrate according to
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。 The features of the present invention will be described in more detail below with reference to examples of the present invention.
以下に本願発明の一実施例(実施例1)にかかるセラミック基板の製造方法について説明する。 A method for manufacturing a ceramic substrate according to an embodiment (Example 1) of the present invention will be described below.
(1)まず、セラミック材料を含む複数のセラミック基板用のセラミックグリーンシート(以下「基板用グリーンシート」という)を作製する。手順は以下の通りである。
CaO:10〜55重量%、SiO2:45〜70重量%、Al2O3:0〜30重量%、不純物0〜10重量%、およびB2O3:外掛けで5〜20重量%を含む混合物を1450℃で溶融してガラス化した後、水中で急冷し、これを粉砕して平均粒径が3.0〜3.5μmのCaO−SiO2−Al2O3−B2O3系ガラス粉末を作製する。
なお、この実施例1では、CaO−SiO2−Al2O3−B2O3系ガラスを用いたが、800〜1000℃で焼結する他のガラスを用いてもよい。
(1) First, a plurality of ceramic green sheets for ceramic substrates (hereinafter referred to as “substrate green sheets”) containing a ceramic material are prepared. The procedure is as follows.
CaO: 10 to 55 wt%, SiO 2: 45 to 70 wt%, Al 2 O 3: 0~30 wt%, 0-10 wt% impurities, and B 2 O 3: 5 to 20% by weight outer percentage The mixture containing the mixture was melted at 1450 ° C. to be vitrified, then rapidly cooled in water, and pulverized to obtain CaO—SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 having an average particle size of 3.0 to 3.5 μm. A system glass powder is prepared.
In Example 1, CaO—SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 glass was used, but other glass sintered at 800 to 1000 ° C. may be used.
それから、このガラス粉末:50〜65重量%(好ましくは60重量%)と不純物が0〜10重量%のアルミナ粉末:50〜35重量%(好ましくは40重量%)とを混合してセラミック粉末を作製する。そして、このセラミック粉末に溶剤(例えばトルエン、キシレン、水系など)、バインダ(例えばアクリル、ブチラール系の樹脂など)および可塑剤(例えばジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)など)を加え、十分に混練・分散させて粘度2000〜40000cpsのスラリーを作製し、通常のキャスティング法(例えばドクターブレード法)を用いて、例えば厚み0.01〜0.4mmのグリーンシート(製品であるセラミック基板の主要部を構成する基板用グリーンシート)を作製する。 Then, the glass powder: 50 to 65% by weight (preferably 60% by weight) and the alumina powder having impurities of 0 to 10% by weight: 50 to 35% by weight (preferably 40% by weight) are mixed to obtain a ceramic powder. Make it. Then, a solvent (for example, toluene, xylene, water-based), a binder (for example, acrylic, butyral-based resin) and a plasticizer (for example, dioctyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP), etc.) A slurry having a viscosity of 2000 to 40000 cps is prepared by kneading and dispersing into a green sheet having a thickness of 0.01 to 0.4 mm, for example, using a normal casting method (for example, a doctor blade method). A green sheet for a substrate constituting the portion).
なお、この基板用グリーンシートを製造する際に、組成比や添加剤を調整し、下記の補助層用(拘束層用)グリーンシート2よりも、適度に柔らかい性状としておくことにより、後工程の成形加工時に、型30への追随性を向上させ、加工精度を高めることが可能になるとともに、基板用グリーンシートに亀裂、欠けなどが発生することを抑制、防止することが可能になる。
In addition, when manufacturing this board | substrate green sheet, a composition ratio and an additive are adjusted, and it is set as a moderately soft property rather than the following
(2)それから、上記(1)の工程で作製した基板用グリーンシート1(図1)を打ち抜き型やパンチングマシンなどを用いて所定の寸法にカットし、層間接続用のビアホール33(図1)を形成する。 (2) Then, the substrate green sheet 1 (FIG. 1) produced in the above step (1) is cut into a predetermined size by using a punching die or a punching machine, and an interlayer connection via hole 33 (FIG. 1). Form.
(3)上記(2)の工程で加工した複数枚の基板用グリーンシートのビアホール33に導体ペーストを充填することによりビアホール導体34を形成する。さらに、基板用グリーンシート1に導体ペーストを印刷することにより表面導体31,内層導体32などとなる所定の配線パターンを形成する。
このときに用いる導体ペーストとしては、Ag、Ag−Pd、Ag−Pt、Cu粉末などを導電成分とする導体ペーストを使用する。必要に応じて、導体ペーストとともに、あるいは、導体ペーストの代わりに、抵抗ペーストやガラスペーストを印刷することも可能である。
(3) The via
As the conductor paste used at this time, a conductor paste containing Ag, Ag-Pd, Ag-Pt, Cu powder or the like as a conductive component is used. If necessary, it is also possible to print a resistance paste or a glass paste together with the conductor paste or instead of the conductor paste.
(4)また、基板用グリーンシート1の焼成温度では焼結しないセラミックを含む、複数の補助層用(拘束層用)グリーンシート2(図1)を作製する。
補助層用(拘束層用)グリーンシート2は、たとえば、有機ビヒクル中にアルミナ粉末を分散させてスラリーを調製し、これをキャスティング法によってシート状に成形することにより得ることができる。このようにして得られた補助層用(拘束層用)グリーンシート2の焼結温度は、1500〜1600℃であるため、基板用グリーンシート1が焼結する温度(例えば、800〜1000℃)では焼結せず、この補助層用(拘束層用)グリーンシート2を接合させた状態で基板用グリーンシート1を焼成することにより、基板用グリーンシート1の平面方向に関する収縮を抑制しつつ焼結させることが可能になる。
なお、この補助層用(拘束層用)グリーンシート2は、プレス時に未焼成セラミック体10を傷めることなく加工することができるように、基板用グリーンシート1よりも、硬くなるように物性を調整したものを用いる。
(4) Also, a plurality of auxiliary layer (constraint layer) green sheets 2 (FIG. 1) including ceramics that are not sintered at the firing temperature of the substrate
The auxiliary layer (constraint layer)
The physical properties of the auxiliary layer (constraint layer)
(5)また、上記(4)の工程で作製した補助層用(拘束層用)グリーンシート2を、所定の形状に打ち抜き加工した、型を形成するために用いられるグリーンシート(型形成用グリーンシート)3(図1)の主面を、固定面(平板)4(図1)に高い圧力で圧着させることにより、プレス(変形)用の型30(図1)を作製する。
(5) A green sheet (mold forming green) used for forming a mold, in which the auxiliary layer (constraint layer)
なお、この実施例1では、補助層用(拘束層用)グリーンシート2と同じシートを、側面が斜めになるように所定の形状に打ち抜き加工した、型形成用グリーンシート3を平板4に貼り付けることにより、先細り(裾広がり)のテーパ形状を有する凸部22と、先太り(裾すぼまり)のテーパ形状を有する凹部21を備えた型30(図1参照)を作製した。
In Example 1, the same
なお、型形成用グリーンシート3の、打ち抜かれた部分が、プレス用の型30の凹部(型)21となり、打ち抜かれずに残った部分が凸部構成部材となり、この凸部構成部材が、固定面(平板)4に圧着されて、型30の凸部(型)22となる。この型30の凸部22はグリーンシートの一部であって、ある程度の弾力性を有しているため、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の損傷を抑制しつつ、所望の形状を有する段差部分15(図2,図3)を形成することができる。
なお、型30を作製するのに用いられる平板4としては、適度な硬さを有する材料(樹脂や金属)からなるものを用いることが好ましい。また、複数種類の材料を複合させた複合材料からなる平板を用いることも可能である。
The punched portion of the mold forming
In addition, as the
(6)それから、図1に示すように、複数枚の基板用グリーンシート1を積層した基板用セラミックグリーンシート積層体(未焼成セラミック体)10の両主面(上下)に、補助層用(拘束層用)グリーンシート2を複数枚積層して補助層20を形成し、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11(図1)を形成する。なお、この実施例1では、下側の補助層の厚みを上側の補助層の厚みよりも薄くしている。
(6) Then, as shown in FIG. 1, on both main surfaces (up and down) of a substrate ceramic green sheet laminate (unfired ceramic body) 10 in which a plurality of substrate
(7)次に、図2に示すように、補助層付き未焼成セラミック体11にプレス(変形)用の型30を貼り付け、可撓性フィルム6を用いて真空パックし、静水圧プレスの方法により、水7を介して補助層付き未焼成セラミック体11の、型30と接しない方の主面から等方的に圧力がかかるようにプレスすることにより補助層付き未焼成セラミック体11を変形させる。
なお、プレス方法は静水圧プレスの方法に限らず、図3に示すように、弾性体7a(例えばシリコンラバー)を介して平板状の圧着用金型8によりプレスして、補助層付き未焼成セラミック体11を変形させる(段差部分15を形成する)ようにすることも可能である。
(7) Next, as shown in FIG. 2, a pressing (deformation) die 30 is attached to the unfired
Note that the pressing method is not limited to the hydrostatic pressing method, and as shown in FIG. 3, pressing is performed by a flat
このプレス工程において、水7または弾性体7aは補助層付き未焼成セラミック体11の、型30と接しない方の主面の凹凸形状に沿うように変形するため、補助層付き未焼成セラミック体11は水7または弾性体7aからの圧力によって滑らかに変形し、補助層付き未焼成セラミック体11の、型30と接する方の主面側が、型30の凹部21の内部に入り込んで、平板4の上面に達する。
In this pressing step, the
その結果、補助層付き未焼成セラミック体11を十分に変形させて、型30と対向する面には、
1)側面がシャープに傾斜した角を有する凹部15(15a)と、
2)側面がシャープに傾斜した角を有する凹部15(15a)の間に形成された、側面がシャープに傾斜した角を有する凸部115(115a)と
を備え、型30と接しない面には、
3)角のないなだらかな形状の凸部115(115b)と、
4)角のないなだらかな形状の凸部115(115b)の間に形成された、角のないなだらかな形状の一対の凹部15(15b)と
を備えた圧着体13を形成することができる(図3、5参照)。
As a result, the unfired
1) a concave portion 15 (15a) having a corner whose side surface is sharply inclined;
2) A convex portion 115 (115a) having a sharply inclined side surface formed between the concave portions 15 (15a) having a sharply inclined side surface, and a surface not contacting the
3) the convex part 115 (115b) having a gentle shape without corners;
4) It is possible to form a pressure-bonding
なお、型30による補助層付き未焼成セラミック体11のプレスは、100〜2000kg/cm2、好ましくは1000〜2000kg/cm2のプレス圧力で、30〜100℃、好ましくは50〜80℃の温度で実施する。
The pressing of the unfired
このとき、プレス用の型30を構成する型形成用グリーンシート(打ち抜き加工された補助層用(拘束層用)グリーンシート)3は、予め平板4に高い圧力で圧着させているため、上述のようにある程度の弾力性を有している一方で、補助層付き未焼成セラミック体11を変形させるのに十分な硬さを有している。
また、補助層付き未焼成セラミック体11の主要部を構成する基板用グリーンシート1は、プレス用の型30を構成する型形成用グリーンシート3よりも柔らかいため、未焼成セラミック体10を容易かつ確実に変形させることができる。
At this time, the green sheet for mold formation (the punched auxiliary layer (constraint layer) green sheet) 3 constituting the
In addition, since the green sheet for
(8)次に、変形させた圧着体(型30を含む補助層付き未焼成セラミック体11)13から固定面として使用した平板4を剥がし、補助層20ならびに凸部22を付けたまま、未焼成セラミック体10が焼結する温度、例えば1000℃以下、好ましくは800〜1000℃の温度で焼成し、両主面に補助層20を備えた状態の焼結基板(セラミック基板)14を得る。
(8) Next, the
なお、導体ペーストにCu粉末などの卑金属粉末を導電成分とするものを用いた場合には、酸化防止のため還元雰囲気で焼成することが必要になるが、Ag、Ag−Pd、Ag−Ptなどの貴金属粉末を導電成分とする導電ペーストを用いた場合には大気中で焼成することも可能である。 Note that when a conductive paste using a base metal powder such as Cu powder as the conductive component is used, it is necessary to fire in a reducing atmosphere to prevent oxidation, but Ag, Ag-Pd, Ag-Pt, etc. When a conductive paste containing noble metal powder as a conductive component is used, it can be fired in the air.
(9)それから、焼結していない補助層20を焼結基板(セラミック基板)14の表面から除去することにより、図4に示すような、表裏の両主面に凹部15(15a,15b)を備えた焼結基板(セラミック基板)14を得る。
なお、補助層20を除去する方法としては、超音波洗浄やアルミナ砥粒を吹き付ける方法などの物理的処理方法や、エッチングなどの化学的処理方法のどちらの方法を用いてもよく、また、物理的処理方法と化学的処理方法を組み合わせて用いることも可能である。
(9) Then, by removing the unsintered
As a method for removing the
上述のようにして作製された焼結基板(セラミック基板)14の構成においては、プレス工程で用いられる型30の凸部22が先細りのテーパ形状を有しているため、プレス工程で積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11が折れ曲がる角度を小さくすることが可能になり、積層体11に深い凹部15(15a)を形成する場合にも、積層体11に割れが発生することを確実に抑制、防止することが可能になり、信頼性の高いセラミック基板を、歩留まりよく製造することが可能になる。
In the configuration of the sintered substrate (ceramic substrate) 14 manufactured as described above, the
また、図5は、この実施例1のセラミック電子部品の製造方法により製造された図4のセラミック基板14を分割した、一方の主面に1つの凹部を備え、他方の主面に1つの凸部を備えたセラミック基板14を示す断面図、図6(a)は図5で示したセラミック基板の上面側の形状を示す斜視図、図6(b)はその下面側を示す斜視図である。
Further, FIG. 5 is a diagram in which the
図5、図6(a),(b)に示すように、このセラミック基板14において、
(a)上面側の凸部115(115b)の頂上の略平坦面116bの、セラミック基板14の上面117bと平行な方向の寸法をA1、
(b)上面側の凸部115(115b)の全体の、セラミック基板14の上面117bと平行な方向の寸法をA2、
(c)上面側の凸部115(115b)の、セラミック基板14の上面から、頂上の略平坦面116bに至る傾斜面118bと、セラミック基板14の上面117bとのなす角度をθA、
(d)下面側の凹部15(15a)の底部の略平坦面116aの、セラミック基板14の下面117aと平行な方向の寸法をB1、
(e)下面側の凹部15(15a)の全体の、セラミック基板14の下面117aと平行な方向の寸法をB2、
(f)下面側の凹部15(15a)の、セラミック基板14の下面117aから、底部の略平坦面116aに至る内壁面118aと、セラミック基板14の下面117aとのなす角度をθB
とした場合に、この実施例1のセラミック電子部品の製造方法により製造されたセラミック基板14(もしくは圧着体13)は、
A1<B1 ……[1]
B2<A2 ……[2]
の条件を満たしている。
As shown in FIGS. 5, 6 (a), (b), in this
(a) The dimension of the substantially
(b) The dimension of the entire upper surface side convex portion 115 (115b) in the direction parallel to the
(c) The angle formed by the
(d) The dimension of the substantially
(e) The dimension of the entire recess 15 (15a) on the lower surface side in the direction parallel to the
(f) The angle formed between the
In this case, the ceramic substrate 14 (or the press-bonded body 13) manufactured by the method for manufacturing a ceramic electronic component of Example 1 is
A1 <B1 [1]
B2 <A2 ...... [2]
Meet the conditions.
また、このセラミック基板14(もしくは圧着体13)は、
θA<θB ……[3]
の条件を満たしている。
In addition, the ceramic substrate 14 (or the crimped body 13) is
θA <θB …… [3]
Meet the conditions.
さらに、このセラミック基板14(もしくは圧着体13)は、
0°<θB≦90°……[4]
0°<θA<90°……[5]
の条件を備えている。
Further, the ceramic substrate 14 (or the crimped body 13) is
0 ° <θB ≦ 90 ° …… [4]
0 ° <θA <90 ° …… [5]
It has the conditions of
上述の[1]の条件(A1<B1)および[2]の条件(B2<A2)を満たすことにより、セラミック基板14の下面側の凹部15(15a)および上面側の凸部115(115b)の間の段差形成部19(傾斜面118bと内壁面118aにより規定される部分)(図5、図6(a)、(b)参照)における、収縮方向(図5において矢印5Aで示す方向)の厚みが、セラミック基板14の他の部分の厚みに近似した厚みとなり、焼成工程において絶対収縮量の差が大きくなることを抑制、防止して、歪みや亀裂などの欠陥のないキャビティ構造(凹部15,凸部115などを備えた構造)を有するセラミック基板14を得ることが可能になる。
By satisfying the above condition [1] (A1 <B1) and condition [2] (B2 <A2), the lower surface side concave portion 15 (15a) and the upper surface side convex portion 115 (115b) of the
また、セラミック基板の焼結時に、圧着体13の両主面に配設した補助層20(拘束層用グリーンシート2)が、その形状を維持しながら、実質的に収縮しないため、補助層20(拘束層用グリーンシート2)と、圧着体13(セラミック基板14)の界面で剥がれが生じることを抑制、防止することが可能になるとともに、圧着体13が、その平面方向には実質的に収縮せず、かつ、その厚み方向への収縮を阻害されることなく焼結するため、寸法精度の高いキャビティ構造(凹部15,凸部115などを備えた構造)を有するセラミック基板14を作製することが可能になる。
Further, during sintering of the ceramic substrate, the auxiliary layer 20 (constraint layer green sheet 2) disposed on both main surfaces of the pressure-bonded
また、凹部15や凸部115などの形成(キャビティの形成)のために特別な工程を追加する必要がない(圧着工程だけでキャビティの形成を行うことができる)ため、キャビティを備えていない平坦なセラミック基板を製造する場合に比べて、製造コストの増大を招くことなく、寸法精度の高いキャビティ構造を有するセラミック基板14を作製することが可能になる。
Further, it is not necessary to add a special process for forming the
また、上記[3]の条件(θA<θB)を満たすようにした場合、下面側の凹部15(15a)および上面側の凸部115(115b)の間の段差形成部19における、収縮方向(矢印5Aで示す方向)の厚みを、より確実にセラミック基板14の他の部分の厚みに近似した厚みとすることが可能になり、上述の効果を一層確実に得ることが可能になる。
Further, when the condition [3] (θA <θB) is satisfied, the shrinking direction (in the
さらに、上記[4]の条件(0°<θB≦90°)および[5]の条件(0°<θA<90°)を満たすようにした場合、下面側の凹部15(15a)および上面側の凸部115(115b)の間の段差形成部19における、収縮方向(矢印5Aで示す方向)の厚みを、より確実にセラミック基板14の他の部分の厚みに近似した厚みとすることが可能になり、上述の効果を一層確実なものとすることが可能になる。
なお、30°≦θB≦60°の条件を満たすようにした場合、上述の作用効果をさらに確実なものとすることが可能になる。
Furthermore, when the condition [4] (0 ° <θB ≦ 90 °) and the condition [5] (0 ° <θA <90 °) are satisfied, the recess 15 (15a) on the lower surface side and the upper surface side The thickness of the
Note that, when the condition of 30 ° ≦ θB ≦ 60 ° is satisfied, the above-described effects can be further ensured.
また、本願発明のセラミック基板においては、型30に接していた面に形成された凹部15(15a)は、シャープな形状を有するともに、滑らかな表面を有しており、また、焼結基板(セラミック基板)14の、型30に接していなかった面に形成された凹部15(15b)も、なだらかに変形して角がなく、滑らかな表面を備えている。したがって、本願発明によれば、残留応力が少なく、形状精度、寸法精度が高く、表面の円滑性に優れたセラミック基板を確実に製造することが可能になる。
In the ceramic substrate of the present invention, the recess 15 (15a) formed on the surface in contact with the
また、図7は、この実施例のセラミック基板の変形例を示す図である。すなわち、本願発明においては、図7に示すように、下面側の凹部15aの内壁面118aと、セラミック基板14の下面117aとのなす角度θBを90°として、内壁面が略垂直な形状の凹部を備えた構造とすることも可能である。
Moreover, FIG. 7 is a figure which shows the modification of the ceramic substrate of this Example. That is, in the present invention, as shown in FIG. 7, a recess having a shape in which the inner wall surface is substantially vertical with the angle θB formed by the
なお、図7に示すように、下面側の凹部15aの形状に対し、上面側凸部115bの形状は滑らかに追随するため、下面側の凹部15aと、上面側凸部115bの形状のずれは大きくなるものの、頂上の略平坦面116bの寸法A1が小さく、凹部15aの全体の、セラミック基板14の下面117aと平行な方向の寸法(底面の寸法)B2が大きいことから、上面側凸部115bの傾斜面118bと、セラミック基板14の上面117bとのなす角度θAが鋭角になり、セラミック基板14の厚みのばらつきが緩和されるような形状になるため、また、その際には、凸部115bと凹部15aの周辺の圧着体13を構成する各シートが伸びて、圧着体3に厚みが生じることを緩和する効果が得られるため、凹部15aの内壁面118aと、セラミック基板14の下面117aのなす角度θBを90°とした場合にも、本願発明から得られる作用効果のうちの基本的な作用効果を得ることができる。
As shown in FIG. 7, since the shape of the upper surface side
また、図4に示すような構造を有する焼結基板(セラミック基板)14においては、分割する位置と、2つの主面のうちの、実装側に使用する面とを適宜選択することにより、凹部15の形状と方向に注目した場合、図8(a),(b),(c),(d)に示すように、4種類の構造として利用することができる。 Further, in the sintered substrate (ceramic substrate) 14 having the structure as shown in FIG. 4, the concave portion can be formed by appropriately selecting the position to be divided and the surface to be used on the mounting side of the two main surfaces. When attention is paid to the shape and direction of 15, it can be used as four types of structures as shown in FIGS. 8 (a), (b), (c), and (d).
すなわち、図8(a),(b)に示すように、側面がシャープに傾斜した凹部15(15a)が上面側(図8(a))または下面側(図8(b))となるようなセラミック基板14を作製したり、図8(c),(d)に示すように、角のないなだらかな形状を有する凹部15(15b)が上面側(図8(c))または下面側(図8(d))になるようなセラミック基板14を作製したりすることが可能である。
また、図8(a)〜(d)では、1つの凹部(キャビティ)15(15aまたは15b)に着目して説明したが、1つの焼結基板(セラミック基板)14が複数の凹部(キャビティ)15を備えているような構成とすることも可能である。
That is, as shown in FIGS. 8A and 8B, the concave portion 15 (15a) whose side surface is sharply inclined becomes the upper surface side (FIG. 8A) or the lower surface side (FIG. 8B). 8A and 8B, the concave portion 15 (15b) having a smooth shape without corners is formed on the upper surface side (FIG. 8C) or the lower surface side (see FIG. 8C and FIG. 8D). It is possible to produce a
Further, in FIGS. 8A to 8D, the description has been given focusing on one concave portion (cavity) 15 (15a or 15b), but one sintered substrate (ceramic substrate) 14 has a plurality of concave portions (cavities). 15 may be configured.
そして、図9(a)に示すように、側面がシャープに傾斜した凹部15(15a)が上向きになるようにセラミック基板14を配置し、凹部15(15a)の内部にチップ型コンデンサ、チップ型インダクタ、半導体素子などの電子部品16を実装したり、図9(b)に示すように、マザーボード18に電子部品16を搭載し、その上から、側面がシャープに傾斜した凹部15(15a)を下向きにセラミック基板14を配置して電子部品16を保護するようにしたりすることができる。
Then, as shown in FIG. 9A, the
また、図9(c)に示すように、側面がなだらかに傾斜した角のない形状の凹部15(15b)が上向きになるようにセラミック基板14を配置し、その凹部15(15b)の内部に電子部品16を実装したり、図9(d)に示すように、マザーボード18に電子部品16を搭載し、その上から側面がなだらかに傾斜した角のない形状の凹部15(15b)を下向きに配置することにより、電子部品16を保護したりすることができる。
Further, as shown in FIG. 9 (c), the
なお、焼結基板(セラミック基板)14に各種電子部品を、高い信頼性を備えた態様で実装するためには、表面に露出した表面導体31やビアホール導体34には、めっき膜を形成することが望ましい。
このとき、めっき膜の材質としては、例えば、Ni−Au、Ni−Pd−Au、Ni−Snなどを使用することが望ましい。なお、めっき膜の形成方法としては、電解めっき、無電解めっきのいずれを使用することも可能である。
In addition, in order to mount various electronic components on the sintered substrate (ceramic substrate) 14 with high reliability, a plating film is formed on the
At this time, it is desirable to use, for example, Ni—Au, Ni—Pd—Au, Ni—Sn or the like as the material of the plating film. In addition, as a formation method of a plating film, it is possible to use either electrolytic plating or electroless plating.
また、図10は、この実施例1の方法により製造することが可能なセラミック基板の他の例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing another example of the ceramic substrate that can be manufactured by the method of the first embodiment.
ここでは、セラミック基板14の、圧着工程で型30に接する面には、
1)側面がシャープに傾斜した角を有する凹部15(15a)と、
2)側面がシャープに傾斜した角を有する凹部15(15a)の間に形成された、側面がシャープに傾斜した角を有する凸部115(115a)と
を備え、
圧着工程で型30と接しない面には、
3)角のないなだらかな形状の凸部115(115b)と、
4)角のないなだらかな形状の凸部115(115b)の間に形成された、角のないなだらかな形状の一対の凹部15(15b)と
が配設されており、電子部品16や半導体素子17を、焼結基板(セラミック基板)14の両主面の、凹部15(15a,15b)や凸部115(115a,115b)の表面にめっき膜が形成された表面導体31やビアホール導体34上に実装することにより、製品であるモジュール基板114が形成されている。このように、この実施例1の方法によれば、両主面に電子部品16や半導体素子17が効率よく配設された高度なモジュール基板114を得ることができる。
Here, the surface of the
1) a concave portion 15 (15a) having a corner whose side surface is sharply inclined;
2) a convex portion 115 (115a) having a sharply inclined side surface formed between the concave portions 15 (15a) having a sharply inclined side surface;
On the surface that does not contact the
3) the convex part 115 (115b) having a gentle shape without corners;
4) A pair of gently concave portions 15 (15b) without corners formed between the convex portions 115 (115b) having smooth shapes without corners, and the
なお、本願発明のセラミック基板の製造方法においては、焼結基板(セラミック基板)に電子部品などを搭載した後、必要に応じて樹脂封止し、個々の製品単位に分割することにより、複数のセラミック基板を同時に得る、いわゆる多数個取りの方法を適用することが可能であり、両主面に電子部品16や半導体素子17が効率よく配設された高度なモジュール基板114を効率よく製造することが可能になる。
In the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, after mounting electronic parts on a sintered substrate (ceramic substrate), resin sealing is performed as necessary, and the product is divided into individual product units. It is possible to apply a so-called multi-cavity method for obtaining a ceramic substrate at the same time, and efficiently manufacture an
さらに、この実施例1の構成からは、以下に説明するような特有の作用効果が得られる。
1)補助層付き未焼成セラミック体11の、型30を合わせた面と逆側の面がなだらかに変形するので、型30に接する方の面において、シャープな形状を有する凹部15(15a)を形成するようにした場合にも、型30との接触面に大きな応力がかかることを抑制して、未焼成セラミック体10の破断を引き起こすことなく、意図する形状の凹部15(15a)を形成することが可能になる。
Furthermore, from the configuration of the first embodiment, the following specific effects can be obtained.
1) Since the surface of the unfired
2)また、型30の凸部22は、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の表面と同一の補助層用(拘束層用)グリーンシート2を用いて形成されており、弾性を有しているため、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11への加工がソフトになり、特に凸部22のエッジ部分に対応する部分において積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11に割れが発生することを抑制することができる。
2) Further, the
3)また、この実施例1の場合においても、プレス時に積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の表面に割れが発生する場合もあるが、割れは、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の表面の補助層用(拘束層用)グリーンシート2にとどまり、内部の未焼成セラミック体10には達しないため、最終的に信頼性の高いセラミック基板14を得ることが可能になる。
3) In the case of Example 1 as well, cracks may occur on the surface of the laminate (non-fired ceramic body with auxiliary layer) 11 during pressing, but the cracks are caused by the laminate (unfired with auxiliary layer). Since the
4)また、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11のプレス時に、型30の凸部22と接する部分の補助層20に表面割れが生じても、型30が割れの生じた面に密着するため、焼成時における拘束力が損なわれることはない。
4) When the laminate (unfired ceramic body with an auxiliary layer) 11 is pressed, even if a surface crack occurs in the
5)また、プレス(変形)用の型30の凸部22は、補助層付き未焼成セラミック体11の表面に配設された補助層20と同一の補助層用(拘束層用)グリーンシート2を用いて形成されているため、プレス(圧着)する際に補助層付き未焼成セラミック体11と一体化させることが可能で、変形させた圧着体(型30を含む補助層付き未焼成セラミック体11)13の一方の主面をフラットにすることが可能になるため、平板4により積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11を確実に保持して、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の、脱脂時や焼成時における形状安定性を向上させることが可能になり、加工精度が高く、寸法ひずみの小さい焼結基板(セラミック基板)14を確実に製造することが可能になる。
5) Further, the
図11はこの実施例(実施例2)のセラミック基板の製造方法の一工程を示す図である。
なお、図11において、図1,図2と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。
FIG. 11 is a diagram showing one step in the method of manufacturing the ceramic substrate of this example (Example 2).
In FIG. 11, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same or corresponding parts.
この実施例2では、プレス(変形)用の型として、適度な硬さを有する材料(この実施例2では樹脂)からなる平板4に、所定の形状の凹部21および凸部22を形成する加工を直接に施すことにより作製した型30を用いる。その他の構成は上記実施例1と同様である。
In this Example 2, as a die for pressing (deformation), a process of forming
なお、型30としては、上述のような樹脂製のものに限らず、金属製の平板に凹部および凸部を設けた構成のものを用いることも可能である。
そして、図11に示すような型30を用い、上記実施例1の場合と同様に、未焼成セラミック体10の両面側に補助層20が配設された積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11を静水圧プレス(または弾性体を介しての圧着)の方法によりプレスして所定形状の圧着体13を形成する工程を経て、セラミック基板を製造する。
Note that the
Then, using a
この実施例2のように、適度に硬く、弾性を有する樹脂材料からなる平板(樹脂板)4を用いた型30を用いた場合、以下のような作用効果が得られる。
When the
1)補助層付き未焼成セラミック体11の、型30を合わせた面と逆側の面をなだらかに変形させる(裏面になだらかな凹部15(15b)を形成する)ことができるので、型30に接する方の面において、内壁面118aが所定の角度で傾斜したシャープな形状を有する凹部15(15a)を形成するようにした場合にも、型30との接触面に大きな応力がかかることを抑制して、未焼成セラミック体10の破断を引き起こすことなく、意図する形状の凹部15(15a)を形成することができる(実施例1の(1)の効果に相当する効果)。なお、凹部15(15a)として、側壁が垂直に近く、シャープな形状を有する凹部を形成することも可能である。
1) Since the surface of the unfired
2)また、型30の凸部22は、適度に硬く、弾性を有する樹脂から形成されているので、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11への加工がソフトになり、特に凸部22のエッジ部分に対応する部分において積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11に割れが発生することを抑制することができる(実施例1の2)の効果の一部に相当する効果)。また、型30の凹部21の底面(すなわち型30を構成する平板本体)が弾性を有するため、積層体11をプレスして、変形させる場合に、凹部21の底面が変形して下方に盛り上がり、積層体11の変形によるダメージを低減させることができる。
2) Further, since the
3)プレス時に積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の表面に割れが発生した場合にも、割れは、積層体11の表面の補助層用(拘束層用)グリーンシート2にとどまり、内部の未焼成セラミック体10には達しないため、最終的に信頼性の高いセラミック基板14を得ることができる(実施例1の3)の効果に相当する効果)。
3) Even when a crack occurs on the surface of the laminate (unfired ceramic body with an auxiliary layer) 11 during pressing, the crack remains in the
4)また、型30は、繰り返し使用が可能であるため、製造コストを削減することが可能になる。また、平板面も弾性を有するため、積層体11を変形・圧着する場合に、底面から盛り上がり、積層体11の変形によるダメージを低減させることができる。
4) Since the
また、硬く、弾性を有しない金属材料からなる平板(金属板)4を用いて型30を用いた場合、上記の樹脂からなる型30を用いた場合の1)〜4)の効果のうち、 1),3),4)の効果を得ることができる。
また、金属製の型30を用いた場合、繰り返し使用が可能であるばかりでなく、金属が硬く、表面を平滑するための加工性に優れていることから、加工面をよりフラットにすることが可能になり、精度の高い成型を行うことが可能になる。
Further, when the
In addition, when the
ただし、金属製の型30を用いた場合、凸部22が硬く、弾性がないことから、型が弾性を備えている場合に得られるような上記2)の効果を得ることはできない。
However, when the
また、樹脂または金属からなる型30を用いるようにした場合には、型30の材質が、積層体の材質とは特性が異なるため、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11とは同時に焼成することができず、変形させた圧着体(型30を含む補助層付き未焼成セラミック体11)13から、型30を剥離することが必要になるため、型を合わせる方の面をフラットにした状態で焼成することができず、焼成時における拘束力の点では実施例1の4)の効果ほどの効果を得ることができないが、補助層(拘束層用グリーンシート)が積層体の表面を覆っているため、従来の製造方法の場合に比べると、形状精度や寸法精度の高いセラミック基板を得ることが可能である。
Further, when the
図12は本願発明のさらに他の実施例(実施例3)にかかるセラミック基板の製造方法の一工程を示す図である。
なお、図12において、図1,図2と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。
FIG. 12 is a diagram showing one step in a method of manufacturing a ceramic substrate according to still another embodiment (Example 3) of the present invention.
In FIG. 12, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same or corresponding parts.
この実施例3では、上記実施例1の型30の場合と同様に、補助層用(拘束層用)グリーンシート2と同じシートを所定の形状に打ち抜き加工した型形成用グリーンシート3を平板4に貼り付けることにより形成した型30を用い、その上に、基板用グリーンシートの焼成温度では焼結しないセラミックを含む補助層用(拘束層用)グリーンシート2、セラミック基板となる基板用グリーンシート1、および拘束層用グリーンシート2をそれぞれ所定枚数だけ積層、圧着して、未焼成セラミック体10の上下両面側に補助層20を備え、かつ、所望の形状の凹部および凸部を有する圧着体13を形成する。
In this Example 3, as in the case of the
すなわち、この実施例3では、補助層用(拘束層用)グリーンシート2、セラミック基板となる基板用グリーンシート1、および拘束層用グリーンシート2を、それぞれ所定枚数だけ積層するにあたって、各グリーンシートを一枚積層するごとに、その上面から弾性体(例えばシリコンラバー)7aを介して平板状の圧着用金型8によりプレスすることにより圧着し、これを繰り返すことにより、圧着体13を形成する。
That is, in Example 3, the
なお、プレス圧力は100〜2000kg/cm2の範囲が好ましく、さらには、1000〜2000kg/cm2の範囲とすることが好ましい。また、プレス時の温度は30〜100℃の範囲とすることが好ましく、さらには50〜80℃の範囲とすることが好ましい。 Incidentally, the pressing pressure is preferably in the range of 100 to 2,000 kg / cm 2, further preferably in a range of 1000~2000kg / cm 2. Moreover, it is preferable to make the temperature at the time of press into the range of 30-100 degreeC, and also it is preferable to set it as the range of 50-80 degreeC.
この実施例3の方法の場合にも、実施例1の場合と同様に、型30と対向する面には、内壁面118aが所定の角度で傾斜したシャープな形状を有する凹部15(15a)が形成され、型30に接していなかった面には、側壁がなだらかに傾斜した凹部15(15b)を備えた、図12に示すような圧着体13を得ることができる。なお、凹部15(15a)として、側壁が垂直に近く、シャープな形状を有する凹部を形成することも可能である。
Also in the case of the method of the third embodiment, as in the case of the first embodiment, a concave portion 15 (15a) having a sharp shape in which the
また、この実施例3のセラミック基板の製造方法においては、補助層用(拘束層用)グリーンシート2、基板用グリーンシート1を一枚積層するごとに圧着を行うようにしているので、圧着のたびごとに弾性体7aが型30の凹凸形状に沿うように変形して、型20の凹部21の内部に各グリーンシートを十分に入り込ませて所望の形状を有する圧着体13を形成することができる。
Further, in the method of manufacturing the ceramic substrate of the third embodiment, since the auxiliary layer (constraint layer)
なお、この実施例3の方法によれば、各グリーンシートを1枚ずつ変形用の型30の凹部21の内部に積層圧着するようにしているため、グリーンシートが徐々に伸びて型30の凹部21を選択的に埋めてゆくことになり、積層枚数(圧着枚数)が増加するにつれて、型30と対向する面とは逆側の面に形成される凹部15(15b)の深さが浅くなる。
According to the method of Example 3, each green sheet is laminated and pressure-bonded one by one inside the
そして、図12に示すような形状に圧着された圧着体13を焼成することにより、図13に示すような、型30と対向する面とは逆側の面に形成される凹部15(15b)の深さが浅い形状を有するセラミック基板14が得られる。
And the recessed part 15 (15b) formed in the surface on the opposite side to the surface which opposes the type |
また、この実施例3のセラミック基板の製造方法によれば、その他の点においても、上述の実施例1のセラミック基板の製造方法の場合と同様の作用効果を得ることができる。さらに、この実施例3のセラミック基板の製造方法の構成は、上述の実施例2の構成(適当な硬さを有する樹脂や金属などからなる型30(図11参照)を用いるようにした構成)にも適用することが可能であり、その場合には上述の実施例2のセラミック基板の製造方法の場合と同様の作用効果を得ることができる。 Further, according to the method for manufacturing the ceramic substrate of the third embodiment, the same effects as those in the method for manufacturing the ceramic substrate of the first embodiment can be obtained in other respects. Further, the structure of the ceramic substrate manufacturing method of the third embodiment is the same as that of the above-described second embodiment (a structure in which a mold 30 (see FIG. 11) made of a resin or metal having appropriate hardness is used). In this case, the same effects as those in the method of manufacturing the ceramic substrate of the second embodiment can be obtained.
また、上記の例では、弾性体7aを介して圧着するようにしているが、静水圧プレスの方法で圧着することも可能である。
また、弾性体7aを介して圧着することにより変形させた圧着体13を、さらに静水圧プレスの方法により圧着するように構成することも可能である。このとき、変形させた圧着体13において、段差部分(凹部)15(15b)が形成された主面は等方的に圧力がかかるように、変形しやすい弾性体(例えばシリコーンゴム)などで挟み込んで圧着することが好ましい。
Further, in the above example, the pressure bonding is performed through the
Moreover, it is also possible to comprise so that the crimping | compression-bonding
図14は、本願発明のさらに他の実施例(実施例4)にかかるセラミック基板の製造方法において用いた型と、それに対応する形状に成形されたプレス前の補助層付き未焼成セラミック体の構成を示す図、図15は補助層付き未焼成セラミック体をプレスしている状態を示す図である。なお、図14,図15において、図1,図2と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。
また、この実施例4において、以下に説明する構成以外は、上記実施例1の場合と同様である。
FIG. 14 shows the configuration of a mold used in a method for manufacturing a ceramic substrate according to still another embodiment (Example 4) of the present invention and a green ceramic body with an auxiliary layer before pressing formed into a corresponding shape. FIG. 15 is a diagram showing a state where an unfired ceramic body with an auxiliary layer is pressed. 14 and 15, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same or corresponding parts.
The fourth embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration described below.
この実施例4では、まず、実施例1と同様に、補助層用(拘束層用)グリーンシート2と同じシートを所定の形状に打ち抜き加工した型形成用グリーンシート3を平板4に貼り付けることにより形成した、凹部21と凸部22を備えた型30(図14参照)を用意する。
In this Example 4, first, as in Example 1, the
そして、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11として、打ち抜き加工されていない補助層用(拘束層用)グリーンシート2、打ち抜き加工されていない基板用グリーンシート1を所定枚数積層した後、打ち抜き加工された基板用グリーンシート1aと、打ち抜き加工された補助層用(拘束層用)グリーンシート2aを積層することにより、未焼成セラミック体10の両面側に補助層20が配設され、かつ、型30の凸部22に対向する位置に凹部11aが形成された積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11(図14参照)を作製する。
Then, as a laminate (unfired ceramic body with an auxiliary layer) 11, after laminating a predetermined number of
なお、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の凹部11aの深さDは、凹部11aの底部が型30の凸部22により押圧(圧着)され、所定の形状の段差部分(凹部)15(15a)が形成されるように、型30の凸部(型)22の高さHに比べて浅くなるようにしている。
The depth D of the
それから、図15に示すように、型30の凸部22と、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の凹部11aが対向するように、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11に型30を合わせ、静水圧プレス(または弾性体を介しての圧着)の方法により、プレスを行う。これにより、型30と対向する面には、深さが深く、シャープな形状を有する段差部分(凹部)15(15a)が形成され、型30に接していなかった面には、側壁がなだらかに傾斜し、型30と接する面に形成された凹部15(15a)よりも深さの浅い段差部分(凹部)15(15b)が形成された圧着体13を得ることができる。
Then, as shown in FIG. 15, the laminated body (unfired ceramic body with auxiliary layer) 11 so that the
特に、この実施例4の構成においては、最終的に作製されるセラミック基板において凹部15(15a)が形成されるべき領域に、予め、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の段階で凹部11aを形成するようにしているので、型30を合わせてプレスすることにより、深く、シャープな形状を有し、かつ、凹部15(15a)が形成された部分(凹部15aの底部)の厚みが薄い段差部分(凹部)15(15a)を確実に形成することが可能になる。
In particular, in the configuration of the fourth embodiment, a layered body (unfired ceramic body with an auxiliary layer) 11 is previously formed in a region where the recess 15 (15a) is to be formed in the finally produced ceramic substrate. Since the
また、予め、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11に凹部11aを形成するようにしているので、型30を用いてプレスを行うことにより、深い凹部15(15a)を形成するようにした場合にも、未焼成セラミック体10の破断を引き起こすことなく、深さが深く、シャープな形状を有し、かつ、凹部15(15a)が形成された部分(凹部15aの底部)の厚みが薄い段差部分(凹部)15(15a)を備えた圧着体13を歩留まりよく作製することが可能になる。
Further, since the
また、この実施例4のセラミック基板の製造方法によれば、その他の点においても、実施例1のセラミック基板の製造方法の場合と同様の作用効果を得ることができる。さらに、実施例4のセラミック基板の構成は、上述の実施例2および3のセラミック基板の製造方法の構成にも適用することが可能であり、その場合には上述の実施例2および3のセラミック基板の製造方法の場合と同様の作用効果を得ることができる。 In addition, according to the method for manufacturing a ceramic substrate of Example 4, the same effects as those of the method for manufacturing the ceramic substrate of Example 1 can be obtained in other respects. Furthermore, the structure of the ceramic substrate of Example 4 can also be applied to the structure of the manufacturing method of the ceramic substrate of Examples 2 and 3 described above, in which case the ceramic of Examples 2 and 3 described above is used. The same effects as those of the substrate manufacturing method can be obtained.
図16は、本願発明のさらに他の実施例(実施例5)にかかるセラミック基板の製造方法において用いた型と、それに対応する形状に成形されたプレス前の補助層付き未焼成セラミック体の構成を示す図、図17は補助層付き未焼成セラミック体をプレスしている状態を示す図である。
なお、図16,図17において、図1,図2と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。
また、この実施例5において、以下に説明する構成以外は、上記実施例1の場合と同様である。
FIG. 16 shows the structure of a die used in a method for manufacturing a ceramic substrate according to yet another example (Example 5) of the present invention and a green ceramic body with an auxiliary layer before pressing formed into a corresponding shape. FIG. 17 is a diagram showing a state where an unfired ceramic body with an auxiliary layer is pressed.
16 and 17, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same or corresponding parts.
The fifth embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration described below.
この実施例5では、まず、実施例1と同様に、補助層用(拘束層用)グリーンシート2と同じシートを所定の形状に打ち抜き加工した型形成用グリーンシート3を平板4に貼り付けることにより形成した、凹部21と凸部22を備えた型30(図16参照)を用意する。
In Example 5, as in Example 1, first, a
また、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11として、基板用グリーンシート1、補助層用(拘束層用)グリーンシート2を所定の順に所定枚数ずつ積層することにより、未焼成セラミック体10の両面側に補助層20が配設された積層体11(図16参照)を用意する。
Further, as a laminate (unfired ceramic body with an auxiliary layer) 11, a
そして、この実施例5では、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の、型30と対向する側の補助層20の表面、および、未焼成セラミック体10の表面の、型30の凸部22のエッジ部と対向する位置およびその近傍領域、すなわち、プレス時(圧着時)に折れ曲がる部分となる領域に、変形や積層体11の割れに対して強い材料(例えばガラスペーストや金属導体ペースト、有機系緩衝剤など)からなる補強層9a,9bを配設する。
In Example 5, the convexity of the
なお、補強層9a,9bは、補助層用(拘束層用)グリーンシート2および基板用グリーンシート1に、補強層9a,9bを形成するための補強層用ペーストをスクリーン印刷などの方法で、所定の形状となるように塗布することにより形成する。なお、補強層用ペーストとしては、例えば、表面導体31,内層導体32、ビアホール導体34などに用いられる導体ペーストと同じものを用いることが可能であり、また、異なるものを用いることも可能である。
The reinforcing
それから、図17に示すように、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11に型30を合わせて、静水圧プレス(または弾性体を介しての圧着)を行い、圧着体13を形成する。これにより、型30と対向する面には、シャープな形状を有する段差部分(凹部)15(15a)が形成され、型30に接していなかった面には、側壁がなだらかに傾斜した段差部分(凹部)15(15b)が形成された圧着体13を得ることができる。
Then, as shown in FIG. 17, the
そして、この実施例5の構成においては、プレス(変形)の工程で、積層体(補助層付き未焼成セラミック体)11の、折れ曲がって大きく変形する部分に、予め、積層体11の変形や割れに対して強い材料からなる補強層9a,9bを配設しているので、大きな段差部分を有する圧着体13を形成する場合にも、表面導体や内層導体の破断、未焼成セラミック体10を構成するセラミックグリーンシートの割れなどの欠陥の発生を抑制、防止することが可能になる。
And in the structure of this Example 5, in the process of a press (deformation), the deformation | transformation or crack of the
また、この実施例5のセラミック基板の製造方法によれば、その他の点においても、実施例1のセラミック基板の製造方法の場合と同様の作用効果を得ることができる。さらに、実施例5のセラミック基板の構成は、上述の実施例2〜4の構成にも適用することが可能であり、その場合には上述の実施例2〜4のセラミック基板の製造方法の場合と同様の作用効果を得ることができる。 In addition, according to the method for manufacturing a ceramic substrate of Example 5, the same effects as those of the method for manufacturing a ceramic substrate of Example 1 can be obtained in other respects. Furthermore, the structure of the ceramic substrate of Example 5 can also be applied to the structure of Examples 2 to 4 described above, in which case the method of manufacturing the ceramic substrate of Examples 2 to 4 described above is used. The same effect can be obtained.
なお、上記実施例では、補助層用(拘束層用)グリーンシートを備えた状態で積層体の圧着、成形を行ったが、本願発明のセラミック基板は、補助層用(拘束層用)グリーンシートを用いることなく、上型および下型を用いて成型を行うことによっても製造することが可能であり、その場合も、構造的な特徴から、絶対収縮量の差が大きくなることを抑制して、歪みや亀裂などの欠陥のないキャビティ構造を有するセラミック基板を製造することができる。 In the above examples, the laminate was pressed and molded with the auxiliary layer (constraint layer) green sheet. However, the ceramic substrate of the present invention is an auxiliary layer (constraint layer) green sheet. Can also be produced by molding using an upper mold and a lower mold, and in this case as well, the difference in absolute shrinkage is suppressed due to structural features. A ceramic substrate having a cavity structure free from defects such as distortion and cracks can be manufactured.
本願発明によれば、絶対収縮量の差が大きくなることを抑制して、歪みや亀裂などの発生を抑制、防止することが可能で、形状精度や寸法精度に優れ、信頼性の高いセラミック基板を提供することが可能になるとともに、複雑な製造工程や製造設備を必要とすることなく該セラミック基板を製造することが可能になる。
したがって、本願発明は、種々の用途に用いられるセラミック基板、該セラミック基板に各種の電子部品を搭載したモジュール基板などの分野に広く適用することができる。
According to the invention of the present application, it is possible to suppress an increase in the difference in absolute shrinkage, to suppress or prevent the occurrence of distortion, cracks, etc., and to have excellent shape accuracy and dimensional accuracy, and a highly reliable ceramic substrate. Can be provided, and the ceramic substrate can be manufactured without requiring complicated manufacturing processes and manufacturing equipment.
Therefore, the present invention can be widely applied to fields such as a ceramic substrate used for various applications and a module substrate on which various electronic components are mounted on the ceramic substrate.
1 基板用グリーンシート
1a 打ち抜き加工された基板用グリーンシート
2 補助層用(拘束層用)グリーンシート
2a 打ち抜き加工された補助層用グリーンシート
3(3a,3b) 型形成用グリーンシート
4 固定面(平板)
6 可撓性フィルム
7 水
7a 弾性体
8 平板状の圧着用金型
9a,9b 補強層
10 基板用セラミックグリーンシート積層体(未焼成セラミック体)
11 積層体(補助層付き未焼成セラミック体)
11a 凹部
13 圧着体
14 焼結基板(セラミック基板)
15(15a,15b) 段差部分(凹部、キャビティ)
16 電子部品
17 半導体素子
18 マザーボード
19 段差形成部
20 補助層
21 型の凹部
22 型の凸部
30 型
31 表面導体
32 内層導体
33 ビアホール
34 ビアホール導体
114 モジュール基板
115(115a) 下面側の凸部
115(115b) 上面側の凸部
116a 下面側の凹部の底部の略平坦面
116b 上面側の凸部の頂上の略平坦面
117a セラミック基板の下面
117b セラミック基板の上面
118a 内壁面
118b 傾斜面
D 凹部の深さ
H 凸部の高さ
A1 上面側の凸部の頂上の略平坦面の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法
A2 上面側の凸部の全体の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法
B1 下面側の凹部の底部の略平坦面の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法
B2 下面側の凹部の全体の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法
θA 上面側の凸部の、セラミック基板の上面から、頂上の略平坦面に至る傾斜面と、セラミック基板の上面とのなす角度
θB 下面側の凹部の、セラミック基板の下面から、底部の略平坦面に至る内壁面と、セラミック基板の下面とのなす角度
DESCRIPTION OF
6
11 Laminated body (unfired ceramic body with auxiliary layer)
11a
15 (15a, 15b) Stepped portion (recess, cavity)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Electronic component 17 Semiconductor element 18 Mother board 19 Level | step difference formation part 20 Auxiliary layer 21 Type | mold recessed part 22 Type | mold convex part 30 Type | mold 31 Surface conductor 32 Inner layer conductor 33 Via hole 34 Via hole conductor 114 Module board 115 (115a) Lower surface convex part 115 (115b) Upper surface convex portion 116a Lower flat surface substantially flat surface 116b Lower upper surface convex surface 116b Upper upper surface substantially flat surface 117a Ceramic substrate lower surface 117b Ceramic substrate upper surface 118a Inner wall 118b Inclined surface D Recessed portion Depth H Height of convex part A1 Dimension of a substantially flat surface at the top of the convex part on the upper surface side in a direction parallel to the upper surface of the ceramic substrate A2 Direction of the entire convex part on the upper surface side in parallel with the upper surface of the ceramic substrate Dimensions B1 Dimensions in the direction parallel to the bottom surface of the ceramic substrate of the substantially flat surface of the bottom of the recess on the bottom surface side B2 Bottom Dimension of the whole concave portion in the direction parallel to the lower surface of the ceramic substrate θA Angle formed by the inclined surface from the upper surface of the ceramic substrate to the substantially flat surface of the convex portion on the upper surface side and the upper surface of the ceramic substrate θB Angle formed by the inner wall surface of the recess on the lower surface side from the lower surface of the ceramic substrate to the substantially flat surface of the bottom and the lower surface of the ceramic substrate
Claims (19)
一方の主面には凹部が配設され、かつ、他方の主面の前記凹部に対応する領域には、角のないなだらかな形状を有する凸部が配設されており、
(a)前記凸部の頂上の略平坦面の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法をA1、
(b)前記凸部全体の、セラミック基板の上面と平行な方向の寸法をA2、
(c)前記凹部の底部の略平坦面の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法をB1、
(d)前記凹部全体の、セラミック基板の下面と平行な方向の寸法をB2
とした場合に、下記[1]および[2]:
A1<B1 ……[1]
B2<A2 ……[2]
の条件を満たすことを特徴とするセラミック基板。 A ceramic substrate in which stepped portions are disposed on both main surfaces of one main surface and the other main surface,
A concave portion is disposed on one main surface, and a convex portion having a gentle shape without corners is disposed in a region corresponding to the concave portion on the other main surface,
(a) The dimension of the substantially flat surface at the top of the convex portion in the direction parallel to the top surface of the ceramic substrate is A1,
(b) A2 is a dimension in a direction parallel to the top surface of the ceramic substrate of the entire convex portion,
(c) The dimension of the substantially flat surface of the bottom of the concave portion in the direction parallel to the lower surface of the ceramic substrate is B1,
(d) The dimension of the entire recess in the direction parallel to the lower surface of the ceramic substrate is B2.
[1] and [2] below:
A1 <B1 [1]
B2 <A2 ...... [2]
A ceramic substrate characterized by satisfying the following conditions.
前記凹部の、前記セラミック基板の下面から、前記底部の略平坦面に至る内壁面と、セラミック基板の下面とのなす角度をθB
とした場合に、下記[3]:
θA<θB ……[3]
の条件を満たしていることを特徴とする、請求項1記載のセラミック基板。 An angle formed by the inclined surface of the convex portion from the upper surface of the ceramic substrate to the substantially flat surface at the top and the upper surface of the ceramic substrate is θA,
An angle formed between the inner wall surface of the concave portion from the lower surface of the ceramic substrate to the substantially flat surface of the bottom portion and the lower surface of the ceramic substrate is θB.
[3] below:
θA <θB …… [3]
The ceramic substrate according to claim 1, wherein the condition is satisfied.
0°<θB≦90°……[4]
0°<θA<90°……[5]
の条件を満たしていることを特徴とする、請求項1または2記載のセラミック基板。 The angle θA formed by the inclined surface of the convex portion and the upper surface of the ceramic substrate, and the angle θB formed by the inner wall surface of the concave portion and the lower surface of the ceramic substrate are respectively [4] and [5]:
0 ° <θB ≦ 90 ° …… [4]
0 ° <θA <90 ° …… [5]
The ceramic substrate according to claim 1, wherein the condition is satisfied.
(A)未焼成セラミック体の少なくとも一方の主面に、前記未焼成セラミック体の焼成温度では実質的に焼結しない材料からなる補助層が密着し、かつ、一方の主面に凹部を有し、他方の主面の前記凹部に対応する領域に、角のないなだらかな形状の凸部を有する補助層付き未焼成セラミック体を形成する工程と、
(B)前記補助層付き未焼成セラミック体を、前記補助層を備えた状態のまま、前記未焼成セラミック体が焼結し、前記補助層が実質的に焼結しない温度で焼成する工程と
を具備することを特徴とするセラミック基板の製造方法。 A method for producing a ceramic substrate according to any one of claims 1 to 3,
(A) An auxiliary layer made of a material that does not substantially sinter at the firing temperature of the unfired ceramic body is in close contact with at least one major surface of the unfired ceramic body, and has a recess on one of the principal surfaces. Forming an unfired ceramic body with an auxiliary layer having a convex portion having a smooth shape without corners in a region corresponding to the concave portion of the other main surface;
(B) a step of firing the unfired ceramic body with the auxiliary layer at a temperature at which the unfired ceramic body is sintered while the auxiliary layer is provided, and the auxiliary layer is not substantially sintered. A method for producing a ceramic substrate, comprising:
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