JP4601493B2 - Sheet processing apparatus and method of manufacturing sheet processing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、セラミックグリーンシートに複数の孔を形成するシート加工装置及びシート加工装置の作製方法に関する。   The present invention relates to a sheet processing apparatus for forming a plurality of holes in a ceramic green sheet and a method for manufacturing the sheet processing apparatus.

近年、各種の電子機器などの電子回路モジュールとして積層セラミック基板が用いられている。この積層セラミック基板の製造工程において、焼成前のセラミックグリーンシートにスルーホール加工が行われる。スルーホール加工で使用されるシート加工装置は、図4(c)に示すように、スルーホールに対応する位置に突起を有する金型33と、突起に対応する孔を有する金型とにより構成される。シート加工装置は、突起を有する金型と、孔を有する金型との間にセラミックグリーンシートを設置し、突起がセラミックグリーンシートを貫通することにより、セラミックグリーンシートに複数の孔を形成する(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, multilayer ceramic substrates have been used as electronic circuit modules for various electronic devices. In the manufacturing process of the multilayer ceramic substrate, through-hole processing is performed on the ceramic green sheet before firing. As shown in FIG. 4C, the sheet processing apparatus used in the through hole processing is configured by a mold 33 having a protrusion corresponding to the through hole and a mold having a hole corresponding to the protrusion. The The sheet processing apparatus sets a ceramic green sheet between a mold having a protrusion and a mold having a hole, and the protrusion penetrates the ceramic green sheet, thereby forming a plurality of holes in the ceramic green sheet ( For example, see Patent Document 1).

このシート加工装置に用いられる金型のうち、突起を有する金型は、以下に説明する方法で作製される。   Of the molds used in this sheet processing apparatus, a mold having protrusions is produced by the method described below.

まず、図4(a)に示すように、金属からなる平板2上に、フォトレジスト5を塗布する。   First, as shown in FIG. 4A, a photoresist 5 is applied on the flat plate 2 made of metal.

図4(b)に示すように、所定の位置に露光パターン6aを有する露光マスク6を用いてフォトレジスト5の露光を行う。   As shown in FIG. 4B, the photoresist 5 is exposed using an exposure mask 6 having an exposure pattern 6a at a predetermined position.

図4(c)に示すように、ケミカルエッチングにより、平板2は、露光パターン6aに対応したフォトレジスト5の部分が残り、その他の部分はケミカルエッチングにより表面部分のみ除去される。   As shown in FIG. 4C, the portion of the photoresist 5 corresponding to the exposure pattern 6a remains on the flat plate 2 by chemical etching, and only the surface portion of the other portions is removed by chemical etching.

図4(d)に示すように、フォトレジスト5をケミカルエッチングにより除去することにより、露光パターン6aに対応した部分に突起2Pを有する金型33を得る。
特開平6−1626号公報
As shown in FIG. 4D, the photoresist 5 is removed by chemical etching to obtain a mold 33 having protrusions 2P at portions corresponding to the exposure pattern 6a.
JP-A-6-1626

しかしながら、エッチングによる加工は、突起2Pの形状崩れや、平坦部の平坦性劣化等の問題が発生する。これにより、再作製回数も増大し更に高コスト化することが課題となっていた。   However, the processing by etching causes problems such as the deformation of the shape of the protrusion 2P and the deterioration of the flatness of the flat portion. As a result, the number of remanufacturing is increased and the cost is increased.

また、積層セラミック基板は、小型化、薄型、ならびに高密度化に対応した高機能化が益々要求されている。このため、積層セラミック基板の層数が増加し、層数に応じて金型を作製することにより、益々高コスト化することが課題となっていた。   In addition, the multilayer ceramic substrate is increasingly required to be smaller, thinner, and have higher functionality corresponding to higher density. For this reason, the number of layers of the multilayer ceramic substrate has increased, and it has been a problem to increase the cost further by producing molds according to the number of layers.

更に、突起を作製する際の金属平板へのエッチングは、作製に要する時間も長く、から積層セラミック基板の短時間作製の課題となっていた。   Furthermore, the etching of the metal flat plate when producing the protrusions takes a long time to produce, and thus has been a problem for producing the multilayer ceramic substrate in a short time.

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、従来の金型と同等の加工精度を維持しつつ、作製コスト及び作製時間を低減するシート加工装置及びその作製方法を提供することを目的とする。  Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a sheet processing apparatus and a manufacturing method thereof that reduce manufacturing cost and manufacturing time while maintaining processing accuracy equivalent to that of a conventional mold. For the purpose.

上記課題を解決するために、本発明に係るシート加工装置の特徴は、第1の平板上に複数の突起を有する第1の型と、第2の平板上に突起が挿入される突起挿入孔を有する第2の型とを含み、第1の型と、第2の型との間にセラミックグリーンシートを設置し、突起がセラミックグリーンシートを貫通して、突起挿入孔に挿入されることによりセラミックグリーンシートに複数の孔を形成するシート加工装置であって、第1の平板は、金属からなり、複数の突起は、樹脂からなることを要旨とする。   In order to solve the above problems, the sheet processing apparatus according to the present invention is characterized by a first mold having a plurality of protrusions on a first flat plate and a protrusion insertion hole into which the protrusion is inserted on the second flat plate. A ceramic green sheet is installed between the first mold and the second mold, and the protrusion penetrates the ceramic green sheet and is inserted into the protrusion insertion hole. A sheet processing apparatus for forming a plurality of holes in a ceramic green sheet, wherein the first flat plate is made of metal and the plurality of protrusions is made of resin.

かかる特徴によれば第1の型の突起を樹脂により成形することにより、金属板のエッチングと比較して安価に突起を形成できる。また、樹脂による形成は、金属板のエッチングに比べて短時間で作製できる。また、金属からなる第1の平板上に突起を作製することにより、樹脂が硬化する際の収縮率の影響による突起の加工精度の低下を抑制できる。これらにより、従来の金型と同等の加工精度を維持しつつ、作製コスト及び作製時間を低減するシート加工装置を得ることができる。   According to such a feature, the projection of the first mold can be formed with resin, so that the projection can be formed at a lower cost than the etching of the metal plate. In addition, the resin can be formed in a shorter time than the etching of the metal plate. Further, by forming the protrusion on the first flat plate made of metal, it is possible to suppress a decrease in the processing accuracy of the protrusion due to the influence of the shrinkage rate when the resin is cured. Accordingly, it is possible to obtain a sheet processing apparatus that reduces the manufacturing cost and the manufacturing time while maintaining the processing accuracy equivalent to that of the conventional mold.

また、本発明の特徴に係るシート加工装置の特徴は、樹脂は、熱硬化性であることを要旨とする。   The gist of the sheet processing apparatus according to the present invention is that the resin is thermosetting.

かかる特徴によれば、第1の平板との接着性が更に向上し、シート加工装置の突起の設計値に対する仕上がり寸法の精度が更に向上し、更にシート加工装置の加工精度を向上することができる。また、熱を加えることですぐに硬化するため更に短時間で作製できるシート加工装置を得ることができる。  According to this feature, the adhesiveness with the first flat plate is further improved, the accuracy of the finished dimension with respect to the design value of the projection of the sheet processing apparatus is further improved, and the processing accuracy of the sheet processing apparatus can be further improved. . Moreover, since it hardens | cures immediately by applying heat, the sheet processing apparatus which can be produced in a further short time can be obtained.

また、本発明の特徴に係るシート加工装置の特徴は、樹脂の曲げ強度は、50MPa以上であることを要旨とする。   The gist of the sheet processing apparatus according to the present invention is that the bending strength of the resin is 50 MPa or more.

かかる特徴によれば、樹脂が用いられる突起の強度が更に向上し、シート加工装置としての耐久性を更に向上することができる。   According to such a feature, the strength of the protrusion using the resin can be further improved, and the durability as the sheet processing apparatus can be further improved.

また、本発明の特徴に係るシート加工装置の特徴は、突起を有する前記第1の平板の平面と平行な突起の断面の面積は、前記第1の平板と接する突起の下面から前記突起の上面にかけて、段階的もしくは徐々に小さくなることを要旨とする。  Further, the sheet processing apparatus according to the feature of the present invention is characterized in that the area of the cross section of the protrusion parallel to the plane of the first flat plate having the protrusion is from the lower surface of the protrusion in contact with the first flat plate to the upper surface of the protrusion. The main point is that it gradually decreases gradually.

かかる特徴によれば、第1の平板に接する突起の断面積が、第1の平板と接する突起の下面から突起の上面にかけて、段階的もしくは徐々に小さくなることにより、この形状に沿った型に樹脂を埋め込み、型からはずす際に突起の形状を崩すことなく突起を形成できる。これにより、シート加工装置の突起の設計値に対する仕上がり寸法の精度が更に向上し、更にシート加工装置の加工精度を向上することができる。また、例えば、セラミックグリーンシートなどのシートにスルーホール等を形成しやすくなる。また、形状的により安定するため耐久性が更に向上する。  According to such a feature, the cross-sectional area of the protrusion in contact with the first flat plate decreases stepwise or gradually from the lower surface of the protrusion in contact with the first flat plate to the upper surface of the protrusion. When the resin is embedded and removed from the mold, the protrusion can be formed without breaking the shape of the protrusion. Thereby, the precision of the finished dimension with respect to the design value of the projection of the sheet processing apparatus can be further improved, and the processing accuracy of the sheet processing apparatus can be further improved. Further, for example, it becomes easy to form a through hole or the like in a sheet such as a ceramic green sheet. Further, since the shape is more stable, the durability is further improved.

上記課題を解決するために、本発明に係るシート加工装置の作製方法の特徴は、第1の平板上に複数の突起を有する第1の型と、第2の平板上に複数の突起が挿入される突起挿入孔を有する第2の型との間にセラミックグリーンシートを設置し、前記突起がセラミックグリーンシートを貫通して、突起挿入孔に挿入されることによりセラミックグリーンシートに複数の孔を形成するシート加工装置の作製方法であって、第1の平板上に、スクリーン印刷法により樹脂を印刷し、突起を形成する工程と、樹脂を熱により硬化させる工程とを含むことを要旨とする。   In order to solve the above-described problems, the method of manufacturing the sheet processing apparatus according to the present invention is characterized in that a first mold having a plurality of protrusions on the first flat plate and a plurality of protrusions inserted on the second flat plate. A ceramic green sheet is installed between the second mold having the protrusion insertion hole and the protrusion penetrates the ceramic green sheet and is inserted into the protrusion insertion hole, thereby forming a plurality of holes in the ceramic green sheet. A method for producing a sheet processing apparatus to be formed, comprising: a step of printing a resin on a first flat plate by a screen printing method to form a protrusion; and a step of curing the resin by heat. .

かかる特徴によれば、金属板のエッチングと比較して安価に突起を形成できる。また、樹脂で形成される突起は、金属板のエッチングに比べて短時間で作製できる。  According to this feature, protrusions can be formed at a lower cost than etching of a metal plate. Further, the protrusion formed of resin can be manufactured in a shorter time than etching of a metal plate.

また、突起が一部破損した場合、金属性の突起では破損突起のみの再作製は、非常に困難だが、スクリーン印刷では、選択的に形成することができるため、破損突起のみの再作製を簡単に行うことができる。  Also, if the protrusions are partially damaged, it is very difficult to recreate only the damaged protrusions with metal protrusions, but screen printing can be selectively formed, so it is easy to recreate only the damaged protrusions. Can be done.

熱により樹脂を硬化させることにより、硬化時間を短縮できる。これによれば、樹脂により形成される突起の形状の精度を向上することができる。  Curing time can be shortened by curing the resin with heat. According to this, it is possible to improve the accuracy of the shape of the protrusion formed of the resin.

本発明の特徴に係るシート加工装置の作製方法の特徴は、突起を形成する工程における樹脂の粘度が、50〜400Pa・sであることを要旨とする。  The gist of the method for producing a sheet processing apparatus according to the features of the present invention is that the viscosity of the resin in the step of forming the protrusion is 50 to 400 Pa · s.

かかる特徴によれば、樹脂の粘度が50〜400Pa・sであることにより、スクリーン印刷の際の作業性が更に向上する。これにより、シート加工装置を更に短時間で作製することができる。  According to this feature, the workability during screen printing is further improved when the viscosity of the resin is 50 to 400 Pa · s. Thereby, a sheet processing apparatus can be produced in a shorter time.

本発明の特徴に係るシート加工装置の作製方法の特徴は、樹脂の硬化収縮率が、3%以下であることを要旨とする。  The gist of the method for producing a sheet processing apparatus according to the features of the present invention is that the curing shrinkage of the resin is 3% or less.

かかる特徴によれば、硬化後の収縮率が低いためシート加工装置の突起の設計値に対する仕上がり寸法の精度が更に向上し、シート加工装置の加工精度を更に向上することができる。  According to this feature, since the shrinkage rate after curing is low, the accuracy of the finished dimension with respect to the design value of the projection of the sheet processing apparatus can be further improved, and the processing accuracy of the sheet processing apparatus can be further improved.

本発明によれば、従来の金型と同等の加工精度を維持しつつ、作製コスト及び作製時間を低減するシート加工装置及びシート加工装置の作製方法を提供することができる。  ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the sheet processing apparatus and sheet processing apparatus which reduce manufacturing cost and manufacturing time can be provided, maintaining the processing precision equivalent to the conventional metal mold | die.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意するべきである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones.

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

[シート加工装置]
以下、本発明に係るシート加工装置について説明する。図1は、シート加工装置によってセラミックグリーンシート21にスルーホール加工を施す作製方法を示した断面図である。
[Sheet processing equipment]
Hereinafter, the sheet processing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing method in which through-hole processing is performed on a ceramic green sheet 21 using a sheet processing apparatus.

図1(a)に示すように、シート加工装置は、金属性の平板2上に樹脂により形成された突起11Pを有する第1の型であるボトム金型31と、突起11Pが挿入される突起挿入孔32aを有する第2の型であるアッパー金型32とからなる。シート加工装置は、ボトム金型31とアッパー金型32との間にセラミックグリーンシート21を設置する。   As shown in FIG. 1A, the sheet processing apparatus includes a bottom mold 31 that is a first mold having a protrusion 11P formed of a resin on a metallic flat plate 2, and a protrusion into which the protrusion 11P is inserted. The upper mold 32 is a second mold having an insertion hole 32a. In the sheet processing apparatus, the ceramic green sheet 21 is installed between the bottom mold 31 and the upper mold 32.

図1(b)に示すように、シート加工装置は,突起11Pがセラミックグリーンシート21を貫通して、突起挿入孔32aに挿入されるようにセラミックグリーンシート21をボトム金型31と、アッパー金型32とで挟み込む。   As shown in FIG. 1B, the sheet processing apparatus includes a ceramic green sheet 21 and a bottom mold 31 and an upper mold so that the protrusion 11P penetrates the ceramic green sheet 21 and is inserted into the protrusion insertion hole 32a. Clamp with the mold 32.

図1(c)に示すように、図1(a)、(b)の処理によりセラミックグリーンシート21に複数のスルーホール21aを形成することができる。   As shown in FIG. 1C, a plurality of through holes 21a can be formed in the ceramic green sheet 21 by the processes of FIGS. 1A and 1B.

ボトム金型31は、平板2と、突起11Pにより構成される。平板2は、剛性のある金属であればよく、例えば、ステンレス、銅、タングステン、アルミニウムなどを用いることができる。  The bottom mold 31 includes the flat plate 2 and the protrusions 11P. The flat plate 2 only needs to be a rigid metal. For example, stainless steel, copper, tungsten, aluminum, or the like can be used.

平板2の厚みは、特に制限はないが、1mm以上であることが好ましい。これによれば、突起11Pの収縮率による影響を更に抑制することができる。  The thickness of the flat plate 2 is not particularly limited, but is preferably 1 mm or more. According to this, the influence by the contraction rate of the protrusion 11P can be further suppressed.

突起11Pは、形成の際に核となるような金属等を平板2上には持たず、樹脂11のみで形成されている。これによれば、何もない平板2上に突起11Pを1つの工程で形成することができるため、安価にシート加工装置を作製することができる。  The protrusion 11P does not have a metal or the like that becomes a nucleus during formation on the flat plate 2, and is formed only of the resin 11. According to this, since the protrusion 11P can be formed on the flat plate 2 having nothing in one process, the sheet processing apparatus can be manufactured at low cost.

また、樹脂11は、熱硬化性の樹脂であることが好ましい。例えば、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、若しくは、ウレタン樹脂などが好ましい。より好ましい熱硬化性の樹脂は、エポキシ樹脂であり、これによれば、接着性、含浸性が優れることにより、型に埋め込む際の成形性が更に向上する。また、エポキシ樹脂は、硬化収縮率が低いため、突起の設計値に対する仕上がり寸法の精度が更に向上し、更にシート加工装置の加工精度を向上することができる。例えば、エポキシ樹脂としてレジナス化成株式会社製のA−2426等を利用することができる。  The resin 11 is preferably a thermosetting resin. For example, an epoxy resin, a urea resin, a melamine resin, a phenol resin, an unsaturated polyester resin, an alkyd resin, or a urethane resin is preferable. A more preferable thermosetting resin is an epoxy resin, and according to this, the moldability at the time of embedding in a mold is further improved due to excellent adhesion and impregnation. In addition, since the epoxy resin has a low curing shrinkage rate, the accuracy of the finished dimension with respect to the design value of the protrusion can be further improved, and the processing accuracy of the sheet processing apparatus can be further improved. For example, Resin Kasei Co., Ltd. A-2426 etc. can be utilized as an epoxy resin.

また、樹脂11の曲げ強度は、50MPa以上であることが好ましい。これによれば、耐久性を十分に有する突起11Pとすることができる。更に好ましい樹脂11の曲げ強度は、100MPa以上である。   The bending strength of the resin 11 is preferably 50 MPa or more. According to this, the protrusion 11P having sufficient durability can be obtained. The bending strength of the resin 11 is more preferably 100 MPa or more.

図2(d)の拡大図に示すように、突起11Pは、平板2側に突起底面幅11aを有し、その反対側の面に突起上面幅11bを有する。突起底面幅11aよりも突起上面幅11bが小さいことが好ましく、これによれば、平板2に接する突起11Pの断面積が、平板2と接する突起の下面から突起の上面にかけて、段階的もしくは徐々に小さくなることにより、この形状に沿った型に樹脂11を埋め込み、型からはずす際に突起11Pの形状を崩すことなく突起11Pを形成できる。これにより、シート加工装置の突起11Pの設計値に対する仕上がり寸法の精度が更に向上し、更にシート加工装置の加工精度を向上することができる。また、セラミックグリーンシート21にスルーホール21aを形成しやすくなり、また、形状的により安定するため、耐久性が更に向上する。例えば、突起底面幅11aは、210μmに対して、突起上面幅11bは150μmとできる。突起11Pは、突起高さ11cを有する。この高さは、スルーホール21aを形成するセラミックグリーンシート21の厚みに依存するが、50〜220μm以下であることが好ましい。これにより、一般的に用いられる40〜200μm厚のシートの加工が可能となる。 As shown in the enlarged view of FIG. 2D, the protrusion 11P has a protrusion bottom surface width 11a on the flat plate 2 side and a protrusion upper surface width 11b on the opposite surface. The protrusion top face width 11b is preferably smaller than the protrusion bottom face width 11a. According to this, the cross-sectional area of the protrusion 11P in contact with the flat plate 2 is gradually or gradually increased from the lower surface of the protrusion in contact with the flat plate 2 to the upper surface of the protrusion. By reducing the size, the resin 11 is embedded in the mold along this shape, and the protrusion 11P can be formed without breaking the shape of the protrusion 11P when removed from the mold. Thereby, the precision of the finished dimension with respect to the design value of the protrusion 11P of the sheet processing apparatus can be further improved, and the processing accuracy of the sheet processing apparatus can be further improved. Further, it becomes easy to form the through hole 21a in the ceramic green sheet 21, and the shape is more stable, so that the durability is further improved. For example, the protrusion bottom face width 11a can be 210 μm, and the protrusion top face width 11b can be 150 μm. The protrusion 11P has a protrusion height 11c. This height depends on the thickness of the ceramic green sheet 21 forming the through hole 21a, but is preferably 50 to 220 μm or less. This makes it possible to process a generally used sheet having a thickness of 40 to 200 μm .

アッパー金型32は、突起挿入孔32aを有する。突起挿入孔32aの幅は、突起11Pの幅、具体的には突起底面幅11aよりも、50〜100μm大きいことが好ましい。50μm以上の場合、ボトム金型31とアッパー金型32との加工精度の差により、突起11Pの中心と、突起挿入孔32aの中心がずれていても、突起挿入孔32aに突起11Pが収まることができる。100μm以下の場合、突起11Pと、突起挿入孔32aとによりセラミックグリーンシート21にスルーホール21aを精度よく作製することができる。   The upper mold 32 has a protrusion insertion hole 32a. The width of the protrusion insertion hole 32a is preferably 50 to 100 μm larger than the width of the protrusion 11P, specifically, the protrusion bottom face width 11a. In the case of 50 μm or more, due to the difference in processing accuracy between the bottom mold 31 and the upper mold 32, the protrusion 11P can be accommodated in the protrusion insertion hole 32a even if the center of the protrusion 11P is shifted from the center of the protrusion insertion hole 32a. Can do. In the case of 100 μm or less, the through hole 21a can be accurately formed in the ceramic green sheet 21 by the protrusion 11P and the protrusion insertion hole 32a.

ここでは、ボトム金型31に突起11Pを有する第1の型を用いて、アッパー金型32に突起11Pが挿入される突起挿入孔32aを有する第2の型を用いたが、突起11Pを有する第1の型をアッパー金型32とし、突起11Pが挿入される突起挿入孔32aを有する第2の型をボトム金型31としても構わない。   Here, the first mold having the protrusion 11P is used for the bottom mold 31, and the second mold having the protrusion insertion hole 32a into which the protrusion 11P is inserted is used for the upper mold 32. However, the first mold having the protrusion 11P is used. The first mold may be the upper mold 32 and the second mold having the protrusion insertion holes 32a into which the protrusions 11P are inserted may be the bottom mold 31.

以上説明した本発明に係るシート加工装置によれば、ボトム金型31の突起11Pを樹脂11により形成することにより、金属板のエッチングと比較して安価に突起11Pを形成することができる。また、樹脂11による形成は金属板のエッチングに比べて短時間で作製することができる。金属からなる平板2上に突起11Pを作製することにより樹脂11が硬化する際の収縮率の影響による突起11Pの加工精度の低下を抑制することができる。これらにより、従来の金型と同様の加工精度を維持しつつコストを低減し、短時間で作製できるシート加工装置を得ることができる。   According to the sheet processing apparatus according to the present invention described above, by forming the protrusion 11P of the bottom mold 31 with the resin 11, the protrusion 11P can be formed at a lower cost than etching of a metal plate. Further, the formation with the resin 11 can be made in a shorter time than the etching of the metal plate. By producing the protrusion 11P on the flat plate 2 made of metal, it is possible to suppress a decrease in the processing accuracy of the protrusion 11P due to the influence of the shrinkage rate when the resin 11 is cured. As a result, it is possible to obtain a sheet processing apparatus that can be manufactured in a short time while reducing the cost while maintaining the same processing accuracy as a conventional mold.

例えば、直径180μm、高さ80〜100μmの突起11Pを有するボトム金型31を用いると、厚さ50μmのセラミックグリーンシート21に直径180〜200μmのスルーホールを形成することができる。また、このシート加工装置を用いることで、1000回以上の使用にも耐えることができる。   For example, when the bottom mold 31 having the protrusion 11P having a diameter of 180 μm and a height of 80 to 100 μm is used, a through hole having a diameter of 180 to 200 μm can be formed in the ceramic green sheet 21 having a thickness of 50 μm. In addition, by using this sheet processing apparatus, it is possible to withstand use of 1000 times or more.

[シート加工装置の作製方法]
以下、本発明に係るシート加工装置について突起11Pを有する第1の型の作製方法について説明する。図2は、第1の型の作製方法を示した断面図である。
[Production method of sheet processing apparatus]
Hereinafter, the manufacturing method of the 1st type | mold which has the processus | protrusion 11P is demonstrated about the sheet processing apparatus which concerns on this invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first mold manufacturing method.

図2(a)に示すように、突起11Pを形成したい位置に開口パターン1aを形成した金型枠1を作製する。この金型枠1の開口パターン1aの作製方法は、特に制限方法がないが、例えば、金属薄板にレーザー加工機、NCドリル加工機により、形成してもよい。また、エッチングにより、金属薄板に開口パターン1aをあけてもよい。エッチングによる穴あけ加工は、従来の金型のハーフエッチと異なり、貫通加工であるため、非常に加工が容易である。   As shown in FIG. 2A, a mold frame 1 having an opening pattern 1a formed at a position where the protrusion 11P is to be formed is produced. Although there is no restriction | limiting method in particular in the preparation methods of this opening pattern 1a of the metal mold | frame 1, For example, you may form in a thin metal plate with a laser processing machine and NC drill processing machine. Moreover, you may open the opening pattern 1a in a metal thin plate by an etching. Unlike the conventional half-etching of a mold, the drilling process by etching is a penetrating process, so that the process is very easy.

開口パターン1aの形状は、セラミックグリーンシート21にスルーホール21aを形成するパターンを有し、図2(d)の突起11Pの拡大図に示すように、平板2側になる面に突起底面幅11aを有し、その反対側の面に突起上面幅11bを有する突起11Pを形成するように配置される。突起底面幅11aから突起上面幅11bにかけて、段階的もしくは徐々に小さくなることが好ましい。例えば、突起11Pの断面を台形もしくは凸形状にしてもよい。突起11Pの断面が台形もしくは凸形状の場合、突起11Pの断面は、下辺を突起底面幅11a、上辺を突起上面幅11bとした、台形もしくは凸形状で、上辺に比べて下辺が長くなる。これによれば、セラミックグリーンシート21にスルーホール21aを形成しやすくなり、また、形状的により安定するため、耐久性が更に向上する。   The shape of the opening pattern 1a has a pattern in which a through hole 21a is formed in the ceramic green sheet 21, and as shown in the enlarged view of the protrusion 11P in FIG. And a protrusion 11P having a protrusion upper surface width 11b on the opposite surface. It is preferable to gradually or gradually decrease from the protrusion bottom face width 11a to the protrusion top face width 11b. For example, the cross section of the protrusion 11P may be trapezoidal or convex. When the cross section of the protrusion 11P is trapezoidal or convex, the cross section of the protrusion 11P is trapezoidal or convex with the lower side being the protrusion bottom surface width 11a and the upper side being the protrusion upper surface width 11b, and the lower side is longer than the upper side. According to this, it becomes easy to form the through hole 21a in the ceramic green sheet 21, and since the shape is more stable, the durability is further improved.

図2(b)に示すように、平板2上に金型枠1を設置し、スクリーン印刷マスク3と金型枠1との位置あわせを行った後、スクリーン印刷法によって樹脂11を金型枠1の開口パターン1aに埋め込み、突起11Pを形成する。  As shown in FIG. 2B, after the mold frame 1 is installed on the flat plate 2 and the screen printing mask 3 and the mold frame 1 are aligned, the resin 11 is placed on the mold frame by the screen printing method. 1 is embedded in one opening pattern 1a to form a protrusion 11P.

平板2と金型枠1は、接着されるわけではなく平板2の基準に対して金型枠1の基準が一致した状態で設置されていればよい。例えば、位置あわせピン等によって平板2と金型枠1とを設置してもよい。   The flat plate 2 and the mold frame 1 are not bonded, but may be installed in a state where the standard of the mold frame 1 matches the standard of the flat plate 2. For example, the flat plate 2 and the mold frame 1 may be installed by an alignment pin or the like.

また、スクリーン印刷マスク3と、金型枠1との位置あわせも同様にして、例えば、位置あわせピンなどによって位置をあわせることができる。   Similarly, the screen printing mask 3 and the mold frame 1 can be aligned with each other using, for example, an alignment pin.

スクリーン印刷マスク3は、金型枠1と同様に、突起11Pを形成したい位置に開口パターンを有する金属薄板であり、スクリーン印刷マスク3上には、樹脂11を含むペーストが補充されている。スクリーン印刷マスク3も金型枠1と同様にレーザー加工機、NCドリル、エッチング等により開口パターンを形成する。  Similar to the mold frame 1, the screen printing mask 3 is a metal thin plate having an opening pattern at a position where the protrusion 11P is to be formed. The screen printing mask 3 is supplemented with a paste containing the resin 11. Similarly to the mold frame 1, the screen printing mask 3 forms an opening pattern by a laser processing machine, NC drill, etching or the like.

スキージ4は、例えば、ゴムなどでできており、スクリーン印刷マスクに密着させた状態で移動することができる。これにより、開口パターンから樹脂11を含むペーストが流れ、突起11Pを形成したい位置にのみ適量の樹脂11を含むペーストを埋め込むことができる。   The squeegee 4 is made of rubber or the like, for example, and can move while being in close contact with the screen printing mask. Thereby, the paste containing the resin 11 flows from the opening pattern, and the paste containing the appropriate amount of the resin 11 can be embedded only at the position where the protrusion 11P is to be formed.

また、樹脂11を含むペーストの粘度は、突起11Pを形成する際に、50〜400PaSであることが好ましい。粘度が、この範囲内にあることにより、スクリーン印刷の際の作業性が更に向上する。これにより、シート加工装置を更に短時間で作製することができる。更に好ましい樹脂11の粘度は、100〜300PaSである。   Further, the viscosity of the paste containing the resin 11 is preferably 50 to 400 PaS when the protrusions 11P are formed. When the viscosity is within this range, workability during screen printing is further improved. Thereby, a sheet processing apparatus can be produced in a shorter time. The viscosity of the resin 11 is more preferably 100 to 300 PaS.

図2(c)に示すように、スクリーン印刷法によって埋め込まれた樹脂11を硬化させる。これによって突起11Pを有する型であるボトム金型31を作製することができる。樹脂11は、熱硬化性の樹脂11であることが好ましい。例えば、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、若しくは、ウレタン樹脂などが好ましい。より好ましい熱硬化性の樹脂は、エポキシ樹脂であり、これによれば、接着性、含浸性が優れることにより、型に流し込む際の成形性が更に向上する。また、エポキシ樹脂は、硬化収縮率が低いため、型からはずす際に突起11Pの形状を崩すことなくできる。突起の設計値に対する仕上がり寸法の精度が更に向上し、更にシート加工装置の加工精度を向上することができる。  As shown in FIG. 2C, the resin 11 embedded by the screen printing method is cured. Thus, the bottom mold 31 that is a mold having the protrusions 11P can be manufactured. The resin 11 is preferably a thermosetting resin 11. For example, an epoxy resin, a urea resin, a melamine resin, a phenol resin, an unsaturated polyester resin, an alkyd resin, or a urethane resin is preferable. A more preferable thermosetting resin is an epoxy resin, and according to this, the moldability at the time of pouring into a mold is further improved due to excellent adhesion and impregnation. In addition, since the epoxy resin has a low curing shrinkage rate, the shape of the protrusion 11P can be maintained without breaking the mold when removed from the mold. The accuracy of the finished dimension with respect to the design value of the protrusion can be further improved, and the processing accuracy of the sheet processing apparatus can be further improved.

樹脂11の硬化収縮率は、3%以下であることが好ましい。これによれば、硬化後の収縮率が低いためシート加工装置の突起の設計値に対する仕上がり寸法の精度が更に向上し、更にシート加工装置の加工精度を向上することができる。更に好ましい樹脂11の硬化収縮率は、2%以下であることが好ましい。   The cure shrinkage rate of the resin 11 is preferably 3% or less. According to this, since the shrinkage rate after curing is low, the accuracy of the finished dimension with respect to the design value of the projection of the sheet processing apparatus can be further improved, and the processing accuracy of the sheet processing apparatus can be further improved. Furthermore, the curing shrinkage rate of the resin 11 is preferably 2% or less.

熱硬化性のエポキシ樹脂11を用いた場合、予熱として80〜100℃で1〜3時間保持し、その後110〜140℃で1〜2時間保持することにより樹脂11を硬化させることができる。より好ましい、硬化温度及び時間は、予熱として85〜95℃で1〜2時間保持し、その後110〜130℃で1〜2時間保持することである。  When the thermosetting epoxy resin 11 is used, the resin 11 can be cured by preheating at 80 to 100 ° C. for 1 to 3 hours and then holding at 110 to 140 ° C. for 1 to 2 hours. A more preferable curing temperature and time are to hold at 85 to 95 ° C. for 1 to 2 hours as preheating, and then to hold at 110 to 130 ° C. for 1 to 2 hours.

加熱保持後に、金型枠1を剥離することにより、突起11Pを形成し、図2(d)に示すような第1の型を得る。  After the heating and holding, the mold frame 1 is peeled to form the protrusions 11P to obtain the first mold as shown in FIG.

以上説明した本発明に係るシート加工装置について第1の型の作製方法によれば、スクリーン印刷法により樹脂11を金型枠1に埋め込むことにより、従来の金属板のエッチングと比較して安価に突起11Pを形成することができる。  According to the first mold manufacturing method of the sheet processing apparatus according to the present invention described above, the resin 11 is embedded in the mold frame 1 by the screen printing method, so that it is less expensive than etching of a conventional metal plate. The protrusion 11P can be formed.

また、突起11Pが一部破損した場合、従来の金属からなる金型では破損突起のみの再作製は、非常に困難だが、スクリーン印刷では、選択的に形成することができるため、破損突起のみの再作製を簡単に行うことができる。熱により樹脂を硬化することにより、硬化時間を短縮することができる。これによれば、樹脂により形成される突起の形状の精度を向上することができる。  In addition, when the protrusion 11P is partially damaged, it is very difficult to recreate only the damaged protrusion with a conventional metal mold, but it can be selectively formed by screen printing. Remanufacturing can be easily performed. By curing the resin with heat, the curing time can be shortened. According to this, it is possible to improve the accuracy of the shape of the protrusion formed of the resin.

熱硬化性の樹脂11をスクリーン印刷法により、金型枠1に埋め込み、熱硬化により硬化させる方法は、従来の金型と同様の加工精度を維持しつつ、コストを低減し、短時間でシート加工装置を作製することができる。  The method of embedding the thermosetting resin 11 in the mold frame 1 by screen printing and curing it by thermosetting reduces the cost while maintaining the same processing accuracy as a conventional mold, and reduces the sheet in a short time. A processing apparatus can be manufactured.

例えば、金型枠1の厚さを100μm、開口パターン1aの最小径を180μmとして、エポキシ樹脂を用いた場合、予熱90℃で、2時間保持、その後加熱硬化120℃で1時間保持することにより、直径180μm、高さ80〜100μmの突起11Pを有するボトム金型31を作製できる。このシート加工機を用いると、厚さ50μmのセラミックグリーンシート21に直径180〜200μmのスルーホールを形成することができる。   For example, when epoxy resin is used with the thickness of the mold frame 1 being 100 μm and the minimum diameter of the opening pattern 1a being 180 μm, preheating is held at 90 ° C. for 2 hours, and then heated and cured at 120 ° C. for 1 hour. A bottom mold 31 having a protrusion 11P having a diameter of 180 μm and a height of 80 to 100 μm can be produced. When this sheet processing machine is used, a through hole having a diameter of 180 to 200 μm can be formed in the ceramic green sheet 21 having a thickness of 50 μm.

[積層セラミック基板]
本発明に係るシート加工装置によって作製される積層セラミック基板の作製方法について説明する。図3は、積層セラミック基板の作製方法を示した模式図である。本発明に係るシート加工装置は、図3(b)のセラミックグリーンシート21にスルーホール21aを設ける工程にて利用される。
[Multilayer ceramic substrate]
A method for producing a multilayer ceramic substrate produced by the sheet processing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic view showing a method for producing a multilayer ceramic substrate. The sheet processing apparatus according to the present invention is used in a process of providing a through hole 21a in the ceramic green sheet 21 shown in FIG.

図3(a)に示すように、ガラスセラミック等のセラミックグリーンシート21を所定の形状に切断しシート加工する。セラミックグリーンシート21は、取扱いの利便性を向上するために例えば、PET等のフィルムに貼られていてもよい。   As shown in FIG. 3A, a ceramic green sheet 21 such as glass ceramic is cut into a predetermined shape and processed into a sheet. The ceramic green sheet 21 may be attached to a film such as PET, for example, in order to improve the convenience of handling.

図3(b)に示すように、所定位置に所定形状のスルーホール21aを加工する。スルーホール21aは、本発明のシート加工装置を用いて図1(a)〜(c)のプロセスによって形成される。   As shown in FIG. 3B, a through hole 21a having a predetermined shape is processed at a predetermined position. The through hole 21a is formed by the process of FIGS. 1A to 1C using the sheet processing apparatus of the present invention.

図3(c)に示すように、スルーホール21a内に充填するように、積層される複数のグリーンシート21間の導通を確保するスルーホールペースト22を印刷する。スルーホールペースト22は、導通を確保するため、金属を主成分として構成される。具体的には、銀、銅等が主成分として用いられる。スルーホールペースト22は、スクリーン印刷法等で、印刷マスクを用いてスルーホールの位置に埋め込まれる。   As shown in FIG. 3C, a through-hole paste 22 that secures conduction between the stacked green sheets 21 is printed so as to fill the through-hole 21a. The through-hole paste 22 is composed mainly of a metal in order to ensure conduction. Specifically, silver, copper or the like is used as the main component. The through-hole paste 22 is embedded at the position of the through-hole using a printing mask by a screen printing method or the like.

次に、配線パターンペースト23を印刷する。配線パターンペースト23は、スルーホールペースト22と同様に、セラミックグリーンシート21上で導通を確保するため、金属を主成分として構成される。具体的には、銀、銅等が主成分として用いられる。配線パターンペースト23は、スクリーン印刷法等で、印刷マスクを用いて、L成分(インダクタンス)、C成分(容量)を内蔵することができるようにセラミックグリーンシート21上の所定の位置に印刷される。   Next, the wiring pattern paste 23 is printed. Similar to the through-hole paste 22, the wiring pattern paste 23 is composed mainly of metal in order to ensure electrical continuity on the ceramic green sheet 21. Specifically, silver, copper or the like is used as the main component. The wiring pattern paste 23 is printed at a predetermined position on the ceramic green sheet 21 by a screen printing method or the like using a printing mask so that the L component (inductance) and the C component (capacitance) can be incorporated. .

図3(d)に示すように、スルーホールペースト22及び配線パターンペースト23が層毎に印刷されたセラミックグリーンシート21を積層して、グリーンシート積層体24を作製する。グリーンシート積層体24は、積層される層数に応じてセラミックグリーンシート21を有しており、ここでは、層の順番に応じてグリーンシート24A、24B、24C等とする。  As shown in FIG. 3D, the green sheet laminate 24 is produced by laminating the ceramic green sheets 21 on which the through-hole paste 22 and the wiring pattern paste 23 are printed layer by layer. The green sheet laminate 24 includes the ceramic green sheets 21 according to the number of layers to be laminated. Here, the green sheets 24A, 24B, 24C and the like are set according to the order of the layers.

グリーンシート積層体24は、構成する複数のグリーンシート24A等に一度に圧力もしくは熱等をかけて、積層体としてもよい。また、始めに、グリーンシート24Aと、グリーンシート24Bとを積層し、次にグリーンシート24Cを積層するような、1層毎に積層してもよい。   The green sheet laminate 24 may be a laminate by applying pressure or heat to a plurality of constituent green sheets 24A and the like at once. Alternatively, the green sheets 24A and the green sheets 24B may be laminated first, and then the green sheets 24C may be laminated one by one.

次に、グリーンシート積層体24を焼成する。焼成は、例えば900℃で保持することにより、グリーンシート積層体24を焼結させて、セラミック積層体を得る。   Next, the green sheet laminate 24 is fired. In firing, for example, by holding at 900 ° C., the green sheet laminate 24 is sintered to obtain a ceramic laminate.

図3(e)に示すように、セラミック積層体を素子毎に切断分割して、積層セラミック基板25を得る。   As shown in FIG. 3E, the multilayer ceramic substrate 25 is obtained by cutting and dividing the ceramic multilayer body for each element.

あるいは、グリーンシート積層体24を切断分割後に焼成し、積層セラミック基板25を得てもよい。  Alternatively, the multilayer ceramic substrate 25 may be obtained by firing the green sheet laminate 24 after cutting and dividing.

以上説明した、積層セラミック基板25によれば、配線パターンに従って、L成分(インダクタンス)、C成分(容量)を内蔵することができる。これにより、積層セラミック基板25に実装するインダクタやコンデンサの数量を減らし、高周波回路モジュールの小型化を実現している。   According to the multilayer ceramic substrate 25 described above, an L component (inductance) and a C component (capacitance) can be incorporated according to the wiring pattern. As a result, the number of inductors and capacitors mounted on the multilayer ceramic substrate 25 is reduced, and the high-frequency circuit module is reduced in size.

なお、スルーホール21aは、レーザー加工等によっても形成できるが、セラミックグリーンシート21あたりにかかる加工時間と、作製コストから金型により一括加工を行う場合が多い。   Although the through hole 21a can be formed by laser processing or the like, in many cases, batch processing is performed by a mold from the processing time required for the ceramic green sheet 21 and the manufacturing cost.

本発明に係るシート加工装置によるスルーホール加工工程のフローを示す模式的な工程断面図である。It is typical process sectional drawing which shows the flow of the through-hole process by the sheet processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るシート加工装置の突起を有する第1の型の作製方法フローを示す模式的な工程断面図である。It is typical process sectional drawing which shows the manufacturing method flow of the 1st type | mold which has protrusion of the sheet processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るシート加工装置により加工される積層セラミック基板の作製フローを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the preparation flow of the laminated ceramic substrate processed by the sheet processing apparatus which concerns on this invention. 従来のシート加工装置の突起を有する金型の作製方法のフローを示す模式的な工程断面図である。It is typical process sectional drawing which shows the flow of the manufacturing method of the metal mold | die which has protrusion of the conventional sheet processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…金型枠、1a…開口パターン、2…平板、2P…突起、3…スクリーン印刷マスク、
4…スキージ、5…フォトレジスト、6…露光マスク、6a…露光パターン、11…樹脂、
11P…突起、11a…突起底面幅、11b…突起上面幅、21…セラミックグリーンシート、
21a…スルーホール、22…スルーホールペースト、23…配線パターンペースト、
24…グリーンシート積層体、25…積層セラミック基板、31…ボトム金型、
32…アッパー金型、 32a…突起挿入孔、33…金型
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mold frame, 1a ... Opening pattern, 2 ... Flat plate, 2P ... Projection, 3 ... Screen printing mask,
4 ... Squeegee, 5 ... Photoresist, 6 ... Exposure mask, 6a ... Exposure pattern, 11 ... Resin,
11P ... protrusion, 11a ... projection bottom surface width, 11b ... projection top surface width, 21 ... ceramic green sheet,
21a ... through hole, 22 ... through hole paste, 23 ... wiring pattern paste,
24 ... Green sheet laminate, 25 ... Multilayer ceramic substrate, 31 ... Bottom mold,
32 ... Upper mold, 32a ... Projection insertion hole, 33 ... Mold

Claims (7)

第1の平板上に複数の突起を有する第1の型と、第2の平板上に前記突起が挿入される突起挿入孔を有する第2の型とを含み、前記第1の型と、前記第2の型との間にセラミックグリーンシートを設置し、前記突起がセラミックグリーンシートを貫通して、前記突起挿入孔に挿入されることによりセラミックグリーンシートに複数の孔を形成するシート加工装置であって、
前記第1の平板は、金属からなり、前記複数の突起は、樹脂からなることを特徴とするシート加工装置。
A first mold having a plurality of protrusions on a first flat plate; and a second mold having a protrusion insertion hole into which the protrusion is inserted on a second flat plate, the first mold, A sheet processing apparatus in which a ceramic green sheet is installed between the second mold and the protrusion penetrates the ceramic green sheet and is inserted into the protrusion insertion hole to form a plurality of holes in the ceramic green sheet. There,
The sheet processing apparatus, wherein the first flat plate is made of metal, and the plurality of protrusions are made of resin.
前記樹脂は、熱硬化性であることを特徴とする請求項1に記載のシート加工装置。   The sheet processing apparatus according to claim 1, wherein the resin is thermosetting. 前記樹脂の曲げ強度は、50MPa以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシート加工装置。   The sheet processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the bending strength of the resin is 50 MPa or more. 前記突起を有する前記第1の平板の平面と平行な前記突起の断面の面積は、前記第1の平板と接する前記突起の下面から前記突起の上面にかけて、段階的もしくは徐々に小さくなることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のシート加工装置。   The area of the cross section of the protrusion parallel to the plane of the first flat plate having the protrusion is gradually or gradually decreased from the lower surface of the protrusion in contact with the first flat plate to the upper surface of the protrusion. The sheet processing apparatus according to any one of claims 1 to 3. 第1の平板上に複数の突起を有する第1の型と、第2の平板上に前記複数の突起が挿入される突起挿入孔を有する第2の型との間にセラミックグリーンシートを設置し、前記突起がセラミックグリーンシートを貫通して、前記突起挿入孔に挿入されることによりセラミックグリーンシートに複数の孔を形成するシート加工装置の作製方法であって、
前記第1の平板上に、前記突起を形成する位置にそれぞれ開口パターンが形成された金型枠とスクリーン印刷マスクとをこの順に設置する工程と、
スクリーン印刷法により樹脂を前記金型枠の前記開口パターンに埋め込むことにより、前記突起を形成する工程と、
前記樹脂を熱により硬化させる工程とを含むことを特徴とするシート加工装置の作製方法。
A ceramic green sheet is installed between a first die having a plurality of protrusions on the first flat plate and a second die having a protrusion insertion hole into which the plurality of protrusions are inserted on the second flat plate. The method for producing a sheet processing apparatus for forming a plurality of holes in the ceramic green sheet by inserting the protrusions through the ceramic green sheet and inserting into the protrusion insertion holes,
On the first flat plate, a step of installing a mold frame in which an opening pattern is formed at a position where the protrusion is formed and a screen printing mask in this order;
Forming the protrusions by embedding a resin in the opening pattern of the mold frame by a screen printing method;
And a step of curing the resin by heat.
前記突起を形成する工程における前記樹脂の粘度が、50〜400Pa・sであることを特徴とする請求項5に記載のシート加工装置の作製方法。   The method for producing a sheet processing apparatus according to claim 5, wherein the resin has a viscosity of 50 to 400 Pa · s in the step of forming the protrusions. 前記樹脂の硬化収縮率が、3%以下であることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のシート加工装置の作製方法。   The method for producing a sheet processing apparatus according to claim 5 or 6, wherein a curing shrinkage rate of the resin is 3% or less.
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