JPH05129777A - ビアフイル形成方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】セラミックグリーンシートのビアフィル形成
を、プレス加工法を用いることにより低コストかつ短期
間に行う方法および装置を提供する。 【構成】セラミックグリーンシート４を搬送しつつ、セ
ラミックグリーンシート４と埋め込み材５とを重ね合わ
せたのち、ポンチ１ａとダイス穴２ａとで打ち抜くと同
時に打ち抜かれた埋め込み材の微小片をセラミックグリ
ーンシート４に埋め込むことによりセラミックグリーン
シート４のビアフィル形成を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビアフィル形成方法およ
びその装置、特に、セラミックグリーンシートのビアフ
ィル形成方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のビアフィル形成方法には、孔開け
工法としては金型で打ち抜く方法があり、孔埋め工法と
してはスクリーン印刷方法がある。

【０００３】図４（ａ），（ｂ）は従来の金型で打ち抜
くことによる孔開け工法を説明するための断面図であ
る。まず、図４（ａ）のように上下２つのプレスプレー
ト３１間に設置された上型３２と下型３３との間にセラ
ミックグリーンシート４を位置合わせして設置する。こ
こで上型３２とはセラミックグリーンシート４の孔開け
すべき位置に対応して配置されたポンチ１ｂを有するも
のであり、下型３３とはそのポンチ１ｂに対応する位置
にダイス穴２ｂを有するものである。

【０００４】ついで、図４（ｂ）のようにプレスプレー
ト３１により上下から上型３２および下型３３を押圧し
てセラミックグリーンシート４にポンチ１ｂを貫通させ
て打ち抜く。以上のようにして、セラミックグリーンシ
ート４にビアホールを開けていた。

【０００５】図５は従来のスクリーン印刷による孔埋め
工法を説明するための断面図である。あらかじめ孔開け
されたセラミックグリーンシート４のビアホール４５に
対応する開口部を有するメタルマスク４３でセラミック
グリーンシート４を覆い、かつセラミックグリーンシー
ト４の裏面のステージ４４から真空吸引を行う。しかる
後、導体ペースト４２をスキージ４１で押し当て印刷を
行う。これらにより、導体ペースト４２はメタルマスク
４３を通してセラミックグリーンシート４のビアホール
４５に押し込められる。

【０００６】以上のようにして、セラミックグリーンシ
ートのビアフィル形成を行っていた。また、金型やメタ
ルマスクを必要としない工法として、特願平３ー１１９
６７５号公報で開示されているような、孔開け用のポン
チでセラミックグリーンシートにビアホールを開けた
後、セラミックグリーンシートを移動させビアホールを
穴埋め用のポンチと軸合わせし導電性金属を含む板状の
埋め込み材を打ち抜いてビアフィルする、孔開け孔埋め
を個別の２個のポンチによって行なうものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のビアフ
ィル形成方法およびその装置は、以下のような欠点を有
していた。

【０００８】金型を用いる孔開け工法は、ビアホール位
置に対応したポンチを有する上型とダイス穴を有する下
型が必要となる。

【０００９】スクリーン印刷法を用いる孔埋め工法は、
ビアホールに対応したメタルマスクが必要となる。

【００１０】金型やメタルマスクは製造期間が長くリー
ドタイムの短縮に不利であった。また、多品種少量生産
の場合、金型やメタルマスクの製版数も増えコストアッ
プにつながる。さらに、ビアホールなどの位置の変更が
あった場合、再製版しなければならず、フレキシブルな
対応がとれなかった。

【００１１】特にスクリーン印刷法を用いる孔埋め工法
の製造工程上の問題点として、導体ペーストの粘度、ス
キージ圧、印刷スピード、真空吸引の圧力などの条件の
高度な管理が必要であり、ビアホール内に埋め込まれた
導体ペーストが、ビアホールを通り抜けてセラミックグ
リーンシートの裏面に回り込む不良が生じ易いという欠
点があった。

【００１２】また、埋め込み材を用い孔開け用と孔埋め
用の２個のポンチで行なう場合、工程が２つとなり、孔
埋めする際にあらかじめ開けられたビアホールとポンチ
の軸をあわせるために高精度な位置決めが必要となり、
装置が高価なものとなるという欠点があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のビアフィル形成
方法は、ポンチとダイス穴を有する下型ベースとの間に
導電性金属を含む板状の埋め込み材とセラミックグリー
ンシートとを重ね合わせて設置し、ポンチを上下させる
ことにより、埋め込み材とセラミックグリーンシートと
を打ち抜くと同時に、打ち抜かれた埋め込み材の微小片
をセラミックグリーンシートに埋め込む工程を有し、セ
ラミックグリーンシートの孔開けと孔埋めとを一括して
行う。

【００１４】本発明のビアフィル形成装置は、孔開け孔
埋めとを一括して行なうポンチとポンチを上下させるア
クチュエーターとポンチのストロークを制御するストッ
パーと埋め込み材を供給するリールと埋め込み材を押さ
え込むストリッパーとからなるビアフィル形成モジュー
ルを設置した上型ベースと、ビアフィル形成モジュール
のポンチと軸合わせされたダイス穴を有する下型ベース
とを含むビアフィル形成機構とからなる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。

【００１６】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例
を工程順に示す断面図である。まず、セラミックグリー
ンシート４と埋め込み材５とを重ね合わせたのち、ダイ
ス穴２ａを有する下型ベース６の上に設置する（図１
（ａ））。次に、ストリッパー３でセラミックグリーン
シート４と埋め込み材５とを押え込んだのちポンチ１ａ
に所定の圧力を加えて下降させ打ち抜くと、ポンチ１ａ
のストロークはストッパーによって制御されているの
で、打ち抜かれた埋め込み材の微小片はセラミックグリ
ーンシート４に埋め込まれる（図１（ｂ））。しかるの
ちに、プレス治具を取り除けば一連のビアフィル工程が
完了する（図１（ｃ））。ストリッパー３はセラミック
グリーンシート４と埋め込み材５と下型ベース６との密
着性を高めビアフィル形状を安定させるためのものであ
る。ストッパー２７は埋め込み材がセラミックグリーン
シートに確実に埋まるようポンチのストロークを制御す
るためのものである。

【００１７】図２は、本発明の一実施例を示すビアフィ
ル形成装置の斜視図である。搬送機構は、搬送ベルト１
１とベルト車１２とからなり、所定の位置にビアフィル
が形成されるようにセラミックグリーンシート４を逐次
動かし、矢印方向に搬送するものである。

【００１８】ビアフィル形成機構は、セラミックグリー
ンシート４の上側にポンチ１ａを有するビアフィル形成
モジュール１３を複数個配列した上型ベース７と、セラ
ミックグリーンシート４の下側にビアフィル形成モジュ
ール１３のポンチ１ａと軸合わせされたダイス穴２ａが
形成された下型ベース６とからなる。

【００１９】なお、ポンチ１ａは、搬送されるセラミッ
クグリーンシート４の所定の位置にビアフィル形成がな
されるように各々独立にコンピュータによって制御され
ている。

【００２０】図３は、図２に示すビアフィル形成モジュ
ール１３の断面図である。ポンチ１ａはストリッパー３
と接合されており、電磁ソレノイド２１ａを介して支持
体２２に支持されている。ストリッパー３は、埋め込み
材５を安定に供給させる供給ガイド２３を有している。
またストリッパー３は、弾性体部分も有している。支持
体２２は、供給リール２４と巻き上げリール２５を有し
ている。ポンチ１ａは、電磁ソレノイド２１ａによって
押し下げられ、ストリッパー３と共に下降する。ストリ
ッパー３は、セラミックグリーンシート４と接触すると
弾性体部分によりそれ以上下降することはない。したが
って、セラミックグリーンシート４をストリッパー３に
よって押え込んだのち、ポンチ１ａが埋め込み材５とセ
ラミックグリーンシート４を打ち抜くと同時に、打ち抜
かれた埋め込み材５の微小片をセラミックグリーンシー
ト４に埋め込む。

【００２１】このとき、ポンチ１ａのストロークはスト
ッパー２７によって制御されるので、オーバーストロー
クによって打ち抜かれた埋め込み材５の微小片を押し出
してしまうことはない。電磁ソレノイド２１ａの励磁を
切るとポンチ１ａはバネ２６によって引き上げられ、ス
トリッパー３と共に上昇し初期状態に戻る。また、ポン
チ１ａの打ち抜き力は電磁ソレノイド２１ａに与える電
圧によって、制御できる。

【００２２】実施例の方法と装置で、導電性金属として
平均粒子径が０．７μｍのフレーク状の銀パラジウム合
金粒子とフェノール樹脂とを重量比で９５対５で溶剤で
希釈して混合し、三本ロールで銀パラジウム合金粒子を
均一に分散させたのち、シート状に成膜し熱硬化させ
た、厚み２００μｍの埋め込み材で、厚さ２００μｍの
セラミックグリーンシートのビアホール形成を行った。
この際、直径２３０μｍのポンチと直径２４０μｍのダ
イス穴を用い、１００ｇ以上のポンチ加圧で行った。

【００２３】このようにして得られたセラミックグリー
ンシートの表面に配線パターンを印刷し、切断、積層、
焼成することにより、セラミック基板とした。その結
果、上下間の導通抵抗は１ｍΩ以下と良好なビアフィル
を有するセラミック基板が得られた。

【００２４】

【発明の効果】本発明のビアフィル形成方法およびその
装置は、プレス加工治具を用いてセラミックグリーンシ
ートの孔開け孔埋めを行うことにより、金型やメタルマ
スクを必要としないため、リードタイムの短縮、コスト
の面で有利となり、また、多品種少量生産や仕様変更に
も素早く、フレキシブルに対応できるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例を工程順に
示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例を示すビアフィル形成装置の
斜視図である。

【図３】図２に示すビアフィル形成モジュール１３の断
面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は従来の一例を工程順に示す断
面図である。

【図５】従来のスクリーン印刷による孔埋め工法を説明
するための断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ポンチ ２ａ，２ｂ ダイス穴 ３ ストリッパー ４ セラミックグリーンシート ５ 埋め込み材 ６ 下型ベース ７ 上型ベース １１ 搬送ベルト １２ ベルト車 １３ ビアフィル形成モジュール ２１ａ 電磁ソレノイド ２１ｂ 電磁ソレノイドの軸 ２２ 支持体 ２３ 供給ガイド ２４ 供給リール ２５ 巻き上げリール ２６ バネ ２７ ストッパー ３１ プレスプレート ３２ 上型 ３３ 下型 ４１ スキージ ４２ 導体ペースト ４３ メタルマスク ４４ ステージ ４５ ビアホール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンチとダイス穴を有する下型ベースと
   の間に導電性金属を含む板状の埋め込み材とセラミック
   グリーンシートとを重ね合わせて設置し、前記ポンチを
   上下させ、前記埋め込み材と前記セラミックグリーンシ
   ートとを打ち抜くと同時に打ち抜かれた前記埋め込み材
   の微小片を前記セラミックグリーンシートに埋め込むこ
   とにより、セラミックグリーンシートの孔開けと孔埋め
   とを一括して行うことを特徴とするビアフィル形成方
   法。
2. 【請求項２】 前記ポンチに前記セラミックグリーンシ
   ートと前記埋め込み材とを押え込むストリッパーを付加
   したことを特徴とする請求項１記載のビアフィル形成方
   法。
3. 【請求項３】 前記ポンチのストロークを制御するスト
   ッパーを付加したことを特徴とする請求項１記載のビア
   フィル形成方法。
4. 【請求項４】 孔開け孔埋めとを一括して行なうポンチ
   と前記ポンチを上下させるアクチュエーターと前記ポン
   チのストロークを制御するストッパーと埋め込み材を供
   給するリールと前記埋め込み材を押さえ込むストリッパ
   ーとからなるビアフィル形成モジュールを設置した上型
   ベースと、前記ビアフィル形成モジュールのポンチと軸
   合わせされたダイス穴を有する下型ベースとからなる、
   セラミックグリーンシートのビアフィル形成装置。
5. 【請求項５】 前記セラミックグリーンシートを搬送す
   る搬送機構と、前記搬送機構の経路上に、各々独立に駆
   動可能なビアフィル形成モジュールを複数個配置した上
   型ベースと、前記ビアフィル形成モジュールのポンチと
   軸合わせされたダイス穴を複数個有する下型ベースとか
   らなる請求項４記載のビアフィル形成装置。