JPH05267844A - 多層配線セラミックス基板の製造方法 - Google Patents

多層配線セラミックス基板の製造方法

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JPH05267844A
JPH05267844A JP6532292A JP6532292A JPH05267844A JP H05267844 A JPH05267844 A JP H05267844A JP 6532292 A JP6532292 A JP 6532292A JP 6532292 A JP6532292 A JP 6532292A JP H05267844 A JPH05267844 A JP H05267844A
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green sheets
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Keizo Miyata
恵造 宮田
Minoru Ohara
実 大原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】複数のグリーンシートを積層・一体化するに際
して、各グリーンシートの膨潤・変形等を生じることな
く、効率よく各グリーンシートを積み重ねて相互に接着
することができる多層配線セラミックス基板の製造方法
を提供する。 【構成】各グリーンシートに紫外線硬化樹脂材料から成
る接着剤を塗布する工程と、その塗布後に接着剤に紫外
線を照射する工程と、その照射後に各グリーンシートを
積み重ねて相互に接着を行う工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層配線セラミックス
基板の製造方法に関し、特に、必要に応じてビアホール
の穿設、ビアホールの穴埋め印刷、配線パターンの印刷
等が施された複数枚のグリーンシートを積層・一体化し
た後、焼成することにより、多層配線セラミックス基板
を製造する方法において、複数のグリーンシートを積み
重ねる際にそれらを相互に接着する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】多層配線セラミックス基板の製造方法に
おいては、一般にシート積層法が用いられている。
【0003】この種のシート積層法を用いて多層配線セ
ラミックス基板を製造する具体的な方法としては、例え
ば特公平2−21673号公報に開示されているものが
知られている。この方法においては、複数のグリーンシ
ートにビアホールを穿設した後に、スクリーン印刷によ
り、該ビアホールを導体ペーストにより穴埋すると共
に、各グリーンシート上に配線パターンを印刷し、次い
で、これらのグリーンシートを積み重ねると共に接着剤
により相互に仮接着し、しかる後に、これを加熱・加圧
することにより各グリーンシートを積層・一体化し、さ
らに焼成することにより多層配線セラミックス基板を製
造するようにしている。そして、この方法においては、
ビアホールの穿設及び穴埋め、配線パターンの印刷、並
びに各グリーンシートの積層に際して、画像処理装置を
用いることにより、これらの各作業工程におけるグリー
ンシートの印刷装置等に対する位置決め精度、あるい
は、積層時における各グリーンシートの相互の位置決め
精度を向上させるようにしている。 しかしながら、こ
の種の製造方法においては、特に、グリーンシートを積
み重ねて相互に接着する際に、粘着性樹脂材料や熱硬化
性樹脂材料から成る接着剤が一般に使用されており、こ
のような接着剤を用いていたために、次のような不都合
があった。
【0004】すなわち、粘着性樹脂材料から成る接着剤
は、その粘性が高いために、スクリーン印刷手法等によ
りグリーンシートに塗布することが困難であり、また、
塗布量のコントロールを行い難く、塗布作業の自動化を
図ることが困難であるという不都合があった。
【0005】また、熱硬化性樹脂材料から成る接着剤に
あっては、接着力を生ぜしめるためには、加熱する工程
が必要となり、各グリーンシートの相互の接着作業に時
間がかかり、また、加熱による各グリーンシートの収縮
・変形が生じてしまうという不都合があった。
【0006】さらに、これらの接着剤においては、その
組成成分に溶剤が含まれているため、接着に際して、そ
の溶剤が各グリーンシートに浸透して各グリーンシート
が膨潤・変形するという不都合もあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消し、多層配線セラミックス基板をシート積層法に
より製造する方法において、各グリーンシートを積層・
一体化するに際して、各グリーンシートの膨潤・変形等
を生じることなく、効率よく各グリーンシートを積み重
ねて相互に接着することができる多層配線セラミックス
基板の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、必要に応じてビアホールの穿設、ビアホ
ールの穴埋め印刷及び配線パターンの印刷を施した複数
のグリーンシートを積み重ねて加熱・加圧することによ
り積層・一体化し、さらに、その積層体を焼成すること
により多層配線セラミックス基板を製造する方法におい
て、前記複数のグリーンシートを積み重ねる際に、各グ
リーンシートに紫外線硬化樹脂材料から成る接着剤を塗
布する工程と、該塗布後に該接着剤に紫外線を照射する
工程と、該照射後に各グリーンシートを積み重ねて相互
に接着を行う工程とを備えたことを特徴とする。
【0009】さらに、前記各グリーンシートへの前記接
着剤の塗布は転写印刷により行うことを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、前記各グリーンシートに塗布
された紫外線硬化樹脂材料から成る接着剤は、これに紫
外線を照射することにより接着力を発揮し、この状態で
各グリーンシートを積み重ねることにより各グリーンシ
ートが相互に接着される。
【0011】この場合、紫外線硬化樹脂材料は比較的粘
性が低いものであるので、スクリーン印刷や転写印刷等
により各グリーンシートに前記接着剤をその量をコント
ロールしつつ塗布することが可能となる。
【0012】そして、該接着剤は、紫外線を非常に短時
間照射するだけで、接着力を発揮するので、各グリーン
シートを相互に積み重ねて相互に接着する作業を比較的
短時間で行うことが可能となる。
【0013】また、紫外線硬化樹脂材料は溶剤を含んで
いないので、これを各グリーンシートに塗布しても、各
グリーンシートの膨潤・変形を防止することが可能とな
る。
【0014】また、前記各グリーンシートへの前記接着
剤の塗布は転写印刷により行うことにより、該接着剤の
塗布量をスクリーン印刷等に較べて少量なものとするこ
とが可能となる。
【0015】
【実施例】本発明の一例を図1乃至図7に従って説明す
る。図1は多層配線セラミックス基板の製造方法を説明
するためのフローチャート、図2乃至図7はその工程説
明図である。
【0016】図1に示すように、多層配線セラミックス
基板を製造する際には、まず、ドクターブレード法等に
より、セラミックス材料から長尺帯状のグリーンシート
1(図2(a)参照)を成膜する。
【0017】この場合、グリーンシート1の厚さは、0.
1 〜0.5mm 程度であることが好ましく、本実施例では、
例えば、0.1mm とした。また、グリーンシート1を構成
するセラミックス材料としては、アルミナセラミックス
や、アルミナとガラスとを混合してなる低温焼成用のガ
ラスセラミックスが用いられる。
【0018】次いで、図1及び図2(a)に示すよう
に、パンチング加工により、各グリーンシート1から、
略方形状のグリーンシート2を枠抜きすると共に、後述
の位置決めに際して使用される位置決め穴3a〜3dを
該グリーンシート2の周縁部に穿設し、さらに、ビアホ
ール4を該グリーンシート2の所定の箇所に穿設する。
【0019】この場合、ビアホール4は、例えば、図2
(a)中、仮想線により相互に間隔を存して区分けされ
た4個の区画x内に穿設され、各区画xには、該グリー
ンシート2に対応する層の1個分が得られるようになっ
ている。
【0020】次いで、図1及び図2(b)に示すよう
に、スクリーン印刷手法により、各グリーンシート2の
各ビアホール4が導体ペースト5により穴埋めされ、さ
らに、図1及び図2(c)に示すように、スクリーン印
刷により、各グリーンシート2の各区画xに所定の配線
パターン6が印刷される。
【0021】この場合、これらの印刷は、例えば、図3
に示すような装置を用いて次のように行われる。
【0022】すなわち、図3において、7はグリーンシ
ート2を載架する載架台、8はスクリーン印刷装置、9
a〜9dはグリーンシート2の前記位置決め穴3a〜3
dに対応して載架台7の上方に所定の位置関係で配置さ
れた撮像部、10は各撮像部9a〜9dから得られる像
をモニタ10a上に表示する画像処理装置であり、載架
台7は、スクリーン印刷装置8に向かってガイドレール
11,11上を移動自在に設けられたスライド基台12
上に水平方向に微小な移動及び回転を行い得るように支
持され、また、該載架台7上に載架されるグリーンシー
ト2を図示しない吸引手段により吸着・保持するように
している。
【0023】かかる装置を用いて、例えばビアホール4
の穴埋め印刷を行う際には、まず、グリーンシート2
が、その各位置決め穴3a〜3dを各撮像部9a〜9d
に概略対向させた状態で載架台7上に載架されると共に
吸着・保持され、各位置決め穴3a〜3dの像が画像処
理装置10のモニタ10a上に表示される。そして、こ
の状態で、各位置決め穴3a〜3dの像がモニタ10a
上で所定の位置にくるように載架台7がスライド基台1
2上で適宜、移動あるいは回転され、これにより、グリ
ーンシート2が所定の位置に位置決めされる。
【0024】次いで、該グリーンシート2が載架台7及
びスライド基台12と共に、スクリーン印刷装置8の所
定の位置に搬入され、この状態で、該スクリーン印刷装
置8により、グリーンシート2のビアホール4に穴埋め
印刷が施される。
【0025】この時、スクリーン印刷装置8は、上記の
ように、グリーンシート2の各位置決め穴3a〜3dが
画像処理装置10のモニタ10a上で所定の位置にくる
ように位置決めされた状態で搬入されたときに、該グリ
ーンシート2の各ビアホール4の位置に導体ペースト5
を印刷するようになっており、これにより、グリーンシ
ート2の各ビアホール4の穴埋め印刷が精度良くなされ
る。
【0026】また、グリーンシート2への配線パターン
6の印刷も、上記のような装置を用いて、ビアホール4
の穴埋め印刷と全く同様に行われ、これにより、グリー
ンシート2の所定の位置に精度よく配線パターン6が印
刷される。
【0027】尚、これらの印刷に際して、導体ペースト
5や配線パターン6用の金属材料としては、アルミナセ
ラミックスから成るグリーンシート2にあっては、モリ
ブデンやタングステンが用いられ、ガラスセラミックス
から成るグリーンシート2にあっては、銀や、銀とパラ
ジウムとの混合物もしくは銅が用いられる。
【0028】かかる穴埋め印刷及び配線印刷を行った後
に、図1及び図4に示すように、下層のグリーンシート
2の上面部に紫外線硬化樹脂材料から成る接着剤13
が、例えば転写印刷により印刷・塗布され、さらに、そ
の塗布後に該グリーンシート2の接着剤13に紫外線が
照射され、これにより、該接着剤13に接着力を生ぜし
める。本実施例においては、紫外線硬化樹脂として、協
立化学産業(株)製のワールドロックX−8900また
はX−8901を用いた。
【0029】かかる接着剤13の転写印刷及び紫外線の
照射は図4に示すような装置を用いて次のように行われ
る。
【0030】すなわち、図4において、14はグリーン
シート2を載架する載架台、15は載架台14に向かっ
て昇降自在に設けられた転写印刷装置、16は紫外線照
射装置であり、載架台14は転写印刷装置15の下方位
置からガイドレール17,17上を紫外線照射装置16
に向かって移動自在に設けられ、また、該載架台14上
に載架されるグリーンシート2を図示しない吸引手段に
より吸着・保持するようにしている。また、紫外線照射
装置16の内部には、図示しない高圧水銀ランプ等の光
源が設けられている。
【0031】かかる装置を用いて、グリーンシート2の
接着剤13を塗布し、さらに紫外線を照射する際には、
まず、グリーンシート2が載架台14上に載架されると
共に吸着・保持され、この時、該グリーンシート2は、
例えばその端面や位置決め穴3a〜3dを用いて載架台
14上に位置決めされる。そして、この状態で、転写印
刷装置15により、該グリーンシート2の上面部の周縁
部及び前記各区画xの間の箇所に、図示のようなパター
ンで接着剤13が印刷・塗布される。
【0032】この場合、転写印刷装置15は、エッチン
グにより所定のパターンで溝が形成された金属板(図示
しない)を備えるものであり、その金属板の溝に接着剤
13を充填し、溝部外の過剰な接着剤13を除去した後
に、該金属板にシリコンゴムを押し当て接着剤をゴム上
に転写させた後、シリコンゴムをグリーンシートに押し
当て、ゴム上の接着剤をグリーンシートに転写させるこ
とにより、溝内の接着剤13をグリーンシート2上に転
写するようにしている。
【0033】尚、かかる転写印刷に際しては、前述の画
像処理装置10等を用いて載架台14上にグリーンシー
ト2を位置決めするようにすれば、高精度でグリーンシ
ート2の所定の位置に接着剤13を塗布するようにする
ことも可能である。
【0034】次いで、かかる接着剤13の印刷・塗布後
に、該グリーンシート2が載架台14と共に紫外線照射
装置16の内部に搬入され、該紫外線照射装置16の内
部において、該グリーンシート2に塗布された接着剤1
3に紫外線が照射される。これにより、該接着剤13が
接着力を発揮するようになる。
【0035】この場合、接着剤13の膜厚を5〜20μ
m、紫外線の光度を80W/cmとすると、紫外線の照
射時間は、2〜15秒程度が適当であり、本実施例で
は、例えば、接着剤13の膜厚を7〜8μmとし、紫外
線の照射時間を5〜10秒とした。
【0036】尚、接着剤13の印刷・塗布は、転写印刷
の他に、スクリーン印刷によっても行うことが可能であ
るが、転写印刷の方がスクリーン印刷よりも接着剤13
の膜厚をより薄くできるので、本実施例では、転写印刷
により接着剤13を塗布するようにした。
【0037】次に、接着剤13を下層のグリーンシート
2に印刷・塗布した後に、図1並びに図5乃至図7に示
すように、該グリーンシート2に上層のグリーンシート
2が積み重ねられて、接着剤13により相互に接着され
る。
【0038】この場合、かかるグリーンシート2の積み
重ね及び接着は図5に示すような装置を用いて、次のよ
うに行われる。
【0039】すなわち、図5において、この装置は、前
述の穴埋め印刷あるいは配線印刷の場合に用いた装置と
同様に、グリーンシート2を載架して吸着・保持する載
架台18と、その上方に配置され、画像処理装置19に
接続された撮像部20a〜20dとを備え、載架台18
は、ガイドレール21,21上をスライド基台22を介
して同図実線示の位置から同図仮想線示の位置まで移動
可能に設けられている。これらの構成は、前述の穴埋め
印刷あるいは配線印刷の場合に用いた装置と全く同一で
ある。
【0040】また、この装置は、同図仮想線の位置に移
動される載架台18上のグリーンシート2を真空吸引に
より吸着・保持するシート保持装置23が該載架台18
に向かって昇降自在に設けられている。
【0041】かかる装置を用いて、下層のグリーンシー
ト2に上層のグリーンシート2を積み重ねる際には、ま
ず、図5に示すように、上層のグリーンシート2がその
各位置決め穴3a〜3dを撮像部20a〜20dに概略
対向させた状態で載架台18上に載架されて吸着・保持
され、さらに、前述の穴埋め印刷あるいは配線印刷の場
合と全く同様にして、画像処理装置19のモニタ19a
に表示される位置決め穴3a〜3dの像を見ながら載架
台18をスライド基台22上で、適宜、移動あるいは回
転させることにより、該グリーンシート2が所定の位置
に位置決めされる。
【0042】次いで、該グリーンシート2が載架台18
及びスライド基台22と共に同図実線示の位置から仮想
線示の位置、すなわち、シート保持装置23の下方位置
に移動される。そして、この状態で、シート保持装置2
3が該グリーンシート2に向かって下降されて、該グリ
ーンシート2を吸着・保持し、さらに、載架台18によ
るグリーンシート2の吸着・保持が解除されると共に、
該グリーンシート2が、図6に示すように、シート保持
装置23に吸着保持された状態で該シート保持装置23
と共に載架台18から上昇・離脱される。
【0043】次いで、上記の場合と全く同様にして、図
6に示すように、前記接着剤13を塗布した下層のグリ
ーンシート2が載架台18上に載架されて吸着・保持さ
れると共に画像処理装置19を用いて位置決めされ、こ
の状態で、該グリーンシート2が、載架台18及びスラ
イド基台22と共に、シート保持装置23の直下位置に
移動される。
【0044】この時、上層のグリーンシート2及び下層
のグリーンシート2は、いずれも画像処理装置19を用
いて位置決めされたので、両グリーンシート2,2の各
位置決め穴3a〜3dは精度よく上下に対向することと
なる。
【0045】次いで、シート保持装置23に吸着・保持
された上層のグリーンシート2が、該シート保持装置2
3と共に下層のグリーンシート2に向かって下降され、
これにより、図7に示すように、載架台18上で、上層
のグリーンシート2が下層のグリーンシート2に積み重
ねられると共に、前記接着剤13により相互に接着され
る。
【0046】以下、かかる作業を必要に応じて繰り返す
ことにより、多層配線セラミックス基板を得るのに必要
な枚数のグリーンシート2が順次、積み重ねられると共
に、相互に接着される。
【0047】かかる各グリーンシート2の積み重ね・接
着に際しては、前述したように、紫外線硬化樹脂材料か
ら成る溶剤を含まない接着剤13を用いていると共に、
該接着剤13の膜厚を転写印刷により比較的薄いものと
したので、各グリーンシートが膨潤・変形するようなこ
とはなく、各グリーンシート2は、精度よく所定の位置
関係で積み重ねられる。
【0048】かかる後には、図1に示すように、上記の
ように積み重ねて相互に接着したグリーンシート2が、
加熱・加圧されて積層・一体化され、さらにこの積層・
一体化したもの(以下、積層体という)を前記各区画x
の外形線の位置で切断することにより、該積層体から多
層配線セラミックス基板に対応する部分のみが取り出さ
れると共に、接着剤13を塗布した部分が除去される。
【0049】そして、図1に示すように、このようにし
て得た個々の多層配線セラミックス基板に対応する積層
体を、焼成し、さらに必要に応じて、これに表面配線印
刷、再度の焼成及び外形切断等を施すことにより多層配
線セラミックス基板が得られる。
【0050】尚、積層体の焼成は、アルミナセラミック
スから成るものにあっては、非酸化雰囲気中で例えば15
00〜1600℃の高温で行われ、ガラスセラミックスから成
るものにあっては、空気中もしくは窒素雰囲気中で例え
ば850℃〜1000℃の比較的低温で行われる。
【0051】さらに、本実施例では、画像処理装置付き
の印刷機を用い、位置決め穴を認識して位置合わせする
方法を示したが、ガイドピンを用いた上の印刷機でビア
ホールの穴埋め印刷及び配線パターンの印刷を行った後
に、該配線パターンを画像処理装置で認識して位置合わ
せする方法も可能である。
【0052】また、グリーンシートの積み重ねは、下層
のグリーンシートに上層のグリーンシートを順次積み上
げる例を示したが、上層のグリーンシートに下層のグリ
ーンシートを順次積み重ねてゆく方式をとることができ
るのはもちろんである。
【0053】また、本発明は、所定のビアホール及び配
線層を有するグリーンシートを積層して形成するQF
P、PGA等の半導体装置用パッケージにも適用できる
ことはいうまでもなく、本発明において多層配線セラミ
ックス基板とは、これらのパッケージも含む概念であ
る。
【0054】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
においては、複数のグリーンシートを積み重ねる際に、
各グリーンシートに紫外線硬化樹脂材料から成る接着剤
を塗布し、該接着剤により各グリーンシートを相互に接
着するようにしている。この紫外線硬化樹脂は溶剤を含
まないから接着剤による各グリーンシートの膨潤・変形
を防止することができる。さらに、紫外線硬化樹脂材料
から成る接着剤は、紫外線を短時間、照射するだけで比
較的強力な接着力を発揮するので、各グリーンシートの
積み重ね・接着作業を比較的短時間で効率よく行うこと
ができる。
【0055】また、紫外線硬化樹脂材料から成る接着剤
は、紫外線を照射する前は粘度が低いから、その塗布作
業をスクリーン印刷や転写印刷によりその塗布量をコン
トロールしつつ容易に自動化することができ、作業効率
をさらに向上させることができる。
【0056】特に、転写印刷を用いた場合には、接着剤
の塗布量を比較的少ないものにコントロールすることが
でき、各グリーンシートの膨潤・変形を確実に防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層配線セラミックス基板の製造方法
の一例を説明するためのフローチャートである。
【図2】図1の製造方法における工程説明図である。
【図3】図1の製造方法における工程説明図である。
【図4】図1の製造方法における工程説明図である。
【図5】図1の製造方法における工程説明図である。
【図6】図1の製造方法における工程説明図である。
【図7】図1の製造方法における工程説明図である。
【符号の説明】
2…グリーンシート、6…配線パターン、13…接着
剤、16…紫外線照射装置。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年3月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】この種のシート積層法を用いて多層配線セ
ラミックス基板を製造する具体的な方法としては、例え
ば特公平2−21673号公報に開示されているものが
知られている。この方法においては、複数のグリーンシ
ートにビアホールを穿設した後に、スクリーン印刷によ
り、該ビアホールを導体ペーストにより穴埋すると共
に、各グリーンシート上に配線パターンを印刷し、次い
で、これらのグリーンシートを積み重ねると共に接着剤
により相互に仮接着し、しかる後に、これを加熱・加圧
することにより各グリーンシートを積層・一体化し、さ
らに焼成することにより多層配線セラミックス基板を製
造するようにしている。そして、この方法においては、
ビアホールの穿設及び穴埋め、配線パターンの印刷、並
びに各グリーンシートの積層に際して、画像処理装置を
用いることにより、これらの各作業工程におけるグリー
ンシートの印刷装置等に対する位置決め精度、あるい
は、積層時における各グリーンシートの相互の位置決め
精度を向上させるようにしている。しかしながら、この
種の製造方法においては、特に、グリーンシートを積み
重ねて相互に接着する際に、粘着性樹脂材料や熱硬化性
樹脂材料から成る接着剤が一般に使用されており、この
ような接着剤を用いていたために、次のような不都合が
あった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】この場合、グリーンシート1の厚さは、0.
1 〜0.8 mm程度であることが好ましく、本実施例では、
例えば、0.1mm とした。また、グリーンシート1を構成
するセラミックス材料としては、アルミナ、ムライト、
窒化アルミニウム、セラミック粉末(アルミナ、ムライ
ト、コージェライト等)とガラスとを混合してなる低温
焼成用のガラスセラミックスが用いられる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0050
【補正方法】変更
【補正内容】
【0050】尚、積層体の焼成は、アルミナやムライト
の場合非酸化雰囲気中で例えば1500〜1600℃、窒化アル
ミニウムの場合同じく非酸化雰囲気中で例えば1750〜18
50℃の高温で行われ、ガラスセラミックスの場合には
気中もしくは窒素雰囲気中で例えば 850〜1000℃の比較
的低温で行われる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】必要に応じてビアホールの穿設、ビアホー
    ルの穴埋め印刷及び配線パターンの印刷を施した複数の
    グリーンシートを積み重ねて加熱・加圧することにより
    積層・一体化し、さらに、その積層体を焼成することに
    より多層配線セラミックス基板を製造する方法におい
    て、前記複数のグリーンシートを積み重ねる際に、各グ
    リーンシートに紫外線硬化樹脂材料から成る接着剤を塗
    布する工程と、該塗布後に該接着剤に紫外線を照射する
    工程と、該照射後に各グリーンシートを積み重ねて相互
    に接着を行う工程とを備えたことを特徴とする多層配線
    セラミックス基板の製造方法。
  2. 【請求項2】前記各グリーンシートへの前記接着剤の塗
    布は転写印刷により行うことを特徴とする請求項1記載
    の多層配線セラミックス基板の製造方法。
JP6532292A 1992-03-23 1992-03-23 多層配線セラミックス基板の製造方法 Expired - Lifetime JPH07118580B2 (ja)

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