JPH06152135A - セラミックス多層基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板面内に焼成収縮率のバラツキがなく、し
かも膨れや位置ずれが存在しないセラミックス多層基板
の製造方法を提供すること。 【構成】 複数枚のセラミックスグリーンシートを積層
してプレスする工程において、先ず積層されたグリーン
シートの端部において位置決めのための仮接着を行い、
その後、接着されていないグリーンシート間に接着剤を
塗布し、塑性変形しない温度・圧力条件下で先に接着し
た部分から漸次連続的にプレスを行なうセラミックス多
層基板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を搭載するた
めのセラミックス多層基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックス多層基板は、セラミックス
粉末にバインダーを混合したスラリーをドクターブレー
ド法などで薄板状のグリーンシートに形成し、該グリー
ンシートに貫通孔を加工した後、該貫通孔に配線導体材
料である金属粉末をペースト状としたものを充填して配
線パターンを形成し、その後、前記配線パターンが形成
されたグリーンシートを必要枚数積み上げ、グリーンシ
ート中のバインダーによって積み重ねたグリーンシート
が一体化するような温度と圧力を加えてプレスし、最後
に所定温度で一体化したセラミックス多層板を焼成する
という工程で製造される。

【０００３】ここで、上記グリーンシート中のバインダ
ーによって積み重ねたグリーンシートを一体化するに
は、例えば５０°Ｃ以上の温度で、１００ｋｇ／ｃｍ²
以上の高圧をかけてプレスする必要があった。しかし、
このようなプレス条件では、グリーンシートに形成され
た配線パターンの密度の違いなどによる小さな変形量の
差でも、焼成収縮に大きな影響をもたらす塑性変形が該
グリーンシートに起こり、結果として、グリーンシート
の焼成収縮率がその基板面内において大きくバラツクも
のとなっていた。

【０００４】これに対し、グリーンシートの特性に影響
を与えない液状接着剤を、該グリーンシート間に塗布
し、弾性変形しか起きない領域の圧力で塗布した接着剤
の乾燥前に積層されたグリーンシートをプレスすると、
上記焼成収縮率の面内バラツキを低減できることがわか
っている。そこで従来は、接着剤をグリーンシートの全
面に塗布し、該接着剤の未乾燥状態において上に重ねる
グリーンシートの全面を、図１に示したように同時にプ
レスして接着するという工程を採用していた。ここで、
図中１０１はプレス装置全体を示し、１０２は該プレス
装置の上型、１０３は下型である。また１０４は上記プ
レス装置に立設されたガイドピン、１０５は該ガイドピ
ンによって位置決めされたグリーンシートである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の技術では、複数枚のグリーンシートを接着する
際に、その全面を同時にプレスして接着するため、グリ
ーンシート間から空気が抜けず、グリーンシートが膨れ
ることや、その膨れによる層間の位置ずれといった課題
が生じていた。

【０００６】本発明は、上述した従来技術が有する課題
に鑑みなされたものであって、その目的は、未乾燥の接
着剤が塗布された状態のグリーンシートを、膨れや位置
ずれの起きないように積み重ね、そしてプレスするセラ
ミックス多層基板の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、複数枚のセラミックスグリーンシートを積
層してプレスする工程において、先ず積層されたグリー
ンシートの端部において位置決めのための仮接着を行
い、その後、接着されていないグリーンシート間に接着
剤を塗布し、塑性変形しない温度・圧力条件下で先に接
着した部分から漸次連続的にプレスを行なうセラミック
ス多層基板の製造方法とした。

【０００８】上記した本発明にかかるセラミックス多層
基板の製造方法によれば、接着剤を使用し、積層された
セラミックスグリーンシートが塑性変形しない温度・圧
力条件下でプレスを行なうため、セラミックスグリーン
シートにプレスによる変形が残存しないと共に、そのプ
レスは、位置決めのための仮接着がなされた部分から漸
次連続的に行なわれるため、上記接着剤中に取込まれた
空気を逃がすことが可能となり、該空気による膨れ、或
いは層間の位置ずれといった課題が生じないセラミック
ス多層基板の製造方法となる。

【０００９】ここで、上記位置決めのための仮接着の方
法としては、複数枚のセラミックスグリーンシートを位
置合わせした後に、該セラミックスグリーンシートの端
部の一部を、接着剤を塗布することなしにグリーンシー
ト間が接着するのに充分な温度・圧力をかけてプレスす
る方法を採用することができる。この方法によれば、接
着剤を塗布する手間が省け、その作業が簡易なものとな
ることから好ましい。なお、このプレス圧力の具体的条
件は、グリーンシートの材料組成や、その他の構成材料
の種類により異なるが、通常５０°Ｃ以上の温度で、１
００ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧力をかけてプレスすれば、位
置決めのための仮接着が可能である。但し、この仮接着
の際も、接着剤を塗布し、グリーンシートの弾性変形領
域内の圧力でプレスして接着させる方法も、本発明にお
いては採用することができる。

【００１０】また、上記グリーンシート間に塗布する接
着剤としては、グリーンシート製造の際に用いたバイン
ダを、水又は溶剤などで希釈したもの、或いはそのまま
の状態のものを使用すれば良い。もちろん他の種類の接
着剤を用いても構わないが、何れにしても焼成後に灰分
の残らない組成の接着剤を用いることが望ましい。

【００１１】以下、上記した本発明を詳細に説明する。

【００１２】セラミックス多層基板は、セラミックスグ
リーンシートを必要枚数だけ積層し、その後プレスを行
なうことで積層したグリーンシートを一体化し、それを
焼成することで得られる。

【００１３】ここで、当然のことながら、上記積層工程
で接着された上下層は、電気的導通が得られなければな
らない。そのため、各グリーンシートのスルーホールに
充填された導電ペーストは、上下層の導電ペーストと正
確に接触する必要があり、上下層のグリーンシートの位
置合せは、正確になされることが重要となる。この位置
合せの方法としては、ガイドバー方式や、ガイドピン方
式が通常用いられる。

【００１４】ガイドバー方式とは、例えばプレス台座の
上端と左端に高さをもったバー（棒、板）を設置してお
き、そのバーにシート端部を押し当てて、シートの上端
及び左端を規定する方法である。また、ガイドピン方式
とは、予めプレス台座に設置した２箇所以上のガイドピ
ンに合せてグリーンシートにガイド穴を穿設し、該ガイ
ド穴をプレス台座上の上記ピンに挿入しながら各グリー
ンシートを積層してゆく方法である。ここで、グリーン
シートのようにフレキシブルな状態のものは、ガイドピ
ン方式が適している。

【００１５】複数枚のグリーンシートを上記方法により
正確に位置合せした後、例えば積層されたグリーンシー
トの端部の一部を接着剤を塗布することなしにグリーン
シート間が接着するのに充分な温度・圧力をかけてプレ
スする。この際、グリーンシート中のバインダーで上下
層のグリーンシートを接着できるが、グリーンシートは
プレス圧力により塑性変形を起こす。しかし、ここでプ
レスされた部分は、後にカットされるような基板として
は不必要な箇所を用いることにより、その塑性変形は問
題とはならない。このように、塑性変形は起こすが、接
着剤なしでグリーンシートを接着できるというこの仮接
着の方法は、本発明の必須の構成ではないが、好ましい
構成である。

【００１６】次にガイドピンから上記仮接着がなされた
グリーンシートを抜き取り、接着されていない部分に、
例えばグリーンシートに含まれているバインダーを有機
溶剤もしくはイオン交換水を用いて噴霧できる状態にま
で希釈したものを接着剤として塗布する。その後、弾性
変形しか起こさない程度の圧力で、積層されたグリーン
シートをプレスをするが、この際、プレスの前に接着剤
の塗布された面が上方のグリーンシートに付着しないよ
うに、例えばプラスチィック製治具をグリーンシートの
間に入れ、プレス時には該プラスチィック製治具がグリ
ーンシート間から滑り抜けるように隙間を開けておく。

【００１７】上記準備を整えた後、仮接着がなされた部
分から、例えば２本のロールの間を通す構造のプレス装
置を用いて積層されたグリーンシートをプレスする。こ
のようなロール構造のプレス装置は、グリーンシートを
プレス投入側から順次プレスできるため、先に述べたよ
うな空気が抜けないという問題点を解決できる。

【００１８】以上のようにして積層・プレスされたグリ
ーンシートを、脱バインダーの後に焼成すると、変形或
いは層間の位置ズレのないセラミックス多層基板を得る
ことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。

【００２０】−実施例− セラミックスグリーンシートとして、ほうけい酸鉛系の
ガラス５０重量部と、アルミナ粉末５０重量部に、東亜
合成化学（株）社製のポリアクリルエマルジョンの水系
バインダ（ＡＳ−５５００）を加えて作ったスラリー
を、ドクターブレードにて塗工し、作製した９５ｍｍ角
で、厚さ１８５μｍのセラミックスグリーンシートを用
いた。また、接着剤は、上記グリーンシートの作製に用
いたポリアクリルエマルジョン系の水系バインダーを、
イオン交換水で４０ｖｏｌ％に希釈したものを使用し
た。

【００２１】先ず、上記グリーンシート１を、図２に示
すプレス装置２の下型３上に、ガイドピン４を利用して
正確に位置決めしながら６層積層した後、その一部をプ
レス上型５でプレスした。このプレス条件は、６５°Ｃ
で、３００ｋｇ／ｃｍ² の圧力をかけて３分間行なっ
た。

【００２２】次に、上記プレスによりその一部が仮接着
されたグリーンシート１の各層の表面に、予め準備した
噴霧装置を用いて上記接着剤を適量塗布した。この塗布
した接着剤が、次工程のプレス前に上層のグリーンシー
トに付着するのを防止するため、図３に示したようにプ
ラスチィック製治具６をグリーンシート１間に入れ、プ
レス時には該プラスチィック製治具６が滑り抜けるよう
に０．５ｍｍ程度の隙間をグリーンシート１間に開けて
おいた。

【００２３】その後、図３のように２本のロールの間を
通す構造の熱プレス装置７に、仮接着された部分から順
次グリーンシート１を投入し、プレスした。このプレス
条件は、７０°Ｃの温度で、３ｋｇ／ｃｍ² の圧力をか
けて５秒間行なった。

【００２４】上記のように積層・プレスされたグリーン
シートを、４００°Ｃの温度で６時間加熱し脱バインダ
ーを行なった後、８５０°Ｃで１０分間焼成した。得ら
れたセラミックス多層基板は、膨れ、層間の位置ずれの
ないセラミックス多層基板であった。

【００２５】−比較例− この比較例において上記実施例と異なる点は、接着剤を
グリーンシートの全面に塗布し、未乾燥状態でグリーン
シートを上に重ね、更に重ねたグリーンシートに接着剤
を塗布するということを必要枚数繰り返した後、積層さ
れたグリーンシートの全面を同時にプレスしたことであ
る。他の工程、条件等は実施例と同じである。得られた
セラミックス多層基板は、膨れ、層間の位置ずれが存在
するものであった。

【００２６】

【効果】以上説明した本発明にかかるセラミックス多層
基板の製造方法によれば、接着剤を使用し、積層された
セラミックスグリーンシートが塑性変形しない温度・圧
力条件下でプレスを行なうため、セラミックスグリーン
シートにプレスによる変形が残存しないと共に、そのプ
レスは、位置決めのための仮接着がなされた部分から漸
次連続的に行なわれるため、上記接着剤中に取込まれた
空気を逃がすことが可能となり、該空気による膨れ、或
いは層間の位置ずれといった不具合がなく、品質の良好
なセラミックス多層基板を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のセラミックス多層基板の製造方法におけ
る積層・プレス工程を示した概念図である。

【図２】本発明にかかるセラミックス多層基板の製造方
法における仮接着工程の一実施例を示した概念図であ
る。

【図３】本発明にかかるセラミックス多層基板の製造方
法におけるプレス工程の一実施例を示した概念図であ
る。

【符号の説明】

１ グリーンシート ２ 仮接着用プレス装置 ４ ガイドピン ６ プラスチィック製治具 ７ ロール式熱プレス装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のセラミックスグリーンシートを
   積層してプレスする工程において、先ず積層されたグリ
   ーンシートの端部において位置決めのための仮接着を行
   い、その後、接着されていないグリーンシート間に接着
   剤を塗布し、塑性変形しない温度・圧力条件下で先に接
   着した部分から漸次連続的にプレスを行なうことを特徴
   とするセラミックス多層基板の製造方法。
2. 【請求項２】 上記位置決めのための仮接着の方法が、
   複数枚のセラミックスグリーンシートを位置合わせした
   後、該セラミックスグリーンシートの端部の一部を、接
   着剤を塗布することなしにグリーンシート間が接着する
   のに充分な温度・圧力をかけてプレスする方法であるこ
   とを特徴とする、請求項１記載のセラミックス多層基板
   の製造方法。