JPH06224557A - キャビティ付きセラミック多層ブロックの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャビティ付きセラミック多層ブロックを得
るためのキャビティ付きセラミック積層体のプレスを、
均等な圧下率で行なえるようにする。 【構成】 セラミック積層体１４のキャビティ１３の形
状および寸法に適合するように、複数の金型２２〜２５
を用意し、これら金型２２〜２５を互いに独立して動作
させ得る状態としながら、弾性体３０を介してプレス板
３１から圧力を加え、セラミック積層体１４をプレスす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえばＩＣパッケ
ージとなるべきキャビティ付きセラミック多層回路基板
を得るためのキャビティ付きセラミック多層ブロックの
製造方法に関するもので、特に、セラミックグリーンシ
ートを積重ねた後のプレス工程の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】セラミック多層回路基板は、それを構成
するセラミック層の界面において配線パターン等を形成
するとともに、特定のセラミック層を貫通するようにビ
アホールを設けることによって、その上下の配線パター
ン等を接続する構造を有していることから、各種電子機
器の回路構成の高密度化に貢献している。このような多
層回路基板の一層の高密度化および複合化を達成するた
め、キャビティ付き多層回路基板が提案されている。キ
ャビティ付き多層回路基板によれば、そのキャビティ内
に、たとえばＩＣのような別の部品を配置することがで
き、高密度化だけでなく、複合化をも達成することがで
きる。

【０００３】上述したようなセラミック多層回路基板を
得るには、キャビティ付きセラミック多層ブロックを製
造しなければならない。キャビティ付きセラミック多層
ブロックは、基本的には、複数のセラミックグリーンシ
ートを積重ね、得られたセラミック積層体をプレスする
工程を経て製造される。そして、複数のセラミックグリ
ーンシートを順次積重ねる際、積重ね後の状態において
セラミック積層体がキャビティを形成している状態とな
るように、積重ねの途中から、キャビティとなるキャビ
ティ穴が既に設けられたセラミックグリーンシートを積
重ねることが行なわれる。このようにして得られたセラ
ミック積層体１が、図８に示されている。

【０００４】図８を参照して、ベース板２上にはキャビ
ティ穴が設けられていない複数のセラミックグリーンシ
ート３が、まず、積重ねられ、その上に、キャビティ穴
４が設けられた複数のセラミックグリーンシート５が積
重ねられる。さらに、その上には、キャビティ穴４より
大きなキャビティ穴６が設けられた複数のセラミックグ
リーンシート７が積重ねられ、その上に、キャビティ穴
６より大きなキャビティ穴８が設けられた複数のセラミ
ックグリーンシート９が積重ねられる。このようにし
て、キャビティ穴４、６および８の集合からなるキャビ
ティ１０を備えるセラミック積層体１が得られる。

【０００５】次に、セラミック積層体１は、複数のセラ
ミックグリーンシート３、５、７および９の互いの間の
密着性を高めるため、プレスされなければならない。こ
のプレスのため、図８に示すような段付きの金型１１が
用いられる。この段付きの金型１１の形状および寸法
は、キャビティ１０の形状および寸法、より特定的に
は、キャビティ穴４、６および８の各形状および各寸法
ならびにこれらキャビティ穴４、６および８を形成した
セラミックグリーンシート５、７および９の積重ね数な
どを考慮して、セラミックグリーンシート３、５、７お
よび９の各々に対して適正な圧下率が得られるように設
計されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ックグリーンシート３、５、７および９を、たとえばド
クターブレード等によって成形する際の厚みのばらつき
などにより、キャビティ１０の形状または寸法が、用意
された金型１１の形状または寸法に適合しないことがあ
る。

【０００７】上述したような形状または寸法の不適合が
生じると、セラミック積層体１の不所望な変形が生じた
り、十分なプレスが及ぼされない箇所が生じたりするこ
とがある。また、金型１１に対しては、極めて高い圧力
がかけられるので、金型が変形したりすることもある。

【０００８】上述した金型の変形に対しては、金型の機
械的強度を高めるため、金型の厚みを増すことも考えら
れるが、そのようにすれば、金型が重量化し、プレスの
作業性が低下するとともに、金型に要するコストが高く
なる。

【０００９】また、上述したような不都合を回避するた
めには、金型を高精度に加工する必要があるが、これに
よっても、金型に要するコストが高くなってしまう。

【００１０】また、図８に示した金型１１は、図８に示
すようなキャビティ１０を備えるセラミック積層体１の
プレスにしか適用できず、キャビティの形状および寸法
が異なれば、別の金型が必要となる。そのため、多品種
少量生産には、１種類の金型では対応できない。

【００１１】それゆえに、この発明の目的は、上述した
ような問題を解決し得る、キャビティ付きセラミック多
層ブロックの製造方法を提供しようとすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るキャビテ
ィ付きセラミック多層ブロックの製造方法では、まず、
キャビティとなるキャビティ穴が設けられた複数の第１
のセラミックグリーンシート、およびキャビティ穴が設
けられていない複数の第２のセラミックグリーンシート
を用意する工程、ならびに、前記第２のセラミックグリ
ーンシートの上に前記第１のセラミックグリーンシート
を積重ね、それによってキャビティが形成されたセラミ
ック積層体を得る工程を備えている。この発明では、上
述した技術的課題を解決するため、金型として、分割さ
れた金型が用いられる。すなわち、前記第１のセラミッ
クグリーンシートに接する接触面を有する第１の金型、
および前記キャビティ穴内に受け入れられかつ前記第２
のセラミックグリーンシートの前記キャビティ穴から露
出する部分に接する接触面を有する第２の金型が用意さ
れる。そして、前記セラミック積層体に対し、前記第１
の金型を前記第１のセラミックグリーンシートに接する
ように位置決めするとともに、前記第２の金型を前記第
１の金型の内側において前記第２のセラミックグリーン
シートの前記キャビティ穴から露出する部分に接するよ
うに位置決めする。そして、前記第１および第２の金型
を互いに独立して動作させ得る状態としながら、当該第
１および第２の金型を介して、前記セラミック積層体を
プレスする。

【００１３】

【作用】この発明において、分割された第１および第２
の金型は、互いに独立して動作し得るので、それぞれの
接触面において適正な圧力を対応の部分に及ぼすことが
できる。

【００１４】

【発明の効果】したがって、この発明によれば、セラミ
ック積層体を構成するセラミックグリーンシートの厚み
のばらつきにより、キャビティの形状および寸法が設計
値からずれても、分割された金型により、それぞれ対応
の箇所を適正にプレスすることができる。その結果、得
られたキャビティ付きセラミック多層ブロックにおい
て、プレスが不十分な箇所が生じたり、不所望な変形が
生じたりすることを防止でき、その結果、このキャビテ
ィ付きセラミック多層ブロックから得られた製品として
の多層回路基板の寸法精度を高めることができるととも
に、特性に対して高い信頼性を期待することができる。

【００１５】また、前述したように、キャビティと一体
の金型との不適合によって生じ得る金型の変形という問
題点に遭遇することがない。その結果、この発明によれ
ば、金型の機械的強度がそれほど高くされなくてもよ
く、その結果、金型を軽量化でき、プレスの作業性が向
上する。また、この発明によれば、金型が分割されるこ
とから、個々の金型についての軽量化も可能である。

【００１６】また、この発明によれば、金型が分割され
るので、セラミック積層体のキャビティの深さが異なる
だけであったり、キャビティ内にいくつかの段差が形成
されるときに、そのような段差の大きさが異なるだけで
あれば、共通の金型を用いて、多品種少量生産に対応す
ることができる。

【００１７】また、キャビティ付きセラミック多層回路
基板において、キャビティ内に配置された電子部品が多
層回路基板に設けられた配線パターンとの間でワイヤボ
ンディングにより結線される場合、ワイヤボンディング
される多層回路基板側の面は平坦であることが望まれ
る。この発明によれば、このような平坦面を設計どおり
に得ることができ、ワイヤボンディングに対する信頼性
も高められる。

【００１８】また、セラミック積層体をプレスすると
き、不所望な変形がセラミック積層体に生じるとすれ
ば、そのような不所望な変形を考慮して、配線パターン
またはビアホールの密度を決めなければならない。しか
しながら、この発明によれば、プレス工程において、セ
ラミック積層体の不所望な変形がほとんど生じないの
で、上述したような配線パターンおよびビアホールなど
を高密度で配置することができるようになる。

【００１９】

【実施例】図１ないし図６は、この発明の一実施例を説
明するためのものである。

【００２０】まず、図１に示すように、ベース板１２上
において、キャビティ１３が形成されたセラミック積層
体１４が用意される。セラミック積層体１４は、前述し
たセラミック積層体１と同様、キャビティ穴が設けられ
ていない複数のセラミックグリーンシート１５が、ま
ず、ベース板１２上に積重ねられ、次いで、キャビティ
穴１６が設けられた複数のセラミックグリーンシート１
７がその上に積重ねられ、次いで、キャビティ穴１６よ
り大きいキャビティ穴１８が設けられた複数のセラミッ
クグリーンシート１９がその上に積重ねられ、さらに、
キャビティ穴１８より大きなキャビティ穴２０が設けら
れた複数のセラミックグリーンシート２１が積重ねられ
ることによって得られたものである。キャビティ１３
は、キャビティ穴１６、１８および２０の集合として与
えられる。

【００２１】次に、図２に示すように、複数の分割され
た金型２２、２３、２４および２５が用意される。これ
ら金型２２〜２５の平面形状が、組合せた状態で図６に
示されている。金型２２は、積層体１４のセラミックグ
リーンシート２１（図１）に接する接触面２６を有す
る。金型２３は、キャビティ穴２０（図１）内に受け入
れられかつセラミックグリーンシート１９のキャビティ
穴２０から露出する部分に接する接触面２７を有する。
金型２４は、キャビティ穴１８内に受け入れられかつセ
ラミックグリーンシート１７のキャビティ穴１８から露
出する部分に接する接触面２８を有する。金型２５は、
キャビティ穴１６内に受け入れられかつセラミックグリ
ーンシート１５のキャビティ穴１６から露出する部分に
接する接触面２９を有する。

【００２２】これら金型２２〜２５は、図２および図６
に示すように、金型２３が金型２２の内側に、金型２４
が金型２３の内側に、および、金型２５が金型２４の内
側にそれぞれ位置するように配置される。

【００２３】図２および図６に示した配置状態を維持し
ながら、次に、図３に示すように、金型２２がセラミッ
クグリーンシート２１に接し、金型２３がセラミックグ
リーンシート１９に接し、金型２４がセラミックグリー
ンシート１７に接し、および、金型２５がセラミックグ
リーンシート１５に接するように位置決めされる。そし
て、これら金型２２〜２５の上には、シリコーンラバー
のような材質からなる弾性体３０が置かれる。

【００２４】次に、図４に示すように、弾性体３０の上
からプレス板３１によって矢印３２で示すように加圧さ
れ、それによってセラミック積層体１４がプレスされ
る。このとき、金型２２〜２５は、互いに独立して動作
し、それぞれ対応のセラミックグリーンシートを所望の
ごとくプレスする。

【００２５】このようにして得られたセラミック多層ブ
ロック３３が図５に示されている。セラミック多層ブロ
ック３３には、前述したキャビティ１３に由来するキャ
ビティ３４が形成されている。セラミック多層ブロック
３３において、その各部分における圧下率は実質的に均
等であり、不所望な変形または歪みが生じていない。こ
のセラミック多層ブロック３３は、次いで、焼成され、
それによって、目的とするセラミック多層回路基板が得
られる。なお、図１ないし図５では、セラミック積層体
１４またはセラミック多層ブロック３３の内部または表
面に形成される配線パターンや導電パターンおよびビア
ホールの図示が省略されている。

【００２６】上述した図４の工程では、剛体プレスが適
用されたが、図７に示すように、静水圧プレスが適用さ
れてもよい。

【００２７】すなわち、ベース板１２から弾性体３０に
至る構造物全体が、想像線で示すバッグ３５内に真空パ
ックされ、その状態で、矢印３６で示すように静水圧が
付与される。これによっても、前述した実施例と同様の
プレスがセラミック積層体１４に対して与えられる。

【００２８】なお、図７に示した実施例において、弾性
体３０は、特に用いられなくてもよい。

【００２９】また、図６において、金型２４の箇所に想
像線を付与したように、金型２２〜２５の少なくとも１
つが、さらに分割されたもので構成されてもよい。

【００３０】また、図示の実施例では、セラミック積層
体１４またはセラミック多層ブロック３３のキャビティ
１３または３４において、いくつかの段差が設けられた
が、このような段差のないキャビティを備えるセラミッ
ク積層体またはセラミック多層ブロックに対しても、こ
の発明を適用することができる。したがって、プレス工
程で用いられる分割された金型の最小分割数は、「２」
ということができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に含まれる第１の工程を示
す断面図である。

【図２】図１に示した工程の後に実施される第２の工程
を示す断面図である。

【図３】図２に示した工程の後に実施される第３の工程
を示す断面図である。

【図４】図３に示した工程の後に実施される第４の工程
を示す断面図である。

【図５】第１ないし第４の工程を経て得られたセラミッ
ク多層ブロック３３を示す断面図である。

【図６】図２ないし図４に示した金型２２〜２５の平面
図である。

【図７】この発明の他の実施例に含まれる図４に示した
工程に相当する工程を示す断面図である。

【図８】従来のセラミック積層体１をプレスする工程を
説明するための断面図である。

【符号の説明】

１３，３４ キャビティ １４ セラミック積層体 １５，１７，１９，２１ セラミックグリーンシート １６，１８，２０ キャビティ穴 ２２〜２５ 金型 ２６〜２９ 接触面 ３０ 弾性体 ３１ プレス板 ３３ セラミック多層ブロック ３５ バッグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティとなるキャビティ穴が設けら
   れた複数の第１のセラミックグリーンシート、およびキ
   ャビティ穴が設けられていない複数の第２のセラミック
   グリーンシートを用意し、 前記第２のセラミックグリーンシートの上に前記第１の
   セラミックグリーンシートを積重ね、それによってキャ
   ビティが形成されたセラミック積層体を得、 前記第１のセラミックグリーンシートに接する接触面を
   有する第１の金型、および前記キャビティ穴内に受け入
   れられかつ前記第２のセラミックグリーンシートの前記
   キャビティ穴から露出する部分に接する接触面を有する
   第２の金型を用意し、 前記セラミック積層体に対し、前記第１の金型を前記第
   １のセラミックグリーンシートに接するように位置決め
   するとともに、前記第２の金型を前記第１の金型の内側
   において前記第２のセラミックグリーンシートの前記キ
   ャビティ穴から露出する部分に接するように位置決め
   し、 前記第１および第２の金型を互いに独立して動作させ得
   る状態としながら、当該第１および第２の金型を介し
   て、前記セラミック積層体をプレスする、 各工程を備える、キャビティ付きセラミック多層ブロッ
   クの製造方法。