JPH07193163A

JPH07193163A - キャビティ付き多層ブロックのプレス方法

Info

Publication number: JPH07193163A
Application number: JP5331853A
Authority: JP
Inventors: Norio Sakai; 範夫酒井; Takeshi Saito; 毅斎藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28

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プ
レスするとき、キャビティの部分に不所望な変形が生じ
ることを抑制する。【構成】キャビティ付きセラミック多層ブロック３１
を与えるセラミックグリーンシート３３，３５，３７，
３９を構成する材料と同じかほぼ同じ塑性変形曲線を有
するたとえばセラミックスラリのような材料からなる媒
体４２を、キャビティ４０内に充填し、この媒体４２を
介して多層ブロック３１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、複数のシートを積重
ねることによって得られた多層ブロックを積重ね方向に
プレスする方法に関するもので、特に、積重ねられるシ
ートのうちの特定のものに設けられた穴によって与えら
れたキャビティを備える、キャビティ付き多層ブロック
のプレス方法に関するものである。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に用意されるキャビティ付きセ
ラミック多層ブロックをプレスするのに有利に適用され
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や導電パ
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
容易に達成することができる。

【０００３】上述したようなキャビティ付きセラミック
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。このようなブロ
ックは、基本的には、複数のセラミックグリーンシート
を積重ねて得られるものである。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、積重ね後におい
て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、キャビティとなるべき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キャビティ付きセラミック
多層ブロックは、それを構成する複数のセラミックグリ
ーンシートの互いの間の密着性を高めるため、次いで、
積重ね方向にプレスされなければならない。図４に、従
来のプレス方法の一例が断面図で示されている。

【０００４】図４に示したキャビティ付きセラミック多
層ブロック１は、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２と、その上に積重ねられ、穴３が設
けられた複数のセラミックグリーンシート４と、その上
に積重ねられ、穴３より大きな穴５が設けられた複数の
セラミックグリーンシート６と、その上に積重ねられ、
穴５より大きな穴７が設けられた複数のセラミックグリ
ーンシート８とを備える。そして、多層ブロック１に
は、穴３、５および７の集合からなるキャビティ９が形
成されている。

【０００５】上述した多層ブロック１は、図４（ａ）に
示すように、金型１０内に入れられる。次いで、図４
（ｂ）に示すように、多層ブロック１は、金型１０とと
もに、袋１１内に入れられ、この袋１１によって真空パ
ックされる。次いで、真空パックされた多層ブロック１
は、静水圧プレス装置の水槽内に入れられ、水槽内の水
が加圧されることにより、図４（ｂ）において矢印で示
すように、多層ブロック１に静水圧が及ぼされる。その
結果、セラミックグリーンシート２、４、６および８が
積重ね方向にプレスされ、それによって互いの間の密着
性が高められる。

【０００６】次いで、上述のようにしてプレスされた多
層ブロック１は、袋１１を破った後、金型１０から取出
され、焼成される。これによって、所望のキャビティ付
きセラミック多層回路基板が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た多層ブロック１のプレス工程において、以下に述べる
ような問題に遭遇することがある。図５は、図４（ｂ）
に示したプレス工程において多層ブロック１に及ぼされ
る圧力の状態を示す図解的断面図である。

【０００８】多層ブロック１がプレスされるとき、図５
に示すように、矢印１２で示すような積重ね方向に向く
圧力が及ぼされるだけでなく、矢印１３で示すようなキ
ャビティ９をその径方向に拡げる方向にも圧力が及ぼさ
れる。その結果、多層ブロック１において、以下に述べ
るような不所望な変形等が生じることがある。

【０００９】まず、キャビティ９の平面形状において、
各辺が外方へわずかに湾曲する形状に変形する。このた
め、多層ブロック１の内部にある配線パターンやビアホ
ールが不所望に変形したり、変位したりすることがあ
る。より具体的には、図６の領域１４において図示する
ように、配線パターン１５とビアホール１６との位置関
係がずれ、互いの間の導通が所望のごとく達成されない
ことがある。また、図６の領域１７で示すように、複数
のビアホール１８および１９の縦列状態が崩され、導通
不良を招くことがある。また、図７に示すように、互い
に関係する配線パターン２０および２１の間の距離２２
が設計からずれ、それによって、特性の不良を招くこと
がある。

【００１０】また、図８に示すように、キャビティ９内
に形成される段２３の稜２４の部分が丸く変形されるこ
とがある。このような段２３上には、キャビティ９内に
配置される電子部品との間でワイヤボンディングにより
結線される配線パターン等が形成されるが、この配線パ
ターン等が形成された面に、上述したような丸みが形成
されると、ボンディングワイヤ２５による結線を所望の
ごとく達成することが困難になる。他方、段２３の稜２
４が丸くされても、配線パターン等に影響を及ぼさない
ように、段２３の幅を広げることも考えられるが、この
場合には、多層回路基板の設計に余裕が必要となり、そ
の結果、高密度化および小型化の障害となる。

【００１１】また、図９に示すように、セラミック多層
ブロック１の特定の箇所において、複数の配線パターン
２６または２７の厚みが比較的大きく重畳された場合、
プレス後において、多層ブロック１の特定の箇所に比較
的大きな凸部２８および２９が形成されてしまうことが
ある。このような凸部２８および２９の存在は、たとえ
ばキャビティ９内に配置される電子部品の高さの変動を
もたらし、ワイヤボンディングによる配線のミスを引起
こしたり、また、表面の配線パターン３０上に、たとえ
ば抵抗膜を印刷するとき、抵抗膜のにじみまたは厚みの
ばらつきをもたらしたりすることがあり、その結果、抵
抗膜によって与えられる抵抗値をばらつかせることがあ
る。

【００１２】それゆえに、この発明の目的は、上述した
ような種々の問題を解決し得る、キャビティ付き多層ブ
ロックのプレス方法を提供しようとすることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数のシー
トを積重ねることにより得られるものであって、これら
シートのうちの特定のものに設けられた穴によって与え
られたキャビティを備える、キャビティ付き多層ブロッ
クを積重ね方向にプレスする方法に向けられるものであ
って、上述した技術的課題を解決するため、前記シート
を構成する材料と同じかほぼ同じ塑性変形曲線を有する
材料からなる媒体を用意し、この媒体によって前記キャ
ビティを充填し、媒体を介して、キャビティ付き多層ブ
ロックをプレスする、各工程を備えることを特徴として
いる。

【００１４】上述した媒体によってキャビティを充填す
る工程において、好ましくは、媒体とキャビティの内面
との間に、キャビティの内面に沿うように変形可能なフ
ィルムが位置される。

【００１５】また、この発明による典型的な実施例で
は、前記シートはセラミックグリーンシートであり、か
つ、前記媒体はセラミックスラリである。

【００１６】

【作用】この発明では、プレスするにあたり、キャビテ
ィ内に媒体が充填される。この媒体は、シートを構成す
る材料と同じかほぼ同じ塑性変形曲線を有する材料から
なるので、それに対して及ぼされる外力による塑性変形
の挙動は、シートのそれと実質的に同様である。したが
って、プレスされるべきキャビティ付き多層ブロック
は、塑性変形に関しては、キャビティを備えない多層ブ
ロックと実質的に同様の挙動を示し、そのため、キャビ
ティ付き多層ブロックは、キャビティの部分も含めて、
全体として均等にプレスさせることができる。

【００１７】

【発明の効果】このように、この発明によれば、キャビ
ティ付き多層ブロックをプレスするとき、キャビティの
部分が不所望に変形されることが抑制される。その結
果、この発明を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
プレスに適用すれば、前述した図６ないし図９に示した
問題を解決または緩和することができる。

【００１８】すなわち、キャビティの周囲の配線パター
ン等の不所望な変形が抑制されることになるため、配線
パターン等とビアホールとの導通信頼性が向上する。ま
た、ビアホールの縦列状態のずれが抑制されるため、縦
列するビアホールの導通信頼性が高められる。また、配
線パターン等またはビアホール相互の間隔の変化が小さ
くなるため、所望の特性を安定して得られるようにな
る。これらのことから、ビアホールの小径化、配線パタ
ーン等の細線化および狭ピッチ化が図れ、セラミック多
層回路基板の高密度化および小型化の促進が可能とな
る。

【００１９】また、この発明を同様にキャビティ付きセ
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プレスに適用すれば、キャビティ
に備える段の稜が丸くならないため、ワイヤボンディン
グの信頼性が高められる。また、ワイヤボンディングさ
れるべき配線パターン等の形成領域が、段の稜が丸くな
ることによって狭められることがないので、ワイヤボン
ディングされるべき配線パターン等を効率的に配置する
ことができ、このことも、多層回路基板の高密度化およ
び小型化に寄与する。

【００２０】また、この発明を同様にキャビティ付きセ
ラミック多層ブロックのプレスに適用すれば、当該多層
ブロックの表面上の配線パターン等の不所望な変形が抑
制される。その結果、導通信頼性が高められ、製品の歩
留りが向上されるばかりでなく、たとえば抵抗膜を印刷
する場合、その膜厚が安定し、抵抗値のばらつきが生じ
にくくなる。また、多層ブロックの内部に形成される配
線パターン等の厚みの重畳による凸部が生じにくくな
り、その結果、得られた多層回路基板に実装される電子
部品の高さが安定し、そのため、ワイヤボンディングの
信頼性が高められるとともに、製品の歩留りも向上す
る。

【００２１】また、この発明によれば、プレス工程を、
前述した静水圧プレスだけでなく、剛体プレスによって
も実施することができる。剛体プレスによれば、真空パ
ック等の自動化の困難な工程がないので、複数のシート
の積重ねからプレスに至るまで、各工程を連続化および
自動化することが容易になり、その結果、キャビティ付
き多層ブロックの製造コストを低減することができる。

【００２２】この発明において、媒体とキャビティの内
面との間に、キャビティの内面に沿うように変形可能な
フィルムが位置されると、プレス後において、キャビテ
ィ付き多層ブロックと媒体とを分離することが容易にな
る。

【００２３】また、この発明が、複数のセラミックグリ
ーンシートを積重ねたキャビティ付きセラミック多層ブ
ロックのプレスに適用され、かつ、媒体としてセラミッ
クスラリが用いられるとき、セラミックスラリは、セラ
ミックグリーンシートを与えるセラミックスラリと同じ
ものとすることができる。そのため、媒体のための材料
は、容易に入手することができ、また安価であるばかり
でなく、媒体とシートとのそれぞれの塑性変形曲線の一
致を保証することができる。

【００２４】

【実施例】この発明に係るプレス方法は、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に限らず、たとえば樹脂シート
の積重ねにより得られたキャビティ付き樹脂多層ブロッ
ク等の任意の材料からなる多層ブロックのプレスに適用
することができる。しかしながら、この発明は、セラミ
ックグリーンシートのように、プレスされたとき、比較
的容易に塑性変形する材料からなるシートを積重ねて得
られた多層ブロックのプレスに対して特に有利に適用さ
れることができる。以下には、この発明が、キャビティ
付きセラミック多層ブロックのプレスに適用された場合
について説明する。

【００２５】図１は、この発明の一実施例によるキャビ
ティ付きセラミック多層ブロックのプレス方法に含まれ
るいくつかの工程を示している。

【００２６】まず、図１（ａ）に示すように、キャビテ
ィ付きセラミック多層ブロック３１が、金型３２内に入
れられる。多層ブロック３１は、図４に示した多層ブロ
ック１と同様、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３３と、その上に積重ねられ、穴３４が
設けられた複数のセラミックグリーンシート３５と、そ
の上に積重ねられ、穴３４より大きな穴３６が設けられ
た複数のセラミックグリーンシート３７と、その上に積
重ねられ、穴３６より大きな穴３８が設けられた複数の
セラミックグリーンシート３９とを備える。そして、多
層ブロック３１には、穴３４、３６および３８の集合か
らなるキャビティ４０が形成されている。なお、セラミ
ックグリーンシート３３、３５、３７および３９を積重
ねて多層ブロック３１を得てから、これを金型３２内に
入れても、金型３２内において、セラミックグリーンシ
ート３３、３５、３７および３９の積重ねを行なっても
よい。

【００２７】次に、図１（ｂ）に示すように、多層ブロ
ック３１は、金型３２とともに、プラスチック等の袋４
１内に入れられ、袋４１によって真空パックされる。

【００２８】次に、図１（ｃ）に示すように、キャビテ
ィ４０の内面に沿って変形した袋４１を介在させた状態
で、セラミックグリーンシート３３、３５、３７および
３９を構成する材料と同じかほぼ同じ塑性変形曲線を有
する材料からなる媒体４２が、キャビティ４０内に充填
される。媒体４２としては、好ましくは、セラミックグ
リーンシート３３等とを与えるセラミックスラリと同じ
セラミックスラリが用いられる。媒体４２としてのセラ
ミックスラリをキャビティ４０内に充填するとき、セラ
ミックスラリは、たとえば、ディスペンサによって供給
されたり、あるいは単に流し込まれたりすることができ
る。また、キャビティ４０内に充填されたセラミックス
ラリからなる媒体４２の表面を平滑にしながら、余分な
セラミックスラリを除去するため、適当な摺り切り手段
をキャビティ４０の開口面に沿って作用させてもよい。
また、セラミックスラリ内に、図１（ｂ）に示した構造
物を浸漬して、キャビティ４０内にセラミックスラリか
らなる媒体４２を充填するようにしてもよい。上述のよ
うにしてキャビティ４０内に充填されたセラミックスラ
リからなる媒体４２は、次いで乾燥される。

【００２９】なお、図１（ｃ）では、媒体４２は、キャ
ビティ４０内だけでなく、金型３２の上端面をも覆うよ
うに付与されているが、媒体４２は、最低限、キャビテ
ィ４０内にのみ充填されれば十分である。

【００３０】次に、図１（ｄ）に示すように、図１
（ｃ）に示した構造物全体が、さらに、第２の袋４３内
に入れられ、これによって再び真空パックされる。

【００３１】次に、図１（ｅ）に示すように、第２の袋
４３によって真空パックされた構造物は、静水圧プレス
装置の水槽内に入れられ、水槽内の水が加圧されること
により、矢印４４で示すように、静水圧が付与される。
このとき、多層ブロック３１は、そのキャビティ４０の
部分においては、媒体４２を介してプレスされる。した
がって、前述したように、キャビティ４０の部分が不所
望に変形することが抑制される。

【００３２】図１（ｅ）に示した工程を終えたとき、多
層ブロック３１は、静水圧プレス装置から取出され、第
２の袋４３を破り、媒体４２を除去し、第１の袋４１を
破った後、金型３２から取出される。なお、媒体４２と
多層ブロック３１との間には、第１の袋４１が介在して
いるので、媒体４２を多層ブロック３１から除去するこ
とが容易である。このような利点を与えるため、第１の
袋４１に代えて、たとえば樹脂または紙等からなる変形
可能なフィルムをキャビティ４０の内面に沿うように位
置させてもよい。

【００３３】また、媒体４２として、セラミックスラリ
に代えて、セラミックグリーンシート３３等を構成する
材料と同じかほぼ同じ塑性変形曲線を有する、たとえば
樹脂等の他の材料を用いてもよい。また、媒体４２とし
てセラミックスラリを用いる場合、セラミックグリーン
シート３３等を与えるセラミックスラリと組成上同一で
なくてもよい。また、媒体４２は、セラミックスラリの
ように、定形性の比較的小さいものに限らず、定形性の
比較的大きい材質から構成されてもよい。

【００３４】また、図１に示した実施例のように、静水
圧プレスを適用する場合、図１（ｂ）に示した構造物を
得た段階で、これを静水圧プレス装置に入れ、静水圧プ
レスを付与する液体として、セラミックグリーンシート
３３等を構成する材料と同じかほぼ同じ塑性変形曲線を
有するものを用い、この液体自身に媒体４２としての機
能を持たせるようにしてもよい。

【００３５】図２および図３は、それぞれ、この発明の
他の実施例を示している。これらの実施例では、剛体プ
レスが適用される。図２および図３において、図１に示
した要素に相当するいくつかの要素が図示されている。
したがって、これら要素には、同様の参照符号を付し、
それによって重複する説明を省略する。

【００３６】図２および図３にそれぞれ示すように、互
いに近接してプレス作用を及ぼすラム４５およびベッド
４６の間には、キャビティ付きセラミック多層ブロック
３１が金型３２に装填された状態で配置される。多層ブ
ロック３１のキャビティ４０の内面上には、キャビティ
４０の内面に沿うように変形可能な、たとえば樹脂また
は紙等からなるフィルム４７が位置される。これらフィ
ルム４７上には、たとえばセラミックスラリからなる媒
体４２が付与され、これによってキャビティ４０が充填
される。

【００３７】図２に示した実施例では、媒体４２とラム
４５との間には、媒体４２がラム４５に粘着することを
防止するため、たとえば樹脂または紙等からなるシート
４８が配置される。

【００３８】他方、図３に示した実施例では、媒体４２
とラム４５との間には、たとえばゴム等からなる弾性体
４９が配置される。弾性体４９は、媒体４２の上面が平
坦でない場合であっても、媒体４２を介して多層ブロッ
ク３１に均等な圧力が及ぼされることを可能にする。な
お、前述した図１に示す実施例のように、静水圧プレス
を適用する場合には、媒体４２の上面の平坦性は、それ
ほど重要な問題ではない。

【００３９】このように、図２および図３に示した各実
施例によっても、多層ブロック３１が媒体４２を介して
プレスされ、それによって、キャビティ４０の部分での
不所望な変形が抑制される。

【００４０】なお、上述した各実施例では、プレスを付
与するとき、多層ブロック３１が金型３２内に装填され
たが、このような金型は用いられなくてもよい。また、
金型３２は、典型的には金属のような剛体から構成され
るが、軟体から構成されてもよい。

【００４１】また、この発明において、キャビティ付き
多層ブロックを構成するシートとキャビティ内に充填さ
れる媒体とは、それぞれ、任意の材料から構成すること
ができる。そのため、シートと媒体とは、袋４１やフィ
ルム４７を介在させなくても、プレス後において容易に
分離できることもあり得るので、このようなシートと媒
体との間に介在されるフィルムは省略されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるキャビティ付きセラ
ミック多層ブロック３１のプレス方法に含まれるいくつ
かの工程を示す断面図である。

【図２】この発明の他の実施例に含まれるプレス工程を
示す断面図である。

【図３】この発明のさらに他の実施例に含まれるプレス
工程を示す断面図である。

【図４】キャビティ付きセラミック多層ブロック１の従
来のプレス方法に含まれる工程を示す断面図である。

【図５】図４に示したプレス工程において多層ブロック
１に付与される圧力の状態を示す図解的断面図である。

【図６】図４に示したプレス方法において遭遇する問題
を説明するための多層ブロック１の一部を示す図解的断
面図である。

【図７】図４に示したプレス方法において遭遇する他の
問題を説明するための多層ブロック１の一部を示す図解
的断面図である。

【図８】図４に示したプレス方法において遭遇するさら
に他の問題を説明するためのキャビティ９の周辺部を示
す図解的断面図である。

【図９】図４に示したプレス方法において遭遇するさら
に他の問題を説明するための多層ブロック１の一部を示
す図解的断面図である。

【符号の説明】

３１キャビティ付きセラミック多層ブロック３２金型３３，３５，３７，３９セラミックグリーンシート３４，３６，３８穴４０キャビティ４１，４３袋４２媒体４５ラム４６ベッド４７フィルム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｑ 6921−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のシートを積重ねることにより得ら
れるものであって、前記シートのうちの特定のものに設
けられた穴によって与えられたキャビティを備える、キ
ャビティ付き多層ブロックを積重ね方向にプレスする方
法であって、前記シートを構成する材料と同じかほぼ同じ塑性変形曲
線を有する材料からなる媒体を用意し、前記媒体によって前記キャビティを充填し、前記媒体を介して、前記キャビティ付き多層ブロックを
プレスする、各工程を備える、キャビティ付き多層ブロ
ックのプレス方法。
【請求項２】前記媒体によって前記キャビティを充填
する工程において、前記媒体と前記キャビティの内面と
の間に、前記キャビティの内面に沿うように変形可能な
フィルムが位置される、請求項１に記載のキャビティ付
き多層ブロックのプレス方法。
【請求項３】前記シートはセラミックグリーンシート
であり、かつ、前記媒体はセラミックスラリである、請
求項２に記載のキャビティ付き多層ブロックのプレス方
法。