JPH0740236A - 多層配線基板の平坦化加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混成基板からなるモジュ−ル基板のセラミッ
ク多層基板を加工する際、たとえセラミック多層基板の
表裏両面のうちの片面に反り等の歪曲部があっても、表
裏両面を高精度に平坦化加工することができる多層配線
基板の平坦化加工方法の提供。 【構成】（１）治具に碁盤目状に設けた垂直方向の多数
の各穴内に、該穴内を上下移動可能に弾性支持された支
持体上に基板を載置し、（２）該載置された基板自重に
より前記各支持体を、該支持体により支持された側の基
板面の形状に倣って撓ませ、（３）該各支持体を撓ませ
た状態で、各支持体の上下移動を拘束し、（４）該拘束
した状態で、前記支持された側の基板面と反対側の基板
面を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層配線基板の平坦化
加工方法に係わり、特に、大形計算機に使用される厚膜
／薄膜混成基板からなるセラミックモジュ−ル基板を製
造する際、セラミックスの厚膜多層基板の表裏両面を、
高精度に平坦化加工するのに好適な多層配線基板の平坦
化加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大形計算機の演算処理の高速化にともな
い、実装密度が大幅に向上しているが、大形計算機のモ
ジュ−ル基板には、日経エレクトロニクス(1990、12、1
0)に記載されているように、セラミックの厚膜多層基板
が用いられている。しかし、厚膜多層基板では微細な配
線は困難であり、いきおい配線長さも長くなり、基板面
積も大きくなって演算速度の遅延を生じることになる。
そのため一部を薄膜化する必要があり、厚膜／薄膜混成
基板（以下、単に混成基板という）が使用されている
が、この場合、厚膜多層基板の表面は加工せず、焼成し
たままの状態で用いられており、その上にＬＳＩチップ
が接続されている。

【０００３】ここで、混成基板からなるセラミックモジ
ュ−ル基板は、金属導体をパタ−ニングされたセラミッ
クの厚膜を、複数枚重ねて焼成してセラミック多層基板
を生成し、該生成されたセラミック多層基板の上下両面
に薄膜層を形成し、上面側に複数個のＬＳＩをハンダを
介して搭載し、下面側にはＩ／Ｏピンを接続して形成さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記生成されたモジュ
−ル基板のセラミック多層基板は、焼成時に金属導体と
セラミックの厚膜との収縮率に差が生じ、焼成後はセラ
ミック多層基板の表面および裏面共に大きく反りが発生
している。このため、該基板表面を加工しようとする
と、前記反りのためにセラミック多層基板を直接真空吸
着することができず、弾性体を敷いて真空吸着して固定
するか、あるいはワックスで固定する方法しかなかっ
た。しかし、弾性体や、ワックス自体に弾性変形が生じ
るため、所望の平坦面を得ることができないのが実情で
あった。

【０００５】前記反りの量は、セラミック多層基板の厚
さが薄いほど大きく、他方、後工程の薄膜生成にフォト
レジスト工程があるために、露光装置の焦点深度内であ
ることが必要である。そこで、セラミック多層基板の表
面をダイヤモンド砥石で研削加工して平坦化する必要が
あるが、その際、セラミック多層基板の厚さが薄いと剛
性が低くなり、そのため、セラミック多層基板を真空吸
着で固定すると吸引時に変形してしまう。セラミック多
層基板の変形は、加工圧によっても変形させられ、研削
加工中にある程度平坦化されていても、真空吸着を外す
と反りが戻ってしまい、露光装置の焦点深度内に維持す
ることができず、薄膜生成時の精度を低下させることに
なる。また、前記ワックスなどの接着剤で固定すると、
接着剤の剛性不足により平坦化は難しく、反りによる接
着層厚さのバラツキとともにセラミック多層基板の平行
度も得にくい問題点を有していた。

【０００６】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、混
成基板からなるモジュ−ル基板のセラミック多層基板を
加工する際、たとえセラミック多層基板の表裏両面のう
ちの片面に反り等の歪曲部があっても、表裏両面を高精
度に平坦化加工することができる多層配線基板の平坦化
加工方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、多層配線基板の面を平坦化加工する方法
において、（１）治具に碁盤目状に設けた垂直方向の多
数の各穴内に、該穴内を上下移動可能に弾性支持された
支持体上に基板を載置し、（２）該載置された基板自重
により前記各支持体を、該支持体により支持された側の
基板面の形状に倣って撓ませ、（３）該各支持体を撓ま
せた状態で、各支持体の上下移動を拘束し、（４）該拘
束した状態で前記支持された側の基板面と反対側の基板
面を加工する構成にしたものである。

【０００８】そして、前記多数の支持体を、支持する基
板に局部的な変形を生じさせない範囲に、基板の厚さ寸
法に応じて隣接する支持体間のピッチを設定して配置す
るとよい。

【０００９】また、前記各支持体の上下移動の拘束を、
碁盤目状に配列された支持体の各行または各列ごとに、
該各支持体の側面と僅かな隙間を介して複数の板ばねを
配置し、該各板ばねを、該板ばねの両端部を固着した可
動ブロックとともに一体的に移動して前記各支持体の側
面を押圧し、該押圧により各支持体とその側面に接触し
ている治具各部との間に作用する摩擦力により行われる
ようにするとよい。

【００１０】また、前記各支持体の上下移動の拘束を、
碁盤目状に配列された各支持体に、該各支持体の側面と
僅かな隙間を介して複数の弾性体を嵌装し、該弾性体
を、該各弾性体を嵌着した可動ブロックとともに一体的
に移動して前記各支持体の側面を押圧し、該押圧により
各支持体とその側面に接触している治具各部との間に作
用する摩擦力により行われるようにしてもよい。

【００１１】さらに、前記各支持体の上下移動の拘束
を、碁盤目状に配列された各支持体の側面と僅かな隙間
を介して各支持体真空吸着用の空気回路を配置し、該空
気回路を配設した可動ブロックを移動して空気回路を各
支持体の側面に密着させ、該状態における真空吸引力に
より行われるようにしてもよい。

【００１２】さらにまた、前記各支持体の上下移動の拘
束を、碁盤目状に配列された各支持体を治具に設けた液
槽内の液体に浸し、各支持体上に前記基板を載置した
後、前記液体を冷却固化させて行われるようにしてもよ
い。

【００１３】そしてまた、前記各支持体の上下移動の拘
束を、碁盤目状に配列された各支持体の外周面と該支持
体を嵌装した治具の各穴の内周面との間に、形状記憶合
金層を嵌装し、各支持体上に前記基板を載置した後、前
記形状記憶合金層を冷却して変形させ、該変形により形
状記憶合金層を介して支持体外周面と穴内周面との間に
作用する摩擦力により行われるようにしてもよい。

【００１４】

【作用】上記構成としたことにより、基板を支持体上に
載置すると、基板は、多数の支持体に支持されているた
め、基板をなんら変形させることなく該基板の裏面形状
に倣って各支持体の上端に自重により押しつけられる。
この状態で各支持体の上下移動が、例えば、治具と各支
持体との間の摩擦力により、または各支持体を真空吸着
することにより、あるいは各支持体を液体に浸して該液
体を冷却固化することにより拘束され、各支持体２が基
板の裏面形状に倣った状態のまま固定される。

【００１５】この状態で基板の裏面を真空吸引し、多数
の支持体上に固定すると、基板は隣接する支持体間にお
ける局部的な変形も生じることなく、裏面形状に倣った
状態に保たれ、この固定状態で基板表面の加工が行われ
る。このため、たとえ基板の支持体に支持される面に反
り等の歪曲部があっても、その形状に影響を受けること
なく被加工面を高精度に平坦化加工することが可能にな
る。

【００１６】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１ないし図４を参
照して説明する。図１はセラミック多層基板の平坦化加
工方法説明用の治具断面図、図２は図１のII−II断面
図、図３はセラミック多層基板の厚さ寸法に対する支持
体ピッチとセラミック多層基板の変形量との関係を示す
図、図４は図１の方法により加工された混成基板からな
るモジュール基板の１例を示す断面図である。

【００１７】図１において、１は固定治具のベ−スで、
中央部に真空吸着用の穴１１が設けられるとともに、そ
の周囲に所定深さの多数の垂直の穴１ａが設けられてい
る。穴１ａは、本実施例の場合碁盤目状に配設されてい
る。各穴１ａ内には棒状で、かつその上端部が半球状に
加工された支持体２が、該各支持体２の下側に挿入され
たバネ定数の極めて小さい圧縮バネ３を介して垂直方向
に移動可能に嵌入されている。４は各支持体２をガイド
するための上板で、ベ−ス１の穴１ａと同座標位置に、
各支持体２と若干のクリアランスを有する多数の支持体
２ガイド用の穴５が設けられており、ベース１に固着さ
れている。ここで、穴１ａ内に嵌入されている各支持体
２の上端のレベルは、上板４の上面より僅かに出るレベ
ルになるように構成されていて、支持体２の上端に僅か
な荷重がかかっても圧縮バネ３を撓ませて支持体２を下
降させるようになっている。

【００１８】６は穴１ａの各行または各列ごとの各支持
体２の側面と僅かな隙間を介して配置されている薄い短
冊状の金属板からなる複数の板バネで、各板バネ６は、
図２に示すようにその両端部を、多数の支持体２を囲む
ような形状に形成されている可動ブロック７に固着され
ている。可動ブロック７は、ベース１と上板４との間に
配置され、板バネ６の配置方向と直交する方向で、かつ
板バネ６により該板バネ６が沿っている複数の支持体２
の側面を押圧する方向に移動可能になっている。８はベ
ース１に設けた穴１ｂを介して可動ブロック７にねじ込
まれているねじで、該ねじ８を介して可動ブロック７が
移動させられる。１０は被加工物であるセラミック多層
基板からなるワーク（以下、単にワークという）で、ワ
ーク１０の周辺部は上板４により支持され、周辺部以外
は多数の支持体２により支持される構成になっている。
１２は上記構成からなる治具を載置する研削盤等の加工
機のテーブル、１３はワーク１０の上面を加工する砥石
である。

【００１９】つぎに、上記構成からなる治具を用いてワ
ーク１０を平坦化加工する方法について説明する。ワー
ク１０を支持体２上に載置すると、ワーク１０は、多数
の支持体２に支持されているため、ワ−ク１０をなんら
変形させることなく該ワ−ク１０の裏面形状に倣って各
支持体２の上端に自重により押しつけられる。この状態
でねじ８を介して可動ブロック７を移動させると、可動
ブロック７に両端部を固着されている各板バネ６も一体
的に移動させられ、板バネ６によって各支持体２が上板
４の穴５およびベ−ス１の穴１ａに押し付けられる。こ
の押し付けにより、各支持体２とベ−ス１，上板４およ
び板バネ６との各間に摩擦力が作用して各支持体２の上
下移動が拘束され、各支持体２がワ−ク１０の裏面形状
に倣った状態のまま固定される。

【００２０】次に、ワーク１０をテ−ブル１２および真
空吸着用の穴１１を介して真空吸引し、多数の支持体２
上に固定する。この場合、各支持体２間のピッチは、隣
接する支持体２間においてワ−ク１０に局部的な変形を
生じさせない寸法に設定されている。各支持体２間のピ
ッチは、図３に示すようにワ−ク１０の厚さ寸法に応じ
て設定される。例えば、ワ−ク１０の厚さが比較的厚い
７ｍｍまたは５ｍｍの場合は、変形量が小さく支持体２
の数は少なくて良いが、３ｍｍと薄い場合に、変形量を
１０μｍ以下にするには支持体２間のピッチを４０ｍｍ
以下にする必要がある。

【００２１】上記によりワ−ク１０は、隣接する支持体
２間に局部的な変形を生じさせることなく、前記ワ−ク
１０の裏面形状に倣った状態に保たれる。この固定状態
でテ−ブル１２及び砥石１３を回転させて加工すること
により、たとえワーク１０の支持体２に支持される面に
反り等の歪曲部があっても、その反り等に影響を受ける
ことなく被加工面を高精度に平坦化加工することが可能
になる。なお、研磨加工の時は、砥石１３に変えて遊離
砥粒が使用される。

【００２２】図４において、１５は金属導体１４がパタ
−ニングされた複数のセラミックの厚膜、１６は厚膜１
５を複数枚重ねて焼成して生成されたセラミック多層基
板、１７はセラミック多層基板１６の上下両面に形成さ
れた薄膜層である。この場合、薄膜層１７は、セラミッ
ク多層基板１６の上下両面が、前記加工方法により焼成
時の反りの量および状態に関係なく高精度に平坦化加工
されているため、容易に高性能に接着可能である。１８
は上面側にハンダ２０を介して搭載された複数個のＬＳ
Ｉ、１９は下面側に接続形成されたＩ／Ｏピンである。

【００２３】第２の実施例を図５を参照して説明する。
図５はセラミック多層基板の平坦化加工用治具の平面図
で、前記図２に対応する図である。図において、２４は
各支持体２の外周に、該外周と僅かな隙間を介して嵌装
されている弾性体、２５は穿設した穴内に各弾性体２４
を嵌着している可動ブロックで、前記図２に示す可動ブ
ロック７と同様にベース１上に配置され、各支持体２の
側面を押圧する方向にねじ２６を介して移動可能になっ
ている。

【００２４】ワ−ク１０が支持体２上に載置された後、
可動ブロック２５を移動させると、各弾性体２４も可動
ブロック２５と一体的に移動し、各弾性体２４によって
各支持体２の側面を押圧し、各支持体２と各弾性体２４
との間に摩擦力を作用させる。このため、前記第１の実
施例と同様に、各支持体２がワ−ク１０の裏面形状に倣
った状態で固定される。

【００２５】第３の実施例を図６を参照して説明する。
図６はセラミック多層基板の平坦化加工用治具の平面図
で、前記図２または図５に対応する図である。図におい
て、２８は各支持体２を真空吸着するために可動ブロッ
ク２７に設けられた空気回路である。可動ブロック２７
は、前記図５に示す可動ブロック２５と同様にベース１
上に配置され、各支持体２の側面を押圧する方向にねじ
２６を介して移動可能になっている。

【００２６】ワ−ク１０を支持体２の上に置いた後、可
動ブロック２７を移動して空気回路２８を各支持体２の
側面に密着させ、該状態で真空吸引すると、各支持体２
が前記第１の実施例と同様に、ワ−ク１０の裏面形状に
倣った状態で固定される。

【００２７】第４の実施例を図７を参照して説明する。
図７はセラミック多層基板の平坦化加工方法説明用の治
具断面図で、前記図１に対応する図である。図中、図１
と同符号のものは同じもの、または同機能のものを示
す。図において、２９はベース１に設けられた液槽、３
０は液槽２９内に溜められている液体である。ワ−ク１
０を支持体２上に載置した後、液層２９内の液体３０を
冷却固化させることにより、各支持体２を前記第１ない
し第３の実施例と同様に、ワ−ク１０の裏面形状に倣っ
た状態で固定することができる。

【００２８】第５の実施例を図８を参照して説明する。
図８はセラミック多層基板の平坦化加工方法説明用の治
具断面の一部を示す図である。図中、図１と同符号のも
のは同じもの、または同機能のものを示す。図におい
て、３１は支持体２の外周に嵌着された形状記憶合金か
らなる層で、形状記憶合金層３１の外径は、図８（ａ）
に示すように支持体２の嵌入されている穴１ａより小径
に形成されている。

【００２９】ワ−ク１０を支持体２上に載置した後、所
定の温度に温度コントロ−ルされた図示しない冷却水
を、形状記憶合金層３１に注水して該形状記憶合金層３
１および支持体２を冷却すると、冷却前との温度差によ
って形状記憶合金層３１は、図８（ｂ）に示すように内
径が支持体２の外周に固着した状態で、外径を穴１ａの
径より大きな径に変形させられ、各支持体２を穴１ａ内
に固定して前記第４の実施例と同様に、ワ−ク１０の裏
面形状に倣った状態で固定することができる。

【００３０】第６の実施例を図９を参照して説明する。
図９はセラミック多層基板の平坦化加工方法説明用の治
具断面の一部を示す図である。図中、図１と同符号のも
のは同じもの、または同機能のものを示す。図におい
て、３２は穴１ａの上部（上板４の下面部）に嵌着され
ている管状の形状記憶合金部で、図９（ａ）に示すよう
に、外径は穴１ａの径と等しく、その内径は支持体２の
外径より僅かに大径に形成されている。

【００３１】前記第５の実施例と同様に、形状記憶合金
部３２を冷却し、冷却前との温度差によって形状記憶合
金部３２を図９（ｂ）に示すように変形させることによ
り、各支持体２を穴１ａ内に固定するものである。

【００３２】図１０は、多層薄膜形成の実施例を示す図
である。薄膜層３３は表面形状に倣って形成されるの
で、真空吸着用治具３４を用いて薄膜層３３の表面を真
空吸着し、該吸着により表面を平坦に矯正した状態で、
裏面を上下動可能な多数の支持体２、もしくは多数の支
持点３５で受け、熱硬化樹脂あるいはＵＶ硬化樹脂等の
樹脂３６で固定する。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大形計算機に使用される厚膜／薄膜混成基板からなるセ
ラミックモジュ−ル基板を加工する際、たとえセラミッ
ク多層基板の表裏両面のうちの片面に反り等の歪曲部が
あっても、該表裏両面を高精度に平坦化加工することが
でき、基板面に精度よく薄膜塗布が可能となる効果を奏
する。このため、高性能な厚膜／薄膜混成基板が得られ
るほか、セラミック多層基板以外の他の薄い材料の表面
加工にも応用でき、経済性の向上に資することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の平坦化加工方法説明用
の治具断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】セラミック多層基板の厚さ寸法に対する支持体
ピッチとセラミック多層基板の変形量との関係を示す図
である。

【図４】図１の方法により加工された混成基板からなる
モジュール基板の１例を示す断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例の平坦化加工用治具の平
面図である。

【図６】本発明の第３の実施例の平坦化加工用治具の平
面図である。

【図７】本発明の第４の実施例の平坦化加工方法説明用
の治具断面図である。

【図８】本発明の第５の実施例の平坦化加工方法説明用
の治具断面の一部を示す図である。

【図９】本発明の第６の実施例の平坦化加工方法説明用
の治具断面の一部を示す図である。

【図１０】本発明の多層薄膜形成の実施例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…固定治具のベース、１ａ…穴、２…支持体、３…圧
縮バネ、４…上板、５…ガイド用の穴、６…板バネ、
７，２５，２７…可動ブロック、１０…ワ−ク、１１…
真空吸着用の穴、１３…砥石、１６…セラミック多層基
板、１７，３３…薄膜層、１８…ＬＳＩ、２４…弾性
体、２７…真空吸着用の空気回路、２９…液槽、３０…
液体、３１…形状記憶合金層、３２…形状記憶合金部、
３４…真空吸着用治具、３５…支持点、３６…樹脂。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層配線基板の面を平坦化加工する方法
   において、（１）治具に碁盤目状に設けた垂直方向の多
   数の各穴内に、該穴内を上下移動可能に弾性支持された
   支持体上に基板を載置し、（２）該載置された基板自重
   により前記各支持体を、該支持体により支持された側の
   基板面の形状に倣って撓ませ、（３）該各支持体を撓ま
   せた状態で、各支持体の上下移動を拘束し、（４）該拘
   束した状態で前記支持された側の基板面と反対側の基板
   面を加工することを特徴とする多層配線基板の平坦化加
   工方法。
2. 【請求項２】 前記多数の支持体が、支持する基板に局
   部的な変形を生じさせない範囲に、基板の厚さ寸法に応
   じて隣接する支持体間のピッチを設定して配置されてな
   る請求項１記載の多層配線基板の平坦化加工方法。
3. 【請求項３】 前記各支持体の上下移動の拘束が、碁盤
   目状に配列された支持体の各行または各列ごとに、該各
   支持体の側面と僅かな隙間を介して複数の板ばねを配置
   し、該各板ばねを、該板ばねの両端部を固着した可動ブ
   ロックとともに一体的に移動して前記各支持体の側面を
   押圧し、該押圧により各支持体とその側面に接触してい
   る治具各部との間に作用する摩擦力により行われる請求
   項１記載の多層配線基板の平坦化加工方法。
4. 【請求項４】 前記各支持体の上下移動の拘束が、碁盤
   目状に配列された各支持体に、該各支持体の側面と僅か
   な隙間を介して複数の弾性体を嵌装し、該弾性体を、該
   各弾性体を嵌着した可動ブロックとともに一体的に移動
   して前記各支持体の側面を押圧し、該押圧により各支持
   体とその側面に接触している治具各部との間に作用する
   摩擦力により行われる請求項１記載の多層配線基板の平
   坦化加工方法。
5. 【請求項５】 前記各支持体の上下移動の拘束が、碁盤
   目状に配列された各支持体の側面と僅かな隙間を介して
   各支持体真空吸着用の空気回路を配置し、該空気回路を
   配設した可動ブロックを移動して空気回路を各支持体の
   側面に密着させ、該状態における真空吸引力により行わ
   れる請求項１記載の多層配線基板の平坦化加工方法。
6. 【請求項６】 前記各支持体の上下移動の拘束が、碁盤
   目状に配列された各支持体を治具に設けた液槽内の液体
   に浸し、各支持体上に前記基板を載置した後、前記液体
   を冷却固化させて行われる請求項１記載の多層配線基板
   の平坦化加工方法。
7. 【請求項７】 前記各支持体の上下移動の拘束が、碁盤
   目状に配列された各支持体の外周面と該支持体を嵌装し
   た治具の各穴の内周面との間に、形状記憶合金層を嵌装
   し、各支持体上に前記基板を載置した後、前記形状記憶
   合金層を冷却して変形させ、該変形により形状記憶合金
   層を介して支持体外周面と穴内周面との間に作用する摩
   擦力により行われる請求項１記載の多層配線基板の平坦
   化加工方法。