JPH09205265A - Method for manufacturing ceramic wiring board and green sheet drilling device - Google Patents

Method for manufacturing ceramic wiring board and green sheet drilling device

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JPH09205265A
JPH09205265A JP1177296A JP1177296A JPH09205265A JP H09205265 A JPH09205265 A JP H09205265A JP 1177296 A JP1177296 A JP 1177296A JP 1177296 A JP1177296 A JP 1177296A JP H09205265 A JPH09205265 A JP H09205265A
Authority
JP
Japan
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hole
green sheet
ceramic
wiring board
ceramic green
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1177296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironori Asai
博紀 浅井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH09205265A publication Critical patent/JPH09205265A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a hole from being blocked when forming a fine through hole whose a diameter of approximately 50-100μm in a ceramic green sheet in the process for manufacturing a multilayer ceramic wiring board. SOLUTION: When forming a through hole 14a in a ceramic green sheet 14 using a punching pin 12, an ion air current for preventing magnetization is supplied from an ion air current supply blow-off port 19 to the surrounding of a through hole formation site. The through hole 14a thus formed is filled with a conductive paste and at least one ceramic green sheet 14 where the conductive paste is filled is laminated to manufacture a ceramic forming body. By baking the ceramic forming body and simultaneously baking the ceramic base and the conductive paste, a ceramic wiring board is manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導体が充填された
スルーホールを有するセラミックス配線基板の製造方
法、およびそれに用いるグリーンシート孔開け装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic wiring board having through holes filled with conductors, and a green sheet punching device used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、IC、LSI等の半導体素子の
パッケージングには、プラスチックパッケージ、メタル
パッケージ、セラミックスパッケージが使用されてい
る。これらのうち、セラミックスパッケージは放熱性、
電気的特性、信頼性等をはじめとして総合的に優れてい
ることから、高性能化された半導体素子のパッケージ材
料として多用されつつある。
2. Description of the Related Art Generally, plastic packages, metal packages, and ceramic packages are used for packaging semiconductor elements such as ICs and LSIs. Of these, the ceramic package has heat dissipation,
It is being widely used as a packaging material for high performance semiconductor devices because it is excellent in terms of electrical characteristics, reliability and the like.

【0003】上述したようなセラミックスパッケージに
おいては、スルーホールを形成した多層配線基板をパッ
ケージ基体として用いることが一般的である。多層セラ
ミックス配線基板は、まず複数枚のセラミックスグリー
ンシートをドクターブレード法等により形成し、これら
シートを所望形状に切断した後、所望の配線パターンに
応じて孔開け装置によりシートの上下を貫通するスルー
ホールを形成する。次いで、各シートに形成したスルー
ホールに、例えばW等の高融点金属を主成分とする導体
ペーストを充填すると共に、シート表面にも配線パター
ンに応じて導体ペーストを印刷する。このようなセラミ
ックスグリーンシートを必要枚数重ね、−定の圧力で積
層、圧着した後、脱脂およびセラミックスグリーンシー
トと導体ペーストとの同時焼成を行うことによって、パ
ッケージ基体等としての多層セラミックス配線基板が得
られる。
In the ceramic package as described above, it is general to use a multilayer wiring board having through holes as a package base. A multilayer ceramic wiring board is formed by first forming a plurality of ceramic green sheets by the doctor blade method or the like, cutting these sheets into a desired shape, and then passing through the top and bottom of the sheet with a punching device according to the desired wiring pattern. Form a hole. Next, the through holes formed in each sheet are filled with a conductor paste containing a high melting point metal such as W as a main component, and the conductor paste is printed also on the sheet surface according to the wiring pattern. A multilayer ceramic wiring board as a package substrate is obtained by stacking the required number of such ceramic green sheets, stacking them under a constant pressure, press-bonding, degreasing and cofiring the ceramic green sheets and the conductor paste. To be

【0004】ところで、近年の半導体素子の高集積化等
に伴って、パッケージ内配線は高密度化することが求め
られている。また、パッケージサイズについても、実装
面積を低減するために小形化することが求められてい
る。そこで、小形化したパッケージで高配線密度を実現
するために、層間の電気的接続を担うスルーホールの微
細化、すなわちスルーホール径の微小化が進められてい
る。具体的には、直径50〜 100μm 程度まで微細化され
たスルーホールが利用されはじめているが、このような
スルーホール径の微小化に伴って、孔開け時につまりが
多発するという問題が生じている。これは、従来の直径
200μm 程度のスルーホールでは特に問題とはなってい
なかった事項である。
By the way, with the recent high integration of semiconductor elements and the like, it has been required to increase the density of wiring in the package. Also, the package size is required to be small in order to reduce the mounting area. Therefore, in order to realize a high wiring density in a miniaturized package, miniaturization of through-holes for electrical connection between layers, that is, miniaturization of through-hole diameters has been advanced. Specifically, through holes that have been miniaturized to a diameter of 50 to 100 μm are beginning to be used, but with the miniaturization of such through hole diameters, the problem of frequent clogging during drilling has occurred. . This is the conventional diameter
This is a problem that did not pose a particular problem for through holes of about 200 μm.

【0005】すなわち、スルーホールの数はパッケージ
サイズにもよるが、 1パッケージ当り3000〜4000個程度
であり、このうち 1つでもつまり等が生じていれば、半
導体パッケージとしては不良となってしまう。孔つまり
の原因としては、抜いたシート屑が再度グリーンシート
に付着することが挙げられるが、これはピンと受け側の
ダイとのクリアランス管理等の他に、発生するシート屑
がピンやダイに付着して、打抜きかすの剥離性を劣化さ
せていることが考えられる。従って、グリーンシートの
特性としてピンやダイへの付着性を改善したり、打抜き
かすを強制的に排除する等の対策が採られてきた。
That is, the number of through holes depends on the package size, but is about 3000 to 4000 per package, and if even one of them is clogged, it becomes a defective semiconductor package. . The cause of the holes is that the removed sheet scraps attach to the green sheet again. This is because the generated scraps adhere to the pins and die in addition to the clearance control between the pin and the receiving die. It is conceivable that the peelability of the punch residue is deteriorated. Therefore, as a characteristic of the green sheet, measures have been taken such as improving the adhesion to pins and dies, and forcibly eliminating punched dust.

【0006】図3は、従来の打抜きかすのつまり防止対
策を施した孔開け装置の構成を示す図である。同図に示
すように、従来はダイ1側で真空吸引(矢印A)やエア
ー吹き(矢印B)等が行われている。しかしながら、上
述したように微細化されたスルーホールでは、つまり等
を有効に防止することができないことから、これらに加
えてパンチングピン2側からセラミックスグリーンシー
ト3のスルーホール形成部位にエアーを供給(押出し気
流:矢印C)することによって、打抜きかすを上から吹
き飛ばすことも検討されている。しかし、これらの対策
を施してもつまり等を完全に防止することはできず、例
えば10〜100ppm程度の割合で孔つまりが発生している。
FIG. 3 is a view showing the structure of a conventional punching device which is provided with a measure for preventing punch clogging. As shown in the figure, conventionally, vacuum suction (arrow A), air blowing (arrow B), etc. are performed on the die 1 side. However, since it is not possible to effectively prevent clogging or the like in the miniaturized through hole as described above, in addition to these, air is supplied from the punching pin 2 side to the through hole forming portion of the ceramic green sheet 3 ( Extruding air flow: It is also considered to blow out punched dust from above by making an arrow C). However, even if these measures are taken, it is not possible to completely prevent clogging, and for example, pore clogging occurs at a rate of about 10 to 100 ppm.

【0007】さらに、スルーホールの孔つまりの形状に
ついても、例えば図4(a)、(b)に示すように、ス
ルーホール4の孔つまりの程度がひどいものが多く、孔
径の微細化と相俟って孔つまりの修正も困難となってい
る。なお、図4(c)に示すような軽度のつまりであれ
ばエアー吹き等により容易に修正することができる。
Further, regarding the shape of the hole of the through hole, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the degree of the hole of the through hole 4 is often severe, which is incompatible with the miniaturization of the hole diameter. It is also difficult to correct the hole clogging. It should be noted that if the clogging is mild as shown in FIG. 4C, it can be easily corrected by air blowing or the like.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
体素子の高集積化等に伴って、セラミックスグリーンシ
ートに直径50〜 100μm 程度と微細化されたスルーホー
ルを形成する必要が生じているが、従来の孔開け装置で
はつまり等の孔開け不良を十分に防止することはでき
ず、グリーンシート自体の不良率やその後の多層セラミ
ックス配線基板の製造工程における不良率の増加を招い
ている。
As described above, along with the high integration of semiconductor elements and the like, it is necessary to form fine through holes in the ceramic green sheet with a diameter of 50 to 100 μm. However, the conventional perforation device cannot sufficiently prevent the perforation failure such as clogging, resulting in an increase in the failure rate of the green sheet itself and the failure rate in the subsequent manufacturing process of the multilayer ceramic wiring substrate.

【0009】このように、従来の多層セラミックス配線
基板の製造工程においては、セラミックスグリーンシー
トに直径50〜 100μm 程度と微細化されたスルーホール
を形成する際に、孔つまり等の発生を極力防止すること
が課題とされている。
As described above, in the conventional manufacturing process of a multilayer ceramic wiring board, the formation of holes or the like is prevented as much as possible when forming through holes having a diameter of about 50 to 100 μm on a ceramic green sheet. That is a challenge.

【0010】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、微細化されたスルーホールを健全か
つ安定に形成することを可能にすることによって、製造
不良の抑制および製造工程の安定化を図ったセラミック
ス配線基板の製造方法を提供することを目的としてお
り、さらには微細化されたスルーホールを健全かつ安定
に形成することを可能にしたグリーンシート孔開け装置
を提供することを目的としている。
The present invention has been made to address such a problem, and it is possible to form a fine through hole in a sound and stable manner, thereby suppressing manufacturing defects and reducing manufacturing steps. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a stabilized ceramic wiring board, and further to provide a green sheet punching device capable of forming finely sized through holes in a sound and stable manner. Has an aim.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために打抜きかす等によるスルーホールの孔つ
まりの原因を検討した結果、グリーンシートの帯電が問
題となることを見出した。ここで、セラミックスグリー
ンシートは絶縁体で帯電するものの、ピンやダイは金属
で作製されていることから、従来はピンやダイがアース
となってグリーンシートは帯電しないと考えられてき
た。しかし、実際には 1つのピンで10万孔を超えるよう
な孔開けを実施すると、グリーンシートに含まれている
有機バインダ、原料粉末等がピンやダイに付着するため
に、アースの効果が減少してしまう。こうしたことか
ら、実際にはグリーンシートは帯電しやすい状況にあ
る。グリーンシートが帯電すると、静電気的な要因によ
り打抜きかす等が付着し、これがスルーホールの孔つま
りの原因であることを見出した。
As a result of studying the cause of clogging of through holes due to punching and the like in order to achieve the above object, the present inventor has found that charging of the green sheet becomes a problem. Here, although the ceramic green sheet is charged with an insulator, the pins and the die are made of metal, so it has been conventionally considered that the pin or the die serves as a ground and the green sheet is not charged. However, in reality, if one pin is used to open more than 100,000 holes, the organic binder and raw material powder contained in the green sheet will adhere to the pins and die, reducing the grounding effect. Resulting in. For these reasons, the green sheet is actually in a state of being easily charged. It has been found that when the green sheet is charged, punch dust or the like is attached due to an electrostatic factor, which is the cause of the clogging of the through hole.

【0012】本発明はこのような知見に基いて成された
もので、本発明のセラミックス配線基板の製造方法は、
請求項1に記載したように、セラミックスグリーンシー
トにパンチングピンを用いてスルーホールを形成する工
程と、前記スルーホール内に導体ペーストを充填する工
程と、前記導体ペーストを充填したセラミックスグリー
ンシートを 1枚または複数積層してセラミックス成形体
を作製する工程と、前記セラミックス成形体を焼成し
て、セラミックス基材と前記導体ペーストとを同時に焼
結させる工程とを有するセラミックス配線基板の製造方
法において、前記セラミックスグリーンシートの前記パ
ンチングピンによるスルーホール形成部位周辺に、帯電
防止用気流(イオン気流)を吹き付けながら、前記スル
ーホールの形成を行うことを特徴としている。
The present invention has been made on the basis of such knowledge, and the method for manufacturing a ceramic wiring substrate of the present invention is
The step of forming a through hole in a ceramic green sheet by using a punching pin, the step of filling a conductor paste into the through hole, and the ceramic green sheet filled with the conductor paste as set forth in claim 1. A method of manufacturing a ceramic wiring board, comprising: a step of producing a ceramic molded body by laminating a plurality of sheets or a plurality of layers; and a step of firing the ceramic molded body to simultaneously sinter the ceramic base material and the conductor paste, It is characterized in that the through hole is formed while blowing an antistatic air flow (ion air flow) around the through hole formation portion of the ceramic green sheet by the punching pin.

【0013】本発明のセラミックス配線基板の製造方法
は、請求項2に記載したように、前記スルーホールの直
径が 100μm 以下である場合に特に効果的である。
The method for manufacturing a ceramic wiring board according to the present invention is particularly effective when the diameter of the through hole is 100 μm or less.

【0014】また、本発明のグリーンシート孔開け装置
は、請求項3に記載したように、セラミックスグリーン
シートにスルーホールを形成する孔開け装置であって、
前記スルーホールの内径に応じた外径を有するパンチン
グピンと、前記セラミックスグリーンシートが載置さ
れ、前記パンチングピンの受け型であるダイと、前記セ
ラミックスグリーンシートの前記パンチングピンによる
スルーホール形成部位周辺に帯電防止用気流を供給する
手段と、前記パンチングピンの駆動機構とを具備するこ
とを特徴としている。
The green sheet punching device of the present invention is a punching device for forming through holes in a ceramic green sheet, as set forth in claim 3.
A punching pin having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the through hole, the ceramic green sheet is placed, a die that is a receiving type of the punching pin, and a periphery of a through hole forming portion of the ceramic green sheet by the punching pin. It is characterized by comprising means for supplying an antistatic air flow and a driving mechanism for the punching pin.

【0015】本発明においては、セラミックスグリーン
シートのパンチングピンによるスルーホール形成部位周
辺に帯電防止用気流を供給していることから、スルーホ
ール形成時におけるセラミックスグリーンシートの帯電
を防止することができる。従って、上述した静電気的な
要因による打抜きかす等の付着が防止できることから、
孔つまりを発生させることなく、スルーホールを健全か
つ安定して形成することが可能となる。また、帯電した
グリーンシートは微細なごみ等を表面に吸着し、次工程
の導体ペーストの充填時に不具合の原因となるが、セラ
ミックスグリーンシートの帯電を防止することによっ
て、本発明では導体ペーストの充填工程の安定化、なら
びに得られる内層配線の信頼性や電気的特性の向上等を
図ることができる。このような健全なスルーホールを有
するセラミックスグリーンシートを用いることによっ
て、信頼性に優れたセラミックス配線基板を安定して作
製することが可能となる。
According to the present invention, since the antistatic airflow is supplied to the periphery of the through hole forming portion of the ceramic green sheet by the punching pin, it is possible to prevent the ceramic green sheet from being charged when the through hole is formed. Therefore, since it is possible to prevent the sticking of punched dust and the like due to the electrostatic factors described above,
Through holes can be formed soundly and stably without generating holes. Further, the charged green sheet adsorbs fine dust or the like on the surface, which causes a problem at the time of filling the conductor paste in the next step, but by preventing the ceramics green sheet from being charged, in the present invention, the conductor paste filling step is performed. Can be stabilized, and the reliability and electrical characteristics of the obtained inner layer wiring can be improved. By using the ceramic green sheet having such sound through holes, it is possible to stably manufacture a ceramic wiring board having excellent reliability.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0017】本発明のセラミックス配線基板の製造方法
を、半導体用パッケージ基体等として用いられ多層セラ
ミックス配線基板の製造に適用した一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。
An embodiment in which the method for manufacturing a ceramics wiring board of the present invention is applied to the manufacture of a multi-layered ceramics wiring board used as a semiconductor package substrate or the like will be described with reference to the drawings.

【0018】まず、複数枚のセラミックスグリーンシー
トを用意する。なお、ここで言うセラミックスグリーン
シートとは、適量の焼結助剤を含むセラミックス原料粉
末を、適量の有機バインダや有機溶剤と共に混合し、こ
れをドクターブレード法等の公知の成形方法でシート状
に成形したものである。
First, a plurality of ceramic green sheets are prepared. The ceramic green sheet referred to here is a ceramic raw material powder containing an appropriate amount of a sintering aid, mixed with an appropriate amount of an organic binder and an organic solvent, and formed into a sheet by a known forming method such as a doctor blade method. It is molded.

【0019】次に、各セラミックスグリーンシートに、
内層配線パターンに応じてスルーホールを形成する。こ
のスルーホールの形成には、例えば図1に示すようなパ
ンチング装置を使用する。図1に要部を示すパンチング
装置11は、本発明のグリーンシート孔開け装置の一実
施形態によるものである。このパンチング装置11につ
いて説明する。
Next, on each ceramic green sheet,
Through holes are formed according to the inner layer wiring pattern. For forming the through hole, for example, a punching device as shown in FIG. 1 is used. A punching device 11 of which the essential part is shown in FIG. 1 is according to one embodiment of the green sheet punching device of the present invention. The punching device 11 will be described.

【0020】図1に示すパンチング装置は、目的とする
スルーホール径に応じた外径を有するパンチングピン1
2を有しており、このパンチングピン12は図示を省略
したパンチングピン駆動機構に接続された駆動軸13に
着脱可能に取付けられている。駆動軸13には、セラミ
ックスグリーンシート14のスルーホール(14a)形
成部位にエアーを供給(押出し気流:矢印a)するエア
ー供給部15が設けられている。また、パンチングピン
12の周囲には、ストリッパーと称されるゴム製カバー
16が設けられており、これをセラミックスグリーンシ
ート14に当てることによって、セラミックスグリーン
シート14の横振れや上下の動きを防止している。
The punching device shown in FIG. 1 has a punching pin 1 having an outer diameter corresponding to a desired through hole diameter.
This punching pin 12 is detachably attached to a drive shaft 13 connected to a punching pin drive mechanism (not shown). The drive shaft 13 is provided with an air supply unit 15 for supplying air (extruded air flow: arrow a) to the through hole (14a) forming portion of the ceramic green sheet 14. Further, a rubber cover 16 called a stripper is provided around the punching pin 12, and by applying the rubber cover 16 to the ceramics green sheet 14, the ceramics green sheet 14 is prevented from swaying and moving up and down. ing.

【0021】パンチングピン12は、その受け型である
ダイ17と対向配置されている。ダイ17は、セラミッ
クスグリーンシート14の載置台を兼ねており、セラミ
ックスグリーンシート14はダイ17上に載置される。
ダイ17は、打抜きかすを真空吸引(矢印b)する図示
を省略した真空吸引装置に接続されていると共に、横吹
出し(矢印c)用のエアー供給部18が設けられてい
る。これらダイ17側の真空吸引および横吹出しと、上
述したパンチングピン12側の押出し気流とによって、
打抜きかすをセラミックスグリーンシート14から強制
的に引き剥がすように構成されている。
The punching pin 12 is arranged so as to face a die 17 which is a receiving type thereof. The die 17 also serves as a mounting table for the ceramic green sheet 14, and the ceramic green sheet 14 is mounted on the die 17.
The die 17 is connected to a vacuum suction device (not shown) that vacuum-sucks the punched dust (arrow b), and is also provided with an air supply unit 18 for lateral blowing (arrow c). By these vacuum suction and lateral blowing on the die 17 side and the pushing air flow on the punching pin 12 side described above,
The punched residue is forcibly peeled off from the ceramic green sheet 14.

【0022】そして、セラミックスグリーンシート14
のスルーホール(14a)形成部位周辺に向けて、帯電
防止用イオン気流(矢印d)を供給するイオン気流供給
吹出口19がパンチングピン12の近傍に設置されてい
る。このイオン気流供給吹出口19は、図示を省略した
帯電防止用イオン気流発生源に接続されている。イオン
気流供給吹出口19から供給される帯電防止用イオン気
流としては、一般的な帯電防止に用いられる正負のイオ
ン気流でよい。例えば、除電器との距離が 300mmの場合
で、+2000Vを+20Vに除電する時間が 1〜 2秒程度のイオ
ン気流が用いられる。そのような帯電防止用イオン気流
の発生源としては、市販のイオナイザー等を用いること
ができる。
Then, the ceramic green sheet 14
An ion airflow supply outlet 19 for supplying an antistatic ion airflow (arrow d) is installed near the punching pin 12 toward the periphery of the through hole (14a) formation site. The ion air flow supply outlet 19 is connected to an antistatic ion air flow generation source (not shown). The antistatic ion airflow supplied from the ion airflow supply outlet 19 may be a positive or negative ion airflow used for general antistatic. For example, when the distance from the static eliminator is 300 mm, an ion stream with a time of removing static electricity of + 2000V to + 20V for 1 to 2 seconds is used. A commercially available ionizer or the like can be used as a generation source of such an antistatic ion stream.

【0023】また、駆動軸13のエアー供給部15やダ
イ17のエアー供給部18からも、同様な帯電防止用イ
オン気流(矢印e)を供給するように構成してもよい。
Further, a similar antistatic ion air flow (arrow e) may be supplied from the air supply unit 15 of the drive shaft 13 or the air supply unit 18 of the die 17.

【0024】上述したようなパンチング装置11を用い
て、セラミックスグリーンシート14のスルーホール
(14a)形成部位周辺に向けて帯電防止用イオン気流
を吹き付けつつ、セラミックスグリーンシート14にパ
ンチングピン12でスルーホール14aを形成する。 1
穴式のパンチング装置(シングルパンチャー)11の場
合、通常、 1つのパンチングピン12で10万孔以上のス
ルーホール14aを連続して形成する。この際、駆動軸
13のエアー供給部15やダイ17のエアー供給部18
からのエアー供給、およびダイ17側の真空吸引も同時
に実施することが好ましく、さらには駆動軸13のエア
ー供給部15やダイ17のエアー供給部18からも帯電
防止用イオン気流を供給することが望ましい。
Using the punching device 11 as described above, while the antistatic ion airflow is blown toward the periphery of the through hole (14a) forming portion of the ceramic green sheet 14, the ceramic green sheet 14 is punched through the through hole with the punching pin 12. 14a is formed. 1
In the case of the hole type punching device (single puncher) 11, generally, one punching pin 12 continuously forms through holes 14a of 100,000 holes or more. At this time, the air supply unit 15 of the drive shaft 13 and the air supply unit 18 of the die 17
It is preferable to simultaneously perform the air supply from the air and the vacuum suction on the die 17 side, and further, to supply the antistatic ion air flow from the air supply unit 15 of the drive shaft 13 and the air supply unit 18 of the die 17. desirable.

【0025】上記したように、セラミックスグリーンシ
ート14のスルーホール(14a)形成部位周辺に帯電
防止用イオン気流を供給することによって、連続的に実
施されるパンチング時の摩擦等によって生じる静電気を
除電することができる。このため、静電気力による打抜
きかす等の付着を防止することができる。また、静電気
力による微細なごみ等の吸着も防止することが可能とな
る。従って、健全なスルーホール14aを安定して形成
することができる。また、たとえ打抜きかすの付着が発
生したとしても、セラミックスグリーンシート14の帯
電を防止していることから、図4(c)に示したように
軽度のものとなり、エアー吹き等により容易に修正する
ことができる。これらによって、スルーホール14aの
孔つまり等によるグリーンシート不良の発生を大幅に低
減することができる。
As described above, by supplying the antistatic ion current around the through-hole (14a) forming portion of the ceramic green sheet 14, static electricity generated by friction during punching which is continuously performed is eliminated. be able to. Therefore, it is possible to prevent the sticking of punch dust or the like due to the electrostatic force. It is also possible to prevent adsorption of fine dust and the like due to electrostatic force. Therefore, the sound through hole 14a can be stably formed. Further, even if sticking of punching dust occurs, since the ceramic green sheet 14 is prevented from being charged, it becomes mild as shown in FIG. 4 (c) and easily corrected by air blowing or the like. be able to. As a result, the occurrence of defective green sheets due to the clogging of the through holes 14a can be significantly reduced.

【0026】上述したイオン気流供給吹出口19を付設
したパンチング装置11は、特に連続孔開けによりセラ
ミックスグリーンシート14が帯電しやすい一穴式パン
チング装置に特に有効である。また、数本のパンチング
ピンを用いて連続孔開けを行うパンチング装置に対して
も、同様に有効である。
The punching device 11 provided with the above-described ion air flow supply outlet 19 is particularly effective for a one-hole punching device in which the ceramic green sheet 14 is likely to be charged by continuous perforation. Further, it is similarly effective for a punching device that continuously punches holes by using several punching pins.

【0027】このようなパンチング装置11は、各種の
セラミックスグリーンシート14に対して有効であり、
例えば酸化アルミニウムのような酸化物系セラミックス
から窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の非酸化物系セラ
ミックスまで種々のセラミックス材料からなるグリーン
シートに適用することができる。このように、特にセラ
ミックスグリーンシート14の材質に限定されるもので
はないが、ガラス転移点が低く(例えばAlN/Tg
約308K)、パンチング作業時にガラス転移点近傍まで容
易にシート温度が上昇しやすいグリーンシートに対して
特に有効であるまた、スルーホール14aの形状につい
ても、各種形状のスルーホールについて有効であるもの
の、特に直径(スルーホール径)が 100μm 以下の微細
なスルーホールに対して効果的である。 100μm 以下と
スルーホールを微細化した場合、前述したように特に孔
つまりが生じやすくなるためである。
Such a punching device 11 is effective for various ceramic green sheets 14,
For example, it can be applied to green sheets made of various ceramic materials, from oxide-based ceramics such as aluminum oxide to non-oxide-based ceramics such as aluminum nitride and silicon nitride. As described above, although not particularly limited to the material of the ceramic green sheet 14, the glass transition point is low (for example, AlN / T g =
308K), which is particularly effective for a green sheet in which the sheet temperature easily rises to the vicinity of the glass transition point during punching work. Also, regarding the shape of the through hole 14a, although it is effective for through holes of various shapes, It is especially effective for fine through holes with a diameter (through hole diameter) of 100 μm or less. This is because when the through hole is miniaturized to 100 μm or less, hole clogging is particularly likely to occur as described above.

【0028】上述したようなパンチング装置11を用い
て、セラミックスグリーンシート14に多数のスルーホ
ールを形成した後、各スルーホールに導体ペーストをス
クリーン印刷等により充填する。この際、前述したよう
にスルーホールの孔つまり等の発生が極力抑制されてい
ることから、スルーホールへの導体ペーストの充填工程
の安定化が図れ、さらに孔つまり等の発生が防止されて
いるだけでなく、静電気力による微細なごみ等の吸着も
防止されているため、各スルーホールに対して安定して
高密度に導体ペーストを充填することが可能となる。
After forming a large number of through holes in the ceramic green sheet 14 by using the punching device 11 as described above, the conductive paste is filled in each through hole by screen printing or the like. At this time, as described above, since the occurrence of the clogging of the through hole is suppressed as much as possible, the filling process of the conductor paste into the through hole is stabilized, and the occurrence of the clogging of the hole is further prevented. In addition, since adsorption of fine dust and the like due to electrostatic force is also prevented, it is possible to stably and densely fill each through hole with the conductive paste.

【0029】次いで、内層配線パターンに応じて、各セ
ラミックスグリーンシート上にも導体ペーストをスクリ
ーン印刷等により塗布する。導体ペーストとしては、W
やMo等の高融点金属を有機バインダや有機溶媒と共に
混合してペースト化したものが用いられる。
Then, a conductor paste is applied to each ceramic green sheet by screen printing or the like according to the inner layer wiring pattern. As the conductor paste, W
A high melting point metal such as Mo or Mo is mixed with an organic binder or an organic solvent to form a paste.

【0030】この後、上記スルーホール内に導体ペース
トを充填すると共に、表面に導体ペーストを印刷した複
数のセラミックスグリーンシートを積層し、これを加熱
しつつ加圧する。このグリーンシート圧着体をセッタ等
の焼成治具上に配置して、所定のガス雰囲気中で焼成す
る。このようにして、セラミックスグリーンシートと導
体ペーストとを同時焼成することで、例えば図2に示す
ような多層セラミックス配線基板20が得られる。
After that, a conductor paste is filled in the through holes, and a plurality of ceramic green sheets having conductor paste printed on the surface thereof are laminated and heated and pressed. The green sheet pressure-bonded body is placed on a firing jig such as a setter and fired in a predetermined gas atmosphere. In this way, by simultaneously firing the ceramic green sheet and the conductor paste, for example, the multilayer ceramic wiring board 20 as shown in FIG. 2 is obtained.

【0031】図2に要部構成を示す多層セラミックス配
線基板20は、焼成により多層一体化された複数のセラ
ミックス層、例えば 4層のセラミックス層21a、21
b、21c、21dを有する多層セラミックス基板21
と、この多層セラミックス基板21の内部に設けられた
内層配線22とから構成されている。
The multilayer ceramic wiring substrate 20 whose main structure is shown in FIG. 2 is a plurality of ceramic layers integrated by firing, for example, four ceramic layers 21a, 21.
Multilayer ceramic substrate 21 having b, 21c and 21d
And an inner layer wiring 22 provided inside the multilayer ceramic substrate 21.

【0032】上述した内層配線22は、多層セラミック
ス基板21の各セラミックス層21a〜21dに設けら
れたスルーホール23内に充填された導体層24と、各
セラミックス層21a〜21d上に形成された導体層2
5とから構成されている。この内層配線22は所望の内
層配線パターンに応じて形成されているものであり、多
層セラミックス基板21の表面側に形成された接続パッ
ド26や電極パッド27と電気的に接続されている。
The above-mentioned inner layer wiring 22 has conductor layers 24 filled in through holes 23 provided in the respective ceramic layers 21a to 21d of the multilayer ceramic substrate 21 and conductors formed on the respective ceramic layers 21a to 21d. Layer 2
And 5. The inner layer wiring 22 is formed according to a desired inner layer wiring pattern, and is electrically connected to the connection pads 26 and the electrode pads 27 formed on the front surface side of the multilayer ceramic substrate 21.

【0033】スルーホール23内に充填された導体層2
4、および各セラミックス層21a〜21d上に形成さ
れた導体層25は、いずれもスルーホール23内に充填
した導体ペーストや各セラミックス層21a〜21d上
に印刷形成した導体ペーストを、多層セラミックス基板
21と同時焼成することにより形成したものである。上
述したような多層セラミックス配線基板20の製造工程
においては、スルーホール不良の発生を防止することが
できると共に、各工程(特にスルーホール形成工程と導
体ペースト充填工程)を安定して実施できるだけでな
く、前述したようにスルーホール23の孔形成精度や孔
形成状態に優れ、スルーホール23内に導体ペーストを
良好に充填できることから、導体ペーストの充填不良に
基く接続不良やスルーホール23内での局部的な充填密
度不良による電気抵抗の増加等を抑制することも可能と
なる。すなわち、内層配線22の信頼性および電気的特
性に優れた多層セラミックス配線基板20を再現性よく
得ることができる。
Conductor layer 2 filled in through hole 23
4 and the conductor layer 25 formed on each of the ceramic layers 21a to 21d, the conductor paste filled in the through hole 23 and the conductor paste printed on each of the ceramic layers 21a to 21d are printed on the multilayer ceramic substrate 21. It is formed by co-firing with. In the manufacturing process of the multilayer ceramic wiring board 20 as described above, it is possible to prevent the occurrence of defective through holes and to stably perform each process (especially the through hole forming process and the conductor paste filling process). As described above, since the through hole 23 is excellent in hole forming accuracy and hole forming state and the conductor paste can be well filled in the through hole 23, connection failure due to poor filling of the conductor paste or local portion in the through hole 23 is caused. It is also possible to suppress an increase in electric resistance due to a defective filling density. That is, it is possible to obtain the multilayer ceramic wiring board 20 having excellent reliability and electrical characteristics of the inner layer wiring 22 with good reproducibility.

【0034】図2に示した多層セラミックス配線基板2
0は、PGA、BGA等の半導体パッケージの基体等と
して用いられるほか、半導体実装用多層配線基板、MC
M用多層配線基板等、種々の配線基板として使用するこ
とができる。また、平板型の多層セラミックス配線基板
に限らず、キャビティを有する多層セラミックス配線基
板、単板型のセラミックス配線基板等の製造に本発明を
適用することもできる等、本発明は種々のセラミックス
配線基板の製造に適用可能である。
The multilayer ceramic wiring board 2 shown in FIG.
0 is used as a substrate of a semiconductor package such as PGA, BGA, etc., a multilayer wiring board for semiconductor mounting, MC
It can be used as various wiring boards such as an M multilayer wiring board. Further, the present invention is not limited to a flat-plate type multilayer ceramic wiring substrate, and the present invention can be applied to the production of a multilayer ceramic wiring substrate having a cavity, a single-plate type ceramic wiring substrate, and the like. Can be applied to the manufacture of.

【0035】[0035]

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。
Next, specific examples of the present invention will be described.

【0036】実施例1 まず、複数枚の窒化アルミニウムグリーンシートを用意
し、これらに図1に示したパンチング装置11を用いて
スルーホールを形成した。形成したスルーホールの直径
は 100μm であり、このようなスルーホールを 100万孔
連続して形成(孔開け/パンチング)した。この際、イ
オン気流供給吹出口19からイオンバランスをとった帯
電防止用イオン気流を 2〜4m3 /minの流量で供給した。
また、駆動軸13のエアー供給部15およびダイ17の
エアー供給部18からは、押出し気流および横吹出し気
流の供給を実施し、さらにダイ17側の真空吸引も同時
に実施した。
Example 1 First, a plurality of aluminum nitride green sheets were prepared, and through holes were formed in them by using the punching device 11 shown in FIG. The diameter of the formed through holes was 100 μm, and 1 million such through holes were continuously formed (punching / punching). At this time, an ion-balanced antistatic ion stream was supplied from the ion stream supply outlet 19 at a flow rate of 2 to 4 m 3 / min.
Further, the extrusion air flow and the side air flow were supplied from the air supply portion 15 of the drive shaft 13 and the air supply portion 18 of the die 17, and the vacuum suction on the die 17 side was also performed at the same time.

【0037】また、本発明との比較例として、帯電防止
用イオン気流の供給を行わない以外は実施例1と同様に
して、 100万孔のスルーホールを同一条件の窒化アルミ
ニウムグリーンシートに連続して形成した(比較例
1)。さらに、駆動軸13のエアー供給部15からの押
出し気流の供給も停止して、 100万孔のスルーホールを
同一条件の窒化アルミニウムグリーンシートに連続して
形成した(比較例2)。
In addition, as a comparative example with the present invention, one million through holes were continuously formed on an aluminum nitride green sheet under the same conditions in the same manner as in Example 1 except that the antistatic ion stream was not supplied. Was formed (Comparative Example 1). Further, the supply of the extrusion airflow from the air supply portion 15 of the drive shaft 13 was stopped, and through holes of 1 million holes were continuously formed on the aluminum nitride green sheet under the same conditions (Comparative Example 2).

【0038】これら実施例1および比較例1、2による
スルーホールの形成状態を測定、評価した。その結果を
表1に示す。
The formation state of through holes according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was measured and evaluated. Table 1 shows the results.

【0039】[0039]

【表1】 表1から明らかなように、帯電防止用イオン気流を供給
しながら孔明けを実施することで孔つまりが防止でき、
健全なスルーホールを極めて安定に形成できることが分
かる。
[Table 1] As is clear from Table 1, the hole clogging can be prevented by performing the hole drilling while supplying the antistatic ion stream.
It can be seen that a sound through hole can be formed extremely stably.

【0040】次に、上記実施例1でスルーホールの形成
を行った窒化アルミニウムグリーンシートに対して、タ
ングステンペーストのスルーホール内への充填および窒
化アルミニウムグリーンシート上への印刷を行い、これ
ら窒化アルミニウムグリーンシートを積層し、さらに 1
00kgの圧力でプレスして積層成形体を作製した。この積
層成形体を基板寸法に切断し、窒素気流中にて脱脂した
後、窒化アルミニウム製の焼成治具内に配置した状態で
窒素中にて 2093Kで焼成し、窒化アルミニウムとタング
ステンとを同時に焼成することによって、多層窒化アル
ミニウム配線基板を得た。このようにして得た多層窒化
アルミニウム配線基板の配線状態を検査したところ、配
線のオープンは全くなく、また配線抵抗も良好な値を示
した。
Next, with respect to the aluminum nitride green sheet in which the through holes were formed in the above Example 1, filling of the tungsten paste into the through holes and printing on the aluminum nitride green sheet were carried out, and these aluminum nitride sheets were printed. Stack green sheets and then 1
A laminated molded body was produced by pressing at a pressure of 00 kg. This laminated compact is cut into substrate dimensions, degreased in a nitrogen stream, and then fired at 2093K in nitrogen while being placed in a firing jig made of aluminum nitride to simultaneously fire aluminum nitride and tungsten. By doing so, a multilayer aluminum nitride wiring board was obtained. When the wiring condition of the thus obtained multilayer aluminum nitride wiring board was inspected, no wiring was open and the wiring resistance showed a good value.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クス配線基板の製造方法によれば、微細なスルーホール
を連続して健全かつ安定して形成することができるた
め、製造不良の発生が抑制できると共に、製造工程の安
定化を図ることが可能となる。また、本発明のグリーン
シート孔開け装置によれば、微細化されたスルーホール
を健全かつ安定に形成することが可能となる。
As described above, according to the method for manufacturing a ceramic wiring board of the present invention, since fine through holes can be continuously and soundly and stably formed, the occurrence of manufacturing defects can be suppressed. In addition, it is possible to stabilize the manufacturing process. Also, according to the green sheet punching device of the present invention, it is possible to form finely sized through holes in a sound and stable manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施形態によるグリーンシート孔
開け装置の要部構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part configuration of a green sheet punching device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施形態で作製した多層セラミッ
クス配線基板の構成を示す要部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing the configuration of a multilayer ceramic wiring board manufactured according to an embodiment of the present invention.

【図3】 従来のグリーンシート孔開け装置の要部構成
を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part configuration of a conventional green sheet punching device.

【図4】 スルーホールにおける孔つまりの形態を示す
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a form of a hole in a through hole.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11……パンチング装置 12……パンチングピン 13……駆動軸 14……セラミックスグリーンシート 14a…スルーホール 17……ダイ 19……イオン気流供給吹出口 20……多層セラミックス配線基板 21……多層セラミックス基板 22……内層配線 23……スルーホール 11 ... Punching device 12 ... Punching pin 13 ... Drive shaft 14 ... Ceramic green sheet 14a ... Through hole 17 ... Die 19 ... Ion air flow supply outlet 20 ... Multilayer ceramic wiring substrate 21 ... Multilayer ceramic substrate 22 …… Inner layer wiring 23 …… Through hole

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックスグリーンシートにパンチン
グピンを用いてスルーホールを形成する工程と、前記ス
ルーホール内に導体ペーストを充填する工程と、前記導
体ペーストを充填したセラミックスグリーンシートを 1
枚または複数積層してセラミックス成形体を作製する工
程と、前記セラミックス成形体を焼成して、セラミック
ス基材と前記導体ペーストとを同時に焼結させる工程と
を有するセラミックス配線基板の製造方法において、 前記セラミックスグリーンシートの前記パンチングピン
によるスルーホール形成部位周辺に、帯電防止用気流を
吹き付けながら、前記スルーホールの形成を行うことを
特徴とするセラミックス配線基板の製造方法。
1. A step of forming a through hole in a ceramic green sheet using a punching pin, a step of filling the through hole with a conductor paste, and a step of filling the conductor green paste with the ceramic green sheet
A method for manufacturing a ceramic wiring board, comprising: a step of producing a ceramic molded body by laminating a plurality of sheets or a plurality of layers; and a step of firing the ceramic molded body to simultaneously sinter the ceramic base material and the conductor paste, A method of manufacturing a ceramic wiring board, characterized in that the through hole is formed while blowing an antistatic air flow around a portion of the ceramic green sheet where the through hole is formed by the punching pin.
【請求項2】 請求項1記載のセラミックス配線基板の
製造方法において、 前記スルーホールの直径が 100μm 以下であることを特
徴とするセラミックス配線基板の製造方法。
2. The method for manufacturing a ceramic wiring board according to claim 1, wherein the diameter of the through hole is 100 μm or less.
【請求項3】 セラミックスグリーンシートにスルーホ
ールを形成する孔開け装置であって、 前記スルーホールの内径に応じた外径を有するパンチン
グピンと、前記セラミックスグリーンシートが載置さ
れ、前記パンチングピンの受け型であるダイと、前記セ
ラミックスグリーンシートの前記パンチングピンによる
スルーホール形成部位周辺に帯電防止用気流を供給する
手段と、前記パンチングピンの駆動機構とを具備するこ
とを特徴とするグリーンシート孔開け装置。
3. A punching device for forming a through hole in a ceramic green sheet, comprising: a punching pin having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the through hole; and the ceramic green sheet being placed on the punching pin. A green sheet perforation, comprising: a die as a mold, a means for supplying an antistatic air flow around the through hole formation portion of the ceramic green sheet by the punching pin, and a driving mechanism for the punching pin. apparatus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000062988A1 (en) * 1999-04-15 2000-10-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sheet retainer for punching ceramic green sheet and punching device
JP2009233828A (en) * 2008-03-28 2009-10-15 Tdk Corp Punching pin, punching die, and punching device

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