JPH1154885A

JPH1154885A - セラミック基板および電子回路装置の製造方法

Info

Publication number: JPH1154885A
Application number: JP9209425A
Authority: JP
Inventors: Takeoki Miyauchi; 建興宮内; Mikio Hongo; 幹雄本郷; Katsuro Mizukoshi; 克郎水越; Takashi Matsumoto; 隆松本; Tsutomu Shibuya; 務渋谷; Kaoru Katayama; 薫片山; Shinichi Wai; 伸一和井; Tatsuji Sakamoto; 達事坂本; Hideaki Sasaki; 秀昭佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 1999-02-26
Anticipated expiration: 2017-08-04
Also published as: JP3618200B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】生セラミックに対して、導体の充填性を向上さ
せた０．１ｍｍ以下の穴あけを可能にして実装密度の向
上を図り、ドライプロセスでＬＳＩチップを実装可能な
分割された焼成セラミック基板の製造方法を提供する。【解決手段】生セラミックに対してレーザ光を照射して
穴あけ加工を行う工程と、穴へ導体を充填する工程と、
生セラミックの平面に配線導体を印刷する工程と、導体
が形成された生セラミックを積層加圧する工程と、積層
体から焼成セラミック基板を得る工程と、焼成セラミッ
ク基板に対して割断線に沿ってデフォーカス状態でレー
ザ光を照射して加熱応力を発生させて割断する工程とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックで構成
される高密度回路基板を製造するセラミック基板の製造
方法およびセラミック基板に半導体デバイス等の電子回
路素子を実装した電子回路装置を製造する電子回路装置
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来の電子回路装置の製造方
法を示した図である。図１４（ａ）に示すステップにお
いて、多数個取りの生セラミック基板１はポンチ２によ
り穴７０があけられる。次に、図１４（ｂ）に示すステ
ップにおいて、ポンチ２によりあけられた穴７０に上下
を電気的に接続するための導体４が埋め込まれる。続い
て、図１４（ｃ）に示すステップにおいて、表面に平面
方向の配線材料５が印刷される。このようにして作られ
た各層の生セラミックは、図１４（ｄ）に示すステップ
において、数枚ないし数十枚重ねられ、加圧されて積層
体６’となる。次に、図１４（ｅ）に示すステップにお
いて、積層体６’を炉に入れて焼成することにより、硬
い焼成セラミック７’が製作されることになる。次に、
図１４（ｆ）に示すステップにおいて、焼成セラミック
７’は必要な分割を行うため切断台８にワックスで接着
される。次に、図１４（ｇ）に示すステップにおいて、
切断台８にワックスで接着された焼成セラミック７’に
対して、研削液（図示せず）を流しながらダイヤモンド
・ブレード（図示せず）でダイシングされて、各個別の
焼成セラミック基板９’に分割される。次に、図１４
（ｈ）に示すステップにおいて、ワックスを暖めて個別
セラミック９’を取り外す。次に、図１４（ｉ）に示す
ステップにおいて、付着したワックス１０を洗浄するこ
とによって個別の焼成セラミック基板９’を得ることが
できる。

【０００３】最後に、図１４（ｊ）に示すステップにお
いて、個別に得られた焼成セラミック基板９’上にＬＳ
Ｉチップ１１を装着することによって、電子回路装置を
製造することができた。また、ダイシングに代るセラミ
ックの割断については、従来技術として（１）「レーザ割断」沖山俊裕精密工学会会誌Ｖｏｌ
６０，Ｎｏ．２，１９９４，Ｐ１９６〜１９９（２）特開平３−４８９号公報（３）特開平４−１６７９８５号公報（４）特開平４−３７４９２号公報などが知られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、生
セラミックの穴あけは機械的な運動速度によりスピード
を制限され、また０．１ｍｍより穴径が小さくなると、
ポンチ加工が困難になる等の課題を有していた。また、
焼成後のセラミックの分割については、ダイヤモンドブ
レードを高速回転させて研削液で冷やしながら切断する
ため、ウェット加工となり、速度も遅く、ブレードの摩
耗も激しい等の問題があった。また切断幅が必要である
という課題もあった。また、取付のために用いたワック
スは十分洗浄除去する必要があり、ここでもウェットプ
ロセスが不可欠となり、大きな工数と洗浄装置と洗浄の
ための多くの水が必要であった。

【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
生セラミックに対して、約０．１ｍｍより小さく、導体
の充填性を向上させた穴あけを可能にして実装密度の向
上を図り、しかもドライプロセスでＬＳＩチップを実装
可能な分割された焼成セラミック基板を製造して工程減
少、および工数低減を図ったセラミック基板およびＬＳ
Ｉチップを実装した電子回路装置の製造方法を提供する
ことにある。また、本発明の他の目的は、生セラミック
に対して、約０．１ｍｍより小さく、導体の充填性を向
上させた穴あけを可能にして実装密度の向上を図り、し
かもドライプロセスでＬＳＩチップを実装可能な分割さ
れた焼成セラミック基板をスルーホール導体や配線に対
してダメージをおよぼすことなく製造して工数低減を図
ると共に信頼性を有するセラミック基板を高歩留まりで
製造することができるようにしたセラミック基板および
ＬＳＩチップを実装した電子回路装置の製造方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、生セラミックに対してレーザ光を照射し
て除去に基づく穴あけ加工を行う穴あけ工程と、該穴あ
け工程によって生セラミックに対して穴あけされた穴へ
導体を充填する導体充填工程と、前記生セラミックの平
面に所望の配線導体を印刷等によって形成する配線導体
形成工程と、前記導体充填工程および配線導体形成工程
で導体が形成された生セラミックを積層加圧する積層工
程と、該積層工程で積層加圧された積層体を焼成して焼
成セラミック基板を得る焼成工程と、該焼成工程で焼成
された焼成セラミック基板に対して分割すべき割断線に
沿ってデフォーカス状態でレーザ光を照射して加熱応力
を発生させて割断する割断工程とを有することを特徴と
するセラミック基板の製造方法である。また、本発明
は、前記セラミック基板の製造方法における穴あけ工程
において、一つの穴あけ加工を、レーザスポットを円周
状に複数回照射することにより行うことを特徴とする。
また、本発明は、前記セラミック基板の製造方法におけ
る穴あけ工程において、加工穴からのレーザ光の透過光
または加工穴の画像をモニタして不完全な穴であるか否
かを判別記憶し、不完全な穴のみにレーザ光を再度照射
して再加工することを特徴とする。また、本発明は、前
記セラミック基板の製造方法において、焼成工程の前
に、積層体の裏面に、割断工程における割断を誘起する
溝を少なくとも割断線の端部に形成する溝形成工程を有
することを特徴とする。

【０００７】また、本発明は、前記セラミック基板の製
造方法における割断工程において、少なくとも焼成セラ
ミック基板の側面における割断線に対して機械的な応力
を付与することを特徴とする。また、本発明は、前記セ
ラミック基板の製造方法における割断工程において、少
なくとも焼成セラミック基板の側面における割断線に対
して熱的な応力を付与することを特徴とする。また、本
発明は、前記セラミック基板の製造方法における割断工
程において、少なくとも焼成セラミック基板の側面にお
ける割断線に対して加工を施すことを特徴とする。ま
た、本発明は、前記セラミック基板の製造方法における
穴あけ工程において、レーザ光として、ＱスイッチＹＡ
Ｇレーザ光源から得られるパルスレーザ光を用いること
を特徴とする。また、本発明は、前記セラミック基板の
製造方法における割断工程において、レーザ光として、
遠赤外レーザ光を用いることを特徴とする。また、本発
明は、前記セラミック基板の製造方法における割断工程
において、レーザ光として、ＣＯ₂レーザ光を用いるこ
とを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、前記セラミック基板の製
造方法における穴あけ工程において、高速化するため
に、レーザ光をＸ、Ｙ両軸に走査できる一組のガルバノ
ミラーで走査回転させて穴をあける方式とした。また、
本発明は、生セラミックに対してレーザ光を照射して除
去に基づく穴あけ加工を行う穴あけ工程と、該穴あけ工
程によって生セラミックに対して穴あけされた穴へ導体
を充填する導体充填工程と、前記生セラミックの平面に
所望の配線導体を印刷等によって形成する配線導体形成
工程と、前記導体充填工程および配線導体形成工程で導
体が形成された生セラミックを積層加圧する積層工程
と、該積層工程で積層加圧された積層体を焼成して焼成
セラミック基板を得る焼成工程と、該焼成工程で焼成さ
れた焼成セラミック基板に対して分割すべき割断線に沿
ってデフォーカス状態でレーザ光を照射して加熱応力を
発生させて割断する割断工程と、該割断工程によって割
断された個別セラミック基板上にＬＳＩチップを実装す
る実装工程とを有することを特徴とする電子回路装置の
製造方法である。

【０００９】以上説明したように、前記構成によれば、
生セラミックに対して、約０．１ｍｍより小さく、導体
の充填性を向上させた穴あけを可能にして実装密度の向
上を図り、しかもドライプロセスでＬＳＩチップを実装
可能な分割された焼成セラミック基板を製造して工程減
少および工数低減を図ることが可能となる。また、前記
構成によれば、生セラミックに対して、約０．１ｍｍよ
り小さく、導体の充填性を向上させた穴あけを可能にし
て実装密度の向上を図り、しかもドライプロセスでＬＳ
Ｉチップを実装可能な分割された焼成セラミック基板を
スルーホール導体や配線に対してダメージをおよぼすこ
となく製造して工程減少および工数低減を図ると共に信
頼性を有するセラミック基板およびＬＳＩチップを実装
した電子回路装置を高歩留まりで製造することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係るセラミック基板およ
び電子回路装置の製造方法についての実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る電子
回路装置の製造方法の一実施の形態を示す工程図であ
る。電子回路装置は、図１（ｉ）に示すように、焼成さ
れ、分割されたセラミック基板９上にＬＳＩチップ１１
を実装することによって構成される。まず、図１（ａ）
には、レーザ光２１による多数個どりの生セラミック基
板へのスルーホール穴あけ工程を示す。該工程では、対
物レンズ３６で集光されるレーザ光２１により、生セラ
ミック基板１に次々と穴３があけられていく。即ち、図
２に示すレーザ穴あけ加工装置によって、生セラミック
基板１に次々と穴あけ加工が行われる。そして、穴が通
ったかどうかは、下部に設けた光検知器３７でモニター
することにより制御装置４１内のＣＰＵにおいて検出確
認され、不十分なものは番地が記憶され、生セラミック
基板１上におけるある領域について穴加工が終わった
後、または生セラミック基板１上において最終穴加工が
終わった後、再度穴が不十分なものだけ追加工を行い、
目づまり穴をなくす。

【００１１】次に、図１（ｂ）には、スルーホール穴へ
の導通材料埋込工程を示す。該工程では、上下を電気的
に接続するためのＷ等の導体４が各穴３に埋め込まれ
る。続いて、図１（ｃ）には、生セラミック基板の表面
への平面配線印刷工程を示す。該工程では、生セラミッ
ク基板１の表面に平面方向の配線材料５が印刷等によっ
て形成される。次に、図１（ｄ）には、積層工程を示
す。該工程では、上記のようにして作られた各層の生セ
ラミックが、数枚ないし数十枚重ねられ、加圧されて積
層体６を製作する。次に、図１（ｅ）には、積層体６の
裏面に分割溝２２を形成する裏面に分割溝形成工程を示
す。該工程では、積層体６を炉に入れて焼成する前に、
分割すべき線に沿って積層体６の裏面に溝２２を形成す
る。この溝２２を形成するのは、図１（ｇ）に示す分割
工程で分割する際、端において真っ直ぐ割れずに跳ね９
４が生じるのを防止するためである。従って分割する
際、端となる部分にのみに溝２２を形成しても良い。そ
して、溝の幅は０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度、溝の深さ
は０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度で幅、深さはそれぞ
れ、積層体６の厚さの１０％程度以内くらいが適当であ
る。溝の形成は、金属刃のついたローラーを転がすか、
ナイフ状のものを押しつけるか、寸法の決まった量産物
の場合は、加圧治具下側に予め溝部のでっぱりをつけた
板を取り付けておく等の方法がある。

【００１２】次に、図１（ｆ）には、炉に入れて焼成す
る焼成工程を示す。該工程では、裏面に分割溝２２が形
成された積層体６を炉に入れて焼成し、硬い焼成セラミ
ック７を製作する。続いて、図１（ｇ）には、レーザ加
熱応力による個々の焼成セラミック基板に分割する分割
工程を示す。該工程では、図６に示すレーザ加熱応力に
よる分割装置によって分割される。即ち、製作された硬
い焼成セラミック７を真空吸着台７７に固定し、焦点外
しでビーム径が広げられた集光レーザ光２３を、固定さ
れた焼成セラミック７に対して分割線に沿って照射する
ことによって加熱応力が生じて端部から端部へと焼成前
につけられた溝に沿って正確に割断が発生し、図１
（ｈ）に示すように個別の焼成セラミック基板９が得ら
れることになる。

【００１３】ここではワックス接着を用いていないた
め、洗浄は不要であり、直ちに、図１（ｉ）に示す実装
工程によりＬＳＩチップ１１等を装着することが可能と
なる。

【００１４】次に、図１（ａ）に示す生セラミック基板
へのスルーホール穴あけ工程で用いられるレーザ穴あけ
加工装置の実施例について図２〜図５を用いて説明す
る。図２は、本発明に係るレーザ穴あけ加工装置の一実
施例を示す構成図である。多数個どりの生セラミック基
板１は、Ｘ，Ｙ軸方向に所定の間隔でステップアンドリ
ピートされるステージ３８上に載置される。Ｑスイッチ
ＹＡＧレーザ発振器等から構成されるレーザ発振器３１
から出た高出力の数〜数１０Ｗ程度で３０〜２００ｎｓ
程度のパルス幅を有する数〜数１０ｋＨｚ程度のパルス
レーザ光２１は、光軸アライメント用の２枚のあおりミ
ラー３２、３３を通り、レーザ光走査用のガルバノミラ
ー３２、３５で１つの穴に対して数〜数１０パルス／１
穴について円状の光走査されながら集光レンズ３６で絞
られて生セラミック１に照射され、一つずつの穴あけ
（穴径が０．１ｍｍ程度以下）が、所望のピッチで繰返
して行われる。これにより、１秒当り、１００〜３００
程度の穴３をあけることが可能となる。この時、一つの
穴が十分あいたかどうかをレーザ光の透過光量を裏面で
光検知器３７でモニターすることにより知り、制御部４
に入力して光量が十分透過してこなかった穴については
未貫通穴メモリ４２に記憶しておく。生セラミック基板
１上におけるある領域について穴加工が終わった後、ま
たは生セラミック基板１上において最終穴加工が終わっ
た後、未貫通穴メモリ４２に蓄えられている未貫通穴の
番地を呼び出して再度加工を行う。このようにすること
により目づまり穴を無くする（０とする）ことができ
る。穴あけ位置はＣＡＤ４４を制御部４１につないでお
くことにより、制御部４１からレーザ光走査用のガルバ
ノミラー３２、３５への制御とステージ３８への制御と
により、任意の穴位置を自由に加工することができる。
３９は、レーザ光２１が照射される位置を観察するＴＶ
カメラ等の撮像装置を有する観察光学系で、ミラー３
２、３３等の調整に用いられる。即ち、撮像装置を有す
る観察光学系３９で観察されるレーザ光２１が光軸に位
置するように、ミラー３２、３３が調整される。また、
観察光学系３９は、ステージ３８の位置決めに使用され
る。また、光検知器３７は、複数の穴の各々について、
レーザ光走査用のガルバノミラー３２、３５で走査され
て透過したレーザ光量を検知できる視野をもっているも
のとする。これは、パルスレーザ光２１をレーザ光走査
用のガルバノミラー３２、３５で走査して、生セラミッ
ク基板１上に、所望のピッチで複数の穴を加工するため
である。

【００１５】図３は穴あけの際のレーザ光の照射方法を
示した図である。図３（ｃ）に示すように、Ｑスイッチ
ＹＡＧレーザ（波長は１．０６μｍ程度の近赤外光）か
ら出射されたパルスレーザ集束光４６（数〜数１０ｍＪ
／パルス）を、レーザ光走査用のガルバノミラー３２、
３５への制御部４１からの制御によって穴中心を中心に
して回転させるように数回ないし数十回照射し、その軌
跡を図３（ｂ）に示すように４７のようにすることによ
り、図３（ａ）に示すように生セラミック基板１に対し
て良好な穴３を２次元的に所望のピッチで形成すること
ができる。

【００１６】図４は本発明に係る目づまり無し（０）穴
加工のシーケンスを示した図である。図４（ａ）は、穴
加工のシーケンスに係る概略構成を示し、図４（ｂ）は
穴加工のシーケンスを示すフロー図である。ステップ５
１は、対物レンズ３６で集光されたパルスレーザ光２１
は生セラミック基板１に穴をあけ、穴があいていく工程
を示す。ステップ５２は、ステップ５１で穴加工されて
生セラミック基板１を透過したレーザ光を光検知器３７
で測定する工程を示す。ステップ５３は、制御部４１に
おいて光検知器３７で測定された透過光量に基づいて穴
の開口度を判定する工程である。ステップ５４は、制御
部４１において判定された穴の開口度に応じて穴明完成
（ＯＫ）か未完成（不足）かを判断し、未完成（不足）
の場合にはステップ５５において未貫通穴の番地を未貫
通穴メモリ４２に記憶する工程である。この未貫通穴の
番地（位置座標）は、制御部４１において、レーザ光走
査用のガルバノミラー３２、３５への制御信号とステー
ジ３８から得られるステージの位置座標とから得ること
ができる。なお、上記実施の形態では、ステップ５２〜
５３において、加工された穴を通して照射されたレーザ
光の透過光量を光検知器３７で測定して穴あき状態（目
ずまり状態）を制御部４１にて認識するように構成した
が、生セラミック１の裏面に照明光源を設け、穴あけ加
工が施された穴を通しての画像を撮像装置３９で撮像
し、制御部４１において撮像装置３９で撮像された加工
穴の画像信号から加工穴の面積を算出し、この算出され
た加工穴の面積によって未完成（不足）であるか否かに
ついて認識判定することが可能である。

【００１７】ステップ５６において、生セラミック基板
１上におけるある領域について穴加工が終了、または生
セラミック基板１上において最終穴加工が終了すると、
ステップ５７において、制御部４１は未貫通穴メモリ４
２に記憶された未貫通穴の番地（位置座標）を読み出
し、この読み出された未貫通穴に対して再度レーザ加工
が行われ、ステップ５８において透過したレーザ光を光
検知器３７で測定し、ステップ５９において光検知器３
７で測定された透過光量に基づいて穴の開口度を判定し
て穴貫通判定が行われる。ステップ６０において、制御
部４１において判定された穴の開口度に応じて穴明完
（ＯＫ）か未完（不足）かを判断し、未完（不足）の場
合にはステップ６１において未貫通穴の番地を未貫通穴
メモリ４２に記憶する。ステップ５６において、生セラ
ミック基板１上におけるある領域について穴加工が終
了、または生セラミック基板１上において最終穴加工が
終了すると、ステップ６２において、制御部４１は未貫
通穴メモリ４２に記憶された未貫通穴の番地（位置座
標）を読み出し、この読み出された未貫通穴に対して再
度レーザ加工が行われる。

【００１８】以上説明したように、繰り返すことによ
り、ステップ６３において未貫通穴が０になるまで続け
る。通常は２回目の加工で未貫通穴は０になる。このよ
うに、生セラミック１に対してパルスレーザ光を照射し
て穴あけ加工を行うと、約０．１ｍｍ以下の穴径まで高
速で加熱蒸発除去加工を行うことができる。図５は、従
来のポンチ穴あけと比べたレーザ穴あけの差を示した断
面図である。図５（ａ）は従来の生セラミック基板１へ
のポンチ穴あけによるスルーホール７０の断面を示し、
図５（ｂ）は本発明に係る生セラミック基板１へのレー
ザ穴あけによるスルーホール３の断面を示す。従来のポ
ンチ穴あけによる生セラミック基板１にあけられた穴７
０は、機械加工の特徴である直線性がはっきり出ている
ため、端部の角が鋭く、導体を埋め込む時の充填性が穴
が小さくなる程悪くなる。これに対し、本発明に係るレ
ーザ光による生セラミック基板１に対して穴あけを行っ
た場合は加熱蒸発除去加工であるため、図５（ｂ）に示
すように端部が少しだれており、これがかえって導体の
充填性を良くする効果をもたらすと共に、１秒当り１０
０〜３００程度の穴３をあけることができることからし
て、１分当り５０００〜２００００個程度の穴あけを穴
径を約０．１ｍｍ以下にして実現することが可能とな
る。

【００１９】次に、図１（ｇ）に示すレーザ加熱応力に
よる分割工程で用いられるレーザ加熱割断装置の実施例
について図６〜図１３を用いて説明する。図６は、本発
明に係るレーザ加熱割断装置の一実施例を示す構成図で
ある。レーザ加熱割断装置は、レーザ電源７２およびス
テージ７６を制御する制御部７１と、レーザ電源７２か
らの制御電源に基づいてＯＮ、ＯＦＦされる波長が１
０．６μｍ程度の遠赤外光を出射するＣＯ₂ガスレーザ
光源等から構成されたレーザ光源７３と、レーザ光源７
３から出射された遠赤外レーザ光７４を反射するハーフ
ミラー８０と、上記遠赤外レーザ光７４を集光する集光
レンズ７５と、焼成セラミック基板７を真空吸着する真
空吸着板７７を載置し、制御部７１からの指令でＸ、Ｙ
軸方向に移動可能に構成されたステージ７６と、焼成セ
ラミック基板７上においてレーザ光７４がデフォーカス
状態で照射された照射部周辺を冷却するための空気また
はドライ窒素等を吹き付けるガスノズル７９と、該ガス
ノズル７９に空気またはドライ窒素等を供給するガス供
給パイプ７８と、焼成セラミック基板７上にレーザ光７
４が照射される位置等を上記ハーフミラー８０を通して
観察するＴＶカメラ等の撮像装置を有する観察光学系８
１とから構成される。

【００２０】そして、制御部７１からレーザ電源７２に
信号が送られ、波長が１０．６μｍ程度の遠赤外光を出
射するＣＯ₂ガスレーザ光源等から構成されたレーザ光
源７３からレーザ光７４を出射して集光レンズ７５で集
光し、焼成セラミック基板７の表面にデフォーカス状態
（フォーカス位置から１０ｍｍ程度離れたデフォーカス
状態で６ｍｍ程度のスポット）で照射する。そして、こ
の照射状態で、ステージ７６を割断溝２２に沿って移動
させる。セラミック７は真空吸収板７７に載せられてい
る。レーザ照射時はガス供給パイプ７８からガスノズル
７９に供給される空気またはドライ窒素等で表面を冷却
し、照射部周辺の温度勾配を大きくするように図ってい
る。以上説明したように、焼成セラミック基板７の表面
にレーザ光７４がデフォーカス状態で照射されることに
より加熱応力が生じ、割断されることになる。特にレー
ザ光７４がデフォーカス状態で照射される照射部周辺が
冷却されることによって、図７（ｂ）に示すように、９
２から９３と変わって大きな温度勾配が付いて大きな加
熱応力が割断線に沿って集中し、割断線に沿った正確な
割断を実現することが可能となる。即ち、照射部周辺が
空気またはドライ窒素等で冷却されることによって、９
２から９３と斜線分大きな温度勾配が付いて大きな加熱
応力が割断線９１に沿って集中することになり、割断線
に沿った正確な割断を実現することができる。

【００２１】なお、図７（ａ）に示す如く、割断する焼
成セラミック基板７に対してＤ₀＝６ｍｍ程度のスポッ
ト光を照射する関係で、割断線の近傍にＷ等の導体４が
埋め込まれたスルーホール３が存在し、この導体４にレ
ーザスポット光がかかってしまったとしても、この導体
４が蒸発してしまわないように、この導体およびセラミ
ックに対して同じような吸収特性を有する波長が１０．
６μｍ程度の遠赤外光を出射する例えばＣＯ₂ガスレー
ザ光を用いることが必要となる。仮に、割断にＹＡＧレ
ーザ光を用いると、デフォーカス状態のレーザスポット
光が導体４にかかると、吸収特性がよいことにより、導
体４が爆発的に蒸発してしまい、割断によって上下を接
続している導体４をなくしてしまうことになる。従っ
て、遠赤外光を出射する例えばＣＯ₂ガスレーザ光を用
いることが望まれる。

【００２２】また、分割される割断線の端部において
は、加熱応力が逃げてしまうことにより、図８に示すよ
うに、レーザ光が照射された割断線９１に沿って割れず
に、任意の方向に割れて跳ね９４が生じることになる。
そこで、分割される割断線９１の端部において生じる跳
ね９４を防止するために、次に説明するような対策を施
す必要がある。即ち、図１（ｅ）に示すように、積層体
６の裏面に分割溝２２を形成することによって、特に割
断線の端部において分割溝２２に沿って割断することが
可能となり、図８に示すように、割断線９１の端部にお
いて跳ね９４が生じるのを防止することが可能となる。
次に、跳ね９４を防止するための他の実施例について、
図９〜図１３を用いて説明する。図９〜図１１の各々
は、焼成セラミック基板７の側面と割断線の交わる点
を、バネ等で押して割断線に対し対称応力をかけること
により、より精度よく端部まで正確な割断をさせようと
した実施例である。図９は、先端を尖らせたウェッジ治
具８１をバネ８２で加圧する実施例を示す。図１０は、
先端を尖らせたウェッジ治具８１をピエゾ素子８３で加
圧する実施例を示す。また、図１１は、何らかの加圧手
段で加圧される先端を尖らせたウェッジ治具８１の先端
を高温にする加熱手段８４を設けた実施例を示す。図１
１（ａ）に示す実施例では、図１１（ｂ）に示す如く、
割断線の端部において加圧と加熱の両効果で対称応力を
受けることになり、正確な割断を導くことが可能とな
る。

【００２３】また、図１２は、ウェッジで応力をかける
代わりに、波長が１０．６μｍ程度の遠赤外光を出射す
るＣＯ₂ガスレーザ光源等から構成されたレーザ光源７
３から出射されるレーザ光のビーム径をビーム径拡大光
学系で拡大し、それを複数のスリット状の矩形開口１０
１を通して複数の矩形ビーム１０２を形成し、各矩形ビ
ーム１０２をシリンドリカルレンズ１０３で線状ビーム
１０４に集光してデフォーカス状態で割断線９１の端部
側面を加熱して、対称熱応力分布を発生させる実施例を
示す。即ち、図１２（ａ）に示すように割断線９１の端
部側面に線状ビーム１０４をデフォーカス状態で照射し
て加熱し、図１２（ｂ）に示すように対．称熱応力分布
を発生させることによって、跳ねが生じることなく、正
確な割断を導くことが可能となる。また、図１３は、割
断線の端部側面に予め予備加工を施しておき正確な割断
を得る実施例を示す。予備加工としては、金属刃のつい
たローラーを転がすか、ナイフ状のものを押しつける
か、またはレーザ光を照射して溝加工を施すことによっ
て可能となる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、生セラミックに対し
て、約０．１ｍｍより小さく、導体の充填性を向上させ
た穴あけを可能にして実装密度の向上を図り、しかもド
ライプロセスでＬＳＩチップを実装可能な分割された焼
成セラミック基板を製造して工程減少、および工数低減
を図ると共に生産のドライ化による省資源、および省エ
ネルギーを図ることができる効果を奏する。また、本発
明によれば、生セラミックに対して、約０．１ｍｍより
小さく、導体の充填性を向上させた穴あけを可能にして
実装密度の向上を図り、しかもドライプロセスでＬＳＩ
チップを実装可能な分割された焼成セラミック基板をス
ルーホール導体や配線に対してダメージをおよぼすこと
なく製造して工程減少、および工数低減を図ると共に信
頼性を有する電子回路装置を高歩留まりで製造すること
ができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子回路装置の製造方法の一実施
の形態を示す工程図である。

【図２】本発明に係る生セラミック穴あけ工程に用いる
レーザ穴あけ加工装置の一実施例を示す構成図である。

【図３】本発明に係る生セラミック穴あけの際における
レーザ光照射方法を説明するための図である。

【図４】本発明に係る生セラミック穴あけの目づまり無
し（０）を実現したシーケンスを示した図である。

【図５】本発明の穴あけと従来のポンチ穴あけとの比較
断面図である。

【図６】本発明に係る焼成セラミック割断に用いるレー
ザ加熱割断装置の一実施例を示す構成図である。

【図７】図６に示すレーザ加熱割断装置において、レー
ザ光が照射される照射部周辺を冷却することによって、
大きな温度勾配が付いて大きな加熱応力が割断線に沿っ
て集中し、割断線に沿った正確な割断を実現することを
説明するための図である。

【図８】割断する際、生じる跳ねを示す図である。

【図９】本発明に係る焼成セラミック割断をより正確
に、且つ高精度にするために側面拘束を付与する一実施
例を示す図である。

【図１０】本発明に係る焼成セラミック割断をより正確
に、且つ高精度にするために側面拘束を付与する他の一
実施例を示す図である。

【図１１】本発明に係る焼成セラミック割断をより正確
に、且つ高精度にするために側面拘束および加熱を付与
する一実施例を示す図である。

【図１２】本発明に係る焼成セラミック割断をより正確
に、且つ高精度にするために側面に線状のビームを照射
して加熱を付与する一実施例を示す図である。

【図１３】本発明に係る焼成セラミック割断をより正確
に、且つ高精度にするために側面に予備加工を施す一実
施例を示す図である。

【図１４】従来の電子回路装置の製造工程の例を示す図
である。

【符号の説明】

１…生セラミック基板、３…穴（スルーホール）、４…
導体、５…平面方向の配線材料、６…積層体、７…焼成
セラミック、９…個別焼成セラミック基板、１１…ＬＳ
Ｉチップ、２１…レーザ光、２２…溝、２３…集光レー
ザ光、３１…レーザ発振器、３２…あおりミラー、３３
…あおりミラー、３４…ガルバノミラー、３５…ガルバ
ノミラー、３６…対物レンズ、３７…光検知器、３８…
ステージ、４１…制御部、４２…未貫通穴メモリ、４６
…レーザ集束光、４７…軌跡、７１…制御部、７２…レ
ーザ電源、７３…レーザ光源、７４…レーザ光、７５…
集光レンズ、７６…ステージ、７７…真空吸収板、７８
…ガス供給パイプ、７９…ガスノズル、８１…ウェッジ
治具、８２…バネ、８３…ピエゾ素子、８４…加熱手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 23/12 Ｈ０１Ｓ 3/00 ＢＨ０１Ｓ 3/00 3/11 3/11 Ｈ０５Ｋ 3/46 ＸＨ０５Ｋ 3/46 ＨＨ０１Ｌ 23/12 ＤＮ (72)発明者松本隆神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者渋谷務神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者片山薫神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者和井伸一神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者坂本達事神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者佐々木秀昭神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生セラミックに対してレーザ光を照射して
除去に基づく穴あけ加工を行う穴あけ工程と、該穴あけ
工程によって生セラミックに対して穴あけされた穴へ導
体を充填する導体充填工程と、前記生セラミックの平面
に所望の配線導体を形成する配線導体形成工程と、前記
導体充填工程および配線導体形成工程で導体が形成され
た生セラミックを積層加圧する積層工程と、該積層工程
で積層加圧された積層体を焼成して焼成セラミック基板
を得る焼成工程と、該焼成工程で焼成された焼成セラミ
ック基板に対して分割すべき割断線に沿ってデフォーカ
ス状態でレーザ光を照射して加熱応力を発生させて割断
する割断工程とを有することを特徴とするセラミック基
板の製造方法。
【請求項２】請求項１記載の穴あけ工程において、一つ
の穴あけ加工を、レーザスポットを円周状に複数回照射
することにより行うことを特徴とするセラミック基板の
製造方法。
【請求項３】請求項１記載の穴あけ工程において、加工
穴からのレーザ光の透過光または加工穴の画像をモニタ
して不完全な穴であるか否かを判別記憶し、不完全な穴
のみにレーザ光を再度照射して再加工することを特徴と
するセラミック基板の製造方法。
【請求項４】請求項１記載の焼成工程の前に、積層体の
裏面に、割断工程における割断を誘起する溝を少なくと
も割断線の端部に形成する溝形成工程を有することを特
徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項５】請求項１記載の割断工程において、少なく
とも焼成セラミック基板の側面における割断線に対して
機械的な応力を付与することを特徴とするセラミック基
板の製造方法。
【請求項６】請求項１記載の割断工程において、少なく
とも焼成セラミック基板の側面における割断線に対して
熱的な応力を付与することを特徴とするセラミック基板
の製造方法。
【請求項７】請求項１記載の割断工程において、少なく
とも焼成セラミック基板の側面における割断線に対して
加工を施すことを特徴とするセラミック基板の製造方
法。
【請求項８】請求項１記載の穴あけ工程において、レー
ザ光として、ＱスイッチＹＡＧレーザ光源から得られる
パルスレーザ光を用いることを特徴とするセラミック基
板の製造方法。
【請求項９】請求項１記載の割断工程において、レーザ
光として、遠赤外レーザ光を用いることを特徴とするセ
ラミック基板の製造方法。
【請求項１０】請求項１記載の割断工程において、レー
ザ光として、ＣＯ₂レーザ光を用いることを特徴とする
セラミック基板の製造方法。
【請求項１１】生セラミックに対してレーザ光を照射し
て除去に基づく穴あけ加工を行う穴あけ工程と、該穴あ
け工程によって生セラミックに対して穴あけされた穴へ
導体を充填する導体充填工程と、前記生セラミックの平
面に所望の配線導体を形成する配線導体形成工程と、前
記導体充填工程および配線導体形成工程で導体が形成さ
れた生セラミックを積層加圧する積層工程と、該積層工
程で積層加圧された積層体を焼成して焼成セラミック基
板を得る焼成工程と、該焼成工程で焼成された焼成セラ
ミック基板に対して分割すべき割断線に沿ってデフォー
カス状態でレーザ光を照射して加熱応力を発生させて割
断する割断工程と、該割断工程によって割断された個別
セラミック基板上にＬＳＩチップを実装する実装工程と
を有することを特徴とする電子回路装置の製造方法。