JPS62232187A - セラミツク基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオ、テレビなどの民生用電子機器や、コ
ンピュータ、通信４！１器などを構成する電子回路基板
用として利用されるセラミック基板の製造方法に関する
ものである。

従来の技術 近年、電子機器の小型・薄型化を図るための手段として
、配線密度や多層化が比較的簡単に実現できるセラミッ
ク基板の用途が、民生、情報、通信、産業上の利用分野
に拡大しつつある。セラミック配線基板は、通常膜状に
成型されたセラミックグリーンシート（以降グリーンシ
ートと略記す、）を金型を用いて、所定形状に打ち抜き
加工した後、焼結を行いその後、それらのセラミノり基
板に対し、ペースト状の絶縁、導体、抵抗の各材料を用
い、スクリーン印刷手法の繰り返しによって、絶縁層、
導体層、および抵抗層などの各厚膜層を形成し焼成の後
前られるものである。基本的な形成技術をスクリーン印
刷技術に依存していることから、ｌ印刷ストローク内に
いかに多数個の必要最小単位のセラミック基板を配直し
、厚膜層を同時形成処理するかが、生産性を向上させる
最大のポイントとなるものである。したがって、必要最
小単位のセラミック基板を多数個連結させて、回路基板
の実質的な大面積化をはかり、厚膜形成および焼成工程
を完了させて後、ｉ終的に必要最小単位のセラミック配
ｖＡ基板に個片分割して利用する方法が１．？！され、
その一方法はすでに実用に供されており、生産性の図上
に寄与しているものである。

以下、図面を参照しながら、上述した従来のセラミック
基板の製造方法の一例について説明する。

第４図に示すように、ｌはグリーンシートであり、Ａ１
２０．、Ｓ　ｉ０２などのセラミクス系無機組成物とポ
リビニールブチラール、ジブチルフタレート、イソプロ
ピルアルコールなどの結合剤、可塑剤、溶剤などを含む
成膜用有機組成物とからなる。これらの原材料は、ボー
ルミルなどを用いて分散混合されスリップ化される。ス
リップ化された原材料は、カレンダー法やドクターブレ
ード法などによって膜状に成型され、乾燥後グリーンシ
ートｌとなるものである。このグリーンシートｌの一方
の面ｌａ上の所定のスクライブレイクライン形成部位３
　（一点鎖点で表示）によって押圧する。上記所定の形
成部位３には、局部拡大断面図（第３図）に示されるよ
うなブレード２の刃先２ａの形状に従った溝深さ：Ｄ、
溝幅：Ｗおよび溝角度：０を有する切り欠き溝４が形成
される。その後、約１６００℃の温度での焼結過程をｊ
）で第６図に示すようなスクライブブレイクライン５を
有するセラミック基板６を得るものである。これらのセ
ラミック基板６は導体層７の形成、抵抗層８の形成、絶
縁層９の形成など、必要に応じた厚膜印刷、焼成工程を
経て後、必要最小単位のセラミンク配線基板ｌＯが多数
個（図示は３個）連結したワークサイズ配線基板１１と
なる。これらのセラミック配線基板１０は、所定の電気
部品１２がそれぞれのセラミック配線基板に実装された
後、スクライブブレイクライン５に沿って外圧を加える
ことにより、このスクライブブレイクライン５の深奥部
５ａに沿った形状で個片に破断分割され、最終的に回路
モジュールとしての機能を発揮するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来の方法でグリーンシー
トｌ上に切り欠きｔＲ４を形成する際には、ブレード２
の気質、刃先２ａの寸法形状や表面状！、ブレード２が
グリーンシートｌを押圧する時の圧カレヘル、そしてそ
のくい込み量によって切り欠き溝４の形状状態が変動し
易く、切り欠き溝４を溝成する／Ｉ＄深さ＝Ｄ、溝幅：
Ｗ、溝角度＝θなど極めて精密な制御を必要とするもの
である。

これら制御パラメータの管理不適切な場合には、プレー
ト２の押圧時に切り欠き溝４の深奥部４ａより微少なり
ラックが発生成長し、グリーンシー１−１の焼結時には
それらが原因となって、グリーンシー）１の焼結収縮バ
ランスが崩れ、その結果反り量の大きい基板となったり
、著しくはセラミックｙＩＥ仮６に割れが発生したりす
るものである。

また、導体Ｊｉ１７や抵抗層８や絶縁層９などの厚膜形
成時の印刷スキージ圧による応力や焼結時の熱ストレス
などによって、上記微少クラックが要因となり、スクラ
イブブレイクライン５に沿ってクラックが成長し、最終
的にはセラミック基板６が破断されてしまうという問題
点をも有しているものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のセラミック基板
の製造方法はスクラ・イブブレイクラインを形成するに
際し、従来のブレードによる押圧法から、レーザの照射
という方法によってグリーンシートの融解蒸発を促し、
切り欠き溝や連続間欠貫通孔などの形状のスクライブブ
レイクラインを形成するという特徴を備えたものである
。

作用 本発明は、上記の方法に従ってスクライブブレイクライ
ンを形成することにより、従来問題点となっていたブレ
ードの物理的な押圧作用に起因する切り欠き溝の深奥部
に発生する微少クラックを防止し、その結果、厚膜形成
時の印圧や焼成熱ストレスに耐えうるような均質で高安
定なセラミック基板を得ようとするものである。

実施例 以下、本発明のセラミック基板の製造方法についての一
実施例について図面を参照しながら説明する。第１図は
、本発明の一実施例におけるセラミック基板の製造方法
を示すもので、ｌはグリーンシート、４はスクライブブ
レイクラインを為す切り欠き溝、１３はレーザ装置のレ
ーザビームヘッドであり、１４はレーザビームである。

ｌのグリーンシートは従来の技術の中で説明したと同様
に、セラミックス系無機物と成膜用有機物とからなり、
その一方の面１ａの所定のスクライブプレイクライン形
成部位３に沿ってレーザ装置の一構成部であるレーザヘ
ッド１３より、光学的に集束されたレーザビーム１４を
照射する。レーザビーム１４の走査、またはグリーンシ
ート１の移動によって、グリーンシート１の一方の面１
ａ上のレーザビーム１４を照射された形成部位３の表層
部のセラミクス系無機物および成膜用有機物は、レーザ
ビーム１４の有する熱エネルギー受けて順次融解蒸発し
、その填敗痕跡として連続的な凹部が残り、それが切り
欠き溝４を形成し、これらがグリーンシートｌの焼成後
、個片分割用のスクライブブレイクライン５として機能
するものである。

第２図に示すこれら切り欠きｆＩ４の輻：Ｗ、と深さ：
Ｄ２は、レーザの発振出力（パワー密度）とスポット径
と走査速度によって決定づけられ、それらを可変調整す
ることによって容易に適切な切り欠き溝形状を形成する
ことができる。それらの切り欠き溝形状は、上記以外に
レーザの発生エネルギー状態などの加工条件を選択する
ことによって、第３図に示すように、形成部位に沿って
間欠的に形成された貫通長孔１５や貫通短孔１６の組合
せ、さらには上記貫通孔１５および１６間のグリーンシ
ート１の一方のシート面ｌａ上に切り欠き溝４を形成し
た複合スクライブブレイクラインとしても、同様な個片
分割効果が得られるものである。

グリーンシートｌの成分であるセラミクス系無機物と成
膜用有機物を融解蒸発させるレーザビームの発生光源と
しては、気体レーザ、固体レーザいずれであっても何等
差異はなく、実用的には気体レーザの場合には炭酸ガス
レーザ、固体レーザの場合には、Ｙ　Ａ　Ｃ（Ｙｈｒｉ
ｕｍ−Ａｌｕａｉｎｕｓ＋−Ｇａｒｎｅｔ）レーザを用
いるのが効率的である。さらに、レーザビーム１４のグ
リーンシート面１ａへの照射時に、グリーンシート１の
組成の一つである可塑剤で決定される温度領域、たとえ
ば５０〜６０℃で加熱しておくことにより、加工反力の
少ないスクライブブレイクラインが形成され、これらは
グリーンの厚みが厚い程その効果が著しいことが発明者
の実験によって確認された。本発明のレーザ加工によっ
て形成されたこれらスクライブブレイクラインを有する
グリーンシートｌは加工歪や熱変形が少く、それを焼成
して得られるセラミック基板は、従来のブレードによる
押圧法と比較して反り量が極めて軽減されるとともに、
厚膜形成時の印刷スキージ圧力や焼成熱応力に対する耐
破壊性も高く、非常に均質で高安定な基板であることが
判明した。

以上のように本実施例によれば、グリーンシート上にス
クライブブレイクラインを形成する方法として、レーザ
ビームを照射してそれを形成することにより、焼成後の
セラミック基板の反り量を軽減し、クラック発生を抑制
したセラミック基板を提供することができるものである
。

発明の効果 以上のように本発明は、グリーンシート上へのレーザビ
ームの照射によってスクライブラインを形成することに
より、割れの少い非常に高安定なセラミック基板を得る
ことができるものである。

また非接触の高密度熱エネルギー加工であるため、自由
曲線加工ができ、異形形状のセラミック）！、仮に月し
て通用できるとともに、加工金型が不要であるため、従
来加エコスＩ・の占める割合が高かった多品種少量生産
への対応の場合には特に有利であり、価格の安価のセラ
ミック基板を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のセラミック基板の製造方法
を示す要部断面斜視図、第２図は同製造方法を示す要部
拡大断面図、第３図は本発明の他の実施例のセラミック
基板の製造方法を示す要部断面斜視図、第４図は従来の
セラミック基板の製造方法を示す要部断面斜視図、第５
図は、同製造方法を示す要部拡大断面図、第６図はセラ
ミック配線基板の構造を示す要部断面斜視図である。 ｌ・・・・・・グリーンシート、ｌａ・・・・・・グリ
ーンシートの一方の面、２・・・・・・ブレード、２ａ
・・・・・・刃先、３・・・・・・スクライブブレイク
ライン形成部位、４・・・・・・切り欠き溝、４ａ・・
・・・・深奥部、５・・・・・・スクライププレイクラ
イン、５ａ・・・・・・深奥部、６・・・・・・セラミ
ック基板、７・・・・・・導体層、８・・・・・・抵抗
層、９・・・・・・絶縁層、１０・・・・・・セラミッ
ク配線基板、１１・・・・・・ワークサイズ配線基板、
２・・・・・・電気部品、１３・・・・・・レーザビー
ムヘッド、１４・・・・・・レーザビーム。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックグリーンシート上に個片基板に分割す
   るためのスクライブブレイクラインを形成するに際し、
   レーザビームを上記セラミックグリーンシート面に照射
   して、スクライブブレイクラインを形成することを特徴
   としたセラミック基板の製造方法。
2. （２）レーザビーム発生光源として、気体レーザの場合
   には、炭酸ガスレーザを、団体レーザの場合には、ＹＡ
   Ｇレーザを用いることを特徴とした特許請求の範囲第（
   １）項記載のセラミック基板の製造方法。
3. （３）スクライブブレイクライン形状として、切り欠き
   溝、連続間欠長短孔、もしくはその組合わせを用いるこ
   とを特徴とした特許請求の範囲第（１）項記載のセラミ
   ック基板の製造方法。
4. （４）個片基板に分割するためのスクライブブレイクラ
   インを、レーザビームの照射によって形成するに際し、
   セラミックグリーンシートを熱可塑領域の温度範囲で加
   熱しながら、上記レーザ加工を施すことを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載のセラミック基板の製造方
   法。