JPS6281789A - 配線基板およびその製造方法ならびにその配線基板を組み込んだ電子部品 - 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】 〔技術分野〕 本発明は配線基板およびその製造方法ならびにその配線
基板を組み込んだ電子部品に関する。

〔背景技術〕

混成集積回路装置（ハイブリッドＩＣ）に組み込まれる
セラミック基板（セラミック多層配線基板等）は、たと
えば工業調査会発行「電子材料」１９８４年５月号、昭
和５９年５月１日発行、Ｐ７７〜Ｐ８２に記載されてい
るように、スクリーン印刷法によって製造されているが
、より高歩留りな生産を図るためには、より一層の技術
の高度化が要請される。

一方、本出願人は表裏面に導体層を有するセラミック基
板の製造方法として、あらかじめ基板の所望個所にレー
ザスクライバで孔を明けておき、その後、この基板をス
クリーン印刷装置のテーブル上に載置し、スクリーン印
刷を施すとともに、。

基板の裏面側から真空吸引することによって、導体ペー
ストを前記孔の途中にまで充填し、さらに、この基板を
反転させて再度真空を利用してスクリーン印刷を行うこ
とによって基板表裏面の導体層を電気的に接続する方法
を開発している。

しかし、この方法は、製品の品種が変わると基板におけ
る導通孔（スルーホール）の位置が変わることが多いた
め、スルーホール部分の真空吸引を行うように作られた
テーブルを品種交換毎に交換してやる必要が生じ、多品
種少量生産における生産性の向上を妨げていることが本
発明者によってあきらかとされた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は基板表裏面の温体層の電気的接続が容易
な工数の低い配線基板の製造技術を提供することにある
。

本発明の他の目的は製造が容易な配線基板を有する電子
部品を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の配線基板の製造方法によれば、未焼
成のセラミック基板（グリーンシート）の所望個所にパ
ンチで孔（スルーホール：導通孔とも称する。）を明け
た後、この導通孔に導体ピンを挿入し、その後、スクリ
ーン印刷法によって基板の表面に導体層を印刷し、さら
に、このグリーンシートを焼成するごとによって配線基
板を製造するため、工程が少なくなるとともに、スクリ
ーン印刷時の基板の設定が容易となり、かつまたスクリ
ーン印刷装置にあっては、各スルーホールパターンに対
応するテーブルをそれぞれ設けておかなくともよく、単
に、基板を真空吸着できるテーブルを用意しておくだけ
でよいことがら、歩留り向上および生産性向上から、配
線基板の製造コストの軽減が達成できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による配線基板の製造方法を
示すフローチャート、第２図は同じくグリーンシートの
平面図、第３図は同じく断面図、第４図は同じく金属ピ
ン挿入がなされたグリーンシートの断面図、第５図は同
じく導体印刷状態を示す模式的断面図、第６図は同じく
導体印刷後のグリーンシートの平面図、第７図は同じく
断面図、第８図は同じく底面図、第９図は同じくグリー
ンシートの一部を示す拡大平面図、第１０図は同しく断
面図、第１１図は同じく焼成後のセラミック基板上にチ
ップが実装された状態を示す一部の平面図、第１２図は
スルーホールに導体ペーストをスクリーン印刷によって
充填する状態を示す断面図、第１３図は同じく部分拡大
図、第１４図は本発明の他の実施例によるセラミック基
板の断面図、第１５図は同じく金属ピンを示す斜視図、
第１６図は本発明の他の実施例によるセラミック基板の
平面図、第１７図は同じく断面図である。

この実施例にあっては、表裏面にそれぞれ導体層が設け
られたセラミック基板の製造方法について説明する。

セラミック基板は、第１図のフローチャートで示される
ように、グリーンシート用意、スルーホール形成、金属
ピン挿入、導体印刷、焼成の各工程を経て製造される。

第２図に示されるように、最初にアルミナ等のセラミッ
クからなる未焼成のセラミック、すなわち、グリーンシ
ート１が用意される。このグリーンシート１は、たとえ
ば、０．６ｍｍ程度の厚さの板体である。一般に、セラ
ミック配線基板（七゛ラミック基板）は、その表裏面に
トランジスタ。

ダイオード、ＩＣ等の能動部品あるいは抵抗、ダイオー
ド等の受動部品が搭載されるが、この実施例では、説明
の便宜上、ＩＣチップが搭載される例について説明する
。また、この実施例では、グリーンシート１の主面にＶ
字断面からなる二条のクランキング用溝２が設けられて
いて、このクランキング用溝２でグリーンシート１をク
ラックさせることによって、三枚のセラミック基板が製
造されるようになっている。

前記グリーンシート１は、第２図の平面図および第３図
の断面図に示されるように、パンチによって孔（導通孔
ニスルーホール）３が明けられる。

その後、第４図に示されるように、前記スルーホール３
には、一般に使用されている自動挿入装置によって導体
ピン（金属ピン）４が挿入される。

この金属ピン４は、たとえば、カーボンあるいは導電性
の金属によって形成されている。また、前記金属ピン４
０両端面はグリーンシート１０表裏面に露出する。

つぎに、第５図に示されるように、前記グリーンシート
１はスクリーン印刷装置によって、その表面に導体層５
が印刷される。すなわち、グリーンシート１は、スクリ
ーン印刷装置のワークテーブル（テーブル）６上に載置
される。このワークテーブル６は、上面中央に空間７を
有するワークテーブル固定台８上に取付けられている。

また、この空間７はワークテーブル固定台８に取付けら
れたパイプ９に連通している。このパイプ９は真空系に
繋がれる。また、前記ワークテーブル６には基板吸着用
真空孔１０が設けられている。この基板吸着用真空孔１
０は前記空間７に連通状態にあることから、ワークテー
ブル６上にグリーンシート１を載置した後、真空系をＯ
Ｎ動作させることによってグリーンシート１をワークテ
ーブル６に真空吸着力で固定するようになっている。

一方、前記ワークテーブル６上には、スクリーン印刷の
マスク枠１１が臨み、マスク枠１１によって支持された
マスク１２が臨んでいる。そこで、前記マスク１２上に
乗せられた導体ペースト１３を、スキージ１４によって
グリーンシート１の主面に押し付けるようにして移動さ
せながら印刷を行う。前記導体ペースト１３は、たとえ
ば、銀。

パラジウム等からなっている。この印刷は二度行われ、
グリーンシート１の表裏面に所望のパターンの導体層５
が印刷される。導体層５の印刷パターンは、たとえば、
第６図のグリーンシート１の平面図および第８図の底面
図のようになる。そして、この印刷によるグリーンシー
ト１の表裏面の導体層５は所望個所で、第７図および第
１０図に示されるように金属ピン４で電気的に接続され
る。

なお、第６図および第８図にあっては、前記導体層５は
黒色に彩色されている。また、翼体層５の一部は、矩形
のリード取付部１５、第９図に示されるように、矩形枠
からなるＩＣチップ取付部１６およびワイヤ接続部Ｉ７
を有している。

このようなグリーンシート１は焼成（焼結）され、第１
１図に示されるようなセラミック基板１８となる。その
後、このセラミック基板１８のｌＣチップ取付部１６の
枠内には銀ペーストが印刷等によって塗布され、この恨
ペーストを利用してＩＣチップ１９が取付けられる。前
記ＩＣチップ１９は銀ペーストのベーキングによる硬化
によってセラミック基板１８に固定される。また、ＩＣ
チップ１９の図示しない電極とワイヤ接続部１７とはワ
イヤ２０によって接続される。また、図示しないが、セ
ラミック基板１８のリード取付部１５にはリードが取付
けられるとともに、セラミノり基板１８はパッケージさ
れて電子部品となる。

以上のようなセラミック基板１８の製造方法によれば、
グリーンシート１のスルーホール３への金属ピン４の挿
入１．金属ピン４の挿入後のスクリーン印刷、焼成によ
ってセラミック基板１８が製造できるため、工程が少な
く、生産性が高い。また、スルーホール３の形成は、焼
結されたセラミック基板にし・−ヂ光を照射して形成す
るレーザスクライバによる方法に比較して、本発明では
柔らかいグリーンシート１の状態でパンチング（プレス
）で形成できるため、面倒なレーザ光照射作業が不要と
なるとともに、作業時間が短くかつスルーホール形成も
容易となるという特長もある。また、セラミック基板１
８の製造において品種変更があっても、ワークテーブル
６の交換は必要ないため、段取時間の短縮が可能となる
。

すなわち、第１２図および第１３図に示されるような真
空を利用してスルーホール３に導体ペースト１３を充填
させるスクリーン印刷装置は、セラミ・ツク基板１８を
ワークテーブル６に真空吸着固定する基板吸着用真空孔
１０．空間７．パイプ９等の真空系以外に、セラミック
基板】８のスルーホール３に対応した位置に設けられた
スルーホール吸着用真空孔２１．空間２２．バイブ２３
からなる導体充填用真空系を用意しなげればならない。

この装置は、セラミック基十反１日をワークテーブル６
に載置する際は、スルーホール３とスルーホール吸着用
真空孔２１とのアライメント作業が必要となるばかりか
、製作品種が異なると、スルーポールパターンに対応し
たスルーホール吸着用真空孔パターンを有するワークテ
ーブル６を新たに用意しなげればならず、部品点数が増
大する難点があるとともに、ワークテーブル６の交換時
間が多く掛かり、段取時間が多（なるとい・うような問
題があるが、本装置では、グリーンシート１を保持する
だけの真空吸着系があればよく、スクリーン印刷装置の
構造の簡素化が可能となる。また、真空利用による導体
ペースト１３の充填という装置は、スルーホール３に４
体ペースト１３が充分充填されないことによる通電不良
が生じる場合があるが、本発明では、金属ピン４をグリ
ーンシート１のスルーホール３に挿入することから、グ
リーンシート１０表裏面の導体層５の導通は確実となる
。また、この装置は、スルーホール３への真空利用によ
る導体ペースト１３の印刷時に、導体ペースト１３が裏
面に廻り込んだりするため、ワークテーブル６がｌ柱染
されるという問題も考えられるが、本発明ではこのよう
な問題は生じない。

〔効果〕

＋１＋本発明の配線基板の製造方法によれば、柔らかい
グリーンシートにパンチングでスルーホールを形成した
後、このスルーホールに金属ピンを挿入することによっ
て、セラミック基板の表裏面間の導体層の導通が達成で
きるため、導通化が確実となるという効果が得られる。

（２）上記（１，１により、本発明によれば導通化作業
は金属ピンの挿入という単純な作業であるため、工数が
少なくなり、作業性の向上が達成できるという効果が得
られる。

（３）上記（１）により、本発明によれば、面倒なレー
ザ光照射作業や品種交換毎のワークテーブル交換作業が
廃止できるため、工数の低減が達成できるという効果が
得られる。

（４）−上記（３）により、本発明によれば、スクリー
ン印刷装置にあっては、ワークテーブルは単にグリーン
シートを真空吸着できればよいことから、標償的なテー
ブルがあればよく、多数のテーブルを必要としないため
、セラミック基板のコスト低減にも繋がる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、表
裏面の導体層をスルーホールを利用してｍ通状態とする
セラミック基板の製造コストの低減が達成できるという
相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、第１４図に示
されるように、二枚のグリーンシート１間に、第１５図
に示されるような中間にフランジ２４を有する金属ピン
４を挟み、このフランジ２４の両側の金属ピン４部分を
それぞれのグリーンシート１のスルーホール３内に挿入
し、それぞれの金属ピン４の先端をグリーンシート１の
露出面側に露出するようにすれば、グリーンシー目の状
態の際は勿論のこと焼成されてセラミック基板となった
時点でも、金属ピン４がスルーホール３から抜は出るこ
とはなくなり、品質の信頼度が高くなる。なお、金属ピ
ン４の抜は防止のためには、金属ピン４にフランジ２４
を設ける以外に、金属ピン４の周面に凹部およびまたは
凸部を設けるようにしてもよい。

また、本発明によれば、第１６図および第１７図に示さ
れるように、セラミック基板１８の裏面に金属ピン４を
露出させた状態（リードレス・チップ・キャリア；ＬＣ
Ｃ）のままで使用すれば、その露出した金属ピン４の先
端を所望の配線基板に面実装構造によって実装できると
いう効果も得られる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるセラミック配線基板
の製造技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではない。

たとえば、ガラスエポキシレジンによる配線基板、ある
いは他のプリント配線基板等に対しても同様に適用でき
、前記実施例同様な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による配線基板の製造方法を
示すフローチャート、 第２図は同じくグリーンシートの平面図、第３図は同じ
く断面図、 第４図は同じく金属ピン挿入がなされたグリーンシート
の断面図、 第５図は同じく導体印刷状態を示す模式的断面図、 第６図は同じく導体印刷後のグリーンシートの平面図、 第７図は同じく断面図、 第８図は同じく底面図、 第９図は同じくグリーンシートの一部を示す拡大平面図
、 第１０図は同じく断面図、 第１１図は同じく焼成後のセラミック基板上にチップが
実装された状態を示す一部の平面図、第１２図はスルー
ホールに導体ペーストをスクリーン印刷によって充填す
る状態を示す断面図、第１３図は同じく部分拡大図、 第１４図は本発明の他の実施例によるセラミック基板の
断面図、 第１５図は同じく金属ピンを示す斜視図、第１６図は本
発明の他の実施例によるセラミック基板の平面図、 第１７図は同じく断面図である。 １・・・グリーンシート、２・・・タラソキング用溝、
３・・・スルーホール（孔：導通孔）、４・・・金属ピ
ン（導体ピン）、５・・・導体層、６・・・ワークテー
ブル（テーブル）、７・・・空間、８・・・ワークテー
ブル固定台、９・・・パイプ、１０・・・基板吸着用真
空孔、１１・・・マスク枠、１２・・・マスク、１３・
・・導体ペースト、１４・・・スキージ、１５・・・リ
ード取付部、１６・・・ｒｃチップ取付部、１７・・・
ワイヤ接続部、１８・・・セラミック基板、１９・・・
ＩＣチップ、２０・・・ワイヤ、２１・・・スルーホー
ル吸着用真空孔、２２・・・空間、２３・・・パイプ、
２４・・・フランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも主面に配線層を有する絶縁体からなる基
   板と、この基板の所望個所に貫通状態で挿入された導体
   ピン、とからなり、前記導体ピンは前記配線層と電気的
   に接続されていることを特徴とする配線基板。 ２、前記導体ピンは金属体からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の配線基板。 ３、前記導体ピンはその周面に基板と噛み合う凸部およ
   びまたは凹部が設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の配線基板。 ４、前記基板は複数枚の基板が重ね合わされた構造とな
   っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   配線基板。 ５、少なくとも主面に配線層が設けられた絶縁体からな
   る基板に導体ピンを貫通状態に挿入することによって配
   線基板を製造することを特徴とする配線基板の製造方法
   。 ６、未焼成のセラミック基板に配線層を形成する工程と
   、このセラミック基板の所望個所に導体ピンを貫通状態
   に挿入する工程と、前記セラミック基板を焼成する工程
   と、によって配線基板を製造することを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載の配線基板の製造方法。 ７、二枚の未焼成のセラミック基板間に中央にフランジ
   を有する導体ピンを挟むとともに、フランジから突出す
   る導体ピン部分をそれぞれの未焼成セラミック基板に貫
   通状態に挿入することを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の配線基板の製造方法。 ８、表裏面に導体層を有しかつ所望の表裏面の導体層は
   貫通した導体ピンで電気的に接続されてなる配線基板を
   有する電子部品であって、前記導体ピンは配線基板に挿
   入取付けされていることを特徴とする電子部品。 ９、前記導体ピンは金属体からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項記載の電子部品。 １０、前記導体ピンはその周面に配線基板と噛み合う凹
   凸部が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第８項記載の電子部品。