JPS6281790A - 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
の窩度化が要請される。

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４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導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。

本発明の他の目的は基板表裏面の導体層の電気的接続を
行う導体ピンがそのまま電子部品の外部端子となる電子
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）成度〕

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１−）の−面にスク
リーン印刷によって導体層を形成した後、所望個所にパ
ンチで孔（スルーホール：導通孔）を明け、その後、こ
の導通孔に厚化ピンをグリーンシートの導体層を有しな
い面側に突出するように挿入し、さらに、スクリーン印
刷法によって基板の他面に導体層を印刷し、ついで、こ
のグリーンシートを焼成することによって配線基板を製
造するため、セラミック基板製造の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から、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
。

また、本発明によれば、導体ピンのグリーンシートへの
挿入によって、同時に電子部品の外部端子が製造できる
という効果が得られる。

〔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図は同じく一面に導体層が設
けられたグリーンシートの平面図、第３図は同じく金属
ピンが挿入されたグリーンシートの断面図、第４図は同
じく導体印刷状態を示す模式的断面図、第５図は同じく
導体印刷後のグリーンシートの平面図、第６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
示す一部の断面図、第７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８図は同しく部分拡大図、第９図は本発明の他の実
施例によるセラミック基板の模式的断面図、第１０図は
同じく金属ピンを示す斜視図である。

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、−面への導体印刷、スル
ーホール形成、金属ピン挿入、他面への導体印刷、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（セラミック基板）は、その表裏面にト
ランジスタ１ダイオード、ＩＣ等の能動部品あるいは抵
抗、グイオート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。

前記グリーンシー１−１は、第２図に示されるように、
その−面に後述するスクリーン印刷によって導体層２が
印刷される。その後、グリーンシート１はパンチによっ
て孔（導通孔ニスルーホールとも称する。）３が明けら
れる。ごのスルーホール３は前記導体層２が存在する一
部の部分に設けられる。

つぎに、第３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（金属ビン）４が挿入される。

この金属ビン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、前記金属ビン４
の一端、すなわち、導体層２が設けられているグリーン
シート面側に長く突出し、他端はグリーンシート１の他
面と一致している。突出した金属ピン４部分は組み立て
によって電子部品を構成する一部品となった状態には、
外部端子となる部分である。

つぎに、第４図に示されるように、前記グリーンシート
１の他面側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１０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ＯＮ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がしｎ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、恨１パラジウム等からなっている。この印刷は前
記グリーンシート１の一面に導体層２が印刷される際に
も使用される。導体層５の印刷パターンは、たとえば、
第５図のようになっている。また、導体層５の一部は矩
形枠からなるＩｃチップ取付部１５およびワイヤ接続部
１６を有している。

このようなグリーンシートｌは焼成（焼結）され、第６
図に示されるようなセラミック基１反１７となる。その
後、このセラミック基板１７のＪＣチップ取付部１５の
枠内には銀ペースト１８が印刷等によって塗布され、こ
の銀ペースト１８を利用してＩＣチップ１９が取付けら
れる。前記ＩＣチップ１９は恨ペーストのヘーキングに
よる硬化によってセラミック基板１７に固定される。ま
た、■Ｃチップ１９の図示しない電極とワイヤ接続部１
Ｇ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１７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１７の製造方法によれば、
グリーンシート１の一面への導体Ｎ２の印刷、スルーホ
ール３への金属ピン４の挿入、金属ピン４の挿入後の導
体層５の印刷、焼成によってセラミック基板１７が製造
できるため、工程が少なく、生産性が高い。また、この
実施例では、スルーホール３への金属ピン４の挿入時、
金属ピン４はグリーンシート１の厚さ以上に長くなって
いて、一端がグリーンシート１の一面から突出するよう
に挿入されるため、スルーホール３部分の導通処理が成
されるとともに、外部端子も同時に形成されるという効
果が得られる。

一方、スルーホール３の形成は、焼結されたセラミック
基板にレーザ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１７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７図および第８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、セラミック基板１７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１
７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．パイプ２３からな
る導体充填用真空系を用意しなければならない。

この装置は、セラミック基板１７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、スルーホ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を新たに用意しなければならず、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１、段取時間が多く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
ベース）−１３カ充分充填されないごとによる通電不良
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のスルーボール３に挿入することから、グ
リーンシート１の表裏面の導体層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
面に選り込んだりするため、ワークテーブル６が汚染さ
れるという問題も考えられるが、本発明ではこのような
問題は生しない。

〔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）本発明によれば、スルーホールへの金属ピンの挿
入と同時に外部端子が形成され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。

（４）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。

（５）上記（４）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、標準的なテーブ
ルがあればよく、多数のテープ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。

（６）上記（１１〜（５）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導通状態とする
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９図に示さ
れるように、二枚のグリーンシート１間に、第１０図に
示されるような中間にフランジ２４を有する金属ビン４
を挟み、このフランジ２４０両側の金属ビン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
、金属ピン４の一端をグリーンシート１の露出面側に長
く突出して外部端子となるようにするとともに、他端を
グリーンシートの露出面と一致するように露出させるよ
うにすれば、グリーンシート１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。

〔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装造方法を
示すフローチャート、 第２図は同じく一面に導体層が設けられたグリーンシー
トの平面図、 第３図は同じく金属ピンが挿入されたグリーンシートの
断面図、 第４図は同じく導体印刷状態を示す模式的断面図、 第５図は同じく導体印刷後のグリーンシートの平面図、 第６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断面図、第７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８図は同しく部分拡大図、 第９図は本発明の他の実施例によるセラミック基板の模
式的断面図、 第１０図は同じく金属ピンを示す斜視図である。 ｌ・・・グリーンシート、２・・・導体層、３・・・ス
ルーホール（孔：導通孔）、４・・・金属ピン（導体ビ
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、Ｉ５・・・Ｉｃチップ取
付部、１６・・ワイヤ接続部、１７・・・セラミック基
板、１８・・・１艮ペースト、１９・・　・【Ｃ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かつ少
   なくとも一端が基板から突出した導体ピン、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
   る基板に少なくとも一端が基板から突出すにるように導
   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少なくとも一端が基
   板から突出するよう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
   入取付けされかつ少なくとも一端が基板から突出してい
   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。