JPS639677B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路基板、特に超高密度混成集積
回路基板製造の為のグリーンシートの積層法及び
その装置に係るものである。

従来の多層基板の製造方法は第１図に示すよう
に、１枚のグリーンシートに導体印刷と絶縁体印
刷を繰返す印刷多重方式のものが主流であつた。
これは印刷密度が荒く、多層化の工程が少ない多
層基板に対しては工程が単純であるなどの利点を
有していた。しかし、導体印刷の高密度化、積層
数の増加に伴ない、多層化のための繰返し工程の
多い印刷多重方式では、その工程の一ケ所で不良
が発生すると、その製品が不良につながるなどの
問題があり歩留りの低下をまねいていた。

これに対し、積層方式では工程が分散するため
に、途中の工程での不良はその工程で選別を行な
い良品のみを最後に積層するために歩留の向上が
計れるという利点を有している。このような状況
から超高密度の多層基板では積層方式が用いられ
る。

積層方式の多層基板は第２図に示すように、所
要数の絶縁体のグリーンシートのそれぞれに所要
のスルホール加工、該スルホールへの導体充填、
グリーンシート表面への導体印刷を行つた後、積
層（積み重ねて焼結）してつくられる。

積層方式においては各グリーンシートのスルホ
ール加工、導体充填、導体印刷の工程及び積み重
ねに際して厳密な位置合せを行う必要がある。従
来の位置合せ法としては、第３図及び第４図に示
す如くグリーンシート１の外周の附近に基準とな
るガイド孔４を数個設け、グリーンシート１をベ
ース２上のガイドピン３にガイド孔４を挿通して
各工程を行う方式を採用していた。この方式でグ
リーンシートが厚く、印刷密度も荒い場合には、
ガイド孔の強度もあり、位置合せ精度も低くて良
いため充分用いることができた。

しかし、超高密度の多層基板では0.2mm程度に
薄く、100mm×100mmのような大面積のグリーンシ
ートを±0.01程度の高精度に位置合せしなければ
ならなく、上記の方式ではグリーンシートのガイ
ド孔をガイドピンに挿入する際に、グリーンシー
トに“かけ”や“ひび”が入るなど問題があつ
た。また薄く軟弱なグリーンシートをガイドピン
に自動で挿入することは困難であり、自動化が不
可能という状態にあつた。

本発明の目的は従来技術の欠点をなくし、グリ
ーンシートの取扱が容易で、各グリーンシートの
スルホール加工、導体充填、導体印刷の各工程で
高精度の位置合せが行なわれ、このような工程を
経たグリーンシートが高精度に積み重ねられ、超
高密度の大規模混成集積回路基板の製作を可能と
するグリーンシートの積層方法及び装置を提供す
るにある。

本発明によるグリーンシートの積層方法は、位
置合せ手段を有する額縁状の保持具に固定され、
スルーホールが形成され、このスルーホールが導
体ペーストで充填されると共に表面に導体ペース
トで所定の回路パターンが印刷された複数種のグ
リーンシートで、最下層になるグリーンシート
を、おす型カツタとめす型カツタの間に挿入し、
前記保持具の位置決め手段により位置決めすると
共に、めす型カツタ内に配置された吸着手段によ
り吸着固定したのち、グリーンシートから製品部
分を打抜き、ついで、この製品部分を吸着手段に
固定した状態で、グリーンシートの積層順序に従
つて、逐次おす型カツタをめす型カツタの間にグ
リーンシートを挿入し位置決めして、下層の製品
部分とグリーンシートを重ねグリーンシートから
製品部分を打抜くと同時に、打抜かれた製品部分
を下層の製品部分に圧着せしめて積層することを
特徴とする方法である。

また、本発明の方法に使用される積層装置の一
実施態様では、 (a) めす型カツタを備え、めす型カツタ上にグリ
ーンシートを固定した保持具を位置合せして載
置する保持具ホルダ、 (b) 圧力手段による垂直に降下してめす型カツタ
に嵌合してグリーンシートを打抜くおす型カツ
タを備えるパンチホルダ、 (c) めす型カツタ内に下方より該カツタ面の高さ
に進出せしめられる打抜シートの受取手段を備
えるダイホルダ、及び (d) 進出せしめられる受取手段とめす型カツタの
高さの差を調節する手段、 を有している。

本発明の主要な特徴の二つは次のとおりであ
る。

(1) 0.2mm程度の薄くて軟弱なグリーンシートを
額縁状の保持具に固定し、保持具の位置合せ手
段を基準として位置決めし、高精度にスルホー
ル加工、導体充填、導体印刷を行ない、更にこ
の位置合せ手段を基準として位置決めし、グリ
ーンシートの製品部分を保持具から打抜き、そ
のまま積重ねる。

(2) グリーンシートの製品部分を保持具から打抜
き積み重ねる際に、グリーンシートを打抜いた
後にまつたく移動させることなしに積重ねる。

以下、本発明の方法を積層方式の多層基板の一
般的な製作工程に従つて、具体的実施例を示す図
面に基いて説明する。

(1) グリーンシートの保持具への固定。

第５図にグリーンシート５と額縁状の保持具６
を示す。保持具６には位置合せ手段の基準孔７が
設けられてある。位置合せ手段としては保持具の
周縁を利用し、ストツパ等に当てて位置決めして
もよいグリーンシートを固定するそれぞれのすべ
ての保持具は、グリーンシートに対する位置合せ
手段の位置が正確に同一でなければならないこと
は勿論である。

第６図に保持具６にグリーンシート５を固定し
た状態を示す。固定は接着による。

(2) スルホール加工 第７図にスルホール加工機の実施例を示す。ス
ルホール加工はプレス加工で行われる。ホルダ８
に立設されたガイドポスト９に下からダイホルダ
１２、保持具ホルダ１１及びパンチホルダ１０が
組付けられている。保持具ホルダ１１には保持具
６を位置決めするためのガイドピン１５が付いて
いる。ガイドピン１５にグリーンシート５を固定
した保持具６の孔７を嵌合せしめて、保持具６を
ホルダ１１上に載置する。

次に、下方よりダイホルダ１２に付いているダ
イス１６がシヤンク１８を介してシリンダ１７に
よつて押上げられグリーンシート５の下面を押え
る。次に、上方よりパンチホルダ１０に取付けら
れたパンチ１３がシヤンク１８′を介してシリン
ダ１９によつて下降し、パンチ１３の先端につい
ているパンチピン１４がグリーンシート５にスル
ホール２０をあける。

第８図にスルホール２０加工後の保持具６に固
定されたグリーンシート５を示す。

(3) 導体充填。

第９図に導体充填機の実施例を示す。導体充填
は印刷方法によつて行われる。印刷台２１にはグ
リーンシート５を吸着する吸着マツト２２及び保
持具を位置決めするためのガイドピン（図示せ
ず。）が付いている。ガイドピンで位置決めしス
ルホール加工の終つたグリーンシート５を固定し
た保持具６を印刷台２１上に載置する。吸着マツ
ト２２に真空ポンプ２９で真空をかけ、グリーン
シート５を吸着マツト２２で吸着する。次にスキ
ージ２５をシリンダ２６によつて移動させ、印刷
枠２３に張られたスクリーン２４上にあるペース
ト２８をスクリーン２４のグリーンシート５のス
ルホールと同じ位置にある孔からスルホールに埋
込む。

この時、グリーンシート５と吸着マツト２２を
密着させておくと、スルホールを通してペースト
２８が網目構造（焼結金属）を持つた吸着マツト
２２に吸収され、吸着マツト２２が目詰りを起し
グリーンシート５を吸着しなくなると共に、次の
グリーンシート５を汚染することになる。このた
めグリーンシート５と吸着マツトの間に通気性の
ある下敷２７を敷き、これでペースト２８を受け
止めて、この下敷２７をグリーンシート５を１枚
導体充填するごとに取替えることで吸着マツトの
汚染を防止する。

第１０図に導体充填後の保持具に固定されたグ
リーンシートを示す。３０は導体を充填したスル
ホールである。

(4) 導体印刷。

第１１図に導体印刷機の実施例を示す。導体印
刷も導体充填とほぼ同じ方法で行われる。

印刷ベース３１にはグリーンシート５を吸着す
る吸着マツト３２及び保持具６を位置決めするガ
イドピン３８が設けてある。導体充填の終つたグ
リーンシート５を固定してある保持具６をガイド
ピン３８で位置決めして印刷ベース３１上に載置
する。吸着マツト３２に真空ポンプ３９で真空を
かけ、グリーンシート５を吸着マツト３２に吸着
する。次に、スキージ３５をシリンダ３６によつ
て移動させ印刷枠３２に張られたスクリーン３４
上にあるペースト３７をスクリーン３４からグリ
ーンシート５に印刷する。

第１２図に導体印刷後の保持具６に固定された
グリーンシート５を示す。４０は印刷線である。

(5) 積層工程。

第１３図にグリーンシート５の積層方式の模式
図を示す。最上部の図はグリーンシート５の製品
部分を保持具６から打抜いた状態を示す。中央の
図は打抜いた製品部分のグリーンシートの状態４
１を示す。最下部の図は積層状態４２を示す。

本発明の方法及び装置によるときは、第１３図
のように打抜いたグリーンシート５の製品部分を
上下方向に動かすだけで水平方向にまつたく動か
すことなく積層するために積層時のずれ誤差をな
くすることができる。

第１４図〜第１６図に本発明の積層方法を実施
する装置の実施例を示す。第１４図は最下層とな
るグリーンシート５の打抜開始前の状態を、第１
５図は打抜時の状態を、第１６図は最下層となる
グリーンシート５の打抜後、次のグリーンシート
打抜きの為のグリーンシート受入準備状態を示
す。

ホルダ４３にガイドポスト４４が立設され、ガ
イドポスト４４にダイホルダ４５、保持具ホルダ
４７、パンチホルダ４８が上下に摺動可能に装着
されている。また、ガイドポスト４４のダイホル
ダ４５と保持具ホルダ４７の挿着個所の間にスト
ツパ４６が設けられてある。

ダイホルダ４５はホルダ４３との間に挿入した
圧縮ばね５８により上方に付勢されストツパ４６
に押し当てられている。ダイホルダ４５には後述
のめす型カツタ６０内に下方より進出している打
抜シートの受取手段の吸着マツト６１が設けてあ
る。吸着マツト６１には真空ポンプ６２により真
空がかけられ、グリーンシートの製品部分を吸着
し得るようになつている。

保持具ホルダ４７はスクリユー５４によりささ
えられ、引張りばね５３で下方に引張られてい
る。スクリユー５４はギヤ５５及び５６を介して
ステツプモータ５７により回転できるようになつ
ていて、スクリユー５４の長さが伸縮し保持具ホ
ルダ４７は自由に上下できる。保持具ホルダ４７
にはめす型カツタ６０及びグリーンシート５を固
定した保持具６の位置決めの為のガイドピン５９
が設けられてある。保持具ホルダ４７をスクリユ
ー５５の長さを伸縮することにより上下し、めす
型カツタ６０と該カツタ６０内に進出せしめられ
ている吸着マツト６１の高さの差を調節すること
ができる。

パンチホルダ４８には下向におす型カツタ４９
を設けてある。パンチホルダ４８はシヤンク５０
を介してブラケツト５１に付いている油圧、空気
圧等のシリンダ５２に連結され、該シリンダ５２
を作動することによりホルダ４８、従つておす型
カツタ４９は垂直に降下せしめられる。降下によ
りおす型カツタ４９はめす型カツタ６０に嵌合
し、めす型カツタ６０上のグリーンシート５を打
抜く。

実施例の積層装置は以上の如く構成されてい
る。次に該装置を用いてスルホール加工、導体充
填及び導体印刷並びにこれらを終えたグリーンシ
ート５を固定した保持具６より製品部分を打抜き
これを積層する方法について述べる。

先ず積層装置は第１４図に示すような状態とさ
れ、即ち、めす型カツタ６０の上面と吸着マツト
６１の面が同一の高さにされている。

グリーンシート５を固定した保持具６の孔７と
ガイドピン５９で位置決めして保持具６を保持具
ホルダ４６に載置する。ここでグリーンシート５
は吸着マツト６１に吸着され固定される。

ダイホルダ４５を降下せしめると、第１５図に
示すようにおす型カツタ４９はグリーンシート５
の製品部分を打抜き、めす型カツタ６０に嵌合
し、カツタ６０内を降下する。打抜かれた製品部
分及び吸着マツト６１を有するダイホルダ４５は
カツタ４９に押されて圧縮ばね５８を圧縮して降
下する。打抜かれた製品部分は吸着マツト６１に
吸引固定されていると共に、カツタ４９と吸着マ
ツト６１に挾まれ垂直方向の力しか作用していな
いので、左右に振れて誤差を生ずることはない。

次に、ダイホルダ４５を上方に戻すと、装置の
状態は再び第１４図の状態となる。但しグリーン
シート５は製品部分と其他の部分の間で切断され
ている。ここで、製品部分を打抜かれた保持具６
を取去る。この状態では、吸着マツト６１上のグ
リーンシート５の打抜かれた製品部分がめす型カ
ツタ６０面よりその厚さだけ上方に出つぱつてい
る。この状態で次のグリーンシート５を正確に重
ねて打抜くことができないので、めす型カツタ６
０面と打抜かれた製品部分の上面の高さが一到す
るまで保持具ホルダ４７をステツプモータ５７に
より上昇させる。この状態を第１６図に示してあ
る。

この状態で次のグリーンシート５を前述と全く
同様な要領で保持具ホルダ４７に載置して打抜
く。但し、この場合、既に打抜かれた製品部分の
上面またはこれから打抜くグリーンシートの製品
部分の下面に接着剤を塗布しておいてもよい。
（勿論、接着剤を塗布しておかないでもよい）。

打抜かれた製品部分はおす型カツタ４９で前の
製品部分上に押圧され、打抜と同時に積層され
る。この際も打抜かれた製品部分はカツタ４９と
吸着マツト６１上の前の製品部分に挾まれ垂直方
向の力しか作用していないので、左右に振れて誤
差を生ずることはない。

このようにして、各グリーンシート５を固定し
た保持具６を逐次保持具ホルダ４７に載置して製
品部分を打抜くことにより直ちに積層される。

本発明の積層方法及び装置は以上の如くであ
り、グリーンシートのスルホール加工、導体充
填、導体印刷を高精度に実施することができると
共に、グリーンシートを高精度に積重ねることが
できるので、従来不可能であつた超高密度の多層
基板の積層が可能となり、積層タイプの超高密度
の大規模混成集積回路基板の製作に大きく寄与す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多重方式の、第２図は積層方式の多層
基板の製作工程図、第３図は従来の積層方式のグ
リーンシートの斜視図、第４図は従来の積層治
具、第５図〜第１６図は本発明の方法または装置
に係わる実施例を示すもので、第５図はグリーン
シート及び保持具の斜視図、第６図はグリーンシ
ートを固定した保持具の斜視図、第７図はスルホ
ール加工機の側面図、第８図はスルホール加工を
終えたグリーンシートを固定した保持具の斜視
図、第９図は導体充填機の側面図、第１０図は導
体充填を終えたグリーンシートを固定した保持具
の斜視図、第１１図は導体印刷機の側面図、第１
２図は導体印刷を終えたグリーンシートを固定し
た保持具の斜視図、第１３図は積層方式の模式
図、第１４図〜第１６図は積層装置の断面図で第
１４図は最下層となるグリーンシートの打抜前の
状態を、第１５図はつづく打抜時の状態を、第１
６図は次のグリーンシート打抜の為の載置準備完
了状態を示す。 ５…グリーンシート、６…保持具、７…基準孔
（位置合せ手段）、２０…スルホール、３０…導体
充填スルホール、４０…印刷線（印刷導体）、４
５…ダイホルダ、４７…保持具ホルダ、４８…パ
ンチホルダ、４９…おす型カツタ、５４…スクリ
ユー、５９…ガイドピン、６０…めす型カツタ、
６１…吸着マツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 位置合せ手段を有する額縁状の保持具に固定
   され、スルーホールが形成され、このスルーホー
   ルが導体ペーストで充填されると共に表面に導体
   ペーストで所定の回路パターンが印刷された複数
   種のグリーンシートで、最下層になるグリーンシ
   ートを、おす型カツタとめす型カツタの間に挿入
   し、前記保持具の位置決め手段により位置決めす
   ると共に、めす型カツタ内に配置された吸着手段
   により吸着固定したのち、グリーンシートから製
   品部分を打抜き、ついで、この製品部分を吸着手
   段に固定した状態で、グリーンシートの積層順序
   に従つて、逐次おす型カツタをめす型カツタの間
   にグリーンシートを挿入し位置決めして、下層の
   製品部分とグリーンシートを重ねグリーンシート
   から製品部分を打抜くと同時に、打抜かれた製品
   部分を下層の製品部分に圧着せしめて積層するこ
   とを特徴とするグリーンシートの積層方法。 ２ (a) めす型カツタを備え、めす型カツタ上に
   グリーンシートを固定した保持具を位置合せし
   て載置する保持具ホルダ、 (b) 圧力手段により垂直に降下してめす型カツタ
   に嵌合してグリーンシートを打抜くおす型カツ
   タを備えるパンチホルダ、 (c) めす型カツタ内に下方より該カツタ面の高さ
   に進出せしめられる打抜シートの受取手段を備
   えるダイホルダ、及び (d) 進出せしめられる受取手段とめす型カツタの
   高さの差を調節する手段、 を有するグリーンシートの積層装置。