JPH06114817A - ラミネート用治具及びグリーンシートのラミネート方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックス多層配線板を製造するにあた
り、グリーンシートのラミネート時における不規則的な
変形を解消して、デラミネーションの発生を防止するこ
と。 【構成】 積層しようとするグリーンシートＳを一対の
挟持体２，３で挟持する。その際、グリーンシートＳを
位置合わせピン９に固定する。グリーンシートＳの外周
面に、四角枠状の側面抑え部材５を若干離間して配置す
る。そのときの離間量ｄは５０μｍ〜２５０μｍであ
る。この状態でグリーンシートＳに上下方向から押圧力
を付加し、各グリーンシートＳをラミネートする。ラミ
ネート時には、圧力を４０kgf/cm² 以上に、温度を８０
℃〜１５０℃に、雰囲気の圧力を６０cm/Hg 〜７６cm/H
g に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス多層基板
を製造する際に使用されるラミネート用治具及びグリー
ンシートのラミネート方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミックス多層基板の製造方法
にあっては、積層されたグリーンシートをラミネートし
て各層のグリーンシートを貼り合わせた後、前記グリー
ンシートに焼成を施している。また、多層基板用のグリ
ーンシートをラミネートする場合には、例えば図６のよ
うな一対の挟持板２２，２３を備えたラミネート用治具
２０が従来より使用されている。

【０００３】図６に示すように、前記治具２０を構成す
る下側の挟持板２２には、複数の位置合わせピン２４が
上方に向かって突設されている。一方、上側の挟持板２
３には、前記各ピン２４に対応する位置に凹部２５が形
成されている。

【０００４】これらの挟持板２２，２３の間には複数枚
のグリーンシート２１が積層して配置され、この状態で
上下方向から圧力を加えることにより、各グリーンシー
ト２１が互いにラミネートされる。また、このときの位
置合わせは、グリーンシート２１の外周部に透設された
各位置合わせ孔２６と前述の各ピン２４とによって行っ
ている（図６，図７(a) 参照）。

【０００５】なお、多層基板の各層間の導体回路は、一
般にスルーホールを介して電気的に接続されるものであ
る。そのため、前記グリーンシート２１には、図７
（ａ）に示すように複数のスルーホール形成用孔２７が
透設されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
治具２０を用いた場合、ラミネート時にグリーンシート
２１に対して上下方向のみから押圧力が加わることにな
るため、グリーンシート２１が横方向へ不規則的に変形
してしまう。この場合、図７（ｂ）に示すようにスルー
ホール形成用孔２７の位置がずれてしまい、所望の寸法
精度が得られなくなる。

【０００７】また、このような場合には、特にグリーン
シート２１の外周部において、ラミネーションが完全に
なされていない部位、いわゆるデラミネーション部位が
できてしまう。そのため、得られた多層基板にはシート
間剥離等の不具合が起こり易くなる。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ラミネート時におけるグリーンシ
ートの不規則的な変形を解消することにより、スルーホ
ールの寸法精度を向上し、かつデラミネーション部位の
発生を確実に防止し得るラミネート用治具及びグリーン
シートのラミネート方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本出願では第一の発明として、積層しようとする
グリーンシートの上下に配置するための一対の挟持体
と、前記積層しようとするグリーンシートをいずれかの
挟持体に固定するための位置合わせピンと、前記積層し
ようとするグリーンシートを収容するための収容部を有
する側面抑え部材とを備えたラミネート用治具を提案し
ている。

【００１０】前記収容部は、積層しようとするグリーン
シートの外形よりも若干大きくすることが望ましい。逆
に言えば、グリーンシートの外形を収容部の大きさより
も小さく加工することでも良い。

【００１１】また、グリーンシートのラミネート方法に
関する第二の発明として、積層されたグリーンシートの
外周面に側面抑え部材を若干離間して配置し、かつこの
状態で前記グリーンシートに上下方向から押圧力を付加
することによりグリーンシートをラミネートすることを
提案している。

【００１２】上記のようなラミネートを行う際には、グ
リーンシートと側面抑え部材との離間量を５０μｍ〜２
５０μｍにすることが望ましい。また、付加する圧力を
４０kgf/cm² 以上にしたり、温度を８０℃〜１５０℃に
することも同様に望ましい。更に、ラミネート時におい
てグリーンシートに押圧力を付加する前に、雰囲気の圧
力を６０cm/Hg 〜７６cm/Hg にすることも良い結果をも
たらす。

【００１３】

【作用】この治具を用いてラミネートを行った場合、積
層されたグリーンシートは上下方向から加わる押圧力に
よって横方向へ広がるように変形し、やがてグリーンシ
ートの外周面は側面抑え部材の内壁面にほぼ一様に当接
する。この状態で更に上下方向から押圧力が加わったと
しても、前記側面抑え部材の存在によって、それ以上グ
リーンシートには変形が生じなくなる。

【００１４】従って、グリーンシートの横方向への変形
は、一定量にかつ極めて少量に規制される。また、この
場合において変形の仕方も不規則ではなく、ある程度規
則的になる。ゆえに、スルーホールの寸法精度が向上
し、かつグリーンシート外周部においてデラミネーショ
ン部位の発生も確実に防止することが可能となる。

【００１５】グリーンシートをラミネートする場合、グ
リーンシートと側面抑え部材との離間量は５０μｍ〜２
５０μｍであることが望ましい。離間量が５０μｍ未満
だと、グリーンシートの装着及び取り出しをスムーズに
行うことが困難になる。一方、離間量が２５０μｍより
大きいと、ラミネート時における側面抑え部材からの押
圧力が不十分になり、寸法精度を向上させることが困難
になる。

【００１６】また、ラミネート時に付加する圧力は４０
kgf/cm² 以上であることが望ましい。この圧力が前記値
未満であると押圧力が不十分になってしまい、グリーン
シートの外周部のみならず、その他の部分についてもデ
ラミネーションが起こり易くなるからである。

【００１７】更に、ラミネート時の温度は８０℃〜１５
０℃であることが望ましい。前記温度が８０℃未満であ
ると、温度が低すぎてグリーンシートを確実にラミネー
トすることができなくなる。一方、前記温度が１５０℃
を越えると、グリーンシート中のバインダが分解し始め
るため、ラミネート性が悪化してしまう。

【００１８】ラミネート時においてグリーンシートに押
圧力を付加する前に、雰囲気の圧力を６０cm/Hg 〜７６
cm/Hg にすることが望ましい。前記圧力を６０cm/Hg 未
満に設定しようとすると、かかる真空条件を作るために
大きな装置が必要となり、コスト的に高くなる。一方、
この圧力を７６cm/Hgより大きく設定すると、グリーン
シートに付着したごみ等を確実に除去することができな
くなる。また、グリーンシート中のエアを抜気すること
もできなくなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を窒化アルミニウム（ＡｌＮ）
多層基板の製造方法に具体化した実施例を図１〜図４に
基づき詳細に説明する。

【００２０】まず、本実施例にて使用されるラミネート
用治具１の構成について説明する。図１に示すように、
主としてこのラミネート用治具１は、積層しようとする
グリーンシートＳの表面側に配置される上側挟持体２
と、裏面側に配置される下側挟持体３とによって構成さ
れている。

【００２１】前記下部挟持体３を構成するベース４の上
面外周部には、正方形状かつ枠状をした側面抑え部材５
が固定されている。側面抑え部材５の内壁面とベース４
の上面とが形成する部分には、その空間の内形より僅か
に小さなテーブル６が上下方向へ摺動可能に収容されて
いる。図３に示すように、前記テーブル６とベース４と
の間には複数個のコイルスプリング１２が介在されてお
り、それらのコイルスプリング１２によってテーブル６
がほぼ水平状態に支持されている。なお、テーブル６の
上面と側面抑え部材５の内壁面とが形成する部分は、グ
リーンシートＳを収容するための２００．００mm角の収
容部７となっている。

【００２２】図１及び図３に示すように、テーブル６の
外周部には、複数のピン挿入用孔８が一定間隔を隔てて
透設されている。それらのピン挿入用孔８には、断面円
形状をした位置合わせピン９が挿入されている。

【００２３】前記上側挟持体としての上側挟持板２の下
面には、前記収容部７の形状とほぼ同じ形状の押圧部１
０が突出して形成されている。この押圧部１０におい
て、各位置合わせピン９と対応する位置には、位置合わ
せピン９の先端部よりも若干大径の凹部１１が設けられ
ている。

【００２４】なお、前述した各部材４，５，６，９は、
ステンレス等の材料を用いて形成されている。そして、
上述のラミネート用治具１はラミネート装置の治具固定
部Ｍに装着されている。

【００２５】次いで、ＡｌＮ多層基板の形成材料となる
グリーンシートＳについて説明する。本実施例では、Ａ
ｌＮ粉末、バインダ、焼結助剤等を含むスラリーをシー
ト状に成形したグリーンシートＳを１９９．５０mm角に
外形カットして用いている。また、グリーンシートＳの
厚さは０．５mm±０．０１mmである。

【００２６】前記グリーンシートＳには、図２に示すよ
うに、ドリル等によって内径０．２mmのスルーホール形
成用孔Ｈ1 が透設される。その透設数はシートあたり５
０００穴である。また、図１及び図２に示すように、前
記グリーンシートＳの外周部には、前記各位置合わせピ
ン９に対応して、位置合わせ穴Ｈ2 が透設されている。

【００２７】グリーンシートＳには従来公知のタングス
テンペーストが印刷され、前記ペーストよってグリーン
シートＳの表面上及びスルーホール形成用孔Ｈ1 内に導
体回路パターンＰが形成される。

【００２８】次に、前記治具１を用いたグリーンシート
Ｓのラミネート方法について述べる。各グリーンシート
Ｓは、各位置合わせ孔Ｈ2 に各位置合わせピン９を挿入
することによって、前記テーブル６に固定される（図３
参照）。本実施例では、前記テーブル６上に合計七枚の
グリーンシートＳを積層している。また、図２に示すよ
うに、この実施例においては、スルーホール形成用孔Ｈ
1 を有する五枚のグリーンシートＳを内側に配置し、ス
ルーホール形成用孔Ｈ1 を有しない二枚のグリーンシー
トＳを最外層に配置している。

【００２９】なお、前記グリーンシートＳの外形寸法と
前記収容部７の内形寸法との差は５００μｍである。そ
れゆえ、ラミネート前においては、グリーンシートＳの
各外周面は側面抑え部材５の各内壁面から若干離間した
状態となる（図３参照）。従って、このときの離間量ｄ
は２５０μｍとなる。

【００３０】ここで、ラミネート装置を作動させて上側
挟持板２を下方向へ動かすことにより（図４参照）、前
記各グリーンシートＳには上下方向からの押圧力が付加
される。このときの押圧力により、各層のグリーンシー
トＳは互いに貼り合わされる。なお、本実施例において
は、ラミネート時における治具１の周囲の雰囲気の圧力
を７０cmHgに設定している。また、前記ラミネート時の
圧力を８０kgf/cm² に設定し、加圧時間及び加圧温度を
３分，１３０℃に設定している。

【００３１】その後、貼り合わされたグリーンシートＳ
を治具１から取り出し、常法に従って脱脂、仮焼成及び
本焼成を行って所望のＡｌＮ多層基板を得た（実施例１
−１）。

【００３２】そして、この多層基板に脱脂等を施す前
に、以下のような二種の調査を行った。第一の調査で
は、一枚のグリーンシートＳから４５穴のスルーホール
形成用孔Ｈ1 を任意に選択し、それらの間隔を調査する
ことにより、ラミネート後のグリーンシートＳの寸法変
化率（％）を算出した。第二の調査では、グリーンシー
トＳの外周部におけるデラミネーション部位の有無を肉
眼等によって観察した。それらの結果を表１に示す。

【００３３】さて、次に前記実施例１−１と異なる条件
で、つまり離間量ｄの値をそれぞれ変更してラミネート
を行うことにより、三種の多層基板を作製した。なお、
前記離間量ｄを変更する方法として、ここではグリーン
シートＳの外形寸法を調節するという方法を採用してい
る。

【００３４】表１に示すように、実施例１−２ではグリ
ーンシートＳの外形寸法を１９９．７００mmにすること
により、離間量ｄを１５０μｍに設定している。実施例
１−３ではグリーンシートＳの外形寸法を１９９．５０
０mmにすることにより、離間量ｄを２５０μｍに設定し
ている。更に、実施例１−４ではグリーンシートＳの外
形寸法を１９９．３００mmにすることにより、離間量ｄ
を３５０μｍに設定している。

【００３５】以上の４つの実施例１−１〜１−４に加え
て、側面抑え部材５を持たない従来タイプの治具を用い
てラミネートを行った（比較例）。上記の各実施例及び
比較例について前記実施例１−１と同様の調査を行った
結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１より明らかなように、寸法変化率につ
いては離間量ｄが小さなものほど良くなる傾向が見られ
た。また、離間量ｄが２５０μｍを越える実施例１−
３，１−４については、比較例の値と同程度であった。
そして、各実施例におけるラミネート後のグリーンシー
トＳを観察したところ、その外周部の形状は直線状に保
持されていた。

【００３８】一方、比較例ではグリーンシートＳの横方
向へ変形は不規則なものとなり、グリーンシートＳの外
周部は波状になっていた（図７(b) 参照）。次にデラミ
ネーション部位の有無を観察したところ、実施例１−１
〜１−３ではデラミネーション部位は全く認められなか
った。それに対して、比較例ではかなりの高確率でデラ
ミネーションが発生していた。また、実施例１−４にお
いては、デラミネーションが発生しているものも多少確
認された。しかし、その発生率は前記比較例ほど高くは
なかった。

【００３９】以上の結果を総合すると、各実施例の方が
比較例よりも全体的に優れているという結論に容易に到
達する。とりわけ、離間量ｄを１５０μｍ以下に設定し
た実施例１−１，１−２によれば、スルーホールの寸法
精度を向上でき、かつデラミネーション部位の発生も確
実に防止できるという極めて好適な結果が得られること
がわかる。

【００４０】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、以下のように変更することが可能であ
る。例えば、 （ａ）図５に示す別例のラミネート用治具１４のよう
に、側面抑え部材１５の一側面１５ａを開閉可能な扉状
にしても良い。この構成の利点としては、グリーンシー
トＳの装入や取り出しが容易になることである。なお、
前記扉状の一側面１５ａは、側面抑え部材１５と一体で
あっても別体であっても良い。

【００４１】（ｂ）位置合わせピン９の数や形状、コイ
ルスプリング１２の数や設置場所等については変更する
ことが可能である。また、コイルスプリング１２と異な
る付勢手段として、例えば板ばねのようなものを用いて
も良い。

【００４２】（ｃ）前記実施例とは異なり、ラミネート
用治具１の収容部７の大きさを可変できるような構成に
することも好適である。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のラミネー
ト用治具及びグリーンシートのラミネート方法によれ
ば、ラミネート時におけるグリーンシートの横方向への
不規則的な変形は確実に解消することが可能となる。こ
のため、スルーホールの寸法精度を向上できると共に、
デラミネーション部位の発生を確実に防止できるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のラミネート用治具とグリーンシートと
を示す斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における部分拡大断面図であ
る。

【図３】押圧力を付加する前のラミネート用治具を示す
概略正断面図である。

【図４】押圧力を付加した後のラミネート用治具を示す
概略正断面図である。

【図５】別例のラミネート用治具を示す斜視図である。

【図６】従来タイプのラミネート用治具を用いたラミネ
ート方法を説明するための概略正断面図である。

【図７】（ａ）はラミネート前のグリーンシートを示す
平面図であり、（ｂ）はラミネートによって横方向への
変形が生じたグリーンシートを示す平面図である。

【符号の説明】

Ｓ （積層しようとする）グリーンシート、２ （上
側）挟持体としての上側挟持板、３ （下側）挟持体、
９ 位置合わせピン、７ 収容部、５，１５ 側面抑え
部材、ｄ 離間量。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】積層しようとするグリーンシート（Ｓ）の
   上下に配置するための一対の挟持体（２，３）と、 前記積層しようとするグリーンシート（Ｓ）をいずれか
   の挟持体（３）に固定するための位置合わせピン（９）
   と、 前記積層しようとするグリーンシート（Ｓ）を収容する
   ための収容部（７）を有する側面抑え部材（５，１５）
   とを備えたラミネート用治具。
2. 【請求項２】積層されたグリーンシート（Ｓ）の外周面
   に側面抑え部材（５，１５）を若干離間して配置し、か
   つこの状態で前記グリーンシート（Ｓ）に上下方向から
   押圧力を付加することによりグリーンシート（Ｓ）をラ
   ミネートすることを特徴としたグリーンシートのラミネ
   ート方法。
3. 【請求項３】前記グリーンシート（Ｓ）と前記側面抑え
   部材（５，１５）との離間量（ｄ）を５０μｍ〜２５０
   μｍにすることを特徴とした請求項２に記載のグリーン
   シートのラミネート方法。
4. 【請求項４】ラミネート時に付加する圧力を４０kgf/cm
   ² 以上にすることを特徴とした請求項２または３に記載
   のグリーンシートのラミネート方法。
5. 【請求項５】ラミネート時の温度を８０℃〜１５０℃に
   することを特徴とした請求項２乃至４のいずれか一項に
   記載のグリーンシートのラミネート方法。
6. 【請求項６】ラミネート時において前記グリーンシート
   （Ｓ）に押圧力を付加する前に、雰囲気の圧力を６０cm
   /Hg 〜７６cm/Hg にすることを特徴とした請求項２乃至
   ５のいずれか一項に記載のグリーンシートのラミネート
   方法。