JPS5859800A - 打抜き装置 - 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】 本発明はシート材料に穴を打抜くだめの装置に係り、更
に具体的には生のセラミック・／−トに（１）　　　　
　　　　　　　　　　　　　ｐり貫通孔を形成するだめ
の打抜き装置に係る。

半導体のパッケージ技法において、生のセラミック・シ
ートから形成貞れ目、つ貫通孔及び導電性金属パターン
を備えた多層セラミック基板は、内部に金属化系を備え
たモノリシック・セラミック基板を提供するように絹み
立てられ且つ焼かれる。

生のセラミック・シートの貫通孔は、非常に小さい多数
の打抜き素子を有する機橢的打抜き装置で打抜かＪｌ、
るがこれらの打抜き素子は、非常にこわれやす（且つ生
いセラミ′２り・シートのセラミック粒子から摩耗を受
ける。打抜き素子の破４′―及び打抜かれた材料による
打抜き穴の封鎖等のような梗々の不都合が生じ、このた
めに封鎖されたシートの穴あるいはシート穴の欠如が生
じる。これらの状態は、導電性材料が金属化系を完成す
ることを比重１ッそして″オープン″′回路を形成する
。多層セラミック基板のこのような欠陥の一つは、利用
できない完成された焼結基板を提供しそして完成されま
た基板がか々υ高価なユニットであるから非常に重要な
損失を生じる。

（２） 集積回路半導体パッケージ構造体のだめの多層セラミッ
ク其板を製造する場合に、複数枚の生のセラミック・シ
ートは、樹脂バインダー、粒子状セラミック材料、溶剤
及び可塑剤を含むスラリーをドクター・ブレード処理し
、このドクター・ブレード処理されたシートを乾燥しそ
してこのシートを適当な寸法のシートに切断することに
より形成される。次に、貫通孔はシートを通過する電気
的相互接続体を形成するように打抜かれ、電気的導電性
のペーストがこれらの貫通孔及びこれらのシートの表面
上の適当なパターンに置かれそしてと力５らのシートは
積層され、続いて焼結温げで焼かれる。セラミック・シ
ートに貫通孔を打抜くことは、これらの貫通孔の小さな
寸法及び密度のために困難な技術的問題を生じる。１９
７１年２月付のＩＢＭ　　ＴＤ１３．第１３巻４号、第
２５５６頁及び１９７４年５月付のＩＢＭ　　ＴＤＢ、
第１６巻１２号、第３９６６頁に開示された形式の装置
で貫通孔を打抜くことが通常である。これらの装置にお
−で格子状に構改された複数個の打抜き素子１汁インタ
ンピ−ザマスクで覆われた生のセラミック・シートの上
でインデックス移動される。インタポーザマスク１は、
穴が打抜かれるととを望まれるところに開口を含む。打
抜きヘッドが下方向に移動されて打抜き素子≠曙ンタポ
ーザマスクに接触する時に、打抜き素子がインタポーザ
マスクの開口を通過し且つ生のセラミック・シートを通
過するからとの開口がある場所に穴が打抜かれる。

インタポーザマスクによって覆われたその他の領域すな
わち穴が望まれない場所において、このインタボーザマ
スクは打抜き素子をヘッド内へ引っこめさせる。

個別的にプログラム可能な打抜き具を用いる自動打抜き
装＃し、−１９７７年９月付のＩＢＭＴＤＢ、第２０巻
４号、第１３７９頁に提案されている。この形式の打抜
き装置は上述のインタボーザマスクを必要とせず、これ
故に個々の打抜き素子は指令に基づいて電気的に動作で
きる。

本発明によれば、シート材料に穴を打抜くだめの打抜き
装置は、このシートから除去された材料（３） が強制的に移動され、これによりこσ）材料がこの打抜
かれた穴に引き戻さね、るととを防ＩＦするように改良
さね、そして又打抜き装置の重要素子の故障を指示する
検出構造が設けられている。更に具体的にはグイブッシ
ングの下に空気の流れを発生する手段が設けられそして
打抜き素子がシートを貫通した後に、このグイブッシン
グは材料の打抜かれた小片（すなわち、かす）をこの打
抜き素子の端部から吹き飛ばす。検出器は、打抜き素子
の移動及び加圧室の中の空気圧力を検出するだめに設け
られる。この加圧室はこλ１らの打抜き素子を下方向の
位置に偏倚するための空気スプリングの一部分をなすも
のである。

本発明によれば、シート材料、具体的には生のセラミッ
ク・シートに穴を形成するための改良された打抜き素子
が提供される。諸国のうちの第２図に示すような打抜き
装置は、打抜き板１２を支持する打抜きヘッド１０を有
する。はぎ取り板１４は打抜き素子１６の下方端部を囲
んでいる。はぎ取り板１４１ｒｔ、ボルト２０を取り巻
いているス（４） プリング１８の作用によって下方向に偏倚されそしてこ
れらのボルトは打抜きヘッド１０の一口２２に摺動可能
に保持されている。ボルト２０の長さは、はぎ取り板の
底部表面２８が打抜き素子１６の末端と略同一平面とな
るようにこのはぎ取（ｎ板を位置づけるためにこのボル
ト・ヘッド２１が表面２３１／ｉ一対して接触するよう
に調整される。はぎ取り板１４が上方向に押しつけられ
てスプリング１８を圧縮する時に、打抜き素子１６の先
端３０は表面２８を越えて突き出る。打抜きヘッド１０
に取付けられた案内ピン２４は、はぎ取り板１４の上に
取付けられたブッシング２６に摺動可能に受は入れられ
る。打抜き素子１６は下方向に弾性的に押されこのだめ
に、カラー３２が圧力室６６、ダイアフラム６８及びリ
ンク素子４０の組合せ機構によりブッシング３４に係合
して接触する。

圧力室３乙の圧力空気はダイアフラム３８を介してリン
ク素子４０の上に下方向の圧力を加乏て打抜き素子１６
を下方に延び出たｉ■係に強制する。

基板支持台４２は生のセラミック・シート４４及びイン
タボー七″マスク４６を支持するように設けられている
。ダイブッシング４８ｇ＋ａ１口５０を設けられそして
この開口Ｉｒ＋打抜き素子１６の先端部分６０に越列し
ている。生のセラミック・シート４４及びインタポ−ザ
マスク４６はインデックス機構（図示せずうによってＸ
方向及びＹ方向の両方向にインデックス移動される、 動作において、生のセラミック・シート４４は基板支持
台４２の上に置かれそしてインタボーザマスク４６ば、
この−／−トに所望される穴に相当する開口４７を設け
られてとｒ／）シート４４の上に置かれる。インタポー
ザマスク及び生のセラミック・シー１・にｔ、これらの
外周面においてインデックス機構に固定されそしてこの
インデックス機構は打抜き素子に係るインデックス移動
を与える。最初にはぎ取り板１４をインタボ−ザマスク
４６に対して押しつけそしてスプリング１８が圧縮され
るようにこのヘッドを下方向に移動させ続ける適当な機
構（図示せず）によって打抜きヘッド１０は下方向１・
（移動される。打抜きヘッド１０が下方向に移動され（
７） る時に、打抜き素子の先端３０１ｄ、との打抜へ素子の
下に開口が々い時にインタポ−ザマスク４６に接触し、
−口４７がこの打抜き素子に整列される時には牛のセラ
ミック・ノートを通過するように押しつけられる。次に
、打抜きヘッドは引一つこめられ介して打抜き素子は生
のセラミック・シートから除かれる。はぎ取り板１４は
、打抜■素子が引っこめられる時にインタポーザマスク
及び生のセラミック・シートを基板支持ａに相対して保
持する。

次に、生のセラミック　シート４４及びインタボ−ザマ
スク４６は上述のイン′−ｒツクス機構によってＸ方向
及び（あるいは）Ｙ方向にインデックスされそしてこの
サイクルは繰り返される。実際には、生のセラミック・
シート及びインタボーザマスクは、打抜き素子の中心間
の間隔における所望のステップ数に卦いてＸ方向及びＹ
方向の両方向にインデックスされる。このようにして、
生のセラミック・シート４４の全体は打抜き素子の作用
を受ける。インタポー中マスクの開口が打抜き素子に整
列される時に、この打抜き１ξ子は穴を打抜く。

（８） 第１図を参照するに、上述の打抜き装置に対する本発明
の改ｐ１す々わち打抜き動作に続いて基板から打抜かれ
たＨ料の小片を打抜き素子の端部から強制的に移動させ
る手段が詳細に示されている。上述の打抜きサイクルの
際に、打抜き素子１６の先端ろ０は生のセラミック・シ
ートを通過するように押しつけられそしてダイブッシン
グ４８の閉口を通過するようにこの材料の除去された小
片を下方向に押す。

打抜きヘッドが引っこめられる時に、この材料は通常の
打抜き装置の場合この打抜き素子の端部に抜溝しそして
開口５０を通過して上方向に戻り且つこの打抜かれた穴
に入り込むことがあり得る。本発明において、端部が開
口５０に隣接するように導管５　　　２が設けられそし
て矢印５４で示した空気の流れを起す手段が設けられて
いる。空気の流れあるいは任意の他の種類のガスすなわ
ち流体の流れは、圧力源を導管５２に接続しあるいは大
気に開いた導管５２の反対側の端部を配置′Ｉｆシてい
る室５６を排気することの何れかにより発生でき乙。所
望の目的は、材料の打抜かれた小片が生のセラミック・
シート４４に引き戻される前に打抜嘴素子の先端からと
の小片を吹き飛げすことで）・る。打抜かわた小ｇ−（
１）打抜き素子への被着は、この打抜き素子の先端が摩
耗した時に唄に起り易くなる。との改良は、ソレノイド
動作式打抜へ装置及び図示した打抜き装置に使用できる
。

打抜き装置に対する別の改良は、打抜き素子を伸ｒト出
だ状態に下方向に強制するだめの手段である。通常の打
抜き素子は金属のスプリング素子によって下方向に押さ
れる。この装置において、リンク素子４０は頂部に曲面
５８を有しそしてこの曲面は空気の加圧室３乙の底部表
面の平面においてこのリンク素子４０の円筒形表面部分
と相互作用する。打抜き素子がインタボ−ザマスクに接
触する時に、この打抜き素子は上方向に押しつけられそ
してリンク素子４０を上方向の位置に移動する。リンク
素子４０の曲面はダイアフラム３８の摩耗を最小化し、
これによりこのダイアフラムの作用寿命を大幅に延ばす
。

通常の打抜き林）有に対する本発明の−１１のＥｉ良は
、こわれた打抜き素子を締出する手段である。検出素子
６２を備メだ検出器は夫々のリンク素子４０の上に設け
られる。検出素子６２の位置は、打抜き素子が打抜きヘ
ッドの中へ上方向に押しつけられる時に検出するととが
できるような位置である。

もしも打抜き素子がこわれているならば、インタボ−ザ
マスクとの接触はリンク素子４０を検出器６０に対して
押しつけることに失敗する。打抜きヘッド内の打抜き素
子の状態を検査するために、剛性板がこの打抜きヘッド
の下に置かれ、この打１反きヘッドが打抜きサイクルに
おけるように下方向に移動されそして検出器６０の指示
手段が観察される。信号すなわち指示は、こわれた打抜
き素子に接続された検出器から受信されない。この改良
は単なる変（のみによってソレノイド動作式打抜き装置
にも使用できＡ。

又、打抜き装置に対する本発明の別の改良はダイアフラ
ム３８が被れたかどうかを検出する手段である。通路７
０は空個室３６と連通している。

第２図に示しだ適当な玲出器７２は通路７０に接（１１
） ・室。

続される。もしも空ケ味ろ乙の即力が予定の所定値以下
に降下すＡならば、検出器はこの状態を検出しそして打
抜き装置が故障していることを指示する適当な信号を発
生する。

打抜き装置、さらに具体的１ｆは非常１て小さく一１貫
通孔を生のセラミック・シートに打ち抜くように設電さ
ねまた打抜き装ｈ−に対する上述の改良は、性能及びこ
の打抜き装置の信頼性を大幅に改良する。

これは、歩留件りを実質的に改善しそ１．で低い生産コ
ストをもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は打抜き装置の打巧き素子部分に沿って切断しそ
して本発明の種々の改良を示す断面図、第２図は打抜き
装置ヘットの打抜き素子の位置及び構成を示す断面１ヅ
１である。 １０　・・・打抜きヘッド、１４・　はぎ取り枦、２゜
・・・ボルト、１８・・・スプリン久１２自打抜き板、
１６・　打抜き素子、６６・・・・圧力室、４２・支持
台、４６・・・・インタポーザマスク、４４・・・　セ
ラミック・シート、４８・・・グイブッシング、５２　
・・導！、５６（１２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個の細長い打抜き素子と、該打抜き素子を摺動可能
   に支持するヘッドと、上記打抜き素子を伸び出た位置に
   強制する手段と、上記ベッドによって支持されたスプリ
   ング偏倚式はぎ喉り板であって上記打抜き素子の下方端
   部を受は入れるだめの開１］を備えたもＱ・と、打抜≠
   ・れるべき基板を支持するだめの台であって上記打抜き
   素子の下方端部を受は入れるための開１］を有するもの
   とより成る打抜き装置において、 打抜き動作に続いて、基板から打抜かれた材料の小片を
   上記打抜き素子の端部から強制的に移動させる手段を上
   記台に設けたことを特徴とする打抜き装置。