JPS59997A - セラミツク基板製造方法 - 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】 発明の対象、 本発明はシート積層法を用いて多層セラミック基板を製
造する場合に最適なセラミック基板製造方法に係り、特
に製造工程における位置決め作業の精度向上が勇躍され
たセラミック基板製造方法に関する。

従来技術 多層セラミック基板の製造方法として、グリーンシート
に穴あけ、穴内導体充填、配線バタン印刷を行なった多
数枚のグリーンシートを積層接着するいわゆるシート積
層法がある。本方法を用いて、超高密度の配線パタンの
基板を製造するには、製造工程における各種位置決めを
精度よく行うことがキーポイントとなる。

従来、この位置決めは、グリーンシートの端面を位置決
めブロックに突当てる、或はグリーンシートに打抜いた
ガイド穴を各工程の位置決めテーブルのガイドビンに挿
入することにより行なっていた。第１図に後者の位置決
め方法を採用したばあいの多層セラミック基板の製造方
法を示す。

先ず、第１図（ａ）のようにグリーンシート１にガイド
穴２を打抜く。次に、第１図（ｂ）のようにピアホール
打抜き型の下型３のガイドビン４にシート１のガイド穴
２を挿入して位置決めを行い、シート１の所定位置にピ
アホール５を打抜く。※ピアホールの形成は型による打
抜きの他に、ＮＣボール盤を用いて所定位置に穿孔する
方、法もよく知られており、その位置決め方法は本例と
同様である。

次に、上記ピアホールに導体ペーストを充填する。導体
ペーストは、Ｍｏ或はＷの粉末に有機バインダと溶剤を
加えペースト状にしたものを用いる。導体ペーストの充
填は、スクリーン印刷法、真空吸引法等の周知の方法を
用いて行う。

スクリーン印刷法を例にとって説明すると、第１図（Ｃ
）に示す如く導体充填装置の位置決めテーブル６のガイ
ドビン７ヘシート１のガイド穴２を挿入して位置決めを
行って、スクリーンの開口部（図示省略）に導体ペース
トを充填すべきピアホール、位置が合致するようζこ配
置し導体ペースト８を充填していた。

次に第１図（ｄ）に示す如く、導体充填と同様にスクリ
ーン印刷法を用いて配線パタン９を印刷する。

次に、第１図（６）の如く配線パタンの印刷の終ったシ
ートを所定枚数積層した後、加熱加圧して接着し一体化
する。このとき、各シート間の位置決めを行うために、
積層治具１０のガイドビン１１に、シート１のガイド穴
２を挿入して行う。

次に第１図（ｆ）の如く、接着により一体化したシート
１２のガイド穴１３を、製品打抜き型の下臘１５のガイ
ドビン１６に挿入し、点線１７で外形を示した製品部１
８を打抜く。その後、周知の方法で焼結を行い、表裏の
導体にＮｉ、Ａｕめつき等を施し、基板を完成する。

以上、第１図に説明してきたように、従来の製造方法で
は、グリーンシートに打抜いたガイド穴を、各工程の位
置決めテーブルのガイドビンに挿入し、位置決めを行な
ってきた。しかしグリーンシートは、周知のように、ア
ルミナ等のセラミック原材料粉末を有機バインダを用い
て供給し、シート状に成形したものであるために、工程
途中において変形しやすく、またガイド穴をガイドビン
に挿入、離脱を繰返すことにより、ガイド穴も形崩れを
生じる。

このため、位置決め精度は、±０．１朋程度が限度であ
り、この位置決め精度の悪さが超高密度の大型多層基板
を製造する゛ときの障害となつでいた。例えば、スクリ
ーン印刷法によるピアホール導体充填工程において、ス
クリーンの開口部とシートのピアホール位置との間に位
置ずれが生じると導体ペーストの充填は完全には行なわ
れない。すなわち、第２図に示すように、シート１のガ
イド穴２に形崩れ１９が生じ、シート１が、穴埋め装置
の位置決めテーブル３に対して位置ずれを生じた状態で
セットされると、スクリーン２０の開口部２１とシート
１のピアホール５の間に位置ずれが生じる。このような
状態でスキージ２２の移動により導体ペースト８をスク
リーン２０の開口部２１を通してシート１のピアホール
、５に吐出すると充分な吐出量が得られなく導体ペース
トはピアホールの途中で停止してしまう。このような不
完全充填導体ペースト２３は積層接着、焼結後に基板の
オープン不良の原因となる事は明らかである。

次に、積層接着工程において、シート間に位置ずれが生
じたために支障が生じたばあいの例を、第３図に示す。

すなわち、シ・−ト１とシー１−ＩＡの間に位置ずれが
生じたため、シート１のピアホール２４とシートＩＡの
ピアホール２４Ａの間に導通がとれないで、オープン不
良（不良箇所２５）が生じる。また、シートＩＡとシー
トＩＢの位置ずれのために、シートＩＢのピアホール２
４Ｂ　トシートＩＡの配線ライン２６Ａとの間にシ曹−
ト不良（不良箇所２７）が生じている。

発明の目的 本発明の目的は、積層法による多層セラミック基板のピ
アホール内導体充填、配線バタン印刷、積層接着工程に
おけるグリーンシートの位置を製造することができるセ
ラミック基板製造方法を得ることにある。

本発明のセラミック基板製造方法では、位置決め位置に
あるテーブル上へ搭載されたシートの少なくとも２ケ所
に設けた基準マークの像をモニタテレビ上に映し出し、
このテレビの所定位置に来るべくテーブルを微調整した
後に固定し、次いてテーブルを作業位置まで移動してシ
ートピアホール内への導体充填、配線バタン印刷、積層
接着等の作業を行うことにより各種作業時のシート位置
決めを正確にするようになっている。

発明の実施例 本発明の実施例を、第４〜１０図に示す。

第４図は、ピアホール穴あけの完了したグリーンシート
１を示す。穴あけは、打抜き型或はＮＣボール盤等を用
いて行う。穴位置精度は±０．０１朋以内に抑えること
が可能である。このとき、次工程で位置決めの基準穴と
なる穴も同時に穿孔しておく。実施例では、ＮＣボール
盤を用い直径０．２籠のピアホール５と基準マークとし
ての直径０．２１１１１の基準穴２８Ａ、　２８Ｂ、　
２８Ｃ，２８Ｄを０．３朋厚さのグリーンシートの４隅
に同時に・穿孔した。穴間の位置精度は±０．０１１１
１１である。

次に！５図には本発明の実施例によるピアホールへの導
体ペースト充填方法を実施するための装置の要部が示さ
れており、位置決めテーブル２９はその頂面にシートを
搭載してＸ、Ｙ、０方向にそれぞれ微調整移動可能であ
り、調整後は固定できるようになっている。このために
は例えばテーブル２９が載置されているテーブルベース
１２９とテーブル２９が微調整相対移動性能とすること
ができる。なお、テーブル２９は図示しない真空吸引装
置でシートをテーブル頂面へ吸引固定できるようになっ
ている（第５図ではテーブル２９上にダミーシート３０
が吸引固定されている）。

またテーブルベース１２９は軸心が水平とされたガイド
レール３１に案内されて第５図図示状態である位置決め
位置（ａ）から、右方向へ作業位置（ｂ）まで移動可能
となっている。この作業位置（ｂ）では上下動されるス
クリーン３２の直下に配置され、スクリーン３２が降下
密着して開口部１３２がシートのピアホールと合致し、
導体ペースト３３がスキージ３４の横移動で開口部３２
を通してシートのピアホールへ押込まれるようになって
いる。

スクリーン３２の開口部１３２は第４図のピアホール５
及び基準穴２８Ａ〜２８Ｄと同一のパターンである。

前記位置決め位置にあるテーブル２９の上方には４個の
撮像管３５Ａ〜３５ＤがＸＹ方向に微動可能でテーブル
２９上のシートの基準マークをモニタテレビ３６のブラ
ウン管上へ映し出すように配置されており、ブラウン管
上では４個の撮像管３５Ａ〜３５Ｄからの映儂が４分割
されてそれぞれ映し出されている。この４分割されたブ
ラウン管３７Ａ〜３７Ｄ上にはそれぞれ水平、垂直方向
各２本のカーソル線３９が別個に垂直、水平移動できる
ようになっている。

次に、本発明の実施例に従って、ピアホール内に導体ペ
ーストを充填する方法を第５図を用いて説明する。最初
に、スクリーン位置の検出方法について述べる。シート
の位置決め位置１ａ）に停止した位置決めテーブル２９
に、スクリーン３２の位置を検出するためのダミーシー
ト３０を搭載し、真空吸引によりテーブル２９に固定す
る。

次に、導体充填装置のガイドレール３１に沿ってテーブ
ル２９を作業位置（ｂ）＃こ送り込む。次にスキージ３
４を用いて、導体ペースト３３をスクリーン３２の開口
部１３２を通してダミーシート３０上に印　　・刷し、
再びテーブル２９を位置決め位置（ａ）に戻す。

次に、基準マークである位置決め用基準穴２８Ａ。

２８Ｂ　、　２８Ｃ、２８Ｄ　ｌこ対応する印刷パタン
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ，３４Ｄの上方に、位置検出用
の撮像管３５Ａ、３５Ｂ。

３５Ｃ，３５Ｄが来るようにする。撮像管３５Ａ、３５
Ｂ、３５Ｃ，３５Ｄに撮像された印刷パタン３４Ａ、　
３４Ｂ　、　３４Ｃ、３４Ｄのそれぞれの像３８Ａ、　
３８Ｂ　、　３８Ｃ、３８Ｄが、モニタテレビ３６のブ
ラウン管上に４分割された領廊７ＡａｓＡ、３ｓＢ、ａ
ｓｃ′、３ｓｐの位置をＸＹ方向に個々に調整し、ロッ
クする。次に、ブラウン管上の各領域３７Ａ、　３７Ｂ
　、３７Ｃ、３７Ｄごとに設けた水平方向２本垂直方向
２本のカーソルＩ！ｌｌｉ！３９を移動させ、印刷パタ
ンの像３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ，３８Ｄを上下左右より
囲む。本実施例では、１００倍の１象が１２インチのブ
ラウン管上に映し出されるようにした。走査線ｐ間隔は
ブラウン管上で約０．６朋であるから、解＋ｙ度は０．
００６間アＬｒ）、十〇、０１ｍ＋１１（７）ａＪ！［
’Ｊ準穴（／、）印刷パタンの位置をブラウン管上にカ
ーソル線で固定することができる。

次に、ピアホールの穿孔された製品シートに導体充填を
行う手順について述べる。製品シートの端面又はガイド
穴（図示されでいない）を用いて製品シートを、第５図
の位置決め位置ｉ８）にある位置決めテーブル２９に、
概略の位置決めをして搭載し真空吸引にて固定する。こ
のときブラウン管上に映し出された基準穴２８Ａ、２８
Ｂ　。

２８Ｃ，２８Ｄの像は、第６図に示すように、４ＱＡ、
４０Ｂ。

４０Ｃ，４０Ｄとなり、それぞれ対応するカーソル線３
９の中心位置から、ずれている。欠番こ、このずれを補
正するために、ブラウン管上に基準穴の像４０Ａ、４０
Ｂ、４０Ｃ，４０Ｄをみながらそれぞれ対応する力・−
ツル線の中央にくるように、テーブル２９を微動させ、
位置出しが終了した時点でブロックする。第７図に位置
決めが完了した状態の映像を示す。

次にテーブル２９を、導体充填作業位置（ｂ）に搬送し
、定位置に停止させて導体充填を行う。続いて、テーブ
ル２９を再び位置決め位置（ａｌに搬送し、導体充填の
完了したシートを取り出す。このように本発明の位置決
め方法を採用し、テーブル２９の送り精度を０．０１朋
範囲内に抑えることにより、±０．０１１１１の精度で
スクリーンとシートの位置合せが可能となった。

次に配線パタンの印刷を行うが、配線パタン印刷は、導
体充填装置と全く同じ装置（スクリーン３２のみを変更
）を用いて行うことができるため、配線パタンはシート
の基準位置に対して±０．０１１１にの位置決め精度で
印刷が可能であった。

これにより、ピアホール導体とこれに隣接する配線ライ
ンの端面間距畦が０．１闘のような超高密パタンの多層
セラミック基板の製造が可能となった。

次に積層接着方法の実施例を第８〜１０図に従い説明す
る。この積層装置は前記導体充填装置と同様に構成され
る位置決めテーブル４１を用い、このテーブル４１が同
様にガイドレール３１に沿って位置決め位置（ａ）から
積層作業位置（ｂ）まで移動可能となっている。この作
業位置（ｂ）ではベース４２上に立設された４本のガイ
ドボスト４３に案内されてヘッド部４４が垂直に上下動
するようになっている。このヘッド部４４の下面４５は
真空吸引でシートを吸着できる。

なお位置決め位置（ａ）上に４個の撮像管３５Ａ〜３５
Ｄが配置され、それぞれモニタテレビと接続されている
状態は前記各実施例と同様である。

次にこの積層装置を用いた積層作業を説明するが位置決
めの原理は、導体充填装置の場合と同様で、’ｚ−ト１
を１枚ずつ順次、位置決め位置にあるテーブル４１に固
定し、基準穴２８Ａ〜２８ηをブラウン管上に撮像して
、定位置にくるように、テーブル４１の位置調整を行い
、ロックしたのち、積層作業位置（ｂ）に搬送して、積
層接着を行うものである。順を追って説明すると、まず
第１番目のシート１をその端面又はガイド穴（図１ 示していない）を用いて、位置決め用テーブル４１に概
略位置出しをして搭載し、真空吸引によりテーブル４１
に固定する。導体充填装置と同様シート１の基準穴２８
Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ，２８Ｄの上方に、撮像管３５Ａ、
３５Ｂ　、　３５Ｃ、３５Ｄをそれぞれ移動し、モニタ
テレビのブラウン管（図示していない）上へ基準穴２８
Ａ、　２８Ｂ、　２８Ｃ、２８１）の像を映し出す。次
に、各基準穴の像を、垂直方向２本、水平方向２本のカ
ーソル線を用いて、ブラウン管上に固定する。次に、シ
ート１を真空吸引した状態で位置決めテーブル４１を積
層作業位置（ｂ）に搬送し第９図に示すように定位置に
停止させる。次に積層装置のヘッド部４４をガイドボス
ト４３に沿って下降させ、ヘッド下面４５が、シート１
の上面を軽く圧した状態で停止させる。

この状態で、テーブル４１による真空吸引を遮断し、ヘ
ッド部４４を真空吸引状態にして、シートｌをその下面
４５に吸引する。続いて、ヘッド部４４を上方に後退さ
せ、テーブル４１を位置決め位置（ａ）に後退させる。

次に、２番目のシートを１番目のシート下に位置決めを
して積層する手段について述べる。゛２番目のシートを
位置決め位置（ａ）にあるテーブル４１上に概略位置出
しをして固定する。シートの４隅望しくは製品領域外に
仮接着用の接着剤をはけ塗り又はスプレーしておく。次
に、シートの４ケの基準穴の像をブラウン管上に映し出
し、それぞれブラウン管上に固定された１番目゛のシー
トの基準穴位置を指示するカーソル線の中央にくるよう
に、Ｘ、Ｙ、０方向にテーブル・４１を微調整しロック
する。次に、テーブル４１を積層作業位置（ｂ）　ＧＣ
搬送し、ヘッド４４を下降し、ヘッド下面４５に吸引さ
れた１番目のシートの下面が、２番目のシートの上面を
軽く圧する状態で停止させる。この状態で、テーブル４
１の真空吸引を遮断し、ヘッド４４を上昇させると、２
番目のシートは１番目のシートの下面に接着され上昇す
る。続いてテーブル４１を位置決め位置（ａ）に搬送し
、上記と同様の手段で３番目、４番目・・・のシートを
順次、所定枚数の接着が完了するまで積層接着する。

第１θ図に、１番目のシ、−ト１と２番目のシートＩＡ
の接着を終り、３ｔ？目のシー目Ｂを位置決め位置（ａ
）にあるテーブル４１に搭載した状態を示す。以−ヒの
説明かられかるように、本発明に従えば、位置決め精度
は、基準穴の位置精度、その解像度、ブラウン管上のカ
ーソル線に対する合わせ精度、積層装置の機械精度によ
って決り、シート間の位置ずれ誤差を±０．０１〜±０
．０２１ｍｌに制。

御した積層接着が可能となる。

積層接着の終ったシートは、ヘッド部４４の真空吸引を
遮断して、積ｌ＠装置から取出す。この状態では接着剤
による仮接着の状態であるから、続いて基準穴をガイド
に製品部分を切出し、焼結炉にて焼結する。その後Ｎｉ
めつき、Ａｕめっき等の表明処理を施して基板を完成す
る。

このように各実施例ではグリーンシートの端。

面を装置の位置決めブロックに突当てたり、或はグリー
ンシートのガイド穴を装置のガイドビンに挿入する必要
はない。従って、グリーンシフトの端面或はガイド穴が
損傷するこきにより位置決め精度を悪くすることはない
。

また、グリーンシートの基準穴の像を常にブラウン管上
に映し出し、その位置を確認して作業を行うため、シー
トの変形などにより基準穴位置に狂いを生じたものは、
予め作業前に不良品として排除することができる。

また、シートの経済的な収縮のために基準穴位置が許容
範囲内で狂いを生じたばあいには、基準穴をシートの４
隅に設け、ブラウン管上の設定位置からのずれを上下左
右均等に配分することにより、位置ずれ誤差を最小限に
抑えることができる。従来のガイド穴、ガイドビン方式
では、シート全体が二方向に平行移動したり、回転する
ことによる位置誤差を除去することが不可能であったが
、本方法では、平行移動、回転等による位置決め誤差は
、ブラウン管上で位置確認を行うため、最小限に抑える
ことができる。

なお、上記各実施例は本発明がピアホールへの導体充填
、配線バタン印刷、積層接着へ全て適用された説明をし
たが、本発明は上記作業のうちいずれか−の作業へのみ
用いることも当然可能である。

発明の詳細 な説明した如く本発明ではシートが搭載されたテーブル
を位置決め位置から作業位置まで移動可能とし、位置決
め位置ではシートの少なくとも２ケ所に設けた基準マー
クの１象をモニタテレビ上に映し出し、このテレビ上の
所定位置に来るべくテーブルを微調整した後に固定し、
次いで作業位置まで移動してシートピアホール内への導
体充填等の作業を行うので、これらの作業の位置決め精
度を大巾に向上し、超高精密度多層基板を得ることがで
きる効果を有する９

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜げ）は従来のセラミック基板の製法を示
す斜視図、第２図は従来の導体充填工程を示すｆｃｌｆ
面図、第３図は従来の積層接着工程を示す断面図、第４
図は本発明の実施例に用いるシートの斜視図、第５図は
本発明の実施例による導体充填方法を示す概略図、第６
図は本発明実施例の位置決め前のシート基準穴の撮像図
、第７図は位置決めが完了したシート基準穴の撮は図、
第８図は本発明実施例の積層接着方法で第１番目のシー
トをテーブルに搭載した状態を示す斜視図、第９図は第
１番目のシートを積層作業位置へ移動した状態を示す斜
視図、第１０図は２枚のシートの接着を完了し３番目の
シートが位置決め位置にある状態を示す斜視図である。 １・・・グリーンシート　５・・・ピアホール２９・・
・位置決めテーブル ３２・・・スクリ、−ン　　　３３・・・導体ペースト
３５Ａ〜３５１）・・・撮像管　３６・・・モニタテレ
ビ３７Ａ〜３７Ｄ・・・ブラウン管 ３９・・・カーソル線　　　４１・・・テーブル４４・
・・ヘッド部 オ帽 Ｃｌ７） 第２口 ２ 第３口 オ′７の 躬 （し） （α） オ１０国 ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （リ　シートが搭載されたテーブルを位置決め位置から
   作業位置まで移動可能とし、位置決め位置ではシートの
   少なくとも２ケ所に設けた基準マークの像をモニタテレ
   ビ上に映し出し、このテレビ上の所定位置に来るべくテ
   ーブルを微調整した後に固定し、次いで作業位置まで移
   動してシートピアホール内への導体充楓配線バタン印刷
   、積層接着等の作業を行うことを特徴としたセラミック
   基板製造方法。