JPH1084184A - セラミック多層基板の製造方法 - Google Patents
セラミック多層基板の製造方法Info
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- JPH1084184A JPH1084184A JP23617696A JP23617696A JPH1084184A JP H1084184 A JPH1084184 A JP H1084184A JP 23617696 A JP23617696 A JP 23617696A JP 23617696 A JP23617696 A JP 23617696A JP H1084184 A JPH1084184 A JP H1084184A
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Abstract
る。 【解決手段】 高い相対的位置精度が要求されるn層目
のグリーンシート11b(未印刷グリーンシート)に、
2個の貫通孔12を対角位置に打ち抜き形成する。そし
て、(n−1)層目のグリーンシート11aには、導体
パターン14を印刷するのと同時に位置決めマーク16
を同じAg系の導体ペーストを使用して印刷する。この
後、下からn層目までのグリーンシート11,11a,
11bを積層した後、この積層体の上方に設置された光
学認識手段によって未印刷グリーンシート11bの貫通
孔12内に露出した位置決めマーク16を撮影し、基準
位置からの位置ずれを検出して、積層体の位置を補正す
る。この後、この積層体の上面の未印刷グリーンシート
11bに導体パターン15をスクリーン印刷し、その上
から残りのグリーンシート11を積層して、焼成する。
Description
シートを積層して焼成して製造するセラミック多層基板
の製造方法に関するものである。
ンシート積層法で製造される場合が多い。このグリーン
シート積層法は、ドクターブレード法で成形されたグリ
ーンシートにビアホールを打ち抜き形成した後、そのビ
アホールに導体ペーストを充填して層間接続用のビアを
形成すると共に、同じ導体ペーストを使用して導体パタ
ーンをスクリーン印刷する。そして、このグリーンシー
トを所定枚数積層して焼成し、セラミック多層基板を製
造する。
基板の内層には、配線パターンの他に、コンデンサの電
極パターンや高周波用途のストリップラインが導体パタ
ーンで形成される場合がある。この場合、微小なコンデ
ンサや高周波用途のストリップラインを形成する層のグ
リーンシートの積層位置のずれが大きいと、電気的特性
が悪くなるため、近年、グリーンシートに位置決めマー
クを印刷し、このグリーンシートを積層する際に、カメ
ラで位置決めマークを検出し、これを基準にして積層位
置を補正することで、グリーンシートの積層位置精度を
高めるようにしている。
いたグリーンシートの位置決め方法では、各層のグリー
ンシートの積層位置の誤差は30μm程度にすることが
できる。微小コンデンサや高周波用途のストリップライ
ンを形成する場合には、1層のグリーンシートを挟む上
下2層の導体パターンの相対的位置精度、つまり所定の
導体パターンが印刷された上下2層のグリーンシートの
相対的位置精度が問題となる。従って、1層のグリーン
シートの積層位置の誤差が30μmであれば、上下2層
の導体パターンの相対的位置精度は、2層別々に認識操
作を行うため、 (302 +302 )1/2 =42 [μm] となる。この程度の位置誤差は、一般的な配線パターン
では問題にならないが、微小コンデンサや高周波用途の
ストリップラインでは特性のばらつきの原因となる。特
に、最近の高集積化・小型化されたセラミック多層基板
では、上下の導体パターンの相対的位置精度を高めるこ
とが益々重要となってきている。
たものであり、従ってその目的は、高い相対的位置精度
が要求される上下の導体パターンの相対的位置精度を高
めることができて、電気的特性向上に貢献できるセラミ
ック多層基板の製造方法を提供することにある。
に、本発明のセラミック多層基板の製造方法は、積層す
る複数枚のグリーンシートの少なくとも1枚は、積層後
に導体パターンを印刷する未印刷グリーンシートであ
り、前記未印刷グリーンシートを積層するグリーンシー
トには、位置決めマークを形成すると共に、前記未印刷
グリーンシートには、前記位置決めマークに対応する位
置に開口部を形成し、前記未印刷グリーンシートを前記
位置決めマークのあるグリーンシートに積層する際に、
前記開口部から前記位置決めマークが露出するように積
層し、この後、前記位置決めマークを光学的認識手段で
検出し、これを基準にして積層体の位置を補正した後、
前記未印刷グリーンシートに所定の導体パターンを印刷
するようにしたものである(請求項1)。
ーンの相対的位置精度が要求される層のグリーンシート
(未印刷グリーンシート)については、導体パターンを
印刷せずに積層し、その積層体の位置を光学認識手段を
用いて補正した後に、当該積層体上面の未印刷グリーン
シートに所定の導体パターンを印刷する。この際、積層
体の位置補正は、未印刷グリーンシートの1層下のグリ
ーンシートに形成された位置決めマークを基準にして行
われるので、積層後に行う未印刷グリーンシートへの導
体パターンの印刷も1層下のグリーンシートの位置決め
マークを基準にして行われる。これにより、積層後に印
刷した導体パターンと1層下の導体パターンとの相対的
位置精度が向上する。
ーンシートには、該位置決めマークと導体パターンとを
同じ導体ペーストで同時に印刷することが好ましい(請
求項2)。これにより、印刷工程が増えずに済むと共
に、グリーンシートに印刷する導体パターンと位置決め
マークとの相対的位置精度も正確になる。
ク多層基板の製造方法に適用した一実施形態について説
明する。
ートの製造方法を説明する。まず、CaO10〜55重
量%、SiO2 45〜70重量%、Al2 O3 0〜30
重量%、不純物0〜10重量%、及び外掛けでB2 O3
5〜20重量%を含む混合物を1450℃で溶融してガ
ラス化した後、水中で急冷し、これを粉砕して平均粒径
が3.0〜3.5μmのCaO−SiO2 −Al2 O3
−B2 O3 系ガラス粉末を作製する。このガラス粉末5
0〜65重量%(好ましくは60重量%)と不純物が0
〜10重量%のアルミナ粉末50〜35重量%(好まし
くは40重量%)とを混合して低温焼成セラミック粉末
を作製し、この低温焼成セラミック粉末に溶剤(例えば
トルエン、キシレン)、バインダー(例えばアクリル樹
脂)及び可塑剤(例えばDOP)を加え、十分に混練し
てスラリーを作製し、通常のドクターブレード法を用い
て例えば厚み0.2mmのグリーンシートを作製する。
及び図2に示す実施例の7層の低温焼成セラミック多層
基板を製造する方法を説明する。まず、ドクターブレー
ド法で成形された長尺なグリーンシートを打抜き型等で
所定寸法に切断して、例えば150mm角のグリーンシ
ート11を形成する共に、各グリーンシート11の所定
位置にビアホール(図示せず)や積層時の位置決めのた
めの位置決め孔(図示せず)を打抜き形成する。また、
後述する4層目に積層するグリーンシート11b(特許
請求の範囲でいう未印刷グリーンシートに相当)には、
図2(a−1)に示すように、例えば2個の貫通孔12
(特許請求の範囲でいう開口部に相当)を対角位置に打
ち抜き形成する。各貫通孔12の内径は例えば2mmで
ある。
ルに、Ag系の導体ペーストを充填し、貫通孔12のあ
る4層目のグリーンシート11bを除く、他の層のグリ
ーンシート11,11aには、上述と同じAg系の導体
ペーストを使用して導体パターン13,14をスクリー
ン印刷する。
ーンや高周波用途のストリップライン等、高周波特性
上、高い相対的位置精度が要求される導体パターン1
4,15は、下から数えて3層目と4層目にあり、3層
目の導体パターン14は、例えば0.2mm幅の微細な
パターン(図2参照)であり、他の層の導体パターン1
3と同様に、積層工程前にAg系の導体ペーストを使用
してスクリーン印刷する。更に、3層目のグリーンシー
ト11aには、導体パターン14を印刷するのと同時に
例えば2個の位置決めマーク16を同じAg系の導体ペ
ーストを使用してスクリーン印刷する。
ンシート11bの内径2mmの貫通孔12に対応する対
角位置に印刷された例えば直径0.8mmの円形パター
ンであり、図1(a)に示すように、4層目まで積層し
たときに貫通孔12内に位置決めマーク16全体が収ま
って露出するようになっている。尚、貫通孔12のある
4層目の未印刷グリーンシート11bには、積層後に導
体パターン15をスクリーン印刷する。
リーンシート11,11aに導体パターン13,14や
位置決めマーク16を印刷した後、下から4層目までの
グリーンシート11,11a,11bを重ね合わせて積
層し、この積層体を例えば80℃、15kg/cm2 の
条件で5秒間、加熱圧着して一体化する。この積層時に
は、各グリーンシート11に形成された位置決め孔に位
置決めピン(いずれも図示せず)を挿入することで、各
層のグリーンシート11,11a,11bが位置決めさ
れる。
した状態では、図1(a)に示すように、4層目の未印
刷グリーンシート11bの2箇所の貫通孔12内に位置
決めマーク16全体が収まって露出した状態となる。こ
の後、この積層体の上方に設置された2台のCCDカメ
ラ等の光学認識手段(図示せず)によって未印刷グリー
ンシート11bの2箇所の貫通孔12内に露出した位置
決めマーク16を撮影し、その映像信号をコントローラ
(図示せず)で画像処理して、それを予めメモリに記憶
されている基準位置パターンと比較することで、基準位
置からの位置ずれを検出する。
用のXYθテーブル(図示せず)を、X方向又はY方向
又はθ方向にサーボモータ等でスライドさせて積層体の
位置ずれを補正し、積層体を正確に基準位置に合わせ
る。この後、この積層体の上面の未印刷グリーンシート
11bに例えば0.2mm幅の導体パターン15[図2
(a−2)参照]をAg系の導体ペーストを使用してス
クリーン印刷する。
リーンシート11bの1層下のグリーンシート11aに
形成された位置決めマーク16を基準にして行われるの
で、積層後に行う未印刷グリーンシート11bへの導体
パターン15の印刷も1層下のグリーンシート11aの
位置決めマーク16を基準にして行われる。従って、認
識操作は1回である。これにより、積層後に未印刷グリ
ーンシート11bに印刷した導体パターン15と、1層
下のグリーンシート11aに位置決めマーク16と同時
に印刷した導体パターン14との間の相対的位置精度を
向上できる。
後、この積層体上に5層目から7層目のグリーンシート
11を積層し、この積層体を例えば100℃、50kg
/cm2 の条件で60秒間、加熱圧着して一体化する。
この2回目の加熱圧着は、1回目(1層目〜4層目)の
加熱圧着よりも温度、圧力を高くし、且つ圧着時間を長
くする。これは、1層目〜4層目が2回圧着されるた
め、1回目の圧着を軽めにすることで、1層目〜4層目
が圧着され過ぎることを防止するためである。
サイズに切断した後、通常の電気式連続ベルト炉を使用
して、900℃、20分保持の条件で焼成する。
7層の低温焼成セラミック多層基板(実施例)につい
て、3層目と4層目の導体パターン13,14を電極と
するコンデンサの容量を測定すると共に、電子顕微鏡に
よる断面観察によって上下の導体パターン13,14の
ずれ量(図3参照)を測定したので、その測定結果を次
の表1に示す。
平均値とその標準偏差σと、上下の導体パターン13,
14のずれ量の最大値を示している(測定サンプル数は
100個である)。比較例として、予め3層目と4層目
も含めて全層の導体パターンを印刷した後に積層して焼
成した低温焼成セラミック多層基板についても、同様の
測定を行い、その測定結果を表1に示している。
は、上下の導体パターン13,14のずれ量の最大値が
比較例のずれ量の最小値のほぼ1/2であり、ずれ量を
大幅に減少することができる。このため、実施例では、
比較例よりもコンデンサ容量の設計値とのずれを大幅に
減少することができると共に、コンデンサ容量のばらつ
きも大幅に減少することができて、セラミック多層基板
に高品質のコンデンサを内蔵させることができ、例えば
結合器のような高周波部品の製造に適している。
クのグリーンシートの材料として、CaO−SiO2 −
Al2 O3 −B2 O3 系のガラス粉末とAl2 O3 粉末
との混合物を用いたが、MgO−SiO2 −Al2 O3
−B2 O3 系のガラス粉末とAl2 O3 粉末との混合物
を用いても良く、また、SiO2 −B2 O3 系ガラスと
Al2 O3 系、PbO−SiO2 −B2 O3 系ガラスと
Al2 O3 系、コージェライト系結晶化ガラス等の10
00℃以下で焼成できる低温焼成セラミック材料を用い
るようにしても良い。また、この低温焼成セラミックの
グリーンシートに印刷する導体は、Agに限定されず、
Ag/Pd、Ag/Pt、Au、Cu等の低融点金属を
使用するようにしても良い。
定されず、アルミナ、窒化アルミニウム等、他のセラミ
ックで形成された多層基板の製造方法にも適用して実施
できる。
の積層位置を変更したり、未印刷グリーンシートの枚数
を複数枚にしても良く、また、多層基板の積層数を7層
以外の積層数にしても良い。また、位置決めマーク(貫
通孔)を3箇所以上に形成したり、位置決めマークを露
出させる貫通孔を切欠部に変更しても良い。
のセラミック多層基板の製造方法によれば、上下の導体
パターンの相対的位置精度が要求される層のグリーンシ
ート(未印刷グリーンシート)については、積層後に、
その積層体の位置を1層下のグリーンシートの位置決め
マークを基準にして補正した上で、その積層体上面の未
印刷グリーンシートに導体パターンを印刷するようにし
たので、積層後に印刷した導体パターンと1層下の導体
パターンとの相対的位置精度を向上させることができ
て、電気的特性を向上できる(請求項1)。
ンシートには、該位置決めマークと導体パターンとを同
じ導体ペーストで同時に印刷するので、印刷工程が増え
ず、生産性を低下させずに済むと共に、導体パターンに
対して常に正確な位置に位置決めマークを印刷でき、こ
の点からも上下の導体パターンの相対的位置精度を向上
できる(請求項2)。
板の製造方法を説明するための工程図
図、(a−2)は4層目の導体パターンの拡大図、(b
−1)は3層目のグリーンシートの平面図、(b−2)
は3層目の導体パターンの拡大図
拡大縦断面図
ンシート、12…貫通孔(開口部)、13〜15…導体
パターン、16…位置決めマーク。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数枚のグリーンシートを積層して焼成
し、セラミック多層基板を製造する方法において、 前記複数枚のグリーンシートの少なくとも1枚は、積層
後に導体パターンを印刷する未印刷グリーンシートであ
り、 前記未印刷グリーンシートを積層するグリーンシートに
は、位置決めマークを形成すると共に、前記未印刷グリ
ーンシートには、前記位置決めマークに対応する位置に
開口部を形成し、 前記未印刷グリーンシートを前記位置決めマークのある
グリーンシートに積層する際に、前記開口部から前記位
置決めマークが露出するように積層し、 この積層後に、前記位置決めマークを光学的認識手段で
検出し、これを基準にして積層体の位置を補正した後、
前記未印刷グリーンシートに所定の導体パターンを印刷
することを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。 - 【請求項2】 前記位置決めマークを形成するグリーン
シートには、該位置決めマークと導体パターンとを同じ
導体ペーストで同時に印刷することを特徴とする請求項
1に記載のセラミック多層基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23617696A JP3251862B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | セラミック多層基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23617696A JP3251862B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | セラミック多層基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1084184A true JPH1084184A (ja) | 1998-03-31 |
JP3251862B2 JP3251862B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=16996901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23617696A Expired - Lifetime JP3251862B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | セラミック多層基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3251862B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7181966B2 (en) | 2004-09-08 | 2007-02-27 | Nippon Soken, Inc. | Physical quantity sensor and method for manufacturing the same |
US7283660B2 (en) | 2000-11-08 | 2007-10-16 | Orbotech, Ltd. | Multi-layer printed circuit board fabrication system and method |
CN100428518C (zh) * | 2003-03-24 | 2008-10-22 | Tdk株式会社 | 陶瓷元件的制造方法及其制造*** |
WO2009060673A1 (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-14 | Olympus Corporation | 積層圧電素子及び超音波モータ |
CN103889170A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-25 | 双鸿电子(惠州)有限公司 | 一种多层车载挠性印制板的制作方法 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP23617696A patent/JP3251862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7283660B2 (en) | 2000-11-08 | 2007-10-16 | Orbotech, Ltd. | Multi-layer printed circuit board fabrication system and method |
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JP2009117559A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Olympus Corp | 積層圧電素子及び超音波モータ |
CN103889170A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-25 | 双鸿电子(惠州)有限公司 | 一种多层车载挠性印制板的制作方法 |
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