(57)【要約】【課題】簡単且つ安価な工程で、セラミックグリーンシートが吸着ヘッドの吸着板の貫通孔に入り込むことによる信頼性の低下を大幅に低減するとともに、吸着板の寿命を大幅に伸ばした吸着ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】一方面に夫々負圧が与えられる複数の吸引孔２が分布された本体部１と、本体部１の一方面に接合されるとともに、その一部が吸引孔２に接続する複数の貫通孔４が分布された吸着板３とを具備する吸着ヘッド１０の製造方法であって、吸着板３は、ベース基板上に、貫通孔４となるレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンの周縁部に乗り上げるように、吸着板３となる金属メッキ層を複数回形成する工程と、金属メッキ層をベース基板及びレジストパターンから剥離する工程によって作製され、且つ吸着板３のレジストパターン側が本体部１に接合されることを特徴とする。【選択図】図２
2004063950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方面に夫々負圧が与えられる複数の吸引孔が分布された本体部と、該本体部の一方面に接合されるとともに、その一部が前記吸引孔に接続する複数の貫通孔が分布された吸着板とを具備する吸着ヘッドの製造方法であって、
前記吸着板は、
ベース基板上に、前記貫通孔となるレジストパターンを形成する工程と、
該レジストパターンの周縁部に乗り上げるように、前記吸着板となる金属メッキ層を複数回形成する工程と、
該金属メッキ層を前記ベース基板及びレジストパターンから剥離する工程と、によって形成されるとともに、
前記吸着板を、ベース基板との剥離面で前記本体部に接合されることを特徴とする吸着ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックグリーンシートなどを吸着するための吸着ヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
吸着ヘッドを用いた一般的なセラミックグリーンシートの積層方法について、図４を用いて説明する。
【０００３】
図４（ａ）に示すように、吸着ヘッド４０は、本体部４１の一方面に夫々負圧が与えられる複数の吸引孔４２が分布されており、この吸引孔４２から真空ポンプなどにより吸引させることにより、導体パターンなどが形成されたセラミックグリーンシート５１を吸着面に吸着させ、同時に吸着ヘッド４０に吸着されていない側にあるキャリアフィルム５２の剥離を行う。次に、図４（ｂ）に示すように、吸着ヘッド４０により吸着したセラミックグリーンシート５１を支持台５３上面に載置し、同時に吸着ヘッド４０の吸着面と支持台５３上面とで加圧加熱を行う。そして、これらの工程を繰り返し実施することによって、複数のセラミックグリーンシート５１を積層し、大型積層体を得る。
【０００４】
ここで、一般に吸引孔４２の径はφ０．２〜２ｍｍと大きいため、吸着ヘッド４０によりセラミックグリーンシート５１を吸着する際に、吸引孔４２に与えられる負圧のために、セラミックグリーンシート５１の不所望な変形や破損の原因になるという問題点があった。
【０００５】
そこで、ドリル加工、レーザ加工などにより複数の貫通孔４４が形成された吸着板４３を吸着ヘッド４０の本体部４１の吸引孔４２が形成された面に接合し、貫通孔４４の一部が吸引孔４２に接続するようにしていた。これらの貫通孔４４の径ｒ４はφ５０μｍ程度まで小さくできるので、上記吸着ヘッド４０によりセラミックグリーンシート５１を吸着する際に、不所望な変形や破損が生じることを防ぐことができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記吸着ヘッド４０において、吸着板４３にドリル加工やレーザ加工を施すことにより貫通孔４４を形成した場合、図５（ａ）に示すよう、吸着板４３の吸着面側に位置するエッジには比較的鋭い角が残されている。このため、セラミックグリーンシート５１を支持台５３上面に搭載し、且つ吸着板４３でセラミックグリーンシート５１を支持台５３または支持台５３上に積層されたセラミックグリーンシート５１上に加圧加熱する際に、セラミックグリーンシート５１の一部が伸びて吸着板４３の貫通孔４４に入り込み、貫通孔４４の型がセラミックグリーンシート５１に残存してしまうという問題点があった。特に、セラミックグリーンシート５１上の導体パターンが形成された部分にこのようなセラミックグリーンシート５１の入り込みが生じると、その後の導体パターンを形成しても短絡などが発生し、温度−電圧印加の信頼試験において、信頼性が大きく低下してしまう。
【０００７】
また、一般に吸着板４３にドリル加工やレーザ加工を施すことにより貫通孔４４を形成する場合、吸着板４３の厚みｔ３より貫通孔の径ｒ４を小さくすることは困難である。このため、貫通孔４４の径ｒ４を小さくするためには、吸着板４３の厚みｔ３を小さくする必要がある。しかしながら、図５（ｂ）に示すように、貫通孔４４の周辺部４６には吸引孔４２から負圧がかかるため、吸着板４３の厚みｔ３を小さくすると、吸着板４３が劣化しやすいという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、簡単且つ安価な工程で、セラミックグリーンシートが吸着ヘッドの吸着板の貫通孔に入り込むことによる信頼性の低下を大幅に低減するとともに、吸着板の寿命を大幅に伸ばした吸着ヘッドの製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一方面に夫々負圧が与えられる複数の吸引孔が分布された本体部と、該本体部の一方面に接合されるとともに、その一部が前記吸引孔に接続する複数の貫通孔が分布された吸着板とを具備する吸着ヘッドの製造方法であって、
前記吸着板は、
ベース基板上に、前記貫通孔となるレジストパターンを形成する工程と、
該レジストパターンの周縁部に乗り上げるように、前記吸着板となる金属メッキ層を複数回形成する工程と、
該金属メッキ層を前記ベース基板及びレジストパターンから剥離する工程と
によって形成されるとともに、
前記吸着板を、ベース基板との剥離面で前記本体部に接合されることを特徴とする吸着ヘッドの製造方法である。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、ベース基板上に、貫通孔となるレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンの周縁部に乗り上げるように、吸着板となる金属メッキ層を複数回形成する工程と、金属メッキ層をベース基板及びレジストパターンから剥離する工程によって、貫通孔が形成された吸着板を作製するため、貫通孔開口部の稜線部はメッキ液の表面張力により曲面となる。そして、吸着板のベース基板の剥離面側が吸引ヘッドの本体部に接合される。このため、貫通孔の稜線部が曲面となった側が、実際のセラミックグリーンシートの吸着面側となることから、加圧加熱の際に吸着板の貫通孔内にセラミックグリーンシートが入り込むことによる信頼性の低下を大幅に改善することができる。
【００１１】
また、金属メッキ層を複数回形成することにより、吸着板の厚みを貫通孔の径より大きくすることができるため、吸引孔から負圧がかかった場合も貫通孔の周辺部が劣化しにくくなり、吸着板の寿命を大幅に伸ばすことができる。
【００１２】
さらに、上記吸着板の貫通孔の形成方法では、貫通孔の径を小さくできるため、このことによっても、加圧の際に吸着ヘッドの吸引孔内にセラミックグリーンシートが入り込みにくくなる。なお、吸着板の貫通孔の径を小さくしても、貫通孔の数を増大させることにより、吸着効率が低下することはない。
【００１３】
そして、吸着板の貫通孔の間隔を小さくできるため、実際にセラミックグリーンシートに加わる圧力は大きくなる。すなわち、セラミックグリーンシートの密着不良が低減するとともに、密着性を向上させるためにセラミックグリーンシート中のバインダ量を増大させる必要がないことから、焼成時のデラミネーションやクラックを低減できるという効果もある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸着ヘッドの製造方法を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる吸着ヘッドの下面側からみた斜視図である。図２は、図１の吸着ヘッドの断面図であり、（ａ）は中央断面図、（ｂ）は部分断面図である。
【００１６】
図において、吸着ヘッド１０は、本体部１と吸着板３とを具備する。
【００１７】
本体部１の材質としては、ＳＵＳ、Ｎｉ、超硬などが用いられる。本体部１の一方面には、真空ポンプなどに接続されることにより夫々負圧が与えられる複数の吸引孔２が分布されている。吸引孔２の径はφ０．２〜２ｍｍ、間隔は３〜１５ｍｍものが用いられる。
【００１８】
吸着板３は、本体部１の吸引孔２が形成された面に接着剤などにより接合されている。吸着板３の材質としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏなどが用いられる。吸着板３には複数の貫通孔４が分布されており、貫通孔４の一部は本体部１の吸引孔２と接続しているため、夫々負圧が与えられる。
【００１９】
ここで、吸着板３の厚みｔ３は１０〜２００μｍ、吸引孔４の径ｒ４はφ１μｍ〜１００μｍのものが用いられる。また、吸着面側の貫通孔４の稜線部は曲面５となっている。そして、曲面５の曲率半径Ｒ５は、吸着板３の厚みｔ３の１／４〜３／４倍の範囲にあることが望ましい。なお、貫通孔４の間隔、配置は、必要に応じて任意のものにすることができる。
【００２０】
以下、上記吸着板３の製造方法を図３に基づいて説明する。
【００２１】
まず、ガラス基板、セラミック基板あるいは金属基板などのベース基板２１上に、レジストパターン２２となるレジスト膜が形成される。
【００２２】
次に、露光処理により、適当なフォトマスクを介してレジスト膜に紫外線が照射される。現像処理により、レジスト膜の露光した部分は、ウエット化学過程、アセトン型ストリッピング、プラズマＯ２ストリッピングなどにより取り除かれ、図３に示すように、略円形状のレジストパターン２２が作成される。このレジスト膜２２は、実質的に吸着板３の貫通孔４となる部分である。
【００２３】
次に、ベース基板２１上のレジストパターン２２の周辺に、活性化処理を施した後に無電解メッキ処理を施し、導電性薄膜２３を形成する。すなわち、Ｐｄなどの触媒となる金属を用いて行い、無電解Ｎｉ金属メッキ層、無電解Ｐｄ金属メッキ層などを形成する。なお、導電性薄膜２３の形成は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどを用いて行っても良い。
【００２４】
次に、導電性薄膜２３上に複数回電解メッキ処理を行うことにより、積層状態または厚みの厚いＮｉなどの金属メッキ層２４を形成する。
【００２５】
このとき、図３に示すように、金属メッキ層２４は、レジストパターン２２の周囲に形成された後、レジストパターン２２に乗り上げるように形成される。また、メッキ液の表面張力により、貫通孔４の開口部の稜線部は曲面５となる。そして、電解メッキ処理を複数回形成することにより、吸着板３の厚みｔ３を大きくすることができる。
【００２６】
次に、ドライエッチングやＯ２アッシングなどの方法により、金属メッキ層２４からレジストパターン２２及びベース基板２１とを剥離して、金属メッキ層２４と導電性薄膜２３からなる吸着板３を得る。また、金属メッキ層２４は、レジストパターン２２の中央部には乗り上げないため、この部分が吸着板３の貫通孔４となる。さらに、金属メッキ層２４はレジストパターン２２に乗り上げるように形成されるため、この部分が凹部２５となるが、この凹部２５は吸着板３がセラミックグリーンシート１１を吸着する面とは反対側であるとともに、レジストパターン２２の厚みｔ２２は５μｍ程度であり、吸着板３の厚みに比べて無視できるため、問題とはならない。
【００２７】
得られた吸着板３は、吸着板３の形成工程中のレジストパターン２２及びベース基板２１の剥離面側で、吸着ヘッド１０の本体部１の吸引孔２が形成された面に接着剤などで貼り付ける。このとき、接着剤はエポキシ系の耐熱性を有する接着剤が望ましく、また微粒子状のものが望ましい。
【００２８】
このようにして、本発明の吸着ヘッド１０が得られる。
【００２９】
かくして、本発明によれば、ベース基板２１上に、貫通孔４となるレジストパターン２２を形成する工程と、レジストパターン２２の周縁部に乗り上げるように、吸着板３となる金属メッキ層２４を複数回形成する工程と、金属メッキ層２４をベース基板２１及びレジストパターン２２から剥離する工程によって、貫通孔４が形成された吸着板３を作製するため、貫通孔４の開口部の稜線部はメッキ液の表面張力により曲面５となる。そして、吸着板３のレジストパターン２２側が本体部１に接合されるため、貫通孔４の開口部の稜線部に曲面５が設けられた側が実際の吸着面側となることから、セラミックグリーンシート１１の加圧の際に、吸着ヘッド１０の吸着板３の貫通孔４内にセラミックグリーンシート１１が入り込みにくくなり、貫通孔４の開口痕がつきにくく、内部電極となる導体膜の短絡などを防止することができる。
【００３０】
また、金属メッキ層２４を複数回形成することにより、吸着板３の厚みを貫通孔４の径より大きくすることができるため、吸引孔２から負圧がかかった場合も貫通孔４の周辺部６が劣化しにくくなり、吸着板３の寿命を大幅に伸ばすことができる。
【００３１】
さらに、上記吸着板３の貫通孔４の形成方法では、貫通孔４の径ｒ４を小さくできるため、このことによっても加圧の際に吸着板３の貫通孔４内にセラミックグリーンシート１１が入り込みにくくなる。なお、吸着板３の貫通孔４の径ｒ４を小さくしても、貫通孔４の数を増大させることにより、吸着効率が低下することはない。
【００３２】
そして、吸着板３の貫通孔４の間隔を小さくできるため、実際にセラミックグリーンシート１１に加わる圧力は大きくなる。すなわち、セラミックグリーンシート１１の密着不良が低減するとともに、密着性を向上させるためにセラミックグリーンシート１１中のバインダ量を増大させる必要がないことから、焼成時のデラミネーションやクラックを低減できるという効果もある。
【００３３】
なお、本発明は上記の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の変更や改良などは何ら差し支えない。
【００３４】
例えば、本発明の吸着ヘッド１０は、チップ型部品の本体や、半田ボールを吸着するために用いても良い。
【００３５】
また、本体部１と吸着板３の接合を吸着板３の周辺をスポット溶接したり、ビスで固定することにより行っても良い。このことにより、本体部１と吸着板３の間に接着剤などを介在させる必要がないため、吸着板３の平行度がさらに良好になる。
【００３６】
本発明者らは、図２に示す本発明の吸着ヘッド１０と、図４、５に示す従来の吸着ヘッド４０を用いて、夫々セラミックグリーンシート１１を３００層積層し、積層セラミックコンデンサを作成した。得られた積層セラミックコンデンサについて、ＨＡＬＴ試験を行った。この試験は、温度１５０℃、電圧４０Ｖを印加し、故障が生じるまでの時間で評価する信頼性試験である。試験の結果、本発明の吸着ヘッド１０を用いた場合、従来の吸着ヘッド４０を用いた場合に比べて、積層セラミックコンデンサのＭＴＴＦが約３倍長くなった。これは、上述のように、セラミックグリーンシート上に吸着板３の貫通孔４の開口部の痕がつきにくく、また、セラミックグリーン上の内部電極をゆがめたり、傷をつけたり、一部を薄くしたりすることがないことに起因する。
【００３７】
また、従来の吸着ヘッド４０は、１日で吸着板４３が劣化し交換をする必要が生じたのに対し、本発明の吸着ヘッド１０は１ヶ月間吸着板３が劣化しなかった。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ベース基板上に、貫通孔となるレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンの周縁部に乗り上げるように、吸着板となる金属メッキ層を複数回形成する工程と、金属メッキ層をベース基板及びレジストパターンから剥離する工程によって、貫通孔が形成された吸着板を作製するため、貫通孔の稜線部はメッキ液の表面張力により曲面となる。そして、吸着板のレジストパターン側が吸引ヘッドの本体部に接合されるため、貫通孔の稜線部に曲面が設けられた側が吸着面側となることから、加圧の際に吸着板の貫通孔内にセラミックグリーンシートが入り込みにくくなり、貫通孔の型による内部電極の短絡などを防止することができる。
【００３９】
また、金属メッキ層を複数回形成することにより、吸着板の厚みを貫通孔の径より大きくすることができるため、吸引孔から負圧がかかった場合も貫通孔の周辺部が劣化しにくくなり、吸着板の寿命を大幅に伸ばすことができる。
【００４０】
さらに、上記吸着板の貫通孔の形成方法では、貫通孔の径を小さくできるため、このことによっても、加圧の際に貫通孔内にセラミックグリーンシートが入り込みにくくなる。なお、吸着板の貫通孔の径を小さくしても、貫通孔の数を増大させることにより、吸着効率が低下することはない。
【００４１】
そして、吸着板の貫通孔の間隔を小さくできるため、実際にセラミックグリーンシートに加わる圧力は大きくなる。すなわち、セラミックグリーンシートの密着不良が低減するとともに、密着性を向上させるためにセラミックグリーンシート中のバインダ量を増大させる必要がないことから、焼成時のデラミネーションやクラックを低減できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸着ヘッドの下面側からみた斜視図である。
【図２】図１の吸着ヘッドを説明する断面図であり、（ａ）は中央断面図、（ｂ）は部分断面図である。
【図３】図１の吸着ヘッドの吸着板の製造方法を示す図であり、レジストパターンの周縁部に乗り上げるように金属メッキ層を複数層形成した状態を示す断面図である。
【図４】吸着ヘッドを用いた一般的なセラミックグリーンシートの積層方法を説明するための中央断面図であり、（ａ）は吸着ヘッドでセラミックグリーンシートを吸着した状態、（ｂ）は吸着ヘッドでセラミックグリーンシートを加圧加熱した状態である。
【図５】図４の吸着ヘッドの問題点を示す図であり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は下面側からみた部分透視図である。
【符号の説明】
１０　　吸着ヘッド
１　　　本体部
２　　　吸引孔
３　　　吸着板
４　　　貫通孔
５　　　曲面
６　　　周辺部
ｔ　　　厚み
ｒ　　　径
Ｒ　　　曲率半径
１１　　セラミックグリーンシート
２１　　ベース基板
２２　　レジストパターン
２３　　導電性薄膜
２４　　金属メッキ層
２５　　凹部
【図１】
2004063950.tif 000003
【図２】
2004063950.tif 000004
【図３】
2004063950.tif 000005
【図４】
2004063950.tif 000006
【図５】
2004063950.tif 000007