(57)【要約】【課題】キャビティ押圧型がキャビティ部に挿入され押圧されても土手部に変形を発生させることなく、キャビティ部の寸法精度の高いセラミックグリーンシートの積層装置及び積層方法を提供する。【解決手段】電子部品収納用のキャビティ部２１を備えるセラミックパッケージ３０の複数個を配列して作製するための複数枚のセラミックグリーンシート２０を重ね合わせて加熱しながら加圧して一体化する上金型１１と下金型１６を有するセラミックグリーンシート２０の積層装置１０において、上金型１１の押圧面には弾性板１２を介してキャビティ押圧型装着用孔１４を設ける剛性板１３を有し、キャビティ押圧型装着用孔１４にはシート状の一方の面が平面で他方の面にキャビティ部２１に嵌合できる凸部１９を複数配列して設ける弾性体からなるキャビティ押圧型１５が弾性板１２上に平面が接するように装着して有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品収納用のキャビティ部を備えるセラミックパッケージの複数個を配列して作製するための複数枚のセラミックグリーンシートを重ね合わせて加熱しながら加圧して一体化する上金型と下金型を有するセラミックグリーンシートの積層装置において、
前記上金型の押圧面には弾性板を介してキャビティ押圧型装着用孔を設ける剛性板を有し、該剛性板の前記キャビティ押圧型装着用孔にはシート状の一方の面が平面で他方の面に前記キャビティ部に嵌合できる凸部を複数配列して設ける弾性体からなるキャビティ押圧型が前記弾性板上に前記平面が接するように装着して有することを特徴とするセラミックグリーンシートの積層装置。
【請求項２】
請求項１記載のセラミックグリーンシートの積層装置において、前記キャビティ押圧型がオイル含浸ゴムからなるシート状の弾性体で形成されていることを特徴とするセラミックグリーンシートの積層装置。
【請求項３】
電子部品収納用のキャビティ部を備えるセラミックパッケージの複数個を配列して作製するために、複数枚のセラミックグリーンシートを重ね合わせて上金型と下金型の間で加熱しながら加圧して一体化するセラミックグリーンシートの積層方法において、
前記上金型の押圧面に弾性板を介してキャビティ押圧型装着用孔を有する剛性板を配すると共に、前記キャビティ押圧型装着用孔にシート状の一方の面が平面で他方の面に前記キャビティ部に嵌合できる凸部を複数配列して有する弾性体からなるキャビティ押圧型を前記弾性板上に前記平面が接するようにして前記剛性板で固定して装着する工程と、
前記下金型の上面の所定位置に、複数枚の前記セラミックグリーンシートを重ね合わせて載置する工程と、
前記キャビティ押圧型の前記凸部を前記キャビティ部に嵌合させると共に、前記剛性板と前記キャビティ押圧型を前記セラミックグリーンシートの表面に接触させて複数の該セラミックグリーンシートを加熱しながら加圧して積層し積層体を形成する工程を有することを特徴とするセラミックグリーンシートの積層方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体素子や水晶振動子等の電子部品を収納するためのキャビティ部を有するセラミックパッケージの作製時のセラミックグリーンシートの積層装置及び積層方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、半導体素子や水晶振動子等の電子部品収納用のキャビティ部を有するセラミックパッケージの作製は、先ず、複数個のセラミックパッケージが配列して形成できるセラミックグリーンシートにビアホール用の孔を穿設し、スクリーン印刷法等によって、セラミックグリーンシートの表面やビアホール用の孔に導体ペーストを配して導体配線パターンを形成している。次に、この導体配線パターンが形成された複数枚のセラミックグリーンシートは、キャビティ部を構成する順番に最下層からその上の１枚が重ね合わされ、平板面からなる上金型と下金型からなる積層装置を用いて加熱しながら加圧して第１の接合体を形成し、更に、この第１の接合体の上に次の１枚が重ね合わされ加熱しながら加圧して第２の接合体を形成する作業を順次繰り返して必要枚数を積層して積層体を形成している。そして、この積層体は、１個毎のセラミックパッケージに分割した後に焼成し、めっきを行ってセラミックパッケージを作製したり、あるいは、積層体を焼成し、めっきを行った後に分割してセラミックパッケージを作製している。しかしながら、この積層を繰り返し行うセラミックグリーンシートの積層方法では、各セラミックグリーンシート毎に生密度が変化し、焼成を行った時に反りや、寸法バラツキの発生がある。また、作製に時間がかかり、セラミックパッケージのコストアップとなっている。
【０００３】
そこで、セラミックグリーンシートの積層装置及び積層方法には、図３に示すように、上金型５１の押圧面に弾性板５２を介してキャビティ部５３に対応する部位にキャビティ押圧型装着孔５４を有する剛性板５５を配し、キャビティ押圧型装着孔５４に弾性体からなるキャビティ押圧型５６を挿入、装着し、かつ剛性板５５とキャビティ押圧型５６を下金型５７上に複数枚が重ね合わせて載置されたセラミックグリーンシート５７の表面に接触させ、セラミックグリーンシート５８の表面を加圧して積層し、複数枚のセラミックグリーンシート５８を一体化する積層方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２４５３５９号公報（第１−５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来のセラミックグリーンシートの積層装置及び積層方法には、次のような問題がある。
近年のセラミックパッケージは、製品の小型化に伴い、図４に示すように、キャビティ部５３に電子部品を搭載した後、蓋体等でキャビティ部５３内を気密に封止するために用いられるシールパス幅５９が狭くなっている。また、生産性の向上のために、シールパス幅５９を形成するための土手部６０の中央を切断することで隣接するセラミックパッケージのそれぞれが得られるようにしてセラミックグリーンシート５８の積層体からのセラミックパッケージの取り数を増加させている。キャビティ部５３には、個片からなる、例えば、ゴム等の弾性体で形成されているキャビティ押圧型５６からなる積層装置で挿入し押圧することで、セラミックグリーンシートの均一加圧を可能としているものの、隣接する狭い土手部６０間のキャビティ部５３に、個片からなるキャビティ押圧型５６が挿入され押圧されると、キャビティ押圧型５６のボリュームバラツキによる押圧力のバラツキによって強度の弱い土手部６０に変形を発生させ、キャビティ部５３の寸法精度を低下させている。本来、キャビティ押圧型５６のボリュームバラツキは、弾性板５２の流動によって吸収する構造としているが、土手部６０の幅が狭い場合は、弾性板５２で吸収する前に土手部６０に変形が発生している。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、キャビティ押圧型がキャビティ部に挿入され押圧されても土手部に変形を発生させることなく、キャビティ部の寸法精度の高いセラミックグリーンシートの積層装置及び積層方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るセラミックグリーンシートの積層装置は、電子部品収納用のキャビティ部を備えるセラミックパッケージの複数個を配列して作製するための複数枚のセラミックグリーンシートを重ね合わせて加熱しながら加圧して一体化する上金型と下金型を有するセラミックグリーンシートの積層装置において、上金型の押圧面には弾性板を介してキャビティ押圧型装着用孔を設ける剛性板を有し、剛性板のキャビティ押圧型装着用孔にはシート状の一方の面が平面で他方の面にキャビティ部に嵌合できる凸部を複数配列して設ける弾性体からなるキャビティ押圧型が弾性板上に平面が接するように装着して有する。これにより、セラミックグリーンシートを均一に加圧することができると同時に、キャビティ部の変形がなく寸法精度のよい積層体が形成できるセラミックグリーンシートの積層装置を提供することができる。
【０００７】
ここで、本発明に係るセラミックグリーンシートの積層装置は、キャビティ押圧型がオイル含浸ゴムからなるシート状の弾性体で形成されているのがよい。これにより、キャビティ部内に形成するタングステンペースト等の導体配線パターンの付着を防止することができると同時に、キャビティ押圧型がシート状であるので、個片の時のような、ボリュームバラツキを解消することができるセラミックグリーンシートの積層装置を提供することができる。
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係るセラミックグリーンシートの積層方法は、電子部品収納用のキャビティ部を備えるセラミックパッケージの複数個を配列して作製するために、複数枚のセラミックグリーンシートを重ね合わせて上金型と下金型の間で加熱しながら加圧して一体化するセラミックグリーンシートの積層方法において、上金型の押圧面に弾性板を介してキャビティ押圧型装着用孔を有する剛性板を配すると共に、キャビティ押圧型装着用孔にシート状の一方の面が平面で他方の面にキャビティ部に嵌合できる凸部を複数配列して有する弾性体からなるキャビティ押圧型を弾性板上に平面が接するようにして剛性板で固定して装着する工程と、下金型の上面の所定位置に、複数枚のセラミックグリーンシートを重ね合わせて載置する工程と、キャビティ押圧型の凸部をキャビティ部に嵌合させると共に、剛性板とキャビティ押圧型をセラミックグリーンシートの表面に接触させて複数のセラミックグリーンシートを加熱しながら加圧して積層し積層体を形成する工程を有する。これにより、シート状のキャビティ押圧型によってセラミックグリーンシートを均一に加圧することができると同時に、シート状のキャビティ押圧型で弾性体のボリュームのバランスがすばやく取れるようにしてキャビティ部の変形がなく寸法精度のよい積層体が形成できるセラミックグリーンシートの積層方法を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るセラミックグリーンシートの積層装置の説明図、図２（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ同セラミックグリーンシートの積層方法の説明図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るセラミックグリーンシート２０の積層装置１０は、半導体素子や、水晶振動子等の電子部品を収納するためのキャビティ部２１を備えるセラミックパッケージ３０（図２（Ｄ）参照）の複数個を配列して作製するのに、複数枚のセラミックグリーンシート２０を位置合わせして重ね合わせて加熱しながら加圧して一体化して積層体を形成するための装置である。このセラミックグリーンシート２０の積層装置１０は、概略すると、上金型１１と、上金型１１の押圧面に接して配設された弾性板１２を介して剛性板１３と、剛性板１３のキャビティ押圧型装着孔１４に装着するキャビティ押圧型１５、及び、下金型１６で構成されている。上金型１１と下金型１６は、従来のセラミックグリーンシートの積層装置の上金型、下金型と同じであって、それぞれ加熱用のヒーター１７を備えている。
【００１１】
弾性板１２は、適当な硬度を有する弾性体であればよいが、弾性板１２の中央部に低硬度弾性体（例えば、シリコンゴムＨＳ３０）、周縁部に高硬度弾性体（例えば、シリコンゴムＨＳ５０）を配設する構造のものであってもよい。この構造からなる弾性板１２においては、上、下層の高硬度弾性体によってそれぞれ上金型１１と下金型１６の加圧分布を分散でき、中間層の低硬度弾性体によって上金型１１と下金型１６の加圧バラツキを吸収でき、また、低硬度弾性体の側方向への変形を高硬度弾性体によって拘束できるので、精度のよいセラミックパッケージ３０が得られると考えられている。
【００１２】
剛性板１３は、上金型１１の押圧面との間に弾性板１２と、キャビティ押圧型装着孔１４にキャビティ押圧型１５を落下しないように挟み込み、上金型１１が取り付けられている積層装置１０のプレス機本体から延設する枠体１８に着脱自在に取り付けられている。
【００１３】
キャビティ押圧型１５は、シート状の、例えば、シリコンゴム等の弾性体からなり、一方の面が平面で、この平面が弾性板１２と接しており、他方の面にキャビティ部２１と若干のクリアランスを設けて嵌合できる凸部１９を複数配列して設けている。なお、このキャビティ押圧型１５には、オイル含浸ゴムからなるシート状の弾性体を用いるのがよい。オイル含浸ゴムには、剥離性があるので、キャビティ部２１に形成された導体配線パターンのメタライズペーストとのくっつきを防止することができる。
【００１４】
次いで、図２（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るセラミックグリーンシート２０の積層方法を説明する。
このセラミックグリーンシート２０の積層方法は、電子部品収納用のキャビティ部２１付きのセラミックパッケージ３０を複数個配列させて作製するためのものであって、従来のセラミックパッケージの製造方法と同様に、セラミックグリーンシート作製工程、導体配線パターン形成工程、セラミックグリーンシート積層工程、焼成工程を有する中のセラミックグリーンシート積層工程について説明するものである。
【００１５】
図２（Ａ）に示すように、先ず、弾性板１２、剛性板１３、及びキャビティ押圧型１５は、積層するセラミックグリーンシート２０の積層枚数、厚み、凹凸状態等に応じて好ましいものを選択する。次いで、上金型１１の押圧面には、弾性板１２を介してキャビティ押圧型装着用孔１４を有する剛性板１３を配すると共に、キャビティ押圧型装着用孔１４にキャビティ押圧型１５を挿入させ、弾性板１２及びキャビティ押圧型１５を剛性板１３で固定して装着する。ここで用いられるキャビティ押圧型１５は、シート状からなり、一方の面が平面で、他方の面がキャビティ部２１に若干のクリアランスを有して嵌合できる凸部１９を複数個配列して有している。そして、キャビティ押圧型１５は、弾性板１２に一方の面の平面で接するようにして装着されている。
【００１６】
次に、図２（Ｂ）に示すように、下金型１６の上面の所定位置には、複数枚のセラミックグリーンシート２０を重ね合わせた時に上、下の位置が合うように、例えば、セラミックグリーンシート２０に設けるガイド孔を下金型１６側に設けるガイドピンに挿入させて位置合わせして、複数枚のセラミックグリーンシート２０重ね合わせて載置している。なお、ここで用いられるセラミックグリーンシート２０は、セラミックグリーンシート作製工程、導体配線パターン形成工程を経ているものである。
【００１７】
次に、図２（Ｃ）に示すように、上金型１１を下降させることで、上金型１１に装着されたキャビティ押圧型１５の凸部１９は、キャビティ部２１に若干のクリアランスを有して嵌合すると共に、剛性板１３とキャビティ押圧型１５は、セラミックグリーンシート２０の表面に接触して、複数のセラミックグリーンシート２０をヒーター１７で加熱しながら、上金型１１と下金型１６で加圧して積層体２２を作製している。
【００１８】
次に、図２（Ｄ）に示すように、上金型１１を上昇させることによって、下金型１６に載置されている積層体２２を取り出している。そして、セラミックパッケージ３０は、積層体２２を焼成する前に切断位置３１で切断して焼成して作製したり、あるいは、積層体２２を焼成した後に切断位置３１で切断して作製したりしている。
【００１９】
【実施例】
本発明者は、セラミックグリーンシート内に長さ１３．１ｍｍ×幅１０．６ｍｍ×高さ２．４ｍｍ、シールパス幅０．４６ｍｍのセラミックパッケージが１４４個配列されたシート状からなるキャビティ押圧型を用いた本発明のセラミックグリーンシートの積層装置及び積層方法による実施例の積層体を作製した。併せて、個片からなるのキャビティ押圧型を用いた従来例の積層体を作製した。実施例と従来例の積層体について、セラミックパッケージの長さと幅の寸法を測定し、寸法バラツキの程度を比較した。その結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
シート状のキャビティ押圧型を用いた実施例の寸法バラツキは、個片のキャビティ押圧型を用いた従来例の１／２以下に低減できることが確認できた。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１及びこれに従属する請求項２記載のセラミックグリーンシートの積層装置は、上金型の押圧面には弾性板を介してキャビティ押圧型装着用孔を設ける剛性板を有し、剛性板のキャビティ押圧型装着用孔にはシート状の一方の面が平面で他方の面にキャビティ部に嵌合できる凸部を複数配列して設ける弾性体からなるキャビティ押圧型が弾性板上に平面が接するように装着して有するので、セラミックグリーンシートを均一に加圧することができると同時に、キャビティ部の変形がなく寸法精度のよい積層体が形成できるセラミックグリーンシートの積層装置を提供することができる。
【００２３】
特に、請求項２記載のセラミックグリーンシートの積層装置は、キャビティ押圧型がオイル含浸ゴムからなるシート状の弾性体で形成されているので、キャビティ部内に形成するタングステンペースト等の導体配線パターンの付着を防止することができると同時に、キャビティ押圧型がシート状であるので、個片の時のような、キャビティ押圧型のボリュームバラツキを解消することができるセラミックグリーンシートの積層装置を提供することができる。
【００２４】
請求項３記載のセラミックグリーンシートの積層方法は、上金型の押圧面に弾性板を介してキャビティ押圧型装着用孔を有する剛性板を配すると共に、キャビティ押圧型装着用孔にシート状の一方の面が平面で他方の面にキャビティ部に嵌合できる凸部を複数配列して有する弾性体からなるキャビティ押圧型を弾性板上に平面が接するようにして剛性板で固定して装着する工程と、下金型の上面の所定位置に、複数枚のセラミックグリーンシートを重ね合わせて載置する工程と、キャビティ押圧型の凸部をキャビティ部に嵌合させると共に、剛性板とキャビティ押圧型をセラミックグリーンシートの表面に接触させて複数のセラミックグリーンシートを加熱しながら加圧して積層し積層体を形成する工程を有するので、シート状のキャビティ押圧型によってセラミックグリーンシートを均一に加圧することができると同時に、シート状のキャビティ押圧型で弾性体のボリュームのバランスがすばやく取れるようにしてキャビティ部の変形がなく寸法精度のよい積層体が形成できるセラミックグリーンシートの積層方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るセラミックグリーンシートの積層装置の説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ同セラミックグリーンシートの積層方法の説明図である。
【図３】従来のセラミックグリーンシートの積層装置の説明図である。
【図４】従来のセラミックグリーンシートの積層方法において発生する問題点の説明図である。
【符号の説明】
１０：セラミックグリーンシートの積層装置、１１：上金型、１２：弾性板、１３：剛性板、１４：キャビティ押圧型装着用孔、１５：キャビティ押圧型、１６：下金型、１７：ヒーター、１８：枠体、１９：凸部、２０：セラミックグリーンシート、２１：キャビティ部、２２：積層体、３０：セラミックパッケージ、３１：切断位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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