(57)【要約】【課題】打ち抜き穴（キャビティ）の縁部が尖らないことで、縁部が欠けにくく、また打ち抜き穴内に搭載された電子部品等を傷つける恐れがないと共に、精密な打ち抜き加工が行え、作業工数が掛からず、品質（形状）にばらつきのない、セラミック板のグリーンシート打ち抜き装置、およびそれを用いたグリーンシート打ち抜き方法を提供する。【解決手段】ストリッパ８の、挿通孔８ａのダイ２側の口縁全周にわたって設けられ、グリーンシートＷの厚さよりも高さが低く、内壁面が該挿通孔８ａの内壁面と一致し、外壁面が外側にいくほど低くなる押圧面に形成された先鋭突出部８ｃを有し、前記ダイ２と前記ストリッパ８との間で前記グリーンシートＷを挟持した際に、前記先鋭突出部８ｃが該グリーンシートＷに食い込んで、前記押圧面が該グリーンシートＷを押圧することで、打ち抜き穴Ｗａの縁部ｅを、該押圧面に沿った形状に形成する。【選択図】　　　　　図２
2004136590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ穴が形成されたダイと、
該ダイに対向して設けられ、該ダイに相対的に接離動可能に設けられた支持部材と、
該支持部材に固定され、前記ダイ穴と同形に形成され、前記ダイと該支持部材とが接近した際に、該ダイ穴内に進入して、該ダイと相まってセラミックのグリーンシートを打ち抜いて、該グリーンシートに打ち抜き穴を形成するパンチと、
該パンチが摺動自在に挿通される、該パンチと同形の挿通孔が形成され、前記ダイ側の端面が、該パンチの先端よりも該ダイ側に突出する位置が初期位置となるように、弾性部材を介して前記支持部材に取り付けられ、該パンチが前記グリーンシートを打ち抜く際に、該ダイとの間で該グリーンシートを挟持するストリッパとを備えたグリーンシート打ち抜き装置において、
前記ストリッパの前記挿通孔の前記ダイ側の口縁全周にわたって設けられ、前記グリーンシートの厚さよりも高さが低く、内壁面が該挿通孔の内壁面と一致し、外壁面が外側にいくほど低くなる押圧面に形成された先鋭突出部を有し、
前記ダイと前記ストリッパとの間で前記グリーンシートを挟持した際に、前記先鋭突出部が該グリーンシートに食い込んで、前記押圧面が該グリーンシートを押圧することで、前記打ち抜き穴の縁部を、該押圧面に沿った形状に形成することを特徴とするグリーンシート打ち抜き装置。
【請求項２】
前記先鋭突出部の前記押圧面が、断面円弧状に形成されていることで、前記打ち抜き穴の縁部を、断面円弧状に形成することを特徴とする請求項１記載のグリーンシート打ち抜き装置。
【請求項３】
前記先鋭突出部の前記押圧面が、断面直線状に形成されていることで、前記打ち抜き穴の縁部を、面取りすることを特徴とする請求項１記載のグリーンシート打ち抜き装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のグリーンシート打ち抜き装置を用いて、
前記ダイと前記ストリッパとの間に前記グリーンシートを配置し、
前記ダイと前記支持部材とを接近させることで、該ダイと前記ストリッパとの間で前記グリーンシートを挟持して前記先鋭突出部を該グリーンシートに食い込ませ、前記パンチによって該グリーンシートを打ち抜くことを特徴とするグリーンシート打ち抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックのグリーンシートに打ち抜き穴を形成するためのグリーンシート打ち抜き装置、およびそれを用いたグリーンシート打ち抜き方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体チップ等の電子部品を搭載するセラミックパッケージ等において、セラミック板にキャビティを形成して、キャビティ内に電子部品を搭載する技術が普及している。
キャビティ内に電子部品を搭載する従来の技術としては、例えば、図５に示す様な、ＰＧＡタイプのセラミックパッケージＰがある。図５の側断面図に示すように、セラミックパッケージＰは、３枚のセラミック板６０，６１，６２が積層されて成る。セラミック板６０と６１の間には、導体によって配線パターン６３が形成され、セラミック板６１と６２の間には、グランドに接続されるグランド層６４が形成されている。配線パターン６３のうちの接地ラインは、キャビティ６５の内側壁６１ａに沿って形成された配線パターン７０によって、グランド層６４に接続されている。最上層のセラミック板６０には、ビア６８，６８・・が形成され、配線パターン６３と、セラミック板６０の上面に形成された端子部６７，６７・・とを接続している。端子部６７には、ピン６９，６９・・が蝋材によって蝋付けされている。キャビティ６５内の、セラミック板６２上には、電子部品としての半導体チップ６６が搭載されている。半導体チップ６６の端子と配線パターン６３とは、ワイヤ７１，７１・・によって接続されている。
また、その他にも、図６に示すように、セラミック板９８のキャビティ９８ａ内に、コイル９９等の電子部品を搭載する場合もある。
【０００３】
セラミック板６０，６１，９８にこのようなキャビティ６５，９８ａを形成するためには、従来、積層および焼成前のセラミック板６０，６１，９８、即ちグリーンシートに、予め、打ち抜き装置Ｂにより貫通孔（打ち抜き穴）を形成する方法が行われている。
従来の打ち抜き装置Ｂは、図４に示すように、ダイ穴８０ａが形成されたダイ８０と、ダイ８０に対向して設けられ、ダイ８０に相対的に接離動可能に設けられた支持部材８２と、支持部材８２に固定され、ダイ穴８０ａと同形に形成され、ダイ８０と支持部材８２とが接近した際に、ダイ穴８０ａ内に進入して、ダイ８０と相まってセラミックのグリーンシートＷを打ち抜いて、グリーンシートＷに打ち抜き穴を形成するパンチ８４と、パンチ８４が摺動自在に挿通される、パンチ８４と同形の挿通孔８６ａが形成され、ダイ８０側の端面８６ｂが、パンチ８４の先端よりもダイ８０側に突出する位置が初期位置となるように、弾性部材８８を介して支持部材８２に取り付けられ、パンチ８４がグリーンシートＷを打ち抜く際に、ダイ８０との間でグリーンシートＷを挟持するストリッパ８６とを備える。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−８０８９５号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
セラミックパッケージＰにおいて、図５に示した通り、セラミック板６１の上面に設けられた配線パターン６３を、セラミック板６１の下面に設けられたグランド層６４と接続するために、セラミック板６１のキャビティ６５の内側壁６１ａに、配線パターン７０を形成する場合がある。
ここで、セラミック板６０，６１にキャビティ（打ち抜き穴）６５を形成するために、図４に示す従来の打ち抜き装置Ｂを使用した場合、打ち抜き穴の縁部ｅは、ほぼ直角に鋭く尖った状態となる。縁部ｅが鋭く尖っていると、セラミック板６１の上面に形成された配線パターン６３と、内側壁６１ａに形成された配線パターン７０とが断線しやすいという課題がある。
また、図６のように、キャビティ９８ａ内にコイル９９を搭載した場合、基板Ｄが振動した際に、コイル９９の巻線が縁部ｅに接触して、巻線が傷ついたり断線したりする恐れがあるという課題がある。
【０００６】
これらの課題を解決するには、キャビティ（打ち抜き穴）の縁部ｅを面取りしたり、丸くＲ形成したりすればよい。
打ち抜き穴の縁部ｅを面取りする従来の方法としては、特許文献１に示すように、径の異なる二種類のパンチによって、それぞれグリーンシートの反対側の面から、グリーンシートを打ち抜く方法が開示されている。これによれば、打ち抜き穴の縁部をテーパ状に形成できるとしている。
しかしながら、特許文献１に開示された方法によると、第一のポンチ（パンチ）と下型（ダイ）との間のクリアランスが大きく、精密な打ち抜き加工ができないという課題がある。さらに、第一のポンチによる打ち抜き終了後にグリーンシートを裏返して、第一のポンチによる打ち抜き箇所に位置合わせを行った後、第二のポンチによる打ち抜き加工を行う必要がある。従って、グリーンシートの反転処理、位置合わせ処理が必要となり、打ち抜き加工に掛かる工数が増大してしまうという課題がある。
【０００７】
その他にも、打ち抜き穴の縁部をＲ取りしたり面取りしたりする方法としては、パンチによってグリーンシートを打ち抜いた後、手作業で、打ち抜き穴の縁部をゴム等の材質の押圧部材によって押圧して変形させて面取りする方法や、グリーンシートの焼成後に、マイクログラインダーを用いて手作業で縁部を削る方法が考えられるが、いずれも工数が掛かると共に、品質（形状）にばらつきが生じてしまうという課題がある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、グリーンシートの打ち抜き穴（キャビティ）の縁部が尖らないことで、そのグリーンシートをセラミックパッケージに用いた際に、セラミック板（セラミック層）の表面と打ち抜き穴の内側壁とにまたがる配線パターンが断線しにくく、また打ち抜き穴内に搭載された電子部品等を傷つける恐れがないと共に、精密な打ち抜き加工が行え、作業工数が掛からず、品質（形状）にばらつきのない、セラミック板のグリーンシート打ち抜き装置、およびそれを用いたグリーンシート打ち抜き方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るグリーンシート打ち抜き装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を備える。すなわち、ダイ穴が形成されたダイと、該ダイに対向して設けられ、該ダイに相対的に接離動可能に設けられた支持部材と、該支持部材に固定され、前記ダイ穴と同形に形成され、前記ダイと該支持部材とが接近した際に、該ダイ穴内に進入して、該ダイと相まってセラミックのグリーンシートを打ち抜いて、該グリーンシートに打ち抜き穴を形成するパンチと、該パンチが摺動自在に挿通される、該パンチと同形の挿通孔が形成され、前記ダイ側の端面が、該パンチの先端よりも該ダイ側に突出する位置が初期位置となるように、弾性部材を介して前記支持部材に取り付けられ、該パンチが前記グリーンシートを打ち抜く際に、該ダイとの間で該グリーンシートを挟持するストリッパとを備えたグリーンシート打ち抜き装置において、前記ストリッパの前記挿通孔の前記ダイ側の口縁全周にわたって設けられ、前記グリーンシートの厚さよりも高さが低く、内壁面が該挿通孔の内壁面と一致し、外壁面が外側にいくほど低くなる押圧面に形成された先鋭突出部を有し、前記ダイと前記ストリッパとの間で前記グリーンシートを挟持した際に、前記先鋭突出部が該グリーンシートに食い込んで、前記押圧面が該グリーンシートを押圧することで、前記打ち抜き穴の縁部を、該押圧面に沿った形状に形成することを特徴とする。
これによれば、打ち抜き穴の縁部の形状を、先鋭突出部の押圧面に沿って形成して、鋭く尖っていない状態に形成することができる。また、パンチとダイとのクリアランスを小さく設けることができ、特許文献１の方法に比較して、精密な打ち抜き加工が可能である。また、打ち抜きと同時に打ち抜き穴の縁部の形成を行うため、作業工数が増大しない。さらに、縁部を手作業によって削る方法に比較して、品質（形状）のばらつきを抑えることができる。
【００１０】
さらに、前記先鋭突出部の前記押圧面が、断面円弧状に形成されていることで、前記打ち抜き穴の縁部を、断面円弧状に形成することを特徴とする。
これによれば、打ち抜き穴の縁部を断面円弧状に形成（Ｒ取り）することができる。
【００１１】
また、前記先鋭突出部の前記押圧面が、断面直線状に形成されていることで、前記打ち抜き穴の縁部を、面取りすることを特徴とする。
これによれば、打ち抜き穴の縁部を面取りすることができる。
【００１２】
また、本発明に係るグリーンシート打ち抜き方法は、上記課題を解決するために、以下の構成を備える。すなわち、請求項１、２または３記載のグリーンシート打ち抜き装置を用いて、前記ダイと前記ストリッパとの間に前記グリーンシートを配置し、前記ダイと前記支持部材とを接近させることで、該ダイと前記ストリッパとの間で前記グリーンシートを挟持して前記先鋭突出部を該グリーンシートに食い込ませ、前記パンチによって該グリーンシートを打ち抜くことを特徴とする。
これによれば、打ち抜き穴の縁部の形状を、先鋭突出部の押圧面に沿って形成して、鋭く尖っていない状態に形成することができる。また、パンチとダイとのクリアランスを小さく設けることができ、特許文献１の方法に比較して、精密な打ち抜き加工が可能である。また、打ち抜きと同時に打ち抜き穴の縁部の形成を行うため、作業工数が増大しない。さらに、縁部を手作業によって削る方法に比較して、品質（形状）のばらつきを抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るグリーンシート打ち抜き装置および打ち抜き方法の好適な実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に掛かるグリーンシート打ち抜き装置ＡによってセラミックのグリーンシートＷを打ち抜く状態を示した、グリーンシート打ち抜き装置Ａの側断面図である。
図１（ａ）に示すように、グリーンシート打ち抜き装置Ａは、ダイ穴２ａが形成されたダイ２と、ダイ２に対向して設けられ、ダイ２に相対的に接離動可能に設けられた支持部材４と、支持部材４に固定され、ダイ穴２ａと同形に形成され、ダイ２と支持部材４とが接近した際に、ダイ穴２ａ内に進入して、ダイ２と相まってセラミックのグリーンシートＷを打ち抜いて、グリーンシートＷに打ち抜き穴を形成するパンチ６と、パンチ６が摺動自在に挿通される、パンチ６と同形の挿通孔８ａが形成され、ダイ２側の端面８ｂが、パンチ６の先端よりもダイ２側に突出する位置が初期位置となるように、弾性部材（バネ１０）を介して支持部材４に取り付けられ、パンチ６がグリーンシートＷを打ち抜く際に、ダイ２との間でグリーンシートＷを挟持するストリッパ８とを備える。
【００１５】
なお、パンチ６と、ダイ穴２ａおよび挿通孔８ａとは、「同形」と表現しているが、厳密にはそれらの間には、それぞれ所定のクリアランスが形成される。本明細書中では「同形」の語は、両者間のクリアランス分を差し引いての表現であり、厳密に解されるものではない。
【００１６】
支持部材４は、図示しない駆動装置によって上下に移動可能とされ、ダイ２に接離動可能に設けられる。
なお、支持部材４を固定して、ダイ２を支持部材４に対して接離動可能に構成しても良い。また、ダイ２と支持部材４の上下関係を逆転して、ダイ２を上方に、支持部材４を下方に配設する等、両者の配置は自由に変更してよい。
【００１７】
ストリッパ８は、支持部材４に、支持部材４の貫通孔に挿通された連結部材１２を介して、支持部材４に対してダイ２に接離する方向に移動可能に取り付けられる。ストリッパ８は、支持部材４との間に配された、弾性部材としてのバネ１０によって、ダイ２方向に付勢される。連結部材１２の、ストリッパ８に取り付けられた端部の他端側には、支持部材４の前記貫通孔より大径のストッパ部１２ａが形成され、ストッパ部１２によって、ストリッパ８のダイ２側への可動域が規制されており、ストリッパ８の初期位置は、ストッパ部１２ａが支持部材４に当接する位置（言い換えると、支持部材４に対してストリッパ８が最もダイ２側に接近した位置）となっている。
また、ストリッパ８とストッパ部１２ａとの間の連結部材１２の長さは、ストリッパ８が初期位置に位置するときに、ストリッパ８のダイ２側の端面８ｂが、パンチ６の先端よりもダイ２側に所定距離突出するように設定される。
【００１８】
図２に、グリーンシート打ち抜き装置Ａの、ストリッパ８下部の拡大図を示す。
図２（ａ）に示すように、ストリッパ８の、挿通孔８ａのダイ２側の口縁には、口縁全周にわたって設けられ、グリーンシートＷの厚さよりも高さが低く、内壁面が挿通孔８ａの内壁面と一致し、外壁面が外側にいくほど低くなる押圧面に形成された先鋭突出部８ｃが形成される。
先鋭突出部８ｃの外壁面（押圧面）は、パンチ６の摺動方向の断面形状が、円弧状（四分円状）に丸く形成される。
【００１９】
次に、グリーンシート打ち抜き装置Ａを用いてグリーンシートＷを打ち抜く際の動作および作用を、図１および図２を用いて説明する。
図１（ａ）および図２（ａ）に、グリーンシート打ち抜き装置Ａの初期状態を示す。初期状態においては、ダイ２とストリッパ８との間に間隙が開くように、支持部材４とダイ２とが十分に離間されている。バネ１０によってダイ２方向に付勢されるストリッパ８は、初期状態においては、連結部材１２のストッパ部１２ａによって係止されて、ダイ２側の端面８ｂが、パンチ６の先端よりもダイ２側に突出する位置にある。
この初期状態で、ダイ２とストリッパ８との間にグリーンシートが配置される（本実施の形態では、ダイ２の上面に、グリーンシートＷが載置される）。
【００２０】
続いて、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、図示しない前記駆動装置によって支持部材４がダイ２方向（下方向）に移動され、まずストリッパ８の先鋭突出部８ｃが、グリーンシートＷに当接して、ストリッパ８の端面８ｂがグリーンシートＷに当接するまで、バネ１０の付勢力によってグリーンシートＷに食い込む。このようにストリッパ８でグリーンシートＷを押圧した際には、先鋭突出部８ｃは、グリーンシートＷの厚さよりも高さが低く（短く）形成されているため、先鋭突出部８ｃがグリーンシートＷに埋没する。また、先鋭突出部８ｃは、グリーンシートＷの厚さよりも高さが低く形成されているため、先鋭突出部８ｃがダイ２に当接するなどの問題が生じない。
この状態においては、グリーンシートＷは、ストリッパ８とダイ２との間に挟持されている。
【００２１】
続いて、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、さらに支持部材４をダイ２方向に移動させることで、ストリッパ８は、バネ１０の付勢力によってさらに強くグリーンシートＷに当接されて、ダイ２との間でグリーンシートＷを挟持すると共に、パンチ６がグリーンシートに当接して、ダイ穴２ａ内に進入し、グリーンシートＷを打ち抜く。このとき、バネ１０の付勢力によって、グリーンシートＷの打ち抜き穴Ｗａの縁部ｅは、先鋭突出部８ｃの押圧面によって強く押圧され、押圧面に沿った形状、即ち断面円弧状に丸くＲ取りされて形成される。
【００２２】
続いて、支持部材４をダイ２から離間させる方向に移動させる。図２（ｄ）に示すように、パンチ６はダイ２から離間する方向（上方）に引かれ、グリーンシートＷは、ストリッパ８に、バネ１０の付勢力によってダイ２方向（下方）に押されて、パンチ６は打ち抜き穴Ｗａから引き抜かれる。支持部材４をさらにダイ２から離間させる方向に移動させることで、グリーンシート打ち抜き装置Ａは初期状態に戻される。
このようにして、打ち抜き穴Ｗａの縁部ｅが丸くＲ取りされたグリーンシートＷを得ることができる。
グリーンシート打ち抜き装置Ａが初期状態に復帰することにより、グリーンシートＷを取り除き、次に打ち抜き加工を行うグリーンシートを、ダイ２とストリッパ８との間に配置することができる。
【００２３】
グリーンシート打ち抜き装置Ａによって打ち抜き穴（キャビティ）Ｗａの縁部ｅが丸くＲ取りされたグリーンシートＷまたはグリーンシートＷを焼成したセラミック板を、図５のセラミックパッケージＰに用いることで、セラミック板６１（セラミック層）の上面とキャビティ６５の内側壁６１ａとにまたがる配線パターン６３，７０が断線するのを防止することができる。
また、図６の基板Ｄにおいて、縁部ｅが丸くＲ取りされていることで、グリーンシートＷの打ち抜き穴（キャビティ）Ｗａ内搭載されたコイル９９等の電子部品が縁部ｅに触れた際に、電子部品が傷ついたり、断線したりする問題を抑えることができる。
また、一回の打ち抜きで、なおかつ打ち抜きと同時に、縁部ｅの形成も行うため、縁部ｅを削るなどの作業工程を省くことができ、工数の増大を招くことがない。
さらに、パンチ６とダイ２との間のクリアランスを小さく設けることができ、特許文献１の方法に比較して、精密な打ち抜き加工が可能である。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、先鋭突出部８ｃの外壁面（押圧面）を、断面円弧状に形成したが、その形状はこれに限定されるものではなく、外壁面が外側にいくほど低くなる様に、先鋭に形成されていれば、あらゆる形状に形成することができる。例えば、図３に示すように、外壁面（押圧面）を、断面直線状、即ち平面状に形成すれば、図３（ｄ）に示すように、グリーンシートＷの打ち抜き穴Ｗａの縁部ｅを、面取りすることが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係るグリーンシート打ち抜き装置および打ち抜き方法によれば、グリーンシートの打ち抜き穴（キャビティ）の縁部が尖らないことで、そのグリーンシートをセラミックパッケージに用いた際に、セラミック板（セラミック層）の表面と打ち抜き穴の内側壁とにまたがる配線パターンが断線しにくく、また打ち抜き穴内に搭載された電子部品等を傷つける恐れがないと共に、精密な打ち抜き加工が行え、作業工数が掛からず、品質（形状）にばらつきがないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るグリーンシート打ち抜き装置と、それによってグリーンシートを打ち抜く方法を示した図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）はダイとストリッパとの間にグリーンシートを挟持した状態、（ｃ）は、パンチによってグリーンシートを打ち抜いた状態を示す。
【図２】本発明に係るグリーンシート打ち抜き装置と、それによってグリーンシートを打ち抜く方法を示した拡大図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）はダイとストリッパとの間にグリーンシートを挟持した状態、（ｃ）は、パンチによってグリーンシートを打ち抜いた状態、（ｄ）は打ち抜き後に初期状態に戻した状態を示す。
【図３】本発明に係るグリーンシート打ち抜き装置（別例）と、それによってグリーンシートを打ち抜く方法を示した拡大図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）はダイとストリッパとの間にグリーンシートを挟持した状態、（ｃ）は、パンチによってグリーンシートを打ち抜いた状態、（ｄ）は打ち抜き後に初期状態に戻した状態を示す。
【図４】従来のグリーンシート打ち抜き装置と、それによってグリーンシートを打ち抜く方法を示した図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）はダイとストリッパとの間にグリーンシートを挟持した状態、（ｃ）は、パンチによってグリーンシートを打ち抜いた状態を示す。
【図５】セラミックパッケージの側断面図である。
【図６】セラミック板のキャビティにコイルを搭載した例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ　グリーンシート打ち抜き装置
Ｗ　グリーンシート
Ｗａ　打ち抜き穴（キャビティ）
Ｐ　セラミックパッケージ
ｅ　打ち抜き穴の縁部
２　ダイ
２ａ　ダイ穴
４　支持部材
６　パンチ
８　ストリッパ
８ａ　挿通孔
８ｂ　端面
８ｃ　先鋭突出部
１０　バネ（弾性部材）
１２　連結部材
１２ａ　ストッパ部
６０，６１，６２　セラミック板
６１ａ　キャビティ（打ち抜き穴）の内側壁
６３　配線パターン
６４　グランド層
６５　キャビティ
６６　半導体チップ（電子部品）
７０　打ち抜き穴の内側壁の配線パターン
７１　ワイヤ
９８　セラミック板
９８ａ　キャビティ
９９　コイル（電子部品）
【図１】
2004136590.tif 000003
【図２】
2004136590.tif 000004
【図３】
2004136590.tif 000005
【図４】
2004136590.tif 000006
【図５】
2004136590.tif 000007
【図６】
2004136590.tif 000008