(57)【要約】【課題】有底窪みを有するセラミック成形体の製造時に、有底窪みを高精度に形成し、加えて離型時に電子回路の破損を有利に防止することが出来るセラミック成形体の製造方法を提供すること。【解決手段】電子回路が印刷された基板グリーンシート２１に、透孔を有する透孔グリーンシートを積層して、有底窪み２８を有する積層グリーン体２９を得る。次いで、この積層グリーン体２９に伸張可能な弾性被覆シート３０を被せて、有底窪み２８を被覆した後、この弾性被覆シート３０で被覆された積層グリーン体２９を合成樹脂シート製袋体中に収容して真空包装せしめた状態下で、積層グリーン体２９を高圧流体中に入れて、基板グリーンシート２１と透孔グリーンシートとを圧着することによって、セラミック前駆体を成形する。その後、このセラミック前駆体を焼成して、セラミック成形体を得る。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックからなる基板グリーンシート（２１）に電子回路（３９ａ）を印刷する第一の工程と、
該基板グリーンシート（２１）に、複数個の透孔（２２，２４，２６）を有するセラミックからなる透孔グリーンシート（２３，２５、２７）を積層して、表面側に複数個の有底窪み（２８）を有する積層グリーン体（２９）を得る第二の工程と、
かかる積層グリーン体（２９）に、三次元方向に略等しく伸張可能な弾性被覆シート（３０）を被せて、複数個の前記有底窪み（２８）を被覆する第三の工程と、
該弾性被覆シート（３０）で被覆された積層グリーン体（２９）を、合成樹脂シート製袋体の中に入れて、真空包装する第四の工程と、
該合成樹脂シート製袋体にて包装された積層グリーン体（２９）を、高圧流体中に入れて、前記基板グリーンシート（２１）と透孔グリーンシート（２３，２５、２７）とを圧着することにより、セラミック前駆体（３３）を成形する第五の工程と、
かかるセラミック前駆体（３３）を焼成して、セラミック成形体（３４）を得る第六の工程と、
を含むことを特徴とする電子部品を装着するためのセラミック成形体の製造方法。
【請求項２】
前記有底窪みが、そのテーパー面（４２）と底面（３８ａ）との間に垂直面（４４）を有している請求項１に記載の電子部品を装着するためのセラミック成形体の製造方法。
【請求項３】
前記有底窪みが、円筒形を有するパンチ（４５）と円錐形又は截頭円錐形を有するリーマー（４６）とによって、形成されたものである請求項１又は請求項２に記載の電子部品を装着するためのセラミック成形体の製造方法。
【請求項４】
三次元方向に略等しく元の長さの５００％を超える倍率で伸張する、複数個の有底窪み（２８）を有する積層グリーン体（２９）を被覆して高圧流体処理するための弾性被覆シート。
【請求項５】
前記弾性被覆シートは、複数個の有底窪み（２８）を有する積層グリーン体（２９）を被覆して高圧流体処理した後に除圧したとき、前記グリーン体から自然に離型される程度の離型性を有している請求項４に記載の弾性被覆シート。
【請求項６】
電子部品が設置される有底窪みを多数個配置したセラミック成形体において、前記有底窪みのテーパー面（４２）と有底窪みの底面（３８ａ）との間に垂直面（４４）を有する電子部品を装着するためのセラミック成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を装着するための有底窪みを複数個有するセラミック成形体と、そのようなセラミック成形体を製造する方法、並びにその方法に使用される弾性被覆シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、片面側に電子部品を装着するための有底窪みを有するセラミック成形体は、例えば特開平１０−７０２１０号公報等で公知となっている。この公知技術によると、そのようなセラミック成形体は、次の如き工程を経て、製造されることとなる。すなわち、先ず、図１７に示されるように、セラミックからなる基板グリーンシート１に対して、第一透孔２を有するセラミック製の第一透孔グリーンシート３を積層すること、そしてその第一透孔グリーンシート３に対して、第一透孔２の直径より大きい第二透孔４を有する第二透孔グリーンシート５を積層すること、更に第二透孔グリーンシート５に対して、第二透孔４の直径より大きい第三透孔６を有する第三透孔グリーンシート７を積層することによって、片面に有底窪み８を有する積層グリーン体９が形成される（第一工程）。
【０００３】
次いで、図１８に示されるように、前記形成された積層グリーン体９の上に、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリウレタン等の、熱分解可能な被覆シート１０が、被せられるのである（第二工程）。
【０００４】
その後、図１９及び図２０に示されるように、かかる被覆シート１０にて覆われた積層グリーン体９が、合成樹脂シート製袋体１１の中に入れられて、真空包装されることとなる（第三工程）。
【０００５】
それから、この真空包装された積層グリーン体９を、図２１に示されるように、高圧流体１２中に入れて、前記基板グリーンシート１と前記第一、第二、第三透孔グリーンシート３，５，７とが一体化せしめられる。すると、それらグリーンシート１，３，５，７が完全に一体になったセラミック前駆体１３が得られるのである（第四工程）。
【０００６】
かくして得られたセラミック前駆体１３を焼成する（第五工程）と、図２２に示されるように、片面側に有底窪み８を有するセラミック成形体１４が、得られることとなる。このような方法によると、前記第三工程において、階段状に形成されている有底窪み８の棚部１５が、被覆シート１０にて保護されるようになるので、第四工程において積層グリーン体９の棚部１５の段差形状が崩れることなく保持される特徴が発揮される。
【０００７】
また、このようなセラミック成形体１４の製造方法において、予め、前記第一、第二、第三透孔グリーンシート３，５，７の表面上に電子回路を印刷して形成しておくと、図２３に示されるように、その電子回路１６が、一部分、前記棚部１５や有底窪み８の底部１８上に露呈することとなる。そこで、図２４に示されるように、前記有底窪み８に、電子部品１７としての荷電結合素子（ＣＣＤ）又はＣＭＯＳ等を設置して、それと電子回路１６との間をワイヤボンディング法により通電可能に接続することが出来るのである。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−７０２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、近年、電子部品が小型化すると共に、その生産性の向上が余儀なくされるに至り、一枚の面状セラミック成形体の中に多数個の電子部品をマトリックス状に配置する技術が確立されてきているが、前記公知技術に係る被覆シート１０は、小型化と生産性向上の両面において対応出来ないものとなっている。
【００１０】
すなわち、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリウレタン等から形成されている前記被覆シート１０が、前記積層グリーン体９に多数個形成されているすべての有底窪み８の内部の隅々まで、均等に伸張且つ延展され難いという問題が、顕在化してきたのである。
【００１１】
そして、もし、前記被覆シート１０がすべての有底窪み８の隅々まで行き渡らない状態で、積層グリーン体９に高圧流体をかけて、基板グリーンシート１と透孔グリーンシート３，５，７とを一体化すると、積層グリーン体９の凹凸部の表面に対して流体圧力が均等に加わらず、密度不均一となり、圧着時に有底窪み８の底部１８に反りや歪みが生じ、その結果、積層グリーン体を焼成すると、変形した積層セラミックが得られたり、前記底部１８に対して実装される電子部品１７が傾いたりする等という問題が惹き起こされることとなる。
【００１２】
加えて、積層グリーン体９の高圧流体処理後に、高圧流体によって積層グリーン体９に圧着せしめられた被覆シート１０を、積層グリーン体９から剥離しようとすると、被覆シート１０は離型性がよくないために、前記有底窪みの形状によっては、その形状を損ねたり、積層グリーン体９に一部分露出している電子回路１６を損ねたりする、等という問題が、顕在化するのである。
【００１３】
そこで、本発明者らは、上記問題の解消について鋭意検討したところ、前記被覆シートとして特定の物理的性能を有する被覆シートを使用すればよいという事実を見出し、本発明を完成するに至ったのである。従って、本発明の課題とするところは、電子回路が印刷されている基板グリーンシートに対して、複数個の透孔を有する透孔グリーンシートを積層して、それらを、高圧流体により一体化して、有底窪みを有するセラミック体を製造する方法において、前記セラミック体の有底窪みにおける底部の反りや歪を抑制すると共に、高圧流体処理後において有底窪みを高精度に形成し、加えて、電子回路を損ねることなく、積層グリーン体から前記被覆シートを剥離できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そして、本発明は、上記の課題を解決するために、セラミックからなる基板グリーンシートに電子回路を印刷する第一の工程と、該基板グリーンシートに、複数個の透孔を有するセラミックからなる透孔グリーンシートを積層して、表面側に複数個の有底窪みを有する積層グリーン体を得る第二の工程と、かかる積層グリーン体に、三次元方向に略等しく伸張可能な弾性被覆シートを被せて、複数個の前記有底窪みを被覆する第三の工程と、該弾性被覆シートで被覆された積層グリーン体を、合成樹脂シート製袋体の中に入れて、真空包装する第四の工程と、該合成樹脂シート製袋体にて包装された積層グリーン体を、高圧流体中に入れて、前記基板グリーンシートと透孔グリーンシートとを圧着することにより、セラミック前駆体を成形する第五の工程と、かかるセラミック前駆体を焼成して、セラミック成形体を得る第六の工程と、を含むことを特徴とする電子部品を装着するためのセラミック成形体の製造方法を採用する。
【００１５】
すなわち、本発明は、複数個の有底窪み内に電子部品を装着するためのセラミック成形体の製造方法において、前記積層グリーン体に特定の弾性被覆シートを被せるようにしたのである。そして、この特定の弾性被覆シートとして、三次元方向に略等しく、特に元の長さの５００％以上の倍率で伸張し得る弾性被覆シートが、有利に使用されることとなるのである。
【００１６】
また、このような手段を採用することにより、以降の工程において、前記弾性被覆シートで被覆された積層グリーン体を合成樹脂シート製袋体の中に入れて、真空包装する工程と、その合成樹脂シート製袋体の中に包装された積層グリーン体を高圧流体中に入れて、前記基板グリーンシートと透孔グリーンシートとを圧着して、セラミック前駆体を形成する工程とを従属させると、前記基板グリーンシートと透孔グリーンシートとが完全に一体化すると共に、両者が一体化して生じたセラミック前駆体における複数の有底窪みの隅々に、高圧流体の圧力が均等に及ぶようになる。
【００１７】
さらに、本発明において、前記弾性被覆シートとして、前記セラミック前駆体に対する離型性が良好なシートが使用されることにより、セラミック前駆体を焼成するに先立って、セラミック前駆体から前記被覆シートを離型するとき、既に高い伸張率をもってセラミック前駆体に被覆されている弾性被覆シートの高い収縮作用により、前記弾性被覆シートは、セラミック前駆体から自然に離型することとなる。従って、公知技術のように、弾性被覆シートをセラミック前駆体に同伴させて、焼成工程にまで持ってゆく必要がない特徴も発揮することとなる。
【００１８】
更にまた、この方法において、円筒形を有するパンチと円錐形又は截頭円錐形を有するリーマーとを使用して、円錐面とそれに続いてその下縁部に垂直な円筒面とからなる透孔を形成すると、底面に電子部品が設置される截頭円錐形又は截頭角錐形の窪みを多数個配置したセラミック成形体であって、前記窪みの錐面下縁部が底面に対して略垂直に面取りされたセラミック成形体が得られるのである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、電子回路が印刷されている基板グリーンシートに対して、複数個の透孔を有する透孔グリーンシートを積層して、それらを高圧流体により一体化せしめ、有底窪みが形成されたセラミック体を製造する方法において、前記セラミック体の有底窪みの底部に発生し易い反りや歪を抑制することができると共に、高圧流体処理後において有底窪みを高精度に形成し、加えて、電子回路及び前駆体を損ねることなく、積層グリーン体から前記被覆シートを剥離することができるという優れた効果を発揮する。また、前記のことから、電子部品を実装する際、または経年変化によるセラミック前駆体からの脱粒粉がなく、製品信頼性が飛躍的に向上する利点も有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。ここで、本発明に用いられるグリーンシートには、少なくとも、後述するように、多数個の透孔がマトリックス状に成形されている。しかしながら、説明をより簡明にするために、図面においては、総じて一つの透孔に注目して説明し、必要に応じて多数個の透孔が透設されている面状グリーンシートを例にとって、実施例を説明することとする。
【００２１】
先ず、実施例１として、図１に示されるように、セラミック材質からなる、透孔のない基板グリーンシート２１を準備し、後述する有底窪み２８が位置する部位に、スクリーン印刷により、第一電子回路３９ａが形成される（第一の工程）。
【００２２】
次に、第一透孔２２を有するセラミック製の第一透孔グリーンシート２３と、第一透孔２２の直径より大きい第二透孔２４を有するセラミック製の第二透孔グリーンシート２５と、第二透孔２４の直径より大きい第三透孔２６を有するセラミック製の第三透孔グリーンシート２７が、準備される。そして、それらが、図２に示される如く、積層される。なお、これらの透孔グリーンシート２３、２５、２７を準備するとき、第一透孔グリーンシート２３において第二透孔２４から離れた部位に第二電子回路３９ｂを形成し、第二透孔グリーンシート２５においては第二電子回路３９ｂが当たる部位に、ビアホール４０と、そのビアホール４０の上に第三電子回路３９ｃが印刷される。
【００２３】
次いで、その積層された第一、第二、第三透孔グリーンシート２３，２５，２７を、基板グリーンシート２１上に積層することによって、図３及び図４に示されるような積層グリーン体２９が得られる（第二の工程）。
【００２４】
更に続いて、図５及び図６に示されるように、三次元方向に略等しく、特に元の長さの５００％を超える倍率で伸張する弾性被覆シート３０を用いて、図７に示すように、積層グリーン体２９の上を被覆する（第三の工程）。なお、本発明において使用される弾性被覆シート３０の材質としては、好適には、フッ素化ポリシロキサン重合体が採用されることとなる。
【００２５】
この弾性被覆シート３０で被覆された積層グリーン体２９は、先の公知技術と同様にして、合成樹脂シート製袋体に収容されて、真空包装された後（第四の工程、図１９及び図２０を参照）、それを高圧流体の中に入れて、積層グリーン体２９を構成する基板グリーンシート２１と、第一、第二、第三透孔グリーンシート２３，２５，２７とを完全に圧着させると（第五の工程、図２１を参照）、セラミック前駆体３３が得られる。その後、このセラミック前駆体３３に外部端子を印刷形成した後、焼成が行なわれる（第六の工程）と、本発明に係るセラミック成形体３４が得られることとなる（図２２及び図２３参照）。なお、このセラミック成形体３４の外側に露出している第一電子回路３９ａ及び第二電子回路３９ｃのそれぞれに通電するための外部端子を形成しておくことも、必要に応じて採用されるところである。
【００２６】
また、図８に示されるように、このセラミック成形体３４の裏面のうち、有底窪み２８が２個、所定の間隔をおいて近接している近接部位における裏面４１の歪状態を、歪測定器のプローブを走査させて測定したところ、図９に示されるように、歪は非常に小さく、それは高低差にして１０μｍ／ｃｍ以内であった。なお、比較のために測定された、従来技術のそれは、図１０に示されるように、３０μｍ／ｃｍと、大きいものであった。
【００２７】
次に、実施例２として、図１１〜図１６に基づいて、有底窪みの形状が前記実施例１のそれと相異する実施形態について、詳述する。この実施態様においては、図１１に示される如く、板状のセラミック成形体３６の表面側に、擂鉢形状をなす有底窪み３１が、多数個、マトリックス状に形成されている。しかしながら、この実施例における有底窪み３１は、図において上方に向かって拡開して延びているテーパー面４２と、底部３８の底面３８ａとの間に、所定高さの環状の垂直面４４を有して、形成されている。なお、図１１には、この実施形態の要部をより明確に説明するために、１個の有底窪み３１のみが描かれており、また、底面３８ａに露出する複数個の電子回路は、省略されている。
【００２８】
上記の形状・構造を有するセラミック成形体３６は、基本的に、先の実施例１の方法に従って、基板グリーンシートの上に透孔グリーンシートを積層して、積層グリーン体を得る工程を経て製造されることとなるが、この実施例に係る積層グリーン体３２は、擂鉢状の有底窪み３１を有しているので、この実施例に係るセラミック成形体３６の製造方法においては、実施例１の製造方法と部分的に相異している。以下、これについて詳述する。
【００２９】
先ず、図１２に示されるように、基板グリーンシート２１を製造し、その上に、前記した電子回路が印刷される（第一の工程）。
【００３０】
他方、前記基板グリーンシート２１の製造時に、図１３に示されるように、各様の厚みのグリーンシート５０を準備して、それらに対し、円柱形状の切削面４５ａを有するパンチ４５を使用して、貫通孔４４が形成される。
【００３１】
次いで、上記の透孔グリーンシート５０の貫通孔４４の上から、図１４に示されるように、截頭円錐形状をなす切削面４６ａを有するリーマー４６を、所定の深さまで降下させて、図１５に示されるような、テーパー面４２と所定高さの環状垂直面４４が形成される。
【００３２】
続いて、図１６に示されるように、基板グリーンシート２１と透孔グリーンシート５０とを積層して、積層グリーン体３２とされるのである（第二の工程）。
【００３３】
以降は、前記積層グリーン体３２に、弾性被覆シート３０を被覆する工程（第三の工程）、実施例１と同様の第四の工程、第五の工程及び第六の工程を経て、図１１に示されるように、有底窪み３１を、複数個、表面または裏面側に形成してなる構造のセラミック成形体３６が得られることとなる。
【００３４】
そして、このようにして得られたセラミック成形体３６においては、先の実施例１で得られたセラミック成形体３４と同様に、底部３８における歪の発生が抑制されているという効果に加えて、前記テーパー面４２と底面３８ａとの間に垂直面４４が形成されているところから、この垂直面４４が存在しないセラミック成形体に比較して、テーパー面４２と底面３８ａとの間において、鈍角をなして内方に突出するセラミック成形体の一部分が微細に欠けるという部位欠けの問題を有利に解消できる特徴を発揮し得るのである。
【００３５】
このため、本発明において得られるセラミック成形体３６の有底窪み３１の底面３８ａ上の所定位置に、電子部品を正確に取り付けることが可能となるのみならず、前記部位欠けを解消することができるために、電子部品を搭載するセラミック成形体の品質を格段に向上させることができ、また、電子部品を実装する際、または経年変化による前駆体からの脱粒粉もなく、製品信頼性が飛躍的に向上する利点をも有しているのである。
【００３６】
以上、本発明の具体的な構成について、図面に基づき詳述してきたが、これは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、先の記載によって、何等の制約をも受けるものではないことが、理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、シート状又はパッケージ状セラミック成形体であり、その表面側又は裏面側に有底窪みを多数個有し、そしてその有底窪み内に電子部品を実装し得ると共に、その実装された電子部品にワイヤボンディング可能な電子回路の一部分が露出している形状・構造のセラミック成形体を製造する分野に広く利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１における第一の工程を示す断面部分説明図である。
【図２】本発明の実施例１における第二の工程の一部分を示す断面部分説明図である。
【図３】図２における第二の工程の残りの部分を示す断面部分説明図である。
【図４】本発明に係る積層グリーン体の一部分を示す斜視説明図である。
【図５】本発明に係る弾性被覆シートの斜視説明図である。
【図６】図５に示される弾性被覆シートが三次元方向に伸張する状態を示す概念図である。
【図７】本発明に係る第三の工程を示す斜視説明図である。
【図８】本発明に係るセラミック前駆体の一部裏面を示す底面部分説明図である。
【図９】図８における裏面の歪みを測定した結果を示す線図である。
【図１０】従来技術によって得られたセラミック前駆体の裏面の歪みを測定した結果を示す線図である。
【図１１】本発明の実施例２で得られたセラミック成形体の断面部分説明図である。
【図１２】図１１における実施例２の第一の工程を示す断面部分説明図である。
【図１３】実施例２において透孔グリーンシートを製造する工程の一部分を示す断面部分説明図である。
【図１４】図１３における工程の残りの部分を示す断面部分説明図である。
【図１５】実施例２における第二の工程を示す断面部分説明図である。
【図１６】実施例２における第三の工程を示す断面部分説明図である。
【図１７】従来技術におけるセラミック成形体製造過程の第一工程を示す断面説明図である。
【図１８】従来技術におけるセラミック成形体製造過程の第二工程を示す断面説明図である。
【図１９】従来技術におけるセラミック成形体製造過程の第三工程の一部分を示す断面説明図である。
【図２０】図１９における第三工程の残りの部分を示す断面説明図である。
【図２１】従来技術におけるセラミック成形体製造過程の第四工程を示す断面説明図である。
【図２２】従来技術におけるセラミック成形体製造過程の第五工程を示す断面説明図である。
【図２３】従来技術によって得られたセラミック成形体の斜視説明図である。
【図２４】セラミック成形体の使用例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，２１  基板グリーンシート          ２，２２  第一透孔
３，２３  第一透孔グリーンシート      ４，２４  第二透孔
５，２５  第二透孔グリーンシート      ６，２６  第三透孔
７，２７  第三透孔グリーンシート      ８，２８，３１  有底窪み
９，２９，３２  積層グリーン体        １０，３０  被覆シート
１１  袋体                            １２  高圧流体
１３，３３  セラミック前駆体          １４，３４，３６  セラミック成形体
１５，３５  棚部                      １６  電子回路
１７，３７  電子部品                  １８，３８  底部
３８ａ  底面
３９ａ，３９ｂ，３９ｃ  第一、第二、第三電子回路
４０  ビアホール                      ４１  裏面
４２  テーパー面                      ４４  垂直面
４５  パンチ                          ４５ａ、４６ａ  切削面
４６  リーマー                        ５０  透孔グリーンシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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