(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成後の基板を分割するための溝を生基板の表面に形成し、
この生基板を焼成し、前記溝に沿って焼成後の基板を分割した半導体素子等の部品搭載用のセラミックス基板を製造する方法であって、
前記生基板の表面に溝成形金型により前記溝を形成する工程と、
前記溝を形成した生基板の溝形成面と反対側の面側を吸着して前記生基板を引き上げながら、前記溝形成面が前記溝成形金型から離反するように前記溝を形成した生基板の非製品部分を突き上げて前記生基板を押出す工程と、
を含むことを特徴とするセラミックス基板の製造方法。
【請求項２】
焼成後の基板を分割するための溝を生基板に形成するセラミックス基板の製造装置であって、
前記生基板に前記溝を形成する刃を有する溝成形金型と、
前記溝成形金型に前記生基板を位置決めする位置決め部材と、
前記溝成形金型に搭載された前記生基板をプレスして、前記生基板の前記溝成形金型側である溝形成面に前記溝を形成するプレス用上型と、
前記溝形成面とは反対側の面を吸着し、前記溝成形金型とは反対側に前記溝が形成された前記生基板を引き上げる吸着テーブルと、
前記吸着テーブルにより前記生基板を引き上げるとき、前記溝形成面が前記溝成形金型から離反するように前記溝形成面の非製品部分を突き上げて前記溝成形金型から前記生基板を前記溝成形金型とは反対側へ押し上げる押し上げ手段と、
を備えることを特徴とするセラミックス基板の製造装置。
【請求項３】
前記押出し手段は、突上げピンであることを特徴とする請求項２記載のセラミックス基板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス基板の製造方法および製造装置に関するものであり、特に焼成後の基板を分割するための溝（以下、「焼成後の基板を分割するための溝」をスナップラインという）を生基板に形成する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置において、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の半導体素子は、基板に設けられた半導体素子搭載部に搭載されて実用に供されている。アルミナ等のセラミックスは耐熱性、耐久性、熱伝導性等に優れるため、この基板の材料として適しており、セラミックス製の半導体基板は現在盛んに使用されている。
【０００３】
このセラミックス製の半導体基板は、基板サイズを縮小し、搭載ボードへの搭載密度を向上させ、また電気特性を向上させるため、一般に複数枚のグリーンシートを積層および焼成してセラミックス多層基板が製造される。
上記のセラミックス多層基板においては、基板表面あるいは内部の導体パターン等をグリーンシート積層体と同時に焼成する同時焼成タイプと、グリーンシート積層体の焼成後の後工程で基板表面に導体等を印刷および焼成を行う後付けタイプとがある。
【０００４】
従来より同時焼成タイプおよび後付けタイプで、焼成前に生切断を行わず、グリーンシートを積層した後、スナップライン成形金型によりグリーンシート積層体をプレスし、スナップラインを形成するものがある。このようなセラミックス多層基板においては、スナップラインを形成した積層体を焼成し、この積層体をスナップラインで折り割ることにより、焼成後の積層体からセラミックス多層基板を切断していた。
【０００５】
上述のようなセラミックス多層基板の製造において、スナップライン形成後のグリーンシート積層体のスナップライン成形金型からの取外しは、従来より、スナップライン形成後のグリーンシート積層体のスナップライン形成面と反対側の面側を吸着テーブルにより吸着することにより行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セラミックス多層基板が高密度になるにしたがい、積層体の積層数が増大し、さらにスナップラインの本数が増大する傾向にある。このため、グリーンシート積層体にスナップラインを形成した後、スナップライン形成後のグリーンシート積層体を吸着テーブルによる吸着のみでスナップライン成形金型から取外すという従来のセラミックス基板の製造方法では、以下のような問題点があった。
【０００７】
▲１▼  グリーンシート積層体の吸着可能な部分はスナップラインを形成しない非製品部分に限られているので、吸着テーブルの吸着力に限りがあり、スナップラインの深さが４００μｍ以上の場合、スナップライン形成後のグリーンシート積層体を吸着テーブルにより吸着することができなかった。
▲２▼  したがって、スナップラインの深さが４００μｍ以上のグリーンシート積層体を吸着するには、上記の非製品部分の面積を増大しなければならないため、製造効率が低下し、製造工数が増大する。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、製造効率が向上し、製造工数を低減することができるセラミックス基板の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のセラミックス基板の製造方法によると、スナップラインを生基板の表面に形成し、この生基板を焼成しスナップラインに沿って焼成後の基板を分割した半導体素子等の部品搭載用のセラミックス基板を製造する方法であって、生基板の表面にスナップライン成形金型によりスナップラインを形成する工程と、スナップラインを形成した生基板のスナップライン形成面と反対側の面側を吸着して生基板を引き上げながら、スナップライン形成面がスナップライン成形金型から離反するようにスナップラインを形成した生基板の非製品部分を突き上げて生基板を押出す工程とを含む。このため、スナップライン形成後の生基板をスナップライン成形金型から取外すとき、この生基板のスナップライン形成面と反対側の面側を吸着するとともに、スナップライン形成面がスナップライン成形金型から離反するように生基板を押出すので、スナップライン成形金型から生基板を取外す取外し力が増大し、スナップライン成形金型から生基板を容易に取外すことができる。したがって、製造工程を大きく変更することなく、製造工数を低減することができる。さらに、生基板のスナップラインを形成しない非製品部分の面積を増大しなくてよいので、製造効率が向上し、製造コストを低減することができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載のセラミックス基板の製造装置によると、生基板のスナップライン形成面がスナップライン成形金型から離反するようにスナップライン形成後の生基板を押出す押出し手段をスナップライン成形金型に備える。このため、スナップライン形成後の生基板をスナップライン成形金型から取外すとき、容易に取外すことができるので、製造効率が向上し、製造工数を低減することができる。
【００１１】
本発明の請求項３記載のセラミックス基板の製造装置によると、押出し手段は突上げピンであるので、簡便な構成によりスナップライン形成後の生基板をスナップライン成形金型から取外すことができる。したがって、簡便な構成により製造効率が向上し、製造工数を低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明をアルミナ製のセラミックス多層基板の製造方法および製造装置に適用した第１実施例について、図１〜図５を用いて説明する。
【００１４】
まず、グリーンシート積層体の作製方法について述べる。
(1) アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、チタニア等の焼結助剤を少量加えた粉体に、ジオキシルフタレート等の可塑剤、アクリル樹脂等のバインダおよびトルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤を加え、十分に混練して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリを作製し、ドクターブレード法によって例えば０．３ｍｍ厚の複数枚のアルミナのグリーンシートを形成する。
【００１５】
(2) 各グリーンシートに打ち抜き型やパンチングマシーン等を用いて複数のビアホールを打ち抜き加工して、各ビアホールにタングステンやモリブデン等の高融点金属の導体ぺ一ストを充填し、ビアを形成する。基板の内層に相当するグリーンシートにビアと同じ導体ペーストで内層パターンを形成する。基板の表面層および裏面層に相当するグリーンシートにビアと同じ導体ペーストを使用して配線パターンと電極部とをスクリーン印刷する。
【００１６】
(3) ビアおよび内層パターンを形成した内層に相当するグリーンシートと、配線パターンおよび電極部をスクリーン印刷した表面層および裏面層に相当するグリーンシートとを積層し、このグリーンシート積層体を例えば８０〜１５０℃、５０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で熱圧着して一体化する。
次に、グリーンシート積層体にスナップラインを形成するのであるが、ここで、グリーンシート積層体にスナップラインを形成するためのセラミックス基板製造装置について説明する。
【００１７】
図１および図２に示すように、グリーンシート積層体にスナップラインを形成するためのセラミックス基板製造装置としての自動スナップ機１０は、スナップライン成形金型２０と固定部材３０とを有している。
スナップライン成形金型２０は、図１に示す矢印Ｙ方向のスナップラインを形成するための金型であって、刃４０と、位置決め部材としてのセットピン５０と、突上げピン６０とを有している。ここで、突上げピン６０は押出し手段を構成している。
【００１８】
刃４０は、グリーンシート積層体にスナップラインを形成するためのものであって、スナップライン成形金型２０のグリーンシート積層体の製品部分に対応する部分に設けられている。第１実施例では、刃４０は１０本設けられており、グリーンシート積層体に１０本のスナップラインを形成することができる。セットピン５０は、スナップライン成形金型２０にグリーンシート積層体を位置決めするためのものであって、スナップライン成形金型２０のグリーンシート積層体のスナップラインを形成しない非製品部分に対応する部分に４本設けられている。突上げピン６０は、グリーンシート積層体にスナップラインを形成した後、グリーンシート積層体のスナップライン形成面がスナップライン成形金型２０から離反するようにスナップライン形成後のグリーンシート積層体を押出すためのものであって、スナップライン成形金型２０のグリーンシート積層体のスナップラインを形成しない非製品部分に対応する４角に設けられている。したがって、スナップライン形成後のグリーンシート積層体をスナップライン成形金型２０から押出すとき、突上げピン６０がグリーンシート積層体の製品部分に接触しないので、製品部分に傷が付くのを防止することができる。
【００１９】
固定部材３０は、自動スナップ機１０の本体にスナップライン成形金型２０を固定するためのものであって、スナップライン成形金型２０の両端面側に設けられている。
次に、上記の構成の自動スナップ機１０を用いてグリーンシート積層体にスナップラインを形成する方法について説明する。
【００２０】
(4) 図３に示すように、熱圧着されたグリーンシート積層体１００をスナップラインを形成する面を下側にし、グリーンシート積層体１００の位置決め穴１０１を自動スナップ機１０のセットピン５０に差込み、スナップライン成形金型２０の上にグリーンシート積層体１００を位置決め載置する。
(5) 図４に示すように、グリーンシート積層体１００の上にプレス用上型９０を用いて矢印−Ｚ方向にグリーンシート積層体１００をプレスし、グリーンシート積層体１００の下面１１０にスナップラインをプレス成形する。
【００２１】
(6) 図５に示すように、スナップラインを形成し、プレス用上型９０を取り除いた後のグリーンシート積層体２００のスナップラインを形成しなかった上面２２０を吸着テーブル８０により吸着し、図５に示す矢印＋Ｚ方向にグリーンシート積層体２００を引上げるとともに、グリーンシート積層体２００のスナップラインを形成した下面２１０がスナップライン成形金型２０から離反するように突上げピン６０がグリーンシート積層体２００の下面２１０の非製品部分をを突上げ、グリーンシート積層体２００を押上げる。
【００２２】
(7) スナップライン成形金型２０からグリーンシート積層体２００を取外すことにより、図１に示す矢印Ｙ方向にスナップラインが形成されたグリーンシート積層体を得ることができる。
(8) 次に、グリーンシート積層体に図１に示す矢印Ｘ方向にスナップラインを形成する場合、図１に示すスナップライン成形金型２０の刃４０の方向を水平方向に９０°回転し、刃の間隔を必要に応じて変えた矢印Ｘ方向のスナップライン成形金型を用いて上記の(4) 〜(6) の工程を繰返し、矢印Ｘ方向のスナップライン成形金型からグリーンシート積層体を取外すことにより、矢印Ｘ方向と矢印Ｙ方向との両方にスナップラインが形成されたグリーンシート積層体を得ることができる。
【００２３】
ここで、図１に示す自動スナップ機１０において、グリーンシート積層体に形成するスナップラインの深さを変え、スナップライン成形金型からグリーンシート積層体を取外すことが可能なスナップラインの深さを試験した。実験結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0003824408.tif 000002
【００２５】
表１に示すように、スナップラインの深さが６００μｍまでは、１００％の成功率でスナップライン成形金型からグリーンシート積層体を取外すことができ、スナップラインの深さが７００μｍのとき、５０％の成功率でスナップライン成形金型からグリーンシート積層体を取外すことができる。
次に、スナップライン成形後のグリーンシート積層体を１４００〜１６００℃で焼成し、この焼成後の積層体をスナップラインで折り割ることにより、アルミナ多層基板が得られる。
【００２６】
第１実施例においては、グリーンシート積層体１００の表面にスナップライン成形金型２０によりスナップラインを形成し、スナップライン形成後のグリーンシート積層体２００のスナップライン形成面と反対側の面側を吸着するとともに、スナップライン形成面がスナップライン成形金型２０から離反するようにスナップライン形成後のグリーンシート積層体２００を押出す。このため、スナップライン形成後のグリーンシート積層体２００をスナップライン成形金型２０から取外すときの取外し力が増大し、スナップライン成形金型２０からグリーンシート積層体２００を容易に取外すことができる。したがって、製造工程を大きく変更することなく、製造工数を低減することができる。さらに、グリーンシート積層体のスナップラインを形成しない非製品部分の面積を増大しなくてよいので、製造効率が向上し、製造コストを低減することができる。
【００２７】
また自動スナップ機１０は、スナップライン成形金型２０のグリーンシート積層体のスナップラインを形成しない非製品部分に対応する４角に突上げピン６０を備えており、この突上げピン６０は、スナップライン成形金型２０からグリーンシート積層体２００を取外すとき、スナップライン形成面がスナップライン成形金型２０から離反するようにグリーンシート積層体２００を押出す。このため、簡便な構成によりスナップライン成形金型２０からグリーンシート積層体２００を取外すことができ、さらに、グリーンシート積層体のスナップラインを形成する製品部分に傷が付くのを防止することができる。したがって、簡便な構成により製造効率が向上し、製造工数を低減することができ、さらに、品質の高いアルミナ多層基板を製造することができ、歩留りが向上する。
【００２８】
（第２実施例）
本発明の第２実施例によるセラミックス基板の製造装置について、図６を用いて説明する。
第２実施例は、第１実施例と同一構成のアルミナ多層基板に本発明を適用したものであって、第１実施例の自動スナップ機１０にさらに押出し手段としての突上げピン７０を追加したものであり、その他は第１実施例と同様である。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
【００２９】
図６に示すように、グリーンシート積層体にスナップラインを形成するためのセラミックス基板製造装置としての自動スナップ機１５は、スナップライン成形金型２５と固定部材３０とを有している。
スナップライン成形金型２５は、刃４０とセットピン５０と突上げピン６０と突上げピン７０とを有している。
【００３０】
突上げピン７０は、スナップライン形成後のグリーンシート積層体のスナップライン形成面がスナップライン成形金型２５から離反するように、突上げピン６０とともにスナップライン形成後のグリーンシート積層体を押出すためのものであって、スナップライン成形金型２５のグリーンシート積層体のスナップラインを形成しない非製品部分に対応する部分のセットピン５０の両側に刃４０と平行に２本ずつ、合計８本が設けられている。
【００３１】
上記の構成の自動スナップ機１５を用いて、第１実施例の(4) 〜(6) の工程と同様の工程により、グリーンシート積層体にスナップラインを形成することができる。
第２実施例においては、スナップライン形成後のグリーンシート積層体をスナップライン成形金型２５から取外すとき、スナップライン形成後のグリーンシート積層体のスナップライン形成面がスナップライン成形金型２５から離反するように、突上げピン６０と突上げピン７０とがスナップライン形成後のグリーンシート積層体を押出すため、スナップライン形成後のグリーンシート積層体を確実に取外すことができ、製造効率が確実に向上し、製造工数を確実に低減することができる。
【００３２】
本発明の複数の実施例では、押出し手段として突上げピンを用いたが、本発明では、押出し手段として例えば圧縮空気あるいは圧縮ドライ窒素ガス等を用いてもよい。
また本発明の複数の実施例では、アルミナ製のセラミックス多層基板に本発明を適用したが、本発明では、アルミナ多層基板に限らず、窒化アルミ基板、ムライト基板、低温焼成のガラス基板等どのようなセラミック基板に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の自動スナップ機を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施例のスナップライン成形金型を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施例によるセラミックス基板の製造方法を説明するための模式的斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例によるセラミックス基板の製造方法を説明するための模式的斜視図である。
【図５】本発明の第１実施例によるセラミックス基板の製造方法を説明するための模式的斜視図である。
【図６】本発明の第２実施例の自動スナップ機を示す平面図である。
【符号の説明】
１０、１５    自動スナップ機
２０、２５    スナップライン成形金型
３０    固定部材
４０    刃
５０    セットピン（位置決め部材）
６０、７０    突上げピン（押出し手段）
【図１】
0003824408.tif 000003
【図２】
0003824408.tif 000004
【図３】
0003824408.tif 000005
【図４】
0003824408.tif 000006
【図５】
0003824408.tif 000007
【図６】
0003824408.tif 000008