JP6548934B2

JP6548934B2 - Method of manufacturing ceramic substrate

Info

Publication number: JP6548934B2
Application number: JP2015066739A
Authority: JP
Inventors: 寛小路; 将吉村
Original assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Current assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP2016185676A

Description

本発明は、凹部を有するセラミック基板の製造方法に関し、寸法精度に優れるセラミック基板を製造する場合に好適なものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic substrate having a recess, and is suitable for manufacturing a ceramic substrate having excellent dimensional accuracy.

発光ダイオード、水晶振動子、ＭＥＭＳ等の電子部品を搭載する基板の例として、セラミック基板を挙げることができる。このようなセラミック基板には、電子部品が搭載されるキャビティや配線用溝等が形成される場合がある。また、これらの基板が基板個片として複数連結した多数個取基板には、上記のキャビティや配線用溝のほかに、それぞれの基板個片に分割するための分割用溝が形成されており、当該多数個取基板もセラミックから成るためセラミック基板と称されることがある。 A ceramic substrate can be given as an example of a substrate on which electronic components such as light emitting diodes, quartz oscillators and MEMS are mounted. In such a ceramic substrate, a cavity in which an electronic component is mounted, a wiring groove, and the like may be formed. In addition to the cavities and the wiring grooves described above, a dividing groove for dividing the substrate into pieces is formed in the multi-piece substrate in which a plurality of these substrates are connected as a substrate piece, The multi-piece substrate is also sometimes referred to as a ceramic substrate because it is made of ceramic.

下記特許文献１には、このようなセラミック基板の製造方法が記載されている。このセラミック基板の製造方法では、セラミックグリーンシートをプレス加工することで、キャビティや溝等の凹部を形成している。 Patent Document 1 below describes a method of manufacturing such a ceramic substrate. In this method of manufacturing a ceramic substrate, depressions such as cavities and grooves are formed by pressing a ceramic green sheet.

特開平０１−２３４２０９号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-234209

しかし、特許文献１に記載のセラミック基板の製造方法では、凹部を形成する型板の押圧によって、セラミックグリーンシートの凹部が形成される部分におけるセラミック粉の密度が他の部分よりも高くなる傾向がある。このように部位によりセラミック粉の密度が異なるセラミックグリーンシートを焼結すると、セラミック粉の密度が低い部位は、セラミック粉の密度が高い部位よりも焼結時に収縮する傾向がある。このような部位による収縮率の違いが生じると、キャビティの寸法が設計値と大きく隔たるセラミック基板が製造されてしまう。 However, in the method for producing a ceramic substrate described in Patent Document 1, there is a tendency that the density of ceramic powder in a portion where a recess of a ceramic green sheet is formed is higher than that in other portions by pressing of a template forming the recess. is there. When a ceramic green sheet having different densities of ceramic powder is thus sintered, the low density portion of the ceramic powder tends to shrink during sintering than the high density portion of the ceramic powder. When such difference in shrinkage ratio occurs, a ceramic substrate is manufactured in which the dimension of the cavity is largely different from the design value.

そこで、本発明は、寸法精度に優れるセラミック基板の製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the ceramic substrate which is excellent in dimensional accuracy.

上記課題を解決するため、本発明は、凹部を有するセラミック基板の製造方法であって、焼成することによりセラミック焼結体となるセラミックグリーンシートを準備する準備工程と、前記セラミックグリーンシートのうち前記凹部が形成される予定領域である凹部形成予定部位の一部を除去する除去工程と、前記除去工程後に前記凹部形成予定部位をプレスすることで、前記セラミックグリーンシートに前記凹部を形成するプレス工程と、前記プレス工程を経た前記セラミックグリーンシートを焼成する焼成工程と、を備えることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned subject, the present invention is a manufacturing method of a ceramic substrate which has a crevice, and it prepares a ceramic green sheet which becomes a ceramic sinter by firing, and the above-mentioned among the ceramic green sheets. A removal step of removing a part of the recess formation scheduled portion which is a planned region where the recess is to be formed, and a pressing step of forming the recess in the ceramic green sheet by pressing the recess formation scheduled portion after the removal step And a firing step of firing the ceramic green sheet subjected to the pressing step.

このセラミック基板の製造方法によれば、プレス工程で凹部を形成する前に凹部が形成される予定領域である凹部形成予定部位の一部を除去するため、凹部形成予定部位がプレスされた後において、プレスによりセラミックグリーンシート中のセラミック粉が移動しても、プレスされた部位の密度が高くなることを抑制できる。従って、セラミック粉の密度に偏りが生じることを抑えることができる。このためセラミックグリーンシートを焼結する際、部位により収縮率が異なることを抑制することができる。 According to this method for manufacturing a ceramic substrate, after a portion to be concavely formed is pressed in order to remove a portion of the portion to be concavely formed which is a region where the concave is to be formed before the concave portion is formed in the pressing step. Even if the ceramic powder in the ceramic green sheet is moved by pressing, it is possible to suppress an increase in the density of the pressed portion. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of unevenness in the density of the ceramic powder. For this reason, when sintering a ceramic green sheet, it can suppress that a contraction rate changes with site | parts.

また、セラミックグリーンシートを除去する手段として、レーザ加工やルータ等による切削加工を挙げることができるが、除去した部分の表面には不要な凹凸ができやすい。しかし、本発明では、凹部をセラミックグリーンシートの除去のみで形成せずにプレス加工を組み合わせているため、凹部の表面に不要な凹凸が出来ることを抑制することができる。 In addition, as a method of removing the ceramic green sheet, laser processing, cutting by a router or the like can be mentioned, but unnecessary unevenness tends to occur on the surface of the removed portion. However, in the present invention, since the recess is not formed only by the removal of the ceramic green sheet but is combined with the press processing, it is possible to suppress the occurrence of unnecessary unevenness on the surface of the recess.

こうして本発明のセラミック基板の製造方法によれば、寸法精度に優れるセラミック基板を製造することができる。 Thus, according to the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, a ceramic substrate having excellent dimensional accuracy can be manufactured.

また、前記除去工程において、レーザ加工により前記凹部形成予定部位の一部を除去することが好ましい。 Moreover, it is preferable to remove a part of said recessed part formation plan site | part by laser processing in the said removal process.

レーザ加工によれば、ルータ等を用いた切削加工と異なり、除去工程においてセラミックグリーンシートに応力がかかることを抑制することができる。従って、セラミックグリーンシートが変形したり、除去工程によりセラミック粉の密度が変化したりすることを抑制することができる。 According to laser processing, unlike cutting processing using a router or the like, application of stress to the ceramic green sheet in the removing step can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress deformation of the ceramic green sheet or change in density of the ceramic powder due to the removing step.

また、前記除去工程により前記セラミックグリーンシートの除去された部分の内壁には角部が非形成とされることが好ましい。 Preferably, no corner is formed on the inner wall of the removed portion of the ceramic green sheet in the removing step.

除去工程では、セラミックグリーンシートの除去カスが生じる場合がある。この除去カスが小さな場合であっても、上記のように角部が非形成とされることで、除去カスが角に溜まることが防止され、セラミックグリーンシート上の除去カスを容易に取り除くことができる。 In the removal process, removal debris of the ceramic green sheet may occur. Even if the removal debris is small, the corners are not formed as described above, so that the removal debris is prevented from accumulating at the corners, and removal debris on the ceramic green sheet can be easily removed. it can.

また、前記プレス加工において、前記凹部形成予定部位に振動を加えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to apply a vibration to the said recessed part formation plan site | part in the said press work.

振動を加えることにより、セラミック粒子の流動性を向上させることができる。従って、プレス工程時において、セラミックグリーンシートのプレスされる部位からプレスされない部位にセラミック粒子が移動し易くなる。このため凹部形成予定部位近傍のセラミック粉の密度が高くなることをより抑制することができる。従って、寸法精度がより優れるセラミック基板を製造することができる。 By applying vibration, the flowability of the ceramic particles can be improved. Therefore, during the pressing step, the ceramic particles are easily moved from the pressed portion of the ceramic green sheet to the unpressed portion. For this reason, it can suppress more that the density of the ceramic powder of the recessed part formation plan vicinity vicinity becomes high. Therefore, a ceramic substrate with better dimensional accuracy can be manufactured.

また、前記凹部は電子部品が搭載されるキャビティとされることとしても良い。 Further, the recess may be a cavity in which an electronic component is mounted.

或いは、前記セラミック基板は複数の基板個片に分割される多数個取基板であり、前記凹部は前記複数の基板個片に分割するための分割用溝とされることとしても良い。 Alternatively, the ceramic substrate may be a multi-piece substrate divided into a plurality of substrate pieces, and the recess may be a dividing groove for dividing into the plurality of substrate pieces.

以上のように、本発明によれば、寸法精度に優れるセラミック基板の製造方法が提供される。 As described above, according to the present invention, a method of manufacturing a ceramic substrate excellent in dimensional accuracy is provided.

本発明の実施形態に係る部品搭載用基板を示す図である。It is a figure which shows the component mounting substrate which concerns on embodiment of this invention. 多数個取基板の平面図である。It is a top view of a multi-piece substrate. 図２のＶ−Ｖ線における多数個取基板の断面図である。It is sectional drawing of the multi-piece substrate in the VV line | wire of FIG. 図２、図３に示す多数個取基板を製造する工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of manufacturing the multi-piece substrate shown in FIG. 2, FIG. 準備工程において準備されるセラミックグリーンシートを示す図である。It is a figure which shows the ceramic green sheet prepared in a preparatory process. 除去工程の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a removal process. 除去工程後のセラミックグリーンシートを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ceramic green sheet after a removal process. 第１プレス工程の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a 1st press process. 第２プレス工程の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a 2nd press process.

以下、本発明のセラミック基板の製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the method for producing a ceramic substrate of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る部品搭載用基板を示す図である。本実施形態の部品搭載用基板１０はセラミック焼結体から成る。つまり、部品搭載用基板１０はセラミック基板の一形態とされる。本実施形態の部品搭載用基板１０は、基体部１１と、基体部１１上に形成される枠体部１２とから成り、基体部１１と枠体部１２とは一体成形されている。なお、図１では基体部１１と枠体部１２との境界を破線で示している。 FIG. 1 is a view showing a component mounting board according to an embodiment of the present invention. The component mounting substrate 10 of the present embodiment is made of a ceramic sintered body. That is, the component mounting substrate 10 is a form of the ceramic substrate. The component mounting board 10 of the present embodiment includes a base 11 and a frame 12 formed on the base 11. The base 11 and the frame 12 are integrally formed. In FIG. 1, the boundary between the base 11 and the frame 12 is indicated by a broken line.

基体部１１は、仮に基体部１１と枠体部１２とを分離する場合、平板状の部位とされる。基体部１１の大きさは、特に限定されないが、例えば、３ｍｍ（縦幅）×２ｍｍ（横幅）×０．６ｍｍ（厚さ）とされる。 The base portion 11 is a flat portion when temporarily separating the base portion 11 and the frame portion 12. Although the size of the base portion 11 is not particularly limited, it is, for example, 3 mm (vertical width) × 2 mm (horizontal width) × 0.6 mm (thickness).

枠体部１２は、基体部１１上に形成される環状の部位である。枠体部１２の基体部１１側と反対側の面である上面は平坦状とされる。また、枠体部１２の外周側の側面の形状は、基体部１１の側面の形状と同様とされている。枠体部１２は、上述のように環状の部位であるため、枠体部１２には、厚さ方向に貫通する孔が形成されており、本実施形態において、この孔の上面と底面は、四角形の形状とされている。上記のように、枠体部１２は基体部１１上に形成されているため、部品搭載用基板１０としてみると、枠体部１２の基体部１１側と反対側が開口していることになり、基体部１１の上面と枠体部１２の内周面とにより凹部であるキャビティ１５が形成されている。なお、本実施形態ではキャビティ１５における枠体部１２の内壁面が、キャビティ１５の開口方向（基体部１１から枠体部１２に向かう方向）において、外側に向かって広がる傾斜面とされている。なお、枠体部１２のサイズは、特に限定されないが、例えば３ｍｍ（縦幅）×２ｍｍ（横幅）×０．２ｍｍ（厚さ）とされる。また、傾斜面である内壁面の傾斜角度は、特に限定されないが、基体部１１の上面に対して例えば７５°とされる。また、キャビティ１５の開口のサイズは、特に限定されないが、例えば０．９ｍｍ（縦幅）×０．９ｍｍ（横幅）とされる。 The frame portion 12 is an annular portion formed on the base portion 11. The upper surface which is the surface on the opposite side to the base part 11 side of the frame 12 is flat. Further, the shape of the side surface on the outer peripheral side of the frame portion 12 is the same as the shape of the side surface of the base portion 11. Since the frame portion 12 is an annular portion as described above, a hole penetrating in the thickness direction is formed in the frame portion 12, and in the present embodiment, the top and bottom surfaces of the hole are It has a square shape. As described above, since the frame portion 12 is formed on the base portion 11, when viewed as the component mounting substrate 10, the side opposite to the base portion 11 side of the frame portion 12 is opened, The upper surface of the base portion 11 and the inner peripheral surface of the frame portion 12 form a cavity 15 which is a concave portion. In the present embodiment, the inner wall surface of the frame 12 in the cavity 15 is an inclined surface that spreads outward in the opening direction of the cavity 15 (the direction from the base 11 to the frame 12). The size of the frame portion 12 is not particularly limited, but is, for example, 3 mm (vertical width) x 2 mm (horizontal width) x 0.2 mm (thickness). Further, the inclination angle of the inner wall surface, which is an inclined surface, is not particularly limited, but is, for example, 75 ° with respect to the upper surface of the base portion 11. Further, the size of the opening of the cavity 15 is not particularly limited, but is, for example, 0.9 mm (vertical width) × 0.9 mm (horizontal width).

本実施形態の部品搭載用基板１０は、電子部品搭載用の基板とされ、キャビティ１５は、発光素子やＭＥＭＳ等の電子部品が収納される部位とされる。従って、必要に応じて、部品搭載用基板１０の表面に配線導体等の他の部材が設けられても良い。 The component mounting substrate 10 of the present embodiment is a substrate for mounting an electronic component, and the cavity 15 is a portion in which an electronic component such as a light emitting element or a MEMS is accommodated. Therefore, another member such as a wiring conductor may be provided on the surface of the component mounting board 10 as necessary.

なお、部品搭載用基板１０を構成するセラミックスとしては、特に限定されないが、例えば、アルミナを主成分とするセラミックスや、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスや、ムライトを主成分とするセラミックス等を挙げることができる。 The ceramic constituting the component mounting substrate 10 is not particularly limited, but, for example, a ceramic containing alumina as a main component, a ceramic containing aluminum nitride as a main component, a ceramic containing mullite as a main component, etc. be able to.

部品搭載用基板１０は、部品搭載用基板１０が基板個片として多数連結して成る多数個取基板を分割する工程を経て得ることができる。 The component mounting substrate 10 can be obtained through the process of dividing a multi-piece substrate formed by connecting a large number of component mounting substrates 10 as substrate pieces.

図２は、このような多数個取基板１の平面図であり、図３は、図２のＶ−Ｖ線における多数個取基板の断面図である。上記のように部品搭載用基板１０は、多数個取基板１が分割されて個片とされるため、図２、図３に示すように、多数個取基板１は、部品搭載用基板１０が複数個連結して成る基板個片集合部３を有し、さらに基板個片集合部３を囲む基板縁部５を有する。 FIG. 2 is a plan view of such a multi-piece substrate 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of the multi-piece substrate taken along line V-V of FIG. As described above, since the multi-piece substrate 1 is divided into pieces as the component-loading substrate 10, as shown in FIGS. 2 and 3, the multi-piece substrate 1 is a component-loading substrate 10. It has a substrate piece collecting portion 3 formed by connecting a plurality of pieces, and further has a substrate edge 5 surrounding the substrate piece collecting portion 3.

基板個片集合部３及び基板縁部５は、部品搭載用基板１０と同様のセラミック焼結体から成る。つまり、多数個取基板１はその全体がセラミック焼結体から成り、多数個取基板１はセラミック基板の一形態と把握することができる。そして、基板個片集合部３の一方の面側には、それぞれの部品搭載用基板１０を個片化するための凹部である分割溝４が形成されている。この分割溝４で囲まれた領域に、それぞれの部品搭載用基板１０のキャビティ１５が形成されている。この分割溝４を基準に多数個取基板１を分割することで、それぞれの部品搭載用基板１０を得る。 The substrate piece collecting portion 3 and the substrate edge portion 5 are made of the same ceramic sintered body as the component mounting substrate 10. That is, it is possible to grasp the multi-piece substrate 1 as a whole of the ceramic sintered body and the multi-piece substrate 1 as one form of the ceramic substrate. Then, on one surface side of the substrate piece collecting portion 3 is formed a dividing groove 4 which is a concave portion for dividing each of the component mounting boards 10 into pieces. The cavity 15 of each component mounting board 10 is formed in a region surrounded by the dividing grooves 4. Each component mounting substrate 10 is obtained by dividing the multi-piece substrate 1 based on the dividing grooves 4.

次に、多数個取基板１を製造する方法について説明する。 Next, a method of manufacturing the multi-piece substrate 1 will be described.

図４は、図２、図３に示す多数個取基板１を製造する工程を示すフローチャートである。図４に示すように、多数個取基板１の製造方法は、準備工程Ｐ１と、除去工程Ｐ２と、第１プレス工程Ｐ３と、第２プレス工程Ｐ４と、焼成工程Ｐ５とを備える。 FIG. 4 is a flow chart showing the steps of manufacturing the multi-piece substrate 1 shown in FIGS. As shown in FIG. 4, the method of manufacturing the multi-piece substrate 1 includes a preparation step P1, a removal step P2, a first pressing step P3, a second pressing step P4, and a firing step P5.

＜準備工程Ｐ１＞
本工程では、多数個取基板１を製造するためのセラミックグリーンシートを準備する。セラミックグリーンシートとは、焼成することによりセラミック焼結体となる生シートのことであって、焼成前のセラミック基板のことをいう。図５は、本工程において準備されるセラミックグリーンシートを示す図である。図５に示すように本工程においては、平坦なセラミックグリーンシート１Ｓを準備する。なお、図５においては、図２、図３に示す分割溝４が形成される予定領域である分割溝形成予定部位４Ｓが破線で示され当該部位で囲まれる部分が部品搭載用基板１０となる部分である。また、図５においては、部品搭載用基板１０となる部分のそれぞれにキャビティ１５が形成される予定領域であるキャビティ形成予定部位１５Ｓが点線で示されている。 <Preparation Process P1>
In this process, a ceramic green sheet for producing the multi-piece substrate 1 is prepared. The ceramic green sheet is a green sheet which becomes a ceramic sintered body by firing, and refers to a ceramic substrate before firing. FIG. 5 is a view showing a ceramic green sheet prepared in this process. As shown in FIG. 5, in this process, a flat ceramic green sheet 1S is prepared. In FIG. 5, the parting groove formation scheduled part 4S which is a planned area in which the parting groove 4 shown in FIG. 2 and FIG. 3 is formed is shown by a broken line and a part surrounded by the part becomes the component mounting board 10. It is a part. Further, in FIG. 5, a cavity formation planned portion 15S which is a planned region in which the cavity 15 is to be formed in each of the portions to be the component mounting substrate 10 is indicated by a dotted line.

セラミックグリーンシート１Ｓは次のように製造される。例えば、部品搭載用基板１０がアルミナセラミックスから成る場合には、アルミナ粉末、焼結助剤、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を適宜混合してスラリーを調製する。次に、調製したスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等の方法により、平坦なシート状に成形して単層のセラミックグリーンシート１Ｓを作製する。なお、セラミックグリーンシート１Ｓは、原料粉末を成型機に充填して、加圧成形して作製することもできる。 The ceramic green sheet 1S is manufactured as follows. For example, when the component mounting substrate 10 is made of alumina ceramic, a slurry is prepared by appropriately mixing alumina powder, a sintering aid, an organic binder, a solvent, a plasticizer and the like. Next, the prepared slurry is formed into a flat sheet shape by a method such as a doctor blade method or a calendar roll method to produce a single-layer ceramic green sheet 1S. The ceramic green sheet 1S can also be manufactured by filling the raw material powder in a molding machine and pressing it.

＜除去工程Ｐ２＞
次に除去工程Ｐ２を行う。本工程は、セラミックグリーンシート１Ｓのうち凹部が形成される予定領域である凹部形成予定部位の一部を除去する工程である。 <Removal process P2>
Next, the removal step P2 is performed. This step is a step of removing a part of the recess formation scheduled portion which is a region where the recess is to be formed in the ceramic green sheet 1S.

本実施形態では、多数個取基板１における分割溝４及びキャビティ１５が凹部とされる。そこで、本工程では、図５に示すセラミックグリーンシート１Ｓにおける凹部形成予定部位である分割溝形成予定部位４Ｓの一部及び凹部形成予定部位であるキャビティ形成予定部位１５Ｓの一部を除去する。 In the present embodiment, the dividing grooves 4 and the cavities 15 in the multi-piece substrate 1 are made concave. Therefore, in this process, a part of the division groove formation scheduled part 4S which is a recess formation planned part in the ceramic green sheet 1S shown in FIG. 5 and a part of the cavity formation planned part 15S which is a recess formation planned part are removed.

図６は本工程の様子を示す図である。図６に示すように、本実施形態では、除去をセラミックグリーンシート１ＳにレーザＬを照射するレーザ加工により行う。このとき、集塵機５０により、レーザ加工により発生するセラミックグリーンシート１Ｓの除去カスを集めることが好ましい。セラミックグリーンシート１Ｓを加工するレーザＬとしては、例えば、エキシマレーザやＹＡＧレーザや炭酸ガスレーザ等を挙げることができる。 FIG. 6 is a diagram showing the state of this process. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the removal is performed by laser processing in which the ceramic green sheet 1S is irradiated with the laser L. At this time, it is preferable that the dust removed from the ceramic green sheet 1S generated by laser processing be collected by the dust collector 50. As laser L which processes ceramic green sheet 1S, an excimer laser, YAG laser, a carbon dioxide gas laser etc. can be mentioned, for example.

図７は、本工程後のセラミックグリーンシート１Ｓを示す図である。上記のように本工程では、セラミックグリーンシート１Ｓにおけるキャビティ形成予定部位１５Ｓの一部を除去するため、キャビティ形成予定部位１５Ｓの他の一部が残存する。本本工程では、レーザ加工後にキャビティ形成予定部位１５Ｓの他の一部が残存した状態で、セラミックグリーンシート１Ｓにおけるキャビティ形成予定部位１５Ｓの内壁に凹状の角部が非形成とされるように、レーザ加工が行われる。図７では、キャビティ形成予定部位１５Ｓの内壁が全体的に曲面となるようにレーザ加工が行われた様子を示している。このように角部が非形成とされることで、集塵機５０で集められなかった除去カスがキャビティ形成予定部位１５Ｓの表面に付着する場合であっても、当該カスが角に入り込むことを防止でき、当該カスを容易に取り除くことができる。 FIG. 7 is a view showing the ceramic green sheet 1S after this process. As described above, in the present step, in order to remove a part of the cavity formation planned portion 15S in the ceramic green sheet 1S, another part of the cavity formation planned portion 15S remains. In the present step, the laser is processed so that the corner portion in the concave shape is not formed on the inner wall of the cavity formation scheduled portion 15S in the ceramic green sheet 1S with the remaining part of the cavity formation scheduled portion 15S remaining after laser processing. Processing is performed. FIG. 7 shows that laser processing is performed such that the inner wall of the cavity formation scheduled portion 15S is entirely curved. Since the corner portion is not formed in this way, even if the removal debris not collected by the dust collector 50 adheres to the surface of the cavity formation scheduled portion 15S, the debris can be prevented from entering the corner. , The said refuse can be removed easily.

また、上記のように本工程では、セラミックグリーンシート１Ｓにおける分割溝形成予定部位４Ｓの一部を除去するため、分割溝形成予定部位４Ｓの他の一部が残存する。本工程では、セラミックグリーンシート１Ｓにおける互いに隣り合うキャビティ形成予定部位１５Ｓの間において、分割溝形成予定部位４Ｓの一部を溝状に除去することが好ましい。なお、特に図示しないが、分割溝形成予定部位４Ｓの一部を除去する場合においても、セラミックグリーンシート１Ｓにおける分割溝形成予定部位４Ｓの内壁に角部が非形成とされることとしても良い。 Further, as described above, in this step, in order to remove a part of the division groove formation scheduled portion 4S in the ceramic green sheet 1S, another part of the division groove formation scheduled portion 4S remains. In this step, it is preferable to remove a part of the division groove formation scheduled portion 4S in the shape of a groove between the cavity formation scheduled portions 15S adjacent to each other in the ceramic green sheet 1S. Although not particularly illustrated, even when a part of the division groove formation scheduled portion 4S is removed, a corner portion may be not formed on the inner wall of the division groove formation scheduled portion 4S in the ceramic green sheet 1S.

＜第１プレス工程Ｐ３＞
本工程は、セラミックグリーンシート１Ｓにおいて、除去工程Ｐ２により一部が除去されたキャビティ形成予定部位１５Ｓをプレスすることでキャビティ１５を形成する工程である。 <First Press Process P3>
This step is a step of forming the cavity 15 by pressing the cavity formation scheduled portion 15S partially removed in the removal step P2 in the ceramic green sheet 1S.

図８は、本工程の様子を示す図である。図８に示すように、本工程では、平板状の下側金型５１とキャビティ形成予定部位１５Ｓに入り込みキャビティ１５を形成する凸状の上側金型５２とによりセラミックグリーンシート１Ｓを挟み込んでプレスする。このプレスにより、セラミックグリーンシート１Ｓにおけるキャビティ形成予定部位１５Ｓに位置するセラミック粉は、キャビティ形成予定部位１５Ｓ以外に移動する。また、このプレスにより、セラミックグリーンシート１Ｓを平面視する場合に、キャビティ形成予定部位１５Ｓと重なる部位に位置するセラミック粉の一部は、キャビティ形成予定部位１５Ｓと重ならない位置まで移動する。 FIG. 8 is a diagram showing the state of this process. As shown in FIG. 8, in this step, the ceramic green sheet 1S is sandwiched and pressed by the flat lower mold 51 and the convex upper mold 52 which enters the cavity formation planned portion 15S and forms the cavity 15. . By this press, the ceramic powder located at the cavity formation scheduled portion 15S in the ceramic green sheet 1S moves to other than the cavity formation scheduled portion 15S. In addition, when the ceramic green sheet 1S is viewed in plan, a part of the ceramic powder located in a portion overlapping the cavity formation planned portion 15S is moved to a position not overlapping the cavity formation planned portion 15S by this press.

また、本実施形態では、下側金型５１に振動子５３が設けられており、振動子５３はセラミックグリーンシート１Ｓのプレス時に振動する。この振動子５３の振動により、下側金型５１は振動する。この振動により、凹部形成予定部位であるキャビティ形成予定部位１５Ｓに振動が加えられ、プレス時にセラミックグリーンシート１Ｓを構成するセラミック粉は流動し易くなる。このため、セラミックグリーンシート１Ｓにおけるキャビティ形成予定部位１５Ｓのセラミック粉がキャビティ形成予定部位１５Ｓ以外に移動し易くなると共に、セラミックグリーンシート１Ｓを平面視する場合におけるキャビティ形成予定部位１５Ｓと重なる部位に位置するセラミック粉、すなわちキャビティ形成予定部位１５Ｓよりも下側金型５１側に位置するセラミック粉が、キャビティ形成予定部位１５Ｓと重ならない位置に移動し易くなる。従って、本工程後に、このためキャビティ形成予定部位１５Ｓと重なる部位に位置するセラミック粉の密度が高くなることをより適切に抑制することができる。なお、上記のようにセラミックグリーンシート１Ｓ中のセラミック粉の流動性を高める観点から、振動子５３の振動により下側金型５１は超音波振動することが好ましい。 Further, in the present embodiment, the vibrator 53 is provided on the lower mold 51, and the vibrator 53 vibrates when the ceramic green sheet 1S is pressed. The lower mold 51 vibrates due to the vibration of the vibrator 53. By this vibration, vibration is applied to the cavity formation scheduled portion 15S which is a recess formation scheduled portion, and the ceramic powder constituting the ceramic green sheet 1S becomes easy to flow at the time of pressing. Therefore, the ceramic powder of the cavity formation scheduled portion 15S in the ceramic green sheet 1S is easily moved to other than the cavity formation scheduled portion 15S, and the position is overlapped with the cavity formation scheduled portion 15S in plan view of the ceramic green sheet 1S. The ceramic powder to be formed, that is, the ceramic powder positioned on the lower mold 51 side of the cavity formation planned portion 15S is easily moved to a position not overlapping the cavity formation planned portion 15S. Therefore, it is possible to more appropriately suppress the increase in the density of the ceramic powder located in the portion overlapping the cavity formation planned portion 15S after this step. From the viewpoint of enhancing the flowability of the ceramic powder in the ceramic green sheet 1S as described above, it is preferable that the lower mold 51 be ultrasonically vibrated by the vibration of the vibrator 53.

また、上記のように、除去工程Ｐ２において、互いに隣り合うキャビティ形成予定部位１５Ｓ間における分割溝形成予定部位４Ｓの一部が溝状に除去される場合、プレスにより上記のようにセラミック粉が移動しても、移動したセラミック粉を溝状に除去された除去部分が潰れるように変形して吸収する。従って、分割溝形成予定部位４Ｓの一部が溝状に除去されることで、セラミック粉がより適切に移動することができる。 Further, as described above, in the removal step P2, when a part of the division groove formation scheduled portion 4S between the cavity formation scheduled portions 15S adjacent to each other is removed like a groove, the ceramic powder is moved by the press as described above. Even then, the removed ceramic powder is deformed and absorbed so as to crush the removed portion in the form of grooves. Therefore, the ceramic powder can be more appropriately moved by removing a part of the division groove formation scheduled portion 4S in a groove shape.

こうしてセラミックグリーンシート１Ｓにおいてキャビティ１５が形成される。 Thus, the cavity 15 is formed in the ceramic green sheet 1S.

＜第２プレス工程Ｐ４＞
本工程は、セラミックグリーンシート１Ｓにおいて、除去工程Ｐ２により一部が除去された分割溝形成予定部位４Ｓをプレスすることで分割溝４を形成する工程である。 <Second press process P4>
This step is a step of forming the dividing groove 4 by pressing the dividing groove formation planned portion 4S partially removed in the removing step P2 in the ceramic green sheet 1S.

図９は、本工程の様子を示す図である。図９に示すように、本工程では、平板状の下側金型６１と分割溝形成予定部位４Ｓに入り込み分割溝４を形成する凸状の上側金型６２とによりセラミックグリーンシート１Ｓを挟み込んでプレスする。このプレスにより分割溝４が形成される。 FIG. 9 is a diagram showing the state of this process. As shown in FIG. 9, in this step, the ceramic green sheet 1S is sandwiched by the flat lower mold 61 and the convex upper mold 62 which enters the dividing groove formation planned site 4S and forms the dividing groove 4. Press. The split groove 4 is formed by this press.

また、本工程においても、第１プレス工程Ｐ３と同様にして、下側金型６１に振動子６３が設けられており、振動子６３はセラミックグリーンシート１Ｓのプレス時に振動することが好ましい。この振動子６３の振動により下側金型６１は振動し、凹部形成予定部位である分割溝形成予定部位４Ｓに振動が加えられ、プレス時にセラミックグリーンシート１Ｓを構成するセラミック粉は流動し易くなる。従って、本工程後に、このため分割溝形成予定部位４Ｓと重なる部位に位置するセラミック粉の密度が高くなることをより適切に抑制することができる。また、本工程においても、第１プレス工程Ｐ３と同様にして、振動子６３の振動により下側金型６１は超音波振動することが好ましい。 Also in this process, as in the first pressing process P3, the vibrator 63 is provided on the lower mold 61, and the vibrator 63 preferably vibrates when the ceramic green sheet 1S is pressed. The lower mold 61 vibrates due to the vibration of the vibrator 63, and vibration is applied to the division groove formation scheduled portion 4S which is a recess formation scheduled portion, and the ceramic powder constituting the ceramic green sheet 1S becomes easy to flow at the time of pressing . Therefore, it is possible to more appropriately suppress the increase in the density of the ceramic powder located in the part overlapping the parting groove formation planned part 4S after this process. Also in this process, it is preferable that the lower mold 61 be ultrasonically vibrated by the vibration of the vibrator 63 as in the first pressing process P3.

また、上記のように除去工程Ｐ２において、互いに隣り合うキャビティ形成予定部位１５Ｓ間における分割溝形成予定部位４Ｓの一部が溝状に除去されていれば、第１プレス工程において上記のように溝状に除去された除去部分が潰れるように変形しても、当該除去部分の痕跡は残る。従って、本工程において、凸状の上側金型６２がセラミックグリーンシート１Ｓの分割溝形成予定部位４Ｓに入り易く、プレスされた部位におけるセラミック粉の密度が高くなることを抑えることができる。 Further, as described above, if in the removal step P2 a part of the division groove formation scheduled portion 4S between the cavity formation scheduled portions 15S adjacent to each other is removed in the form of a groove, the groove as described above in the first pressing step Even if the removal portion removed in the shape is deformed to collapse, the trace of the removal portion remains. Therefore, in the present step, the convex upper die 62 easily enters the parting groove formation planned portion 4S of the ceramic green sheet 1S, and it can be suppressed that the density of the ceramic powder in the pressed portion becomes high.

こうして、セラミックグリーンシート１Ｓにおいて分割溝４が形成される。 Thus, the dividing grooves 4 are formed in the ceramic green sheet 1S.

以上の工程により、図２、図３に示す多数個取基板１と略同形状のセラミックグリーンシート１Ｓを得る。 By the above steps, the ceramic green sheet 1S having substantially the same shape as the multi-piece substrate 1 shown in FIGS. 2 and 3 is obtained.

＜焼成工程Ｐ５＞
次に、セラミックグリーンシート１Ｓを焼成する。このとき、上記のように、部品搭載用基板１０がアルミナセラミックスから成る場合には、アルミナが焼結し得る所定の温度（例えば、１４００℃から１８００℃程度の温度）で焼成する。この焼成により、セラミックグリーンシート１Ｓを焼結させて、複数の部品搭載用基板１０が個片として集合して成る基板個片集合部３を有するセラミック基板としての多数個取基板１を得る。 <Firing Process P5>
Next, the ceramic green sheet 1S is fired. At this time, as described above, when the component mounting substrate 10 is made of alumina ceramic, firing is performed at a predetermined temperature (for example, a temperature of about 1400 ° C. to about 1800 ° C.) at which the alumina can be sintered. By this firing, the ceramic green sheets 1S are sintered to obtain a multi-piece substrate 1 as a ceramic substrate having a substrate individual piece collecting portion 3 in which a plurality of component mounting substrates 10 are gathered as individual pieces.

そして、上記のように分割溝４を基準に多数個取基板１を分割することで、セラミック基板としての部品搭載用基板１０を得る。 Then, by dividing the multi-piece substrate 1 based on the dividing grooves 4 as described above, the component mounting substrate 10 as a ceramic substrate is obtained.

以上説明したように、本実施形態のセラミック基板の製造方法によれば、第１プレス工程Ｐ３でキャビティ１５を形成する前に、キャビティ形成予定部位１５Ｓの一部を除去するため、キャビティ形成予定部位１５Ｓがプレスされた後において、プレスによりセラミックグリーンシート中のセラミック粉が移動しても、プレスされた部位におけるセラミック粉の密度が高くなることを抑制できる。同様に、第２プレス工程Ｐ４で分割溝４を形成する前に、分割溝形成予定部位４Ｓの一部を除去するため、分割溝形成予定部位４Ｓがプレスされた後において、プレスによりセラミックグリーンシート中のセラミック粉が移動しても、プレスされた部位におけるセラミック粉の密度が高くなることを抑制できる。従って、セラミック粉の密度に偏りが生じることを抑えることができる。このためセラミックグリーンシート１Ｓを焼結する際、部位により収縮率が異なることを抑制することができる。 As described above, according to the method of manufacturing a ceramic substrate of the present embodiment, the cavity formation scheduled portion 15S is partially removed before the cavity 15 is formed in the first pressing step P3. Even after the 15S is pressed, even if the ceramic powder in the ceramic green sheet is moved by pressing, it is possible to suppress the increase in the density of the ceramic powder at the pressed portion. Likewise, before forming the dividing groove 4 in the second pressing step P4, the ceramic green sheet is pressed by pressing after the dividing groove formation planned portion 4S is pressed in order to remove a part of the division groove forming planned portion 4S. Even if the ceramic powder moves, it is possible to suppress an increase in the density of the ceramic powder at the pressed portion. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of unevenness in the density of the ceramic powder. For this reason, when sintering ceramic green sheet 1S, it can control that a contraction rate changes with parts.

また、本実施形態では、除去工程Ｐ２において、キャビティ形成予定部位１５Ｓの全てを除去せずに当該キャビティ形成予定部位１５Ｓの一部を除去し、同様に分割溝形成予定部位４Ｓの全てを除去せずに当該分割溝形成予定部位４Ｓの一部を除去している。その後、第１プレス工程Ｐ３及び第２プレス工程Ｐ４において、キャビティ形成予定部位１５Ｓ、分割溝形成予定部位４Ｓをプレスしている。このため、キャビティ１５や分割溝４の表面に不要な凹凸が出来ることを抑制することができる。 Further, in the present embodiment, in the removal step P2, a portion of the cavity formation scheduled portion 15S is removed without removing all of the cavity formation scheduled portion 15S, and all of the division groove formation scheduled portion 4S is similarly removed. Instead, a part of the division groove formation scheduled portion 4S is removed. Thereafter, in the first pressing step P3 and the second pressing step P4, the cavity formation scheduled portion 15S and the division groove formation scheduled portion 4S are pressed. Therefore, unnecessary unevenness can be suppressed on the surfaces of the cavity 15 and the dividing groove 4.

こうして本実施形態のセラミック基板の製造方法によれば、寸法精度に優れるセラミック基板を製造することができる。 Thus, according to the method for manufacturing a ceramic substrate of the present embodiment, a ceramic substrate having excellent dimensional accuracy can be manufactured.

また、本実施形態では、除去工程Ｐ２において、レーザ加工によりセラミックグリーンシート１Ｓの一部を除去している。従って、ルータ等を用いた切削加工と異なり、除去工程においてセラミックグリーンシート１Ｓに応力がかかることを抑制することができる。従って、セラミックグリーンシート１Ｓ変形したり、除去工程Ｐ２によりセラミック粉の密度が変化したりすることを抑制することができる。 Further, in the present embodiment, in the removal step P2, a part of the ceramic green sheet 1S is removed by laser processing. Therefore, unlike cutting using a router or the like, it is possible to suppress application of stress to the ceramic green sheet 1S in the removing step. Therefore, it is possible to suppress the deformation of the ceramic green sheet 1S and the change of the density of the ceramic powder in the removing step P2.

以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでは無い。 As mentioned above, although the said embodiment was demonstrated to the example about this invention, this invention is not limited to the said Example.

例えば、上記実施形態では、セラミック基板の例として、部品搭載用基板１０及び多数個取基板１を挙げた。しかし、本発明のセラミック基板は凹部を有するものであれば良く、上記例に限らない。例えば、部品搭載用基板１０が個別にセラミックグリーンシートから製造されるものであり、多数個取基板１から分割されるものでなくても良い。また、セラミック基板が部品を搭載しないものであっても良い。 For example, in the above embodiment, the component mounting substrate 10 and the multi-piece substrate 1 are listed as examples of the ceramic substrate. However, the ceramic substrate of the present invention only needs to have a recess, and is not limited to the above example. For example, the component mounting substrate 10 may be individually manufactured from ceramic green sheets, and may not be divided from the multi-piece substrate 1. Also, the ceramic substrate may be one on which no component is mounted.

また、上記実施形態では、除去工程Ｐ２において、レーザ加工によりセラミックグリーンシート１Ｓの一部を除去した。しかし、本発明の除去工程Ｐ２はこのような方法に限らない。例えば、ルータ等によりセラミックグリーンシート１Ｓの一部を削ることで、除去工程Ｐ２を行っても良い。ただし、上記のようにレーザ加工により除去工程Ｐ２を行う方がセラミックグリーンシート１Ｓの変形を抑制することができるため好ましい。 In the above embodiment, in the removal step P2, a part of the ceramic green sheet 1S is removed by laser processing. However, the removing step P2 of the present invention is not limited to such a method. For example, the removing step P2 may be performed by scraping a part of the ceramic green sheet 1S with a router or the like. However, it is preferable to perform the removing step P2 by laser processing as described above because the deformation of the ceramic green sheet 1S can be suppressed.

また、上記実施形態では、除去工程Ｐ２において、キャビティ形成予定部位１５Ｓの一部及び分割溝形成予定部位４Ｓの一部を除去した。しかし、本発明は、これに限らず、キャビティ形成予定部位１５Ｓの一部及び分割溝形成予定部位４Ｓの一部の一方を除去するものであっても良い。 Further, in the above embodiment, in the removal step P2, a part of the cavity formation scheduled portion 15S and a part of the division groove formation scheduled portion 4S are removed. However, the present invention is not limited to this, and one portion of the cavity formation scheduled portion 15S and one portion of the division groove scheduled portion 4S may be removed.

また、上記除去工程Ｐ２では、集塵機５０により除去カスを集めることとしたが、当該構成は必須では無い。 Further, in the removal step P2, although the removal residue is collected by the dust collector 50, the configuration is not essential.

また、上記実施形態では、第１プレス工程Ｐ３と第２プレス工程Ｐ４とを個別に行ったが、第１プレス工程Ｐ３と第２プレス工程Ｐ４とを同時に行っても良い。ただし、上記のように、除去工程Ｐ２において、互いに隣り合うキャビティ形成予定部位１５Ｓ間における分割溝形成予定部位４Ｓの一部が溝状に除去される場合には、第１プレス工程Ｐ３を第２プレス工程Ｐ４の前に行うことが、セラミック粉をより適切に移動させる観点から好ましい。 Moreover, in the said embodiment, although the 1st press process P3 and the 2nd press process P4 were performed separately, you may perform the 1st press process P3 and the 2nd press process P4 simultaneously. However, as described above, in the removal step P2, when a part of the division groove formation scheduled portion 4S between the cavity formation scheduled portions 15S adjacent to each other is removed like a groove, the first pressing step P3 It is preferable to carry out before the pressing step P4 from the viewpoint of moving the ceramic powder more appropriately.

また、上記実施形態では、第１プレス工程Ｐ３において下側金型５１を振動子５３により振動させ、第２プレス工程Ｐ４において下側金型６１を振動子６３により振動させた。しかし、プレス時における金型の振動は必須では無い。ただし、セラミックグリーンシート１Ｓ中のセラミック粉の流動性を向上させる観点から、金型を振動させることが好ましい。また、金型を振動させる場合であっても、振動させる金型は下側金型５１，６１に限らず上側金型５２，６２であっても良く、下側金型５１，６１及び上側金型５２，６２の双方を振動させても良い。 In the above embodiment, the lower mold 51 is vibrated by the vibrator 53 in the first pressing step P3, and the lower mold 61 is vibrated by the vibrator 63 in the second pressing step P4. However, vibration of the mold at the time of pressing is not essential. However, from the viewpoint of improving the flowability of the ceramic powder in the ceramic green sheet 1S, it is preferable to vibrate the mold. Further, even in the case of vibrating the mold, the mold to be vibrated is not limited to the lower molds 51 and 61 but may be the upper molds 52 and 62, and the lower molds 51 and 61 and the upper metal Both of the molds 52 and 62 may be vibrated.

以上説明したように本発明によれば、本発明によれば、寸法精度に優れるセラミック基板の製造方法が提供され、部品搭載用のセラミック基板や他のセラミック基板を製造する分野で利用することができる。 As described above, according to the present invention, according to the present invention, a method of manufacturing a ceramic substrate excellent in dimensional accuracy is provided, and used in the field of manufacturing a ceramic substrate for mounting components and other ceramic substrates. it can.

１・・・多数個取基板
１Ｓ・・・セラミックグリーンシート
３・・・基板個片集合部
４・・・分割溝（凹部）
４Ｓ・・・分割溝形成予定部位（凹部形成予定部位）
５・・・基板縁部
１０・・・部品搭載用基板
１１・・・基体部
１２・・・枠体部
１５・・・キャビティ（凹部）
１５Ｓ・・・キャビティ形成予定部位（凹部形成予定部位）
５１，６１・・・下側金型
５２，６２・・・上側金型
５３，６３・・・振動子
Ｐ１・・・準備工程
Ｐ２・・・除去工程
Ｐ３・・・第１プレス工程
Ｐ４・・・第２プレス工程
Ｐ５・・・焼成工程 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... many preparation board | substrate 1S ... ceramic green sheet 3 ... board | substrate piece collection part 4 ... split groove | channel (recess)
4S ・・・ Division groove formation planned part (recessed part formation planned part)
5: Substrate edge portion 10: Component mounting substrate 11: Base portion 12: Frame portion 15: Cavity (concave portion)
15S ・・・ Cavity formation planned part (recessed part formation planned part)
51, 61 ··· Lower mold 52, 62 · · · Upper mold 53, 63 ··· Vibrator P1 · · · Preparation process P2 · · · Removal process P3 · · · 1st press process P4 · · · Second pressing step P5: firing step

Claims

A method of manufacturing a ceramic substrate having a recess, comprising:
A preparing step of preparing a ceramic green sheet to be a ceramic sintered body by firing;
A removal step of removing a part of a recess formation scheduled portion which is a region where the recess is to be formed in the ceramic green sheet;
A pressing step of forming the concave portion in the ceramic green sheet by pressing the concave portion formation scheduled portion after the removing step;
A firing step of firing the ceramic green sheet subjected to the pressing step;
A method of manufacturing a ceramic substrate, comprising:

The method of manufacturing a ceramic substrate according to claim 1, wherein in the removing step, a part of the concave portion formation scheduled portion is removed by laser processing.

The method according to claim 1, wherein a corner portion is not formed on the inner wall of the removed portion of the ceramic green sheet in the removing step.

The method for manufacturing a ceramic substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein in the pressing, vibration is applied to the portion where the recess is to be formed.

The method for manufacturing a ceramic substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the recess is a cavity in which an electronic component is mounted.

The ceramic substrate is a multi-piece substrate which is divided into a plurality of substrate pieces,
The method for manufacturing a ceramic substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the recess is a dividing groove for dividing into the plurality of substrate pieces.