JP2005136172A

JP2005136172A - 多数個取り配線基板

Info

Publication number: JP2005136172A
Application number: JP2003370449A
Authority: JP
Inventors: Seishi Yamashiro; 征志山城
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】各配線基板領域の特に角部にカケやクラック等の機械的な破壊を発生させることなく個々の配線基板に分割することができる多数個取り配線基板を提供すること。
【解決手段】多数個取り配線基板は、主面に四角形状の配線基板領域２が縦横に複数配列形成されたセラミック母基板１と、セラミック母基板１の主面およびそれに対向する主面の少なくとも一方に、配線基板領域２同士の境界に沿って縦横に分割溝３が設けられた多数個取り配線基板４において、配線基板領域２は、各角部に断面が四角形状の貫通孔６がその各角が分割溝３上に位置するようにそれぞれ形成されることによって各角部が平面状に面取りされており、貫通孔６は、各角に分割溝３よりも幅の広い孔部７がそれぞれ形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子や弾性表面波素子等の電子部品が搭載される配線基板領域を、広面積のセラミック母基板の主面の中央部に縦横に多数個配列して成る多数個取り配線基板に関するものである。

従来、例えば半導体素子や弾性表面波素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）等のセラミックス材料から成る四角平板状の絶縁基体の上面に電子部品を搭載するための電子部品の搭載部を有し、この搭載部またはその周辺から絶縁基体の下面にかけてタングステン等の金属材料から成る複数の配線導体が配設された構造を有している。

そして、絶縁基体の搭載部に電子部品を搭載し固定するとともに電子部品の電極をボンディングワイヤや半田等の電気的接続手段を介して配線導体に電気的に接続し、必要に応じて電子部品を樹脂や蓋体で気密封止することによって製品としての電子装置となる。

このような配線基板は、近時の電子装置の小型化の要求に伴い、その大きさが数ｍｍ角程度の極めて小さなものとなってきており、配線基板の取り扱いを容易とするために、また配線基板および電子装置の製作を効率よく行なうために、１枚の広面積の母基板から多数個の配線基板を同時集約的に得るようにした、いわゆる多数個取り配線基板の形態で製作されている。

多数個取り配線基板は、一般に、平板状のセラミック母基板の主面の中央部に配線基板となる四角形状の配線基板領域が縦横に複数配列形成された構造を有している。なお、多数個取り配線基板の取り扱いを容易とすること等のために、セラミック母基板の外周部に、配線基板領域を取り囲むようにしてダミー領域が形成された構造も一般的である。

このセラミック母基板の配線基板領域が形成された上面および下面の少なくとも一方には、配線基板領域同士の境界に沿って分割溝が縦横に設けられている。そして、分割溝に沿ってセラミック母基板を分割することによって、個々の配線基板を得ることができる。分割溝に沿ったセラミック母基板の分割とは、分割溝に沿ってセラミック母基板に曲げ応力を加え、機械的強度の弱い分割溝に沿った部位でセラミック母基板を破断させることである。

多数個取り配線基板は、まず、酸化アルミニウム等の原料粉末を有機バインダーとともにシート状に成形して複数のセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を形成し、次に各グリーンシートに導体ペーストを所定の配線導体等のパターンに印刷するとともに上下に積層し、次に、このグリーンシートの積層体の主面に、各配線基板領域を区画するようにして縦横に分割溝を形成し、その後、この積層体を焼成することにより形成される。

しかしながら、このような多数個取り配線基板においては、分割溝に沿ってセラミック母基板を分割する（破断させる）ときの機械的衝撃により、四角形状の配線基板領域の角部にカケやクラック等の機械的な破壊が発生しやすいという問題があった。そのため、多数個取り配線基板の形態で製作される個々の配線基板に、機械的な強度の不足や、カケ，クラック等の機械的な破壊等が発生しやすく、気密封止等の信頼性が低いという問題を生じていた。

このような問題に対しては、各配線基板領域について、各角部に断面が四角形状の貫通孔を、その各角が分割溝上に位置するようにして形成することによって配線基板領域の各角部を平面状に面取りしておくという手段が考えられる。すなわち、配線基板領域の各角部を平面状に面取りすることにより、セラミック母基板を分割する際の機械的衝撃が各角部に作用しても、角部を面取りしてあるので機械的な破壊が生じにくくなり、その結果、分割して得られる個々の配線基板について機械的な強度を確保することができるとともに、カケ，クラック等の機械的な破壊等の発生を効果的に防止することができる。

なお、配線基板領域について、各角部に断面が四角形状の貫通孔を、その各角が分割溝上に位置するようにして形成するには、多数個取り配線基板となるグリーンシートの積層体のうち配線基板領域の角部において、縦横の分割溝が交わる交点を中心にして、かつ角部が分割線上に位置するようにして、四角形状の打抜きピンで打抜き加工を施す等の方法を用いることができる。
特開２０００−１１４４１１号公報

しかしながら、上述のように、各配線基板領域について、各角部に断面が四角形状の貫通孔をその各角が分割溝上に位置するようにそれぞれ形成することによって配線基板領域の各角部を平面状に面取りしても、分割溝や貫通孔の形成位置がわずかにずれる場合があり、この場合、貫通孔の角が分割溝からずれてしまう。そのため、配線基板領域の角部を平面状に面取りすることができず、かえって配線基板領域の角部を複雑に入り組んだ形状としてしまい、カケやクラック等の機械的な破壊が発生しやすくなるという問題を誘発してしまう。また、配線基板領域の角部を面取りしている面とそれに隣接している面との間が角張っているのでクラック等が発生しやすい。

特に、近時、絶縁基体の材料として、銅や銀等の低電気抵抗の金属材料との同時焼成が可能なガラスセラミック焼結体が多用されるようになってきており、このようなガラスセラミック焼結体の機械的強度は、一般に、酸化アルミニウム質焼結体に比べて弱いため、上記のようなカケやクラック等の機械的な破壊の発生が顕著なものとなってきている。

したがって、本発明は上記従来の問題点を解決するために完成されたものであり、その目的は、セラミック母基板に多数の配線基板領域を配列形成するとともに、各配線基板領域の境界に沿って分割溝を形成した構造を有する多数個取り配線基板において、各配線基板領域の角部にカケやクラック等の機械的な破壊を発生させることなく個々の配線基板に分割することができる多数個取り配線基板を提供することである。

本発明の多数個取り配線基板は、主面に四角形状の配線基板領域が縦横に複数配列形成されたセラミック母基板と、該セラミック母基板の前記主面およびそれに対向する主面の少なくとも一方に、前記配線基板領域同士の境界に沿って縦横に分割溝が設けられた多数個取り配線基板において、前記配線基板領域は、各角部に断面が四角形状の貫通孔がその各角が前記分割溝上に位置するようにそれぞれ形成されることによって前記各角部が平面状に面取りされており、前記貫通孔は、前記各角に前記分割溝よりも幅の広い孔部がそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。

本発明の多数個取り配線基板によれば、配線基板領域同士の境界に沿って縦横に分割溝が設けられているとともに、配線基板領域は、各角部に断面が四角形状の貫通孔がその各角が分割溝上に位置するようにそれぞれ形成されることによって各角部が平面状に面取りされていることから、セラミック母基板を分割するときの機械的衝撃が各角部に作用したとしても、角部を平面状に面取りしてあるので機械的な破壊が生じにくくなる。

また、本発明の多数個取り配線基板によれば、貫通孔は、各角に分割溝よりも幅の広い孔部（切欠き部）がそれぞれ形成されていることから、分割溝や貫通孔の形成位置が多少ずれたとしても角部を面取りしている面とそれに隣接する面との間が角張った形状となることはなく、分割溝が孔部を通るため、分割される各配線基板領域の角部は貫通孔から孔部にかけて滑らかに連続してつながる面で面取りすることができる。その結果、分割して得られる個々の配線基板について、分割溝や貫通孔の形成位置のずれの有無にかかわらず、角部が滑らかに連続した面で形成されているので、確実に機械的な強度を確保することができるとともに、カケ，クラック等の機械的な破壊等の発生を効果的に防止することができる。

本発明の多数個取り配線基板を添付図面に基づき以下に詳細に説明する。図１は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例を示す平面図である。図１において、１はセラミック母基板、２は配線基板領域、３は分割溝である。これらのセラミック母基板１，配線基板領域２および分割溝３により、多数個取り配線基板４が主に構成されている。

セラミック母基板１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）やムライト質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，炭化珪素質焼結体等のセラミック材料やガラスセラミックス焼結体等のセラミックスから成る。セラミック母基板１は、主面に四角形状の配線基板領域２が縦横に複数配列形成されている。また、セラミック母基板１の主面およびそれに対向する主面の少なくとも一方には、配線基板領域２同士の境界に沿って縦横に分割溝３が設けられており、この分割溝３に沿ってセラミック母基板１を分割することにより配線基板領域２が個々の配線基板に分割される。

このセラミック母基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウム，酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダや可塑剤，溶剤等を添加混合して泥漿物を作り、その泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロール法によって複数のグリーンシート（生シート）と成し、次に、これらのグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに積層し、その後、グリーンシートの積層体の主面を縦横に区画して複数の配線基板領域を配列形成するとともに、その主面およびそれに対向する主面の少なくとも一方に、配線基板領域同士の境界に沿って縦横に切り込みを入れて分割溝を形成し、最後に積層体を約１６００℃の温度で焼成することによって作製される。

また、セラミック母基板１の各配線基板領域２は、その表面および内部に配線導体５が形成されている。そして、例えば、各配線基板領域２の表面に電子部品（図示せず）を搭載するとともに、配線導体５の露出部分に電子部品の電極をボンディングワイヤや半田等を介して電気的に接続することにより、多数個の電子装置が配列形成されることになり、セラミック母基板１を分割溝３に沿って分割することにより多数個の電子装置が同時集約的に作製される。

なお、電子部品の搭載は、多数個取り配線基板４を個々の配線基板領域２に分割して多数個の配線基板を形成した後、各配線基板に対して個別に行ってもよい。

本発明の多数個取り配線基板４においては、図２に示すように、配線基板領域２は、各角部に断面が四角形状の貫通孔６がその各角が分割溝３上に位置するようにそれぞれ形成されることによって各角部が平面状に面取りされており、貫通孔６は、各角に分割溝３よりも幅の広い孔部７がそれぞれ形成されている。この構成により、セラミック母基板４を分割するときの機械的衝撃が各配線基板領域２の角部に作用したとしても、その角部を平面状に面取りしてあるので機械的な破壊が生じにくくなる。

また、貫通孔６の各角に分割溝３よりも幅の広い孔部（切欠き部）７がそれぞれ形成されていることから、分割溝３や貫通孔６の形成位置が多少ずれたとしても、角部を面取りしている面とそれに隣接する面との間が角張った形状となることはなく、分割溝３が孔部７を通るため、分割される各配線基板領域２の角部は貫通孔６から孔部７にかけて滑らかに連続してつながる面で面取りすることができる。その結果、本発明の多数個取り配線基板４を分割して得られる個々の配線基板について、分割溝３や貫通孔６の形成位置のずれの有無にかかわらず、確実に機械的な強度を確保することができるとともに、カケ，クラック等の機械的な破壊等の発生を効果的に防止することができる。

なお、貫通孔６は、横断面形状（開口形状）が正方形であることが好ましい。この場合、配線基板領域２の各辺の長さが同じ四角形となるため、セラミック母基板４を分割するとき、機械的応力が均等に分散され、より一層確実にカケ，クラック等の機械的な破壊等の発生を効果的に防止することができる。

また、貫通孔６の大きさは、配線基板領域２のうち配線導体５が形成されている部位に入り込まない程度であれば、配線基板領域２の大きさ（辺の長さ）やセラミック母基板１の厚み等に応じて適宜決めるようにすればよい。

貫通孔６の各角に形成される孔部７は、セラミック母基板１を貫通していることが好ましい。孔部７がセラミック母基板１を貫通していると、セラミック母基板４を分割するとき、孔部７の厚み方向で機械的応力が集中するところが無く、より一層確実にカケ，クラック等の機械的な破壊の発生を防止することができる。

また、孔部７は、分割溝３に沿って長軸が位置する楕円状（半楕円状）であることが好ましい。孔部７をこのような形状とすることにより、セラミック母基板４を分割するときに、機械的に応力が孔部７の先端部に集中して孔部７の先端部から分割溝３に沿って分割されるため、他の部分から分割が始まることなく、より一層確実にカケ，クラック等の機械的な破壊の発生を防止することができる。

この貫通孔６の各角に孔部７を形成する方法としては、セラミック母基板１となるグリーンシートやその積層体に打抜き加工を施して貫通孔６を形成した後、その貫通孔６の各角部分から外側に一定の幅で打抜き加工を施すこと等の方法を用いることができる。

また、貫通孔６や孔部７は、その内側面にメタライズ層を被着させておいてもよい。この場合、貫通孔６や孔部７の内側面を保護して靭性を向上させ、カケやクラック等が発生することをより効果的に防止することができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、配線導体５の露出表面にニッケルや金等のめっき層を被着させて、配線導体５の酸化腐食を有効に防止するとともに、配線導体５に対するボンディングワイヤのボンディング性や半田の濡れ性等を向上させるようにしてもよい。

本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例を示す平面図である。図１に示す多数個取り配線基板の要部拡大平面図である。

符号の説明

１・・・セラミック母基板
２・・・配線基板領域
３・・・分割溝
４・・・多数個取り配線基板
５・・・配線導体
６・・・貫通孔
７・・・孔部

Claims

主面に四角形状の配線基板領域が縦横に複数配列形成されたセラミック母基板と、該セラミック母基板の前記主面およびそれに対向する主面の少なくとも一方に、前記配線基板領域同士の境界に沿って縦横に分割溝が設けられた多数個取り配線基板において、前記配線基板領域は、各角部に断面が四角形状の貫通孔がその各角が前記分割溝上に位置するようにそれぞれ形成されることによって前記各角部が平面状に面取りされており、前記貫通孔は、前記各角に前記分割溝よりも幅の広い孔部がそれぞれ形成されていることを特徴とする多数個取り配線基板。