JP2006041310A - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 分割性を向上させるとともに分割時におけるメタライズ層の剥がれを抑制した多数個取り配線基板を提供すること。
【解決手段】 複数の配線基板領域１０２が縦横に配列形成された母基板１０１と、母基板１０１の上面１１１または下面１１２の配線基板領域１０２同士の境界１０９に形成された分割溝１０３と、境界１０９同士が交わる部位に形成された貫通孔１０４と、貫通孔１０４の内面に被着されたメタライズ層１０５とを備えている。メタライズ層１０５は、貫通孔１０４の内面の境界１０９を含む領域が露出されるように被着されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、母基板の中央部に複数の配線基板領域が縦横に配列形成された多数個取り配線基板に関するものである。

半導体素子や水晶振動子等の電子部品が搭載される配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックス材料から成り、表面に配線導体が形成された四角平板状の複数のセラミック絶縁層が積層されて成る。この配線基板に電子部品が搭載され、配線導体に電子部品の電極が半田やボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されることにより電子装置が形成される。

ここで、この配線基板は、近年の電子装置の小型化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の容易化を図り、配線基板の製造効率および電子装置の製造効率を向上させるために、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多数個取り配線基板の形態で製造されている。

この多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域が縦横に配列形成されるとともに外周部に枠状の捨て代領域が形成された母基板と、母基板の上面または下面の配線基板領域同士の境界に形成された分割溝と、境界同士が交わる部位に形成された貫通孔とを備えている。

そして、配線基板領域の搭載部に電子部品を搭載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、配線基板領域の上面に搭載部を塞ぐようにして金属やガラス等から成る蓋体を接合することにより、搭載部の内部に電子部品を気密封止することによって、多数の電子装置が縦横に配列形成される。その後、この多数個取りの状態の電子装置を個々の配線基板領域に分割することにより、複数の電子装置が形成される。なお、配線基板領域への電子部品の搭載は、多数個取り配線基板を個々の配線基板領域に分割した後に行われる場合もある。

ここで、貫通孔の内面にはメタライズ層が形成されており、メタライズ層を介して隣接する配線基板領域の各配線導体が導通されている。これにより、複数の配線基板領域の各配線導体同士が互いに電気的に接続され一括してめっき用の電流が供給される。また、この貫通孔に形成されたメタライズ層は、基板の上下面に経営された配線導体を導通させる機能を有している。

また、分割溝は、複数の配線基板領域を個片化するために、配線基板領域同士の境界に形成されている。このため、貫通孔には、分割溝が横切るようにして形成されている。分割溝は、例えば、母基板となるセラミックスグリーンシートの積層体の上面または下面に金属刃や金型等を押しつけることにより形成される。この分割溝を用いた母基板の分割は、分割溝に沿って母基板に曲げ応力を加え、母基板の分割溝からこれに対向する面にかけて亀裂を入れ、母基板を破断させることにより行なわれる。このような従来の多数個取り配線基板を開示するものとして下記文献がある。
特開２００３−２４９５９３号公報

しかしながら、従来の多数個取り配線基板において、貫通孔の内面にはメタライズ層が被着されていることから、分割溝に沿って母基板を破断させて分割する際にメタライズ層が分割の妨げとなり、分割後の配線基板（個片化された配線基板）にバリや欠け等が生じてしまう可能性があるという問題があった。

特に、近年の電子装置の小型化に伴って配線基板の小型化が進み、配線基板は、例えば一辺の長さが３ｍｍ以下と非常に小さくなってきている。このように配線基板が小型化されると、それに応じて配線基板領域同士の境界に形成される貫通孔の内寸も小さくなり、大きい貫通孔の内面に被着されたメタライズ層に比べて、その表面に被着されるめっき層の厚さが相対的に厚くなってきた。母基板を分割溝に沿って分割する際に、その厚いめっき層が妨げとなり、配線基板のバリや欠けといった問題の発生がさらに顕著となってきた。

また、貫通孔の内寸が小さくなることにより、メタライズ層と貫通孔との接合面積も小さくなり、分割時の亀裂によりメタライズ層が貫通孔の内面から剥がれてしまう可能性がでてきた。特に、母基板の亀裂の終端側（分割溝の反対側）において、メタライズ層が剥がれてしまう可能性が高くなる。

本発明はかかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、分割性を向上させるとともに分割時におけるメタライズ層の剥がれを抑制した多数個取り配線基板を提供することにある。

本発明の多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域が縦横に配列形成された母基板と、該母基板の上面または下面の前記配線基板領域同士の境界に形成された分割溝と、前記境界同士が交わる部位に形成された貫通孔と、該貫通孔の内面に被着されたメタライズ層とを備えており、前記メタライズ層は、前記貫通孔の前記内面の前記境界を含む領域が露出されるように被着されていることを特徴とするものである。

また、本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、前記メタライズ層が、前記貫通孔の前記内面の前記分割溝の底部を含む領域が露出されるように被着されていることを特徴とするものである。

また、本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、前記メタライズ層が、前記貫通孔の前記内面の前記下面側の端部または前記上面側の端部を含む領域が露出されるように被着されていることを特徴とするものである。

また、本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、前記メタライズ層が、前記貫通孔の前記内面の全周にわたって被着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は、メタライズ層が、貫通孔の内面の境界を含む領域が露出されるように被着されていることにより、貫通孔の内面の境界を含む領域においてメタライズ層の強度を低減させることができ、メタライズ層による母基板の分割の妨げを抑制し分割性を向上させることができる。そして、分割性を向上させることにより、配線基板におけるバリや欠け等の発生を抑制することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板によれば、好ましくは、メタライズ層が、貫通孔の内面の分割溝の底部を含む領域が露出されるように被着されていることにより、分割溝が形成されている側から亀裂を入れる際に、亀裂を入れるために加える外力を小さなものとすることができ、分割性をさらに向上させることが可能となる。そして、分割性を向上させることにより、配線基板におけるバリや欠け等の発生を抑制することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板によれば、好ましくは、メタライズ層が、貫通孔の内面の下面側の端部または上面側の端部を含む領域が露出されるように被着されていることにより、貫通孔の内面の下面側の端部または上面側の端部の強度を低減させることができ、メタライズ層による母基板の分割の妨げを抑制し分割性を向上させることができる。そして、分割性を向上させることにより、配線基板におけるバリや欠け等の発生を抑制することができる。

また、メタライズ層が、貫通孔の内面の下面側の端部または上面側の端部を含む領域が露出されるように被着されていることにより、貫通孔の内面の下面側の端部または上面側の端部（すなわち、分割溝が形成された面とは逆面側の端部）から生じるメタライズ層の剥離を抑制することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板によれば、好ましくは、メタライズ層が、貫通孔の内面の全周にわたって被着されていることにより、母基板に縦横に配列形成された配線基板領域において、隣り合う配線基板領域の配線導体同士を貫通孔の内面に形成されたメタライズ層を介して電気的に接続することができ、各配線基板領域に形成された配線導体のめっき処理を効率的に行うことができる。

本発明の多数個取り配線基板について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１を用いて本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第１の例について説明する。図１（ａ）は、本発明の多数個取り配線基板の第１の例の構造を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した多数個取り配線基板のＸ−Ｘ’線における断面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示した多数個取り配線基板のＹ−Ｙ’線における断面図である。

本発明の多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域１０２が縦横に配列形成された母基板１０１と、母基板の上面または下面に形成された分割溝１０３と、境界同士が交わる部位に形成された貫通孔１０４と、貫通孔１０４の内面に被着されたメタライズ層１０５とを備えている。

母基板１０１は、酸化アルミニウム質焼結体（セラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックス材料から成り、複数の絶縁層が積層されて成る。母基板１０１は、中央部に複数の配線基板領域１０２が縦横に全体として四角形状に配列形成されている。

この母基板１０１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム等の原料粉末をシート状に成形したセラミックスグリーンシート（以下、グリーンシートという）を複数枚準備するとともに縦横に区画して配線基板領域１０２および捨て代領域１０６を設け、次に、このグリーンシートに打ち抜き加工を施した後、積層，焼成することによって形成される。

配線基板領域１０２は、例えば、一辺の長さが２．０〜２０．０ｍｍ程度で厚みが０．４〜２．０ｍｍ程度の四角形状である。各配線基板領域２の上面１１１の中央部には、電子部品を収納し搭載するための凹部から成る搭載部１０７が設けられている。各配線基板領域１０２には、それぞれ配線導体１０８が形成されている。

配線導体１０８は、搭載部１０７に搭載される電子部品の電極とボンディングワイヤや半田等を介して電気的に接続され、配線基板領域１０２の側面または下面に導出された導電路として機能する。配線導体１０８は、タングステン，モリブデン，銅，銀等の金属材料から成る。配線導体１０８は、例えばタングステンから成る場合であれば、タングステンの金属ペーストを母基板１０１となるグリーンシートに所定のパターンで印刷しておき、グリーンシートと同時焼成することにより形成される。

配線導体１０８の表面に、酸化腐食を抑制するとともに半田やボンディングワイヤを接続する際の半田の濡れ性、ボンディングワイヤの接続性等の特性を向上させるために、ニッケルや金等のめっき層（図示せず）が被着されている。配線導体１０８にめっきを施すには、多数個取り配線基板をニッケル，金等のめっき液中に浸漬し、配線導体１０８に所定のめっき用電流を供給する。母基板１０１の対向する一対の辺にはめっき導通用パターン１１０が、配線導体１０８に電気的に接続されるように形成されており、めっき用治具（ラック）に設けられた導通用端子（図示せず）をめっき導通用パターン１１０に接触させるとともに、導通用端子の一対の端部でめっき導通用パターン１１０を上下から挟み込むことにより、電源から導通用端子とめっき導通用パターン１１０とを介して配線導体１０８にめっき用電流が供給される。

捨て代領域１０６は、母基板１０１の外周部に枠状に形成されている。捨て代領域１０６は、多数個取り配線基板の取り扱いを容易とすることや、上述のように、配線導体１０８にめっき層を被着させる際のめっき層の形成を容易にし、かつ均一で安定したものとすること等のために形成されている。

分割溝１０３は、配線基板領域１０２同士の境界１０９に形成されている。図１に示した本発明の第１の例の多数個取り配線基板において、分割溝１０３は、母基板１０１の上面１１１に形成されている。分割溝１０３は、母基板１０１を各配線基板領域１０２に分割する工程において分割効率を向上させるために形成されているものである。分割溝１０３を中心として母基板１０１を撓ませることにより、分割溝１０３の底部から対向面（図１の例では下面１１２）にかけて母基板１０１が破断され分割される。なお、分割溝１０３は、母基板１０１の上下両面に形成してもよい。また、分割溝１０３は、配線基板領域１０２と捨て代領域１０６との境界１０９にも形成されていることが望ましい。この分割溝１０３は、例えば、母基板１０１となるグリーンシートの積層体の上面の配線基板領域１０２の境界に金属刃や金型等を押圧して所定の深さで切り込みを入れることにより形成される。

メタライズ層１０５は、貫通孔１０４の内面の境界１０９を含む領域が露出されるように被着されている。すなわち、図１に示した本発明の第１の例の多数個取り配線基板において、貫通孔１０４の内面のうち上下方向で配線基板領域１０２間の境界線と重なる領域にメタライズ層１０５の非形成領域１１４が設けられている。この構成により、配線基板領域１０２同士の境界１０９に形成された分割溝１０９に沿って配線基板を分割する際に、貫通孔１０４の内面に被着されたメタライズ層１０５の強度を境界１０９において低減させ、配線基板の分割性を向上させることができる。そして、分割性を向上させることにより、配線基板におけるバリや欠け等の発生を抑制することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板において、メタライズ層１０５は、貫通孔１０４の内面の下面側の端部または上面側の端部を含む領域が露出されるように被着されていることが好ましい。図１に示した本発明の第１の例の多数個取り配線基板において、メタライズ層１０５は、貫通孔１０４の内面の下面１１２側の端部を含む領域が露出されるように被着されている。すなわち、貫通孔１０４の内面の下面１１２側の端部を含む領域にメタライズ層１０５の非形成領域１１４が設けられている。本発明の多数個取り配線基板は、このような構成により、貫通孔の内面の下面側の端部または上面側の端部の強度を低減させることができ、メタライズ層による母基板の分割の妨げを抑制し分割性を向上させることができる。そして、分割性を向上させることにより、配線基板におけるバリや欠け等の発生を抑制することができる。また、メタライズ層が、貫通孔の内面の下面側の端部または上面側の端部を含む領域が露出されるように被着されていることにより、貫通孔の内面の下面側の端部または上面側の端部（すなわち、分割溝が形成された面とは逆面側の端部）から生じるメタライズ層の剥離を抑制することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板において、メタライズ層１０５は、貫通孔１０４の内面の全周にわたって被着されていることが好ましい。図１に示した本発明の第１の例の多数個取り配線基板において、メタライズ層１０５は、第１の領域１１３において貫通孔１０４の内面の全周にわたって被着されている。本発明の多数個取り配線基板は、このような構成により、母基板に縦横に配列形成された配線基板領域において、隣り合う配線基板領域の配線導体同士を貫通孔の内面に形成されたメタライズ層を介して電気的に接続することができ、各配線基板領域に形成された配線導体のめっき処理を効率的に行うことができる。

電子部品（図示せず）が、配線基板領域１０２の搭載部１０７に搭載されとともに、電子部品の電極が、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搭載部１０２またはその周辺に露出されている配線導体１０８に電気的に接続される。金属やガラス等から成る蓋体が、配線基板領域１０２の上面１１１に搭載部１０７を塞ぐようにして接合される。または、エポキシ樹脂等から成る樹脂製充填材が、搭載部１０７内に充填される。このように、搭載部１０７の内部に電子部品が気密封止されることによって、多数の電子装置が、縦横に配列および形成された多数個取りの状態に形成される。そして、この多数個取りの状態の電子装置が、個々の配線基板領域１０２毎に分割されることにより、多数個の製品としての電子装置が形成される。なお、配線基板領域１０２への電子部品の搭載は、多数個取り配線基板を個々の配線基板領域１０２に分割された後に行われてもよい。

次に、図２を用いて本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第２の例について説明する。図２（ａ）は、本発明の多数個取り配線基板の第２の例の構造を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した多数個取り配線基板のＸ−Ｘ’線における断面図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示した多数個取り配線基板のＹ−Ｙ’線における断面図である。本発明の多数個取り配線基板は、母基板１０１の上面１１１および下面１１２に分割溝１０３，２０３が形成されている。

メタライズ層２０５は、貫通孔１０４の内面の境界１０９を含む領域が露出されるように被着されている。すなわち、図２に示した本発明の第２の例の多数個取り配線基板において、貫通孔１０４の内面のうち上下方向で配線基板領域１０２間の境界線と重なる領域にメタライズ層２０５の非形成領域２１４が設けられている。このような構成により、配線基板領域１０２同士の境界１０９に形成された分割溝１０９に沿って配線基板を分割する際に、貫通孔１０４の内面に被着されたメタライズ層１０５の強度を境界１０９において低減させ、配線基板の分割性を向上させることができる。そして、分割性を向上させることにより、配線基板におけるバリや欠け等の発生を抑制することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板において、メタライズ層１０５は、貫通孔１０４の内面の全周にわたって被着されていることが好ましい。図２に示した本発明の第２の例の多数個取り配線基板において、メタライズ層２０５は、第２の領域２１３において貫通孔１０４の内面の全周にわたって被着されている。本発明の多数個取り配線基板は、このような構成により、母基板に縦横に配列形成された配線基板領域において、隣り合う配線基板領域の配線導体同士を貫通孔の内面に形成されたメタライズ層を介して電気的に接続することができ、各配線基板領域に形成された配線導体のめっき処理を効率的に行うことができる。

また、本発明の多数個取り配線基板において、メタライズ層１０５は、前記貫通孔の前記内面の前記分割溝の底部を含む領域が露出されるように被着されていることが好ましい。図２に示した本発明の第２の例の多数個取り配線基板において、メタライズ層２０５は、貫通孔１０４の内面の分割溝２０３の底部を含む領域が露出されるように被着されている。すなわち、図２に示した本発明の第２の例の多数個取り配線基板において、貫通孔１０４の内面の分割溝２０３の底部を含む領域にメタライズ層２０５の非形成領域２１４が形成されている。本発明の多数個取り配線基板は、このような構成により、分割溝が形成されている側から亀裂を入れる際に、亀裂を入れるために加える外力を小さなものとすることができ、分割性をさらに向上させることが可能となる。そして、分割性を向上させることにより、配線基板におけるバリや欠け等の発生を抑制することができる。

なお、図１，２に示した例において、貫通孔１０４は、配線基板領域１０２の角部に形成されているが、配線基板領域１０２の角部のみではなく配線基板領域１０２の各辺にも形成されていてもよい。

（ａ）は、本発明の多数個取り配線基板の第１の例の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した多数個取り配線基板のＸ−Ｘ’線における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した多数個取り配線基板のＹ−Ｙ’線における断面図である。 （ａ）は、本発明の多数個取り配線基板の第２の例の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した多数個取り配線基板のＸ−Ｘ’線における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した多数個取り配線基板のＹ−Ｙ’線における断面図である。

符号の説明

１０１・・・母基板
１０２・・・配線基板領域
１０３・・・分割溝
１０４・・・貫通孔
１０５・・・メタライズ層
１０６・・・捨て代領域
１０７・・・搭載部
１０８・・・配線導体
１０９・・・境界
１１０・・・めっき導通用パターン
１１１・・・上面
１１２・・・下面
１１３・・・第１の領域
１１４・・・非形成領域

Claims (4)

1. 複数の配線基板領域が縦横に配列形成された母基板と、該母基板の上面または下面の前記配線基板領域同士の境界に形成された分割溝と、前記境界同士が交わる部位に形成された貫通孔と、該貫通孔の内面に被着されたメタライズ層とを備えており、前記メタライズ層は、前記貫通孔の前記内面の前記境界を含む領域が露出されるように被着されていることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記メタライズ層は、前記貫通孔の前記内面の前記分割溝の底部を含む領域が露出されるように被着されていることを特徴とする請求項１記載の多数個取り配線基板。
3. 前記メタライズ層は、前記貫通孔の前記内面の前記下面側の端部または前記上面側の端部を含む領域が露出されるように被着されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多数個取り配線基板。
4. 前記メタライズ層は、前記貫通孔の前記内面の全周にわたって被着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多数個取り配線基板。

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