JP2007036002A - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 分割溝の形成位置および深さの精度を向上させた多数個取り配線基板を提供すること。
【解決手段】 母基板１０１には、複数の配線基板領域１０２同士の境界１０９に分割溝１１０が形成されており、複数の配線基板領域１０２同士の境界１０９の延長上の捨て代領域１０３に、複数層の各層の表面の一部が露出されるように開口部１０４が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、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となる多数の配線基板領域が縦横の並びに一体的に配列、形成された多数個取り配線基板に関するものである。

従来、例えば半導体素子や水晶振動子等の電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる小型の配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料から成り、表面にタングステン等の金属材料から成る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た構造である。この配線基板に電子部品を収納し、電子部品の電極を配線導体に半田やボンディングワイヤ等を介して電気的に接続することにより電子装置が製造される。

ところで、このような配線基板は、近年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、多数個の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するために、１枚の広面積の母基板から多数個の配線基板を得るようにな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。

このような多数個取り配線基板の一例を図２に示す。図２（ａ）は、従来の多数個取り配線基板の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の多数個取り配線基板のＢ−Ｂ’線での断面図である。

多数個取り配線基板は、複数の四角形状の配線基板領域２０２が縦横に配列、形成されているとともに、外周部に枠状の捨て代領域２０３が形成された母基板２０１と、配線基板領域２０２の境界２０９に沿って形成された分割溝２１０と、各配線基板領域２０２に形成された複数の配線導体（図示せず）とを具備した構造である。

この多数個取り配線基板が、個々の配線基板領域２０２に分割されることにより、各配線基板（図示せず）に個片化される。分割溝２１０は、母基板１０１の両面に対向するようにして形成されている。

分割溝２１０は、母基板２０１となるセラミックグリーンシート積層体の配線基板領域２０２の境界２０９に沿ってカッター刃等を押し入れて形成される。この場合、母基板２０１に分割溝２１０を形成する際の位置決め方法としては、母基板２０１の外周の捨て代領域２０３に位置決め用のマーク２０５を形成しておき、このマーク２０５を基準にして分割溝２１０形成用のカッター刃の両端を位置決めする方法が一般的に採用されている。

このマーク２０５は、配線導体と同様の導体材料を所定パターンで母基板２０１に被着させること（図２の例）や、母基板２０１の捨て代領域２０３の表面に小径の穴（図示せず）を設けることなどにより形成されている。
特開２００４−１８６２９０号公報

しかしながら、上記従来の多数個取り配線基板は、分割溝２１０が形成されている位置および分割溝２１０の深さに関して、以下のような問題点があった。

すなわち、従来の多数個取り配線基板においては、母基板２０１の一方の面に形成されたマーク２０５を基準にして一方の面に分割溝２１０を形成し、さらに母基板２０１の他方の面に形成されたマーク２０５を基準にして他方の面に分割溝２１０を形成しているが、各絶縁層同士に若干の積層ずれが生じる場合があり、これに起因して一方の面のマーク２０５と他方の面のマーク２０５とに位置ずれが生じる可能性があった。そのため、母基板２０１の一方の面および他方の面に対応して形成されるべき分割溝２１０が、ずれてしまう可能性があるという問題点があった。

このように、両面に形成された分割溝２１０の位置がずれてしまうと、多数個取り配線基板を分割する際に、亀裂が所定の方向に進行せずに、個片化後の配線基板にばりが生じ可能性や、配線基板の一部分が抉れてしまう可能性があった。

また、分割溝２１０の深さを外部から視認することが難しいので、分割溝２１０の深さの制御が難しいという問題点もあった。例えば、分割溝２１０が深くなり過ぎた場合、配線導体を切断し、断線を生じさせる可能性がある。

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、分割溝の形成位置および深さの精度を向上させ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、縦横に配列された複数の配線基板領域と該複数の配線基板領域を取り囲む捨て代領域とを有し、複数層からなる多数個取り配線基板であって、前記複数の配線基板領域同士の境界に分割溝が形成されており、前記複数の配線基板領域同士の境界の延長上の前記捨て代領域に、前記複数層の各層の表面の一部が露出されるように開口部が設けら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、前記開口部の前記配線基板領域側において、前記複数層の各層の表面の一部が露出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、前記開口部は、前記配線基板領域側から外周方向にかけて、漸次幅が狭くなる形状であ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、複数の配線基板領域同士の境界に分割溝が形成されており、複数の配線基板領域同士の境界の延長上の捨て代領域に、複数層の各層の表面の一部が露出されるように開口部が設けられていることにより、分割溝の形成位置および深さの精度を向上させることができる。

すなわち、本発明の多数個取り配線基板は、複数層の各層の表面の一部が露出されるように開口部が設けられていることにより、一方の面に形成された分割溝の位置を、他方の面から視認することができ、一方の面の分割溝の位置に対応させて他方の面に分割溝が形成されている。

また、本発明の多数個取り配線基板は、複数層の各層の表面の一部が露出されるように開口部が設けられていることにより、一方の面に形成された分割溝が、どの絶縁層まで達しているかを他方の面から確認することができるため、分割溝の深さの精度を向上させた多数個取り配線基板を提供することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板は、開口部の配線基板領域側において、複数層の各層の表面の一部が露出されていることにより、配線基板領域の変形を低減させた多数個取り配線基板を提供することができる。

すなわち、本発明の多数個取り配線基板は、開口部の配線基板領域側において、複数層の各層の表面の一部が露出されていることにより、母基板となるセラミックグリーンシート積層体にカッター刃等を押し入れる際に、セラミックグリーンシートに生じる応力を分散させて分割溝が形成されており、配線基板領域の変形を低減させた多数個取り配線基板を提供することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板は、開口部が、配線基板領域側から外周方向にかけて、漸次幅が狭くなる形状であることにより、周縁部の強度を向上させた多数個取り配線基板を提供することができ、例えば、搬送工程等における割れ等の発生を低減させることが可能となる。

次に、本発明の多数個取り配線基板を添付の図面を基に説明する。図１（ａ）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透視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図である。

本発明の多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域１０２とこれらを取り囲む捨て代領域１０３とを有し、配線基板領域１０２同士の境界１０９に分割溝１１０が形成されている。複数の配線基板領域１０２同士の境界１０９の延長上の捨て代領域１０３には、開口部１０４が設けられている。

母基板１０１は、酸化アルミニウム質焼結体，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材料から成る複数のセラミック層が積層されて成る。

各配線基板領域１０２は、各配線基板領域１０２の一方の面（例えば上面）には電子部品（図示せず）が収容される凹部１０５が形成されている。この凹部１０５の底面に電子部品が搭載される搭載部が設けられている。

このような母基板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複数枚のセラミックグリーンシートを準備するとともに縦横に区画して配線基板領域１０２を設け、次に、このセラミックグリーンシートの一部のものについて適当な打ち抜き加工を施して凹部１０５となる開口部を設けた後、開口部を設けたセラミックグリーンシートが上層側（一方の面側）に位置するように積層、焼成することによって作製される。

このような複数の配線基板領域１０２を取り囲むようにして形成されている捨て代領域１０３は、多数個取り配線基板の取り扱いを容易とするために設けられている。例えば、搬送工程等において、治具や装置等に多数個取り配線基板がぶつかったような場合に、配線基板領域１０２に欠けや割れ等の機械的な破壊が生じることが防止される。

母基板１０１は、配線基板領域１０２同士の１０９に沿って分割溝１１０が形成されている。分割溝１１０は、母基板１０１の一方の面（例えば、上述したように凹部１０５が形成される面（上面））および他方の面（例えば下面）に、両面間で対向するように形成されている。図１では、図を見やすくするために、一方の面の分割溝１１０は省略している。また、他方の面の分割溝１１０を点線で示している。

分割溝１１０に沿って母基板１０１に曲げ応力を加えることにより、対向する分割溝１１０の間で母基板１０１が破断し、分割が行われる。なお、母基板１０１に曲げ応力を加えるのは、一方の面、他方の面のどちらからでもよい。また、各配線基板領域１０２にあらかじめ電子部品を搭載した後に分割してもよい。なお、配列の最外周の配線基板領域１０２と捨て代領域１０３との境界にも分割溝１１０が形成されていて、配線基板領域１０２と捨て代領域１０３との間の分割ができるようにされている。

分割溝１１０は、母基板１０１となるセラミックグリーンシート（積層体）の両面に、配線基板領域１０２同士の境界１０９および配線基板領域１０２と捨て代領域１０３との境界１０９に沿ってカッター刃等を押しつけて所定の深さの切り込みを形成すること等により形成される。

また、複数の配線基板領域１０２同士の境界１０９の延長上の捨て代領域１０３（この実施形態では一方の面側）に、複数層（絶縁層）の各層の表面の一部が露出されるように開口部１０４が設けられている。

開口部１０４は、母基板１０１を構成する各絶縁層となるセラミックグリーンシートについて、配線基板領域１０２同士の境界１０９の延長上の捨て代領域１０３に打ち抜き加工を施して所定形状に開口しておき、この開口している部分が上下に連通するように積層することにより形成される。この場合、例えば、他方の面に近い層ほど開口する面積が小さくなるようにしておくことにより、各層の一部が開口部１０４の内側に露出される。つまり、ある層の一部が、その上の層の開口する部分の内側に（例えば階段状に）露出される。

また、各セラミックグリーンシートの開口は、例えば、金型等を用いた機械的な打ち抜き加工やレーザー加工等の穴あけ加工により行なわれる。

このような開口部１０４が設けられているため、配線基板領域１０２の境界１０９に分割溝１１０を形成する際に、母基板１０１の他方の面から形成された分割溝１１０は、一方の面に形成されている開口部１０４の内側で、その開口部１０４内に露出する絶縁層を貫通する。

つまり、母基板１０１の一方の面からでも、母基板１０１の他方の面から形成した分割溝１１０を直接視認することができる。

そのため、一方の面に形成される分割溝１１０は、直接、他方の面の分割溝１１０を基準にして位置合わせされ得るものとなり、母基板１０１の両面の分割溝１１０の位置を高精度で、かつ容易に合わせることが可能となる。

これにより、母基板１０１の両面間で互いに分割溝１１０が精度よく対向して形成されることになり、各配線基板領域１０２への分割が容易かつ正確なものとなる。そのため、各配線基板領域１０２が分割されてなる個片の配線基板（図示せず）にバリやカケ等の不具合が生じることは抑制される。

すなわち、例えば、他方の面に形成されている分割溝１１０に沿って、一方の面側にたわませるようにして曲げ応力を加えることにより、他方の面の分割溝１１０の底部から一方の面の分割溝１１０にかけて亀裂が発生、進行して母基板１０１が破断される。この際に、両面の分割溝１１０が互いに底部同士が精度よく対向しているので、亀裂は、他方の面の分割溝１１０の底部で発生するとともに応力の作用する方向で直上（直近）に位置する一方の面の分割溝１１０に向かってスムーズに進行する。その結果、亀裂が母基板１０１の内部で、対向する分割溝１１０以外の他の方向に進行することに起因する上記バリ等の不具合の発生が抑制される。

また、個片の配線基板において、外辺に対する凹部１０５等の位置ずれが抑えられた、電子部品の搭載や外部電気回路基板に対する実装の精度および作業性に優れたものとすることができる。

なお、上述した実施形態において、他方の面の分割溝１１０を形成する際の位置決めは、例えば、母基板１０１の複数の配線基板領域１０２同士の境界１０９の延長線上の捨て代領域１０３に、あらかじめマーク１１２を形成しておき、このマーク１１２を基準にして行なう。このマーク１１２は、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，白金，金等の金属材料に有機溶剤等を添加混練して作製した金属ペーストを、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することにより形成することができる。

また、この実施形態では、まず他方の面に分割溝１１０を形成し、これを基準にして一方の面に分割溝１１０を形成する例を示したが、その逆の順序でもかまわない。この場合、開口部１０４は、少なくとも他方の面側に形成しておく必要がある。開口部１０４は、平面視したときの形状が台形状や長方形状等の四角形状、楕円状、円状等、各層の表面の一部を露出させることができるような形状であれば、種々の形状を採用することができる。

また、複数の開口部１０４のうち一つのものの形状を、他のものの形状と異ならせて、その異なる形状のものを、多数個取り配線基板としての位置決め（電子部品搭載等の加工時の治具、装置等に対する位置決め）用のマークとして利用するようにしてもよい。

また、捨て代領域１０３において、隣り合う開口部１０４の、対向する開口縁辺の間の最も近接した距離は、隣り合う分割溝１０４の間の距離に対して６０％以上であることが好ましい。この距離の比が６０％未満になると、隣り合う開口部１０４同士が接近しすぎて、この部分で母基板１０１の機械的な強度が低くなり、母基板１０１の割れ等が発生する可能性がある。

多数個取り配線基板が分割されて形成された個片の配線基板に電子部品が搭載されて、電子装置が形成される。電子部品の搭載は、上述したように、個片に分割される前でもかまわない。

電子部品は、例えば、各配線基板領域１０２に形成されている配線導体（図示せず）と電気的に接続され、配線導体を介して電子装置の外部に導出される。

配線導体は、一部が凹部１０５の内側に露出し、凹部１０５に搭載される電子部品（図示せず）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、この電極を凹部１０５の外側（例えば、各配線基板領域１０２の下面や側面）に導出する導電路として機能する。

配線導体は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，白金，金等の金属材料から成り、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配線導体のパターンで印刷しておくことにより形成される。

配線導体は、分割溝１１０を形成するためのマーク１１２と同じ金属ペーストを用い、これと同時に（同じ印刷用の製版で）印刷して形成するようにしておくと、分割溝１１０に対する位置精度を向上させることができる。

配線導体の露出した表面には、酸化腐食を防止するとともに、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ボンディング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）が被着されていることが好ましい。このめっき層は、例えば、めっき液中で被めっき部（配線導体の表面）にめっき被着用の電流を供給し、電解めっきを施すことにより形成される。

なお、各配線基板領域１０２の配線導体への電流の供給は、隣り合う配線基板領域１０２の間で貫通導体１０７や内層に形成された配線導体（図示せず）同士を電気的に接続させておくとともに、外周メタライズ層１０６にめっき導通端子１０８を介して電流を供給することにより行なうことができる。

例えば、配線基板領域１０２同士の境界１０９に、貫通導体１０７を形成し、この貫通導体１０７を配線導体と電気的に接続させることで、隣り合う各配線基板領域１０２の間で配線導体同士が電気的に接続される。また、捨て代領域１０３に、最外周の配線基板領域１０２の配線導体と電気的に接続される枠状の外周メタライズ層１０６を形成し、この外周メタライズ層１０６の一部を母基板１０１の側面のめっき導通端子１０８に延出させることにより、最外周の配線基板領域１０２の配線導体にめっき用の電流が供給される。つまり、この延出部分であるめっき導通端子１０８にめっき用治具を電気的に接続させ、めっき用治具を介して電源（直流整流器等）から電流がめっき導通端子１０８に供給され、外周メタライズ層１０６から配線導体に電流が供給される。

なお、外周メタライズ層１０６は、配線導体を形成するのと同様の金属ペーストを、グリーンシートの外周の捨て代領域１０３となる部位の主面に枠状に印刷塗布しておくことにより形成される。外周メタライズ層１０６は、生産性等を考慮すると、配線導体と同じ材料で形成することが好ましい。

また、各配線基板領域１０２の一方の面の凹部１０５を取り囲む部位に蓋体（図示せず）を取着して各凹部１０５をそれぞれ塞ぐことにより、各配線基板領域１０２において、凹部１０５と蓋体との間に形成される容器の内部に電子部品を気密封止するようにしてもよい。なお、搭載される電子部品は、水晶振動子や弾性表面波素子等の圧電素子、半導体集積回路素子や光半導体素子等の半導体素子、容量素子等である。

ここで、開口部１０４は、捨て代領域１０３だけでなく、配線基板領域１０２が配列されている部位に形成されていてもよい。

例えば母基板１０１の大きさ（平面面積）がさらに大きくなり、配線基板領域１０２の配列の中心部と捨て代領域１０３に形成される開口部１０４（複数層の各層の表面の一部が露出されている）との間隔が大きくなった場合においても、より確実に両面の分割溝１１０の位置を合わせることができる。すなわち、配線基板領域１０２の配列の中央等の数箇所の領域をダミー配線基板領域（図示せず）となし、このダミー配線基板領域に開口部１０４を設ける。捨て代領域１０３に形成される開口部１０４とダミー配線基板領域に形成される開口部１０４とをつなぐようにカッター刃を押し入れて分割溝１１０を形成することにより、隣り合う開口部１０４間の距離が短くなるので位置決めが容易で精度も高くなり、両面の分割溝１１０の位置精度を向上させることもできる。

また、本発明の多数個取り配線基板において、開口部１０４の配線基板領域１０２側において、部分的に、複数層の各層の表面の一部が露出されているように形成されていることが望ましい。

このような構造とすることにより、捨て代領域１０３の開口部１０４において、例えば階段状に露出する絶縁層の厚さの分、開口部１０４の底面部分の厚さを、配線基板領域１０２側で厚くすることができる。

これにより、開口部１０４の周囲で母基板１０１（セラミックグリーンシート積層体）に変形が生じることを、配線基板領域１０２に近い側でより有効に抑えることができ、個片の配線基板の変形等がより効果的に防止される。

また、開口部１０４に露出する複数の絶縁層のうち、分割溝１１０の底部よりも一方の面側に位置するものは、一方の面の分割溝１１０に沿って開口部１０４の表面から厚み方向に対して離間した絶縁層から順番にスリット状に切り抜かれて開口することから、開口部１０４に露出した絶縁層の重なった部分の合計の厚みが厚く形成されている部分の剛性が高く、分割溝１１０が形成される際の配線基板領域１０２側の変形を防止できる。

つまり、配線基板領域１０２側に高い剛性をもつことから、分割溝１１０の形成による母基板１０１の変形を抑制して露出した絶縁層に貫通した分割溝１１０（線状の孔）を形成することができる。

また、開口部１０４の露出した絶縁層に貫通した分割溝１１０（線状の孔）を、どの絶縁層まで貫通したか確認することにより、分割溝１１０の形成深さを容易に確認することができる。よって、一方の面からカッター刃を押し入れて最初に形成した分割溝１１０の深さを考慮しながら、他方の面（開口部１０４が形成された面）から最初に形成した分割溝１１０に相対向するように分割溝１１０を形成することができ、配線基板領域１０２の引き回し配線導体を誤って切断したり、分割溝１１０の深さが深くなりすぎて搬送時に不用意な割れが発生することを防止することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板において、開口部１０４は、配線基板領域１０２側から外周方向にかけて、漸次幅が狭くなる形状であることが望ましい。

このような構造とすることにより、深さが深い母基板１０１の外周部側の開口部１０４では幅を狭くすることにより開口部１０４の剛性を保つことができることから、開口部１０４が形成されている部位周辺における母基板１０１の剛性を保つことができる。

よって、例えばカッター刃等を押し入れて分割溝１１０を形成するときに、開口部１０４周辺で母基板１０１（セラミックグリーンシート積層体）に変形が生じることをさらに効果的に抑制することができ、分割溝１１０の位置を高精度に決めることが可能となる。

開口部１０４について、配線基板領域１０２側から外周方向にかけて、漸次幅が狭くなる形状とする場合、図１に示したような、一定の割合で直線状に狭くなる形状（平面視で台形状）に限らず、狭くなる割合が変化するような形状（例えば半円状や半楕円状等）でもよい。

ここで、一方の面（最初に分割溝１１０が形成される面）に分割溝１１０を形成する際のカッター刃の先端は、他方の面に形成されている開口部１０４の内側で、その開口部１０４内に露出する絶縁層を貫通した際の貫通した孔形状を明確にするために、鋭角（２０〜３５°）であることが望ましい。このように、カッター刃の形状を鋭角（２０〜３５°）として分割溝１１０を形成することにより、カッター刃等を押し入れる際の抵抗が小さくなり母基板１０１の変形を防止できるとともに、開口部１０４内に露出する絶縁層を貫通して形成される孔の幅が狭いものとなることから、分割溝１１０の位置をさらに明確に高精度に決めることが可能となる。

以上のことから、個片の電子部品収納用パッケージにおいて、外辺に対する凹部１０４等の位置ずれを抑えた、電子部品の搭載等の精度および作業性を優れたものとすることができる。

なお、本発明は以上の実施の形態の例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で種々の変更を加えても何ら差し支えない。例えば、この例では母基板１０１を構成する絶縁層を３層で構成したが、それ以上の多層の絶縁層で形成し、その絶縁層の枚数に応じた開口部１０４を形成してもよい。

また、捨て代領域１０３に形成される開口部１０４は、配線基板領域１０２が小さくなる場合、配線基板領域の間隔においても開口部１０４を形成するために捨て代領域１０３に幅をもたせて１列ではなく２列以上の千鳥配列としても良い。

また、各配線基板領域１０２は、一方の面に凹部１０５を有する形態ではなく平板状でも、一方および他方の両面に凹部を有する形態でもよい。

母基板１０１を構成する層は、他の絶縁層よりも比誘電率を高くした絶縁層（誘電体層）等を含んでいてもよい。

（ａ）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、（ｂ）は（ａ）の多数個取り配線基板のＡ−Ａ’線での断面図である。

（ｃ）は、（ａ）の多数個取り配線基板のＸ部における要部拡大図である。
（ａ）は従来の多数個取り配線基板の平面図、（ｂ）は（ａ）の多数個取り配線基板のＢ−Ｂ’線での断面図である。

符号の説明

１０１・・・・・母基板
１０２・・・・・配線基板領域
１０３・・・・・捨て代領域
１０４・・・・・開口部
１０５・・・・・凹部
１０６・・・・・外周メタライズ層
１０７・・・・・貫通導体
１０８・・・・・めっき導通端子
１０９・・・・・境界
１１０・・・・・分割溝
１１１・・・・・貫通した分割溝
１１２・・・・・マーク

Claims (3)

1. 縦横に配列された複数の配線基板領域と該複数の配線基板領域を取り囲む捨て代領域とを有し、複数層からなる多数個取り配線基板であって、前記複数の配線基板領域同士の境界に分割溝が形成されており、前記複数の配線基板領域同士の境界の延長上の前記捨て代領域に、前記複数層の各層の表面の一部が露出されるように開口部が設けられていることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記開口部の前記配線基板領域側において、前記複数層の各層の表面の一部が露出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. 前記開口部は、前記配線基板領域側から外周方向にかけて、漸次幅が狭くなる形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多数個取り配線基板。

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