JP2014063892A - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 分割した際に配線基板にバリ等が生じにくい多数個取り配線基板を提供する。
【解決手段】 本発明の多数個取り配線基板は、絶縁基体１が、複数の配線基板領域群１ｂと複数の配線基板領域群１ｂの間に配置された介在ダミー領域１ｃとを有しており、複数の配線基板領域群１ｂの各々が複数の配線基板領域１ａを有している。複数の配線基板領域１ａの各々に設けられた配線導体２とを有している。絶縁基体１が、切り欠き部３を有しており、切り欠き部３が、配線基板領域１ａまでの距離Ｄ２よりも介在ダミー領域１ｃまでの距離Ｄ１の方が近くなるように配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子または発光素子等の電子部品の搭載される配線基板を製作するための多数個取り配線基板に関するものである。

従来、撮像素子等の半導体素子または水晶振動子等の電子部品を搭載するための配線基板は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成る絶縁基板の表面に、タングステンまたはモリブデン等の金属粉末メタライズから成る配線導体が配設されることによって形成されている。

配線基板は、近年の電子装置の小型化の要求に伴って、小型化されてきており、複数の配線基板を効率よく製作するために、多数個取り配線基板を分割することによって製作されている。多数個取り配線基板は、絶縁基体の中央部に配線基板となる複数の配線基板領域が縦横に配列されて形成されたものである。

多数個取り配線基板には、絶縁基体の複数の配線基板領域の周囲に設けられた周囲ダミー領域の外周部に切り欠き部が設けられている場合がある。切り欠き部は、絶縁基体の厚み方向に延びた溝状の形状を有している（例えば、特許文献１を参照。）。切り欠き部は、例えば、多数個取り配線基板の位置合わせ用の溝、またはめっき用端子の配置箇所等として用いられる。

特開2009−010103号公報

近年、多数個取り配線基板の上面の面積に対する配線基板領域の上面の面積の増加によって、多数個取り配線基板の外縁と配線基板領域との間の周囲ダミー領域の幅が小さくなってきている。このような多数個取り配線基板を撓ませて分割溝に沿って分割すると、切り欠き部の近傍の配線基板領域を分割して得られる配線基板の側面にバリが生じることがあった。これは、切り欠き部と配線基板領域との間の周囲ダミー領域の幅が小さくなってきているため、多数個取り配線基板を分割溝に沿って抗折することによって、周囲ダミー領域を取り除こうとすると、切り欠き部と配線基板領域との間の周囲ダミー領域に十分な力が加わらずに、切り欠き部と配線基板領域との間の周囲ダミー領域の一部を取り除くことができないことが原因であった。

本発明の一つの態様による多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域群と複数の配線基板領域群の間に配置された介在ダミー領域とを有しており、複数の配線基板領域群の各々が複数の配線基板領域を有している絶縁基体と、複数の配線基板領域の各々に設けられた配線導体とを有している。絶縁基体が、切り欠き部を有しており、切り欠き部が、配線基板領域までの距離よりも介在ダミー領域までの距離の方が近くなるように配置されている。

本発明の一つの態様による多数個取り配線基板は、絶縁基体が切り欠き部を有しており
、切り欠き部が配線基板領域までの距離よりも介在ダミー領域までの距離の方が近くなるように配置されていることから、切り欠き部の近傍の分割溝を分割した際に、バリが生じたとしても、バリが切り欠き部に近い介在ダミー領域に生じて、切り欠き部から比較的離れている配線基板領域を分割して得られた配線基板の側面に生じることを低減できる。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態における多数個取り配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部における拡大図である。 （ａ）は、図１（ａ）に示された多数個取り配線基板のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示された多数個取り配線基板のＢ−Ｂ線における断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態における多数個取り配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部における拡大図である。 （ａ）は、本発明の第３の実施形態における多数個取り配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

本発明のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における多数個取り配線基板は、図１および図２に示された例のように、複数の配線基板領域１ａを有している絶縁基体１と複数の配線基板領域１ａの各々に設けられた配線導体２とを有している。

絶縁基体１は、複数の配線基板領域群１ｂと、複数の配線基板領域群１ｂの間に配置された介在ダミー領域１ｃと、複数の配線基板領域群１ｂおよび介在ダミー領域１ｃの周囲に設けられた周囲ダミー領域１ｄとを有している。複数の配線基板領域群１ｂの各々が１つ乃至複数の配線基板領域１ａを有している。

複数の配線基板領域１ａの各々は、例えば電子部品が搭載され封止されて、外部回路基板に実装されるパッケージとして利用される領域である。周囲ダミー領域１ｄは、絶縁基体１の製造時または搬送時に用いられる領域であり、この周囲ダミー領域１ｄを用いて絶縁基体１用の生成形体または絶縁基体１の加工時または搬送時の位置決め、固定等を行なうことができる。なお、本実施形態において、複数の配線基板領域１ａは縦および横に並んで設けられているが、複数の配線基板領域１ａは縦または横に並んで設けられていてもよい。

絶縁基体１の材料は、例えばセラミックスまたは樹脂等の絶縁体である。絶縁基体１の材料がセラミックスである場合は、材料として例えば酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体およびガラスセラミックス質焼結体等を用いることができる。また、絶縁基体１の材料が樹脂である場合は、材料として例えばエポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂、および四フッ化エチレン樹脂を始めとするフッ素系樹脂またはガラスエポキシ樹脂等を用いることができる。

絶縁基体１の材料が酸化アルミニウム質焼結体である場合には、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３），シリカ（ＳｉＯ_２），カルシア（ＣａＯ）およびマグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを得て、次に、セラミックグリーンシートに適当な打
ち抜き加工を施すとともに必要に応じて複数枚積層して生成形体を形成し、この生成形体を高温（約1300〜1500℃）で焼成することによって絶縁基体１が製作される。

絶縁基体１の材料が樹脂である場合は、例えば所定の配線基板の形状に成形できるような金型を用いて、トランスファーモールド法またはインジェクションモールド法等によって絶縁基体１が製作される。また、例えば、絶縁基体１がガラスエポキシ樹脂である場合は、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって絶縁基体１が製作される。

配線導体２は、絶縁基体１の表面および内部に設けられており、配線導体２は、分割後の配線基板に電子部品を搭載したり、搭載された電子部品と外部回路基板とを電気的に接続するためのものである。配線導体２は、絶縁基体１がセラミックスからなる場合、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ）等の金属粉末メタライズから成る。配線導体２は、絶縁基体１の表面または内部に設けられた金属導体と、絶縁基体１を構成する絶縁層を貫通して上下に位置する金属導体同士を電気的に接続する貫通導体とを含んでいる。

絶縁基体１の内部に配置される配線導体２は、例えば絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに配線導体２用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって印刷塗布し、絶縁基体11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。また、貫通導体は、例えば絶縁基体11用のセラミックグリーンシートに金型またはパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストを上記印刷手段によって充填しておき、絶縁基体１用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。

また、絶縁基体１の材料が樹脂である場合には、配線導体２は、銅，金，アルミニウム，ニッケル，クロム，モリブデン，チタンおよびこれらの合金等の金属材料を用いることができる。配線導体２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂から成る樹脂シート上に、所定の形状に加工した銅箔を転写し、銅箔が転写された樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。このような場合には、配線導体２は、樹脂シート上に金属箔を転写して形成する。また、配線導体２のうち、樹脂シートを厚み方向に貫通する貫通導体は、導体ペーストの印刷またはめっき法によって樹脂シートに形成した貫通孔の内面に被着形成するか、貫通孔を充填して形成すればよい。このような貫通導体は、例えば金属箔または金属柱を樹脂成形によって一体化させたり、絶縁基体１にスパッタリング法，蒸着法等を用いて被着させて形成される。

配線導体２の露出部の表面には、ニッケル，金等の耐蝕性に優れる金属めっき層が被着される。配線導体２が腐食することを低減できるとともに、電子部品、ボンディングワイヤまたは外部回路基板と配線導体２とを強固に接合できる。例えば、露出部の表面には、厚さ１〜10μｍ程度のニッケルめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度の金めっき層とが順次被
着される。

また、電子部品として、発光素子が用いられる場合には、多数個取り配線基板は、配線導体２の表面に１〜10μｍ程度の厚みの銀めっき層を被着されていてもよい。電子部品が搭載される配線導体２の表面に銀めっき層が被着されていると、多数個取り配線基板を分割して得られる配線基板に発光素子を搭載した際に、発光素子から配線導体２の方に放出された光を効率よく反射できる発光装置とすることができる。

また、電子部品が搭載される配線導体２の表面は、Ｃｕめっき層が被着されていても良
い。例えば、ニッケルめっき層と金めっき層との間またはニッケルめっき層と金めっき層の下地層に10〜80μｍ程度のＣｕめっき層を被着させることで、電子部品の発する熱を配線導体２に効率良く伝熱させるとともに、信頼性に優れた電子装置とすることができる。

分割溝４は、絶縁基体１の各配線基板領域１ａ同士の境界と、配線基板領域１ａと介在ダミー領域１ｃまたは周囲ダミー領域１ｄとの境界、介在ダミー領域１ｃと周囲ダミー領域１ｄとの境界に設けられている。これらの分割溝４は、絶縁基体１となる生成形体にカッター刃または金型を押し当てる方法、あるいは絶縁基体１となる生成形体または焼成後の絶縁基体１にレーザ加工またはダイシング加工を施す方法によって形成できる。分割溝４の縦断面形状は、底部に向かって漸次幅の狭くなる形状または凹形状であってもよいが、図１および図２に示された例のように、底部に向かって漸次幅の狭くなる形状にすると、絶縁基体１を撓ませて分割溝４に沿って破断する際に、分割溝４の底部に応力を集中させやすいので、凹形状の場合に比べて小さい力で正確に分割できる。また、分割溝４は図２に示された例のように、絶縁基体１の両主面に設けられていてもよい。

分割溝４の深さは、絶縁基体の材料等によって適宜設定され、絶縁基体１の厚みの50％〜70％程度に形成されることが好ましい。分割溝４の深さが絶縁基体１の厚みの50％以下であると、絶縁基体１の厚みに対して機械的強度が高くなって分割しにくくなる傾向にあり、分割溝４の深さが70％以上であると、絶縁基体１の機械的強度が低くなって、配線基板が運搬時等に割れやすくなる傾向にある。分割溝４の深さを上記範囲とすることで、絶縁基体１が精度良く分割されるとともに、運搬中等に不用意に割れることの低減された多数個取り配線基板となる。なお、分割溝４が、絶縁基体１の両主面に形成される場合は、両主面に形成された分割溝４の深さの合計が上記範囲のように設定されていればよい。

絶縁基体１の分割溝４の開口幅は、0.01ｍｍ〜1.0ｍｍ程度であれば、絶縁基体１を良
好に分割できるとともに、分割溝４を形成することによって各配線基板領域１ａの面積が小さくなってしまうことを低減できる。つまり、分割溝４を形成する際に、配線基板領域１ａの面積を大きく減少させることを低減できる。分割溝４の開口幅が0.01ｍｍより小さいと、絶縁基体１を撓ませて分割溝４に沿って分割しようとした際に、分割溝４の底部に加わる力が弱くなり、他方で、分割溝４の開口幅が1.0ｍｍより大きいと、配線基板１ｃ
の主面の面積を小さくしてしまうからである。また、開口幅が0.01ｍｍより小さいと、絶縁基体１となる生成形体にカッター刃または金型を押し当てることによって分割溝４を形成してから絶縁基体１となる生成形体を焼成する際に、分割溝４の内壁面がくっついて分割溝４が閉じてしまったり、分割溝４の底部側の内壁面同士がくっついて分割溝４が浅くなってしまったりすることがある。

切り欠き部３は、図１および図２に示された例のように、絶縁基体１の外周部の周囲ダミー領域１ｄに、絶縁基体１の側面に溝状に設けられており、絶縁基体１を厚み方向に貫通している。このような切り欠き部３は、多数個取り配線基板に電子部品を実装する際、または多数個取り配線基板に蓋体またはリードピン等を接合する際に、多数個取り配線基板を位置合わせするために、例えば棒状の治具が配置される部分である。また、切り欠き部３は電解めっき用の端子の配置箇所として用いられても良い。このような場合には、切り欠き部３の内面には、配線導体２に電気的に接続された電極が設けられる。切り欠き部３の内面の電極にめっき用電源と電気的に接続されている治具を当接して、切り欠き部３の内面の電極から電流を流すことによって、多数個取り配線基板の表面に設けられた配線導体に電解めっき法によるめっき層を被着できる。

切り欠き部３は、平面視において、半円形状、半楕円形状、円形状、扇形状、三角形状または四角形状等の多角形状等に形成される。ここで、切り欠き部３と介在ダミー領域１ｃとの距離をＤ１、切り欠き部３と配線基板領域１ａとの距離をＤ２とした場合に、Ｄ１
＜Ｄ２の関係となるように、切り欠き部３が配置されている。このような構成であると、切り欠き部３の近傍の分割溝４を分割した際に、バリが生じたとしても、バリの多くは、切り欠き部３に近い介在ダミー領域１ｃに生じて、介在ダミー領域１ｃと比較して、切り欠き部３から離れている配線基板の側面に生じることを低減できる。

本実施形態における多数個取り配線基板は、絶縁基体１の各配線基板領域１ａ同士の境界と、配線基板領域１ａと介在ダミー領域１ｃとの境界に設けられた分割溝４に沿って撓折されて分割されることによって、複数の配線基板となる。多数個取り配線基板が分割された配線基板には、電子部品が接合されて搭載される。電子部品は、例えば半導体素子または発光素子等である。また、半導体素子または発光素子等とともにコンデンサまたはダイオード等の小型電子部品が搭載されていてもよい。電子部品は、金（Ａｕ）−シリコン（Ｓｉ）合金から成るろう材または銀（Ａｇ）を含むエポキシ樹脂等の導電性接合材によって配線基板の上面に接合される。電子部品の電極と配線導体２とが、例えばＡｕを主成分とするボンディングワイヤ等の接続部材を介して電気的に接続される。電子部品は、必要に応じて樹脂等の封止材によって封止される。

本実施形態の多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域群１ｂと複数の配線基板領域群の間に配置された介在ダミー領域１ｃとを有しており、複数の配線基板領域群１ｂの各々が複数の配線基板領域１ａを有している絶縁基体１と、複数の配線基板領域１ａの各々に設けられた配線導体２とを有しており、絶縁基体１が、切り欠き部３を有しており、切り欠き部３が、配線基板領域１ａまでの距離よりも介在ダミー領域１ｃまでの距離の方が近くなるように配置されている。このような構造であることから、切り欠き部３の近傍の分割溝４を分割した際に、バリが生じたとしても、バリは、切り欠き部３に近い介在ダミー領域１ｃに生じて、切り欠き部３から比較的離れている配線基板領域１ａを分割して得られた配線基板の側面に生じることを低減できる。

切り欠き部３が、介在ダミー領域１ｃの延長線上に配置されていることから、切り欠き部３と介在ダミー領域１ｃとの距離を小さくできるので、配線基板領域１ａを分割して得られた配線基板の側面にバリが生じることをより効果的に低減できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による多数個取り配線基板について、図３を参照しつつ説明する。

本実施形態における多数個取り配線基板において、第１の実施形態の多数個取り配線基板と異なる点は、切り欠き部３の幅Ｗ１が、介在ダミー領域１ｃの幅Ｗ２よりも狭い点および、平面視において切り欠き部３の形状が絶縁基体１の外周側の幅の広い釣鐘形状となっている点、分割溝４の外側端部が切り欠き部３の内側端部よりも絶縁基体１の外周側に位置している点である。分割溝４を挟んで、複数の配線基板領域１ａと線対称な領域に切り欠き部３が無いことから、分割溝に力を加える際に力が加わりやすいので、分割後の配線基板の側面にバリが生じることを低減できる。

また、切り欠き部３の近傍の分割溝４を分割した際に、配線基板領域１ａの間に位置する介在ダミー領域１ｃにバリが生じたとしても、バリは介在ダミー領域１ｃと配線基板領域１ａとの間の分割溝４までしか形成されないので、配線基板領域１ａを分割して得られた配線基板の側面にバリが生じることを低減できる。

平面視において、切り欠き部３は、絶縁基体１の外周側の幅の広い釣鐘形状となっているので、多数個取り配線基板を位置合わせするための棒状の治具を絶縁基体１の外周側から配置する際に、切り欠き部３内に治具を配置しやすい。平面視において、切り欠き部３
の内面によって構成される角が広角であるので、絶縁基体１が治具との接触によって破損することを低減できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による多数個取り配線基板について、図４を参照しつつ説明する。

本実施形態における多数個取り配線基板において、第１の実施形態の多数個取り配線基板と異なる点は、複数の配線基板領域群１ｂの間において、切り欠き部３に最も近い分割溝４を挟んで、切り欠き部３と線対称な領域のみに介在ダミー領域１ｃが設けられている点および、切り欠き部３が貫通孔である点である。介在ダミー領域１ｃは、配線基板領域１ａと同程度の大きさを有している。このような構造であることによって、配線基板領域１ａをより多く配置できる。

なお、本発明は、上記の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。例えば、配線基板領域１ａの境界に、多数個取り配線基板を分割した際に溝となる穴を形成し、穴の内面に導体を形成して、多数個取り配線基板を分割した際に、いわゆるキャスタレーション導体を形成してもかまわない。

また、配線基板領域１ａは、絶縁基体１の上面または下面に電子部品等を収納するためのキャビティを備えたものであっても構わない。

また、切り欠き部３は絶縁基体１を厚み方向に貫通していなくても構わない。また、切り欠き部３の周囲に発生したバリが配線基板領域１ａ側に進展することを抑制するために、Ｄ２をＤ１の1.5倍以上としておくことが好ましい。

また、介在ダミー領域１ｃには、配線基板領域１ａと同様に配置されたダミー導体が設けられていてもよい。絶縁基体１がセラミックスからなる場合であれば、焼成時における多数個取り配線基板の局所的な変形を低減できる。

１・・・・絶縁基体
１ａ・・・配線基板領域
１ｂ・・・配線基板領域群
１ｃ・・・介在ダミー領域
１ｄ・・・周囲ダミー領域
２・・・・配線導体
３・・・・切り欠き部
４・・・・分割溝

Claims (3)

1. 複数の配線基板領域群と該複数の配線基板領域群の間に配置された介在ダミー領域とを有しており、前記複数の配線基板領域群の各々が複数の配線基板領域を有している絶縁基体と、
   前記複数の配線基板領域の各々に設けられた配線導体とを備えており、
   前記絶縁基体が、切り欠き部を有しており、該切り欠き部が、前記配線基板領域までの距離よりも前記介在ダミー領域までの距離の方が近くなるように配置されていることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記切り欠き部が、前記介在ダミー領域の延長線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多数個取り配線基板。
3. 前記切り欠き部の幅が、前記介在ダミー領域の幅よりも狭い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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