JP2002076531A - セラミック配列基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】母基板にＶ字状の分割溝を設けた場合、母基板
にクラックや割れ等が発生してしまう。 【解決手段】平板状の母基板１に分割溝２を縦横に形成
し、該分割溝２によって区画された多数個の四角形状を
成すセラミック基板３を縦横に配列したセラミック配列
基板４であって、前記分割溝２はその断面形状が母基板
１の一主面に対し垂直に伸びる垂直部２ａと該垂直部２
ａの先端で、先端角が２０°〜６０°の三角形状を成す
先端部２ｂとから形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子や弾性表
面波素子等の電子部品が塔載されるセラミック基板を広
面積の母基板中に縦横に多数個配列して成るセラミック
配列基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば半導体素子や弾性表面波素
子等の電子部品を塔載するために用いられるセラミック
基板は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックス材
料から成る略四角平板状の絶縁基体の上面に電子部品を
塔載するための電子部品塔載部を有し、この電子部品塔
載部またはその周辺から絶縁基体の下面にかけて複数の
配線導体が配設されて成る。そして、絶縁基体の電子部
品搭載部に電子部品を塔載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。

【０００３】ところで、このようなセラミック基板は近
時の電子装置の小型化の要求に伴い、その大きさが数ｍ
ｍ角程度の極めて小さなものとなってきており、セラミ
ック基板の取り扱いを容易とするために、またセラミッ
ク基板および電子装置の製作を効率よくするために１枚
の広面積の母基板中から多数個の配線基板を同時集約的
に得るようになした、いわゆる多数個取りができるセラ
ミック配列基板の形態で製作されている。

【０００４】このようなセラミック配列基板は、略平板
状の母基板の上下少なくとも一主面に分割溝を縦横に形
成し、分割溝によって母基板を多数個のセラミック基板
に区画して成り、分割溝に沿って母基板を撓折すること
によって個々のセラミック基板が得られる。

【０００５】この場合、前記各分割溝は、通常、母基板
を撓折するために印加される曲げ応力を分割溝先端部に
効果的に集中させるため、先端角が約２０°〜３０°程
度の鋭いＶ字状の断面形を有し、母基板を分割溝に沿っ
て撓折することを容易かつ確実なものとしている。また
各分割溝は、その深さが母基板の厚みに対して約２０〜
４０％となるように形成され、分割溝形成部位における
母基板の機械的強度を適度に低下させ切断を容易として
いる。

【０００６】なお、このセラミック配列基板は、セラミ
ックグリーンシート積層法によって製作され、具体的に
は、まず、母基板用のセラミックグリーンシートを準備
するとともに、該セラミックグリーンシート上に金属ペ
ーストを印刷塗布して配線用導体を所定パターンに塗布
し、次に、前記セラミックグリーンシートの一主面に、
Ｖ字状の断面を有するブレード（刃）を押圧することに
より分割溝を形成して各セラミック基板となる領域を区
画し、最後にこのセラミックグリーンシートを高温で焼
成することによって製造される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のセラミック配列基板によれば、セラミックグリーン
シートに形成される分割溝がブレード（刃）と同じＶ字
状の断面形を有し、上部ではその幅が広くなることか
ら、セラミックグリーンシートに分割溝を形成する場
合、ブレードの押圧、侵入により開裂するセラミックグ
リーンシートの変形量が分割溝の上部で大きくなり、こ
の変形により発生する応力がセラミックグリーンシート
の分割溝先端部に集中してクラックを発生させ、焼成
後、母基板にクラックやワレ等の不具合を発生させてし
まうという問題があった。特に、高機能化等のために母
基板の厚みが厚く、これに応じて分割溝の深さを深くす
るような場合、ブレードの侵入に伴うセラミックグリー
ンシートの変形量も非常に大きくなり、クラック等の発
生が顕著なものとなるという問題があった。

【０００８】本発明はかかる従来の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先端部にクラック
が発生することがなく、母基板の機械的強度や信頼性に
優れたセラミック配列基板を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミック配列
基板は、平板状の母基板に分割溝を縦横に形成し、該分
割溝によって区画された多数個の四角形状を成すセラミ
ック基板を縦横に配列したセラミック配列基板であっ
て、前記分割溝はその断面形状が母基板の一主面に対し
垂直に伸びる垂直部と該垂直部の先端で、先端角が２０
°〜６０°の三角形状を成す先端部とから形成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１０】また本発明のセラミック配列基板は、前記
分割溝の垂直部の深さが母基板の厚みを１００としたと
き１５乃至３５％であることを特徴とするものである。

【００１１】本発明のセラミック配列基板によれば、分
割溝の断面形状を、母基板の一主面に対し垂直に伸びる
垂直部と該垂直部の先端で、先端角が２０°〜６０°の
三角形状を成す先端部とで形成したことから、このセラ
ミック配列基板を分割溝に沿って撓折する際、分割溝の
先端部に応力を効果的に集中させることができ、セラミ
ック基板を分割溝に沿って容易に分割することができ
る。また同時に、分割溝の上部が垂直部でその幅がほぼ
一定であることから、セラミックグリーンシートに分割
溝を形成するためにブレードを押圧、侵入させたとき分
割溝上部でセラミックグリーンシートの変形量が大きく
なることはなく、分割溝の先端部に応力が集中してクラ
ックを発生させる、ということを効果的に防止すること
ができ、焼成後、母基板にクラックやワレ等の問題が発
生することを防ぐことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明のセラミック配列基
板について、添付図面に基づき説明する。図１は本発明
のセラミック配列基板の一実施例を示す平面図であり、
１は母基板、２は分割溝である。この母基板１を分割溝
２で縦横に区画しセラミック基板３を母基板１中に縦横
に配列させることによりセラミック配列基板４が形成さ
れる。

【００１３】前記母基板１は平板状の酸化アルミニウム
質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結
体、窒化珪素質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラ
ミックス焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば、酸
化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミ
ニウム、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム
等の原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合
して泥漿状のセラミックスラリーとなすとともに該セラ
ミックスラリーを従来周知のドクターブレード法やカレ
ンダーロール法等のシート成形技術を採用しシート状と
なすことによってセラミックグリーンシート（セラミッ
ク生シート）を得、しかる後、前記セラミックグリーン
シートを切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とす
るとともに必要に応じてこれを複数枚積層し、最後に前
記セラミックグリーンシートを還元雰囲気中、約１６０
０℃の温度で焼成することによって製作される。

【００１４】また前記母基板１は、その上下少なくとも
一方の主面に分割溝２が縦横に形成され、該分割溝２に
よって多数個の四角形状を成すセラミック基板３が区画
され縦横に配列されている。

【００１５】前記分割溝２は、セラミック配列基板４を
撓折して個々のセラミック基板３に分割する際に曲げ応
力を集中させる作用をなし、母基板１となるセラミック
グリーンシートの主面に所定の断面形を有するブレード
（金属製の刃）を押圧し、所定深さに侵入させることに
よって形成される。

【００１６】また前記各セラミック基板３は、その上面
中央部に電子部品５を塔載する搭載部６を有し、搭載部
６周辺から下面にかけてタングステンやモリブデン、
銅、銀等の金属材料から成る配線導体７を有している。

【００１７】前記配線導体７は、例えばタングステンか
ら成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バ
インダー、溶剤を添加混合して得た金属ペーストを母基
板１となるセラミックグリーンシートの上面に予めスク
リーン印刷法等により所定パターンに印刷塗布しておく
ことによって形成される。

【００１８】そして前記搭載部６には半導体素子や弾性
表面波素子等の電子部品５が塔載されるとともに配線導
体７にはこの電子部品５の各電極が、例えば、ボンディ
ングワイヤや半田バンプ等の電気的接続手段８を介して
電気的に接続される。そして電子部品搭載部６に電子部
品５を塔載するとともに電子部品５の各電極を電気的接
続手段８を介して配線導体７に電気的に接続した後、各
セラミック基板３の上面に図示しない蓋体を電子部品５
を覆うように固着することによって電子部品５が気密に
封止され、多数個の電子装置が縦横に配列形成されるこ
ととなり、分割溝２に沿って母基板１を撓折することに
より多数の電子装置が同時集約的に製造されるのであ
る。

【００１９】なお、前記母基板１の外側には枠状の捨て
代領域９が形成されており、セラミック配列基板４の取
扱いを容易なものとしている。

【００２０】本発明のセラミック配列基板４において
は、図２に示す如く、前記分割溝２の断面形状を、母基
板１の一主面１ａに対し垂直に伸びる垂直部２ａと該垂
直部の先端で、先端角が２０°〜６０°の三角形状を成
す先端部２ｂとから形成することが重要である。

【００２１】前記分割溝２の先端部２ｂは、分割溝２に
沿って母基板１を撓折する際、曲げ応力を集中させ、母
基板１を分割溝２に沿って正確に分割させる作用をな
し、先端を三角形状とすることによって曲げ応力が良好
に集中するようになっている。また前記分割溝２の先端
部２ｂは、その先端角が６０°を超えると母基板１を撓
折する際の曲げ応力を良好に集中させることができず、
また２０°未満となると分割溝２の幅が狭くなり過ぎ、
焼成時に分割溝２が閉じてしまい母基板１を正確に分割
溝２に沿って撓折することができなくなってしまう。従
って、前記分割溝２の先端部２ｂはその断面形状を三角
形状とするとともに先端角を２０°〜６０°の範囲とす
る必要がある。

【００２２】また前記分割溝２の垂直部２ａは、分割溝
２を所定の深さとし、分割溝２形成部位における母基板
１の機械的強度を適度に低下させ分割溝２に沿って母基
板１を撓折することを容易とする作用をなす。

【００２３】この場合、垂直部２ａは、母基板１の一主
面に対して垂直であることからその幅がほぼ一定であ
り、分割溝２を形成するときのセラミックグリーンシー
トの変形量を小さく抑えることができ、この変形に応じ
て発生する応力によりセラミックグリーンシートの分割
溝２底部にクラックが発生することを効果的に防止する
ことができる。

【００２４】前記分割溝２の垂直部２ａは、その幅が
１．５ｍｍを超えると分割溝２形成時のセラミックグリ
ーンシートの変形が大きくなり分割溝２底部にクラック
を発生させてしまうおそれがあり、０．５ｍｍ未満にな
ると所定の先端角を有する先端部２ｂの長さが短くなり
過ぎ、分割溝２底部に曲げ応力を良好に集中させること
が困難となって、母基板１を分割溝２に沿って正確に撓
折することが困難となる傾向にある。従って、前記分割
溝２の垂直部２ａは、その幅を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ
の範囲としておくことが好ましい。

【００２５】更に前記分割溝２は、その深さが母基板１
の厚みを１００としたときに１５％未満では母基板１を
分割溝２に沿って撓折することが困難であり、３５％を
超えると分割溝２形成部位における母基板１の機械的強
度が低くなり過ぎ、搬送等の取扱い時に誤って母基板１
を割ってしまうおそれがある。従って、前記分割溝２
は、その深さを、母基板１の厚みを１００としたとき１
５乃至３５％の範囲とすることが好ましい。

【００２６】なお、このような断面形状を有する分割溝
２は、分割溝２の断面形状と同じ縦断面形を有するブレ
ード（刃）、例えば、セラミックグリーンシートの一主
面に対し垂直に伸びる垂直部２ａと該垂直部２ａの先端
で、先端角が２０°〜６０°の三角形状を成す先端部２
ｂとから成るブレードをセラミックグリーンシートに押
圧し、所定の深さにまで侵入させることによって形成さ
れる。

【００２７】かくして、本発明のセラミック配列基板に
よれば、分割溝底部にクラックが発生することが効果的
に防止され、母基板の機械的強度の不良や、配線導体の
断線等の不具合が発生することを有効に防止することが
できるとともに、母基板を分割溝に沿って正確かつ容易
に撓折することができる。

【００２８】なお、本発明は、上述の実施の形態例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
であれば種々の変更は可能であり、例えば、分割溝２を
母基板１の上下両主面や下側の主面のみに形成してもよ
く、また配線導体７の露出表面をニッケル、銅、金等の
めっき層で被覆するようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明のセラミック配列基板によれば、
分割溝の断面形状を、母基板の一主面に対し垂直に伸び
る垂直部と該垂直部の先端で、先端角が２０°〜６０°
の三角形状を成す先端部とから形成したことから、この
セラミック配列基板を分割溝に沿って撓折する際、分割
溝の先端部に応力を効果的に集中させることができ、セ
ラミック基板を分割溝に沿って容易に分割することがで
きる。また同時に、分割溝の上部が垂直部でその幅がほ
ぼ一定であることから、セラミックグリーンシートに分
割溝を形成するためにブレードを押圧、侵入させたとき
分割溝上部でセラミックグリーンシートの変形量が大き
くなることはなく、分割溝の先端部に応力が集中してク
ラックを発生させる、ということを効果的に防止するこ
とができ、焼成後、母基板にクラックやワレ等の問題が
発生することを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミック配列基板の一実施例を示す
平面図である。

【図２】図１に示すセラミック配列基板の要部拡大断面
図である。

【符号の説明】

１・・・・母基板 ２・・・・分割溝 ２ａ・・・垂直部 ２ｂ・・・先端部 ３・・・・セラミック基板 ４・・・・セラミック配列基板 ５・・・・電子部品 ６・・・・搭載部 ７・・・・配線導体 ８・・・・電気的接続手段 ９・・・・捨て代領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平板状の母基板に分割溝を縦横に形成し、
   該分割溝によって区画された多数個の四角形状を成すセ
   ラミック基板を縦横に配列したセラミック配列基板であ
   って、前記分割溝はその断面形状が母基板の一主面に対
   し垂直に伸びる垂直部と該垂直部の先端で、先端角が２
   ０°〜６０°の三角形状を成す先端部とから形成されて
   いることを特徴とするセラミック配列基板。
2. 【請求項２】前記分割溝は垂直部の深さが母基板の厚み
   を１００としたとき１５乃至３５％であることを特徴と
   する請求項１に記載のセラミック配列基板。