JP2004103811A

JP2004103811A - 多数個取り配線基板

Info

Publication number: JP2004103811A
Application number: JP2002263290A
Authority: JP
Inventors: Kan Kiyosada; 清定　貫
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】多数個取り配線基板において、配線導体間で被着されるめっき層の厚みにバラツキが生じてしまう。
【解決手段】セラミック母基板１の中央部に各々が上面に配線導体３を有する多数の配線基板領域２を縦横の並びに配列形成し、セラミック母基板１の外周部にめっき用共通導体枠４を配設するとともに、このめっき用共通導体枠４からセラミック母基板１の外周縁にかけてめっき用端子部５を、めっき用共通導体枠４から並びの外周に位置する配線導体３にかけて複数のめっき導通用導体６を設けて成る多数個取り配線基板であって、複数のめっき導通用導体６は、めっき用共通導体枠４との接続位置がめっき用端子部５に近いものほど、その長さを長く、またはその幅を狭く、またはその厚みを薄くしてある。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック母基板の中央部に、各々が電子部品を収容するための小型の配線基板となる略四角形状の多数の配線基板領域を縦横の並びに一体的に配列形成して成る多数個取り配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば半導体素子や水晶振動子等の電子部品を収容するための電子部品収納用パッケージ等に用いられる小型の配線基板は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、上面に電子部品の搭載部を有する略四角形状の絶縁基体と、この絶縁基体の上面に形成された配線導体とを具備している。
【０００３】
そして、この配線基板によれば、絶縁基体の上面に電子部品を搭載するとともに、電子部品の各電極を配線導体に導電性接着剤やボンディングワイヤを介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体の上面に搭載した電子部品を蓋体等で気密に封止することによって製品としての電子装置となり、この電子装置は、配線導体の一部を外部の電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することにより外部電気回路基板に実装されるとともに収容する電子部品の電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００４】
ところで、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、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、一枚の広面積のセラミック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配線基板の形態で製作されている。
【０００５】
この多数個取り配線基板は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、略平板状の広面積のセラミック母基板１１の中央部に、各々がその上面に電子部品の搭載部を有するとともに、その搭載部から外周にかけて導出する配線導体１３が被着された略四角形の多数の配線基板領域１２を縦横の並びに一体的に配列形成して成る構造である。そして、各配線基板領域１２の上面に電子部品をその各電極と配線導体１３とが電気的に接続されるようにして収容した後、セラミック母基板１１を各配線基板領域１２に分割することによって多数個の電子装置が同時集約的に製作されるのである。
【０００６】
なお、このような多数個取り配線基板においては、配線導体１３が酸化腐食するのを防止するとともに配線導体１３と電子部品の電極との電気的な接続や、配線導体１３と外部電気回路基板の回路配線との電気的な接続を良好なものとするために、各配線導体１３の露出表面にはめっき層、例えば厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と厚みが０．１〜３μｍ程度の金めっき層とが、電解めっき法により順次被着されている。
【０００７】
従来、このような多数個取り配線基板において、配線導体１３の露出表面に電解めっき法によりニッケルめっき層や金めっき層を被着させるには、セラミック母基板１１の各配線基板領域１２に形成した配線導体１３同士を電気的に共通に接続しておくとともに、セラミック母基板１１の外周部にめっき用共通導体枠１４を配設しておき、このめっき用共通導体枠１４から配線基板の並びの外周に位置する配線導体１３にかけて複数のめっき導通用導体１６を設けておき、めっき用共通導体枠１４を介して電解めっきのための電流を供給することによって各配線導体１３の露出表面に電解めっきを行なう方法が採用されていた。
【０００８】
なお、めっき用共通導体枠１４へのめっき用電流の供給は、めっき用共通導体枠１４からセラミック母基板１１の外周縁にかけてめっき用端子部１５を形成しておき、このめっき用端子部１５にめっき用治具（図示せず）を接触させ、電源からめっき用治具およびめっき用端子部１５を介してめっき用共通導体枠１４に所定の電流を通電することにより行なわれる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１６５００４号公報（第３頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の配線基板は、めっき用共通導体枠から配線基板の並びの外周に位置する配線導体にかけて形成された複数のめっき導通用導体が、それぞれ直線状であり、長さ、幅および厚さがほぼ同じであるため、めっき用端子部からめっき用共通導体枠およびめっき導通用導体を経て配線導体に供給される電流は、めっき用端子部からの距離が遠いめっき用導体を介して供給されるものほど小さくなり、この電流量の差に起因して、配線導体間で被着されるめっき層の厚みにバラツキが生じてしまうという問題があった。めっき層の厚みがバラつくと、配線導体間で電気特性等の特性がバラついたり、めっき層の色調がバラついたりする等の不具合を発生させてしまう。
【００１１】
特に、近時の配線基板は小型化・高密度化が進んでおり、配線導体の配列する数が増加してきているため、母基板の各配線導体に均一にめっき層を被着させることが極めて困難となってきている。
【００１２】
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、多数の配線基板領域を縦横の並びに一体的に配列形成して成るセラミック母基板において、セラミック母基板の各配線導体に、電解めっき法により、均一にめっき層を被着させることが可能な多数個取り配線基板を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の多数個取り配線基板は、セラミック母基板の中央部に各々が上面に配線導体を有する多数の配線基板領域を縦横の並びに配列形成し、前記セラミック母基板の外周部にめっき用共通導体枠を配設するとともに、該めっき用共通導体枠から前記セラミック母基板の外周縁にかけてめっき用端子部を、前記めっき用共通導体枠から前記並びの外周に位置する前記配線導体にかけて複数のめっき導通用導体を設けて成る多数個取り配線基板であって、前記複数のめっき導通用導体は、前記めっき用共通導体枠との接続位置が前記めっき用端子部に近いものほど、その長さを長く、またはその幅を狭く、またはその厚みを薄くしてあることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の多数個取り配線基板は、上記構成において、前記複数のめっき導通用導体は、前記めっき用共通導体枠からそのめっき導通用導体を介して前記配線導体に供給されるめっき用の電流がほぼ均一となるように、それぞれその長さまたはその幅またはその厚みが設定されていることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、本発明の多数個取り配線基板は、上記構成において、前記セラミック母基板の上面に前記配線基板領域を個々に分割するための分割溝が形成されており、前記めっき導通用導体は、前記分割溝と交差しないように配線されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の多数個取り配線基板によれば、セラミック母基板のめっき用共通導体枠から配線基板の並びの外周に位置する配線導体にかけて形成された複数のめっき導通用導体を、めっき用共通導体枠との接続位置がめっき用端子部に近いものほど、その長さを長く、またはその幅を狭く、またはその厚みを薄くしてあることから、めっき用端子部に近いめっき導通用導体ほど多く流れようとするめっき用電流の流れを効果的に抑制し、めっき用端子部からの距離に影響されることなく各配線基板領域の配線導体に均一にめっき用電流を供給することができる。その結果、めっき用端子部からの距離に影響されることなく、セラミック母基板の各配線導体に均一にめっき層を被着させることが可能となる。
【００１７】
また、複数のめっき導通用導体は、めっき用共通導体枠からそのめっき導通用導体を介して前記配線導体に供給されるめっき用の電流がほぼ均一となるように、それぞれその長さまたはその幅またはその厚みを設定すること、例えば、めっき用端子部から配線基板の並びの外周の配線導体との間の導通抵抗が均一となるように設定することにより、各配線導体に被着されるめっき層の厚みをより一層確実に均一なものとすることができる。
【００１８】
また、セラミック母基板の上面に、配線基板領域を個々に分割するための分割溝を形成する場合、めっき導通用導体を分割溝と交差しないように形成しておくと、めっき導通用導体が分割溝を断線させることがなく、セラミック母基板の形状や厚みにあわせて分割溝の深さを調整することが可能となる。これにより、セラミック母基板を分割溝により分割することがより一層容易・確実に行なえるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の多数個取り配線基板を添付の図面に基づいて詳細に説明する。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上面図、図１（ｂ）はそのＸ−Ｘ’における断面図である。
【００２０】
図１（ａ）において、１はセラミック母基板、２は配線基板領域、３は配線導体、４はセラミック母基板１の外周部に配設されためっき用共通導体枠、５はめっき用共通導体枠４からセラミック母基板１の外周縁にかけて設けられためっき用端子部、６は配線導体３からめっき用共通導体枠４にかけて設けられためっき導通用導体である。
【００２１】
セラミック母基板１は、酸化アルミニウム質焼結体や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等の電気絶縁材料から成る略四角形状の平板であり、その中央部に四角形状の多数の配線基板領域２が配列形成されている。
【００２２】
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等のセラミックスから成る場合であれば、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および溶剤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を採用してシート状に成形して複数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これらの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上下に積層し、最後にこの積層体を還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００２３】
また、セラミック母基板１の中央部に配列形成された各配線基板領域２は、それぞれが小型の配線基板となる領域であり、その上面に配線導体３が形成されており、配線導体３には図示しない電子部品の電極がボンディングワイヤや半田等を介して接続される。
【００２４】
配線導体３の露出表面には、通常、ボンディングワイヤのボンディング性や、半田の濡れ性等を良好とするために、ニッケルや金のめっき層が電解めっき法により被着されている。
【００２５】
このように配線導体３の露出表面に電解法によりめっき層を被着させるために、セラミック母基板１の外周部にめっき用共通導体枠４が配設されている。また、このめっき用共通導体枠４から、セラミック母基板１の外周縁にかけてめっき用端子部５が、配線基板領域２の並びの外周に位置する配線導体３にかけてめっき導通用導体６が、それぞれ設けられている。
【００２６】
すなわち、各配線基板領域２の配線導体３同士を電気的に共通に接続しておき、めっき用端子部５をめっき用治具（図示せず）の導通端子に接続することにより、電源からめっき用治具、めっき用端子部５、めっき用共通導体枠４およびめっき導通用導体６を介して各配線導体３にめっき用の電流が供給され、この電流によりめっき液中のめっき用金属が配線導体３の露出表面に被着される。
【００２７】
この場合、めっき用端子部５は、多数個取り配線基板に電流を供給する供給口として機能し、少なくとも１箇所設けておくことが必要になる。また、めっき導通用導体６は、めっき用共通導体枠４から配線基板領域２の配線導体３に電流をスムーズに供給するため、複数個設けておく必要がある。
【００２８】
なお、これらの、配線導体３・めっき用共通導体枠４・めっき用端子部５・めっき導通用導体６は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから形成されており、例えば、これらがタングステンメタライズ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、溶剤を添加混合して得た金属ペーストをセラミック母基板１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法を採用して所定のパターンに印刷塗布しておき、これをセラミック母基板１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって、セラミック母基板１の所定位置に所定パターンに形成される。
【００２９】
本発明の多数個取り配線基板によれば、複数のめっき導通用導体６は、めっき用共通導体枠４との接続位置がめっき用端子部５に近いものほど、その長さを長くしてあることから、めっき用端子部５に近いめっき導通用導体６ほど多く供給されようとするめっき用の電流の流れを効果的に抑制し、各配線基板領域２の配線導体３に供給される電流の量を、めっき用端子部５からの距離の違いに影響されることなく均一とすることができ、その結果、各配線導体３に電解めっき法により被着されるめっき層の厚さを均一とすることができる。
【００３０】
または、本発明の多数個取り配線基板によれば、複数のめっき導通用導体６は、めっき用共通導体枠４との接続位置がめっき用端子部５に近いものほど、その幅を狭くしてあることから、めっき用端子部５に近いめっき導通用導体６ほど多く供給されようとするめっき用の電流の流れを効果的に抑制し、各配線基板領域２の配線導体３に供給される電流の量を、めっき用端子部５からの距離の違いに影響されることなく均一とすることができ、その結果、各配線導体３に電解めっき法により被着されるめっき層の厚さを均一とすることができる。
【００３１】
または、本発明の多数個取り配線基板によれば、複数のめっき導通用導体６は、めっき用共通導体枠４との接続位置がめっき用端子部５に近いものほど、その厚みを薄くしてあることから、めっき用端子部５に近いめっき導通用導体６ほど多く供給されようとするめっき用の電流の流れを効果的に抑制し、各配線基板領域２の配線導体３に供給される電流の量を、めっき用端子部５からの距離の違いに影響されることなく均一とすることができ、その結果、各配線導体３に電解めっき法により被着されるめっき層の厚さを均一とすることができる。
【００３２】
ここで、各配線基板領域２は、図１（ｂ）に示すようにその四隅に各配線基板領域２同士を電気的に接続するための貫通導体７を形成しておくと、各配線基板領域２の配線導体３同士の電気接続性に関して、非常に導電性が良い構造とすることができる。従って、各配線基板領域２は、図１（ｂ）に示すようにその四隅に各配線基板領域２の配線導体３同士を電気的に接続するための貫通導体７を形成しておくことが好ましい。
【００３３】
また、複数のめっき導通用導体６は、めっき用共通導体枠４からそのめっき導通用導体６を介して配線導体３に供給されるめっき用の電流がほぼ均一となるように、それぞれその長さ、またはその幅、またはその厚みを設定することが好ましい。
【００３４】
めっき用共通導体枠４からそのめっき導通用導体６を介して配線導体３に供給されるめっき用の電流がほぼ均一となるように調整する手段として、例えばめっき導通用導体６の長さで調整する場合、めっき用端子部５からめっき用共通導体枠４を経て各めっき導通用導体６の配線導体３と接する部位までの間の導通抵抗が、複数のめっき導通用導体６の間でほぼ同じ値となるように、めっき用端子部５に近いめっき導通用導体６ほど、屈折状のパターンにする等の手段でその長さを長くすることにより調整する。
【００３５】
例えば、めっき用共通導体枠４の幅が約３ｍｍ、めっき導通用導体６の幅が約１ｍｍで、めっき用端子部５が１箇所、このめっき用端子部５から２４ｍｍの距離と６ｍｍの距離にそれぞれめっき導通用導体６を形成したような場合、めっき用端子部５から近いめっき導通用導体６の長さを、めっき用端子部５から遠いめっき導通用導体６の長さよりも約８ｍｍ長くなるようにして形成すればよい。これは、めっき用端子部５からめっき用共通導体枠４と各めっき導通用導体６との接続位置までの距離の差は１８ｍｍであるが、めっき用共通導体枠４の幅がめっき導通用導体６の幅の約３倍（抵抗率が約１／３）であるため、その１／３に相当する長さ（６ｍｍ）をめっき導通用導体６の長さの差により調整すればよいためである。
【００３６】
また、めっき導通用導体６の幅で調整する場合、めっき用端子部５からめっき用共通導体枠４を経て各めっき導通用導体６の配線導体３と接する部位までの間の導通抵抗がほぼ同じ値となるように、めっき用端子部５に近いめっき導通用導体４ほど、その幅を狭くすることにより調整する。めっき導通用導体６の幅は、めっき導通用導体６となる金属ペーストを印刷するためのスクリーン印刷用の製版の開口孔の幅を変化させること等により調整する。
【００３７】
なお、めっき導通用導体６は、その幅が１ｍｍ未満では安定して配線導体３に電流を供給することが難しく、３ｍｍを超えると、幅が広くなりすぎるため、めっき導通用導体６となる金属ペーストを配線基板領域２とめっき用共通導体枠４との間のスペースに印刷することが設計上困難となる。従って、めっき導通用導体６は、その幅を１〜３ｍｍの範囲とすることが望ましい。めっき用端子部５からめっき用共通導体枠４を経て各めっき導通用導体６の配線導体３と接する部位までの間の導通抵抗が同じ値となるようにするために、めっき導通用導体６の幅を調整しようとする場合、その幅が上記１〜３ｍｍの範囲を外れるような場合は、他の手段、すなわち長さや厚みを調整する手段を併用することが望ましい。
【００３８】
また、めっき導通用導体６の厚みで調整する場合、めっき用端子部５からめっき用共通導体枠４を経て各めっき導通用導体６の配線導体３と接する部位までの間の導通抵抗が同じ値となるように、めっき用端子部５に近いめっき導通用導体６ほど、その厚みを薄くすることにより調整すればよい。めっき導通用導体６の厚みは、めっき導通用導体６となる金属ペーストの印刷厚みにより調整する。
【００３９】
なお、めっき導通用導体６は、その厚みが１０μｍ未満または３０μｍを超えると、めっき導通用導体６となる金属ペーストを均一な厚みで安定して印刷することが難しくなる。従って、めっき導通用導体６は、その厚みを１０〜３０μｍの範囲とすることが望ましい。このため、めっき用端子部５からめっき用共通導体枠４を経て各めっき導通用導体６の配線導体３と接する部位までの間の導通抵抗が同じ値となるようにするために、めっき導通用導体６の厚みを調整しようとする場合、その厚みが１０〜３０μｍの範囲を外れるような場合は、他の手段、すなわち長さや幅を調整する手段を併用することが望ましい。
【００４０】
また、セラミック母基板１は、あらかじめ、セラミック母基板１の表面に分割溝７を形成しておき、この分割溝に沿って分割することにより各配線基板領域２となる。　このように、分割溝８をセラミック母基板１の表面に形成する場合、めっき導通用導体６は分割溝８と交差しないように形成しておくことが好ましい。このように、めっき導通用導体６を、分割溝８と交差しないように形成しておくと、分割溝８を形成する際にめっき導通用導体６が分割溝８で断線されることがなく、セラミック母基板１の形状や厚みにあわせて分割溝の深さを調整することが可能となる。その結果、セラミック母基板１の機械的強度を確保するとともに、セラミック母基板１を分割溝７に沿って分割することを容易・確実なものとすることができ、多数個取り配線基板として、より一層信頼性が高く、取り扱い易いものとすることができる。
なお、セラミック母基板１の分割は、ダイシング加工等の他の手段により行なってもよい。
【００４１】
かくして、本発明の多数個取り配線基板によれば、各配線基板領域２の上面に図示しない電子部品を搭載固定し、この電子部品の電極と配線導体３とをボンディングワイヤや半田等を介して電気的に接続した後、各配線基板領域２の上面の封止用メタライズ層９に金属蓋体を銀ろう等のろう材を介して接合するとともに、セラミック母基板１を各配線基板領域２に分割することにより、多数個の電子装置が同時集約的に製作される。なお、本発明は上述の実施の形態の一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、例えば上述の実施の形態の一例では、セラミック母基板１は２層の絶縁層を積層して形成されていたが、セラミック母基板１は３層以上の絶縁層を積層することにより形成されていてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の多数個取り配線基板によれば、セラミック母基板のめっき用共通導体枠から配線基板の並びの外周に位置する配線導体にかけて形成された複数のめっき導通用導体を、めっき用共通導体枠との接続位置がめっき用端子部に近いものほど、その長さを長く、またはその幅を狭く、またはその厚みを薄くしてあることから、めっき用端子部に近いめっき導通用導体ほど多く流れようとするめっき用電流の流れを効果的に抑制し、めっき用端子部からの距離に影響されることなく各配線基板領域の配線導体に均一にめっき用電流を供給することができる。その結果、めっき用端子部からの距離に影響されることなく、セラミック母基板の各配線導体に均一にめっき層を被着させることが可能となる。
【００４３】
また、複数のめっき導通用導体は、めっき用共通導体枠からそのめっき導通用導体を介して前記配線導体に供給されるめっき用の電流がほぼ均一となるように、それぞれその長さまたはその幅またはその厚みを設定すること、例えば、めっき用端子部から配線基板の並びの外周の配線導体との間の導通抵抗が均一となるように設定することにより、各配線導体に被着されるめっき層の厚みをより一層確実に均一なものとすることができる。
【００４４】
また、セラミック母基板の上面に、配線基板領域を個々に分割するための分割溝を形成する場合、めっき導通用導体を分割溝と交差しないように形成しておくと、めっき導通用導体が分割溝を断線させることがなく、セラミック母基板の形状や厚みにあわせて分割溝の深さを調整することが可能となる。これにより、セラミック母基板を分割溝により分割することがより一層容易・確実に行なえるようになる。
【図面の簡単な説明】
【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上面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図２】（ａ）は従来の多数個取り配線基板の上面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ’線における断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・セラミック母基板
２・・・・・・・配線基板領域
３・・・・・・・配線導体
４・・・・・・・めっき用共通導体枠
５・・・・・・・めっき用端子部
６・・・・・・・めっき導通用導体

Claims

セラミック母基板の中央部に各々が上面に配線導体を有する多数の配線基板領域を縦横の並びに配列形成し、前記セラミック母基板の外周部にめっき用共通導体枠を配設するとともに、該めっき用共通導体枠から前記セラミック母基板の外周縁にかけてめっき用端子部を、前記めっき用共通導体枠から前記並びの外周に位置する前記配線導体にかけて複数のめっき導通用導体を設けて成る多数個取り配線基板であって、前記複数のめっき導通用導体は、前記めっき用共通導体枠との接続位置が前記めっき用端子部に近いものほど、その長さを長く、またはその幅を狭く、またはその厚みを薄くしてあることを特徴とする多数個取り配線基板。
前記複数のめっき導通用導体は、前記めっき用共通導体枠からそのめっき導通用導体を介して前記配線導体に供給されるめっき用の電流がほぼ均一となるように、それぞれその長さまたはその幅またはその厚みが設定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。
前記セラミック母基板の上面に前記配線基板領域を個々に分割するための分割溝が形成されており、前記めっき導通用導体は、前記分割溝と交差しないように配線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。