JP2004288932A - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック母基板の機械的強度を維持しつつ各配線基板領域に容易・確実に撓折することができる多数個取り配線基板を提供する。
【解決手段】半導体素子を収容する凹所を一方主面側に有する四角形状の多数の配線基板領域４が縦横に配列形成されたセラミック母基板１の両主面に、配線基板領域４の境界線上に分割溝２を設けた多数個取り配線基板において、分割溝２を、セラミック母基板１の一方主面に形成された第１の分割溝２ａと、セラミック母基板１の他方主面の境界線に沿って形成された溝状の凹部５の底面に形成された第２の分割溝２ｂとからなるものとした多数個取り配線基板である。セラミック母基板１の全体としての機械的強度を維持しつつ各配線基板領域４に容易・確実に撓折することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子が塔載され収容される凹所を有する配線基板を広面積のセラミック母基板中に縦横に多数個配列して成る多数個取り配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば半導体素子を塔載し収容するために用いられる配線基板は、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る略四角平板状の絶縁基体の上面に半導体素子を塔載し収容するための凹所を有し、この凹所の底面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、絶縁基体の凹所底面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、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中から多数個の配線基板を同時集約的に得るようにした、いわゆる多数個取り配線基板の形態で製作されている。
【０００４】
このような多数個取り配線基板は、電子部品収納用の凹所を有する配線基板領域が多数個、縦横に配列形成されたセラミック母基板の上下の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配線基板に区画しておき、分割溝に沿って母基板を撓折することによって個々の配線基板を得ることができる。
【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ることによって切断を容易としている。
【０００６】
なお、この多数個取り配線基板は、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、この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配線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】
〔特許文献１〕
特開平１１−１６３１９３号公報
〔特許文献２〕
特開平７−１９２９６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の多数個取り配線基板によれば、特に高機能化等のために、母基板の厚みが例えば５ｍｍ程度以上と厚くなるに伴い、これに応じて分割溝の深さを深くする必要があるので、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、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により発生する応力がクラックを発生させ、焼成後の配線基板領域の分割時に、分割後の配線基板にバリや欠け等の不具合を発生させてしまうという問題点があった。
【０００９】
また、セラミック母基板のうち、電子部品収納用の凹所が形成されている部分およびこれに隣接する部分は機械的な強度が弱いため、厚いセラミック母基板を撓折するときの衝撃により、これらの部分にカケやクラック等の機械的な破壊を生じやすく、得られた配線基板において、凹所の気密封止の信頼性が劣化してしまうという問題点もあった。
【００１０】
本発明はかかる従来の技術における問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、配線基板領域を分割する際に、分割後の配線基板の側面にバリや欠けが発生することがなく、かつ凹所周辺に機械的な破壊を生じることが効果的に防止された、セラミック母基板の機械的強度や信頼性に優れた多数個取り配線基板を提供することにある。
【００１１】
【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、半導体素子を収容する凹所を一方主面側に有する四角形状の多数の配線基板領域が縦横に配列形成されたセラミック母基板の両主面に、前記配線基板領域の境界線上に分割溝を設けた多数個取り配線基板において、前記分割溝は、前記セラミック母基板の一方主面に形成された第１の分割溝と、前記セラミック母基板の他方主面の前記境界線に沿って形成された溝状の凹部の底面に形成された第２の分割溝とからなることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明の多数個取り配線基板は、上記構成において、溝状の凹部の前記底面は、前記配線基板領域の前記凹所の底面と同一平面上に位置していることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の多数個取り配線基板によれば、分割溝を、セラミック母基板の一方主面に形成された第１の分割溝と、セラミック母基板の他方主面の境界線に沿って形成された溝状の凹部の底面に形成された第２の分割溝とからなるものとしたことから、分割する部位のセラミック母基板の他方主面側の厚みを溝状の凹部を形成して部分的に薄くすることによって、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・侵入させたときの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を小さくすることができるので、一方主面の凹所の周辺で分割溝の深さを深くすることなく、各々の配線基板領域に容易・確実に撓折することができるような分割溝を容易に形成することができ、配線基板領域を分割するときに、分割後の配線基板の側面にバリや欠け等の不具合が発生することを効果的に防ぐことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の多数個取り配線基板について、添付図面に基づき説明する。図１は本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例を示す下面図であり、図２はその部分断面図である。これらの図において、１はセラミック母基板、２は分割溝、３は配線導体である。このセラミック母基板１を分割溝２で縦横に区画し、多数の配線基板領域４をセラミック母基板１中に縦横に配列させることにより多数個取り配線基板が形成される。
【００１５】
セラミック母基板１は、上面等の一方主面に多数の凹所が配列形成された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・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、このセラミックスラリーを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）を得て、しかる後、この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、最後にこのセラミックグリーンシートを還元雰囲気中にて約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１６】
この際、積層したときに上層となるセラミックグリーンシートに、四角形状の開口部となる貫通穴を多数個打ち抜き形成しておくことにより、積層体の上面に、多数の凹所が配列形成される。
【００１７】
またセラミック母基板１は、その両主面に分割溝２が縦横に形成され、この分割溝２によって多数個の四角形状の配線基板領域４が区画され縦横に配列されている。
【００１８】
分割溝２は、多数個取り配線基板のセラミック母基板１をこれに沿って撓折して個々の配線基板領域４をそれぞれの配線基板に分割する際に曲げ応力を集中させる機能を有し、セラミック母基板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。
【００１９】
なお、セラミック母基板１の両主面の分割溝２は上下に対向するようにして形成されており、セラミック母基板１の分割溝２に沿った撓折は、一方の分割溝２の底部を起点とし、他方の分割溝２の底部を終点して行なわれる。
【００２０】
また各配線基板領域４は、その上面中央部に電子部品を塔載する搭載部を有し、この搭載部の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３を有している。
【００２１】
配線導体３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・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。
【００２２】
そして、各搭載部には半導体素子や弾性表面波素子等の電子部品（図示せず）が塔載されるとともに、配線導体３にはこの電子部品の各電極が、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を介して電気的に接続される。
【００２３】
そして、搭載部に電子部品を塔載するとともに、この電子部品の各電極を電気的接続手段を介して配線導体３に電気的に接続した後、各配線基板領域４の上面に図示しない蓋体を電子部品を覆うように固着することによって電子部品が気密に封止され、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に沿ってセラミック母基板１を撓折することにより、各配線基板を用いた多数の電子装置が同時集約的に製造されるのである。
【００２４】
なお、セラミック母基板１の外側には枠状の捨て代領域５が形成されており、多数個取り配線基板の取扱いを容易なものとしている。
【００２５】
本発明の多数個取り配線基板においては、分割溝２を、セラミック母基板１の一方主面に形成された第１の分割溝２ａと、セラミック母基板１の他方主面の境界線に沿って形成された溝状の凹部５の底面に形成された第２の分割溝２ｂとからなるものとしておくことが重要である。
【００２６】
このように、分割溝２を、セラミック母基板１の一方主面の表面に形成された第１の分割溝２ａと、セラミック母基板１の他方主面の境界線に沿って形成された溝状の凹部５の底面に形成された第２の分割溝２ｂとからなるものとしておくことにより、分割する部位のセラミック母基板１の厚みを溝状の凹部５を形成して部分的に薄くすることによって、一方主面側に形成された凹所の周辺で分割溝２の深さを深くすることなく、各配線基板領域４に容易・確実に撓折することができるような深さの分割溝２を容易に形成することができる。
【００２７】
これにより、セラミック母基板１の一方主面側に形成された凹所の周辺で分割溝２の深さを深くする必要がないため、特に機械的強度が低くなりやすい凹所およびその周囲の部位で、セラミックグリーンシートに分割溝２を形成するためにブレードを押圧・侵入させたときの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を小さくすることできるので、配線基板領域４を分割するときに、分割後の配線基板の側面にバリや欠け等の不具合が発生することを効果的に防ぐことができる。
【００２８】
また、本発明の多数個取り配線基板においては、溝状の凹部５の底面を、配線基板領域４の凹所の底面と同一平面上に位置させておくことが好ましい。溝状の凹部５の底面が配線基板領域４の凹所の底面よりも一方主面側に高くなる（他方主面側から見て深くなる）と、この部分のセラミック母基板１、特に凹所の側方部分の機械的強度が低くなってクラック等の機械的破壊を生じやすくなる傾向がある。また、溝状の凹部５の底面が、配線基板領域４の凹所の底面よりも一方主面側に低くなる（他方主面側から見て浅くなる）と、セラミック母基板１の一方主面側の第１の分割溝２ａの深さをある程度深くしないと、厚いセラミック母基板１を容易に撓折することができる程度にセラミック母基板１の機械的強度を弱くすることが難しくなり、このような深さの分割溝２ａを形成するためのブレードの進入によりセラミック母基板１の凹所周辺の部位に変形や機械的強度の劣化を誘発させるおそれがある。
【００２９】
なお、この場合の同一平面上とは、完全に同一の平面に対して、上下に１００μｍ程度の誤差は許容される。誤差が１００μｍを超えてしまうと、溝状の凹部５の側面と配線基板４の凹所の側面との重なる領域の厚みが薄くなり、その領域のセラミック母基板１の機械的強度が低下するおそれがある。
【００３０】
なお、本発明は上述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あれば種々の変更は可能である。上述の例では凹部は直方体状であったが、配線基板領域４の封止領域を広く確保するために、上部の開口を狭くした、断面形状が台形状の凹部であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の多数個取り配線基板によれば、分割溝を、セラミック母基板の一方主面に形成された第１の分割溝と、セラミック母基板の他方主面の境界線に沿って形成された溝状の凹部の底面に形成された第２の分割溝とからなるものとしたことから、分割する部位のセラミック母基板の他方主面側の厚みを溝状の凹部を形成して部分的に薄くすることによって、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・侵入させたときの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を小さくすることができるので、一方主面の凹所の周辺で分割溝の深さを深くすることなく、各々の配線基板領域に容易・確実に撓折することができるような分割溝を容易に形成することができ、配線基板領域を分割するときに、分割後の配線基板の側面にバリや欠け等の不具合が発生することを効果的に防ぐことができる。
【００３２】
また、本発明の多数個取り配線基板によれば、溝状の凹部の底面が配線基板領域の凹所の底面と同一平面上に位置しているものとしたときには、セラミック母基板の凹所の側方部分の機械的強度を十分に確保してクラック等の機械的破壊の発生を起きにくくすることができ、一方主面側の第１の分割溝の深さを特に深くする必要もないため、第１の分割溝を形成するためのブレードの進入によりセラミック母基板の凹所周辺の部位に変形や機械的強度の劣化を誘発させることがないものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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下面図である。
【図２】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部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・・セラミック母基板
２・・・・分割線
２ａ・・・第１の分割線
２ｂ・・・第２の分割線
３・・・・配線導体
４・・・・配線基板領域
５・・・・凹部
６・・・・捨て代領域

Claims (2)

1. 半導体素子を収容する凹所を一方主面側に有する四角形状の多数の配線基板領域が縦横に配列形成されたセラミック母基板の両主面に、前記配線基板領域の境界線上に分割溝を設けた多数個取り配線基板において、前記分割溝は、前記セラミック母基板の一方主面に形成された第１の分割溝と、前記セラミック母基板の他方主面の前記境界線に沿って形成された溝状の凹部の底面に形成された第２の分割溝とからなることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記溝状の凹部の前記底面は、前記配線基板領域の前記凹所の底面と同一平面上に位置し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。

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