JP2005051036A

JP2005051036A - 積層セラミック部品のキャスタレーション構造及び多数個取り多層セラミック基板並びにその製造方法

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Publication number: JP2005051036A
Application number: JP2003281372A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Itakura; 秀明板倉; Shinji Imazu; 信二今津
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】多数個取り多層セラミック基板の状態で個々の積層セラミック部品の電気検査や回路特性の測定・調整を行うことができると共に、キャスタレーションの導体と半田との接合面積ひいては接合強度を向上させることができるようにする。
【解決手段】多数個取り多層セラミック基板１１には、個々の積層セラミック部品に分割するための分割ラインに沿ってキャスタレーション形成穴１３が形成されている。各キャスタレーション形成穴１３は、基板裏面側のみに貫通する上端閉鎖型の形状となっている。このキャスタレーション形成穴１３には、その上端閉鎖面を含む全面に半田付け用の導体膜１４が形成されている。多数個取り多層セラミック基板１１には、絶縁溝１６が分割ラインに沿って基板裏面側からキャスタレーション形成穴１３よりも深く形成され、該絶縁溝１６によってキャスタレーション形成穴１３内の半田付け用の導体膜１４が二分割されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、１枚の多数個取り多層セラミック基板に形成した複数の積層セラミック部品の電気検査や回路特性の測定・調整を行いやすくした積層セラミック部品のキャスタレーション構造及び多数個取り多層セラミック基板並びにその製造方法に関するものである。

従来より、積層セラミック部品を製造する場合は、グリーンシート積層法等により、多数の積層セラミック部品を一体に形成した多数個取り基板を作り、基板焼成後に、多数個取り基板を個々の積層セラミック部品の境界線（分割ライン）に形成されたブレーク溝（スクライブライン、スナップライン）に沿って分割することで、個々の積層セラミック部品に分断するようにしている。

このような製造方法で、各積層セラミック部品の外縁部に半田付け用のキャスタレーション（窪み）を形成する場合には、図４に示すように、多数個取り基板１の分割ライン２（ブレーク溝）に沿ってスルーホール３を形成すると共に、このスルーホール３の内周面全面に導体ペーストを吸引法で印刷してキャスタレーション導体４（図５参照）を印刷すると共に、スルーホール３の周辺部に入出力ランド５を印刷するようにしている。

そして、印刷、焼成工程を終えた多数個取り基板１は、分割ライン２に沿って分割され、個々の積層セラミック部品Ａ11，Ａ12，…に分割される。これにより、各スルーホール３の内周面のキャスタレーション導体４は分割ライン２に沿って２分割され、隣接する２つの積層セラミック部品のキャスタレーション導体４に分割される。

このようなキャスタレーション導体４付きの積層セラミック部品は、外部基板上に面実装され、キャスタレーション導体４が外部基板のランドに半田付けされる。このような面実装用の積層セラミック部品では、キャスタレーション導体４は、半田付け信頼性向上、半田付け確認のために必要不可欠なものとなっている。

ところで、品質管理上、各積層セラミック部品11，Ａ12，…の印刷抵抗値等の回路特性の測定・調整（トリミング等）やショート・オープン検査等の電気検査を行う必要があるが、この検査・調整工程は、多数個取り基板１を個々の積層セラミック部品Ａ11，Ａ12，…に分割した後に実施されていた。これは、分割前の多数個取り基板１は、スルーホール３の内周面全面に、隣接する２つの積層セラミック部品のキャスタレーション導体４が連続して印刷されているため、隣接する２つの積層セラミック部品の回路がキャスタレーション導体４でショートした状態になっているためである。しかし、多数個取り基板１を個々の積層セラミック部品Ａ11，Ａ12，…に分割した後に検査・調整工程を実施すると、積層セラミック部品Ａ11，Ａ12，…を１個ずつ検査治具にセットして検査しなければならず、検査能率・調整能率が非常に悪いという欠点がある。

この欠点を解消するために、図６に示すように、各積層セラミック部品Ａ11，Ａ12，…間に帯状の捨てミミ６（最終的に廃棄する部分）を形成し、隣接する２つの積層セラミック部品のキャスタレーション導体（スルーホール３）を捨てミミ６で完全に分離して絶縁するようにしたものがある。しかし、この構成では、各積層セラミック部品間に帯状の捨てミミ６を形成するため、１枚の多数個取り基板から取れる積層セラミック部品の個数が減少してしまい、その分、積層セラミック部品の生産コストが高くなる欠点がある。

そこで、下記の特許文献１（図７及び図８参照）に示すように、多数個取り基板７の各積層セラミック部品Ａ間の分割ラインに沿って、基板片面側のみに貫通するキャスタレーション形成穴８を形成すると共に、このキャスタレーション形成穴８に導体９を充填し、多数個取り基板７の分割ラインに沿って絶縁溝１０をキャスタレーション形成穴８よりも深く形成することで、キャスタレーション形成穴８内の導体（以下「キャスタレーション導体」という）９を二分割して、多数個取り基板７の各積層セラミック部品Ａ間を電気的に絶縁するようにしたものがある。これにより、多数個取り基板７を個々の積層セラミック部品Ａに分割しなくても、多数個取り基板７の状態で個々の積層セラミック部品Ａの電気検査や回路特性の測定・調整を行うことができるようになっている。
特開平６−９６９９２号公報（第５頁等）

上記特許文献１（図７及び図８参照）のように、キャスタレーション形成穴８を基板片面側のみに貫通させる構成とすると、多数個取り基板７を個々の積層セラミック部品Ａに分割して、キャスタレーション導体９を外部基板に半田付けする際に、キャスタレーション導体９の基板厚み方向の寸法が短くなる分だけキャスタレーション導体９と半田との接合面積が減少して、接合強度が低下し、接合信頼性が低下するという欠点がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、多数個取り基板を分割しない状態で個々の積層セラミック部品の電気検査や回路特性の測定・調整を行うことができると共に、キャスタレーション導体と半田との接合面積ひいては接合強度を向上させることができるようにすることである。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、積層セラミック部品の外縁部に形成された凹溝状のキャスタレーション構造において、キャスタレーション形成穴は、部品表面側が閉鎖され、部品裏面側のみに貫通する上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴であり、この上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴には、その上端閉鎖面を含む全面に半田付け用の導体膜を形成するようにしたものである。

この場合、請求項２のように、１枚の多数個取り多層セラミック基板を個々の積層セラミック部品に分割するための分割ラインに沿って、基板裏面側のみに貫通する上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴を形成し、この上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴に、その上端閉鎖面を含む全面に半田付け用の導体膜を形成し、且つ、前記分割ラインに沿って絶縁溝を基板裏面側から前記キャスタレーション形成穴よりも深く形成することで、該絶縁溝によって前記キャスタレーション形成穴内の半田付け用の導体膜を二分割するようにすると良い。

更に、請求項３のように、多数個取り多層セラミック基板の焼成後に、前記絶縁溝を形成して前記キャスタレーション形成穴内の半田付け用の導体膜を二分割した後、当該多数個取り多層セラミック基板を分割しない状態で個々の積層セラミック部品に対して電気検査又は回路特性の測定・調整を行うようにすると良い。

本発明は、基板裏面側のみに貫通する上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴を採用し、且つ、この上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴に、その上端閉鎖面を含む全面に半田付け用の導体膜を形成したので、次のような優れた効果を得ることができる。

（１）基板裏面側のみに貫通する上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴を採用したので、多数個取り多層セラミック基板の分割ラインに沿って絶縁溝を基板裏面側からキャスタレーション形成穴よりも深く形成することで、該絶縁溝によってキャスタレーション形成穴内の半田付け用の導体膜を二分割して、多数個取り多層セラミック基板の各積層セラミック部品間を電気的に絶縁することができる。これにより、多数個取り多層セラミック基板を個々の積層セラミック部品に分割しなくても、多数個取り多層セラミック基板の状態で個々の積層セラミック部品の電気検査や回路特性の測定・調整を行うことができ、検査能率・調整能率を向上できる。

（２）上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴には、その上端閉鎖面を含む全面に半田付け用の導体膜を形成するようにしたので、半田付け用の導体膜の面積を上端閉鎖面の分だけ拡大することができて、半田付け用の導体膜と半田との接合面積ひいては接合強度をを増大させることができ、接合信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。まず、図１及び図２に基づいて多数個取り多層セラミック基板１１の構成を説明する。多数個取り多層セラミック基板１１は、グリーンシート積層法により形成され、多数の積層セラミック部品Ａが碁盤目状に形成されている。この多数個取り多層セラミック基板１１には、個々の積層セラミック部品Ａに分割するための分割ライン１２（部品間の境界線）に沿って複数のキャスタレーション形成穴１３が形成されている。各キャスタレーション形成穴１３は、基板表面側（図１では下面側）が閉鎖され、基板裏面側（図１では上面側）のみに貫通する上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴となっている。キャスタレーション形成穴１３の断面形状は、半田付け面積確保、ショート対策、治具作成等の観点から適宜決定すれば良く、例えば、円形、小判形、楕円形、四角形等、いずれの形状であっても良い。

このキャスタレーション形成穴１３には、その上端閉鎖面（図１では下端閉鎖面）を含む全面に半田付け用の導体膜１４が印刷、塗布等のメタライズ技術により形成されている。多数個取り多層セラミック基板１１の裏面（図１では上面）には、キャスタレーション形成穴１３の周辺部に入出力ランド１５が印刷され、この入出力ランド１５がキャスタレーション形成穴１３内の半田付け用の導体膜１４と電気的に接続されている。尚、多数個取り多層セラミック基板１１の内層には、入出力ランド１５と電気的に接続された内層配線パターン（図示せず）やビア導体（図示せず）が形成されている。

更に、多数個取り多層セラミック基板１１には、ダイサー、レーザ加工機等によって絶縁溝１６が分割ライン１２に沿って基板裏面側（図１では上面側）からキャスタレーション形成穴１３よりも深く形成され、該絶縁溝１６によってキャスタレーション形成穴１３内の半田付け用の導体膜１４と入出力ランド１５が二分割され、多数個取り多層セラミック基板１１の各積層セラミック部品Ａ間が電気的に絶縁されている。

多数個取り多層セラミック基板１１の絶縁溝１６と反対側の面には、個々の積層セラミック部品Ａに分割するためのブレーク溝（スクライブライン、スナップライン）が積層セラミック部品Ａ間の境界線（分割ライン１２）に沿って形成されている。この場合、多数個取り多層セラミック基板１１をブレーク溝に沿って個々の積層セラミック部品Ａに分割したときに、キャスタレーション分割端付近にブレークバリが発生することが絶縁溝１６によって防止される。つまり、キャスタレーション分割端付近は、メタライズ層（入出力ランド１５と導体膜１４）で覆われているため、絶縁溝１６が無いと、メタライズ層のブレーク性が悪く、ブレークバリが発生しやすいが、本実施例では、予めメタライズ層が絶縁溝１６によって二分割されているため、キャスタレーション分割端付近にブレークバリが発生することがなく、分割後の積層セラミック部品Ａの寸法ばらつきが小さくなる利点がある。

以上のように構成したキャスタレーション付きの多数個取り多層セラミック基板１１を製造する場合には、多数個取り多層セラミック基板１１の各層を形成するセラミックグリーンシートに、層間接続用のビアホール（図示せず）をパンチングマシン等で打ち抜き形成する共に、キャスタレーション形成穴１３を形成する層に積層するセラミックグリーンシートには、キャスタレーション形成穴１３をパンチングマシン等で打ち抜き形成する。この後、導体ペーストを用いて各層のセラミックグリーンシートにビア導体や内層配線パターンを印刷した後、各層のセラミックグリーンシートを積層して、キャスタレーション形成穴１３を有する多数個取り多層セラミック基板１１の生基板（焼成前の基板）を作製する。尚、積層後の生基板に後加工でキャスタレーション形成穴１３を形成しても良く、要は、分割ライン１２に沿ってキャスタレーション形成穴１３を何等かの方法で形成すれば良い。

この後、印刷、塗布等のメタライズ技術により、キャスタレーション形成穴１３に、その上端閉鎖面（図１では下端閉鎖面）を含む全面に半田付け用の導体膜１４を形成すると共に、キャスタレーション形成穴１３の周辺部に入出力ランド１５を形成する。

尚、セラミックグリーンシートを積層する前の印刷工程で、個々のセラミックグリーンシートのキャスタレーション形成穴１３の内周縁に導体ペーストを印刷するようにしたり、或は、キャスタレーション形成穴１３を形成したセラミックグリーンシートのみを積層して、この積層シートのキャスタレーション形成穴１３の内周面全面に導体ペーストを吸引法で印刷した後、この積層シートを他のセラミックグリーンシートと積層するようにしても良い。この場合、キャスタレーション形成穴１３の上端閉鎖面（図１では下端閉鎖面）を形成する１枚のセラミックグリーンシートには、積層前に、キャスタレーション形成穴１３内に露出する部分に導体膜を印刷しておけば良い。

この後、焼成工程に進み、多数個取り多層セラミック基板１１を、キャスタレーション形成穴１３内の半田付け用の導体膜１４、入出力ランド１５、内層配線パターン等と一緒に同時焼成する。尚、キャスタレーション形成穴１３内の半田付け用の導体膜１４と入出力ランド１５は、多数個取り多層セラミック基板１１の焼成後に印刷・焼成（後付け焼成）しても良い。

焼成工程終了後、ダイサー、レーザ加工機等を用いて、多数個取り多層セラミック基板１１に、分割ライン１２に沿って絶縁溝１６を基板裏面側（図１では上面側）からキャスタレーション形成穴１３よりも深く形成する。これにより、キャスタレーション形成穴１３内の半田付け用の導体膜１４と入出力ランド１５を絶縁溝１６によって二分割して、多数個取り多層セラミック基板１１の各積層セラミック部品Ａ間を電気的に分離する。

この後、電気検査・調整工程に進み、多数個取り多層セラミック基板１１を分割しない状態で個々の積層セラミック部品Ａに対して電気検査や回路特性の測定・調整（例えば印刷抵抗のトリミング等）を行う。この場合、絶縁溝１６によってキャスタレーション形成穴１３内の半田付け用の導体膜１４と入出力ランド１５が二分割され、多数個取り多層セラミック基板１１の各積層セラミック部品Ａ間が電気的に分離されているため、多数個取り多層セラミック基板１１を個々の積層セラミック部品Ａに分割しなくても、多数個取り多層セラミック基板１１を分割しない状態で個々の積層セラミック部品Ａの電気検査や回路特性の測定・調整を行うことができ、検査能率・調整能率を向上できる。しかも、各積層セラミック部品Ａ間に帯状の捨てミミを形成する必要がないため、１枚の多数個取り多層セラミック基板１１から取れる積層セラミック部品Ａの個数を減らさずに済み、１枚の多数個取り多層セラミック基板１１から多数の積層セラミック部品Ａを効率良く生産することができる。

その後、多数個取り多層セラミック基板１１を個々の積層セラミック部品Ａに分割する場合は、絶縁溝１６とは反対側の面に形成したブレーク溝（スクライブライン、スナップライン）に沿って個々の積層セラミック部品Ａに分割すれば良い。この場合、キャスタレーション分割端付近は、メタライズ層（入出力ランド１５と導体膜１４）で覆われているため、絶縁溝１６が無いと、メタライズ層のブレーク性が悪く、ブレークバリが発生しやすいが、本実施例では、予めメタライズ層が絶縁溝１６によって二分割されているため、キャスタレーション分割端付近にブレークバリが発生することがなく、分割後の積層セラミック部品Ａの寸法ばらつきが小さくなる利点がある。

図３に示すように、分割した積層セラミック部品Ａを外部基板１７上に実装する場合には、積層セラミック部品Ａのキャスタレーション形成穴１３内の半田付け用の導体膜１４と入出力ランド１５を外部基板１７のランド１８に位置合わせして、両者を半田１９で接続する。

この場合、キャスタレーション形成穴１３には、その上端閉鎖面を含む全面に半田付け用の導体膜１４が形成されているため、半田付け用の導体膜１４の面積を上端閉鎖面の分だけ拡大することができて、半田付け用の導体膜１４と半田１９との接合面積ひいては接合強度をを増大させることができ、接合信頼性を向上させることができる。

尚、本実施例では、絶縁溝１６を複数のキャスタレーション形成穴１３に跨がって連続させるように形成したが、キャスタレーション形成穴１３とその周辺部のみに限定して絶縁溝１６を形成するようにしても良い。

また、図２の例では、キャスタレーション形成穴１３を積層セラミック部品Ａの角部に形成したが、これを積層セラミック部品Ａの辺部に形成しても良く、また、キャスタレーション形成穴１３の個数も適宜変更しても良いことは言うまでもない。

その他、本発明は、入出力ランド１５を省略しても良い等、種々変更して実施できることは言うまでもない。

本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は絶縁溝を形成する前のキャスタレーション形成穴周辺部の拡大縦断面図、（ｂ）は絶縁溝を形成した後のキャスタレーション形成穴周辺部の拡大縦断面図である。（ａ）は絶縁溝を形成する前の多数個取り多層セラミック基板の裏面を部分的に示す図、（ｂ）は絶縁溝を形成した後の多数個取り多層セラミック基板の裏面を部分的に示す図である。積層セラミック部品を外部基板上に半田付けした状態を示す拡大縦断面図である。従来の多数個取り多層セラミック基板の裏面を示す図である。従来の多数個取り多層セラミック基板のキャスタレーション構造を示す拡大縦断面図である。従来の改良された多数個取り多層セラミック基板の裏面を示す図である。特許文献１の多数個取り多層セラミック基板を部分的に示す拡大斜視図である。特許文献１の多数個取り多層セラミック基板から分割した積層セラミック部品の拡大斜視図である。

符号の説明

１１…多数個取り多層セラミック基板、１２…分割ライン、１３…キャスタレーション形成穴、１４…半田付け用の導体膜、１５…入出力ランド、１６…絶縁溝、１７…外部基板、１８…ランド、１９…半田。

Claims

積層セラミック部品の外縁部に形成された凹溝状のキャスタレーション構造において、キャスタレーション形成穴は、部品表面側が閉鎖され、部品裏面側のみに貫通する上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴であり、
前記上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴には、その上端閉鎖面を含む全面に半田付け用の導体膜が形成されていることを特徴とする積層セラミック部品のキャスタレーション構造。
１枚の基板内に形成した複数の積層セラミック部品を個々の積層セラミック部品に分割するための分割ラインに沿って複数のキャスタレーション形成穴を形成した多数個取り多層セラミック基板において、
前記キャスタレーション形成穴は、基板表面側が閉鎖され、基板裏面側のみに貫通する上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴であり、
前記上端閉鎖型のキャスタレーション形成穴には、その上端閉鎖面を含む全面に半田付け用の導体膜が形成され、
前記分割ラインに沿って絶縁溝が基板裏面側から前記キャスタレーション形成穴よりも深く形成され、該絶縁溝によって前記キャスタレーション形成穴内の半田付け用の導体膜が二分割されていることを特徴とする多数個取り多層セラミック基板。
請求項２に記載の多数個取り多層セラミック基板を製造する方法において、
前記多数個取り多層セラミック基板の焼成後に前記絶縁溝を形成して前記キャスタレーション形成穴内の半田付け用の導体膜を二分割した後、当該多数個取り多層セラミック基板の状態で前記個々の積層セラミック部品に対して電気検査又は回路特性の測定・調整を行うことを特徴とする多数個取り多層セラミック基板の製造方法。