JP2005209761A - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】集合体の４隅から外周部にかける部分のめっき被膜形成を抑制して全体のめっき被膜厚さのばらつきを小さくする安価な多数個取り配線基板を提供する。
【解決手段】中央部に複数個の個別基板１１の集合体１２を１又は複数個有し、集合体１２の外側周辺部に四角枠状のめっき用引き回し配線１４を有すると共に、外周端面にめっき用引き回し配線１４と接続するめっき用電源取り入れ用の電極端子１５を有する矩形状の多数個取り配線基板１０において、電極端子１５から延設されているめっき用繋ぎ配線１６と、めっき用引き回し配線１４との接続部１７がめっき用引き回し配線１４の四角枠状長手方向中央部と接続して設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数個の個別基板の集合体からなる母体基板から分割して半導体素子や、水晶振動子等の電子部品を搭載するための個別基板からなる配線基板を作製するための多数個取り配線基板に関する。

従来から電子部品を搭載させるためのパッケージや、多層配線基板等の配線基板には、プラスチック製や、セラミック製のものが用いられている。この配線基板は、例えば、基板にアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）セラミック等のセラミック基板が用いられる場合には、複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、焼成した複数層基板からなっている。この基板には、タングステンや、モリブデン等の高融点金属からなる配線導体が配設されている。配線基板には、電子部品が搭載されると共に、電子部品の各電極と半田ボールや、ボンディングワイヤ等の接続手段で配線導体に電気的に接続している。そして、電子部品は、金属やセラミックからなる蓋体や、ポッティング樹脂を電子部品を覆うようにして接合して電子部品を気密に封止することで、電子装置を作成している。

この配線基板は、近年の電子装置の小型化により極めて小さなものとなってきている。従って、この配線基板は、取り扱いの容易性と、装置の作製効率を向上させるために、多数個の個別基板の集合体からなる多数個取り配線基板を作製し、個々に分割することで作製している。

図４に示すように、従来の多数個取り配線基板５０は、それぞれに配線導体を有する多数個の個別基板５１が大型の母体基板中に縦横に一体的に配列された集合体５２に形成されている。この多数個取り配線基板５０は、各個別基板５１に電子部品が搭載され、電子部品を気密に封止した後、分割用溝５３に沿って分割することで多数の電子装置を一度に集約的に作製できるようにしている。ここで、多数個取り配線基板５０に形成された個別基板５１は、表面に露出する配線導体の外気からの腐食防止や、配線導体と電子部品の電極端子との電気的接続性を良好とするために、表面に露出する配線導体の表面にＮｉや、Ａｕ等からなるめっき被膜を電解めっき法で形成している。この電解めっき法でめっき被膜を形成するためには、電荷供給用の配線として、集合体５２の外側周辺部に四角枠状のめっき用引き回し配線５４と、多数個取り配線基板５０の外周端面にめっき用電源取り入れ用の電極端子５５と、電極端子５５から直線的に延設してめっき用引き回し配線５４に直接直線的に接続しているめっき用繋ぎ配線５６と、及び、めっき用引き回し配線５４から集合体５２の各個別基板５１に延設するめっき用取り入れ配線５７を形成している。そして、多数個取り配線基板５０には、電極端子５５で引っ掛けられためっき用治具によって多数個取り配線基板５０を保持すると同時に、めっき浴中で通電して電荷が供給され、集合体５２の各個別基板５１の表面に露出する配線導体の表面にめっき被膜が形成されている。

従来の多数個取り配線基板には、めっき用引き回し配線の内側に部分的に抵抗調整用パターンを形成することで配線導体のめっき被膜厚さのばらつきを小さくしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、従来の多数個取り配線基板には、個別基板の集合体の外側周辺部に、絶縁層の開口部からめっき用引き回し配線の一部を露出させた複数の凹部を設け、めっき液の流れを阻害して集合体の外周部のめっき被膜厚さが厚くなるのを防止して厚さのばらつきを小さくしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−１６５００４号公報 特開２００２−１５８３０６号公報

しかしながら、前述したような従来の多数個取り配線基板は、次のような問題がある。
（１）従来の多数個取り配線基板は、対向する２辺の外周端面に形成された各電極端子から直接延設されためっき繋ぎ配線を介してめっき引き回し配線に接続し、更に、めっき用引き回し配線からめっき用取り入れ配線を介して集合体の個別基板にめっき被膜が施されるので、めっき繋ぎ配線の長さが極めて短いものとなり、個別基板までの電気抵抗が小さくなる。また、めっき液は、多数個取り配線基板の外周部で流動しやすく、めっき金属源が供給されやすくなっている。この状態でめっき被膜を形成するので、集合体の４隅の配線導体に電荷が大きく集中し、更に、外周部に集中するめっき金属源の供給によって、４隅から外周部にかける部分のめっき被膜厚さが極端に厚くなっている。従って、集合体におけるめっき被膜厚さは、ばらつきが大きくなり、全ての個別基板に所定のめっき被膜厚さを形成することが困難となっている。

（２）めっき用引き回し配線の内側に抵抗調整用パターンを形成する場合には、めっき用繋ぎ配線の長さが短く、個別基板までの電気抵抗が小さくなって集合体の４隅近傍の配線導体に電荷が大きく集中したり、また、めっき液が多数個取り配線基板の外周部で流動しやすく、めっき金属源が供給されやすくなって、外周部にめっき金属源が集中したりして、４隅から外周部にかける部分のめっき被膜厚さが集合体の中心部に比較して厚くなっている。

（３）個別基板の集合体の外側周辺部に、絶縁層の開口部からめっき用引き回し配線の一部を露出させた複数の凹部を設ける場合には、めっき液が多数個取り配線基板の外周部で流動するのを阻害し、外周部へのめっき金属源の供給を抑えて、めっき被膜厚さが厚くなるのを抑制しているが凹部を形成させるためのコストがかかり、多数個取り配線基板のコストアップとなっている。また、めっき用繋ぎ配線は、長さが短いので、個別基板までの電気抵抗が小さくなって集合体の４隅近傍の配線導体に電荷が大きく集中し、４隅部分のめっき被膜厚さが集合体の中心部に比較して厚くなっている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、集合体の４隅から外周部にかける部分のめっき被膜形成を抑制して全体のめっき被膜厚さのばらつきを小さくする安価な多数個取り配線基板を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る多数個取り配線基板は、中央部に複数個の個別基板の集合体を１又は複数個有し、集合体の外側周辺部に四角枠状のめっき用引き回し配線を有すると共に、外周端面にめっき用引き回し配線と接続するめっき用電源取り入れ用の電極端子を有する矩形状の多数個取り配線基板において、電極端子から延設されているめっき用繋ぎ配線と、めっき用引き回し配線との接続部がめっき用引き回し配線の四角枠状長手方向中央部と接続して設けられている。
ここで、多数個取り配線基板は、電極端子を矩形状長手方向外周端面にそれぞれ２カ所有し、電極端子間が接続され、しかも、電極端子間の実質的中央部から延設されてめっき用繋ぎ配線がめっき用引き回し配線の四角枠状長手方向中央部と接続して設けられているのがよい。
また、多数個取り配線基板は、集合体が複数からなる場合に、それぞれの集合体の外側周辺部にめっき用引き回し配線を有するのがよい。

請求項１及びこれに従属する請求項２又は３のいずれか１項記載の多数個取り配線基板は、電極端子から延設されているめっき用繋ぎ配線と、めっき用引き回し配線との接続部がめっき用引き回し配線の四角枠状長手方向中央部と接続して設けられているので、電極端子からめっき用引き回し配線までのめっき用繋ぎ配線を長くすることで、めっき被膜厚さが厚くなる傾向にある集合体の４隅までの距離が長くすることができ、集合体の４隅までの電気抵抗を高めて集合体の４隅のめっき被膜厚さを小さくすることで、集合体全体のめっき被膜厚さのばらつきを小さくすることができる。また、多数個取り配線基板の外周部に特段の加工を施す必要がないので、安価な多数個取り配線基板を提供できる。

特に、請求項２記載の多数個取り配線基板は、電極端子を矩形状長手方向外周端面にそれぞれ２カ所有し、電極端子間が接続され、しかも、電極端子間の実質的中央部から延設されてめっき用繋ぎ配線がめっき用引き回し配線の四角枠状長手方向中央部と接続して設けられているので、多数個取り配線基板をめっき用治具によって電極端子で安定して保持することができると同時に、容易にめっき浴中で通電してめっき被膜を形成することができる。また、電極端子からめっき用引き回し配線までのめっき用繋ぎ配線を長くし、集合体の４隅までの距離を長くして電気抵抗を高め、集合体の４隅のめっき被膜厚さを小さくすることで、集合体全体のめっき被膜厚さのばらつきを小さくすることができる。

特に、請求項３記載の多数個取り配線基板は、集合体が複数からなる場合に、それぞれの集合体の外側周辺部にめっき用引き回し配線を有するので、それぞれの集合体のそれぞれの個別基板への電荷が平均化され集合体全体のめっき被膜厚さのばらつきを小さくすることができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る多数個取り配線基板、変形例の多数個取り配線基板の説明図、図２は同多数個取り配線基板の他の変形例の説明図、図３は同多数個取り配線基板と、従来の多数個取り配線基板のめっき被膜厚さの測定結果のグラフである。

図１（Ａ）、（Ｂ）、図２を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る多数個取り配線基板１０、１０ａ、１０ｂを説明する。図１（Ａ）に示すように、多数個取り配線基板１０は、平面視して矩形状の基板の中央部に縦横に一体的に配列させた複数個の個別基板１１の集合体１２を１又は複数個（図１（Ａ）では１個）有している。この多数個取り配線基板１０の個別基板１１は、半導体素子や、水晶振動子等の電子部品を搭載するためのものであり、電子部品を気密に封止した後、多数個取り配線基板１０に形成された分割用溝１３に沿って分割することで多数の電子装置を一度に集約的に作製できるようにしている。この多数個取り配線基板１０の個別基板１１は、電子装置として機能させるための配線導体（図示せず）を有するパッケージや、多層配線基板等からなっている。多数個取り配線基板１０は、ＢＴ樹脂（ビスマレイミドトリアジンを主成分とする樹脂）や、エポキシ樹脂等の高耐熱性、誘電特性、絶縁特性、加工性に優れたプラスチックの絶縁基材にＣｕ箔を形成しＣｕめっき被膜を施した配線導体を形成して作製している。あるいは、多数個取り配線基板１０は、Ａｌ_２Ｏ_３や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、低温焼成セラミック等の高耐熱性、誘電特性、絶縁特性、加工性に優れたセラミックの絶縁基材に高融点金属や、低融点金属でメタライズパターンを形成し貴金属めっき被膜や、Ｎｉめっき被膜や、Ａｕめっき被膜を施した配線導体を形成して作製している。これらのめっき被膜は、表面に露出する配線導体の外気からの腐食防止や、配線導体と電子部品の電極端子との電気接続性を良好にする等のために設けられている。

多数個取り配線基板１０は、例えば、絶縁基材がＡｌ_２Ｏ_３のセラミックからなる場合には、配線導体の高融点金属に、タングステンや、モリブデン等が用いられている。また、このＡｌ_２Ｏ_３からなる多数個取り配線基板１０は、配線導体にＮｉ及びＡｕめっき被膜を電解めっき手法で形成するために、集合体１２の外側周辺部にタングステンや、モリブデン等の高融点金属で形成された四角枠状のめっき用引き回し配線１４を有している。更に、このＡｌ_２Ｏ_３からなる多数個取り配線基板１０は、外周端面にめっき用引き回し配線１４と接続するタングステンや、モリブデン等の高融点金属で形成されためっき用電源取り入れ用の電極端子１５を有している。そして、電極端子１５から延設されているタングステンや、モリブデン等の高融点金属で形成されためっき用繋ぎ配線１６と、めっき用引き回し配線１４との接続部１７は、めっき用引き回し配線１４の四角枠状の長手方向中央部と接続して設けられている。電極端子１５は、例えば、平面視して矩形状の多数個取り配線基板１０の長手方向外周端面にそれぞれが対向するようにして２カ所設けられているのがよい。そして、電極端子１５は、同じ側の端面の２つの電極端子１５間が電極端子１５から延設されているめっき用繋ぎ配線１６で接続されているのがよい。しかも、めっき用繋ぎ配線１６は、電極端子１５間の実質的中央部から延設されてめっき用引き回し配線１４の四角枠状の長手方向中央部の接続部１７で接続しているのがよい。

図１（Ｂ）に示すように、多数個取り配線基板１０の変形例の多数個取り配線基板１０ａは、電極端子１５を平面視して矩形状の多数個取り配線基板１０の短手方向外周端面にそれぞれが対向するようにしてそれぞれの端面に、１又は複数個を設けたものであってもよい。そして、電極端子１５と、めっき用引き回し配線１４は、電極端子１５から延設されている高融点金属で形成されためっき用繋ぎ配線１６で、めっき用引き回し配線１４の四角枠状の長手方向中央部の接続部１７と接続してもよい。

図２に示すように、多数個取り配線基板１０の他の変形例の多数個取り配線基板１０ｂは、平面視して矩形状の基板の中央部に複数個の個別基板１１の集合体１２を複数個（図２では４個）有している。そして、それぞれの集合体１２には、それぞれの集合体１２の外側周辺部に、隣接する集合体１２間では共用するめっき用引き回し配線１４を有している。

多数個取り配線基板１０、１０ａ、１０ｂ（以下、代表して１０と記す）の集合体１２の外側周辺部に形成されためっき用引き回し配線１４から集合体１２の内部にかけては、個別基板１１の配線導体にめっき被膜を形成するために、この配線導体と接続するめっき用取り入れ配線１８が形成されている。集合体１２の各個別基板１１の配線導体には、電極端子１５にめっき用治具を取り付け、多数個取り配線基板１０を保持すると共に、めっき浴中で通電して電荷を供給している。そして、めっき被膜厚さは、めっき用繋ぎ配線１６をめっき用引き回し配線１４の四角枠状の長手方向中央部に迂回させ、接続部１７で接続させることで集合体１２の４隅部までの距離を長くして抵抗を高めている。これにより、集合体１２全体のめっき被膜は、めっき被膜厚さが厚くなりやすい集合体１２の４隅部のめっき被膜を付きにくくさせて集合体１２全体の厚さばらつきを小さくさせた所望のめっき被膜を得ている。なお、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２では、めっき用繋ぎ配線１６、めっき用引き回し配線１４、及びめっき用取り入れ配線１８が多数個取り配線基板１０の表面に露出した形態で示されているが、多層からなる絶縁基材の内層に設けられる場合がある。

本発明者は、多数個取り配線基板の絶縁基材にＡｌ_２Ｏ_３セラミックと、配線導体にタングステンを用い、多数個取り配線基板の中央部に１個の集合体に３２個の個別基板を有する４個の集合体からなり、電極端子から延設されているめっき用繋ぎ配線と、めっき用引き回し配線との接続部がめっき用引き回し配線の四角枠状長手方向中央部と接続して設けられている実施例と、従来の電極端子から延設されているめっき用繋ぎ配線が直線的にめっき用引き回し配線と接続して設けられている従来例を作製した。これらの作製には、先ず、絶縁基材の作製のために、アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及びトルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤を加え、十分に混練した後、脱泡して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを準備している。次いで、スラリーは、ドクターブレード法等によって、例えば、厚さ０．２ｍｍ程度のロール状のシートに形成し、適当なサイズにカットしてセラミックグリーンシートに作製している。

次いで、セラミックグリーンシートには、打ち抜き金型や、パンチィングマシーン等を用いて、それぞれの所定位置に上、下層の間の導通を形成するためのビアや、電極端子用等の貫通孔を穿設している。次に、複数のセラミックグリーンシートには、高融点金属のタングステンからなる金属導体ペーストと実施例のめっき用の配線パターンを用いて、スクリーン印刷でビア用の孔に充填したり、電極端子用の孔壁に塗布したり、配線導体、めっき用繋ぎ配線、めっき用引き回し配線、めっき用取り入れ配線等を形成している。併せて、この実施例のめっき用の配線パターンとは別に、従来例のめっき用の配線パターンを用いて、スクリーン印刷でビア用の孔に充填したり、電極端子用の孔壁に塗布したり、配線導体、めっき用繋ぎ配線、めっき用引き回し配線、めっき用取り入れ配線等を形成している。これらの印刷が完了した実施例と従来例のそれぞれのセラミックグリーンシートは、それぞれ複数枚を重ね合わせ、温度と圧力をかけて接着しそれぞれ積層体に形成している。次に、それぞれの積層体の片面、又は両面には、集合体から個別基板に分割するための分割用溝を形成している。そして、セラミックグリーンシートと高融点金属は、還元性雰囲気の焼成炉で同時焼成され個別基板の集合体を基板の中央部に有する実施例と従来例の多数個取り配線基板に作製している。

次いで、実施例と従来例のそれぞれの多数個取り配線基板には、ＮｉＣｏめっき浴中で電極端子から通電し、絶縁基材の表面に露出するめっき用の配線パターンや、個別基板の配線導体のタングステン表面にＮｉＣｏめっき被膜を形成した。そして、実施例と従来例のそれぞれの多数個取り配線基板の同じ位置のめっき被膜厚さと、電極端子からめっき被膜厚さ測定位置までの電気抵抗値をそれぞれ測定した。図３に示すように、実施例の電気抵抗値は、平均１．１８Ω、最大１．５４Ω、最小０．９０Ω、最大と最小の差０．６４Ωとなり、全体の電気抵抗値が高い値を示した。これに比較して、従来例の電気抵抗値は、平均０．７４Ω、最大０．９４Ω、最小０．４７Ω、最大と最小の差０．４７Ωとなり、全体の電気抵抗値が低い値を示した。これらの電気抵抗値によって、実施例のＮｉＣｏめっき被膜の厚さは、平均３．３２μｍ、最大４．３４μｍ、最小２．２４μｍ、最大と最小の差２．１０μｍとなったのに対して、従来例のＮｉＣｏめっき被膜の厚さは、平均４．４５μｍ、最大７．１９μｍ、最小２．６３μｍ、最大と最小の差４．４６μｍとなった。この結果から実施例のめっき被膜厚さのばらつきは、従来例のめっき被膜厚さのばらつきに比較して１／２以下になることが確認された。

本発明の多数個取り配線基板は、半導体素子や、水晶振動子等の電子部品を実装し、電子装置として機能させるためのめっき被膜厚さばらつきの小さい、小型化された、安価な電子部品収納用パッケージや、多層配線基板に適用できる。

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る多数個取り配線基板、変形例の多数個取り配線基板の説明図である。 同多数個取り配線基板の他の変形例の説明図である。 同多数個取り配線基板と、従来の多数個取り配線基板のめっき被膜厚さの測定結果のグラフである。 従来の多数個取り配線基板の説明図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ：多数個取り配線基板、１１：個別基板、１２：集合体、１３：分割用溝、１４：めっき用引き回し配線、１５：電極端子、１６：めっき用繋ぎ配線、１７：接続部、１８：めっき用取り入れ配線

Claims (3)

1. 中央部に複数個の個別基板の集合体を１又は複数個有し、前記集合体の外側周辺部に四角枠状のめっき用引き回し配線を有すると共に、外周端面に前記めっき用引き回し配線と接続するめっき用電源取り入れ用の電極端子を有する矩形状の多数個取り配線基板において、
   前記電極端子から延設されているめっき用繋ぎ配線と、前記めっき用引き回し配線との接続部が該めっき用引き回し配線の前記四角枠状長手方向中央部と接続して設けられていることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 請求項１記載の多数個取り配線基板において、前記電極端子を矩形状長手方向外周端面にそれぞれ２カ所有し、前記電極端子間が接続され、しかも、前記電極端子間の実質的中央部から延設されて前記めっき用繋ぎ配線が前記めっき用引き回し配線の前記四角枠状長手方向中央部と接続して設けられていることを特徴とする多数個取り配線基板。
3. 請求項１又は２記載の多数個取り配線基板において、前記集合体が複数からなる場合に、それぞれの前記集合体の外側周辺部に前記めっき用引き回し配線を有することを特徴とする多数個取り配線基板。

Images