JP2005340541A - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送時や電子素子を搭載する際等に外部から力が加わっても、セラミック母基板に不用意に割れが発生することがなく、それにより大型のセラミック母基板の各区画に半導体素子や抵抗等の電子素子を正確、かつ確実に搭載することが可能な多数個取りセラミック母基板を提供すること。
【解決手段】 多数個取り配線基板は、複数平板状のセラミック母基板の少なくとも一主面に、セラミック母基板１を複数の区画に区分する分割溝２がセラミック母基板１の外周から離間して形成されているとともに、分割溝２の両端と外周との間に分割溝２より幅が広くかつ分割溝２より深さの深い穴４が分割溝１と連通して多数形成されており、多数の穴４は、それらを結んだ線が葛折り状になるように配列されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子や抵抗、コンデンサ等の電子素子が搭載される小型のセラミック基板を多数個集約的に製作するようになした多数個取り配線基板に関するものである。

近時、半導体素子や抵抗、コンデンサ等の電子素子が搭載されるセラミック基板は電子機器の小型化、薄型化に伴ってその形状が極めて小型なものとなってきている。そのため、この小型のセラミック基板に半導体素子や抵抗等の電子部品を搭載する場合、小型のセラミック基板はその形状が小型で取扱い難いため、通常は小型のセラミック基板を多数個集約させた状態、即ち、多数個取りセラミック基板と成した状態で各小型のセラミック基板上に半導体素子等を搭載するようになしている。

なお、多数個取りセラミック基板は大型のセラミック母基板の少なくとも一方の主面に幅および深さが一定の分割溝を、その端部がセラミック母基板の外周より内側となるようにして入れ、この分割溝によって大型のセラミック母基板を所望する大きさの複数個の区画に区分したものであり、各区画には半導体素子等の電子素子の電極が接続されるメタライズ配線層が被着形成されており、半導体素子や抵抗等の電子素子をその電極が上記メタライズ配線層に接続されるようにして搭載した後、大型のセラミック母基板を上記分割溝に沿って撓折し、それによって半導体素子や抵抗等の電子素子が搭載された個々の小型配線基板が一度に多数個得られるようにしたものである。

また、このような多数個取りセラミック基板は、セラミック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の少なくとも一方の主面にカッター刃や金型等により幅および深さが一定の分割溝用の切り込みを各区画を区分するように入れ、それを高温で焼成することによって製作されている。

しかしながら、大型のセラミック母基板を分割溝によって複数の区画に区分して成る従来の多数個取りセラミック基板は、その分割溝が同じ幅で形成されており、そのため分割溝内の側面と端面との間に直角の角が形成された状態となっていた。そして、このセラミック母基板に例えば搬送時や電子素子を搭載する際等に外部から力が加わると、その力が分割溝内の側面と端面との間に形成された直角の角に集中して作用し、その角部を起点としてセラミック母基板に不用意に割れが発生し、その結果、大型のセラミック母基板の各区画に半導体素子や抵抗等の電子素子を正確、かつ確実に搭載するのが不可能となるという問題点を有していた。

そこで、このようなセラミック母基板の不用意な割れを防止するために、図６に多数個取り配線基板の上面図で示すような分割溝１２の端部に分割溝１２よりも幅が広くかつ分割溝１２より深さの深い穴１４が分割溝１２と連通して形成されているものが提案されている。この図において、１１はセラミック母基板、１３はメタライズ配線層を示している。
特開２００３−２７３２７４号公報

しかしながら、電子部品の小型化に伴い、個々の配線基板が小型化してくるにつれて、セラミック母基板の分割溝間の距離が非常に狭くなるために、分割溝の両端に穴を形成する領域がなくなるとともに、隣接する穴間が狭いものとなって隣接する穴間のセラミック母基板の強度が弱くなり、その結果、セラミック母基板の穴間にクラック等が発生してセラミック母基板が不用意に割れるという問題点を有していた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、搬送時や電子素子を搭載する際等に外部から力が加わっても、セラミック母基板に不用意に割れが発生することがなく、それにより大型のセラミック母基板の各区画に半導体素子や抵抗等の電子素子を正確、かつ確実に搭載することが可能な多数個取りセラミック母基板を提供することにある。

本発明の多数個取り配線基板は、平板状のセラミック母基板の少なくとも一主面に、前記セラミック母基板を複数の区画に区分する分割溝が前記セラミック母基板の外周から離間して形成されているとともに、前記分割溝の両端と前記外周との間に前記分割溝より幅が広くかつ前記分割溝より深さの深い穴が前記分割溝と連通して多数形成されており、前記多数の穴は、それらを結んだ線が葛折り状になるように配列されていることを特徴とする。

本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、前記分割溝は、互いに平行なもの同士が同じ長さであることを特徴とする。

本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、前記穴は、内面の前記分割溝と接する部位の周囲が上側に行くに伴って外側に向かって傾斜していることを特徴とする。

本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、前記穴は、連通した前記分割溝と直交する方向に延びた細長い形状であることを特徴とする。

本発明の多数個取り配線基板によれば、平板状のセラミック母基板の少なくとも一主面に、セラミック母基板を複数の区画に区分する分割溝がセラミック母基板の外周から離間して形成されているとともに、分割溝の両端と外周との間に分割溝より幅が広くかつ分割溝より深さの深い穴が分割溝と連通して多数形成されており、多数の穴は、それらを結んだ線が葛折り状になるように配列されていることから、隣接する分割溝間の穴の位置をずらすことで、穴を形成する領域を確保するとともに、隣接する穴間の距離を広くできるため、セラミック母基板の強度が強くなり、隣接する分割溝の端部に形成される穴間にクラック等が発生してセラミック母基板に不用意に割れが発生するのを有効に防止することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板によれば、分割溝は、互いに平行なもの同士が同じ長さであることから、セラミック母基板に切断刃や金型等で切込みを入れることによって分割溝を形成する際、切断刃や金型等による押圧をセラミック母基板の全体でバランスよく均一にできるため、セラミック母基板の変形や反りを抑制するとともに、局所的に強度が低下するのを抑制して、分割溝における強度を全体的に同じものとしてセラミック母基板に不用意に割れが発生するのをより有効に防止することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板によれば、穴は、内面の分割溝と接する部位の周囲が上側に行くに伴って外側に向かって傾斜していることから、セラミック母基板に切断刃や金型等にて切り込みを入れる際、特に押圧による応力が加わりやすい分割溝と穴との接触部の周辺において、切り込み時の押圧による応力を傾斜した内面で分散して小さくすることができ、セラミック母基板に変形や割れが発生するのをより低減することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板によれば、穴は、連通した分割溝と直交する方向に延びた細長い形状であることから、穴の分割溝と直交する部位を分割溝の幅よりも広く形成できるので、セラミック母基板に切断刃にて切り込みを入れる際に、分割溝がその溝の方向に対して平行に多少位置ずれしたとしても、切断刃と穴の内面とが平面視で直交するように切り込むことができる。よって、切断刃の両側に生じる押圧が均等となって切断刃が傾くことはなく、切断刃をセラミック母基板に対して垂直に維持しながら分割溝を形成することができ、配線基板の寸法や側面形状が異常になることなく良好に形成することができる。

次に本発明を添付の図面に基づき詳細に説明する。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上面図であり、図２は図１の多数個取り配線基板のＸ−Ｘ’線における断面図である。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はメタライズ配線層、４は穴である。

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やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、ガラス−セラミックス等の電気絶縁性のセラミック材料から成り、小型の配線基板を多数個同時集約的に製作するための母材として機能する。そして、各小型の配線基板の上面に半導体素子や抵抗、コンデンサ等の電子素子が搭載される。

なお、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から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤、可塑剤、分散剤等を添加混合して得たセラミックスラリー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セラミックグリーンシートを得、しかる後、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これを複数枚積層し、高温（約１５００〜１８００℃）で焼成することによって製作される。

また、セラミック母基板１は、その上面にセラミック母基板１を複数の区画に区分するための分割溝２が格子状に形成されており、分割溝２で区分された各区画の上面や下面にはメタライズ配線層３が被着されている。メタライズ配線層３は、小型の配線基板に搭載される電子素子を外部電気回路基板に電気的に接続するための導電路として機能し、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成り、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によりメタライズ配線層３用のメタライズペーストを印刷塗布しておくとともに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とともに焼成することによって各区画の上面や下面に被着形成される。そして、各区画に電子素子をその電極がメタライズ配線層３に電気的に接続されるようにして搭載するとともに、セラミック母基板１を分割溝２に沿って撓折することによって、多数個の電子装置が同時集約的に製作される。

セラミック母基板１の上面に形成された分割溝２は、セラミック母基板１を所望とする小型の配線基板の形状に対応した大きさの複数の区画に区分するとともに各区画に電子素子を搭載した後、セラミック母基板１を撓折して多数個の小型配線基板となす際、その撓折を容易かつ正確とする作用をなし、その両端がセラミック母基板１の外周から離間するようにして形成されている。

分割溝２は、その幅が０．１〜１ｍｍ程度であり、その深さは０．０５〜１ｍｍ程度である。なお、このような分割溝２は、断面がＶ字状の刃先を有するカッター刃や金型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押し付けて切り込みを入れることによってセラミック母基板１の上面に格子状に形成される。

そして、本発明の多数個取り配線基板によれば、平板状のセラミック母基板１の少なくとも一主面に、セラミック母基板１を複数の区画に区分する分割溝２がセラミック母基板１の外周から離間して形成されているとともに、分割溝２の両端と外周との間に分割溝２より幅が広くかつ分割溝２より深さの深い穴４が分割溝２と連通して多数形成されており、多数の穴４は、それらを結んだ線が葛折り状になるように配列されている。

なお、本発明において葛折り状とは、隣接する穴４同士がセラミック母基板１の外周部において、内側と外側とに交互に並んだ状態のことであり、例えば、隣接する穴４同士を結んだ線がジグザグ状、のこぎりの刃状、波状となっているものである。

この穴４は、セラミック母基板１に搬送時や電子素子を搭載する際等に外部から力が加わった場合に、分割溝２の両端に加わる応力を緩和分散させる作用をなし、このように分割溝２の両端とセラミック母基板１の外周との間に分割溝２より幅が広くかつ分割溝２より深さの深い穴４が分割溝２と連通して形成されていることから、セラミック母基板１に搬送時や電子素子を搭載する際等に外部から力が加わったとしても、その力は、分割溝２と連通して形成されている穴４で良好に分散されて、分割溝２の端部を起点としてセラミック母基板１が不用意に割れることを有効に防止することができる。したがって、本発明の多数個取りセラミック基板によれば、セラミック母基板１の各区画に半導体素子や抵抗等の電子素子を正確、かつ確実に搭載するのが可能となる。

なお、このような穴４は、分割溝２の両端に加わる応力を良好に分散させるためには円形状であることが好ましく、その幅は分割溝２の幅の２倍以上であることが好ましい。また、このような穴４は、セラミック母基板１用のセラミックグリーンシートのいくつかに穴４用の円形状の貫通孔を打ち抜いておくことによって分割溝２の両端とセラミック母基板１の外周との間に分割溝２と連通するように形成される。

また、セラミック母基板１用のセラミックグリーンシートに金型等により押圧することで、穴４となる円形状の凹部を形成しておいても良い。

また、多数の穴４は、それらを結んだ線が葛折り状になるように配列されていることで、穴４を形成する領域を確保するとともに、隣接する穴４間の距離を広くできるため、セラミック母基板１の強度が強くなり、隣接する分割溝２の端部に形成される穴４間にクラック等が発生してセラミック母基板に不用意に割れが発生するのを有効に防止することができる。

かくして本発明の多数個取り配線基板によれば、分割溝２によって区分された各区画に半導体素子や抵抗等の電子素子を例えば自動機等を使用して搭載した後、分割溝２に沿って撓折され、これによって製品としての小型配線基板の個々に分離される。

また、図３に多数個取り配線基板の上面図で示すように、分割溝２は、互いに平行なもの同士が同じ長さであることが好ましい。これにより、セラミック母基板１に切断刃や金型等で切込みを入れることによって分割溝２を形成する際、切断刃や金型等による押圧をセラミック母基板１の全体でバランスよく均一にできるため、セラミック母基板１の変形や反りを抑制するとともに、局所的に強度が低下するのを抑制して、分割溝２における強度を全体的に同じものとしてセラミック母基板１に不用意に割れが発生するのをより有効に防止することができる。

また、図４に多数個取り配線基板の断面図で示すように、穴４は、内面の分割溝２と接する部位の周囲が上側に行くに伴って外側に向かって傾斜していることが好ましい。これにより、セラミック母基板１に切断刃や金型等にて切り込みを入れる際、特に押圧による応力が加わりやすい分割溝２と穴４との接触部の周辺において、切り込み時の押圧による応力を傾斜した内面で分散して小さくすることができ、セラミック母基板１に変形や割れが発生するのをより低減することができる。

より好ましくは、図４に示すように、穴４は、内面の分割溝２と接する部位の周囲が上側に行くに伴って外側に向かって傾斜しているとともに、セラミック母基板１の外周側に位置する内面は、内面の分割溝２と接する部位の周囲よりも傾斜が急（セラミック母基板１に対して垂直に近い状態）となっているのがよい。これにより、分割溝２と穴４との接触部の周辺において、切り込み時の押圧による応力を傾斜した内面で分散して小さくすると同時に、セラミック母基板１の外周側に位置する穴４の内面の傾斜を急とすることでセラミック母基板１の強度を維持することができ、セラミック母基板１に反りが生じたり、クラックが生じるのを有効に防止できる。

このような内面が傾斜した穴４は、セラミックグリーンシートに貫通孔を形成する際の打ち抜き金型の直径や形状を上下の金型で適度に異ならせることによって形成することができる。

また、図５に多数個取り配線基板の上面図で示すように、穴４は、連通した分割溝２と直交する方向に延びた細長い形状であることが好ましい。これにより、穴４の分割溝２と直交する部位を分割溝２の幅よりも広く形成できるので、セラミック母基板１に切断刃にて切り込みを入れる際に、分割溝２がその溝の方向に対して平行に多少位置ずれしたとしても、切断刃と穴４の内面とが平面視で直交するように切り込むことができる。よって、切断刃の両側に生じる押圧が均等となって切断刃が傾くことはなく、切断刃をセラミック母基板１に対して垂直に維持しながら分割溝２を形成することができ、配線基板の寸法や側面形状が異常になることなく良好に形成することができる。

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、例えば上述の実施の形態の一例では、分割溝２および穴４はセラミック母基板１の上面にのみ形成されていたが、分割溝２および穴４はセラミック母基板１の上下両面に形成されていてもよい。また、上述の実施の形態例では穴４は非貫通穴としたが、穴４は貫通孔であってもよい。さらに上述の実施の形態例では穴４は円形状としたが、穴４は四角形状としてもよく、その他の形状であってもよい。

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である。 図１に示す多数個取り配線基板のＸ−Ｘ’線における断面図である。 本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の他の一例を示す上面図である。 本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の他の一例を示す断面図である。 本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の他の一例を示す上面図である。 従来の多数個取り配線基板の上面図である。

符号の説明

１・・・セラミック母基板
２・・・分割溝
４・・・穴

Claims (4)

1. 平板状のセラミック母基板の少なくとも一主面に、前記セラミック母基板を複数の区画に区分する分割溝が前記セラミック母基板の外周から離間して形成されているとともに、前記分割溝の両端と前記外周との間に前記分割溝より幅が広くかつ前記分割溝より深さの深い穴が前記分割溝と連通して多数形成されており、前記多数の穴は、それらを結んだ線が葛折り状になるように配列されていることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記分割溝は、互いに平行なもの同士が同じ長さであ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。
3. 前記穴は、内面の前記分割溝と接する部位の周囲が上側に行くに伴って外側に向かって傾斜し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。
4. 前記穴は、連通した前記分割溝と直交する方向に延びた細長い形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多数個取り配線基板。

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