JP2006100449A - 多数個取り配線基板、電子部品収納用パッケージおよび電子装置 - Google Patents

多数個取り配線基板、電子部品収納用パッケージおよび電子装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 母基板が不用意に割れたりするのを防止するとともに、分割した際に配線基板にバリが発生する可能性を低減した多数個取り配線基板を提供し、外形寸法の精度や信頼性の高い電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供すること。
【解決手段】 対向する第1の面106および第2の面107を有する母基板101と、母基板101の中央部に縦横に形成された複数の配線基板領域102と、母基板101の外周部および配線基板領域102同士の間に形成されたダミー領域103a,103bと、母基板101の各配線基板領域102の外縁および配線基板領域102同士の間のダミー領域103bに形成された分割溝104a,104bとを備えている。母基板101は、分割溝104a,104bが形成された箇所の残余部分の厚みが、配線基板領域102の外縁より配線基板領域102同士の間のダミー領域103bの方が厚くなっている。
【選択図】 図1

Description

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配線基板となる複数の配線基板領域が縦横に配列形成されて成る多数個取り配線基板、配線基板領域ごとに分割されることにより個片化された電子部品収納用パッケージ、および、電子部品が搭載された電子装置に関するものである。
従来、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配線基板(電子部品収納用パッケージ)は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成る絶縁基体の表面に、タングステンやモリブデン等の金属粉末メタライズから成る配線導体が配設されることにより形成されている。
そして、この配線基板の上面に電子部品が搭載されるとともに、その電子部品の各電極が半田やボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して配線導体に電気的に接続された後に、電子部品が金属やセラミックスから成る蓋体あるいはポッティング樹脂で覆われて気密封止されることにより電子装置が製作される。
ところで、このような配線基板は、近年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いる。そして、このような小型の配線基板は、その取り扱いを容易なものとするために、また配線基板やこれを使用した電子装置の製作の効率を向上させるために、配線基板となる多数の配線基板領域が広面積の母基板の中央部に縦横に配列形成され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。
このような多数個取り配線基板は、例えば、略四角平板状の母基板の中央部に、各々が配線導体を備える多数の配線基板領域が縦横に配列形成されているとともに、母基板の少なくとも一方の面に各配線基板領域を区分する分割溝が縦横に形成されている。そして、各配線基板領域に電子部品が搭載される前や搭載された後に、母基板が分割溝に沿って撓折されて配線基板領域ごとに分割されることにより、多数の配線基板や電子装置が同時集約的に製造される。
なお、このような多数個取り配線基板は、例えば、母基板用のセラミックグリーンシートを準備し、そのセラミックグリーンシートに配線導体用のメタライズペーストを印刷して、必要に応じて複数枚のセラミックグリーンシートを積層した後、その少なくとも一方の面にカッター刃や金型等の切込み刃により分割溝用の切込みを入れ、それを高温で焼成することによって製作されている。
特開2003−249725号公報
しかしながら、母基板を分割溝に沿って撓折して各配線基板領域に分割する際、分割された配線基板の分割面にバリや欠けが発生してしまう可能性があった。近年、配線基板や電子装置の外形寸法の高精度化が要求されてきており、このようなバリや欠けが発生すると、配線基板や電子装置の外形寸法を高精度に形成することができないという問題点を有していた。
また、母基板全体において、母基板の厚みに対して分割溝を深く形成しておくと、母基板の分割溝が形成された箇所の残余部分の厚みが薄くなるので、母基板を分割溝に沿って撓折して各配線基板領域に分割する際、配線基板にバリや欠けが発生することを抑制し、配線基板や電子装置の外形寸法の精度が向上することはできる。しかし、母基板全体においての強度が低下してしまうことにより、例えば搬送時や電子素子を搭載する際等に、母基板に外部から力が印加されると、母基板に不用意な割れが発生し、その結果、母基板の各配線基板領域に半導体素子や水晶振動子等の電子部品を正確かつ確実に搭載することが困難となるという問題点を有していた。
本発明は、上記問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、母基板が不用意に割れるのを防止するとともに、分割の際に配線基板にバリや欠けが発生する可能性を低減した多数個取り配線基板を提供することにある。また、本発明の目的は、信頼性の高い電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供することにある。
本発明の多数個取り配線基板は、対向する第1の面および第2の面を有する母基板と、前記母基板の前記第1の面および前記第2の面の中央部に縦横に形成された複数の配線基板領域と、前記母基板の前記第1の面および前記第2の面の外周部および前記配線基板領域同士の間に形成されたダミー領域と、前記母基板の前記第1の面若しくは前記第2の面の少なくとも一方の面の前記各配線基板領域の外縁および前記配線基板領域同士の間の前記ダミー領域に形成された分割溝とを備え、前記母基板は、前記分割溝が形成された箇所の残余部分の厚みが、前記配線基板領域の外縁より前記配線基板領域同士の間の前記ダミー領域の方が厚いことを特徴とするものである。
また、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、前記各配線基板領域の外縁より前記配線基板領域同士の間のダミー領域の方が浅いことを特徴とするものである。
また、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、前記母基板の前記第1の面の前記各配線基板領域の外縁および前記配線基板領域同士の間の前記ダミー領域と、前記母基板の前記第2の面の前記各配線基板領域の外縁とに形成されていることを特徴とするものである。
また、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、前記配線基板領域同士の間の前記ダミー領域における底部に丸みを有していることを特徴とするものである。
本発明の電子部品収納用パッケージは、本発明の多数個取り配線基板が前記配線基板領域ごとに分割されることにより個片化されたことを特徴とするものである。
本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、該電子部品収納用パッケージに搭載された電子部品とを備えていることを特徴とするものである。
本発明の多数個取り配線基板は、母基板は、分割溝が形成された箇所の残余部分の厚みが、各配線基板領域の外縁より配線基板領域同士の間のダミー領域の方が厚いことにより、母基板全体の強度を維持しつつ、母基板を分割する際に各配線基板の外縁にバリや欠けが発生する可能性を低減することができる。すなわち、本発明の多数個取り配線基板は、母基板の分割性を向上させるために、配線基板領域における母基板の分割溝が形成された箇所の残余部分の厚みを薄くするとともに、母基板全体の強度を保持するために、ダミー領域における母基板の残余部分の厚みが各配線基板領域の外縁よりも厚く形成されているので、母基板が不用意に割れることを防止するとともに、分割後の配線基板領域にバリや欠け発生する可能性を低減させることができる。
その結果、配線基板や電子装置の外形寸法を高精度なものにするとともに、母基板の強度を保持することができ、母基板の配線基板領域に半導体素子や水晶振動子等の電子部品を正確かつ確実に搭載することができる。
また、本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、分割溝は、配線基板領域の外縁より配線基板領域同士の間のダミー領域の方が浅いことにより、カッター刃や金型等の切込み刃を母基板と成るセラミックグリーンシートに押付けて分割溝用の切り込みを入れる際、配線基板領域の外縁とダミー領域とに段階的にセラミックグリーンシートに切り込みを入れることとなるので、応力集中を低減し、配線基板領域の外縁に沿って精度良く分割溝を形成することができる。従って、配線基板領域ごとに分割して個片化した際、配線基板や電子装置の外形寸法を高精度なものとすることができる。
また、本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、分割溝は、母基板の第1の面の配線基板領域の外縁および配線基板領域同士の間のダミー領域と、母基板の第2の面の配線基板領域の外縁とに形成されていることにより、厚い母基板に分割溝を形成する際に、第1の面と第2の面とに分けて分割溝を形成することで、カッター刃や金型等の切込み刃にかかる負荷を小さいものとすることができるとともに、分割溝を深く形成した際の刃のずれが小さく、各配線基板領域の外縁に沿って精度良く分割溝を形成することができ、配線基板領域ごとに分割して個片化した際、配線基板や電子装置の外形寸法を高精度なものとすることができる。また、母基板の第2の面のダミー領域にかかる応力を小さいものとすることができ、母基板の強度を保持することができる。
また、本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、分割溝は、配線基板領域同士の間のダミー領域の縦断面形状において丸みを有していることにより、カッター刃や金型等の切込み刃により分割溝用の切込みを入れる際に、応力集中を防止し、母基板にクラックや割れ等の不具合が発生する可能性を低減させることができる。
本発明の電子部品収納用パッケージは、本発明の多数個取り配線基板が配線基板領域ごとに分割されることにより個片化されたことにより、母基板を分割した際に、電子部品収納用パッケージの外縁にバリや欠けが発生するのを抑制することができ、外形寸法の精度が高いものとすることができるとともに、信頼性に優れたものとすることができる。
本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、電子部品収納用パッケージに搭載された電子部品とを備えていることから、電子装置の外縁にバリや欠けが発生するのを抑制できるので、外形寸法の精度が高い電子装置とすることができるとともに、信頼性に優れたものとすることができる。
本発明の多数個取り配線基板について添付の図面を参照して詳細に説明する。図1(a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第1の例を示す平面図であり、図1(b)、は図1(a)の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は、対向する第1の面106および第2の面107を有する母基板101と、母基板101に形成された複数の配線基板領域102およびダミー領域103(103aおよび103b)と、母基板101に形成された分割溝104(104aおよび104b)とを備えている。
母基板101は、例えば、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等のセラミックスや樹脂等の電気絶縁材料から成る四角形状の平板である。この母基板101は、次のようにして製作される。例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、まず、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、ドクターブレード法を採用してシート状に形成して複数枚のセラミックグリーンシートを得る。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し、上下に複数枚積層する。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。
配線基板領域102は、母基板101の第1の面106および第2の面107の中央部に、縦横に配列形成されている。母基板101の中央部に形成された各配線基板領域102には、配線導体105が形成されている。配線導体105は、タングステン(W)やモリブデン(Mo),銅(Cu),銀(Ag)等の金属から成る。この配線導体105は、配線基板上に搭載される電子部品(図示せず)の各電極が半田バンプ等の電気的接続手段を介して接続される電極パッドとして、または、配線基板に金属部材等をろう材等で接合するために接合部等として用いられる。
ダミー領域103は、母基板101の第1の面106および第2の面107の外周部と、配線基板領域102同士の間に形成されている。図1に示した多数個取り配線基板において、母基板101の外周部に形成されたダミー領域を、ダミー領域103aとして示し、配線基板領域102同士の間に形成されたダミー領域を、ダミー領域103bとして示す。ダミー領域103は、母基板101の外周部および配線基板領域102同士の間に非製品部として形成され、母基板101の製造や搬送等を容易とするための領域である。このダミー領域103には、配線導体105にめっき層を被着するためのめっき導通用パターンや、配線基板の側面部に外部回路基板(図示せず)に接続するための配線導体105を形成するための貫通穴が形成される。また、ダミー領域103は、母基板101に配線基板を形成するための補助的な役割として用いられ、また、母基板101の外周部に形成されたダミー領域103aは、母基板101を加工若しくは搬送する際の位置決め用および固定用の領域となる。
分割溝104は、母基板101の第1の面106若しくは第2の面107の少なくとも一方の面の各配線基板領域102の外縁および配線基板領域102同士の間のダミー領域103bに形成されている。また、分割溝104は、母基板101の外周部103aにまで延出して形成していても構わない。図1に示した多数個取り配線基板において、分割溝104は母基板101の上面に縦横に形成されている。図1において、図1(a)の縦方向に形成された分割溝を分割溝104aとして示し、横方向に形成された分割溝を分割溝104bとして示す。分割溝104は、母基板101を各配線基板領域102およびダミー領域103に容易かつ正確に分割することを可能にするためのものであり、その断面は略V字形状である。そして、母基板101の各配線基板領域102に電子部品を搭載する前や搭載した後に、母基板101を分割溝104に沿って撓折することにより、母基板101が配線基板領域102およびダミー領域103に分割される。
ここで、本発明の多数個取り配線基板において、母基板101は、分割溝104が形成された箇所の残余部分の厚みが、各配線基板領域102の外縁より配線基板領域102同士の間のダミー領域103aの方が厚くなっている。すなわち、図1(b)において、分割溝104bが形成されている箇所の各配線基板領域102の外縁における母基板の厚みT1より配線基板領域102同士の間のダミー領域103bにおける母基板101の厚みT2の方が厚くなるように分割溝104が形成されている。
本発明の多数個取り配線基板は、このような構成により、母基板全体の強度を維持しつつ、分割後の配線基板領域102にバリや欠けが生じる可能性を低減させることができる。すなわち、本発明の多数個取り配線基板は、バリが発生する可能性を低減させるために、配線基板領域102の分割溝104が形成された箇所の残余部分の厚みを薄いものとしたとしても、配線基板領域102同士の間のダミー領域103bにおいて母基板101の残余部分が厚く形成されているので、母基板101の強度を保持することができ、母基板101が不用意に割れたりすることを防止することができる。従って、配線基板や電子装置の外形寸法を高精度なものにするとともに、母基板101の各配線基板領域に半導体素子や水晶振動子等の電子部品を正確かつ確実に搭載することができるようになる。
このような分割溝104は、配線基板領域102とダミー領域103とに対応する部位の高さが異なる形状のカッター刃や金型等の切込み刃を母基板101と成るセラミックグリーンシートに押付けて切り込みを入れておくことによって、母基板101の第1の面106若しくは第2の面107の少なくとも一方の面に格子状に形成される。
なお、分割溝104の幅や深さは、母基板101を形成する材料により異なるが、通常その幅は0.1〜1mm程度であり、その深さは0.05〜1mm程度である。ダミー領域103における分割溝104の深さは、母基板101を分割する際、ダミー領域103の分割溝104の深さが浅すぎて割れにくくなるのを防止し、良好に分割することができるとともに、母基板が不用意に割れるのを防止するために、各配線基板領域102の外縁における分割溝104の深さの50〜90%程度であることが好ましい。
また、図1において、配線基板領域102とダミー領域103とを1列ずつ交互に形成しているが、図2に示すように、複数列の配線基板領域102に対して1列のダミー領域203bを形成するようにしてもよい。ここで、図2(a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第2の例を示す平面図であり、図2(b)は、図2(a)に示した多数個取り配線基板のX−X’線における断面図である。なお、図2に示した多数個取り配線基板において、図1に示した多数個取り配線基板と同様の構成には同一の符号を付している。
なお、ダミー領域203bの幅は、母基板101の残余部分の厚みが薄い配線基板領域102において母基板101が不用意に割れることを防止するために、ダミー領域203b間に配列される配線基板領域102の幅の10%以上の領域にダミー領域203bが形成されていることが好ましい。
また、図3に示すように、配線基板領域102同士の間のダミー領域103bの配線基板領域102に近い部位の母基板101の残余部分の厚みを、各配線基板領域102の外縁における母基板101の残余部分の厚みと同じとしてもよい。ここで、図3(a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第3の例を示す断面図であり、図3(b)は、図3(a)に示した多数個取り配線基板のX部位の拡大図である。図3に示した多数個取り配線基板において、図1に示した多数個取り配線基板と同様の構成には同一の符号を付している。
すなわち、本発明の多数個取り配線基板において、母基板101の分割溝104が形成されている箇所の残余部分の厚みが、配線基板領域102の端部からダミー領域103bの端部(図3において、符号Yで示す部分)にかけて、連続的に配線基板領域102の外縁の厚みT1で形成されていることが好ましい。本発明の多数個取り配線基板は、このような構成により、カッター刃や金型等の切込み刃を母基板101と成るセラミックグリーンシートに押付けて切り込みを入れる際に、カッター刃や金型等の切込み刃が所定の位置からずれたとしても、配線基板領域102における母基板101の残余部分の厚みが厚くなることを防止することができる。
次に、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第4の例について説明する。図4(a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第4の例を示す平面図であり、図4(b)は、図4(a)に示した多数個取り配線基板のX−X’線における断面図である。図4に示した多数個取り配線基板において、図1に示した多数個取り配線基板と同様の構成には同一の符号を付している。
本発明の多数個取り配線基板において、分割溝は、母基板101の第1の面106の各配線基板領域102の外縁および配線基板領域102同士の間のダミー領域103bと、母基板101の第2の面107の各配線基板領域102の外縁とに形成されていることが好ましい。また、分割溝は、母基板101の外周部103aにまで延出して形成していても構わない。図4に示した多数個取り配線基板においては、母基板101の上面の各配線基板領域102の外縁および配線基板領域102同士の間のダミー領域103bに、分割溝104aおよび104bが形成されており、下面の各配線基板領域102の外縁に、分割溝404aおよび分割溝404bが形成されている。図4に示した多数個取り配線基板は、各配線基板領域102の外縁の第1の面106および第2の面107の両面に分割溝104a,104bおよび404a,404bが形成されており、配線基板領域102同士の間のダミー領域103bの第1の面106に分割溝104a,104bが形成されていることにより、母基板101の分割溝が形成されている箇所の残余部分は、各配線基板領域102の外縁(厚みT1)より配線基板領域102同士の間のダミー領域103b(厚みT2)の方が厚くなっている。図4に示した多数個取り配線基板において、母基板101の第1の面106に形成された分割溝104a,104bは、各配線基板領域102の外縁と配線基板領域102同士の間のダミー領域103bとにおいて、同一の深さとなっている。
本発明の多数個取り配線基板は、このような構成により、厚い母基板101に分割溝を形成する必要がある際に、分割溝を第1の面と第2の面とに分けて形成することで、切込みを入れる際のカッター刃や金型等の切込み刃にかかる負荷を小さいものとすることができるとともに、分割溝を深く形成した際の刃のずれが小さく、各配線基板領域102の外縁に沿って精度良く分割溝を形成することができ、配線基板領域102ごとに分割して個片化した際、配線基板や電子装置の外形寸法を高精度なものとすることができる。また、母基板101の第2の面107のダミー領域103にかかる応力は小さいものとなり、母基板101の強度を保持することができる。
また、図5に多数個取り配線基板の断面図で示すように、分割溝104は、配線基板領域102同士の間のダミー領域103における底部に丸みを有していることが好ましい。ここで、図5(a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第5の例を示す平面図であり、図5(b)は、図5(a)に示した多数個取り配線基板のX部位の拡大図である。図5に示した多数個取り配線基板において、図1に示した多数個取り配線基板と同様の構成には同一の符号を付している。
すなわち、本発明の多数個取り配線基板は、配線基板領域102同士の間のダミー領域103bにおいて、分割溝104が形成されている箇所の母基板101が、丸みをおびた凸部を有することが好ましい。図5において、母基板101の丸みを有する部分を符号Yで示している。
本発明の多数個取り配線基板は、このような構成により、カッター刃や金型等の切込み刃を母基板101と成るセラミックグリーンシートに押付けて切り込みを入れる際に、応力集中を低減し、母基板101にクラックや割れ等の不具合が発生するのを防止することができる。また、配線基板領域102同士の間のダミー領域103bにおいて丸みを有するとともに、配線基板領域102においても同様に丸みを有するようにしても構わない。
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、本発明の多数個取り配線基板が配線基板領域102ごとに分割されることにより個片化されたことから、母基板101を分割した際に、電子部品収納用パッケージの外縁にバリや欠けが発生する可能性を低減させることができ、外形寸法の精度が高いものとすることができるとともに、信頼性に優れたものとすることができる。
また、本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、電子部品収納用パッケージに搭載された電子部品とを備えていることから、電子装置の外縁にバリや欠けが発生する可能性を低減できるので、外形寸法の精度が高い電子装置とすることができるとともに、信頼性に優れたものとすることができる。
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104は平板状の母基板101に形成されているが、配線基板領域102の第1の面106および第2の面107の少なくとも一方の面に電子部品を収納するための凹部を有するものであっても構わない。
(a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第1の例を示す平面図であり、(b)は、(a)に示した多数個取り配線基板のX−X’線における断面図である。 (a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第2の例を示す平面図であり、(b)は、(a)に示した多数個取り配線基板のX−X’線における断面図である。 (a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第3の例を示す断面図であり、(b)は、(a)に示した多数個取り配線基板のX部位の拡大図である。 (a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第4の例を示す断面図であり、(b)は、(a)に示した多数個取り配線基板のX−X’線における断面図である。 (a)は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の第5の例を示す断面図であり、(b)は、(a)に示した多数個取り配線基板のX部位の拡大図である。
符号の説明
101・・・母基板
102・・・配線基板領域
103a,103b・・・ダミー領域
104a,104b・・・分割溝
105・・・配線導体
106・・・第1の面
107・・・第2の面

Claims (6)

  1. 対向する第1の面および第2の面を有する母基板と、前記母基板の前記第1の面および前記第2の面の中央部に縦横に形成された複数の配線基板領域と、前記母基板の前記第1の面および前記第2の面の外周部および前記配線基板領域同士の間に形成されたダミー領域と、前記母基板の前記第1の面若しくは前記第2の面の少なくとも一方の面の前記各配線基板領域の外縁および前記配線基板領域同士の間の前記ダミー領域に形成された分割溝とを備え、前記母基板は、前記分割溝が形成された箇所の残余部分の厚みが、前記配線基板領域の外縁より前記配線基板領域同士の間の前記ダミー領域の方が厚いことを特徴とする多数個取り配線基板。
  2. 前記分割溝は、前記各配線基板領域の外縁より前記配線基板領域同士の間のダミー領域の方が浅い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. 前記分割溝は、前記母基板の前記第1の面の前記各配線基板領域の外縁および前記配線基板領域同士の間の前記ダミー領域と、前記母基板の前記第2の面の前記各配線基板領域の外縁とに形成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。
  4. 前記分割溝は、前記配線基板領域同士の間の前記ダミー領域おける底部に丸みを有していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか記載の多数個取り配線基板。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか記載の多数個取り配線基板が前記配線基板領域ごとに分割されることにより個片化されたことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
  6. 請求項5記載の電子部品収納用パッケージと、該電子部品収納用パッケージに搭載された電子部品とを備えていることを特徴とする電子装置。
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