JP2008060096A - 多数個取り配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】個別の配線基板に分離して得られる配線基板のコーナごとに鋭角部分がなく、欠けや割れに強い配線基板を確実に提供できる多数個取り配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】平面視が長方形（矩形）を呈する複数の配線基板１と、かかる複数の配線基板１の周囲に位置する耳部１６と、上記配線基板１ごとの各コーナを面取りする直線の斜辺１１を含み、且つ鋭角部分１２ごとに半径ｒ０．２〜０．５ｍｍのアールを付された平面視がほぼ三角形の貫通孔１４と、を備え、上記鋭角部分１２は、上記耳部１６に形成されている、多数個取り配線基板Ｋ１。
【選択図】 図２

Description

本発明は、セラミックからなる配線基板を多数個併有する多数個取り配線基板およびその製造方法に関する。

平面視が四角形を呈するセラミック製の配線基板は、各コーナ付近が欠けたり、割れるおそれがあるため、各コーナごとに面取りを施されている。このため、各コーナごとに面取りされた配線基板を多数個取りするための多数個取り配線基板では、縦横に隣接する多数の配線基板のコーナ付近ごとに貫通孔が形成される。
かかる貫通孔の形成に際し、焼成前のグリーンシートに、スリットおよびスルーホール（貫通孔）を設け、スリットとスルーホールとの間に所定長さの非スリット部分を設けると共に、複数の配線基板部分が隣接するスリットの交差部ごとに形成される平面視がほぼ正方形、ほぼ二等辺三角形、ほぼ直角三角形のスルーホールの鋭角部分に半径が０．１〜２．０ｍｍのアールを付けた多数個取り用のセラミック基板の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−９１６２８号公報 （第１〜５頁、図１〜図３）

しかしながら、前記特許文献１のセラミック基板のように、配線基板部分がグリーンシートの縦横に隣接して配置されている形態では、前記スリットに沿って切断した場合、前記スルーホールの鋭角部分のアールが、個別の配線基板におけるコーナごとに、平面視で尖った鋭角の突出部分が厚み方向に沿って残ってしまう。このため、上記鋭角の突出部分において欠けや割れを生じるおそれがあった。
また、グリーンシートに設ける貫通孔（スルーホール）の鋭角部に付けるアールが、従来のように半径０．１３ｍｍと小さい場合、かかるグリーンシートの乾燥工程で、鋭角部に収縮応力が集中するため、以降の搬送工程で、クラックが生じるおそれがあった。

本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、個別の配線基板に分離して得られる配線基板のコーナごとに尖った鋭角部分がなく、欠けや割れに強い配線基板を確実に提供できる多数個取り配線基板およびその製造方法を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、多数の配線基板を互いに離間して配置し、配線基板ごとのコーナに面取りを設けるための貫通孔の鋭角部分に所定範囲の半径のアールを付けると共に、かかる鋭角部分を配線基板の外側の耳部に配置する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の多数個取り配線基板（請求項１）は、平面視が矩形を呈する複数の配線基板と、かかる複数の配線基板の周囲に位置する耳部と、上記配線基板ごとの各コーナを面取りする直線の斜辺を含み、鋭角部分に半径０．２〜０．５ｍｍのアールを付された平面視がほぼ三角形の貫通孔と、を備え、かかる鋭角部分は、上記耳部に形成されている、ことを特徴とする。

これによれば、耳部に囲まれ且つ互いに離間した複数の配線基板ごとの各コーナに、当該コーナと斜めに交差する直線の斜辺を含む平面視がほぼ三角形の貫通孔が形成されていると共に、かかる貫通孔の鋭角部分は、半径０．２〜０．５ｍｍのアールが付され、且つ耳部に形成されている。このため、グリーンシートの段階において、乾燥時に生じる収縮応力が鋭角部分に集中せず、かかる収縮応力に起因するクラックを生じていないと共に、個別の配線基板に分離した際に、コーナ付近に尖った鋭角の突出部が残らないため、欠けや割れを生じにくい配線基板とすることが可能となる。
尚、前記鋭角部分に付けるアールの半径が０．２ｍｍ未満になると、グリーンシート段階における乾燥時の収縮応力に起因するクラックを生じるおそれがあり、上記アールの半径が５．０ｍｍを越えると、耳部に占める貫通孔の面積が過大となり、多数個取りする際の効率が低下するため、前記範囲としたものである。望ましい上記アールの半径は、０．２〜０．３５ｍｍの範囲である。

付言すれば、前記配線基板および耳部は、複数のセラミック層の積層体からなり、各配線基板における上記セラミック層間には、配線層が形成されている、多数個取り配線基板も本発明に含まれ得る。これによる場合、セラミック層ごとに配線層を形成するための導電性ペーストを印刷しても、これに伴う前記乾燥時の収縮応力に起因するクラックが貫通孔の鋭角部に生じる事態を、抑制することが可能となる。
尚、前記多数個取り配線基板は、例えば、アルミナなどの高温焼成セラミック、あるいはガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックからなる。
また、前記貫通孔は、配線基板の各コーナに斜めに交差する斜辺とその両側に対称に位置する一対の鋭角部分とを有する平面視がほぼ二等辺直角三角形のほか、不等辺直角三角形、直角部よりも大きな鈍角とを一対の鋭角部分とを有する平面視がほぼ三角形を呈する形態も含む。
更に、前記配線基板は、各コーナに位置する四つの貫通孔とこれらの間を通過する仮想の切断予定面や、表層側および裏面側の少なくとも一方を通過するスリットとによって、その周囲の耳部と区画されている。
加えて、前記配線基板は、その表面に搭載すべき電子部品と接続するパッド、その裏面にマザーボードとの導通を取るための外部電極、ならびに、これらの間を接続する内部の配線層およびビア導体を有している。

一方、本発明の多数個取り配線基板の製造方法（請求項２）は、平面視が矩形のグリーンシートの縦横に互いに離間した複数の配線基板領域ごとの各コーナを面取りする斜辺を含んで、かかるグリーンシートに平面視がほぼ三角形の貫通孔を打ち抜く工程と、複数のかかる貫通孔が形成されたグリーンシートにおける各配線基板領域の表面および裏面の少なくとも一方に導電性ペーストを印刷する工程と、かかる導電性ペーストが印刷されたグリーンシートを乾燥する工程と、を含み、上記打ち抜き工程で形成される貫通孔は、平面視で一対の鋭角部分ごとに半径０．２〜０．５ｍｍのアールが付されており、かかる一対の鋭角部分は、上記配線基板領域に隣接する耳部に形成されている、ことを特徴とする。

これによれば、複数のグリーンシートの配線基板領域ごとの各コーナ付近に、当該コーナに交差する直線の斜辺を含む平面視がほぼ三角形の貫通孔が形成され、かかる貫通孔の鋭角部分は、半径０．２〜０．５ｍｍのアールが付され、且つ当該アールは耳部に形成されている。このため、配線層を形成するための導電性ペーストを印刷したグリーンシートを乾燥する工程で、貫通孔の鋭角部分ごとに、かかる乾燥時の収縮応力に起因するクラックを生じる事態を確実に抑制できる。しかも、かかるグリーンシートを積層してから焼成した多数個取り配線基板を個別の配線基板に分離した際に、各コーナ付近に尖った鋭角の突出部がないため、欠けや割れに強い配線基板を効率良く提供することが可能となる。

付言すれば、前記乾燥工程の後に、前記打ち抜き、印刷、および乾燥の各工程を経た複数のグリーンシートを圧着して積層する工程と、得られたグリーンシート積層体を焼成する工程と、を有する、多数個取り配線基板の製造方法も本発明に含まれ得る。これによる場合、前記欠けや割れを生じにくい配線基板を確実に且つ効率良く提供することが可能となる。

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の多数個取り配線基板Ｋ１を示す平面図、図２は、図１中の一点鎖線部分Ｙの部分拡大図、図３は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った垂直断面図である。
多数個取り配線基板Ｋ１は、図１に示すように、平面視で全体が長方形を呈しており、平面視が長方形（矩形）を呈し且つ縦横に互いに離隔して位置する四個（複数）の配線基板１と、これらの周囲に位置する枠形状の耳部１６と、配線基板１ごとの各コーナ付近に形成した複数の貫通孔１４と、を備えている。各配線基板１は、コーナごとに位置する四つの貫通孔１４とこれらの間を通過する表面側のみを通過するスリットｓとによって、その周囲の耳部１６と区画されている。

貫通孔１４は、図２に示すように、配線基板１の各コーナを４５度に面取りする平面視が直線の斜辺１１と、その両側に対称に位置する一対の鋭角部分１２と、直角部分１３と、を有する平面視がほぼ二等辺直角三角形（ほぼ三角形）を呈し、各鋭角部分１２には、半径ｒ０．２〜０．５ｍｍのアールが付されている。かかる鋭角部分１２は、配線基板１に隣接する耳部１６に形成されている。このため、図２に示すように、各配線基板１と耳部１６との間を区画するスリットｓは、鋭角部分１２が耳部１６に位置するように、貫通孔１４と交差している。
図３に示すように、多数個取り配線基板Ｋ１は、セラミック層ｓ１〜ｓ６を一体に積層したものであり、貫通孔１４は、各配線基板１の各コーナ付近ごとのセラミック層ｓ１〜ｓ６を、かかる配線基板Ｋ１の表面２と裏面３との間を厚み方向に沿って貫通している。尚、スリットｓは、最上層のセラミックｓ１にのみ形成されている。また、上記表面２および裏面３は、多数個取り配線基板Ｋ１、個別の配線基板１、および耳部１６について、共通して用いるものとする。

図１，図３に示すように、個々の配線基板１は、表面２および裏面３を有するセラミック層ｓ１〜ｓ６と、これらの間に形成された所定パターンの配線層４〜８と、表面２に形成された複数のパッド９と、裏面３に形成された複数の外部電極１０と、を備えている。かかる配線層４〜８、パッド９、および外部電極１０は、セラミック層ｓ１〜ｓ６がアルミナなどの高温焼成セラミックの場合には、ＷまたはＭｏからなり、ガラス−アルミナなどで構成される低温焼成セラミックの場合には、Ｃｕからなる。尚、パッド９は、表面２に搭載すべきＩＣチップなどの電子部品と接続するために、外部電極１０は、配線基板１を実装する図示しないザーボードとの導通を取るために、それぞれ追って活用される。

図４は、前記各スリットｓに沿って、多数個取り配線基板Ｋ１を図示しないカッタなどを用いて切断・分離して得られた配線基板１を示す斜視図である。図４に示すように、分離された個別の配線基板１は、四つの側面の間の各コーナに前記貫通孔１４の斜辺１１がそのまま残った面取り面１１が形成されている。かかる面取り面１１と隣接する各側面とは、平面視でそれぞれ鈍角を形成していると共に、各コーナ付近には、尖った鋭角の突出部が形成されていない。このため、セラミック層ｓ１〜ｓ６からなる配線基板１は、欠けや割れが発生しにくくなる。更に、後述するように、貫通孔１４は、セラミック層ｓ１〜ｓ６となるグリーンシート段階において、各鋭角部分１２に半径ｒ０．２〜０．５ｍｍのアールが付されていたため、グリーンシートへの印刷工程後の乾燥時にクラックを生じずに、積層および焼成工程を経ている。
従って、前記多数個取り配線基板Ｋ１によれば、各コーナ付近に尖った突出部がなく、欠けや割れに強い配線基板１を、複数個同時に効率良く確実に提供することが可能である。

前記多数個取り配線基板Ｋは、以下のようにして製造した。
予め、アルミナ粉末、バンイダ樹脂、溶剤、および可塑剤を配合し、ドクターブレード法により、厚みが約２００μｍのグリーンシートｇ１〜ｇ６を用意した。
図５に示すように、グリーンシートｇ１において、仮想の一点鎖線で囲まれた縦・横四つの配線基板領域１ａのコーナ付近ごとに、図示しないパンチとかかるパンチの断面に倣った受け入れ孔を有するダイとによって、各コーナを４５度に面取りする平面視が直線の斜辺１１と、その両側に対称に位置する一対の鋭角部分１２とを含む平面視がほぼ直角二等辺右辺三角形の貫通孔１４ａを打ち抜いた（打ち抜き工程）。貫通孔１４ａは、配線基板領域１ａごとの各コーナを４５度に面取りする平面視が直線の斜辺１１と、その両側に対称に位置する一対の鋭角部分１２と、直角部分１３と、を備えており、各鋭角部分１２には、半径ｒ０．２〜０．５ｍｍのアールが付されている。かかる打ち抜き工程は、他のグリーンシートｇ２〜ｇ６についても同様に行った。
尚、各配線基板領域１ａは、平面視で約４０×約５０ｍｍのサイズであり、その周囲は、四角枠形状の耳部１６ａが囲んでいる。

次に、配線基板領域１ａのコーナ付近ごとに、貫通孔１４ａを打ち抜かれたグリーンシートｇ１〜ｇ６における各配線基板領域１ａにおける所定の位置に、図示しない複数のビアホールを打ち抜いた。
次いで、図６に示すように、グリーンシートｇ１〜ｇ６の各配線基板領域１ａにおける複数のビアホールに、Ｗ粉末を含む導電性ペーストを充填して、ビア導体ｖを形成した。
更に、図６に示すように、グリーンシートｇ１〜ｇ６における表面（２）および裏面（３）の少なくとも一方に、上記同様の導電性ペースト４〜１０を所定パターンに倣って印刷することで、配線層４〜８、パッド９、および外部電極１０を印刷により形成した（印刷工程）。かかる配線層４〜８、パッド９、および外部電極１０は、配線基板領域１ａごとにおける表面２、裏面３、あるいはグリーンシートｇ２〜ｇ６間の内部に形成した。

引き続いて、ビア導体ｖ、配線層４〜８、パッド９、あるいは外部電極１０が形成されたグリーンシートｇ１〜ｇ６を、約１００℃×約３０秒によって乾燥した（乾燥工程）。かかる乾燥に伴って、収縮応力がグリーンシートｇ１〜ｇ６に発生する。しかし、各貫通孔１４ａの鋭角部分１２には、半径ｒ０．２〜０．５ｍｍのアールが付されており、上記収縮応力が各鋭角部分１２付近に集中しにくいため、グリーンシートｇ１〜ｇ６にクラックが発生しなかった。
次に、前記グリーンシートｇ１〜ｇ６を、各貫通孔１４ａが連通し且つ各配線基板領域１ａが積み上がるように、厚み方向に積層および圧着した（積層工程）。その結果、図７に示すように、一体に積層されたグリーンシートｇ１〜ｇ６からなり、縦横に四つの配線基板１、それらの各コーナ付近を貫通する複数の貫通孔１４、および周囲の耳部１６を備えたグリーンシート積層体ｇｓが得られた。

次いで、図７に示すように、グリーンシート積層体ｇｓにおける最上層のグリーンシートｇ１に対して、各配線基板領域１ａと耳部１６とを区画するスリットｓを、各貫通孔１４の鋭角部分１２が耳部１６に位置するように、図示しないカッタを挿入して形成した。
そして、スリットｓが形成されたグリーンシート積層体ｇｓを、所定の温度帯に加熱して焼成した（焼成工程）。
その結果、前記図１〜図３に示した多数個取り配線基板Ｋ１が得られた。更に、かかる多数個取り配線基板Ｋ１を前記スリットｓに沿って切断し、且つ耳部１６を分離することで、前記図４に示した四つの配線基板１を得ることができた。

以上の多数個取り配線基板Ｋ１の製造方法によれば、各貫通孔１４ａの鋭角部分１２に、半径ｒ０．２〜０．５ｍｍのアールが付されているため、配線層４〜８などの導電性ペースト４〜１０を印刷したグリーンシートｇ１〜ｇ６を乾燥する工程において、かかる乾燥時の収縮応力に起因するクラックの発生を確実に防止できる。しかも、グリーンシートｇ１〜ｇ６を積層・焼成して得られた多数個取り配線基板Ｋ１を個別の配線基板１に切断・分離した際に、各コーナ付近に尖った鋭角の突出部がないため、欠けや割れに強い配線基板１を効率良く提供することができる。

ここで、本発明の具体的な実施例について説明する。
所定量のアルミナ粉末、バンイダ樹脂、溶剤、および可塑剤を配合し、ドクターブレード法により、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１８０μｍのグリーンシートを複数枚製作した。各グリーンシートの中央部に予め設定された４０ｍｍ×５０ｍｍの配線基板領域１ａの各コーナ付近に対し、当該コーナに４５度で交差する長さが７ｍｍの斜辺１１と、その両端に連続し表１に示す半径ｒのアールが付された一対の鋭角部１２と、を備えた平面視がほぼ二等辺直角三角形を呈する貫通孔１４ａを打ち抜いて形成した。
次に、各グリーンシートの表面および裏面に対し、同じベタパターンで厚みが２０μｍのＷ粉末を含む導電性ペーストを印刷した。

次いで、上記導電性ペーストが印刷された各グリーンシートを、図示しない連続乾燥炉に挿入し、１００℃×３０秒の乾燥を施した。
以上の打ち抜き、印刷、および乾燥工程を、貫通孔１４ａにおける鋭角部分１２の半径ｒごとに１０枚（１組）ずつのグリーンシートに対して行った。鋭角部分１２の半径ｒごとの組別に、上記乾燥後において、クラックの有無を観察した。
そして、１０枚のうち、１枚でも貫通孔１４ａの鋭角部１２の付近にクラックがある組には、「あり」とし、１０枚の全てでクラックがなかった組には、「なし」として、表１中に示した。

表１によれば、鋭角部分１２の半径ｒが０．０８〜０．１７ｍｍであった比較例のグリーンシートでは、各半径ｒの組ごとに少なくとも１枚にクラックが生じていた。一方、鋭角部分１２の半径ｒが０．２０〜０．３５ｍｍであった実施例のグリーンシートでは、各半径ｒの組の全てにおいてクラックが発生しなかった。
かかる結果は、比較例の各グリーンシートでは、貫通孔１４ａの鋭角部分１２の半径ｒが０．２０ｍｍ未満と小さかったため、乾燥時に生じる収縮応力が鋭角部分１２に集中したことにより、その付近にクラックが発生した、ものと推定される。一方、実施例の各グリーンシートでは、貫通孔１４ａの鋭角部分１２の半径ｒが０．２０〜０．３５ｍｍと比較的大きかったため、乾燥時に生じる収縮応力が鋭角部分１２に集中しにくくなったことにより、その付近にクラックが発生しなかった、ものと推定される。
以上の実施例によって、グリーンシートに打ち抜く貫通孔１４ａの鋭角部分１２の半径ｒを、０．２ｍｍ以上とする本発明の効果が裏付けられた。

図８は、異なる形態の多数個取り配線基板Ｋ２を示す平面図、図９は、図８中の一点鎖線部分Ｚの部分拡大図である。
多数個取り配線基板Ｋ２は、前記多数個取り配線基板Ｋ１と同様に、平面視が長方形（矩形）を呈し、縦横に互いに離隔して位置する四個（複数）の配線基板１と、これらの周囲に位置する枠形状の耳部１６と、配線基板１ごとの各コーナ付近に形成した複数の貫通孔１４と、を備えている。各配線基板１は、コーナごとに位置する四つの貫通孔１４とこれらの間を通過する表層側のみを通過する仮想の切断予定面ｃとによって、その周囲の耳部１６と区画されている。
上記貫通孔１４は、図９に示すように、配線基板１の各コーナを４５度に面取りする平面視が直線の斜辺１１と、その両側に対称に位置する一対の鋭角部分１２と、直角部分１３と、からなる平面視がほぼ二等辺直角三角形（ほぼ三角形）を呈し、各鋭角部分１２には、半径ｒ０．２〜０．５ｍｍのアールが付されている。かかる鋭角部分１２は、配線基板１に隣接する耳部１６に形成されている。このため、図８に示すように、各配線基板１と耳部１６との間を区画する切断予定面ｃは、鋭角部分１２が耳部１６に位置するように、貫通孔１４と交差している。

切断予定面ｃは、多数個取り配線基板Ｋ２を形成する前記同様の複数のセラミック（ｇ１〜ｇ６）層に対し、平面方向で同じ位置にそれらの厚み方向に沿って設定されている。
尚、前記多数個取り配線基板Ｋ２は、前記多数個取り配線基板Ｋ１の製造方法のうち、前記スリットｓの形成を除いた各工程を経ることで製造可能である。
以上のような多数個取り配線基板Ｋ２によっても、各コーナ付近に尖った鋭角の突出部がなく、欠けや割れに強い配線基板１を、複数個同時に効率良く確実に提供することが可能である。

本発明は、前記実施の各形態および実施例に限定されるものではない。
多数個取り配線基板を形成するグリーンシートは、前記アルミナに限らず、ムライトや、窒化アルミニウムなどのセラミックからなるもの、あるいは、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックからなるものとしても良い。
また、多数個取り配線基板およびこれに配設された複数の配線基板は、平面視が正方形（矩形）を呈する形態としても良い。
更に、多数個取り配線基板に配設される複数の配線基板の各コーナ付近ごとに形成する貫通孔は、かかるコーナ部と斜めに交差する斜辺と、その両側に位置し半径０．２〜０．５ｍｍのアールが付された鋭角部分と、を含んだ平面視がほぼ三角形を呈するものであれば、ほぼ不等辺直角三角形や、一対の鋭角部の他に鈍角部を有するほぼ三角形を呈する形態であっても良い。
また、前記複数の配線基板と耳部とを区画するスリットは、多数個取り配線基板の裏面側に形成したり、表面側および裏面側の双方に形成しても良い。
更に、前記複数の配線基板と耳部とを区画する切断予定面は、前記スリットが形成されないセラミック層に設定しても良い。
加えて、前記複数の配線基板は、最上層やこれに隣接する表面側のセラミック層が当該表面に開口するキャビティを有する形態とし、かかるキャビティの底面に前記パッドを形成した形態としても良い。

本発明の多数個取り配線基板の一形態を示す平面図。 図１中の一点鎖線部分Ｙの部分拡大図。 図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った垂直断面図。 上記多数個取り配線基板を切断・分割して得られた配線基板の斜視図。 上記多数個取り配線基板の一製造工程を示す概略図。 図５に続く製造工程を示す概略図。 図６に続く製造工程を示す概略図。 異なる形態の多数個取り配線基板を示す平面図。 図８中の一点鎖線部分Ｚの部分拡大図。

符号の説明

１………………配線基板
１ａ……………配線基板領域
２………………表面
３………………裏面
４〜１０………配線層／導電性ペースト
１１……………斜辺
１２……………鋭角部分
１４，１４ａ…貫通孔
ｒ………………半径
Ｋ１，Ｋ２……多数個取り配線基板
ｇ１〜ｇ６……グリーンシート

Claims (2)

1. 平面視が矩形を呈する複数の配線基板と、
   上記複数の配線基板の周囲に位置する耳部と、
   上記配線基板ごとの各コーナを面取りする直線の斜辺を含み、鋭角部分に半径０．２〜０．５ｍｍのアールを付された平面視がほぼ三角形の貫通孔と、を備え、
   上記鋭角部分は、上記耳部に形成されている、
   ことを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 平面視が矩形のグリーンシートの縦横に互いに離間した複数の配線基板領域ごとの各コーナを面取りする斜辺を含んで、かかるグリーンシートに平面視がほぼ三角形の貫通孔を打ち抜く工程と、
   上記複数の貫通孔が形成されたグリーンシートにおける各配線基板領域の表面および裏面の少なくとも一方に導電性ペーストを印刷する工程と、
   上記導電性ペーストが印刷されたグリーンシートを乾燥する工程と、を含み、
   上記打ち抜き工程で形成される貫通孔は、平面視で一対の鋭角部分ごとに半径０．２〜０．５ｍｍのアールが付されており、かかる一対の鋭角部分は、上記配線基板領域に隣接する耳部に形成されている、
   ことを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法。
   

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