JP2010225910A

JP2010225910A - 多数個取りセラミック配線基板

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Publication number: JP2010225910A
Application number: JP2009072359A
Authority: JP
Inventors: Yusaku Horie; 優作堀江
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: JP5242474B2

Abstract

【課題】光学レンズ等の部品を搭載する平面の平坦度を向上させるとともに、セラミック破砕に起因したダストの発生を抑え、ＣＣＤ等のイメージセンサ用のセラミック配線基板を提供する。
【解決手段】セラミック配線基板に分割するために形成された溝が、この溝の開口部の両端Ａ及びＢを結ぶ線分をＡＢとするとともに、この線分ＡＢの中心Ｏから左右又は前後方に０．３ｍｍ離隔した点をそれぞれＣ及びＤとし、これらの点を結ぶ線分をＣＤとした場合において、前記セラミック配線基板の、基板面に垂直な方向おける線分ＡＢ及び線分ＣＤ間の、最大離間距離が１０μｍ以下なる関係を満たすようにして、多数個取りセラミック配線基板を作製する。
【選択図】図１

Description

本発明は、セラミック配線基板に関し、特にＣＣＤ等のイメージセンサ向け用途のセラミック配線基板に関する。

ＣＣＤ等のイメージセンサ向け用途のセラミック配線基板においては、前記セラミック配線基板に対して高いクリーン度が要求されるとともに、特にＣＣＤ等に関連した光学系レンズを搭載する面(部品実装エリア)に対して高い平坦度が要求される。

前記セラミック配線基板は、予め大判のいわゆる多数個取りセラミック配線基板を作製しておき、この大判のセラミック配線基板に対して分割すべき前記セラミック配線基板の大きさに相当する箇所に溝を形成し、かかる溝を中心に分割して得るものである。通常、前記溝は、焼成以前のセラミックグリーンシートあるいはその多層体の表面に対して形成し、その後に前記セラミックグリーンシートあるいは多層体を焼成して、前記セラミック配線基板を得るものである。

この場合、前記焼成の過程において、前記溝及びその周辺部分が変形してしまい、特には、前記溝の開口部の両端近傍に突起部が形成されるようにして変形し、部品実装エリアの平坦度が確保できない場合があった。したがって、前記焼成過程を経た後は、前記セラミック配線基板の表面（特には、部品実装エリア）に研磨等の機械加工（１次研磨）を施し、前記突起部を研磨除去して、前記表面を平坦化する。しかしながら、前記研磨によって前記突起部が除去されるために、それに伴ってセラミック破砕が生成し、ダストの原因となってしまう。この結果、前記セラミック配線基板に要求される高いクリーン度も満足させることができず、前記イメージセンサの品質劣化の原因ともなっていた。

かかる問題に鑑みて、特許文献１においては、焼成後の大判のセラミック配線基板に対して、最初にレーザスクライブによって狭小幅のＶ字型の溝を形成した後、レーザ光の焦点距離を拡大させ、再度前記Ｖ字型の溝に前記レーザ光を照射してレーザスクライブを行い、前記Ｖ字型の溝の開口部両端に形成された突起部を除去するようにしている。しかしながら、かかる技術においては、前記突起部を除去するための２回目のレーザスクライブにおいて、前記Ｖ字型の溝の開口端を削ってしまい、前記Ｖ字型の溝の開口部の面積を増大させてしまう結果となっていた。

したがって、前記大判のセラミック配線基板を、前記Ｖ字型の溝で分割して目的とする個々のセラミック配線基板を得る際に、前記セラミック配線基板の端部に前記Ｖ字型の溝の開口部の増大に起因した面取り部が形成されてしまい、前記セラミック配線基板の部品実装エリアの実質的な大きさが減少してしまうという問題が新たに生じる。

この結果、目的とする大きさの前記セラミック配線基板を得るには、予め前記Ｖ字型の溝の開口部の増大に伴って形成される面取り部の大きさを考慮して、前記大判のセラミック配線基板に対してレーザスクライブを行う必要があり、溝形成工程に対して高い精度が要求されるとともに、レーザスクライブによる前記溝形成工程が極めて煩雑化する原因となっていた。

さらに、前記セラミック配線基板に面取り部が形成されることによって、前記大判のセラミック基板の部品実装エリアの利用効率も劣化してしまうという問題があった。

特開２００４−２７６３８６号

本発明は、光学レンズ等の部品を搭載する平面の平坦度を向上させるとともに、セラミック破砕に起因したダストの発生を抑え、ＣＣＤ等のイメージセンサ用のセラミック配線基板を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
部品を搭載するための平面領域を含むセラミック配線基板を縦・横方向に複数配列してなる多数個取りセラミック配線基板であって、
前記セラミック配線基板に分割するために形成された溝が、この溝の開口部の両端Ａ及びＢを結ぶ線分をＡＢとするとともに、この線分ＡＢの中心Ｏから左右又は前後方に０．３ｍｍ離隔した点をそれぞれＣ及びＤとし、これらの点を結ぶ線分をＣＤとした場合において、前記セラミック配線基板の、基板面に垂直な方向おける線分ＡＢ及び線分ＣＤ間の、最大離間距離が１０μｍ以下なる関係を満たすことを特徴とする、多数個取りセラミック配線基板（第１の多数個取りセラミック配線基板）に関する。

また、本発明は、
部品を搭載するための平面領域を含むセラミック配線基板を縦・横方向に複数配列してなる多数個取りセラミック配線基板であって、
前記セラミック配線基板に分割するために形成された溝が、この溝の開口部の幅をＷ１とし、前記溝の、前記開口部から底部に向けた、溝深さ全体の８０％の位置における前記溝の幅をＷ２とした場合において、Ｗ２／Ｗ１≧０．４なる関係を満たすことを特徴とする、多数個取りセラミック配線基板（第２の多数個取りセラミック配線基板）に関する。

さらに、本発明は、
部品を搭載するための平面領域を含むセラミック配線基板を縦・横方向に複数配列してなる多数個取りセラミック配線基板であって、
前記セラミック配線基板に分割するために形成された溝が、前記セラミック配線基板の上面に沿うとともに前記溝部内に突出してなる第１の直線Ｌ１と、前記溝の内壁面に沿うとともに前記溝の開口部上方に突出してなる第２の直線Ｌ２とのなす角度が、９０度以上１１０度以下であることを特徴とする、多数個取りセラミック配線基板（第３の多数個取りセラミック配線基板）に関する。

第１の多数個取りセラミック配線基板によれば、このセラミック配線基板に形成された溝の両端を結ぶ線分ＡＢと、この線分ＡＢの両端から外方に０．３ｍｍづつ延在してなる線分ＣＤとの基板面に垂直な方向における距離を１０μｍ以下としているので、第１の多数個取りセラミック配線基板は、溝部周辺に突起部が形成されることなく、極めて平坦な基板面を有することが分かる。したがって、突起部を削除するための研磨等の機械加工を行う必要がないので、研磨に伴うセラミック破砕の生成を抑制し、ダストの発生を抑制することができる。

また、第２の多数個取りセラミック配線基板によれば、このセラミック配線基板に形成した溝の開口部の幅Ｗ１と、溝の深さ８０％の位置における溝の幅Ｗ２との比Ｗ２／Ｗ１が０．４以上であるので、溝はＶ字型の溝を呈していることが分かる。すなわち、前記溝の開口部近傍に形成された突起部を除去するための、例えばレーザスクライブなどの工程が実施されておらず、溝を形成する際に前記突起部が形成されていないことが分かる。したがって、突起部を削除するための研磨等の機械加工を行う必要がないので、研磨に伴うセラミック破砕の生成を抑制し、ダストの発生を抑制することができる。

さらに、第３の多数個取りセラミック配線基板によれば、このセラミック配線基板の上面に沿うとともに溝部内に突出してなる第１の直線Ｌ１と、溝の内壁面に沿うとともに前記溝の開口部上方に突出してなる第２の直線Ｌ２とのなす角度が、９０度以上１１０度以下であるので、溝はＶ字型の溝を呈していることが分かる。すなわち、溝の開口部近傍に形成された突起部を除去するための、例えばレーザスクライブなどの工程が実施されておらず、溝を形成する際に前記突起部が形成されていないことが分かる。

したがって、突起部を削除するための研磨等の機械加工を行う必要がないので、研磨に伴うセラミック破砕の生成を抑制し、ダストの発生を抑制することができる。なお、第２の多数個取りセラミック配線基板及び第３の多数個取りセラミック配線基板においては、その規定条件から溝部の開口部が加工等によって増大していないことをも表しており、これらの多数個取りセラミック配線基板を分割して目的とするセラミック配線基板を得た際に、開口部の増大に伴う面取り部面取り部が形成されないことをも間接的に規定していることになる。

結果として、前記セラミック配線基板の実質的な大きさが減少してしまうという問題を生じることがなく、溝形成工程に対して高い精度が要求されないとともに、前記溝形成工程が煩雑化するのを防止することもできる。さらに、セラミック配線基板に面取り部が形成されることによって、前記大判のセラミック基板の部品実装エリアの利用効率も劣化してしまうという問題も防止することができる。

上述した第１の多数個取りセラミック配線基板から第３の多数個取りセラミック配線基板は、それぞれ単独で用いることもできるが、互いに特徴を組み合わせて用いることもできる。特に、第１の多数個取りセラミック配線基板では、溝の開口部の増大の抑制、すなわち得られたセラミック配線基板の面取り部の形成を抑制することについては明確に規定していない。したがって、第１の多数個取りセラミック配線基板に対しては、第２の多数個取りセラミック配線基板及び／又は第３の多数個取りセラミック配線基板の技術的特徴を組み込んで使用することが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、セラミック配線基板における光学レンズ等の部品を搭載する平面（部品実装エリア）の平坦度を向上させるとともに、セラミック破砕に起因したダストの発生を抑え、ＣＣＤ等のイメージセンサ用のセラミック配線基板を提供することができる。

第１の多数個取りセラミック配線基板の分割溝を含む領域を部分的に拡大して示す断面図である。第２の多数個取りセラミック配線基板の分割溝を含む領域を部分的に拡大して示す断面図である。第３の多数個取りセラミック配線基板の分割溝を含む領域を部分的に拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

(第１の実施形態)
図１は、第１の多数個取りセラミック配線基板の分割溝を含む領域を部分的に拡大して示す断面図である。図１に示すように、本実施形態においては、多数個取りセラミック配線基板１１において分割溝１２が形成されており、この分割溝１２は以下に示すような要件を満足することが必要である。

なお、実際の多数個取りセラミック配線基板においては、部品を搭載するための平面領域を含むセラミック配線基板が縦横に複数配列されてなり、分割溝１２は、前記セラミック配線基板を画定するとともに、ブレイク処理によって前記多数個取りセラミック配線基板を分断し、複数の前記セラミック配線基板を得るためのものである。

図１に示すように、分割溝１２の開口部の両端Ａ及びＢを結ぶ線分をＡＢとするとともに、セラミック配線基板上において、線分ＡＢの中心Ｏから左右又は前後方に０．３ｍｍ離隔した点をそれぞれＣ及びＤとし、これらの点を結ぶ線分をＣＤとした場合において、セラミック配線基板１１の、基板面１１Ａに垂直な方向おける線分ＡＢ及び線分ＣＤ間の、最大離間距離Ｈが１０μｍ以下なる関係を満たす。

この場合、多数個取りセラミック配線基板１１の、分割溝１２周辺には突起部が形成されず、極めて平坦な基板面を有することが分かる。したがって、前記突起部を削除するための研磨等の機械加工を行う必要がないので、前記研磨に伴うセラミック破砕の生成を抑制し、ダストの発生を抑制することができる。

なお、最大離間距離Ｈの下限値は小さいほど好ましいが、現状においては、０．５μｍとすることができる。

また、本実施形態における分割溝１２は、多数個取りセラミック配線基板１１を形成する以前、すなわち焼成前のグリーンシートに対して、例えばＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、ＳＨＧ−ＹＡＧレーザ、ＴＨＧ−ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等のレーザ光源を用い、走査速度を４０ｍｍ／ｓ〜１００ｍｍ／ｓ、操作回数を２〜３回とすることで形成することができる。但し、ここに示した条件はあくまでも一例であり、多数個取りセラミック配線基板１１の種類に応じて適宜に設定する。

（第２の実施形態）
図２は、第２の多数個取りセラミック配線基板の分割溝を含む領域を部分的に拡大して示す断面図である。図２に示すように、本実施形態においても、多数個取りセラミック配線基板１１において分割溝１２が形成されており、この分割溝１２は以下に示すような要件を満足することが必要である。

なお、本実施形態においても、実際の多数個取りセラミック配線基板においては、部品を搭載するための平面領域を含むセラミック配線基板が縦横に複数配列されてなり、分割溝１２は、上記第１の実施形態と同様の機能を奏するものである。

図２に示すように、分割溝１２は、開口部の幅Ｗ１と、分割溝１２の深さ８０％の位置における幅Ｗ２との比Ｗ２／Ｗ１が０．４以上であるので、分割溝１２はＶ字型の溝を呈していることが分かる。すなわち、分割溝１２の開口部近傍に形成された突起部を除去するための、例えばレーザスクライブなどの工程が実施されておらず、分割溝１２を形成する際に前記突起部が形成されていないことが分かる。したがって、前記突起部を削除するための研磨等の機械加工を行う必要がないので、前記研磨に伴うセラミック破砕の生成を抑制し、ダストの発生を抑制することができる。

なお、比Ｗ２／Ｗ１の上限は１に近いほど好ましいが、現状においては、０．６とすることができる。

また、本実施形態における分割溝１２も、多数個取りセラミック配線基板１１を形成する以前、すなわち焼成前のグリーンシートに対して、例えばＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、ＳＨＧ−ＹＡＧレーザ、ＴＨＧ−ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等のレーザ光源を用い、走査速度を４０ｍｍ／ｓ〜１００ｍｍ／ｓ、操作回数を２〜３回とすることで形成することができる。但し、ここに示した条件はあくまでも一例であり、多数個取りセラミック配線基板１１の種類に応じて適宜に設定する。

（第３の実施形態）
図３は、第３の多数個取りセラミック配線基板の分割溝を含む領域を部分的に拡大して示す断面図である。図３に示すように、本実施形態においても、多数個取りセラミック配線基板１１において分割溝１２が形成されており、この分割溝１２は以下に示すような要件を満足することが必要である。

図３に示すように、分割溝１２は、多数個取りセラミック配線基板１１の上面１１Ａに沿うとともに、分割溝１２に突出してなる第１の直線Ｌ１と、分割溝１２の内壁面１２Ａに沿うとともに、分割溝１２の開口部上方に突出してなる第２の直線Ｌ２とのなす角度θが、９０度以上１１０度以下である。したがって、分割溝１２の開口部近傍に形成された突起部を除去するための、例えばレーザスクライブなどの工程が実施されておらず、分割溝を形成する際に前記突起部が形成されていないことが分かる。したがって、前記突起部を削除するための研磨等の機械加工を行う必要がないので、前記研磨に伴うセラミック破砕の生成を抑制し、ダストの発生を抑制することができる。

（実施例）
Ａｌ_２Ｏ_３（９０％）＋ガラス成分（ＳｉＯ_２，ＣａＯ及びＭｇＯ：合計１０％）を主成分とするセラミック粉末をポットに入れ、さらにアクリル樹脂バインダ１２０ｇ、溶剤（ＭＥＫ）及び可塑剤（ＤＯＰ）を前記ポットに入れて、５時間混合し、セラミックスラリーを得た。次いで、このセラミックスラリーからドクターブレード法により厚み０．１５ｍｍのグリーンシートを得た。

次いで、上記グリーンシートに対して、発振周波数７ｋＨｚのＹＡＧレーザを用い、レーザ出力を４．１Ｗにするとともに、走査速度を１００ｍｍ／ｓ、走査回数を３回に設定することによって、レーザスクライブを行い、後の分割溝に相当する溝を形成した。次いで、前記グリーンシートを１５５０℃で３０分間焼成し、セラミック焼結体、すなわち多数個取りセラミック配線基板を得た。

次いで、上記のようにして得た多数個取りセラミック配線基板に形成された分割溝の評価を実施した。なお、得られた分割溝の深さは約０．４４ｍｍであった。また、図１に示す基板面１１Ａに垂直な方向おける線分ＡＢ及び線分ＣＤ間の、最大離間距離Ｈは、５．６３ｍｍ〜５．６６ｍｍの範囲で変化し、図２に示す比Ｗ２／Ｗ１は、０．５２〜０．６５の範囲で変化し、図３に示す角度θは、９３度〜９６度の範囲で変化することが判明した。

したがって、本実施例における最大離間距離Ｈ、比Ｗ２／Ｗ１及び角度θは、いずれも本発明の要件を満足することが分かる。この結果、上記分割溝を形成する際には、その近傍に突起部が形成されておらず、前記突起部を削除するための研磨等の機械加工を行う必要がないので、前記研磨に伴うセラミック破砕の生成を抑制し、ダストの発生を抑制することができることが分かる。

（比較例）
実施例同様にして厚さ０．１５ｍｍのグリーンシートを得た後、上述したレーザの代わりに金型を用いて後の分割溝に相当する溝を形成し、１５５０℃で３０分間焼成し、セラミック焼結体、すなわち多数個取りセラミック配線基板を得た。

実施例同様に、前記分割溝の評価を実施したところ、図１に示す最大離間距離Ｈは、１６ｍｍであり、図２に示す比Ｗ２／Ｗ１は０．３であり、図３に示す角度θは１１０〜１２０度であることが判明した。

したがって、本比較例における最大離間距離Ｈ、比Ｗ２／Ｗ１及び角度θは、いずれも本発明の要件を満足せず、上記分割溝を形成する際には、その近傍に比較的大きな突起部が形成されるため、前記突起部を削除するための研磨等の機械加工を行う必要があることが分かる。結果として、前記研磨に伴うセラミック破砕の生成を抑制することができず、前記セラミック破砕に起因したダストが発生することが分かる。

以上、本発明を具体例を挙げながら詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。

１１多数個取りセラミック配線基板
１２分割溝

Claims

部品を搭載するための平面領域を含むセラミック配線基板を縦・横方向に複数配列してなる多数個取りセラミック配線基板であって、
前記セラミック配線基板に分割するために形成された溝が、この溝の開口部の両端Ａ及びＢを結ぶ線分をＡＢとするとともに、前記セラミック配線基板上で、前記線分ＡＢの中心Ｏから左右又は前後方に０．３ｍｍ離隔した点をそれぞれＣ及びＤとし、これらの点を結ぶ線分をＣＤとした場合において、前記セラミック配線基板の、基板面に垂直な方向おける線分ＡＢ及び線分ＣＤ間の、最大離間距離が１０μｍ以下なる関係を満たすことを特徴とする、多数個取りセラミック配線基板。
前記セラミック配線基板に分割するために形成された溝は、この溝の開口部の幅をＷ１とし、前記溝の、前記開口部から底部に向けた、溝深さ全体の８０％の位置における前記溝の幅をＷ２とした場合において、Ｗ２／Ｗ１≧０．４なる関係を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の多数個取りセラミック配線基板。
前記セラミック配線基板に分割するために形成された溝が、前記セラミック配線基板の上面に沿うとともに前記溝部内に突出してなる第１の直線Ｌ１と、前記溝の内壁面に沿うとともに前記溝の開口部上方に突出してなる第２の直線Ｌ２とのなす角度が、９０度以上１１０度以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の多数個取りセラミック配線基板。
部品を搭載するための平面領域を含むセラミック配線基板を縦・横方向に複数配列してなる多数個取りセラミック配線基板であって、
前記セラミック配線基板を前記複数のセラミック配線基板片に分割するために形成された溝が、この溝の開口部の幅をＷ１とし、前記溝の、前記開口部から底部に向けた、溝深さ全体の８０％の位置における前記溝の幅をＷ２とした場合において、Ｗ２／Ｗ１≧０．４なる関係を満たすことを特徴とする、多数個取りセラミック配線基板。
部品を搭載するための平面領域を含むセラミック配線基板を縦・横方向に複数配列してなる多数個取りセラミック配線基板であって、
前記セラミック配線基板を前記複数のセラミック配線基板片に分割するために形成された溝が、前記セラミック配線基板の上面に沿うとともに前記溝部内に突出してなる第１の直線Ｌ１と、前記溝の内壁面に沿うとともに前記溝の開口部上方に突出してなる第２の直線Ｌ２とのなす角度が、９０度以上１１０度以下であることを特徴とする、多数個取りセラミック配線基板。