JP2011233648A - マーク付き回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】マークの認識が容易になるようにでき、マークを形成しても基板本体への悪影響を防止することが容易であるマーク付き回路基板を提供する。
【解決手段】基板本体１２の主面１２ａに積層された少なくとも２層の第１及び第２の金属層３６，３２を含む導体パターン３０は、外部から認識できるマーク部２０を有する。マーク部２０は、基板本体１２とは反対側の第１の金属層３６の表面３６ａから基板本体１２側の第２の金属層３２まで開孔２２が形成され、開孔２２は第１の金属層３６を貫通し、開孔２２の底面２２ａが第２の金属層３２により形成される。開孔２２の底面２２ａを形成する部分の第２の金属層３２の反射率と、開孔２２に隣接する部分の第１の金属層３６の表面３６ａの反射率とが異なる。
【選択図】図２

Description

本発明は、マーク付き回路基板に関し、例えば回路基板を識別するためのマークが形成されたマーク付き回路基板に関する。

従来、回路基板に、回路基板を識別するためのマークを形成することが提案されている。例えば図３の平面図に示すように、ウェハ基板１０１を識別するためのマーク１０２，１０３を、レーザーを用いてウェハ基板１０１上に直接マーキングすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２３４９４５号公報

しかしながら、レーザーを用いてウェハ基板自体に直接マーキングすると、マーキング部とその周辺部とのコントラストの差が小さいため、マーキング部とその周辺部との見分けが難しい。そのため、マークを認識するためには、特殊な光学系や検出装置を用いる必要がある。また、レーザーでマークを形成するときの熱によってウェハ基板にクラックが生じ、クラックを起点にウェハ基板が割れることがある。

本発明は、かかる実情に鑑み、マークの認識が容易になるようにでき、マークを形成しても基板本体への悪影響を防止することが容易であるマーク付き回路基板を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したマーク付き回路基板を提供する。

マーク付き回路基板は、基板本体と、前記基板本体の主面に積層された少なくとも２層の第１及び第２の金属層を含む導体パターンとを備える。前記導体パターンは、外部から認識できるマーク部を有する。該マーク部は、前記基板本体とは反対側の前記第１の金属層の表面から前記基板本体側の前記第２の金属層まで開孔が形成され、前記開孔は前記第１の金属層を貫通し、前記開孔の底面が前記第２の金属層により形成され、前記開孔の前記底面を形成する部分の前記第２の金属層の反射率と、前記開孔に隣接する部分の前記第１の金属層の前記表面の反射率とが異なる。

上記構成において、マーク部の開孔の底面を形成する部分の第２の金属層と、開孔に隣接する部分の第１の金属層の表面との光の反射率が異なるので、目視や受光素子等により開孔を外部から認識でき、マークとして機能させることができる。開孔の底面を形成する部分の第２の金属層の反射率と、開孔に隣接する部分の第１の金属層の表面の反射率との差を大きくすることにより、マークの識別が容易になるようにできる。

上記構成によれば、マークは導体パターンのマーク部に形成されており、基板本体自体にマークは形成されていないので、マークを形成しても基板本体への悪影響を防止することが容易である。

好ましくは、前記開孔はレーザーによって形成される。前記導体パターンの前記第１の金属層の厚みが、前記導体パターンの前記第２の金属層の厚みよりも小さい。

この場合、レーザーによって導体パターンに開孔を形成するときに発生する熱の大部分を、導体パターンを介して逃がし、基板本体に伝達される熱量を小さくすることができる。これにより、レーザーによって導体パターンに開孔を形成するときに発生する熱による基板本体への悪影響を防止することができる。

また、導体パターンの第１の金属層の厚みが、導体パターンの第２の金属層の厚みよりも小さいと、レーザーによって導体パターンに開孔を形成するときに発生する熱による基板本体への悪影響を、効果的に防止することができる。

すなわち、導体パターンの第１の金属層の厚みが小さいほど、開孔の深さを小さくし、開孔のレーザー加工量を減らし、レーザーによって導体パターンに開孔を形成するときに発生する熱量を減らすことができる。導体パターンの第２の金属層の厚みが大きいほど、レーザーによって導体パターンに開孔を形成するときに発生する熱の伝達経路が長くなり、基板本体に熱が伝わりにくい。したがって、導体パターンの第１の金属層の厚みが、導体パターンの第２の金属層の厚みよりも小さいと、レーザーによって導体パターンに開孔を形成するときに発生する熱による基板本体への悪影響を、効果的に防止することができる。

さらに、導体パターンの第１の金属層の厚みが、導体パターンの第２の金属層の厚みよりも小さいと、開孔の形成が容易である。

すなわち、第２の金属層に達する開孔のレーザー加工深さは、導体パターンの第１の金属層が薄いほど小さくてすみ、開孔を短時間で形成することができる。開孔の底面に第２の金属層が露出するように開孔を形成するときに第２の金属層がレーザーにより除去される量がばらついても、導体パターンの第２の金属層が厚いほど、開孔の底面が基板本体の主面にまで達しないようにすることが、容易である。したがって、導体パターンの第１の金属層の厚みが、導体パターンの第２の金属層の厚みよりも小さいと、開孔の形成が容易である。

好ましくは、前記開孔の前記底面を形成する部分の前記第２の金属層の反射率が、前記開孔に隣接する部分の前記第１の金属層の前記表面の反射率よりも小さい。

開孔の底面を形成する部分の第２の金属層の反射率が、開孔に隣接する部分の第１の金属層の表面の反射率よりも大きい場合には、照明光が開孔の底面に十分に届き、かつ、開孔の底面で十分に反射しないと開孔を認識できない。一方、開孔の底面を形成する部分の第２の金属層の反射率が、開孔に隣接する部分の第１の金属層の表面の反射率よりも小さい場合には、開孔に照明光が十分に届かなくても、開孔を容易に認識することができるので、好ましい。

好ましくは、前記導体パターンは、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に配置された少なくとも１層の第３の金属層を含む。前記第３の金属層には、前記第１の金属層と前記第２の金属層とに形成された前記開孔に連通する開孔が形成されている。前記導体パターンの前記第３の金属層の厚みは、前記導体パターンの前記第１の金属層の厚みよりも大きい。前記開孔を形成する部分の前記第３の金属層の反射率は、前記開孔に隣接する部分の前記第１の金属層の前記表面の反射率よりも小さい。

この場合、導体パターンの金属層間の接合強度の確保が容易である。

レーザーによって導体パターンに開孔を形成する場合、レーザーによって開孔を形成するときに発生した熱は、第３の金属層によって、一層、基板本体に伝わりにくくなるため、レーザーによって開孔を形成するときに発生する熱による基板本体への悪影響を、より効果的に防止することができる。

開孔の底面を形成する部分の第２の金属層の反射率が、開孔に隣接する部分の第１の金属層の表面の反射率よりも小さい場合、開孔から露出する第３の金属層の反射率が開孔に隣接する第１の金属層の表面の反射率よりも小さいと、開孔の認識が容易である。

好ましくは、一態様において、前記第１の金属層はＡｕにより形成される。前記第２の金属層はＣｕにより形成される。前記第３の金属層はＮｉにより形成される。

この場合、マーク付き回路基板を作製しやすい。

本発明のマーク付き回路基板は、マークの認識が容易になるようにでき、マークを形成しても基板本体への悪影響を防止することが容易である。

回路基板の平面図である。（実施例） 図１の線Ｘ−Ｘに沿って切断した断面図である。（実施例） レーザーマーキングウェハの平面図である。（従来例）

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。

図１は、回路基板１０の平面図である。図２は、図１の線Ｘ−Ｘに沿って切断した断面図である。図１及び図２に示すように、回路基板１０は、基板本体１２の主面１２ａに、導体パターン３０が形成されている。導体パターン３０により、回路基板１０の端子電極１６や配線パターン（図示せず）などとともに、外部から認識できるマーク部２０が形成されている。マーク部２０には、開孔２２が形成されている。

基板本体１２は、セラミックや樹脂で形成された基板であり、単層基板であっても、多層基板であってもよい。

図２に示すように、導体パターン３０は、最下層３２、中間層３４、最上層３６が順に積層されている。導体パターン３０の各層３２，３４，３６は、金属により形成された金属層である。最上層３６は第１の金属層であり、最下層３２は第２の金属層であり、中間層３４は第３の金属層である。

マーク部２０に形成された開孔２２は、最上層３６及び中間層３４を厚み方向に貫通する貫通孔と、最下層３２に形成された非貫通孔とが連通してなる。開孔２２の底面２２ａは最下層３２によって形成されており、開孔２２の底面２２ａに最下層３２が露出している。開孔２２は最下層３２を貫通していない。開孔２２は基板本体１２の主面１２ａに達していないので、基板本体１２の主面１２ａは、開孔２２からは露出しない。

開孔２２の底面２２ａを形成する部分の最下層３２と、開孔２２に隣接する部分の最上層３６の表面３６ａとは、目視や受光素子等により判別できるように光の反射率を異ならせることによって、外部から認識できるマークとして機能させる。マーク部２０の開孔２２の形状、大きさ、配置などを変えることにより、回路基板１０を識別できるようにする。開孔２２は、文字や図形、バーコード記号、２次元に配置されたドットパターンなど、適宜なパターンで形成すればよい。

開孔２２の底面２２ａを形成する部分の最下層３２の反射率と、開孔２２に隣接する部分の最上層３６の表面３６ａの反射率との差を大きくすることにより、開孔２２、すなわち、マークの認識が容易になるようにできる。

マークは、マーク部２０の導体パターン３０に形成されており、基板本体１２自体には形成されていないので、マークを形成しても基板本体１２への悪影響を防止することが容易である。
０ 次に、回路基板１０の具体例について説明する。

回路基板１０は、複数の個基板になる部分１４を含む集合基板である。基板本体１２の主面１２ａの中心部１５には、個基板になる部分１４が格子状に配置さ、個基板になる部分１４には、端子電極１６が形成されている。基板本体１２の主面１２ａの周縁部１８には、マーク部２０が形成されている。

端子電極１６とマーク部２０は、基板本体１２の主面１２ａに順に積層された導体パターン３０の最下層３２、中間層３４、最上層３６によって、所定の位置に、所定形状に、同時に形成される。

例えば、セラミックグリーンシートを積層した積層体の上面（すなわち、基板本体１２の主面１２ａになる部分）に、Ｃｕを含むペーストをスクリーン印刷した後、積層体を焼成し、Ｃｕの最下層３２を形成する。次いで、無電解メッキにより、最下層３２の上にＮｉの中間層３４を形成し、さらに中間層３４の上に無電解メッキによりＡｕの最上層３６を形成する。

マーク部２０に開孔２２は、レーザーによって形成する。すなわち、マーク部２０の最上層３６の表面３６ａにレーザーを照射し、最上層３６、中間層３４を貫通し、最下層３２に達する開孔２２を形成する。

最下層３２にレーザーが達すると、最下層３２のＣｕの表面が酸化により変色する。これにより、開孔２２の底面２２ａに露出している最下層３２の反射率は、開孔２２に隣接する最上層３６のＡｕの表面３６ａの反射率より極端に小さくなり、開孔２２とその周囲とのコントラストの差が大きくなる。そのため、マークを容易に認識することができる。

すなわち、開孔２２の底面２２ａを形成する部分の最下層３２の反射率が、開孔２２に隣接する部分の最上層３６の表面３６ａの反射率よりも大きい場合には、照明光が開孔２２の底面２２ａに十分に届き、かつ、開孔２２の底面２２ａで十分に反射しないと、開孔２２を認識できない。そのため、特殊な光学系や検出装置を用いないと、マークの認識は困難である。

一方、開孔２２の底面２２ａを形成する部分の最下層３２の反射率が、開孔２２に隣接する部分の最上層３６の表面３６ａの反射率よりも小さい場合には、開孔２２の底面２２ａに照明光が十分に届かなくても、開孔２２を容易に認識することができる。そのため、特殊な光学系や検出装置を用いなくても、マークの認識が可能である。

マーク部２０は、開孔２２のレーザー加工工程を追加するだけで形成できる。Ｃｕの変色を利用するので、加工箇所に再メッキする必要がないため、工程が削減できる。Ｃｕの酸化、変色によるコントラストの差によってマークを認識するため、最上層３６の表面３６ａのメッキ傷等によるマークの誤認識が発生しない。

具体的な一例を挙げると、Ａｕの最上層３６の厚みは０．１μｍ程度、Ｎｉの中間層３４の厚みは４μｍ程度、Ｃｕの最下層３２の厚みは１０μｍ程度とする。基本波長１０６４ｋＨzのＹＡＧレーザーによって開孔２２を形成することにより、回路基板１０固有のＩＤコードをマーキングする。

最上層３６の厚みを最下層３２の厚みよりも小さくすると、レーザーによって導体パターン３０に開孔２２を形成するときに発生する熱の大部分を、導体パターン３０を介して逃がし、基板本体１２に伝達される熱量を小さくすることができる。これにより、レーザーによって導体パターン３０に開孔２２を形成するときに発生する熱による基板本体１２への悪影響を防止することができる。

中間層３４を設けると、レーザーによって導体パターン３０に開孔２２を形成するときに発生する熱が、一層、基板本体１２に伝わりにくくなるため、レーザーによって導体パターン３０に開孔２２を形成するときに発生する熱による基板本体１２への悪影響を、より効果的に防止することができる。また、開孔２２をレーザー加工するときのパワー条件幅が広くなり、レーザー加工が容易になる。

中間層３４を設けると、導体パターン３０の金属層３２，３４，３６間の接合強度の確保が容易である。

外部から開孔２２を認識しようとするとき、開孔２２から露出するＮｉの中間層３４も外部から見える。そのため、Ｎiの中間層３４の反射率を、開孔２２に隣接するＡｕの最上層３６の表面３６ａの反射率よりも小さくすることで、底面２２ａの反射率が表面３６ａの反射率よりも小さい開孔２２の認識が容易となる。

導体パターン３０の最上層３６の厚みが小さいほど、開孔２２の深さを小さくし、開孔２２のレーザー加工量を減らし、レーザーによって導体パターンに開孔２２を形成するときに発生する熱量を減らすことができる。導体パターン３０の最下層３２の厚みが大きいほど、レーザーによって導体パターン３０に開孔２２を形成するときに発生する熱の伝達経路が長くなり、基板本体１２に熱が伝わりにくい。したがって、導体パターン３０の最上層３６の厚みを、導体パターン３０の最下層３２の厚みよりも小さくすると、レーザーによって導体パターン３０に開孔２２を形成するときに発生する熱による基板本体１２への悪影響を、効果的に防止することができる。

最下層３２に達する開孔２２のレーザー加工深さは、導体パターン３０の最上層３６が薄いほど小さくてすみ、開孔２２を短時間で形成することができる。開孔２２の底面２２ａに最下層３２が露出するように開孔２２を形成するときに最下層３２がレーザーにより除去される量がばらついても、導体パターン３０の最下層３２が厚いほど、開孔２２の底面が基板本体１２の主面１２ａにまで達しないようにすることが、容易である。したがって、導体パターン３０の最上層３６の厚みを、導体パターン３０の最下層３２の厚みよりも小さくすると、開孔２２の形成が容易である。

なお、最上層３６として、Ａｕ以外に、Ａｇ、Ａｌなどが使用できる。特にＡｌの場合は、可視光領域でも高い反射率を有するので、マークの目視認識もしやすい。中間層３４としては、Ｎｉ以外に、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｔｇなどが使用できる。最下層３２としては、Ｃｕ以外に、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｔｇなどが使用できる。

＜まとめ＞ 以上に説明したように、導体パターン３０に開孔２２を形成したマーク部２０は、マークの認識が容易になるようにでき、マークを形成しても基板本体１２への悪影響を防止することが容易である。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

例えば、開孔の底面は、導体パターンの最下層以外の層に形成されてもよい。すなわち、開孔の底面を形成する導体パターンの金属層と基板本体の主面との間に、導体パターンの他の金属層が配置されてもよい。

また、導体パターンの最上層と、開孔の底面を形成する導体パターンの金属層（最下層でなくてもよい）との間に、複数の中間層が配置される構成としてもよい。逆に、開孔が形成された導体パターンの最上層と、開孔の底面を形成する導体パターンの金属層（最下層でなくてもよい）との間に、中間層が全く配置されない構成とすることも可能である。

本発明のマーク付き回路基板は、集合基板に限らず、個基板にも適用できる。

１０ 集合基板（回路基板）
１２ 基板本体
１２ａ 主面
１６ 端子電極（導体パターン）
２０ 識別マーク部（導体パターン）
２２ 開孔
２２ａ 底面
３０ 導体パターン
３２ 最下層（第２の金属層）
３４ 中間層（第３の金属層）
３６ 最上層（第１の金属層）
３６ａ 表面

Claims (5)

1. 基板本体と、
   前記基板本体の主面に積層された少なくとも２層の第１及び第２の金属層を含む導体パターンと、
   を備えた回路基板において、
   前記導体パターンは、外部から認識できるマーク部を有し、
   該マーク部は、前記基板本体とは反対側の前記第１の金属層の表面から前記基板本体側の前記第２の金属層まで開孔が形成され、前記開孔は前記第１の金属層を貫通し、前記開孔の底面が前記第２の金属層により形成され、前記開孔の前記底面を形成する部分の前記第２の金属層の反射率と、前記開孔に隣接する部分の前記第１の金属層の前記表面の反射率とが異なることを特徴とする、マーク付き回路基板。
2. 前記開孔はレーザーによって形成され、
   前記導体パターンの前記第１の金属層の厚みが、前記導体パターンの前記第２の金属層の厚みよりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載のマーク付き回路基板。
3. 前記開孔の前記底面を形成する部分の前記第２の金属層の反射率が、前記開孔に隣接する部分の前記第１の金属層の前記表面の反射率よりも小さいことを特徴とする、請求項１又は２に記載のマーク付き回路基板。
4. 前記導体パターンは、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に配置された少なくとも１層の第３の金属層を含み、
   前記第３の金属層には、前記第１の金属層と前記第２の金属層とに形成された前記開孔に連通する開孔が形成され、
   前記導体パターンの前記第３の金属層の厚みは、前記導体パターンの前記第１の金属層の厚みよりも大きく、
   前記開孔を形成する部分の前記第３の金属層の反射率は、前記開孔に隣接する部分の前記第１の金属層の前記表面の反射率よりも小さいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のマーク付き回路基板。
5. 前記第１の金属層はＡｕにより形成され、
   前記第２の金属層はＣｕにより形成され、
   前記第３の金属層はＮｉにより形成されたことを特徴とする、請求項４に記載のマーク付き回路基板。

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