JP2012156382A - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線基板の電子部品搭載領域に精度良く電子部品を搭載可能な配線基板を製作できる多数個取り配線基板を提供する。
【解決手段】 中央部に複数の配線基板領域１ａが配置されているとともに、複数の配線基板領域１ａの周囲にダミー領域１ｂが配置されている母基板１と、配線基板領域１ａとダミー領域１ｂとの境界に形成された分割溝２とを備えており、母基板１のダミー領域１ｂの一方主面から側面にかけて形成された切り欠き３を備え、母基板１の他方主面の切り欠き３が形成されたダミー領域１ｂと配線基板領域１ａとの間に形成された分割溝２の底部２ａが、切り欠き３の底面３ａよりも一方主面側に位置している多数個取り基板である。多数個取り配線基板を撓ませて分割溝２に沿って分割したときに、切り欠き３の近傍の、ダミー領域１ｂに隣接して配置されていた配線基板４の、ダミー領域１ｂ側に位置していた側面にバリが生じることを低減できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、母基板の中央部に、各々が電子部品を搭載するための配線基板となる複数の配線基板領域が縦および横の少なくとも一方の並びに配置された多数個取り配線基板に関するものである。

従来、撮像素子等の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板の表面に、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って形成されている。

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って、その大きさが小さくなってきており、複数の配線基板を効率よく製作するために、多数個取り配線基板を分割することによって製作することが行なわれている。多数個取り配線基板は、母基板の中央部に配線基板となる複数の配線基板領域が縦横に配列されて形成されたものである。このような多数個取り配線基板を配線基板領域毎に切断することによって、複数の配線基板が得られる。

このような多数個取り配線基板には、外周部に多数個取り配線基板を位置合わせや、めっき用電源と電気的に接続するためのめっき用導体のための切り欠きが形成されていることがある。このような位置合わせ用の切り欠きは、従来、複数の配線基板領域の周囲に配置されたダミー領域の、多数個取り配線基板の母基板の外縁に、母基板の厚み方向に延びた溝を設けることによって形成できる。（例えば、特許文献１を参照。）。

特開2009−10103号公報

しかしながら、近年の多数個取り配線基板の小型化や、多数個取り配線基板の面積に対する配線基板領域の面積の増加によって、多数個取り配線基板の外縁と配線基板領域との間のダミー領域の長さが小さくなってきている。このような多数個取り配線基板を撓ませて分割溝に沿って分割すると、切り欠きの近傍の配線基板の側面にバリが生じることがあった。これは、分割溝に力を加えるときには、ダミー領域の端部（多数個取り配線基板の外縁）に力を加えるが、切り欠きがあるとそこには力を加えられず、分割溝の切り欠きの近傍では、分割溝の他の部分に比べて分割溝に加わる力の力点が遠いので、分割溝に力が加わりにくいためであった。

このように、配線基板の側面にバリが生じると、側面を基準とした位置合わせの精度が低くなるという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、配線基板の電子部品搭載領域に精度良く電子部品を搭載可能な配線基板を製作できる多数個取り配線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、中央部に複数の配線基板領域が縦および横の少なくとも一方の並びに配置されているとともに、複数の前記配線基板領域の周囲にダミー領域が配置されている母基板と、前記配線基板領域と前記ダミー領域との境界に形成された分割溝とを備えた多数個取り配線基板において、前記母基板の前記ダミー領域の一方主面から厚み方向の途中まで形成された切り欠きを備え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、上記構成において、前記母基板の他方主面の前記切り欠きが形成されたダミー領域と前記配線基板領域との間に形成された前記分割溝の底部が、前記切り欠きの底面よりも一方主面側に位置し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、母基板のダミー領域の一方主面から厚み方向の途中まで形成された切り欠きを備えていることから、多数個取り配線基板を撓ませて分割溝に沿って分割したときに、切り欠きの近傍の、ダミー領域に隣接して配置されていた配線基板の、ダミー領域側に位置していた側面にバリが生じることを低減できる。

また、本発明の多数個取り配線基板は、上記構成において、母基板の他方主面の切り欠きが形成されたダミー領域と配線基板領域との間に形成された分割溝の底部が、切り欠きの底面よりも一方主面側に位置していることから、分割溝の底部から切り欠きに向かって割れることを抑制できるので、ダミー領域側に位置していた側面にバリが生じることを低減するのにより有効である。

（ａ）は本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。 （ａ）は図１（ａ）のＡ部を拡大して示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。 （ａ）は本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の他の例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。 （ａ）は図３（ａ）のＡ部を拡大して示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。

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つつ説明する。図１〜図４において、１は母基板、１ａは配線基板領域、１ｂはダミー領域、２は分割溝、２ａは分割溝２の底部、３は切り欠き、３ａは切り欠き３の底面、４は配線導体、５は凹部、６は穴である。

本発明の多数個取り配線基板は図１〜図４に示す例のように、中央部に複数の配線基板領域１ａが縦および横の少なくとも一方の並びに配置されているとともに、複数の配線基板領域１ａの周囲にダミー領域１ｂが配置されている母基板１と、配線基板領域１ａとダミー領域１ｂとの境界に形成された分割溝２とを備えた多数個取り配線基板において、母基板１のダミー領域１ｂの一方主面から厚み方向の途中まで形成された切り欠き３を備えている。

従って、多数個取り配線基板を撓ませて分割溝２に沿って分割したときに、切り欠き３の近傍の、ダミー領域１ｂに隣接して配置されていた配線基板４の、ダミー領域１ｂ側に位置していた側面にバリが生じることを低減できる。これは、分割溝２に力を加えるときに、切り欠き３の近傍の分割溝２と分割溝２に加わる力の力点との距離が、切り欠き３の
近傍以外の分割溝２と分割溝２に加わる力の力点との距離よりも長くなることを防ぐことができるためである。

また、図１〜図４に示す例のように、母基板１の他方主面の切り欠き３が形成されたダミー領域１ｂと配線基板領域１ａとの間に形成された分割溝２の底部２ａは、切り欠き３の底面３ａよりも一方主面側に位置している。このような構成とすることによって、分割溝２の底部２ａから切り欠き３に向かって割れることを抑制できるので、ダミー領域１ｂ側に位置していた側面にバリが生じることを低減するのにより有効である。

図１（ａ）に示す例においては、母基板１に縦方向に５列および横方向に４列の計20個の配線基板領域１ａが配置されている。図３（ａ）に示す例においては、母基板１に縦方向および横方向に３列ずつの計９個の配線基板領域１ａが配置されている。なお、配線基板領域１ａは縦および横の少なくとも一方の並びに複数配置されていればよく、さらに多数個の並びに配置されたものであってもよい。

また、配線基板領域１ａは、図１に示す例のように配線基板領域１ａ同士が隣接するように配置されていてもよいし、図３に示す例のように、それぞれの配線基板領域１ａの周囲にもダミー領域１ｂが配置されていても良い。それぞれの配線基板領域１ａの周囲にダミー領域１ｂを配置する場合は、例えば、平面視で配線基板領域１ａの左右または上下に、非対称な切り欠きとなる穴６を設ける場合に有効である。

このような配線基板領域１ａの配置は、母基板１や配線基板領域１ａの大きさ、配線基板領域１ａに搭載される電子部品や配線導体４の配置等に合わせて設定される。

母基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），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セラミック材料から成る単数の絶縁層または複数の絶縁層が積層されて成るものである。この母基板１の中央部に、タングステン，モリブデン，銅，銀等の金属粉末メタライズから成る配線導体４が形成された、図１〜図４に示す配線基板領域１ａが縦および横の少なくとも一方の並びに複数配置されている。

母基板１は、絶縁層が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（Ａｌ_２Ｏ_３），酸化珪素（ＳｉＯ_２），酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤，可塑剤および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等のシート成形方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た後、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必要に応じてこれを複数枚積層して、母基板１となる生成形体を作製して、約1500℃〜1800℃の温度で焼成することで、単数あるいは複数の絶縁層からなるものが製作される。

ダミー領域１ｂは、切り欠き３を形成するために必要な領域であるとともに、多数個取り配線基板の製造や搬送を容易とするための領域であり、このダミー領域１ｂを用いて母基板１となる生成形体や多数個取り配線基板の加工時や搬送時の位置決め、固定等を行なうことができる。

切り欠き３は、図１〜図４に示す例のように、母基板１の外縁に配置され、母基板１の下面から側面にかけて形成されている。このような切り欠き３は、多数個取り配線基板に電子部品を実装する際に、多数個取り配線基板を位置合わせするための棒状の治具が挿入される部分である。なお、切り欠き３の内面に、配線導体４と電気的に接続された電極を配置しておけば、切り欠き３の電極から電流を流して、めっき液に浸漬することによって
、電解めっきを被着できる。

切り欠き３の底面３ａと上面との間の距離Ｌ１は、0.1ｍｍ〜１ｍｍ程度であれば、分
割溝２に沿って分割するときに、平面視で切り欠き３と重なっている部分が破損しにくく、切り欠き３に位置合わせ用の治具や電解めっき用の治具を挿入できるので好ましい。

また、切り欠き３は、図１および図３に示す例のように、分割溝２の延長線と交わらないように配置されていると、分割溝２と切り欠き３との間で不用意に割れてしまうことを抑制するのに有効である。なお、切り欠き３が、分割溝２の延長線上に配置されている場合には、分割溝２の端部が、母基板１の外縁のダミー領域１ｂに形成されないようにしておくことが好ましい。

分割溝２は、少なくとも母基板１の各配線基板領域１ａとダミー領域１ｂとの境界に形成されていればよいが、図１〜図４に示す例のように、母基板１の各配線基板領域１ａ同士の間にも形成されていてもよい。これらの分割溝２は、母基板１となる生成形体にカッター刃や金型を押し当てることによって、あるいは母基板１となる生成形体または焼成後の母基板１にレーザー加工やダイシング加工を施すことによって形成できる。分割溝２の縦断面形状は、Ｖ字状やＵ字状あるいは四角形状であってもよいが、図１（ｂ），図２（ｂ），図３（ｂ），図４（ｂ）に示す例のようにＶ字状にすると、母基板１を撓ませて分割溝２に沿って分割する際に、分割溝２の底部２ａに応力が集中しやすいので、Ｕ字状または四角形状の場合に比べて小さい力で正確に分割できて好ましい。また、分割溝２は、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示す例のように、母基板１の両主面に形成していても構わない。

図１〜図４に示す例のような分割溝２が形成された母基板１は、母基板１の適当な箇所に力を加えることで一方主面側または他方主面側に凸になるように撓ませて、分割溝に沿って分割できる。また、母基板１の配線基板領域１ａ同士の間に分割溝２が形成されていないときには、ダイシングブレードやレーザーカッター等を用いて分割予定線で切断することによって、個々の配線基板に分割されても良い。

分割溝２の深さは、母基板１の材料等によって適宜設定され、例えば、母基板１の厚みの50％〜70％に形成されることが好ましい。分割溝２の深さが母基板１の厚みの50％以下であると分割しにくくなる傾向にあり、分割溝２の深さが70％以上であると運搬時の衝撃等によって分割溝２で不用意に割れやすくなる傾向がある。分割溝２の深さを上記範囲とすることで、母基板１が良好に分割されるとともに不用意に割れることのない多数個取り配線基板となる。なお、分割溝２が、母基板１の両主面に形成される場合は、両主面に形成された分割溝２の深さの合計が上記範囲に設定されていればよい。

母基板１の他方主面の切り欠き３が形成されたダミー領域１ｂと配線基板領域１ａとの間に形成された分割溝２の底部２ａは、切り欠き３の底面３ａよりも一方主面側に位置している。すなわち、図２（ｂ）に示す例のように、分割溝２が上面に配置されている場合であれば、分割溝２は、分割溝２の底部２ａと下面との距離Ｌ３が、分割溝２の底部２ａと切り欠き３との距離Ｌ２よりも小さくなるような深さとしておけばよい。このような構成とすると、分割溝２の底部２ａから切り欠き３の角部に向かって割れることを抑制できるので、ダミー領域１ｂ側に位置していた側面にバリが生じることを低減するのにより有効である。

また、図４（ｂ）に示す例のように、分割溝２が上面および下面に、平面視で重なるように配置されている場合であれば、分割溝２の底部２ａ同士の間の距離Ｌ４が、分割溝２の底部２ａと切り欠き３との距離Ｌ２よりも小さくなるような深さとしておくと、図２（
ｂ）に示す例の場合と同様の理由で、分割溝２の底部２ａと切り欠き３との間で割れることを抑制できるので好ましい。

母基板１の分割溝２の開口幅は、例えば、0.01〜1.0ｍｍ程度であれば、母基板１を良
好に分割できるとともに、各配線基板領域１ａが分割溝２の占める面積の影響で小さくならず、分割溝２の形成時に配線基板領域１ａが大きく変形することがないので好ましい。分割溝２の開口幅が0.01ｍｍよりも小さいと、母基板１を撓ませた際に、分割溝２の底部２ａに加わる力が弱くなり、良好に分割できず、また、母基板１となる生成形体に分割溝２を形成し、焼成した際に、分割溝２の開口が閉じてしまったり、分割溝２の深さが浅くなってしまったりしやすくなる。また、分割溝２の開口幅が1.0ｍｍよりも大きいと、配
線基板の一方主面または他方主面の面積が小さくなってしまう。

また、分割溝２の両端部が、最外周に配列される配線基板領域１ａと母基板１の外周部との間のダミー領域１ｂに位置するように形成しておくと、母基板１の搬送時等に外部から加わる力によって母基板１が不用意に割れてしまうことを防止することができるので好ましい。

母基板１の上面の、各配線基板領域１ａ同士の境界および各配線基板領域１ａとダミー領域１ｂとの境界には、平面視で横方向および縦方向に分割溝２が形成されている。

配線導体４は、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ）等の金属粉末メタライズから成り、母基板１用のセラミックグリーンシートに配線導体４用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等により所定形状に印刷して、母基板１用のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、母基板１の所定位置に形成される。

配線導体４には、母基板１の表面や絶縁層間に配置される配線導体と、絶縁層を貫通して上下に位置する配線導体４同士を電気的に接続する貫通導体とがある。表面や絶縁層間に配置される配線導体は、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等の印刷手段によって配線導体４用のメタライズペーストを印刷塗布し、母基板１用の生成形体とともに焼成することによって形成される。また、貫通導体は、配線導体４を形成するためのメタライズペーストの印刷塗布に先立って母基板１用のセラミックグリーンシートに金型やパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって充填しておき、母基板１となる生成形体とともに焼成することによって形成する。メタライズペーストは、主成分の金属粉末に有機バインダーおよび有機溶剤、また必要に応じて分散剤等を加えてボールミル，三本ロールミルまたはプラネタリーミキサー等の混練手段によって混合および混練することで作製する。また、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、焼成後の母基板１との接合強度を高めたりするために、ガラスやセラミックスの粉末を添加してもよい。貫通導体用のメタライズペーストは、有機バインダーや有機溶剤の種類や添加量によって、充填に適した、一般的に配線導体４用のメタライズペーストよりも高い粘度に調整される。なお、メタライズペーストには母基板１との接合強度を高めるために、ガラスやセラミックスを含んでいても構わない。

なお、配線導体４の露出する表面には、ニッケル，金等の耐蝕性に優れる金属めっきが被着され、接続電極または外部端子電極となる。これによって、配線導体４が腐食することを効果的に抑制することができるとともに、配線導体４と電子部品との接合、配線導体４とボンディングワイヤとの接合、および配線導体４と外部回路基板の配線導体との接合を強固にすることができる。また、例えば、配線導体４の露出する表面には、厚さ１〜10
μｍ程度のニッケルめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度の金めっき層とが、電解めっき法も
しくは無電解めっき法により順次被着される。

母基板１の一方主面に凹部５が形成され、分割溝２が他方主面側に開口している場合には、分割溝２の底部２ａは、分割溝２の底部２ａと凹部５の底面との距離よりも、分割溝２の底部２ａと他方主面との距離が短くなるように配置されていることが好ましい。また、両主面に対向するように分割溝２が形成されている場合には、分割溝２の底部２ａ同士の距離は、それぞれの分割溝２と凹部５の底面との距離よりも短いことが好ましい。このような構成とすることによって、分割溝２の底部２ａと凹部５の底面の角部との間で分割されてしまうことを抑制するのに有効である。

図３に示す例のように、配線基板領域１ａとダミー領域１ｂとにまたがって、穴６が配置されていてもよい。穴６は、母基板１の少なくとも一方の主面に開口して形成されている。このような穴６は、多数個取り配線基板を分割して配線基板とした際に、キャスタレーション用の切り欠きや、配線基板を位置合わせするための切り欠きとなる。このような穴６は、母基板１の厚み方向の途中まで形成された底のある穴や、母基板１を厚み方向に貫通した貫通孔であり、平面視で、矩形状や六角形状等の多角形状または円形や楕円形状の円形状等に形成される。

このような穴６は、母基板１を分割する際に、分割された母基板１の外縁のダミー領域１ｂに形成された切り欠きとなる。このようなときには、穴６が形成されたダミー領域１ｂと配線基板領域１ａとの間に形成された分割溝２の底部２ａは、穴６の底面よりも下側に位置していることが好ましい。このような構成とすることによって、母基板１を分割する際に、分割溝２の底部２ａから穴６が分割された切り欠きに向かって割れることを抑制できるので、ダミー領域１ｂ側に位置していた側面にバリが生じることを低減するのにより有効である。なお、配線基板の側面に厚み方向に貫通した切り欠きを形成する場合には、穴６はダミー領域１ｂ側では母基板１の厚み方向の途中まで形成され、配線基板領域１ａ側では貫通するように形成されていてよい。

上記の穴６を有する母基板１は、金型で打ち抜くことやレーザー加工することによって、所望の位置に穴６用の第１の貫通孔を形成したセラミックグリーンシートを積層して焼成したり、第１の貫通孔を形成した第１のセラミックグリーンシートを、第２のセラミックグリーンシート上に積層して焼成することで作製できる。また、穴６を有する母基板１は、セラミックグリーンシートを焼成したセラミック焼結体に、ドリル等の機械加工や、貫通孔を形成する場合に比べて出力を落としたレーザー加工を行なっても作製できる。

穴６をキャスタレーション用の切り欠きとする場合であれば、穴６は、内面に配線導体４が被着されており、母基板１を分割した際には、穴６が分割されることによって、配線基板の側面に端子電極が被着された切り欠きを形成して、いわゆるキャスタレーション導体となる。このような配線導体４は、上記のメタライズペーストを用いて、穴６となる母基板１用のセラミックグリーンシートの穴の内面に、スクリーン印刷法等の印刷手段によって印刷塗布し、母基板１用の生成形体とともに焼成することによって形成する。なお、メタライズペーストは、穴６の寸法等に応じて、有機溶剤等の添加量を調整することで適当な粘度にして用いられる。

電子部品の搭載は、例えば、電子部品がフリップチップ型の半導体素子である場合には、はんだバンプや金バンプ、または導電性樹脂（異方性導電樹脂等）等の接合材を介して、半導体素子の電極と配線導体４とを電気的および機械的に接続することによって行なわれる。また、接合材によって電子部品を電子部品搭載領域に接合した後に、電子部品と配線基板との間にアンダーフィルを注入してもよい。あるいは、例えば、電子部品がワイヤ
ボンディング型の半導体素子である場合には、電子部品を接合材によって電子部品搭載領域に固定した後、ボンディングワイヤを介して半導体素子の電極と配線導体４とを電気的に接続する。また、例えば、電子部品が水晶振動子等の圧電素子である場合には、導電性樹脂等の接合材によって圧電素子の固定と圧電素子の電極と配線導体４との電気的な接続を行なう。また、必要に応じて、電子部品の周囲に抵抗素子や容量素子等の第２の電子部品を搭載してもよい。

なお、本発明は上述の実施の形態の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る。例えば、図３に示す例の多数個取り配線基板において、穴６のダミー領域１ｂに形成された部分に貫通孔が形成されていると、穴６内に入っためっき液が留まりにくいので好ましい。また、例えば、凹部５は母基板１の両主面に形成されていても構わない。

１・・・・母基板
１ａ・・・配線基板領域
１ｂ・・・ダミー領域
２・・・・分割溝
２ａ・・・分割溝２の底部
３・・・・切り欠き
３ａ・・・切り欠き３の底面
４・・・・配線導体
５・・・・凹部
６・・・・穴

Claims (2)

1. 中央部に複数の配線基板領域が縦および横の少なくとも一方の並びに配置されているとともに、複数の前記配線基板領域の周囲にダミー領域が配置されている母基板と、前記配線基板領域と前記ダミー領域との境界に形成された分割溝とを備えた多数個取り配線基板において、前記母基板の前記ダミー領域の一方主面から厚み方向の途中まで形成された切り欠きを備えていることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記母基板の他方主面の前記切り欠きが形成されたダミー領域と前記配線基板領域との間に形成された前記分割溝の底部が、前記切り欠きの底面よりも一方主面側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の多数個取り配線基板。

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