JP2014143241A - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の配線基板領域において表面導体に被着された電解めっき層の厚みのばらつきが低減された多数個取り配線基板を提供すること。
【解決手段】 多数個取り配線基板は、平面視において、複数の配線基板領域11および周囲領域12を有する絶縁基体１と、複数の配線基板領域11のそれぞれに設けられた表面導体21と、周囲領域12に設けられており、表面導体21に電気的に接続されている複数のめっき用配線３と、周囲領域12に設けられており、複数のめっき用配線３に電気的に接続されためっき用端子４とを有している。周囲領域12は複数の配線基板領域11の周囲に設けられている。複数のめっき用配線３は、絶縁基体１の厚み方向においてそれぞれ異なる高さに設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子または発光素子等の電子部品の搭載される配線基板を製作するための多数個取り配線基板に関するものである。

従来、半導体素子または水晶振動子等の電子部品を搭載するための配線基板は、例えばセラミックス等の電気絶縁材料から成る絶縁基板と、金属材料等のメタライズから成る配線導体とを有している。

配線基板は、近年の電子装置の小型化の要求に伴って、小型化されてきており、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されている。

多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域が縦横に配列されている絶縁基体と、複数の配線基板領域のそれぞれに設けられた配線導体とを有している。配線導体は、絶縁基体の表面に設けられている表面導体を含んでいる。また、多数個取り配線基板には、複数の配線基板領域の周りの周囲領域に、表面導体に電解めっきを被着するためのめっき用配線とめっき用端子とが設けられている場合がある（例えば、特許文献１を参照。）。

特開2011−243930号公報

しかしながら、複数の配線基板領域に設けられた表面導体に電解めっき法によって被着されためっき層の厚みが、複数の配線基板領域毎に異なる場合がある。これは、複数の配線基板領域の中央部と端部において、めっき用端子から表面導体までの電気抵抗値が異なるためである。めっき用端子から表面導体までの電気抵抗値の差を低減するために、例えばめっき用配線の幅を大きくすることによって、めっき用配線の電気抵抗値を低減することが考えられる。しかしながら、めっき用配線の幅を大きくするために、周囲領域の面積を大きくすると、例えば複数の配線基板領域の面積が小さくなるという問題があった。

本発明の一つの態様による多数個取り配線基板は、平面視において、複数の配線基板領域および周囲領域を有する絶縁基体と、複数の配線基板領域のそれぞれに設けられた表面導体と、周囲領域に設けられており、表面導体に電気的に接続されている複数のめっき用配線と、周囲領域に設けられており、複数のめっき用配線に電気的に接続されためっき用端子とを有している。周囲領域は複数の配線基板領域の周囲に設けられている。複数のめっき用配線は、絶縁基体の厚み方向においてそれぞれ異なる高さに設けられている。

本発明の一つの態様による多数個取り配線基板は、複数のめっき用配線が絶縁基体の厚み方向においてそれぞれ異なる高さに設けられており、複数のめっき用配線が表面導体に電気的に接続されている。このことによって、複数のめっき用配線のそれぞれの幅を大きくすることなく、めっき用端子と各配線基板領域の表面導体との間における電気抵抗値が低減される。したがって、周囲領域の面積を大きくすることなく、めっき用端子と各配線
基板領域の表面導体との間の電気抵抗値の差を低減できるので、各配線基板領域の表面導体に被着されるめっき層の厚みの差を低減できる。

（ａ）は本発明の第１の実施形態における多数個取り配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態における多数個取り配線基板の内部を示す内部平面図である。 （ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態における多数個取り配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は本発明の第２の実施形態における多数個取り配線基板の内部を示す内部平面図である。 （ａ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態の他の例における多数個取り配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態の他の例における多数個取り配線基板を示す下面図である。 （ａ）および（ｂ）は本発明の第１の実施形態の他の例における多数個取り配線基板の内部を示す内部平面図である。 （ａ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

本発明のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における多数個取り配線基板は、図１および図２に示された例のように、複数の配線基板領域11および周囲領域12を有している絶縁基体１と、複数の配線基板領域11の各々に設けられた配線導体２と、配線導体２に電気的に接続され周囲領域12に設けられた複数のめっき用配線３とめっき用端子４とを有している。周囲領域12は、複数の配線基板領域11の周囲に設けられている。配線導体２は、絶縁基体１の表面に設けられた表面導体21を有している。複数の配線基板領域11の配線導体２同士および配線導体２と複数のめっき用配線３とは接続配線６によって電気的に接続されている。

複数の配線基板領域11の各々は、多数個取り配線基板が分割されて、例えば電子部品が搭載され封止されて、外部回路基板に実装される配線基板として利用される領域である。周囲領域12は、絶縁基体１の製造時または搬送時に用いられる領域であり、この周囲領域12を用いて絶縁基体１用の生成形体または絶縁基体１の加工時または搬送時の位置決め、固定等を行なうことができる。なお、本実施形態において、複数の配線基板領域11は縦および横に並んで設けられているが、複数の配線基板領域11は縦または横に並んで設けられていてもよい。

絶縁基体１の材料は、例えばセラミックスまたは樹脂等の絶縁体である。絶縁基体１の材料がセラミックスである場合は、材料として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），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体およびガラスセラミックス質焼結体等を用いることができる。また、絶縁基体１の材料が樹脂である場合は、材料として例えばエポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂、および四フッ化エチレン樹脂を始めとするフッ素系樹脂またはガラスエポキシ樹脂等を用いることができる。

絶縁基体１の材料が酸化アルミニウム質焼結体である場合には、まず例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３），シリカ（ＳｉＯ_２），カルシア（ＣａＯ）およびマグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して泥漿物を作製する。この泥沼物を、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを作製する。次に、こ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すとともに、セラミックグリーンシートを必要に応じて複数枚積層して生成形体を形成し、この生成形体を高温（約1500〜1800℃）で焼成することによって絶縁基体１が製作される。

絶縁基体１の材料が樹脂である場合は、例えば所定の配線基板の形状に成形できるような金型を用いて、トランスファーモールド法またはインジェクションモールド法等によって絶縁基体１が製作される。また、例えば、絶縁基体１がガラスエポキシ樹脂である場合は、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって絶縁基体１が製作される。

配線導体２は、絶縁基体１の表面および内部に設けられている。配線導体２は、多数個取り配線基板を分割した後の配線基板に電子部品を搭載したり、搭載された電子部品と外部回路基板とを電気的に接続するためのものである。配線導体２は、絶縁基体１の表面に設けられた表面導体21と、絶縁基体１の内部に設けられた金属導体と、絶縁基体１を厚み方向に貫通して上下に位置する表面導体21と金属導体とを電気的に接続する、または金属導体同士を電気的に接続する貫通導体とを含んでいる。

配線導体２の材料は、絶縁基体１の材料がセラミックスである場合、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ）等を用いることができる。配線導体２は、例えば絶縁基体１の材料がセラミックスである場合には、絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに配線導体２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塗布し、絶縁基体11用のセラミックグリーンシート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、例えば絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストを上記印刷手段によって充填しておき、絶縁基体１用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。なお、貫通孔は、金型または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セラミックグリーンシートに形成される。

絶縁基体１の材料が樹脂である場合には、配線導体２の材料は、銅，金，アルミニウム，ニッケル，クロム，モリブデン，チタンおよびこれらの合金等の金属材料を用いることができる。配線導体２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂から成る樹脂シート上に、所定の形状に加工した銅箔を転写し、銅箔が転写された樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。このような場合には、配線導体２は、樹脂シート上に金属箔を転写して形成する。また、配線導体２のうち、樹脂シートを厚み方向に貫通する貫通導体は、導体ペーストの印刷またはめっき法によって樹脂シートに形成した貫通孔の内面に被着形成するか、貫通孔を充填して形成すればよい。このような貫通導体は、例えば金属箔または金属柱を樹脂成形によって絶縁基体１と一体化させたり、絶縁基体１にスパッタリング法，蒸着法等を用いて被着させて形成される。

配線導体２のうち、絶縁基体１の表面に絶縁基体１から露出して設けられた表面導体21には、ニッケル，金等の耐蝕性に優れる金属めっき層が被着される。表面導体21が腐食することを低減できるとともに、電子部品、ボンディングワイヤまたは外部回路基板と表面導体21とを強固に接合できる。例えば、表面導体21の表面には、厚さ１〜10μｍ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順次被着される。

また、電子部品として、発光素子が用いられる場合には、多数個取り配線基板は、表面導体21の表面に１〜10μｍ程度の厚みの銀めっき層を被着されていてもよい。電子部品が搭載される表面導体21の表面に銀めっき層が被着されていると、多数個取り配線基板を分割して得られる配線基板に発光素子を搭載した際に、発光素子から表面導体21の方に放出された光を効率よく反射できる発光装置とすることができる。

また、電子部品が搭載される表面導体21の表面は、Ｃｕめっき層が被着されていても良い。例えば、ニッケルめっき層と金めっき層との間またはニッケルめっき層と金めっき層の下地層に10〜80μｍ程度のＣｕめっき層を被着させることで、電子部品の発する熱を表面導体21に効率良く伝熱させるとともに、信頼性に優れた電子装置とすることができる。

複数のめっき用配線３は、第１のめっき用配線31と第２のめっき用配線32とを有しており、絶縁基体１の周囲領域12に枠状に設けられている。第１のめっき用配線31と第２のめっき用配線32とは周囲領域12において互いに接続されている。本実施形態において、第１のめっき用配線31と第２のめっき用配線32は、絶縁基体１の厚み方向において異なる高さに設けられている。すなわち、第１のめっき用配線31は絶縁基体11の表面に設けられており、第２のめっき用配線32は、絶縁基体11の内部に設けられている。第１のめっき用配線31と第２のめっき用配線32とは、複数のめっき用貫通導体33によって、表面導体21とめっき用端子４との間の周囲領域12で互いに接続されている。複数のめっき用配線３は、配線導体２の材料と同様の材料を用いて同様の方法で作製できる。

また、めっき用貫通導体33は、第１のめっき用配線31と第２のめっき用配線32との間に多数配置されていることが好ましい。例えば、図１に示された例のように、接続配線６の延長線上にそれぞれめっき用貫通導体33を配置しておくと、めっき用端子４と複数の配線基板領域11のそれぞれに設けられた表面導体21との間における電気抵抗値のばらつきを低減するのに有効である。

絶縁基体１の表面に配置された第１のめっき用配線31が、絶縁基体１の内部に配置された第２のめっき用配線32よりも大きいので、第２のめっき用配線32を第１のめっき用配線31よりも大きくした場合に比べて、絶縁基体１を構成する絶縁層同士の接合面積が大きく、絶縁基体１の強度を低減することなく電気抵抗値を低減できる。

第１のめっき用配線31および第２のめっき用配線32の幅は１〜３ｍｍであることが好ましい。第１のめっき用配線31および第２のめっき用配線32の幅は、１ｍｍ未満では安定して配線導体２に電流を供給することが困難である。また、第１のめっき用配線31および第２のめっき用配線32の幅が３ｍｍを超えると、接続配線６を配線導体２と第１のめっき用配線31または第２のめっき用配線32との間に印刷することが困難となる。

また、絶縁基体１の材料がセラミックスである場合、めっき用配線３の厚みは0.01〜0.03ｍｍが好ましい。導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷する際に、導体ペーストを均一な厚みで印刷しやすく、めっき用配線３が精度よく形成される。

めっき用端子４は表面導体21にめっき層を被着するためのものである。めっき用端子４は複数のめっき用配線３を介して、表面導体２１に電気的に接続されている。めっき用端子４にめっき用電源と電気的に接続されている治具を当接して、めっき用端子４から電流を流すことによって、表面導体21に電解めっき法によるめっき層が被着される。めっき用端子４は、図１および図２に示された例においては、絶縁基体１の側面に設けられた切り欠き部５の内面に、絶縁基体１の厚み方向に沿って伸びるように設けられている。めっき用端子４は平面視において、絶縁基体１の角部の近傍に設けられている。

これらのめっき用端子４は、絶縁基体１の材料がセラミックスである場合、セラミックグリーンシートを金型等で打ち抜いて切り欠き部５を形成した後、その切り欠き部５の内面に、絶縁基体１がセラミックスである場合に使用した、配線導体２の材料と同様の材料を用いて同様の方法で作製できる。

また、めっき用端子４は、絶縁基体１の材料が樹脂である場合には、絶縁基体１に例えばレーザー加工等を用いて切り欠き部５を形成した後、切り欠き部５の内面に、絶縁基体１が樹脂である場合に使用した、配線導体２の材料と同様の材料を用いて同様の方法で作製できる。

めっき用端子４は、切り欠き部５の内面に設けられていると、めっき用の電源に接続された治具と容易に接触できる。また、１つの治具に複数のめっき用端子４が接触することによって、集約的にめっき層を設けてもよい。

接続配線６は、絶縁基体１の内部において、配線導体２同士の間の領域または、配線導体２とめっき用配線３との間の領域に設けられており、配線導体２またはめっき用配線３に接続されている。接続配線６は、配線導体２の材料と同様の材料を用いて同様の方法で作製できる。

接続配線６が絶縁基体１の内部に設けられているので、接続配線６が絶縁基体１の表面に設けられている場合と比較して、多数個取り配線基板を分割する際に、めっき層が伸びることによって生じる接続配線６同士の短絡を低減できる。

本実施形態における多数個取り配線基板は、絶縁基体１の各配線基板領域11同士の境界と、配線基板領域11と周囲領域12との境界とに沿って分割されることによって、複数の配線基板となる。多数個取り配線基板が分割された配線基板には、電子部品が接合されて搭載される。また、多数個取り配線基板は、各配線基板領域11上に電子部品を搭載した後に、分割されてもよい。多数個取り配線基板を配線基板に分割する方法としては、多数個取り配線基板の配線基板領域11の縁に分割溝を形成しておき、この分割溝に沿って撓折して分割する方法、またはスライシング法等によって配線基板領域11の縁を切断する方法等を用いることができる。分割溝は、絶縁基体１用の生成形体にカッター刃を押し当てたり、スライシング装置によって生成形体の厚みより小さく切込んだりすることによって形成するか、焼成後にスライシング装置によって絶縁基体１の厚みより小さく切込むことによって形成できる。

多数個取り配線基板が分割されて得られる配線基板に搭載される電子部品は、例えば半導体素子または発光素子等である。また、半導体素子または発光素子等とともにコンデンサまたはダイオード等の小型電子部品が搭載されていてもよい。電子部品は、金（Ａｕ）−シリコン（Ｓｉ）合金から成るろう材または銀（Ａｇ）を含むエポキシ樹脂等の導電性接合材によって配線基板の上面に接合される。電子部品の電極と配線導体２とが、例えばＡｕを主成分とするボンディングワイヤ等の接続部材を介して電気的に接続される。電子部品は、必要に応じて樹脂等の封止材によって封止される。

本実施形態の多数個取り配線基板は、平面視において、複数の配線基板領域11および複数の配線基板領域11の周囲に設けられた周囲領域12を有する絶縁基体１と、複数の配線基板領域11のそれぞれに設けられた表面導体21と、周囲領域12に設けられており、表面導体21に電気的に接続されている複数のめっき用配線３と、周囲領域12に設けられており、複数のめっき用配線３に電気的に接続されためっき用端子４とを有しており、複数のめっき用配線３が、絶縁基体１の厚み方向においてそれぞれ異なる高さに設けられている。このような構造であることから、複数のめっき用配線３のそれぞれの幅を大きくすることなく
、めっき用端子４と各配線基板領域11の表面導体21との間における電気抵抗値が低減される。したがって、周囲領域12の面積を大きくすることなく、めっき用端子４と各配線基板領域11の表面導体21との間の電気抵抗値の差を低減できるので、各配線基板領域11の表面導体21に被着されるめっき層の厚みの差を低減できる。

本実施形態の多数個取り配線基板は、上記構成において、複数のめっき用配線３同士が、周囲領域12において電気的に接続されていることから、複数のめっき用配線３に流れる電流のばらつきを低減できる。

本実施形態の多数個取り配線基板は、上記構成において、複数のめっき用配線３の一部が絶縁基体１の表面に設けられていることから、表面に設けられためっき用配線３にめっき層が被着されるので、めっき用配線３に被着されためっき層にも電流が流れる。このことによって、めっき用端子４と表面導体21との間の電気抵抗値をさらに低減できる。

本実施形態の多数個取り配線基板は、上記構成において、複数のめっき用配線３が複数の配線基板領域11を囲んで枠状に設けられていることから、めっき用端子４と複数の配線基板領域11のそれぞれに設けられた表面導体21との間における電気抵抗値のばらつきを低減できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による多数個取り配線基板について、図３および図４を参照しつつ説明する。

本実施形態における多数個取り配線基板において、第１の実施形態の多数個取り配線基板と異なる点は、接続配線６が絶縁基体１の内部および表面に設けられている点である。

絶縁基体１の表面に設けられた接続配線６には、めっき層が被着される。接続配線６に被着されためっき層にも電流が流れるので、接続配線６によって接続された配線導体２同士の間または配線導体２とめっき用配線３との間の電気抵抗値が低減される。

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、種々の変更は可能である。例えば、図５−７に示された例のように、平面視において、絶縁基体１に第３のめっき用配線34および第４のめっき用配線35が設けられており、複数のめっき用配線３が厚み方向のそれぞれ異なる高さに設けられていてもよい。

また、図５および図６に示された例のように、めっき用貫通導体33がめっき用配線３の全周にわたって配置されていてもよい。表面導体21に被着されるめっき層の厚みの差をより低減できる。

また、図６に示された例のように、接続配線６が縦方向および横方向に設けられていてもよい。表面導体21に被着されるめっき層の厚みの差をより良好に低減できる。

また、複数のめっき用貫通導体33は、平面透視において、互いに重ならないように配置されていてもよい。絶縁基体11の周囲領域12に生じる変形を低減できる。

また、複数の配線基板領域11同士の境界に、多数個取り配線基板を分割した際に溝となるような穴が形成されており、穴の内面に導体が形成されていてもよい。このような多数個取り配線基板が分割されることによって、いわゆるキャスタレーション導体を有する配線基板を作成できる。

また、配線基板領域11は、絶縁基体１の上面または下面に例えば電子部品を収納するためのキャビティを備えていてもよい。

また、めっき用端子４は、周囲領域12上に貫通孔を形成しておき、この貫通孔の内面に設けられていてもよい。

１・・・絶縁基体
11・・・配線基板領域
12・・・周囲領域
２・・・配線導体
21・・・表面導体
３・・・複数のめっき用配線
31・・・第１のめっき用配線
32・・・第２のめっき用配線
33・・・めっき用貫通導体
４・・・めっき用端子
５・・・切り欠き部
６・・・接続配線

Claims (4)

1. 平面視において、複数の配線基板領域および前記複数の配線基板領域の周囲に設けられた周囲領域を有する絶縁基体と、
   前記複数の配線基板領域のそれぞれに設けられた表面導体と、
   前記周囲領域に設けられており、前記表面導体に電気的に接続されている複数のめっき用配線と、
   前記周囲領域に設けられており、前記複数のめっき用配線に電気的に接続されためっき用端子とを備えており、
   前記複数のめっき用配線が前記絶縁基体の厚み方向においてそれぞれ異なる高さに設けられていることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記複数のめっき用配線同士が、前記周囲領域において電気的に接続され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。
3. 前記複数のめっき用配線の一部が、前記絶縁基体の表面に設けられ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。
4. 前記複数のめっき用配線が前記複数の配線基板領域を囲んで枠状に設けられ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。

Images