JP2016201434A - セラミック配線基板およびその製造方法 - Google Patents

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慎介 近藤
鈴木 淳
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淳 鈴木
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Naoki Kito
直樹 鬼頭
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Abstract

【課題】セラミックからなる基板本体の側面に開口し且つ軸方向の段部を含む凹部を有し、該凹部の内壁面、段部、および基板本体の表面の間を確実に接続する導体層を有するセラミック配線基板を提供する。【解決手段】複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形状で且つ対向する一対の表面3,4と、該表面3,4の間に位置する四辺の側面5とを有する基板本体2と、基板本体2の側面5の裏面4側に形成され、該側面5の厚み方向に沿った平面視が凹形状の内壁面11と、該内壁面11の端部を構成する段部12とを有する凹部10と、基板本体2の表面4における凹部10の端縁に沿って形成された表面導体層13と、段部12の表面に形成された段部導体層16と、内壁面11に形成され且つ表面導体層13と段部導体層16との間を接続する壁面導体層15とを備え、表面導体層13、段部導体層16、および壁面導体層15と、基板本体2の側面5との間には、基板本体2を構成するセラミック層の一部が露出している、セラミック配線基板1。【選択図】 図1

Description

本発明は、複数のセラミック層からなる基板本体の側面に凹部を有し、該凹部の内壁面、段部、および上記基板本体の表面の間に互いに接続する導体層を有するセラミック配線基板、およびその製造方法に関する。
セラミックからなる基板本体の側面に開口し且つ内壁面に導体層する凹部を有するセラミック配線基板を多数個取り方式により製造する場合、多数個取り用のグリーンシートにおいて、隣接する配線基板間の境界に跨って貫通孔を形成し、該貫通孔の内壁面全体に導電性ペーストを被覆して焼成した後、上記境界に沿ってダイシングブレードを挿入して個片化している。
また、多数個取り用の基板を個片化する前に、個々のセラミック配線基板の回路特性を正確に検査するため、多数個取り用のグリーンシートにおいて、隣接する配線基板同士の分割ライン(スクライブライン、スナップライン、あるいはブレーク溝)に跨って形成した貫通孔の内壁面と、該貫通孔が開口する配線基板の表面とに対し、上記分割ライン付近を除いて導体ペーストを印刷する多数個取り基板のキャスタレーション導体の印刷方法の発明が提案されている(例えば、許許文献1参照)。
特開2001−68849号公報(第1〜9頁、図1〜9)
しかし、前記境界に沿ってダイシングブレードを挿入して個片化する際に、該ブレードによって切断される焼成済みの導体層の切断面には、微細な金属バリが形成される。かかる金属バリが基板本体の側面からはみ出ていると、セラミック配線基板が所定の寸法に納まらず、過分のスペースが必要となったり、該セラミック配線基板をプリント基板などのマザーボードに搭載する際に、生じるガタ付きによって不安定な姿勢で搭載されるため、搭載後の接続信頼性を損ねてしまう場合があった。
更に、特許文献1における前記印刷方法の発明では、前記貫通孔の一方の開口部を塞ぐための隣接するグリーンシートによって形成されるセラミック配線基板ごとの凹部における軸方向の端部たる段部がある場合については、何らの開示もされていない。
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、セラミックからなる基板本体の側面に開口し且つ軸方向の段部を含む凹部を有し、該凹部の内壁面、段部、および基板本体の表面の間を確実に接続する導体層を有するセラミック配線基板、および該配線基板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、前記凹部の内壁面、段部、および該凹部に隣接する基板本体の表面ごとに形成される全ての導体層を、基板本体の側面から離間させる、ことに着想して成されたものである。
本発明のセラミック配線基板(請求項1)は、複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形状で且つ対向する一対の表面と、かかる一対の表面の間に位置し且つ切断面からなる四辺の側面とを有する基板本体と、該基板本体における何れかの側面における少なくとも一方の表面側、あるいは、隣接する一対の側面間のコーナに形成され、該側面または該コーナの厚み方向に沿った平面視が凹形状の内壁面と、該内壁面の端部を構成する段部とを有する凹部と、上記基板本体の表面における上記凹部の端縁に沿って形成された表面導体層と、上記段部の表面に形成された段部導体層と、上記内壁面に形成され、且つ上記表面導体層と段部導体層との間を接続する壁面導体層と、を備え、上記表面導体層、段部導体層、および壁面導体層と、上記基板本体の側面との間には、該基板本体を構成するセラミック層の一部が露出している、ことを特徴とする。
前記のようなセラミック配線基板によれば、前記凹部の内部やその付近に形成される前記表面導体層、段部導体層、および壁面導体層と、上記基板本体の側面との間には、該基板本体を構成するセラミック層の一部が露出している。そのため、以下のような効果(1)〜(4)を奏することができる。
(1)多数個取り方式で製造された際でも、基板本体の側面および少なくとも一方の表面には、上記表面導体層、段部導体層、および壁面導体層による金属バリを有していない。
(2)上記(1)に伴って、基板本体を含む本セラミック配線基板の形状および寸法精度が向上する。
(3)上記(2)に伴って、本セラミック配線基板をプリント基板などのマザーボードへの搭載時における搭載精度および電気的な接続信頼性が向上する。
(4)前記凹部が基板本体の上方に位置する表面側に開口する姿勢とされ、該凹部内に実装用のハンダを充填した場合、壁面導体層に塗布されたハンダから過剰分が流れ出ても、段部導体層の表面において溜めることができ、且つかかる過剰なハンダを介して、該段部導体層と前記壁面導体層との接合強度を高められる。
尚、前記セラミックは、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。前者の場合、前記各導体層などは、例えば、WまたはMoなどからなり、後者の場合、例えば、AgまたはCuなどからなる。
また、前記対向する一対の表面とは、相対的な呼称であり、例えば、一方を表面と称し、且つ他方を裏面と称する場合も含まれる。
更に、前記切断面からなる側面とは、かかる切断面が製造時において、ダイシングブレードにより切断されたか、あるいは、レーザ切断加工により切断された側面であることを表している。かかる切断面のみからなる側面は、多数個取り用のグリーンシートにおいて、隣接する配線基板間の境界に沿ってブレードやレーザ加工などにより分割溝を形成し、焼成後のセラミックシートにおける前記分割溝に沿って個々の配線基板に分割する破断(剪断加工)により、個片化して得られる基板本体の側面(破断面を含む側面)とは、区別される。
また、前記凹部は、例えば、平面視または底面視が半長円形状、半楕円形状、半円形状、または4分の一円形状の何れかを呈する。
加えて、前記段部は、前記凹部の軸方向に沿った端部を閉塞するか、または一部を閉塞する平面であり、且つ前記基板本体の前記一対の表面とほぼ平行である。
また、本発明には、前記表面導体層、段部導体層、および壁面導体層と、上記基板本体の側面との間には、前記セラミック層 の一部が少なくとも20μm以上の距離で露出している、セラミック配線基板(請求項2)も含まれる。
これによれば、前記効果(1),(2)を確実に保証することができる。
尚、上記距離を少なくとも20μm以上としてのは、かかる距離が20μm未満では、前記表面導体層、段部導体層、および壁面導体層の何れかの一部が、基板本体の側面に接近し過ぎるので、前記効果(1)が得られなくなる場合が生じ得るためである。
更に、本発明には、前記凹部は、前記基板本体の側面または一対の側面の厚み方向に沿って、該側面に開口する幅寸法および当該側面からの奥行寸法が2段階以上に変化して形成されていると共に、厚み方向で隣接する広狭の内壁面同士の間に前記段部が位置している、セラミック配線基板(請求項3)も含まれる。
これによれば、側面に開口する幅寸法および当該側面からの奥行寸法が2段階以上に変化する凹部に、各段階ごとに前記壁面導体層が位置しており、これらの段階間ごとの間に段部導体層が位置した形態となる。
従って、基板本体の側面における厚み方向の一部あるいは全部に沿って、該側面に開口する幅寸法および当該側面からの奥行寸法が複数段階にわたり変化し、各段階ごとに前記壁面導体層が形成されており、これらの段階間ごとの間に段部導体層が形成された導体経路を提供できる(効果(5))。
また、本発明には、前記凹部は、平面視が半長円形状、半楕円形状、または半円形状を呈し、且つ該凹部の前記内壁面における前記基板本体の側面または一対の側面と平行な方向に沿った中間には、該基板本体の中央側に進入する奥凹部を有していると共に、該奥凹部内に前記壁面導体層の厚みの一部または全部が位置している、セラミック配線基板(請求項4)も含まれる。
これによれば、前記壁面導体層の幅が狭くなっても、その奥行き寸法を大きくできるので、前記表面導体層および段部導体層と、壁面導体層との電気的接続を確実に保証することが可能となる(効果(6))。
加えて、本発明には、前記表面導体層、壁面導体層、および段部導体層の表面には、少なくとも金属メッキ膜が被覆されている、セラミック配線基板(請求項5)も含まる。
これによる場合、前記金属バリと共に、前記金属メッキ膜が前記表面導体層、壁面導体層、および段部導体層が除去されないので、これら導体層の耐食性などを確実に補償することが可能となる(効果(7))。
尚、前記金属メッキ膜は、例えば、下地のNiメッキ膜と表層のAuメッキ膜との2層からなる形態が例示される。
一方、本発明によるセラミック配線基板の製造方法(請求項6)は、前記セラミック配線基板の製造方法であって、平面視で縦横に複数の配線基板領域を併有する製品エリアと、かかる製品エリアの周囲に位置する耳部とを有する複数のグリーンシートを準備する工程と、一部の上記グリーンシートにおいて、隣接する配線基板領域間を区画する境界および製品エリアと耳部との境界の厚み方向に沿って貫通孔を形成する工程と、該一部のグリーンシートにおいて、上記貫通孔の内壁面、および何れか一方の開口部の周囲で該内壁面に接し且つ上記境界から離れた位置に導電性ペーストを配置して、未焼成の壁面導体層および表面導体層を形成する工程と、残部の上記グリーンシートにおいて、追って上記一部のグリーンシートと積層した際に上記貫通孔における一方の開口部が隣接する表面で且つ上記境界から離れた位置に導電性ペーストを配置して、未焼成の段部導体層を形成する工程と、上記複数のグリーンシートを積層および圧着してグリーンシート積層体を形成する工程と、該グリーンシート積層体および導電性ベーストを焼成して、上記貫通孔の開口部が露出する表面に上記境界から離れて位置する表面導体層と、セラミック層間に位置し且つ上記境界から離れて位置する段部導体層と、上記貫通孔の内壁面で且つ上記境界から離れて位置する壁面導体層とを有するセラミック積層体を形成する工程と、該セラミック積層体の表面導体層、段部導体層、および壁面導体層の表面に電解金属メッキを施す工程と、該メッキ後のセラミック積層体を前記境界に沿って切断して、複数のセラミック配線基板に個片化する工程と、を備える、ことを特徴とする。
これによれば、以下のような効果(8)〜(10)を奏することが可能となる。
(8)前記個片化工程において、表面に金属メッキ膜が被覆された表面導体層、段部導体層、および壁面導体層が切断面である基板本体の側面に露出しないので、これらによる金属バリの発生を防止できる。
(9)上記金属バリの発生が防げるため、脱落した金属バリによる電気的に不用意な事態、例えば、マザーボード側の電極とのショートなどが皆無となる。
(10)前記個片化工程前のセラミック積層体の状態で、個々のセラミック基板の電気的特性の検査を精度良く行うことが容易となる。
尚、前記貫通孔は、平面視で前記境界が中心を含む径方向に沿って交叉する円形、または、平面視で前記境界が長軸と重複する長円形状、楕円形状、または長方形状を呈する。
また、前記導電性ペーストを形成する工程は、前記境界から離れた前記位置に、スクリーン印刷あるいは負圧による吸引印刷を行う際に、例えば、上境界側の部分をマスキングした状態とされて行われる。
更に、前記電解金属メッキは、例えば、電解Niメッキおよび電解Auメッキの2層からなる形態が例示される。
加えて、前記セラミック積層体を前記境界に沿って切断して、複数のセラミック配線基板に個片化する工程は、上記境界に沿って高速回転しつつ移動するダイシングブレード、あるいはレーザー切断加工によって行われる。
更に、本発明には、前記残部のグリーンシートに対しても、前記一部のグリーンシートに形成した前記貫通孔と相似形状で且つこれよりも小径または小長軸の貫通孔を形成する工程と、該小径または小長軸の貫通孔の内壁面、および何れか一方の開口部の表面で前記内壁面に接し且つ前記境界から離れた位置に導電性ペーストを配置して、未焼成の壁面導体層および段部導体層または表面配線層を形成する工程とを行う、セラミック配線基板の製造方法(請求項7)も含まれる。
これによれば、基板本体の側面における厚み方向の一部あるいは全部に沿って、該側面に開口する幅寸法および当該側面からの奥行寸法が複数段階にわたり変化し、各段階ごとに前記壁面導体層を形成することが可能となる(効果(11))。
本発明による一形態のセラミック配線基板を示す斜視図。 上記セラミック配線基板の図1の前後方向の中央部での垂直断面図。 上記セラミック配線基板における凹部付近を示す拡大底面図。 (A)は上記凹部の応用形態の凹部付近を示す斜視図、(B)は該凹部付近の平面図。 (A)は異なる形態の凹部付近を示す斜視図、(B)は該凹部付近の応用形態を示す斜視図。 (A)は更に異なる形態の凹部付近を示す斜視図、(B)は該凹部付近の応用形態を示す斜視図。 (A)〜(I)は前記セラミック配線基板の製造工程を示す概略図。 (A)〜(G)は前記応用形態の前記セラミック配線基板の製造工程を示す概略図。 (A)は応用形態の貫通孔を示す概略図、(B)該貫通孔を用いた壁面導体層を示す水平断面図。 (A)は異なる応用形態の貫通孔を示す概略図、(B)該貫通孔を用いた壁面導体層を示す水平断面図。
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明による一形態のセラミック配線基板1を示す斜視図、図2は、かかる配線基板1の図1中における前後方向の中央部での垂直断面図である。
上記セラミック配線基板1は、図1,図2に示すように、全体が板形状を呈し、平面視で正方形(矩形)状で且つ対向する一対の表面3および裏面(表面)4と、かかる表面3と裏面4との間に位置し且つ切断面からなる四辺の側面5と有する基板本体2と、該基板本体2の側面5ごとの中央側における裏面4側に形成され、該側面5の厚み方向に沿った平面視が半長円形状(凹形状)の内壁面11、およぴ該内壁面11の軸方向の端部を構成する段部12を有する4つの凹部10と、を備えている。
上記基板本体2は、3層(複数)のセラミック層c1〜c3を積層してなり、該セラミック層c1〜c3間に、所定パターンの内部配線層7,8が個別に形成されている。該配線層7,8間、および、表面3の中央側に形成された複数の電極パッド6と前記配線層7との間には、ビア導体9が個別に接続されている。該基板本体2の側面5は、製造時の個片化工程で、全面がダイシングブレードにより切断された切断面からなる。
また、前記凹部10ごとの内壁面11には、前記基板本体2の側面5側を除いて側面視が長方形状の壁面導体層15が形成され、該凹部10ごとの段部12には、基板本体2の側面5側を除いて底面視が半長円形状の段導体層16が形成されている。更に、前記基板本体2の裏面4における該凹部10ごとの端縁に沿って底面視で全体が円弧形状または皿形状を呈する裏面導体層(表面導体層)13が形成されている。かかる裏面導体層13は、側面5の長辺方向に沿った両側に左右対称な一対の円弧部14を有している。基板本体2の裏面4における該円弧部14と内壁面11のとの間には、前記セラミック層c1の一部が湾曲して露出する絶縁帯11aが位置している。該絶縁帯11aは、製造時においてマスクが載置されていた跡である。
図1〜図3に示すように、上記壁面導体層15と、段部導体層16と、両側の円弧部14を含む裏面導体層13とは、互いに電気的に導通可能に接続され、且つ段部導体層16は、前記内部配線層8とも接続されている。
しかも、図3に示すように、上記壁面導体層15、段部導体層16、および裏面導体層13と、前記基板本体2の側面5との間には、少なくとも20μm以上の距離sを有する前記セラミック層c1,c2の一部が露出している。前記距離sは、望ましくは、40μm以上、より望ましくは、50μm以上である。かかる距離sは、上記壁面導体層15、段部導体層16、あるいは裏面導体層13と、前記基板本体2の側面5との間ごとにおいて、互いに相違していても良い。
尚、前記基板本体2を構成するセラミック層c1〜c3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。前者のセラミックからなる場合、前記電極パッド6、内部配線層7,8、ビア導体9、裏面導体層13、壁面導体層15、および段部導体層16は、例えば、WまたはMoからなり、後者のセラミックからなる場合、例えば、AgまたはCuからなる。
また、外部に露出する前記電極パッド6、裏面導体層13、壁面導体層15、および段部導体層16の表面ごとには、図示しない下地側のNiメッキ膜と表層側のAuメッキ膜とからなる金属メッキ膜が被覆されている。
更に、前記複数の電極パッド6の上方には、追って、図示しないハンダ(ロウ材)を介して、ICチップなどの電子部品が実装される。
加えて、前記凹部10ごとの裏面導体層13、壁面導体層15、および段部導体層16は、追って、本セラミック配線基板1を図示しないプリント基板などのマザーボードの表面上に搭載する際に、該マザーボードの表面に位置する複数の表面接続端子との間で個別に充填されるハンダ(何れも図示せず)と接合され、該ハンダを介して、上記マザーボード側の回路と電気的に接続される。
以上のようなセラミック配線基板1によれば、前記凹部10ごとの内部やその付近に形成された前記裏面導体層13、壁面導体層15、および段部導体層16と、前記基板本体2の側面5ごととの間には、該基板本体2を構成するセラミック層c1,c2の一部が前記距離sで露出している。
そのため、前記効果(1)〜(3)、(6)、(7)を奏することができる。また、前記凹部10が、基板本体2の側面5と表面3とに跨って形成され、段部12が上向き姿勢の形態である場合(天地逆の姿勢)には、上記各効果に加えて、更に前記効果(4)を奏することも可能となる。
尚、前記基板本体2は、2層のセラミック層を積層してなる形態や、4層以上セラミック層を積層してなる形態としても良い。
図4(A)は、前記凹部10の応用形態の凹部10a付近を示す斜視図、図4(B)は、該凹部10a付近の平面図である。
上記凹部10aは、図4(A),(B)に示すように、前記同様の内壁面11および段部12aに加え、該内壁面11の幅寸法および基板本体2の中央側への奥行寸法が小さく、表面3にも開口し且つ前記同様の凹形状である内壁面17を、基板本体2の側面5の厚み方向に沿って同軸状に有している。尚、上記幅寸法は、図4(B)中の左右方向を指し、上記奥行寸法は、同図中の垂直方向を指す。
上記内壁面11および段部12には、前記同様の壁面導体層15および底面視が半長円形状の段部導体層16aが形成され、且つ上記内壁面11に隣接する裏面4には、前記同様の裏面導体層13が形成されている。更に、上記内壁面17には、基板本体2の側面5側を除いて側面視が長方形状の壁面導体層18が形成され、且つ該内壁面17に隣接する表面3には、帯状の表面配線層19が形成されている。上記壁面導体層18は、該表面配線層19の一端と上記段部導体層16aとに接続されている。尚、前記表面配線層19の他端は、例えば、前記電極パッド6に接続される。
以上のような凹部10a付近に形成された裏面導体層13、壁面導体層15,18、段部導体層16a、および表面配線層19を前記セラミック配線基板1に適用することによっても、前記同様の効果を奏することができる。
尚、前記凹部10aのように、1つの段部12aを挟んで2段階に幅および奥行き寸法が変化する内壁面11,17を有する形態に限らず、2つ以上の段部を挟んで3段階以上に変化する内壁面を有する形態としても良い。
また、段部導体層16aは、底面視が半長円形状の形態に限らず、前記裏面導体層13と同様に、左右対称である一対の円弧部を併有する形態としても良い。
図5(A)は、異なる形態の凹部20付近を示す斜視図である。
かかる凹部20は、図5(A)に示すように、前記基板本体2の側面5の厚み方向に沿った平面視が半円形状(凹形状)の内壁面21と、該内壁面21の軸方向の端部を構成し且つ平面視が半円形状の段部22とを有する。
上記内壁面21には、基板本体2の側面5側の前記距離s分を除いて半円筒形(曲面)状の壁面導体層25が形成され、該内壁面21の端縁に隣接する基板本体2の裏面4には、上記側面5側の距離s分を除いて底面視が半円形状で且つ左右に一対の円弧部24を対称に有する裏面導体層23が形成されていると共に、段部22には、側面5側の前記距離s分を除き底面視が半円形状または弦を有する円弧形状の段部導体層26が形成されている。この段部導体層26は、前記内部配線層7,8の何れか一方に接続されている。
図5(B)は、前記凹部20の応用形態の凹部20a付近を示す斜視図である。
かかる凹部20aは、図5(B)に示すように、前記同様の内壁面21および段部22aに加え、更に、該内壁面21の幅(直径)寸法および基板本体2の中央側への奥行き(半径)寸法が小さく且つ表面3にも開口する内壁面27を、基板本体2の側面5の厚み方向に沿って同軸状に有している。
上記内壁面21および段部22aには、前記同様の壁面導体層25および底面視が半円形状の段部導体層26aが個別に形成され、且つ上記内壁面21に隣接する裏面4には、前記同様の裏面導体層23が形成されている。更に、上記内壁面27には、基板本体2の側面5側の前記距離s分を除いて、半円筒形状の壁面導体層28が形成されている。尚、該内壁面27に隣接する基板本体2の表面3には、前記同様の表面配線層の一端が接続して形成されている。
以上のような凹部20,20a付近に形成された裏面導体層23、壁面導体層25,28、段部導体層26a、および表面配線層(後述する図8中の符号29)を前記セラミック配線基板1に適用することによっても、前記同様の効果を奏することができる。
尚、前記凹部20aのように、1つの段部22aを挟んで2段階に幅および奥行き寸法が変化する内壁面21,27を有する形態に限らず、2つ以上の段部を挟んで3段階以上に変化する内壁面を有する形態としても良い。
図6(A)は、更に異なる形態の凹部30付近を示す斜視図である。
かかる凹部30は、図6(A)に示すように、前記基板本体2において隣接する一対の側面5間のコーナCに形成され、該コーナCの厚み方向に沿った平面視が4分の1円形状(凹形状)の内壁面31と、該内壁面31の軸方向の端部を構成し且つ平面視が上記と同様な段部32とを有している。
上記内壁面31には、基板本体2の側面5側の前記距離s分を除いて凹面形状の壁面導体層35が形成され、当該内壁面31の端縁に隣接する基板本体2の裏面4には、上記側面5側の距離s分を除いて底面視が4分の1円形状で且つ左右一対の円弧部34を対称に有する裏面導体層33が形成されている。更に、上記段部32には、側面5側の前記距離s分を除き底面視が4分の1円形状の段部導体層36が形成されている。この段部導体層36も、前記内部配線層7,8の何れか一方に接続されている。
図6(B)は、前記凹部30の応用形態の凹部30a付近を示す斜視図である。
かかる凹部30aも、図6(B)に示すように、隣接する一対の側面5間のコーナCに形成され、前記同様の内壁面31および段部32aに加え、更に、該内壁面31の幅寸法および基板本体2への奥行き寸法が小さく且つ表面3にも開口する内壁面37を、基板本体2の側面5の厚み方向に沿って同軸状に有している。
上記内壁面31および段部32aには、前記同様の壁面導体層35および底面視が扇形状の段部導体層36aが個別に形成され、且つ上記内壁面31に隣接する裏面4には、前記同様の裏面導体層23が形成されている。更に、上記内壁面37には、基板本体2の側面5側の前記距離s分を除いて曲面形状の壁面導体層38が形成されている。尚、該内壁面37に隣接する基板本体2の表面3には、前記同様の表面配線層が接続して形成されている。
以上のような凹部30,30a付近に形成された裏面導体層33、壁面導体層35,38、段部導体層36a、および表面配線層を前記セラミック配線基板1に適用することによっても、前記同様の効果を奏することができる。
尚、前記凹部30aのように、1つの段部32aを挟んで2段階に幅および奥行き寸法が変化する内壁面31,37を有する形態に限らず、2つ以上の段部を挟んで3段階以上に変化する内壁面を有する形態としても良い。
以下において、前記セラミック配線基板1の製造方法について説明する。尚、説明を容易にするため、前記基板本体2を構成するセラミック層は2層とする。
予め、アルミナ粉末、所定のバインダ樹脂、および所定の溶剤を適量ずつ配合してセラミックスラリを製作し、該スラリをドクターブレード法によって、図7(A)に示すように、2枚のグリーンシートg1(g2)を成形した。該グリーンシートg1(g2)は、平面視で縦横に複数の配線基板領域41を隣接して併有する製品エリア40と、該製品エリア40の周囲に位置し且つ平面視が矩形枠状の耳部42と、これらの間を区画し且つ平面視が格子形状を呈する境界(境界面)43とを有している。
先ず、一方(一部)のグリーンシートg1において、図7(B),(C)に示すように、隣接する配線基板領域41間の境界43、および製品エリア40の周辺側に位置する配線基板領域41と耳部42との境界43に沿って、断面が長円形状のポンチと該形状と相似形の貫通孔を有するダイとを用いる打ち抜き加工を行って、平面視が長円形状の貫通孔44を複数個所定の位置ごとに形成した。
次に、図7(D)に示すように、前記貫通孔44ごとにおける長軸方向に沿った両端側の円弧部に隣接するグリーンシートg1の表面側にマスキング(図示せず)し、かかる貫通孔44ごとの長軸に沿った一対の平坦な内壁面に対し、上記表面側からW粉末あるいはMo粉末を含む導電性ペーストを、他方の表面側からエアを吸引する負圧状態にして、強制的に吸着させつつ塗布(配置)することにより、未焼成である一対の壁面導体層15を形成した。
引き続き、前記貫通孔44ごとの開口部に隣接するグリーンシートg1の表面側に対し、上記同様のマスキングを行い、且つ所定パターンを有するスクリーンを用いて、上記同様の導電性ペーストを、スクリーン印刷(配置)した。その結果、図7(E)に示すように、貫通孔44ごとのグリーンシートg1の表面側における境界43から20μm以上ずつ離れた位置に、左右一対の円弧部14を含む未焼成で且つ一対の裏面導体層13を形成した。
尚、上記裏面導体層13および壁面導体層15の形成は、同時に行っても良い。
更に、残部のグリーンシートg2において、次述する前記グリーンシートg1との積層時に、前記貫通孔44の開口部に隣接する裏面導体層13が位置する表面と反対側の表面に対し、境界43を挟んで平面視が半長円形状である一対のパターンを有するスクリーンを配置して、前記同様の導電性ベーストをスクリーン印刷した。その結果、図7(F)に示すように、境界43を挟んで対称に位置する一対の段部導体層16を、前記貫通孔44に対応する位置ごとに形成した。
尚、上記グリーンシートg2の表面には、段部導体層16と個別に接続する未焼成の前記内部配線層8も、スクリーン印刷により形成された。また、グリーンシートg2における他方の表面には、未焼成の電極パッド6が配線基板領域41ごとの表面に複数ずつ形成され、且つ該電極パッド6と上記内部配線層8との間には、予め穿孔された細径の貫通孔内に未焼成のビア導体9が形成された。
次に、図7(G)中の白抜き矢印で示すように、前記グリーンシートg1,g2を、これらの境界43が平面視で重なり、且つグリーンシートg1側の壁面導体層15と、グリーンシートg2側の段部導体層16とが境界43を挟んで対称に接続するように、圧着および積層してグリーンシート積層体を形成した。
次いで、上記グリーンシート積層体を焼成して、図7(H)に示すように、セラミック層c1,c2を積層してなるセラミック積層体CS1を形成した。
更に、上記セラミック積層体CS1を図示しない電解Niメッキ槽および電解Auメッキ槽に順時浸漬して、外部に露出する焼成済みの前記電極パッド6、裏面導体層13、壁面導体層15、および段部導体層16の表面ごとに、Niメッキ膜およびAuメッキ膜からなる金属メッキ膜(図示せず)を被覆した。
そして、図7(H)中に示すように、境界43に沿って高速回転するダイシングブレード45を挿入し且つ図示の前後方向に沿って移動させる個片化工程を行った。この際、上記ダイシングブレード45は、セラミック層c1,c2のみを切断しており、上記裏面導体層13、壁面導体層15、および段部導体層16の何れにも、接触していなかった。
その結果、図7(I)に示すように、切断面からなる四辺の側面5を含む基板本体2、および凹部10付近ごとに位置する裏面導体層13、壁面導体層15、および段部導体層16を含むセラミック配線基板1を複数個得ることができた。
以上のようなセラミック配線基板1の製造方法によれば、前記個片化工程において、前記ダイシングブレード45が、裏面導体層13、壁面導体層15、および段部導体層16の何れにも、接触しなかったので、前記効果(8)〜(10)を奏することができた。
尚、前記前記個片化工程は、前記ダイシングブレード45に替えて、前記境界43に沿ってレーザ光を連続して照射するレーザ切断加工を行っても良い。
また、前記残部のグリーンシートg2に対し、長軸および短軸が小さい貫通孔を形成し、前記同様のマスキングを含む導電性ベーストの塗布工程を、更に行うことにより、前記凹部10aおよびその付近の裏面導体層13、壁面導体層15,18、段部導体層16、および表面配線層19を有するセラミック配線基板1を製造することも可能である。
次に、前記凹部20aを有するセラミック配線基板1の製造方法を説明する。
予め、前記同様である2枚のグリーンシートg1,g2を用意した。
先ず、図8(A)に示すように、追ってセラミック層c1となるグリーンシートg1の境界43に沿って前記同様の打ち抜き加工を行って、比較的大径の貫通孔46を形成し、追ってセラミック層c2となるグリーンシートg2の境界43に沿って同様の打ち抜き加工を行って、比較的小径の貫通孔47を形成した。
次に、上記貫通孔46,47の内壁面ごとに対し、境界43付近を除くように、一方の開口部の表面xに図示しないマスキングを施し、且つ前記同様の導電性ペーストを吸引・塗布して、図8(B)に示すように、未焼成である一対ずつの壁面導体層25,28を個別に形成した。
次いで、前記貫通孔46,47の一方の開口部が位置するグリーンシートg1,g2の表面xごとに、図示ないスクリーンを用いて前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、図8(C)に示すように、平面視が扇形状を呈する一対ずつで未焼成の裏面導体層23と、一対ずつで未焼成の段部導体層26aとを、境界43から前記距離sを離し且つ前記壁面導体層25,28と接続するように形成した。尚、前記壁面導体層25,28と、上記裏面導体層23および段部導体層26aとは、同時に形成するようにしても良い。
更に、グリーンシートg2における他方の表面yに開口する貫通孔47の周囲に、境界43を挟んで対称に且つ前記同様のスクリーン印刷を行って、図8(D)に示すように、一対の壁面導体層28と個別に接続する一対の表面配線層29を形成した。尚、グリーンシートg2の表面yには、未焼成の電極パッド6が配線基板領域41ごとに複数ずつ形成され、且つ該電極パッド6と前記内部配線層8との間には、予め穿孔された細孔内に未焼成のビア導体9が形成された。
次に、図8(E)中の矢印で示すように、前記グリーンシートg1,g2を、それらの境界43が平面視で重なり、且つグリーンシートg1側の壁面導体層25と、グリーンシートg2側の段部導体層26aとが境界43を挟んで個別に接続するように、圧着および積層してグリーンシート積層体を形成した。
次いで、上記グリーンシート積層体を焼成して、図8(F)に示すように、セラミック層c1,c2を積層してなるセラミック積層体CS2を形成した。
更に、上記セラミック積層体CS2を図示しない電解Niメッキ槽および電解Auメッキ槽に順時浸漬して、外部に露出する焼成済みの前記電極パッド6、裏面導体層23、壁面導体層25、および段部導体層26aの表面ごとに、Niメッキ膜およびAuメッキ膜からなる金属メッキ膜(図示せず)を被覆した。
そして、図8(F)中に示すように、境界43に沿って高速回転するダイシングブレード45を挿入し且つ図示の前後方向に沿って移動させる個片化工程を行った。この際、上記ダイシングブレード45は、セラミック層c1,c2のみを切断しており、前記裏面導体層23、壁面導体層25,28、および段部導体層26aの何れにも、接触していなかった。
その結果、図8(G)に示すように、切断面からなる四辺の側面5を含む基板本体2、および凹部20a付近ごとに位置する裏面導体層23、壁面導体層25、および段部導体層26aを含むセラミック配線基板1を複数個得ることができた。
以上のようなセラミック配線基板1の製造方法によれば、前記個片化工程において、前記ダイシングブレード45が、裏面導体層23、壁面導体層25、および段部導体層26aの何れにも、接触しなかったことにより、前記効果(8)〜(11)を奏することができた。
尚、前記前記個片化工程は、前記ダイシングブレード45に替えて、前記境界43に沿ってレーザ光を連続して照射するレーザ切断加工を行っても良い。
また、前記凹部20およびその付近の裏面導体層23、壁面導体層25、および段部導体層26を有するセラミック配線基板1も、前記同様の製造方法によって容易に製造することができる。
更に、前記凹部30,30aとその付近の裏面導体層33、壁面導体層35、および段部導体層36,36aなどを有するセラミック配線基板1も、前記の製造方法を若干変更することによって容易に製造することができる。
図9(A)は、前記貫通孔44の応用形態の貫通孔44aの付近を示す概略図である。かかる貫通孔44aは、図示のように、平面視が長円形状を呈する貫通孔44内における一対の対向する平坦な内壁面ごとに浅い凹溝48を更に形成したものである。かかる貫通孔44aを有する前記グリーンシートg1,g2を用いることにより、図9(B)に示すように、前記凹部10,10aの内壁面11,17には、奥凹部11a,17aが形成される。
その結果、前記距離sや製造時のマスキングによって、壁面導体層15,18の幅が狭くなっても厚みを厚くすることで、隣接する裏面導体層13や段部導体層16,16aや表面配線層19との電気的接続を確保することが容易となる。
図10(A)は、前記貫通孔46,47の応用形態の貫通孔46a,47aの付近を示す概略図である。かかる貫通孔46a,47aは、図示のように、平面視が円形状を呈する貫通孔46,47内において、境界43から最も離れ且つ対称に湾曲する一対の内壁面ごとに浅い凹溝49を更に形成したものである。かかる貫通孔46a,47aを有する前記グリーンシートg1,g2を用いることによって、図10(B)に示すように、前記凹部20,20aの内壁面21,27には、奥凹部21a,27aが形成される。
その結果、前記距離sや製造時のマスキングによって、壁面導体層25,28の幅が狭くなっても厚みを厚くすることで、隣接する裏面導体層23や段部導体層26,26aや表面配線層29との電気的接続を確保することが容易となる。
尚、前記凹部30,30aの内壁面31にも、例えば、平面視が円弧形状の奥凹部を併せて形成することも可能である。
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記基板本体2の表面3および裏面4は、平面視で長方形(矩形)状を呈するものでも良い。
また、前記凹部と、その付近に形成される表面(裏面)導体層、壁面導体層、および段部導体層とは、前記基板本体2における四辺の側面5のうち、少なくとも何れか1つの側面5で、且つ少なくとも基板本体2の表面3および裏面4の何れか一方に配設されていれば良い。
更に、前記セラミック配線基板1は、前記凹部10,20,30の何れかを前記基板本体2の表面3側にのみ有する形態としても良い。
加えて、前記基板本体2の表面3における平面視で中央側には、該表面3に開口するキャビティが位置し、該キャビティの底面に形成される電極パッドと、前記段部導体層とが内部配線層を介して電気的に接続されていても良い。
本発明によれば、複数のセラミック層からなる基板本体の側面に開口し且つ軸方向の段部を含む凹部を有し、該凹部の内壁面、段部、および基板本体の表面の間を確実に接続する導体層を有するセラミック配線基板、および該配線基板の製造方法を確実に提供することができる。
1………………………………………………セラミック配線基板
2………………………………………………基板本体
3………………………………………………表面
4………………………………………………裏面(表面)
5………………………………………………側面
10,10a,20,20a,30,30a…凹部
11,17,21,27,31,37…内壁面
11a,17a,21a,27a………奥凹部
12,12a,22,22a,32,32a…段部
13,23,33……………………………裏面導体層(表面導体層)
15,18,25,28,35,38……壁面導体層
16,16a,26,26a,36,36a…段部導体層
19,29……………………………………表面配線層
40……………………………………………製品エリア
41……………………………………………配線基板領域
42……………………………………………耳部
43……………………………………………境界
44,46,47……………………………貫通孔
c1〜c3……………………………………セラミック層
C………………………………………………コーナ
CS1,CS2………………………………セラミック積層体
g1,g2……………………………………グリーンシート
s………………………………………………距離

Claims (7)

  1. 複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形状で且つ対向する一対の表面と、かかる一対の表面の間に位置し且つ切断面からなる四辺の側面とを有する基板本体と、
    上記基板本体における何れかの側面における少なくとも一方の表面側、あるいは、隣接する一対の側面間のコーナに形成され、該側面または該コーナの厚み方向に沿った平面視が凹形状の内壁面と、該内壁面の端部を構成する段部とを有する凹部と、
    上記基板本体の表面における上記凹部の端縁に沿って形成された表面導体層と、
    上記段部の表面に形成された段部導体層と、
    上記内壁面に形成され、且つ上記表面導体層と段部導体層との間を接続する壁面導体層と、を備え、
    上記表面導体層、段部導体層、および壁面導体層と、上記基板本体の側面との間には、該基板本体を構成するセラミック層の一部が露出している、
    ことを特徴とするセラミック配線基板。
  2. 前記表面導体層、段部導体層、および壁面導体層と、上記基板本体の側面との間には、前記セラミック層 の一部が少なくとも20μm以上の距離で露出している、
    ことを特徴とする請求項1に記載のセラミック配線基板。
  3. 前記凹部は、前記基板本体の側面または一対の側面の厚み方向に沿って、該側面に開口する幅寸法および当該側面からの奥行寸法が2段階以上に変化して形成されていると共に、厚み方向で隣接する広狭の内壁面同士の間に前記段部が位置している、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のセラミック配線基板。
  4. 前記凹部は、平面視が半長円形状、半楕円形状、または半円形状を呈し、且つ該凹部の前記内壁面における前記基板本体の側面または一対の側面と平行な方向に沿った中間には、該基板本体の中央側に進入する奥凹部を有していると共に、該奥凹部内に前記壁面導体層の厚みの一部または全部が位置している、
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のセラミック配線基板。
  5. 前記表面導体層、壁面導体層、および段部導体層の表面には、少なくとも金属メッキ膜が被覆されている、
    ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のセラミック配線基板。
  6. 請求項1乃至5の何れか一項に記載のセラミック配線基板の製造方法であって、
    平面視で縦横に複数の配線基板領域を併有する製品エリアと、かかる製品エリアの周囲に位置する耳部とを有する複数のグリーンシートを準備する工程と、
    一部の上記グリーンシートにおいて、隣接する配線基板領域間を区画する境界および製品エリアと耳部との境界の厚み方向に沿って貫通孔を形成する工程と、
    上記一部のグリーンシートにおいて、上記貫通孔の内壁面、および何れか一方の開口部の周囲で該内壁面に接し且つ上記境界から離れた位置に導電性ペーストを配置して、未焼成の壁面導体層および表面導体層を形成する工程と、
    残部の上記グリーンシートにおいて、追って上記一部のグリーンシートと積層した際に上記貫通孔における一方の開口部が隣接する表面で且つ上記境界から離れた位置に導電性ペーストを配置して、未焼成の段部導体層形成する工程と、
    上記複数のグリーンシートを積層および圧着してグリーンシート積層体を形成する工程と、
    上記グリーンシート積層体および導電性ベーストを焼成して、上記貫通孔の開口部が露出する表面に上記境界から離れて位置する表面導体層と、セラミック層間に位置し且つ上記境界から離れて位置する段部導体層と、上記貫通孔の内壁面で且つ上記境界から離れて位置する壁面導体層とを有するセラミック積層体を形成する工程と、
    上記セラミック積層体の表面導体層、段部導体層、および壁面導体層の表面に電解金属メッキを施す工程と、
    上記メッキ後のセラミック積層体を前記境界に沿って切断して、複数のセラミック配線基板に個片化する工程と、を備える、
    ことを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。
  7. 前記残部のグリーンシートに対しても、前記一部のグリーンシートに形成した前記貫通孔と相似形状で且つこれよりも小径または小長軸の貫通孔を形成する工程と、
    上記小径または小長軸の貫通孔の内壁面、および何れか一方の開口部の表面で前記内壁面に接し且つ前記境界から離れた位置に導電性ペーストを配置して、未焼成の壁面導体層および段部導体層または表面配線層を形成する工程とを行う、
    ことを特徴とする請求項6に記載のセラミック配線基板の製造方法。
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