JP3916136B2 - セラミック基板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、複数のセラミック配線基板を有する焼結体からなるセラミック基板に係り、より詳細には、複数のセラミック配線基板に分割するためのスナップ線を有するセラミック基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、セラミック配線基板には、例えば、半導体素子や、水晶振動子等の半導体電子部品を搭載するためのチップキャリア等のセラミックパッケージや、電子部品を実装するためのセラミック回路基板や、チップ抵抗等のセラミックチップ部品等があり、１層又は複数層のセラミックグリーンシートの表面に導体配線パターンや、必要に応じてスルーホール導体等を有し、焼成して形成されている。図４に示すように、通常、セラミック基板５０は、このセラミック配線基板５１を板状に多数個を連結した状態の焼成体からなり、セラミック基板５０には、多数個のセラミック配線基板５１を個々に分割するためのスナップ線５２が焼成体の表面側の第１主面及び／又は裏面側の第２主面の縦及び／又は横方向に、平面視して連続した直線状のブレイク溝にして設けられている。このスナップ線５２の形成方法は、切り刃を有するカッター刃でセラミックグリーンシートの第１主面及び／又は第２主面にスナップ線５２用の断面視してＶ字型や、Ｕ字型等からなる凹形状にブレイク溝を形成し、セラミックグリーンシートを焼成して、焼結体に縦横のスナップ線５２を有するセラミック基板を作製している。
【０００３】
多数個からなるセラミック配線基板５１を有するセラミック基板５０は、スナップ線５２でブレイクすることで、個々のセラミック配線基板５１に分割している。そして、分割されたセラミック配線基板５１には、半導体素子や電子部品等が実装され電子デバイスを形成している。あるいは、多数個のセラミック配線基板５１からなるセラミック基板５０は、ブレイク前の連結した状態のセラミック配線基板５１に半導体素子や電子部品等を実装する。そして、セラミック基板５０は、スナップ線５２でブレイクされ、個々のセラミック配線基板５１に分割されて電子デバイスを形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来のセラミック基板には、未だ解決すべき次のような問題がある。
近年の電子デバイスの小型化、薄型化の要求に対応するために、セラミック基板も薄型にする必要があるが、薄型のセラミック基板を形成するには、厚みの薄いセラミックグリーンシートを用いる必要がある。また、セラミック基板は、各工程途中で取り扱い中にスナップ線から割れたりしないことが必要である。更に、セラミック基板は、最終工程のブレイク作業でスナップ線から正常に分割できることが必要である。しかしながら、セラミック基板が薄型になると、スナップ線を深く入れると焼成過程でスナップ線から割れたり、途中の作業工程の取り扱いで割れたりする。逆に、スナップ線を浅く形成すると、最終的なブレイクで割れなかったり、特に貫通孔を有する場合には、貫通孔部にバリや、欠け等が発生する。従って、途中の作業工程の取り扱いでは割れなくて、最終的にはバリや、欠け等の外形異常のないように正常に割れるといった両方の特性を兼ね備えたスナップ線の形成が必要であるが、セラミック基板が薄いので、これを達成することが非常に困難となっており、セラミック基板及びセラミック配線基板の歩留の低下をきたしている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、焼成過程や、途中の作業工程では割れなくて、最終のブレイク作業では正常に割れるスナップ線を有するセラミック基板を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るセラミック基板は、貫通孔を有する焼結体の表面側の第１主面と、裏面側の第２主面の少なくとも一方の主面に複数のセラミック配線基板に分割するための縦及び横のスナップ線を、平面視して貫通孔を横断して有するセラミック基板において、スナップ線が平面視して不連続の直線状のブレイク溝からなるスナップ線の他に連続の直線状のブレイク溝からなるスナップ線からなり、不連続の直線状のブレイク溝からなるスナップ線が断面視して凹形状からなるブレイク溝を設ける部分と、ブレイク溝を設けない部分を有し、しかも、貫通孔を横断して設けられるブレイク溝が貫通孔の開口稜線部と接続して貫通孔の周縁部に有し、周縁部以外でブレイク溝を設ける部分と、ブレイク溝を設けない部分を有する。これにより、連続と不連続の直線状のブレイク溝からなるスナップ線を組み合わせることで、ブレイク性の悪い箇所を補助しながら全体のブレイク性を向上させることができると共に、不連続からなるスナップ線にあっては、ブレイク溝を形成する所に深いブレイク溝を形成して分割工程におけるブレイク性を確保することができ、ブレイク溝を形成しない所で強度を確保して途中の作業工程の取り扱いでのスナップ線からの割れを防止することができ、しかも、貫通孔の周縁部にはブレイク溝を有するので、ブレイク時に発生する貫通孔部のバリの発生を防止することができ、歩留のよいセラミック配線基板を得ることができる。
【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るセラミック基板の平面図、Ａ−Ａ’線断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同変形例のセラミック基板の平面図、Ｂ−Ｂ’線断面図、図３（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ同セラミック基板の製造方法の説明図である。
【００１１】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係るセラミック基板１０は、表面側と裏面側とを貫通する貫通孔１１を有するアルミナ（Ａｌ_２ Ｏ_３ ）等のセラミック製のグリーンシートを焼成して形成した焼結体の表面側の第１主面１２、及び裏面側の第２主面１３に、外周にダミー部１４を設け、内側で複数のセラミック配線基板１５に分割するための等間隔で格子状に形成されている縦、及び横のスナップ線１６を、平面視して貫通孔１１を横断して有している。このスナップ線１６は、平面視して破線状や、鎖線状等の不連続の直線状のブレイク溝１７からなり、断面視してＶ字型や、Ｕ字型等の凹形状からなるブレイク溝１７を設ける部分と、ブレイク溝１７を設けない部分とを有している。しかも、貫通孔１１の開口部の実質的に中心部を横断して設けられるスナップ線１６のブレイク溝１７は、貫通孔１１の開口稜線部と接続して、貫通孔１１の周縁部に有している。そして、スナップ線１６は、ブレイク溝１７の形成された貫通孔１１の周縁部から外れたところで、ブレイク溝１７を設けない部分を設けて、更に、ブレイク溝１７を設ける部分と、ブレイク溝１７を設けない部分とを有している。
【００１２】
なお、貫通孔１１は、セラミック基板１０をスナップ線１６で分割してセラミック配線基板１５を形成したときに、セラミック配線基板１５のコーナー部を形成し、バリや、欠け等の発生を防止するのに設けられている。また、この貫通孔１１は、例えば、セラミック配線基板１５の一例である多層からなるセラミックパッケージの上、下層の導通を形成するためのスルーホール導体の役目をする場合もある。
また、スナップ線１６は、焼結体の第１主面１２、あるいは第２主面１３のいずれか一方に形成されている場合がある。更に、スナップ線１６は、縦、あるいは横のいずれか一方が形成されている場合もあるが、この場合は、第１主面１２及び第２主面１３に、例えば、第１主面１２に縦のスナップ線１６を形成したら、第２主面１３に横のスナップ線１６が形成されているのが好ましい。
【００１３】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る変形例のセラミック基板１０ａは、アルミナ等からなるセラミックグリーンシートを焼成して形成した焼結体の表面側の第１主面１２、及び裏面側の第２主面１３の同一主面に、外周にダミー部１４を設け、複数のセラミック配線基板１５に分割するための、等間隔で格子状に形成される２種類の縦、及び横のスナップ線１６、１６ａを有しているのがよい。この２種類のスナップ線１６、１６ａの一方のスナップ線１６は、平面視して破線状や、鎖線状等の不連続の直線状のブレイク溝１７からなり、断面視してＶ字型や、Ｕ字型等の凹形状からなるブレイク溝１７を設ける部分と、ブレイク溝１７を設けない部分とを有しているのがよい。他方のスナップ線１６ａは、例えば、ダミー部１４をブレイクして削除するためのスナップ線１６ａであって、平面視して実線状の連続の直線状のブレイク溝１７からなり、断面視してＶ字型や、Ｕ字型等の凹形状からなるブレイク溝１７を有しているのがよい。
【００１４】
なお、スナップ線１６、１６ａは、焼結体の第１主面１２、あるいは第２主面１３のいずれか一方側にのみに形成されている場合がある。また、スナップ線１６、１６ａは、縦、あるいは横のいずれか一方が形成されている場合もあるが、この場合は、第１主面１２及び第２主面１３に、例えば、第１主面１２に縦のスナップ線１６、１６ａを形成したら、第２主面１３に横のスナップ線１６、１６ａが形成されているのが好ましい。
【００１５】
セラミック基板１０、１０ａを形成する焼結体の厚みは、０．５ｍｍ以下であるのがよい。不連続の直線状のブレイク溝１７からなるスナップ線１６では、焼結体の厚みが０．５ｍｍを超えると、ブレイク溝１７を設けない部分によってブレイク性が低下し、歩留が悪化する。
【００１６】
次に、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、本発明の一実施の形態に係るセラミック基板１０の製造方法を説明する。
本実施の形態では、例えば、複数枚のセラミックグリーンシートを重ね合わせて形成する積層タイプのセラミック基板１０の製造方法について説明する。図３（Ａ）に示すように、セラミック基板１０に用いられるセラミックグリーンシート（本実施の形態では２枚）１８、１８ａは、例えば、アルミナ等を主原料としている。そして、アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末には、ジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及び、トルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤が加えられ、十分に混練した後、脱泡して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを作製する。更に、スラリーは、ドクターブレード法等によって、例えば、厚み０．１３ｍｍのロール状のシートに形成され、適当なサイズにカットして矩形状のセラミックグリーンシート１８、１８ａを作製している。
【００１７】
次に、複数枚のセラミックグリーンシート１８、１８ａに貫通孔１１や、上下層の配線パターンの導通をとるためのスルーホール（図示せず）をプレス型や、パンチングマシーン等を用いて形成する。次いで、タングステンや、モリブデン等の高融点金属を用いて、それぞれのセラミックグリーンシート１８、１８ａにスルーホール導体や、表面の配線パターン（図示せず）等をスクリーン印刷して形成する。また、重ね合わせると上層となるセラミックグリーンシート１８ａには、半導体素子や、水晶振動子等を実装するためのキャビティ部１９を形成するために、矩形状の孔２０を穿設する。
【００１８】
次に、図３（Ｂ）に示すように、矩形状の孔２０を穿設したセラミックグリーンシート１８ａを上層にして、２枚のセラミックグリーンシート１８、１８ａを重ね合わせ、温度と圧力をかけて積層体２１を形成する。これにより、上層のセラミックグリーンシート１８ａに打ち抜かれた孔２０と下層のセラミックグリーンシート１８とで囲まれる部分にキャビティ部１９を形成する。
【００１９】
次に、図３（Ｃ）に示すように、複数のセラミック配線基板１５に分割するための縦及び横のスナップ線１６は、積層体２１の上層のセラミックグリーンシート１８ａの表面側である第１主面１２と、下層のセラミックグリーンシート１８の裏面側である第２主面１３に、刃先が間隔をおいて欠落する超硬合金等からなる複数のカッター刃を所定の位置に固定して設ける金型を有するスナップ成形機で、刃先を有する部分で押圧して、例えば、深さ５０〜１００μｍ程度のブレイク溝１７を、縦方向、横方向で別々の金型を用いてそれぞれを一度のプレスで成形する。また、カッター刃の刃先を有さない部分では、カッター刃自体が第１主面１２及び第２主面１３に到達しないようにして押圧しないようにする。
【００２０】
次に、図３（Ｄ）に示すように、積層体２１を還元雰囲気中の約１５５０℃で高融点金属と同時焼成して焼結体からなるセラミック基板１０を作製する。なお、この後、半導体素子等が実装されるセラミックパッケージ等のセラミック配線基板１５となる焼結体の配線パターン部には、半導体素子を気密に封止するための金属リング部材がろう付けされたり、Ｎｉめっきや、Ａｕめっき等が施される場合がある。最終的に、セラミック基板１０は、スナップ線１６でブレイクして個々に分割したセラミック配線基板１５のキャビティ部１９に、半導体素子等を実装したり、又は、半導体素子等を実装した後に、スナップ線１６でブレイクしてセラミック配線基板１５に分割したりする。
【００２１】
なお、上記実施の形態では、スナップ線１６は、積層体２１の第１主面１２、及び第２主面１３の両面に不連続からなるブレイク溝１７を成形したが、積層体２１の第１主面１２、又は第２主面１３の何れか一方に不連続からなるブレイク溝１７を成形する場合がある。また、スナップ線１６は、積層体２１のそれぞれの主面に縦、又は横のいずれか一方が形成される場合もあるが、この場合は、例えば、積層体２１の第１主面１２に縦のブレイク溝１７を形成したら、積層体２１の第２主面１３に横のブレイク溝１７を形成するのが好ましい。
また、セラミック基板１０は、複数枚からなるセラミックグリーンシート１８、１８ａで形成したが、１枚又は３枚以上のセラミックグリーンシートで形成することもできる。
【００２２】
次に、本発明の一実施の形態に係る変形例のセラミック基板１０ａの製造方法を説明する。
上記セラミック基板１０の製造方法と同様の方法で形成された積層体２１には、複数のセラミック配線基板１５に分割するための縦及び横方向にそれぞれ２種類のスナップ線１６、１６ａが、積層体２１の上層のセラミックグリーンシート１８ａの表面側である第１主面１２と、下層のセラミックグリーンシート１８の裏面側である第２主面１３に形成される。スナップ線１６、１６ａは、刃先が間隔をおいて欠落する超硬合金等からなるカッター刃と、刃先が欠落していない通常のカッター刃を所定の位置に混在させて固定して備えるスナップ成形機で押圧することで、縦及び横方向のそれぞれを一度に形成する。この一度の押圧において、不連続の直線状のブレイク溝１７からなるスナップ線１６は、刃先が間隔をおいて欠落するカッター刃の刃先を有する部分で押圧し、例えば、深さ５０〜１００μｍ程度のブレイク溝１７を成形し、カッター刃の刃先を有さない部分で、カッター刃自体が第１主面１２及び第２主面１３に到達しないようにして形成する。また、この一度の押圧において、連続の直線状のブレイク溝１７からなるスナップ線１６ａは、刃先が欠落していない通常のカッター刃の刃先で押圧し、例えば、深さ５０〜１００μｍ程度のブレイク溝１７を成形して形成する。次いで、積層体２１を還元雰囲気中の約１５５０℃で高融点金属と同時焼成して焼結体からなるセラミック基板１０ａを作製する。
【００２３】
なお、スナップ線１６、１６ａは、積層体２１の第１主面１２、又は第２主面１３のいずれか一方側にのみに形成する場合がある。また、スナップ線１６、１６ａは、積層体２１のそれぞれの主面に縦、あるいは横のいずれか一方に形成する場合もあるが、この場合は、第１主面１２及び第２主面１３に、例えば、第１主面１２に縦のスナップ線１６を形成したら、第２主面１３に横のスナップ線１６を形成するのが好ましい。
また、セラミック基板１０ａは、１枚又は３枚以上のセラミックグリーンシートで形成することもできる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載のセラミック基板は、スナップ線が平面視して不連続の直線状のブレイク溝からなるスナップ線の他に連続の直線状のブレイク溝からなるスナップ線からなり、不連続の直線状のブレイク溝からなるスナップ線が断面視して凹形状からなるブレイク溝を設ける部分と、ブレイク溝を設けない部分を有し、しかも、貫通孔を横断して設けられるブレイク溝が貫通孔の開口稜線部と接続して貫通孔の周縁部に有し、周縁部以外でブレイク溝を設ける部分と、ブレイク溝を設けない部分を有するので、連続と不連続の直線状のブレイク溝からなるスナップ線を組み合わせることで、ブレイク性の悪い箇所を補助しながら全体のブレイク性を向上させることができると共に、不連続からなるスナップ線にあっては、ブレイク溝を形成する所に深いブレイク溝を形成して分割工程におけるブレイク性を確保することができ、ブレイク溝を形成しない所で強度を確保して途中の作業工程の取り扱いでのスナップ線からの割れを防止することができる。また、貫通孔の周縁部にはブレイク溝を有するので、ブレイク時に発生する貫通孔部のバリの発生を防止することができ、歩留のよいセラミック配線基板を得ることができる。
【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るセラミック基板の平面図、Ａ−Ａ’線断面図である。
【図２】 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同変形例のセラミック基板の平面図、Ｂ−Ｂ’線断面図である。
【図３】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ同セラミック基板の製造方法の説明図である。
【図４】 従来のセラミック基板の斜視図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ：セラミック基板、１１：貫通孔、１２：第１主面、１３：第２主面、１４：ダミー部、１５：セラミック配線基板、１６、１６ａ：スナップ線、１７：ブレイク溝、１８、１８ａ：セラミックグリーンシート、１９：キャビティ部、２０：孔、２１：積層体

Claims (1)

1. 貫通孔を有する焼結体の表面側の第１主面と、裏面側の第２主面の少なくとも一方の主面に複数のセラミック配線基板に分割するための縦及び横のスナップ線を、平面視して前記貫通孔を横断して有するセラミック基板において、
   前記スナップ線が平面視して不連続の直線状のブレイク溝からなる前記スナップ線の他に連続の直線状の前記ブレイク溝からなる前記スナップ線からなり、不連続の直線状の前記ブレイク溝からなる前記スナップ線が断面視して凹形状からなる前記ブレイク溝を設ける部分と、該ブレイク溝を設けない部分を有し、しかも、前記貫通孔を横断して設けられる前記ブレイク溝が前記貫通孔の開口稜線部と接続して該貫通孔の周縁部に有し、該周縁部以外で前記ブレイク溝を設ける部分と、該ブレイク溝を設けない部分を有することを特徴とするセラミック基板。

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