JP4476075B2 - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、母基板の中央部に各々が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となる多数の配線基板領域を縦横に配列形成して成る多数個取り配線基板に関する。

従来、例えば半導体素子や水晶振動子等の電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料から成り、上面等の主面に電子部品が搭載される絶縁基体と、絶縁基体に形成された配線導体と、絶縁基体の主面の外周部に形成された封止用導体とを具備した構造である。

そして、絶縁基体の主面に電子部品を搭載し、封止用導体に蓋体を接合して電子部品を気密封止することにより電子装置が形成される。

このような配線基板は近時の電子装置の小型化の要求に伴い、その大きさが数ｍｍ角程度の極めて小さなものとなってきており、多数個の配線基板の取り扱いを容易とするために、また配線基板および電子装置の製作を効率よくするために１枚の母基板に配線基板となる配線基板領域を多数個配列形成した、いわゆる多数個取り配線基板の形態で製作されている。

このような多数個取り配線基板は、主面に複数の配線基板領域が縦横に配列形成された母基板と、各配線基板領域の外周部に全周にわたって形成された封止用導体と、母基板の主面の複数の配線基板領域全体の外側に形成されたダミー領域とを具備した構成である。ダミー領域は多数個取り配線基板の取り扱いを容易とすること等のために設けられている。

各配線基板領域に電子部品を搭載し、各配線基板領域の封止用導体にそれぞれ蓋体を接合することにより、蓋体で電子部品が封止されてなる電子装置が多数個形成される。その後、配線基板領域ごとに母基板をダイシング加工等の手段で分割することにより個々の電子装置が形成される。
特開１９９９−６７７９９号公報

しかしながら、従来の多数個取り配線基板においては、各配線基板領域の封止用導体に１個ずつ蓋体を位置決めしてセットし、封止する必要があるため、電子装置の生産性を高くすることが難しいという問題があった。

これに対し、近年、配線基板領域の全体を覆うような広面積の蓋体を、配列形成された複数の配線基板領域の全体を覆うようにして被せ、封止用導体の全部を一括して蓋体の下面の対向する部位にそれぞれ接合し、その後、広面積の蓋体と多数個取り配線基板との接合体を配線基板領域を単位としてダイシング加工等の手段で切断し、個々の電子装置を得る、という手法が採用されるようになってきている。

しかしながら、広面積の蓋体を全ての配線基板領域の封止用導体に一括して接合し、切断する場合、切断時に蓋体や母基板に作用する応力により蓋体と封止用導体との間の接合が破断し、電子部品の気密封止の信頼性が劣化するという問題があった。

特に、配線基板の小型化に伴い、封止用導体の幅も狭くなってきていることから、蓋体と封止用導体との間の接合強度が低くなる傾向があり、上記のような問題が多発するようになってきている。

本発明は、かかる問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、蓋体を複数の配線基板領域の封止用導体に一括して接合し、蓋体と母基板との接合体を切断するような場合でも、封止用導体に蓋体が確実に接合された、気密封止の信頼性に優れた電子装置を、生産性を良好として形成することが可能な多数個取り配線基板を提供することである。

本発明の多数個取り配線基板は、主面に複数の配線基板領域が縦横に配列形成された母基板と、前記各配線基板領域の外周部に全周にわたって形成された、蓋体を接合して封止するための封止用導体と、前記母基板の主面の前記複数の配線基板領域全体の外側に形成されたダミー領域と、該ダミー領域に、前記複数の配線基板領域全体を取り囲むように前記配線基板領域と前記ダミー領域との境界に沿って形成された補助封止用導体とを具備しており、前記蓋体の辺と前記補助封止用導体の辺とが合致するとともに、前記補助封止用導体の４隅部が前記蓋体の４角部よりも外側に露出していることを特徴とする。

本発明の多数個取り配線基板は好ましくは、前記複数の配線基板領域および前記補助封止用導体の全体を覆うように下面が前記封止用導体および前記補助封止用導体に接合された一つの蓋体を具備していることを特徴とする。

また、本発明の多数個取り配線基板は好ましくは、前記補助封止用導体は、前記母基板の主面であって前記配線基板領域同士の境界の延長線上および前記配線基板領域と前記ダミー領域との境界の延長線上を除いた部位に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の多数個取り配線基板は好ましくは、前記母基板は、前記蓋体が接合された状態でダイシング法によって各配線基板領域ごとに分割されることを特徴とする。

本発明の多数個取り配線基板によれば、ダミー領域に、複数の配線基板領域全体を取り囲むように配線基板領域とダミー領域との境界に沿って補助封止用導体を形成したことから、複数の配線基板領域の封止用導体のそれぞれに一つの蓋体を一括して接合した場合、蓋体の外周部分を補助封止用導体に接合させることにより蓋体と封止用導体との間の接合を効果的に補強することができる。そのため、蓋体と母基板との接合体を配線基板領域ごとに分割する際に、分割に伴う応力により蓋体と封止用導体との間の接合が破断することは効果的に防止され、気密封止の信頼性を高くすることができる。また、蓋体の辺と補助封止用導体の辺とが合致するとともに、補助封止用導体の４隅部が蓋体の４角部よりも外側に露出していることから、半田等の接合材が溶融した際に、蓋体が補助封止用導体に対してわずかに動いて蓋体の辺と補助封止用導体の辺とが位置ずれを起こすのを防ぐことができ、また、補助封止用導体の４隅部と蓋体の４角部との間において接合材のメニスカスを形成することができるため、接合材が溶融した際の蓋体の補助封止用導体に対する位置ずれを防ぐとともに、蓋体の封止用導体に対する接合を確実に、効果的に補強することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板は好ましくは、複数の配線基板領域および補助封止用導体の全体を覆うように下面が封止用導体および補助封止用導体に接合された一つの蓋体を具備していることから、配線基板領域の全体の封止用導体層に一括して蓋体を接合させることができ、電子装置の生産性に優れた多数個取り配線基板とすることができる。

また、蓋体の外周部分と補助封止用導体との間の接合も同時に行なうことができ、蓋体と母基板との間の接合を補強することができるとともに、電子装置の生産性を効果的に向上させることができる。

また、本発明の多数個取り配線基板は好ましくは、補助封止用導体は、母基板の主面であって配線基板領域同士の境界の延長線上および配線基板領域とダミー領域との境界の延長線上を除いた部位に形成されていることから、補助封止用導体に蓋体を接合した後、配線基板領域の境界およびその延長線に沿って母基板と蓋体との接合体を分割するときに、境界の両側の補助用封止導体の内側の辺を分割のためのターゲットマークとして使用できる。

また補助封止用導体が形成されていない部位では蓋体と母基板との間が接合されていないので、この部位に沿った切断加工は容易であり、ダミー領域における蓋体の切断を容易とすることができる。

また、本発明の多数個取り配線基板は好ましくは、母基板は、蓋体が接合された状態でダイシング法によって各配線基板領域ごとに分割されることから、配線基板領域ごとの分割が容易で、バリや割れ等の不具合を生じることをより確実に防止することができるとともに、一つの蓋体を一括封止することができ、電子装置の生産性を効果的に向上させることができる。

本発明の多数個取り配線基板を添付の図面を基に説明する。図１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る。図１において、１は母基板、２は配線基板領域、３は封止用導体、４はダミー領域、５は補助封止用導体である。主として、母基板１、配線基板領域２、封止用導体３、ダミー領域４および補助封止用導体５で本発明の多数個取り配線基板９が構成されている。

母基板１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミック材料や、樹脂材料、樹脂とセラミック粉末との複合材料等の絶縁材料から成る。

母基板１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、酸化アルミニウム，酸化ケイ素等の原料粉末を、樹脂バインダー，溶剤とともにシート状に成形してセラミックグリーンシートを作製し、必要に応じて複数を積層した後、約１３００〜１６００℃程度の温度で焼成することにより形成される。

配線基板領域２は、母基板１の一方の主面（上面）の中央部に電子部品を収納し搭載するための搭載部２ａが設けられている。

搭載される電子部品（図示せず）は、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子、ＬＤ（半導体レーザ），ＬＥＤ（発光ダイオード），ＰＤ（フォトダイオード），ＣＣＤ，ラインセンサ，イメージセンサ等の光半導体素子、圧電振動子，水晶振動子等の振動子、その他の種々の電子部品である。

各配線基板領域２の外周部には、全周にわたって封止用導体３が形成されている。封止用導体３は、蓋体６を接合し、蓋体６で電子部品を気密封止するための導体パッドとして機能する。

蓋体６は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金，銅，銅合金等の金属材料、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料、ガラス、樹脂材料等の材料を、複数の封止用導体３に一括して接合できるような形状（平板状等）に加工して形成されている。

蓋体６は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金から成る場合、鉄−ニッケル−コバルト合金の板材に打抜き加工やエッチング加工等の加工を施して所定の形状、寸法に加工することにより形成される。

また、母基板１の外周部には、複数の配線基板領域２全体の外側にダミー領域４が形成されている。このダミー領域４に、複数の配線基板領域２全体を取り囲むように配線基板領域２とダミー領域４との境界に沿って補助封止用導体５が形成されている。この構成により、複数の配線基板領域２の封止用導体３に一つの蓋体６を一括して接合した場合、蓋体６の外周部分を補助封止用導体５に接合させることにより、蓋体６と封止用導体３との間の接合を効果的に補強することができ、気密封止の信頼性を高くすることができる。

なお、封止用導体３および補助封止用導体５は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等の金属材料から成る。

例えば、封止用導体３および補助封止用導体５は、例えば、タングステンから成る場合、タングステンの粉末に有機溶剤，樹脂バインダーを添加混練して作製した金属ペーストを、母基板１となるセラミックグリーンシートに所定のパターンで印刷塗布しておくことにより形成される。

封止用導体３および補助封止用導体５に対する蓋体６の接合は、例えば、ろう材を介したろう付けや、電子ビーム法による溶接等の方法により行なうことができる。この場合、あらかじめ封止用導体３および補助封止用導体５の表面にニッケルや銅，金等のめっき層を被着させておくと、ろう材の濡れ性や接合強度が向上する。従って、封止用導体３および補助封止用導体５は、蓋体６が接合される表面にニッケルや銅，金等のめっき層を被着させておくことが好ましい。

また、本発明の多数個取り配線基板９は、複数の配線基板領域２および補助封止用導体５の全体を覆うように下面が封止用導体３および補助封止用導体５に接合された一つの蓋体６を具備していることが好ましい。これにより、配線基板領域２の全体の封止用導体３に一括して蓋体６を接合させることができ、電子装置の生産性に優れた多数個取り配線基板９とすることができる。また、蓋体６の外周部分と補助封止用導体５との間の接合も同時に行なうことができ、蓋体６と母基板１との間の接合を補強することができるとともに、電子装置の生産性を効果的に向上させることができる。

蓋体６の辺と補助封止用導体５の辺とが合致するとともに、補助封止用導体５の４隅部が蓋体６の４角部よりも外側に露出している。このことから、半田等の接合材が溶融した際に、蓋体６が補助封止用導体５に対してわずかに動いて蓋体６の辺と補助封止用導体５の辺とが位置ずれを起こすのを防ぐことができる。また、補助封止用導体５の４隅部と蓋体６の４角部との間において接合材のメニスカスを形成することができるため、接合材が溶融した際の蓋体６の補助封止用導体５に対する位置ずれを防ぐとともに、蓋体６の封止用導体３に対する接合を確実に、効果的に補強することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板９は、補助封止用導体５は、母基板１の主面であって配線基板領域２同士の境界の延長線上および配線基板領域２とダミー領域４との境界の延長線上を除いた部位に形成されていることが好ましい。これにより、補助封止用導体５に蓋体６を接合した後、配線基板領域２の境界およびその延長線に沿って母基板１と蓋体６との接合体を分割するときに、境界の両側の補助用封止導体５の内側の辺を分割のためのターゲットマークとして使用できる。

また、補助封止用導体５が形成されていない部位では、蓋体６と母基板１との間が接合されていないので、この部位に沿った切断加工は容易であり、ダミー領域４における蓋体６の切断を容易とすることができる。

また、本発明の多数個取り配線基板９は、母基板１は、蓋体６が接合された状態でダイシング法によって各配線基板領域２ごとに分割されることから、配線基板領域２ごとの分割が容易で、バリや割れ等の不具合を生じることをより確実に防止することができるとともに、一つの蓋体６を一括封止することができ、電子装置の生産性を効果的に向上させることができる。

なお、本発明は以上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種々の変更を加えても何ら差し支えない。例えば、搭載部２ａは、主面の上面である必要は無く、配線基板領域２に凹部を設け、その凹部の底面に形成されていても構わない。また、補助封止用導体５は母基板１の外周縁近くまで延ばしても構わない。

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る。

符号の説明

１・・・母基板
２・・・配線基板
２ａ・・・搭載部
３・・・封止用導体
４・・・ダミー領域
５・・・補助用封止導体
６・・・蓋体
９・・・多数個取り配線基板

Claims (4)

1. 主面に複数の配線基板領域が縦横に配列形成された母基板と、前記各配線基板領域の外周部に全周にわたって形成された、蓋体を接合して封止するための封止用導体と、前記母基板の主面の前記複数の配線基板領域全体の外側に形成されたダミー領域と、該ダミー領域に、前記複数の配線基板領域全体を取り囲むように前記配線基板領域と前記ダミー領域との境界に沿って形成された補助封止用導体とを具備しており、前記蓋体の辺と前記補助封止用導体の辺とが合致するとともに、前記補助封止用導体の４隅部が前記蓋体の４角部よりも外側に露出していることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記複数の配線基板領域および前記補助封止用導体の全体を覆うように下面が前記封止用導体および前記補助封止用導体に接合された一つの蓋体を具備していることを特徴とする請求項１記載の多数個取り配線基板。
3. 前記補助封止用導体は、前記母基板の主面であって前記配線基板領域同士の境界の延長線上および前記配線基板領域と前記ダミー領域との境界の延長線上を除いた部位に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多数個取り配線基板。
4. 前記母基板は、前記蓋体が接合された状態でダイシング法によって各配線基板領域ごとに分割されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多数個取り配線基板。

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