JP4703342B2

JP4703342B2 - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP4703342B2
Application number: JP2005282152A
Authority: JP
Inventors: 圭一森兼; 賢史長尾
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: JP2007095927A

Description

本発明は、大判基板から多数個取りされる配線基板の製造方法に係り、特に、配線基板の側面に設けられるキャスタレーション導体（側面導体）の改良に関する。

一般的に、半導体素子等の電子部品が搭載される配線基板は、グリーンシートの積層体を焼成してなるセラミック製の大判基板を縦横の分割ラインに沿って分割して多数個取りされるようになっている。この大判基板には多数個分の配線基板領域が分割ラインによって区画されており、各配線基板領域に配線パターンやキャスタレーション導体が設けられている。ここで、キャスタレーション導体は、大判基板においては分割ラインに穿設されたスルーホールの内壁に設けられているが、この分割ラインに沿う分割面が各配線基板の側面となるため、多数個取りされた配線基板の側面の凹溝内の壁面にキャスタレーション導体が形成されている。このキャスタレーション導体と配線パターンは適宜個所で接続されており、配線基板の上面に搭載された電子回路素子がワイヤボンディング等によって配線パターンと接続されると共に、配線基板が実装される母基板の半田ランド上でキャスタレーション導体が半田付けされるようになっている。これにより、配線基板上の電子回路素子がキャスタレーション導体を介して外部回路と電気的に接続されることとなる。

図６は従来の配線基板のキャスタレーション導体を示す斜視図である。同図に示す配線基板１には、セラミック基板２の側面に凹溝状の切欠き３，４が設けられており、これら切欠き３，４内の壁面に銀等の良導電性材料からなる所定の厚みのキャスタレーション導体５が形成されている。また、図示はしていないが、この配線基板１の内層や外層にはキャスタレーション導体５と接続された配線パターンが設けられていると共に、配線基板１の上面に電子回路素子が搭載されており、これら電子回路素子と配線パターンとがワイヤボンディング等によって接続されている。なお、通常、キャスタレーション導体５の表面には半田濡れ性の向上や銀の半田喰われ防止を図るために、ニッケル層等の図示せぬメッキ層が被着されている（例えば、特許文献１参照）。

図７は図６に示す従来の配線基板の製造過程を示す説明図である。図７に示す大判基板６は、所要の導電部を形成したグリーンシートの積層体を焼成したものであり、縦横の分割ライン７，８によって区画されている小領域９が各配線基板１に対応しているため、この大判基板６を分割ライン７，８に沿って分割することにより配線基板１が多数個取りされる。また、大判基板６には分割ライン７，８と重なり合う所定位置に多数のスルーホール１０が穿設されており、各スルーホール１０の内壁に所定の厚みの未分割なキャスタレーション導体５が設けられている。つまり、この大判基板６は分割ライン７，８に沿う分割面が各配線基板１の側面となるため、多数個取りされた配線基板１の側面には、スルーホール１０を２分割してなる切欠き３の内壁と４分割してなる切欠き４の内壁にそれぞれキャスタレーション導体５が設けられた状態となる。なお、スルーホール１０の内壁にキャスタレーション導体５を形成する際には、スルーホール１０内に銀ペースト等の導電材料を充填した後、このスルーホール１０の中央部に貫通孔１０ａを穿設して該導電材料の一部を取り除くことにより、残存する導電材料によって所定の厚みの未分割なキャスタレーション導体５を形成できる。
特開２００３−１７９１７６号公報（第３−５頁、図３）

前述したように、大判基板６から多数個取りされる配線基板１のキャスタレーション導体５は、分割ライン７，８と重なり合うスルーホール１０の内壁に形成されたものなので、大判基板６を分割する前にメッキ処理を施してキャスタレーション導体５にメッキ層を被着させたとしても、分割ライン７や分割ライン８に合致するキャスタレーション導体５の端面（分割面）はメッキ層の存しない無メッキ領域になってしまう。そして、キャスタレーション導体５の該端面が無メッキのまま配線基板１が母基板上に実装されると、キャスタレーション導体５中の銀成分が該端面で半田喰われを起こしてしまうので、信頼性は著しく低下する。

そこで、キャスタレーション導体５中の銀成分の半田喰われを防止するためには大判基板６を分割して得た個片（配線基板１）にメッキ処理を施す必要があるが、このようにすると、大判基板６の状態で行うメッキ処理と比べて作業効率が低下するのみならず、電子回路素子を搭載して導通検査等を行うというメッキ処理後の工程も大判基板６の状態では実施できなくなってしまうので、生産性が低下して製造コストの上昇を余儀なくされてしまう。

また、従来の製造方法では、分割ライン７，８とキャスタレーション導体５とが重なり合った状態のまま、ハーフカットやダイシング等の手法で大判基板６の分割作業を行うことになるが、セラミックと金属が混在する部位が分割面となるため分割性に難があり、分割面にバリや欠け、汚れ等が生じやすいという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、多数個取り用の大判基板の状態でキャスタレーション導体の全表面にメッキ処理を施すことができて分割性も良好な配線基板の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明による配線基板の製造方法では、多数個取り用のグリーンシートの分割ラインと重なり合う所定位置に多数のキャスタレーション導体用スルーホールを穿設した後、これらスルーホールに導電材料を充填する導電材料充填工程と、この導電材料充填工程後に前記キャスタレーション導体用スルーホールの中央部に該スルーホールよりも小径な中央孔を穿設することによって、該スルーホールの内壁に所定の厚みの前記導電材料を残存させる導体厚設定工程と、この導体厚設定工程後に前記グリーンシートの分割ラインと前記導電材料とが重なり合う個所にそれぞれ前記スルーホールよりも小径で該導電材料を分断する分断孔を穿設することによって、該スルーホールの内壁に該分断孔を介して端面どうしが対向する複数のキャスタレーション導体を形成する導体分断工程と、この導体分断工程後に前記グリーンシートを焼成して多数個取り用の大判基板を得る焼成工程と、前記焼成工程後に前記キャスタレーション導体の全表面にメッキ層を被着させるメッキ工程と、前記メッキ工程後に前記大判基板を前記分割ラインに沿って個片に分割する分割工程とを含み、前記分割工程によって前記キャスタレーション導体を有する配線基板が多数個取りされるようにした。

このような配線基板の製造方法では、キャスタレーション導体用スルーホールの中央部に該スルーホールよりも小径な中央孔を穿設することによって、該スルーホールの内壁に所定の厚みの導電材料を残存させた後、グリーンシートの分割ラインと導電材料とが重なり合う個所にそれぞれスルーホールよりも小径で該導電材料を分断する分断孔を穿設することによって、該スルーホールの内壁に該分断孔を介して端面どうしが対向する複数のキャスタレーション導体を形成するようにしたので、多数個取り用の大判基板を個片に分割する前にキャスタレーション導体の全表面にメッキ層を被着させることができて、メッキ工程の作業効率が向上すると共に、電子回路素子を搭載して導通検査等を行うというメッキ処理後の工程も大判基板の状態で実施できるようになり、信頼性を損なうことなく生産性を大幅に高めることが可能となる。また、大判基板の分割ラインとキャスタレーション導体とが重なり合わないことから、分割性が良好となり、よって分割面にバリや欠け、汚れ等が生じにくくなる。

また、上記の製造方法において、キャスタレーション導体形成工程後にグリーンシートを複数枚積層して加熱圧着する積層体形成工程を行い、この積層体形成工程後に焼成工程を行うことにより大判基板を多層基板となしておけば、一般的な配線基板の製造に適用できるため好ましい。

本発明による配線基板の製造方法は、キャスタレーション導体用スルーホールの中央部に該スルーホールよりも小径な中央孔を穿設することによって、該スルーホールの内壁に所定の厚みの導電材料を残存させた後、グリーンシートの分割ラインと導電材料とが重なり合う個所にそれぞれスルーホールよりも小径で該導電材料を分断する分断孔を穿設することによって、該スルーホールの内壁に該分断孔を介して端面どうしが対向する複数のキャスタレーション導体を形成するようにしたので、多数個取り用の大判基板を個片に分割する前にキャスタレーション導体の全表面にメッキ層を被着させることができて、メッキ工程の作業効率が向上すると共に、電子回路素子を搭載して導通検査等を行うというメッキ処理後の工程も大判基板の状態で実施できるようになって、信頼性を損なうことなく生産性を大幅に高めることが可能となる。また、大判基板の分割ラインとキャスタレーション導体とが重なり合わないことから、分割面にバリや欠け、汚れ等が生じにくくなる。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る配線基板のキャスタレーション導体を示す斜視図、図２は該キャスタレーション導体の断面図、図３〜図５は該配線基板の製造工程図である。

図１および図２に示す配線基板１１は、図示せぬ電子回路素子が上面に搭載される多層構造のセラミック基板１２と、このセラミック基板１２の内層や外層に設けられた図示せぬ配線パターンと、セラミック基板１２の側面の切欠き１３，１４内の壁面に設けられたキャスタレーション導体１５とを備えた構成になっており、セラミック基板１２の側面に切欠き１３，１４に隣接する小径な切除部１６を設けることによって、該側面とキャスタレーション導体１５とを離隔させてある。この配線基板１１の配線パターンは適宜個所でキャスタレーション導体１５と接続されており、この配線パターンと電子回路素子とがワイヤボンディング等によって接続されるようになっている。また、キャスタレーション導体１５は、この配線基板１１が実装される図示せぬ母基板の半田ランド上で半田付けされるため、配線基板１１上の電子回路素子がキャスタレーション導体１５を介して外部回路と電気的に接続されることとなる。なお、このキャスタレーション導体１５の全表面には、半田濡れ性の向上や銀の半田喰われ防止を図るためにニッケルや金等からなるメッキ層１７が被着させてある。

キャスタレーション導体１５の構造について詳しく説明すると、セラミック基板１２の側面には、後述するスルーホール２３を２分割してなる切欠き１３と４分割してなる切欠き１４が複数個所に設けられていると共に、各切欠き１３の幅方向両端と該側面との間、および各切欠き１４の幅方向両端と該側面との間にそれぞれ、後述する分断孔２６を２分割してなる切除部１６が設けられている。これら切欠き１３，１４や切除部１６は、いずれもセラミック基板１２の上下両面に至る凹溝状に形成されている。そして、切欠き１３，１４内の壁面に銀等の良導電性材料からなる所定の厚みのキャスタレーション導体１５が設けられているが、後述するように切除部１６はキャスタレーション導体１５の一部を切除するようにして形成されるため、キャスタレーション導体１５の幅方向の端面１５ａは切除部１６の深さ相当分だけセラミック基板１２の側面よりも内側に位置している。つまり、図５に示す大判基板２７から配線基板１１を多数個取りする製造過程で、この大判基板２７の分割ライン２１，２２と各配線基板１１のキャスタレーション導体１５とは重なり合わない。そのため、この配線基板１１は大判基板２７の状態でキャスタレーション導体１５の全表面にメッキ層１７が被着できるようになっている。

この配線基板１１の製造方法を詳しく説明すると、まず、図３（ａ）に示すように、多数個取り用のグリーンシート２０の縦横の分割ライン２１，２２と重なり合う所定位置に、パンチングマシン等によってキャスタレーション導体１５用の多数のスルーホール２３を穿設する。このとき、図示せぬ配線パターン用のスルーホールも穿設しておく。そして、図３（ｂ）に示すように、これらスルーホール２３や配線パターン用スルーホールに銀ペースト２４を充填した後、図３（ｃ）に示すように、各スルーホール２３の中央部を貫通する中央孔２３ａを穿設して、各スルーホール２３の内壁に銀を主成分とする所定の厚みの円筒状導体２５を形成する。このとき、中央孔２３ａの直径をスルーホール２３の直径よりも例えば２００μｍ小さく設定しておくことにより、膜厚が約１００μｍの円筒状導体２５を形成することができる。なお、本実施形態例では、スルーホール２３が平面視円形であるが、平面視楕円形や平面視方形等のスルーホールであってもよい。

次に、図４に示すように、グリーンシート２０の分割ライン２１，２２と円筒状導体２５とが重なり合う個所にそれぞれ、同一スルーホール２３内の円筒状導体２５を分断する例えば直径が２００μｍの分断孔２６を穿設して、分断された円筒状導体２５をキャスタレーション導体１５となす。すなわち、分割ライン２１のみ、または分割ライン２２のみと重なり合うスルーホール２３内の円筒状導体２５は、２個所の分断孔２６により二分されるため、この分断孔２６を介して端面１５ａどうしが対向する２個のキャスタレーション導体１５が得られる。また、分割ライン２１，２２の交差部と重なり合うスルーホール２３内の円筒状導体２５は４個所の分断孔２６により四分されるため、この分断孔２６を介して端面１５ａどうしが対向する４個のキャスタレーション導体１５が得られる。なお、分断孔２６の大きさや形状は、同一スルーホール２３内の円筒状導体２５が確実に分断でき、かつキャスタレーション導体１５の導体量が不足しなければ、任意に選択可能である。

この後、グリーンシート２０に図示せぬ配線パターン等を印刷し、次いで、所定枚数のグリーンシート２０を図示せぬ積層治具に積層して、これを真空パック状態で図示せぬ静水圧プレス装置に入れて加熱圧着することにより積層体となす。そして、この積層体を焼成することにより、図５に示すような多数個取り用の大判基板２７を得る。この大判基板２７は、縦横の分割ライン２１，２２によって区画されている小領域２８が各配線基板１１に対応している。

次に、大判基板２７の表面に露出する導体部分にニッケルメッキや金メッキを施し、各キャスタレーション導体５にメッキ層１７を被着させる。このとき、各小領域２８のキャスタレーション導体１５は、分断孔２６の深さ相当分だけ分割ライン２１，２２よりも内側に位置しているため、大判基板２７の状態で各キャスタレーション導体１５の全表面にメッキ層１７を被着させることができる。しかる後、この大判基板２７を分割ライン２１，２２に沿って分割することにより、図１および図２に示すような配線基板１１を多数個取りできる。なお、この分割工程で、分割ライン２１，２２に沿う大判基板２７の分割面は各配線基板１１の側面となり、この側面の切欠き１３，１４はスルーホール２３を分割して形成されたものである。つまり、分割ライン２１のみ、または分割ライン２２のみと重なり合うスルーホール２３は、二分割されて配線基板１１の切欠き１３となり、分割ライン２１，２２の交差部と重なり合うスルーホール２３は四分割されて配線基板１１の切欠き１４となる。同様に、分割ライン２１や分割ライン２２と重なり合う分断孔２６は二分割されて配線基板１１の切除部１６となる。

このように本実施形態例にあっては、配線基板１１の製造過程で、キャスタレーション導体１５の幅方向の端面１５ａを分割ライン２１，２２よりも内側に位置させるため、多数個取り用の大判基板２７を個片に分割する前に、該端面１５ａを含むキャスタレーション導体１５の全表面にメッキ層１７を被着させることができて、メッキ工程の作業効率が向上する。また、電子回路素子を搭載して導通検査等を行うというメッキ処理後の工程も、大判基板２７の状態で実施することができる。したがって、キャスタレーション導体１５中の銀成分の半田喰われを防止して信頼性を確保しつつ、生産性を大幅に高めることができる。しかも、分割ライン２１，２２とキャスタレーション導体１５とが重なり合わないので、大判基板２７の分割性は良好であり、それゆえ分割面にバリや欠け、汚れ等が生じにくくなって良品率の向上が期待できる。

また、本実施形態例では、キャスタレーション導体１５を形成する際に、まずスルーホール２３に中央孔２３ａを穿設して所定の厚みの円筒状導体２５を形成した後、分断孔２６を穿設して円筒状導体２５から複数のキャスタレーション導体１５を得ているため、通常のパンチングマシン等で容易かつ正確に所望のキャスタレーション導体１５を形成できる。

なお、上記の実施形態例では、セラミック基板１２が多層基板である配線基板１１とその製造方法について説明したが、セラミック基板が単層の配線基板であっても本発明を適用できることは言うまでもない。

本発明の実施形態例に係る配線基板のキャスタレーション導体を示す斜視図である。該キャスタレーション導体の断面図である。該配線基板の製造工程図である。該配線基板の製造工程図である。該配線基板の製造工程図である。従来の配線基板のキャスタレーション導体を示す斜視図である。図６に示す従来の配線基板の製造過程を示す説明図である。

符号の説明

１１配線基板
１２セラミック基板
１３，１４切欠き
１５キャスタレーション導体
１５ａ端面
１６切除部
１７メッキ層
２０セラミックグリーンシート
２１，２２分割ライン
２３スルーホール
２３ａ中央孔
２４銀ペースト
２５円筒状導体
２６分断孔
２７大判基板

Claims

多数個取り用のグリーンシートの分割ラインと重なり合う所定位置に多数のキャスタレーション導体用スルーホールを穿設した後、これらスルーホールに導電材料を充填する導電材料充填工程と、
この導電材料充填工程後に前記キャスタレーション導体用スルーホールの中央部に該スルーホールよりも小径な中央孔を穿設することによって、該スルーホールの内壁に所定の厚みの前記導電材料を残存させる導体厚設定工程と、
この導体厚設定工程後に前記グリーンシートの分割ラインと前記導電材料とが重なり合う個所にそれぞれ前記スルーホールよりも小径で該導電材料を分断する分断孔を穿設することによって、該スルーホールの内壁に該分断孔を介して端面どうしが対向する複数のキャスタレーション導体を形成する導体分断工程と、
この導体分断工程後に前記グリーンシートを焼成して多数個取り用の大判基板を得る焼成工程と、
前記焼成工程後に前記キャスタレーション導体の全表面にメッキ層を被着させるメッキ工程と、
前記メッキ工程後に前記大判基板を前記分割ラインに沿って個片に分割する分割工程とを含み、
前記分割工程によって前記キャスタレーション導体を有する配線基板が多数個取りされるようにしたことを特徴とする配線基板の製造方法。
請求項１の記載において、前記導体分断工程後に前記グリーンシートを複数枚積層して加熱圧着する積層体形成工程を行い、この積層体形成工程後に前記焼成工程を行うことにより前記大判基板を多層基板となしたことを特徴とする配線基板の製造方法。