JP4749165B2 - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品が搭載される複数の配線基板領域が形成された多数個取り配線基板に関するものである。

従来、半導体素子や圧電振動子等の電子部品が収納される電子部品収納用パッケージに用いられる配線基板は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料から成る絶縁基体に、タングステン等の金属材料から成る配線導体が形成された構造を有している。この配線基板に電子部品が搭載され、電子部品の電極が配線導体に半田やボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されることにより電子装置が形成される。

ところで、このような配線基板は、近年の電子装置の小型化に伴い、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、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造効率を向上させるために、１枚の面積の大きい母基板から多数の配線基板を同時集約的に得るようにした、いわゆる多数個取り配線基板の形態で作製されている。

このような多数個取り配線基板は、例えば図２の（ａ）、（ｂ）で示したように、中央部に複数の配線基板領域２０２が縦横に形成されているとともに外周部に枠状の捨て代領域（図示せず）が形成された母基板２０１と、各配線基板領域２０２に形成された接続パッド２０７とを備えている。ここで、外周部に形成される枠状の捨て代領域は、母基板２０１の取り扱いを容易とするために形成されるものである。なお、図２は、従来の多数個取り配線基板の一部を拡大して示す平面図である。

各配線基板領域２０２には、電子部品（図示せず）が搭載される凹部２０３が形成されており、凹部２０３の内側に接続パッド２０７が設けられている。接続パッド２０７と電気的に接続して配線導体２０８が形成され、配線導体２０８は、凹部２０３の外側（各配線基板領域２０２の側面）から配線基板領域２０２の下面にかけて露出されて形成されている。配線基板領域２０２の境界には、配線導体２０８を露出させるための切り欠き部が形成されている。母基板２０１の主面には、各配線基板領域２０２の分割を容易とするために、配線基板領域２０２同士の境界、および配線基板領域２０２と捨て代領域との境界に分割溝２０５が形成されている。

凹部２０３を取り囲む枠部２０９の上面のメタライズ層２０６に蓋体（図示せず）が接合されることにより、電子部品が凹部２０３内に気密封止される。
特開２００３−２４９５８９号公報

しかしながら、このような多数個取り配線基板は、近年の電子装置の小型化に伴い、各配線基板領域２０２の大きさがさらに小さなものとなってきており、一辺の幅が例えば３ｍｍ以下の小型のものが製作されている。これに応じて、凹部２０３を取り囲む枠部の幅を狭くする必要があり、その幅が０．１５〜０．３ｍｍ程度と非常に狭いものとなってきている。

この場合、メタライズ層２０６の幅を確保するために、切り欠き部２０４は、母基板２０１のメタライズ層２０６が形成されている面において非貫通となるように形成される。

非貫通の切り欠き部２０４において、配線導体２０８に以下のような問題を生じるおそれがある。すなわち、切り欠き部２０４の開口径が例えば０．１５〜０．３ｍｍ程度に非常に小さくなることから、切り欠き部２０４内の配線導体２０８に、保護用等のめっき層（図示せず）を被着させる際に、切り欠き部２０４となる穴の中に気泡がかみ込んだり、めっき液が非貫通の切り欠き部２０４となる穴の中へ循環し難くなったりすることから、非貫通の配線導体２０８にめっき層が良好に被着されずにめっきのピンホールやめっき厚みの薄い部分（いわゆるムラ）が発生してしまうという問題点があった。

このように、配線導体２０８において、めっきの欠けやめっき厚みの薄い部分が発生してしまうと、電子部品を収容した配線基板領域２０２を外部接続回路（図示せず）に搭載する際に、半田濡れ性が悪化して電気的接続不良となったり、湿度などの環境の変化により露出した下地金属（この場合、タングステン等の金属材料）が腐食して断線不良が発生するという問題点が生じる可能性がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、凹部を取り囲む枠部の幅が狭くなり、非貫通の切り欠き部となる穴の径が非常に小さくなっても、非貫通の切り欠き部の内壁に形成された配線導体に良好にめっき層を被着させることが可能であり、電気的接続の信頼性に優れた多数個取り配線基板を提供することにある。

本発明の多数個取り配線基板は、第１および第２の面を有し、平面視した場合に長辺と短辺とを備えた四角形状の複数の配線基板領域および該複数の配線基板領域に隣接するダミー領域が形成された母基板と、前記複数の配線基板領域において前記母基板の前記第１の面と前記母基板の内部との間に形成された切り欠き部と、該切り欠き部に形成された配線導体と、前記ダミー領域における前記第２の面に形成され、前記切り欠き部につながる開口部と、前記複数の配線基板領域における前記第２の面に形成された四角形状の凹部とを備えており、前記開口部が、前記ダミー領域のうち前記配線基板領域の長辺に隣接する領域に設けられており、前記開口部の一部が、前記配線基板領域であって前記凹部よりも前記短辺側に位置する短辺側の封止幅領域を前記長辺側に延長した領域に位置していることを特徴とするものである。

本発明の多数個取り配線基板は、母基板の第１の面と母基板の内部との間に形成された切り欠き部と、切り欠き部に形成された配線導体と、ダミー領域における第２の面に形成され、切り欠き部につながる開口部とを備えていることから、ダミー領域の開口部を通じて、配線基板領域の切り欠き部の内面に形成された配線導体にめっき液を良好に循環させることができる。そのため、配線導体にめっき層を良好に被着させることができる。したがって、電気的接続の信頼性に優れた多数個取り配線基板を提供することができる。

ダミー領域が配線基板領域に隣接するので、各配線基板領域の切り欠き部に対して開口部が設けられ、各配線導体に対して良好にめっき層を被着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、複数の配線基板領域およびダミー領域が四角形状であり、第２の面の複数の配線基板領域に四角形状の凹部が形成されており、開口部がダミー領域の角部に形成されていることから、ダミー領域側の剛性をこのダミー領域の角部に形成された四隅の開口部により低くできる。そのため、隣接するダミー領域と配線基板領域（凹部が形成されているもの）との間で剛性を近付けることができ、配線基板領域とダミー領域とを分割する際に、配線基板領域にバリや欠けが発生する危険性を低減できる。

また、本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、第２の面の複数の配線基板領域に凹部が形成されているとともに、第２の面の複数の配線基板領域とダミー領域との間に分割溝が形成されており、凹部および分割溝の距離と、開口部および分割溝との距離が等しいことから、分割溝に対するダミー領域側の剛性と配線基板領域側の剛性をほぼ等しくできる。よって、配線基板領域とダミー領域とを分割する際に、バリや欠けをより確実に防止できる。また、開口部の内壁と分割溝との距離を十分に確保することができることから、配線基板領域とダミー領域とを分割する際に、剛性不足によりダミー領域側がえぐられる危険性を低減できる。

本発明の多数個取り配線基板について図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の多数個取り配線基板の一部を拡大して示す平面図、（ｂ）は（ａ）の断面Ｘ−Ｘ´における断面図である。

本発明の多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域１０２および配線基板領域１０２に隣接するダミー領域１０８が形成された母基板１０１と、配線基板領域１０２において母基板１０１の第１の面１０９と母基板１０１の内部との間に形成された切り欠き部１０４と、切り欠き部１０４に形成された配線導体１１１と、ダミー領域１０８における第２の面１１０に形成され、切り欠き部１０４につながる開口部１０７とを備えている。

母基板１０１は、酸化アルミニウム質焼結体，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から成る。母基板１０１は、一般的に、複数のセラミック層が積層された多層構造で形成されている。母基板１０１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、次のようにして作製される。まず、酸化アルミニウム等の原料粉末をシート状に成形する。そして、そのセラミックグリーンシートの表面を縦横に区画して複数の配線基板領域１０２、およびダミー領域１０８が配列形成されている。このとき、一部のセラミックグリーンシートには、金型等を用いた打ち抜き加工を施しておく。そして、これら複数のセラミックグリーンシートを積層して焼成することにより多数個取り配線基板が作製される。

母基板１０１は、個々の配線基板領域１０２に分割された後、外部電気回路基板（図示せず）に対向して実装される第１の面と、この第１の面に対向する第２の面とを有している。図１において、下面側が第１の面であり、上面側が第２の面である。外部電気回路基板は、例えば、コンピュータや携帯電話等の電子機器の電子回路を構成するためのマザーボードや、いわゆるマルチチップモジュール用のセラミック基板等である。

配線基板領域１０２の第２の面には凹部１０３が形成され、凹部１０３には、接続パッド１１２が形成されている。各配線基板領域１０２に搭載される電子部品（図示せず）の電極が、この接続パッド１１２に、ボンディングワイヤや半田等を介して電気的に接続される。

また、配線導体１１１は接続パッド１１２と導通しており、接続パッド１１２とともに、電子部品を外部の電気回路と電気的に接続させる外部への導電路として機能する。配線導体１１１は、個々の配線基板領域１０２において、配線基板領域１０２の境界に設けられた切り欠き部１０４を経て、第１の面側に導出されている。

配線導体１１１および接続パッド１１２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。配線導体１１１および接続パッド１１２は、例えばタングステンから成る場合であれば、母基板１０１となるセラミックグリーンシートにタングステンのペーストを所望のパターンで印刷しておくことにより形成される。

また、配線導体１１１や接続パッド１１２の表面には、酸化腐食を抑制するとともに、半田の濡れ性やボンディングワイヤの接続強度を向上させるために、ニッケルや金等のめっき層（図示せず）が被着されている。めっき層は、電解めっき法等により配線導体１１１や接続パッド１１２に被着される。

すなわち、例えば、各配線基板領域１０２の配線導体１１１を、一括して多数個取り配線基板の外周部に導出させてめっき用の端子（図示せず）と電気的に接続させておく。そして、ニッケルや金のめっき液中で、このめっき用の端子に外部の電源（直流整流器等）からめっき用の電流を供給することにより、各配線基板領域１０２の配線導体１１１にめっき層を被着させることができる。

めっき液としては、例えば、硫酸ニッケルおよび塩化ニッケルを主なニッケル供給源として含むニッケルめっき液（ワット浴等）や、シアン化金カリウムを金供給源として含むシアン系の金めっき液等が使用される。

なお、本実施形態において、各配線基板領域１０２には、メタライズ層１０６が形成されている。このメタライズ層１０６には、配線基板領域１０２の電子部品が搭載される凹部１０３を気密封止するために金属製蓋体（図示せず）が、ろう材や接着剤等の接合材を介した接合法や溶接法等の手段により接合される。凹部１０３が金属製蓋体で塞がれることにより、凹部１０３内の電子部品が気密封止される。メタライズ層１０６は、例えばろう材の濡れ性を向上させるために、配線導体１１１と同様のめっき層が被着されていてもよい。

母基板１０１の第１の面と母基板１０１の内部との間には、例えば平面視で円形状や楕円形状の、切り欠き部１０４が形成されている。

切り欠き部１０４には、上記のように配線導体１１１が形成されている。切り欠き部１０４において露出する配線導体１１１は、接続パッド１１２と接続される電子部品の電極を配線基板領域１０２の下面側に導出する導電路として機能する。また、この配線導体１１１は、個片の配線基板領域（電子部品収納用パッケージ）を外部電気回路基板に半田を介して接合する際に、半田を接合させてメニスカスを形成し、接合，実装の信頼性を向上させるような機能も有する。

母基板１０１は、これらの配線基板領域１０２に隣接して、ダミー領域１０８が形成されている。また、この母基板１０１を備える多数個取り配線基板は、ダミー領域１０８における第２の面１１０に形成され、切り欠き部１０４につながる開口部１０７を備えている。

このような開口部１０７を備えることから、ダミー領域１０８の開口部１０７を通じて、配線基板領域１０２の切り欠き部１０４の内面に形成された配線導体１１１にめっき液を良好に循環させることができる。そのため、配線導体１１１にめっき層を良好に被着させることができる。したがって、電気的接続の信頼性に優れた多数個取り配線基板を提供することができる。

ダミー領域１０８が配線基板領域１０２に隣接するので、各配線基板領域１０２の切り欠き部１０４に対して開口部１０７が設けられ、各配線導体１１１に対して良好にめっき層を被着させることができる。

図１に示したように、本発明の多数個取り配線基板において、例えば複数の配線基板領域１０２と複数のダミー領域１０８とが交互に列方向に配列形成されており、各配線基板領域１０２、および各ダミー領域１０８はそれぞれ行方向につながって形成されて構成されている。

また、複数の配線基板領域１０２およびダミー領域１０８は四角形状であり、第２の面１１０の複数の配線基板領域１０２に四角形状の凹部１０３が形成されており、開口部１０７がダミー領域１０８の角部に形成されている。

さらに、母基板１０１は複数の配線基板領域１０２およびダミー領域１０８を取り囲むようにして、捨て代領域（図示せず）が枠状に形成されている。この捨て代領域は、多数個取り配線基板の取り扱いを容易とするため、および、メタライズ層１０６や配線導体１１１、接続パッド１１２等の露出表面にめっき層を被着させる際に、めっき用電流を供給する配線を形成するために設けられている。各配線基板領域１０２にめっき用の電流を供給することにより、各配線基板領域１０２の各配線導体にめっきを被着させることができる。

なお、図１の実施例では配線基板領域１０２とダミー領域１０８との間（長辺側）に、隣り合う配線導体１１１同士が電気的に接続されるように配線導体１１１を有する切り欠き部１０４が形成されている。各配線基板領域１０２へのめっき用の電流の供給は、この切り欠き部１０４に形成された配線導体１１１を経由して配線基板領域１０２とダミー領域１０８とを列状に導通させることにより、最外周のダミー領域１０８（または配線基板領域１０２）の配線導体１１１から順次中央部の配線基板領域１０２の配線導体１１１へ供給されていく。

また、第２の面１１０の複数の配線基板領域１０２に凹部１０３が形成されているとともに、第２の面１１０の複数の配線基板領域１０２とダミー領域１０８との間に分割溝１０５が形成されており、凹部１０３および分割溝１０５の距離と、開口部１０７および分割溝１０５との距離が等しくなる構造としている。

本発明の多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域１０２において母基板１０１の第１の面１０９と母基板１１０の内部との間に形成された切り欠き部１０４と、切り欠き部１０４に形成された配線導体１１１と、ダミー領域１０８における第２の面１１０に形成され、切り欠き部１０４につながる開口部１０７とを備えている。

このような構造により、電子部品収納用パッケージが小型化してメタライズ層１０６の幅を確保するために、切り欠き部１０４は、母基板１０１のメタライズ層１０６が形成されている面において非貫通となるように形成され、切り欠き部１０４の開口径が例えば０．１５〜０．３ｍｍ程度に非常に小さくなったとしても、切り欠き部１０４内の配線導体１１１に、保護用等のめっき層（図示せず）を被着させる際に、切り欠き部１０４となる穴の中に気泡がかみ込み難くなり、めっき液が非貫通の切り欠き部１０４となる穴の中へ循環し易くなることから、非貫通の配線導体１１１にめっき層を良好に被着することが可能となる。

具体的には、第１の面１０９に形成された切り欠き部１０４は、それぞれの形成位置において第１の面１０９と母基板１０１の内部との間に形成されており、切り欠き部１０４としての開口幅を大きくできるとともに、母基板１０１の厚み方向に切り欠き部１０４から第２の面１１０に形成された開口部１０７につながっていることから、切り欠き部１０４から開口部１０８にかけるめっき液の流れる経路Ｒを確保することができるため、気泡がかみ込んだり、めっき液が非貫通の切り欠き部１０４となる穴の中へ循環し難くなったりすることを防止することができ、非貫通の配線導体１１１にめっき層が良好に被着されずにめっきのピンホールやめっき厚みの薄い部分（いわゆるムラ）が発生してしまう危険性を低減することができる。

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１０２およびダミー領域１０８が四角形状であり、第２の面１１０の複数の配線基板領域１０２に四角形状の凹部１０３が形成されており、開口部１０７がダミー領域１０８の角部に形成されている。

このような構造により、ダミー領域１０８側の剛性をこのダミー領域１０８の角部に形成された四隅の開口部１０７により低くできる。

具体的には、配線基板領域１０２の長辺側の分割溝１０５に接する部位において、配線基板領域１０２の短辺側の封止幅の部分は凹部１０３が形成されない部分であることから、分割溝１０５に対する配線基板領域側１０２の剛性が高く、また、配線基板領域１０２の長辺側の中央部（凹部１０３と接する部分）は、分割溝１０５に対する配線基板領域１０２側の剛性が低くなることから、凹部１０３の角部において剛性が変化する部分が形成される。この剛性が変化する部分において分割時の応力が集中することによりバリや欠けの発生を促進する場合が多い。

よって、この剛性が変化する部分に対応するように、開口部１０７をダミー領域１０８の角部に形成することにより、開口部１０７を開けるという比較的単純な構造においても隣接するダミー領域１０８と配線基板領域１０２（凹部１０３が形成されているもの）との間で剛性を近付けることができることから、配線基板領域１０２とダミー領域１０８とを分割する際に、配線基板領域１０２にバリや欠けが発生する危険性を低減できる。

また、本発明の多数個取り配線基板は、好ましくは、第２の面１１０の複数の配線基板領域１０２に凹部１０３が形成されているとともに、第２の面１１０の複数の配線基板領域１０２とダミー領域１０８との間に分割溝１０５が形成されており、凹部１０３および分割溝１０５の距離と、開口部１０７および分割溝１０５との距離が等しいことを特徴とする。

このような構造により、分割溝１０５に対するダミー領域１０８側の剛性と配線基板領域１０２側の剛性をほぼ等しくできる。よって、配線基板領域１０２とダミー領域１０８とを分割する際に、バリや欠けをより確実に防止できる。

例えば、配線基板領域の大きさが５．０ｍｍ×１．８ｍｍであり、メタライズ層１０６の幅が０．２５ｍｍ、切り欠き部の径が０．２ｍｍである電子部品収納用パッケージであれば、凹部１０３の内周から分割溝１０５までの距離が０．２５ｍｍであり、開口部１０７の内壁（配線基板領域１０２側に最も近い部分）から分割溝１０５までの距離を０．２５ｍｍとなるように、開口部１０７の径を０．２ｍｍで形成することにより、凹部１０３および分割溝１０５の距離と、開口部１０７および分割溝１０５との距離が等しい母基板１０１を構成することができる。

ここで、ダミー領域１０８における第２の面１１０に形成される開口部１０７は、その形状が円形である必要はなく、例えば長孔として凹部１０３および分割溝１０５の距離と、開口部１０７および分割溝１０５との距離が等しい母基板１０１を構成してもかまわない。また、開口部１０７の大きさはダミー領域１０８の外形寸法や第１の面１０９に形成される切り欠き部１０４の大きさにより、適切に調整してもかまわない。この場合、切り欠き部１０４の径よりも開口部１０７の大きさを大きくすることにより、めっき液の流れる経路Ｒをより広く確保することができるため、気泡がかみ込んだり、めっき液が非貫通の切り欠き部１０４となる穴の中へ循環し難くなったりすることをより効果的に防止することができ、非貫通の配線導体１１１にめっき層が良好に被着されずにめっきのピンホールやめっき厚みの薄い部分（いわゆるムラ）が発生してしまう危険性を低減することができる。

また、開口部１０７の内壁と分割溝１０５との距離を十分に確保することができることから、配線基板領域１０２とダミー領域１０８とを分割する際に、剛性不足によりダミー領域１０８側がえぐられることを低減できる。

なお、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、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に変形できる。

例えば、上述の例では本発明の配線基板領域１０２の凹部１０３に形成される接続パッド１１２の数を２箇所としたが、収容される電子部品の形態にあわせて他の数の接続パッド１１２が形成された配線基板領域１０２としてもよい。

本発明の多数個取り配線基板の一部を拡大して示す平面図、および断面図 従来の多数個取り配線基板の一部を拡大して示す平面図、および断面図

符号の説明

１０１・・・母基板
１０２・・・配線基板領域
１０３・・・凹部
１０４・・・切り欠き部
１０５・・・分割溝
１０６・・・メタライズ層
１０７・・・開口部
１０８・・・ダミー領域
１０９・・・第１の面
１１０・・・第２の面
１１１・・・配線導体
１１２・・・接続パッド
Ｒ・・・めっき液の流れる経路

Claims (2)

1. 第１および第２の面を有し、平面視した場合に長辺と短辺とを備えた四角形状の複数の配線基板領域および該複数の配線基板領域に隣接するダミー領域が形成された母基板と、
   前記複数の配線基板領域において前記母基板の前記第１の面と前記母基板の内部との間に形成された切り欠き部と、
   該切り欠き部に形成された配線導体と、
   前記ダミー領域における前記第２の面に形成され、前記切り欠き部につながる開口部と、
   前記複数の配線基板領域における前記第２の面に形成された四角形状の凹部とを備えている多数個取り配線基板であって、
   前記開口部が、前記ダミー領域のうち前記配線基板領域の長辺に隣接する領域に設けられており、前記開口部の一部が、前記配線基板領域であって前記凹部よりも前記短辺側に位置する短辺側の封止幅領域を前記長辺側に延長した領域に位置していることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記第２の面の前記複数の配線基板領域と前記ダミー領域との間に分割溝が形成されており、前記凹部および前記分割溝の距離と、前記開口部および前記分割溝との距離が等しいことを特徴とする請求項１記載の多数個取り配線基板。

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