JP5956185B2

JP5956185B2 - 多数個取り配線基板

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Publication number: JP5956185B2
Application number: JP2012040250A
Authority: JP
Inventors: 友里恵鬼塚; 陽介森山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: JP2013175659A

Description

本発明は、母基板に複数の配線基板領域が設けられた多数個取り配線基板に関するものである。

近年、電子装置の小型化の要求に伴って配線基板は小型化されており、小型の配線基板を効率よく製作するために、多数個取り配線基板が用いられている。多数個取り配線基板は、例えば複数の配線基板領域を有する母基板と、母基板の表面に設けられた複数の導体パターンと、これらの複数の導体パターン同士が電気的に接続されためっき用配線とを有している（例えば、特許文献１を参照。）。複数の導体パターンは、目的に応じて互いの面積が異なることがあった。

特開2005−108895号公報

しかしながら、めっき用配線を介して電流を流すことによって複数の導体パターンにめっき層を被着する場合に、面積の大きさの異なる導体パターンに被着されためっき層の厚みが異なることがあった。

本発明の一つの態様による多数個取り配線基板は、平面視において縦横に配置された複数の配線基板領域を有する母基板と、母基板の表面に設けられた複数の導体パターン群とを備えている。複数の導体パターン群のそれぞれが、１つの第１の導体パターンと１つの第２の導体パターンとを有している。１つの第１の導体パターンが、複数の配線基板領域のそれぞれに設けられている。１つの第２の導体パターンが、１つの第１の導体パターンが設けられた配線基板領域に横方向で隣り合う配線基板領域に設けられており１つの第１の導体パターンよりも大きい面積を有する。１つの第１の導体パターンおよび１つの第２の導体パターンが電気的に接続されており、複数の導体パターン群のそれぞれが、母基板に設けられためっき用配線に電気的に接続されており、縦方向で隣り合う配線基板領域に設けられた１つの第１の導体パターン同士または１つの第２の導体パターン同士が電気的に接続されている。

本発明の他の態様による多数個取り配線基板は、複数の導体パターン群が複数の第１の導体パターン列と、複数の第１の導体パターン列と交互に配置された複数の第２の導体パターン列とからなり、複数の第１の導体パターン列が、めっき用配線のうち第１のめっき用配線に電気的に接続されているとともに、複数の第２の導体パターン列が、めっき用配線のうち第２のめっき用配線に電気的に接続されている。複数の第１の導体パターン列は、互いに電気的に接続された複数の第１の導体パターン群からなる。複数の第２の導体パターン列は、互いに電気的に接続された複数の第２の導体パターン群からなる。

本発明の一つの態様による多数個取り配線基板は、母基板の表面に設けられた複数の導体パターン群のそれぞれが、１つの第１の導体パターンと、１つの第１の導体パターンに電気的に接続されており１つの第１の導体パターンよりも大きい面積を有する１つの第２の導体パターンとを有しており、複数の導体パターン群がめっき用配線に電気的に接続されており、縦方向で隣り合う配線基板領域に設けられた１つの第１の導体パターン同士または１つの第２の導体パターン同士が電気的に接続されていることから、複数の導体パターン群における電気抵抗の差を低減できるので、複数の導体パターン群に被着されるめっき厚みの差を低減できる。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態における多数個取り配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。（ａ）は、本発明の第１の実施形態における多数個取り配線基板の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。（ａ）は、本発明の第２の実施形態における多数個取り配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は本発明の第２の実施形態における多数個取り配線基板を示す下面図である。（ａ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。（ａ）は、本発明の第２の実施形態における多数個取り配線基板の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は本発明の第２の実施形態における多数個取り配線基板の他の例を示す下面図である。（ａ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

本発明のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における多数個取り配線基板は、図１および図２に示された例のように、母基板１と、母基板１の表面に設けられた複数の導体パターン群２と、導体パターン群２に電気的に接続されためっき用配線３と、母基板１の内部に設けられており、複数の導体パターン群２またはめっき用配線３に電気的に接続された配線導体４とを有している。

母基板１は平面視において縦横に配置された複数の配線基板領域11を有する。母基板１には複数の配線基板領域11が設けられており、複数の配線基板領域11の周囲にダミー領域12が設けられている。配線基板領域11は、例えば電子部品が搭載され封止された後、外部回路基板に実装されるパッケージとして利用される領域である。ダミー領域12は、多数個取り配線基板の製造時や搬送時に用いるための領域であり、このダミー領域12を用いて母基板１となる生成形体や多数個取り配線基板の加工時や搬送時の位置決め、固定等を行なうことができる。なお、複数の配線基板領域11は縦および横の少なくとも一方の並びに配置されていればよい。

母基板１は、セラミックスや樹脂等の絶縁体からなるものである。セラミックスから成る場合は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体およびガラスセラミックス質焼結体等が挙げられる。また、樹脂からなる場合は、例えば、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂、および四フッ化エチレン樹脂を始めとするフッ素系樹脂等が挙げられる。また、ガラスエポキシ樹脂のように、ガラス繊維から成る基材に樹脂を含浸させたものが挙げられる。

母基板１が、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３），シリカ（ＳｉＯ_２），カルシア（ＣａＯ）およびマグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを得て、次に、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに必要に応じて複数枚積層し、高温（約1500〜1800℃）で焼成すること
によって製作される。

母基板１が、例えば、樹脂から成る場合は、所定の配線基板の形状に成形できるような金型を用いて、トランスファーモールド法やインジェクションモールド法等によって成形することができる。また、例えば、ガラスエポキシ樹脂のように、ガラス繊維から成る基材に樹脂を含浸させたものであってもよく、この場合は、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって形成することができる。

導体パターン群２は、第１の導体パターン21と第２の導体パターン22とを有している。第１の導体パターン21は、母基板１の第１主面１ａにおいて、複数の配線基板領域11のそれぞれに設けられている。第２の導体パターン22は、母基板１の第１主面１ａにおいて、第１の導体パターン21が設けられた配線基板領域11に隣り合う配線基板領域11に設けられており、第１の導体パターン21よりも大きい面積を有する。導体パターン群２は、１つの第１の導体パターン21と１つの第２の導体パターン22とを電気的に接続することによって構成されている。

また、第１の導体パターン21および第２の導体パターン22は、複数の配線基板領域11のそれぞれに設けられており、同じ配線基板領域11内に設けられた第１の導体パターン21と第２の導体パターン22とは電気的に絶縁されるように設けられている。第１の導体パターン21および第２の導体パターン22は、例えばＬＥＤ素子を接合するとともに、ＬＥＤ素子と電気的に接続される電極である。

複数の導体パターン群２は、母基板１に設けられためっき用配線３に電気的に接続されている。第１の導体パターン21または第２の導体パターン22のいずれかが、めっき用配線３に電気的に接続されることによって、導体パターン群２とめっき用配線３とが電気的に接続されている。第１の導体パターン21同士または第２の導体パターン22同士が電気的に接続されることによって、複数の導体パターン群２がめっき用配線３に電気的に接続されている。第２の導体パターン22は、第１の導体パターン21に比べて面積が大きく、断面積も大きいので、第２の導体パターン22同士を電気的に接続すると、第１の導体パターン21同士を電気的に接続した場合に比べて、電流経路における抵抗値が小さくなるので、互いの抵抗値の差が大きくなる。

第１の導体パターン21、第２の導体パターン22、めっき用配線３および配線導体４は、母基板１がセラミックスからなる場合であれば、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ）等の金属粉末メタライズから成り、母基板１用のセラミックグリーンシートに第１の導体パターン21および第２の導体パターン22用の導体ペーストをスクリーン印刷法等により所定形状に印刷して、母基板１用のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、母基板１の所定位置に形成される。

また、母基板１の第２主面１ｂの配線基板領域11には第３の導体パターン５が設けられている。第３の導体パターン５は配線導体４に接合されて電気的に接続されている。第３の導体パターン５は配線導体４を介して第１の導体パターン21または第２の導体パターン22のいずれかに電気的に接続されている。第３の導体パターン５は、例えば配線基板領域11に搭載される電子部品と、外部回路基板とを電気的に接続するためのものである。

めっき用配線３は、図１に示された例のように、母基板１の内部に設けられており、共通導体31と接続配線32とを有している。このようなめっき用配線３は母基板１の表面に設けられていてもよいが、めっき用配線３が母基板１の内部に設けられていると、めっき用配線３はめっき層を被着する必要がないので、めっき層を設ける部分を低減できる。めっ
き用配線３は、めっき用の電源と複数の導体パターン群２とを電気的に接続するためのものである。

共通導体31は、平面視において母基板１の上端部および下端部に、複数の導体パターン群２と接続されて設けられている。また、共通導体31は、母基板１の端部に設けられた切欠きまたは孔の内面に露出されている。

接続配線32は、共通導体31と第１の導体パターン21または第２の導体パターン22との間、縦方向に隣接する配線基板領域11の第１の導体パターン21同士の間または第２の導体パターン22同士の間、横方向に隣接する配線基板領域11の第１の導体パターン21と第２の導体パターン22との間をそれぞれ電気的に接続する。

配線導体４は母基板１の内部に設けられている。配線導体４には、母基板１の絶縁層間に配置される導体層と、絶縁層を貫通しており、絶縁層の上下に位置する導体同士を電気的に接続する貫通導体とがある。貫通導体によって電気的に接続される導体とは、導体層、第１の導体パターン21、第２の導体パターン22または第３の導体パターン５である。母基板１がセラミックスからなる場合は、絶縁層間に配置される導体層は、母基板１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等の印刷手段によって導体層用のメタライズペーストを印刷塗布し、母基板１用の生成形体とともに焼成することによって形成される。また、貫通導体は、導体層を形成するためのメタライズペーストの印刷塗布に先立って母基板１用のセラミックグリーンシートに金型やパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって充填しておき、母基板１となる生成形体とともに焼成することによって形成する。メタライズペーストは、主成分の金属粉末に有機バインダーおよび有機溶剤、また必要に応じて分散剤等を加えてボールミル，三本ロールミルまたはプラネタリーミキサー等の混練手段によって混合および混練することで作製する。また、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、焼成後の母基板１との接合強度を高めたりするために、ガラスまたはセラミックスの粉末を添加してもよい。貫通導体用のメタライズペーストは、有機バインダーや有機溶剤の種類や添加量によって充填に適した、一般的に導体層用のメタライズペーストよりも高い粘度に調整される。

なお、第１の導体パターン21，第２の導体パターン22および第３の導体パターン５の表面には、必要に応じて、ニッケル，金等の耐蝕性に優れる金属が被着され、接続電極または外部端子電極となる。これにより、第１の導体パターン21，第２の導体パターン22および第３の導体パターン５が腐食することを効果的に抑制できる。また、接続電極と電子部品との接合、接続電極とボンディングワイヤとの接合、および外部端子電極と外部電気回路基板の配線との接合を強固にできる。例えば、第１の導体パターン21，第２の導体パターン22および第３の導体パターン５の露出する表面には、厚さ１〜10μｍ程度のニッケルめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度の金めっき層とが、電解めっき法により順次被着される
。

また、母基板１が樹脂からなる場合には、第１の導体パターン21，第２の導体パターン22，めっき用配線３、配線導体４および第３の導体パターン５は、銅，金，アルミニウム，ニッケル，クロム，モリブデン，チタンおよびそれらの合金等の金属材料から成る。このような第１の導体パターン21，第２の導体パターン22，めっき用配線３、配線導体４および第３の導体パターン５は、例えば、ガラスエポキシ樹脂から成る樹脂シート上に、所定の形状に加工した銅箔を転写し、銅箔が転写された樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。また、配線導体４のうち、樹脂シートを厚み方向に貫通する貫通導体は、導体ペーストの印刷やめっき法によって樹脂シートに形成した貫通孔の内面
に被着形成するか、貫通孔を充填して形成すればよい。また、金属箔や金属柱を樹脂成形によって一体化させたり、母基板１にスパッタリング法，蒸着法等を用いて被着させて形成される。

また、図２に示された例のように、ダミー導体パターン６が母基板１のダミー領域12に設けられていてもよい。ダミー導体パターン６は、複数の配線基板領域11の最外周に配置された第１の導体パターン21または第２の導体パターン22のそれぞれに電気的に接続されている。

ダミー導体パターン６は、第２の導体パターン22に接続された第１のダミー導体パターン61と第１の導体パターン21に接続された第２のダミー導体パターン62とを有している。第１のダミー導体パターン61は第１の導体パターン21と同じ面積であり、第２のダミー導体パターン62は第２の導体パターン22と同じ面積を有している。また、母基板１の下面には、図２に示す例においては、第３の導体パターン５と同じ形状のダミー導体パターン６を有している。

このようなダミー導体パターン６が設けられていることによって、最外周に配置された第１の導体パターン21または第２の導体パターン22に被着されるめっき層の厚みと、他の第１の導体パターン21または第２の導体パターン22に被着されるめっき層の厚みとの差が低減できる。

なお、母基板１の上面のダミー導体パターン６および下面のダミー導体パターン６は配線導体４によって接続されている。また、ダミー導体パターン６と第１の導体パターン21または第２の導体パターン22とは接続配線32によって電気的に接続されている。

上述したような多数個取り配線基板は、配線基板領域11毎に分割されることによって、複数の配線基板となる。このような多数個取り配線基板の分割によって第１の導体パターン21と第２の導体パターン22との間の接続配線32が切断される。

多数個取り配線基板は、スライシング法等によって配線基板領域11同士の境界または配線基板領域11とダミー領域12との境界に沿って切断して分割できる。また、多数個取り配線基板は、母基板１の配線基板領域11同士の境界または配線基板領域11とダミー領域12との境界に分割溝が設けられていてもよい。多数個取り配線基板が分割溝を有する場合は、分割溝に沿って撓折して分割できる。分割溝は、母基板1用の生成形体にカッター刃を押
し当てたり、スライシング装置によって生成形体の厚みより小さく切り込むか、焼成後にスライシング装置により母基板１の厚みより小さく切り込んで形成できる。

多数個取り配線基板が分割された配線基板には、必要に応じて電子部品が搭載される。搭載される電子部品は、例えばＩＣチップやＬＳＩチップ等の半導体素子，水晶振動子や圧電振動子等の圧電素子および各種センサ等である。

第１の実施形態における多数個取り配線基板は、平面視において縦横に配置された複数の配線基板領域11を有する母基板１と、母基板１の表面に設けられた複数の導体パターン群２とを有している。複数の導体パターン群２のそれぞれが、第１の導体パターン21と第２の導体パターン22とを有している。第１の導体パターン21は、複数の配線基板領域11のそれぞれに設けられている。第２の導体パターン22は、第１の導体パターン21が設けられた配線基板領域11に隣り合う配線基板領域11に設けられており第１の導体パターン21よりも大きい面積を有する。第１の導体パターン21および第２の導体パターン22が電気的に接続されており、複数の導体パターン群２のそれぞれが、母基板１に設けられためっき用配線３に電気的に接続されていることから、例えば第１の導体パターン21および第２の導体
パターン22のそれぞれを電気的に接続して導体パターン群を構成した場合に比べて、複数の導体パターン群２における電気抵抗の差を低減できるので、複数の導体パターン群２に被着されるめっき厚みの差を低減できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による多数個取り配線基板について、図３および図４を参照しつつ説明する。

本発明の第２の実施形態における多数個取り配線基板において、上記した第１の実施形態の多数個取り配線基板と異なる点は、図３に示された例のように複数の導体パターン群２が、複数の第１の導体パターン列24と複数の第２の導体パターン列26とからなり、複数の第１の導体パターン列24と複数の第２の導体パターン列26とが交互に配置されている点である。複数の第１の導体パターン列24は、互いに電気的に接続された複数の第１の導体パターン群23を有する。また、複数の第１の導体パターン列24は、めっき用配線３のうち第１のめっき用配線33に電気的に接続されている。複数の第２の導体パターン列26は、互いに電気的に接続された複数の第２の導体パターン群25を有する。また、複数の第２の導体パターン列26は、めっき用配線３のうち第２のめっき用配線34に電気的に接続されている。

また、第２の実施形態では、めっき用配線３が母基板１の表面に設けられている。めっき用配線３は母基板１の内部に設けられていてもよいが、母基板１の表面に設けられていると、配線導体４の内部の配線導体４の配置の自由度を高めることができる。

母基板１の表面に設けられた第１のめっき用配線33の共通導体31同士および第２のめっき用配線34の共通導体31同士は、母基板１を貫通する接続配線32によって、それぞれ電気的に接続されている。

第１のめっき用配線33と第２のめっき用配線34とは、それぞれ同様の配置および同様の形状としておくと、第１のめっき用配線33と第２のめっき用配線34とで抵抗値の差が小さくなって、複数の導体パターン群２に被着されるめっき厚みの差を低減できるので好ましい。

このような多数個取り配線基板は、第１の導体パターン列24と、第２の導体パターン列26とが電気的に独立しているので、多数個取り配線基板を分割せずに電気検査を行うことができる。電気検査とは、同じ配線基板領域11における第１の導体パターン21と第２の導体パターン22との電気的な短絡の有無等を確認することである。

例えば、各配線基板領域11に電子部品を搭載する前の電気検査では、電気的に独立した第１のめっき用配線33と第２のめっき用配線34との間の電気的な導通状態を確認すればよい。また、配線基板領域11に電子部品を搭載した後の電気検査では、複数の電子部品の作動状態を確認することができる。電子部品として発光素子を搭載した場合であれば、複数の発光素子の発光状態を確認できる。

なお、図３に示す例のように、第１のめっき用配線33の共通導体31および第２のめっき用配線34の共通導体31は、めっき用電源に２箇所で接続される場合には、母基板１の中心を対称点として点対称に設けられているとめっき層の厚みのばらつきを低減するのに有効である。

また、図３に示す例のように、第１のめっき用配線33が母基板１の表面に設けられている場合には、第２のめっき用配線34が母基板１の表面に設けられていればよいが、第１の
めっき用配線33が母基板１の内部に設けられている場合には、第２のめっき用配線34が母基板１の内部に設けられていればよい。

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あれば種々の変更は可能である。例えば、第１の導体パターン21および第２の導体パターン22は、焼成後の母基板１の表面に、導体ペーストをスクリーン印刷法等によって所定形状に印刷した後、焼付けることによって、母基板１の所定位置に形成させても良い。

また、第１の導体パターン21および第２の導体パターン22は、母基板１の表面に、スパッタリング法，蒸着法等によって被着させてもよい。

また、図５および図６に示された例のように、第１のめっき用配線33の共通導体31が第１主面１ａに設けられており、第２のめっき用配線34の共通導体31が第２主面１ｂに設けられていてもよい。第１主面１ａおよび第２主面１ｂにそれぞれ設けられた共通導体31を枠形状とできるので、複数の第１の導体パターン群23と共通導体31との間および複数の第２の導体パターン群25と共通導体31との間の電流経路の長さのばらつきを低減できる。

また、第１のめっき用配線33の共通導体31と第２のめっき用配線34の共通導体31が、母基板１の内部の厚み方向における異なる位置に設けられていてもよい。

また、図５および図６に示す例のような場合、第１のめっき用配線33と第２のめっき用配線34とが母基板１の上面側と下面とにそれぞれ独立して異なる面に形成され、かつ接続配線32が母基板１の表面に形成されている場合には、図５に示す例のように、母基板１の表面に、接続配線32と同様の形状のダミー部を備える形状として導体パターン群２を形成しておくと、個々の配線基板とした際に、配線基板の表面のパターン形状が異なることを抑制することができる。

１・・・・母基板
１ａ・・・第１主面
１ｂ・・・第２主面
11・・・配線基板領域
12・・・ダミー領域
２・・・・導体パターン群
21・・・・第１の導体パターン
22・・・・第２の導体パターン
23・・・・第１の導体パターン群
24・・・・第１の導体パターン列
25・・・・第２の導体パターン群
26・・・・第２の導体パターン列
３・・・・めっき用配線
31・・・・共通導体
32・・・・接続配線
33・・・・第１のめっき用配線
34・・・・第２のめっき用配線
４・・・・配線導体
５・・・・第３の導体パターン
６・・・・ダミー導体パターン
61・・・・第１のダミー導体パターン群
62・・・・第２のダミー導体パターン群

Claims

平面視において縦横に配置された複数の配線基板領域を有する母基板と、
該母基板の表面に設けられた複数の導体パターン群とを備えており、
該複数の導体パターン群のそれぞれが、前記複数の配線基板領域のそれぞれに設けられた１つの第１の導体パターンと、該１つの第１の導体パターンが設けられた配線基板領域に横方向で隣り合う配線基板領域に設けられており前記１つの第１の導体パターンよりも大きい面積を有する１つの第２の導体パターンとからなり、前記１つの第１の導体パターンおよび前記１つの第２の導体パターンが電気的に接続されており、前記複数の導体パターン群のそれぞれが、前記母基板に設けられためっき用配線に電気的に接続されており、縦方向で隣り合う配線基板領域に設けられた前記１つの第１の導体パターン同士または前記１つの第２の導体パターン同士が電気的に接続されていることを特徴とする多数個取り配線基板。
前記複数の導体パターン群が、互いに電気的に接続された複数の第１の導体パターン群からなる複数の第１の導体パターン列と、互いに電気的に接続された複数の第２の導体パターン群からなるとともに前記複数の第１の導体パターン列と交互に配置された複数の第２の導体パターン列とからなり、
前記複数の第１の導体パターン列が、前記めっき用配線のうち第１のめっき用配線に電気的に接続されているとともに、前記複数の第２の導体パターン列が、前記めっき用配線のうち第２のめっき用配線に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の多数個取り配線基板。