JPWO2012046640A1 - 多数個取り配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、前記のようにレーザ光の照射により形成される断面V字形状の分割溝の場合、該分割溝の最深部付近からセラミック基板の内部に向かって多数のマイクロクラックが不規則に発生する。その結果、設定した深さと異なる深さの分割溝となるため、次の焼成工程、あるいはその後のメッキ工程において、分割溝の付近から不規則な破損を生じたり、更に施される分割工程において、分割化した際に個々の配線基板に欠けや割れが生じてしまう、という問題があった。
即ち、本発明による第1の多数個取り配線基板は、複数のセラミック層を積層してなり、表面および裏面を有し、平面視で矩形を呈し且つキャビティを有する複数の配線基板部分を縦横に配列した製品領域と、該製品領域の周囲に沿って位置する耳部と、配線基板部分間の境界および配線基板部分と耳部との境界に沿って表面および裏面の少なくとも一方に形成した分割溝と、を備える多数個取り配線基板であって、上記分割溝は、長手方向と直交する断面において、該分割溝の最深部が円弧形で、且つ該最深部と溝入口との間に中間部を有し、前記最深部の幅は、上記溝入口の幅よりも大きく、上記中間部の幅は、溝入口の幅と同じかこれよりも小さい、ことを特徴とする。
更に、本発明には、前記セラミック層は、アルミナ、ムライト、ガラス−セラミック、あるいは窒化アルミニウムからなる、第3の多数個取り配線基板も含まれる。
また、本発明には、前記分割溝を形成する工程は、前記グリーンシート積層体における表面および裏面ごとに対し、該表面および裏面付近に焦点を合わせたレーザ照射を、前記境界に沿って複数回走査して行われる、第2の多数個取り配線基板の製造方法も含まれる。
更に、本発明には、前記分割溝を形成する工程で用いるレーザは、YAGレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、YVO4レーザ、半導体レーザ、あるいはルビーレーザである、第3の多数個取り配線基板の製造方法も含まれる。
更に、前記キャビティは、平面視が矩形の底面と四辺の側面とを有している。
また、前記分割溝は、表面および裏面の少なくとも一方におけるセラミックの露出部分、あるいは導体層に沿った開口部を有している。
更に、分割溝の深さは、前記多数個取り配線基板の厚みの60%以下である。
また、前記分割溝は、前記多数個取り配線基板の表面あるいは裏面のみに形成し、他方の面には何らの分割溝を形成しない形態や、他方の面には従来同様の断面ほぼV字形状の分割溝を形成した形態としても良い。
更に、前記分割溝の最深部は、該分割溝の長手方向と直交する断面において、次述する半径を含む半円形ないし円形の円弧形を呈する。
また、前記分割溝の溝入口は、前記表面に露出する該分割溝のうち、両側の平坦な一対の表面に挟まれた部分を指す。
加えて、前記分割溝の中間部は、当該分割溝の深さが前記キャビティの底面と同じか該底面よりも浅い場合には、前記溝入口と最深部との間の部分を指し、当該分割溝の深さが前記キャビティの底面よりも深い場合には、上記最深部と溝入口との間の部分で且つ上記キャビティの底面よりも深い部分も含む。
しかも、溝入口や中間部(開口部)の幅よりも最深部の幅が大きな分割溝が形成されるため、セラミックや金属粉などの不用意な進入を防止でき、且つ配線基板部分ごとの表面および裏面の寸法精度を高めることにも寄与し得る。
尚、前記グリーンシート積層体は、表面と裏面との少なくとも一方に配線層などの導体層が形成された2層以上のグリーンシートを積層し圧着したものである。
また、前記グリーンシート積層体における配線基板部分同士間の境界、および配線基板部分と耳部との境界には、予め仮想の切断予定面が設定されている。
更に、前記グリーンシート積層体は、矩形の金属枠の内側に張り付けられ、該金属枠と共に、例えば、移動可能なテーブルの表面に減圧吸着により固定される。
また、分割溝の全深さは、グリーンシート積層体の厚みの60%以下である。
尚、前記グリーンシート積層体の同じ表面あるいは裏面の同じ位置に対し、前記レーザ照射を走査する回数は、レーザの条件などによって相違するが、グリーンシートに一般的な深さの分割溝を形成するには、少なくとも2回、望ましくは3回〜7回程度にわたり連続的に照射することが望ましい。
図1は、本発明による一形態の多数個取り配線基板1を示す平面図、図2は、図1中のX−X線の矢視に沿った垂直断面図、図3は、図1中のY−Y線の矢視に沿った部分拡大断面図および同図中の一点鎖線部分Zの部分拡大図である。
多数個取り配線基板1は、図1,図2に示すように、例えば、アルミナ(セラミック)からなる上下2層(複数)のセラミック層s1,s2を積層してなり、平面視が長方形(矩形)の表面(主面)2および裏面(主面)3を有し、平面視が長方形(矩形)を呈する複数の配線基板部分4を縦横に配列した製品領域4aと、該製品領域4aの周囲に沿って位置する矩形枠状の耳部6と、隣接する配線基板部分4,4間の境界および配線基板部分4と耳部6との境界に沿って表面2および裏面3に対称に形成された分割溝8,9とを備えている。
尚、前記表面2および裏面3は、前記多数個取り配線基板1、配線基板部分4、および耳部6に共通している。
図2に示すように、分割溝8,9は、長手方向と直交する断面において、全体が滴(しずく)形状を呈し、図3の分割溝8で例示するように、最深部8bが、ほぼ半円形を含む円弧形の断面で、該最深部8bと溝入口8cとの間に中間部(開口部)8aを有している。上記最深部8bの幅w2は、溝入口8cの幅w3よりも大きく、中間部8aの幅w1は、溝入口8cの幅w3と同じかこれよりも小さい(w2>w3≧w1)。上記最深部8bの半径Rは、6μm以上である。該最深部8bの断面ほぼ半円形を呈する内壁面には、内部に進入するマイクロクラックがないか、あるいは極く僅かで且つ短いマイクロクラックしか形成されていない。その原因は、後述するレーザ照射による分割溝形成工程に起因している。
以上のような多数個取り配線基板1によれば、前記配線基板部分4,4間の境界および配線基板部分4と耳部6との境界に沿って表面2および裏面3に形成され、平面視が格子形状を呈する分割溝8,9は、それらの最深部8bの断面が円弧形で、該最深部8bの幅w2が、溝入口8cの幅w3よりも大きく、中間部8aの幅w1が溝入口8cの幅w3と同じかこれよりも小さい。これにより、従来の分割溝のように、断面がほぼV字形状で最も狭い最深部付近から内部に向かって多数のマイクロクラックが不規則に形成されていない。
そのため、製造時の焼成工程やメッキ工程、更には分割時において、分割溝8,9付近からの不用意な破損や欠けや割れが生じにくく、所定の位置において容易に切断できる。しかも、溝入口8cの幅w3が最深部8bの幅w2よりも小さいため、配線基板部分4ごとのキャビティ5を囲む表面2に位置するシールエリアの幅を大きくできるので、該エリア上に封止性の高い導体層7を容易に形成することができる。従って、形状および寸法精度に優れ、高い信頼性を有している。
予め、アルミナ粉末、バインダ樹脂、および溶剤などを配合して得られたセラミックスラリをシート化して、2枚のグリーンシートg1,g2を得た。このうち、追って下層側となるグリーンシートg2に設けたビアホールにW粉末を含む導電性ペーストを充填し、且つグリーンシートg1,g2の表面および裏面の少なくとも一方に上記同様の導電性ペーストを印刷にて形成した。次に、上層側となるグリーンシートg1に平面視が長方形の貫通孔を打ち抜き加工した後、グリーンシートg1,g2を積層および圧着してグリーンシート積層体gsを得た。
次いで、上記グリーンシート積層体gsを平面視で縦横方向に移動するテーブル(図示せず)の表面に減圧吸着した。該テーブルの上方には、図4の左側に示すように、軸方向が垂直であるレーザ照射ヘッド10が昇降可能に配置してある。尚、同図中の符号5は、追ってキャビティとなるグリーンシートg1に設けた上記貫通孔の一部を示す。
その結果、図4の右側に示すように、グリーンシートg1の表面2に沿って長手方向と直交する断面がほぼU字形の小溝d1が前記境界に沿って形成された。
次いで、図5の左側に示すように、上記小溝d1に沿って、焦点Fをグリーンシートg1の表面2付近に当たるようにして、前記レーザLを前記同様に照射した。同図中の二点鎖線で示すように、該レーザLは、表面2付近の焦点Fで絞られた後、グリーンシートg1の内部では、ほぼ円錐形状に拡がっていた。その結果、図5の右側に示すように、最深部d2bの位置が小溝d1よりも深く、且つ該最深部d2bの幅が開口部d2aの幅よりも大きな中溝d2が前記小溝d1に沿って形成された。
尚、上記分割溝8は、グリーンシートg1に対して、前記レーザLを少なくとも3回以上照射するように、該レーザLを同じ回数走査することにより、所望の深さと、最深部8bおよび中間部8aの断面形状と寸法にすることが可能である。
その結果、長手方向と直交する断面が円弧形で且つ深さが約290μmの最深部(8b)を有し、溝入口(8c)の幅(w3)約30μm、および中間部(8a)の幅(w1)約20μmよりも大きい幅(w2)の最深部(8b)を有する分割溝(8)を、上記グリーンシートg1の表面2に沿って連続して形成することができた。
前記レーザLの照射による分割溝8を形成する工程によって、図7に示すグリーンシート積層体gsの平面図、および該図7中のU−U線の矢視に沿った垂直断面図の図8で示すように、上記積層体gsの表面2において、配線基板部分4,4間の境界、および配線基板部分4と耳部6との境界の縦(Y)方向に沿って、長手方向と直交し、最深部8bの断面が円弧形で且つ中間部8aや溝入口8cを有する複数の分割溝8が平行に形成された。尚、図7中の破線は、上記境界ごとに沿って設定された仮想の切断予定面(境界)cfである。
更に、グリーンシート積層体gsの裏面3においても、前記同様のレーザLを照射する工程を施すことにより、図9に示すように、平面視が格子形を呈する複数の分割溝9が分割溝8と対称に形成された。
次いで、分割溝8,9が形成された前記グリーンシート積層体gsを所定の温度帯で焼成した。その結果、前記図1,図2に示したように、グリーンシートg1,g2が焼成されたセラミック層s1,s2を含む多数個取り配線基板1が得られた。そして、該多数個取り配線基板1は、最後に、耳部6の側面に別途形成した図示しないメッキ用電極を介して、あるいは無電解メッキにより、前記導体層7などの表面にNiおよびAuメッキ膜(何れも図示せず)を被覆された。
しかも、図10に示すように、表面2,裏面3の分割溝8,9の全深さは、全体の厚みの約60%であり、断面が円弧形の最深部8b,9bが接近しているので、個片化した際には、両者を最短距離で結ぶ切断面12で配線基板4,4を、寸法精度良く分割することができた。
多数個取り配線基板1aは、図11に示すように、表面2には、前記配線基板部分4,4間、および配線基板部分4と耳部6との境界に沿って、前記同様の分割溝8が縦横に格子状に形成されているが、裏面3の上記境界に沿っては、従来の断面ほぼV字形の分割溝15が縦横に格子状に形成されている。尚、かかる分割溝15は、前記レーザLの焦点Fの距離を変えず、該焦点の位置を順次深くするように、複数回走査することで形成することもできる。
かかる多数個取り配線基板1aによっても、表面2側に形成した前記同様の分割溝8の最深部8bには、前述したようにマイクロクラックの発生が抑制されているため、焼成工程以降や分割工程において、不用意な割れや欠けを低減することが可能である。
多数個取り配線基板1bは、図12に示すように、表面2には、前記配線基板部分4,4間、および配線基板部分4と耳部6との境界に沿って、前記分割溝8と同様の断面形状を有し且つ最深部がキャビティ5の底面よりも深い分割溝18が縦横に格子状に形成されているが、裏面3側には、分割溝は形成されていない。上記分割溝18の深さは、上記配線基板1bの厚みの約50%〜約55%である。かかる多数個取り配線基板1bによっても、表面2側のみに形成した比較的深い分割溝18には、前述したようにマイクロクラックの発生が抑制されているため、焼成工程以降や分割工程において、不用意な割れや欠けを抑制することが可能である。更に、分割溝18の最深部がキャビティ5の底面よりも深い位置にあるため、キャビティ5を囲む四辺の側壁の厚みが比較的均一で且つ強固となる。
例えば、前記セラミック層s1,s2は、ガラス−セラミックのような低温焼成セラミックであっても良く、この際、前記導体層5などの導体には、CuやAgが用いられる。
また、前記多数個取り配線基板や配線基板部分の平面視の形状は、正方形であっても良い。
更に、前記多数個取り配線基板は、3層以上のセラミック層を有していても良く、且つ前記グリーンシート積層体も、3層以上のグリーンシートを積層し且つ圧着していても良い。
また、前記溝の側面には、電解メッキ用の電極が形成され、該電極と各配線基板部分4との間や配線基板部分4,4間にメッキ用接続配線が形成された形態としても良い。この形態では、前記分割溝8,9,18は、上記メッキ用接続配線が露出しない深さで形成される。
加えて、前記レーザ照射ヘッド10は、照射するレーザLの焦点Fを常にグリーンシート積層体の表面付近に固定するための焦点維持機構、あるいはオートフォーカス手段を備えていても良い。
2…………………表面
3…………………裏面
4…………………配線基板部分
4a………………製品領域
5…………………キャビティ
6…………………耳部
7…………………導体層
8,9,18……分割溝
8a………………中間部
8b………………最深部
8c………………溝入口
g1,g2………グリーンシート
gs………………グリーンシート積層体
s1,s2………セラミック層
L…………………レーザ
F…………………焦点
w1,w2………幅
R…………………半径
cf………………切断予定面(境界)
Claims (6)
- 複数のセラミック層を積層してなり、表面および裏面を有し、平面視で矩形を呈し且つキャビティを有する複数の配線基板部分を縦横に配列した製品領域と、該製品領域の周囲に沿って位置する耳部と、配線基板部分間の境界および配線基板部分と耳部との境界に沿って表面および裏面の少なくとも一方に形成した分割溝と、を備える多数個取り配線基板であって、
上記分割溝は、長手方向と直交する断面において、該分割溝の最深部が円弧形で、且つ該最深部と溝入口との間に中間部を有し、
上記最深部の幅は、上記溝入口の幅よりも大きく、上記中間部の幅は、溝入口の幅と同じかこれよりも小さい、
ことを特徴とする多数個取り配線基板。 - 前記分割溝における最深部の円弧形の半径は、6μm以上である、
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。 - 前記セラミック層は、アルミナ、ムライト、ガラス−セラミック、あるいは窒化アルミニウムからなる、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の多数個取り配線基板。 - 表面および裏面の少なくとも一方に導体層が形成され且つ少なくとも最上層の表面に開口するキャビティが形成された複数のグリーンシートを積層および圧着してグリーンシート積層体を形成する工程と、
上記グリーンシート積層体における表面および裏面の少なくとも一方において、縦横に配列された複数の配線基板部分間の境界および該配線基板部分と耳部との境界に沿って分割溝を形成する工程と、
上記分割溝が形成されたグリーンシート積層体を焼成する工程と、を備え、
上記分割溝を形成する工程は、グリーンシート積層体の上記表面または裏面付近に焦点を合わせたレーザ照射を、上記境界に沿って複数回走査することで行われる、
ことを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法。 - 前記分割溝を形成する工程は、前記グリーンシート積層体における表面および裏面ごとに対し、該表面および裏面付近に焦点を合わせたレーザ照射を、前記境界に沿って複数回走査して行われる、
ことを特徴とする請求項4に記載の多数個取り配線基板の製造方法。 - 前記分割溝を形成する工程で用いるレーザは、YAGレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、YVO4レーザ、半導体レーザ、あるいはルビーレーザである、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の多数個取り配線基板の製造方法。
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