(57)【要約】【課題】低コストで信頼性が高いモジュール基板を得ることができるモジュール基板の製造方法を提供する。【解決手段】複数個のモジュールに仕切る分割溝２が形成されるとともに各モジュールに部品３が実装されたセラミック基板１上に、そのほぼ全面にわたって硬化性樹脂からなる樹脂層４を形成し、この樹脂層４を仮硬化させた後、上記分割溝２に対応させて樹脂層４ａの表面から分割溝２に至る切り込み溝５を形成し、次いで上記樹脂層４ａを本硬化させ、しかる後に上記分割溝２と切り込み溝５に沿ってセラミック基板１をモジュール毎に分割する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板上に複数個のモジュール領域に仕切る分割溝を形成した後、前記モジュール領域に部品を実装し、前記セラミック基板にわたって硬化性樹脂からなる樹脂層を形成し、この樹脂層を仮硬化させた後、前記分割溝に対応させて樹脂層の表面から分割溝に至る切り込み溝を形成し、次いで前記樹脂層を本硬化させ、しかる後に前記分割溝と切り込み溝に沿ってセラミック基板をモジュール毎に分割するモジュール基板の製造方法。
【請求項２】
セラミック材料からなる成形体に予め分割溝を形成し、その後に焼結してセラミック基板とする請求項１記載のモジュール基板の製造方法。
【請求項３】
熱可塑性樹脂粉末を添加した熱硬化性樹脂で樹脂層を形成する請求項１または請求項２記載のモジュール基板の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂層を熱硬化性樹脂から形成し、この樹脂層を熱硬化性樹脂の硬化温度よりも２０〜４０℃低い温度で熱処理して仮硬化させる請求項１〜請求項３のいずれかに記載のモジュール基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個取りモジュール基板の製造方法に関し、特にセラミック基板上に実装したＬＣＲ部品（コイル、コンデンサ、抵抗部品）や半導体などを樹脂で被覆した後、モジュール毎に分割するモジュール基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の軽量化に伴い、それに用いられるモジュール基板の小型化、薄型化が要求されており、その製造方法においても、小さいサイズでの取り扱いの良さや低コスト化の観点から、同一基板上に複数個のモジュールを形成し、これをモジュール毎に分割して一度に複数個のモジュール基板を得る複数個取りモジュール基板の製造方法が採用されている。
【０００３】
このようなモジュール基板の製造方法としては、図２に示すように、部品が実装されたセラミック基板上に樹脂層を形成し、樹脂層を硬化させた後に、セラミック基板をレーザーやダイサーによってモジュール毎に分割する方法や、図３に示すように、セラミック基板に分割溝を形成した後に部品を実装し、分割溝が形成された箇所を除いて樹脂層を形成し、樹脂層を硬化させた後に、分割溝と、樹脂層が形成されていない箇所に沿って曲げ応力を加えてモジュール毎に分割する方法などがある。
【０００４】
図２に示す方法においては、図２（ａ）に示すように、セラミック基板１上に複数個のモジュールとすべき箇所にそれぞれ回路を形成するとともに、ＬＣＲや半導体などの部品３を実装し、次いで、図２（ｂ）に示すように、セラミック基板１の４辺の周囲にわずかな部分を残して、セラミック基板１の部品実装面に樹脂層４を形成し、この樹脂層４を熱処理により硬化させた後、図２（ｃ）に示すように、セラミック基板１をレーザーやダイサーなどによりモジュール毎に分割することによって、図２（ｄ）に示すようなモジュール基板が一度に複数個得られる。
【０００５】
また、図３に示す方法においては、図３（ａ）に示すように、セラミック基板１上の複数個のモジュールとすべき箇所にそれぞれ回路を形成し、次いで、セラミック基板１上に複数個のモジュールに仕切る分割溝２を形成した後、各モジュールにＬＣＲや半導体などの部品３を実装し、次いで、図３（ｂ）に示すように、セラミック基板１の分割溝２が形成されている箇所を図４に示すような格子状のメタルマスク６で覆って、分割溝２を除いた箇所に樹脂層４を形成した後に、樹脂層４を熱処理により硬化させ、次いで、分割溝２と、樹脂層４が形成されていない箇所とに沿って曲げ応力を加えてモジュール毎に分割することによって、図３（ｃ）に示すようなモジュール基板が一度に複数個得られる。ここで、分割溝２を形成するに際しては、セラミック基板１の焼結前に、刃先がＶ字状のカッター刃をセラミック基板１の表面に押し当てて深さ０．５ｍｍ前後のＶ溝を形成する方法や、セラミック基板１の焼結後に、ダイヤモンドの回転刃をセラミック基板１表面に押し当ててセラミック基板１表面に微小クラックを形成する方法などが採用される。前者の方法は、主として、比較的硬度が高いアルミナ基板の分割に使用され、後者の方法は主として、低温焼結によって得られた比較的硬度の低いガラス・セラミック基板の分割に使用される（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
また、樹脂層４を形成する樹脂としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などがあるが、通常、アルミナやシリカの粉末を添加した液状のエポキシ樹脂などの液状の熱硬化性樹脂が使用される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１３５５８３号「分割溝を有するセラミック基板」
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−４０２４号「セラミック電子部品の製造方法」
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２に示す方法では、セラミック基板１のほぼ全面にわたって樹脂層４を形成するので、樹脂層４の表面が比較的平坦なモジュール基板が得られ、このモジュール基板を電子機器に実装する際に吸着装置に容易に吸着できるなどの利点はあるものの、セラミック基板１をモジュール毎に分割する際にレーザーやダイサーを使用しなければならないため、分割に要する時間がかかってコストが高くなり、また、ダイサーによって分割する場合は水を使用しなければならないため、得られたモジュール基板は水の付着により信頼性に不安が残るなどの課題がある。
【００１０】
また、図３に示す方法では、予め分割溝２を形成するとともに、分割溝２を除いて樹脂層４を形成するので、水を使用するダイサーなどを用いることなく容易に分割することができて、水の付着による信頼性での不安はなくなるものの、樹脂層４を形成する際に樹脂がメタルマスク６の開口部６ａ側から桟部６ｂ側に滲出して付着することがあるため、得られたモジュール基板にバリなどが残るおそれがある。特に、最近の小型でしかも高密度に部品実装されたモジュール基板では、モジュール面積に対して樹脂層４の面積の占める割合の大きなものが要求されるので、メタルマスク６の桟部６ｂの部分を狭くする必要があり、樹脂が桟部６ｂ側に滲出し易くなる。そのため、図５に示すように、ディスペンサー７を使用して樹脂層４を形成する方法もあるが、この方法では得られたモジュール基板の樹脂層４の表面に丸みができるので、モジュール基板を電子機器に実装する際に吸着不良を起こすという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明は前記課題を解決するもので、低コストで信頼性が高いモジュール基板を得ることができるモジュール基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明のモジュール基板の製造方法は、セラミック基板上に複数個のモジュール領域に仕切る分割溝を形成した後、前記モジュール領域に部品を実装し、前記セラミック基板にわたって硬化性樹脂からなる樹脂層を形成し、この樹脂層を仮硬化させた後、前記分割溝に対応させて樹脂層の表面から分割溝に至る切り込み溝を形成し、次いで前記樹脂層を本硬化させ、しかる後に前記分割溝と切り込み溝に沿ってセラミック基板をモジュール毎に分割するものである。
【００１３】
この構成によれば、分割溝が形成されたセラミック基板上に樹脂層を形成し、樹脂層を仮硬化させた後に、分割溝に対応させて樹脂層の表面から分割溝に至る切り込み溝を形成するので、半硬化状態の比較的硬度が低い状態の樹脂層に切り込み溝を形成することになり、セラミック基板のほぼ全面にわたって樹脂層を形成しても、樹脂層をモジュール毎に簡単に分割することができる。また、樹脂層を本硬化させた後にセラミック基板をモジュール毎に分割する際には、本硬化により硬度が高くなった樹脂層は仮硬化後に形成した切り込み溝によりすでに分割されているため、ダイサーなどを用いなくても分割溝と切り込み溝に沿って曲げ応力などを加えるだけで短時間に簡単に分割することができ、ダイサーを用いる場合のような水の付着のおそれもない。さらに、セラミック基板のほぼ全面にわたって樹脂層を形成するので、分割溝をマスクなどにより覆って樹脂層を形成する場合と比べると、表面が平坦な樹脂層を形成することができる。
【００１４】
したがって、本発明の製造方法によれば、低コストで信頼性が高いモジュール基板を得ることができる。
また、請求項２に記載の発明は、前記モジュール基板の製造方法において、セラミック材料からなる成形体に予め分割溝を形成し、その後に焼結してセラミック基板とするものである。
【００１５】
この構成によれば、焼結前に分割溝を形成するため、焼結後の硬度が比較的高いアルミナなどからなるセラミック基板でも、比較的簡単に分割溝を形成することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記モジュール基板の製造方法において、熱可塑性樹脂粉末を添加した熱硬化性樹脂で樹脂層を形成するものである。
この構成によれば、熱可塑性樹脂粉末が樹脂層の本硬化時に軟化または溶融することにより、樹脂層の表面平坦性をより向上させることができる。
【００１７】
熱可塑性樹脂を含まない場合では、本硬化時に樹脂の再溶融が起こり、わずかではあるがコーナーエッジ部がだれる。それに対して、熱可塑性樹脂を含む場合、仮硬化時に熱可塑性樹脂が硬化し、室温時にはゴム状で容易に加工できる。本硬化時の再溶融が起こらない。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、前記モジュール基板の製造方法において、前記樹脂層を熱硬化性樹脂から形成し、この樹脂層を熱硬化樹脂の硬化温度よりも２０〜４０℃低い温度で熱処理して仮硬化させるものである。
【００１９】
この構成によれば、樹脂層を構成する熱硬化性樹脂の硬化温度よりも２０〜４０℃低い温度で熱処理して仮硬化させることにより、樹脂層を比較的硬度が低い半硬化状態に硬化させることが可能であって、樹脂層に簡単に切り込み溝を形成することができ、また、仮硬化することなく一挙に本硬化させた場合と比べると、樹脂層の表面平坦性を向上させることができる。
【００２０】
前記樹脂層を仮硬化させる熱処理温度が樹脂層を構成する熱硬化性樹脂の硬化温度よりも４０℃より低い温度では、樹脂層を半硬化状態にすることができないことがあり、一方熱硬化性樹脂の硬化温度よりも２０℃より低い温度を超える温度では、樹脂層の硬化が進んで比較的硬度が高くなることがあり、樹脂層に切り込み溝を形成し難くなることがある。
【００２１】
本発明においては、セラミック基板としては、アルミナを９０質量％以上含有するアルミナ基板、アルミナとガラスとの混合物からなるアルミナ・ガラス基板が望ましい。
【００２２】
また、樹脂層を形成する樹脂としては、液状の熱硬化性樹脂が好ましく、無機フィラーとして、アルミナ粉末またはシリカ粉体を添加したものなどが望ましい。また、熱硬化性樹脂のほか紫外線硬化性樹脂などを用いることもできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかるモジュール基板の製造方法を示す工程図である。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、セラミック基板１として、内部に配線用と層間接続用のビアホールが形成されたアルミナとガラスとの混合物からなるガラス・セラミック多層基板を用意し、このセラミック基板１から６．５ｍｍ角の複数個のモジュール基板を製造すべく、このセラミック基板１の片面において６．５ｍｍ角のモジュール内にそれぞれ回路を形成した。次いで、ダイヤモンド刃を備えたスクライバー装置を用いて、セラミック基板１の回路形成面を複数個のモジュールに仕切るべく、深さ０．５ｍｍの分割溝２を形成した。しかる後に、各モジュールに５ｍｍ角の半導体ベアチップをワイヤーボンディングするとともにその周辺にＬＣＲ部品を半田付けして、部品３を実装した。
【００２５】
次に、図１（ｂ）に示すように、セラミック基板１の部品実装面に、その４辺の周囲を約２．５ｍｍ残して、熱可塑性樹脂粉末とアルミナ粉末を添加した液状のエポキシ系熱硬化性樹脂（硬化温度１３０℃）をほぼ全面に塗布して、樹脂層４を形成した。次いで、オーブン温度を前記熱硬化性樹脂の硬化温度より３０℃低い１００℃に設定して、大気中オーブンにて１００℃で１０分間熱処理し、樹脂層４を仮硬化させた。仮硬化後の樹脂層４ａは半硬化状態であった。
【００２６】
次に、図１（ｃ）に示すように、刃先がＶ字状のカッター刃を仮硬化後の樹脂層４ａの表面に押し当て、セラミック基板１に先に形成した分割溝２に対応した位置に樹脂層４ａの表面から分割溝２に至る約０．５ｍｍ幅の切り込みを入れることにより、分割溝２上の樹脂を除去して切り込み溝５を形成した。この状態の樹脂層４ａは半硬化状態であるため、容易に切り込み溝５を形成することができた。
【００２７】
次に、図１（ｄ）に示すように、大気中オーブンにて、前記熱硬化性樹脂の硬化温度である１３０℃で１０分間熱処理し、半硬化状態の樹脂層４ａを本硬化させた。本硬化後の樹脂層４ｂはほぼ完全に硬化したものであった。本硬化後、樹脂層４ｂの切り込み溝５の部分を広げるように曲げ応力を加えて、セラミック基板１をモジュール毎に分割し、図１（ｅ）に示すような複数個のモジュール基板を得た。
【００２８】
得られた複数個のモジュール基板は、いずれも樹脂層４ｂの表面は平坦であり、またモジュール基板の端面には欠けもなく、良好に分割されたものであった。
この実施の形態によれば、樹脂層４を、この樹脂層４を構成する熱硬化性樹脂の硬化温度よりも２０℃〜４０℃低い温度がよく、３０℃低い温度付近が最もよく、この状態で熱処理して仮硬化させることにより、仮硬化後の樹脂層４ａが半硬化状態になるため、切り込み溝５を容易に形成することができる。また、樹脂層４を仮硬化するため、仮硬化することなく一挙に本硬化した場合と比べると、本硬化後の樹脂層４ｂの表面の平坦性を向上させることができる。
【００２９】
また、アルミナを９６％質量含有するセラミック材料からなる成形体の表面に、刃先がＶ字形状のカッター刃を押し当てて、深さ０．５ｍｍのＶ状の分割溝２を形成し、次いで、成形体を所定温度で燒結してセラミック基板を得た。以下、前記実施の形態と同様にして、複数個のモジュール基板を得た。
【００３０】
得られた複数個のモジュール基板は、前記実施の形態と同様に、いずれも樹脂層４ｂの表面は平坦であり、またモジュール基板の端面には欠けもなく、良好に分割されたものであった。
【００３１】
前記実施の形態では、セラミック基板１の部品実装面に分割溝２を形成したが、部品が実装されていない他方の面にも形成するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係るモジュール基板の製造方法によれば、分割溝が形成されたセラミック基板上に樹脂層を形成し、樹脂層を仮硬化させた後に、分割溝に対応させて樹脂層の表面から分割溝に至る切り込み溝を形成するので、セラミック基板のほぼ全面にわたって樹脂層を形成しても、樹脂層をモジュール毎に簡単に分割することができる。また、樹脂層を本硬化させた後にセラミック基板をモジュール毎に分割する際には、ダイサーなどを用いなくても分割溝と切り込み溝に沿って曲げ応力などを加えるだけで短時間に簡単に分割することができ、ダイサーを用いる場合のような水の付着のおそれもない。さらに、セラミック基板のほぼ全面にわたって樹脂層を形成するので、分割溝をマスクなどにより覆って樹脂層を形成する場合と比べると、表面が平坦な樹脂層を形成することができる。
【００３３】
したがって、本発明の製造方法によれば、低コストで信頼性が高いモジュール基板を得ることができる。
本発明の製造方法は、セラミック基板のほぼ全面にわたって樹脂層を形成するので、モジュール面積に対する樹脂層の占める割合が大きい、小型でしかも高密度に部品が実装されたモジュール基板の製造に好適に用いることができる。
【００３４】
また、セラミック基板の焼結前に分割溝を形成することにより、焼結後の硬度が比較的高いアルミナなどからなるセラミック基板でも、比較的容易に分割溝を形成することができる。
【００３５】
また、樹脂層を熱可塑性樹脂粉末を添加した熱硬化性樹脂から形成することにより、樹脂層の表面平坦性をより向上させることができる。
さらに、樹脂層を熱硬化性樹脂から形成するとともに、樹脂層を熱硬化性樹脂の硬化温度よりも２０〜４０℃低い温度で熱処理して仮硬化させることにより、樹脂層に簡単に切り込み溝を形成することができ、また、樹脂層の表面平坦性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるモジュール基板の製造方法を示す工程図
【図２】従来のモジュール基板の一製造方法を示す工程図
【図３】従来のモジュール基板の他の製造方法を示す工程図
【図４】従来のモジュール基板の製造方法において使用するメタルマスクの平面図
【図５】従来のモジュール基板の製造方法における樹脂の塗布方法を示す説明図
【符号の説明】
１    セラミック基板
２    分割溝
３    部品
４    樹脂層
４ａ  仮硬化後の樹脂層
４ｂ  本硬化後の樹脂層
５    切り込み溝
６    メタルマスク
６ａ  開口部
６ｂ  桟部
７    ディスペンサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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