(57)【要約】【課題】分割処理によるバリ、カケ及び実装時のハンドリングによる割れの発生を低減することが可能な高実装密度の複数個取り用大型基板を提供する。【解決手段】第１の無機組成物を焼結させてなる第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みが厚く、第２の無機組成物を第１の無機組成物よりも高温で焼結させてなる第２絶縁層とを積層し、かつ、前記第１絶縁層を最上層に位置させた積層体１の上面に分割溝２を形成してなる複数個取り用大型基板１０であって、前記分割溝の深さＤ１を前記積層体の最上層に配設されている第１絶縁層の厚みＴよりも大となした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無機組成物を焼結させてなる第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みが厚く、第２の無機組成物を第１の無機組成物よりも高温で焼結させてなる第２絶縁層とを積層し、かつ、前記第１絶縁層を最上層に位置させた積層体の上面に分割溝を形成してなる複数個取り用大型基板であって、
前記分割溝の深さＤ１を前記積層体の最上層に配設されている第１絶縁層の厚みＴよりも大となしたことを特徴とする複数個取り用大型基板。
【請求項２】
前記分割溝が断面Ｖ字状をなしており、その下方に前記分割溝の最深部を起点とするスリットが下方に向かって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複数個取り用大型基板。
【請求項３】
前記スリットの長さＤ２が前記分割溝の深さＤ１に対し２％〜３０％に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の複数個取り用大型基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の製造に用いられる複数個取り用大型基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板は、半導体装置や複合電子部品等に幅広く用いられており、複数個取り用大型基板から分割処理することにより得られていた。
従来の複数個取り用大型基板は、複数の絶縁層からなる積層体の上面に、分割溝が形成されており、分割溝によって複数の基板領域が有してなる構成のものがあり、形成された分割溝を基準にして、隣接し合う基板領域を抗折するような応力を加えることにより、複数の回路基板に分割されるようにしている。尚、分割溝の形成を上面に加えて下面にも形成することで、分割処理によるバリやカケの発生を少なくすることが可能となり、更には、分割溝を深く形成することで、その効果を大きくした構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような複数個取り用大型基板は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、無機組成物を含む複数個のグリーンシート３１ａ〜３１ｃを用意し、積層する工程と、得られた積層体３１の上面に、ブレードの刃先を垂直に押し当てて、縦横方向に延びる分割溝３２を形成する工程と、積層体３１を所定の温度条件にて焼成することにより、無機組成物を焼結させて複数個取り用大型基板３０を得る工程とによって製作される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３１０８２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の複数個取り用大型基３０板は、積層体３１を焼成して、無機組成物を焼結させる工程において、積層体３１が焼結に伴って収縮することから、上面に形成された分割溝３２は深さが浅くなるとともに、幅についても狭くなり、分割溝の側面が最深部付近で再接合することもあった。従って、焼結後の分割溝が浅くなり、分割処理した際にバリやカケが発生しやすくなるという欠点を有していた。
【０００６】
また、分割処理をスムーズに行うために、分割溝を深く形成した複数個取り用大型基板においては、実装時のハンドリングによって割れが発生してしまうことがあり、更には、深く形成するとともに分割溝の幅も広くなってしまうので、実装密度も低下してしまう欠点を有していた。
【０００７】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、分割処理によるバリ、カケ及び実装時のハンドリングによる割れの発生を低減することが可能な高実装密度の複数個取り用大型基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の複数個取り用大型基板は、第１の無機組成物を焼結させてなる第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みが厚く、第２の無機組成物を第１の無機組成物よりも高温で焼結させてなる第２絶縁層とを積層し、かつ、前記第１絶縁層を最上層に位置させた積層体の上面に分割溝を形成してなる複数個取り用大型基板であって、前記分割溝の深さＤ１を前記積層体の最上層に配設されている第１絶縁層の厚みＴよりも大となしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の複数個取り用大型基板は、前記分割溝が断面Ｖ字状をなしており、その下方に前記分割溝の最深部を起点とするスリットが下方に向かって形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
更に、本発明の複数個取り用大型基板は、前記スリットの長さＤ２が前記分割溝の深さＤ１に対し２％〜３０％に設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の複数個取り用大型基板によれば、積層体１の焼成時に、第１絶縁層を焼結させる温度領域では、第１絶縁層の焼結に伴う収縮の面方向を、未焼結状態の第２絶縁層が抑制するので、第１絶縁層は、厚み方向に大きく焼結して面方向の寸法がほぼ維持されることとなる。従って、最上層には第１絶縁層が形成されているので、分割溝の上方部の幅は、焼成前とほぼ同じ幅を維持した状態となる。加えて、前記分割溝の深さＤ１を前記積層体の最上層に配設されている第１絶縁層の厚みＴよりも大となしたことにより、第２絶縁層を焼結させる温度領域では、分割溝の上方部で焼結完了した第１絶縁層が、第２絶縁層の焼結に伴う収縮の面方向を抑制するので、分割溝の側面は、焼結に伴って収縮が働いても接近しないので再接合は起こりにくくなり、分割処理によるバリやカケの発生を低減することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の複数個取り用大型基板によれば、分割溝の上方部で焼結完了した第１絶縁層が、分割溝の側面を焼結に伴って広がるような応力が働く。加えて、前記分割溝が断面Ｖ字状をなしておることにより、その下方に前記分割溝の最深部を起点とするスリットが下方に向かって形成されるので、断面Ｖ字状をなす分割溝の最上層における幅は狭くても、実質的には深い分割溝が形成されて分割処理を行いやすいものとなり、実装密度を高くすることができる。
【００１３】
更に、本発明の複数個取り用大型基板によれば、前記スリットの長さＤ２が前記分割溝の深さＤ１に対し２％〜３０％に設定されていることにより、実装時のハンドリングによる割れが発生を低減することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の複数個取り用大型基板の断面図、図２は図１の複数個取り用大型基板の要部拡大断面図であり、図中の１は積層体であり、積層体１の上面には、分割溝２が形成されている。
【００１５】
前記積層体１は、第１絶縁層１ａと、第２絶縁層１ｂとを積層した構造を有している。多層回路基板１の内部及び表層には、図示しない配線導体が形成されており、表層の配線導体は、主に電子部品素子の搭載部となる接続パッドとして機能し、内部の配線導体及びビアホール導体は、主に各回路素子を電気的に接続する配線や、インダクタやキャパシタ等の回路素子として機能する。
【００１６】
第１絶縁層１ａは第１の無機組成物から、また第２絶縁層１ｂは第２の無機組成物から成り、これら無機組成物の材料としては、例えば８００℃〜１２００℃の比較的低い温度で焼成が可能なガラス−セラミック材料が好適に用いられる。ガラス−セラミック材料にはガラス粉末及びセラミック粉末が含まれ、ガラス粉末は３０〜１００重量部含まれており、ガラス粉末を除く材料がセラミック粉末となる。
【００１７】
本実施形態においては、例えば、第１絶縁層１ａをガラス粉末が８５重量部、第２絶縁層１ｂはガラス粉末を５５重量部の組成から成る材料により製作した。
【００１８】
ガラス粉末の具体的な組成としては、例えば、必須成分として、ＳｉＯ２を２０〜７０重量部、Ａｌ２Ｏ３を０．５〜３０重量部、ＭｇＯを３〜６０重量部、また任意成分として、ＣａＯを０〜３５重量部、ＢａＯを０〜３５重量部、ＳｒＯを０〜３５重量部、Ｂ２Ｏ３を０〜２０重量部、ＺｎＯを０〜３０重量部、ＴｉＯ２を０〜１０重量部、Ｎａ２Ｏを０〜３重量部、Ｌｉ２Ｏを０〜５重量部含むものが用いられる。
【００１９】
セラミック粉末としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＴｉＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＢａＴｉ４Ｏ９、ＺｒＴｉＯ４、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２から選ばれる１種以上が用いられる。
【００２０】
上記組成のガラス粉末とセラミック粉末との組み合わせによれば、１０００℃以下での低温焼結が可能となるとともに、配線導体として、銀（融点９６０℃）、銅（融点１０８３℃）、金（融点１０６３℃）などの低抵抗導体を用いて形成することが可能となり、低損失な回路を作成できる。また、誘電率の制御も可能であり、高誘電率化による回路の小型化、低損失化、あるいは、低誘電率化による高速伝送化に適している。しかも、上記の範囲で種々組成を制御することによって、焼成収縮挙動を容易に制御、変更することができる。
【００２１】
尚、配線導体やビアホール導体は銀、銅、金のいずれか一種を含む導電材料からから成り、その厚みは例えば５〜２５μｍに設定される。
【００２２】
また、ビアホール導体の直径は任意に設定することができ、ビアホール導体が埋設される絶縁層の厚みが１０〜３００μｍの場合、ビアホール導体の直径は例えば５０〜３００μｍに設定される。
【００２３】
上述した複数個取り用大型基板は、以下の工程を含むものである。
（工程１）
第１の無機組成物から成る第１絶縁層１ａ、第２の無機組成物から成る第２絶縁層１ｂは、例えば上述したガラス粉末とセラミック粉末とを組み合わせた粉末に、有機バインダと有機溶剤及び必要に応じて可塑剤とを混合してスラリー化し、このスラリーを用いてドクターブレード法などによりテープ成形を行い、所定寸法に切断することによって得られるセラミックグリーンシートである。
【００２４】
このとき、第１絶縁層１ａは、第２絶縁層１ｂに比して厚みが薄く形成されており、第１絶縁層１ａの各々の厚みは、例えば２〜１５０μｍに設定され、第２絶縁層１ｂの各々の厚みは、例えば１０〜３００μｍに設定される。
【００２５】
次に、第１絶縁層と第２絶縁層とを貼り合わせ、得られたシートにパンチングなどによって貫通孔を形成し、その貫通孔内に導体ペーストを充填してビアホール導体３を形成し、シートの主面には導体ペーストをスクリーン印刷法などによって被着させて配線導体２を形成する。
【００２６】
本実施形態においては、例えば、第１の無機組成物はガラス粉末が、ＳｉＯ２を４０重量部、Ａｌ２Ｏ３を２重量部、ＭｇＯを１５重量部、ＣａＯを１重量部、ＢａＯを１５重量部、ＢＯ３を２０重量部、ＺｎＯを１重量部、ＴｉＯ２を０．５重量部、Ｎａ２Ｏを０．５重量部、Ｌｉ２Ｏを５重量部と、セラミック粉末が、ＭｇＴｉＯ３を１５重量部の組成から成り、また第２の無機組成物はガラス粉末が、ＳｉＯ２を４０重量部、Ａｌ２Ｏ３を２重量部、ＭｇＯを１５重量部、ＣａＯを１重量部、ＢａＯを１５重量部、ＢＯ３を２０重量部、ＺｎＯを１重量部、ＴｉＯ２を０．５重量部、Ｎａ２Ｏを０．５重量部、Ｌｉ２Ｏを５重量部、セラミック粉末が、Ａｌ２Ｏ３を４５重量部含む材料から成っている。
【００２７】
これらの無機組成物に、有機バインダとしてアクリルバインダ、有機溶剤としてトルエンを添加してなるスラリーを調整し、それぞれ第１絶縁層１ａ、第２絶縁層１ｂとなるセラミックグリーンシートを形成した。
【００２８】
そして、配線導体とビアホール導体の材料は、例えば、銀粉末に、有機バインダとしてエチルセルロース、有機溶剤として２−２−４−トリメチル−３−３−ペンタジオールモノイソブチレートを添加して成るペーストを用いた。
【００２９】
このようにして得られた各シートを、所定の積層順序に応じて積層して積層体１を形成する。
【００３０】
（工程２）
次に、得られた積層体１の上面に、ブレードの刃先を垂直に押し込んで、深さが第１絶縁層１ａの厚みよりも大となるように、分割溝２を形成する。本実施形態においては、ブレードの刃先の角度は、２０〜４０度に設定されており、積層体１の厚みの７〜１３％の深さまで押し込むことにより、分割溝２を形成した。
【００３１】
このような分割溝２は、縦横方向に延びるようにして形成することで、複数の基板領域を形成している。
【００３２】
尚、本実施形態においては、分割溝２を、縦、横にそれぞれ平行して複数形成するようにしている。
【００３３】
（工程３）
そして最後に、上述の分割溝２を形成した積層体１を、第１の無機組成物を焼結させる温度領域と、第２の無機組成物を焼結させる温度領域とを経て、一体焼成することにより、図１に示すような複数個取り用大型基板１０が得られる。
【００３４】
上述の工程１〜３を経て得られた複数個取り用大型基板は、複数の絶縁層からなる積層体１の上面に、分割溝２が形成されており、分割溝２によって複数の回路基板領域を有した構成となり、形成された分割溝２を基準にして、隣接し合う回路基板領域を抗折するような応力を加えることにより、複数の回路基板に分割されるようになっている。
【００３５】
積層体１の焼成時に、第１絶縁層１ａを焼結させる温度領域では、第１絶縁層１ａの焼結に伴う収縮の面方向を、未焼結状態の第２絶縁層１ｂが抑制するので、第１絶縁層１ａは、厚み方向に大きく焼結して面方向の寸法がほぼ維持されることとなる。
【００３６】
従って、最上層には第１絶縁層１ａが形成されているので、分割溝２の上方部の幅は、焼成前とほぼ同じ幅を維持した状態となる。
【００３７】
加えて、分割溝２の深さＤ１を積層体１の最上層に配設されている第１絶縁層１ａの厚みＴよりも大となしたことにより、第２絶縁層１ｂを焼結させる温度領域では、分割溝２の上方部で焼結完了した第１絶縁層が、第２絶縁層の焼結に伴う収縮の面方向を抑制するので、分割溝２の側面は、焼結に伴って収縮が働いても接近しないので再接合は起こりにくくなり、分割処理によるバリやカケの発生を低減することが可能となる。
【００３８】
本実施形態においては、第１絶縁層１ａは焼結に伴って収縮が開始する温度が６９０℃、第２絶縁層１ｂは焼結に伴って収縮が開始する温度が７８３℃となる無機組成物により形成しており、この結果、積層体１の焼成収縮が終了した時の面方向の線収縮率が３％と小さい複数個取り用大型基板１０を得ることができた。
【００３９】
焼成における体積収縮については、工程３において第２絶縁層１ｂが収縮を開始するまでの間に、第１絶縁層１ａは、その全収縮量に対し９０％に相当する体積収縮が完了していることが望ましく、更に望ましくは９５％以上完了していることである。
【００４０】
ここで収縮の開始とは、無機組成物の焼結に伴う収縮が開始されることを意味している。絶縁層に含まれる有機バインダは加熱により分解、除去され、この際、０〜１％程度の収縮が発生することがあるが、これはバインダの除去に伴うものであり、無機組成物の焼結による実質的な収縮とは別のものである。脱バインダ温度は使用するバインダにより異なるが、アクリルあるいはメタクリルバインダでは５００℃、ブチラールバインダでは６００℃程度までに終了する。
【００４１】
一方、焼成における収縮開始温度については、その温度の差が１０℃以上であることが望ましく、更に望ましくは２０℃以上である。このような工程３を経て積層体は焼成収縮が終了するが、本発明において、この焼成収縮の終了とは、全体積収縮が９９％以上進行した時点を意味する。
【００４２】
また、分割溝２の上方部で焼結完了した第１絶縁層１ａが、分割溝２の側面を焼結に伴って広がるような応力が働く。加えて、分割溝２が断面Ｖ字状をなしていることにより、その下方に分割溝２の最深部を起点とするスリット３が下方に向かって形成されるので、断面Ｖ字状をなす分割溝２の最上層における幅は狭くても、実質的には深い分割溝２が形成されて分割処理を行いやすいものとなり、実装密度を高くすることができる。
【００４３】
更に、本実施形態の複数個取り用大型基板１０においては、スリット３の長さＤ２が分割溝２の深さＤ１に対し２％〜３０％に設定されていることにより、実装時のハンドリングによる割れが発生を低減することが可能となる。
【００４４】
尚、本発明は上述の実施形態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内で種々の変更、改良等が可能である。
【００４５】
例えば上述の実施形態では、第１絶縁層の形成にセラミックグリーンシートを用い、これを第２絶縁層の形成に用いられるセラミックグリーンシートと貼り合わせて使用するようにしたが、これに代えて、第１絶縁層の形成にペースト状になした第１の無機組成物を用い、これを第２絶縁層の形成に用いられるセラミックグリーンシートの主面に、印刷等で塗布して直接形成するようにしても良い。この場合、厚みの薄い第１絶縁層がペーストの塗布等によって比較的簡単に形成されるようになり、厚みの薄い第１絶縁層をセラミックグリーンシート等で構成する場合に比し第１絶縁層を形成する際の作業性が良好となり、多層回路基板の生産性を向上させることができる利点もある。
【００４６】
また、上述の実施形態では、積層体の上面に分割溝を形成するようにしたが、これに加えて分割溝を下面にも形成してもよく、このような構成にすれば、分割処理時の破断面が精度良く形成されやすくなり、バリやカケの発生を少なくすることが可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の複数個取り用大型基板によれば、積層体１の焼成時に、第１絶縁層を焼結させる温度領域では、第１絶縁層の焼結に伴う収縮の面方向を、未焼結状態の第２絶縁層が抑制するので、第１絶縁層は、厚み方向に大きく焼結して面方向の寸法がほぼ維持されることとなる。従って、最上層には第１絶縁層が形成されているので、分割溝の上方部の幅は、焼成前とほぼ同じ幅を維持した状態となる。加えて、前記分割溝の深さＤ１を前記積層体の最上層に配設されている第１絶縁層の厚みＴよりも大となしたことにより、第２絶縁層を焼結させる温度領域では、分割溝の上方部で焼結完了した第１絶縁層が、第２絶縁層の焼結に伴う収縮の面方向を抑制するので、分割溝の側面は、焼結に伴って収縮が働いても接近しないので再接合は起こりにくくなり、分割処理によるバリやカケの発生を低減することが可能となる。
【００４８】
また、本発明の複数個取り用大型基板によれば、分割溝の上方部で焼結完了した第１絶縁層が、分割溝の側面を焼結に伴って広がるような応力が働く。加えて、前記分割溝が断面Ｖ字状をなしておることにより、その下方に前記分割溝の最深部を起点とするスリットが下方に向かって形成されるので、断面Ｖ字状をなす分割溝の最上層における幅は狭くても、実質的には深い分割溝が形成されて分割処理を行いやすいものとなり、実装密度を高くすることができる。
【００４９】
更に、本発明の複数個取り用大型基板によれば、前記スリットの長さＤ２が前記分割溝の深さＤ１に対し２％〜３０％に設定されていることにより、実装時のハンドリングによる割れが発生を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る複数個取り用大型基板の外観斜視図である。
【図２】図１の複数個取り用大型基板の要部拡大断面図である。
【図３】従来の複数個取り用大型基板の製造工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１・・・積層体
１ａ・・・第１絶縁層
１ｇ・・・第２絶縁層
２・・・分割溝
３・・・スリット
【図１】
2004296721.tif 000003
【図２】
2004296721.tif 000004
【図３】
2004296721.tif 000005