(57)【要約】【課題】電子部品を複数搭載した多数個取り配線基板において各配線基板領域に正確に分割することが可能な小型のものとすること。【解決手段】多数個取り配線基板は、中央部に多数の配線基板領域５を縦横に配列したセラミックスから成る絶縁基体１の外周部に、セラミックスから成る枠体２がメタライズ金属層７を介在させて接合されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に多数の配線基板領域を縦横に配列したセラミックスから成る絶縁基体の外周部に、セラミックスから成る枠体がメタライズ金属層を介在させて接合されていることを特徴とする多数個取り配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や水晶振動子等の電子部品を搭載するための小型配線基板となる多数個の配列基板領域を広面積の絶縁基体に縦横に配列形成してなる多数個取り配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や水晶振動子等の電子部品を搭載するための小型の配線基板は、例えば、上面の中央部に電子部品が搭載される搭載部を有する略四角平板状の配線基板と、この配線基板の上面から内部または側面を介して下面に導出されるように配設された複数の配線導体とから成る。そして、この配線基板は、配線基板の搭載部に電子部品を搭載するとともに、電子部品の各電極を絶縁基体上面の配線導体に電気的に接続し、しかる後、配線基板および電子部品の上に例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る封止樹脂を電子部品を封止するように固着させることによって、製品としての電子装置となる。また、配線導体の配線基板下面に導出された部位を外部電気回路基板の配線導体に半田等の導電性接合材を介して接合することにより、搭載する電子部品が外部電気回路基板に電気的に接続される。
【０００３】
このような配線基板は、近時における電子装置の小型化の要求に伴い、極めて小さく薄いものとなってきている。そして、このような小型化、薄型化された配線基板は、そ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作が効率良くできるようにするために、多数個の配線基板を１枚の広面積の絶縁基体から同時集約的に得るように成した、いわゆる多数個取り配線基板の形態で製作されている。
【０００４】
このような多数個取り配線基板は、図５に示すように、略四角平板状の絶縁基体３１の中央部に各々が上面に電子部品３３を搭載する搭載部を有し、上面から下面にかけて複数の配線導体３４が配設された配線基板となる同一形状の多数の配線基板領域を、その方向を揃えて縦横の並びに一体的に配列形成して成る。
【０００５】
そして、各配線基板領域３５の搭載部に電子部品３３を半田等の半田バンプ３６を介して搭載するとともに、電子部品３３の電極を各配線基板領域３５上面の配線導体３４に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体３１に各電子部品３３を封止するように封止樹脂を固着させ、最後に絶縁基体３１を各配線基板領域３５に分割することによって多数の電子装置が同時集約的に製造される。
【０００６】
なお、このような多数個取り配線基板は、絶縁基体３１用のセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を準備するとともに、このグリーンシートの上面から下面にかけて配線導体３４となる金属ペーストを印刷塗布し、しかる後、グリーンシートおよび金属ペーストを高温で同時に焼成することによって製作されている。
【０００７】
また、絶縁基体３１を各配線基板領域３５に分割するには、絶縁基体３１の上下面に各配線基板領域３５を区切る分割溝を設けておき、この分割溝に沿って絶縁基体３１を撓折する方法や、絶縁基体３１をダイヤモンドカッターやレーザーカッターを使用して各配線基板領域３５に切断して分割するスライシング法，ダイシング法等が採用されている。
【０００８】
しかしながら、絶縁基体３１の厚みが薄くなるにつれて、絶縁基体３１の機械的強度が極めて弱くなったり、焼成工程において絶縁基体３１に反り等の変形が発生しやすくなるとともに、封止樹脂を搭載した際に封止樹脂と絶縁基体３１の熱膨張の差により反り等の変形が発生しやすくなるという問題点を有していた。そこで、上記問題点を解決する方法として、図３に示すような絶縁基体１１の外周部に枠体１２等の肉厚部を設けるという構成（下記特許文献１参照）、図４に示すような絶縁基体２１の各配線基板領域に枠体等の肉厚部２２を設けるという構成（下記特許文献２参照）が提案されている。また、図３においては、このような構成にすることで、絶縁基体１１上に電子部品１３を封止するように封止樹脂をモールドする際に、枠体１２を樹脂ダムとすることで、樹脂封止後の各配線基板の高さを一定にすることもできる（下記特許文献３参照）。
【０００９】
なお、図３において、１４は配線導体、１５は配線基板領域、１６は半田バンプであり、図４において、２３は電子部品、２４配線導体、２５は配線基板領域、２６は半田バンプである。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１８６４５９号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０８２２９号公報
【特許文献３】
特開２００１−１５６２１８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の多数個取り配線基板においては、さらなる配線基板の軽薄短小化に伴い、絶縁基体１１が極めて薄い場合は、絶縁基体１１の各配線基板領域１５を区切る分割溝を形成するのが困難になることから、絶縁基体１１を従来公知のスライシング法等で各配線基板領域１５に切断して分割する方法を採る必要がある。この場合、絶縁基体１１と枠体１２との厚みや形状が大きく異なることから、高温で焼成する際に絶縁基体１１と枠体１２との収縮や変形の差が顕著になり、外周近傍の配線基板領域１５の配列ラインが平面視において弧形状に変形するいう問題点を有していた。このため、電子部品１３を搭載して絶縁基体１１上に樹脂をモールドして封止した後、スライシング法等により配線基板領域１５を分割する際に配線基板上の配線導体や電子部品１３を切断してしまうという問題点があった。
【００１２】
また、上記特許文献２の多数個取り配線基板においては、各配線基板領域２５の外周に枠体２２が設置されるので、配線基板が大型化してしまうとともに、多数個取り配線基板内の配線基板の取数が低下し、生産性が低下するという問題点を有していた。
【００１３】
従って、本発明はかかる従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、電子部品を複数搭載した多数個取り配線基板において各配線基板領域に正確に分割することが可能な小型のものとすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の多数個取り配線基板は、中央部に多数の配線基板領域を縦横に配列したセラミックスから成る絶縁基体の外周部に、セラミックスから成る枠体がメタライズ金属層を介在させて接合されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の多数個取り配線基板によれば、中央部に多数の配線基板領域を縦横に配列したセラミックスから成る絶縁基体の外周部に、セラミックスから成る枠体がメタライズ金属層を介在させて接合されていることから、多数個取り配線基板のセラミックグリーンシート積層体を焼成する際に、厚みや形状が異なる絶縁基体および枠体の収縮や変形の差をメタライズ金属層が緩和するので、絶縁基体の外周近傍の配線基板の配列ラインが弧形状に変形するのを効果的に抑えることができる。従って、スライシング法等を用いて多数個取り配線基板を個々の配線基板に正確に分割することができる。また、各配線基板には枠体が設けられないこととなるので、配線基板を小型化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の多数個取り配線基板を以下に詳細に説明する。図１は、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、１はセラミックスから成る絶縁基体、２はセラミックスから成る枠体、３は電子部品、４は配線導体、５は配線基板領域である。なお、各配線基板領域５の境界を破線で示している。
【００１７】
本発明の多数個取り配線基板は、中央部に多数の配線基板領域５を縦横に配列したセラミックスから成る絶縁基体１の外周部に、セラミックスから成る枠体２がメタライズ金属層７を介在させて接合されている。
【００１８】
本発明の絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化珪素質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス等の焼結体（セラミックス）から成る。絶縁基体１は、一辺の長さが２０〜２００ｍｍで厚みが０．０２５〜０．２５ｍｍの略四角形の平板であるのがよく、小型の配線基板を多数個同時集約的に製作するための母材である。そして、この絶縁基体１の中央部には、各々が小型の配線基板となる１辺の長さが０．２〜１０ｍｍの略四角形状の同一形状をした多数の配線基板領域５が、その方向を揃えて縦横の並びに一体的に配列形成されている。
【００１９】
この絶縁基体１は、一辺の長さが２０ｍｍ未満では、多数個の配線基板を効率的に製作することが困難となり、他方２００ｍｍを超えると、２００μｍを超える大きな反りが発生しやすくなり、半導体素子等の電子部品３を搭載するのが困難となる。また絶縁基体１は、厚みが０．０２５ｍｍ未満であると、外力等により絶縁基体１に割れやクラックが発生しやすくなり、他方０．２５ｍｍを超えると、絶縁基体１を用いて得られる電子部品装置の薄型化が困難となる。
【００２０】
このような絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダおよび溶剤、可塑剤、分散剤等を添加混合して得たセラミックスラリ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によりシート状に成形してグリーンシートを得、これに適当な打ち抜き加工を施すとともに高温（約１６００℃）で焼成することで製作されている。
【００２１】
また、絶縁基体１の中央に配列形成された各配線基板領域５は、個々に分割されることにより、各々が電子部品３が搭載される小型の配線基板となる領域であり、その上面に電子部品３が搭載される搭載部を有しており、この搭載部には半導体素子等の電子部品３が半田バンプ６等を介して搭載される。また、その上面から下面にかけて貫通導体を介して導出するタングステンやモリブデン、銅、銀等の金属粉末焼結体から成る複数の配線導体４が配設されており、この配線導体４に配線基板領域５の上面に搭載された電子部品３の電極が半田バンプ６を介して電気的に接続される。
【００２２】
そして、各配線基板領域５の搭載部に、電子部品３をその電極と配線導体４とが半田バンプ６を介して接続されるようにして搭載した後、各配線基板領域５の上面の電子部品３を樹脂モールド等によって封止することによって、多数の電子装置となる。なお、図１の例では、電子部品３の電極と配線導体４とは半田バンプ６を介して接続されているが、電子部品３の電極と配線導体４とをボンディングワイヤ等の導電性接続線による接続手段により接続しても良いし、導電性樹脂による接続手段により接続しても良い。
【００２３】
この配線導体４は、例えばタングステン粉末焼結体から成る場合、タングステン粉末に適当な有機バインダ、溶剤、可塑剤、分散剤等を添加混合して得た金属ペーストを、絶縁基体１用のグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法によるり厚みが５〜４０μｍ程度の所定のパターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のグリーンシートとともに焼成することによって、各配線基板領域５の上面から下面にかけて形成される。また、配線導体４の露出表面には、酸化腐食防止と半田やろう材との接合性の向上のために、厚み１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と厚み０．１〜３μｍ程度の金めっき層が順次被着されていることがよい。
【００２４】
本発明の枠体２は、絶縁基体１と実質的に同じ組成のセラミックスから成り、基体１の上面の外周部に積層されて焼結されて接合されている。この枠体２は、枠体２用のグリーンシートに打ち抜き金型を用いて貫通孔を打ち抜くことで形成される。枠体２用のグリーンシートを、貫通孔が配線基板領域５全体を囲繞するようにして、絶縁基体１のグリーンシート上に積層した後、高温（約１６００℃）で焼成することで接合されている。
【００２５】
本発明においては、枠体２は絶縁基体１にメタライズ金属層７を介在して接合されている。このメタライズ金属層７は、枠体２と絶縁基体１との間に介在させることで、枠体２と絶縁基体１との厚みや形状の違いによる収縮や変形の差を抑制し、絶縁基体１の外周近傍の配線基板領域５の配列ラインが弧形状に変形するのを防止することができる。
【００２６】
またメタライズ金属層７は、例えばタングステン粉末焼結体から成る場合、タングステン粉末に適当な有機バインダ、溶剤、可塑剤、分散剤等を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１用のグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法により厚みが５〜４０μｍ程度の所定のパターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のグリーンシートおよび枠体２用のグリーンシートとともに焼成することによって、絶縁基体１と枠体２との間に介在させて形成される。また、メタライズ金属層７は、金属ペーストを枠体２用のグリーンシートに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のグリーンシートおよび枠体２用のグリーンシートとともに焼成することによって絶縁基体１と枠体２との間に介在させても構わない。
【００２７】
メタライズ金属層７の厚みは３〜４０μｍがよい。３μｍ未満では、メタライズ金属層７と絶縁基体１および枠体２との接合性が低下するために、変形が発生する危険性が増加する傾向がある。４０μｍを超えると、メタライズ金属層７の厚さを均一に形成することが困難となり、メタライズ金属層７に厚みのばらつきが発生し易くなるために、変形が発生する危険性が増大する傾向がある。
【００２８】
また、メタライズ金属層７は、絶縁基体１と枠体２との接合面積の５０％以上に介在しているのが好ましく、絶縁基体１と枠体２の配線基板領域５側に形成されているのがより好ましい。上記の接合面積の５０％以下であれば、絶縁基体１の外周部側の配線基板領域５の配列が弧形状に変形するのを防止する効果が小さくなってしまう。また、メタライズ金属層７が配線基板領域５側に形成されると、収縮や変形の影響が顕著に発生する部位にメタライズ金属層７が形成されるので、絶縁基体１の外周部側の配線基板領域５の配列が弧形状に変形するのをより効果的に防止できる。
【００２９】
また、絶縁基体１の配線基板領域５以外の部位および枠体２は、多数個取り配線基板を製造する際や搬送する際等にその取り扱いを容易としたり、多数個取り配線基板の位置決めや固定のために設けられた領域でもあることから、メタライズ金属層７は、枠体２の内側の絶縁基体１上面、絶縁基体１や枠体２の側面に延出して露出していてもよい。その場合、メタライズ金属層７を、製品の方向性や位置決め用のパターン、配線基板領域に電子部品を搭載する際の条件等を設定するためのテスト用パターンとして使用することができる。
【００３０】
また、枠体２の幅は０．５〜１０ｍｍ程度であり、絶縁基体１の幅（最大幅）の２．５〜１５％程度であるが、枠体２の厚みは絶縁基体１の厚みの０．５〜５倍が好ましい。０．５倍未満では、絶縁基体１の反り等の変形が発生し易くなる。５倍を超えると、絶縁基体１と枠体２の厚みの差が大きくなり、金属メタライズ層７の変形防止効果がより大きくなることはなくなる。
【００３１】
従って、本発明の多数個取り配線基板の各配線基板領域５の搭載部および配線導体４に電子部品３を接続し、樹脂モールド等によって封止した後、スライシング法等により各配線基板領域５を分割することによって、各配線基板領域５を正確に分割することができ、小型で高さの安定した電子装置を得ることができる。
【００３２】
かくして、本発明の多数個取り配線基板によれば、中央部に多数の配線基板領域を縦横に配列したセラミックスから成る絶縁基体の外周部に、セラミックスから成る枠体がメタライズ金属層を介在させて接合されていることから、多数個取り配線基板のグリーンシート積層体を焼成する際に外周部側に配列された配線基板領域の並びが変形するのを防止できる。従って、スライシング法等を用いて多数個取り配線基板を個々の配線基板に正確に分割することができる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施の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であれば種々の変更を施しても何等差し支えない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の多数個取り配線基板は、中央部に多数の配線基板領域を縦横に配列したセラミックスから成る絶縁基体の外周部に、セラミックスから成る枠体がメタライズ金属層を介在させて接合されていることにより、多数個取り配線基板のグリーンシート積層体を焼成する際に、厚みや形状が異なる絶縁基体および枠体の収縮や変形の差をメタライズ金属層が緩和するので、絶縁基体の外周部側に配列された配線基板が弧形状に変形するのを効果的に抑えることができる。従って、スライシング法等を用いて多数個取り配線基板を個々の配線基板に正確に分割することができる。また、各配線基板には枠体が設けられないこととなるので、配線基板を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多数個取り配線基板について実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の多数個取り配線基板の平面図である。
【図３】従来の多数個取り配線基板の一例を示す断面図である。
【図４】従来の多数個取り配線基板の他の例を示す断面図である。
【図５】従来の多数個取り配線基板の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：絶縁基体
２：枠体
３：電子部品
７：メタライズ金属層
【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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