JP2011071374A - Multicavity wiring substrate and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、広面積の母基板中に各々が半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載するための小型の配線基板となる多数の配線基板領域を縦横の並びに配列してなる多数個取り配線基板、およびその製造方法に関するものである。 In the present invention, a large number of wiring board regions, each of which is a small wiring board for mounting electronic components such as semiconductor elements and piezoelectric vibrators, are arranged in a vertical and horizontal arrangement on a large-area mother board. The present invention relates to a wiring board and a manufacturing method thereof.
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に用いられる電子部品収納用パッケージとして、図3に断面図で示すように、上面に電子部品8の搭載部1aを有するセラミック基板1と、セラミック基板1の上面の搭載部1aの外周部にろう材を含む接合材6を介して接合された金属枠体7とを備える配線基板が用いられている。この金属枠体7は電子部品8を搭載後に電子部品8を封止するための蓋体9を接合するためのものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an electronic component storage package used for mounting electronic components such as semiconductor elements and crystal resonators, as shown in a cross-sectional view in FIG. And a
また、この電子部品収納用パッケージは、近年の電子装置の小型化の要求に伴い、その大きさが数mm角程度の極めて小さなものとなってきている。これにより、セラミック基板1は、複数個の配線基板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を効率よくするために、1枚の広面積の母基板中から複数個の配線基板を同時集約的に得るようになした、いわゆる多数個取りの形態で製作されている(例えば、特許文献1を参照。)。
In addition, the electronic component storage package has become extremely small with a size of about several millimeters square in accordance with the recent demand for downsizing of electronic devices. As a result, the
しかしながら、多数個取り配線基板の母基板に金属枠体をろう材を介して接合する場合には、母基板の寸法ばらつきや金属枠体をろう付けするための加熱通炉中の振動等によって、金属枠体の位置ずれが発生して、その結果、電子部品を搭載するときに、電子部品が金属枠体に接触して破損したり、蓋体を接合して封止した後に気密性が劣化して、信頼性が損なわれたりするといった問題点があった。 However, when joining a metal frame to a mother board of a multi-piece wiring board via a brazing material, due to variations in the dimensions of the mother board, vibration in a heating furnace for brazing the metal frame, etc. As a result of the displacement of the metal frame, as a result, when the electronic component is mounted, the electronic component contacts the metal frame and breaks, or the airtightness deteriorates after the lid is joined and sealed As a result, there is a problem that reliability is impaired.
本発明はかかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、セラミック焼結体からなる母基板に対する金属枠体の位置精度を向上させることができるとともに、電子部品を安定して動作させて信頼性を保つことが可能な多数個取り配線基板を提供することにある。 The present invention has been devised in view of such problems, and its purpose is to improve the positional accuracy of the metal frame relative to the mother substrate made of a ceramic sintered body and to operate the electronic component stably. It is an object of the present invention to provide a multi-piece wiring board that can maintain reliability.
本発明の多数個取り配線基板は、セラミック焼結体からなる母基板の上面に、電子部品の搭載部を有する四角形状の複数の配線基板領域が縦横の並びに配列され、前記搭載部を取り囲んで形成された枠状のメタライズ層にろう材を介して金属枠体が接合されるとともに、前記母基板の下面に前記配線基板領域の境界に沿って分割溝が形成された多数個取り配線基板であって、前記母基板の上面に、前記配線基板領域の境界に沿って前記メタライズ層の外周に接するように凹部が形成されているとともに、該凹部から前記メタライズ層の上面よりも上に突出する、前記母基板よりも空孔率が高いセラミック焼結体材料からなる突出材が設けられていることを特徴とするものである。 In the multi-piece wiring board of the present invention, a plurality of rectangular wiring board regions having mounting parts for electronic components are arranged vertically and horizontally on the upper surface of a mother board made of a ceramic sintered body, and surround the mounting part. A multi-piece wiring board in which a metal frame is bonded to the formed frame-shaped metallized layer via a brazing material, and a dividing groove is formed along the boundary of the wiring board region on the lower surface of the mother board. In addition, a recess is formed on the upper surface of the mother substrate so as to contact the outer periphery of the metallized layer along the boundary of the wiring board region, and protrudes above the upper surface of the metallized layer from the recess. A protruding member made of a ceramic sintered body material having a higher porosity than the mother substrate is provided.
また、本発明の多数個取り配線基板は、上記構成において、前記凹部および前記分割溝は、それぞれの幅方向の中央部同士が上下で重なる位置にあることを特徴とするものである。 Further, the multi-piece wiring board of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the concave portion and the dividing groove are in positions where the central portions in the width direction overlap each other in the vertical direction.
また、本発明の多数個取り配線基板は、上記構成において、前記凹部は、底面が前記分割溝の先端と対向する部位で最も深くなっていることを特徴とするものである。 The multi-piece wiring board according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the concave portion is deepest at a portion where the bottom surface is opposed to the tip of the dividing groove.
本発明の多数個取り配線基板の製造方法は、セラミック焼結体からなる母基板の上面に、電子部品の搭載部を有する四角形状の複数の配線基板領域が縦横の並びに配列され、前記搭載部を取り囲んで形成された枠状のメタライズ層に金属枠体が接合されるとともに、前記母基板の下面に前記配線基板領域の境界に沿って分割溝が形成された多数個取り配線基板を製造する多数個取り配線基板の製造方法であって、複数のセラミックグリーンシートを加工し積層して、上面に電子部品の搭載部が枠状のメタライズ層で取り囲まれた四角形状の複数の配線基板領域を縦横の並びに配列した積層体を作製する工程と、前記積層体の下面に前記配線基板領域の境界に沿って分割溝を形成するとともに、前記積層体の上面の前記配線基板領域の境界に沿って前記メタライズ層の外周に接するように凹部を形成する工程と、前記セラミックグリーンシートよりも有機成分の割合が大きいセラミックペーストを、前記凹部に、前記凹部から前記メタライズ層の上面よりも上に突出するように塗布する工程と、前記セラミックペーストが塗布された前記積層体を焼成して母基板とした後、前記セラミックペーストが焼成されてなる突出材の内側に金属枠体を前記メタライズ層と位置合わせして配置して、前記金属枠体をろう材を介して前記メタライズ層に接合する工程とを備えることを特徴とするものである。 In the method for manufacturing a multi-cavity wiring board according to the present invention, a plurality of rectangular wiring board regions having mounting parts for electronic components are arranged vertically and horizontally on the upper surface of a mother board made of a ceramic sintered body, A metal frame body is bonded to a frame-shaped metallization layer formed so as to surround the substrate, and a multi-piece wiring board in which a dividing groove is formed along the boundary of the wiring board region on the lower surface of the mother board is manufactured. A method of manufacturing a multi-piece wiring board, in which a plurality of ceramic green sheets are processed and laminated, and a plurality of rectangular wiring board regions in which an electronic component mounting portion is surrounded by a frame-like metallized layer on the upper surface are formed. A step of producing stacked bodies arranged vertically and horizontally, and forming a dividing groove along the boundary of the wiring board region on the lower surface of the stacked body, and along the boundary of the wiring board region on the upper surface of the stacked body. Forming a recess so as to be in contact with the outer periphery of the metallized layer, and a ceramic paste having a larger organic component ratio than the ceramic green sheet, and projecting from the recess above the upper surface of the metallized layer. Applying the ceramic paste and firing the laminated body coated with the ceramic paste to form a mother substrate, and then positioning the metal frame and the metallized layer on the inner side of the protruding material formed by firing the ceramic paste And a step of joining the metal frame body to the metallized layer through a brazing material.
本発明の多数個取り配線基板によれば、母基板の上面に、配線基板領域の境界に沿ってメタライズ層の外周に接するように凹部が形成されているとともに、この凹部からメタライズ層の上面よりも上に突出する、母基板よりも空孔率が高いセラミック焼結体材料からなる突出材が設けられていることから、この突出材が母基板に対する金属枠体のメタライズ層の外周からの位置ずれを防止して、金属枠体をメタライズ層に精度よく接合することができるので、電子部品を搭載するときの電子部品の破損や、蓋体を接合して封止した後の気密性の劣化を効果的に防止することができる。また、突出材は母基板よりも空孔率が高いセラミック焼結体材料からなることから、母基板を配線基板領域の境界に沿って分割する際には境界に沿って突出材自体が確実に破断するので、それぞれの配線基板領域を精度よく分割することができる。 According to the multi-cavity wiring board of the present invention, the recess is formed on the upper surface of the mother board so as to contact the outer periphery of the metallization layer along the boundary of the wiring board region. Since the projecting material made of a ceramic sintered body material having a higher porosity than the mother substrate is provided, the projecting material is positioned from the outer periphery of the metallization layer of the metal frame to the mother substrate. The metal frame can be bonded to the metallized layer with high accuracy by preventing misalignment, so damage to the electronic components when mounting electronic components and deterioration of airtightness after bonding and sealing the lid Can be effectively prevented. In addition, since the projecting material is made of a sintered ceramic material having a higher porosity than the mother board, when the mother board is divided along the boundary of the wiring board region, the projecting material itself is surely aligned along the boundary. Since it breaks, each wiring board area | region can be divided | segmented accurately.
また、本発明の多数個取り配線基板によれば、凹部および分割溝は、それぞれの幅方向の中央同士が上下で重なる位置にあるときには、分割溝からの抗折力が重なる位置の凹部に向かって作用して、配線基板領域を分割溝および凹部に沿って良好に四角形状に分割することができることから、それぞれの配線基板領域を精度よく分割することができる。 Further, according to the multi-cavity wiring board of the present invention, when the center in the width direction of each of the recesses and the division grooves is in a position where they overlap each other, the recesses and the division grooves are directed toward the depressions where the bending force from the division grooves overlaps. Thus, the wiring board region can be divided into a quadrangular shape well along the dividing groove and the recess, so that each wiring board region can be divided with high accuracy.
また、本発明の多数個取り配線基板によれば、凹部は、底面が分割溝の先端と対向する部位で最も深くなっているときには、分割溝からの抗折力を凹部に向けて垂直方向に確実に作用させることができることから、配線基板領域に分割したときのクラックやバリの発生を効果的に防止することができる。 Further, according to the multi-cavity wiring board of the present invention, when the concave portion is deepest at the portion where the bottom surface is opposed to the tip of the dividing groove, the bending force from the dividing groove is directed vertically toward the concave portion. Since it can act reliably, generation | occurrence | production of a crack and a burr | flash when it divides | segments into a wiring board area | region can be prevented effectively.
本発明の多数個取り配線基板の製造方法によれば、複数のセラミックグリーンシートを加工し積層して、上面に電子部品の搭載部が枠状のメタライズ層で取り囲まれた四角形状の複数の配線基板領域を縦横の並びに配列した積層体を作製する工程と、積層体の下面に配線基板領域の境界に沿って分割溝を形成するとともに、積層体の上面の配線基板領域の境界に沿ってメタライズ層の外周に接するように凹部を形成する工程と、セラミックグリーンシートよりも有機成分の割合が大きいセラミックペーストを、凹部に、凹部からメタライズ層の上面よりも上に突出するように塗布する工程と、セラミックペーストが塗布された積層体を焼成して母基板とした後、セラミックペーストが焼成されてなる突出材の内側に金属枠体をメタライズ層と位置合わせして配置して、金属枠体をろう材を介してメタライズ層に接合する工程とを具備することから、メタライズ層の外周に接するように形成した凹部に突出材として空孔率の高いセラミック焼結体材料からなるものを形成することができるので、金属枠体と母基板のメタライズ層との位置ずれを防止できるとともに、配線基板領域に分割したときのクラックやバリの発生を効果的に防止することができる。 According to the method of manufacturing a multi-cavity wiring board of the present invention, a plurality of rectangular green wirings in which a plurality of ceramic green sheets are processed and laminated, and an electronic component mounting portion is surrounded by a frame-like metallized layer on the upper surface. A step of manufacturing a laminated body in which substrate regions are arranged vertically and horizontally, and a dividing groove is formed on the lower surface of the laminated body along the boundary of the wiring substrate region, and metallization is performed along the boundary of the wiring substrate region on the upper surface of the laminated body. A step of forming a recess so as to be in contact with the outer periphery of the layer, and a step of applying a ceramic paste having a larger organic component ratio than the ceramic green sheet to the recess so as to protrude above the upper surface of the metallized layer from the recess. After firing the laminated body coated with the ceramic paste to form a mother substrate, the metal frame and the metallized layer on the inside of the protruding material obtained by firing the ceramic paste The metal frame body is bonded to the metallized layer through the brazing material, and the porosity is high as a projecting material in the recess formed to be in contact with the outer periphery of the metallized layer. Since it is possible to form a ceramic sintered body material, it is possible to prevent misalignment between the metal frame and the metallization layer of the mother board, and to effectively generate cracks and burrs when divided into wiring board areas. Can be prevented.
本発明の多数個取り配線基板について、添付の図面を参照しつつ説明する。 A multi-piece wiring board of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
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、図2は図1におけるa部を拡大した断面図である。図1および図2において、1はセラミック焼結体からなる母基板、1aは電子部品(図示せず)の搭載部、2はメタライズ層、3は分割溝、4は凹部、5は突出材、6はろう材、7は金属枠体である。また、破線で示す9は電子部品を搭載した後に金属枠体7に接合される蓋体である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of the multi-piece wiring board of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part in FIG. 1 and 2, 1 is a mother substrate made of a ceramic sintered body, 1a is a mounting portion for an electronic component (not shown), 2 is a metallized layer, 3 is a dividing groove, 4 is a recess, 5 is a protruding material, 6 is a brazing material and 7 is a metal frame.
母基板1は、例えば酸化アルミニウム質焼結体,窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック焼結体からなり、上面には、電子部品の搭載部1aを有する四角形状の複数の配線基板領域が縦横の並びに配列されている。また、それぞれの搭載部1aを取り囲むようにして、金属枠体7がろう材6を介して接合されるメタライズ層2が形成されている。
The
このような母基板1は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、アルミナ,シリカ,マグネシアおよびカルシア等の原料粉末に適当な有機バインダおよび溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これを周知のドクターブレード法を採用してシート状に形成してセラミックグリーンシートを準備するとともに、これに例えば打ち抜き金型を用いて打ち抜き加工を施し、これらのセラミックグリーンシートに、電子部品の搭載部1aを有する四角形状の複数の配線基板領域に対応して配線導体となる配線メタライズ層(図示せず)および金属枠体7を接合するためのメタライズ層2となるタングステン,モリブデンおよびマンガン等の金属ペーストをスクリーン印刷法によりそれぞれ所定のパターンに印刷塗布し、しかる後、これらのセラミックグリーンシートを上下に積層してセラミックグリーンシート積層体として、このセラミックグリーンシート積層体を還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成することによって形成される。
If such a
母基板1の下面には、搭載部1aを有する複数の配線基板領域の境界に沿って分割溝3が形成されている。分割溝3は、その断面形状が略V字状であり、母基板1の厚さや材質等により異なるが、母基板1の厚さが0.2〜3mmである場合に、その深さが0.05〜1.5mm程度であり、その開口幅が0.01〜0.2mm程度である。このような分割溝3は、母基板1用のセラミックグリーンシート積層体の下面にカッター刃や金型等を押し付けて切り込みを入れておくことによって形成される。
Divided
母基板1の上面には、複数の配線基板領域の境界に沿って、少なくともメタライズ層2の外周と接する範囲に凹部4が形成されており、この凹部4からメタライズ層2の上面よりも上に突出する突出材5が形成されている。凹部4の形状は、その断面形状が四角形状、U字形状またはV字形状等であり、母基板1の厚さや材質等により異なるが、母基板1の厚さが0.2〜3mmである場合に、その深さが0.01〜0.1mm程度であり、その開口幅が0.01〜0.1mm程度である。このような凹部4は、母基板1用のセラミックグリーンシート積層体の上面に金型等を押し付けて切り込みを入れておくことによって形成される。
On the upper surface of the
分割溝3と凹部4とは、それぞれの幅方向の中央同士が上下で重なる位置になるように形成することが好ましい。分割溝3と凹部4とをこのように形成すると、分割溝3からの抗折力を上下で重なる位置の凹部4に向けて作用させることができることから、個々の配線基板領域に分割したときの配線基板の外周部でのクラックやバリの発生を効果的に防止することができる。
The dividing
また、凹部4は、底面が分割溝3の先端と対向する部位で最も深くなるように形成することが好ましい。凹部4をこのように形成すると、分割溝3の先端からの抗折力を凹部4の最深部分に向けて垂直方向に確実に作用させることができることから、個々の配線基板領域に分割したときの配線基板の外周部でのクラックやバリの発生を効果的に防止することができる。
Moreover, it is preferable to form the recessed
突出材5は、母基板1よりも空孔率の高いセラミック焼結体材料で形成される。これにより、配線基板領域の境界に沿って分割する際に突出材5自体が境界に沿って確実に破断するので、個々の配線基板領域に分割したときの配線基板の外周部でのクラックやバリの発生を効果的に防止することができる。ここで、空孔率とは、それぞれのセラミック焼結体材料の任意の断面において空孔が占める面積の割合をいう。
The protruding
突出材5の空孔率は、母基板1の空孔率に対して、例えば1〜10%高いものとすることが好ましい。突出材5の空孔率の高さが母基板1の空孔率に対して1%未満である場合には、分割溝3からの抗折力が凹部4から突出材5に向かって作用しにくくなる傾向があり、配線基板領域に分割したときに配線基板の外周部でのクラックやバリが発生しやすい傾向がある。一方、突出材5の空孔率の高さが母基板1の空孔率に対して10%を超えると、突出材5からの脱粒やセラミック屑が発生しやすくなる傾向があり、それらが電子部品の搭載部1aに付着して電子部品を安定して搭載させにくくなる傾向がある。具体的には、母基板1の空孔率が2〜10%であるのに対して、突出材5の空孔率は、それよりも1〜10%高く、3〜20%であるものとすることが好ましい。
It is preferable that the porosity of the protruding
突出材5は、例えば酸化アルミニウム質焼結体,窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック焼結体材料からなるものであり、母基板1と同じ材料であってもよい。
The protruding
このような突出材5は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、アルミナ,シリカ,マグネシアおよびカルシア等の原料粉末に適当な有機バインダおよび溶剤を添加混合してセラミックペーストとなすとともに、これを周知のスクリーン印刷法やディスペンス塗布法等によって、母基板1用のセラミックグリーンシート積層体の上面に形成された、凹部4となる部位に塗布することによって形成される。この際に、セラミックペーストをセラミックグリーンシートよりも有機成分の割合が大きいものとすることによって、母基板1よりも空孔率が高い突出材5を形成することができる。なお、セラミックペーストにおける有機成分の割合は、突出材5の空孔率に応じて適宜調整すればよい。
If such a protruding
また、突出材5は、母基板1の上面に形成されたメタライズ層2の上面よりも上に突出するように配置されている。突出材5がメタライズ層2の上面よりも上に突出していることから、メタライズ層2にろう材6を介して金属枠体7と母基板1とを接合するときの金属枠体7の位置ずれを突出材5が当接することによって防止することができるので、電子部品を搭載するときの電子部品の破損や、蓋体9を接合して封止した後の気密性の劣化を効果的に防止することができる。
Further, the protruding
また、突出材5は、金属枠体7の位置決めを安定して行なうことができるようにする点から、メタライズ層2の上面から0.02mmよりも高く、金属枠体7の上面から0.05mmまでの高さに形成することが好ましい。メタライズ層2の上面からの突出材5の高さが0.02mmより低い場合には、金属枠体7をろう材6を介してメタライズ層2に接合するときに位置ずれが生じやすくなりやすい。一方、金属枠体7の上面からの突出材5の高さが0.05mmを超えると、電子部品を搭載した後に、金属枠体7に蓋体9を接合するときの障害になりやすい。
Further, the protruding
金属枠体7は、母基板1とともに搭載部1aに搭載される電子部品を収納する容器を構成する蓋体9を接合するためのものであり、母基板1の上面に電子部品の搭載部1aを取り囲むようにして、メタライズ層2にろう材6を介して接合されている。この金属枠体7は、一般的に熱膨張係数が小さく、かつ母基板1のセラミック焼結体との接合信頼性の高い材料を選択する。例えば、母基板1が酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス)からなるものである場合は、熱膨張係数が比較的近い値である鉄(Fe),ニッケル(Ni)およびコバルト(Co)を含む合金(Fe−Ni−Co合金)からなるものが用いられる。金属枠体7は、例えば、圧延ロールされたFe−Ni−Co合金の板材に、打ち抜き金型を用いて打ち抜き加工を施したり、硝酸等の薬液でエッチング加工を施したりすることにより、母基板1の電子部品の搭載部1aを取り囲むように枠状に加工される。
The
ろう材6は、母基板1の上面に形成されたメタライズ層2に金属枠体7を接合するものであり、例えば、母基板1が酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス)からなるものである場合は、銀ろう,銅ろうおよびそれらの合金ろう等からなるろう材6を、母基板1の上面に電子部品の搭載部1aを取り囲んで形成されたメタライズ層2の上に載置し、その上に金属枠体7を重ね合わせて載置する。その後、還元雰囲気中でろう材6の融点以上の温度まで加熱することによって、金属枠体7が母基板1の上面に形成されたメタライズ層2に、ろう材6を介して接合される。その際に、メタライズ層2の外周に接するように凹部4が形成されているとともに、この凹部4からメタライズ層2の上面よりも上に突出する突出材5が設けられていることから、金属枠体7の位置ずれを抑制して所望の位置精度で金属枠体7を安定して接合することができる。
The
以上のようにして得られた本発明の多数個取り配線基板を用いることにより、電子部品を搭載するときの電子部品の破損や、蓋体を接合して封止した後の気密性の劣化を効果的に防止することができる。 By using the multi-cavity wiring board of the present invention obtained as described above, damage to the electronic component when mounting the electronic component and deterioration of the airtightness after the lid is joined and sealed It can be effectively prevented.
本発明の多数個取り配線基板の実施例について、以下に具体的に説明する。 Examples of the multi-piece wiring board of the present invention will be specifically described below.
まず、セラミック無機成分としてアルミナ粉末を85質量部と、焼結助剤としてシリカ,マグネシア,およびカルシアを合わせて15質量部との割合で調合したセラミック粉末100質量部に対して、有機バインダとしてアクリル樹脂を15質量部の割合で調合し、有機溶剤としてトルエンおよび酢酸エチルを添加してボールミルにより混合し、セラミックスラリーを調製した。このセラミックスラリーをドクターブレード法によりシート状に塗布し、乾燥させて、厚み100μmのアルミナセラミックグリーンシートを形成した。 First, 85 parts by mass of alumina powder as a ceramic inorganic component and 100 parts by mass of ceramic powder prepared by combining 15 parts by mass of silica, magnesia, and calcia as sintering aids, acrylic as an organic binder. The resin was blended at a ratio of 15 parts by mass, and toluene and ethyl acetate were added as organic solvents and mixed by a ball mill to prepare a ceramic slurry. This ceramic slurry was applied to a sheet by the doctor blade method and dried to form an alumina ceramic green sheet having a thickness of 100 μm.
次に、このアルミナセラミックグリーンシートの表面に、タングステン粉末を100質量部と、アクリル樹脂を10質量部と、有機溶剤としてのα−テルピネオールを3質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に3本ロールにて十分に混練した金属ペーストを、スクリーン印刷法によってメタライズ層2のパターンで15μmの厚みに塗布し、70℃で30分乾燥した。
Next, 100 parts by mass of tungsten powder, 10 parts by mass of acrylic resin, and 3 parts by mass of α-terpineol as an organic solvent are added to the surface of the alumina ceramic green sheet, and the mixture is sufficiently mixed with a stirring deaerator. After mixing, the metal paste sufficiently kneaded with three rolls was applied to the thickness of 15 μm in the pattern of the metallized
次に、このアルミナセラミックグリーンシートを積み重ねて、20MPaの圧力と50℃の温度で加熱圧着して、50×50mmの四角形状のアルミナセラミックグリーンシートの積層体を作製した。 Next, the alumina ceramic green sheets were stacked and thermocompression bonded at a pressure of 20 MPa and a temperature of 50 ° C. to produce a 50 × 50 mm square alumina ceramic green sheet laminate.
次に、この積層体の下面にカッター刃を押圧することによって、深さ0.1mmで開口幅が0.05mmの分割溝3を、3×3mmの大きさの四角形状の複数の配線基板領域が縦横に並びに区画されるように、縦方向と横方向とに形成した。
Next, by pressing a cutter blade against the lower surface of the laminate, the dividing
次に、この積層体の上面に金型を押圧することによって、深さ0.03mmで開口幅が0.05mmの凹部4を、複数の配線基板領域の境界に沿ってメタライズ層2の外周に接するように、下面に形成した分割溝3に対応させて、それぞれ幅方向の中央部同士が上下で重なる位置になるように形成した。
Next, by pressing a mold against the upper surface of the laminate, the
次に、セラミック無機成分としてアルミナ粉末を90質量部と、焼結助剤としてシリカ,マグネシア,およびカルシアを合わせて10質量部との割合で調合したセラミック粉末100質量部に対して、有機バインダとしてアクリル樹脂を30質量部の割合で調合し、有機溶剤としてα−テルピネオールを5質量部の割合で加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に3本ロールにて十分に混練したセラミックペーストを、スクリーン印刷法によって積層体の上面の凹部4に充填するように100μmの厚みに塗布し、70℃で30分乾燥した。
Next, 90 parts by mass of alumina powder as a ceramic inorganic component and 100 parts by mass of ceramic powder prepared by combining silica, magnesia, and calcia as sintering aids in a ratio of 10 parts by mass, as an organic binder A ceramic paste prepared by blending acrylic resin at a ratio of 30 parts by mass, adding α-terpineol as an organic solvent at a ratio of 5 parts by mass, thoroughly mixing with a stirring deaerator, and then kneading sufficiently with three rolls, The film was applied to a thickness of 100 μm so as to fill the
次に、この積層体を、加湿窒素雰囲気中で1600℃にて1時間の条件で焼成して、3×3mmの搭載部1aを有する四角形状の複数の配線基板領域に区画されて、その配線基板領域の境界に沿って、それぞれ下面に分割溝3が設けられるとともに、上面に枠状のメタライズ層2と凹部4に充填された突出材5とが形成された母基板1を作製した。
Next, this laminate is fired in a humidified nitrogen atmosphere at 1600 ° C. for 1 hour, and is partitioned into a plurality of rectangular wiring board regions having a 3 × 3
次に、メタライズ層2の表面に、ろう材6との濡れ性を向上させるために、ニッケルめっき膜を3μmの厚みで形成した。
Next, in order to improve the wettability with the
次に、凹部4および突出材5を形成しない以外の構成は上記と同様にして、比較例としての母基板を作製した。
Next, a mother substrate as a comparative example was manufactured in the same manner as above except that the
次に、銀ろう(Ag:Cu≒85:15(質量比))からなる、厚みが0.05mmの箔状体のろう材6と、鉄−ニッケル−コバルト合金(Fe−Ni−Co合金)(鉄:ニッケル:コバルト=54:29:17(質量比))からなる、厚みが0.2mmの金属枠体7を、実施例としての母基板1および比較例としての母基板の電子部品の搭載部1aを取り囲むメタライズ層2の上面にそれぞれ載置して、還元雰囲気において900℃で加熱して接合することにより、実施例および比較例の多数個取り配線基板を作製した。
Next, a
得られた多数個取り配線基板の実施例について、母基板1の部分と突出材5の部分とをそれぞれ断面研磨した後、0.1×0.05mmの範囲の断面を1000倍の電子顕微鏡で観察して空孔率を測定した。
About the example of the obtained multi-cavity wiring board, after polishing the cross section of the
その結果、実施例における母基板1の部分のセラミック焼結体材料の空孔率は5%であり、突出材5の部分のセラミック焼結体材料の空孔率は11%であった。
As a result, the porosity of the ceramic sintered body material in the portion of the
また、得られた多数個取り配線基板の中から1000個の配線基板領域について、50倍の顕微鏡で外観状態を観察して、金属枠体7の位置ずれが生じている配線基板領域の数を測定した。
Further, the appearance of 1000 wiring board areas out of the obtained multi-cavity wiring boards was observed with a 50 × microscope, and the number of wiring board areas where the
その結果、実施例の多数個取り配線基板では、金属枠体7の位置ずれが生じている配線基板領域の発生は見られなかった。一方、比較例の多数個取り配線基板では、35%の発生率で金属枠体7の位置ずれが生じていた。
As a result, in the multi-cavity wiring board of the example, the generation of the wiring board region in which the position shift of the
以上により、本発明の多数個取り配線基板によれば、突出材5が金属枠体7のメタライズ層2の外周からの位置ずれを防止して、金属枠体7をメタライズ層2に精度よく接合することができることか確認できた。また、個々の配線基板領域に分割したところ、分割溝3と凹部4とによって確実に分割することができ、突出材5は母基板1よりも空孔率が高いセラミック焼結体材料からなることから、配線基板領域の境界に沿って突出材5自体が確実に破断して、それぞれの配線基板領域を精度よく分割することができた。
As described above, according to the multi-cavity wiring board of the present invention, the protruding
なお、本発明は、上述の実施の形態の例および実施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が可能であることは言うまでもない。例えば、上述の実施例では、箔状体のろう材6を用いてメタライズ層2と金属枠体7とを接合したが、ろう材粉末と有機バインダとを混合したろう材ペーストをメタライズ層2の上面に印刷塗布しておき、このろう材ペーストのろう材6によってメタライズ層2と金属枠体7とを接合してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the metallized
1・・・母基板
1a・・・搭載部
2・・・メタライズ層
3・・・分割溝
4・・・凹部
5・・・突出材
6・・・ろう材
7・・・金属枠体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記母基板の上面に、前記配線基板領域の境界に沿って前記メタライズ層の外周に接するように凹部が形成されているとともに、該凹部から前記メタライズ層の上面よりも上に突出する、前記母基板よりも空孔率が高いセラミック焼結体材料からなる突出材が設けられていることを特徴とする多数個取り配線基板。 A plurality of rectangular wiring board regions having mounting parts for electronic components are arranged vertically and horizontally on the upper surface of a mother board made of a ceramic sintered body, and a frame-like metallization layer formed around the mounting parts. A metal frame is bonded through a material, and a multi-piece wiring board in which dividing grooves are formed along the boundary of the wiring board region on the lower surface of the mother board,
A recess is formed on the upper surface of the mother board so as to contact the outer periphery of the metallized layer along a boundary of the wiring board region, and the mother board protrudes above the upper surface of the metallized layer from the recess. A multi-cavity wiring board comprising a protruding member made of a sintered ceramic material having a higher porosity than that of the substrate.
複数のセラミックグリーンシートを加工し積層して、上面に電子部品の搭載部が枠状のメタライズ層で取り囲まれた四角形状の複数の配線基板領域を縦横の並びに配列した積層体を作製する工程と、
前記積層体の下面に前記配線基板領域の境界に沿って分割溝を形成するとともに、前記積層体の上面の前記配線基板領域の境界に沿って前記メタライズ層の外周に接するように凹部を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートよりも有機成分の割合が大きいセラミックペーストを、前記凹部に、前記凹部から前記メタライズ層の上面よりも上に突出するように塗布する工程と、
前記セラミックペーストが塗布された前記積層体を焼成して母基板とした後、前記セラミックペーストが焼成されてなる突出材の内側に金属枠体を前記メタライズ層と位置合わせして配置して、前記金属枠体をろう材を介して前記メタライズ層に接合する工程と
を備えることを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法。 A plurality of rectangular wiring board regions having mounting parts for electronic components are arranged vertically and horizontally on the upper surface of a mother board made of a ceramic sintered body, and a metal is formed on a frame-like metallization layer formed surrounding the mounting parts. A manufacturing method of a multi-cavity wiring board for manufacturing a multi-cavity wiring board in which a frame is bonded and a dividing groove is formed along a boundary of the wiring board region on a lower surface of the mother board,
Processing and laminating a plurality of ceramic green sheets to produce a laminate in which a plurality of rectangular wiring board regions in which electronic component mounting parts are surrounded by a frame-like metallization layer are arranged vertically and horizontally; ,
A dividing groove is formed on the lower surface of the multilayer body along the boundary of the wiring board region, and a recess is formed on the upper surface of the multilayer body so as to contact the outer periphery of the metallized layer along the boundary of the wiring board region. Process,
Applying a ceramic paste having a larger organic component ratio than the ceramic green sheet to the concave portion so as to protrude above the upper surface of the metallized layer from the concave portion;
After firing the laminate to which the ceramic paste has been applied to form a mother substrate, a metal frame is disposed in alignment with the metallized layer on the inside of the protruding material formed by firing the ceramic paste, And a step of joining a metal frame to the metallized layer through a brazing material.
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