JP4272506B2 - 多数個取り配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、広面積の母基板中に各々が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配線基板となる配線基板領域を多数個配列形成して成る多数個取り配線基板に関するものである。

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配線基板は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成る絶縁基体の表面に、タングステンやモリブデン等の高融点金属粉末メタライズから成る配線導体を配設することにより形成されている。

そして、配線基板上に電子部品を搭載するとともに、この電子部品の各電極を半田やボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して配線導体に電気的に接続し、しかる後、この配線基板上に金属やセラミックスから成る蓋体あるいはポッティング樹脂を電子部品を覆うようにして接合することによって電子部品を気密に封止し、製品としての電子装置が製作される。

ところで、このような配線基板は、近時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。

そこで、このような小型の配線基板は、その取り扱いを容易なものとするために、また配線基板やこれを使用した電子装置の製作を効率良いものとするために、いわゆる多数個取り配線基板の形態で製作される。

このような多数個取り配線基板は、各々が配線導体を有する多数の配線基板領域を１枚の広面積の母基板中に縦横に一体に配列形成して成り、各配線基板領域に電子部品を搭載して封止した後、母基板を各配線基板領域毎に分割することにより、多数の電子装置を同時集約的に得るようにしたものである。

なお、かかる多数個取り配線基板の各配線基板領域に形成された配線導体には、配線導体が酸化腐食するのを防止するとともに、配線導体と電子部品の各電極との電気的接続性を良好なものとするために、その露出する表面にニッケルや金等から成るめっき金属層が例えば電解めっき法により被着されている。

ここで、このような多数個取り配線基板の例を図４に平面図で示す。図４に示すように、多数個取り配線基板は、例えば長方形の母基板１１の中央部に各々が配線基板となる多数の配線基板領域１２が縦横に一体に配列形成されており、母基板１１の外周部には縦横に配列形成された配線基板領域１２を取り囲むように捨て代領域１３が形成されている。

そして、各配線基板領域１２には、例えば配線導体１５ａ，１５ｂが形成されている。各配線基板領域１２の配線導体１５ａ同士および配線導体１５ｂ同士は、それぞれ複数の列に並んでおり、かつ各列毎にめっき導通用パターン１４を介して電気的に接続されている。このめっき導通用パターン１４は、母基板１１の対向する２辺に導出しており、母基板１１の２辺に端子部１４ａを形成し、端子部１４ａをめっき用電源に接続することにより、めっき導通用パターン１４を介して各列の配線導体１５ａ，１５ｂの全てに電解めっきのための電圧が印加される。

そして、この多数個取り配線基板では、母基板１１をニッケルめっきや金めっきのための電解めっき浴中に浸漬するとともに、めっき導通用パターン１４をめっき用電源に接続することによって、全ての配線導体１５ａ，１５ｂに電解めっきによるめっき金属層が被着される。

そして、多数個取り配線基板を各配線基板領域１２ごとに分割することにより、個々の配線基板を得ることができる。個々の配線基板領域１２の分割方法としては、多数個取り配線基板の各配線基板領域１２毎に分割溝を形成しておき、これに沿って分割する方法、またはスライシング法等により各配線基板領域１２毎に切断する方法等があり、これらの方法により、個々の配線基板を得ることができる。
特開２０００−１６５００３号公報

しかしながら、従来の多数個取り配線基板においては、１つの母基板に形成された全ての配線導体１５ａ，１５ｂは、全て一つのめっき導通用パターン１４に電気的に接続されているために、電解めっき法により配線導体１５ａ，１５ｂにめっき層を被着する場合、めっき層が被着されるすべての部位に同じ厚みおよび同じ種類のめっき層しか被着することができなかった。このため、配線導体１５ａ，１５ｂに被着するめっき層の厚みを異ならせたり、種類の異なるめっき層を被着する場合には、配線導体１５ａ，１５ｂ上にフィルム等によりマスキングを行ったりして、配線導体１５ａ，１５ｂにめっき層が被着しないようにするなどの必要性があり、非常に手間がかかるものであった。また、配線基板が非常に小型なものであったり、上面に凹部を有する配線基板のように配線基板の表面に凹凸を有するようなものであれば、マスキング等を正確かつ迅速に行うのが困難であるという問題点を有していた。

本発明は、かかる上記従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、配線基板の配線導体に被着される厚みや種類の異なるめっき層を容易かつ効率的に被着することができる多数個取り配線基板を提供することにある。

本発明の多数個取り配線基板は、絶縁基体に複数の配線基板領域が縦横に配列形成されているとともに、前記配線基板領域に形成された配線導体に電解めっき法によりめっき層を被着させるためのめっき導通用パターンが形成されている多数個取り配線基板であって、前記配線導体は第１の配線導体と第２の配線導体とを有しており、前記めっき導通用パターンは、前記配線基板領域にそれぞれ形成されたすべての第１の配線導体に連結された第１のめっき導通用パターンと、ｎ個（ｎは２以上の整数）のグループに区分けされた前記配線基板領域の各グループ内のすべての前記第２の配線導体に連結され、互いに電気的に独立したｎ本の第２のめっき導通用パターンとから成ることを特徴とする。

本発明の多数個取り配線基板において、好ましくは、前記第１の配線導体および前記第２の配線導体は、表面に互いに異なるめっき導体層が形成されていることを特徴とする。

本発明の多数個取り配線基板は、配線導体は第１の配線導体と第２の配線導体とを有しており、めっき導通用パターンは、配線基板領域にそれぞれ形成されたすべての第１の配線導体に連結された第１のめっき導通用パターンと、ｎ個（ｎは２以上の整数）のグループに区分けされた配線基板領域の各グループ内のすべての第２の配線導体に連結され、互いに電気的に独立したｎ本の第２のめっき導通用パターンとから成ることから、第１のめっき導通用パターンおよび第２のめっき導通用パターンに別々に電圧を印加することができるのでマスキング等を行なうことなく、第１のめっき導通用パターンに接続された第１の配線導体と、第２のめっき導通用パターンに接続された第２の配線導体とのそれぞれに、厚みや種類の異なるめっき層を電解めっき法により、容易かつ良好に被着させることができる。

また、第１のめっき導通用パターンは、全ての配線基板領域に連結して一括形成されていることで、端子部を少なくし、全ての配線基板領域の第１のめっき導通用パターンに接続された第１の配線導体に簡易にめっき層を被着することができる。

さらに、第１のめっき導通用パターンに接続された第１の配線導体と、第２のめっき導通用パターンに接続された第２の配線導体とが短絡したとしても、第２のめっき導通用パターンは、ｎ個のグループに区分けされていることから、１つのグループにおいては、第１の配線導体にめっき形成を行なう際、第１の配線導体および第２の配線導体の両方にめっき層が被着されるが、残りのグループには、第１の配線導体と第２の配線導体との絶縁性が維持されているので、第２の配線導体に第１の配線導体用のめっき層が被着されることはなく、１つの短絡不良よって多数個取り配線基板全体が不良となるのを有効に防止することができる。よって、第１のめっき導通用パターンに接続された第１の配線導体と、第２のめっき導通用パターンに接続された第２の配線導体とが非常に近接したものとして形成しても、不良数を抑制して歩留まりを向上させることができるので、より小型の配線基板を歩留まりよく形成することができる。

本発明の多数個取り配線基板は、第１の配線導体および第２の配線導体は、表面に互いに異なるめっき導体層が形成されていることから、例えば、電気導電材としての機能と光反射面としての機能のように、複数の機能のそれぞれに適しためっき層が被着された配線導体を一つの配線基板領域内に容易に作製することができ、各機能に優れた配線基板を生産性よく提供することができる。

本発明の多数個取り配線基板を以下に詳細に説明する。本例では、配線基板が発光素子収納用パッケージである例について説明する。この発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子を収納するための凹部が形成されており、凹部の底面に発光素子の電極が電気的に接続される配線導体が形成されており、凹部の内側面に全周にわたって発光素子から発光された光を反射させるための反射面としての配線導体が形成されている。

このような発光素子収納用パッケージを配線基板領域として形成した本発明の多数個取り配線基板を図１に示す。図１（ａ）は、本発明の多数個取り配線基板の平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す多数個取り配線基板における第１のめっき導通用パターンが形成された面を示す断面図であり、図１（ｃ）は、第２のめっき導通用パターンが形成された面を示す断面図である。また、図１（ｄ）は、本発明の多数個取り配線基板の第１および第２の配線導体にめっき層を被着した後の平面図である。さらに、図２は図１（ａ）の多数個取り配線基板のＡ−Ａ’線における多数個取り配線基板に直角な方向の断面図である。これらの図において、１は多数個取り配線基板、２は配線基板領域、３は捨て代領域、４は第１のめっき導通用パターン、５は第２のめっき導通用パターン、６ａおよび６ｂは第１の配線導体、６ｃは第２の配線導体を示している。

本発明の多数個取り配線基板（以下、母基板ともいう）１は、絶縁基体に複数の配線基板領域２が縦横に配列形成されているとともに、配線基板領域２に形成された配線導体６ａ〜６ｃに電解めっき法によりめっき層を被着させるためのめっき導通用パターン４，５が形成されており、配線導体６ａ〜６ｃは第１の配線導体６ａ，６ｂと第２の配線導体６ｃとを有しており、めっき導通用パターン４，５は、配線基板領域２にそれぞれ形成されたすべての第１の配線導体６ａ，６ｂに連結された第１のめっき導通用パターン４と、ｎ個（ｎは２以上の整数）のグループに区分けされた配線基板領域２の各グループ内のすべての第２の配線導体６ｃに連結され、互いに電気的に独立したｎ本の第２のめっき導通用パターン５とから成っている。

これにより、第１のめっき導通用パターン４および第２のめっき導通用パターン５に別々に電圧を印加することができるのでマスキング等を行なうことなく、第１のめっき導通用パターン４に接続された第１の配線導体６ａ，６ｂと、第２のめっき導通用パターン５に接続された第２の配線導体６ｃとのそれぞれに、厚みや種類の異なるめっき層を電解めっき法により、容易かつ良好に被着させることができる。

また、第１のめっき導通用パターン４は、全ての配線基板領域２に連結して一括形成されていることで、端子部４’を少なくし、全ての配線基板領域２の第１のめっき導通用パターン４に接続された第１の配線導体６ａ，６ｂに容易にめっき層を被着することができる。

さらに、第１のめっき導通用パターン４に接続された第１の配線導体６ａ，６ｂと、第２のめっき導通用パターン５に接続された第２の配線導体６ｃとが短絡したとしても、第２のめっき導通用パターン５は、ｎ個のグループに区分けされていることから、１つのグループにおいては、第１の配線導体６ａ，６ｂにめっき形成を行なう際、第１の配線導体６ａ，６ｂおよび第２の配線導体６ｃの両方にめっき層が被着されるが、残りのグループには、第１の配線導体６ａ，６ｂと第２の配線導体６ｃとの絶縁性が維持されているので、第２の配線導体６ｃに第１の配線導体６ａ，６ｂ用のめっき層が被着されることはなく、１つの短絡不良よって多数個取り配線基板１全体が不良となるのを有効に防止することができる。よって、第１のめっき導通用パターン４に接続された第１の配線導体６ａ，６ｂと、第２のめっき導通用パターン５に接続された第２の配線導体６ｃとが非常に近接したものとして形成しても、不良数を抑制して歩留まりを向上させることができるので、より小型の配線基板を歩留まりよく形成することができる。

また、本発明の多数個取り配線基板１は、第１の配線導体６ａ，６ｂおよび第２の配線導体６ｃは、表面に互いに異なるめっき導体層が形成されているのがよい。これにより、例えば、電気導電材としての機能と光反射面としての機能のように、複数の機能のそれぞれに適しためっき層が被着された配線導体６ａ〜６ｃを一つの配線基板領域２内に容易に作製することができ、各機能に優れた配線基板を生産性よく提供することができる。

本発明の母基板１は、セラミックスや樹脂等から成り、セラミックスからなる場合は、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電気絶縁材料から成る四角形状の平板であり、その中央部には多数の配線基板領域２が縦横に一体に配列形成されており、その外周部には四角枠状の捨て代領域３が形成されている。

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、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化カルシウム，酸化マグネシウム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、これを従来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複数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに上下に複数枚積層し、最後に、この積層体を還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。

母基板１の中央部に形成された各配線基板領域２には、配線導体６ａ〜６ｃが被着形成されており、配線導体６ａ〜６ｃは、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属から成り、配線基板上に搭載される図示しない電子部品の各電極が半田バンプ等の電気的接続手段を介して接続されたり、配線基板に形成される凹部の側壁に形成されたり、配線基板と金属部材等との接合部等として用いられる
図１において、母基板１内で、第１のめっき導通用パターン４は、全ての配線基板領域２の配線導体６ａ，６ｂに連結して一括接続されており、第２のめっき導通用パターン５は、複数のグループ（図１では４つのグループ）に区分けされて、それぞれ第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄとして形成されている。

これらの第１のめっき導通用パターン４および第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄは、例えば、母基板１となるセラミックグリーンシートにＷペースト等により配線導体６ａ〜６ｃにそれぞれ接続するように所定のパターンに印刷塗布し、母基板１となるセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって、母基板１の所定の位置に被着形成される。

第１の配線導体６ａ，６ｂは、図２に示すように、配線基板領域２の上面の凹部の底面に形成されており、凹部の底面に発光素子を収容するとともに発光素子の電極が第１の配線導体６ａ，６ｂに電気的に接続される。また、第２の配線導体６ｃは、図２に示すように凹部の内側面に全周にわたって形成されており、凹部に収容される発光素子の光を反射するためのものである。

そして、母基板１を電解めっき浴中に浸漬するとともに、第１のめっき導通用パターン４の端子部４’および第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄの端子部５ａ’〜５ｄ’をそれぞれめっき用電源に接続することによって、第１および第２の配線導体６ａ〜６ｃの露出する表面に第１のめっき層７および第２のめっき層８が被着される。例えば、第１の配線導体６ａ，６ｂの露出する表面に金めっき層を被着し、第２の配線導体６ｃの露出する表面に銀めっき層を被着する場合であれば、先ず、母基板１を電解金めっき浴中に浸漬するとともに第１のめっき導通用パターン４の端子部４’をめっき用電源に接続させて第１の配線導体６ａ，６ｂの露出する表面に第１のめっき層７である金めっき層を被着させ、次に、母基板１を電解銀めっき浴中に浸漬するとともに第２のめっき導通用パターン５の端子部５ａ’〜５ｄ’をめっき用電源に接続させ、第２の配線導体６ｃの露出する表面に第２のめっき層８である銀めっき層を被着させることができる。

なお、銀めっき層および金めっき層は一例であり、他の異なるめっき層であっても良いし、厚みの異なる同じ材料のめっき層であっても構わない。

また、配線基板領域２のうちの一つにおいて、第１の配線導体６ａ，６ｂと第２の配線導体６ｃとの間に短絡が生じた場合、第１の配線導体６ａ，６ｂに第１のめっき層７を被着させた際、第２のめっき導通用パターン５が区分けされた複数のグループのうち、一つのグループ（例えば第２のめっき導通用パターン５ｄに接続されたグループ）に接続されているグループに含まれる第２の配線導体６ｃにも第１のめっき層７が被着されることとなり、このグループの配線基板領域２はすべて不良となる。しかし、他のグループ（第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｃに接続されたグループ）の配線基板領域２は不良になっておらず、第２の配線導体６ｃに第２のめっき層８を被着させる際、不良となったグループの第２のめっき導通用パターン５ｄに接続された接続部５ｄ’以外の接続部５ａ’〜５ｃ’にめっき用電源を接続することで、第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｃに接続された配線基板領域２に良好に第２のめっき層８を被着させることができる。

また、第１および第２の配線導体６ａ〜６ｃの露出する表面に同一のめっき層を被着したい場合には、母基板１を電解めっき浴中に浸漬するとともに、第１のめっき導通用パターン４の端子部４’および第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄの端子部５ａ’〜５ｄ’をめっき用電源に接続させることによって、第１および第２の配線導体６ａ〜６ｃの露出する領域にめっき層を被着することができる。例えば、２層以上のめっき層を有する場合において、内側のめっき層の厚みや種類が同じで、外側のめっき層の厚みや種類が異なる場合等に用いることができる。また、単層および複数層の層数の異なるめっき層にも用いることができる。その結果、多数個取り配線基板１内の第１および第２の配線導体６ａ〜６ｃの、第１のめっき導通用パターン４に電気的に接続される部位と、第２のめっき導通用パターン５に電気的に接続される部位とに、それぞれ良好にめっき層を被着することができる。

また、区分けされた第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄは、それぞれ同じ数の配線基板領域２に分割されて形成されているのが好ましく、それぞれの配線長の差を小さくし、第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄにより被着されるグループ毎の第２の配線導体６ｃに被着される第２のめっき層８のばらつきを小さくすることができる。

なお、区分けされるグループの数は、数が多くなると、端子部５’の形成や電極部への接続が煩雑になるので、２〜８程度であるのが好ましい。

また、区分けされた１つのグループにおいて、接続部５ａ’〜５ｄ’に第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄを介して直接接続されている配線基板領域２は、その他の接続部５ａ’〜５ｄ’に直接には接続されていない配線基板領域２に比べて、より多くの隣接する配線基板領域２と第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄで連結されているのがよい。これにより、接続部５ａ’〜５ｄ’に第２のめっき導通用パターン５ａ〜５ｄを介して直接接続されている配線基板領域２の第２の配線導体６ｃには電圧が印加されやすく、めっき厚みが他よりも厚く被着されやすくなるのを電圧を分散して有効に防止でき、区分けされた１つのグループにおけるすべての配線基板領域２において、めっき厚みを均一にすることができる。

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内であれば種々の変更は可能である。例えば、図１においては、全ての配線基板領域２を連結して形成しているが、図３に多数個取り配線基板１の平面図で示すように、配線基板領域２の集合体を複数のグループに分割していても構わない。

（ａ）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平面図、（ｂ）は（ａ）の多数個取り配線基板における第１のめっき導通用パターンが形成された面を示す断面図、（ｃ）は（ａ）の多数個取り配線基板における第２のめっき導通用パターンが形成された面を示す断面図、（ｄ）は（ａ）の多数個取り配線基板の第１および第２の配線導体にめっき層を被着した後の平面図である。 図１（ａ）の多数個取り配線基板のＡ−Ａ’線における多数個取り配線基板に直角な方向の断面図である。 （ａ）は本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の多数個取り配線基板における第１のめっき導通用パターンが形成された面を示す断面図、（ｃ）は（ａ）の多数個取り配線基板における第２のめっき導通用パターンが形成された面を示す断面図、（ｄ）は（ａ）の多数個取り配線基板の第１および第２の配線導体にめっき層を被着した後の平面図である。 従来の多数個取り配線基板の平面図である。

符号の説明

１・・・多数個取り配線基板（母基板）
２・・・配線基板領域
３・・・捨て代領域
４・・・第１のめっき導通用パターン
５・・・第２のめっき導通用パターン
６ａ，６ｂ・・・第１の配線導体
６ｃ・・第２の配線導体
７・・・第１のめっき層
８・・・第２のめっき層

Claims (2)

1. 絶縁基体に複数の配線基板領域が縦横に配列形成されているとともに、前記配線基板領域に形成された配線導体に電解めっき法によりめっき層を被着させるためのめっき導通用パターンが形成されている多数個取り配線基板であって、前記配線導体は第１の配線導体と第２の配線導体とを有しており、前記めっき導通用パターンは、前記配線基板領域にそれぞれ形成されたすべての第１の配線導体に連結された第１のめっき導通用パターンと、ｎ個（ｎは２以上の整数）のグループに区分けされた前記配線基板領域の各グループ内のすべての前記第２の配線導体に連結され、互いに電気的に独立したｎ本の第２のめっき導通用パターンとから成ることを特徴とする多数個取り配線基板。
2. 前記第１の配線導体および前記第２の配線導体は、表面に互いに異なるめっき導体層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の多数個取り配線基板。

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