多数個取り配線基板およびその製造方法
【課題】 個片（電子部品収納用パッケージ毎）に分割する際に、枠体の壁面にクラックやバリが発生するのを抑制された多数個取り配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、複数の配線基板領域を有するセラミック基体１と、セラミック基体１のそれぞれの配線基板領域１１の境界線１２に沿って、隣り合う配線基板領域１１の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体２とを具備し、枠体２の上面にそれぞれの配線基板領域１１に分割するための分割溝２１を有する多数個取り配線基板であって、枠体２は表層部２２と少なくとも配線基板領域の境界線上の領域を含む内部２３とが互いに異なる材料からなり、内部２３の形成材料の強度が表層部２２の形成材料の強度よりも低く、分割溝２１が表層部２２から内部２３まで形成されていることを特徴とするものである。
【解決手段】 本発明は、複数の配線基板領域を有するセラミック基体１と、セラミック基体１のそれぞれの配線基板領域１１の境界線１２に沿って、隣り合う配線基板領域１１の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体２とを具備し、枠体２の上面にそれぞれの配線基板領域１１に分割するための分割溝２１を有する多数個取り配線基板であって、枠体２は表層部２２と少なくとも配線基板領域の境界線上の領域を含む内部２３とが互いに異なる材料からなり、内部２３の形成材料の強度が表層部２２の形成材料の強度よりも低く、分割溝２１が表層部２２から内部２３まで形成されていることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子などの電子部品を収納する電子部品収納用パッケージなどを作製するための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。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を実装して収納する電子部品収納用パッケージとして、上面に一対の接続パッドを有する絶縁基体と、絶縁基体の周縁部に立設された枠体と、枠体の上面に取り付けられた蓋体とを備えたものが知られている。
【０００３】
上記の枠体の形成方法としては、セラミックグリーンシートを金型で打ち抜いて形成する方法の他、絶縁ペーストを印刷することによって形成する方法が知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１９６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、電子部品収納用パッケージの小型化のためには、枠体の幅をより狭く形成することのできる絶縁ペーストの印刷によって形成する方法が適している。そして、小型化により枠体の幅が狭くなる分、枠体の形成材料として曲げ強度の高い材料を用いるのが好ましいと考えられる。
【０００６】
しかしながら、複数の配線基板領域を有する絶縁基体のそれぞれの配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う配線基板領域の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体を具備し、枠体の上面にそれぞれの配線基板領域に分割するための分割溝を有する多数個取り配線基板において、枠体の形成材料が強度の高い材料のみからなる場合、境界線（分割溝）に沿ってブレイクして電子部品収納用パッケージ毎に分割する際に、枠体の壁面にクラックが発生して枠体の気密性が低下したり、枠体の壁面にバリが発生してバリの除去とともに枠体が破損してしまうというおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、個片（電子部品収納用パッケージ毎）に分割する際に、枠体の壁面にクラックやバリが発生するのを抑制された多数個取り配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の配線基板領域を有するセラミック基体と、該セラミック基体のそれぞれの前記配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う前記配線基板領域の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体とを具備し、該枠体の上面にそれぞれの前記配線基板領域に分割するための分割溝を有する多数個取り配線基板であって、前記枠体は表層部と少なくとも前記配線基板領域の境界線上の領域を含む内部とが互いに異なる材料からなり、前記内部の形成材料の強度が前記表層部の形成材料の強度よりも低く、前記分割溝が前記表層部から前記内部まで形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明は、前記枠体の前記表層部と前記セラミック基体とが同じ材料で形成されていることを特徴とする多数個取り配線基板である。
【００１０】
さらに、多数個取り配線基板を製造するための製造方法であって、複数の配線基板形成領域を有するセラミックグリーンシートを作製する工程と、該セラミックグリーンシートのそれぞれの前記配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う前記配線基板形成領域の周縁部にまたがるように第１の絶縁ペーストを塗布した後、前記第１の絶縁ペーストの表面を覆うように第２の絶縁ペーストを塗布し、枠体用成形体を作製する工程と、枠体用成形体の上面に分割溝を形成する工程と、焼成する工程とを有することを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の多数個取り配線基板によれば、個片（電子部品収納用パッケージ毎）に分割する際に、ブレイクされる部分が表層部よりも強度の低い部分のみとなるので、枠体の壁面にクラックやバリが発生するのを抑制し、曲げ強度の高い枠体を有する小型の電子部品収納用パッケージを得ることができる。
【００１２】
また、本発明の多数個取り配線基板の製造方法によれば、第２の絶縁ペーストにより形成される強度の高い表層部が第１の絶縁ペーストにより形成される強度の低い内部を保護することで、製造工程内の取り扱い上による枠体の欠損、クラック等を防止することができ、製造工程内での信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例の平面図である。
【図２】本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例の概略断面図である。
【図３】本発明の多数個取り配線基板の製造方法の流れの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
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の平面図であり、図２は本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例の概略断面図である。
【００１６】
図１および図２に示す多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域を有するセラミック基体１と、セラミック基体１のそれぞれの配線基板領域１１の境界線１２に沿って、隣り合う配線基板領域１１の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体２とを具備し、枠体２の上面にそれぞれの配線基板領域１１に分割するための分割溝２１を有する多数個取り配線基板であって、枠体２は表層部２２と少なくとも配線基板領域の境界線上の領域を含む内部２３とが互いに異なる材料で形成されていて、内部２３の形成材料の強度が表層部２２の形成材料の強度よりも低く、分割溝２１が表層部２２から内部２３まで形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
セラミック基体１は、例えばアルミナ，サファイア，窒化珪素，ジルコニア,炭化珪素
，ムライトなどの材料で、縦１４０〜３４０ｍｍ、横１４０〜３４０ｍｍ、厚さ０．１〜２．０ｍｍに形成されたものである。
【００１８】
図１に示すように、セラミック基体１には複数の配線基板領域１１が形成されていて、多数個取り配線基板を分割し個片化して多数の電子部品収納用パッケージを製造する際に、セラミック基体１はそれぞれの配線基板領域１１の境界線１２に沿って分割される。なお、配線基板領域１１は、例えば縦６０〜１００ｍｍ、横６０〜１００ｍｍに形成され、それぞれの配線基板領域１１には枠体２で囲まれた電子部品収納空間１３が形成されてい
る。
【００１９】
セラミック基体１のそれぞれの配線基板領域１１には、図２に示すように、上面に電子部品と電気的に接続される上面パッド１４が形成され、下面に外部回路基板と電気的に接続される下面パッド１５が形成され、内部に上面パッド１４と下面パッド１５とを電気的に接続する貫通導体１６が形成されている。これらの上面パッド１４，下面パッド１５、貫通導体１６は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等で形成されている。なお、図示していないが、セラミック基体１は複数の絶縁層の積層体で形成され、所望の絶縁層と絶縁層との間に配線層が形成され、各絶縁層には平面視で異なる位置に貫通導体が形成されていてもよい。
【００２０】
図２に示すように、隣り合う配線基板領域１１の周縁部にまたがって枠体２が立設されている。また、枠体２の上面には、それぞれの配線基板領域１１に分割するための分割溝２１が形成されている。この枠体２は、絶縁ペーストの印刷により形成された成形体が焼結してなるものであり、隣り合う配線基板領域１１の周縁部にまたがって形成されているのは、多数個取り配線基板を分割した際に、それぞれの配線基板領域の周縁部に枠体２が立設された個片（電子部品収納用パッケージの構成部品）とすることができる製造上のメリットのためである。
【００２１】
そして、枠体２は表層部２２と少なくとも配線基板領域の境界線上の領域を含む内部２３とが互いに異なる材料で形成されていて、内部２３の形成材料の強度が表層部２２の形成材料の強度よりも低く、分割溝２１が表層部２２から内部２３まで形成されていることが重要である。ここで、内部２３の形成材料の強度および表層部２２の形成材料の強度とは、それぞれの形成材料で厚み３ｍｍ×幅４ｍｍ×長さ４０ｍｍの試験片を用いて、ＪＩＳＲ１６０１に基づいて３点曲げ試験を行ったときの曲げ強度（最大繊維応力）のことであり、両者の曲げ強度の差は１００ＭＰａ以上、好ましくは２００ＭＰａ以上であるのが、内部２３の緩衝材としての効果がより発揮される点で好ましい。
【００２２】
表層部２２の形成材料としては、内部２３の形成材料の強度よりも強度の高い材料、具体的には厚み３ｍｍ×幅４ｍｍ×長さ４０ｍｍの試験片について３点曲げ試験による曲げ強度を測定したときに、この曲げ強度が６００〜１０００ＭＰａとなるような材料であるアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどが挙げられる。ここで、セラミック基体１と枠体２との接合力の点を考慮すると、表層部２２の形成材料はセラミック基体１の形成材料と同じ材料であるのが好ましい。
【００２３】
一方、内部２３の形成材料としては、表層部２２の形成材料の強度よりも強度の低い材料、具体的には厚み３ｍｍ×幅４ｍｍ×長さ４０ｍｍの試験片について３点曲げ試験による曲げ強度を測定したときに、この曲げ強度が１６０〜４００ＭＰａとなるような材料である窒化アルミニウム、チタニア、ムライトなどが挙げられる。なお、表層部２２と同様の材料にて粒度や添加材の量を異ならせてなる材料を用いてもよい。
【００２４】
枠体２は、断面の幅が例えば５０〜１６０μｍ、高さが例えば５０〜１６０μｍに形成されている。断面視したときの枠体２の側壁とセラミック基体１の上面とのなす角度は、例えば５０〜９０度であればよい。また、枠体２を構成する内部２３の断面の幅が例えば３０〜１５０μｍ、高さが例えば３０〜１５０μｍであって、表層部２２の断面の厚みは例えば５〜２０μｍである。上記の枠体２の断面の幅および内部２３の断面の幅は、それぞれの配線基板領域１１に分割される前の数値であり、個片に分割された際には枠体２の断面の幅と内部２３の断面の幅は半分の数値となる。
【００２５】
また、枠体２の上面に形成された分割溝２１は、表層部２２の厚みよりも深く形成され
ていて、内部２３まで達するように形成されている。これにより、個片（電子部品収納用パッケージ毎）に分割する際に、ブレイクされる部分（割られる部分）折られるが表層部よりも強度の低い部分のみとなるので、枠体の壁面にクラックやバリが発生するのを抑制し、曲げ強度の高い枠体を有する小型の電子部品収納用パッケージを得ることができる。
【００２６】
なお、図２に示すように、枠体２の上面には環状導体２４が形成され、ロウ材を介してこの枠体２の上に金属製の蓋体（図示せず）が取り付けられてもよい。また、図示しないが、枠体２の上面に形成された分割溝２１（Ｖ字溝）と対応するようにセラミック基体１の下面にも分割溝（Ｖ字溝）が形成されていてもよい。
【００２７】
以下、本発明の多数個取り配線基板の一実施形態の製造方法の流れの一例を説明する。
【００２８】
本発明の多数個取り配線基板の製造方法は、図３（ａ）に示すように、まず複数の配線基板形成領域を有するセラミックグリーンシート３１を作製する。
【００２９】
セラミックグリーンシート３１は、例えば、アルミナ，サファイア，窒化珪素，ジルコニア,炭化珪素，ムライトなどなどの原料粉末に有機バインダおよび溶剤を加えたものを
ドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート形成技術を用いて長尺のシート状に形成したものである。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート３１には、配線基板形成領域毎に、金型によるパンチング加工やレーザ加工等により一対の貫通孔を形成し、それぞれの貫通孔に貫通導体用導体ペースト３２を印刷やプレス充填等の埋め込み手段により充填する。また、セラミックグリーンシート３１の上面には、電子部品と電気的に接続される上面パッド用導体パターン３３を導体ペーストにて形成し、セラミックグリーンシート３１の下面には、外部回路基板と電気的に接続される下面パッド用導体パターン３４を導体ペーストにて形成する。
【００３１】
貫通導体用導体ペースト３２、上面パッド用導体パターン３３および下面パッド用導体パターン３４を形成する導体ペーストとしては、導体粉末に有機バインダと溶剤と必要に応じて分散剤とを加えて混合したものをボールミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、トリミックス等の混練手段により均質に分散した後、溶剤を必要量添加することにより粘度を調整したものである。導体粉末の導体材料としては、例えばタングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等の１種または２種以上が挙げられ、その導体粉末はアトマイズ法、還元法等により製造されたものであり、必要により酸化防止、凝集防止等の処理をされていてもよい。導体材料が２種以上の場合は２種類以上の粉末を混合してもよいし、合金、コーティング等により２種以上の材料が一体となった粉末であってもよい。また、分級等により微粉末または粗粉末を除去し粒度分布を調整したものであってもよい。
【００３２】
なお、セラミックグリーンシート３１は、ポリエチレンテレフタレートなどの支持フィルム上に絶縁ペーストを塗布することによって形成されてもよく、この場合は、例えば支持フィルム上に下面パッド用配線パターンを形成し、この上に貫通導体用導体ペーストを塗布し、絶縁ペーストを塗布した後、上面パッド用配線パターンを形成する。このとき、それぞれのパターンやペーストを塗布した後、温風乾燥機、真空乾燥機または遠赤外線乾燥機等の乾燥機を用いて、例えば６０℃乃至８０℃の乾燥温度で乾燥させるのがよい。
【００３３】
次に、図３（ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート３１のそれぞれの配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う配線基板形成領域の周縁部にまたがるように第１の絶縁ペースト３５１を塗布する。
【００３４】
第１の絶縁ペースト３５１は、後述する第２の絶縁ペースト３５２を構成する原料粉末よりもやわらかい材料である例えば窒化アルミニウム、チタニア、ムライト等を主成分とする粉末に、有機バインダと溶剤と必要に応じて分散剤とを加えて混合したものをボールミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、トリミックス等の混練手段により均質に分散させたものである。
【００３５】
第１の絶縁ペースト３５１に用いられる有機バインダとしては、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。有機バインダの選定にあたっては、溶解度パラメータの他、焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系、アルキド系の有機バインダがより好ましい。
【００３６】
第１の絶縁ペースト３５１に用いられる溶剤としては、例えばテルピネオールやブチルカルビトールアセテート及びフタル酸等などが使用可能である。
【００３７】
このような第１の絶縁ペースト３５１を用いて印刷法もしくはインクジェット法にて塗布した後に６０℃乃至８０℃程度の温度で乾燥するのがよい。
【００３８】
次に、図３（ｄ）に示すように、第１の絶縁ペースト３５１の表面を覆うように第２の絶縁ペースト３５２を塗布する。
【００３９】
第２の絶縁ペースト３５２は、第１の絶縁ペースト３５１を構成する原料粉末よりも硬い例えば窒化珪素、ジルコニア等を主成分とする粉末に、有機バインダと溶剤と必要に応じて分散剤とを加えて混合したものをボールミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、トリミックス等の混練手段により均質に分散させたものである。有機バインダおよび溶剤は第１の絶縁ペースト３５１と同様のものが用いられる。
【００４０】
第１の絶縁ペースト３５１の表面を覆うように第２の絶縁ペースト３５２を印刷法もしくはインクジェット法にて塗布した後に、６０℃乃至８０℃程度の温度で乾燥するのがよい。
【００４１】
これにより、内部が第１の絶縁ペースト３５１による成形体からなり、表層部が第２の絶縁ペースト３５２による成形体からなる枠体用成形体３５が作製される。ここで、ペースト仕様や印刷条件により、枠体用成形体３５を形成する際には若干のペーストのダレが生じてしまい、枠体用成形体３５の側面が傾斜する傾向がある。
【００４２】
ここで、図３（ｅ）に示すように、枠体用成形体３５の上面には、焼成後の枠体の上にロウ材を介して金属製の蓋体（図示せず）を取り付けるために、導体ペーストによる環状導体用導体パターン３６を形成してもよい。
【００４３】
次に、図３（ｆ）に示すように、枠体用成形体３５の上面にスナップ刃３７を用いて分割のための分割溝３８（Ｖ字溝）を形成する。このとき、分割溝３８は第１の絶縁ペースト３５１による成形体まで達するように形成される。
【００４４】
最後に、焼成する工程となる。焼成する工程は、有機成分の除去とセラミック粉末の焼結を目的とする。有機成分の除去は、１００〜８００℃の温度範囲での加熱によって、有
機成分を分解、揮発させるものである。また、焼成温度は、原料組成により異なるが、約８００〜１６００℃の範囲内で行なう。焼成雰囲気は、原料粉末（セラミック粉末、ガラス粉末）や導体材料により異なり、大気中、還元雰囲気中、非酸化性雰囲気中等で行なわれ、有機成分の除去を効果的に行なうために水蒸気等を含ませてもよい。
【００４５】
なお、焼成後には、上面パッド用導体パターン３３が焼結してなる上面パッド、下面パッド用導体パターン３４が焼結してなる下面パッド、環状導体用導体パターン３６が焼結してなる環状導体等の腐食防止のため、および環状導体と蓋体（図示せず）との良好な接合のために、ＮｉめっきやＡｕめっきを施すとよい。
【００４６】
このような製造方法により、図２に示すような多数個取り配線基板を作製することができる。この多数個取り配線基板の製造方法によれば、第２の絶縁ペーストにより形成される強度の高い表層部が第１の絶縁ペーストにより形成される強度の低い内部を保護することで、製造工程内の取り扱い上による枠体の欠損、クラック等を防止することができ、製造工程内での信頼性を高くすることができる。
【００４７】
そして、図２に示す多数個取り配線基板におけるセラミック基体１の上面に形成された上面パッド１４の上に導電接着剤を塗布して、圧電素子を片持ち梁のように実装し、環状導体２４の上に例えばＳｕ−Ａｕ半田などのロウ材を形成し、金属製の蓋体を搭載して２６０℃乃至２８０℃程度の温度でリフローして蓋体を接合させた後、個片にブレイクする（折って割る）。もしくは、個片にブレイクした（折って割った）後に、セラミック基体１の上面に形成された上面パッド１４の上に導電接着剤を塗布して、圧電素子を片持ち梁のように実装し、環状導体２４の上に例えばＳｕ−Ａｕ半田などのロウ材を形成し、金属製の蓋体を搭載して２６０℃乃至２８０℃程度の温度でリフローして蓋体を接合させる。これにより、多数の圧電素子収納用パッケージを得ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・セラミック基体
１１・・・配線基板領域
１２・・・境界線
１３・・・電子部品収納空間
１４・・・上面パッド
１５・・・下面パッド
１６・・・貫通導体
２・・・枠体
２１・・・分割溝
２２・・・表層部
２３・・・内部
２４・・・環状導体
３１・・・セラミックグリーンシート
３２・・・貫通導体用導体ペースト
３３・・・上面パッド用導体パターン
３４・・・下面パッド用導体パターン
３５・・・枠体用成形体
３５１・・・第１の絶縁ペースト
３５２・・・第２の絶縁ペースト
３６・・・環状導体用導体パターン
３７・・・スナップ刃
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子などの電子部品を収納する電子部品収納用パッケージなどを作製するための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。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を実装して収納する電子部品収納用パッケージとして、上面に一対の接続パッドを有する絶縁基体と、絶縁基体の周縁部に立設された枠体と、枠体の上面に取り付けられた蓋体とを備えたものが知られている。
【０００３】
上記の枠体の形成方法としては、セラミックグリーンシートを金型で打ち抜いて形成する方法の他、絶縁ペーストを印刷することによって形成する方法が知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１９６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、電子部品収納用パッケージの小型化のためには、枠体の幅をより狭く形成することのできる絶縁ペーストの印刷によって形成する方法が適している。そして、小型化により枠体の幅が狭くなる分、枠体の形成材料として曲げ強度の高い材料を用いるのが好ましいと考えられる。
【０００６】
しかしながら、複数の配線基板領域を有する絶縁基体のそれぞれの配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う配線基板領域の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体を具備し、枠体の上面にそれぞれの配線基板領域に分割するための分割溝を有する多数個取り配線基板において、枠体の形成材料が強度の高い材料のみからなる場合、境界線（分割溝）に沿ってブレイクして電子部品収納用パッケージ毎に分割する際に、枠体の壁面にクラックが発生して枠体の気密性が低下したり、枠体の壁面にバリが発生してバリの除去とともに枠体が破損してしまうというおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、個片（電子部品収納用パッケージ毎）に分割する際に、枠体の壁面にクラックやバリが発生するのを抑制された多数個取り配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の配線基板領域を有するセラミック基体と、該セラミック基体のそれぞれの前記配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う前記配線基板領域の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体とを具備し、該枠体の上面にそれぞれの前記配線基板領域に分割するための分割溝を有する多数個取り配線基板であって、前記枠体は表層部と少なくとも前記配線基板領域の境界線上の領域を含む内部とが互いに異なる材料からなり、前記内部の形成材料の強度が前記表層部の形成材料の強度よりも低く、前記分割溝が前記表層部から前記内部まで形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明は、前記枠体の前記表層部と前記セラミック基体とが同じ材料で形成されていることを特徴とする多数個取り配線基板である。
【００１０】
さらに、多数個取り配線基板を製造するための製造方法であって、複数の配線基板形成領域を有するセラミックグリーンシートを作製する工程と、該セラミックグリーンシートのそれぞれの前記配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う前記配線基板形成領域の周縁部にまたがるように第１の絶縁ペーストを塗布した後、前記第１の絶縁ペーストの表面を覆うように第２の絶縁ペーストを塗布し、枠体用成形体を作製する工程と、枠体用成形体の上面に分割溝を形成する工程と、焼成する工程とを有することを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の多数個取り配線基板によれば、個片（電子部品収納用パッケージ毎）に分割する際に、ブレイクされる部分が表層部よりも強度の低い部分のみとなるので、枠体の壁面にクラックやバリが発生するのを抑制し、曲げ強度の高い枠体を有する小型の電子部品収納用パッケージを得ることができる。
【００１２】
また、本発明の多数個取り配線基板の製造方法によれば、第２の絶縁ペーストにより形成される強度の高い表層部が第１の絶縁ペーストにより形成される強度の低い内部を保護することで、製造工程内の取り扱い上による枠体の欠損、クラック等を防止することができ、製造工程内での信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例の平面図である。
【図２】本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例の概略断面図である。
【図３】本発明の多数個取り配線基板の製造方法の流れの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
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の平面図であり、図２は本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例の概略断面図である。
【００１６】
図１および図２に示す多数個取り配線基板は、複数の配線基板領域を有するセラミック基体１と、セラミック基体１のそれぞれの配線基板領域１１の境界線１２に沿って、隣り合う配線基板領域１１の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体２とを具備し、枠体２の上面にそれぞれの配線基板領域１１に分割するための分割溝２１を有する多数個取り配線基板であって、枠体２は表層部２２と少なくとも配線基板領域の境界線上の領域を含む内部２３とが互いに異なる材料で形成されていて、内部２３の形成材料の強度が表層部２２の形成材料の強度よりも低く、分割溝２１が表層部２２から内部２３まで形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
セラミック基体１は、例えばアルミナ，サファイア，窒化珪素，ジルコニア,炭化珪素
，ムライトなどの材料で、縦１４０〜３４０ｍｍ、横１４０〜３４０ｍｍ、厚さ０．１〜２．０ｍｍに形成されたものである。
【００１８】
図１に示すように、セラミック基体１には複数の配線基板領域１１が形成されていて、多数個取り配線基板を分割し個片化して多数の電子部品収納用パッケージを製造する際に、セラミック基体１はそれぞれの配線基板領域１１の境界線１２に沿って分割される。なお、配線基板領域１１は、例えば縦６０〜１００ｍｍ、横６０〜１００ｍｍに形成され、それぞれの配線基板領域１１には枠体２で囲まれた電子部品収納空間１３が形成されてい
る。
【００１９】
セラミック基体１のそれぞれの配線基板領域１１には、図２に示すように、上面に電子部品と電気的に接続される上面パッド１４が形成され、下面に外部回路基板と電気的に接続される下面パッド１５が形成され、内部に上面パッド１４と下面パッド１５とを電気的に接続する貫通導体１６が形成されている。これらの上面パッド１４，下面パッド１５、貫通導体１６は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等で形成されている。なお、図示していないが、セラミック基体１は複数の絶縁層の積層体で形成され、所望の絶縁層と絶縁層との間に配線層が形成され、各絶縁層には平面視で異なる位置に貫通導体が形成されていてもよい。
【００２０】
図２に示すように、隣り合う配線基板領域１１の周縁部にまたがって枠体２が立設されている。また、枠体２の上面には、それぞれの配線基板領域１１に分割するための分割溝２１が形成されている。この枠体２は、絶縁ペーストの印刷により形成された成形体が焼結してなるものであり、隣り合う配線基板領域１１の周縁部にまたがって形成されているのは、多数個取り配線基板を分割した際に、それぞれの配線基板領域の周縁部に枠体２が立設された個片（電子部品収納用パッケージの構成部品）とすることができる製造上のメリットのためである。
【００２１】
そして、枠体２は表層部２２と少なくとも配線基板領域の境界線上の領域を含む内部２３とが互いに異なる材料で形成されていて、内部２３の形成材料の強度が表層部２２の形成材料の強度よりも低く、分割溝２１が表層部２２から内部２３まで形成されていることが重要である。ここで、内部２３の形成材料の強度および表層部２２の形成材料の強度とは、それぞれの形成材料で厚み３ｍｍ×幅４ｍｍ×長さ４０ｍｍの試験片を用いて、ＪＩＳＲ１６０１に基づいて３点曲げ試験を行ったときの曲げ強度（最大繊維応力）のことであり、両者の曲げ強度の差は１００ＭＰａ以上、好ましくは２００ＭＰａ以上であるのが、内部２３の緩衝材としての効果がより発揮される点で好ましい。
【００２２】
表層部２２の形成材料としては、内部２３の形成材料の強度よりも強度の高い材料、具体的には厚み３ｍｍ×幅４ｍｍ×長さ４０ｍｍの試験片について３点曲げ試験による曲げ強度を測定したときに、この曲げ強度が６００〜１０００ＭＰａとなるような材料であるアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどが挙げられる。ここで、セラミック基体１と枠体２との接合力の点を考慮すると、表層部２２の形成材料はセラミック基体１の形成材料と同じ材料であるのが好ましい。
【００２３】
一方、内部２３の形成材料としては、表層部２２の形成材料の強度よりも強度の低い材料、具体的には厚み３ｍｍ×幅４ｍｍ×長さ４０ｍｍの試験片について３点曲げ試験による曲げ強度を測定したときに、この曲げ強度が１６０〜４００ＭＰａとなるような材料である窒化アルミニウム、チタニア、ムライトなどが挙げられる。なお、表層部２２と同様の材料にて粒度や添加材の量を異ならせてなる材料を用いてもよい。
【００２４】
枠体２は、断面の幅が例えば５０〜１６０μｍ、高さが例えば５０〜１６０μｍに形成されている。断面視したときの枠体２の側壁とセラミック基体１の上面とのなす角度は、例えば５０〜９０度であればよい。また、枠体２を構成する内部２３の断面の幅が例えば３０〜１５０μｍ、高さが例えば３０〜１５０μｍであって、表層部２２の断面の厚みは例えば５〜２０μｍである。上記の枠体２の断面の幅および内部２３の断面の幅は、それぞれの配線基板領域１１に分割される前の数値であり、個片に分割された際には枠体２の断面の幅と内部２３の断面の幅は半分の数値となる。
【００２５】
また、枠体２の上面に形成された分割溝２１は、表層部２２の厚みよりも深く形成され
ていて、内部２３まで達するように形成されている。これにより、個片（電子部品収納用パッケージ毎）に分割する際に、ブレイクされる部分（割られる部分）折られるが表層部よりも強度の低い部分のみとなるので、枠体の壁面にクラックやバリが発生するのを抑制し、曲げ強度の高い枠体を有する小型の電子部品収納用パッケージを得ることができる。
【００２６】
なお、図２に示すように、枠体２の上面には環状導体２４が形成され、ロウ材を介してこの枠体２の上に金属製の蓋体（図示せず）が取り付けられてもよい。また、図示しないが、枠体２の上面に形成された分割溝２１（Ｖ字溝）と対応するようにセラミック基体１の下面にも分割溝（Ｖ字溝）が形成されていてもよい。
【００２７】
以下、本発明の多数個取り配線基板の一実施形態の製造方法の流れの一例を説明する。
【００２８】
本発明の多数個取り配線基板の製造方法は、図３（ａ）に示すように、まず複数の配線基板形成領域を有するセラミックグリーンシート３１を作製する。
【００２９】
セラミックグリーンシート３１は、例えば、アルミナ，サファイア，窒化珪素，ジルコニア,炭化珪素，ムライトなどなどの原料粉末に有機バインダおよび溶剤を加えたものを
ドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート形成技術を用いて長尺のシート状に形成したものである。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート３１には、配線基板形成領域毎に、金型によるパンチング加工やレーザ加工等により一対の貫通孔を形成し、それぞれの貫通孔に貫通導体用導体ペースト３２を印刷やプレス充填等の埋め込み手段により充填する。また、セラミックグリーンシート３１の上面には、電子部品と電気的に接続される上面パッド用導体パターン３３を導体ペーストにて形成し、セラミックグリーンシート３１の下面には、外部回路基板と電気的に接続される下面パッド用導体パターン３４を導体ペーストにて形成する。
【００３１】
貫通導体用導体ペースト３２、上面パッド用導体パターン３３および下面パッド用導体パターン３４を形成する導体ペーストとしては、導体粉末に有機バインダと溶剤と必要に応じて分散剤とを加えて混合したものをボールミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、トリミックス等の混練手段により均質に分散した後、溶剤を必要量添加することにより粘度を調整したものである。導体粉末の導体材料としては、例えばタングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等の１種または２種以上が挙げられ、その導体粉末はアトマイズ法、還元法等により製造されたものであり、必要により酸化防止、凝集防止等の処理をされていてもよい。導体材料が２種以上の場合は２種類以上の粉末を混合してもよいし、合金、コーティング等により２種以上の材料が一体となった粉末であってもよい。また、分級等により微粉末または粗粉末を除去し粒度分布を調整したものであってもよい。
【００３２】
なお、セラミックグリーンシート３１は、ポリエチレンテレフタレートなどの支持フィルム上に絶縁ペーストを塗布することによって形成されてもよく、この場合は、例えば支持フィルム上に下面パッド用配線パターンを形成し、この上に貫通導体用導体ペーストを塗布し、絶縁ペーストを塗布した後、上面パッド用配線パターンを形成する。このとき、それぞれのパターンやペーストを塗布した後、温風乾燥機、真空乾燥機または遠赤外線乾燥機等の乾燥機を用いて、例えば６０℃乃至８０℃の乾燥温度で乾燥させるのがよい。
【００３３】
次に、図３（ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート３１のそれぞれの配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う配線基板形成領域の周縁部にまたがるように第１の絶縁ペースト３５１を塗布する。
【００３４】
第１の絶縁ペースト３５１は、後述する第２の絶縁ペースト３５２を構成する原料粉末よりもやわらかい材料である例えば窒化アルミニウム、チタニア、ムライト等を主成分とする粉末に、有機バインダと溶剤と必要に応じて分散剤とを加えて混合したものをボールミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、トリミックス等の混練手段により均質に分散させたものである。
【００３５】
第１の絶縁ペースト３５１に用いられる有機バインダとしては、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。有機バインダの選定にあたっては、溶解度パラメータの他、焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系、アルキド系の有機バインダがより好ましい。
【００３６】
第１の絶縁ペースト３５１に用いられる溶剤としては、例えばテルピネオールやブチルカルビトールアセテート及びフタル酸等などが使用可能である。
【００３７】
このような第１の絶縁ペースト３５１を用いて印刷法もしくはインクジェット法にて塗布した後に６０℃乃至８０℃程度の温度で乾燥するのがよい。
【００３８】
次に、図３（ｄ）に示すように、第１の絶縁ペースト３５１の表面を覆うように第２の絶縁ペースト３５２を塗布する。
【００３９】
第２の絶縁ペースト３５２は、第１の絶縁ペースト３５１を構成する原料粉末よりも硬い例えば窒化珪素、ジルコニア等を主成分とする粉末に、有機バインダと溶剤と必要に応じて分散剤とを加えて混合したものをボールミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、トリミックス等の混練手段により均質に分散させたものである。有機バインダおよび溶剤は第１の絶縁ペースト３５１と同様のものが用いられる。
【００４０】
第１の絶縁ペースト３５１の表面を覆うように第２の絶縁ペースト３５２を印刷法もしくはインクジェット法にて塗布した後に、６０℃乃至８０℃程度の温度で乾燥するのがよい。
【００４１】
これにより、内部が第１の絶縁ペースト３５１による成形体からなり、表層部が第２の絶縁ペースト３５２による成形体からなる枠体用成形体３５が作製される。ここで、ペースト仕様や印刷条件により、枠体用成形体３５を形成する際には若干のペーストのダレが生じてしまい、枠体用成形体３５の側面が傾斜する傾向がある。
【００４２】
ここで、図３（ｅ）に示すように、枠体用成形体３５の上面には、焼成後の枠体の上にロウ材を介して金属製の蓋体（図示せず）を取り付けるために、導体ペーストによる環状導体用導体パターン３６を形成してもよい。
【００４３】
次に、図３（ｆ）に示すように、枠体用成形体３５の上面にスナップ刃３７を用いて分割のための分割溝３８（Ｖ字溝）を形成する。このとき、分割溝３８は第１の絶縁ペースト３５１による成形体まで達するように形成される。
【００４４】
最後に、焼成する工程となる。焼成する工程は、有機成分の除去とセラミック粉末の焼結を目的とする。有機成分の除去は、１００〜８００℃の温度範囲での加熱によって、有
機成分を分解、揮発させるものである。また、焼成温度は、原料組成により異なるが、約８００〜１６００℃の範囲内で行なう。焼成雰囲気は、原料粉末（セラミック粉末、ガラス粉末）や導体材料により異なり、大気中、還元雰囲気中、非酸化性雰囲気中等で行なわれ、有機成分の除去を効果的に行なうために水蒸気等を含ませてもよい。
【００４５】
なお、焼成後には、上面パッド用導体パターン３３が焼結してなる上面パッド、下面パッド用導体パターン３４が焼結してなる下面パッド、環状導体用導体パターン３６が焼結してなる環状導体等の腐食防止のため、および環状導体と蓋体（図示せず）との良好な接合のために、ＮｉめっきやＡｕめっきを施すとよい。
【００４６】
このような製造方法により、図２に示すような多数個取り配線基板を作製することができる。この多数個取り配線基板の製造方法によれば、第２の絶縁ペーストにより形成される強度の高い表層部が第１の絶縁ペーストにより形成される強度の低い内部を保護することで、製造工程内の取り扱い上による枠体の欠損、クラック等を防止することができ、製造工程内での信頼性を高くすることができる。
【００４７】
そして、図２に示す多数個取り配線基板におけるセラミック基体１の上面に形成された上面パッド１４の上に導電接着剤を塗布して、圧電素子を片持ち梁のように実装し、環状導体２４の上に例えばＳｕ−Ａｕ半田などのロウ材を形成し、金属製の蓋体を搭載して２６０℃乃至２８０℃程度の温度でリフローして蓋体を接合させた後、個片にブレイクする（折って割る）。もしくは、個片にブレイクした（折って割った）後に、セラミック基体１の上面に形成された上面パッド１４の上に導電接着剤を塗布して、圧電素子を片持ち梁のように実装し、環状導体２４の上に例えばＳｕ−Ａｕ半田などのロウ材を形成し、金属製の蓋体を搭載して２６０℃乃至２８０℃程度の温度でリフローして蓋体を接合させる。これにより、多数の圧電素子収納用パッケージを得ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・セラミック基体
１１・・・配線基板領域
１２・・・境界線
１３・・・電子部品収納空間
１４・・・上面パッド
１５・・・下面パッド
１６・・・貫通導体
２・・・枠体
２１・・・分割溝
２２・・・表層部
２３・・・内部
２４・・・環状導体
３１・・・セラミックグリーンシート
３２・・・貫通導体用導体ペースト
３３・・・上面パッド用導体パターン
３４・・・下面パッド用導体パターン
３５・・・枠体用成形体
３５１・・・第１の絶縁ペースト
３５２・・・第２の絶縁ペースト
３６・・・環状導体用導体パターン
３７・・・スナップ刃
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線基板領域を有するセラミック基体と、該セラミック基体のそれぞれの前記配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う前記配線基板領域の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体とを具備し、該枠体の上面にそれぞれの前記配線基板領域に分割するための分割溝を有する多数個取り配線基板であって、
前記枠体は表層部と少なくとも前記配線基板領域の境界線上の領域を含む内部とが互いに異なる材料からなり、前記内部の形成材料の強度が前記表層部の形成材料の強度よりも低く、前記分割溝が前記表層部から前記内部まで形成されていることを特徴とする多数個取り配線基板。
【請求項２】
前記枠体の前記表層部と前記セラミック基体とが同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多数個取り配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の多数個取り配線基板を製造するための製造方法であって、複数の配線基板形成領域を有するセラミックグリーンシートを作製する工程と、該セラミックグリーンシートのそれぞれの前記配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う前記配線基板形成領域の周縁部にまたがるように第１の絶縁ペーストを塗布した後、前記第１の絶縁ペーストの表面を覆うように第２の絶縁ペーストを塗布し、枠体用成形体を作製する工程と、枠体用成形体の上面に分割溝を形成する工程と、焼成する工程とを有することを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法。
【請求項１】
複数の配線基板領域を有するセラミック基体と、該セラミック基体のそれぞれの前記配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う前記配線基板領域の周縁部にまたがって立設された絶縁ペーストの焼結体からなる枠体とを具備し、該枠体の上面にそれぞれの前記配線基板領域に分割するための分割溝を有する多数個取り配線基板であって、
前記枠体は表層部と少なくとも前記配線基板領域の境界線上の領域を含む内部とが互いに異なる材料からなり、前記内部の形成材料の強度が前記表層部の形成材料の強度よりも低く、前記分割溝が前記表層部から前記内部まで形成されていることを特徴とする多数個取り配線基板。
【請求項２】
前記枠体の前記表層部と前記セラミック基体とが同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多数個取り配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の多数個取り配線基板を製造するための製造方法であって、複数の配線基板形成領域を有するセラミックグリーンシートを作製する工程と、該セラミックグリーンシートのそれぞれの前記配線基板領域の境界線に沿って、隣り合う前記配線基板形成領域の周縁部にまたがるように第１の絶縁ペーストを塗布した後、前記第１の絶縁ペーストの表面を覆うように第２の絶縁ペーストを塗布し、枠体用成形体を作製する工程と、枠体用成形体の上面に分割溝を形成する工程と、焼成する工程とを有することを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−７９８０２（Ｐ２０１２−７９８０２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２１５８１（Ｐ２０１０−２２１５８１）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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