(57)【要約】  【課題】  接続パッド等におけるエレクトロマイグレーションによる空隙が抑制された配線基板、はんだバンプ付き配線基板および半導体装置を提供する。  【解決手段】  半導体素子の搭載部１ａを有する絶縁基板１と、絶縁基板１の内部から搭載部１ａにかけて設けられた貫通導体３と、貫通導体３の上端部に接続して設けられた放熱層４と、放熱層４の上面に接続して設けられた接続パッド２とを備えており、放熱層４は、貫通導体３および接続パッド２よりも熱伝導率が高い材料からなり、平面透視において、放熱層４の大きさが、貫通導体の上端部３ａおよび接続パッド２それぞれの大きさよりも大きい配線基板である。放熱層４によって、接続パッド２および貫通導体３の上端部よりも外側に熱を伝導させて放散させることができるため、接続パッド２等におけるエレクトロマイグレーションが抑制され得る。【選択図】  図１
2014063827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に半導体素子の搭載部を有する絶縁基板と、
前記絶縁基板の内部から前記搭載部にかけて設けられた貫通導体と、
該貫通導体の上端部に直接に接続して設けられた放熱層と、
該放熱層の上面に直接に接続して設けられた接続パッドとを備えており、
前記放熱層は、前記貫通導体および前記接続パッドよりも熱伝導率が高い材料からなり、平面透視において、前記放熱層の外形が、前記貫通導体の前記上端部の外形および前記接続パッドの外形よりも大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記貫通導体の前記上端部が、平面透視において前記接続パッドと重なる大きさであることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記放熱層が、銅、銀またはアルミニウムからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記放熱層の上面のうち前記接続パッドよりも外側の部分が、絶縁コート層によって被覆されていることを特徴とする請求項３記載の配線基板。
【請求項５】
請求項１に記載の配線基板と、
前記接続パッドに接続されたはんだバンプとを備えることを特徴とするはんだバンプ付き配線基板。
【請求項６】
請求項１に記載の配線基板と、
電極を有しており、前記搭載部に搭載された半導体素子とを備えており、
前記半導体素子の前記電極と前記配線基板の前記接続パッドとがはんだを介して接続されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子がはんだを介して接合される接続パッドを備える配線基板、配線基板の接続パッドにはんだバンプが接合されてなるはんだバンプ付き配線基板、および配線基板に半導体素子がはんだを介して接続されてなる半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路素子（ＩＣ）等の半導体素子は、通常、半導体素子搭載用のセラミック配線基板等の配線基板に搭載されて半導体装置となり、コンピュータや通信機器，センサ機器等の電子機器を構成する外部の電気回路（マザーボード等）に実装されて使用されている。
【０００３】
半導体素子は、一般に、シリコン等の半導体基板の一主面に電子回路が形成され、この電子回路と電気的に接続された円形状等の電極が一主面に配置された構造である。電極は、例えばニッケル等の金属材料からなる。電子回路は、その一端が電極の外周の一部に直接に接続することによって、電極と電気的に接続されている。
【０００４】
配線基板は、例えばセラミック基板等の絶縁基板の上面に、半導体素子の電極の配置に対応して接続パッドが形成された構造である。半導体素子の電極と配線基板の接続パッドとを互いに対向させて、両者の間に介在させたはんだを介して両者を互いに接続させれば、半導体装置を作製できる。はんだは、例えばスズ−銀やスズ−銀−ビスマス等のはんだ材料からなり、例えば配線基板の接続パッドに凸状に、はんだバンプとして被着されて、接続パッドと電極との上記接合に用いられる。
【０００５】
接続パッドは、例えば銅を主成分としてなる。接続パッドは、搭載部から絶縁基板の内部にかけて形成された貫通導体を介して絶縁基板の内部や下面に電気的に導出されている。接続パッドおよび貫通導体を介して、半導体素子と外部電気回路とが電気的に接続される。
【０００６】
半導体装置が、上記電子機器の基板等に含まれる外部電気回路に接続された後、半導体素子と外部電気回路との間で、貫通導体、接続パッドおよびはんだバンプを通って、接地用または電源用等の各種の電気信号としての電流が通電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2012−99642号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術の配線基板においては、接続パッドと半導体素子の電極とを、はんだ（はんだバンプ）を介して接続して通電したときに、接続パッドまたは電極のはんだとの接続部分にボイド（空隙）が発生する可能性があるという問題点があった。
【０００９】
これは、接続パッドと電極との間を通る電気信号（電子の流れ）によって、電極または接続パッドを形成している銅またはニッケル等の金属材料がはんだバンプ中に拡散する、いわゆるエレクトロマイグレーションが生じるためである。エレクトロマイグレーションによって、接続パッドまたは電極のはんだバンプとの接続界面部分において空隙を生じる可能性がある。このような空隙が生じると、接続パッドとはんだバンプとの間で局部的な
電気抵抗の増加や断線等の不具合を生じる。
【００１０】
特に、近年、半導体素子の高速化に伴い、外部電気回路から貫通導体を通って接続パッドおよびはんだバンプに流れる電流がさらに大きくなる傾向にあり、これに応じて接続パッド等における抵抗発熱量が従来よりも大きくなる。この抵抗発熱量の増大に起因して、上記エレクトロマイグレーションがさらに発生しやすくなってきている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一つの態様の配線基板は、上面に半導体素子の搭載部を有する絶縁基板と、前記絶縁基板の内部から前記搭載部にかけて設けられた貫通導体と、該貫通導体の上端部に接続して設けられた放熱層と、該放熱層の上面に接続して設けられた接続パッドとを備えている。前記放熱層は、前記貫通導体および前記接続パッドよりも熱伝導率が高い材料からなり、平面透視において、前記放熱層の大きさが、前記貫通導体の前記上端部および前記接続パッドそれぞれの大きさよりも大きい。
【００１２】
本発明の一つの態様のはんだバンプ付き配線基板は、上記構成の配線基板と、前記接続前記接続パッドに接合されたはんだバンプとを備える。
【００１３】
本発明の一つの態様の半導体装置は、上記構成の配線基板と、電極を有しており、前記搭載部に搭載された半導体素子とを備えており、前記半導体素子の前記電極と前記配線基板の前記接続パッドとがはんだを介して接続されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一つの態様の配線基板によれば、上記構成の放熱層を有することから、接続パッドと電極との間を通る電流に応じた抵抗発熱が生じたとしても、その熱を放熱層によって絶縁基板および外気に効果的に放散することができる。そのため、放熱層が接している接続パッドおよびはんだ（はんだバンプ）、さらに電極における温度上昇が効果的に抑制される。したがって、接続パッドとはんだバンプとの接合面、およびはんだバンプを介して接続される電極とはんだバンプとの接合面における、エレクトロマイグレーションによる空隙を効果的に抑制することが可能な配線基板を提供することができる。
【００１５】
本発明の一つの態様のはんだバンプ付き配線基板によれば、上記構成の配線基板と、接続パッドに接続されたはんだバンプとを備えることから、接続パッド等における放熱性が高い。そのため、上記配線基板と同様に、接続パッドおよび電極それぞれのはんだバンプとの接続界面部分におけるエレクトロマイグレーションによる空隙の発生が効果的に抑制され得る。
【００１６】
本発明の一つの態様の半導体装置によれば、上記構成の配線基板と、電極を有しており、搭載部に搭載された半導体素子とを備えており、半導体素子の電極と配線基板の接続パッドとがはんだを介して接続されていることから、接続パッド等における放熱性が高い。そのため、上記配線基板と同様に、接続パッドおよび電極それぞれのはんだバンプとの接続界面部分におけるエレクトロマイグレーションによる空隙の発生が効果的に抑制され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態の配線基板およびはんだバンプ付き配線基板を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】（ａ）は図１の要部を拡大して示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図３】本発明の実施形態の半導体装置における要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図３に示す半導体装置の変形例における要部拡大して示す断面図である。
【図５】図１に示す配線基板の変形例における要部を示す平面図である。
【図６】図１に示す配線基板の他の変形例における要部を示す平面図である。
【図７】図１に示す配線基板およびはんだバンプ付き配線基板の他の変形例における要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態の配線基板、その配線基板を用いてなるはんだバンプ付き配線基板および半導体装置を、添付の図面を参照して説明する。
【００１９】
図１（ａ）は本発明の実施形態の配線基板を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。また、図２（ａ）は、図１に示す配線基板の要部を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。また、図３は、本発明の実施形態の半導体装置における要部を拡大して示す断面図である。絶縁基板１の上面に接続パッド２が設けられ、接続パッド２の下方に貫通導体３が設けられている。絶縁基板１、接続パッド２および貫通導体３によって、半導体素子11を搭載するための配線基板が基本的に構成されている。
【００２０】
配線基板は、半導体素子11を搭載して半導体装置を作製するための、いわゆるＩＣパッケージ等である。例えば、絶縁基板１の上面の中央部が、半導体素子11が搭載される搭載部であり、この搭載部に接続パッド２が設けられている。
【００２１】
絶縁基板１は、例えばガラスセラミック焼結体、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体またはチッ化アルミニウム質焼結体等の絶縁材料によって形成されている。絶縁基板１は、例えば、ガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。
【００２２】
ホウケイ酸系ガラス等のガラス成分と酸化アルミニウム等のセラミック成分とを主成分し、焼結助剤等を添加して作製した原料粉末に適当な有機バインダおよび有機溶剤を添加混合してセラミックスラリーを作製する。このセラミックスラリーをドクターブレード法またはリップコータ法等のシート成形技術を採用してシート状に成形することにより複数枚のセラミックグリーンシートを作製する。その後、複数枚のセラミックグリーンシートを切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とした後に、これらのセラミックグリーンシートを積層する。最後に、この積層されたセラミックグリーンシートを還元雰囲気中において約800〜1000℃の温度で焼成することによって、ガラスセラミック焼結体からなる絶
縁基板１を作製することができる。
【００２３】
絶縁基板１は、例えば四角板状であり、その上面の中央部の四角形状等の領域が半導体素子11の搭載部となっている。この搭載部に、半導体素子11の複数の電極12がそれぞれ電気的に接続される複数の接続パッド２が配置されている。
【００２４】
なお、絶縁基板１には、その内部から搭載部にかけて貫通導体３が設けられている。貫通導体３の上端部３ａには、この上端部３ａに接続して放熱層４が設けられている。この放熱層４の上面に接続パッド２が設けられている。
【００２５】
接続パッド２は、絶縁基板１の上面の搭載部に、半導体素子11の主面（下面）に配置された電極12と対向するように配置されている。接続パッド２と半導体素子11の電極12とがはんだバンプ５を介して互いに接合されることによって、半導体素子11と配線基板とが電気的および機械的に接続され、半導体装置が形成される。なお、図１（ａ）では、見やすくするために、はんだバンプ５を省略している。
【００２６】
接続パッド２は、例えば、銅または銅を主成分とする金属材料により形成されている。接続パッド２の主成分が銅である場合には、銅の電気抵抗（抵抗率）が低いため、接続パッド２における電気抵抗を低く抑える上で有利である。また、経済性についても比較的優れている。接続パッド２は、例えば、メタライズ層、めっき層または蒸着層等の形態で形成されている。
【００２７】
接続パッド２は、例えば平面視で円形状や楕円形状，四角形状等であり、対向して接続される電極12の形状や寸法に応じて適宜、形状および寸法が設定されている。例えば電極12が直径約100〜300μｍ程度の円形状等の場合であれば、接続パッド２は、これよりも若干大きな円形状（直径が約200〜400μｍ程度）等に形成される。
【００２８】
貫通導体３は、絶縁基板１の下面または側面等の外表面に、接続パッド２を電気的に導出するためのものである。例えば、貫通導体３を介して接続パッド２が絶縁基板１の下面に電気的に導出される。絶縁基板１の下面には、外部接続用のパッド（符号なし）が設けられている。この外部接続用の導体は、貫通導体３と電気的に接続されている。外部接続用のパッドが外部の電気回路と電気的に接続されて、配線基板に搭載される半導体素子11と、外部の電気回路とが互いに電気的に接続される。
【００２９】
貫通導体３は、例えば、銅または銅を主成分とする合金等の金属材料からなる。貫通導体３を形成する金属材料は、例えば絶縁基板１との同時焼成によって設けられた金属材料（メタライズ導体）の場合に、粒状等のガラス成分またはセラミック成分を含んでいてもよい。ガラス成分またはセラミック成分によって、絶縁基板１に対する貫通導体３の焼成収縮率の整合が可能になる。
【００３０】
放熱層４は、接続パッド２、はんだバンプ５および半導体素子11の電極12等における温度上昇を抑制するためのものである。配線基板に半導体素子11を搭載して、接続パッド２と電極12との間で通電したときに、接続パッド２等において抵抗発熱が生じる。この熱が、放熱層４を介して絶縁基板１および外部に効果的に伝導または放散される。つまり、効果的な放熱が行なわれる。そのため、接続パッド２等に溜まる熱量が低減され、接続パッド２等における温度上昇が抑制される。
【００３１】
上記のように、接続パッド２等において温度上昇が抑制できるため、温度上昇に起因した、接続パッド２および電極12におけるエレクトロマイグレーションが効果的に抑制できる。すなわち、接続パッド２等におけるエレクトロマイグレーションは、接続パッド２等の温度上昇に伴って促進される傾向がある。これに対して、上記のように接続パッド２等における温度上昇が抑制されているため、エレクトロマイグレーションが抑制できる。
【００３２】
放熱層４は、接続パッド２等から外部への放熱性を確保するために、貫通導体の上端部３ａおよび接続パッド２よりも熱伝導率が高い材料からなる。例えば、接続パッド２および貫通導体の上部３ａが、銅を主成分とし、ガラス粉末またはセラミック粉末等のフィラーが添加されたものからなる場合であれば、放熱層４としては、銅を99.99質量％以上含
む、いわゆる純銅（熱伝導率が約400Ｗ／ｍＫ）からなるものが挙げられる。また、接続
パッド２が純銅からなる場合であれば、放熱層４としては、銀（熱伝導率が約420〜430Ｗ／ｍＫ）またはカーボン（炭素繊維として熱伝導率が約900Ｗ／ｍＫ程度）を含み、放熱
層４全体としての熱伝導率が銅の熱伝導率よりも高い材料が挙げられる。このような材料は、例えば純銀、銅と銀との合金、アルミニウム、炭素繊維、およびこれらの複合材料等が挙げられる。
【００３３】
放熱層４は、伝熱性（放熱性）および絶縁基体１に設けることが容易であること（つま
り配線基板としての生産性）等を考慮すれば、熱伝導率が高い金属材料（銅、銀、金またはアルミニウム等）からなるものであることが好ましく、特に、銅、銀またはアルミニウムからなるものであることが好ましい。
【００３４】
上記構成の配線基板によれば、放熱層４を有することから、接続パッド２と電極12との間を通る電流に応じた抵抗発熱が生じたとしても、その熱を放熱層４によって絶縁基板１および外気に効果的に放散することができる。そのため、放熱層４が接している接続パッド２およびはんだ（はんだバンプ）５、さらに電極12における温度上昇が効果的に抑制される。したがって、接続パッド２とはんだバンプ５との接合面、およびはんだバンプ５を介して接続される電極12とはんだバンプ５との接合面における空隙を効果的に抑制することが可能な配線基板を提供することができる。
【００３５】
貫通導体３、放熱層４および接続パッド２は、例えば以下のようにして絶縁基板１に設けることができる。なお、貫通導体３がガラス成分を含む銅からなり、放熱層４が銅と銀とが混合された金属材料からなり、接続パッド２が銅（純銅）からなる場合の例を挙げる。
【００３６】
まず、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートに貫通導体３用の貫通孔を設ける。貫通孔は、パンチング等の機械的な孔あけ加工またはレーザ加工等によって設けることができる。次に、銅粉末にガラス粉末を添加して有機溶剤およびバインダとともに混練して作製した第１金属ペーストを、セラミックグリーンシートに設けた貫通孔内に充填する。次に、銅粉末および銀粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して作製した第２金属ペーストを、貫通孔内に充填した第１金属ペーストの上端から、その周囲のセラミックグリーンシートの表面（上面）にかけて印刷する。第２金属ペーストおよび後述する第３金属ペーストの印刷は、スクリーン印刷法等の印刷法で行なうことができる。次に、銅粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して作製した第３金属ペーストを、上記印刷した第２金属ペーストの上面に印刷する。このとき、例えば、平面透視において貫通孔（第１金属ペースト）と同じ位置に第３金属ペーストを印刷する。その後、これらのセラミックグリーンシートおよび第１〜第３金属ペーストを同時焼成する。以上の工程によって、絶縁基板１に接続パッド２、貫通導体３および放熱層４を設けることができる。
【００３７】
接続パッド２と半導体素子11の電極12とを接合する（電気的および機械的に接続する）はんだバンプ５を形成するはんだ材料としては、例えばスズ−鉛やスズ−銀，スズ−銀−銅，スズ−銀−ビスマス等が挙げられる。はんだバンプ４は、環境への悪影響を避ける上では、鉛等の有害物質を含有しない、いわゆる鉛フリーはんだであることが好ましい。
【００３８】
はんだバンプ５は、例えば上記のはんだ材料を用いて作製したはんだボールを接続パッド２上に位置合わせしてセットしておいて、電気炉中で一体的に加熱する（リフロー）によって形成することができる。この方法で形成されたはんだバンプ４は、はんだ材料の溶融時の表面張力等のために半球状等の形状になる。
【００３９】
配線基板の接続パッド２上にはんだバンプ５が設けられたものが、はんだバンプ付き配線基板である。あらかじめ、配線基板の接続パッド２上にはんだバンプ５を設けておけば、半導体素子11の搭載が容易になり、半導体装置の製作が容易に行なえる。
【００４０】
このようなはんだバンプ付き配線基板によれば、上記構成の配線基板にはんだバンプが設けられてなることから、接続パッド２等における放熱性が高い。そのため、接続パッド２等における温度上昇の抑制が可能である。したがって、接続パッド２等におけるエレクトロマイグレーションに起因した空隙の発生が抑制された半導体装置の製作が可能なはんだバンプ付き配線基板を提供することができる。
【００４１】
また、前述したように、上記構成の配線基板と、電極12を有しており、搭載部に搭載された半導体素子11とにより半導体装置が基本的に形成されている。このような半導体装置によれば、電極12と接続パッド２とがはんだ（はんだバンプ）５を介して接続されていることから、接続パッド２等における放熱性が高い。そのため、上記配線基板と同様に、接続パッド２および電極12それぞれのはんだバンプ５との接続界面部分におけるエレクトロマイグレーションによる空隙の発生が効果的に抑制され得る。
【００４２】
以上の配線基板等（はんだバンプ付き配線基板および半導体装置）の実施形態においては、貫通導体の上端部３ａが、平面透視において接続パッド２と重なる大きさである場合を例に挙げて説明した。貫通導体３ａの上端部が上記大きさである場合には、貫通導体３ａと放熱層との間に接合面積が十分に大きく確保され、貫通導体３、特に上端部３ａにおける温度上昇がより効果的に抑制され得る。
【００４３】
なお、貫通導体の上端部３ａは、必ずしも上記の大きさである必要はなく、平面透視において接続パッド２よりも小さくてもよく、大きくてもよい。貫通導体の上端部３ａの大きさは、例えば、平面視における接続パッド２の大きさ、貫通導体３の径、上端部３ａおよび放熱層それぞれを形成している材料および金属ペーストの印刷性等の作業性等の条件に応じて、適宜設定してもよい。
【００４４】
また、放熱層４は、その上面のうち接続パッド２よりも外側における部分が、酸化物またはレジスト材料からなるコート層６によって被覆されている。これにより、例えば銅等の、はんだが濡れやすい材料で放熱層４が形成されている場合に、はんだバンプ５となるはんだ材料が、接続パッド２の外周から放熱層４上にまで広がるようなことが防止される。そのため、はんだバンプ５を形成するはんだ材料の量が十分に確保され、接続パッド２と電極12との接続信頼性が高くなり得る。
【００４５】
コート層６は、例えば、酸化銅、酸化アルミニウム、ガラスセラミックス等の無機材料、またはポリイミド等の有機樹脂材料からなる。コート層６は、放熱層４から外気への放熱性を考慮すれば、酸化銅からなるものであることが好ましい。
【００４６】
コート層６の厚さが厚くなり過ぎると、放熱層４から外気への放熱の妨げになる可能性がある。そのため、例えばコート層６が酸化銅からなる場合であれば、コート層６の厚みは、0.1〜10μｍが好ましい。
【００４７】
コート層６は、例えば上記無機材料のペースト等を放熱層４の上面の所定部位に印刷することによって設けることができる。また、コート層６が酸化銅からなる場合であれば、放熱層４の上面等の一部を酸化させることによってコート層６を設けることができる。
【００４８】
図４は、図３に示す半導体装置の変形例を示す断面図である。図４において図３と同様の部位には同様の符号を付している。図４に示す例は、放熱層４の上面の一部（外周部）が酸化されてコート層６が設けられた場合の一例を示す断面図である。図４において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。放熱層４の上面の外周部が酸化されてコート層６が設けられている場合には、配線基板、はんだバンプ付き配線基板および半導体装置としての生産性を高める上で有利である。
【００４９】
この場合、例えば、まず銅からなる放熱層４を設けた後に、その上面の中央部に樹脂等でレジスト膜を設けておいて、露出した上面の外周部を酸化処理すれば、容易に、所定部位にコート層６を設けることができる。酸化処理は、例えば、放熱層４を空気中で加熱処理すること等の方法が挙げられる。このようなコート層６であれば、複数の接続パッド２
に対応した複数の放熱層４に、一括してコート層６を設けることができる。したがって、配線基板等の生産性の向上が容易である。
【００５０】
複数の放熱層４が設けられている場合に、複数の放熱層４は、平面視において互いに対向し合う辺を有する多角形状であってもよい。この場合には、配線基板における放熱性を高める上で有利である。すなわち、この場合には、多数の接続パッド２が設けられたときに、隣り合う接続パッド２同士の間の電気絶縁性を確保しながら、搭載部１ａを含む絶縁基板１の上面のより広い領域に放熱層４を設けることができる。つまり、絶縁基板１の表面に高い密度で複数の放熱層４が設けられ得る。そのため、放熱性の高い配線基板、はんだバンプ付き配線基板および半導体装置を提供することができる。
【００５１】
図５は、図１に示す配線基板の変形例における要部を示す平面図である。図５において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図５に示す例において、放熱層４は、平面視において六角形状（正六角形状）である。つまり、放熱層４は、平面視において、互いに隣り合う辺を有する。この例の場合には、上記のように、搭載部１ａを含む絶縁基板１の上面における、放熱層４の面積をより大きくする上で有効である。また、放熱層４が金属材料からなる場合にも、隣り合う放熱層間の電気絶縁性が確保されるため、隣り合う接続パッド２間の電気絶縁性を確保できる。
【００５２】
図６は、図１に示す配線基板の他の変形例における要部を示す平面図である。図６において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図６に示す例において、放熱層４は、平面視において四角形状（長方形状）である。この例の場合にも、搭載部１ａを含む絶縁基板１の上面における、放熱層４の面積をより大きくする上で有効である。また、放熱層４が金属材料からなる場合にも、隣り合う放熱層間の電気絶縁性が確保されるため、隣り合う接続パッド２間の電気絶縁性を確保できる。
【００５３】
なお、図５に示す例は、例えば、複数の接続パッド２が、一定の間隔で、いわゆる千鳥状に配列された場合に用いられる。また、図６に示す例は、複数の接続パッドが千鳥状に配列されているとともに、隣り合う接続パッド２同士の間の距離が縦横の間で互いに異なるような場合に用いられる。
【００５４】
図７は、図１に示す配線基板およびはんだバンプ付き配線基板の他の変形例における要部を示す断面図である。図７において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図７に示す例において、貫通導体の上端部３ａの一部が、放熱層４内に入り込んでいる。
【００５５】
図７に示す例のような場合には、放熱層４と貫通導体の上端部３ａとの接し合う面積が大きくなるため、この上端部３ａと放熱層４との機械的な接続強度の向上の点で有利である。また、貫通導体の上端部３ａから放熱層４への熱の伝導が促進される。
【００５６】
貫通導体の上端部３ａは、放熱層４を厚み方向に貫通していていもよい。この場合、貫通導体３の上端部の一部が、接続パッド２と直接に接続される。
【００５７】
なお、図７に示す例においては、放熱層４上にコート層６が設けられていない。例えば、放熱層４が炭素繊維等のはんだの濡れ性が低い材料からなる場合であれば、はんだバンプ５を形成するはんだ材料の放熱層４上への広がりが抑制される。
【実施例】
【００５８】
下記の半導体素子および配線基板を準備し、半導体素子の電極と配線基板の接続パッドとをスズ−銀はんだからなるはんだバンプを介して互いに電気的および機械的に接続して、実施例の半導体装置（本発明の配線基板を用いた半導体装置の一例）および比較例の半
導体装置を作製した。実施例の半導体装置には、貫通導体と接続パッドとの間に放熱層を設けた配線基板を用いた。比較例の半導体装置は、そのような放熱層を設けていない配線基板を用いて作製した。
【００５９】
半導体素子11：半導体基板として、辺の長さが５×５ｍｍの正方形板状のシリコン基板を用い、この半導体基板の主面にシリコンの酸化膜を介してアルミニウムからなる電子回路と銅および銅を被覆するニッケル層からなる電極12を配置したものを用いた。電極12は、直径が約100μｍの円形状であり、半導体基板の主面に縦横の並びに64個（８×８）配
列させた。
【００６０】
配線基板：ガラスセラミック焼結体を用いて作製した、各辺の長さが約10×10×１ｍｍの正方形板状の絶縁基板の上面に、銅のメタライズ層によって、直径が約150μｍの円形
状の接続パッドを形成した。接続パッドの個数は半導体素子11の電極12の個数と同じ64個であり、各接続パッドは、半導体素子11の電極12に対応する位置に形成した。貫通導体は、銅にガラス成分を10質量％添加した材料を用いて形成した。貫通導体は、直径が約75μｍの円形状（円柱状）に形成した。
【００６１】
貫通導体の上端部に接続するように放熱層を設けた。貫通導体の上端部は、平面透視で接続パッドと重なる大きさ（直径が約150μｍの円形状）に形成した。上端部の厚みは約30μｍとした。
【００６２】
放熱層：銀を10質量％含む銅のメタライズ層により、接続パッドと同様にして形成した。なお、接続パッド、放熱層および貫通導体は、絶縁基板との同時焼成により設けた。
【００６３】
以上の実施例および比較例、それぞれの半導体装置について、プリント回路基板に実装した後、配線基板と半導体素子11との間で通電を500時間行なった後、接続パッドと電極
との間における通電前後の抵抗値の上昇率を算出し、上昇率20％以上で故障と判定した。各接続パッドにおける通電量（配線基板の各貫通導体から接続パッドを通ってはんだバンプ、さらに電極にかけて流れる電流の、それぞれの接続パッドにおける大きさ）は約0.8
Ａとした。半導体素子の電極においても同様に約0.8Ａの電流を通電させた。接続パッド
における電流密度は約4527Ａ／ｃｍ２であり、電極12における電流密度は約10185Ａ／ｃ
ｍ２であった。
【００６４】
以上の結果、本発明の実施例の半導体装置では故障発生が見られなかったのに対し、比較例の半導体装置では20％の接続パッドにおいて故障が発生していた。これにより、本発明の配線基板を用いて作製した半導体装置における、接続パッドおよび電極での空隙の発生を抑制する効果を確認することができた。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・絶縁基板
１ａ・・搭載部
２・・・接続パッド
３・・・貫通導体
３ａ・・貫通導体の上端部
４・・・放熱層
５・・・はんだバンプ
６・・・コート層
11・・・半導体素子
12・・・電極
【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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【図６】
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【図７】
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