(57)【要約】【課題】  電極パッド間の高低差が抑制され、その結果、電子部品の電極を電極パッドに容易にかつ強固に接合することができる実装信頼性の優れた配線基板を提供すること。【解決手段】  複数の絶縁層１ａが積層されて成り、上面の中央部に電子部品の搭載部が形成された絶縁基板１と、搭載部に配列形成された複数の電極パッド２と、絶縁層の層間に形成された内層配線導体３と、絶縁層１ａの層間に、絶縁基板１の上面の複数の電極パッド２が配列形成されている領域の外周部と平面視で重なるようにして形成された内層絶縁層４とを具備している。【選択図】  図１
2006066628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層が積層されて成り、上面の中央部に電子部品の搭載部が形成された絶縁基板と、前記搭載部に配列形成された複数の電極パッドと、前記絶縁層の層間に形成された内層配線導体と、前記絶縁層の層間に、前記絶縁基板の上面の前記複数の電極パッドが配列形成されている領域の外周部と平面視で重なるようにして形成された内層絶縁層とを具備していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基板の上面の前記複数の電極パッドが配列形成されている領域は全体形状が四角形状であり、前記内層絶縁層は、四角形状の前記領域の各辺部に沿って同じ間隔で複数配列形成されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記絶縁層の層間に、前記内層配線導体の上面を被覆する被覆絶縁層が形成されており、該被覆絶縁層の上面と前記絶縁層の下面との間に前記内層絶縁層が介在してい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や容量素子等の電子部品を搭載するための配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子、ＬＤ（半導体レーザ），ＬＥＤ（発光ダイオード），ＰＤ（フォトダイオード），ＣＣＤ，ラインセンサ，イメージセンサ等の光半導体素子、圧電振動子，水晶振動子等の振動子、容量素子その他の種々の電子部品が搭載される配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体（ガラスセラミックス）等のセラミック焼結体からなる絶縁層を複数積層して形成され、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基板と、絶縁基板の内部に形成された内層配線導体と、絶縁基板の上面に形成され、配線導体に電気的に接続された複数の電極パッドとを具備した構造である。
【０００３】
配線導体と電極パッドとの電気的な接続は、通常、電極パッドから配線導体にかけて、絶縁層を厚み方向に貫通するようにして形成された貫通導体を介して行われる。
【０００４】
そして、搭載部に電子部品を搭載し、電子部品の電極を電極パッドにはんだやボンディングワイヤ等の接続材を介して接続し、必要に応じて電子部品を蓋体や封止用樹脂等で封止することにより電子装置が形成される。
【０００５】
この電子装置について、配線導体の一部を絶縁基板の側面や下面に露出させ、この露出した部位を外部電気回路にはんだ等を介して接続することにより、電子部品の電極が接続パッドと貫通導体と配線導体とを介して外部の電気回路に電気的に接続される。近年、このような電子装置においては、例えば、携帯電話等の電子機器に実装する部品として小型化および高密度実装が要求されるようになってきている。
【０００６】
そのため、例えば、電子部品の接続方法としてフリップチップ実装が提案されている。フリップチップ実装は、電子部品の主面に縦横に配列形成された複数の電極に、それぞれはんだバンプを形成し、その電極を絶縁基板の上面に配列形成された複数の電極パッドに位置合わせした後、はんだバンプを溶かして、電極と電極パッドとを接続する方法である。従って、配線基板の電極パッドは、電子部品の主面に縦横に配列形成されている電極と対向するようにして形成する必要があり、絶縁基板の上面の中央部に複数が縦横に配列形成される。
【０００７】
なお、このような配線基板は、例えば、各絶縁層が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、以下のようにして製造される。まず、酸化アルミニウムにガラスや着色材等を添加してなる原料粉末を有機溶剤，樹脂バインダとともにシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製し、次に、配線導体となる導電性ペーストをセラミックグリーンシートに所定パターンに印刷し、最後に、これらのセラミックグリーンシートを積層し焼成することにより製造される。
【特許文献１】特開平８−１８１４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の配線基板においては、焼成時に、電極パッドおよび内層配線導体と絶縁層との間で収縮差があり、その収縮差に起因する応力により、電極パッドが配列形成されている領域と、その外側の領域との間にわたって収縮応力が作用し、絶縁層および絶縁基板が凹んで、または凹凸が生じて変形してしまう。この変形に起因して、電極パッドが形成されている領域にも凹凸が生じて電極パッドに高低差が生じ、その結果、電極パッドと電子部品の電極との間で部分的に高さが合わず、電子部品を配線基板の電極パッドに対して正常に電気的に接続することができないという問題が発生していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するために完成されたものであり、その目的は
、絶縁基板の上面の複数の電極パッドが配列形成されている領域とその外側の領域との間にわたって絶縁基板に変形が生じることが効果的に防止され、電極パッド間の高低差が抑制され、その結果、電子部品の電極を電極パッドに容易にかつ強固に接合することができる実装信頼性の優れた配線基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の配線基板は、複数の絶縁層が積層されて成り、上面の中央部に電子部品の搭載部が形成された絶縁基板と、前記搭載部に配列形成された複数の電極パッドと、前記絶縁層の層間に形成された内層配線導体と、前記絶縁層の層間に、前記絶縁基板の上面の前記複数の電極パッドが配列形成されている領域の外周部と平面視で重なるようにして形成された内層絶縁層とを具備していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の配線基板は好ましくは、前記絶縁基板の上面の前記複数の電極パッドが配列形成されている領域は全体形状が四角形状であり、前記内層絶縁層は、四角形状の前記領域の各辺部に沿って同じ間隔で複数配列形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の配線基板は好ましくは、前記絶縁層の層間に、前記内層配線導体の上面を被覆する被覆絶縁層が形成されており、該被覆絶縁層の上面と前記絶縁層の下面との間に前記内層絶縁層が介在していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の配線基板によれば、複数の絶縁層が積層されて成り、上面の中央部に電子部品の搭載部が形成された絶縁基板と、前記搭載部に配列形成された複数の電極パッドと、前記絶縁層の層間に形成された内層配線導体と、前記絶縁層の層間に、前記絶縁基板の上面の前記複数の電極パッドが配列形成されている領域の外周部と平面視で重なるようにして形成された内層絶縁層とを具備していることから、絶縁基板の焼成時に発生する、電極パッドおよび内層配線導体と絶縁層との収縮差に起因する応力により、電極パッドが配列形成されている領域とその外側の領域との間で絶縁層および絶縁基板が凹むように変形しようとしても、内層絶縁層の厚みにより凹みを有効に相殺し、複数の電極パッドの高さを同じように揃えることができる。その結果、電極パッドと電子部品の電極とを容易にかつ強固に接合することができ、実装信頼性の優れた配線基板を提供することができる。
【００１４】
本発明の配線基板は好ましくは、絶縁基板の上面の複数の電極パッドが配列形成されている領域は全体形状が四角形状であり、内層絶縁層は、四角形状の領域の各辺部に沿って同じ間隔で複数配列形成されていることから、四角形状の電子部品を搭載するのに適した四角形状の領域の全周において、より確実に絶縁層および絶縁基板の凹みを内層絶縁層で相殺して電極パッドの高さを揃えることができる。その結果、電子部品の接続がより容易かつ強固なものとなるとともに、実装信頼性に優れた配線基板とすることができる。
【００１５】
また、内層絶縁層が絶縁層の層間に介在することに起因する応力が部分的に集中することを抑制することができるため、電子部品の接続が容易かつ強固であるとともに実装信頼性に優れた配線基板とすることができる。
【００１６】
また、本発明の配線基板は好ましくは、絶縁層の層間に、内層配線導体の上面を被覆する被覆絶縁層が形成されており、被覆絶縁層の上面と絶縁層の下面との間に内層絶縁層が介在していることから、例えば、下方に形成された内層配線導体の形成数が少ないことや下方に内層配線導体が形成されていないこと等のために部分的に凹部となり易い電極パッドの下方において、絶縁層と内層絶縁層と内層配線導体との合計の厚みを増やすことができ、その結果、電極パッドの形成部が平坦になるようにすることがより有効にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の配線基板について図面に基づき以下に説明する。図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は絶縁基板、２は電極パッド、３は内層配線導体、４は内層絶縁層、５は被覆絶縁層である。これらの絶縁基板１、電極パッド２、内層配線導体３および内層絶縁層４により、本発明の配線基板９が基本的に構成される。
【００１８】
絶縁基板１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）やガラスセラミック焼結体（ガラスセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体等の焼結体（セラミックス）、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の有機樹脂、または酸化アルミニウム等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合してなる複合材料等の電気絶縁材料からなる絶縁層１ａを、複数積層して形成されている。
【００１９】
絶縁基板１は、例えば各絶縁層１ａが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，酸化カルシウム，酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な樹脂バインダ，溶剤を添加混合して泥漿状のセラミックスラリーとなし、このセラミックスラリー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成形技術を採用しシート状となすことによって複数のセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得て、しかる後、こ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するとともに、これらのセラミックグリーンシートを積層して積層体とし、最後にこの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絶縁基板１が製作される。
【００２０】
この絶縁基板１は、上面にＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子、ＬＤ（半導体レーザ），ＬＥＤ（発光ダイオード），ＰＤ（フォトダイオード），ＣＣＤ，ラインセンサ，イメージセンサ等の光半導体素子、圧電振動子，水晶振動子等の振動子、その他の種々の電子部品を搭載するための搭載部（図示せず）が形成されている。
【００２１】
また、絶縁基板１の上面の搭載部には、複数の電極パッド２が配列形成され、絶縁基板１の内部（絶縁層１ａの層間）には内層配線導体３が形成されている。
【００２２】
搭載部に搭載される電子部品（図示せず）の主面（例えば下面）に縦横に配列形成されている複数の電極を、電極パッド２に対向させて、はんだ等の導電性接続材（図示せず）を介して電気的に接続させ、内層配線導体３の一部を絶縁基板１の側面や下面等に露出させておくことにより、電子部品の電極が、電極パッド２および内層配線導体３を介して絶縁基板１の側面や下面に導出される。この内層配線導体３の導出部分を外部の電気回路にはんだ等を介して電気的に接続することにより、電子部品の電極が、電極パッド２および内層配線導体３を介して外部の電気回路に電気的に接続される。
【００２３】
電極パッド２および内層配線導体３は、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等の金属材料から成り、例えばタングステンから成る場合、タングステンの粉末に有機溶剤，樹脂バインダを添加混練して作製した導体ペーストを、絶縁層１ａとなるセラミックグリーンシートに所定パターンに印刷塗布しておくことにより形成される。
【００２４】
また、絶縁層１ａの層間に、絶縁基板１の上面の複数の電極パッド２が配列形成されている領域の外周部と平面視で重なるようにして、内層絶縁層４が形成されている。この構成により、絶縁基板１の焼成時に発生する、電極パッド２および内層配線導体３と絶縁層１ａとの収縮差に起因する応力により、電極パッド２が配列形成されている領域とその外側の領域との間で絶縁層１ａおよび絶縁基板１が凹むように変形しようとしても、内層絶縁層４の厚みにより凹みを有効に相殺し、複数の電極パッド２の高さを同じように揃えることができる。その結果、電極パッド２と電子部品の電極とを容易にかつ強固に接合することができ、実装信頼性の優れた配線基板を提供することができる。
【００２５】
内層絶縁層４は、平面視で複数の電極パッド２が形成されている領域の外周部と重なる部分から、その領域の外側にかけてまたがるように一部が延在していることが好ましい。これにより、電極パッド２が配列形成されている領域からその外側の領域にわたって絶縁層１ａや絶縁基板１に凹みが生じたときに、その凹みをより効果的に相殺させることができ、電極パッド２の高さをより高い精度で揃えることができる。
【００２６】
なお、内層絶縁層４は、その厚さが５〜３０μｍであることが好ましい。５μｍ未満では、絶縁基板１の反りを抑える効果が不十分となる傾向がある。また、３０μｍを超えると、上下の絶縁層１ａの層間の密着が妨げられるおそれがあり、層間の密着不良等の不具合を生じ易くなる。
【００２７】
内層絶縁層４の個々の形状および寸法は、互いに同じものとする必要はなく、例えば、内層配線導体３のパターン等に応じて、適宜異なる形状，寸法としてもよい。
【００２８】
また、内層絶縁層４は、絶縁層１ａの同じ層間に隣り合って形成されていることが好ましいが、内層配線導体３の配設位置等の設計上の都合等に応じて、異なる層間に形成されていてもよい。
【００２９】
また、絶縁基板１の上面の複数の電極パッド２が配列形成されている領域は全体形状が四角形状であり、内層絶縁層４は、平面視で四角形状の領域の各辺部に沿って同じ間隔で複数配列形成されていることが好ましい。この場合、四角形状の電子部品を搭載するのに適した四角形状の領域の全周において、より確実に絶縁層１ａおよび絶縁基板１の凹みを内層絶縁層４で相殺して電極パッド２の高さを揃えることができ、電子部品の接続がより容易かつ強固なものとなるとともに、実装信頼性に優れた配線基板９とすることができる。またこの場合、内層絶縁層４が絶縁層１ａの層間に介在することに起因する応力が部分的に集中することを抑制することができ、電子部品の接続がより容易かつ強固であるとともに実装信頼性に優れた配線基板とすることができる。
【００３０】
また、絶縁層１ａの層間に、内層配線導体３の上面を被覆する被覆絶縁層５が形成されており、被覆絶縁層５の上面と絶縁層１ａの下面との間に内層絶縁層４が介在していることが好ましい。これにより、例えば、下方に形成された内層配線導体３の形成数が少ないことや下方に内層配線導体３が形成されていないこと等のために部分的に凹部となり易い電極パッド２の下方において、絶縁層１ａと内層絶縁層４と内層配線導体３との合計の厚みを増やすことができ、その結果、電極パッド２の形成部が平坦になるようにすることがより有効にできる。
【００３１】
被覆絶縁層５は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、絶縁層１ａを形成するのと同様のセラミック材料を有機溶剤，樹脂バインダとともに混練して作製したセラミックペーストを、絶縁層１ａとなるセラミックグリーンシートに印刷された内層配線導体３となる導体ペースト層の表面に、スクリーン印刷法等の手段で所定パターンに塗布しておくことにより形成される。
【００３２】
なお、電極パッド２，内層配線導体３は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等の金属材料からなり、メタライズ導体や蒸着層，金属箔，めっき層等の形態で絶縁基板１の絶縁層１ａに形成される。
【００３３】
電極パッド２，配線導体３は、例えば、銅のメタライズ導体からなる場合、銅粉末に有機溶剤，樹脂バインダ等を添加して作製した金属ペーストを、絶縁層１ａとなるセラミックグリーンシートの表面や予めセラミックグリーンシートに打抜き形成しておいた貫通孔の内部に、印刷塗布、充填することにより形成される。
【００３４】
内層絶縁層４および被覆絶縁層５は、絶縁基板１を構成する絶縁層１ａと同様の組成の絶縁材料により形成される。例えば、絶縁層１ａが酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、絶縁層１ａとなるセラミックグリーンシートと同様の組成のアルミナやガラス等の原料粉末に有機溶剤，樹脂バインダ等を添加し混練してペースト（スラリー）状とし、そのセラミックペーストを用いることにより作製される。
【００３５】
そして、本発明の配線基板９において、絶縁基板１の上面に電子部品を搭載するとともに、電子部品の電極を電極パッド２に電気的に接続し、必要に応じて電子部品を蓋体や封止用樹脂等で封止することにより電子装置が形成される。この電子装置は、小型で高精度の携帯電話等の電子機器の部品として使用される。
【００３６】
なお、本発明は上記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。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・絶縁基板
１ａ・・・絶縁層
２・・・電極パッド
３・・・内層配線導体
４・・・内層絶縁層
５・・・被覆絶縁層
９・・・配線基板
【図１】
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