(57)【要約】【課題】  小型化および微細配線化に対応できる電子部品搭載基板、電子装置および電子部品搭載基板の製造方法を提供する。【解決手段】  電子部品搭載基板１は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の第１面１１０に立設された枠部１２と、を備える。側壁部１２０の少なくとも内壁面１２０ａには、側壁部１２０の高さ方向に延びる複数の溝１２１が一定間隔で設けられている。壁面配線部分１３０の表面は、内壁面１２０ａの複数の溝１２１に対応する凹凸を有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載される搭載領域および前記搭載領域以外の非搭載領域を含む第１面を有する絶縁基板と、
前記第１面の前記非搭載領域に立設された側壁部であって、前記搭載領域を臨む第１壁面を有し、前記第１壁面には、高さ方向に延びる複数の溝が一定間隔で設けられている側壁部と、を備える電子部品搭載基板。
【請求項２】
前記搭載領域に搭載される電子部品と電気的に接続される配線導体であって、前記第１壁面に、高さ方向に延びて配設されており、前記複数の溝の少なくとも一部の複数の溝を覆う配線幅を有する壁面配線部分を有する配線導体をさらに備える、請求項１に記載の電子部品搭載基板。
【請求項３】
前記配線導体は、前記壁面配線部分に連なり、前記第１面に配設される平面配線部分を有する、請求項２に記載の電子部品搭載基板。
【請求項４】
前記側壁部は、前記第１壁面に連なり、前記第１面に平行な上面を有し、
前記配線導体は、前記壁面配線部分に連なり、前記上面に配設される上面配線部分を有する、請求項２または３に記載の電子部品搭載基板。
【請求項５】
前記壁面配線部分の表面は、前記一部の複数の溝に対応する凹凸を有する、請求項２〜４のいずれか１つに記載の電子部品搭載基板。
【請求項６】
前記溝は、対向する２つの内面を有し、前記２つの内面は、底に向かうにつれて距離が短くなるように傾斜する傾斜面であり、
前記壁面配線部分の幅方向両端部の少なくとも一方の端部が、前記２つの内面のうち、底に向かうにつれて前記壁面配線部分の幅方向外方に離れる傾斜面上に位置している、請求項５記載の電子部品搭載基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子部品搭載基板と、
前記搭載領域に搭載された電子部品と、を備える電子装置。
【請求項８】
凹部を有する型部材であって、前記凹部の内面に、深さ方向に延びる複数の溝が一定間隔で設けられている型部材と、加熱によって変形しやすくなるセラミックシートと、を準備する準備工程と、
前記セラミックシートを加熱するとともに、前記型部材を前記セラミックシートの表面に押圧して、前記凹部の形状に成形することで、前記セラミックシートの表面に凸部を形成する型押し工程と、
表面に前記凸部が形成された前記セラミックシートを焼成する焼成工程と、を含む電子部品搭載基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品搭載基板、電子装置および電子部品搭載基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode：発光ダイオード）などの発光素子および各種ＩＣ（集積回路）等の半導体素子、圧電振動子等の電子部品が搭載された電子装置は、電子部品搭載基板と、この基板に搭載される電子部品とを含んで構成される。電子装置において、電子部品は、基板の一表面に設けられた凹部内に収納されている。
【０００３】
具体的には、電子部品として圧電振動子が搭載された電子装置である表面実装型の圧電デバイスは、凹部を有する基板と、凹部に収納される水晶などから成る圧電振動子と、凹部を覆う蓋体とを備えている。圧電デバイスにおいて、圧電振動子は、基板の凹部底面に実装されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１６０９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子装置の小型化が進むと、電子部品の搭載領域を確保するために、凹部を規定する側壁部の壁厚が薄くなり、側壁部の強度が低下してしまう。また、電子部品搭載基板の表面に配線導体が設けられる場合は、配線幅を細くし、配線間ギャップを狭くすることが求められるが、断線および短絡が発生するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の電子部品搭載基板は、電子部品が搭載される搭載領域および前記搭載領域以外の非搭載領域を含む第１面を有する絶縁基板と、前記第１面の前記非搭載領域に立設された側壁部であって、前記搭載領域を臨む第１壁面を有する側壁部とを備える。前記第１壁面には、高さ方向に延びる複数の溝が一定間隔で設けられている。
【０００７】
また本実施形態の電子装置は、上記の電子部品搭載基板と、前記搭載領域に搭載された電子部品と、を備える。
【０００８】
また本実施形態の電子部品搭載基板の製造方法は、準備工程と、型押し工程と、焼成工程と、を含む。準備工程では、凹部を有する型部材であって、前記凹部の内面に、深さ方向に延びる複数の溝が一定間隔で設けられている型部材と、加熱によって変形しやすくなるセラミックシートと、を準備する。型押し工程では、前記セラミックシートを加熱するとともに、前記型部材を前記セラミックシートの表面に押圧して、前記凹部の形状に成形することで、前記セラミックシートの表面に凸部を形成する。焼成工程では、表面に前記凸部が形成された前記セラミックシートを焼成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電子部品搭載基板の側壁部は、その第１壁面に、高さ方向に延びる複数の溝が一定間隔で設けられることで、強度を向上させることができる。また、側壁部の強度が向上することで、壁厚を薄くすることができ、小型化が可能となる。
【００１０】
また本発明によれば、電子部品が搭載された電子装置の強度向上および小型化が可能となる。
【００１１】
また本発明によれば、複数の溝が設けられた微細な凸部を備える電子部品搭載基板を、容易にかつ短期で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電子部品搭載基板の斜視図である。
【図２】電子部品搭載基板の平面図である。
【図３】側壁部を拡大して示す図である。
【図４】１つの配線導体近傍を拡大して示す図であり、（ａ）は、拡大斜視図であり、（ｂ）は、側壁部の拡大断面図である。
【図５】電子装置の構成を示す断面図である。
【図６】電子部品搭載基板の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する。図１は、電子部品搭載基板の斜視図である。図２は、電子部品搭載基板の平面図である。図３は、側壁部を拡大して示す図である。図４は、１つの配線導体近傍を拡大して示す図であり、（ａ）は、拡大斜視図であり、（ｂ）は、側壁部の拡大断面図である。
【００１４】
電子部品搭載基板１は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の第１面１１０に立設された枠部１２と、を備える。絶縁基板１１の第１面１１０は、半導体素子、圧電振動子等の電子部品が搭載される搭載領域１１０ａ、および搭載領域１１０ａ以外の非搭載領域１１０ｂを含む。本実施形態では、搭載領域１１０ａは、第１面１１０の中央部分であり、非搭載領域１１０ｂは、搭載領域１１０ａを取り囲む周縁領域である。枠部１２は、この非搭載領域１１０ｂに立設されており、複数の側壁部が組み合わされて構成されている。本実施形態では、絶縁基板１１は矩形状であり、第１面１１０の外形も矩形状である。搭載領域１１０ａも外形と同様に矩形状であり、非搭載領域１１０ｂは、矩形環状である。枠部１２も同様に矩形状であり、４つの側壁部１２０で構成されている。本実施形態では、絶縁基板１１と枠部１２とは、一体化されており、これらの間に境界または界面は無いが、仮想的に搭載領域１１０ａを含む平面が、電子部品搭載基板１の外形まで広がった面が第１面１１０であり、第１面１１０を境に絶縁基板１１と枠部１２とに分けられる。
【００１５】
矩形状の枠部１２を構成する各側壁部１２０は、搭載領域１１０ａを臨む側、すなわち枠部１２の内方に面している側の内壁面（第１壁面）１２０ａ、内壁面１２０ａに連なり、第１面１１０に平行な上面１２０ｂに連なり、枠部１２の外方に面している側の外壁面１２０ｃを有している。本実施形態では、側壁部１２０の少なくとも内壁面１２０ａには、側壁部１２０の高さ方向に延びる複数の溝１２１が一定間隔で設けられている。内壁面１２０ａに、このような複数の溝１２１を設けることで、側壁部１２０の強度を向上させることができる。側壁部１２０の強度が向上すると、壁厚を薄くしても強度を維持することができ、電子部品搭載基板１の小型化が可能となる。
【００１６】
さらに、電子部品搭載基板１は、電子部品に電気的に接続される配線導体１３を備えている。配線導体１３は、内壁面１２０ａの高さ方向に延びて、複数の溝１２１の少なくとも一部を覆うような配線幅を有する壁面配線部分１３０を有している。この壁面配線部分１３０の表面は、一部の複数の溝１２１に対応する凹凸を有する。壁面配線部分１３０の厚さや溝１２１の深さなどにもよるが、壁面配線部分１３０の表面には、覆っている複数の溝１２１の深さ方向の凹凸に追随した凹凸が現れる。本実施形態の溝１２１は、図４に示すように、溝幅方向（配線導体幅方向）に一定間隔で連続的に設けられている。また、溝１２１と溝１２１との間に平坦な部分があり、断続的に設けられていてもよい。また、溝１２１は、内壁面１２０ａの幅方向全体にわたって設けられていてもよく、内壁面１２０ａの一部に設けられていてもよい。本実施形態の壁面配線部分１３０は、内壁面１２０ａの高さ方向全体（第１面１１０から上面１２０ｂまで）に延びているが、高さ方向の一部であってもよく、例えば、第１面１１０から途中高さまで、途中高さから上面１２０ｂまでなどであってもよい。
【００１７】
配線導体１３を信号が伝送するときに、配線導体１３の表面側の電流密度が高く、内部側が低くなる、いわゆる表皮効果が生じる。壁面配線部分１３０の表面が溝１２１に対応する凹凸を有することで、電流密度の高い表面部分が広がり、凹凸が無い平坦な場合に比べて導通抵抗としては、低減される。伝送信号の周波数が高いほど表皮効果が顕著となるので、高周波信号であるほど導通抵抗の低減効果は高くなる。導通抵抗が低減されると、配線幅を小さくしても導通抵抗が高くならないので、配線導体１３を細くすることができ、電子部品搭載基板１の小型化が可能となる。
【００１８】
また本実施形態では、複数の配線導体１３が配設されており、配線導体１３間には、短絡防止のために一定距離以上の間隔が設けられている。本実施形態では、配線導体１３の壁面配線部分１３０間にも複数の溝１２１が設けられている。壁面配線部分１３０間に複数の溝が設けられていることにより、凹凸が無い平坦な場合に比べて、壁面配線部分１３０間の距離が、実質的に長くなるので、電気絶縁性が向上する。電気絶縁性が向上すると、壁面配線部分１３０間の距離を小さくしても短絡し難くなるので、壁面配線部分１３０間の間隔を小さくすることができ、電子部品搭載基板１の小型化が可能となる。
【００１９】
配線導体１３は、例えば、本実施形態のように、壁面配線部分１３０に連なり、第１面１１０に配設される平面配線部分１３１、壁面配線部分１３０に連なり、上面１２０ｂに配設される上面配線部分１３２をさらに有していてもよい。平面配線部分１３１は、搭載される電子部品２１と配線導体１３とを接続するための接続端子としても機能する。また、上面配線部分１３２は、外部回路と接続するための接続端子としても機能する。なお、平面配線部分１３１と上面配線部分１３２とは、必須の配線部分ではなく、いずれか一方が配設されていてもよく、両方が配設されていてもよい。
【００２０】
次に、配線導体１３の寸法と溝１２１の寸法について説明する。本実施形態では、例えば、図４（ｂ）に示すように、溝１２１の断面形状は、三角形状である。配線導体１３の配線幅をａとし、配線導体１３の配線厚さをｂとし、溝１２１の溝幅をｃとし、溝１２１の溝深さをｄとする。例えば、配線幅ａがａ＜２０μｍである比較的細い配線導体１３であれば、配線厚さｂがｂ＜２０μｍであり、溝幅ｃは、ｃ＜５μｍであり、溝深さｄは、ｄ＜５μｍである。また、配線幅ａが２０μｍ≦ａ≦１００μｍであれば、配線厚さｂがｂ＜５０μｍであり、溝幅ｃは、ｃ＜２５μｍであり、溝深さｄは、ｄ＜２５μｍである。また、配線幅ａがａ＞１００μｍである比較的太い配線導体１３であれば、配線厚さｂがｂ＜５０μｍであり、溝幅ｃは、ｃ＜１００μｍであり、溝深さｄは、ｄ＜２５μｍである。なお、これらの寸法は、一例であって、本発明が限定されるものではない。
【００２１】
また、溝１２１の断面形状は、溝１２１が延びる方向において、一定の形状、すなわち断面形状が変化しないことが好ましい。溝１２１の断面形状は、三角形状以外に、矩形状を含む多角形状、半円を含む円弧形状などであってもよく、その他の形状であってもよい。また、本実施形態の溝１２１は、内壁面１２０ａの高さ方向全体（第１面１１０から上面１２０ｂまで）に延びているが、高さ方向の一部であってもよく、例えば、第１面１１０から途中高さまで、途中高さから上面１２０ｂまでなどであってもよい。
【００２２】
溝１２１の断面形状が、本実施形態のような三角形や台形などでは、溝１２１の対向する２つの内面１２１ａ，１２１ｂが、底１２１ｃに向かうにつれて距離が短くなるように傾斜する傾斜面となる。このような溝１２１である場合には、壁面配線部分１３０の幅方向両端部の少なくとも一方の端部が、２つの内面１２１ａ，１２１ｂのうち、底１２１ｃに向かうにつれて壁面配線部分１３０の幅方向外方に離れる傾斜面１２１ａ上に位置していることが好ましい。
【００２３】
詳細は後述するが、本実施形態の電子部品搭載基板１は、加熱によって軟化したセラミックシートおよび導体ペーストに型押しによって側壁部１２０（枠部１２）を形成する製造方法によって製造される。このとき、側壁部１２０の溝１２１も、型押しによって同時に形成される。すなわち、型押しのための型部材に溝１２１に対応する型が設けられており、これによって壁面配線部分１３０および内壁面１２０ａの両方に溝形状の凹凸が設けられる。上記のように、壁面配線部分１３０の幅方向端部が、傾斜面１２１ａ上に位置しているということは、型部材の型においては、底に向かうにつれて壁面配線部分１３０の幅方向内方に近づく傾斜面上に端部が位置することになる。この場合、型押し時に軟化した導体ペーストは、壁面配線部分１３０の幅方向外方に広がろうとするが、型の斜面によって押し戻され、型押し後に壁面配線部分１３０の幅方向端部の位置が外方に広がってしまうことを抑制することができる。これにより、壁面配線部分１３０の配線幅のばらつきを低減させることができ、壁面配線部分１３０間の間隔が小さくなり、電子部品搭載基板１の小型化が可能となる。
【００２４】
壁面配線部分１３０の幅方向端部の位置は、傾斜面１２１ａ上に位置していればよいが、傾斜面１２１ａ上の、溝深さｄの１／２に相当する位置よりも底１２１ｃ側に位置しているほうが、より好ましい。また、傾斜面１２１ａ上であって、傾斜面１２１ａの端縁である底１２１ｃに、幅方向端部が位置しているほうが、さらに好ましい。
【００２５】
絶縁基板１１および枠部１２は、例えばアルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁材料からなる。絶縁基板１１および枠部１２は、絶縁材料を用いて一体的に形成されたものであってもよく、絶縁材料からなる絶縁層を複数積層して形成されたものであってもよい。また、配線導体１３は、たとえばタングステン、モリブデン、銅、銀または銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。
【００２６】
次に、本実施形態の電子部品搭載基板１を備える電子装置２０について説明する。図５は、電子装置２０の構成を示す断面図である。電子装置２０は、上記の電子部品搭載基板１と、搭載領域１１０ａに搭載された電子部品２１とを備える。搭載される電子部品２１は、例えば、撮像素子、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode：発光ダイオード）などの発光素子および各種ＩＣ（集積回路）等の半導体素子、圧電振動子等の電子部品である。
【００２７】
電子部品２１は、配線導体１３とボンディングワイヤ２２などの接続部材によって電気的に接続され、外部回路と電子部品２１とが電子部品搭載基板１を介して接続される。電子部品搭載基板１は、側壁部の厚さを薄くすることができ、配線導体１３を細くかつ密に設けることができるので、電子装置２０の小型化、微細配線化に対応することができる。
【００２８】
以上のように構成される電子部品搭載基板１の製造方法について、以下に説明する。図６は、電子部品搭載基板の製造方法を示す工程図である。
【００２９】
電子部品搭載基板１は、熱可塑性のセラミックシート（熱可塑性シート）および型部材を用いたモールド工法により、製造することができる。型部材は、電子部品搭載基板１の溝１２１付き枠部１２の形状に対して、反転した形状の構造を有する。熱可塑性シートは、加熱することで軟化して変形しやすくなるセラミックシートである。なお、熱可塑性シートとしては、たとえばアルミナ、窒化アルミニウム、ガラスセラミックスを主成分に、バインダーや可塑剤などの有機成分を調整して、６０〜８０℃における弾性率を低く調整したテープを用いる。
【００３０】
電子部品搭載基板１の製造方法では、まず、準備工程（Ｓ１）において、型部材と熱可塑性シートを準備する。型部材は、側壁部１２０（枠部１２）に対応する凹部を有しており、凹部の内面には、凹部の深さ方向に延びる複数の溝が一定間隔で設けられている。この型部材の溝が、側壁部１２０の内壁面１２０ａに設けられる溝１２１として成形される。
【００３１】
次に、印刷工程（Ｓ２）において、配線導体１３に対応する導体ペーストを、従来公知のスクリーン印刷法により印刷する。
【００３２】
次に、型押し工程（Ｓ３）において、加熱下で、導体ペーストが印刷された熱可塑性シートの表面に型部材を押圧して、型部材の凹部に対応する形状の凸部、すなわち側壁部１２０（枠部１２）となる部分を形成する。
【００３３】
最後に、焼成工程（Ｓ４）において、表面に凸部が形成された熱可塑性シートを焼成し、側壁部１２０（枠部１２）が形成され、その内壁面１２０ａに溝１２１が設けられ、壁面配線部分１３０には溝１２１に対応する凹凸が設けられた電子部品搭載基板１が得られる。
【００３４】
型押し工程では、凸部が形成される際に、配線導体１３となるように印刷された導体ペーストも型部材の凹部内で変形される。従来では、このときの変形は、型部材の凹部内において、ほぼ等方的な変形となるので、印刷された導体ペーストが、長さ方向に延びるような変形とともに、幅方向に広がるような変形も生じる。そうすると、型押し後の壁面配線部分１３０に対応する導体ペーストは、他の部分に比べて配線幅が広がっていたり、配線間の間隔が広がるなど、配線導体のばらつきが生じてしまう。これに対して本実施形態では、凹部の深さ方向に延びる複数の溝によって、型押し工程での変形が、溝に沿った長さ方向に延びる変形が支配的となり、幅方向に広がる変形が抑制される。型押し後の壁面配線部分１３０に対応する導体ペーストは、配線幅の広がりおよび配線間の間隔の広がりが抑制され、配線導体のばらつきを低減させることができる。
【００３５】
電子装置２０は、必要に応じて電子部品２１が搭載された状態で枠部１２を覆う蓋体をさらに備えていてもよい。また、電子部品２１と配線導体１３とを接続する接続部材は、ボンディングワイヤ２２以外にも、例えば、はんだボール、金バンプ、導電性接着剤等の接合材などであってもよい。
【００３６】
上記の実施形態では、絶縁基板１１の第１面１１０に枠部１２が設けられる構成としたが、１つの側壁部１２０のみが立設し、搭載領域１１０ａに臨む第１壁面に複数の溝１２１が一定間隔で設けられていてもよい。さらに、２つの側壁部で構成されるＬ字型の側壁部や、３つの側壁部で構成されるＵ字型の側壁部などであってもよい。
【００３７】
なお、本発明は以上の実施の形態の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内で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。
【符号の説明】
【００３８】
１      電子部品搭載基板
１１    絶縁基板
１２    枠部
１３    配線導体
２０    電子装置
２１    電子部品
２２    ボンディングワイヤ
１１０  第１面
１１０ａ  搭載領域
１１０ｂ  非搭載領域
１２０  側壁部
１２０ａ  内壁面
１２０ｂ  上面
１２０ｃ  外壁面
１２１  溝
１２１ａ  内面（傾斜面）
１２１ｃ  底
１３０  壁面配線部分
１３１  平面配線部分
１３２  上面配線部分
【図１】
2019029427.tif 000003
【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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