(57)【要約】  【課題】  凹部内からのめっき液や洗浄水等の液体の排出が容易な配線基板を提供すること。  【解決手段】  平面視において四角形状の凹部２を含む上面を有する絶縁基板１と、凹部２内において絶縁基板１の表面に設けられた導体層３とを備えており、凹部２が、第１面と、この第１面に対向する第２面とを含む四つの内側面を有しており、凹部２の内側面の第１面が撥水性の表面である配線基板である。疎水性の第１面で凹部２内の水分がはじかれて落ちやすいため、水分を凹部２外に容易に排出することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視において四角形状の凹部を含む上面を有する絶縁基板と、
前記凹部内において前記絶縁基板の表面に設けられた導体層とを備えており、
前記凹部が、第１面と該第１面に対向する第２面とを含む複数の内側面を有しており、
前記凹部の前記第１面が撥水性の表面であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第２面が親水性の表面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】
前記凹部の前記複数の内側面のうち前記第１面および前記第２面以外の面は、前記第１面に近い部分が撥水性の表面であ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】
前記凹部の前記複数の内側面のうち前記第１面および前記第２面以外の面は、前記第１面に近い部分において撥水性の表面であるとともに、前記第２面に近い部分において親水性の表面であ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、絶縁基板の上面に電子部品収納用の凹部を有する配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子または容量素子等の電子部品を気密に封止するための容器として、酸化アルミニウム質焼結体等の絶縁材料からなる四角板状等の絶縁基板の上面に、電子部品収納用の凹部を設けた配線基板が用いられている。
【０００３】
凹部内における絶縁基板の表面には、電子部品と電気的に接続される配線導体等の導体層が形成されている。凹部内に電子部品が収容され、電子部品と導体層とが電気的に接続される。凹部は、通常、平面視で四角形状である。これは、凹部に収納される上記電子部品が一般に四角板状であることによる。電子部品と導体層との電気的な接続は、ボンディングワイヤまたははんだ等の導電性接続材を介して行なわれる。
【０００４】
また、導体層の露出表面には、酸化腐食の抑制、およびボンディングワイヤのボンディング性の向上等のために、ニッケルめっき層および金めっき層等のめっき層が被着される。めっき層の被着は、例えばニッケル等の電解めっき用のめっき液中に配線基板を浸漬し、この液中で導体層にめっき用の電流を供給することによって行なわれる。めっき液中において、配線基板は、一般に、めっき用のジグで絶縁基板の互いに対向し合う２つの端面が上下から挟まれることによって、縦方向に保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2013−89861号公報
【特許文献２】特開2006−319132号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術の配線基板においては、導体層にめっき層を被着させる際に、めっき液またはめっき後の洗浄水等の水分が凹部内に残留しやすい。例えば、凹部の内側面と底面との間の部分では、水分（水）自体の表面張力によって水分がメニスカス状になって残留しやすい。特に、めっき時に上側になる内側面側では、その内側面自体が妨げになって水分の外部（上方向）への蒸発も進みにくい。そのため、導体層に被着させためっき層（特にめっき時に上側になる内側面に近い部分）等において、しみ等のめっき不良が発生しやすいという問題点があった。
【０００７】
特に、近年、配線基板の小型化に伴い平面視における凹部の大きさも小さくなってきているため、凹部内に水分が残りやすくなってきている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの態様の配線基板は、平面視において四角形状の凹部を含む上面を有する絶縁基板と、前記凹部内において前記絶縁基板の表面に設けられた導体層とを備えており、前記凹部が、第１面と該第１面に対向する第２面とを含む四つの内側面を有しており、前記凹部の前記内側面の前記第１面が撥水性の表面とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの態様の配線基板によれば、凹部の内側面のうち第１面が撥水性であることから、この第１面が上側になるように保持してめっきを行なえば、凹部内に残留しようとする水分が第１面においてはじかれて順次下方に落ちやすい。そのため、凹部内に水分が残留する可能性が効果的に低減される。したがって、凹部内からの水分の排出および乾燥が容易で、しみ等のめっき不良が発生しにくい配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態の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】図１に示す配線基板を多数個取り配線基板の形態でめっき用ジグにセットした状態の一例を示す斜視図である。
【図３】図１に示す配線基板の要部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態の配線基板を示す斜視図である。
【図５】図１に示す配線基板の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の配線基板について、図面を参照して説明する。
【００１２】
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。上面に凹部２を有する絶縁基板１と、凹部２の内側において絶縁基板１の表面に形成された導体層３とによって配線基板10が基本的に形成されている。
【００１３】
絶縁基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、窒化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体等のセラミック材料を含む絶縁材料によって形成されている。
【００１４】
絶縁基板１は、例えば四角板状（直方体状）であり、上面に電子部品（図示せず）を収容するための凹部２を有している。この電子部品としては、ＩＣ等の半導体集積回路素子、ならびにＬＥＤ（発光ダイオード）、ＰＤ（フォトダイオード）およびＣＣＤ（電荷結合素子）等の光半導体素子を含む半導体素子、弾性表面波素子または水晶振動子等の圧電素子、容量素子、抵抗器、センサ素子、半導体基板の表面に微小な電子機械機構が形成されてなるマイクロマシン（いわゆるＭＥＭＳ素子）等の種々の電子部品が挙げられる。これらの電子部品は、一般に四角板状であり、このような電子部品を効率よく収容するために、凹部２は平面視で四角形状になっている。
【００１５】
絶縁基板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、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末を適当な有機バインダおよび有機溶剤とともにシート状に成形した複数のセラミックグリーンシートを積層し、焼成することによって製作されている。この場合に、一部のセラミックグリーンシートを枠状に加工しておいて、この枠状のセラミックグリーンシートを、打ち抜き加工を施していない平板状のセラミックグリーンシートの上面に積層すれば、絶縁基板１の上面に凹部２を設けることができる。なお、セラミックグリーンシートの打ち抜き加工は、例えば、凹部２の形状に応じた形状の金型を用いて、セラミックグリーンシートの中央部を厚み方向に打ち抜くことにより行なわれる。
【００１６】
また、図１に示す例において、凹部２の底面に、凹部２の外周に沿って複数の導体層３が形成されている。この例における導体層３は、四角形状（長方形状）のパターンであり、凹部２内に収容される電子部品の電極を接続するための接続パッドとして機能する。導体層３と電子部品の電極との接続は、例えばアルミニウムワイヤまたは金ワイヤ等のボン
ディングワイヤ（図示せず）を介して行なわれる。
【００１７】
これらの導体層３は、例えば絶縁基板１の内部等に形成された配線導体（図示せず）を介して絶縁基板１の側面や下面等の外表面に電気的に導出されている。配線導体のうち絶縁基板１の外表面に導出された部分を外部電気回路（図示せず）に電気的に接続すれば、導体層３および配線導体を介して電子部品と外部電気回路とが電気的に接続される。
【００１８】
導体層３は、例えば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なる。このような金属材料は、例えばタングステンの場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤および有機バインダと混合して作製した金属ペーストを、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートの表面の所定位置にスクリーン印刷法等の方法で印刷して焼成する方法で絶縁基板１の表面に被着させることができる。なお、配線導体も、導体層３と同様の金属材料を用い、同様の方法で絶縁基板１の内部および表面に被着させることができる。
【００１９】
このような配線基板10においては、電子部品を収容する前に、導体層３の表面のうち凹部２内に露出した表面に、酸化腐食の抑制、およびボンディングワイヤのボンディング性はんだの濡れ性の向上等のために、ニッケル、コバルト、銅および金等のいずれか一つまたは複数のめっき層（図示せず）が被着される。めっき層は、上記の金属材料を含む合金であってもよい。
【００２０】
導体層３に対するめっき層の被着は、例えば図２に示すように、配線基板10をめっき用のジグ（いわゆるラック）のピンで保持して電解めっき等のめっき処理を施すことによって行なわれる。電解めっき処理は、めっき液中でジグのピンを介して配線基板10の導体層３にめっき用の電流を供給することによって行なわれる。ジグのピンから導体層３へのめっき用の電流の供給は、例えば上記配線導体の一部を絶縁基板１の側面に露出させて、この配線導体の露出部分にピンを押し当てることによって行なわれる。
【００２１】
なお、図２に示す例においては、図１に示すような配線基板10となる基板領域（符号なし）が縦横の並びに複数個配列された、いわゆる多数個取り配線基板10Ａの形態でめっき処理が行なわれている。この場合、多数個取り配線基板10Ａの外周に枠状のダミー領域（図示せず）を設けて、このダミー領域の側面に上記配線導体と接続されためっき用導体（図示せず）を露出させるようにしてもよい。ダミー領域にめっき用導体が露出している場合には、このめっき用導体の露出部分にジグのピンが押しあてられて、ジグと多数個取り配線基板10Ａとが互いに電気的に接続されてもよい。
【００２２】
また、無電解めっき法でめっき処理を行なう場合であれば、上記のような導体層３に対するめっき用の電流の供給について考慮する必要はなく、めっき用導体等を絶縁基板１またはダミー領域等に設ける必要もない。
【００２３】
このようにジグに保持された配線基板10は、脱脂処理や酸処理等の前処理液、硫酸ニッケル等を主成分とするニッケルめっき液等のめっき液、および純水等の後処理液の順に浸漬されてめっき層が導体層３に被着される。その後、配線基板10が温水中に浸漬された後に外気中に引き上げられて絶縁基板１および導体層３等の表面に残留した水分（上記のように加温されたもの）が蒸発または落下等によって除去され、めっき処理が終了する。
【００２４】
上記配線基板10において、平面視で四角形状の凹部２が四つの内側面を有し、この四つの内側面のうち一つの面（上側の第１面）が撥水性の表面とされている。
【００２５】
第１面が撥水性の表面とされていることによって、第１面から水分がはじかれやすくな
っている。そのため、例えば図２に示すように、この第１面が上側になるように保持してめっきを行なえば、例えば図３に示すように、凹部２内に残留しようとする水分が第１面においてはじかれて順次下方に落ちやすい。そのため、凹部２内に水分が残留する可能性が効果的に低減される。したがって、凹部２内からの水分の排出および乾燥が容易で、しみ等のめっき不良が発生しにくい。
【００２６】
第１面が撥水性である場合には、例えば第１面に対する水（純水）の接触角が約90度以上であり、この接触角は液滴法等の測定方法で測定することができる。
【００２７】
なお、この場合、第１面と対向する第２面は撥水性とはされていない。そのため、セラミック材料によって絶縁基板１が形成されている場合には、第２面は水分が比較的濡れやすい表面になっている。そのため、第２面において水分がまとまった半球状等になる可能性は比較的小さく、水分は薄く広がりやすい。そのため、その水分の体積当たりの表面積が比較的大きくなり、その表面部分から、加温された水分自体が持つ熱による水分の蒸発が促進されやすい。
【００２８】
第１面を撥水性とするには、例えば第１面に撥水性材を付着させればよい。撥水性材としては、例えばシリコンオイル、フッ素樹脂およびパラフィン等の、水よりも表面張力が小さい材料が挙げられる。撥水性材は、例えばシリコンオイルの場合であれば、液状のシリコンオイルを凹部２の第１面に、適当なジグを用いて塗布することによって付着させることができる。このようなジグとしては、例えばスポンジ等の多孔質の樹脂材料が用いられる。凹部２の内側と同様の形状および寸法の直方体状に成形した樹脂材料の四つの側面のうち一つの側面部分にのみシリコンオイルを含ませておいて、このシリコンオイルを含ませた一つの側面部分を凹部２の第１面に押し当てることによって、樹脂材料から第１面にシリコンオイルを移して付着させることができる。
【００２９】
この場合、上記直方体状の樹脂材料の四つの側面を含む外表面のうち上記一つの側面以外についてポリエチレンフィルム等の樹脂フィルム等でカバーして、余分にシリコンオイルがはみ出ないようにしてもよい。
【００３０】
シリコンオイル等の撥水性材は、凹部２の第１面における撥水性が高められる範囲であれば、薄い膜状（厚みが数μｍ程度）に付着していてもよく、第１面の微細な凹凸内にシリコンオイルの分子が分子レベルで付着していてもよい。なお、撥水性材の付着厚みが大きくなりすぎると、撥水性材が第１面からその外側に広がりやすくなり、例えば導体層３の表面まで撥水性材が付着し、導体層３に対するめっき層の被着が妨げられる可能性がある。そのため、第１面に付着される撥水性材は、例えば層状に付着される場合であれば、その厚みが100μｍ程度以下であることが望ましい。
【００３１】
撥水性材は、上記のような液状に限らず、微粒子状に加工されたフッ素樹脂等の固体であってもかまわない。この場合、撥水性材は凹部２の内側面に機械的な力（いわゆるアンカー効果等）で付着する。
【００３２】
また、第１面を撥水性とするには、撥水性材の付着に限らず、第１面の表面に高さが１μｍ程度以下の微細な凸部を多数個設けるようにしてもよい。また、第１面に撥水性材を付着させるとともに、第１面に微細な凸部を多数個設けるようにしてもよい。
【００３３】
実施形態の配線基板10において、凹部２の第１面に対向する第２面が親水性とされていてもよい。この場合には、前述したような、第２面における水分の濡れ広がりによる表面積の増加、およびこれによる水分の蒸発がより一層促進され得る。そのため、第１面に加えて第２面においてもより効果的に凹部２内からの水分の除去の促進が可能であり、導体
層３におけるしみ等の不具合の発生がより効果的に抑制される。
【００３４】
第２面を親水性とするには、例えば第２面に親水性材を付着させればよい。親水性材としては、例えばシリカ（ＳｉＯ２）等の分極が比較的大きい無機系の材料、または極性基が付加されたアクリル（メタクリル）樹脂材料等の有機樹脂系材料が挙げられる。親水性材についても、前述した撥水性材と同様の方法で第２面に付着させることができる。
【００３５】
なお、絶縁基板１がセラミック材料からなり、第２面における水の濡れ性が比較的高い場合において第２面が親水性であるとは、セラミック材料で第２面が構成されている場合よりも、さらに第２面における水の接触角が小さくなるような処理が施された状態を意味する。親水性の第２面に対する水の接触角は、例えば約20度以下である。
【００３６】
なお、第２面を親水性の表面にするには、上記のような親水性材の付着に限らず、例えば、第２面に対してプラズマ照射等による親水化処理を行なって親水性を高めるようにしてもよい。
【００３７】
図４は、本発明の他の実施形態の配線基板を示す斜視図である。図４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４の例は、図２の例と同様に多数個取りの形態である場合を示している。図４に示す例において、凹部２の四つの内側面のうち第１面および第２面以外の二つの面（めっき用ジグにセットされた状態で上下方向に延びる二つの内側面）（以下、他の面という）は、第１面に近い部分において上記と同様の撥水性とされている。これ以外の点において、第１の変形例の配線基板10Ａは、前述した実施形態の配線基板10と同様である。この同様の点についての説明は省略する。なお、図４に示す例においては、他の面のうち破線Ａよりも上側（第１面側）の部分が撥水性の表面とされている。
【００３８】
凹部２の他の面について部分的に撥水性とするには、例えば前述したように第１面にシリコンオイル等の撥水性材を付着させる際に、撥水性材の一部が他の面のうち第１面に近い部分にも付着するようにすればよい。この場合、例えば撥水性材を付着させるために用いるジグについて、他の面のうち第１面に近い部分にも撥水性材が付着するように撥水性材が含まれたものとしておく。
【００３９】
この場合には、凹部２の上側部分における撥水性がより高く、より一層、水分がはじかれて下方に落下しやすい。そのため、凹部２内からの水分の除去がより容易である。
【００４０】
また、図４の例において、凹部２の四つの内側面のうち第１面および第２面以外の面は、第１面に近い部分において撥水性材とされているとともに、第２面に近い部分において親水性とされている。この場合みは、めっき後に、凹部２の上部分からの落下等による水分の除去がより一層促進されるとともに、凹部２の下部分において水分をより広く、より薄く濡れ広がってその表面積がさらに大きくなり、蒸発等による水分の除去もより一層促進される。そのため、凹部２内からの水分の除去がより一層容易かつ迅速であり、しみ等の不具合の発生がさらに効果的に抑制され得る。なお、図４に示す例においては、他の面のうち破線Ｂよりも下側（第１面側）の部分が撥水性の表面とされている。
【００４１】
凹部２の他の面について部分的に親水性とするには、例えば前述したように第２面にシリカ等の親水性材を付着させる際に、親水性材の一部が他の面のうち第２面に近い部分にも付着するようにすればよい。この場合、例えば親水性材を付着させるために用いるジグについて、他の面のうち第２面に近い部分にも親水性材が付着するように親水性材が含まれたものとしておく。
【００４２】
図５は、図１に示す配線基板10の変形例を示す断面図である。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の例は、凹部２の内側面に段状部が含まれ、この段状部を挟んで一つの内側面が二つに分かれている例である。すなわち、凹部２の第１面および第２面ともに、凹部２の開口部側と底部側との二つに分かれている。これ以外の点において、第２の変形例の配線基板10Ｂは、前述した実施形態の配線基板10と同様である。この同様の点についての説明は省略する。
【００４３】
第２の変形例のように第１面が二つに分かれている場合にも、その分かれたそれぞれの面が撥水性とされている。これにより、前述した実施形態の配線基板と同様に、めっき時に上側になる第１面（凹部２の開口部側および底部側の両方）で凹部２内に残留しようとする水分がはじかれ、重力に従って容易に下方に落下する。そのため、凹部２内からの水分の除去が促進され、凹部２内への水分の残留に起因したしみ等の不具合が効果的に抑制される。
【００４４】
また、例えば図４に示す例のように、絶縁基板１の上面等の露出表面に、第１面の位置を示すマークが設けられていてもよい。これにより、配線基板をめっき用ジグにセットするときに第１面の識別（配線基板のうちどの部分をジグの上側になるようにすればよいか）が、より容易かつ確実なものになる。
【００４５】
マーク４は、図４に示す例では矢印であり、めっき用ジグにセットするときに上側になる方向を示している。マーク４は、このような矢印に限らず、第１面が識別できるようなものであればよい。このようなマークは、例えば、三角形状であって一つの頂点が第１面の方向を向いているもの、第１面に近い位置に設けられた種々の形状（三角形状または四角形状等の多角形状、もしくは円形状等）のもの、および各種の符号（数字および文字等）を含むもの等が挙げられる。
【００４６】
マークは、例えば導体層３と同様の材料を用い、同様の方法で形成することができる。また、マークは、絶縁基板１と同様のセラミック材料に、絶縁基板１とは異なる色になるような着色材（金属酸化物等の顔料）が添加され、絶縁基板１との同時焼成等によって形成されたものでもよい。マークがセラミック材料からなる場合には、マークと導体層３等の間での電気的な短絡、または浮遊容量の形成等の可能性が小さいため、配線基板の電気的な特性の点では有利である。
【００４７】
また、絶縁基板１の外周部に捨て代領域（図示せず）を設けて、この捨て代領域にマークを設けるようにしてもよい。この場合には、完成後の配線基板に不要なマークが残らないため、電気的な特性および外観等の点においてより有利な配線基板を製作することができる。
【実施例】
【００４８】
酸化アルミニウム質焼結体からなる絶縁基板の上面の中央部に平面視で四角形状凹部を有し、この凹部の底面に、タングステンのメタライズ層からなる導体層を有する実施例の配線基板を作製した。この配線基板の導体層に電解めっき法でニッケルめっき層を被着させた。凹部の大きさは、平面視において１辺の長さが約1.8ｍｍの正方形状であり、深さ
が約0.5ｍｍであった。この凹部は、１辺の長さが約1.8ｍｍの正方形状の底面と、各辺の長さが約1.8×0.5ｍｍの長方形状の四つの側面とを有する直方体状のものとみなすことができる。導体層は外辺の長さが約0.2×0.15ｍｍの長方形状であり、短辺が凹部の外周に
沿うように配置されたものとした。凹部の一つの外辺における導体層の配置個数は２個であり、導体層同士の隣接間隔は約0.15ｍｍとした。
【００４９】
実施例の配線基板については、凹部の四つの内側面のうち一つの内側面についてシリコ
ンオイルを塗布し、この面を撥水性の面とした。シリコンオイルは、多孔質のシリコン樹脂を凹部の形状および寸法と同様の直方体状に加工したものをジグとして、このジグの一つの側面部分にシリコンオイルを含ませ、このジグの一つの側面を凹部の一つの内側面に押し当てて、シリコンオイルの塗布を行なった。
【００５０】
また、比較例の配線基板として、凹部の一つの内側面に撥水材を塗布しないこと以外は上記実施例の配線基板と同様にして作製したものを準備した。なお、実施例の配線基板および比較例の配線基板ともに100個ずつ準備した。
【００５１】
実施例の配線基板および比較例の配線基板について、それぞれめっき用ジグのピンで絶縁基板の対向し合う両端面を上下から挟んで保持させて、電解めっき法で導体層にニッケルめっき層および金めっき層を順次被着させた。めっき用ジグによる保持の際には、実施例の配線基板については撥水材を塗布した凹部の内側面が上側になるようにした。めっき後に、これらの配線基板をめっき用ジグに保持させたまま純水で洗浄した。さらに、これらの配線基板を、約80℃以上に加温した純水に浸漬してから外気中に取りだし、自然乾燥させた。
【００５２】
乾燥後、実施例および比較例の各配線基板について、導体層等におけるしみ等の発生の有無を確認した。しみ等の発生の有無は、目視（倍率約10倍の顕微鏡）により確認した。また、各試料について、その外観および断面の金属顕微鏡による観察を行なった。
【００５３】
その結果、実施例の配線基板においては、導体層に被着されためっき層（最表面の金めっき層）および絶縁基板の露出表面のいずれについてもしみの発生は確認されなかった。これに対し、比較例の配線基板では、２個の配線基板において導体層に被着されためっき層の一部にしみの発生が見られた。
【００５４】
以上のように、実施例の配線基板については、比較例の配線基板によりも導体層（めっき層）等におけるしみが発生しにくいことを確認することができた。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・絶縁基板
２・・・凹部
３・・・導体層
10・・・配線基板
10Ａ・・・配線基板（他の形態）
10Ｂ・・・配線基板（変形例）
【図１】
2015088610.tif 000003
【図２】
2015088610.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015088610.tif 000006
【図５】
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