(57)【要約】  【課題】  超音波ボンディングによる突起電極の接合強度を高めた半導体素子実装用基板およびその製造方法ならびに半導体装置を提供する。  【解決手段】  絶縁基板11の上面に、下面に複数の電極端子22が形成されて電極端子22に突起電極23を備えた半導体素子21を実装するための、電極パッド12が形成された実装部11を有して成り、電極パッド12に突起電極23を当接させて半導体素子21の上面から超音波を印加して突起電極23を電極パッド12に接合する半導体素子実装用基板19であって、電極パッド12は、突起電極23が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低く、かつ中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状に隙間12ｃが設けられている。電極パッド12の中央部12ａと外周部12ｂとが突起電極23と噛み合うとともに隙間12ｃにより接合時の応力を緩和できるので、接合強度および実装信頼性を高めることができる。【選択図】  図１
2008211170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の上面に、下面に複数の電極端子が形成されて該電極端子に突起電極を備えた半導体素子を実装するための、前記電極端子とそれぞれ対向する複数の電極パッドが形成された実装部を有して成り、前記電極パッドに前記突起電極を当接させて前記半導体素子の上面から超音波を印加して前記突起電極を前記電極パッドに接合する半導体素子実装用基板であって、前記電極パッドは、前記突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低く、かつ前記中央部と前記外周部との間に環状に隙間が設けられていることを特徴とする半導体素子実装用基板。
【請求項２】
前記隙間は、前記超音波による前記突起電極の左右方向の振動と交差する側が他の部位よりも広いことを特徴とする請求項１記載の半導体素子実装用基板。
【請求項３】
前記電極パッドは、下地導体層の上に前記中央部と前記外周部とで厚みの異なるめっき層が被着されていることを特徴とする請求項１記載の半導体素子実装用基板。
【請求項４】
絶縁基板の上面に、下面に複数の電極端子が形成されて該電極端子に突起電極を備えた半導体素子を実装するための、前記突起電極がそれぞれ当接されるとともに前記半導体素子の上面から超音波が印加されて接合される複数の電極パッドとなる下地導体層を形成する工程と、
前記下地導体層の表面に、前記突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低くなるとともに、前記中央部と前記外周部との間に環状の隙間が設けられるように、前記突起電極が当接するめっき層を被着させて前記電極パッドを形成する工程と
を備えることを特徴とする半導体素子実装用基板の製造方法。
【請求項５】
前記めっき層を被着させて前記電極パッドを形成する工程の前に、
前記下地導体層を、前記中央部および前記外周部に対応する部分が前記隙間を挟んで電気的に独立するように形成するとともに、前記絶縁基板に、前記下地導体層の前記外周部に対応する部分のみから前記絶縁基板の外縁にかけてめっき用引き出し線を形成する工程を備えることを特徴とする請求項４記載の半導体素子実装用基板の製造方法。
【請求項６】
前記めっき層を被着させて前記電極パッドを形成する工程の前に、
前記下地導体層を、前記中央部および前記外周部に対応する部分が前記隙間を挟んで電気的に独立するように形成するとともに、前記絶縁基板に、前記下地導体層の前記中央部および前記外周部に対応する部分のうち少なくとも前記中央部に対応する部分から前記絶縁基板の外縁にかけて第１のめっき用引き出し線を形成する工程と、
前記外周部に対応する部分のみから前記絶縁基板の外縁にかけて第２のめっき用引き出し線を形成する工程と
を備えることを特徴とする請求項４記載の半導体素子実装用基板の製造方法。
【請求項７】
絶縁基板の上面に、下面に複数の電極端子が形成されて該電極端子に突起電極を備えた半導体素子を実装するための、前記電極端子とそれぞれ対向する複数の電極パッドが形成された実装部を有して成る半導体素子実装用基板と、下面に複数の電極端子が形成されて該電極端子に突起電極を備えるとともに、超音波ボンディングにより前記突起電極が前記電極パッドに接合されて前記実装部に実装された半導体素子とを備え、前記突起電極と前記電極パッドとの接合領域の中央部と外周部との間に環状の隙間を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
前記環状の隙間は、前記超音波ボンディングの際に印加された超音波による前記突起電極の左右方向の振動と交差する側が他の部位よりも広いことを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
前記電極パッドは、下地導体層の上に前記中央部と前記外周部とで厚みの異なるめっき層が、前記中央部が前記外周部に比べて低くなるように被着されていることを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基板の上面に形成された電極パッドに、半導体素子の下面に形成された電極端子に備えられた突起電極が、この突起電極を振動させる超音波が半導体素子に印加されることにより接合される半導体素子実装用基板、およびその半導体素子実装用基板の製造方法、ならびにその半導体素子実装用基板を用いてなる半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回路基板や半導体素子収納用パッケージ等に用いられる配線基板である半導体素子実装用基板に半導体素子等の電子部品を搭載実装する方法の一つとして、いわゆるフリップチップ実装法がある。
【０００３】
この実装法は、一般的には、半導体素子の電極端子上にワイヤボンディング技術等によって金等から成る突起電極を設け、一方、この半導体素子が実装される半導体素子実装用基板にはその突起電極に対向する位置に電極パッドを設けておき、これら半導体素子の金等の突起電極と半導体素子実装用基板の電極パッドとを位置合わせして半導体素子実装用基板に半導体素子を載置し、突起電極を電極パッドに当接させた後に突起電極と電極パッドとを接合することにより、半導体素子を半導体素子実装用基板にいわゆるフェースダウンで実装するものである。
【０００４】
このようなフリップチップ実装法においては、半導体素子実装用基板の電極パッドと半導体素子の突起電極とを接合する方法として、半導体素子実装用基板に載置した半導体素子の上面から超音波を印加して突起電極を左右方向（ほぼ平面状の電極パッドの表面に平行な方向）に振動させ、突起電極と電極パッドとの当接界面付近で金等の金属を部分的に溶融させる超音波ボンディングにより接合する実装方法がある。
【特許文献１】特開2006−128487号公報
【特許文献２】特開2006−319211号公報
【特許文献３】特開2002−222828号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の実装方法における突起電極と電極パッドとの接続方法には、以下のような問題点があった。
【０００６】
すなわち、フリップチップ実装を行なう場合に、突起電極の高さが非常に低いため、半導体素子実装用基板の凹凸や電極パッドの厚さ（高さ）ばらつきが原因となり、複数の突起電極のうち一部の突起電極の接続が行なえず、その結果、その半導体素子が実装不良となることがあるという問題点があった。
【０００７】
このような実装不良を防ぐためには、半導体素子の全ての突起電極が半導体素子実装用基板の電極パッドと接続されることが必要であり、そのためには、突起電極の高さばらつきを少なくするとともに、半導体素子実装用基板の平坦度を良くし、電極パッドの厚さ（高さ）ばらつきを少なくする必要がある。ただし、突起電極の高さばらつきは、実装時にこれらを押し潰すこととなるから、半導体素子実装用基板の平坦度や電極パッドの厚さ（高さ）ばらつきほどには重要とならない。
【０００８】
従って、実装不良を防止するためには、半導体素子実装用基板には実装面にできるだけ凹凸の無い平坦度の良好なものを用いて、電極パッドを始めとする配線パターンを厚さ（高さ）ばらつきを抑えて形成することが望ましいと考えられている。
【０００９】
ところで、半導体素子の突起電極と半導体素子実装用基板の電極パッドとを超音波ボンディングする超音波フリップチップ実装においては、実装面が凹凸の無い平坦度の良好な半導体素子実装用基板、特に電極パッドが平坦な半導体素子実装用基板を用いてフリップチップ実装で半導体素子を実装すると、環境温度や半導体素子から発生する熱などにより熱膨張が起こり、半導体素子と半導体素子実装用基板との熱膨張係数の差が原因となって接続部分に基板に水平方向の応力が生じることになる。
【００１０】
また、突起電極は、半導体素子に対してワイヤボンディング法等により１つの突起電極毎に個別に超音波で接合され、さらにフリップチップ実装時に半導体素子の上面から一括で超音波が印加されているため、半導体素子（電極端子）に対する接合強度は比較的強いものの、半導体素子実装用基板の電極パッドとの間では、フリップチップ実装時に半導体素子の上から一括で超音波が印加されているだけなので比較的弱い接合強度となっている。
【００１１】
従って、実装後に温度サイクルを重ねることにより、最も弱い接合部分である半導体素子実装用基板の電極パッドと半導体素子の突起電極との接合界面から接合が外れて回路が断線する場合があるという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体素子の突起電極の電極パッドに対する超音波ボンディングによる接合強度を高め、実装信頼性を向上した半導体素子実装用基板、およびその半導体素子実装用基板の製造方法、ならびにその半導体素子実装用基板を用いてなる信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の半導体素子実装用基板は、絶縁基板の上面に、下面に複数の電極端子が形成されて該電極端子に突起電極を備えた半導体素子を実装するための、前記電極端子とそれぞれ対向する複数の電極パッドが形成された実装部を有して成り、前記電極パッドに前記突起電極を当接させて前記半導体素子の上面から超音波を印加して前記突起電極を前記電極パッドに接合する半導体素子実装用基板であって、前記電極パッドは、前記突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低く、かつ前記中央部と前記外周部との間に環状に隙間が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の半導体素子実装用基板は、上記構成において、前記隙間は、前記超音波による前記突起電極の左右方向の振動と交差する側が他の部位よりも広いことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の半導体素子実装用基板は、上記構成において、前記電極パッドは、下地導体層の上に前記中央部と前記外周部とで厚みの異なるめっき層が被着されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の半導体素子実装用基板の製造方法は、絶縁基板の上面に、下面に複数の電極端子が形成されて該電極端子に突起電極を備えた半導体素子を実装するための、前記突起電極がそれぞれ当接されるとともに前記半導体素子の上面から超音波が印加されて接合される複数の電極パッドとなる下地導体層を形成する工程と、前記下地導体層の表面に、前記突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低くなるとともに、前記中央部と前記外周部との間に環状の隙間が設けられるように、前記突起電極が当接するめっき層を被着させて前記電極パッドを形成する工程とを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の半導体素子実装用基板の製造方法は、上記製造方法において、前記めっき層を被着させて前記電極パッドを形成する工程の前に、前記下地導体層を、前記中央部および前記外周部に対応する部分が前記隙間を挟んで電気的に独立するように形成するとともに、前記絶縁基板に、前記下地導体層の前記外周部に対応する部分のみから前記絶縁基板の外縁にかけてめっき用引き出し線を形成する工程を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の半導体素子実装用基板の製造方法は、上記製造方法において、前記めっき層を被着させて前記電極パッドを形成する工程の前に、前記下地導体層を、前記中央部および前記外周部に対応する部分が前記隙間を挟んで電気的に独立するように形成するとともに、前記絶縁基板に、前記下地導体層の前記中央部および前記外周部に対応する部分のうち少なくとも前記中央部に対応する部分から前記絶縁基板の外縁にかけて第１のめっき用引き出し線を形成する工程と、前記外周部に対応する部分のみから前記絶縁基板の外縁にかけて第２のめっき用引き出し線を形成する工程とを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の半導体装置は、絶縁基板の上面に、下面に複数の電極端子が形成されて該電極端子に突起電極を備えた半導体素子を実装するための、前記電極端子とそれぞれ対向する複数の電極パッドが形成された実装部を有して成る半導体素子実装用基板と、下面に複数の電極端子が形成されて該電極端子に突起電極を備えるとともに、超音波ボンディングにより前記突起電極が前記電極パッドに接合されて前記実装部に実装された半導体素子とを備え、前記突起電極と前記電極パッドとの接合領域の中央部と外周部との間に環状の隙間を有していることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、前記環状の隙間は、前記超音波ボンディングの際に印加された超音波による前記突起電極の左右方向の振動と交差する側が他の部位よりも広いことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、前記電極パッドは、下地導体層の上に前記中央部と前記外周部とで厚みの異なるめっき層が、前記中央部が前記外周部に比べて低くなるように被着されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の半導体素子実装用基板によれば、電極パッドは、突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低く、かつその中央部と外周部との間に環状に隙間が設けられていることから、超音波エネルギーで振動する半導体素子の突起電極と、電極パッドの中央部の上面および外周部の内側面から上面にかけた部分とがお互いに噛み合うようになり、また突起電極の振動する範囲が電極パッドの外周部の内側面等で制限されることで、フリップチップ実装における突起電極の位置ずれ等の接合不良の発生を効果的に抑制することができる。
【００２３】
また、突起電極と接続パッドの外周部の内側面との接合面が水平面に対して直交または傾斜することから、突起電極と接続パッドの接合部分に作用する水平方向の応力に対して接合強度を向上させることができる。
【００２４】
また、電極パッドの中央部と外周部との間に隙間が設けられていることから、超音波ボンディング時において、突起電極と電極パッドとの接合面付近で、突起電極内に生じる内部応力を、例えば突起電極の、隙間に面する部分での微小な変形等により効果的に緩和することができる。
【００２５】
そのため、絶縁基板の上面に水平な方向の応力に対しても強い接合構造とすることができるとともに、応力の残留等に起因する突起電極の機械的な破壊等を効果的に防止することができる、実装信頼性の向上した半導体素子実装用基板を提供することができる。
【００２６】
また、本発明の半導体素子実装用基板によれば、上記構成において、隙間は、超音波による突起電極の左右方向の振動と交差する側が他の部位よりも広い場合には、突起電極と電極パッドとの接合される範囲（接合面）のうち、超音波による振動に伴う突起電極の振動幅が大きいために接合面が長く（広く）なる傾向のある側において、隙間を広く取ることができる。そのため、その広い接合面に生じる可能性のあるより強い内部応力をさらに効果的に緩和することができる。従って、この場合には、実装信頼性をより向上させる上で有効な半導体素子実装用基板を提供することができる。
【００２７】
また、本発明の半導体素子実装用基板によれば、上記構成において、電極パッドは、下地導体層の上に中央部と外周部とで厚みの異なるめっき層が被着されている場合には、例えば数μｍ程度の厚さで精度よく形成することができるとともにその厚さの調節が容易なめっき層により、中央部および外周部の厚さの調節ができる。そのため、中央部が外周部よりも低い電極パッドがより高い精度で形成された半導体素子実装用基板を提供することができる。
【００２８】
また、本発明の半導体素子実装用基板の製造方法によれば、上記各工程を備えることから、メタライズ層や金属箔により絶縁基板の実装部に形成された下地導体層の表面に、例えばマスキング等の手段を併用して、中央部が外周部よりも低くなるとともに、中央部と外周部との間に環状の隙間が設けられるように、突起電極が当接するめっき層を被着させて電極パッドを形成することにより、突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低く、かつ中央部と外周部との間に環状に隙間が設けられている電極パッドを有する半導体素子実装用基板を、確実に精度よく製作することができる。
【００２９】
また、本発明の半導体素子実装用基板の製造方法によれば、上記製造方法において、めっき層を被着させて電極パッドを形成する工程の前に、下地導体層を、中央部および外周部に対応する部分が隙間を挟んで電気的に独立するように形成するとともに、絶縁基板に、下地導体層の外周部に対応する部分のみから絶縁基板の外縁にかけてめっき用引き出し線を形成する工程を備える場合には、前述した工程による、突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低く、かつ中央部と外周部との間に環状に隙間が設けられている電極パッドを有する半導体素子実装用基板を製造する方法を、より容易で生産性の高い製造方法とすることができる。
【００３０】
すなわち、隙間を挟んで電気的に独立し、電極パッドの中央部および外周部に対応する部分が隙間を挟んで電気的に独立するように形成された下地導体層は、外周部に対応する部分のみに電解めっき法によりめっき層を被着させることができる。また、中央部に対応する部分を含む下地導体層の全体には、無電解めっき法によりめっき層を被着させることが可能であり、中央部に対応する部分にも所定の厚さでめっき層を被着させることができる。そのため、例えば無電解めっき法により被着されるめっき層に加えて、電解めっき法によるめっき層の被着が可能な外周部に対応する部分は、中央部に対応する部分よりもめっき層を厚く被着させることができる。また、この場合には、マスキング等の工程が不要であり、例えば、めっき用の電流を供給するためのめっき用の治具の端子をめっき用引き出し線に接続するだけで、外周部に対応する部分のみに厚くめっき層を被着させることができる。そのため、突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低い電極パッドの形成が容易である。
【００３１】
また、本発明の半導体素子実装用基板の製造方法によれば、上記製造方法において、めっき層を被着させて電極パッドを形成する工程の前に、下地導体層を、中央部および外周部に対応する部分が隙間を挟んで電気的に独立するように形成するとともに、絶縁基板に、下地導体層の中央部および外周部に対応する部分のうち少なくとも中央部に対応する部分から絶縁基板の外縁にかけて第１のめっき用引き出し線を形成する工程と、外周部に対応する部分のみから前記絶縁基板の外縁にかけて第２のめっき用引き出し線を形成する工程とを備えることから、前述した工程による、突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低く、かつ中央部と外周部との間に環状に隙間が設けられている電極パッドを有する半導体素子実装用基板を製造する方法を、より容易で生産性の高い製造方法とすることができる。
【００３２】
すなわち、隙間を挟んで電気的に独立し、電極パッドの中央部および外周部に対応する部分が隙間を挟んで電気的に独立するように形成された下地導体層は、中央部に対応する部分および外周部に対応する部分のそれぞれに別個に電解めっき法によりめっき層を被着させることができる。また、中央部に対応する部分を含む下地導体層の全体には、第１のめっき用引き出し線を介してめっき用の電流を供給することが可能であり、少なくとも中央部に所定の厚さでめっき層を被着させることができる。また、下地導体層のうち外周部に対応する部分のみに、第２のめっき用引き出し線を介して、より厚くめっき層を被着させることができる。また、この場合には、マスキング等の工程が不要であり、例えば、めっき用の電流を供給するためのめっき用の治具の端子を異なる引き出し線に接続するだけで、めっき層が被着される部分（中央部や外周部に対応する部分）を選択することができる。そのため、電極パッドのうち、より高い、つまりめっき層をより厚く被着させる必要のある外周部のみに電流を供給することができるため、突起電極が当接する領域の中央部が外周部よりも低い電極パッドの形成が容易である。
【００３３】
本発明の半導体装置によれば、上記構成を備え、超音波ボンディングされた突起電極と電極パッドとの接合領域の中央部と外周部との間に環状の隙間を有していることから、超音波印加時において突起電極と電極パッドとの接合面付近で突起電極内に生じていた内部応力が、例えば突起電極の隙間部分での微細な変形等により効果的に緩和されて突起電極の内部等に残留していないものとすることができる。
【００３４】
そのため、絶縁基板の上面に水平な方向の応力に対しても強い接合構造とすることができるとともに、応力の残留等に起因する突起電極の機械的な破壊等を効果的に防止することができる、長期の実装信頼性の向上した半導体装置を提供することができる。
【００３５】
また、本発明の半導体装置によれば、上記構成において、環状の隙間は、超音波ボンディングの際に印加される超音波による突起電極の左右方向の振動と交差する側が他の部位よりも広い場合には、突起電極と電極パッドの接合される範囲（接合面）のうち、振動に伴う突起電極の振動幅が大きいために接合面が長く（広く）なる傾向のある側において、隙間を広く取ることができる。そのため、その広い接合面に生じる可能性のあるより強い内部応力をさらに効果的に緩和することができる。従って、この場合には、長期の実装信頼性をさらに向上させる上で有効な半導体装置を提供することができる。
【００３６】
また、本発明の半導体装置によれば、上記構成において、電極パッドは、下地導体層の上に中央部と外周部とで厚みの異なるめっき層が被着されている場合には、例えば数μｍ程度の厚さで精度よく形成することができるとともにその厚さの調節が容易なめっき層により、中央部および外周部の厚さの調節ができる。そのため、中央部が外周部よりも低い電極パッドがより高い精度で形成され、電極パッドと突起電極との間で十分な隙間を有する、より信頼性の高い半導体装置を提供することができる。また、半導体装置としての生産性を向上させる上で有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の半導体素子実装用基板およびその製造方法ならびに半導体装置について、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００３８】
（半導体素子実装用基板および半導体装置）
まず、図１を参照しつつ本発明の半導体素子実装用基板およびその半導体素子実装用基板に半導体素子を実装してなる本発明の半導体装置について説明する。図１（ａ）は本発明の半導体素子実装用基板の実施の形態の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は（ａ）の半導体素子実装用基板に半導体素子を実装する、本発明の半導体装置の断面図である。なお、図を見やすくするために、図１（ｂ）では半導体素子と半導体素子実装用基板とを離して示している。
【００３９】
図１において11は絶縁基板、12は電極パッドであり、絶縁基板11の上面の実装部11ａに電極パッド12が形成されて半導体素子実装用基板19が基本的に形成されている。また、21は半導体素子、22は半導体素子21の下面に形成され、それぞれが突起電極23を備える複数の電極端子である。半導体素子搭載用基板19の実装部11ａに半導体素子21が搭載されるとともに、突起電極23が電極パッド12と接合されることにより、半導体装置30が基本的に構成されている。
【００４０】
電極パッド12は、突起電極23にそれぞれ対向して形成されており、突起電極23が接合される範囲のうち中央部12ａが外周部12ｂよりも低く、中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状に隙間12ｃが設けられている。
【００４１】
半導体素子実装用基板19に搭載される半導体素子21は、例えば半導体集積回路素子（ＩＣ，ＬＳＩ）やマイクロマシン（いわゆるＭＥＭＳ素子）等であり、シリコン等の半導体基板（符号なし）の主面に集積回路やスイッチング機構等の可動部分等の機能部分（図示せず）が形成されている。この半導体基板の例えば機能部分が形成されている主面に、機能部分と電気的に接続された複数の電極端子22が形成され、電極端子22は、それぞれ突起電極23を備えている。
【００４２】
突起電極23は、金や錫−鉛系はんだ，錫−銀系はんだ等の金属材料からなる。突起電極23は、例えば金からなる場合であれば、金からなるボンディングワイヤを電極端子22の表面に接合するとともに球状や円錐状等の所定の形状に加圧成形することや、めっき法で被着させること等の、いわゆるバンプ形成技術により形成される。
【００４３】
絶縁基板11は、例えば四角板状に形成され、上面に半導体素子21が、いわゆるフリップ実装により実装される実装部11ａを有している。絶縁基板11は、この実施の形態の例では平板状であるが、上面に半導体素子21を収容する凹部（キャビティ）（図示せず）を有し、凹部の底面を実装部11ａとしたものでもよい。
【００４４】
絶縁基板11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，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体等のセラミック焼結体、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により形成されている。
【００４５】
絶縁基板11の実装部11ａには、半導体素子21の下面の複数の突起電極23に対向するように、複数の電極パッド12が形成されている。
【００４６】
この電極パッド12は、突起電極23を接合させて半導体素子21を実装するためのものであり、また、半導体素子21の電極端子22を外部の電気回路（図示せず）に電気的に接続させる導電路の一部として機能する。この場合、例えば、電極パッド12を、電極パッド12から絶縁基板11の側面や下面等の外表面にかけて形成された配線導体（図示せず）を介して実装部11ａの外側に電気的に導出させておく。すなわち、半導体素子21の突起電極23を半導体素子実装用基板19の電極パッド12に接合するとともに、配線導体のうち絶縁基板11の外表面に露出している部分を外部の電気回路に電気的に接続することにより、半導体素子21の電極端子22が、突起電極23，電極パッド12および配線導体を介して外部の電気回路と電気的に接続される。
【００４７】
なお、電極パッド12や配線導体は、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、メタライズ層や蒸着層，金属箔，めっき層等の形態で絶縁基板11に形成される。
【００４８】
このような、突起電極23の電極パッド12に対する接合は、本発明においては超音波ボンディングにより行なわれる。超音波ボンディングによる突起電極23と電極パッド12との接合は、例えば、突起電極23が電極パッド12に対向するように位置合わせして半導体素子12を実装部11ａに載置するとともに電極パッド12に突起電極23を当接させて、半導体素子12の上面から超音波を印加し、突起電極23と電極パッド12とを超音波接合することにより行なわれる。この場合、印加された超音波のエネルギーで突起電極23が振動（主として左右方向（絶縁基板11の上面や半導体素子21の下面に平行な方向）の往復運動）して電極パッド12との当接面で摩擦熱が発生し、突起電極23と電極パッド12との当接面に局部的な溶融が生じて接合が行なわれる。
【００４９】
なお、印加される超音波は、例えば突起電極23が金からなる場合であれば、振動数が約20〜100ｋＨｚの超音波が適当である。また、超音波を半導体素子21の上面から印加するときに、その半導体素子21を上面から下方向に加圧して、超音波エネルギーを効果的に当接面に伝えるようにしてもよい。
【００５０】
また、本発明の半導体素子実装用基板19において、電極パッド12は、突起電極23が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低く、かつ中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状に隙間12ｃが設けられている。
【００５１】
このように、電極パッド12について、突起電極23が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低く、かつその中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状に隙間12ｃが設けられていることから、超音波エネルギーで振動する半導体素子21の突起電極23と、電極パッド12の中央部12ａの上面および外周部12ｂの内側面から上面にかかる部分とがお互いに噛み合うようになり、また突起電極23の振動する範囲が電極パッド12の外周部12ｂの内側面等で制限されることで、フリップチップ実装における突起電極23の位置ずれ等の接合不良の発生をなくすことができる。
【００５２】
また、突起電極23と接続パッド12の外周部12ｂの内側面との接合面が水平面に対して直交または傾斜することから、突起電極23と接続パッド12との接合部分に作用する水平方向の応力に対して接合強度を向上させることができる。
【００５３】
また、電極パッド12の中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状に隙間12ｃが設けられていることから、超音波ボンディング時において、突起電極23と電極パッド12との接合面付近で、突起電極23内に生じる内部応力を、例えば突起電極23の、隙間12ｃに面した部分での微小な変形等により効果的に緩和することができる。
【００５４】
そのため、絶縁基板11に水平な方向の応力に対しても強い接合構造とすることができるとともに、応力の残留等に起因する突起電極23の機械的な破壊等を効果的に防止することができる、実装信頼性の向上した半導体素子実装用基板19を提供することができる。
【００５５】
また、隙間12ｃは、突起電極23の、電極パッド12との接合面付近で生じる内部応力を突起電極23の全周にわたって有効に緩和させるために、円環状や楕円環状等の環状に設けられる。隙間12ｃは、全周にわたって同じ幅である必要はなく、部分的に幅が異なるものでもよい。
【００５６】
なお、電極パッド12の中央部12ａと外周部12ｂとの高さの差は、突起電極23との当接および接合を容易かつ強固なものとするために、突起電極23の先端（下端）部分が中央部12ａの上面に当接したときに、その突起電極23の先端部分に隣接する部分が外周部12ｂの内側面から上面にかかる部分に当接するような寸法に設定するとよい。
【００５７】
例えば、突起電極23が、直径が約150〜200μｍの球状または半球状で、平面視したときの電極パッド12の外形寸法が突起電極23と同程度の場合であれば、電極パッド12は中央部12ａと外周部12ｂとの高さの差が10〜20μｍになるように形成すればよい。
【００５８】
このような、中央部12ａと外周部12ｂとの高さの差が10〜20μｍの電極パッド12は、例えば電極パッド12の絶縁基板11に対する接合強度や半導体素子実装用基板19の生産性，経済性等を考慮して、中央部12ａの高さを10〜15μｍ程度とし、外周部12ｂの高さを20〜35μｍ程度として形成する。
【００５９】
また、電極パッド12の隙間12ｃは、突起電極23の内部応力を緩和させる上では幅が広いほど効果が高いものの、広くしすぎると突起電極23との接合面積自体が小さくなりすぎ、かえって実装信頼性を向上させることが難しくなる傾向がある。そのため、隙間12ｃの幅は、例えば、電極パッド12の外形が直径150〜200μｍの円形状または１辺の長さが150〜200μｍの四角形状で、その内側に円環状に隙間12ｃが形成されているような場合には、隙間12ｃは10〜50μｍ程度の幅で設けることが好ましい。
【００６０】
また、このような半導体素子実装用基板19において、隙間12ｃは、超音波による突起電極23の左右方向の振動と交差する側が他の部位よりも広い場合には、突起電極23と電極パッド12との接合される範囲（接合面）のうち、接合面が長く（広く）なる傾向のある側において隙間12ｃを広く取ることができる。そのため、その広い接合面に生じる可能性のある、より強い内部応力をさらに効果的に緩和することができる。従って、この場合には、実装信頼性を向上させる上でより有効な半導体素子実装用基板19を提供することができる。
【００６１】
例えば、前述したような、直径150〜200μｍの円形状または１辺の長さが150〜200μｍの四角形状の外形で、中央部12ａの高さが10〜15μｍ程度、外周部12ｂの高さが20〜35μｍ程度であるとともに、平面視したときの中央部12ａが直径40μｍ程度の円形状の電極パッド12の場合であれば、隙間12ｃの幅は、超音波の振動方向の両端側において40〜50μｍ程度とし、その他の部位において10〜30μｍ程度として、両者の差を20〜30μｍ程度とする。
【００６２】
なお、図１（ａ）では、長方形状の電極パッド12の長辺方向に超音波の印加による振動が加わる例であり、隙間12ｃが両短辺側で広くなっている例を示している。
【００６３】
また、このような半導体素子実装用基板19において、電極パッド12は、下地導体層13（13ａ，13ｂ）の上に中央部12ａと外周部12ｂとで厚みの異なるめっき層14（14ａ，14ｂ）が被着されている場合には、例えば数μｍ程度の厚さで精度よく形成することができるとともに、その厚さの調節が容易なめっき層14（14ａ，14ｂ）により中央部12ａおよび外周部12の高さの調節ができる。そのため、中央部12ａが外周部12ｂよりも低い電極パッド12がより高い精度で形成された半導体素子実装用基板19を提供することができる。
【００６４】
下地導体層13（13ａ，13ｂ）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，金等の金属材料からなる。このような下地導体層13（13ａ，13ｂ）は、例えばメタライズ層や金属箔，めっき層等の形態で絶縁基板11の実装部11ａに形成される。
【００６５】
また、めっき層14（14ａ，14ｂ）は、ニッケルや銅，金，パラジウム等の金属材料からなり、電解めっき法や無電解めっき法等のめっき法で下地導体層13（13ａ，13ｂ）の表面に被着される。
【００６６】
そして、半導体素子実装用基板19の実装部11ａに形成されている電極パッド12に半導体素子21の突起電極23を接合して半導体素子21を実装部11ａに実装し、必要に応じて半導体素子21を蓋体や封止樹脂等の封止手段（図示せず）で気密封止することにより、本発明の半導体装置が製作される。なお、前述したように、半導体素子21と半導体素子実装用基板12とを離して描いているが、実際には、半導体装置30において、半導体素子21の突起電極23が半導体素子実装用基板19の電極パッド12の中央部12ａおよび外周部12ｂに当接し、中央部12ａと外周部12ｂとの間に隙間12ｃを有した状態で接合されている。
【００６７】
図１（ｂ）に示す半導体装置30は、本発明の半導体装置の実施の形態の一例である。この半導体装置30は、絶縁基板11の上面に、下面に複数の電極端子22が形成されてその電極端子22に突起電極23を備えた半導体素子21を実装するための、電極端子22とそれぞれ対向する複数の電極パッド12が形成された実装部11ａを有して成る半導体素子実装用基板19と、下面に複数の電極端子22が形成されてその電極端子22に突起電極23を備えるとともに、超音波ボンディングにより突起電極23が電極パッド12に接合されて実装部11ａに実装された半導体素子21とを備えている。また、この半導体装置30は、突起電極23と電極パッド12との接合領域の中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状の隙間12ｃを有している。
【００６８】
半導体装置30は、上記構成を備え、超音波ボンディングされた突起電極23と電極パッド12との接合領域の中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状の隙間12ｃを有していることから、超音波印加時において、突起電極23と電極パッド12との接合面付近で、突起電極23内に生じていた内部応力が、例えば突起電極23の隙間12ｃに面する部分での微細な変形等により効果的に緩和されて、突起電極23の内部等に残留していないものとすることができる。
【００６９】
そのため、絶縁基板11に水平な方向の応力に対しても強い接合構造とすることができるとともに、応力の残留等に起因する突起電極23の機械的な破壊等を効果的に防止することができる、長期の実装信頼性の向上した半導体装置30を提供することができる。
【００７０】
また、この半導体装置30は、環状の隙間12ｃは、超音波ボンディングの際に印加される超音波による突起電極23の左右方向の振動と交差する側の幅が他の部位における幅よりも広い場合には、次のような効果がある。
【００７１】
すなわち、突起電極23と電極パッド12の接合される範囲（接合面）のうち、振動に伴う突起電極23の振動幅が大きいために接合面が長く（広く）なる傾向のある側（振動する左右方向の側）において、隙間12ｃを広く取ることが好ましい。これにより、その広い接合面に生じる可能性のあるより強い内部応力をさらに効果的に緩和することができる。従って、この場合には、長期の実装信頼性をさらに向上させる上で有効な半導体装置30を提供することができる。
【００７２】
また、本発明の半導体装置30は、電極パッド12は、下地導体層13（13ａ，13ｂ）の上に中央部12ａと外周部12ｂとで厚みの異なるめっき層14（14ａ，14ｂ）が被着されている場合には、例えば数μｍ程度の厚さで精度よく形成することができるとともに、その厚さの調節が容易なめっき層14（14ａ，14ｂ）により中央部12ａおよび外周部12ｂの厚さの調節ができる。そのため、中央部12ａが外周部12ｂよりも低い電極パッド12をより高い精度で形成することができ、電極パッド12と突起電極23との間で十分な隙間12ｃを有するより信頼性の高い半導体装置30を提供することができる。また、電極パッド12の高さの精度が高く、電極パッド12の中央部12ａおよび外周部12ｂに突起電極23をより容易に精度よく当接させることができるため、電極パッド12と突起電極23との超音波ボンディングによる接合がより容易に行なえるので、半導体装置30としての生産性を向上させる上で有効である。
【００７３】
（半導体素子実装用基板の製造方法）
本発明の半導体素子実装用基板19の製造方法を、図２を参照しつつ説明する。図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示す半導体素子実装用基板19の製造方法の実施の形態の一例を工程順に示す断面図である。図２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。
【００７４】
まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板11の上面に、下面に複数の電極端子22が形成されて電極端子22に突起電極23を備えた半導体素子21を実装するための、突起電極23がそれぞれ当接されるとともに半導体素子21の上面から超音波が印加されて接合される複数の電極パッド12となる下地導体層13（13ａ，13ｂ）を形成する。
【００７５】
絶縁基板11は、前述のように、セラミック材料や有機樹脂，無機粉末と有機樹脂との複合材料等の電気絶縁材料により形成されている。
【００７６】
絶縁基板11は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合には以下のようにして製作することができる。まず、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有機バインダ，溶剤を添加混合して泥漿状のセラミックスラリーを作製し、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て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（図示せず）を形成する。しかる後、セラミックグリーンシートを所定の順に上下に積層するとともに、還元雰囲気中で約1600℃の高温で焼成することによって、絶縁基板11が製作される。
【００７７】
また、絶縁基板11は、有機樹脂からなる場合であれば、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料の未硬化物をガラス布に塗布してシート状に加工した後、熱や光（紫外線）を加えて硬化させることにより製作される。また、硬化した樹脂材料を基材とし、その表面にエポキシ樹脂等の有機樹脂の未硬化物の塗布および硬化を順次繰り返すことにより、多層の絶縁基板11として製作してもよい。
【００７８】
電極パッド12となる下地導体層13（13ａ，13ｂ）は、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等の金属材料からなり、メタライズ層や蒸着層，金属箔，めっき層等の形態で絶縁基板11に形成される。
【００７９】
下地導体13（13ａ，13ｂ）は、例えばタングステンのメタライズ層からなる場合であれば、タングステン粉末に有機溶剤、樹脂バインダ等を添加して作製した金属ペーストを、絶縁基板11となるセラミックグリーンシートの表面に、スクリーン印刷法等の印刷法で所定パターンに印刷することにより形成することができる。
【００８０】
また、下地導体層13（13ａ，13ｂ）は、例えば銅の金属箔（銅箔）からなる場合であれば、硬化した有機樹脂からなる絶縁基板11の表面に銅箔を、接着剤を用いて被着させた後、エッチング加工を施して所定パターンに加工することにより形成することができる。
【００８１】
このような下地導体層13（13ａ，13ｂ）を、実装部11ａに実装される半導体素子21の下面の突起電極23とそれぞれ対向して当接されるような位置に形成するには、例えば、絶縁基板11の外縁や、絶縁基板11の上面にあらかじめ形成した位置決めマーク（図示せず）等を基準にして、スクリーン印刷用の版面を絶縁基板11に対して位置合わせすること等の位置決め方法を用いることができる。
【００８２】
また、下地導体層13（13ａ，13ｂ）は、メタライズ層や蒸着層，金属箔，めっき層を組み合わせて形成するようにしてもよい。この場合には、例えば、前述のような方法でメタライズ層や金属箔からなる第１層（符号なし）を絶縁基板11の表面に形成した後、メタライズ層や金属箔の表面に、ニッケルや金，銅，パラジウム等のめっき層を電解めっき法や無電解めっき法で第２層（符号なし）として被着させることにより下地導体層13（13ａ，13ｂ）が形成される。
【００８３】
なお、この実施の形態の例では、電極パッド12の中央部12ａと外周部12ｂとが、絶縁基板11の表面に達する隙間12ｃにより分離した例を示しているため、下地導体層13（13ａ，13ｂ）は中央部12ａに対応する部分13ａと外周部12ｂに対応する部分13ｂとに分かれているが、下地導体層13（13ａ，13ｂ）はつながった１つのパターン（円形状や楕円形状，四角形状等）で形成してもよい。
【００８４】
また、絶縁基板11に前述したような配線導体を形成する場合には、配線導体は、下地導体層13（13ａ，13ｂ）と同様の材料を用い、同様の方法で絶縁基板11に被着させて形成することができる。
【００８５】
次に、図２（ｂ）に示すように、下地導体層13（13ａ，13ｂ）の表面に、突起電極23が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低くなるとともに、その中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状の隙間12ｃが設けられるように、突起電極（図２では図示せず）が当接するめっき層14（14ａ，14ｂ）を被着させて電極パッド12を形成する。
【００８６】
下地導体層13（13ａ，13ｂ）の表面に、突起電極が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低くなるとともに、その中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状の隙間12ｃが設けられるようにめっき層14（14ａ，14ｂ）を被着させるには、例えば、下地導体層13（13ａ，13ｂ）の中央部12ａに対応する部分13ａと外周部12ｂに対応する部分13ｂとの両方に一定の厚さで第１のめっき層（符号なし）を被着させた後、中央部12ａに対応する部分を樹脂材料等でマスキングして、外周部12ｂに対応する部分13ｂのみに第２のめっき層（符号なし）を追加して被着させる等の方法を用いることができる。
【００８７】
また、下地導体層13（13ａ，13ｂ）を、つながった１つのパターンで形成した場合には、隙間12ｃに対応する部分をマスキングしておいて、めっき層14（14ａ，14ｂ）を被着させればよい。
【００８８】
また、隙間12ｃに対応する狭い部分にマスキングすることは難しいので、次のようにして電極パッド12を形成してもよい。まず、図３（ａ）に示すように、つながった１つのパターンで形成された下地導体層13の外周から中央部12ａに対応する部分の外周までの範囲を光硬化性樹脂等からなるマスキング材Ｍでマスキングして第１のめっき層14ａを被着させる。その後、マスキング材Ｍを除去する。次に、図３（ｂ）に示すように、下地導体層13の中心（中央）から外周部12ｂに対応する部分の内周までの範囲をマスキング材Ｍでマスキングして第２のめっき層14ｂを、中央部12ａよりも外周部12ｂが高くなるように被着させる。そして、図３（ｃ）に示すように、マスキング材Ｍを溶剤等で除去することにより、外周部12ｂが中央部12ａより高い（中央部12ａが外周部12ｂよりも低い）電極パッド12が形成される。なお、図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の半導体素子実装用基板の製造方法の実施の形態の他の例を工程順に示す断面図である。図３において図２と同様の部位には同様の符号を付している。
【００８９】
なお、被着させるめっき層14（14ａ，14ｂ）は、ニッケル，銅，金等の金属材料からなるものが適している。このようなめっき層14（14ａ，14ｂ）を被着させておくことにより、電極パッド12の酸化腐蝕を効果的に防止することができるとともに、半導体素子21の突起電極23の超音波ボンディングによる接合がより容易かつ強固に行なえる。
【００９０】
また、上記製造方法において、めっき層14（14ａ，14ｂ）を被着させて電極パッド12を形成する工程の前に、例えば図４（ａ）に示すように、下地導体層13（13ａ，13ｂ）を、中央部12ａおよび外周部12ｂに対応する部分13ａ，13ｂが隙間12ｃを挟んで電気的に独立するように形成するとともに、絶縁基板11に、下地導体層13（13ａ，13ｂ）の外周部12ｂに対応する部分のみから絶縁基板11の外縁にかけてめっき用引き出し線15を形成する工程を備える場合には、前述した工程による、突起電極23が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低く、かつ中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状に隙間12ｃが設けられている電極パッド12を有する半導体素子実装用基板19を製造する方法を、より容易で生産性の高い製造方法とすることができる。
【００９１】
すなわち、隙間12ｃを挟んで電気的に独立し、電極パッド12の中央部12ａおよび外周部12ｂに対応する部分が隙間12ｃを挟んで電気的に独立するように形成された下地導体層13（13ａ，13ｂ）は、図４（ｂ）に示すように、外周部12ｂに対応する部分13ｂのみに電解めっき法によりめっき層14ｂｂを被着させることができる。また、中央部に対応する部分13ａを含む下地導体層13の全体には、図４（ｃ）に示すように、無電解めっき法によりめっき層14ａ，14ｂａを被着させることが可能であり、中央部12ａに対応する部分13ａにも所定の厚さでめっき層14ａを被着させることができる。
【００９２】
そのため、例えば無電解めっき法により被着されるめっき層14ｂａに加えて電解めっき法によるめっき層14ｂｂの被着も可能な外周部12ｂに対応する部分13ｂには、中央部12ａに対応する部分13ａよりもめっき層14ｂ（14ｂａ，14ｂｂ）を厚く（高く）被着させることができる。また、外周部12ｂに対応する部分13ｂに無電解めっき層14ｂａを被着させなくても、電解めっきの条件（時間や電流密度等）を調整すれば、電解めっき法だけで十分に厚い（高い）めっき層（図示せず）を形成することも容易である。
【００９３】
また、この場合には、マスキング等の工程が不要であり、例えば、めっき用の電流を供給するためのめっき用の治具の端子（図示せず）をめっき用引き出し線15に接続するだけで、下地導体層13（13ａ，13ｂ）のうち外周部12ｂに対応する部分13ｂのみに厚くめっき層14ｂを被着させることができる。そのため、突起電極23が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低い電極パッド12の形成が容易である。なお、図４（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す半導体素子実装用基板19の製造方法の実施の形態の他の例について工程順に要部を拡大して示す断面図である。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。
【００９４】
めっき用引き出し線15は、前述した下地導体層13（13ａ，13ｂ）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、絶縁基板11に配線導体を形成する場合であれば、配線導体と同時に（例えば同じスクリーン印刷用の版面を用いて）形成して、半導体素子実装用基板19の生産性を良好に確保するようにしてもよい。
【００９５】
無電解めっき法によるめっきは、例えばニッケルめっき層であれば、硫酸ニッケルや塩化ニッケル等のニッケルの供給源となるニッケル化合物と、次亜リン酸ナトリウムやジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）等の還元剤とを主成分とし、錯化剤や安定剤，ｐＨ調整剤等が添加された無電解ニッケルめっき液を用いて行なうことができる。
【００９６】
この場合、還元剤として次亜リン酸ナトリウムを用いた無電解めっき液により被着されるめっき層14ａ，14ｂａ（ニッケル）は、共析するリン成分の作用により、その硬度（マイクロビッカース硬度）が約600〜700と高く、電解めっき法により被着されるめっき層14ｂｂ（ニッケル）の硬度（約400〜500）に比べて硬い。そのため、電極パッド12と突起電極23との超音波ボンディングによる接合の際に加えられる超音波エネルギーの減衰をより小さく抑えることができ、接合強度を高める上で有効である。
【００９７】
なお、この方法で半導体素子実装用基板19を製作した場合には、電極パッド12の中央部12ａと外周部12ｂとが電気的に独立するため、いずれか一方が突起電極23（電極端子22）を外部の電気回路に電気的に接続する導電路として機能し、他方が接合の強度を補強する補強用のパッドとして機能するものとすることができる。
【００９８】
また、この製造方法の場合に、電解めっき法によるめっき層14ｂｂを被着させた後、めっき用引き出し線15の露出部分を、絶縁基板11の表面から研磨等の方法で除去する工程を追加するようにしてもよい。
【００９９】
また、図４では、先に電解めっき層14ｂｂを下地導体層13のうち外周部に対応する部分13ｂに被着させた例を示しているが、先に無電解めっき法によるめっき層14ｂａ，14ａを下地導体層13（13ａ，13ｂ）の全域または中央部に対応する部分13ａのみに被着させた後、外周部に対応する部分13ｂのみに電解めっき法によるめっき層14ｂｂを被着させるようにしてもよい。
【０１００】
また、上記製造方法において、めっき層14（14ａ，14ｂ）を被着させて電極パッド12を形成する工程の前に、例えば図５（ａ）に示すように、下地導体層13（13ａ，13ｂ）を、中央部12ａおよび外周部12ｂに対応する部分13ａ，13ｂが隙間12ｃを挟んで電気的に独立するように形成するとともに、絶縁基板11に、下地導体層13（13ａ，13ｂ）の中央部12ａおよび外周部12ｂに対応する部分13ａ，13ｂのうち少なくとも中央部12ａに対応する部分13ａから絶縁基板11の外縁にかけて第１のめっき用引き出し線16ａを形成する工程と、外周部12ｂに対応する部分13ｂのみから絶縁基板11の外縁にかけて第２のめっき用引き出し線16ｂを形成する工程とを備える場合には、前述した工程による、突起電極23が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低く、かつ中央部12ａと外周部12ｂとの間に環状に隙間12ｃが設けられている電極パッド12を有する半導体素子実装用基板19を製造する方法を、より容易で生産性の高い製造方法とすることができる。
【０１０１】
すなわち、隙間12ｃを挟んで電気的に独立し、電極パッド12の中央部12ａおよび外周部12ｂに対応する部分が隙間12ｃを挟んで電気的に独立するように形成された下地導体層13（13ａ，13ｂ）は、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、中央部12ａに対応する部分および外周部12ｂに対応する部分13ａ，13ｂのそれぞれに、別個に電解めっき法によりめっき層14（14ａ，14ｂ）を被着させることができる。また、中央部12ａに対応する部分を含む下地導体層13（13ａ，13ｂ）の全体には、第１のめっき用引き出し線16ａを介してめっき用の電流を供給し、少なくとも中央部12ａに対応する部分13ａに所定の厚さでめっき層14ａを被着させることができる。そして、下地導体層13（13ａ，13ｂ）のうち外周部12ｂに対応する部分13ｂのみに、第２のめっき用引き出し線16ｂを介して、より厚くめっき層14ｂを被着させることができる。そのため、外周部12ｂを中央部12ａよりも高く（めっき層14ｂを厚く）することが容易である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す半導体素子実装用基板19の製造方法の実施の形態の他の例について工程順に要部を拡大して示す断面図である。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では、下地導体層13（13ａ，13ｂ）のうち中央部に対応する部分13ａに先にめっき層14ａを被着させる例を示しているが、外周部に対応する部分13ｂに先にめっき層14ｂを被着させてもよい。
【０１０２】
第１および第２のめっき用引き出し線16ａ，16ｂは、前述した下地導体層13（13ａ，13ｂ）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、絶縁基板11に配線導体を形成する場合であれば、配線導体と同時に（例えば同じスクリーン印刷用の版面を用いて）形成して、半導体素子実装用基板19の生産性を良好に確保するようにしてもよい。
【０１０３】
この場合にも、マスキング等の工程が不要であり、例えば、めっき用の電流を供給するためのめっき用の治具の端子を、異なる引き出し線に接続するだけで、めっき層14（14ａ，14ｂ）が被着される部分（中央部12ａや外周部12ｂに対応する部分）を選択することができる。従って、この製造方法の場合には、電極パッド12のうち、より高い、つまりめっき層14ｂをより厚く被着させる必要のある外周部12ｂに対応する部分13ｂのみに電流を供給することができるため、突起電極23が当接する領域の中央部12ａが外周部12ｂよりも低い電極パッド12の形成が容易である。
【０１０４】
この方法で半導体素子実装用基板19を製作した場合にも、電極パッド12の中央部12ａと外周部12ｂとが電気的に独立するため、いずれか一方が突起電極23（電極端子22）を外部の電気回路に電気的に接続する導電路として機能し、他方が接合の強度を補強する補強用のパッドとして機能するものとすることができる。
【０１０５】
なお、この製造方法の場合に、めっき層14（14ａ，14ｂ）を被着させた後、第１および第２の引き出し線16ａ，16ｂの露出部分を、絶縁基板11の表面から研磨等の方法で除去する工程を追加するようにしてもよい。
【０１０６】
また、このような半導体素子実装用基板19を、半導体素子実装用基板19となる基板領域が複数縦横の並びに配列された四角板状の多数個取り基板（図示せず）の形態で製作するようにしておいて、多数個取り基板の外周の異なる辺にそれぞれ第１および第２のめっき用引き出し線（図示せず）を、第１は第１で、第２は第２で、それぞれまとめて引き出して形成するようにしてもよい。
【０１０７】
その際には、四角形状の多数個取り基板の４辺のうち対向し合う２辺ずつに、第１および第２のめっき用引き出し線をそれぞれ引き出して形成するようにしてもよい。この場合には、めっき用の治具（いわゆるラック）の導通ピンで多数個取り基板の対向する２辺を上下から挟んで多数個取り基板を保持するとともに、所定の第１または第２のめっき用引き出し線を選択して外部の電源と容易かつ確実に、例えば人為的な間違った導通等の不具合の発生を低減させて、導通させることができる。そのため、めっき工程の作業性の向上が可能で、さらに生産性に優れた製造方法とすることができる。
【０１０８】
なお、電極パッド12を、中央部12ａと外周部12ｂとが隙間12ｃを挟んで分割されている（隙間12ｃが絶縁基板11の上面まで達している）とともに、その中央部12ａと外周部12ｂとが隙間12ｃを挟んで電気的に独立しているようにした製造方法を採用したときには、電極パッド12は、例えば前述した配線導体との電気的な接続が中央部12ａのみで行なわれているものとして形成してもよい。この場合には、電極パッド12のうち突起電極23（電極端子22）を外部の電気回路に接続するための導電路として機能するのは中央部12ａのみであり、外周部12ｂは突起電極23と電極パッド12との接合を前述のように補強するものとして機能する。
【実施例】
【０１０９】
酸化アルミニウム質焼結体により絶縁基板を作製し、その表面に、外形が直径200μｍの円形状の電極パッドを、タングステンのメタライズ層およびニッケル／金めっき層を順次被着させることにより形成して、半導体素子実装用基板を作製した。この半導体素子実装用基板を用いて、超音波ボンディングによる半導体素子の実装信頼性を試験した。また、比較例として、同様の絶縁基板に、同様の外形で突起電極が接合される面が平坦な電極パッドを形成してなる従来技術の半導体素子実装用基板を準備した。
【０１１０】
絶縁基板は、酸化アルミニウムを主原料とし、酸化ケイ素，酸化マグネシウム，酸化カルシウムを添加して作製した原料粉末を有機溶剤，有機バインダとともに混練した後、ドクターブレード法により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、このセラミックグリーンシートを積層した後1600℃で焼成することにより作製した。
【０１１１】
絶縁基板は、１辺の長さが25ｍｍの正方形の板状で、厚さを２ｍｍとして作製し、上面の中央部の、１辺の長さが15ｍｍの正方形状の範囲を半導体素子の実装部として、ここに電極パッドを形成した。
【０１１２】
電極パッドは、中央部が直径40μｍの円形状で、その外側に幅40μｍの隙間を有し、その隙間の外側が外周部として半導体素子の突起電極に当接されるものとして形成した。隙間は幅50μｍの円環状で形成し、個々の電極パッド全体の外形は、１辺の長さが200μｍ（0.2ｍｍ）の正方形状とした。隙間は、絶縁基板の上面に達するように形成して、中央部と外周部とを電気的に独立させて形成した。
【０１１３】
各電極パッドは、中央部の高さを約15μｍとし、外周部の高さを約35μｍとした。このうち中央部は、厚さが約10μｍのタングステンのメタライズ層の表面に、厚さが約４μｍのニッケルめっき層と、厚さが約１μｍの金めっき層とを順次被着させて形成した。また、外周部は、厚さが約10μｍのタングステンのメタライズ層の表面に、厚さが約24μｍのニッケルめっき層と、厚さが約１μｍの金めっき層とを順次被着させて形成した。外周部のニッケルめっき層は、めっき層内の応力を緩和するために２層（厚さ４μｍの１次めっき層と厚さ20μｍの２次めっき層）に分けて被着させた。
【０１１４】
なお、タングステンのメタライズ層は、タングステンの金属ペーストをスクリーン印刷法でセラミックグリーンシートの表面に印刷し、絶縁基板との同時焼成により形成した。また、ニッケルめっき層はワット浴を用いた電解めっき法により形成し、金めっき層はシアン系の金めっき浴を用いた電解めっき法により形成した。
【０１１５】
それぞれの実装部には、16×16個の並びで256個の電極パッドを形成した。
【０１１６】
実装信頼性は、突起電極と電極パッドとを超音波ボンディングした後、温度サイクル試験（−40〜＋120℃、1000サイクル）を施して接合部分に熱応力を繰り返し加えた後、接合部分の剥がれを外観で確認することにより行なった。試料数は、半導体素子実装用基板10個（電極パッドの数は256×10＝2560個）とした。
【０１１７】
なお、比較例として、上記のように隙間の無い１辺の長さが200μｍ（0.2ｍｍ）の正方形状の電極パッドを形成した半導体素子実装用基板を作製し、試験数は本発明の半導体素子実装用基板と同じにして試験を行なった。
【０１１８】
その結果、本発明の半導体素子実装用基板では、突起電極と電極パッドとの間に剥がれが発生せず、接続状態に異常が見られなかったのに対し、比較例においては、約５％の電極パッドで突起電極の電極パッドからの剥がれが見られた。これにより、本発明の半導体素子実装用基板および半導体装置は、突起電極と電極パッドとの接続強度および実装信頼性が高いことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】（ａ）は本発明の半導体素子実装用基板の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は本発明の半導体素子実装用基板および半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の半導体素子実装用基板の製造方法の実施の形態の一例を工程順に示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の半導体素子実装用基板の製造方法の実施の形態の他の例を工程順に示す要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の半導体素子実装用基板の製造方法の実施の形態の他の例を工程順に示す要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の半導体素子実装用基板の製造方法の実施の形態の他の例を工程順に示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
11・・・・・・絶縁基板
11ａ・・・・・実装部
12・・・・・・電極パッド
12ａ・・・・・中央部
12ｂ・・・・・外周部
12ｃ・・・・・隙間
13・・・・・・下地導体層
13ａ・・・・・下地導体層のうち中央部に対応する部分
13ｂ・・・・・下地導体層のうち外周部に対応する部分
14・・・・・・めっき層
14ａ・・・・・中央部のめっき層
14ｂ・・・・・外周部のめっき層
15・・・・・・めっき用引き出し線
16ａ・・・・・第１のめっき用引き出し線
16ｂ・・・・・第２のめっき用引き出し線
19・・・・・・半導体素子実装用基板
21・・・・・・半導体素子
22・・・・・・電極端子
23・・・・・・突起電極
30・・・・・・半導体装置
【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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