(57)【要約】【課題】配線基板の接続パッドを外部回路基板の端子パッドと導体バンプを介して接続する際に、配線基板の全体の複雑な反りや接続パッドの高密度化の影響で半田ブリッジによる接続パッド間の電気的な短絡が生じる。【解決手段】絶縁基体１の主面に多数個の接続パッド３を形成してなり、接続パッド３が導体バンプ７を介して外部電気回路基板８に接続される配線基板６であって、絶縁基体１の主面の接続パッド３が形成された領域の周囲に、外部電気回路基板８に当接して接続パッド３からの導体バンプ７のはみ出しを防止する支持部４を枠状に設けるとともに、支持部４の少なくとも２箇所に切り欠き部５を形成し、支持部４の内周の各角部が曲率半径が０．５〜１．０ｍｍの円弧状に形成された配線基板６である。半田ブリッジによる接続パッド３間の電気的な短絡を防ぐことができるとともに、フラックス等の接着助剤を効果的に洗浄することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基体の主面に多数個の接続パッドを形成してなり、該接続パッドが導体バンプを介して外部電気回路基板に接続される配線基板であって、前記絶縁基体の主面の前記接続パッドが形成された領域の周囲に、前記外部電気回路基板に当接して前記接続パッドからの前記導体バンプのはみ出しを防止する支持部を枠状に設けるとともに、該支持部の少なくとも２箇所に切り欠き部を形成し、かつ前記支持部は、その内周の各角部が、曲率半径が０．５〜１．０ｍｍの円弧状に形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基体の前記主面の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）で２．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基体の一主面に接続パッドが配置され、この接続パッドが外部回路基板に導体バンプを介して接続される配線基板に関するものであり、詳細には、接続パッドの外部回路基板に対する接続信頼性が良好な配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子や容量素子・圧電振動子等の電子部品が搭載される配線基板は、一般に、酸化アルミニウム質焼結体等から成り、表面および内部に配線層が形成された板状の絶縁基体と、絶縁基体の一主面に配線層と接続するようにして形成された外部接続用の接続パッドとを有する構造である。
【０００３】
そして、絶縁基体の、接続パッドが形成された一主面と反対側の主面（他方主面）に電子部品を搭載するとともに、電子部品の電極を配線層と半田やボンディングワイヤを介して接続し、必要に応じて電子部品を樹脂やキャップで封止することにより電子装置として完成する。
【０００４】
その後、絶縁基体の一主面に形成した接続パッドを外部電気回路基板の回路配線に接続することにより、電子装置が外部電気回路基板に実装される。
【０００５】
この実装は、一般に、いわゆるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）実装により行なわれる。具体的には、外部電気回路基板に回路配線と導通するようにして端子パッドを形成するとともに、予めこの端子パッドに半田ボール等の導体バンプをフラックス等の接着助剤を用いて取着し、この導体バンプを介して外部電気回路基板の端子パッドと配線基板の接続パッドとを接合することにより行なわれ、配線基板に搭載した電子部品と外部回路基板の回路配線とは、配線層・接続パッド・導体バンプおよび端子パッドを介して電気的に接続される。
【０００６】
また、外部電気回路基板の端子パッドと配線基板の接続パッドとの導体バンプを介しての接合は、例えば、配線基板の接続パツド上に予め取着しておいた導体バンプを外部電気回路基板の端子パッド上に位置合わせして載せ、その後これらをリフロー炉等によって加熱・冷却し、導体バンプを溶融・固化させることにより行なわれる。
【０００７】
なお、この配線基板の接続パッドと外部電気回路基板（端子パッド）との接合時には、通常、導体バンプの接続パッドに対する濡れ性を良好とするために、フラックス等の接着助剤が用いられる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−２６７３９１号公報
【特許文献２】
特開２０００−３１３１６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような配線基板は、絶縁基体と配線導体との熱膨張係数の違いや電子部品を樹脂で封止した場合の封止樹脂の収縮に伴う応力によって、全体が複雑に反っていることが多い。そのため、配線基板の接続パッドを外部電気回路基板（端子パッド等）に導体バンプを介して接続する際、接続パッドと外部電気回路基板との間の距離が各接続パッドの間で大きくばらついてしまい、接続パッドと外部電気回路基板との距離が近い部位では、接続パッドと外部電気回路基板との間の距離（つまり両者間の空間の容積）に比べて導体バンプの容積が大きくなりすぎ、溶融した導体バンプの成分が接続パッドと外部電気回路基板との間からはみ出してしまい、このはみ出した導体バンプの成分が隣接する接続パッドや導体バンプと接触・電気的短絡する、いわゆる半田ブリッジを生じ易いという問題点がある。特に、近年、配線基板の小型化・高機能化に伴い接続パッドが隣接間隔を狭くして高密度で形成されるようになってきつつあることから、半田ブリッジ等の不具合がより多発するようになっている。
【００１０】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、外部回路基板が小型化し、配線基板の接続パッドが隣接間隔を狭くして高密度で形成され、さらに配線基板全体に複雑な反りが生じていたとしても、その一主面に形成した接続パッドを外部回路基板の端子パッドに対して半田ブリッジによる短絡等の不具合を生じることなく確実に電気的接続させることができる、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、絶縁基体の主面に多数個の接続パッドを形成してなり、この接続パッドが導体バンプを介して外部電気回路基板に接続される配線基板であって、前記絶縁基体の主面の前記接続パッドが形成された領域の周囲に、前記外部電気回路基板に当接して前記接続パッドからの前記導体バンプのはみ出しを防止する支持部を枠状に設けるとともに、該支持部の少なくとも２箇所に切り欠き部を形成し、かつ前記支持部は、その内周の各角部が、曲率半径が０．５〜１．０ｍｍの円弧状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記絶縁基体の前記主面の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）で２．０μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の配線基板によれば、絶縁基体の主面の接続パッドが形成された領域の周囲に支持部を枠状に設けることにより、この支持部で絶縁基体の主面と外部電気回路基板の表面との間に一定の距離を確保することができ、各接続パッドにおいて、導体バンプの容積に見合った容積の空間を外部電気回路基板との間に確保することができる。
【００１４】
その結果、配線基板の全体に複雑な反りが発生し、さらに配線基板の接続パッドが隣接間隔を狭くして高密度で形成されていたとしても、接続パッドと外部電気回路基板との間から溶融した導体バンプがはみ出すことを効果的に防止することができ、いわゆる半田ブリッジ等の不具合を生じることなく、接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドや配線導体とを確実に導体バンプを介して電気的・機械的に接続することができる。
【００１５】
また、支持部の少なくとも２箇所に切り欠き部を形成したことから、導体バンプを介して接続パッドと外部電気回路基板とを接合するときに用いるフラックス等の接着助剤を、導体バンプによる接続後にこの切り欠き部を通して洗浄液ならびに空気等を供給・排出させて効果的に洗浄することが可能となる。
【００１６】
また、支持部は、その内周の各角部が、曲率半径が０．５〜１．０ｍｍの円弧状に形成されていることから、導体バンプによる接続後にフラックス等の接着助剤を洗浄液で洗浄する際に、洗浄液の残渣が内周の角部に残らずに、効果的に洗浄することができる。
【００１７】
さらに、絶縁基体の主面の表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で２．０μｍ以下にした場合には、絶縁基体の主面からフラックス等の接着助剤を、洗浄液を用いてより一層効果的に洗浄することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）はその断面図である。
【００２０】
これらの図において、１は絶縁基体、２は配線導体、３は接続パッド、４は支持部である。これら絶縁基体１・配線導体２・接続パッド３・支持部４により配線基板６が構成される。また、７は導体バンプ、８は外部電気回路基板である。
【００２１】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体・ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等のセラミック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となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得て、しかる後、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を複数枚積層し、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、約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００２２】
また絶縁基体１には、電子部品が搭載される表面、例えば上面から、後述する一主面（例えば下面）に形成した接続パッド３にかけて、タングステン・モリブデン・銅・銀等のメタライズ金属から成る配線導体２が導出するように形成されている。
【００２３】
配線導体２は、例えば、絶縁基体１の表面から内部にかけて形成されたスルーホール導体と、このスルーホール導体と接続するようにして絶縁基体１の内部に形成された内層導体とから成り、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに予め所定のスルーホールを形成しておくとともに、タングステン・モリブデン・銅・銀等の金属ペーストをセラミックグリーンシートのスルーホール内および表面に印刷塗布し、また充填しておくことにより形成される。
【００２４】
この配線導体２には、電子部品（図示せず）の電極が電気的に接続される。また、配線導体２と電気的に接続した電子部品は、例えば封止樹脂等により封止される。
【００２５】
絶縁基体１の外部電気回路基板８に対向する側の主面、例えば下面には、接続パッド３が配線導体２と接続するようにして形成されている。
【００２６】
接続パッド３は、配線基板６の外部接続用のパッドとして機能し、この接続パッド３を導体バンプ７を介して外部電気回路基板８の例えば端子パッド９に接合することにより、配線基板６が外部電気回路基板８に対して電気的・機械的に接続され、電子部品が外部電気回路と電気的に接続される。
【００２７】
この接続パッド３は、通常、配線導体２と同種・同系のメタライズ金属から成り、例えば配線導体２と同様の金属ペーストを絶縁基体１となるアルミナセラミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法により所定のパターンに印刷塗布しておくことにより形成される。
【００２８】
絶縁基体１の主面、この例では下面の接続パッド３が形成された領域の周囲には、外部電気回路基板８に当接して接続パッド３からの導体バンプ７のはみ出しを防止するように、支持部４が枠状に設けられている。
【００２９】
この支持部４は、外部電気回路基板８に当接することにより、この支持部４の高さ以下に接続パッド３と外部電気回路基板８との間の距離が狭くなることを防止する機能を有している。
【００３０】
このように枠状の支持部４により接続パッド３と外部電気回路基板８との間の距離を配線基板６の一主面のほぼ全域でほぼ一定となるように確保しておくと、接続パッド３と外部電気回路基板８の例えば端子パッド９との間から導体バンプ７がはみ出ることを効果的に防止することができ、配線基板６の全体が、絶縁基体１と配線導体２との熱膨張係数の違いや電子部品を樹脂で封止した場合の封止樹脂の収縮に伴う応力によって複雑に反っていたとしても、また接続パッド３が隣接間隔を狭くして高密度で形成されていたとしても、隣接する接続パッド３間で半田ブリッジによる短絡等の不具合を生じることはなく、外部電気回路基板８の端子パッド９と配線基板６の接続パッド３との電気的な短絡の発生を効果的に防止することができる。
【００３１】
支持部４は、例えば、絶縁基板１と同様の材料（絶縁基体１が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム質焼結体）で形成されており、絶縁基板１を形成する際のセラミック泥漿物を、絶縁基板１の外周に枠状に従来周知のスクリーン印刷法より印刷塗布し、しかる後、これを所定の温度で焼成することによって形成される。
【００３２】
なお、支持部４は、外部電気回路基板８に当接して接続パッド３からの導体バンプ７のはみ出しを防止することができれば、どのような形状のものでもよく、例えば、断面形状が半円状の断面でも四角形状の断面でもよい。
【００３３】
また支持部４の高さは、接続パッド３と外部電気回路基板８との間の距離（両者間の空間の容積）が導体バンプ７の容積とほぼ同程度確保できるように、適宜調整しておく。
【００３４】
さらに支持部４は、その内周の各角部が、曲率半径が０．５〜１．０ｍｍの円弧状に形成されている。このように支持部４の内周の各角部を曲率半径が０．５〜１．０ｍｍの円弧状に形成することにより、導体バンプによる接続後にフラックス等の接着助剤を洗浄液で洗浄する際に、洗浄液の残渣が内周の角部に残らずに、効果的に洗浄することができる。
【００３５】
この曲率半径が０．５ｍｍ未満では、支持部４の内周の角部に残留している接着助剤を洗浄液で洗浄する際に、洗浄液の表面張力により角部にまで液が浸透せずに洗浄不良となってしまう。また、１．０ｍｍを超えると、支持部４と支持部４の内周の角部の近傍に位置する接続パッド３との距離を保つために、絶縁基板１の外寸を大きくする必要があり、配線基板４の小型化が困難となってしまう。
【００３６】
本発明においては、さらに、支持部４の少なくとも２箇所に切り欠き部５を形成しておくことが重要である。
【００３７】
この切り欠き部５は、配線基板６の接続パッド３と外部電気回路基板８の端子パッド９とを導体バンプ７で接続した後に、導体バンプ７による接続の際に用いられるフラックス等の接着助剤を洗浄除去することを容易とする機能を有している。
【００３８】
切り欠き部５は、少なくとも２箇所あれば、一方が洗浄液ならびに空気等の供給口となり、他方が洗浄液とともに接着助剤を排出し、また洗浄液を空気等とともに排出する排出口となって、接着助剤を配線基板６と外部電気回路基板８との間からスムーズに洗浄・除去することができる。
【００３９】
この場合、切り欠き部５は、四角枠状の支持部４に２箇所設ける場合であれば、支持部４の対向する２辺にそれぞれ設けるようにしておくことが好ましい。
【００４０】
また、絶縁基体１の主面の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）で２．０μｍ以下にすることが好ましい。この絶縁基体１の主面の表面粗さが、算術平均粗さ（Ｒａ）で２．０μｍを超えると、絶縁基体１上のフラックス等の接着助剤が絶縁基体１の主面の空隙に残留するようになり、その後の洗浄で除去できずに絶縁基体１の主面に残留してしまい、隣接する接続パッド３同士がこの残留物により電気的に短絡するおそれがある。
【００４１】
次に、表１に、支持部４の内周の各角部の曲率半径および絶縁基体１の主面の算術平均粗さ（Ｒａ）に対する外観不良および導通不良の発生率について評価した結果を示す。なお、支持部４の角部の曲率半径は、０．１，０．３，０．５および１．０ｍｍの４因子、絶縁基体１の主面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、１．０，２．０および３．０μｍの３因子の組み合わせとし、各々の組み合わせの水準のサンプルを１０個作製して評価した。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１に示す結果より分かるように、支持部４の角部の曲率半径が０．５ｍｍ以上のサンプル３，４，５および６では、洗浄後に接着助剤が残留している外観不良の発生は見られなかった。また、絶縁基体１の主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が２．０μｍ以下のサンプル１，２，３，４および５では、接続パッド３同士の導通不良の発生はなかった。
【００４４】
かくして上述の配線基板６によれば、絶縁基体１の上面に電子部品を搭載するとともにその電極を配線導体２と半田等を介して接続し、必要に応じて電子部品を封止用樹脂または蓋体等で封止することにより製品としての電子装置となり、接続パッド３を外部電気回路基板８の端子パッド９に接続することにより、封止した電子部品が外部電気回路と接続される。
【００４５】
なお、本発明は上述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であれば種々の変更は可能である。例えば、切り欠き部５を、それぞれの大きさを異ならせて形成しても良く、支持部４の３箇所以上に設けても良い。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、絶縁基体の主面の接続パッドが形成された領域の周囲に支持部を枠状に設けることにより、この支持部で絶縁基体の主面と外部電気回路基板の表面との間に一定の距離を確保することができ、各接続パッドにおいて、導体バンプの容積に見合った容積の空間を外部電気回路基板との間に確保することができる。
【００４７】
その結果、配線基板の全体に複雑な反りが発生し、さらに配線基板の接続パッドが隣接間隔を狭くして高密度で形成されていたとしても、接続パッドと外部電気回路基板との間から溶融した導体バンプがはみ出すことを効果的に防止することができ、いわゆる半田ブリッジ等の不具合を生じることなく、接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドや配線導体とを確実に導体バンプを介して電気的・機械的に接続することができる。
【００４８】
また、支持部の少なくとも２箇所に切り欠き部を形成したことから、導体バンプを介して接続パッドと外部電気回路基板とを接合するときに用いるフラックス等の接着助剤を、導体バンプによる接続後にこの切り欠き部を通して洗浄液ならびに空気等を供給・排出させて効果的に洗浄することが可能となる。
【００４９】
また、支持部は、その内周の各角部が曲率半径が０．５〜１．０ｍｍの円弧状に形成されていることから、導体バンプによる接続後にフラックス等の接着助剤を洗浄液で洗浄する際に、洗浄液の残渣が内周の角部に残らずに、効果的に洗浄することができる。
【００５０】
さらに、絶縁基体の主面の表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で２．０μｍ以下にした場合には、絶縁基体の主面からフラックス等の接着助剤を、洗浄液を用いてより一層効果的に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の配線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】
１・・・絶縁基体
２・・・配線導体
３・・・接続パッド
４・・・支持部
５・・・切り欠き部
６・・・配線基板
７・・・導体バンプ
８・・・外部電気回路基板
【図１】
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