(57)【要約】【課題】格子状に配設された接続パッドの外周部においては、接続端子に大きなせん断歪みが発生し、この外周部の接続端子に熱疲労破壊が生じ、配線基板の外部回路基板への実装の信頼性が大きく損なわれてしまう。【解決手段】内部に多数の配線導体２を有する絶縁基体１の表面に、配線導体２とそれぞれ電気的に接続された接続パッド３を格子状に配設して成る配線基板４において、絶縁基体１の表面を、格子状に配設された接続パッド３の配列の外周部が中央部に対して低くなるような段状とした配線基板である。外周部の接続パッド３に接続される接続端子５ａを、中央部の接続パッド３に接続される接続端子５ｂよりも大きいものとすることができ、接続端子５のせん断歪みを大きな接続端子５ａに対して相対的に小さなものとして緩和することができるので、実装の長期信頼性に優れた配線基板４を提供することができる。【選択図】　図１
2004104065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に多数の配線導体を有する絶縁基体の表面に、前記配線導体とそれぞれ電気的に接続された接続パッドを格子状に配設して成る配線基板において、前記絶縁基体の前記表面は、格子状に配設された前記接続パッドの配列の外周部が中央部に対して低くなるような段状とされていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基体がガラスセラミックスから成り、前記接続パッドが銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともに前記ガラス成分の含有量が０．１乃至４．０質量％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】
前記絶縁基体がガラスセラミックスから成り、前記接続パッドが銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともにその露出した側面の表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で１乃至３μｍ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、多数の接続パッドが絶縁基体の表面に格子状に配設されて成り、ＬＳＩ等の半導体素子が搭載される配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子、特にＬＳＩ等の半導体素子を収容するための配線基板は、一般にアルミナセラミックス等のセラミックスから成る絶縁基体の一方の表面に半導体素子搭載部を有し、半導体素子搭載部周辺から他方の表面にかけてタングステン・モリブデン等の高融点金属粉末から成る複数個の配線導体が設けられた構造である。その配線導体はそれぞれ絶縁基体の他方の表面に形成された複数個の接続パッドと電気的に接続されている。
【０００３】
そして、搭載部に半導体素子を搭載するとともに半導体素子の電極を各配線導体に半田等の接続部材を介して接続することにより半導体装置となる。この半導体装置の接続パッドにリード端子等の外部接続用の接続端子を取り付け、接続端子をマザーボード等の外部回路基板の配線層に接続・実装することにより、半導体素子が外部回路基板の配線層と電気的に接続される。
【０００４】
最近では、半導体素子の高集積化・小型化に伴い、電極数が増大し、これに伴い、配線基板における配線や接続パッド・接続端子の高密度配線化が求められている。
【０００５】
そのような要求に対して、絶縁基体の表面に多数の接続パッドを格子状に配設して成るとともに、各接続パッドに接続端子として半田ボールをロウ付けして用いられる、いわゆるボールグリッドアレイ（以下、ＢＧＡという）型の配線基板が多用されるようになってきている。
【０００６】
このようなＢＧＡ型の配線基板に半導体素子を搭載して成る半導体装置をマザーボード等の外部回路基板に実装するには、絶縁基体の表面の接続パッドにロウ付けされた半田ボールから成る接続端子を、マザーボード等の外部回路基板の配線層上に載置当接させ、しかる後、球状の半田ボールから成る接続端子を約１５０〜２５０℃の温度で加熱溶融して、接続端子を配線層に接合させることによって実装され、同時にパッケージの半導体素子は、配線導体・接続パッドおよび接続端子を介して外部回路基板の配線層と電気的に接続されることとなる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１００９８６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のＢＧＡ型の配線基板においては、セラミックスから成る絶縁基体の０〜５００℃の熱膨張係数が６．５×１０−６／℃以上であるのに対して、半導体素子（シリコン）の熱膨張係数は３〜５×１０−６／℃であり、両者は大きく異なる。
【０００９】
このため、このＢＧＡ型の配線基板をマザーボード等の外部回路基板に実装した場合、半導体素子の作動時に発する熱が、絶縁基体と外部回路基板の両方に印加されると、半導体素子と絶縁基体との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する応力が発生する。この応力によって、配線基板は、絶縁基体の外周端部が、搭載した半導体素子の側に引っ張り上げられるような応力を受けるため、半導体素子を搭載した側が凹となるように反るように変形する。
【００１０】
また、上述のように、配線基板の絶縁基体の０〜５００℃の熱膨張係数が６．５×１０−６／℃以上であるのに対して、ガラス−エポキシ樹脂等から成る外部回路基板の熱膨張係数が約１５×１０−６／℃以上と大きいことから、配線基板の変形に伴い、外部回路基板も通常、同様な方向、つまり配線基板および半導体素子（半導体装置）を実装した側に凹となるように変形する。これに伴い、配線基板と外部回路基板を接続している接続端子、例えばＢＧＡ型の配線基板における接続端子には、配線基板と外部回路基板の熱膨張差によるせん断変形が生じることとなる。
【００１１】
このようなせん断変形は、上述のように熱応力による配線基板の反りに起因することから、特に格子状に配設された接続パッドの外周部において、それに接続される接続端子について中央部の接続パッドに接続される接続端子に比較して大きなものとなり、この外周部の接続パッドにロウ付けされた接続端子に熱疲労破壊が生じ、配線基板（半導体装置）の外部回路基板への実装の信頼性が大きく損なわれてしまうという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような従来の技術における問題を解決すべく案出されたものであり、その目的は、配線基板と外部回路基板との熱膨張差に起因する応力によって発生する接続端子のせん断歪みを外周部の接続端子に対して相対的に小さなものとして緩和することができ、実装の長期信頼性に優れた配線基板を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、内部に多数の配線導体を有する絶縁基体の表面に、前記配線導体とそれぞれ電気的に接続された接続パッドを格子状に配設して成る配線基板において、前記絶縁基体の前記表面は、格子状に配設された前記接続パッドの配列の外周部が中央部に対して低くなるような段状とされていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記絶縁基体がガラスセラミックスから成り、前記接続パッドが銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともに前記ガラス成分の含有量が０．１乃至４．０質量％であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記絶縁基体がガラスセラミックスから成り、前記接続パッドが銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともにその露出した側面の表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で１乃至３μｍであることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の配線基板によれば、絶縁基体の表面を、格子状に配設された接続パッドの配列の外周部が中央部に対して低くなるような段状としたことから、外周部の接続パッドにロウ付けされる半田ボールから成る接続端子を、中央部の接続パッドにロウ付けされる接続端子よりも大きさが大きいものとすることができ、配線基板と外部回路基板との熱膨張差に起因する応力によって発生する接続端子のせん断歪みを外周部の大きな接続端子に対しては相対的に小さなものとして緩和することができるので、実装の長期信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の配線基板において、絶縁基体をガラスセラミックスから成るものとし、接続パッドを、銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともにガラス成分の含有量が０．１乃至４．０質量％であるものとした場合には、接続パッドのガラス成分の含有量が適度に少ないものとなることから、接続パッド中の銅成分間の接触がガラス成分で遮られることを効果的に防止するとともに、ガラス成分により接続パッドの絶縁基体に対する焼成時の接合を確保することができ、絶縁基体を比誘電率が低いものとすることができ、かつ、接続パッドを低抵抗とすることができるとともに接続パッドを絶縁基体に対して強固に接合させることができるので、接続パッドの接触電気抵抗等の電気特性が良好で、さらに、接続パッドに含有するガラス成分が少ないことで接続パッドの表面に析出するガラス成分も少なくなるため、接続パッドの表面へのガラスの析出や配線導体の膨れ・発泡等の外観上の欠点の発生による実装信頼性の劣化等を抑えることが可能な、実装の長期信頼性により一層優れた配線基板を得ることができる。
【００１８】
また、本発明の配線基板において、絶縁基体をガラスセラミックスから成るものとし、接続パッドを、銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともにその露出した側面の表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で１乃至３μｍであるものとした場合には、その接続パッドの露出した側面にニッケル・金等のめっき層を欠陥等を生じさせることなく、かつ密着性を良好として被着させることができるため、この接続パッドに半田ボールを強固に接続させることができ、外部電気回路基板への実装の長期信頼性により一層優れた配線基板を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をの配線基板を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
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。１は絶縁基体、２は配線導体、３は接続パッドである。これら絶縁基体１・配線導体２および接続パッド３により配線基板４が形成される。
【００２１】
絶縁基体１は、上面に半導体素子（図示せず）の搭載部を有し、例えば、酸化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化珪素質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラスセラミックス焼結体等の周知の電気絶縁性セラミック材料から成る。
【００２２】
絶縁基体１は、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、酸化アルミニウムに、酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の焼結助剤を添加し、さらに適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して泥漿物を作るとともにこの泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロール法を採用することによってグリーンシート（生シート）とし、しかる後、このグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００２３】
なお、この絶縁基体１は、後述するように接続パッドを低抵抗の銅や銀等の金属材料で形成することができるため、また絶縁基体１の比誘電率を低く抑えることができるため、ガラスセラミックスにより形成することが好ましい。この場合、絶縁基体１は、例えば、次のように作製される。
【００２４】
まず、ガラスおよびフィラー等の原料粉末と、適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤を添加混合してスラリーとするとともに、そのスラリーをドクターブレード法やカレンダロール法を採用することによって、絶縁基体１を構成する各絶縁層となるグリーンシートを成形する。
【００２５】
ガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す）・ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は前記と同じである）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は前記と同じである）・Ｐｂ系ガラス・Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００２６】
また、フィラーとしては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物・ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物・Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００２７】
これらガラスとフィラーとの混合割合は、重量比で４０：６０〜９９：１であるのが好ましい。
【００２８】
この原料粉末に添加混合される有機バインダとしては、従来からセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸・メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体・メタクリル酸エステル共重合体・アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等）・ポリビニルブチラ−ル系・ポリビニルアルコール系・アクリル−スチレン系・ポリプロピレンカーボネート系・セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。
【００２９】
この絶縁基体１には、半導体素子が搭載される上面の搭載部から下面にかけてビアホール導体等の貫通導体を含む配線導体２が被着形成されている。さらに絶縁基体１の下面には多数の接続パッド３が格子状に配設されており、配線導体２と電気的に接続されている。
【００３０】
そして、絶縁基体１の搭載部に半導体素子を搭載するとともに、その電極を配線導体２のうち搭載部に露出している部位に半田やボンディングワイヤ等を介して接続することにより、半導体素子が配線基板４に実装され、半導体装置となる。
【００３１】
配線導体２および接続パッド３は、タングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属や、銅・銀・アルミニウム等の低抵抗金属等によって形成されている。これらと絶縁基体１との同時焼成を図る場合は、絶縁基体１に用いるセラミックス材料に応じて焼成温度がマッチングする金属材料が適宜選択され、選択された金属粉末に適当な有機バインダ・可塑剤・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１となるグリーンシートの焼成前に、グリーンシートに貫通孔を形成してこの貫通孔内に金属ペーストを充填したり、グリーンシートにスクリーン印刷法等により所定パターンに金属ペーストを印刷塗布したりした後、絶縁基体１と同時焼成することにより、絶縁基体１の所定位置に被着形成される。
【００３２】
この接続パッド３は、銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともにガラス成分の含有量が０．１乃至４．０質量％であるものとすることが好ましい。
【００３３】
接続パッド３を、銅を主成分とするものとすることにより、接続パッド３の接触電気抵抗等の電気抵抗を低く抑えることができ、配線基板としての電気特性をより一層優れたものとすることできる。
【００３４】
また、接続パッド３を、ガラス成分を含有するとともに、そのガラス成分の含有量が０．１乃至４．０質量％であるものとすることにより、銅を主成分とする接続パッド３をガラスセラミックスから成る絶縁基体１に強固に接合させることができる。
【００３５】
このような、銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともに、そのガラス成分の含有量が０．１乃至４．０質量％である接続パッド３は、たとえば、銅または銅を主成分とする合金から成る金属粉末とガラス粉末とに適当な有機バインダ・溶剤を添加混合した金属ペーストを、絶縁基体１となるグリーンシートの表面にスクリーン印刷法等で所定パターンに印刷しておくことにより形成される。
【００３６】
また接続パッド３は、ガラス成分を０．１乃至４．０質量％と少量含有することにより、接続パッド３の表面へのガラス析出を抑えることができる。ガラス成分の含有量が０．１質量％未満の場合には、８００〜１０００℃での焼成に必要なガラスが不足するため、絶縁基体１との強固な接合状態が得られにくい傾向がある。他方、ガラスの含有量が４．０質量％を超えると、接続パッド３の表面へのガラス析出が増加しやすく、接続パッド３に後述するような半田ボールを接続することが困難となる傾向にある。
【００３７】
また、接続パッド３には、Ｓｎ−Ｐｂ・Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ等の半田ボールから成る接続端子５がロウ付けされている。この接続パッド３は、絶縁基体１に接続端子５を強固に取着するための下地金属層として機能し、接続端子５は、配線基板４を外部回路基板６の配線層７と接続させる際に、接続を容易かつ確実となす機能を有する。
【００３８】
また、絶縁基体１の表面に位置する絶縁層に形成された接続パッド３の露出した側面の表面粗さが、算術平均粗さ（Ｒａ）で１乃至３μｍであることが好ましい。この接続パッド３の露出した側面の表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で１μｍ未満であると、表面に被着させるニッケル・金等のめっき層との密着強度が、表面が平滑であるために十分なアンカー効果を得ることができず、低下する傾向がある。また、３μｍを超えると、表面が粗くなりすぎてしまい、被着させるニッケル・金等のめっき層が接続パッド３を一様に覆うことができずに、めっき層にピンホール等の欠陥が生じて実装性が低下する傾向がある。
【００３９】
なお、接続パッド２の側面へは、通常はガラス成分が多量に析出することがないため、ガラス成分によりめっき層の正常な被着形成が妨げられることはない。
【００４０】
なお、この接続端子５は、接続パッド２にＳｎ−Ｐｂ・Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ等の半田を塗布し、しかる後、これを約１５０〜２５０℃の温度で加熱溶融することによって半田を表面張力によって球状化させるか、または接続パッド２にＳｎ−Ｐｂ共晶半田等の低融点半田によってＰｂ−Ｓｎ系等の高融点半田から成る半田ボールを取り付けることによって、形成・配設することができる。
【００４１】
本発明の配線基板４は、絶縁基体１の接続パッド３が格子状に配設された表面、この例では下面を、格子状に配設された接続パッド３の配列の外周部が中央部に対して低くなるような段状とすることが重要である。
【００４２】
このようにすることにより、絶縁基体１の下面の格子状に配設された接続パッド３のうち外周部のものにロウ付けされる接続端子５ａは、中央部のものにロウ付けされる接続端子５ｂより大きくすることができ、この配線基板４に半導体素子を実装して成る半導体装置を外部回路基板６に接続端子５を介して接続・実装したとき、最外部の接続端子５ａに加わるせん断歪みを、中央部の接続端子５ｂに加わるせん断歪みに比べて、接続端子５ａの大きさに対して相対的に小さなものとして緩和することができる。
【００４３】
その結果、配線基板４の絶縁基体１と外部回路基板６との熱膨張差に起因する応力によって発生する接続端子５のせん断歪みを特に外周部の接続端子５ａにおいて効果的に緩和することができ、接続端子５の耐熱疲労性を改善することができる。
【００４４】
このように、絶縁基体１の表面、例えば下面を、格子状に配設された接続パッド３の配列の外周部が中央部に対して低くなるような段状とするには、絶縁基体１を形成するためにほぼ同寸法のグリーンシートを複数積層した後、この積層体の下面の中央部に外寸の小さなグリーンシートを追加して積層し外周部を中央部に対して段状に低くする方法や、絶縁基体１となるグリーンシートの積層体の下面の中央部にグリーンシートを形成するのと同様の泥漿物を段状に盛り上げて塗布することによって外周部を中央部に対して低くする方法等の方法を用いることができる。
【００４５】
なお、グリーンシートの積層体の中央にグリーンシートを追加して積層する場合、この追加するグリーンシートは１層に限られず、順次寸法の小さなグリーンシートが下側となるようにして複数のグリーンシートを積層し、多段状としてもよい。また多段状としておくと、絶縁基体１の外周側となるほど順次大きくなる接続端子に生じるせん断歪みに対応して、接続端子５ａの大きさを順次大きなものとしてより効果的に緩和することができるとともに、絶縁基体１の内部での配線導体２の引き回しのスペースを確保することができ、配線基板４の設計・製造をより一層容易なものとすることができる。
【００４６】
この場合、格子状に配列された接続パッド３のうち、少なくとも最外周部に位置するものが形成される絶縁基体１の表面を、その内側の部分（中央部）に対して低くしておくことが必要である。
【００４７】
絶縁基体１の表面のうち、接続パッド３の配列の中央部に対してその高さを低くする外周部の領域は、接続パッド３の格子状の並びのうち、最外周部から中心部までの距離に対して、１／５乃至７／１０の範囲の領域とすることが好ましい。
【００４８】
接続パッド３の格子状の並びのうち、最外周部から中心部までの距離が１／５未満もしくは７／１０を越える範囲の領域であると、熱膨張差に起因する応力によって発生する接続端子５のせん断歪みを外周部の接続端子５ａにおいて効果的に緩和することができなくなり、接続端子５が熱疲労破壊が発生しやすくなって、配線基板４（半導体装置）の外部回路基板への実装の信頼性を良好とすることができなくなるおそれがある。
【００４９】
また、絶縁基体１の格子状に配設された接続パッド３の配列の外周部と中央部との高低差が７５μｍ未満の場合は、（接続パッド３の配設された領域の大きさが２５ｍｍ×２５ｍｍ程度の一般的な配線基板４において）接続パッド３の配列の外周部で、接続パッド３にロウ付けされる接続端子５ａの大きさを、中央部の接続パッド３に接続される接続端子５ｂの大きさに対して、より大きなせん断歪みを相対的に小さなものとして緩和することが可能な程度に大きくすることが困難となる。したがって、絶縁基体１の格子状に配設された接続パッド３の配列の外周部と中央部との高低差は７５μｍ以上としておくことが好ましい。
【００５０】
なお、本発明の配線基板４を外部回路基板６に実装するには、接続端子５を外部回路基板６の配線層７と接触するように載置して、半田から成る接続端子５を溶融させて接続端子５と配線層７とを接続することにより、配線基板４を外部回路基板６に実装することができる。
【００５１】
なお、この外部回路基板６は、通常、配線基板４における絶縁基体１よりも熱膨張係数が大きいものであって、例えば、エポキシ樹脂等の有機樹脂や、有機樹脂とガラス繊維等の無機質フィラーとの複合材料から成り、配線層７は、銅・銀・アルミニウム等の金属材料の箔やめっき被膜等によって形成される。
【００５２】
【実施例】
以下、上述の好適な各条件について、具体例を挙げて説明する。
【００５３】
表１は、絶縁基体１の表面に位置する絶縁層に形成された接続パッド３のガラス成分の含有量による外観不具合発生率について検査した結果を示すものである。
【００５４】
絶縁基体１は、ホウケイ酸系ガラスを約５０質量％、アルミナを約４０質量％含有し、残部がマグネシウム等の金属酸化物等の添加材から成るガラスセラミックスを、２ｃｍ×２ｃｍのほぼ正方形状の平板（厚さ１ｍｍ）に形成したものを用いた。形成方法は、上記組成のガラス粉末およびアルミナ粉末を有機溶剤・バインダとともにドクターブレード法でシート状に成形し、機械加工で所定寸法に切断するという一般的な方法を用いた。
【００５５】
接続パッド３は、銅にガラス成分を表１に示す割合で添加したものを用いた。また、今回の評価においては、各絶縁基板１となるグリーンシートの表面に２ｍｍ角で、同心円状に８４個、各組成の銅−ガラスのペーストをスクリーン印刷法で印刷することにより接続パッドを形成した。なお、接続パッド３の厚みは２０μｍに統一した。
【００５６】
ここで、外観不具合発生率のうちクラックについては、倍率１０倍の双眼顕微鏡で観察する外観検査において、絶縁基体１と接続パッド３との間における隙間の発生の有無の確認をし、そのクラックの発生数量から発生率（％）を算出した。また、膨れについては、接続パッド３上に被着させためっき層の膨れの発生数量から発生率（％）を算出した。なお、隙間・膨れが１箇所でも見られたパッドを不具合１個としてカウントした。
【００５７】
【表１】
2004104065.tif 000003
【００５８】
表１に示した結果より分かるように、本発明の配線基板４によれば、接続パッド３のガラス含有量が０．１質量％未満の場合には、８００〜１０００℃での焼成に必要なガラスが不足することとなるため、接続パッド３と絶縁基体１との間に隙間が生じ、両者の接続界面に若干（ガラス含有量が０．０５％のとき発生率が３％）のクラックの発生が見られた。また、このガラスの含有量が４．０質量％を超えると、接続パッド３の表面へのガラス析出が増加したことにより、接続パッド３に膨れが発生し始める（ガラス含有量が５％のとき発生率が２％）傾向が見られた。
【００５９】
次に、表２に、絶縁基体１の表面に位置する絶縁層に形成された接続パッド３の側面の各水準の表面粗さ（算術平均粗さ（Ｒａ））における接続パッド３のメタライズ導体に対するめっき層の被着強度（めっき／メタライズ強度）およびメタライズ導体に被着しためっき層上の外観ピンホール発生率について測定・検査した結果を示す。
【００６０】
また、評価サンプルは表１と同様に、絶縁基体１には、ホウケイ酸系ガラスを約５０質量％、アルミナを約４０質量％含有し、残部がマグネシウム等の金属酸化物等の添加材から成るガラスセラミックスを、２ｃｍ×２ｃｍのほぼ正方形状の平板（厚さ１ｍｍ）に形成したものを用いた。形成方法は、上記組成のガラス粉末およびアルミナ粉末を有機溶剤・バインダとともにドクターブレード法でシート状に成形し、機械加工で所定寸法に切断するという一般的な方法を用いた。
【００６１】
接続パッド３は、銅にガラス成分を表１に示す割合で添加したものを用いた。また、今回の評価においては、各絶縁基板１となるグリーンシートの表面に２ｍｍ角で、同心円状に８４個、各組成の銅−ガラスのペーストをスクリーン印刷法で印刷することにより接続パッド３を形成した。なお、接続パッド３の厚みは２０μｍに統一した。
【００６２】
また、メタライズ導体に被着しためっき層上の外観ピンホール発生率（％）は、接続パッド３上に被着させためっき層の膨れを倍率１０倍の双眼顕微鏡で観察しその発生数量から発生率を算出した。
【００６３】
【表２】
2004104065.tif 000004
【００６４】
表２に示した結果より分かるように、絶縁基体１の表面に位置する絶縁層に形成された接続パッド３の側面の表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で１μｍ未満であると、表面が平滑であるために十分なアンカー効果を得ることができずに、めっき／メタライズの強度が１９．６Ｎを下回り低下してしまう。また、３μｍを超えると、表面が粗くなりすぎてしまい、被着させるニッケル・金等のめっき層が接続パッド３を一様に覆うことができずに、めっき層に外観で認められるピンホールが発生しやすくなる。
【００６５】
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。
【００６６】
例えば、上述の実施の形態の例では、絶縁基体の下面に接続パッドを配設した例を示したが、上面に接続パッドを格子状に配設して成り、その配列の外周部が中央部に対して低くなるように絶縁基体の上面が段状とされたものであってもよい。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、絶縁基体の表面を、格子状に配設された接続パッドの配列の外周部が中央部に対して低くなるような段状としたことから、外周部の接続パッドにロウ付けされる半田ボールから成る接続端子を、中央部の接続パッドにロウ付けされる接続端子よりも大きさが大きいものとすることができ、配線基板と外部回路基板との熱膨張差に起因する応力によって発生する接続端子の剪断歪みを外周部の大きな接続端子に対しては相対的に小さなものとして緩和することができるので、実装の長期信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【００６８】
また、本発明の配線基板において、絶縁基体をガラスセラミックスから成るものとし、接続パッドを、銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともにガラス成分の含有量が０．１乃至４．０質量％であるものとした場合には、接続パッドのガラス成分の含有量が適度に少ないものとなることから、接続パッド中の銅成分間の接触がガラス成分で遮られることを効果的に防止するとともに、ガラス成分により接続パッドの絶縁基体に対する焼成時の接合を確保することができ、絶縁基体を比誘電率が低いものとすることができ、かつ、接続パッドを低抵抗とすることができるとともに接続パッドを絶縁基体に対して強固に接合させることができるので、接続パッドの接触電気抵抗等の電気特性が良好で、さらに、接続パッドに含有するガラス成分が少ないことで接続パッドの表面に析出するガラス成分も少なくなるため、接続パッドの表面へのガラスの析出や配線導体の膨れ・発泡等の外観上の欠点の発生による実装信頼性の劣化等を抑えることが可能な、実装の長期信頼性により一層優れた配線基板を得ることができる。
【００６９】
また、本発明の配線基板において、絶縁基体をガラスセラミックスから成るものとし、接続パッドを、銅を主成分とし、ガラス成分を含有するとともにその露出した側面の表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で１乃至３μｍであるものとした場合には、その接続パッドの露出した側面にニッケル・金等のめっき層を欠陥等を生じさせることなく、かつ密着性を良好として被着させることができるため、この接続パッドに半田ボールを強固に接続させることができ、外部電気回路基板への実装の長期信頼性により一層優れた配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【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】
１・・・絶縁基体
２・・・配線導体
３・・・接続パッド
４・・・配線基板
５・・・接続端子
５ａ・・外周部の接続パッド３に接続された接続端子
５ｂ・・中央部の接続パッド３に接続された接続端子
６・・・外部回路基板
７・・・配線層
【図１】
2004104065.tif 000005