(57)【要約】【課題】配線基板の接続パッドを外部電気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】ガラスセラミックスから成る四角形状の絶縁基体１の内部に配線導体２が形成され、絶縁基体１の主面に配線導体２と電気的に接続された多数の接続パッド３が四角形状の領域に縦横の配列で形成された配線基板５において、接続パッド３のうち配列の最外周に位置するもの３ａを、絶縁基体１の主面の最外周の配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部４の底面に形成されたものとした配線基板５である。熱応力や樹脂の収縮に伴う熱応力を配列の最外周に位置する接続パッド３ａによって効果的に緩和することができ、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板５とすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスセラミックスから成る四角形状の絶縁基体の内部に配線導体が形成され、前記絶縁基体の主面に前記配線導体と電気的に接続された多数の接続パッドが四角形状の領域に縦横の配列で形成された配線基板において、前記接続パッドのうち前記配列の最外周に位置するものは、前記絶縁基体の前記主面の前記最外周の前記配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部の底面に形成されていることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基体の一方主面に接続パッドが配置され、この接続パッドが外部電気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、接続パッドの外部電気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四角形状の絶縁基体と、絶縁基体の一方主面の四角形状の領域に配列形成され配線層と電気的に接続された外部接続用の多数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方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、絶縁基体の一方主面に配列形成した多数の接続パッドを、それぞれ対応する外部電気回路基板の回路配線に導体バンプを介して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】
なお、この配線基板の接続パッドと外部電気回路基板の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。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９２９６５号公報
【０００７】
【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、絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の違いにより発生する熱応力や、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等の応力によって、導体バンプが接続パッドから剥がれやすく、配線基板の接続パッドを外部電気回路基板の端子パッド等に導体バンプを介して接続する際に、接続パッドと外部電気回路基板との接続信頼性が低下するおそれがあるという問題点があった。
【０００８】
特に、近年、配線基板の小型化と接続パッドの個数の増加とに応じて接続パッドを小さくする必要があり、導体バンプの接続面積が小さくなっているため、このような接続信頼性の確保は重要な課題になってきている。
【０００９】
本発明は上記従来の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、接続パッドを外部電気回路基板の端子パッドに導体バンプを介して長期にわたって確実に電気的接続させておくことが可能で、特に絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差による応力が大きくなっても、その接続を確保することが可能な、外部電気回路基板に対して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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、ガラスセラミックスから成る四角形状の絶縁基体の内部に配線導体が形成され、前記絶縁基体の主面に前記配線導体と電気的に接続された多数の接続パッドが四角形状の領域に縦横の配列で形成された配線基板において、前記接続パッドのうち前記配列の最外周に位置するものは、前記絶縁基体の前記主面の前記最外周の前記配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部の底面に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の配線基板によれば、接続パッドのうち四角形状の配列の最外周に位置するものを、絶縁基体の主面の最外周の配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部の底面に形成されたものとしたことにより、特に熱応力や樹脂の収縮に伴う応力等が大きく作用する、接続パッドのうち配列の最外周に位置するものについて、配線基板の接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドとの間の距離を大きくするとともに、これらを接続する導体バンプの体積を大きなものとすることができるので、この接続部分に作用する熱応力を大きな導体バンプの相対的に小さな変形により効果的に緩和することができる。その結果、絶縁基体の一方主面に形成された接続パッドを外部電気回路基板の端子パッドに対して長期にわたって確実に電気的接続させておくことができ、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１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２は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す側面図である。
【００１４】
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５が構成される。
【００１５】
絶縁基体１は、ガラスセラミックス焼結体・酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料や、セラミックフィラーを有機樹脂中に分散させたセラミック複合材料等により形成される。
【００１６】
絶縁基体１は、例えばガラスセラミックス焼結体から成る場合であれば、ホウ珪酸ガラス等のガラス粉末と酸化アルミニウム等のセラミック粉末とを有機溶剤・バインダとともにシート状に成形し複数枚のグリーンシートを得て、これに適当な孔あけ加工を施すとともに上下に積層し、約１０００℃で焼成することにより製作される。
【００１７】
この絶縁基体１は、半導体素子や容量素子・圧電振動子等の電子部品を搭載・支持するための基体として機能し、後述するように接続パッド３が形成される一方主面（この例では下面）と対向する他方主面（この例では上面）に電子部品が搭載される。
【００１８】
また、絶縁基体１の内部には、配線導体２が形成されており、この配線導体２は、後述するように絶縁基体１の一方主面、例えば下面に形成された接続パッド３と電気的に接続されている。
【００１９】
そして、この配線導体２を、絶縁基体１の他方主面、例えば上面に導出し、この導出した露出部分に電子部品の電極を接続することにより、絶縁基体１に搭載された電子部品の電極が配線導体２を介して接続パッド３と電気的に接続される。
【００２０】
このような配線導体２は、銅・銀・タングステン等の金属粉末メタライズや、銅箔・銅めっき層等の金属材料により形成される。
【００２１】
配線導体２は、例えば、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、銅・銀・タングステン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。
【００２２】
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と電気的に接続された電子部品は、例えば封止樹脂等により封止される。
【００２３】
絶縁基体１の一方主面、通常は、外部電気回路基板（図示せず）に対向する側の主面、つまり下面には、多数の接続パッド３が配線導体２と電気的に接続されて配列形成されている。
【００２４】
接続パッド３は、配線基板５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（図示せず）を介して外部電気回路基板の例えば端子パッド（図示せず）に接合することにより、配線基板５が外部電気回路基板に対して電気的・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。
【００２５】
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。
【００２６】
また本発明の配線基板５においては、配線導体２と電気的に接続され、絶縁基体１の主面に四角形状の領域に縦横の配列で形成された多数の接続パッド３のうち、配列の最外周に位置する接続パッド３ａを、この接続パッド３ａの配列に対応させてそれぞれ絶縁基体１の主面に設けられた凹部４の底面に形成されているものとすることが重要である。
【００２７】
このように、接続パッド３のうち配列の最外周に位置する接続パッド３ａを、絶縁基体１の主面の最外周の配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部４の底面に形成されているものとすることにより、特に熱応力が大きく作用する、接続パッド３のうち配列の最外周に位置する接続パッド３ａについて、配線基板５の接続パッド３（特に、配列の最外周に位置する接続パッド３ａ）と外部電気回路基板の端子パッドとの間の距離を大きくするとともに、これらを接続する導体バンプの体積を大きなものとすることができるので、この接続部分に作用する熱応力を大きな導体バンプの相対的に小さな変形により効果的に緩和することができる。その結果、絶縁基体１の主面に形成した接続パッド３を外部電気回路基板の端子パッドに対して長期にわたって確実に電気的接続させることができるため、高い電気的な接続信頼性を有するものとすることができる。
【００２８】
このような凹部４は、例えば、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち、接続パッド３が形成される主面側となるものについて、その外周部分に、接続パッド３ａの配置形状に合わせて四角形状の開口部を打ち抜き加工等によって形成しておくことにより形成される。
【００２９】
なお、凹部４は、その深さを、０．２ｍｍ以下としておくことが好ましい。０．２ｍｍを超えると、接続パッド３ａに対する濡れ性を良好とするために用いられるフラックス等の接着助剤の残渣の除去が困難となり、接着助剤の残渣で隣接する接続パッド３ａ間で電気的短絡等の不具合を誘発するおそれがある。
【００３０】
接続パッド３・３ａおよび配線導体２は、その露出表面にニッケル・金等のめっき層を被着させておくことが好ましい。例えば、厚さが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と、厚さが０．０５〜２μｍ程度の金めっき層とを順次被着させておくと、接続パッド３・３ａおよび配線導体２の酸化腐食を効果的に防止することができるとともに、接続パッド３・３ａに対する導体バンプの濡れ性を良好とすることができる。
【００３１】
また、接続パッド３のうち、配列の最外周に位置し、凹部４の底面に形成されているもの（接続パッド３ａ）の面積を、他の接続パッド３よりも大きくし、導体バンプの体積を、熱応力が最大となる最外周で特に大きなものとし、配線基板５の外部電気回路基板に対する接続信頼性をより一層向上させるようにしてもよい。
【００３２】
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、上述の実施の形態の例では、配列の最外周に位置する接続パッド３ａの形状は、その他の接続パッド３の形状と同じ円形であったが、導体バンプの体積を大きくするために、配列の最外周に位置する接続パッド３ａのみその他の接続パッド３より広面積の四角形状としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、接続パッドのうち四角形状の配列の最外周に位置するものを、絶縁基体の主面の最外周の配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部の底面に形成されたものとしたことにより、特に熱応力や樹脂の収縮に伴う応力等が大きく作用する、接続パッドのうち配列の最外周に位置するものについて、配線基板の接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドとの間の距離を大きくするとともに、これらを接続する導体バンプの体積を大きなものとすることができるので、この接続部分に作用する熱応力を大きな導体バンプの相対的に小さな変形により効果的に緩和することができる。その結果、絶縁基体の一方主面に形成された接続パッドを外部電気回路基板の端子パッドに対して長期にわたって確実に電気的接続させておくことができ、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板とすることができる。
【００３４】
従って、本発明によれば、絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差による応力が大きくなっても、その接続を確保することが可能な、外部電気回路基板に対して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平面図である。
【図２】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
３ａ・・配列の最外周に位置する接続パッド
４・・・凹部
５・・・配線基板
【図１】
2004281471.tif 000003
【図２】
2004281471.tif 000004