(57)【要約】【課題】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】セラミックスから成る四角形状の絶縁基体１の内部に配線導体が形成され、絶縁基体１の一方主面に配線導体と電気的に接続された多数の接続パッド２が形成された配線基板４において、絶縁基体１の対向する２辺の側面に、絶縁基体１の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅が狭くなっている凹状の段差部が形成されており、この段差部の内面にメタライズ導体から成る補強用ダミーパッド３が形成されている配線基板４である。接続パッド２にかかる応力を補強用ダミーパッド３によって効果的に緩和することができるため、接続パッド２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る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記絶縁基体の一方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形成された配線基板において、前記絶縁基体の対向する２辺の側面に、前記絶縁基体の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅が狭くなっている凹状の段差部が形成されており、該段差部の内面にメタライズ導体から成る補強用ダミーパッドが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、絶縁基体の一方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、この端子パッドと配線基板の接続パッドとを半田ボール等の導体バンプを介して接合することにより行なわれる。
【０００６】
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、配線基板の接続パッ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】
そして、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。
【０００８】
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。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−９２９６５号公報
【００１０】
【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、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、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生じるため、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恐れがあるという問題点があった。
【００１１】
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。
【００１２】
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、配線基板の小型化や接続パッドの個数の増加に応じて接続パッドと導体バンプとの接続面積が小さくなっても、その接続を長期にわたって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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、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、前記絶縁基体の一方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形成された配線基板において、前記絶縁基体の対向する２辺の側面に、前記絶縁基体の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅が狭くなっている凹状の段差部が形成されており、この段差部の内面にメタライズ導体から成る補強用ダミーパッドが形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の配線基板によれば、絶縁基体の対向する２辺の側面に、絶縁基体の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅が狭くなっている凹状の段差部が形成されており、この段差部の内面にメタライズ導体から成る補強用ダミーパッドが形成されていることにより、絶縁基体の対向する２辺の側面に形成された補強用ダミーパッドでもって配線基板と外部電気回路基板との接続を効果的に補強することができ、絶縁基体の外辺部に隣接する接続パッドにかかる、配線基板の絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差により発生する応力を効果的に緩和することができるため、絶縁基体の一方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。
【００１５】
【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。
【００１６】
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は図１のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００１７】
これらの図において、１は絶縁基体、２は接続パッド、３は補強用ダミーパッドである。これら絶縁基体１・接続パッド２・補強用ダミーパッド３により配線基板４が構成される。
【００１８】
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。
【００１９】
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、その上面等の主面に電子部品（図示せず）が搭載される。
【００２０】
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、後述する一方主面（例えば下面）に形成した接続パッド２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（図示せず）が導出するように形成されている。
【００２１】
配線導体は、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やビアホール導体等の貫通導体と、この貫通導体に電気的に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貫通孔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表面および貫通孔内に印刷塗布し、また貫通孔内に充填しておくことにより形成される。
【００２２】
この配線導体のうち、絶縁基体１の上面等に露出した部位には、電子部品の電極が電気的に接続される。これにより、電子部品の電極と接続パッド２とが配線導体を介して電気的に接続される。また、配線導体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。
【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２が配線導体と電気的に接続されて形成されている。
【００２４】
接続パッド２は、配線基板４の外部接続用のパッドとして機能し、この接続パッド２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４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２は、通常、配線導体と同種・同系のメタライズ金属から成り、例えば配線導体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は、絶縁基体１の対向する２辺の側面に、絶縁基体１の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅が狭くなっている凹状の段差部が形成されており、この段差部の内面にメタライズ導体から成る補強用ダミーパッド３が形成されていることが重要である。
【００２７】
この補強用ダミーパッド３は、通常、配線導体と同種・同系のメタライズ金属から成り、例えば配線導体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の予め所定の箇所に形成した貫通孔に充填することにより形成される。
【００２８】
このように、絶縁基体１の対向する２辺の側面に、絶縁基体１の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅が狭くなっている凹状の段差部が形成されており、この段差部の内面にメタライズ導体から成る補強用ダミーパッド３が形成されていることにより、絶縁基体１の対向する２辺の側面で配線基板４と外部電気回路基板との接続を効果的に補強することができ、絶縁基体１の外辺部に隣接する接続パッド２にかかる熱膨張係数の差により発生する応力を効果的に緩和することができ、一方主面に形成した接続パッド２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ので、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板４とすることができる。
【００２９】
また補強用ダミーパッド３は、絶縁基体１の対向する２辺の側面に形成することが重要である。このように絶縁基体１を挟むようにして両側から補強用ダミーパッド３によって外部電気回路基板への接合を補強することで、他方の対向する２辺の側面は外部電気回路基板には接着されていない（浮いた状態である）ため、配線基板４の外部電気回路基板への接合強度そのものを補強用ダミーパッド３の分、強固なものとすることができると同時に、他方の対向する２辺の側面は外部電気回路基板には接着されていないことによって配線基板４と外部電気回路基板との熱膨張の差等により発生する応力を効果的に吸収緩和することもできる。
【００３０】
また、補強用ダミーパッド３は、図３に図１に示す配線基板４を補強用ダミーパッド３側から見た側面図で示すように、絶縁基体１の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅が狭くなる形状にすることが重要である。このことにより、絶縁基体１の側面の下端で外部電気回路基板に対する十分な大きさの接続面積を確保することができ、同時に、導体バンプが側面の上に這い上がり過ぎて、補強用ダミーパッド３の下端部分で導体バンプの材料によるフィレット（メニスカス）が十分な大きさで良好に形成されなくなって接合強度が不十分となったりしないようにすることができる。
【００３１】
このような補強用ダミーパッド３の凹状の段差部の深さは、０．５ｍｍ以内とすることが好ましい。この凹状の段差部の深さが０．５ｍｍを超えると、絶縁基体１の下面に形成した接続パッド２との距離を保ち、接続パッド２と補強用ダミーパッド３との電気絶縁性を確保するために絶縁基体１自体を大きくする必要があり、その結果、配線基板４の小型化が困難となるためである。
【００３２】
また凹状の段差部の内面に形成されるメタライズ導体は、配線導体と同種・同系のメタライズ金属から成り、メタライズ導体の厚みは、５乃至２０μｍであることが好ましい。このメタライズ導体の厚みが５μｍ未満では、このように薄いメタライズ導体に対する導体バンプの接合強度を、配線基板４の外部電気回路基板に対する接続強度を効果的に補強することができる程度に強固なものとすることが困難となるため、メタライズ導体と絶縁基体１との接合強度が十分保たれないおそれがある。また２０μｍを超える厚みでは、メタライズ導体の内部応力の増大に伴い、メタライズ導体自体の強度が低下するおそれがある。
【００３３】
また、このように凹状の段差部の幅を上部ほど狭くする場合は、その凹状の段差部の形成方法としては、絶縁基体１を形成する複数のセラミックグリーンシートの側面にあらかじめ四角形状等の切り欠きを、上層となるセラミックグリーンシートほど小さくなるようにして設けておく、という方法が容易かつ確実である。このため、絶縁基体１の側面の凹状の段差部は、絶縁基体１を構成する各セラミックグリーンシートの層ごとに順次、上の層になるほど、その幅が狭くなるような形状であることが、生産性を良好とする上で好ましい。
【００３４】
また、この凹状の段差部の幅を狭くする割合としては、凹状の段差部のうち、下端の左右端と上端の左右端とを結ぶ直線に沿うようにして、一定の割合で幅を狭くすることが、補強用ダミーパッド３の表面での導体バンプの溶融物による濡れをスムーズにして導体バンプによる接合を強固なものとする上で、また、加工を容易として生産性を良好とする上で好ましい。
【００３５】
なお、このような補強用ダミーパッド３は、図３に示した例では、いわゆるピラミッド状に、左右対称形となるようにして、絶縁基体１の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅を狭くして形成しているが、接続パッド２の配置形状等の設計上の都合に応じて、左右非対称としてもよい。ただし、図３のように左右対称としておくと、配線基板４の外部電気回路基板に対する接続強度を偏りなく補強することができ、より好ましいものとなる。
【００３６】
例えば、補強用ダミーパッド３の絶縁基体１の側面の下端における幅（絶縁基体１の辺方向の幅）は、絶縁基体１の側面の下端の辺の幅に対して３０％以上であることが好ましい。補強用ダミーパッド３の下端の幅が絶縁基体１の側面の下端の辺の幅の３０％未満では、補強用ダミーパッド３の下端部分で導体バンプの材料によるフィレット（メニスカス）が良好に形成できないので、補強用ダミーパッドとしての機能を十分に確保することが困難となる傾向がある。
【００３７】
なお、この補強用ダミーパッド３は、配線基板４の外部電気回路基板に対する接続を補強する上では、広ければ広いほど好ましい。例えば、絶縁基体１の側面の両端にまで凹状の段差部を設けて補強用ダミーパッド３を形成し、補強の効果を大きく得るようにしてもよい。
【００３８】
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、補強用ダミーパッド３は、絶縁基体１の側面において下端から上端にかけて階段状に幅が狭くなっているが、台形状に補強用ダミーパッド３の幅が狭くなっていてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、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、絶縁基体の一方主面に配線導体と電気的に接続された多数の接続パッドが形成された配線基板において、絶縁基体の対向する２辺の側面に、絶縁基体の側面の下端から側面の途中まで上部ほど幅が狭くなっている凹状の段差部が形成されており、この段差部の内面にメタライズ導体から成る補強用ダミーパッドが形成されていることにより、絶縁基体の対向する２辺の側面に形成された補強用ダミーパッドでもって配線基板と外部電気回路基板との接続を効果的に補強することができ、絶縁基体の外辺部に隣接する接続パッドにかかる、配線基板の絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差により発生する応力を効果的に緩和することができるため、絶縁基体の一方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。
【００４０】
従って、本発明によれば、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、配線基板の小型化や接続パッドの個数の増加に応じて接続パッドと導体バンプとの接続面積が小さくなっても、その接続を長期にわたって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】図１に示す本発明の配線基板の実施の形態の一例におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【図３】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。
【符号の説明】
１・・・絶縁基体
２・・・接続パッド
３・・・補強用ダミーパッド
４・・・配線基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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