(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、該絶縁基板の表面または内部のうち少なくとも一方に形成された配線層と、前記絶縁基板の一方の主面に形成された電気素子搭載部と、前記絶縁基板の他方の主面の周縁部よりも内側に配置された頂部に平坦面を有する凸状の突起部と、前記周縁部に形成された、接続部材を介して外部回路基板に接続される複数の外部端子と、前記突起部の平坦面に形成された、全面に渡って付着される接着部材を介して前記外部回路基板に接続される一つまたは複数の導体パターンとを具備してなり、個々の前記導体パターンの面積が個々の前記外部端子の面積よりも大きく、且つ前記外部端子の総面積よりも前記導体パターンの総面積が大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記導体パターンが、複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記突起部の平坦面のうち、前記導体パターンが形成された面積が、残りの面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれかに記載の配線基板の前記電気素子搭載部に、電気素子を搭載したことを特徴とする電気素子装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電気素子装置が、前記外部端子に対応する回路端子を有する前記外部回路基板に搭載されるとともに、前記外部端子と前記回路端子とが前記接続部材を介して接続されていることを特徴とする複合基板。
【請求項６】
前記外部回路基板が、前記導体パターンに対応する接続パターンを有するとともに、前記導体パターンと前記接続パターンとが前記接着部材を介して接着されていることを特徴とする請求項５に記載の複合基板。
【請求項７】
前記導体パターンと前記接続パターンとの距離が０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の複合基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板、電気素子装置並びに複合基板に関し、より詳細には、半導体素子等の電気素子を搭載するための特定形状の配線基板と、それを用いて形成される電気素子装置並びに複合基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報化時代を迎え、情報通信技術が急速に発展し、それに伴い、半導体素子等の各種電気素子の高速化、高度集積化が図られている。
【０００３】
これに対応して、電気素子を搭載する配線基板に外部回路を接続した複合配線基板も高性能化及び高実装密度化の傾向が顕著となっている。
【０００４】
また、電気素子の作動周波数の向上に伴い、素子実装配線基板、外部回路基板等を薄型化して基板内の配線をより短くすることも強く求められるようになってきている。
【０００５】
このように高実装密度化、高性能化のため導体パターンの配線間隙やランド間隙がより狭く密になり、基板厚さがより薄くなると、僅かの外力や温度差で部材間に撓みや熱歪みが生じ、しかも、僅かの撓みや熱歪みで基板の接続不良等の不都合を招来しがちとなり、このため、特に、配線基板への素子実装工程や配線基板と外部回路基板との接続工程時に於ける対応端子間接合の信頼性維持向上は、近年、極めて重要な技術課題となっている。
【０００６】
複合配線基板の一例として、外部回路基板に、ＬＣＣ（リードレス  チップ  キャリア）が実装された従来のリードレス部品表面実装基板構造を図６（ａ）に示す。
【０００７】
図６（ａ）に於いて、半導体素子５０を収納した上述のＬＣＣ（以下、単に配線基板という）５１は外観が偏平矩形に形成されており、側面から底面に連続して延びた複数の外部接続端子５３を有している。
【０００８】
一方、外部回路基板５５は配線基板５１の取り付け位置に、配線基板５１の外部接続端子５３に対応して複数のランド（図示せず）を配設している。
【０００９】
その外部回路基板５５に配線基板５１を実装するには、外部回路基板５５のランド上にペースト状のはんだ５７を塗布した後、外部接続端子５３を夫々ランドに対応させながら外部回路基板５５上に配線基板を載置する。
【００１０】
その後、これを例えばエアーリフロー装置内で加熱し、はんだ５７をリフロー処理してランドに外部接続端子５３をはんだ付けする。
【００１１】
このように配線基板５１を外部回路基板５５にはんだ付けした際には、配線基板５１と外部回路基板５５の隙間が狭く、その間のはんだ接合部の高さｂが低いため、配線基板５１と外部回路基板５５との熱膨張係数差等により生じる局所的熱応力歪みをはんだ接合部５７で吸収しきれず、これが原因で接合部５７の破壊を起こしやすいという欠点がある。
【００１２】
また、前記熱応力歪みがそれ程大きく無く、それによる損傷が殆どみられないような場合でも、これが多数回繰返し加えられると、はんだ接合部５７に疲労破壊を生じ、接続不良等の不都合が発生することもある。
【００１３】
特に、配線基板５１の主構成材である絶縁基板５９が、セラミックスからなる場合には、該絶縁基板５９に用いられる通常のセラミックス材の熱膨張係数は、４〜７×１０−６／℃程度であるのに対し、外部回路基板５５は一般にガラス繊維入りエポキシ樹脂等の樹脂系基板からなり、これら樹脂系材の熱膨張係数は１５〜２０×１０−６／℃程度のものが多いため、両者の間の熱膨張係数差は大きく、このため絶縁基板５９がガラスセラミックス材等の比較的強度の低い材質からなる場合、特に上記接続部５７の破壊、損傷を招きやすい。
【００１４】
このような不都合を回避するための対策として、例えば図６（ｂ）に示すように、実装部品５１の底面５１ａ、或いは、底面に重ねる外部回路基板５５の取付面５５ａの内どちらか一方の面に、上記実装部品５１と外部回路基板５５との間に隙間を形成する突出部６１を複数設けたリードレス表面実装部品の配線基板への実装構造の発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
即ち、図６（ｂ）の実装構造は、突出部６１を複数設けることで従来のＬＣＣにおけるはんだ接合部の高さｂよりも高いはんだ接合部の高さｃを得、これによりはんだ接合部にかかる熱応力歪みの集中を緩和しようとするものである。
【００１６】
また、図７に示すように電気素子７０搭載用の配線基板７１において、その底表面を平坦水平な突起部７２が周縁部７３に対し段差を有して凸状下方に突き出した形状に形成することで、前記配線基板７１の周縁部７３に設けられた端子７５と、凸状突起部底面の下側に位置する外部配線回路７７のランド７９との間隙が従来の配線基板のそれに比較して著しく大きく取れ、はんだ等の接続部材８１の高さｄを大きく取れるため、ここで熱応力歪みを充分に吸収することができ、高いはんだ接合信頼性を具備し、且つ、繰り返し熱応力による疲労耐性に優れた複合配線基板も報告されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１７】
また、図８に示すように、放熱板９０に接合された半導体素子９１を覆うように基板９２が配設され、この基板９２の半導体素子９１に重なる部分が、基板９２の半導体素子９１に重ならない部分に対して突出するように形成された半導体装置９３が報告されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−１４５０２５号公報
【特許文献２】特願２００４−０２１２４１
【特許文献３】特開平１１−２６０９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上述した図６（ｂ）の構造の実装部品５１や、図７の構造の配線基板７１では、突出部６１と配線基板５１、配線基板７１と外部回路基板７７との間で摩擦が起こり、はんだなどで形成されたはんだ接合部５７、接合部材８１のセルフアライメント効果が十分に発現し得ず、位置精度が悪くなるという問題がある。
【００１９】
また、両者ともに配線基板の放熱性が低くなることが懸念される。
【００２０】
また、図８に示した実装構造では、周囲に形成された外部接続端子９４ａよりも高いセルフアライメント効果を有する突起部に形成された外部接続端子９４ｂの断面積の総和が周囲に形成された外部接続端子９４ａの断面積の総和よりも小さいため、突起部に形成された外部接続端子９４ｂによるセルフアライメント効果は十分に発現せず、位置精度の大幅な向上は望めない。
【００２１】
また、突出部の外部接続端子の面積が小さいことから放熱性の向上も見込めない。
【００２２】
従って、本発明の目的は、高放熱性と外部回路基板との接続信頼性に優れる配線基板、ならびにそれを用いた電気素子装置並びに複合基板を提供することである。また、本発明の目的は、高い位置精度を実現することができる配線基板、ならびにそれを用いた電気素子装置並びに複合基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の配線基板は、絶縁基板と、該絶縁基板の表面または内部のうち少なくとも一方に形成された配線層と、前記絶縁基板の一方の主面に形成された電気素子搭載部と、前記絶縁基板の他方の主面の周縁部よりも内側に配置された頂部に平坦面を有する凸状の突起部と、前記周縁部に形成された、接続部材を介して外部回路基板に接続される複数の外部端子と、前記突起部の平坦面に形成された、全面に渡って付着される接着部材を介して前記外部回路基板に接続される一つまたは複数の導体パターンとを具備してなり、個々の前記導体パターンの面積が個々の前記外部端子の面積よりも大きく、且つ前記外部端子の総面積よりも前記導体パターンの総面積が大きいことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の配線基板は、前記導体パターンが、複数形成されていることが望ましい。
【００２６】
また、本発明の配線基板は、前記突起部の平坦面のうち前記導体パターンが形成された面積が、残りの面積よりも大きいことが望ましい。
【００２７】
本発明の電気素子装置は、以上説明した配線基板の前記電気素子搭載部に、電気素子を搭載したことを特徴とする。
【００２８】
本発明の複合基板は、以上説明した電気素子装置が、前記外部端子に対応する回路端子を有する前記外部回路基板に搭載されるとともに、前記外部端子と前記回路端子とが前記接続部材を介して接続されていることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の複合基板は、前記外部回路基板が、前記導体パターンに対応する接続パターンを有するとともに、前記導体パターンと前記接続パターンとが前記接着部材を介して接着されていることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の複合基板は、前記導体パターンと前記接続パターンとの距離が０．１〜０．５ｍｍであることが望ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の配線基板によれば、絶縁基板の周縁部よりも段差をつけて形成された突起部の平坦面に周縁部に形成された外部端子の総面積よりも、総面積が大きい導体パターンを設けることで、外部端子と外部回路基板との距離を容易に大きくすることができるため、外部回路基板との接続信頼性に優れ、しかも導体パターンにより格段に放熱性の高い配線基板を提供することができる。また、この導体パターンをはんだなどを介して外部回路基板に接続した場合には、はんだの溶解時に生じるセルフアライメント効果によって配線基板を正しい位置に容易に実装することができる。この効果は導体パターンの総面積を絶縁基板の周縁部に形成された外部端子の総面積よりも大きくすることで特に顕著になるものである。
【００３２】
また、本発明の配線基板によれば、複数の導体パターンを形成し、各導体パターン間に間隙を形成することで、導体パターンが突起部の主面から突出している場合には、配線基板の表面積を増加させることができ、配線基板の放熱性をさらに向上させることができる。
【００３３】
また、導体パターンが突起部の主面から突出していない場合でも、導体パターンの表面に金属からなる部材を形成した場合には同様の効果が得られる。
【００３４】
また、独立した導体パターンのうち少なくとも１つの面積を、一つの外部端子の面積よりも大きくすることで、導体パターンと外部回路基板とを接着部材を用いて接続した場合に接着部材によるセルフアライメント効果ならびに導体パターンと外部回路基板との間の距離を大きくする効果を向上させることができる。
【００３５】
また、突起部の平坦面のうち導体パターンの面積を、残りの面積よりも大きくすることが、放熱性の点からも、セルフアライメント効果ならびに導体パターンと外部回路基板との間の距離を大きくする点からも望ましい。
【００３６】
本発明の電気素子装置は、以上説明した配線基板の電気素子搭載部に電気素子を搭載したことを特徴とするもので、これにより外部回路基板との接続信頼性、放熱性に優れた電気素子装置を提供できる。
【００３７】
そして、この電気素子装置の外部端子と外部回路基板の回路端子とを接続部材を用いて接続することで放熱性に優れ、電気素子装置と外部回路基板との接続信頼性に優れた複合基板となる。
【００３８】
特に、配線基板の導体パターンと外部回路基板の接続パターンとを接着部材を介して接続することで、電気素子装置の位置決めが容易となり、位置精度を向上させることができる。また、接着部材の表面張力により導体パターンと外部回路基板との距離を容易に大きくすることができる。
【００３９】
また、前記導体パターンと接続パターンとの距離を０．１ｍｍ以上とすることで、セルフアライメント効果を高くすることができる。また、０．５ｍｍ以下とすることで、複合基板の低背化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の配線基板は、例えば図１に示すように、絶縁基板１と、絶縁基板の表面に形成された配線層３とを備えており、絶縁基板１の一方の主面１ａ（絶縁基板１の表面）には電気素子を搭載する搭載部５が形成され、絶縁基板１の他方の主面１ｂ（絶縁基板１の裏面）には、周縁部７と、この周縁部７に比べ凸状に突出し、平坦面９ａを備えた突起部９が形成されている。
【００４１】
また、周縁部７の絶縁基板１の裏面１ｂ側には外部端子１１が形成され、突起部９の平坦面９ａには導体パターン１５が形成されている。また、絶縁基板１の少なくとも一部を厚み方向に貫通して形成された貫通導体１６によって、絶縁基板１の一方の主面１ａに形成された配線層３と周縁部７に形成された外部端子１１とは電気的に接続されており、電気回路を形成している。
【００４２】
また、突起部９の平坦面９ａに形成されている導体パターン１５は、図１（ａ）に示すように突起部９の平坦面９ａの大部分を覆うように形成された形態や、図１（ｂ）に示すように、突起部９の平坦面９ａの一部を覆うように形成して、突起部９の平坦面９ａの一部が露出するようにした形態が挙げられる。また、突起部９は複数設けられていてもよい。
【００４３】
また、本発明の配線基板２１の他の形態として、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように絶縁基板１の表面１ａ側にキャビティ１７が形成され、このキャビティ１７の中に電気素子を搭載する搭載部５が形成されている形態が挙げられる。
【００４４】
このようなキャビティ１７を備えた配線基板２１は低背化することが容易であるという利点がある。
【００４５】
以上説明したように、本発明の配線基板２１は種々の形態を有するのであるが、その特徴は周縁部７に外部端子１１を設け、この周縁部７と段差ができるように形成された突起部９を具備し、その突起部９の平坦面９ａに導体パターン１５が形成されるとともに、この導体パターン１５の総面積が外部端子１１の総面積よりも大きいことである。
【００４６】
この突起部９により、配線基板２１を搭載する外部回路基板と、外部端子１１との距離を容易に大きくすることができる。また、外部端子１１の総面積よりも導体パターン１５の総面積を大きくすることによって配線基板２１の放熱性を格段に向上させることができる。
【００４７】
以上説明した本発明の配線基板２１の搭載部５に、図３（ａ）、（ｂ）に示すように電気素子２３を搭載することで、本発明の電気素子装置２５となる。
【００４８】
なお、電気素子２３は、例えば、図３（ａ）に示すように、接着剤２７を介して配線基板２１に接続された形態や、図３（ｂ）に示すように、バンプ２９などによりフリップチップ接続された形態であってもよい。図３（ａ）のような形態では、ワイヤ３１によって電気素子２３と配線基板２１とは電気的に接続されている。そして、封止樹脂３３によって電気素子２３は覆われ保護されている。
【００４９】
そして、図４、５に示すように、このような本発明の電気素子装置２５を外部回路基板３５に実装することで、本発明の複合基板３７となる。
【００５０】
本発明の複合基板３７においては、電気素子装置２５と外部回路基板３５とは、配線基板１の周縁部７に設けられた外部端子１１と、外部回路基板３５の電気素子装置２５と向かい合う側の主面３５ａに設けられ、外部端子１１に対応するように配置された回路端子３５ｂとの間に設けられた接続部材３９によって電気的に接続されている。
【００５１】
また、電気素子装置２５と外部回路基板３５とは、絶縁基板１の突起部９の平坦面９ａに形成された導体パターン１５と、外部回路基板３５の電気素子装置２５と向かい合う側の主面３５ａに導体パターン１５と対応するように設けられた接続パターン３５ｃとの間に設けられた接着部材４１によって接着されていることが望ましい。
【００５２】
このように突起部９を備えた配線基板１を用いて形成された電気素子装置２５を外部回路基板３５に実装する場合には、突起部９によって外部端子１１と外部回路基板３５の回路端子３５ｂとの距離を大きくすることができる。
【００５３】
さらに、突起部９の平坦面９ａに導体パターン１５を設けることで配線基板１、電気素子装置２５の放熱性を向上させることができる。なお、この効果は導体パターン１５が接着部材４１によって外部回路基板３５と接続されていない場合でも発現することは言うまでもない。
【００５４】
この導体パターン１５の厚みは、接着部材４１を用いない場合でも放熱性を向上させるために厚く形成することが望ましく、５０μｍ以上、さらに１００μｍ以上、特に２００μｍ以上とすることが望ましい。
【００５５】
また、図４、５に示すように、導体パターン１５と接続パターン３５ｃとを接着部材４１によって接続することで、接着部材４１によるセルフアライメント効果により、配線基板１、電気素子装置２５を外部回路基板３５に実装する際の位置精度が格段に向上する。
【００５６】
これは接続部材３９よりも接着部材４１の高さが小さいために、接着部材４１によるセルフアライメント効果が接続部材３９によるセルフアライメント効果よりも大きくなることに起因するものである。なお、セルフアライメント効果が顕著に発揮される導体パターン１５と接続パターン３５ｃのと間の距離は０．１〜０．５ｍｍの範囲である。
【００５７】
この接着部材４１は、樹脂系の接着剤を用いてもよいが、例えば、樹脂よりも熱伝導率に優れたはんだなどを用いることで、位置精度の向上に加えて放熱性をも向上させることができる。特に、変形能の高いはんだペーストを用いた場合には優れたセルフアライメント効果が得られる。
【００５８】
導体パターン１５は、図４（ａ）に示すように突起部９の平坦面９ａのほとんどを覆うように形成されていてもよく、あるいは突起部９の平坦面９ａの全面を覆っていてもよい。
【００５９】
また、図４（ｂ）に示すように、導体パターン１５を突起部９の平坦面９ａに分割して形成した場合には、接着部材４１の表面積が増加するため、複合基板３７の表面積が増加し、複合基板３７の放熱性が向上する。
【００６０】
導体パターン１５の総面積は、セルフアライメント効果を向上させるために外部端子１１の総面積の１．２倍以上とすることが望ましく、さらに１．８倍以上、特に３倍以上とすることが望ましい。なお、この導体パターン１５の総面積とは導体パターン１５の主面の総面積を意味し、導体パターン１５の側面を除いた面積を指すものである。
【００６１】
この導体パターン１５の面積は、絶縁基板１の熱を放散するという観点から、絶縁基板突起部９の平坦面９ａのうち、４０％以上とすることが望ましく、特に５０％を越えることが望ましい。さらに、６０％以上とすることが望ましい。
【００６２】
また、導体パターン１５から接着部材４１へ伝わった熱が大気中に放散しやすいように、接着部材４１の表面積を大きくすることが望ましく、導体パターン同士の間には隙間があることが望ましい。導体パターン１５主面の面積は、絶縁基板突起部９の平坦面９ａのうち、９０％以下とすることが望ましく、さらに、８０％以下が望ましい。
【００６３】
また、一つの導体パターン１５と一つの外部端子１１の面積を個別に比較したとき、セルフアライメント効果を増大させる観点から導体パターン１５の面積を外部端子１１の面積よりも大きくすることが望ましく、１．２倍以上、さらに２倍以上、特に６倍以上とすることが望ましい。
【００６４】
また、周縁部７の厚みは、電気素子２３から外部端子１１までの距離を小さくして電気素子２３が発生する熱の放散を容易にするために、絶縁基板１の突起部の厚みよりも０．２ｍｍ以上小さいことが望ましく、さらに０．４ｍｍ以上小さいことが望ましい。また、周縁部７の厚みを薄くして、熱を放散することで、絶縁基板１と絶縁基板１を実装する外部回路基板との熱膨張差を緩和でき、且つ周縁部７に形成した配線層３から外部端子１１をつなぐ貫通導体１６をより短くすることができる。
【００６５】
上述した特徴を備えた本発明の配線基板２１を用いた複合基板３７では、放熱性を向上させることができるとともに、導体パターン１５と、絶縁基板１と接続する側の外部回路基板３５の主面３５ａに形成した接続端子３５ｃとをはんだなどの接着部材４１により接続することで、接着部材４１の溶融に伴うセルフアライメント効果により絶縁基板１の位置決めが容易になり、しかも位置精度が非常に高くなる。
【００６６】
また、絶縁基板１と外部回路基板３５とをはんだなどの金属で接続することができるので絶縁基板１の熱を効率よく伝達することも可能となる。
【００６７】
また、絶縁基板１と外部回路基板３５との間にはんだなどの接着部材４１を置くことで、周縁部７に形成された外部端子１１と、外部回路基板３５に形成した接続端子３５ｃと、を接続する接着部材４１の高さをより高くすることができ、絶縁基板１と外部回路基板３５との熱膨張係数差により生じる局所的な熱応力歪みを接合部材３９で吸収することができる。
【００６８】
この際、接着部材４１を置くことによって、絶縁基板１の突起部９の平坦面９ａに形成された導体パターン１５と接続パターン３５ｃとの距離は、セルフアライメント効果を高める点から、０．１ｍｍ以上であることが望ましく、さらに０．２ｍｍ以上が望ましい。また、複合基板全体の低背化と接合部材２３の高さの限界の観点から、０．５ｍｍ以下であることが複合基板３７の小型化の観点から好ましい。
【００６９】
本発明においては、絶縁基板１として、例えば、ホウケイ酸ガラスセラミックス等のガラスセラミックス、石英ガラス、アルミナ、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、窒化ホウ素等一般にセラミック配線基板用の絶縁基板材として用いられるセラミックスが好適に用いられる。
【００７０】
この絶縁基板１上に搭載する電気素子が、シリコン半導体チップ等である場合、熱膨張係数がシリコン（熱膨張係数４×１０−６／℃程度）のそれに近似し、高周波領域での誘電損失が小さく、更にパターン導体層の構成材である銅、銀、金等の高電気伝導率金属からなる導体層との同時焼成が可能な点からガラスセラミックスの使用が好ましく、その内でも特に、熱膨張係数が３〜６×１０−６／℃、比誘電率が７以下のものが好ましい。
【００７１】
接着部材４１としては、熱伝導性が高いものを使うことが望ましく、はんだが好適に用いられる。また、接着部材４１の形状は、柱状であればどのような形状でもよく、例えば半円状や円柱状のものが考えられる。
【００７２】
外部回路基板３５の構成材としては、一般にガラス繊維強化樹脂基板、アラミド繊維強化エポキシ樹脂基板、アラミド繊維強化ポリイミド樹脂基板、紙・フェノール樹脂基板、ポリエステル樹脂基板などが用いられる。
【００７３】
これらの樹脂基板３５の熱膨張係数は、通常８〜１８×１０−６／℃の範囲である。
【００７４】
この外部回路基板３５の導体層構成材としては銅、銀、金などの他、アルミニウム、チタニウムの金属も用いることができる。
【００７５】
接続部材３９としては、はんだなどが用いられ、比較的高融点のスズ−鉛系合金はんだが好適に使用される。
【００７６】
また、電気素子２３としては、例えば、シリコン単結晶薄片等よりなる集積回路チップ、ハイブリッドＩＣチップ、デスクリートチップ等或いはＳＡＷ（表面弾性波フィルター）素子等のデバイス素子が搭載される。
【実施例】
【００７７】
アルミナ粉末を主成分とするグリーンシートとＷ粉末を主成分とする金属ペーストとを用いて作製した成形体を１６００℃で焼成して、配線基板の外形寸法を１３ｍｍ×１３ｍｍ、突起部の外形寸法を９ｍｍ×９ｍｍ、周縁部の高さを０．６ｍｍとし、周縁部の厚みを表１のように変化させて図１に示すような平板の一方の側の主面に突起部が形成された配線基板を作製した。従って、これらの配線基板の厚みは、周縁部の高さ０．６ｍｍに表１に示す周縁部の厚みを加えた値となる。
【００７８】
この配線基板の周縁部には０．８ｍｍ経の外部端子を等間隔に３２個形成した。
【００７９】
また、突起部の主面には表１に示す形状の厚みが５０、１００、２００μｍの導体パターンを形成した。
【００８０】
これらの外部端子、導体パターンはそれぞれＷ粉末を主成分とする金属ペーストをグリーンシートに印刷塗布して形成した。
【００８１】
なお、比較例として作製した表１の試料Ｎｏ．１には、導体パターンを設けなかった。
【００８２】
次に、これらの配線基板に試験用の半導体素子を実装し、配線基板の配線層と半導体素子の電極とを金ワイヤを用いて電気的に接続した。さらに、配線層、金ワイヤならびに半導体素子を覆うように、エポキシ樹脂を主成分とするポッティング樹脂で被覆し、１５０℃の温度でポッティング樹脂を硬化させた。
【００８３】
次に、外部端子の表面にはんだペーストをディスペンサーを用いて塗布し、さらに、このはんだペーストに直径が０．９ｍｍのはんだボールを配置し、２５０℃でリフローして外部端子に接続端子を形成した。
【００８４】
このようにして作製した電気素子装置を外部回路基板に実装した。
【００８５】
これらの電気素子装置のうち、試料Ｎｏ．１〜１５には導体パターンと外部回路基板との間には接着部材を設けなかった。
【００８６】
接着部材を用いていない試料Ｎｏ．１〜１５の場合には、外部回路基板とはんだボールとの間にはんだペーストを配設した後、２５０℃でリフローして電気素子装置と外部回路基板とを接合して複合基板を作製した。
【００８７】
一方、試料Ｎｏ．１６〜１３には導体パターンと外部回路基板との間に接着部材を配置した。
【００８８】
接着部材を用いた試料Ｎｏ．１６〜１３の場合には、外部回路基板とはんだボールとの間にはんだペーストを配設するとともに、導体パターンと外部回路基板との間の距離が表１に示す値となるようにはんだペーストの塗布量を調節して配設した後、２５０℃でリフローして電気素子装置と外部回路基板とを接合して複合基板を作製した。
【００８９】
なお、セルフアライメント効果を確認するため、電気素子装置と外部回路基板とは、リフロー前の段階では予め電気素子装置の対角方向に４００μｍずれるように配設した後、リフローを行った。
【００９０】
以上の複合基板の作製過程において、放熱性を測定するための試料には試験用半導体素子の表面に０．２ｍｍ厚みのアルミナ基板を挟んで熱電対を配置しポッティング樹脂で固定した。
【００９１】
このようにして作製した複合基板を用いて、−４０℃〜１２５℃の温度サイクル試験を行った。なお、この温度サイクル試験は昇温、降温がそれぞれ５分、保持時間がそれぞれ２５分の条件で行った。
【００９２】
また、作製した複合基板は配線基板の対角線に沿って複合基板を切断し、その断面を研磨して、外部端子と、この外部端子に対向して設けられた外部回路基板の回路端子との位置ずれを測定して位置精度を確認した。
【００９３】
また、放熱性については、２５℃の大気中で試験用の半導体素子に１０Ｗの電流を１時間通電した後の半導体素子表面の温度を熱電対を用いて測定して評価した。
【００９４】
なお、いずれの試験もそれぞれ５個の試料を用いて測定し、その平均値を表１に記載したものである。
【００９５】
試験結果を表１に示す。
【００９６】
なお、表１に記載した導体パターンの総面積とは絶縁基板の主面と略平行に形成された導体パターンの主面にあたる部分の総面積であって、導体パターンの側面にあたる部分の面積は考慮していない。また、外部端子の総面積についても同様の値を用いている。
【００９７】
また、導体パターン、外部端子の一つあたりの面積もそれぞれの主面のみについて求めた値である。
【００９８】
また、表１中の位置精度とは、外部端子と、この外部端子に対向して設けられた外部回路基板の回路端子との位置ずれに想到する値であり、１０μｍ単位で測定値を丸めている。
【表１】
0004667154.tif 000002
【００９９】
表１に示すように突起部の表面に導体パターンのない試料Ｎｏ．１では、半導体素子の冷却能力が低く、信頼性試験結果は２６００回に留まった。
【０１００】
また、導体パターンを有するものの、導体パターンの総面積が外部端子の総面積よりも小さい試料Ｎｏ．２においても、半導体素子の冷却能力は若干向上するものの、信頼性試験結果は３０００回に留まった。
【０１０１】
一方、導体パターンの総面積が外部端子の総面積よりも大きい本願発明の試料Ｎｏ．３〜１５では、半導体素子の温度が低くなり、冷却効率が優れていることがわかる。
【０１０２】
また、その結果、絶縁基板と外部回路基板との間に発生する応力が小さくなり、信頼性試験結果は３６００回以上となり、高い信頼性を有することが判る。
【０１０３】
また、接着部材を設けた試料Ｎｏ．１６〜３３のうち、導体パターンの総面積が外部端子の総面積よりも小さい試料Ｎｏ．１６と、導体パターンの総面積が外部端子の総面積よりも大きい本願発明の試料Ｎｏ．１７〜３３とを比較すると、本願発明の試料はいずれも試料Ｎｏ．１６よりも、冷却能力が高く、また、信頼性も優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の配線基板の一形態を示す断面図。
【図２】本発明の配線基板の一形態を示す断面図。
【図３】本発明の電気素子装置の一形態を示す断面図。
【図４】本発明の複合基板の一形態を示す断面図。
【図５】本発明の複合基板の他の形態を示す断面図。
【図６】従来の配線基板を示す断面図。
【図７】従来の配線基板を示す断面図。
【図８】従来の配線基板を示す断面図。
【符号の説明】
【０１０５】
１・・・絶縁基板
１ａ・・・絶縁基板の一方の主面
１ｂ・・・絶縁基板の他方の主面
３・・・配線層
５・・・搭載部
７・・・周縁部
９・・・突起部
９ａ・・・突起部の主面
１１・・・外部端子
１５・・・導体パターン
１６・・・貫通導体
１７・・・キャビティ
２１・・・配線基板
２３・・・電気素子
２５・・・電気素子装置
３５・・・外部回路基板
３５ｂ・・・回路端子
３５ｃ・・・接続パターン
３７・・・複合基板
３９・・・接続部材
４１・・・接着部材
【図１】
0004667154.tif 000003
【図２】
0004667154.tif 000004
【図３】
0004667154.tif 000005
【図４】
0004667154.tif 000006
【図５】
0004667154.tif 000007
【図６】
0004667154.tif 000008
【図７】
0004667154.tif 000009
【図８】
0004667154.tif 000010