(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基板の下面の４つの角部に前記電子部品の電極を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して電気的に接続するための厚みが１５〜３０μｍの４つの略四角形の外部接続用パッドがそれぞれ形成されて成る電子部品搭載用基板であって、前記外部接続用パッドは、前記外部接続用パッドを構成する辺であって、前記絶縁基板と接した辺に垂直な断面における形状が台形状であり、前記絶縁基板と接する該台形状の下底の長さをＷ（μｍ）、前記台形状の高さをｈ（μｍ）、前記台形状のｈ−５μｍの高さの部位の幅をＤ（μｍ）としたときに、Ｐ＝Ｄ／Ｗ×１００（％）で表される平坦度Ｐが６５〜８５％であり、前記絶縁基板の下面に４つの前記外部接続用パッド間を仕切るように厚さ１５〜５０μｍの十字状の絶縁層が設けられていることを特徴とする電子部品搭載用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載するための電子部品搭載用基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載するための電子部品搭載用基板は、例えば、アルミナセラミックス等の電気絶縁材料から成り、上面に電子部品が搭載される搭載部を有する絶縁基板のその上面に、電子部品の各電極が電気的に接続される電子部品接続用パッドを被着させるとともに、下面に電子部品の電極を外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続するための外部接続用パッドを被着形成して成る。なお、電子部品接続用パッドと外部接続用パッドとは、絶縁基板を貫通する貫通導体により互いに電気的に接続されており、これらの電子部品接続用パッド、外部接続用パッドおよび貫通導体は、例えばタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属から形成されている。
【０００３】
そして、この電子部品搭載用基板は、絶縁基板の上面の搭載部に電子部品を搭載するとともに、電子部品の電極を電子部品接続用パッドにボンディングワイヤや金属バンプ等を介して電気的に接続した後、絶縁基板の上面に電子部品を覆うようにしてポッティング樹脂、樹脂製蓋体等の樹脂製封止材を被覆、固着させることにより、製品としての電子部品装置となる。そして、この電子部品装置の外部接続用パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することによって、電子部品装置が外部電気回路基板に実装されるとともに搭載する電子部品の電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００４】
なお、このような電子部品搭載用基板は、セラミックグリーンシートから製作され、具体的には、セラミックグリーンシートに貫通導体を設けるための貫通孔を穿孔するとともに、このセラミックグリーンシートの上下面および貫通孔内に電子部品接続用パッド、外部接続用パッドおよび貫通導体用のメタライズペーストを印刷塗布および充填し、これらを高温で焼成することによって製作される。
【０００５】
また、このような電子部品搭載用基板においては、外部接続用パッドの厚みは一般的には１０〜５０μｍ程度としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、外部接続用パッドの厚みが３０μｍを超えると、外部接続用パッド用のメタライズペーストを絶縁基板用のセラミックグリーンシートに印刷塗布する際、厚く印刷されたメタライズペーストの中央部が表面張力により大きく盛り上がるため、一定の厚みに印刷することが困難となっていた。そのため、各外部接続用パッド間の厚みばらつきが大きくなり、各外部接続用パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に電子部品装置が外部電気回路基板に対して傾斜した状態で実装されることとなる。その結果、電子部品装置の外部接続用パッドと外部電気回路基板の配線導体との間に位置ずれが発生するという問題点を有していた。
【０００７】
他方、外部接続用パッドの厚みが３０μｍ以下の場合、外部接続用パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に、絶縁基板と外部電気回路基板との間の隙間が狭いものとなり、そのためこの隙間において電子部品装置の自重により半田が押し潰されてはみ出し、それにより隣接する外部接続用パッド間ではみ出した半田同士が接触し隣接する外部接続用パッド同士が電気的に短絡しやすいという問題点を有していた。
【０００８】
従って、本発明はかかる従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、電子部品装置の外部接続用パッドを外部電気回路基板の配線導体へ位置ずれもなく正確に実装することができ、外部接続用パッド間で電気的な短絡の発生もない電子部品搭載用基板を提供することにある。
【０００９】
本発明の電子部品搭載用基板は、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基板の下面の４つの角部に前記電子部品の電極を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して電気的に接続するための厚みが１５〜３０μｍの４つの略四角形の外部接続用パッドがそれぞれ形成されて成る電子部品搭載用基板であって、前記外部接続用パッドは、前記外部接続用パッドを構成する辺であって、前記絶縁基板と接した辺に垂直な断面における形状が台形状であり、前記絶縁基板と接する該台形状の下底の長さをＷ（μｍ）、前記台形状の高さをｈ（μｍ）、前記台形状のｈ−５μｍの高さの部位の幅をＤ（μｍ）としたときに、Ｐ＝Ｄ／Ｗ×１００（％）で表される平坦度Ｐが６５〜８５％であり、前記絶縁基板の下面に４つの前記外部接続用パッド間を仕切るように厚さ１５〜５０μｍの十字状の絶縁層が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、絶縁基板下面の外部接続用パッドの厚みが１５〜３０μｍであることから、外部接続用パッドのメタライズペーストを絶縁基板用のセラミックグリーンシートに印刷した際、印刷されたメタライズペーストが大きく盛り上がることがなく一定の厚みに印刷することができ、各外部接続用パッドの厚みばらつきを小さくできる。従って、各外部接続用パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に、電子部品装置が外部電気回路基板に対して傾斜した状態で実装されることがなくなる。
【００１１】
また、外部接続用パッドは対向する辺に垂直な断面における形状が台形状であり、この台形状の下底の長さをＷ（μｍ）、台形状の高さをｈ（μｍ）、台形状のｈ−５μｍの高さの部位の幅をＤ（μｍ）としたときに、Ｐ＝Ｄ／Ｗ×１００（％）で表される平坦度Ｐを６５〜８５％としたことから、各外部接続用パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に、各接続部へは均等に応力がかかることとなり、電子部品装置の各外部接続用パッドと外部電気回路基板の配線導体との間に位置ずれがなくなり、電子部品装置を正確に外部電気回路基板に実装することが可能となる。
【００１３】
本発明によれば、絶縁基板の下面に４つの外部接続用パッド間を仕切るように厚さ１５〜５０μｍの十字状の絶縁層が設けられていることにより、本発明の電子部品搭載用基板を使用した電子部品装置を外部電気回路基板に実装する際に、電子部品装置の自重により半田が押し潰されたとしても、隣接する外部接続用パッド間の半田同士の接触による短絡はこの十字状の絶縁層によって有効に防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を添付の図面に基づき以下に詳細に説明する。図１は、本発明の電子部品搭載用基板について実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は図１に示す電子部品搭載用基板の下面図である。これらの図において、１は絶縁基板、４は電子部品接続用パッド、５は貫通導体、６は外部接続用パッド、７は絶縁層であり、これらで電子部品２を搭載するための電子部品搭載用基板が主に構成される。
【００１５】
絶縁基板１は、例えばアルミナセラミックス等の電気絶縁材料からなるものであり、その上面に電子部品２を搭載するための搭載部１ａを有しており、この搭載部１ａに半導体部品２が搭載される。絶縁基板１が例えばアルミナセラミックスから成る場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機樹脂バインダ、溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、ドクターブレード法等のシート成形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、しかる後、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに還元雰囲気中で約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１６】
絶縁基板１の上面には、電子部品２の各電極が電気的に接続される電子部品接続用パッド４が形成される。また、絶縁基板１の下面には外部電気回路基板（図示せず）に電気的に接続するための外部接続用パッド６が形成されている。さらに、絶縁基板１の上面の電子部品接続用パッド４と下面の外部接続用パッド６とを接続する貫通導体５を有している。これらの電子部品接続用パッド４、外部接続用パッド６および貫通導体５は、絶縁基板１に搭載される電子部品２の各電極を外部電気回路基板に電気的に接続するための導電路として機能する。電子部品接続用パッド４には電子部品２の各電極が例えばボンディングワイヤ３を介して接続され、外部接続用パッド６は図示しない外部電気回路基板の配線導体に例えば半田９等の導電性接着材料を介して接続される。
【００１７】
これらの電子部品接続用パッド４、外部接続用パッド６および貫通導体５は、ＷやＭｏ等の高融点金属粉末のペーストを塗布し焼成したメタライズ層から成り、その露出表面には、１〜１０μｍ程度の厚みのニッケル（Ｎｉ）メッキ層および０．１〜３μｍ程度の厚みの金（Ａｕ）メッキ層が順次被着されるのがよい。これにより、電子部品接続用パッド４や外部接続用パッド６の酸化腐食が有効に防止されるとともに、電子部品接続用パッド４とボンディングワイヤ３との接続や外部接続用パッド６と半田９との接続が容易かつ強固となる。
【００１８】
このような電子部品接続用パッド４、外部接続用パッド６および貫通導体５は、Ｗ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダ、溶剤を添加混合して得たメタライズペーストを、絶縁基板１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等で印刷塗布し、これをセラミックグリーンシートとともに焼成することによって絶縁基体１の上下面および内部に被着形成される。
【００１９】
また、本発明においては、外部接続用パッド６の厚みを１５〜３０μｍとしている。これにより、外部接続用パッド６の厚みばらつきを小さくできるという重要な作用効果を奏する。即ち、外部接続用パッド６を外部電気回路基板の配線導体に半田９を介して接続する際に、電子部品装置を傾くことなく外部電気回路基板に正確に実装することができる。
【００２０】
なお、外部接続用パッド６の厚みが１５μｍ未満では、外部接続用パッド６と絶縁基板１との接合強度が低下し、外部接続用パッド６と外部電気回路基板の配線導体とを半田９を介して接続した際に外部接続パッド６が絶縁基板１の下面から剥離し易くなる。他方、外部接続用パッド６の厚みが３０μｍを超えると、外部接続用パッド６用のメタライズペーストを絶縁基板１用のセラミックグリーンシートに印刷塗布した際に、厚く印刷されたメタライズペーストの中央部が表面張力により大きく盛り上がるため、各メタライズペーストが一定の厚みに印刷されなくなる。そのため、外部接続用パッド６の厚みばらつきが大きくなり、電子部品搭載用基板を使用した電子部品装置を外部電気回路基板に実装する際に、電子部品装置が外部電気回路基板に対して傾斜した状態で実装されることとなり、電子部品装置の外部接続用パッド６と外部電気回路基板の配線導体との間に位置ずれが発生し易くなる。
【００２１】
さらに、図３に示すように外部接続用パッド６は、外部接続用パッド６を構成する辺であって、絶縁基板１と接した対向する辺に垂直な断面における形状が台形状であり、絶縁基板１と接するこの台形状の下底の長さをＷ（μｍ）、台形状の高さをｈ（μｍ）、台形状のｈ−５μｍの高さの部位の幅をＤ（μｍ）としたときに、Ｐ＝Ｄ／Ｗ×１００（％）で表される平坦度Ｐが６５〜８５％としている。６５％未満では、各外部接続用パッド６間の厚みばらつきが発生し、外部接続用パッド６を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に電子部品装置が外部電気回路基板に対して傾斜した状態で実装されることとなる。その結果、電子部品装置の外部接続用パッド６と外部電気回路基板の配線導体との間に位置ずれが発生し易くなる。また、８５％を超える場合、外部接続用パッド６の厚みを１５μｍ未満としなければならず、外部接続用パッド６と絶縁基板１との接合強度が低下して、外部接続用パッド６を外部電気回路基板の配線導体に半田９を介して接続する際に外部接続パッド６が絶縁基板１の下面から剥離し易くなる。
【００２２】
また、絶縁基板１の下面には、４つの外部接続用パッド６間を仕切るようにしてアルミナセラミックス等の電気絶縁材料から成る十字状の絶縁層７が被着されている。この絶縁層７は、例えば絶縁基体１用のセラミックグリーンシートと実質的に同一のセラミック原料粉末を含有するセラミックペーストを、絶縁基体１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等で所定のパターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートとともに焼成することにより被着形成される。この絶縁層７は、外部接続用パッド６を外部電気回路基板の配線導体に半田９を介して接続する際に、電子部品装置の自重により押し潰される半田９により、隣接する外部接続用パッド６同士が電気的に短絡するのを防止するダム部材として機能する。これにより、搭載する電子部品２を正常に作動させることができる。
【００２３】
この絶縁層７の厚みは１５〜５０μｍである。１５μｍ未満では、電子部品装置の自重により押し潰された半田９が絶縁層７を乗り越えてしまい、隣接する外部接続パッド６の半田同士が接触して短絡する危険性が大きくなる。他方、５０μｍを超えると、スクリーン印刷法等による絶縁層７の形成が難しくなる。
【００２４】
さらに、好ましくは外部接続パッド６の厚みより絶縁層７の厚みの方が厚く形成されるのがよく、この場合外部接続パッド６同士の電気的な短絡を有効に防止することができる。
【００２５】
また、この絶縁層７は外部接続パッド６が外部電気回路基板の配線導体へ半田実装される場合の実装高さの位置決めにも用いることができるという効果も有する。
【００２６】
かくして、本発明は、電子部品２の電極を電子部品接続用パッド４にボンディングワイヤ３を介して電気的に接続した後、絶縁基板１の上面にポッティング樹脂や樹脂製蓋体等の樹脂製封止材を被覆または固着させることにより、製品としての電子部品装置となる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行っても差し支えない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の電子部品搭載用基板によれば、絶縁基板の下面の４つの外部接続用パッドの厚みが１５〜３０μｍであることから、外部接続用パッド用のメタライズペーストを絶縁基板用のセラミックグリーンシートに印刷する際、印刷されたメタライズペーストが大きく盛り上がることがなく一定の厚みに印刷することができ、外部接続用パッドの厚みばらつきを小さくできる。また、外部接続用パッドは、外部接続用パッドを構成する辺であって、絶縁基板と接した対向する辺に垂直な断面における形状が台形状であり、絶縁基板と接したその台形状の下底の長さをＷ（μｍ）、台形状の高さをｈ（μｍ）、台形状のｈ−５μｍの高さの部位の幅をＤ（μｍ）としたときに、Ｐ＝Ｄ／Ｗ×１００（％）で表される平坦度Ｐを６５〜８５％としたことから、電子部品装置の外部接続用パッドと外部電気回路基板の配線導体との間に位置ずれを発生させることもなく電子部品装置を正確に外部電気回路基板に実装することが可能となる。また、絶縁基板の下面に４つの外部接続用パッド間を仕切るように厚さ１５〜５０μｍの十字状の絶縁層が設けられていることにより、本発明の電子部品搭載用基板を使用した電子部品装置を外部電気回路基板に実装する際に、電子部品装置の自重により半田が押し潰されたとしても、隣接する外部接続用パッド間の半田同士の接触による短絡はこの絶縁層によって有効に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品搭載用基板について実施の形態の例を示す断面図である。
【図２】図１の電子部品搭載用基板の下面図である。
【図３】平坦度Ｐを説明するための外部接続用パッドの断面図である。
【符号の説明】
１：絶縁基板
１ａ：搭載部
２：電子部品
４：電子部品接続用パッド
５：貫通導体
６：外部接続用パッド
７：絶縁層
９：半田
【図１】
0004623852.tif 000002
【図２】
0004623852.tif 000003
【図３】
0004623852.tif 000004