(57)【要約】【課題】  絶縁基体の上面の第１の接続パッドおよび下面の第２の接続パッドが絶縁基体に強固に接合しているとともに、両者間が低抵抗で電気的に接続された配線基板を提供すること。【解決手段】  配線基板９は、複数の絶縁層１ａを積層して成り、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体１と、絶縁基体１の上面に形成された複数の第１の接続パッド２と、絶縁層１の層間に形成され、第１の接続パッド２に第１の貫通導体４を介して電気的に接続された配線導体３と、絶縁基体１の下面に形成され、第１の貫通導体４に接続されていない第１の接続パッド２のそれぞれに複数の並行する第２の貫通導体６を介して電気的に接続された第２の接続パッド５とを具備している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層を積層して成り、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の上面に形成された複数の第１の接続パッドと、前記絶縁層の層間に形成され、前記第１の接続パッドに第１の貫通導体を介して電気的に接続された配線導体と、前記絶縁基体の下面に形成され、前記第１の貫通導体に接続されていない前記第１の接続パッドのそれぞれに複数の並行する第２の貫通導体を介して電気的に接続された第２の接続パッドとを具備していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記複数の第２の貫通導体は、前記第１および第２の接続パッドの一組に対して一対が、前記第１および第２の接続パッドの外周部に一部が外側へはみ出すようにして接続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】
前記複数の第２の貫通導体を介して接続される前記第１および第２の接続パッドは、横断面形状が楕円形状であり、その長軸方向の両端部に前記第２の貫通導体がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記絶縁基体はガラスセラミックスから成り、前記第１，第２の貫通導体および前記配線導体は抵抗率が０．１×１０−６〜０．６×１０−６Ω・mであり、前記配線導体は、前記絶縁基体との同時焼成により形成された銅または銅を主成分とする合金のメタライズ層から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や容量素子等の電子部品を搭載するための配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子、ＬＤ（半導体レーザ），ＬＥＤ（発光ダイオード），ＰＤ（フォトダイオード），ＣＣＤ，ラインセンサ，イメージセンサ等の光半導体素子、圧電振動子，水晶振動子等の振動子、その他の種々の電子部品が搭載される配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体（ガラスセラミックス）等のセラミック焼結体、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の有機樹脂、または酸化アルミニウム等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合してなる複合材料等の電気絶縁材料からなる絶縁層を複数積層して形成され、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、絶縁基体の上面に形成された複数の接続パッドと、絶縁層の層間に形成された配線導体と、接続パッドから配線導体にかけて、絶縁層を厚み方向に貫通するようにして形成された貫通導体（第１の貫通導体）とを具備した構造である。
【０００３】
搭載部に電子部品を搭載し、電子部品の電極を接続パッドにボンディングワイヤやはんだ等の導電性接続材を介して接続し、必要に応じて電子部品を蓋体や封止用樹脂等で封止することにより電子装置が形成される。
【０００４】
この電子装置について、配線導体の一部を絶縁基体の側面や下面に露出させ、この露出した部位を外部の電気回路にはんだ等を介して接続することにより、電子部品の電極が接続パッドと貫通導体と配線導体とを介して外部の電気回路と電気的に接続される。
【０００５】
近年、このような電子装置においては、例えば、携帯電話等の電子機器に実装する小型の部品として、送受信用アンテナやパワーアンプ等の機能を有するモジュールとして完成させることが要求されるようになってきている。
【０００６】
そのため、例えば、絶縁基体の下面側に、上面側の接続パッド（第１の接続パッド）のうち配線導体と接続されていないものと対向するようにして第２の接続パッドを形成し、この第１の接続パッドと第２の接続パッドとを、絶縁基体を上下に貫通するようにして形成された貫通導体（第２の貫通導体）を介して電気的に接続した構造の配線基板が提案されている。
【０００７】
この配線基板において、第１および第２の接続パッドの間を接続する第２の貫通導体により、送受信用アンテナやパワーアンプの機能が付加される。
【０００８】
そして、第２の貫通導体が接続された第１の接続パッドに、例えばチップコンデンサ等の電子部品の電極を接続することにより、送受信用アンテナやパワーモジュールの機能が電子部品と直結し小型で高精度の送受信モジュールを形成することができ、携帯電話等の電子機器の小型化，高精度化をより容易とすることができる。
【特許文献１】特開２００３−２６４３６９号公報
【特許文献２】特開２００３−３７３６７号公報
【特開文献３】
【０００９】
特開１９９８−２０９７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来の配線基板においては、第１の接続パッドと第２の接続パッドとを電気的に接続するために、絶縁基体の上面から下面にかけて貫通するようにして形成されている第２の貫通導体の長さが長いため、電気抵抗が高くなり、送受信信号等の電気信号の伝送速度の低下や、伝送損失の増大等の不具合が生じやすいという問題があった。
【００１１】
また、配線基板の小型化にともない、第１および第２の接続パッドも小さくなり、絶縁基体との接合面積が不十分になって、絶縁基体から第１の接続パッドや第２の接続パッドが剥がれやすくなるという問題もあった。
【００１２】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するために完成されたものであり、その目的は
、絶縁基体の上面の第１の接続パッドおよび下面の第２の接続パッドが絶縁基体に強固に接合しているとともに、両者間が低抵抗で電気的に接続された配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の配線基板は、複数の絶縁層を積層して成り、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の上面に形成された複数の第１の接続パッドと、前記絶縁層の層間に形成され、前記第１の接続パッドに第１の貫通導体を介して電気的に接続された配線導体と、前記絶縁基体の下面に形成され、前記第１の貫通導体に接続されていない前記第１の接続パッドのそれぞれに複数の並行する第２の貫通導体を介して電気的に接続された第２の接続パッドとを具備し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、好ましくは、前記複数の第２の貫通導体は、前記第１および第２の接続パッドの一組に対して一対が、前記第１および第２の接続パッドの外周部に一部が外側へはみ出すようにして接続されてい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、好ましくは、前記複数の第２の貫通導体を介して接続される前記第１および第２の接続パッドは、横断面形状が楕円形状であり、その長軸方向の両端部に前記第２の貫通導体がそれぞれ接続されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記絶縁基体はガラスセラミックスから成り、前記第１，第２の貫通導体および前記配線導体は抵抗率が０．１×１０−６〜０．６×１０−６Ω・mであり、前記配線導体は、前記絶縁基体との同時焼成により形成された銅または銅を主成分とする合金のメタライズ層から成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の配線基板によれば、複数の絶縁層を積層して成り、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、絶縁基体の上面に形成された複数の第１の接続パッドと、絶縁層の層間に形成され、第１の接続パッドに第１の貫通導体を介して電気的に接続された配線導体と、絶縁基体の下面に形成され、第１の貫通導体に接続されていない第１の接続パッドのそれぞれに複数の並行する第２の貫通導体を介して電気的に接続された第２の接続パッドとを具備していることから、複数の第２の貫通導体による大きなアンカー効果で、第１の接続パッドおよび第２の接続パッドの絶縁基体に対する接合を強固なものとすることができる。
【００１８】
また、第１の接続パッドと第２の接続パッドとの間が、並行する複数の第２の貫通導体により電気的に接続されていることから、第１および第２の接続パッド間の電気抵抗を低くすることができ、電子信号の伝送特性を良好に確保して、例えば送受信用アンテナやパワーアンプ等のモジュールとしての機能に優れた電子装置を形成することが可能な配線基板を提供することができる。
【００１９】
また、複数の第２の貫通導体は、例えばメタライズ導体等の導体から成り、絶縁基体よりも熱伝導率を高くすることが容易であることから、絶縁基体の上面から下面にかけての熱の伝導性を良好に確保することができ、電子部品等で発生した熱を効率よく絶縁基体の下面側に伝え、下面側から外気に放熱することができ、電子部品を長期にわたって正常に作動させ続けることが可能な、長期信頼性に優れた配線基板を提供することもできる。
【００２０】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、複数の第２の貫通導体は、第１および第２の接続パッドの一組に対して一対が、第１および第２の接続パッドの外周部に一部が外側へはみ出すようにして接続されていることから、一対の第２の貫通導体同士の間で隣接間隔を、それぞれに伝送される信号同士の間で余計な電磁的干渉が生じることを効果的に防止できるように広く確保することができ、より一層第２の貫通導体の伝送特性に優れた配線基板を提供することができる。
【００２１】
また、第１および第２の接続パッドの外周部から第２の貫通導体の一部が外側へはみ出すようにして接続されていることから、第１および第２の接続パッドに対する第２の貫通導体の接続を確保しながら、第２の貫通導体が形成されている領域を平面視したときのみかけの面積をより大きくすることができ、
例えば、一対の第２の貫通導体により、より高精度で効率の良い、送受信アンテナやパワーアンプのモジュールを形成することができる。
【００２２】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、複数の第２の貫通導体を介して接続される第１および第２の接続パッドは、横断面形状が楕円形状であり、その長軸方向の両端部に第２の貫通導体がそれぞれ接続されていることから、一対の第２の貫通導体を、第１および第２の接続パッドに対する電気的な接続を確実に確保しながら、隣接間隔をより確実に広く確保することができ、より一層第２の貫通導体の伝送特性に優れた配線基板を提供することができる。
【００２３】
また、配線導体が低抵抗の銅または銅を主成分とする合金から成るため、配線導体を低抵抗とすることができ、配線導体に信号を伝送させたときの損失を低減し、配線基板の電気的な特性をより良好にすることできる。
【００２４】
また、配線導体が絶縁基体と同時焼成により形成されていることから、配線導体を絶縁基体に、より強固に接合させることができる。
【００２５】
その結果、さらに電気的な特性および信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【００２６】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、絶縁基体はガラスセラミックスから成り、第１，第２の貫通導体および配線導体は抵抗率が０．１×１０−６〜０．６×１０−６Ω・mであり、配線導体は、絶縁基体との同時焼成により形成された銅または銅を主成分とする合金のメタライズ層から成る。
【００２７】
この構成により、第１および第２の接続パッド間や、配線導体における電気抵抗をより低くすることができ、電気信号の伝送特性を良好に確保して、例えば送受信用アンテナやパワーアンプ等のモジュールとしての機能により優れるとともに、電子部品を長期にわたって精度よく確実に作動させ続けることができる配線基板を提供することができる。
【００２８】
また、配線導体が低抵抗の銅または銅を主成分とする合金から成るため、配線導体を低抵抗とすることができ、配線導体に信号を伝送させたときの損失を低減し、配線基板の電気的な特性をより良好にすることできる。
【００２９】
また、第１，第２の貫通導体および配線導体３が絶縁基体１と同時焼成により形成されていることから、第１，第２の貫通導体および配線導体３を絶縁基体１に、より強固に接合させることができる。その結果、さらに電気的な特性および信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の配線基板について図面に基づき以下に説明する。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。図１において、１は絶縁基体、２は第１の接続パッド、３は配線導体、４は第１の貫通導体、５は第２の接続パッド、６は第２の貫通導体である。これらの絶縁基体１、第１の接続パッド２、配線導体３、第１の貫通導体４、第２の接続パッド５および第２の貫通導体６により、本発明の配線基板９が基本的に構成される。
【００３１】
絶縁基体１は、ガラスセラミック焼結体（ガラスセラミックス）や酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体等のセラミック焼結体、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の有機樹脂、または酸化アルミニウム等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合してなる複合材料等の電気絶縁材料からなる絶縁層１ａを複数積層して形成されている。
【００３２】
絶縁基体１は、例えば各絶縁層１ａがガラスセラミックスから成る場合には以下のようにして作製される。まず、ホウケイ酸系ガラス等のガラスと酸化アルミニウム等のセラミックとを混合した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のセラミックスラリーを作製し、このセラミックスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形技術を採用してシート状となすことによって、セラミックグリーンシート（セラミック生シートで、以下、グリーンシートともいう）を得る。しかる後、グリーンシートを所定の順に上下に積層して生セラミック成形体と成す。この生セラミック成形体を還元雰囲気中で約１０００℃の温度で焼成することによって、絶縁基体１が製作される。
【００３３】
この絶縁基体１は、上面に、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子、ＬＤ（半導体レーザ），ＬＥＤ（発光ダイオード），ＰＤ（フォトダイオード），ＣＣＤ，ラインセンサ，イメージセンサ等の光半導体素子、圧電振動子，水晶振動子等の振動子、その他の種々の電子部品を搭載するための搭載部を有している。
【００３４】
また、絶縁基体１の上面には、第１の接続パッド２が形成され、絶縁層１ａの層間には配線導体３が形成されている。第１の接続パッド２と配線導体３とは、絶縁層１ａを厚み方向に貫通するようにして形成された第１の貫通導体４を介して電気的に接続されている。
【００３５】
搭載部に搭載される電子部品（図示せず）の電極を、第１の接続パッド２にボンディングワイヤやはんだ等の導電性接続材（図示せず）を介して電気的に接続させ、配線導体３の一部を絶縁基体１の側面や下面等に露出させておくことにより、電子部品の電極が、第１の接続パッド２および配線導体３を介して絶縁基体１の側面や下面に導出される。この配線導体３の導出部分を外部の電気回路（図示せず）にはんだ等を介して電気的に接続することにより、電子部品の電極が、第１の接続パッド２および配線導体３を介して外部の電気回路と電気的に接続される。
【００３６】
また、絶縁基体１の下面には第２の接続パッド５が形成されており、第２の接続パッド５は、第１の貫通導体４に接続されていない第１の接続パッドのそれぞれに、複数の並行する第２の貫通導体６を介して電気的に接続されている。
【００３７】
これらの、第１の貫通導体４に接続されていない第１の接続パッド２、第２の貫通導体６および第２の接続パッド５、配線導体３により、例えば、送受信用アンテナやパワーアンプ等の機能を得るための電子回路が形成される。
【００３８】
そして、絶縁基体１の上面に電子部品を搭載するとともに、電子部品の電極を第１の接続パッドに電気的に接続し、必要に応じて電子部品を蓋体や封止用樹脂等で封止することにより送受信用のアンテナモジュールやパワーアンプモジュール等の機能を有する電子装置が形成される。
【００３９】
この電子装置は、例えば送受信用のアンテナやパワーモジュールの場合、小型で高精度の送受信が可能であり、携帯電話等の電子機器の部品として使用される。
【００４０】
なお、配線導体３，第１の接続パッド２，第１の貫通導体４，第２の接続パッド５および第２の貫通導体６は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等の金属材料からなり、メタライズ導体や蒸着層，金属箔，めっき層等の形態で絶縁基体１の絶縁層１ａに形成される。
【００４１】
配線導体３，第１の接続パッド２，第１の貫通導体４，第２の接続パッド５および第２の貫通導体６は、例えば、銅のメタライズ導体からなる場合、銅粉末に有機溶剤，樹脂バインダ等を添加して作製した金属ペーストを、絶縁層１ａとなるグリーンシートの表面や、予めグリーンシートに打抜き形成しておいた貫通孔の内部に、印刷塗布，充填することにより形成される。
【００４２】
本発明の配線基板９において、第２の接続パッド５は、第１の貫通導体４に接続されていない第１の接続パッド２のそれぞれに複数の並行する第２の貫通導体６を介して電気的に接続されている。
【００４３】
第１の接続パッド２、第２の接続パッド５および第２の貫通導体６は、例えば、横断面形状が円形状、楕円形状、四角形状のパターンを有する導体から成り、第１および第２の接続パッド２，５は、平面視で重なるような位置に形成される。なお、第２の接続パッド５は、はんだ等を介して外部電気回路に接続されるようにすることができる。
【００４４】
この構成により、複数の第２の貫通導体６による大きなアンカー効果で、第１の接続パッド２および第２の接続パッド５の絶縁基体１に対する接合を強固なものとすることができる。
【００４５】
また、第１の接続パッド２と第２の接続パッド５との間が、並行する複数の第２の貫通導体６により電気的に接続されていることから、第１および第２の接続パッド２，５間の電気抵抗を低くすることができ、電気信号の伝送特性を良好に確保して、例えば送受信用アンテナやパワーアンプ等のモジュールとしての機能に優れた電子装置を形成することが可能な配線基板９を提供することができる。
【００４６】
また、複数の第２の貫通導体６は、例えば上述したようなメタライズ導体等の金属材料から成り、セラミック焼結体や有機樹脂等から成る絶縁基体１よりも熱伝導率を高くすることが容易であることから、絶縁基体１の上面から下面にかけての熱の伝導性を良好に確保することができ、電子部品等で発生した熱を効率よく絶縁基体１の下面側に伝え、下面側から外気に放熱することができ、電子部品を長期にわたって正常に作動させ続けることが可能な、長期信頼性に優れた配線基板９を提供することもできる。
【００４７】
この場合、第２の貫通導体６は、互いに平行になるようにして形成されることが好ましい。平行に形成した場合、複数の第２の貫通導体６の長さを同じ長さに揃えることができ、第１および第２の接続パッド２，５のそれぞれの全面にわたって、両者間の電気や熱の伝導率を同じに揃えることができ、電気的な特性や放熱性をより良好に確保することができる。
【００４８】
また、本発明の配線基板９において、複数の第２の貫通導体６は、第１および第２の接続パッドの一組に対して一対が、第１および第２の接続パッドの外周部に一部が外側へはみ出すようにして接続されていることが好ましい。
【００４９】
この構成により、一対の第２の貫通導体６同士の間で隣接間隔を、それぞれに伝送される信号同士の間で余計な電磁的干渉が生じることを効果的に防止できるように広く確保することができ、より一層第２の貫通導体６の伝送特性に優れた配線基板９を提供することができる。
【００５０】
また、第１および第２の接続パッド２，５の外周部から第２の貫通導体６の一部が外側へはみ出すようにして接続されていることから、第１および第２の接続パッド２，５に対する第２の貫通導体６の接続を確保しながら、第２の貫通導体６が形成されている領域を平面視したときのみかけの面積をより大きくすることができ、例えば、一対の第２の貫通導体６により、より高精度で効率の良い、送受信アンテナやパワーアンプのモジュールを形成することができる。
【００５１】
また、本発明の配線基板９は、複数の第２の貫通導体６を介して接続される第１および第２の接続パッド２，５は、横断面形状が楕円形状であり、その長軸方向の両端部に第２の貫通導体６がそれぞれ接続されていることが好ましい。
【００５２】
この構成により、一対の第２の貫通導体６を、第１および第２の接続パッド２，５に対する電気的な接続を確実に確保しながら、隣接間隔をより確実に広く確保することができ、より一層第２の貫通導体６の伝送特性に優れた配線基板９を提供することができる。
【００５３】
第１および第２の接続パッド２，５を楕円形状にすると、これらに接続される貫通導体６の間の間隔を広くとることができる。また、楕円形状の場合は角部が無いので、角部から剥がれるのを防止することができ、絶縁基体１に対する接合の信頼性を向上させることができる。この場合、完全に楕円形とする必要は無く、外辺の一部が直線状になっていてもよい。
【００５４】
なお、第１および第２の接続パッド２，５を楕円形状とする場合、互いに平面視で重なるような位置に形成する必要はあるが、完全に重ならなくてもよい。例えば、第２の接続パッド５を外部電気回路にはんだ等を介して電気的に接続する場合、接続の信頼性を確保するために、第２の接続パッド５の面積を第１の接続パッド２の面積よりも大きくしてもよい。
【００５５】
また、本発明の配線基板９は、第1，第２の貫通導体４，６および配線導体３の抵抗率が０．１×１０−６〜０．６×１０−６Ω・mのガラスセラミックスから成り、配線導体３は、絶縁基体１との同時焼成により形成された銅または銅を主成分とする合金のメタライズ層から成ることが好ましい。
【００５６】
この構成により、第１および第２の接続パッド２，５間や配線導体３における電気抵抗をより低くすることができ、電気信号の伝送特性を良好に確保して、例えば送受信用アンテナやパワーアンプ等のモジュールとしての機能に優れるとともに、電子部品を長期にわたって精度よく確実に作動させ続けることができる配線基板９を提供することができる。
【００５７】
また、配線導体３が低抵抗の銅または銅を主成分とする合金から成るため、配線導体３を低抵抗とすることができ、配線導体３に信号を伝送させたときの損失を低減し、配線基板９の電気的な特性をより良好にすることできる。
【００５８】
また、配線導体３が絶縁基体１と同時焼成により形成されていることから、配線導体３を絶縁基体１に、より強固に接合させることができる。
【００５９】
その結果、さらに電気的な特性および信頼性に優れた配線基板９を提供することができる。
【００６０】
銅を主成分とする合金としては、銅に微量のタングステン等の金属材料を添加したものを用いることができる。
【００６１】
この場合、第1，第２の貫通導体４，６および配線導体３が銅または銅を主成分とする合金から成ることから、例えば、これらを金やパラジウム等で形成した場合に比べてより低抵抗とすることができる。また、銀等で形成した場合に比べて、マイグレーション等の不具合の発生をより確実に防止して長期信頼性をより一層優れたものとすることができる。さらに、安価であるためコストの面でも優れている。
【００６２】
なお、本発明は上記の実施の形態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内であれば種々の変更は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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】
【００６４】
１・・・絶縁基体
１ａ・・・絶縁層
２・・・第１の接続パッド
３・・・配線導体
４・・・第１の貫通導体
５・・・第２の接続パッド
６・・・第２の貫通導体
９・・・配線基板
【図１】
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