(57)【要約】      （修正有）【課題】  絶縁枠体と蓋体との接合面積を確保するとともに絶縁枠体にクラック等が生じるのを効果的に防止した、気密封止の信頼性に優れた小型の配線基板を提供する。【解決手段】  配線基板９は、上面に電子部品の搭載部１ａを有する四角形状の絶縁基板と、絶縁基板の上面の外周部に搭載部１ａを取り囲むようにして取着された四角枠状の絶縁枠体と、搭載部１ａから絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体３と、絶縁枠体の外周面に上下方向に延びるように形成された横断面形状が台形状の第１の溝４と、絶縁基板の側面に上下方向に延びるとともに第１の溝４に連続するように形成された横断面形状が台形状の第２の溝５と、第２の溝５の内面に被着されて配線導体３に電気的に接続された側面導体とを具備し、第１および第２の溝４，５は幅が同じであり、第１の溝４の絶縁基板の側面からの深さが第２の溝５よりも浅い。【選択図】  図１
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【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四角形状の絶縁基板と、該絶縁基板の上面の外周部に前記搭載部を取り囲むようにして取着された四角枠状の絶縁枠体と、前記搭載部から前記絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体と、前記絶縁枠体の外周面に上下方向に延びるように形成された横断面形状が台形状の第１の溝と、前記絶縁基板の側面に上下方向に延びるとともに前記第１の溝に連続するように形成された横断面形状が台形状の第２の溝と、該第２の溝の内面に被着されて前記配線導体に電気的に接続された側面導体とを具備しており、前記第１および第２の溝は幅が同じであり、前記第１の溝の前記絶縁基板の側面からの深さが前記第２の溝よりも浅いことを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や圧電振動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り、特に、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基板の側面に上下方向に溝が形成された配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子や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，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成り、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基板と、絶縁基板の上面の外周部に搭載部を取り囲むようにして取着された四角枠状の絶縁枠体と、搭載部から絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体とを具備した構造である。
【０００３】
また、通常、絶縁基板の側面から絶縁枠体の外周面にかけて、上下方向に延びるとともに絶縁基板と絶縁枠体との間で連続するようにして横断面形状が台形状の溝が形成されており、絶縁基板の側面の溝の内面には側面導体が形成されている。
【０００４】
側面導体は配線導体のうち絶縁基板の側面や下面に導出された部位等と接することにより配線導体と電気的に接続されており、搭載部に搭載された電子部品の電極を、配線導体に電気的に接続することにより、配線導体と側面導体とを介して電子部品の電極が外部に導出されることになる。
【０００５】
つまり、配線基板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ボンディングワイヤや半田等を介して配線導体のうち搭載部に露出した部位に電気的に接続し、絶縁枠体の上面に鉄−ニッケル−コバルト合金等から成る蓋体を接合して搭載部を塞ぐことにより搭載部に電子部品が気密封止されて電子装置として完成し、側面導体の下端部を外部電気回路基板の電気回路に半田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、配線導体および側面導体を介して外部の電気回路と電気的に接続される。
【０００６】
なお、絶縁枠体の外周面にも溝を形成するのは、その溝の内面に側面導体を延出させて蓋体に側面導体を電気的に接続すること等により接地用としたり、側面導体の露出表面にニッケルや金等の保護めっきを施す場合に、めっき液が溝の内部に入り込みやすくなるようにして、めっき欠け等の不良を防止したりするためである。
【０００７】
また、外部電気回路基板に配線基板を接続する際に、半田等の接合材が側面導体と外部電気回路基板とに渡り形成され、配線基板の外部電気回路基板への接続をより強固なものとすることができる。
【０００８】
近時、このような電子部品搭載用の配線基板においては、小型化が強く要求されているため、配線基板の外形寸法を搭載される電子部品の外形寸法に極力近づけることが必要になってきている。そのため、絶縁枠体の幅が例えば０．５ｍｍ以下と非常に狭くなってきている。このような幅の狭い絶縁枠体の外周面に大きな溝を設けると、溝が形成されている部位で絶縁枠体の幅が非常に狭くなってしまうので、絶縁枠体と蓋体との接合幅を十分に確保することができず、蓋体を強固に接合することが難しくなり、気密封止の信頼性が低下するという問題が生じる。
【０００９】
このような問題に対しては、絶縁枠体に形成される断面が台形状の溝の幅の半径を、絶縁基板に形成される断面が台形状の溝の半径よりも小さくし、平面視で絶縁基板の溝の外側に絶縁枠体の溝が位置するようにしておくという手段が考えられる。この場合、溝が形成された部位において絶縁枠体の幅が小さくなることを防止できるので、蓋体の絶縁枠体に対する接合幅を確保することができる。
【特許文献１】特開１９９８−３３５８２２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、絶縁枠体に形成される溝の幅の半径を、絶縁基板に形成される溝の半径よりも小さくし、平面視で絶縁基板の溝の外側に絶縁枠体の溝が位置するようにした場合、蓋体と絶縁枠体との接合面積を確保することはできるものの、絶縁基板の側面の溝と絶縁枠体の外周面の溝との間に大きな段差が生じ、この段差の上側部分が比較的薄い絶縁枠体のみで形成されること、絶縁枠体の下面が絶縁基板の溝の上端部と接している部位に沿って、蓋体を絶縁枠体に接合するときの熱応力等の応力が集中しやすいこと等から、絶縁枠体に、特に応力が大きく作用する絶縁基板の溝の上端の両端部との接触部位付近からクラック等が生じ、気密封止の信頼性が大きく低下するという問題が発生してしまう。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決すべく完成されたものであり、その目的は、絶縁枠体と蓋体との接合面積を確保するとともに、絶縁枠体にクラック等の機械的な破壊が生じることを効果的に防止した、気密封止の信頼性に優れる小型の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】
【００１２】
本発明の配線基板は、上面に電子部品の搭載部を有する四角形状の絶縁基板と、該絶縁基板の上面の外周部に前記搭載部を取り囲むようにして取着された四角枠状の絶縁枠体と、前記搭載部から前記絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体と、前記絶縁枠体の外周面に上下方向に延びるように形成された横断面形状が台形状の第１の溝と、前記絶縁基板の側面に上下方向に延びるとともに前記第１の溝に連続するように形成された横断面形状が台形状の第２の溝と、該第２の溝の内面に被着されて前記配線導体に電気的に接続された側面導体とを具備しており、前記第１および第２の溝は幅が同じであり、前記第１の溝の前記絶縁基板の側面からの深さが前記第２の溝よりも浅いことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の配線基板によれば、絶縁基板に形成された第２の溝および絶縁枠体に形成された第１の溝は、幅が同じであり、第１の溝の絶縁基板の側面からの深さが第２の溝よりも浅いことから、絶縁基板の側面の第２の溝と、絶縁枠体の外周面の第１の溝との間に若干の段差は生じるものの、この段差は絶縁枠体の幅に比べて小さく、また、応力が大きく作用する溝の上端の両端部に近づくにつれて漸次第１および第２の溝の幅が小さくなるため、段差の上側部分における絶縁枠体の機械的強度の低下を防止し、また、絶縁枠体の下面と絶縁基板の第２の溝の上端部とが接している部位に沿って応力が集中することを防止することができ、絶縁枠体にクラック等が生じることを防ぐことができる。
【００１４】
また、第１の溝の絶縁基板の側面からの深さが第２の溝よりも浅いことから、第１の溝が形成されている部位で絶縁枠体の幅が狭くなることを防止し、絶縁枠体と蓋体との接合幅を十分に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の配線基板を添付図面に基づき詳細に説明する。図１および図２は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す上面図および側面図である。図１および図２において、１は絶縁基板、２は絶縁枠体、３は配線導体、４は第１の溝、５は第２の溝、３ａは側面導体である。これらの絶縁基板１，絶縁枠体２，配線導体３，側面導体３ａ，第１の溝４，第２の溝５により主に配線基板９が構成されている。
【００１６】
絶縁基板１は半導体素子や容量素子等の電子部品を搭載し支持するための支持体として機能し、上面に電子部品の搭載部１ａを有している。絶縁基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，炭化珪素質焼結体等のセラミック絶縁材料やガラスセラミックス焼結体、または絶縁性樹脂、あるいは絶縁性樹脂とセラミックス等の無機絶縁体粉末との混合物等から成る。絶縁基板１が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、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原料粉末に適当な有機バインダや可塑剤、溶剤等を添加混合して泥漿物を作り、その泥漿物からドクターブレード法やカレンダーロール法によってセラミックグリーンシート（生シートで、以下、グリーンシートともいう）と成し、しかる後、絶縁基体１となるグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれらを積層し、約１６００℃の温度で焼成することによって作製される。
【００１７】
絶縁基板１の上面には搭載部１ａを取り囲むようにして絶縁枠体２が取着されている。絶縁枠体２は、絶縁基板１と同様の電気絶縁性の材料により形成され、生産性や絶縁基板１に対する取着の強度等を考慮すると、絶縁基板１と同じ材料で形成することが好ましい。絶縁枠体２は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、上記絶縁基板１を作製するのと同様のグリーンシートを形成した後、枠状に打ち抜き加工を施して枠状のグリーンシートを形成し、この枠状のグリーンシートを絶縁基板１となるグリーンシートの上面に積層すること等により形成される。
【００１８】
絶縁基板１の搭載部１ａから絶縁基板１の側面および下面の少なくとも一方に配線導体３が導出されている。この配線導体３は、絶縁基板１が酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成る場合はメタライズ層から成り、また、絶縁基板１が樹脂や樹脂と無機絶縁材料粉末とから成る場合は金属ペーストの焼結体から成り、電子部品が搭載される搭載部１ａの周辺から絶縁基板１の側面にかけて複数の配線導体４が被着形成されて、あるいはビア導体等の貫通導体として形成されて導出される。
【００１９】
配線導体３の材料としては金，銅，モリブデン，タングステン，マンガン，白金，パラジウム，ロジウムやこれらの合金等を用いることができ、例えば、タングステンの粉末に適当な有機バインダや可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、絶縁基体１となるグリーンシートの表面または側面等に、スクリーン印刷法等により所定パターンに印刷塗布しておくことにより、焼成後に絶縁基体１の所定位置に所定パターンの配線導体３が形成される。
【００２０】
また、本発明の配線基板において、絶縁枠体２の外周面に上下方向に延びるように横断面形状が台形状の第１の溝４が形成され、絶縁基板１の側面に上下方向に延びるとともに第１の溝４に連続するように横断面形状が台形状の第２の溝５が形成されており、第２の溝５の内面には配線導体３に電気的に接続された側面導体３ａが被着されている。
【００２１】
なお、第１の溝４および第２の溝５は、台形状の下底（長い方の底辺）が外側に位置し、上底（短いほうの底辺）が内側に位置するように形成される。この場合、第１の溝４および第２の溝５の横断面形状は、完全な台形状に限らず、角部分を円弧状に成形した、楕円弧状に近いような形状でもよい。
【００２２】
側面導体３ａは、配線導体４と同様の金属材料から成り、例えば、配線導体３を形成するのと同様の金属ペーストを、絶縁基体１となるグリーンシートの側面に予め上下方向に延びるようにして設けておいた第２の溝５の内面に印刷することにより形成される。側面導体３ａは、例えば、配線導体３のうち絶縁基板１の側面や下面に導出された部位等と接することにより配線導体３と電気的に接続されており、搭載部１ａに搭載された電子部品（図示せず）の電極を、配線導体３に電気的に接続することにより、配線導体３と側面導体３ａとを介して電子部品の電極が外部に導出されることになる。
【００２３】
つまり、配線基板９の搭載部１ａに電子部品（図示せず）を搭載するとともに、電子部品の電極をボンディングワイヤや半田等を介して配線導体３のうち搭載部１ａに露出した部位に電気的に接続し、絶縁枠体２の上面に蓋体（図示せず）を接合して搭載部１ａを塞ぐことにより、搭載部１ａに電子部品が気密封止されて電子装置として完成し、側面導体３ａの下端部分を外部電気回路基板の電気回路（図示せず）に半田等の接合材を介して電気的に接続することにより、電子部品の電極が配線導体３および側面導体３ａを介して外部の電気回路と電気的に接続される。この場合、半田等の接合材が側面導体３ａと外部電気回路基板の電気回路とに渡り形成され、配線基板９の外部電気回路基板への接続をより強固なものとすることができる。
【００２４】
側面導体３ａの半田等の接合材との接合面積を確保するうえで、第２の溝５はその半径を３００μｍ以上とすることが好ましい。また、接合材の広がり過ぎを防いで接合材に一定のメニスカスを形成して接合強度を確保するために、第２の溝５の半径は３００μｍ乃至６００μｍとすることがより一層好ましい。
【００２５】
なお、絶縁枠体１の外周面にも第１の溝４を形成するのは、その内面に側面導体３ａを延出させて蓋体に側面導体３ａを電気的に接続すること等により接地用としたり、側面導体３ａの露出表面にニッケルや金等の保護めっきを施す場合に、めっき液が第１の溝４の内部に入り込みやすくなるようにして、めっき欠け等の不良を防止したりするためである。
【００２６】
配線導体３や側面導体３ａの露出表面にニッケルや金等のめっき層を被着させておくと、配線導体３に対するボンディングワイヤのボンディング性や、側面導体３ａを外部の電気回路に接続するための半田の濡れ性等を向上させることができる。
【００２７】
また、本発明の配線基板において、第１および第２の溝４，５は幅が同じであり、第１の溝４の絶縁基板２の側面からの深さが第２の溝５よりも浅い。これにより、第２の溝５と第１の溝４との間に若干の段差は生じるものの、この段差は絶縁枠体２の幅に比べて小さく、また、応力が大きく作用する第１の溝４の両端部に近づくにつれて漸次第１および第２の溝４，５の間の段差が小さくなるため、段差の上側部分における絶縁枠体２の機械的強度の低下を防止し、また、絶縁枠体２の下面と第２の溝５の上端部とが接している部位に沿って応力が集中することを防止することができ、絶縁枠体２にクラック等が生じることを防いで気密封止の信頼性を優れたものとすることができる。
【００２８】
また、第１の溝４は絶縁枠体２の外周面からの深さが浅いので、溝４が形成された部位においても絶縁枠体２の幅を十分に確保し、絶縁枠体２と蓋体とを強固に接合することができる。
【００２９】
その結果、絶縁枠体２と蓋体との接合面積を確保するとともに、絶縁枠体２にクラック等の機械的な破壊が生じることを効果的に防止した、気密封止の信頼性に優れるとともに小型の配線基板９を提供することができる。
【００３０】
第１の溝４および第２の溝５は、例えば、配線基板領域がセラミック母基板に多数個縦横に配列形成されて成る、いわゆる多数個取りの形態で配線基板を製作するものとし、配線基板領域の境界に沿って横断面が円形状の貫通孔を形成し、その後、配線基板領域の境界に沿ってセラミック母基板を分割することにより形成される。分割された円形状の貫通孔が各配線基板９の側面に形成された断面が台形状の第２の溝５になる。
【００３１】
また、このときの貫通孔の半径および打ち抜き位置を、グリーンシートを積層したときに上下に連続する、第１の溝４となる貫通孔および第２の溝５となる貫通孔について、上記境界における幅を同じとし、第１の溝４となる貫通孔の上記境界からのグリーンシート主面方向での深さを、第２の溝となる貫通孔の深さよりも浅くしておく。
【００３２】
なお、第１の溝４の内面に側面導体３ａを延出させる場合、配線導体３が接地用のものであれば、絶縁枠体２の上面にまで達するように延出させるとともに、絶縁枠体２の上面にもメタライズ層等の金属層を形成しておくことが好ましい。その場合、電子部品の接地をより一層確実に行わせることができる。
【００３３】
また、第１の溝４の深さは２００μｍ以下であることが好ましい。深さが２００μmを超えると、絶縁枠体２の上面の蓋体との接合幅を確保することが難しくなり、気密封止の信頼性が劣化するおそれがある。
【００３４】
また、第１の溝４は、上端から下端にかけて幅および深さの少なくとも一方が漸次大きくなるような形状として、上述したようなめっき液の入り込みやすさ等を確保するとともに、絶縁枠体２における上端部の占有面積を小さくするようにして、蓋体の接合幅をより有効に確保し、気密封止の信頼性をより一層高くするようにしてもよい。
【００３５】
なお、本発明は以上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種々の変更、改良を施すことは何ら差し支えない。例えば、絶縁基板１の側面の第２の溝５について、その内面の一部に凸部や凹部を設けておいて、側面導体３ａに対する接合面積をより大きく確保し、配線基板９の外部電気回路基板に対する接続の信頼性をより良好とするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・絶縁基体
１ａ・・・搭載部
２・・・絶縁枠体
３・・・配線導体
３ａ・・・側面導体
４・・・第１の溝
５・・・第２の溝
９・・・配線基板
【図１】
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【図２】
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