(57)【要約】【課題】  電極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大きくなっても、その接続を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。【解決手段】  配線基板９は、内部に配線導体２が形成されたセラミックスから成る四角板状の絶縁基体１と、絶縁基体１の主面に全体が四角形状の配列パターンとなるように縦横に配列形成された複数の電極パッド３と、各電極パッドから絶縁基体１の内部にかけて形成された貫通導体４とを具備し、複数の電極パッド３のうち四角形状の配列パターンの各隅部に形成されたものはその他のものよりも貫通導体４の数が多く形成されている。【選択図】  図１
2005191041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に配線導体が形成されたセラミックスから成る四角板状の絶縁基体と、該絶縁基体の主面に全体が四角形状の配列パターンとなるように縦横に配列形成された複数の電極パッドと、該各電極パッドから前記絶縁基体の内部にかけて形成された貫通導体とを具備しており、前記複数の電極パッドのうち前記四角形状の配列パターンの各隅部に形成されたものはその他のものよりも前記貫通導体の数が多いことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記四角形状の配列パターンの各隅部の前記電極パッドは、前記絶縁基体の主面の対角線に沿って配置された２個の貫通導体が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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基体の主面に電極パッドが配置され、この電極パッドが外部電気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、特に電極パッドの外部電気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。
【背景技術】
【０００２】
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、内部に配線導体が形成された四角板状の絶縁基体と、絶縁基体の一方主面に全体が四角形状の配列パターンとなるように縦横に配列形成された複数の電極パッドと、電極パッドから絶縁基体の内部にかけて形成された貫通導体とを有する構造である。貫通導体は配線導体と電気的に接続され、貫通導体を介して電極パッドと配線導体とが電気的に接続されている。
【０００３】
そして、絶縁基体の電極パッドが形成された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導体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、絶縁基体の主面に配列形成した多数の電極パッドを、それぞれ対応する外部電気回路基板の回路配線に導体バンプを介して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】
なお、この配線基板の電極パッドと外部電気回路基板の端子パッドとの接合時には、通常、導体バンプの電極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。
【特許文献１】特開平１０−９２９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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に起因する熱応力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等によって、電極パッドが絶縁基体から剥がれやすく、配線基板の電極パッドを外部電気回路基板の回路配線等に導体バンプを介して接続する際に、電極パッドと外部電気回路基板との接続信頼性が低下するおそれがあるという問題点があった。
【０００７】
このような応力は、通常、絶縁基体の主面の対角線方向に大きく作用し、各隅部において最も大きく作用する。そのため、上記電極パッドの剥がれは、特に、四角形状の配列パターンに形成された電極パッドのうち応力が最も大きく作用する各隅部に形成されたものにおいて顕著である。
【０００８】
特に、近年、配線基板の小型化と電極パッドの個数の増加とに応じて電極パッドを小さくする必要があり、電極パッドの絶縁基体に対する接合の面積が小さくなっているため、電極パッドの剥がれの発生が増加する傾向にあり、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。
【０００９】
本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、電極パッドが絶縁基体に強固に接合され、電極パッドを外部電気回路基板の回路配線に導体バンプを介して長期にわたって確実に電気的に接続させておくことが可能で、特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大きくなっても、その接続を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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の配線基板は、内部に配線導体が形成されたセラミックスから成る四角板状の絶縁基体と、絶縁基体の主面に全体が四角形状の配列パターンとなるように縦横に配列形成された複数の電極パッドと、各電極パッドから前記絶縁基体の内部にかけて形成された貫通導体とを具備しており、前記複数の電極パッドのうち前記四角形状の配列パターンの各隅部に形成されたものはその他のものよりも前記貫通導体の数が多いことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の配線基板は、好ましくは、前記四角形状の配列パターンの各隅部の前記電極パッドは、前記絶縁基体の主面の対角線に沿って配置された２個の貫通導体が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の配線基板によれば、複数の電極パッドのうち四角形状の配列パターンの各隅部に形成されたものはその他のものよりも貫通導体の数を多くしたことから、貫通導体によるアンカー効果で電極パッドと絶縁基体との接合強度が高くなり、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熱応力等の応力が電極パッドに作用したとしても、電極パッドが絶縁基体から剥がれるのを防ぐことができる。そのため、絶縁基体の主面に形成した電極パッドを外部電気回路基板の回路配線に対し導体バンプを介して長期にわたって確実に電気的に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。
【００１３】
また、本発明の配線基板によれば、好ましくは、四角形状の配列パターンの各隅部の電極パッドは、絶縁基体の主面の対角線に沿って配置された２個の貫通導体が形成されていることから、応力が作用する方向に沿って２個の貫通導体が並ぶので、よりアンカー効果が強くなり、電極パッドと絶縁基体との接合強度をより一層高くして、電極パッドの剥がれがより効果的に防止された、接続信頼性に極めて優れた配線基板とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。図１（ａ）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、（ｂ）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。これらの図において、１は絶縁基体、２は配線導体、３は電極パッド、４は貫通導体である。これら絶縁基体１，配線導体２，電極パッド３および貫通導体４により配線基板９が主に構成される。
【００１５】
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セラミックスから成る。絶縁基体１が例えば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。
【００１６】
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、通常、後述するように電極パッド３が形成される一方主面（図１の例では下面）と対向する他方主面（図１の例では上面）に電子部品が搭載される。
【００１７】
また、絶縁基体１の内部には、配線導体２が形成されている。配線導体２は、貫通導体４を介して、絶縁基体１の一方主面に形成された電極パッド３と電気的に接続されている。
【００１８】
そして、配線導体２を絶縁基体１の他方主面に導出し、この導出した露出部分に電子部品の電極を電気的に接続することにより、絶縁基体１に搭載した電子部品の電極が配線導体２および貫通導体４を介して電極パッド３と電気的に接続される。
【００１９】
このような配線導体２は、タングステン，モリブデン，銅，銀等のメタライズ導体により形成されている。配線導体２は、例えば、タングステン，モリブデン，銅，銀等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表面に印刷塗布しておくことにより形成される。
【００２０】
絶縁基体１の一方主面（図１（ｂ）の例では下面）には、複数の電極パッド３が四角形状の配列パターンとなるように縦横に配列形成されている。また、各電極パッド３から絶縁基体１の内部にかけて貫通導体４が形成されている。貫通導体４は、電極パッド３と配線導体２とを電気的に接続する機能をなし、その上端等で配線導体２と接して電気的に接続されている。
【００２１】
電極パッド３は、配線基板９の外部接続用のパッドとして機能し、この電極パッド３は導体バンプ（図示せず）を介して外部電気回路基板の例えば回路配線（図示せず）に接合されることにより、配線基板９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。
【００２２】
この電極パッド３および貫通導体４は、通常、配線導体２と同様のメタライズ金属から成り、例えば、予め絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち電極パッドが形成される部位に貫通孔を形成しておき、このセラミックグリーンシートの表面および貫通孔内に、配線導体２と同様の金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法により所定のパターンに印刷塗布し、充填しておくことにより形成される。
【００２３】
なお、電極パッド３は、配線基板９の小型化や高密度化に対応するために、絶縁基体１の主面のほぼ全域にわたって全体が四角形状の配列パターンとなるように縦横に配列形成されており、絶縁基体１の主面の四角形状の配列パターンの各隅部にも電極パッド３ａが形成されている。
【００２４】
本発明の配線基板９においては、電極パッド３のうち四角形状の配列パターンの各隅部に形成された電極パッド３ａは、その他の電極パッド３よりも多くの貫通導体４が形成されている。これにより、貫通導体４によるアンカー効果で、電極パッド３ａと絶縁基体１との接合強度が高くなり、配線基板９の絶縁基体１と外部電気回路基板（図示せず）との熱膨張係数の差により発生する熱応力等の応力が電極パッド３，３ａに作用しても、電極パッド３，３ａが絶縁基体１から剥がれるのを効果的に防ぐことができる。そのため、絶縁基体１の主面に形成した電極パッド３，３ａを外部電気回路基板の回路配線（図示せず）に対し導体バンプ（図示せず）を介して長期にわたって確実に電気的に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９とすることができる。
【００２５】
各隅部の電極パッド３ａの貫通導体４の数を、他の電極パッド３の貫通導体４の数よりも多くするに際して、他の電極パッド３と配線導体２との間の電気的な接続が一つの貫通導体４で確保できるときには、他の電極パッド３に接続される貫通導体４の数をそれぞれ１個とし、各隅部の電極パッド３ａに接続される貫通導体４の数を２個乃至４個とすることが好ましい。
【００２６】
各隅部の電極パッド３ａに５個以上の貫通導体４をそれぞれ形成した場合、電極パッド３ａの絶縁基体１に対する接合面積そのものが小さくなってしまうため、かえって電極パッド３ａの絶縁基体１に対する接合強度が低くなり、配線基板９の外部電気回路基板に対する接続信頼性が低下するおそれがある。
【００２７】
なお、電極パッド３，３ａおよび貫通導体４は、平面視で円形状または楕円形状等の角部のない形状であることが好ましい。角部があると、その角部に、貫通導体４と絶縁基体１との熱膨張係数の差に起因する熱応力等の応力が集中し、角部から貫通導体４、絶縁基体１、または貫通導体４と絶縁基体１との接合界面等に、亀裂等の機械的な破壊が生じやすくなり、配線基板９の外部接続等の長期信頼性が劣化するおそれがある。
【００２８】
電極パッド３，３ａおよび貫通導体４を平面視で円形状、楕円形状とする場合、その直径または長軸，短軸の長さは、配線基板９の小型化や、電極パッド３，３ａの外部電気回路基板に対する接続の信頼性、電極パッド３，３ａと配線導体２との貫通導体４を介しての電気的接続の信頼性等を確保するために、例えば２００〜１０００μｍの範囲で形成するのがよい。
【００２９】
また、本発明において、四角形状の配列パターンの各隅部の電極パッド３ａは、絶縁基体１の主面の対角線に沿って配置された２個の貫通導体４が形成されていることが好ましい。この構成により、熱応力等の応力が作用する方向に沿って２個の貫通導体４が並ぶので、よりアンカー効果の影響が強くなり、電極パッド３ａと絶縁基体１との接合強度が高くなり、配線基板９の絶縁基体１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熱応力等の応力による剥離、破損、接続性の劣化等をより効果的に防止できる。
【００３０】
そのため、絶縁基体１の主面に形成した電極パッド３を外部電気回路基板の端子パッドに対し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でき、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板９とすることができる。
【００３１】
各隅部の電極パッド３ａについて、２個の貫通導体４を絶縁基体１の主面の対角線に沿って配置する場合、貫通導体４の断面形状を、対角線に沿った方向に長軸が位置するような楕円形状としておくとよく、この場合応力が作用する方向における貫通導体４と電極パッド３ａとの接合の面積が増えるので、より効果的にアンカー効果を得ることができ、外部接続の信頼性をさらに向上させることができる。
【００３２】
ただし、各隅部の電極パッド３ａに形成される貫通導体４の断面形状を楕円形状として２個形成する場合、楕円形状のものを長手方向に２個接続して配置し、電極パッド３ａを直径方向等に横断してしまうと、電極パッド３ａが貫通導体４で分断されたようになるので、電極パッド３ａの絶縁基体１に対する接合の強度が低下するおそれがある。そのため、各隅部の電極パッド３ａに、絶縁基体１の主面の対角線に沿って２個の貫通導体４を形成する場合、貫通導体４同士の間の間隔、および貫通導体４と電極パッド３ａの外周縁との間の間隔は、２０μｍ以上とすることが好ましい。
【００３３】
また、各隅部の電極パッド３ａに２個の貫通導体４を対角線に沿って配置する場合、各電極パッド３ａにおいて、より大きな熱応力等の作用する外側に位置する貫通導体４の方を、内側に位置する貫通導体４よりも平面視で大きな形状（断面形状）としておくことが好ましい。
【００３４】
電極パッド３，３ａおよび配線導体２は、その露出表面にニッケル，金等のめっき層を被着させておくことが好ましい。例えば、厚さが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と、厚さが０．０５〜２μｍ程度の金めっき層とを順次被着させておくと、電極パッド３，３ａおよび配線導体２の酸化腐食を効果的に防止することができるとともに、電極パッド３，３ａに対する導体バンプの濡れ性を良好とすることができる。
【００３５】
この場合、電極パッド３，３ａに被着させるめっき層と、配線導体２に被着させるめっき層とは、同じ層構成、同じ厚みとする必要はなく、各部位の使用目的等に応じて、層構成や厚みを変えるようにしてもよい。例えば、電極パッド３，３ａには金めっき層を薄く被着させて、導体バンプの成分と金成分との間で脆い金属間化合物が多量に生成されることを防止し、外部接続の信頼性をより一層優れたものとするようにしてもよい。
【００３６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す平面図，断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・絶縁基体
２・・・配線導体
３・・・電極パッド
３ａ・・・配列パターンの各隅部に形成された電極パッド
４・・・貫通導体
９・・・配線基板
【図１】
2005191041.tif 000003