(57)【要約】【課題】  絶縁基体が長方形状で主面の両長辺に沿って接続パッドが複数形成された配線基板において、接続パッドを外部電気回路に長期にわたって安定して電気的に接続させることが可能な信頼性に優れた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長方形状の絶縁基体１と、配線導体２と電気的に接続されて絶縁基体１の主面の両長辺に沿って形成された複数の接続パッド３と、絶縁基体１の主面の中央部に長辺方向に平行に形成されたメタライズ層４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】
内部に配線導体が形成されたセラミックスから成る長方形状の絶縁基体と、前記配線導体と電気的に接続されて該絶縁基体の主面の両長辺に沿って形成された複数の接続パッドと、前記絶縁基体の主面の中央部に長辺方向に平行に形成されたメタライズ層とを具備していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記メタライズ層は、前記複数の接続パッドの前記両長辺における並びの長さよりも長いことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記絶縁基体は、内部に接地用配線導体または電源用配線導体が形成されており、前記メタライズ層は、前記接地用配線導体または前記電源用配線導体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記絶縁基体は、短辺側の側面に側面導体が形成されており、前記メタライズ層は、前記短辺側の側面に延出しているとともに前記側面導体に電気的に接続してい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、半導体素子や圧電振動子、容量素子等の電子部品を搭載する配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子や圧電振動子、容量素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のセラミックスから成り、内部に配線導体が形成された絶縁基体と、絶縁基体の主面に配列形成され配線導体と電気的に接続された外部接続用の複数の接続パッドとを有する構造である。
【０００３】
そして、絶縁基体の、接続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、電子部品の信号用や接地用，電源用等の電極を対応する配線導体に、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複数の接続パッドを、それぞれ対応する外部電気回路基板の回路配線に半田等から成る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】
このような配線基板においては、近年、ラインセンサー素子や圧電振動子等の長方形状の電子部品を搭載する用途が増加しているため、このような長方形状の電子部品の搭載に適した、絶縁基体を長方形状としたものが用いられるようになってきている。この場合、複数の接続パッドは、外部電気回路基板と配線基板との接続部分に作用する熱応力の低減のため、対向する接続パッド間の距離が短く、絶縁基体の主面の両長辺に沿って形成される。
【特許文献１】特開１９９９−８７３８６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、このように長方形状の絶縁基体の主面に、両長辺に沿って複数の接続パッドを形成した配線基板の場合、長辺方向の両端部分で、絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差に起因して生じる熱応力が非常に大きなものとなるため、接続パッドや外部電気回路基板の回路配線と導体バンプとの接合面や、導体バンプ自体に短期間で機械的な破壊を生じてしまい、配線基板の外部接続の信頼性が大きく低下してしまうという問題があった。
【０００７】
特に、ラインセンサー素子用絶縁基体等のように長辺方向の長さが２０ｍｍ以上となるような非常に細長いものの場合や、導体バンプの材料として錫−銀系等の鉛非含有半田を用いるようになると、熱応力が非常に大きくなるとともに導体バンプによる熱応力を吸収緩和する作用も低下し易いことから、上記のような導体バンプの機械的な破壊等の不具合の発生が顕著なものとなる。
【０００８】
本発明は上記従来の技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、配線基板、特に、絶縁基体が長方形状で、主面の両長辺に沿って接続パッドが複数形成された配線基板において、接続パッドを外部電気回路に長期にわたって安定して電気的に接続させておくことが可能な、信頼性に優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】
【０００９】
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長方形状の絶縁基体と、前記配線導体と電気的に接続されて該絶縁基体の主面の両長辺に沿って形成された複数の接続パッドと、前記絶縁基体の主面の中央部に長辺方向に平行に形成されたメタライズ層とを具備していることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記メタライズ層は、前記複数の接続パッドの前記両長辺における並びの長さよりも長いことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記絶縁基体は、内部に接地用配線導体または電源用配線導体が形成されており、前記メタライズ層は、前記接地用配線導体または前記電源用配線導体と電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の配線基板は好ましくは、前記絶縁基体は、短辺側の側面に側面導体が形成されており、前記メタライズ層は、前記短辺側の側面に延出しているとともに前記側面導体に電気的に接続している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、内部に配線導体が形成されたセラミックスから成る長方形状の絶縁基体と、前記配線導体と電気的に接続されて該絶縁基体の主面の両長辺に沿って形成された複数の接続パッドと、前記絶縁基体の主面の中央部に長辺方向に平行に形成されたメタライズ層とを具備していることから、接続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接続するときに、メタライズ層を外部電気回路基板の、例えばダミーの接続用金属層等に半田等を介して接続することにより、配線基板の外部電気回路基板に対する接続を補強することができる。
【００１４】
その結果、絶縁基体が長方形状で、長辺方向の両端部で熱応力等の応力が配線基板と外部電気回路基板との接続部分に大きく作用したとしても、接続パッドや外部電気回路基板の回路配線と導体バンプとの接合面や、導体バンプ自体に短期間で機械的な破壊を生じることはなく、外部電気回路基板に対する電気的接続の信頼性に優れた配線基板とすることができる。
【００１５】
また本発明の配線基板は、好ましくは、メタライズ層は、複数の接続パッドの両長辺における並びの長さよりも長いことから、特に熱応力が大きく作用する接続パッドの並びの両端側における接続をより効果的に補強することができ、より一層外部接続の信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【００１６】
また本発明の配線基板は、好ましくは、絶縁基体は、内部に接地用配線導体または電源用配線導体が形成されており、メタライズ層は、接地用配線導体または電源用配線導体と電気的に接続されていることから、配線基板の接地用配線導体や電源用配線導体等の、大きな電流が流れる配線導体を外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に確実に電気的に接続させることができ、配線基板の外部接続の信頼性をより一層良好とすることができる。
【００１７】
また、メタライズ層を接地用配線導体または電源用配線導体と電気的に接続するとともに、このメタライズ層を外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に接続するようにすると、配線基板の外部電気回路基板に対する接続を補強するために、外部電気回路基板に別途ダミーの接続用金属層等を設ける必要はなく、外部接続の作業性をより容易なものとすることができる。
【００１８】
また、本発明の配線基板は好ましくは、絶縁基体は、短辺側の側面に側面導体が形成されており、メタライズ層は、短辺側の側面に延出しているとともに側面導体に電気的に接続していることから、側面導体にて、外部電気回路基板の回路配線等に半田等を介して接続することにより、側面導体と回路配線との間に半田等のフィレットが形成され、応力が大きく作用する傾向のある絶縁基体の長辺方向の両端側における接続をより効果的に補強することができ、より一層外部接続の信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【００１９】
また、メタライズ層が配線基板の接地用配線導体または電源用配線導体に電気的に接続されている場合、配線基板の接地用配線導体や電源用配線導体等の大きな電流が流れる配線導体を、外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に、より確実かつ強固に電気的に接続させることができ、配線基板の外部接続の信頼性をより一層良好とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、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。
【００２１】
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、図１（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。図１において、１は絶縁基体、２は配線導体、３は接続パッド、４はメタライズ層である。これら絶縁基体１，配線導体２，接続パッド３，メタライズ層４により、主に本発明の配線基板９が構成される。
【００２２】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や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，ガラスセラミック焼結体等の電気絶縁材料から成る。
【００２３】
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウムや酸化珪素，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。
【００２４】
絶縁基体１は、半導体集積回路素子や光半導体素子等の半導体素子，容量素子，圧電振動子，弾性表面波素子等の電子部品を搭載し支持するための基体として機能し、その主面（後述する接続パッド３が形成されている主面と対向する主面等）に電子部品（図示せず）が搭載される。
【００２５】
本発明の配線基板９において、絶縁基体１は、ラインセンサー素子や圧電振動子等の長方形状の電子部品を搭載するのに適するように長方形状に形成されている。
【００２６】
長方形状としては、例えば、ラインセンサー素子用絶縁基体１の場合、長辺の長さが２０ｍｍで、短辺の長さが８ｍｍ等の、縦横比が２以上の細長いものとなる。
【００２７】
なお、図１の例では、絶縁基体１は長方形の平板状であるが、電子部品が搭載される領域に応じて、電子部品を収納し搭載するための凹部を形成した形状でもよい。
【００２８】
また、絶縁基体１の各角部は、円弧状に面取りし、角部の破損を防止するようにしている。
【００２９】
絶縁基体１の内部には、配線導体２が形成されており、この配線導体２は、その一部が絶縁基体１の電子部品が搭載される部位に露出している。
【００３０】
また、配線導体２は、一部が絶縁基体１の主面（図１の例では下面）に導出され、この配線導体２の導出部分と電気的に接続するようにして接続パッド３が形成されている。
【００３１】
なお、図１の例では、配線導体２をいったん絶縁基体１の側面に導出し、絶縁基体１の側面に設けた縦方向の溝の表面を通って接続パッド３に接続させた、いわゆるキャスタレーション導体の形態を示しているが、絶縁基体１の内部に貫通導体を形成して接続パッド３と接続させるようにしてもよい。
【００３２】
接続パッド３は、外部電気回路基板と配線基板との接続部分に作用する熱応力の低減のため、対向する接続パッド間の距離が短く、絶縁基体の主面の両長辺に沿って形成されている。
【００３３】
そして、絶縁基体１の上面等に電子部品を搭載するとともに、電子部品の信号用や接地用，電源用等の電極を対応する配線導体２の露出部分に半田やボンディングワイヤ等の導電性接続材を介して電気的に接続し、必要に応じて電子部品を蓋体や封止用樹脂で封止することにより電子装置として完成する。
【００３４】
なお、接続パッド３が形成される絶縁基体の主面は、電子部品が搭載される部位と対向する主面（図１の例では下面）である。
【００３５】
この電子装置について、接続パッド３を外部電気回路基板の回路配線に半田等から成る導体バンプを介して電気的，機械的に接続することにより、電子部品の電極が配線導体２，接続パッド３および導体バンプを介して外部の電気回路と電気的に接続される。
【００３６】
配線導体２および接続パッド３は、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等の金属材料により形成されている。
【００３７】
配線導体２は、例えばタングステンからなる場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤，バインダと混練して作製した導体ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに、スクリーン印刷法等の方法で印刷しておくことにより形成される。
【００３８】
本発明の配線基板９においては、絶縁基体１の主面の中央部に長辺方向に平行にメタライズ層４が形成されている。
【００３９】
このメタライズ層４は、配線基板９（電子装置）を外部電気回路基板に接続するときに、その接続を補強する機能をなす。
【００４０】
例えば、配線基板９（電子装置）を搭載したときに、外部電気回路基板のうち絶縁基体１の主面の中央部に対向する部位に、ダミーの接続用金属層（図示せず）を設けておき、配線基板９のメタライズ層４を、そのダミーの接続用金属層に、導体バンプを形成するのと同様の半田等を介して接続することにより、配線基板９の外部電気回路基板に対する接続の強度を有効に補強することができる。メタライズ層４を外部電気回路基板に接続する際に用いる半田は、接続パッド３を外部電気回路基板に接続する導体バンプを形成する半田と同様のものを用いることができる。同様の半田を用いると、半田の溶融温度等の実装条件の調整が容易になる。
【００４１】
なお、メタライズ層４は、上述した配線導体２や接続パッド３と同様の金属材料、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等を用いて形成することができ、例えばタングステンからなる場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤，バインダと混練して作製した導体ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに、スクリーン印刷法等の方法で印刷しておくことにより形成される。
【００４２】
メタライズ層４は対向する長辺の間で、絶縁基体１の主面の両長辺に沿って形成されている接続パッド３が同じように接続を補強する効果を得るようにするため、絶縁基体１の主面の中央部に長辺方向に形成する必要がある。メタライズ層４が、一方の長辺側に片寄っていると、配線基板９と外部電気回路基板との接続を補強する効果が、他方の長辺側で弱くなるため、他方の長辺側から、導体バンプの破壊等が生じやすくなってしまう。
【００４３】
また本発明の配線基板９は、メタライズ層４が、絶縁基体１両長辺における複数の接続パッド３の並びの長さよりも長いことが好ましい。
【００４４】
メタライズ層４について、絶縁基体１両長辺における複数の接続パッド３の並びの長さよりも長くなるようにして形成しておくと、配線基板９の接地用配線導体や電源用配線導体等の、大きな電流が流れる配線導体２を外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に確実に電気的に接続させることができ、配線基板９の外部接続の信頼性をより一層良好とすることができる。
【００４５】
また、配線基板９のメタライズ層４の形成領域内に凹部が形成されていてもよい。これにより、メタライズ層４と外部電気回路基板のダミーの接続用金属層とを半田等を介して接続する際、メタライズ層４と半田との接続面積が大きくなることから、接続の強度をより強固にすることができる。さらに、メタライズ層４とダミーの接続用金属層とを接続する半田の量が過剰であった場合等に、過剰な半田をこの凹部で吸収することができ、メタライズ層４と接続パッド３とが短絡することを効果的に防止できる。
【００４６】
また本発明の配線基板９は、絶縁基体１が、内部に接地用配線導体（図示せず）または電源用配線導体（図示せず）が形成されており、メタライズ層４は、接地用配線導体または電源用配線導体と電気的に接続されていることが好ましい。
【００４７】
絶縁基体１の内部に接地用配線導体または電源用配線導体を形成し、メタライズ層４を接地用配線導体または電源用配線導体と電気的に接続するとともに、このメタライズ層４を外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に接続するようにすると、配線基板の外部電気回路基板に対する接続を補強するために、外部電気回路基板に別途ダミーの接続用金属層等を設ける必要はなく、外部接続の作業性をより容易なものとすることができる。
【００４８】
なお、接地用配線導体や電源用配線導体は、電子部品が搭載される主面に一部が露出し、この露出した部分に電子部品の接地用や電源用の電極が電気的に接続される。電子部品の接地用や電源用の電極は、接地用配線導体や電源用配線導体を介して外部電気回路基板の接地用回路配線、電源用回路配線と電気的に接続され、これにより電子部品の接地や電源供給が行われる。
【００４９】
また、本発明の配線基板９は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁基体１は、短辺側の側面に側面導体５が形成されており、メタライズ層４は、短辺側の側面に延出しているとともに側面導体５に電気的に接続していることが好ましい。なお、図２（ａ）は、本発明の他の実施の形態の例を示す平面図であり、図２（ｂ）はその断面図である。図２において図１と同じ部位には同じ符号を付している。
【００５０】
側面導体５を外部電気回路基板の回路配線等に半田等を介して接続することにより、側面導体５と回路配線との間に半田等のフィレットが形成され、応力が大きく作用する傾向のある絶縁基体１の長辺方向の両端側における接続をより効果的に補強することができ、より一層外部接続の信頼性に優れた配線基板９を提供することができる。
【００５１】
また、メタライズ層４が配線基板９の接地用配線導体または電源用配線導体に電気的に接続されている場合、配線基板９の接地用配線導体や電源用配線導体等の大きな電流が流れる配線導体を、外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に、より確実かつ強固に電気的に接続させることができ、配線基板９の外部接続の信頼性をより一層良好とすることができる。
【００５２】
側面導体５は、配線導体２や接続パッド３，メタライズ層４と同様の金属材料、即ちタングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等を用いて形成することができ、例えば上述したようなタングステンの導体ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの側面にスクリーン印刷法等の方法で印刷しておくことにより形成される。
【００５３】
なお、セラミックグリーンシートの厚さを変えたり、導体ペーストを側面に塗布するセラミックグリーンシートの層数を変えたりすることにより、側面導体５の高さを調整することができる。
【００５４】
また、メタライズ層４は、接続パッド３との間隔を０．５ｍｍ以上確保することが好ましい。メタライズ層４と接続パッド３との間隔が０．５ｍｍ未満になると、メタライズ層４と接続パッド３との間が半田等で短絡し易くなるおそれがある。
【００５５】
なお、本発明は上述の実施の形態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は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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、（ｂ）は（ａ）の配線基板の断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の配線基板の断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・絶縁基体
２・・・配線導体
３・・・接続パッド
４・・・メタライズ層
５・・・側面導体
９・・・配線基板
【図１】
2005244156.tif 000003
【図２】
2005244156.tif 000004