(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＴＣＣ基板等のセラミック基板を回路基板として使用する場合、熱衝撃によるパッド電極の外縁部分を起点とするクラックの発生を抑制し、熱疲労に対して長寿命化を図る。【解決手段】セラミック基板１と、セラミック基板の表裏面の少なくともいずれか一方に設けたパッド電極２と、パッド電極と接合された外部端子であるハンダボール３とを有するセラミック回路基板において、パッド電極の径をハンダボールの径よりも大きく形成し、且つパッド電極とハンダボールとの接合箇所５を除いたパッド電極の電極表面６及びパッド電極を設けたセラミック基板表面７のうち、少なくともパッド電極の外縁８をまたがる表面部分に樹脂レジスト層４を形成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路素子又は配線の少なくともいずれか一方を内部に設けたセラミック基板と、該セラミック基板の表裏面の少なくともいずれか一方に設けた、前記電子回路素子又は前記配線への入出力端子となるパッド電極と、該パッド電極と接合された外部端子であるハンダボールとを有するセラミック回路基板において、
前記パッド電極の径を前記ハンダボールの径よりも大きく形成し、且つ前記パッド電極と前記ハンダボールとの接合箇所を除いた該パッド電極の電極表面及び該パッド電極を設けたセラミック基板表面のうち、少なくとも該パッド電極の外縁をまたがる表面部分に樹脂レジスト層を形成したことを特徴とするセラミック回路基板。
【請求項２】
前記ハンダボールは、前記パッド電極を、第２基板に設けられた前記パッド電極の径よりも小さい径を有する第２パッド電極に接続するためのハンダボールであることを特徴とする請求項１記載のセラミック回路基板。
【請求項３】
前記パッド電極と前記ハンダボールとの接合箇所を除いた該パッド電極の電極表面のほぼ全面に樹脂レジスト層を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のセラミック回路基板。
【請求項４】
前記樹脂レジスト層は、前記ハンダボールの表面に形成されていないことを特徴とする請求項１、２又は３記載のセラミック回路基板。
【請求項５】
前記パッド電極は前記セラミック基板の表面において格子状に配列されており、少なくとも外周３列に配置されたパッド電極について、パッド電極の径を前記ハンダボールの径よりも大きく形成し且つ前記樹脂レジスト層を形成したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のセラミック回路基板。
【請求項６】
前記セラミック回路基板は、低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）基板であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のセラミック回路基板。
【請求項７】
前記セラミック回路基板は、セラミックパッケージ基板であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載のセラミック回路基板。
【請求項８】
前記セラミック回路基板は、高周波基板であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のセラミック回路基板。
【請求項９】
表裏面の少なくともいずれか一方に、外部端子であるハンダボールの径よりも大きな径のパッド電極を有するセラミック基板の形成工程と、
前記パッド電極の電極表面及び前記パッド電極を設けたセラミック基板表面のうち、前記パッド電極の中央部分を除いた、少なくとも該パッド電極の外縁をまたがる表面部分に樹脂レジスト層を形成する樹脂レジスト形成工程と、
前記パッド電極の中央部分の電極表面が露出した部分と外部端子であるハンダボールを接合するボール付け工程と、を有することを特徴とするセラミック回路基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載のセラミック基板と、該セラミック基板の表面に設けたパッド電極と、該パッド電極と接合されたハンダボールと、該ハンダボールと接合され、第２基板の表裏面の少なくともいずれか一方に設けた第２パッド電極とを有するボール接続構造であって、
前記パッド電極の径を前記第２パッド電極の径よりも大きくしたことを特徴とするボール接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部端子としてハンダボールが接合されたセラミック回路基板及びその製造方法に関し、さらにセラミック基板とプリント基板とのボール接続構造に及ぶ。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板上にＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）工法又はＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）工法で実装されたセラミック電子部品は通電などによる熱サイクルが加わると、接続部にセラミック電子部品とプリント基板の熱膨張係数の違いから、熱応力が集中し、接続部が破断することがある。セラミック電子部品の形状が大きくなればより顕著になる。
【０００３】
そこで、熱疲労による寿命を延ばすために、回路基板上に形成された複数のランドと、ランドの対向面側に設けたパッケージと、ランドとパッケージ電極の間に配置され、高い融点を有するハンダからなるボールと、ボールを間に介してパッケージ電極、ランドを電気的に接続し、低い融点を有するハンダからなる導電結合材とを備えた電子部品のボール端子接続構造において、各々のランドの中心位置は、対向する各々のパッケージ電極の中心位置に対して、パッケージの中心点から外側方向に向かって偏心するように形成し、またパッケージ電極とランドの偏心量は、パッケージの中心点からの距離に比例して大きくなるように形成する技術が開示されている（特許文献１を参照。）。
【０００４】
また、同じく熱疲労による寿命を延ばすために、表裏両面に電極部が形成された回路基板の片側の面に半導体素子をダイボンディングしワイヤボンディングした後に樹脂で封止し、回路基板の反対側の面の電極部にハンダボールを搭載して構成する（ＢＧＡ型やＣＳＰ型）半導体装置において、回路基板の複数の電極部の中でその周辺部に位置する少なくとも一つの電極部に対応して搭載するハンダボールを他のハンダボールの材料よりも引張強度が大きい材料で作製し、さらに半導体装置のハンダボールを回路基板の電極部にそれぞれ位置決めし搭載してハンダ付けし、半導体装置と回路基板を電気機械的に接合する技術が開示されている（例えば特許文献２を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−６０７５９号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１又は特許文献２において、熱疲労による寿命を延ばすための方策が述べられている。しかし、特許文献１の技術では基板サイズが大きい場合、上下基板ランドの偏心量が大きくなり、実装時の位置がずれるとハンダ溶融時の上下基板の重心を合わせようとするセルフアライメント作用が薄れるためズレが発生し、目標のハンダ接合部形状（偏心量）が得られない。
【０００７】
一方特許文献２では、実装する基板形状が大きくなると最大外周１列の引張り強度の強いハンダボール補強では信頼性に欠ける。また昨今、Ｐｂフリー化の傾向から、内部にＰｂフリーのハンダボールを使用することは難しい。よって、Ｐｂフリーの外周ハンダボールと内側のハンダボールを使い分けすることができないという問題が生じる。
【０００８】
情報・通信機器分野では、伝送情報の高容量化、高スピード処理のための高周波化が進み、ＧＨｚ領域で使用可能な電気特性に優れる基板の使用が強く要望されている。そこで、低温焼成セラミック（以下、ＬＴＣＣとする）基板等のセラミック基板を高周波基板等の回路基板とすることが望まれる。
【０００９】
しかし、ＬＴＣＣ基板等のセラミック基板を回路基板としてプリント基板とＢＧＡ工法で接合して使用する場合、熱衝撃をかけるとセラミック基板とハンダを接合するセラミック基板底部のパッド電極（ランド）の外縁部分を起点として基板にクラックが生じ、断線するという問題がある。これは、従来ＬＴＣＣ基板とプリント基板に設けられるパッド電極は共に同一径を有し、応力がＬＴＣＣ基板側のパッド電極の外縁部分に集中しやすいためと考えられる。
【００１０】
したがって、上記特許文献に記載された技術は熱疲労による寿命を延ばすための方策の一つではあるが現実にその技術を適用するには依然として問題がある。すなわち、特許文献１の技術はセラミック基板のランドに曲率を持たせることは難しく、また特許文献２は昨今のＰｂフリーへの流れから適用が難しい、という問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、ＬＴＣＣ基板等のセラミック基板を回路基板として使用する場合、特にその基板が大型化した場合においても、熱衝撃によるパッド電極の外縁部分を起点とするクラックの発生を抑制し、熱疲労に対して長寿命のセラミック回路基板を提供することを目的とする。また本発明は、クラック発生の抑制のために設ける樹脂レジスト層をパッド電極の外縁部分に塗布ムラなく形成する方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、本発明に係るセラミック回路基板を実装した場合に、セラミック基板側に前記クラックの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、セラミック基板において発生しやすいパッド電極の外縁部分を起点とするクラックを抑制するため、鋭意開発した結果、セラミック基板のパッド電極を大きくすることで熱応力を分散させると共に、樹脂レジスト層でパッド電極及びそのエリア外までカバーすることによって上記クラックの発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明のセラミック回路基板は、電子回路素子又は配線の少なくともいずれか一方を内部に設けたセラミック基板と、該セラミック基板の表裏面の少なくともいずれか一方に設けた、前記電子回路素子又は前記配線への入出力端子となるパッド電極と、該パッド電極と接合された外部端子であるハンダボールとを有するセラミック回路基板において、前記パッド電極の径を前記ハンダボールの径よりも大きく形成し、且つ前記パッド電極と前記ハンダボールとの接合箇所を除いた該パッド電極の電極表面及び該パッド電極を設けたセラミック基板表面のうち、少なくとも該パッド電極の外縁をまたがる表面部分に樹脂レジスト層を形成したことを特徴とする。セラミック回路基板では、パッド電極の外縁部分に応力が集中し、この外縁部分を起点として基板側にクラックが発生する。樹脂レジスト層はクラック起点箇所であるパッド電極の外縁についてその外縁をまたがる表面部分の補強を行ない、クラック発生を抑制する。
【００１３】
本発明に係るセラミック回路基板では、前記ハンダボールは、前記パッド電極を、第２基板に設けられた前記パッド電極の径よりも小さい径を有する第２パッド電極に接続するためのハンダボールである場合を含む。セラミック基板側に前記クラックが発生することを抑制できる。
【００１４】
ここで本発明に係るセラミック回路基板では、前記パッド電極と前記ハンダボールとの接合箇所を除いた該パッド電極の電極表面のほぼ全面に樹脂レジスト層を形成することが好ましい。ここで、前記樹脂レジスト層は、前記ハンダボールの表面に形成されていない場合を含む。パッド電極の電極表面のほぼ全面に樹脂レジスト層を形成することで、パッド電極の外縁部分と共にパッド電極表面を起点とするクラックの発生も抑制するものである。
【００１５】
さらに本発明に係るセラミック回路基板では、前記パッド電極は前記セラミック基板の表面において格子状に配列されており、少なくとも外周３列に配置されたパッド電極について、パッド電極の径を前記ハンダボールの径よりも大きく形成し且つ前記樹脂レジスト層を形成することが好ましい。セラミック基板の表面において格子状に配列されたパッド電極及びそれに接合されたハンダボールは、外周に配置されるものほど大きな熱応力を受けることとなる。特に大きな熱応力を受けやすい少なくとも外周３列に配置されたパッド電極について、パッド電極の径を大きくとり且つ樹脂レジスト層を設けることで前記基板のクラックの発生を抑制するものである。
【００１６】
また本発明に係るセラミック回路基板は、ＬＴＣＣ基板であることが好ましい。また、セラミックパッケージ基板である場合を含む。ＬＴＣＣ基板は、内部に電子回路素子又は配線を有する多層基板とすることが容易で装置の高密度化・小型化が可能であるため、その実装が望まれる。しかしその一方で、ＬＴＣＣ基板自体がガラスの性質も有するためクラックが発生しやすい。そこでセラミック基板としてＬＴＣＣ基板を用いる場合、パッド電極の径を大きくとり且つ樹脂レジスト層を設けることは、基板のクラックの発生を抑制することとなり、耐熱衝撃性を付与できることとなる。
【００１７】
本発明に係るセラミック回路基板は、高周波基板であることを含む。伝送情報の高容量化、高スピード処理のための高周波化が進み、ＧＨｚ領域で使用可能な電気特性に優れる回路基板としての使用を実現するものである。
【００１８】
本発明に係るセラミック回路基板の製造方法は、表裏面の少なくともいずれか一方に、外部端子であるハンダボールの径よりも大きな径のパッド電極を有するセラミック基板の形成工程と、前記パッド電極の電極表面及び前記パッド電極を設けたセラミック基板表面のうち、前記パッド電極の中央部分を除いた、少なくとも該パッド電極の外縁をまたがる表面部分に樹脂レジスト層を形成する樹脂レジスト形成工程と、前記パッド電極の中央部分の電極表面が露出した部分と外部端子であるハンダボールを接合するボール付け工程と、を有することを特徴とする。ハンダボールを接合する前に樹脂レジスト層を形成することで、パッド電極の外縁をまたがる表面部分に塗りムラが発生することもない。また、基板上の所望のパッド電極のみに樹脂レジスト層を形成することも容易である。
【００１９】
さらに本発明に係るボール接続構造は、本発明に係る前記したセラミック基板と、該セラミック基板の表面に設けたパッド電極と、該パッド電極と接合されたハンダボールと、該ハンダボールと接合され、第２基板の表裏面の少なくともいずれか一方に設けた第２パッド電極とを有するボール接続構造であって、前記パッド電極の径を前記第２パッド電極の径よりも大きくしたことを特徴とする。本発明に係るセラミック回路基板を実装した場合、セラミック基板側に前記クラックが発生することを抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るセラミック回路基板は、特に大型化した場合においても、熱衝撃によるパッド電極の外縁部分を起点とするクラックの発生が抑制され、熱疲労に対して長寿命である。また本発明の製造方法では、クラック発生の抑制のために設ける樹脂レジスト層をパッド電極の外縁部分に塗布ムラなく形成できる。さらに本発明のボール接続構造は、本発明に係るセラミック回路基板を実装した場合に、セラミック基板側に前記クラックの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に実施の形態を示して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。なお、図中、同一部材には同一符号を付している。
【００２２】
図１に、本実施形態に係るセラミック回路基板の一形態の概略断面図を示した。図２に従来のセラミック回路基板の一形態の概略断面図を示した。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係るセラミック回路基板１００は、セラミック基板１と、セラミック基板１の表裏面の少なくともいずれか一方に設けたパッド電極（ランド）２と、パッド電極２と接合された外部端子であるハンダボール３とを有する。
【００２４】
セラミック基板１は、電子回路素子又は配線の少なくともいずれか一方（不図示）が内部に設けた多層基板であり、アルミナ等のセラミック多結晶基板のほか、１０００℃以下で焼成して得たアルミナ（結晶相）と酸化ケイ素（ガラス相）等からなるガラスセラミック基板（ＬＴＣＣ基板）を含む。これらの基板は高周波基板として使用されることが多い。またセラミック回路基板は、セラミックパッケージである場合の他、表裏面の一方に半導体素子（半導体チップ）を搭載したものも含む。
【００２５】
パッド電極２は、セラミック基板１の内部に設けた電子回路素子（不図示）又は配線（不図示）への入出力端子となり、セラミック基板１の表裏面の少なくともいずれか一方に設けられる。パッド電極２は、通常、導電ペーストの塗布・焼成により形成される。本実施形態においては電極材料に特に制限はなく、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属又はこれらを含む合金を使用することができる。
【００２６】
ハンダボールは、使用する組成に特に制限はなく通常のハンダ組成、例えばＳｎ−３７％Ｐｂで形成する場合の他、鉛非含有ハンダ、例えばＳｎ−Ｃｕ系ハンダ（特許文献３を参照。）を使用することが好ましい。
【特許文献３】特開２００３−２４５７９３号公報
【００２７】
ここで本実施形態に係るセラミック回路基板１００では、パッド電極２の径をハンダボール３の径よりも大きく形成する。これにより、パッド電極２の表面は、パッド電極２とハンダボール３との接合箇所５と非接合箇所６とに分かれる。そして、パッド電極２を設けたセラミック基板表面７及び非接合箇所６のうち、少なくともパッド電極２の外縁８をまたがる表面部分に樹脂レジスト層４を形成する。
【００２８】
一方、図２に示すように、従来のセラミック回路基板２００は、本実施形態に係るセラミック回路基板１００と比較して、パッド電極９の径がハンダボール３の径よりも小さく、樹脂レジスト層４もない。したがって、熱衝撃が加わったときにパッド電極９に応力が集中して、特にパッド電極９の外縁１１を起点としてクラック１０が発生する。
【００２９】
本実施形態に係るセラミック回路基板１００では、パッド電極２の径をハンダボール３の径よりも大きく形成することで、パッド電極２に発生する単位面積あたりの応力を小さくする。さらにパッド電極２を設けたセラミック基板表面７及び非接合箇所６のうち、少なくともパッド電極２の外縁８をまたがる表面部分に樹脂レジスト層４を形成することで、クラックの発生を抑制する。
【００３０】
ＬＴＣＣ基板のようなガラス質の脆性材料は、基板表面に微細な傷やポア（孔）等のクラックの起点が無数に存在すると考えられる。熱衝撃により熱応力がかかると、これらの起点のうちもっとも弱い箇所を起点として、傷やポアが伸展しクラックが発生すると思われる。したがって、応力集中箇所、特にパッド電極２の外縁８をまたがる表面部分に樹脂レジスト層４を形成することで、微細な傷やポア（孔）等のクラックの起点が埋められて起点の数が減る結果、クラックの発生確率が激減すると考えられる。
【００３１】
クラックの起点を埋めて起点の数を減らすことを目的として、図１に示すようにパッド電極２とハンダボール３との接合箇所５を除いたパッド電極の電極表面（非接合箇所６）のほぼ全面に樹脂レジスト層４を形成することが好ましい。ここで樹脂レジスト層４は膜厚５〜２０μｍとすることが好ましい。ただし、樹脂レジスト層４は、パッド電極２の厚さ、その径及びハンダボール３の径によって、適宜変更することができ、上記に例示した膜厚に限定されない。セラミック基板１側のクラックの起点を減らすことを目的とするため、ハンダボール３の表面にまで樹脂レジスト４を被覆しても良いが、本実施形態では、樹脂レジスト層４をハンダボール３の表面に形成しない場合を含む。
【００３２】
パッド電極２は、後述する実施例で示すようにセラミック基板１の表面において格子状に配列しても良い。ハンダボール３は、外周に配置されるものほど、そして基板が大型化するほど、大きな熱応力を受けることとなる。特に大きな熱応力を受けやすい少なくとも外周３列に配置されたパッド電極について、パッド電極の径を大きくとり且つ樹脂レジスト層を設けることが好ましい。ここで、外周３列については基板の大型化に伴い、外周４列以上としても良い。
【００３３】
図３に、ＢＧＡ工法によりプリント基板に本実施形態に係るセラミック回路基板１００を実装したときの概略断面図を示した。図４にＢＧＡ工法によりプリント基板に従来のセラミック回路基板２００を実装したときの概略断面図を示した。
【００３４】
図３に示すように、本実施形態に係るボール接続構造は、セラミック基板１と、セラミック基板１の表面に設けたパッド電極２と、パッド電極２と接合されたハンダボール３と、ハンダボール３と接合され、第２基板１３の表裏面の少なくともいずれか一方に設けた第２パッド電極１２とを有する。第２基板１３の材質は、セラミックスに限定されず、樹脂等の有機物、ガラスエポキシ等の無機−有機複合物であっても良く、形状は板状、シート状であっても良い。第２基板１３は、プリント基板（ＰＣＢ）である場合を含む。
【００３５】
図４に示した従来のボール接続構造では、セラミック基板１に設けたパッド電極２の径と第２基板１３に設けた第２パッド電極１２の径は同一であった。したがって、ハンダボールとパッド電極との接合部分に係る応力はいずれも等しくかかっていた。しかし、ＬＴＣＣ基板と比較するとプリント基板にはクラックが発生しにくい。そこで、本実施形態に係るボール接続構造では、図３に示したようにパッド電極２の径を第２パッド電極１２の径よりも大きくした。このことによって、ＬＴＣＣ基板等のセラミック基板１側に大きな応力集中がかかることを防止し、パッド電極２の外縁８を起点とするクラックの発生を抑制することができる。
【００３６】
次に本実施形態に係るセラミック回路基板の製造方法について説明する。まず、表裏面の少なくともいずれか一方に、外部端子であるハンダボールの径よりも大きな径のパッド電極を有するセラミック基板を準備する。すなわちセラミック基板１は、グリーンシートに回路・配線の印刷やスルーホールの形成を行ない、次いでグリーンシートの積層化、焼成により形成される。パッド電極２もグリーンシートへの導電ペーストの印刷、その後の焼成により同時に形成される。
【００３７】
次にパッド電極２を設けたセラミック基板表面にスクリーン印刷法により、レジスト樹脂を例えば樹脂レジスト層が５〜２０μｍの厚さになるように塗布し、硬化させて樹脂レジスト層４を形成する。このとき、パッド電極２の中心部分であるハンダボール３との接合箇所には、塗布せず、樹脂レジスト層４に未塗布の孔を設け、パッド電極２の中心部分の電極表面を露出させる。なお、感光性樹脂を塗布し、フォトリソ工法により樹脂レジスト層を形成しても良い。この場合、パッド電極２の中心部分の電極表面が露出するように感光性樹脂を除去する。感光性樹脂はその後パターン形成できるものであればいずれの樹脂でも良く、例えば、化学増幅型ポジ型レジスト 材料又は化学増幅型ネガ型レジスト材料がある。なお、必要に応じて塗布したレジスト材料の熱処理をしてもよい。
【００３８】
このように、パッド電極の電極表面（図１の符合６の箇所）及びパッド電極を設けたセラミック基板表面（図１の符号７の箇所）のうち、少なくともパッド電極の外縁８をまたがる表面部分に樹脂レジスト層４が形成される。
【００３９】
次に、電極表面が露出した部分（図１の符号５の箇所）に、ハンダボール３を接合する。
【００４０】
ハンダボール３を接合する前に樹脂レジスト層４を形成することで、パッド電極２の外縁８をまたがる表面部分に塗りムラが発生することもない。また、基板１上の所望のパッド電極のみに樹脂レジスト層４を形成することも容易であり、例えば、格子状に配列したパッド電極のうち、外周３列にのみ樹脂レジスト層４を形成できる。さらに、樹脂レジスト層は、基板表面の保護を兼ねている。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
【００４２】
２６ｍｍ×２６ｍｍ×（厚さ０．８ｍｍ）のＬＴＣＣ基板（アルミナとガラスからなる低温焼成ガラスセラミック基板）を準備した。ここで、ＬＴＣＣ基板の表面の一方には、複数のパッド電極を格子状に設けた。図５にパッド電極のレイアウトを示した。図５に示したようにパッド電極は２６個×２６個の格子状に配列した。そして外周３列のパッド電極は直径０．７ｍｍφとし、それ以外のパッド電極は直径０．４ｍｍφとした。パッド電極の中心から隣のパッド電極の中心までの距離は、１ｍｍとした。図６に基板の１隅の部分拡大写真（画像）を示した。次に外周３列のパッド電極について、スクリーン印刷法によりレジスト樹脂（レジナス化成（株）社製、ＦＣハードＣ−４７１Ｇ）を塗布、硬化させて、樹脂レジスト層４を形成した。樹脂レジスト層４は膜厚１０μｍとした。図７に樹脂レジスト層４を形成した後における基板の１隅の部分拡大写真（画像）を示した。なお、樹脂レジスト層４を除去したパッド電極の露出部分は直径０．４ｍｍφとした。したがって、図１の非接合箇所６に相当する部分は、０．１５ｍｍ幅のドーナツ形状となる。次に全てのパッド電極についてハンダボールを接合した。ハンダボールの径は、６５０μｍφとした。外周３列のパッド電極については図１に相当するセラミック回路基板が形成されたこととなる。それ以外のパッド電極については、図２に相当するセラミック回路基板が形成されたこととなる。ハンダボールの組成はＡｇ３％−Ｃｕ０．５％−Ｓｎ９６．３％のものを使用した。
（比較例１）
【００４３】
実施例１と同等のＬＴＣＣ基板を準備した。ここで、ＬＴＣＣ基板の表面の一方には、複数のパッド電極を格子状に設けた。図８にパッド電極のレイアウトを示した。図８に示したようにパッド電極は２６個×２６個の格子状に配列した。そしてパッド電極は全て直径０．４ｍｍφとした。パッド電極の中心から隣のパッド電極の中心までの距離は、１ｍｍとした。樹脂レジスト層は形成せずに、全てのパッド電極についてハンダボールを接合した。これにより全てのパッド電極について、図２に相当するセラミック回路基板が形成されたこととなる。ハンダボールの組成・大きさは実施例１と同じものとした。
（参考例１）
【００４４】
実施例１において、外周３列を除いた内側に位置するパッド電極と接合したハンダボールを参考例１として評価した。
（熱衝撃試験）
【００４５】
実施例１及び比較例１について、熱衝撃試験を行なった。熱衝撃試験条件は−５５℃３０分維持した後、＋１２５℃まで加熱して３０分維持し、再度−５５℃まで冷却するというサイクルを１サイクルとして、６３７サイクル行なった。１００サイクル、２３５サイクル、３５９サイクル、４９２サイクル及び６３７サイクルにおける断線率を測定し、結果を図９に示した。実施例１及び比較例１のいずれも、全てのハンダボールについて評価対象とした。したがって、実施例１及び比較例１のいずれも、評価対象のハンダボールは各６７６個である。
【００４６】
実施例１及び比較例１のいずれも断線したハンダボールは外周３列の箇所のハンダボールであった。これは熱膨張によって発生する応力が大きいからと考えられる。図９から、６３７サイクル後の累積断線率は実施例１が０．１５％であり、比較例１が１．６％である。また、実施例１では、３６０サイクルまでは累積断線率は０％を維持していたのに対して、比較例１では１００サイクルを超えたときから累積断線率の上昇が見られた。図９の結果から、樹脂レジスト層を設けた実施例１が耐熱衝撃性を有することがわかった。
（ボールシェア強度試験）
【００４７】
実施例１及び参考例１についてボールシェア強度試験を行なった。シェアテスト方式の破壊試験とした。測定装置はシェア強度試験機（レスカ社製、ＴＶＲ−１０００）を用いた。シェアツールの移動速度は０．１ｍｍ／ｓ、最大荷重は２０００ｇｆ、高さ（Ｌｏｃａｔｅ）は５０μｍとした。
【００４８】
図５の基板を正面から見て左上隅部分のハンダボールのシェアテストを行なった。すなわち左から２列目及び左から７列目を選び、さらにその中で上から１段目から１０段目に位置するハンダボールのシェアテストを行なった。結果を表１に示した。表１において、破壊モードの記号の意味は次の通りである。「Ｃ」はＬＴＣＣクラック発生、「Ｓ」はハンダ凝集破壊、「Ｍ」はメタライズ剥離、である。また、表１において網掛け部分は樹脂レジスト層を形成した箇所を示している。
【表１】
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【００４９】
実施例１の樹脂レジスト層を設けた箇所のハンダボールのボールシェア強度は、参考例１の樹脂レジスト層を設けなかった箇所のハンダボールのボールシェア強度と比較して、２倍程度の強度を有していた。したがって、樹脂レジスト層を設けることにより応力に対して耐久性が増すことがわかった。これにより図９の耐熱衝性を有するとの結果と整合性があり、実施例１では熱疲労による寿命を延ばすことが可能である。なお、樹脂レジスト層を設けた箇所の破壊モードは全てハンダ凝集破壊であり、樹脂レジスト層を設けなかった箇所の破壊モードはＬＴＣＣクラック発生であった。このことからもＬＴＣＣにおけるクラック発生が抑制されたことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係るセラミック回路基板の一形態の概略断面図である。
【図２】従来のセラミック回路基板の一形態の概略断面図である。
【図３】ＢＧＡ工法によりプリント基板に本実施形態に係るセラミック回路基板１００を実装したときの概略断面図である。
【図４】ＢＧＡ工法によりプリント基板に従来のセラミック回路基板２００を実装したときの概略断面図である。
【図５】実施例１のパッド電極のレイアウトを示す図である。
【図６】図５の基板の１隅の部分拡大写真（画像）である。
【図７】図５の基板に樹脂レジスト層を形成した後における基板の１隅の部分拡大写真（画像）である。
【図８】比較例１のパッド電極のレイアウトを示す図である。
【図９】熱衝撃サイクル数と累積断線率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  セラミック基板
２，９  パッド電極
３  ハンダボール
４  樹脂レジスト層
５  接合箇所
６  非接合箇所
７  基板表面
８，１１  パッド電極の外縁
１０  クラック
１２  第２パッド電極
１３  第２基板
１００，２００  セラミック回路基板
【図１】
2005244100.tif 000004
【図２】
2005244100.tif 000005
【図３】
2005244100.tif 000006
【図４】
2005244100.tif 000007
【図９】
2005244100.tif 000008
【図５】
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【図６】
2005244100.tif 000010
【図７】
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【図８】
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