(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線導体を有する絶縁基体の表面に前記配線導体と電気的に接続された接続パッドを設けて成り、該接続パッドの上面外周部を前記絶縁基体に一体的に取着されている被覆材で被覆した配線基板であって、前記接続パッドは、露出表面に平面視で前記接続パッドの領域内にめっき層を被着させるとともに該めっき層を介して外部電気回路基板の接続端子に設けた凹部に前記接続パッドの下面を圧入するソケット方式で接続されるものであり、前記めっき層の厚みをｔとし、前記接続パッドの上面外周部に位置する前記被覆材の厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔであることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記めっき層は、ニッケルまたはニッケルを主成分とするめっき層と金めっき層とから成り、前記ニッケルめっき層の厚さが前記接続パッドの上面外周部に位置する前記被覆材の厚みの９０％以上であ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子やコンデンサ・抵抗等の電子部品が搭載され、外部電気回路基板に対してソケット方式で実装される配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子・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・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、上面に電子部品が搭載される絶縁基体と、絶縁基体の下面に形成した接続パッドと、絶縁基体の上面から下面の接続パッドにかけて形成した、タングステン・モリブデン・銅・銀等の金属材料から成る配線導体とにより形成されている。
【０００３】
この配線基板は、絶縁基体の上面に電子部品を搭載し、その電極を配線導体と半田やボンディングワイヤ等を介して接続することにより電子装置として完成する。
【０００４】
このとき、絶縁基体の下面の接続パッドを外部電気回路基板の端子に接続することにより、電子部品が配線導体を介して外部電気回路基板と電気的に接続される。
【０００５】
ここで、接続パッドと外部電気回路基板の端子との接続手段としては、ソケット方式が多用されるようになっている。
【０００６】
このソケット方式の接続手段とは、外部電気回路基板の端子に予め凹部を設けておき、この凹部に配線基板の接続パッドの下面を圧入するものであり、電子部品と外部電気回路基板との接続経路を最短化するとともに良好な電気特性を有することから多用化されつつある。
【０００７】
しかしながら、近年、配線基板の小型化・高機能化に伴い、接続パッドの面積が非常に小さくなっているため、接続パッドの絶縁基体に対する接合面積が非常に小さなものとなる傾向があるため、ソケット方式においても接続パッドの絶縁基体に対する接合強度を十分に確保することが困難になりつつある。
【０００８】
特に、配線導体を伝播する信号の高周波数化に応じて、絶縁基体を比誘電率の低いガラスセラミックス焼結体（20℃／１ＭＨｚにおける比誘電率は、酸化アルミニウム質焼結体が約10、ガラスセラミックス焼結体が約７である）で形成した場合、配線導体および接続パッドの材料としては焼成温度の低い銅が用いられ、この銅（熱膨張係数が約17×10-6／℃）とガラスセラミックス焼結体（熱膨張係数が約2.5〜５×10-6／℃）との熱膨張係数の差が大きく、両者間に大きな熱応力が生じやすいため、接続パッドの絶縁基体に対する接合強度を確保することがより一層困難となってしまうという問題を生じることとなった。
【０００９】
このような問題を解決するため、図３に断面図で示すような配線基板が提案されている。
【００１０】
図３において、11は絶縁基体、12は配線導体、13は接続パッド、14は被覆材、15はめっき層である。これら絶縁基体11・配線導体12・接続パッド13・被覆材14・めっき層15により配線基板16が構成される。
【００１１】
この配線基板16では、接続パッド12の上面外周部と絶縁基体11とを一体的に被覆材14で被覆し、この被覆材14で接続パッド13の外周部を絶縁基体11に強固に接着することにより、接続パッド13が絶縁基体11から容易に剥がれることを防止している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接続パッド13の上面外周部を被覆材14で被覆すると、接続パッド13の高さとして、接続パッド13上に被着されためっき層15の高さが被覆材14の高さよりも低くなるため、接続パッド13を外部回路基板（図示せず）の端子の凹部に圧入するソケット方式で配線基板16を実装する場合、この被覆材14が接続パッド13と外部回路基板の端子との接触の妨げとなるため、接続パッド13と端子とを確実に電気的に接続することが困難となり、電子部品17を外部電気回路基板の端子に対して確実に電気的に接続することができなくなるという問題が誘発されてしまう。なお、18は電子部品17の電極と配線基板16の配線導体12とを接続するための例えば半田である。
【００１３】
本発明は上記従来技術の問題に鑑み案出されたものであり、その目的は、配線基板の小型化・高機能化に伴い、接続パッドの面積が非常に小さくなり、このような非常に面積の小さい接続パッドを絶縁基体に強固に接合するため被覆材が接続パッドの上面外周部を絶縁基体に一体的に被覆していたとしても、ソケット方式によって接続パッドを外部電気回路基板の端子に確実かつ容易に接触させることができる小型・高信頼性の配線基板を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、配線導体を有する絶縁基体の表面に前記配線導体と電気的に接続された接続パッドを設けて成り、この接続パッドの上面外周部を前記絶縁基体に一体的に取着されている被覆材で被覆した配線基板であって、前記接続パッドは、露出表面に平面視で前記接続パッドの領域内にめっき層を被着させるとともに該めっき層を介して外部電気回路基板の接続端子に設けた凹部に前記接続パッドの下面を圧入するソケット方式（以下、単にソケット方式という）で接続されるものであり、前記めっき層の厚みをｔとし、前記接続パッドの上面外周部に位置する前記被覆材の厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔであ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、上記構成において、前記めっき層は、ニッケルまたはニッケルを主成分とするめっき層と金めっき層とから成り、前記ニッケルめっき層の厚さが前記接続パッドの上面外周部に位置する前記被覆材の厚みの90％以上であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の配線基板によれば、接続パッドの露出表面に平面視で接続パッドの領域内にめっき層を被着させるとともにこのめっき層を介して外部電気回路基板の接続端子にソケット方式で接続されるものであり、めっき層の厚みをｔとし、接続パッドの上面外周部に位置する被覆材の厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔとしたことから、接続パッドに被着されているめっき層の表面部分が被覆材から頭を出して露出することとなる。さらに、このめっき層が接続パッドを介して配線導体と電気的に導通しているため、配線基板が外部電気回路基板にソケット方式で実装されることから、接続パッドの表面に被着させためっき層を外部電気回路基板の接続端子に確実に接触させることができ、これにより、接続パッドと接続端子とをめっき層を介して容易かつ確実に電気的に接続させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
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り、１は絶縁基体、２は配線導体、３は接続パッド、４は被覆材、５はめっき層である。これら絶縁基体１・配線導体２・接続パッド３・被覆材４・めっき層５により配線基板６が構成される。
【００１９】
絶縁基体１は、電子部品７を搭載する機能を有し、上面に電子部品７の搭載部を有している。
【００２０】
絶縁基体１は、ガラスセラミックス焼結体・酸化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成る。例えばガラスセラミックス焼結体から成る場合であれば、ホウ珪酸ガラス等のガラス粉末と酸化アルミニウム等のセラミック粉末とから成る原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して泥黎物を作るとともに、この泥黎物をドクターブレード法やカレンダーロール法を採用することによってガラスセラミックグリーンシートと成し、しかる後、このガラスセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、これを必要に応じて複数枚積層し、約1000℃の温度で焼成することによって作製される。
【００２１】
絶縁基体１には、電子部品７が搭載される上面から下面にかけて、配線導体２が形成されている。
【００２２】
配線導体２は、電子部品７の電極を外部に導出する機能を有し、電子部品７の搭載部に露出する部分に電子部品７の電極が半田８やボンディングワイヤを介して電気的に接続される。
【００２３】
配線導体２は、タングステン・モリブデン・マンガン・銅・銀等の金属材料から成る。例えば絶縁基体１がガラスセラミックス焼結体から成る場合であれば、銅・銀等の金属粉末に適当な有機バインダや溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、ガラスセラミックグリーンシートの表面およびガラスセラミックグリーンシートに予め設けておいたスルーホール内に印刷塗布・充填しておくことにより形成される。
【００２４】
絶縁基体１の下面には外部接続用の接続パッド３が配線導体２と電気的に接続されるようにして形成されている。
【００２５】
この接続パッド３は、タングステン・モリブデン・マンガン・銅・銀等の金属材料から成り、通常は配線導体２と同様の材料が用いられる。例えば銅・銀等の金属粉末に適当な有機バインダや溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、絶縁基板となるガラスセラミックグリーンシートに、予め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ておくことにより形成される。
【００２６】
また、接続パッド３の上面外周部から絶縁基体１にかけて一体的に被覆材４が被着されている。
【００２７】
この被覆材４は、接続パッド３の絶縁基体１に対する接合強度を強くし、接続パッド３が絶縁基体１から剥がれることを防止する機能を有している。
【００２８】
被覆材４は、例えば、絶縁基体１と同様のセラミックス等から成るセラミック材料、例えば絶縁基体１がガラスセラミックス焼結体から成る場合であれば、同種（同系）のガラスセラミック材料で形成されており、絶縁基体１を形成する際のセラミック泥黎物を接続パッド３の上面外周部から側面を介し絶縁基体１の上面にかけて従来周知のスクリーン印刷法により印刷塗布し、しかる後、これを所定の温度で焼成することによって形成される。
【００２９】
本発明においては、図２に要部拡大図で示すように、接続パッド３の露出表面に平面視で接続パッド３の領域内にめっき層５を被着させるとともに、このめっき層５を介して外部電気回路基板の接続端子にソケット方式で接続されるものであり、めっき層５の厚みをｔとし、接続パッド３の上面外周部に位置する被覆材４の厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔとすることが重要である。
【００３０】
これは、接続パッド３と電気的に接続するめっき層５の表面が被覆材４から同一平面上にもしくは突出して露出するようにすることにより、接続パッド３をソケット方式の外部電気回路（図示せず）の接続端子に実装するとき、接続パッド３を接続端子にめっき層５を介して確実かつ容易に接触させることができるものとするためである。
【００３１】
この場合、ｔ＜Ｔとなると、接続パッド３に被着させためっき層５の表面が被覆材４より低くなるため、めっき層５を接続端子に確実かつ容易に接続させて接続パッド３を外部電気回路端子に接続することが困難になり、接触不良等のため電子部品７を外部電気回路基板に正常に電気的に接続することが困難になってしまう。
【００３２】
なお、ｔ≧Ｔ＋20（μｍ）となると、めっき層５の内部応力が増大し、この内部応力によりめっき層５が接続パッド３表面から剥がれ易くなる傾向がある。従って、ｔ＜Ｔ＋20（μｍ）とすることが好ましい。
【００３３】
また、めっき層５は、良導電性で耐食性に優れ、かつロウ材等との濡れ性が良好であるため、ニッケルめっき層および金めっき層を順次被着することで形成しておくことが好ましい。
【００３４】
めっき層５は、順次被着させたニッケルめっき層および金めっき層で形成する場合、ニッケルめっき層の厚さが、接続パッド３の上面外周部に位置する被覆材４の厚みの90％以上であるようにして形成することが好ましい。
【００３５】
これは、ニッケルめっき層の接続パッド３表面に対する被着強度が良好であるとともに、めっき層自体の機械的強度が良好であることから、ニッケルめっき層の厚さをかなり厚くしても接続パッド３に対して強固に被着させておくことができるためであり、これによりめっき層５の合計の高さを容易に確保することができる。
【００３６】
なお、ニッケルめっき層の厚さが接続パッド３の上面外周部に位置する被覆材４の厚みを超えるようになると、ニッケルめっき層が変形し難いため、接続パッド３を外部電気回路基板の接続端子に圧入したときに接続パッド３を接続端子に圧接することが困難となって、ソケット方式による接続が若干難しくなる傾向がある。従って、ニッケルめっき層の厚さは、接続パッド３の上面外周部に位置する被覆材４の厚みに対して、90％以上かつ100％以下としておくことがより一層好ましい。
【００３７】
このときのニッケルめっき層の皮膜の硬さは、ビッカース硬度（Ｈｖ）で600以上であることが好ましい。
【００３８】
これは、ニッケルめっき皮膜のビッカース硬度（Ｈｖ）が600以上であることにより、接続パッド３と外部回路基板の接続端子とが確実に、かつ強固に接続し、良好な電気特性を得ることができるためである。
【００３９】
また、接続パッド３の露出表面のめっき層５は、外部回路基板の接続端子と確実に接続するために、その表面が平坦であることがなお一層好ましい。
【００４０】
なお、めっき層５は、例えば、ニッケルめっき層と金めっき層とから成る場合であれば、従来周知のボロン系の無電解ニッケルめっき浴およびリン系の無電解ニッケルめっき浴と、シアン系の無電解金めっき浴とを用い、接続パッド３を順次ニッケルめっき浴および金めっき浴に所定の時間浸漬することにより、無電解めっきによるめっき層５を接続パッド３に所定の厚みに容易に形成することができる。
【００４１】
かくして上述の本発明の配線基板６によれば、絶縁基体１の上面に電子部品７を搭載するとともにその電極を配線導体２と半田８等を介して接続し、必要に応じて電子部品７を封止用樹脂または蓋体等で封止することにより製品としての電子装置となり、接続パッド３をソケット方式で外部電気回路の接続端子に接続することにより、封止した電子部品７が外部電気回路基板と電気的に接続される。
【００４２】
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。例えば、めっき層５に熱処理を加えて接続パッド３に対する密着強度を高めようとしても良い。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、接続パッドの露出表面に平面視で接続パッドの領域内にめっき層を被着させるとともにこのめっき層を介して外部電気回路基板の接続端子にソケット方式で接続されるものであり、めっき層の厚みをｔとし、接続パッドの上面外周部に位置する被覆材の厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔとしたことから、接続パッドに被着されているめっき層の表面部分が被覆材から頭を出して露出することとなる。さらに、このめっき層が接続パッドを介して配線導体と電気的に導通しているため、配線基板が外部電気回路基板にソケット方式で実装されることから、接続パッドの表面に被着させためっき層を外部電気回路基板の接続端子に確実に接触させることができ、これにより、接続パッドと接続端子とをめっき層を介して容易かつ確実に電気的に接続させることができる。
【００４４】
以上により、本発明によれば、配線基板の小型化・高機能化に伴い、接続パッドの面積が非常に小さくなり、このような非常に面積の小さい接続パッドを絶縁基体に強固に接合するため被覆材が接続パッドの上面外周部を絶縁基体に一体的に被覆していたとしても、ソケット方式によって接続パッドを外部電気回路基板の端子に確実かつ容易に接触させることができる小型・高信頼性の配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】本発明の配線基板の実施の形態の一例の要部拡大断面図である。
【図３】従来の配線基板の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１１・・・絶縁基体
２，１２・・・配線導体
３，１３・・・接続パッド
４，１４・・・被覆材
５，１５・・・めっき層
６，１６・・・配線基板
７，１７・・・半田
８，１８・・・電子部品
【図１】
0004557461.tif 000002
【図２】
0004557461.tif 000003
【図３】
0004557461.tif 000004