(57)【要約】【課題】  狭ピッチのバンプを備えた電子部品素子に対応しつつ、低コストでしかも放熱性と絶縁信頼性を向上させた電子部品素子搭載用基板を提供する。【解決手段】  基材１と、この基材１上に設けられたフリップチップ端子１３を含む導体回路とを有するＬＥＤ素子搭載用基板１６であって、前記フリップチップ端子１３の側面１３ａが、前記フリップチップ端子１３の間隙に形成された絶縁樹脂５によって被覆される。また、前記フリップチップ端子１３の上面には貴金属めっき７が形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、この基材上に設けられた複数の導体回路と、を有する電子部品素子搭載用基板において、
前記導体回路の側面が前記複数の導体回路の間隙に形成された絶縁樹脂によって被覆され、前記導体回路の上面に貴金属めっきが形成された電子部品素子搭載用基板。
【請求項２】
前記導体回路が複数のフリップチップ端子を含み、このフリップチップ端子の側面が、前記フリップチップ端子の間隙に形成された絶縁樹脂によって被覆され、前記フリップチップ端子の上面に貴金属めっきが形成された請求項１に記載の電子部品素子搭載用基板。
【請求項３】
前記フリップチップ端子の間隙が絶縁樹脂によって充填され、前記フリップチップ端子の上面に、貴金属めっきが形成された請求項２に記載の電子部品素子搭載用基板。
【請求項４】
前記フリップチップ端子の間隙に形成する絶縁樹脂は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはこれらの絶縁樹脂の複合樹脂である請求項２又は３に記載の電子部品素子搭載用基板。
【請求項５】
前記フリップチップ端子を含む基材上の導体回路が、２０μｍ以上の厚さである請求項２に記載の電子部品素子搭載用基板。
【請求項６】
前記フリップチップ端子の上面の少なくとも一部に、フリップチップ端子と電気的に接続される蓄熱部が設けられる請求項２に記載の電子部品素子搭載用基板。
【請求項７】
前記前記蓄熱部は少なくとも２０μｍ以上の厚さに形成される請求項６に記載の電子部品素子搭載用基板。
【請求項８】
フリップチップ端子の間隙に形成される絶縁樹脂の表面が、フリップチップ端子の上面と面一である請求項２に記載の電子部品素子搭載基板。
【請求項９】
前記基板上には導体回路に電気的に接続される電子部品素子としてのＬＥＤ素子が搭載される請求項１に記載の電子部品素子搭載用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品素子をフリップチップ接続などによって搭載する電子部品素子搭載用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では発光ダイオード素子（以下、「ＬＥＤ素子」という）などの電子部品素子を基板に搭載したＬＥＤパッケージは、輝度向上・放熱性向上を目的として、フリップチップ方式によってＬＥＤ素子を搭載するケースが増加している。フリップチップ方式とは、下面（接続面）にバンプが形成されたＬＥＤ素子（以下、「フリップチップＬＥＤ素子」とも言う。）を、基板に形成されたフリップチップ端子にフェイスダウンボンディングにより接続する方式である。フリップチップＬＥＤ素子は、一般のＬＥＤ素子のように、金ワイヤーや端子が、ＬＥＤ素子の上面に無いため、上方への光の取り出し効率が良い。また、下面のバンプから直接基板に熱を逃がすことが可能となり、熱の伝導率も向上するなど、ＬＥＤパッケージの性能向上に貢献している。
【０００３】
フリップチップ方式のＬＥＤ搭載用基板として、フリップチップ端子を含む導体回路をエッチングで形成した後、フリップチップ端子に、フリップチップＬＥＤ素子のバンプとのボンディング性を有する貴金属めっきを行い、フリップチップＬＥＤ素子をフェイスダウンボンディングするものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０５１１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図３に示したように、従来のフリップチップ方式のＬＥＤ搭載用基板１６は、導体回路をエッチングで形成する際に、導体回路の下面間隙１２（アンダー間隙または沿面）が上面間隙１１（トップ間隙）よりも小さくなるような台形の断面形状となる。そこで、フリップチップ接続を行う上面の幅（フリップチップ端子１３の幅）を確保しようとすると、上面間隙１１を一定幅以上広くすることができず、その結果、下面間隙１２（アンダー間隙）が狭くなる。更に、フリップチップ端子１３にはフリップチップＬＥＤ素子９とのボンディング性を付与するため、貴金属めっき７（主にニッケルめっきと金めっきや銀めっき）を行うが、これによって、下面間隙１２（アンダー間隙または沿面）の狭小化が生じたり、貴金属めっき７の際に用いるめっき触媒の洗浄残りやめっき液の異常析出等によって、貴金属めっき７が、下面間隙１２の基材１上にも余剰析出する場合がある。したがって、ＬＥＤ搭載用基板１６側では、絶縁信頼性上好ましくないという問題がある。
【０００６】
また、このような貴金属めっき７の影響を考慮すると、フリップチップ端子１３の下面間隙１２（アンダー間隙または沿面）を確保する必要があるが、これにはフリップチップ端子１３のピッチを拡大させて対処せざるを得ないことから、フリップチップＬＥＤ素子９側においては、バンプ１７間のピッチを小さくできないという問題がある。
【０００７】
上記問題点を改善する方法として、導体回路を薄くし、上面間隙１１（トップ間隙）と下面間隙１２（アンダー間隙または沿面）との差を少なくすることが考えられるが、導体回路を薄くすることで、放熱性が低下するといった問題もある。
【０００８】
また、導体回路の厚みを確保しつつ上面間隙１１（トップ間隙）と下面間隙１２（アンダー間隙または沿面）との差を少なくする方法として、めっきマスクを形成後、めっきで導体回路を厚く積み上げる構造のセミアディティブ法によって導体回路を形成した基板もあるが、価格的には高価となる問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、狭ピッチのバンプを備えた電子部品素子に対応しつつ、低コストでしかも放熱性と絶縁信頼性を向上させた電子部品素子搭載用基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子部品素子搭載用基板は、基材と、この基材上に設けられた複数の導体回路とを有し、前記導体回路の側面が、前記複数の導体回路の間隙に形成された絶縁樹脂によって被覆され、前記導体回路の上面に貴金属めっきが形成されている。
【００１１】
また、本発明の電子部品素子搭載用基板では、前記導体回路が複数のフリップチップ端子を含んでおり、このフリップチップ端子の側面が、前記フリップチップ端子の間隙に形成された絶縁樹脂によって被覆され、前記フリップチップ端子の上面に貴金属めっきが形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、狭ピッチのバンプを備えた電子部品素子に対応しつつ、低コストでしかも放熱性と絶縁信頼性を向上させたＬＥＤ搭載用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ素子搭載用基板の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ素子搭載用基板の断面図である。
【図３】従来のＬＥＤ素子搭載用基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、本発明の第１実施形態に係る電子部品素子搭載用基板の断面図を示す。従来例で説明したＬＥＤ素子搭載用基板と同じ構成要素には同一の符号を付して説明する。また、本実施形態では電子部品搭載用基板としてフリップチップＬＥＤ素子を搭載するＬＥＤ素子搭載用基板を例にして説明する。本発明のＬＥＤ搭載用基板１６は、基材１と、この基材１上に設けられたフリップチップ端子１３を含む導体回路とを有する。フリップチップ端子１３の側面１３ａは、フリップチップ端子１３の間隙に形成された絶縁樹脂５によって被覆され、フリップチップ端子１３の上面には貴金属めっき７が形成されている。
【００１５】
本発明において、基材１とは、フリップチップ端子１３を含む導体回路を支持する支持体であるとともに、導体回路同士を絶縁する絶縁体でもある。また、この基材１は、導体回路が基材１の片面のみに形成されたいわゆる片面板、両面に形成された両面板、あるいは、内部にも導体回路を有する多層板の何れであってもよい。更にこの基材１の材料としては、一般の電子部品素子搭載用の配線基板等で用いられる材料を使用することができ、このようなものとして、ガラスエポキシ基板、ガラスポリイミド基板、セラミック基板等が挙げられる。また、電子部品素子としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）素子、コンデンサ、抵抗、コイル等の表面実装型電子部品素子が例示できる。
【００１６】
また、フリップチップ端子１３を含む導体回路とは、基材１上に設けられるものであり、搭載される電子部品素子を電気的に接続し、動作させるための電気回路を構成するものである。また、フリップチップ端子１３とは、電子部品素子をファイスダウンボンディングで接続する際に用いられるものである。このフリップチップ端子１３は、配線基板において一般に用いられる、銅箔や銅めっき等の公知の材料を用い、公知のエッチングによる製法によって形成することができる。このように、フリップチップ端子１３は、単純なエッチングで形成可能であるため、フリップチップ端子１３を含む導体回路を安価に形成できる。
【００１７】
本発明におけるフリップチップ端子１３を含む導体回路は、図１に示すように、電子部品素子としてのＬＥＤ素子９がバンプ１７によって電気的に接続される上面と、基材１と接着する底面と、導体回路を形成する際に導体回路の厚みに応じて形成される側面１３ａとを有する。フリップチップ端子１３を含む導体回路は、銅箔や銅めっき等をエッチングすることによって形成されるが、放熱性を満足するためにある程度の厚みを有している。このため、フリップチップ端子１３を含む導体回路の側面１３ａの断面形状は、上面から底面にいくほど導体回路の幅が増加する傾向がある。つまり、上面幅（トップ幅）よりも下面幅（アンダー幅）が広く、このため、それらの上面間隙１１（トップ間隙）よりも下面間隙１２（アンダー間隙または沿面）の方が狭くなる。また、底面近くでは、裾引きといった現象も生じる場合があり、この場合は、下面間隙１２（アンダー間隙または沿面）の基材１上に、銅箔やめっきのエッチング残渣が生じる場合がある。
【００１８】
本発明においては、図１に示すように、フリップチップ端子１３の側面１３ａが、フリップチップ端子１３の間隙に形成された絶縁樹脂５によって被覆され、フリップチップ端子１３の上面に貴金属めっき７が形成される。このように、フリップチップ端子１３の側面１３ａが、フリップチップ端子１３の間隙に形成された絶縁樹脂５によって被覆されるので、フリップチップ接続に必要な貴金属めっき７を行っても、貴金属めっき７は、フリップチップ端子１３の側面１３ａには析出せず、フリップチップ端子１３の上面のみに析出する。この結果、従来フリップチップ端子１３間の絶縁信頼性を低下させていた下面間隙１２の狭小化や、下面間隙１２の基材１上に貴金属めっき７が異常析出する現象を生じさせることがない。したがって、フリップチップ端子１３間のショート等を抑制できるので、絶縁信頼性を確保可能となる。なお、貴金属めっき７は、フリップチップ端子１３の上面のみに形成するようにすると、フリップチップ端子１３間の絶縁信頼性の確保にとって、より有効であるので望ましい。
【００１９】
フリップチップ端子１３の間隙に形成された絶縁樹脂５は、フリップチップ端子１３の側面１３ａを被覆しつつ、フリップチップ端子１３の上面が露出するように形成されるものである。このようにフリップチップ端子１３の上面が露出すればいいので、少なくともフリップチップ端子１３の側面１３ａの底部（下面間隙１２側）を被覆すれば、絶縁信頼性上で最も問題となる下面間隙１２（アンダー間隙または沿面）が、貴金属めっき７によって狭められたり、貴金属めっき７の異常析出によって絶縁性が低下することはなく、絶縁信頼性を向上できる。このため、フリップチップ端子１３の側面１３ａの底部から、フリップチップ端子１３の厚みの途中まで（例えば、フリップチップ端子１３の厚みの２０〜８０％程度まで）の側面１３ａを被覆するだけでもよい。
【００２０】
また、絶縁樹脂５は、フリップチップ端子１３の側面１３ａを被覆していればよく、絶縁樹脂５の厚みは、（例えば、１〜５μｍ程度に）薄くてもよい。フリップチップ端子１３の間隙が絶縁樹脂５によって充填されるようにすると、フリップチップ端子１３の側面１３ａ全体が絶縁樹脂５で被覆され、フリップチップ端子１３の上面のみに、貴金属めっき７が形成されるので、より絶縁信頼性が向上するので望ましい。貴金属めっき７が、フリップチップ端子１３と絶縁樹脂５との間に析出しないよう、絶縁樹脂５とフリップチップ端子１３の側面１３ａが密着している必要がある。但し、絶縁信頼性に影響しない範囲で、側面上部から貴金属めっき７が染み込んで、側面１３ａに析出しても構わない。一方、貴金属めっき７が、フリップチップ端子１３の上面に析出するよう、絶縁樹脂５からフリップチップ端子１３の上面が露出している必要がある。
【００２１】
フリップチップ端子１３の側面１３ａを絶縁樹脂５で被覆する方法としては、絶縁信頼性を確保できる程度に、絶縁樹脂５がフリップチップ端子１３の側面１３ａに密着して形成される方法であれば、特に方法は限定がなく、種々の方法を用いることができる。例えば、印刷法やロールコート、スプレーコート等により、液状の絶縁樹脂５をフリップチップ端子１３間に塗布し、絶縁樹脂５を硬化させる方法が挙げられる。また、フリップチップ端子１３の側面１３ａが絶縁樹脂５で被覆されていれば、フリップチップ端子１３の間隙が絶縁樹脂５で完全に充填される必要はない。しかし、フリップチップ端子１３の間隙が絶縁樹脂５で完全に充填され、フリップチップ端子１３の上面と絶縁樹脂５の表面とが平坦であれば、ＬＥＤ素子９を搭載する基板として使用するときの反射性能が向上するので望ましい。
【００２２】
フリップチップ端子１３の上面を絶縁樹脂５から露出させる方法としては、液状の絶縁樹脂５をフリップチップ端子１３間に塗布し、絶縁樹脂５を硬化させた後、平坦に研磨する方法が挙げられる。絶縁樹脂５の硬化は、最終的な硬化まで行う必要はなく、研磨に適した硬度となる程度であればよい。例えば、液状の絶縁樹脂５から溶剤を乾燥させた状態（セミキュアまたは仮乾燥）が挙げられる。研磨には、適当な番手のバフ研磨等を用いるのが望ましく、いわゆるセラミックバフを用いると研磨面の平坦性が向上するので望ましい。
【００２３】
フリップチップ端子１３の間隙に形成する絶縁樹脂５の材料としては、密着性や絶縁性、耐熱性等の特性を有するものであれば特に限定はないが、これらの特性が優れる点で、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはこれらの絶縁樹脂を混合した複合樹脂等が望ましい。また、これらの絶縁樹脂５の材料に、酸化チタン、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含む無機粒子を、２０質量％から最大で８０質量％程度配合してもよい。これらの無機粒子を配合した絶縁樹脂５は、４００〜８００ｎｍの何れかの波長の光に対して、反射率を９０％以上とすることができるため、電子部品素子として高輝度のＬＥＤ素子９を搭載する場合でも、絶縁樹脂５がＬＥＤ素子９からの光を高効率で反射し、熱を吸収し難く、放熱性を向上できるうえに、高輝度を達成できる点で望ましい。なお、これらの絶縁樹脂５としては、シリコーン樹脂に上記無機粒子を配合したものを用いると、ＬＥＤ素子９からの光や熱に対しても劣化し難い点で、さらに望ましい。このような絶縁樹脂５の材料の具体例としては、株式会社アイン製の製品名：ＲＧ−１２−６−２等が挙げられる。
【００２４】
フリップチップ端子１３を含む基材１上の導体回路は、２０μｍ以上の厚さであるのが望ましい。これにより、フリップチップ端子１３の微細化を図りつつ、ＬＥＤ素子９からの熱伝導を確保することができるので、狭ピッチのバンプを備えたフリップチップＬＥＤ素子に対応しつつ、しかも放熱性がよいので、ＬＥＤ素子９からの発熱によるＬＥＤ素子搭載用基板１６の劣化等の影響を抑制することができる。
【００２５】
図２には本発明に係る電子部品素子搭載用基板の第２実施形態が示されている。この実施形態に係るＬＥＤ素子搭載用基板１６は、フリップチップ端子１３を含む導体回路上の一部に、この導体回路に接続される蓄熱部１０を有している。この蓄熱部１０は、例えばフリップチップ端子１３よりも２０μｍ以上厚く形成されている。これにより、より放熱性が向上することに加え、この部分的に厚い導体回路の蓄熱部１０が、瞬間的に発生した熱を吸い取り、一時的に蓄熱するので、例えば、電子部品素子として搭載されるＬＥＤ素子９が、カメラのフラッシュ用途である場合、瞬間的な発熱が生じるが、このような瞬間的な発熱に対しても放熱特性を満足できる。なお、この実施形態に係るＬＥＤ素子搭載用基板１６はＬＥＤ素子９をレンズ形状の透光性樹脂１８によって封止している。
【００２６】
また、フリップチップ端子１３の間隙に形成される絶縁樹脂５の表面は、フリップチップ端子１３の上面と面一であることが望ましい。フリップチップ端子１３の上面と絶縁樹脂５の表面とが平坦であれば、電子部品素子としてＬＥＤ素子９を搭載した場合に基板の反射性能を向上させることができる。
【００２７】
ＬＥＤ素子搭載用基板１６の一方の面（電子部品素子搭載面）に形成されたフリップチップ端子１３が、スルーホール１５を介して、他方の面（外部接続端子面）に電気的に接続されるのが望ましい。これにより、ＬＥＤ素子９からの熱を、他方の面に接続された外部デバイスに放熱することができ、さらに放熱特性を向上させることができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００２９】
（実施例１）
本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ素子搭載用基板１６の一実施例を図１に基づいて説明する。
【００３０】
白色の基材１として、基材厚み０．２ｍｍ、銅箔厚１８μｍの両面銅貼り積層板（三菱瓦斯化学株式会社製、製品名：ＨＬ−８２０ＷＤＩ）を使用し、スルーホール１５用の必要な穴加工をドリルにより行い、スルーホールめっき２として無電解の下地銅めっき（０．５μｍ）と１次電気銅めっきを合わせて２０μｍ施した。その後所定のスルーホール１５に選択的に穴埋め樹脂３としてエポキシ樹脂を充填し、硬化後、研磨により表面を平滑にした。その後、蓋めっき４としてワーク全面に２次電気銅めっきを１０μｍ施し、エッチングによりフリップチップ端子１３を含む導体回路を形成した。この時の導体回路の厚みは、基材１の銅箔（厚さ１８μｍ）＋スルーホールめっき２（厚さ２０μｍ）＋蓋めっき４（厚さ１０μｍ）＝トータル４８μｍである。また、スルーホール１５内に充填する穴埋め樹脂３は、導電ペーストを使用することが好ましいが、エポキシ樹脂であっても、スルーホールめっき２を厚くすることで、同等の熱伝導性を得ることが可能である。その後、導体回路をエッチング法で形成したが、この時のフリップチップ端子１３の下面間隙１２（アンダー間隙）は５０μｍとした。
【００３１】
フリップチップ端子１３を含む導体回路をエッチングで形成した後、フリップチップ端子１３の側面１３ａの間隙に、液状の樹脂（山栄化学株式会社製、製品名：ＵＣ−３０００−１５）をスクリーン印刷により塗布して絶縁樹脂５を充填し、硬化後バフ研磨により表面を平滑にした。
【００３２】
次に、ソルダーレジスト６（太陽インキ製造株式会社製、製品名：ＰＭＲ６０００Ｗ３０）をスクリーン印刷で塗布し、仮乾燥・露光・現像・ポストキュアー（最終硬化）し、貴金属めっき７として、電気ニッケルめっき（厚さ５μｍ）と電気銀めっき（厚さ１．０μｍ）を形成して、ＬＥＤ素子搭載用基板１６を作製した。
【００３３】
本実施例のＬＥＤ素子搭載用基板１６は、フリップチップ端子１３の下面間隙１２（アンダー間隙）が５０μｍと狭ピッチであったが、ショートの発生は皆無であった。
【００３４】
（実施例２）
本発明の第２実施形態に係る電子部品素子搭載用基板１６の一実施例を図２に基づいて説明する。
【００３５】
実施例１と同様にして、フリップチップ端子１３を含む導体回路をエッチングで形成した後、フリップチップ端子１３の側面１３ａの間隙に、シリコーン樹脂に酸化チタンを混ぜた液状の樹脂（株式会社アイン製、製品名：ＲＧ−１２−６−２）をスクリーン印刷により塗布して絶縁樹脂５を充填し、硬化後、バフ研磨により平滑に研磨した。
【００３６】
その後、パターン形成用ドライフィルム（日立化成工業株式会社製、製品名：Ｈ−Ｗ４７５）を使用し、部分厚付け電気銅めっき用のめっきマスクを形成した。その後、電気銅めっきで、蓄熱部１０となる部分に部分厚付電気銅めっきを４０μｍ施し、めっきマスクを剥離した。この時、フリップチップ端子１３と蓄熱部１０、スルーホールめっき２、外部接続端子１４を含む導体回路は、全て電気的に繋がっている。次に、ソルダーレジスト６（太陽インキ製造株式会社製、製品名：ＰＭＲ６０００Ｗ３０）を、ロールコーターにより塗布し、仮乾燥後紫外線により露光・現像、ポストキュア（最終硬化）を行った。その後、貴金属めっき７として、電気ニッケルめっき（厚さ５μｍ）と電気銀めっき（厚さ１．０μｍ）を形成して、ＬＥＤ素子搭載用基板１６を作製した。
【００３７】
本実施例のＬＥＤ素子搭載用基板１６は、フリップチップ端子１３の下面間隙１２（アンダー間隙）が５０μｍと狭ピッチであったが、ショートの発生は皆無であった。また、絶縁樹脂５の表面において、４００〜８００ｎｍの何れかの波長の光に対する反射率は、９０％以上であり、熱を吸収し難く、放熱性や輝度を向上することができた。
【符号の説明】
【００３８】
１  基材（白色の基材）
２  スルーホールめっき（１次電気銅めっき）
３  穴埋め樹脂（エポキシ樹脂又は導電ペースト）
４  蓋めっき（２次電気銅めっき）
５  絶縁樹脂
６  ソルダーレジスト
７  貴金属めっき
９  ＬＥＤ素子（フリップチップＬＥＤ素子）
１０  蓄熱部（部分厚付け電気銅めっき）
１１  上面間隙（トップ間隙）
１２  下面間隙（アンダー間隙）
１３  フリップチップ端子
１４  外部接続端子
１５  スルーホール
１６  ＬＥＤ素子搭載用基板
１７  バンプ
１８  透光性樹脂
【図１】
2013143517.tif 000003
【図２】
2013143517.tif 000004
【図３】
2013143517.tif 000005