(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平坦な上下面を有するセラミック基体の前記上下両面にそれぞれ電子部品の電極が導電性接続部材を介して接続されるメタライズ配線層を被着させるとともに、前記上下面の少なくとも一方に、該面に被着された前記メタライズ配線層よりも厚く、且つ該面に搭載される電子部品よりも薄い厚膜層を、該厚膜層上の少なくとも３点でその面の中心を囲むように配置して被着させて成るセラミック配線基板の製造方法であって、
前記セラミック配線基板となるセラミックグリーンシート積層体が、焼成用の台板に前記厚膜層側を下にして載置された状態にて焼成されたことを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記厚膜層は、平面視で矩形状をなす前記セラミック配線基板の外周領域及び、該外周領域よりも内側の領域に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載のセラミック配線基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の製造方法により得られた前記セラミック配線基板に、電子部品を搭載したことを特徴する電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック配線基板に関するものであり、より詳細には、平板状セラミック基体の上下両面に、それぞれに電子部品の電極が接続されるメタライズ配線層を被着させて成るセラミック配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミック配線基板は、電気絶縁性や耐熱性に優れるとともに高密度配線が可能であることから、例えば半導体集積回路素子等の電子部品を実装するための配線基板として利用されている。このようなセラミック配線基板において、電子部品の実装密度を大とするために平板状のセラミック基体の上下両面にメタライズ配線層を被着させて成るセラミック配線基板が知られている。このようにセラミック基体の上下両面にメタライズ配線層を被着させたセラミック配線基板は、セラミック基体の上下両面にそれぞれ電子部品を搭載するとともに、その面に搭載された電子部品の電極とその面のメタライズ配線層とをボンディングワイヤや半田バンプ等の導電性接続部材を介して接続することにより、電子部品がその上下両面に実装される。
【０００３】
なお、このようなセラミック配線基板においては、メタライズ配線層が酸化腐食するのを防止するとともに電子部品とメタライズ配線層との導電性接続部材を介した電気的な接続を良好なものとするために、メタライズ配線層の表面に通常であれば、ニッケルめっき層および金めっき層から成るめっき金属層を順次被着させている。
【０００４】
また、このセラミック配線基板は、上下両面にメタライズ配線層用のメタライズペーストが所定のパターンに印刷塗布された平板状のセラミックグリーンシート積層体を焼成用の平坦な台板上に載置するとともにこれを高温で焼成することによって製作されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のセラミック配線基板によれば、メタライズ配線層が平板状のセラミック基体の上下両面に被着されていることから、このセラミック配線基板を例えば搬送用や保管用のトレイ等に載置すると、トレイ等の載置面に接する側のメタライズ配線層がこの載置面に擦れて、めっき金属層を含むメタライズ配線層の表面に傷が発生したり、載置面からの異物が付着してしまいやすい。あるいは、この従来のセラミック配線基板を製作する際に、セラミックグリーンシート積層体の上下両面にメタライズ配線層用のメタライズペーストが印刷塗布されていることから、焼成用の台板に載置される側のメタライズペーストと台板とが直接擦れてメタライズ配線層に傷が発生することがあった。そして、このようにメタライズ配線層に傷や異物があると、このセラミック配線基板の上下両面に電子部品を搭載するとともにこれらの電子部品の電極をメタライズ配線層に導電性接続部材を介して接続する際に、両者が良好に接続されず、そのため実装された電子部品を正常に作動させることができなくなる場合があるという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、セラミック基体の上下面に被着させたメタライズ配線層に傷や異物付着が発生することがなく、セラミック配線基板の上下両面に電子部品を搭載するとともにこれらの電子部品の電極をメタライズ配線層に導電性接続部材を介して接続する際に、電子部品の電極とメタライズ配線層とが導電性接続部材を介して良好に接続され、それにより実装された電子部品を常に正常に作動させることが可能なセラミック配線基板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック配線基板の製造方法は、略平坦な上下面を有するセラミック基体の前記上下両面にそれぞれ電子部品の電極が導電性接続部材を介して接続されるメタライズ配線層を被着させるとともに、前記上下面の少なくとも一方に、該面に被着された前記メタライズ配線層よりも厚く、且つ該面に搭載される電子部品よりも薄い厚膜層を、該厚膜層上の少なくとも３点でその面の中心を囲むように配置して被着させて成るセラミック配線基板の製造方法であって、前記セラミック配線基板となるセラミックグリーンシート積層体が、焼成用の台板に前記厚膜層側を下にして載置された状態にて焼成されたことを特徴とする。
また、前記厚膜層は、平面視で矩形状をなす前記セラミック配線基板の外周領域及び、該外周領域よりも内側の領域に、それぞれ設けられていることを特徴とする。
本発明の電子装置は、上記製造方法により得られた前記セラミック配線基板に、電子部品を搭載したことを特徴する。
【０００８】
本発明のセラミック配線基板によれば、セラミック基体の上下面の少なくとも一方に、メタライズ配線層よりも厚い厚膜層を、そのうちの少なくとも３点でその面の中心を囲むように配置して被着させていることから、このセラミック配線基板をトレイ等に載置する際やこのセラミック配線基板の製作時にセラミック配線基板用のセラミックグリーンシート積層体を焼成用の台板に載置する際に、厚膜層側の面を下にして載置することにより、この面に被着されたメタライズ配線層が載置面に擦れることを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に詳細に説明する。図１は、本発明のセラミック配線基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、１はセラミック基体、２はメタライズ配線層である。
【００１０】
セラミック基体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・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラス−セラミックス等のセラミックス材料から成り、略平坦な上下面を有する一辺の長さが10〜200ｍｍ程度で、厚みが１〜10ｍｍ程度の略四角平板状である。セラミック基体１は、電子部品を支持するための支持部材として機能し、その上下両面の中央部には電子部品を搭載するための複数の搭載部が形成されており、これらの搭載部には半導体集積回路素子等の電子部品３がそれぞれ搭載される。
【００１１】
このようなセラミック基体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・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・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクタ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準備し、次にこれらの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後述するメタライズ配線層２・メタライズビア柱４・メタライズダイアタッチ層５・メタライズシール層６用のメタライズペーストおよび厚膜層９用の厚膜ペーストを印刷塗布し、これらのセラミックグリーンシートを上下に積層してセラミックグリーンシート積層体を得た後、このセラミックグリーンシート積層体を厚膜層９用の厚膜ペーストが塗布された面を下にして焼成用の台板に載置するとともに約1600℃の温度で焼成することにより製作される。
【００１２】
また、セラミック基体１には、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成るメタライズ配線層２・メタライズビア柱４・メタライズダイアタッチ層５・メタライズシール層６等の複数のメタライズ導体が固着されている。
【００１３】
メタライズ配線層２は、厚みが10〜20μｍ程度であり、セラミック基体１の上下面および内部に多数のパターンで配設されており、各パターンはセラミック基体１の内部に設けたメタライズビア柱４により所定のもの同士が電気的に接続されることによりセラミック基体１の搭載部またはその周辺部から下面外周部にかけて電気的に導出されている。これらのメタライズ配線層２およびメタライズビア柱４は、セラミック基体１の各搭載部に搭載された電子部品３同士を電気的に相互に接続するとともに外部に電気的に接続するための導電路として機能し、メタライズ配線層２の搭載部またはその周辺部位には、電子部品３の電極がボンディングワイヤ７や半田バンプ８等の導電性接続部材を介して電気的に接続され、メタライズ配線層２のセラミック基体１下面外周部に導出した部位には例えば外部電気回路基板に接続されたソケットの端子が電気的に接続される。
【００１４】
また、メタライズダイアタッチ層５は、セラミック基体１上面の各搭載部に、この面に被着されたメタライズ配線層２と実質的に同じ厚みに被着されており、セラミック基体１上面の搭載部に電子部品３を搭載するための下地金属として機能する。そして、セラミック基体１の上面に搭載される電子部品３は、このメタライズダイアタッチ層５に金−シリコンろう材等の導電性接合材料を介して接合される。なお、この例では、セラミック基体１下面の搭載部にはメタライズダイアタッチ層５は被着されておらず、下面に搭載される電子部品３は、バンプ８によって固定される。
【００１５】
さらに、メタライズシール層６は、セラミック基体１の上面外周部に、この面に被着されたメタライズ配線層２と実質的に同じ厚みに枠状に被着されており、セラミック基体１上面に図示しない椀状の蓋体を接合するための下地金属として機能する。そして、このメタライズシール層６に例えば金−錫合金から成る封止材を介して椀状の蓋体を接合することにより、セラミック基体１の上面に搭載する電子部品３が気密に封止される。なお、この例では、セラミック基体１の下面にメタライズシール層６は被着されておらず、セラミック基体１の下面に搭載される電子部品３は例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る図示しない樹脂製封止材により封止される。
【００１６】
このようなメタライズ配線層２・メタライズビア柱４・メタライズダイアタッチ層５・メタライズシール層６は、例えばタングステンメタライズから成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑材・分散剤等を添加混合して適当な粘度に調整したメタライズペーストを、セラミック基体１用の各セラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法を採用して12〜25μｍの厚みの所定のパターンおよびセラミックグリーンシートを貫通する直径が50〜300μｍ程度の所定の円柱状に印刷塗布し、これをセラミック基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによってセラミック基体１の上下面および内部に配設される。
【００１７】
なお、メタライズ配線層２・メタライズダイアタッチ層５・メタライズシール層６の露出表面には、これらのメタライズ導体が酸化腐食するのを防止するとともにメタライズ配線層２とボンディングワイヤ７・半田バンプ８・ソケットとの接続およびメタライズダイアタッチ層５と電子部品との接合およびメタライズシール層６と蓋体との接合を良好なものとするために、通常であれば、厚みが１〜10μｍ程度のニッケルめっき層および厚みが0.1〜3μｍ程度の金めっき層が被着されている。
【００１８】
さらに、セラミック基体１の上面には、この上面に被着されたメタライズ配線層２よりも10〜50μｍ程度厚い厚膜層９が被着されている。厚膜層９は、例えばセラミック基体１と実質的に同質のセラミックス材料から成り、図２に上面図で示すように、そのうちの少なくとも３点でその面の中心を囲むように、セラミック基体１の外周部および中央部に略長方形のパターンで複数個が分散して被着されている。厚膜層９は、セラミック配線基板をトレイ等の載置面に載置する際に、これらの厚膜層９が載置面に接触する載置接触面となってメタライズ配線層２が載置面に直接接触するのを防止する作用を為し、そのうちの少なくとも３点でその面の中心を囲むように被着されていることから、本発明のセラミック配線基板を例えば搬送用のトレイ等の載置面に載置する際に、この厚膜層９が被着された面を載置面側にして載置することにより、セラミック基体１の上下面に被着させたメタライズ配線層２をトレイ等の載置面に直接接触させることなく載置させることができる。したがって、本発明のセラミック配線基板によれば、メタライズ配線層２にトレイ等の載置面との擦れによる傷や異物の付着が発生することを有効に防止することができ、その結果、上下面に搭載される各電子部品３の電極とメタライズ配線層２とをボンディングワイヤ７や半田バンプ８等の導電性接続部材を介して極めて良好に接続させることができる。
【００１９】
なお、厚膜層９は、その厚みがメタライズ配線層２の厚みよりも10μｍ未満厚い場合には、本発明のセラミック配線基板を厚膜層９側を下にしてトレイ等の載置面に載置した場合に、載置面とメタライズ配線層２との間に僅かな隙間しか形成されず、そのため、載置面とメタライズ配線層２とが接触する危険性が大きなものとなり、他方、その厚みがメタライズ配線層２の厚みよりも50μｍを超えて厚いと、メタライズ配線層２に電子部品３の電極をボンディングワイヤ７や半田バンプ８等の導電性接続部材を介して接続する際にその接続の障害となる危険性が大きなものとなる。したがって、厚膜層９の厚みは、これが被着された面のメタライズ配線層２の厚みよりも10〜50μｍ厚いことが好ましい。また、厚膜層９をセラミック基体１と実質的に同一の材料で形成しておくと、厚膜層９とセラミック基体１とが強固に接合し、厚膜層９がセラミック基体１から剥離することを有効に防止することができる。したがって、厚膜層９は、セラミック基体１と実質的に同一の材料で形成しておくことが好ましい。
【００２０】
このような厚膜層９は、例えばセラミック基体１用のセラミックグリーンシートに含まれるセラミック原料粉末と実質的に同一の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して得た厚膜ペーストをセラミック基体１用のセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法を採用してメタライズ配線層２用のメタライズペーストよりも厚い所定のパターンに印刷塗布し、これをセラミック基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによってセラミック基体１の上面に所定の配置で被着される。このとき、厚膜層９用の厚膜ペーストが塗布された側の面を焼成用の台板側にして焼成することにより、導電ペーストが台板に接触することがなくなり、そのため焼成の際にメタライズ配線層２に傷が発生するのが有効に防止される。
【００２１】
かくして、本発明のセラミック配線基板によれば、メタライズ配線層２に傷や付着が発生することがなく、各電子部品３の電極をメタライズ配線層２に良好に接続させることができ、搭載する電子部品３を正常に作動させることができる。
【００２２】
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あれば種々の変更は可能であり、例えば上述の実施の形態例では、厚膜層９はセラミック基体１の上面に形成されていたが、厚膜層９はセラミック基体１の下面に形成されていてもよい。この場合、厚膜層９が被着された下面側を下にしてトレイ等の載置面に載置すればよい。
【００２３】
また、上述の実施の形態の一例では、厚膜層９は、そのうちの少なくとも３点でその面の中心を囲むように略長方形のパターンをセラミック基体１の外周部および中央部に複数個分散させて被着されていたが、厚膜層９は、そのうちの少なくとも３点でその面の中心を囲むように配置されて被着されていれば、正方形や円形等、他の形状のパターンを中央部や外周部に複数個分散させて被着されていても良く、さらには、セラミック基体１の中央部を取り囲む枠状のパターンに被着されていてもよい。
【００２４】
またさらに、上述の実施の形態例では、厚膜層９はセラミック基体１と実質的に同一の材料から形成されていたが、厚膜層９は、例えばメタライズ金属層等、セラミック基体１と異なる材料から形成されていても良い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のセラミック配線基板によれば、セラミック基体の上下面の少なくとも一方に、メタライズ配線層よりも厚い厚膜層を、そのうちの少なくとも３点でその面の中心を囲むように配置して被着されているいることから、このセラミック配線基板をトレイ等に載置する際やこのセラミック配線基板の製作時にセラミック配線基板用のセラミックグリーンシート積層体を焼成用の台板に載置する際に、厚膜層側の面を下にして載置することにより、この面に被着されたメタライズ配線層が載置面に擦れることを防止でき、その結果、メタライズ配線層に傷や異物の付着がなく、搭載する電子部品の各電極をメタライズ配線層に導電性接続部材を介して良好に接続して電子部品を常に正常に作動させることが可能なセラミック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】本発明のセラミック配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示すセラミック配線基板の電子部品３およびボンディングワイヤ７を除いた上面図である。
【符号の説明】
１・・・・・セラミック基体
２・・・・・メタライズ配線層
３・・・・・電子部品
７・・・・・導電性接続部材としてのボンディングワイヤ
８・・・・・導電性接続部材としての半田バンプ
９・・・・・厚膜層
【図１】
0003950950.tif 000002
【図２】
0003950950.tif 000003