(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部の配線基板領域とその周辺部の捨て代領域とを有するセラミック絶縁層を複数積層して成り、前記捨て代領域に外周辺が平面視で凹凸形状とされたセラミックコート層が前記セラミック絶縁層の上下で重なるように被着されているとともに、上下の前記セラミックコート層の前記凹凸形状の凹部分と凸部分とが対向していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記凹凸形状は、0.05〜0.1ｍｍの長さの繰り返し単位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、半導体素子や容量素子・圧電振動子等の電子部品を搭載する、電子部品搭載用の配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子や容量素子・圧電振動子等の電子部品を搭載するための配線基板は、一般に、ガラスセラミックス焼結体や酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料から成るセラミック絶縁層と、銅・銀・タングステン等の金属材料から成り、セラミック絶縁層の表面に被着されているメタライズ配線層とにより形成されている。
【０００３】
この配線基板は、例えばセラミック絶縁層が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を有機溶剤・バインダとともにシート状に成形して得たグリーンシートの表面に、銅・銀等の金属ペーストを所定のパターンに印刷塗布し、このグリーンシートを積層するとともに約1000℃で焼成することにより製作される。
【０００４】
なお、この配線基板においては、メタライズ配線層と他のメタライズ配線層との間には、通常、メタライズ配線層とほぼ同じ厚さのセラミックコート層が被着形成されて上下のセラミック絶縁層間の間隙を埋め、上下のセラミック絶縁層間の密着をより確実なものとしている。このセラミックコート層は、セラミック絶縁層と同様のセラミック粉末およびガラス粉末から成るセラミックペーストをメタライズ配線層となる金属ペーストの間を埋めるようにしてグリーンシートの表面に印刷塗布することで形成される。
【０００５】
このような配線基板においては、焼成の際、グリーンシートと金属ペーストとの焼成時の収縮率の差等に起因する応力によりグリーンシートの積層体に反り等の変形が生じやすく、焼成して得られた配線基板に反り等の外観・特性上の不具合が発生し易いという問題がある。この配線基板の反り等の変形を抑えるために、配線基板の外周に捨て代領域を設けて、この捨て代領域にも配線基板となる中央部の配線基板領域と同様に、配線基板領域から外側に0.5ｍｍ程度までセラミックコート層を延長して設け、このセラミックコート層の収縮に伴う応力により前述の配線基板領域におけるグリーンシートと金属ペーストとの焼成時の収縮率の差等に起因する応力を相殺し、配線基板の反り等の変形が発生するのを防止する手法がとられていた。
【０００６】
すなわち、中央部に配線基板となる配線基板領域を有し、その周辺部に捨て代となる捨て代領域を有する広面積のグリーンシートを複数準備し、配線基板領域に金属ペーストとセラミックペーストとを所定パターンに印刷塗布するとともに、捨て代領域の上下両面に同様のセラミックペーストを印刷塗布し、その後、これらのグリーンシートを積層・焼成するというものである。この焼成の際、捨て代領域に印刷塗布したセラミックペーストの収縮に伴う応力が、配線基板領域に印刷塗布した金属ペーストとグリーンシートとの焼成時の収縮率の差に起因する応力を相殺し、配線基板に反り等の変形が発生することを抑えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の配線層の高密度化や配線基板の高集積化に伴い、セラミック絶縁層の積層枚数が、例えば10層以上と増加する傾向にある。そのようにセラミック絶縁層が多層に積層される場合には、複数のセラミック絶縁層の両面の捨て代領域に同一のセラミックコート層が形成されるとともに、これらの境界が上下で対向することになる。このような配線基板は、配線基板領域に金属ペーストおよびセラミックペーストを印刷塗布するとともに、捨て代領域にセラミックペーストを印刷塗布した多数のグリーンシートを積層・焼成することにより製作されるが、その積層前または積層途中にセラミック絶縁層となるグリーンシートに微小な変形が生じた際には、印刷塗布されたセラミックペーストの外周辺に位置するグリーンシートにその変形に伴う応力が直線状に多数の層にわたって集中することとなるため、グリーンシートが挫屈し、得られた配線基板において、捨て代領域のセラミックコート層の外周辺に接するセラミック絶縁層にクラックが発生するとともにこのクラックが配線基板領域に向けて進行してしまい、セラミック絶縁層内にクラック等の欠陥が生じるという問題が新たに誘発される。
【０００８】
特に、セラミック絶縁層がガラスセラミックス焼結体から成る場合は、ガラスセラミックス絶縁層となるグリーンシートが挫屈しやすいため、配線基板中のクラック等の欠陥が非常に生じやすくなる。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑み案出されたものであり、その目的は、中央部の配線基板領域とその周辺部の捨て代領域とを有するセラミック絶縁層を複数積層して成り、捨て代領域にセラミックコート層がセラミック絶縁層の上下で重なるように被着されている配線基板において、セラミック絶縁層を多数枚積層しても、また、特にセラミック絶縁層がガラスセラミックス等の挫屈しやすいグリーンシートを用いて形成されるような場合であったとしても、セラミック絶縁層にクラック等の不具合が生じることのない配線基板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、中央部の配線基板領域とその周辺部の捨て代領域とを有するセラミック絶縁層を複数積層して成り、前記捨て代領域に外周辺が平面視で凹凸形状とされたセラミックコート層が前記セラミック絶縁層の上下で重なるように被着されているとともに、上下の前記セラミックコート層の前記凹凸形状の凹部分と凸部分とが対向している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、上記構成において、前記凹凸形状は、0.05〜0.1ｍｍの長さの繰り返し単位であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の配線基板によれば、セラミック絶縁層の捨て代領域に外周辺が平面視で凹凸形状とされたセラミックコート層がセラミック絶縁層の上下で重なるように被着されているとともに、上下のセラミックコート層の凹凸形状の凹部分と凸部分とが対向していることから、捨て代領域においてセラミックコート層の外周辺でのグリーンシートの変形と、この変形に伴う応力がグリーンシートに直線状に集中することとがなくなるとともに、応力をグリーンシートの両面間で異なる方向に分散させて相殺させることができるため、ガラスセラミックス焼結体となるグリーンシート等のような特に挫屈しやすいグリーンシートにより形成したセラミック絶縁層であっても、グリーンシートの挫屈を効果的に防止し、配線基板に捨て代領域から進行するクラック等の不具合が発生することを効果的に防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１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２は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す要部拡大平面図である。図１および図２において、１はセラミック絶縁層、２はメタライズ配線層である。セラミック絶縁層１は、中央部の配線基板領域１ｂとその周辺部の捨て代領域１ａとを有している。
【００１５】
なお、セラミック絶縁層１の配線基板領域１ｂにはメタライズ配線層２とセラミックコート層３’とが被着され、捨て代領域１ａにはセラミック絶縁層１の上下で重なるように対向させたセラミックコート層３が被着されている。なお、図１においては、上下で対向させたセラミックコート層３を透視したように図示している。
【００１６】
セラミック絶縁層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、ガラス粉末とセラミック粉末とを有機溶剤・バインダとともにシート状に成形して得たグリーンシートを約1000℃で焼成することにより形成される。
【００１７】
なお、セラミック絶縁層１は、通常、複数が上下に積層され、配線基板領域１ｂが電子部品を搭載する基体として機能する。この基体の上面および／または下面に半導体素子や容量素子・圧電振動子等の電子部品が搭載される。
【００１８】
このセラミック絶縁層１の配線基板領域１ｂにはメタライズ配線層２が形成されている。メタライズ配線層２は、電子部品の電極を接続するとともに外部に導出する機能を有し、露出表面の所定部位に電子部品の電極がボンディングワイヤや半田等を介して接続される。メタライズ配線層２は、銅・銀等の金属材料から成り、例えば、銅から成る場合であれば、銅粉末および有機溶剤を混練して得た金属ペーストをセラミック絶縁層１となるグリーンシートにスクリーン印刷法等で印刷塗布することにより形成される。
【００１９】
配線基板領域１ｂおよび捨て代領域１ａには、それぞれセラミックコート層３および３’が形成されている。配線基板領域１ｂに形成されているセラミックコート層３’は、メタライズ配線層２の周囲で上下のセラミック絶縁層１間の間隙を埋め、上下のセラミック絶縁層１間の密着性を良好とする機能を有する。
【００２０】
また、捨て代領域１ａに形成されたセラミックコート層３は、配線基板領域１ｂの外周を囲むように形成され、配線基板領域１から得られる配線基板の反りを抑える機能を有する。
【００２１】
このようなセラミックコート層３および３’は、中央に配線基板領域１ｂを有し、その周辺部に捨て代領域１ａを有するセラミック絶縁層１となるグリーンシートを複数準備し、配線基板領域１ｂにメタライズ配線層２となる金属ペーストとセラミックコート層３’となるセラミックペーストとを所定パターンに印刷塗布するとともに、捨て代領域１ａの上下両面に同様のセラミックペーストを印刷塗布してセラミックコート層３を形成し、その後、これらのグリーンシートを積層・焼成することにより形成される。この焼成の際、捨て代領域１ａに印刷塗布したセラミックコート層３がその外周辺が平面視で凹凸形状とされ、上下のセラミックコート層３の凹凸形状の凹部分と凸部分とが対向していることから、そのセラミックコート層３の収縮に伴う応力が、配線基板領域１ｂに印刷塗布した金属ペーストとグリーンシートとの焼成時の収縮率の差に起因する応力を相殺し、配線基板に反りが発生することを抑えることができる。
【００２２】
本発明においては、セラミック絶縁層１の捨て代領域１ａにおいて、セラミック絶縁層１の上下で重なるように被着されたセラミックコート層３の外周辺を、図２に示すように、平面視で凹凸形状とし、かつ凹部分と凸部分とがセラミック絶縁層１を挟んで対向するようにして形成することが重要である。
【００２３】
本発明の配線基板によれば、このように上下で対向する捨て代領域１ａのセラミックコート層３の外周辺を平面視で凹凸形状とし、かつこの凹部分と凸部分とをセラミック絶縁層１を挟んで上下で対向させるようにしたことから、捨て代領域１ａにおいてセラミックコート層３の外周辺で、セラミック絶縁層１となるグリーンシートの変形が直線状に集中することがなくなるとともに応力をグリーンシートの両面間で異なる方向に分散させて相殺させることができるため、セラミック絶縁層１がガラスセラミックス焼結体となるグリーンシート等の特に挫屈しやすいグリーンシートからなるものであっても、グリーンシートの挫屈を効果的に防止し、配線基板にクラック等の不具合が発生することを効果的に防止することができる。
【００２４】
また、この凹凸形状は、0.05〜0.1ｍｍの長さの繰り返し単位（周期）であることが好ましい。0.05ｍｍ未満の周期では、凹凸形状の形成の際の寸法ばらつきにより、グリーンシートの変形に対して局所的に応力が集中することがあるため、かえってセラミックコート層３の外周辺に直交する方向にクラックが発生する危険性があるため適当ではない。また、0.1ｍｍを超えるとセラミックコート層３の外周辺の形状が直線に近づくため、応力が外周辺にほぼ直線状に集中するようになることから、グリーンシートの挫屈を防止する効果が不十分なものとなる傾向がある。よって、凹凸形状の長さの繰り返しは0.05〜0.1ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
この凹凸形状の例としては、波状・鋸状・矩形状等があるが、凹凸形状の入り込み寸法は、凹凸の形状に依らず、長さの繰り返し寸法の１／４〜１／２程度が望ましい。凹凸形状の入り込み寸法が長さの繰り返し寸法の１／４未満の場合は、セラミックコート層３の外周辺の形状が直線に近づくため、応力が直線状に集中してグリーンシートの挫屈を防止する効果が小さくなる。また、長さの繰り返し寸法の１／２を超えると凹凸形状の形状変化が大きくなるため（波状であれば曲率半径が小さくなり）セラミックコート層３の外周辺に直交する方向に応力が生じやすくなり効果的ではないものとなりやすい。
【００２６】
このようにして中央部の配線基板領域１ｂとその周辺部の捨て代領域１ａとを有し、配線基板領域１ｂにメタライズ配線層２とセラミックコート層３’が、および捨て代領域１ａに上記の所定形状のセラミックコート層３が被着形成された本発明の配線基板は、電子部品の搭載・封止や、ダイシング加工等による捨て代領域１ａと配線基板領域１ｂとの分割等の所定の加工を施すことによって、電子装置として完成し、各種電子機器に実装されて使用される。
【００２７】
なお、本発明は上述の実施の形態の一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、セラミック絶縁層１の捨て代領域１ａに外周辺が平面視で凹凸形状とされたセラミックコート層３の外周辺の凹凸形状としては、図２に示した例では曲線状になだらかに連続的に変化するいわゆる波状であるが、この凹凸形状は略三角形が連続したいわゆる鋸歯状もしくは略四角形が連続したいわゆる矩形状としてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、セラミック絶縁層の捨て代領域に外周辺が平面視で凹凸形状とされたセラミックコート層がセラミック絶縁層の上下で重なるように被着されているとともに、上下のセラミックコート層の凹凸形状の凹部分と凸部分とが対向していることから、捨て代領域においてセラミックコート層が塗布された領域と塗布されていない領域との境界でのグリーンシートの変形と、この変形に伴う応力がグリーンシートに直線状に集中することとがなくなるとともに、応力をグリーンシートの両面間で異なる方向に分散させて相殺させることができるため、ガラスセラミックス焼結体となるグリーンシート等の特に挫屈しやすいグリーンシートであっても、グリーンシートの挫屈を効果的に防止し、配線基板に捨て代領域から進行するクラック等の不具合が発生することを効果的に防止することができる。
【００２９】
また、本発明の配線基板によれば、凹凸形状を0.05〜0.1ｍｍの繰り返し単位としておくと、さらに効果的にグリーンシートの変形の集中を防止することができ、グリーンシートの挫屈をより一層効果的に防止することができる。
【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平面図である。
【図２】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す要部拡大平面図である。
【符号の説明】
１・・・セラミック絶縁層
１ａ・・・捨て代領域
１ｂ・・・配線基板領域
２・・・メタライズ配線層
３・・・捨て代領域のセラミックコート層
３’・・・配線基板領域のセラミックコート層
【図１】
0003967951.tif 000002
【図２】
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