(57)【要約】配線基板は、絶縁基板と、絶縁基板の第一の面に位置する外部電極と、絶縁基板の内部に位置し、外部電極に対して電気的につながっている配線と、を備え、配線は、配線の延在方向が絶縁基板の第一の面に対して傾斜している部分を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
当該絶縁基板の第一の面に位置する外部電極と、
前記絶縁基板の内部に位置し、前記外部電極に対して電気的につながっている配線と、
を備え、
前記配線は、当該配線の延在方向が前記第一の面に対して傾斜している部分を含む
配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基板の前記第一の面とは反対側の第二の面には、前記外部電極と電気的につながっていて電子部品が載置される接続電極が位置している請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記第二の面は凹部を有し、前記接続電極は、前記凹部の底面に位置している請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記配線は、複数の前記外部電極の間を電気的に接続している請求項１〜３のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板に接続している電子部品と、
を備える電子装置。
【請求項６】
請求項５記載の電子装置と、
前記電子装置と接続しているモジュール基板と、
を備える電子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、配線基板、電子装置及び電子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
外部装置に接続されて用いられるパッケージ状の配線基板がある。【０００３】
この配線基板では、配線を外部と電気的に接続するための外部接続パッドが外面に位置している。多層基板において、絶縁部材上に設けられる平面配線（配線パターン）と、各絶縁部材を各々貫通する貫通導体（ビア導体）との組み合わせによって縦横に配線を形成する技術がある。【０００４】
外部接続パッドの端部がセラミック基板の内部に埋没した形状とし、端部のセラミック基板への密着を補強することで、外部接続パッドの密着性の劣化を防ぐ技術がある（特開２０１３−１６５１４９号公報参照。）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一の態様における配線基板は、
絶縁基板と、
当該絶縁基板の第一の面に位置する外部電極と、
前記絶縁基板の内部に位置し、前記外部電極に対して電気的につながっている配線と、
を備え、
前記配線は、当該配線の延在方向が前記第一の面に対して傾斜している部分を含む。【０００６】
また、本開示の一の態様における電子装置は、
上記の配線基板と、
前記配線基板に接続している電子部品と、
を備える。【０００７】
また、本開示の一の態様における電子モジュールは、
上記の電子装置と、
前記電子装置と接続しているモジュール基板と、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の内容に従うと、配線基板においてより柔軟に配線長を設定可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】電子装置を蓋体が外された状態で見た全体斜視図である。
【図１Ｂ】電子装置の下面側を見た全体斜視図である。
【図２】配線基板を上側から見た平面図である。
【図３Ａ】電子モジュールの断面図である。
【図３Ｂ】配線基板の断面図である。
【図３Ｃ】配線基板の断面図である。
【図４】配線基板の配線の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態の電子装置１０を蓋体１２０が外された状態で見た全体斜視図である。図１Ａは蓋体１２０が接合される側の上面を見た図であり、図１Ｂは蓋体１２０が接合される側とは反対側の下面を見た図である。
【００１１】
電子装置１０は、配線基板１００と、電子部品１５０と、蓋体１２０などを備える。配線基板１００は、絶縁基板１１０と、電極（接続パッド１１３及び外部接続パッド１１４）と、配線などを有する。絶縁基板１１０の蓋体１２０が接合される側の一の面（ｚ方向について上方側、上面、第一の面とは反対側の第二の面）には、凹状の領域（凹部）である収容部１１１が位置している。収容部１１１の内部には、電子部品１５０が位置する。収容部１１１の開放面及び当該開放面とは反対側の底面（電子部品１５０の載置面）以外の面、すなわち収容部１１１の側面（ここでは、それぞれｚ方向に平行）をなす枠部１１０ａの蓋体１２０との接合面には、枠状メタライズ層１１２が位置している。枠状メタライズ層１１２は、金すず合金（ＡｕＳｎ）又は銀ろうなどの封止材を用いて蓋体１２０と接合される。特に限定するものではないが、ここでは、この配線基板１００のサイズは、ｘｙ面内で一辺が０．８〜１０．０ｍｍ程度であり、ｚ方向についての厚みが０．１〜２．０ｍｍ程度である。
【００１２】
収容部１１１の底面（電子部品１５０の載置面）をなす絶縁基板１１０の基部１１０ｂにおいて、当該底面上には、第１接続パッド１１３１及び第２接続パッド１１３２（まとめて接続パッド１１３、接続電極）が位置している。接続パッド１１３に電子部品１５０が取り付けられる（配線基板１００に接続される）ことで、配線基板１００と電子部品１５０とを備える電子装置１０が形成される。
【００１３】
電子部品１５０と接続パッド１１３とは、導電性接着剤（例えば、銀などの導電性粒子が添加された樹脂）といった接合材１６０を介して接続している。接合材１６０が熱硬化性のものである場合には、接合材１６０を予め接続パッド１１３に塗布し、接続パッド１１３（接合材１６０）に対して電子部品１５０を位置決めして配置した状態で加熱することで、電子部品１５０が接合材１６０を介して接続パッド１１３に接続される。接続パッド１１３は、収容部１１１の底面に対して凸状の形状を有する。これにより電子部品１５０は、収容部１１１内で底面から離隔して固定される。電子部品１５０が動作時に振動などを生じる場合には、電子部品１５０が振動時に収容部１１１内で底面及び蓋体１２０に接触しないように接続パッド１１３及び接合材１６０の厚さが定められてよい。
【００１４】
基部１１０ｂの収容部１１１とは反対側の面（下面、第一の面）の四隅には、それぞれ第１外部接続パッド１１４１、第２外部接続パッド１１４２、第３外部接続パッド１１４３及び第４外部接続パッド１１４４（まとめて外部接続パッド１１４、外部電極）が位置している。外部接続パッド１１４は、モジュール用基板２００（モジュール基板）に接合される外部電極である。
【００１５】
配線基板１００及び当該配線基板１００の収容部１１１内に位置する電子部品１５０を備える電子装置１０は、外部接続パッド１１４が半田２１０（図３Ａ参照）を用いて接合されたモジュール用基板２００（図３Ａ参照）とともに電子モジュール１（図３Ａ参照）に含まれる。電子部品１５０としては、例えば、水晶発振子及び弾性表面波素子（ＳＡＷフィルタ）などが挙げられるが、これらに限られない。その他の用途の圧電素子、容量性素子、抵抗素子など各種電子部品が用いられてよい。また、必要に応じて複数の電子部品１５０が一つの収容部１１１内に位置していてもよい。
【００１６】
絶縁基板１１０は、セラミック材料、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム焼結体、ムライト質焼結体又はガラス−セラミック焼結体などからなる。ここでは、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナ質焼結体）であるとして説明する。絶縁基板１１０の枠部１１０ａ及び基部１１０ｂは、一体構造となっている。
【００１７】
蓋体１２０は、導体金属からなり、枠状メタライズ層１１２に対して接合されて収容部１１１を気密封止する。封止には、ＡｕＳｎ又は銀ろうなどの導電性封止部材（封止材）が用いられる。蓋体１２０は、接地されることで収容部１１１内への外部ノイズの伝搬を抑制する。蓋体１２０は、導電性封止部材及び枠状メタライズ層１１２を介して配線基板１００の外部接続パッド１１４に接続している。外部接続パッド１１４が接地されることで、蓋体１２０は接地状態とされる。
【００１８】
枠状メタライズ層１１２は、導体金属からなり、枠部１１０ａの接合面に印刷形成される。
枠状メタライズ層１１２、接続パッド１１３の露出面及び外部接続パッド１１４の露出面などは、ニッケル及び／又は金によるめっき層で覆われていてもよい。例えば、露出面にニッケルめっきが１〜２０μｍの厚みでなされ、このニッケルめっき層上に金めっき層が０．１〜３．０μｍの厚みでなされる。これにより、表面の酸化腐食を抑制し、また、絶縁体である絶縁基板１１０の上面に位置する枠状メタライズ層１１２と金属導体である蓋体１２０との接続を容易かつ強固なものとすることができる。
【００１９】
次に、配線基板１００における電気配線について説明する。
図２は、配線基板１００を上側から見た平面図である。この平面図では、内部配線及び電極が併せて示されている。
【００２０】
収容部１１１の底面に位置する第１接続パッド１１３１は、基部１１０ｂを上下に貫通する貫通導体１１５１により直下の外部接続パッド１１４１と接続している。第２接続パッド１１３２は、基部１１０ｂの内部に位置する埋込配線１１７とビア導体１１５３を介して外部接続パッド１１４３と接続している。
【００２１】
枠状メタライズ層１１２は、枠部１１０ａの内部に位置する枠内配線１１６とビア導体１１５２とを介して外部接続パッド１１４２と接続している。外部接続パッド１１４２と外部接続パッド１１４４とは、基部１１０ｂの内部に位置する斜め配線１１８（絶縁基板１１０の内部に設けられた配線）により互いに接続している。
【００２２】
第１外部接続パッド１１４１及び第３外部接続パッド１１４３は、電子部品１５０への供給電圧に応じた電位が印加される電極である。第２外部接続パッド１１４２及び第４外部接続パッド１１４４は、ここでは、いずれも接地される電極である。第２外部接続パッド１１４２及び第４外部接続パッド１１４４が接地されることにより、枠状メタライズ層１１２が接地状態となる。
【００２３】
図３Ａ〜図３Ｃは、配線基板１００の図２の平面図で示した３本の断面線にそれぞれ沿った面での断面図である。
図３Ａでは、接続パッド１１３と接続している電子部品１５０、枠状メタライズ層１１２に接合された蓋体１２０及び外部接続パッド１１４と半田２１０を介して接続しているモジュール用基板２００（電子モジュール１としては、モジュール用基板２００に電子装置１０が取り付けられる）を含む電子モジュール１全体を示している。
【００２４】
図３Ａは、接続パッド１１３を含む断面線ＡＡに沿った断面図である。第１接続パッド１１３１は、貫通導体１１５１により第１外部接続パッド１１４１と接続している。絶縁基板１１０（基部１１０ｂ）の下面には、当該絶縁基板１１０の材料と同一の材質、すなわち、ここでは酸化アルミニウム質のセラミックペーストによるコーティング層１１０ｃが設けられている。このコーティング層１１０ｃにより第１外部接続パッド１１４１及び第４外部接続パッド１１４４の端部は、絶縁基板１１０の内部に入り込んでいる。
【００２５】
図３Ｂは、第２接続パッド１１３２及び埋込配線１１７を含む断面線ＢＢに沿った配線基板１００の断面図である。埋込配線１１７の一端は、第２接続パッド１１３２の裏側端部と接続している。埋込配線１１７の他の部分は、収容部１１１の底面で埋込配線１１７の上方を覆うコーティング層１１０ｄに覆われている。これにより、埋込配線１１７は、配線基板１００の表面に露出されない。第３外部接続パッド１１４３の裏面（露出されている面と反対側）には、ビア導体１１５３の下端に接し、当該ビア導体１１５３の上端は、埋込配線１１７の上記一端とは反対側の端部付近と接している。
【００２６】
第４外部接続パッド１１４４に加えて第３外部接続パッド１１４３の端部もコーティング層１１０ｃにより覆われて、絶縁基板１１０の内部に入り込んでいる。ここでは、コーティング層１１０ｄの材質は、コーティング層１１０ｃの材質と同一である。
【００２７】
図３Ｃは、第２外部接続パッド１１４２、第４外部接続パッド１１４４及び斜め配線１１８を含む断面線ＣＣに沿った配線基板１００の断面図である。枠内配線１１６は、枠状メタライズ層１１２の蓋体１２０との接合面とは反対側に一端が接触し、収容部１１１に面して設けられたコーティング層１１０ｅにより覆われて外部に露出されない。枠内配線１１６は、上記一端とは反対側の他端付近でビア導体１１５２の上端に接している。ビア導体１１５２の下端は、第２外部接続パッド１１４２に接している。コーティング層１１０ｅの材質は、コーティング層１１０ｃ、１１０ｄと同一の材質であってよい。
【００２８】
第２外部接続パッド１１４２及び第４外部接続パッド１１４４に対して電気的に接続する斜め配線１１８は、両端がそれぞれ第２外部接続パッド１１４２及び第４外部接続パッド１１４４と接し、第２外部接続パッド１１４２と第４外部接続パッド１１４４との間を電気的に接続している。斜め配線１１８の両端以外の部分は、上述のコーティング層１１０ｃによって絶縁基板１１０の内部に入り込んでいる。
【００２９】
斜め配線１１８は、その延在方向（すなわち、第２外部接続パッド１１４２及び第４外部接続パッド１１４４を結ぶ方向）が絶縁基板１１０の下面に対して斜め方向に傾斜して設けられている部分を含む。すなわち、斜め配線１１８の絶縁基板１１０の下面からの距離（コーティング層１１０ｃの厚み）は、斜め配線１１８の延在方向について変化する。コーティング層１１０ｃの厚みは、斜め配線１１８の両端位置でゼロであり、中央に向かって厚みが増していく。これにより、斜め配線１１８は、絶縁基板１１０の下面に対して両端から斜めに絶縁基板１１０の内部に入り込む。斜め配線１１８の絶縁基板１１０の下面に対する傾斜角度及び斜め部分の長さは、配線長の長さ及び／又は他の配線との位置関係に応じて適宜定められてよい。また、傾斜角度が一定である（すなわち、斜め配線１１８が断面視で直線形状である）必要はなく、ここでは、斜め配線１１８は、断面視で曲線形状を有している。
【００３０】
次に、配線基板１００の製造方法の一例について説明する。
【００３１】
まず、絶縁基板１１０となるセラミックグリーンシートに貫通孔が設けられて導体が注入され、貫通導体１１５１及びビア導体１１５２、１１５３が形成される。
【００３２】
セラミックグリーンシート上における接続パッド１１３の位置、並びに枠内配線１１６及び埋込配線１１７の形成に適切な位置範囲にマスクを用いてメタライズペーストが塗布（例えば、スクリーン印刷）される。また、枠内配線１１６及び埋込配線１１７に対応するメタライズペーストの部分を覆う適切な位置範囲にマスクを用いてセラミックグリーンシートと同一材質のセラミックペーストが塗布（例えば、スクリーン印刷）される。
【００３３】
また、セラミックグリーンシートの下面側には、マスクを用いて外部接続パッド１１４の各位置にメタライズペーストが塗布される。第２外部接続パッド１１４２と第４外部接続パッド１１４４とは、底面視で斜め配線１１８の位置に塗布されたメタライズペーストで接続される。外部接続パッド１１４の隙間部分（メタライズペーストが塗布された部分を含む）から当該外部接続パッド１１４の内側境界付近にかけて、マスクを用いてセラミックペーストが更に重ねて塗布される。このとき、斜め配線１１８の傾斜角度などに応じて塗布されるセラミックペーストの量が増減されたり非一様とされたりしてもよい。
【００３４】
両面にメタライズペースト及びセラミックペーストが塗布されたセラミックグリーンシートが平板上に載置され、収容部１１１、枠部１１０ａ及び接続パッド１１３に対応した形状の凹凸を有する加圧治具により上面側から加圧される。これにより、上面側に塗布されたメタライズペースト及びセラミックペーストが収容部１１１の底面の高さまで押し下げられ、メタライズペーストのうち枠内配線１１６の収容部１１１の底面下にかかる部分及び埋込配線１１７に対応する部分は、それぞれ、コーティング層１１０ｅ、１１０ｄとセラミックグリーンシートの間に挟まって埋設される。ビア導体１１５３、１１５４は、上端がメタライズペースト及びセラミックペーストにより下方に押し込まれて絶縁基板１１０の下面から収容部１１１の底面に貫通しない形となる。
【００３５】
一方で、セラミックグリーンシート、メタライズペースト及びセラミックペーストが変形し、加圧治具の凹部内に充填されて、コーティング層１１０ｅとセラミックグリーンシートの間に挟まったメタライズペーストが枠内配線１１６に対応して枠部１１０ａ内に埋設、形成される。
【００３６】
また、下面側ではメタライズペースト及びセラミックペーストが平面形状となり、４個の外部接続パッド１１４が形成される。外部接続パッド１１４の内側端部は、セラミックペーストにより絶縁基板１１０の内部に押し込まれる。第２外部接続パッド１１４２と第４外部接続パッド１１４４とをつなぐメタライズペーストは、セラミックペーストにより絶縁基板１１０の内部に押し込まれて斜め配線１１８となる。
【００３７】
このようにして、コーティング層１１０ｃ〜１１０ｅとセラミックグリーンシートとが一体化して、間に挟まったメタライズペーストが枠状メタライズ層１１２、接続パッド１１３及び外部接続パッド１１４との接合面以外では露出されない枠内配線１１６、埋込配線１１７及び斜め配線１１８となる配線基板１００が得られる。その後必要に応じてめっき処理、焼成処理、電子部品１５０の取り付け、蓋体１２０の接合などがなされる。
【００３８】
［変形例］
図４は、図３（ｂ）に示した配線の変形例を示す断面図である。
上記実施の形態では、埋込配線１１７の一端が第２接続パッド１１３２に接し、他端が第３外部接続パッド１１４３の直上に位置するビア導体１１５３を介して当該第３外部接続パッド１１４３と接続していたのに対し、この変形例では、ビア導体１１５５が断面に沿った方向（ｘ方向）について第２接続パッド１１３２と第３外部接続パッド１１４３の中間に位置している。第３外部接続パッド１１４３の内側端部は、ビア導体１１５５の直下まで延在しており、その下側に設けられたセラミックペーストが押圧されて持ち上げられることにより、第３外部接続パッド１１４３に接する斜め配線１１９を介して当該第３外部接続パッド１１４３と第２接続パッド１１３２が接続している。
【００３９】
以上のように、本実施形態の配線基板１００は、絶縁基板１１０と、当該絶縁基板１１０の下面に位置する外部接続パッド１１４と、絶縁基板１１０の内部に位置し、外部接続パッド１１４に対して電気的につながっている斜め配線１１８と、を備え、斜め配線１１８は、その延在方向が絶縁基板１１０の下面に対して傾斜している部分を含む。
このように、絶縁基板１１０の下面に対して垂直又は水平な方向への配線だけではなく、斜め方向への配線を含めることで、両端の位置関係に対する配線長の設定をより柔軟に行うことが可能となる。またこれにより、配線基板１００では、両端の部品、電極及びビア導体などの配置の自由度が向上し、より容易に適切な基板設計を行うことが可能となる。また、ビア導体と平面状の配線との接続箇所を削減させることができるので、この配線基板１００では、より安定した電気的特性を得ることができる。
【００４０】
また、絶縁基板１１０の下面とは反対側の収容部１１１の底面には、外部接続パッド１１４と電気的に接続しており、電子部品１５０が載置される接続パッド１１３が位置している。
このように、外部接続用の外部接続パッド１１４からの配線をより効率よく行うことで、配線基板１００では、接続パッド１１３及び当該接続パッド１１３に接続する配線の設計自由度を向上させることができる。
【００４１】
また、絶縁基板１１０の上面には、凹部形状の収容部１１１を有し、接続パッド１１３は、凹部の底面に位置している。このようにパッケージ状の配線基板１００において外部接続パッド１１４に接して絶縁基板１１０の基部１１０ｂに位置する配線を斜めに設けることで、小型パッケージを効率よく柔軟に形成することができる。
【００４２】
また、斜め配線１１８は、複数の外部接続パッド１１４の間を電気的に接続している。すなわち、同一平面内に位置する外部接続パッド１１４の間を一本の配線でつなぐことが可能となるので、配線基板１００では、ビア導体などを介する手間を必要とせず、また、配線を露出させずに適切な長さ及び経路の配線をより容易に得ることができる。
【００４３】
また、本実施形態の電子装置１０は、上述の配線基板１００と、配線基板１００に接続している電子部品１５０と、を備える。よって、この電子装置１０は、配線基板１００を用いることで、サイズを大型化せずともより適切かつ柔軟に外部接続パッド１１４の配置が可能となり、種々の電子モジュール１に対して効率よく高密度での取り付けが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態の電子モジュール１は、上述の電子装置１０と、電子装置１０と接続しているモジュール用基板２００と、を備える。斜め配線１１８により配線長を適宜に設定可能として配線基板１００の設計自由度を向上させることで、電子モジュール１では、より効率的に多くの電子装置１０及び部品がモジュール用基板２００上に配置可能となり、その大型化を抑制しながら高機能化を図ることができる。
【００４５】
なお、上記実施の形態は、例示であり、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、２つの外部接続パッド１１４の間での斜め配線１１８の例を示し、変形例では、ビア導体１１５５を介した接続パッド１１３と外部接続パッド１１４との間での斜め配線１１９の例を示したが、斜め配線で形成される電気経路はこれらに限られない。斜め配線は、外部接続パッド１１４と他の構成の導体とをつなぐものであってもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、斜め配線１１８は、配線方向についての長さが当該配線方向に垂直な方向についての幅に比較して長いものとして説明したが、これに限られない。斜め配線１１８は、配線方向の長さが短かったり、配線方向に垂直な方向の幅が広かったりしてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、斜め配線１１８は、当該斜め配線１１８の延在方向に垂直な方向にはｚ方向の位置が一様であるものとして説明したが、傾いていてもよい。すなわち、斜め配線１１８は、延在方向を軸として回転している部分（ねじれている部分）があってもよい。
【００４８】
また、収容部１１１の内部に位置する電子部品１５０の数は、一つに限られない。電子部品１５０が複数であってもよい。また、収容部１１１が複数あってもよい。このような収容部１１１、電子部品１５０及びモジュール用基板２００の数、形状並びに構造などに応じて、接続パッド１１３及び外部接続パッド１１４の数、配置、接続の対応関係などは例示のものに限られず、適宜定められてよい。また、接続パッド１１３及び外部接続パッド１１４の形状が変更されてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態では、蓋体１２０を電子装置１０に含んで説明したが、蓋体１２０が電子装置１０に含まれないものであってもよい。
【００５０】
また、斜め配線１１８の形成は、上記で説明した製造方法によるものに限られない。任意の方法で形成された斜め配線１１８であってよい。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、形状、配置及び位置関係などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本開示の内容は、配線基板、電子装置及び電子モジュールに利用することができる。
【図１Ａ】
2019146699.tif 000003
【図１Ｂ】
2019146699.tif 000004
【図２】
2019146699.tif 000005
【図３Ａ】
2019146699.tif 000006
【図３Ｂ】
2019146699.tif 000007
【図３Ｃ】
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【図４】
2019146699.tif 000009
【国際調査報告】
2019146699.tif 000010
2019146699.tif 000011