JP2003046024A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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るため、接続パッドの接合
強度が低くなり、また接合強度を向上させるために被覆
材で被覆するとソケット方式による実装が困難となる。 【解決手段】 配線導体２を有する絶縁基体１の表面に
配線導体２と電気的に接続された接続パッド３を設けて
成り、接続パッド３の上面外周部を絶縁基体１に一体的
に取着されている被覆材４で被覆した配線基板６であっ
て、接続パッド３は、外周部に鍔部３ａを有していると
ともにこの鍔部３ａが被覆材４で被覆されており、かつ
接続パッド３の中央部の最大厚みをｔ、被覆材４の絶縁
基体１の表面からの最大厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔと
する。接続パッド３を絶縁基体１に強固に接合できると
ともに、その表面が被覆材４から露出しているため外部
電気回路基板の接続端子に容易かつ確実に電気的に接続
させることができる。

Description

【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により配線
基板16が構成される。なお、15は接続パッド13の酸化腐
食を防止するために接続パッド13の露出表面に被着され
たニッケル、金等のめっき層である。 【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の高さまたは接続パッド13と接続パッド13上に被着
されためっき層15の合計の高さが被覆材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、外周部に鍔部を有しているとともにこの鍔部が前記
被覆材で被覆されており、かつ前記接続パッドの中央部
の最大厚みをｔ、前記被覆材の前記絶縁基体の表面から
の最大厚みを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】本発明の配線基板によれば、接続パッドは
外周部に鍔部を有しているとともにこの鍔部が絶縁基体
に一体的に取着されている被覆材で被覆されており、か
つ接続パッドの中央部の最大厚みをｔ、被覆材の絶縁基
体の表面からの最大厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔである
ことから、接続パッドの鍔部を被覆材で被覆することに
より接続パッドを絶縁基体に強固に接合することがで
き、同時に接続パッドの中央部を被覆材よりも高くして
接続パッドを被覆材と同一平面または被覆材から突出し
て露出させることができる。このため、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場合におい
て、接続パッドを外部電気回路基板の接続端子に容易か
つ確実に電気的に接続させることができる。 【００１６】 【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。 【００１７】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により配線基板
６が構成される。 【００１８】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。 【００１９】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。 【００２０】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。 【００２１】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。 【００２２】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。 【００２３】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。 【００２４】この接続パッド３は、図２に要部拡大図で
示すように、その外周部に鍔部３ａが設けられていると
ともにこの鍔部３ａが絶縁基体１に一体的に取着されて
いる被覆材４で被覆されている。 【００２５】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。 【００２６】本発明においては、このように接続パッド
３の外周部に鍔部３ａを設けるとともにこの鍔部３ａを
絶縁基体１に一体的に取着されている被覆材４で一体的
に被覆し、かつ接続パッド３の最大厚みをｔ、被覆材の
絶縁基体１表面からの最大厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔ
とすることが重要である。 【００２７】これは、鍔部３ａを絶縁基体１に一体的に
取着されている被覆材４で被覆することにより、接続パ
ッド３の絶縁基体１に対する接合を強固なものとすると
ともに、接続パッド３の中央部が被覆材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。 【００２８】この場合、ｔ＜Ｔとなると、接続パッド３
の中央部の表面が被覆材４より低くなるため、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を外部電気回路基板に正常に
接続することが困難になってしまう。 【００２９】なお、ｔ≧Ｔ＋20（μｍ）となると、接続
パッド３の焼結時の応力により、接続パッド３が絶縁基
体１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。 【００３０】また、接続パッド３の鍔部３ａは、接続パ
ッド３の最外周部から内側に、パッドの大きさ（パッド
径）に対して10〜20％の幅としておくと、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ような場合で
あっても、接続パッド３の絶縁基体１に対する接合強度
を十分に確保することができると同時に、接続パッド３
をその中央部でもって外部電気回路の接続端子に確実か
つ容易に接触させることができる。従って、接続パッド
３の鍔部３ａは、その幅をパッド径に対して10〜20％と
することが好ましい。 【００３１】さらに、接続パッド３の鍔部３ａは、接続
パッド３の中央部の最大厚みｔに対して20〜80％の厚み
としておくと、これを被覆材４で被覆して接続パッド３
を絶縁基体１に強固に接合することができるとともに接
続パッド３の中央部を十分な高さで被覆材４から突出さ
せることができ、接続パッド３を外部電気回路の接続端
子に確実に接触させることができ、さらに、接触時に鍔
部３ａの基部から接続パッド３にクラックが発生したり
することもないので、接続パッド３と接続端子との十分
な接合強度を確保することができる。従って、接続パッ
ド３の鍔部３ａは、その厚みを接続パッド３の中央部の
最大厚みｔに対して20〜80％とすることが好ましい。な
お、接続パッド３における鍔部３ａの位置は、被覆材４
で被覆した状態で中央部に十分な突出高さを確保できる
ようにすれば、高さ方向の絶縁基体１寄り・中央部・表
面（先端）寄りのいずれであってもよい。 【００３２】さらに、接続パッド３は、その中央部から
鍔部３ａにかけてなめらかな曲面で連なった形状として
おくと、接続パッド３を外部電気回路端子に接続したと
き、絶縁基体１と外部電気回路基板との間の熱膨張係数
の差に起因する熱応力が接続パッド３に作用したとして
も、この熱応力が接続パッド３の中央部と鍔部３ａとの
境目に集中するようなことはほとんどなく、接続パッド
３にクラック等の機械的な破壊が発生することを効果的
に防止することができるとともに、なお一層被覆の強度
が高くなる。 【００３３】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。 【００３４】なお、接続パッド３は、その露出表面にニ
ッケル、銅、金等のめっき層５を例えば２〜20μｍの厚
みで被着させておくことが好ましい。これは、接続パッ
ド３の酸化腐食を効果的に防止するためである。 【００３５】また、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の鍔部３ａから絶縁基体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。 【００３６】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。 【００３７】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。 【００３８】 【発明の効果】本発明の配線基板によれば、接続パッド
は外周部に鍔部を有しているとともにこの鍔部が絶縁基
体に一体的に取着されている被覆材で被覆されており、
かつ接続パッドの中央部の最大厚みをｔ、被覆材の絶縁
基体の表面からの最大厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔであ
ることから、接続パッドの鍔部を被覆材で被覆すること
により接続パッドを絶縁基体に強固に接合することがで
き、同時に接続パッドの中央部を被覆材よりも高くして
接続パッドを被覆材と同一平面または被覆材から突出し
て露出させることができる。このため、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場合におい
て、接続パッドを外部電気回路基板の接続端子に容易か
つ確実に電気的に接続させることができる。 【００３９】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・・・絶縁基体 ２・・・配線導体 ３・・・接続パッド ４・・・被覆材 ５・・・めっき層 ６・・・配線基板 ７・・・電子部品 ８・・・半田

Claims (1)

1. 【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、外周部に鍔部を有しているとともに
   該鍔部が前記被覆材で被覆されており、かつ前記接続パ
   ッドの中央部の最大厚みをｔ、前記被覆材の前記絶縁基
   体の表面からの最大厚みをＴとしたとき、ｔ≧Ｔである
   ことを特徴とする配線基板。