【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基体の一方主面に接続パッドが配置され、この接続パッドが外部電気回路基板に導体バンプを介して接続される配線基板に関するものであり、詳細には、接続パッドの外部電気回路基板に対する接続信頼性が良好な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等から成り、表面および内部に配線層が形成された四角形状の絶縁基体と、絶縁基体の一方主面の四角形状の領域に配列形成され配線層と電気的に接続された外部接続用の多数の接続パッドとを有する構造である。
【０００３】
そして、絶縁基体の、接続パッドが形成された一方主面と反対側の主面（他方主面）に電子部品を搭載するとともに、電子部品の電極を配線層と半田やボンディングワイヤを介して接続し、必要に応じて電子部品を樹脂やキャップで封止することにより電子装置として完成する。
【０００４】
その後、絶縁基体の一方主面に配列形成した多数の接続パッドを、それぞれ対応する外部電気回路基板の回路配線に導体バンプを介して接続することにより、電子装置が外部電気回路基板に実装される。
【０００５】
なお、この配線基板の接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドとの接合時には、通常、導体バンプの接続パッドに対する濡れ性を良好とするために、フラックス等の接着助剤が用いられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９２９６５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような配線基板は、絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の違いにより発生する熱応力や、電子部品を樹脂で封止した場合の封止樹脂の収縮に伴う応力等の応力によって、導体バンプが接続パッドから剥がれやすく、配線基板の接続パッドを外部電気回路基板の端子パッド等に導体バンプを介して接続する際に、接続パッドと外部電気回路基板との接続信頼性が低下するおそれがあるという問題点があった。
【０００８】
特に、近年、配線基板の小型化と接続パッドの個数の増加とに応じて接続パッドを小さくする必要があり、導体バンプの接続面積が小さくなっているため、このような接続信頼性の確保は重要な課題になってきている。
【０００９】
本発明は上記従来の技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、接続パッドを外部電気回路基板の端子パッドに導体バンプを介して長期にわたって確実に電気的接続させておくことが可能で、特に絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差による応力が大きくなっても、その接続を確保することが可能な、外部電気回路基板に対して高い電気的な接続信頼性を有する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、ガラスセラミックスから成る四角形状の絶縁基体の内部に配線導体が形成され、前記絶縁基体の主面に前記配線導体と電気的に接続された多数の接続パッドが四角形状の領域に縦横の配列で形成された配線基板において、前記接続パッドのうち前記配列の最外周に位置するものは、前記絶縁基体の前記主面の前記最外周の前記配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部の底面に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の配線基板によれば、接続パッドのうち四角形状の配列の最外周に位置するものを、絶縁基体の主面の最外周の配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部の底面に形成されたものとしたことにより、特に熱応力や樹脂の収縮に伴う応力等が大きく作用する、接続パッドのうち配列の最外周に位置するものについて、配線基板の接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドとの間の距離を大きくするとともに、これらを接続する導体バンプの体積を大きなものとすることができるので、この接続部分に作用する熱応力を大きな導体バンプの相対的に小さな変形により効果的に緩和することができる。その結果、絶縁基体の一方主面に形成された接続パッドを外部電気回路基板の端子パッドに対して長期にわたって確実に電気的接続させておくことができ、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
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側面図である。
【００１４】
これらの図において、１は絶縁基体、２は配線導体、３は接続パッドである。これら絶縁基体１・配線導体２および接続パッド３により配線基板５が構成される。
【００１５】
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等のセラミック材料や、セラミックフィラーを有機樹脂中に分散させたセラミック複合材料等により形成される。
【００１６】
絶縁基体１は、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を有機溶剤・バインダとともにシート状に成形し複数枚のグリーンシートを得て、これに適当な孔あけ加工を施すとともに上下に積層し、約１０００℃で焼成することにより製作される。
【００１７】
この絶縁基体１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・支持するための基体として機能し、後述するように接続パッド３が形成される一方主面（この例では下面）と対向する他方主面（この例では上面）に電子部品が搭載される。
【００１８】
また、絶縁基体１の内部には、配線導体２が形成されており、この配線導体２は、後述するように絶縁基体１の一方主面、例えば下面に形成された接続パッド３と電気的に接続されている。
【００１９】
そして、この配線導体２を、絶縁基体１の他方主面、例えば上面に導出し、この導出した露出部分に電子部品の電極を接続することにより、絶縁基体１に搭載された電子部品の電極が配線導体２を介して接続パッド３と電気的に接続される。
【００２０】
このような配線導体２は、銅・銀・タングステン等の金属粉末メタライズや、銅箔・銅めっき層等の金属材料により形成される。
【００２１】
配線導体２は、例えば、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに予め所定のスルーホールを形成しておくとともに、銅・銀・タングステン等の金属ペーストをセラミックグリーンシートのスルーホール内および表面に印刷塗布し、また充填しておくことにより形成される。
【００２２】
この配線導体２には、電子部品（図示せず）の電極が電気的に接続される。また、配線導体２と電気的に接続された電子部品は、例えば封止樹脂等により封止される。
【００２３】
絶縁基体１の一方主面、通常は、外部電気回路基板（図示せず）に対向する側の主面、つまり下面には、多数の接続パッド３が配線導体２と電気的に接続されて配列形成されている。
【００２４】
接続パッド３は、配線基板５の外部接続用のパッドとして機能し、この接続パッド３を導体バンプ（図示せず）を介して外部電気回路基板の例えば端子パッド（図示せず）に接合することにより、配線基板５が外部電気回路基板に対して電気的・機械的に接続され、電子部品が外部電気回路と電気的に接続される。
【００２５】
この接続パッド３は、通常、配線導体２と同種・同系のメタライズ金属から成り、例えば配線導体２と同様の金属ペーストを絶縁基体１となる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。
【００２６】
また本発明の配線基板５においては、配線導体２と電気的に接続され、絶縁基体１の主面に四角形状の領域に縦横の配列で形成された多数の接続パッド３のうち、配列の最外周に位置する接続パッド３ａを、この接続パッド３ａの配列に対応させてそれぞれ絶縁基体１の主面に設けられた凹部４の底面に形成されているものとすることが重要である。
【００２７】
このように、接続パッド３のうち配列の最外周に位置する接続パッド３ａを、絶縁基体１の主面の最外周の配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部４の底面に形成されているものとすることにより、特に熱応力が大きく作用する、接続パッド３のうち配列の最外周に位置する接続パッド３ａについて、配線基板５の接続パッド３（特に、配列の最外周に位置する接続パッド３ａ）と外部電気回路基板の端子パッドとの間の距離を大きくするとともに、これらを接続する導体バンプの体積を大きなものとすることができるので、この接続部分に作用する熱応力を大きな導体バンプの相対的に小さな変形により効果的に緩和することができる。その結果、絶縁基体１の主面に形成した接続パッド３を外部電気回路基板の端子パッドに対して長期にわたって確実に電気的接続させることができるため、高い電気的な接続信頼性を有するものとすることができる。
【００２８】
このような凹部４は、例えば、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち、接続パッド３が形成される主面側となるものについて、その外周部分に、接続パッド３ａの配置形状に合わせて四角形状の開口部を打ち抜き加工等によって形成しておくことにより形成される。
【００２９】
なお、凹部４は、その深さを、０．２ｍｍ以下としておくことが好ましい。０．２ｍｍを超えると、接続パッド３ａに対する濡れ性を良好とするために用いられるフラックス等の接着助剤の残渣の除去が困難となり、接着助剤の残渣で隣接する接続パッド３ａ間で電気的短絡等の不具合を誘発するおそれがある。
【００３０】
接続パッド３・３ａおよび配線導体２は、その露出表面にニッケル・金等のめっき層を被着させておくことが好ましい。例えば、厚さが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と、厚さが０．０５〜２μｍ程度の金めっき層とを順次被着させておくと、接続パッド３・３ａおよび配線導体２の酸化腐食を効果的に防止することができるとともに、接続パッド３・３ａに対する導体バンプの濡れ性を良好とすることができる。
【００３１】
また、接続パッド３のうち、配列の最外周に位置し、凹部４の底面に形成されているもの（接続パッド３ａ）の面積を、他の接続パッド３よりも大きくし、導体バンプの体積を、熱応力が最大となる最外周で特に大きなものとし、配線基板５の外部電気回路基板に対する接続信頼性をより一層向上させるようにしてもよい。
【００３２】
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。例えば、上述の実施の形態の例では、配列の最外周に位置する接続パッド３ａの形状は、その他の接続パッド３の形状と同じ円形であったが、導体バンプの体積を大きくするために、配列の最外周に位置する接続パッド３ａのみその他の接続パッド３より広面積の四角形状としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、接続パッドのうち四角形状の配列の最外周に位置するものを、絶縁基体の主面の最外周の配列に対応させてそれぞれ設けられた凹部の底面に形成されたものとしたことにより、特に熱応力や樹脂の収縮に伴う応力等が大きく作用する、接続パッドのうち配列の最外周に位置するものについて、配線基板の接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドとの間の距離を大きくするとともに、これらを接続する導体バンプの体積を大きなものとすることができるので、この接続部分に作用する熱応力を大きな導体バンプの相対的に小さな変形により効果的に緩和することができる。その結果、絶縁基体の一方主面に形成された接続パッドを外部電気回路基板の端子パッドに対して長期にわたって確実に電気的接続させておくことができ、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板とすることができる。
【００３４】
従って、本発明によれば、絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差による応力が大きくなっても、その接続を確保することが可能な、外部電気回路基板に対して高い電気的な接続信頼性を有する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
３ａ・・配列の最外周に位置する接続パッド
４・・・凹部
５・・・配線基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board in which connection pads are arranged on one main surface of an insulating base, and the connection pads are connected to external electric circuit boards via conductor bumps. The present invention relates to a wiring board having good connection reliability to a circuit board.
[0002]
[Prior art]
A wiring board on which electronic components such as a semiconductor element, a capacitor element, and a piezoelectric vibrator are mounted is generally made of an aluminum oxide sintered body or the like, and has a rectangular insulating base having a wiring layer formed on the surface and inside, This is a structure having a large number of connection pads for external connection, which are arranged and formed in a quadrangular region on one main surface of an insulating base and are electrically connected to a wiring layer.
[0003]
Then, the electronic component is mounted on the main surface (the other main surface) of the insulating base opposite to the one main surface on which the connection pads are formed, and the electrodes of the electronic component are connected to the wiring layer via solder or bonding wires. The electronic device is completed by sealing the electronic component with a resin or a cap as needed.
[0004]
Thereafter, the electronic device is mounted on the external electric circuit board by connecting a number of connection pads arranged and formed on one main surface of the insulating base to the corresponding circuit wiring of the external electric circuit board via conductor bumps. .
[0005]
At the time of joining the connection pads of the wiring board to the terminal pads of the external electric circuit board, an adhesion aid such as a flux is usually used to improve the wettability of the conductor bumps to the connection pads.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-10-92965
[Problems to be solved by the invention]
However, such a wiring board has a thermal stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the insulating base and the external electric circuit board, and a stress caused by shrinkage of a sealing resin when an electronic component is sealed with a resin. Due to the stress, the conductor bumps are easily peeled off from the connection pads, and when connecting the connection pads of the wiring board to the terminal pads of the external electric circuit board via the conductor bumps, the connection reliability between the connection pads and the external electric circuit board is increased. There is a problem that it may decrease.
[0008]
In particular, in recent years, it is necessary to make the connection pads smaller in accordance with the miniaturization of the wiring board and the increase in the number of connection pads, and the connection area of the conductor bumps has been reduced. It is becoming an important issue.
[0009]
The present invention has been devised in view of the above-described problems of the related art, and has as its object to reliably and electrically connect a connection pad to a terminal pad of an external electric circuit board via a conductor bump for a long time. In particular, even if the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the insulating base and the external electric circuit board increases, it is possible to secure the connection with the external electric circuit board. An object of the present invention is to provide a wiring board having connection reliability.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the wiring board of the present invention, a wiring conductor is formed inside a rectangular insulating base made of glass ceramic, and a large number of connection pads electrically connected to the wiring conductor are formed on the main surface of the insulating base. In a wiring board formed in a vertical and horizontal arrangement in a region, one of the connection pads located at the outermost periphery of the arrangement is provided corresponding to the arrangement of the outermost periphery of the main surface of the insulating base. Characterized by being formed on the bottom surface of the recessed portion.
[0011]
According to the wiring board of the present invention, the connection pads located at the outermost periphery of the square array are formed on the bottom surfaces of the concave portions provided respectively corresponding to the outermost periphery array of the main surface of the insulating base. In particular, among the connection pads located at the outermost periphery of the arrangement, the connection pads of the wiring board and the terminal pads of the external electric circuit board are particularly affected by thermal stress and stress accompanying shrinkage of the resin. In addition to increasing the distance between the conductor bumps and the volume of the conductor bumps that connect them, the thermal stress acting on this connection can be effectively reduced by the relatively small deformation of the large conductor bumps. Can be eased. As a result, the connection pads formed on one main surface of the insulating base can be reliably and electrically connected to the terminal pads of the external electric circuit board for a long period of time, and wiring having high electrical connection reliability can be provided. It can be a substrate.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the wiring board of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of the wiring board of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing an example of the embodiment of the wiring board of the present invention.
[0014]
In these figures, 1 is an insulating base, 2 is a wiring conductor, and 3 is a connection pad. A wiring board 5 is constituted by the insulating base 1, the wiring conductor 2 and the connection pads 3.
[0015]
The insulating substrate 1 is formed of a ceramic material such as a glass ceramic sintered body or an aluminum oxide sintered body, or a ceramic composite material in which a ceramic filler is dispersed in an organic resin.
[0016]
If the insulating substrate 1 is made of, for example, a glass ceramic sintered body, a plurality of green sheets are formed by molding a glass powder such as borosilicate glass and a ceramic powder such as aluminum oxide into a sheet together with an organic solvent and a binder. It is manufactured by subjecting it to an appropriate drilling process, stacking it up and down, and firing at about 1000 ° C.
[0017]
The insulating base 1 functions as a base for mounting and supporting electronic components such as a semiconductor element, a capacitive element, and a piezoelectric vibrator, and has a main surface (a lower surface in this example) on which a connection pad 3 is formed as described later. ) Is mounted on the other main surface (the upper surface in this example) opposite to the electronic component.
[0018]
A wiring conductor 2 is formed inside the insulating base 1, and the wiring conductor 2 electrically connects to a connection pad 3 formed on one main surface, for example, a lower surface of the insulating base 1 as described later. It is connected.
[0019]
Then, the wiring conductor 2 is led out to the other main surface, for example, the upper surface of the insulating base 1, and the electrode of the electronic component mounted on the insulating base 1 is connected by connecting the electrode of the electronic component to the exposed part. It is electrically connected to the connection pad 3 via the wiring conductor 2.
[0020]
Such a wiring conductor 2 is formed of a metal powder such as copper, silver, or tungsten, or a metal material such as a copper foil or a copper plating layer.
[0021]
The wiring conductor 2 is formed, for example, by forming a predetermined through hole in advance on a ceramic green sheet serving as the insulating base 1 and printing and applying a metal paste such as copper, silver, or tungsten to the inside and the surface of the through hole of the ceramic green sheet. And formed by filling.
[0022]
Electrodes of electronic components (not shown) are electrically connected to the wiring conductor 2. The electronic component electrically connected to the wiring conductor 2 is sealed with, for example, a sealing resin.
[0023]
A large number of connection pads 3 are electrically connected to the wiring conductor 2 and arranged on one main surface of the insulating base 1, usually on the main surface on the side facing the external electric circuit board (not shown). Is formed.
[0024]
The connection pad 3 functions as a pad for external connection of the wiring board 5, and the connection pad 3 is bonded to, for example, a terminal pad (not shown) of an external electric circuit board via a conductor bump (not shown). Accordingly, the wiring board 5 is electrically and mechanically connected to the external electric circuit board, and the electronic components are electrically connected to the external electric circuit.
[0025]
The connection pad 3 is usually made of a metallized metal of the same type and the same type as the wiring conductor 2. For example, a metal paste similar to that of the wiring conductor 2 is applied to a ceramic green sheet serving as the insulating base 1 by a predetermined screen printing method in advance. It is formed by printing and applying to a pattern.
[0026]
Further, in the wiring board 5 of the present invention, of the many connection pads 3 which are electrically connected to the wiring conductor 2 and are formed in a rectangular area on the main surface of the insulating base 1 in a vertical and horizontal arrangement, It is important that the connection pads 3a located on the outer periphery are formed on the bottom surface of the concave portion 4 provided on the main surface of the insulating base 1 in correspondence with the arrangement of the connection pads 3a.
[0027]
In this manner, the connection pads 3a located at the outermost periphery of the arrangement of the connection pads 3 are formed on the bottom surfaces of the concave portions 4 provided respectively corresponding to the arrangement of the outermost periphery of the main surface of the insulating base 1. With respect to the connection pads 3a located at the outermost periphery of the arrangement among the connection pads 3 where a large thermal stress acts, the connection pads 3 of the wiring board 5 (particularly, the connection pads 3a located at the outermost periphery of the arrangement) ) And the terminal pad of the external electric circuit board can be increased, and the volume of the conductor bump connecting them can be increased. It can be effectively alleviated by relatively small deformation. As a result, the connection pads 3 formed on the main surface of the insulating base 1 can be reliably and electrically connected to the terminal pads of the external electric circuit board for a long period of time. can do.
[0028]
Such a recess 4 is formed, for example, in a ceramic green sheet serving as the insulating base 1 on the main surface side on which the connection pad 3 is formed, in the outer peripheral portion thereof according to the arrangement shape of the connection pad 3a. The opening is formed by punching or the like.
[0029]
It is preferable that the depth of the recess 4 is set to 0.2 mm or less. When the thickness exceeds 0.2 mm, it is difficult to remove the residue of the bonding aid such as the flux used for improving the wettability with respect to the connection pad 3a. There is a risk of causing a short circuit or other trouble.
[0030]
It is preferable that the connection pads 3 and 3a and the wiring conductor 2 are coated with a plating layer of nickel, gold or the like on the exposed surfaces. For example, when a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and a gold plating layer having a thickness of about 0.05 to 2 μm are sequentially applied, the oxidative corrosion of the connection pads 3.3a and the wiring conductor 2 is prevented. Can be effectively prevented, and the wettability of the conductor bumps to the connection pads 3 and 3a can be improved.
[0031]
Further, of the connection pads 3, the one located on the outermost periphery of the array and formed on the bottom surface of the concave portion 4 (connection pad 3a) is made larger in area than the other connection pads 3, and the volume of the conductor bump is reduced. Alternatively, the connection may be made particularly large at the outermost periphery where the thermal stress is maximized, and the connection reliability of the wiring board 5 to the external electric circuit board may be further improved.
[0032]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the example of the above-described embodiment, the shape of the connection pads 3a located at the outermost periphery of the array is the same as the shape of the other connection pads 3, but in order to increase the volume of the conductor bumps, Only the connection pads 3a located at the outermost periphery of the arrangement may have a square shape with a larger area than the other connection pads 3.
[0033]
【The invention's effect】
According to the wiring board of the present invention, the connection pads located at the outermost periphery of the rectangular array are formed on the bottom surfaces of the concave portions provided corresponding to the outermost periphery array of the main surface of the insulating base. In particular, among the connection pads located at the outermost periphery of the array, the connection pads of the wiring board and the terminal pads of the external electric circuit board are particularly affected by thermal stress and stress caused by resin shrinkage. And the volume of the conductor bumps connecting them can be increased, so the thermal stress acting on this connection can be effectively reduced by the relatively small deformation of the large conductor bumps. Can be eased. As a result, the connection pads formed on one main surface of the insulating base can be reliably and electrically connected to the terminal pads of the external electric circuit board for a long period of time, and a wiring having high electrical connection reliability can be obtained. It can be a substrate.
[0034]
Therefore, according to the present invention, even if the stress due to the difference in the thermal expansion coefficient between the insulating base and the external electric circuit board increases, the connection can be ensured, and a high electric power is applied to the external electric circuit board. A wiring board having excellent connection reliability can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of a wiring board of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an example of an embodiment of a wiring board of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating base 2 ... Wiring conductor 3 ... Connection pad 3a ... Connection pad 4 located in the outermost periphery of arrangement | sequence ... Depression 5 ... Wiring board
