【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熱応力によって、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、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、前記絶縁基体の一方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に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の角部に位置するものは、前記絶縁基体の前記一方主面から他方主面にかけて設けられた貫通孔の内壁に被着されたメタライズ導体から成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、前記貫通孔は、前記絶縁基体の前記一方主面側の開口よりも前記他方主面側の開口が小さい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、接続パッドのうち配列の最外周の角部に位置するものを、絶縁基体の一方主面から他方主面にかけて設けられた貫通孔の内壁に被着されたメタライズ導体から成るものとしたことにより、特に熱応力が大きく作用する絶縁基体の角部に最も近い接続パッドについて、接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドとを接続する導体バンプを大きなものとすることができ、この導体バンプの変形により配線基板の絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差により発生する熱応力等の応力を効果的に緩和することができる。
【００１３】
また同時に、この導体バンプの上部を貫通孔内に貫入させて強固に接合させることができるので、熱応力等の応力が大きく作用したとしても、導体バンプが接続パッドから剥がれることも効果的に防止することができる。
【００１４】
そのため、絶縁基体の一方主面に形成した接続パッドを外部電気回路基板の端子パッドに対し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。
【００１５】
【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。
【００１６】
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断面図である。
【００１７】
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。
【００１８】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体・ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成る。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・溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これをドクター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得て、しかる後、セラミックグリーンシートを切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とするとともにこれを複数枚積層し、最後にこの積層されたセラミックグリーンシートを還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１９】
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、通常、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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に搭載し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。
【００２２】
このような配線導体２は、タングステン・モリブデン・銅・銀等のメタライズ導体により形成されている。
【００２３】
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、タングステン・モリブデン・銅・銀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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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となるアルミナ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。
【００２８】
また、本発明の配線基板５においては、接続パッド３のうち配列の最外周の角部に位置する接続パッド３ａを、絶縁基体１の一方主面から他方主面にかけて設けられた貫通孔４の内壁に被着されたメタライズ導体から成るものとすることが重要である。
【００２９】
このように、接続パッド３のうち配列の最外周の角部に位置する接続パッド３ａを、絶縁基体１の一方主面から他方主面にかけて設けられた貫通孔４の内壁に被着されたメタライズ導体から成るものとすることにより、特に熱応力が大きく作用する絶縁基体１の角部に近い接続パッド３ａについて、接続パッド３ａと外部電気回路基板の端子パッドとを接続する導体バンプを大きなものとし、この導体バンプの変形により配線基板５の絶縁基体１と外部電気回路基板との熱膨張係数の差により発生する熱応力等の応力を効果的に緩和することができる。
【００３０】
また同時に、この導体バンプの上部を貫通孔４内に貫入させて強固に接合させることができるので、熱応力等の応力が大きく作用したとしても、導体バンプが接続パッド３ａから剥がれることも効果的に防止することができる。
【００３１】
そのため、絶縁基体１の一方主面に形成した接続パッド３，３ａを外部電気回路基板の端子パッドに対し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でき、高い電気的な接続信頼性を有する配線基板５とすることができる。
【００３２】
このような、絶縁基体１の一方主面から他方主面にかけて設けられた貫通孔４の内壁に被着されたメタライズ導体から成る接続パッド３ａは、絶縁基体１となる複数のセラミックグリーンシートの各角部の所定位置に、積層したときに上下に連なるようにしてそれぞれ貫通孔４を形成しておくとともに、その内壁面に金属ペーストを印刷塗布しておくことにより形成することができる。
【００３３】
また、本発明の配線基板５において、絶縁基体１の一方主面から他方主面にかけて設けられ、内壁に被着されたメタライズ導体により接続パッド３ａが形成される貫通孔４は、絶縁基体１の一方主面側の開口よりも他方主面側の開口を小さいものとしておくことが好ましい。
【００３４】
このように、貫通孔４について、絶縁基体１の一方主面側の開口よりも他方主面側の開口を小さくしておくと、貫通孔４の他方主面側でメタライズ導体の被着面積を小さいものとして、他方主面側の部品実装領域を大きくすることができるので、配線基板５の小型化が可能となる。
【００３５】
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。
【００３６】
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、配列の最外周の角部に位置する接続パッド３ａを形成する貫通孔４の形状は接続パッド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、四角形状としてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、接続パッドのうち配列の最外周の角部に位置するものを、絶縁基体の一方主面から他方主面にかけて設けられた貫通孔の内壁に被着されたメタライズ導体から成るものとしたことにより、特に熱応力が大きく作用する絶縁基体の角部に最も近い接続パッドについて、接続パッドと外部電気回路基板の端子パッドとを接続する導体バンプを大きなものとすることができ、この導体バンプの変形により配線基板の絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差により発生する熱応力等の応力を効果的に緩和することができる。
【００３８】
また同時に、この導体バンプの上部を貫通孔内に貫入させて強固に接合させることができるので、熱応力等の応力が大きく作用したとしても、導体バンプが接続パッドから剥がれることも効果的に防止することができる。
【００３９】
そのため、絶縁基体の一方主面に形成した接続パッドを外部電気回路基板の端子パッドに対し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。
【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・・配列の最外周の角部に位置する接続パッド
４・・・貫通孔
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, in such a wiring board, the conductor bumps are not connected to the connection pad due to a difference in thermal expansion coefficient between the insulating base and the external electric circuit board and a thermal stress accompanying a contraction of the sealing resin when the electronic component is sealed with the resin. 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 may be reduced. was there.
[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 ceramics, and a large number of connection pads electrically connected to the wiring conductor are formed on one main surface of the insulating base. In the wiring board formed in the vertical and horizontal arrangement in the area, the connection pads located at the outermost corners of the arrangement are provided with through holes provided from the one main surface to the other main surface of the insulating base. And a metallized conductor attached to the inner wall of the metallized conductor.
[0011]
Further, in the wiring board according to the present invention, in the above-described configuration, the through hole has an opening on the other main surface side smaller than an opening on the one main surface side of the insulating base.
[0012]
According to the wiring board of the present invention, one of the connection pads located at the outermost corners of the array is metallized on the inner wall of a through hole provided from one main surface to the other main surface of the insulating base. The conductor bumps that connect the connection pads and the terminal pads of the external electric circuit board are particularly large for connection pads that are closest to the corners of the insulating base where thermal stress acts particularly by using conductors. Thus, stress such as thermal stress generated by a difference in thermal expansion coefficient between the insulating base of the wiring board and the external electric circuit board due to the deformation of the conductive bumps can be effectively reduced.
[0013]
At the same time, the upper part of the conductor bump can penetrate into the through-hole and be bonded firmly, effectively preventing the conductor bump from peeling off from the connection pad even when a large stress such as thermal stress acts. can do.
[0014]
Therefore, 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 via the conductive bumps for a long period of time, and high electrical connection reliability can be achieved. Wiring board.
[0015]
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.
[0016]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of a wiring board of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of the wiring board of the present invention.
[0017]
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.
[0018]
The insulating substrate 1 is made of an electrically insulating material such as a sintered body of aluminum oxide, a sintered body of aluminum nitride, a sintered body of mullite, a sintered body of silicon nitride, a sintered body of silicon carbide, and a sintered body of glass ceramic. Become. For example, in the case of an aluminum oxide-based sintered body, a ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide is mixed with an appropriate organic binder and solvent to form a slurry. A plurality of ceramic green sheets were obtained by adopting the doctor blade method to form a sheet, and after that, the ceramic green sheets were cut and punched into an appropriate shape and a plurality of these were laminated, and finally, Then, the laminated ceramic green sheets are fired at a temperature of about 1600 ° C. in a reducing atmosphere.
[0019]
The insulating base 1 functions as a base for mounting and supporting electronic components such as a semiconductor element, a capacitor element, and a piezoelectric vibrator, and usually has one main surface (in this example) on which connection pads 3 are formed as described later. The electronic component is mounted on the other main surface (the upper surface in this example) opposite to the lower surface of the electronic component.
[0020]
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.
[0021]
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 to the exposed exposed portion by connecting the electrode of the electronic component. It is electrically connected to the connection pad 3 via the conductor 2.
[0022]
Such a wiring conductor 2 is formed of a metallized conductor such as tungsten, molybdenum, copper, and silver.
[0023]
The wiring conductor 2 has, for example, a predetermined through-hole formed in advance on a ceramic green sheet serving as the insulating substrate 1 and a metal paste such as tungsten, molybdenum, copper, or silver applied to the inside and the surface of the through-hole of the ceramic green sheet. It is formed by printing, applying and filling.
[0024]
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.
[0025]
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.
[0026]
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.
[0027]
The connection pad 3 is usually made of a metallized metal of the same type and a similar system as the wiring conductor 2. For example, a metal paste similar to that of the wiring conductor 2 is previously formed on an alumina ceramic green sheet serving as the insulating substrate 1 by a conventionally known screen printing method. It is formed by printing and applying the pattern described above.
[0028]
Further, in the wiring board 5 of the present invention, the connection pads 3a located at the outermost corners of the arrangement of the connection pads 3 are provided with the through holes 4 provided from one main surface to the other main surface of the insulating base 1. It is important that it consist of a metallized conductor applied to the inner wall.
[0029]
In this manner, the connection pads 3a located at the outermost corners of the arrangement of the connection pads 3 are metallized on the inner wall of the through hole 4 provided from one main surface to the other main surface of the insulating base 1. By using a conductor, especially for the connection pad 3a close to the corner of the insulating base 1 on which a large thermal stress acts, the conductor bump connecting the connection pad 3a and the terminal pad of the external electric circuit board is increased. In addition, stress such as thermal stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the insulating base 1 of the wiring board 5 and the external electric circuit board due to the deformation of the conductor bumps can be effectively reduced.
[0030]
At the same time, since the upper portion of the conductor bump can be penetrated into the through hole 4 and firmly joined, even if a large stress such as thermal stress acts, it is effective that the conductor bump is peeled off from the connection pad 3a. Can be prevented.
[0031]
Therefore, the connection pads 3, 3a formed on one main surface of the insulating base 1 can be reliably and electrically connected to the terminal pads of the external electric circuit board via the conductor bumps for a long period of time. The wiring substrate 5 having connection reliability can be obtained.
[0032]
Such a connection pad 3a made of a metallized conductor adhered to the inner wall of the through hole 4 provided from one main surface to the other main surface of the insulating base 1 is used for each of the plurality of ceramic green sheets serving as the insulating base 1. The through-holes 4 are formed at predetermined positions of the corners so as to be connected vertically when stacked, and can be formed by printing and applying a metal paste on the inner wall surface.
[0033]
Further, in the wiring board 5 of the present invention, the through hole 4 provided from one main surface to the other main surface of the insulating base 1 and formed with the connection pad 3 a by the metallized conductor attached to the inner wall is formed by the through hole 4 of the insulating base 1. It is preferable to make the opening on the other main surface smaller than the opening on the one main surface.
[0034]
As described above, when the opening on the other main surface side of the through hole 4 is smaller than the opening on the one main surface side of the insulating base 1, the area of the metallized conductor to be attached on the other main surface side of the through hole 4 is reduced. Since it is small, the component mounting area on the other main surface side can be enlarged, so that the size of the wiring board 5 can be reduced.
[0035]
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.
[0036]
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 through hole 4 forming the connection pad 3a located at the outermost corner of the array is the same as the shape of the connection pad 3, but the volume of the conductor bump is May be square in order to increase.
[0037]
【The invention's effect】
According to the wiring board of the present invention, one of the connection pads located at the outermost corners of the array is metallized on the inner wall of a through hole provided from one main surface to the other main surface of the insulating base. The conductor bumps that connect the connection pads and the terminal pads of the external electric circuit board are particularly large for connection pads that are closest to the corners of the insulating base where thermal stress acts particularly by using conductors. Thus, stress such as thermal stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the insulating base of the wiring board and the external electric circuit board due to the deformation of the conductive bumps can be effectively reduced.
[0038]
At the same time, the upper part of the conductor bump can penetrate into the through-hole and be bonded firmly, effectively preventing the conductor bump from peeling off from the connection pad even when a large stress such as thermal stress acts. can do.
[0039]
Therefore, 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 via the conductive bumps for a long period of time, and high electrical connection reliability can be achieved. Wiring board.
[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 corner of the arrangement ... Through hole 5 ... Wiring board
