JP2005050831A - Board for mounting electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載するための電子部品搭載用基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載するための電子部品搭載用基板は、例えばアルミナセラミックス等の電気絶縁材料から成る略四角形の絶縁基板の上面の中央部に、電子部品が搭載される搭載部および電子部品の各電極が電気的に接続される複数の配線層を被着させるとともに、絶縁基板の下面に電子部品の電極を外部電気回路基板に電気的に接続するための電極パッドを被着形成して成る。なお、配線層と電極パッドとは、絶縁基板を貫通する貫通導体により互いに電気的に接続されており、これらの配線層、電極パッドおよび貫通導体は、例えばタングステン(W)やモリブデン(Mo)等の高融点金属のメタライズ導体から形成されている。
【0003】
そして、このような電子部品搭載用基板は、絶縁基板上面の搭載部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にボンディングワイヤや導体バンプ等を介して電気的に接続した後、電子部品および複数の配線層を取り囲むように絶縁基板の上面の外周部に設けられている枠体の上面に、金属やガラス等から成る蓋体を樹脂製封止材等の封止材を介して接合することにより、内部に電子部品を気密に封止した製品としての電子装置となる。それから、この電子装置の下面等に形成された電極パッドを外部電気回路基板に半田を介して接続することによって、電子装置が外部電気回路基板に実装されるとともに電子部品の電極が外部電気回路基板に電気的に接続されることとなる。
【0004】
なお、このような電子部品搭載用基板の絶縁基板および枠体は、例えばセラミックスから成り、以下のようにして作製される。具体的には、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、配線層、貫通導体および電極パッドとなる金属ぺーストをスクリーン印刷法等の厚膜手法により所定パターンに印刷塗布または充填する。その後、これらのセラミックグリーンシートを上下に積層してなる生セラミックスの成形体を得る。しかる後、この成形体を還元雰囲気中で、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【0005】
また、近時、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載する電子部品搭載用基板においては、電子部品の高密度、高集積化が急激に進み、電極数も大幅に増大している。それに伴って、電子部品搭載用基板の薄型化、小型化の要求は益々強くなっており、電子部品、その電極と電気的に接続する配線層、および電気的接続手段であるボンディングワイヤ等を気密に封止する内部空間も狭くなってきている。その結果、配線層の集積度が高くなり、配線層の幅が小さくなってきているため、配線層と成る金属ペーストをセラミックグリーンシートへ印刷塗布する際にかすれが発生して電気的に断線してしまうという問題点を有していた。
【0006】
そこで、このような配線層の幅が小さく、かつ配線層の印刷塗布の際にかすれが生じても電気的な断線が発生しない信頼性の高い配線基板が提案されている(特許文献1参照)。この配線基板は、配線基板の曲がり部における配線層の幅がその両側近傍に位置する配線層の幅よりも大きく形成されているため、配線層を印刷塗布する際に曲がり部で配線層が薄くなってかすれが部分的に生じたとしても、かすれの周囲に配線層が存在しているため、電気的な断線の発生がなく、信頼性が高いものとなっている。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−158409号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載の配線基板の配線層は、曲がり部の配線層の幅をその両側近傍に位置する配線層の幅よりも大きく形成して、印刷時に曲がり部にかすれが部分的に生じてもかすれの周囲に残存パターンを残すことで配線層の電気的な断線の発生を防止しており、この残存パターンの幅が非常に狭くなると、絶縁基板および枠体と成るセラミックグリーンシートを上下に積層する際に、枠体内面の下端の下方に位置する部位に積層時の圧力が集中して、その部位の配線層と成る金属ペーストが引裂かれて電気的に断線し、電子部品の電極を外部電気回路に確実かつ正確に電気的に接続できないという問題点を有していた。
【0009】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、配線層が枠体内面の下端の下方に位置する部位で電気的に断線することがなくなり、電子部品の電極を外部電気回路に確実かつ正確に電気的に接続できるものとすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品搭載用基板は、絶縁基板の上面に電子部品の搭載部および前記電子部品の電極が接続される配線層が形成されているとともに外周部に前記搭載部および前記配線層を取り囲むように枠体が設けられた電子部品搭載用基板であって、前記配線層は、前記絶縁基板の上面から内部を経て下面または側面にかけて形成されているとともに、前記絶縁基板の内部の部位で前記枠体の内面の下端の下方に位置する部位の幅および厚みがその残部よりも大きいことを特徴とする。
【0011】
本発明の電子部品搭載用基板は、配線層は、絶縁基板の内部の部位で枠体の内面の下端の下方に位置する部位の幅および厚みがその残部よりも大きいことから、枠体内面の下端の下方に位置する部位の配線層において、配線層となる金属ペーストを印刷塗布した際にかすれが発生したとしても、そのかすれの部位は重ねて厚く塗布された金属ペーストによって消失し、かすれの発生がなかった部位は金属ペーストが重ねて印刷塗布されて厚みが厚くなる。これにより、枠体内面の下端の下方に位置する部位の配線層となる金属ペースト層に、絶縁基板および枠体と成るセラミックグリーンシートを上下に積層する際の圧力が集中しても、幅および厚みが大きい金属ペースト層は耐圧が大きいため引き裂かれて電気的に断線することはなく、電子部品の電極を外部電気回路に確実かつ正確に電気的に接続させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の電子部品搭載用基板について以下に詳細に説明する。図1は、本発明の電子部品搭載用基板について実施の形態の一例を示す断面図であり、図2は図1の電子部品搭載用基板の絶縁基板の上面から内部を経て下面にかけて形成された配線層を示す透視平面図である。これらの図において、1は絶縁基板、4は配線層、5は枠体、6は貫通導体、7は電極パッドであり、これらで電子部品2を搭載するための電子部品搭載用基板が主に構成される。
【0013】
本発明における絶縁基板1は、例えば、アルミナ質焼結体(アルミナセラミックス)等の電気絶縁材料からなる四角形状等の形状で、その上面に電子部品2を搭載するための搭載部1aを有しており、この搭載部1aに電子部品2が搭載される。
【0014】
絶縁基板1は、例えばアルミナセラミックスから成る場合、以下のように作製される。まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機樹脂バインダ、溶剤を添加混合して泥漿状となす。この泥漿状のペーストをドクターブレード法等により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(以下、グリーンシートともいう)を得る。しかる後、これらのグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、配線層4、貫通導体6および電極パッド7となる金属ぺーストをスクリーン印刷法等の厚膜手法により所定パターンに印刷塗布または充填する。その後、これらのグリーンシートを上下に積層して絶縁基板1となる生セラミックスの成形体を得る。しかる後、この成形体を還元雰囲気中で、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【0015】
絶縁基板1の上面から内部を経て下面には、電子部品2の電極が電気的に接続される配線層4が形成されており、絶縁基板1の上面の外周部には搭載部1aおよび配線層4を取り囲むように封止用の蓋体を接合するための枠体5が設けられる。また、絶縁基板1の下面には図示しない外部電気回路基板に電気的に接続するための電極パッド7が形成されている。
【0016】
さらに、絶縁基板1の内部には上面に露出した配線層4と下面の電極パッド7を電気的に接続するための貫通導体6を含む配線層4が設けられている。そして、この配線層4および電極パッド7は、絶縁基板1に搭載される電子部品2の各電極を外部電気回路に電気的に接続するための導電路として機能する。配線層4には電子部品2の各電極が例えばボンディングワイヤ3を介して接続され、電極パッド7は図示しない外部電気回路基板の配線導体に例えば半田等の導電性接着材を介して接続される。
【0017】
これらの配線層4、貫通導体6および電極パッド7は、WやMo等の高融点金属粉末に適当な有機バインダ、溶剤を添加混合して得たメタライズペーストを、絶縁基板1用のグリーンシートにスクリーン印刷法により印刷塗布し、グリーンシートとともに焼成することによって、絶縁基板1の上下面および内部に被着形成される。
【0018】
また、配線層4および電極パッド7の露出表面には、1〜10μm程度の厚みのニッケル(Ni)メッキ層および0.1〜3μm程度の厚みの金(Au)メッキ層が順次被着されている。このNiメッキ層およびAuメッキ層により、配線層4および電極パッド7の露出表面の酸化腐食が有効に防止されるとともに、配線層4とボンディングワイヤ3との接続や電極パッド7と半田との接続が容易かつ強固になる。
【0019】
枠体5は絶縁基板1と同じグリーンシートに、打ちぬき金型を使用して、電子部品2の搭載部1aや電子部品2の電極が電気的に接続される配線層4などの蓋体で気密封止される部分を打ち抜くことで、枠体5となるグリーンシートの中央部に開口部を形成する。これを絶縁基板1となるグリーンシート上に積層し、絶縁基板1となるグリーンシートと共に焼成することによって、枠体5および絶縁基板1が形成される。
【0020】
これにより、枠体5は絶縁基板1の上面の外周部に搭載部1aおよび配線層4を取り囲むように設けられることとなり、また配線層4は貫通導体6を介して外部の電極パッド7に接続されることとなる。
【0021】
そして、本発明では、図3,図4の配線層4の要部拡大断面図,要部拡大平面図に示すように、枠体5内面の下端の下方に位置する部位の配線層4は、絶縁基板1の内部の部位で枠体5の内面の下端の下方に位置する部位の幅Waおよび厚みTaがその残部の幅Wb,厚みTbよりも大きいことから、枠体5内面の下端の下方に位置する部位の配線層4において、配線層4となる金属ペーストを印刷塗布した際にかすれが発生したとしても、そのかすれの部位は重ねて厚く塗布された金属ペーストによって消失し、かすれの発生がなかった部位は金属ペーストが重ねて印刷塗布されて厚みが厚くなる。これにより、枠体5内面の下端の下方に位置する部位の配線層4となる金属ペースト層に、絶縁基板1および枠体5と成るグリーンシートを上下に積層する際の圧力が集中しても、幅および厚みが大きい金属ペースト層は耐圧が大きいため引き裂かれて電気的に断線することはなく、電子部品2の電極を外部電気回路に確実かつ正確に電気的に接続させることができる。
【0022】
また、配線層4の枠体5内面の下端の下方に位置する部位の幅Waは、0.05〜0.2mmが好ましい。幅Waが0.05mm未満では、金属ペーストを印刷塗布する際にかすれが発生し易くなる。幅Waが0.2mmを超えると、配線層4の集積度が低下して絶縁基板1が大型化されることとなる。
【0023】
また、配線層4の枠体5内面の下端の下方に位置する部位の厚みTaは0.01〜0.04mmが好ましい。厚みTaが0.01mm未満では、絶縁基板1および枠体5と成るグリーンシートを上下に積層する際の圧力がかかると、金属ペーストが容易に引き裂かれて電気的に断線することとなり易い。厚みTaが0.04mmを超えると、グリーンシート間に隙間が発生して積層不良となり易い。
【0024】
なお、配線層4は、枠体5内面の下端の下方に位置する部位の厚みTaをその残部の厚みTbよりも厚く被着させるために、枠体5内面の下端の下方に位置する部位のグリーンシートに厚みTbと同じ厚みとなるように金属ペーストを印刷塗布した後、その表面に枠体5内面の下端の下方に位置する部位の厚みがTaとなるように金属ペーストを重ねて印刷塗布する。
【0025】
そして、枠体5内面の下端の下方に位置する部位に幅Waおよび厚みTaで形成された配線層4は、グリーンシートを上下に積層する際の積層ずれや金属ペーストを印刷塗布する際の印刷ずれが発生するため、これらの積層ずれや印刷ずれを考慮して、枠体5内面の下端の下方に位置する部位の長さLaを枠体5内面の下端の延長線で等分されるようにするとともに、長さLaを0.1mm以上とするのが好ましい。これにより、枠体5内面の下端の下方に位置する部位の幅Waおよび厚みTaで形成された配線層4は、積層ずれや印刷ずれが発生したとしても、枠体5内面の下端の下方に位置する部位に確実に配置されることとなり、積層の際の圧力により金属ペーストが引き裂かれて電気的に断線するのを有効に防止することができる。また、電子部品2の電極を配線層4に問題なくボンディングワイヤ等を介して電気的に接続することができる。
【0026】
そして、本発明の電子部品搭載用基板は、枠体5の上面に図示しない蓋体が樹脂封止材等の封止材を介して接合されて内部に電子部品2が気密に封止されることにより製品としての電子装置となる。そして、この電子装置における電極パッド7を外部電気回路基板の配線導体等に半田を介して接続することによって、電子装置が外部電気回路基板に実装されるとともに電子部品2の電極が正確に外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【0027】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行っても差し支えない。
【0028】
【発明の効果】
本発明の電子部品搭載用基板は、配線層は、絶縁基板の内部の部位で枠体の内面の下端の下方に位置する部位の幅および厚みがその残部よりも大きいことから、枠体内面の下端の下方に位置する部位の配線層において、配線層となる金属ペーストを印刷塗布した際にかすれが発生したとしても、そのかすれの部位は重ねて厚く塗布された金属ペーストによって消失し、かすれの発生がなかった部位は金属ペーストが重ねて印刷塗布されて厚みが厚くなる。これにより、枠体内面の下端の下方に位置する部位の配線層となる金属ペースト層に、絶縁基板および枠体と成るセラミックグリーンシートを上下に積層する際の圧力が集中しても、幅および厚みが大きい金属ペースト層は耐圧が大きいため引き裂かれて電気的に断線することはなく、電子部品の電極を外部電気回路に確実かつ正確に電気的に接続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品搭載用基板について実施の形態の例を示す断面図である。
【図2】図1の電子部品搭載用基板の絶縁基板の配線層を示す透視平面図である。
【図3】本発明の電子部品搭載用基板における配線層を示す要部拡大断面図である。
【図4】本発明の電子部品搭載用基板における配線層を示す要部拡大平面図である。
【符号の説明】
1:絶縁基板
1a:搭載部
2:電子部品
3:ボンディングワイヤ
4:配線層
5:枠体
6:貫通導体
7:電極パッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component mounting board for mounting electronic components such as semiconductor elements and piezoelectric vibrators.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, electronic component mounting substrates for mounting electronic components such as semiconductor elements and piezoelectric vibrators are mounted on the center of the upper surface of a substantially rectangular insulating substrate made of an electrically insulating material such as alumina ceramics. A plurality of wiring layers to which the electrodes of the mounting portion and the electronic component are electrically connected are attached, and the electrodes for electrically connecting the electrodes of the electronic component to the external electric circuit substrate on the lower surface of the insulating substrate It is formed by depositing a pad. The wiring layer and the electrode pad are electrically connected to each other by a through conductor penetrating the insulating substrate. These wiring layer, electrode pad, and through conductor are, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), or the like. It is formed from a metallized conductor of refractory metal.
[0003]
Such an electronic component mounting board mounts the electronic component on the mounting portion on the upper surface of the insulating substrate and electrically connects the electrodes of the electronic component to the wiring layer via bonding wires or conductor bumps. A lid made of metal, glass, or the like is placed on the upper surface of the frame provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the insulating substrate so as to surround the component and the plurality of wiring layers via a sealing material such as a resin sealing material. By joining, it becomes an electronic device as a product in which an electronic component is hermetically sealed. Then, by connecting the electrode pads formed on the lower surface of the electronic device to the external electric circuit board via solder, the electronic device is mounted on the external electric circuit board and the electrode of the electronic component is connected to the external electric circuit board. It will be electrically connected to.
[0004]
The insulating substrate and the frame body of such an electronic component mounting substrate are made of ceramics, for example, and are manufactured as follows. Specifically, the ceramic green sheet is appropriately punched, and a metal paste that becomes a wiring layer, a through conductor, and an electrode pad is printed or applied in a predetermined pattern by a thick film method such as a screen printing method. Thereafter, a green ceramic molded body obtained by laminating these ceramic green sheets vertically is obtained. Thereafter, the compact is produced by firing at a temperature of about 1600 ° C. in a reducing atmosphere.
[0005]
In recent years, in electronic component mounting substrates on which electronic components such as semiconductor elements and piezoelectric vibrators are mounted, the density and integration of electronic components are rapidly increasing, and the number of electrodes is greatly increased. Along with this, the demand for thinner and smaller electronic component mounting boards has become stronger, and the electronic components, wiring layers that are electrically connected to the electrodes, and bonding wires that are electrical connection means are hermetically sealed. The internal space for sealing is becoming narrower. As a result, the degree of integration of the wiring layer has increased, and the width of the wiring layer has become smaller, so that when the metal paste that forms the wiring layer is applied to the ceramic green sheet by printing, it is blurred and electrically disconnected. It had the problem that it ended up.
[0006]
Therefore, a highly reliable wiring board has been proposed in which the width of such a wiring layer is small and electrical disconnection does not occur even if the wiring layer is smeared during printing application (see Patent Document 1). . This wiring board is formed so that the width of the wiring layer at the bent portion of the wiring board is larger than the width of the wiring layer located in the vicinity of both sides thereof, so that the wiring layer is thin at the bent portion when the wiring layer is printed and applied. Even if fading partially occurs, the wiring layer exists around the fading, so that no electrical disconnection occurs and reliability is high.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-158409
[Problems to be solved by the invention]
However, the wiring layer of the wiring board described in
[0009]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and the object thereof is to prevent an electrical disconnection at a portion where the wiring layer is located below the lower end of the inner surface of the frame body, thereby preventing the electronic component from being disconnected. In other words, it is possible to reliably and accurately electrically connect the electrode to an external electric circuit.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the electronic component mounting board of the present invention, an electronic component mounting portion and a wiring layer to which the electrodes of the electronic component are connected are formed on the upper surface of the insulating substrate, and the mounting portion and the wiring layer are surrounded by an outer peripheral portion. In this way, the electronic component mounting board is provided with a frame body, and the wiring layer is formed from the upper surface of the insulating substrate to the lower surface or side surface through the inside, and at the portion inside the insulating substrate. The width and thickness of the part located below the lower end of the inner surface of the frame body are larger than the remaining part.
[0011]
In the electronic component mounting board according to the present invention, the wiring layer has a width and thickness of a portion located below the lower end of the inner surface of the frame body at a portion inside the insulating substrate, which is larger than the remaining portion. Even if fading occurs when the metal paste that becomes the wiring layer is printed and applied in the wiring layer located below the lower end, the fading part disappears due to the thickly applied metal paste, The portion where there is no occurrence is printed with a metal paste and is thickened. As a result, even if the pressure at the time of laminating the ceramic green sheets as the insulating substrate and the frame body is concentrated on the metal paste layer as the wiring layer at the position located below the lower end of the inner surface of the frame body, Since the metal paste layer having a large thickness has a high withstand voltage, the metal paste layer is not torn and electrically disconnected, and the electrodes of the electronic component can be reliably and accurately electrically connected to the external electric circuit.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electronic component mounting board of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of an electronic component mounting board according to the present invention, and FIG. 2 is formed from the upper surface of the insulating substrate of the electronic component mounting board of FIG. It is a see-through plan view showing a wiring layer. In these drawings, 1 is an insulating substrate, 4 is a wiring layer, 5 is a frame, 6 is a through conductor, 7 is an electrode pad, and these are mainly electronic component mounting substrates for mounting the
[0013]
The
[0014]
For example, when the
[0015]
A
[0016]
Further, a
[0017]
The
[0018]
Further, a nickel (Ni) plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and a gold (Au) plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are sequentially deposited on the exposed surfaces of the
[0019]
The
[0020]
As a result, the
[0021]
And in this invention, as shown to the principal part expanded sectional view and the principal part enlarged plan view of the
[0022]
Further, the width Wa of the portion located below the lower end of the inner surface of the
[0023]
The thickness Ta of the portion located below the lower end of the inner surface of the
[0024]
Note that the
[0025]
The
[0026]
In the electronic component mounting substrate of the present invention, a lid (not shown) is joined to the upper surface of the
[0027]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
[0028]
【The invention's effect】
In the electronic component mounting board according to the present invention, the wiring layer has a width and thickness of a portion located below the lower end of the inner surface of the frame body at a portion inside the insulating substrate, which is larger than the remaining portion. Even if fading occurs when the metal paste that becomes the wiring layer is printed and applied in the wiring layer in the part located below the lower end, the fading part disappears due to the thickly applied metal paste, and the fading The portion where there is no occurrence is printed with a metal paste and is thickened. As a result, even if the pressure at the time of laminating the ceramic green sheets as the insulating substrate and the frame body is concentrated on the metal paste layer as the wiring layer at the position located below the lower end of the inner surface of the frame body, Since the metal paste layer having a large thickness has a high withstand voltage, the metal paste layer is not torn and electrically disconnected, and the electrodes of the electronic component can be reliably and accurately electrically connected to the external electric circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of an electronic component mounting board according to the present invention.
2 is a perspective plan view showing a wiring layer of an insulating substrate of the electronic component mounting substrate of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a wiring layer in the electronic component mounting board of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged plan view of a main part showing a wiring layer in an electronic component mounting board according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Insulating
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003202720A JP4227477B2 (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Electronic component mounting substrate, electronic device, and method of manufacturing electronic component mounting substrate |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2003202720A JP4227477B2 (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Electronic component mounting substrate, electronic device, and method of manufacturing electronic component mounting substrate |
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