JP2005191108A - 電子部品搭載用配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁枠体の内側に電子部品を搭載し、小型化が可能で、気密封止の信頼性に優れた電子部品搭載用配線基板を提供すること。
【解決手段】 電子部品搭載用配線基板９は、上面に電子部品の搭載部１ａを有する四角形状の絶縁基板１と、枠状の絶縁層２を複数積層して成り、絶縁基板１の上面の外周部に搭載部１ａを取り囲むようにして取着された絶縁枠体２と、搭載部１ａから絶縁基板１の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体３とを具備し、枠状の絶縁層２は、搭載部１ａに搭載される電子部品の上面よりも下側に位置する絶縁層２ｂの四隅部の内周面が、その上側の絶縁層２ａの内周面よりも外側に位置している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧電振動子や半導体素子等の電子部品を搭載するための電子部品搭載用配線基板に関するものである。

従来、圧電振動子や半導体素子等の電子部品は、これらの電子部品を搭載するための電子部品搭載用配線基板（以下、配線基板ともいう）に搭載されるとともに蓋体等で気密封止されて電子装置となり、携帯電話やコンピュータ等の各種電子機器の部品として使用される。

このような電子部品を搭載する配線基板として多用されているものは、上面に電子部品の搭載部を有する四角形状の絶縁基板と、絶縁基板の上面の外周部に搭載部を取り囲むようにして取着された絶縁枠体と、搭載部から絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体とを具備した構造のものである。

この配線基板の搭載部に電子部品を搭載し、電子部品の電極を配線導体に電気的に接続した後、絶縁枠体の上面に蓋体を接合して搭載部を覆うこと等により電子部品が気密封止されて電子装置として完成する。

なお、従来の配線基板は、例えば、絶縁基板および絶縁枠体が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、酸化アルミニウム等の原料粉末を有機溶剤，バインダーとともにシート状に成形して複数のグリーンシートを形成し、次に、グリーンシートのうち所定のものを枠状に打ち抜き加工するとともに、配線導体となる導電性ペーストをグリーンシートに印刷し、その後、枠状のグリーンシートが上になるようにして複数のグリーンシートを積層し、高温で焼成することにより製作される。

なお、絶縁枠体の各隅部は、通常、平面視で円弧状に成形されている。これは、絶縁枠体の隅部が直角等の角ばった形状であると、この隅部の角部分に、絶縁枠体となるグリーンシートに対して打ち抜き加工を施すときのグリーンシートの変形にともなう応力や、絶縁枠体の上面に蓋体を接合するときの熱応力等の応力が集中しやすいため、各隅部から絶縁枠体に亀裂等の機械的な破壊が生じてしまうためである。
特開２００３−３１８３０４号公報 特開１９９８−２８９９６４号公報

近年、電子部品を搭載するための配線基板は、電子機器の小型化の要求にともない、その平面視での面積を極力小さくすることが求められている。

しかしながら、上記従来の配線基板は、絶縁枠体の四隅部が円弧状に成形されているため、半導体素子や圧電振動子等の四角板状の電子部品を搭載部に搭載しようとしたときに、電子部品の角部が絶縁枠体の隅部の円弧状の部分に接触して干渉しないようにするため、電子部品の側面と絶縁枠体の内周面との間にある程度の距離を確保する必要があり、この距離の分だけ小型化が妨げられてしまうという問題があった。

また、絶縁枠体の幅を狭くすると、小型化には有効であるけれども、絶縁枠体の上面に蓋体を接合するようなときの接合面積が小さくなるので、電子部品の気密封止の信頼性が低下するというような不具合を誘発してしまう。

本発明は、かかる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、絶縁枠体の内側に電子部品を搭載し、小型化が可能で、気密封止の信頼性に優れた配線基板を提供することにある。

本発明の電子部品搭載用配線基板は、上面に電子部品の搭載部を有する四角形状の絶縁基板と、枠状の絶縁層を複数積層して成り、前記絶縁基板の上面の外周部に前記搭載部を取り囲むようにして取着された絶縁枠体と、前記搭載部から前記絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体とを具備しており、前記枠状の絶縁層は、前記搭載部に搭載される電子部品の上面よりも下側に位置する前記絶縁層の四隅部の内周面が、その上側の前記絶縁層の内周面よりも外側に位置していることを特徴とするものである。

本発明の電子部品搭載用配線基板によれば、上面に電子部品の搭載部を有する四角形状の絶縁基板と、枠状の絶縁層を複数積層して成り、絶縁基板の上面の外周部に搭載部を取り囲むようにして取着された絶縁枠体と、搭載部から絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体とを具備しており、枠状の絶縁層は、搭載部に搭載される電子部品の上面よりも下側に位置する絶縁層の四隅部の内周面が、その上側の絶縁層の内周面よりも外側に位置していることから、配線基板を上から見たときに、電子部品の高さ以下の高さの下層側の枠状の絶縁層の四隅部が、その上側の枠状の絶縁層の下側に隠れるので、各枠状の絶縁層の四隅部を円弧状に成形したとしても、電子部品を搭載する領域を電子部品の形状に対応した四角形状として、かつ電子部品が絶縁枠体の内周面に接触しないようにして搭載することができる。

そのため、搭載部に電子部品を搭載するときに、絶縁枠体の隅部が電子部品の角部と接触して干渉することはなく、絶縁枠体の内周面と電子部品の側面との間の距離を小さくして、配線基板を小型化することができる。

また、各絶縁層の四隅部を円弧状に成形することができるので、隅部に熱応力等の応力が集中することは効果的に防止され、絶縁枠体に亀裂等が発生することを防いで気密封止の信頼性を確保することができる。

本発明の電子部品搭載用配線基板を添付の図面を基に説明する。図１は本発明の配線基板９の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は絶縁基板、２は絶縁枠体、３は配線導体である。これらの絶縁基板１、絶縁枠体２および配線導体３により主に配線基板９が構成される。

絶縁基板１は、上面に電子部品の搭載部１ａが形成されており、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミックス，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体等のセラミック焼結体や、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の有機樹脂、酸化アルミニウム等のセラミック粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合して成る複合材料等の絶縁材料により形成される。

絶縁基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、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原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法によりシート状とすることによって絶縁基板１用のセラミックグリーンシートを得、しかる後、この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複数枚積層し、高温で焼成することによって製作される。

また、絶縁基板１の上面には、搭載部１ａを取り囲むようにして絶縁枠体２が取着されている。絶縁枠体２は、搭載部１ａに搭載される電子部品（図示せず）を気密封止するための側壁として機能し、その上面に蓋体（図示せず）を接合して搭載部を覆うこと等により、絶縁基板１，絶縁枠体２および蓋体からなる容器の内部に電子部品が気密に封止される。

本発明の配線基板において、絶縁枠体２は、枠状の絶縁層２ａを複数積層することにより形成されている。絶縁枠体２は、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミックス，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体等のセラミック焼結体や、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の有機樹脂、酸化アルミニウム等のセラミック粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合して成る複合材料等の絶縁材料により形成され、生産性や、絶縁基板１に対する取着を容易かつ強固なものとする上で、絶縁基板１と同じ材料で形成することが好ましい。

このような絶縁枠体２は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、上述の絶縁基板１を形成するのと同様のグリーンシートに対して打ち抜き加工を施して枠状のグリーンシートを複数形成し、これらの複数のグリーンシートを積層した後、絶縁基板１となるグリーンシートの上面に積層、密着し、一体焼成することにより形成することができる。

また、枠状の絶縁層２ａは、搭載部１ａに搭載される電子部品の上面よりも下側に位置する絶縁層２ｂの四隅部の内周面が、その上側の絶縁層２ａの内周面よりも外側に位置している。この構成により、配線基板９を平面視したときに、電子部品の高さに対応した下層側の枠状の絶縁層２ｂの四隅部が、その上側の枠状の絶縁層２ａの下側に隠れるので、各枠状の絶縁層２ａ，２ｂの四隅部を円弧状に成形したとしても、電子部品を搭載する領域を電子部品の形状に対応した四角形状とすることができる。そのため、搭載部１ａに電子部品を搭載するときに、絶縁枠体２の隅部が電子部品の角部と干渉することはなく、絶縁枠体２の内周面と電子部品の側面との間の距離を小さくして、配線基板９を小型化することができる。

この場合、各絶縁層２ａ，２ｂの四隅部を円弧状に成形することができるので、隅部に熱応力等の応力が集中することは効果的に防止され、絶縁枠体２に亀裂等が発生することを防いで気密封止の信頼性を確保することができる。

枠状の絶縁層２ａ，２ｂについて、搭載部１ａに搭載される電子部品の上面よりも下側に位置するものの四隅部の内周面を、その上側のものの内周面よりも外側に位置させた構造とするには、複数のグリーンシートを枠状に打ち抜いて絶縁枠体２となる枠状のグリーンシートを形成するときに、搭載部１ａに搭載される電子部品の上面よりも低い層に積層されるグリーンシートの開口寸法が、それよりも上側の層に積層されるグリーンシートの開口寸法よりも大きくなるようにして打ち抜くこと等の方法を用いることができる。

下側の絶縁層２ａの４隅部を上側の絶縁層２ａの内周面よりも外側に位置させる場合、上側の絶縁層２ａの内周面から０．１５〜０．２５ｍｍの位置が好ましい。０．１５ｍｍ未満では、４隅部を例えば曲率半径が０．１５ｍｍ程度の円弧状に面取りしたときに、円弧状の部分が搭載部１ａに搭載される電子部品の角部に干渉して電子部品を搭載しにくくなり、０．２５ｍｍを超えると、この４隅部の外側で絶縁層２ａの幅が狭くなるため、絶縁枠体２の機械的強度の低下や、絶縁層２ａ間の気密性の低下等の不具合を招くおそれがある。

なお、電子部品の上面よりも上側の絶縁層２ａは、下側の絶縁層２ｂよりも外側に位置させることが好ましい。つまり、平面視で、下側の絶縁層２ａの開口部と上側の絶縁層２ａの開口部とがそれぞれ長方形状で、その開口部同士が十字型に組み合わさったような構造であることが好ましい。この場合、上側の絶縁層２ａの４隅部を下側の絶縁層２ｂの内周面よりも外側に位置させておくと、上側の絶縁層２ａの４隅部を円弧状に成形した場合、その円弧状の隅部が搭載部１ａに張り出すことを防止し、電子部品の搭載部１ａへの搭載を容易なものとすることができる。またこの場合、上側の絶縁層２ａの隣接する２つの隅部間で露出する下側の絶縁層２ｂの上面に、配線導体３の一部を露出させるようにしておくと、上面に電極が形成された電子部品の場合、電極と配線導体３との距離が近く、両者の位置合わせが容易になるので、ボンディングワイヤを介しての接続が容易となる。

本発明の配線基板９は、搭載部１ａから絶縁基板１の側面および下面の少なくとも一方に、配線導体３が導出されている。配線導体３は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等の金属材料から成り、メタライズ層やめっき層、蒸着層等の形態で絶縁基板１に被着形成される。配線導体３は、例えばタングステンのメタライズ層から成る場合、タングステンの粉末に有機溶剤，バインダーを添加混練して作製した金属ペーストを、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートにスクリーン印刷等で印刷しておくことにより形成される。

配線導体３は、搭載部１ａに搭載される電子部品の電極を外部に導出する導電路として機能する。例えば、搭載部１ａに搭載された電子部品の電極を、搭載部１ａに露出している配線導体３にボンディングワイヤや半田等を介して電気的に接続し、絶縁基板１の下面や側面に導出されている配線導体３の導出部分を外部の電気回路に半田等を介して電気的に接続することにより、電子部品の電極が配線導体３を介して外部の電気回路と電気的に接続される。

配線導体３の露出表面には、ニッケルや金，銅等のめっき層を被着させておくことが好ましい。配線導体３の露出表面にニッケルや金，銅等のめっき層を被着させておくと、配線導体３に対するボンディングワイヤのボンディング性や、半田の濡れ性等の特性をより良好とし、電子部品の電極や、外部の電気回路に対する電気的接続の信頼性により一層優れた配線基板を提供することができる。

なお、本発明は上述の実施の形態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内であれば種々の変更が可能である。

本発明の電子部品搭載用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・・・絶縁基板
１ａ・・・搭載部
２・・・絶縁層
３・・・配線導体
９・・・電子部品搭載用配線基板

Claims (1)

1. 上面に電子部品の搭載部を有する四角形状の絶縁基板と、枠状の絶縁層を複数積層して成り、前記絶縁基板の上面の外周部に前記搭載部を取り囲むようにして取着された絶縁枠体と、前記搭載部から前記絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体とを具備しており、前記枠状の絶縁層は、前記搭載部に搭載される電子部品の上面よりも下側に位置する前記絶縁層の四隅部の内周面が、その上側の前記絶縁層の内周面よりも外側に位置していることを特徴とする電子部品搭載用配線基板。

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