JP2016122978A

JP2016122978A - 電子素子実装用基板および電子装置

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Publication number: JP2016122978A
Application number: JP2014261752A
Authority: JP
Inventors: 光治坂井; Mitsuharu Sakai; 将山崎; Osamu Yamazaki
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: JP6329065B2

Abstract

【課題】有機配線基板に起因するダストによる電子素子の機能低下を抑制することができる電子素子実装用基板および電子装置を提供する。【解決手段】平面視で、電子素子１０を実装する電子素子実装領域を有する金属板４の外周を取り囲むように有機配線基板６が設けられ、セラミック配線基板２は、有機配線基板６と金属板４との間隙を覆うように枠状に構成され、有機配線基板６の金属板４を取り囲む周縁部が、セラミック配線基板２によって覆われる。接合材１５は、有機配線基板６の金属板４を取り囲む周縁部の上面とセラミック配線基板２の下面との間に充填され、金属板４の外周部とセラミック配線基板２の下面との間に充填され、有機配線基板６と金属板４との間隙に充填され、有機配線基板６と金属板４とセラミック配線基板２とを接合する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子素子、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）型またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型等の撮像素子、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子等の電子部品が搭載される電子素子実装用基板および電子装置に関するものである。

従来から電子素子を電子素子実装用基板に実装した電子装置が知られている。このような電子装置に用いられる電子素子実装用基板として、フレキシブル配線基板上にセラミックス材料からなる枠体が配置され、配線基板上で枠体の内側に撮像素子が配置され、枠体上に透明カバーが配置されたものがある。電子装置は、このような構成により、小型化、薄型化、軽量化が可能となっている。（特許文献１参照）。

特開２００７−２０８０４５号公報

特許文献１記載の電子装置では、枠体をフレキシブル配線基板上に配置させるときや撮像素子をフレキシブル配線基板上に実装するときにフレキシブル配線基板の表面などが欠けたり剥離したりして有機材料からなる微小片（ダスト）が発生する。発生したダストは、電子装置内を浮遊し、撮像素子の表面に付着するなどして撮像素子の機能を低下させてしまう。

本発明の目的は、有機配線基板に起因するダストによる電子素子の機能低下を抑制することができる電子素子実装用基板および電子装置を提供することである。

本発明の１つの態様に係る電子素子実装用基板は、電子素子を実装する電子素子実装領域を有する金属板と、有機材料から成る有機配線基板であって、平面視で前記金属板の外周を取り囲む有機配線基板と、セラミック材料から成り、前記有機配線基板と電気的に接続するセラミック配線基板であって、前記有機配線基板と前記金属板との間隙を覆う枠状のセラミック配線基板と、前記有機配線基板と前記金属板と前記セラミック配線基板とを接合する接合材と、前記セラミック配線基板に固定される蓋体と、を有することを特徴としている。

また、本発明の１つの態様に係る電子装置は、上記の電子素子実装用基板と、
前記電子素子実装用基板の前記電子素子実装領域に実装された電子素子と、を有することを特徴としている。

本発明の１つの態様に係る電子素子実装用基板によれば、金属板の電子素子実装領域の周辺に、有機配線基板の露出する部分が存在しないようにすることができる。これにより、実装される電子素子の周辺にダストを浮遊しにくくすることができ、電子素子の機能低下を抑制することができる。

また、本発明の１つの態様に係る電子装置によれば、上記の電子素子実装用基板を有することにより、実装された電子素子の機能低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る電子素子実装用基板、および電子装置の外観を示す上面図である。図１のＡ−Ａ線を切断面線とする縦断面図である。本発明の第１の実施形態に係る電子素子実装用基板、および電子装置のレンズホルダを取り除いた上面図である。本発明の第２の実施形態に係る電子素子実装用基板、および電子装置の縦断面図である。

以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、電子素子実装用基板に電子素子が実装された構成を電子装置とする。電子素子実装用基板および電子装置は、いずれの方向が上方若しくは下方とされてもよいものであるが、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方として、上面若しくは下面の語を用いるものとする。

（第１の実施形態）
図１〜図３を参照して本発明の第１の実施形態における電子装置２１、及び電子素子実装用基板１について説明する。本実施形態における電子装置２１は、電子素子実装用基板１と電子素子１０とを備えている。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子素子実装用基板、および電子装置の外観を示す上面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線を切断面線とする縦断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る電子素子実装用基板、および電子装置のレンズホルダを取り除いた上面図である。

図１〜図３に示す例において、電子素子実装用基板１は、電子素子１０を実装する電子素子実装領域を有する金属板４と、平面視で金属板４の外周を取り囲み、可撓性有機材料から成る有機配線基板６と、セラミック材料から成り、有機配線基板６と電気的に接続するセラミック配線基板２と、有機配線基板６と金属板４とセラミック配線基板２とを接合する接合材１５と、セラミック配線基板２に固定される蓋体であるレンズホルダ５と、を有する。

セラミック配線基板２は、有機配線基板６と金属板４との間隙を覆うように枠状に構成されている。このようにセラミック配線基板２を配置すると、有機配線基板６の金属板４を取り囲む周縁部は、セラミック配線基板２によって覆われることになる。接合材１５は、有機配線基板６と金属板４とセラミック配線基板２とを接合するので、有機配線基板６の少なくとも金属板４を取り囲む周縁部の上面とセラミック配線基板２の下面との間に接合材１５が充填され、金属板４の外周部とセラミック配線基板２の下面との間に接合材１５が充填され、有機配線基板６と金属板４との間隙、詳細には、有機配線基板６の金属板４を取り囲む周縁部と金属板４の外周部との間の空間である間隙にも接合材１５が充填される。

電子素子実装用基板１において、金属板４の電子素子実装領域の周辺には、有機配線基板６の露出する部分が存在しない。これにより、例えば、製造工程において、有機配線基板６からダストが発生したとしても金属板４実装される電子素子１０周辺にダストが浮遊することがないので、電子素子１０や電子素子１０とセラミック配線基板２とを電気的に
接続するためのボンディングワイヤ１３などにダストが付着することがなく、電子素子１０の機能低下を抑制することができる。

従来技術では、撮像素子がフレキシブル基板に直接実装されるので、実装時にダストが発生することが多く、発生したダストが、撮像素子などに付着することで撮像素子の電気特性が低下してしまう。本実施形態では、電子素子１０は、有機配線基板６ではなく、金属板４の電子素子実装領域に実装されるので、実装時にダストがほとんど発生せず、電子素子１０の機能低下がさらに抑制されることになる。

図２に示す例では、セラミック配線基板２の上面に電子素子接続用パッド３が設けられており、電子素子１０とボンディングワイヤ１３によって電気的に接続されている。セラミック配線基板２の上面には、電子素子接続用パッド３の他に、抵抗素子、コンデンサ素子などの回路素子を、回路素子接続用パッドを介して実装してもよい。また、セラミック配線基板２の下面には有機配線基板６と電気的に接続するための有機配線基板接続用パッドが設けられる。

セラミック配線基板２は、セラミック材料から成る絶縁層に配線導体が形成される。図２に示す例において、セラミック配線基板２は、１層の絶縁層から形成されていても良いし、２層または３層以上の複数の絶縁層から形成されていても良い。

セラミック配線基板２の内部には、各絶縁層を貫通する貫通導体と内部配線とから成る配線導体が設けられていても良いし、セラミック配線基板２は、その上面または下面に露出した配線導体を有していても良い。また、それらの配線導体によって、電子素子接続用パッド３と有機配線基板接続用パッドとが電気的に接続されていても良い。

また、セラミック配線基板２は上面、下面および側面等に、有機配線基板６以外の外部基板または外部回路等と電気的に接続するための外部接続用電極が設けられていても良い。

本実施形態のセラミック配線基板２で用いられるセラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体又はガラスセラミックス焼結体等が挙げられる。

本実施形態では、有機配線基板６には、セラミック配線基板２の下面に対向する上面にセラミック配線基板２と電気的に接続するためのセラミック配線基板接続用パッドが設けられる。

有機配線基板６は、有機材料から成る絶縁層に配線導体が形成される。図２に示す例において、有機配線基板６は、１層の絶縁層から形成されていても良いし、２層または３層以上の複数の絶縁層から形成されていても良い。

有機配線基板６は、例えば、プリント配線基板、ビルドアップ配線基板またはフレキシブル配線基板等の絶縁層が有機材料から成るものであれば良い。本実施形態の有機配線基板６で用いられる有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂又はフッ素系樹脂等が挙げられる。フッ素系樹脂としては例えば、四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。

有機配線基板６は上面、下面および側面等に、セラミック配線基板２以外の外部基板または外部回路等と電気的に接続するための外部接続用電極が設けられていても良い。

有機配線基板６の内部には、内部配線と、他の内部配線と電気的に接続する層間接続導体とから成る配線導体が設けられていても良いし、その上面または下面に露出した配線導体を有していても良い。また、それらの配線導体によって、セラミック配線基板接続用パッドと外部接続用パッドとが電気的に接続されていても良い。

セラミック配線基板２に設けられた電子素子接続用パッド３、有機配線基板接続用パッド、外部接続用パッド及び配線導体は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）若しくは銅（Ｃｕ）、または、これらから選ばれる少なくとも１種以上の金属材料を含有する合金等から成る。

また、有機配線基板６に設けられたセラミック配線基板接続用パッド及び外部接続用パッド及び配線導体は、例えば、銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），アルミニウム（Ａｌ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）若しくはチタン（Ｔｉ）、または、これらから選ばれる少なくとも１種以上の金属材料を含有する合金等から成る。

セラミック配線基板２および有機配線基板６に設けられた電子素子接続用パッド３、有機配線基板接続用パッド、セラミック配線基板接続用パッド、外部接続用パッド及び配線導体の露出した表面には、めっき層が設けられることが好ましい。めっき層を設けることによって、各接続用パッドおよび配線導体の露出表面を保護して酸化を防止できる。また、めっき層を設けることによって、電子素子接続用パッド３と電子素子１０とのボンディングワイヤ１３等を介した電気的接続、又は、有機配線基板接続用パッド、セラミック配線基板接続用パッドとの電気的接続を良好にできる。めっき層は、例えば、厚さ０．５〜１０μｍのＮｉめっき層を被着させればよい。または、このＮｉめっき層の上に、さらに、厚さ０．５〜３μｍの金（Ａｕ）めっき層を被着させてもよい。

金属板４は、図３に示すように周囲を有機配線基板６によって取り囲まれており、中央部分に電子素子実装領域を有している。金属板４は、例えばステンレス（ＳＵＳ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイ、銅（Ｃｕ）、又は銅合金等から成る。金属板４の厚みは、使用する材料の種類、必要な機械的強度などを考慮して適宜設定することができるが、電子素子実装用基板１および電子装置２１の低背化を実現するために、例えば０．０２〜０．２０ｍｍとすることが好ましい。

金属板４は、有機配線基板６と同じように、セラミック配線基板２と接合材１５によって接合される。金属板４とセラミック配線基板２とは電気的に接続しなくてもよく、電気的に接続しても良い。金属板４は、電子素子実装用基板１において、剛性を高め、機械的強度を向上させることができるとともに、電子素子１０の動作時に発生する熱を放熱し、電子素子１０を冷却させることができるので、金属板４とセラミック配線基板２とは必ずしも電気的に接続する必要はない。

金属板４とセラミック配線基板２とが電気的に接続する場合は、たとえば、セラミック配線基板２の接地導体と電気的に接続することが好ましい。金属板４は、接地導体として機能し、セラミック配線基板２の接地導体に電気的に接続することで、セラミック配線基板２の接地電位を安定させることができる。

セラミック配線基板２と有機配線基板６とは、上記のように接合材１５によって接合され、さらに、接合材１５によって、セラミック配線基板２の下面に設けられた有機配線基板接続用パッドと、有機配線基板６の上面に設けられた有機配線基板接続用パッドとが電気的に接続される。

セラミック配線基板２と金属板４とも、上記のように接合材１５によって接合される。
金属板４とセラミック配線基板２とが電気的に接続する場合は、接合材１５によって、セラミック配線基板２の下面に設けられた金属板接続用パッドと、金属板４とが電気的に接続される。

電気的な接続を実現するための接合材１５としては、例えば、異方性導電材料を用いることが好ましい。異方性導電材料は、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂中に分散された導電性粒子とからなり、予めフィルム状に成形されている異方性導電フィルム（ＡＣＦ）およびペースト状の異方性導電ペースト（ＡＣＰ）などの形態がある。異方導電性材料は、電気的に接続したい電極間方向には導電するが、電極間方向に直交する方向には導電しない導電異方性を有する。

以下では、ＡＣＦを用いる例について説明するがＡＣＰを用いることもできる。ＡＣＦの場合は、接続したい電極を覆う形状にフィルムを切断して使用する。ＡＣＰの場合は、接続したい電極を覆うようにペーストを印刷して使用する。

本実施形態のように、セラミック配線基板２の下面と有機配線基板６の上面との間をＡＣＦで接合することにより、熱硬化性樹脂による基板同士の接合と、導電性粒子による有機配線基板接続用パッドと有機配線基板接続用パッドとの電気的接続を同時に行うことができる。

ＡＣＦを構成する熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。導電性粒子としては、銅粒子、ニッケル粒子、アルミニウム粒子、金粒子等の金属粒子や、アクリル樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子等の樹脂粒子表面を、金、銅、ニッケル等の金属材料で被覆した樹脂粒子等が挙げられる。

なお、金属板４とセラミック配線基板２とを電気的に接続する必要が無い場合であっても、接合材１５としてＡＣＦを用いるのが好ましい。電子素子１０を熱源として発生した熱は、ボンディングワイヤ１３などを通ってセラミック配線基板２にも伝導される。セラミック配線基板２自体からの放熱もあるが、さらにセラミック配線基板から金属板４へと熱伝導する伝熱経路があれば、金属板４から放熱できるので、電子素子実装用基板１の冷却能力は向上する。接合材１５としてＡＣＦを用いることで、導電性粒子によってセラミック配線基板２から金属板４への伝熱抵抗を低くすることができ、セラミック配線基板２から金属板４への伝熱経路を確保することができる。

また、接合材１５であるＡＣＦは、金属板４の電子素子実装領域の周囲に沿って全周に設けることができるので、セラミック配線基板２の下面の有機配線基板接続用パッド等の各接続用パッド同士が短絡することを防ぎつつ、実装された電子素子１０周辺空間の気密性を維持することができる。

このように、ＡＣＦ等の接合材１５を用いることで、セラミック配線基板２と金属板４と有機配線基板６とを容易に接合することができる。例えば、貫通孔６ａを設けた有機配線基板６と金属板４を準備し、有機配線基板６の貫通孔内に金属板４を配置し、有機配線基板６の貫通孔６ａ周辺部分と金属板４の外周部分とを覆うように接合材１５であるＡＣＦを配置する。ＡＣＦにも少なくとも金属板４の電子素子実装領域が露出するような貫通孔が設けられている。そして、枠状のセラミック配線基板２を有機配線基板６と金属板４との間隙を覆うようにＡＣＦに重ねて配置し、厚み方向に加圧しながら加熱して、ＡＣＦの熱硬化性樹脂を硬化させることで、セラミック配線基板２と金属板４と有機配線基板６とを同時に接合する。このように、セラミック配線基板２と金属板４と有機配線基板６とを一度の工程で一括して接合することができる。

金属板４の厚みは、例えば、０．０２〜０．２ｍｍであり、有機配線基板６の厚みは、例えば、０．０５〜０．２５ｍｍであり、好ましくは、有機配線基板６の厚みが金属板４の厚みよりも大きい。

図２に示すように、金属板４と有機配線基板６とは、両下面が同一平面に含まれるように、同じ位置に揃った状態となる。このとき、有機配線基板６の厚みを金属板４の厚みよりも大きくすると、有機配線基板６の上面が、金属板４の上面よりも高くなる。接合材１５によって、セラミック配線基板２と金属板４と有機配線基板６とを同時に接合するときに、セラミック配線基板２を、金属板４および有機配線基板６に加圧すると、上面の位置が高い有機配線基板６に押圧力が集中し、上面の位置が低い金属板４にはほとんど押圧力は印加されない。これにより、セラミック配線基板２を接合するときにセラミック配線基板２に割れが生じることを防止することができる。

有機配線基板６の厚みを金属板４の厚みよりも大きくし、接合材１５としてＡＣＦを用いる場合、好ましくは、セラミック配線基板２と金属板４とを接合する部分に分散された導電性粒子の粒径が、セラミック配線基板２と有機配線基板６とを接合する部分に分散された導電性粒子の粒径よりも大きい。

上記のように、金属板４と有機配線基板６とは、両下面が同一平面に含まれるように、同じ位置に揃った状態であり、セラミック配線基板２の下面と有機配線基板６の上面との距離は、セラミック配線基板２の下面と金属板４の上面との距離よりも小さくなる。ＡＣＦにおいて、熱硬化性樹脂中に分散された導電性粒子の粒径が、セラミック配線基板２と有機配線基板６とを接合する部分と、セラミック配線基板２と金属板４とを接合する部分とで同じであれば、ＡＣＦにおける電気抵抗値は、電気的に接続したい面間の距離が小さい方が低くなり、距離が大きい方が高くなる。

面間の距離が大きいセラミック配線基板２の下面と金属板４の上面との間においては、導電性粒子の粒径を大きくすることでＡＣＦにおける電気抵抗値を低くすることができる。前述のように、金属板４とセラミック配線基板２の接地導体とを電気的に接続する場合、ＡＣＦにおける電気抵抗値を低くすることで、よりセラミック配線基板２の接地電位が安定する。また、電気抵抗と伝熱抵抗とは、ほぼ同じ傾向を示すので、セラミック配線基板２と金属板４とを接合する部分に分散された導電性粒子の粒径を大きくすることで、伝熱抵抗を低くし、セラミック配線基板２に伝導した熱をさらに金属板４に伝導させて金属板４で放熱させ、電子素子実装用基板１の冷却能力をさらに向上させることができる。

また本実施形態の電子素子実装用基板１のような金属板４を有機配線基板６が取り囲む位置関係は、有機配線基板６における電気信号の伝送特性を向上させる。

例えば、金属板４を電子素子実装用基板１の機械的強度を補強するために用いる場合、金属板を大きくして金属板の主面上に有機配線基板６を配置する構成がある。このような構成では、有機配線基板の下方に金属板が存在するので、有機配線基板に設けられた配線導体と金属板との間に寄生容量が発生する。特に、セラミック配線基板と接続するための接続用パッドは、信号配線導体などと比べて面積が大きく、その分大きな寄生容量が生じる。寄生容量が生じるとその部分におけるインピーダンスが低下し、大きな寄生容量が生じる接続用パッドでは、インピーダンスの低下がより顕著である。伝送線路において、インピーダンスが相対的に大きく低下する部分があると、その部分でインピーダンスのミスマッチによる信号の反射などが生じて電気信号の伝送特性が低下する。

本実施形態では、有機配線基板６の下方に金属板４が存在しないので、有機配線基板６
の配線導体に不要な寄生容量が発生せず、有機配線基板６における電気信号の伝送特性が向上する。

レンズホルダ５は、光学レンズ７と光学レンズ７の光軸が電子素子実装領域を通るように光学レンズ７を保持するレンズ保持部８とを有する。図２に示す例のように、レンズホルダ５は、さらに光軸上に設けられるＩＲフィルタなどの光学フィルタ９を有していてもよい。光学レンズ７としては、凸レンズ、凹レンズまたはフレネルレンズなどの各種形状のレンズを使用するができる。光学レンズ７は、電子素子実装用基板１に実装される電子素子１０の種類に応じて各種の光学機能を備えていればよく、例えば電子素子１０が撮像素子または受光素子の場合は、外部から入射する外光を撮像素子表面に集束させ、電子素子１０が発光素子の場合は、発光素子から出射される出射光を集束、発散または平行化させる機能を備える。

レンズ保持部８は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂材料からなる。レンズ保持部８は、概略、立方体形状または直方体形状を有し、下面が開放され、上面８ａに貫通孔が設けられ、この貫通孔に嵌るように光学レンズ７が保持される。

レンズ保持部８の側壁８ｂの下端は、セラミック配線基板２上面の外周部分に直接固定される。ここで、直接固定されるとは、レンズホルダ５とセラミック配線基板２とが、詳細にはレンズ保持部８の側壁８ｂとセラミック配線基板２上面の外周部分とが、接着剤などの固定材によって固定されていることを意味する。レンズ保持部８が樹脂材料からなりセラミック配線基板２はセラミック材料からなるので、これらを固定する接着剤は、樹脂とセラミック材料とを接着することができる接着剤であればよく、例えばエポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤などを用いることができる。

次に、電子装置２１について説明する。図２に示す例において、電子装置２１は、電子素子実装用基板１と、金属板４上面の電子素子実装領域に実装された電子素子１０と、を有している。

電子素子１０は例えば、ＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型等の撮像素子、ＬＥＤ等の発光素子、フォトディテクタなどの受光素子又は半導体メモリ素子若しくはＡＳＩＣ等の演算素子等が用いられる。図３に示す例においては、電子素子１０の各電極は、ボンディングワイヤ１３によって、セラミック配線基板２上面に設けられた電子素子接続用パッド３に電気的に接続されている。電子素子１０とセラミック配線基板２との電気的接続には、ボンディングワイヤ以外に金バンプ又はハンダ等を使用しても良い。

また、図２に示す例においては、電子素子１０は、接着剤１９を介して、金属板４の上面に接着固定されている。この接着剤１９は、例えば、銀エポキシや熱硬化性樹脂等が使用される。電子素子１０が金属板４に直接実装されているので、電子素子１０の動作時に発生した熱が金属板４に伝導しやすく、金属板４において放熱性を高めることができるので、電子装置２１において電子素子１０の冷却性能が向上する。

金属板４は、電子素子１０および有機配線基板６のグランド層としても機能するので、電子装置２１において、電子素子１０および有機配線基板６における接地電位が安定する。

電子素子１０が撮像素子の場合、光学レンズ７から撮像素子表面の受光面までの焦点距離は、用いる光学レンズ７および撮像素子によって決まる。また、レンズホルダ５の高さが低いほど電子装置２１の高さが低くなり低背化することができる。焦点距離は固定であるので、レンズホルダ５の高さは、電子装置２１内での撮像素子表面の高さによって決ま
る。撮像素子表面の高さが電子装置２１内で最も低くなるのは、撮像素子が金属板４の上面に実装された場合であるので、本実施形態は電子装置２１の高さを最も低くすることができる。

図１および図２に示す例では、レンズ保持部８は直方体形状であるが、レンズ保持部８の形状は特に限定されない。例えば、円筒形状であってもよく、多角筒形状であってもよく、半球形状やドーム形状などであってもよい。

また、レンズ保持部８の下端が全周にわたってセラミック配線基板２上面の外周部分に直接固定されている必要はなく、レンズ保持部８の下端の一部が切り欠かれていても良い。

本実施形態の電子装置２１は、上記構成の電子素子実装用基板１と、金属板４の上面に実装された電子素子１０と、を有していることにより、有機配線基板６に起因するダストによる電子素子１０の機能低下を抑制することができる。

図３に示す例では、セラミック配線基板２は矩形状であり、有機配線基板６もセラミック配線基板２と接合する部分おいては、矩形状である。そして、平面視において、セラミック配線基板２の外縁は、その３辺において有機配線基板６の外縁と重なるように位置している。このことによって、例えば、有機配線基板６の外縁が、セラミック配線基板２の外縁より内側に位置する場合と比較して、セラミック配線基板２と有機配線基板６との接合面積を大きくすることができ、セラミック配線基板２と有機配線基板６との接合強度を大きくすることができる。

また、近年、電子素子１０の多機能化が進んでおり、それに伴い、電子素子接続用パッド３および各接続用パッドの数も増え、接合の為に必要な面積も増加している。このとき、セラミック配線基板２の外縁は、その３辺において有機配線基板６の外縁と重なるように位置していることで、例えば、有機配線基板６の外縁が、セラミック配線基板２の外縁より内側に位置する場合と比較して、有機配線基板６の配線領域も広くすることができるため、電子素子実装用基板１の多ピン化への対応が容易となる。なお、この効果は有機配線基板６の外縁が、セラミック配線基板２の外縁よりも外側に位置していることでも得られる。また、以下の実施形態においても、有機配線基板６の外縁が、上面視において、セラミック配線基板２の外縁と重なる位置に位置している場合は、上記と同様の効果が得られる。

次に、本実施形態の電子装置２１の製造方法の一例について説明する。なお、下記で示す製造方法の一例は、多数個取り配線基板を用いた製造方法である。

（１）まず、セラミック配線基板２を構成するセラミックグリーンシートを形成する。例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）質焼結体であるセラミック配線基板２を得る場合には、Ａｌ_２Ｏ_３の粉末に焼結助材としてシリカ（ＳｉＯ_２），マグネシア（ＭｇＯ）またはカルシア（ＣａＯ）等の粉末を添加し、さらに適当なバインダー、溶剤および可塑剤を添加し、次にこれらの混合物を混錬してスラリー状となす。その後、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等の成形方法によって多数個取り用のセラミックグリーンシートを得る。

（２）次に、スクリーン印刷法等によって、上記（１）の工程で得られたセラミックグリーンシートに電子素子接続用パッド３、有機配線基板接続用パッド及び貫通導体や内部配線を含んだ配線導体となる部分に金属ペーストを塗布又は充填する。

この金属ペーストは、前述した金属材料から成る金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、金属ペーストは、セラミック配線基板２との接合強度を高めるために、ガラス、セラミックスを含んでいても構わない。

（３）次に、前述のグリーンシートを金型等によって加工する。セラミック配線基板２となるグリーンシートの中央部に、貫通孔を形成し全体を枠形状とする。

（４）次に、各絶縁層となるセラミックグリーンシートを積層して加圧することによりセラミック配線基板２となるセラミックグリーンシート積層体を作製する。また、本工程では、例えば、セラミック配線基板２のそれぞれの層となるグリーンシート積層体を別個に作製した後に、両者を積層して加圧することにより、セラミック配線基板２となるグリーンシート積層体を作製しても良い。

（５）次に、このセラミックグリーンシート積層体を約１５００〜１８００℃の温度で焼成して、セラミック配線基板２が複数配列された多数個取り配線基板を得る。なお、この工程によって、前述した金属ペーストは、セラミック配線基板２となるセラミックグリーンシートと同時に焼成され、電子素子接続用パッド３、有機配線基板接続用パッド、または配線導体となる。

（６）次に、焼成して得られた多数個取り配線基板を複数のセラミック配線基板２に分断する。この分断においては、セラミック配線基板２の外縁となる箇所に沿って多数個取り配線基板に分割溝を形成しておき、この分割溝に沿って破断させて分割する方法、またはスライシング法等によりセラミック配線基板２の外縁となる箇所に沿って切断する方法等を用いることができる。なお、分割溝は、焼成後にスライシング装置により多数個取り配線基板の厚みより小さく切り込むことによって形成することができるが、多数個取り配線基板用のセラミックグリーンシート積層体にカッター刃を押し当てたり、スライシング装置によりセラミックグリーンシート積層体の厚みより小さく切り込んだりすることによって形成してもよい。

（７）次に、セラミック配線基板２の下面に接合される有機配線基板６を用意する。有機配線基板６は、例えば貫通孔６ａを有するフレキシブル基板等である。製造方法は例えば、ポリイミドから成る基板の上にフォトレジスト層を形成する工程およびＤＥＳ（ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＥｔｃｈｉｎｇＳｔｒｉｐｐｉｎｇ）工程等で基板上に形成した回路パターンの上面にポリイミドカバーフィルムを接着する工程を経ることで作成することができる。有機配線基板６に貫通孔６ａを形成する方法には、例えば金型等を用いて所定の位置を打ち抜く方法、レーザーで形成する方法、又はフォトリソグラフィで形成する方法等がある。

（８）次に、セラミック配線基板２の下面に接合される金属板４を用意する。金属板４は、金属からなる板材に、従来周知のスタンピング金型を用いた打ち抜き加工やエッチング加工等によって作製される。しかる後、金属板４がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金や４２アロイ、銅（Ｃｕ）、銅合金等の金属から成る場合には、その表面にニッケルめっき層および金めっき層を被着してもよい。これにより、金属板４の表面の酸化腐食を有効に防止することができる。

（９）次に、接合材１５を介して、セラミック配線基板２と、金属板４および有機配線基板６とを接合する。この工程では、有機配線基板６の貫通孔６ａ内に金属板４を配置し、有機配線基板６と金属板４とにわたってＡＣＦが配置される。ＡＣＦは、予めセラミック配線基板２と同形状の枠状に加工されている。配置されたＡＣＦに重ねてセラミック配線基板２を配置し、熱圧着機を用いて、加圧圧力１〜１０ＭＰａ、加熱温度１００〜２５０℃の条件で、熱圧着を行なう。

（１０）次に金属板４上面の電子素子実装領域に電子素子１０を実装し、ワイヤボンディングによって電子素子１０の各電極と電子素子接続用パッド３とを電気的に接続する。

（１１）最後にレンズホルダ５をセラミック配線基板２の上面に直接固定する。レンズ保持部８の側壁８ｂの下端またはセラミック配線基板２の外周部分のいずれかまたは両方に接着剤を塗布し、レンズ保持部８の側壁８ｂの下端とセラミック配線基板２上面の外周部分とを貼り合わせて接着する。

上記（１）〜（１１）の工程によって、電子装置２１が得られる。なお、上記（１）〜（１１）の工程順序は上記の順序に限定されない。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による電子素子実装用基板１Ａおよび電子装置２１Ａについて、図４を参照しつつ説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る電子素子実装用基板、および電子装置の縦断面図である。

本実施形態における電子素子実装用基板１Ａおよび電子装置２１Ａにおいて、第１の実施形態と異なる点は、有機配線基板１６が、第１層１７および第２層１８からなり、第１層１７には貫通孔１６ａが設けられており、第２層１８には貫通孔が設けられておらず、有機配線基板１６として、金属板４を配置するための凹部を有するように構成されている点である。その他の構成は第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と同じ部位には、同じ参照符号を付して説明を省略している。

図４に示す例では、第２層１８の上面に第１層１７が積層されており、第１層１７に設けられた貫通孔１６ａを、第２層１８の上面が底面となって塞ぎ、第１層１７と第２層１８とによって凹部が形成されている。この凹部には、金属板４が配置される。したがって、金属板４と第１層１７とを見れば、第１層１７が第１の実施形態の有機配線基板６に相当し、金属板４と有機配線基板６の下方にさらに第２層１８が設けられた構成ともいえる。

第１層１７および第２層１８は、それぞれが第１の実施形態の有機配線基板６と同様の構成を有しており、独立した２つの有機配線基板を貼り合わせた構成であっても良く、第１層１７と第２層１８とが一体的に有機配線基板１６を構成する、多層有機配線基板であっても良い。

第１層１７と第２層１８とは、それぞれが独立した有機配線基板であっても、一体的な多層有機配線基板であっても、絶縁層の有機材料、配線導体の金属材料等の構成は、第１の実施形態の有機配線基板６と同じである。

前述のように、第１の実施形態の電子素子実装用基板１は、電子素子１０の周辺に有機配線基板６の露出する部分が存在しないので、電子素子１０周辺にダストが浮遊することがなく、電子素子１０の機能低下を抑制することができる。そして、本実施形態の電子素子実装用基板１Ａは、上記のように第１の実施形態の電子素子実装用基板１の下方にさらに第２層１８が追加された構成ということができるので、第２層１８が追加されても、電子素子１０の周辺に有機配線基板６の露出する部分が存在しないことには変わりがなく、第１の実施形態の電子素子実装用基板１と同じ効果を奏する、すなわち、製造工程において、有機配線基板６からダストが発生したとしても電子素子１０周辺にダストが浮遊する
ことがないので、電子素子１０や電子素子１０とセラミック配線基板２とを電気的に接続するためのボンディングワイヤ１３などにダストが付着することがなく、電子素子１０の機能低下を抑制することができる。

本実施形態の電子素子実装用基板１Ａは、このような第１の実施形態の効果に加えて、追加された第２層１８の分だけ、有機配線基板１６の配線領域を広くすることができる。

接合材１５は、実質的には、セラミック配線基板２と金属板４と有機配線基板１６の上層である第１層１７とを接合する。有機配線基板１６の第１層１７および第２層１８は、貼り合わせられているか、または一体的に形成されているので、これらが分離するようなことはなく、接合材１５は、セラミック配線基板２と金属板４と有機配線基板１６とを接合している。

金属板４は、第１の実施形態と同様に接合材１５によってセラミック配線基板２と接合しているので、第２層１８と金属板４とは、接着剤等によって接着されていてもよく、接着されていなくてもよい。第２層１８と金属板４とを接着する場合の接着剤としては、例えばエポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤などを用いることができる。

本実施形態の電子装置２１Ａは、上記構成の電子素子実装用基板１Ａと、金属板４の上面に実装された電子素子１０と、を有していることにより、有機配線基板１６に起因するダストによる電子素子１０の機能低下を抑制することができ、有機配線基板１６の配線領域を広くすることができる。

（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では蓋体がレンズホルダ５であるが、本実施形態ではレンズホルダに限定されない。単に電子素子１０等を保護する機能のみを備える蓋体であってもよい。すなわち、側壁と上面とからなり下面が開放された構造、半球状またはドーム状構造であり、光学レンズなどその他の部品を備えていない蓋体である。このような構造の蓋体が、第１および第２の実施形態に対応してセラミック配線基板２上面の外周部分に直接固定される。本実施形態は、第１および第２の実施形態と同様の効果を奏する。

本実施形態の蓋体は、樹脂材料からなっていても良く、金属材料からなっていても良い。蓋体の材料が金属材料であれば、電磁波に対するシールド性が向上する。

また、第１および第２の実施形態と同様に蓋体の側壁の下端が全周にわたってセラミック配線基板２上面の外周部分に直接固定されている必要はなく、下端の一部に切り欠きが形成されていても良い。

さらに、電子素子１０が撮像素子又は発光素子である場合は、蓋体の上面がガラス材料又は光学フィルタ等の透明度の高い部材から成る構成であっても良い。

（その他の変形例）
前述の各実施形態では、有機配線基板６，１６の貫通孔６ａ，１６ａの開口形状は矩形状であり、金属板４の外形状も同じ矩形状であるが、いずれも円形状やその他の多角形状であっても良い。

また、前述の各実施形態における電子素子接続用パッド３の配置、数、形状などは指定されない。

なお、本発明は前述の各実施形態の例に限定されるものではなく、数値などの種々の変
形が可能である。

１，１Ａ電子素子実装用基板
２セラミック配線基板
３電子素子接続用パッド
４金属板
５レンズホルダ
６，１６有機配線基板
６ａ，１６ａ貫通孔
７光学レンズ
８レンズ保持部
８ａ上面
８ｂ側壁
９光学フィルタ
１０電子素子
１３ボンディングワイヤ
１５接合材
１７第１層
１８第２層
１９接着剤
２１，２１Ａ電子装置

Claims

電子素子を実装する電子素子実装領域を有する金属板と、
有機材料から成る有機配線基板であって、平面視で前記金属板の外周を取り囲む有機配線基板と、
セラミック材料から成り、前記有機配線基板と電気的に接続するセラミック配線基板であって、前記有機配線基板と前記金属板との間隙を覆う枠状のセラミック配線基板と、
前記有機配線基板と前記金属板と前記セラミック配線基板とを接合する接合材と、
前記セラミック配線基板に固定される蓋体と、を有することを特徴とする電子素子実装用基板。
前記電子素子実装領域に実装される電子素子が、撮像素子、発光素子または受光素子であり、
前記蓋体は、レンズと、該レンズの光軸が前記電子素子実装領域を通るように該レンズを保持するレンズ保持部とを有することを特徴とする請求項１記載の電子素子実装用基板。
前記有機配線基板の厚みが、前記金属板の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載の電子素子実装用基板。
前記接合材は、熱硬化性樹脂と該熱硬化性樹脂中に分散された導電性粒子とからなる異方性導電材料からなり、
前記接合材の前記金属板と前記セラミック配線基板とを接合する部分に分散された導電性粒子の粒径が、前記接合材の前記有機配線基板と前記セラミック配線基板とを接合する部分に分散された導電性粒子の粒径よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の電子素子実装用基板。
前記有機配線基板は、貫通孔を有し、
前記金属板は、前記貫通孔内に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子素子実装用基板。
前記有機配線基板は、凹部を有し、
前記金属板は、前記凹部内に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子素子実装用基板。
請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子素子実装用基板と、
前記電子素子実装用基板の前記電子素子実装領域に実装された電子素子と、を有することを特徴とする電子装置。