JP2020136310A - 回路基板、電子部品および電子モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】実装信頼性の高い回路基板、電子部品等を提供する。【解決手段】回路基板１００は平面視の形状が方形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の第１面１１における外縁領域１１ｏに第１面１１の外辺に沿って配列されている複数の端子電極２１を含む回路導体２と、第１面１１の外縁領域１１ｏの内側の中央領域１１ｃに設けられており、外縁が中央領域１１ｃの外縁に沿っている方形状の１つの中央導体３と、を備えている。絶縁基板１は、第１面１１に開口する凹部１１ｒを有している。中央導体３は、凹部１１ｒに対応する部分に開口部を有する第１面１１上の中央導体部３１と、凹部１１ｒの底面の底面導体部３２と、を有している。【選択図】図２

Description

本開示は、絶縁基板の外周に沿って配列された端子電極を含む回路基板、および電子部品および電子モジュールに関するものである。

半導体素子、センサ素子または容量素子等の電子素子が搭載される回路基板として、セラミックス等の絶縁体からなる絶縁基板の下面に設けられた複数の端子電極を含むものが用いられている。このような回路の上面に電子素子が搭載された電子部品は外部の配線基板に搭載され、回路基板の端子電極と外部の配線基板の配線とがはんだ等の導電性接続材で接続されて電子モジュールとなる。

このような回路基板として、下面の外縁領域に複数の端子電極を配列し、その内側の中央領域に大きい接地電極あるいは放熱用導体を配置したものがある（例えば、特許文献１を参照。）。中央領域の大きい導体と外縁領域の小さい端子電極とを導電性接合材としてはんだで外部の配線基板に接続すると、中央領域の大きい導体に接合されるはんだの厚みが厚くなりやすいために、外縁領域の端子電極が浮いてしまって端子電極に接合されるはんだが細くなって接続不良あるいは接続信頼性低下が発生してしまう可能性があった。

これに対して、中央領域の大きい導体を複数に分割して、中央領域の複数の導体の１つ１つの面積を小さくして、中央領域の導体に接合されるはんだの体積、厚みを小さくしているものがある（例えば、特許文献２、特許文献３を参照。）。

特開２００４−０１４６４５号公報 特開昭５９−０８２７９０号公報 特開２０００−２２３６２２号公報

しかしながら、電子部品のはんだ実装の際の熱、および電子素子の作動時の熱による熱応力により、はんだ等の導電性接続材が切断される、あるいは端子電極が絶縁基板から剥がれる場合がある。熱応力が大きくなる外縁領域に端子電極が配置されているためである。中央領域の大きい導体は、このような熱応力に対する補強用として、また小型化による接合面積低下に対する補強用としても機能するものである。補強用として機能する中央領域の大きい導体を複数に分割すると、中央領域の導体の接合面積が小さくなってしまうため、回路基板の外部の配線基板への接合強度および接続信頼性が低下する可能性があった。

本開示の１つの態様の回路基板は、平面視の形状が方形状の絶縁基板と、該絶縁基板の第１面における外縁領域に前記第１面の外辺に沿って配列されている複数の端子電極を含む回路導体と、前記第１面の前記外縁領域の内側の中央領域に設けられており、外縁が前記中央領域の外縁に沿っている方形状の１つの中央導体と、を備えており、前記絶縁基板は前記第１面に開口する凹部を有しており、前記中央導体は、前記凹部に対応する部分に開口部を有する前記第１面上の中央導体部と、前記凹部の底面の底面導体部とを有している。

本開示の１つの態様の電子部品は、上記構成の回路基板と、電子素子とを備えている。

本開示の１つの態様の電子モジュールは、上記構成の電子部品と、該電子部品が実装されたモジュール用の配線基板とを備えている。

本開示の１つの態様の回路基板によれば、中央導体は、凹部に対応する部分に開口部を有する第１面上の中央導体部と、凹部の底面の底面導体部とを有していることから、第１面上の中央導体部は幅が小さく面積の小さいものとなって、これに接合されるはんだ等の導電性接合材の体積（厚み）が大きくなり過ぎる可能性が低減されるとともに、中央導体部の面積を小さくしても底面導体があることで中央導体全体の面積は減少しないので、外部の配線基板等との接合強度および接続信頼性に優れた小型の回路基板となる。

本開示の１つの態様の電子部品によれば、上記構成の回路基板を含んでいることから、外部の配線基板に対する接続信頼性および小型化の点で有利な電子部品を提供することができる。

本開示の１つの態様の電子モジュールによれば、上記構成の回路基板を含む電子部品とモジュール用の配線基板とを備えていることから、電子部品と配線基板との接続信頼性が効果的に向上した小型の電子モジュールを提供することができる。

回路基板の一例の外観を示し、（ａ）は第２面（上面）側からの斜視図であり、（ｂ）は第１面（下面）側からの斜視図である。 （ａ）は図１に示す回路基板の第２面（上面）側からの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は第１面（下面）側からの平面図である。 回路基板の他の一例の外観を示し、（ａ）は第２面（上面）側からの斜視図であり、（ｂ）は第１面（下面）側からの斜視図である。 （ａ）は図３に示す回路基板の第２面（上面）側からの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は第１面（下面）側からの平面図である。 回路基板の他の一例の外観を示し、（ａ）は第２面（上面）側からの斜視図であり、（ｂ）は第１面（下面）側からの斜視図である。 （ａ）は図５に示す回路基板の第２面（上面）側からの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は第１面（下面）側からの平面図である。 （ａ）は回路基板、電子部品および電子モジュールの一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

本開示の実施形態の回路基板、電子部品および電子モジュールを、添付の図面を参照して説明する。図１は回路基板の一例の外観を示し、図１（ａ）は第２面（上面）側からの斜視図であり、図１（ｂ）は第１面（下面）側からの斜視図である。図２（ａ）は図１に示す回路基板の第２面（上面）側からの平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、図２（ｃ）は第１面（下面）側からの平面図である。図３は回路基板の他の一例の外観を示し、図３（ａ）は第２面（上面）側からの斜視図であり、図３（ｂ）は第１面（下面）側からの斜視図である。図４（ａ）は図３に示す回路基板の第２面（上面）側からの平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図
であり、図４（ｃ）は第１面（下面）側からの平面図である。図５は回路基板の他の一例の外観を示し、図５（ａ）は第２面（上面）側からの斜視図であり、図５（ｂ）は第１面（下面）側からの斜視図である。図６（ａ）は図５に示す回路基板の第２面（上面）側からの平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、図６（ｃ）は第１面（下面）側からの平面図である。図７（ａ）は回路基板、電子部品および電子モジュールの一例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、図７は電子モジュールの一部（電子部品が搭載されている部分）を切り出して示している。また、図１〜図７の平面図および斜視図においては、他と区別しやすいように端子電極等の回路導体にはドット状の網掛けを施している。また、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に回路基板および電子部品等が使用されるときの上下を限定するものではない。

回路基板１００は、図１〜図６に示す例のように、平面視の形状が方形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の第１面１１における外縁領域１１ｏに第１面１１の外辺に沿って配列されている複数の端子電極２１を含む回路導体２と、第１面１１の外縁領域１１ｏの内側の中央領域１１ｃに設けられており、外縁が中央領域１１ｃの外縁に沿っている方形状の１つの中央導体３と、を備えており、絶縁基板１は第１面１１に開口する凹部１１ｒを有しており、中央導体３は、凹部１１ｒに対応する部分に開口部を有する第１面１１上の中央導体部３１と、凹部１１ｒの底面の底面導体部３２と、を有している。

絶縁基板１は、回路基板１００の基本的な部分であり、複数の端子電極２１等の回路導体２を互いに電気的に絶縁させて配置するための電気絶縁体として機能する。また、絶縁基板１は、例えば、電子素子２００を搭載して固定するための基体として機能する部分である。絶縁基板１は、例えば、図２、図４、図６および図７に示す例のように、複数の絶縁層１ａが積層されたものとすることができる。

絶縁基板１の下面１１、すなわち回路基板１００としての第１面１１には、複数の端子電極２１が設けられている。複数の端子電極２１は、例えば図１〜図６に示す例のように、第１面１１における外縁領域１１ｏに絶縁基板１の第１面１１の外辺に沿って配列されている。端子電極２１の形状は、図１〜図６に示す例では、外辺から内側に伸びる長方形状である。第１面１１における外縁領域１１ｏは、例えば図１（ｂ）および図２（ｃ）等に示す二点鎖線より外側の領域である。この外縁領域１１ｏの内側の第１面１１における中央に位置するのが中央領域１１ｃである。図１（ｂ）および図２（ｃ）に示す例では、中央領域１１ｃと外縁領域１１ｏとの境界、中央領域１１ｃの外縁を示す二点鎖線は、端子電極２１の内端を結んでおり、中央領域１１ｃの形状は方形である。

本開示の回路基板１００によれば、中央導体３は、凹部１１ｒに対応する部分に開口部を有する第１面１１上の中央導体部３１を有していることから、第１面１１上の中央導体部３１は幅が小さく面積の小さいものとなり、また凹部１１ｒ内にはんだ等の導電性接合材３１０が入ることができるので、中央導体３（中央導体部３１）と外部の配線基板４００との間の導電性接合材３１０の体積（厚み）が大きくなり過ぎる可能性が低減される。また、中央導体部３１の面積が小さくなっても、凹部１１ｒの底面の底面導体部３２があることで中央導体３全体の面積は減少しないので、外部の配線基板４００等との接合強度が低下することがない。よって、外部の配線基板４００等との接合強度および接続信頼性に優れた小型の回路基板１００となる。

中央導体部３１の開口部および凹部１１ｒの開口の大きさは、これらを設けることによって中央導体部３１と外部の配線基板４００との間の導電性接合材３１０の体積（厚み）が大きくなり過ぎないようにすることができる大きさである。導電性接合材３１０の長さが長いと厚みが大きくなりやすく、端子電極２１の長さに対して中央導体部３１の導電性
接合材３１０が接合される長さが長いと、端子電極２１に接合される導電性接合材３１０の厚みと中央導体部３１に接合される導電性接合材３１０の厚みとの差が大きくなる。この厚みを小さくするには、例えば、中央導体部３１の開口と外縁との間の幅Ｗｏが、端子電極２１の長さＬの４倍以下となるような大きさとすることができる。中央導体部３１の辺の長さは端子電極２１の長さＬの４倍よりも長いが、幅Ｗｏが端子電極２１の長さＬの４倍以下であれば、導電性接合材３１０の厚みが大きくなりすぎることがない。

図１および図２に示す例においては、底面導体部３２は凹部１１ｒの底面の全面を覆っているが、凹部１１ｒの底面の一部を覆うものであってもよい。言い換えれば、凹部１１ｒを第１面１１側（凹部１１ｒの開口側）から見た場合に、底面導体部３２の大きさは凹部１１ｒの底面の大きさよりも小さいものであってもよい。この場合でも、中央導体３全体の面積減少が大きくならないように、凹部１１ｒの底面の８０％以上を覆うようにすることができる。底面導体部３２が凹部１１ｒの底面の一部を覆うものである場合には、底面導体部３２と配線基板４００の配線４０１とを接合する導電性接合材３１０は、底面導体部３２の外縁から外部の配線基板４００の配線４０１にかけて側面がメニスカス形状に傾斜したものとなり、この部分において応力を低減しやすくなる。

底面導体部３２が凹部１１ｒの底面の全面を覆う場合、または凹部１１ｒの底面の一部を覆う場合のいずれの場合であっても、底面導体部３２は凹部１１ｒの底面上だけでなく、凹部１１ｒの底面から外側まで広がっているものとすることができる。例えば、図２に示す例のように、底面導体部３２は凹部１１ｒの底面より大きく、凹部１１ｒの底面より外側まで延在している。あるいは、底面導体部３２が凹部１１ｒの底面の全面を覆う場合には、底面導体部３２は凹部１１ｒの底面と同じ形状および大きさであってもよいし、底面導体部３２が凹部１１ｒの底面の一部を覆う場合のいずれの場合には、底面導体部３２は凹部１１ｒの底面よりも小さいものであってもよい。いずれの場合であっても、凹部１１ｒの底面上に位置する部分、回路基板１００を第１面１１側から平面視した場合に凹部１１ｒ内に露出する部分が、中央導体３全体の面積を大きく減少させない効果を奏する、実質的な底面導体部３２である。

図１および図２に示す例では、絶縁基板１の第１面１１の凹部１１ｒ、中央導体部３１の開口部および底面導体部３２は、中央領域１１ｃの中心、中央導体部３１の中心に１つだけである。これに対して、図３および図４に示す例のように、絶縁基板１の凹部１１ｒ、中央導体部３１の開口部および底面導体部３２が、中央領域１１ｃの４つの角部にそれぞれ１つ設けられている回路基板１００とすることができる。底面導体部３２と外部の配線基板４００との間の導電性接合材３１０の厚みは、中央導体部３１と外部の配線基板４００との間の導電性接合材３１０の厚みよりも大きくなる。導電性接合材３１０の厚みの厚い部分が中央領域１１ｃの角部にあるということは、熱応力の大きくなる部分に近い位置にある導電性接合材３１０の厚みが厚いということである。導電性接合材３１０の厚みが厚い部分により角部に加わる熱応力を低減することができ、接続信頼性の高い回路基板１００となる。

この場合は、例えば、中央導体部３１の開口と外縁との間の幅Ｗｏだけでなく、隣接する開口部間の幅Ｗｉも端子電極２１の長さＬの４倍以下となるような大きさとすることができる。凹部１１ｒおよび底面導体部３２の位置が、回路基板１００の角部により近いほど熱応力低減の効果が顕著になる。よって、中央導体部３１の開口と外縁との間の幅Ｗｏは、端子電極２１の長さＬよりも小さくすることができる。

また、底面導体部３２が凹部１１ｒの底面の一部を覆う場合には、角部に位置する凹部１１ｒの底面においては、第１面１１の角により近い位置に底面導体部３２を配置することができる。底面導体部３２の大きさおよび形状が同じであれば、このような配置にする
ことで、より接続信頼性を高めることができる。

図５および図６に示す例の回路基板１００は、図３および図４に示す例の回路基板１００に対して、絶縁基板１の凹部１１ｒ、中央導体部３１の開口部および底面導体部３２が、中央領域１１ｃの中央部にも設けられている。このように、絶縁基板１の凹部１１ｒ、中央導体部３１の開口部および底面導体部３２が、中央領域１１ｃの４つの角部に加えて、中央領域１１ｃの中央部にさらに１つ設けられている回路基板１００とすることができる。中央領域１１ｃの４つの角部に底面導体部３２等を設けることによる効果が得られるとともに、中央導体部３１の導電性接合材３１０との接合長さがより小さくなるので、端子電極２１に接合される導電性接合材３１０の厚みと中央導体部３１に接合される導電性接合材３１０の厚みとの差がより小さいものとなる。また、中央部においても底面導体部３２と外部の配線基板４００との間の導電性接合材３１０の厚みは大きいので、中央部においても熱応力等を低減することができる。そのため、より接合信頼性の高い回路基板１００となる。

この例において底面導体部３２が凹部１１ｒの底面の一部を覆う場合には、角部に位置する凹部１１ｒの底面おいては、上記と同様に第１面１１の角により近い位置に底面導体部３２を配置することができる。また、中央部に位置する凹部１１ｒの底面においては、底面の中央に底面導体部３２を配置することができる。このような配置にすることで導電性接合材３１０の偏りがないので、底面導体部３２の大きさおよび形状が同じであれば、より接続信頼性を高めることができる。

また、図５および図６に示す例においては、凹部１１ｒの内側面にも導体が設けられている。このように、中央導体３が、凹部１１ｒの内側面上に内面導体部３３を有している回路基板１００とすることができる。図５および図６に示す例においては、内面導体部３３は、中央導体部３１の開口部の各辺から底面導体部３２にかけて伸びており、凹部１１ｒの内側面全体が内面導体部３３に覆われている。内面導体部３３の配置および大きさはこれに限られるものではなく、凹部１１ｒの内側面の一部を覆うものであってもよい。凹部１１ｒの内側面上に内面導体部３３があると、導電性接合材３１０の接合面積が増加するので、外部の配線基板４００への接合強度の高い回路基板１００となる。図５および図６に示す例のように、内面導体部３３が凹部１１ｒの内側面全体を覆う場合には最も接合面積が大きくなる。内面導体部３３を有する場合には、単に接合面積が大きくなるだけでなく、中央導体部３１および底面導体部３２が第１面１１の面方向に広がるものであるのに対して、内面導体部３３はこの面方向とは異なる方向に広がるものである。そのため、内面導体部３３にも導電性接合材３１０が接合されると、導電性接合材３１０によって熱応力等を分散しやすくなる。よって、外部の配線基板４００への接合強度および接続信頼性がより高められた回路基板１００となる。

図５および図６に示す例の回路基板１００は、外縁領域１１ｏの４つの角部にそれぞれ１つのコーナーパッド４を備えている。回路基板１００と外部の配線基板４００との間には熱応力が発生し、角部に近い端子電極２１に加わる熱応力が大きくなる。大きい熱応力が加わる端子電極２１に近い位置にコーナーパッド４が設けられ、コーナーパッド４と外部の配線基板４００とが接合されることで、回路基板１００の角部における接合が補強されて、外部の配線基板４００等との接合強度および接続信頼性に優れた小型の回路基板１００となる。このようなコーナーパッド４は、図１および図２に示す例の回路基板１００、ならびに図３および図４に示す例の回路基板１００にも適用することができる。

中央導体３は、回路導体２の一部として機能するものであってもよいし、回路導体２として機能しないものであってもよい。例えば、中央導体３を回路導体２の一部として機能する接地導体とすることができる。中央導体３が接地導体であり、中央導体部３１と底面
導体部３２とが電気的に接続されている回路基板１００とすることができる。接合される導電性接合材３１０の厚みを小さくするために中央導体部３１に開口部を設けても、中央導体部３１と底面導体部３２とが電気的に接続されることで、中央導体３の全体が接地導体となるので、接地導体の面積を大きいものとすることができる。これにより、安定した接地電位を得ることが可能となり、安定した高周波信号の処理ができる回路基板１００となる。

図１および図２に示す例においては、底面導体部３２は凹部１１ｒの底面より一回り大きい。底面導体部３２は、平面方向において底面導体部３２の凹部１１ｒより外側の部分において、凹部１１ｒを取り囲んで配置された内部導体２３（絶縁層１ａを貫通する貫通導体）によって中央導体部３１に接続されている。図３および図４に示す例においては、底面導体部３２は中央導体部３１と同程度の大きさであり、４つの凹部１１ｒの底面上に露出する部分が実質的に底面導体部３２として機能する部分である。底面導体部３２と中央導体部３１とは、各凹部１１ｒを取り囲むように配置された貫通導体、および凹部１１ｒ間に配置された貫通導体によって接続されている。図５および図６に示す例においては、さらに内面導体部３３によっても底面導体部３２と中央導体部３１とが接続されている。このように底面導体部３２が大きく、底面導体部３２と中央導体部３１とが多数の貫通お導体（内部導体２３）で接続されていると、接地導体としての機能がより強化され、より安定した高周波信号の処理が可能な回路基板１００となる。

中央導体３が回路導体２として機能しないものである場合は、回路導体２および外部の配線基板４００の回路とは電気的に接続されず、例えば、上述した接合強度および接続信頼性の補強用として、あるいは電子素子２００で発生する熱を外部へ放熱するための放熱用として機能する。中央導体部３１および底面導体部３２等を備える中央導体３の補強用としての効果は上述した通りである。

中央導体３が放熱用である場合も、中央導体３（中央導体部３１）と外部の配線基板４００との間の導電性接合材３１０の体積（厚み）が大きくなり過ぎる可能性が低減されて、端子電極２１の接続信頼性が向上する。また、中央導体部３１の面積が小さくなっても、凹部１１ｒの底面の底面導体部３２があることで中央導体３全体の面積は減少しないので、回路基板１００から外部の配線基板４００への伝熱経路が減少することがない。そして、この伝熱経路に関して、絶縁基板１の凹部１１ｒ内においては、後述するセラミック焼結体等からなる絶縁基板１よりも熱伝導率の大きい材料、例えばはんだ等の導電性接合材３１０に置き換わることになり、より放熱性が向上する。よって、外部の配線基板４００等との接合強度、接続信頼性および放熱性に優れた小型の回路基板１００となる。導電性接合材３１０として熱伝導率の大きい材料を用いる場合には、電子素子２００が搭載される位置の直下に凹部１１ｒがあると熱伝導率の大きい導電性接合材３１０による外部への放熱がより効率よく行なわれる。また、この場合には、内部導体２３（の貫通導体）および内面導体部３３等の底面導体部３２と中央導体部３１とを接続する導体が多いと、これらの間の伝熱性がより向上する。

端子電極２１、中央導体３の中央導体部３１およびコーナーパッド４の絶縁基板１への接合強度をより高めるために、これらの外縁部および絶縁基板１の第１面１１を覆っている絶縁膜を備えている回路基板１００とすることができる。剥がれの起点となりやすい外縁部が絶縁膜で押さえられているため、応力が加わってもより剥がれ難くなる。よって、接合強度および接続信頼性がより優れた小型の回路基板１００となる。

図７に示す例のように、電子部品３００は、上記のような回路基板１００と、電子素子２００とを備えている。このような電子部品３００によれば、上記構成の回路基板１００を含んでいることから、外部の配線基板４００の配線４０１（端子）に対する接続信頼性
の向上に有利で小型の電子部品３００を提供することができる。

回路基板１００の第１面（下面）１１とは反対側の上面が、電子素子２００が搭載される第２面１２（上面）である。図１、図２および図７に示す例の回路基板１００においては、絶縁基板１は第２面１２にキャビティ１ｂを有しているが、図３および図４に示す例の回路基板１００ならびに図５および図６に示す例の回路基板１００のように、キャビティ１ｂを有さない平板状の絶縁基板１であってもよい。回路基板１００は、第２面１２には電子素子２００と電気的に接続される回路導体２として接続電極２２を備えている。キャビティ１ｂを有している場合は、キャビティ１ｂ内に接続電極２２を備えている。図１、図２および図７に示す例では、キャビティ１ｂは、開口と底面との間に段部を有しており、段部に接続電極２２が設けられている。キャビティ１ｂは、段部を備えていなくてもよく、この場合にはキャビティ１ｂの底面に接続電極２２が設けられる。

図７に示す例の電子部品３００においては、電子素子２００はキャビティの底面に搭載され、電子素子２００の電極と回路基板１００のキャビティ１ｂ内の接続電極２２とは接続部材２１０であるボンディングワイヤによって電気的に接続されている。そのため、図１、図２および図７に示し例の回路基板１００においては、複数の接続電極２２は、キャビティ１ｂ内においてキャビティ１ｂの外周に沿って配列されている。図３および図４に示す例のように、回路基板１００（の絶縁基板１）が平板状である場合には、絶縁基板１の第２面１２（上面）の外周に沿って接続電極２２が配列される。これに対して、電子素子２００がフリップチップ接続される場合には、複数の接続電極２２は、例えば図５および図６に示す例のように、第２面１２の中央部に配列される。キャビティ１ｂを有する回路基板１００に電子素子２００をフリップチップ接続する場合は、接続電極２２はキャビティ１ｂの底面の中央部に配列される。

また、図７に示す例における回路基板１００は、電子素子２００を固定するため、また必要に応じで接地するための搭載用導体５を第２面１２（キャビティ１ｂの底面）の中央部に備えている。このように、第２面１２における回路導体２の数や配置は、搭載される電子素子２００に対応するように設定することができる。なお、図７に示す例では、搭載用導体５は、中央導体３（の底面導体部３２）と接続されている。中央導体３が上述した接地導体である場合には、電子素子２００の下面と搭載用導体５とを、はんだやろう材等の導電性の接合材（不図示）で接合することで、電子素子２００を比較的大きい下面で接地電位に接続することができる。また、中央導体３が上述した放熱用である場合には、電子素子２００で発生した熱は、ろう材等の接合材、搭載用導体５、搭載用導体５と中央導体３とを接続する内部導体２３を介して、効率よく中央導体３へ伝熱される。

図７（ｂ）に示す例のように、第２面１２の接続電極２２と第１面１１の端子電極２１とは、絶縁基板１の内部の内部導体２３で接続されている。これにより、第２面１２に搭載された電子素子２００を、接続部材２１０および回路導体２（接続電極２２、内部導体２３および端子電極２１）を介して外部の配線基板４００に電気的に接続することができる回路基板１００となっている。

図７に示す例の電子部品３００においては、電子素子２００および接続部材２１０がキャビティ１ｂ内に収容され、キャビティ１ｂの開口を塞ぐように、蓋体２２１が接合材２２２で接合されている。蓋体２２１および接合材２２２は電子素子２００を気密封止する封止部材２２０として機能している。はんだを接合材２２２として用いる場合には、第２面１２にはキャビティ１ｂを囲むようにシール導体を設けることができる。また、回路基板１００が図３〜図６に示す例のような平板状である場合には、キャップ状の蓋体で封止することができる。あるいは、封止部材２２０として封止樹脂を用い、封止樹脂で回路基板１００の第２面１２、電子素子２００および接続部材２１０等を覆うことで封止するこ
とができる。

また、図７に示す例のように、電子モジュール５００は、上記構成の電子部品３００と、電子部品３００が実装されたモジュール用の配線基板４００とを備えている。このような電子モジュール５００によれば、上記構成の回路基板１００を含む電子部品３００とモジュール用の配線基板４００とを備えていることから、電子部品３００と配線基板４００との接続信頼性が効果的に向上した小型の電子モジュール５００となる。

図７に示す例では、回路基板１００の端子電極２１と配線基板４００の上面の配線４０１とが、はんだ等の導電性接合材３１０によって電気的および機械的に接続されている。端子電極２１が配線基板４００の配線４０１に導電性接合材３１０を介して電気的に接続されれば、電子部品３００と配線基板４００の配線４０１とが互いに電気的に接続される。これによって、電子部品３００と配線基板４００との間で電気信号または電位等の授受が可能になる。また、電子部品３００は回路基板１００の回路導体２に電子素子２００が電気的に接続されたものであるので、電子素子２００と配線基板４００の配線４０１とが互いに電気的に接続される。

図１〜図７に示す例の回路基板１００においては、絶縁基板１は側面に第１面１１から第２面１２にかけて伸びる切欠き部を有している。また、切欠き部の内面にも導体が形成されており、第１面１１の端子電極２１と接続されている。端子電極２１が第１面１１から切欠き部の内面まで延在しているともいえる。図１および図２に示す例では、切欠き部の内面のうち、第１面１１側の一部に導体が設けられている。図３および図４に示す例では、切欠き部の内面の全面に導体が設けられている。図５および図６に示す例では、切欠き部が導体で充填されている。絶縁基板１の側面に切欠き部を設けずに、第１面１１から側面にかけて端子電極２１を設けることもできる。いずれの場合も、図７に示す例のように、回路基板１００を外部の配線基板４００に実装する際に、はんだ等の導電性接合材３１０が配線基板４００の配線４０１と回路基板１００の第１面１１の端子電極２１および切欠きの内面を含む側面の端子電極２１との間に位置することになる。導電性接合材３１０による接合面積が増え、側面と配線基板４００の配線４０１との間の導電性接合材３１０にはメニスカス形状のフィレット部が形成されてフィレット部により応力を低減することができるので、実装信頼性がより高められる。

絶縁基板１は、上記したように、平面視（上面視）で方形状の平板である。図１〜図７に示す例では正方形状であるが、長方形状であってもよい。方形状とは、厳密な方形でなくてもよく、図１〜図７に示す例のように方形の辺部や角部に切欠きを有するもの、あるいは方形の角部が丸められているもの等を含む。絶縁基板１は、例えば、５ｍｍ〜２０ｍｍ×５ｍｍ〜２０ｍｍの方形状で、厚みが例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍの板状である。絶縁基板１は、複数の絶縁層１ａが積層されてなるものである。図２、図４および図６に示す例の絶縁基板１は５層の絶縁層１ａで構成されているが、絶縁層１ａの数はこれらに限られるものではない。絶縁基板１が第２面１２にキャビティ１ｂを有する場合のキャビティ１ｂは、例えば、キャビティ１ｂの内側面と絶縁基板１の外側面との間の壁厚みを０．５ｍｍ以上とした上で、平面視の形状が４ｍｍ〜１９ｍｍ×４ｍｍ〜１９ｍｍの方形状で、第２面１２からの深さが０．４ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。

絶縁基板１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、窒化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体等のセラミック焼結体によって形成されている。絶縁基板１は、例えばガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、ガラス成分となる酸化ケイ素、酸化ホウ素およびフィラー成分となる酸化アルミニウム等の粉末を主成分とする原料粉末を適当な有機バインダおよび有機溶剤と混練してスラリーとする。このスラリーをドクターブレード法またはリッ
プコータ法等の成形方法でシート状に成形して、絶縁層１ａとなるセラミックグリーンシートを作製する。その後、このセラミックグリーンシートを適当な寸法に切断、成形したセラミックグリーンシートを複数枚積層して積層体を作製する。その後、この積層体を約９００〜１０００℃程度の温度で焼成することによって絶縁基板１を製作することができる。絶縁基板１の第１面１１の凹部１１ｒは、セラミックグリーンシートに凹部１１ｒの形状に対応する貫通孔等を設けておけばよい。絶縁基板１が第２面１２にキャビティ１ｂを有する場合のキャビティ１ｂおよび絶縁基板１の側面の切欠きについても同様である。

絶縁基板１の第１面１１の凹部１１ｒの平面視の形状（開口の形状）は、図１および図２に示す例では中央導体部３１と同様の正方形である。図３および図４に示す例の回路基板１００における４つの凹部１１ｒの形状も正方形である。これに対して、図５および図６に示す例の回路基板１００における４つの凹部１１ｒの形状は、角が丸められた正方形状である。凹部１１ｒがこのような角を有さない形状であると、絶縁基板１に応力が加わった場合に角を起点としたクラックが発生する可能性が低減される。角部を有さない形状としては、方形以外の多角形の角を丸めたもの、円形、楕円形などが挙げられる。凹部１１ｒの形状、数および配置は、特に限られるものではなく、上述した効果が得られるものであれば適宜選択することができる。絶縁基板１の第２面１２のキャビティ１ｂの平面視形状についても、同様の理由で角部が丸められた方形状とすることができる。

絶縁基板１には回路導体２が設けられている。上述したように絶縁基板１の第１面１１（下面）の外縁領域１１ｏに端子電極２１が設けられ、第２面１２（上面）に接続電極２２が、絶縁基板１の内部に内部導体２３が設けられている。上面１２の接続電極２２と下面１１の端子電極２１とは内部導体２３で電気的に接続されている。内部導体２３は、絶縁層１ａ間に設けられた内部導体層と絶縁層１ａを貫通する貫通導体とを有している。

絶縁基板１の第１面１１の外縁領域１１ｏは、第１面１１の外縁に沿った領域であり、第１面１１の外縁から内側へ第１面１１の１辺の長さの８％〜１５％程度の幅の部分である。よって、中央領域１１ｃは、第１面１１の中央に位置する、第１面１１の１辺の長さの８５％〜９２％程度の長さの辺を有する方形状の部分である。絶縁基板１の平面視の形状が正方形状であれば中央領域１１ｃの形状も正方形状であり、絶縁基板１の平面視の形状が長方形状であれば中央領域１１ｃの形状も長方形状である。

端子電極２１の形状は、例えば図１〜図７に示す例のような絶縁基板１の第１面１１の外辺から内側に伸びる長方形状であり、その寸法は例えば幅が０．２ｍｍ〜１ｍｍ×外辺からの長さが０．５ｍｍ〜２ｍｍである。長方形状とは、厳密な長方形でなく角部が丸められたものなども含むことを意味しており、図２（ｂ）に示す例のような、長方形の辺部が切り欠かれた形状、角部が切り欠かれた形状も含まれる。端子電極２１の形状は、特に限られるものではなく、例えば、絶縁基板１の第１面１１の外辺に接していない正方形状のものであってもよい。接続電極２２は、上述したように電子素子２００の接続方法に応じてその配列が異なり、配列に応じた形状および寸法とすることができる。

端子電極２１、接続電極２２および内部導体２３等の回路導体２は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。このような金属材料等は、絶縁基板１が上記のようなセラミック焼結体からなる場合出れば、例えばメタライズ層として絶縁基板１の所定の位置に設けられている。

回路導体２の端子電極２１、接続電極２２および内部導体２３の内部導体層は、例えば、絶縁基板１が上述したようなガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、例えば銅のメタライズ層で形成することができる。銅のメタライズ層である場合には、銅の粉末を
有機溶剤および有機バインダと混合して作製した金属ペーストを絶縁層１ａとなる上記セラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷法等の方法で印刷して、その後セラミックグリーンシートと同時焼成する方法で形成することができる。また、内部導体２３の貫通導体の部分は、絶縁層１ａとなるセラミックグリーンシートに貫通孔をあらかじめ形成しておき、このセラミックグリーンシートの貫通孔内に上記の金属ペーストをスクリーン印刷法等の方法で充填し、同時焼成することによって形成することができる。絶縁基板１の側面に切欠き部を有し、切欠き内まで端子電極２１が延在している場合は、セラミックグリーンシートの貫通孔の内面に上記の金属ペーストをスクリーン印刷法等の方法で印刷塗布し、同時焼成することによって形成することができる。セラミックグリーンシートの貫通孔は、機械的な孔あけ加工またはレーザ加工等の方法で形成することができる。

中央導体３（中央導体部３１、底面導体部３２、内面導体部３３）、コーナーパッド４および搭載用導体５等の回路導体２以外の導体についても、回路導体２と同様の方法で形成することができる。

中央導体３の中央導体部３１は、外縁が中央領域１１ｃの外縁に沿っている方形状である。そのため、中央導体３が大きいものとなっている。中央導体３の底面導体部３２の平面視の形状、数および配置は、凹部１１ｒの形状に応じて設定することができる。凹部１１ｒが複数ある場合には、複数の凹部１１ｒに対応するように複数の底面導体部３２を設けてもよいが、上述したように、複数の凹部１１ｒに対して重なるような１つの大きな底面導体部３２とすることができる。

コーナーパッド４の形状は、図５および図６に示す例のように円形に限定されるものではなく、楕円形、方形等の多角形等であってもよい。補強用としてはできるだけ面積の大きいコーナーパッド４とするのがよい。コーナーパッド４の形状が、熱応力等が集中しやすい角を有していない形状であると、熱応力等による剥がれがより発生し難いものとなる。回路基板１００における角部に配置されるコーナーパッド４に対して、熱応力は回路基板１００の平面視の中央方向に作用する。そのためこの方向の長さをできるだけ大きくする方がよい。そのため、回路基板１００における角部（外縁領域１１ｏの角部）から中央領域１１ｃの角部にかけて伸びる形状のコーナーパッド４とすることができる。コーナーパッド４をさらに中央導体３の中央導体部３１まで伸ばして接続することができる。

コーナーパッド４は、外縁領域１１ｏにおける端子電極２１が配置されていない角部に設けられるので、例えばコーナーパッド４が円形である場合には、端子電極２１の長さより小さい径であり、例えば直径が０．３ｍｍ〜１．８ｍｍの円形とすることができる。

端子電極２１等の外縁部および絶縁基板１の第１面１１を覆っている絶縁膜を備えている場合の絶縁膜は、端子電極２１等のサイズにもよるが、例えば外周から０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍの部分を覆っている。なお、上述した端子電極２１等の寸法は、絶縁膜を有する場合は、絶縁膜の開口から露出する部分である、実質的な端子電極２１等の寸法である。

絶縁膜は絶縁基板１の第１面１１に接合されて一体化している。より具体的には、絶縁基板１がセラミック焼結体からなる場合には、絶縁膜は絶縁基板１のセラミックスと同様のものからなり、同時焼成によって一体化している。そのため、絶縁膜と絶縁基板１とは強固に接合されている。

このような絶縁膜は、例えば以下のようにして形成することができる。まず、端子電極２１、中央導体部３１およびコーナーパッド４に対応するパターンで金属ペーストをセラミックグリーンシート上に印刷する。次に、印刷された金属ペーストのうちの所定の部分
、およびセラミックグリーンシートの所定の部分と重なるように絶縁膜となるセラミックペーストを塗布する。セラミックペーストは、セラミックグリーンシートを作製するためのスラリーと同様の原料粉末に適当な有機バインダおよび有機溶剤を加えて混練して作製することができる。そして、金属ペースト、セラミックペーストおよびセラミックグリーンシートを同時焼成することで、絶縁膜が絶縁基板１の第１面１１に接合され一体化して形成される。

回路導体２の端子電極２１および接続電極２２、中央導体３の中央導体部３１、底面導体部３２および内面導体部３３、ならびにコーナーパッド４等の絶縁基板１の外表面に露出する導体は、上記のメタライズ層に、電解めっき法または無電解めっき法等の方法でニッケルおよび金等のめっき層がさらに被着されたものであってもよい。

回路基板１００に搭載される電子素子２００としては、ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）やＬＳＩ（Large-Scale Integrated Circuit：大規模集積回路）等の半導体集積回路素子、およびＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）やＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）、ＣＣＤ（Charged-Coupled Device：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ
（Complementary Metal-Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）等の光半導体
素子、電流センサ素子または磁気センサ素子等のセンサ素子、半導体基板の表面に微小な電子機械機構が形成されてなるマイクロマシン、いわゆるＭＥＭＳ（Micro electro mechanical systems：微小電気機械システム）素子等の種々の電子素子が挙げられる。また、電子素子２００は、圧電素子、容量素子または抵抗器等の受動部品であってもよい。また、電子素子２００は、複数個が搭載されてもよく、複数種のものが含まれていてもよい。

電子素子２００の回路基板１００に対する機械的な接続は、例えば、はんだ等の低融点ろう材または接着剤、あるいは必要によって導電性接着剤等の電気伝導性を有する接合材（不図示）によって行なわれる。電子素子２００の電極（符号なし）と回路基板１００の回路導体２との電気的な接続は、例えば、図７に示す例のようなボンディングワイヤ等の接続部材２１０による接続以外に、はんだボールや金属バンプおよび導電性接着剤を接続部材２１０として用いた、いわゆるフリップチップ接続で、電気的および機械的接続を行なうこともできる。フリップチップ接続の場合は、アンダーフィル材によって機械的接続を補強することができる。

封止部材２２０が図７に示す例のように、蓋体２２１および接合材２２２で構成される場合は、例えば、蓋体２２１として金属、セラミックス、樹脂等からなる平板状あるいはキャップ状のものを、また接合材として、はんだやろう材等の金属接合材、樹脂接着剤、導電性接着剤等の樹脂接合材、ガラス接合材等を用いることができる。封止部材２２０が封止樹脂である場合は、例えば、エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂にフィラーを含有させたものなどを用いることができる。

電子素子２００が、例えば半導体集積回路素子等の半導体素子であれば、電子素子２００と回路基板１００および外部の配線基板４００が有する電子回路（図示せず）との間で種々の電気信号が授受され、半導体素子（電子素子２００）で演算または記憶等の種々の処理が行なわれる。また、電子素子２００が加速度センサ素子等のセンサ素子であれば、センサ素子（電子素子２００）で検知された加速度等の物理量が回路基板１００および外部の配線基板４００に電気信号として伝送される。この電気信号は、回路基板１００および外部の配線基板４００の電子回路または回路基板１００に実装された他の電子素子等（図示せず）に伝送されて、回路基板１００が実装される電子機器の制御等の処理に利用される。

製作された電子部品３００は、導電性接合材３１０を介して配線基板４００に電気的お
よび機械的に接続される。すなわち、上記構成の電子部品３００と、電子部品３００の複数の端子電極２１とそれぞれ導電性接合材３１０を介して接続された複数の配線４０１を有する配線基板４００とによって、例えば図７に示す例のような電子モジュール５００が製作される。配線基板４００は、セラミック配線基板であってもよいし、エポキシ等の樹脂を絶縁層とし、銅箔等の金属を配線４０１とするプリント配線基板であってもよい。導電性接合材３１０は、はんだやろう材等の金属からなるものであってもよいし、導電性接着剤であってもよい。

以上の説明では、回路基板１００がセラミック焼結体からなる絶縁基板１であるセラミック配線基板の場合で説明したが、絶縁基板１がエポキシ樹脂等の樹脂からなるプリント配線基板にも適用することができる。

１・・・絶縁基板
１ａ・・・絶縁層
１ｂ・・・キャビティ
１１・・・第１面（下面）
１１ｏ・・・外縁領域
１１ｃ・・・中央領域
１２・・・第２面（上面）
２・・・回路導体
２１・・・端子電極
２２・・・接続電極
２３・・・内部導体
３・・・中央導体
３１・・・中央導体部
３２・・・底面導体部
３３・・・内面導体部
４・・・コーナーパッド
５・・・搭載用導体
１００・・・回路基板
２００・・・電子素子
２１０・・・接続部材
２２０・・・封止部材
２２１・・・蓋体
２２２・・・接合材
３００・・・電子部品
３１０・・・導電性接合材
４００・・・配線基板
４０１・・・配線
５００・・・電子モジュール

Claims (7)

1. 平面視の形状が方形状の絶縁基板と、
   該絶縁基板の第１面における外縁領域に前記第１面の外辺に沿って配列されている複数の端子電極を含む回路導体と、
   前記第１面の前記外縁領域の内側の中央領域に設けられており、外縁が前記中央領域の外縁に沿っている方形状の１つの中央導体と、を備えており、
   前記絶縁基板は前記第１面に開口する凹部を有しており、
   前記中央導体は、前記凹部に対応する部分に開口部を有する前記第１面上の中央導体部と、前記凹部の底面の底面導体部とを有している回路基板。
2. 前記絶縁基板の前記凹部、前記中央導体部の前記開口部および前記底面導体部は、前記中央領域の４つの角部にそれぞれ１つ設けられている請求項１に記載の回路基板。
3. 前記絶縁基板の前記凹部、前記中央導体部の前記開口部および前記底面導体部が、前記中央領域の中央部にさらに１つ設けられている請求項２に記載の回路基板。
4. 前記中央導体は、前記凹部の内側面上に内面導体部を有している請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路基板。
5. 前記中央導体は接地導体であり、前記中央導体部と前記底面導体部とは電気的に接続されている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の回路基板。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回路基板と、電子素子とを備えている電子部品。
7. 請求項６に記載の電子部品と、該電子部品が実装されたモジュール用の前記配線基板とを備えている電子モジュール。
   

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