JP2021052148A - 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こと。【解決手段】 第１面１１および該第１面１１の反対に位置する第２面１２を有し、前記第１面１１の平面視の形状が方形状である絶縁基板１と、該絶縁基板１の前記第１面１１における外縁領域１１ｏに位置する複数の端子電極２１を含む回路導体２と、前記第１面１１の前記外縁領域１１ｏの内側の中央領域１１ｃに位置する１つの中央導体３と、を備えており、前記中央導体３の表面が複数の凹凸による格子状である回路基板１００。【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と回路基板との間の距離が大きくなり、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配置されている端子電極が小さいためである。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、第１面および該第１面の反対に位置する第２面を有し、前記第１面の平面視の形状が方形状である絶縁基板と、該絶縁基板の前記第１面における外縁領域に位置す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位置する１つの中央導体と、を備えており、前記中央導体の表面が凹凸による格子状である。

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、表面が凹凸による格子状であることから、中央導体の表面が、幅が小さく面積の小さい複数の領域に分割されるため、平坦で大きい表面と比較すると、これに接合されるはんだ等の導電性接合材が中央部に集まって中央部の厚みが大きくなり過ぎる可能性が低減される。また、中央導体の表面だけが分割されて中央導体全体の面積は減少しない。そのため、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）および（ｂ）はいずれも他の回路基板の一例を示す、第１面（下面）側からの平面図である。 （ａ）および（ｂ）はいずれも他の回路基板の一例を示す、第１面（下面）側からの平面図である。 （ａ）および（ｂ）はいずれも他の回路基板の一例を示す、第１面（下面）側からの平面図である。 （ａ）は図４（ｂ）のＡ部を拡大して示す要部断面図であり、（ｂ）および（ｃ）は他の回路基板の要部断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はいずれも他の回路基板の要部断面図である。 （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）および図７（ｂ）はいずれも他の回路基板の一例を示す、第１面（下面）側からの平面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）はいずれも他の回路基板の一例を示す、第１面（下面）側からの平面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）はいずれも他の回路基板の一例を示す、第１面（下面）側からの平面図である。図１０（ａ）は図４（ｂ）のＡ部を拡大して示す要部断面図であり、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）は他の回路基板の要部断面図である。図１１（ａ）、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）はいずれも他の回路基板の要部断面図である。図１２（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１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、図１２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９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中央導体および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、図８（ａ）においては、凹凸が区別しやすいように凹部と凸部とで異なる網掛けを施している。なお、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９に示す例のように、第１面１１および第１面１１の反対に位置する第２面１２を有し、第１面１１の平面視の形状が方形状である絶縁基板１と、絶縁基板１の第１面１１における外縁領域１１ｏに位置する複数の端子電極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に位置する１つの中央導体３と、を備えており、中央導体３の表面が複数の凹凸による格子状である。

本開示の回路基板１００によれば、中央導体３は、表面が複数の凹凸（凸部３１および凹部３２）による格子状であることから、中央導体３の表面が、幅が小さく面積の小さい複数の領域に分割される。これにより、中央導体３の表面が、平坦で大きい場合と比較すると、これに接合されるはんだ等の導電性接合材３１０が中央に集まって中央導体３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。そのため、端子電極２１に接合される導電性接合材３１０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低減される。また、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。

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。方形状とは、厳密な方形でなくてもよく、図１〜図９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。また
、図１〜図９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。絶縁基板１は、例えば、図２、図４、図６および図１０〜図１２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。第１面１１の外縁領域１１ｏは、第１面１１の外辺に沿った領域であり、第１面１１の外辺から内側へ第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。例えば、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。

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９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９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（下面）側からの各平面図では、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の形状は方形状である。

中央領域１１ｃに中央導体３が１つ設けられている。中央導体３の外形は中央領域１１ｃの形状に沿った形状であり、外縁領域１１ｏの端子電極２１と短絡しないように中央領域１１ｃより一回り小さい。よって、中央導体３の形状もまた方形状である。

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、図４および図６に示す例のように、中央導体３と回路導体２（内部導体２３）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３に凸部３１や凹部３２を設けて（表面が凹凸による格子状であって）も、中央導体３は分割されない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。

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３が回路導体２の一部として機能する場合も補強用および放熱用としても機能する。中央導体３を補強用として見た場合には、表面の凹凸により導電性接合材３１０との接合面積が大きくなるので平坦である場合に比較して接合強度が大きくなる。また、中央導体３を放熱用として見た場合には、表面が凹凸による格子状であっても中央導体３全体の平面視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。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。また、この場合には、中央導体３と接続される内部導体２３（貫通導体）が多いと、中央導体３への伝熱性および中央導体３の絶縁基板１との接合強度がより向上する。

中央導体３の表面が複数の凹凸による格子状であるとは、中央導体３の表面が平たんで
はなく凹凸を有しており、この凹凸により平面視で格子模様が形成されているということである。例えば、図１および図２に示す例では、平面視の形状が正方形の凹部３２が３×３のマトリックス状に配列され、凹部３２の間の凸部３１が格子形状で凹部３２が窓部の格子模様になっている。図３および図４に示す例では、平面視の形状が正方形の凸部３１が２×２のマトリックス状に配列され、凸部３１の間の凹部３２が格子形状で凸部３１が窓部の格子模様になっている。図１および図２に示す例ならびに図３および図４に示す例における凸部３１と凹部３２とは逆になっていてもよい。例えば、平面視の形状が正方形の凸部３１が３×３のマトリックス状に配列されていてもよいし、平面視の形状が正方形の凸部３１が２×２のマトリックス状に配列さていてもよい。そのため、図７〜図９に示す例においては、中央導体３の同じ部位に３１（３２）あるいは３２（３１）という符号をつけて、凸部３１または凹部３２のいずれかであることを示している。

中央導体３の表面が複数の凹凸による格子状であるとは、数学的な平面格子における格子点に凸部３１または凹部３２が配置されているということもできる。図１および図２に示す例または図３および図４に示す例は、正方格子の格子点に凹部３２または凸部３１が配置されている。これに対して、図５および図６に示す例ならびに図７（ａ）に示す例では、斜方格子の格子点に凹部３２が配置され、図７（ｂ）に示す例では六角格子の格子点に凸部３１または凹部３２が配置されている。平面視で凸部３１または凹部３２が島状に配置されているということもできる。

図８（ａ）に示す例の中央導体３においては、凸部３１および凹部３２はいずれも平面視形状が同じ大きさの正方形であり、上述した格子と窓部を有する格子模様ではなく、全体としての格子模様は市松格子である。また、図８（ｂ）に示す例の中央導体３は、４×４のマトリックス状に配列された、小さい正方形の凸部３１（または凹部３２）のうち、中央部の４つが一体化して大きい正方形の凸部３１（または凹部３２）となったものである。このように、大きさの異なる凸部３１（または凹部３２）を配列したものも格子模様である。

図１および図２に示す例、図３および図４に示す例、ならびに図８に示す例の中央導体３は、正方形の凸部３１または凹部３２が配列されて格子模様となっている。図５および図６に示す例の中央導体３は、角が丸められた正方形（正方形状）の凹部３２が配列されて格子模様となっている。図７（ａ）に示す例の中央導体３は円形の凸部３１（または凹部３２）が配列されて格子模様となっている。図７（ｂ）に示す例の中央導体３は正六角形の凸部３１（または凹部３２）が主として配列され、外縁部には正六角形の半分の台形と二等辺三角形が配列されて六角格子の格子模様となっている。図９（ａ）に示す例の中央導体３は、長方形の凸部３１（または凹部３２）が配列されて格子模様となっている。図９（ｂ）に示す例の中央導体３は、中央部に４つの正方形の凸部３１（または凹部３２）が配列され、外周部に長方形の凸部３１（または凹部３２）が配列されて格子模様となっている。このように、格子模様の窓部（格子点に配置される凸部３１または凹部３２）の形状は特に限定されるものではなく、複数の窓部（格子点に配置される凸部３１または凹部３２）の形状および大きさは同一のものでなくてもよい。

ここまで、凸部３１が配列されてそれ以外の部分が凹部３２である、あるいは凹部３２が配列されてそれ以外の部分が凸部３１であるものとして説明したが、凸部３１と凹部３２の両方を有するものであってもよい。例えば、図８（ｂ）の中央導体３において、外縁部の小さい正方形の部分は凸部３１で、中央部の大きい正方形の部分は凹部３２であってもよい。

中央導体３の表面の格子状にするための凸部３１の高さまたは凹部３２深さは、中央導体３の全体の厚みの１／３〜１／２程度とすることができる。また、中央導体３の全体の
厚み、すなわち凸部３１の先端までの厚みは、他の回路導体２と同程度でせいぜい１〜３倍程度の厚みである。格子状にするために中央導体３を厚くし過ぎると回路基板１００の低背化およびコストの観点で不利であるためである。

このように、中央導体３の表面は複数の凹凸（凸部３１および凹部３２）による格子状である。例えば、中央導体３の中央部に小さい凹部３２が１つある場合には、凹部３２の深さが小さく、枠状の周辺部が大きく全体にはんだ等の導電性接合材３１０がつくと、表面が平坦である場合との差は小さい。中央導体３の中央部に大きい凹部３２が１つある場合には、凹部３２の底面が大きいので、底面の中央に導電性接合材３１０が集中し、全体としては平坦である場合との差は小さい。また、中央導体３の中央部に凸部３１が１つある場合には、凸部３１の中央部すなわち中央導体３の中央部に導電性接合材３１０が集中するので、平坦である場合と同じである。中央導体３の表面が凹凸による格子状であると、１つの凸部３１の端面は小さく、複数の凸部３１，３１間に凹部３２があり、その部分では導電性接合材３１０の厚みが小さくなるので、中央導体３の全体としては中央部に導電性接合材３１０が集中して厚くなり難い。

中央導体３の表面が格子状となるために、図３および図４に示す例の２×２のように、凸部３１または凹部３２は異なる方向に２つ以上配列されている。１方向に１つであると、その方向における中央導体３の表面の長さが全体の長さに対して小さくならず、上記した効果が十分に得られない場合があるからである。また、凸部３１（または凹部３２）が小さすぎると凸部３１以外の部分（凹部３２）が大きくなりすぎるため、同様に上記した効果が十分に得られない場合がある。そのため、格子点に配列されている凸部３１（または凹部３２）は、例えば、中央導体３の１辺の長さの２０％〜４０％の長さの辺を有する方形状、あるいは中央導体３の１辺の長さの２０％〜４０％の径の円形などとすることができる。

中央導体３は、例えば図５および図６に示す例のように、中央に凹部３２を有している回路基板１００とすることができる。導電性接合材３１０が厚くなりやすい中央部に凹部３２があると、中央導体３の中央部に導電性接合材３１０が集まったとしても、導電性接合材３１０が凹部３２に入り込むため、回路基板１００と回路基板１００が接合される配線基板４００との間の距離が大きくなることがより効果的に抑えられる。この場合の中央部は、中央導体３の平面視における中央部であり、中央導体３を外辺に沿った方向に３×３の９つの領域に等分した場合の中央に位置する領域のことである。図８（ｂ）に示す例では、中央部には１つの凹部３２が位置しており、この凹部３２が大きく、中央部の全域が凹部３２内に位置している。これに対して、図８（ａ）に示す例では、中央部の中心に１つの凹部３２があり、中央部の４つの角部にはそれぞれ凹部３２の一部が位置している。また、図９（ｂ）に示す例のように、中央部の４つの角部にそれぞれ凹部３２を配置することもできる。このように、中央導体３の中央部の５０％以上を凹部３２が占めているとよく、中央部の中心に凹部３２があるとより効果的である。

上述したように、中央導体３の表面は、平面視で凸部３１または凹部３２が島状に配置されて格子状になっている。凹部３２が島状に配置されている場合に比較して、凸部３１が島状に配置されている場合の方が、回路基板１００を配線基板４００に接合する際に、導電性接合材３１０に空隙等が発生し難く、回路基板１００と配線基板４００との間の接合強度および回路基板１００から配線基板４００への熱伝導性に関してよりよいものとなる。回路基板１００と配線基板４００とを接合する際に、例えば、はんだペーストを用いた場合に、凸部３１が島状に配置されている場合には、はんだペースト中の有機成分が加熱によってガス状になったものが外部へ抜けやすいためである。導電性接合材３１０が導電性接着剤である場合には、塗布する際に空気を巻き込みがたく、また空気が抜けやすいからである。

図１０（ａ）に示す例においては、端子電極２１の厚みＴｔは中央導体３の厚みＴｃより小さい。この場合でも、端子電極２１に接合される導電性接合材３１０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低減される。これに対して、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）および図１１（ａ）に示す例においては、端子電極２１の厚みＴｔは中央導体３の厚みＴｃと同じである。また、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）に示す例においては、端子電極２１の厚みＴｔは中央導体３の厚みＴｃとより大きい。このように、端子電極２１の厚みＴｔが、中央導体３の厚みＴｃ以上である回路基板１００とすることができる。ここで、中央導体３の厚みＴｃは、最も厚い部分での厚みであり凸部３１での厚みであり、中央導体３の厚みＴｃ以上であるとは、厳密に中央導体３の厚みＴｃと同じかそれ以上ということではなく、中央導体３の厚みＴｃの９０％以上であればよいということである。端子電極２１の厚みＴｔが中央導体３の厚みＴｃと同程度である場合には、中央導体３に接合される導電性接合材３１０の厚みは、中央導体３の凹部３２に入り込む分だけ小さくなる。さらに、端子電極２１の厚みＴｔが中央導体３の厚みＴｃよりも大きいと、端子電極２１と配線基板４００との間隔が中央導体３と配線基板４００との間隔よりも小さくなり、端子電極２１に接合される導電性接合材３１０がより細り難くなる。

図１０に示す例の端子電極２１の表面は平坦であるのに対して、図１１に示す例のように、端子電極２１が、表面に凸状部２１ａを有している回路基板１００とすることができる。このような場合には、端子電極２１と導電性接合材３１０との接合面積が増えるので、端子電極２１と配線基板４００との接合強度、接合信頼性が向上する。端子電極２１の表面に凹部がある場合でも接合面積は増えるが、端子電極２１は小さく、そこに形成せれる凹部はさらに小さいものであるので、導電性接合材３１０が凹部に入り難く、導電性接合材３１０中にボイド発生する可能性が高まり、接合強度が低下する可能性がある。凸状部２１ａは、図８（ｃ）および図１１（ａ）に示す例のように、端子電極２１の表面の中央部に凸部（凸状部２１ａ）を有する、言い換えれば表面の一部が突出した形状とすることができる。この例は凸状部２１ａが１つであるのに対して、図９（ａ）および図１１（ｂ）に示す例のように、凸状部２１ａを複数有するものとすることもできる。あるいは、図９（ｂ）および図１１（ｃ）に示す例のように、端子電極２１の表面全体が凸曲面となるような、表面全体が先細りになる凸状部２１ａであってもよい。上述したように、端子電極２１の表面には凹部がない方がよいので、凸状部２１ａの端面にも凹部がない方がよい。

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〜図４および図７〜図９に示す例の回路基板１００にも適用することができる。

また、端子電極２１、中央導体３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１２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である。図１および図２に示す例ならびに図１２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１２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１２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１ｂの底面に搭載され、電子素子２００の電極（符号なし）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１２に示す例の回路基板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１２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１２に示す例では、搭載用導体５は、中央導体３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１２（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１２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１２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１２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。

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。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の側面の切欠きは、セラミックグリーンシートにこれら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の第２面１２のキャビティ１ｂの平面視形状は、図１および図２に示す例では絶縁基板１の第２面１２の外縁に沿った、角が丸められた正方形状である。キャビティ１ｂ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。

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２
２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。

端子電極２１の形状は、例えば図１〜図９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。

図１〜図９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に示す例ならびに図８〜図９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１２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。

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であれば、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、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。

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３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、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１２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１２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１２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
２１ａ・・・凸状部
２２・・・接続電極
２３・・・内部導体
３・・・中央導体
３１・・・凸部
３２・・・凹部
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 (6)

1. 第１面および該第１面の反対に位置する第２面を有し、前記第１面の平面視の形状が方形状である絶縁基板と、
   該絶縁基板の前記第１面における外縁領域に位置す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位置する１つの中央導体と、を備えており、
   前記中央導体の表面が複数の凹凸による格子状である、回路基板。
2. 前記中央導体は、中央部に凹部を有している請求項１に記載の回路基板。
3. 前記端子電極の厚みは、前記中央導体の厚み以上である請求項１または請求項２に記載の回路基板。
4. 前記端子電極は、表面に凸状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. 請求項１乃至請求項４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。
6. 請求項５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配線基板とを備えている電子モジュール。
   

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