JP2024048912A - 配線基板、配線基板を用いた配線構造体、電子部品実装用パッケージ、および電子モジュール - Google Patents

配線基板、配線基板を用いた配線構造体、電子部品実装用パッケージ、および電子モジュール Download PDF

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Abstract

Figure 2024048912000001
【課題】 配線基板から外部基板が外れる、又はズレる、可能性を低減しつつ、信号電力が損失する可能性を低減することが可能な配線基板を提供する。
【解決手段】 配線基板は、絶縁体と、第１導体と、第２導体とを備える。絶縁体は、第１上面および第１側面を有する。第１導体は、第１上面に位置し、平面視で第１側面と間を空けている。第１導体は、第１端面を有する。第２導体は、第１上面に位置し、平面視で第１側面および第１導体と間を空けている。第２導体は、第２端面を有する。絶縁体は、第１凹部および第２凹部を有する。第１凹部は、第１端面および第２端面に接する。第２凹部は、第１導体および第２導体の間に位置する。第１凹部は、第２方向に延び、第１内側面および第１底面を含む。第２凹部は、第２内側面および第２底面を含む。第３方向における第１上面から第１底面までの距離は、第３方向における第１上面から第２底面までの距離よりも小さい。
【選択図】 図２

Description

配線基板、配線基板を用いた配線構造体、電子部品実装用パッケージ、および電子モジュールに関する。
近年、無線通信機器や光通信機器に用いられる電子モジュールにおいて、より高速化や、大容量の情報を伝送するための信号の高周波化が求められている。このため、信号を伝送する配線基板において、高周波信号を低損失で伝送することが求められている。
また、無線通信機器や光通信機器の小型化に伴い、それらに用いられる配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージ、および電子モジュールに対しても小型化が要求されている。
高周波信号を伝送する構造として、例えば、特許文献１に記載の発明のように、上面に線路導体を有する接続端子と、配線導体を有し誘電体に取り付けられるフレキシブル基板と、を備える入出力端子が知られている。線路導体には、配線導体が接続されている。
特開２００７－５６３６号公報
しかしながら、更なる電子モジュールの小型化に伴い、フレキシブル基板などの外部基板も小型化する必要がある。そのため、特許文献１に記載の発明において、フレキシブル基板が外れる方向に力が加わると、接続端子からフレキシブル基板が外れたり、ズレたりする可能性がある。
また、フレキシブル基板が外れたりズレたりすることによって、線路導体におけるインピーダンスの値が変化することにより、伝送される信号に損失が生じる可能性があった。
本発明の一実施形態において（１）配線基板は、絶縁体と、第１導体と、第２導体とを備えている。絶縁体は、第１上面と、第１上面と反対側の第１下面と、第１上面および第１下面の間に位置する第１側面と、を有している。第１導体は、第１上面に位置し、平面視で第１側面と間を空けるとともに、第１側面から遠ざかる第１方向に延びている。また、第１導体は、平面視で第１側面と対向する第１端面を有している。第２導体は、第１上面に位置し、平面視で第１側面および第１導体と間を空けるとともに、第１方向に延びている。第２導体は、平面視で第１側面と対向する第２端面を有している。絶縁体は、第１上面に第１開口を有する第１凹部と、第１上面に第２開口を有する第２凹部と、を有している。第１凹部は、平面視で第１端面および第２端面に接している。第２凹部は、平面視で第１方向と交差する第２方向において第１導体および第２導体の間に位置している。第１凹部は、第２方向に延びており、第１上面と接続する第１内側面と、第１内側面と接続する第１底面と、を含む。第２凹部は、第１上面と接続する第２内側面と、第２内側面と接続する第２底面と、を含む。第１上面と垂直な第３方向における第１上面から第１底面までの距離は、第３方向における第１上面から第２底面までの距離よりも小さい。
（２）上記（１）の配線基板において、第１凹部は、平面視において、第１側面と間を空けて位置している。
（３）上記（１）の配線基板において、第１凹部は、第１側面と交差している。
（４）上記（１）～（３）の配線基板において、第２内側面は、第１内側面および第１底面と接続している。
（５）上記（１）～（３）の配線基板において、第１内側面と第２内側面は、間を空けて位置している。
（６）上記（１）～（５）の配線基板において、第１底面の表面粗さは、第１上面の表面粗さより大きい。
（７）上記（４）～（６）の配線基板において、絶縁体は、第２底面に第３開口を有する第３凹部を更に有している。第３凹部は、第２内側面および第２底面と接続する第３内側面と、第３内側面と接続する第３底面とを有している。第３方向における第２底面から第３底面までの距離は、第３方向における第１上面から第２底面までの距離よりも小さい。
（８）上記（４）～（７）の配線基板において、第３方向における第２底面から第３底面までの距離は、第３方向における第１上面から第１底面までの距離と同じである。
（９）本発明の一実施形態に係る配線構造体は、上記（１）～（８）の配線基板と、外部基板と、配線基板および外部基板を接合する接合材と、を備えている。外部基板は、第１上面と対向する第１面を含む基部と、基部の表面に位置する第１外部導体および第２外部導体と、を有している。第１外部導体と第１導体は、電気的に接続している。第２外部導体と第２導体は、電気的に接続している。接合材は、第１凹部に少なくとも一部が位置している。また、接合材は、第１底面および第１面を接合している。
（１０）上記（９）の配線構造体において、接合材は、第１上面を通る第１方向に沿う断面視で、第１底面から第１面に向かうにつれて第１側面から離れる方向に傾斜する第１傾斜面を有している。
（１１）本発明の一実施形態に係る配線構造体は、上記（１）～（８）の配線基板と、外部基板と、配線基板および外部基板を接合する接合材と、を備えている。外部基板は、第１上面と対向する第１面を含む基部と、第１面に位置する第１外部導体および第２外部導体と、を有している。第１外部導体と第１導体は、電気的に接続している。第２外部導体と第２導体は、電気的に接続している。接合材は、第１凹部に少なくとも一部が位置している。また、接合材は、第１上面を通る第１方向に沿う断面視で、第１側面と接続するとともに第１底面から第１面に向かうにつれて第１側面から離れる方向に傾斜する第２傾斜面を有している。
（１２）本発明の一実施形態に係る電子部品実装用パッケージは、上記（１）～（８）の配線基板と、基体と、枠体と、を備えている。枠体は、基体上に接合されている。配線基板は、枠体に固定されている。
（１３）本発明の一実施形態に係る電子部品実装用パッケージは、上記（９）～（１１）の配線構造体と、基体と、枠体と、を備えている。枠体は、基体上に接合されている。
また、配線構造体は、枠体に固定されている。
（１４）本発明の一実施形態に係る電子モジュールは、上記（１２）の電子部品実装用パッケージと、電子部品と、蓋体と、を備えている。電子部品は、基体上に位置し、配線基板と電気的に接続されている。蓋体は、枠体上に位置し、電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置している。
（１５）本発明の一実施形態に係る電子モジュールは、上記（１３）の電子部品実装用パッケージと、電子部品と、蓋体と、を備えている。電子部品は、基体上に位置し、配線構造体と電気的に接続されている。蓋体は、枠体上に位置し、電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置している。
本発明の一実施形態に係る配線基板（１）は、上記のような構成であることにより、配線基板から外部基板が外れる、又はズレる、可能性を低減しつつ、信号電力が損失する可能性を低減することができる。
外部基板および接合材を省略した、本発明の実施形態に係る配線基板、配線構造体、電子部品実装用パッケージ、および電子モジュールの分解斜視図である。 図１に示す要部Ａの拡大図である。 図２に示す要部Ａの平面図である。 図２に示す要部ＡのＹ１－Ｙ１断面図である。 図４に示す要部Ｂの拡大図である。 図２に示す要部ＡのＹ２－Ｙ２断面図である。 図２に示す配線基板における第１凹部の変形例１を示す斜視図である。 図７に示す要部ＡのＹ３－Ｙ３断面図である。 図８に示す要部Ｃの拡大図である。 図７に示す要部ＡのＹ４－Ｙ４断面図である。 図２に示す配線基板における第２凹部の変形例１を示す斜視図である。 図１２に示す要部Ａの平面図である。 図１２に示す要部ＡのＹ５－Ｙ５断面図である。 図２に示す配線基板における第２凹部の変形例２を示す斜視図である。 図１４に示す要部Ａの平面図である。 図１４に示す要部ＡのＹ６－Ｙ６断面図である。
＜配線基板の構成＞
以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、配線基板は、いずれの方向が上方もしくは下方とされてもよいが、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する。以下において、第１方向とは、例えば、図面で言うｘ方向を指す。第１方向と交差する第２方向とは、例えば、図面で言うｙ方向を指す。第３方向とは、例えば、図面で言うｚ方向を指す。また、本開示においては、平面視は平面透視を含む概念である。
なお、第１凹部１１および第２凹部１２の変形例においては、実施形態における第１凹部１１および第２凹部１２と構成の異なるものについてのみ説明し、それ以外の構成については、実施形態と同様の符号を付すとともに説明を省略する。
図１～図１６を参照して本発明の実施形態に係る配線基板１０１について説明する。な
お、いくつかの図面において、便宜上、外部基板３および接合材４を省略してある箇所がある。
配線基板１０１は、絶縁体１と、第１導体２１と、第２導体２２とを備えている。
図２～図４に示すように、絶縁体１は、第１上面１ａと、第１上面１ａと反対側の第１下面１ｃと、第１上面１ａおよび第１下面１ｃの間に位置する第１側面１ｂと、を有している。本実施形態において、第１上面１ａは、後述する第１凹部１１によって分断されて２つの領域に分かれているが、該２つの領域（第１上面１ａ）は、同一のｘｙ平面上に位置している。なお、第１上面１ａが分断されて複数の領域に分かれる場合には、該複数の領域は必ずしも同一のｘｙ平面上にある必要はない。また、本実施形態において、第１側面１ｂは、第１上面１ａおよび第１下面１ｃと接続している。
絶縁体１の材料としては、例えば、酸化アルミニウム質燒結体、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又は窒化珪素質焼結体等のセラミック材料や、ガラスセラミック材料、ガラスエポキシ材料などの誘電体材料を用いることができる。
また、絶縁体１は、単層であってもよいし、複数の絶縁層が積層された構成であっても良い。絶縁体１は、例えば、平面視において、矩形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ～１０ｍｍである。
絶縁体１は、例えば、次のように製造することができる。複数のグリーンシートを金型等によって加工し、絶縁体１の外形に形成された複数のグリーンシートを準備する。次に、複数のグリーンシートの外縁部が一致するように積層し、グリーンシート積層体を形成する。グリーンシート積層体を焼成することによって、複数のグリーンシートを焼結させて、絶縁体１を得ることができる。
図２および図３に示すように、第１導体２１は、第１上面１ａに位置し、平面視で第１側面１ｂと間を空けるとともに、第１側面１ｂから遠ざかる第１方向（ｘ方向）に延びている。また、第１導体２１は、平面視で第１側面１ｂと対向する第１端面２１ｅを有している。第１導体２１の材料としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料が挙げられる。また、第１導体２１は、第１上面１ａに金属ペーストを焼結して形成されてもよいし、蒸着法又はスパッタ法などの薄膜形成技術を用いて形成されてもよい。
第１導体２１は、例えば、長さが１．５ｍｍ～２５ｍｍで、幅が０．０５ｍｍ～２ｍｍである。第１導体２１の厚みは、例えば、０．０１～０．１ｍｍである。なお、ここで言う第１導体２１の長さ、幅、厚みとは、それぞれ、第１導体２１のｘ方向における寸法、ｙ方向における寸法、ｚ方向における寸法とすることができる。
第２導体２２は、第１上面１ａに位置し、平面視で第１側面１ｂおよび第１導体２１と間を空けるとともに、ｘ方向に延びている。第２導体２２は、平面視で第１側面１ｂと対向する第２端面２２ｅを有している。第２導体２２の材料としては第１導体２１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１導体２１の材料と同様の材料が挙げられる。なお、第１導体２１と第２導体２２は、必ずしも同様の材料である必要はなく、異なっていてもよい。また、第２導体２２は、上述した第１導体２１と同様の手法によって形成されてもよい。
第２導体２２の長さ、幅、厚みは、それぞれ、第１導体２１の長さ、幅、厚みと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第１導体２１および第２導体２２のいずれも、電気信号を伝送する信号導体であってもよいし、接地導体であってもよい。また、第１導体２１又は第２導体２２のどちらか一方が、接地導体であり、もう一方が信号導体であってもよい。第１導体２１および第２導体２２のいずれもが、信号導体である場合、第１導体２１および第２導体２２は、一対の差動信号線路を形成する。差動信号線路は、シングルエンド信号線路と比較して、ノイズの影響を受ける可能性を低減することができる。
第１導体２１の表面には、ニッケルめっきや金めっきなどの金属めっきが形成されてもよい。また、第１導体２１上の一部には、更に、セラミック（例えばアルミナコート）又は樹脂などの絶縁膜が位置していてもよい。絶縁膜は、第１導体２１上にスクリーン印刷により設けることができる。また、絶縁膜は、第１導体２１上の一部のみに位置していてもよい。このような構成により、第１導体２１が、他の配線と短絡してショートする可能性を低減することができる。なお、第２導体２２についても、上述の第１導体２１と同様の構成とすることができる。
また、図２および図３に示すように、配線基板１０１は、第１導体２１、第２導体２２と並んで位置する第３導体２３、第４導体２４を更に有していてもよい。本実施形態において、第３導体２３は、第２導体２２を挟んで、第１導体２１と反対側に位置している。第４導体２４は、第１導体２１を挟んで、第２導体２２と反対側に位置している。本実施形態において、配線基板１０１は、第３導体２３および第４導体２４の両方を有しているが、いずれか一方のみを有していてもよい。
本実施形態において、第１導体２１および第２導体２２は、いずれも信号導体であり、一対の差動信号線路を形成している。また、本実施形態において、第３導体２３および第４導体２４は、いずれも接地導体である。このような構成であることによって、接地電位が更に強化され、高周波信号を伝送する際の電界分布が所望の範囲より広がることによって生じるクロストークや共振が発生する可能性を低減することができる。
また、図示しないが、絶縁体１の内部には、内部導体が設けられていてもよい。この場合、内部導体は接地導体であってもよく、第１上面１ａに位置する接地導体（本実施形態においては、第３導体２３および第４導体２４）とビア等によって電気的に接続されていてもよい。また、後述する第１凹部１１および／又は第２凹部１２は、平面視において、内部接地導体と重なって位置していてもよい。
図２および図３に示すように、絶縁体１は、第１上面１ａに第１開口１１ｏを有する第１凹部１１と、第１上面１ａに第２開口１２ｏを有する第２凹部１２と、を有している。第１凹部１１および第２凹部１２は、焼結前の絶縁体１に打ち抜き加工を施すことによって形成しても良いし、焼結後の絶縁体１に対して、ドリル加工やブラスト加工などの既知の穴あけ加工を施すことによって形成しても良い。
本実施形態において、ｘ方向における第１凹部１１の寸法Ｌｘ１１は、ｘ方向における第２凹部１２の寸法Ｌｘ１２よりも小さい。このような構成によれば、後述する外部基板３との接合において、絶縁体１と外部基板３との接合強度を向上させつつ、配線基板１０１を小型化することができる。また、必要な部分に、第１凹部１１を形成すれば良いので、第１凹部１１を形成する工程を短縮することができる。このため、配線基板１０１の製造を容易にすることができる。なお、ｘ方向における第１凹部１１の寸法Ｌｘ１１は、ｘ方向における第２凹部１２の寸法Ｌｘ１２と同じであってもよく、ｘ方向における第２凹部１２の寸法Ｌｘ１２よりも大きくてもよい。
第１凹部１１は、平面視で第１端面２１ｅおよび第２端面２２ｅに接している。このような構成であることによって、第１導体２１の第１端面２１ｅ付近および第２導体２２の第２端面２２ｅ付近における絶縁体１の体積を減少させることができ、配線基板１０１を小型化することができる。第１凹部１１は、絶縁体１の第１側面１ｂに沿って、第１上面１ａをｙ方向の全てにおいて、切りかかれた形状であっても良いし、第１上面１ａをｙ方向の一部においてのみ、切りかかれた形状であってもよい。また、第１凹部１１は、途中で途切れていてもよい。
なお、図３に示すように、本実施形態において、第１端面２１ｅおよび第２端面２２ｅは、平面視において、ｙ方向に沿って直線となっているが、第１端面２１ｅおよび第２端面２２ｅは、少なくとも一部が、第１凹部１１に接していれば、例えば、平面視で曲線であってもよい。
図３に示すように、第２凹部１２は、平面視でｘ方向と交差する第２方向（ｙ方向）において第１導体２１および第２導体２２の間に位置している。このような構成であることによって、平面視において、ｙ方向において、第１導体２１と第２導体２２の間に位置する、絶縁体１の体積を減少させることができる。第２凹部１２は、空気あるいは樹脂材料やガラス材料等の誘電体材料で満たされており、絶縁体１よりも誘電率が低くなっている。このため、第１導体２１および／又は第２導体２２が信号導体である場合に、信号を伝送する際において、信号電力が損失する可能性を低減することができる。
本実施形態において、第２凹部１２は、第１導体２１および第２導体２２と間を空けて位置している。この場合には、金属ピンを用いた打ち抜き加工等によって第２凹部１２を形成する際に、打ち抜き加工の位置ズレによって第１導体２１および／又は第２導体２２が損傷する可能性を低減することができる。また、第２凹部１２は、第１導体２１および第２導体２２の、いずれか又は両方と接していても良い。また、本実施形態において第２凹部１２は、１つであるが、複数の第２凹部１２が、第１導体２１および第２導体２２の間に位置していてもよい。
図２および図３に示すように、第１凹部１１は、ｙ方向に延びている。そして、第１凹部１１は、第１上面１ａと接続する第１内側面１１ａと、第１内側面１１ａと接続する第１底面１１ｂと、を含んでいる。より具体的には、第１内側面１１ａの一部は、平面視において、第１端面２１ｅおよび第２端面２２ｅと連なって位置している。言い換えれば、第１内側面１１ａの一部は、第１端面２１ｅおよび第２端面２２ｅと面一となっている。
図２～図６に示すように、第２凹部１２は、第１上面１ａと接続する第２内側面１２ａと、第２内側面１２ａと接続する第２底面１２ｂと、を含んでいる。本実施形態において、第２内側面１２ａの一部は、第１内側面１１ａの一部と連なって位置している。
本実施形態において、平面視において、第１開口１１ｏおよび第２開口１２ｏは、矩形状であるが、第１開口１１ｏおよび第２開口１２ｏは、楕円形状、正方形状、角部が丸い矩形状であってもよい。また、図４に示すように、第１凹部１１および第２凹部１２は、第１上面１ａを通るｘ方向に沿う断面視において、矩形状であるが、楕円形状、正方形状、角部が丸い矩形状であってもよい。また、絶縁体１は、後述する第３凹部１３を有していてもよい。この場合、第３凹部１３は、平面視において、第２凹部１２内に位置していてもよい。
絶縁体１が、複数の絶縁層を積層して形成されている場合、第１凹部１１および第２凹部１２のいずれも表層の絶縁層にのみ形成されていてもよいし、第１凹部１１のみが、表層の絶縁層に形成され、第２凹部１２が、表層の絶縁層およびその下層の絶縁層にまで亘
って形成されていてもよい。
図４および図５に示すように、第１上面１ａと垂直な第３方向（ｚ方向）における第１上面１ａから第１底面１１ｂまでの距離Ｌｚ１１は、ｚ方向における第１上面１ａから第２底面１２ｂまでの距離Ｌｚ１２よりも小さい。なお、ｚ方向における第１上面１ａから第１底面１１ｂまでの距離Ｌｚ１１は、第１凹部１１の深さと言い換えてもよい。ｚ方向における第１上面１ａから第２底面１２ｂまでの距離Ｌｚ１２は、第２凹部１２の深さと言い換えてもよい。このような構成であることによって、後述する外部基板３を、絶縁体１に接合材４を用いて接合する際に、第１凹部１１内に接合材４を位置させることができるため、接合材４の接合面積が増加し、外部基板３の絶縁体１に対する接合強度を向上させることができる。なお、ここで言う、距離Ｌｚ１１とは、第１凹部１１の深さが一定でない場合等には、例えば、ｚ方向における第１上面１ａから第１底面１１ｂまでの距離のうち最大の距離のことを指す。距離Ｌｚ１２も同様に定義することができる。
また、第１側面１ｂ側に位置する第１凹部１１の深さ（Ｌｚ１１）が、第２凹部１２の深さ（Ｌｚ１２）よりも浅いので、第１側面１ｂ付近における絶縁体１の強度を向上させることができる。
図４に示すように、第１凹部１１は、平面視において、第１側面１ｂと間を空けて位置していてもよい。このような構成であることによって、接合材４を第１凹部１１内に溜めることができるので、後述する接合材４が、第１側面１ｂに流れる可能性を低減することができる。なお、ｘ方向における第１側面１ｂから第１内側面１１ａまでの最小の距離Ｄ１は、ｘ方向における第１凹部１１の寸法Ｌｘ１１よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、同じであってもよい。
図２、図４および図５に示すように、第２内側面１２ａは、第１内側面１１ａおよび第１底面１１ｂと接続していてもよい。言い換えると、本実施形態においては、平面視において、第１内側面１１ａの一部は、ｙ方向において、第２内側面１２ａの一部と、同一直線上に位置している。
第１底面１１ｂの表面粗さは、第１上面１ａの表面粗さより大きくてもよい。このような構成であることによって、後述する接合材４をアンカー効果により、第１底面１１ｂにより強固に接合することができる。このため、外部基板３の絶縁体１に対する接合強度を向上させることができる。なお、表面粗さは、例えば、算術平均粗さＲａで表される。算術平均粗さＲａで表される表面粗さは、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準じて求めることができる。具体的には、測定対象の面に対し、レーザ式表面粗さ測定機などを適用することにより求めることができる。
図３～図５に示すように、絶縁体１は、第２底面１２ｂに第３開口１３ｏを有する第３凹部１３を更に有していてもよい。第３凹部１３は、第２内側面１２ａおよび第２底面１２ｂと接続する第３内側面１３ａと、第３内側面１３ａと接続する第３底面１３ｂとを有している。この場合、ｚ方向における第２底面１２ｂから第３底面１３ｂまでの距離Ｌｚ１３は、ｚ方向における第１上面１ａから第２底面１２ｂまでの距離Ｌｚ１２よりも小さくてもよい。より具体的には、第３凹部１３の第３内側面１３ａは、ｘ方向において最も近接する第２内側面１２ａと面一となっている。このような構成であることによって、後述する接合材４が、第２凹部１２内に垂れ落ちた場合に、垂れた接合材４３を第３凹部１３に溜めることができるので、第１導体２１および第２導体２２間におけるインピーダンスの不整合が発生する可能性を低減することができる。また、ｚ方向における第２底面１２ｂから第３底面１３ｂまでの距離Ｌｚ１３が、ｚ方向における第１上面１ａから第２底面１２ｂまでの距離Ｌｚ１２よりも小さいので、絶縁体１の強度が低下する可能性を低減
することができる。
なお、ｚ方向における第１上面１ａから第１底面１１ｂまでの距離Ｌｚ１１は、ｚ方向における第２底面１２ｂから第３底面１３ｂまでの距離Ｌｚ１３と同じであっても、異なっていてもよい。距離Ｌｚ１１が距離Ｌｚ１３と同じである場合は、絶縁体１の加工が容易となり、配線基板１０１の製造を容易にすることができる。
図７～図１０は、第１凹部１１の変形例１を示している。このように、第１凹部１１は、第１側面１ｂと交差していてもよい。言い換えれば、第１底面１１ｂが、第１側面１ｂと接続している。また、第１凹部１１は、第１上面１ａから第１側面１ｂにかけて切りかかれた形状であると言い換えることもできる。このような構成であることによって、後述する接合材４が第１凹部１１と接する面積を増加させることができる。このため、外部基板３の絶縁体１に対する接合強度を向上させることができる。
図１１～図１３は、第２凹部１２の変形例１を示している。このように、第１内側面１１ａと第２内側面１２ａは、間を空けて位置していてもよい。言い換えると、平面視において、第１凹部１１と第２凹部１２は、間を空けて位置しており、繋がっていない。この場合、ｘ方向において、第１内側面１１ａと第２内側面１２ａは、距離Ｄ２を空けて位置している。この場合、ｘ方向における第１内側面１１ａと第２内側面１２ａとの最小の距離Ｄ２は、ｘ方向における第１凹部１１の寸法Ｌｘ１１よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、同じであってもよい。距離Ｄ２が寸法Ｌｘ１１より大きい場合は、第１内側面１１ａと第２内側面１２ａの間の部分における強度が低下する可能性を低減することができる。このため、絶縁体１にクラックなどの破損が発生する可能性を低減できる。また、ｘ方向における第１内側面１１ａと第２内側面１２ａとの最小の距離Ｄ２は、ｘ方向における第２凹部１２の寸法Ｌｘ１２よりも大きくてもよいし、小さくてもよし、同じであってもよい。更に、第１凹部１１が、平面視において、第１側面１ｂと間を空けて位置している場合には、ｘ方向における第１内側面１１ａと第２内側面１２ａとの最小の距離Ｄ２は、ｘ方向における第１側面１ｂから第１内側面１１ａまでの最小の距離Ｄ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
図１４～図１６は、第２凹部１２の変形例２を示している。本変形例においては、第２凹部１２の一部が、平面視において、第１凹部１１と重なって位置している。また、第１凹部１１と第３凹部１３が、重なっていると言い換えてもよい。このような構成であることによって、第１凹部１１と第３凹部１３を連続的に作成することもできるため、配線基板１０１の製造を容易にすることができる。また、第２凹部１２は、第１側面１ｂと交差していてもよい。
＜配線構造体の構成＞
図４～図６に示すように、配線構造体１００は、配線基板１０１と、外部基板３と、配線基板１０１および外部基板３を接合する接合材４と、を備えている。
図５および図６に示すように、外部基板３は、第１上面１ａと対向する第１面３５ａを含む基部３５と、基部３５の第１面３５ａに位置する第１外部導体３１および第２外部導体３２と、を有している。ここで言う、外部基板３は、例えば、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）や、電子回路が形成されたプリント基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）であってもよい。
基部３５の材料としては、例えば、ポリイミド、液晶ポリマー、ガラスエポキシやテフロン（登録商標）を使用することができる。基部３５の材料の比誘電率としては、例えば
、２～５であってもよい。基部３５は、半田や導電性接着剤を接合可能な程度の耐熱性を有している。また、基部３５は、可撓性を有していてもよい。
第１外部導体３１および第２外部導体３２の材料としては第１導体２１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１導体２１の材料と同様の材料が挙げられる。なお、第１導体２１と第１外部導体３１および第２外部導体３２とは、必ずしも同様の材料である必要はなく、異なっていてもよい。また、第１外部導体３１および第２外部導体３２は、上述した第１導体２１と同様の手法によって形成されてもよい。第１外部導体３１および第２外部導体３２の長さ、幅、厚みは、それぞれ、第１導体２１の長さ、幅、厚みと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第１外部導体３１と第１導体２１は、電気的に接続している。図示しないが、より具体的には、第１外部導体３１と第１導体２１は、はんだやろう材によって電気的に接続されている。第１外部導体３１と第１導体２１を電気的に接続する接着剤は、後述する接合材４と同じであっても異なっていてもよい。また、第１外部導体３１と第１導体２１は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）によって、電気的に接続されていてもよい。
また、第２外部導体３２と第２導体２２は、電気的に接続している。第２外部導体３２と第２導体２２は、例えば、上述した、第１外部導体３１と第１導体２１を電気的に接続する手法と同様の手法によって、電気的に接続することができる。
図４～図６に示すように、接合材４は、第１凹部１１に少なくとも一部が位置していてもよい。また、この場合、接合材４は、第１底面１１ｂおよび第１面３５ａを接合している。このような構成であることによって、接合材４が絶縁体１と接する面積が増加するので、外部基板３の絶縁体１に対する接合強度を向上させることができる。
接合材４の材料としては、例えば、ガラスや樹脂などの非導電性の材料や、半田やろう材などの導電性の材料であってもよい。接合材４が、ガラスや樹脂などの非導電性の材料であれば、第１導体２１、第２導体２２、第１外部導体３１、第２外部導体３２におけるインピーダンスの値が変化する可能性を低減することができる。
図５、図９、および図１６に示すように、接合材４は、第１傾斜面４１を有していてもよい。第１傾斜面４１は、第１上面１ａを通るｘ方向に沿う断面視で、第１底面１１ｂから第１面３５ａに向かうにつれて第１側面１ｂから離れる方向に傾斜する面である。このような構成であることによって、接合材４が、絶縁体１と接する面積が増加するので、外部基板３の絶縁体１に対する接合強度を向上させることができる。図５等においては、第１傾斜面４１は、第２内側面１２ａと接続している。言い換えると、接合材４は、第２内側面１２ａから第１面３５ａにかけてフィレットを形成していてもよい。また、図示しないが、第１傾斜面４１は、第１底面１１ｂと接続していてもよい。言い換えると、接合材４は、第１底面１１ｂから第１面３５ａにかけてフィレットを形成していてもよい。接合材４が、第２内側面１２ａから第１面３５ａにかけてフィレットを形成している場合は、接合材４が、第１底面１１ｂから第１面３５ａにかけてフィレットを形成している場合と比較して、接合材４が絶縁体１と接する面積が増加するので、上述の第１底面１１ｂから第１面３５ａにかけてフィレットを形成している場合と比較して、更に、外部基板３の絶縁体１に対する接合強度を向上させることができる。なお、ここで言う第１傾斜面４１とは、図５等に示すような直線である場合に限られず、ｘ軸の負の方向に凸形状を有する曲面であってもよいし、ｘ軸の正の方向に凸形状を有する曲面であってもよい。
図４、図８～図１０、図１３および図１６に示すように、接合材４は、第２傾斜面４２を有していてもよい。第２傾斜面４２は、第１上面１ａを通るｘ方向に沿う断面視で、第
１側面１ｂと接続するとともに、第１底面１１ｂから第１面３５ａに向かうにつれて第１側面１ｂから離れる方向に傾斜する面である。言い換えると、接合材４は、第１側面１ｂから第１面３５ａにかけてフィレットを形成していてもよい。このような構成であることによって、外部基板３の絶縁体１に対する接合強度を向上させることができる。また、図８～図１０に示す、第１凹部１１の変形例１のように、第１凹部１１が、第１側面１ｂと交差している場合には、第２傾斜面４２を増加させることができるので、第１凹部１１が、第１側面１ｂと交差していない場合と比較して、更に、外部基板３の絶縁体１に対する接合強度を向上させることができる。
＜電子部品実装用パッケージの構成＞
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電子部品実装用パッケージ１０ａは、配線基板１０１と、基体１０４と、枠体１０２と、を備えている。枠体１０２は、基体１０４上に接合されている。配線基板１０１は、枠体１０２に固定されている。電子部品実装用パッケージ１０ａにおいて、配線基板１０１は、接合材４を介して外部基板３と接続された配線構造体１００であってもよい。
基体１０４の上面には、配線基板１０１が接合されていてもよい。基体１０４は、例えば、平面視において、矩形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ～２０ｍｍである。基体１０４の材料としては、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケル又はコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金が挙げられる。この場合、基体１０４は、１枚の金属板又は複数の金属板を積層させた積層体であっても良い。また、基体１０４の材料が、上記金属材料である場合には、酸化腐食を低減するために、基体１０４の表面には、電気めっき法又は無電解めっき法を用いて、ニッケル又は金等の鍍金層が形成されていてもよい。また、基体１０４の材料は、絶縁材料であって、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等のセラミック材料であってもよい。
また、基体１０４は、電気回路が印刷されたＰＣＢであってもよい。この場合、配線基板１０１は、基体１０４に対してＢＧＡによって接合されていてもよい。
枠体１０２は、基体１０４の上面に位置し、平面視において、内部に位置する電子部品１０３を保護している。つまり、平面視において、枠体１０２は、電子部品１０３を取り囲むように位置している。図１に示すように、本実施形態においては、枠体１０２と配線基板１０１によって、基体１０４の上面の外縁が囲まれている。このように、枠体１０２は、基体１０４の上面の外縁の全てを囲っていなくてもよい。また、本実施形態においては、枠体１０２は、基体１０４の上面の外縁に沿って位置しているが、枠体１０２は、基体１０４の上面の外縁よりも内側に位置していてもよい。
枠体１０２は平面視において、矩形状であってもよい。この場合、配線基板１０１は、枠体１０２の下面に接合されていてもよい。更に、配線基板１０１が、基体１０４の上面に接合される場合には、枠体１０２および基体１０４によって、配線基板１０１が挟まれる構造となっていてもよい。
枠体１０２の材料は、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケル又はコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金であってもよい。また、枠体１０２の材料は、絶縁材料であって、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等のセラミック材料であってもよい。
枠体１０２は、ろう材等を介して基体１０４に接合することができる。なお、ろう材の材料は、例えば、銀、銅、金、アルミニウム又はマグネシウムであり、ニッケル、カドミウム又はリンなどの添加物を含有させてもよい。
図１に示すように、枠体１０２は、貫通孔１０２ａを有していてもよい。図示しないが、貫通孔１０２ａには、透光性の窓部材を含む固定部材が接合されていてもよい。また、固定部材には、光ファイバーが挿入されて固定されていてもよい。
＜電子モジュールの構成＞
本発明の一実施形態に係る電子モジュール１０は、電子部品実装用パッケージ１０ａと、電子部品１０３と、蓋体１０５と、を備えている。電子部品１０３は、基体１０４上に位置し、配線基板１０１と電気的に接続されている。蓋体１０５は、枠体１０２上に位置し、電子部品実装用パッケージ１０ａの内部を覆って位置している。
電子モジュール１０において、配線基板１０１は、接合材４を介して外部基板３と接続された配線構造体１００であってもよい。
電子部品１０３は、例えば、光信号を電気信号に変換又は電気信号を光信号に変換するなど信号の処理を行う部品であってもよい。電子部品１０３は、基体１０４の上面に位置し、電子部品実装用パッケージ１０ａに収納されている。
電子部品１０３としては、例えば、半導体レーザー（ＬＤ）又は、フォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子、半導体集積回路素子および光センサ等のセンサ素子が挙げられる。電子部品１０３は、例えばガリウム砒素又は窒化ガリウムなどの半導体材料によって形成できる。電子部品１０３が、光半導体素子である場合、電子モジュール１０は光通信用モジュールとして用いることができる。
蓋体１０５は、枠体１０２上に、電子部品実装用パッケージ１０ａの内部を覆って位置し、枠体１０２とともに電子部品１０３を保護する。蓋体１０５は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ～２ｍｍである。蓋体１０５の材料としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン又はタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を複数組み合わせた合金などが挙げられる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、蓋体１０５を構成する金属部材を作製することができる。
電子モジュール１０は、蓋体１０５と枠体１０２の間に位置するシールリングを更に備えていてもよい。シールリングは、蓋体１０５と枠体１０２を接合する機能を有する。シールリングは枠体１０２上に位置しており、平面視において電子部品１０３を取り囲んでいる。シールリングの材料としては、例えば、鉄、銅、銀、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン又はタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を複数組み合わせた合金などが挙げられる。なお、枠体１０２上にシールリングを設けない場合には、蓋体１０５は、例えば、半田、ろう材、ガラス又は樹脂接着材などの接着剤を介して枠体１０２上に接合されてもよい。
なお、本実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものでない。また、各実施形態同士の組み合わせも可能である。
１ 絶縁体
１ａ 第１上面
１ｂ 第１側面
１ｃ 第１下面
１１ 第１凹部
１１ａ 第１内側面
１１ｂ 第１底面
１１ｏ 第１開口
１２ 第２凹部
１２ａ 第２内側面
１２ｂ 第２底面
１２ｏ 第２開口
１３ 第３凹部
１３ａ 第３内側面
１３ｂ 第３底面
１３ｏ 第３開口
２１ 第１導体
２１ｅ 第１端面
２２ 第２導体
２２ｅ 第２端面
２３ 第３導体
２４ 第４導体
３ 外部基板
３１ 第１外部導体
３２ 第２外部導体
３３ 第３外部導体
３４ 第４外部導体
３５ 基部
３５ａ 第１面
４ 接合材
４１ 第１傾斜面
４２ 第２傾斜面
４３ 垂れた接合材
Ｌｘ１１ ｘ方向における第１凹部の寸法
Ｌｙ１１ ｙ方向における第１凹部の寸法
Ｌｚ１１ ｚ方向における第１上面から第１底面までの距離
Ｌｘ１２ ｘ方向における第２凹部の寸法
Ｌｙ１２ ｙ方向における第２凹部の寸法
Ｌｚ１２ ｚ方向における第１上面から第２底面までの距離
Ｄ１ ｘ方向における第１側面から第１内側面までの最小の距離
Ｄ２ ｘ方向における第１内側面と第２内側面との最小の距離
１０ 電子モジュール
１０ａ 電子部品実装用パッケージ
１００ 配線構造体
１０１ 配線基板
１０２ 枠体
１０２ａ 貫通孔
１０３ 電子部品
１０４ 基体
１０５ 蓋体

Claims (15)

  1. 第１上面と、該第１上面と反対側の第１下面と、前記第１上面および前記第１下面の間に位置する第１側面と、を有する絶縁体と、
    前記第１上面に位置し、平面視で前記第１側面と間を空けるとともに、前記第１側面から遠ざかる第１方向に延びる第１導体と、
    前記第１上面に位置し、平面視で前記第１側面および前記第１導体と間を空けるとともに、前記第１方向に延びる第２導体と、を備え、
    前記第１導体は、平面視で前記第１側面と対向する第１端面を有し、
    前記第２導体は、平面視で前記第１側面と対向する第２端面を有し、
    前記絶縁体は、
    前記第１上面に第１開口を有し、平面視で前記第１端面および前記第２端面に接する第１凹部と、
    前記第１上面に第２開口を有し、平面視で前記第１方向と交差する第２方向において前記第１導体および前記第２導体の間に位置する第２凹部と、を更に有し、
    前記第１凹部は、前記第２方向に延びているとともに、前記第１上面と接続する第１内側面および該第１内側面と接続する第１底面を含み、
    前記第２凹部は、前記第１上面と接続する第２内側面および該第２内側面と接続する第２底面を含み、
    前記第１上面と垂直な第３方向における前記第１上面から前記第１底面までの距離は、前記第３方向における前記第１上面から前記第２底面までの距離よりも小さい、配線基板。
  2. 前記第１凹部は、平面視において、前記第１側面と間を空けて位置している、請求項１に記載の配線基板。
  3. 前記第１凹部は、前記第１側面と交差している、請求項１に記載の配線基板。
  4. 前記第２内側面は、前記第１内側面および前記第１底面と接続している、請求項１に記載の配線基板。
  5. 前記第１内側面と前記第２内側面は、間を空けて位置している、請求項１に記載の配線基板。
  6. 前記第１底面の表面粗さは、前記第１上面の表面粗さより大きい、請求項１に記載の配線基板。
  7. 前記絶縁体は、
    前記第２底面に第３開口を有する第３凹部を更に有し、
    前記第３凹部は、前記第２内側面および前記第２底面と接続する第３内側面と、該第３内側面と接続する第３底面とを有し、
    前記第３方向における前記第２底面から前記第３底面までの距離は、前記第３方向における前記第１上面から前記第２底面までの距離よりも小さい、請求項４に記載の配線基板。
  8. 前記第３方向における前記第２底面から前記第３底面までの距離は、前記第３方向における前記第１上面から前記第１底面までの距離と同じである、請求項７に記載の配線基板。
  9. 請求項１に記載の配線基板と、
    前記第１上面と対向する第１面を含む基部と、前記第１面に位置する第１外部導体および第２外部導体と、を有する外部基板と、
    前記第１凹部に少なくとも一部が位置する接合材と、を備え、
    前記第１外部導体と前記第１導体は、電気的に接続しており、
    前記第２外部導体と前記第２導体は、電気的に接続しており、
    前記接合材は、前記第１底面および前記第１面を接合している、配線構造体。
  10. 前記接合材は、前記第１上面を通る前記第１方向に沿う断面視で、前記第１底面から前記第１面に向かうにつれて前記第１側面から離れる方向に傾斜する第１傾斜面を有している、請求項９に記載の配線構造体。
  11. 請求項３に記載の配線基板と、
    前記第１上面と対向する第１面を含む基部と、前記第１面に位置する第１外部導体および第２外部導体と、を有する外部基板と、
    前記第１凹部に少なくとも一部が位置する接合材と、を備え、
    前記第１外部導体と前記第１導体は、電気的に接続しており、
    前記第２外部導体と前記第２導体は、電気的に接続しており、
    前記接合材は、前記第１上面を通る前記第１方向に沿う断面視で、前記第１側面と接続するとともに前記第１底面から前記第１面に向かうにつれて前記第１側面から離れる方向に傾斜する第２傾斜面を有している、配線構造体。
  12. 基体と、
    前記基体上に接合された枠体と、
    前記枠体に固定された請求項１～７に記載の配線基板と、を備えている、電子部品実装用パッケージ。
  13. 基体と、
    前記基体上に接合された枠体と、
    前記枠体に固定された請求項９～１１に記載の配線構造体と、を備えている、電子部品実装用パッケージ。
  14. 請求項１２に記載の電子部品実装用パッケージと、
    前記基体上に位置し、前記配線基板と電気的に接続された電子部品と、
    前記枠体上に位置し、前記電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置する蓋体と、を備えている、電子モジュール。
  15. 請求項１３に記載の電子部品実装用パッケージと、
    前記基体上に位置し、前記配線構造体と電気的に接続された電子部品と、
    前記枠体上に位置し、前記電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置する蓋体と、を備えている、電子モジュール。
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