JP4669305B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ＩＣチップのような電子部品を容易に実装でき且つ開口部の封止も容易なキャビティを有する配線基板に関する。

電子部品を実装するため、かかる電子部品の実装エリアとこれと導通する複数のパッドとを配置し得る広さの底面を有する箱形のキャビティを設けたリードレスパッケージが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、発光ダイオードなどの発光素子を搭載する底面と、かかる発光素子からの光を反射する金属反射層を形成し且つ上方に広がる傾斜面と、からなる凹部を有する発光素子収納用パッケージも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−６８４１４号公報（第１〜９頁、図１） 特開２００４−１７９４３８号公報（第１〜５頁、図１）

特許文献１の前記リードレスパッケージに形成される箱形のキャビティでは、当該キャビティの底面にＩＣチップや発光素子を実装する実装エリアと、前記ＩＣチップなどと導通する複数のパッドと、を配置するスペースを容易に確保できる。しかし、パッケージ自体の小型化に伴い、上記キャビティを外部から封止すべく、当該キャビティの開口部に蓋板を接合する際に、前記パッケージの表面における当該キャビティの周囲において、例えば、ロウ材などの封止材を配設するための導体層からなるシールエリアを確保し難くなる、という問題があった。
一方、特許文献２の前記発光素子収納用パッケージに形成される上方に広がる傾斜面を有する凹部では、当該凹部を透明なガラス板などによって封止するため、かかる凹部の周囲における基体の表面に上記シールエリアを確保することが困難であった。しかも、上記シールエリアを確保しようとすると、上記凹部の側面が上方に広がる傾斜面であるため、当該凹部の底面において、発光素子の実装エリアと、かかる発光素子と導通する導電性の搭載部と、を配置すべきスペースの確保が困難となる、という問題があった。

本発明は、前記背景技術において説明した問題点を解決し、基板本体の表面にシールエリアを容易に確保できると共に、かかる表面に開口するキャビティの底面に電子部品などの実装エリアやこれと導通する導体層の配置するためのスペースを容易に確保できる配線基板を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、キャビティの側面に当該キャビティに向かって広くなる傾斜面を適用する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層を積層してなる基板本体と、かかる基板本体の表面に開口し且つ底面および側面を有するキャビティと、を含み、かかるキャビティの底面には、該底面に実装される電子部品と電気的に接続されるパッドが形成され、上記キャビティの側面は、当該キャビティの底面側に向かって広くなるように傾斜している傾斜面と、上記キャビティの底面に対して垂直な垂直面とで構成されており、上記キャビティの側面における垂直面は、該キャビティの底面に隣接して位置し、且つ上記キャビティの側面における傾斜面は、上記垂直面における基板本体の表面側に位置し、上記基板本体の絶縁層のうち、上記キャビティの側面を有する上記絶縁層は、該側面を構成する上記傾斜面と垂直面とを個別に有する複数の絶縁層であり、上記キャビティの平面視における底面側の面積は、該キャビティの平面視における開口部側の面積よりも大きく、上記キャビティの開口部に隣接する上記基板本体の表面には、シール材を配置するための導体層よりなるシールエリアが確保されている、ことを特徴とする。

これによれば、前記キャビティの側面は、当該キャビティの底面に対して垂直な垂直面と、当該キャビティの底面側に向かって広くなるように傾斜する傾斜面とで構成され、且つ上記垂直面は、該キャビティの底面に隣接して位置し、上記傾斜面は、上記垂直面における基板本体の表面側に位置している。このため、キャビティの側面全体が当該キャビティの底面に対して垂直な垂直面のみからなる前記リードレスパッケージに比べ、当該キャビティの底面に電子部品などの実装エリアや該電子部品と電気的に接続されるパッド（導体層）を配置するためのスペースを十分に広く確保できる。同時に、凹部（キャビティ）の側面全体が基板本体の表面に向かって広がる傾斜面である前記発光素子収納用パッケージに比べ、キャビティが開口する基板本体の表面において、金属製またはセラミック製などの蓋板や、ガラス製などの光透過性材料からなる蓋板を接合するための封止（シール）材を配設すべき導体層よりなるシールエリアを十分幅広にして確保することができる。従って、キャビティの底面に電子部品などを容易に実装でき且つこれと導通する導体層も配置できると共に、かかるキャビティの開口部を蓋板で容易に封止できる配線基板を提供できる。

尚、前記基板本体を形成する絶縁材は、例えばアルミナを主成分とするセラミック、低温焼成セラミックの１種であるガラス−セラミック、あるいはエポキシ系をはじめとする各種の樹脂である。また、前記傾斜面を含む側面を有するキャビティを形成するには、傾斜した側面を有する貫通孔を設けた絶縁層と、その下側の平坦な絶縁層とを、直に、あるいは、垂直な側面の貫通孔を設けた絶縁層を更に併用して、積層することで可能となる。この場合、前記絶縁材がセラミックまたはガラス−セラミックの場合には、例えば、所要のクリアランスを介してグリーンシートを打ち抜き加工することで、傾斜した側面を有する貫通孔を有するグリーンシート（絶縁層）が得られる。一方、前記絶縁材が樹脂の場合には、例えば、打ち抜き加工で樹脂フイルムに側面が垂直な貫通孔を形成し、かかる貫通孔に傾斜面を有する金型を圧入することで、傾斜した側面を有する貫通孔を有する樹脂フイルム（絶縁層）が得られる。

また、本発明には、前記キャビティの側面における垂直面を有する前記絶縁層の厚みは、前記キャビティの側面における傾斜面を有する前記絶縁層の厚みよりも厚い、配線基板（請求項２）も含まれる。

付言すれば、前記キャビティの側面は、前記傾斜面と、当該キャビティの底面に対して垂直な一対の垂直面と、からなり、一対の垂直面は、基板本体の表面と上記キャビティの底面とに個別に隣接して位置すると共に、これら一対の垂直面の間に上記傾斜面が位置する、配線基板も本発明に含まれ得る。
これによる場合も、キャビティの底面に電子部品などを容易に実装でき且つこれと導通するパッド（導体層）も配置できると共に、かかるキャビティの開口部を蓋板で容易に封止できる配線基板を確実に提供することが可能となる。

更に、前記傾斜面を有する前記絶縁層の厚みは、前記キャビティの底面に電子部品を実装するための搭載層の厚みとほぼ同じである、配線基板も本発明に含まれ得る。これによる場合、例えば発光ダイオードのような発光素子をキャビティの底面上に実装した場合、かかる発光素子の光を、上記傾斜面の直上の垂直面に形成する光反射層によって、効率良く反射して外部に放射することが可能となる。

尚、前記電子部品には、ＩＣチップのほか、例えば撮像素子、圧電素子、ＳＡＷフィルタ、あるいは、発光ダイオードのような発光素子も含まれる。また、かかる発光素子をキャビティの底面に実装する場合には、ガラスなどの光透過性の蓋板が用いられる。
更に、前記キャビティは、平面視が矩形、円形、長円形、または楕円形の何れかを呈する、配線基板も本発明に含まれ得る。これによる場合、キャビティの底面に発光素子を実装した場合、かかる発光素子の光を、キャビティの側面における垂直面に形成される光反射層によって、効率良く反射して外部に放射することが可能となる。

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の前提となる参考形態の配線基板１を示す平面図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図である。
配線基板１は、図１，図２に示すように、表面３および裏面４を有する基板本体２と、かかる基板本体２の表面３に開口し底面６および４つの側面（傾斜面）７を有するキャビティ５と、を備えている。
基板本体２は、図２に示すように、例えば、アルミナ系のセラミック（絶縁材）からなる上側絶縁層Ｓ１と、下側絶縁層Ｓ２と、を一体に積層したもので、平面視で正方形を呈する。因みに、基板本体２の寸法は、約５×５×３ｍｍである。

図１，図２に示すように、キャビティ５は、平面視で正方形を呈する底面６と、当該底面６と基板本体２の表面３との間に位置し且つ当該キャビティ５の底面６側に向かって広くなるように傾斜する４つの傾斜面７と、からなる。かかる傾斜面７は、キャビティ５の底面６との間に３０〜８０度の鋭角の傾斜（交差）角度を有し、当該傾斜面７の上端部と下端部との間における水平方向に沿った幅Ｌは、各辺で少なくとも５０μｍが確保される。
上記角度が３０度未満では、上側絶縁層Ｓ１を構成するグリーンシートが、下側絶縁層Ｓ２を構成するグリーンシートに積層し圧着する際に、前者のグリーンシートの各傾斜面７の上端部付近が、キャビティ５の底面６寄りに倒れるおそれが生じる。一方、上記角度が８０度を越えると、上記の幅Ｌが確保しにくくなるため、底面７に後述する電子部品や電子部品を搭載するパッドを配置するスペースが十分に確保できなくなる。このため、上記角度の範囲を設定したものである。

前記キャビティ５を有する上側絶縁層Ｓ１は、単層または複層のアルミナを含むグリーンシートに対し、所要のクリアランスを介するパンチと受入孔付きダイスとによる打ち抜き加工により、４つの傾斜面７を有するほぼ四角錐の貫通孔を形成し且つ焼成したものである。尚、複層のグリーンシートの場合は、上下に積層する単位グリーンシートに形成する各貫通孔の傾斜面７，７が積層時に連続するように加工される。そして、かかるほぼ四角錐の貫通孔を形成したグリーンシートとからなる上側絶縁層Ｓ１と、アルミナを含む平坦な複層のグリーンシートの積層体からなる下側絶縁層Ｓ２と、を積層し且つ所定の温度域で焼成することにより、キャビティ５を含む前記基板本体２が形成される。
下側絶縁層Ｓ２には、所定パターンの配線層と、かかる配線層と次述するパッドとの間を接続するビア導体（何れも図示せず）とが形成されている。かかる配線層やビア導体は、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、またはＡｇからなる。複層のグリーンシートから構成した上側絶縁層Ｓ１にも、同様な配線層やビア導体が形成されている。

図１，図２に示すように、キャビティ５の底面６には、一対のパッド（導体層）１２，１３が対称に形成され、これらの間の中央部に低融点合金のロウ材１１またはエポキシ系の接着性樹脂を介してＩＣチップ（電子部品）１０が実装される。上記パッド１２，１３は、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、またはＡｇからなり、上側・下側絶縁層Ｓ１，Ｓ２内の前記配線層と、導通可能とされている。また、上記低融点合金は、例えばＳｎ−Ａｇ系合金からなる。
図２に示すように、底面６の中央部に実装されたＩＣチップ１０とパッド１２，１３との間は、ロウ付けによるボンディングワイヤｗにより、個別に導通が取られる。ＩＣチップ１０が表面実装タイプの場合には、図示しないロウ材を介してパッド１２，１３に接続される。
更に、基板本体２の表面３には、ＩＣチップ１０を実装したキャビティ５の開口部を封止するため、平面視が正方形の蓋板（リッド）１４が、前記同様の低融点合金のロウ材１５を介して接合される。この際、キャビティ５の４つの側面が前記傾斜面７であることから、基板本体２の表面３における上記ロウ材１５を配置するための導体層（図示せず）を容易に形成することができるので、シールエリアを容易に確保することができる。

尚、蓋板１４には、例えば、Ｆｅ−４２ｗｔ％Ｎｉ（以下、４２アロイと称する）、コバール（Ｆｅ−２９ｗｔ％Ｎｉ−１７ｗｔ％Ｃｏ）、Ｃｕ−２．３ｗｔ％Ｆｅ−０．０３ｗｔ％Ｐ（以下、１９４合金と称する）などの金属板や、あるいは各種のセラミック板が用いられる。
以上のような配線基板１によれば、ほぼ四角錐を呈するキャビティ５の側面である各傾斜面７が、当該キャビティ５の底面６側に向かって広がるように傾斜している。このため、かかるキャビティ５の底面６にＩＣチップ１０の実装エリアやパッド１２，１３を形成するためのスペースが十分に確保できると共に、ＩＣチップ１０を搭載するためのパッドを配設するための十分なスペースもキャビティ５の底面６で確保できる。しかも、キャビティ５を封止するため、蓋板１４を接合するためのロウ材１５を配設する導体層からなるシールエリアを、基板本体２の表面３に十分に確保することができる。
従って、配線基板１によれば、小型化および高性能化のニーズに容易に対応することが可能となる。

図３は、本発明の前提となる別の参考形態の配線基板１ａを示す図２と同様な断面図である。配線基板１ａも、前記同様の基板本体２と、キャビティ５ａとを備えている。以下においては、前記配線基板１と相違する部分について説明する。
図３に示すように、キャビティ５ａは、平面視で正方形を呈する底面６と、その４つの辺と基板本体２の表面３との間に位置する側面（７ａ，８）とを有する。かかる側面（７ａ，８）は、キャビティ５ａの底面６に隣接し且つ当該底面６側に向かって広がるように傾斜する傾斜面７ａと、当該傾斜面７ａと基板本体２の表面３との間に位置し且つキャビティ５ａの底面６に対して垂直な垂直面８とからなる。傾斜面７ａは、上側絶縁層Ｓ１を構成する下層側のセラミック層ｓ２に形成され、垂直面８は、上側絶縁層Ｓ１を構成する上層側のセラミック層ｓ１に形成されている。

セラミックｓ２は、単層のグリーンシートに対して、前記同様の打ち抜き加工を施すことにより、４つの傾斜面７ａを有するほぼ四角錐の貫通孔を形成したものである。また、セラミックｓ１は、単層または複層のグリーンシートに対して、最小限のクリアランスを介して打ち抜き加工を施すことにより、４つの垂直面８を有する四角柱の貫通孔を形成したものである。これらのグリーンシートと、下側絶縁層Ｓ２と、を積層し且つ所定の温度域で焼成することにより、キャビティ５ａを含む前記基板本体２が形成される。尚、各傾斜面７ａも、前記傾斜角度および上・下端部間の幅Ｌを有する。

図３に示すように、キャビティ５ａの底面６には、前記同様のパッド１２と、これよりも広く且つ厚いパッド（搭載層）１３ａとが形成され、かかるパッド１３ａの厚みは、前記セラミック層ｓ２の厚みとほぼ同じである。かかるパッド１３ａ上の実装エリアには、発光ダイオード（発光素子）１９が実装され、当該発光ダイオード１９と上記パッド１２との間は、ボンディングワイヤｗにより導通される。
また、図３に示すように、各垂直面８には、表層のＡｇメッキ層を含む光反射層１８が形成され、発光ダイオード１９からの光を外部に反射する。尚、４つの垂直面８が互いに隣接する内隅部には、予め導体層を形成し、かかる導体層の上にＮｉメッキ、Ａｕメッキ、Ａｇメッキなどの電解メッキを施すことにより、光反射層１８が形成される。前記ボンディングワイヤｗや発光ダイオード１９が設けられたキャビティ５ａ内には、固化前の封止用樹脂ｊが基板本体２の表面３とほぼ面一にして充填される。

更に、図３に示すように、前記発光ダイオード１９からの光を透過させるため、基板本体２の表面３には、平面視が正方形で透明ガラスからなる蓋板１６が、封止用ガラス１７を介して接合される。かかる封止用ガラス１７は、キャビティ５ａの各側面に前記傾斜面７ａが含まれているため、発光ダイオード１９を搭載するパッド１３ａを設けるためのスペースをキャビティ５ａの底面６に確保しつつ、半溶融状態で基板本体２の表面３に配設すべき、そのシールエリアを容易に確保することができる。
以上のような配線基板１ａによれば、キャビティ５ａの側面に含まれる各傾斜面７ａが、当該キャビティ５ａの底面６側に向かって広がるように傾斜しているため、キャビティ５ａの底面６に発光ダイオード１９の実装エリアやパッド１２，１３ａを形成するためのスペースが十分に確保できる。同時に、キャビティ５ａを封止するため、透明ガラスの蓋板１６を接合するための封止用ガラス１７を配設するためのシールエリアを、基板本体２の表面３に十分に確保できる。しかも、傾斜面７ａを有するセラミック層ｓ２とパッド１３ａとの厚みをほぼ同じとしたので、発光ダイオード１９からの光を、光反射層１８により効率良く反射することも可能である。

図４は、本発明による一形態の配線基板１ｂを示す図２と同様な断面図である。配線基板１ｂも、前記同様の基板本体２と、キャビティ５ｂとを備えている。以下では、前記配線基板１と相違する部分について説明する。
図４に示すように、キャビティ５ｂは、平面視で正方形を呈する底面６と、その４つの辺と基板本体２の表面３との間に位置する側面（８，７ｂ）とからなる。かかる側面（８，７ｂ）は、キャビティ５ｂの底面６に隣接し且つこれに対して垂直な垂直面８と、当該垂直面８と基板本体２の表面３との間に位置し且つキャビティ５ｂの底面６側に向かって広がるように傾斜する傾斜面７ｂと、からなる。傾斜面７ｂは、上側絶縁層Ｓ１を構成する上層側のセラミック層ｓ２に形成され、垂直面８は、上側絶縁層Ｓ１を構成する下層側のセラミック層ｓ１に形成されている。

セラミックｓ２およびセラミックｓ１は、前記同様に形成されたもので、これらのグリーンシートと、下側絶縁層Ｓ２と、を積層し且つ所定の温度域で焼成することにより、キャビティ５ｂを含む前記基板本体２が形成される。尚、各傾斜面７ｂも、前記の傾斜角度および上・下端部間の幅Ｌを有する。
図４に示すように、キャビティ５ｂの底面には、前記同様のパッド１２，１３が形成され、これらの間にロウ材１１を介してＩＣチップ１０が実装される。また、基板本体２の表面３には、図示しない導体層の上に設けたロウ材１５を介して、蓋板１４がロウ付けされることで、キャビティ５ｂが封止される。
以上の配線基板１ｂによっても、ほぼ四角柱を呈するキャビティ５ｂの側面の上部に位置する各傾斜面７ｂが、当該キャビティ５ｂの底面６側に向かって広がるように傾斜しているため、キャビティ５ｂの底面６にＩＣチップ１０の実装エリアやパッド１２，１３を形成するためのスペースが十分に確保できる。同時に、キャビティ５ｂを封止するため、金属製の蓋板１４をロウ付けするためのロウ材１５を配設するための導体層よりなるシールエリアを、基板本体２の表面３に十分に確保できる。

図５は、本発明による異なる形態の配線基板１ｃを示す図２と同様な断面図である。配線基板１ｃも、前記同様の基板本体２と、キャビティ５ｃとを備えている。以下、前記配線基板１と相違する部分について説明する。
図５に示すように、キャビティ５ｃは、平面視で正方形を呈する底面６と、その４つの辺と基板本体２の表面３との間に位置する側面（８，７ｃ，８）とからなる。かかる側面（８，７ｃ，８）は、キャビティ５ｃの底面６に隣接し且つこれ対して垂直な垂直面８と、当該垂直面８の上に隣接し且つキャビティ５ｃの底面６側に向かって広がるように傾斜する傾斜面７ｃと、当該傾斜面７ｃと基板本体２の表面３との間に位置する垂直面８とからなる。傾斜面７ｃは、上側絶縁層Ｓ１を構成する中層のセラミック層ｓ２に形成され、上下一対の垂直面８は、上側絶縁層Ｓ１を構成する下層側および上層側のセラミック層ｓ１，ｓ３に形成される。尚、下層側の垂直面８を形成するセラミック層ｓ１の貫通孔の内径は、上層側の垂直面８を形成するセラミック層ｓ３の貫通孔の内径よりも大きい。

セラミックｓ２およびセラミックｓ１，ｓ３は、前記同様に形成され、これらのグリーンシートの積層体と、下側絶縁層Ｓ２と、を積層し且つ所定の温度域で焼成することにより、キャビティ５ｃを含む前記基板本体２が形成される。尚、各傾斜面７ｃも、前記の傾斜角度および上・下端部間の幅Ｌを有する。
図５に示すように、キャビティ５ｃの底面６には、前記同様にパッド１２，１３が形成され、且つＩＣチップ１０が実装され、基板本体２の表面３には、ロウ材１５を介して蓋板１４がロウ付けされることで、キャビティ５ｃを封止する。
以上の配線基板１ｃによっても、ほぼ四角柱を呈するキャビティ５ｃの側面の上部に位置する各傾斜面７ｃが、当該キャビティ５ｃの底面６側に向かって広がるように傾斜しているため、キャビティ５ｃの底面６にＩＣチップ１０の実装エリアやパッド１２，１３を形成するためのスペースが十分に確保できる。同時に、キャビティ５ｃを封止するため、金属製の蓋板１４をロウ付けするためのロウ材１５を配設するための導体層よりなるシールエリアを、基板本体２の表面３に十分に確保できる。

図６〜図９は、前記配線基板１ｂ，１ｃの変形形態である配線基板１ｄ〜１ｇの概略を示す平面図である。
図６に示す配線基板１ｄは、前記同様の基板本体２を有する。かかる基板本体２の表面３に開口するキャビティ５ｄは、平面視が正方形を呈する底面６と、図６の底面６の上辺から立設する垂直面８および底面６の左右辺・下辺と基板本体２の表面３との間に位置する３つの傾斜面７ａからなる側面を有する。尚、３辺の傾斜面７ａに替えて、前記傾斜面７ｂ，７ｃの何れかとしても良い。
図７に示す配線基板１ｅも、前記同様の基板本体２を有する。かかる基板本体２の表面３に開口するキャビティ５ｅは、平面視が正方形を呈する底面６と、図７の底面６の上辺・左辺から立設する垂直面８，８および底面６の右辺・下辺と基板本体２の表面３との間に位置する２つの傾斜面７ａからなる側面と、を有する。尚、２辺の傾斜面７ａに替えて、傾斜面７ｂ，７ｃの何れかと垂直面８とからなる側面としても良い。

図８に示す配線基板１ｆも、前記同様の基板本体２を有する。かかる基板本体２の表面３に開口するキャビティ５ｆは、平面視が正方形を呈する底面６と、図８の底面６の上辺・下辺から対向して立設する垂直面８，８および底面６の左辺・右辺から基板本体２の表面３との間に対向して位置する２つの傾斜面７ａからなる側面と、を有する。尚、対向する２辺の傾斜面７ａに替えて、前記傾斜面７ｂ，７ｃの何れかと垂直面８とからなる側面としても良い。
図９に示す配線基板１ｇも、前記同様の基板本体２を有する。かかる基板本体２の表面３に開口するキャビティ５ｇは、平面視が正方形を呈する底面６と、図９の底面６の上辺・下辺・左辺から立設する３つの垂直面８および底面６の右辺から基板本体２の表面３との間に位置する前記傾斜面７ａからなる側面と、を有する。尚、１つの傾斜面７ａに替えて、前記傾斜面７ｂ，〜７ｃの何れかと垂直面８とからなる側面としても良い。
以上のような配線基板１ｄ〜１ｇによっても、前記配線基板１ｂ，１ｃと同様の効果を奏する。尚、配線基板１ｄ〜１ｇでは、平面視における基板本体２にキャビティ５ｄ〜５ｇを形成する位置に応じて、傾斜面７ａ〜７ｃの面数や配置が選択される。

図１０は、異なる参考形態の配線基板２０を示す平面図、図１１は、図１０中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った断面図である。
配線基板２０は、図１０，図１１に示すように、表面２３および裏面２４を有する基板本体２２と、かかる基板本体２２の表面２３に開口し底面２６およびほぼ円錐形の側面（傾斜面）２７を有するキャビティ２５と、を備えている。
基板本体２２は、図１１に示すように、前記同様のセラミック（絶縁材）からなる上側絶縁層Ｓ１と、下側絶縁層Ｓ２と、を一体に積層したものである。
図１０，図１１に示すように、キャビティ２５は、平面視で円形を呈する底面２６と、かかる底面２６の周辺と基板本体２２の表面２３との間に位置し且つ当該キャビティ２５の底面２６側に向かって広くなるように傾斜するほぼ円錐形の傾斜面２７と、からなる。かかる傾斜面２７は、キャビティ２５の底面２６との間に３０〜８０度の鋭角の傾斜（交差）角度を有し、当該傾斜面２７の上端部と下端部との間における水平方向に沿った幅Ｌは、底面２６の全周において少なくとも５０μｍが確保される。

前記キャビティ２５を有する上側絶縁層Ｓ１は、単層または複層のアルミナを含むグリーンシートに対し、所要のクリアランスを介するパンチと受入孔付きダイスとによる打ち抜き加工により、ほぼ円錐形の傾斜面２７を有するほぼ円錐形の貫通孔を形成したものである。尚、複層のグリーンシートの場合は、上下に積層する単位グリーンシートに形成する各貫通孔の傾斜面２７が積層時に連続するように形成される。そして、かかるほぼ円錐形の貫通孔を形成したグリーンシートとからなる上側絶縁層Ｓ１と、アルミナを含む平坦な複層のグリーンシートの積層体からなる下側絶縁層Ｓ２と、を積層し且つ所定の温度域で焼成することにより、キャビティ２５を含む前記基板本体２５が形成される。
下側絶縁層Ｓ２には、前述した配線層と、かかる配線層と次述するパッドとの間を接続するビア導体（何れも図示せず）とが形成され、複層のグリーンシートから構成した上側絶縁層Ｓ１にも、同様な配線層やビア導体が形成されている。

図１０，図１１に示すように、キャビティ２５の底面２６には、前記同様のパッド１２，１３が対称に形成され、これらの間にロウ材１１またはエポキシ系の接着性樹脂を介してＩＣチップ１０が実装される。上記パッド１２，１３は、Ｗなどからなり、上側・下側絶縁層Ｓ１，Ｓ２内の配線基板と、導通可能とされる。
図１１に示すように、底面６に実装されたＩＣチップ１０とパッド１２，１３との間は、ボンディングワイヤｗにより、個別に導通が取られる。更に、基板本体２２の表面２３には、ＩＣチップ１０を実装したキャビティ２５の開口部を封止するため、平面視が正方形を呈し、４２アロイ、コバール、１９４合金などからなる蓋板１４が、前記同様のロウ材１５を介して接合される。この際、キャビティ２５の側面が前記傾斜面２７であるため、基板本体２２の表面２３における上記ロウ材１５を配設するための導体層よりなるシールエリアを容易に確保することができる。

以上のような配線基板２０によれば、ほぼ円錐形を呈するキャビティ２５の側面である傾斜面２７が、当該キャビティ２５の底面２６側に向かって広がるように傾斜している。このため、かかるキャビティ２５の底面２６にＩＣチップ１０の実装エリアやパッド１２，１３を形成すべきスペースが十分に確保できると同時に、キャビティ２５を封止すべく、蓋板１４を接合するためのロウ材１５を配設するための導体層よりなるシールエリアを、基板本体２２の表面３３に十分に確保することができる。従って、配線基板２０によれば、小型化および高性能化のニーズに容易に対応することが可能となる。

図１２は、前記配線基板２０の応用形態である配線基板２０ａを示す図１１と同様な断面図である。配線基板２０ａも、前記同様の基板本体２２と、キャビティ５５ａとを備えている。以下においては、前記配線基板２０と相違する部分について説明する。
図１２に示すように、キャビティ２５ａは、平面視で円形を呈する底面２６と、その周辺と基板本体２２の表面２３との間に位置する側面（２８，２９）とからなる。かかる側面（２８，２９）は、キャビティ２５ａの底面２６に隣接且つ当該底面２６側に向かって広がるように傾斜する傾斜面２８と、当該傾斜面２８と基板本体２２の表面２３との間に位置し且つキャビティ２５ａの底面２６に対して垂直な垂直面２９とからなる。傾斜面２８は、上側絶縁層Ｓ１を構成する下層側のセラミック層ｓ２に形成され、垂直面２９は、上側絶縁層Ｓ１を構成する上層側のセラミック層ｓ１に形成されている。

セラミックｓ２は、単層のグリーンシートに対して、前記同様の打ち抜き加工を施すことにより、ほぼ円錐形の傾斜面２８を有するほぼ円錐錐の貫通孔を形成し且つ焼成したものである。また、セラミックｓ１は、単層または複層のグリーンシートに対して、最小限のクリアランスを介して打ち抜き加工を施すことにより、円筒形の垂直面２９を有する円柱形の貫通孔を形成したものである。これらのグリーンシートと、下側絶縁層Ｓ２と、を積層し且つ所定の温度域で焼成することにより、キャビティ２５ａを含む前記基板本体２２が形成される。尚、傾斜面２８は、前記傾斜面２７と同様の傾斜角度および上・下端部間の幅Ｌを有する。

図１２に示すように、キャビティ２５ａの底面２６には、前記同様のパッド１２と、これよりも広く且つ厚いパッド（搭載層）１３ａとが形成され、かかるパッド１３ａの厚みは、前記セラミック層ｓ２の厚みとほぼ同じである。当該パッド１３ａ上の実装エリアには、発光ダイオード（発光素子）１９が実装され、かかる発光ダイオード１９と上記パッド１２との間は、ボンディングワイヤｗにより導通される。
また、図１２に示すように、円筒形の垂直面２８には、表層のＡｇメッキ層を含む光反射層１８が円筒形にして形成され、発光ダイオード１９からの光を外部に反射する。上記ボンディングワイヤｗや発光ダイオード１９が設けられたキャビティ２５ａ内には、固化前の封止用樹脂ｊが基板本体２２の表面２３とほぼ面一にして充填される。

更に、図１２に示すように、前記発光ダイオード１９からの光を透過させるため、基板本体２２の表面２３には、平面視が円形または正方形の透明ガラスからなる蓋板１６が、封止用ガラス１７を介して接合される。かかる封止用ガラス１７のシールエリアは、キャビティ２５ａの側面の下部に前記傾斜面２８が位置しているため、半溶融状態で基板本体２２の表面２３に配設すべきスペースが容易に確保できる。
以上のような配線基板２０ａによれば、キャビティ２５ａの側面に含まれる傾斜面２８が、当該キャビティ２５ａの底面２６側に向かって広がるように傾斜しているため、キャビティ２５ａの底面２６に発光ダイオード１９の実装エリアやパッド１２，１３ａを形成するためのスペースが十分に確保できる。同時に、キャビティ２５ａを封止するため、透明ガラスの蓋板１６を接合するための封止用ガラス１７を配設するためのシールエリアを、基板本体２２の表面２３に十分に確保できる。

しかも、傾斜面２８を有するセラミック層ｓ２とパッド１３ａとの厚みをほぼ同じとしたので、発光ダイオード１９からの光を光反射層１８により効率良く反射することも可能である。
尚、前記図４で示したと同様に、底面２６に円筒形の垂直面２９を隣接させ、且つ基板本体２２の表面２３にほぼ円錐形の傾斜面２９を隣接させる形態の側面を含むキャビティを有する配線基板としても良い。また、前記図５で示したと同様に、底面２６および基板本体２２の表面２３にそれぞれ隣接して内径が異なる上下一対の垂直面２９，２９を配置すると共に、これらの間に傾斜面２８を配置する形態の側面を含むキャビティを有する配線基板としても良い。

図１３は、前記配線基板２０，２０ａの応用形態である配線基板２０ｂの概略を示す平面図である。配線基板２０ｂは、図１３に示すように、前記同様の基板本体２２と、平面視が長円形を呈するキャビティ２５ｂと、を備えている。かかるキャビティ２５ｂは、平面視が長円形を呈する底面２６と、その周辺と基板本体２２の表面２３との間に位置し且つ上記底面２６側に向かって広がるほぼ長円錐形の傾斜面（側面）２８および垂直面２９と、からなる。かかる配線基板２０ｂも、前記配線基板２０，２０ａと同様の効果を奏する。

尚、前記図４で示したと同様に、底面２６に長円筒形の垂直面２９を隣接させ、且つ基板本体２２の表面２３にほぼ長円錐形の傾斜面２８を隣接させる形態の側面としても良い。また、前記図５で示したと同様に、底面２６および基板本体２２の表面２３にそれぞれ隣接して内径が異なる長円筒形で上下一対の垂直面２９を配置し、これらの間にほぼ長円錐形の傾斜面２８を配置する形態の側面としても良い。更に、これらの垂直面２９に前記光反射層１８を形成することで、前記発光ダイオード１９を底面２６に実装することもできる。

図１４は、前記配線基板２０ｂの変形形態である配線基板２０ｃの概略を示す平面図である。図１４に示すように、配線基板２０ｃも、前記同様の基板本体２２と、平面視が長円形を呈するキャビティ２５ｃと、を備えている。かかるキャビティ２５ｃは、平面視が長円形を呈する底面２６と、かかる底面２６の周辺における図１４で左・右両端のほぼ半円形部に配置したほぼ半円推形の傾斜面２７および上下一対の直線部に配置した垂直面２９からなる側面と、からなる。かかる配線基板２０ｃも、前記配線基板２０，２０ａ，２０ｂと同様の効果を奏する。

尚、前記ほぼ半円錐形の傾斜面２７に替えて、キャビティ２５ｃの底面２６の図１４で左・右両端辺に、当該底面２６に隣接するほぼ半円錐形の傾斜面２８と、それらの上方を含む全周辺に位置し且つ半長円筒形を呈する垂直面２８とからなる側面としても良い。あるいは、前記図４で示したと同様に、底面２６における図１４で左・右両端辺に、半円筒形の垂直面２９を隣接させ、且つ基板本体２２の表面２３にほぼ半円錐形の傾斜面２９を隣接させると共に、図１４で上下一対の直線部の全体を垂直面２９とした形態の側面としても良い。
また、前記図５で示したと同様に、図１４で底面２６の左・右両端辺およびこれらの真上に位置する基板本体２２の表面２３にそれぞれ隣接して内径が異なる半円筒形で上下一対の垂直面２９を配置し、これらの間にほぼ半円錐形の傾斜面２８を配置すると共に、図１４で上下一対の直線部の全体を垂直面２９とした形態の側面としても良い。更に、これらの垂直面２９に前記光反射層１８を形成することで、底面２６に前記発光ダイオード１９を実装することもできる。

図１５は、前記配線基板２０，２０ａの異なる応用形態である配線基板２０ｄの概略を示す平面図である。配線基板２０ｄは、図１５に示すように、前記同様の基板本体２２と、平面視が楕円形を呈するキャビティ２５ｄと、を備えている。かかるキャビティ２５ｄは、平面視が楕円形を呈する底面２６と、その周辺と基板本体２２の表面２３との間に位置し且つ上記底面２６側に向かって広がるほぼ楕円錐形の傾斜面（側面）２８および垂直面２９と、からなる。かかる配線基板２０ｄも、前記配線基板２０，２０ａと同様の効果を奏する。

尚、前記図４で示したと同様に、底面２６に楕円筒形の垂直面２９を隣接させ、且つ基板本体２２の表面２３にほぼ楕円錐形の傾斜面２８を隣接させる形態の側面としても良い。また、前記図５で示したと同様に、底面２６および基板本体２２の表面２３にそれぞれ隣接して内径が異なる楕円筒形で上下一対の垂直面２９を配置し、これらの間にほぼ楕円錐形の傾斜面２８を配置する形態の側面としても良い。更に、これらの垂直面２９に前記光反射層１８を形成することで、底面２６に前記発光ダイオード１９を実装することもできる。

図１６は、前記配線基板２０ｄの変形形態である配線基板２０ｅの概略を示す平面図である。図１６に示すように、配線基板２０ｅも、前記同様の基板本体２２と、平面視が楕円形を呈するキャビティ２５ｅと、を備えている。かかるキャビティ２５ｅは、平面視が楕円形を呈する底面２６と、かかる底面２６の周辺における左・右両端のほぼ半円形部に配置したほぼ半円錐形の傾斜面２８および上下一対の長円弧部に配置した垂直面２９からなる側面と、からなる。かかる配線基板２０ｅも、前記配線基板２０，２０ａ〜２０ｄと同様の効果を奏する。

尚、前記ほぼ半円錐形の傾斜面２７に替えて、キャビティ２５ｃの底面２６における図１６で左・右両端辺に、隣接するほぼ半円錐形の傾斜面２８と、それらの上方を含む全周辺に位置し且つ長円筒形を呈する垂直面２９とからなる側面としても良い。あるいは、前記図４で示したと同様に、図１６で底面２６の左・右両端辺に、半円筒形の垂直面２９を隣接させ、且つ基板本体２２の表面２３にほぼ半円錐形の傾斜面２９を隣接させると共に、上下一対の長円弧部の全体を垂直面２９とした形態の側面としても良い。
また、前記図５で示したと同様に、図１６で底面２６の左・右両端辺およびこれらの真上に位置する基板本体２２の表面２３にそれぞれ隣接して内径が異なる半円筒形で上下一対の垂直面２９を配置し、これらの間にほぼ半円錐形の傾斜面２８を配置すると共に、上下一対の長円弧部の全体を垂直面２９とした形態の側面としても良い。更に、これらの垂直面２９に前記光反射層１８を形成することで、底面２６に前記発光ダイオード１９を実装することもできる。

本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記基板本体２，２２を形成する絶縁材には、窒化アルミニウムやムライトなどからなるセラミック、あるいは低温焼成セラミックの１種であるガラス−セラミックとしたり、エポキシ系をはじめとする各種の樹脂としても良い。
また、前記配線基板１ｂ〜１ｇのキャビティ５ａ〜１ｇは、平面視で長方形を呈する形態や、六角形または八角形などの多角形を呈する形態としても良い。
更に、キャビティに実装する発光素子は、前記発光ダイオード１９に替えて、半導体レーザとしても良い。

前提的な参考形態の配線基板を示す平面図。 図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図。 別の参考形態の配線基板を示す図２と同様な断面図。 本発明による一形態の配線基板を示す図２と同様な断面図。 本発明による異なる形態の配線基板を示す図２と同様な断面図。 上記各配線基板の変形形態の概略を示す平面図。 上記各配線基板の異なる変形形態の概略を示す平面図。 上記各配線基板の更に異なる変形形態の概略を示す平面図。 上記各配線基板の別異な変形形態の概略を示す平面図。 異なる参考形態の配線基板を示す平面図。 図１０中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った断面図。 別の参考形態の配線基板を示す図１１と同様な断面図。 別なる参考形態の配線基板の概略を示す平面図。 別異な参考形態の配線基板の概略を示す平面図。 更に異なる参考形態の配線基板の概略を示す平面図。 更に別なる参考形態の配線基板の概略を示す平面図。

１ｂ〜１ｇ…………………配線基板
２……………………………基板本体
３……………………………表面
４……………………………裏面
５ｂ〜５ｇ…………………キャビティ
６……………………………底面
７ａ〜７ｃ…………………傾斜面（側面）
８……………………………垂直面（側面）

Claims (2)

1. 表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層を積層してなる基板本体と、
   上記基板本体の表面に開口し且つ底面および側面を有するキャビティと、を含み、
   上記キャビティの底面には、該底面に実装される電子部品と電気的に接続されるパッドが形成され、
   上記キャビティの側面は、当該キャビティの底面側に向かって広くなるように傾斜している傾斜面と、上記キャビティの底面に対して垂直な垂直面とで構成されており、
   上記キャビティの側面における垂直面は、該キャビティの底面に隣接して位置し、且つ上記キャビティの側面における傾斜面は、上記垂直面における基板本体の表面側に位置し、
   上記基板本体の絶縁層のうち、上記キャビティの側面を有する上記絶縁層は、該側面を構成する上記傾斜面と垂直面とを個別に有する複数の絶縁層であり、
   上記キャビティの平面視における底面側の面積は、該キャビティの平面視における開口部側の面積よりも大きく、
   上記キャビティの開口部に隣接する上記基板本体の表面には、シール材を配置するための導体層よりなるシールエリアが確保されている、
   ことを特徴とする配線基板。
2. 前記キャビティの側面における垂直面を有する前記絶縁層の厚みは、前記キャビティの側面における傾斜面を有する前記絶縁層の厚みよりも厚い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。

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