JP6194104B2 - 配線基板、電子装置および電子モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、配線基板、電子装置および電子モジュールに関するものである。
従来、配線基板は、絶縁基体の内部または表面に配線導体が、また絶縁基体の側面から下面にかけて切欠き部およびその内面に配線導体に接続される電極が設けられたものがある。電子部品およびこのような配線基板を含む電子装置を半田等の接合材によって例えばモジュール用基板に接合する場合には、この電極が半田等の接合材を介してモジュール用基板に接合される（特開2002−158509号公報参照）。
近年、電子装置の高機能化による電子部品の高発熱に伴い、配線基板の電極に大きな熱が伝わるようになっている。そのため、電子装置を作動させた際に配線基板の電極に熱が大きく加わることで、絶縁基体と電極との熱膨張率の差によって電極に応力が発生し、電極が切欠き部から剥がれる可能性が高くなっていた。
本発明の一つの態様に係る配線基板は、主面および側面を有する絶縁基体と、前記主面および前記側面に開口された四角形状の切欠き部と、前記切欠き部の内面に設けられた電極と、前記絶縁基体の内部または表面に設けられ、前記電極に接続された配線導体とを備えており、前記切欠き部の側壁は、前記側面に沿った方向の中央領域に前記側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部を有しており、該凸部は、前記切欠き部の側壁の両側の領域から中央領域における頂部に向かうに従って、前記側面の外側への膨らみが漸次大きくなっている。また、本発明の他の態様に係る配線基板は、主面および側面を有する絶縁基体と、前記主面および前記側面に開口された四角形状の切欠き部と、前記切欠き部の内面に設けられた電極と、前記絶縁基体の内部または表面に設けられ、前記電極に接続された配線導体とを備えており、前記切欠き部の側壁は、前記側面に沿った方向の中央領域に前記側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部を有しており、前記切欠き部は、下面から見た形状が前記凸部の頂部を中心とした線対称である。
本発明の一つの態様に係る電子装置は、上記構成の配線基板と、該配線基板に搭載された電子部品とを含んでいる。
本発明の一つの態様に係る電子モジュールは、上記構成の電子装置がモジュール用基板の接続パッドに接合材を介して接続されている。
本発明の一つの態様に係る配線基板によれば、配線基板は、主面および側面を有する絶縁基体と、主面および側面に開口された四角形状の切欠き部と、切欠き部の内面に設けられた電極と、絶縁基体の内部または表面に設けられ、電極に接続された配線導体とを備えており、切欠き部の側壁は、側面に沿った方向の中央領域に側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部を有しており、凸部は、切欠き部の側壁の両側の領域から中央領域における頂部に向かうに従って、側面の外側への膨らみが漸次大きくなっていることから、配線基板がモジュール用基板に接合材を介して接続される場合に、接合材は、側壁の底部から凸部の頂部に接合して形成される表面の凹曲面がなだらかなものとなりやすく、外部からの応力が加わった場合に、外部電極または接合材にかかる応力を効果的に分散することができる。また、本発明の他の態様に係る配線基板によれば、配線基板は、主面および側面を有する絶縁基体と、主面および側面に開口された四角形状の切欠き部と、切欠き部の内面に設けられた電極と、絶縁基体の内部または表面に設けられ、電極に接続された配線導体とを備えており、切欠き部の側壁は、側面に沿った方向の中央領域に側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部を有しており、切欠き部は、下面から見た形状が凸部の頂部を中心とした線対称であることから、配線基板がモジュール用基板に接合材を介して接続される場合に、外部からの応力が加わった場合に、外部電極または接合材にかかる応力が均等となるように分散することが可能となる。
本発明の一つの態様に係る電子装置は、上記構成の配線基板を有していることによって、電気的信頼性および電気的特性に関して向上させることができる。
本発明の一つの態様に係る電子モジュールは、上記構成の電子装置がモジュール用基板の接続パッドに接合材を介して接続されていることから、長期間にわたってモジュール用基板との電気接続信頼性に優れた配線基板とすることができる。
（ａ）は、本発明の第１の実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 図１（ａ）に示した電子装置のＡ−Ａ線における断面図である。 （ａ）は、図１（ｂ）に示した電子装置のＡ部における要部拡大下面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における要部拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における電子装置の他の例における要部拡大断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態における配線基板の電極、配線導体の第１の製造方法を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態における配線基板の電極、配線導体の第２の製造方法を示す断面図である。 （ａ）は、図１における電子装置をモジュール用基板に実装した電子モジュールを示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部における要部拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における電子装置を示す要部拡大下面図である。 本発明の第２の実施形態における電子装置の他の例を示す要部拡大下面図である。 （ａ）は、本発明の第３の実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 図10（ａ）に示した電子装置のＡ−Ａ線における断面図である。 （ａ）は、図10（ｂ）に示した電子装置のＡ部における要部拡大下面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 （ａ）は、本発明の第３の実施形態における電子装置の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 （ａ）は、本発明の第４の実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 （ａ）は、本発明の第５の実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 図15（ａ）に示した電子装置のＡ−Ａ線における断面図である。
本発明のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における電子装置は、図１、図２および図７に示されているように、配線基板１と、配線基板１の上面に設けられた電子部品２とを含んでいる。電子装置は、図７に示す例のように、例えば電子モジュールを構成するモジュール用基板５上に接合材６を用いて接続される。
配線基板１は、図１〜図３に示しているように、主面および側面を有する絶縁基体11と、主面および側面に開口した、下面から見た形状が四角形状の切欠き部12と、切欠き部12の内面に設けられた電極13と、絶縁基体11の内部または表面に設けられ、電極13に接続された配線導体14とを備えている。切欠き部12の側壁12ａは、側面に沿った方向の中央領域に側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部12ｂを有している。図１、図２および図７において、電子装置は仮想のｘｙｚ空間におけるｘｙ平面に実装されている。図１、図２および図７において、上方向とは仮想のｚ軸の正方向のことをいう。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、実際に配線基板１等が使用される際の上下を限定するものではない。
絶縁基体11は、複数の絶縁層11ａからなり、電子部品２の搭載領域を含む上面を有しており、平面視すなわち主面に垂直な方向から見ると矩形の板状の形状を有している。絶縁基体11は電子部品２を支持するための支持体として機能し、上面中央部の搭載領域上に、電子部品２が低融点ろう材または導電性樹脂等の接合部材を介して接着されて固定される。
絶縁基体11は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体またはガラスセラミック焼結体等のセラミックスを用いることができる。
絶縁基体11が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿状とし、これをドクターブレード法またはカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシートを得て、しかる後、セラミックグリーンシートに適当な打抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、高温（約1600℃）で焼成することによって製作される。
切欠き部12は、絶縁基体11の主面および側面に開口している。図１〜図３、図７において、絶縁基体11の下側主面（下面）と側面とに開口した切欠き部12は、平面視において四角形状となっており、切欠き部12の幅Ｗ（絶縁基体11の側面に沿った長さ）は、切欠き部12の長さＬ１（絶縁基体11の側面から切欠き部12の側壁12ａの底部までの長さ）よりも大きく形成されている（Ｌ１＜Ｗ）。切欠き部12は、図１〜図３に示す例においては、平面視にて角部が円弧状の矩形状（四角形状）に形成されており、絶縁基体11の外辺に沿って長く形成されている。なお、切欠き部12は、平面視において、切欠き部12の幅より大きい幅の切欠きを介して開口されている、すなわち複数の大きさの切欠きが重なっていても構わない。このような切欠き部12は、絶縁基体11用のセラミックグリーンシートのいくつかに、レーザー加工または金型による打抜き加工等により、切欠き部12となる貫通孔を形成しておくことによって形成される。
電極13は、切欠き部12の内面に設けられており、配線導体14は、絶縁基体11の表面および内部に設けられている。図１〜図４に示す例において、切欠き部12が開口している主面には、電極13に接続した主面電極13ａが設けられている。なお、電極13と主面電極13ａとを含む構成で外部電極となっている。電極13と配線導体14とは、切欠き部12の奥底部で接続されている。電極13は、図４（ａ）に示す例のように、配線導体14との接続部において、断面視で絶縁基体1の内部に0.05〜0.1ｍｍ程度延出させていても構わない。なお、電極13は、配線導体14との接続部だけでなく、平面視で切欠き部12を囲むように延出させていてもよい。また、配線導体14は、図４（ｂ）に示す例のように、電極13との接続部において、断面視で切欠き部12の内面に0.01〜0.5ｍｍ程度延出させていても構わない。また、電極13と配線導体14とを互いに延出させていても構わない。このように、電極13または配線導体14を延出させておくと、電極13と配線導体14との間の電気的接続を良好なものとすることができる。電極13と主面電極13ａとを含む外部電極は、モジュール用基板５に接合するためのものである。電極13、主面電極13ａおよび配線導体14は、配線基板１に搭載された電子部品２とモジュール用基板５とを電気的に接続するためのものである。配線導体14は、絶縁基体11の表面または内部に設けられた配線導体14と、絶縁基体11を構成する絶縁層11ａを貫通して上下に位置する配線導体同士を電気的に接続する貫通導体とを含んでいる。
電極13、主面電極13ａ、配線導体14には、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）等の金属材料を用いることができる。例えば、絶縁基体11が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、Ｗ，ＭｏまたはＭｎ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して得た導体ペーストを、絶縁基体11となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布して、絶縁基体11となるセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、絶縁基体11の所定位置に被着形成される。配線導体14が貫通導体である場合は、金型またはパンチングによる打抜き加工あるいはレーザー加工によってグリーンシートに貫通孔を形成して、この貫通孔に印刷法によって配線導体14用の導体ペーストを充填しておくことによって形成される。電極13は、切欠き部12となる貫通孔の内側面となる領域に電極13用の導体ペーストを印刷塗布しておくことによって形成される。主面電極13ａは、絶縁基体11となるセラミックグリーンシートに主面電極13ａとなる導体ペーストを印刷塗布しておくことによって形成される。
切欠き部12の側壁12ａは、絶縁基体11の側面に沿った方向の中央領域に絶縁基体11の側面の外側（図１〜図３では、ｘ方向）に向かって凸状に湾曲した凸部12ｂを有している。ここで、中央領域とは、例えば切欠き部12の、絶縁基体11の側面に沿った方向（図１〜図３では、ｙ方向）の中央において、切欠き部12の幅Ｗの３分の２の寸法に含まれる領域である。また、平面視において、凸部12の長さＬ２（切欠き部12の側壁12ａの底部から凸部12ｂの頂部までの長さ）は、切欠き部12の長さＬ１（絶縁基体11の側面から切欠き部12の側壁12ａの底部までの長さ）の５％〜30％程度の長さ（0.05Ｌ１≦Ｌ２≦0.3Ｌ１）に、絶縁基体11の側面側に突出して設けられている。このような凸部12ｂは、例えば、セラミックグリーンシートに含まれる有機バインダーの成分、量およびガラス転移温度Ｔｇ、ならびにセラミックグリーンシートを積層する時の温度等を調整して、セラミックグリーンシートに対して厚み方向に圧力を印加する時に切欠き部12の側壁12ａとなる部分の変形を調整することによって形成することができる。また、凸部12ｂは、例えば、絶縁基体11の側面に沿った方向における中央領域に凸部12ｂを有する形状の、側壁12ａを含む切欠き部12となる貫通孔を、打抜き加工あるいはレーザー加工によってセラミックグリーンシートに予め設けておくことにより形成することができる。なお、側壁12ａの底部とは、側壁12ａの内、絶縁基体11の側面からの距離が最も大きい部分であり、凸部12ｂの頂部とは、凸部12ｂの内、絶縁基体11の側面側に最も突出している部分である。
凸部12ｂは、図１、図３に示す例のように、切欠き部12の側壁12ａの底部すなわち側壁12ａの両側の領域から中央領域における凸部12ｂの頂部に向かうに従って、側面の外側への膨らみが漸次大きくなるようにしていると、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続される場合に、接合材６は、側壁12ａの底部から凸部12ｂの頂部に接合して形成される表面の凹曲面がなだらかなものとなりやすく、外部からの応力が加わった場合に、外部電極または接合材６にかかる応力を効果的に分散することができる。また、切欠き部12の側壁12ａにおける絶縁基体11の側面に沿った方向の中央領域の全体が凸曲面となっていると、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続される場合に、外部からの応力が加わった場合に、外部電極または接合材６にかかる応力を側壁12ａの中央領域全体で分散することができ、好ましい。ここで、側壁12ａの中央領域の全体が凸曲面となっている場合には、平面視において、側壁12ａの底部から凸部12ｂの頂部にかけて側壁12ａが曲面状になっている。
また、切欠き部12は、図３に示す例のように、切欠き部12は、下面から見た形状が凸部12ｂの頂部を中心とした線対称であると、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続される場合に、外部からの応力が加わった場合に、外部電極または接合材６にかかる応力が均等となるように分散することが可能となる。
本発明の第１の実施形態における配線基板１は、例えば、以下の製造方法によって製作することができる。
第１の製造方法は、図５（ａ）に示した例のように、絶縁基体11となるセラミックグリーンシート111、211に、配線導体14用の貫通孔112と切欠き部12用の貫通孔212とを形成する。そして、図５（ｂ）に示した例のように、セラミックグリーンシート211の切欠き部12となる貫通孔212の内面に、電極13用の導体ペースト113をスクリーン印刷法によって塗布印刷する。また、セラミックグリーンシート211の表面に、主面電極13ａ用の導体ペースト113ａをスクリーン印刷法によって塗布印刷する。ここで、電極13用の導体ペースト113と主面電極13用の導体ペースト113ａとは接続して形成される。また、セラミックグリーンシート111の表面および配線導体14用の貫通孔112に、配線導体14用の導体ペースト114をスクリーン印刷法によって塗布印刷する。そして、セラミックグリーンシート111とセラミックグリーンシート211とを積層して加圧して、電極13用の導体ペースト113と配線導体14用の導体ペースト114とが接続されるとともに、切欠き部12用の貫通孔212の相対向する内壁の中央領域（切欠き部12の側壁12ａの中央領域となる部分）が外側に向かって凸状に湾曲するように形成することにより、絶縁基体11となるセラミック生積層体を形成する。そして、このセラミック生積層体を焼成することにより、図５（ｃ）に示したように、切欠き部12となる内面に電極13と、相対向する内壁に凸部12ｂとを有した凹部312を含む絶縁基体11を形成する。さらに、図５（ｄ）に示した例のように、凹部312を切断することにより、切欠き部12の内面に設けられている電極13と、切欠き部12の側壁12ａにおける絶縁基体11の側面に沿った方向の中央領域に絶縁基体11の側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部12ｂとを有する配線基板１を製作することができる。
次に、第２の製造方法について説明する。第２の製造方法は、第１の製造方法と同様に、図６（ａ）に示した例のように、絶縁基体11となるセラミックグリーンシート111、211に、配線導体14用の貫通孔112と切欠き部12用の貫通孔212とを形成する。そして、図６（ｂ）に示した例のように、セラミックグリーンシート211の切欠き部12となる貫通孔212の内面に、電極13用の導体ペースト113をスクリーン印刷法によって塗布印刷するとともに、セラミックグリーンシート211の表面に、主面電極13ａ用の導体ペースト113および配線導体14用の導体ペースト114をスクリーン印刷法によって塗布印刷する。ここで、電極13用の導体ペースト113と配線導体14用の導体ペースト114とは、および電極13用の導体ペースト113と主面電極13用の導体ペースト113ａとはそれぞれ接続して形成される。電極13用の導体ペースト113をセラミックグリーンシート211の表面に延出させ、あるいは配線導体14用の導体ペースト114を切欠き部12用の貫通孔212の内面に延出させ、または電極13用の導体ペースト113と配線導体14用の導体ペースト114との両方をそれぞれ延出させると、電極13用の導体ペースト113と配線導体14用の導体ペースト114との接続を良好なものとすることができる。また、セラミックグリーンシート111の表面および配線導体14用の貫通孔112に、配線導体14用の導体ペースト114をスクリーン印刷法によって塗布印刷する。そして、セラミックグリーンシート111とセラミックグリーンシート211とを積層して加圧して、セラミックグリーンシート112,211に形成された配線導体14用の導体ペースト114同士が接続されるとともに、切欠き部12用の貫通孔212の相対向する内壁の中央領域（切欠き部12の側壁12ａの中央領域となる部分）が外側に向かって凸状に湾曲するように形成することにより、絶縁基体11となるセラミック生積層体を形成する。そして、このセラミック生積層体を焼成することにより、図６（ｃ）に示したように、切欠き部12となる内面に電極13と、相対向する内壁に凸部12ｂとを有した凹部312を含む絶縁基体11を形成する。さらに、図６（ｄ）に示した例のように、凹部312を切断することにより、切欠き部12の内面に設けられている電極13と、切欠き部12の側壁12ａにおける絶縁基体11の側面に沿った方向の中央領域に絶縁基体11の側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部12ｂとを有する配線基板１を製作することができる。
なお、第１の製造方法および第２の製造方法において、切欠き部12となる貫通孔212が、平面視にて角部が円弧状の矩形状（四角形状）である場合には、切欠き部12用の貫通孔212の相対向する内壁（切欠き部12の側壁12ａの中央領域となる部分を有する側）間の長さを、他方の切欠き部12用の貫通孔212の相対向する内壁間の長さ（切欠き部12の幅Ｗと同等）以下としておくと、セラミックグリーンシート111とセラミックグリーンシート211とを積層して加圧した際に、切欠き部12用の貫通孔212の相対向する内壁（切欠き部12の側壁12ａの中央領域となる部分）を突出させるように形成しやすくなる。すなわち、切欠き部12の幅Ｗは、切欠き部12の奥行きの長さ（絶縁基体11の側面から切欠き部12の側壁12ａの中央領域までの長さ）の２倍以上として形成していることが好ましい。なお、上記の第１の製造方法または第２の製造方法において、切欠き部12用の貫通孔212の相対向する内壁（切欠き部12の側壁12ａの中央領域となる部分を有する側）の長さを、他方の切欠き部12用の貫通孔212の相対向する内壁間の長さ（切欠き部12の幅Ｗと同等）の0.75倍以下としておくことが好ましい。
第２の製造方法は、第１の製造方法と比較して、電極13用の導体ペースト113と配線導体14の導体ペースト114との間の接続を良好なものとし、さらに、セラミックグリーンシート111とセラミックグリーンシート211とを積層して加圧し、切欠き部12用の貫通孔212の相対向する内壁（切欠き部12の側壁12ａの中央領域となる部分）が外側に向かって凸状に湾曲するように形成した際にも、電極13の導体ペースト113と配線導体14の導体ペースト114との間の接続を良好なものとすることができ、電極13と配線導体14との間における電気的接続を良好な配線基板１として形成しやすく、小型で高出力の電子装置においてより好適に用いることができる。
また、第２の製造方法において、上述の図４に示したように、電極13用の導体ペースト113または配線導体14用の導体ペースト114を他方の導体と重なるように延出させて形成しておくと、電極13と配線導体14との間における電気的接続が良好な配線基板１として形成することができる。
また、第１の製造方法において、電極13と配線導体14との間の接続を良好なものとするために、接続導体を設けていても構わない。このような接続導体は、電極13または配線導体14と同様の材料および方法を用いて製作することができる。
電極13、主面電極13ａ、配線導体14の露出する表面には、電気めっき法または無電解めっき法によってめっき層が被着される。めっき層は、ニッケル，銅，金または銀等の耐食性および接続部材との接続性に優れる金属から成るものであり、例えば厚さ0.5〜５μｍ程度のニッケルめっき層と0.1〜３μｍ程度の金めっき層とが、あるいは厚さ１〜10μｍ程度のニッケルめっき層と0.1〜１μｍ程度の銀めっき層とが、順次被着される。これによって、電極13および主面電極13ａ、配線導体14が腐食することを効果的に抑制できるとともに、配線導体14と電子部品２との固着および配線導体14とボンディングワイヤ等の接続部材３との接合、ならびに電極13および主面電極13ａとモジュール用基板５に形成された接続用の接続パッド51との接合を強固にできる。また、電子部品２が搭載される配線導体14上では、例えば上述のニッケルめっき層と金めっき層の下地層に、厚さ10〜80μｍ程度の銅めっき層を被着させておくことにより、電子部品２の熱を良好に放熱させやすくしてもよい。
配線基板１の上面に電子部品２を搭載することによって、電子装置を作製できる。配線基板１に搭載される電子部品２は、ＩＣチップまたはＬＳＩチップ等の半導体素子，発光素子，水晶振動子または圧電振動子等の圧電素子および各種センサ等である。例えば、電子部品２がワイヤボンディング型の半導体素子である場合には、半導体素子は、低融点ろう材または導電性樹脂等の接合部材によって、配線導体14上に固定された後、ボンディングワイヤ等の接続部材３を介して半導体素子の電極と配線導体14とが電気的に接続されることによって配線基板１に搭載される。また、例えば電子部品２がフリップチップ型の半導体素子である場合には、半導体素子は、はんだバンプ、金バンプまたは導電性樹脂（異方性導電樹脂等）等の接続部材３を介して、半導体素子の電極と配線導体13とが電気的および機械的に接続されることによって配線基板１に搭載される。また、配線基板１には、複数の電子部品２を搭載してもよいし、必要に応じて、抵抗素子または容量素子等の小型の電子部品を搭載してもよい。また、電子部品２は必要に応じて、樹脂またはガラス等からなる封止材４を用いて、樹脂、ガラス、セラミックスまたは金属等からなる蓋体等により封止される。
本実施形態の電子装置の電極13を含む外部電極が、図７に示す例のように、モジュール用基板５の接続パッド51に半田等の接合材６を介して接続されて、電子モジュールとなる。接合材６は、切欠き部12内にて電極13に、また絶縁基体11の下面にて主面電極13ａに接合されていることから、外部からの応力が加わった場合に、外部電極または接合材６にかかる応力を分散することが可能となる。また、接合材６は電極13の切欠き部12の内側の端部から接続パッド51の外側の端部にかけて広がるように傾斜している。このような構成とすることにより、取り扱い時の外力等によって電子装置に応力が発生しても、広がるように傾斜している接合材６によって応力が分散されるものとなり、電子装置がモジュール用基板５に強固に接続されるものとなって、接続信頼性が向上した電子モジュールとすることができる。この場合に、平面透視すなわち主面に垂直な方向から透視すると、接続パッド51の外側の端部は電極13の切欠き部12の内側の端部よりも外側に位置している。また、接続パッド51の内側の端部は主面電極13ａの内側の端部と同等の箇所に位置している。
本実施形態の配線基板１によれば、主面および側面を有する絶縁基体11と、主面および側面に開口した四角形状の切欠き部12と、切欠き部12の内面に設けられた電極13と、絶縁基体11の内部または表面に設けられ、電極13に接続された配線導体14とを備えており、切欠き部12の側壁12ａは、側面に沿った方向の中央領域に側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部12ｂを有していることから、電子装置を作動させた際に絶縁基体11と電極13との熱膨張率の差によって応力が発生したとしても、電極13における凸部12ｂに対応する部分で、応力が切欠き部12の内側方向に分散されるものとなり、電極13が切欠き部12から剥がれるのを抑制することが可能となる。また、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続された後に、外部からの応力が加わった場合に、応力を凸部12ｂで分散することが可能となる。
本実施形態における配線基板１は、小型で高出力の電子装置において好適に使用することができ、配線基板１における電気的接続を良好に図ることができる。例えば、電子部品２として、高発光の発光素子を搭載する発光素子搭載用の小型の配線基板として好適に用いることができる。
本実施形態の電子装置によれば、上記構成の配線基板１と、配線基板１に搭載された電子部品２とを有していることから、電気的信頼性および電気的特性に関して向上している。電子部品２が発光素子の場合には、長期間にわたって良好に発光することができる発光装置とすることができる。
本実施形態の電子モジュールによれば、上記構成の電子装置がモジュール用基板５の接続パッド51に接合材６を介して接続されていることから、外部からの応力が加わった場合に、外部電極または接合材６にかかる応力を分散することが可能となり、長期間にわたってモジュール用基板５との電気接続信頼性に優れた配線基板とすることができる。
（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装置について、図８を参照しつつ説明する。
本発明の第２の実施形態における電子装置において、上記した第１の実施形態の電子装置と異なる点は、本発明の第１の実施形態による電子装置が、切欠き部12の側壁12ａにおける絶縁基体11の側面に沿った方向の中央領域が全体的に凸曲面となっているのに対して、図８に示した例のように、平面透視において、凸部12ｂの頂部が、切欠き部12の側壁12ａにおける絶縁基体11の側面に沿った方向（図８ではｙ方向）の中央に位置している点である。
本発明の第２の実施形態における配線基板によれば、第１の実施形態の配線基板と同様に、電子装置を作動させた際に、絶縁基体11と電極13との熱膨張率の差によって応力が発生したとしても、電極13における凸部12ｂに対応する部分で、応力が切欠き部12の内側方向に分散されるものとなり、電極13が切欠き部12から剥がれるのを抑制することが可能となる。また、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続される場合に、外部からの応力が加わった場合に、応力を凸部12ｂで分散することが可能となる。
第２の実施形態の配線基板１は、上述の第１の製造方法または第２の製造方法と同様の製造方法を用いて製作することができる。
なお、第２の実施形態の配線基板１は、例えば平面透視において頂部が切欠き部12の側壁12ａにおける絶縁基体11の側面に沿った方向の中央に位置する凸部12ｂを有する形状の切欠き部12となる貫通孔212を、打抜き加工またはレーザー加工により、セラミックグリーンシートに予め設けておくことによって形成することができる。
また、図８（ｂ）に示す例のように、切欠き部12の側壁12ａにおける絶縁基体11の側面に沿った方向が全体的に絶縁基体12の側面側に凸状になるとともに、頂部が切欠き部12の側壁12ａにおける絶縁基体11の側面に沿った方向の中央に位置する凸部12ｂを有する形状であっても構わない。
図８に示す例の配線基板１は、例えば、セラミックグリーンシート111とセラミックグリーンシート211とを積層する際に、印加する圧力が小さい、あるいは配線基板１の厚みが厚い場合に用いることができる。
また、図９に示す例のように、平面透視において、切欠き部12は、側壁12ａの両側の領域の角部に当たる部分が絶縁基体11の側面の内側に向かって湾曲していてもよい。この場合には、例えば側壁12ａの両側の領域の角部に当たる部分が絶縁基体11の側面の内側に向かって湾曲した形状の切欠き部12となる貫通孔212を、打抜き加工またはレーザー加工により、セラミックグリーンシートに予め設けておくことによって形成することができる。
図９に示す例の配線基板１は、図８に示す例の配線基板１と同様に、例えばセラミックグリーンシート111とセラミックグリーンシート211とを積層する際に、印加する圧力が小さい、あるいは配線基板１の厚みが厚い場合に用いることができる。
なお、図９に示す例の配線基板１は、凸部12ｂの長さすなわち突出部分を大きく形成しやすいものとなるので、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続される場合に、外部からの応力が加わった場合に、応力を凸部12ｂで効果的に分散することが可能なる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による電子装置について、図10〜図13を参照しつつ説明する。
本発明の第３の実施形態における電子装置において、上記した第１の実施形態の電子装置と異なる点は、図10〜図13に示した例のように、切欠き部12が切欠き部12の幅より大きい幅の切欠きを介して開口されている、すなわち複数の大きさの切欠きが重なっている点である。
第３の実施形態における配線基板１によれば、第１の実施形態の配線基板と同様に、電子装置を作動させた際に絶縁基体11と電極13との熱膨張率の差によって応力が発生したとしても、電極13における凸部12ｂに対応する部分で、応力が切欠き部12の内側方向に分散されるものとなり、電極13が切欠き部12から剥がれるのを抑制することが可能となる。また、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続された後に、外部からの応力が加わった場合に、応力を凸部12ｂで分散することが可能となる。
第３の実施形態において、切欠き部12は、図10に示す例のように、平面視において、切欠き部12に比べて幅が大きい切欠きの内側に設けられており、電極13は、切欠き部12の内面に設けられている。このように切欠き部12を、平面視において、切欠き部12に比べて幅が大きい切欠きの内側に設けられているものとしておくと、切欠き部12を形成する際に、電極13の切断を行なうことがなく、絶縁基体11からの電極13の剥がれ、または隣接して配置された電極13間との短絡の発生を抑制することができ、モジュール用基板５に配線基板１が用いられた電子装置をモジュール用基板５に良好に実装することができる。
なお、図10〜図13に示す例において、切欠き部12のみにおいて、側壁12ａの両側の領域から中央領域における頂部に向かうに従って絶縁基体11の側面の外側への膨らみが漸次大きくなっているが、切欠き部12を含む大きい切欠き全体の側壁を、絶縁基体11の側面側に凸状としていてもよい。
切欠き部12の側壁12ａは、図12（ｂ）に示す例のように、絶縁基体11の側面に沿った方向の中央領域が縦断面視においても凸状であると、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続された後に、外部からの応力が加わった場合に、外部電極または接合材６にかかる応力を絶縁基体11の厚み方向にも分散することができ、好ましい。
また、図12（ａ）に示す例のように、切欠き部12の奥角部における電極13の厚みを、切欠き部12の側壁12ａの内面における電極13の厚みよりも厚くしておくと、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続された後に、外部からの応力が加わった場合に、切欠き部12の奥角部における電極13にクラック等が発生するのを抑制することができるものとなり、好ましい。
なお、絶縁基体11は、図10〜図13に示した例のように、キャビティ15を含んでいる上面を有している。このようなキャビティ15は、セラミックグリーンシートにレーザー加工または金型による打抜き加工等によって、キャビティ15となる貫通孔を複数のセラミックグリーンシートに形成し、これらのセラミックグリーンシートを、貫通孔を形成していないセラミックグリーンシートに積層することで形成できる。また、絶縁基体11の厚みが薄い場合には、キャビティ15用の貫通孔は、セラミックグリーンシートを積層した後に、レーザー加工または金型による打抜き加工等によって形成すると精度よく加工できるので好ましい。また、図10〜図13に示した例のように、切欠き部12の大きさ（絶縁基体11の側面から切欠き部12の側壁12ａの底部までの長さ）は、キャビティの側壁部の幅の25％〜75％程度である。
キャビティ15が発光素子を搭載するための空間である場合には、キャビティ15の内側面とキャビティ15の底面とのなす角度θは鈍角であって、特に110度（110°）〜145度（145°）としても構わない。角度θをこのような範囲とすると、キャビティ15となる貫通孔の内側面を打抜き加工で安定かつ効率よく形成することが容易であり、この配線基板１を用いた発光装置を小型化しやすい。また、発光素子が発した光を外部に向かって良好に放射できる。このような角度θの内側面を有するキャビティ15は、パンチの径とダイスの穴の径とのクリアランスを大きく設定した打抜き金型を用いて、セラミックグリーンシートを打ち抜くことによって形成される。すなわち、打抜き金型のパンチの径に対してダイスの穴の径のクリアランスを大きく設定しておくことで、セラミックグリーンシートを主面側から他方主面側に向けて打ち抜く際にグリーンシートがパンチとの接触面の縁からダイスの穴との接触面の縁に向けて剪断されて、貫通孔の径が主面側から他方主面側に広がるように形成される。このとき、セラミックグリーンシートの厚み等に応じてパンチの径とダイスの穴の径とのクリアランスを設定することで、セラミックグリーンシートに形成される貫通孔の内側面の角度を調節できる。このような打抜き方法は、打抜き加工のみで、キャビティ15の内側面とキャビティ15の底面とのなす角度θを所望の角度にできることから、生産性が高い。
また、パンチの径とダイスの穴の径とのクリアランスが小さい打抜き金型による加工によって角度θが約90度（約90°）の貫通孔を形成した後に、貫通孔の内側面に円錐台形状または角錐台形状の型を押し当てることで、上述のような一方の主面側から他方の主面側に広がる角度θを有する貫通孔を形成してもよい。このような場合には、キャビティ15の内側面とキャビティ15の底面とのなす角度θをより精度よく調整できる。
配線基板１が、例えば発光素子の搭載されるキャビティ15を含んだ上面を有する絶縁基体11を有する場合には、キャビティ15の内壁面に発光素子が発する光を反射させるための反射層が設けられていてもよい。反射層は、例えばキャビティ15の内壁面に設けられた金属導体層と金属導体層上に被着されためっき層とを有している。金属導体層は、電極13および主面電極13ａまたは配線導体14と同様の材料および方法によって形成することができる。
例えば、配線基板１に発光素子を搭載する場合には、金属導体層の最表面には銀めっき層を被着させ、電極13および主面電極13ａ、配線導体14の最表面には金めっき層を被着させることが好ましい。金めっき層は、銀めっき層と比較して、電子部品２、接続部材３、接合材６との接合性に優れており、銀めっき層は、金めっき層と比較して光に対する反射率が高いためである。また、発光素子が搭載される部位の配線導体14と金属導体層の最表面とを銀と金との合金めっき層として、例えば銀と金との全率固溶の合金めっき層としてもよい。
第３の実施形態の配線基板１は、上述の第１の製造方法または第２の製造方法と同様の製造方法を用いて製作することができる。なお、図10〜図13に示す例のように、平面視において、切欠き部12がこの切欠き部12に比べて幅が大きい切欠きの内側に設けられており、電極13が切欠き部12の内面に設けられている場合には、切欠き部12となる貫通孔212を形成し、この切欠き部12となる貫通孔212の内面に電極13用の導体ペースト113をスクリーン印刷法によって塗布印刷した後、大きい切欠きとなる貫通孔にて切欠き部12となる貫通孔212を部分的に切断することによって形成することができる。なお、切欠き部12となる貫通孔212と大きい切欠きとなる貫通孔とが重なる形状の貫通孔を形成した後、切欠き部12となる貫通孔212の内面のみに電極13用の導体ペースト113をスクリーン印刷法によって塗布印刷しても構わないが、上述の製造方法を行なうことで、切欠き部12の内面に精度良く電極13を形成するとともに、凸部12ｂを良好に形成することができる。
第３の実施形態の配線基板１は、第１の実施形態と同様に、小型で高出力の電子装置において好適に使用することができ、配線基板１における電気的接続を良好に図ることができる。例えば、電子部品２として、高発光の発光素子を搭載する発光素子搭載用の小型の配線基板として好適に用いることができる。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態による電子装置について、図14を参照しつつ説明する。
本発明の第４の実施形態における電子装置において、上記した第１の実施形態の電子装置と異なる点は、図14に示した例のように、切欠き部12が電子部品２の搭載面と同じ一方主面（以下、上面ともいう）と側面とに開口している点である。
本発明の第４の実施形態における配線基板によれば、第１の実施形態の配線基板と同様に、電子装置を作動させた際に、絶縁基体11と電極13との熱膨張率の差によって応力が発生したとしても、電極13における凸部12ｂに対応する部分で、応力が切欠き部12の内側方向に分散されるものとなり、電極13が切欠き部12から剥がれるのを抑制することが可能となる。また、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続された後に、外部からの応力が加わった場合に、応力を凸部12ｂで分散することが可能となる。
また、このような配線基板１は、配線基板１の上面側で半田等の接合材６によってモジュール用基板５に接合できるので、配線基板１の下面側の全面に絶縁基体11よりも熱伝導率の高い部材を接合して配線基板１の放熱性を向上できる。絶縁基体11よりも熱伝導率の高い材料としては、絶縁基体11が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、銅（Ｃｕ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）またはアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料、窒化アルミニウム質焼結体からなる絶縁体等が挙げられる。このような配線基板１においては、切欠き部12の両側の領域の角部に当たる部分が絶縁基体11の側面の内側に向かって湾曲しているものとなり、電極13が切欠き部12から剥がれるのを抑制することが可能となるとともに、配線基板１に搭載された電子部品２から切欠き部12側に伝わる熱量が抑制されるので、より効果的に電極13または接合材６にかかる応力を低減することができる。
第４の実施形態の配線基板１は、第１の実施形態と同様に、小型で高出力の電子装置において好適に使用することができ、配線基板１における電気的接続を良好に図ることができる。例えば、電子部品２として、高発光の発光素子を搭載する発光素子搭載用の小型の配線基板として好適に用いることができる。
第４の実施形態の配線基板１は、上述の第１の製造方法または第２の製造方法と同様の製造方法を用いて製作することができる。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態による電子装置について、図15および図16を参照しつつ説明する。
本発明の第５の実施形態における電子装置において、上記した第１の実施形態の電子装置と異なる点は、図15および図16に示した例のように、切欠き部12が、絶縁基体11の主面、主面に対向する他の主面および側面に開口している点である。
本発明の第５の実施形態における配線基板によれば、第１の実施形態の配線基板と同様に、電子装置を作動させた際に、絶縁基体11と電極13との熱膨張率の差によって応力が発生したとしても、電極13における凸部12ｂに対応する部分で、応力が切欠き部12の内側方向に分散されるものとなり、電極13が切欠き部12から剥がれるのを抑制することが可能となる。また、配線基板１がモジュール用基板５に接合材６を介して接続された後に、外部からの応力が加わった場合に、応力を凸部12ｂで分散することが可能となる。
第５の実施形態の配線基板１は、上述の第１の製造方法または第２の製造方法と同様の製造方法を用いて製作することができる。
また、図15および図16に示す例において、絶縁基体11の両方主面に開口した切欠き部12の大きさを同じとしているが、例えば、絶縁基体11の上面側と下面側とで切欠き部12の大きさを異ならせても構わない。このような配線基板１は、セラミックグリーンシート111とセラミックグリーンシート211とに形成する切欠き部12となる貫通孔212の大きさをそれぞれ異ならせておけばよい。例えば、絶縁基体11の下面側の切欠き部12を、絶縁基体11の上面側の切欠き部12よりも大きくしておくことで、絶縁基体11の上面側における電子部品２の搭載領域を大きくするとともに、モジュール用基板５との電気接続信頼性を高めることができる。
本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。上述の例では、切欠き部12および電極13は、絶縁基体11の対向する２側面にそれぞれ１つずつ設けた例を示しているが、切欠き部12および電極13を絶縁基体11の４側面全てに設けた配線基板１、あるいは複数の切欠き部12および電極13をそれぞれの辺に設けた配線基板１であってもよい。また、図１〜図16に示す例では、絶縁基体11は、２層または３層の絶縁層11ａから形成しているが、４層以上の絶縁層11ａからなるものであっても構わない。
また、図13に示した例のように、配線基板１は、電子部品搭載層16および中央端子層17等の配線以外の導体を有していても構わない。例えば、これらの導体は、上述の電極13および配線導体14と同様の材料および方法によって製作することができ、露出する表面には、電極13および配線導体14と同様のめっき層が被着されている。電子部品搭載層16は、例えば電子部品２の搭載用に用いられ、中央端子層17は、例えば電極13および主面電極13ａと同様に、モジュール用基板５との接合に用いられる。また、図13に示す例のように、中央端子層17についても、切欠き部12の内面に設けられた電極13に接続させていても構わない。
また、第１〜第５の実施形態における配線基板１は、それぞれ平板状の配線基板１であっても構わないし、キャビティ15を有する配線基板１であっても構わない。また、第４、第５の実施形態における配線基板１においては、第３の実施形態における配線基板１のように、切欠き部12を複数の大きさの切欠き部12が重なった形状としても構わないし、電子部品搭載層16および中央端子層17を備えていても構わない。
また、上述の例では、配線基板１には、１つの電子部品２が搭載されているが、複数の電子部品２が搭載される配線基板１であっても構わない。
また、上述の例では、主面電極13と配線導体14とは、電極13を介して接続されているが、配線導体14は、絶縁層11ａを貫通する貫通導体により主面電極13ａに直接接続されていてもよい。
また、配線基板１は多数個取り配線基板の形態で製作されていてもよい。
１・・・・配線基板
11・・・・絶縁基体
11ａ・・・絶縁層
12・・・・切欠き部
12ａ・・・側壁
12ｂ・・・凸部
13・・・・電極
13ａ・・・主面電極
14・・・・配線導体
15・・・・キャビティ
16・・・・電子部品搭載層
17・・・・中央端子層
２・・・・電子部品
３・・・・接続部材
４・・・・封止材
５・・・・モジュール用基板
51・・・・接続パッド
６・・・・接合材

Claims (9)

  1. 主面および側面を有する絶縁基体と、
    前記主面および前記側面に開口された四角形状の切欠き部と、
    前記切欠き部の内面に設けられた電極と、
    前記絶縁基体の内部または表面に設けられ、前記電極に接続された配線導体とを備えており、
    前記切欠き部の側壁は、前記側面に沿った方向の中央領域に前記側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部を有しており、
    該凸部は、前記切欠き部の側壁の両側の領域から中央領域における頂部に向かうに従って、前記側面の外側への膨らみが漸次大きくなっていることを特徴とする配線基板。
  2. 主面および側面を有する絶縁基体と、
    前記主面および前記側面に開口された四角形状の切欠き部と、
    前記切欠き部の内面に設けられた電極と、
    前記絶縁基体の内部または表面に設けられ、前記電極に接続された配線導体とを備えており、
    前記切欠き部の側壁は、前記側面に沿った方向の中央領域に前記側面の外側に向かって凸状に湾曲した凸部を有しており、
    前記切欠き部は、下面から見た形状が前記凸部の頂部を中心とした線対称であることを特徴とする配線基板。
  3. 前記切欠き部は、側壁の両側の領域の角部に当たる部分が前記側面の内側に向かって湾曲していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板 。
  4. 前記凸部の頂部が、前記切欠き部の側壁における前記側面に沿った方向の中央に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板。
  5. 前記切欠き部は、幅が大きい切欠きの内側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配線基板。
  6. 前記切欠き部の側壁は、前記側面に沿った方向の中央領域が縦断面視で凸状であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の配線基板。
  7. 前記切欠き部は、前記主面に対向する他の主面に開口していることを特徴とする請求項
    １乃至請求項６のいずれかに記載の配線基板。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された配線基板と、
    該配線基板に搭載された電子部品とを備えていることを特徴とする電子装置。
  9. 請求項８に記載された電子装置の前記電極がモジュール用基板の接続パッドに接合材を介して接続されていることを特徴とする電子モジュール。
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