JP6373115B2 - 配線基板 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体素子や水晶振動子等の電子部品を搭載する配線基板に関する。
半導体素子や水晶振動子等の電子部品を封止するパッケージ用の配線基板がある。この配線基板では、電子部品を搭載する基板や、電子部品の搭載領域を囲むようにして絶縁性基板表面の周囲に設けられ、電子部品を収容するための凹部を形成する枠体等を備えている。通常、枠体の上面には、封止用のメタライズ層が形成され、該メタライズ層と、基板裏面に形成された外部端子とを接続するビア導体が枠体に貫通するようにして形成されている。
近年では、搭載される電子部品の小型化に合わせて、配線基板も小型化が進んでいる。このため、電子基板を搭載する基板の外寸法（平面寸法）を小さくするのみならず、電子部品を収容するための凹部を形成する枠体についても、その幅が狭くなっている。このため、メタライズ層と基板裏面に形成された外部端子とを接続するビア導体を枠体に形成することが難しくなっている。
そこで、従来の配線基板では、枠体のコーナー以外の部分の幅を広げ、該幅を広げた部分にビア導体を設けたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
特許第３５３８７７４号 特許第４０７２３００号
しかしながら、特許文献１，２に記載の発明は、ビア導体を枠体のコーナー以外の部分に設けているため、電子部品の実装領域が狭くなってしまうという問題がある。
本発明は、上記の事情に対処してなされたものであり、電子部品の搭載領域を広く確保しつつ幅の狭い枠体にビア導体を形成できる配線基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成すべく、本発明は、表面に電子部品の搭載領域を有し、平面視の外形が矩形の絶縁性基板と、搭載領域を囲むようにして絶縁性基板表面の周囲に設けられ、電子部品を収容するための凹部を形成する矩形状の枠体と、枠体のコーナー部に形成され、枠体を厚み方向に貫通する直径が１００μｍ以下のビアホールと、ビアホール内に充填され、凹部を形成する枠体の内壁面から露出していないビア導体と、枠体の上面に形成され、ビア導体と電気的に接続された封止用のメタライズ層とを備え、枠体は、平面視において、コーナー部が搭載領域に向かって広がった幅広部となっており、コーナー部以外の幅が１５０μｍ以下であり、幅広部は、平面視において、内壁面が直線形状であり、幅広部の内壁面及び幅広部の内壁面に隣接する枠体の内壁面の間で形成される角度が鈍角であることを特徴とする。
本発明によれば、枠体のコーナー部が搭載領域に向かって広がった幅広部となっており、幅広部は、平面視において、内壁面が直線形状であり、幅広部の内壁面及び幅広部の内壁面に隣接する枠体の内壁面の間で形成される角度が鈍角である。このため、枠体のコーナー部以外の幅が１５０μｍ以下であっても電子部品の搭載領域を広く確保しつつビア導体を形成することができる。また、幅広部の内壁面が直線形状であるため、枠体を金型で製造する際に抜き打ちの加工性が良くなる。このため、枠体の生産性が向上する。さらに、ビア導体が、枠体の内壁面から露出していないため、封止用のメタライズ層上に配置されるろう材がビア導体を伝って流れだし、電子部品等の端子と接触不良を起こす虞を抑制することができる。
本発明の一態様においては、表面に電子部品の搭載領域を有し、平面視の外形が矩形の絶縁性基板と、搭載領域を囲むようにして絶縁性基板表面の周囲に設けられ、電子部品を収容するための凹部を形成する矩形状の枠体と、枠体のコーナー部に形成され、枠体を厚み方向に貫通する直径が１００μｍ以下のビアホールと、ビアホール内に充填され、凹部を形成する枠体の内壁面から露出していないビア導体と、枠体の上面に形成され、ビア導体と電気的に接続された封止用のメタライズ層とを備え、枠体は、平面視において、コーナー部が前記搭載領域に向かって広がった幅広部となっており、前記コーナー部以外の幅が１５０μｍ以下であり、幅広部は、平面視において、内壁面が搭載領域側に突出した曲線形状であることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、枠体のコーナー部が搭載領域に向かって広がった幅広部となっており、幅広部は、平面視において、内壁面が搭載領域側に突出した曲線形状である。このため、コーナー部以外の幅が１５０μｍ以下の枠体であっても電子部品の搭載領域を広く確保しつつビア導体を形成することができる。また、幅広部の内壁面が搭載領域側に突出した曲線形状であるため、ビア導体を形成できる面積が広くなる。さらに、ビア導体が、枠体の内壁面から露出していないため、封止用のメタライズ層上に配置されるろう材がビア導体を伝って流れだし、電子部品等の端子と接触不良を起こす虞を抑制することができる。
以上説明したように、本発明によれば、電子部品の搭載領域を広く確保しつつ幅の狭い枠体にビア導体を形成できる配線基板を提供することができる。
第１の実施形態に係る配線基板の平面図。 第１の実施形態に係る配線基板の一部拡大断面図。 第２の実施形態に係る配線基板の平面図。 その他の実施形態に係る配線基板の一部拡大断面図。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る配線基板１００の平面図である。図２は、図１の破線Ｘ−Ｘに沿って切断した配線基板１００の一部を拡大した断面図である。以下、図１及び図２を参照して第１の実施形態に係る配線基板１００について説明する。
配線基板１００は、絶縁性基板１１と、枠体１２と、ビア導体１３と、メタライズ層１４とを備える。絶縁性基板１１は、表面１１Ｆに電子部品（不図示）の搭載領域Ｒを有し、平面視の外形がほぼ矩形となっている。絶縁性基板１１は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁性のセラミック部材で形成されている。絶縁性基板１１の表面１１Ｆには、電子部品と接続される接続端子１１Ａ（パッド）が形成されている。また、絶縁性基板１１の裏面１１Ｒには、マザーボート等と接続するための外部接続端子１１Ｂが形成されている。なお、絶縁性基板１１の接続端子１１Ａと外部接続端子１１Ｂとはビア導体等（不図示）により電気的に接続されている。メタライズ層１４、接続端子１１Ａ、外部接続端子１１Ｂ及びビア導体は、例えば、金属成分としてタングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）の少なくとも１種を含んで形成されている。
枠体１２は、電子部品（不図示）を収容するための凹部Ｃ（キャビティ）を形成する矩形状の枠であり、絶縁性基板１１に設けられた搭載領域Ｒを囲むようにして絶縁性基板１１の表面１１Ｆの周囲に設けられている。枠体１２は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁性のセラミック部材で形成されている。
この実施形態では、枠体１２は、コーナー部以外の幅ｄが１５０μｍ以下となっているため、コーナー部以外の部分にビア導体１３が充填されるビアホール１２Ｂを形成することは難しい。このため図１に示すように、枠体１２は、平面視において、コーナー部が絶縁性基板１１の搭載領域Ｒに向かって広がった幅広部１２Ａとなっており、この幅広部１２Ａにビアホール１２Ｂが形成されている。
また、幅広部１２Ａは、平面視において、内壁面１２Ｃ全体が直線形状であり、幅広部１２Ａの内壁面１２Ｃ及び幅広部１２Ａの内壁面１２Ｃに隣接する枠体１２の内壁面１２Ｄの間で形成される角度αが鈍角となっている。また、枠体１２の上面１２Ｅには、封止用のメタライズ層１４が形成されている。
図２に示すように、ビアホール１２Ｂは、枠体１２の幅広部１２Ａ及び絶縁性基板１１を厚み方向に貫通し、直径（内径）Ｄ１が１００μｍ以下となっている。また、ビアホール１２Ｂ内には、ビア導体１３が充填されており、メタライズ層１４と絶縁性基板１１の外部接続端子１１Ｂとを電気的に接続している。なお、ビア導体１３は、凹部Ｃを形成する枠体１２の内壁面１２Ｃから露出していない。ビア導体１３は、例えば、金属成分としてタングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）の少なくとも１種を含んで形成されている。
上記配線基板１００は、接続端子１１Ａ、外部接続端子１１Ｂ、ビア導体１３及び封止用メタライズ層１４など露出する金属層部分をニッケルでコートした後、金等でコートされる。そして、電子部品（図示せず）を搭載領域Ｒに搭載し、電子部品の電極と接続端子１１Ａとをワイヤボンディング等により電気的に接続した後、枠体１２により形成される凹部Ｃを塞ぐようにリッド（不図示）が被せられ、封止用メタライズ層１４に例えばろう材を介してろう付けされて封止される。
以上のように、第１の実施形態に係る配線基板１００によれば、枠体１２のコーナー部が搭載領域Ｒに向かって広がった幅広部１２Ａとなっており、幅広部１２Ａは、平面視において、内壁面１２Ｃ全体が直線形状であり、幅広部１２Ａの内壁面１２Ｃ及び幅広部１２Ａの内壁面１２Ｃに隣接する枠体１２の内壁面１２Ｄの間で形成される角度αが鈍角である。
このため、コーナー部以外の幅ｄが１５０μｍ以下の枠体１２であっても搭載領域Ｒを広く確保しつつビア導体１３を形成することができる。また、幅広部１２Ａの内壁面１２Ｃ全体が直線形状であるため、枠体１２を金型で製造する際に抜き打ちの加工性が良くなる。このため、枠体１２の生産性が向上する。さらに、ビア導体１３が、枠体１２の内壁面１２Ｃから露出していないため、封止用のろう材がビア導体１３を伝って流れだし、電子部品の端子と接触不良を起こす虞を抑制することができる。
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る配線基板２００の平面図である。以下、図３を参照して第２の実施形態に係る配線基板２００について説明する。なお、図１及び図２を参照して説明した配線基板１００と同一の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図３に示すように、配線基板２００は、平面視において、枠体１２の幅広部１２Ａの内壁面１２Ｃ全体が搭載領域Ｒ側に向かって突出した曲線形状（円弧形状）となっている点が、図１及び図２を参照して説明した配線基板１００と異なる。平面視において、枠体１２の幅広部１２Ａの内壁面１２Ｃ全体を搭載領域Ｒ側に突出した曲線形状（円弧形状）とすることで、ビアホール１２Ｂを形成できる面積が広くなり、より外径の大きなビア導体１３を形成することができる。その他の効果は、図１及び図２を参照して説明した配線基板１００と同じである。
（その他の実施形態）
なお、本発明は、上記第１，第２の実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に示すように枠体１２を複数の絶縁層１２１〜１２３を積層して形成した配線基板３００としてもよい。また、封止用メタライズ層１４に、鉄ニッケル合金などからなり、表面に、ニッケルメッキ層が形成されてなる枠状のリング（シールリング）がろう付けなどにより接着され、その上にリッドをろう付けすることによって電子部品が封止される構造の配線基板においても同様に適用できる。
上記第１，第２の実施形態では、枠体１２のコーナー部に形成された１つの幅広部にビア導体１３を形成していたが、ビア導体１３を形成するコーナー部は１つに限定されず、幅広部１２Ａが形成される複数のコーナー部にビア導体１３を形成してもよい。また、上記第１，第２の実施形態では、図１、図２に示すようにビア導体１３が形成されないコーナー部にも幅広部１２Ａを形成していたが、ビア導体１３が形成されないコーナー部には幅広部１２Ａを形成しない構成としてもよい。
さらに、上記第１，第２の実施形態では、枠体１２及び絶縁性基板１１を厚み方向に直線状に貫通するビアホール１２Ｂを形成し、ビアホール１２Ｂ内に充填されたビア導体１３によりメタライズ層１４と外部接続端子１１Ｂとを電気的に接続していたが、絶縁性基板１１に形成されるビアホール１２Ｂと枠体１２に形成されるビアホール１２Ｂとを平面視で互いにずれた位置に有する配線基板としてもよい。このような配線基板では、絶縁性基板１１のビアホール１２Ｂに充填されるビア導体１３と枠体１２のビアホール１２Ｂに充填されるビア導体１３とを配線を介して電気的に接続させてもよい。
本発明は、前記各形態の構造、形状のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない限りにおいて適宜に設計変更して具体化できる。
１００，２００ 配線基板
１１ 絶縁性基板
１１Ａ 接続端子
１１Ｂ 外部接続端子
１２ 枠体
１２Ａ 幅広部
１２Ｂ ビアホール
１２Ｃ 内壁面
１２Ｄ 内壁面
１２Ｅ 上面
１３ ビア導体
１４ メタライズ層
１２１〜１２３ 絶縁層

Claims (1)

  1. 表面に電子部品の搭載領域を有し、平面視の外形が矩形の絶縁性基板と、
    前記搭載領域を囲むようにして前記絶縁性基板表面の周囲に設けられ、前記電子部品を収容するための凹部を形成する矩形状の枠体と、
    前記枠体のコーナー部に形成され、前記枠体を厚み方向に貫通する直径が１００μｍ以下のビアホールと、
    前記ビアホール内に充填され、前記凹部を形成する前記枠体の内壁面から露出していないビア導体と、
    前記枠体の上面に形成され、前記ビア導体と電気的に接続された封止用のメタライズ層と
    を備え、
    前記枠体は、平面視において、前記コーナー部が前記搭載領域に向かって広がった幅広部となっており、前記コーナー部以外の幅が１５０μｍ以下であり、
    前記幅広部は、平面視において、内壁面が直線形状であり、前記幅広部の内壁面及び前記幅広部の内壁面に隣接する前記枠体の内壁面の間で形成される角度が鈍角であり、
    前記ビア導体が形成されていない前記枠体のコーナー部にも前記幅広部が形成されていることを特徴とする配線基板。
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