JP6441696B2 - Wiring board, electronic device and electronic module - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子または発光素子等の電子部品を搭載するための配線基板、電子装置および電子モジュールに関するものである。 The present invention relates to a wiring board, an electronic device, and an electronic module for mounting an electronic component such as a semiconductor element or a light emitting element.
従来、電子部品が搭載されて電子装置に組み込まれる配線基板は、電子部品の搭載領域を含む主面を有する絶縁基板と、絶縁基板の主面に平面視で隣り合うようにして複数設けられた端子電極と、絶縁基板の主面および内部に端子電極と接続される配線導体とを有している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a plurality of wiring boards on which electronic components are mounted and incorporated into an electronic device have been provided in plural so as to be adjacent to the main surface of the insulating substrate in plan view, and the insulating substrate having a main surface including a mounting area for the electronic components. It has a terminal electrode and a wiring conductor connected to the terminal electrode on the main surface and inside of the insulating substrate.
しかしながら、電子装置の高機能化に伴い、配線基板の大型化、高放熱化が進んできている。長期間繰り返し使用していると、配線基板と外部回路基板とが剥がれてしまいやすくなることが懸念される。 However, with the increase in functionality of electronic devices, the size of wiring boards and the increase in heat dissipation have been advanced. When used repeatedly for a long period of time, there is a concern that the wiring board and the external circuit board may be easily peeled off.
本発明の一つの態様による配線基板は、絶縁基板と、該絶縁基板の主面に平面視で隣り合うようにして複数設けられた端子電極とを有しており、前記絶縁基板の主面には、前記端子電極の間に、平面視で細長い形状の凹部が、長手方向が不規則な方向となるように設けられており、不連続な曲線となっている。
A wiring board according to one aspect of the present invention includes an insulating substrate and a plurality of terminal electrodes provided adjacent to the main surface of the insulating substrate in plan view, and the main surface of the insulating substrate is provided on the main surface of the insulating substrate. Is provided with an elongated concave portion in plan view between the terminal electrodes so that the longitudinal direction is an irregular direction, and has a discontinuous curve .
本発明の他の態様による電子装置は、上記構成の配線基板と、配線基板に搭載された電子部品とを有している。 An electronic device according to another aspect of the present invention includes a wiring board having the above configuration and an electronic component mounted on the wiring board.
本発明の他の態様による電子モジュールは、上記の電子装置と、端子電極と接続される外部回路基板と、電子装置と外部回路基板との間に、繊維状の凹部に充填するように配置された接合補強材とを有する。 An electronic module according to another aspect of the present invention is disposed so as to fill a fibrous recess between the electronic device described above, an external circuit board connected to a terminal electrode, and the electronic device and the external circuit board. And a joining reinforcing material.
本発明の一つの態様による配線基板によれば、絶縁基板と、絶縁基板の主面に平面視で隣り合うようにして複数設けられた端子電極とを有しており、絶縁基板の主面には、端子電極の間に、平面視で細長い形状の凹部が、長手方向が不規則な方向となるように設けられており、不連続な曲線となっていることから、配線基板と外部回路基板とを接合材により接合する際に、絶縁基板と外部回路基板との間に接合補強材を配置すると、凹部内に良好に充填させて係止するとともに、平面視で、細長い形状で長手方向が不規則な方向となった凹部内の接合補強材にかかる応力を分散することができるので、配線基板と外部回路基板との実装信頼性を高めることができる。 The wiring board according to one aspect of the present invention includes an insulating substrate and a plurality of terminal electrodes provided adjacent to the main surface of the insulating substrate in plan view, and the main surface of the insulating substrate. Is provided with an elongated concave portion in plan view between the terminal electrodes so that the longitudinal direction is an irregular direction, and is a discontinuous curve. When the joint reinforcing material is disposed between the insulating substrate and the external circuit board, the recess is satisfactorily filled and locked, and has a long and narrow shape in plan view. Since it is possible to disperse the stress applied to the bonding reinforcing material in the concave portion which has become an irregular direction, it is possible to improve the mounting reliability between the wiring board and the external circuit board.
本発明の他の態様によれば、電子装置は、上記構成の配線基板と、電子部品とを含んでいることから、電子部品と外部回路基板との実装信頼性を高めて長期信頼性に優れたものとすることができる。 According to another aspect of the present invention, since the electronic device includes the wiring board having the above-described configuration and the electronic component, the mounting reliability between the electronic component and the external circuit board is improved and the long-term reliability is excellent. Can be.
本発明の他の態様によれば、電子モジュールは、上記構成の電子装置と、端子電極と接続される外部回路基板と、電子装置と外部回路基板との間に、凹部に充填するように配置された接合補強材とを有することから、電子部品と外部回路基板との実装信頼性を高めて長期信頼性に優れたものとすることができる。 According to another aspect of the present invention, an electronic module is disposed so as to fill a recess between the electronic device having the above configuration, an external circuit board connected to the terminal electrode, and the electronic device and the external circuit board. Therefore, the mounting reliability between the electronic component and the external circuit board can be improved and the long-term reliability can be improved.
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。 Several exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(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4に示された例のように、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、例えば電子モジュールを構成する外部回路基板5上に実装される。
(First embodiment)
The electronic device according to the first embodiment of the present invention includes a
本実施形態における配線基板1は、図1〜図4に示された例のように、絶縁基板11と、絶縁基板11の主面に平面視で隣り合うようにして複数設けられた端子電極12とを有している。配線基板1は、絶縁基板11の主面および内部に設けられ、端子電極12に電気的に接続された配線導体13を有している。絶縁基板11の主面には、端子電極12の間に、平面視で細長い形状の凹部14が、長手方向が不規則な方向となるように設けられている。また、図1〜図4において、電子装置は、仮想のxyz空間内に設けられており、以下便宜的に「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。
The
絶縁基板11は、複数の絶縁層11aからなり、電子部品2の搭載部を含む上面を有しており、平面視において矩形の板状の形状を有している。絶縁基板11は、電子部品2を支持するための支持体として機能し、上面中央部の搭載部上に電子部品2が樹脂等の接合剤を介して接着され固定される。
The
絶縁基板11の材料は、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,ムライト質焼結体等のセラミックスである。
The material of the
絶縁基板11は、例えば酸化アルミニウム質焼結体である場合であれば、酸化アルミニウ
ム(Al2O3),酸化珪素(SiO2),酸化マグネシウム(MgO),酸化カルシウム(CaO)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物を作製する。この泥漿物を、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを作製する。次に、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、セラミックグリーンシートを必要に応じて複数枚積層して生成形体を形成し、この生成形体を高温(約1600℃)で焼成することによって絶縁基板11が製作される。
If the
端子電極12は、絶縁基板11の一方主面(図1〜図4では、絶縁基板11の下面)にグリッド状に設けられている。配線導体13は、絶縁基板11の他方主面(図1〜図4では絶縁基板11の上面)および内部に設けられている。配線導体13は、絶縁基板11の他方主面にて、電子部品2とワイヤボンディング等の接続部材3を介して電気的に接続される。配線導体13は、端子電極12に電気的に接続され、配線基板1に搭載された電子部品2と外部回路基板5とを電気的に接続するためのものである。端子電極12は、配線基板1に搭載された電子部品2と外部回路基板5とを電気的に接続するため、または配線基板1と外部回路基板5とを接合するためのものである。配線導体13は、絶縁基板11の表面または内部に設けられた配線層と、絶縁基板11を貫通して上下に位置する配線層同士を電気的に接続する貫通導体とを含んでいる。
The
端子電極12、配線導体13の材料は、例えばタングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn),銀(Ag)または銅(Cu)等を主成分とする金属粉末メタライズである。端子電極12および配線導体13は、は、例えば絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに端子電極12、配線導体13用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって印刷塗布し、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。また、貫通導体は、例えば絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに金型またはパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストを上記印刷手段によって充填しておき、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。メタライズペーストは、上述の金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、絶縁基板11との接合強度を高めるために、ガラス粉末、セラミック粉末を含んでいても構わない。
The material of the
端子電極12、配線導体13の絶縁基板11から露出した表面には、ニッケル,金等の耐蝕性に優れる金属めっき層が被着される。端子電極12および配線導体13が腐食することを低減できるとともに、配線導体13と電子部品2との接合、および配線導体13とボンディングワイヤまたは外部回路基板5と端子電極12とを強固に接合できる。例えば、端子電極12および配線導体13の絶縁基板11から露出した表面には、厚さ1〜10μm程度のニッケルめっき層と厚さ0.1〜3μm程度の金めっき層とが順次被着される。
A surface of the
また、めっき層は、ニッケルめっき層/金めっき層に限られるものではなく、ニッケルめっき層/パラジウムめっき層/金めっき層等を含むその他のめっき層であっても構わない。 The plating layer is not limited to nickel plating layer / gold plating layer, and may be other plating layers including nickel plating layer / palladium plating layer / gold plating layer.
凹部14は、絶縁基板11の一方主面(図1〜図4では、絶縁基板11の下面)に、端子電極12の間に設けられている。凹部14は、接合補強材7を内部に充填させて、電子装置と外部回路基板5との接合を補強するためのものである。ここで、凹部14は、図1〜図3に示された例のように、平面視において、細長い形状で、長手方向が不規則な方向となるように設けられており、非直線状、すなわち不連続な曲線の凹部であり、繊維形状となっている。なお、凹部14は、開口幅は、一定でなくてもよいし、複数の繊維形状が交差した形状の
凹部であっても構わない。凹部14は、電子装置と外部回路基板5との接合を補強するために、グリッド状に設けられた全ての端子電極12の隣接する端子電極12間に設けられていることが好ましく、最外周の端子電極12よりも外側領域の絶縁基板11の主面に設けられていてもよい。
The
このような繊維形状の凹部14は、例えば、表面に繊維形状の凸部を有するゴム板、金属板、樹脂板等の板材、あるいは大きな繊維質を含有した紙やゴム等の緩衝材の上に、端子電極12側を下側に向けて絶縁基板11の生成形体を配置し、絶縁基板11の生成形体の両主面方向に対して50〜100kg/cm2程度の圧力を印加し、絶縁基板11の生成形体の主面に繊維形
状の凹部14となるくぼみをつけておくことにより形成することができる。また、ゴム板、金属板、樹脂板等の板材上に、繊維形状の物質、電極12側を下側に向けた絶縁基板11の生成形体の順に配置し、絶縁基板11の生成形体両主面方向から圧力を印加し、絶縁基板11の生成形体の主面に繊維形状の凹部14となるくぼみをつけておくことにより形成することもできる。
Such a fiber-shaped
また、絶縁基板11あるいは絶縁基板11の生成形体の主面に、レーザー加工等により、繊維形状の凹部14を形成しても良いが、上述の表面に繊維形状の凸部を有するゴム板、金属板、樹脂板等の板材、あるいは大きな繊維質を含有した紙やゴム等の緩衝材を用いて製作する方が、生産性において好ましい。
In addition, a fiber-shaped
配線基板1の主面には、電子部品2が接合されて搭載される。電子部品2は、例えば、加速度センサ素子等のセンサ素子、半導体素子、撮像素子、発光素子等である。また、電子部品2とともにコンデンサまたは抵抗素子等の小型の部品が搭載されていてもよい。電子部品2は、エポキシ樹脂等の接合材によって配線基板1の主面に接合される。また、電子部品2の電極と配線導体13とが、例えばAuを主成分とするボンディングワイヤ等の接続部材3を介して電気的に接続される。電子部品2は、必要に応じて、樹脂材料等の封止材4によって封止されている。また、蓋体等によって封止されていてもよい。
An
本発明の電子装置が、図4に示される例のように、外部回路基板5の接続パッド51に半田ボール等の接合材6を介して接続され、電子装置と外部回路基板5との間にアンダーフィルとして、例えば、エポキシ樹脂等の接合補強材7を電子装置と外部回路基板5との間に配置するとともに、繊維形状の凹部14内に充填させることで、電子モジュールとなる。
As shown in the example shown in FIG. 4, the electronic device of the present invention is connected to the connection pad 51 of the external circuit board 5 via a bonding material 6 such as a solder ball, and between the electronic device and the external circuit board 5. As the underfill, for example, a bonding reinforcing material 7 such as an epoxy resin is disposed between the electronic device and the external circuit board 5 and filled into the fiber-shaped
本実施形態の配線基板1は、絶縁基板11と、絶縁基板11の主面に平面視で隣り合うようにして複数設けられた端子電極12とを有しており、絶縁基板11の主面には、端子電極12の間に、平面視で細長い形状の凹部14が、長手方向が不規則な方向となるように設けられている。上記構成により、配線基板1と外部回路基板5とを接合する際に、絶縁基板11と外部回路基板5との間に接合補強材7を配置すると、凹部14内に良好に充填させて係止するとともに、平面視で、細長い形状で長手方向が不規則な方向となった凹部14内の接合補強材7にかかる応力を分散することができるので、配線基板1と外部回路基板5との実装信頼性を高めることができる。
The
繊維形状の凹部14は、図3に示される例のように、細長い線状の凹部であることから、絶縁基板11の主面に複数の点状の凹部を点在して設けた場合と比較して、繊維形状の凹部14内に接合補強材7を流動させやすく、充填させやすい。
The fiber-shaped
また、例えば、繊維形状の凹部14は、絶縁基板11の主面に一方方向に直線状の凹部を設けた場合と比較して、剥がれがたくなる。また、絶縁基板11の主面に一方方向、あるいは格子状に直線状の凹部を設けた場合と比較して、端子電極12間に設けられた繊維形状の凹部14により、力がかかる方向が分散されるので、端子電極12と繊維形状の凹部14との間、
あるいは繊維形状の凹部14と絶縁基板11の他方主面との間においてクラック等が発生したり、割れてしまうことを抑制することができるので、絶縁基板11の厚みが薄い配線基板1において好適に使用することができる。
Further, for example, the fiber-shaped
Alternatively, cracks or the like can be prevented from occurring between the fiber-shaped
繊維形状の凹部14の長さは、50〜1000μm程度の長さに形成される。繊維形状の凹部14の深さは、5〜50μm程度の深さに形成される。図3に示された例のように、縦断面視における繊維形状の凹部14の内面が曲面状であり、かつ繊維形状の凹部14の開口部の幅が繊維形状の凹部14の深さよりも大きいと、繊維形状の凹部14内に接合補強材7を充填させやすい。
The length of the fiber-shaped
なお、繊維形状の凹部14は、図3に示された例のように、それぞれの繊維形状の凹部14の形状、長さ、開口幅および深さが異なっていても構わない。
The fiber-shaped
本実施形態の電子装置は、上記の配線基板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、電子装置と外部回路基板5との実装信頼性を向上させて長期信頼性に優れたものとできる。
Since the electronic device according to the present embodiment includes the
本実施形態の電子モジュールは、上記の電子装置と、端子電極12と接続される外部回路基板5と、電子装置と外部回路基板5との間に配置され、繊維形状の凹部14に充填された接合補強材7とを有していることから、電子装置と外部回路基板5との実装信頼性を向上させて長期信頼性に優れたものとできる。
The electronic module of the present embodiment is disposed between the electronic device described above, the external circuit board 5 connected to the
(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5〜図7を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Next, an electronic device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本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主な点は、絶縁基板11の主面(図5〜図7では下面)に穴15が形成されており、穴15の底面に端子電極12が設けられている点である。
In the electronic device according to the present embodiment, the main difference from the electronic device according to the first embodiment described above is that a
なお、第2の実施形態において、電子部品2は、はんだバンプや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に搭載されている。
In the second embodiment, the
穴15は、図5〜図7に示された例において、縦断面視において内側面が直線状の穴15と形成されているが、内側面が開口側に広がる穴15、もしくは開口側に階段状に広がる穴15であっても構わない。
In the example shown in FIGS. 5 to 7, the
第2実施形態の配線基板1によれば、第1実施形態の配線基板1と同様に、配線基板1と接合補強材7との接合強度を高めることができ、配線基板1と外部回路基板5との実装信頼性を向上させることができる。
According to the
また、絶縁基板11の生成形体の主面に繊維形状の凹部14となるくぼみを形成する際に、板材または紙が直接端子電極12と接触しづらく、端子電極12に繊維形状の凹部14が形成されることを抑制することができる。
In addition, when forming a recess that becomes a fiber-shaped
このような穴15は、穴15を構成するセラミックグリーンシートまたはセラミックペーストを、絶縁基板11の生成形体の端子電極12側の主面に設けておくことにより形成することができる。セラミックペーストは、絶縁基板11と実質的に同質のセラミック粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される
。
Such a
なお、セラミックペーストを用いた場合には、絶縁基板11の主面に繊維形状の凹部14を形成する場合に、上記圧力を印加して繊維形状の凹部14となるくぼみを良好に形成しやすいので好ましい。
In the case where the ceramic paste is used, when the fiber-shaped
また、この場合、図5〜図7に示された例のように、繊維形状の凹部14の深さが、穴15の底面に設けられた端子電極12の穴15の開口部からの深さよりも浅いと、穴15の底面に端子電極12を大きく形成しやすくなる。例えば、平面視において、端子電極12を穴15の径よりも大きくし、絶縁基板11と端子電極12との接合強度を高めることで、配線基板1と外部回路基板5との実装信頼性を向上させることができる。
In this case, as in the example shown in FIGS. 5 to 7, the depth of the fiber-shaped
(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8〜図10を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Next, an electronic device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本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主な点は、絶縁基板11の主面(図8〜図10では絶縁基板11の下面)に穴15が形成されており、1つの穴15の底面に複数の端子電極12が設けられている点である。
In the electronic device of this embodiment, the main difference from the electronic device of the first embodiment described above is that a
第3の実施形態の配線基板1によれば、第1実施形態の配線基板1と同様に、配線基板1と接合補強材7との接合強度を高めることができ、配線基板1と外部回路基板5との実装信頼性を向上させることができる。
According to the
また、図8に示される例のように、穴15および端子電極12が、絶縁基板11の主面外周部に偏倚して配置されている場合、絶縁基板11の主面中央部に複数の繊維形状の凹部14を設けても良く、絶縁基板11の主面中央部に絶縁基板11の主面外周部よりも密集した状態で繊維形状の凹部14を設けても良い。
In addition, when the
なお、本発明は上記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。例えば、図1〜図10に示された例において、絶縁基板11は、平板形状であるが、上面に、電子部品2が搭載されるキャビティを有した形状であってもよい。
In addition, this invention is not limited to the example of said embodiment, A various change is possible. For example, in the example shown in FIGS. 1 to 10, the insulating
また、図1〜図10に示された例において、絶縁基板11の主面に、電子部品2が1つ搭載されているが、複数の電子部品2が搭載される配線基板1であってもよい。また、抵抗素子や容量素子等の小型の電子部品を搭載しても良い。
In the example shown in FIGS. 1 to 10, one
また、端子電極12は、グリッド状の位置からずれた位置、例えば千鳥格子状に設けても構わない。
The
1・・・配線基板
11・・・絶縁基板
11a・・絶縁層
12・・・端子電極
13・・・配線導体
14・・・凹部
15・・・穴
2・・・電子部品
3・・・接続部材
4・・・封止材
5・・・外部回路基板
7・・・接合補強材
1 ... Wiring board
11 ... Insulated substrate
11a ・ ・ Insulating layer
12 ... Terminal electrode
13 ... Wiring conductor
14 ... Recess
15 ...
Claims (4)
該絶縁基板の主面に平面視で隣り合うようにして複数設けられた端子電極とを有しており、
前記絶縁基板の主面には、前記端子電極の間に、平面視で細長い形状の凹部が、長手方向が不規則な方向となるように設けられており、不連続な曲線となっていることを特徴とする配線基板。 An insulating substrate;
A plurality of terminal electrodes adjacent to the main surface of the insulating substrate in plan view;
On the main surface of the insulating substrate, a concave portion having an elongated shape in plan view is provided between the terminal electrodes so that the longitudinal direction is an irregular direction, and has a discontinuous curve. A wiring board characterized by.
前記配線基板に搭載された電子部品とを有していることを特徴とする電子装置。 The wiring board according to claim 1;
An electronic device comprising: an electronic component mounted on the wiring board.
前記端子電極と接続される外部回路基板と、
前記電子装置と外部回路基板との間に、前記凹部に充填するように配置された接合補強材とを有することを特徴とする電子モジュール。 An electronic device according to claim 3;
An external circuit board connected to the terminal electrode;
The electronic device and between the external circuit board, an electronic module, wherein the benzalkonium which have a a bonding reinforcing material disposed to fill said recess.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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