JP7210191B2 - 電子素子実装用基板、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、電子素子、例えばCCD(Charge Coupled Device)型またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型等の撮像素子、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子、圧力、気圧、加速度、ジャイロ等のセンサー機能を有する素子、または集積回路等が実装される電子素子実装用基板、電子装置および電子モジュールに関するものである。
絶縁層を含む配線基板を備えた電子素子実装用基板が知られている。また、このような電子素子実装用基板は表面および裏面に電子素子等を実装する電極パッドを有する構造が知られている。(特許文献1参照)。
特開2000-188351号公報
一般的に、基板の上面および下面に電極パッドを有し、それぞれに電子部品または電子素子を実装する場合がある。このとき、電子部品または電子素子を実装する工程において基板の上面および下面を冶具などに設置する必要があり、両面に電極パッドを有すると、冶具等に設置した際この電極パッドに傷等が発生し、電子部品または電子素子の実装の不具合が発生する場合が懸念されていた。
また、電子部品または電子素子等を収納するための凹部を設けた場合、実装する工程における圧力をかける工程において、その応力によって凹部の底面が変形またはクラックが発生する場合がある。このとき、この凹部の底面の変形またはクラックが発生することで、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合が懸念されていた。
本発明の1つの態様に係る電子素子実装用基板は、電子素子が実装される領域を含む第1面と、前記第1面の反対側に位置した第2面とを有する基板と、前記第1面に位置した第1凹部と、前記第2面に位置した第2凹部と、前記第1凹部に位置した電極パッドと、を備えており、前記第2凹部は、内側に、上面視で実装される前記電子素子と重なり、かつ上面視で前記電極パッドから離れた位置で前記第2凹部の底面を支える補強部を有しており、断面視において、前記第1凹部の開口部の少なくとも一部が、前記第1面から離れるに従って広がる階段状であることを特徴としている。
また本発明の他の態様に係る電子素子実装基板は、電子素子が実装される領域を含む第1面と、前記第1面の反対側に位置した第2面とを有する基板と、前記第1面に位置した第1凹部と、前記第2面に位置した第2凹部と、前記第1凹部に位置した電極パッドと、を備えており、前記第2凹部は、内側に、上面視で前記電子素子と重なり、かつ上面視で前記電極パッドと重なる位置で前記第2凹部の底面を支える補強部を有しており、断面視において、前記第1凹部の開口部の少なくとも一部が、前記第1面から離れるに従って広がる階段状であることを特徴としている。
また本発明の他の態様に係る電子素子実装基板は、第1面と、前記第1面の反対側に位置した第2面とを有する基板と、前記第1面に位置した第1凹部と、前記第2面に位置した第2凹部と、前記第1凹部に位置した電極パッドと、を備えており、前記第2凹部は、内側に、前記電極パッドから離れて位置しているとともに、前記第2凹部を複数にわける補強部を有し、前記電極パッドは、上面視で前記第2凹部と重ならない位置に配置されており、断面視において、前記第1凹部の開口部の少なくとも一部が、前記第1面から離れるに従って広がる階段状であることを特徴としている。
本発明の1つの態様に係る電子装置は、電子素子実装用基板と、実装領域に実装された電子素子とを備えていることを特徴としている。
本発明の1つの態様に係る電子モジュールは、電子装置と、電子装置上に位置した筐体とを備えていることを特徴としている。
本発明の1つの態様に係る電子素子実装用基板は、第1凹部内に電極パッドを有することで、例えば電子素子または電子部品を実装する工程において冶具等に設置する場合においても、電極パッドに傷等が発生することを低減させることが可能となる。さらに、本発
明の1つの態様に係る電子素子実装用基板は、第2凹部内に補強部も有していることで、例えば電子素子または電子部品を実装する際の応力によって第2凹部の底面に変形またはクラックが発生することを低減させることが可能となる。よって電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できなくなる場合を低減させることが可能となる。
図1(a)は本発明の第1の実施形態に係る電子素子実装用基板および電子装置の外観を示す上面図であり、図1(b)は図1(a)のX1-X1線に対応する縦断面図である。 図2(a)は本発明の第1の実施形態のその他の態様に係る電子素子実装用基板および電子装置の蓋体を省略した外観を示す上面図であり、図2(b)は図2(a)のX2-X2線に対応する縦断面図である。 図3(a)は本発明の第1の実施形態に係る電子モジュールの外観を示す上面図であり、図3(b)は図3(a)のX3-X3線に対応する縦断面図である。 図4(a)および図4(b)は本発明の第1の実施形態のその他の態様に係る電子素子実装用基板および電子装置の外観を示す下面図である。 図5(a)および図5(b)は本発明の第1の実施形態のその他の態様に係る電子素子実装用基板および電子装置の外観を示す下面図である。 図6(a)および図6(b)は本発明の第1の実施形態のその他の態様に係る電子素子実装用基板および電子装置の要部Aの外観を示す拡大縦断面図である。 図7(a)および図7(b)は本発明の第1の実施形態のその他の態様に係る電子素子実装用基板および電子装置の要部Aの外観を示す拡大縦断面図である。 図8(a)は本発明の第2の実施形態に係る電子素子実装用基板および電子装置の蓋体を省略した外観を示す上面図であり、図8(b)は図8(a)のX6-X6線に対応する縦断面図である。 図9(a)は本発明の第3の実施形態に係る電子素子実装用基板および電子装置の蓋体を省略した縦断面図であり、図9(b)は本発明の第3の実施形態のその他の態様に係る電子素子実装用基板および電子装置の蓋体を省略した縦断面図である。 図10(a)は本発明の第4の実施形態に係る電子素子実装用基板および電子装置の蓋体を省略した縦断面図であり、図10(b)は本発明の第4の実施形態のその他の態様に係る電子素子実装用基板および電子装置の蓋体を省略した縦断面図である。 図11は本発明の第5の実施形態に係る電子素子実装用基板および電子装置の蓋体を省略した縦断面図である。 図12は本発明の第6の実施形態に係る電子素子実装用基板および電子装置の蓋体を省略した縦断面図である。
<電子素子実装用基板および電子装置の構成>
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て説明する。なお、以下の説明では、電子素子実装用基板に電子素子が実装された構成を電子装置とする。また、電子素子実装用基板の上面側に位置するようにまたは電子装置を囲んで設けられた筐体または部材を有する構成を電子モジュールとする。電子素子実装用基板、電子装置および電子モジュールは、いずれの方向が上方若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。
(第1の実施形態)
図1~図7を参照して本発明の第1の実施形態に係る電子素子実装用基板1、並びにそれを備えた電子モジュール31および電子装置21について説明する。なお、本実施形態では図1では電子装置21を示しており、図2では電子装置21において蓋体12を省略
した図を示している。図3では電子モジュール31を示している。また、図4~図5に電子素子実装用基板1の下面図を示す。また、図6~図7に電子素子実装用基板1の要部Aの拡大した断面図を示す。
電子素子実装用基板1は、 第1面2aと、第1面2aの反対側に位置した第2面2b
を有する基板2を有する。基板2は、第1面2aに位置した第1凹部5と、第2面2bに位置した第2凹部6を有する。基板2は、電極パッド3を有する。電極パッド3は第1凹部5に位置している。基板2の第2凹部6内には、電極パッド3と離れて位置しているとともに、第2凹部6を複数に分ける補強部7を有している。
電子素子実装用基板1は、第1面2aと、第1面2aの反対側に位置した第2面2bを有する基板2を有する。ここで、図1に示す例では、第1面2aと第2面2bとはそれぞれ基板の最上面または最下面である。また、例えば第1面2aまたは/および第2面2bの上面または/および下面に枠状等のその他の絶縁層が設けられていてもよい。言い換えると、第1面2aまたは/および第2面2bは枠状等のその他の絶縁層を含む凹部の底面であってもよい。
第1面2aまたは/および第2面2bは、上面に電子素子10が実装される実装領域を含んでいてもよい。ここで、実装領域とは少なくとも1つ以上の電子素子10が実装される領域であり、例えば後述する電極パッド3の最外周の内側、蓋体12が実装される領域、またはそれ以上等、適宜定めることが可能である。また、実装領域に実装される部品は電子素子10に限らず、例えば後述する電子部品23であってもよく、電子素子10または/および電子部品23の個数は指定されない。
図1および図2に示す例では、基板2は複数の絶縁層で構成されているが、例えばモールドで形成された構成、金型等の押圧で形成された構成またはその他、1層のみの構成等であってもよい。基板2を構成する絶縁層の材料は例えば、電気絶縁性セラミックスまたは樹脂が含まれる。
基板2を形成する絶縁層の材料として使用される電気絶縁性セラミックスとしては例えば、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、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミック焼結体等が含まれる。基板2を形成する絶縁層の材料として使用される樹脂としては例えば、熱可塑性の樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂またはフッ素系樹脂等が含まれる。フッ素系樹脂としては例えば、四フッ化エチレン樹脂が含まれる。
基板2は、図1に示すように6層の絶縁層から形成されていてもよいし、5層以下または7層以上の絶縁層から形成されていてもよい。絶縁層が5層以下の場合には、電子素子実装用基板1の薄型化を図ることができる。また、絶縁層が7層以上の場合には、電子素子実装用基板1の剛性を高めることができる。また、各絶縁層に開口部を設け、設けた開口部の大きさを異ならせた上面に段差部を形成していてもよく、後述する電極パッド3以外の電極が段差部に設けられていてもよい。
電子素子実装用基板1は例えば、最外周の1辺の大きさは0.3mm~10cmであり、平面視において電子素子実装用基板1が四角形状あるとき、正方形であってもよいし長方形であってもよい。また例えば、電子素子実装用基板1の厚みは0.2mm以上である。
電子素子実装用基板1の基板2は、第1面2aに位置した第1凹部5と、第2面2bに位置した第2凹部6を有する。第2凹部6は、凹部内部に半導体デバイス11またはその
他の半導体素子等が位置していてもよく、断面視における高さ方向も、それらの部品が入る程度の大きさであってもよい。ここで、半導体デバイス11は半導体素子、電子素子の他に電子部品なども含まれていてもよい。また、第1凹部5は断面視における高さ方向の大きさは凹部内部に少なくとも電極パッド3が位置できる程度の深さであればよく、電極パッド3と同程度の大きさであってもよいし、電極パッド3に電子部品23が実装される場合、実装される電子部品23と同程度またはそれ以上の深さであってもよい。また、第1凹部5と第2凹部6の断面視における深さは異なっていてもよいし、同一であってもよい。
電子素子実装用基板1の基板2は、電極パッド3を有する。ここで、電極パッド3は、例えば電子素子10または/および電子部品23と電気的に接続されるパッドをさしている。
また、電子素子実装用基板1は基板2の上面、側面または下面には、外部回路接続用電極が設けられていてもよい。外部回路接続用電極は、基板2と外部回路基板、あるいは電子装置21と外部回路基板とを電気的に接続していてもよい。
さらに基板2の上面または下面には、電極パッド3または/および外部回路接続用電極以外に、絶縁層間に形成される電極、内部配線導体および内部配線導体同士を上下に接続する貫通導体が設けられていてもよい。これら電極、内部配線導体または貫通導体は、基板2の表面に露出していてもよい。この電極、内部配線導体または貫通導体によって、電極パッド3または/および外部回路接続用電極はそれぞれ電気的に接続されていてもよい。
電極パッド3、外部回路接続用電極、電極、内部配線導体または/および貫通導体は、複数の絶縁層が電気絶縁性セラミックスから成る場合には、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)若しくは銅(Cu)またはこれらから選ばれる少なくとも1種以上の金属材料を含有する合金等が含まれる。また、銅(Cu)のみからなっていてもよい。また、電極パッド3、外部回路接続用電極、内部配線導体または/および貫通導体は、複数の層が樹脂から成る場合には、銅(Cu)、金(Au)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、パラジウム(Pd)若しくはチタン(Ti)またはこれらから選ばれる少なくとも1種以上の金属材料を含有する合金等が含まれる。
電極パッド3、外部回路接続用電極、電極、内部配線導体または/および貫通導体の露出表面に、さらにめっき層を有していてもよい。この構成によれば、外部回路接続用の電極、導体層および貫通導体の露出表面を保護して酸化を低減することができる。また、この構成によれば、電極パッド3と電子素子10と、をワイヤボンディング等の第1接続部材13を介して良好に電気的接続することができる。めっき層は、例えば、厚さ0.5μm~10μmのNiめっき層を被着させるか、またはこのNiめっき層および厚さ0.5μm~3μmの金(Au)めっき層を順次被着させてもよい。
電子素子実装用基板1の電極パッド3は第1凹部5に位置している。一般的に、基板の上面および下面に電極パッドを有し、それぞれに電子部品または電子素子を実装する場合がある。このとき、電子部品または電子素子を実装する工程において基板の上面よび下面を冶具などに設置する必要があり、両面に電極パッドを有すると、冶具等に設置した際この電極パッドに傷等が発生し、電子部品または電子素子の実装の不具合が発生する場合が懸念されていた。
これに対し、電極パッド3は第1凹部5に位置していることで、電極パッド3と治工具
等との接触を低減させることが可能となる。よって電極パッド3に傷等が発生し、電子素子10または電子部品23と電極パッド3との実装不良が発生することを低減させることが可能となる。
電子素子実装用基板1の基板2の第2凹部6内には、電極パッド3と離れて位置しているとともに、第2凹部6を複数に分ける補強部7を有している。
近年、電子素子実装用基板は薄型が要求され、基板の厚みは薄くなっている。また、電子部品または電子素子等を収納するための凹部を設けた場合、凹部とは逆の面において電子部品等を電極パッドと離れた位置で、ダイ付け材等を用いて固定する場合がある。そのため、この固定の際の圧力をかける工程において、その応力によって凹部の底面が変形またはクラックが発生する場合がある。このとき、この凹部の底面の変形またはクラックが発生することで、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、または実装できなくなる場合が懸念されていた。
これに対し、第2凹部6内に第2凹部6を複数に分ける補強部7を有していることで、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となる。よって、クラックが発生することを低減させることが可能となる。また、補強部7は上面視で電極パッド3と離れて位置している。よって、第2凹部6とは逆の面(第1面2a)において電極パッド3と離れた位置で電子素子10または電子部品23等をダイ付け材等で固定する工程において圧力がかかった場合に、補強部7を応力がかかる部分近傍に設けることが可能となる。よって、電子素子10または電子部品23を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子10または電子部品23を実装できない場合を低減させることが可能となる。
例えば第2凹部6に電子素子10の信号を処理する半導体デバイス11が複数実装される場合、第2凹部6は上面視において面積が大きくなる場合がある。そのため、電子素子実装用基板1を作製する工程において撓んでしまう懸念があった。また、電子素子10または半導体デバイス11を実装する工程において、第2凹部6の底面が撓み基板2にクラックまたは割れが発生する懸念があった。
これに対し、第2凹部6が内部に補強部7を有していることで、第2凹部6の底面を支えとすることが可能となる。よって、半導体デバイス11を複数実装する場合において第2凹部6が大型化した場合においても、電子素子実装用基板1を作製する工程において撓む、または電子素子10または半導体デバイス11を実装する工程において、第2凹部6の底面が撓むことを低減させることが可能となる。これにより、基板2にクラックまたは割れが発生することを低減させることが可能となる。
以上のことより、第1面2aと第2面2bに電子素子10または/および電子部品23を実装する電子素子実装用基板1において、電極パッド3に傷が発生することを低減し電子素子10または/および電子部品23の実装性を向上させることが可能となる。
ここで、電極パッド3と補強部7は上面視において離れて位置していればよく、電極パッド3は例えば上面視において第2凹部6と重なる位置または第2凹部6重ならない位置に位置していても本実施形態の効果を奏することが可能となる。
補強部7は基板2と同一の材料から成っていてもよいし、基板2と異なる材料から成っていてもよい。補強部7が基板2と同一の材料から成っているとき、補強部7と基板2とは一体化していてもよく、接合強度を向上させることが可能となる。補強部7が基板2と異なる材料から成っているときには基板2と補強部7とは接合材などを介して接合してい
てもよい。この場合には、第2凹部6の側面から離れた位置にも容易に位置させることが可能となる。
補強部7の断面視における高さ方向の大きさは第2凹部6の側壁の断面視における高さ方向の大きさと同程度であってもよい。また、補強部7が基板2と異なる材料で構成されるとき、補強部7の断面視における高さ方向の大きさは補強部7と基板2とを接合する接合材の断面視における高さ方向の大きさを加味した大きさであってもよい。言い換えると、補強部7と補強部7を接合する接合材の断面視における高さ方向の大きさの合計は、第2凹部6の側壁の断面視における高さ方向の大きさと同程度の大きさであってもよい。
図4および図5に本実施形態のその他の態様における電子素子実装用基板1の下面図を示す。補強部7は、図4に示す例のように第2凹部6の内部に位置していてもよいし、図5に示す例のように、 第2凹部6内に、第3凹部6aと、補強部7を介して隣り合った
第4凹部6bとを有していてもよい。言い換えると、図5に示す例では補強部7によって第2凹部6は複数に(図5に示す例では第3凹部6aと第4凹部6bに)分割されている。
図4(a)に示す例のように、補強部7は平面視において第2凹部6の中心から外れた位置に位置していてもよい。この場合、異なる大きさの半導体デバイス11を実装することが可能となり、より有効的に第2凹部6の領域を利用することが可能となり、電子装置の小型化が可能となる。また、電子素子10をダイ付け材等で固定する場合、ダイ付け材の位置および電子素子10にかける応力の位置によっても、第2凹部6の底面の変形またはクラックの発生場所は異なる。そのため、上面視で電子素子10から係る応力が大きい箇所に補強部7を設けることで、第2凹部6の底面の変形またはクラックの発生を低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
図4(b)に示す例のように、補強部7は平面視において第2凹部6の中心の近傍の位置に位置していてもよい。言い換えると、 第3凹部6aおよび第4凹部6bは平面視に
おいて同じ大きさであってもよい。一般的に、第2凹部6の底面は平面視で中央部近傍がもっとも変形またはクラックが発生しやすい。そのため、図4(b)に示す例のように補強部7は平面視において第2凹部6の中心の近傍の位置に位置していることで、第2凹部6の底面の変形またはクラックの発生を低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
補強部7は図5(a)に示す例のように、基板2と別体として設けていてもよいし、図5(b)に示す例のように、基板と一体として設けていてもよい。どちらの場合にも本実施形態の効果を奏することは可能である。図5(b)に示す例のように、基板と一体として設けていることで、補強部7が剥離し、本実施形態の効果を奏することができなくなってしまうことを低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
図1および図2に示す例では、電子素子実装用基板1は第1凹部5が、複数位置している。図1および図2に示す例では、第1凹部5が2つ設けられている図になっているが、例えば第1凹部5が3つ以上位置していてもよい。第1凹部5が複数位置していることで、これら電子素子10と接続する電極パッド3または/および電子部品23と接続する電極パッド3を異なる位置かつ、複数個所に設けることが可能となる。よって、本実施形態の効果を奏するとともに、電子素子10の端子を増加させることが可能となり、電子装置21を高機能化することが可能となる。また、電子部品23の実装箇所を増やすことが可能となるため、電子装置21の機能の拡張が可能となる。
図1~図3に示す例のように、第1凹部5は、第2凹部6よりも浅くてもよい。このような場合でも、第1凹部5は上述したように電極パッド3を凹部に位置できる程度の深さがあれば本実施形態の効果を奏することが可能となる。
また、このとき、電極パッド3の上面が第1凹部5の上端よりも下面側(第2面側)に位置することで、電極パッド3が治工具などに接することを低減させることが可能となる。よって、電極パッド3に傷等が発生することをより低減させることが可能となる。また、第1凹部5の深さが電極パッド3の厚みよりも大きいことで、第1凹部5と電極パッド3を作製する工程において、誤差が生じ、電極パッド3が厚くなる方向に誤差が生じた場合においても電極パッド3が治工具などに接することを低減させることが可能となる。
図6および図7に本実施形態のその他の態様に係る要部Aの拡大断面図を示す。
図6に示す例のように、基板2は、セラミック材料を含んでおり、第1凹部5の側壁は、セラミックコートを含んでいてもよい。第1凹部5の側壁がセラミックコートであることで、絶縁層2cである場合と比較して積層する工程を削減または、積層時の圧力を低減させることが可能となる。よって基板2を作製する工程において基板2に反り等が発生すること低減させることが可能となる。
また、第1凹部5の側壁がセラミックコートを含んでいる場合において、第1凹部5が第2凹部6と平面視で重なっていた場合においても第1凹部5に設けられた電極パッド3と第2凹部6とが平面視で離れて位置していることで、電極パッド3(の第1接続部材13と接合する箇所)と第2凹部6が上面視で重なることを低減させることができる。よって、第1接続部材13を電極パッド3に接続する場合に最も応力がかかる箇所の厚みが最も小さくなることを低減することができる。これにより、基板2が大きく撓むことを低減させることが可能となる。よって、基板2にクラックまたは割れが発生することを低減させることが可能となる。
また、このときセラミックコートからなる第1凹部5の側壁の高さの最も高い部分が電極パッド3の厚みよりも大きいことで電極パッド3に傷が発生することを低減させることが可能となる。以上のことより、第1面2aと第2面2bとに電子素子10または/および電子部品23と半導体デバイス11を実装する電子素子実装用基板1において、電極パッド3に傷が発生することを低減し電子素子10または/および電子部品23の実装性を向上させつつ、基板2にクラックまたは割れが発生することを低減させることが可能となる。
第1凹部5の側壁がセラミックコートを含んでいるとき、セラミックコートは所定の厚み(電極パッド3の厚みよりも大きい厚み)を得るためには、1層の厚いセラミックコートで形成していてもよいし、複数のセラミックコートを形成してもよい。第1凹部5の側壁が1層の厚いセラミックコートで形成されている場合、セラミックコートを塗布する工程が1回で済むため、工程数を抑えることが可能となる。また、第1凹部5の側壁が複数のセラミックコートで形成していることで、セラミックコートを複数回塗布することで安定して所定の厚みを設けることが可能となる。
複数のセラミックコートを複数塗布して第1凹部5の側壁を形成する場合、複数のセラミックコートは第1面2aから離れるに従って、第1凹部5の開口部が広がるよう設けていてもよい。言い換えると、セラミックコートからなる第1凹部5は、断面視において、階段状であってもよい。これにより、例えばセラミックコートを複数回塗布する工程において工程における誤差でセラミックコートが第1凹部5となるべき箇所に塗布され、第1凹部5の所定の大きさを確保できない、または電極パッド3の表面に付着することを低減させることが可能となる。また、上述した構造であることで、例えば第1接続部材13がボンディングワイヤであるとき、第1接続部材13と電極パッド3とを接続する工程において、ボンダーの先端が第1凹部5の側壁と接触し、所定の位置で接続できない、または接合強度が低下することを低減させることができる。よって、電子素子10と電子素子実装用基板1との実装性を向上させることが可能となる。
セラミックコートを側面に含む第1凹部5を作製する方法として、例えば第1実施形態の製造方法に加えて、電極パッド3となる配線ペーストを塗布する工程の前後に、スクリーン印刷法等によってセラミックコートとなる絶縁ペーストを所定の箇所に塗布し、焼成することで作製することができる。なおこの時基板2とセラミックコートの接合強度を向上させるため、絶縁ペーストの上面から圧力をかけてもよい。
図7に示す例のように、第1凹部5の側壁は絶縁層2cで形成されていてもよい。第1凹部5の側壁が絶縁層2cで形成されていることで、第1凹部5を深く設けることが可能となる。よって、電極パッド3に傷等が発生することをより低減させることが可能となる。
第1凹部5を形成する絶縁層2cは基板2のその他の絶縁層と同一の材料であってもよいし異なる材料であってもよい。また、絶縁層2cは基板2のその他の絶縁層と焼結していてもよい。この場合、絶縁層2cが基板2のその他の絶縁層から剥離することを低減させることが可能となる。よって、絶縁層2cが剥離して、電極パッド3に傷等が発生することをより低減させることが可能となる。
図7(b)に示す例のように基板2の第1凹部5は断面視において一部の辺のみがテーパー状であってもよいし、第1凹部5は断面視において全辺がテーパー状であってもよい。いずれの場合においても上述した本実施形態の効果を奏することが可能となる。また、第1凹部5は断面視において上面側が広いテーパー状であることで、例えば第1接続部材13がボンディングワイヤであるとき、第1接続部材13と電極パッド3とを接続する工程において、ボンダーの先端が第1凹部5の側壁と接触し、所定の位置で接続できない、または接合強度が低下することを低減させることができる。よって、電子素子10と電子素子実装用基板1との実装性を向上させることが可能となる。また、第1凹部5は断面視において上面側が狭いテーパー状であることで、例えば電子接続部材13を接続した後接合強度を補強するための封止樹脂を流し込む場合、封止樹脂が基板2の表面に這い上がることを低減させることが可能となる。また、例えば電極パッド3に電子部品23を半田等で実装する場合において、半田が基板2の表面に這い上がることを低減させることが可能となる。
図6(a)に示す例のように電子素子実装用基板1の第1凹部5は、断面視において階段状であってもよい。これにより、例えば絶縁層2cを複数回塗布する工程または絶縁層2cを複数回積層する工程において工程における誤差で第1凹部5の所定の大きさを確保できないことを低減させることが可能となる。また、上述した構造であることで、例えば第1接続部材13がボンディングワイヤであるとき、第1接続部材13と電極パッド3とを接続する工程において、ボンダーの先端が第1凹部5の側壁と接触し、所定の位置で接続できない、または接合強度が低下することを低減させることができる。よって、電子素子10と電子素子実装用基板1との実装性を向上させることが可能となる。
<電子装置の構成>
図1~図2に電子装置21の例を示す。電子装置21は、電子素子実装用基板1と、電子素子実装用基板1の上面または下面に実装された電子素子10を備えている。
電子装置21は、電子素子実装用基板1と、電子素子実装用基板1に実装された電子素子10を有している。電子素子10の一例としては、例えばCCD(Charge Coupled Device)型またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型等の撮像素子、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子、圧力、気圧、加速度、ジャイロ等のセンサー機能を有する素子、または集積回路等である。また、電子部品23は例えばチップコンデンサ、抵抗、インダクタンス等の受動部品等である。なお、電子素子10は、接着材を介して、基板2の上面に配置されていてもよい。この接着材は、例えば、銀エポキシまたは熱硬化性樹脂等が使用される。
電子素子10と電子素子実装用基板1とは例えばワイヤボンディング、半田ボール、金バンプ等を含む第1接続部材13で電気的に接続されていてもよい。
電子装置21は、電子素子10を覆うとともに、電子素子実装用基板1の上面に接合された蓋体12を有していてもよい。ここで、電子素子実装用基板1は基板2の枠状部分の上面に蓋体12を接続してもよいし、蓋体12を支え、基板2の上面であって電子素子10を取り囲むように設けられた枠状体を設けてもよい。また、枠状体と基板2とは同じ材料から構成されていてもよいし、別の材料で構成されていてもよい。
枠状体と基板2と、が同じ材料から成る場合、基板2は枠状体とは開口部を設けるなどして最上層の絶縁層と一体化するように作られていてもよい。また、別に設ける、ろう材等でそれぞれ接合してもよい。
また、基板2と枠状体とが別の材料から成る例として枠状体が蓋体12と基板2とを接合する蓋体接合材14と同じ材料から成る場合がある。このとき、蓋体接合材14を厚く設けることで、接着の効果と枠状体(蓋体12を支える部材)としての効果を併せ持つことが可能となる。このときの蓋体接合材14は例えば熱硬化性樹脂または低融点ガラスまたは金属成分から成るろう材等が挙げられる。また、枠状体と蓋体12とが同じ材料から成る場合もあり、このときは枠状体と蓋体12は同一個体として構成されていてもよい。
蓋体12は、例えば電子素子10がCMOS、CCD等の撮像素子、またはLEDなどの発光素子である場合ガラス材料等の透明度の高い部材が用いられる。また蓋体12は例えば、電子素子10が集積回路等であるとき、金属製材料、セラミック材料または有機材料が用いられていてもよい。
蓋体12は、蓋体接合材14を介して電子素子実装用基板1と接合している。蓋体接合材14を構成する材料として例えば、熱硬化性樹脂または低融点ガラスまたは金属成分からなるろう材等がある。
電子装置21は第2面2bに位置した第2凹部6に半導体デバイス11が位置していてもよい。半導体デバイス11の一例としては、CCD(Charge Coupled Device)型また
はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型等の撮像素子、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子、圧力、気圧、加速度、ジャイロ等のセンサー機能を有する素子、または集積回路、メモリー等である。なお、半導体デバイス11は、接着材を介して、基板2の第2面2b側に配置されていてもよい。この接着材は、例えば、銀エポキシまたは熱硬化性樹脂等が使用される。
半導体デバイス11と電子素子実装用基板1とは例えばワイヤボンディング、半田ボール、金バンプ等を含む半導体デバイス接続用の第2接続部材15で電気的に接続されていてもよい。
電子装置21は、半導体デバイス11を覆うとともに、電子素子実装用基板1の下面(第2面2b)に接合された蓋体を有していてもよい。また、蓋体の代わりに外部回路等を代用していてもよい。
電子装置21が図1~図2に示すような電子素子実装用基板1を有することで、電子素子10の実装性を向上させることが可能となる。また、電子装置21を作製する工程において電子素子実装用基板1の第2凹部6の底面に変形またはクラックが発生することを低減させることが可能となる。このため、電子素子10が動作した場合に熱により誤作動が発生する恐れを低減させることが可能となる。
<電子モジュールの構成>
図3に電子素子実装用基板1を用いた電子モジュール31の一例を示す。電子モジュール31は、電子装置21と電子装置21の上面または電子装置21を覆うように設けられた筐体32とを有している。なお、以下に示す例では説明のため撮像モジュールを例に説明する。
電子モジュール31は筐体32(レンズホルダー)を有していてもよい。筐体32を有することでより気密性の向上または外部からの応力が直接電子装置21に加えられることを低減することが可能となる。筐体32は、例えば樹脂または金属材料等から成る。また、筐体32がレンズホルダーであるとき筐体32は、樹脂、液体、ガラスまたは水晶等からなるレンズが1個以上組み込まれていてもよい。また、筐体32は、上下左右の駆動を行う駆動装置等が付いていて、電子素子実装用基板1の表面に位置するパッド等と半田などの接合材を介して電気的に接続されていてもよい。
なお、筐体32は上面視において4方向の少なくとも一つの辺において開口部が設けられていてもよい。そして、筐体32の開口部から外部回路基板が挿入され電子素子実装用基板1と電気的に接続していてもよい。また筐体32の開口部は、外部回路基板が電子素子実装用基板1と電気的に接続された後、樹脂等の封止材等で開口部の隙間を閉じて電子モジュール31の内部が気密されていてもよい。
電子モジュール31が図3に示すような電子素子実装用基板1を有することで、電子素子10の実装性を向上させることが可能となる。また、電子装置21または電子モジュール31を作製する工程において電子素子実装用基板1に変形またはクラックが発生することを低減させることが可能となる。
<電子素子実装用基板および電子装置の製造方法>
次に、本実施形態の電子素子実装用基板1および電子装置21の製造方法の一例について説明する。なお、下記で示す製造方法の一例は、多数個取り配線基板を用いた基板2の製造方法である。
(1)まず、基板2を構成するセラミックグリーンシートを形成する。例えば、酸化アルミニウム(Al)質焼結体である基板2を得る場合には、Alの粉末に焼結助材としてシリカ(SiO)、マグネシア(MgO)またはカルシア(CaO)等の粉末を添加し、さらに適当なバインダー、溶剤および可塑剤を添加し、次にこれらの混合物を混錬してスラリー状となす。その後、ドクターブレード法またはカレンダーロール法等の成形方法によって多数個取り用のセラミックグリーンシートを得る。
なお、基板2が、例えば樹脂から成る場合は、所定の形状に成形できるような金型を用いて、トランスファーモールド法、インジェクションモールド法または金型等での押圧等で成形することによって基板2を形成することができる。また、基板2は、例えばガラスエポキシ樹脂のように、ガラス繊維から成る基材に樹脂を含浸させたものであってもよい。この場合には、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって基板2を形成できる。
(2)次に、スクリーン印刷法等によって、上記(1)の工程で得られたセラミックグリーンシートに電極パッド3、外部回路接続用電極、内部配線導体および貫通導体となる部分に、金属ペーストを塗布または充填する。この金属ペーストは、前述した金属材料から成る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、金属ペーストは、基板2との接合強度を高めるために、ガラスまたはセラミックスを含んでいても構わない。
また、基板2が樹脂から成る場合には、電極パッド3、外部回路接続用電極、内部配線導体および貫通導体は、スパッタ法、蒸着法等によって作製することができる。また、表面に金属膜を設けた後に、めっき法を用いて作製してもよい。
(3)次に、前述のグリーンシートを金型等によって加工する。ここで基板2が開口部またはノッチ等を有する場合、基板2となるグリーンシートの所定の箇所に、開口部またはノッチ等を形成してもよい。また、この時、グリーンシートの所定の位置に、金型、パンチング、またはレーザー等を用いて第1凹部5と第2凹部6とを設けてもよい。
なお、この工程において、基板2に第1凹部5および第2凹部6となる穴や開口のような凹部を例えば金型等によって加工することで設けることが可能となる。また、第2凹部6を作成する工程において、補強部7が位置するように(補強部7となる部分を残すように)例えば金型等によって加工することで設けることが可能となる。
(4)次に基板2の各絶縁層となるセラミックグリーンシートを積層して加圧する。このことにより各絶縁層となるグリーンシートを積層し、基板2(電子素子実装用基板1)となるセラミックグリーンシート積層体を作製してもよい。また、この時、複数層を積層したセラミックグリーンシートの所定の位置に、金型、パンチング、またはレーザー等を用いて第1凹部5または第2凹部6となる凹部(開口部)を設けてもよい。もしくは、第1凹部5と第2凹部6となる位置に貫通孔を有する複数のセラミックグリーンシートを準備し、それぞれを積層して複数の層からなる第1凹部5または第2凹部6としてもよい。
なお、この工程において、補強部7となるセラミックグリーンシート積層体を基板2となるセラミックグリーンシート積層体に積層することで、補強部7を設けることも可能である。
(5)次に、このセラミックグリーンシート積層体を約1500℃~1800℃の温度で焼成して、基板2(電子素子実装用基板1)が複数配列された多数個取り配線基板を得る。なお、この工程によって、前述した金属ペーストは、基板2(電子素子実装用基板1)となるセラミックグリーンシートと同時に焼成され、電極パッド3、外部回路接続用電極、内部配線導体および貫通導体となる。
(6)次に、焼成して得られた多数個取り配線基板を複数の基板2(電子素子実装用基板1)に分断する。この分断においては、基板2(電子素子実装用基板1)の外縁となる箇所に沿って多数個取り配線基板に分割溝を形成しておき、この分割溝に沿って破断させ
て分割する方法またはスライシング法等により基板2(電子素子実装用基板1)の外縁となる箇所に沿って切断する方法等を用いることができる。なお、分割溝は、焼成後にスライシング装置により多数個取り配線基板の厚みより小さく切り込むことによって形成することができるが、多数個取り配線基板用のセラミックグリーンシート積層体にカッター刃を押し当てたり、スライシング装置によりセラミックグリーンシート積層体の厚みより小さく切り込んだりすることによって形成してもよい。なお、上述した多数個取り配線基板を複数の基板2(電子素子実装用基板1)に分割する前もしくは分割した後に、それぞれ電解または無電解めっき法を用いて、電極パッド3、外部接続用パッドおよび露出した配線導体にめっきを被着させてもよい。
(7)次に、電子素子実装用基板1の第1面2aに電子素子10を、第2面2bに半導体デバイス11を実装する。電子素子10はボンディングワイヤ等の第1接続部材13で電子素子実装用基板1と電気的に接合させる。またこのとき、電子素子10または電子素子実装用基板1に接着材等を設け、電子素子実装用基板1に固定しても構わない。また、電子素子10を電子素子実装用基板1に実装した後、蓋体12を蓋体接合材14で接合してもよい。
以上(1)~(7)の工程のようにして電子素子実装用基板1を作製し、電子素子10を実装することで、電子装置21を作製することができる。なお、上記(1)~(7)の工程順番は加工可能な順番であれば指定されない。
(第2の実施形態)
図8を参照して本発明の第2の実施形態における電子装置21、および電子素子実装用基板1について説明する。
電子素子実装用基板1は、第1面2aと、第1面2aの反対側に位置した第2面2bを有する基板2を有する。基板2は、第1面2aに位置した第1凹部5と、第2面2bに位置した第2凹部6を有する。基板2は、電極パッド3を有する。電極パッド3は第1凹部5に位置している。基板2の第2凹部6内には、平面視で電極パッド3と重なるように位置しているとともに、第2凹部6を複数に分ける補強部7を有している。
ここで、電子モジュール31の構造、電子装置21の構造、並びに電子素子実装用基板1を構成する基板2、電極パッド3、第1凹部5、第2凹部6、電子素子10、半導体デバイス11、およびその他、基板2の基本的な材料/条件/構成は第1の実施形態と類似であるため説明は省略する。以下、第2の実施形態における特徴部分について説明をする。
本実施形態における電子素子実装用基板1では、基板2の第2凹部6内には、平面視で電極パッド3と重なるように位置しているとともに、第2凹部6を複数に分ける補強部7を有している。
近年、電子素子実装用基板は薄型が要求され、基板の厚みは薄くなっている。また、電子部品または電子素子等を収納するための凹部を設けた場合、凹部とは逆の面において電子部品等を電極パッドと電子素子接合部材を用いて接合するため、圧力をかける工程がある。この応力によって平面視で電極パッドと重なる位置の近傍に位置する凹部(第2凹部)の底面が変形またはクラックが発生する場合がある。このとき、この凹部の底面の変形またはクラックが発生することで、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、または実装できなくなる場合が懸念されていた。
これに対し、第2凹部6内に平面視で電極パッド3と重なるように位置しているととも
に、第2凹部6を複数に分ける補強部7を有していることで、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となる。よって、クラックが発生することを低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
電子素子実装用基板1は平面視において、第1凹部5は、第2凹部6よりも小さくてもよい。これにより、第1面2aおよび第2面2bに位置する第1凹部5と第2凹部6が上面視で重なる面積をより低減させることができる。よって、第1凹部5に位置する電極パッド3と後述する第1接続部材13を接合する工程または電子部品23を接合する工程において、接合時の圧力により基板にクラックまたは割れが発生することを低減させることが可能となる。
電子素子実装用基板1の第1凹部5は、複数位置していてもよい。第1凹部5が複数位置していることで、これら電子素子10と接続する電極パッド3または/および電子部品23と接続する電極パッド3を異なる位置かつ、複数個所に設けることが可能となる。よって、本実施形態の効果を奏するとともに、電子素子10の端子を増加させることが可能となり、高機能化することが可能となる。また、電子部品23の実装箇所を増やすことで、電子装置21の高機能化が可能となる。
第1凹部5は、第2凹部6よりも浅くてもよい。このような場合でも、第1凹部5が上述したように電極パッド3を凹部に位置できる程度の深さがあれば本実施形態の効果を奏することが可能となる。また、このとき、電極パッド3の上面が第1凹部5の上端よりも下面側(第2面側)にあることで、電極パッド3に傷等が発生することをより低減させることが可能となる。
<電子素子実装用基板および電子装置の製造方法>
次に、本実施形態の電子素子実装用基板1および電子装置21の製造方法の一例について説明する。本実施形態の電子素子実装用基板1および電子装置21の製造方法は基本的には第1の実施形態に記載の製造方法と類似である。本実施形態の電子素子実装用基板1の製造方法としては、第2凹部6を形成する工程において、電極パッド3と重なる位置近傍の所定の位置に補強部7を形成することで、作製することができる。
(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素子実装用基板1について、図9を参照しつつ説明する。なお、図9は本実施形態における蓋体12を省略した電子装置21の形状を示している。
本実施形態における電子素子実装用基板1において、第1の実施形態の電子素子実装用基板1と異なる点は、第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは、第2面2bから離れていく方向に一部または次第に開口が広くなっている点である。
図9(a)に示す例では、 電子素子実装用基板1の第3凹部6aおよび/または第4
凹部6bは、第2面2bから離れていく方向に開口が広くなっている。言い換えると、第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは底面側よりも開口部側に向かって開口部が次第に狭くなっている。このような場合においても、第2凹部6内に第2凹部6を複数に分ける補強部7を有していることで、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
図9(b)に示す例では、電子素子実装用基板1の第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは第2面2bから離れた部分の開口の一部が広くなっている。言い換えると、第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは底面側よりも開口部側の一部に開口部が狭くなっている部分を有する。このような場合においても、第2凹部6内に第2凹部6を複数に分ける補強部7を有していることで、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
また、図9(a)および図9(b)に示す例では、補強部7の冶具等と接する部分(下端部)が基板2と接する部分(上端部)よりも大きくなっている。これにより、補強部7の冶具等と接する面積が大きくなるため、補強部7で基板2(第2凹部6の底面)をより安定して補強することが可能となる。よって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
また、図9(a)および図9(b)に示す例のように、第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは第2面2bから離れていく方向に開口が広くなっていることで、例えば半導体デバイス11を実装後に封止材等で封止を行う場合、封止材が第3凹部6aおよび/または第4凹部6bから流出することを低減させることが可能となる。
図9に示す例のような補強部7を有する基板2を作製する方法として、例えば第1実施形態の製造方法に加えて、セラミックグリーンシートを打ち抜く工程において打ち抜く開口面積を異ならせたセラミックグリーンシートを積層することで設けることが可能となる。
(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素子実装用基板1について、図10を参照しつつ説明する。なお、図10は本実施形態における蓋体12を省略した電子装置21の形状を示している。
本実施形態における電子素子実装用基板1において、第1の実施形態の電子素子実装用基板1と異なる点は、第3凹部6aおよび/または第4凹部6は、第2面2bから離れていく方向に一部または次第に開口が狭くなっている点である。
図10(a)に示す例では、 電子素子実装用基板1の第3凹部6aおよび/または第
4凹部6bは、第2面2bから離れていく方向に開口が狭くなっている。言い換えると、第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは底面側よりも開口部側に向かって開口部が次第に広くなっている。このような場合においても、第2凹部6内に第2凹部6を複数に分ける補強部7を有していることで、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
図10(b)に示す例では、 電子素子実装用基板1の第3凹部6aおよび/または第
4凹部6bは、第2面2bから離れていく方向に開口が狭くなっている。言い換えると、第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは底面側よりも開口部側に向かって開口部の最下層(第2面2bに当たる部分)の開口のみがそのほかの開口と比較して広くなっている
。このような場合においても、第2凹部6内に第2凹部6を複数に分ける補強部7を有していることで、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となる。よって、電子素子または電子部品を実装する工程において実装不良が発生する、電子素子または電子部品を実装できない場合を低減させることが可能となる。
また、図10(a)および図10(b)に示す例では、第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは、開口部が底面よりも広い。これにより、例えば半導体デバイス11を実装する工程などにおいて、半導体デバイス11を移載する移載機の先端等が第3凹部6aおよび/または第4凹部6bの側壁に引っかかり半導体デバイス11の実装位置がずれる、半導体デバイス11が落下する等の不具合を低減させることが可能となる。よって、電子装置21の歩留まりを向上させ、工程負荷を低減させることが可能となる。
また、図10(b)に示す例のように、第3凹部6aおよび/または第4凹部6bは最下層の絶縁層の開口が他の層の開口よりも広くなっている。これにより、例えば基板2が電気絶縁性セラミックスからなる場合、加圧して積層する工程において工程誤差により、積層の位置がずれて第3凹部6aおよび/または第4凹部6bの開口の大きさが設計値よりも小さくなることを低減させることが可能となる。よって、半導体デバイス11が実装できなくなる場合を低減させることが可能となり、電子装置21の歩留まりを向上させ、工程負荷を低減させることが可能となる。
図10に示す例のような補強部7を有する基板2を作製する方法として、例えば第1実施形態の製造方法に加えて、セラミックグリーンシートを打ち抜く工程において打ち抜く開口面積を異ならせたセラミックグリーンシートを積層することで設けることが可能となる。
(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素子実装用基板1について、図11を参照しつつ説明する。なお、図11は本実施形態における蓋体12を省略した電子装置21の形状を示している。
本実施形態における電子素子実装用基板1において、第1の実施形態の電子素子実装用基板1と異なる点は、補強部7は、内部にビア導体8を有する点、補強部7の表面に、金属層9を有する点である。
図11に示す例では、 電子素子実装用基板1の補強部7は、内部にビア導体8を有す
る。このような場合においても、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となり、本発明の効果を奏することが可能となる。
また、例えばビア導体8をグランド電位等と電気的に接続させることが可能となる。よって。補強部7の内部にグランド電位と電気的に接続したビア導体8があることで、補強部7にシールドの効果を持たせることが可能となる。よって第3凹部6aと第4凹部6bに実装された半導体デバイス11間の電磁気的な干渉を低減させることが可能となる。なお、このときビア導体8を複数個位置させることで、より効果を向上させることが可能となる。
図11に示す例では、電子素子実装用基板1の 補強部7の表面に、金属層9を有する
。このような場合においても、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となり、本発明の効果を奏することが可能となる。
また、補強部7の表面に、金属層9を有することで、金属層9と、外部回路基板等と、
を例えばハンダ、ろう材、樹脂材等で接合することが可能となる。一般的に、半導体デバイス11が高機能化すると、大きさが大きくなるまたは複数の半導体デバイス11を実装することが要求される。しかしながら、これらの要求を満たすために第2凹部6(第3凹部6aおよび第4凹部6b)を大きくすると電子素子実装用基板1と外部回路基板との接続面積が低下し、接続強度が低下する恐れがある。これに対し、補強部7の表面に金属層9を有し、金属層9と外部回路基板などとを接合することができると、外部回路基板と電子素子実装用基板1との接合強度を向上させることが可能となる。
また、補強部7が内部にビア導体8を有しているとき、ビア導体8と金属層9とは電気的に接続していてもよい。ビア導体8がグランド電位等と電気的に接続しており、ビア導体8と金属層9とが電気的に接続している時、金属層9を介して外部回路基板のグランド電位とを電気的に接続することが可能となる。よって、電子素子実装用基板1のグランド電位の補助になるとともに、第3凹部6aと第4凹部6bに実装された半導体デバイス11間の電磁気的な干渉をより低減させることが可能となる。よって、電子装置21の電気特性の向上が可能となる。
ここで、金属層9の厚さは基板2の第2面2bに位置する外部端子などと同程度の厚さであってもよい。これにより、金属層9も外部端子と同様にハンダなどで外部回路基板と接続する際に、接続に使用されるハンダ等の厚さを外部端子に用いられるハンダ等の厚さと同様にすることが可能となる。よって、ハンダ等を塗布する工程負荷を削減することが可能となる。また、金属層9の厚さは基板2の第2面2bに位置する外部端子の厚さよりも大きくてもよい。このとき、金属層9は外部端子の厚さと外部端子と接続するハンダ等の厚さを足した厚みであってもよい。これにより、金属層9が外部回路基板と接合しない場合においても、補強部7と外部回路基板との間に隙間が生じ、外部からの応力で第2凹部6が撓む場合を低減させることが可能となる。
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態による電子素子実装用基板1について、図12を参照しつつ説明する。なお、図12は本実施形態における蓋体12を省略した電子装置21の形状を示している。
本実施形態における電子素子実装用基板1において、第1の実施形態の電子素子実装用基板1と異なる点は、補強部7の表面に、セラミックコート7aを有する点である。
図12に示す例では、電子素子実装用基板1は電気絶縁性セラミックス材料からなり、補強部7の表面には、セラミックコート7aを有する。このような場合においても、補強部7によって第2凹部6の底面が変形することを低減させることが可能となり、本発明の効果を奏することが可能となる。
また、補強部7の表面に、セラミックコート7aを有することで、セラミックコート7aと、外部回路基板等と、を例えば樹脂材等で接合することが可能となる。一般的に、半導体デバイス11が高機能化すると、大きさが大きくなるまたは複数の半導体デバイス11を実装することが要求される。しかしながら、これらの要求を満たすために第2凹部6(第3凹部6aおよび第4凹部6b)を大きくすると電子素子実装用基板1と外部回路基板との接続面積が低下し、接続強度が低下する恐れがある。これに対し、補強部7の表面にセラミックコート7aを有し、セラミックコート7aと外部回路基板などとを接合することができると、外部回路基板と電子素子実装用基板1との接合強度を向上させることが可能となる。また、セラミックコート7aがポーラス状であることで、セラミックコート7aに設けられたポーラスでハンダ等をトラップすることが可能となるため、ハンダ等が補強部7aを這い上がり、半導体デバイス11に付着し、予期せぬショートが発生することを低減させることが可能となる。
ここで、セラミックコート7aの厚さは基板2の第2面2bに位置する外部端子と同程度の厚さであってもよい。これにより、セラミックコート7aをハンダなどで外部回路基板と接続する際に、接続に使用されるハンダ等の厚さを外部端子に用いられるハンダ等の厚さと同様にすることが可能となる。よって、ハンダ等を塗布する工程負荷を削減することが可能となる。また、セラミックコート7aの厚さは基板2の第2面2bに位置する外部端子の厚さよりも大きくてもよい。またこのとき、セラミックコート7aは外部端子の厚さと外部端子と接続するハンダ等の厚さを足した厚みであってもよい。これにより、セラミックコート7aが外部回路基板と接合しない場合においても、補強部7と外部回路基板との間に隙間が生じ、外部からの応力で第2凹部6が撓む場合を低減させることが可能となる。
なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値などの種々の変形は可能である。また、例えば、各図に示す例では、電極パッド3の形状は上面視において矩形状であるが、円形状やその他の多角形状であってもかまわない。また、本実施形態における電極パッド3の配置、数、形状および電子素子の実装方法などは指定されない。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はい。例えば、凹部は四角くなくてもよく、角が丸くてもよい。
1・・・・電子素子実装用基板
2・・・・基板
2a・・・第1面
2b・・・第2面
2c・・・絶縁層
3・・・・電極パッド
5・・・・第1凹部
6・・・・第2凹部
6a・・・第3凹部
6b・・・第4凹部
7・・・・補強部
7a・・・セラミックコート
8・・・・ビア導体
9・・・・金属層
10・・・電子素子
11・・・半導体デバイス
12・・・蓋体
13・・・第1続接部材
14・・・蓋体接合材
15・・・第2接続部材
21・・・電子装置
23・・・電子部品
31・・・電子モジュール
32・・・筐体

Claims (17)

  1. 電子素子が実装される領域を含む第1面と、前記第1面の反対側に位置した第2面とを 有する基板と、
    前記第1面に位置した第1凹部と、
    前記第2面に位置した第2凹部と、
    前記第1凹部に位置した電極パッドと、を備えており、
    前記第2凹部は、内側に、上面視で実装される前記電子素子と重なり、かつ上面視で前記電極パッドから離れた位置で前記第2凹部の底面を支える補強部を有しており、
    断面視において、前記第1凹部の開口部の少なくとも一部が、前記第1面から離れるに従って広がる階段状である、
    ことを特徴とする電子素子実装用基板。
  2. 電子素子が実装される領域を含む第1面と、前記第1面の反対側に位置した第2面とを有する基板と、
    前記第1面に位置した第1凹部と、
    前記第2面に位置した第2凹部と、
    前記第1凹部に位置した電極パッドと、を備えており、
    前記第2凹部は、内側に、上面視で実装される前記電子素子と重なり、かつ上面視で前記電極パッドと重なる位置で前記第2凹部の底面を支える補強部を有しており、
    断面視において、前記第1凹部の開口部の少なくとも一部が、前記第1面から離れるに従って広がる階段状である、
    ことを特徴とする電子素子実装用基板。
  3. 第1面と、前記第1面の反対側に位置した第2面とを有する基板と、
    前記第1面に位置した第1凹部と、
    前記第2面に位置した第2凹部と、
    前記第1凹部に位置した電極パッドと、を備えており、
    前記第2凹部は、内側に、前記電極パッドから離れて位置しているとともに、前記第2凹部を複数にわける補強部を有し、
    前記電極パッドは、上面視で前記第2凹部と重ならない位置に配置されており、
    断面視において、前記第1凹部の開口部の少なくとも一部が、前記第1面から離れるに従って広がる階段状である、
    ことを特徴とする電子素子実装用基板。
  4. 前記第2凹部は、第3凹部と、前記補強部を介して隣り合った第4凹部とを有していることを特徴とする請求項1~3のいずれか一つに記載の電子素子実装用基板。
  5. 前記第3凹部および前記第4凹部は上面視において同じ大きさであることを特徴とする請求項4に記載の電子素子実装用基板。
  6. 前記第3凹部および前記第4凹部の少なくとも一方は、前記第1面から前記第2面へと向かう方向において開口が狭くなっていることを特徴とする請求項4または5に記載の電子素子実装用基板。
  7. 前記第3凹部および前記第4凹部の少なくとも一方は、前記第1面から前記第2面へと向かう方向において開口が広くなっていることを特徴とする請求項4または5に記載の電子素子実装用基板。
  8. 前記補強部は、内部にビア導体を有することを特徴とする請求項1~7のいずれか1つに記載の電子素子実装用基板。
  9. 前記補強部の表面に、金属層を有することを特徴とする請求項1~8のいずれか1つに記載の電子素子実装用基板。
  10. 上面視において、前記第1凹部は、前記第2凹部よりも小さいことを特徴とする請求項1~9のいずれか1つに記載の電子素子実装用基板。
  11. 前記第1面に、前記第1凹部は、複数位置していることを特徴とする請求項1~10のいずれか1つに記載の電子素子実装用基板。
  12. 前記基板は、セラミック材料を含んでおり、前記第1凹部の側壁は、セラミックコートを含んでいることを特徴とする請求項1~11のいずれか1つに記載の電子素子実装用基板。
  13. 前記第1凹部は、前記第2凹部よりも浅いことを特徴とする請求項1~12のいずれか1つに記載の電子素子実装用基板。
  14. 前記第1凹部は、断面視において、一部の辺のみが上面側が広いテーパー状であることを特徴とする請求項1~13のいずれか1つに記載の電子素子実装用基板。
  15. 前記電極パッドは、上面視で前記第2凹部と重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電子素子実装用基板。
  16. 請求項1~15のいずれか1つに記載の電子素子実装用基板と、
    前記電子素子実装用基板に実装された電子素子と、を備えたことを特徴とする電子装置。
  17. 請求項16に記載の電子装置と、
    前記電子装置上に位置した筐体と、を備えたことを特徴とする電子モジュール。
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