JP7433766B2 - 回路基板、電子部品および電子モジュール - Google Patents
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Description
本開示は、絶縁基板の外周に沿って配列された端子電極を含む回路基板、および電子部品および電子モジュールに関するものである。
半導体素子、センサ素子または容量素子等の電子素子が搭載される回路基板として、セラミックス等の絶縁体からなる絶縁基板の表面に設けられた複数の端子電極を含むものが用いられている。このような回路基板に電子素子が搭載された電子部品は外部の配線基板に搭載され、回路基板の端子電極と外部の配線基板の配線とがはんだ等の導電性接続材で接続される。
電子部品のはんだ実装の際の熱、および電子素子の作動時の熱による熱応力により、導電性接続材が切断される、あるいは端子電極が絶縁基板から剥がれる場合がある。回路基板は方形状であり、外縁領域に位置する端子電極、特に角部に位置する端子電極に加わる熱応力が大きくなる。これに対して、絶縁基板の角部に端子電極よりも大きい補強用パッド等を設けて接続強度等を確保しているものがある（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）。
しかしながら、電子部品の小型化に伴って回路基板も小さくなっている。回路基板が小型になると熱応力も比較的小さくなるが、比較的大きい熱応力が加わる絶縁基板の外縁領域だけに端子電極が配置されるものがある。このような場合には、絶縁基板の短い辺に沿って多数の端子電極を高密度に配置するために、端子電極の大きさが小さくなる。また、絶縁基板の角部に大きい補強用パッドを設けることができなくなっている。
そのため、回路基板の外部の配線基板への実装強度が低下して実装信頼性が低下してしまう場合があった。補強用パッドを大きくすると、絶縁基板の外縁領域に高密度に端子電極を配置することができなくなり、回路基板を大型にしなければならなかった。
本開示の１つの態様の回路基板は、平面視の形状が方形状の絶縁基板と、該絶縁基板の第１面における外縁領域に外辺に沿って配列されており、外辺から内側に伸びる複数の端子電極を含む回路導体と、前記第１面の前記外縁領域の４つの角部にそれぞれ設けられた４つの第１コーナーパッドと、前記第１面の前記外縁領域の内側の中央領域の角部にそれぞれ設けられている４つの第２コーナーパッドと、を備えており、前記絶縁基板の外辺に垂直な方向における前記第１コーナーパッドの長さは、前記端子電極の、前記外辺からの長さよりも小さく、前記第１面の角部において、前記外縁領域から前記中央領域にかけて伸びて、前記第１コーナーパッドと前記第２コーナーパッドとを接続している接続導体を有しており、前記第１コーナーパッドの外縁部、前記第２コーナーパッドの外縁部、前記接続導体および前記絶縁基板の前記第１面を覆っている絶縁膜を備えており、前記絶縁膜は、前記第１コーナーパッドと当該第１コーナーパッドが設けられた角部に最も近い位置にある端子電極との間において、前記絶縁基板の前記第１面に接合されている。
本開示の１つの態様の電子部品は、上記構成の回路基板と、電子素子とを備えている。
本開示の１つの態様の電子モジュールは、上記構成の電子部品と、該電子部品が実装されたモジュール用の配線基板とを備えている。
本開示の１つの態様の回路基板によれば、絶縁基板の角部の第１コーナーパッドとその内側の第２コーナーパッドを備えていることから、外部の配線基板等との接続強度と絶縁基板の外縁領域における端子電極の高密度な配置を両立することが可能な小型の回路基板となる。
本開示の１つの態様の電子部品によれば、上記構成の回路基板を含んでいることから、外部の配線基板に対する接続信頼性および小型化の点で有利な電子部品を提供することができる。
本開示の１つの態様の電子モジュールによれば、上記構成の回路基板を含む電子部品とモジュール用の配線基板とを備えていることから、電子部品と配線基板との接続信頼性が効果的に向上した小型の電子モジュールを提供することができる。
本開示の実施形態の回路基板、電子部品および電子モジュールを、添付の図面を参照して説明する。図１は回路基板の一例の外観を示し、図１（ａ）は第２面（上面）側からの斜視図であり、図１（ｂ）は第１面（下面）側からの斜視図である。図２（ａ）は図１に示す回路基板の第２面（上面）側からの平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図であり、図２（ｃ）は第１面（下面）側からの平面図である。図３は図２（ｃ）のＡ部を拡大して示す平面図である。図４は回路基板の他の一例の要部を拡大して示す平面図である。図５（ａ）は回路基板の他の一例の要部を拡大して示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図である。図６は回路基板の他の一例の第１面（下面）側からの平面図である。図７（ａ）は回路基板、電子部品および電子モジュールの一例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図である。なお、図７は電子モジュールの一部（電子部品が搭載されている部分）を切り出して示している。また、図１～図７の平面図および斜視図においては、他と区別しやすいように端子電極等の回路導体にはドット状の網掛けを施している。また、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に回路基板および電子部品等が使用されるときの上下を限定するものではない。
回路基板１００は、図１～図６に示す例のように、平面視の形状が方形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の第１面１１における外縁領域１１ｏに外辺に沿って配列されており、外辺から内側に伸びる複数の端子電極２１を含む回路導体２と、第１面１１の外縁領域１１ｏの４つの角部にそれぞれ設けられた４つの第１コーナーパッド３１と、第１面１１の外縁領域１１ｏの内側の中央領域１１ｃの角部にそれぞれ設けられている４つの第２コーナ
ーパッド３２と、を備えている。
ーパッド３２と、を備えている。
絶縁基板１は、回路基板１００の基本的な部分であり、複数の端子電極２１等の回路導体２を互いに電気的に絶縁させて配置するための電気絶縁体として機能する。また、絶縁基板１は、例えば、電子素子を搭載して固定するための基体として機能する部分である。
絶縁基板１の下面１１、すなわち回路基板１００としての第１面１１には、複数の端子電極２１が設けられている。複数の端子電極２１は、例えば図１～図６に示す例のように、第１面１１における外縁領域１１ｏに絶縁基板１の外辺に沿って配列されている。端子電極２１の形状は、外辺から内側に伸びる長方形状である。第１面１１における外縁領域１１ｏは、図２（ｃ）に示す二点鎖線より外側の領域である。この外縁領域１１ｏの内側の第１面における中央に位置するのが中央領域１１ｃである。
小型の回路基板１００において、多数の端子電極２１を短絡しない程度の間隔を空けて外縁領域１１ｏに配列すると、図１（ｂ）および図２（ｃ）に示す例のように、絶縁基板１の外辺の長さのほぼ全域に端子電極２１が配置される。そのため、第１面１１の角部、すなわち外縁領域１１ｏの角部は小さい領域となる。ここに補強用のパッドを設けると、図１～図３に示す例の第１コーナーパッド３１のように端子電極２１と比較しても小さいものとなる。回路基板１００と外部の配線基板４００との間に発生し端子電極２１に加わる熱応力は、絶縁基板１の第１面１１の外縁領域１１ｏの角部に近いものほど大きくなる。このような小さい第１コーナーパッド３１だけでは角部に近い位置にある端子電極２１に加わる熱応力を低減することができない。
そのため、図１～図６に示す例のように、本開示の回路基板１００は、中央領域１１ｃの角部にそれぞれ１つの第２コーナーパッド３２を備えている。中央領域１１ｃの角部は、第１コーナーパッド３１が設けられている外縁領域１１ｏの内側に隣接する部分である。つまり、第１コーナーパッド３１が設けられている領域よりは内側であるが、第１面１１の角部に第２コーナーパッド３２を備えている。そのため、第２コーナーパッド３２もまた、第１面１１の角部に近い位置にある端子電極２１に近い位置にあり、これらに加わる熱応力を低減することができる。このように、第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２の２つで熱応力を低減するので、応力低減効果がより高まる。
本開示の回路基板１００によれば、絶縁基板１の第１面１１の角部に、第１コーナーパッド３１とその内側の第２コーナーパッド３２を備えていることから、外部の配線基板４００等との接続強度と第１面１１の外縁領域１１ｏにおける端子電極２１の高密度な配置を両立することが可能な小型の回路基板１００となる。
第２コーナーパッド３２は、中央領域１１ｃの角部に配置されるものであるが、図２（ｃ）に示す例のように、中央領域１１ｃの角部において第１コーナーパッド３１の中心３１ｃと第１面１１の中心１１ｃｃとを結ぶ仮想直線Ｌ上に位置するものとすることができる。回路基板１００と外部の配線基板４００との接続部における熱応力が加わる方向は、接続部から回路基板１００全体の中心に向かう方向である。第１コーナーパッド３１に加わる熱応力の方向もまた同じであり、この方向に第２コーナーパッド３２があることで、第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とで回路基板１００の角部に加わる熱応力をより低減しやすいものとなる。
図１～図６に示す例のように、第２コーナーパッド３２の大きさが第１コーナーパッド３１の大きさよりも大きい回路基板１００とすることができる。このような場合には、第２コーナーパッド３２は、配列の一番端に位置する端子電極２１、第１面１１の角部に最も近い位置にある端子電極２１だけでなく、角部から２番目、３番目の位置のような、配
列において角部に近い位置にある端子電極２１の近くにも位置することとなる。第２コーナーパッド３２の大きさが大きいほど角部から離れている端子電極２１に加わる応力まで低減することができる。中央領域１１ｃに位置する第２コーナーパッド３２が端子電極２１と比較して、また第１面１１に対して大きすぎると、例えばはんだを用いて回路基板１００と外部の配線基板４００とを接続する場合に、端子電極２１に接続されるはんだが細いものになって強度が低下してしまう場合がある。中央領域１１ｃに大きいパッドがあると、このパッドに接続されるはんだが多くなって厚みが厚くなりやすいためである。そのため、端子電極２１の接合強度を高めるために、例えば、第２コーナーパッド３２の面積は、端子電極２１の面積の１５倍以下、かつ第１面１１の面積の２０％以下とすることができる。
列において角部に近い位置にある端子電極２１の近くにも位置することとなる。第２コーナーパッド３２の大きさが大きいほど角部から離れている端子電極２１に加わる応力まで低減することができる。中央領域１１ｃに位置する第２コーナーパッド３２が端子電極２１と比較して、また第１面１１に対して大きすぎると、例えばはんだを用いて回路基板１００と外部の配線基板４００とを接続する場合に、端子電極２１に接続されるはんだが細いものになって強度が低下してしまう場合がある。中央領域１１ｃに大きいパッドがあると、このパッドに接続されるはんだが多くなって厚みが厚くなりやすいためである。そのため、端子電極２１の接合強度を高めるために、例えば、第２コーナーパッド３２の面積は、端子電極２１の面積の１５倍以下、かつ第１面１１の面積の２０％以下とすることができる。
また、第２コーナーパッド３２は、第１コーナーパッド３１とともに、角部に近い端子電極２１に加わる応力を低減するものであるので、第１面１１の角により近い位置に設けることができる。上述したように、第２コーナーパッド３２の大きさが大きいと、熱応力が低減される範囲が大きくなるが、あまり大きくしない方がよい。この場合に、第１面１１の角部（中央領域１１ｃの角部）において、第１面１１の辺から第１面１１の辺の長さの３分の１の長さの位置までの領域内に、第２コーナーパッド３２の中心が位置する回路基板１００とすることができる。これによって、第１面１１の角に近い位置にある端子電極２１に加わる応力を低減しやすくなる。
第１コーナーパッド３１が小さいと、熱応力が加わった際に剥がれてしまう可能性がある。絶縁基板１がガラスセラミックスからなる場合は、絶縁基板１がアルミナセラミックスからなる場合に比較して、端子電極２１の絶縁基板１への接合強度が小さいので、第１コーナーパッド３１が剥がれてしまう可能性が高くなる。
図１～図３に示す例の回路基板１００においては、第２コーナーパッド３２は第１コーナーパッド３１に比較して大きいが、第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とは離間している。これに対して、図４に示す例のように、第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とを接続することができる。すなわち、第１面１１の角部において、外縁領域１１ｏから中央領域１１ｃにかけて伸びて、第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とを接続している接続導体３３を有している回路基板１００とすることができる。接続導体３３で接続されて第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とが一体となって１つの大きなコーナーパッドとなっている。そのため、第１コーナーパッド３１に応力が加わっても、第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とを含む大きなコーナーパッド全体で応力を受けるので、第１コーナーパッド３１が剥がれ難くなる。このとき、接続導体３３は、第１コーナーパッド３１の中心３１ｃと第１面１１の中心１１ｃｃとを結ぶ仮想直線Ｌに沿って伸びている。これにより、第１コーナーパッド３１、第２コーナーパッド３２および接続導体３３で構成される大きなコーナーパッドが、熱応力が加わる方向に沿って長い形状となるので、端子電極２１に加わる熱応力をより低減させることができる。
第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２の絶縁基板１への接合強度をより高めるために、図５に示す例のように、第１コーナーパッド３１の外縁部、第２コーナーパッド３２の外縁部、接続導体３３および絶縁基板１の第１面１１を覆っている絶縁膜４を備えている回路基板１００とすることができる。第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２の外縁部が絶縁膜４に覆われ、絶縁膜４は絶縁基板１の第１面１１も覆って絶縁基板１に接合されている。第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２において剥がれの起点となりやすい外縁部が絶縁層で押さえられているため、応力が加わってもより剥がれ難くなる。第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２は、導電性接合材３１０で外部の配線基板４００に接合されるので、外縁部だけが絶縁膜
４で覆われている。第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２を、導電性接合材３１０で外部の配線基板４００に接合するために、絶縁膜４には開口４１を有している。この絶縁膜４の開口４１から露出する部分が、実質的な第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２である。一方、第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とを接続する接続導体３３は全て絶縁膜４に覆われている。接続導体３３の熱応力の低減への寄与は、第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２に比較すると小さい。そのため、接続導体３３を絶縁膜４で覆うことで第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２の剥がれ防止の効果をより向上させている。また、接続導体３３は第１面１１の角部に最も近い２つの端子電極２１の間の狭い間隙を通っている。この狭い間隙に位置する接続導体３３を絶縁膜４で覆うことで、回路基板１００を外部の配線基板４００にはんだ等の導電性接合材３１０で接合する際の、角部に最も近い２つの端子電極２１間の絶縁性を確保しやすくなる。
４で覆われている。第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２を、導電性接合材３１０で外部の配線基板４００に接合するために、絶縁膜４には開口４１を有している。この絶縁膜４の開口４１から露出する部分が、実質的な第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２である。一方、第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とを接続する接続導体３３は全て絶縁膜４に覆われている。接続導体３３の熱応力の低減への寄与は、第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２に比較すると小さい。そのため、接続導体３３を絶縁膜４で覆うことで第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２の剥がれ防止の効果をより向上させている。また、接続導体３３は第１面１１の角部に最も近い２つの端子電極２１の間の狭い間隙を通っている。この狭い間隙に位置する接続導体３３を絶縁膜４で覆うことで、回路基板１００を外部の配線基板４００にはんだ等の導電性接合材３１０で接合する際の、角部に最も近い２つの端子電極２１間の絶縁性を確保しやすくなる。
上述したように、回路基板１００が絶縁膜４を備えている場合には、実質的な第２コーナーパッド３２は絶縁膜４の開口４１から露出する部分である。そのため、端子電極２１の接合強度を高めるための、第１コーナーパッド３１の面積および第１面１１の面積に対する第２コーナーパッド３２の面積の比率は、この実質的な第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２の面積で求められるものである。第２コーナーパッド３２の絶縁基板１への接合強度を高めるためには、その大きさを大きくすればよい。また、４つの第２コーナーパッド３２およびこれに接続されている４つの第１コーナーパッド３１が回路導体２とは独立している場合、あるいは回路導体２の一部であり、例えばいずれも接地導体であるような場合であれば、最大で中央領域１１ｃ大きさの導体層で第２コーナーパッド３２を形成することができる。このように中央領域１１ｃの大きい導体層（中央導体３４）の表面を４つの開口４１を有する絶縁膜４で覆って、開口４１から露出する部分を第２コーナーパッド３２とすればよい。
すなわち、図６に示す例のような、外縁が中央領域１１ｃの外縁に沿っている方形状の１つの中央導体３４と、中央導体３４の角部と第１コーナーパッド３１とを接続している接続導体３３と、第１コーナーパッド３１の外縁部、中央導体３４、接続導体３３、および絶縁基板１の第１面１１を覆っている絶縁膜４を有しており、４つの第２コーナーパッド３２が、中央領域１１ｃの角部に設けられた絶縁膜４の開口４１から中央導体３４が露出した部分である回路基板１００とすることができる。このような回路基板１００によれば、熱応力等による第２コーナーパッド３２および第２コーナーパッド３２と一体となっている第１コーナーパッド３１の絶縁基板１との接合強度がより高いものとなる。
また、絶縁膜４で外縁部を押さえるのは、端子電極２１の絶縁基板１への接合強度を向上させるのにも有効である。そのため、図５および図６に示す例のように、絶縁膜４が端子電極２１の外縁部も覆っている回路基板１００とすることができる。第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２だけでなく、端子電極２１の絶縁基板１への接合強度も高いものとなり、実装信頼性の高い回路基板１００となる。
図７に示す例のように、電子部品３００は、上記のような回路基板１００と、電子素子２００とを備えている。このような電子部品３００によれば、上記構成の回路基板１００を含んでいることから、外部の配線基板４００の配線４０１（端子）に対する接続信頼性の向上に有利で小型の電子部品３００を提供することができる。
回路基板１００の第１面（下面）１１とは反対側の上面が、電子素子２００が搭載される第２面１２（上面）である。図１、図２および図７に示す例の回路基板１００においては、絶縁基板１は第２面１２に凹部１ｂを有しているが、凹部を有さない平板状の絶縁基板１であってもよい。回路基板１００は、第２面１２には電子素子２００と電気的に接続
される回路導体２として接続電極２２を備えている。凹部１ｂを有している場合は、凹部１ｂ内に接続電極２２を備えている。図１、図２および図７に示す例では、凹部１ｂは、開口と底面との間に段部を有しており、段部に接続電極２２が設けられている。凹部１ｂは、段部を備えていなくてもよく、この場合には凹部１ｂの底面に接続電極２２が設けられる。
される回路導体２として接続電極２２を備えている。凹部１ｂを有している場合は、凹部１ｂ内に接続電極２２を備えている。図１、図２および図７に示す例では、凹部１ｂは、開口と底面との間に段部を有しており、段部に接続電極２２が設けられている。凹部１ｂは、段部を備えていなくてもよく、この場合には凹部１ｂの底面に接続電極２２が設けられる。
図７に示す例の電子部品３００においては、電子素子２００はキャビティの底面に搭載され、電子素子２００の電極と回路基板１００の接続電極２２とは接続部材２１０であるボンディングワイヤによって電気的に接続されている。そのため、複数の接続電極２２が第２面１２の凹部１ｂの外周部に沿って配列されている。これに対して、電子素子２００がフリップチップ接続される場合には、複数の接続電極２２は、例えば第２面１２の中央部にマトリックス状に配列される。また、この例における回路基板１００は、電子素子２００を固定するため、また必要に応じで接地するための搭載用導体（符号なし）を第２面１２（凹部１ｂの底面）の中央部に備えている。このように、第２面１２における回路導体２の数や配置は、搭載される電子素子２００に対応するように設定することができる。
図２（ｂ）に示す例のように、第２面１２の接続電極２２と第１面１１の端子電極２１とは、絶縁基板１の内部の内部導体２３で接続されている。これにより、第２面１２に搭載された電子素子２００を、接続部材２１０および回路導体２（接続電極２２、内部導体２３および端子電極２１）を介して外部の配線基板４００に電気的に接続することができる回路基板１００となっている。
図７に示す例の電子部品３００においては、電子素子２００および接続部材２１０が凹部１ｂ内に収容され、凹部１ｂの開口を塞ぐように、蓋体２２１が接合材２２２で接合されている。蓋体２２１および接合材２２２は電子素子２００を気密封止する封止部材２２０として機能している。はんだを接合材２２２として用いる場合には、第２面１２には凹部１ｂを囲むようにシール導体を設けることができる。また、回路基板１００が平板状である場合には、キャップ状の蓋体で封止することができる。あるいは、封止部材２２０として封止樹脂を用い、封止樹脂で回路基板１００の第２面１２、電子素子２００および接続部材２１０等を覆うことで封止することができる。
また、図７に示す例のように、電子モジュール５００は、上記構成の電子部品３００と、電子部品３００が実装されたモジュール用の配線基板４００とを備えている。このような電子モジュール５００によれば、上記構成の回路基板１００を含む電子部品３００とモジュール用の配線基板４００とを備えていることから、電子部品３００と配線基板４００との接続信頼性が効果的に向上した小型の電子モジュール５００となる。
図７に示す例では、回路基板１００の端子電極２１と配線基板４００の上面の配線４０１とが、はんだ等の導電性接合材３１０によって電気的および機械的に接続されている。端子電極２１が配線基板４００の配線４０１に導電性接合材３１０を介して電気的に接続されれば、電子部品３００と配線基板４００の配線４０１とが互いに電気的に接続される。これによって、電子部品３００と配線基板４００との間で電気信号または電位等の授受が可能になる。また、電子部品３００は回路基板１００の回路導体２に電子素子２００が電気的に接続されたものであるので、電子素子２００と配線基板４００の配線４０１とが互いに電気的に接続される。
図１～図７に示す例の回路基板１００においては、絶縁基板１は側面に第１面１１から第２面１２にかけて伸びる切欠き部を有している。また、切欠き部の内面にも導体が形成されており、第１面１１の端子電極２１と接続されている。端子電極２１が第１面１１から切欠き部の内面まで延在しているともいえる。絶縁基板１の側面に切欠き部を設けずに
、第１面１１から側面にかけて端子電極２１を設けることもできる。いずれの場合も、図７に示す例のように、回路基板１００を外部の配線基板４００に実装する際に、はんだ等の導電性接合材３１０が配線基板４００の配線４０１と回路基板１００の第１面１１の端子電極２１および切欠きの内面を含む側面の端子電極２１との間に位置することになる。導電性接合材３１０による接合面積が増え、側面と配線基板４００の配線４０１との間の導電性接合材３１０にはメニスカス形状のフィレット部が形成されてフィレット部により応力を低減することができるので、実装信頼性がより高められる。
、第１面１１から側面にかけて端子電極２１を設けることもできる。いずれの場合も、図７に示す例のように、回路基板１００を外部の配線基板４００に実装する際に、はんだ等の導電性接合材３１０が配線基板４００の配線４０１と回路基板１００の第１面１１の端子電極２１および切欠きの内面を含む側面の端子電極２１との間に位置することになる。導電性接合材３１０による接合面積が増え、側面と配線基板４００の配線４０１との間の導電性接合材３１０にはメニスカス形状のフィレット部が形成されてフィレット部により応力を低減することができるので、実装信頼性がより高められる。
絶縁基板１は、上記したように、平面視（上面視）で方形状の平板である。図１～図７に示す例では正方形状であるが、長方形状であってもよい。方形状とは、厳密な方形でなくてもよく、方形の辺部や角部に切欠きを有するもの、方形の角部が丸められたりしているものを含む。絶縁基板１は、例えば、５ｍｍ～２０ｍｍ×５ｍｍ～２０ｍｍの方形状で、厚みが例えば０．５ｍｍ～２ｍｍの板状である。絶縁基板１は、複数の絶縁層１ａが積層されてなるものである。図２に示す例の絶縁基板１は４層の絶縁層１ａで構成されているが、絶縁層１ａの数はこれらに限られるものではない。絶縁基板１が第２面１２に凹部１ｂを有する場合の凹部１ｂは、例えば、凹部１ｂの内側面と絶縁基板１の外側面との間の壁厚みを０．５ｍｍ以上とした上で、平面視の形状が４ｍｍ～１９ｍｍ×４ｍｍ～１９ｍｍの方形状で、第２面１２からの深さが０．４ｍｍ～１．５ｍｍとすることができる。
絶縁基板１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、窒化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体等のセラミック焼結体によって形成されている。絶縁基板１は、例えばガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、ガラス成分となる酸化ケイ素、酸化ホウ素およびフィラー成分となる酸化アルミニウム等の粉末を主成分とする原料粉末を適当な有機バインダおよび有機溶剤と混練してスラリーとする。このスラリーをドクターブレード法またはリップコータ法等の成形方法でシート状に成形して、絶縁層１ａとなるセラミックグリーンシートを作製する。その後、このセラミックグリーンシートを適当な寸法に切断、成形したセラミックグリーンシートを複数枚積層して積層体を作製する。その後、この積層体を約９００～１０００℃程度の温度で焼成することによって絶縁基板１を製作することができる。絶縁基板１が第２面１２に凹部１ｂを有する場合は、セラミックグリーンシートに凹部１ｂの形状に対応する貫通孔等を設けておけばよい。切欠きについても同様である。
絶縁基板１には回路導体２が設けられている。上述したように絶縁基板１の第１面１１（下面）の外縁領域１１ｏに端子電極２１が設けられ、第２面１２（上面）に接続電極２２が、絶縁基板１の内部に内部導体２３が設けられている。上面１２の接続電極２２と下面１１の端子電極２１とは内部導体２３で電気的に接続されている。内部導体２３は、絶縁層１ａ間に設けられた内部導体層と絶縁層１ａを貫通する貫通導体とを有している。絶縁基板１の第１面１１の外縁領域１１ｏは、第１面１１の外縁に沿った領域であり、第１面１１の１辺の長さの８％～１５％程度の幅の部分である。よって、中央領域１１ｃは、第１面１１の中央に位置する、第１面１１の１辺の長さの８５％～９２％程度の長さの辺を有する方形状の部分である。
端子電極２１の形状は、特に限られるものではないが、絶縁基板１の第１面１１の外辺から内側に伸びる長方形状であり、その寸法は例えば幅が０．２ｍｍ～１ｍｍ×外辺からの長さが０．５ｍｍ～２ｍｍである。長方形状とは、厳密な長方形でなく角部が丸められたものなども含むことを意味しており、図２（ｂ）に示す例のような、長方形の辺部が切り欠かれた形状、角部が切り欠かれた形状も含まれる。接続電極２２は、上述したように電子素子２００の接続方法に応じてその配列が異なり、配列に応じた形状および寸法とすることができる。
端子電極２１、接続電極２２および内部導体２３等の回路導体２は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。このような金属材料等は、絶縁基板１が上記のようなセラミック焼結体からなる場合出れば、例えばメタライズ層として絶縁基板１の所定の位置に設けられている。
回路導体２の端子電極２１、接続電極２２および内部導体２３の内部導体層は、例えば、絶縁基板１が上述したようなガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、例えば銅のメタライズ層で形成することができる。銅のメタライズ層である場合には、銅の粉末を有機溶剤および有機バインダと混合して作製した金属ペーストを絶縁層１ａとなる上記セラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷法等の方法で印刷して、その後セラミックグリーンシートと同時焼成する方法で形成することができる。また、内部導体２３の貫通導体の部分は、絶縁層１ａとなるセラミックグリーンシートに貫通孔をあらかじめ形成しておき、このセラミックグリーンシートの貫通孔内に上記の金属ペーストをスクリーン印刷法等の方法で充填し、同時焼成することによって形成することができる。絶縁基板１の側面に切欠き部を有し、切欠き内まで端子電極２１が延在している場合は、セラミックグリーンシートの貫通孔の内面に上記の金属ペーストをスクリーン印刷法等の方法で印刷塗布し、同時焼成することによって形成することができる。セラミックグリーンシートの貫通孔は、機械的な孔あけ加工またはレーザ加工等の方法で形成することができる。
絶縁基板１の第１面１１には、第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２が設けられている。第１面１１の外縁領域１１ｏの角部に第１コーナーパッド３１が設けられ、第１面１１の中央領域１１ｃの角部に第２コーナーパッド３２が設けられている。第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２の形状は、図１～図７に示す例のように円形に限定されるものではなく、楕円形、方形等の多角形等であってもよい。第１コーナーパッド３１および第２コーナーパッド３２の形状が円形であると、熱応力等が集中しやすい角を有していない形状であるので、熱応力等による剥がれがより発生し難いものとなる。
第１コーナーパッド３１は、外縁領域１１ｏにおける端子電極２１が配置されていない角部に設けられるので、例えば第１コーナーパッド３１が円形である場合には、端子電極２１の長さより小さい径であり、例えば直径が０．３ｍｍ～１．８ｍｍの円形とすることができる。第２コーナーパッド３２は、例えば円形である場合には、例えば直径が０．４ｍｍ～７ｍｍの円形とすることができる。
第１コーナーパッド３１と第２コーナーパッド３２とを接続している接続導体３３は、外縁領域１１ｏから中央領域１１ｃにかけて伸び、第１面１１の角部に最も近い２つの端子電極２１の間の狭い間隙を通っている。そのため、接続導体３３の形状は細長い線状であり、例えば幅が０．１ｍｍ～０．５ｍｍで長さが０．８ｍｍ～６ｍｍの長方形である。
図６に示す例のように、４つの第２コーナーパッド３２が、絶縁膜４の４つの開口４１から中央導体３４が露出した部分である場合には、中央領域１１ｃに中央導体３４が設けられ、中央導体３４と第１コーナーパッド３１とが接続導体３３で接続される。中央導体３４は、外縁が中央領域１１ｃの外縁に沿っている方形状である。図６に示す例の中央導体３４は、中央領域１１ｃ同じ大きさの正方形の角部が丸められた形状である。中央導体３４の寸法は、最大で中央領域１１ｃの大きさと同等であり、例えば４．２５ｍｍ～１８．４ｍｍ×４．２５ｍｍ～１８．４ｍｍの方形状である。
絶縁膜４は、第１コーナーパッド３１、第２コーナーパッド３２、および端子電極２１の外縁部を覆っている。これらのサイズにもよるが、例えばこれらの外周から０．０３ｍ
ｍ～０．３ｍｍの部分を絶縁膜４は覆っている。なお、上述した第１コーナーパッド３１、第２コーナーパッド３２、および端子電極２１の寸法は、絶縁膜４を有する場合は、絶縁膜４の開口４１から露出する部分である、実質的な第１コーナーパッド３１、第２コーナーパッド３２、および端子電極２１の寸法である。
ｍ～０．３ｍｍの部分を絶縁膜４は覆っている。なお、上述した第１コーナーパッド３１、第２コーナーパッド３２、および端子電極２１の寸法は、絶縁膜４を有する場合は、絶縁膜４の開口４１から露出する部分である、実質的な第１コーナーパッド３１、第２コーナーパッド３２、および端子電極２１の寸法である。
絶縁膜４は絶縁基板１の第１面１１に接合されて一体化している。より具体的には、絶縁基板１がセラミック焼結体からなる場合には、絶縁膜４は絶縁基板１のセラミックスと同様のものからなり、同時焼成によって一体化している。そのため、絶縁膜４と絶縁基板１とは強固に接合されている。
このような絶縁膜４は、例えば以下のようにして形成することができる。まず、端子電極２１、第１コーナーパッド３１、第２コーナーパッド３２、接続導体３３、あるいは中央導体３４に対応するパターンで金属ペーストをセラミックグリーンシート上に印刷する。次に、印刷された金属ペーストのうちの所定の部分、およびセラミックグリーンシートの所定の部分と重なるように絶縁膜４となるセラミックペーストを塗布する。セラミックペーストは、セラミックグリーンシートを作製するためのスラリーと同様の原料粉末に適当な有機バインダおよび有機溶剤を加えて混練して作製することができる。そして、金属ペースト、セラミックペーストおよびセラミックグリーンシートを同時焼成することで、絶縁膜４が絶縁基板１の第１面１１に接合され一体化して形成される。
回路導体２のうち絶縁基板１の外表面に露出する部分、第１コーナーパッド３１、第２コーナーパッド３２等は、上記のメタライズ層に、電解めっき法または無電解めっき法等の方法でニッケルおよび金等のめっき層がさらに被着されたものであってもよい。
回路基板１００に搭載される電子素子２００としては、ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）やＬＳＩ（Large-Scale Integrated Circuit：大規模集積回路）等の半導体集積回路素子、およびＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）やＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）、ＣＣＤ（Charged-Coupled Device：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ
（Complementary Metal-Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）等の光半導体
素子、電流センサ素子または磁気センサ素子等のセンサ素子、半導体基板の表面に微小な電子機械機構が形成されてなるマイクロマシン、いわゆるＭＥＭＳ（Micro electro mechanical systems：微小電気機械システム）素子等の種々の電子素子が挙げられる。また、電子素子２００は、圧電素子、容量素子または抵抗器等の受動部品であってもよい。また、電子素子２００は、複数個が搭載されてもよく、複数種のものが含まれていてもよい。
（Complementary Metal-Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）等の光半導体
素子、電流センサ素子または磁気センサ素子等のセンサ素子、半導体基板の表面に微小な電子機械機構が形成されてなるマイクロマシン、いわゆるＭＥＭＳ（Micro electro mechanical systems：微小電気機械システム）素子等の種々の電子素子が挙げられる。また、電子素子２００は、圧電素子、容量素子または抵抗器等の受動部品であってもよい。また、電子素子２００は、複数個が搭載されてもよく、複数種のものが含まれていてもよい。
電子素子２００の回路基板１００に対する機械的な接続は、例えば、はんだ等の低融点ろう材または接着剤、あるいは必要によって導電性接着剤等の電気伝導性を有する接合材（不図示）によって行なわれる。電子素子２００の電極（不図示）と回路基板１００の回路導体２との電気的な接続は、例えば、図７に示す例のようなボンディングワイヤ等の接続部材２１０による接続以外に、はんだボールや金属バンプおよび導電性接着剤を接続部材２１０として用いた、いわゆるフリップチップ接続で、電気的および機械的接続を行なうこともできる。フリップチップ接続の場合は、アンダーフィル材によって機械的接続を補強することができる。
封止部材２２０が図７に示す例のように、蓋体２２１および接合材２２２で構成される場合は、例えば、蓋体２２１として金属、セラミックス、樹脂等からなる平板状あるいはキャップ状のものを、また接合材として、はんだやろう材等の金属接合材、樹脂接着剤、導電性接着剤等の樹脂接合材、ガラス接合材等を用いることができる。封止部材２２０が封止樹脂である場合は、例えば、エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂にフィラーを含有させたものなどを用いることができる。
電子素子２００が、例えば半導体集積回路素子等の半導体素子であれば、電子素子２００と回路基板１００および外部の配線基板４００が有する電子回路（図示せず）との間で種々の電気信号が授受され、半導体素子（電子素子２００）で演算または記憶等の種々の処理が行なわれる。また、電子素子２００が加速度センサ素子等のセンサ素子であれば、センサ素子（電子素子２００）で検知された加速度等の物理量が回路基板１００および外部の配線基板４００に電気信号として伝送される。この電気信号は、回路基板１００および外部の配線基板４００の電子回路または回路基板１００に実装された他の電子素子等（図示せず）に伝送されて、回路基板１００が実装される電子機器の制御等の処理に利用される。
製作された電子部品３００は、導電性接合材３１０を介して配線基板４００に電気的および機械的に接続される。すなわち、上記構成の電子部品３００と、電子部品３００の複数の端子電極２１とそれぞれ導電性接合材３１０を介して接続された複数の配線４０１を有する配線基板４００とによって、例えば図７に示す例のような電子モジュール５００が製作される。配線基板４００は、セラミック配線基板であってもよいし、エポキシ等の樹脂を絶縁層とし、銅箔等の金属を配線４０１とするプリント配線基板であってもよい。導電性接合材３１０は、はんだやろう材等の金属からなるものであってもよいし、導電性接着剤であってもよい。
以上の説明では、回路基板１００がセラミック焼結体からなる絶縁基板１であるセラミック配線基板の場合で説明したが、絶縁基板１がエポキシ樹脂等の樹脂からなるプリント配線基板にも適用することができる。
１・・・絶縁基板
１ａ・・・絶縁層
１ｂ・・・凹部
１１・・・第１面（下面）
１１ｏ・・・外縁領域
１１ｃ・・・中央領域
１２・・・第２面（上面）
２・・・回路導体
２１・・・端子電極
２２・・・接続電極
２３・・・内部導体
３１・・・第１コーナーパッド
３２・・・第２コーナーパッド
３３・・・接続導体
３４・・・中央導体
４・・・絶縁膜
４１・・・開口
１００・・・回路基板
２００・・・電子素子
２１０・・・接続部材
２２０・・・封止部材
２２１・・・蓋体
２２２・・・接合材
３００・・・電子部品
３１０・・・導電性接合材
４００・・・配線基板
４０１・・・配線
５００・・・電子モジュール
１ａ・・・絶縁層
１ｂ・・・凹部
１１・・・第１面（下面）
１１ｏ・・・外縁領域
１１ｃ・・・中央領域
１２・・・第２面（上面）
２・・・回路導体
２１・・・端子電極
２２・・・接続電極
２３・・・内部導体
３１・・・第１コーナーパッド
３２・・・第２コーナーパッド
３３・・・接続導体
３４・・・中央導体
４・・・絶縁膜
４１・・・開口
１００・・・回路基板
２００・・・電子素子
２１０・・・接続部材
２２０・・・封止部材
２２１・・・蓋体
２２２・・・接合材
３００・・・電子部品
３１０・・・導電性接合材
４００・・・配線基板
４０１・・・配線
５００・・・電子モジュール
Claims (5)
- 平面視の形状が方形状の絶縁基板と、
該絶縁基板の第１面における外縁領域に外辺に沿って配列されており、外辺から内側に伸びる複数の端子電極を含む回路導体と、
前記第１面の前記外縁領域の４つの角部にそれぞれ設けられた４つの第１コーナーパッドと、
前記第１面の前記外縁領域の内側の中央領域の角部にそれぞれ設けられている４つの第２コーナーパッドと、
を備えており、
前記絶縁基板の外辺に垂直な方向における前記第１コーナーパッドの長さは、前記端子電極の、前記外辺からの長さよりも小さく、
前記第１面の角部において、前記外縁領域から前記中央領域にかけて伸びて、前記第１コーナーパッドと前記第２コーナーパッドとを接続している接続導体を有しており、
前記第１コーナーパッドの外縁部、前記第２コーナーパッドの外縁部、前記接続導体および前記絶縁基板の前記第１面を覆っている絶縁膜を備えており、
前記絶縁膜は、前記第１コーナーパッドと当該第１コーナーパッドが設けられた角部に最も近い位置にある端子電極との間において、前記絶縁基板の前記第１面に接合されている回路基板。 - 外縁が前記中央領域の外縁に沿っている方形状の１つの中央導体と、該中央導体の角部と前記第１コーナーパッドとを接続している接続導体と、を有し、
前記絶縁膜は、前記中央導体、および前記接続導体を覆っており、４つの前記第２コーナーパッドは、前記中央領域の角部に設けられた前記絶縁膜の開口から前記中央導体が露出した部分である請求項１に記載の回路基板。 - 前記絶縁膜が前記端子電極の外縁部も覆っている請求項１または２に記載の回路基板。
- 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路基板と、電子素子とを備えている電子部品。
- 請求項４に記載の電子部品と、該電子部品が実装されたモジュール用の配線基板とを備えている電子モジュール。
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