JPH1074860A - 配線基板 - Google Patents
配線基板Info
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- JPH1074860A JPH1074860A JP22992696A JP22992696A JPH1074860A JP H1074860 A JPH1074860 A JP H1074860A JP 22992696 A JP22992696 A JP 22992696A JP 22992696 A JP22992696 A JP 22992696A JP H1074860 A JPH1074860 A JP H1074860A
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- wiring
- conductor
- wiring conductor
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- wiring board
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
Abstract
(57)【要約】
【課題】５０μｍ以上の厚さを有する配線導体を絶縁基
体と一体化した配線基板で、内部配線の断線等を招く絶
縁基体のクラックの有無を簡単かつ確実に検出し、低コ
ストで製品歩留りの良い信頼性の高い配線基板を得る。 【解決手段】配線導体３の外周近傍の絶縁基体２に生じ
る最大主応力の方向５と平行な方向に抵抗変化計測用の
配線４を埋設し、配線の抵抗測定長さＬ1 と平面視した
時の該配線４と重なる配線導体の長さＬ2 との差（Ｌ1
−Ｌ2 ）が、抵抗変化計測用の配線４と配線導体３との
間の距離の内、配線と配線導体間の最短距離Ｌ3 の８倍
以上とする。
体と一体化した配線基板で、内部配線の断線等を招く絶
縁基体のクラックの有無を簡単かつ確実に検出し、低コ
ストで製品歩留りの良い信頼性の高い配線基板を得る。 【解決手段】配線導体３の外周近傍の絶縁基体２に生じ
る最大主応力の方向５と平行な方向に抵抗変化計測用の
配線４を埋設し、配線の抵抗測定長さＬ1 と平面視した
時の該配線４と重なる配線導体の長さＬ2 との差（Ｌ1
−Ｌ2 ）が、抵抗変化計測用の配線４と配線導体３との
間の距離の内、配線と配線導体間の最短距離Ｌ3 の８倍
以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子が収容
搭載される半導体素子収納用パッケージや、半導体素子
の他にコンデンサや抵抗体等の各種電子部品が搭載され
る混成集積回路装置等に好適な低抵抗の配線導体を有す
る配線基板に関するものである。
搭載される半導体素子収納用パッケージや、半導体素子
の他にコンデンサや抵抗体等の各種電子部品が搭載され
る混成集積回路装置等に好適な低抵抗の配線導体を有す
る配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子収納用パッケージや混
成集積回路装置等に用いられる配線基板は、一般にアル
ミナ質焼結体等の電気絶縁性のセラミック焼結体から成
る絶縁基体を用い、その上面の略中央部に設けた凹部周
辺から下面に、あるいはその内部及び表面に、タングス
テン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等
の高融点金属から成る複数の配線導体を配設するととも
に、各配線導体を絶縁基体内に設けた前記同様の高融点
金属から成るスルーホール導体で接続した構造を成して
いる。
成集積回路装置等に用いられる配線基板は、一般にアル
ミナ質焼結体等の電気絶縁性のセラミック焼結体から成
る絶縁基体を用い、その上面の略中央部に設けた凹部周
辺から下面に、あるいはその内部及び表面に、タングス
テン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等
の高融点金属から成る複数の配線導体を配設するととも
に、各配線導体を絶縁基体内に設けた前記同様の高融点
金属から成るスルーホール導体で接続した構造を成して
いる。
【０００３】そして、前述のように構成された配線基板
は、例えば半導体素子収納用パッケージでは、その絶縁
基体の凹部底面に半導体素子をガラスあるいは樹脂、ロ
ウ材等の接着剤を介して接着固定するとともに、半導体
素子の各電極が凹部周辺に位置する配線導体にボンディ
ングワイヤを介して電気的に接続され、金属やセラミッ
クス等から成る蓋体を前記凹部を塞ぐように前記接着剤
と同様の封止剤を介して接合し、絶縁基体の凹部内に半
導体素子を気密に収容することにより最終製品としての
半導体装置となる。
は、例えば半導体素子収納用パッケージでは、その絶縁
基体の凹部底面に半導体素子をガラスあるいは樹脂、ロ
ウ材等の接着剤を介して接着固定するとともに、半導体
素子の各電極が凹部周辺に位置する配線導体にボンディ
ングワイヤを介して電気的に接続され、金属やセラミッ
クス等から成る蓋体を前記凹部を塞ぐように前記接着剤
と同様の封止剤を介して接合し、絶縁基体の凹部内に半
導体素子を気密に収容することにより最終製品としての
半導体装置となる。
【０００４】尚、前記配線基板は、絶縁基体に設けた配
線導体の一部に鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金等から
成る外部リード端子が銀ロウ等のロウ材を介して取着さ
れており、外部リード端子を外部電気回路に接続するこ
とによって、半導体素子の各電極は配線導体、ボンディ
ングワイヤ及び外部リード端子を介して外部電気回路に
電気的に接続されている。
線導体の一部に鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金等から
成る外部リード端子が銀ロウ等のロウ材を介して取着さ
れており、外部リード端子を外部電気回路に接続するこ
とによって、半導体素子の各電極は配線導体、ボンディ
ングワイヤ及び外部リード端子を介して外部電気回路に
電気的に接続されている。
【０００５】しかしながら、前記従来の配線基板は、配
線導体及びスルーホール導体を形成するＷやＭｏの電気
抵抗値が４〜８×１０-6Ω・ｃｍと極めて高いため、配
線間の電気抵抗値が小さいことが要求されるような配線
基板、具体的には昨今の配線導体のより低抵抗化が望ま
れている各種制御機器や情報通信機器等をはじめとする
用途には適用できなかった。
線導体及びスルーホール導体を形成するＷやＭｏの電気
抵抗値が４〜８×１０-6Ω・ｃｍと極めて高いため、配
線間の電気抵抗値が小さいことが要求されるような配線
基板、具体的には昨今の配線導体のより低抵抗化が望ま
れている各種制御機器や情報通信機器等をはじめとする
用途には適用できなかった。
【０００６】そこで、前述の様な配線基板における配線
導体の抵抗値を低減するために、配線基板を構成する絶
縁基体中に配線用空間部を形成し、該配線用空間部に配
線導体を厚く充填したものが提案されている（特開昭６
３−１９４号公報参照）。
導体の抵抗値を低減するために、配線基板を構成する絶
縁基体中に配線用空間部を形成し、該配線用空間部に配
線導体を厚く充填したものが提案されている（特開昭６
３−１９４号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記配
線基板では、絶縁基体を構成するセラミック焼結体、例
えばアルミナ質焼結体では、その熱膨張係数は６．０〜
８．０×１０-6／℃を示し、他方配線導体を形成するＷ
やＭｏ等の高融点金属の熱膨張係数は４．５〜５．５×
１０-6／℃と、両者は大きく相違することになる。
線基板では、絶縁基体を構成するセラミック焼結体、例
えばアルミナ質焼結体では、その熱膨張係数は６．０〜
８．０×１０-6／℃を示し、他方配線導体を形成するＷ
やＭｏ等の高融点金属の熱膨張係数は４．５〜５．５×
１０-6／℃と、両者は大きく相違することになる。
【０００８】従って、ＷやＭｏ等の高融点金属粉末から
成る金属ペーストを所定パターンに印刷塗布したセラミ
ックグリーンシートを焼成して配線基板とする場合に
は、絶縁基体と５０μｍ以上の厚さを有する配線導体と
の間に、両者の熱膨張係数の相違に起因する熱応力が発
生するとともに、該応力が配線基板内に残留し、特に配
線導体端部近傍のセラミックスに応力が集中して大きな
応力となり、その結果、前記絶縁基体にクラックを発生
させたり、該クラックが進展して他の内部配線を断線す
る等の課題があった。
成る金属ペーストを所定パターンに印刷塗布したセラミ
ックグリーンシートを焼成して配線基板とする場合に
は、絶縁基体と５０μｍ以上の厚さを有する配線導体と
の間に、両者の熱膨張係数の相違に起因する熱応力が発
生するとともに、該応力が配線基板内に残留し、特に配
線導体端部近傍のセラミックスに応力が集中して大きな
応力となり、その結果、前記絶縁基体にクラックを発生
させたり、該クラックが進展して他の内部配線を断線す
る等の課題があった。
【０００９】また、前記クラックは、配線導体端部近傍
で停止して絶縁基体表面まで到達しないこともあり、浸
透探傷法等で基板表面を検査する方法では検知できない
場合があり、かかるクラックは絶縁基体を配線導体を含
む断面で切断する等、何らかの破壊を伴う検査でなけれ
ば検出できないものである。
で停止して絶縁基体表面まで到達しないこともあり、浸
透探傷法等で基板表面を検査する方法では検知できない
場合があり、かかるクラックは絶縁基体を配線導体を含
む断面で切断する等、何らかの破壊を伴う検査でなけれ
ば検出できないものである。
【００１０】そこで、最終製品の信頼性を向上するため
には、外力負荷によるプルーフ試験や熱衝撃試験など破
壊を伴う検査や、配線基板の残留応力をＸ線応力測定法
により測定する非破壊検査等のスクリーニング試験を実
施して不良品を除去しなければならず、検査工程が煩雑
となり、検出感度も低く製品歩留りも悪くなることか
ら、製品コストの増大をもたらすという課題があった。
には、外力負荷によるプルーフ試験や熱衝撃試験など破
壊を伴う検査や、配線基板の残留応力をＸ線応力測定法
により測定する非破壊検査等のスクリーニング試験を実
施して不良品を除去しなければならず、検査工程が煩雑
となり、検出感度も低く製品歩留りも悪くなることか
ら、製品コストの増大をもたらすという課題があった。
【００１１】
【発明の目的】本発明は前記課題に鑑み成されたもの
で、その目的はかなりの厚さを有する配線導体を絶縁基
体と一体化した配線基板にあって、内部配線の断線など
を招く絶縁基体のクラックの有無を簡単に、かつ確実に
検出し、低コストで製品歩留りの良い信頼性の高い低抵
抗配線導体を有する配線基板を提供することにある。
で、その目的はかなりの厚さを有する配線導体を絶縁基
体と一体化した配線基板にあって、内部配線の断線など
を招く絶縁基体のクラックの有無を簡単に、かつ確実に
検出し、低コストで製品歩留りの良い信頼性の高い低抵
抗配線導体を有する配線基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成するために鋭意検討した結果、かなりの厚さを有
する配線導体を絶縁基体と一体化した配線基板におい
て、該配線基板に特定の条件下で設けた配線自体の抵抗
値の変化を計測することにより絶縁基体のクラックの有
無が検出できることを知見し、本発明に至った。
を達成するために鋭意検討した結果、かなりの厚さを有
する配線導体を絶縁基体と一体化した配線基板におい
て、該配線基板に特定の条件下で設けた配線自体の抵抗
値の変化を計測することにより絶縁基体のクラックの有
無が検出できることを知見し、本発明に至った。
【００１３】即ち、本発明の配線基板は、セラミック焼
結体から成る絶縁基体にその厚さが５０μｍ以上である
配線導体を一体的に形成して成る配線基板であって、か
かる配線導体近傍の絶縁基体に、抵抗値の変化を計測す
ることによりクラックの発生及び進展を検出できる配線
を、予め、例えば、Ｘ線応力測定法等により実験的に測
定したり、有限要素法等のシミュレーション手法により
調査した、配線導体の外周近傍の絶縁基体に生じる最大
主応力の方向に対して、少なくとも平行な方向に存在す
るように配設するとともに、該配線と前記配線導体が重
なるように平面視した時、配線の抵抗測定長さ、即ち、
配線の抵抗値測定の距離Ｌ1 に対して該配線と重なる配
線導体部分の長さＬ2 の差（Ｌ1 −Ｌ2 ）が、前記平面
視の方向と直角方向から見た時の配線と配線導体間の最
短距離Ｌ3 の８倍以上であることを特徴とするものであ
る。
結体から成る絶縁基体にその厚さが５０μｍ以上である
配線導体を一体的に形成して成る配線基板であって、か
かる配線導体近傍の絶縁基体に、抵抗値の変化を計測す
ることによりクラックの発生及び進展を検出できる配線
を、予め、例えば、Ｘ線応力測定法等により実験的に測
定したり、有限要素法等のシミュレーション手法により
調査した、配線導体の外周近傍の絶縁基体に生じる最大
主応力の方向に対して、少なくとも平行な方向に存在す
るように配設するとともに、該配線と前記配線導体が重
なるように平面視した時、配線の抵抗測定長さ、即ち、
配線の抵抗値測定の距離Ｌ1 に対して該配線と重なる配
線導体部分の長さＬ2 の差（Ｌ1 −Ｌ2 ）が、前記平面
視の方向と直角方向から見た時の配線と配線導体間の最
短距離Ｌ3 の８倍以上であることを特徴とするものであ
る。
【００１４】また、前記配線はそれが配線導体により絶
縁基体に生じる応力分布に影響を与えないことが望まし
く、その厚さは前記配線導体の厚さの１／１００〜１／
１０であればより望ましいものである。
縁基体に生じる応力分布に影響を与えないことが望まし
く、その厚さは前記配線導体の厚さの１／１００〜１／
１０であればより望ましいものである。
【００１５】
【作用】本発明の配線基板によれば、セラミック焼結体
から成る絶縁基体に一体的に形成した厚さが５０μｍ以
上である配線導体近傍の絶縁基体に生じる最大主応力の
方向と少なくとも平行な方向に抵抗変化を計測できる配
線を有し、該配線と前記配線導体が重なるように平面視
した時、配線の抵抗測定長さＬ1 に対する該配線と重な
る配線導体部分の長さＬ2 の差（Ｌ1 −Ｌ2 ）が、前記
平面視の方向と直角方向から見た時の配線と配線導体間
の最短距離Ｌ3 の８倍以上としたことから、前記配線導
体近傍の絶縁基体にクラックが生じた場合、該クラック
は最大主応力の方向と直交方向に生じ易く、その結果、
最大主応力の方向と平行に存在する配線に引っ張り応力
が加わり、前記配線の抵抗値が変化し、それを計測する
ことによりクラックの発生及び進展を検出できることに
なり、絶縁基体表面にまで到達していないクラックも、
前述のような破壊検査や非破壊検査等による煩雑なコス
トアップを招くスクリーニング試験を行う必要なく検出
可能となる。
から成る絶縁基体に一体的に形成した厚さが５０μｍ以
上である配線導体近傍の絶縁基体に生じる最大主応力の
方向と少なくとも平行な方向に抵抗変化を計測できる配
線を有し、該配線と前記配線導体が重なるように平面視
した時、配線の抵抗測定長さＬ1 に対する該配線と重な
る配線導体部分の長さＬ2 の差（Ｌ1 −Ｌ2 ）が、前記
平面視の方向と直角方向から見た時の配線と配線導体間
の最短距離Ｌ3 の８倍以上としたことから、前記配線導
体近傍の絶縁基体にクラックが生じた場合、該クラック
は最大主応力の方向と直交方向に生じ易く、その結果、
最大主応力の方向と平行に存在する配線に引っ張り応力
が加わり、前記配線の抵抗値が変化し、それを計測する
ことによりクラックの発生及び進展を検出できることに
なり、絶縁基体表面にまで到達していないクラックも、
前述のような破壊検査や非破壊検査等による煩雑なコス
トアップを招くスクリーニング試験を行う必要なく検出
可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の配線基板は、厚さ５０μ
ｍ以上の配線導体を有する半導体素子収納用パッケージ
や、混成集積回路装置用多層配線基板等にあって、特に
大電流伝送用の厚さ２５０μｍ以上の低抵抗の配線導体
を有するものが、前記最大主応力も大であり、絶縁基体
にクラックを発生し易いものであることから、適用する
のに最適なものである。
ｍ以上の配線導体を有する半導体素子収納用パッケージ
や、混成集積回路装置用多層配線基板等にあって、特に
大電流伝送用の厚さ２５０μｍ以上の低抵抗の配線導体
を有するものが、前記最大主応力も大であり、絶縁基体
にクラックを発生し易いものであることから、適用する
のに最適なものである。
【００１７】本発明の配線基板において、５０μｍ以上
の配線導体に用いられる導体材料としては、Ｗ（タング
ステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｍｎ（マンガン）等の
高融点金属や、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）等
の低抵抗金属等が挙げられるが、絶縁基体としてアルミ
ナ質焼結体を用いる場合には、その焼結温度との整合か
ら前記高融点金属が、またガラスセラミック質焼結体を
用いる場合には、同様の理由により前記低抵抗金属が好
適である。
の配線導体に用いられる導体材料としては、Ｗ（タング
ステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｍｎ（マンガン）等の
高融点金属や、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）等
の低抵抗金属等が挙げられるが、絶縁基体としてアルミ
ナ質焼結体を用いる場合には、その焼結温度との整合か
ら前記高融点金属が、またガラスセラミック質焼結体を
用いる場合には、同様の理由により前記低抵抗金属が好
適である。
【００１８】また、前記抵抗変化測定可能な配線として
は、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｕ（ルテニウ
ム）等の高融点金属で、比抵抗の比較的高く、引っ張り
応力等が加わった場合に抵抗変化が大である材料が良い
が、コスト等を考慮するとＷ、Ｍｏが最適である。
は、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｕ（ルテニウ
ム）等の高融点金属で、比抵抗の比較的高く、引っ張り
応力等が加わった場合に抵抗変化が大である材料が良い
が、コスト等を考慮するとＷ、Ｍｏが最適である。
【００１９】更に、前記配線はその存在が絶縁基体に一
体化した配線導体により、該絶縁基体に発生する熱応力
の分布に影響を及ぼさず、かつ前述のようにクラックの
進展により配線の形状が変化した際の抵抗変化が大きく
現れる形状であることが望ましいことから、その厚さは
配線導体の１／１００〜１／１０、具体的には５〜１０
μｍ程度が最適であり、その幅も５０〜１００μｍ程度
がより望ましいものである。
体化した配線導体により、該絶縁基体に発生する熱応力
の分布に影響を及ぼさず、かつ前述のようにクラックの
進展により配線の形状が変化した際の抵抗変化が大きく
現れる形状であることが望ましいことから、その厚さは
配線導体の１／１００〜１／１０、具体的には５〜１０
μｍ程度が最適であり、その幅も５０〜１００μｍ程度
がより望ましいものである。
【００２０】次いで、絶縁基体に設けた前記配線の方向
は、配線導体の外周近傍で該配線導体の厚さと同一距離
の範囲内の絶縁基体に生じる最大主応力の方向に対し
て、クラックの検出感度が高いことが必要であるという
点からは、７５°以内に設けることが望ましく、特に配
線の抵抗測定長さＬ1 を長くし過ぎず、配線密度の低下
を引き起こさないという点からは１０°以内とすること
が最適である。
は、配線導体の外周近傍で該配線導体の厚さと同一距離
の範囲内の絶縁基体に生じる最大主応力の方向に対し
て、クラックの検出感度が高いことが必要であるという
点からは、７５°以内に設けることが望ましく、特に配
線の抵抗測定長さＬ1 を長くし過ぎず、配線密度の低下
を引き起こさないという点からは１０°以内とすること
が最適である。
【００２１】また、前記配線と前記配線導体が重なるよ
うに平面視した時の配線の長さＬ1に対する該配線と重
なる配線導体部分の長さＬ2 の差（Ｌ1 −Ｌ2 ）が、配
線と配線導体間の最短距離Ｌ3 の８倍未満では、配線導
体から発生して進展したクラックが、設定した配線に触
れることなく進展して行き、クラックを確実に検出でき
ない恐れがあることから、前記配線導体から発生進展し
たクラックが設定した配線に突き当たり、該クラックを
確実に検出するためには８倍以上であることが必要とな
り、配線基板の配線密度の点からは８〜１０倍が最適と
なる。
うに平面視した時の配線の長さＬ1に対する該配線と重
なる配線導体部分の長さＬ2 の差（Ｌ1 −Ｌ2 ）が、配
線と配線導体間の最短距離Ｌ3 の８倍未満では、配線導
体から発生して進展したクラックが、設定した配線に触
れることなく進展して行き、クラックを確実に検出でき
ない恐れがあることから、前記配線導体から発生進展し
たクラックが設定した配線に突き当たり、該クラックを
確実に検出するためには８倍以上であることが必要とな
り、配線基板の配線密度の点からは８〜１０倍が最適と
なる。
【００２２】
【実施例】次に、本発明の配線基板を図面に基づき説明
する。図１は、本発明の配線基板を該配線基板に埋設し
た抵抗計測用配線と厚さが５０μｍ以上の配線導体が重
なるように平面視した時の図であり、図２は図１のＡ−
Ａ断面の要部を拡大した断面図である。
する。図１は、本発明の配線基板を該配線基板に埋設し
た抵抗計測用配線と厚さが５０μｍ以上の配線導体が重
なるように平面視した時の図であり、図２は図１のＡ−
Ａ断面の要部を拡大した断面図である。
【００２３】図１及び図２において、１は絶縁基体２と
一体化した厚さが５０μｍ以上の配線導体３と抵抗変化
計測用の配線４を有する配線基板である。
一体化した厚さが５０μｍ以上の配線導体３と抵抗変化
計測用の配線４を有する配線基板である。
【００２４】前記抵抗変化計測用の配線４は、配線導体
３の外周近傍の絶縁基体２に生じ、図１の絶縁基体中に
矢印で図示した最大主応力の方向５のひとつと少なくと
も平行な方向に埋設されており、前記配線の全長の内、
抵抗値を測定する長さＬ1 と平面視した時の該配線４と
重なる配線導体の長さＬ2 との差（Ｌ1 −Ｌ2 ）が、抵
抗変化計測用の配線４と配線導体３との間の距離の内、
配線と配線導体間の最短距離Ｌ3 の８倍以上を示すもの
で、抵抗変化計測用の配線４は配線導体３と間隔を設け
て上下に挟むように形成され、前記配線４はそれぞれ絶
縁基体２の両面に設けた抵抗測定用パッド６とスルーホ
ール７により電気的に接続されている。
３の外周近傍の絶縁基体２に生じ、図１の絶縁基体中に
矢印で図示した最大主応力の方向５のひとつと少なくと
も平行な方向に埋設されており、前記配線の全長の内、
抵抗値を測定する長さＬ1 と平面視した時の該配線４と
重なる配線導体の長さＬ2 との差（Ｌ1 −Ｌ2 ）が、抵
抗変化計測用の配線４と配線導体３との間の距離の内、
配線と配線導体間の最短距離Ｌ3 の８倍以上を示すもの
で、抵抗変化計測用の配線４は配線導体３と間隔を設け
て上下に挟むように形成され、前記配線４はそれぞれ絶
縁基体２の両面に設けた抵抗測定用パッド６とスルーホ
ール７により電気的に接続されている。
【００２５】本発明の配線基板を評価するに際し、アル
ミナ質焼結体から成る絶縁基体として以下の手順にて作
製した。
ミナ質焼結体から成る絶縁基体として以下の手順にて作
製した。
【００２６】先ず、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、Ｃ
ａＯ等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶
剤を添加混合して泥漿を調製し、該泥漿を周知のドクタ
ーブレード法、カレンダーロール法等のテープ成形技術
により厚さ約３００μｍのセラミックグリーンシートを
成形する。
ａＯ等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶
剤を添加混合して泥漿を調製し、該泥漿を周知のドクタ
ーブレード法、カレンダーロール法等のテープ成形技術
により厚さ約３００μｍのセラミックグリーンシートを
成形する。
【００２７】次いで、前記セラミックグリーンシートの
所定位置に打ち抜き加工を施して配線導体用空間部とス
ルーホールを形成した。
所定位置に打ち抜き加工を施して配線導体用空間部とス
ルーホールを形成した。
【００２８】尚、抵抗変化計測用配線４と配線導体３と
の間に挟み込むための厚さ約６０μｍのセラミックグリ
ーンシートを別途成形し、該セラミックグリーンシート
の所定位置に前記同様に打ち抜き加工を施してスルーホ
ールを形成した。
の間に挟み込むための厚さ約６０μｍのセラミックグリ
ーンシートを別途成形し、該セラミックグリーンシート
の所定位置に前記同様に打ち抜き加工を施してスルーホ
ールを形成した。
【００２９】その後、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属を主成分
とする粉末に、アルミナ粒子を適量添加し、適当な有機
バインダー、可塑剤、溶剤を添加混合して得た金属ペー
ストを、前記配線導体用空間部とスルーホール部分等に
スクリーン印刷あるいは圧力充填法により充填した。
とする粉末に、アルミナ粒子を適量添加し、適当な有機
バインダー、可塑剤、溶剤を添加混合して得た金属ペー
ストを、前記配線導体用空間部とスルーホール部分等に
スクリーン印刷あるいは圧力充填法により充填した。
【００３０】また、クラック検出のための抵抗変化計測
用配線パターンは、前記配線導体を埋設した絶縁基体の
熱応力分布に影響を及ぼさず、かつ形状変形が大きく抵
抗変化に現れるように厚さ１０〜２０μｍ、幅１００〜
３００μｍとした。
用配線パターンは、前記配線導体を埋設した絶縁基体の
熱応力分布に影響を及ぼさず、かつ形状変形が大きく抵
抗変化に現れるように厚さ１０〜２０μｍ、幅１００〜
３００μｍとした。
【００３１】次に、前記諸条件に基づいて有限要素法に
より応力シミュレーションを行い、その結果から最大主
応力の方向に対して平行となる方向に、種々の長さの配
線を前記金属ペーストを用いて前記厚さ約６０μｍのグ
リーンシート表面にスクリーン印刷した。
より応力シミュレーションを行い、その結果から最大主
応力の方向に対して平行となる方向に、種々の長さの配
線を前記金属ペーストを用いて前記厚さ約６０μｍのグ
リーンシート表面にスクリーン印刷した。
【００３２】尚、配線導体と絶縁基体の両者の熱膨張率
差に起因して発生する熱応力の状態を種々設定する為
に、擬似的に配線導体へのアルミナ粒子添加量を調整し
た。
差に起因して発生する熱応力の状態を種々設定する為
に、擬似的に配線導体へのアルミナ粒子添加量を調整し
た。
【００３３】その後、印刷塗布した前記グリーンシート
を積層し、これを水素（Ｈ2 ）と窒素（Ｎ2 ）の混合ガ
スから成る還元性雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成
して、厚さ４５〜５００μｍの配線導体と厚さの異なる
前記抵抗変化計測用配線をそれぞれ内蔵した５〜６層か
ら成る評価用の配線基板を作製し、厚さ４５μｍの配線
導体を有するものを比較例とした。
を積層し、これを水素（Ｈ2 ）と窒素（Ｎ2 ）の混合ガ
スから成る還元性雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成
して、厚さ４５〜５００μｍの配線導体と厚さの異なる
前記抵抗変化計測用配線をそれぞれ内蔵した５〜６層か
ら成る評価用の配線基板を作製し、厚さ４５μｍの配線
導体を有するものを比較例とした。
【００３４】尚、前記配線導体の厚さは、配線導体を含
む断面で前記評価用の配線基板を切断し、該断面をマイ
クロメータ付き顕微鏡を用いて計測した。
む断面で前記評価用の配線基板を切断し、該断面をマイ
クロメータ付き顕微鏡を用いて計測した。
【００３５】
【表１】
【００３６】かくして得られた評価用の配線基板を用い
て、抵抗変化計測用配線とスルーホールにより電気的に
導通している抵抗測定用パッドから該配線の抵抗を４端
子法により測定し、比較例として作製した厚さ４５μｍ
の配線導体を有する配線基板の抵抗変化計測用配線を前
記同様に測定した時の抵抗値に対する抵抗変化率を算出
した。
て、抵抗変化計測用配線とスルーホールにより電気的に
導通している抵抗測定用パッドから該配線の抵抗を４端
子法により測定し、比較例として作製した厚さ４５μｍ
の配線導体を有する配線基板の抵抗変化計測用配線を前
記同様に測定した時の抵抗値に対する抵抗変化率を算出
した。
【００３７】次に、前記抵抗変化検査を実施した評価用
の配線基板を、配線導体を含む断面で切断し、該切断面
をレッドチェック液等の浸透探傷液で処理した後、顕微
鏡で目視検査を行い、配線導体周囲の絶縁基体のクラッ
クの有無を確認した。
の配線基板を、配線導体を含む断面で切断し、該切断面
をレッドチェック液等の浸透探傷液で処理した後、顕微
鏡で目視検査を行い、配線導体周囲の絶縁基体のクラッ
クの有無を確認した。
【００３８】更に、車載用の電子制御装置等に前記該配
線基板が用いられることを想定し、評価用の配線基板に
高温設定温度１５０℃、低温設定温度−４０℃の熱衝撃
を６サイクル加える熱衝撃試験を行い、前記同様に浸透
探傷液で処理して残留する熱応力と熱衝撃の効果により
進行した配線基板の絶縁基体表面にクラックが存在する
か否かを確認した。
線基板が用いられることを想定し、評価用の配線基板に
高温設定温度１５０℃、低温設定温度−４０℃の熱衝撃
を６サイクル加える熱衝撃試験を行い、前記同様に浸透
探傷液で処理して残留する熱応力と熱衝撃の効果により
進行した配線基板の絶縁基体表面にクラックが存在する
か否かを確認した。
【００３９】また、前記熱衝撃試験前後の抵抗変化計測
用配線の抵抗値も測定し、試験前後の抵抗変化率と、残
留する前記熱応力と熱衝撃により進行した絶縁基体の内
部及び表面のクラックの有無の関係を確認した。
用配線の抵抗値も測定し、試験前後の抵抗変化率と、残
留する前記熱応力と熱衝撃により進行した絶縁基体の内
部及び表面のクラックの有無の関係を確認した。
【００４０】
【表２】
【００４１】表から明らかなように、抵抗変化計測用配
線の抵抗値に変化が見られず、絶縁基体のクラックも認
められない配線導体の厚さが４５μｍの比較例である試
料番号１、２に対して、（Ｌ1 −Ｌ2 ）／Ｌ3 の値が８
未満の本発明の請求範囲外である試料番号５、９、２４
では、絶縁基体にクラックが認められるのに抵抗変化計
測用配線の抵抗値に変化が全く認められず、クラックの
検出が不能となっている。
線の抵抗値に変化が見られず、絶縁基体のクラックも認
められない配線導体の厚さが４５μｍの比較例である試
料番号１、２に対して、（Ｌ1 −Ｌ2 ）／Ｌ3 の値が８
未満の本発明の請求範囲外である試料番号５、９、２４
では、絶縁基体にクラックが認められるのに抵抗変化計
測用配線の抵抗値に変化が全く認められず、クラックの
検出が不能となっている。
【００４２】それに対して、本発明ではいずれも絶縁基
体のクラックに対して抵抗変化計測用配線の抵抗値が１
５％以上の変化を示しており、クラックの検出が可能で
あることが分かる。また、（Ｌ1 −Ｌ2 ）／Ｌ3 の値が
１０を越える試料番号１１、２６では、他の配線密度が
小となる傾向が認められるもののクラックの検出は可能
である。
体のクラックに対して抵抗変化計測用配線の抵抗値が１
５％以上の変化を示しており、クラックの検出が可能で
あることが分かる。また、（Ｌ1 −Ｌ2 ）／Ｌ3 の値が
１０を越える試料番号１１、２６では、他の配線密度が
小となる傾向が認められるもののクラックの検出は可能
である。
【００４３】尚、本発明は前述の実施例に限定されもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々
の変更が可能である。
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々
の変更が可能である。
【００４４】
【発明の効果】本発明の配線基板は、５０μｍ以上の厚
さを有する配線導体近傍の絶縁基体に、抵抗変化を計測
することによりクラックの発生及び進展を検出するため
の配線を有することから、前記配線基板の配線導体端部
近傍の絶縁基体に生じたクラックで、特に絶縁基体表面
まで到達していないもので断線を引き起こす可能性のあ
るクラックの検出を、プルーフ試験や熱衝撃試験などの
破壊を伴う検査や、かかる配線基板に生じている残留応
力をＸ線応力測定法により測定する非破壊検査等のスク
リーニング試験を行うことなく検出することができ、検
査工程を簡略化できるため製品のコスト低減が実現で
き、信頼性の高い配線基板を供給できるものである。
さを有する配線導体近傍の絶縁基体に、抵抗変化を計測
することによりクラックの発生及び進展を検出するため
の配線を有することから、前記配線基板の配線導体端部
近傍の絶縁基体に生じたクラックで、特に絶縁基体表面
まで到達していないもので断線を引き起こす可能性のあ
るクラックの検出を、プルーフ試験や熱衝撃試験などの
破壊を伴う検査や、かかる配線基板に生じている残留応
力をＸ線応力測定法により測定する非破壊検査等のスク
リーニング試験を行うことなく検出することができ、検
査工程を簡略化できるため製品のコスト低減が実現で
き、信頼性の高い配線基板を供給できるものである。
【００４５】また、前記配線基板が稼働中、抵抗変化計
測用の配線の抵抗値をモニタリングすることにより、リ
アルタイムで配線基板の不具合を検出することも可能で
あり、更に必要に応じて抵抗値の変動を安全装置等を始
動させるためのデータとして用いることも可能となる。
測用の配線の抵抗値をモニタリングすることにより、リ
アルタイムで配線基板の不具合を検出することも可能で
あり、更に必要に応じて抵抗値の変動を安全装置等を始
動させるためのデータとして用いることも可能となる。
【図１】本発明の配線基板を該配線基板に埋設した抵抗
計測用配線と厚さが５０μｍ以上の配線導体が重なるよ
うに平面視した時の図である。
計測用配線と厚さが５０μｍ以上の配線導体が重なるよ
うに平面視した時の図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面の要部を拡大した断面図であ
る。
る。
１ 配線基板 ２ 絶縁基体 ３ 配線導体 ４ 抵抗変化計測用の配線 ５ 最大主応力の方向 Ｌ1 抵抗変化計測用配線の抵抗測定長さ Ｌ2 配線導体部分の長さ Ｌ3 抵抗変化計測用配線と配線導体間の最短距離
Claims (2)
- 【請求項１】セラミック焼結体から成る絶縁基体と一体
化した厚さが５０μｍ以上の配線導体を有する配線基板
であって、前記配線導体の外周近傍の絶縁基体に生じる
最大主応力の方向と少なくとも平行な方向に設けた抵抗
変化計測用の配線が、該配線と前記配線導体が重なるよ
うに平面視した時の配線の抵抗測定長さＬ1 に対する該
配線と重なる配線導体部分の長さＬ2 の差（Ｌ1 −
Ｌ2 ）が、配線と配線導体間の最短距離Ｌ3 の８倍以上
であることを特徴とする配線基板。 - 【請求項２】前記配線の厚さが、配線導体の厚さの１／
１００〜１／１０であることを特徴とする請求項１記載
の配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22992696A JP3810148B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22992696A JP3810148B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1074860A true JPH1074860A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3810148B2 JP3810148B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=16899910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22992696A Expired - Fee Related JP3810148B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3810148B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010065503A2 (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | University Of Massachusetts Lowell | Conductive formulations for use in electrical, electronic and rf applications |
| US9038483B2 (en) | 2009-09-08 | 2015-05-26 | University Of Massachusetts | Wireless passive radio-frequency strain and displacement sensors |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP22992696A patent/JP3810148B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010065503A2 (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | University Of Massachusetts Lowell | Conductive formulations for use in electrical, electronic and rf applications |
| WO2010065503A3 (en) * | 2008-12-01 | 2010-08-12 | University Of Massachusetts Lowell | Conductive formulations for use in electrical, electronic and rf applications |
| US8999431B2 (en) | 2008-12-01 | 2015-04-07 | University Of Massachusetts Lowell | Conductive formulations for use in electrical, electronic and RF applications |
| US9038483B2 (en) | 2009-09-08 | 2015-05-26 | University Of Massachusetts | Wireless passive radio-frequency strain and displacement sensors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3810148B2 (ja) | 2006-08-16 |
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