WO2022163599A1 - 電子素子実装用基板 - Google Patents
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Abstract
上面に電子素子が実装される実装領域を有している基板と、前記実装領域に位置している第１金属膜と、を備えており、前記第１金属膜は、前記第１金属膜の中央部を含んでいる第１領域と、前記第１領域の周囲の少なくとも一部に位置している第２領域と、を有しており、前記第２領域は、前記第２領域の膜厚が前記第１領域の膜厚より大きい厚膜部を有している、電子素子実装用基板。 これにより、実装領域と電子素子とを接続する接続材が、意図せずに外側に流れることを低減する。また、接続材が塗れ広がることを促進する。
Description
本開示は、電子素子実装用基板に関する。
従来、電子素子実装用基板が知られている。この電子素子実装用基板は、その上面に電子素子が実装される実装領域を有している基板を備えている。このような電子素子実装用基板の一例として、特許文献１に開示されている技術が挙げられる。
本開示の一態様に係る電子素子実装用基板は、上面に電子素子が実装される実装領域を有している基板と、前記実装領域に位置している第１金属膜と、を備えており、前記第１金属膜は、前記第１金属膜の中央部を含んでいる第１領域と、前記第１領域の周囲の少なくとも一部に位置している第２領域と、を有しており、前記第２領域は、前記第２領域の膜厚が前記第１領域の膜厚より大きい厚膜部を有している。
以下、本開示を実施するための形態について説明する。説明の便宜上、先に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない場合がある。
＜電子装置の構成＞
以下、本開示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。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てなるものを、電子装置とする。電子装置は、いずれの方向が鉛直上方もしくは鉛直下方とされてもよいが、便宜的に、直交座標系ＸＹＺを定義すると共に、Ｚ方向の正側を上方とする。
以下、本開示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。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てなるものを、電子装置とする。電子装置は、いずれの方向が鉛直上方もしくは鉛直下方とされてもよいが、便宜的に、直交座標系ＸＹＺを定義すると共に、Ｚ方向の正側を上方とする。
また、本開示において、「表面」は、「ひょうめん」と読み、表側の面に限らず、側面および裏側の面も指す。表側の面のみを指す場合には、「上面」という文言を使用している。裏側の面のみを指す場合には、「下面」という文言を使用している。
（第１の実施形態）
ここからは、本開示の第１の実施形態に係る電子装置２０１について説明する。
ここからは、本開示の第１の実施形態に係る電子装置２０１について説明する。
図１の（ａ）は、本開示の第１の実施形態に係る電子装置２０１の外観を示す上面図であり、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＸ１－Ｘ１線に対応する縦断面図である。
電子装置２０１は、電子素子実装用基板１０１、電子素子１０２、接続材１０３、蓋体１０４、蓋体接合材１０５、およびボンディングワイヤ１０６を備えている。電子素子実装用基板１０１は、基板１、メタライズ層２、第１金属膜３、電極パッド４ａおよび４ｂ、ならびに第２金属膜５ａおよび５ｂを備えている。
説明を簡潔にすることを目的として、電極パッド４ａおよび４ｂ、第２金属膜５ａおよび５ｂ、ならびにボンディングワイヤ１０６に関しては、本開示を実施するための形態の後半の（第２金属膜について）欄でまとめて説明する。従って、当該欄の前の各実施形態の説明では、電極パッド４ａおよび４ｂ、第２金属膜５ａおよび５ｂ、ならびにボンディングワイヤ１０６に関する説明を省略する。
基板１は、電子素子１０２を搭載するための基体であり、電子素子１０２が実装される実装領域１１を有している。実装領域１１は、基板１の上面に位置している。基板１の材料の一例として、電気絶縁性セラミックスおよび樹脂（例：プラスチック）が挙げられる。当該電気絶縁性セラミックスの一例として、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、およびガラスセラミック焼結体が挙げられる。当該樹脂の一例として、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、およびフッ素系樹脂が挙げられる。当該フッ素系樹脂の一例として、ポリエステル樹脂および四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。
基板１は、１層に限らず、複数の層の積層構造であってもよい。基板１が複数の層の積層構造である場合、当該複数の層の各々が、前述した材料からなっていてもよい。図１の（ｂ）において、基板１は、６層の積層構造となっている。但し、基板１の層数は、６層に限定されず、１層以上５層以下であってもよいし、７層以上であってもよい。また、図１の（ｂ）において、基板１には、電子素子１０２等が収容される開口１２が形成されている。但し、基板１は、開口１２が形成されていない形状（例：平板）であってもよい。
平面視における基板１のサイズは例えば、０．３ｍｍ以上１０ｃｍ以下程度である。平面視における基板１の形状の一例として、正方形および長方形が挙げられる。基板１の厚みは例えば、０．２ｍｍ以上である。
基板１の表面に、電極が設けられていてもよい。当該電極は、電子素子実装用基板１０１と外部回路基板とを電気的に接続するものであってもよいし、電子装置２０１と外部回路基板とを電気的に接続するものであってもよい。
基板１の内部には、複数の層の間に形成された内部配線、および内部配線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。これらの内部配線および貫通導体は、基板１の表面に露出していてもよい。これらの内部配線および貫通導体によって、電極と他の部材との電気的接続が実現されていてもよい。
メタライズ層２は、基板１の表面に設けられており、より具体的には、基板１における実装領域１１に設けられている。メタライズ層２は、電子素子１０２と電気的に接続することが可能なものである。
基板１が電気絶縁性セラミックスからなっている場合、メタライズ層２は例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）、および銅（Ｃｕ）のいずれか、またはこれらの少なくとも１つを含有する合金からなっている。基板１が樹脂からなっている場合、メタライズ層２は例えば、銅、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン、およびチタン（Ｔｉ）のいずれか、またはこれらの少なくとも１つを含有する合金からなっている。電極、内部配線、および貫通導体の各々についても同様である。
第１金属膜３は、実装領域１１に位置しており、より具体的には、メタライズ層２の表面に設けられている。
図２の（ａ）は、第１金属膜３内の積層構造を示す断面図であり、図２の（ｂ）は、第２金属膜５内の積層構造を示す断面図である。第２金属膜５とは、第２金属膜５ａおよび５ｂの任意の１つである。
図２の（ａ）に示すように、第１金属膜３は、ニッケル被膜３１および金被膜３２を含んでいる。ニッケル被膜３１は、ニッケルを主成分としており、金被膜３２を基準として基板１側に設けられている。ニッケル被膜３１の膜厚は例えば、０．０３μｍ以上３．０μｍ以下である。金被膜３２は、金を主成分としており、ニッケル被膜３１を基準として基板１と反対側に、ニッケル被膜３１の少なくとも一部を覆うように設けられている。つまり、金被膜３２は、ニッケル被膜３１の全部を覆っていてもよいし、ニッケル被膜３１の一部を覆っていてもよい。金被膜３２の膜厚は例えば、０．０３μｍ以上０．３０μｍ以下である。第１金属膜３は、積層構造であるのがよいが、単層構造であってもよい。後述する、第２金属膜５も同様である。
電子素子１０２は、実装領域１１上に固定されている。電子素子１０２の一例として、ＣＣＤ型の撮像素子、ＣＭＯＳ型の撮像素子、ＬＥＤおよびＬＤ等の発光素子、ならびに集積回路が挙げられる。ＣＣＤは、「Charge Coupled Device」の略称である。ＣＭＯＳは、「Complementary Metal Oxide Semiconductor」の略称である。ＬＥＤは、「Light Emitting Diode」の略称である。ＬＤは、「Laser Diode」の略称である。電子素子１０２は、接続材１０３を介して、第１金属膜３と接続されている。接続材１０３の材料の一例として、銀エポキシおよび熱硬化性樹脂が挙げられる。
蓋体１０４は、基板１の上面に固定されており、電子素子１０２を覆うものである。電子素子１０２が先に例示した撮像素子および発光素子のいずれかである場合、蓋体１０４の材料の一例として、ガラス材料等の透明度の高い材料が挙げられる。電子素子１０２が先に例示した集積回路である場合、蓋体１０４の材料の一例として、金属材料および有機材料が挙げられる。
電子素子実装用基板１０１の上面に、電子素子１０２を取り囲む枠状体であって、蓋体１０４を支える枠状体が設けられていてもよい。また、電子素子実装用基板１０１に、当該枠状体が設けられていなくてもよい。当該枠状体の材料と、基板１の材料とは、同じであってもよいし、別であってもよい。
蓋体接合材１０５は、基板１と蓋体１０４とを接合するものである。蓋体接合材１０５の材料の一例として、熱硬化性樹脂、低融点ガラス、および金属成分からなるろう材が挙げられる。基板１と異なる材料からなる枠状体が電子素子実装用基板１０１に設けられている場合、蓋体接合材１０５は、当該枠状体と同じ材料であってもよい。このとき、蓋体接合材１０５を厚く設けることにより、蓋体接合材１０５は、基板１と蓋体１０４とを接合する機能と、蓋体１０４を支える枠状体としての機能とを併せ持つことが可能となる。また、基板１と同じ材料からなる枠状体が電子素子実装用基板１０１に設けられている場合、当該枠状体と蓋体１０４とが同一部材として構成されていてもよい。
＜製造方法＞
本実施形態の電子素子実装用基板１０１および電子装置２０１の製造方法の一例について説明する。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１の製造方法である。
本実施形態の電子素子実装用基板１０１および電子装置２０１の製造方法の一例について説明する。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１の製造方法である。
（ａ）まず、基板１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（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体である基板１を得る場合には、Ａｌ２Ｏ３の粉末に焼結助材としてシリカ（ＳｉＯ２）、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。
基板１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１を形成することができる。また、基板１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１を形成できる。
（ｂ）次に、スクリーン印刷法等によって、上記（ａ）の工程で得られたセラミックグリーンシートに各電極パッド、メタライズ層２、内部配線導体または／および内部貫通導体等となる部分に、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。金属ペーストは、基板１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１が樹脂から成る場合には、各電極パッド、メタライズ層２、内部配線導体または／および内部貫通導体は、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。
（ｃ）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１が開口部またはノッチ等を有する場合、基板１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。
（ｄ）次に基板１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開口部を設けてもよい。
（ｅ）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１が複数配列された多数個取り配線基板を得る。この工程によって、前述した金属ペーストは、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、各電極パッド、内部配線導体または／および内部貫通導体となる。
（ｆ）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１に分断する。この分断においては、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。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。分割溝は、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。上述した多数個取り配線基板を複数の基板１に分割する前もしくは分割した後に、各電極パッド、メタライズ層２、内部配線導体および内部貫通導体にめっきを被着させてもよい。
（ｇ）次に、基板１の実装領域１１に電子素子１０２を実装する。電子素子１０２はワイヤボンディング等の接続部材で基板１と電気的に接合させる。またこのとき、電子素子１０２または基板１に接続材１０３等を設け、基板１に固定する。また、電子素子１０２を基板１に実装した後、蓋体１０４を接合してもよい。
以上（ａ）～（ｇ）の工程のようにして基板１を作製し、電子素子１０２を実装することで、電子装置２０１を作製することができる。上記（ａ）～（ｇ）の工程順番は加工可能な順番であれば指定されない。
上記は多数個取り配線基板から電子素子実装用基板１０１を得る全体の工程の説明について記載したが、めっき方法については以下に詳細を記載する。図３は、ニッケル被膜３１の表面に金被膜３２を設ける方法の一例を示す図であり、電子素子実装用基板１０１の中間体３０１を治具３０２に詰める工程を示す斜視図である。図４は、ニッケル被膜３１の表面に金被膜３２を設ける方法の一例を示す図であり、治具３０２に詰めた中間体３０１に対してめっき加工を施す工程を示す正面図である。中間体３０１は、電子素子実装用基板１０１と同じくニッケル被膜３１を備えていると共に、電子素子実装用基板１０１と異なり金被膜３２を備えていないものである。
ニッケル被膜３１の表面（ニッケル被膜３１の少なくとも一部を覆うよう）に金被膜３２を設ける方法の一例としては、図３および図４に示す工程を含んでいることが考えられる。
図３に示す工程においては、中間体３０１を治具３０２に詰める。治具３０２の概形は、図３に示すように直方体であってもよい。このとき、治具３０２には、当該直方体を構成する面のうち最も面積が大きい１対の面３０３および３０４（図４参照）の法線方向に沿って、多数のスペースが形成されている。当該多数のスペースごとに、中間体３０１が詰められる。当該スペースの数は例えば、２５０程度である。
図４に示す工程においては、まず、中間体３０１が詰められた治具３０２、ならびに金電極３０５および３０６を、金錯体浴３０７に入れる。そして、面３０３および３０４を、それぞれ、金電極３０５および３０６と対向させて、治具３０２に詰められた中間体３０１に対してめっき加工を施すことにより、中間体３０１に金被膜３２を設ける。
図４に示す工程の後、金被膜３２が設けられた中間体３０１は、洗浄に供される。このとき、金被膜３２が設けられた中間体３０１を、治具３０２から外して洗浄を行ってもよいが、治具３０２に詰めたまま洗浄を行うのがよい。換言すれば、治具３０２は、治具３０２ごと（金被膜３２が設けられた中間体３０１を治具３０２から外すことなく）金被膜３２が設けられた中間体３０１の洗浄が可能なものであるのがよい。これにより、金被膜３２が設けられた中間体３０１を治具３０２とは別の治具に詰める工程を省くことができるため、電子素子実装用基板１０１の製造工数を削減することができる。
図５は、図４に示す工程における、中間体３０１に設けられる金被膜３２の膜厚の分布の大まかな傾向３０８を示す上面図である。傾向３０８は、中間体３０１からの厚みが大きい部分程、中間体３０１に設けられる金被膜３２の膜厚が大きくなる傾向を表している。図４に示す工程において、中間体３０１は、中間体３０１の上面および下面の法線方向３０９が、金電極３０５と金電極３０６とが並ぶ方向（紙面左右方向）と略垂直となるように配置される。図４に示す工程によれば、傾向３０８は、後述する（１）および（２）に示す２つの成分を含んでいるものとなる。
また、本実施形態の電子素子実装用基板１０１の第１金属膜３を作製するその他の方法として、例えば、電界めっき法によりめっきを被膜して作製する方法が挙げられる。この電界めっき法によるめっき被膜の形成において、電流を通す電界めっきパターンの抵抗を変えることが考えられる。例えば、めっき被膜を厚くする側の電界めっきパターンの電気抵抗を小さくし、他方を大きくすることで第１金属膜３を作製してもよい。また、例えば、電界めっき法によるめっき被膜の形成において、めっき被膜を厚くする側の電流を大きくすることで第１金属膜を作製しても良い。
（１）金電極３０５までの距離の増加に対して、中間体３０１に設けられる金被膜３２の膜厚が単調減少となる傾向。
（２）金電極３０６までの距離の増加に対して、中間体３０１に設けられる金被膜３２の膜厚が単調減少となる傾向。
電子素子実装用基板１０１において、第１金属膜３は、第１領域３３および第２領域３４を有している。第１領域３３は、第１金属膜３の中央部を含んでいる領域である。第２領域３４は、第１領域３３の周囲の少なくとも一部に位置している領域である。第１金属膜３の中央部とは、第１金属膜３の平面視または断面視（基板の膜厚方向における断面視）における第１金属膜３の中心点であってもよいし、当該中心点を含む第１金属膜３の平面または断面であってもよい。典型的に、第１領域３３および第２領域３４の関係は、電子素子実装用基板１０１の平面視または断面視において、第１領域３３が第１金属膜３の内側に位置しており、第２領域３４が第１金属膜３の外側に位置していると言える。例えば、断面視において、第１金属膜３の端から０より大きく３割以下を第２領域３４とし、第１金属膜３における第２領域３４の内側を含む領域を第１領域３３とする。こうして、第１領域３３および第２領域３４の組を１組実現することが考えられる。
そして、第２領域３４は、第２領域３４の膜厚が第１領域３３の膜厚より大きい厚膜部３５を有している。すなわち、厚膜部３５における最大の膜厚を有しているピーク厚部３６の膜厚Ｔ１は、第１領域３３の最大膜厚Ｔ２より大きい。ピーク厚部３６の下端は基板１上にある一方、第１領域３３の下端はメタライズ層２上にあるが、実際のメタライズ層２の厚みは、膜厚Ｔ１およびＴ２に対して無視することができる程度に小さい。
電子素子１０２の搭載の際、通常、実装領域１１と電子素子１０２の裏面とが概ね平行を保って、電子素子１０２が実装領域１１へ近づけられる。これにより、厚膜部３５付近が第１領域３３よりも先に、電子素子１０２の裏面と近接および接触する。これにより、接続材１０３の移動を概ね厚膜部３５から第１領域３３へと制御することができる。従って、厚膜部３５側において、実装領域１１と電子素子１０２とを接続する接続材１０３が、意図せずに外側に流れることを低減することができる。
また、第１金属膜３の上面に段差および／または傾斜ができるため、第１金属膜３の上面にて接続材１０３が高所から低所へ流れ、接続材１０３が塗れ広がることを促進することができる。
厚膜部３５は、最大の膜厚を有しているピーク厚部３６から基板１の平面視における第１金属膜３の内側へ向かう方向Ｄ１に、厚膜部３５の膜厚が単調減少している。当該単調減少していることの由来となる成分の具体例が、前記の成分（１）および（２）のうちのいずれか一方である。方向Ｄ１はあくまで方向に過ぎず、当該単調減少していることの始点はピーク厚部３６であるが、その終点は、第１金属膜３におけるピーク厚部３６と反対側の端部までのどこであってもよい。
ピーク厚部３６は、点状のみならず、線状の場合もある。ピーク厚部３６が線状である場合、ピーク厚部３６のどの点を選択するかに応じて、方向Ｄ１が異なり得る。ピーク厚部３６が線状である場合、ピーク厚部３６上の複数の点について、互いに異なる複数の方向Ｄ１が定められ、これら複数の方向Ｄ１に、厚膜部３５の膜厚が単調減少していてもよい。
これにより、図３および図４に示した例における成分（１）および／または（２）を有効に利用して、厚膜部３５を実現することができる。
本実施形態においては、メタライズ層２の全部が、第１金属膜３によって覆われている。この場合、メタライズ層２の酸化を低減させることができる。但し、後述するように、メタライズ層２の一部が、第１金属膜３によって覆われていてもよい。
厚膜部３５の膜厚の最大値である膜厚Ｔ１は、０．０６μｍ以上３．３０μｍ以下である。具体的には、厚膜部３５におけるニッケル被膜３１の膜厚の最大値は０．０３μｍ以上３．０μｍ以下であり、厚膜部３５における金被膜３２の膜厚の最大値は０．０３μｍ以上０．３０μｍ以下である。
第１領域３３の最大膜厚Ｔ２は、厚膜部３５の膜厚の最大値である膜厚Ｔ１に対して、例えば５０～９９％であってもよい。
図１の（ｂ）に示すように、前述した方向Ｄ１の上流側から第１金属膜３の点ＴａおよびＴｂを規定する。このとき、第１金属膜３の膜厚は、点Ｔｂ＜点Ｔａとなる。
（第２の実施形態）
ここからは、本開示の第２の実施形態に係る電子装置２０１について説明する。
ここからは、本開示の第２の実施形態に係る電子装置２０１について説明する。
図６の（ａ）は、本開示の第２の実施形態に係る電子装置２０１の外観を示す上面図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）のＸ１－Ｘ１線に対応する縦断面図であり、図６の（ｃ）は、図６の（ｂ）の変形例である。
本開示の第２の実施形態に係る電子装置２０１において、厚膜部３５は、膜厚が連続的に増加する部分である傾斜３７を有している。ここで、「膜厚が連続的に増加する」とは、断面視において、膜厚が増加傾向を示している部分が、段差ではなく、斜線状または曲線状等のなだらかな線からなることを意味している。「膜厚が連続的に増加する」とは、断面視において、膜厚が増加傾向を示している部分が段差からなる「膜厚が離散的に増加する」と対をなす概念である。これにより、厚膜部３５の角を丸めることが図られるため、厚膜部３５の角に電子素子１０２が当たって電子素子１０２に物理的ダメージが及ぶことを低減することができる。
図６の（ｂ）に示す傾斜３７は丸みを帯びているが、傾斜３７は断面視において丸みを帯びていない斜線状であってもよい。
また、図６の（ｂ）においては、厚膜部３５が第１金属膜３において明確に突出している。一方、図６の（ｃ）に示すように、厚膜部３５が第１金属膜３において明確に突出しておらず、第１金属膜３全体の上面がなだらかであってもよい。
図６の（ｃ）に示す例において、電子装置２０１は、基板１の膜厚方向における断面視において、第１領域３３は、厚膜部３５から遠い程第１領域３３の膜厚が小さい傾斜部３８を有している。これにより、接続材１０３の移動を厚膜部３５から第１領域３３側へより好適に制御することができる。
（第３の実施形態）
ここからは、本開示の第３の実施形態に係る電子装置２０１について説明する。
ここからは、本開示の第３の実施形態に係る電子装置２０１について説明する。
図７の（ａ）は、本開示の第３の実施形態に係る電子装置２０１の外観を示す上面図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）のＸ１－Ｘ１線に対応する縦断面図であり、図７の（ｃ）は、図７の（ｂ）の変形例である。
本開示の第３の実施形態に係る電子装置２０１において、第１金属膜３は、基板１の膜厚方向における断面視において、第１領域３３を基準として第１領域３３の両外側に厚膜部３５を有している。これにより、断面視において、第１金属膜３の両端にて、厚膜部３５による効果を得ることができる。
本開示の第３の実施形態に係る電子装置２０１においては、前記第１領域３３の両外側の厚膜部３５ごとに、方向Ｄ１が定められ、方向Ｄ１に厚膜部３５の膜厚が単調減少している。第１領域３３の両外側の厚膜部３５ごとに定められた計２種類の方向Ｄ１は、互いに逆方向である。第１領域３３の両外側の厚膜部３５ごとに当該単調減少していることの由来となる成分の具体例が、前記の成分（１）および（２）である。
これにより、図３および図４に示した例における成分（１）および（２）を有効に利用して、厚膜部３５を実現することができる。
勿論、本実施形態で説明した単調減少していることに関係なく、第１領域３３の両外側に厚膜部３５を有していてもよい。
図７の（ｃ）に示すように、図６の（ｃ）と同様に、厚膜部３５は、膜厚が連続的に増加する部分である傾斜３７を有していてもよい。図７の（ｃ）に示すように、図６の（ｃ）と同様に、基板１の膜厚方向における断面視において、第１領域３３は、厚膜部３５から遠い程第１領域３３の膜厚が小さい傾斜部３８を有していてもよい。
図７の（ｃ）に示す例において、第１領域３３は、第１金属膜３の膜厚が最も小さい部分である最薄膜部３９を有している。これにより、最薄膜部３９上の接続材１０３が外側に流れ難いので、接続材１０３が、意図せずに外側に流れることをより低減することができる。また、この最薄膜部３９は、平面視において基板１の中央部にあってもよい。このことによって、接続材１０３が実装領域より外側に流れ出ることを低減させることができる。
図７の（ｃ）に示すように、前述した２種類の方向Ｄ１の一方の上流側から第１金属膜３の点Ｔａ１およびＴｂ１を規定すると共に、同他方の上流側から第１金属膜３の点Ｔａ２およびＴｂ２を規定する。また、最薄膜部３９の膜厚を膜厚Ｔ３とする。このとき、第１金属膜３の膜厚は、最薄膜部３９（膜厚Ｔ３）＜点Ｔｂ１＜点Ｔａ１、かつ、最薄膜部３９（膜厚Ｔ３）＜点Ｔｂ２＜点Ｔａ２となる。
（第４の実施形態）
ここからは、本開示の第４の実施形態に係る電子装置２０１について説明する。
ここからは、本開示の第４の実施形態に係る電子装置２０１について説明する。
図８の（ａ）は、本開示の第４の実施形態に係る電子装置２０１の外観を示す上面図であり、図８の（ｂ）は、図８の（ａ）のＸ１－Ｘ１線に対応する縦断面図である。
本開示の第４の実施形態に係る電子装置２０１において、メタライズ層２は、その端部２１が第１金属膜３によって覆われていない。このように、メタライズ層２の一部が、第１金属膜３によって覆われていてもよい。これにより、第１金属膜３を構成するニッケルおよび金の使用量を減らすことが可能となる。
第１金属膜３によって覆われていないメタライズ層２の端部２１は、基板１の表面に露出していてもよい。一方、図８の（ｂ）に示すように、基板１が、開口１２が形成されている構成である場合、メタライズ層２は、開口１２を規定する内壁１３から基板１の中に埋め込まれていてもよい。
（第２金属膜について）
ここからは、前述した各実施形態を参照して、電極パッド４ａおよび４ｂ、第２金属膜５ａおよび５ｂ、ならびにボンディングワイヤ１０６について説明する。電子素子１０２、接続材１０３、蓋体１０４、蓋体接合材１０５、基板１、メタライズ層２、および第１金属膜３の各々の構成として、前述した各実施形態に示した構成を適宜用いることができる。
ここからは、前述した各実施形態を参照して、電極パッド４ａおよび４ｂ、第２金属膜５ａおよび５ｂ、ならびにボンディングワイヤ１０６について説明する。電子素子１０２、接続材１０３、蓋体１０４、蓋体接合材１０５、基板１、メタライズ層２、および第１金属膜３の各々の構成として、前述した各実施形態に示した構成を適宜用いることができる。
電極パッド４ａおよび４ｂは、基板１の表面に位置しており、より具体的には、基板１における電子素子１０２搭載側の面（基板１の上面）に設けられている。電極パッド４ａおよび４ｂは、電子素子１０２と電気的に接続されている。前述した各実施形態において、電極パッドの個数は２個であるが、これに限定されず、電極パッドの個数は、１個であってもよいし、３個以上であってもよい。
基板１の表面に、電極が設けられていてもよい。当該電極は、電子素子実装用基板１０１と外部回路基板とを電気的に接続するものであってもよいし、電子装置２０１と外部回路基板とを電気的に接続するものであってもよい。
基板１の内部には、複数の層の間に形成された内部配線、および内部配線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。これらの内部配線および貫通導体は、基板１の表面に露出していてもよい。これらの内部配線および貫通導体によって、電極と電極パッド４ａおよび／または４ｂとの電気的接続が実現されていてもよい。
基板１が電気絶縁性セラミックスからなっている場合、電極パッド４ａおよび４ｂは例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銀、および銅のいずれか、またはこれらの少なくとも１つを含有する合金からなっている。基板１が樹脂からなっている場合、電極パッド４ａおよび４ｂは例えば、銅、金、アルミニウム、ニッケル、モリブデン、およびチタンのいずれか、またはこれらの少なくとも１つを含有する合金からなっている。電極、内部配線、および貫通導体の各々についても同様である。
第２金属膜５ａおよび５ｂは、基板１の表面に位置している。より具体的には、第２金属膜５ａおよび５ｂは、それぞれ、基板１の表面に位置した電極パッドの表面に設けられている。第２金属膜は、電極パッドごとに、その表面に設けられたものである。
図２の（ｂ）に示すように、第２金属膜５ａおよび５ｂの任意の１つである第２金属膜５は、ニッケル被膜５１および金被膜５２を含んでいる。ニッケル被膜５１は、ニッケルを主成分としており、金被膜５２を基準として基板１側に設けられている。ニッケル被膜５１の膜厚は例えば、０．０３μｍ以上３．０μｍ以下である。金被膜５２は、金を主成分としており、ニッケル被膜５１を基準として基板１と反対側に、ニッケル被膜５１の少なくとも一部を覆うように設けられている。つまり、金被膜５２は、ニッケル被膜５１の全部を覆っていてもよいし、ニッケル被膜５１の一部を覆っていてもよい。金被膜５２の膜厚は例えば、０．０３μｍ以上０．３０μｍ以下である。上述したように、第２金属膜５は、積層構造であるのがよいが、単層構造であってもよい。
ボンディングワイヤ１０６は、電子素子１０２と第２金属膜５（ひいては、電極パッド４）とを電気的に接続するための配線である。ここで、電極パッド４とは、図示はしていないが、電極パッド４ａおよび４ｂのいずれかであって第２金属膜５と対応するものを便宜的に表現したものである。
前述した図３～図５を参照した説明において、ニッケル被膜３１および金被膜３２を、それぞれ、ニッケル被膜５１および金被膜５２に読み替えてもよい。これにより、図３～図５を参照した説明は、ニッケル被膜５１の表面（ニッケル被膜５１の少なくとも一部を覆うよう）に金被膜５２を設ける方法の一例と解釈することができる。
基板１の表面に位置している第２金属膜５ａおよび５ｂは、それぞれ、基板１の表面に対して傾斜した表面５３ａおよび５３ｂを有している。基板１の表面とは例えば、基板１の上面、素子が実装される面のことをいう。ここで、表面５３ａおよび５３ｂが基板１の表面に対して傾斜するとは、より具体的には、表面５３ａおよび５３ｂがそれぞれ基板１の内壁面１４ａおよび１４ｂに対して傾斜することであるとも言える。第２金属膜５ａおよび５ｂは、厚膜部３５における最大の膜厚を有している厚膜部３５のピーク厚部３６から基板１の平面視における第１金属膜３の内側へ向かう方向Ｄ１と同じ方向Ｄ１´に、第２金属膜５ａおよび５ｂの膜厚が単調減少している。
図１の（ｂ）に示すように、方向Ｄ１´の上流側から第２金属膜５ａおよび５ｂの点Ｔｃ～Ｔｆを規定する。このとき、第１金属膜３ならびに第２金属膜５ａおよび５ｂの膜厚は、点Ｔｆ＜点Ｔｅ＜点Ｔｂ＜点Ｔａ＜点Ｔｄ＜点Ｔｃとなる。
図７の（ｃ）に示すように、２種類の方向Ｄ１´の一方の上流側から第２金属膜５ａの点Ｔｃ１およびＴｄ１を規定すると共に、同他方の上流側から第２金属膜５ｂの点Ｔｃ２およびＴｄ２を規定する。このとき、第１金属膜３ならびに第２金属膜５ａおよび５ｂの膜厚は、最薄膜部３９（膜厚Ｔ３）＜点Ｔｂ１＜点Ｔａ１＜点Ｔｄ１＜点Ｔｃ１、かつ、最薄膜部３９（膜厚Ｔ３）＜点Ｔｂ２＜点Ｔａ２＜点Ｔｄ２＜点Ｔｃ２となる。
同列内での第２金属膜５ａおよび５ｂの傾斜の方向が一定であると、キャピラリとのなす角を一定に保ちやすく、ワイヤボンドが安定して打てる。また、ワイヤボンド接点の位置のバラツキを低減することができる。そのため、ワイヤボンド不良を低減できる。
（まとめ）
本開示の態様１に係る電子素子実装用基板は、その上面に電子素子が実装される実装領域を有している基板と、前記実装領域に位置している第１金属膜と、を備えており、前記第１金属膜は、前記第１金属膜の中央部を含んでいる第１領域と、前記第１領域の周囲の少なくとも一部に位置している第２領域と、を有しており、前記第２領域は、前記第２領域の膜厚が前記第１領域の膜厚より大きい厚膜部を有している。
本開示の態様１に係る電子素子実装用基板は、その上面に電子素子が実装される実装領域を有している基板と、前記実装領域に位置している第１金属膜と、を備えており、前記第１金属膜は、前記第１金属膜の中央部を含んでいる第１領域と、前記第１領域の周囲の少なくとも一部に位置している第２領域と、を有しており、前記第２領域は、前記第２領域の膜厚が前記第１領域の膜厚より大きい厚膜部を有している。
電子素子の搭載の際、通常、実装領域と電子素子の裏面とが概ね平行を保って、電子素子が実装領域へ近づけられる。これにより、厚膜部付近が第１領域よりも先に、電子素子の裏面と近接および接触する。これにより、接続材の移動を概ね厚膜部から第１領域へと制御することができる。従って、厚膜部側において、実装領域と電子素子とを接続する接続材が、意図せずに外側に流れることを低減することができる。
また、第１金属膜の上面に段差および／または傾斜ができるため、第１金属膜の上面にて接続材が高所から低所へ流れ、接続材が塗れ広がることを促進することができる。
本開示の態様２に係る電子素子実装用基板は、前記態様１において、前記厚膜部は、最大の膜厚を有しているピーク厚部から前記基板の平面視における前記第１金属膜の内側へ向かう方向に、前記厚膜部の膜厚が単調減少している。
前記の構成によれば、第１金属膜の膜厚の分布の大まかな傾向を有効に利用して、厚膜部を実現することができる。
本開示の態様３に係る電子素子実装用基板は、前記態様１または２において、前記第１金属膜は、前記基板の膜厚方向における断面視において、前記第１領域を基準として前記第１領域の両外側に前記厚膜部を有している。
前記の構成によれば、断面視において、第１金属膜の両端にて、厚膜部による効果を得ることができる。
本開示の態様４に係る電子素子実装用基板は、前記態様１から３のいずれかにおいて、前記厚膜部は、膜厚が連続的に増加する部分を有している。
前記の構成によれば、厚膜部の角を丸めることが図られるため、厚膜部の角に電子素子が当たって電子素子に物理的ダメージが及ぶことを低減することができる。
本開示の態様５に係る電子素子実装用基板は、前記態様１から４のいずれかにおいて、前記基板の膜厚方向における断面視において、前記第１領域は、前記厚膜部から遠い程前記第１領域の膜厚が小さい傾斜部を有している。
前記の構成によれば、接続材の移動を厚膜部から第１領域側へより強く制御することができる。
本開示の態様６に係る電子素子実装用基板は、前記態様１から５のいずれかにおいて、前記第１領域は、前記第１金属膜の膜厚が最も小さい部分を有している。
前記の構成によれば、第１金属膜の膜厚が最も小さい部分上の接続材が外側に流れ難いので、接続材が、意図せずに外側に流れることをより低減することができる。
本開示の態様７に係る電子素子実装用基板は、前記態様１から６のいずれかにおいて、メタライズ層をさらに備えており、前記メタライズ層の少なくとも一部は、前記第１金属膜によって覆われている。
本開示の態様８に係る電子素子実装用基板は、前記態様１から７のいずれかにおいて、前記厚膜部の膜厚の最大値は、０．０６μｍ以上３．３０μｍ以下である。
本開示の態様９に係る電子素子実装用基板は、前記態様１から８のいずれかにおいて、前記第１金属膜は、ニッケルを主成分とするニッケル被膜と、前記ニッケル被膜の少なくとも一部を覆うように設けられており、金を主成分とする金被膜と、を有しており、前記厚膜部における前記金被膜の膜厚の最大値は、０．０３μｍ以上０．３０μｍ以下である。
本開示の態様１０に係る電子素子実装用基板は、前記態様１から９のいずれかにおいて、前記基板の表面に位置している第２金属膜をさらに備えており、前記第２金属膜は、前記基板の表面に対して傾斜した表面を有している。
本開示の態様１１に係る電子素子実装用基板は、前記態様１０において、前記第２金属膜は、前記厚膜部における最大の膜厚を有している前記厚膜部のピーク厚部から前記基板の平面視における前記第１金属膜の内側へ向かう方向と同じ方向に、前記第２金属膜の膜厚が単調減少している。
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。
１ 基板
２ メタライズ層
３ 第１金属膜
４ａ、４ｂ 電極パッド
５、５ａ、５ｂ 第２金属膜
１１ 実装領域
１２ 開口
１３ 内壁
２１ メタライズ層の端部
３１、５１ ニッケル被膜
３２、５２ 金被膜
３３ 第１領域
３４ 第２領域
３５ 厚膜部
３６ ピーク厚部
３７ 傾斜
３８ 傾斜部
３９ 最薄膜部
５３ａ、５３ｂ 第２金属膜の表面
１０１ 電子素子実装用基板
１０２ 電子素子
１０３ 接続材
１０４ 蓋体
１０５ 蓋体接合材
１０６ ボンディングワイヤ
２０１ 電子装置
３０１ 中間体
３０２ 治具
３０３、３０４ 面
３０５、３０６ 金電極
３０７ 金錯体浴
３０８ 傾向
３０９ 法線方向
Ｄ１ ピーク厚部から基板の平面視における第１金属膜の内側へ向かう方向
Ｄ１´ 方向Ｄ１と同じ方向
Ｔ１～Ｔ３ 膜厚
２ メタライズ層
３ 第１金属膜
４ａ、４ｂ 電極パッド
５、５ａ、５ｂ 第２金属膜
１１ 実装領域
１２ 開口
１３ 内壁
２１ メタライズ層の端部
３１、５１ ニッケル被膜
３２、５２ 金被膜
３３ 第１領域
３４ 第２領域
３５ 厚膜部
３６ ピーク厚部
３７ 傾斜
３８ 傾斜部
３９ 最薄膜部
５３ａ、５３ｂ 第２金属膜の表面
１０１ 電子素子実装用基板
１０２ 電子素子
１０３ 接続材
１０４ 蓋体
１０５ 蓋体接合材
１０６ ボンディングワイヤ
２０１ 電子装置
３０１ 中間体
３０２ 治具
３０３、３０４ 面
３０５、３０６ 金電極
３０７ 金錯体浴
３０８ 傾向
３０９ 法線方向
Ｄ１ ピーク厚部から基板の平面視における第１金属膜の内側へ向かう方向
Ｄ１´ 方向Ｄ１と同じ方向
Ｔ１～Ｔ３ 膜厚
Claims (11)
- 上面に電子素子が実装される実装領域を有している基板と、
前記実装領域に位置している第１金属膜と、を備えており、
前記第１金属膜は、前記第１金属膜の中央部を含んでいる第１領域と、前記第１領域の周囲の少なくとも一部に位置している第２領域と、を有しており、
前記第２領域は、前記第２領域の膜厚が前記第１領域の膜厚より大きい厚膜部を有している、電子素子実装用基板。 - 前記厚膜部は、最大の膜厚を有しているピーク厚部から前記基板の平面視における前記第１金属膜の内側へ向かう方向に、前記厚膜部の膜厚が単調減少している、請求項１に記載の電子素子実装用基板。
- 前記第１金属膜は、前記基板の膜厚方向における断面視において、前記第１領域を基準として前記第１領域の両外側に前記厚膜部を有している、請求項１または２に記載の電子素子実装用基板。
- 前記厚膜部は、膜厚が連続的に増加する部分を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の電子素子実装用基板。
- 前記基板の膜厚方向における断面視において、前記第１領域は、前記厚膜部から遠い程前記第１領域の膜厚が小さい傾斜部を有している、請求項１から４のいずれか１項に記載の電子素子実装用基板。
- 前記第１領域は、前記第１金属膜の膜厚が最も小さい部分を有している、請求項１から５のいずれか１項に記載の電子素子実装用基板。
- メタライズ層をさらに備えており、
前記メタライズ層の少なくとも一部は、前記第１金属膜によって覆われている、請求項１から６のいずれか１項に記載の電子素子実装用基板。 - 前記厚膜部の膜厚の最大値は、０．０６μｍ以上３．３０μｍ以下である、請求項１から７のいずれか１項に記載の電子素子実装用基板。
- 前記第１金属膜は、
ニッケルを主成分とするニッケル被膜と、
前記ニッケル被膜の少なくとも一部を覆うように設けられており、金を主成分とする金被膜と、を有しており、
前記厚膜部における前記金被膜の膜厚の最大値は、０．０３μｍ以上０．３０μｍ以下である、請求項１から８のいずれか１項に記載の電子素子実装用基板。 - 前記基板の表面に位置している第２金属膜をさらに備えており、
前記第２金属膜は、前記基板の表面に対して傾斜した表面を有している、請求項１から９のいずれか１項に記載の電子素子実装用基板。 - 前記第２金属膜は、前記厚膜部における最大の膜厚を有している前記厚膜部のピーク厚部から前記基板の平面視における前記第１金属膜の内側へ向かう方向と同じ方向に、前記第２金属膜の膜厚が単調減少している、請求項１０に記載の電子素子実装用基板。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| CN202280011213.7A CN116830259A (zh) | 2021-01-29 | 2022-01-25 | 电子元件安装用基板 |
| JP2022578382A JPWO2022163599A1 (ja) | 2021-01-29 | 2022-01-25 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021013864 | 2021-01-29 | ||
| JP2021-013864 | 2021-01-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022163599A1 true WO2022163599A1 (ja) | 2022-08-04 |
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ID=82654536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/002491 WO2022163599A1 (ja) | 2021-01-29 | 2022-01-25 | 電子素子実装用基板 |
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|---|---|
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| WO (1) | WO2022163599A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04103150A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-06 | Mitsubishi Materials Corp | Ｉｃ実装構造 |
| WO2017018212A1 (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 京セラ株式会社 | 配線基板および電子装置 |
| WO2017195399A1 (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2018107181A (ja) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | 京セラ株式会社 | 電子装置および電子モジュール |
-
2022
- 2022-01-25 JP JP2022578382A patent/JPWO2022163599A1/ja active Pending
- 2022-01-25 WO PCT/JP2022/002491 patent/WO2022163599A1/ja active Application Filing
- 2022-01-25 CN CN202280011213.7A patent/CN116830259A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2017195399A1 (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2018107181A (ja) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | 京セラ株式会社 | 電子装置および電子モジュール |
Also Published As
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|---|---|
| JPWO2022163599A1 (ja) | 2022-08-04 |
| CN116830259A (zh) | 2023-09-29 |
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