WO2024075816A1 - 配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージ、および電子モジュール - Google Patents

配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージ、および電子モジュール Download PDF

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WO2024075816A1
WO2024075816A1 PCT/JP2023/036390 JP2023036390W WO2024075816A1 WO 2024075816 A1 WO2024075816 A1 WO 2024075816A1 JP 2023036390 W JP2023036390 W JP 2023036390W WO 2024075816 A1 WO2024075816 A1 WO 2024075816A1
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WO
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view
recess
opening
wiring board
plan
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PCT/JP2023/036390
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English (en)
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Inventor
芳規 川頭
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京セラ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details

Definitions

  • This disclosure relates to wiring boards, packages for mounting electronic components using wiring boards, and electronic modules.
  • a known structure for transmitting such signals is one that has a base made of a metal member and a terminal portion joined to the base.
  • the terminal portion has a ceramic member and a conductive portion provided on the ceramic member (see Patent Document 1).
  • a lead can be joined to the conductive portion.
  • the wiring board includes a base made of a metal material, a dielectric substrate, and a first signal conductor.
  • the base has a first upper surface, a first lower surface, a first side surface, and a first opening having an opening in the first upper surface.
  • the first lower surface is located opposite the first upper surface.
  • the first side surface is connected to the first upper surface and the first lower surface.
  • the dielectric substrate has a second upper surface, a second lower surface, and a second side surface.
  • the dielectric substrate is also located on the first upper surface.
  • the second lower surface is located opposite the second upper surface.
  • the second side surface is connected to the second upper surface and the second lower surface.
  • the second side surface is located along the first side surface.
  • the first signal conductor is located on the second upper surface.
  • the first signal conductor has a first line portion extending in a first direction away from the second side surface, and a first connection portion located between the first line portion and the second side surface.
  • the maximum dimension of the first connection portion in the second direction along the first side surface is greater than the maximum dimension of the first line portion in the second direction.
  • the first opening is positioned so as to overlap at least a portion of the first connection portion.
  • the wiring board of (1) above further includes a bottom surface ground conductor located on the second bottom surface.
  • the bottom surface ground conductor has a first opening region. In a plan view, the first opening region is located within the first opening and overlaps the first connection portion.
  • the first opening is positioned so as to intersect with the first side surface.
  • the maximum dimension of the first opening in the second direction along the first side surface is equal to or greater than the maximum dimension of the first connection portion in the second direction.
  • the dielectric substrate further has a first recess.
  • the first recess is located so as to intersect with the second upper surface and the second side surface.
  • the first recess is located so as to overlap with the first opening in a plan view.
  • the first recess may also include a first inner wall surface.
  • the first inner wall surface is continuous with the second upper surface and the second side surface.
  • the first signal conductor is located so as to extend to the first inner wall surface.
  • the maximum dimension of the first recess in the second direction along the second side surface is smaller than the maximum dimension of the first connection portion in the second direction along the second side surface.
  • the maximum dimension of the first opening in the first direction is greater than the maximum dimension of the first recess in the first direction in a plan view.
  • the wiring boards of (1) to (6) above further include an upper surface ground conductor and an inner layer ground conductor.
  • the upper surface ground conductor is located on the second upper surface with a gap between it and the first signal conductor.
  • the inner layer ground conductor is located within the dielectric substrate.
  • the first connection portion has a first end located on the second side surface.
  • the upper surface ground conductor has a second end located on the second side surface.
  • the inner layer ground conductor has a third end located on the second side surface. In a side view, the minimum distance between the first end and the second end in the second direction is greater than the minimum distance between the first end and the third end in the second direction.
  • the first connection portion has a protrusion.
  • the protrusion is on the second upper surface, along the second side surface, and protrudes in the second direction.
  • the wiring boards of (1) to (8) above further include a first connection member electrically connected to the first connection portion.
  • the first connection member also has a first tip portion that overlaps with the first connection portion in a plan view. In a plan view, the first tip portion is located within the first opening.
  • the maximum dimension of the first connection member in the second direction is smaller than the maximum dimension of the first opening in the second direction.
  • the maximum distance from the first side surface to the inner edge of the first opening in the first direction is greater than the maximum dimension from the first side surface to the first tip in the first direction.
  • the wiring board of (5) or (6) above further includes a first connection member that is electrically connected to the first connection portion. In a plan view, at least a portion of the first connection member is positioned so as to overlap the first recess.
  • the dielectric substrate further has a second recess having an opening on the second lower surface.
  • the second recess is positioned so as to overlap at least a portion of the first signal conductor.
  • the second recess is positioned so as to overlap at least a portion of the first opening in a planar view.
  • the maximum dimension of the second recess in the first direction is equal to or smaller than the maximum dimension of the first opening in the first direction.
  • the dielectric substrate further has a second recess having an opening on the second lower surface.
  • the second recess is positioned so as to overlap at least a portion of the first signal conductor.
  • the maximum dimension of the second recess in the first direction is greater than the maximum dimension of the first recess in the first direction.
  • An electronic component mounting package includes a frame body and the wiring board described above in (1) to (15) fixed to the frame body.
  • the frame body is bonded onto a base and/or a dielectric substrate.
  • An electronic module includes the electronic component mounting package of (16) above, an electronic component, and a lid.
  • the electronic component is located on the base or the dielectric substrate and is electrically connected to the wiring substrate.
  • the lid is located on the frame and covers the inside of the electronic component mounting package.
  • FIG. 1 is a perspective view of a wiring board and an electronic component mounting package according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is an enlarged view of a main part A shown in FIG. 2 is a perspective view of the main part A shown in FIG. 1 , with the base portion omitted, as viewed from the negative direction of the z-axis.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of a main part A shown in FIG. 3 is a diagram in which the connecting members are omitted from FIG. 2. 4 in which the connecting members are omitted. 6 is a side view of the wiring board shown in FIG. 5 as viewed from the x-axis direction.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of a base according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a plan view of the base shown in FIG. 8 .
  • FIG. 13 is a perspective view showing a first modified example of the base portion.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a second modified example of the base portion.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a first modified example of a dielectric substrate.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a first modified example of the dielectric substrate, as viewed from the negative direction of the z-axis in FIG. 12 .
  • FIG. 13B is a diagram showing a first modified example of the dielectric substrate, and is a plan view of FIG. 13A as seen from the negative direction of the z-axis.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a modified example 2 of the dielectric substrate.
  • FIG. 14B is a diagram showing a modified example 2 of the dielectric substrate, and is a plan view of FIG. 14A as viewed from the negative direction of the z-axis.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a third modified example of the dielectric substrate.
  • FIG. 15B is a diagram showing a third modified example of the dielectric substrate, and is a plan view of FIG. 15A as viewed from the negative direction of the z-axis.
  • 1 is an exploded perspective view showing a connection portion between a wiring board and an external board, with the connection member omitted;
  • 13 is a plan view showing a first modified example of a connection portion between a wiring board and an external board and a first connection member;
  • FIG. 11 is a perspective view showing a second modified example of the first connecting member.
  • FIG. 11 is a plan view showing a second modified example of the first connecting member.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a third modified example of the first connecting member.
  • FIG. 11 is a side view showing a third modified example of the first connecting member.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a fourth modified example of the first connecting member.
  • FIG. 13 is a side view showing a fourth modified example of the first connecting member.
  • FIG. 13 is a plan view showing a fourth modified example of the first connecting member.
  • FIG. 11 is a perspective view of a wiring board according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a perspective view of a wiring board according to a second embodiment of the present disclosure, including a third modified example of a base portion.
  • FIG. 23 is a perspective view of the wiring board shown in FIG. 22 as viewed from the negative direction of the z-axis.
  • 1 is an exploded perspective view of a wiring board, an electronic component mounting package, and an electronic module according to an embodiment of the present disclosure.
  • any direction of the wiring board may be upward or downward, for convenience, a Cartesian coordinate system xyz is defined, and the positive side of the z direction is upward.
  • the first direction refers to, for example, the x direction in the drawings.
  • the second direction refers to, for example, the y direction in the drawings.
  • the plan view is a concept that includes a planar perspective view.
  • the side view is a concept that includes a side perspective view.
  • the wiring board 101 includes a base portion 1 made of a metal material, a dielectric substrate 2, and a first signal conductor S1.
  • the base 1 has a first upper surface 1a, a first lower surface 1c, a first side surface 1b, and a first opening 11 having an opening on the first upper surface 1a.
  • the first lower surface 1c is located on the opposite side to the first upper surface 1a.
  • the first side surface 1b is connected to the first upper surface 1a and the first lower surface 1c.
  • the first upper surface 1a may include a mounting area on which an electronic component 103 described later is mounted.
  • the base 1 is, for example, rectangular in plan view, with a size of 10 mm x 10 mm to 50 mm x 50 mm and a thickness of 0.5 mm to 20 mm.
  • metal materials constituting the base 1 include metal materials such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, or cobalt, or alloys containing these metal materials.
  • the base 1 may be a single metal plate or a laminate of multiple metal plates.
  • a plating layer of nickel, gold, or the like may be formed on the surface of the base 1 by electroplating or electroless plating in order to reduce oxidation corrosion.
  • the base 1 being made of a metal material here means that it is essentially made of a metal material, and for example, the base 1 may contain a non-metallic material that is unavoidable during manufacturing.
  • the dielectric substrate 2 is located on the first upper surface 1a.
  • the dielectric substrate 2 also has a second upper surface 2a, a second lower surface 2c, and a second side surface 2b.
  • the second lower surface 2c is located on the opposite side to the second upper surface 2a.
  • the second side surface 2b is connected to the second upper surface 2a and the second lower surface 2c.
  • the second side surface 2b is located along the first side surface 1b.
  • the material of the dielectric substrate 2 may be, for example, a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, an aluminum nitride sintered body, or a silicon nitride sintered body, or a dielectric material such as a glass ceramic material or a glass epoxy material.
  • the dielectric substrate 2 may also be a printed circuit board (PCB).
  • the dielectric substrate 2 can be joined to the base 1 via, for example, solder, brazing material, glass, or adhesive such as a resin adhesive.
  • the brazing material can be, for example, silver, copper, gold, aluminum, or magnesium, and may contain additives such as nickel, cadmium, or phosphorus.
  • the dielectric substrate 2 is located on a portion of the first upper surface 1a of the base 1, but the dielectric substrate 2 may be located so as to cover the entire first upper surface 1a.
  • the second upper surface 2a of the dielectric substrate 2 may include an area on which the electronic components 103 described below are mounted.
  • the dielectric substrate 2 may be a single layer or may be configured with multiple dielectric layers stacked together.
  • the dielectric substrate 2 is, for example, rectangular in plan view, with dimensions of 4 mm x 4 mm to 50 mm x 50 mm and a thickness of 0.5 mm to 10 mm.
  • the dielectric substrate 2 may further have a dielectric layer located on the second upper surface 2a.
  • the dielectric layer located on the second upper surface 2a may be located so as to cover a portion of the second upper surface 2a, or may be located so as to cover the entire second upper surface 2a.
  • the dielectric substrate 2 has a wall portion 25.
  • the wall portion 25 is located so as to overlap a portion of the first signal conductor S1 in a plan view.
  • a grounding conductor may be located on the upper surface and side surfaces of the wall portion 25.
  • the dielectric substrate 2 can be manufactured, for example, as follows: A plurality of green sheets are processed using a mold or the like to prepare a plurality of green sheets formed to the outer shape of the dielectric substrate 2. Next, the plurality of green sheets are stacked so that their outer edges coincide to form a green sheet laminate. The green sheet laminate is fired to sinter the plurality of green sheets, thereby obtaining the dielectric substrate 2.
  • the first signal conductor S1 is located on the second upper surface 2a.
  • the first signal conductor S1 also has a first line portion S1L extending in a first direction (x direction) away from the second side surface 2b, and a first connection portion S1P located between the first line portion S1L and the second side surface 2b.
  • materials for the first signal conductor S1 include metal materials such as gold, silver, copper, nickel, tungsten, molybdenum, and manganese.
  • the first signal conductor S1 may also be formed by sintering a metal paste on the second upper surface 2a, or may be formed using a thin film formation technique such as a vapor deposition method or a sputtering method.
  • the first signal conductor S1 has a width of, for example, 0.05 mm to 2 mm and a length of, for example, 1.5 mm to 25 mm.
  • the thickness of the first signal conductor S1 is, for example, 0.01 to 0.1 mm.
  • the width, length, and thickness of the first signal conductor S1 referred to here can be the dimensions of the first signal conductor S1 in the x direction, y direction, and z direction, respectively. Furthermore, the width, length, and thickness of the first signal conductor S1 do not have to be constant, and may change along the way.
  • the surface of the first signal conductor S1 may be formed with metal plating such as nickel plating or gold plating.
  • an insulating film such as ceramic (e.g., alumina coating) or resin may be located on a portion of the first signal conductor S1.
  • the insulating film may be provided on the first signal conductor S1 by screen printing. Also, the insulating film may be located only on a portion of the first signal conductor S1. With this configuration, it is possible to reduce the possibility that the first signal conductor S1 will short-circuit with other wiring.
  • the first signal conductor S1 is located in contact with the second side surface 2b in a plan view. In other words, the first signal conductor S1 is located so as to reach the second side surface 2b. Note that the first signal conductor S1 does not necessarily need to be in contact with the second side surface 2b, and may be located away from the second side surface 2b in a plan view.
  • the maximum dimension Ls1a of the first connection portion S1P in the y direction is greater than the maximum dimension Ls1c of the first line portion S1L in the y direction. This configuration allows for a stable connection of the first connection member 31, which will be described later.
  • the first connection portion S1P has a protrusion S1a, which will be described later. Therefore, in one embodiment, the maximum dimension Ls1a of the first connection portion S1P in the y direction may be a dimension including the protrusion S1a. Also, in one embodiment, the dimension Ls1p of the first connection portion S1P other than the protrusion S1a in the y direction is also larger than the maximum dimension Ls1c of the first line portion S1L in the y direction.
  • the first signal conductor S1 has a second connection portion S1b on the opposite side (positive direction of the x-axis) from the first connection portion S1P.
  • the dimension Ls1b of the second connection portion S1b in the y-direction is larger than the maximum dimension Ls1c of the first line portion S1L in the y-direction.
  • a conductive connection member such as a lead terminal or a wire may be joined to the second connection portion S1b, similar to the first connection portion S1P.
  • the wiring board 101 may have an upper surface ground conductor G2 located on the second upper surface 2a.
  • the upper surface ground conductor G2 has a first upper surface ground conductor G21 and a second upper surface ground conductor G22.
  • the first signal conductor S1 is located between the first upper surface ground conductor G21 and the second upper surface ground conductor G22.
  • a bottom ground conductor G1 may be located on the second bottom surface 2c.
  • the bottom ground conductor G1 has a first opening area G11. More specifically, in a plan view from the negative direction of the z axis, the second bottom surface 2c is exposed at a position overlapping with the first opening area G11. In a plan view, the first opening area G11 is located within the first opening 11 and overlaps with the first connection portion S1P. With this configuration, the metal parts (base 1 and bottom ground conductor G1) close to the first connection portion S1P can be kept away in the z direction.
  • the possibility of the impedance value around the connection portion of the first connection member 31 decreasing can be reduced.
  • the first opening region G11 is located within the first opening 11 in plan view, the effective relative dielectric constant around the first connection member 31 can be further reduced. This further reduces the possibility that the impedance value around the connection portion of the first connection member 31 will decrease.
  • the first opening region G11 is positioned so as to intersect with the second side surface 2b, but the first opening region G11 does not necessarily have to be positioned so as to intersect with the second side surface 2b. In other words, in a plan view, the first opening region G11 may be positioned with a gap between it and the second side surface 2b.
  • the lower surface ground conductor G1 may be electrically connected to the first upper surface ground conductor G21, the second upper surface ground conductor G22, and the inner layer ground conductor G3, which will be described later, by a via provided in the dielectric substrate 2 or a conductor formed on the side of the dielectric substrate 2, including the second side surface 2b. Furthermore, the lower surface ground conductor G1 may be electrically connected to the base 1.
  • the first opening 11 is positioned so as to overlap at least a portion of the first signal conductor S1 in plan view.
  • the first opening 11 is filled with air or a dielectric material such as a resin material or a glass material, and has a lower dielectric constant than the base 1. For this reason, when a first connection portion S1P is provided in the first signal conductor S1 to stably connect the first connection member 31 described later, the possibility of a decrease in the impedance value can be reduced.
  • the first opening 11 has a shape cut from the first upper surface 1a to the first side surface 1b, but may have a shape cut from the first upper surface 1a, the first side surface 1b, and the first lower surface 1c, as in Modification 1 of the base 1 described below.
  • the first opening 11 may also have a concave shape with an opening in the first upper surface 1a, as in Modification 2 of the base 1 described below.
  • the shape of the first opening 11 in a plan view is a rectangle with some rounded corners, but the shape of the first opening 11 may be a rectangle or a circle.
  • the base 1 may have multiple first openings 11.
  • the first signal conductor S1 may be located at the center of the first opening 11 in the y direction.
  • the first opening 11 may be located line-symmetrically with the first signal conductor S1 in between.
  • the second side surface 2b may be located along the first side surface 1b in a plan view.
  • the first opening 11 may be located so as to intersect with the first side surface 1b. More specifically, the first opening 11 may be shaped to be cut from the first upper surface 1a to the first side surface 1b. With this configuration, the decrease in impedance in the first signal conductor S1 can be more efficiently reduced.
  • the base 1 and first opening 11 shown in Figures 8 and 9 can be manufactured by stacking a metal plate formed to the outer shape of the base 1 having the first opening 11 and a metal plate formed to the outer shape of the base 1. With this configuration, compared to the case of Variation 1 of the base 1 described below, when the base 1 is a laminate, the manufacturing process of the base 1 can be reduced.
  • FIG. 10 shows modified example 1 of the base 1.
  • the first opening 11 of the base 1 is located so as to intersect with the first upper surface 1a, the first side surface 1b, and the first lower surface 1c.
  • the first opening 11 penetrates the base 1 from the first upper surface 1a to the first lower surface 1c, and is located so as to intersect with the first side surface 1b.
  • FIG. 11 shows a second modified example of the base 1.
  • the first opening 11 of the base 1 does not have to be positioned so as to intersect with the first side surface 1b.
  • the first opening 11 may be positioned with a gap between it and the first side surface 1b.
  • the first opening 11 may extend from the first upper surface 1a to the first lower surface 1c.
  • the second side surface 2b is flush with the first side surface 1b in a plan view, but the second side surface 2b may be located away from the first side surface 1b.
  • the first opening 11 is located intersecting with the first side surface 1b, so that the base 1 that overlaps with the first signal conductor S1 can be reduced. This makes it possible to more efficiently reduce the decrease in impedance in the first signal conductor S1.
  • the impedance value may decrease near the second side surface 2b. Therefore, by positioning the first opening 11 so as to intersect with the first side surface 1b, it is possible to reduce the decrease in the impedance value of the first signal conductor S1 near the second side surface 2b.
  • the maximum dimension Ly11 of the first opening 11 in the second direction (y direction) along the first side surface 1b may be equal to or greater than the maximum dimension Ls1a of the first connection portion S1P in the second direction.
  • the first connection portion S1P may be located within the first opening 11 in the y direction. This reduces the possibility of a decrease in the impedance value when the first connection portion S1P is provided in the first signal conductor S1 to stably connect the first connection member 31 described below.
  • the dielectric substrate 2 may further have a first recess 21.
  • the first recess 21 is located so as to intersect with the second upper surface 2a and the second side surface 2b.
  • the first recess 21 is located so as to overlap with the first opening 11 in a plan view.
  • the first recess 21 may also include a first inner wall surface 211.
  • the first inner wall surface 211 is continuous with the second upper surface 2a and the second side surface 2b.
  • the first signal conductor S1 (first connection portion S1P) is located so as to extend to the first inner wall surface 211.
  • the maximum dimension Ly21 of the first recess 21 in the y direction may be smaller than the maximum dimension Ls1a of the first connection portion S1P in the y direction.
  • the first recess 21 is located so as to intersect with the second upper surface 2a, the second side surface 2b, and the second lower surface 2c. In other words, the first recess 21 penetrates from the second upper surface 2a to the second lower surface 2c, and is located in contact with the second side surface 2b in a plan view.
  • the dielectric board 2 may further include a third recess 23 and a fourth recess 24 located on the second upper surface 2a.
  • the third recess 23 is located in contact with the second side surface 2b and the first upper surface ground conductor G21.
  • the fourth recess 24 is located in contact with the second side surface 2b and the second upper surface ground conductor G22.
  • the third recess 23 may include a third inner wall surface 233 that is continuous with the second upper surface 2a and the second side surface 2b.
  • the first upper surface ground conductor G21 may be located so as to extend to the third inner wall surface 233.
  • the fourth recess 24 may include a fourth inner wall surface 244 that is continuous with the second upper surface 2a and the second side surface 2b.
  • the second upper surface ground conductor G22 may be located so as to extend to the fourth inner wall surface 244.
  • the maximum dimension Lz23 of the third recess 23 in the z direction and the maximum dimension Lz24 of the fourth recess 24 in the z direction may be the same as or different from the maximum dimension Lz21 of the first recess 21 in the z direction.
  • the maximum dimension Lz23 of the third recess 23 in the z direction and the maximum dimension Lz24 of the fourth recess 24 in the z direction are the same as the dimension Lz2b of the second side surface 2b of the dielectric substrate 2 in the z direction, the grounding state of the dielectric substrate 2 can be improved, thereby improving the high-frequency characteristics of the first signal conductor S1.
  • FIG. 12 shows modified example 1 of the dielectric substrate 2.
  • the first recess 21 does not extend all the way to the second lower surface 2c. In other words, the first recess 21 is cut out from the second upper surface 2a to the second side surface 2b.
  • the maximum distance Lx11 in the x direction from the first side surface 1b to the inner edge of the first opening 11 may be greater than the maximum dimension Lx21 of the first recess 21 in the x direction.
  • the wiring board 101 may further include an upper surface ground conductor G2 and an inner layer ground conductor G3.
  • the upper surface ground conductor G2 is located on the second upper surface 2a with a gap between it and the first signal conductor S1.
  • the inner layer ground conductor G3 is located within the dielectric substrate 2.
  • the first connection portion S1P has a first end S1e located on the second side surface 2b.
  • the upper surface ground conductor G2 has a second end G21e (G22e) located on the second side surface 2b.
  • the inner layer ground conductor G3 has a third end G3e located on the second side surface 2b.
  • the first connection portion S1P has a protrusion S1a described later, and in this case, the protrusion S1a and the first end S1e are the same.
  • the first end S1e can be said to be the outer edge portion of the first connection portion S1P close to the second side surface 2b.
  • the first end S1e is located symmetrically across the first recess 21, but may be located on only one side.
  • the second end G21e (G22e) of the upper surface ground conductor G2 is the second end G21e of the first upper surface ground conductor G21 and the second end G22e of the second upper surface ground conductor G22.
  • the first end S1e, the second end G21e (G22e), and the third end G3e are exposed to the second side surface 2b, but they do not necessarily have to be exposed to the second side surface 2b.
  • the minimum distance L1 between the first end S1e and the second end G21e (G22e) in the y direction is greater than the minimum distance L2 between the first end S1e and the third end G3e in the y direction.
  • the materials of the bottom ground conductor G1, the top ground conductor G2, and the inner-layer ground conductor G3 may be the same as or different from those of the first signal conductor S1.
  • the bottom ground conductor G1, the top ground conductor G2, and the inner-layer ground conductor G3 may be formed, for example, by the same method as that of the first signal conductor S1.
  • the first connection portion S1P may have a protrusion S1a.
  • the protrusion S1a is on the second upper surface 2a and protrudes in the y direction along the second side surface 2b. With this configuration, even if the inductive component increases at the point where the first connection member 31 and the external board are connected, a capacitive component can be added to the first signal conductor S1, making it easier to adjust the impedance value.
  • the protrusion S1a is in contact with the second side surface 2b in a plan view. Note that in one embodiment, the protrusions S1a are located symmetrically across the first recess 21, but may be located on only one side.
  • the wiring board 101 may further include a first connection member 31 electrically connected to at least a portion of the first connection portion S1P.
  • the first connection member 31 may have a first tip portion 31e that overlaps with the first signal conductor S1 in a planar view. In a planar view, the first tip portion 31e may be located within the first opening 11.
  • the impedance value may decrease in the portion where the first connection member 31 and the first connection portion S1P overlap.
  • the above-mentioned configuration can reduce the possibility of the impedance value at the first connection portion S1P decreasing.
  • the first connection member 31 is a lead terminal, but is not limited to this.
  • the first connection member 31 may be, for example, a conductive member such as a wire, or a flexible printed circuit board (FPC: Flexible Printed Circuits).
  • FPC Flexible Printed Circuits
  • a flexible circuit board or a printed circuit board on which an electronic circuit is formed may be connected to the tip of the first connection member 31.
  • the second connection member 32 and the third connection member 33 described later may also be members similar to the first connection member 31.
  • the maximum dimension Ly31 of the first connection member 31 in the y direction may be smaller than the maximum dimension Ly11 of the first opening 11 in the y direction.
  • the portion where the first connection member 31 and the first signal conductor S1 overlap, where the impedance value may decrease, is located within the first opening 11 in the y direction in a plan view. This configuration makes it easy to adjust the impedance value in the first signal conductor S1.
  • the maximum distance Lx11 in the x direction from the first side surface 1b to the inner edge of the first opening 11 may be greater than the maximum dimension L31e in the x direction from the first side surface 1b to the first tip portion 31e.
  • the portion where the first connection member 31 and the first connection portion S1P overlap, where the impedance value may decrease, is located within the first opening 11 in the x direction in a plan view. This configuration makes it easy to adjust the impedance value in the first signal conductor S1.
  • the first connection member 31 may be positioned so as to overlap the first recess 21. If the area of the first signal conductor S1 is increased (the first connection portion S1P is provided) in order to join the first connection member 31 to the first signal conductor S1, the impedance value may decrease, but by providing the first recess 21, the decrease in the impedance value can be reduced.
  • the dielectric substrate 2 may further have a second lower surface 2c opposite to the second upper surface 2a, and a second recess 22 having an opening in the second lower surface 2c.
  • the second recess 22 may be positioned so as to overlap at least a part of the first signal conductor S1 in a planar view.
  • the second recess 22 is filled with air or a dielectric material such as a resin material or a glass material, and has a lower dielectric constant than the dielectric substrate 2. Therefore, the reduction in impedance caused by the dielectric substrate 2 in the first signal conductor S1 can be reduced.
  • the dielectric substrate 2 has a first recess 21 and a second recess 22, but it does not necessarily have to have the first recess 21, and may have only the second recess 22.
  • FIGS. 14A and 14B show modified example 2 of the dielectric substrate 2
  • FIGS. 15A and 15B show modified example 3 of the dielectric substrate 2.
  • the second recess 22 may be positioned so as to intersect with the second side surface 2b. In other words, the second recess 22 may be positioned so as to be cut from the second lower surface 2c to the second side surface 2b.
  • the first recess 21 and the second recess 22 may be connected to each other as in the modified example 2 of the dielectric substrate 2 shown in FIG. 14A.
  • the first recess 21 and the second recess 22 are connected to each other on the second side surface 2b.
  • the dielectric substrate 2 overlapping with the first signal conductor S1 in a plan view can be further reduced compared to the case where the first recess 21 and the second recess 22 are located separately, so that the decrease in the impedance value can be reduced.
  • the first recess 21 and the second recess 22 may be located separately, as in modified example 3 of the dielectric substrate 2 shown in FIG. 15A. In this configuration, the strength of the dielectric substrate 2 can be improved compared to when the first recess 21 and the second recess 22 are connected.
  • the second recess 22 may be positioned overlapping the first recess 21 in a plan view, or may be positioned away from the first recess 21.
  • the overlapping portion of the first signal conductor S1 and the first connecting member 31 can be covered without interruption by the first recess 21 and the second recess 22, compared to when the second recess 22 is positioned away from the first recess 21 in a plan view, so that a further decrease in the impedance value in the first signal conductor S1 can be reduced.
  • the second recess 22 may be positioned so as to overlap at least a part of the first opening 11.
  • a maximum dimension Lx22 of the second recess 22 in the x direction may be equal to or smaller than a maximum distance Lx11 of the first opening 11 in the x direction.
  • the maximum dimension Lx22 of the second recess 22 in the x direction may be larger than the maximum dimension Lx21 of the first recess 21 in the x direction.
  • the wiring board 101 may be electrically connected to an external board 4.
  • the external board 4 includes a board 41 and a second signal conductor S2 located on the upper surface of the board 41.
  • the first signal conductor S1 and the second signal conductor S2 are electrically connected by the first connection member 31 described above.
  • the external substrate 4 may include a first external upper surface ground conductor G4 and a second external upper surface ground conductor G5 located on the upper surface of the substrate 41.
  • the second signal conductor S2 may be located between the first external upper surface ground conductor G4 and the second external upper surface ground conductor G5.
  • the first external upper surface ground conductor G4 and the first upper surface ground conductor G21 may be electrically connected by the second connecting member 32 described above.
  • the second external upper surface ground conductor G5 and the second upper surface ground conductor G22 may be electrically connected by the third connecting member 33 described above.
  • the external substrate 4 may include an external bottom surface ground conductor G6 located on the underside of the substrate 41.
  • the external bottom surface ground conductor G6 may be electrically connected to the first external top surface ground conductor G4 and/or the second external top surface ground conductor G5 by vias or castellations.
  • the external substrate 4 also has a substrate side surface 41b, which faces the first side surface 1b of the base 1.
  • the substrate side surface 41b may be joined to the first side surface 1b by a conductive bonding material F.
  • the external bottom surface ground conductor G6 and the bottom surface ground conductor G1 may be electrically connected by the bonding material F.
  • the bonding material F may extend to a portion of the first upper surface 1a. Furthermore, in order to reduce a decrease in the impedance value in the first signal conductor S1, the bonding material F does not have to extend to the first opening 11.
  • the bonding material F may be positioned with a gap between the first signal conductor S1 and the second signal conductor S2 in a side view. This configuration reduces the possibility of the bonding material F coming into contact with the first signal conductor S1, the second signal conductor S2, and the first connection member 31, causing a short circuit.
  • the bonding material F may contain silver epoxy resin.
  • the bonding material F may contain silver epoxy resin.
  • the silver epoxy resin has a higher viscosity than solder or brazing material and is therefore less likely to flow off. This makes it easier to position the bonding material F at the desired position.
  • the bonding material F may also be solder, brazing material, etc.
  • the external bottom surface ground conductor G6 and the bottom surface ground conductor G1 are electrically connected via the bonding material F, which reduces the deviation in ground potential between the external substrate 4 and the wiring substrate 101 and strengthens the grounding state. This makes it possible to improve high-frequency characteristics such as crosstalk characteristics when transmitting signals in the first signal conductor S1 and the second signal conductor S2.
  • the external substrate 4 may have a base portion 42 located below the substrate 41.
  • the substrate 41 may be directly joined to the base portion 42, or, if the external substrate 4 has an external bottom surface earth conductor G6, the substrate 41 may be joined via the external bottom surface earth conductor G6.
  • the bonding material F may extend to between the substrate 41 and the base portion 42. In other words, the substrate 41 and/or the external bottom surface earth conductor G6 may be joined to the base portion 42 by the bonding material F.
  • FIG. 17 is a plan view showing the connection portion between the wiring board 101 and the external board 4 and variant 1 of the first connecting member 31.
  • Variation 1 of the first connecting member 31 has a first narrow portion 31n and a first wide portion 31w.
  • the dimension L31w of the first wide portion 31w in the y direction is larger than the dimension L31n of the first narrow portion 31n in the y direction.
  • the dimension L31w of the first wide portion 31w in the y direction may be rephrased as the maximum dimension of the first connecting member 31 in the y direction.
  • the first wide portion 31w has an arc shape in a plan view and is continuous with the first narrow portion L31n.
  • the external connecting member 31 can be rephrased as having a bulging shape at the first wide portion 31w in a plan view.
  • the first wide portion 31w has a symmetrical shape in the longitudinal direction of the first connecting member 31, but this does not necessarily have to be the case; for example, the first wide portion 31w may be located on only one side of the first connecting member 31 (e.g., the positive side in the y direction).
  • the first wide portion 31w is located between the first side surface 1b and the board side surface 41b in a plan view.
  • This configuration reduces the possibility of sudden impedance fluctuations when a signal is transmitted between the first signal conductor S1 and the second signal conductor S2, and reduces the possibility of unwanted electrical signals being reflected by the first signal conductor S1 and the second signal conductor S2.
  • the first side surface 1b is flush with the second side surface 2b, so in other words, the first wide portion 31n is located between the second side surface 2b and the board side surface 41b in a plan view.
  • the dimension L31w of the first wide portion 31w in the y direction is larger than the dimension Ls2 of the second signal conductor S2 in the y direction.
  • the dimension L31w of the first wide portion 31w in the y direction may be smaller than or the same as the dimension Ls2 of the second signal conductor S2 in the y direction.
  • the dimension L31w is larger than the dimension Ls2, the possibility of localized high impedance in the first connection member 31 can be reduced.
  • the dimension L31w of the first wide portion 31w in the y direction is smaller than the maximum dimension Ls1a of the first connection portion S1P in the y direction.
  • the dimension L31w of the first wide portion 31w in the y direction may be larger than or the same as the maximum dimension Ls1a of the first connection portion S1P in the y direction.
  • FIG. 17 also shows modified examples of the second connecting member 32 and the third connecting member 33.
  • the second connecting member 32 has a second narrow portion 32n and a second wide portion 32w.
  • the second narrow portion 32n and the second wide portion 32w can be defined similarly to the first narrow portion 31n and the first wide portion 31w, respectively.
  • the third connecting member 33 has a third narrow portion 33n and a third wide portion 33w.
  • the third narrow portion 33 and the third wide portion 33w can also be defined similarly to the first narrow portion 31n and the first wide portion 31w, respectively.
  • FIGS. 18A and 18B show modified example 2 of the first connecting member 31.
  • the first connecting member 31 also has a first narrow portion 31n and a first wide portion 31w.
  • Modified example 2 of the first connecting member 31 differs from modified example 1 of the first connecting member 31 in that the first wide portion 31w has a linear shape along the y direction.
  • FIGS. 19A and 19B show a third modified example of the first connection member 31.
  • the first signal conductor S1 also has a first narrow portion 31n and a first wide portion 31w, but in a plan view from the y direction, the dimension H31w of the first wide portion 31w in the z direction is larger than the dimension H31n of the first narrow portion 31n in the z direction.
  • 20A, 20B, and 20C are diagrams showing a fourth modified example of the first connecting member 31.
  • the dimension H31w of the first wide portion 31w in the z direction is larger than the dimension H31n of the first narrow portion 31n in the z direction (FIG. 20B)
  • the dimension L31w of the first wide portion 31w in the y direction is larger than the dimension L31n of the first narrow portion 31n in the y direction (FIG. 20C).
  • 17 to 20A, 20B, and 20C show various modified examples of the first connecting member 31, but the second connecting member 32 and the third connecting member 33 may be formed in the same shape as each modified example of the first connecting member 31.
  • the wiring board 101 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the dielectric board 2 is a printed circuit board.
  • FIGS. 22 and 23 are diagrams showing a wiring board 101 having a third modified example of the base 1.
  • This embodiment is different from the above embodiment in that the base 1 has a second opening 12.
  • the second opening 12 is cut from the first lower surface 1c to the first side surface 1b.
  • the maximum dimension Ly12 of the second opening 12 in the y direction may be larger than the maximum dimension Ly11 of the first opening 11 in the y direction.
  • the maximum distance Lx12 from the first side surface 1b to the inner edge of the second opening 12 in the x direction may be larger than the maximum distance Lx11 from the first side surface 1b to the inner edge of the first opening 11 in the x direction.
  • the first opening 11 may be located within the second opening 12 in a plan view.
  • an electronic component mounting package 100 includes a frame body 102 and a wiring board 101 fixed to the frame body 102.
  • the frame body 102 is bonded onto the base 1 and onto the dielectric substrate 2.
  • the frame body 102 may be bonded only onto either the base 1 or the dielectric substrate 2.
  • the frame 102 is located on the base 1 and/or the dielectric substrate 2, and protects the electronic components 103 located inside in a plan view. That is, in a plan view, the frame 102 is located so as to surround the electronic components 103.
  • the first upper surface 1a of the base 1 is surrounded by the frame 102 and the dielectric substrate 2. In this manner, the frame 102 does not have to surround the entire first upper surface 1a of the base 1.
  • the frame 102 may be rectangular in plan view.
  • the dielectric substrate 2 may be sandwiched between the frame 102 and the base 1.
  • the frame 102 may have a notch 102K for joining the dielectric substrate 2.
  • the material of the frame 102 may be, for example, a metal material such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, or cobalt, or an alloy containing these metal materials.
  • the wiring board 101 can be fitted into the cutout portion 102K and joined.
  • the material of the frame 102 may be an insulating material, for example, an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, or a ceramic material such as glass ceramics.
  • the material of the frame 102 may be the same material as that of the dielectric substrate 2. In this case, the frame 102 and the dielectric substrate 2 can be molded as a single unit.
  • the frame 102 can be joined to the base 1 via a brazing material or the like.
  • the brazing material can be, for example, silver, copper, gold, aluminum, or magnesium, and can contain additives such as nickel, cadmium, or phosphorus.
  • the electronic component mounting package 100 can be used, for example, as a package for mounting semiconductor components for wireless communication or optical communication.
  • the wiring board 101 in the electronic component mounting package 100 can be used as an input/output terminal for transmitting and inputting/outputting electrical signals by electrically connecting an electronic component 103 such as a semiconductor element to the outside.
  • an electronic module 10 includes an electronic component mounting package 100, an electronic component 103, and a lid 104.
  • the electronic component 103 is located on the base 1 or the dielectric substrate 2, and is electrically connected to the wiring board 101.
  • the lid 104 is located on the frame 102, and is positioned to cover the inside of the electronic component mounting package 100.
  • the electronic component 103 may be a component that performs signal processing, such as converting a radio signal or an optical signal into an electrical signal, or converting an electrical signal into an optical signal or a radio signal.
  • the electronic component 103 is located on the base 1 and is housed in the electronic component mounting package 100.
  • the electronic component 103 may be, for example, an optical semiconductor element such as a semiconductor laser (LD) or a photodiode (PD), a semiconductor integrated circuit element, or a sensor element such as an optical sensor.
  • the electronic component 103 may be formed from a semiconductor material such as gallium arsenide or gallium nitride.
  • the electronic module 10 may be used as an optical communications module.
  • the lid 104 is positioned on the frame 102, covering the inside of the electronic component mounting package 100, and protects the electronic component 103 together with the frame 102.
  • the lid 104 is, for example, rectangular in plan view, with dimensions of 10 mm x 10 mm to 50 mm x 50 mm and a thickness of 0.5 mm to 2 mm.
  • materials for the lid 104 include metal materials such as iron, copper, nickel, chromium, cobalt, molybdenum, or tungsten, or alloys that combine multiple of these metal materials.
  • the metal members that make up the lid 104 can be produced by subjecting an ingot of such metal material to metal processing methods such as rolling and punching.
  • the electronic module 10 may further include a seal ring located between the lid body 104 and the frame body 102.
  • the seal ring has a function of joining the lid body 104 and the frame body 102.
  • the seal ring is located on the frame body 102 and surrounds the electronic component 103 in a plan view.
  • materials for the seal ring include metal materials such as iron, copper, silver, nickel, chromium, cobalt, molybdenum, and tungsten, or alloys combining a plurality of these metal materials. Note that if a seal ring is not provided on the frame body 102, the lid body 104 may be joined to the frame body 102 via an adhesive such as solder, brazing material, glass, or resin adhesive.
  • the wiring board according to one embodiment has the above-described configuration, and therefore, when the wiring board is miniaturized, it is possible to adjust the impedance in the first signal conductor. This makes it possible to improve the signal transmission characteristics in the first signal conductor. This makes it possible to provide an electronic component mounting package and an electronic module that are capable of reducing loss in signal transmission, particularly in high-frequency signal transmission.
  • This disclosure can be used as a wiring board, a package for mounting electronic components using a wiring board, and an electronic module.

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Abstract

配線基板は、基部と、誘電体基板と、第1信号導体と、を備えている。基部は、第1上面と、第1下面と、第1側面と、第1上面に開口を有する第1開口部と、を有している。誘電体基板は、第2上面と、第2下面と、第2側面と、を有している。また、誘電体基板は、第1上面に位置している。第2側面は、第1側面に沿って位置している。第1信号導体は、第2上面に位置している。また、第1信号導体は、第2側面から遠ざかる第1方向に延びる第1線路部と、第1線路部と第2側面との間に位置する第1接続部と、を有している。第1側面と沿う第2方向における第1接続部の最大の寸法は、第2方向における第1線路部の最大の寸法よりも大きい。平面視において、第1開口部は、第1接続部の少なくとも一部と重なって位置している。

Description

[規則26に基づく補充 07.11.2023]配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージ、および電子モジュール
 本開示は、配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージおよび電子モジュールに関する。
 近年、無線通信機器や光通信機器に用いられる電子モジュールにおいて、より高速化、大容量の情報を伝送するために信号の高周波化が求められている。このため、信号を伝送する配線基板において、高周波信号を低損失で伝送することが求められている。
 このような信号を伝送する構造として、金属部材で構成されたベースと、ベースに接合された端子部を有する構造が知られている。端子部は、セラミック部材と、セラミック部材に設けられた導電部と、を有している(特許文献1参照)。特許文献1に記載の構造において、導電部には、リードが接合可能となっている。
特開2018-37564号公報
 本開示の一実施形態において(1)配線基板は、金属材料で構成される基部と、誘電体基板と、第1信号導体と、を備えている。基部は、第1上面と、第1下面と、第1側面と、第1上面に開口を有する第1開口部と、を有している。第1下面は、第1上面と反対に位置している。第1側面は、第1上面および第1下面と接続している。誘電体基板は、第2上面と、第2下面と、第2側面と、を有している。また、誘電体基板は、第1上面に位置している。第2下面は、第2上面と反対側に位置している。第2側面は、第2上面および第2下面と接続している。第2側面は、第1側面に沿って位置している。第1信号導体は、第2上面に位置している。また、第1信号導体は、第2側面から遠ざかる第1方向に延びる第1線路部と、第1線路部と第2側面との間に位置する第1接続部と、を有している。第1側面と沿う第2方向における第1接続部の最大の寸法は、第2方向における第1線路部の最大の寸法よりも大きい。平面視において、第1開口部は、第1接続部の少なくとも一部と重なって位置している。
 (2)上記(1)の配線基板は、第2下面に位置する下面接地導体を更に備えている。下面接地導体は、第1開口領域を有している。平面視において、第1開口領域は、第1開口部内に位置するとともに、第1接続部と重なって位置している。
 (3)上記(1)又は(2)の配線基板において、第1開口部は、第1側面と交差して位置している。
 (4)上記(1)~(3)の配線基板において、第1側面と沿う第2方向における第1開口部の最大の寸法は、第2方向における第1接続部の最大の寸法以上である。
 (5)上記(1)~(4)の配線基板において、誘電体基板は、第1凹部を更に有している。この場合、第1凹部は、第2上面および第2側面と交差して位置している。第1凹部は、平面視において、第1開口部と重なって位置している。また、第1凹部は、第1内壁面を含んでいてもよい。第1内壁面は、第2上面および第2側面と連続している。第1信号導体は、第1内壁面にまで延びて位置している。この場合、平面視において、第2側面に沿う第2方向における第1凹部の最大の寸法は、第2側面に沿う第2方向における第1接続部の最大の寸法よりも小さい。
 (6)上記(5)の配線基板において、平面視において、第1方向における第1開口部の最大の寸法は、第1方向における第1凹部の最大の寸法よりも大きい。
 (7)上記(1)~(6)の配線基板は、上面接地導体と、内層接地導体と、を更に備えている。上面接地導体は、第2上面において、第1信号導体と間を空けて位置している。内層接地導体は、誘電体基板内に位置している。第1接続部は、第2側面側に位置する第1端部を有している。上面接地導体は、第2側面側に位置する第2端部を有している。内層接地導体は、第2側面側に位置する第3端部を有している。側面視において、第2方向における第1端部と第2端部との最小の距離は、第2方向における第1端部と第3端部との最小の距離よりも大きい。
 (8)上記(1)~(7)の配線基板において、第1接続部は、突出部を有している。突出部は、第2上面において、第2側面に沿うとともに第2方向に突出している。
 (9)上記(1)~(8)の配線基板は、第1接続部に電気的に接続される第1接続部材を更に備えている。また、第1接続部材は、平面視において、第1接続部と重なる第1先端部を有している。平面視において、第1先端部は、第1開口部内に位置している。
 (10)上記(9)の配線基板において、第2方向における第1接続部材の最大の寸法は、第2方向における第1開口部の最大の寸法よりも小さい。
 (11)上記(9)又は(10)の配線基板において、第1方向における第1側面から第1開口部の内縁までの最大の距離は、第1方向における第1側面から第1先端部までの最大の寸法より大きい。
 (12)上記(5)又は(6)の配線基板は、第1接続部に電気的に接続される、第1接続部材を更に備えている。平面視において、第1接続部材の少なくとも一部は、第1凹部と重なって位置している。
 (13)上記(1)~(12)の配線基板において、誘電体基板は、第2下面に開口を有する第2凹部を更に有している。平面視において、第2凹部は、第1信号導体の少なくとも一部と重なって位置している。
 (14)上記(13)の配線基板において、平面視において、第2凹部は、第1開口部の少なくとも一部と重なって位置している。平面視において、第1方向における第2凹部の最大の寸法は、第1方向における第1開口部の最大の寸法以下である。
 (15)上記(5)~(12)の配線基板において、誘電体基板は、第2下面に開口を有する第2凹部を更に有している。平面視において、第2凹部は、第1信号導体の少なくとも一部と重なって位置している。平面視において、第1方向における第2凹部の最大の寸法は、第1方向における第1凹部の最大の寸法よりも大きい。
 (16)本開示の一実施形態に係る電子部品実装用パッケージは、枠体と、枠体に固定された上記(1)~(15)の配線基板と、を備えている。枠体は、基部上および/又は誘電体基板上に接合されている。
 (17)本開示の一実施形態に係る電子モジュールは、上記(16)の電子部品実装用パッケージと、電子部品と、蓋体と、を備えている。電子部品は、基部上又は誘電体基板上に位置し、配線基板と電気的に接続されている。蓋体は、枠体上に位置し、電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置している。
本開示の第1実施形態に係る配線基板および電子部品実装用パッケージの斜視図である。 図1に示す要部Aの拡大図である。 基部を省略した、図1に示す要部Aをz軸の負の方向から見た斜視図である。 図1に示す要部Aの拡大平面図である。 図2において、接続部材を省略した図である。 図4において、接続部材を省略した図である。 図5に示す配線基板を、x軸方向から見た側面図である。 本開示の第1実施形態に係る基部の拡大斜視図である。 図8に示す基部の平面図である。 基部の変形例1を示す斜視図である。 基部の変形例2を示す斜視図である。 誘電体基板の変形例1を示す斜視図である。 誘電体基板の変形例1を示す図であって、図12をz軸の負の方向から見た斜視図である。 誘電体基板の変形例1を示す図であって、図13Aをz軸の負の方向から見たから見た平面図である。 誘電体基板の変形例2を示す斜視図である。 誘電体基板の変形例2を示す図であって、図14Aをz軸の負の方向から見た平面図である。 誘電体基板の変形例3を示す斜視図である。 誘電体基板の変形例3を示す図であって、図15Aをz軸の負の方向から見た平面図である。 接続部材を省略した、配線基板と外部基板の接続部を示す分解斜視図である。 配線基板と外部基板の接続部および第1接続部材の変形例1を示す平面図である。 第1接続部材の変形例2を示す斜視図である。 第1接続部材の変形例2を示す平面図である。 第1接続部材の変形例3を示す斜視図である。 第1接続部材の変形例3を示す側面図である。 第1接続部材の変形例4を示す斜視図である。 第1接続部材の変形例4を示す側面図である。 第1接続部材の変形例4を示す平面図である。 本開示の第2実施形態に係る配線基板の斜視図である。 基部の変形例3を備えた、本開示の第2実施形態に係る配線基板の斜視図である。 図22に示す配線基板をz軸の負の方向から見た斜視図である。 本開示の一実施形態に係る配線基板、電子部品実装用パッケージ、および電子モジュールの分解斜視図である。
  <配線基板の構成>
 以下、本開示のいくつかの例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、配線基板は、いずれの方向が上方も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。以下において、第1方向とは、例えば、図面で言うx方向を指す。第2方向とは、例えば、図面で言うy方向を指す。また、本開示においては、平面視は平面透視を含む概念である。また、本開示においては、側面視は側面透視を含む概念である。
 なお、基部1および誘電体基板2の変形例においては、実施形態と構成の異なるものについてのみ説明し、それ以外の構成については、実施形態と同様の符号を付すとともに説明を省略する。
  (第1実施形態)
 図1~図9を参照して本開示の第1実施形態に係る配線基板101について説明する。
 図2~図6に示すように、配線基板101は、金属材料で構成される基部1と、誘電体基板2と、第1信号導体S1と、を備えている。
 図8および図9に示すように、基部1は、第1上面1aと、第1下面1cと、第1側面1bと、第1上面1aに開口を有する第1開口部11と、を有している。第1下面1cは、第1上面1aと反対側に位置している。第1側面1bは、第1上面1aおよび第1下面1cと接続している。第1上面1aは、後述する電子部品103が搭載される搭載領域を含んでいてもよい。基部1は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが10mm×10mm~50mm×50mmで、厚みが0.5mm~20mmである。基部1を構成する金属材料としては、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケル又はコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金が挙げられる。この場合、基部1は、1枚の金属板又は複数の金属板を積層させた積層体であっても良い。また、基部1を構成する金属材料が、上記金属材料である場合には、酸化腐食を低減するために、基部1の表面には、電気めっき法又は無電解めっき法を用いて、ニッケル又は金等の鍍金層が形成されていてもよい。なお、ここで言う、基部1が金属材料で構成されるとは、実質的に金属材料で構成されるものであればよく、例えば、基部1が製造上不可避な非金属材料を含んだものであっても構わない。
 図2~図6に示すように、誘電体基板2は、第1上面1aに位置している。また、誘電体基板2は、第2上面2aと、第2下面2cと、第2側面2bと、を有している。第2下面2cは、第2上面2aと反対側に位置している。第2側面2bは、第2上面2aおよび第2下面2cと接続している。第2側面2bは、第1側面1bに沿って位置している。誘電体基板2の材料としては、例えば、酸化アルミニウム質燒結体、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又は窒化珪素質焼結体等のセラミック材料や、ガラスセラミック材料、ガラスエポキシ材料などの誘電体材料を用いることができる。また、後述する第2実施形態に示すように、誘電体基板2は、プリント基板(PCB:Printed Circuit Board)であってもよい。
 誘電体基板2は、例えば、半田、ろう材、ガラス又は樹脂接着材などの接着剤を介して基部1に接合することができる。なお、ろう材の材料としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム又はマグネシウムであり、ニッケル、カドミウム又はリンなどの添加物を含有させてもよい。
 一実施形態において、誘電体基板2は、基部1の第1上面1aの一部に位置しているが、誘電体基板2は、第1上面1aの全てを覆って位置していてもよい。この場合、誘電体基板2の第2上面2aは、後述する電子部品103を搭載する領域を含んでいてもよい。
 また、誘電体基板2は、単層であってもよいし、複数の誘電体層が積層された構成であっても良い。誘電体基板2は、例えば、平面視において、矩形状であり、大きさが4mm×4mm~50mm×50mmで、厚みが0.5mm~10mmである。
 誘電体基板2は、第2上面2a上に、更に誘電体層が位置する構成であっても良い。この場合、第2上面2a上に位置する誘電体層は、第2上面2aの一部を覆って位置していてもよいし、第2上面2aの全てを覆うように位置していてもよい。例えば、一実施形態において、誘電体基板2は、壁部25を有している。壁部25は、平面視において、第1信号導体S1の一部と重なって位置している。また、壁部25の上面および側面には、接地用の導体が位置していてもよい。
 誘電体基板2は、例えば、次のように製造することができる。複数のグリーンシートを金型等によって加工し、誘電体基板2の外形に形成された複数のグリーンシートを準備する。次に、複数のグリーンシートの外縁部が一致するように積層し、グリーンシート積層体を形成する。グリーンシート積層体を焼成することによって、複数のグリーンシートを焼結させて、誘電体基板2を得ることができる。
 図2~図6に示すように、第1信号導体S1は、第2上面2aに位置している。また、第1信号導体S1は、第2側面2bから遠ざかる第1方向(x方向)に延びる第1線路部S1Lと、第1線路部S1Lと第2側面2bとの間に位置する第1接続部S1Pと、を有している。第1信号導体S1の材料としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料が挙げられる。また、第1信号導体S1は、第2上面2aに金属ペーストを焼結して形成されてもよいし、蒸着法又はスパッタ法などの薄膜形成技術を用いて形成されてもよい。第1信号導体S1は、例えば、幅が0.05mm~2mmで、長さが、1.5mm~25mmである。第1信号導体S1の厚みは、例えば、0.01~0.1mmである。なお、ここで言う第1信号導体S1の幅、長さ、厚みとは、それぞれ、第1信号導体S1のx方向における寸法、y方向における寸法、z方向における寸法とすることができる。また、第1信号導体S1の幅、長さ、厚みはそれぞれ一定でなくてもよく、途中で変化していてもよい。
 第1信号導体S1の表面には、ニッケルめっきや金めっきなどの金属めっきが形成されていてもよい。また、第1信号導体S1上の一部には、セラミック(例えばアルミナコート)又は樹脂などの絶縁膜が位置していてもよい。絶縁膜は、第1信号導体S1上にスクリーン印刷により設けることができる。また、絶縁膜は、第1信号導体S1上の一部のみに位置していてもよい。このような構成により、第1信号導体S1が、他の配線と短絡してショートする可能性を低減することができる。
 図6に示すように、一実施形態において、第1信号導体S1は、平面視において、第2側面2bと接して位置している。言い換えれば、第1信号導体S1は、第2側面2bに達して位置している。なお、第1信号導体S1は、必ずしも第2側面2bと接している必要はなく、平面視において、第2側面2bと離れて位置していてもよい。
 図6に示すように、y方向における第1接続部S1Pの最大の寸法Ls1aは、y方向における第1線路部S1Lの最大の寸法Ls1cよりも大きい。このような構成であることによって、後述する第1接続部材31を安定して接続することができる。
 図6に示すように、一実施形態において、第1接続部S1Pは、後述する突出部S1aを有している。従って、一実施形態においては、y方向における第1接続部S1Pの最大の寸法Ls1aとは、突出部S1aを含んだ寸法であってもよい。また、一実施形態においては、y方向における突出部S1a以外の第1接続部S1Pの寸法Ls1pも、y方向における第1線路部S1Lの最大の寸法Ls1cよりも大きい。
 また、図6に示すように、一実施形態において、第1信号導体S1は、第1接続部S1Pとは反対側(x軸の正の方向)において、第2接続部S1bを有している。y方向における第2接続部S1bの寸法Ls1bは、y方向における第1線路部S1Lの最大の寸法Ls1cよりも大きい。第2接続部S1bには、第1接続部S1Pと同様にリード端子やワイヤなどの導電性の接続部材が接合されてもよい。
 図4および図5に示すように、配線基板101は、第2上面2aに位置する上面接地導体G2を備えていてもよい。一実施形態において、上面接地導体G2は、第1上面接地導体G21および第2上面接地導体G22を、有している。この場合、第1信号導体S1は、第1上面接地導体G21および第2上面接地導体G22の間に位置している。このような構成であることによって、接地電位を強化し、電解結合を強くすることができるため、高周波信号を伝送する際の電界分布が所望の範囲より広がることによって生じるクロストークや共振が発生する可能性を低減することができる。
 また、図3および図4に示すように、第2下面2cには、下面接地導体G1が位置していてもよい。下面接地導体G1は、第1開口領域G11を有している。より具体的には、z軸の負の方向からの平面視において、第1開口領域G11と重なる位置において、第2下面2cが露出している。平面視において、第1開口領域G11は、第1開口部11内に位置するとともに、第1接続部S1Pと重なって位置している。このような構成であることによって、z方向において、第1接続部S1Pに近接する金属部分(基部1や下面接地導体G1)を遠ざけることができる。このため、第1信号導体S1において、後述する第1接続部材31を安定して接続するために第1接続部S1Pを設けた場合における、第1接続部材31の接続部周辺のインピーダンスの値が低下する可能性を低減することができる。また、平面視において、第1開口領域G11が、第1開口部11内に位置しているため、より第1接続部材31周辺の実効比誘電率を下げることができる。このため、第1接続部材31の接続部周辺のインピーダンスの値が低下する可能性をさらに低減することができる。
 図3に示すように、一実施形態において、第1開口領域G11は、第2側面2bと交差して位置しているが、必ずしも第1開口領域G11は、第2側面2bと交差して位置していなくてもよい。つまり、平面視において、第1開口領域G11は、第2側面2bと間を空けて位置していてもよい。
 また、下面接地導体G1は、誘電体基板2に設けられたビアや、第2側面2bを含む誘電体基板2の側面に形成された導体によって、後述する第1上面接地導体G21、第2上面接地導体G22、内層接地導体G3と電気的に接続されていても良い。更に、下面接地導体G1は、基部1と電気的に接続されていてもよい。
 図4および図6に示すように、平面視において、第1開口部11は、第1信号導体S1の少なくとも一部と重なって位置している。このような構成であることによって、平面視において、第1信号導体S1と重なって位置する、基部1の体積を減少させることができる。第1開口部11は、空気あるいは樹脂材料やガラス材料等の誘電体材料で満たされており、基部1よりも誘電率が低くなっている。このため、第1信号導体S1において、後述する第1接続部材31を安定して接続するために第1接続部S1Pを設けた場合に、インピーダンスの値が低下する可能性を低減することができる。
 一実施形態において、第1開口部11は、第1上面1aから第1側面1bにかけて切りかかれた形状であるが、後述する基部1の変形例1のように、第1上面1a、第1側面1b、および、第1下面1cにかけて切りかかれた形状であってもよい。また、第1開口部11は、後述する基部1の変形例2のように、第1上面1aに開口を設けた凹状であってもよい。また、一実施形態において、平面視における第1開口部11の形状は、一部の角が丸い矩形状であるが、第1開口部11の形状は、矩形状であってもよいし、円形状であってもよい。また、基部1は、第1開口部11を複数有していてもよい。
 また、平面視において、第1信号導体S1は、第1開口部11のy方向における中心に位置していても良い。つまり、平面視において、第1開口部11が、第1信号導体S1を挟んで線対称に位置していてもよい。このような構成であることによって、第1信号導体S1の左右に位置する基部1を、均等に減少させることができるので、第1信号導体S1におけるインピーダンスの値の調整が容易となる。
 図4および図6に示すように、平面視において、第2側面2bは、第1側面1bに沿って位置していてもよい。この場合、図8および図9に示すように、第1開口部11は、第1側面1bと交差して位置していてもよい。より具体的には、第1開口部11は、第1上面1aから第1側面1bにかけて切りかかれた形状であってもよい。このような構成であることによって、第1信号導体S1におけるインピーダンスの低下をより効率的に低減することができる。
 図8および図9に示す基部1および第1開口部11は、第1開口部11を有する基部1の外形に形成された金属板と、基部1の外形に形成された金属板と、を積層することによって製造することができる。このような構成であれば、後述する基部1の変形例1の場合と比較して、基部1が積層体であった場合に、基部1の製造工程を削減することができる。
 図10は、基部1の変形例1を示している。図10に示すように、基部1の第1開口部11は、第1上面1a、第1側面1b、および、第1下面1cと交差して位置している。言い換えると、第1開口部11は、基部1を第1上面1aから第1下面1cにかけて貫通するとともに、第1側面1bと交差して位置している。
 図11は、基部1の変形例2を示している。図11に示すように、基部1の第1開口部11は、第1側面1bと交差して位置していなくてもよい。つまり、第1開口部11は、第1側面1bと間を空けて位置していてもよい。また、この場合、第1開口部11は第1上面1aから第1下面1cにかけて貫通していてもよい。
 図4および図6に示すように、一実施形態において、第2側面2bは、平面視において、第1側面1bと面一となっているが、第2側面2bは、第1側面1bと離れて位置していてもよい。
 図6に示す一実施形態のように、第1信号導体S1が、第2側面2bと接して位置している場合には、第1開口部11が、第1側面1bと交差して位置しているため、第1信号導体S1と重なって位置する基部1を減少させることができる。このため、第1信号導体S1におけるインピーダンスの低下をより効率的に低減することができる。
 また、図4に示すように、第1信号導体S1に、後述する第1接続部材31が接続された場合、第2側面2b付近ではインピーダンスの値が低下する可能性がある。このため、第1開口部11が、第1側面1bと交差して位置していることによって、第2側面2b付近における第1信号導体S1のインピーダンスの値の低下を低減することができる。
 図6に示すように、第1側面1bと沿う第2方向(y方向)における第1開口部11の最大の寸法Ly11は、第2方向における第1接続部S1Pの最大の寸法Ls1a以上であってもよい。つまり、平面視において、第1接続部S1Pは、y方向において、第1開口部11内に位置していてもよい。これにより、第1信号導体S1において、後述する第1接続部材31を安定して接続するために第1接続部S1Pを設けた場合に、インピーダンスの値が低下する可能性を低減することができる。
 図5および図6に示すように、誘電体基板2は、第1凹部21を更に有していてもよい。この場合、第1凹部21は、第2上面2aおよび第2側面2bに交差して位置している。第1凹部21は、平面視において、第1開口部11と重なって位置している。また、第1凹部21は、第1内壁面211を含んでいてもよい。第1内壁面211は、第2上面2aおよび第2側面2bと連続している。第1信号導体S1(第1接続部S1P)は、第1内壁面211にまで延びて位置している。この場合、平面視において、y方向における第1凹部21の最大の寸法Ly21は、y方向における第1接続部S1Pの最大の寸法Ls1aよりも小さくてもよい。第1凹部21のy方向に第1信号導体S1が配置されることにより、第1信号導体S1のインピーダンスの値の低下を低減できると同時に、インピーダンスの値の調整を容易にすることができる。第1信号導体S1が、第1内壁面211にまで延びて位置しているとは、第1信号導体S1が、第1内壁面211において、いわゆるキャスタレーションを形成していると言い換えることができる。つまり、第1信号導体が、第1内壁面211上にも位置している。一実施形態において、第1凹部21は、第2上面2a、第2側面2b、第2下面2cと交差して位置している。言い換えると、第1凹部21は、第2上面2aから第2下面2cにかけて貫通するとともに、平面視において、第2側面2bと接して位置している。
 また、図3から図6に示すように、配線基板101が、前述した第1上面接地導体G21および第2上面接地導体G22を更に備えている場合、誘電体基板2は、第2上面2aに位置する第3凹部23および第4凹部24を更に有していてもよい。第3凹部23は、第2側面2bおよび第1上面接地導体G21と接して位置している。第4凹部24は、第2側面2bおよび第2上面接地導体G22と接して位置している。
 第3凹部23は、第2上面2aおよび第2側面2bと連続する第3内壁面233を含んでいてもよい。この場合、第1上面接地導体G21は、第3内壁面233にまで延びて位置していていもよい。
 第4凹部24は、第2上面2aおよび第2側面2bと連続する第4内壁面244を含んでいてもよい。この場合、第2上面接地導体G22は、第4内壁面244にまで延びて位置していていもよい。
 図5に示すように、一実施形態において、z方向における第3凹部23の最大の寸法Lz23およびz方向における第4凹部24の最大の寸法Lz24は、z方向における第1凹部21の最大の寸法Lz21と同じであっても異なっていてもよい。z方向における第3凹部23の最大の寸法Lz23およびz方向における第4凹部24の最大の寸法Lz24が、z方向における誘電体基板2の第2側面2bの寸法Lz2bと同じである場合には、誘電体基板2の接地状態をより良好にできるため、第1信号導体S1の高周波特性を向上させることができる。
 図12は、誘電体基板2の変形例1を示している。誘電体基板2の変形例1においては、図12に示すように、第1凹部21が、第2下面2cにまで貫通して位置していない。言い換えると、第1凹部21は、第2上面2aから第2側面2bにかけて切りかかれた形状である。
 図12、図13A,図13Bに示すように平面視において、x方向における第1側面1bから第1開口部11の内縁までの最大の距離Lx11は、x方向における第1凹部21の最大の寸法Lx21よりも大きくてもよい。このような構成であることによって、後述する第1接続部材31と第1信号導体S1の接続領域を確保しつつ、第1信号導体S1におけるインピーダンスの値の低下を低減することができる。
 図3~図7に示すように、配線基板101は、上面接地導体G2と、内層接地導体G3と、を更に備えていてもよい。上面接地導体G2は、第2上面2aにおいて、第1信号導体S1と間を空けて位置している。内層接地導体G3は、誘電体基板2内に位置している。第1接続部S1Pは、第2側面2b側に位置する第1端部S1eを有している。上面接地導体G2は、第2側面2b側に位置する第2端部G21e(G22e)を有している。内層接地導体G3は、第2側面2b側に位置する第3端部G3eを有している。一実施形態において、第1接続部S1Pは、後述する突出部S1aを有しており、この場合、突出部S1aと第1端部S1eは同じである。第1接続部S1Pが、突出部S1aを有していない場合には、第1端部S1eは、第2側面2bに近接する第1接続部S1Pの外縁部であると言い換えることができる。また、一実施形態において第1端部S1eは、第1凹部21を挟んで対称に位置しているが、片側のみに位置していてもよい。上面接地導体G2の第2端部G21e(G22e)は、第1上面接地導体G21の第2端部G21e、および、第2上面接地導体G22の第2端部G22eであると言い換えることができる。なお、一実施形態において、第1端部S1e、第2端部G21e(G22e)、第3端部G3eは、第2側面2bに露出しているが、必ずしも、第2側面2bに露出している必要はない。
 図7に示すように、側面視又は平面視において、y方向における第1端部S1eと第2端部G21e(G22e)との最小の距離L1は、y方向における第1端部S1eと第3端部G3eとの最小の距離L2よりも大きい。このような構成であることによって、第1接続部S1Pに第1接続部材31を接続する際に、接合材が垂れて、上面接地導体G2(第1上面接地導体G21、第2上面接地導体G22)と接触し、ショートする可能性を低減することができる。また、内層接地導体G3を、第1信号導体S1に近づけることで、第1信号導体S1における高周波特性を向上させることができる。
 上述した、下面接地導体G1、上面接地導体G2、内層接地導体G3の材料は、第1信号導体S1と同じであっても異なっていてもよい。下面接地導体G1、上面接地導体G2、内層接地導体G3は、例えば、第1信号導体S1と同様の手法によって形成することができる。
 図4~図7に示すように、第1接続部S1Pは、突出部S1aを有していてもよい。突出部S1aは、第2上面2aにおいて、第2側面2bに沿うとともにy方向に突出している。このような構成であることによって、第1接続部材31と外部基板が接続する箇所において誘導性成分が増加した場合であっても、第1信号導体S1に容量成分を追加することができるため、インピーダンスの値の調整を容易にすることができる。一実施形態において突出部S1aは、平面視において、第2側面2bと接している。なお、一実施形態において、突出部S1aは、第1凹部21を挟んで対称に位置しているが、片側のみに位置していてもよい。
 図2~図4に示すように、配線基板101は、第1接続部S1Pの少なくとも一部に電気的に接続される第1接続部材31を更に備えていてもよい。この場合、第1接続部材31は、平面視において、第1信号導体S1と重なる第1先端部31eを有していてもよい。平面視において、第1先端部31eは、第1開口部11内に位置していてもよい。平面視において、第1接続部材31と第1接続部S1Pが重なる部分において、インピーダンスの値が低下する可能性がある。しかし、上述のような構成であることによって、第1接続部S1Pにおけるインピーダンスの値が低下する可能性を低減することができる。
 一実施形態において、第1接続部材31は、リード端子であるが、これに限られず、第1接続部材31は、例えば、ワイヤなどの導電性の部材であってもよいし、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)であってもよい。また、第1接続部材31の先には、フレキシブル基板や、電子回路が形成されたプリント基板が接続されていてもよい。後述する第2接続部材32および第3接続部材33についても、第1接続部材31と同様の部材であってもよい。
 図4に示すように、y方向における第1接続部材31の最大の寸法Ly31は、y方向における第1開口部11の最大の寸法Ly11よりも小さくてもよい。つまり、インピーダンスの値が低下する可能性のある、第1接続部材31と第1信号導体S1が重なる部分が、平面視で、y方向において、第1開口部11内に位置している。このような構成であることによって、第1信号導体S1におけるインピーダンスの値の調整を容易にすることができる。
 図4に示すように、x方向における第1側面1bから第1開口部11の内縁までの最大の距離Lx11は、x方向における第1側面1bから第1先端部31eまでの最大の寸法L31eより大きくてもよい。つまり、インピーダンスの値が低下する可能性のある、第1接続部材31と第1接続部S1Pが重なる部分が、平面視で、x方向において、第1開口部11内に位置している。このような構成であることによって、第1信号導体S1におけるインピーダンスの値の調整を容易にすることができる。
 図4に示すように、平面視において、第1接続部材31の少なくとも一部は、第1凹部21と重なって位置していてもよい。第1信号導体S1に第1接続部材31を接合するために第1信号導体S1の面積を大きくする(第1接続部S1Pを設ける)と、インピーダンスの値が低下する可能性があるが、第1凹部21を設けることでインピーダンスの値の低下を低減することができる。
 図12および図13A,図13Bに示す誘電体基板2の変形例1のように、誘電体基板2は、第2上面2aと反対側の第2下面2cと、第2下面2cに開口を有する第2凹部22と、を更に有していてもよい。この場合、図13Bに示すように、平面視において、第2凹部22は、第1信号導体S1の少なくとも一部と重なって位置していてもよい。このような構成であることによって、平面視において、第1信号導体S1と重なって位置する、誘電体基板2の体積を減少させることができる。第2凹部22は、空気あるいは樹脂材料やガラス材料等の誘電体材料で満たされており、誘電体基板2よりも誘電率が低くなっている。このため、第1信号導体S1において、誘電体基板2に起因するインピーダンスの低下を低減することができる。
 図13A,図13Bに示す誘電体基板2の変形例1において、誘電体基板2は、第1凹部21および第2凹部22を有しているが、必ずしも、第1凹部21を有している必要はなく、第2凹部22のみを有していてもよい。
 図14A,図14Bは、誘電体基板2の変形例2を示し、図15A,図15Bは、誘電体基板2の変形例3を示している。図14A,図14Bおよび図15A,図15Bに示すように、第2凹部22は、第2側面2bと交差して位置していてもよい。言い換えると、第2凹部22は、第2下面2cから第2側面2bにかけて切りかかれて位置していてもよい。
 誘電体基板2が、第1凹部21および第2凹部22を有している場合には、図14Aに示す誘電体基板2の変形例2のように、第1凹部21および第2凹部22がつながって位置していてもよい。図14Aに示す誘電体基板2の変形例2においては、第1凹部21と第2凹部22は、第2側面2bにおいてつながっている。このような構成である場合、第1凹部21と第2凹部22が分離して位置している場合と比較して、平面視において、第1信号導体S1と重なる誘電体基板2を更に少なくすることができるので、インピーダンスの値の低下を低減することができる。また、上述のような構成であることによって、第1凹部21と第2凹部22の間に誘電体層を設ける必要がないので、第1凹部21と第2凹部22が分離して位置している場合と比較して、誘電体基板2を低背化することができる。
 また、誘電体基板2が、第1凹部21および第2凹部22を有している場合には、図15Aに示す誘電体基板2の変形例3のように、第1凹部21および第2凹部22が分離して位置していてもよい。このような構成である場合には、第1凹部21および第2凹部22がつながっている場合と比較して、誘電体基板2の強度を向上させることができる。
 また、図13B、図14Bおよび図15Bに示すように、平面視において、第2凹部22は、第1凹部21と重なって位置していてもよいし、第1凹部21と離れて位置していてもよい。平面視において、第2凹部22が、第1凹部21と重なって位置している場合には、平面視において、第2凹部22が、第1凹部21と離れて位置している場合と比較して、第1信号導体S1と第1接続部材31が重なる部分を第1凹部21および第2凹部22によって途切れることなく、覆うことができるので、第1信号導体S1において更なるインピーダンスの値の低下を低減することができる。
 平面視において、第2凹部22は、第1開口部11の少なくとも一部と重なって位置していてもよい。この場合、平面視において、x方向における第2凹部22の最大の寸法Lx22は、x方向における第1開口部11の最大の距離Lx11以下であってもよい。このような構成であることによって、信号導体S1において、インピーダンスの値が低下する可能性を低減しつつ、誘電体基板2の強度が低下する可能性を低減することができる。
 また、x方向における第2凹部22の最大の寸法Lx22は、x方向における第1開口部11の最大の距離Lx11と一致していてもよい。このような構成であることによって、第1信号導体S1におけるインピーダンスの値の低下をより効率的に低減することができる。
 図13B、図14Bおよび図15Bに示すように、平面視において、x方向における第2凹部22の最大の寸法Lx22は、x方向における第1凹部21の最大の寸法Lx21よりも大きくてもよい。このような構成であることによって、第1接続部材31と誘電体基板2が重なる体積を小さくすることができるので、配線基板101を小型することができる。
 図16に示すように、配線基板101は、外部基板4と電気的に接続されていてもよい。外部基板4は、基板41と、基板41の上面に位置する第2信号導体S2を備えている。図示しないが、第1信号導体S1と第2信号導体S2は、前述した第1接続部材31によって電気的に接続されている。
 外部基板4は、基板41の上面に位置する第1外部上面接地導体G4および第2外部上面接地導体G5を備えていてもよい。この場合、第2信号導体S2は、第1外部上面接地導体G4と第2外部上面接地導体G5の間に位置していてもよい。第1外部上面接地導体G4と第1上面接地導体G21は、前述した第2接続部材32によって電気的に接続されていてもよい。また、第2外部上面接地導体G5と第2上面接地導体G22は、前述した第3接続部材33によって電気的に接続されていてもよい。
 外部基板4は、基板41の下面に位置する外部下面接地導体G6を備えていてもよい。外部下面接地導体G6は、第1外部上面接地導体G4および/又は第2外部上面接地導体G5と、ビアやキャスタレーションによって電気的に接続されていてもよい。
 また、外部基板4は、基板側面41bを有しており、基板側面41bは、基部1の第1側面1bと向かい合って位置している。基板側面41bは、第1側面1bと導電性の接合材Fによって接合されていてもよい。この場合、外部下面接地導体G6と下面接地導体G1は、接合材Fによって電気的に接続されていてもよい。
 接合材Fは、第1上面1aの一部にまで及んでいてもよい。また、第1信号導体S1におけるインピーダンスの値が低下することを低減するため、接合材Fは、第1開口部11に及んでいなくてもよい。
 接合材Fは、側面視において、第1信号導体S1および第2信号導体S2と間を空けて位置していてもよい。このような構成であることによって、接合材Fが第1信号導体S1、第2信号導体S2、および、第1接続部材31と接してショートする可能性を低減することができる。
 一実施形態において、接合材Fは、銀エポキシ樹脂を含んでいてもよい。接合材Fが銀エポキシ樹脂を含む場合、銀エポキシ樹脂は、半田やろう材と比較して、粘性が高いため、流れ落ちにくい。従って、所望の位置に接合材Fを位置させることが容易になる。なお、接合材Fは、半田やろう材などであってもよい。
 上述のように、外部下面接地導体G6と下面接地導体G1が、接合材Fを介して電気的に接続されていることによって、外部基板4と配線基板101の接地電位のずれを低減し、接地状態を強化することができる。このため、第1信号導体S1および第2信号導体S2において、信号の伝送の際にクロストーク特性などの高周波特性を向上させることができる。
 図16に示すように、外部基板4は、基板41の下方に位置する台座部42を備えていてもよい。この場合、基板41は、台座部42に直接接合されていてもよいし、外部基板4が外部下面接地導体G6を備えている場合には、外部下面接地導体G6を挟んで接合されていてもよい。また、側面視において、基板41と台座部42の間にまで接合材Fが及んでいてもよい。つまり、基板41および/又は外部下面接地導体G6と台座部42は、接合材Fによって接合されていてもよい。
 図17は、配線基板101と外部基板4の接続部および第1接続部材31の変形例1を示す平面図である。第1接続部材31の変形例1は、第1幅狭部31nと、第1幅広部31wを有している。平面視において、y方向における第1幅広部31wの寸法L31wは、y方向における第1幅狭部31nの寸法L31nよりも大きい。ここで、y方向における第1幅広部31wの寸法L31wとは、y方向における第1接続部材31の最大の寸法と言い換えても良い。本変形例において、第1幅広部31wは、平面視において、円弧形状を有しており、第1幅狭部L31nと連続している。本変形例において、外部接続部材31は、平面視において、第1幅広部31wで膨らんだ形状であると言い換えることができる。また、第1幅広部31wは、第1接続部材31の長手方向に左右対称の形状であるが、必ずしも左右対称の形状である必要はなく、例えば、第1接続部材31の片側(例えばy方向の正の側)のみに、第1幅広部31wが位置している形状であってもよい。
 図17に示すように、第1幅広部31wは、平面視において、第1側面1bと、基板側面41bとの間に位置している。このような構成であることによって、第1信号導体S1および第2信号導体S2との間で信号が伝送される際において、インピーダンスが急激に変動する可能性を低減し、不要な電気信号が第1信号導体S1および第2信号導体S2に反射する可能性を低減することができる。なお、図17において、第1側面1bは、第2側面2bと面一となっているため、第1幅広部31nは、平面視において、第2側面2bと、基板側面41bとの間に位置していると言い換えることができる。
 なお、図17において、y方向における第1幅広部31wの寸法L31wは、y方向における第2信号導体S2の寸法Ls2よりも大きい。なお、y方向における第1幅広部31wの寸法L31wは、y方向における第2信号導体S2の寸法Ls2より小さくてもよいし、同じであってもよい。寸法L31wが寸法Ls2よりも大きい場合、第1接続部材31で局所的にインピーダンスが高くなる可能性を低減することができる。
 また、図17において、y方向における第1幅広部31wの寸法L31wは、y方向における第1接続部S1Pの最大の寸法Ls1aよりも小さい。なお、y方向における第1幅広部31wの寸法L31wは、y方向における第1接続部S1Pの最大の寸法Ls1aより大きくてもよいし、同じであってもよい。
 また、図17には、第2接続部材32の変形例および第3接続部材33の変形例についても示してある。本変形例において、第2接続部材32は、第2幅狭部32nと、第2幅広部32wを有している。第2幅狭部32n、第2幅広部32wは、それぞれ、第1幅狭部31n、第1幅広部31wと同様に定義することができる。また、第3接続部材33は、第3幅狭部33nと、第3幅広部33wを有している。第3幅狭部33、第3幅広部33wについても、それぞれ、第1幅狭部31n、第1幅広部31wと同様に定義することができる。
 図18A,図18Bは、第1接続部材31の変形例2を示す図である。本変形例においても、第1接続部材31は、第1幅狭部31nと、第1幅広部31wを有している。第1接続部材31の変形例2は、第1幅広部31wが、y方向に沿う直線形状を有している点が、第1接続部材31の変形例1と異なる。
 図19A,図19Bは、第1接続部材31の変形例3を示す図である。本変形例においても、第1信号導体S1は、第1幅狭部31nと、第1幅広部31wを有しているが、y方向からの平面視において、z方向における第1幅広部31wの寸法H31wが、z方向における第1幅狭部31nの寸法H31nよりも大きい。
 図20A,図20B,図20Cは、第1接続部材31の変形例4を示す図である。本変形例において、y方向からの平面視において、z方向における第1幅広部31wの寸法H31wが、z方向における第1幅狭部31nの寸法H31nよりも大きく(図20B)、かつ、平面視において、y方向における第1幅広部31wの寸法L31wは、y方向における第1幅狭部31nの寸法L31nよりも大きい(図20C)。
 図17~図20A,図20B,図20Cは、第1接続部材31の各変形例を示しているが、第2接続部材32および第3接続部材33を、第1接続部材31の各変形例と同様の形状としてもよい。
  (第2実施形態)
 次に、図21~図23を参照して、本開示の第2実施形態に係る配線基板101について説明する。なお、以下では、第2実施形態の構成のうち、第1実施形態の構成と異なるものについてのみ説明し、それ以外の構成については、第1実施形態と同様の符号を付すとともに説明を省略する。
 図21に示すように、第2実施形態に係る配線基板101は、第1実施形態に対して、誘電体基板2が、プリント基板である場合について図示している。
 図22および図23は、基部1の変形例3を備えた配線基板101を示す図である。上述の実施形態と比較して、基部1が第2開口部12を備えている点が異なる。第2開口部12は、第1下面1cから第1側面1bにかけて切りかかれた形状である。図22および図23に示すように、本変形例において、y方向における第2開口部12の最大の寸法Ly12は、y方向における第1開口部11の最大の寸法Ly11よりも大きくてもよい。また、x方向における第1側面1bから第2開口部12の内縁までの最大の距離Lx12は、x方向における第1側面1bから第1開口部11の内縁までの最大の距離Lx11よりも大きくてもよい。言い換えると、平面視において、第2開口部12内に第1開口部11が位置していてもよい。
  <電子部品実装用パッケージの構成>
 図1および図24に示すように、本開示の一実施形態に係る電子部品実装用パッケージ100は、枠体102と、枠体102に固定された配線基板101と、を備えている。枠体102は、基部1上および誘電体基板2上に接合されている。また、枠体102は、基部1上又は誘電体基板2上のいずれかにのみ接合されていてもよい。
 枠体102は、基部1上および/又は誘電体基板2上に位置し、平面視において、内部に位置する電子部品103を保護している。つまり、平面視において、枠体102は、電子部品103を取り囲むように位置している。図1に示すように、一実施形態においては、枠体102と誘電体基板2によって、基部1の第1上面1aが囲まれている。このように、枠体102は、基部1の第1上面1aの全てを囲っていなくてもよい。
 枠体102は平面視において、矩形状であってもよい。この場合、枠体102および基部1によって、誘電体基板2が挟まれる構造となっていてもよい。また、図24に示すように、枠体102は、誘電体基板2を接合するための切欠き部102Kを有していてもよい。
 枠体102の材料は、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケル又はコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金であってもよい。枠体102の材料が上述のような金属材料である場合、配線基板101を切欠き部102Kにはめ込んで接合することができる。
 また、枠体102の材料は、絶縁材料であって、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、窒化珪素質焼結体又はガラスセラミックス等のセラミック材料であってもよい。また、枠体102の材料は、誘電体基板2と同じ材料であってもよい。この場合、枠体102および誘電体基板2は、一体として成形することができる。
 枠体102は、ろう材等を介して基部1に接合することができる。なお、ろう材の材料は、例えば、銀、銅、金、アルミニウム又はマグネシウムであり、ニッケル、カドミウム又はリンなどの添加物を含有させてもよい。
 一実施形態に係る電子部品実装用パッケージ100は、例えば、無線通信用や光通信用の半導体部品を搭載するためのパッケージに用いることができる。この場合、配線基板101は、電子部品実装用パッケージ100において、例えば、半導体素子などの電子部品103と外部とを電気的に接続して、電気信号を伝送するとともに入出力するための入出力端子として使用することができる。
  <電子モジュールの構成>
 図24に示すように、本開示の一実施形態に係る電子モジュール10は、電子部品実装用パッケージ100と、電子部品103と、蓋体104と、を備えている。電子部品103は、基部1上又は誘電体基板2上に位置し、配線基板101と電気的に接続されている。蓋体104は、枠体102上に位置し、電子部品実装用パッケージ100の内部を覆って位置している。
 電子部品103は、例えば、無線信号や光信号を電気信号に変換、又は、電気信号を光信号や無線信号に変換するなど信号の処理を行う部品であってもよい。一実施形態において、電子部品103は、基部1上に位置し、電子部品実装用パッケージ100に収納されている。
 電子部品103としては、例えば、半導体レーザー(LD)又は、フォトダイオード(PD)等の光半導体素子、半導体集積回路素子および光センサ等のセンサ素子が挙げられる。電子部品103は、例えばガリウム砒素又は窒化ガリウムなどの半導体材料によって形成できる。電子部品103が、光半導体素子である場合、電子モジュール10は光通信用モジュールとして用いることができる。
 蓋体104は、枠体102上に、電子部品実装用パッケージ100の内部を覆って位置し、枠体102とともに電子部品103を保護する。蓋体104は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが10mm×10mm~50mm×50mmで、厚みが0.5mm~2mmである。蓋体104の材料としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン又はタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を複数組み合わせた合金などが挙げられる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、蓋体104を構成する金属部材を作製することができる。
 電子モジュール10は、蓋体104と枠体102の間に位置するシールリングを更に備えていてもよい。シールリングは、蓋体104と枠体102を接合する機能を有する。シールリングは枠体102上に位置しており、平面視において電子部品103を取り囲んでいる。シールリングの材料としては、例えば、鉄、銅、銀、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン又はタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を複数組み合わせた合金などが挙げられる。なお、枠体102上にシールリングを設けない場合には、蓋体104は、例えば、半田、ろう材、ガラス又は樹脂接着材などの接着剤を介して枠体102上に接合されてもよい。
 なお、一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ない。また、各変形例同士の組み合わせも可能である。
 一実施形態に係る配線基板は、上記のような構成であることにより、配線基板を小型化した際に、第1信号導体におけるインピーダンスを調整することができる。
 このため、第1信号導体における信号の伝送特性を向上させることが可能である。
 このことによって、信号、特に高周波信号の伝送における損失を低減可能な電子部品実装用パッケージ、および電子モジュールを提供することができる。
 本開示は、配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージおよび電子モジュールとして利用できる。
1 基部
1a 第1上面
1b 第1側面
1c 第1下面
11 第1開口部
12 第2開口部
2 誘電体基板
2a 第2上面
2b 第2側面
2c 第2下面
21 第1凹部
211 第1内壁面
22 第2凹部
222 第2内壁面
23 第3凹部
233 第3内壁面
24 第4凹部
244 第4内壁面
25 壁部
31 第1接続部材
31e 第1先端部
31w 第1幅広部
31n 第1幅狭部
32 第2接続部材
32w 第2幅広部
32n 第2幅狭部
33 第3接続部材
33w 第3幅広部
33n 第3幅狭部
4 外部基板
41 基板
41b 基板側面
42 台座部
S1 第1信号導体
S1P 第1接続部
S1e 第1端部
S1a 突出部
S1b 第2接続部
S1L 第1線路部
S2 第2信号導体
G1 下面接地導体
G11 第1開口領域
G2 上面接地導体
G21 第1上面接地導体
G21e 第2端部
G22 第2上面接地導体
G22e 第2端部
G3 内層接地導体
G3e 第3端部
G4 第1外部上面接地導体
G5 第2外部上面接地導体
G6 外部下面接地導体
Lx11 x方向における第1側面から第1開口部の内縁までの最大の距離
Ly11 y方向における第1開口部の最大の寸法
Lx12 x方向における第1側面から第2開口部の内縁までの最大の距離
Ly12 y方向における第2開口部の最大の寸法
Lx21 x方向における第1凹部の最大の寸法
Ly21 y方向における第1凹部の最大の寸法
Lz21 z方向における第1凹部の最大の寸法
Lx22 x方向における第2凹部の最大の寸法
Ly22 y方向における第2凹部の最大の寸法
Lz22 z方向における第2凹部の最大の寸法
Lz23 z方向における第3凹部の最大の寸法
Lz24 z方向における第4凹部の最大の寸法
Ls1a y方向における第1接続部の最大の寸法
Ls1p y方向における突出部以外の第1接続部の寸法
Ls1c y方向における第1線路部の最大の寸法
Ls1b y方向における第2接続部の寸法
Ls2 y方向における第2信号導体の寸法
L1 第1接続部と上面接地導体との最小の距離
L2 第1接続部と内層接地導体との最小の距離
L31w y方向における第1幅広部の寸法
H31w z方向における第1幅広部の寸法
L31n y方向における第1幅狭部の寸法
H31n z方向における第1幅狭部の寸法
F 接合材
10 電子モジュール
100 電子部品実装用パッケージ
101 配線基板
102 枠体
102K 切欠き部
103 電子部品
104 蓋体

Claims (17)

  1.  第1上面と、該第1上面と反対側の第1下面と、前記第1上面および前記第1下面と接続する第1側面と、前記第1上面に開口を有する第1開口部と、を有し、金属材料で構成される基部と、
     第2上面と、該第2上面と反対側の第2下面と、前記第2上面および前記第2下面と接続し前記第1側面に沿って位置する第2側面と、を有し、前記第1上面に位置する誘電体基板と、
     前記第2側面から遠ざかる第1方向に延びる第1線路部と、前記第1線路部と前記第2側面との間に位置する第1接続部と、を有し、前記第2上面に位置する第1信号導体と、を備え、
     前記第1側面に沿う第2方向における前記第1接続部の最大の寸法は、前記第2方向における前記第1線路部の最大の寸法よりも大きく、
     平面視において、前記第1開口部は、前記第1接続部の少なくとも一部と重なって位置している、配線基板。
  2.  前記第2下面に位置し、第1開口領域を有する下面接地導体を更に備え、
     平面視において、前記第1開口領域は、前記第1開口部内に位置するとともに、前記第1接続部と重なって位置している、請求項1に記載の配線基板。
  3.  前記第1開口部は、前記第1側面と交差して位置している、請求項1又は2に記載の配線基板。
  4.  前記第1側面に沿う第2方向における前記第1開口部の最大の寸法は、前記第2方向における前記第1接続部の最大の寸法以上である、請求項1~3のいずれか1つに記載の配線基板。
  5.  前記誘電体基板は、第1内壁面を含む第1凹部を更に有し、
     前記第1凹部は、前記第2上面および前記第2側面と交差するとともに、平面視において前記1開口部と重なって位置し、
     前記第1内壁面は、前記第2上面および前記第2側面と連続し、
     前記第1信号導体は、前記第1内壁面にまで延びて位置し、
     平面視において、前記第2側面に沿う第2方向における前記第1凹部の最大の寸法は、前記第2方向における前記第1接続部の最大の寸法よりも小さい、請求項1~4のいずれか1つに記載の配線基板。
  6.  平面視において、前記第1方向における前記第1側面から前記第1開口部の内縁までの最大の距離は、前記第1方向における前記第1凹部の最大の寸法よりも大きい、請求項5に記載の配線基板。
  7.  前記第2上面において、前記第1信号導体と間を空けて位置する上面接地導体と、
     前記誘電体基板内に位置する内層接地導体と、を更に備え、
     前記第1接続部は、前記第2側面側に位置する第1端部を有し、
     前記上面接地導体は、前記第2側面側に位置する第2端部を有し、
     前記内層接地導体は、前記第2側面側に位置する第3端部を有し、
     側面視において、前記第2方向における前記第1端部と前記第2端部との最小の距離は、前記第2方向における前記第1端部と前記第3端部との最小の距離よりも大きい、請求項1~6のいずれか1つに記載の配線基板。
  8.  前記第1接続部は、前記第2上面において、前記第2側面に沿うとともに前記第2方向に突出する突出部を有している、請求項1~7のいずれか1つに記載の配線基板。
  9.  平面視において、前記第1信号導体と重なる第1先端部を有するとともに、前記第1接続部に電気的に接続される、第1接続部材を更に備え、
     平面視において、前記第1先端部は、前記第1開口部内に位置する、請求項1~8のいずれか1つに記載の配線基板。
  10.  前記第2方向における前記第1接続部材の最大の寸法Ly31は、前記第2方向における前記第1開口部の最大の寸法Ly11よりも小さい、請求項9に記載の配線基板。
  11.  前記第1方向における前記第1側面から前記第1開口部の内縁までの最大の距離Lx11は、前記第1方向における前記第1側面から前記第1先端部までの最大の寸法L31eより大きい、請求項9又は10に記載の配線基板。
  12.  平面視において、前記第1接続部に電気的に接続される、第1接続部材を更に備え、
     平面視において、前記第1接続部材の少なくとも一部は、前記第1凹部と重なって位置している、請求項5又は6に記載の配線基板。
  13.  前記誘電体基板は、前記第2下面に開口を有する第2凹部を更に有し、
     平面視において、前記第2凹部は、前記第1信号導体の少なくとも一部と重なって位置している、請求項1~12のいずれか1つに記載の配線基板。
  14.  平面視において、前記第2凹部は、前記第1開口部の少なくとも一部と重なって位置しており、
     平面視において、前記第1方向における前記第2凹部の最大の寸法Lx22は、前記第1方向における前記第1開口部の最大の距離Lx11以下である、請求項13に記載の配線基板。
  15.  前記誘電体基板は、前記第2下面に開口を有する第2凹部を更に有し、
     平面視において、前記第2凹部は、前記第1信号導体の少なくとも一部と重なって位置し、
     平面視において、前記第1方向における前記第2凹部の最大の寸法Lx22は、前記第1方向における前記第1凹部の最大の寸法Lx21よりも大きい、請求項5又は6又は12のいずれか1つに記載の配線基板。
  16.  前記基部上および/又は前記誘電体基板上に接合された枠体と、
     前記枠体に固定された請求項1~15のいずれか1つに記載の配線基板と、を備えている、電子部品実装用パッケージ。
  17.  請求項16に記載の電子部品実装用パッケージと、
     前記基部上又は前記誘電体基板上に位置し、前記配線基板と電気的に接続された電子部品と、
     前記枠体上に位置し、前記電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置する蓋体と、を備えている、電子モジュール。
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