特許 7539309 配線基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20240816BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20240816BHJP

   H01L 23/13 20060101ALI20240816BHJP

   H05K 3/28 20060101ALN20240816BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 A

H05K1/18 R

H01L23/12 C

H05K3/28 G

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020208262

(22)【出願日】2020-12-16

(65)【公開番号】P2022095119

(43)【公開日】2022-06-28

【審査請求日】2023-03-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142745

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 世子

(74)【代理人】

【識別番号】100136319

【弁理士】

【氏名又は名称】北原 宏修

(74)【代理人】

【識別番号】100148275

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100143498

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 健

(72)【発明者】

【氏名】西田 智弘

(72)【発明者】

【氏名】半戸 琢也

【審査官】五貫 昭一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－４０５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５３２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１７３３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８９９１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０５Ｋ １／１８

Ｈ０１Ｌ ２３／１３

Ｈ０５Ｋ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凹部を有しているセラミック基材を備え、
前記凹部は、半導体素子が搭載される素子搭載予定部を有し、
前記素子搭載予定部には、少なくとも一つの金属部が配置されている、
配線基板であって、
前記凹部の側壁は、少なくとも前記凹部の開口部において、前記凹部の底部側に向かって前記凹部の幅を狭める方向に傾斜している傾斜部を有し、
前記傾斜部の少なくとも一部には、傾斜に沿って複数の溝が形成されており、
前記溝は、前記傾斜部の上端から下端にまで延びている、配線基板。

【請求項2】

前記凹部の少なくとも一辺の前記側壁と、この側壁に対向して位置する前記側壁とに、前記溝が形成されている、請求項１に記載の配線基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体チップなどの半導体素子が搭載される素子搭載予定部を有している配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路などを搭載した半導体チップは、例えば、スイッチング素子、抵抗、コンデンサなどの様々な半導体素子で構成されている。この半導体チップは、例えば、セラミック、ガラスなどの非導電性材料で形成されている絶縁基板上に搭載され、モジュール化された配線基板を構成する。

【0003】

半導体チップを絶縁基板に電気的に接続する方法としては、例えば、ワイヤボンディングのように線状配線（ワイヤ）によって接続する方法、あるいは、アレイ状に並んだバンプと呼ばれる突起状の端子によって接続する方法などが挙げられる。バンプによって半導体チップを絶縁基板に電気的に接続する方法は、フリップチップ実装と呼ばれる。

【0004】

例えば、特許文献１には、フリップチップ実装の方式を採用した配線基板が開示されている。特許文献１に開示された構成では、配線基板１の凹部７に設けられている電極４に、半田バンプ９によって表面実装素子２（半導体素子）が接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平１０－３３５５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

フリップチップ実装の方式を採用した配線基板には、例えば、特許文献１に示されるように、基板に凹部を形成し、この凹部内に半導体素子と接続される電極などの導電パターンを配置する構成がある。

【0007】

フリップチップ実装方式の配線基板では、半導体素子とバンプとの接続部を保護することなどを目的として、半導体素子とバンプとの接続部周辺を樹脂材料で充填することが行われる。凹部を有する配線基板の場合には、凹部内に樹脂材料を流し込み、硬化させることによって、樹脂の充填が行われる。

【0008】

しかし、流し込まれる樹脂材料は、ある程度の粘性を有しており、流動性が低いことがある。そのため、凹部内の空隙部分の全てが樹脂材料で充填されず、硬化樹脂中にボイドが発生する可能性がある。

【0009】

そこで、本発明では、セラミック基材に形成されている凹部内に充填される樹脂中にボイド（空洞）が形成されにくくすることのできる配線基板を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一局面にかかる配線基板は、凹部を有しているセラミック基材を備えている。前記凹部は、半導体素子が搭載される素子搭載予定部を有し、前記素子搭載予定部には、少なくとも一つの金属部が配置されている。この配線基板において、前記凹部の側壁は、少なくとも前記凹部の開口部において、前記凹部の底部側に向かって前記凹部の幅を狭める方向に傾斜している傾斜部を有している。

【0011】

上記の構成によれば、凹部を取り囲むように設けられている側壁の少なくとも何れかに傾斜部が設けられていることで、この傾斜部を有する側壁から凹部内に流し込まれた樹脂材料を、凹部の底部側へ向けて流れやすくすることができる。これにより、凹部内に充填される樹脂中にボイドが形成される可能性を低減させることができる。

【0012】

上記の本発明の一局面にかかる配線基板において、前記傾斜部の少なくとも一部には、傾斜に沿って複数の溝が形成されており、前記溝は、前記傾斜部の上端から下端にまで延びていてもよい。

【0013】

上記の構成によれば、溝が形成されている傾斜部を有する側壁から凹部内へ樹脂材料を注入した際に、毛細管現象により樹脂材料の流れ性をより向上させることができる。

【0014】

上記の本発明の一局面にかかる配線基板において、前記凹部の少なくとも一辺の前記側壁と、この側壁に対向して位置する前記側壁とに、前記溝が形成されていてもよい。

【0015】

上記のような構成を有する配線基板は、セラミック基材の表面上において、主走査方向および副走査方向にレーザー光を走査するレーザー処理によって形成することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明の一局面にかかる配線基板によれば、セラミック基材に形成されている凹部内に充填される樹脂中にボイドが形成されにくくすることができる。この配線基板を用いて得られる半導体パッケージでは、半導体素子側の接続端子と配線基板側の接続パッドとの間の接合部に充填される樹脂の気密性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態にかかる配線基板の構成を示す断面模式図である。

【図2】本発明の一実施形態にかかる配線基板の構成を示す平面図である。

【図3】図１に示す配線基板に半導体チップが搭載された半導体モジュールの構成を示す断面模式図である。

【図4】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造工程を示す模式図である。

【図5】本実施形態にかかる配線基板の一例の画像を示す図である。

【図6】図５に示す配線基板の傾斜部の断面形状を測定した結果を示す図である。

【図7】図５に示す配線基板の傾斜部の溝を拡大して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0019】

本実施形態では、本発明にかかる配線基板の一例として、配線基板１を例に挙げて説明する。この配線基板１には、半導体チップ（半導体素子）４０が搭載され、半導体モジュール５０を構成する。

【0020】

（配線基板および半導体モジュールの構成）
図１には、配線基板１の断面構造を模式的に示す。図２には、複数の接続パッド２１が設けられている配線基板１の表面側の構成を示す。図３には、半導体モジュール５０の断面構造を模式的に示す。本実施形態では、便宜上、略平板状の配線基板１において半導体チップ４０が搭載される側の面を表面とし、その反対側の面を裏面とする。但し、配線基板１の表面および裏面の定義はこれに限定はされず、任意に決めることができる。

【0021】

配線基板１は、主として、セラミック基材（絶縁性の基材）１０、接続パッド２１、配線部２２、および導電性ビア２３などを備えている。

【0022】

セラミック基材１０は、配線基板１の土台となる部材である。セラミック基材１０は、複数のセラミックシートを積層して形成されている。セラミックシートは、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする高温焼成セラミックで形成することができる。また、別の実施態様では、セラミックシートは、ガラス－セラミックなどの中温焼成セラミック（ＭＴＣＣ）、または低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）で形成されていてもよい。

【0023】

なお、別の実施形態では、セラミック基材１０は、１枚のセラミックシートで形成されていてもよい。

【0024】

本実施形態では、セラミック基材１０は、中央に凹部１０ａを有している。凹部１０ａは、上方に向かって開口している。凹部１０ａの開口部の上方には、半導体チップ４０が配置される。すなわち、凹部１０ａの上方は、半導体チップ４０などの半導体素子が搭載される素子搭載予定部４０ａとなっている。

【0025】

凹部１０ａは、上面視で、略長方形状を有している（図２参照）。凹部１０ａの周囲には、外周壁（側壁）１１が設けられている。凹部１０ａの底面部（底部）１０ｂには、所定形状の導電性パターン（金属部とも呼ばれる）が形成されており、接続パッド２１および配線部２２などを形成している。

【0026】

外周壁１１を形成している凹部１０ａの４つの側面には、傾斜部１５が設けられている。傾斜部１５は、凹部１０ａの開口部において、底面部１０ｂ側に向かって凹部１０ａの幅を狭める方向に傾斜している（図１参照）。

【0027】

素子搭載予定部４０ａに半導体チップ４０が設置された状態で、凹部１０ａには、開口部から液状の樹脂材料が流し込まれる。外周壁１１の側面の少なくとも何れかに上記のような傾斜部１５が設けられていることで、この傾斜部１５を有する側面から樹脂材料を流し込むと、凹部１０ａの底面部１０ｂへ向けて樹脂材料が流れやすくなる。

【0028】

本実施形態では、凹部１０ａの全ての側面に傾斜部１５が設けられている。これにより、どの側面側から樹脂材料を注入しても、凹部１０ａの底面部１０ｂへ向けて樹脂材料を流れ込みやすくすることができる。

【0029】

また、凹部１０ａの４つの側面のうち、少なくとも一つの側面には、傾斜部１５の傾斜に沿って、傾斜部１５の上端から下端にまで延びている複数の溝１６が形成されていることが好ましい。複数の溝１６は、傾斜部１５の傾斜の方向に沿って互いに略平行に延びている。溝１６の幅Ｗ１（図７参照）は、例えば、約１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲内とすることができる。傾斜部１５の表面にこのような複数の溝１６が設けられていることで、傾斜部１５を有する側面から凹部１０ａ内に樹脂材料を注入した際に、毛細管現象により樹脂材料の流れ性をより向上させることができる。

【0030】

本実施形態では、凹部１０ａの４つの側面のうち、互いに対向する２つの側面の傾斜部１５に溝１６が設けられている。図２に示す例では、凹部１０ａの４つの側面のうち、左右両側に位置している２つの側面の傾斜部１５ａおよび１５ａに溝１６が設けられている。凹部１０ａの４つの側面のうち、上方側および下方側に位置している２つの側面の傾斜部１５ｂおよび１５ｂには、溝１６は設けられていない。このような構成を有する凹部１０ａは、例えば、セラミック基材１０の表面をレーザー処理することによって形成することができる。

【0031】

接続パッド２１および配線部２２は、セラミック基材１０の底面部１０ｂに設けられている。図２には、セラミック基材１０の底面部１０ｂに、複数の接続パッド２１が並んで配置されている状態を示している。図２では図示されていないが、セラミック基材１０の底面部１０ｂには、複数の配線部２２も配置されている。なお、配線基板１における接続パッド２１および配線部２２の配置の仕方は、図２に示す例に限定はされない。配線基板１の仕様および用途などに応じて、接続パッド２１および配線部２２の配置方法は、適宜変更される。

【0032】

接続パッド２１は、配線基板１に搭載される半導体チップ４０の接続端子４１との間で電気的に接続される（図３参照）。接続パッド２１は、セラミック基材１０の底面部１０ｂから突出するように設けられている。図１に示すように、接続パッド２１は、主として、導電性の金属突起部（金属部）３１と、絶縁性の側壁１２とで形成されている。

【0033】

接続パッド２１の一部または全ては、導電性ビア２３と接続されている。図１に示すように、導電性ビア２３と接続されている接続パッド２１は、その金属突起部３１が、導電性ビア２３を構成する金属部３３の上方に配置されている。

【0034】

導電性ビア２３は、セラミック基材１０の内部を貫通するように設けられている。導電性ビア２３は、配線基板１の表面側に形成されている接続パッド２１と、配線基板１の裏面側に形成されている接続パッド（図示せず）とを電気的に接続する。導電性ビア２３は、セラミック基材１０内に埋め込まれている金属部３３で主に形成されている。金属部３３は、金属突起部３１と同様に、導電性の材料で形成されている。金属部３３は、接続パッド２１の金属突起部３１と一体的に形成されていてもよい。

【0035】

配線部２２は、配線基板１上に張り巡らされており、配線基板１内の各素子に電気信号を送信する。また、配線部２２の一部は、配線基板１に搭載される半導体チップ４０の接続端子４１との間で電気的に接続されてもよい（図３参照）。配線部２２は、セラミック基材１０の底面部１０ｂから突出するように設けられている。図１に示すように、配線部２２は、主として、導電性の金属突起部（金属部）３２と、絶縁性の側壁１３とで形成されている。

【0036】

なお、図１には図示されていないが、セラミック基材１０の内部にも配線が形成されていてもよい。セラミック基材１０の内部に形成されている内層配線は、図示しない導電性ビアなどによって、セラミック基材１０の底面部１０ｂに配置されている配線部２２と電気的に接続されていてもよい。

【0037】

金属突起部３１および３２は、例えば、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、またはモリブデン（Ｍｏ）などの金属材料、あるいはこれらの金属材料を主成分とする合金材料によって形成することができる。金属部３３も、金属突起部３１および３２と同様の材料で形成することができる。

【0038】

金属突起部３１および３２、並びに金属部３３は、例えば、印刷ペーストによるメタライズ法、基板に開口部を形成して導電性ペーストを埋め込む方法、パターン状の金属層を転写する方法などの従来公知の方法を用いて、形成することができる。これにより、セラミック基材１０内に所定のパターン形状を有する金属突起部３１および３２、並びに金属部３３を形成することができる。そして、後述するように、金属突起部３１および３２などが形成されたセラミック基材１０の表面をレーザー処理することによって、図１に示すように、金属突起部３１および３２を、セラミック基材１０の底面部１０ｂから突出させることができる。

【0039】

絶縁性の側壁１２は、金属突起部３１の外周を覆うように設けられている。側壁１２は、セラミック基材１０の底面部１０ｂから盛り上がるように形成されている。また、側壁１２は、セラミック基材１０の一部で形成されている。すなわち、側壁１２とセラミック基材１０とは、一体となっている。

【0040】

絶縁性の側壁１３は、金属突起部３２の外周を覆うように設けられている。側壁１２と同様に、側壁１３は、セラミック基材１０の底面部１０ｂから盛り上がるように形成されている。また、側壁１３は、セラミック基材１０の一部で形成されている。すなわち、側壁１３とセラミック基材１０とは、一体となっている。

【0041】

本実施形態では、側壁１２および１３は、配線基板１の厚み方向に沿った断面視で、セラミック基材１０の凹部１０ａの底面部１０ｂに至るまで裾広がりに傾斜している（図１参照）。このように、側壁１２および１３が裾広がりの形状を有していることで、セラミック基材１０の底面部１０ｂと側壁１２および１３との接合部において側壁の外径が大きくなるため、接続パッド２１および配線部２２をセラミック基材１０の底面部１０ｂに対して、より強固に固定させることができる。

【0042】

金属突起部３１の頂面３１ａ（図４参照）は、セラミック基材１０の側壁１２に覆われておらず露出している。この露出した頂面３１ａには、メッキ層３５が形成される。また、金属突起部３２の頂面３２ａは、セラミック基材１０の側壁１３に覆われておらず露出している。この露出した頂面３２ａ（図４参照）には、メッキ層３５が形成される。

【0043】

メッキ層３５は、例えば、Ｎｉメッキ、およびＡｕメッキなどを含む。メッキ層３５は、単層のメッキ層で構成されていてもよいし、複数のメッキ層で構成されていてもよい。メッキ層３５は、例えば、従来公知の電解めっき法などを用いて形成することができる。電解めっき法を行うことで、セラミック基材１０から露出している金属部の表面（例えば、頂面３１ａ、頂面３２ａなど）にメッキ被膜を形成することができる。

【0044】

上記のような構成を有する配線基板１の素子搭載予定部４０ａには、半導体チップ４０が搭載される。これにより、半導体モジュール５０が得られる。図３には、半導体モジュール５０の断面構造を模式的に示す。

【0045】

半導体モジュール５０では、配線基板１上に、フリップチップ実装によって半導体チップ４０が接続されている。具体的には、配線基板１の接続パッド２１および配線部２２などと、半導体チップ４０の接続端子４１とが、半田バンプ３６を介して接続されている。

【0046】

配線基板１上に半導体チップ４０が搭載された状態で、セラミック基材１０の凹部１０ａには、液状の樹脂材料が流し込まれる。この樹脂材料が硬化することで、凹部１０ａには、樹脂５１が充填された状態となる。これにより、半導体モジュール５０が得られる。

【0047】

なお、凹部１０ａに樹脂材料を流し込む際には、溝１６が形成されている傾斜部１５ａを有する側面から樹脂材料を流し込むことが好ましい。これにより、凹部１０ａの底面部１０ｂへ向けて樹脂材料を流れやすくすることができるとともに、溝１６の形状に起因した毛細管現象により樹脂材料の流れ性をより向上させることができる。これにより、硬化後の樹脂５１にボイド（空洞）が形成される可能性を減らすことができる。

【0048】

また、図１などに示すように、接続パッド２１の側壁１２、および、配線部２２の側壁１３が、裾広がりの形状を有していることで、凹部１０ａに樹脂材料を流し込んだときに、凹部１０ａの底面部１０ｂと側壁１２または側壁１３との境界部にも樹脂材料が流れ込みやすくなる。そのため、硬化後の樹脂５１にボイドが形成される可能性をさらに減らすことができる。

【0049】

（配線基板の製造方法）
続いて、配線基板１の製造方法について説明する。ここでは特に、セラミック基材１０に凹部１０ａを形成するとともに、凹部１０ａの底面部１０ｂに接続パッド２１および配線部２２を形成する工程について説明する。この工程以外の配線基板１の製造方法については、従来公知の配線基板の製造方法が適用できる。

【0050】

図４には、セラミック基材１０に凹部１０ａを形成し、底面部１０ｂに接続パッド２１および配線部２２を形成するための各工程を、工程順に示す。

【0051】

先ず、図４の「１」で示す工程では、接続パッド２１および配線部２２を構成する金属突起部３１および３２が埋め込まれたセラミック基材１０を準備する。

【0052】

具体的には、従来公知のパターン形成方法（例えば、フォトリソグラフィなど）を用いて、セラミックシートに、所定形状の金属突起部３１および３２を形成する。また、別のセラミックシートに、導電性ビア２３となる金属部３３、および、内層配線となる金属部を所定形状に形成する。

【0053】

このようにして得られた複数のセラミックシートは、その後、決められた順序で積層される。このとき、上方に積層されるセラミックシートには、凹部１０ａの形成予定領域に開口部が設けられている。これにより、セラミックシートの積層体には、凹部１０ａおよび外周壁１１の一部が形成される。その後、得られたセラミックシートの積層体を焼成し、セラミック基材１０が得られる。

【0054】

なお、セラミック基材１０が１枚のセラミックシートで構成される場合には、所定形状の金属突起部３１および３２が形成された１枚のセラミックシートを焼成して、セラミック基材１０を形成する。この方法で得られるセラミック基材１０の表面には凹部は形成されておらず、平板状となっている。

【0055】

続いて、図４の「２」で示す工程を行う。この工程では、セラミック基材１０の凹部１０ａの形成予定領域に対してレーザー処理を行う。具体的には、セラミック基材１０上で、加工用のレーザー光をＸ方向およびＹ方向に走査しながら照射する。ここで、用いられるレーザー光としては、例えば、超短パルスレーザー、エキシマレーザー、ＵＶ固体レーザー、ファイバーレーザー、ＹＡＧレーザー、ＣＯ_２レーザーなどが挙げられる。

【0056】

このレーザー処理の工程では、例えば、凹部１０ａの４つの側面のうち、左右両側の側面の傾斜部１５ａおよび１５ａに溝１６が設けられている配線基板１（図２参照）の場合には、セラミック基材１０の表面上でＸ方向に往復するようにレーザー光を走査する。そして、レーザー光をＸ方向に往復移動させながら、Ｘ方向に直交するＹ方向にレーザー光の位置をわずかに移動させることで、平面視で略長方形状の凹部１０ａの形成予定領域に対して、隈なくレーザー光を照射することができる。すなわち、このレーザー処理では、Ｘ方向がレーザー光の主走査方向となり、Ｙ方向がレーザー光の副走査方向となる。

【0057】

このようなレーザー処理を行うことで、凹部１０ａの形成予定領域では、主としてセラミック基材１０が削られる一方、金属突起部３１および３２についてはあまり削られることなく残される。これにより、セラミック基材１０の表面に、４辺の外周壁１１を有する凹部１０ａが形成される。

【0058】

そして、外周壁１１の４つの側面には、底面部１０ｂ側に向かって凹部１０ａの幅を狭める方向に傾斜する傾斜部１５が形成される。また、レーザー光の主走査方向Ｘと交差する位置にある傾斜部１５ａの表面には、図２に示すような複数の溝１６が形成される。なお、レーザー光の主走査方向Ｘに平行な位置にある傾斜部１５ｂの表面には、傾斜の方向に沿った溝１６の代わりに、傾斜の方向と直交する方向（図２に示す例では、Ｘ方向）に沿って延びる横溝が形成され得る。

【0059】

また、凹部１０ａの底面部１０ｂ上では、金属突起部３１および３２と、その周囲に位置するセラミック基材１０の一部とが突出する。

【0060】

例えば、複数の金属突起部３１が並んで配置されているセラミック基材１０では、底面部１０ｂから接続パッド２１が突出した状態となる。この状態では、金属突起部３１の外周には、レーザー処理後に残存したセラミック基材１０で形成された側壁１２が形成されている。このようなセラミック基材１０と一体となった側壁１２が設けられていることで、接続パッド２１は、セラミック基材１０の底面部１０ｂに対して強固に固定され得る。

【0061】

また例えば、複数の金属突起部３２が並んで配置されているセラミック基材１０では、底面部１０ｂから配線部２２が突出した状態となる。この状態では、金属突起部３２の外周には、レーザー処理後に残存したセラミック基材１０で形成された側壁１３が形成されている。このようなセラミック基材１０と一体となった側壁１３が設けられていることで、配線部２２は、セラミック基材１０の底面部１０ｂに対して強固に固定され得る。

【0062】

このレーザー処理に用いられるレーザー光が超短パルスレーザーである場合のレーザー処理の条件は、例えば、以下の通りとすることができる。

【0063】

出力：１．０Ｗ以上１０Ｗ以下
周波数：２００ｋＨｚ
速度：５００ｍｍ／秒以上２０００ｍｍ／秒以下
走査回数：１０回以上５０回以下
送りピッチ：１０μｍ

【0064】

このレーザー処理において、走査回数を増減させることで、セラミック基材１０の底面部１０ｂから接続パッド２１の頂面３２ａまでの高さを変化させることができる。

【0065】

レーザー処理の工程が終了した後、金属突起部３１の頂面３１ａおよび金属突起部３２の頂面３２ａには、メッキ層３５が形成される。メッキ層３５は、例えば、従来公知の電解めっき法などを用いて形成することができる。電解めっき法を行うことで、セラミック基材１０から露出している金属部の表面（例えば、頂面３１ａ、頂面３２ａなど）にメッキ被膜を形成することができる。

【0066】

以上のように、本実施形態にかかる配線基板１は、レーザー処理を行うことによって、レーザー光が照射されたセラミック基材１０の表面を削ることができる。これにより。セラミック基材１０の表面に凹部１０ａを形成することができる。

【0067】

また、本実施形態にかかる配線基板１では、レーザー処理を行うことによって、セラミック基材１０の露出面（すなわち、底面部１０ｂ、傾斜部１５、並びに側壁１２および１３の表面）に粗面加工を施すことができる。

【0068】

セラミック基材１０の露出面に粗面加工が施されることで、凹部１０ａに樹脂材料を流し込んだときの樹脂材料の流れ性を向上させることができる。これにより、硬化後の樹脂５１にボイドが形成される可能性をさらに減らすことができる。

【0069】

セラミック基材１０の露出面の粗さは、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）、ＪＩＳ Ｂ ００３１（１９９４）に準拠した方法で規定することができる。

【0070】

この方法で規定されるセラミック基材１０の露出面の算術平均線粗さＲａは、０．４以上０．９以下の範囲内とすることができ、０．５以上０．８以下の範囲内であることが好ましい。また、この方法で規定されるセラミック基材１０の露出面の十点平均線粗さＲｚは、２．０以上６．０以下の範囲内とすることができ、３．０以上５．０以下の範囲内であることが好ましい。

【0071】

また、この方法で規定されるセラミック基材１０の露出面の算術平均面粗さＳａは、０．７以上１．４以下の範囲内とすることができ、０．８以上１．３以下の範囲内であることが好ましい。また、この方法で規定されるセラミック基材１０の露出面の十点平均面粗さＳｚは、９．０以上２１．０以下の範囲内とすることができ、１０．０以上２０．０以下の範囲内であることが好ましい。

【0072】

また、レーザー処理を行うことによって、金属突起部３１および３２の頂面３１ａおよび３２ａにも粗面加工を施すことができる。これにより、メッキ層３５を介して頂面３１ａおよび３２ａ上に配置される半田バンプ３６との接合強度を高めることができる。これにより、配線基板１上に搭載される半導体チップ４０を、接続パッド２１などを介してより確実に接続させることができる。

【0073】

図５には、上記のようなレーザー処理を行うことによって凹部１０ａが形成された配線基板１の表面を撮影した画像の一例を示す。図５では、左側に配線基板１の全体の画像を示す。図５の右側には、上方に、傾斜部１５ｂを有する側面の領域を拡大した画像を示し、下方に、傾斜部１５ａを有する側面の領域を拡大した画像を示す。

【0074】

図５の右側下方に示す画像では、レーザー光の主走査方向Ｘと交差する位置にある傾斜部１５ａの表面に、傾斜の方向に沿った複数の溝１６が形成されていることが確認できる。また、図５の右側上方に示す画像では、レーザー光の主走査方向Ｘに平行な位置にある傾斜部１５ｂの表面には、傾斜の方向に沿った溝は形成されていないことが確認できる。

【0075】

図６には、レーザー顕微鏡（３次元形状測定器）（メーカー：キーエンス、品番：ＶＫ－Ｘ１００）を用いて傾斜部１５ａおよび傾斜部１５ｂの断面形状を測定した結果を示す。図６では、図５の「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」で示す位置の縦断面の断面形状の測定結果を、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」としてそれぞれ示す。これらの結果から、凹部１０ａのいずれの側面にも傾斜部が形成されていることが確認できる。また、図６の「Ｂ」および「Ｃ」に示すように、溝１６の頂部および底部のいずれにも傾斜が形成されていることが確認できる。

【0076】

図７には、溝１６を有する傾斜部１５ａの一部を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果を示す。図７に示す例では、複数の溝１６は、傾斜部１５ａの表面にスリット状に設けられている。なお、溝１６の幅Ｗ１は、例えば、約１０μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。また、溝１６の長さＬ１は、例えば、約３０μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。溝１６の長さＬ１は、傾斜部１５ａの距離と同じであるか、それ以上であることが好ましい。

【0077】

（実施形態のまとめ）
以上のように、本実施形態にかかる配線基板１は、凹部１０ａを有しているセラミック基材１０を備えている。凹部１０ａには、半導体チップ４０などの半導体素子が搭載される素子搭載予定部４０ａが設けられている。素子搭載予定部４０ａには、少なくとも一つの金属部（具体的には、金属突起部３１および３２）が配置されている。金属部は、例えば、接続パッド２１、および配線部２２などを形成している。この配線基板１において、凹部１０ａの外周壁（側壁）１１は、少なくとも凹部１０ａの開口部において、凹部１０ａの底面部１０ｂ側に向かって凹部１０ａの幅を狭める方向に傾斜している傾斜部１５を有する。

【0078】

上記の構成によれば、凹部１０ａを取り囲むように設けられている外周壁１１の少なくとも何れかに傾斜部１５が設けられていることで、この傾斜部１５を有する外周壁１１側から凹部１０ａ内に流し込まれた樹脂材料を、凹部１０ａの底面部１０ｂ側へ向けて流れやすくすることができる。これにより、凹部１０ａ内に充填される樹脂中にボイドが形成される可能性を低減させることができる。

【0079】

本実施形態にかかる配線基板１において、傾斜部１５の少なくとも一部（具体的には、傾斜部１５ａ）には、傾斜に沿って複数の溝１６が形成されている。この溝１６は、傾斜部１５の上端から下端にまで延びている。溝１６は、セラミック基材１０の表面に凹部１０ａを形成するために行うレーザー処理によって形成することができる。

【0080】

凹部１０ａ内に樹脂材料を流し込む際には、溝１６が形成されている傾斜部１５ａから流し込むことが好ましい。これにより、樹脂材料は、溝１６の形状に沿って凹部１０ａの底面部１０ｂへ向かってより流れ込みやすくなる。

【0081】

本実施形態では、凹部１０ａを取り囲むように設けられている外周壁１１の少なくとも一辺の側面の傾斜部１５ａと、この一辺の側面に対向して位置する側面の傾斜部１５ａとに、溝１６が形成されている。上述したように、凹部１０ａを形成するための通常のレーザー処理を用いることで、互いに対向する２つの側面に設けられている傾斜部１５ａの表面に溝１６を形成することができる。

【0082】

しかし、本発明はこの構成に限定はされない。別の実施形態では、凹部１０ａの４つの側面の全てに溝１６が形成されていてもよい。このような構成を有する配線基板は、例えば、セラミック基材の表面に対して実施するレーザー処理の主走査方向を変更することで得ることができる。

【0083】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した各実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。

【符号の説明】

【0084】

１ ：配線基板
１０ ：セラミック基材
１０ａ ：（セラミック基材の）凹部
１０ｂ ：（凹部の）底面部（底部）
１１ ：外周壁（凹部の側壁）
１２ ：側壁（絶縁性の側壁）
１３ ：側壁（絶縁性の側壁）
１５ ：傾斜部
１６ ：溝
２１ ：接続パッド
２２ ：配線部
３１ ：（接続パッドの）金属突起部（金属部）
３２ ：（配線部の）金属突起部（金属部）
３５ ：メッキ層
３６ ：半田バンプ
４０ ：半導体チップ（半導体素子）
４０ａ ：素子搭載予定部
４１ ：接続端子
５０ ：半導体モジュール
５１ ：樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】