JP5840945B2 - Circuit board and electronic device having the same - Google Patents
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Description
本発明は、回路基板およびこの回路基板に電子部品を搭載してなる電子装置に関するものである。 The present invention relates to a circuit board and an electronic device in which electronic components are mounted on the circuit board.
半導体素子、発熱素子、ペルチェ素子等の各種電子部品の搭載に用いられる回路基板は、セラミック焼結体の少なくとも一方の主面に金属配線層を備えてなるものであり、この回路基板における金属配線層上に電極パッド等を介して電子部品を搭載してなる電子装置が各種機器において使用されている。 A circuit board used for mounting various electronic components such as a semiconductor element, a heating element, and a Peltier element is provided with a metal wiring layer on at least one main surface of a ceramic sintered body. An electronic device in which an electronic component is mounted on a layer via an electrode pad or the like is used in various devices.
そして、このような回路基板には、搭載される電子部品の作動時に生じる熱によってセラミック焼結体から金属配線層が剥離しないことが求められていることから、セラミック焼結体と金属配線層との密着強度を向上させるべく金属配線層となるペースト材の構成や金属配線層の形成方法の検討がなされている。 Such a circuit board is required to prevent the metal wiring layer from being peeled off from the ceramic sintered body by heat generated during operation of the mounted electronic component. In order to improve the adhesion strength of the metal, studies have been made on the structure of the paste material to be the metal wiring layer and the method of forming the metal wiring layer.
例えば、特許文献１には、銅導体ペーストを基板上に印刷し、焼成することにより銅膜を形成する厚膜回路基板の製造方法において、セラミックス基板上にガラスフリットを含有する銅導体ペーストを印刷、乾燥した１層目の層を形成し、続いてその上にガラスフリットを含有しない銅導体ペーストを印刷、乾燥した層を少なくとも１層形成した後、焼成して厚膜の銅膜を形成することを特徴とする銅導体ペーストを用いた厚膜回路基板の製造方法が提案されている。 For example, in Patent Document 1, a copper conductor paste containing glass frit is printed on a ceramic substrate in a method for manufacturing a thick film circuit board in which a copper film is formed by printing a copper conductor paste on a substrate and firing the copper conductor paste. First, a dried first layer is formed, and then a copper conductor paste not containing glass frit is printed thereon. At least one dried layer is formed, and then fired to form a thick copper film. A method of manufacturing a thick film circuit board using a copper conductor paste characterized by this is proposed.
近年の電子部品の高集積化、電子装置の小型化や薄型化によって、回路基板の体積当たりに加わる熱量が大きくなってきていることから、これまで以上に信頼性の高い回路基板とすべく、電子部品の作動によって生じる熱を素早く放熱することができるとともに、電子部品の作動と停止とを繰り返したときの冷熱サイクルによる剥離が少なくすることが求められている。 Due to the recent high integration of electronic components and the miniaturization and thinning of electronic devices, the amount of heat applied per volume of the circuit board has increased, so in order to make the circuit board more reliable than ever, It is required that heat generated by the operation of the electronic component can be quickly dissipated and that peeling due to a cooling cycle when the operation and stop of the electronic component are repeated is reduced.
本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、長期間にわたって使用可能な信頼性の高い回路基板およびこの回路基板に電子部品を搭載してなる電子装置を提供するものである。 The present invention has been devised to satisfy the above-described requirements, and provides a highly reliable circuit board that can be used for a long period of time and an electronic device in which electronic components are mounted on the circuit board.
本発明の回路基板は、セラミック焼結体の少なくとも一方の主面に金属配線層を備えてなり、該金属配線層は、前記主面に接する第１の領域と、該第１の領域上の第２の領域とからなり、前記主面に垂直な方向の断面において、前記第２の領域の気孔の平均面積占有率が、前記第１の領域の気孔の平均面積占有率よりも小さく、かつ0.1面積％以下であり
、前記第１の領域の平均結晶粒径が9.0μｍ以上13.0μｍ以下であることを特徴とするも
のである。
The circuit board of the present invention includes a metal wiring layer on at least one main surface of the ceramic sintered body, and the metal wiring layer includes a first region in contact with the main surface, and the first region. An average area occupation ratio of pores of the second area is smaller than an average area occupation ratio of pores of the first area in a cross section in a direction perpendicular to the main surface. 0.1 area% Ri der below
The average grain size of the first region is 9.0 μm or more and 13.0 μm or less .
また、本発明の電子装置は、上記構成の本発明の回路基板に電子部品を搭載してなることを特徴とするものである。 The electronic device of the present invention is characterized in that an electronic component is mounted on the circuit board of the present invention having the above-described configuration.
本発明の回路基板によれば、特に第２の領域が放熱特性に優れているため、電子部品の作動によって生じる熱を素早く放熱することができ、第１の領域は、電子部品の作動によって生じる熱が第２の領域を介して伝達されたとき、第１の領域内に存在する気孔によって熱膨張が緩和されるため、電子部品の作動と停止とを繰り返したときの冷熱サイクルによる金属配線層の剥離が少ない、信頼性の高い回路基板とすることができる。 According to the circuit board of the present invention, since the second region is particularly excellent in heat dissipation characteristics, heat generated by the operation of the electronic component can be quickly radiated, and the first region is generated by the operation of the electronic component. When heat is transferred through the second region, the thermal expansion is mitigated by the pores present in the first region, so that the metal wiring layer by the cooling cycle when the electronic component is repeatedly activated and stopped Therefore, a highly reliable circuit board can be obtained.
また、本発明の電子装置によれば、上記構成の本発明の回路基板に電子部品を搭載してなることにより、長期間にわたって使用可能な信頼性の高い電子装置とすることができる。 In addition, according to the electronic device of the present invention, a highly reliable electronic device that can be used for a long period of time can be obtained by mounting electronic components on the circuit board of the present invention having the above-described configuration.
以下、本実施形態の一例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an example of this embodiment will be described with reference to the drawings.
図１は、本実施形態の回路基板を備える電子装置の一例を示す断面図である。本実施形態の回路基板10は、セラミック焼結体11の少なくとも一方主面に金属配線層12を備えてなるものであり、本実施形態の電子装置１は、回路基板10上に電子部品13を搭載してなるものである。そして、図１においては、回路基板10は、セラミック焼結体11の一方主面11ａに金属配線層12を備えている例を示し、電子装置１は、回路基板10上である、金属配線層12上に電極パッド14を介して電子部品13を搭載している例を示している。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an electronic device including the circuit board of the present embodiment. The circuit board 10 of the present embodiment includes a metal wiring layer 12 on at least one main surface of the ceramic sintered body 11. The electronic device 1 of the present embodiment has an electronic component 13 on the circuit board 10. It is equipped. 1 shows an example in which the circuit board 10 includes a metal wiring layer 12 on one main surface 11a of the ceramic sintered body 11, and the electronic device 1 has a metal wiring layer on the circuit board 10. An example in which the electronic component 13 is mounted on the electrode 12 via the electrode pad 14 is shown.
本実施形態の回路基板10において、金属配線層12は、主面11ａに接する第１の領域12ａと、第１の領域12ａ上の第２の領域12ｂとからなり、主面11ａに垂直な方向の断面（以下の記載において、記載が明瞭となるように、断面Ａとして記す。なお、図１は断面Ａを示したものである。）において、第２の領域12ｂにおける気孔の平均面積占有率が、第１の領域12ａよりも小さく、かつ0.1面積％以下であることを特徴とする。 In the circuit board 10 of the present embodiment, the metal wiring layer 12 includes a first region 12a in contact with the main surface 11a and a second region 12b on the first region 12a, and is in a direction perpendicular to the main surface 11a. (In the following description, for the sake of clarity, the section A is shown as section A. Note that FIG. 1 shows section A.) The average area occupation ratio of pores in the second region 12b Is smaller than the first region 12a and 0.1% by area or less.
この金属配線層12を構成する第２の領域12ｂは、気孔の面積占有率が第１の領域12ａよりも小さく、その値が0.1面積％以下であることからわかるように、気孔が少なく緻密で
あることから、高い放熱特性を有し、電子部品13の作動によって生じる熱を素早く放熱することができる。逆に、第１の領域12ａは、気孔の面積占有率が第２の領域12ｂよりも大きいことから、電子部品13の作動によって生じる熱が第２の領域12ｂを介して伝達されたとき、第１の領域12ａ内に存在する気孔によって熱による膨張が緩和されるため、セラミック焼結体11から金属配線層12（第１の領域12ａ）が剥離するおそれを少なくすることができる。
The second region 12b constituting the metal wiring layer 12 has a small area of pores and is dense as can be seen from the fact that the area occupation ratio of the pores is smaller than that of the first region 12a and the value is 0.1 area% or less. Therefore, it has high heat dissipation characteristics, and heat generated by the operation of the electronic component 13 can be quickly dissipated. On the contrary, since the first area 12a has a larger area occupation ratio of the pores than the second area 12b, when the heat generated by the operation of the electronic component 13 is transmitted through the second area 12b, Since expansion due to heat is mitigated by the pores present in one region 12a, the possibility that the metal wiring layer 12 (first region 12a) is peeled off from the ceramic sintered body 11 can be reduced.
ここで、上述した気孔の平均面積占有率は、以下の方法により算出することができる。例えば、セラミック焼結体11の主面11ａに金属配線層12を備えてなる回路基板10を、主面11ａに垂直な方向に切断し、クロスセクションポリッシャー（ＣＰ）にて研磨した断面Ａを測定面とする。次に、測定面における金属配線層12の第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂについて、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて3000倍の倍率で観察し、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）を用いて、観察領域における気孔の面積比率を求める。そして、第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂの各５箇所における気孔の面積比率を求め、算出した各領域における気孔の面積比率の平均値を気孔の面積占有率とする。 Here, the average area occupation ratio of the pores described above can be calculated by the following method. For example, a cross-section A obtained by cutting a circuit board 10 having a metal wiring layer 12 on a main surface 11a of a ceramic sintered body 11 in a direction perpendicular to the main surface 11a and polishing with a cross section polisher (CP) is measured. A surface. Next, the first region 12a and the second region 12b of the metal wiring layer 12 on the measurement surface are observed at a magnification of 3000 times using an SEM (scanning electron microscope), and image analysis software “A image kun” is used. (Registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.) is used to determine the area ratio of the pores in the observation region. Then, the area ratio of the pores in each of the five areas of the first region 12a and the second region 12b is obtained, and the average value of the calculated area ratio of the pores in each region is defined as the area occupation ratio of the pores.
なお、第１の領域12ａと第２の領域12ｂとの境界は、例えば、以下の方法で確認することができる。上述した断面Ａである測定面において、金属配線層12について、主面11ａと垂直な方向に等間隔で３箇所の気孔の面積占有率の測定を行ない、気孔の面積占有率に差を有する２つの測定箇所において、等間隔で３箇所の気孔の面積占有率の測定を行ない、これを繰り返し、気孔の面積占有率に差が無くなったところを境界と判断する。 The boundary between the first region 12a and the second region 12b can be confirmed by the following method, for example. On the measurement surface, which is the cross-section A described above, the area occupancy of the three pores is measured at equal intervals in the direction perpendicular to the main surface 11a on the metal wiring layer 12, and there is a difference in the area occupancy of the pores. At one measurement location, the area occupancy rate of the three pores is measured at equal intervals, and this is repeated, and a point where there is no difference in the area occupancy rate of the pores is determined as a boundary.
また、最初の３箇所の気孔の面積占有率の測定において、差が確認できないときには、セラミック焼結体11に最も近い測定箇所と、セラミック焼結体11と第１の領域12ａとの界面の間、もしくは、第２の領域12ａの上面（露出面）に最も近い測定箇所と第２の領域12ａの上面との間において、等間隔で３箇所の測定箇所を設定して気孔の面積占有率を測定し、測定箇所の設定と測定とを繰り返し、気孔の面積占有率に差が無くなったところを境界と判断すればよい。なお、各測定箇所において、気孔の面積占有率が差を有しているというのは、比較する測定箇所における気孔の面積占有率において、0.5面積％以上の差を
有している場合をいう。
In addition, in the measurement of the area occupancy ratio of the first three pores, when the difference cannot be confirmed, the measurement point closest to the ceramic sintered body 11 and the interface between the ceramic sintered body 11 and the first region 12a. Alternatively, three measurement points are set at equal intervals between the measurement point closest to the upper surface (exposed surface) of the second region 12a and the upper surface of the second region 12a, and the area occupation ratio of the pores is set. It is only necessary to measure and repeat the setting and measurement of the measurement location, and determine that the area where there is no difference in the area occupation ratio of the pores is the boundary. Note that the difference in the area occupancy rate of the pores at each measurement location means that the area occupancy rate of the pores at the measurement locations to be compared has a difference of 0.5 area% or more.
そして、セラミック焼結体11と第１の領域12ａとの界面からこの境界までの距離が、第１の領域12ａの厚みであり、第２の領域12ｂの厚みは、境界から第２の領域12ｂの上面までの距離または金属配線層12の厚みから第１の領域12ａの厚みを差し引いたものである。 The distance from the interface between the ceramic sintered body 11 and the first region 12a to this boundary is the thickness of the first region 12a, and the thickness of the second region 12b is from the boundary to the second region 12b. This is obtained by subtracting the thickness of the first region 12a from the distance to the upper surface or the thickness of the metal wiring layer 12.
次に、本実施形態の回路基板10において、第２の領域12ｂの厚みは、主面11ａ上における金属配線層12の厚みの70％以上90％以下であることが好ましい。これにより、特に第２の領域12ｂにおいて電子部品13の作動によって生じる熱を素早く放熱することができるとともに、第１の領域12ａに伝達される熱量を小さくすることができる。そして、第１の領域12ａは、第１の領域12ａ内に存在する気孔によって熱による膨張を緩和することができることから、セラミック焼結体11から金属配線層12が剥離するおそれを少なくすることができる。そのため、優れた放熱特性を有し、セラミック焼結体11から剥離することの少ない金属配線層12を備えている回路基板10は、信頼性のより高いものとなる。 Next, in the circuit board 10 of the present embodiment, the thickness of the second region 12b is preferably 70% or more and 90% or less of the thickness of the metal wiring layer 12 on the main surface 11a. This makes it possible to quickly dissipate heat generated by the operation of the electronic component 13 particularly in the second region 12b, and reduce the amount of heat transferred to the first region 12a. And since the 1st area | region 12a can relieve | swell expansion | swelling by a heat | fever by the pore which exists in the 1st area | region 12a, it may reduce the possibility that the metal wiring layer 12 will peel from the ceramic sintered compact 11. FIG. it can. Therefore, the circuit board 10 having the metal wiring layer 12 that has excellent heat dissipation characteristics and hardly peels from the ceramic sintered body 11 has higher reliability.
また、断面Ａにおける第１の領域12ａの気孔の平均面積占有率は、3.0面積％以上5.0面積％以下であることが好ましい。断面Ａにおける第１の領域12ａの気孔の平均面積占有率が3.0面積％以上5.0面積％以下であるときには、セラミック焼結体11の主面11ａ上に良好に密着することができるとともに、電子部品13の作動によって生じる熱による膨張を効果的に緩和することができるため、セラミック焼結体11から金属配線層12（第１の領域12ａ）が剥離するおそれをさらに少なくすることができる。 In addition, the average area occupation ratio of the pores of the first region 12a in the cross section A is preferably 3.0 area% or more and 5.0 area% or less. When the average area occupancy of the pores of the first region 12a in the cross section A is 3.0 area% or more and 5.0 area% or less, it can adhere well to the main surface 11a of the ceramic sintered body 11, and the electronic component Since the expansion due to the heat generated by the operation of 13 can be effectively mitigated, the possibility that the metal wiring layer 12 (first region 12a) is peeled from the ceramic sintered body 11 can be further reduced.
また、断面Ａにおける第１の領域12ａの平均結晶粒径は、9.0μｍ以上13.0μｍ以下で
あることが好ましい。第１の領域12ａの平均結晶粒径が9.0μｍ以上13.0μｍ以下である
ときには、第１の領域12ａの平均結晶粒径が9.0μｍ未満であるときよりも、第１の領域12ａと第２の領域12ｂとの界面の凹凸を少なくすることができることから、電子部品13の
搭載面に影響する金属配線層12の表面、すなわち第２の領域12ｂの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の値を小さくすることができる。それにより、電子部品13を搭載しやすくなり、電子部品13から金属配線層12への熱伝達をスムーズに行なうことができ、優れた放熱特性を発揮することができる。また、第１の領域12ａにおける平均結晶粒径が13.0μｍを超えるときよりも、セラミック焼結体11と良好に密着することができることから、断面Ａにおける第１の領域12ａの平均結晶粒径は、9.0μｍ以上13.0μｍ以下であることが好ましい。
In addition, the average crystal grain size of the first region 12a in the cross section A is preferably 9.0 μm or more and 13.0 μm or less. When the average crystal grain size of the first region 12a is 9.0 μm or more and 13.0 μm or less, the first region 12a and the second region 12a are compared with the case where the average crystal grain size of the first region 12a is less than 9.0 μm. Since the unevenness of the interface with the region 12b can be reduced, the value of the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the metal wiring layer 12 that affects the mounting surface of the electronic component 13, that is, the surface of the second region 12b is set. Can be small. Thereby, it becomes easy to mount the electronic component 13, heat transfer from the electronic component 13 to the metal wiring layer 12 can be performed smoothly, and excellent heat dissipation characteristics can be exhibited. In addition, since the average crystal grain size in the first region 12a can be better adhered to the ceramic sintered body 11 than when the average crystal grain size exceeds 13.0 μm, the average crystal grain size of the first region 12a in the cross section A is It is preferably 9.0 μm or more and 13.0 μm or less.
なお、断面Ａにおける第１の領域12ａの平均結晶粒径は、断面Ａである測定面における第１の領域12ａについて、ＳＥＭを用いて3000倍の倍率で観察し、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）を用いて結晶粒径を求め、これを
５箇所において行ない、平均値を算出して求めればよい。
The average crystal grain size of the first region 12a in the cross section A was observed at a magnification of 3000 times using the SEM for the first region 12a in the measurement surface which is the cross section A. (Registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the crystal grain size is obtained, this is performed at five locations, and the average value is calculated.
次に、本実施形態の回路基板10を構成する金属配線層12は、第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂが同じ金属で構成されても良いが、異なる金属で構成されてもよい。金属としては、例えば、銅、銀またはアルミニウムが好ましく、特に銅からなるときには、銅は熱伝導性が高いため放熱特性を高めることができる。また、銅を主成分とし、ジルコニウム、チタン、モリブデン，スズまたは亜鉛のうち少なくとも１種を副成分として含有してもよい。なお、ここで主成分とは、第１の領域12ａであれば、第１の領域12ａを構成する全成分100質量％のうち、50質量％を超える成分のことをいう。 Next, in the metal wiring layer 12 constituting the circuit board 10 of the present embodiment, the first region 12a and the second region 12b may be made of the same metal, but may be made of different metals. As the metal, for example, copper, silver, or aluminum is preferable. Particularly, when the metal is made of copper, the heat dissipation property can be improved because copper has high thermal conductivity. Moreover, you may contain copper as a main component and contain at least 1 sort (s) as a subcomponent among zirconium, titanium, molybdenum, tin, or zinc. Here, the main component means a component exceeding 50% by mass out of 100% by mass of all components constituting the first region 12a in the case of the first region 12a.
また、第１の領域12ａはガラス成分を含有していることが好ましい。これにより、セラミック焼結体11との密着強度を高めることができる。そして、第２の領域12ｂには、ガラス成分を含んでいないことが好ましい。第２の領域12ｂに、ガラス成分を含んでいないことにより、電気抵抗が高くなるおそれがないことから、優れた放熱特性を十分に発揮することができる。 Moreover, it is preferable that the 1st area | region 12a contains the glass component. Thereby, the adhesion strength with the ceramic sintered body 11 can be increased. The second region 12b preferably does not contain a glass component. Since the second region 12b does not contain a glass component, there is no possibility that the electrical resistance becomes high, and thus excellent heat dissipation characteristics can be sufficiently exhibited.
また、第２の領域12ｂの熱膨張係数が、第１の領域12ａの熱膨張係数よりも大きいことが好ましい。第２の領域12ｂの熱膨張係数が、第１の領域12ａの熱膨張係数よりも大きいときには、電子部品13の作動時に生じる熱を、電子部品13に近い第２の領域12ｂで素早く放熱することができ、第１の領域12ａ、セラミック焼結体11へ伝達される熱量を少なくすることができる。そして、第１の領域12ａの熱膨張係数は、第２の領域12ｂの熱膨張係数よりも小さいことから、金属よりも熱膨張係数の小さいセラミック焼結体11の熱膨張係数との差が小さくなるため、電子部品13の作動時に生じる熱が第２の領域12ｂを介して伝達されたとき、第１の領域12ａとセラミック焼結体11との間において、この伝達された熱による膨張に起因する剥離が少なくなる。 The thermal expansion coefficient of the second region 12b is preferably larger than the thermal expansion coefficient of the first region 12a. When the thermal expansion coefficient of the second region 12b is larger than the thermal expansion coefficient of the first region 12a, the heat generated during the operation of the electronic component 13 is quickly dissipated in the second region 12b close to the electronic component 13. The amount of heat transferred to the first region 12a and the ceramic sintered body 11 can be reduced. And since the thermal expansion coefficient of the 1st area | region 12a is smaller than the thermal expansion coefficient of the 2nd area | region 12b, the difference with the thermal expansion coefficient of the ceramic sintered compact 11 whose thermal expansion coefficient is smaller than a metal is small. Therefore, when the heat generated during the operation of the electronic component 13 is transmitted through the second region 12b, the expansion due to the transmitted heat is caused between the first region 12a and the ceramic sintered body 11. Less peeling.
第２の領域12ｂの熱膨張係数が、第１の領域12ａの熱膨張係数よりも大きい例としては、第１の領域12ａの主成分が銅であるとき、第２の領域12ｂの主成分を銅よりも熱膨張係数の大きい金属とすればよく、このような金属として銀が挙げられる。 As an example in which the thermal expansion coefficient of the second region 12b is larger than the thermal expansion coefficient of the first region 12a, when the main component of the first region 12a is copper, the main component of the second region 12b is What is necessary is just to set it as a metal with a larger thermal expansion coefficient than copper, and silver is mentioned as such a metal.
図２は、本実施形態の他の例の回路基板を備える電子装置を示す断面図である。図２に示す例の回路基板10は、セラミック焼結体11が主面11aに垂直な方向に貫通する貫通孔11
ｂを有し、貫通孔11ｂ内に金属からなる貫通導体15を備え、断面Ａにおける貫通導体15の気孔の平均面積占有率が、第２の領域12ｂの気孔の平均面積占有率よりも大きいとともに、貫通導体15が第１の領域12ａに覆われて接続されてなるものである。なお、他の構成は、図１と同じである。また、電子部品13の搭載される側であるセラミック焼結体11の主面11ａ側の貫通孔11ｂの開口面積よりも、他方主面側の貫通孔11ｂの開口面積を大きくし、貫通孔11ｂ内に金属からなる貫通導体15を備えた方が放熱特性を高めることができるため、図２に示す例のように、貫通孔11ｂ（貫通導体15）の断面形状としては、他方主面側に広がっている形状であることが好ましい。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an electronic device including a circuit board according to another example of the present embodiment. The circuit board 10 of the example shown in FIG. 2 has a through hole 11 through which the ceramic sintered body 11 penetrates in a direction perpendicular to the main surface 11a.
a through conductor 11 made of metal in the through hole 11b, and the average area occupation ratio of the pores of the through conductor 15 in the cross section A is larger than the average area occupation ratio of the pores of the second region 12b The through conductor 15 is covered with and connected to the first region 12a. Other configurations are the same as those in FIG. Further, the opening area of the through hole 11b on the other main surface side is made larger than the opening area of the through hole 11b on the main surface 11a side of the ceramic sintered body 11 on the side where the electronic component 13 is mounted, and the through hole 11b Since the heat dissipation characteristic can be improved by providing the through conductor 15 made of metal inside, the cross-sectional shape of the through hole 11b (through conductor 15) is on the other main surface side as in the example shown in FIG. A spreading shape is preferred.
図２に示す回路基板10において、貫通導体15の気孔の面積占有率が第２の領域12ｂの気孔の平均面積占有率よりも大きいことにより、電子部品13の作動によって生じる熱が第２に領域12ｂ、第１の領域12ａを介して貫通導体15に伝達されたとき、貫通導体15内に存在する気孔によって膨張が緩和されるため、貫通孔11ｂの表面からから貫通導体15が剥離するおそれを少なくすることができる。 In the circuit board 10 shown in FIG. 2, the heat generated by the operation of the electronic component 13 is secondly generated because the area occupation rate of the pores of the through conductor 15 is larger than the average area occupation rate of the pores of the second region 12b. 12b, when transmitted to the through conductor 15 via the first region 12a, the expansion is mitigated by the pores present in the through conductor 15, so that the through conductor 15 may be peeled off from the surface of the through hole 11b. Can be reduced.
また、セラミック焼結体11が主面11aに垂直な方向に貫通する貫通孔11ｂを有し、貫通
孔11ｂ内に金属からなる上記構成の貫通導体15を備えていることにより、放熱特性にさらに優れた回路基板10とすることができる。
Further, the ceramic sintered body 11 has a through hole 11b that penetrates in a direction perpendicular to the main surface 11a, and the through conductor 15 made of a metal is provided in the through hole 11b. An excellent circuit board 10 can be obtained.
また、本実施形態の回路基板10を構成するセラミック焼結体11は、酸化アルミニウム質焼結体、酸化ジルコニウム質焼結体、酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムの複合焼結体、窒化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体を用いることができる。なお、加工性が比較的容易でありながら機械的強度に優れている点で、セラミック焼結体11は、酸化アルミニウム質焼結体からなることが好ましい。 The ceramic sintered body 11 constituting the circuit board 10 of the present embodiment includes an aluminum oxide sintered body, a zirconium oxide sintered body, a composite sintered body of aluminum oxide and zirconium oxide, and a silicon nitride sintered body. An aluminum nitride sintered body or a mullite sintered body can be used. The ceramic sintered body 11 is preferably made of an aluminum oxide sintered body from the viewpoint that the workability is relatively easy and the mechanical strength is excellent.
また、回路基板10上に搭載される電子部品13としては、例えば、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）素子、インテリジェント・パワー・モジュール（ＩＰＭ）素子、金属酸化膜型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、フリーホイーリングダイオード（ＦＷＤ）素子、ジャイアント・トランジスタ（ＧＴＲ）素子、ショットキー・バリア・ダイオード（ＳＢＤ）等の半導体素子、昇華型サーマルプリンタヘッドまたはサーマルインクジェットプリンタヘッド用の発熱素子、ペルチェ素子等を用いることができる。 Examples of the electronic component 13 mounted on the circuit board 10 include an insulated gate bipolar transistor (IGBT) element, an intelligent power module (IPM) element, and a metal oxide field effect transistor (MOSFET) element. , For light emitting diode (LED) elements, free wheeling diode (FWD) elements, giant transistor (GTR) elements, Schottky barrier diode (SBD) and other semiconductor elements, sublimation thermal printer heads or thermal inkjet printer heads These heating elements, Peltier elements, and the like can be used.
以下、本実施形態の回路基板10の製造方法の一例について説明する。 Hereinafter, an example of a method for manufacturing the circuit board 10 of the present embodiment will be described.
まず、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の粉末と、焼結助剤である酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等の粉末とを用いて公知の方法により酸化アルミニウム質焼結体を作製する。 First, oxidation is performed by a known method using powder of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and powder of silicon oxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO) or the like as a sintering aid. An aluminum sintered body is produced.
次に、金属配線層12の第１の領域12ａを形成する金属ペーストの一例について説明する。まず、銅、銀またはアルミニウムを主成分とする金属粉末と、ガラス粉末と、有機ビヒクルとを準備する。また、必要に応じて金属ペーストには、金属酸化物粉末を加えてもよい。 Next, an example of a metal paste that forms the first region 12a of the metal wiring layer 12 will be described. First, a metal powder mainly composed of copper, silver, or aluminum, a glass powder, and an organic vehicle are prepared. Moreover, you may add a metal oxide powder to a metal paste as needed.
具体的には、平均粒径が1.0μｍ以上6.0μｍ以下である金属粉末を準備する。また、第１の領域12ａの平均結晶粒径を9.0μｍ以上13.0μｍ以下とするには、金属粉末の平均粒
径を3.0μｍ以上5.0μｍ以下とすればよい。
Specifically, a metal powder having an average particle size of 1.0 μm or more and 6.0 μm or less is prepared. Further, in order to set the average crystal grain size of the first region 12a to 9.0 μm or more and 13.0 μm or less, the average particle size of the metal powder may be set to 3.0 μm or more and 5.0 μm or less.
次に、ガラス粉末としては、例えば、ＳｉＯ２系、ＺｎＯ系、Ｒ２Ｏ−ＳｉＯ２系（Ｒ：アルカリ金属元素）、Ｒ２Ｏ−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ−ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ−ＳｉＯ２−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系などが挙げられる。特に、Ｂｉ２Ｏ３を含有するガラス粉末を用いることが好ましい。これは、Ｂｉ２Ｏ３を含有するガラス粉末を用いたときには、セラミック焼結体11に対する第１の金属ペーストの濡れ性が良好となり、セラミック焼結体11と第１の領域12ａとの密着強度を高められるからである。 Next, as the glass powder, for example, SiO 2 system, ZnO system, R 2 O—SiO 2 system (R: alkali metal element), R 2 O—ZnO—SiO 2 system, SiO 2 —B 2 O 3 system, for example. , SiO 2 —ZnO—B 2 O 3 system, R 2 O—SiO 2 —B 2 O 3 system, R 2 O—ZnO—SiO 2 —B 2 O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 —Bi 2 O 3 system, SiO 2 —ZnO—B 2 O 3 —Bi 2 O 3 system, R 2 O—SiO 2 —B 2 O 3 —Bi 2 O 3 system, R 2 O—SiO 2 —ZnO—B 2 O such as 3 -Bi 2 O 3 systems. In particular, it is preferable to use glass powder containing Bi 2 O 3 . This is because when the glass powder containing Bi 2 O 3 is used, the wettability of the first metal paste to the ceramic sintered body 11 becomes good, and the adhesion strength between the ceramic sintered body 11 and the first region 12a. It is because it can be raised.
また、有機ビヒクルは、有機バインダを有機溶剤に溶解したものであり、例えば、有機バインダと有機溶剤との比率は、有機バインダ１に対し、有機溶剤が２〜６である。そして、有機バインダとしては、例えば、ポリブチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル類、ニトロセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロース、ブチルセルロース等のセルロース類、ポリオキシメチレン等のポリエーテル類、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のポリビニル類から選択される１種もしくは２種以上を混合して用いることができる。 The organic vehicle is obtained by dissolving an organic binder in an organic solvent. For example, the ratio of the organic binder to the organic solvent is 2 to 6 for the organic binder 1. Examples of the organic binder include acrylics such as polybutyl methacrylate and polymethyl methacrylate, celluloses such as nitrocellulose, ethyl cellulose, cellulose acetate, and butyl cellulose, polyethers such as polyoxymethylene, polybutadiene, polyisoprene, and the like. 1 type or 2 types or more selected from these polyvinyls can be used.
また、有機溶剤としては、例えば、カルビトール、カルビトールアセテート、テルピネオール、メタクレゾール、ジメチルイミダゾール、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチル
ホルムアミド、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコール、パラキシレン、乳酸エチル、イソホロンから選択される１種もしくは２種以上を混合して用いることができる。
The organic solvent is selected from, for example, carbitol, carbitol acetate, terpineol, metacresol, dimethylimidazole, dimethylimidazolidinone, dimethylformamide, diacetone alcohol, triethylene glycol, paraxylene, ethyl lactate, and isophorone. 1 type or 2 types or more can be mixed and used.
そして、第１の領域12ａを形成する金属ペーストにおける金属粉末、ガラス粉末、有機ビヒクルの配合比としては、第１の領域12ａを形成する金属ペーストを100質量％とした
とき、金属粉末を77.0質量％以上87.0質量％以下、ガラス粉末を0.5質量％以上５質量％
以下、有機ビヒクルを10質量％以上20質量％以下の範囲とする。
And as a compounding ratio of the metal powder, the glass powder, and the organic vehicle in the metal paste forming the first region 12a, when the metal paste forming the first region 12a is 100% by mass, the metal powder is 77.0% by mass. % To 87.0% by mass, glass powder from 0.5% to 5% by mass
Hereinafter, the organic vehicle is in the range of 10% by mass to 20% by mass.
また、セラミック焼結体11が酸化アルミニウム質焼結体であり、第１の領域12ａを形成する金属ペーストに金属酸化物を含有させるときには、金属酸化物が酸化銅（ＣｕＯまたはＣｕ２Ｏ）であることが好ましい。第１の領域12ａを形成する金属ペーストに含有させる金属酸化物が酸化銅であるときには、アルミン酸銅（ＣｕＡｌ２Ｏ４またはＣｕＡｌＯ２）が生成されやすくなり、セラミック焼結体11と第１の領域12ａとの密着強度を高くすることができる。 In addition, when the ceramic sintered body 11 is an aluminum oxide sintered body and the metal paste is included in the metal paste forming the first region 12a, the metal oxide is copper oxide (CuO or Cu 2 O). Preferably there is. When the metal oxide contained in the metal paste forming the first region 12a is copper oxide, copper aluminate (CuAl 2 O 4 or CuAlO 2 ) is easily generated, and the ceramic sintered body 11 and the first The adhesion strength with the region 12a can be increased.
また、第１の領域12ａを形成する金属ペーストに含有させる金属酸化物が酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）であれば、第１の領域12ａの熱膨張係数を酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数に近づけることができ、セラミック焼結体11と第１の領域12ａとの熱膨張係数の差によって、セラミック焼結体11と第１の領域12ａとが剥離するおそれを少なくすることができる。 If the metal oxide contained in the metal paste forming the first region 12a is aluminum oxide (Al 2 O 3 ), the thermal expansion coefficient of the first region 12a is set to the thermal expansion of the aluminum oxide sintered body. The coefficient can be approached, and the risk of the ceramic sintered body 11 and the first region 12a being peeled off can be reduced due to the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic sintered body 11 and the first region 12a.
次に、上述した金属ペーストを用いた第１の領域12ａの形成方法について説明する。まず、公知のスクリーン印刷法により金属ペーストをセラミック焼結体11の主面11ａに印刷し、乾燥させた後に非酸化雰囲気で焼成することにより、第１の領域12ａを形成する。 Next, a method for forming the first region 12a using the metal paste described above will be described. First, a metal paste is printed on the main surface 11a of the ceramic sintered body 11 by a known screen printing method, dried, and then fired in a non-oxidizing atmosphere to form the first region 12a.
具体的には、金属ペーストの乾燥を80℃以上150℃以下の温度で行ない、焼成について
は、金属粉末が銅であるときには、850℃以上1050℃以下の最高温度で0.5時間以上３時間以下保持して焼成する。なお、金属粉末がアルミニウムであるときには、500℃以上600℃以下の最高温度で0.5時間以上３時間以下保持して焼成すればよい。また、金属粉末が銀
であるときには、800℃以上1000℃以下の最高温度で0.5時間以上３時間以下保持して焼成すればよい。なお、上述した焼成条件である、焼成温度および焼成時間を調整することによって、第１の領域12ａの気孔の平均面積占有率を調整することができる。
Specifically, the metal paste is dried at a temperature of 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. When firing, when the metal powder is copper, the maximum temperature of 850 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower is maintained for 0.5 hour or longer and 3 hours or shorter. And fired. When the metal powder is aluminum, it may be fired by holding at a maximum temperature of 500 ° C. or more and 600 ° C. or less for 0.5 hours or more and 3 hours or less. When the metal powder is silver, the metal powder may be fired by holding at a maximum temperature of 800 ° C. to 1000 ° C. for 0.5 hours to 3 hours. In addition, the average area occupation rate of the pores of the first region 12a can be adjusted by adjusting the firing temperature and the firing time, which are the firing conditions described above.
また、金属ペーストは、第１の領域12ａを所望の厚みとするために、複数層で構成してもよいことは言うまでもないが、印刷、乾燥を繰り返してから焼成するよりも、印刷、乾燥するたびに焼成することが好ましい。このように、印刷、乾燥するたびに焼成すれば、金属ペースト中に含まれる有機ビヒクルを十分に蒸発させて取り除くことができるので、形成された第１の領域12ａに膨れが生じることは少なく、有機物の残存によって放熱特性が低下するおそれを少なくすることができる。 Further, it goes without saying that the metal paste may be composed of a plurality of layers in order to make the first region 12a have a desired thickness, but it is printed and dried rather than firing after repeating printing and drying. It is preferable to fire each time. In this way, if it is fired every time it is printed and dried, the organic vehicle contained in the metal paste can be sufficiently evaporated and removed, so that the formed first region 12a is less likely to swell, It is possible to reduce the possibility that the heat dissipation characteristics are lowered due to the remaining organic matter.
次に、金属配線層12の第２の領域12ｂを形成する方法の一例について説明する。第２の領域12ｂの形成方法には、めっき法を用いることが好ましい。めっき法としては公知の方法でよいが、例えば、第２の領域12ｂの主成分となる金属を含有した無電解めっき液を浴槽に入れて、所望の浴槽温度に調整し、セラミック焼結体11に第１の領域12ａまでを形成した複合体を浸漬することにより、セラミック焼結体11の主面11ａに、セラミック焼結体11の主面11ａに接する第１の領域12ａと、第１の領域12ａ上の第２の領域12ｂとからなる金属配線層12を備える回路基板10を得ることができる。なお、第２の領域12ｂの厚みは浸漬時間で調整すればよい。 Next, an example of a method for forming the second region 12b of the metal wiring layer 12 will be described. It is preferable to use a plating method as a method for forming the second region 12b. As a plating method, a known method may be used. For example, an electroless plating solution containing a metal that is a main component of the second region 12b is placed in a bath, adjusted to a desired bath temperature, and the ceramic sintered body 11 is obtained. 1st region 12a in contact with main surface 11a of ceramic sintered body 11 is immersed in main surface 11a of ceramic sintered body 11 by immersing the composite having formed up to first region 12a in the first region 12a. The circuit board 10 including the metal wiring layer 12 including the second region 12b on the region 12a can be obtained. In addition, what is necessary is just to adjust the thickness of the 2nd area | region 12b with immersion time.
なお、めっき法によって、形成された第２の領域12ｂの気孔の面積占有率は0.1面積％
以下であり、結晶粒径は、４万倍程度のＳＥＭの確認では、粒界が確認できない程の大きさであり、具体的な結晶粒径は20〜100ｎｍである。このように、第２の領域12ｂをめっ
き法で形成することにより、気孔が少なく緻密な第２の領域12ｂとすることができることから、高い放熱特性を有し、電子部品13の作動によって生じる熱を素早く放熱することができる。
In addition, the area occupation rate of the pores of the second region 12b formed by the plating method is 0.1 area%.
The crystal grain size is as large as the grain boundary cannot be confirmed by SEM confirmation of about 40,000 times, and the specific crystal grain size is 20 to 100 nm. Thus, by forming the second region 12b by plating, the second region 12b can be a dense second region 12b with few pores, and thus has high heat dissipation characteristics and heat generated by the operation of the electronic component 13. Can quickly dissipate heat.
また、金属配線層12の表面に部分的もしくは全面に金めっき、銀めっきまたはニッケル−金めっきなどのめっき処理を施してもよい。このようにめっき処理を行なうことによって、電極パッド14やボンディングワイヤなどの密着処理がしやすくなり、金属配線層12が酸化腐蝕するのを抑制することができる。 Further, the surface of the metal wiring layer 12 may be subjected to a plating process such as gold plating, silver plating or nickel-gold plating partially or entirely. By performing the plating process in this manner, it is easy to perform the adhesion process of the electrode pad 14 and the bonding wire, and the metal wiring layer 12 can be prevented from being oxidized and corroded.
また、金属配線層12の形成において、セラミック焼結体11の主面11ａの例えば全面に第１の領域12ａと第２の領域12ｂとを有する金属配線層12を形成してから、金属配線層12の必要領域にレジスト膜を形成し、塩化第二鉄、塩化第二銅またはアルカリからなるエッチング液等を用いてエッチングし、その後、水酸化ナトリウム水溶液等を用いてレジスト膜を除去することで、必要領域に金属配線層12を形成してもよい。 In forming the metal wiring layer 12, the metal wiring layer 12 having the first region 12a and the second region 12b is formed on, for example, the entire main surface 11a of the ceramic sintered body 11, and then the metal wiring layer 12 is formed. By forming a resist film in 12 necessary areas, etching using an etching solution made of ferric chloride, cupric chloride or alkali, and then removing the resist film using an aqueous sodium hydroxide solution, etc. The metal wiring layer 12 may be formed in a necessary region.
また、金属配線層12の厚みは20μｍ以上80μｍ以下であることが好ましい。金属配線層12の厚みが20μｍ以上80μｍ以下であるときには、電子部品13の作動による熱を放熱することができるとともに、セラミック焼結体11との高い密着強度が得られ、エッチングによる金属配線層12の形成において、金属配線層12の間隔を狭くすることができ、狭ピッチ化および細線化を図ることができる。さらに、金属配線層12においては、第１の領域12ａの厚みが10％以上30％以下であり、第２の領域12ｂの厚みが70％以上90％以下であることが好ましい。 The thickness of the metal wiring layer 12 is preferably 20 μm or more and 80 μm or less. When the thickness of the metal wiring layer 12 is not less than 20 μm and not more than 80 μm, heat due to the operation of the electronic component 13 can be dissipated and high adhesion strength with the ceramic sintered body 11 can be obtained. In the formation, the interval between the metal wiring layers 12 can be narrowed, and a narrow pitch and a thin line can be achieved. Furthermore, in the metal wiring layer 12, it is preferable that the thickness of the first region 12a is 10% or more and 30% or less, and the thickness of the second region 12b is 70% or more and 90% or less.
次に、セラミック焼結体11が貫通孔11ｂを有し、貫通孔11ｂ内に金属からなる貫通導体15を備える方法について説明する。なお、断面Ａにおける貫通導体15の気孔の平均面積占有率は、第２の領域12ｂの気孔の平均面積占有率よりも大きいものである。 Next, a method in which the ceramic sintered body 11 has the through hole 11b and the through conductor 15 made of metal is provided in the through hole 11b will be described. Note that the average area occupation ratio of the pores of the through conductor 15 in the cross section A is larger than the average area occupation ratio of the pores of the second region 12b.
まず、貫通孔11ｂを有するセラミック焼結体11を準備する。貫通孔11ｂは、セラミック焼結体11の形成において、公知の金型を用いて成形したり、成形後や焼成後にレーザーなどによって加工すればよい。 First, a ceramic sintered body 11 having a through hole 11b is prepared. The through-hole 11b may be formed using a known mold in the formation of the ceramic sintered body 11, or may be processed by a laser or the like after forming or firing.
そして、貫通導体15を形成する金属ペーストとしては、第１の領域12ａを形成する金属ペーストを用いることが好ましい。これは、公知のスクリーン印刷法によって、また、同じ焼成条件によって、貫通導体15と第１の領域12ａとを形成することができるからである。 And as a metal paste which forms the penetration conductor 15, it is preferable to use the metal paste which forms the 1st area | region 12a. This is because the through conductor 15 and the first region 12a can be formed by a known screen printing method and under the same firing conditions.
また、貫通導体15をスクリーン印刷法によって形成すれば、めっき法で形成したときよりも貫通孔11ｂに相当する位置の貫通導体15（同時形成の場合は、第１の領域12ａ）の表面の凹凸が小さく、この上に形成される第２の領域12ｂの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を小さくすることができるため、電子部品13を搭載しやすくなり、電子部品13から金属配線層12への熱伝達をスムーズに行なうことができ、優れた放熱特性を発揮することができる。また、貫通導体15をスクリーン印刷法によって形成すれば、めっき法で形成したときよりも熱膨張が緩和されることから、冷熱サイクルによって貫通孔11ｂの表面から貫通導体15が剥離するおそれを少なくすることができる。 Further, if the through conductor 15 is formed by the screen printing method, the unevenness on the surface of the through conductor 15 (the first region 12a in the case of simultaneous formation) at a position corresponding to the through hole 11b than when formed by the plating method. And the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the second region 12b formed thereon can be reduced, so that the electronic component 13 can be easily mounted, and the electronic component 13 is transferred to the metal wiring layer 12. Heat transfer can be performed smoothly, and excellent heat dissipation characteristics can be exhibited. Further, if the through conductor 15 is formed by the screen printing method, the thermal expansion is reduced as compared with the case where it is formed by the plating method, so that the possibility of the through conductor 15 being peeled off from the surface of the through hole 11b by the cooling / heating cycle is reduced. be able to.
そして、上述した製造方法により得られた本実施形態の回路基板10は、金属配線層12が電子部品13の作動によって生じる熱を素早く放熱可能な優れた放熱特性を有しているとともに、電子部品13の作動と停止とを繰り返したときの冷熱サイクルによる金属配線層12の
剥離が少ないことから、長期間にわたって使用可能な信頼性の高い回路基板10とすることができる。
The circuit board 10 of the present embodiment obtained by the manufacturing method described above has excellent heat dissipation characteristics that the metal wiring layer 12 can quickly dissipate heat generated by the operation of the electronic component 13, and the electronic component. Since there is little peeling of the metal wiring layer 12 due to the cooling and heating cycle when the operation and stop of 13 are repeated, the circuit board 10 with high reliability that can be used for a long time can be obtained.
また、本実施形態の回路基板10の製造方法は上述した製造方法に限るものではない。なお、回路基板10は、分割溝が形成されたセラミック焼結体を用いて、上述した方法で金属配線層12を形成した後分割すれば、本実施形態の回路基板10を効率よく作製可能である。 Further, the manufacturing method of the circuit board 10 of the present embodiment is not limited to the manufacturing method described above. If the circuit board 10 is divided after forming the metal wiring layer 12 by the above-described method using a ceramic sintered body in which division grooves are formed, the circuit board 10 of the present embodiment can be efficiently manufactured. is there.
そして、金属配線層12上に、例えば電極パッド14を介して電子部品13を搭載することにより、本実施形態の電子装置１とすることができる。この本実施形態の電子装置１は、上述したように長期間にわたって使用可能な信頼性の高い本実施形態の回路基板10に電子部品13を搭載してなることから、本実施形態の電子装置１についても、長期間にわたって使用可能な信頼性の高いものとなる。 Then, by mounting the electronic component 13 on the metal wiring layer 12 via, for example, the electrode pad 14, the electronic device 1 of this embodiment can be obtained. As described above, the electronic device 1 according to this embodiment includes the electronic component 13 mounted on the highly reliable circuit board 10 according to this embodiment that can be used for a long period of time. In addition, it is highly reliable that can be used for a long time.
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following examples.
第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂの気孔の平均面積占有率と金属配線層における厚みの割合とを異ならせた試料を作製し、熱伝導率の測定およびヒートサイクル試験を行なった。 Samples having different average pore area occupancy ratios in the first region 12a and the second region 12b and the thickness ratio in the metal wiring layer were prepared, and thermal conductivity measurements and heat cycle tests were performed.
まず、酸化珪素および酸化マグネシウムを焼結助剤とし、酸化アルミニウムの含有量が96質量％の酸化アルミニウム質焼結体を作製した。なお、セラミック焼結体には、試料を多数個取りできるように、溝加工を施した。 First, an aluminum oxide sintered body having an aluminum oxide content of 96% by mass was prepared using silicon oxide and magnesium oxide as sintering aids. The ceramic sintered body was grooved so that a large number of samples could be taken.
次に、試料Ｎｏ．１〜６の第１の領域12ａを形成する金属ペーストは、銅からなる金属粉末（平均粒径が2.8μｍ）を82質量％と、平均粒径が2.5μｍであり、軟化点が550℃の
Ｂｉ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系ガラス粉末を３質量％と、有機ビヒクル（有機バインダであるアクリル樹脂：有機溶剤であるテルピネオール＝１：４）を15質量％とを調合して作製した。
Next, sample No. The metal paste that forms the first regions 12a of 1 to 6 has a copper powder (average particle size of 2.8 μm) of 82% by mass, an average particle size of 2.5 μm, and a softening point of 550 ° C. 3% by mass of Bi 2 O 3 —SiO 2 —B 2 O 3 based glass powder and 15% by mass of organic vehicle (acrylic resin as organic binder: terpineol as organic solvent = 1: 4) Produced.
そして、得られた金属ペーストを用いてスクリーン印刷法によりセラミック焼結体の一方主面に印刷を行なった。なお、金属配線層12の厚みを70μｍとし、第１の領域12ａは、表１に示す厚みの割合となるように印刷回数を調整し、印刷する毎に乾燥および焼成を行なった。また、乾燥は100℃にて行ない、その後、酸素濃度を５ｐｐｍに調整した窒素雰
囲気において、870℃の最高温度で0.8時間保持することにより焼成して、試料Ｎｏ．１の回路基板を得た。
And it printed on the one main surface of the ceramic sintered compact by the screen printing method using the obtained metal paste. The number of times of printing was adjusted so that the thickness of the metal wiring layer 12 was 70 μm, and the first region 12a had the thickness ratio shown in Table 1, and drying and firing were performed each time printing was performed. Further, drying was performed at 100 ° C., and thereafter, firing was performed by holding at a maximum temperature of 870 ° C. for 0.8 hours in a nitrogen atmosphere in which the oxygen concentration was adjusted to 5 ppm. 1 circuit board was obtained.
そして、試料Ｎｏ．１については、以下の金属ペーストを用いて第２の領域12ｂを形成した。銅からなる金属粉末（平均粒径が2.8μｍ：平均粒径が0.4μｍ＝７：３の質量比率で混合）を82質量％と、平均粒径が2.5μｍであり、軟化点が550℃のＢｉ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系ガラス粉末を３質量％と、有機ビヒクル（有機バインダであるアクリル樹脂：有機溶剤であるテルピネオール＝１：４）を15質量％とを調合して金属ペーストを作製した。そして、得られた金属ペーストを用いてスクリーン印刷法により、第１の領域12ａ上に印刷を行なった。なお、第２の領域12ｂの厚みが表１に示す厚みの割合となるように、印刷、乾燥および焼成を繰り返した。 And sample no. For No. 1, the second region 12b was formed using the following metal paste. Metal powder made of copper (average particle size is 2.8 μm: average particle size is mixed at a mass ratio of 0.4 μm = 7: 3) is 82% by mass, the average particle size is 2.5 μm, and the softening point is 550 ° C. 3% by mass of Bi 2 O 3 —SiO 2 —B 2 O 3 based glass powder and 15% by mass of organic vehicle (acrylic resin as organic binder: terpineol as organic solvent = 1: 4) A metal paste was prepared. And it printed on the 1st area | region 12a by the screen printing method using the obtained metal paste. In addition, printing, drying, and baking were repeated so that the thickness of the 2nd area | region 12b might become the ratio of the thickness shown in Table 1.
次に、試料Ｎｏ．２〜６については、第２の領域12ｂの主成分となる金属を含有した無電解銅めっき液の入った浴槽に、セラミック焼結体上に第１の領域12ａを形成した複合体を浸漬して第２の領域12ｂを形成し、試料Ｎｏ．２〜６の回路基板を得た。なお、第２の
領域12ｂの厚みは、浸漬時間によって調整した。
Next, sample No. For 2-6, the composite in which the first region 12a is formed on the ceramic sintered body is immersed in a bath containing an electroless copper plating solution containing a metal that is the main component of the second region 12b. To form the second region 12b. 2 to 6 circuit boards were obtained. The thickness of the second region 12b was adjusted by the immersion time.
そして、第１の領域12ａと第２の領域12ｂとの境界を確認した。まず、セラミック焼結体の主面に金属配線層12を備えてなる回路基板を、主面11ａに垂直な方向に切断し、クロスセクションポリッシャーを用いて研磨した断面Ａを測定面とした。次に、この断面Ａである測定面において、金属配線層12について、主面11ａと垂直な方向に等間隔で３箇所の気孔の面積占有率の測定を行ない、気孔の面積占有率に差を有する２つの測定箇所において、等間隔で３箇所の気孔の面積占有率の測定を行ない、これを繰り返し、気孔の面積占有率に差が無くなったところを境界と判断した。そして、セラミック焼結体11と金属配線層12との界面からこの境界までの距離が、第１の領域12ａの厚みであり、第２の領域12ｂの厚みは、金属配線層12の厚みから第１の領域12ａの厚みを差し引いて求め、厚みの割合を求め、表１に示した。 Then, the boundary between the first region 12a and the second region 12b was confirmed. First, a circuit board comprising a metal wiring layer 12 on the main surface of a ceramic sintered body was cut in a direction perpendicular to the main surface 11a, and a cross section A polished with a cross section polisher was used as a measurement surface. Next, on the measurement surface which is the cross section A, the area occupancy ratio of three pores is measured at equal intervals in the direction perpendicular to the main surface 11a on the metal wiring layer 12, and the difference in the area occupancy ratio of the pores is measured. At the two measurement locations, the area occupancy of the three pores was measured at equal intervals, and this was repeated, and the point where there was no difference in the area occupancy of the pores was determined as the boundary. The distance from the interface between the ceramic sintered body 11 and the metal wiring layer 12 to this boundary is the thickness of the first region 12a, and the thickness of the second region 12b is the first thickness from the thickness of the metal wiring layer 12. Table 1 shows the ratio of the thickness obtained by subtracting the thickness of one region 12a.
また、気孔の平均面積占有率は、断面Ａである測定面おける金属配線層12の第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂについて、ＳＥＭを用いて3000倍の倍率で観察し、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）を用いて観察領域における気孔の面積比率を求めた。そして、第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂの各５箇所における気孔の面積比率を求め、算出した各領域における気孔の面積比率の平均値を気孔の面積占有率として表１に示した。 The average area occupancy of the pores was determined by observing the first region 12a and the second region 12b of the metal wiring layer 12 on the measurement surface, which is a cross section A, at a magnification of 3000 times using an SEM. The area ratio of the pores in the observation region was determined using “A image-kun” (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.). Then, the area ratio of the pores in each of the five areas of the first region 12a and the second region 12b was obtained, and the average value of the calculated area ratios of the pores in each region was shown in Table 1 as the area occupation ratio of the pores.
次に、熱伝導率を測定した。まず、各試料からセラミック焼結体11と金属配線層12とが密着された直径が10ｍｍの試験片を切り出し、アルキメデス法で密度を求めた後、ＪＩＳ
Ｒ1611−2100に準拠したレーザーフラッシュ法によって測定して求めた。結果を表１に示す。
Next, the thermal conductivity was measured. First, from each sample, a test piece having a diameter of 10 mm in which the ceramic sintered body 11 and the metal wiring layer 12 are in close contact is cut out and the density is obtained by Archimedes method.
It was determined by measuring by a laser flash method in accordance with R1611-2100. The results are shown in Table 1.
また、冷熱衝撃試験装置を用いて各試料の環境温度を、室温から−45℃に降温して15分保持してから、昇温して125℃で15分保持した後、室温まで降温するというサイクルを１
サイクルとしたヒートサイクル試験を行なった。なお、各試料20個試験し、2000サイクル、以降は50サイクル毎に各試料につき１つずつ取出し、セラミック焼結体11と金属配線層12との界面について、ＳＥＭを用いて1000倍の倍率で観察を行ない、剥離が確認されたときのサイクル回数を表１に示した。
In addition, the ambient temperature of each sample was lowered from room temperature to −45 ° C. and held for 15 minutes using a thermal shock test apparatus, and then raised and held at 125 ° C. for 15 minutes, and then lowered to room temperature. 1 cycle
A cycle heat cycle test was performed. In addition, 20 samples are tested, and one sample is taken out every 2000 cycles and thereafter every 50 cycles, and the interface between the ceramic sintered body 11 and the metal wiring layer 12 is multiplied by 1000 times using SEM. The number of cycles when the observation was performed and peeling was confirmed is shown in Table 1.
表１に示すように、主面11ａに垂直な方向の断面における気孔の平均面積占有率は、第１の領域12ａよりも第２の領域12ｂの方が小さいものの、第２の領域12ｂの気孔の平均面積占有率が0.1面積％を超える試料Ｎｏ．１は、熱伝導率が100Ｗ／ｍ・Ｋであり、サイクル回数が2000回と低かった。これに対し、主面11ａに垂直な方向の断面における気孔の平均面積占有率は、第１の領域12ａよりも第２の領域12ｂの方が小さく、第２の領域12ｂの
気孔の平均面積占有率が0.1面積％以下である試料Ｎｏ．２〜６は、熱伝導率が試料Ｎｏ
．１よりも高く、サイクル回数が多くなっており、放熱特性が高く、信頼性が高い回路基板であることがわかった。
As shown in Table 1, the average area occupation ratio of the pores in the cross section in the direction perpendicular to the main surface 11a is smaller in the second region 12b than in the first region 12a, but in the second region 12b. Sample No. whose average area occupancy exceeds 0.1 area%. In No. 1, the thermal conductivity was 100 W / m · K, and the number of cycles was as low as 2000. In contrast, the average area occupation ratio of the pores in the cross section perpendicular to the main surface 11a is smaller in the second area 12b than in the first area 12a, and the average area occupation of the pores in the second area 12b is smaller. Sample No. whose rate is 0.1 area% or less. As for 2-6, thermal conductivity is sample No.
. It was found that the circuit board was higher than 1, the number of cycles increased, the heat dissipation characteristics were high, and the reliability was high.
さらに、第２の領域12ｂの厚みが金属配線層の厚みの70％以上90％以下である試料Ｎｏ．３〜５は、熱伝導率が110Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、サイクル回数が2450回以上であり、
放熱特性がより高く、信頼性がより高い回路基板であることがわかった。
Furthermore, the sample No. 2 in which the thickness of the second region 12b is 70% or more and 90% or less of the thickness of the metal wiring layer. 3 to 5, the thermal conductivity is 110 W / m · K or more, the cycle number is 2450 times or more,
It was found that the circuit board has higher heat dissipation characteristics and higher reliability.
次に、第１の領域12ａの気孔の平均面積占有率を異ならせた試料を作製し、熱伝導率の測定およびヒートサイクル試験を行なった。 Next, samples with different average area occupation ratios of pores in the first region 12a were prepared, and thermal conductivity measurement and heat cycle test were performed.
なお、第１の領域12ａの気孔の平均面積占有率を異ならせる方法は、実施例１で第１の領域12ａの形成に用いた同じ金属ペーストを印刷して焼成する際に、焼成温度および焼成時間を調整することによって行なった。そして、第２の領域12ｂについては、実施例１と同様にめっき法によって形成し、試料Ｎｏ．７〜11の回路基板を得た。なお、金属配線層12における厚みの比率は、第１の領域12ａが20％であり、第２の領域12ｂが80％であり、試料Ｎｏ．11は、実施例１の試料Ｎｏ．４と同じものである。 The method of varying the average area occupation ratio of the pores in the first region 12a is that when the same metal paste used for forming the first region 12a in Example 1 is printed and fired, the firing temperature and firing This was done by adjusting the time. And about 2nd area | region 12b, it forms by the plating method similarly to Example 1, and sample No.1. 7 to 11 circuit boards were obtained. The thickness ratio in the metal wiring layer 12 is 20% for the first region 12a and 80% for the second region 12b. 11 shows the sample No. of Example 1. Same as 4.
そして、実施例１と同様の方法により、境界を確認し、厚みの割合を求めた。また、実施例１と同様の方法により、気孔の平均面積占有率を測定した。さらに、実施例１と同様の方法により、熱伝導率の測定およびヒートサイクル試験を行なった。結果を表２に示す。 And the boundary was confirmed by the method similar to Example 1, and the ratio of thickness was calculated | required. Moreover, the average area occupation rate of the pores was measured by the same method as in Example 1. Further, the thermal conductivity measurement and the heat cycle test were performed by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 2.
表２に示すように、試料Ｎｏ．８〜10は、試料Ｎｏ．７，11よりもヒートサイクル試験の結果が上回っており、第１の領域12ａの気孔の平均面積占有率が3.0面積％以上5.0面積％以下であることによって、長期間にわたって使用可能な信頼性の高い回路基板10とできることがわかった。 As shown in Table 2, sample no. 8 to 10 are sample Nos. The results of the heat cycle test are higher than those of 7 and 11, and the average area occupation ratio of the pores in the first region 12a is 3.0 area% or more and 5.0 area% or less. It was found that a high circuit board 10 can be achieved.
次に、金属配線層12における厚みの割合と、第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂの気孔の平均面積占有率を同じとし、第１の領域12ａの平均結晶粒径を異ならせた試料を作製し、熱伝導率および金属配線層12の表面の算術平均粗さＲａの測定ならびにヒートサイクル試験を行なった。 Next, a sample in which the thickness ratio in the metal wiring layer 12 and the average area occupancy of the pores of the first region 12a and the second region 12b are the same, and the average crystal grain size of the first region 12a is different. The thermal conductivity and the arithmetic average roughness Ra of the surface of the metal wiring layer 12 and the heat cycle test were performed.
なお、第１の領域12ａの平均結晶粒径は、金属ペーストに用いる金属粉末の大きさを調整することにより行なった。それ以外は、実施例２と同様の方法によって、試料Ｎｏ．12〜16の回路基板を得た。なお、試料Ｎｏ．12は、実施例２の試料Ｎｏ．９と同じものであ
る。
The average crystal grain size of the first region 12a was adjusted by adjusting the size of the metal powder used for the metal paste. Other than that, by the same method as in Example 2, the sample No. 12 to 16 circuit boards were obtained. Sample No. 12 shows the sample No. of Example 2. It is the same as 9.
そして、実施例１と同様の方法により、境界を確認し、厚みの割合を求めた。また、実施例１と同様の方法により、気孔の平均面積占有率を測定した。また、平均結晶粒径については、断面Ａである測定面おける金属配線層12の第１の領域12ａについて、ＳＥＭを用いて3000倍の倍率で観察し、実施例１と同様の画像解析ソフトを用いて結晶粒径を求め、これを５箇所において行ない、平均値を算出して求めた。 And the boundary was confirmed by the method similar to Example 1, and the ratio of thickness was calculated | required. Moreover, the average area occupation rate of the pores was measured by the same method as in Example 1. In addition, regarding the average crystal grain size, the first region 12a of the metal wiring layer 12 on the measurement surface, which is the cross section A, was observed using a SEM at a magnification of 3000 times, and the same image analysis software as in Example 1 was used. The crystal grain size was determined using this, and this was performed at five locations, and the average value was calculated.
また、接触式の表面粗さ計を用いて、金属配線層12の表面における算術平均粗さＲａを、ＪＩＳ Ｂ0601−2001に基づいて測定し、結果を表３に示した。 Further, using a contact type surface roughness meter, the arithmetic average roughness Ra on the surface of the metal wiring layer 12 was measured based on JIS B0601-2001, and the results are shown in Table 3.
さらに、実施例１と同様の方法により、熱伝導率の測定およびヒートサイクル試験を行なった。結果を表３に示す。 Further, the thermal conductivity measurement and the heat cycle test were performed by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 3.
表３に示すように、試料Ｎｏ．13〜15は、試料Ｎｏ．12，16よりも、ヒートサイクル試験の結果が上回っており、第１の領域12ａの平均結晶粒径が9.0μｍ以上13.0μｍ以下で
あることによって、長期間にわたって使用可能な信頼性の高い回路基板10とできることがわかった。また、試料Ｎｏ．13〜15は、金属配線層12の表面における算術平均粗さＲａが小さいので、電子部品13を搭載しやすくなり、電子部品13から金属配線層12への熱伝達をスムーズに行なうことができ、優れた放熱特性を発揮できることがわかった。
As shown in Table 3, Sample No. Samples 13 to 15 are sample Nos. The result of the heat cycle test exceeds that of 12 and 16, and the average crystal grain size of the first region 12a is 9.0 μm or more and 13.0 μm or less, so that it can be used for a long period of time and has high reliability. I found that I could do 10. Sample No. 13 to 15, since the arithmetic average roughness Ra on the surface of the metal wiring layer 12 is small, the electronic component 13 can be easily mounted, and heat transfer from the electronic component 13 to the metal wiring layer 12 can be performed smoothly. It was found that excellent heat dissipation characteristics can be exhibited.
次に、金属配線層12における厚みの割合と、第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂの気孔の平均面積占有率を同じとし、第１の領域12ａの主成分と第２の領域12ｂの主成分を異ならせた試料を作製し、熱伝導率の測定およびヒートサイクル試験を行なった。 Next, the ratio of the thickness in the metal wiring layer 12 and the average area occupation ratio of the pores of the first region 12a and the second region 12b are made the same, and the main component of the first region 12a and the second region 12b Samples with different main components were prepared, and thermal conductivity measurement and heat cycle test were performed.
第１の領域12ａおよび第２の領域12ｂの主成分には、銅または銀を用いた。なお、試料Ｎｏ．17は試料Ｎｏ．９と同じ方法で作製したものであり、第１の領域12ａの形成する金属ペーストの作製に用いた銅からなる金属粉末を銀としたり、第２の領域12ｂを形成する無電解めっき液の成分を銅から銀にしたりすること以外は、同じ方法により作製した。 Copper or silver was used as the main component of the first region 12a and the second region 12b. Sample No. Sample No. 17 The metal powder made of copper used for the production of the metal paste formed in the first region 12a is made of silver, or the components of the electroless plating solution that forms the second region 12b. It was produced by the same method except changing the copper from silver to silver.
そして、実施例１と同様の方法により、熱伝導率の測定およびヒートサイクル試験を行なった。結果を表４に示す。 And by the method similar to Example 1, the heat conductivity measurement and the heat cycle test were performed. The results are shown in Table 4.
表４に示すように、第１の領域12ａの主成分が銅であり、第２の領域12ｂの主成分が銀である試料Ｎｏ．18は、試料Ｎｏ．17，19よりもヒートサイクル試験の結果が上回っており、第２の領域12ｂの熱膨張係数が第１の領域12ａの熱膨張係数よりも大きいことによって、長期間にわたって使用可能な信頼性の高い回路基板10とできることがわかった。 As shown in Table 4, sample No. 1 in which the main component of the first region 12a is copper and the main component of the second region 12b is silver. Sample No. 18 The results of the heat cycle test are higher than those of 17 and 19, and the thermal expansion coefficient of the second region 12b is larger than the thermal expansion coefficient of the first region 12a. It was found that the circuit board 10 can be used.
次に、金属配線層12の構成は同じとし、セラミック焼結体11における貫通孔11ｂの有無と、貫通孔11ｂ内に備える貫通導体15の構成を異ならせた試料を作製し、貫通孔15の直上の金属配線層12の表面の算術平均粗さＲａの測定およびヒートサイクル試験を行なった。 Next, the configuration of the metal wiring layer 12 is the same, and a sample is produced in which the presence or absence of the through hole 11b in the ceramic sintered body 11 is different from the configuration of the through conductor 15 provided in the through hole 11b. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the metal wiring layer 12 immediately above was measured and a heat cycle test was performed.
なお、試料Ｎｏ．20は、実施例２の試料Ｎｏ．９と同じものであり、試料Ｎｏ，21，22については、図２に示すような形状の最大径が150μｍ、最小径が120μｍとなるように貫通孔11ｂを有するものを用いた。 Sample No. 20 shows the sample No. of Example 2. The sample Nos. 21, 22 were the same as the sample No. 9, and had the through holes 11b so that the maximum diameter of the shape as shown in FIG. 2 was 150 μm and the minimum diameter was 120 μm.
また、貫通導体15の形成方法としては、試料Ｎｏ．21はめっき法で形成し、金属配線層12の形成方法は、試料Ｎｏ．20と同じとした。また、試料Ｎｏ．22は試料Ｎｏ．９の第１の領域12ａの形成に用いた金属ペーストを用いてスクリーン印刷法によって加圧印刷し、貫通導体15および第１の領域12ａを形成し、その後めっき法により第２の領域12ｂを形成した。 As a method for forming the through conductor 15, the sample No. No. 21 is formed by a plating method, and the method for forming the metal wiring layer 12 is as follows. Same as 20. Sample No. Sample No. 22 The metal paste used to form the first region 12a is pressed by screen printing to form the through conductor 15 and the first region 12a, and then the second region 12b is formed by plating. did.
そして、貫通孔15の直上の金属配線層12の表面の算術平均粗さＲａの測定を実施例３と同様の方法で行なった。また、ヒートサイクル試験については実施例１と同様の方法で行なったが、剥離の確認については、セラミック焼結体11と金属配線層12との界面だけでなく、貫通孔11ｂと貫通導体15の界面についても、ＳＥＭを用いて1000倍の倍率で観察を行ない、剥離が確認されたときのサイクル回数を表５に示した。結果を表５に示す。 Then, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the metal wiring layer 12 immediately above the through hole 15 was measured in the same manner as in Example 3. In addition, the heat cycle test was performed in the same manner as in Example 1. However, the confirmation of peeling was not limited to the interface between the ceramic sintered body 11 and the metal wiring layer 12, but also the through hole 11b and the through conductor 15. The interface was also observed using a SEM at a magnification of 1000, and the number of cycles when peeling was confirmed is shown in Table 5. The results are shown in Table 5.
表５に示すように、試料Ｎｏ．20，21は、貫通導体15を有していることにより、試料Ｎｏ．20よりも、ヒートサイクル試験の結果が上回っていた。また、試料Ｎｏ．22は、試料Ｎｏ．21よりもヒートサイクル試験の結果が上回っており、貫通導体15の気孔の平均面積占有率が、第２の領域12ａの気孔の平均面積占有率よりも大きいことによって、さらに長期間にわたって使用可能な信頼性の高い回路基板10とできることがわかった。 As shown in Table 5, sample no. Since Nos. 20 and 21 have through conductors 15, sample Nos. The result of the heat cycle test was higher than 20. Sample No. Sample No. 22 The result of the heat cycle test exceeds that of 21, and the average area occupation rate of the pores of the through conductor 15 is larger than the average area occupation rate of the pores of the second region 12a, so that it can be used for a longer period of time. It was found that the circuit board 10 with high reliability can be obtained.
１：電子装置
10：回路基板
11：セラミック焼結体
11ａ：主面
11ｂ：貫通孔
12：金属配線層
12ａ：第１の領域
12ｂ：第２の領域
13：電子部品
14：電極パッド
15：貫通導体
1: Electronic device
10: Circuit board
11: Ceramic sintered body
11a: Main surface
11b: Through hole
12: Metal wiring layer
12a: First area
12b: Second area
13: Electronic components
14: Electrode pad
15: Through conductor
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