JP2011066122A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】支持基板に設けられた端子電極層の剥離やひび割れ等の損傷を確実に防止する。
【解決手段】支持基板９の一方の主面に設けられた端子電極層３の周部３１がその一部を除きレジスト層２により連続的に覆われており、端子電極層３と支持基板９との接合が補強され、端子電極層３が支持基板９から剥離することが防止される。また、支持基板９、端子電極層３およびレジスト層２のそれぞれの熱膨張係数が大きく異なるときに、例えばリフローの際に支持基板９、端子電極層３およびレジスト層２が加熱されて膨張することにより応力が生じても、生じた応力は、端子電極層周部３１のレジスト層２により被覆されない部分から逃げるため、端子電極層３が支持基板９から剥離したり、ひび割れたりするのを防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、支持基板の少なくとも一方の主面に端子電極層のパターンが形成された回路基板に関する。

従来、マザー基板に搭載される回路基板は、その支持基板の少なくとも一方の主面にランドやパッドなどの端子電極層のパターンが形成される。そして、端子電極層は銅箔などの電極材料により形成され、支持基板は樹脂やセラミックなどの絶縁材料を用いた単層、多層の構成である。そして、端子電極層を形成する材料と、支持基板を形成する材料とは異なる材質であり、機械的な摩擦や温度変化等の影響を受けてはがれるおそれがあるため、端子電極層と支持基板との接合を補強する種々の試みが行われている。例えば、支持基板の少なくとも一方の主面に設けられた端子電極層の周部を、絶縁材（レジスト）で覆って端子電極層を支持基板に押えつけ、端子電極層と支持基板との接合を補強することが提案されている（特許文献１，２参照）。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、特許文献１に記載の回路基板３００では、導体パッド３０１からなる端子電極層の外周部３０１ａが全周に渡ってオーバーコート材３０２により被覆されている。一方、図８に示すように、特許文献２に記載の回路基板４００では、導体４０１からなる端子電極層の２ヶ所が保護ガラス４０２により開口部４０３を挟んで被覆されることにより、導体ランド４０１ａが形成されている。なお、図７（ａ），（ｂ）はそれぞれ回路基板の断面図および平面図であり、図８は回路基板の平面図である。

特開２００２−１９８６３７号公報（段落［００１８］，［００２０］，［００２１］、図１、要約書など） 特開平９−２１３８８１号公報（段落［００１０］，［００１２］、図１など）

図７（ａ），（ｂ）に示す回路基板３００では、導体パッド３０１の外周部３０１ａが全周に渡ってオーバーコート材３０２で被覆されて基板に押しつけられるため、支持基板３０３と導体パッド３０１との接合がオーバーコート材３０２により補強される。しかしながら、はんだリフローなどの際に支持基板３０３、オーバーコート材３０２および導体パッド３０１が加熱されると、それらの熱膨張係数の相違等に基づき、オーバーコート材３０２によって導体パッド３０１が外周部側から中心側に押されて、導体パッド３０１が浮き上がって支持基板３０３から剥離するおそれがあり、また、導体パッド３０１にひびが生じるおそれもある。

一方、図８に示す回路基板４００では、導体４０１の２ヶ所が開口部４０３を挟んで保護ガラス４０２により被覆されて基板に押付けられる。この場合、導体４０１は保護ガラス４０２により周部の２ヶ所のみが部分的に被覆されるため、保護ガラス４０２が導体４０１を支持基板に押しつける力は、図７の回路基板３００の例と比較して小さく、支持基板と導体４０１との接合が十分に補強されないおそれがある。

また、複数の導体ランド４０１ａは隣接して配置されるが、隣接する導体ランド４０１ａ間に保護ガラス４０２が設けられていないため、溶融したはんだなどの接合部材により導体ランド４０１ａ間が短絡するおそれもある。

本発明は、支持基板に設けられた端子電極層の剥離やひび割れ等の損傷を確実に防止することを第１の目的とし、また、支持基板に島状に複数の端子電極層が設けられた場合には、併せて、それらの層間が溶融したはんだ等で短絡することを防止することを第２の目的とする。

上記した第１の目的を達成するために、本発明の回路基板は、支持基板と、前記支持基板の少なくとも一方の主面に設けられた端子電極層と、前記端子電極層を部分的に被覆するレジスト層とを備え、前記レジスト層は、前記端子電極層の周部のうち、前記支持基板の少なくとも一の端縁側を除く前記周部を連続的に覆うように設けられていることを特徴としている（請求項１）。

また、本発明の回路基板の前記レジスト層は、前記レジスト層は、前記端子電極層と当該レジスト層との重合部分が、前記周部を除く前記端子電極層上の１点を原点とするＸ−Ｙ座標軸のＸ軸、Ｙ軸それぞれと前記端子電極層の周端との交点のうち少なくとも３点を含むことを特徴としている（請求項２）。

また、上記した第２の目的を達成するために、本発明の回路基板は、複数の前記端子電極層が前記主面の端縁に沿って島状に設けられ、前記レジスト層は、前記主面の前記各端子電極層間および前記主面の中央部分を覆うように設けられていることを特徴としている（請求項３）。

また、本発明の回路基板は、前記レジスト層は、前記端子電極層の全ての隅部を覆うように設けられていることを特徴としている（請求項４）。

請求項１の発明によれば、レジスト層は、支持基板の端縁側を除く端子電極層の周部を連続的に覆うように設けられているため、端子電極層はレジスト層により支持基板に押しつけられて、端子電極層と支持基板との接合が十分に補強される。この場合、機械的な衝撃が加えられても端子電極層は支持基板から容易に剥離することがない。

また、端子電極層の周部の一部がレジスト層により被覆されないため、例えばはんだリフローの際に、支持基板、端子電極層、レジスト層が加熱され、それらの熱膨張係数の差により生じる端子電極層を浮き上がらせようとする力は、端子電極層周部のレジスト層により被覆されない部分から逃がされ、端子電極層が支持基板から剥離したり、ひび割れたりすることがない。

また、はんだリフローなどの際に支持基板、端子電極層、レジスト層が加熱されて膨張しても、端子電極層を浮き上がらせようとする力（歪み）は、端子電極層の周部のレジスト層により被覆されない部分から支持基板の端縁側に逃がされて、支持基板の他の部分に影響を与えることがない。したがって、機械的な衝撃や加熱による端子電極層の破損を確実に防止することができ、回路基板の信頼性が向上する。

請求項２の発明によれば、レジスト層は、支持基板の少なくとも一方の主面に設けられた端子電極層の周部をその一部を除き連続的に覆い、かつ、端子電極層と当該レジスト層との重合部分が、周部を除く端子電極層上の１点を原点とするＸ−Ｙ座標軸のＸ軸、Ｙ軸それぞれと端子電極層の周端との交点のうち少なくとも３点を含むように設けられているため、端子電極層はレジスト層により３方向から支持基板に効率よく押え込まれて、端子電極層と支持基板との接合が十分に補強される。この場合、機械的な衝撃が加えられても端子電極層は支持基板から容易に剥離することがない。したがって、より確実に端子電極層の破損を防止することができる。

請求項３の発明によれば、複数の端子電極層が支持基板の主面の端縁に沿って島状に設けられ、レジスト層は、端子電極層が設けられた支持基板の主面の各端子電極層間および中央部分を覆うように設けられているため、各端子電極層間に設けられたレジスト層により、例えば溶融したはんだが端子電極層どうしを短絡するおそれがなく、支持基板に島状に設けられた複数の端子電極層間が短絡することも併せて確実に防止できる。

請求項４の発明によれば、レジスト層は、端子電極層の全ての隅部を覆うように設けられているため、支持基板からの剥離が生じやすい端子電極層の角の部分である隅部が全てレジスト層により支持基板に押しつけられるため、端子電極層が支持基板から剥離することをさらに一層確実に防止できる。

本発明の回路基板を備える部品内蔵モジュールの第１実施形態を示す断面図である。 図１の底面図である。 図１の部品内蔵モジュールの第２実施形態を示す底面図である。 図１の部品内蔵モジュールの変形例を示す底面図である。 図１の部品内蔵モジュールの変形例を示す底面図である。 （ａ）〜（ｃ）は端子電極層の変形例を示す図である。 従来の回路基板の一例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 従来の回路基板の一例を示す平面図である。

＜第１実施形態＞
本発明の回路基板を備える部品内蔵モジュール１の第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する。

図１は本発明の回路基板１０を備える部品内蔵モジュール１の第１実施形態を示す断面図である。図１に示すように、部品内蔵モジュール１は、レジスト層２と、端子電極層３と、接続層４と、部品内蔵層５と、配線層６，８と、コア基板７とが積層され一体化されて形成されている。また、配線層８と電子部品ＩＣの端子電極ｔＩＣとが接続されることにより、部品内蔵モジュール１には電子部品ＩＣが搭載されている。

部品内蔵層５は、封止用の樹脂層５１に、部品５２，５３などの部品が設けられて形成されている。また、部品内蔵層５には必要に応じて導電性ペーストの充填、ビアフィルめっき等により形成された層間接続導体（ビア導体）５４が設けられている。

樹脂層５１は例えば熱硬化性の樹脂により形成されている。また、部品５２，５３などの各部品はコンデンサ、コイル、トランジスタなどの電子回路素子のチップであり左右端部に電極（外部電極）５２１，５３１を有している。熱硬化性の樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などがある。

接続層４は、樹脂層５１と同様の樹脂層４１を有し、樹脂層４１の必要な箇所にビア構造の層間接続導体４２を設けて形成され、硬化した部品内蔵層５に接続層４を介して端子電極層３が貼り付けられる。また、コア基板７は、樹脂やセラミックなどで形成されており、必要な箇所にビア構造の層間接続導体７１が設けられて形成されている。

配線層６，８は、例えば銅箔を配線パターンにしたがってレーザ加工やエッチング加工などして形成される。また、端子電極層３は、接続層４の一方の主面に設けられ、例えば銅箔を配線パターンにしたがってレーザ加工やエッチング加工などして形成される。そして、配線層６，８および端子電極層３として形成されたランドやパッドなどに層間接続導体４２，５４，７１の端面が、合金や金属間化合物を形成することによって、あるいは、物理的に接触することによって接合することにより、配線層６，８および端子電極層３が接続される。

レジスト層２は、端子電極層３のはんだ付けが必要な部分を露出させて、端子電極層３を部分的に被覆するように設けられている。また、レジスト層２は、端子電極層３のはんだ付けが不要な部分を覆うことにより、端子電極層３に無駄なはんだが付着しないように、例えば熱硬化性エポキシ樹脂により形成されている。なお、レジスト層２を形成する材質としては、上記した材質に限られず、端子電極層３が設けられる接続層４（支持基板９）の種類に応じて、例えばガラスにより形成するなど、種々変更することができる。

次に、図１の部品内蔵モジュール１の製造方法の一例についてその概略を説明する。まず、両面に配線層６，８を設けたコア基板７に部品５２，５３が実装される。そして、部品５２，５３が埋まるように未硬化の樹脂層５１が充填されて加熱硬化された後、硬化した樹脂層５１にビア孔が形成される。

次に、未硬化の接続層４が用意され、接続層４にもビア孔が形成される。そして、樹脂層５１（部品内蔵層５）および接続層４のビア孔に導電性ペーストが充填されたり、ビアフィルめっきが施されたりして層間接続導体４２，５４が形成される。

続いて、接続層４に銅箔が貼り付けられ、エッチング加工などによって端子電極層３が形成される。そして、接続層４の一方の主面に形成された端子電極層３の周部を一部を除いて覆うように接続層４上にレジスト層２が形成される。

その後、コア基板７の配線層８にはんだバンプなどを介して電子部品ＩＣが実装されることにより、部品内蔵モジュール１が完成する。

以上のようにして、接続層４および部品内蔵層５を有する支持基板９が形成され、レジスト層２、端子電極層３、支持基板９および配線層６により回路基板１０が構成されている。なお、端子電極層３は、回路基板１０をマザー基板に接続する外部電極を構成する。

次に、図２を参照して、レジスト層２が端子電極層３の周部３１を被覆する構成について説明する。図２は、図１の底面図であって、レジスト層２が端子電極層３の周部３１を被覆する様子を示す図である。

図２に示すように、レジスト層２は、矩形状の端子電極層３の周部３１のうち、支持基板９の一の端縁９１に平行な一部を除いた部分を連続的に覆うように設けられている。そして、レジスト層２は、端子電極層３と当該レジスト層２との重合部分２１が、周部３１を除く端子電極層３上の１点を原点とするＸ−Ｙ座標軸のＸ軸、Ｙ軸それぞれと端子電極層３の周端３３との交点のうち少なくとも３点を含むように設けられている。さらに、レジスト層２は、端子電極層３の全ての隅部３２を覆うように設けられている。

したがって、この実施形態によれば、支持基板９の一方の主面に設けられた端子電極層３の周部３１がその一部を除きレジスト層２により連続的に覆われており、かつ、端子電極層３と当該レジスト層２との重合部分２１が、周部３１を除く端子電極層３上の１点を原点とするＸ−Ｙ座標軸のＸ軸、Ｙ軸それぞれと端子電極層３の周端３３との交点のうち少なくとも３点を含むようにレジスト層２が設けられているため、端子電極層３はレジスト層２により支持基板９に効率よく押え込まれて、端子電極層３と支持基板９との接合が補強され、例えば部品内蔵モジュール１に機械的な衝撃が加えられたときに端子電極層３が支持基板９から剥離することが防止される。

また、支持基板９、端子電極層３およびレジスト層２のそれぞれの熱膨張係数が大きく異なるときに、例えばリフローの際に支持基板９、端子電極層３およびレジスト層２が加熱されて膨張することにより応力が生じても、端子電極層３の周部３１の一部がレジスト層２により被覆されていないため、生じた応力は、端子電極層周部３１のレジスト層２により被覆されない部分から逃げる。したがって、リフローの際の加熱などに起因して回路基板１０を破損するおそれのある応力が生じても、端子電極層３が支持基板９から剥離したり、ひび割れたりすることが防止される。そのため、機械的な衝撃が部品内蔵モジュール１に加えられたり、部品内蔵モジュール１が加熱されたりしたときに、支持基板９に設けられた端子電極層３が破損することが防止されて、部品内蔵モジュール１（回路基板１０）の信頼性が向上する。

また、支持基板９の端縁９１の側を除く端子電極層３の周部３１がレジスト層２により連続的に覆われているため、例えばリフローの際に回路基板１０が加熱されて、支持基板９、端子電極層３およびレジスト層２が膨張することにより回路基板１０を破損するおそれのある応力が生じても、生じた応力は、端子電極層３の周部３１がレジスト層１０２により被覆されない支持基板９の端縁９１側から逃げることとなる。したがって、支持基板９、端子電極層１０３およびレジスト層１０２を形成する各材料が膨張することにより生じた応力（歪み）などが支持基板９の端縁９１から支持基板９の外へと逃げる構造であるため、支持基板９に設けられた端子電極層３の破損を防止することができる。

また、端子電極層３の全ての隅部３２がレジスト層２により覆われているため、支持基板９からの剥離が生じやすい端子電極層３の角の部分である隅部３２がレジスト層２により支持基板９に確実に押しつけられて、端子電極層３が支持基板９から剥離するのをさらに確実に防止できる。

＜第２実施形態＞
次に、図３を参照して部品内蔵モジュール１の第２実施形態について説明する。図３は図１の部品内蔵モジュール１の第２実施形態を示す底面図である。

この第２実施形態が、上記した第１実施形態と異なる点は、図３に示すように、複数の端子電極層１０３が支持基板９の一方の主面の端縁９１に沿って島状に設けられている点である。そして、レジスト層１０２は、支持基板９の主面の各端子電極層１０３間および主面の中央部分を覆うように設けられている。また、レジスト層２は、全周部のうち、支持基板９の端縁９１側を除く端子電極層１０３の周部を覆うように設けられている。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、その構成の説明は同一符号を付すことにより省略する。

この第２実施形態によれば、上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、以下のような効果を奏することができる。すなわち、複数の端子電極層１０３が支持基板９の主面の端縁９１に沿って島状に設けられており、端子電極層１０３が設けられた支持基板９の主面の各端子電極層１０３間および中央部分がレジスト層１０２により被覆されている。したがって、例えばリフローの際に、各端子電極層１０３間に設けられたレジスト層１０２により溶融したはんだが端子電極層１０３どうしを短絡するおそれがなく、支持基板９に島状に設けられた複数の端子電極層１０３間が短絡するのを確実に防止できる。

＜第１変形例＞
次に、図４を参照して部品内蔵モジュール１の第１変形例について説明する。図４は図１の部品内蔵モジュール１の第１変形例を示す底面図である。

この第１変形例が、上記した第２実施形態と異なる点は、図４に示すように、レジスト層１１２が、端子電極層１１３の支持基板９の端縁９１側の境界と揃うようにして、支持基板９の主面の各端子電極層１１３間および主面の中央部分を覆うように設けられている点である。その他の構成は上記した第２実施形態と同様であるため、その構成の説明は同一符号を付すことにより省略する。

この第１変形例によれば、上記した第１および第２実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第２変形例＞
次に、図５を参照して部品内蔵モジュール１の第２変形例について説明する。図５は図１の部品内蔵モジュール１の第２変形例を示す底面図である。

この第２変形例が、上記した第２実施形態と異なる点は、図５に示すように、端子電極層１２３の境界が、支持基板９の端縁９１と揃うように端子電極層１２３が支持基板９に設けられている点である。そして、レジスト層１２２が、支持基板９の端縁９１まで覆うようにして、支持基板９の主面の各端子電極層１２３間および主面の中央部分を覆うように設けられている。その他の構成は上記した第２実施形態と同様であるため、その構成の説明は同一符号を付すことにより省略する。

この第２変形例によれば、上記した第１および第２実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜端子電極層の変形例＞
次に、図６を参照して端子電極層３，１０３，１１３，１２３の変形例について説明する。図６（ａ）〜（ｂ）は端子電極層３，１０３，１１３，１２３の変形例を示す図である。

図６（ａ）に示すように、端子電極層１３３は円形状に形成されている。そして、レジスト層１３２が、端子電極層１３３と当該レジスト層１３２との重合部分が、周部を除く端子電極層１３３上の１点を原点とするＸ−Ｙ座標軸のＸ軸、Ｙ軸それぞれと端子電極層１３３の周端との交点のうち少なくとも３点を含むように設けられている。

図６（ｂ）に示すように、端子電極層１４３は円形の一部を切欠いた形状に形成されている。そして、レジスト層１４２が、端子電極層１４３と当該レジスト層１４２との重合部分が、周部を除く端子電極層１４３上の１点を原点とするＸ−Ｙ座標軸のＸ軸、Ｙ軸それぞれと端子電極層１４３の周端との交点のうち少なくとも３点を含むように設けられている。さらに、レジスト層１４２は、端子電極層１４３の全ての隅部を覆うように設けられている。

図６（ｃ）に示すように、端子電極層１５３はライン状に形成されている。そして、レジスト層１５２が、端子電極層１５３と当該レジスト層１５２との重合部分が、周部を除く端子電極層１５３上の１点を原点とするＸ−Ｙ座標軸のＸ軸、Ｙ軸それぞれと端子電極層１５３の周端との交点のうち少なくとも３点を含むように設けられている。

＜その他＞
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、端子電極層３，１０３，１１３，１２３，１３３，１４３、１５３の周部のうち、レジスト層２，１０２，１１２，１２２，１３２，１４２，１５２により覆われない部分は、支持基板９の端縁９１側に限られない。また、端子電極層３，１０３，１１３，１２３，１３３，１４３、１５３の全ての隅部がレジスト層２，１０２，１１２，１２２，１３２，１４２，１５２により覆われる必要はない。

また、部品内蔵層５の各部品はどのような形状、大きさのものであってもよく、その個数などもどのようであってもよい。また、樹脂層５１などは光硬化性樹脂などで形成されていてもよい。さらに、支持基板９は樹脂やセラミックの単層、多層の基板であってもよく、支持基板９の両面に端子電極層３，１０３，１１３，１２３，１３３，１４３、１５３を設けてもよい。そして、本発明は、種々の回路基板に適用することができる。

２，１０２，１１２，１２２，１３２，１４２，１５２ レジスト層
２１ 重合部分
３，１０３，１１３，１２３，１３３，１４３、１５３ 端子電極層
３１ 周部
３２ 隅部
３３ 周端
９ 支持基板
１０ 回路基板

Claims (4)

1. 支持基板と、
   前記支持基板の少なくとも一方の主面に設けられた端子電極層と、
   前記端子電極層を部分的に被覆するレジスト層とを備え、
   前記レジスト層は、前記端子電極層の周部のうち、前記支持基板の少なくとも一の端縁側を除く前記周部を連続的に覆うように設けられていることを特徴とする回路基板。
2. 前記レジスト層は、前記端子電極層と当該レジスト層との重合部分が、前記周部を除く前記端子電極層上の１点を原点とするＸ−Ｙ座標軸のＸ軸、Ｙ軸それぞれと前記端子電極層の周端との交点のうち少なくとも３点を含む請求項１に記載の回路基板。
3. 複数の前記端子電極層が前記主面の端縁に沿って島状に設けられ、
   前記レジスト層は、前記主面の前記各端子電極層間および前記主面の中央部分を覆うように設けられている請求項１に記載の回路基板。
4. 前記レジスト層は、前記端子電極層の全ての隅部を覆うように設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の回路基板。

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