電子部品実装基板
【課題】多層配線基板の表面に、実装された電子部品の発熱による熱歪みの影響によって起こるはんだ接合部の破損を減少させ、信頼性の高い電子部品実装基板を提供する。
【解決手段】配線パターン４が形成された基板１を絶縁樹脂層５を間に介装して複数積層した多層配線基板２の表面に、はんだ接合により電子部品８が実装される電子部品実装基板３において、多層配線基板２は、最表層の基板１ａと電子部品８との間に緩衝部６が形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出して電子部品８がはんだ７により接合される接続部９が形成されている。
【解決手段】配線パターン４が形成された基板１を絶縁樹脂層５を間に介装して複数積層した多層配線基板２の表面に、はんだ接合により電子部品８が実装される電子部品実装基板３において、多層配線基板２は、最表層の基板１ａと電子部品８との間に緩衝部６が形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出して電子部品８がはんだ７により接合される接続部９が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンが形成された基板を、絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板の表面に、はんだ接合により電子部品が実装される電子部品実装基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板上に電子部品を実装する場合には、基板上に形成された配線パターンに、錫−鉛の共晶はんだを用いたはんだ付けによって、上記電子部品を接合する方法が採用されていた。この錫−鉛の共晶はんだは、融点が低く、しかも柔軟性があるため、伸びと強度のバランスが良く、はんだ付けの際に、プリント基板と電子部品端子との間の熱膨張係数の違いによるストレスを吸収することができる。また、自らが劣化すること（粒径の粗大化）により、急激な破壊または破断を防止し、一種の緩衝剤として作用するため、はんだ付け接合部に高い信頼性を与えていた。
【０００３】
しかしながら、鉛は人体に有害な金属である。そのため、地球環境の保護や有害物質の使用を回避しようとする国際的な要求の高まりに応じて、鉛を含有しない鉛フリーはんだの研究および開発が進められてきている。
【０００４】
現在、最も一般的に使用されている無鉛はんだは、３元系の錫−銀−銅の合金である。この代表的な組成として、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ等が実用化されている。これ以外にも、３元系のＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ（Ｎｉは微量添加物）、４元系のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、５元系のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｇｅ等の無鉛はんだ等が発表されている。
【０００５】
しかし、これらの鉛フリーはんだ材料は、鉛含有はんだに比べて上記ストレスの吸収作用が小さいことが知られている。そのため、通電時の温度上昇において、基板と電子部品との熱膨張率が異なるために生じるストレスを完全に吸収することができず、微小な塑性歪みが蓄積されてしまう。
【０００６】
また、電子部品実装基板では、使用のたびに自身や周囲の部品からの発熱による熱歪みが発生し、各部材間の熱歪み差に起因して発生する応力が、はんだ部にも及んでしまう。このため、鉛フリーはんだにおいては、発熱のたびに塑性歪みが蓄積されて、ある時点において接合部内部にクラックが発生し、さらに使用を続けていくと、クラックは成長して接合部の断裂を起こし、電気的な接続が保てなくなるという問題がある。
【０００７】
さらに、電子部品の小型化に伴う搭載部品の高密度化、配線の複雑化が進む今日では、局所的に強度の低下した部分が現れやすく、高度な設計・製造技術が必要になっている。特に、図５に示すような配線パターン４が形成された基板１を、絶縁樹脂層５を間に介装して複数積層した多層配線基板２の表面に、はんだ７により電子部品８の端子と配線パターン４である接合部９とが接合されて実装される電子部品実装基板３においては、電子部品８の通電時の発熱による熱歪みによって、はんだ７の接合部の疲労寿命が低下する傾向があり、鉛フリーはんだの機械特性の改善やはんだ接合量・位置の最適化、使用部材の選定などによる対応では望みの信頼性を得られないケースが多くある。そのため、熱歪みの小さい高価な基板材料への変更など、コストの増加によって信頼性を維持させている現実がある。
【０００８】
すなわち、熱歪みが発生した場合に起こる破壊の原因は、基板１と電子部品８との熱膨張率が異なるために現れる基板、の反りにある。例えば、チップ抵抗器やインダクタで多く利用されているセラミック焼結体やフェライト焼結体、ＩＣ部品の主要材料であるシリコン素子は、概ね３〜８×１０-6／℃程度の熱膨張率を示す。
【０００９】
一方、基板１は金属またはガラスをベースに樹脂含浸したものや、紙をベースに樹脂が含浸したものなど種類が多い。しかし、ほとんど熱膨張率は１４〜３０×１０-6／℃の範囲に収まっている。このような部品構成において、高温または低温に移行すると、電子部品８と基板１の熱膨張率の差からストレスが発生し、はんだ７に歪みが蓄積される。また同時に基板１、が変形して反りが発生し、搭載する電子部品８に様々な応力が生じる。
【００１０】
このような熱歪みは、内部に多数の金属配線を含む多層基板において、問題がより顕著になり、はんだの疲労寿命が大きく劣化するという問題がある。これは、配線材料として銅が最も頻繁に使用されるが、銅の熱膨張率は１６．７×１０-6／℃程度であり、熱膨張率は搭載部品に比べて大きく、かつ剛性は樹脂基板に比べて著しく高いため、大きな熱歪みの発生源となっているためである。そのため、金属の内層数が増えるとともに疲労寿命は大きく劣化する傾向があり、大きな問題となっている。
【００１１】
この問題について種々に研究した結果、金属の内部配線パターンが熱歪みの原因となるのは部品の直下近傍にある配線のみであることが分かった。これは、配線パターンにより発生した熱歪みが基板の中で緩和されていくためである。また、部品の直下に金属配線がない場合も、部品と金属配線との熱歪みの差が発生しにくい状況になるため、はんだ接合部への負担は小さくなることが判明した。これにより、問題となる部品の周囲に金属配線が存在しないように設計段階において、留意することにより熱歪みを防止する方法がある。
【００１２】
しかし、高密度化された現代の電子部品では、基板の放熱性を高めるために内層される銅の残銅率は高い方が好ましい。また、基板内部の配線パターンが、搭載部品の直下部を回避するために、複雑な形状になると放射ノイズの発生原因になるという問題がある。この放射ノイズは、搭載部品の正常動作を妨げることがあり、特に信号の受発信や処理を行う部品や回路を搭載した基板では重大な問題になる。さらに、高密度化を行う上では、配線パターンの制約が大きくなるため、設計開発コストが嵩むという問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、多層配線基板の表面に、実装された電子部品の発熱による熱歪みの影響によって起こるはんだ接合部の破損を減少させ、信頼性の高い電子部品実装基板を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、配線パターンが形成された基板を絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板の表面に、はんだ接合により電子部品が実装される電子部品実装基板において、上記多層配線基板は、最表層の上記基板と上記電子部品との間に緩衝部が形成されているとともに、上記基板の上記配線パターンと導通し、かつ上記緩衝部の外表面に露出して上記電子部品が上記はんだにより接合される接続部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記緩衝部は、上記多層配線基板の最表層の上記基板の全面を覆う層状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記緩衝部は、上記絶縁樹脂層と同質材により形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記緩衝部は、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さ寸法により形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜４に記載の本発明によれば、配線パターンが形成された基板を、絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板は、最表層の上記基板と電子部品との間に緩衝部が形成されているため、当該緩衝部部において、上記電子部品の通電時の発熱を遮断して、熱膨張率および剛性が高い銅材料からなる上記配線パターンに熱を伝わりにくくするとともに、上記電子部品の通電時の発熱によって、上記配線パターンに熱歪みが生じた場合には、その熱歪みを吸収することができる。これにより、上記基板の上記配線パターンと上記電子部品とを接合している上記はんだに、上記熱歪みによるストレスの蓄積が抑制され、鉛フリーはんだの破損を防止することができるとともに、電子部品実装基板の使用寿命や信頼性を向上させることができる。
【００１９】
また、上記電子部品を高密度化されて実装する場合でも、上記多層配線基板の内層において、上記配線パターンの無理な設計変更などを行う必要がなく、残銅率を高くすることができ、放熱性を向上させることができるとともに、上記配線パターンを複雑な形状にすることがないため、放射ノイズの発生を抑えることができる。
【００２０】
そして、上記緩衝部の外表面に露出して上記電子部品を上記はんだにより接合する接続部が形成されているため、最表層の上記基板と上記電子部品との間に形成された上記緩衝部を絶縁性のある材質により形成しても、上記基板に形成された上記配線パターンと簡便に導通させることができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、上記緩衝部が、上記多層配線基板の最表層の上記基板の全面を覆う層状に形成されているため、上記接続部(配線パターン)などを自由にレイアウトすることができるとともに、搭載する上記電子部品のマウント性やはんだによる接合性を損なうことがない。
【００２２】
また、上記多層配線基板を製造する際に、上記配線パターンが形成された上記基板や上記絶縁樹脂層と共に、一括して成型することができる。この結果、容易に製造することができるとともに、新たな工程を追加することがなく製造コストを抑えることができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、上記緩衝部が、上記絶縁樹脂層と同じ材質により形成されているため、機械特性や熱膨張率を等しくすることができる。これにより、上記緩衝部が新たなストレスや反りの発生源になることがないとともに、良好な信頼性を持たせることができる。
【００２４】
また、上記多層配線基板を製造する際に、新たな工程を追加することなく、従来の製造工程において、一括して製造することができる。この結果、容易に製造することができるとともに、製造コストを抑えることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、上記緩衝部の厚さ寸法が、０．０５〜１．０ｍｍであるため、上記電子部品の通電時の発熱による上記配線パターンの材料の熱歪みの影響を少なくすることができるとともに、上記緩衝部を含む上記多層配線基板の内部残銅率の厚み方向の偏りによる反りの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の電子部品実装基板の一実施形態を示す断面概略図である。
【図２】本発明の電子部品実装基板の他の実施形態を示す断面概略図である。
【図３】（ａ）〜（ｂ）は、図２の変形例を示す断面概略図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は、図２の他の変形を示す断面概略図である。
【図５】従来の電子部品実装基板を示す断面概略図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、電子部品をはんだで多層配線基板に接合した有限要素解析形状モデルの解析結果を示す写真。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明に係る電子部品実装基板３の一実施形態は、配線パターン４が両面に形成された４枚の基板１を、絶縁樹脂層５を間に介装して積層し多層配線基板２が形成され、この多層配線基板２の最表層の基板１ａと、電子部品８との間に緩衝部６が形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。
【００２８】
ここで、基板１は、０．０２〜０．０５ｍｍのリジッド基板が用いられ、その組成の種類から、 紙にフェノール樹脂を含浸させた紙フェノール基板、 紙にエポキシ樹脂を含浸させた紙エポキシ基板、切り揃えたガラス繊維を重ねエポキシ樹脂を含浸させたガラスコンポジット基板、 ガラス繊維製の布（クロス）を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板などが用いられる。
【００２９】
また、配線パターン４は、その主成分に銅が用いられ、基板１の両面に配線パターンが印刷されて形成されている。そして、絶縁樹脂層５は、熱硬化性樹脂組成物及び高弾性基材からなる熱硬化性接着材料である。そして、絶縁樹脂層５は、４枚の基板１の間に積層され、加熱加圧されることにより、４枚の基板１が接着されるとともに、基板１上の配線パターン４が埋設され多層配線基板２が形成されている。
【００３０】
さらに、緩衝部６は、基板１より熱伝導率が低く、絶縁性があり、弾性係数が小さい合成樹脂などの材質により形成されている。また、絶縁樹脂層５と同質の材料である熱硬化性樹脂組成物及び高弾性基材からなる熱硬化性接着材料を用いることもできる。そして、緩衝部６が多層配線基板２の最表層の基板１ａに加熱加圧されることにより接着されている。また、緩衝部６は、厚さ寸法が０．０５〜１．０ｍｍに形成されている。
【００３１】
また、接続部９は、導体にめっきを施したものであり、緩衝部６を貫通して、最表層の基板１ａの配線パターン４に導通し、かつ外表面６ａに露出して形成されている。そして、緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、はんだ７により電子部品８の端子部が接合され、電子部品実装基板３が形成されている。
【００３２】
なお、はんだ７は、無鉛はんだが用いられている。この無鉛はんだは、３元系の錫−銀−銅の合金である。そして、その組成としては、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ等がある。またこれ以外にも、３元系のＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ（Ｎｉは微量添加物）、４元系のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、５元系のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｇｅ等の無鉛はんだがある。
【００３３】
（第２の実施形態）
図２は、本発明に係る電子部品実装基板３の第２の実施形態を示すものであり、図３および図４は、その変形例を示すものである。
なお、これらの図において、第１の実施形態に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
【００３４】
図２（ｂ）に示すように、電子部品実装基板３は、配線パターン４が形成された４枚の基板１を、絶縁樹脂層５を間に介装して多層配線基板２を形成し、その最表層の基板１ａと、電子部品８との間に層状をなす緩衝部６が、最表層の基板１ａの全面を覆って形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。
【００３５】
ここで、基板１は、両面に配線パターン４が印刷されて形成されている。そして、絶縁樹脂層５が、４枚の基板１の間に積層され、加熱加圧されることにより、４枚の基板１が接着されるとともに、基板１上の配線パターン４が埋設され多層配線基板２が形成されている。
【００３６】
さらに、緩衝部６が多層配線基板２の最表層の基板１ａの全面に加熱加圧されることにより接着される。そして、緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、はんだ７により電子部品８の端子部が接合され、電子部品実装基板３が形成されている。
【００３７】
また、図３（ａ）の変形例では、４枚の基板１を絶縁樹脂層５を間に介装して多層配線基板２が形成され、この多層配線基板２の最表層の基板１ａと、電子部品８との間に層状をなす緩衝部６が、最表層の基板１ａの全面を覆って形成され、さらに層状をなす緩衝部６が下面側の最表層の基板１ｂの全面を覆って形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。
【００３８】
さらに、図３（ｂ）の変形例では、基板１、配線パターン４，絶縁樹脂層５、緩衝部６の構成を図２に示す電子部品実装基板３と同一にし、緩衝部６の厚さ寸法を図２に示す緩衝部６より大きくしするとともに、絶縁樹脂層５の厚さ寸法を図２に示す絶縁樹脂層５より小さくすることにより、電子部品８の直下に配設され配線パターン４との距離を大きくし、断熱効果を高めるとともに、配線パターン４の熱歪みを吸収し易くするように形成されている。
【００３９】
また、図４（ａ）の変形例では、３枚の基板１を絶縁樹脂層５を間に介装して多層配線基板２が形成され、この多層配線基板２の最表層の基板１ａと、電子部品８との間に層状をなす緩衝部６が、最表層の基板１ａの全面を覆って形成され、さらに層状をなす緩衝部６が下面側の最表層の基板１ｂの全面を覆って形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。なお、この変形例では、緩衝部６の外表面６ａに接続部９を形成し、この接続部９を配線パターン４とすることにより、基板１の積層数を減らすことができ、絶縁樹脂層５を厚さ寸法を大きくすることができる。
【００４０】
そして、図４（ｂ）の変形例では、図４（ａ）に示す電子部品実装基板３と同様に、３枚の基板１を絶縁樹脂層５を間に介装して多層配線基板２が形成され、この多層配線基板２の最表層の基板１ａと、電子部品８との間に層状をなす緩衝部６が、最表層の基板１ａの全面を覆って形成され、さらに層状をなす緩衝部６が下面側の最表層の基板１ｂの全面を覆って形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。この変形例では、図４（ａ）の電子部品実装基板３の緩衝部６よりも、厚さ寸法を大きくするとともに、絶縁樹脂層５の厚さ寸法を小さくして形成し、さらに、緩衝部６の外表面６ａに形成された接続部９を配線パターン４とすることによって、基板１の積層数を減らすことができ、さらに絶縁樹脂層５の厚さ寸法を小さくすることにより、多層配線基板２全体の厚さ寸法を小さくすることができる。
【００４１】
以上の構成による電子部品実装基板を用いることにより、多層配線基板２の最表層の基板１の表面に形成した緩衝部６が、耐熱疲労性の改善に効果的があることを発明者らが行った実験を用いて説明する。
【００４２】
＜実施例＞
今回の実験では、図６に示すように、ある電子部品８をはんだ７で多層配線基板２に接続した有限要素解析形状モデルを用いて解析を行った。
なお、このモデルで想定した温度サイクル条件及び各部の構成などの解析条件については、以下の通りである。
【００４３】
１．温度サイクルは、１２５℃〜-−５５℃におけるはんだ接合部に蓄積される塑性歪みを計算した。
２．チップ部品はセラミック、チップの電極部と基板配線部は銅、はんだはＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ合金
３．基板の物性値はガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）を想定
４．チップ部品サイズ２．０×１．０ｍｍ、部品厚さ０．４８ｍｍ、チップ部品と-基板の間隔０．０８ｍｍ
５．チップ電極の厚さ０．０１５ｍｍ、基板電極部の厚さ０．０５ｍｍ
６．基板の厚み１．２ｍｍ、内部配線パターンの厚み３５μｍ、コア基板の厚み３０μｍ
７．配線パターンの層数８層
８．本発明で提案する歪み抑制体（セラミックシート）の設置状況を以下の４通りで解析する。
（ａ）絶縁樹脂層５の厚みを２６７μｍに設定、緩衝部６の設置無し（従来の多層基板構成） 図６（ａ）
（ｂ）絶縁樹脂層５の厚みを９０μｍ、緩衝部６を厚み２６５μｍで上下に設置（両面実装を想定） 図６（ｂ）
（ｃ）絶縁樹脂層５の厚みを９０μｍ、緩衝部６の厚み５３０μｍ（片面実装を想定した構成） 図６（ｃ）
（ｄ）内部配線パターンの存在しない構成(単層基板) 図無し
【００４４】
上記の条件により解析した結果、電子部品８側面の下側のコーナー部近傍のはんだ部に強い応力集中が発生した。この応力集中の度合いは（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に小さくなった。解析結果より得られるコーナー部のはんだに蓄積される塑性歪み量（非線形歪み振幅）と実際の温度サイクル試験結果の相関をとることで、類似構成での破断発生サイクル数などを予測することができる。例えば図６（ａ）に示す本発明を用いない標準的な部品構成では、温度サイクル１２５℃〜−５５℃における破断サイクル数は、約４８０回となった。同様に計算結果より各構成での破断サイクル数を予測すると図６（ｂ）の構成において、７３８回、（ｃ）の構成で１１３０回、（ｄ）の構成において、１２２０回となった。
【００４５】
すなわち、いずれも同じ厚みの多層配線基板２でありながら、片面実装では疲労寿命が２．４倍、両面実装でも１．５倍の寿命向上効果が得られることが分かった。同型のチップサイズ・はんだ形状、同材質の基板を用いた条件では、図６（ａ）に示す構成では、上記に述べた通り寿命増加効果が得られることは殆どない。しかし、図６（ｂ）および（ｃ）において、極めて高い効果が得られていることが分かった。特に図６（ｃ）においては、内部配線パターンのない基板構造（ｄ）と殆ど同じ値にまで疲労寿命が回復している。
【００４６】
また、緩衝部６の厚みが０．５ｍｍ程度あれば、応力緩和の効果がほぼ最大限に得られていることが分かった。図６（ｂ）においては、緩衝部６の厚みが薄いため、そこまでの効果はないが、図６（ａ）に比べると明らかに高い疲労寿命を持ち、緩衝部６による寿命向上の効果の高いことが分かる。
【００４７】
上述の実施形態による電子部品実装基板３によれば、多層配線基板２は、最表層の基板１ａと電子部品８との間に緩衝部６が形成されているため、電子部品８の通電時の発熱を遮断して、熱膨張率および剛性が高い銅材料からなる配線パターン４に熱を伝わりにくくするとともに、電子部品８の通電時の発熱によって、配線パターン４に熱歪みが生じた場合には、その熱歪みを吸収することができる。これにより、上記実施例に示す実験結果から分かるように、基板１に電子部品８を接合しているはんだ７に、熱歪みによるストレスの蓄積が抑制され、鉛フリーはんだの破損を防止することができ、電子部品実装基板３の使用寿命や信頼性を向上させることができる。
【００４８】
また、電子部品８を高密度化されて実装する場合でも、多層配線基板２の内層において、配線パターン４の無理な設計変更などを行う必要がなく、残銅率を高くすることができ、放熱性を向上させることができるとともに、配線パターン４を複雑な形状にすることがないため、放射ノイズの発生を抑えることができる。
【００４９】
そして、緩衝部６の外表面６ａに露出して上記電子部品を上記はんだ７により接合する接続部９が形成されているため、最表層の基板１ａと電子部品８との間にに形成された緩衝部６を絶縁性のある材質により形成しても、基板１に形成された配線パターン４と簡便に導通させることができる。
【００５０】
さらに、緩衝部６が、多層配線基板２の最表層の基板１ａの全面を覆う層状に形成されているとともに、絶縁樹脂層５と同じ材質により形成されているため、接続部９などを自由にレイアウトすることができるとともに、機械特性や熱膨張率を等しくすることができる。これにより、緩衝部６が新たなストレスや反りの発生源になることがないとともに、良好な信頼性を持たせることができる。
【００５１】
また、多層配線基板２を製造する際に、配線パターン４が形成された基板１や絶縁樹脂層５と共に、一括して成型することができる。この結果、容易に製造することができるとともに、新たな工程を追加することがなく製造コストを抑えることができる。
【００５２】
そして、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、接続部９が、緩衝部６の外表面６ａに形成されている場合には、この接続部９を配線パターン４として用いることができる。これにより、多層配線基板２に積層する配線パターン４を形成した基板１の積層する枚数を減らすことができる。これにより、多層配線基板２全体の厚さ寸法を小さくすることができるとともに、多層配線基板２全体の厚さ寸法を大きくすることなく、緩衝部６の厚さ寸法を大きくすることができる。
【００５３】
さらに、緩衝部６を０．０５〜１．０ｍｍの厚さ寸法により形成しているため、電子部品８の通電時の発熱による配線パターン４の銅の熱歪みの影響を少なくすることができるとともに、多層配線基板２の内部残銅率の厚み方向の偏りによって起こる反りの発生を防ぐことができる。
【００５４】
なお、上記実施の形態において、配線パターン４が形成された基板１において、配線パターンを両面に形成した基板１を用いる場合のみ説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、片面に配線パターンが形成された基板１でも対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
配線パターンが形成された基板を、絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 基板
１ａ 最表層の基板
１ｂ 最表層の基板
２ 多層配線基板
３ 電子部品実装基板
４ 配線パターン
５ 絶縁樹脂層
６ 緩衝部
７ はんだ
８ 電子部品
９ 接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンが形成された基板を、絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板の表面に、はんだ接合により電子部品が実装される電子部品実装基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板上に電子部品を実装する場合には、基板上に形成された配線パターンに、錫−鉛の共晶はんだを用いたはんだ付けによって、上記電子部品を接合する方法が採用されていた。この錫−鉛の共晶はんだは、融点が低く、しかも柔軟性があるため、伸びと強度のバランスが良く、はんだ付けの際に、プリント基板と電子部品端子との間の熱膨張係数の違いによるストレスを吸収することができる。また、自らが劣化すること（粒径の粗大化）により、急激な破壊または破断を防止し、一種の緩衝剤として作用するため、はんだ付け接合部に高い信頼性を与えていた。
【０００３】
しかしながら、鉛は人体に有害な金属である。そのため、地球環境の保護や有害物質の使用を回避しようとする国際的な要求の高まりに応じて、鉛を含有しない鉛フリーはんだの研究および開発が進められてきている。
【０００４】
現在、最も一般的に使用されている無鉛はんだは、３元系の錫−銀−銅の合金である。この代表的な組成として、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ等が実用化されている。これ以外にも、３元系のＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ（Ｎｉは微量添加物）、４元系のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、５元系のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｇｅ等の無鉛はんだ等が発表されている。
【０００５】
しかし、これらの鉛フリーはんだ材料は、鉛含有はんだに比べて上記ストレスの吸収作用が小さいことが知られている。そのため、通電時の温度上昇において、基板と電子部品との熱膨張率が異なるために生じるストレスを完全に吸収することができず、微小な塑性歪みが蓄積されてしまう。
【０００６】
また、電子部品実装基板では、使用のたびに自身や周囲の部品からの発熱による熱歪みが発生し、各部材間の熱歪み差に起因して発生する応力が、はんだ部にも及んでしまう。このため、鉛フリーはんだにおいては、発熱のたびに塑性歪みが蓄積されて、ある時点において接合部内部にクラックが発生し、さらに使用を続けていくと、クラックは成長して接合部の断裂を起こし、電気的な接続が保てなくなるという問題がある。
【０００７】
さらに、電子部品の小型化に伴う搭載部品の高密度化、配線の複雑化が進む今日では、局所的に強度の低下した部分が現れやすく、高度な設計・製造技術が必要になっている。特に、図５に示すような配線パターン４が形成された基板１を、絶縁樹脂層５を間に介装して複数積層した多層配線基板２の表面に、はんだ７により電子部品８の端子と配線パターン４である接合部９とが接合されて実装される電子部品実装基板３においては、電子部品８の通電時の発熱による熱歪みによって、はんだ７の接合部の疲労寿命が低下する傾向があり、鉛フリーはんだの機械特性の改善やはんだ接合量・位置の最適化、使用部材の選定などによる対応では望みの信頼性を得られないケースが多くある。そのため、熱歪みの小さい高価な基板材料への変更など、コストの増加によって信頼性を維持させている現実がある。
【０００８】
すなわち、熱歪みが発生した場合に起こる破壊の原因は、基板１と電子部品８との熱膨張率が異なるために現れる基板、の反りにある。例えば、チップ抵抗器やインダクタで多く利用されているセラミック焼結体やフェライト焼結体、ＩＣ部品の主要材料であるシリコン素子は、概ね３〜８×１０-6／℃程度の熱膨張率を示す。
【０００９】
一方、基板１は金属またはガラスをベースに樹脂含浸したものや、紙をベースに樹脂が含浸したものなど種類が多い。しかし、ほとんど熱膨張率は１４〜３０×１０-6／℃の範囲に収まっている。このような部品構成において、高温または低温に移行すると、電子部品８と基板１の熱膨張率の差からストレスが発生し、はんだ７に歪みが蓄積される。また同時に基板１、が変形して反りが発生し、搭載する電子部品８に様々な応力が生じる。
【００１０】
このような熱歪みは、内部に多数の金属配線を含む多層基板において、問題がより顕著になり、はんだの疲労寿命が大きく劣化するという問題がある。これは、配線材料として銅が最も頻繁に使用されるが、銅の熱膨張率は１６．７×１０-6／℃程度であり、熱膨張率は搭載部品に比べて大きく、かつ剛性は樹脂基板に比べて著しく高いため、大きな熱歪みの発生源となっているためである。そのため、金属の内層数が増えるとともに疲労寿命は大きく劣化する傾向があり、大きな問題となっている。
【００１１】
この問題について種々に研究した結果、金属の内部配線パターンが熱歪みの原因となるのは部品の直下近傍にある配線のみであることが分かった。これは、配線パターンにより発生した熱歪みが基板の中で緩和されていくためである。また、部品の直下に金属配線がない場合も、部品と金属配線との熱歪みの差が発生しにくい状況になるため、はんだ接合部への負担は小さくなることが判明した。これにより、問題となる部品の周囲に金属配線が存在しないように設計段階において、留意することにより熱歪みを防止する方法がある。
【００１２】
しかし、高密度化された現代の電子部品では、基板の放熱性を高めるために内層される銅の残銅率は高い方が好ましい。また、基板内部の配線パターンが、搭載部品の直下部を回避するために、複雑な形状になると放射ノイズの発生原因になるという問題がある。この放射ノイズは、搭載部品の正常動作を妨げることがあり、特に信号の受発信や処理を行う部品や回路を搭載した基板では重大な問題になる。さらに、高密度化を行う上では、配線パターンの制約が大きくなるため、設計開発コストが嵩むという問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、多層配線基板の表面に、実装された電子部品の発熱による熱歪みの影響によって起こるはんだ接合部の破損を減少させ、信頼性の高い電子部品実装基板を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、配線パターンが形成された基板を絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板の表面に、はんだ接合により電子部品が実装される電子部品実装基板において、上記多層配線基板は、最表層の上記基板と上記電子部品との間に緩衝部が形成されているとともに、上記基板の上記配線パターンと導通し、かつ上記緩衝部の外表面に露出して上記電子部品が上記はんだにより接合される接続部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記緩衝部は、上記多層配線基板の最表層の上記基板の全面を覆う層状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記緩衝部は、上記絶縁樹脂層と同質材により形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記緩衝部は、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さ寸法により形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜４に記載の本発明によれば、配線パターンが形成された基板を、絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板は、最表層の上記基板と電子部品との間に緩衝部が形成されているため、当該緩衝部部において、上記電子部品の通電時の発熱を遮断して、熱膨張率および剛性が高い銅材料からなる上記配線パターンに熱を伝わりにくくするとともに、上記電子部品の通電時の発熱によって、上記配線パターンに熱歪みが生じた場合には、その熱歪みを吸収することができる。これにより、上記基板の上記配線パターンと上記電子部品とを接合している上記はんだに、上記熱歪みによるストレスの蓄積が抑制され、鉛フリーはんだの破損を防止することができるとともに、電子部品実装基板の使用寿命や信頼性を向上させることができる。
【００１９】
また、上記電子部品を高密度化されて実装する場合でも、上記多層配線基板の内層において、上記配線パターンの無理な設計変更などを行う必要がなく、残銅率を高くすることができ、放熱性を向上させることができるとともに、上記配線パターンを複雑な形状にすることがないため、放射ノイズの発生を抑えることができる。
【００２０】
そして、上記緩衝部の外表面に露出して上記電子部品を上記はんだにより接合する接続部が形成されているため、最表層の上記基板と上記電子部品との間に形成された上記緩衝部を絶縁性のある材質により形成しても、上記基板に形成された上記配線パターンと簡便に導通させることができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、上記緩衝部が、上記多層配線基板の最表層の上記基板の全面を覆う層状に形成されているため、上記接続部(配線パターン)などを自由にレイアウトすることができるとともに、搭載する上記電子部品のマウント性やはんだによる接合性を損なうことがない。
【００２２】
また、上記多層配線基板を製造する際に、上記配線パターンが形成された上記基板や上記絶縁樹脂層と共に、一括して成型することができる。この結果、容易に製造することができるとともに、新たな工程を追加することがなく製造コストを抑えることができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、上記緩衝部が、上記絶縁樹脂層と同じ材質により形成されているため、機械特性や熱膨張率を等しくすることができる。これにより、上記緩衝部が新たなストレスや反りの発生源になることがないとともに、良好な信頼性を持たせることができる。
【００２４】
また、上記多層配線基板を製造する際に、新たな工程を追加することなく、従来の製造工程において、一括して製造することができる。この結果、容易に製造することができるとともに、製造コストを抑えることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、上記緩衝部の厚さ寸法が、０．０５〜１．０ｍｍであるため、上記電子部品の通電時の発熱による上記配線パターンの材料の熱歪みの影響を少なくすることができるとともに、上記緩衝部を含む上記多層配線基板の内部残銅率の厚み方向の偏りによる反りの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の電子部品実装基板の一実施形態を示す断面概略図である。
【図２】本発明の電子部品実装基板の他の実施形態を示す断面概略図である。
【図３】（ａ）〜（ｂ）は、図２の変形例を示す断面概略図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は、図２の他の変形を示す断面概略図である。
【図５】従来の電子部品実装基板を示す断面概略図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、電子部品をはんだで多層配線基板に接合した有限要素解析形状モデルの解析結果を示す写真。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明に係る電子部品実装基板３の一実施形態は、配線パターン４が両面に形成された４枚の基板１を、絶縁樹脂層５を間に介装して積層し多層配線基板２が形成され、この多層配線基板２の最表層の基板１ａと、電子部品８との間に緩衝部６が形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。
【００２８】
ここで、基板１は、０．０２〜０．０５ｍｍのリジッド基板が用いられ、その組成の種類から、 紙にフェノール樹脂を含浸させた紙フェノール基板、 紙にエポキシ樹脂を含浸させた紙エポキシ基板、切り揃えたガラス繊維を重ねエポキシ樹脂を含浸させたガラスコンポジット基板、 ガラス繊維製の布（クロス）を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板などが用いられる。
【００２９】
また、配線パターン４は、その主成分に銅が用いられ、基板１の両面に配線パターンが印刷されて形成されている。そして、絶縁樹脂層５は、熱硬化性樹脂組成物及び高弾性基材からなる熱硬化性接着材料である。そして、絶縁樹脂層５は、４枚の基板１の間に積層され、加熱加圧されることにより、４枚の基板１が接着されるとともに、基板１上の配線パターン４が埋設され多層配線基板２が形成されている。
【００３０】
さらに、緩衝部６は、基板１より熱伝導率が低く、絶縁性があり、弾性係数が小さい合成樹脂などの材質により形成されている。また、絶縁樹脂層５と同質の材料である熱硬化性樹脂組成物及び高弾性基材からなる熱硬化性接着材料を用いることもできる。そして、緩衝部６が多層配線基板２の最表層の基板１ａに加熱加圧されることにより接着されている。また、緩衝部６は、厚さ寸法が０．０５〜１．０ｍｍに形成されている。
【００３１】
また、接続部９は、導体にめっきを施したものであり、緩衝部６を貫通して、最表層の基板１ａの配線パターン４に導通し、かつ外表面６ａに露出して形成されている。そして、緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、はんだ７により電子部品８の端子部が接合され、電子部品実装基板３が形成されている。
【００３２】
なお、はんだ７は、無鉛はんだが用いられている。この無鉛はんだは、３元系の錫−銀−銅の合金である。そして、その組成としては、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ等がある。またこれ以外にも、３元系のＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ（Ｎｉは微量添加物）、４元系のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、５元系のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｇｅ等の無鉛はんだがある。
【００３３】
（第２の実施形態）
図２は、本発明に係る電子部品実装基板３の第２の実施形態を示すものであり、図３および図４は、その変形例を示すものである。
なお、これらの図において、第１の実施形態に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
【００３４】
図２（ｂ）に示すように、電子部品実装基板３は、配線パターン４が形成された４枚の基板１を、絶縁樹脂層５を間に介装して多層配線基板２を形成し、その最表層の基板１ａと、電子部品８との間に層状をなす緩衝部６が、最表層の基板１ａの全面を覆って形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。
【００３５】
ここで、基板１は、両面に配線パターン４が印刷されて形成されている。そして、絶縁樹脂層５が、４枚の基板１の間に積層され、加熱加圧されることにより、４枚の基板１が接着されるとともに、基板１上の配線パターン４が埋設され多層配線基板２が形成されている。
【００３６】
さらに、緩衝部６が多層配線基板２の最表層の基板１ａの全面に加熱加圧されることにより接着される。そして、緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、はんだ７により電子部品８の端子部が接合され、電子部品実装基板３が形成されている。
【００３７】
また、図３（ａ）の変形例では、４枚の基板１を絶縁樹脂層５を間に介装して多層配線基板２が形成され、この多層配線基板２の最表層の基板１ａと、電子部品８との間に層状をなす緩衝部６が、最表層の基板１ａの全面を覆って形成され、さらに層状をなす緩衝部６が下面側の最表層の基板１ｂの全面を覆って形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。
【００３８】
さらに、図３（ｂ）の変形例では、基板１、配線パターン４，絶縁樹脂層５、緩衝部６の構成を図２に示す電子部品実装基板３と同一にし、緩衝部６の厚さ寸法を図２に示す緩衝部６より大きくしするとともに、絶縁樹脂層５の厚さ寸法を図２に示す絶縁樹脂層５より小さくすることにより、電子部品８の直下に配設され配線パターン４との距離を大きくし、断熱効果を高めるとともに、配線パターン４の熱歪みを吸収し易くするように形成されている。
【００３９】
また、図４（ａ）の変形例では、３枚の基板１を絶縁樹脂層５を間に介装して多層配線基板２が形成され、この多層配線基板２の最表層の基板１ａと、電子部品８との間に層状をなす緩衝部６が、最表層の基板１ａの全面を覆って形成され、さらに層状をなす緩衝部６が下面側の最表層の基板１ｂの全面を覆って形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。なお、この変形例では、緩衝部６の外表面６ａに接続部９を形成し、この接続部９を配線パターン４とすることにより、基板１の積層数を減らすことができ、絶縁樹脂層５を厚さ寸法を大きくすることができる。
【００４０】
そして、図４（ｂ）の変形例では、図４（ａ）に示す電子部品実装基板３と同様に、３枚の基板１を絶縁樹脂層５を間に介装して多層配線基板２が形成され、この多層配線基板２の最表層の基板１ａと、電子部品８との間に層状をなす緩衝部６が、最表層の基板１ａの全面を覆って形成され、さらに層状をなす緩衝部６が下面側の最表層の基板１ｂの全面を覆って形成されているとともに、基板１の配線パターン４と導通し、かつ緩衝部６の外表面６ａに露出した接続部９に、電子部品８の端子部がはんだ７により接合され概略構成されている。この変形例では、図４（ａ）の電子部品実装基板３の緩衝部６よりも、厚さ寸法を大きくするとともに、絶縁樹脂層５の厚さ寸法を小さくして形成し、さらに、緩衝部６の外表面６ａに形成された接続部９を配線パターン４とすることによって、基板１の積層数を減らすことができ、さらに絶縁樹脂層５の厚さ寸法を小さくすることにより、多層配線基板２全体の厚さ寸法を小さくすることができる。
【００４１】
以上の構成による電子部品実装基板を用いることにより、多層配線基板２の最表層の基板１の表面に形成した緩衝部６が、耐熱疲労性の改善に効果的があることを発明者らが行った実験を用いて説明する。
【００４２】
＜実施例＞
今回の実験では、図６に示すように、ある電子部品８をはんだ７で多層配線基板２に接続した有限要素解析形状モデルを用いて解析を行った。
なお、このモデルで想定した温度サイクル条件及び各部の構成などの解析条件については、以下の通りである。
【００４３】
１．温度サイクルは、１２５℃〜-−５５℃におけるはんだ接合部に蓄積される塑性歪みを計算した。
２．チップ部品はセラミック、チップの電極部と基板配線部は銅、はんだはＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ合金
３．基板の物性値はガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）を想定
４．チップ部品サイズ２．０×１．０ｍｍ、部品厚さ０．４８ｍｍ、チップ部品と-基板の間隔０．０８ｍｍ
５．チップ電極の厚さ０．０１５ｍｍ、基板電極部の厚さ０．０５ｍｍ
６．基板の厚み１．２ｍｍ、内部配線パターンの厚み３５μｍ、コア基板の厚み３０μｍ
７．配線パターンの層数８層
８．本発明で提案する歪み抑制体（セラミックシート）の設置状況を以下の４通りで解析する。
（ａ）絶縁樹脂層５の厚みを２６７μｍに設定、緩衝部６の設置無し（従来の多層基板構成） 図６（ａ）
（ｂ）絶縁樹脂層５の厚みを９０μｍ、緩衝部６を厚み２６５μｍで上下に設置（両面実装を想定） 図６（ｂ）
（ｃ）絶縁樹脂層５の厚みを９０μｍ、緩衝部６の厚み５３０μｍ（片面実装を想定した構成） 図６（ｃ）
（ｄ）内部配線パターンの存在しない構成(単層基板) 図無し
【００４４】
上記の条件により解析した結果、電子部品８側面の下側のコーナー部近傍のはんだ部に強い応力集中が発生した。この応力集中の度合いは（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に小さくなった。解析結果より得られるコーナー部のはんだに蓄積される塑性歪み量（非線形歪み振幅）と実際の温度サイクル試験結果の相関をとることで、類似構成での破断発生サイクル数などを予測することができる。例えば図６（ａ）に示す本発明を用いない標準的な部品構成では、温度サイクル１２５℃〜−５５℃における破断サイクル数は、約４８０回となった。同様に計算結果より各構成での破断サイクル数を予測すると図６（ｂ）の構成において、７３８回、（ｃ）の構成で１１３０回、（ｄ）の構成において、１２２０回となった。
【００４５】
すなわち、いずれも同じ厚みの多層配線基板２でありながら、片面実装では疲労寿命が２．４倍、両面実装でも１．５倍の寿命向上効果が得られることが分かった。同型のチップサイズ・はんだ形状、同材質の基板を用いた条件では、図６（ａ）に示す構成では、上記に述べた通り寿命増加効果が得られることは殆どない。しかし、図６（ｂ）および（ｃ）において、極めて高い効果が得られていることが分かった。特に図６（ｃ）においては、内部配線パターンのない基板構造（ｄ）と殆ど同じ値にまで疲労寿命が回復している。
【００４６】
また、緩衝部６の厚みが０．５ｍｍ程度あれば、応力緩和の効果がほぼ最大限に得られていることが分かった。図６（ｂ）においては、緩衝部６の厚みが薄いため、そこまでの効果はないが、図６（ａ）に比べると明らかに高い疲労寿命を持ち、緩衝部６による寿命向上の効果の高いことが分かる。
【００４７】
上述の実施形態による電子部品実装基板３によれば、多層配線基板２は、最表層の基板１ａと電子部品８との間に緩衝部６が形成されているため、電子部品８の通電時の発熱を遮断して、熱膨張率および剛性が高い銅材料からなる配線パターン４に熱を伝わりにくくするとともに、電子部品８の通電時の発熱によって、配線パターン４に熱歪みが生じた場合には、その熱歪みを吸収することができる。これにより、上記実施例に示す実験結果から分かるように、基板１に電子部品８を接合しているはんだ７に、熱歪みによるストレスの蓄積が抑制され、鉛フリーはんだの破損を防止することができ、電子部品実装基板３の使用寿命や信頼性を向上させることができる。
【００４８】
また、電子部品８を高密度化されて実装する場合でも、多層配線基板２の内層において、配線パターン４の無理な設計変更などを行う必要がなく、残銅率を高くすることができ、放熱性を向上させることができるとともに、配線パターン４を複雑な形状にすることがないため、放射ノイズの発生を抑えることができる。
【００４９】
そして、緩衝部６の外表面６ａに露出して上記電子部品を上記はんだ７により接合する接続部９が形成されているため、最表層の基板１ａと電子部品８との間にに形成された緩衝部６を絶縁性のある材質により形成しても、基板１に形成された配線パターン４と簡便に導通させることができる。
【００５０】
さらに、緩衝部６が、多層配線基板２の最表層の基板１ａの全面を覆う層状に形成されているとともに、絶縁樹脂層５と同じ材質により形成されているため、接続部９などを自由にレイアウトすることができるとともに、機械特性や熱膨張率を等しくすることができる。これにより、緩衝部６が新たなストレスや反りの発生源になることがないとともに、良好な信頼性を持たせることができる。
【００５１】
また、多層配線基板２を製造する際に、配線パターン４が形成された基板１や絶縁樹脂層５と共に、一括して成型することができる。この結果、容易に製造することができるとともに、新たな工程を追加することがなく製造コストを抑えることができる。
【００５２】
そして、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、接続部９が、緩衝部６の外表面６ａに形成されている場合には、この接続部９を配線パターン４として用いることができる。これにより、多層配線基板２に積層する配線パターン４を形成した基板１の積層する枚数を減らすことができる。これにより、多層配線基板２全体の厚さ寸法を小さくすることができるとともに、多層配線基板２全体の厚さ寸法を大きくすることなく、緩衝部６の厚さ寸法を大きくすることができる。
【００５３】
さらに、緩衝部６を０．０５〜１．０ｍｍの厚さ寸法により形成しているため、電子部品８の通電時の発熱による配線パターン４の銅の熱歪みの影響を少なくすることができるとともに、多層配線基板２の内部残銅率の厚み方向の偏りによって起こる反りの発生を防ぐことができる。
【００５４】
なお、上記実施の形態において、配線パターン４が形成された基板１において、配線パターンを両面に形成した基板１を用いる場合のみ説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、片面に配線パターンが形成された基板１でも対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
配線パターンが形成された基板を、絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 基板
１ａ 最表層の基板
１ｂ 最表層の基板
２ 多層配線基板
３ 電子部品実装基板
４ 配線パターン
５ 絶縁樹脂層
６ 緩衝部
７ はんだ
８ 電子部品
９ 接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンが形成された基板を絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板の表面に、はんだ接合により電子部品が実装される電子部品実装基板において、
上記多層配線基板は、最表層の上記基板と上記電子部品との間に緩衝部が形成されているとともに、上記基板の上記配線パターンと導通し、かつ上記緩衝部の外表面に露出して上記電子部品が上記はんだにより接合される接続部が形成されていることを特徴とする電子部品実装基板。
【請求項２】
上記緩衝部は、上記多層配線基板の最表層の上記基板の全面を覆う層状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装基板。
【請求項３】
上記緩衝部は、上記絶縁樹脂層と同質材により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品実装基板。
【請求項４】
上記緩衝部は、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さ寸法により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品実装基板。
【請求項１】
配線パターンが形成された基板を絶縁樹脂層を間に介装して複数積層した多層配線基板の表面に、はんだ接合により電子部品が実装される電子部品実装基板において、
上記多層配線基板は、最表層の上記基板と上記電子部品との間に緩衝部が形成されているとともに、上記基板の上記配線パターンと導通し、かつ上記緩衝部の外表面に露出して上記電子部品が上記はんだにより接合される接続部が形成されていることを特徴とする電子部品実装基板。
【請求項２】
上記緩衝部は、上記多層配線基板の最表層の上記基板の全面を覆う層状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装基板。
【請求項３】
上記緩衝部は、上記絶縁樹脂層と同質材により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品実装基板。
【請求項４】
上記緩衝部は、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さ寸法により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品実装基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７９７６５（Ｐ２０１２−７９７６５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２１０２８（Ｐ２０１０−２２１０２８）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２３７７２１）ＦＤＫ株式会社 (449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２３７７２１）ＦＤＫ株式会社 (449)
【Ｆターム（参考）】
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