(57)【要約】【課題】はんだの接合強度が低下するのを抑制できる積層基板および該積層基板への実装部品の実装方法を提供する。【解決手段】表面に実装部品４１とはんだ接合される電極１２が形成された第１絶縁層１１と、前記第１絶縁層１１の被実装面上に積層された第２絶縁層２１とを備え、前記第２絶縁層２１は、内部に前記電極１２が露出するように形成された平面視矩形状の接合穴２２と、前記接合穴２２の四隅からそれぞれ第１絶縁層１１の被実装面に沿って延設された４つの溝２３とを有していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に実装部品とはんだ接合される電極が形成された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の被実装面上に積層された第２絶縁層とを備え、
前記第２絶縁層は、
内部に前記電極が露出するように形成された平面視矩形状の接合穴と、
前記接合穴の四隅からそれぞれ第１絶縁層の被実装面に沿って延設された４つの溝とを有していることを特徴とする積層基板。
【請求項２】
前記接合穴が前記４つの溝を介して外部雰囲気と連通するように、前記４つの溝の各々が外部雰囲気に到るまで延設されていることを特徴とする請求項１に記載の積層基板。
【請求項３】
前記４つの溝が、平面視で前記接合穴を構成する辺の延設方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の積層基板。
【請求項４】
前記４つの溝が、平面視で前記接合穴を構成する対向する２辺の延設方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項３に記載の積層基板。
【請求項５】
請求項４記載の積層基板上に、前記電極にはんだを供給するための開口部が設けられたマスクを載置する第１工程と、
前記マスク上でスキージを所定方向に移動させてはんだを前記電極に供給する第２工程と、
はんだ印刷された前記積層基板に実装部品を実装する第３工程と
を備え、
前記第２工程では、前記スキージを前記積層基板に形成された４つの溝の延設方向と直交する方向に移動させてはんだを前記電極に供給することを特徴とする積層基板への実装部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の端子が、基板表面に形成された電極にはんだ接合されることによって、電子部品が面実装される積層基板および該積層基板への実装部品の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のセラミック多層基板においては、セラミック多層基板の表面に形成された平坦な電極にスクリーン印刷法によりはんだ印刷を行い、面実装部品を実装しつつはんだ付けを行うことによって、電極と面実装部品の端子とのはんだ接合を行ってきたが、製品の小形化、面実装部品のめっき構造の多様性によりはんだ付けによる接合強度が不安定となり、はんだ接合部において断線が発生することがある。
【０００３】
そこで、セラミック多層基板上に形成された凹部内に電極を配置し、はんだの厚みを増やすことによって、はんだの接合強度を高くする技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１の技術では、凹部に充填されるはんだに、はんだ溶融時に発生するガスを抜くためのガス抜き穴が形成されており、また、特許文献２の技術では、平面視で四角形状をなす凹部の各内壁面の中央付近に、はんだ溶融時に発生するガスを抜くためのガス抜き穴が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５９９１４号公報（図１）
【特許文献２】特開２００５−２６０１６５号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２の技術の場合、発生したガスが凹部の角部に滞留し、発生したガスが外部にスムーズに排出されず凹部内に残存することがある。このとき、残存したガスがはんだの濡れ性を低下させ、はんだ接合の強度が不足する。
【０００６】
そこで、本発明は、はんだの接合強度が低下するのを抑制することのできる積層基板および該積層基板への実装部品の実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による積層基板は、表面に実装部品とはんだ接合される電極が形成された第１絶縁層と、前記第１絶縁層の被実装面上に積層された第２絶縁層とを備え、前記第２絶縁層は、内部に前記電極が露出するように形成された平面視矩形状の接合穴と、前記接合穴の四隅からそれぞれ第１絶縁層の被実装面に沿って延設された４つの溝とを有している。
【０００８】
本発明によると、第２絶縁層に接合穴が形成されることによって、第１絶縁層上に形成された電極を覆うはんだの量を増加させて、電極と実装部品とのはんだ接合強度を高くすることができる。
また、実装部品と電極とがはんだ接合されるときに、はんだ溶融時に発生するガスが接合穴の四隅から溝を経由して排出されるため、発生したガスを、接合穴の各角部に残存させることなく、効率よく排出することができる。
これにより、はんだが電極上に十分に濡れ広がり、はんだの接合強度が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
ここで、前記接合穴が前記４つの溝を介して外部雰囲気と連通するように、前記４つの溝の各々が外部雰囲気に到るまで延設されていることが好ましい。この構成によれば、接合穴で発生したガスを、溝部を介して外部に排出することができ、接合穴からガスを効率よく排出することができる。
【００１０】
また、４つの溝が、平面視で前記接合穴を構成する辺の延設方向に沿って形成されていることが好ましい。この構成によれば、接合穴内で発生したガスが、接合穴の内壁面に沿って角部に到達した後に、スムーズに溝に導かれるため、発生したガスをさらに効率よく外部に排出することができる。
【００１１】
さらに、４つの溝が、平面視で前記接合穴を構成する対向する２辺の延設方向に沿って形成されていることが好ましい。この構成によれば、４つの溝がすべて同一方向に延設されているため、溝へのはんだの流れ込みを抑制することができる。
すなわち、電極にはんだを印刷によって供給する際に、溝の延設方向と直交する方向にはんだを印刷することで、溝にはんだが流れ込むのを抑制することができる。これにより、はんだで溝がふさがれるのを防ぎ、ガス排出路を確実に確保することができる。
【００１２】
上記した作用効果を得るための積層基板への実装部品の実装方法は、４つの溝が、平面視で前記接合穴を構成する、対向する２辺の延設方向に沿って形成されている積層基板上に、前記電極にはんだを供給するための開口部が設けられたマスクを載置する第１工程と、前記マスク上でスキージを所定方向に移動させてはんだを前記電極に供給する第２工程と、はんだ印刷された前記積層基板に実装部品を実装する第３工程とを備え、前記第２工程では、前記スキージを前記積層基板に形成された４つの溝の延設方向と直交する方向に移動させてはんだを前記電極に供給することを特徴とする。
【００１３】
上記の積層基板への実装部品の実装方法によれば、４つの溝が、平面視で接合穴を構成する、対向する２辺の延設方向に沿って形成された積層基板を用い、マスク上でスキージを所定方向に移動させてはんだを電極に供給する第２工程において、スキージを積層基板に形成された４つの溝の延設方向と直交する方向に移動させてはんだを電極に供給するため、接合穴に充填されたはんだが溝内に流れ込むのを抑制することができ、はんだで溝がふさがれるのを防止でき、ガス排出路を確実に確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、第２絶縁層に接合穴が形成されることによって、第１絶縁層上に形成された電極を覆うはんだの量を増加させて、電極と実装部品とのはんだ接合強度を高くすることができる。
また、実装部品と電極とがはんだ接合されるときに、はんだ溶融時に発生するガスが接合穴の四隅から溝を経由して排出されるため、発生したガスを、接合穴の各角部に残存させることなく、効率よく排出することができる。
これにより、はんだが電極上に十分に濡れ広がり、はんだの接合強度が低下するのを抑制することができる。
また、本発明の積層基板への実装部品の実装方法によれば、４つの溝が、平面視で接合穴を構成する、対向する２辺の延設方向に沿って形成された積層基板を用い、マスク上でスキージを所定方向に移動させてはんだを電極に供給する第２工程において、スキージを積層基板に形成された４つの溝の延設方向と直交する方向に移動させてはんだを電極に供給するため、接合穴に充填されたはんだが溝内に流れ込むのを抑制することができ、はんだで溝がふさがれるのを防止でき、ガス排出路を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るセラミック多層基板の部分拡大斜視図である。
【図２】図１に示すII-II線断面図である。
【図３】図１に示すセラミック多層基板の製造方法を示すブロック図である。
【図４】図３に示すはんだ充填工程を説明するための断面図である。
【図５】図３に示すはんだ充填工程を説明するための平面図である。
【図６】図３に示す実装工程を説明するための図である。
【図７】図３に示す実装工程を説明するための図である。
【図８】本実施形態の第１変形例を説明するための図である。
【図９】本実施形態の第２変形例を説明するための図である。
【図１０】比較例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１および図２に示すように、セラミック多層基板１は、第１絶縁層１１と、第２絶縁層２１とが積層された積層構造を有している。
第１絶縁層１１の表面であるパターン形成面（被実装面）１１ａに、ランド１２を含む配線パターンが形成されている。ランド１２は、矩形平面を有する電極であり、面実装部品４１の端子４２（図６および図７参照）がはんだ接合される。
【００１７】
第２絶縁層２１は、第１絶縁層１１のパターン形成面１１ａ上に積層されている。第２絶縁層２１には、ランド１２を露出させる平面視矩形状のキャビティ（接合穴）２２と、キャビティ２２の４つの角部それぞれに接続されつつパターン形成面１１ａに沿って延設されるガス抜き溝２３とが形成されている。
なお、ガス抜き溝２３は、セラミック多層基板１の端部まで延設され、外部雰囲気と連通していることが好ましい。
キャビティ２２の各角部は、第１方向に延在する内壁面と第１方向に直交する第２方向に延在する内壁面とによって形成されている。
【００１８】
ガス抜き溝２３は、キャビティ２２の角部から、当該角部を形成する２つの内壁面（平面視でキャビティ２２を構成する辺）のうち第１方向に延在する内壁面の延設方向に沿って、かつ、当該内壁面と連続するように延設されている。
このように、キャビティ２２と当該キャビティ２２の各角部に接続されたガス抜き溝２３とが、平面視においてＨ字形状となっている（図５参照）。
【００１９】
次に、面実装部品４１のセラミック多層基板１への実装方法について説明する。
図３に示すように、セラミック多層基板１の製造方法は、第１絶縁層形成工程と、第２絶縁層形成工程と、はんだ充填工程と、実装工程とを有している。
【００２０】
第１絶縁層形成工程においては、絶縁基板の一方の面（パターン形成面１１ａ）上に、スクリーン印刷法などにより、ランド１２を含む配線パターンを印刷する。これにより、第１絶縁層１１が形成される。
第２絶縁層形成工程においては、第１絶縁層形成工程で形成された第１絶縁層１１のパターン形成面１１ａ上に、絶縁基板を積層し、積層した絶縁基板を型抜きして焼結成形することによって、当該絶縁基板にランド１２を露出させるキャビティ２２と、キャビティ２２の４つの角部それぞれに接続されたガス抜き溝２３とを形成する。
これにより、第２絶縁層２１が形成されると共に、セラミック多層基板１が完成する。
【００２１】
図４に示すように、はんだ充填工程においては、セラミック多層基板１に係る第２絶縁層２１上に、開口３１ａからキャビティ２２のみが露出するように、ステンレス製のメタルマスク３１を配置する（第１工程）。そして、錫を主材料としたペースト状のはんだ３３をメタルマスク３１の表面に塗布する。
その後、スキージ３２を、メタルマスク３１の表面に一定の圧力で当接させつつ、第２方向に移動させることによって、はんだ３３をキャビティ２２内に充填する（第２工程）。このとき、図５に示すように、スキージ３２を、第２方向に移動させるため、第１方向に延設されるガス抜き溝２３内にはんだ３３が流れ込むのが抑制される。
【００２２】
図６および図７に示すように、実装工程においては、面実装部品４１の端子４２と、当該端子４２が接続されるべきランド１２とが対面するように、面実装部品４１をセラミック多層基板１上に配置する。
このとき、面実装部品４１の端子４２とランド１２とがはんだ３３を介して対向している。そして、面実装部品４１が配置されたセラミック多層基板１に加熱処理を施すことによって、はんだ３３が溶融し、端子４２とこれに対向するランド１２とがはんだ接合される（第３工程：リフロー方式）。
ペースト状はんだ３３には、はんだ３３がランド１２および端子４２となじみやすいように有機溶剤が含有されている。この有機溶剤が、はんだ溶融時にガスとして空気中に放出される。
図５に示すように、はんだ溶融時に発生したガスは、キャビティ２２の角部からガス抜き溝２３を介して外部に排出される。
【００２３】
以上で、面実装部品４１の実装を含むセラミック多層基板１の製造が完了する。
【００２４】
上記のセラミック多層基板１では、第２絶縁層２１にキャビティ２２が形成されることによって、ランド１２を覆うはんだ３３の量が増加し、ランド１２と端子４２とのはんだ接合強度が高くなる。
また、実装工程において、面実装部品４１の端子４２とランド１２とがはんだ接合されるときに、はんだ３３の溶融時に発生したガスがキャビティ２２の各角部からガス抜き溝２３を経由して外部に排出されるため、発生したガスを、キャビティ２２の各角部に残存させることなく均一に、かつ効率よく外部に排出することができる。これにより、はんだ３３がランド１２上に十分に濡れ広がり、はんだ３３の接合強度が低下するのを抑制することができる。
【００２５】
また、ガス抜き溝２３が、キャビティ２２の角部を形成する第１方向に延設される内壁面と第２方向に延設される内壁面のうち、第１方向に延在する内壁面の延設される方向に沿って、かつ、当該内壁面と連続するように延設されている。これにより、キャビティ２２内で発生したガスが、キャビティ２２の内壁面に沿って角部に到達した後に、スムーズにガス抜き溝２３に導かれるため、発生したガスをさらに効率よく外部に排出することができる。
【００２６】
さらに、ガス抜き溝２３が、第１方向にのみ延設されているため、はんだ充填工程において、スキージ３２を、第１方向に直交する第２方向に移動させつつ、キャビティ２２内にはんだ３３を充填することで、第１方向に延設されるガス抜き溝２３内にはんだ３３が流れ込むのを抑制することができる。
【００２７】
次に、上述の本実施形態に係る第１変形例について説明する。なお、上述の実施形態と実質的に同一の部材については、同一の符号を付して、説明を省略する。
図８に示すように、ガス抜き溝２３溝は、角部を形成している２辺の伸延方向から若干ずれるように形成されているため、凹部にはんだを充填するときに、直交方向から若干ずれる方向で、はんだが塗布される。
しかしながら、実装部品の端子と電極とがはんだ接合されるときに、はんだ溶融時に発生するガスが接合穴の各角部から溝を経由して外部に排出されるため、発生したガスを、接合穴の各角部に残存させることなく均一に、かつ効率よく外部に排出することができる。
これにより、はんだが電極上に十分に濡れ広がり、はんだの接合強度が低下するのを抑制することができる。
【００２８】
図９に示すように、第２比較例に係るセラミック多層基板２０１の第２絶縁層２２１には、ランド１２を露出させる平面視矩形状のキャビティ２２と、キャビティ２２の４つの角部に接続されつつパターン形成面１１ａに沿って伸延しているガス抜き溝２２３とが形成されている。各ガス抜き溝２２３は、キャビティ２２から多層基板の四隅に向いて放射状に伸延するように形成されている。
【００２９】
次に、比較例について説明する。なお、上述の実施形態と実質的に同一の部材については、同一の符号を付して、説明を省略する。
図１０に示すように、比較例に係るセラミック多層基板１０１の第２絶縁層１２１には、ランド１２を露出させる矩形平面を有するキャビティ２２と、パターン形成面１１ａに沿って延在しているガス抜き溝１２３が形成されている。キャビティ２２の４つの角部それぞれに、２つのガス抜き溝１２３が接続されている。
【００３０】
キャビティ２２の各角部から延在している一方のガス抜き溝１２３は、当該角部を形成する２つの内壁面のうち第１方向に延在する内壁面の延在方向に沿って延在している。また、当該角部から延在している他方のガス抜き溝１２３は、当該角部を形成する２つの内壁面のうち第２方向に延在する内壁面の延在方向に沿って延在している。
【００３１】
これによると、各角部に第１方向および第２方向の２つのガス抜き溝１２３が接続されているため、第１方向（スキージと直交方向）には、はんだが流れ込むことはなく、ガス流路として機能するが、第２方向（スキージ方向）のガス抜き溝には、はんだが流れ込み、ガス流路をふさいでしまうので、好ましくない。
【００３２】
図５、図８、図９、および図１０を比較すると、はんだ印刷の際、溝内へのはんだの流れ込みを防止するためには、溝は、キャビティを形成する対向する２辺で、スキージの移動方向と直交する２辺から延設するように、Ｈ字状で形成されるのが好ましい。
ただし、２辺の延設方向から若干ずれて形成される場合（図８）、または、キャビティ２２から放射状に延設するように形成される場合（図９）でも、溝内に若干量のはんだが流れ込むおそれはあるが、ガス排出路を確保することは可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１、１０１、２０１   セラミック多層基板
１１   第１絶縁層
１１ａ  パターン形成面
１２   ランド（電極）
２１、１２１、２２１ 第２絶縁層
２２   キャビティ（接合穴）
２３、１２３、２２３  ガス抜き溝
３１   メタルマスク
３１ａ   開口
３２   スキージ
４１   面実装部品
４２   端子
【図１】
2011233640.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011233640.tif 000011
【図１０】
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