(57)【要約】  本発明の回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層に実装される第１の電子部品と、前記絶縁層に設けられるハンダマーカとを備える。前記ハンダマーカは、第１の融点を有する第１のハンダから構成される。前記第１の電子部品は、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによって前記絶縁層に実装される。
2007114334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層に実装される第１の電子部品と、
前記絶縁層に設けられるハンダマーカと、
を備え、
前記ハンダマーカは、第１の融点を有する第１のハンダから構成され、
前記第１の電子部品は、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによって前記絶縁層に実装される、
回路基板。
【請求項２】
当該回路基板は二次基板に実装される一次基板である、
請求項１の回路基板。
【請求項３】
前記絶縁層に設けられた電極パターンをさらに備え、
前記ハンダマーカは前記電極パターン上に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項４】
前記ハンダマーカは、前記絶縁層内部に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項５】
前記絶縁層の内部に収納室が設けられ、
前記ハンダマーカは前記収納室に収納される、
請求項４の回路基板。
【請求項６】
前記収納室に露出する電極パターンをさらに備え、
前記ハンダマーカは前記電極パターン上に設けられる、
請求項５の回路基板。
【請求項７】
前記ハンダマーカは前記絶縁層に埋め込まれる、
請求項４の回路基板。
【請求項８】
前記第１の電子部品は前記絶縁層の表面に実装される、
請求項１の回路基板。
【請求項９】
前記第１のハンダは未溶融ハンダである、
請求項１の回路基板。
【請求項１０】
前記未溶融ハンダはクリームハンダの形態を有する、
請求項９の回路基板。
【請求項１１】
前記ハンダマーカを前記絶縁層に固定する接着剤を、
さらに有する、
請求項９の回路基板。
【請求項１２】
前記第１のハンダは、Ｓｎ−Ｓｂを主成分とする、
請求項１の回路基板。
【請求項１３】
前記第１の融点と同等の融点を有する第３のハンダによって前記絶縁層に実装される第２の電子部品をさらに備え、
前記第１の電子部品は前記絶縁層の表面に設けられる、
請求項４の回路基板。
【請求項１４】
前記第２の電子部品は前記絶縁層の内部に設けられる、
請求項１３の回路基板。
【請求項１５】
前記ハンダマーカは当該回路基板に他の電気部材を接続する際における当該回路基板の特性を検査するためのマーカである、
請求項１３の回路基板。
【請求項１６】
前記回路基板の特性は、前記第３のハンダの再溶融によって劣化する前記回路基板と前記第２の電子部品との接続特性である、
請求項１５の回路基板。
【請求項１７】
前記ハンダマーカは、基板平面視の外周縁に角部を有する、
請求項１の回路基板。
【請求項１８】
前記ハンダマーカは複数設けられ、これら複数のハンダマーカそれぞれは、互いに異なる前記第１の融点を有する前記第１のハンダから構成される、
請求項１の回路基板。
【請求項１９】
前記絶縁層は、上層基板と、前記上側基板に対向する下層基板と、前記上層基板と前記下層基板とを接着する接続樹脂層とを備え、
前記ハンダマーカは、前記上層基板と前記下層基板との間に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項２０】
前記接続樹脂層は、熱硬化性樹脂と無機フィラとを含有する、
請求項１９の回路基板。
【請求項２１】
前記第２のハンダはＰｂフリーハンダである、
請求項１の回路基板。
【請求項２２】
電子部品がハンダによって実装された回路基板に、他の電気部材を接続する際における前記回路基板の特性を検査する方法であって、
予め、前記回路基板に、第１の融点を有するハンダマーカを設けたうえで、当該回路基板に前記他の電気部材を接続し、
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記回路基板が前記他の電気部材接続時に前記第１の融点に曝されたか否かを判定する、
回路基板の特性検査方法。
【請求項２３】
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記回路基板と前記電子部品との接続特性を判定する、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項２４】
前記電子部品は、前記第１の融点と同等の融点を有するハンダによって、前記回路基板に実装されており、
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記ハンダが前記第１の融点に曝されたか否かを判定する、
請求項２３の回路基板の特性検査方法。
【請求項２５】
前記電子部品は前記絶縁層の内部に設けられたものである、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項２６】
前記ハンダマーカを前記絶縁層内部に設ける、
請求項２５の回路基板の特性検査方法。
【請求項２７】
前記判定を、透過光線を前記回路基板に照射したうえでその透過光を観察することで行う、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項２８】
前記判定を、前記透過光線を前記回路基板に照射したうえでその透過光を画像認識することで行う、
請求項２７の回路基板の特性検査方法。
【請求項２９】
前記判定を、前記回路基板に電気信号を伝達したうえでその信号特性を検査することで行う、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項３０】
電子部品が実装された回路基板の製造方法であって、
前記回路基板に、第１の融点を有する第１のハンダから構成されるハンダマーカを設けるとともに、前記回路基板に、前記第１の融点と同等の融点を有するハンダによって前記電子部品を実装する工程と、
前記回路基板に、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによってもう一つの前記電子部品を実装する工程と、
を含む、
回路基板の製造方法。
【請求項３１】
前記回路基板の複数を一括して大型基板に形成したうえで、
前記ハンダマーカを、前記大型基板において前記回路基板それぞれが占める領域の外に配置する、
請求項３０の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装された回路基板に関し、特に、ハンダ再溶融の有無を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエレクトロニクス機器の小型化・薄型化、高機能化に伴って、回路基板に実装される電子部品の高密度実装化、および、電子部品が実装された回路基板の高機能化への要求が益々強くなっている。このような状況の中、電子部品を基板中に埋め込んだ部品内蔵基板が開発されている（例えば、特許文献１）。【０００３】
部品内蔵基板では、通常、回路基板の表面に実装している能動部品（例えば、半導体素子）や受動部品（例えば、コンデンサ）を基板の中に埋め込んでいるので、基板の面積を削減することができる。また、表面実装の場合と比較して、電子部品を配置する自由度が高まるため、電子部品間の配線の最適化によって高周波特性の改善なども見込むことができる。【０００４】
今日、既にセラミック基板の分野では、電子部品を内蔵したＬＴＣＣ(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板が実用化されているものの、これは重く割れやすいため大型の基板に適用することが難しく、しかも、高温処理が必要なのでＬＳＩのような半導体素子を内蔵できないなど制約が大きい。最近注目されているのは、樹脂を用いた回路基板に部品を内蔵した部品内蔵基板であり、これは、ＬＴＣＣ基板とは異なり、基板の大きさに対する制約が少なく、ＬＳＩの内蔵も可能であるという利点も有している。【０００５】
次に、図１を参照しながら、特許文献１に開示された部品内蔵基板（回路部品内蔵モジュール）について説明する。図１に示す回路部品内蔵モジュール４００は、絶縁性基板４０１ａ,４０１ｂ,および４０１ｃを積層した基板４０１と、基板４０１の主面および内部に形成された配線パターン４０２ａ,４０２ｂ,４０２ｃおよび４０２ｄと、基板４０１の内部に配置され配線パターンに接続された回路部品４０３とを備える。配線パターン４０２ａ,４０２ｂ,４０２ｃ,および４０２ｄは、インナービア４０４によって電気的に接続されており、そして、絶縁性基板４０１ａ,４０１ｂ,および４０１ｃは、無機フィラと熱硬化性樹脂とを含む混合物から構成される。
【特許文献１】特開平１１−２２０２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回路部品内蔵モジュール４００では、回路部品４０３（４０３ａ,４０３ｂ）は、絶縁性基板４０１内に埋め込まれているため、回路部品４０３と配線パターン４０２（４０２ａ,４０２ｂ,４０２ｃ）とを電気的に接続するハンダ付けの良否を簡便に検出することが非常に難しい。特に、回路部品内蔵モジュール４００自体のハンダ付けの良否を電気検査等で確認したとしても、その回路部品内蔵モジュール４００をマザーボード等の配線基板に二次実装する際のリフロー時に、内蔵されたハンダが再溶融して不良となったか否かを確認することが極めて困難である。【０００７】
回路部品が埋め込まれていない場合には、例えば特開平８−２９８３６０号公報に提案されているように、ハンダ付け性を評価するためのパッドを用意し、リフロー等でハンダを溶解させたうえで、濡れ広がりの大きさを外観で検査したり、パッド間の電気抵抗を計測したりすることによってハンダ付け性を評価することが可能である。しかしながら、図１に示すハンダ部分が樹脂によってモールドされている基板構造においては、特開平８−２９８３６０号公報で提案されたハンダ付け検査方法を用いて、ハンダの再溶融の検査を行うことはできない。ハンダの再溶融の検査ができないことは、ハンダにより回路部品が電気的に接続されているように見えても、実際にはハンダが再溶融することで物理的に移動して絶縁性の劣化が生じたり、あるいは、ハンダの再溶融によってハンダ内にボイドが生じたりして、信頼性の低下をもたらす可能性がある。【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、ハンダの再溶融を検査することができるハンダマーカを備えた部品内蔵基板または回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の回路基板は、
絶縁層と、
前記絶縁層に実装される電子部品と、
前記絶縁層に設けられるハンダマーカと、
を備え、
前記ハンダマーカは、第１の融点を有する第１のハンダから構成され、
前記電子部品は、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによって前記絶縁層に実装される。【００１０】
本発明の回路基板の特性検査方法は、電子部品がハンダによって実装された回路基板に、他の電気部材を接続する際における前記回路基板の特性を検査する方法であって、
予め、前記回路基板に、第１の融点を有するハンダマーカを設けたうえで、当該回路基板に前記他の電気部材を接続し、
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記回路基板が前記他の電気部材接続時に前記第１の融点に曝されたか否かを判定する。【００１１】
本発明の回路基板の製造方法は、
電子部品が実装された回路基板の製造方法であって、
前記回路基板に、第１の融点を有する第１のハンダから構成されるハンダマーカを設けるとともに、前記回路基板に、前記第１の融点と同等の融点を有するハンダによって前記電子部品を実装する工程と、
前記回路基板に、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによってもう一つの前記電子部品を実装する工程と、
を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、配線基板内に設けられたハンダマーカを検査することによって、第１の融点を有するハンダの再溶融を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を含む部品内蔵基板の構成を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図３Ａ】図２Ａに示すハンダマーカ１０のＸ線透視上面図である。
【図３Ｂ】図２Ｂに示すハンダマーカ１０のＸ線透視上面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第１の工程の断面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第２の工程の断面図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第３の工程の断面図である。
【図６Ｄ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第４の工程の断面図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第５の工程の断面図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第６の工程の断面図である。
【図７Ｃ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第７の工程断面図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の検査方法を説明するための第１の工程断面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の検査方法を説明するための第２の工程断面図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態に係る部品内蔵モジュールの検査方法を説明するための第１の工程の断面図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に係る部品内蔵モジュールの検査方法を説明するための第２の工程の断面図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に係る実装体の検査方法を説明するための第１の工程の断面図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に係る実装体の製造方法を説明するための第２の工程の断面図である。
【図１１】Ｓｎ−Ｓｂ系の状態図である。
【図１２Ａ】導電性粒子と融点（固相線）との関係を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の変形例を示す断面図である。
【図１３Ａ】ハンダマーカ１０を上方から見た上面図である。
【図１３Ｂ】ハンダマーカ１０を上方から見た上面図である。
【図１４Ａ】ハンダマーカ１０の形状を示す上面図である。
【図１４Ｂ】ハンダマーカ１０の形状を示す上面図である。
【図１４Ｃ】ハンダマーカ１０の形状を示す上面図である。
【図１４Ｄ】ハンダマーカ１０の形状を示す上面図である。
【図１５Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１６Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１８】電子部品を内蔵した回路基板２００が位置する領域以外の外枠１５０にハンダマーカ１０を設けた構成を示す上面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０    ハンダマーカ
１１    上層基板
１２    ハンダ
１２ａ  溶融したハンダ
１３    金属部材
１４    フラックス
２０    絶縁層
２０ａ  上面
２０ｂ  下面
２１    下層基板
２２    上層基板
２３    電極パターン
２４    接続樹脂層（コンポジットシート）
２５    収納室
２６    電極パターン
２７    電極パターン
２８    接着剤
３０    電子部品
３１    ランド
３２    ハンダ
３２ａ  溶融したハンダ
４０    電子部品
４１    ランド
４２    ハンダ
４２ａ  溶融したハンダ
４６    ハンダボール
５１    配線基板（マザーボード）
１００  回路基板
１５０  外枠
２００  部品内蔵基板
３００  部品内蔵モジュール
３５０  実装体
４００  回路部品内蔵モジュール
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。【００１６】
（実施形態１）
図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る回路基板について説明する。【００１７】
図２Ａおよび図２Ｂは、本実施形態のハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の断面構造を模式的に示している。図２Ａは、ハンダが再溶融していないことを示すハンダマーカ１０の状態であり、一方、図２Ｂは、ハンダが再溶融したことを示すハンダマーカ１０の状態である。また、ハンダのリフロー工程においては、図２Ａはリフロー前の状態を示しており、図２Ｂはリフロー後の状態を示している。なお、回路基板１００は、例えば、他の電気部材の一例である二次基板（マザー基板）５１,２００に二次実装される一次基板を構成する。【００１８】
また、回路基板１００は、全体構造として、図１に示す構造を備えており、基板内部、基板表面、または基板内部および基板表面に電子部品が実装されているが、図２Ａ,図２Ｂ等を含む本実施形態の説明に供する図面の一部では、電子部品を図示省略している。【００１９】
図２Ａに示すように、本実施形態の回路基板１００は、上層基板２２と、下層基板２１と、上層基板２２と下層基板２１とを接続する接続樹脂層２４とを備える。接続樹脂層２４は絶縁体から構成され、上側基板２２と下側基板２１とは絶縁層２０を構成する。本実施形態のハンダマーカ１０は第１のハンダ１２から構成されて絶縁層２０の間に設けられる。第１のハンダ１２は、第１の融点を有する例えばＳｎ−Ｓｂを主成分とするハンダから構成される。ハンダマーカ１０は、回路基板１００の内部に設けられた収納室２５に収納される。具体的には、収納室２５に露出する電極パターン２３上にハンダマーカ１０は配置される。【００２０】
回路基板１００の上面２０ａまたは下面２０ｂには、第１の電子部品（不図示）が設けられ、第１の電子部品は、第２のハンダ（不図示）によって回路基板１００に実装される。第２のハンダは、第１の融点よりも低い第２の融点を有する。第２のハンダは例えばＰｂフリーハンダから構成される。絶縁層２０の内部（具体的には上側基板２２と下側基板２１との間）に、第２の電子部品（不図示）が設けられることもあり、そうすると、回路基板１００は、第２の電子部品が内蔵された形態の部品内蔵基板になる。【００２１】
接続樹脂層２４は、樹脂と無機フィラとから構成されたコンポジットシートからなる。ハンダマーカ１０は、上層基板２２と下層基板２１との間に配置される。ハンダマーカ１０は、未溶融の第１のハンダから構成される。接続樹脂層（コンポジットシート）２４の一部には収納室２５が形成され、その収納室２５内にハンダマーカ１０が設けられる。より詳細には、ハンダマーカ１０は、収納室２５内で露出する下層基板２１の電極パターン２３上に配置される。【００２２】
図例のハンダマーカ１０は、第１のハンダ１２から構成され、第１のハンダ１２は、フラックス１４を介して電極パターン２３上に載置される。ハンダマーカ１０は、ハンダの再溶融をチェックするためのマーカであり、ハンダマーカ１０が所定温度（具体的には、第１の融点、すなわち、第１のハンダ１２の融点）に達すると、第１のハンダ１２は溶融して、図２Ｂに示す状態になる。【００２３】
図２Ｂは、回路基板１００が所定温度（第１の融点）以上になり、回路基板１００に実装されている第２の電子部品（不図示）の接続材である第３のハンダ（ハンダマーカ１０と同等の融点を有する）が再溶融したことを示すハンダマーカ１０の状態を示す。【００２４】
図２Ｂに示すように、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、溶融して、電極パターン２３上に濡れ広がる。そこで、図２Ａに示した未溶融状態の第１のハンダ１２と、図２Ｂに示した溶融して濡れ広がった溶融状態の第１のハンダ１２ａとを比較する。具体的には、ハンダマーカ１０（未溶融状態の第１のハンダ１２,溶融状態の第１のハンダ１２ａ）の形状や特性を確認する。これにより第２の電子部品の接続材である第３のハンダで再溶融が起こっているか否かを検出することができる。第３のハンダの再溶融は回路基板１００が第１の融点以上の温度（すなわち、第１の融点）に曝されることで生じる。【００２５】
具体的には、図２Ａに示す未溶融状態の第１のハンダ１２からなるハンダマーカ１０を回路基板１００上方からＸ線照射したうえで観察すると、図３Ａに示す画像になる。一方、図２Ｂに示す溶融状態の第１のハンダ１２ａからなるハンダマーカ１０を回路基板１００の上方からＸ線照射したうえで観察すると、図３Ｂに示す画像になる。両者の形状差を区別することで、ハンダマーカ検査を実行することができる。なお、ハンダマーカ検査（溶融判断）は、観察者が目視によって行ってもよいし、画像認識装置によって自動化してもよい。溶融状態の第１のハンダ１２ａを受け止めることでその形状の概形を形作る電極パターン２３は、図示した矩形のものの他、三角形,星形,十字などの形状であってもよい。また、ハンダマーカ検査（溶融判断）は、Ｘ線を用いた検査だけでなく、電気検査によっても行うことができる。具体的には、例えば、未溶融状態の第１のハンダ１２からなるハンダマーカ１０を、互いに分離しかつ隣接する両電極パターンの間で、両パターンの絶縁を維持した状態で橋渡しする形態に載置する。そうすれば、両端子の絶縁状態を検査することで、ハンダマーカ１０の溶融の有無を検知することができる。【００２６】
なお、ハンダマーカ１０は、検査対象である第２の電子部品（さらにはその接続材である第３のハンダ）に近接して配置するのが好ましく、そうすれば、第２の電子部品が曝された温度をその近傍で精度高く検査することができる。【００２７】
以下、本実施形態の検査方法を詳細に説明する。図４Ａは、未溶融の第１のハンダ１２を一対の電極パターン２６,２６上に配置することによって構成されたハンダマーカ１０を示す。この状態では、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は未溶融であるので、電極パターン２６,２６と第１のハンダ１２とは金属接合しておらず、それゆえ、一対の電極パターン２６,２６の間はオープン（絶縁状態）になっている。すなわち、第１のハンダ１２が溶融して一対の電極パターン２６,２６の間が完全に導通しているときと比べて、第１のハンダ１２が未溶融で一対の電極パターン２６,２６の間に位置しているときは電気特性が異なる（例えば、抵抗が高い）。【００２８】
所定の温度（第１の融点）以上になってハンダマーカ１０（第１のハンダ１２）が溶融すると、図４Ｂに示す通り、一対の電極パターン２６,２６の間が溶融した第１のハンダ１２ａによってショートする。そのため、ハンダマーカ１０のショートを検出することで、回路基板１００が所定温度（第１の融点）以上に曝されたこと、あるいは、第１のハンダ１２が溶融したことを検出できる。【００２９】
なお、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、クリームハンダを用いることもできる。図４Ａに示す状態において、クリームハンダからなる第１のハンダ１２と、電極パターン２６,２６とは金属接合しておらず、それゆえ、一対の電極パターン２６，２６の間はオープンとなる。そして、所定の温度（第１の融点）以上になってクリームハンダからなる第１のハンダ１２が溶融すると、同様に、図４Ｂに示す通り、溶融した第１のハンダ１２ａが一対の電極パターン２６,２６の間をショートさせる。この状態移行を、クリームハンダからなるハンダマーカ１０のショートを検出することで検知する。回路基板１００が所定以上の温度（第１の融点）に曝されたこと、あるいは、第１のハンダ１２が溶融したことを検出できる。【００３０】
加えて、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ハンダマーカ１０は、接続樹脂層２４の中に埋設されていてもよい。図５Ａに示すハンダマーカ１０は、図４Ａに示した構成と同様であり、ハンダマーカ１０が接続樹脂層（コンポジットシート）２４内に埋設された状態で形成される。これに対して図４Ａに示すハンダマーカ１０は、接続樹脂層（コンポジットシート）２４内に設けた収納室２５に収納される。【００３１】
図５Ａに示す構成においても、未溶融状態の第１のハンダ１２が一対の電極パターン２６,２６上に配置されていると、一対の電極パターン２６,２６の間はオープンになる。一方、所定の温度（第１の融点）以上になって第１のハンダ１２が溶融すると、図５Ｂに示すように、溶融した第１のハンダ１２ａによって電極パターン２６,２６がショートする。そのため、このショートを電気的に検出することで第１のハンダ１２の溶融を検出できる。このように、ハンダマーカ１０が接続樹脂層２４の中に埋設した構成でも、クリームハンダをハンダマーカ１０の第１のハンダ１２として用いることができる。【００３２】
次に、図６Ａから図８Ｂを参照しながら、本実施形態の部品内蔵基板の製造方法、および、ハンダマーカ１０による再溶融検査方法の一例について説明する。【００３３】
まず、図６Ａに示すように、下層基板２１を用意した後、下層基板２１の電極パターンの一部（ランド）３１の上に、第３のハンダ３２を形成する。第３のハンダ３２はクリームハンダであり、印刷によってランド３１上に形成される。下層基板２１には、ハンダマーカ１０用の電極パターン２６が形成される。また、ハンダマーカ１０用の電極パターン２６は、図４Ａに示した構成の他、図２Ａに示した構成のものを用いることもできる。【００３４】
次に、図６Ｂに示すように、下層基板２１のランド３１の上に、第３のハンダ３２を介して第２の電子部品３０を載置する。第２の電子部品３０は、チップ部品（例えば、チップコンデンサ,チップインダクタ,チップ抵抗）や、半導体素子（例えば、ベアチップ,チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）など）である。図６Ｂでは、第２の電子部品３０として、チップ部品を示す。図６Ｂにおいて配線板２１に第２の電子部品３０を実装した後、図６Ｃに示すように、第１のリフロー処理を行うことで第３のハンダ３２を溶融させて、溶融した第３のハンダ３２ａによって第２の電子部品３０をランド３１に接合する。【００３５】
次に、図６Ｄに示すように、電極パターン２６の上に第１のハンダ１２を載置して、ハンダマーカ１０を形成する。ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、第２の電子部品３０用の第３のハンダ３２と同じ材料、もしくは第３のハンダ３２の融点と同等の融点（第１の融点）を有するものである。本実施形態では、第１のハンダ１２および第３のハンダ３２とも、Ｓｎ−Ｓｂを主成分とするハンダ（Ｓｎ−Ｓｂ系ハンダ）が用いられる。【００３６】
その後、図７Ａに示すように、第２の電子部品３０が実装された下層基板２１の上に、接続樹脂層２４を介して上層基板２２を積層することで第２の電子部品３０を配線板２１,２２間に内蔵する。このような積層構造にすることによって、第２の電子部品３０が内蔵された回路基板２００が形成される。ハンダマーカ１０は第２の電子部品３０と同様に上側基板２１と下側基板２２との間に内蔵される。なお、図４Ａに示すように、上側基板２１と下側基板２２との間に収納室２５を形成したうえで、ハンダマーカ１０を収納室２５に収納することも可能である。【００３７】
本実施形態においては、接続樹脂層２４中に、下層基板２１と上層基板２２とを電気的に接続する層間接続部材（ビア）を形成することができる。また、接続樹脂層２４は、樹脂（例えば、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂）と無機フィラとを含むコンポジット材料から形成される。本実施形態では、樹脂として、熱硬化性樹脂を用いている。また、無機フィラを実質的に用いずに、専ら熱硬化性樹脂のみから接続樹脂層２４を構成することも可能である。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂などであり、無機フィラを添加する場合、その無機フィラは、例えば、Ａｌ2Ｏ3,ＳｉＯ2,ＭｇＯ,ＢＮ,ＡｌＮなどである。無機フィラの添加により、種々の物性を制御することができるので、無機フィラを含むコンポジット材料から接続樹脂層２４を形成することが好適である。【００３８】
上層基板１１の上面２０ａには予め配線パターン４１が形成されており、図７Ｂに示すように、配線パターンのランド４１の上に第２のハンダ４２を形成する。本実施形態では、第２のハンダ４２としてのクリームハンダを印刷によって上層基板２２に形成する。第２のハンダ４２は、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２の融点（第１の融点第３のハンダ３２の融点）よりも低い融点（第２の融点）を有するハンダである。【００３９】
第２のハンダ４２の第２の融点が、電子部品を内蔵した回路基板２００に内蔵されている第３のハンダ３２の融点（≒第１の融点）よりも低い理由は以下の通りである。すなわち、第２のハンダ４２の第２の融点の方が第３のハンダ３２の融点よりも高ければ、回路基板２００中に内蔵された一次実装の第２の電子部品３０において接続に寄与している溶融状態の第３のハンダ３２ａが再溶融してしまうからである。溶融した第３のハンダ３２ａが再溶融すると、第３のハンダ３２中に気泡が発生して不具合が生じやすくなる。さらには、溶融した第３のハンダ３２ａの近傍に設けられた接続樹脂層２４等に空隙がある場合には、熱膨張による圧力上昇と毛細管現象とによって駆動力が生じ、再溶融した第３のハンダ３２がこの駆動力によって前記空隙に浸透してしまい、その結果、第３のハンダ３２が当初の配置位置（パターン上）から流出してしまうおそれがある。そのような再溶融が生じないように、一次実装用の第３のハンダ３２と、二次実装用の第２のハンダ４２との融点には大小関係が設定される。【００４０】
第２のハンダ４２は、一次実装用の第３のハンダ３２又はハンダマーカ用の第１のハンダ１２よりも融点の低い導電性粒子から構成されていればよい。例えば、一次実装用の第３のハンダ３２の融点（≒第１の融点）よりも低い融点（第２の融点）を有するＰｂフリーハンダ（例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダ、または、Ｓｎ−Ｚｎ系ハンダ）、あるいは、Ｐｂハンダ（Ｓｎ−３７Ｐｂハンダ）から第２のハンダ４２は構成される。【００４１】
次に、図７Ｃに示すように、上層基板２２のランド４１の上に、第２のハンダ４２を介して第１の電子部品４０を載置する。第２の電子部品３０と同様に、第１の電子部品４０は、チップ部品および／または半導体素子である。【００４２】
次いで、図８Ａに示すように、第２のリフロー処理を行って、第２のハンダ４２を溶融させて、溶融した第２のハンダ４２ａによって第１の電子部品４０をランド３１に接合する。このようにして、第２の電子部品３０を内蔵した回路基板２００の上面に第１の電子部品４０が実装される。第２のリフロー処理は、第１のリフロー処理よりも低い温度で実行され、具体的には、第３のハンダ３２を再溶融させない温度（第３のハンダの融点（≒第１の融点）未満）で行われる。【００４３】
ここで、第２のリフロー処理の温度設定条件を、第３のハンダ３２が再溶融しない温度にしたとしても、実際には、リフロー炉内には温度のバラツキがあったりして、回路基板（ここでは、部品内蔵基板）の温度が設定温度を超えてしまうことがある。また、リフロー装置は、炉内温度を測定してコントロールしているのであるが、基板（部品内蔵基板又は回路基板）の温度を直接計測しているわけではないので、第３のハンダ３２が再溶融しない温度にリフロー設定温度が設定されていたとしても、実際の基板内部の温度が第３のハンダ３２を再溶融させてしまうような温度であれば、現実問題として再溶融が生じ得る。【００４４】
その後、図８Ｂに示すように、回路基板２００のハンダマーカ１０を検査する。すなわち、回路基板２００に内蔵されている第２の電子部品３０の接続材である溶融状態の第３のハンダ３２ａに再溶融が起こってないかどうかを、ハンダマーカ１０を通じて検査する。【００４５】
図示した構成のハンダマーカ１０であれば、電気検査を行うことにより、ハンダマーカ１０の状態（オープン又はショート）を判定することができる。また、図２Ａ、図２Ｂに示すハンダマーカ１０を用いた場合には、Ｘ線測定（５０）を行うことによって再溶融の検査を行うことができる。【００４６】
さらに、図９Ａに示すように、回路基板２００の下面２０ｂにハンダボール４６を形成して、部品内蔵モジュール（又は、部品内蔵パッケージ）３００を作製した後、図９Ｂに示すように、ハンダマーカ１０の状態を判定することもできる。部品内蔵モジュール３００を作製する場合、下層基板２１として両面配線基板を用いて、その下層基板２１の端子（ランド）４５上にハンダボール（またはハンダバンプ）４６を形成すればよい。ハンダボール４６の形成は、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）用のハンダボールを用いて行うことができる。【００４７】
加えて、図９Ａ又は図９Ｂに示す部品内蔵モジュール３００を、図１０Ａに示すように、マザーボードのような配線基板５１上に実装して、実装体（部品内蔵モジュール実装体）３５０を形成することもできる。その場合、図１０Ｂに示すように、実装体３５０における再溶融の検査をハンダマーカ１０を用いて実施することができる。【００４８】
ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、上述したように、Ｓｎ−Ｓｂを主成分とするハンダ材料を用いることができる。このハンダ材料を用いる理由は、Ｓｂの含有量により融点を変えることができるからである。Ｓｎ−Ｓｂ系の状態図を幾つかの融点とともに図１１に示す。例えば、Ｓｂが０％のとき融点は２３２℃であり、Ｓｂが１０％のとき融点は２４６である。【００４９】
なお、Ｓｎ−Ｓｂ系ハンダは、一般に合金組成物がＰｂ−Ｓｎ共晶ハンダなどと比較して硬いために、熱衝撃などのストレスに弱くクラックを生じやすいという欠点がある。しかしながら、前述した構成のように、接続樹脂層２４中に第１のハンダ１２が埋設されていると、その欠点を回避することができ、その点でも新たなメリットが得られる。もちろん、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、Ｓｎ−Ｓｂ系ハンダ以外にも他のものを用いることができる。【００５０】
図１２は、ハンダとして使用される導電性粒子と、融点（固相線）との関係を示す表である。これらの導電性粒子の中から、融点の大小関係を考慮して、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２と、第１,第２の電子部品用の第２,第３のハンダ３２,４２とを選定すればよい。さらに、この表以外の導電性粒子を使用することも可能である。【００５１】
本発明の実施形態によれば、第１の融点を有するハンダ１２から形成されたハンダマーカ１０を設けたうえで、第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダ４２によって、回路基板２００の上面２０ａに第１の電子部品４０を実装している。そのため、回路基板２００内に設けられたハンダマーカ１０を検査することによって、第１の融点と同等の融点を有する第３のハンダ３２（第２の電子部品の接続材）の再溶融を検査することができる。そのため、回路基板２００中に内蔵されている第２の電子部品３０の第３のハンダ３２の再溶融の有無を検出することが可能になって、回路基板２００の信頼性を精度高く検査することができる。【００５２】
さらに述べると、本実施形態では、ハンダマーカ１０が電子部品を内蔵した回路基板２００（又は内蔵してない回路基板１００）内に設けられているので、リフロー処理時のバラツキ（リフロー温度の偏り・バラツキなど）によって基板が規定温度以上に曝されたか否かを、ハンダマーカ１０によってチェックすることができる。したがって、製品の信頼性の低下を防止することができる。【００５３】
なお、本実施形態のハンダマーカ１０は、電子部品を内蔵した回路基板２００の再溶融チェック用だけでなく、他の用途にも用いることができる。例えば図２から図５Ｂに示す構成においては、リフローが適正温度以上になっていないかどうかを確認できる、という効果が得られる。なお、この効果は、電子部品を内蔵していない回路基板においても同様に得られる。以下、このことについて、さらに説明する。【００５４】
基板の品質を劣化させる原因として、リフロー温度の異常上昇が挙げられる。特に、Ｐｂフリーが広範囲に用いられるようになってからは、リフロー工程のリフロー温度が上昇しており、それゆえに、電子部品の実装工程は、基板に対して厳しい状況になっている。リフロー温度が上がり過ぎると、基板を構成する樹脂が劣化して、ランドの接着強度低下や、基板内層外層においてランドと電極との剥離が発生しやすくなる。外観で容易に判断できる場合は、まだ対応可能であるが、損傷が基板内部で生じて外からは観察できない場合には、製品となった後にランド剥離や内層電極に剥離によるマイグレーション（剥離部分には水分がたまりやすいため）の問題が発生し得る。リフロー装置は、その構造上、機器内部の温度を管理しているのであるが、基板などの製品自体の温度は管理できず、実際にはバラつきなどで基板は高温に曝されるケースはあり得る。そのため、基板にマーカ１０を設けておき、リフローが適正温度以上になっていないかを確認することは非常に重要な技術になる。【００５５】
さらに、本実施形態のハンダマーカ１０を、異なる種類の第１のハンダ１２群（互いに異なる融点を有する）から構成して、温度マーカとして機能させることも可能である。例えば図１２Ａに示した導電性粒子から選択された第１のハンダ１２群によって、図１２Ｂに示すように、複数種のハンダマーカ１０を作製し、各ハンダマーカ１０により、リフロー時に基板温度（例えば、基板内部温度）が何℃にまで達したかを評価することが可能となる。【００５６】
なお、本実施形態のハンダマーカ１０は、以下のように改変して構成することも可能である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、ハンダマーカ１０を上方から見た図である。図１３Ａに示したハンダマーカ１０は、周囲にレジスト（ソルダーレジスト）２９が形成された電極パターン２７間に、未溶融の第１のハンダ１２からなるマーカ部材が橋掛けされた構成を有する。第１のハンダ１２は、溶融すると表面張力が働くので、図１３Ｂに示すように、第１のハンダ１２の溶融に伴って、ハンダマーカ１０は、溶融前の図１３Ａに示した状態とは異なるものになる。この変化を観察すれば、ハンダマーカ１０による検査を実行することができる。【００５７】
さらに、ハンダ１２を、その平面視、外周縁に角部を有する形状にしておけば、溶融時には表面張力によってその角部は変形して丸みを帯びる。このことを利用すると、図１４Ａ−図１４Ｄに示すハンダマーカ１０を構成することもできる。図１４Ａ−図１４Ｄにおける左側は、未溶融の第１のハンダ１２から構成されたハンダマーカ１０であり、溶融により、それらの角部が変形して丸みを帯び、それぞれ、図１４Ａ−図１４Ｄにおける右側のような形状になり得る。したがって、これらの形状の変化を観察すれば、ハンダマーカ１０による検査を実行することができる。【００５８】
図４又は図５に示した構成では、クリームハンダのような形態の第１のハンダ１２を用いてハンダマーカ１０を形成したが、これに限らず、図１５に示すように、ハンダマーカ１０を、第１のハンダ１２からなるハンダボールから構成することも可能である。【００５９】
図１５Ａに示す状態では、ハンダボール状の第１のハンダ１２が溶融していないので、ハンダボール状の第１のハンダ１２と電極２６とは金属接合しておらず、したがって、電極２６間はオープンとなっている。ハンダボール状の第１のハンダ１２が溶融すると、図１５Ｂに示すように、ハンダボール状の溶融した第１のハンダ１２ａと電極２６とは金属接合して、電極２６間はショートする。この両者の違いにより、ハンダマーカ検査を行うことができる。【００６０】
さらに、図１６Ａに示すように、図１５Ａに示した第１のハンダ１２と電極２６とを接着する接着剤２８を設けてもよい。これは、第１のハンダ１２を接続樹脂層（コンポジットシート）２４内に埋め込む際に、第１のハンダ１２が樹脂の流れによって移動してしまないように接着剤２８によって固定するためである。このように接着剤２８で第１のハンダ１２を固定した場合であっても、第１のハンダ１２が溶融すると、図１６Ｂに示すように、溶融した第１のハンダ１２ａと電極２６とは金属接合して、電極２６間はショートするので、ハンダマーカ検査を行うことができる。【００６１】
また、図１７Ａに示すように、第１のハンダ１２と導電性部材（典型的には、金属部材や０Ωチップ抵抗）１３とを組み合わせてハンダマーカ１０を構成することも可能である。この場合、未溶融の第１のハンダ１２（例えば、クリームハンダ）の上に金属部材１３を搭載しても、第１のハンダ１２が溶融していないため、電極２６間は電気的にオープンとなる。一方、第１のハンダ１２が溶融すると、図１７Ｂに示すように、溶融した第１のハンダ１２ａと電極２６とが金属接合して、また、溶融した第１のハンダ１２ａと金属部材１３とが金属接合するので、電極２６間がショートした状態の部品特性を示す。この両者の違いにより、ハンダマーカ検査を行うことができる。【００６２】
なお、上述の実施形態においては、基板内にハンダマーカ１０を搭載したが、必ずしもそうしなくてもよい。例えば、図１８に示すように、モジュール（電子部品を内蔵した回路基板２００など）を多数個取りするためのシート（例えば、多数個取り用のコンポジットシート）１１０を用いて、電子部品を内蔵した回路基板２００を製造する場合には、電子部品を内蔵した回路基板２００が位置する領域以外の箇所（外枠１５０）にハンダマーカ１０を設けることもできる。このような箇所にハンダマーカ１０を設けると、基板の無駄を無くすことなくハンダマーカ検査を行うことができて面積的に非常に効率が良い。【００６３】
上述したような電子部品を内蔵した回路基板２００（部品内蔵モジュール３００、実装体３５０）は、電子機器に搭載されて好適に使用される。特に、実装面積に厳しい制限がある携帯用電子機器（例えば、携帯電話、ＰＤＡなど）に好適に用いられるが、いわゆるデジタル家電（デジタルテレビなど）のような電子機器にも用いられる。【００６４】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明によれば、ハンダの再溶融を検査することができるハンダマーカを備えた部品内蔵基板または回路基板を提供するができる。
【図１】
2007114334.tif 000003
【図２Ａ】
2007114334.tif 000004
【図２Ｂ】
2007114334.tif 000005
【図３Ａ】
2007114334.tif 000006
【図３Ｂ】
2007114334.tif 000007
【図４Ａ】
2007114334.tif 000008
【図４Ｂ】
2007114334.tif 000009
【図５Ａ】
2007114334.tif 000010
【図５Ｂ】
2007114334.tif 000011
【図６Ａ】
2007114334.tif 000012
【図６Ｂ】
2007114334.tif 000013
【図６Ｃ】
2007114334.tif 000014
【図６Ｄ】
2007114334.tif 000015
【図７Ａ】
2007114334.tif 000016
【図７Ｂ】
2007114334.tif 000017
【図７Ｃ】
2007114334.tif 000018
【図８Ａ】
2007114334.tif 000019
【図８Ｂ】
2007114334.tif 000020
【図９Ａ】
2007114334.tif 000021
【図９Ｂ】
2007114334.tif 000022
【図１０Ａ】
2007114334.tif 000023
【図１０Ｂ】
2007114334.tif 000024
【図１１】
2007114334.tif 000025
【図１２Ａ】
2007114334.tif 000026
【図１２Ｂ】
2007114334.tif 000027
【図１３Ａ】
2007114334.tif 000028
【図１３Ｂ】
2007114334.tif 000029
【図１４Ａ】
2007114334.tif 000030
【図１４Ｂ】
2007114334.tif 000031
【図１４Ｃ】
2007114334.tif 000032
【図１４Ｄ】
2007114334.tif 000033
【図１５Ａ】
2007114334.tif 000034
【図１５Ｂ】
2007114334.tif 000035
【図１６Ａ】
2007114334.tif 000036
【図１６Ｂ】
2007114334.tif 000037
【図１７Ａ】
2007114334.tif 000038
【図１７Ｂ】
2007114334.tif 000039
【図１８】
2007114334.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月13日(2007.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層に実装される第１の電子部品と、
前記絶縁層に設けられるハンダマーカと、
を備え、
前記ハンダマーカは、第１の融点を有する第１のハンダから構成されて前記絶縁層内部に設けられ、
前記第１の電子部品は、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによって前記絶縁層に実装される、
回路基板。
【請求項２】
当該回路基板は二次基板に実装される一次基板である、
請求項１の回路基板。
【請求項３】
前記絶縁層に設けられた電極パターンをさらに備え、
前記ハンダマーカは前記電極パターン上に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記絶縁層の内部に収納室が設けられ、
前記ハンダマーカは前記収納室に収納される、
請求項１の回路基板。
【請求項６】
前記収納室に露出する電極パターンをさらに備え、
前記ハンダマーカは前記電極パターン上に設けられる、
請求項５の回路基板。
【請求項７】
前記ハンダマーカは前記絶縁層に埋め込まれる、
請求項１の回路基板。
【請求項８】
前記第１の電子部品は前記絶縁層の表面に実装される、
請求項１の回路基板。
【請求項９】
前記第１のハンダは未溶融ハンダである、
請求項１の回路基板。
【請求項１０】
前記未溶融ハンダはクリームハンダの形態を有する、
請求項９の回路基板。
【請求項１１】
前記ハンダマーカを前記絶縁層に固定する接着剤を、
さらに有する、
請求項９の回路基板。
【請求項１２】
前記第１のハンダは、Ｓｎ−Ｓｂを主成分とする、
請求項１の回路基板。
【請求項１３】
前記第１の融点と同等の融点を有する第３のハンダによって前記絶縁層に実装される第２の電子部品をさらに備え、
前記第１の電子部品は前記絶縁層の表面に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項１４】
前記第２の電子部品は前記絶縁層の内部に設けられる、
請求項１３の回路基板。
【請求項１５】
前記ハンダマーカは当該回路基板に他の電気部材を接続する際における当該回路基板の特性を検査するためのマーカである、
請求項１３の回路基板。
【請求項１６】
前記回路基板の特性は、前記第３のハンダの再溶融によって劣化する前記回路基板と前記第２の電子部品との接続特性である、
請求項１５の回路基板。
【請求項１７】
前記ハンダマーカは、基板平面視の外周縁に角部を有する、
請求項１の回路基板。
【請求項１８】
前記ハンダマーカは複数設けられ、これら複数のハンダマーカそれぞれは、互いに異なる前記第１の融点を有する前記第１のハンダから構成される、
請求項１の回路基板。
【請求項１９】
前記絶縁層は、上層基板と、前記上側基板に対向する下層基板と、前記上層基板と前記下層基板とを接着する接続樹脂層とを備え、
前記ハンダマーカは、前記上層基板と前記下層基板との間に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項２０】
前記接続樹脂層は、熱硬化性樹脂と無機フィラとを含有する、
請求項１９の回路基板。
【請求項２１】
前記第２のハンダはＰｂフリーハンダである、
請求項１の回路基板。
【請求項２２】
電子部品がハンダによって実装された回路基板に、他の電気部材を接続する際における前記回路基板の特性を検査する方法であって、
予め、前記回路基板に、第１の融点を有するハンダマーカを設けたうえで、当該回路基板に前記他の電気部材を接続し、
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記回路基板が前記他の電気部材接続時に前記第１の融点に曝されたか否かを判定する、
回路基板の特性検査方法。
【請求項２３】
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記回路基板と前記電子部品との接続特性を判定する、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項２４】
前記電子部品は、前記第１の融点と同等の融点を有するハンダによって、前記回路基板に実装されており、
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記ハンダが前記第１の融点に曝されたか否かを判定する、
請求項２３の回路基板の特性検査方法。
【請求項２５】
前記電子部品は前記絶縁層の内部に設けられたものである、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項２６】
前記ハンダマーカを前記絶縁層内部に設ける、
請求項２５の回路基板の特性検査方法。
【請求項２７】
前記判定を、透過光線を前記回路基板に照射したうえでその透過光を観察することで行う、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項２８】
前記判定を、前記透過光線を前記回路基板に照射したうえでその透過光を画像認識することで行う、
請求項２７の回路基板の特性検査方法。
【請求項２９】
前記判定を、前記回路基板に電気信号を伝達したうえでその信号特性を検査することで行う、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項３０】
電子部品が実装された回路基板の製造方法であって、
前記回路基板に、第１の融点を有する第１のハンダから構成されるハンダマーカを設けるとともに、前記回路基板に、前記第１の融点と同等の融点を有するハンダによって前記電子部品を実装する工程と、
前記回路基板に、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによってもう一つの前記電子部品を実装する工程と、
を含む、
回路基板の製造方法。
【請求項３１】
前記回路基板の複数を一括して大型基板に形成したうえで、
前記ハンダマーカを、前記大型基板において前記回路基板それぞれが占める領域の外に配置する、
請求項３０の回路基板の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月19日(2008.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層に実装される第１の電子部品と、
前記絶縁層に設けられるハンダマーカと、
を備え、
前記ハンダマーカは、第１の融点を有する第１のハンダから構成されて前記絶縁層内部に設けられ、
前記第１の電子部品は、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによって前記絶縁層に実装される、
回路基板。
【請求項２】
当該回路基板は二次基板に実装される一次基板である、
請求項１の回路基板。
【請求項３】
前記絶縁層に設けられた電極パターンをさらに備え、
前記ハンダマーカは前記電極パターン上に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項４】
前記絶縁層の内部に収納室が設けられ、
前記ハンダマーカは前記収納室に収納される、
請求項１の回路基板。
【請求項５】
前記収納室に露出する電極パターンをさらに備え、
前記ハンダマーカは前記電極パターン上に設けられる、
請求項４の回路基板。
【請求項６】
前記ハンダマーカは前記絶縁層に埋め込まれる、
請求項１の回路基板。
【請求項７】
前記第１の電子部品は前記絶縁層の表面に実装される、
請求項１の回路基板。
【請求項８】
前記第１のハンダは未溶融ハンダである、
請求項１の回路基板。
【請求項９】
前記未溶融ハンダはクリームハンダの形態を有する、
請求項８の回路基板。
【請求項１０】
前記ハンダマーカを前記絶縁層に固定する接着剤を、
さらに有する、
請求項８の回路基板。
【請求項１１】
前記第１のハンダは、Ｓｎ−Ｓｂを主成分とする、
請求項１の回路基板。
【請求項１２】
前記第１の融点と同等の融点を有する第３のハンダによって前記絶縁層に実装される第２の電子部品をさらに備え、
前記第１の電子部品は前記絶縁層の表面に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項１３】
前記第２の電子部品は前記絶縁層の内部に設けられる、
請求項１２の回路基板。
【請求項１４】
前記ハンダマーカは当該回路基板に他の電気部材を接続する際における当該回路基板の特性を検査するためのマーカである、
請求項１２の回路基板。
【請求項１５】
前記回路基板の特性は、前記第３のハンダの再溶融によって劣化する前記回路基板と前記第２の電子部品との接続特性である、
請求項１４の回路基板。
【請求項１６】
前記ハンダマーカは、基板平面視の外周縁に角部を有する、
請求項１の回路基板。
【請求項１７】
前記ハンダマーカは複数設けられ、これら複数のハンダマーカそれぞれは、互いに異なる前記第１の融点を有する前記第１のハンダから構成される、
請求項１の回路基板。
【請求項１８】
前記絶縁層は、上層基板と、前記上側基板に対向する下層基板と、前記上層基板と前記下層基板とを接着する接続樹脂層とを備え、
前記ハンダマーカは、前記上層基板と前記下層基板との間に設けられる、
請求項１の回路基板。
【請求項１９】
前記接続樹脂層は、熱硬化性樹脂と無機フィラとを含有する、
請求項１８の回路基板。
【請求項２０】
前記第２のハンダはＰｂフリーハンダである、
請求項１の回路基板。
【請求項２１】
電子部品がハンダによって実装された回路基板に、他の電気部材を接続する際における前記回路基板の特性を検査する方法であって、
予め、前記回路基板に、第１の融点を有するハンダマーカを設けたうえで、当該回路基板に前記他の電気部材を接続し、
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記回路基板が前記他の電気部材接続時に前記第１の融点に曝されたか否かを判定する、
回路基板の特性検査方法。
【請求項２２】
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記回路基板と前記電子部品との接続特性を判定する、
請求項２１の回路基板の特性検査方法。
【請求項２３】
前記電子部品は、前記第１の融点と同等の融点を有するハンダによって、前記回路基板に実装されており、
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記ハンダが前記第１の融点に曝されたか否かを判定する、
請求項２２の回路基板の特性検査方法。
【請求項２４】
前記電子部品は前記絶縁層の内部に設けられたものである、
請求項２１の回路基板の特性検査方法。
【請求項２５】
前記ハンダマーカを前記絶縁層内部に設ける、
請求項２４の回路基板の特性検査方法。
【請求項２６】
前記判定を、透過光線を前記回路基板に照射したうえでその透過光を観察することで行う、
請求項２１の回路基板の特性検査方法。
【請求項２７】
前記判定を、前記透過光線を前記回路基板に照射したうえでその透過光を画像認識することで行う、
請求項２６の回路基板の特性検査方法。
【請求項２８】
前記判定を、前記回路基板に電気信号を伝達したうえでその信号特性を検査することで行う、
請求項２１の回路基板の特性検査方法。
【請求項２９】
電子部品が実装された回路基板の製造方法であって、
前記回路基板に、第１の融点を有する第１のハンダから構成されるハンダマーカを設けるとともに、前記回路基板に、前記第１の融点と同等の融点を有するハンダによって前記電子部品を実装する工程と、
前記回路基板に、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによってもう一つの前記電子部品を実装する工程と、
を含む、
回路基板の製造方法。
【請求項３０】
前記回路基板の複数を一括して大型基板に形成したうえで、
前記ハンダマーカを、前記大型基板において前記回路基板それぞれが占める領域の外に配置する、
請求項２９の回路基板の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装された回路基板に関し、特に、ハンダ再溶融の有無を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエレクトロニクス機器の小型化・薄型化、高機能化に伴って、回路基板に実装される電子部品の高密度実装化、および、電子部品が実装された回路基板の高機能化への要求が益々強くなっている。このような状況の中、電子部品を基板中に埋め込んだ部品内蔵基板が開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
部品内蔵基板では、通常、回路基板の表面に実装している能動部品（例えば、半導体素子）や受動部品（例えば、コンデンサ）を基板の中に埋め込んでいるので、基板の面積を削減することができる。また、表面実装の場合と比較して、電子部品を配置する自由度が高まるため、電子部品間の配線の最適化によって高周波特性の改善なども見込むことができる。
【０００４】
今日、既にセラミック基板の分野では、電子部品を内蔵したＬＴＣＣ(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板が実用化されているものの、これは重く割れやすいため大型の基板に適用することが難しく、しかも、高温処理が必要なのでＬＳＩのような半導体素子を内蔵できないなど制約が大きい。最近注目されているのは、樹脂を用いた回路基板に部品を内蔵した部品内蔵基板であり、これは、ＬＴＣＣ基板とは異なり、基板の大きさに対する制約が少なく、ＬＳＩの内蔵も可能であるという利点も有している。
【０００５】
次に、図１を参照しながら、特許文献１に開示された部品内蔵基板（回路部品内蔵モジュール）について説明する。図１に示す回路部品内蔵モジュール４００は、絶縁性基板４０１ａ,４０１ｂ,および４０１ｃを積層した基板４０１と、基板４０１の主面および内部に形成された配線パターン４０２ａ,４０２ｂ,４０２ｃおよび４０２ｄと、基板４０１の内部に配置され配線パターンに接続された回路部品４０３とを備える。配線パターン４０２ａ,４０２ｂ,４０２ｃ,および４０２ｄは、インナービア４０４によって電気的に接続されており、そして、絶縁性基板４０１ａ,４０１ｂ,および４０１ｃは、無機フィラと熱硬化性樹脂とを含む混合物から構成される。
【特許文献１】特開平１１−２２０２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回路部品内蔵モジュール４００では、回路部品４０３（４０３ａ,４０３ｂ）は、絶縁性基板４０１内に埋め込まれているため、回路部品４０３と配線パターン４０２（４０２ａ,４０２ｂ,４０２ｃ）とを電気的に接続するハンダ付けの良否を簡便に検出することが非常に難しい。特に、回路部品内蔵モジュール４００自体のハンダ付けの良否を電気検査等で確認したとしても、その回路部品内蔵モジュール４００をマザーボード等の配線基板に二次実装する際のリフロー時に、内蔵されたハンダが再溶融して不良となったか否かを確認することが極めて困難である。
【０００７】
回路部品が埋め込まれていない場合には、例えば特開平８−２９８３６０号公報に提案されているように、ハンダ付け性を評価するためのパッドを用意し、リフロー等でハンダを溶解させたうえで、濡れ広がりの大きさを外観で検査したり、パッド間の電気抵抗を計測したりすることによってハンダ付け性を評価することが可能である。しかしながら、図１に示すハンダ部分が樹脂によってモールドされている基板構造においては、特開平８−２９８３６０号公報で提案されたハンダ付け検査方法を用いて、ハンダの再溶融の検査を行うことはできない。ハンダの再溶融の検査ができないことは、ハンダにより回路部品が電気的に接続されているように見えても、実際にはハンダが再溶融することで物理的に移動して絶縁性の劣化が生じたり、あるいは、ハンダの再溶融によってハンダ内にボイドが生じたりして、信頼性の低下をもたらす可能性がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、ハンダの再溶融を検査することができるハンダマーカを備えた部品内蔵基板または回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の回路基板は、
絶縁層と、
前記絶縁層に実装される第１の電子部品と、
前記絶縁層に設けられるハンダマーカと、
を備え、
前記ハンダマーカは、第１の融点を有する第１のハンダから構成されて前記絶縁層内部に設けられ、
前記第１の電子部品は、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによって前記絶縁層に実装される。
【００１０】
本発明の回路基板の特性検査方法は、電子部品がハンダによって実装された回路基板に、他の電気部材を接続する際における前記回路基板の特性を検査する方法であって、
予め、前記回路基板に、第１の融点を有するハンダマーカを設けたうえで、当該回路基板に前記他の電気部材を接続し、
前記他の電気部材接続後に前記ハンダマーカの溶融の有無を検出することで、前記回路基板が前記他の電気部材接続時に前記第１の融点に曝されたか否かを判定する。
【００１１】
本発明の回路基板の製造方法は、
電子部品が実装された回路基板の製造方法であって、
前記回路基板に、第１の融点を有する第１のハンダから構成されるハンダマーカを設けるとともに、前記回路基板に、前記第１の融点と同等の融点を有するハンダによって前記電子部品を実装する工程と、
前記回路基板に、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによってもう一つの前記電子部品を実装する工程と、
を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、配線基板内に設けられたハンダマーカを検査することによって、第１の融点を有するハンダの再溶融を検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１４】
（実施形態１）
図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る回路基板について説明する。
【００１５】
図２Ａおよび図２Ｂは、本実施形態のハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の断面構造を模式的に示している。図２Ａは、ハンダが再溶融していないことを示すハンダマーカ１０の状態であり、一方、図２Ｂは、ハンダが再溶融したことを示すハンダマーカ１０の状態である。また、ハンダのリフロー工程においては、図２Ａはリフロー前の状態を示しており、図２Ｂはリフロー後の状態を示している。なお、回路基板１００は、例えば、他の電気部材の一例である二次基板（マザー基板）５１,２００に二次実装される一次基板を構成する。
【００１６】
また、回路基板１００は、全体構造として、図１に示す構造を備えており、基板内部、基板表面、または基板内部および基板表面に電子部品が実装されているが、図２Ａ,図２Ｂ等を含む本実施形態の説明に供する図面の一部では、電子部品を図示省略している。
【００１７】
図２Ａに示すように、本実施形態の回路基板１００は、上層基板２２と、下層基板２１と、上層基板２２と下層基板２１とを接続する接続樹脂層２４とを備える。接続樹脂層２４は絶縁体から構成され、上側基板２２と下側基板２１とは絶縁層２０を構成する。本実施形態のハンダマーカ１０は第１のハンダ１２から構成されて絶縁層２０の間に設けられる。第１のハンダ１２は、第１の融点を有する例えばＳｎ−Ｓｂを主成分とするハンダから構成される。ハンダマーカ１０は、回路基板１００の内部に設けられた収納室２５に収納される。具体的には、収納室２５に露出する電極パターン２３上にハンダマーカ１０は配置される。
【００１８】
回路基板１００の上面２０ａまたは下面２０ｂには、第１の電子部品（不図示）が設けられ、第１の電子部品は、第２のハンダ（不図示）によって回路基板１００に実装される。第２のハンダは、第１の融点よりも低い第２の融点を有する。第２のハンダは例えばＰｂフリーハンダから構成される。絶縁層２０の内部（具体的には上側基板２２と下側基板２１との間）に、第２の電子部品（不図示）が設けられることもあり、そうすると、回路基板１００は、第２の電子部品が内蔵された形態の部品内蔵基板になる。
【００１９】
接続樹脂層２４は、樹脂と無機フィラとから構成されたコンポジットシートからなる。ハンダマーカ１０は、上層基板２２と下層基板２１との間に配置される。ハンダマーカ１０は、未溶融の第１のハンダから構成される。接続樹脂層（コンポジットシート）２４の一部には収納室２５が形成され、その収納室２５内にハンダマーカ１０が設けられる。より詳細には、ハンダマーカ１０は、収納室２５内で露出する下層基板２１の電極パターン２３上に配置される。
【００２０】
図例のハンダマーカ１０は、第１のハンダ１２から構成され、第１のハンダ１２は、フラックス１４を介して電極パターン２３上に載置される。ハンダマーカ１０は、ハンダの再溶融をチェックするためのマーカであり、ハンダマーカ１０が所定温度（具体的には、第１の融点、すなわち、第１のハンダ１２の融点）に達すると、第１のハンダ１２は溶融して、図２Ｂに示す状態になる。
【００２１】
図２Ｂは、回路基板１００が所定温度（第１の融点）以上になり、回路基板１００に実装されている第２の電子部品（不図示）の接続材である第３のハンダ（ハンダマーカ１０と同等の融点を有する）が再溶融したことを示すハンダマーカ１０の状態を示す。
【００２２】
図２Ｂに示すように、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、溶融して、電極パターン２３上に濡れ広がる。そこで、図２Ａに示した未溶融状態の第１のハンダ１２と、図２Ｂに示した溶融して濡れ広がった溶融状態の第１のハンダ１２ａとを比較する。具体的には、ハンダマーカ１０（未溶融状態の第１のハンダ１２,溶融状態の第１のハンダ１２ａ）の形状や特性を確認する。これにより第２の電子部品の接続材である第３のハンダで再溶融が起こっているか否かを検出することができる。第３のハンダの再溶融は回路基板１００が第１の融点以上の温度（すなわち、第１の融点）に曝されることで生じる。
【００２３】
具体的には、図２Ａに示す未溶融状態の第１のハンダ１２からなるハンダマーカ１０を回路基板１００上方からＸ線照射したうえで観察すると、図３Ａに示す画像になる。一方、図２Ｂに示す溶融状態の第１のハンダ１２ａからなるハンダマーカ１０を回路基板１００の上方からＸ線照射したうえで観察すると、図３Ｂに示す画像になる。両者の形状差を区別することで、ハンダマーカ検査を実行することができる。なお、ハンダマーカ検査（溶融判断）は、観察者が目視によって行ってもよいし、画像認識装置によって自動化してもよい。溶融状態の第１のハンダ１２ａを受け止めることでその形状の概形を形作る電極パターン２３は、図示した矩形のものの他、三角形,星形,十字などの形状であってもよい。また、ハンダマーカ検査（溶融判断）は、Ｘ線を用いた検査だけでなく、電気検査によっても行うことができる。具体的には、例えば、未溶融状態の第１のハンダ１２からなるハンダマーカ１０を、互いに分離しかつ隣接する両電極パターンの間で、両パターンの絶縁を維持した状態で橋渡しする形態に載置する。そうすれば、両端子の絶縁状態を検査することで、ハンダマーカ１０の溶融の有無を検知することができる。
【００２４】
なお、ハンダマーカ１０は、検査対象である第２の電子部品（さらにはその接続材である第３のハンダ）に近接して配置するのが好ましく、そうすれば、第２の電子部品が曝された温度をその近傍で精度高く検査することができる。
【００２５】
以下、本実施形態の検査方法を詳細に説明する。図４Ａは、未溶融の第１のハンダ１２を一対の電極パターン２６,２６上に配置することによって構成されたハンダマーカ１０を示す。この状態では、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は未溶融であるので、電極パターン２６,２６と第１のハンダ１２とは金属接合しておらず、それゆえ、一対の電極パターン２６,２６の間はオープン（絶縁状態）になっている。すなわち、第１のハンダ１２が溶融して一対の電極パターン２６,２６の間が完全に導通しているときと比べて、第１のハンダ１２が未溶融で一対の電極パターン２６,２６の間に位置しているときは電気特性が異なる（例えば、抵抗が高い）。
【００２６】
所定の温度（第１の融点）以上になってハンダマーカ１０（第１のハンダ１２）が溶融すると、図４Ｂに示す通り、一対の電極パターン２６,２６の間が溶融した第１のハンダ１２ａによってショートする。そのため、ハンダマーカ１０のショートを検出することで、回路基板１００が所定温度（第１の融点）以上に曝されたこと、あるいは、第１のハンダ１２が溶融したことを検出できる。
【００２７】
なお、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、クリームハンダを用いることもできる。図４Ａに示す状態において、クリームハンダからなる第１のハンダ１２と、電極パターン２６,２６とは金属接合しておらず、それゆえ、一対の電極パターン２６，２６の間はオープンとなる。そして、所定の温度（第１の融点）以上になってクリームハンダからなる第１のハンダ１２が溶融すると、同様に、図４Ｂに示す通り、溶融した第１のハンダ１２ａが一対の電極パターン２６,２６の間をショートさせる。この状態移行を、クリームハンダからなるハンダマーカ１０のショートを検出することで検知する。回路基板１００が所定以上の温度（第１の融点）に曝されたこと、あるいは、第１のハンダ１２が溶融したことを検出できる。
【００２８】
加えて、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ハンダマーカ１０は、接続樹脂層２４の中に埋設されていてもよい。図５Ａに示すハンダマーカ１０は、図４Ａに示した構成と同様であり、ハンダマーカ１０が接続樹脂層（コンポジットシート）２４内に埋設された状態で形成される。これに対して図４Ａに示すハンダマーカ１０は、接続樹脂層（コンポジットシート）２４内に設けた収納室２５に収納される。
【００２９】
図５Ａに示す構成においても、未溶融状態の第１のハンダ１２が一対の電極パターン２６,２６上に配置されていると、一対の電極パターン２６,２６の間はオープンになる。一方、所定の温度（第１の融点）以上になって第１のハンダ１２が溶融すると、図５Ｂに示すように、溶融した第１のハンダ１２ａによって電極パターン２６,２６がショートする。そのため、このショートを電気的に検出することで第１のハンダ１２の溶融を検出できる。このように、ハンダマーカ１０が接続樹脂層２４の中に埋設した構成でも、クリームハンダをハンダマーカ１０の第１のハンダ１２として用いることができる。
【００３０】
次に、図６Ａから図８Ｂを参照しながら、本実施形態の部品内蔵基板の製造方法、および、ハンダマーカ１０による再溶融検査方法の一例について説明する。
【００３１】
まず、図６Ａに示すように、下層基板２１を用意した後、下層基板２１の電極パターンの一部（ランド）３１の上に、第３のハンダ３２を形成する。第３のハンダ３２はクリームハンダであり、印刷によってランド３１上に形成される。下層基板２１には、ハンダマーカ１０用の電極パターン２６が形成される。また、ハンダマーカ１０用の電極パターン２６は、図４Ａに示した構成の他、図２Ａに示した構成のものを用いることもできる。
【００３２】
次に、図６Ｂに示すように、下層基板２１のランド３１の上に、第３のハンダ３２を介して第２の電子部品３０を載置する。第２の電子部品３０は、チップ部品（例えば、チップコンデンサ,チップインダクタ,チップ抵抗）や、半導体素子（例えば、ベアチップ,チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）など）である。図６Ｂでは、第２の電子部品３０として、チップ部品を示す。図６Ｂにおいて配線板２１に第２の電子部品３０を実装した後、図６Ｃに示すように、第１のリフロー処理を行うことで第３のハンダ３２を溶融させて、溶融した第３のハンダ３２ａによって第２の電子部品３０をランド３１に接合する。
【００３３】
次に、図６Ｄに示すように、電極パターン２６の上に第１のハンダ１２を載置して、ハンダマーカ１０を形成する。ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、第２の電子部品３０用の第３のハンダ３２と同じ材料、もしくは第３のハンダ３２の融点と同等の融点（第１の融点）を有するものである。本実施形態では、第１のハンダ１２および第３のハンダ３２とも、Ｓｎ−Ｓｂを主成分とするハンダ（Ｓｎ−Ｓｂ系ハンダ）が用いられる。
【００３４】
その後、図７Ａに示すように、第２の電子部品３０が実装された下層基板２１の上に、接続樹脂層２４を介して上層基板２２を積層することで第２の電子部品３０を配線板２１,２２間に内蔵する。このような積層構造にすることによって、第２の電子部品３０が内蔵された回路基板２００が形成される。ハンダマーカ１０は第２の電子部品３０と同様に上側基板２１と下側基板２２との間に内蔵される。なお、図４Ａに示すように、上側基板２１と下側基板２２との間に収納室２５を形成したうえで、ハンダマーカ１０を収納室２５に収納することも可能である。
【００３５】
本実施形態においては、接続樹脂層２４中に、下層基板２１と上層基板２２とを電気的に接続する層間接続部材（ビア）を形成することができる。また、接続樹脂層２４は、樹脂（例えば、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂）と無機フィラとを含むコンポジット材料から形成される。本実施形態では、樹脂として、熱硬化性樹脂を用いている。また、無機フィラを実質的に用いずに、専ら熱硬化性樹脂のみから接続樹脂層２４を構成することも可能である。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂などであり、無機フィラを添加する場合、その無機フィラは、例えば、Ａｌ2Ｏ3,ＳｉＯ2,ＭｇＯ,ＢＮ,ＡｌＮなどである。無機フィラの添加により、種々の物性を制御することができるので、無機フィラを含むコンポジット材料から接続樹脂層２４を形成することが好適である。
【００３６】
上層基板１１の上面２０ａには予め配線パターン４１が形成されており、図７Ｂに示すように、配線パターンのランド４１の上に第２のハンダ４２を形成する。本実施形態では、第２のハンダ４２としてのクリームハンダを印刷によって上層基板２２に形成する。第２のハンダ４２は、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２の融点（第１の融点第３のハンダ３２の融点）よりも低い融点（第２の融点）を有するハンダである。
【００３７】
第２のハンダ４２の第２の融点が、電子部品を内蔵した回路基板２００に内蔵されている第３のハンダ３２の融点（≒第１の融点）よりも低い理由は以下の通りである。すなわち、第２のハンダ４２の第２の融点の方が第３のハンダ３２の融点よりも高ければ、回路基板２００中に内蔵された一次実装の第２の電子部品３０において接続に寄与している溶融状態の第３のハンダ３２ａが再溶融してしまうからである。溶融した第３のハンダ３２ａが再溶融すると、第３のハンダ３２中に気泡が発生して不具合が生じやすくなる。さらには、溶融した第３のハンダ３２ａの近傍に設けられた接続樹脂層２４等に空隙がある場合には、熱膨張による圧力上昇と毛細管現象とによって駆動力が生じ、再溶融した第３のハンダ３２がこの駆動力によって前記空隙に浸透してしまい、その結果、第３のハンダ３２が当初の配置位置（パターン上）から流出してしまうおそれがある。そのような再溶融が生じないように、一次実装用の第３のハンダ３２と、二次実装用の第２のハンダ４２との融点には大小関係が設定される。
【００３８】
第２のハンダ４２は、一次実装用の第３のハンダ３２又はハンダマーカ用の第１のハンダ１２よりも融点の低い導電性粒子から構成されていればよい。例えば、一次実装用の第３のハンダ３２の融点（≒第１の融点）よりも低い融点（第２の融点）を有するＰｂフリーハンダ（例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダ、または、Ｓｎ−Ｚｎ系ハンダ）、あるいは、Ｐｂハンダ（Ｓｎ−３７Ｐｂハンダ）から第２のハンダ４２は構成される。
【００３９】
次に、図７Ｃに示すように、上層基板２２のランド４１の上に、第２のハンダ４２を介して第１の電子部品４０を載置する。第２の電子部品３０と同様に、第１の電子部品４０は、チップ部品および／または半導体素子である。
【００４０】
次いで、図８Ａに示すように、第２のリフロー処理を行って、第２のハンダ４２を溶融させて、溶融した第２のハンダ４２ａによって第１の電子部品４０をランド３１に接合する。このようにして、第２の電子部品３０を内蔵した回路基板２００の上面に第１の電子部品４０が実装される。第２のリフロー処理は、第１のリフロー処理よりも低い温度で実行され、具体的には、第３のハンダ３２を再溶融させない温度（第３のハンダの融点（≒第１の融点）未満）で行われる。
【００４１】
ここで、第２のリフロー処理の温度設定条件を、第３のハンダ３２が再溶融しない温度にしたとしても、実際には、リフロー炉内には温度のバラツキがあったりして、回路基板（ここでは、部品内蔵基板）の温度が設定温度を超えてしまうことがある。また、リフロー装置は、炉内温度を測定してコントロールしているのであるが、基板（部品内蔵基板又は回路基板）の温度を直接計測しているわけではないので、第３のハンダ３２が再溶融しない温度にリフロー設定温度が設定されていたとしても、実際の基板内部の温度が第３のハンダ３２を再溶融させてしまうような温度であれば、現実問題として再溶融が生じ得る。
【００４２】
その後、図８Ｂに示すように、回路基板２００のハンダマーカ１０を検査する。すなわち、回路基板２００に内蔵されている第２の電子部品３０の接続材である溶融状態の第３のハンダ３２ａに再溶融が起こってないかどうかを、ハンダマーカ１０を通じて検査する。
【００４３】
図示した構成のハンダマーカ１０であれば、電気検査を行うことにより、ハンダマーカ１０の状態（オープン又はショート）を判定することができる。また、図２Ａ、図２Ｂに示すハンダマーカ１０を用いた場合には、Ｘ線測定（５０）を行うことによって再溶融の検査を行うことができる。
【００４４】
さらに、図９Ａに示すように、回路基板２００の下面２０ｂにハンダボール４６を形成して、部品内蔵モジュール（又は、部品内蔵パッケージ）３００を作製した後、図９Ｂに示すように、ハンダマーカ１０の状態を判定することもできる。部品内蔵モジュール３００を作製する場合、下層基板２１として両面配線基板を用いて、その下層基板２１の端子（ランド）４５上にハンダボール（またはハンダバンプ）４６を形成すればよい。ハンダボール４６の形成は、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）用のハンダボールを用いて行うことができる。
【００４５】
加えて、図９Ａ又は図９Ｂに示す部品内蔵モジュール３００を、図１０Ａに示すように、マザーボードのような配線基板５１上に実装して、実装体（部品内蔵モジュール実装体）３５０を形成することもできる。その場合、図１０Ｂに示すように、実装体３５０における再溶融の検査をハンダマーカ１０を用いて実施することができる。
【００４６】
ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、上述したように、Ｓｎ−Ｓｂを主成分とするハンダ材料を用いることができる。このハンダ材料を用いる理由は、Ｓｂの含有量により融点を変えることができるからである。Ｓｎ−Ｓｂ系の状態図を幾つかの融点とともに図１１に示す。例えば、Ｓｂが０％のとき融点は２３２℃であり、Ｓｂが１０％のとき融点は２４６である。
【００４７】
なお、Ｓｎ−Ｓｂ系ハンダは、一般に合金組成物がＰｂ−Ｓｎ共晶ハンダなどと比較して硬いために、熱衝撃などのストレスに弱くクラックを生じやすいという欠点がある。しかしながら、前述した構成のように、接続樹脂層２４中に第１のハンダ１２が埋設されていると、その欠点を回避することができ、その点でも新たなメリットが得られる。もちろん、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２は、Ｓｎ−Ｓｂ系ハンダ以外にも他のものを用いることができる。
【００４８】
図１２は、ハンダとして使用される導電性粒子と、融点（固相線）との関係を示す表である。これらの導電性粒子の中から、融点の大小関係を考慮して、ハンダマーカ１０を構成する第１のハンダ１２と、第１,第２の電子部品用の第２,第３のハンダ３２,４２とを選定すればよい。さらに、この表以外の導電性粒子を使用することも可能である。
【００４９】
本発明の実施形態によれば、第１の融点を有するハンダ１２から形成されたハンダマーカ１０を設けたうえで、第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダ４２によって、回路基板２００の上面２０ａに第１の電子部品４０を実装している。そのため、回路基板２００内に設けられたハンダマーカ１０を検査することによって、第１の融点と同等の融点を有する第３のハンダ３２（第２の電子部品の接続材）の再溶融を検査することができる。そのため、回路基板２００中に内蔵されている第２の電子部品３０の第３のハンダ３２の再溶融の有無を検出することが可能になって、回路基板２００の信頼性を精度高く検査することができる。
【００５０】
さらに述べると、本実施形態では、ハンダマーカ１０が電子部品を内蔵した回路基板２００（又は内蔵してない回路基板１００）内に設けられているので、リフロー処理時のバラツキ（リフロー温度の偏り・バラツキなど）によって基板が規定温度以上に曝されたか否かを、ハンダマーカ１０によってチェックすることができる。したがって、製品の信頼性の低下を防止することができる。
【００５１】
なお、本実施形態のハンダマーカ１０は、電子部品を内蔵した回路基板２００の再溶融チェック用だけでなく、他の用途にも用いることができる。例えば図２から図５Ｂに示す構成においては、リフローが適正温度以上になっていないかどうかを確認できる、という効果が得られる。なお、この効果は、電子部品を内蔵していない回路基板においても同様に得られる。以下、このことについて、さらに説明する。
【００５２】
基板の品質を劣化させる原因として、リフロー温度の異常上昇が挙げられる。特に、Ｐｂフリーが広範囲に用いられるようになってからは、リフロー工程のリフロー温度が上昇しており、それゆえに、電子部品の実装工程は、基板に対して厳しい状況になっている。リフロー温度が上がり過ぎると、基板を構成する樹脂が劣化して、ランドの接着強度低下や、基板内層外層においてランドと電極との剥離が発生しやすくなる。外観で容易に判断できる場合は、まだ対応可能であるが、損傷が基板内部で生じて外からは観察できない場合には、製品となった後にランド剥離や内層電極に剥離によるマイグレーション（剥離部分には水分がたまりやすいため）の問題が発生し得る。リフロー装置は、その構造上、機器内部の温度を管理しているのであるが、基板などの製品自体の温度は管理できず、実際にはバラつきなどで基板は高温に曝されるケースはあり得る。そのため、基板にマーカ１０を設けておき、リフローが適正温度以上になっていないかを確認することは非常に重要な技術になる。
【００５３】
さらに、本実施形態のハンダマーカ１０を、異なる種類の第１のハンダ１２群（互いに異なる融点を有する）から構成して、温度マーカとして機能させることも可能である。例えば図１２Ａに示した導電性粒子から選択された第１のハンダ１２群によって、図１２Ｂに示すように、複数種のハンダマーカ１０を作製し、各ハンダマーカ１０により、リフロー時に基板温度（例えば、基板内部温度）が何℃にまで達したかを評価することが可能となる。
【００５４】
なお、本実施形態のハンダマーカ１０は、以下のように改変して構成することも可能である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、ハンダマーカ１０を上方から見た図である。図１３Ａに示したハンダマーカ１０は、周囲にレジスト（ソルダーレジスト）２９が形成された電極パターン２７間に、未溶融の第１のハンダ１２からなるマーカ部材が橋掛けされた構成を有する。第１のハンダ１２は、溶融すると表面張力が働くので、図１３Ｂに示すように、第１のハンダ１２の溶融に伴って、ハンダマーカ１０は、溶融前の図１３Ａに示した状態とは異なるものになる。この変化を観察すれば、ハンダマーカ１０による検査を実行することができる。
【００５５】
さらに、ハンダ１２を、その平面視、外周縁に角部を有する形状にしておけば、溶融時には表面張力によってその角部は変形して丸みを帯びる。このことを利用すると、図１４Ａ−図１４Ｄに示すハンダマーカ１０を構成することもできる。図１４Ａ−図１４Ｄにおける左側は、未溶融の第１のハンダ１２から構成されたハンダマーカ１０であり、溶融により、それらの角部が変形して丸みを帯び、それぞれ、図１４Ａ−図１４Ｄにおける右側のような形状になり得る。したがって、これらの形状の変化を観察すれば、ハンダマーカ１０による検査を実行することができる。
【００５６】
図４又は図５に示した構成では、クリームハンダのような形態の第１のハンダ１２を用いてハンダマーカ１０を形成したが、これに限らず、図１５に示すように、ハンダマーカ１０を、第１のハンダ１２からなるハンダボールから構成することも可能である。
【００５７】
図１５Ａに示す状態では、ハンダボール状の第１のハンダ１２が溶融していないので、ハンダボール状の第１のハンダ１２と電極２６とは金属接合しておらず、したがって、電極２６間はオープンとなっている。ハンダボール状の第１のハンダ１２が溶融すると、図１５Ｂに示すように、ハンダボール状の溶融した第１のハンダ１２ａと電極２６とは金属接合して、電極２６間はショートする。この両者の違いにより、ハンダマーカ検査を行うことができる。
【００５８】
さらに、図１６Ａに示すように、図１５Ａに示した第１のハンダ１２と電極２６とを接着する接着剤２８を設けてもよい。これは、第１のハンダ１２を接続樹脂層（コンポジットシート）２４内に埋め込む際に、第１のハンダ１２が樹脂の流れによって移動してしまないように接着剤２８によって固定するためである。このように接着剤２８で第１のハンダ１２を固定した場合であっても、第１のハンダ１２が溶融すると、図１６Ｂに示すように、溶融した第１のハンダ１２ａと電極２６とは金属接合して、電極２６間はショートするので、ハンダマーカ検査を行うことができる。
【００５９】
また、図１７Ａに示すように、第１のハンダ１２と導電性部材（典型的には、金属部材や０Ωチップ抵抗）１３とを組み合わせてハンダマーカ１０を構成することも可能である。この場合、未溶融の第１のハンダ１２（例えば、クリームハンダ）の上に金属部材１３を搭載しても、第１のハンダ１２が溶融していないため、電極２６間は電気的にオープンとなる。一方、第１のハンダ１２が溶融すると、図１７Ｂに示すように、溶融した第１のハンダ１２ａと電極２６とが金属接合して、また、溶融した第１のハンダ１２ａと金属部材１３とが金属接合するので、電極２６間がショートした状態の部品特性を示す。この両者の違いにより、ハンダマーカ検査を行うことができる。
【００６０】
なお、上述の実施形態においては、基板内にハンダマーカ１０を搭載したが、必ずしもそうしなくてもよい。例えば、図１８に示すように、モジュール（電子部品を内蔵した回路基板２００など）を多数個取りするためのシート（例えば、多数個取り用のコンポジットシート）１１０を用いて、電子部品を内蔵した回路基板２００を製造する場合には、電子部品を内蔵した回路基板２００が位置する領域以外の箇所（外枠１５０）にハンダマーカ１０を設けることもできる。このような箇所にハンダマーカ１０を設けると、基板の無駄を無くすことなくハンダマーカ検査を行うことができて面積的に非常に効率が良い。
【００６１】
上述したような電子部品を内蔵した回路基板２００（部品内蔵モジュール３００、実装体３５０）は、電子機器に搭載されて好適に使用される。特に、実装面積に厳しい制限がある携帯用電子機器（例えば、携帯電話、ＰＤＡなど）に好適に用いられるが、いわゆるデジタル家電（デジタルテレビなど）のような電子機器にも用いられる。
【００６２】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、ハンダの再溶融を検査することができるハンダマーカを備えた部品内蔵基板または回路基板を提供するができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態を含む部品内蔵基板の構成を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図３Ａ】図２Ａに示すハンダマーカ１０のＸ線透視上面図である。
【図３Ｂ】図２Ｂに示すハンダマーカ１０のＸ線透視上面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第１の工程の断面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第２の工程の断面図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第３の工程の断面図である。
【図６Ｄ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第４の工程の断面図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第５の工程の断面図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第６の工程の断面図である。
【図７Ｃ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第７の工程断面図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の検査方法を説明するための第１の工程断面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の検査方法を説明するための第２の工程断面図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態に係る部品内蔵モジュールの検査方法を説明するための第１の工程の断面図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に係る部品内蔵モジュールの検査方法を説明するための第２の工程の断面図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に係る実装体の検査方法を説明するための第１の工程の断面図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に係る実装体の製造方法を説明するための第２の工程の断面図である。
【図１１】Ｓｎ−Ｓｂ系の状態図である。
【図１２Ａ】導電性粒子と融点（固相線）との関係を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の変形例を示す断面図である。
【図１３Ａ】ハンダマーカ１０を上方から見た上面図である。
【図１３Ｂ】ハンダマーカ１０を上方から見た上面図である。
【図１４Ａ】ハンダマーカ１０の形状を示す上面図である。
【図１４Ｂ】ハンダマーカ１０の形状を示す上面図である。
【図１４Ｃ】ハンダマーカ１０の形状を示す上面図である。
【図１４Ｄ】ハンダマーカ１０の形状を示す上面図である。
【図１５Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１６Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態におけるハンダマーカ１０を備えた回路基板１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１８】電子部品を内蔵した回路基板２００が位置する領域以外の外枠１５０にハンダマーカ１０を設けた構成を示す上面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０    ハンダマーカ
１１    上層基板
１２    ハンダ
１２ａ  溶融したハンダ
１３    金属部材
１４    フラックス
２０    絶縁層
２０ａ  上面
２０ｂ  下面
２１    下層基板
２２    上層基板
２３    電極パターン
２４    接続樹脂層（コンポジットシート）
２５    収納室
２６    電極パターン
２７    電極パターン
２８    接着剤
３０    電子部品
３１    ランド
３２    ハンダ
３２ａ  溶融したハンダ
４０    電子部品
４１    ランド
４２    ハンダ
４２ａ  溶融したハンダ
４６    ハンダボール
５１    配線基板（マザーボード）
１００  回路基板
１５０  外枠
２００  部品内蔵基板
３００  部品内蔵モジュール
３５０  実装体
４００  回路部品内蔵モジュール
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007114334.tif 000041
【図２Ａ】
2007114334.tif 000042
【図２Ｂ】
2007114334.tif 000043
【図３Ａ】
2007114334.tif 000044
【図３Ｂ】
2007114334.tif 000045
【図４Ａ】
2007114334.tif 000046
【図４Ｂ】
2007114334.tif 000047
【図５Ａ】
2007114334.tif 000048
【図５Ｂ】
2007114334.tif 000049
【図６Ａ】
2007114334.tif 000050
【図６Ｂ】
2007114334.tif 000051
【図６Ｃ】
2007114334.tif 000052
【図６Ｄ】
2007114334.tif 000053
【図７Ａ】
2007114334.tif 000054
【図７Ｂ】
2007114334.tif 000055
【図７Ｃ】
2007114334.tif 000056
【図８Ａ】
2007114334.tif 000057
【図８Ｂ】
2007114334.tif 000058
【図９Ａ】
2007114334.tif 000059
【図９Ｂ】
2007114334.tif 000060
【図１０Ａ】
2007114334.tif 000061
【図１０Ｂ】
2007114334.tif 000062
【図１１】
2007114334.tif 000063
【図１２Ａ】
2007114334.tif 000064
【図１２Ｂ】
2007114334.tif 000065
【図１３Ａ】
2007114334.tif 000066
【図１３Ｂ】
2007114334.tif 000067
【図１４Ａ】
2007114334.tif 000068
【図１４Ｂ】
2007114334.tif 000069
【図１４Ｃ】
2007114334.tif 000070
【図１４Ｄ】
2007114334.tif 000071
【図１５Ａ】
2007114334.tif 000072
【図１５Ｂ】
2007114334.tif 000073
【図１６Ａ】
2007114334.tif 000074
【図１６Ｂ】
2007114334.tif 000075
【図１７Ａ】
2007114334.tif 000076
【図１７Ｂ】
2007114334.tif 000077
【図１８】
2007114334.tif 000078
【国際調査報告】
2007114334.tif 000079
2007114334.tif 000080
2007114334.tif 000081
2007114334.tif 000082
2007114334.tif 000083
2007114334.tif 000084
2007114334.tif 000085