(57)【要約】【課題】電子基板とその上に搭載する電子基板とを安定して接続することができる、複層基板およびそれを備えたＧＰＳ通信装置を提供する。【解決手段】本発明の複層基板３は、下層から順に、プリント基板などの第１基板３１と、導電金属層３３と、ソルダーマスク３２と、モジュール基板などの第２基板３４から構成されている。第２基板３４の端部には、端子３５が設けられている。端子３５は、はんだ部Ｈによって、導電金属層３３と接続されている。ソルダーマスク３２には、第２基板３４と対向する領域に第１開口部３７と、端子３５に対応する位置に第２開口部３６とが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板の上面に設けられた導電金属層と、
前記導電金属層の上方に配置され、端部に端子を有する第２基板と、
前記導電金属層と前記第２基板との間に設けられ、前記第２基板に対向する領域に形成される第１開口部および、前記端子に対応する位置に形成される第２開口部とを有するソルダーマスクと、
前記ソルダーマスクの第２開口部に設けられ、前記第２基板の端子と前記導電金属層とを接続するはんだ部と
を備える、複層基板。
【請求項２】
前記導電金属層は、前記ソルダーマスクの前記第１開口部に対向する領域に、開口部を有する、請求項１に記載の複層基板。
【請求項３】
前記第２基板の上面に金属シールドをさらに備える、請求項１または２に記載の複層基板。
【請求項４】
前記第１基板がプリント基板である、請求項１〜３のいずれかに記載の複層基板。
【請求項５】
前記第２基板がモジュール基板である、請求項１〜４のいずれかに記載の複層基板。
【請求項６】
前記第２基板がＧＰＳモジュール基板である請求項１〜５のいずれかに記載の複層基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の複層基板を備えた、ＧＰＳ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複層基板およびそれを備えたＧＰＳ(Global Positioning System)通信装置に関し、特に、プリント基板上に電子基板を搭載した複層基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板上に、電子基板を搭載することがある。電子基板には、プリント基板あるいは周波数フィルタなどのモジュール基板がある。この電子基板は、電子基板の断面スルーホール部に、はんだ付けを行なうことによって、プリント基板上に接続される。
【０００３】
図５(Ａ)は、従来の複層基板の一例であって、第２基板の反りを考慮しない理想的な状態を示す断面図であり、図５(Ｂ)は、同上面図である。図５(Ａ)および図５(Ｂ)に示すように、複層基板１は、下層から順に、プリント基板などの第１基板１１と、導電金属層１３と、ソルダーマスク１２と、モジュール基板などの第２基板１４から構成されている。第２基板１４の端部には、端子１５が設けられている。端子１５は、はんだ部Ｈによって、導電金属層１３と接続されている。
【０００４】
第１基板１１は、回路設計に基づいて、部品間を接続するために必要な導体パターンを導電金属層１３によって、絶縁基板の表面または表面とその内部とに形成されている。ソルダーマスク１２は、たとえば、熱硬化性エポキシ樹脂皮膜などのレジストインキから構成されている。はんだ付けが必要な部分の導電金属層は露出させ、はんだ付けが不要な部分には、はんだが付かないように、導電金属層上に形成される。よって、はんだ部Ｈが設けられる位置に、開口部１６が形成されている。第２基板１４としては、プリント基板単体あるいは周波数フィルタなどのモジュール基板が対象となる。
【０００５】
図６は、従来の複層基板であって、第２基板２４をリフローにてはんだ付けする際、反りが発生している状態を示した図である。図６に示すように、第２基板２４が下方へ凸状に反っている。そのため、端子２５がソルダーマスク２２の開口部２６から離れてしまっている。この状態で、はんだ付けを行なった場合には、第２基板２５と導電金属層２３とを接続できないか、仮に接続できたとしても、はんだ接合強度が弱いために、使用中に外れてしまい動作不良の原因となる。第２基板２４が上方へ凸状に反る場合もあるが、この場合は、端子２５が導電金属層２３に接するため、第２基板２４の接合不良は起こらない。
【０００６】
さらに、第２基板上に金属シールドを配置した従来の複層基板の一例を図７に示す。図７(Ａ)は、断面図であり、図７(Ｂ)は、同上面図である。図７は、図５と同様に、第２基板および金属シールドの反りを考慮しない理想的な状態を示している。金属シールド５９の他は、図５と同様であるため、説明を省略する。金属シールド５９は、電磁波の漏出を防ぐため、電磁波防止効果を有する複層基板が得られる。
【０００７】
このようなモジュール基板の接続方法を開示した先行文献として、特許文献１がある。特許文献１には、複数個の個片部品を搭載したモジュール基板を、電気的かつ機械的にマザー基板に接続する方法が開示されている。また、接合不良が生じにくい、半田バンプの配置方法を開示した先行文献として、特許文献２があり、半田バンプの再生方法を開示した先行文献として、特許文献３がある。
【特許文献１】特開平８−３１６７００号公報
【特許文献２】特開平９−１６２５３１号公報
【特許文献３】特開平１０−１７３００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
モジュール基板をリフローすることによってはんだ付けを行なう際、モジュール基板に反りまたはねじれが発生する場合がある。その場合、モジュール基板の断面スルーホール部は、プリント基板上の端子と接続することができない。その結果、接合不良または動作不良が発生する。また、電子基板上に金属シールドが取り付けられる場合は、電子基板の線膨張係数の方が、金属シールドの線膨張係数よりも大きいため、下方へ凸状により反りやすくなる。
【０００９】
特許文献１に記載された、モジュール基板の接続方法は、モジュール基板の反りを抑えるために、半導体チップを封止する封止樹脂の量を必要最小限にしている。しかしながら、この方法では、モジュール基板に発生する反りの影響を十分になくすことができない。特許文献２に記載された、半田バンプの配置方法は、モジュール基板の反りを抑えるために、半田バンプの配置に粗密をつけている。しかしながら、この方法でも、モジュール基板に発生する反りの影響を十分になくすことができない。
【００１０】
特許文献３に記載された半田バンプの再生方法においては、不良半導体素子の該当箇所のみ半田バンプを再形成させている。この場合、モジュール基板は、半田バンプの形成または新たな半導体素子を搭載する際に、複数回の加熱を受けることになる。そのため、モジュール基板は、熱の影響を受けて、反りが発生しやすい。
【００１１】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、電子基板とその上に搭載する電子基板とを安定して接続することができる、複層基板およびそれを備えたＧＰＳ通信装置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】
【００１２】
本発明に係る複層基板は、第１基板と、上記第１基板の上面に設けられた導電金属層と、上記導電金属層の上方に配置され、端部に端子を有する第２基板と、上記導電金属層と上記第２基板との間に設けられ、上記第２基板に対向する領域に形成される第１開口部および、上記端子に対応する位置に形成される第２開口部とを有するソルダーマスクと、上記ソルダーマスクの第２開口部に設けられ、上記第２基板の端子と上記導電金属層とを接続するはんだ部とを備えている。
【００１３】
この複層基板によると、第２基板に対向する領域のソルダーマスクに開口部を設けている。そのため、下方へ凸状の反りが第２基板に発生した場合は、反った部分がこの開口部に収まる。その結果、第２基板の端子と導電金属層との間の隙間を小さくすることができ、反りの影響を緩和して、接合不良を軽減することができる。
【００１４】
上記導電金属層は、上記ソルダーマスクの上記第１開口部に対向する領域に、開口部を有するようにしてもよい。この複層基板によると、第２基板の取付位置の直下に位置するソルダーマスクおよび導電金属層に開口部を設けている。そのため、下方へ凸状の反りが第２基板に発生した場合は、反った部分がこの開口部に収まる。上記のソルダーマスクのみに開口部を設けた場合よりも、さらに基板の反りの影響を緩和することができる。その結果、第２基板の端子と導電金属層との間の隙間をさらに小さくすることができ、反りの影響を緩和するとともに、半田接合強度の増加を図ることができる。
【００１５】
本発明に係る複層基板は、上記第２基板の上面に金属シールドをさらに備えるようにしてもよい。この場合には、金属シールドにより電磁波の漏出を防ぎ、電磁波防止効果を有する複層基板が得られる。また、上記第１基板がプリント基板であるようにしてもよい。
【００１６】
本発明に係る複層基板は、上記第２基板がモジュール基板であるようにしてもよい。さらにモジュール基板の中でも、ＧＰＳモジュール基板であるようにしてもよい。また、本発明に係る複層基板をＧＰＳ通信装置に利用してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、電子基板とその上に搭載する電子基板とを安定して接続することができる複層基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明に基づいた実施の形態における複層基板について、図を参照しながら説明する。
【００１９】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る複層基板の断面図を示したものである。図１に示すように、本発明の複層基板３は、下層から順に、プリント基板などの第１基板３１と、導電金属層３３と、ソルダーマスク３２と、モジュール基板などの第２基板３４から構成されている。第２基板３４の端部には、端子３５が設けられている。端子３５は、はんだ部Ｈによって、導電金属層３３と接続されている。導電金属層３３は、たとえば、膜厚０．０１８ｍｍの銅箔、膜厚０．０１５ｍｍ以上の銅メッキ、膜厚２．５５〜６．３５μｍのニッケルメッキ、膜厚０．０５〜０．２０μｍの金メッキなどを管理値としてもよい。ソルダーマスク３２には、第２基板３４と対向する領域に第１開口部３７と、端子３５に対応する位置に第２開口部３６とが形成されている。開口部の形成方法は、例えば、印刷法によるパターニングにより行なってもよい。
【００２０】
第２開口部３６にはんだ付けする際に発生する、第２基板３４の反りは、第１開口部３７に収まる。そのため、第１開口部３７を設けなかった場合と比べて、端子３５と導電金属層３２との隙間を小さくすることができる。その結果、はんだ付けにおいて発生する接合不良または使用中の動作不良の発生を低減することができる。
【００２１】
実施の形態２
図２は、発明の実施の形態２に係る、複層基板の断面図を示したものである。図２に示すように、本発明の複層基板４は、下層から順に、プリント基板などの第１基板４１と、導電金属層４３と、ソルダーマスク４２と、モジュール基板などの第２基板４４から構成されている。第２基板４４の端部には、端子４５が設けられている。端子４５は、はんだ部Ｈによって、導電金属層４３と接続されている。導電金属層４３は、たとえば、膜厚０．０１８ｍｍの銅箔、膜厚０．０１５ｍｍ以上の銅メッキ、膜厚２．５５〜６．３５μｍのニッケルメッキ、膜厚０．０５〜０．２０μｍの金メッキなどを管理値としてもよい。
【００２２】
第２基板４４と対向する領域に第１開口部４７と、端子４５に対応する位置に第２開口部４６とが、ソルダーマスク４２に形成されている。さらに、第１開口部４７に対向する領域に開口部４８が、導電金属層４３に形成されている。ソルダーマスクの開口部の形成方法は、たとえば、印刷法によるパターニングで行なってもよい。導電金属層の開口部の形成方法は、たとえば、塩化第二鉄(ＦｅＣｌ3)を使用して、エッチングを行なってもよい。
【００２３】
はんだ付けする際に発生する、第２基板４４の反りは、ソルダーマスク４２の第１開口部４７および導電金属層４３の開口部４８に収まる。この場合、ソルダーマスク４２にのみ開口部を設けた場合よりも、さらに反りを収めることができる。そのため、端子４５と導電金属層４２との隙間をさらに小さくすることができる。その結果、はんだ付けにおいて発生する接合不良または使用中の動作不良の発生をさらに低減することができる。また、端子４５とはんだ部Ｈとの接する長さが確保できるため、はんだ接合強度を増加させることができる。
【００２４】
実施の形態３
図３は、発明の実施の形態３に係る複層基板の断面図を示したものである。図３に示すように、本発明の複層基板６は、下層から順に、プリント基板などの第１基板６１と、導電金属層６３と、ソルダーマスク６２と、モジュール基板などの第２基板６４と、金属シールド６９から構成されている。第２基板６４の端部には、端子６５が設けられている。端子６５は、はんだ部Ｈによって、導電金属層６３と接続されている。導電金属層６３は、たとえば、膜厚０．０１８ｍｍの銅箔、膜厚０．０１５ｍｍ以上の銅メッキ、膜厚２．５５〜６．３５μｍのニッケルメッキ、膜厚０．０５〜０．２０μｍの金メッキなどを管理値としてもよい。
【００２５】
第２基板６４と対向する領域に第１開口部６７と、端子６５に対応する位置に第２開口部６６とが、ソルダーマスク６２に形成されている。開口部の形成方法は、たとえば印刷法によるパターニングで行なってもよい。金属シールド６９は、電磁波の漏出を防ぐため、電磁波防止効果を有する複層基板が得られる。
【００２６】
一般に、第２基板６４の線膨張係数は、金属シールド６９の線膨張係数よりも大きい。そのため、第２基板６４は、反りが発生しやすくなり、下方へ凸状に反った場合には、端子６５と導電金属層６２との隙間は、大きくなる。よって、第２開口部６６にはんだ付けする際に発生する、第２基板６４の反りは、金属シールド６９が配置されないときに比べて大きくなる。この反りは、第１開口部６７に収まる。そのため、第１開口部６７を設けなかった場合と比べて、端子６５と導電金属層６２との隙間を小さくすることができる。その結果、はんだ付けにおいて発生する接合不良または使用中の動作不良の発生を低減することができる。
【００２７】
実施の形態４
図４は、発明の実施の形態４に係る複層基板の断面図を示したものである。図４に示すように、本発明の複層基板７は、下層から順に、プリント基板などの第１基板７１と、導電金属層７３と、ソルダーマスク７２と、モジュール基板などの第２基板７４と、金属シールド７９から構成されている。第２基板７４の端部には、端子７５が設けられている。端子７５は、はんだ部Ｈによって、導電金属層７３と接続されている。導電金属層７３は、たとえば、膜厚０．０１８ｍｍの銅箔、膜厚０．０１５ｍｍ以上の銅メッキ、膜厚２．５５〜６．３５μｍのニッケルメッキ、膜厚０．０５〜０．２０μｍの金メッキなどを管理値としてもよい。
【００２８】
第２基板７４と対向する領域に第１開口部７７と、端子７５に対応する位置に第２開口部７６とが、ソルダーマスク７２に形成されている。さらに、第１開口部７７と対向する領域に開口部７８が、導電金属層７３に形成されている。ソルダーマスクの開口部の形成方法は、たとえば、印刷法によるパターニングで行なってもよい。導電金属層の開口部の形成方法は、たとえば、塩化第二鉄(ＦｅＣｌ3)を使用して、エッチングを行なってもよい。金属シールド７９は、電磁波の漏出を防ぐため、電磁波防止効果を有する複層基板が得られる。
【００２９】
一般に、第２基板７４の線膨張係数は、金属シールド７９の線膨張係数よりも大きい。そのため、第２基板７４は、反りが発生しやすくなり、下方へ凸状に反った場合には、端子７５と導電金属層７２との隙間は大きくなる。よって、第２開口部７６にはんだ付けする際に発生する、第２基板７４の反りは、金属シールド７９が配置されないときに比べて大きくなる。
【００３０】
この反りは、ソルダーマスク７２の第１開口部７７および導電金属層７３の開口部７８に収まる。この場合、ソルダーマスク７２にのみ開口部を設けた場合よりも、さらに反りを収めることができる。そのため、端子７５と導電金属層７２との隙間をさらに小さくすることができる。その結果、はんだ付けにおいて発生する接合不良または使用中の動作不良の発生をさらに低減することができる。また、端子７５とはんだ部Ｈとの接する長さが確保できるため、はんだ接合強度を増加させることができる。
【００３１】
上記の実施の形態のおいて、例えば、モジュール基板にＧＰＳモジュール基板を使用してもよい。また、上記の実施の形態における複層基板をＧＰＳ通信装置に使用しても本発明の効果が得られる。
【００３２】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る、複層基板の断面図を示したものである。
【図２】本発明の実施の形態２に係る、複層基板の断面図を示したものである。
【図３】本発明の実施の形態３に係る、複層基板の断面図を示したものである。
【図４】本発明の実施の形態４に係る、複層基板の断面図を示したものである。
【図５】従来の複層基板の一例の構造を説明するための図である。
【図６】従来の複層基板であって、電子基板をリフローにてはんだ付けする際、反りが発生している状態を示した図である。
【図７】従来の複層基板の一例の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
１,２,３,４,５,６,７  複層基板、１１,２１,３１,４１,５１,６１,７１  プリント基板、１２,２２,３２,４２,５２,６２,７２  ソルダーマスク、１３,２３,３３,４３,５３,６３,７３  導電金属層、１４,２４,３４,４４,５４,６４,７４  電子基板、１５,２５,３５,４５,５５,６５,７５  端子、１６,２６,３６,４６,５６,６６,７６  第２開口部、３７,４７,６７,７７  第１開口部、４８,７８  開口部、５９,６９,７９  金属シールド、Ｈ  はんだ部。
【図１】
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【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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