JP2002232104A

JP2002232104A - 配線モジュール

Info

Publication number: JP2002232104A
Application number: JP2001023840A
Authority: JP
Inventors: Masami Kaji; 正己梶; Shinya Terao; 慎也寺尾
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-16
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP4574025B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体部品や電子部品などの各種電気部品が実
装搭載され、回路基板の表面に印刷抵抗体を形成してな
り回路基板の両面を有効に用いて各種電気部品を高密度
に実装することが可能な小型化が可能な配線モジュール
を得る。【解決手段】回路基板３の少なくとも一方の表面側に電
気部品４、５を実装し、他方の表面側に印刷抵抗体６を
複数箇所に被着形成するとともに、印刷抵抗体６の表面
に保護樹脂層８を形成してなる配線モジュールＡであっ
て、保護樹脂層８を回路基板３の他方の表面の複数の領
域に分割して形成するとともに、回路検査用のテストパ
ッド９を回路基板３の他方の表面側の分割形成された保
護樹脂層８形成領域の周囲に配設し、さらに保護樹脂層
８形成領域以外の領域に電気部品１０を実装したり、保
護樹脂層８を跨ぐようにして電気部品１０を実装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や、コ
ンデンサ等の各種電子部品が搭載され、且つ印刷抵抗体
が被着形成された混成集積回路基板を基にした配線モジ
ュールに関するもので、特に各種電子部品の高密度実装
化を実現した配線モジュールに関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、配線モジュールは、回路基板の
表面に、半導体素子などの半導体部品や、コンデンサ素
子などの電子部品を実装するとともに、回路基板の表面
には印刷抵抗体等が被着形成されている。これらの半導
体部品や電子部品および印刷抵抗体などは、例えば、図
２のように配置される。図２の配線モジュールによれ
ば、回路基板１１の表面側に、半導体部品１２や電子部
品１３が実装搭載されており、回路基板１１の裏面側
に、印刷抵抗体１４が塗布形成されている。また、この
印刷抵抗体１４は、その回路基板１１裏面に設けられた
トリミングパッド１５によって所定の抵抗値に調整され
た後に例えばガラス層（図示せず）が形成され、さらに
回路基板１１の裏面側全体を覆うように保護樹脂層１７
が設けられている。場合によっては、保護樹脂層１７の
表面にはヒートシンクが取り付けられる場合もある。

【０００３】また、この図２の配線モジュールによれ
ば、各種部品や抵抗体などを実装した完成品に対して電
気特性を測定するためのテストパッドが形成されるが、
一般には、このテストパッド１８は、完成品の段階で露
出していることが必要であるために、保護樹脂層１７が
設けられていない回路基板１１の表面側に一般に形成さ
れている。また、このテストパッド１８の表面は、一般
に酸化防止と好接点性の確保を目的として表面にＮｉ／
Ａｕによってめっき処理されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回路基
板１１の表面には、このテストパッド１８と各種部品や
抵抗体とを電気的に接続するための配線層を引き回す必
要があり、部品点数等が増加するに従い、その配線の引
回し部の面積も次第に大きくなり、各種部品の実装面積
が大きく制約されるという問題があった。

【０００５】そこで、図３に示すように、このテストパ
ッド１８を回路基板１１の裏面側の保護樹脂層１７の周
囲に設けることによって、回路基板１１の表面側におけ
る各種部品の実装面積を大きくすることも行われてい
る。

【０００６】しかしながら、テストパッド１８を印刷抵
抗体１４が形成された回路基板１１の裏面側に形成した
場合においても、保護樹脂層１７の周囲にまで配線を引
き回す必要があるために、印刷抵抗体１４を形成する領
域が制約されるなどの弊害があった。

【０００７】そこでさらに、図４に示すように、テスト
パッド１８を回路基板１１の裏面側に形成するにあた
り、配線の引回しによらず、テストパッド１８の形成部
分には保護樹脂層１７を形成しない開口１９を形成して
テストパッド１８を開口１９から露出させることも行わ
れているが、導体が酸化し電気テスト時の導通不良を引
き起こす場合があった。また、かかる構造も配線の引回
しの必要は低減されるものの、各種部品の実装密度を高
めるには至っていない。

【０００８】また、最近の各種電気部品の小型化に伴
い、配線モジュールの更なる高密度実装化が求められて
いるが、図２や図３の構造では自ずと限界があった。

【０００９】なお、小型高密度化を目的として、例え
ば、特開平１１−２０４９１４号、特開平１０−７０３
５１号、特開平９−２１４０９７号のように、回路基板
に搭載された部品の上にさらに別の部品を実装した階層
構造が提案されているが、かかる構造を形成するには、
別の部品を実装するために、保持体、カバー、副プリン
ト基板等が必要となり、部品点数、工数共に増加してコ
ストが高くなるという問題があった。また、導電ペース
トで印刷抵抗を形成したプリント基板にフラットパッケ
ージＩＣを実装する構造も特開平１１−１７７２０５号
で提案されているが、静電破壊防止用抵抗以外の印刷抵
抗体への適用性について記載されておらず、またテスト
パッドなどの配置などについても記載されていない。

【００１０】つまり、これらの先行技術には、部品の高
密度実装の形態について記載されているものの、配線モ
ジュール全体として、回路基板の両面をいかに有効に使
用して高密度配線化を実現するかについては論じられて
いない。

【００１１】また、リード付きの大型の表面実装部品を
多く使用する場合、表面実装部品を両面に実装、あるい
は表面実装部品を片面に実装し、もう一方の面に印刷抵
抗を形成したとしても、大型表面実装部品の投影面積の
総和で多層の回路基板の面積がほぼ決まるため、混成回
路基板の小型高密度化に制限を与えていた。

【００１２】従って、本発明は、このような半導体部品
や電子部品などの各種部品が実装搭載され、また回路基
板の表面に印刷抵抗体を形成してなる配線モジュールに
おいて、回路基板の両面を有効に用いて各種部品を高密
度に実装することが可能であり小型化が可能な配線モジ
ュールを提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の配線モジュール
は、回路基板の少なくとも一方の表面側に電気部品を実
装し、他方の表面側に印刷抵抗体を複数箇所に被着形成
するとともに、該印刷抵抗体の表面に保護樹脂層を形成
してなるものであって、前記保護樹脂層を前記回路基板
の他方の表面の複数の領域に分割して形成するととも
に、回路検査用の複数のテストパッドを前記回路基板の
他方の表面側の分割形成された各保護樹脂層形成領域の
周囲に配設したことを特徴とするものである。

【００１４】なお、前記テストパッドの表面には、金属
めっきを施すことによって、電気テスト時の好接点性を
向上することができる。

【００１５】また、上記の配線モジュールによって、前
記回路基板の他方の表面における前記分割形成された保
護樹脂層形成領域以外の領域に電気部品を実装すること
ができる。また、前記回路基板の他方の表面における前
記分割形成された保護樹脂層を跨ぐようにして電気部品
を実装することができ、これによってさらなる電気部品
を実装、搭載することができる。

【００１６】また、前記保護樹脂層を耐めっき性を有す
る熱硬化性樹脂によって構成することによって、テスト
パッドの表面に金属めっきを施す場合において、保護樹
脂層がめっき液によって腐食されることがないために、
保護樹脂層の形成をめっき処理前に形成することが可能
となる。

【００１７】また、前記回路基板は、セラミックスを絶
縁基板とすることがモジュールの強度向上の上で望まし
い。

【００１８】本発明の配線モジュールによれば、印刷抵
抗体を回路基板の他方の表面側に一括して被着形成して
いるために、印刷抵抗体の印刷工程を簡略化することが
できる。

【００１９】また、被着形成された印刷抵抗体を保護す
る保護樹脂層を複数の領域に分割して形成し、その領域
の周囲に回路検査用のテストパッドを配設したために、
回路基板の主として電気部品が実装される一方の表面側
でテストパッドと電気部品間を接続するための配線の引
回しが短縮あるいは不要となるために、一方の表面側を
電気部品実装用として有効に活用することができる。

【００２０】また、印刷抵抗体形成面側においても、テ
ストパッドから電気部品や抵抗体との接続のための配線
の引回しを短縮することができる結果、回路基板の印刷
抵抗体形成面側を有効に活用することができ、保護樹脂
層形成領域以外の領域に電気部品を実装したり、保護樹
脂層形成領域が分割されたことによって小さくなったた
めに、種々の電気部品を保護樹脂層形成領域を跨ぐよう
にして実装することが可能となる。

【００２１】その結果、配線モジュールにおける電気部
品の実装密度を高めることができるとともに配線モジュ
ールの小型化を図ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の配線モジュールを
図１を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の配
線モジュールの概略断面図（ａ）と、印刷抵抗体形成面
側の平面図である。

【００２３】図１の配線モジュールＡは、絶縁基板１の
表面あるいは裏面に配線層２が形成された回路基板３を
具備する。この回路基板３の一方の表面（以下、単に表
面という。）には、ＩＣ素子やコンデンサなどの小型表
面実装部品などの電気部品５が回路基板３の配線層２に
半田等の接合剤によって実装されている。

【００２４】一方、回路基板３の他方の表面（以下、単
に裏面という。）には、複数の印刷抵抗体６が被着形成
されている。この印刷抵抗体６は、回路基板３の裏面の
みに形成することによって印刷抵抗体６の形成工程を簡
略化できる。つまり、印刷抵抗体６は、その抵抗値に応
じて複数種の抵抗体材料を印刷塗布するが、その場合、
抵抗体６を印刷する表面を回路基板３の一方のみとする
ことによって工程を簡略化できる。

【００２５】また、この印刷された抵抗体６の近傍に
は、トリミングパッド７が形成されており、印刷抵抗体
６の表面には印刷抵抗体を保護するためにオーバーガラ
ス（図示せず）を被着形成する。このオーバーガラス
は、ホウケイ酸鉛などのガラスからなるものであって、
印刷抵抗体６を形成後に表面に塗布し、５００〜６５０
℃で焼き付け形成されるものである。その後、印刷抵抗
体６の抵抗値をトリミングパッド７によって所定の抵抗
値に調整される。

【００２６】所定の抵抗値に調整された印刷抵抗体６
は、トリミングパッド７およびオーバーガラスととも
に、保護樹脂層８によって被覆されている。

【００２７】本発明によれば、この保護樹脂層８による
被覆領域が、回路基板３の裏面において複数の領域に分
割されていることが重要である。これによって保護樹脂
層８による無駄な被覆を省略することができる。

【００２８】それに伴い、本発明によれば、この保護樹
脂層８の形成領域の周辺に配線モジュールの回路検査用
のテストパッド９を配設する。このテストパッド９は、
回路検査のために、回路基板３表面に実装された電気部
品５と回路基板３の配線層２やビアホール導体などを経
由して電気的に接続されたり、また印刷抵抗体６や、後
述するように、回路基板３の裏面に実装される各種電気
部品５等と電気的に接続される。

【００２９】本発明によれば、このテストパッド９と各
種電気部品５や印刷抵抗体６と電気的に接続するために
配線層２を引き回す必要があるが、本発明のように、電
気部品５が主として実装された回路基板３表面の反対側
にテストパッド９を形成しているために引き回す配線層
２の長さを短縮することができる。また、回路基板３の
裏面側においては、テストパッド９が、保護樹脂層８形
成領域の周囲に配設されているために、印刷抵抗体６と
の接続のための配線層２の引回しも短縮できる。

【００３０】このように、テストパッド９と各種電気部
品４、５や印刷抵抗体６との接続のための配線層２の引
回しが短縮できるために、回路基板３表面および裏面に
おける配線層２の引回しを縮小することができ、回路基
板３表面および裏面を有効に活用することができる。

【００３１】また、本発明によれば、回路基板３裏面の
保護樹脂層８を分割して形成し、さらには保護樹脂層８
を印刷抵抗体６形成領域に対して最小限の領域に形成す
ることによって形成された余剰部分に新たな電気部品１
０を実装することが可能となる。

【００３２】さらに、回路基板３裏面における電気部品
１０の実装方法として、保護樹脂層８が分割されたこと
によって、保護樹脂層８の周囲あるいは隣接する保護樹
脂層８間の隙間領域に、電気部品１０を実装する実装用
パッド１０ａを配設して、図１（ｂ）に示すように、電
気部品１０を保護樹脂層８を跨ぐように実装することに
よって、さらに電気部品を高密度に実装することが可能
となる。その場合、電気部品としては、リードを有する
部品であることが跨ぎやすさの点で望ましい。

【００３３】また、本発明においては、上記テストパッ
ド９の表面を含む回路基板３の配線層２の表面には、電
極の酸化防止と好接点性の確保のために、Ｎｉ／Ａｕな
どの金属めっき（図示せず）が施されるが、この金属め
っきの形成にあたっては、めっき液中に配線モジュール
を浸漬する必要がある。その際、印刷抵抗体６を保護す
る保護樹脂層８を通常のエポキシ等の紫外線硬化型樹脂
によって形成する場合には、めっき液によって腐食して
しまうために、形成した印刷抵抗体６をポリエステル系
のマスキングテープ等によってマスキングしてめっき液
に浸漬した後、マスキングを剥離し、その後、保護樹脂
層８を形成することが必要になる。しかしながら、保護
樹脂層８として耐めっき性を有する熱硬化性樹脂によっ
て形成することによってこの保護樹脂層８がめっき液中
でも浸食されることがないために、上記のマスキングを
形成、剥離する工程が省略できる結果、テストパッド９
への金属めっきの形成を簡略化できる。用いられる耐め
っき性熱硬化性樹脂としては、エポキシ系、テフロン
系、ウレタン系の熱硬化性樹脂等が挙げられる。

【００３４】なお、本発明における配線モジュールの回
路基板を形成する絶縁基板としてはＡｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、
Ｓｉ₃Ｎ₄、ムライト、ガラスセラミックスの群から選ば
れる少なくとも１種の周知のセラミック絶縁材料からな
ることがモジュールの信頼性を高める上で望ましい。特
にモジュールの強度を高める上では、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ
Ｎ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ムライトの群から選ばれる少なくとも１
種が望ましい。

【００３５】

【実施例】所定の厚さのアルミナグリーンシートの所定
の位置に打ち抜き加工を施してビアホールとなる孔を形
成した。そしてこのビアホールにタングステン（Ｗ）を
主たる成分とする導体ペーストを埋め込むとともにグリ
ーンシートの表面に、電気部品を実装するための電極、
配線層、およびテストパッドとなるパターンをスクリー
ン印刷した。同様にして作製した６層のアルミナグリー
ンシートを積層し、１６００℃で焼結して多層の回路基
板を作製した。

【００３６】次に、回路基板の裏面に、銅厚膜導体ペー
ストを用いて所定の配線とともに抵抗体の抵抗値調整用
のトリミングパッドをスクリーン印刷にて印刷塗布後、
９００℃の非酸化性雰囲気中で熱処理後、ＬａＢ₆を主
体とする抵抗ペーストをスクリーン印刷によって所定の
抵抗回路を成すように銅厚膜導体のターミナル部の一部
に重なるように印刷塗布し、９００℃の非酸化性雰囲気
中で熱処理した。また、その際、抵抗体の印刷箇所を、
抵抗体を跨いで実装する電気部品（例えば、リード付き
ＩＣパッケージ）の大きさに合わせて、複数の領域に別
けて形成した。

【００３７】回路基板裏面に形成された印刷抵抗体の表
面に、ホウケイ酸鉛からなるオーバーガラスを塗布し、
６００℃で熱処理してオーバーガラス層を形成した。そ
の後、抵抗値を合わせるためにトリミングパッドを用い
てレーザートリミングを行った後、エポキシ樹脂からな
る耐めっき性の熱硬化性樹脂を４０μｍの厚みで形成し
た。熱硬化性樹脂は、印刷抵抗体を形成した複数の領域
に分割して形成し、１５０℃で加熱処理して熱硬化性樹
脂を硬化させた。

【００３８】その後、この基板を無電解ニッケルめっき
に浸漬し、Ｗメタライズからなる配線層およびテストパ
ッドの表面にニッケルめっき層を形成した後、さらに無
電解金めっき層に浸漬して最上面に金めっきを施した。
なお、メッキ処理後の熱硬化樹脂で被覆した印刷抵抗体
の部分を観察したが、何ら変化は認められなかった。

【００３９】次に、回路基板の裏面である印刷抵抗体形
成面側の表面の保護樹脂層形成領域以外の部分に設けた
電極に対して、リード付きの電気部品を保護樹脂層を跨
ぐようにして配置し、リードと電極とを半田を用いて取
り付けた。同時に、回路基板の表面側にも半導体素子、
およびコンデンサなどの電子部品を回路基板表面の電極
に対して半田実装して配線モジュールを作製した。

【００４０】作製した配線モジュールの両端部をシリコ
ーン系樹脂を用いて、アルミニウムケースに接続固定
し、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂性筐体
で覆った。

【００４１】電気的接続の接続信頼性を評価するため、
温度範囲−４０℃〜１２５℃の気槽温度サイクル試験を
行い、回路基板裏面に形成したテストパッドによって評
価を行った結果、３０００サイクルにおいても電気的な
断線は生じでおらず、また、振動試験機を用いて半田実
装部の接合強度の評価を行ったが、異常は認められなか
った。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の配線モジュ
ールによれば、回路基板の表面に主として電気部品を実
装し、裏面に印刷抵抗体を形成するとともに、印刷抵抗
体を保護する保護樹脂層を複数に分割形成するととも
に、その分割された保護樹脂層の周囲にテストパッドを
配設することによって、テストパッドと電気部品や印刷
抵抗体との接続のための配線層の引回しを短縮、あるい
は小さくできるために、回路基板の両面を有効に活用で
き、特に裏面の保護樹脂層形成領域以外の領域に電気素
子を実装したり、保護樹脂層を跨いで電気部品を実装す
ることによって配線モジュールの電気部品の高密度実装
化とともに配線モジュールの小型化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による配線モジュールの一例を説明する
ための（ａ）概略断面図と、（ｂ）裏面の平面図であ
る。

【図２】従来の配線モジュールの一例を説明するための
（ａ）概略断面図と、（ｂ）裏面の平面図である。

【図３】従来の配線モジュールの他の例を説明するため
の（ａ）概略断面図と、（ｂ）裏面の平面図である。

【図４】従来の配線モジュールのさらに他の例を説明す
るための（ａ）概略断面図と、（ｂ）裏面の平面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ配線モジュール１絶縁基板２配線層３回路基板５電気部品６印刷抵抗体７トリミングパッド８保護樹脂層９テストパッド１０電気部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4E351 AA01 AA06 BB05 BB24 BB31 CC11 CC21 EE01 GG11 5E314 AA25 BB06 BB11 BB12 BB13 FF01 FF24 GG17 5E317 AA02 BB01 BB11 CC31 CC52 CD23 CD29 CD34 GG14 5E336 AA04 AA12 BB02 CC02 CC52 GG12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路基板の少なくとも一方の表面側に電気
部品を実装し、他方の表面側に印刷抵抗体を複数箇所に
被着形成するとともに、該印刷抵抗体の表面に保護樹脂
層を形成してなる配線モジュールであって、前記保護樹
脂層を前記回路基板の他方の表面の複数の領域に分割し
て形成するとともに、回路検査用の複数のテストパッド
を前記回路基板の他方の表面側の分割形成された各保護
樹脂層形成領域の周囲に配設したことを特徴とする配線
モジュール。
【請求項２】前記テストパッドの表面に金属めっきを施
したことを特徴とする請求項１記載の配線モジュール。
【請求項３】前記回路基板の他方の表面における前記分
割形成された保護樹脂層形成領域以外の領域に電気部品
を実装してなることを特徴とする請求項１または請求項
２記載の配線モジュール。
【請求項４】前記回路基板の他方の表面における前記分
割形成された保護樹脂層を跨ぐようにして電気部品を実
装してなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
ずれか記載の配線モジュール。
【請求項５】前記保護樹脂層が、耐めっき性を有する熱
硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求
項４のいずれか記載の配線モジュール。
【請求項６】前記回路基板が、セラミックスを絶縁基板
とする請求項１乃至請求項５のいずれか記載の配線モジ
ュール。