JP2005032931A - Substrate, manufacturing method thereof, and electronic circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板、回路基板の製造方法及び電子回路装置に関し、特に高周波で機能する回路基板、回路基板の製造方法及び電子回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報通信分野や情報処理分野の電子機器は高速化、小型化、高機能化等を目指して発展しており、とりわけ、画像等大量の情報を伝送する分野等においては高速化要求が高く、そこに使われる電子回路装置用の回路基板は、加工の精密化、多層化等が進められている。
【0003】
現在、回路基板は、導電体からなる配線層が絶縁部材によって囲繞されたり、埋め込まれた構造となっている。半導体部品や抵抗体及びコンデンサー等のチップ部品(以下、単に電気部品という)が、露出した配線層に載置されて、ハンダ等を介して電気的な接続がなされる。薄板形状の絶縁部材と配線層とを複数枚交互に重ねて、多層の回路を1枚の回路基板に形成した多層基板も広く用いられており、そこでは、導電体は、配線として他の部品やグランド等に3次元的に接続されている。
【0004】
これらの回路基板は、材料、用途等により、例えば銅板を絶縁性の板材に貼着して、必要な配線部をマスキングして不要な銅を薬品処理等でエッチング除去して回路を形成する方法、配線部を銅メッキ等で作成する方法、あるいは、絶縁部材の上に導電性のペースト材を配線の形に印刷した後、焼き固めて作製する方法等で作製される。また、導電体配線を絶縁性樹脂で固める方法も提案されている。これらの回路基板では導電体の表面は高低のない同一面で形成される。
【0005】
従来の回路基板について、図9を参照しながら説明する。図9(a)は回路基板の要部を示す断面図、図9(b)はこの回路基板に部品を実装した状態を模式的に示す図である。図9には、単層の回路基板、あるいは、多層回路基板の場合ではその最も外側の表面部を表している。
【0006】
図9(a)に示すように、回路基板5は、絶縁基板101上に回路配線部103及びランド104からなる導電体102が固着されており、絶縁基板101上にはハンダの流出防止や導電体間の絶縁のために導電体102を覆うように絶縁性樹脂(絶縁層)106が形成されており、ランド104上の絶縁性樹脂106には開口部が形成されており、ランド104は開口部から部分的に露出されている。
【0007】
従って、通常、回路基板5においては、ランド104上面は絶縁性樹脂104の厚さ分だけ低く窪んでいる。
【0008】
そして、図9(b)に示すように、この回路基板5には、ランド104上面にハンダを印刷等で形成した後、電気部品121の電極部122を回路基板5のランド104に位置合わせし、リフロー等によりハンダ107を溶融して、固化することによって、電気部品121の電極122とランド104とをハンダ接続して電子回路装置を作製している(例えば、特許文献1参照。)。
【0009】
上述した従来の回路基板においては、ランド104上面は絶縁性樹脂104の層厚分だけ低いため、電気部品121の電極部122とランド103との間には絶縁性樹脂104の層厚に相当する空間が生じる。従って、回路基板5のランド104に電気部品121をハンダ実装する場合、ハンダ接続はハンダ107の量に左右されることになる。すなわち、ハンダ107が絶縁性樹脂106の層厚より多量に塗布された場合は、ハンダ過多となって、接合に寄与しないハンダボールの発生やハンダの流出等が起こり、隣接する導電体102間のショートが発生することになる。逆に、ハンダ107が絶縁性樹脂106の層厚相当より少なく塗布された場合は、電気部品の電極部122とランド104とが接合不良となる問題が発生する。特に、電極部と外囲器とが平坦で同一面をなす電気部品においては、ショート、接合不良等の実装ばらつきが発生する。
【0010】
【特許文献1】
特開平8−330715号公報(第2頁、図2)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の回路基板によれば、絶縁性樹脂表面がランド上面よりも高い位置に形成されているため、ハンダが多過ぎる場合、ハンダボールの発生やハンダの流出による隣接の導電体間のショートが発生する。逆に、ハンダの量が少な過ぎると、電気部品と導電体との接合不良が発生する等の問題がある。
【0012】
従って、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、隣接の導電体間のショート、導電体と電気部品と接合不良を抑制できる回路基板、回路基板の製造方法及び電子回路装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の主面に固着されたランド及びこのランドに連接された回路配線部を有する導電体と、前記ランドを少なくとも露出して前記導電体及び前記絶縁基板表面覆う絶縁層と、前記ランド上面に形成され、且つこのランド近傍の前記絶縁層表面より上方に突出する突出部とを有することを特徴とする。
【0014】
また、本発明の他の態様の回路基板の製造方法は、絶縁基板の主面にランド及びこのランドと連接した回路配線部を有する導電体を形成する工程と、前記ランド上面の少なくとも一部を残してそれ以外の前記導電体表面をエッチング除去して前記ランド上面に突出部を形成する工程と、前記突出部上面を少なくとも露出し、且つ前記導電体及び前記絶縁基板表面を前記突出部の高さより小さい層厚を有する絶縁層で覆う工程とを有することを特徴とする。
【0015】
また、本発明の他の態様の電子回路装置は、絶縁基板主面にランド及びこのランドと連接された回路配線部を有する導電体が形成され、前記ランド上面に前記回路配線部上面より突出した突出部が形成され、前記突出部を少なくとも露出して前記導電体及び前記絶縁基板の表面が前記突出部の高さより小さい層厚の絶縁層で覆われた回路基板と、前記回路基板の前記突出部上面に接合材を介して接合された電気部品とを有することを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0017】
(第1の実施の形態)
先ず、本発明の第1の実施の形態に係る回路基板、回路基板の製造方法及び電子回路装置について、図面を参照して説明する。
【0018】
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る回路基板の要部を模式的に示す断面図及び平面図である。回路基板には、絶縁基板が1枚の単層基板、及び、絶縁基板と配線層が複数積層した多層基板があるが、ここでは、多層基板の場合には最上層にある1層の絶縁基板と1層の導電体層の部分を示す。また、電気部品を実装するランド部分とその周辺を示す。
【0019】
まず、図1(a)、(b)に示すように、回路基板1は、BTレジン(ビスマレイミド・トリアジン、三菱瓦斯化学(株))、エポキシ系樹脂、あるいはセラミック等を使用する可撓性が小さくリジッドな絶縁基板11を有する。この絶縁基板11の表面には、銅等からなるパターニングされた配線層となる導電体12が設けられている。この導電体12は、所定の回路機能を構成するための回路配線部13とこれと連接形成されて電気部品を接続するためのランド14とを有し、例えば30μm程度の厚さに形成されている。
【0020】
回路配線部13は、他の電気部品やグランド等と接続するために、単層回路基板の場合には絶縁基板11の表面部において、また多層回路基板の場合には表面部または内部において、他の導電体の回路配線部と接続されている。
【0021】
この絶縁基板11上には、絶縁層としての絶縁性樹脂16が導電体12を覆うように形成されて、導電体12同士を絶縁分離、及び、電気部品の実装時にハンダ等の接合材が不用意に広がって、隣接する導電体12間のショートが生じないようにするためのマスク層として機能する。この絶縁性樹脂16は、耐熱性のあるポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等からなり、導電体12上で5μm程度の層厚に形成されている。
【0022】
ランド14上の絶縁性樹脂16には、開口部が形成されており、ランド14は、開口部から部分的に露出されている。このランド14の露出面の一部には、絶縁性樹脂16の表面より上方に突出した突出部15が形成されている。
【0023】
次に、この回路基板の製造方法の1例について、図2を参照して説明する。図2は、上記構造の回路基板の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。
【0024】
まず、図2(a)に示すように、絶縁基板11上面に最終的に導電体12となる銅箔12aを貼り付ける。
【0025】
次に、図2(b)に示すように、銅箔12a上にフォトレジストを塗布して、露光、現像、エッチング等のフォトエッチング法により、フォトレジストをパターニングして所定パターンの導電体を形成するための開口部20を有するマスクパターン18を設ける。
【0026】
次に、図2(c)に示すように、マスクパターン18をマスクにして、例えば、銅箔12a上にホット塩化第二鉄水溶液をスプレー、または、図2(b)の絶縁基板11をホット塩化第二鉄水溶液にディッピングして、開口部20から銅箔12aを絶縁基板11に到達するまでエッチングして分離溝25を形成した後、マスクパターン18を除去して、分離溝25により絶縁分離された所定パターンの導電体12を形成する。
【0027】
次に、図2(d)に示すように、導電体12上にフォトレジストを塗布して、図2(b)と同様に、露光、現像、エッチング等のフォトエッチング法により、ランド14上面の突出部15となる位置にマスクパターン19を形成する。
【0028】
次に、図2(e)に示すように、マスクパターン19をマスクにして、例えば、導電体12上にホット塩化第二鉄水溶液をスプレー、または、図2(d)の絶縁基板11をホット塩化第二鉄水溶液にディッピングして、露出している導電体12を、図2(f)に示す絶縁性樹脂16の層厚より深くなるようにエッチングする。その後、マスクパターン19を除去し、ランド14上に上面が平坦な突出部15を有する導電体12を形成する。
【0029】
この後、導電体12の回路配線部13及び突出部15を含むランド14等の露出部分上には、接合性向上や腐食防止のために、ニッケル等のメッキが施される。
【0030】
そして、図2(f)に示すように、ランド14部分を残してそれ以外の導電体12表面を覆うように、また、隣り合う導電体12間の分離溝25を埋めるように、例えば、ポリイミド等からなる絶縁性樹脂16をマスクキング印刷法等で絶縁基板11上に形成する。この絶縁性樹脂16は、突出部15上面より5μm程度低くなるような層厚に形成する。
【0031】
なお、絶縁性樹脂16は、導電体12を覆うように、例えば感光性ポリイミド等の感光性樹脂を絶縁基板11上全面に塗布し、通常の露光、現像、エッチング等のフォトエッチング法により、ランド14上に開口部を設けてもよい。
【0032】
この結果、電気部品のマウント実装されるランド14の突出部15が、この近傍の絶縁性樹脂16の表面より5μm程度高い回路基板1が得られる。
【0033】
図3は、上記回路基板に電気部品をハンダ実装してなる電子回路装置を模式的に示す断面図である。
【0034】
図3に示すように、回路基板1の突出部15を含むランド14には、接合材、例えばハンダ17はマスク等を使用した印刷法等で所定量形成される。このランド14の突出部15上には、電極部122と外囲器とが平坦、且つ同一平面を有する電気部品121の電極部122が位置合わせ、載置され、ハンダ17をリフロー法で溶融させた後、固化させることによって、電気部品121の電極部122がランド14に接合されている。
【0035】
上述した実施の形態の回路基板1によれば、ランド14に絶縁性樹脂16表面より上方に突出した突出部15を設け、この突出部15の上面に電気部品121を実装するようにしている。従って、電気部品121は絶縁性樹脂16との間に5μm程度の隙間を維持して固定されるため、電気部品121の電極部122とランド14とは確実に接合される。このため、電気部品121とランド14とを接合するハンダ17の塗布量が少なくなるため、高周波特性の向上を図ることができる。
【0036】
また、電気部品121と絶縁性樹脂16との隙間26は、余分なハンダの逃げる余地を与えることになり、余分なハンダがランド14に接着した状態を維持できるので、ハンダボールとして移動して隣接の導電体12間のショートを起こす等の不良発生を抑制できる。従って、従来の回路基板におけるハンダ不足による接合不良やハンダ過多による隣接の導電体間のショート等を防止できる。
【0037】
更に、電気部品121と絶縁性樹脂16との間に隙間26を有するため、セルフアラインメント効果が期待できる。すなわち、溶融したハンダ17の表面張力によって電気部品121がランド14における突出部15の中心部に戻ろうとして移動するために、電気部品121の再配置が起こり、適正な位置に実装される。従って、電気部品121は回路基板1のパターンに基づく一定の位置に固定されるために、電気的特性、特に高周波特性の安定化を図ることができる。
【0038】
更にまた、電気部品121と絶縁性樹脂16との間に隙間26を有するため、電気部品121のハンダ接合工程で使用されるフラックスや、ハンダ接合後の洗浄工程における洗浄剤の残留を防止することができる。従って、長時間を経て起こる電気部品や導電体の変質を抑制でき、電子回路装置の長期にわたる信頼性を確保することができる。
【0039】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態に係る回路基板、回路基板の製造方法及び電子回路装置について、図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施の形態と同一構成部分には同様な符号(20番増加させた番号)を付して、その説明は省略し、異なる構成部分について説明する。
【0040】
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る回路基板の要部を模式的に示す断面図である。回路基板には、第1の実施の形態と同様に、絶縁基板が1枚の単層基板、及び、絶縁基板と配線層が複数積層した多層基板があるが、ここでは、多層基板の場合には最上層にある1層の絶縁基板と1層の導電体層の部分を示す。また、電気部品を実装するランドとその周辺を示す。
【0041】
まず、図4に示すように、回路基板2では、ランド34の突出部35上面を対向するランド側に傾斜した傾斜面43を形成した点が、第1の実施の形態のランドとは異なり、その他の構成部分はほぼ同じ構造となっている。
【0042】
すなわち、突出部35の上面は、対向するランド34から遠い部分に平坦面41を有し、この平坦面41に連接し、且つ対向するランド34側に向かうに従って絶縁基板31に近接して突出部35の側壁に到達する傾斜面43を有する。そしてこの傾斜面43の突出部35側壁と交差する位置は、導電体32の回路配線部33の上面42より高く、且つ絶縁性樹脂36の表面より5μm程度高くなっている。また、この傾斜面43は曲面となっている。
【0043】
次に、この回路基板の製造方法の1例を、図5を参照して説明する。図5は、上記構造の回路基板の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。ただし、第1の実施の形態と共通する工程は省略して、本実施の形態の特徴的な工程のみに絞って説明する。
【0044】
まず、第1の実施の形態による図2(a)から図2(e)工程を経て、図5(a)に示すように、突出部35を有するランド34と回路配線部33からなる導電体32を絶縁基板31上に形成する。
【0045】
次に、図5(b)に示すように、導電体32及び絶縁基板31上にフォトレジストを塗布した後、露光、現像、エッチング等のフォトエッチング法により、突出部35の傾斜面の形成予定位置に開口部を有するマスクパターン38を形成する。すなわち、突出部35の対向するランド34側の上部及び側部の一部が露出するようにパターニングを行い、次に、マスクパターン38をマスクにしてホット塩化第二鉄水溶液あるいは酸等で突出部35の露出部分のエッチングを行う。エッチング液に曝された突出部35上面の角部分からエッチングが進行し、突出部35の側部側に下がった傾斜面43が形成される。この傾斜面43は、エッチングにより導電体32側に凹んだ曲率に形成される。
【0046】
次に、図5(c)に示すように、マスクパターン38を除去することにより、回路配線部33及びこの回路配線部33に連接して上面に突出部35を有するランド34とからなり、この突出部35上面が平坦面41と傾斜面43を有する所定パターンの導電体32ができあがる。
【0047】
この後、第1の実施の形態と同様に、ランド34及び回路配線部33の露出部分上にニッケル等のメッキを施して、ポリイミド等からなる絶縁性樹脂36をマスクキングによる印刷法等で形成し、図4に示すような回路基板2を作製する。
【0048】
なお、導電体32上の絶縁樹脂36の層厚は、突出部35の側面に到達する傾斜面43の位置より5μm程度低くなるように調整されている。
【0049】
図6は、回路基板に、電子部品をハンダ実装してなる電子回路装置を模式的に示す断面図である。
【0050】
図6に示すように、回路基板2のランド34を含む突出部35上面に所定量のハンダ37を塗布した後、突出部35上面に電気部品121の電極部122を位置合わせして載置し、ハンダ37を溶融、固化させることによって、電気部品121の電極部122とランド34とを接合している。
【0051】
以上のような第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態で得られる効果の他に、特に、本実施の形態では、電気部品121の電極部122がハンダ37に接する位置に傾斜面43が設けられているので、電気部品121を溶融ハンダの溜り部分により確実に載置することができ、より大きなセルフアラインメント効果を発生させることができる。従って、電気部品121はランド34上の一定位置に固定されるために、電気的特性、特に高周波特性の安定化を図ることができる。
【0052】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態に係る回路基板、回路基板の製造方法及び電子回路装置について、図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施の形態と同一構成部分には同様な符号(40番増加させた番号)を付して、その説明は省略し、異なる構成部分について説明する
図7は、本発明の第3の実施の形態に係る回路基板の要部を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、高周波回路部分と低周波回路部分を有する電子回路装置に好適な回路基板の例である。この回路基板においても、第1の実施の形態と同様に、絶縁基板が1枚の単層基板、及び、絶縁基板と配線層が複数積層した多層基板があるが、ここでは、多層基板の場合には最上層にある1層の絶縁基板と1層の導電体層の部分を示す。また、電気部品を実装するランドとその周辺を示す。
【0053】
まず、図7に示すように、回路基板3は、高周波回路部分における導電体52aの回路配線部53aと低周波回路部分における導電体52bの回路配線部分53bの層厚を異ならしめた点が、第1の実施の形態の回路基板とは異なり、その他の構成部分は第1の実施の形態とほぼ同じ構造を有する。すなわち、高周波回路部分の導電体52aにおける突出部55aを含むランド54aと低周波回路部分の導電体52bにおける突出部55bを含むランド54bとの層厚は同じに形成している。しかし、高周波回路部分の導電体52aにおける回路配線部53aの層厚を小さく、且つ低周波回路部分における回路配線部53bの層厚を大きくしている。
【0054】
また、絶縁性樹脂56は、回路基板3の上面全体にわたって平坦をなすように形成するため、必然的に低周波回路部分の導電体52b上に比べて高周波回路部分の導電体52a上において層厚に形成されているが、同じ層厚に形成してもよい。
【0055】
次に、この回路基板の製造方法の1例を、図8を参照して説明する。図8は、上記構造の回路基板の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。ただし、第1の実施の形態と共通する工程は省略して、本実施の形態の特徴的な工程のみに絞って説明する。
【0056】
まず、第1の実施の形態による図2(a)から図2(e)工程を経て、図8(a)に示すように、突出部55を有するランド54と回路配線部53からなる導電体52を絶縁基板51上に形成する。
【0057】
次に、図8(b)に示すように、導電体52を覆うように絶縁基板51上にフォトレジストを塗布して、露光、現像、エッチング等のフォトエッチング法により、高周波回路部分の導電体52aにおける回路配線部53aの形成予定位置に開口部を有するマスクパターン58を形成する。
【0058】
次に、図8(c)に示すように、マスクパターン58をマスクにしてホット塩化第二鉄水溶液あるいは酸等で露出した高周波回路部分の回路配線部53aの表面を絶縁基板51に平行に所定量エッチング除去し、低周波回路部分における回路配線部53bの層厚に比べて小さくする。その後、マスクパターン58を除去して、高周波回路部分の回路配線部53aの層厚が小さく、且つ低周波回路部分の回路配線部53bの層厚が大きく形成された導電体52a、52bが得られる。
【0059】
この後、第1の実施の形態と同様に、露出した突出部55a、55b及びランド54a、54b部分上にニッケル等のメッキを施した後、絶縁性樹脂56を印刷法等で導電体52a、52bを覆うように絶縁基板51上に形成し、突出部55a、55bを含むランド54a、54b上に開口部を形成し、図7に示すような回路基板3を作製する。
【0060】
なお、導電体52a、52b上の絶縁樹脂56の厚さは、突出部55a、55bの上面61の位置より5μm程低くなるように膜厚が調整されている。
【0061】
また、図7に示すように、突出部55a、55bを含むランド54a、54b及び絶縁性樹脂56は、第1の実施の形態と全く同じである。従って、回路基板3に電気部品をハンダ実装してなる電子回路装置は、回路配線部の層厚を除いて図3と同じ形態になる。
【0062】
以上のような第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態で得られる効果の他に、特に、本実施の形態では、導電体52a、52bの回路配線部53a、53bの高さ、すなわち層厚をランド54a、54bの突出部55a、55bの高さ、すなわちランド54a、54bを含む突出部55a、55bの層厚とは独立して調整できるために、例えば、電気部品を実装するランド54a、54bを含む突出部55a、55bの層厚を固定し、そして、低周波回路部分の回路配線部53bの層厚を最適化しておいて、高周波回路部分の回路配線部53aの層厚を調整することによりインピーダンスの調整が簡単に行える。従って、インピーダンスの微調整のために電気部品の位置変更等を繰り返すという無駄を排除することができる。
【0063】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【0064】
例えば、第2の実施の形態と第3の実施の形態とを組合わせてもよい。すなわち、第3の実施の形態の回路基板において、ランドの突出部上面に、第2の実施の形態における傾斜面を設けてもよい。
【0065】
また、第3の実施の形態では、導電体の層厚で高周波回路のインピーダンスを調整しているので、調整する前の導電体の層厚を、第1または第2の実施の形態の場合より予め厚くしてもよい。
【0066】
また、上記実施の形態では、導電体の層厚の調整及び分離溝の形成に、ウェットエッチング法を用いたが、スパッタリング法等のドライエッチングを用いても差し支えない。更に、分離溝の形成には、レーザによる蒸発を利用することもでき、この場合はエッチングマスクが不要となる。
【0067】
【発明の効果】
本発明によれば、隣接の導電体間のショート、及び電気部品と導電体との接合不良を抑制できる回路基板、回路基板の製造方法及び電子回路装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の第1の実施の形態に係る回路基板を模式的に示す断面図、図1(b)はその回路基板の平面図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る回路基板の製造方法を工程順に模式的に示す断面図。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る回路基板に、電子部品をハンダ実装してなる電子回路装置を模式的に示す断面図。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る回路基板を模式的に示す断面図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る回路基板の製造方法を工程順に模式的に示す断面図。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る回路基板に、電子部品をハンダ実装してなる電子回路装置を模式的に示す断面図。
【図7】本発明の第3の実施の形態に係る回路基板を模式的に示す断面図。
【図8】本発明の第3の実施の形態に係る回路基板の製造方法を工程順に模式的に示す断面図。
【図9】図9(a)は従来の回路基板を模式的に示す断面図、図9(b)はその回路基板の上に電子部品をハンダ実装してなる電子回路装置を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
1、2、3、5 回路基板
11、31、51、101 絶縁基板
12、32、52、52a、52b、102 導電体
12a 銅箔
13、33、53、53a、53b、103 回路配線部
14、34、54、54a、54b、104 ランド
15、35、55、55a、55b 突出部
16、36、56、106 絶縁性樹脂
17、37、107 ハンダ
18、19、38、58 マスクパターン
20 開口部
25、45、65 分離溝
26、46 隙間
41 平坦面
42、61 上面
43 傾斜面
121 電気部品
122 電極部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit board, a circuit board manufacturing method, and an electronic circuit device, and more particularly to a circuit board that functions at a high frequency, a circuit board manufacturing method, and an electronic circuit device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices in the information communication field and information processing field have been developed with the aim of speeding up, downsizing, and high functionality, and in particular, in the field of transmitting large amounts of information such as images, there is a high demand for speeding up. The circuit boards for electronic circuit devices used there are being processed with higher precision and multilayers.
[0003]
Currently, circuit boards have a structure in which a wiring layer made of a conductor is surrounded or embedded by an insulating member. Chip components (hereinafter simply referred to as electrical components) such as semiconductor components, resistors, and capacitors are mounted on the exposed wiring layer and are electrically connected via solder or the like. Multi-layer boards in which a plurality of thin plate-shaped insulating members and wiring layers are alternately stacked to form a multi-layer circuit on a single circuit board are also widely used. Or three-dimensionally connected to the ground.
[0004]
These circuit boards are a method of forming a circuit by sticking a copper plate to an insulating plate material depending on the material, application, etc., masking necessary wiring parts, and etching away unnecessary copper by chemical treatment etc. The wiring part is made by copper plating or the like, or the conductive paste material is printed on the insulating member in the form of wiring and then baked and made. In addition, a method of hardening the conductor wiring with an insulating resin has been proposed. In these circuit boards, the surface of the conductor is formed on the same surface without any height.
[0005]
A conventional circuit board will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a cross-sectional view showing the main part of the circuit board, and FIG. 9B is a diagram schematically showing a state in which components are mounted on the circuit board. FIG. 9 shows the outermost surface portion in the case of a single-layer circuit board or a multilayer circuit board.
[0006]
As shown in FIG. 9A, the
[0007]
Therefore, normally, in the
[0008]
Then, as shown in FIG. 9B, after solder is formed on the upper surface of the
[0009]
In the conventional circuit board described above, since the upper surface of the
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-8-330715 (second page, FIG. 2)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, according to the conventional circuit board, since the insulating resin surface is formed at a position higher than the land upper surface, when there are too many solders, adjacent conductors due to generation of solder balls or outflow of solder A short circuit occurs. On the other hand, if the amount of solder is too small, there is a problem such as defective bonding between the electrical component and the conductor.
[0012]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a circuit board, a circuit board manufacturing method, and an electronic circuit device that can suppress short circuit between adjacent conductors and poor connection between the conductor and electric components. For the purpose.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a circuit board according to one embodiment of the present invention includes an insulating substrate, a land fixed to a main surface of the insulating substrate, and a conductor having a circuit wiring portion connected to the land, An insulating layer that at least exposes a land to cover the surface of the conductor and the insulating substrate, and a protrusion that is formed on the top surface of the land and protrudes above the surface of the insulating layer in the vicinity of the land. .
[0014]
According to another aspect of the present invention, there is provided a circuit board manufacturing method comprising: forming a conductor having a land and a circuit wiring portion connected to the land on a main surface of an insulating substrate; and at least part of the land upper surface. Forming a protruding portion on the upper surface of the land by etching away the remaining conductive material surface, exposing at least the upper surface of the protruding portion, and exposing the conductive material and the insulating substrate surface to a height of the protruding portion; And a step of covering with an insulating layer having a smaller layer thickness.
[0015]
In the electronic circuit device according to another aspect of the present invention, a conductor having a land and a circuit wiring portion connected to the land is formed on the main surface of the insulating substrate, and the upper surface of the land protrudes from the upper surface of the circuit wiring portion. A circuit board in which a protrusion is formed, at least the protrusion is exposed, and a surface of the conductor and the insulating substrate is covered with an insulating layer having a thickness smaller than a height of the protrusion; and the protrusion of the circuit board And an electrical component joined to the upper surface of the part through a joining material.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
(First embodiment)
First, a circuit board, a circuit board manufacturing method, and an electronic circuit device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a cross-sectional view and a plan view schematically showing main parts of a circuit board according to a first embodiment of the present invention. The circuit board includes a single-layer board having a single insulating board and a multi-layer board in which a plurality of insulating boards and wiring layers are laminated. And a portion of one conductor layer. In addition, a land portion where electric parts are mounted and its periphery are shown.
[0019]
First, as shown in FIGS. 1A and 1B, the circuit board 1 is made of BT resin (bismaleimide / triazine, Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), epoxy resin, ceramic, or the like. Has a small and rigid insulating
[0020]
The
[0021]
An insulating
[0022]
An opening is formed in the insulating
[0023]
Next, an example of this circuit board manufacturing method will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing the circuit board having the above structure in the order of steps.
[0024]
First, as shown in FIG. 2A, a
[0025]
Next, as shown in FIG. 2B, a photoresist is applied onto the
[0026]
Next, as shown in FIG. 2C, using the
[0027]
Next, as shown in FIG. 2 (d), a photoresist is applied on the
[0028]
Next, as shown in FIG. 2E, using the
[0029]
Thereafter, nickel or the like is plated on the exposed portions of the
[0030]
Then, as shown in FIG. 2F, for example, polyimide is used so as to cover the surface of the
[0031]
The insulating
[0032]
As a result, the circuit board 1 is obtained in which the protruding
[0033]
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an electronic circuit device formed by soldering electrical components on the circuit board.
[0034]
As shown in FIG. 3, a predetermined amount of bonding material, for example,
[0035]
According to the circuit board 1 of the above-described embodiment, the
[0036]
Further, the
[0037]
Furthermore, since the
[0038]
Furthermore, since the
[0039]
(Second Embodiment)
Next, a circuit board, a circuit board manufacturing method, and an electronic circuit device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol (number increased 20th) is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted and a different component is demonstrated.
[0040]
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the main part of the circuit board according to the second embodiment of the present invention. As in the first embodiment, the circuit board includes a single-layer board having one insulating board and a multilayer board in which a plurality of insulating boards and wiring layers are stacked. Indicates a portion of one insulating substrate and one conductor layer in the uppermost layer. Moreover, the land which mounts an electrical component and its periphery are shown.
[0041]
First, as shown in FIG. 4, the
[0042]
That is, the upper surface of the projecting
[0043]
Next, an example of this circuit board manufacturing method will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing the circuit board having the above structure in the order of steps. However, the steps common to the first embodiment are omitted, and only the characteristic steps of the present embodiment will be described.
[0044]
First, through the steps of FIG. 2A to FIG. 2E according to the first embodiment, as shown in FIG. 5A, a conductor comprising a
[0045]
Next, as shown in FIG. 5B, after applying a photoresist on the
[0046]
Next, as shown in FIG. 5C, the
[0047]
Thereafter, as in the first embodiment, the exposed portions of the
[0048]
The layer thickness of the insulating
[0049]
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an electronic circuit device in which electronic components are solder-mounted on a circuit board.
[0050]
As shown in FIG. 6, after a predetermined amount of
[0051]
According to the second embodiment as described above, in addition to the effects obtained in the first embodiment, particularly in the present embodiment, the
[0052]
(Third embodiment)
Next, a circuit board, a circuit board manufacturing method, and an electronic circuit device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals (numbers increased by 40), the description thereof is omitted, and FIG. It is sectional drawing which shows typically the principal part of the circuit board which concerns on 3 embodiment. The present embodiment is an example of a circuit board suitable for an electronic circuit device having a high frequency circuit portion and a low frequency circuit portion. Also in this circuit board, as in the first embodiment, there is a single-layer board with one insulating board and a multi-layer board in which a plurality of insulating boards and wiring layers are laminated. Shows a portion of one insulating substrate and one conductor layer in the uppermost layer. Moreover, the land which mounts an electrical component and its periphery are shown.
[0053]
First, as shown in FIG. 7, the
[0054]
Further, since the insulating
[0055]
Next, an example of this circuit board manufacturing method will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing a circuit board having the above structure in the order of steps. However, the steps common to the first embodiment are omitted, and only the characteristic steps of the present embodiment will be described.
[0056]
First, through the steps of FIG. 2A to FIG. 2E according to the first embodiment, as shown in FIG. 8A, a conductor comprising a
[0057]
Next, as shown in FIG. 8B, a photoresist is applied on the insulating
[0058]
Next, as shown in FIG. 8C, the surface of the
[0059]
Thereafter, as in the first embodiment, after the exposed
[0060]
Note that the thickness of the insulating
[0061]
Further, as shown in FIG. 7, the
[0062]
According to the third embodiment as described above, in addition to the effects obtained in the first embodiment, particularly in the present embodiment, the height of the
[0063]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0064]
For example, the second embodiment and the third embodiment may be combined. That is, in the circuit board according to the third embodiment, the inclined surface in the second embodiment may be provided on the upper surface of the protruding portion of the land.
[0065]
In the third embodiment, since the impedance of the high-frequency circuit is adjusted by the layer thickness of the conductor, the layer thickness of the conductor before adjustment is more than that of the first or second embodiment. You may make it thick beforehand.
[0066]
In the above embodiment, the wet etching method is used for adjusting the layer thickness of the conductor and forming the separation groove. However, dry etching such as a sputtering method may be used. Further, evaporation by a laser can be used for forming the separation groove. In this case, an etching mask is not necessary.
[0067]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the circuit board which can suppress the short circuit between adjacent conductors, and the joining defect of an electrical component and a conductor, the manufacturing method of a circuit board, and an electronic circuit apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a circuit board according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of the circuit board.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the circuit board manufacturing method according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an electronic circuit device in which electronic components are solder-mounted on the circuit board according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a circuit board according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a circuit board manufacturing method according to the second embodiment of the present invention in the order of steps;
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an electronic circuit device in which electronic components are solder-mounted on a circuit board according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a circuit board according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing a circuit board according to a third embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 9A is a cross-sectional view schematically showing a conventional circuit board, and FIG. 9B schematically shows an electronic circuit device in which electronic components are solder-mounted on the circuit board. Sectional drawing.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3, 5
Claims (11)
前記絶縁基板の主面に固着されたランド及びこのランドに連接された回路配線部を有する導電体と、
前記ランドを少なくとも露出して前記導電体及び前記絶縁基板表面を覆う絶縁層と、
前記ランド上面に形成され、且つこのランド近傍の前記絶縁層表面より上方に突出する突出部と、
を有することを特徴とする回路基板。An insulating substrate;
A conductor having a land fixed to the main surface of the insulating substrate and a circuit wiring portion connected to the land;
An insulating layer that at least exposes the land and covers the conductor and the surface of the insulating substrate;
A protrusion formed on the top surface of the land and protruding above the surface of the insulating layer near the land;
A circuit board comprising:
前記ランド上面の少なくとも一部を残して、それ以外の前記導電体表面をエッチング除去して前記ランド上面に突出部を形成する工程と、
前記突出部上面を少なくとも露出し、且つ前記導電体及び前記絶縁基板表面を前記突出部の高さよりも小さい層厚を有する絶縁層で覆う工程と、
を有することを特徴とする回路基板の製造方法。Forming a conductor having a predetermined pattern having a land and a circuit wiring portion connected to the land on the main surface of the insulating substrate;
Leaving the at least part of the land upper surface and etching away the other conductor surface to form a protrusion on the land upper surface;
Covering at least the upper surface of the protruding portion and covering the conductor and the insulating substrate surface with an insulating layer having a layer thickness smaller than the height of the protruding portion;
A method of manufacturing a circuit board, comprising:
前記回路基板の前記突出部上面に接合材を介して接合された電気部品と、
を有する電子回路装置。A conductor having a land and a circuit wiring portion connected to the land is formed on the main surface of the insulating substrate, and a protruding portion protruding from the upper surface of the circuit wiring portion is formed on the top surface of the land, and at least the protruding portion is exposed. A circuit board in which the surfaces of the conductor and the insulating substrate are covered with an insulating layer having a layer thickness smaller than the height of the protruding portion;
An electrical component bonded to the upper surface of the protruding portion of the circuit board via a bonding material;
An electronic circuit device.
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-
2003
- 2003-07-10 JP JP2003195311A patent/JP2005032931A/en active Pending
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