JP2009111287A - 電子部品モジュール及びその回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる反りや捩れを抑制した回路基板（特に、高周波用の回路基板）を備えた電子部品モジュール及びその回路基板を提供すること。
【解決手段】絶縁体層と、前記絶縁体層の各表面に形成された複数の導電体層を有し、一の前記導電体層からなり、前記表面の大半を覆うグランド面と、他の前記表面に形成された前記導電体層からなる配線を備えた回路基板と、前記回路基板に搭載され、前記配線により結線された電子部品からなる電子部品モジュールにおいて、前記導電体層が除かれてなる複数のスリットが、前記グランド面内に設けられていること。
【選択図】 図７

Description

本発明は、電子部品と当該電子部品が搭載された回路基板とからなる電子部品モジュール及びその回路基板に関し、特に、リフロー半田付け工程を経ても反ったり捩れたりしない薄型回路基板を備えた電子部品モジュール及びその回路基板に関する。

携帯電話等の電子装置のマザーボードに搭載される電子部品モジュールの小型化は、近年、顕著である。それに伴い、電子部品モジュールが形成される回路基板（所謂、プリント基板）も、薄型化している。

このような回路基板に電子部品を実装（搭載）するためには、リフロー半田付け技術が用いられる。リフロー半田付けでは、まず、回路基板上の電子部品の実装箇所にクリーム半田を印刷する。次に、このクリーム半田に、電子部品を仮に固定する。この状態で、回路基板全体を半田クリームの融点以上に加熱することによって、電子部品を回路基板に半田付けする。

回路基板は、例えば、ガラスエポキシ系樹脂からなる絶縁体層と、この絶縁体層の表面上に形成された、例えば、銅箔等の金属薄膜（導電体層）からなる配線によって構成されている。

このように構成された回路基板の薄型化は近年著しく、その厚さは、１ｍｍ以下（例えば、４００μｍ）に達している。このような回路基板に対してリフロー半田付けを施すと、回路基板の加熱とその後の冷却過程で、回路基板に反りや捩れが発生してしまう。

この反りや捩れを防止する方法としては、金属薄膜をエッチングして絶縁体層の表面に配線を形成する際、配線以外の部分にも適宜、円形や直角三角形の多数の微小金属薄膜を残す方法がある。上述した方法では、配線以外に残された金属薄膜も含めた全金属膜の面積を、複数の配線層間で等しくしている（特許文献１）。尚、絶縁体層の表面積に対する上記全金属膜の面積の割合を、以下、残存率と呼ぶ。

図１は、このような残存率調整用の金属薄膜（ダミーパターン２）が形成された回路基板４の表面の構成を説明する図である。図１に示すように、この回路基板４は、絶縁体層８と、その表面に形成された配線６と、残存率調整用の金属薄膜（ダミーパターン２；円形パターン及び斜辺が向かい合うように配置された直角三角形対）によって構成されている。

ところで、配線６は、通常、銅箔をエッチングして形成される。従って、以後の説明では、配線６は銅箔によって形成されているものとし、金属薄膜の残存率を、残銅率と呼ぶこととする。

近年の回路基板４は、多層化されている。すなわち、回路基板４は、複数の絶縁体層１０と、配線６からなる複数の配線層によって構成されている。各配線層において配線全体が占める面積は、夫々の配線層に形成される配線パターンによって異なる。従って、配線６だけによって構成された配線層の残銅率は一定しない。

回路基板にリフロー半田付けを施すと、回路基板を加熱する過程で、配線層８（例えば、銅箔）は、絶縁体層（例えば、ガラスエポキシ系樹脂）より大きく熱膨張する。その結果、夫々の配線層８は、夫々が接している絶縁体層に引張応力を及ぼす。

図２は、回路基板を構成する一の絶縁体層１０と、その正面側１２及び背面側１４に形成された配線６とからなる回路基板４の断面を説明する図である。

配線層８が、絶縁体層１０に及ぼす応力は、配線層８の残銅率が高いほど大きい。従って、上述したような、残銅率が異なる複数の配線層８からなる回路基板４では、絶縁体層１０の正面側１２に形成された配線層１０と背面側１４に形成された配線層８から異なった大きさの引張応力が、絶縁体層１０に作用する。この引張応力によって絶縁体層１０は伸張する。ここで、正面側と背面側では引張応力の大きさが異なるので、図３のように、残銅率がより高く引張応力がより強く作用する側を外側として、絶縁体層１０は反る。尚、図３には、リフロー半田付け前の回路基板の要部断面図を破線で示してある。

更に、正面と背面の引張応力の相違に加え、絶縁体層１０の表面における引張応力の面内分布に不均一が存在する場合等には、絶縁体層１０に捩れが発生する。

回路基板４が冷却する過程では、配線層８は収縮する。しかし、絶縁体層１０の変形は不可逆的であり、回路基板４の温度が室温に戻った後も、絶縁体層１０の変形は残存している。その結果、リフロー半田付け後の回路基板４には、反り又は捩れが固定される。

このような回路基板４の変形を回避するためには、絶縁体層の正面側１２と背面側１４で、残銅率を等しくすればよい。このようにすれば、絶縁体層１０の正面側１２及び背面側１４夫々に作用する応力が等しくなるので、リフロー半田付けによる絶縁体層１０の変形は発生しない。すなわち、回路基板は変形しない。

ダミーパターンを用いる上記方法は、各配線層８の残銅率を一定とし、絶縁体層１０の正面側１２と背面側１４で発生する応力を一定にして、回路基板の変形を抑制するものである。
特開２００４−２００２６５号公報

ダミーパターンを用いる上記方法は、回路基板４が使用される周波数帯域が低い場合には有効である。

しかし、回路基板４の使用される周波数が高くなると種々の問題が発生する。

ダミーパターン２が存在すると、寄生容量や寄生インダクタンスが発生する。周波数帯域が高くなると、寄生容量によるアドミッタンスや寄生インダクタンスによるインピーダンスが大きくなる。その結果、これら寄生容量や寄生インダクタンスを介して、配線間で信号の漏洩等の問題が生じる（第１の問題点）。

また、高周波帯域で使用される回路基板では、通常、マザーボードと対面する絶縁体層の表面に、グランド面が設けられる。これは、回路基板上に設けられた配線とグランド面によって伝送路を構成し、高周波信号を円滑に伝播させるためだけではなく、回路基板を伝播する高周波信号をマザーボードからシールドして、マザーボードに雑音が誘起されないようにするためでもある。

ダミーパターン２を用いて残銅率を調整する上記方法を、このような回路基板に適用しようとすると、以下に説明する通り、高周波信号に対するシールド効果が減殺され、本来は強化されなければならないグランド面の機能が損なわれる。

即ち、上記方法を高周波回路基板に適用しようとすると、グランド面のシールド効果とグランド強化に悪影響が及ぶ。

図４は、電子部品モジュール１８が、マザーボード１６に搭載された状態を説明する断面図である。電子部品モジュール１８は、複数の電子部品２０と、この電子部品２０を搭載した回路基板４によって構成されている。回路基板４は、通常、複数の絶縁体層によって構成されており、（最もマザーボード１６に近い絶縁体層の表面であって）マザーボードに対向した面２２には、グランド面が形成されている。

グランド面は、通常、面内構造を有しないベタパターンによって構成される。また、グランド面は、マザーボードに対向した面２２（以下、対向面と呼ぶ）の大半（例えば、６割以上、好ましくは７割以上、更に好ましくは８割以上、最も好ましくは９割以上）を覆うように形成される。一方、この対向面以外の絶縁体層の表面には、配線層が形成される。

上述したように、高周波回路基板にダミーパターン２を設けることは好ましくない。しかし、回路基板に反りや捩れが発生しないようにするために、配線層に敢えてダミーパターン２を設けることも考えられる。

しかし、ダミーパターンを配線層に設けたとしても、配線層の残銅率は、絶縁体層の表面の大半を覆う、高周波配線基板用のグランド面の残銅率よりは低くなる。

一方、ダミーパターンを用いる上記方法では、グランド面が形成された導電体層を含め、全ての導電体層で、残銅率を一定にする必要がある。

従って、上記方法を採用するためには、グランド面の残銅率を、ダミーパターンの設けられた配線層の残銅率に合わせて、低くしなければならない。このため、グランド面の面積が小さくせざるをえない。

その結果、高周波信号に対するグランド面のシールド効果が減殺され、本来は強化されなければならないグランド面の機能が損なわれてしまう（第２の問題点）。

更に、図４に示すように、マザーボード１６に搭載される回路基板４には、電子部品２０は片面のみに実装される。一方、電子部品２０が実装される面には、配線が集中的に設けられので、ダミーパターン２を設ける余地が殆どない。この点からも、ダミーパターンを設けて残銅率を一定にする上記方法を、採用することは困難である（第３の問題点）。

そこで、本発明の目的は、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる反りや捩れを抑制した回路基板（特に、高周波用の回路基板）を備えた電子部品モジュール及びその回路基板を提供することである。

（第１の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、絶縁体層と、前記絶縁体層の各表面に形成された複数の導電体層を有し、一の前記導電体層からなり、前記表面の大半を覆うグランド面と、他の前記表面に形成された前記導電体層からなる配線を備えた回路基板と、前記回路基板に搭載され、前記配線により結線された電子部品からなる電子部品モジュールにおいて、前記導電体層が除かれてなる複数のスリットが、前記グランド面内に設けられていることを特徴とする。

第１の側面によれば、グランド面の熱膨張によって発生する応力を、グランド面にスリットを設けることによって分散するので、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる回路基板の反りや捩れを抑制することができる。

（第２の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面は、第１の側面において、複数の前記絶縁体層が積層されてなることを特徴とする。

第２の側面によれば、複数の前記絶縁体層が積層されてなる回路基板を備えた電子部品モジュールにおいて、グランド面の熱膨張によって発生する応力を、グランド面にスリットを設けることによって分散するので、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる回路基板の反りや捩れを抑制することができる。

（第３の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第３の側面は、第１の側面において、前記スリットの伸展方向が、複数であることを特徴とする。

第３の側面によれば、夫々の伸展方向で反りを抑制することができる。

（第４の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第４の側面は、第３の側面において、伸展方向の異なる前記スリットが交差していることを特徴とする。

第４の側面によれば、交差したスリットを１つのスリットパターンとして設計することができ、パターン設計が容易になる。

（第５の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第５の側面は、第４の側面において、前記伸展方向が直交していることを特徴とする。

第５の側面によれば、十字パターンを１つのスリットパターンとして設計することができ、パターン設計が容易となる。

（第６の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第６の側面は、第３の側面において、請求項３に記載の電子部品モジュールにおいて、前記回路基板の形状が矩形であり、一方の前記伸展方向が、前記矩形の一方の辺に平行であり、他方の前記伸展方向が、前記矩形の他方の辺に平行であることを特徴とする。

第６の側面によれば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）上の座標軸（Ｘ軸-Ｙ軸）と、スリットの伸展方向を一致させることができる。従って、パターン設計が容易になる。

（第７の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第７の側面は、第１の側面において、前記スリットが、前記グランド面の外縁には達していないことを特徴とする。

第７の側面によれば、グランド面の外縁すなわち最外閉曲線によって囲まれる面積が縮小しないので、グランド面のシールド効果が損なわれることはない。

（第８の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第８の側面は、第１の側面において、少なくても一の直線に複数の前記スリットが交差するように、配置されていることを特徴とする。

第８の側面によれば、グランド面の膨張によって発生する応力をより細分化することができるので、回路基板の反りや捩れをより効果的に抑制することができる。

（第９の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第９側面は、第１乃至８の何れかの側面において、前記絶縁体層が、ガラスエポキシ系樹脂からなることを特徴とする。

第９の側面によれば、絶縁体層がガラスエポキシ系樹脂からなる回路基板を備えた電子部品モジュールにおいて、グランド面の熱膨張によって発生する応力を、グランド面にスリットを設けることによって分散するので、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる回路基板の反りや捩れを抑制することができる。

（第１０の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１０の側面は、絶縁体層と、前記絶縁体層の各表面に形成された複数の導電体層を有し、一の前記導電体層からなり、前記表面の大半を覆うグランド面と、他の前記表面に形成された前記導電体層からなる配線を備えた回路基板において、 前記導電体層が除かれてなる複数のスリットが、前記グランド面内に設けられていることを特徴とする。

第１０の側面によれば、グランド面の熱膨張によって発生する応力を、グランド面にスリットを設けることによって分散するので、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる回路基板の反りや捩れを抑制することができる。

（第１１の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１１の側面は、第１０の側面において、複数の前記絶縁体層が積層されてなることを特徴とする。

第１１の側面によれば、複数の前記絶縁体層が積層されてなる回路基板において、グランド面の熱膨張によって発生する応力を、グランド面にスリットを設けることによって分散するので、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる回路基板の反りや捩れを抑制することができる。

（第１２の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１２の側面は、第１０の側面において、前記スリットの伸展方向が、複数であることを特徴とする。

第１２の側面によれば、夫々の伸展方向で反りを抑制することができる。

（第１３の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１３の側面は、第１２の側面において、伸展方向の異なる前記スリットが交差していることを特徴とする。

第１３の側面によれば、交差したスリットを１つのスリットパターンとして設計することができ、パターン設計が容易になる。

（第１４の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１４の側面は、第１３の側面において、前記伸展方向が直交していることを特徴とする。

第１４の側面によれば、十字パターンを１つのスリットパターンとして設計することができ、パターン設計が容易となる。

（第１５の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１５の側面は、第１２の側面において、前記回路基板の形状が矩形であり、一方の前記伸展方向が、前記矩形の一方の辺に平行であり、他方の前記伸展方向が、前記矩形の他方の辺に平行であることを特徴とする。

第１５の側面によれば、ＣＡＤ上の座標軸（Ｘ軸-Ｙ軸）と、スリットの伸展方向を一致させることができる。従って、パターン設計が容易になる。

（第１６の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１６の側面は、第１０の側面において、前記スリットが、前記グランド面の外縁には達していないことを特徴とする。

第１６の側面によれば、グランド面の外縁すなわち最外閉曲線によって囲まれる面積が縮小しないので、グランド面のシールド効果が損なわれることはない。

（第１７の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１７の側面は、第１０の側面において、少なくとも一の直線に複数の前記スリットが交差するように、配置されていることを特徴とする。

第１７の側面によれば、グランド面の膨張によって発生する応力をより細分化することができるので、回路基板の反りや捩れをより効果的に抑制することができる。

（第１８の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１８の側面は、第１０乃至１７の何れかの側面において、前記絶縁体層が、ガラスエポキシ系樹脂からなることを特徴とする。

第１８の側面によれば、絶縁体層がガラスエポキシ系樹脂からなる回路基板において、グランド面の熱膨張によって発生する応力を、グランド面にスリットを設けることによって分散するので、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる回路基板の反りや捩れを抑制することができる。

本発明によれば、グランド面の熱膨張によって発生する応力を、グランド面にスリットを設けることによって分散するので、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる回路基板の反りや捩れを抑制することができる。

以下，図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し，本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

（実施の形態例１）
本実施の形態は、グランド面に、伸展方向が直交する複数のスリットが設けられた回路基板を備えた電子部品モジュール及びその回路基板に係るものである。

（１）構 成
図５は、本実施の形態に係わる電子部品モジュール２４が、例えば、携帯電話のマザーボード１６に搭載された状態を説明する断面図である。電子部品モジュール２４は、回路基板２６と、この回路基板２６に搭載され、回路基板２６に形成された配線によって結線されたフィルター等の電子部品２０とからなる。

図６は、電子部品モジュール２４のブロックダイアグラムの一例である。電子部品モジュール２４は、例えば、外部のアンテナ３０の入力端に接続されたアンテナスイッチ２８と、アンテナスイッチ２８の出力端に接続された複数のフィルター３２によって構成されている。

そして、フィルター３２等の電子部品２０が搭載された回路基板２６は、図５に示すように、例えば、半田バンプ２８によって、マザーボード１６に搭載されている。

図７は、回路基板２６の対抗面（マザーボード１６に対向する面）の構成を説明する平面図である。図８は、図７に示したＡ−Ａ’線における断面図を矢印の方向から見た断面図である。

図８に示すように、回路基板２６は、積層された複数の絶縁体層１０と、この絶縁体層１０の表面に形成された複数の導電体層３６を備えている。ここで、絶縁体層１０は、ガラスエポキシ系樹脂からなる。

そして、マザーボードに対向する面（対向面２２）には、導電体層３６からなり、絶縁体層１０の表面の大半（例えば、６割以上、好ましくは７割以上、更に好ましくは８割以上、最も好ましくは９割以上）を覆うグランド面３８が設けられている（図７参照）。また、グランド面３８の周囲には、後述するビアホール４０によって配線層に接続されたパッド４２が設けられている。パッド４２は、半田バンプ２８によってマザーボード１６内の配線に電気的に接続されている。

また、グランド面３８にもパッド領域４４（グランドパッド）が設けられ、半田バンプ２８によってマザーボード１６のグランドに電気的に接続されている。尚、グランド面３８の周囲には、半田バンプのはみ出しを防止するため、レジスト４６が設けられている。レジスト４６は、図７に示した破線と回路基板２６の外縁の間に設けられている。但し、レジスト４６は、パッド４２の表面は覆わないように形成されている。

一方、上記グランド面３８が形成された表面とは異なる別の絶縁体層の表面には、例えば、図９のように、導電体層３６からなる配線５４が設けられている。ここで、図９は、絶縁体層１０の上に形成された、複数の配線５４からなる配線層８の構成を説明する平面図である。

そして、各導電体層３６は、ビアホール４０に充填された金属層によって、電気的に接続されている（図８参照）。

そして、導電体層３６が除かれた複数のスリット４８が、グランド面３８内に設けられている。このようにスリットを設けることにより、下記「原理」で説明する通り、リフロー半田付けに起因する回路基板の反りを抑制することができる。

図７に示した例では、２つのスリット４８が対になり、夫々の伸展方向が直交している。

すなわち、本実施の形態では、スリットの伸展方向が複数（２つ）である。このようにすると、下記「原理」の説明から明らかなように、夫々の伸展方向で反りを抑制することができる。

また、本実施の形態では、伸展方向の異なるスリット４８が交差している。このようにスリット４８を交差させると、交差したスリットを１つのスリットパターンとして設計することができ、パターン設計が容易になる。

例えば、スリットが直交している本実施の形態では、十字パターンを１つのスリットパターンとして設計することができ、パターン設計が容易となる。

また、図７から明らかなように、回路基板２６の形状は矩形である。ここで、伸展方向が直交した上記スリット４８の一方の伸展方向は上記矩形の一方の辺に平行であり、上記スリットの他方の伸展方向が上記矩形の他の辺に平行である。

このようにすると、ＣＡＤ上の座標軸（Ｘ軸-Ｙ軸）と、スリットの伸展方向を一致させることができる。従って、パターン設計が容易になる。

また、図７に示す本実施の形態では、少なくとも一の直線６０,６２に、複数のスリット４８が交差するように配置されている。このようにすることによって、下記「原理」の説明から明らかなように、グランド面３８の膨張によって発生する応力をより細分化することができるので、回路基板の反りや捩れをより効果的に抑制することができる。

更に、スリット４８は、図７に示すように、グランド面３８の外縁には達していないように設けられている。このようにすることによって、グランド面の外縁すなわち最外閉曲線によって囲まれる面積が縮小しないので、グランド面のシールド効果が損なわれることはない。

尚、上記例では、絶縁体層１０は複数であるが、絶縁体層１０は単数であってもよい。すなわち、一の絶縁体層１０の正面に配線層が設けられ、絶縁体層１０の背面にグランド面３８が設けられていてもよい。即ち、回路基板は、所謂、両面プリント基板であってもよい。

また、マザーボード１６への雑音の誘起が問題とならない場合等には、グランド面３８は、対向面２２ではなく、他の面に設けてもよい。

すなわち、本実施の形態に係る電子部品モジュール２４（図５参照）には、絶縁体層１０と、上記絶縁体層１０の各表面に形成された複数の導電体層３６を有し、一の上記導電体層３６からなり、上記表面の大半を覆うグランド面３８と、他の上記表面に形成された上記導電体層３６からなる配線５４を備えた回路基板２６（図７及び図８参照）と、上記回路基板２６に搭載され、上記配線５４により結線された電子部品２０からなる電子部品モジュール２４（図５参照）において、上記導電体層３６が除かれてなる複数のスリット４８が、上記グランド面内３８に設けられている（図７参照）。

（２）原 理
図１０は、正面に複数の配線６からなる配線層８を設け、背面にベタパターンからなるグランド面３８が設けられた絶縁体層１０からなる回路基板２６にリフロー半田付けを行った場合の回路基板２６の状態を説明する図である。

図１０の左側に示した図は、背面側から回路基板２６を見た図である。図１０の右側に示した図は、左側の図に示したＡ−Ａ’線における断面を矢印の方向から見た図である。

図１０から明らかなように、グランド面３８の残銅率は、配線層８の残銅率より高い。このような回路基板２６にリフロー半田付けを施すと、昇温乃至加熱過程で膨張したグランド面３８が、配線層８より大きな応力５６を絶縁体層１０に及ぼす。その結果、回路基板２６は、図１０の右側に示すように、配線層８が設けられた面が内側になるように反ってしまう。

本発明者は、鋭意検討した結果、グランド面３８にスリット４８を設けることによって、このような反りを緩和できることを発見した。

図１１は、グランド面３８にスリット４８を設けた回路基板２６にリフロー半田付けを行った後の状態を説明する図である。図１１の左側に示した図は、背面側から回路基板２６を見た図である。図１１の右側に示した図は、左側の図に示したＡ−Ａ’線における断面を矢印の方向から見た図である。

図１０に示すようにベタパターンからなるグランド面３０を備えた矩形の回路基板２６では、回路基板２６の長辺方向に大きな応力５６が発生する。スリット４８は、その長辺方向６８に交わるように設けられている。このようなスリット４８が設けられると、図１１の右側に示すように、リフロー半田付けによる回路基板２６の反りが緩和される。これは、スリット４８によってグランド面３８が細分化されると、細分化された個々の領域は小さな応力しか発生しなくなるためと考えられる。すなわち、スリット４８によって応力が分散され、一つの大きな力にはならないため反りが抑制されると考えられる。

従って、グランド面３８の発生する応力の方向に交わるように、スリットを設けることによって、この応力によって発生する回路基板の反りを抑制することができる。

以上の説明では、回路基板２６の長辺方向６８における応力のみを考慮した。しかし、実際には、回路基板２６の短辺方向７０にも応力が発生する。従って、回路基板２６の短辺方向に交わるようなスリットも設けて、短辺方向７０における反りを抑制することが好ましい。

（３）特 性
次に、図７に示すグランド面３８を備えた回路基板２６に対してリフロー半田付けを施した場合に発生する反りの測定結果について説明する。

測定に用いた回路基板２６（以下、測定用回路基板と呼ぶ）は、所謂、６層基板であり、ガラスエポキシ系樹脂からなる複数の絶縁体層１０によって構成されている。絶縁体層１０の正面には、配線層８が設けられている。一方、絶縁体層１０の背面には、グランド面３８等、図７に示すとおりの構造が形成されている。回路基板２６の長辺は、約８．６ｍｍである。一方、回路基板２６の短辺は、約６．２ｍｍである。また、基板のトータル厚さは、４００μｍである。

図１２は、スリット４８による反り抑制の効果を検証するために用いた、比較用の回路基板（比較用回路基板５８）の対向面（マザーボードに対向する面）の構成を説明する平面図である。比較用回路基板５８の構成は、グランド面３８にスリット４８が設けられていない点を除き、図７に示す測定用回路基板と同じである。

図１３は、本測定の試料を準備するために用いたリフロー炉の温度変化を説明する図である。縦軸が温度であり、横軸が時間である。すなわち、図７又は図１２のようなグランド面を有する回路基板を、上記リフロー炉を用いて、図１３のような温度プロファイルで処理した。

図１３に示すように、本測定で使用したリフロー半田付け工程では、まず、回路基板を約１４０℃まで急速に加熱する（昇温；ヒーティング）。次に、２００℃まで除々に温度を上昇させながら、所定の時間、回路基板を予備加熱する（予熱；プリヒート）。リフロー半田付けでは、使用するクリーム半田の特性にもよるが、例えば２００℃の温度で、クリーム半田が溶融する。その後、２５０℃まで加熱した後、温度の下降を開始し、２００℃まで温度を下げる（加熱；ソルダリング）。最後に、室温まで温度を下げる（降温；クーリング）。

図１４は、リフロー半田付け後における測定用回路基板の表面の平坦度を測定した結果を説明する図である。縦軸（Ｚ軸）は、リフロー半田付け前の反りのない回路基板表面を基準として、リフロー半田付け後の回路基板表面が変位した量（以下、平坦度と呼ぶ）を示している。変位の量の符号は、配線層側が内側になるよう反った場合にプラスとなるようにした。ＸＹ平面は、回路基板の表面位置を表している。

Ｙ軸に沿って付された符号（Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５）は、回路基板の短辺を６等分した位置に対応している。Ｘ軸に沿って付された符号（１〜１５）は、回路基板の長辺を１５等分した位置に対応している。

図１４に示すように、リフロー半田付け後の平坦度すなわち回路基板表面（正面）の変位量は、０．０１ｍｍ以下である。回路基板に反りが発生している場合には、回路基板の中央部分で変位量が大きくなる。このような反りに特徴的な変位は図１４には見られず、微小な変位が回路基板全体に亘って見られる。すなわち、図１４に示された結果は、図７のようなグランド面を用いることによって、リフロー半田付けよる回路基板の反りの抑制が可能であることを示している。尚、図１４には、捩れの発生を示す変移パターンも認められない。

図１５は、リフロー半田付け後における比較用回路基板の表面の平坦度を測定した結果を説明する図である。縦軸（Ｚ軸）、Ｘ軸、及びＹ軸が表すものは、図１４と同じである。

図１５に示すように、リフロー半田付け後の比較用回路基板の表面（正面）は、中央部が大きく変位している。その変位量は、最大で約０．０２ｍｍに及ぶ。すなわち、図１５に示された結果は、グランド面にスリットを設けていない従来の回路基板（比較用回路基板）は、リフロー半田付けにより大きく反ってしまうことを示している。

すなわち、図１４及び図１５に示された結果は、グランド面３８にスリットを設けることにより、リフロー半田付けよる高周波用回路基板の反りを抑制できることを示している。

一方、グランド面３８にスリット４８を設けても、スリット４８自体の表面積は小さいので、グランド面３８のシールド効果が大きく損なわれることはない。更に、本実施の形態ではスリット４８がグランド面３８の外縁に達していないため、この外縁に沿った最外閉曲線によって囲われる面積が減少することはない。従って、回路基板が放射する電磁界を、この最外閉曲線に沿って誘起される電流によって効果的に遮蔽することができる。

従って、本実施の形態によれば、グランド面のシールド効果を損なうことなく、リフロー半田付けによる反りや捩れを抑制した回路基板（特に、高周波用の回路基板）を具備した電子部品モジュールと、その回路基板を提供することである。

（４）モイスチャー・センシティビティ・レベル（Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ；ＭＳＬ）の改善
本実施の形態の回路基板は、上述したような反りを抑制するという効果の他に、モイスチャー・センスティブ・レベル（以下、ＭＳＬと略す）を改善するという効果も有する。

回路基板を空気中に放置すると、ガラスエポキシ系樹脂等の絶縁体層１０は水分を吸収する。このような水分を吸収した絶縁体層１０からなる回路基板２６に対してリフロー半田付けを行うと、吸収されていた水分が、昇温乃至加熱工程で急激に絶縁体層１０から放出される。

グランド面３８を構成する導電体層は、銅箔等の金属膜によって構成される。従って、グランド面３８は、このような水分の放出を妨げる。特に、従来の回路基板のように、グランド面３８がベタパターンである場合には、水分に逃げ道がない。このため、このような回路基板にリフロー半田付けを施すと、２００℃以上に加熱され膨張した水分が発生する圧力によって、回路基板が破壊されてしまう。

このような破壊を防ぐため、回路基板は、通常、乾燥窒素等の乾燥雰囲気中に保持され、水分を吸収しないように管理される。このようにすれば、吸収された水分の熱膨張によって回路基板が破壊されることはない。

或いは、回路基板を管理するため、基板に吸収されている水分量を測定し、空気中に保管した場合、何日以内にリフロー半田付けを行うべきかの指標すなわちＭＳＬを決定する。このＭＳＬによって指定された期間内に、リフロー半田付けを行えば、回路基板の破壊を防止することができる。

本実施の形態に係る回路基板では、グランド面３８にスリット４８が設けられている。このため、リフロー半田付けにおける昇温乃至加熱工程で膨張した水分は、このスリット４８から空気中に逃げ出して行く。このため、本実施の形態の回路基板を用いれば、ＭＳＬが改善される。例えば、ＭＳＬを、無期限でリフロー半田付けを行うことのできるフリークラスにすることも可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態は、グランド面に、伸展方向が異なるが交差はしてない複数のスリットが設けられた回路基板を備えた電子部品モジュール及びその回路基板に係るものである。

本実施の形態における電子部品モジュール及びその回路基板は、回路基板のグランド面３８に設けられたスリット４８の構成及びその配置を除き、実施の形態１の電子部品モジュール及びその回路基板と同じである。

図１６は、本実施例に係る回路基板２６の対向面（マザーボードに対向する面）の構成を説明する平面図である。

本実施の形態では、図１６に示すように、回路基板２６の長辺方向６８に平行な複数の第１のスリット６４と回路基板２６の短辺方向７０に平行な複数の第２のスリット６６が、グランド面３８に交互に配置されている。

このようにしても、本実施の形態に係る電子部品モジュール及びその回路基板は、上記実施の形態１に係る電子部品モジュール及びその回路基板と殆ど同じ効果を有する。

ただし、実施の形態１の回路基板と同数のスリットをグランド面３８に設けようとした場合、例えば、銅箔を加工してグランド面３８等を形成するためにフォトリソグラフィー工程に必要なフォトマスクパターンの設計に必要な労力が増す。

（実施の形態３）
本実施の形態は、グランド面に、伸展方向が一方向のみの複数のスリットが設けられた回路基板を備えた電子部品モジュール及びその回路基板に係るものである。

本実施の形態における電子部品モジュール及びその回路基板は、回路基板のグランド面３８に設けられたスリット４８の構成及びその配置を除き、実施の形態２の電子部品モジュール及びその回路基板と同じである。

図１７は、回路基板２６の対向面（マザーボードに対向する面）の構成を説明する平面図である。

本実施の形態では、図１７に示すように、回路基板２６の短辺方向７０に平行な複数のスリット６８のみが、グランド面３８に配置されている。

このようにしても、本実施の形態に係る電子部品モジュール及びその回路基板は、上記実施の形態２に係る電子部品モジュール及びその回路基板と殆ど同じ効果を奏する。

ただし、本実施の形態に係る電子部品モジュール及びその回路基板では、回路基板２６の短辺方向に平行なスリットが設けられていないので、短辺方向における反りを抑制することができない。

上述した例では、スリットの伸展方向は、回路基板の長辺方向又は短辺方向の何れか一方であった。しかし、スリットの伸展方向は、このような方向に限られるものではない。例えば、回路基板の対角線に平行な方向であってもよい。

また、以上の例では、伸展方向の異なるスリットが交差する角度は直角であった。しかし、一の直線に交差する角度は必ずしも直角である必要はなく、例えば４５°であってもよい。

更に、以上の例では、スリットが一の直線に直交するように配置されている。しかし、交差角度は必ずしも直角である必要はなく、例えば４５°であってもよい。

ダミーパターンを形成して、金属膜の残存率を絶縁体層の各表面で等しくした回路基板を説明する平面図である。 回路基板を構成する一の絶縁体層と、その正面及び背面に形成された配線とからなる回路基板の断面を説明する図である。 リフロー半田付けによって、反った回路基板の断面を説明する図である。 電子部品モジュールがマザーボードに搭載された状態を説明する断面図である。 実施の形態に係わる電子部品モジュールが、マザーボードに搭載された状態を説明する断面図である。 実施の形態に係わる電子部品モジュールのブロックダイアグラムの一例である。 実施の形態１に係わる回路基板の対向面（マザーボードに対向する面）の構成を説明する平面図である。 実施の形態に係わる回路基板の構成を説明する断面図である。 実施の形態に係わる回路基板を構成する絶縁体層の上に形成された、複数の配線からなる配線層の構成を説明する平面図である。 正面に複数の配線からなる配線層を設け、背面にベタパターンからなるグランド面が設けられた絶縁体層からなる回路基板にリフロー半田付けを行った後の状態を説明する図である。 グランド面にスリットを設けた回路基板にリフロー半田付けを行った後の状態を説明する図である。 比較用回路基板の対向面（マザーボードに対向する面）の構成を説明する平面図である。 反り測定用の試料準備に用いたリフロー炉の温度変化を説明する図である。 リフロー半田付け後における測定用回路基板の表面の平坦度を測定した結果を説明する図である。 リフロー半田付け後における比較用回路基板の表面の平坦度を測定した結果を説明する図である。 実施の形態２に係わる回路基板の対向面（マザーボードに対向する面）の構成を説明する平面図である。 実施の形態３に係わる回路基板の対向面（マザーボードに対向する面）の構成を説明する平面図である。

符号の説明

２・・・ダミーパターン ４・・・回路基板 ６・・・配線
８・・・配線層 １０・・・絶縁体層 １２・・・絶縁体層の正面側
１４・・・絶縁体層の背面側 １６・・・マザーボード
１８・・・電子部品モジュール ２０・・・電子部品
２２・・・マザーボード側の面（対向面）
２４・・・実施の形態に係わる電子部品モジュール
２６・・・実施の形態に係わる回路基板
２８・・・半田バンプ
３０・・・アンテナ ２８・・・アンテナスイッチ
３２・・・フィルター ３６・・・導電体層 ３８・・・グランド面
４０・・・ビアホール ４２・・・パッド
４４・・・グランド面内のパッド領域（グランドパッド） ４６・・・レジスト
４８・・・スリット ５０,５２・・・伸展方向 ５４・・・配線
５６・・・応力 ５８・・・比較用回路基板 ６０,６２・・・直線
６４・・・第１のスリット（実施の形態２）
６６・・・第２のスリット（実施の形態２）
６８・・・長辺方向 ７０・・・短辺方向

Claims (18)

1. 絶縁体層と、
   前記絶縁体層の各表面に形成された複数の導電体層を有し、
   一の前記導電体層からなり、前記表面の大半を覆うグランド面と、
   他の前記表面に形成された前記導電体層からなる配線を備えた回路基板と、
   前記回路基板に搭載され、前記配線により結線された電子部品からなる電子部品モジュールにおいて、
   前記導電体層が除かれてなる複数のスリットが、前記グランド面内に設けられていることを
   特徴とする電子部品モジュール。
2. 請求項１に記載の電子部品モジュールにおいて、
   複数の前記絶縁体層が積層されてなることを
   特徴とする電子部品モジュール。
3. 請求項１に記載の電子部品モジュールにおいて、
   前記スリットの伸展方向が、複数であることを
   特徴とする電子部品モジュール。
4. 請求項３に記載の電子部品モジュールにおいて、
   伸展方向の異なる前記スリットが交差していることを
   特徴とする電子部品モジュール。
5. 請求項４に記載の電子部品モジュールにおいて、
   前記伸展方向が直交していることを
   特徴とする電子部品モジュール。
6. 請求項３に記載の電子部品モジュールにおいて、
   前記回路基板の形状が矩形であり、
   一方の前記伸展方向が、前記矩形の一方の辺に平行であり、
   他方の前記伸展方向が、前記矩形の他方の辺に平行であることを
   特徴とする電子部品モジュール。
7. 請求項１に記載の電子部品モジュールにおいて、
   前記スリットが、前記グランド面の外縁には達していないことを
   特徴とする電子部品モジュール。
8. 請求項１に記載の電子部品モジュールにおいて、
   少なくとも一の直線に複数の前記スリットが交差するように、配置されていることを
   特徴とする電子部品モジュール。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の電子部品モジュールにおいて、
   前記絶縁体層が、ガラスエポキシ系樹脂からなることを
   特徴とする電子部品モジュール。
10. 絶縁体層と、
    前記絶縁体層の各表面に形成された複数の導電体層を有し、
    一の前記導電体層からなり、前記表面の大半を覆うグランド面と、
    他の前記表面に形成された前記導電体層からなる配線を備えた回路基板において、
    前記導電体層が除かれてなる複数のスリットが、前記グランド面内に設けられていることを
    特徴とする回路基板。
11. 請求項１０に記載の回路基板において、
    複数の前記絶縁体層が積層されてなることを
    特徴とする回路基板。
12. 請求項１０に記載の回路基板において、
    前記スリットの伸展方向が、複数であることを
    特徴とする回路基板。
13. 請求項１２に記載の回路基板において、
    伸展方向の異なる前記スリットが交差していることを
    特徴とする回路基板。
14. 請求項１３に記載の回路基板において、
    前記伸展方向が直交していることを
    特徴とする回路基板。
15. 請求項１２に記載の回路基板において、
    前記回路基板の形状が矩形であり、
    一方の前記伸展方向が、前記矩形の一方の辺に平行であり、
    他方の前記伸展方向が、前記矩形の他方の辺に平行であることを
    特徴とする回路基板。
16. 請求項１０に記載の回路基板において、
    前記スリットが、前記グランド面の外縁には達していないことを
    特徴とする回路基板。
17. 請求項１０に記載の回路基板において、
    少なくとも一の直線に複数の前記スリットが交差するように、配置されていることを
    特徴とする回路基板。
18. 請求項１０乃至１７の何れか１項に記載の回路基板において、
    前記絶縁体層が、ガラスエポキシ系樹脂からなることを
    特徴とする回路基板。

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