JP2015126182A - Printed wiring board - Google Patents

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松岡 秀樹
Hideki Matsuoka
秀樹 松岡
真介 堀
Shinsuke Hori
真介 堀
淳一 平山
Junichi Hirayama
淳一 平山
守生 村田
Morio Murata
守生 村田
敏之 神谷
Toshiyuki Kamiya
敏之 神谷
真司 真船
Shinji Mafune
真司 真船
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively suppress occurrence of cracks at a solder joint part with a ceramic electronic component in a printed wiring board on which the ceramic electronic component is mounted.SOLUTION: Disclosed is a printed wiring board 100A with a multilayer structure which is equipped integrally with a laminate material 120 on at least one surface of a core base material 110 and in which a ceramic electronic component 10 containing a ceramic material as a base material is mounted on the laminate material 120. A raw material of the laminate material 120 is low in elasticity, lower than a general purpose rigid material and having elastic modulus of less than 20 GPa, and which is rich in flexibility, and a recess 150 is formed by removing a part or the whole of base material specific points included in a mounting region MS of the ceramic electronic component 10 out of the core base material 110.

Description

本発明は、プリント配線板に関し、さらに詳しく言えば、多層構造であってセラミック電子部品との接続信頼性を向上させる技術に関するものである。   The present invention relates to a printed wiring board, and more particularly to a technique for improving connection reliability with a ceramic electronic component having a multilayer structure.

セラミック電子部品、とりわけデジタルカメラ等に用いられるセンサー等の大型サイズのセラミック電子部品になると、その一辺が50mmを超えるものがある。ヒートサイクル試験は、接続信頼性を評価する試験として、プリント配線板に部品を実装した状態で実施されるが、特に、大型サイズのセラミック電子部品を実装したプリント配線板に対して、ヒートサイクル試験を行うとはんだ接合部にクラックが入り、最悪の場合、はんだ切断等による断線に至ることがある。   Ceramic electronic components, particularly large-sized ceramic electronic components such as sensors used in digital cameras and the like, have one side exceeding 50 mm. The heat cycle test is performed as a test for evaluating connection reliability with components mounted on a printed wiring board. Especially, the heat cycle test is performed on a printed wiring board mounted with large-sized ceramic electronic components. If the soldering is performed, cracks may occur in the solder joints, and in the worst case, disconnection may occur due to solder cutting or the like.

ヒートサイクル試験は、プリント配線板の信頼性試験に用いられる加速試験の一つで、各セットメーカーで条件は異なるが、低温と高温という環境を交互に繰り返し、これを所定のサイクル数実施する。その一例として、低温を−40℃,高温を125℃に設定し、低温30分,高温30分を1サイクルとして、これを500サイクル以上実施して断線が発生しないことを信頼性の判定基準としている。   The heat cycle test is one of the accelerated tests used for the reliability test of the printed wiring board. The conditions are different for each set maker, but the environment of low temperature and high temperature is alternately repeated, and this is performed for a predetermined number of cycles. As an example, the low temperature is set to −40 ° C., the high temperature is set to 125 ° C., the low temperature 30 minutes and the high temperature 30 minutes are set as one cycle, and this is performed for 500 cycles or more and the disconnection does not occur. Yes.

ここで、図4により、セラミック電子部品実装用のプリント配線板の一例について説明する。このプリント配線板200は、内層となるコア基材210の両面に、積層材220(上側積層材220a,下側積層材220bを含む)を一体的に積層してなる構造のプリント配線板である(製造方法に関しては、例えば特許文献1参照)。   Here, an example of a printed wiring board for mounting a ceramic electronic component will be described with reference to FIG. The printed wiring board 200 is a printed wiring board having a structure in which a laminated material 220 (including an upper laminated material 220a and a lower laminated material 220b) is integrally laminated on both surfaces of a core base 210 serving as an inner layer. (For example, refer to Patent Document 1 regarding the manufacturing method).

この例において、コア基材210の両面には、内層回路211が形成されており、上側積層材220a側には、セラミック電子部品10をはんだ付けするためのランド221が形成されている。ランド221と内層回路211は、ビアホール240内にメッキされた導体を介して接続されており、一般的に上側積層材220aと下側積層材220bのはんだ付けランド以外の部分は、ソルダーレジスト230により被覆されている。   In this example, inner layer circuits 211 are formed on both surfaces of the core substrate 210, and lands 221 for soldering the ceramic electronic component 10 are formed on the upper laminated material 220a side. The land 221 and the inner layer circuit 211 are connected to each other through a conductor plated in the via hole 240. Generally, the portions other than the soldering lands of the upper laminated material 220a and the lower laminated material 220b are formed by a solder resist 230. It is covered.

実装されるセラミック電子部品10には、図5(a)に示すように、フラットパッケージ11から複数本のリード端子12が例えばガルウィング状に引き出されているリード端子型10Aと、図6(a)に示すように、フラットパッケージ11の側面から底面にかけて複数の電極端子13がL字状に形成されているリードレス型10Bとがある。なお、リードレス型10Bには、電極端子13がフラットパッケージ11の底面のみに配置されているものもある。   As shown in FIG. 5A, the ceramic electronic component 10 to be mounted includes a lead terminal mold 10A in which a plurality of lead terminals 12 are drawn out from a flat package 11 in a gull wing shape, for example, and FIG. As shown in FIG. 2, there is a leadless type 10B in which a plurality of electrode terminals 13 are formed in an L shape from the side surface to the bottom surface of the flat package 11. In some leadless types 10B, the electrode terminals 13 are arranged only on the bottom surface of the flat package 11.

現状はリード端子型10Aが主流であるものの、高密度化への進展によりリードレス型10Bが増えてきている。いずれにしても、リード端子12もしくは電極端子13は、積層材220(この例では上側積層材220a)上のランド221にはんだ付けにより接合されるが、ヒートサイクル試験において、はんだ接合部にクラックが発生しないようにするため、コア基材210と積層材220(220a,220b)に、ともに熱膨張係数の小さな高機能リジッド材を用いる試みがなされている。   At present, the lead terminal type 10A is the mainstream, but the leadless type 10B is increasing due to progress toward higher density. In any case, the lead terminal 12 or the electrode terminal 13 is joined to the land 221 on the laminated material 220 (in this example, the upper laminated material 220a) by soldering, but in the heat cycle test, the solder joint has cracks. In order to prevent the occurrence of such a problem, attempts have been made to use high-performance rigid materials having a small thermal expansion coefficient for the core base material 210 and the laminated material 220 (220a, 220b).

セラミック電子部品10の基材であるセラミック材の熱膨張係数は4〜7ppm/℃程度であるのに対し、汎用リジッド材の熱膨張係数は大凡12〜16ppm/℃であり、熱膨張係数に大きな差がある。これに対して、高機能リジッド材の熱膨張係数は大凡3〜10ppm/℃と低い。   The thermal expansion coefficient of the ceramic material that is the base material of the ceramic electronic component 10 is about 4 to 7 ppm / ° C., whereas the thermal expansion coefficient of the general-purpose rigid material is about 12 to 16 ppm / ° C., which is large in the thermal expansion coefficient. There is a difference. On the other hand, the thermal expansion coefficient of the high-performance rigid material is as low as about 3 to 10 ppm / ° C.

現在市場にある汎用リジッド材には、例えばガラス繊維の布にエポキシ樹脂を染みこませ熱硬化処理を施して板状に成形したFR−4(Flame Retardant Type4)等がある。一般的に汎用リジッド材は、高い弾性率(大凡20〜30GPa)を併せ持つ剛性の強い材料である。これに対して、高機能リジッド材は、さらに高い弾性率(大凡25〜35GPa)を持つ極めて剛性の強い材料である。   Examples of general-purpose rigid materials currently on the market include FR-4 (Frame Regentant Type 4) formed by impregnating an epoxy resin into a glass fiber cloth and performing a thermosetting treatment. Generally, a general-purpose rigid material is a highly rigid material having a high elastic modulus (approximately 20 to 30 GPa). On the other hand, the highly functional rigid material is a very rigid material having a higher elastic modulus (approximately 25 to 35 GPa).

一例として、セラミック電子部品10の熱膨張係数が7ppm/℃,その一辺の長さが50mm、FR−4(汎用リジッド材)の熱膨張係数が14ppm/℃で、ヒートサイクル試験の条件を低温−40℃,高温125℃とした場合、熱伸縮の差は0.06mmとなる。   As an example, the thermal expansion coefficient of the ceramic electronic component 10 is 7 ppm / ° C., the length of one side is 50 mm, the thermal expansion coefficient of FR-4 (general purpose rigid material) is 14 ppm / ° C., and the heat cycle test conditions are low temperature − When 40 degreeC and high temperature 125 degreeC are set, the difference of thermal expansion-contraction will be 0.06 mm.

図5(b)を参照して、リード端子型10Aの場合、上記熱伸縮の差はリード端子12の変形により吸収され、はんだ材Sへの機械的なストレス集中がある程度緩和されるが、リード端子12で吸収できる許容限度を超えると、はんだ材Sにクラックが発生することになる。   Referring to FIG. 5B, in the case of the lead terminal mold 10A, the difference in thermal expansion and contraction is absorbed by deformation of the lead terminal 12, and the mechanical stress concentration on the solder material S is relieved to some extent. If the allowable limit that can be absorbed by the terminal 12 is exceeded, cracks will occur in the solder material S.

リードレス型10Bの場合にはより深刻であり、図6(b)に示すように、上記熱伸縮の差による機械的なストレスが直接的にはんだ材Sに加えられるため、クラックが発生しやすい。   In the case of the leadless type 10B, it is more serious. As shown in FIG. 6B, since the mechanical stress due to the difference in thermal expansion and contraction is directly applied to the solder material S, cracks are likely to occur. .

この他、はんだ材Sにクラックが進行する要因として、プリント配線板200自体がヒートサイクル試験で加えられる高低の熱により伸縮することによる反りや、配線形状等によるうねり等の発生がある。   In addition, the cause of cracks in the solder material S includes the occurrence of warpage due to expansion and contraction of the printed wiring board 200 itself due to the high and low heat applied in the heat cycle test, and swell due to the wiring shape.

このクラック発生および進行の問題は、実装されるセラミック電子部品10のサイズが大型になるほど顕著になる。一例として、近年のデジタルカメラ等の高機能化により、それに搭載されるセラミック電子部品10としてのセンサーも例えば一辺が50mmを超えるような大型サイズとなることから、はんだ接合部におけるクラックの発生が深刻な問題となっている。   The problem of crack generation and progression becomes more prominent as the size of the ceramic electronic component 10 to be mounted becomes larger. As an example, due to the recent enhancement in functionality of digital cameras and the like, the sensor as the ceramic electronic component 10 mounted on the digital camera becomes, for example, a large size having a side exceeding 50 mm. Has become a serious problem.

特開2010−56373号公報JP 2010-56373 A

したがって、本発明の課題は、セラミック電子部品が実装されるプリント配線板において、セラミック電子部品とのはんだ接合部におけるクラックの発生を効果的に抑制し、その接続信頼性を向上させることにある。   Accordingly, an object of the present invention is to effectively suppress the occurrence of cracks in a solder joint with a ceramic electronic component and improve the connection reliability in a printed wiring board on which the ceramic electronic component is mounted.

上記課題を解決するため、本発明は、基本的な構成として、コア基材の少なくとも片面に積層材を一体に備え、上記積層材上にセラミック材を基材とするセラミック電子部品がはんだ付けにより実装される多層構造のプリント配線板において、
上記積層材が、汎用リジッド材よりも低弾性である弾性率が20GPa以下の低弾性で柔軟性な富む素材からなり、上記コア基材のうち、上記セラミック電子部品の部品実装領域内に含まれる基材特定箇所の一部もしくは全部が除去されていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the present invention has a basic configuration in which a laminated material is integrally provided on at least one surface of a core substrate, and a ceramic electronic component using the ceramic material as a substrate is soldered on the laminated material. In the multilayer printed circuit board to be mounted,
The laminated material is made of a low elasticity and flexible material having a lower elastic modulus than a general-purpose rigid material and having a low elastic modulus of 20 GPa or less, and is included in a component mounting region of the ceramic electronic component in the core base material. It is characterized in that a part or all of the base material specific part is removed.

好ましくは、上記積層材の弾性率は0.2〜6GPaであり、このような低弾性基材としてはフレキシブル基材が最適である。   Preferably, the elastic modulus of the laminated material is 0.2 to 6 GPa, and a flexible substrate is optimal as such a low elastic substrate.

本発明の一態様として、当該プリント配線板の外表面側に配置されている上記積層材の表面上に、上記セラミック電子部品の部品実装領域が設定される態様においては、上記積層材は、少なくとも上記部品実装領域の裏面側に補強用の銅箔を備えていることが好ましい。   As an aspect of the present invention, in an aspect in which a component mounting region of the ceramic electronic component is set on the surface of the laminated material disposed on the outer surface side of the printed wiring board, the laminated material is at least It is preferable that a reinforcing copper foil is provided on the back side of the component mounting region.

また、別の態様として、上記積層材の裏面側に上記セラミック電子部品の部品実装領域が設定される態様においては、上記裏面側の部品実装領域が露出されるように、上記基材特定箇所の全部を除去してなる凹部を備え、上記凹部内に上記セラミック電子部品が配置されることになる。   Further, as another aspect, in the aspect in which the component mounting area of the ceramic electronic component is set on the back surface side of the laminated material, the base material specific portion is arranged so that the component mounting area on the back surface side is exposed. A concave portion formed by removing all of the ceramic electronic components is provided in the concave portion.

本発明において、上記コア基材が、上記セラミック電子部品のセラミック材とほぼ同等もしくはそれ以下の低熱膨張係数を有する高弾性の素材からなることが好ましい。この種の素材として、熱膨張係数が3〜10ppm/℃,弾性率が25〜35GPaである高機能リジッド材が好ましく採用される。   In the present invention, the core substrate is preferably made of a highly elastic material having a low thermal expansion coefficient substantially equal to or less than that of the ceramic material of the ceramic electronic component. As this type of material, a highly functional rigid material having a thermal expansion coefficient of 3 to 10 ppm / ° C. and an elastic modulus of 25 to 35 GPa is preferably employed.

本発明は、上記積層材上に実装される上記セラミック電子部品がリードレス型である場合に特に好適であるが、一般的なチップ部品が実装されてもよいことは勿論である。   The present invention is particularly suitable when the ceramic electronic component mounted on the laminated material is a leadless type, but it is a matter of course that a general chip component may be mounted.

本発明によれば、コア基材の少なくとも片面に積層材を一体に備え、積層材上にセラミック材を基材とするセラミック電子部品がはんだ付けにより実装される多層構造のプリント配線板において、積層材を汎用リジッド材よりも低弾性である弾性率が20GPa以下の低弾性で柔軟性な富む素材(好ましくはフレキシブル基材)とし、コア基材のうち、セラミック電子部品の部品実装領域内に含まれる基材特定箇所の一部もしくは全部を除去することにより、部品実装領域においては、ヒートサイクル試験時等におけるセラミック電子部品の熱収縮に積層材が追従しやすくなり、はんだ接合部にかけられる機械的ストレスが軽減されることから、はんだ接合部におけるクラックの発生が効果的に抑制され、セラミック電子部品との接続信頼性が高められる。   According to the present invention, in a printed wiring board having a multilayer structure, a laminated material is integrally provided on at least one surface of a core substrate, and a ceramic electronic component based on the ceramic material is mounted on the laminated material by soldering. The material is lower elasticity than general-purpose rigid material, and the elastic modulus is 20 GPa or less and low elasticity and a flexible material (preferably a flexible substrate), which is included in the component mounting area of the ceramic electronic component in the core substrate By removing a part or all of the specific part of the base material, the laminated material can easily follow the thermal shrinkage of the ceramic electronic component during the heat cycle test, etc. in the component mounting area, and it is mechanically applied to the solder joint Since the stress is reduced, the occurrence of cracks in the solder joints is effectively suppressed, and the connection reliability with ceramic electronic components It is enhanced.

基材特定箇所の一部もしくは全部を除去することに伴って、その分、当該プリント配線板自体の剛性(機械的強度)が弱くなることは否めないが、積層材の少なくとも実装領域の裏面側に補強用の銅箔を備えることにより、その剛性の不足分を多少なりとも補うことができる。   It is undeniable that the rigidity (mechanical strength) of the printed wiring board itself will be reduced by removing part or all of the specific part of the substrate, but at least the back side of the mounting area of the laminated material By providing the copper foil for reinforcement in the case, the lack of rigidity can be compensated for more or less.

また、コア基材を、セラミック電子部品のセラミック材とほぼ同等もしくはそれ以下の低熱膨張係数を有する高弾性の素材、具体的には、熱膨張係数が3〜10ppm/℃,弾性率が25〜35GPaである高機能リジッド材とすることにより、同様に、当該プリント配線板自体の剛性の不足分を補うことができる。   Further, the core base material is a highly elastic material having a low thermal expansion coefficient substantially equal to or less than that of the ceramic material of the ceramic electronic component. Specifically, the thermal expansion coefficient is 3 to 10 ppm / ° C., and the elastic modulus is 25 to 25. Similarly, by using a highly functional rigid material of 35 GPa, the lack of rigidity of the printed wiring board itself can be compensated.

また、高機能リジッド材は、無機フィラーの含有率が多く熱伝導率が高いため、セラミック電子部品の実装時に熱が逃げやすいが、積層材として用いるフレキシブル基材は、高機能リジッド材よりも無機フィラーの含有率が少なく熱伝導率が低いことから、実装時の熱が逃げにくくなり、実装性が向上する。   In addition, the high-performance rigid material has a high content of inorganic filler and high thermal conductivity, so heat easily escapes when mounting ceramic electronic components, but the flexible base material used as a laminate is more inorganic than the high-performance rigid material. Since the filler content is low and the thermal conductivity is low, heat at the time of mounting becomes difficult to escape, and the mountability is improved.

また、製造コストについて言えば、高機能リジッド材よりもフレキシブル基材の方が安価であるため、積層材をフレキシブル基材とする分、コア基材と積層材をともに高機能リジッド材とする場合よりもコストを下げることができる。さらには、積層材としてフレキシブル基材を使用するものの、コア基材はリジッド材であることから、プリント配線板としては剛性が高いため、部品実装工程等の変更が不要であり、既存のリジッドプリント配線板の製造設備で対応することができる。   In terms of manufacturing costs, flexible base materials are cheaper than high-performance rigid materials, so the core material and the laminated material are both high-performance rigid materials because the laminated material is a flexible base material. Can lower the cost. Furthermore, although a flexible base material is used as the laminate material, the core base material is a rigid material, so the printed wiring board has high rigidity, so there is no need to change the component mounting process, etc. It can be handled by the production equipment for wiring boards.

また、積層材の裏面側にセラミック電子部品の部品実装領域が設定される場合、すなわち、積層材裏面側の部品実装領域が露出されるように上記基材特定箇所の全部を除去してなる凹部を備える場合においては、その凹部内にセラミック電子部品が配置されるため、セラミック電子部品の高さを配線板内(凹部内)に吸収することができる。   In addition, when the component mounting area of the ceramic electronic component is set on the back surface side of the laminated material, that is, the concave portion formed by removing all of the above-mentioned base specific portions so that the component mounting area on the back surface side of the laminated material is exposed Since the ceramic electronic component is disposed in the recess, the height of the ceramic electronic component can be absorbed in the wiring board (in the recess).

本発明の第1実施形態に係る多層構成のプリント配線板を示す断面図。Sectional drawing which shows the printed wiring board of the multilayer structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 上記第1実施形態の別の態様に係る多層構成のプリント配線板を示す断面図。Sectional drawing which shows the printed wiring board of the multilayer structure which concerns on another aspect of the said 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態に係る多層構成のプリント配線板を示す断面図。Sectional drawing which shows the printed wiring board of the multilayer structure which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来のセラミック電子部品実装用プリント配線板を示す断面図。Sectional drawing which shows the conventional printed wiring board for ceramic electronic component mounting. (a)リード端子型セラミック電子部品を示す斜視図、(b)そのはんだ接合部を示す拡大断面図。(A) Perspective view which shows lead terminal type | mold ceramic electronic component, (b) The expanded sectional view which shows the solder joint part. (a)リードレス型セラミック電子部品を示す斜視図、(b)そのはんだ接合部を示す拡大断面図。(A) The perspective view which shows a leadless type | mold ceramic electronic component, (b) The expanded sectional view which shows the solder joint part.

次に、図1ないし図3により、本発明のいくつかの実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3, but the present invention is not limited thereto.

まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板100Aは、内層となるコア基材110と、その両面に一体的に積層された積層材120(上側積層材120a,下側積層材120bを含む)とを有する多層構成である。   First, referring to FIG. 1, a printed wiring board 100A according to a first embodiment of the present invention includes a core substrate 110 serving as an inner layer, and a laminated material 120 (upper laminated material 120a) integrally laminated on both surfaces thereof. , Including the lower laminated material 120b).

この第1実施形態において、上側積層材120aと下側積層材120bは、ビアホール140内にメッキされた導体を介して接続されており、上側積層材120a側には、セラミック電子部品10をはんだ付けするためのランド121が形成されている。   In the first embodiment, the upper laminate material 120a and the lower laminate material 120b are connected via a conductor plated in the via hole 140, and the ceramic electronic component 10 is soldered to the upper laminate material 120a side. Lands 121 for this purpose are formed.

通常のプリント配線板と同様に、上側積層材120aと下側積層材120bのはんだ付けランド以外の部分は、一般的なプリント配線板と同じく、ソルダーレジスト130により被覆されている。なお、このプリント配線板100Aにおいて、必要に応じて下側積層材120bは省略されてもよい。   Similar to a normal printed wiring board, the portions other than the soldering lands of the upper laminated material 120a and the lower laminated material 120b are covered with a solder resist 130 as in the case of a general printed wiring board. In the printed wiring board 100A, the lower laminated material 120b may be omitted as necessary.

コア基材110は、好ましくは高機能リジッド材のような、セラミック電子部品10のセラミック材とほぼ同等もしくはそれ以下の低熱膨張係数を有する高弾性(高剛性)の素材よりなる。これによれば、高機能リジッド材により、プリント配線板100A自体の反りやうねり等の発生が抑制される。   The core base material 110 is preferably made of a highly elastic (high rigidity) material having a low thermal expansion coefficient substantially equal to or less than that of the ceramic material of the ceramic electronic component 10 such as a highly functional rigid material. According to this, generation | occurrence | production of curvature, a wave | undulation, etc. of printed wiring board 100A itself is suppressed by highly functional rigid material.

これに対して、積層材120(120a,120b)には、弾性率が大凡20〜30GPaである汎用リジッド材よりも低弾性(低剛性)で柔軟性に富む素材、好ましくはポリイミド樹脂,TPI(非晶性ポリイミド樹脂),LCP(液晶ポリマー)、もしくは弾性率を下げるための配合を行ったエポキシ樹脂を主材料とする接着剤を含むフレキシブル基材が用いられる。   On the other hand, the laminated material 120 (120a, 120b) has a lower elasticity (lower rigidity) and more flexibility than a general-purpose rigid material having an elastic modulus of about 20 to 30 GPa, preferably a polyimide resin, TPI ( A flexible base material containing an adhesive mainly composed of an amorphous polyimide resin), an LCP (liquid crystal polymer), or an epoxy resin blended to lower the elastic modulus is used.

なお、弾性率について、コア基材110として用いられる高機能リジッド材の弾性率は25〜35GPa程度で、この高剛性により、このプリント配線板100A全体の剛性(機械的強度)が担われる。これに対して、フレキシブル基材の弾性率は0.2〜6GPaであることが好ましい。この弾性率の測定値はDMA法(リジッド材:曲げモード、フレキシブル基材:引張モード)による。なお、コア基材110として、汎用リジッド材(弾性率20〜30GPa程度)が用いられてもよい。   The elastic modulus of the high-performance rigid material used as the core base material 110 is about 25 to 35 GPa, and the rigidity (mechanical strength) of the entire printed wiring board 100A is carried by this high rigidity. On the other hand, it is preferable that the elastic modulus of a flexible base material is 0.2-6GPa. The measured value of the elastic modulus is based on the DMA method (rigid material: bending mode, flexible base material: tensile mode). Note that a general-purpose rigid material (an elastic modulus of about 20 to 30 GPa) may be used as the core substrate 110.

このプリント配線板100Aに実装されるセラミック電子部品10は、図5(a)に示したリード端子型10Aもしくは図6(a)に示したリードレス型10Bのいずれであってもよい。   The ceramic electronic component 10 mounted on the printed wiring board 100A may be either the lead terminal type 10A shown in FIG. 5 (a) or the leadless type 10B shown in FIG. 6 (a).

また、リード端子型10Aの場合には、そのリード端子12が図5(b)に示す態様ではんだ材Sによりランド121上にはんだ付けされ、リードレス型10Bの場合には、その電極端子13が図6(b)に示す態様ではんだ材Sによりランド121上にはんだ付けされるが、共晶はんだよりも鉛フリーはんだの方がクラックが発生しやすいことが知られている。   Further, in the case of the lead terminal type 10A, the lead terminal 12 is soldered onto the land 121 by the solder material S in the manner shown in FIG. 5B, and in the case of the leadless type 10B, the electrode terminal 13 thereof. 6B is soldered onto the land 121 by the solder material S in the embodiment shown in FIG. 6B, but it is known that lead-free solder is more susceptible to cracking than eutectic solder.

先にも説明したように、セラミック電子部品10の基材であるセラミック材の熱膨張係数は4〜7ppm/℃程度であり、これに対して、一般的な汎用リジッド材からなるコア基材の熱膨張係数は大凡のところ12〜16ppm/℃である。また、ヒートサイクル試験において繰り返し加えられる高低の熱により、プリント配線板自体に反りやうねり等が発生する。   As described above, the thermal expansion coefficient of the ceramic material that is the base material of the ceramic electronic component 10 is about 4 to 7 ppm / ° C., whereas the core base material made of a general general-purpose rigid material is used. The coefficient of thermal expansion is approximately 12-16 ppm / ° C. Further, the printed wiring board itself is warped or swelled by high and low heat repeatedly applied in the heat cycle test.

これらの要因によって、ヒートサイクル試験時に、図5(b),図6(b)に示すはんだ材Sに機械的なストレスが集中的に加えられ、これが原因で、そのはんだ接合部にクラックが発生することになる。   Due to these factors, mechanical stress is intensively applied to the solder material S shown in FIGS. 5B and 6B during the heat cycle test, which causes cracks in the solder joints. Will do.

このようなクラックの発生を防止するため、この第1実施形態では、セラミック電子部品10の部品実装領域MSには、上側積層材120aのみを残し、部品実装領域MSに含まれるコア基材110の一部分もしくは全部、および下側積層材120bの対応する部分を除去するようにしている。これにより、部品実装領域MSにおいて、上側積層材120aの下方には凹部150が形成される。   In order to prevent the occurrence of such cracks, in the first embodiment, only the upper laminated material 120a is left in the component mounting area MS of the ceramic electronic component 10, and the core substrate 110 included in the component mounting area MS is left. Part or all and a corresponding part of the lower laminated material 120b are removed. Thereby, in the component mounting region MS, a recess 150 is formed below the upper laminated material 120a.

これによれば、部品実装領域MSにおいては、ヒートサイクル試験時等におけるセラミック電子部品10の熱収縮に上側積層材120aが追従しやすくなることから、はんだ接合部にかけられる機械的ストレスが軽減され、はんだ接合部におけるクラックの発生が効果的に抑制され、セラミック電子部品10との接続信頼性が高められる。   According to this, in the component mounting region MS, the upper laminate material 120a can easily follow the thermal contraction of the ceramic electronic component 10 during a heat cycle test or the like, so that the mechanical stress applied to the solder joint is reduced, The occurrence of cracks in the solder joint is effectively suppressed, and the connection reliability with the ceramic electronic component 10 is improved.

なお、部品実装領域MSに対応するコア基材110の一部分もしくは全部、および下側積層材120bの対応する部分(以下、「基材特定箇所」ということがある。)を除去することに伴って、その分、プリント配線板100Aの剛性が弱くなることは否めないが、フレキシブル基材よりなる上側積層材120aの少なくとも部品実装領域MSの裏面側に、補強用の銅箔122を残すことにより、その剛性の不足分を多少なりとも補うことができる。   Along with the removal of a part or all of the core base material 110 corresponding to the component mounting region MS and the corresponding part of the lower laminated material 120b (hereinafter also referred to as “base material specific portion”). Therefore, it is undeniable that the rigidity of the printed wiring board 100A is weakened, but by leaving the reinforcing copper foil 122 on at least the back surface side of the component mounting region MS of the upper laminated material 120a made of a flexible base material, The lack of rigidity can be compensated for somewhat.

また、上記基材特定箇所の全部を除去せずに、図1の想像線で示すように、コア基材110のうちの上側積層材120a側の一部分110aを残すようにしてもよく、このような態様も本発明に含まれる。   Moreover, as shown by the imaginary line in FIG. 1 without removing all of the base material specific portions, a part 110a on the upper laminated material 120a side of the core base material 110 may be left. Various embodiments are also included in the present invention.

上記基材特定箇所を除去するには、コア基材110に積層材120を一体的に接合したのち、切削によるザグリ加工により除去するようにしてもよいし、あらかじめコア基材110や下側積層材120bの部品実装領域MSに対応する部分を窓抜き加工して積層することによりプリント配線板100Aを構築するようにしてもよい。   In order to remove the base material specific portion, the laminated material 120 may be integrally bonded to the core base material 110 and then removed by counterboring by cutting, or the core base material 110 or the lower laminated material may be removed in advance. The printed wiring board 100A may be constructed by window-cutting and laminating portions corresponding to the component mounting region MS of the material 120b.

いずれにしても、コア基材110と積層材120は、常法にしたがって、プリプレグや弾性率を下げるための配合を行った接着材等により一体に積層されてよい。   In any case, the core base material 110 and the laminated material 120 may be integrally laminated by a prepreg or an adhesive material blended for decreasing the elastic modulus according to a conventional method.

上記第1実施形態において、積層材120は、コア基材110の両面に各1層として設けられているが、図2に、プリント配線板100Aの別の例として、上側積層材120a,下側積層材120bをともに2層、コア基材110を4層とした8層ビルドアップ(2+4+2)構成のプリント配線板を示す。このように、積層材120を片面2層(2枚)以上としてもよいし、コア基材110も多層構造(3層以上)としてもよい。   In the first embodiment, the laminated material 120 is provided as one layer on each side of the core base material 110. As another example of the printed wiring board 100A, FIG. A printed wiring board having an eight-layer build-up (2 + 4 + 2) configuration in which two layers of the laminated material 120b and four layers of the core substrate 110 are shown is shown. As described above, the laminated material 120 may have two layers (two or more) on one side, and the core substrate 110 may have a multilayer structure (three or more layers).

また、図2に示すように、コア基材110内に適宜内層回路111を形成することもできるし、ビアホールについても、上側積層材120aと下側積層材120bとの間を貫通するビアホール140のほかに、上記内層回路111同士を接続するインタースティシャルビアホール140aやレーザービアホール140b等が採用されてよく、既存のビア形成技術、ビア接続方法によるものをすべて使用することができる。   In addition, as shown in FIG. 2, an inner layer circuit 111 can be appropriately formed in the core substrate 110, and the via hole 140 of the via hole 140 penetrating between the upper laminated material 120 a and the lower laminated material 120 b can also be formed. In addition, an interstitial via hole 140a, a laser via hole 140b, or the like that connects the inner layer circuits 111 may be employed, and all of those using existing via formation techniques and via connection methods can be used.

次に、図3を参照して、本発明の第2実施形態に係るプリント配線板100Bについて説明する。   Next, a printed wiring board 100B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

このプリント配線板100Bは、図2に例示した8層ビルドアップ(2+4+2)と同じ層構成であるが、図3では図2のプリント配線板100Aが左右反転かつ上下反転した状態で示されている。したがって、図2と比べて、上側積層材120a(2層)と下側積層材120b(2層)の位置が入れ替わっている。   This printed wiring board 100B has the same layer configuration as the eight-layer build-up (2 + 4 + 2) illustrated in FIG. 2, but FIG. 3 shows the printed wiring board 100A of FIG. . Therefore, the positions of the upper laminated material 120a (two layers) and the lower laminated material 120b (two layers) are interchanged as compared with FIG.

図3に示すように、第2実施形態に係るプリント配線板100Bでは、上記第1実施形態と異なり、コア基材110の基材特定箇所の全部を除去してなる凹部150内にセラミック電子部品10が実装される。   As shown in FIG. 3, in the printed wiring board 100 </ b> B according to the second embodiment, unlike the first embodiment, the ceramic electronic component is formed in the recess 150 formed by removing all the base material specific portions of the core base material 110. 10 is implemented.

そのため、積層された2層の上側積層材120a1,120a2のうち、内層側の上側積層材120a2で、凹部150の底面となる裏面側にはんだ付け用のランド121が形成され、このランド121に対して、セラミック電子部品10がはんだ材Sによりはんだ付けされる。なお、この第2実施形態において、上側積層材120aと下側積層材120bは、ともに1層(1枚)構成であってもよい。   For this reason, of the two laminated upper layers 120a1 and 120a2, the inner layer upper laminate 120a2 is formed with a soldering land 121 on the back side which is the bottom surface of the recess 150. Thus, the ceramic electronic component 10 is soldered by the solder material S. In the second embodiment, the upper laminated material 120a and the lower laminated material 120b may both have a single layer (one sheet) configuration.

これによれば、上記第1実施形態と同じく、部品実装領域MSにおいては、ヒートサイクル試験時等におけるセラミック電子部品10の熱収縮に上側積層材120a2が追従しやすくなり、はんだ接合部にかけられる機械的ストレスが軽減され、はんだ接合部におけるクラックの発生が効果的に抑制され、セラミック電子部品10との接続信頼性が高められるばかりでなく、セラミック電子部品10の高さを凹部150内に収めることができる。   According to this, as in the first embodiment, in the component mounting region MS, the upper laminated material 120a2 can easily follow the thermal contraction of the ceramic electronic component 10 during a heat cycle test or the like, and the machine is applied to the solder joint portion. Stress is reduced, the occurrence of cracks in the solder joint is effectively suppressed, the connection reliability with the ceramic electronic component 10 is improved, and the height of the ceramic electronic component 10 is accommodated in the recess 150. Can do.

なお、上記各実施形態において、部品実装領域MSが複数箇所に存在する場合、凹部150は、その部品実装領域MSごとに設けられ、上側積層材120aを残した部分に実装するだけではなく、同じく下側積層材120bに部分に実装することもできる。   In each of the above embodiments, when there are a plurality of component mounting regions MS, the recess 150 is provided for each component mounting region MS and is not only mounted on the portion where the upper laminated material 120a is left, It can also be mounted on the lower laminate 120b.

図3の第3実施形態について言えば、セラミック電子部品10を凹部150内に実装しているが、凹部150と対応する上側積層材120a1の表面にもセラミック電子部品10を実装することができる。   3, the ceramic electronic component 10 is mounted in the recess 150, but the ceramic electronic component 10 can also be mounted on the surface of the upper laminated material 120a1 corresponding to the recess 150.

10 セラミック電子部品
10a セラミック電子部品(リード端子型)
10b セラミック電子部品(リードレス型)
100 プリント配線板
110 コア基材
111 内層回路
120(120a,120b) 積層材
121 ランド
130 ソルダーレジスト
140 ビアホール
MS 部品実装領域
S はんだ材
10 Ceramic electronic parts 10a Ceramic electronic parts (lead terminal type)
10b Ceramic electronic components (leadless type)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Printed wiring board 110 Core base material 111 Inner layer circuit 120 (120a, 120b) Laminated material 121 Land 130 Solder resist 140 Via hole MS Component mounting area S Solder material

Claims (7)

コア基材の少なくとも片面に積層材を一体に備え、上記積層材上にセラミック材を基材とするセラミック電子部品がはんだ付けにより実装される多層構造のプリント配線板において、
上記積層材が、汎用リジッド材よりも低弾性である弾性率が20GPa以下の低弾性で柔軟性な富む素材からなり、上記コア基材のうち、上記セラミック電子部品の部品実装領域内に含まれる基材特定箇所の一部もしくは全部が除去されていることを特徴とするプリント配線板。
In a printed wiring board having a multilayer structure in which a laminated material is integrally provided on at least one side of a core substrate, and a ceramic electronic component based on a ceramic material is mounted on the laminated material by soldering,
The laminated material is made of a low elasticity and flexible material having a lower elastic modulus than a general-purpose rigid material and having a low elastic modulus of 20 GPa or less, and is included in a component mounting region of the ceramic electronic component in the core base material. A printed wiring board, wherein a part or all of a base material specific portion is removed.
上記積層材の弾性率が、0.2〜6GPaであることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。   The printed wiring board according to claim 1, wherein an elastic modulus of the laminated material is 0.2 to 6 GPa. 上記積層材が、フレキシブル基材からなることを特徴とする請求項1または2に記載のプリント配線板。   The printed wiring board according to claim 1, wherein the laminated material is made of a flexible base material. 当該プリント配線板の外表面側に配置されている上記積層材の表面上に、上記セラミック電子部品の部品実装領域が設定されており、上記積層材は、少なくとも上記部品実装領域の裏面側に補強用の銅箔を備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のプリント配線板。   A component mounting area of the ceramic electronic component is set on the surface of the laminated material arranged on the outer surface side of the printed wiring board, and the laminated material is reinforced at least on the back side of the component mounting area. The printed wiring board according to any one of claims 1 to 3, further comprising a copper foil for use. 上記積層材の裏面側に、上記セラミック電子部品の部品実装領域が設定されており、上記裏面側の部品実装領域が露出されるように、上記基材特定箇所の全部を除去してなる凹部を備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のプリント配線板。   A component mounting area of the ceramic electronic component is set on the back surface side of the laminated material, and a recess formed by removing all of the base material specific portion is exposed so that the component mounting area on the back surface side is exposed. The printed wiring board according to claim 1, further comprising: a printed wiring board according to claim 1. 上記コア基材が、上記セラミック電子部品のセラミック材とほぼ同等もしくはそれ以下の低熱膨張係数を有する高弾性の素材からなることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のプリント配線板。   7. The print according to claim 1, wherein the core base material is made of a highly elastic material having a low thermal expansion coefficient substantially equal to or less than that of the ceramic material of the ceramic electronic component. Wiring board. 上記コア基材が、熱膨張係数が3〜10ppm/℃,弾性率が25〜35GPaである高機能リジッド材からなる請求項6に記載のプリント配線板。   The printed wiring board according to claim 6, wherein the core substrate is made of a highly functional rigid material having a thermal expansion coefficient of 3 to 10 ppm / ° C. and an elastic modulus of 25 to 35 GPa.
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