JP3343963B2 - 多層セラミック配線基板 - Google Patents
多層セラミック配線基板Info
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- JP3343963B2 JP3343963B2 JP30306292A JP30306292A JP3343963B2 JP 3343963 B2 JP3343963 B2 JP 3343963B2 JP 30306292 A JP30306292 A JP 30306292A JP 30306292 A JP30306292 A JP 30306292A JP 3343963 B2 JP3343963 B2 JP 3343963B2
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- JP
- Japan
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- land
- area
- wiring board
- multilayer ceramic
- ceramic wiring
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3452—Solder masks
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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-
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
- H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層セラミック配線基板
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の多層セラミック配線基板は、多
層化した無機絶縁層（セラミック層）の内部に信号ライ
ンやグランド層等を形成し、この無機絶縁層の最上層に
表面実装部品用の搭載ランドや、信号の授受あるいは給
電にあずかる端子である入出力ランドが形成されたもの
である。この多層セラミック配線基板には、搭載ランド
上に表面実装部品がハンダで接合され、入出力ランド上
に入出力端子がハンダで接合される。
層化した無機絶縁層（セラミック層）の内部に信号ライ
ンやグランド層等を形成し、この無機絶縁層の最上層に
表面実装部品用の搭載ランドや、信号の授受あるいは給
電にあずかる端子である入出力ランドが形成されたもの
である。この多層セラミック配線基板には、搭載ランド
上に表面実装部品がハンダで接合され、入出力ランド上
に入出力端子がハンダで接合される。
【０００３】従来の多層セラミック配線基板では、表面
実装部品や入出力端子とランドとの接合面積がランドの
面積と等しくなっていた。つまり、ランド全体が接合さ
れていた。
実装部品や入出力端子とランドとの接合面積がランドの
面積と等しくなっていた。つまり、ランド全体が接合さ
れていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
多層セラミック配線基板においては、セラミック基板
（無機絶縁層）と配線及びランド形成用材料と接合用の
ハンダとでは熱膨張係数が各々異なり、配線及びランド
形成用材料の方がセラミック基板よりも熱膨張係数が大
きい。
多層セラミック配線基板においては、セラミック基板
（無機絶縁層）と配線及びランド形成用材料と接合用の
ハンダとでは熱膨張係数が各々異なり、配線及びランド
形成用材料の方がセラミック基板よりも熱膨張係数が大
きい。
【０００５】このため、連続的なヒートサイクルによっ
て、特にランド周辺部のセラミック基板に応力が集中
し、そこからクラックが発生して成長する。こうして成
長したクラックは、ランドとセラミック基板の接合強度
を劣化させる原因となっていた。
て、特にランド周辺部のセラミック基板に応力が集中
し、そこからクラックが発生して成長する。こうして成
長したクラックは、ランドとセラミック基板の接合強度
を劣化させる原因となっていた。
【０００６】また、表面実装部品や入出力端子をランド
にハンダで接合した時、ランドと表面実装部品等との間
に残留応力が発生し、接合信頼性を低下させていた。
にハンダで接合した時、ランドと表面実装部品等との間
に残留応力が発生し、接合信頼性を低下させていた。
【０００７】本発明は叙上の背景技術に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、実装部品や入出
力端子をランドに接合させたときの残留応力や、温度変
化に起因する熱応力を緩和し、セラミック基板−ランド
間及びランド−実装部品等間の接合信頼性を向上させる
ことにある。
ものであり、その目的とするところは、実装部品や入出
力端子をランドに接合させたときの残留応力や、温度変
化に起因する熱応力を緩和し、セラミック基板−ランド
間及びランド−実装部品等間の接合信頼性を向上させる
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の多層セラミック
配線基板は、セラミック基板もしくは該基板上に形成さ
れた無機絶縁層の上に、表面実装部品または信号入出力
端子を接合させるためのランドを設けた多層セラミック
配線基板において、ランドの上面に、フリット入りの電
極材料からなる非接合部が形成され、ランド全体の面積
をその表面実装部品または信号入出力端子の接合面積よ
りも大きくしたことを特徴としている。
配線基板は、セラミック基板もしくは該基板上に形成さ
れた無機絶縁層の上に、表面実装部品または信号入出力
端子を接合させるためのランドを設けた多層セラミック
配線基板において、ランドの上面に、フリット入りの電
極材料からなる非接合部が形成され、ランド全体の面積
をその表面実装部品または信号入出力端子の接合面積よ
りも大きくしたことを特徴としている。
【０００９】具体的には、ランドの接合面積とランド全
体の面積との比が、 ０＜（ランドの接合面積／ランド全体の面積）≦０.９
９ であればよい。
体の面積との比が、 ０＜（ランドの接合面積／ランド全体の面積）≦０.９
９ であればよい。
【００１０】
【作用】本発明にあっては、ランド全体の面積をその表
面実装部品または信号入出力端子の接合面積よりも大き
くし、接合に供しない応力緩和領域をランドに設けたの
で、表面実装部品や入出力端子をランドに接合させたと
きの残留応力や温度変化に起因する熱応力を緩和させる
ことができる。
面実装部品または信号入出力端子の接合面積よりも大き
くし、接合に供しない応力緩和領域をランドに設けたの
で、表面実装部品や入出力端子をランドに接合させたと
きの残留応力や温度変化に起因する熱応力を緩和させる
ことができる。
【００１１】このため、表面実装部品や入出力端子をラ
ンドに接合させたときの残留応力を緩和させることがで
き、ランドと実装用部品等との間の接合信頼性を向上さ
せることができる。
ンドに接合させたときの残留応力を緩和させることがで
き、ランドと実装用部品等との間の接合信頼性を向上さ
せることができる。
【００１２】また、温度変化に伴って発生する熱応力を
緩和させることができるので、セラミック基板とランド
との間の接合信頼性も向上させることができる。
緩和させることができるので、セラミック基板とランド
との間の接合信頼性も向上させることができる。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例による多層セラミック配線
基板１の一部破断した平面図及び断面図をそれぞれ図１
及び図２に示す。この多層セラミック配線基板１では、
多層化した無機絶縁層（セラミック層）２の内部に信号
ライン３やグランド層４等を形成して基板部５とし、こ
の基板部５の上面に表面実装部品（図示せず）搭載用の
ランド６や、信号の授受あるいは給電にあずかる入出力
端子（図示せず）接合用のランド６を形成している。ま
た、ランド６の上面の外周縁には、ハンダ８の付着しな
い材料によって応力緩和用の非接合部７が形成されてい
る。ランド面積のうち非接合部７の設けられていない領
域の面積がハンダ８による接合面積となるものであり、 ０＜（接合面積／ランド面積）≦０.９９ （例えば、接合面積／ランド面積＝約０.９）となるよ
うに、非接合部７の面積が設定されている。
基板１の一部破断した平面図及び断面図をそれぞれ図１
及び図２に示す。この多層セラミック配線基板１では、
多層化した無機絶縁層（セラミック層）２の内部に信号
ライン３やグランド層４等を形成して基板部５とし、こ
の基板部５の上面に表面実装部品（図示せず）搭載用の
ランド６や、信号の授受あるいは給電にあずかる入出力
端子（図示せず）接合用のランド６を形成している。ま
た、ランド６の上面の外周縁には、ハンダ８の付着しな
い材料によって応力緩和用の非接合部７が形成されてい
る。ランド面積のうち非接合部７の設けられていない領
域の面積がハンダ８による接合面積となるものであり、 ０＜（接合面積／ランド面積）≦０.９９ （例えば、接合面積／ランド面積＝約０.９）となるよ
うに、非接合部７の面積が設定されている。
【００１４】したがって、このランド６の上にハンダ８
を付着させると、図１及び図２に示すように、非接合部
７にはハンダ８が付着せず、ランド６の非接合部７によ
って囲まれた領域にのみハンダ８が付着し、このハンダ
８によってランド６が表面実装部品や入出力端子と接合
される。ランド６に表面実装部品や入出力端子を接合し
た状態では、ランド６は全体が接合されておらず、非接
合部７以外の領域でのみハンダ８により接合されてお
り、非接合部７はランド６と基板部５やランド６と表面
実装部品等との間において表面実装部品を搭載したとき
の応力や熱応力等を緩和させるための応力緩和領域とな
っている。なお、このときの接合面積とランド面積（接
合面積＋非接合面積）の比は、非接合部７の面積によっ
て制御できる。
を付着させると、図１及び図２に示すように、非接合部
７にはハンダ８が付着せず、ランド６の非接合部７によ
って囲まれた領域にのみハンダ８が付着し、このハンダ
８によってランド６が表面実装部品や入出力端子と接合
される。ランド６に表面実装部品や入出力端子を接合し
た状態では、ランド６は全体が接合されておらず、非接
合部７以外の領域でのみハンダ８により接合されてお
り、非接合部７はランド６と基板部５やランド６と表面
実装部品等との間において表面実装部品を搭載したとき
の応力や熱応力等を緩和させるための応力緩和領域とな
っている。なお、このときの接合面積とランド面積（接
合面積＋非接合面積）の比は、非接合部７の面積によっ
て制御できる。
【００１５】また、この多層セラミック配線基板１は、
例えば以下のようにして製作される。まず、Ｃｕペース
トの印刷によってＣｕ信号ライン３やＣｕグランド層４
が形成された無機絶縁層（セラミックグリーンシート）
を積層及び圧着し、その最上面にＣｕペーストを印刷す
ることによって表面実装部品搭載用のランド６や入出力
端子接合用のランド６を形成する。ついで、このランド
６の上に重ねてフリット入りのＣｕペーストを所定の面
積（非接合面積）となるように印刷した後同時焼成し、
多層セラミック配線基板１を得る。
例えば以下のようにして製作される。まず、Ｃｕペース
トの印刷によってＣｕ信号ライン３やＣｕグランド層４
が形成された無機絶縁層（セラミックグリーンシート）
を積層及び圧着し、その最上面にＣｕペーストを印刷す
ることによって表面実装部品搭載用のランド６や入出力
端子接合用のランド６を形成する。ついで、このランド
６の上に重ねてフリット入りのＣｕペーストを所定の面
積（非接合面積）となるように印刷した後同時焼成し、
多層セラミック配線基板１を得る。
【００１６】図３は本発明の実施例による多層セラミッ
ク配線基板と従来例の多層セラミック配線基板のヒート
サイクル試験の結果を示している。実施例の試験用サン
プルは、基板部の上面に２ｍｍ角のランドを形成すると
共にランド面積の１０％の非接合部を設けて（接合面積
／ランド面積）＝０.９とした。また、従来例の試験用
サンプルは、同様に基板部の上面に２ｍｍ角のランドを
形成したが、ランド面積の全体を接合部とし、（接合面
積／ランド面積）＝１とした。ヒートサイクル試験は、
これらの試験用サンプルのランドにＬ形に曲げた直径
０.８ｍｍのハンダメッキ銅線をハンダ付けし、−５５
℃と１２５℃との間で繰り返し温度を変化させ、ヒート
サイクル回数と引張強度の変化との関係を調べた。実施
例におけるヒートサイクル試験の結果は図３に実線で示
されており、従来例におけるヒートサイクル試験の結果
は図３に鎖線で示されている。
ク配線基板と従来例の多層セラミック配線基板のヒート
サイクル試験の結果を示している。実施例の試験用サン
プルは、基板部の上面に２ｍｍ角のランドを形成すると
共にランド面積の１０％の非接合部を設けて（接合面積
／ランド面積）＝０.９とした。また、従来例の試験用
サンプルは、同様に基板部の上面に２ｍｍ角のランドを
形成したが、ランド面積の全体を接合部とし、（接合面
積／ランド面積）＝１とした。ヒートサイクル試験は、
これらの試験用サンプルのランドにＬ形に曲げた直径
０.８ｍｍのハンダメッキ銅線をハンダ付けし、−５５
℃と１２５℃との間で繰り返し温度を変化させ、ヒート
サイクル回数と引張強度の変化との関係を調べた。実施
例におけるヒートサイクル試験の結果は図３に実線で示
されており、従来例におけるヒートサイクル試験の結果
は図３に鎖線で示されている。
【００１７】実施例においては、ハンダ周辺のランドに
集中した応力はハンダ接合されていない非接合部の塑性
変形によって緩和されるため、試験用サンプルの引張強
度はヒートサイクル回数１００サイクルまで劣化は見ら
れなかった。
集中した応力はハンダ接合されていない非接合部の塑性
変形によって緩和されるため、試験用サンプルの引張強
度はヒートサイクル回数１００サイクルまで劣化は見ら
れなかった。
【００１８】一方、従来例のサンプルでは、ランド周辺
の基板部に応力が集中し、応力緩和層がないため、わず
か５サイクルで１／８以下に劣化してしまった。
の基板部に応力が集中し、応力緩和層がないため、わず
か５サイクルで１／８以下に劣化してしまった。
【００１９】なお、上記実施例では、電極材にＣｕを用
いたが、これに限るものでなく、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａ
ｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗなど電極材料として使用できる材料
であればよい。また、上記実施例では、非接合部によっ
てハンダの広がりを抑えるためランドの外周縁に非接合
部を設けたが、中央部に設けても良く、また、数個に分
散して設けても差し支えない。
いたが、これに限るものでなく、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａ
ｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗなど電極材料として使用できる材料
であればよい。また、上記実施例では、非接合部によっ
てハンダの広がりを抑えるためランドの外周縁に非接合
部を設けたが、中央部に設けても良く、また、数個に分
散して設けても差し支えない。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、表面実装部品や入出力
端子をランドに接合させたときの残留応力を緩和させる
ことができ、ランドと表面実装部品等との間の接合信頼
性を向上させることができる。また、温度変化に伴って
発生する熱応力を緩和させることができるので、セラミ
ック基板とランドとの間の接合信頼性も向上させること
ができる。
端子をランドに接合させたときの残留応力を緩和させる
ことができ、ランドと表面実装部品等との間の接合信頼
性を向上させることができる。また、温度変化に伴って
発生する熱応力を緩和させることができるので、セラミ
ック基板とランドとの間の接合信頼性も向上させること
ができる。
【００２１】したがって、本発明によれば、ランドの剥
離や表面実装部品の脱落などの事故のない接合信頼性の
高い多層セラミック配線基板を製作することができる。
離や表面実装部品の脱落などの事故のない接合信頼性の
高い多層セラミック配線基板を製作することができる。
【図１】本発明の一実施例による多層セラミック配線基
板の一部破断した平面図である。
板の一部破断した平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明の実施例及び従来例の各多層セラミック
配線基板のヒートサイクル試験の結果を表わす図であ
る。
配線基板のヒートサイクル試験の結果を表わす図であ
る。
５ 基板部 ６ ランド ７ 非接合部 ８ ハンダ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 3/46 H05K 3/28 H05K 3/34
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミック基板もしくは該基板上に形成
された無機絶縁層の上に、表面実装部品または信号入出
力端子を接合させるためのランドを設けた多層セラミッ
ク配線基板において、ランドの上面に、フリット入りの電極材料からなる非接
合部が形成され、 前記 ランド全体の面積をその表面実装部品または信号入
出力端子の接合面積よりも大きくしたことを特徴とする
多層セラミック配線基板。 - 【請求項２】 ランドの接合面積とランド全体の面積と
の比が、 ０＜（ランドの接合面積／ランド全体の面積）≦０．９
９ であることを特徴とする請求項１に記載の多層セラミッ
ク配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30306292A JP3343963B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 多層セラミック配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30306292A JP3343963B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 多層セラミック配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132665A JPH06132665A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3343963B2 true JP3343963B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=17916450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30306292A Expired - Lifetime JP3343963B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 多層セラミック配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3343963B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2283863A (en) * | 1993-11-16 | 1995-05-17 | Ibm | Direct chip attach module |
| JP2006086453A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Yamato Denki Kogyo Kk | 表面処理方法、および電子部品の製造方法 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP30306292A patent/JP3343963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06132665A (ja) | 1994-05-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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