JP5704177B2

JP5704177B2 - 電子部品

Info

Publication number: JP5704177B2
Application number: JP2012554659A
Authority: JP
Inventors: 慶広青山; 淳也嶋川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: JPWO2012101978A1; US20130301230A1; US9343844B2; WO2012101978A1

Description

本発明は、少なくとも一方主面に部品が実装され、他方主面にランド状の複数の実装用電極が形成された平面視矩形状の回路基板を備える電子部品に関する。

近年、携帯端末の更なる小型化が要望されており、携帯端末のマザー基板などに実装される、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール（登録商標）、ＷｉＦｉなどの無線ＬＡＮモジュール、携帯電話用のアンテナスイッチモジュールなどの電子部品（高周波用電子モジュール）のより一層の小型化、低背化が要求されている。このような電子部品は、少なくとも一方主面に、トランジスタ、ＦＥＴ、ダイオード、ＩＣなどの半導体素子や抵抗素子、コンデンサ素子、インダクタ素子などの部品が実装され、他方主面にランド状の実装用電極が形成された回路基板を備えているが、電子部品の小型化、低背化が要求されていることから、電子部品が備える回路基板の小型化が進むと共に、回路基板に形成される実装用電極の小型化も進んでいる。

このように、電子部品が備える回路基板に形成される実装用電極の小型化が進むのに伴い、携帯端末の組立て時に電子部品をマザー基板などに実装する際に回路基板に加えられるねじれや、電子部品がはんだなどにより実装されたマザー基板を備える携帯端末が落下などしたときの衝撃などに起因する応力が、電子部品を構成する回路基板の実装用電極が形成された部分に集中し、回路基板に割れや欠け、クラックなどが生じるおそれがある。このような場合、回路基板のビアホールや、回路基板内部に形成された配線パターンなどの伝送線路が破損して、携帯端末の故障を招くおそれがある。

そこで、このような回路基板の割れや欠け、クラックを防止するために、回路基板の４隅に近接して形成された４つの実装用電極について、回路基板の４隅に最も近い角部を切り取って面取りすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、図６に示すように、電子部品５００が備える回路基板５０１の、マザー基板に実装される側の主面に形成された複数の矩形状の実装用電極５０２のうち、回路基板５０１の４隅に近接して形成された４つの実装用電極５０２について、４隅に最も近い角に面取り量ｃがａ／５〜ａ／２となるように面取りが施されることにより、回路基板５０１に対するねじりなどの外的衝撃が回路基板５０１に与える応力が低減され、回路基板５０１に割れや反り、クラックなどが生じるのが防止される。

特開２００５−２６３１２号公報（段落０００１〜００２９、図１など）

図６に示すように、回路基板５０１の４隅に近接して形成された４つの実装用電極５０２について、回路基板５０１の４隅に最も近い角に面取りが施されることで、外的衝撃に起因して回路基板５０１に割れや反り、クラックなどが生じるのが防止されるが、さらなる技術の改善が要望されている。

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、回路基板に割れや欠け、クラックが生じるのを効果的に防止できる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の電子部品は、少なくとも一方主面に部品が実装され、他方主面にランド状の複数の実装用電極が形成された平面視矩形状の回路基板を備える電子部品において、前記回路基板に形成された層間接続用の複数の貫通穴を備え、前記各実装用電極のうち、前記回路基板の４つの隅部近傍の前記実装用電極は、前記他方主面の対角線からずれた位置に配置され、前記各貫通穴のうち、前記隅部近傍の各実装用電極それぞれに接続される前記貫通穴は、前記回路基板の角から最も離間する位置に形成されるとともに、前記対角線に最も近い各実装用電極の端縁の近傍に配置されることを特徴としている。

また、前記隅部近傍の各実装用電極は、矩形の、前記対角線に最も近い角が切り落とされた形状に形成されているとよい。このような構造にすることにより、回路基板の４つの隅部近傍に生じる応力がより効果的に低減されて、回路基板に割れや欠け、クラックが生じるのを効果的に防止することができるとともに、回路基板の他方主面における実装用電極の密度を増大することができる。

また、前記隅部近傍の各実装用電極は、前記他方主面の外縁に沿って配置された他の前記実装用電極よりも前記対角線に沿って前記回路基板の中央側にずらして前記他方主面の外縁から離れた位置に配置されているのが望ましい。このような構造にすることにより、隅部近傍の各実装用電極と、回路基板の各頂点との間の距離が広がり、回路基板の隅部近傍に生じる応力がさらに低減されて、回路基板に割れや欠け、クラックが生じるのをより効果的に防止することができる。

また、少なくとも１つの前記隅部近傍の実装用電極は、前記回路基板の当該隅部近傍の実装用電極に隣接する一辺方向において、他の前記実装用電極よりも長く形成されてもよい。このような構造にすることにより、マザー基板と回路基板との間の接触面積が増大し、実装強度の向上を図ることができる。

本発明によれば、電子部品が備える回路基板の他方主面に形成された各実装用電極のうち、回路基板の４つの隅部近傍の実装用電極は、他方主面の対角線からずれた位置に配置されているため、回路基板の４つの隅部近傍に生じる応力が低減されて、回路基板に割れや欠け、クラックが生じるのを効果的に防止することができる。
また、このような構造にすることにより、回路基板の各頂点と、回路基板の隅部近傍に形成された貫通穴との間に生じる応力が効果的に低減されて、回路基板に割れや欠け、クラックが生じるのを効果的に防止することができる。

本発明の電子部品の第１実施形態を示す底面図である。本発明の電子部品の第２実施形態を示す底面図である。本発明の電子部品の第３実施形態を示す底面図である。実装用電極の他の例を示す要部拡大図である。本発明の電子部品の他の例を示す図である。従来の回路基板の一例を示す底面図である。

＜第１実施形態＞
本発明の電子部品の第１実施形態について図１を参照して説明する。図１は本発明の電子部品の第１実施形態を示す底面図である。

図１に示す電子部品１は、少なくとも表面（一方主面）に、トランジスタやＦＥＴを含むアンプ、ダイオード、スイッチなどの半導体素子や抵抗素子、コンデンサ素子、インダクタ素子などの部品が実装され、裏面２ａ（他方主面）にランド状の表面実装用電極３，３ａが形成されたセラミック多層基板から成る回路基板２を備え、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール、無線ＬＡＮモジュール、携帯電話用のアンテナスイッチモジュールなどのモジュールとして構成される。また、図示省略された各種部品が実装される回路基板２の表面は、各種部品が実装された状態で、エポキシ系樹脂などの一般的なモールド樹脂により全体がモールドされる。なお、回路基板２の表面をモールド樹脂によりモールドする代わりに、電磁シールド用の金属ケースなどにより覆ってもよい。

回路基板２は、セラミックグリーンシートの積層体が焼成されて形成される。回路基板２の各層を形成するセラミックグリーンシートは、アルミナおよびガラスなどの混合粉末が有機バインダおよび溶剤などと一緒に混合されたスラリーが成膜装置によりシート化されたものであり、約１０００℃程度の低い温度で、所謂、低温焼成できるように構成されている。そして、所定形状に切り取られたセラミックグリーンシートに、ビア形成、ＡｇやＣｕなどの導体ペーストによる種々のパターン印刷が行われて各層が形成される。

すなわち、まず、所定形状に形成されたグリーンシートに、レーザなどでビアホールが形成され、内部に導体ペーストが充填されることにより層間接続用のビア孔４，４ａ（ビア導体、本発明の「貫通孔」に相当）が形成され、ＣｕやＡｇなどの導体ペーストにより実装用電極３，３ａを含む所定の配線パターンが印刷されて、回路基板２を構成する各層を形成するための複数のグリーンシートが準備される。なお、それぞれのグリーンシートには、一度に大量の回路基板２を形成できるように、複数の配線パターンが設けられている。

次に、各層が積層されて積層体が形成される。そして、焼成後に個々の回路基板２に分割するための溝が、個々の回路基板２の領域を囲むように形成される。続いて、積層体が加圧されながら焼成されることにより回路基板２の集合体が形成される。

そして、個々の回路基板２に分割される前に、裏面２ａに形成された実装用電極３，３ａにＮｉめっきおよびＡｕめっきが施されて、個々の回路基板２に分割されることにより回路基板２が完成する。

次に、回路基板２の裏面２ａに形成された実装用電極３，３ａについて説明する。回路基板２の裏面２ａに形成された実装用電極３，３ａのうち、回路基板２の４つの隅部近傍の実装用電極３ａは、図１に点線で示す裏面２ａの対角線からずれた位置に配置される。また、隅部近傍の実装用電極３ａは、矩形の、裏面２ａの対角線に最も近い角が切り落とされた形状に形成されている。

また、回路基板２の裏面２ａに形成された各実装用電極３，３ａは、ビア孔４，４ａ（一部図示省略）と、回路基板２の内部に形成された配線パターンとを介して表面に実装された各種部品と電気的に接続される。また、各ビア孔４，４ａのうち、隅部近傍の各実装用電極３ａにそれぞれ接続されるビア孔４ａは、回路基板２の角から最も離間する位置に形成される。

以上のように、この実施形態によれば、少なくとも表面に部品が実装され、裏面２ａにランド状の複数の実装用電極３，３ａが形成された平面視矩形状の回路基板２を備える電子部品１において、外部から衝撃が加えられることにより回路基板２に生じる応力の解析を繰返し行った結果、回路基板２の４つの隅部近傍の対角線上に実装用電極３ａが配置されている場合に、回路基板の割れや欠け、クラックの原因となる大きな応力が生じる頻度が高いことを見出した。

したがって、電子部品１が備える回路基板２の裏面２ａに形成された各実装用電極３，３ａのうち、回路基板２の４つの隅部近傍の実装用電極３ａは、裏面２ａの対角線からずれた位置に配置されているため、回路基板２の４つの隅部近傍に生じる応力が低減されて、回路基板２に割れや欠け、クラックが生じるのを効果的に防止することができる。

また、外部衝撃を加えることによる応力解析の結果、回路基板２の隅部近傍の矩形状の実装用電極３ａの、回路基板２の裏面２ａの対角線に最も近接する鋭角〜直角に形成された頂点と、回路基板２の頂点との間に大きな応力が生じることを見出した。したがって、隅部近傍の各実装用電極３ａは、矩形の、回路基板２の裏面２ａの対角線に最も近い角が切り落とされた形状に形成されているため、回路基板２の４つの隅部近傍に生じる応力がより効果的に低減されて、回路基板２に割れや欠け、クラックが生じるのを効果的に防止することができる。

また、矩形の一隅部が切り落とされた形状の実装用電極３ａを、切り落とされた部分を回路基板２の対角線により近接して配置することにより、回路基板２の裏面２ａのスペースを無駄にすることなく、実装用電極３，３ａの数を増やして、回路基板２の裏面２ａにおける実装用電極３，３ａの密度を増大することができる。

また、層間接続用の複数のビア孔４，４ａがさらに回路基板２に設けられているため、回路基板２の機械的強度が低下し、外部から衝撃が加えられることで、隅部近傍に形成されたビア孔４ａ付近に生じる応力により回路基板２に割れや欠け、クラックが生じるおそれがあるが、各ビア孔４，４ａのうち、隅部近傍の各実装用電極３ａそれぞれに接続されるビア孔４ａは、回路基板２の角から最も離間する位置に形成されているため、回路基板２の各頂点と、回路基板２の隅部近傍に形成されたビア孔４ａとの間に生じる応力が効果的に低減されて、回路基板２に割れや欠け、クラックが生じるのを効果的に防止することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の電子部品の第２実施形態について図２を参照して説明する。図２は本発明の電子部品の第２実施形態を示す底面図である。

この実施形態が、上記した第１実施形態と異なるのは、図２に示すように、隅部近傍の各実装用電極３ａは、回路基板２の裏面２ａの外縁２ｂに沿って配置された他の実装用電極３よりも外縁２ｂから離れた位置、すなわち、裏面２ａの中央寄りに配置されている点である。その他の構成は、上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

この実施形態によれば、回路基板２の隅部近傍の各実装用電極３ａは、回路基板２の裏面２ａの外縁２ｂに沿って配置された他の実装用電極３よりも外縁２ｂから離れた位置に配置されているため、隅部近傍の各実装用電極３ａと、回路基板２の各頂点との間の距離が広がり、回路基板２の隅部近傍に生じる応力がさらに低減されて、回路基板２に割れや欠け、クラックが生じるのをより効果的に防止することができる。

＜第３実施形態＞
本発明の電子部品の第３実施形態について図３を参照して説明する。図３は本発明の電子部品の第３実施形態を示す底面図である。

この実施形態が、上記した第１実施形態と異なるのは、図３に示すように、少なくとも１つの隅部近傍の実装用電極３ａは、回路基板２の当該隅部近傍の実装用電極３ａに隣接する一辺方向において、他の実装用電極３よりも長く形成されている点である。その他の構成は、上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

この実施形態によれば、少なくとも１つの隅部近傍の実装用電極３ａは、回路基板２の当該隅部近傍の実装用電極３ａに隣接する一辺方向において、他の実装用電極３よりも長く形成されているため、電子部品１が実装されるマザー基板と回路基板２との間の接触面積が増大し、実装強度の向上を図ることができる。

また、例えば、回路基板２の表面をモールドするモールド樹脂が収縮することにより、回路基板２内部の配線パターンの密度の偏りに応じて回路基板２に反りなどが生じることがあるが、回路基板２内部の配線パターンの密度などに応じて、回路基板２の一辺の方向における実装用電極３ａの長さを調節することにより回路基板２の収縮を抑えることができ、回路基板２に反りなどが生じるのを防止することができる。

なお、隅部近傍の実装用電極３ａ以外の実装用電極３を回路基板２の隣接する一辺方向において長く形成してももちろんよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、上記した実施形態ではセラミック多層基板により回路基板２が形成されているが、エポキシ系や液晶ポリマなどによる樹脂多層基板により回路基板２を形成してもよく、アルミナ基板などのような単層基板により回路基板２を形成してもよい。

また、上記した実施形態では、回路基板２の隅部近傍の実装用電極３ａは、矩形の一部が直線状に切り取られた形状に形成されているが、図４（ａ）に示すように、実装用電極３ａが三角形状となるように矩形の一部を大きく切り取ってもよいし、図４（ｂ）に示すように、矩形の一部を曲線状に切り取ってもよい。なお、図４は、実装用電極の他の例を示す要部拡大図であって、（ａ）は実装用電極の一部を大きく直線状に切り取った例を示し、（ｂ）は実装用電極の一部を曲線状に切り取った例を示す。

また、上記した実施形態では、回路基板２の隅部近傍の実装用電極３ａを、矩形の一部が切り取られた形状に形成したが、実装用電極３ａの形状としては上記した形状に限られるものではなく、円形状や楕円形状など、どのような形状であってもよい。

また、上記した実施形態では、回路基板２を矩形状に形成したが、図５（ａ），（ｂ）に示すような多角形状の回路基板１０２，２０２であっても、回路基板１０２を矩形の２つの領域１０２ａ，１０２ｂに分割し、回路基板２０２を２つの領域２０２ａ，２０２ｂに分割して、隅近傍の実装用電極を、各領域１０２ａ，１０２ｂ，２０２ａ，２０２ｂの対角線（同図中の点線）からずらして配置することにより本発明を適用することができる。なお、図５は本発明の電子部品の他の例を示す図であって、（ａ），（ｂ）はそれぞれ回路基板の一例を示す。

また、隅部近傍の実装用電極３ａに接続されるビア孔４ａの位置としては上記した例に限られるものではなく、実装用電極３ａの形状や大きさ、回路基板２内部の配線パターンなどに応じて、回路基板２の角からできるだけ離れた適切な位置にビア孔４ａを形成すればよい。

本発明は、少なくとも一方主面に部品が実装され、他方主面にランド状の複数の実装用電極が形成された平面視矩形状の回路基板を備える種々の電子部品に適用することができる。

１電子部品
２、１０２，２０２回路基板
２ａ裏面（他方主面）
２ｂ外縁
３，３ａ実装用電極
４，４ａビア孔（貫通孔）

Claims

少なくとも一方主面に部品が実装され、他方主面にランド状の複数の実装用電極が形成された平面視矩形状の回路基板を備える電子部品において、
前記回路基板に形成された層間接続用の複数の貫通穴を備え、
前記各実装用電極のうち、前記回路基板の４つの隅部近傍の前記実装用電極は、前記他方主面の対角線からずれた位置に配置され、
前記各貫通穴のうち、前記隅部近傍の各実装用電極それぞれに接続される前記貫通穴は、前記回路基板の角から最も離間する位置に形成されるとともに、前記対角線に最も近い各実装用電極の端縁の近傍に配置される
ことを特徴とする電子部品。
前記隅部近傍の各実装用電極は、矩形の、前記対角線に最も近い角が切り落とされた形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
前記隅部近傍の各実装用電極は、前記他方主面の外縁に沿って配置された他の前記実装用電極よりも前記対角線に沿って前記回路基板の中央側にずらして前記他方主面の外縁から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品。
少なくとも１つの前記隅部近傍の実装用電極は、前記回路基板の当該隅部近傍の実装用電極に隣接する一辺方向において、他の前記実装用電極よりも長く形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子部品。