JPH08204340A - 回路基板の実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インダクター線路を伝搬する信号の減衰を極め
て小さいものとし、所定のフィルター特性や共振特性を
発揮することができる回路基板の実装構造を提供するこ
とにある。 【構成】接地導体５及び電源導体６を有する絶縁基体１
の表面にタングステン、モリブデンの少なくとも一種を
主成分とする金属から成り、且つ露出表面に７μΩ・ｃ
ｍ以下の電気抵抗率を有するメッキ金属層８が被着され
たインダクター線路７を形成して成る回路基板Ａと、表
面に金属膜１２ａが形成された母基板Ｂとから成り、母
基板Ｂ上に回路基板Ａを、該回路基板Ａのメッキ金属層
８と母基板Ｂの金属膜１２ａとが間に所定間隔をあけて
対向し、且つ接地導体５または電源導体６と金属膜１２
ａとが電気的接続するようにして実装させた

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インダクター線路を有
する回路基板の母基板上への実装構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】近時、携帯電話等の通信機器は小型、高密
度化が急激に進んでおり、該通信機器に搭載される回路
基板も小型化、多機能化が要求されている。このため通
信機器に搭載される回路基板はその内部及び表面にコン
デンサーやインダクター等の受動部品の一部を一体的に
形成するようになってきた。

【０００３】かかる受動部品が一体的に形成された回路
基板は、一般に配線導体を有する絶縁基体の内部にタン
グステン、モリブデン等の高融点金属粉末から成る広面
積の接地導体及び電源導体を、間に絶縁基体の一部を挟
み対向するように埋設させることによって接地導体及び
電源導体を電極とするコンデンサーが回路基板に一体的
に形成され、また絶縁基体内部に同じくタングステン、
モリブデン等の高融点金属粉末から成る所定長さのイン
ダクター線路を蛇行形状やコイル形状に被着形成させる
ことによって回路基板にインダクターが一体的に形成さ
れている。

【０００４】またこの回路基板は、接地導体又は電源導
体とインダクター線路とを間に絶縁基体の一部を挟んで
電磁カップリングさせることによりインダクター線路の
特性インピーダンスが所定の値となるよう調整してお
り、前記接地導体及び電源導体より形成されるコンデン
サー及びインダクター線路により形成されるインダクタ
ーがフィルターや共振回路の一部として機能する。

【０００５】更にこの回路基板は、他の回路基板や電子
部品とともに母基板上に実装され、この母基板を携帯電
話等の通信機器に搭載することとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の回路基板は、インダクター線路がタングステン、モ
リブデン等の高融点金属で形成されており、該タングス
テン、モリブデン等はその電気抵抗率が約１５μΩ・ｃ
ｍ程度と比較的高いこと、インダクター線路の幅及び長
さが所定のインダクタンスを得るために細く長いものに
なっていること等からインダクター線路の電気抵抗値が
極めて大きな値となってしまい、その結果、インダクタ
ー線路に電気信号を伝搬させると該電気信号はインダク
ター線路の電気抵抗が大きいことに起因して大きく減衰
し、これによって回路基板が所定のフィルター特性や共
振特性を十分に発揮することができないという欠点を誘
発した。

【０００７】そこで、前記インダクター線路を絶縁基体
の表面に被着させるとともに該インダクター線路の露出
表面に金等の良導電性の金属をメッキ法により被着さ
せ、これによってインダクター線路の電気抵抗値を低く
抑えることが考えられる。

【０００８】しかしながら、インダクター線路の露出表
面に良導電性の金属から成るメッキ金属層を被着させて
もインダクター線路を伝搬する信号の周波数が高いもの
になると該信号はインダクター線路と接地導体たは電源
導体との電磁カップリングによる表皮効果によって接地
導体又は電源導体と対向する側、即ちメッキ金属層が被
着されていない側に集中して流れるようになり、その結
果、伝搬する信号は依然としてインダクター線路の有す
る大きな電気抵抗によって大きな減衰を受けるという欠
点を有する。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記諸欠点に鑑み案出された
ものであり、インダクター線路を伝搬する信号の減衰を
小さくし、所定のフィルター特性や共振特性を発揮する
ことができる回路基板の実装構造を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は接地導体及び電
源導体を有する絶縁基体の表面にタングステン、モリブ
デンの少なくとも一種を主成分とする金属から成り、且
つ露出表面に７μΩ・ｃｍ以下の電気抵抗率を有するメ
ッキ金属層が被着されたインダクター線路を形成して成
る回路基板と、表面に金属膜が形成された母基板とから
成り、母基板上に回路基板を、該回路基板のメッキ金属
層と母基板の金属膜とが間に所定間隔をあけて対向し、
且つ接地導体または電源導体と金属膜とが電気的接続す
るようにして実装させたことを特徴とするものである。

【００１１】また本発明は前記インダクター線路の露出
表面に被着させたメッキ金属層の厚みをｔ、電気抵抗率
をσ、透磁率をμ、インダクター線路を伝搬する信号の
周波数をωとしたとき、メッキ金属層の厚みｔがｔ≧３
（２／ωμσ）1/2 を満足することを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【作用】本発明の回路基板の実装構造は、接地導体及び
電源導体を有する絶縁基体の表面にタングステン、モリ
ブデンの少なくとも一種を主成分とする金属から成り、
且つ露出表面に７μΩ・ｃｍ以下の電気抵抗率を有する
メッキ金属層が被着されたインダクター線路を形成して
成る回路基板を、表面に金属膜が形成された母基板上
に、該回路基板のメッキ金属層と母基板の金属膜とが間
に所定間隔をあけて対向し、且つ接地導体または電源導
体と金属膜とが電気的接続するようにして実装させたこ
とからインダクター線路を伝搬する信号は、該インダク
ター線路と母基板に設けた金属膜との間の電磁カップリ
ングによる表皮効果によって金属膜と対向する良導電性
（電気抵抗値が小さい）のメッキ金属層を伝搬すること
となり、その結果、インダクター線路を伝搬する信号は
インダクター線路の電気抵抗値が小さいことから大きな
減衰を受けることはない。

【００１３】特に前記メッキ金属層の厚みをｔ、電気抵
抗率をσ、透磁率をμ、インダクター線路を伝搬する信
号の周波数をωとした時、メッキ金属層の厚みｔをｔ≧
３（２／ωμσ）1/2 とするとインダクター線路を伝搬
する信号のほとんどが良導電性（電気抵抗値が小さい）
のメッキ金属層を伝搬することとなり、これによってイ
ンダクター線路を伝搬する信号の減衰を極小となすこと
ができる。

【００１４】

【実施例】次に本発明の回路基板の実装方法を添付図面
に基づき詳細に説明する。図１は本発明の回路基板の実
装構造の一実施例を示し、図中、Ａは回路基板、Ｂは母
基板である。前記回路基板Ａは母基板Ｂ上に実装されて
いる。

【００１５】前記回路基板Ａは半導体素子やＳＡＷ素子
等の電子部品を搭載するとともにその内部及び表面にコ
ンデンサーやインダクターが形成されており、絶縁基体
１と該絶縁基体１に被着させた配線導体２とから構成さ
れている。

【００１６】前記絶縁基体１はその上面に半導体素子や
ＳＡＷ素子等の電子部品が搭載される搭載部１ａを有
し、該搭載部１ａには半導体素子やＳＡＷ素子等の電子
部品３が搭載される。

【００１７】前記絶縁基体１は酸化アルミニウム質焼結
体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭
化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶
縁材料から成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から
成る場合は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化カルシ
ウム、酸化マグネシウム等の原料粉末に適当なバインダ
ー、溶剤を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従
来周知のドクターブレード法を採用してシート状となす
ことによってセラミックグリーンシートを得、しかる
後、前記セラミックグリーンシートを打ち抜き加工法等
により適当な形状に打ち抜くとともに必要に応じて複数
枚を積層し、最後に前記セラミックグリーンシートを還
元雰囲気中約１６００℃の温度で焼成することによって
製作される。

【００１８】また前記絶縁基体１はその搭載部１ａから
底面にかけて導出する配線導体２が被着形成されてお
り、該配線導体２の搭載部１ａ周辺部位には半導体素子
やＳＡＷ素子等の電子部品３の各電極がボンディングワ
イヤー４を介して電気的に接続され、また配線導体２の
絶縁基体１の底面に導出した部位は後述する母基板Ｂの
回路配線１２に接続される。

【００１９】前記配線導体２はタングステン、モリブデ
ン等を主成分とする高融点金属粉末から成り、電子部品
３の各電極を母基板Ｂに電気的に接続する作用を為す。

【００２０】前記配線導体２は前記タングステン等の高
融点金属粉末に適当なバインダー、溶剤を添加混合して
得た金属ペーストを前記絶縁基体１となるセラミックグ
リーンシートに従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手
法を採用して所定パターンに印刷塗布しておくことによ
って絶縁基体１の搭載部１ａから絶縁基体１底面にかけ
て被着形成される。

【００２１】また前記絶縁基体１の内部には前記配線導
体２の一部と電気的に接続される広面積の接地導体５及
び電源導体６が両者間に絶縁基体１の一部を挟み対向す
るようにして埋設されている。

【００２２】前記接地導体５及び電源導体６はこれらの
間に挟まれた絶縁基体１の一部を誘電体として形成され
る平行平板コンデンサーの各電極として作用し、接地導
体５、電源導体６、及び絶縁基体１の一部で形成される
コンデンサーは、フィルターや共振回路等の一部を構成
する。

【００２３】前記接地電極５及び電源導体６はタングス
テン、モリブデン等を主成分とする高融点金属粉末から
成り、前記メタライズ配線層２と同様の方法、即ち、前
記タングステン等の高融点金属粉末に適当なバインダ
ー、溶剤を添加混合して得た金属ペーストを前記絶縁基
体１となるセラミックグリーンシートに従来周知のスク
リーン印刷法等の厚膜手法を採用して所定パターンに印
刷塗布しておくことによって絶縁基体１の内部に間に絶
縁基体１の一部を挟んで対向するようにして埋設形成さ
れる。

【００２４】更に前記絶縁基体１の下面には凹部１ｂが
形成されており、該凹部１ｂ底面には前記配線導体２の
一部に電気的に接続されたインダクター線路７が被着形
成されている。

【００２５】前記インダクター線路７は絶縁基体１の凹
部１ｂ底面に所定長さで蛇行して、或いは渦巻状に形成
され、これによりインダクターを形成する作用を為し、
フィルターや共振器等の一部を構成する。

【００２６】尚、前記インダクター線路７はタングステ
ン、モリブデン等を主成分とする高融点金属粉末から成
り、配線導体２及び接地導体５、電源導体６と同様の方
法、即ち前記タングステン等の高融点金属粉末に適当な
バインダー、溶剤を添加混合して得た金属ペーストを前
記絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに従来周
知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して所定パタ
ーンに印刷塗布しておくことによって絶縁基体１の凹部
１ｂ底面に蛇行して、或いは渦巻状に被着形成される。

【００２７】また前記インダクター線路７の露出する外
表面には電気抵抗率７μΩ・ｃｍ以下の良導電性のメッ
キ金属層８がメッキ法により被着されている。

【００２８】前記メッキ金属層８はインダクター線路７
と後述する母基板Ｂの金属膜１２ａとの電磁カップリン
グによる表皮効果によりインダクター線路７の電気抵抗
を低いものとする作用を為し、その電気抵抗率が７μΩ
・ｃｍを越えるとインダクター線路７の電気抵抗を低い
ものとすることが困難となる傾向にあることから前記メ
ッキ金属層８はその電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下のも
のに特定される。

【００２９】前記電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下のメッ
キ金属層８としては、例えば、金、銀、銅、ロジウム、
ニッケル、アルミニウム、コバルト、亜鉛等が例示で
き、更にこれら合金や積層体でもよい。

【００３０】更に前記メッキ金属層８はその厚みをｔ、
電気抵抗率をσ、透磁率をμとし、インダクター線路７
を伝搬する信号の周波数をωとした時、ｔ≧３（２／ω
μσ）1/2 となるような厚みとしておくと後述する母基
板Ｂに設けた金属膜１２との電磁カップリングによる表
皮効果によりインダクター線路７を伝搬する信号の殆ど
全てを良導電性（電気抵抗値が小さい）であるメッキ金
属層８内を伝搬させることができ、これによってインダ
クター線路７を伝搬する信号の減衰を極めて小さいもの
となすことが可能となる。従って、前記インダクター線
路７に被着させるメッキ金属層８はその厚み、電気抵抗
率、透磁率をそれぞれｔ、σ、μとし、インダクター線
路７を伝搬する信号の周波数をωとした時、ｔ≧３（２
／ωμσ）1/2 となるような厚みとしておくことが好ま
しい。

【００３１】前記回路基板Ａを構成する絶縁基体１の上
面にはまた金属等から成る蓋体１０が半田、樹脂、ガラ
ス等の封止材を介して接合されており、該蓋体１０によ
って絶縁基体１の凹部１ａ底面に搭載された電子部品３
が気密に封止される。

【００３２】前記電子部品３が搭載封止された回路基板
Ａは更に母基板Ｂ上に実装される。

【００３３】前記回路基板Ａが実装される母基板Ｂは、
例えばガラス−エポキシ等の電気絶縁材料から成る支持
基板１１の上面に銅等の金属から成る回路配線１２を被
着させて成り、回路基板Ａや図示しない他の回路基板、
電子部品等を搭載支持するとともに回路配線１２により
前記回路基板Ａや他の回路基板、電子部品等を相互に或
いは外部に電気的に接続する作用を為す。

【００３４】前記母基板Ｂへの回路基板Ａの実装は、前
記回路基板Ａの配線導体２で、回路基板Ａの下面に導出
した部位を母基板Ｂの回路配線１２に半田等の接続手段
を介して電気的、機械的に接続することによって行われ
る。

【００３５】また前記母基板Ｂは回路配線１２の一部が
回路基板Ａの接地導体５又は電源導体６に配線導体２を
介して電気的に接続されており、該配線基板Ａの接地導
体５又は電源導体６に接続された回路配線１２の一部が
インダクター線路７と電磁カップリングを形成するため
の広面積の金属膜１２ａとして、母基板Ａに実装された
回路基板Ａのインダクター線路７下方にメッキ金属層８
と所定の間隔をあけて対向するように延出している。

【００３６】前記金属膜１２ａは母基板Ｂ上に実装され
た回路基板Ａのインダクター線路７と電磁カップリング
を作ることによりインダクター線路７の特性インピーダ
ンスを所定の値に整合させる作用を為すとともにインダ
クター線路７に被着されたメッキ金属層８と対向するよ
うに配置されることにより、回路配線１２とインダクタ
ー線路７との電磁カップリングによる表皮効果を該メッ
キ金属層８側に発生させる作用を為し、これによりイン
ダクター線路７を伝搬する信号は、電気抵抗の低い良導
電性のメッキ金属層８を主に伝搬することとなり、その
結果、インダクター線路７を伝搬する信号が大きく減衰
することはなく、所定のフィルター特性や共振回路特性
を発揮させることができる。

【００３７】尚、この場合、図１に示すように絶縁基体
１に埋設した接地導体５のインダクター線路７に対向す
る部分を予め所定幅除去しておくと、前記接地導体５と
インダクター線路７との電磁カップリングが極めて小さ
いものとなり、その結果、該接地導体５とインダクター
線路７との電磁カップリングによりインダクター線路７
の絶縁基体１側、即ちメッキ金属層８が被着されていな
い側に引き起こされる表皮効果は殆ど現れず、インダク
ター線路７を伝搬する信号の殆ど全てが電気抵抗の低い
良導電性のメッキ金属層８を伝搬することになり、イン
ダクター線路７を伝搬する信号減衰を更に小さいものと
することができる。従って、絶縁基体１に埋設した接地
導体５のインダクター線路７に対向する部分を予め所定
幅除去しておくことが好ましい。

【００３８】かくして本発明の回路基板の実装構造によ
ると、絶縁基体１の搭載部１ａに半導体素子やＳＡＷ素
子等の電子部品３が搭載された回路基板Ａを、該回路基
板Ａのインダクター線路７に被着させたメッキ金属層８
と母基板Ｂ上に設けられた金属膜１２ａとが所定間隔を
あけて対向するようにして実装させることによりインダ
クター線路７と金属膜１２ａとの電磁カップリングによ
る表皮効果がメッキ金属層８側に発生することとなる。

【００３９】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【００４０】

【発明の効果】本発明の回路基板の実装構造は、接地導
体及び電源導体を有する絶縁基体の表面にタングステ
ン、モリブデンの少なくとも一種を主成分とする金属か
ら成り、且つ露出表面に７μΩ・ｃｍ以下の電気抵抗率
を有するメッキ金属層が被着されたインダクター線路を
形成して成る回路基板を、表面に金属膜が形成された母
基板上に、該回路基板のメッキ金属層と母基板の金属膜
とが間に所定間隔をあけて対向し、且つ接地導体または
電源導体と金属膜とが電気的接続するようにして実装さ
せたことからインダクター線路を伝搬する信号は、該イ
ンダクター線路と母基板に設けた金属膜との間の電磁カ
ップリングによる表皮効果によって金属膜と対向する良
導電性（電気抵抗値が小さい）のメッキ金属層を伝搬す
ることとなり、その結果、インダクター線路を伝搬する
信号はインダクター線路の電気抵抗値が小さいことから
大きな減衰を受けることはなく、これによって所定のフ
ィルター特性や共振回路特性を発揮させることが可能と
なる。

【００４１】特に前記メッキ金属層の厚みをｔ、電気抵
抗率をσ、透磁率をμ、インダクター線路を伝搬する信
号の周波数をωとした時、メッキ金属層の厚みｔをｔ≧
３（２／ωμσ）1/2 とするとインダクター線路を伝搬
する信号のほとんどが良導電性（電気抵抗値が小さい）
のメッキ金属層を伝搬することとなり、これによってイ
ンダクター線路を伝搬する信号の減衰を極小としてより
高いフィルター特性や共振回路特性を実現させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路基板の実装構造の一実施例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・絶縁基体 ５・・・・・・接地導体 ６・・・・・・電源導体 ７・・・・・・インダクター線路 ８・・・・・・メッキ金属層 １２ａ・・・・・金属膜 Ａ・・・・・・回路基板 Ｂ・・・・・・母基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接地導体及び電源導体を有する絶縁基体の
   表面にタングステン、モリブデンの少なくとも一種を主
   成分とする金属から成り、且つ露出表面に７μΩ・ｃｍ
   以下の電気抵抗率を有するメッキ金属層が被着されたイ
   ンダクター線路を形成して成る回路基板と、表面に金属
   膜が形成された母基板とから成り、母基板上に回路基板
   を、該回路基板のメッキ金属層と母基板の金属膜とが間
   に所定間隔をあけて対向し、且つ接地導体または電源導
   体と金属膜とが電気的接続するようにして実装させたこ
   とを特徴とする回路基板の実装構造。
2. 【請求項２】前記インダクター線路の露出表面に被着さ
   せたメッキ金属層の厚みをｔ、電気抵抗率をσ、透磁率
   をμ、インダクター線路を伝搬する信号の周波数をωと
   したとき、メッキ金属層の厚みｔがｔ≧３（２／ωμ
   σ）1/2 を満足することを特徴とする請求項１に記載の
   回路基板の実装構造。