WO2007114334A1

WO2007114334A1 - 回路基板、回路基板の検査方法、およびその製造方法

Info

Publication number: WO2007114334A1
Application number: PCT/JP2007/057094
Authority: WO
Inventors: Yukihiro Ishimaru; Toshiyuki Kojima; Rikiya Okimoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2007-10-11
Also published as: JPWO2007114334A1; CN101411252A; US20090202142A1

Abstract

　本発明の回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層に実装される第１の電子部品と、前記絶縁層に設けられるハンダマーカとを備える。前記ハンダマーカは、第１の融点を有する第１のハンダから構成される。前記第１の電子部品は、前記第１の融点よりも低い第２の融点を有する第２のハンダによって前記絶縁層に実装される。

Description

明細書

回路基板、回路基板の検査方法、およびその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、電子部品が実装された回路基板に関し、特に、ハンダ再溶融の有無を検査する技術に関する。

背景技術

[0002] 近年のエレクトロニクス機器の小型化 ·薄型化、高機能化に伴って、回路基板に実装される電子部品の高密度実装化、および、電子部品が実装された回路基板の高機能化への要求が益々強くなつている。このような状況の中、電子部品を基板中に坦め込んだ部品内蔵基板が開発されている（例えば、特許文献 1)。

[0003] 部品内蔵基板では、通常、回路基板の表面に実装している能動部品（例えば、半導体素子）や受動部品（例えば、コンデンサ）を基板の中に坦め込んでいるので、基板の面積を削減することができる。また、表面実装の場合と比較して、電子部品を配置する自由度が高まるため、電子部品間の配線の最適化によって高周波特性の改善なども見込むことができる。

[0004] 今日、既にセラミック基板の分野では、電子部品を内蔵した LTCC(Low Temperatu re Co-fired Ceramics)基板が実用化されているものの、これは重く割れやすいため大型の基板に適用することが難しぐしかも、高温処理が必要なので LSIのような半導体素子を内蔵できないなど制約が大きい。最近注目されているのは、樹脂を用いた回路基板に部品を内蔵した部品内蔵基板であり、これは、 LTCC基板とは異なり、基板の大きさに対する制約が少なぐ LSIの内蔵も可能であるという利点も有している。

[0005] 次に、図 1を参照しながら、特許文献 1に開示された部品内蔵基板（回路部品内蔵モジュール）について説明する。図 1に示す回路部品内蔵モジュール 400は、絶縁性基板 40 la,401b,および 401cを積層した基板 401と、基板 401の主面および内咅に形成された酉己 ,線ノターン 402a,402b,402cおよび 402dと、基板 401の内咅こ配置され配線パターンに接続された回路部品 403とを備える。配線パターン 402a，4 02b,402c,および 402dは、インナービア 404によって電気的に接続されており、そして、絶縁性基板 401a,401b，および 401cは、無機フイラと熱硬化性樹脂とを含む混合物から構成される。

特許文献 1 :特開平 11 220262号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 回路部品内蔵モジュール 400では、回路部品 403 (403a,403b)は、絶縁性基板 401内に ffiめ込まれているため、回路咅品 403と酉己 ,線ノターン 402 (402a,402b,4 02c)とを電気的に接続するハンダ付けの良否を簡便に検出することが非常に難しい。特に、回路部品内蔵モジュール 400自体のハンダ付けの良否を電気検査等で確認したとしても、その回路部品内蔵モジュール 400をマザ一ボード等の配線基板に二次実装する際のリフロー時に、内蔵されたハンダが再溶融して不良となったか否かを確認することが極めて困難である。

[0007] 回路部品が埋め込まれていない場合には、例えば特開平 8— 298360号公報に提案されているように、ハンダ付け性を評価するためのパッドを用意し、リフロー等でハンダを溶解させたうえで、濡れ広がりの大きさを外観で検査したり、パッド間の電気抵抗を計測したりすることによってハンダ付け性を評価することが可能である。しかしながら、図 1に示すハンダ部分が樹脂によってモールドされている基板構造においては、特開平 8— 298360号公報で提案されたハンダ付け検査方法を用いて、ハンダの再溶融の検査を行うことはできなレ、。ハンダの再溶融の検査ができないことは、ハンダにより回路部品が電気的に接続されているように見えても、実際にはハンダが再溶融することで物理的に移動して絶縁性の劣化が生じたり、あるいは、ハンダの再溶融によってハンダ内にボイドが生じたりして、信頼性の低下をもたらす可能性がある。

[0008] 本発明は力かる点に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、ハンダの再溶融を検査することができるハンダマー力を備えた部品内蔵基板または回路基板を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の回路基板は、

絶縁層と、前記絶縁層に実装される電子部品と、

前記絶縁層に設けられるハンダマー力と、

を備え、

前記ハンダマー力は、第 1の融点を有する第 1のハンダから構成され、前記電子部品は、前記第 1の融点よりも低い第 2の融点を有する第 2のハンダによつて前記絶縁層に実装される。

[0010] 本発明の回路基板の特性検查方法は、電子部品がハンダによって実装された回路基板に、他の電気部材を接続する際における前記回路基板の特性を検査する方法であって、

予め、前記回路基板に、第 1の融点を有するハンダマー力を設けたうえで、当該回路基板に前記他の電気部材を接続し、

前記他の電気部材接続後に前記ハンダマー力の溶融の有無を検出することで、前記回路基板が前記他の電気部材接続時に前記第 1の融点に曝されたか否かを判定する。

[0011] 本発明の回路基板の製造方法は、

電子部品が実装された回路基板の製造方法であって、

前記回路基板に、第 1の融点を有する第 1のハンダから構成されるハンダマー力を設けるとともに、前記回路基板に、前記第 1の融点と同等の融点を有するハンダによつて前記電子部品を実装する工程と、

前記回路基板に、前記第 1の融点よりも低い第 2の融点を有する第 2のハンダによつてもう一つの前記電子部品を実装する工程と、

を含む。

発明の効果

[0012] 本発明によると、配線基板内に設けられたハンダマー力を検查することによって、第 1の融点を有するハンダの再溶融を検査することができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明の実施形態を含む部品内蔵基板の構成を示す斜視図である。

[図 2A]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 2B]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

[図 3A]図 2Aに示すハンダマー力 10の X線透視上面図である。

[図 3B]図 2Bに示すハンダマー力 10の X線透視上面図である。

園 4A]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 4B]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 5A]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 5B]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

[図 6A]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第 1の工程の断面図である。

園 6B]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第 2の工程の断面図である。

園 6C]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第 3の工程の断面図である。

園 6D]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第 4の工程の断面図である。

[図 7A]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第 5の工程の断面図である。

園 7B]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第 6の工程の断面図である。

園 7C]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明するための第 7の工程断面図である。

[図 8A]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の検查方法を説明するための第 1の工程断面図である。

園 8B]本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の検査方法を説明するための第 2の工程断面図である。

園 9A]本発明の実施形態に係る部品内蔵モジュールの検查方法を説明するための第 1の工程の断面図である。

園 9B]本発明の実施形態に係る部品内蔵モジュールの検查方法を説明するための第 2の工程の断面図である。

[図 10A]本発明の実施形態に係る実装体の検查方法を説明するための第 1の工程の断面図である。

[図 10B]本発明の実施形態に係る実装体の製造方法を説明するための第 2の工程の断面図である。

[図 ll]Sn_ Sb系の状態図である。

[図 12A]導電性粒子と融点（固相線)との関係を示す図である。

園 12B]本発明の変形例を示す断面図である。

[図 13A]ハンダマー力 10を上方から見た上面図である。

[図 13B]ハンダマー力 10を上方から見た上面図である。

[図 14A]ハンダマー力 10の形状を示す上面図である。

[図 14B]ハンダマー力 10の形状を示す上面図である。

[図 14C]ハンダマー力 10の形状を示す上面図である。

[図 14D]ハンダマー力 10の形状を示す上面図である。

園 15A]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 15B]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 16A]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 16B]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。園 17A]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 17B]本発明の実施形態におけるハンダマー力 10を備えた回路基板 100の構成を模式的に示す断面図である。

園 18]電子部品を内蔵した回路基板 200が位置する領域以外の外枠 150にハンダマーカ 10を設けた構成を示す上面図である。

符号の説明

10 /ヽンタマ一力

11 上層基板

12 ノ、ンダ

12a 溶融したハンダ

13 金属部材

14 フラックス

20 絶縁層

20a 上面

20b 下面

21 下層基板

22 上層基板

23 電極パターン

24 接続樹脂層 (コンポジットシート)

25 収納室

26 電極パターン

27 電極パターン

28 接着剤

30 電子部品

31 ランド

32 ノ、ンダ

32a 溶融したハンダ 40 電子部品

41 ランド

42 ノ、ンダ

42a 溶融したハンダ

46 ノヽンダボ一ノレ

51 配線基板（マザ一ボ -ド）

100 回路基板

150 外枠

200 部品内蔵基板

300 部品内蔵モジュール

350 実装体

400 回路部品内蔵モジユ —ノレ

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

[0016] (実施形態 1)

図 2を参照しながら、本発明の実施形態に係る回路基板について説明する。

[0017] 図 2Aおよび図 2Bは、本実施形態のハンダマー力 10を備えた回路基板 100の断面構造を模式的に示している。図 2Aは、ハンダが再溶融していないことを示すハンダマー力 10の状態であり、一方、図 2Bは、ハンダが再溶融したことを示すハンダマ一力 10の状態である。また、ハンダのリフロー工程においては、図 2Aはリフロー前の状態を示しており、図 2Bはリフロー後の状態を示している。なお、回路基板 100は、例えば、他の電気部材の一例である二次基板（マザ一基板） 51,200に二次実装される一次基板を構成する。

[0018] また、回路基板 100は、全体構造として、図 1に示す構造を備えており、基板内部、基板表面、または基板内部および基板表面に電子部品が実装されているが、図 2A, 図 2B等を含む本実施形態の説明に供する図面の一部では、電子部品を図示省略している。

[0019] 図 2Aに示すように、本実施形態の回路基板 100は、上層基板 22と、下層基板 21 と、上層基板 22と下層基板 21とを接続する接続樹脂層 24とを備える。接続樹脂層 2 4は絶縁体から構成され、上側基板 22と下側基板 21とは絶縁層 20を構成する。本実施形態のハンダマー力 10は第 1のハンダ 12から構成されて絶縁層 20の間に設けられる。第 1のハンダ 12は、第 1の融点を有する例えば Sn_Sbを主成分とするハンダから構成される。ハンダマー力 10は、回路基板 100の内部に設けられた収納室 25 に収納される。具体的には、収納室 25に露出する電極パターン 23上にハンダマー力 10は配置される。

[0020] 回路基板 100の上面 20aまたは下面 20bには、第 1の電子部品（不図示）が設けられ、第 1の電子部品は、第 2のハンダ（不図示）によって回路基板 100に実装される。第 2のハンダは、第 1の融点よりも低い第 2の融点を有する。第 2のハンダは例えば P bフリーハンダから構成される。絶縁層 20の内部（具体的には上側基板 22と下側基板 21との間）に、第 2の電子部品（不図示）が設けられることもあり、そうすると、回路基板 100は、第 2の電子部品が内蔵された形態の部品内蔵基板になる。

[0021] 接続樹脂層 24は、樹脂と無機フイラとから構成されたコンポジットシートからなる。ハンダマー力 10は、上層基板 22と下層基板 21との間に配置される。ハンダマー力 10 は、未溶融の第 1のハンダから構成される。接続樹脂層（コンポジットシート） 24の一部には収納室 25が形成され、その収納室 25内にハンダマー力 10が設けられる。より詳細には、ハンダマー力 10は、収納室 25内で露出する下層基板 21の電極パターン 23上に配置される。

[0022] 図例のハンダマー力 10は、第 1のハンダ 12から構成され、第 1のハンダ 12は、フラックス 14を介して電極パターン 23上に載置される。ハンダマー力 10は、ハンダの再溶融をチェックするためのマーカであり、ハンダマー力 10が所定温度（具体的には、第 1の融点、すなわち、第 1のハンダ 12の融点）に達すると、第 1のハンダ 12は溶融して、図 2Bに示す状態になる。

[0023] 図 2Bは、回路基板 100が所定温度（第 1の融点）以上になり、回路基板 100に実装されている第 2の電子部品（不図示）の接続材である第 3のハンダ (ノヽンダマー力 1 0と同等の融点を有する）が再溶融したことを示すハンダマー力 10の状態を示す。

[0024] 図 2Bに示すように、ハンダマー力 10を構成する第 1のハンダ 12は、溶融して、電極パターン 23上に濡れ広がる。そこで、図 2Aに示した未溶融状態の第 1のハンダ 12と、図 2Bに示した溶融して濡れ広がった溶融状態の第 1のハンダ 12aとを比較する。具体的には、ハンダマー力 10 (未溶融状態の第 1のハンダ 12,溶融状態の第 1のハンダ 12a)の形状や特性を確認する。これにより第 2の電子部品の接続材である第 3 のハンダで再溶融が起こっているか否かを検出することができる。第 3のハンダの再溶融は回路基板 100が第 1の融点以上の温度（すなわち、第 1の融点）に曝されることで生じる。

[0025] 具体的には、図 2Aに示す未溶融状態の第 1のハンダ 12からなるハンダマー力 10 を回路基板 100上方から X線照射したうえで観察すると、図 3Aに示す画像になる。一方、図 2Bに示す溶融状態の第 1のハンダ 12aからなるハンダマー力 10を回路基板 100の上方力も X線照射したうえで観察すると、図 3Bに示す画像になる。両者の形状差を区別することで、ハンダマー力検査を実行することができる。なお、ハンダマ一力検査 (溶融判断）は、観察者が目視によって行ってもよいし、画像認識装置によつて自動化してもよい。溶融状態の第 1のハンダ 12aを受け止めることでその形状の概形を形作る電極パターン 23は、図示した矩形のものの他、三角形,星形，十字などの形状であってもよい。また、ハンダマー力検査 (溶融判断）は、 X線を用いた検査だけでなく、電気検査によっても行うことができる。具体的には、例えば、未溶融状態の第 1のハンダ 12からなるハンダマー力 10を、互いに分離しかつ隣接する両電極パターンの間で、両パターンの絶縁を維持した状態で橋渡しする形態に載置する。そうすれば、両端子の絶縁状態を検查することで、ハンダマー力 10の溶融の有無を検知すること力 Sできる。

[0026] なお、ハンダマー力 10は、検查対象である第 2の電子部品（さらにはその接続材である第 3のハンダ）に近接して配置するのが好ましぐそうすれば、第 2の電子部品が曝された温度をその近傍で精度高く検査することができる。

[0027] 以下、本実施形態の検查方法を詳細に説明する。図 4Aは、未溶融の第 1のハンダ 12を一対の電極パターン 26, 26上に配置することによって構成されたハンダマー力 10を示す。この状態では、ハンダマー力 10を構成する第 1のハンダ 12は未溶融であるので、電極パターン 26, 26と第 1のハンダ 12とは金属接合しておらず、それゆえ、一対の電極パターン 26, 26の間はオープン（絶縁状態）になっている。すなわち、第 1のハンダ 12が溶融して一対の電極パターン 26，26の間が完全に導通しているときと比べて、第 1のハンダ 12が未溶融で一対の電極パターン 26, 26の間に位置しているときは電気特性が異なる（例えば、抵抗が高い）。

[0028] 所定の温度（第 1の融点）以上になってハンダマー力 10 (第 1のハンダ 12)が溶融すると、図 4Bに示す通り、一対の電極パターン 26，26の間が溶融した第 1のハンダ 1 2aによってショートする。そのため、ハンダマー力 10のショートを検出することで、回路基板 100が所定温度（第 1の融点）以上に曝されたこと、あるいは、第 1のハンダ 12 が溶融したことを検出できる。

[0029] なお、ハンダマー力 10を構成する第 1のハンダ 12は、クリームハンダを用いることもできる。図 4Aに示す状態において、クリームハンダからなる第 1のハンダ 12と、電極パターン 26,26とは金属接合しておらず、それゆえ、一対の電極パターン 26, 26の間はオープンとなる。そして、所定の温度（第 1の融点）以上になってクリームハンダ力なる第 1のハンダ 12が溶融すると、同様に、図 4Bに示す通り、溶融した第 1のハンダ 12aがー対の電極パターン 26, 26の間をショートさせる。この状態移行を、タリームハンダからなるハンダマー力 10のショートを検出することで検知する。回路基板 10 0が所定以上の温度（第 1の融点）に曝されたこと、あるいは、第 1のハンダ 12が溶融したことを検出できる。

[0030] 加えて、図 5Aおよび図 5Bに示すように、ハンダマー力 10は、接続樹脂層 24の中に埋設されていてもよレ、。図 5Aに示すハンダマー力 10は、図 4Aに示した構成と同様であり、ハンダマー力 10が接続樹脂層（コンポジットシート） 24内に埋設された状態で形成される。これに対して図 4Aに示すハンダマー力 10は、接続樹脂層（コンポジットシート） 24内に設けた収納室 25に収納される。

[0031] 図 5Aに示す構成においても、未溶融状態の第 1のハンダ 12がー対の電極パターン 26，26上に酉己置されてレヽると、一対の電極パターン 26，26の間はオープンになる。一方、所定の温度（第 1の融点）以上になって第 1のハンダ 12が溶融すると、図 5Bに示すように、溶融した第 1のハンダ 12aによって電極パターン 26,26がショートする。そのため、このショートを電気的に検出することで第 1のハンダ 12の溶融を検出できる。このように、ハンダマー力 10が接続樹脂層 24の中に坦設した構成でも、クリームハンダをハンダマー力 10の第 1のハンダ 12として用いることができる。

[0032] 次に、図 6Aから図 8Bを参照しながら、本実施形態の部品内蔵基板の製造方法、および、ハンダマー力 10による再溶融検查方法の一例について説明する。

[0033] まず、図 6Aに示すように、下層基板 21を用意した後、下層基板 21の電極パターンの一部（ランド） 31の上に、第 3のハンダ 32を形成する。第 3のハンダ 32はクリームハンダであり、印刷によってランド 31上に形成される。下層基板 21には、ハンダマー力 10用の電極パターン 26が形成される。また、ハンダマー力 10用の電極パターン 26 は、図 4Aに示した構成の他、図 2Aに示した構成のものを用いることもできる。

[0034] 次に、図 6Bに示すように、下層基板 21のランド 31の上に、第 3のハンダ 32を介して第 2の電子部品 30を載置する。第 2の電子部品 30は、チップ部品（例えば、チップコンデンサ,チップインダクタ，チップ抵抗）や、半導体素子（例えば、ベアチップ，チップ.サイズ'パッケージ（CSP)など）である。図 6Bでは、第 2の電子部品 30として、チップ部品を示す。図 6Bにおいて配線板 21に第 2の電子部品 30を実装した後、図 6C に示すように、第 1のリフロー処理を行うことで第 3のハンダ 32を溶融させて、溶融した第 3のハンダ 32aによって第 2の電子部品 30をランド 31に接合する。

[0035] 次に、図 6Dに示すように、電極パターン 26の上に第 1のハンダ 12を載置して、ノヽンダマー力 10を形成する。ハンダマー力 10を構成する第 1のハンダ 12は、第 2の電子部品 30用の第 3のハンダ 32と同じ材料、もしくは第 3のハンダ 32の融点と同等の融点（第 1の融点）を有するものである。本実施形態では、第 1のハンダ 12および第 3 のノヽンダ 32とも、 Sn_ Sbを主成分とするハンダ（Sn_ Sb系ハンダ）が用いられる。

[0036] その後、図 7Aに示すように、第 2の電子部品 30が実装された下層基板 21の上に、接続樹脂層 24を介して上層基板 22を積層することで第 2の電子部品 30を配線板 2 1，22間に内蔵する。このような積層構造にすることによって、第 2の電子部品 30が内蔵された回路基板 200が形成される。ハンダマー力 10は第 2の電子部品 30と同様に上側基板 21と下側基板 22との間に内蔵される。なお、図 4Aに示すように、上側基板 21と下側基板 22との間に収納室 25を形成したうえで、ハンダマー力 10を収納室 25 に収納することも可能である。

[0037] 本実施形態においては、接続樹脂層 24中に、下層基板 21と上層基板 22とを電気的に接続する層間接続部材 (ビア）を形成することができる。また、接続樹脂層 24は、樹脂 (例えば、熱硬化性樹脂および Zまたは熱可塑性樹脂）と無機フイラとを含むコンポジット材料力形成される。本実施形態では、樹脂として、熱硬化性樹脂を用レ、ている。また、無機フイラを実質的に用いずに、専ら熱硬化性樹脂のみから接続樹脂層 24を構成することも可能である。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂などであり、無機フイラを添加する場合、その無機フイラは、例えば、 Al O，SiO ,Mg〇，BN,

2 3 2

A1Nなどである。無機フイラの添カ卩により、種々の物性を制御することができるので、無機フイラを含むコンポジット材料から接続樹脂層 24を形成することが好適である。

[0038] 上層基板 11の上面 20aには予め配線パターン 41が形成されており、図 7Bに示すように、配線パターンのランド 41の上に第 2のハンダ 42を形成する。本実施形態では、第 2のハンダ 42としてのクリームハンダを印刷によって上層基板 22に形成する。第 2のハンダ 42は、ハンダマー力 10を構成する第 1のハンダ 12の融点（第 1の融点第 3 のハンダ 32の融点）よりも低レ、融点（第 2の融点）を有するハンダである。

[0039] 第 2のハンダ 42の第 2の融点が、電子部品を内蔵した回路基板 200に内蔵されてレ、る第 3のハンダ 32の融点（第 1の融点）よりも低い理由は以下の通りである。すなわち、第 2のハンダ 42の第 2の融点の方が第 3のハンダ 32の融点よりも高ければ、回路基板 200中に内蔵された一次実装の第 2の電子部品 30において接続に寄与してレ、る溶融状態の第 3のハンダ 32aが再溶融してしまうからである。溶融した第 3のハンダ 32aが再溶融すると、第 3のハンダ 32中に気泡が発生して不具合が生じやすくなる。さらには、溶融した第 3のハンダ 32aの近傍に設けられた接続樹脂層 24等に空隙がある場合には、熱膨張による圧力上昇と毛細管現象とによって駆動力が生じ、再溶融した第 3のハンダ 32がこの駆動力によって前記空隙に浸透してしまい、その結果、第 3のハンダ 32が当初の配置位置（パターン上）から流出してしまうおそれがある。そのような再溶融が生じないように、一次実装用の第 3のハンダ 32と、二次実装用の第 2のハンダ 42との融点には大小関係が設定される。 [0040] 第 2のハンダ 42は、一次実装用の第 3のハンダ 32又はハンダマー力用の第 1のハンダ 12よりも融点の低い導電性粒子から構成されていればよい。例えば、一次実装用の第 3のハンダ 32の融点（第 1の融点）よりも低い融点（第 2の融点）を有する Pb フリーハンダ（例えば、 Sn_Ag_Cu系ハンダ、または、 Sn—Ζη系ハンダ）、あるいは、 Pbハンダ（Sn_ 37Pbハンダ）から第 2のハンダ 42は構成される。

[0041] 次に、図 7Cに示すように、上層基板 22のランド 41の上に、第 2のハンダ 42を介して第 1の電子部品 40を載置する。第 2の電子部品 30と同様に、第 1の電子部品 40は、チップ部品および Zまたは半導体素子である。

[0042] 次いで、図 8Aに示すように、第 2のリフロー処理を行って、第 2のハンダ 42を溶融させて、溶融した第 2のハンダ 42aによって第 1の電子部品 40をランド 31に接合する。このようにして、第 2の電子部品 30を内蔵した回路基板 200の上面に第 1の電子部品 40が実装される。第 2のリフロー処理は、第 1のリフロー処理よりも低い温度で実行され、具体的には、第 3のハンダ 32を再溶融させない温度（第 3のハンダの融点（第 1の融点）未満）で行われる。

[0043] ここで、第 2のリフロー処理の温度設定条件を、第 3のハンダ 32が再溶融しない温度にしたとしても、実際には、リフロー炉内には温度のバラツキがあったりして、回路基板 (ここでは、部品内蔵基板）の温度が設定温度を超えてしまうことがある。また、リフロー装置は、炉内温度を測定してコントロールしているのであるが、基板（部品内蔵基板又は回路基板）の温度を直接計測しているわけではないので、第 3のハンダ 32 が再溶融しない温度にリフロー設定温度が設定されていたとしても、実際の基板内部の温度が第 3のハンダ 32を再溶融させてしまうような温度であれば、現実問題として再溶融が生じ得る。

[0044] その後、図 8Bに示すように、回路基板 200のハンダマー力 10を検查する。すなわち、回路基板 200に内蔵されている第 2の電子部品 30の接続材である溶融状態の第 3のハンダ 32aに再溶融が起こってないかどうかを、ハンダマー力 10を通じて検查する。

[0045] 図示した構成のハンダマー力 10であれば、電気検查を行うことにより、ハンダマー力 10の状態（オープン又はショート）を判定することができる。また、図 2A、図 2Bに示すハンダマー力 10を用いた場合には、 X線測定（50)を行うことによって再溶融の検查を行うことができる。

[0046] さらに、図 9Aに示すように、回路基板 200の下面 20bにハンダボール 46を形成して、部品内蔵モジュール (又は、部品内蔵パッケージ） 300を作製した後、図 9Bに示すように、ハンダマー力 10の状態を判定することもできる。部品内蔵モジュール 300 を作製する場合、下層基板 21として両面配線基板を用いて、その下層基板 21の端子（ランド） 45上にハンダボール（またはハンダバンプ） 46を形成すればょレ、。ハンダボール 46の形成は、ボーノレ'グリッド 'アレイ（BGA)用のハンダボールを用いて行うこと力 Sできる。

[0047] 加えて、図 9A又は図 9Bに示す部品内蔵モジュール 300を、図 10Aに示すように、マザ一ボードのような配線基板 51上に実装して、実装体 (部品内蔵モジュール実装体） 350を形成することもできる。その場合、図 10Bに示すように、実装体 350における再溶融の検査をハンダマー力 10を用いて実施することができる。

[0048] ハンダマー力 10を構成する第 1のハンダ 12は、上述したように、 Sn—Sbを主成分とするハンダ材料を用いることができる。このハンダ材料を用いる理由は、 Sbの含有量により融点を変えることができるからである。 Sn— Sb系の状態図を幾つかの融点とともに図 11に示す。例えば、 Sbが 0%のとき融点は 232°Cであり、 Sbが 10%のとき融点は 246である。

[0049] なお、 Sn— Sb系ノヽンダは、一般に合金組成物が Pb— Sn共晶ハンダなどと比較して硬いために、熱衝撃などのストレスに弱くクラックを生じやすいという欠点がある。し力ながら、前述した構成のように、接続樹脂層 24中に第 1のハンダ 12が埋設されていると、その欠点を回避することができ、その点でも新たなメリットが得られる。もちろん、ハンダマー力 10を構成する第 1のハンダ 12は、 Sn_Sb系ハンダ以外にも他のものを用いることができる。

[0050] 図 12は、ハンダとして使用される導電性粒子と、融点（固相線）との関係を示す表である。これらの導電性粒子の中から、融点の大小関係を考慮して、ハンダマー力 1 0を構成する第 1のハンダ 12と、第 1,第 2の電子部品用の第 2，第 3のハンダ 32，42とを選定すればよい。さらに、この表以外の導電性粒子を使用することも可能である。 [0051] 本発明の実施形態によれば、第 1の融点を有するハンダ 12から形成されたハンダマーカ 10を設けたうえで、第 1の融点よりも低い第 2の融点を有する第 2のハンダ 42 によって、回路基板 200の上面 20aに第 1の電子部品 40を実装している。そのため、回路基板 200内に設けられたハンダマー力 10を検查することによって、第 1の融点と同等の融点を有する第 3のハンダ 32 (第 2の電子部品の接続材）の再溶融を検査すること力 Sできる。そのため、回路基板 200中に内蔵されている第 2の電子部品 30の第 3のハンダ 32の再溶融の有無を検出することが可能になって、回路基板 200の信頼性を精度高く検査することができる。

[0052] さらに述べると、本実施形態では、ハンダマー力 10が電子部品を内蔵した回路基板 200 (又は内蔵してない回路基板 100)内に設けられているので、リフロー処理時のバラツキ（リフロー温度の偏り 'バラツキなど）によって基板が規定温度以上に曝されたか否かを、ハンダマー力 10によってチェックすることができる。したがって、製品の信頼性の低下を防止することができる。

[0053] なお、本実施形態のハンダマー力 10は、電子部品を内蔵した回路基板 200の再溶融チェック用だけでなぐ他の用途にも用いることができる。例えば図 2から図 5Bに示す構成においては、リフローが適正温度以上になっていないかどうかを確認できる、という効果が得られる。なお、この効果は、電子部品を内蔵していない回路基板においても同様に得られる。以下、このことについて、さらに説明する。

[0054] 基板の品質を劣化させる原因として、リフロー温度の異常上昇が挙げられる。特に、 Pbフリーが広範囲に用いられるようになつてからは、リフロー工程のリフロー温度が上昇しており、それゆえに、電子部品の実装工程は、基板に対して厳しい状況になつている。リフロー温度が上力 Sり過ぎると、基板を構成する樹脂が劣化して、ランドの接着強度低下や、基板内層外層においてランドと電極との剥離が発生しやすくなる。外観で容易に判断できる場合は、まだ対応可能であるが、損傷が基板内部で生じて外からは観察できない場合には、製品となった後にランド剥離や内層電極に剥離によるマイグレーション (剥離部分には水分がたまりやすいため）の問題が発生し得る。リフロー装置は、その構造上、機器内部の温度を管理しているのであるが、基板などの製品自体の温度は管理できず、実際にはバラつきなどで基板は高温に曝されるケースはあり得る。そのため、基板にマーカ 10を設けておき、リフローが適正温度以上になっていなレ、かを確認することは非常に重要な技術になる。

[0055] さらに、本実施形態のハンダマー力 10を、異なる種類の第 1のハンダ 12群（互いに異なる融点を有する）から構成して、温度マーカとして機能させることも可能である。例えば図 12Aに示した導電性粒子から選択された第 1のハンダ 12群によって、図 12 Bに示すように、複数種のハンダマー力 10を作製し、各ハンダマー力 10により、リフロ一時に基板温度（例えば、基板内部温度）が何 °Cにまで達した力を評価することが可能となる。

[0056] なお、本実施形態のハンダマー力 10は、以下のように改変して構成することも可能である。図 13A及び図 13Bは、ハンダマー力 10を上方から見た図である。図 13Aに示したハンダマー力 10は、周囲にレジスト（ソルダーレジスト） 29が形成された電極パターン 27間に、未溶融の第 1のハンダ 12からなるマーカ部材が橋掛けされた構成を有する。第 1のハンダ 12は、溶融すると表面張力が働くので、図 13Bに示すように、第 1のハンダ 12の溶融に伴って、ハンダマー力 10は、溶融前の図 13Aに示した状態とは異なるものになる。この変化を観察すれば、ハンダマー力 10による検査を実行すること力 Sできる。

[0057] さらに、ハンダ 12を、その平面視、外周縁に角部を有する形状にしておけば、溶融時には表面張力によってその角部は変形して丸みを帯びる。このことを利用すると、図 14A—図 14Dに示すハンダマー力 10を構成することもできる。図 14A—図 14Dにおける左側は、未溶融の第 1のハンダ 12から構成されたハンダマー力 10であり、溶融により、それらの角部が変形して丸みを帯び、それぞれ、図 14A—図 14Dにおける右側のような形状になり得る。したがって、これらの形状の変化を観察すれば、ハンダマー力 10による検查を実行することができる。

[0058] 図 4又は図 5に示した構成では、クリームハンダのような形態の第 1のハンダ 12を用いてハンダマー力 10を形成した力これに限らず、図 15に示すように、ハンダマー力 10を、第 1のハンダ 12からなるハンダボールから構成することも可能である。

[0059] 図 15Aに示す状態では、ハンダボール状の第 1のハンダ 12が溶融していないので、ハンダボール状の第 1のハンダ 12と電極 26とは金属接合しておらず、したがって、電極 26間はオープンとなっている。ハンダボール状の第 1のハンダ 12が溶融すると、図 15Bに示すように、ハンダボール状の溶融した第 1のハンダ 12aと電極 26とは金属接合して、電極 26間はショートする。この両者の違いにより、ハンダマー力検査を行うことができる。

[0060] さらに、図 16Aに示すように、図 15Aに示した第 1のハンダ 12と電極 26とを接着する接着剤 28を設けてもよい。これは、第 1のハンダ 12を接続樹脂層（コンポジットシート） 24内に坦め込む際に、第 1のハンダ 12が樹脂の流れによって移動してしまないように接着剤 28によって固定するためである。このように接着剤 28で第 1のハンダ 12を固定した場合であっても、第 1のハンダ 12が溶融すると、図 16Bに示すように、溶融した第 1のハンダ 12aと電極 26とは金属接合して、電極 26間はショートするので、ノヽンダマー力検查を行うことができる。

[0061] また、図 17Aに示すように、第 1のハンダ 12と導電性部材（典型的には、金属部材や 0 Ωチップ抵抗） 13とを組み合わせてハンダマー力 10を構成することも可能である。この場合、未溶融の第 1のハンダ 12 (例えば、クリームハンダ）の上に金属部材 13 を搭載しても、第 1のハンダ 12が溶融していないため、電極 26間は電気的にオーブンとなる。一方、第 1のハンダ 12が溶融すると、図 17Bに示すように、溶融した第 1のハンダ 12aと電極 26とが金属接合して、また、溶融した第 1のハンダ 12aと金属部材 1 3とが金属接合するので、電極 26間がショートした状態の部品特性を示す。この両者の違いにより、ハンダマー力検査を行うことができる。

[0062] なお、上述の実施形態においては、基板内にハンダマー力 10を搭載した力必ずしもそうしなくてもよい。例えば、図 18に示すように、モジュール (電子部品を内蔵した回路基板 200など）を多数個取りするためのシート（例えば、多数個取り用のコンポジットシート） 110を用いて、電子部品を内蔵した回路基板 200を製造する場合には、電子部品を内蔵した回路基板 200が位置する領域以外の箇所 (外枠 150)にハンダマーカ 10を設けることもできる。このような箇所にハンダマー力 10を設けると、基板の無駄を無くすことなくハンダマー力検查を行うことができて面積的に非常に効率が良レ、。

[0063] 上述したような電子部品を内蔵した回路基板 200 (部品内蔵モジュール 300、実装体 350)は、電子機器に搭載されて好適に使用される。特に、実装面積に厳しい制限がある携帯用電子機器 (例えば、携帯電話、 PDAなど）に好適に用いられるが、いわゆるデジタル家電 (デジタルテレビなど）のような電子機器にも用いられる。

[0064] 以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなぐ勿論、種々の改変が可能である。

産業上の利用可能性

[0065] 本発明によれば、ハンダの再溶融を検査することができるハンダマー力を備えた部品内蔵基板または回路基板を提供するができる。

Claims

請求の範囲

絶縁層と、

前記絶縁層に実装される第 1の電子部品と、

前記絶縁層に設けられるハンダマー力と、

を備え、

前記ハンダマー力は、第 1の融点を有する第 1のハンダから構成され、前記第 1の電子部品は、前記第 1の融点よりも低い第 2の融点を有する第 2のハンダによって前記絶縁層に実装される、

回路基板。

当該回路基板は二次基板に実装される一次基板である、

請求項 1の回路基板。

前記絶縁層に設けられた電極パターンをさらに備え、

前記ハンダマー力は前記電極パターン上に設けられる、

請求項 1の回路基板。

前記ハンダマー力は、前記絶縁層内部に設けられる、

請求項 1の回路基板。

前記絶縁層の内部に収納室が設けられ、

前記ハンダマー力は前記収納室に収納される、

請求項 4の回路基板。

前記収納室に露出する電極パターンをさらに備え、

前記ハンダマー力は前記電極パターン上に設けられる、

請求項 5の回路基板。

前記ハンダマー力は前記絶縁層に坦め込まれる、

請求項 4の回路基板。

前記第 1の電子部品は前記絶縁層の表面に実装される、

請求項 1の回路基板。

前記第 1のハンダは未溶融ハンダである、

請求項 1の回路基板。 [10] 前記未溶融ハンダはクリームハンダの形態を有する、

請求項 9の回路基板。

[11] 前記ハンダマー力を前記絶縁層に固定する接着剤を、

さらに有する、

請求項 9の回路基板。

[12] 前記第 1のハンダは、 Sn— Sbを主成分とする、

請求項 1の回路基板。

[13] 前記第 1の融点と同等の融点を有する第 3のハンダによって前記絶縁層に実装される第 2の電子部品をさらに備え、

前記第 1の電子部品は前記絶縁層の表面に設けられる、

請求項 4の回路基板。

[14] 前記第 2の電子部品は前記絶縁層の内部に設けられる、

請求項 13の回路基板。

[15] 前記ハンダマー力は当該回路基板に他の電気部材を接続する際における当該回路基板の特性を検査するためのマーカである、

請求項 13の回路基板。

[16] 前記回路基板の特性は、前記第 3のハンダの再溶融によって劣化する前記回路基板と前記第 2の電子部品との接続特性である、

請求項 15の回路基板。

[17] 前記ハンダマー力は、基板平面視の外周縁に角部を有する、

請求項 1の回路基板。

[18] 前記ハンダマー力は複数設けられ、これら複数のハンダマー力それぞれは、互いに異なる前記第 1の融点を有する前記第 1のハンダから構成される、

請求項 1の回路基板。

[19] 前記絶縁層は、上層基板と、前記上側基板に対向する下層基板と、前記上層基板と前記下層基板とを接着する接続樹脂層とを備え、

前記ハンダマー力は、前記上層基板と前記下層基板との間に設けられる、請求項 1の回路基板。 [20] 前記接続樹脂層は、熱硬化性樹脂と無機フイラとを含有する、

請求項 19の回路基板。

[21] 前記第 2のハンダは Pbフリーハンダである、

請求項 1の回路基板。

[22] 電子部品がハンダによって実装された回路基板に、他の電気部材を接続する際における前記回路基板の特性を検查する方法であって、

前記他の電気部材接続後に前記ハンダマー力の溶融の有無を検出することで、前記回路基板が前記他の電気部材接続時に前記第 1の融点に曝されたか否かを判定する、

回路基板の特性検査方法。

[23] 前記他の電気部材接続後に前記ハンダマー力の溶融の有無を検出することで、前記回路基板と前記電子部品との接続特性を判定する、

請求項 22の回路基板の特性検査方法。

[24] 前記電子部品は、前記第 1の融点と同等の融点を有するハンダによって、前記回路基板に実装されており、

前記他の電気部材接続後に前記ハンダマー力の溶融の有無を検出することで、前記ハンダが前記第 1の融点に曝されたか否力を判定する、

請求項 23の回路基板の特性検査方法。

[25] 前記電子部品は前記絶縁層の内部に設けられたものである、

請求項 22の回路基板の特性検査方法。

[26] 前記ハンダマー力を前記絶縁層内部に設ける、

請求項 25の回路基板の特性検査方法。

[27] 前記判定を、透過光線を前記回路基板に照射したうえでその透過光を観察することで行う、

請求項 22の回路基板の特性検査方法。

[28] 前記判定を、前記透過光線を前記回路基板に照射したうえでその透過光を画像認識することで行う、

請求項 27の回路基板の特性検査方法。

[29] 前記判定を、前記回路基板に電気信号を伝達したうえでその信号特性を検査することで行う、

請求項 22の回路基板の特性検査方法。

[30] 電子部品が実装された回路基板の製造方法であって、

を含む、

回路基板の製造方法。

[31] 前記回路基板の複数を一括して大型基板に形成したうえで、

前記ハンダマー力を、前記大型基板において前記回路基板それぞれが占める領域の外に配置する、

請求項 30の回路基板の製造方法。