JP2000244106A - 電子部品搭載用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田ボールの接合強度が高いパッドを有する
とともに，導体パターンの高密度実装化を実現すること
ができる電子部品搭載用基板を提供する。 【解決手段】 電子部品搭載用基板８は，電子部品を搭
載するための搭載部７と，複数のパッド５を格子状に配
列させたパッド群６００とを有する。パッド群６００
は，搭載部の周囲を枠状に囲んでいる。パッド群６００
のうち，少なくとも最外周６１及び最内周６９のコーナ
ー６１１，６９１に位置するパッド５は，搭載部７に向
かって長く延びる長パッド５１である。長パッドの長尺
方向の一端側にビアホールが配置されており，且つ他端
側にはソルダーレジストの開口部が配置されていること
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，電子部品搭載用基板に関し，特
に半田ボール接合用のパッドの形状に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，図１２に示すごとく，電子部品搭載
用基板９８には，格子状に多数の円形パッド９５を配列
させたものがある。これは，一般的にボールグリッドア
レイと称され，円形パッド９５に半田ボールを接合し半
田ボールの溶融により相手部材と半田接合される。電子
部品搭載用基板９８には，略中央に電子部品搭載用の搭
載部９７が設けられている。また，電子部品搭載用基板
の表面または内部には，導体パターンやビアホールが形
成されている。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記電子部品
搭載用基板においては，円形パッドに半田ボールを接合
する際に円形パッドと半田ボールとの間の熱膨張差によ
りストレスが生じ，半田ボール及び円形パッドに亀裂，
剥離等が発生し，半田接合強度や電気接続信頼性等が低
下する場合がある。格子状に配列したパッド群９６のう
ち，少なくとも最外周及び最内周のコーナー９６３，９
６４に設けた円形パッド９５は，熱膨張差により受ける
ストレスが特に大きく，半田ボールの接合信頼性が低
い。

【０００４】そこで，パッドを大きくすることが考えら
れるが，パッドの所要面積が大きくなり高密度実装化が
妨げられる。

【０００５】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，半田
ボールの接合強度が高いパッドを有するとともに，導体
パターンの高密度実装化を実現することができる電子部
品搭載用基板を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は，電子部品を搭載するため
の搭載部と，複数のパッドを格子状に配列したパッド群
とを有する電子部品搭載用基板であって，上記パッド群
は，上記搭載部の周囲を枠状に囲むとともに，上記パッ
ド群中のパッドのうち，少なくとも最外周のコーナー及
び最内周のコーナーに位置するパッドは，搭載部に向か
って長く延びる長パッドであることを特徴とする電子部
品搭載用基板である。

【０００７】本発明において，「パッド群」とは，格子
状に配列された複数のパッドの集合群をいい，これは搭
載部の周囲を枠状に囲んでいる。「最外周」とは，枠状
のパッド群中のパッド列のうち，最も外側に並ぶパッド
列をいう。「最内周」とは，枠状のパッド群中のパッド
列のうち，最も内側に並ぶパッド列をいう。「最外周の
コーナー及び最内周のコーナー」とは，最外周及び最内
周のパッド列のうち，枠状のパッド群の角部に位置する
パッドをいう。

【０００８】本発明の作用及び効果について説明する。
格子配列のパッド群のうち，少なくとも最外周及び最内
周のコーナーは，熱ストレスを受けやすい。かかるコー
ナーに位置するパッドは，長パッドである。長パッドに
半田ボールを溶融接合すると，溶融した半田ボールは長
パッドの長さ方向に沿って広がる。そのため，半田ボー
ルが，長パッドとの熱膨張差により受けるストレスは，
長パッドの長さ方向に逃げる。そのため，長パッドと半
田ボールとの間で生じるストレスは従来のものに比べて
小さくなる。ゆえに，パッド群のコーナーに加わるスト
レスが緩和される。また，長パッドは，搭載部に向かっ
て長く延びているため，長パッドの熱膨張差の最大にな
る方向を強化することになる。従って，半田ボール及び
パッドに亀裂等が発生することはなく，パッドに対する
半田ボールの接合強度及び接合信頼性が高い。

【０００９】また，長パッドは，搭載部に向かって長く
延びている。そのため，長パッドの側方には，搭載部に
向かう方向に広い空領域が確保される。かかる空領域に
は，搭載部に向かう多数の導体パターンを設けることが
できる。よって，導体パターンの高密度実装を実現でき
る。

【００１０】半田ボール接合時に熱ストレスを受けやす
いのは，パッド群の最外周及び最内周のコーナーに位置
するパッドである。しかし，その他のパッドも熱ストレ
スを受けることがある。そのため，以下のように，パッ
ドを長パッドとすることが好ましい。

【００１１】上記最外周及び最内周のコーナーに隣接す
るパッドは，搭載部に向かって長く延びる長パッドであ
ることが好ましい。これにより，半田ボールを接合した
ときにコーナーのパッドだけでなく，これに隣接するパ
ッドの熱ストレスを低くし半田接合強度を向上させるこ
とができる。

【００１２】上記最外周に位置するパッドは，搭載部に
向かって長く延びる長パッドであることが好ましい。こ
れにより，半田ボールを接合したときにコーナーのパッ
ドだけでなく，パッド群の最外周に位置するパッドの熱
ストレスを低くし半田接合強度を向上させることができ
る。

【００１３】上記最外周及び最内周に位置するパッド
は，搭載部に向かって長く延びる長パッドであることが
好ましい。これにより，半田ボールを接合したときにコ
ーナーのパッドだけでなく，パッド群の最外周及び最内
周に位置するパッドの熱ストレスを低くし半田接合強度
を向上させることができる。

【００１４】上記パッド群のすべてのパッドは，搭載部
に向かって長く延びる長パッドであることが好ましい。
これにより，半田ボールを接合したときに生じるパッド
群中のすべてのパッドの熱ストレスを低くし半田接合強
度を向上させることができる。上記パッド群は搭載部の
中心に向かって長く延びる長パッドであることが好まし
い。これにより，最大の熱ストレス発生方向の接合強度
を担保できる。

【００１５】上記パッドには，例えば，半田ボールが接
合されている。半田ボールの接合時に生じる長パッドへ
の熱ストレスは小さい。そのため，半田ボールのパッド
への接合強度に優れている。

【００１６】パッド群は，搭載部の周囲全体を囲むよう
に形成されている場合，または搭載部の周囲の一部に形
成されている場合がある。格子配列の向きは，問わない
が，例えば，搭載部の各外周辺に対して平行，または所
定の角度を形成している場合がある。

【００１７】長パッドの短径は０．０３〜０．６ｍｍで
あることが好ましい。０．０３ｍｍ未満の場合には，熱
ストレスが大きくなり，半田ボールの接合信頼性が低下
するおそれがある。また，０．６ｍｍを超える場合に
は，導体パターン及びパッドの高密度実装化が妨げられ
るおそれがある。

【００１８】長パッドの長径は０．０５〜０．８５ｍｍ
であることが好ましい。０．０５ｍｍ未満の場合には，
熱ストレスが大きくなり，半田ボールの接合信頼性が低
下するおそれがある。また，０．８５ｍｍを超える場合
には，導体パターン及びパッドの高密度実装化が妨げら
れるおそれがある。

【００１９】長パッドの短径Ｈに対する長径Ｌのアスペ
クト比（Ｌ／Ｈ）は，１．２〜３．５であることが好ま
しい。１．２未満の場合には，半田ボールの接合信頼性
が低下するおそれがある。また，３．５を超える場合に
は，導体パターン及びパッドの高密度実装化が妨げられ
るおそれがある。

【００２０】また，電子部品搭載用基板の表面には，ソ
ルダーレジストが被覆されていることがある。たとえ
ば，ソルダーレジストには，電子部品搭載用基板のパッ
ドを露出させるための開口部が設けられている。パッド
には，外部接続用の半田が接合される。ソルダーレジス
ト形成後にパッドに半田を接合するには，ソルダーレジ
ストの上記開口部からパッド上に半田が供給され加熱溶
融により接合される。また，パッドは，電子部品搭載用
基板の他の層に電気を導通させるためのビアホールと導
体パターンなどを介して電気的に接続されていることが
多い。

【００２１】ここで，上記長パッドの長尺方向の一端側
にビアホールが配置されており，且つその他端側にはソ
ルダーレジストの開口部が配置されていることが好まし
い。これにより，長パッドに上記開口部及びビアホール
の両方を配置させることができる。そのため，ビアホー
ル用のスペースを削減でき，またビアホール接続用の導
体パターンも不要となる。

【００２２】上記「長パッドの長尺方向の一端側」と上
記「長パッドの長尺方向の他端側」とは，長パッドにお
けるビアホールと開口部との位置関係を示している。即
ち，「一端側」とは，ビアホールが開口部よりも，長パ
ッドの長尺方向の一端に近い部位に設けられていること
を意味し，「他端側」とは，開口部がビアホールより
も，長尺方向の他端に近い部位に設けられていることを
意味している。たとえば，ビアホール及び開口部が，長
パッドの長尺方向の一端部，他端部にそれぞれ配置され
ていてもよい。また，ビアホールが長尺方向の中央部
に，開口部が長尺方向の端部に配置されていてもよい。
逆に，開口部が長尺方向の中央部に，ビアホールが長尺
方向の端部に配置されていてもよい。また，開口部の形
状はどのようなものであってもよい。たとえば，開口部
は，長パッドの外形の一部に沿った形状，楕円，円，略
三角形状などの形状があげられるが，これらに限定され
ない。

【００２３】ソルダーレジストの開口部は長パッドの上
にだけ形成されており，長パッドの形成されていない部
分には形成されていないことが好ましい。長パッドの形
成されていない部分にまで開口部が形成されている場合
には，開口部に半田を供給した場合に長パッド以外の部
分にも半田が流出することがあり，好ましくないからで
ある。なお，長パッドにおける開口部とビアホールと
は，いずれが搭載部側に配置されていてもよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態に係る電子部品搭載用基板ついて，図
１〜図５を用いて説明する。本例の電子部品搭載用基板
８は，図１に示すごとく，電子部品を搭載するための搭
載部７と，複数のパッド５を格子状に配列させたパッド
群６００とを有する。格子配列のパッド群６００に位置
するパッド５のうち，最外周６１のコーナー６１１及び
最内周６９のコーナー６９１に位置するパッド５は，搭
載部７に向かって長く延びる長パッド５１であり，それ
以外のパッド５は，円形状の円形パッド５２である。

【００２５】電子部品搭載用基板８は正方形であり，そ
の略中央に正方形に開口した凹状の搭載部７が設けられ
ている。パッド群６００は，正方形状の搭載部７の全周
囲を四角枠状に囲んでいる。パッド群６００に位置する
パッド５は搭載部７の各外周辺に対して平行に配列して
いる。

【００２６】長パッド５１は，図２，図３（ａ）に示す
ごとく，短径Ｈが０．３４ｍｍで長径Ｌが０．９０ｍｍ
の楕円であり，短径Ｈに対する長径Ｌのアスペクト比
（Ｌ／Ｈ）は２．６５である。図４に示すごとく，長パ
ッド５１及び円形パッド５２には，外部接続用の半田ボ
ール４が接合されている。

【００２７】図４に示すごとく，電子部品搭載用基板８
は，複数層の導体層３１と絶縁層３２とからなる。導体
層３１の各層間は，ビアホール３６により導通してい
る。導体層３１における，搭載部７に隣接する部位に
は，電子部品７９にボンディングワイヤー７８を介して
接続されるボンディングパッド３１０が設けられてい
る。搭載部７の底面は，電子部品搭載用基板８の下面に
接着された放熱板３３により構成されている。凹状の搭
載部７の内部は，電子部品７９及びボンディングワイヤ
ー７８を保護するために，封止用樹脂３４が充填されて
いる。

【００２８】次に，本例の作用及び効果について説明す
る。格子配列のパッド群６００のうち，特に，格子配列
の最外周６１及び最内周６９のコーナー６１１，６９１
に位置するパッド５は，半田ボール接合時に半田ボール
との熱膨張差によってストレスを受けやすい。そこで，
本例では，上記コーナー６１１，６９１に位置するパッ
ド５を，長パッド５１としている。

【００２９】図５（ａ）に示すごとく，長パッド５１に
半田ボール４を載置し，これを加熱すると，図５（ｂ）
に示すごとく，溶融して，長パッド５１の長さ方向に沿
って広がる。そのため，半田ボール４が，長パッド５１
との熱膨張差により受けるストレスは，長パッド５１の
長さ方向に逃げる。そのため，長パッド５１と半田ボー
ル４との間で生じるストレスは小さくなり，半田ボール
及びパッドに亀裂等が発生することはない。よって，本
例の電子部品搭載用基板８は，パッドに対する半田ボー
ルの接合強度及び接合信頼性が高い。

【００３０】また，図２に示すごとく，長パッド５１
は，搭載部７に向かって長く延びている。そのため，長
パッド５１の熱膨張差の最大になる方向を強化すること
になる。また，長パッド５１の側方に，搭載部７に向か
う方向に広い空領域２を確保できる。かかる空領域２に
は，搭載部７に向かう多数の導体パターン３１１を設け
ることができ，導体パターンの高密度実装化を実現する
ことができる。

【００３１】なお，本例においては長パッド５１は楕円
形状であるが（図３（ａ）），その他の形状であっても
よい。たとえば，長方形の両端に半円を連結した形状
（図３（ｂ）），長方形（図３（ｃ）），１組の向かい
合う辺が長い六角形状（図３（ｄ））などでもよい。

【００３２】実施形態例２ 本例の電子部品搭載用基板８においては，図６に示すご
とく，パッド群６００の最外周６１及び最内周６９のコ
ーナー６１１，６９１に位置するパッド５だけでなく，
コーナー６１１，６９１に隣接するパッド５も，搭載部
７に向かって長く延びる長パッド５１である。その他
は，実施形態例１と同様である。

【００３３】本例においては，パッド群６００のコーナ
ー６１１，６９１に位置するパッド５だけでなく，これ
らに隣接する部位に設けたパッド５も長パッド５１であ
る。そのため，パッドと半田ボールとの熱膨張差による
ストレスをより一層軽減でき，半田ボールの接合信頼性
が更に向上する。

【００３４】また，導体パターンが密集しやすいコーナ
ー６１１，６９１の付近の４つのパッドを長パッド５１
としている。そのため，コーナー６１１，６９１におけ
る空領域２が実施形態例１の場合よりも拡大され，導体
パターンを更に高密度に設けることができる。その他，
本例においても実施形態例１と同様の効果を得ることが
できる。

【００３５】実施形態例３ 本例の電子部品搭載用基板８においては，図７に示すご
とく，パッド群６００の最外周６１及び最内周６９のコ
ーナー６１１，６９１に位置するパッド５だけでなく，
最外周６１に位置するパッド５も，搭載部７に向かって
長く延びる長パッド５１としている。その他は，実施形
態例１と同様である。

【００３６】本例においては，パッド群６００のコーナ
ー６１１，６９１に位置するパッド５だけでなく，最外
周囲の全てのパッド５も長パッド５１であるため，半田
ボールとの熱膨張差によるストレスをより一層軽減で
き，半田ボールの接合信頼性が更に向上する。その他，
本例においても実施形態例１と同様の効果を得ることが
できる。

【００３７】実施形態例４ 本例の電子部品搭載用基板８においては，図８に示すご
とく，パッド群６００の最外周６１及び最内周６９のコ
ーナー６１１，６９１のパッド５だけでなく，最外周６
１及び最内周６９の全てのパッド５も，搭載部７に向か
って長く延びる長パッド５１である。その他は，実施形
態例１と同様である。

【００３８】本例においては，パッド群６００のコーナ
ー６１１，６９１だけでなく，最外周６１及び最内周６
９の全てに位置するパッド５も長パッド５１であるた
め，半田ボールとの熱膨張差によるストレスをより一層
軽減でき，半田ボールの接合信頼性が更に向上する。そ
の他，本例においても実施形態例１と同様の効果を得る
ことができる。

【００３９】実施形態例５ 本例の電子部品搭載用基板８においては，図９に示すご
とく，パッド群６０１に位置するパッド５を搭載部７の
各外周辺に対して４５°に配列している。その他は，実
施形態例１と同様である。本例においても実施形態例１
と同様の効果を得ることができる。

【００４０】実施形態例６ 本例においては，電子部品搭載用基板の表面がソルダー
レジストにより被覆されている。ソルダーレジストは，
パッドの表面を露出させる開口部を有している。図１０
（ａ）に示すごとく，パッドのうち長パッド５１には，
長尺方向の一端側にビアホール３６が配置されており，
且つその他端側にはソルダーレジスト１の開口部１０が
配置されている。図１１に示すごとく，ソルダーレジス
ト１の開口部１０は，長パッド５１における長尺方向の
搭載部７の側に，ビアホール３６は基板周縁側７７に配
置されている。

【００４１】図１０（ａ），図１１に示すごとく，ソル
ダーレジスト１の開口部１０は，円形に開口しておりそ
の一部は長パッド５１の長尺方向の端部５１０と接して
いる。長パッド５１における開口部１０から露出してい
る部分には，外部接続用の半田ボール４が接合される。
また，ビアホール３６は，その開口部周縁にランド３１
６を設けている。ランド３１６の一部は，長パッド５１
の長尺方向の端部５１１と接している。

【００４２】長パッド５１は，長径０．９０ｍｍ，短径
０．３４ｍｍの楕円形状である。長パッド５１上のソル
ダーレジスト１の開口部１０は直径０．２５ｍｍの円形
状である。ビアホール３６のランド３１６の直径は０．
０８ｍｍである。その他は，実施形態例１と同様であ
る。

【００４３】本例においては，長パッド５１の長尺方向
の一端側にビアホール３６が配置されており，且つ他端
側にはソルダーレジスト１の開口部１０が配置されてい
る。そのため，長パッド５１に開口部１０及びビアホー
ル３６の両方を配置させることができる。そのため，ビ
アホール用のスペースを削減でき，またビアホール接続
用の導体パターンを設ける必要もなくなる。従って，余
剰スペースが生まれ，高密度実装が図られる。その他，
本例においても，実施形態例１と同様の効果を得ること
ができる。

【００４４】実施形態例７ 本例においては，図１０（ｂ）に示すごとく，長パッド
５１の上に設けられているソルダーレジスト１の開口部
１０が，長パッド５１の長尺方向の半分を露出させる形
状である。その他は，実施形態例６と同様である。本例
においても実施形態例６と同様の効果を得ることができ
る。

【００４５】実施形態例８ 本例においては，図１０（ｃ）に示すごとく，長パッド
５１の上に設けられているソルダーレジスト１の開口部
１０が，長径０．６ｍｍ，短径０．３ｍｍの楕円形状で
ある。その他は，実施形態例６と同様である。本例にお
いても実施形態例６と同様の効果を得ることができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば，半田ボールの接合強度
が高いパッドを有するとともに，導体パターンの高密度
実装化を実現することができる電子部品搭載用基板を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の電子部品搭載用基板の平面図。

【図２】実施形態例１における，パッド群のコーナー付
近を示すための電子部品搭載用基板の平面拡大図。

【図３】実施形態例１における長パッドの平面図
（ａ），及びその他の形状の長パッドの平面図（ｂ）〜
（ｄ）。

【図４】実施形態例１の電子部品搭載用基板の断面図。

【図５】実施形態例１の作用を示す説明図（ａ），
（ｂ）。

【図６】実施形態例２における，パッド群のコーナー付
近を示すための電子部品搭載用基板の平面拡大図。

【図７】実施形態例３の電子部品搭載用基板の平面図。

【図８】実施形態例４の電子部品搭載用基板の平面図。

【図９】実施形態例５における，パッド群のコーナー付
近を示すための電子部品搭載用基板の平面拡大図。

【図１０】実施形態例６〜８における，ソルダーレジス
トで被覆された長パッドの平面図（ａ）〜（ｃ）。

【図１１】実施形態例６における，電子部品搭載用基板
の断面図。

【図１２】従来例の電子部品搭載用基板の平面図。

【符号の説明】

１．．．ソルダーレジスト， １０．．．開口部， ２．．．空領域， ３１．．．導体層， ３１１．．．導体パターン， ３２．．．絶縁層， ４．．．半田ボール， ５．．．パッド， ５１．．．長パッド， ５２．．．円形パッド， ６１．．．最外周， ６９．．．最内周， ６００．．．パッド群， ６１１，６９１．．．コーナー， ７．．．搭載部， ８．．．電子部品搭載用基板，

フロントページの続き (72)発明者 加藤 泰文 岐阜県大垣市河間町３丁目200番地 イビ デン株式会社河間工場内 (72)発明者 梶田 真二 岐阜県大垣市河間町３丁目200番地 イビ デン株式会社河間工場内 (72)発明者 青木 智東至 岐阜県大垣市河間町３丁目200番地 イビ デン株式会社河間工場内 (72)発明者 中尾 森男 大分県速見郡日出町大字川崎字高尾4260番 地 日本テキサス・インスツルメンツ株式 会社内 Ｆターム(参考） 5E319 AC11 BB04 CC33 GG01 5E336 BC28 BC40 EE03 GG16 5E338 BB61 CD40 EE26 EE51

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を搭載するための搭載部と，複
   数のパッドを格子状に配列したパッド群とを有する電子
   部品搭載用基板であって，上記パッド群は，上記搭載部
   の周囲を枠状に囲むとともに，上記パッド群中のパッド
   のうち，少なくとも最外周のコーナー及び最内周のコー
   ナーに位置するパッドは，搭載部に向かって長く延びる
   長パッドであることを特徴とする電子部品搭載用基板。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記最外周及び最内
   周のコーナーに隣接するパッドは，搭載部に向かって長
   く延びる長パッドであることを特徴とする電子部品搭載
   用基板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記最外周に
   位置するパッドは，搭載部に向かって長く延びる長パッ
   ドであることを特徴とする電子部品搭載用基板。
4. 【請求項４】 請求項１又は２において，上記最外周及
   び最内周に位置するパッドは，搭載部に向かって長く延
   びる長パッドであることを特徴とする電子部品搭載用基
   板。
5. 【請求項５】 請求項１において，上記パッド群のすべ
   てのパッドは，搭載部に向かって長く延びる長パッドで
   あることを特徴とする電子部品搭載用基板。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項において，
   上記パッドは，搭載部の中心に向かって長く延びる長パ
   ッドであることを特徴とする電子部品搭載用基板。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項において，
   上記パッドには，半田ボールが接合されていることを特
   徴とする電子部品搭載用基板。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項において，
   上記長パッドの長尺方向の一端側にビアホールが配置さ
   れており，且つその他端側にはソルダーレジストの開口
   部が配置されていることを特徴とする電子部品搭載用基
   板。