JP2006120977A

JP2006120977A - プリント基板

Info

Publication number: JP2006120977A
Application number: JP2004309414A
Authority: JP
Inventors: Osamu Saito; 理斎藤; Tetsuji Ishikawa; 鉄二石川; Hideaki Terauchi; 秀明寺内
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】絶縁基材でなる基材上に接着層を介して形成されたパッドが設けられたプリント基板に関し、パッドの基材からの剥離強度が高く、汎用性があり、低コストのプリント基板を提供する。
【解決手段】パッド２７が形成される基材２１上には、穴２３が設けられ、パッド２７は、基材２１上の穴２３の開口の周縁に形成されるつば部２７ａと、つば部２７ａに連設され、穴２３の壁面に沿って形成される穴部２７ｂとからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁基材でなる基材上に接着層を介してパッドが設けられたプリント基板に関する。

従来のプリント基板の構成を図６を用いて説明する。図において、ガラスエポキシ等の絶縁材でなる基材１上には、接着層３を介してＣｕめっきによりパッド５が形成されている。また、基材１上で、バッド５以外の箇所は、はんだの付着を防止するレジスト(ソルダレジスト)７で覆われている。この基材１に取り付けられる部品、本例では、ＢＧＡコネクタ９の基材１と対向する面には、基材１のパッド５と対向するようにはんだのバンプ(突起状電極)１１が設けられている。

そして、基材１のパッド５上にＢＧＡコネクタ９のバンプ１１を配置し、バンプ１１を溶融させることにより、ＢＧＡコネクタ９は基材１に取り付けられる。
このような構造において、パッド５は基材１に対して接着層３で接着されているだけである。基材１に設けられる部品がＢＧＡコネクタ９のように挿抜力が作用する部品の場合、図においてＢＧＡコネクタ９に上方の力が作用する。この上方の力がパッド５に伝達され、図７に示すように、パッド５が基材１より剥離する問題点がある。特に、部品が発熱部品であると、接着層３の接着強度が低下し、より剥離しやすくなる。

このような問題点を解決するために、パッドの縁部を基材に埋設させることが提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
特開平１１−２３３６７９号公報（明細書段落番号００３７−００４０、図７）

しかし、特許文献１に記載されたパッドの縁部を基材に埋設させる構成は、多層基材でのみ可能であり、片面基材、１層基材、両面基材では実現できず、汎用性がない問題点がある。また、複雑な形状の基材となるので、基材の製造コストも高くなる問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、パッドの基材からの剥離強度が高く、汎用性があり、低コストのプリント基板を提供することにある。

図１は請求項１に係る発明のプリント基板の原理図である。図において、絶縁材でなる基材２１上には穴２３が設けられている。基材２１上に接着層２９を介して形成され、部品２５とはんだ付けされるパッド２７は、基材２１上の穴２３の開口の周縁に形成されるつば部２７ａと、つば部２７ａに連設され、穴２３の壁面に沿って形成される穴部２７ｂとからなっている。

請求項２に係る発明は、穴の内周面には、凹部が形成されたことを特徴とする請求項１記載のプリント基板である。
請求項３に係る発明は、穴の凹部は、ねじ転造法で形成されたらせん状の凹部であることを特徴とする請求項２記載のプリント基板である。

請求項４に係る発明は、前記パッドは、前記絶縁基材上に複数形成され、前記パッドのつば部は、隣接するパッドのつば部とつながっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプリント基板である。

請求項１に係る発明によれば、パッド２７が形成される基材２１上には、穴２３が設けられ、パッド２７は、基材２１上の穴２３の開口の周縁に形成されるつば部２７ａと、つば部２７ａに連設され、穴２３の壁面を覆うように形成される穴部２７ｂとからなることにより、接着層２９の面積が従来のパッドに比べて、穴２３の内周面の面積分だけ広くなり、パッド２７の基材２１からの剥離強度が高くなる。

更に、基材２１には穴２３を形成するだけでよいので、どのような基材（多層基材、片面基材、１層基材、両面基材）にも適用でき、汎用性があり、また、低コストである。
また、はんだの一部が穴２３内に移動することで、はんだフィレットは、側面の中央部が内側に向かって弓状にくびれた形状となる。この形状は、はんだに作用する応力を分散する形状となり、はんだ付け強度が向上する。

請求項２に係る発明によれば、穴の内壁面の周面には、凹部が形成されたことにより、パッドの穴部は凹部に沿って形成される。よって、パッドに基材から剥離する方向の力が作用した場合、パッドの凹部に沿って形成された部分がひっかかりとなって、剥離強度が更に高くなる。

請求項３に係る発明は、前記穴の凹部は、ねじ転造法で形成されたらせん状の凹部であることにより、穴の形成と、凹部の形成とが一度にできる。
請求項４に係る発明によれば、前記パッドは、前記基材上に格子状に複数形成され、前記パッドのつば部は、隣接するパッドのつば部とつながっていることにより、接着層の面積が従来のパッドに比べて広くなり、パッドの基材からの剥離強度が高くなる。

次に、図２〜図３を用いて、本発明を形態例を説明する。図２は形態例を説明する図で、（ａ）図はプリント基板とこのプリント基板に取り付けられる部品の斜視図、（ｂ）図は（ａ）図において部品が取り付けられた状態での切断線Ａ−Ａでの断面図、図３は図２の第２パッドの製造方法を説明する図である。

図２（ａ）において、ガラスエポキシ等の絶縁材でなる基材５１上には、格子状にパッドが形成されている（いわゆるフットプリント）。本形態例のパッドは、２種類あり、格子の四隅に配置される第２パッド５５と、それ以外の位置に配置される第１パッド５３である。本形態例では、格子状に配置されるパッドのうち、一番大きな剥離力が作用する四隅には、剥離力の大きな第２パッド５５を配置するようにしている。

この基材５１に取り付けられる部品、本例では、ＢＧＡコネクタ５９の基材５１と対向する面には、基材５１に格子状に配置された第１パッド５３，第２パッド５５と対向するように、はんだのバンプ(突起状電極)６１が設けられている。

次に、図２（ｂ）、図３を用いて、第１パッド５３、第２パッド５５の説明を行う。第１パッド５３は従来のパッド（図６参照）と同様な構成である。すなわち、基材５１上に、接着層６３を介してＣｕめっきにより第１パッド５３が形成されている。

一方、第２パッド５５は、図３に示すような方法で製造される。最初に、基板５１上に穴７１を形成する。本形態例では、内周面７１ａに凹部７１ｂが形成された穴７１を形成した。具体的には、穴７１をねじ転造法で形成し、内周面７１ａに連続的ならせん状の凹部７１ｂを形成した（ステップ１、ステップ２）。

次に、Ｃｕめっきにより、接着層７３を介して第２パッド５５を形成する。第２パッド５５は、基材５１上の穴７１の開口７１ｃの周縁に形成されるつば部５５ａと、つば部５５ａに連設され、穴７１の内壁面に沿って形成される穴部５５ｂとからなっている。

更に、図２（ｂ）に示すように、基材５１上で、第１バッド５３、第２パッド５５以外の箇所は、はんだの付着を防止するレジスト(ソルダレジスト)５９で覆う。
そして、基材５１の第１パッド５３、第２パッド５５上にＢＧＡコネクタ５９のバンプ６１を配置し、バンプ６１を溶融させることにより、ＢＧＡコネクタ５９は基材５１に取り付けられる。

このような構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) 第２パッド５５が形成される基材５１上には、穴７１が設けられ、第２パッド５５は、基材５１上の穴７１の開口の周縁に形成されるつば部５５ａと、つば部５５ａに連設され、穴７１の壁面を覆うように形成される穴部５５ｂとからなることにより、接着層７３の面積が、従来のパッドに比べて、穴７１の内周面７１ａの面積分だけ広くなり、第２パッド５５の基材５１からの剥離強度が高くなる。

(2) 基材５１には穴７１を形成するだけでよいので、どのような基材（多層基材、片面基材、１層基材、両面基材）にも適用でき、汎用性があり、また、低コストである。
(3) はんだ（バンプ６１）の一部が穴７１内に移動することで、はんだフィレットが、図２（ｂ）に示すように、側面の中央部が内側に向かって弓状にくびれた形状となる。この形状は、はんだに作用する応力を分散する形状となり、はんだ付け強度が向上する。

(4) 穴７１の内壁面の周面７１ａには、凹部７１ｂが形成されたことにより、第２パッド５５の穴部５５ｂは凹部７１ｂに沿って形成される。よって、第２パッド５５に基材５１から剥離する方向の力が作用した場合、第２パッド５５の穴部５５ｂの凹部７１ｂに沿って形成された部分５５ｃがひっかかりとなって、第２パッド５５の剥離強度が更に高くなる。

(5) 穴７１の凹部７１ｂは、ねじ転造法で形成されたことにより、穴７１の形成と、凹部７１ｂの形成とが一度にできる。
本願発明者が実験したところ、１９０℃に加熱した状態において、第１パッド５３の剥離強度１００ｇｆであるのに対し、第２パッド５５の剥離強度は２００ｇｆ以上であった。

尚、本発明は上記形態例に限定するものではない。穴７１の内周面７１ａに形成する凹部は、らせん状の連続した凹部７１ｂに限定するものではない。例えば、穴７１の内周面７１ａに少なくとも一箇所の凹部を形成すれば、穴７１の内周面７１ａに凹部がまったくない構成に比べて、第２パッド５５の剥離強度が高くなる。また、凹部の形成方法も、ねじ転造法に限定するものではない。

また、上記形態例では、格子状に配置されるパッドのうち、一番大きな剥離力が作用する四隅に、剥離力の大きな第２パッド５５を設けたが、図４（ａ）に示すように各隅に３つの穴７１’を形成し、各穴７１’に穴部を有した第２パッド５５’を形成し、隣接する第２パッド５５’のつば部５５ａ’をつなげるようにしてもよい。

また、図４（ｂ）に示すように、格子の最外周の対向する２辺に位置するパッドをすべて剥離力の大きな第２パッド５５’とし、隣接する第２パッド５５’のつば部５５ａ’をつなげるようにしてもよい。

更に、図４（ｃ）に示すように、格子の最外周に位置するパッドはすべて剥離力の大きな第２パッド５５’とし、隣接する第２パッド５５’のつば部５５ａ’をつなげるようにしてもよい。

図４（ａ）〜図４（ｂ）のように、隣接した第２パッド５５’のつば部５５ａ’をつなげることにより、接着層の面積が図２〜図３に示す第２パッド５５より広くなり、第２パッド５５’と基材５１との剥離強度がより高くなる。そして、図４（ａ）〜図４（ｂ）の第２パッド５５’で形成された連続体化した部分は、共通グランドパターンとして利用することができる。

次に、図５に示すように、格子の最外周の位置に第２パッド５５”を形成し、その第２パッド５５”のつば部５５ａ”の形状を格子の外側に向かって延びる形状としてもよい。この場合においても、接着層の面積が図２〜図３に示す第２パッド５５より広くなり、第２パッド５５”と基材５１との剥離強度がより高くなる。更に、各第２パッド５５”のつば部はつながっていないので、第２パッド５５”は独立している。よって、各第２パッド５５”はそれぞれ独立したパッドとして用いることができる。

請求項１に係る発明の原理図である。形態例を説明する図で、（ａ）図はプリント基板とこのプリント基板に取り付けられる部品の斜視図、（ｂ）図は（ａ）図において部品が取り付けられた状態での切断線Ａ−Ａでの断面図である。図２の第２パッドの製造方法を説明する図である。他の形態例を説明する図である。他の形態例を説明する図である。従来のプリント基板の構成を説明する図である。図６に示すプリント基板の問題点を説明する図である。

符号の説明

２１基材
２３穴
２５部品
２７パッド
２７ａつば部
２７ｂ穴部

Claims

絶縁材でなる基材上に接着層を介して形成されたパッドが設けられたプリント基板において、
前記パッドが形成される前記基材上には、穴が設けられ、
前記パッドは、
前記基材上の前記穴の開口の周縁に形成されるつば部と、
該つば部に連設され、前記穴の壁面に沿って形成される穴部と、
からなることを特徴とするプリント基板。
前記穴の内周面には、凹部が形成されたことを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
前記穴の凹部は、ねじ転造法で形成されたらせん状の凹部であることを特徴とする請求項２記載のプリント基板。
前記パッドは、前記基材上に複数形成され、
前記パッドのつば部は、隣接するパッドのつば部とつながっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプリント基板。