JP2006237326A - プリント基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】 はんだボールを含む外部電極を有する基板実装部品を、実装面積を損なうことなく、はんだボールの電極パッドへの固着前に位置決めすることができるプリント基板を得る。
【解決手段】 プリント基板10は、ボールグリッドアレイ型の基板実装部品12が実装されるようになっており、該基板実装部品の外部電極16を構成するはんだボール16Aに対応して配置された電極パッド20には、それぞれはんだボール16Aの一部が入り込む凹部としての導体切抜部22が形成されている。各導体切抜部22にはんだボール16Aが入り込むことで、基板実装部品12がプリント基板10に対し位置決めされる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ボールグリッドアレイ(BGA)構造の基板実装部品が実装されるプリント基板に関する。
BGA構造の基板実装部品では、そのパッケージのプリント基板側に行列状(グリッド状)に配置された複数のはんだボールが外部電極を構成しており、各はんだボールをプリント基板の電極パッド上に載置した状態で、リフロー処理によってはんだボールを溶融、固化させることでプリント基板に実装されるようになっている。このようなBGA構造の基板実装部品を、リフロー処理の前にプリント基板に対し位置決めするために種々の工夫がされている(例えば、特許文献1乃至特許文献3参照)。
特許文献1、特許文献2には、基板実装部品とプリント基板とに間に所謂インロウ構造の位置決め手段を設けた構成が開示されている。また、特許文献3には、基板実装部品の外部電極とプリント基板の接合媒体とを圧接固定するランドグリッドアレイ(LGA)構造であるが、錘状に形成した基板実装部品の外部電極を、プリント基板のはんだペーストより成る接合媒体に差し込み、さらにリフロー処理を施す構成が開示されている。
特開平10−74792号公報 特開2000−216527号公報 特開2002−313995号公報
しかしながら、上記特許文献1、特許文献2記載の構成では、基板実装部品におけるプリント基板への実装面の外側に位置決め手段を配設するため、プリント基板への実装密度が低下する問題があった。また、特許文献3記載の構成は、LGA構造であり、プリント基板にはんだペーストより成る接合媒体を設ける等の特別な構造が必要になる。
本発明は、上記事実を考慮して、はんだボールを含む外部電極を有する基板実装部品を、実装面積を損なうことなく、はんだボールの電極パッドへの固着前に位置決めすることができるプリント基板を得ることが目的である。
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係るプリント基板は、基端側から先端に向けて断面積が連続的に増加する部分を有するはんだボールを含んで構成された外部電極を有する基板実装部品が実装されるプリント基板であって、前記はんだボールが固着される電極パッドが、溶融前の前記はんだボールの一部を入り込ませる凹部を有する。
請求項1記載のプリント基板では、基板実装部品が所定位置に載置されると、該基板実装部品の外部電極を構成するはんだボールの一部が、電極パッドの凹部に入り込む。これにより、はんだボールが凹部の開口縁に係合(線接触又は点接触)し、基板実装部品がプリント基板に対し位置決めされる。この位置決め状態から、例えばリフロー処理当を施すことではんだボールは溶融、固化して電極パッドに固着する。これにより、基板実装部品がプリント基板に実装される(電気的、機械的に接合される)。
ここで、電極パッドに設けた凹部にはんだボールの一部を入り込ませてプリント基板に対し基板実装部品を位置決めするため、換言すれば、外部電極と電極パッドとが位置決め手段を兼ねる構成であるため、位置決め手段をプリント基板の実装面側に張り出して設ける必要がない。すなわち、位置決め手段が実装面積を損なうことがない。
このように、請求項1記載のプリント基板では、はんだボールを含む外部電極を有する基板実装部品を、実装面積を損なうことなく、はんだボールの電極パッドへの固着前に位置決めすることができる。しかも、基板実装部品側に特別の工夫を施すことなく、位置決め性及び実装面積の確保を図ることができる。なお、はんだボールは、その一部を電極パッドの凹部に入り込ませて位置決め可能な形状(例えば、基端側から先端に向けて断面積が連続的に増加する部分を有する形状)であれば足り、球形に限定されることはない。
請求項2記載の発明に係るプリント基板は、請求項1記載のプリント基板において、前記基板実装部品は、平面的に配置された複数の前記はんだボールを備えたものであり、前記複数のはんだボールが個別に固着される複数の前記電極パッドのうち、一部の前記電極パッドの前記凹部を、前記はんだボールの入り込み可能な深さが他の電極パッドの凹部よりも小である小凹部とした。
請求項2記載のプリント基板では、複数のはんだボールに対応して設けられた複数の電極パッドのうち、一部の電極パッドの凹部が小凹部とされており、該小凹部の開口縁には一部を入り込ませたはんだボールが確実に係合する。したがって、小凹部を有する電極パッドを位置決め基準とすることで、プリント基板に対する基板実装部品の位置決め精度が向上する。
請求項3記載の発明に係るプリント基板は、請求項2記載のプリント基板において、前記小凹部を有する一部の電極パッドを、行列状に配置された複数の前記電極パッド群の隅部に配置した。
請求項3記載のプリント基板では、行列状(グリッド状)に配置された複数のはんだボールに対応して行列状に配置された複数の電極パッドにて電極パッド群が構成されており、該電極パッド群の四隅に配置された電極パッドの一部又は全部に、小凹部が設けられている。これにより、基板実装部品は、その四隅に配置(の少なくとも1箇所)されたはんだボールにおいてプリント基板に対し位置決めされ、中央よりのはんだボールにおいて位置決めされる構成と比較して位置決め精度が向上する。
請求項4記載の発明に係るプリント基板は、請求項2又は請求項3記載のプリント基板において、前記小凹部を有する電極パッドを1つだけ備え、請求項4記載の発明に係るプリント基板は、請求項2又は請求項3記載のプリント基板において、前記小凹部を有する電極パッドを1つだけ備え、該電極パッドを除く残余の前記電極パッドの凹部を、前記基板実装部品が前記種王部に入り込んだ前記はんだボール廻りに回動することを許容する形状に形成した。
請求項4記載のプリント基板では、小凹部を有する単一の電極パッドを除く残余の電極パッドには、はんだボールが遊びを有して入り込むようになっている。このため、基板実装部品を、小凹部に入り込んだはんだボール廻りに回動(位置合わせ)させながら、プリント基板に対し位置決めすることができる。
請求項5記載の発明に係るプリント基板は、請求項4記載のプリント基板において、前記小凹部を有する単一の電極パッドを、行列状に配置された前記電極パッド群の隅部に配置し、前記小凹部を有する単一の電極パッドとは別の隅部に配置された電極パッドの前記凹部を、前記小凹部を中心とする円弧の周方向又は該円弧の接線方向に長手で、かつ該長手方向に直交する短手方向の寸法が残余の前記電極パッドの凹部における該短手方向に沿う寸法よりも小である長凹部とした。
請求項5記載のプリント基板では、小凹部の縁部と長凹部の縁部にそれぞれはんだボールが係合した状態で、基板実装部品が位置決めされる。長凹部は上記方向に長手であるため、基板実装部品は、小凹部に入り込ませたはんだボール廻りに回動しながらプリント基板に対し容易に位置合わせをすることができる。このため、基板実装部品をプリント基板に精度良く実装させることが可能になる。
請求項6記載の発明に係るプリント基板は、請求項5記載のプリント基板において、前記長凹部は、長手方向中央部の短手方向の寸法が該長手方向中央部の両側部分における前記短手方向に沿う寸法よりも大きく形成され、かつ前記長手方向中央部における前記はんだボールが入り込む深さが該長手方向中央部の両側部分における前記はんだボールの入り込む深さよりも大とされている。
請求項6記載のプリント基板では、基板実装部品を小凹部に入り込ませたはんだボール廻りに回動しながらプリント基板に対し位置合わせする際に、長凹部に入り込んでいるはんだボールが該長凹部の中央部に誘い込まれ、該中央部に深く入り込んで固定される。これにより、位置合わせ後の位置決め状態が確実に保持される。
請求項7記載の発明に係るプリント基板は、請求項4記載のプリント基板において、前記小凹部を有する単一の電極パッドを除く複数の前記電極パッドの凹部を、それぞれ所定の方向に長手の長凹部とした。
請求項7記載のプリント基板では、小凹部を有する単一の電極パッドを除く電極パッドのうち、複数の電極パッドが長凹部を備えることで、基板実装部品の小凹部に入り込んだはんだボール廻りの回動が許容される。これにより、各はんだボールを、それぞれ溶融前の仮置き状態で対応する電極パッドに接触させることができる。
請求項8記載の発明に係るプリント基板は、請求項7記載のプリント基板において、前記各長凹部の少なくとも一部は、前記電極パッドの中央に位置する中央部と、該中央部から前記電極パッドの周縁部に至る長手部とを有し、該長手部の短手方向の寸法が該短手方向に沿う前記中央部の寸法よりも小とされている。
請求項8記載のプリント基板では、基板実装部品を小凹部に入り込ませたはんだボール廻りに回動しながらプリント基板に対し位置合わせする際に、長凹部に入り込んでいるはんだボールが電極パッドの中央部に至ると、位置決め状態になり、位置合わせ後の位置決め状態が効果的に保持される。
請求項9記載の発明に係るプリント基板は、請求項8記載のプリント基板において、前記長凹部は、前記中央部に前記はんだボールが入り込む深さが前記長手部に前記はんだボールが入り込む深さよりも大となる形状に形成されている。
請求項9記載のプリント基板では、基板実装部品を小凹部に入り込ませたはんだボール廻りに回動しながらプリント基板に対し位置合わせする際に、長凹部の長手部に入り込んでいるはんだボールは、電極パッドの中央部に至ると、該中央部に深く入り込んで固定される。これにより、位置合わせ後の位置決め状態が確実に保持される。
請求項10記載の発明に係るプリント基板は、請求項9記載のプリント基板において、前記長手部は、前記電極パッドの周縁側から前記中央部に向けて短手方向の寸法が連続的に大きくなるテーパ状に形成されている。
請求項10記載のプリント基板では、基板実装部品を小凹部に入り込ませたはんだボール廻りに回動しながらプリント基板に対し位置合わせする際に、長凹部の長手部に入り込んでいるはんだボールは、電極パッドの中央部に誘い込まれ、該中央部に深く入り込んで固定される。これにより、基板実装部品をプリント基板に対し容易に位置合わせをすることができる。このため、基板実装部品のプリント基板に対する実装精度が一層高くなり易い。
以上説明したように本発明に係るプリント基板は、はんだボールを含む外部電極を有する基板実装部品を、実装面積を損なうことなく、はんだボールの電極パッドへの固着前に位置決めすることができるという優れた効果を有する。
本発明の第1の実施形態に係るプリント基板10について図1に基づいて説明する。図1(A)には、プリント基板10における基板実装部品12の実装面が平面図にて示されており、図1(B)には、プリント基板10に対し基板実装部品12が位置決めされた状態が側断面図にて示されている。
図1(B)に示される如く、例えばLSI等の半導体素子である基板実装部品12は、半導体パッケージ14におけるプリント基板10側に複数の外部電極16が設けられて構成されている。複数の外部電極16は、それぞれ半導体パッケージ14から突出したはんだボール16Aを有して構成されており、各はんだボール16Aがプリント基板10の対応する電極パッド20(後述)に固着されるようになっている。図示は省略するが、複数の外部電極16すなわちはんだボール16Aは、平面状にかつ行列状(グリッド状)に配置されている(図1(A)の電極パッド20の配置参照)。この実施形態では、3列2行の計6個の外部電極16が設けられている。
図1(A)に示される如く、プリント基板10は、基板18上に形成された複数の電極パッド20を含んで構成されている。複数の電極パッド20は、基板実装部品12のはんだボール16Aに対応して行列状に配置されている。そして、各電極パッド20の中央部には、本発明における凹部としての導体切抜部22が形成されている。導体切抜部22は、電極パッド20の中央部の導体(この実施形態では銅)を、電極パッド20の周囲の導体と共にエッチング処理等によって取り除くことで形成されている。したがって、導体切抜部22は、電極パッド20の中央部で基板18の表面を露出させている。
この実施形態では、導体切抜部22は平面視で円形に形成されており、このため電極パッド20は円環状に形成されている。導体切抜部22の直径、すなわち電極パッド20の内径は、はんだボール16Aの外径に対し十分に小径とされており、より具体的には電極パッド20の内縁部20Aに接触(係合)するように入り込ませたはんだボール16Aが基板18の表面に接触しない寸法とされている。
このプリント基板10に基板実装部品12を実装する際には、先ず、基板実装部品12を、各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22に入り込むようにプリント基板10上に仮置き(載置)する。各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22に入り込むことで、基板実装部品12のプリント基板10に対する位置が決まる。すなわち、各はんだボール16Aを対応する電極パッド20の導体切抜部22に入り込ませている基板実装部品12は、外力や振動などによってプリント基板10に対し位置ずれすることが防止又は抑止されている。これにより、各はんだボール16Aと電極パッド20とが互いの中心を略一致して固定され、プリント基板10に対する基板実装部品12の位置決め精度が高い。
この位置決め状態で、基板実装部品12が仮置きされたプリント基板10をリフロー処理することで、はんだボール16Aが溶融した後に固化し、電極パッド20に固着する。これにより、基板実装部品12は、プリント基板10に対し、電気的及び機械的に接続される。このリフロー処理の過程で基板実装部品12に振動が入力された場合でも、上記の如く位置決めされている基板実装部品12は、プリント基板10に対し位置ずれすることが防止又は抑止され、基板実装部品12はプリント基板10に対し精度良く実装される。
ここで、プリント基板10では、はんだボール16Aの一部を入り込ませて基板実装部品12の位置を決める導体切抜部22が各電極パッド20に形成されているため、換言すれば、外部電極16のはんだボール16Aと電極パッド20とで位置決め手段を構成しているため、位置決め手段をプリント基板10の実装面側に張り出して設ける必要がない。すなわち、位置決め手段を設けることで、プリント基板10の実装面積が損なわれることがない。
このように、第1の実施形態に係るプリント基板10では、はんだボール16Aを含む外部電極16を有する基板実装部品12を、実装面積を損なうことなく、はんだボール16Aの電極パッド20への固着前に位置決めすることができる。しかも、本プリント基板10では、基板実装部品12側に、各はんだボール16Aの寸法形状を変更する等の特別の工夫を施すことなく、位置決め性及び実装面積の確保を図ることができる。
また、基板実装部品12を手作業によってプリント基板10に仮置きする場合には、各はんだボール16Aが電極パッド20の導体切抜部22に入り込む際の感触、又ははんだボール16Aが各電極パッド20の内縁部20Aに接触する際の感触によって、基板実装部品12がプリント基板10に対して規制に位置決めされたことを感得(把握)することができる。このため、基板実装部品12がプリント基板10に対し確実に位置決めされた状態でリフロー処理を行うこととなり、基板実装部品12がプリント基板10に対し精度良く実装される確立が高まる。
次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第1の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品・部分については、上記第1の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付して説明を省略する。
(第2の実施形態)
図2(A)には、本発明の第2の実施形態に係るプリント基板25における基板実装部品12の実装面が平面図にて示されており、図2(B)には、プリント基板25に対し基板実装部品12が位置決めされた状態が側断面図にて示されている。
これらの図に示される如く、プリント基板25は、基板18上に電極パッド20が行列状に配置されている点でプリント基板10と共通するが、一部の電極パッド20を除く電極パッド20が導体切抜部22に代えて、導体切抜部26を有する点でプリント基板10とは異なる。なお、この実施形態では、基板実装部品12は、4列4行の計16個の外部電極16を有し、プリント基板25は、4列4行の計16個の電極パッド20が電極パッド群を構成している。
具体的には、導体切抜部26は、導体切抜部22よりも大径とされており、単体では導体切抜部22よりもはんだボール16Aを深く入り込ませることができる構成とされている。したがって、この実施形態では、導体切抜部26よりも小径の導体切抜部22が本発明における小凹部に相当する。
そして、図2(A)に示される如く、導体切抜部26よりも小径の導体切抜部22が設けられた一部の電極パッド20は、行列状配置の隅部に配置されている。この実施形態では、互いに対角を成す2つの隅部(図2(A)の紙面左上角隅部と右下角隅部)に配置された電極パッド20に導体切抜部22が設けられ、残余の電極パッド20には導体切抜部26が設けられている。
このプリント基板25に基板実装部品12を実装する際には、先ず、基板実装部品12を、各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22、26に入り込むようにプリント基板25上に仮置きする。各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22に入り込んで該電極パッド20の内縁部20Aに係合(接触)することで、基板実装部品12のプリント基板25に対する位置が決まる。
この位置決め状態では、導体切抜部26を有する電極パッド20の内縁部20Bは、基本的には導体切抜部26に入り込んでいるはんだボール16Aの外表面とは離間しており、上記導体切抜部22を有する2つの電極パッド20による基板実装部品12の位置決めを許容している。すなわち、プリント基板25は、隅部に配置された2つの電極パッド20の内縁部20Aを位置決め基準として基板実装部品12の位置決めを行っている。このため、プリント基板25は、位置決め基準となる電極パッド20の内縁部20Aに対応するはんだボール16Aの外表面が確実に接触し、該位置決め基準に対し精度良く基板実装部品12を位置決めすることができる。特に、行列状に配置された複数の電極パッド20のうち隅部に配置された電極パッド20を位置決め基準としているため、基板実装部品12を一層精度良く位置決めすることができる。
このように、第2の実施形態に係るプリント基板25では、はんだボール16Aを含む外部電極16を有する基板実装部品12を、実装面積を損なうことなく、はんだボール16Aの電極パッド20への固着前に精度良く位置決めすることができる。この構成は、特に、電極パッド20の数(基板実装部品12の外部電極16の数)が多い構成に好適に適用される。第2の実施形態に係るプリント基板25の他の効果は、第1の実施形態に係るプリント基板10と同様である。
(第3の実施形態)
図3(A)には、本発明の第3の実施形態に係るプリント基板30における基板実装部品12の実装面が平面図にて示されている。この図に示される如く、プリント基板30は、基板18上に電極パッド20が行列状に配置されている点でプリント基板25と共通するが、隅部に配置され位置決め基準となる2つの電極パッド20のうち1つの電極パッド20が導体切抜部22に代えて長凹部としての導体切抜部32を有する点でプリント基板25とは異なる。なお、この実施形態では、複数の電極パッド20の数、配置はプリント基板25と共通している。
具体的には、導体切抜部32は、導体切抜部22の中心廻りの回動軌跡(円弧)の接線方向に長手の平面視長円(楕円)状に形成されている。行方向及び列方向の電極パッド20の数及びピッチがそれぞれ略一致している本実施形態では、導体切抜部32の長手方向は、行方向及び列方向にそれぞれ略45°傾斜した方向とされている。この導体切抜部32は、その長手寸法が導体切抜部26の直径と同等以上とされると共に、その短手寸法が導体切抜部22の直径と略同等とされている。なお、導体切抜部32を有する電極パッド20の内縁部を、内縁部20Cという。
このプリント基板30に基板実装部品12を実装する際には、先ず、基板実装部品12を、各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22、26、32に入り込むようにプリント基板30上に仮置きする。各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22、32に入り込んで該電極パッド20の内縁部20A、20Cに係合(接触)することで、基板実装部品12のプリント基板30に対する位置が決まる。
したがって、この第3の実施形態に係るプリント基板30によっても、上記プリント基板25と同様に位置決め基準となる電極パッド20において基板実装部品12を精度良く位置決めすることができる。また、プリント基板30では、一方の位置決め基準となる導体切抜部32が平面視で上記方向に長手の長円状に形成されているため、図3(B)に示される如く、他方の位置決め基準となる導体切抜部22に入り込んだはんだボール16A廻りの矢印A又は矢印B方向に回動(往復回動)しながら、基板実装部品12をプリント基板30に対し位置合わせして位置決めすることができる。
すなわち、各はんだボール16Aをそれぞれ対応する導体切抜部22、26、32に入り込ませた基板実装部品12を矢印A又は矢印B方向に回動することができるため、該基板実装部品12のプリント基板30に対する位置合わせが容易である。このため、基板実装部品12をプリント基板30に対し精度良く実装させる(仮置き作業精度が向上する)ことが実現される。この構成は、特に、基板実装部品12を手作業でプリント基板30上に仮置きする場合に好適に適用される。第3の実施形態に係るプリント基板30の他の効果は、第2の実施形態に係るプリント基板25と同様である。
(第4の実施形態)
図4には、本発明の第4の実施形態に係るプリント基板35における基板実装部品12の実装面が平面図にて示されている。この図に示される如く、プリント基板35は、基板18上に電極パッド20が行列状に配置されている点でプリント基板25、30と共通するが、隅部に配置され位置決め基準となる2つの電極パッド20のうち1つの電極パッド20が導体切抜部22、32に代えて長凹部としての導体切抜部36を有する点でプリント基板25、30とは異なる。
導体切抜部36は、上記した長円状の導体切抜部32と同じ方向に長手とされた長円部36Aの長手方向中央部(電極パッド20の中央部)に、該長円部36Aの短手寸法よりも大径の円形部36Bが連設されて構成されている。この実施形態では、円形部36Bの直径は、導体切抜部22の直径よりも大で、かつ導体切抜部26の直径よりも小とされている。さらに、長円部36Aは、長手方向の中央側で両端側よりも短手寸法が大きくなるように略楕円状に形成されている。したがって、導体切抜部36は、長手方向両端から中央にかけてはんだボール16Aの入り込み深さが徐々に深くなる構成とされている。なお、導体切抜部36を有する電極パッド20における円形部36Bの縁部を内縁部20Dという。
このプリント基板35に基板実装部品12を実装する際には、先ず、基板実装部品12を、各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22、26、36に入り込むようにプリント基板35上に仮置きする。各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22、32に入り込んで該電極パッド20の内縁部20A、20Dに係合(接触)することで、基板実装部品12のプリント基板30に対する位置が決まる。
したがって、この第4の実施形態に係るプリント基板35によっても、上記プリント基板25、30と同様に位置決め基準となる電極パッド20において基板実装部品12を精度良く位置決めすることができる。また、プリント基板35では、上記プリント基板30と同様に、基板実装部品12を矢印A又は矢印B方向に回動して位置合わせを容易に行うことができる。そして、プリント基板35では、基板実装部品12の矢印A又は矢印B方向の回動によって、導体切抜部36に入り込んで長円部36Aにガイドされたはんだボール16Aが、該導体切抜部36の円形部36Bに入り込んで固定されると、プリント基板35に対し正確かつ確実に位置決めされる。また、この位置合わせを手作業で行う場合、はんだボール16Aが円形部36Bに入り込んだ感触、又は円形部36Bに入り込んだはんだボール16Aからの反力感によって、基板実装部品12がプリント基板35に対し正確かつ確実に位置決めされたことを感得することができる。
このように、プリント基板35は、第2の実施形態の如き位置決めの確実性と、第3の実施形態の位置合わせの容易性とを両立することができる。しかも、プリント基板35では、長円部36Aの短手寸法が長手方向中部側に向けて連続的に広くなる形状であるため、換言すれば、円形部36Bがはんだボール16Aの安定位置であるため、仮にはんだボール16Aが円形部36Bに対し位置ずれしようとしても、例えば振動や重力等によってはんだボール16Aが円形部36Bに導かれ(誘い込まれ)、この位置ずれが解消される。第4の実施形態に係るプリント基板35の他の効果は、第3の実施形態に係るプリント基板30と同様である。
(第5の実施形態)
図5には、本発明の第5の実施形態に係るプリント基板40における基板実装部品12の実装面が平面図にて示されている。この図に示される如く、プリント基板40は、基板18上に電極パッド20が行列状に配置されている点でプリント基板10と共通するが、導体切抜部22を有し位置決め基準となる単一の電極パッド20を除く電極パッド20が、導体切抜部22、26に代えて、それぞれ長凹部としての導体切欠部42を有する点でプリント基板10とは異なる。なお、この実施形態では、基板実装部品12は、4列4行の計16個の外部電極16を有し、プリント基板40は、4列4行の計16個の電極パッド20を有している。
具体的には、導体切欠部42は、電極パッド20の半径方向に沿って該電極パッド20の中心部から周縁部まで切り欠いて形成されており、電極パッド20の周縁部において基板18の実装面に沿う方向に開口する開口部42Aを有している。電極パッド20における導体切欠部42の縁部の平面視形状は、略U字状とされている。また、導体切欠部42の短手寸法(幅)は、導体切抜部22の直径と同等以上とされている。なお、電極パッド20における中央部に形成された半円状の縁部を半円状縁部20Eという。
そして、導体切抜部22が設けられた単一の電極パッド20は、行列状に配置された電極パッド群の隅部(図5の紙面左上角隅部)に配置されている。残余の電極パッド20には、上記の通りそれぞれ導体切欠部42が設けられており、各導体切欠部42の長手方向は互いに一致するか又は平行とされている。行方向及び列方向の電極パッド20の数及びピッチがそれぞれ略一致している本実施形態では、導体切欠部42の長手方向は、行方向及び列方向にそれぞれ略45°傾斜した方向とされている。
以上により、プリント基板40は、上記プリント基板30、35と同様に、基板実装部品12が導体切抜部22に入り込んだはんだボール16A廻りに回動することを許容する構成とされている。導体切欠部42が電極パッド20の中央部から外周部にかけて形成されているプリント基板40では、矢印A、矢印B方向への回動が許容されるプリント基板30、35とは異なり、位置決めポイントに対し矢印A側への回動のみが許容されるようになっている。
このプリント基板40に基板実装部品12を実装する際には、先ず、基板実装部品12を、各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22、導体切欠部42に入り込むようにプリント基板40上に仮置きする。各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22又は導体切欠部42に入り込んで、基準となる電極パッド20の内縁部20A、半円状縁部20Eに係合(接触)することで、基板実装部品12のプリント基板40に対する位置が決まる。
したがって、この第5の実施形態に係るプリント基板40によっても、上記プリント基板25と同様に位置決め基準となる電極パッド20において基板実装部品12を精度良く位置決めすることができる。また、プリント基板40では、導体切抜部22を有する単一の電極パッド20を除く他の電極パッド20に上記形状の導体切欠部42が形成されているため、各はんだボール16Aを対応する導体切抜部22、導体切欠部42に入り込ませた基板実装部品12を、矢印A及び矢印Aとは反対の矢印C方向に回動させながらプリント基板40に対し位置合わせして位置決めすることができる。
すなわち、各はんだボール16Aをそれぞれ対応する導体切抜部22、導体切欠部42に入り込ませた基板実装部品12を矢印A又は矢印C方向に回動することができるため、該基板実装部品12のプリント基板30に対する位置合わせが容易である。このため、基板実装部品12をプリント基板40に対し精度良く実装させる(仮置き作業精度が向上する)ことが実現される。この構成は、特に、基板実装部品12を手作業でプリント基板40上に仮置きする場合に好適に適用される。第5の実施形態に係るプリント基板40の他の効果は、第1又は第2の実施形態に係るプリント基板10、25と同様である。
また、プリント基板40に対する基板実装部品12の仮置き状態において、電極パッド数が少ない第1の実施形態と同様に、各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の内縁部20A、20Eに接触させることができる。
(第6の実施形態)
図6には、本発明の第6の実施形態に係るプリント基板45における基板実装部品12の実装面が平面図にて示されている。この図に示される如く、プリント基板45は、基板18上に電極パッド20が行列状に配置されると共に、位置決め基準となる単一の電極パッド20が導体切抜部22を有する点でプリント基板40と共通するが、導体切抜部22を有する電極パッド20を除く他の電極パッド20がそれぞれ導体切欠部42に代えて長凹部としての導体切欠部46を有する点でプリント基板40とは異なる。
導体切欠部46は、電極パッド20の中央に位置する略円形状の円形部46Aと、上記した導体切欠部42と同じ方向(電極パッド20の半径方向)に長手とされた矩形状の長手部46Bとが連設されて構成されている。長手部46Bは、円形部46Aとは反対側の端部が電極パッド20の外縁において実装面に沿う方向に開口する開口部46Cとされている。
この実施形態では、円形部46Aの直径は、導体切抜部22の直径と同等とされており、かつ長手部46Bの短手寸法よりも大とされている。また、この実施形態では、長手部46Bの短手寸法(幅)は、入り込んだはんだボール16Aが基板18の表面に接触する程度(該接触を許容する下限の幅)とされている。したがって、この実施形態では、位置決め基準となる導体切抜部22の直径が他の実施形態における直径よりも大とされており、溶融前の各はんだボール16Aは、基板18に接触した状態で位置決めされるようになっている。なお、導体切欠部46を有する電極パッド20における円形部46Aの縁部を内縁部20Fという。
以上により、プリント基板45は、上記プリント基板40と同様に、基板実装部品12が導体切抜部22に入り込んだはんだボール16A廻りに、矢印A方向又は矢印C方向に回動することを許容する構成とされている。また、この矢印A方向への回動角が所定範囲内である場合には、各はんだボール16Aは、基板18への接触状態を維持しながら矢印A方向又は矢印C方向に回動するようになっている。
このプリント基板45に基板実装部品12を実装する際には、先ず、基板実装部品12を、各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22、導体切欠部46に入り込むようにプリント基板45上に仮置きする。各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22又は導体切欠部46に入り込んで、基準となる電極パッド20の内縁部20A、20Fに係合(接触)することで、基板実装部品12のプリント基板45に対する位置が決まる。
したがって、この第6の実施形態に係るプリント基板45によっても、上記プリント基板25と同様に位置決め基準となる電極パッド20において基板実装部品12を精度良く位置決めすることができる。また、プリント基板45では、上記プリント基板40と同様に、導体切抜部22を有する単一の電極パッド20を除く他の電極パッド20に導体切欠部46が形成されているため、各はんだボール16Aを対応する導体切抜部22、導体切欠部42に入り込ませた基板実装部品12を、矢印A又は矢印C方向に回動させながらプリント基板45に対し位置合わせして位置決めすることができる。
そして、このプリント基板45では、導体切抜部22の径が比較的大きく、はんだボール16Aは導体切抜部22に遊びを有して入り込んでいるが、該はんだボール16Aが導体切抜部22に対し位置ずれしようとすると、他のはんだボール16Aが導体切欠部46における円形部46Aと長手部46Bとの境界部分に係合して、該位置ずれが抑制される。第6の実施形態に係るプリント基板45の他の効果は、第5の実施形態に係るプリント基板40と同様である。
(第7の実施形態)
図7(A)には、本発明の第7の実施形態に係るプリント基板50における基板実装部品12の実装面が平面図にて示されている。この図に示される如く、プリント基板45は、基板18上に電極パッド20が行列状に配置されると共に、位置決め基準となる単一の電極パッド20が導体切抜部22を有する点でプリント基板45と共通するが、導体切抜部22を有する電極パッド20を除く他の電極パッド20がそれぞれ導体切欠部46に代えて長凹部としての導体切欠部52を有する点でプリント基板45とは異なる。
導体切欠部52は、導体切欠部46と同様に、円形部52Aと長手部52Bとが連設されると共に実装面方向に沿って開口する開口部52Cを有して構成されているが、そのはんだボール16Aに対する寸法が導体切欠部46とは異なる。具体的には、導体切欠部52の円形部52Aの直径は、図7(B)に示される如く、基板18の表面に接触したはんだボール16Aを固定できる(略全周に亘り遊びなく接触する)ように設定されている。したがって、円形部52Aの直径よりも小である長手部52Bの短手寸法は、図7(C)に示される如く、入り込んだはんだボール16Aを基板18に接触させないように設定されている。また、この実施形態では、導体切抜部22の直径は、上記した円形部52Aの直径と同等とされている。なお、導体切欠部52を有する電極パッド20における円形部52Aの縁部を内縁部20Gという。
このプリント基板50に基板実装部品12を実装する際には、先ず、基板実装部品12を、各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22、導体切欠部52に入り込むようにプリント基板50上に仮置きする。各はんだボール16Aが対応する電極パッド20の導体切抜部22又は導体切欠部52に入り込んで、基準となる電極パッド20の内縁部20A、20Gに係合(接触)することで、基板実装部品12のプリント基板50に対する位置が決まる。
したがって、この第7の実施形態に係るプリント基板50によっても、上記プリント基板25と同様に位置決め基準となる電極パッド20において基板実装部品12を精度良く位置決めすることができる。また、プリント基板50では、上記プリント基板40と同様に、導体切抜部22を有する単一の電極パッド20を除く他の電極パッド20に導体切欠部52が形成されているため、各はんだボール16Aを対応する導体切抜部22、導体切欠部42に入り込ませた基板実装部品12を、矢印A又は矢印C方向に回動させながらプリント基板50に対し位置合わせして位置決めすることができる。
そして、このプリント基板50では、導体切欠部52の長手部52Bにガイドされつつ矢印C方向に回動するはんだボール16Aは、円形部52Aに至ると該円形部52Aに深く入り込んで固定される。これにより、基板実装部品12がプリント基板50に対し正確かつ確実に位置決めされる。また、この位置合わせを手作業で行う場合、はんだボール16Aが円形部52Aに入り込んだ感触、又は円形部52Aに入り込んだはんだボール16Aからの反力感によって、基板実装部品12がプリント基板50に対し正確かつ確実に位置決めされたことを感得することができる。このように、プリント基板50は、第2の実施形態の如き位置決めの確実性と、第3の実施形態の位置合わせの容易性とを両立することができる。第7の実施形態に係るプリント基板50の他の効果は、第6の実施形態に係るプリント基板45と同様である。
(第8の実施形態)
図8(A)には、本発明の第8の実施形態に係るプリント基板55(図8(B)参照)を構成する電極パッド20が平面図にて示されている。この図に示す電極パッド20は、導体切欠部52とは異なる形状とされた長凹部としての導体切欠部56を有しており、第7の実施形態に係るプリント基板50における導体切欠部52を有する電極パッド20に代えて設けられる。
具体的には、導体切欠部56は、円形部56Aと長手部56Bとで構成されており、円形部56Aの直径は円形部52A、導体切抜部22の直径と同じである。長手部56Bは、円形部56Aとの連通部分から開口部56Cにかけて連続的に短手寸法(幅)が減少するテーパ状に形成されている。
したがって、図8(B)乃至図8(D)に示される如く、導体切欠部56は、開口部56C側から中央にかけてはんだボール16Aの入り込み深さが徐々に深くなる構成とされている。なお、図8(B)は、導体切欠部56における図8(A)の8B−8B線にて示す部位にはんだボール16Aを入り込ませた状態の断面図、図8(C)は、導体切欠部56における図8(A)の8C−8C線にて示す部位にはんだボール16Aを入り込ませた状態の断面図、図8(D)は、導体切欠部56における図8(A)の8D−8D線にて示す部位にはんだボール16Aを入り込ませた状態の断面図である。
この実施形態に係るプリント基板55における第7の実施形態とは異なる作用を説明する。図8(A)に示す導体切欠部56が形成された電極パッド20を、導体切抜部22を有し位置決め基準となる単一の電極パッド20以外の電極パッド20に適用した第8の実施形態に係るプリント基板では、長手部56Bがテーパ状に形成されているため、仮にはんだボール16Aが円形部56Aに対し位置ずれしようとしても、例えば振動や重力等によってはんだボール16Aが円形部56Aに導かれ(誘い込まれ)、この位置ずれが解消される。第8の実施形態に係るプリント基板の他の効果は、第7の実施形態に係るプリント基板50と同様である。
なお、上記第5乃至第8の実施形態では、導体切抜部22を有する単一の電極パッド20を除く残余の電極パッド20がそれぞれ導体切欠部42、46、52、56を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、導体切抜部22を有する単一の電極パッド20の対角に位置する電極パッドのみが導体切欠部42、46、52、56を有し、残余の電極パッド20が導体切抜部26を有する構成としても良い。
また、上記第5乃至第8の実施形態では、各導体切欠部42、46、52、56の長手方向が互いに一致するか平行である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、対応するはんだボール16Aの回動軌跡に応じて、それぞれの導体切欠部42の長手方向や形状を異ならせるようにしても良い。
さらに、上記各実施形態では、導体切抜部22が平面支援形である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、導体切抜部22を多角形状等に形成しても良い。また、本発明における凹部は、導体に切り抜き部や切欠部である構成には限定されず、例えば、導体の薄肉部として構成されても良い。
本発明の第1の実施形態に係るプリント基板を示すであって、(A)は平面図、(B)は基板実装部品の仮置き状態の側断面図である。適用されたレーザプリンタの概略全体構成を示す模式的な側断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るプリント基板を示すであって、(A)は平面図、(B)は基板実装部品の仮置き状態の側断面図である。 本発明の第3の実施形態に係るプリント基板を示すであって、(A)は平面図、(B)は基板実装部品の位置合わせ過程を模式的に示す平面図である。 本発明の第4の実施形態に係るプリント基板の平面図である。 本発明の第5の実施形態に係るプリント基板の平面図である。 本発明の第6の実施形態に係るプリント基板の平面図である。 本発明の第7の実施形態に係るプリント基板を示すであって、(A)は平面図、(B)は基板実装部品の位置合わせ過程の側断面図、(C)は基板実装部品の仮置き状態の側断面図である。 本発明の第8の実施形態に係るプリント基板を構成する電極パッド示す図であって、(A)は平面図、(B)は図8(A)の8B−8B線に沿う断面におけるはんだボールの案内状態を示す断面図、(C)は図8(A)の8C−8C線に沿う断面におけるはんだボールの案内状態を示す断面図、(D)は図8(A)の8D−8D線に沿う断面におけるはんだボールの仮置き状態を示す断面図である。
符号の説明
10 プリント基板
12 基板実装部品
16 外部電極
16A はんだボール
20 電極パッド
22 導体切抜部(凹部、小凹部)
25 プリント基板
26 導体切抜部(凹部)
30 プリント基板
32 導体切抜部(凹部、長凹部)
35 プリント基板
36 導体切抜部(凹部、長凹部)
36A 長円部(中央部の両側部分)
36B 円形部(中央部)
40 プリント基板
42 導体切欠部(凹部、長凹部)
45 プリント基板
46 導体切欠部(凹部、長凹部)
46A 円形部(中央部)
46B 長手部
50 プリント基板
52 導体切欠部(凹部、長凹部)
52A 円形部(中央部)
52B 長手部
56 導体切欠部(凹部、長凹部)
56A 円形部(中央部)
56B 長手部

Claims (10)

  1. はんだボールを含んで構成された外部電極を有する基板実装部品が実装されるプリント基板であって、
    前記はんだボールが固着される電極パッドが、溶融前の前記はんだボールの一部を入り込ませる凹部を有するプリント基板。
  2. 前記基板実装部品は、平面的に配置された複数の前記はんだボールを備えたものであり、
    前記複数のはんだボールが個別に固着される複数の前記電極パッドのうち、一部の前記電極パッドの前記凹部を、前記はんだボールの入り込み可能な深さが他の電極パッドの凹部よりも小である小凹部とした請求項1記載のプリント基板。
  3. 前記基板実装部品は、前記の複数の前記はんだボールが行列状に配置されたのもであり、
    前記小凹部を有する一部の電極パッドを、行列状に配置された前記電極パッド群の隅部に配置した請求項2記載のプリント基板。
  4. 前記小凹部を有する電極パッドを1つだけ備え、該電極パッドを除く残余の前記電極パッドの凹部を、前記基板実装部品が前記小凹部に入り込んだ前記はんだボール廻りに回動することを許容する形状に形成した請求項2又は請求項3記載のプリント基板。
  5. 前記小凹部を有する単一の電極パッドを、行列状に配置された前記電極パッド群の隅部に配置し、
    前記小凹部を有する単一の電極パッドとは別の隅部に配置された電極パッドの前記凹部を、前記小凹部を中心とする円弧の周方向又は該円弧の接線方向に長手で、かつ該長手方向に直交する短手方向の寸法が残余の前記電極パッドの凹部における該短手方向に沿う寸法よりも小である長凹部とした請求項4記載のプリント基板。
  6. 前記長凹部は、長手方向中央部の短手方向の寸法が該長手方向中央部の両側部分における前記短手方向に沿う寸法よりも大きく形成され、かつ前記長手方向中央部における前記はんだボールが入り込む深さが該長手方向中央部の両側部分における前記はんだボールの入り込む深さよりも大とされている請求項5記載のプリント基板。
  7. 前記小凹部を有する単一の電極パッドを除く複数の前記電極パッドの凹部を、それぞれ所定の方向に長手の長凹部とした請求項4記載のプリント基板。
  8. 前記各長凹部の少なくとも一部は、前記電極パッドの中央に位置する中央部と、該中央部から前記電極パッドの周縁部に至る長手部とを有し、該長手部の短手方向の寸法が該短手方向に沿う前記中央部の寸法よりも小とされている請求項7記載のプリント基板。
  9. 前記長凹部は、前記中央部に前記はんだボールが入り込む深さが前記長手部に前記はんだボールが入り込む深さよりも大となる形状に形成されている請求項8記載のプリント基板。
  10. 前記長手部は、前記電極パッドの周縁側から前記中央部に向けて短手方向の寸法が連続的に大きくなるテーパ状に形成されている請求項9記載のプリント基板。
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