JP2007019150A - プリント配線板およびプリント回路板 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板１０は、パッドおよびバンプを介して電子部品を接続するものであり、パッド剥離やフィレット剥離を抑制しつつ、集積度を高めることができること。
【解決手段】プリント配線板１０は、基材に、銅箔、プリプレグを順次積層し、格子状に多数のパッド１４を形成し、さらにパッド１４の外周部を覆うソルダーレジスト１８を形成することにより構成されている。各々のパッド１４は、正８角形で形成され、その外周部がソルダーレジスト１８により所定幅だけオーバーレジストされている。また、パッド１４の間には、配線パターン１７が配置されている。電子部品ＩＣの表面には、パッド１４に対応してバンプＢｐが形成されている。電子部品ＩＣをプリント配線板１０に表面実装するには、電子部品ＩＣをプリント配線板１０に位置合わせし、リフローすることにより行なう。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品を表面実装するためのプリント配線板および電子部品を実装したプリント回路板に関する。

従来、この種のプリント配線板として、特許文献１の技術が知られている。図９は従来の技術にかかるプリント配線板に電子部品を取り付ける前の状態を説明する説明図である。図９において、プリント配線板１００は、プリント基板１０２と、プリント基板１０２上に形成されたパッド１０４と、ソルダーレジスト１０６とを備えている。パッド１０４は、プリント基板１０２の表面に、格子状に円形で多数配列されている。ソルダーレジスト１０６は、各パッド１０４の間の絶縁性を確保するとともに、プリント基板１０２とパッド１０４との剥離を防止するために、パッド１０４の外周部を覆うオーバーレジストとなっている。一方、電子部品ＩＣは、いわゆるボールグリッドタイプであり、その表面には、無鉛ハンダからなる半球状のバンプＢｐが形成されている。バンプＢｐは、上記パッド１０４に対応して格子状に配列されている。電子部品ＩＣをプリント配線板１００に表面実装するには、電子部品ＩＣのバンプＢｐをパッド１０４に位置合わせするとともに電子部品ＩＣを仮止めし、リフローすることによりバンプＢｐをパッド１０４に接続している。

近年、電子部品ＩＣの小型化に伴いバンプＢｐの間隔も狭くなっており、また、プリント配線板１００のパッド１０４の間隔もこれに対応して狭くなっている。しかも、プリント配線板１００を多層で形成するとともに、各層を接続するためのバイアホールや配線パターンを設ける場合があり、この場合にパッド１０４の間隔が一層狭くなり、配線パターンを設けることが難しいという問題があった。しかも、パッド１０４が小さくなると、プリント基板１０２やバンプＢｐとの接着部分が小さくなり、パッド１０４がプリント基板１０２からの剥離や、バンプＢｐがパッド１０４からの剥離を生じやすいという問題もあった。

特開２００４−３４２８８８号公報

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、パッドとプリント基板との剥離を抑制しつつ、配線パターンを形成することが容易で、集積度を高めることができるプリント配線板およびプリント回路板を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
プリント基板と、該プリント基板上に配置され電子部品のバンプに接続されるパッドと、上記プリント基板上に積層され上記パッドの外周部の一部を覆うソルダーレジストとを備え、上記電子部品を実装するためのプリント配線板において、
上記パッドは、８角形に形成され、
上記ソルダーレジストは、上記パッドの外形を縮小した８角形でありかつほぼ相似形とした開口部により上記パッドの外周部を覆うように形成したこと、を特徴とする。

本発明にかかるプリント配線板は、電子部品に配列した狭い間隔のバンプを接続するためのパッドを設けている。パッドは、その外形が８角形で形成され、隣接するパッドとの間隔を広くとることができるから、パッドの一部を削除したり、一部のパッドの形状を変更したりすることなく、その間に容易に配線パターンを形成することができる。したがって、狭い間隔に配置したパッド間であっても、配線パターンを容易に設けることができる。配線パターンの好適な態様として、隣接する上記パッドの１辺に平行に配置する構成をとることができる。

また、パッドの外周部は、ソルダーレジストによりオーバーレジストされている。パッドの外周部を覆っているソルダーレジストの部分は、パッドと密着してプリント基板側への力を加えるから、パッドがプリント基板から剥離するのを抑制することができる。さらに、パッドの外周部を覆うソルダーレジストは８角形であり、バンプがリフローすることで形成される接続部も８角形となり、接続部はパッドとの密着面積を大きくでき、パッドに対する剥離を抑制することができる。

さらに、他の態様として、バンプを形成した電子部品を実装するためのプリント配線板を設計する方法において、
プリント基板の表面における外形が８角形に形成され、上記バンプに接続されるパッドを配置し、
上記プリント基板上に積層され、上記パッドの外周部の一部を覆うソルダーレジストを設ける際に、上記ソルダーレジストは、上記パッドの外形を縮小した８角形でありかつほぼ相似形とした開口部により上記パッドの外周部を覆うように配置する手法をとることができる。

（１） プリント回路板の概略構成
以下、本発明の一実施例にかかるプリント配線板に電子部品を実装したプリント回路板について説明する。図１は本発明の一実施例にかかるプリント配線板に電子部品ＩＣを実装する前の状態を示す斜視図である。プリント配線板１０は、電子部品ＩＣを表面実装するための配線板であり、電子部品ＩＣに形成された半球状のバンプＢｐに電気的に接続するためのパッド、ランドや配線パターンが形成されている。プリント配線板１０に電子部品を表面実装するには、電子部品ＩＣをプリント配線板１０上に載置するとともに位置決めした状態にて、電子部品ＩＣのバンプＢｐをリフローすることにより行なう。

（２） プリント回路板の各部の構成
図２はプリント配線板の要部を拡大して示す平面図、図３はプリント配線板のパッドの付近を示す斜視図、図４は図３の４−４線に沿った断面図である。図４に示すプリント配線板１０は、基材１１に、銅箔１２、プリプレグ１３を順次積層し、プリプレグ１３の上面に図２に示すパッド１４、バイアホール１５に接続されるランド１６および配線パターン１７を形成し、さらにパッド１４およびランド１６の外周部および配線パターン１７を覆うソルダーレジスト１８を形成することにより構成されている。プリント配線板１０は、パッド１４、およびパッド１４の外周部を覆うソルダーレジスト１８の形状を除き、従来の技術と同じ構成である。

基材１１は、紙、フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂などから形成された絶縁基板である。プリプレグ１３は、基材１１上に、樹脂ワニスを含浸させて乾燥処理した半硬化状態のシートである。

各々のパッド１４は、電解銅メッキ層をエッチングすることにより形成されており、図２に示すようにその外形が正８角形であり、それらが格子状に配列されている。また、配線パターン１７が、パッド１４の一端に接続されたり、またはパッド１４の間に配設されたりしている。また、バイアホール１５がプリント配線板１０の表裏面を接続するように形成されるとともに、配線パターン１７によりパッド１４と接続されている。

図３および図４に示すように、ソルダーレジスト１８は、パッド１４などの露出部以外の部分を保護するとともに、パッド１４に電子部品ＩＣとバンプＢｐを介して接続するための開口部１８ａを有し、プリント配線板１０の表面を選択的に覆うよう印刷された防護層である。ソルダーレジスト１８の開口部１８ａは、パッド１４と相似形の正８角形に形成されており、パッド１４を露出させている。ソルダーレジスト１８は、パッド１４の剥離を抑制するために、パッド１４の外周部を所定の幅Ｗ１だけオーバーラップして形成されている。ソルダーレジスト材として、アクリレート系樹脂を用いたフォトレジストタイプの２液性アルカリ現像型のレジストインキ（太陽インキ製造株式会社製：ＰＳＲー４０００ ＳＰ１９）を用いることができる。

図４に示すように電子部品ＩＣの表面に突設されたバンプＢｐは、リフローにより接続部２２となりパッド１４と接続している。接続部２２のフィレット２２ａは、ソルダーレジスト１８の開口部１８ａの端部に達するまで形成されている。バンプＢｐは、無鉛ハンダから形成され、例えば、３．０、Ａｇ−０．５Ｃｕ、残部Ｓｎの組成であり、Ｐｂが１０００ｐｐｍ以下のもの（日本アルミット社製）を用いることができる。無鉛ハンダの融点は、２２０℃であり、通常の鉛ハンダの融点１８３℃と比べて高い。

ここで、パッド１４およびソルダーレジスト１８の寸法などは、図５に示すように、例えば、パッド１４のピッチＰは１ｍｍの場合に、ソルダーレジスト１８の開口部１８ａの外接円の径Ｄｓを０．３〜０．４ｍｍ、パッド１４の外接円の径Ｄｐを０．４〜０．５ｍｍに定めることができ、パッド１４にソルダーレジスト１８がオーバーレジストされている幅は、０．１ｍｍとすることができる。また、ランド１６の直径Ｄｒは０．５ｍｍ、バイアホール１５の直径Ｄｖは０．３ｍｍとすることができる。この場合において、配線パターン１７の幅Ｗが７５μｍとした場合に、配線パターン１７とパッド１４との間隙Ｃを７５μｍ以上にとることができる。

（３） プリント配線板１０の製造工程など
次に、プリント配線板１０の製造工程および電子部品の実装工程について図６を用いて説明する。プリント配線板１０は、汎用の工程により製造される。すなわち、図６（Ａ）において、紙、ガラス、エポキシ繊維などから形成された基材１１に銅箔１２およびプリプレグ１３を順次、加圧加工処理して貼り付ける。さらに、無電解銅メッキにより下地メッキを行ない、その上に電解銅メッキを行なうことで導電膜を形成し、導電膜をエッチングすることによりパッド１４、ランド１６および配線パターン１７を形成する。その後、図６（Ｂ）に示すようにソルダーレジスト材を印刷塗布した後に感光することによりソルダーレジスト１８を形成する。ここで、ソルダーレジスト１８は、パッド１４の外周部１４ａおよびランド１６の外周部１６ａを覆うように形成する。これにより、プリント配線板１０が完成する。プリント配線板１０に電子部品を実装するには、図６（Ｃ）に示すように、電子部品ＩＣのバンプＢｐをパッド１４に位置合わせするとともに電子部品ＩＣを仮止めし、リフローすることによりバンプをパッド１４に接続した接続部２２を形成する。

（４） プリント配線板１０の作用・効果
（４）−１ 図５に示すように、パッド１４は正８角形で形成され、隣接するパッド１４との間隔を広くとることができるから、パッドの一部を削除したり、一部のパッドの形状を変更したりすることなく、その間に配線パターン１７の形成を容易に行なうことができる。図７はパッドＰＤの形状を円形、６角形とした例を説明する説明図である。図７（Ａ）に示すように、円形のパッドＰＤでは、隣接するパッドとの間隔によっては、配線パターンＣＬを通すことが難しく、パッドの一部ＰＤａをカットするなどの面倒な設計作業が必要になる。また、図７（Ｂ）に示す６角形のパッドの場合には、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との間に配設される配線パターンＣＬは、パッドＰＤ１，２との間隙Ｃが狭く、絶縁性を確保することが難しいから、パッドの向きを変更したりするなどの面倒な設計変更を必要とする。

（４）−２ プリント配線板１０は、パッド１４の外周部１４ａがソルダーレジスト１８によりオーバーレジストされており、ソルダーレジスト１８で覆っている部分がパッド１４に対して基板側へ密着する力を加えるから、パッド１４がプリント配線板１０から剥離するのを抑制することができる。

（４）−３ 図８に示すように、パッド１４の形状およびパッド１４の外周部を覆うソルダーレジスト１８の開口部１８ａの形状は正８角形であるから、接続部２２のフィレット２２ａは、正８角形のパッド１４の露出している隅部２２ａ１を含めて全面にわたって拡がって接続され、フィレット２２ａがパッド１４から剥離するのを抑制することができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

本発明の一実施例にかかるプリント配線板に電子部品を実装する前の状態を示す斜視図である。 プリント配線板の要部を拡大して示す平面図である。 プリント配線板のパッドの付近を示す斜視図である。 図３の４−４線に沿った断面図である。 プリント配線板のパッドの配置を説明する説明図である。 プリント配線板の製造工程および電子部品の実装工程を説明する説明図である。 パッドの形状を円形、６角形とした構成を説明する説明図である。 パッドの形状に伴う作用を説明する説明図である。 従来の技術にかかるプリント配線板に電子部品を取り付ける前の状態を説明する説明図である。

符号の説明

１０...プリント配線板
１１...基材
１２...銅箔
１３...プリプレグ
１４...パッド
１４ａ...外周部
１５...バイアホール
１６...ランド
１６ａ...外周部
１７...配線パターン
１８...ソルダーレジスト
１８ａ...開口部
２２...接続部
２２ａ...フィレット

Claims (4)

1. プリント基板と、該プリント基板上に配置され電子部品のバンプに接続されるパッドと、上記プリント基板上に積層され上記パッドの外周部の一部を覆うソルダーレジストとを備え、上記電子部品を実装するためのプリント配線板において、
   上記パッドは、８角形に形成され、
   上記ソルダーレジストは、上記パッドの外形を縮小した８角形でありかつほぼ相似形とした開口部により上記パッドの外周部を覆うように形成したこと、を特徴とするプリント配線基板。
2. 請求項１に記載のプリント配線板において、
   隣接する上記パッドの間に、配線パターンを配設したプリント配線板。
3. 請求項２に記載のプリント配線板において、
   上記配線パターンは、隣接する上記パッドの１辺に平行に配置されているプリント配線板。
4. 請求項１ないし請求項３にいずれかに記載のプリント配線板に電子部品を実装したプリント回路板において、
   上記バンプを上記パッド上に載置し、上記バンプをリフローすることにより、上記バンプと上記パッドとを接続する接続部を形成した、プリント回路板。

Images