JP2007194328A - プリント配線板及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実装部品のリード線を挿入するスルーホールのはんだ接続時の実効熱容量を低く抑えるプリント配線板を提供する。
【解決手段】プリント配線板１０には、実装部品のリード線を挿入するためのスルーホール１５が形成され、スルーホール１５の壁面には、ストライプ状の開口１８を有する導電層１７が形成される。導電層１７とベタ配線層１４との接続面積を小さくして、はんだ付けの際におけるスルーホール１５の実効熱容量を小さく抑え、はんだ付け性を高める。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線板及び半導体装置に関し、更に詳しくは、ＩＣチップを実装するために使用されるプリント配線板、及び、該プリント配線板を備える半導体装置に関する。

半導体装置では、ＩＣチップを実装して、ＩＣチップと外部配線とを接続し、或いは、ＩＣチップ相互間を接続するためにプリント配線板が使用されている。プリント配線板は、一般に、多層の絶縁層及び配線層と、これら絶縁層及び配線層を貫通するスルーホールとを有しており、プリント基板上に実装される実装部品のリード線は、スルーホール内に挿入され、はんだ付けされて配線層と接続される。

特許文献１は、従来のプリント配線板を記載している。図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、同特許文献に記載のプリント配線板におけるスルーホール近傍の平面及び断面を示している。プリント配線板３０は、複数の絶縁層３１に挟まれた多層の配線層３２を有し、表面側から裏面側に表面実装部品のリード線を挿入するためのスルーホール３３が形成されている。プリント配線板３０の表面及び裏面の配線層３２には、スルーホール３３の外周に内縁を有するスルーホールランド３４が形成され、各スルーホールランド３４は、スルーホール３３の壁面に形成された銅メッキ層から成る導電層３５を介して相互に、かつ、内部の銅箔から成る配線層３２と接続されている。スルーホールランド３４には、その内縁部に隣接して切欠き部３６が形成されており、切欠き部３６は、スルーホールランド３４の内縁部分に集中する応力を緩和する。

内部の配線層３２には、層間シールドなどの目的で層内のほぼ全面に形成される、ベタ配線層と呼ばれる配線層が含まれる。ベタ配線層とスルーホール内の導電層３５とを接続する際には、ベタ配線層が有する高い熱容量のため、はんだ付けの際におけるスルーホールの実効熱容量が増大する問題がある。特許文献２は、はんだ付けの際におけるスルーホールの実効熱容量を低下させるため、熱伝導を抑制するスリットを内部に形成したサーマルランドを、導電層３５とベタ配線層などの熱容量の大きな配線層３２との接続部に設ける旨を記載している。サーマルランドは、内部のスリットによってスルーホール内の導電層３５と配線層３２との間の熱抵抗を上げ、導電層３５から配線層３２への熱拡散を防止することで、はんだ付けの際におけるスルーホールの実効熱容量の増加を抑制する。
特開平１１−２６１２３５号公報 （図１、図３） 特開平６−６１６３０号公報 （図５）

一般に、実装部品のリード線をスルーホール内に挿入してはんだ付け接続する際には、実装部品のリード線、導電層及びスルーホールランドを含むはんだ付け部分を所定の温度まで短時間に上昇させる必要がある。特許文献２では、前記の通り、プリント配線板の内部に形成される配線層にサーマルランドを形成して、スルーホールの実効熱容量を低下させている。

しかし、特に多層の配線層を有するプリント配線板を使用した場合や、大型実装部品をはんだ付けする際には、これら配線層や実装部品が大きな熱容量を有するため、はんだ接続部分をはんだ付け可能な所定温度にまで短時間に上昇させることが困難である。ベタ配線層による熱容量の増大は、サーマルランドのスリット幅を大きくすることで抑制できるものの、スリット幅を大きくすると、ベタ配線層が持つシールド性能の低下につながり、好ましくない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、ベタ配線層のシールド性能の低下を防止しながらも、ベタ配線層への熱拡散を抑制し、はんだ付け接続時のスルーホールの実効熱容量を低下させることで、はんだ付け接続に際して、はんだ接続部分をはんだ付け温度にまで短時間に上昇させることが容易なスルーホールを有するプリント配線板を提供することを目的とする。

本発明は、また、上記プリント配線板を有する半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のプリント配線板は、少なくとも１層のベタ配線層を含む複数の配線層と、該配線層に接続される導電層が壁面に形成されたスルーホールとを有するプリント配線板において、
前記導電層は、少なくとも前記ベタ配線層と接続する導電層部分に開口を有することを特徴とする。

また、本発明の半導体装置は、前記本発明のプリント配線板と、該プリント配線板上に実装されたＩＣと、リード線が前記スルーホール内に挿入されてはんだ付けされた実装部品とを備えることを特徴とする。

本発明のプリント配線板では、実装部品のリード線をはんだ付け接続するスルホール内の導電層に、該導電層の少なくともベタ配線層と接続する導電層部分に開口を形成することにより、はんだ付け接続に際して発生する、導電層からベタ配線層への熱拡散を抑制する。このため、多層の配線層を有するプリント配線板であっても、また、大型実装部品のはんだ付けに際しても、サーマルランドのスリットを大きくすることなく、つまり、ベタ配線層におけるシールド性能の低下を伴うことなく、良好なはんだ付けが可能になる。なお、ベタ配線層に限らず、大きな熱容量を有する配線層に接続する導電層の部分に開口を形成してもよく、更には、ベタ配線層に接続する導電層を有するスルーホールに限らず、全てのスルーホールの導電層に開口を形成してもよい。

本発明の好ましいプリント配線板では、前記開口は、前記スルーホールの延在方向に延びる複数のストライプを形成する。この場合、無電解メッキ法によって導電層を形成するにあたって、開口を形成するために用いたマスクの除去が容易になる。

また、前記導電層を、スリットを含むサーマルランドを介して前記ベタ配線層に接続することも本発明の好ましい態様である。この場合、導電層からベタ配線層への熱拡散が更に抑制できる。

前記導線層は、典型的には、スルーホールの壁面に形成されたメッキ層で形成する。導電層の形成が容易である。

図１は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板を一部断面で示す斜視図である。プリント配線板（配線基板）１０は、複数の絶縁層１１から成る基板本体１２と、基板本体１２の表面及び裏面に形成される配線層１３と、隣接する２つの絶縁層に挟まれる内部配線層１４とを有する。各内部配線層１４は、エッチングによってパターニングされた銅箔から成る。基板本体１２の表面及び裏面に形成された配線層１３は、パターニングされた銅メッキ層から成る。なお、同図では、内部配線層のうちベタ配線層１４のみを図示している。ベタ配線層１４は、一般的には、グランド層又は電源層として構成される。

プリント配線板１０には、実装部品のリード線を挿入しこれをはんだ付け接続するためのスルーホール１５が、基板本体１２を貫通して形成されている。環状のスルーホールランド１６が、各配線層１３、１４の内で信号線を構成する配線層と同層に形成されており、スルーホールランド１６は、スルーホール１５の外周に内縁を有する。

スルーホール１５の壁面には、銅メッキで形成された導電層１７が形成されており、導電層１７は、ベタ配線層１４を含む所望の配線に接続される。導電層１７には、スルーホール１５の延在方向に延びる複数のストライプ状の開口１８が形成されており、導電層１７は、これら開口１８によって複数の導電層部分に分割されている。開口の形成によって、導電層１７とベタ配線層１４との間の接触面積が小さくなり、導電層からベタ配線層への熱拡散が低く抑えられる。

図２は、上記実施形態のプリント配線板１０におけるベタ配線層１４の構造を示す平面図である。なお、同図には、ベタ配線層１４に接続される導電層１７を持つスルーホール１５のみを図示している。図示しない他のスルーホールは、ベタ配線層１４の打ち抜き部分を通過している。ベタ配線層１４は、絶縁膜上に一様に形成された銅箔から成り、各スルーホール１５の周囲部分には、サーマルランド１９が形成されている。サーマルランド１９は、スルーホール１５の外周を内縁とする環状部分２０と、環状部分２０の外側に配設されるスリット（打ち抜き部分）２１と、環状部分２０とスリット２１外側のベタ配線層１４の部分とを半径方向につなぐブリッジ部２２とから成る。スルーホール１５内の導電層１７は、同図の例では、ストライプ状の開口１８によって４つの導電層部分に分割されている。

本実施形態では、実装部品をはんだ付け接続するスルホール１５の壁面に形成された導電層１７に、ストライプ状の開口１８を形成することにより、リード線のはんだ付け接続の際に発生する、導電層１７からベタ配線層１４への熱拡散を抑制する。このため、多数の配線層を有するプリント配線板であっても、また、大型の実装部品のリード線の接続に際しても、サーマルランド１９のスリット２１の幅を大きくすることなく、良好なはんだ付けが可能になる。

なお、上記実施形態では、ベタ配線層に接続する導電層を有するスルーホールの導電層に開口を形成する例を挙げたが、全てのスルーホールの導電層に、同様な開口の形成が可能である。

ストライプ状の開口を形成した例を挙げたが、開口の形状はストライプ状に限らず、少なくともベタ配線層に接続する部分に開口が形成されればよい。ベタ配線層と導電層とをサーマルランドを介して接続する例を挙げたが、必ずしもサーマルランドを用いなくとも、通常のスルーホールランドを用いてもよい。

プリント配線板は、複数の配線層を積層して有すればよく、その呼称の如何には限定されない。絶縁層や、導電層、配線層の製法や材質にも特に限定はない。

以上、本発明をその好適な実施態様に基づいて説明したが、本発明のプリント配線板及び半導体装置は、上記実施態様の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施態様の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。また、本発明の好適な態様として記載した各構成や実施形態で記載した各構成については、本発明の必須の構成と共に用いることが好ましいが、単独であっても有益な効果を奏する構成については、必ずしも本発明の必須の構成として説明した全ての構成と共に用いる必要はない。

本発明の一実施形態に係るプリント配線板を、一部断面で示す斜視図。 図１のプリント配線板のベタ配線層を示す平面図。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、従来のプリント配線板の平面図及び断面図。

符号の説明

１０：プリント配線板
１１：絶縁層
１２：基板本体
１３：配線層
１４：内部配線層（ベタ配線層）
１５：スルーホール
１６：スルーホールランド
１７：導電層
１８：開口
１９：サーマルランド
２０：環状部分
２１：スリット
２２：ブリッジ部
３０：プリント配線板
３１：絶縁層
３２：配線層
３３：スルーホール
３４：スルーホールランド
３５：導電層
３６：切欠き部

Claims (5)

1. 少なくとも１層のベタ配線層を含む複数の配線層と、該配線層に接続される導電層が壁面に形成されたスルーホールとを有するプリント配線板において、
   前記導電層は、少なくとも前記ベタ配線層と接続される導電層部分に開口を有することを特徴とするプリント配線板。
2. 前記開口は、前記スルーホールの延在方向に延びる複数のストライプを形成する、請求項１に記載のプリント配線板。
3. 前記導電層は、スリットを含むサーマルランドを介して、前記ベタ配線層に接続される、請求項１又は２に記載のプリント配線板。
4. 前記導線層は、スルーホールの壁面に形成されたメッキ層である、請求項１〜３の何れか一に記載のプリント配線板。
5. 請求項１〜４の何れか一に記載のプリント配線板と、該プリント配線板上に実装されたＩＣと、リード線が前記スルーホール内に挿入されてはんだ付けされた実装部品とを備えることを特徴とする半導体装置。

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