JP2008159671A - プリント配線基板および電子装置 - Google Patents

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Nariaki Komabashiri
成昭 駒走
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Abstract

【課題】接着強度を確保しつつ、接着剤の広がりを抑止することが可能なプリント配線基板を提供する。
【解決手段】絶縁基板２１に配線パターン２２が形成され、この配線パターン２２の搭載パターン部２２ｂに銀ペーストＰを介在させて発光素子３が搭載されるプリント配線基板２において、搭載パターン部２２ｂには、銀ペーストＰが塗布されることで発光素子３の底面と接着する接着パターン部２２ｂｘと、接着パターン部２２ｂｘの周囲に、絶縁基板２１が露出するように接着パターン部２２ｂｘと隙間Ｓをあけて形成されたダミーパターン部２２ｂｙとが設けられている。また、ダミーパターン部２２ｂｙに、隙間Ｓに沿って第１レジスト部５１が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁基板に配線パターンが形成され、電子部品が接着剤を介在させて搭載されるプリント配線基板、およびこのプリント配線基板を用いた電子装置に関する。
接着剤を介在させて電子部品が搭載されるプリント配線基板は、電子部品を強固に固着する必要がある。それは、半導体素子などの電子部品をプリント配線基板に搭載し、この電子部品を樹脂で封止した電子装置を、実装基板に半田ペーストなどを介在させて実装するときに、リフロー炉での加熱で封止樹脂が熱膨張し、その応力により電子部品がプリント配線基板から剥離してしまうことがあるからである。
例えば、特許文献１に記載された樹脂封止型発光装置は、基板上に形成された一対の電極と、一方の電極に接続された発光素子と、発光素子を封止する樹脂封止部を有し、発光素子を実装する電極（パッド部）に基板面を露出させた切り欠き部を形成することで、パッド部と発光素子とを強固に固着することができるというものである。この切り欠き部として、特許文献１には、矩形状の切り欠きを略格子状に配列したり、円形状の切り欠きとしたり、各周縁に略円弧状の切り欠きとしたりすることが記載されている。
特開平８−２０４２３９号公報
しかし、特許文献１に記載された樹脂封止型発光装置のプリント配線基板では、接着剤をパッド部に、例えば、転写法にて塗布する場合に、版側の接着剤が、押し出されるようにしてパッド部の上面から周囲に広がるおそれがある。そうなると、接着剤が導電性であれば、他の電極に付着してパッド部と短絡することで動作不良の原因となるおそれがある。また、接着剤が絶縁性であっても他の電極面上に付着することで、他の電子部品の接続を阻害する要因となるおそれがある。
そこで本発明は、接着強度を確保しつつ、接着剤の広がりを抑止することが可能なプリント配線基板を提供することを目的とする。
本発明は、絶縁基板に形成された配線パターンに、接着剤が塗布されることで電子部品の接着面と接着する接着パターン部と、接着パターン部の周囲に、絶縁基板が露出するように接着パターン部と隙間をあけて形成されたダミーパターン部とが設けられたことを特徴とする。
本発明は、接着パターン部の厚みおよびダミーパターン部の厚みによる壁面と、絶縁基板による底面とでできる溝によって、接着剤を堰き止めることができるので、接着強度を確保しつつ、接着剤の広がりを抑止して、他の電極などへの付着を防止することができる。
本願の第１の発明は、絶縁基板に配線パターンが形成され、この配線パターンの搭載パターン部に接着剤を介在させて電子部品が搭載されるプリント配線基板において、搭載パターン部には、接着剤が塗布されることで電子部品の接着面と接着する接着パターン部と、接着パターン部の周囲に、絶縁基板が露出するように接着パターン部と隙間をあけて形成されたダミーパターン部とが設けられたことを特徴としたものである。
本発明のプリント配線基板は、接着パターン部の周囲に、絶縁基板が露出するように接着パターン部と隙間をあけて形成されたダミーパターン部が設けられているので、接着剤が塗布されると、接着剤が接着パターン部の上面から流れ出しても、接着パターン部の厚みおよびダミーパターン部の厚みによる壁面と、絶縁基板による底面とでできる溝によって、接着剤を堰き止めることができる。従って、接着剤が流出して他の電極などに付着してしまうことが防止できる。
本願の第２の発明は、第１の発明において、ダミーパターン部に、隙間に沿って樹脂層が設けられていることを特徴としたものである。
本願の第２の発明においては、樹脂層がダミーパターン部に、隙間に沿って設けられていることで、ダミーパターン部の厚みによる壁面に、樹脂層の厚みによる高さが加わるので、より高く壁面を形成することができる。従って、接着剤が大量に流れても、ダミーパターン部と樹脂層とで堰き止めることができる。
本願の第３の発明は、第２の発明において、樹脂層は、ダミーパターン部の全面に形成されていることを特徴としたものである。
本願の第３の発明においては、ダミーパターン部の全面に、樹脂層が形成されていることで、樹脂層と電子部品を封止する樹脂との接触面積を広く確保することができるので、リフロー処理により封止樹脂が熱膨張しても、樹脂層と封止樹脂とが密着した状態となっているため、プリント配線基板から封止樹脂が剥離してしまうことを防止することができる。従って、この樹脂層は、接着剤の流出による動作不良の原因を防止しつつ、封止樹脂の剥離を防止することができる。
本願の第４の発明は、絶縁基板に配線パターンが形成されたプリント配線基板と、この配線パターンの搭載パターン部に接着剤を介在させて搭載された電子部品と、電子部品を封止する樹脂封止部とを備えた電子装置において、搭載パターン部には、接着剤が塗布されることで電子部品の接着面と接着する接着パターン部と、接着パターン部の周囲に、絶縁基板が露出するように接着パターン部と隙間をあけて形成されたダミーパターン部とが設けられたことを特徴としたものである。
本発明の電子装置は、接着パターン部の周囲に、絶縁基板が露出するように接着パターン部と隙間をあけて形成されたダミーパターン部が設けられているので、接着剤が塗布されると、接着剤が接着パターン部の上面から流れ出しても、ダミーパターン部の厚みによる壁面と、絶縁基板による底面とでできる溝によって、接着剤を堰き止めることができる。従って、接着剤が流出することによる短絡などが防止できる。
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る電子部品を、発光装置を例に、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。図２は、図１に示す発光装置の平面図である。
図１および図２に示すように、発光装置１は、プリント配線基板２と、発光素子３と、樹脂封止部４と、レジスト部５とを備えた表面実装型のＬＥＤである。
プリント配線基板２は、絶縁基板２１に、配線パターン２２が形成されている。絶縁基板２１は、約０．８ｍｍ×約１．６ｍｍの平面視して矩形状で、ガラスエポキシ樹脂や、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン樹脂系の熱硬化樹脂）により形成することができる。
ここで、配線パターン２２について、図３および図４に基づいて詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板を示す平面図である。図４は、図３に示すプリント配線基板の断面図である。
配線パターン２２は、厚みが約１５μｍの金属薄膜で形成されている。図３および図４に示すように、配線パターン２２は、電極パターン部２２ａと、搭載パターン部２２ｂと、ワイヤボンドパターン部２２ｃと、接続パターン部２２ｄとが形成されている。
電極パターン部２２ａは、絶縁基板２１の両端部に、上面から底面まで側面を覆うように断面コ字状に一対形成されている。この電極パターン部２２ａは、一方がカソード端子、他方がアノード端子である。
搭載パターン部２２ｂは、接着剤が塗布されることで発光素子３（図１参照）の接着面と接着する接着パターン部２２ｂｘと、接着パターン部２２ｂｘの周囲に、絶縁基板２１が露出するように接着パターン部２２ｂｘと隙間Ｓをあけて形成されたダミーパターン部２２ｂｙとが形成されている。
接着パターン部２２ｂｘは、発光素子３の接着面である底面の形状と、ほぼ同じ大きさに合わせた正方形状に形成され、発光素子３と導電性接着剤である銀ペーストＰを介在させて接続している。ダミーパターン部２２ｂｙは、接着パターン部２２ｂｘの周囲を囲うように外形が正方形の額縁状に形成されている。この接着パターン部２２ｂｘと、ダミーパターン部２２ｂｙとは、発光素子３への電源供給のための連絡パターン部２２ｂｚが形成されている。この連絡パターン部２２ｂｚは、接着パターン部２２ｂｘに搭載される発光素子３の底面がｎ側電極となっているために、一方の電極パターン部２２ａと導通する必要があるため設けられている。従って、接着パターン部２２ｂｘに搭載される発光素子の底面に電極が形成されていないものであれば、連絡パターン部２２ｂｚは省略することが可能である。
ワイヤボンドパターン部２２ｃは、発光素子３のｐ側電極とワイヤ６にて導通接続するためのパターンである。
接続パターン部２２ｄは、一対の電極パターン部２２ａと、搭載パターン部２２ｂおよびワイヤボンドパターン部２２ｃとに接続するパターンである。
発光素子３は、導電性基板に、ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層が順次積層され、導電性基板の底面にｎ側電極、ｐ型半導体層の上面にｐ側電極を設けたものである。従って、発光素子３の底面は、接着パターン部２２ｂｘに導通接続される接着面となる。
樹脂封止部４は、光透過性を有する樹脂で形成されている。樹脂封止部４を形成する樹脂としてはエポキシ樹脂などが使用できる。この樹脂封止部４には、発光素子３からの光に励起され、波長変換する蛍光体などが含有されていてもよい。
図１および図２に示すように、レジスト部５は、ダミーパターン部２２ｂｙ上の全面に形成された第１レジスト部５１と、ワイヤボンドパターン部２２ｃに接続された接続パターン部２２ｄを横切るように形成された第２レジスト部５２と、絶縁基板２１の搭載面の反対側となる裏面に形成された第３レジスト部５３とを備えている。このレジスト部５は、耐熱性を有する樹脂のコーティング材により形成されており、厚みは約３０μｍに形成されている。
第１レジスト部５１は、ダミーパターン部２２ｂｙと同じ、外形が正方形の額縁状に形成され、搭載パターン部２２ｂへの水分の進入を防止する機能を有している。第２レジスト部５２は、細長の矩形状に形成され、第１レジスト部５１と同様に、ワイヤボンドパターン部２２ｃへの水分の進入を防止する機能を有している。第３レジスト部５３は、電極パターン部２２ａの極性を示すために、図１および図２からでは判別できないが、三角形状に形成されている。
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る発光装置１の製造方法を、図５に基づいて説明する。図５（Ａ）から同図（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係る発光装置１の製造方法を示す図である。なお、発光装置１を製造するときには、プリント配線基板２が列状に形成された集合基板の状態で行われるが、図５においては１個分のみを図示している。
図５（Ａ）に示すように、まず、プリント配線基板２に、レジスト部５が形成されたものを準備する。プリント配線基板２は、絶縁基板２１の全面に銅箔層を形成した後に、この銅箔層を所定パターンにエッチングにより除去し、残った銅箔層上に、Ｎｉ−Ａｕめっきを施して配線パターン２２とすることで形成することができる。レジスト部５は、例えば、フォトレジストを全面に形成し、第１〜第３レジスト部５１〜５３の形状に合わせたフォトマスクを通して選択的に紫外線を照射し、エッチングすることにより第１〜第３レジスト部５１〜５３の部分を残すことで形成される。
次に、図５（Ｂ）に示すように、搭載パターン部２２ｂの接着パターン部２２ｂｘに転写法にて銀ペーストＰを塗布する。このとき、版側の銀ペーストＰが、押し出されるようにして接着パターン部２２ｂｘの上面から周囲に広がってしまうことがある。これは、本実施の形態の発光装置１のように、サイズが約０．８ｍｍ×約１．６ｍｍしかなく、接着パターン部２２ｂｘが約０．３ｍｍ×約０．３ｍｍ程度しかない超小型である場合には、塗布する銀ペーストＰが、僅かに所定量より多くても顕著になる。しかし、接着パターン部２２ｂｘと、ダミーパターン部２２ｂｙとの間には、隙間Ｓがあるので、銀ペーストＰは、接着パターン部２２ｂｘの厚みおよびダミーパターン部２２ｂｙの厚みによる壁面と、絶縁基板２１による底面とでできる溝によって、広がる銀ペーストＰを堰き止めることができる。従って、銀ペーストＰが流出してワイヤボンドパターン部２２ｃに付着することで、接着パターン部２２ｂｘと短絡したり、ワイヤ６がボンディングされる位置に付着してワイヤ６（図１参照）の接着性を低下させたりすることが防止できる。
このようにして、銀ペーストＰを塗布すると、図５（Ｃ）に示すように、発光素子３を接着パターン部２２ｂｘに載置する。銀ペーストＰは、発光素子３の底面と接着パターン部２２ｂｘを導通接着しているが、隙間Ｓにより露出した絶縁基板２１にも接着している。銀ペーストＰは、銀粉体を樹脂接着剤に含有したものであり、樹脂で形成された絶縁基板２１とは結合力が高い。従って、銀ペーストＰは、隙間Ｓによって露出した絶縁基板２１と接着することで、発光素子３を接着パターン部２２ｂｘに強固に固着させることができる。
また、ダミーパターン部２２ｂｙの上面に形成された第１レジスト部５１は、隙間Ｓに沿って形成されているので、ダミーパターン部２２ｂｙの厚みによる壁面に、第１レジスト部５１の厚みによる高さが加わることで、より高く壁面が形成される。従って、大量に銀ペーストＰが流れても、堰き止めることができる。
また、本実施の形態に係る発光装置１では、ダミーパターン部２２ｂｙに、樹脂で形成された第１レジスト部５１が積層されているので、容易に厚みを厚く形成することができる。従って、ダミーパターン部２２ｂｙに、樹脂膜である第１レジスト部５１を１層積層するだけで、金属薄膜の数層分の効果を得ることができる。なお、第１レジスト部５１は、銀ペーストＰの塗布量に応じて複数層積層することも可能である。
発光素子３を接着パターン部２２ｂｘに搭載すると、発光素子３の上面に位置するｐ側電極と、ワイヤボンドパターン部２２ｃとをワイヤ６にて接続する。
発光素子３のダイボンディングおよびワイヤボンディングが終わると、トランスファー成型法にて、樹脂封止部４を形成し、それぞれ個片とすることで、図５（Ｄ）に示す発光装置１を得ることができる。
このように製造された発光装置１は、例えば、携帯電話装置に組み込まれるときには、実装基板に搭載される。発光装置１は、半田ペーストが塗布された電極に、電極パターン部２２ａの位置を合わせて載置され、リフロー炉にて加熱されることで、実装基板に固着される。そのリフロー炉の加熱により樹脂封止部４が熱膨張しても、銀ペーストＰが強固に発光素子３を接着パターン部２２ｂｘに導通接着すると共に、隙間Ｓにより露出した絶縁基板２１に銀ペーストＰが固着しているので、発光素子３が接着パターン部２２ｂｘから剥離してしまうことが防止できる。
発光素子３の周囲に形成された第１レジスト部５１は、樹脂で形成されており、樹脂で形成された樹脂封止部４と結合力が高い。また、第１レジスト部５１は、ダミーパターン部２２ｂｙの全面に形成されているので、樹脂封止部４との接触面積が広く確保されている。従って、第１レジスト部５１は、樹脂封止部４とプリント配線基板２との結合力不足により、熱膨張した樹脂封止部４がプリント配線基板２から剥離してしまうことを、発光素子３の周囲全体で抑えるので、発光素子３の剥離を防止することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。本実施の形態では、電子装置として発光装置１を例に説明したが、発光素子３が、受光素子や、制御ＩＣなどの半導体素子でも、チップ抵抗、チップコンデンサなどの電子部品でも、電子部品の接着面と接着する接着パターン部の周囲に隙間をあけて絶縁基板を露出するように、ダミーパターン部が形成されていれば、同じ効果が得られる。
また、本実施の形態では、発光素子３の底面に電極が形成されていたため、接着剤として導電性接着剤である銀ペーストを使用していたが、電子部品が接着パターン部と導通を取る必要がなければ絶縁性接着剤としてもよい。
本発明は、接着強度を確保しつつ、接着剤の広がりを抑止することが可能なので、絶縁基板に配線パターンが形成され、電子部品が接着剤を介在させて搭載されるプリント配線基板、およびこのプリント配線基板を用いた電子装置に好適である。
本発明の実施の形態に係る発光装置を示す断面図 図１に示す発光装置の平面図 本発明の実施の形態に係るプリント配線基板を示す平面図 図３に示すプリント配線基板の断面図 （Ａ）から（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す図
符号の説明
１ 発光装置
２ プリント配線基板
２１ 絶縁基板
２２ 配線パターン
２２ａ 電極パターン部
２２ｂ 搭載パターン部
２２ｂｘ 接着パターン部
２２ｂｙ ダミーパターン部
２２ｂｚ 連絡パターン部
２２ｃ ワイヤボンドパターン部
２２ｄ 接続パターン部
３ 発光素子
４ 樹脂封止部
５ レジスト部
５１ 第１レジスト部
５２ 第２レジスト部
５３ 第３レジスト部
６ ワイヤ

Claims (4)

  1. 絶縁基板に配線パターンが形成され、この配線パターンの搭載パターン部に接着剤を介在させて電子部品が搭載されるプリント配線基板において、
    前記搭載パターン部には、前記接着剤が塗布されることで前記電子部品の接着面と接着する接着パターン部と、前記接着パターン部の周囲に、前記絶縁基板が露出するように前記接着パターン部と隙間をあけて形成されたダミーパターン部とが設けられたプリント配線基板。
  2. 前記ダミーパターン部に、前記隙間に沿って樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板。
  3. 前記樹脂層は、前記ダミーパターン部の全面に形成されていることを特徴とする請求項２記載のプリント配線基板。
  4. 絶縁基板に配線パターンが形成されたプリント配線基板と、
    この配線パターンの搭載パターン部に接着剤を介在させて搭載された電子部品と、
    前記電子部品を封止する樹脂封止部とを備えた電子装置において、
    前記搭載パターン部には、前記接着剤が塗布されることで前記電子部品の接着面と接着する接着パターン部と、前記接着パターン部の周囲に、前記絶縁基板が露出するように前記接着パターン部と隙間をあけて形成されたダミーパターン部とが設けられた電子装置。
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