JP2010161205A - Substrate for bga mounting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、BGAを実装するBGA搭載用基板に関する。 The present invention relates to a BGA mounting substrate on which a BGA is mounted.
従来、BGA(ボールグリッドアレイ)を実装する基板においては、該基板本体の一面にランドを備えると共に、同電位化導体パターンにより電気的に接続されて同電位をなすビアを備え、当該導電位のランド及びビアを一組として複数組のランド及びビアが整列状態で配列されている。この配列状態では、特定のビアに対して、該ビアと同電位のランドと異なる電位のランドとが当該特定ビアを囲うように配置されている。前記ビアは基板本体の一面から反対側の他面まで貫通している。 Conventionally, a substrate on which a BGA (Ball Grid Array) is mounted has a land on one surface of the substrate body and a via that is electrically connected by the same potential conductor pattern to form the same potential. A plurality of sets of lands and vias are arranged in an aligned state. In this arrangement state, a land having the same potential as that of the via and a land having a different potential are arranged so as to surround the specific via. The via penetrates from one surface of the substrate body to the other surface on the opposite side.
この基板の前記一面にBGAを搭載(実装)した後、他面をフローハンダすると、フローハンダの熱により一面側のハンダが溶け出してビアやランドから溢れたり、ビアにスルーホールが有る場合にはそこからフローハンダが一面側に登ってきてビアから溢れ出すことがある。BGAを前記一面に搭載する前に他面をフローハンダしても、ビアにスルーホールが有する場合は同様にそこからフローハンダが一面側に登ってきてビアから溢れ出すことがある。 After mounting (mounting) the BGA on one side of this board, if the other side is flow soldered, the solder on the one side melts due to the heat of the flow solder and overflows from the via or land, or there is a through hole in the via From there, flow solder may climb to one side and overflow from the via. Even if flow soldering is performed on the other surface before mounting the BGA on the one surface, if the via has a through hole, the flow solder may also climb from the first surface to overflow from the via.
このような不具合の改善策として参考となる技術が特許文献1に記載されている。この特許文献1には、溶融ハンダの流出方向を、ソルダレジストクリアランスにより、他のランドから遠くなる方向へ特定する技術が記載されている。
そこで、BGA搭載用基板では、ビアで発生した溶融ハンダが他のビアやランドに流れないようにする必要があるが、しかしBGA搭載用基板では、ビアとランドとが極めて密集して形成されていることから、前記特許文献1のように距離を取るという手法では、不必要にBGAの巨大化を強いることになるので、採用できない。
Therefore, in the BGA mounting substrate, it is necessary to prevent molten solder generated in the via from flowing to other vias and lands. However, in the BGA mounting substrate, the vias and lands are formed extremely densely. For this reason, the method of taking a distance as in
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ビアから溢れ出した溶融ハンダが非同電位の他のランド及びビアに接続することを防止できるBGA搭載用基板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a BGA mounting substrate capable of preventing molten solder overflowing from a via from being connected to other lands and vias having a non-equal potential. There is.
請求項1の発明においては、ビアにおける基板本体の一面側の部分に、該一面で露出し、平面的にみて円に三角形を接合し該三角形の一つの頂点だけが該円から張り出した形状で、且つ該頂点が該ビアと同電位のランドの方向を向く形態の案内用導体パターンを形成している。
In the invention of
上記構成において、ビア上に溶融ハンダが溢れた場合、該ビアから案内用導体パターン上に伝わる。そして、該溶融(液状)ハンダの圧力は案内用導体パターンの頂点部分が最大となる。従って、一番最初に表面張力の限界を超えるのは該案内用導体パターンの頂点部分となる。この頂点部分は同電位のランドの方向を向いているから、溢れた溶融ハンダは同電位のランドに向かう。この結果、溶融ハンダが行き着く先は結局同電位のランドとなる。 In the above configuration, when the molten solder overflows on the via, it is transmitted from the via onto the guiding conductor pattern. The melt (liquid) solder pressure is maximized at the apex portion of the guide conductor pattern. Therefore, it is the apex portion of the guide conductor pattern that first exceeds the limit of the surface tension. Since this apex portion faces the direction of the land of the same potential, the overflowing molten solder goes to the land of the same potential. As a result, the land where the molten solder ends up becomes a land of the same potential.
しかも、該ランドに到達した溶融ハンダは、該ランドが円形をなすことによって、溶融ハンダが該円形のランドの外周部分で毛細管現象(ランドと基板表面との間の僅かな段差又は隙間による毛細管現象)によりランド外周を回るように展開することになる。そして、溢れ出た時点で弱まっている溶融ハンダの圧力では、ランド外周の毛細管現象による動作から抜け出せず、結局、同電位のランドに留まる。この結果、ビアから溢れ出した溶融ハンダがランドに接続することはあっても同電位のランドに接続するようになって、非同電位の他のランド及びビアに接続することを防止できる。 In addition, the molten solder that has reached the land has a circular phenomenon that causes the molten solder to have a capillary phenomenon at the outer peripheral portion of the circular land (capillary phenomenon due to a slight step or gap between the land and the substrate surface). ) To expand around the outer periphery of the land. When the molten solder pressure is weakened at the time of overflow, it does not escape from the capillary action on the outer periphery of the land, and eventually remains at the same potential land. As a result, even if the molten solder overflowing from the via is connected to the land, it is connected to the land having the same potential, and can be prevented from being connected to other lands and vias having the same potential.
請求項2の発明においては、案内用導体パターンの前記三角形の部分の中心は、ビアを取り囲む各非同電位のランドの各中心からの距離よりも、当該ビアと同電位となっているランドの中心からの距離の方が近くなるように設定されているところに特徴を有する。この請求項2の発明によれば、ビアから溢れ出した溶融ハンダが同電位のランドに到達しやすく、該溶融ハンダが非同電位の他のランド及びビアに接続することを、さらに確実に防止できる。 According to a second aspect of the present invention, the center of the triangular portion of the guide conductor pattern has a land having the same potential as the via rather than the distance from the center of each non-equal potential land surrounding the via. It is characterized by being set so that the distance from the center is closer. According to the second aspect of the present invention, the molten solder overflowing from the via easily reaches the land having the same potential, and the molten solder is more reliably prevented from connecting to another land and via having the same potential. it can.
請求項3の発明においては、前記案内用導体パターンの三角形の円から張り出している鋭角部分の頂点は、該頂点を構成する2辺より延長される該頂点側方向の仮想線が同電位のランドの外周と接触するもしくはランド平面と重なる位置になるように、基板本体に配置されているところに特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, the apex of the acute angle portion projecting from the triangular circle of the guide conductor pattern is a land whose virtual line in the apex side direction extended from two sides constituting the apex has the same potential. It is characterized in that it is disposed on the substrate body so as to be in contact with the outer periphery of the substrate or overlap with the land plane.
案内用導体パターンの三角形の頂点から溢れ出た溶融ハンダは、三角形の当該頂点方向に収束している力により押し出されたものであるから、同方向の力がかかっている。この結果、当該溶融ハンダは、頂点の指向方向に向かう。この場合、上記構成では、該頂点を構成する2辺より延長される該頂点側方向の仮想線が同電位のランドの外周が接触するもしくはランド平面と重なる位置になるように、基板本体に配置されているから、該頂点の指向方向は同電位のランド方向であり、よって、確実に同電位のランドに辿り着きやすくなり、ビアから溢れ出した溶融ハンダが非同電位の他のランド及びビアに接続することを、さらに確実に防止できる。 Since the molten solder overflowing from the apex of the triangle of the guide conductor pattern is pushed out by the force converging in the direction of the apex of the triangle, a force in the same direction is applied. As a result, the molten solder moves toward the apex direction. In this case, in the above configuration, the imaginary line extending in the apex direction extending from the two sides constituting the apex is arranged on the substrate body so that the outer periphery of the land having the same potential is in contact with or overlaps the land plane. Therefore, the directing direction of the apex is the land direction of the same potential, and therefore, it is easy to surely reach the land of the same potential, and the molten solder overflowing from the via is transferred to other lands and vias with non-equal potential. It can prevent more reliably connecting to.
請求項4の発明においては、ランドの外周部の一部に、平面的にみてほぼV状に張り出した形状で、且つ該V状の頂点が前記同電位のビアの方向を向く形態の補助案内用導体パターンを形成したところに特徴を有する。ビアの案内用導体パターンの三角形の頂点部に対して、該ビアと同電位のランドがそのV状の頂点で近くなることで、ビアから溢れ出した溶融ハンダが同電位のランドにより確実に接続するようになって、非同電位の他のランド及びビアに接続することをさらに確実に防止できる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an auxiliary guide having a shape projecting substantially in a V shape in a plan view on a part of the outer peripheral portion of the land and having the V-shaped apex facing the direction of the same potential via. It is characterized in that a conductive pattern is formed. The land with the same potential as that of the via approaches the apex of the triangular shape of the via conductor pattern for the via, so that the molten solder overflowing from the via is reliably connected to the land with the same potential. As a result, it is possible to more reliably prevent connection to other lands and vias having non-equal potentials.
以下、本発明の第1の実施例につき図1ないし図3を参照して説明する。図1には、基板1を平面的に見て示しており、図2にはこの基板1の矢印Q−Q線に沿う断面を示している。この基板1の基板本体2の一面2aには、ランド3と、このランド3と同電位化導体パターン4により電気的に接続されて同電位をなすビア5とが多数形成されており、この場合、前記同電位化導体パターン4で同電位の関係にあるランド3及びビア5を一組として、複数組のランド3及びビア5並びに同電位化導体パターン4が整列状態で配列されている。前記ビア5はビア用導体からなり、該ビア5は、基板本体2に形成されたスルーホール5a内面に付設されており、もって、基板本体2をその一面2aから他面2b側へ貫通する形態に設けられている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the
この場合、特定のビア5(基板本体2の周縁部以外に位置するビア5)に対して、該ビア5と同電位のランド3と異なる電位のランド3とが当該特定ビア5を囲うように配置された形態となっている。
前記ビア5における一面2a部分は案内用導体パターン6が形成されている。この案内用導体パターン6は、前記ビア5における前記基板本体2の前記一面2aで露出し、平面的にみて円に三角形を接合し該三角形の一つの頂点だけが該円から張り出した形状で、且つ該頂点6aが該ビア5と同電位のランド3の方向を向く形態に形成されている。
In this case, with respect to a specific via 5 (a
A
さらにこの場合、ビア5における案内用導体パターン6の三角形の部分の中心6g(図1参照)は、当該ビア5を取り囲む各非同電位のランド3(同電位化導体パターン4で繋がっていないランド)の各中心3pからの距離L1、L2、L3よりも、当該ビア5と同電位となっているランド3の中心3pからの距離Lhの方が近くなるように設定されている。ここで、上記「三角形の部分の中心6g」とは、三角形の一つの頂点を構成する2辺と、該2辺にあって円と接する端部同士を結んだ仮想線とで構成された三角形の部分の中心をいう。
Furthermore, in this case, the center 6g (see FIG. 1) of the triangular portion of the
前記ランド3、同電位化導体パターン4は、予め、前記基板本体2の一面2aに例えば導体パターンを印刷することにより形成されている。そして、前記ランド3をマスキングすると共に、同電位化導体パターン4における案内用導体パターン6形成領域をマスキングして一面2aに絶縁層7を塗布し、該マスキングを除去することで、前記ランド3及び案内用導体パターン6が基板1上面に露出し、同電位化導体パターン4は該絶縁層7により被覆されている。従って、案内用導体パターン6は、同電位化導体パターン4における絶縁層7除去部分で構成されている。なお、絶縁層7は図1においては、便宜上斜線を施して示している。
The
この基板1にはBGAが実装されるものであり、まず、図3(a)に示すように、該基板1の一面2aにBGA8を配置する。この場合BGA8のボールハンダ8aが適宜のランド3上に位置するように配置する。そして、加温状態でBGA8のリフローハンダ工程を行う。これによりボールハンダ8aが溶け、これによりBGA8と基板1とが電気的に接続される。リフローハンダ工程が済んだ状態を図3(b)に示している。
A BGA is mounted on the
また、図3(b)の状態で基板1の他面2bは、フローハンダ工程が行われる。
この図3(b)で、他面2bをフローハンダすると、フローハンダの熱により一面2a側のハンダが溶け出してビア5やランド3から溢れたり、本実施例のように、ビア5にスルーホール5aが有る場合にはそこからフローハンダが一面2a側に登ってきてビア5から溢れ出すことがある。BGA8を前記一面に搭載する前に他面2bをフローハンダしても、ビア5にスルーホール5aが有する本実施例では同様にそこからフローハンダが一面2a側に登ってきてビア5から溢れ出すことがある。
Further, in the state of FIG. 3B, the
In FIG. 3B, when the
この場合、上記構成においては、登ってきた溶融ハンダは、該ビア5から案内用導体パターン6に伝わる。そして、該溶融ハンダの圧力は案内用導体パターン6の頂点部分が最大となる。従って、一番最初に表面張力の限界を超えるのは該案内用導体パターン6の頂点6a部分となる。この頂点6a部分は同電位のランド3の方向を向いているから、溢れた溶融ハンダは同電位のランド3に向かう。この結果、溶融ハンダが行き着く先は結局同電位のランドとなる。
In this case, in the above configuration, the climbing molten solder is transmitted from the via 5 to the
しかも、該ランド3に到達した溶融ハンダは、該ランド3が円形をなすことによって、溶融ハンダが該円形のランド3の外周部分で毛細管現象(ランド3とBGA搭載用基板1表面との間の僅かな段差又は隙間による毛細管現象)にによりランド3外周を回るように展開することになる。そして、溢れ出た時点で弱まっている溶融ハンダの圧力では、ランド3外周の毛細管現象による動作から抜け出せず、結局、同電位のランド3に留まる。この結果、ビア5から溢れ出した溶融ハンダがランド3に接続することはあっても同電位のランド3に接続するようになって、非同電位の他のランド3及びビア5に接続することを防止できる。
In addition, the molten solder that has reached the
又、本実施例によれば、案内用導体パターン6の前記三角形の部分の中心6gは、ビア5を取り囲む各非同電位のランド3の各中心からの距離L1〜L3よりも、当該ビア5と同電位となっているランド3の中心からの距離Lhの方が近くなるように設定されているから、ビア5から溢れ出した溶融ハンダが同電位のランド3に到達しやすく、該溶融ハンダが非同電位の他のランド3及びビア5に接続することを、さらに確実に防止できる。
In addition, according to the present embodiment, the center 6g of the triangular portion of the
図4は本発明の第2の実施例を示している。この実施例では、前記案内用導体パターン6の三角形の円から張り出している鋭角部分の頂点6aが、該頂点6aを構成する2辺より延長される該頂点6a側方向の仮想線R1、R2が同電位のランド3平面と重なる位置になるように、基板本体2に配置されているところに特徴がある。この実施例において、三角形の頂点6aから溶融ハンダが溢れ出された場合、当該溶融ハンダは、三角形の当該頂点6a方向に収束している力により押し出されたものであるから、同方向の力がかかっている。この結果、当該溶融ハンダは、頂点6aの指向方向に向かう。この場合、上記構成では、該頂点6aを構成する2辺より延長される該頂点6a側方向の仮想線R1、R2が同電位のランド3の外周が接触するもしくはランド3平面と重なる位置になるように、基板本体2に配置されているから、該頂点6aの指向方向は同電位のランド3方向であり、よって、確実に同電位のランド3に辿り着きやすくなり、ビア5から溢れ出した溶融ハンダが非同電位の他のランド3及びビア5に接続することを、さらに確実に防止できる。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the
なお、この場合、本発明の第3の実施例として示す図5に示すように、頂点6aが、該頂点6aを構成する2辺より延長される該頂点6a側方向の仮想線R1、R2が同電位のランド3の外周と接触する位置になるように、基板本体2に配置されるようにしても良い。このようにしても第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
In this case, as shown in FIG. 5 showing the third embodiment of the present invention, the
図6は本発明の第4の実施例を示し、この実施例においては、ランド3の外周部の一部に、平面的にみてほぼV状に張り出した形状で、且つ該V状の頂点3bが前記同電位のビア5の方向を向く形態の補助案内用導体パターン3aを形成したところに特徴を有する。ビア5の案内用導体パターン6の三角形の頂点6aに対して、該ビア5と同電位のランド3がそのV状の頂点3bで近くなることで、ビア5から溢れ出した溶融ハンダが同電位のランド3により確実に接続するようになって、非同電位の他のランド3及びビア5に接続することをさらに確実に防止できる。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a part of the outer peripheral portion of the
図7は本発明の第5の実施例を示しており、この第4の実施例においては、ランド3とビア5とを導通接続する同電位化導体パターン11の平面形状が、第1の実施例(図1)と異なる。すなわち、第1の実施例の同電位化導体パターン4は、ランド3と同電位化されるビア5とをほぼ一直線的に接続する形態であったが、この第4の実施例の同電位化導体パターン11は、ほぼコ字形に接続する形態である。この場合、案内用導体パターン12は、同電位化導体パターン11を利用しないで、該同電位化導体パターン11とは別の導体パターンによりビア5の一面2a側に形成されている。この場合も、案内用導体パターン12は、その頂点12aがビア5と同電位のランド3の方向を向く形態をなす。この第5の実施例においても第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the planar shape of the
図面中、1は基板、2は基板本体、2aは一面、2bは他面、3はランド、3aは補助案内用導体パターン、4は同電位化導体パターン、5はビア、6は案内用導体パターン、7は絶縁層、8はBGA、8aはボールハンダ、11は同電位化導体パターン、12は案内用導体パターンを示す。 In the drawings, 1 is a substrate, 2 is a substrate body, 2a is one surface, 2b is the other surface, 3 is a land, 3a is an auxiliary guide conductor pattern, 4 is an equipotential conductor pattern, 5 is a via, and 6 is a guide conductor. Pattern, 7 is an insulating layer, 8 is BGA, 8a is ball solder, 11 is an equipotential conductor pattern, and 12 is a guide conductor pattern.
Claims (4)
前記ビアにおける前記基板本体の前記一面側の部分に、該一面で露出し、平面的にみて円に三角形を接合し該三角形の一つの頂点だけが該円から張り出した形状で、且つ該頂点が該ビアと同電位のランドの方向を向く形態の案内用導体パターンを形成したことを特徴とするBGA搭載用基板。 A BGA is mounted on one surface of the substrate body, and a circular land is provided on the one surface, and vias that penetrate the substrate body from the one surface to the other surface on the opposite side are provided, and the land and the via are on the one surface. A plurality of sets of lands and vias are provided, and the other surface is soldered, with the lands and the vias having the same potential set by the same set potential conductor pattern as a set. A substrate to be attached,
The via is exposed on the one surface side portion of the substrate body in the via, is joined to a circle in a plan view, and only one vertex of the triangle protrudes from the circle, and the vertex is A BGA mounting substrate, characterized in that a guide conductor pattern having a shape facing a land having the same potential as the via is formed.
An auxiliary guide conductor pattern is formed on a part of the outer peripheral portion of the land so as to project in a substantially V shape in a plan view and the apex of the V shape faces the direction of the via having the same potential. The BGA mounting substrate according to any one of claims 1 to 3.
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