JP2012009778A

JP2012009778A - 配線構造及び電子部品パッケージ

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Publication number: JP2012009778A
Application number: JP2010146631A
Authority: JP
Inventors: Masateru Endo; 真輝遠藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-01-12

Abstract

【課題】最表層に設けられた配線導体とソルダーレジストの相対的な位置ずれが生じたとしても、その配線導体に接続されるハンダ及び電子部品との良好な接続性を確保することが可能な配線構造、及びその配線構造を備える電子部品パッケージを提供する。
【解決手段】電子部品パッケージ１は、配線導体１０の周囲に、長円形状をなす開口部Ｋを有するソルダーレジスト２０が設けられたものである。配線導体１０は、円形状のランド１１から、引き出し配線１２，１３が直線状に延設されたものである。また、ソルダーレジスト２０の開口部Ｋは、その長軸Ｃと引き出し配線１２，１３とが９０°の角度をなす（直交）するように設けられている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、配線構造、及びその配線構造を有する電子部品パッケージ（基板に能動部品及び／又は受動部品が搭載されたもの、また、それらが適宜の形態でパッケージ化されたものを含む）に関する。

従来、例えば、多層プリント配線基板の形成方法を用いて作製される表面実装型（Surface mount type）の電子部品パッケージが知られている。かかる電子部品パッケージとしては、例えば、半導体装置（ベアチップ、ダイ）を基板に搭載してワイヤ・ボンディング等で固定したＣＳＰ (Chip Size Package：表面実装型ＩＣと呼ばれることもある。) や、ＢＧＡ（Ball Grid Array）等の接続端子が高密度で配設されたもの等、多種多様なものが挙げられる。このような表面実装型の電子部品パッケージは、電子部品を基板上に高密度実装することができ、これにより、製品の小型化、低背化、及び、コストの削減に資することが可能であって、極めて有用である。

ここで、そのような電子部品パッケージの表面実装構造として、例えば、特許文献１には、ＮＳＭＤ構造を有する複数のランドと、それらの複数のランドのそれぞれに接続され、かつ、ランドの中心に対して互いに１８０°対称に設けられた取り出し配線及びダミー配線を有し、その表面が、円形の開口を有するレジスト膜（ソルダーレジスト）で覆われたパッケージ基板を備える半導体装置が記載されている。

特開２００７−２７２８７号公報

しかし、特許文献１に開示された表面実装構造では、ランドに接続された上述した取り出し配線及びダミー配線がいろいろな方向を向くように、複数のランドが適宜配置されているので、そのランドが設けられた層、又は、その上に、ソルダーレジストを形成する際に、ランドとソルダーレジスト（の開口部）との相対的な位置が特定の方向にずれてしまった場合、そのソルダーレジストの開口部から露出したランド及び取り出し配線（すなわち、併せて配線導体）の有効面積がランド毎（或るいは、開口部毎）に異なってしまう可能性がある。こうなると、表面実装する電子部品をランドに接続するためにハンダ付けを行うとき、そのハンダの形状や高さが変化してしまい（つまり、一定とならず）、表面実装される電子部品の接続状態に悪影響が及び、電子部品の接続強度といった接続信頼性が損なわれるおそれがある。なお、かかる位置ずれは、一つの基板に対して、ソルダーレジストや、ランド、パッド等の配線導体のサイズが細かい部分と粗い部分（すなわち、狭ピッチ部分と広ピッチ部分）が混在していることや、コスト・プロセス等と精度との兼ね合いで実現可能な形状や誤差範囲が決定されることによって、殆ど不可避的に生じ得る。

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、最表層に設けられた配線導体とソルダーレジスト等の絶縁体との相対的な位置ずれが生じたとしても、その配線導体に接続されるハンダ及び電子部品、並びに、いわゆるマザーボード等の他の配線基板等との良好な接続性を確保することが可能な配線構造、及びその配線構造を備える電子部品パッケージを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明による配線構造は、配線基板の最表層に設けられた配線導体と、配線導体の少なくとも一部の周囲に形成され、かつ、配線導体が露出（露呈）する開口部を有する絶縁体（ソルダーレジスト等の絶縁層、絶縁フィルム等）とを備えており、配線導体が、好ましくは平面又は水平断面において円形状をなすランド又はパッドと、そのランド又はパッドからそれぞれ反対方向に直線状に延在する第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線を有しており、絶縁体は、開口部が、長円形状又は楕円形状をなし、かつ、開口部の長軸が、第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線と直交又は略直交するように配置されている。なお、「長円」とは、一般に、「楕円」と同義で用いられ得るが、本発明においては、いわゆる「カッシーニの卵型線：一般に、式（ｘ²＋ｙ²）²−２ｃ²（ｘ²−ｙ²）＝ｋ⁴−ｃ⁴で表わされる。」のうち、交差しない線で閉じられた形状、又は、略その形状を示し、譬えて言えば、陸上競技のトラックのような形状が挙げられる（参考：丸善株式会社、平成１５年３月３０日発行、「かたちの事典」の４８２頁図３中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｈ）のような形状）。また、「ランド」及び「パッド」は、同等の機能を有する配線接続用の形態を含む概念である。

このように構成された配線構造においては、配線導体のランド又はパッドに接続された第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線のいずれか一方をダミー配線として機能させることができ、第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線は、一方の引き出し方向が、他方に対して１８０°の方向に引き出される。また、配線導体の周囲に形成された長円形状又は楕円形状をなす絶縁体の開口部は、その長軸が、第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線の延在方向に対して９０°となるように拡設される。そして、かかる構成によれば、配線導体と絶縁体の開口部との位置が相対的にずれたとしても、開口部から露出する配線導体の面積が変化することが抑止されるので、配線導体に接続されるハンダの量が変わらず、よって、そのハンダの形状や高さが変化してしまうことが防止される。このような配線導体が複数設けられていれば、各配線導体において、絶縁体の各開口部から露出する各配線導体の面積を一定にすることができ、その結果、各配線導体に接続されるハンダの形状や高さのばらつきを有効に抑えることができる。したがって、その配線構造の配線導体にハンダ接続によって表面実装される電子部品の接続強度といった接続信頼性を十分に高めることが可能となる。

また、具体的には、第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線は、ランド又はパッドから開口部の長辺までの距離＋配線導体と絶縁層の開口部の位置ずれ量として予め想定される最大許容寸法値（公差）以上の長さを有すると好適である。

このようにすれば、配線導体と絶縁体の開口部の位置ずれが生じても、第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線が、その開口部を確実に横断するように形成でき、換言すれば、第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線の端部が、開口部の領域内に位置してしまう（そうすると開口部から露出する配線導体の面積が変化してしまう）ことを確実に防止することができ、これにより、絶縁体の開口部から露出する配線導体の面積がより確実に一定に維持される。

また、本発明による電子部品パッケージは、本発明による配線構造を有するものであり、すなわち、配線基板の最表層に設けられた配線導体と、配線導体の少なくとも一部の周囲に形成され、かつ、配線導体が露呈する開口部を有する絶縁体とを備えており、配線導体が、好ましくは平面又は水平断面において円形状をなすランド又はパッドと、そのランド又はパッドからそれぞれ反対方向に直線状に延在する第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線を有しており、絶縁体は、開口部が、長円形状又は楕円形状をなし、かつ、その開口部の長軸が、第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線と直交又は略直交するように配置されている配線構造と、その配線導体にハンダ等で接続された電子部品を備えるものである。

本発明の配線構造及びそれを備える電子部品パッケージによれば、配線導体の形状と、絶縁体の開口部の形状、及び、それらの位置関係を上述の如く規定することにより、配線導体と絶縁体の開口部との相対的な位置ずれが生じたとしても、開口部から露出する配線導体の面積が変化することを抑止できるので、配線導体に接続されるハンダの形状や高さの変化を防止でき、よって、配線導体が複数設けられていても、各配線導体において、絶縁体の各開口部から露出する各配線導体の面積を一定にして、各配線導体に接続されるハンダの形状や高さのばらつきを有効に抑えることができる。よって、その配線構造の配線導体にハンダ接続によって表面実装される電子部品、及びそうして形成された電子部品パッケージの接続信頼性との良好な接続性を十分に向上させることが可能となり、さらに、配線構造とマザーボード等の他の配線基板等との接続性を一層高めることもできる。

本発明による配線構造の一部を概略的に示す模式平面図である。図１Ａに示す電子部品パッケージ１の一部を概略的に示す平面図であり、図１Ａの状態から、ソルダーレジスト２０が、配線導体１０に対して、所定方向に位置ずれした状態を表す図である。本発明による配線構造の一部を概略的に示す模式平面図であり、図１Ａに示す配線導体１０が複数配設された電子部品パッケージ２の一部を示す図である。図２Ａに示す電子部品パッケージ２の一部を概略的に示す平面図であり、図２Ａの状態から、ソルダーレジスト２０が、配線導体１０に対して、所定方向に位置ずれした状態を表す図である。本発明による配線構造を有しないもの（従来品）の一部を概略的に示す模式平面図であり、特許文献１に記載された取り出し配線３ｉ及びダミー配線３ｊが接続されたランド３ｄが複数配設された電子部品パッケージ４の一部を示す図である。図３Ａに示す電子部品パッケージ４の一部を概略的に示す平面図であり、図３Ａの状態から、レジスト膜３ｆが、配線導体３０に対して、所定方向に位置ずれした状態を表す図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。さらに、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。またさらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。

図１Ａは、本発明による配線構造の一部を概略的に示す模式平面図である。電子部品パッケージ１の最表層に形成された配線導体１０の上には、開口部Ｋが形成されたソルダーレジスト２０（絶縁体）が設けられている。なお、図１Ａは、配線導体１０側からソルダーレジスト２０側を平面視した状態を示すものであり、電子部品パッケージ１としては、配線導体１０のうち、ソルダーレジスト２０の開口部Ｋの領域内に存する部分が、その開口部Ｋ内に露出しており、配線導体の１０のそれ以外の部分は、ソルダーレジスト２０によって覆われて絶縁されている（他の図面においても同様とする。）。このように、絶縁体たるソルダーレジスト２０は、配線導体１０の少なくとも一部の周囲に形成されている。

配線導体１０は、例えば円形をなす例えばランド１１から、引き出し配線１２，１３（それぞれ第１の引き出し配線、及び、第２の引き出し配線）が延設されている。このランド１１に接続された引き出し配線１２は、図示の如く、引き出し配線１３よりも短く、いわゆるダミー配線として機能する。また、引き出し配線１２，１３は、ランド１１に対して互いに１８０°方向に引き出されており、すなわち、引き出し配線１２，１３は、ランド１１からそれぞれ反対方向に直線状に延在している。

また、ソルダーレジスト２０の開口部Ｋは、長円形状をなしており、開口部Ｋは、その長軸Ｃと引き出し配線１２，１３とが９０°の角度をなす（直交する）ように設けられている。

ここで、図１Ｂは、図１Ａに示す電子部品パッケージ１の一部を概略的に示す平面図であり、図１Ａの状態から、ソルダーレジスト２０が、配線導体１０に対して、図示矢印Ｙ１で表わす方向へ、位置ずれ量として予め想定される最大許容寸法値ｄ（通常、ランド１１の中心に対して全周方向（３６０°）について同じ値）以下の長さで位置ずれを生じた状態を表す図である。図示の如く、ソルダーレジスト２０の開口部Ｋが長円形状をなしており、かつ、その長軸Ｃが引き出し配線１２，１３と直交しているので、図１Ｂに示すような位置ずれが生じても、開口部Ｋから露出する配線導体１０（ランド１１と、引き出し配線１２，１３の一部）の面積は、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、同じである。このような観点から、引き出し配線１２，１３が、配線導体１０とソルダーレジスト２０に対して予め想定される位置ずれ量の最大許容寸法値以上の長さ＋ランド１１から開口部Ｋの長辺までの距離を有していると好適である。

図２Ａも、本発明による配線構造の一部を概略的に示す模式平面図であり、図１Ａに示す配線導体１０が複数配設された電子部品パッケージ２の一部を示す図である。この電子部品パッケージ２においては、引き出し配線１２，１３が種々の方向に延在するように、複数の配線導体１０が例えばマトリクス状に配置されている。なお、図２Ａに記載した符号（１）〜（９）は、各配線導体１０を弁別するためのものである。

ここで、図２Ｂは、図２Ａに示す電子部品パッケージ２の一部を概略的に示す平面図であり、図２Ａの状態から、ソルダーレジスト２０が、配線導体１０に対して、図示矢印Ｙ２で表わす方向へ、位置ずれ量として予め想定される最大許容寸法値以下の長さで位置ずれを生じた状態を表す図である。このような場合でも、ソルダーレジスト２０の開口部Ｋが長円形状をなしているので、図１Ｂに示すような位置ずれが生じても、開口部Ｋから露出する符号（１）〜（９）で示す全ての配線導体１０（ランド１１と引き出し配線１２，１３の一部）の面積は、図２Ａ及び図２Ｂにおいて、同一であり、かかる位置ずれに対して、変化することなく一定となる。

これに対し、図３Ａは、本発明による配線構造を有しないものの一部を概略的に示す模式平面図であり、例えば従来の特許文献１に記載された取り出し配線３ｉ及びダミー配線３ｊが接続されたランド３ｄ（便宜的に、これらを併せて「配線導体３０」と記す。）が複数配設された電子部品パッケージ４の一部を示す図である。なお、レジスト膜３ｆに形成された開口部Ｐは円形状をなしている。また、図３Ａに記載した符号（１１）〜（１９）は、各配線導体３０を弁別するためのものである。

そして、図３Ｂは、図３Ａに示す電子部品パッケージ４の一部を概略的に示す平面図であり、図３Ａの状態から、レジスト膜３ｆが、配線導体３０に対して、図示矢印Ｙ２で表わす方向へ、位置ずれ量として予め想定される最大許容寸法値以下の長さで位置ずれを生じた状態（すなわち、図２Ａに示す状態から図２Ｂに示す状態へ位置ずれしたのと同じ状態）を表す図である。この場合、例えば符号（１７）で示す配線導体３０は、図３Ａにおけるときよりも図３Ｂにおけるときの方が、開口部Ｐ内に露出する面積が小さくなる。

その一方で、例えば符号（１８）で示す配線導体３０は、図３Ａにおけるときと図３Ｂにおけるときで、その面積に変化は生じていない。つまり、図３Ａ及び図３Ｂに示すような、従来の配線導体３０及び電子部品パッケージ４では、配線導体３０とレジスト膜３ｆが相対的に位置ずれを生じた場合、開口部Ｐから露出する配線導体３０の面積が、配線導体３０毎に異なってしまうおそれがある。こうなると、配線導体３０に接続されるハンダの量が、符号（１１）〜（１９）で示す配線導体３０毎に異なり、その結果、ハンダの形状や高さに差異が生じてしまい、配線導体３０に接続される電子部品の接続信頼性が低下してしまう可能性が大いにある。

これに対し、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、及び図２Ｂに示す本発明による配線構造、及びそれを備える電子部品パッケージ１，２によれば、想定され得る配線導体１０とソルダーレジスト２０との相対的な位置ずれが生じたとしても、上述の如く、ソルダーレジスト２０の開口部Ｋに露出する配線導体１０の面積に変化が生じないことから、そのような場合でも、配線導体１０、及び、複数の配線導体１０に接続されるハンダの量は一定であり、ハンダの形状や高さに差異が生じてしまうことを有効にかつ確実に防止することができる。よって、配線導体１０に接続される電子部品の接続信頼性を従来に比して格段に向上させることが可能となる。

また、配線導体１０においては、ランド１１が円形状を有するので、ランド１１の側壁部に接続されるハンダの量を増大させることができ、これにより、ランド１１とハンダとの接合強度、ひいては、ランド１１とそれに接続される電子部品との接合強度をより高めることができるので、配線導体１０に接続される電子部品の接続信頼性を更に向上させることが可能となる。さらに、ソルダーレジスト２０の開口部Ｋ内に露出するランド１１を含む配線導体１０の面積を常に一定に保持することができ、加えて、開口部Ｋとソルダーレジスト２０との境界（部）に存在する引き出し配線１２，１３の幅Ｗを一定に保持することにより、配線導体１０のランド１１とソルダーレジスト２０との高さ、及び、配線導体１０のランド１１と引き出し配線１２，１３を覆うソルダーレジスト２０との高さを相対的に一定に保持することができるので、いわゆる検査ピン等の検査プローブや導電シート等を用いた検査を確実に行うことができる。つまり、検査プローブや導電シート等を配線導体１０のランド１１に確実に接続させることが可能となるので、検査の効率が高められるとともに、場合によっては、検査プローブ及び導電シート等の損傷を防止することもできる。

なお、上述したとおり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、ソルダーレジスト２０に形成された開口部Ｋは、楕円状をなしていてもよい。また、ソルダーレジスト２０は、他のレジストや無機絶縁体であってもよい。さらに、実装される電子部品は、特に制限されず、能動部品でも受動部品でも構わない。加えて、ランド１１は、パッドや他の接続導体であってもよく、形状は制限されないが、平面又は水平断面において円形状をなすと好適である。また、絶縁体たるソルダーレジストの形状は、位置ずれの量（誤差・公差）と、ランドやパッド、引き出し配線（ダミー配線を含む）の形状に基づいて、適宜決定され得る。

以上説明したとおり、本発明の配線構造、及びそれを備える電子部品パッケージによれば、最表層に設けられた配線導体とソルダーレジストの相対的な位置ずれが生じたとしても、その配線導体に接続されるハンダ及び電子部品、並びに、マザーボード等の他の配線基板等との良好な接続性を確保すること、すなわち、それらの接続信頼性を従来に比して向上させることができるので、例えば、ＣＳＰ、フリップチップ、その他の表面実装型の電子部品又は電子部品パッケージ、それらを有するデバイス、モジュール、装置、システム、設備等、並びに、それらの製造に広く且つ有効に利用することができる。

１，２電子部品パッケージ
３ｄランド（従来）
３ｆレジスト膜（従来）
３ｉ配線（従来）
３ｊダミー配線（従来）
４電子部品パッケージ（従来）
１０配線導体
１１ランド
１２，１３引き出し配線（第１の引き出し配線、第２の引き出し配線）
２０ソルダーレジスト（絶縁体）
３０配線導体（従来）
Ｃ開口部Ｋの長軸
Ｋ開口部
Ｐ開口部（従来）
Ｗ引き出し配線１２，１３の幅

Claims

配線基板の最表層に設けられた配線導体と、
前記配線導体の少なくとも一部の周囲に形成され、かつ、前記配線導体が露出する開口部を有する絶縁体と、
を備えており、
前記配線導体は、ランド又はパッドと、該ランド又は該パッドからそれぞれ反対方向に直線状に延在する第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線を有しており、
前記絶縁体は、前記開口部が、長円形状又は楕円形状をなし、かつ、該開口部の長軸が、前記第１の引き出し配線及び前記第２の引き出し配線と直交又は略直交するように配置されている、
配線構造。
前記ランド又はパッドは、平面又は水平断面において円形状をなす、
請求項１記載の配線構造。
前記第１の引き出し配線及び前記第２の引き出し配線は、前記ランド又は前記パッドから前記開口部の長辺までの距離＋前記配線導体と前記絶縁層の開口部の位置ずれ量として予め想定される最大許容寸法値以上の長さを有する、
請求項１又は２記載の配線構造。
配線基板の最表層に設けられた配線導体と、前記配線導体の少なくとも一部の周囲に形成され、かつ、前記配線導体が露呈する開口部を有する絶縁体と、を有しており、前記配線導体は、ランド又はパッドと、該ランド又は該パッドからそれぞれ反対方向に直線状に延在する第１の引き出し配線及び第２の引き出し配線を有しており、前記絶縁体は、前記開口部が、長円形状又は楕円形状をなし、かつ、該開口部の長軸が、前記第１の引き出し配線及び前記第２の引き出し配線と直交又は略直交するように配置されている、配線構造と、
前記配線導体に接続された電子部品と、
を備える電子部品パッケージ。