JP2013243229A - 実装基板、および電子部品内蔵基板 - Google Patents

Abstract

【課題】実装する電子部品の電極をプリント基板のランド上に精度よくはんだ付けすることができるとともに、小型化を図った実装基板を提供する。
【解決手段】電子部品２１は、基板２の主面に実装している。この基板２は、電子部品２１の端部に設けた電極２１ａをはんだ付けするランド２２を主面に形成している。このランド２２は、基板２の主面が露出する切欠きを有する。また、この切欠きは、実装する電子部品２１の電極２１ａを設けた端部が通る大きさである。したがって、基板２の主面に実装された電子部品２１の端部は、基板２の主面に形成しているランド２２に当接する状態で載置されているのではなく、基板２の主面に当接する状態で載置されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、基板の主面に電子部品を実装した実装基板、およびこの実装基板に実装されている電子部品を絶縁層で封止した電子部品内蔵基板に関する。

実装基板は、半導体素子や、コンデンサ等の電子部品を基板の主面に実装している。基板は、主面に回路パターンを形成しているとともに、実装する電子部品の電極をはんだ付けするランドを形成している。基板への電子部品の実装は、例えば、はんだペーストをランドに塗布し、電子部品をランドに搭載した後、リフロー工程を行って、電子部品の電極をランドにはんだ付けしている。

また、実装する電子部品の電極を基板に形成したランドに精度よくはんだ付けするために、ランド上に、実装する電子部品の電極を包囲する形状のはんだプリコート部を形成したものがある（特許文献１参照）。特許文献１は、ランドに搭載した電子部品がリフロー工程の際にズレるのを、はんだプリコート部により制限している。

特開平７−１７６８５９号公報

しかしながら、特許文献１は、実装基板を小型化することについては特に考慮していなかった。また、最近では、基板の主面に実装した電子部品を樹脂で封止し、この樹脂の基板の主面に当接する面と反対面にも回路パターンを形成し、実装密度を向上させた電子部品内蔵基板についても、小型化の要望がある。

この発明の目的は、実装する電子部品の電極を基板のランドに精度よくはんだ付けすることができるとともに、小型化を図った実装基板、および電子部品内蔵基板を提供することにある。

この発明の電子部品内蔵基板は、上記課題を解決し、その目的を達するために以下のように構成している。

この発明にかかる実装基板は、電子部品を基板の主面に実装している。この基板は、電子部品の端部に設けた電極をはんだ付けするランドを主面に形成している。このランドは、基板の主面が露出する切欠きを有する。また、この切欠きは、実装する電子部品の電極を設けた端部が通る大きさである。

したがって、基板の主面に実装された電子部品の端部は、基板の主面に形成しているランドに当接する状態で載置されているのではなく、基板の主面に当接する状態で載置されている。このため、実装基板は、基板の主面に対して垂直な方向の長さを、ランドの厚さだけ短くでき、小型化が図れる。

また、ランドは、基板の主面に対向する平面形状がコの字型にするのが好ましい。このように構成すれば、基板の主面の実装位置に載置した電子部品の端部が、基板の主面に対して平行な面において、コの字型の３辺により囲まれる。したがって、リフロー工程の際に、基板の主面の実装位置に載置した電子部品の位置がズレるのを抑え、電子部品の電極を基板の主面に形成したランドに精度よくはんだ付けすることができる。

さらに、上記いずれかの実装基板を用い、この実装基板に実装されている電子部品を絶縁層で覆って封止することによって、電子部品内蔵基板としてもよい。絶縁層は、電子部品を実装する基板の主面に対して垂直な方向の長さをランドの厚さだけ小型化できる。したがって、電子部品内蔵基板も小型化が図れる。

この発明によれば、実装する電子部品の電極をプリント基板のランドに精度よくはんだ付けすることができるとともに、小型化が図れる。

電子部品内蔵基板の断面図である。 回路パターンの一部として基板の主面に形成されているランドを示す図である。 電子部品をランドにはんだ付けした状態を示す図である。 比較例である従来のランドを示す図である。 実施例、および比較例の高さ、および固着強度の測定結果を示す図である。

以下、この発明の実施形態である電子部品内蔵基板について説明する。

図１は、電子部品内蔵基板の断面図である。この電子部品内蔵基板１は、基板２と、封止層３と、導電層４と、を積層した構成である。基板２の主面には、半導体素子や、コンデンサ等の電子部品２１がはんだ付けにより実装されている。また、基板２は、少なくとも電子部品２１を実装する主面に回路パターンを形成しているとともに、電子部品２１の電極を接続（はんだ付け）するランド２２を形成している。ランド２２の詳細については後述する。

封止層３は、基板２に実装されている電子部品２１を覆い、封止する。すなわち、基板２に実装されている電子部品２１は、封止層３により埋設されている。封止層３は、絶縁性の熱硬化性樹脂で形成している。

導電層４は、封止層３の基板２の主面に当接する面と反対面に形成した回路パターンである。この導電層４は、例えば銅箔で形成した回路パターンである。

また、基板２上に形成されている回路パターンは、ビア５により導電層４の回路パターンと電気的に接続している。

図２は、回路パターンの一部として基板の主面に形成されているランドを示す図である。図３は、電子部品をランドにはんだ付けした状態を示す図である。図３（Ａ）は、基板の主面の平面図であり、図３（Ｂ）は、基板の主面に対する垂直方向の断面図である。電子部品２１は、電極２１ａを両端部に設けている。図２、および図３に示すランド２２は、基板２の主面が露出する切欠きを有し、基板２の主面に対向する平面形状がコの字型である。また、ランド２２の切欠きは、基板２の主面に実装する電子部品２１の電極２１ａを設けた端部が通る大きさである。

したがって、電子部品２１は、基板２の主面に載置したとき、その端部が基板２の主面に当接する。また、電子部品２１の端部は、基板２の主面に対して平行な面において、３辺で囲まれる。

ランド２２は、電子部品２１の電極２１ａを設けた端部の幅方向（図２、および図３（Ａ）おける上下方向）に位置する２辺が対向しており、電子部品２１の電極２１ａを設けた端部を両側から挟む形状である。ランド２２の切欠きは、コの字型の対向する２辺の間の長さ（図２に示すｂ）が、電子部品２１の電極２１ａを設けた端部の幅よりも数１０〜数１００μｍ広い。したがって、電子部品２１の電極２１ａを設けた端部は、上述したように、ランド２２の切欠きを通り、基板２の主面に当接する。すなわち、電子部品２１は、基板２の主面に当接させた状態で、電極２１ａをランド２２にはんだ付けすることができる（図３（Ｂ）参照）。

従来の実装基板は、図４（Ａ）に示すように、ランド３０が切欠きを有していない形状である。したがって、電子部品２１は、端部に設けた電極２１ａをランド３０にはんだ付けしたとき、その端部が基板２の主面に当接するのではなく、基板２の主面に形成したランド３０に当接していた（図４（Ｂ）参照）。このため、ランド３０の厚さをｔとすると、電子部品２１は基板２の主面からｔだけ浮いた状態で電極２１ａがランド３０にはんだ付けされていた。

図３（Ｂ）と、図４（Ｂ）とを比較することで、明らかなように、この実施形態の基板２は、電子部品２１を実装した状態で、基板２の主面に対して垂直な方向の長さがランド２２（３０）の厚さｔだけ短くなる。

次に、基板２の主面に電子部品２１を実装する工程について説明する。基板２の主面に形成されているランド２２にはんだを塗布する。実装する電子部品２１の電極２１ａを設けた端部を、ランド２２の切欠きに合わせて載置する。そして、リフロー工程を行って、電子部品２１の端部に設けた電極２１ａをランド２２にはんだ付けする。

この実施形態の基板２は、ランド２２のコの字型の対向する２辺が電子部品２１の電極２１ａを設けた端部を両側から挟んでいるので、リフローの際に、基板２の主面に載置している電子部品２１が、基板２の主面において、コの字型の対向する２辺に直交する方向（図３（Ａ）に示す上下方向）に移動するのを抑えられる。また、リフローの際に、基板２の主面に載置している電子部品２１の両端部を、一対のランド２２のコの字型の中辺で挟み込むので、基板２の主面において、コの字型の対向する２辺に平行な方向（図３（Ｂ）に示す左右方向）に移動するのも抑えられる。

したがって、リフロー工程での、基板２の主面に対する電子部品２１のはんだ付けにおいて、基板２の主面に対して電子部品２１の位置がズレるのを抑えることができる。これにより、電子部品２１を基板２の主面に形成したランド２２に精度よくはんだ付けすることができる
さらに、電子部品２１の電極２１ａを設けた端部を、ランド２２のコの字型の対向する２辺が両側から挟みこんでいるので、はんだ付けした電子部品２１の横押しに対する固着強度も向上できる。

この実施形態にかかる基板２と、従来の基板と、における電子部品２１の横押しに対する固着強度の対比実験の結果について説明する。

実施例１は、図２に示すコの字型のランド２２における、対向する２辺の長さａ＝２００μｍ、対向する２辺の間の長さｂ＝７００μｍ、対向する２辺の幅ｃ＝５０μｍ、および図３（Ｂ）に示すランド２２の厚さｔ＝１８μｍで形成したものである。

実施例２は、図２に示すコの字型のランド２２における、対向する２辺の長さａ＝２００μｍ、対向する２辺の間の長さｂ＝７００μｍ、対向する２辺の幅ｃ＝５０μｍ、および図３（Ｂ）に示すランド２２の厚さｔ＝１２μｍで形成したものである。

比較例は、図４に示すランド３０の幅ｗ＝８００μｍ、長さｄ＝３００μｍ、ランド３０の厚さｔ＝１８μｍで形成したものである。

実施例１、２、および比較例では、基板２の主面にはんだペースト（Sn-Ag-Cuはんだ）を印刷により塗布し、マウンタで電子部品２１を実装位置に搭載し、リフローによりはんだ付けを行った。電子部品２１は、四角柱形状であり、そのサイズは、電極２１ａが設けられている両端部方向の長さが１ｍｍ、両端部方向の幅が５００μｍ、両端部方向に垂直な高さが５００μｍである。リフロー時におけるリフロー炉のピーク温度は、実施例１、２では２４０℃とし、比較例では２６０℃とした。

図５に示すように、実施例１、２では、基板２の主面から、電子部品２１の基板２の主面に当接する面と反対面までの長さ（高さ）が５００μｍであり、比較例よりも２０μｍ短い。この差は、上述したように、ランド３０の厚さｔにより生じている。

また、固着強度は、実施例１が１５Ｎであり、実施例２が１２Ｎであり、比較例が８Ｎであった。このように、この実施例によれば、電子部品２１の固着強度についても向上が図れている。

固着強度の測定は、以下の条件で横押しし、測定した。
せん断方向：電子部品２１の長手方向
せん断速度：0.1mm/s
また、上述したように、電子部品２１を実装した基板２の主面に垂直な方向の長さ（高さ）を短くできるので、結果的に封止層３の基板２の主面に垂直な方向の長さも低くでき、電子部品内蔵基板１についても、小型化が図れる。

なお、ランド２２は、上述したコの字型の形状に限らず、基板２の主面が露出する切欠きの形状によって、Ｕ字形状、半円形状等の他の形状にしてもよい。

また、電子部品２１は、導電性接着剤等を利用して、ランド２２に電極２１ａを電気的に接続してもよい。

１…電子部品内蔵基板
２…基板
３…封止層
４…導電層
５…ビア
２１…電子部品
２１ａ…電極
２２…ランド
３０…ランド

Claims (3)

1. 電子部品を基板の主面に実装した実装基板において、
   前記基板は、前記電子部品の端部に設けた電極をはんだ付けするランドを前記主面に形成し、
   前記ランドは、前記基板の前記主面が露出する切欠きを有し、
   前記切欠きは、前記基板の前記主面に実装する前記電子部品の端部が通る大きさである、実装基板。
2. 前記ランドは、前記基板の前記主面に対向する平面形状がコの字型である、請求項１に記載の実装基板。
   求項１、または２に記載の実装基板。
3. 請求項１、または２に記載の実装基板を用い、この実装基板に実装されている電子部品を絶縁層で覆って封止した、電子部品内蔵基板。

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