JP2015026835A

JP2015026835A - 印刷回路基板

Info

Publication number: JP2015026835A
Application number: JP2014140573A
Authority: JP
Inventors: サンシン、ヨン; Yong Sang Shin; スンパク、ジョー; Joo Sung Park
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2015-02-05
Also published as: US20150027762A1; KR101483874B1

Abstract

【課題】本発明は、絶縁層と半田ボールとの間のストレスを低減して信頼性を増大させた印刷回路基板に関する。
【解決手段】本発明による印刷回路基板は、回路パターン及び半田ボールが載置された接続ランドを有し、複数の絶縁層を含む絶縁層部と、前記絶縁層部に形成された多数の接続パッド及び非接続パッドと、前記非接続パッドに形成され、前記絶縁層部と非接続パッドの密着状態を補強する複数の補強ビアと、を含むことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷回路基板に関し、より詳細には、絶縁層と半田ボールとの間のストレスを低減して信頼性を増大させた印刷回路基板に関する。

一般に、携帯電話を始めとするＩＴ分野における電子機器の軽薄短小化により基板のサイズが制限されており、電子機器に要求されている多機能化により、基板の制限された面積にさらに多くの機能を具現するための電子部品を実装することが要される。

しかし、基板のサイズの制限により、電子部品の実装面積が十分に確保できないため、ＩＣ、半導体チップなどの能動素子及び受動素子などの電子部品を基板内に挿入するための技術が要求されている。近年、能動素子及び受動素子を同一層に内蔵したり、能動素子及び受動素子を積層して基板の内部に内蔵する技術も開発されている。

通常、部品が内蔵された印刷回路基板の製造方法は、基板のコアにキャビティを形成した後、このキャビティ内に各種素子及びＩＣ、半導体チップなどの電子部品を挿入する。次いで、キャビティの内部及び電子部品が挿入されたコア上にプリプレグなどの樹脂材を塗布して、電子部品を固定し、絶縁層を形成する。その後、絶縁層にビアホールまたはスルーホールを形成し、メッキにより回路を形成して、電子部品が基板の外部と電気的に導通されるようにする。

この際、前記ビアホールまたはスルーホールの内部及びその上部にはメッキにより回路パターンが形成されて、基板に内蔵された電子部品と電気的に連結する手段として用いられ、絶縁層を基板の上、下面に順に積層することにより、電子部品が内蔵された多層の印刷回路基板が製作されることができる。

ところが、多数の絶縁層が積層された印刷回路基板に電子部品が実装された状態で電子部品に衝撃が発生したり、製造過程で熱膨張差によって反りが発生する場合、電子部品と絶縁層との間を電気的に連結する半田ボールに相当なストレスが生じるため、半田ボールと絶縁層との間にクラックが発生するという問題点がある。

印刷回路基板の単位面積当たりのチップの数が増加するほど、クラックがさらに激しく発生し、益々薄くなっている基板の厚さにより、上記の問題点はさらに深刻になる。

日本特許公開第２００４‐２４７４１５号

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁層と接続パッドが強固な結合状態を維持するように非接続ランドに補強ビアを構成することで、製品の耐久性及び信頼性が増大された印刷回路基板を提供することを目的とする。

上記の目的を効果的に果たすための本発明の印刷回路基板は、回路パターン及び半田ボールが載置された接続ランドを有し、複数の絶縁層を含む絶縁層部と、前記絶縁層部に形成された多数の接続パッド及び非接続パッドと、前記非接続パッドに形成され、前記絶縁層部と非接続パッドの密着状態を補強する複数の補強ビアと、を含むことができる。

前記補強ビアは、多数の接続パッドのうち層間電気的導通が図られていない位置に形成されることができる。

また、前記絶縁層部は、絶縁材及び前記絶縁材の両側面に銅箔が形成されたＣＣＬからなってもよく、ＣＣＬなしに積層される多数の絶縁層からなってもよい。

非接続パッドの中央に位置された補強ビアと前記非接続パッドの周面に沿って位置された補強ビアとが反対方向または同一の方向に形成されることができる。

この際、前記補強ビアは、層間導通が図られていない非接続パッドに形成されることができる。

本発明の実施形態による印刷回路基板は、絶縁層と接続パッドが強固な結合状態を維持するように非接続ランドに補強ビアを構成することで、製品の耐久性及び信頼性が増大されることができる効果がある。

本発明の実施形態による印刷回路基板の側断面を示した例示図である。本発明の実施形態による印刷回路基板の絶縁層を上部から見たときの平面図である。本発明の他の実施形態による印刷回路基板を示した例示図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して詳細に説明すると次のとおりである。

図１は本発明の実施形態による印刷回路基板の側断面を示した例示図であり、図２は本発明の実施形態による印刷回路基板の絶縁層を上部から見たときの平面図であり、図３は本発明の他の実施形態による印刷回路基板を示した例示図である。

図示されたように、本発明の実施形態による印刷回路基板１００は、複数の絶縁層を含む絶縁層部１０と、絶縁層部１０に形成された多数の接続パッド１２及び非接続パッド１４と、非接続パッド１４に形成され、絶縁層部１０と非接続パッド１４の密着状態を補強する複数の補強ビア２０と、を含む。

絶縁層部１０は、回路パターン（不図示）が形成された少なくとも一対の絶縁層１６が積層されたものであり、よりスリム化された構造を具現するために、電子製品の規格に応じて多数の絶縁層１６がビルドアップされることができる。

特に、最近、モバイルなどの電子製品は、厚さは最小化しながらも面積は増大する傾向にあるため、このような傾向に対応して設計及び製造されることができる。

絶縁層部１０の最上部に配置された絶縁層１６には、例えば、電力供給用ＰＭＩＣなどのチップ（不図示）が実装されることができる。チップは半田ボール３０を介して接続パッド１２と連結されることができる。

また、各絶縁層１６には、半田ボール３０と電気的な連結が可能であるように回路パターンが形成されており、各回路パターンは接続パッドと電気的に連結される。

絶縁層部１０には、多数の接続パッド１２及び非接続パッド１４が形成されることができる。多数の接続パッド１２のうち最上部側の接続パッド１２には半田ボール３０が実装されることができる。この際、半田ボール３０は、接続パッド全体に実装されず、電気的な導通が要される位置にのみ限定して実装されることができる。

この際、電気的導通が図られていない非接続パッド１４には補強ビア２０が形成されることができる。補強ビア２０は、非接続パッド１４の中央部位で絶縁層１６の上部と下部の非接続パッド１４を連結する。

即ち、補強ビア２０は、多数の接続パッド１２が形成されている端部に位置された非接続パッド１４に設けられ、絶縁層１６の上部と下部の非接続パッド１４を連結することにより、絶縁層１６と非接続パッド１４の密着状態を強固に維持させることができる。

また、補強ビア２０は、非接続パッド１４の中央部位に一つが形成されることができるが、均一な固定力のためには、複数の補強ビア２０が形成されることが好ましい。

例えば、補強ビア２０は非接続パッド１４の中央部位に形成され、中央部位を基準に周方向に沿って多数個の補強ビア２０が一定間隔を維持しながら形成されることができる。

補強ビア２０が外部衝撃や反りなどに対して安定した設置状態を維持するように、補強ビア２０が非接続パッド１４に設けられる方向は同一または異なることができる。

即ち、全ての補強ビア２０が同一の方向にレーザにより加工されることで、中央部位に配置された補強ビア２０及びこれに隣接した他の補強ビア２０が同一の配列状態を有することができる。または、中央部位に配置された補強ビア２０及びこれに隣接した他の補強ビア２０が反対方向に配列されることもできる。

一方、本発明の絶縁層１６は、図面には図示していないが、絶縁材及び絶縁材の両側面に銅箔が構成されたＣＣＬ（不図示）を含むことができ、ＣＣＬの内部にＭＬＣＣなどのチップを内蔵させる内蔵工法が適用されることもできる。

換言すれば、内蔵工法が適用された本発明の印刷回路基板は、特にチップが内蔵された構造においてより効果的であるが、これは、チップを内蔵する過程で各絶縁層及びチップの熱膨張係数の差によって発生する基板の反りが、多数の補強ビア２０により効果的に抑制されるためである。

上記のように構成された本発明の実施形態による印刷回路基板１００は、絶縁層部１０にチップが実装された後に落下などの衝撃が加えられる場合、または製造過程でそれぞれ異なる熱膨張係数を有する絶縁層１６がビルドアップされる場合には、絶縁層１６に反りが発生する。

このような絶縁層部１０の反りは、単位面積当たりのチップの数が多いほど、絶縁層部１０の厚さがスリム化されるほど、さらに激しく発生する。

このように、外部から衝撃が加えられて瞬間的に絶縁層部１０に反りが発生したり、製造過程でビルドアップされる絶縁層１６の熱膨張係数の差によって絶縁層部１０に反りが発生すると、絶縁層部１０と半田ボール３０との間にストレスが増加して、半田ボール３０にクラックが発生する恐れがある。

この際、半田ボール３０と接続パッド１２の結合状態が接続パッド１２と絶縁層１６の結合状態より強固な場合には、接続パッド１２と絶縁層１６との間が離隔される可能性がある。

このように半田ボール３０と接続パッド１２または半田ボール３０と絶縁層１６との間に衝撃や反り応力が集中されると、回路パターンが短絡される恐れがある。それで、回路パターンの短絡を防止するために、補強ビア２０は、非接続パッド１４が絶縁層から分離されないように非接続パッド１４を強固に支持する。

即ち、絶縁層部１０の端部に位置した非接続パッド１４が補強ビア２０により強固に支持されると、絶縁層１６と接続パッド１２との間に加えられるストレスが低減して、接続パッド１２と絶縁層１６が安定した結合状態を維持する。

また、本発明の補強ビア２０を絶縁層部１０の端部の非接続パッド１４に形成する場合、接続パッド１２と絶縁層１６の分離による回路パターンの損傷を防止することができるため、製品の信頼性を大きく向上させることができる。

以上、本発明の実施形態による印刷回路基板について説明したが、本発明はこれに限定されず、当業者であればその応用及び変形が可能であることは勿論である。

１０絶縁層部
１２接続パッド
１４非接続パッド
１６絶縁層
２０補強ビア
３０半田ボール
１００印刷回路基板

Claims

回路パターン及び半田ボールが載置された接続ランドを有し、複数の絶縁層を含む絶縁層部と、
前記絶縁層部に形成された複数の接続パッド及び非接続パッドと、
前記非接続パッドに形成され、前記絶縁層部と非接続パッドの密着状態を補強する複数の補強ビアと、を含む印刷回路基板。
前記複数の補強ビアは、複数の接続パッドのうち層間電気的導通が図られていない位置に形成される、請求項１に記載の印刷回路基板。
前記絶縁層部は、絶縁材及び前記絶縁材の両側面に銅箔が形成されたＣＣＬを含む、請求項１または２に記載の印刷回路基板。
非接続パッドの中央に位置された補強ビアと前記非接続パッドの周面に沿って位置された補強ビアとが反対方向に形成される、請求項１から３の何れか１項に記載の印刷回路基板。
非接続パッドの中央に位置された補強ビアと前記非接続パッドの周面に沿って位置された補強ビアとが同一の方向に形成される、請求項１から３の何れか１項に記載の印刷回路基板。
前記複数の補強ビアは、層間導通が図られていない非接続パッドに形成される、請求項１から５の何れか１項に記載の印刷回路基板。