JP2022028391A - プリント基板、プリント基板の製造方法および電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品が傾かないようにする。【解決手段】底面に複数の電極を有する電子部品（１００）が実装されるプリント基板（１）であって、電子部品（１００）の電極（１０７）それぞれに対応して、プリント基板（１）の表面に配置されるパッド（１３，１４）と、パッド（１３，１４）の高さより高く形成されたスタンドオフ構造（スタンドオフ部２０）とを備えた。【選択図】図２

Description

本開示は、電子部品が実装されるプリント基板、プリント基板の製造方法および電子部品の実装方法に関する。

電子部品の中には、パッケージの底面に複数の電極が設けられた電子部品がある。この電子部品には、例えばＱＦＮ（Quad Flat Non-lead package）あるいはＳＯＮ（Small Outline Non-lead package）といったものがある。
前記電子部品が実装されるプリント基板は、一般に、電子部品を実装する領域において、電子部品の電極の位置にそれぞれ対応した、複数のパッドを有している。
前記プリント基板に前記電子部品を実装する際、はんだペーストが用いられることがある。
具体的には、まず、はんだペーストは、プリント基板の各パッドの上に塗布される。
次に、塗布されたはんだペーストの上に、プリント基板の各パッドと電子部品の各電極とが対応するように、電子部品が載せられる。
次に、この状態で加熱処理されることで、はんだペーストは、溶融し、さらに、凝集して、プリント基板の各パッドと電子部品の各電極とを接合する。はんだペーストは、溶融し、さらに、凝集する際に、塗布された際の形状から変形する。

ここで、特許文献１には、はんだペーストが加熱処理された際に、複数のはんだペーストの間で変形量が違うことにより発生する実装不良を抑制する技術が開示されている。
具体的には、外周部のパッドに対して中央部のパッドの面積が広いプリント基板において、中央部のパッドが４つの領域に分けられ、それぞれの領域には、はんだペーストが従来に比べて少ない量で塗布されている。
これにより、中央部のパッド全面にはんだペーストが塗布された場合に比べ、加熱処理された際の、パッド間のはんだペーストの変形量の違いが抑制される。

特開２０１３－０８９７９５号公報

はんだペーストを用いてプリント基板に電子部品を実装する技術においては、加熱処理の前に、はんだペーストの上に電子部品を載せる際に、複数のはんだペーストの間で高さが必ずしも一定にはならず、パッドに対して電子部品が傾いてしまう課題があった。パッドに対して電子部品が傾くと、例えば、パッドの一部と電子部品における電極の一部とが離れて、はんだ付けの不良が生じるおそれがある。
特許文献１に記載された技術は、そもそも加熱処理の工程で発生する実装不良を抑制するものであり、前記課題を解決できない。

本開示は、前記した課題を解決するものであり、はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品が傾かないようにすることを目的とする。

本開示のプリント基板は、底面に複数の電極を有する電子部品が実装されるプリント基板であって、電子部品の電極それぞれに対応して、プリント基板の表面に配置されるパッドと、パッドの高さより高く形成されたスタンドオフ構造とを備えたものである。

本開示によれば、前記のように構成したので、はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品が傾かないようにする効果を奏する。

実施の形態１に係るプリント基板にはんだペーストを塗布した状態を示す正面図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 実施の形態１に係るプリント基板の効果を説明する図である。 実施の形態２に係るプリント基板にはんだペーストを塗布した状態を示す正面図である。 図４のＢ－Ｂ線断面図である。 実施の形態２に係るプリント基板の効果を説明する図である。 実施の形態３に係るプリント基板にはんだペーストを塗布した状態を示す正面図である。 図７のＣ－Ｃ線断面図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係るプリント基板について、図１から図３を用いて説明する。
図１は、実施の形態１に係るプリント基板にはんだペーストを塗布した状態を示す正面図である。
図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。

プリント基板１は、図１に破線で示した電子部品１００を実装する領域を有している。
プリント基板１に実装される電子部品１００は、各実施の形態においては、仮に、ＱＦＮ（Quad Flat Non-lead package）であるものとして説明するが、これに限らず、少なくとも、底面に複数の電極を有する底面電極部品であればよい。
電子部品１００は、底面の外周部に複数の電極と、底面の中央部に一つの電極とを備えている。

プリント基板１の表面には、パッド１３、パッド１４、ソルダレジスト１５およびスタンドオフ部２０が形成されている。
パッド１３およびパッド１４は、電子部品の電極それぞれに対応して、プリント基板の表面に配置されている。
パッド１３は、電子部品１００における底面の外周部の電極それぞれに対応する位置に配置されている、複数のパッドである。
パッド１４は、電子部品１００における底面の中央部の電極に対応する位置に配置されている。
パッド１３およびパッド１４は、例えば銅箔といった導体である。
パッド１３およびパッド１４には、プリント基板１に電子部品１００を実装する際に、はんだペースト１６が塗布される。
ソルダレジスト１５は、パッド１３およびパッド１４が形成された後に形成される絶縁体被膜である。
ソルダレジスト１５は、ソルダレジスト１５がプリント基板１の一面に形成された後に、パッド１３およびパッド１４が形成された部分におけるソルダレジスト１５が剥がされる。これにより、パッド１３部分のソルダレジスト剥がし領域１３ａ、および、パッド１４部分のソルダレジスト剥がし領域１４ａが形成されている。

スタンドオフ部２０は、プリント基板１の表面に、パッド１３の高さおよびパッド１４の高さより高く形成され、スタンドオフ構造を構成する。
スタンドオフ構造は、複数のスタンドオフ部２０からなり、それぞれ同じ高さに形成されている。
図１に示すスタンドオフ部２０は、電子部品１００が実装されるプリント基板１の領域における、電子部品１００の底面の角部に対応する位置にそれぞれ配置されている。
スタンドオフ部２０は、導体パターンと絶縁体被膜とからなり、導体パターンの上に絶縁体被膜が形成されたものである。
例えば、図１に示すスタンドオフ部２０において、導体パターンは、銅箔１９であり、絶縁体被膜は、ソルダレジスト１５である。
なお、図示しないが、スタンドオフ部２０には、電子部品１００を配置する位置を示すシンボルマークが付されていてもよい。

プリント基板１の製造方法におけるスタンドオフ構造の作製方法を説明する。
本開示のスタンドオフ構造は、導体パターンの上に絶縁体被膜が形成されたものであるために、一般的なプリント基板の製造方法の工程において作製することができる。
例えば、プリント基板１におけるパッド１３およびパッド１４を形成する工程においては、パッド１３およびパッド１４とは別の位置である、スタンドオフ構造を形成する位置に、銅箔１９からなる導体パターンを形成するようにする。
また、プリント基板１の表面一面をソルダレジスト１５で被覆した後に、パッド１３およびパッド１４の部分におけるソルダレジスト１５を剥がす工程においては、銅箔１９に被覆されたソルダレジストを剥がさずに残す。

実施の形態１に係るプリント基板１に電子部品１００を実装する際の効果を説明する。
図３は、実施の形態１に係るプリント基板の効果を説明する図である。
図３において、図３Ａは、電子部品１００をプリント基板１に載せる前のプリント基板１および電子部品１００を示し、図３Ｂは、電子部品１００をプリント基板１に載せた状態のプリント基板１および電子部品１００を示す。

プリント基板１に電子部品１００を実装する際、まず、プリント基板１におけるパッド１３およびパッド１４に対し、それぞれにはんだペースト１６が塗布される。はんだペースト１６の塗布量は、パッド１３およびパッド１４に塗布されたはんだペースト１６の高さが、ソルダレジスト１５の高さ以上になる量にするとよい。
次に、パッド１３およびパッド１４に塗布されたはんだペースト１６の上に、電子部品１００の電極１０７が配置されるように位置が合わせられて、電子部品１００が載せられる。
次に、電子部品１００の底面が各スタンドオフ部２０に接触するまで押さえられる。
スタンドオフ構造における複数のスタンドオフ部２０がそれぞれ同じ高さに形成されているので、電子部品１００は傾かない。
プリント基板１に電子部品１００を実装する際に、電子部品１００が傾かないため、パッド１３の一部と電子部品１００における電極１０７の一部とが離れて、はんだ付けの不良が生じることを抑制できる。また、電子部品１００がはんだペースト１６を押しつぶし過ぎて、隣接するパッド１３，１４の間のはんだブリッジと呼ばれる短絡が抑制される。

以上のように、実施の形態１に係るプリント基板は、底面に複数の電極を有する電子部品が実装されるプリント基板であって、電子部品の電極それぞれに対応して、プリント基板の表面に配置されるパッドと、プリント基板の表面に、パッドの高さより高く形成されたスタンドオフ構造と、を備えた。
これにより、底面に複数の電極を有する電子部品がプリント基板に実装される際に、スタンドオフ構造は、パッドの高さより高い位置で電子部品を支持することになる。
したがって、例えば、底面に複数の電極を有する電子部品がはんだペーストを用いて実装されるプリント基板の場合であっても、プリント基板は、はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品が傾かないようにする効果を奏する。

実施の形態１に係るプリント基板において、スタンドオフ構造は、それぞれ同じ高さに形成された複数のスタンドオフ部からなる。
これにより、底面に複数の電極を有する電子部品がプリント基板に実装される際に、スタンドオフ構造は、パッドの高さより高い複数の位置で同じ高さに電子部品を支持することになる。
したがって、例えば、底面に複数の電極を有する電子部品がはんだペーストを用いて実装されるプリント基板の場合であっても、プリント基板は、はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品が傾かないようにする効果を奏する。

実施の形態１に係るプリント基板において、スタンドオフ部は、導体と絶縁体被膜とからなり、導体の上に絶縁体被膜が設けられている。
このプリント基板によれば、上記した効果に加え、従来のプリント基板を製造する工程を用いて、スタンドオフ構造を形成できる効果を奏する。例えば、プリント基板にパッドを形成する工程においてスタンドオフ部の導体を形成し、プリント基板に絶縁体被膜を形成する工程においてスタンドオフ部の絶縁体被膜を形成することができる。

実施の形態１に係るプリント基板において、スタンドオフ部における導体は、銅箔であり、スタンドオフ部における絶縁体被膜は、ソルダレジストであることを特徴とする請求項３に記載のプリント基板。
このプリント基板によれば、上記した効果に加え、従来のプリント基板を製造する工程を用いて、スタンドオフ構造を形成できる効果を奏する。例えば、プリント基板に銅箔を用いてパッドを形成する工程においてスタンドオフ部の導体を形成し、プリント基板にソルダレジストを形成する工程においてスタンドオフ部の絶縁体被膜を形成することができる。

実施の形態１に係るプリント基板において、スタンドオフ部は、電子部品が実装されるプリント基板の領域における、電子部品の底面の角部に対応する位置にそれぞれ配置されている。
これにより、上記した効果に加え、例えば、電子部品の底面が四角形である場合において、電子部品をより安定して支持することができる効果を奏する。

実施の形態１に係るプリント基板において、スタンドオフ部には、電子部品を配置する位置を示すシンボルマークが付されている。
これにより、上記した効果に加え、電子部品を配置させる際にシンボルマークを目印にして配置させることができ、プリント基板に対して電子部品を配置させやすくなる効果を奏する。

実施の形態１に係るプリント基板において、上記した効果に加え、電子部品が実装されているプリント基板により、電子部品の実装不良が少ないプリント基板を提供することができる効果を奏する。

実施の形態１に係るプリント基板の製造方法は、底面に複数の電極を有する電子部品が実装されるプリント基板であって、電子部品の電極それぞれに対応して、プリント基板の表面に配置されるパッドと、プリント基板の表面に、パッドの高さより高く形成されたスタンドオフ構造と、を備えたプリント基板の製造方法であって、パッドを形成する際に、スタンドオフ構造を形成する位置に導体パターンを形成する工程と、プリント基板の表面をソルダレジストで被覆した後に、導体パターンに被覆されたソルダレジストを残す工程と、を有する。
これにより、例えば、底面に複数の電極を有する電子部品がはんだペーストを用いて実装されるプリント基板を製造する場合であっても、はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品が傾かないプリント基板を製造できる効果を奏する。

底面に複数の電極を有する電子部品が実装されるプリント基板であって、電子部品の電極それぞれに対応して、プリント基板の表面に配置されるパッドと、プリント基板の表面に、パッドの高さより高く形成されたスタンドオフ構造と、を備えたプリント基板に対する電子部品の実装方法であって、パッドにはんだペーストを塗布する工程と、はんだペーストの上に電子部品を載せ、電子部品の底面がスタンドオフ構造に接触するまで押さえる工程と、を有する。
これにより、例えば、底面に複数の電極を有する電子部品を、はんだペーストを用いてプリント基板に実装する場合であっても、はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品を傾かせずに実装できる効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態２に係るプリント基板について図４、図５および図６を用いて説明する。
図４は、実施の形態２に係るプリント基板にはんだペーストを塗布した状態を示す正面図である。
図５は、図４のＢ－Ｂ線断面図である。
図４に示すプリント基板１´は、図１のプリント基板１に比べ、スタンドオフ部２０´が追加されているものである。
そこで、以下においては、スタンドオフ部２０´に関する説明がされ、実施の形態１においてされた説明の一部は省略される。

プリント基板１´の表面には、パッド１３、パッド１４、ソルダレジスト１５、スタンドオフ部２０およびスタンドオフ部２０´が形成されている。

スタンドオフ部２０´は、プリント基板１´の表面に、パッド１３の高さおよびパッド１４の高さより高く形成され、スタンドオフ構造を構成する。
スタンドオフ構造は、複数のスタンドオフ部２０´からなり、それぞれ同じ高さに形成されている。
スタンドオフ部２０´は、隣り合うパッド１３とパッド１３との間に配置されている。
具体的には、スタンドオフ部２０´は、例えば図４に示すように、互いに隣り合う複数のパッド１３部分のソルダレジスト剥がし領域１３ａの間に配置されている。
スタンドオフ部２０´は、導体パターンと絶縁体被膜とからなり、導体パターンの上に絶縁体被膜が形成されたものである。
例えば、図４に示すスタンドオフ部２０´において、導体パターンは、銅箔１９´であり、絶縁体被膜は、ソルダレジスト１５である。
なお、図示しないが、スタンドオフ部２０´には、電子部品１００を配置する位置を示すシンボルマークが付されていてもよい。

プリント基板１´の製造方法におけるスタンドオフ構造の作製方法は、実施の形態１におけるプリント基板１の製造方法におけるスタンドオフ構造の作製方法と同様である。そのため、実施の形態２においては説明が省略される。

実施の形態２に係るプリント基板１´に電子部品１００を実装する際の効果を説明する。
図６は、実施の形態２に係るプリント基板の効果を説明する図である。
図６において、図６Ａは、電子部品１００をプリント基板１´に載せる前のプリント基板１´および電子部品１００を示し、図６Ｂは、電子部品１００をプリント基板１´に載せた状態のプリント基板１´および電子部品１００を示す。

プリント基板１´に電子部品１００を実装する際、まず、プリント基板１´におけるパッド１３およびパッド１４に対し、それぞれにはんだペースト１６が塗布される。はんだペースト１６の塗布量は、パッド１３およびパッド１４に塗布されたはんだペースト１６の高さが、ソルダレジスト１５の高さ以上になる量にするとよい。
次に、パッド１３およびパッド１４に塗布されたはんだペースト１６の上に、電子部品１００の電極１０７が配置されるように位置が合わせられて、電子部品１００が載せられる。
次に、電子部品１００の底面がスタンドオフ部２０およびスタンドオフ部２０´に接触するまで押さえられる。
スタンドオフ構造における複数のスタンドオフ部２０およびスタンドオフ部２０´がそれぞれ同じ高さに形成されているので、電子部品１００は傾かない。

なお、前記においては、スタンドオフ部２０とスタンドオフ部２０´の両方を有するスタンドオフ構造を説明したが、実施の形態２に係るプリント基板１´におけるスタンドオフ構造は、スタンドオフ部２０´を有していればよく、スタンドオフ部２０が含まれないものでもよい。この場合でも前記と同様の効果が得られる。

以上のように、実施の形態２に係るプリント基板において、スタンドオフ部は、複数のパッドの間に配置されている。
これにより、底面に複数の電極を有する電子部品がプリント基板に実装される際に、スタンドオフ構造は、パッドの高さより高い位置で電子部品を支持することになる。
したがって、例えば、底面に複数の電極を有する電子部品がはんだペーストを用いて実装されるプリント基板の場合であっても、プリント基板は、はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品が傾かないようにする効果を奏する。

実施の形態３．
実施の形態３係るプリント基板について図７および図８を用いて説明する。
図７は、実施の形態３に係るプリント基板にはんだペーストを塗布した状態を示す正面図である。
図８は、図７のＣ－Ｃ線断面図である。
図７に示すプリント基板１´´は、図１のプリント基板１に比べ、スタンドオフ部２０´´が追加されているものである。
そのため、以下においては、スタンドオフ部２０´´に関する説明がされ、実施の形態１においてされた説明の一部は省略される。

プリント基板１´´は、底面の外周部に複数列の電極を有する電子部品１００が実装される基板である。
プリント基板１´´の表面には、パッド１３、パッド１４、ソルダレジスト１５、スタンドオフ部２０およびスタンドオフ部２０´´が形成されている。
パッド１３は、電子部品１００における底面の外周部の電極それぞれに対応する位置に複数列で配置されている、複数のパッドである。

スタンドオフ部２０´´は、プリント基板１´´の表面に、パッド１３の高さおよびパッド１４の高さより高く形成され、スタンドオフ構造を構成する。
スタンドオフ構造は、複数のスタンドオフ部２０´´からなり、それぞれ同じ高さに形成されている。
スタンドオフ部２０´´は、隣り合うパッド１３とパッド１３との間に、パッド１３に隣接して配置されている。
具体的には、スタンドオフ部２０´´は、例えば図７に示すように、２列のパッド１３の列間に、複数のスタンドオフ部２０´´が対向するように配置されている。
スタンドオフ部２０´´は、導体パターンと絶縁体被膜とからなり、導体パターンの上に絶縁体被膜が形成されたものである。
例えば、図７示すスタンドオフ部２０´´において、導体パターンは、銅箔１９´´であり、絶縁体被膜は、ソルダレジスト１５である。
図８において、スタンドオフ部２０´´における導体パターンである銅箔１９´´は、パッド１３とは別構成として示しているが、スタンドオフ部２０´´における導体パターンは、パッド１３の一部であってもよい。
なお、図示しないが、スタンドオフ部２０´´には、電子部品１００を配置する位置を示すシンボルマークが付されていてもよい。

プリント基板１´´の製造方法におけるスタンドオフ構造の作製方法は、実施の形態１におけるプリント基板１の製造方法におけるスタンドオフ構造の作製方法と同様である。
ただし、スタンドオフ部２０´´における導体パターンがパッド１３の一部である場合、例えば、プリント基板１におけるパッド１３およびパッド１４を形成する工程においては、パッド１３とともにスタンドオフ構造を形成する位置に導体パターンを形成するようにする。
また、プリント基板１の表面一面をソルダレジスト１５で被覆した後に、パッド１３およびパッド１４の部分におけるソルダレジスト１５を剥がす工程においては、スタンドオフ構造を形成する位置のソルダレジストを剥がさずに残す。

実施の形態３に係るプリント基板１´´に電子部品１００を実装する際の効果は、実施の形態１または実施の形態２において説明した効果と同様であるため、その説明は省略される。

以上のように、実施の形態３に係るプリント基板において、スタンドオフ部は、パッドに隣接して配置され、スタンドオフ部における導体は、パッドの一部である。
これにより、底面に複数の電極を有する電子部品がプリント基板に実装される際に、スタンドオフ構造は、パッドの高さより高い位置で電子部品を支持することになる。
したがって、例えば、底面に複数の電極を有する電子部品がはんだペーストを用いて実装されるプリント基板の場合であっても、プリント基板は、はんだペーストに電子部品を載せた際に、電子部品が傾かないようにする効果を奏する。

本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、或いは、各実施の形態における任意の構成要素の変形、若しくは、各実施の形態における任意の構成要素の省略が可能である。
例えば、本開示によるプリント基板は、複数のスタンドオフ部２０または一つのスタンドオフ部２０、複数のスタンドオフ部２０´または一つのスタンドオフ部２０´、および、複数のスタンドオフ部２０´´または一つのスタンドオフ部２０´´を自由に組み合わせた、スタンドオフ構造を備えるようにしてもよい。

１，１´，１´´ プリント基板、１３ パッド、１３ａ ソルダレジスト剥がし領域、１４ パッド、１４ａ ソルダレジスト剥がし領域、１５ ソルダレジスト（絶縁体被膜）、１６ はんだペースト、１９，１９´，１９´´ 銅箔（導体パターン）、２０，２０´、２０´´ スタンドオフ部、１００ 電子部品、１０７ 電極。

Claims (11)

1. 底面に複数の電極を有する電子部品が実装されるプリント基板であって、
   前記電子部品の電極それぞれに対応して、前記プリント基板の表面に配置されるパッドと、
   前記プリント基板の表面に、前記パッドの高さより高く形成されたスタンドオフ構造と、
   を備えたプリント基板。
2. 前記スタンドオフ構造は、
   それぞれ同じ高さに形成された複数のスタンドオフ部からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
3. 前記スタンドオフ部は、導体と絶縁体被膜とからなり、
   前記導体の上に前記絶縁体被膜が設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載のプリント基板。
4. 前記スタンドオフ部における導体は、銅箔であり、
   前記スタンドオフ部における絶縁体被膜は、ソルダレジストである
   ことを特徴とする請求項３に記載のプリント基板。
5. 前記スタンドオフ部は、
   前記電子部品が実装される前記プリント基板の領域における、前記電子部品の底面の角部に対応する位置にそれぞれ配置されている
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のプリント基板。
6. 前記スタンドオフ部は、
   複数の前記パッドの間に配置されている
   ことを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載のプリント基板。
7. 前記スタンドオフ部は、
   前記パッドに隣接して配置され、
   前記スタンドオフ部における導体は、前記パッドの一部である
   ことを特徴とする請求項６に記載のプリント基板。
8. 前記スタンドオフ部には、前記電子部品を配置する位置を示すシンボルマークが付されている
   ことを特徴とする請求項２から請求項７のうちのいずれか１項に記載のプリント基板。
9. 前記電子部品が実装されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載のプリント基板。
10. 底面に複数の電極を有する電子部品が実装されるプリント基板であって、前記電子部品の電極それぞれに対応して、前記プリント基板の表面に配置されるパッドと、前記プリント基板の表面に、前記パッドの高さより高く形成されたスタンドオフ構造と、を備えたプリント基板の製造方法であって、
    前記パッドを形成する際に、前記スタンドオフ構造を形成する位置に導体パターンを形成する工程と、
    前記プリント基板の表面をソルダレジストで被覆した後に、前記導体パターンに被覆された前記ソルダレジストを残す工程と、
    を有するプリント基板の製造方法。
11. 底面に複数の電極を有する電子部品が実装されるプリント基板であって、前記電子部品の電極それぞれに対応して、前記プリント基板の表面に配置されるパッドと、前記プリント基板の表面に、前記パッドの高さより高く形成されたスタンドオフ構造と、を備えた前記プリント基板に対する電子部品の実装方法であって、
    前記パッドにはんだペーストを塗布する工程と、前記はんだペーストの上に前記電子部品を載せ、前記電子部品の底面が前記スタンドオフ構造に接触するまで押さえる工程と、
    を有する電子部品の実装方法。

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