JP2024036232A

JP2024036232A - 配線基板

Info

Publication number: JP2024036232A
Application number: JP2022141050A
Authority: JP
Inventors: 良樹戸川; Yoshiki Togawa
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2024-03-15

Abstract

【課題】チップ部品の下面と基板の間のフラックスの残渣を除去することが困難であり、その対策が求められている。【解決手段】本開示の配線基板１０は、複数のパッド１４を有する導電層２０と、前記導電層２０を覆い、前記複数のパッド１４に対応する複数の開口部１３Ａを有するソルダーレジスト層１１と、前記複数の開口部１３Ａに含まれ、前記ソルダーレジスト層１１の上面に重ねられるチップ部品１００の１対の電極１０２を前記パッド１４に半田接続するための複数のチップ接続用開口部１３とを備え、前記パッド１４のうち、前記チップ接続用開口部１３内の半田付着面１５の一部から前記ソルダーレジスト層１１の外側まで突出し、前記チップ部品１００の前記電極１０２と当接し得る電極当接部１６を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、配線基板に関する。

半田を用いてチップ部品を実装する配線基板が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような配線基板においては、半田付け後に残ったフラックスは洗浄液で除去される。

特開２０１１－１４７９８２号公報（段落［００４７］～［００５６］）

しかし、上述した従来の配線基板においては、チップ部品の下面と基板の間のフラックスの残渣を除去することが困難であり、その対策が求められている。

上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、複数のパッドを有する導電層と、前記導電層を覆い、前記複数のパッドに対応する複数の開口部を有するソルダーレジスト層と、前記複数の開口部に含まれ、前記ソルダーレジスト層の上面に重ねられるチップ部品の１対の電極を前記パッドに半田接続するための複数のチップ接続用開口部とを備える配線基板であって、前記パッドのうち、前記チップ接続用開口部内の半田付着面の一部から前記ソルダーレジスト層の外側まで突出し、前記チップ部品の前記電極と当接し得る電極当接部を備える。

本開示に係る配線基板及びチップ部品の断面図配線基板及びチップ部品の斜視図電極当接部の形成工程チップ部品の実装工程

以下、図１から図４を参照して、本開示の一実施形態に係る配線基板１０について説明する。配線基板１０は、例えば、導電層２０と絶縁層２１とを複数積層した多層配線基板であって、その最外層にはソルダーレジスト層１１が積層されている。ソルダーレジスト層１１には、導電層２０に形成される複数のパッド１４に対応した複数の開口を備えており、開口からはパッド１４が露出している。その複数の開口のうちの一部が、チップ部品１００を実装するためのチップ接続用開口部１３になっている。なお以下では、配線基板１０のうちチップ部品１００が実装される側を上方として説明する。

図２に示されるようにチップ接続用開口部１３は、例えば正面視矩形状の開口であって、長手方向が対向するように一対並べられる。

チップ接続用開口部１３に重ねられるチップ部品１００は、例えばセラミックコンデンサであって、一方向に延びる直方体をなし、その長手方向の両端部が金属で覆われた一対の電極１０２になっている。なお、チップ部品１００は、２つ以上の電極が備えられるチップ部品であればどんなものでもよく、例えば、抵抗、ダイオード、コイル等であってもよい。

そして、チップ接続用開口部１３からは、パッド１４が露出している。パッド１４は、半田付着面１５と電極当接部１６とを備えている。半田付着面１５は、ソルダーレジスト層１１の上面と平行な平坦面になっている。

電極当接部１６は、半田付着面１５を基端にして、もう一端がソルダーレジスト層１１の外側まで突出する突起になっている。電極当接部１６は半田付着面１５の短手方向の中央寄り位置に形成され、チップ接続用開口部１３の長手方向に、チップ部品１００の重なる領域に収まる範囲まで延びている。また、電極当接部１６の一端は、ソルダーレジスト層１１の上面と略平行な平坦面１７になっている。

詳しくは後述するが、図１に示すように、チップ部品１００は、電極当接部１６に支持された状態で、半田４１によって接続される。そして、チップ部品１００の下面とソルダーレジスト層１１の上面との間に隙間が形成される。

以下、本開示の配線基板１０の製造方法について説明する。なお、配線基板１０の製造方法のうち、ソルダーレジスト層１１の下側のパッド１４を含んだ導電層２０の形成までは公知な方法で製造されるため、そこまでの説明は割愛し、電極当接部１６の形成以降の配線基板１０の製造方法について、図３を参照しつつ説明する。
（１）図３（Ａ）に示すように、パッド１４を含む導電層２０が形成された後、その上面にめっきレジストでめっきレジスト層２２が積層される。そのめっきレジスト層２２のうち、パッド１４の短手方向の中央位置と重なる部分には、長尺状のレジストパターン２２Ａが開口している。レジストパターン２２Ａは、パッド１４の長手方向の幅の内側に収まるように延びている。

（２）電解めっき処理が行われると、レジストパターン２２Ａから露出するパッド１４の上面からめっきレジスト層２２の上面より上側まで電解めっき１６Ａが充填される。（図３のＢ参照）。

（３）めっきレジスト層２２の上面から突出した電解めっき１６Ａが研磨される（図３のＣ参照）。

（４）レジスト剥離液によってめっきレジスト層２２が除去されると、レジストパターン２２Ａの位置に、電極当接部１６が形成される（図３のＤ参照）。

なお、電極当接部１６の上端は研磨されなくてもよいが、本実施形態のように研磨されて平坦面１７が形成されていれば、チップ部品１００を重ねた際に安定しやすくなる。

以上が電極当接部１６の形成方法の説明である。この後、導電層２０上にソルダーレジスト層１１が積層され、パッド１４と対応する位置に、例えばレーザー加工やフォトリソグラフィ―処理等でチップ接続用開口部１３が形成される。以上により、配線基板１０が完成する。

配線基板１０の製造方法の説明は以上である。ここで、パッド１４から突出した電極当接部１６に電極１０２が重ねられ、半田４１によって接続されることで、チップ部品１００が配線基板１０上に実装される。チップ部品１００の具体的な実装工程は、例えば図４に示す通りである。

（１）配線基板１０の上面にメタルマスク４０が重ねられる。メタルマスク４０にはチップ接続用開口部１３に対応する開口を含む複数の開口部１３Ａが備えられている（図４のＡ参照）。

（２）配線基板１０が半田印刷機にセットされ、メタルマスク４０上に、クリーム半田４１Ａが乗せられる。スキージ４２がメタルマスク４０の上面に当接した状態で、一端から他端へと動かされると、複数の開口部１３Ａからクリーム半田４１Ａが充填され、半田付着面１５に密着する。そして、クリーム半田４１によって電極当接部１６の全体が覆われる（図４のＢ参照）。

（３）配線基板１０からメタルマスク４０が取り外された後、配線基板１０がチップマウンタ―内に移され、クリーム半田４１Ａが印刷された場所にチップ部品１００が乗せられる（図４のＣ参照）。

（４）配線基板１０がリフロー炉に移され、クリーム半田４１Ａが加熱されると、粒状の半田が溶融するとともにフラックスが気化し、チップ部品１００が沈み込んで電極１０２と電極当接部１６とが当接する（図４のＤ参照）。

そして配線基板１０が洗浄機に移され、スプレーによって洗浄液が吹き付けられる。洗浄液によってフラックス残渣が除去され、純水によって洗浄液が洗い流された後、温風で乾燥させられ、チップ部品１００の実装工程が終了する。

本実施形態の配線基板１０の実装工程の説明は以上である。本実施形態の配線基板１０では電極当接部１６により、チップ部品１００とソルダーレジスト層１１との間に隙間が形成されることで、両者間を洗浄液が通過しやすくなり、フラックスの残渣が洗浄により除去されやすくなる。さらに、洗浄液だけでなく、乾燥工程の温風も隙間を通り抜けやすくなっているため、より細部まで乾燥させることができる。

また、電極当接部１６によって、チップ部品１００がパッド１４から離れた位置で支持されることで、チップ部品１００がクリーム半田４１Ａに沈み込みすぎることを防げるため、チップ部品１００に圧迫されたクリーム半田４１がパッド１４の外側に濡れ拡がってしまい、意図しないランドや部品と接続してしまうという不具合を抑制できる。

さらに、電極当接部１６はパッド１４の略中央に配置されているため、チップ接続用開口部１３がクリーム半田４１Ａで満たされやすくなる上、クリーム半田４１Ａが溶融しても電極当接部１６が露出しにくくなるので、チップ部品１００とパッド１４との電気的接続が安定する。

［他の実施形態］
（１）本実施形態のチップ接続用開口部１３は正面視矩形状になっていたが、楕円形状など他のどんな形状になっていてもよい。

（２）電極当接部１６は、例えば、チップ接続用開口部１３の長手方向と直交する向きに延びる柱状であってもよいし、円柱状の突起などになっていてもよいが、本実施形態の構成であれば、チップ部品１００の支持が安定する。

（３）電極当接部１６は、銅ワイヤを用いたワイヤボンディング方式によって形成されてもよい。

（４）３つの電極が、本体部の両端とその中央部分に配置されているようなチップ部品１００Ａに本実施形態の技術が適用されてもよい。これであれば、３つの電極それぞれに対応するパッド１４Ａに電極当接部１６が形成される。また、電極は３つ以上であってもよい。

（５）半田付けはリフロー方式によって行われたが、フロー方式によって行われてもよい。

（６）本開示の洗浄工程はスプレー方式で行われたが、洗浄液に浸して噴流や超音波を当てて洗浄する方法であってもよい。

（９）多層配線基板に限らず、片面基板や両面基板などに本開示の技術が適用されてもよい。

＜付記＞
以下、上記実施形態から抽出される特徴群について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。

［特徴１］
複数のパッドを有する導電層と、
前記導電層を覆い、前記複数のパッドに対応する複数の開口部を有するソルダーレジスト層と、
前記複数の開口部に含まれ、前記ソルダーレジスト層の上面に重ねられるチップ部品の１対の電極を前記パッドに半田接続するための複数のチップ接続用開口部とを備える配線基板であって、
前記パッドのうち、前記チップ接続用開口部内の半田付着面の一部から前記ソルダーレジスト層の外側まで突出し、前記チップ部品の前記電極と当接し得る電極当接部を備える。

これによれば、ソルダーレジスト層の外面から突出する電極当接部によってチップ部品が支持され、チップ部品とソルダーレジスト層との隙間が確保され、両者間のフラックスの残渣が洗浄により除去されやすくなる。

［特徴２］
特徴１に記載の配線基板であって、前記電極当接部は前記チップ接続用開口部の略中央に配置される。

これによれば、チップ接続用開口部が半田で満たされやすくなり、チップ部品とパッドとの電気的接続が安定する。

［特徴３］
特徴１に記載の配線基板であって、前記電極当接部は前記チップ接続用開口部に充填される半田によって全体を覆われる。

これによれば、チップ部品とパッドとの電気的接続が安定する。

［特徴４］
特徴１～３に記載の配線基板であって、前記電極が前記電極当接部に当接して、前記チップ部品と前記ソルダーレジスト層の表面との間に隙間を有する状態に実装されるチップ部品を備える。

これによれば、隙間をフラックスの洗浄液が通過しやすくなるため、フラックスの残渣が除去される。

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

１０配線基板
１１ソルダーレジスト層
１３チップ接続用開口部
１３Ａ開口部
１４パッド
１５半田付着面
１６電極当接部
２０導電層
４１半田
４１Ａクリーム半田
１００チップ部品
１０２電極

Claims

複数のパッドを有する導電層と、
前記導電層を覆い、前記複数のパッドに対応する複数の開口部を有するソルダーレジスト層と、
前記複数の開口部に含まれ、前記ソルダーレジスト層の上面に重ねられるチップ部品の１対の電極を前記パッドに半田接続するための複数のチップ接続用開口部とを備える配線基板であって、
前記パッドのうち、前記チップ接続用開口部内の半田付着面の一部から前記ソルダーレジスト層の外側まで突出し、前記チップ部品の前記電極と当接し得る電極当接部を備える。
請求項１に記載の配線基板であって、前記電極当接部は前記チップ接続用開口部の略中央に配置される。
請求項１に記載の配線基板であって、前記電極当接部は前記チップ接続用開口部に充填される半田によって全体を覆われる。
請求項１～３に記載の配線基板であって、前記電極が前記電極当接部に当接して、前記チップ部品と前記ソルダーレジスト層の表面との間に隙間を有する状態に実装されるチップ部品を備える。