JP3434775B2 - 裏面電極型電気部品の実装方法および統合ランド - Google Patents

裏面電極型電気部品の実装方法および統合ランド

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弘章 近藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板に関
し、特に、はんだボール等のバンプ電極を部品裏面に配
列した裏面電極型電気部品(Ball Grid Array、以降
BGAと称する)を、プリント配線板に実装する方法お
よび実装のための統合ランドに関する。
【0002】
【従来の技術】昨今の携帯情報端末にみられる製品の小
型化に伴い、用いられるBGA型電気部品も小型化がす
すみ、具備されるBGA電極端子も小さくなってきてい
る。これらの電極端子とプリント配線板とを導通させる
はんだ付け接続部分も小さくなるため、外部応力に対す
る抗力が減少している。
【0003】一般に、BGAを実装したプリント配線板
を曲げる等の外力が加わった場合、最も応力変形を受け
やすいのは、隣接する(応力を分散しうる)接続端子が
少なく、また応力によるプリント配線板の変形量が最も
大きくなるBGA端子配列の角部であり、応力変形によ
る電極接続部分の破壊は角部から電極配列の内側への進
行する場合が多い。
【0004】この為、BGAの接続信頼性を向上させる
為には端子配列の角部分のはんだ接続強度を向上させる
必要がある。
【0005】そこで、これまでBGAの角部分のはんだ
接続強度を向上させる手段として、図1のように、BG
A1の角部の特定電極端子2を統合ランドで一つに統合
させる手法がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の統合ラ
ンドを用いたBGAの実装方法は、BGA角部の電極端
子では、はんだの溶融時に中央にはんだが集まってしま
うため、BGAのインターポーザとの接続部のはんだが
断ち切れてしまう可能性があるという問題がある。
【0007】本発明の目的は、 BGA角部の電極端子
で、はんだの溶融時にBGAのインターポーザとの接続
部のはんだが断ち切れる惧れのないBGAの実装方法お
よびこれに用いる統合ランドを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の統合ラン
ドは、裏面電極型電気部品、すなわちBGAの複数の電
極端子を統合してはんだを接続させることを目的とする
統合ランドにおいて、前記統合ランドの中央部の銅箔が
任意の形状で削除されている。
【0009】前記中央部の銅箔が円形形状で削除されて
いるものを含む。
【0010】前記中央部の銅箔が方形形状で削除されて
いるものを含む。
【0011】本発明の第2の統合ランドは、BGAの複
数の電極端子を統合してはんだを接続させることを目的
とする統合ランドにおいて、前記統合ランドの中央部に
任意の形状のソルダーレジストが施され、前記中央部が
はんだ付けされない。
【0012】前記中央部に円形形状のソルダーレジスト
が施されるものを含む。
【0013】前記中央部に方形形状のソルダーレジスト
が施されるものを含む。
【0014】本発明の第1のBGAの実装方法は、BG
Aの任意の角部に配置される4個以上の任意数量の電極
端子を統合してはんだ接続を行うための統合ランドを有
するプリント配線板に前記BGAを実装する方法におい
て、前記統合ランドに中央部の銅箔が任意の形状で削除
されている統合ランドを用いてはんだ接続を行う。
【0015】前記中央部の銅箔が円形形状で削除されて
いるものを含む。
【0016】前記中央部の銅箔が方形形状で削除されて
いるものを含む。
【0017】本発明の第2のBGAの実装方法は、BG
Aの任意の角部に配置される4個以上の任意数量の電極
端子を統合してはんだ接続を行うための統合ランドを有
するプリント配線板に前記BGAを実装する方法におい
て、前記統合ランドに中央部に任意の形状のソルダーレ
ジストが施され、前記中央部がはんだ付けされない統合
ランドを用いてはんだ接続を行う。
【0018】前記中央部に円形形状のソルダーレジスト
が施されるものを含む。
【0019】前記中央部に方形形状のソルダーレジスト
が施されるものを含む。
【0020】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0021】(第1実施の形態)図1は本発明の第1実
施の形態の実装方法が適用されるBGAの裏面の平面図
を示し、図2は図1の実装方法が適用されるプリント配
線板の平面図を示す。
【0022】第1実施の形態のBGAの実装方法は、中
央部の銅箔が任意の形状で削除された統合ランドを用い
たプリント配線板に、BGAの複数の電極端子を統合し
て統合ランドにはんだで接続させる。
【0023】図1において、1はBGA、2は統合させ
る特定電極端子、3はその他の一般電極端子を示す。統
合される特定電極端子2は常時接続されても電気的に不
具合が発生しないことが必要であり、電気的に同じ役割
を持つ信号端子、電源端子、グランド端子が配置され
る。もしくは、信号端子と電気的に接続されていない電
極(以下、NC電極と称す)端子、電源端子とNC電極
端子、グランド端子とNC電極端子、NC電極同士の組
み合わせで配置される。
【0024】図2に示す統合ランド4はプリント配線板
6上にあり、中央部に銅が円形状に削除されている銅削
除部5を有しており、統合ランド4に特定電極端子2が
はんだ付けされることにより、4個の特定電極端子2が
統合される。
【0025】図3は統合されたはんだ7を側面からみた
状態を示す。図4は図2の統合ランド4に特定電極端子
2がはんだ付けされた場合のはんだ7のA−A断面を示
す。
【0026】図5はBGA1がはんだ付け接続される前
の側面図を示す。
【0027】図5に示すように、BGA1の特定電極端
子2は、統合ランド4の上に印刷されたはんだ8の上に
搭載されて加熱されることにより、統合ランド4とはん
だ付けにより接続される。この場合、はんだ8がない状
態ではんだ付けされても構わない。
【0028】図9は従来の統合ランドの平面図を示し、
図10は従来の統合ランドへBGAを実装する時のはん
だ溶融状態の側面図を示し、図11は従来の統合ランド
へBGAを実装した時のはんだ接続部の断ち切れた状態
を示している。
【0029】本実施の形態では、統合ランド4が中央部
に円形状の銅削除部5を有する形状であるが、中央部の
銅削除部5を有しない図9に示す従来統合ランド9に特
定電極端子2をはんだ付けする場合、加熱により溶融さ
れたはんだ8は特定電極端子2のはんだと同体になり表
面張力により球状となる傾向があるので、図10に示す
ように、統合ランド9の中央部に溶融されたはんだが球
状に集中することになるため、インターポーザ10の特
定電極端子2の接続部11からはんだが断ち切れてしま
い、図11のように、固化した時に接続部11にはんだ
が接続されない形状になる可能性があり、はんだ付け接
続性が安定しない。
【0030】これに対し、本実施の形態のように、ラン
ド中央部に銅削除部6を有する統合ランド4にはんだ付
けされた場合には、溶融したはんだが中央部に集中せ
ず、また、従来統合ランド9に対して統合ランド4の面
積は小さくなるので、その結果として接続部11からは
んだが断ち切れず、はんだ付け接続性が安定する結果が
得られる。
【0031】また、BGA1を実装したプリント配線板
を曲げる等の外力が加わった場合、最も応力変形を受け
やすいのは、隣接する(応力を分散し得る)接続端子が
少なく、応力によるプリント配線板の変形量が最も大き
くなるBGA端子の角部であり、応力変形による電極接
続部分の破壊は角部から電極配列の内側への進行する場
合が多い。本実施の形態の実装方法を用いることによ
り、角部のはんだ接続面積が他のはんだ接続部よりも大
きくできるため、はんだ付け部分のはんだ付け強度が大
きくなり、外部応力による破壊を防ぎ、BGAの実装信
頼性を向上させることができる。
【0032】(第2実施の形態)図6は本発明の第2実
施の形態の統合ランドの平面図を示す。
【0033】第2実施の形態では、統合ランドは、図2
に4で示すような,中央部の銅削除部5を有している形
状のはなく、図6に示すように、中央部に円形のソルダ
ーレジスト13が配置されている統合ランド14が使用
される。この場合でも第1実施の形態と同様の効果が得
られる。
【0034】(その他の実施の形態)第1および第2実
施の形態では、中央部の銅の削除されている形状やソル
ダーレジストの形状は円形状であるが、任意の形状でも
構わない。一例として図7に銅削除部15が4角(正方
形)形状である場合を示す。
【0035】また、統合ランドに統合される特定電極端
子2は4個ではなく4個以上の任意の数量でもよい。図
8は、一例として6個のはんだボールを統合した場合の
統合ランド17を示す。この場合、統合ランド17の中
央部の銅削除部18の形状は長方形となる。
【0036】上述した各実施の形態では、BGAの角部
の電極端子をプリント配線板上の統合ランドに実装した
場合、外部からの応力によるはんだ接続部の破壊を防ぐ
ことができ、かつ、はんだ付けの接続性を安定させるこ
とができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、統合ラン
ドの中央部の銅箔を任意の形状で削除するか、ソルダー
レジストを施すことにより、 溶融したはんだが中央部
に集中せず、また、従来に比べて統合ランドの面積は小
さくなるので、はんだが断ち切れず、はんだ付け接続性
が安定する効果がある。
【0038】また、プリント配線板を曲げる等の外力が
加わった場合、最も応力変形を受けやすいBGA端子の
角部のはんだ接続面積が他のはんだ接続部よりも大きく
できるため、はんだ付け部分の強度が大きくなり、外部
応力による破壊を防ぎ、BGAの実装信頼性を向上させ
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態のBGAの実装方法が
適用されるBGAの裏面の平面図である。
【図2】図1のBGAの実装方法が適用されたプリント
配線板の平面図である。
【図3】BGAが実装された図2のプリント配線板の側
面図である。
【図4】図2の統合ランド4に特定電極端子2がはんだ
付けされた場合のはんだ7のA−A断面図である。
【図5】図4のBGA1がはんだ付け接続される前の側
面図である。
【図6】本発明の統合ランドで中央部にソルダーレジス
トを配置した場合の平面図である。
【図7】本発明の統合ランドにおける中央の銅削除部の
形状を正方形にした場合の一例を示す平面図である。
【図8】統合される特定電極端子が6個の場合の本発明
の統合ランドの一例を示す平面図である。
【図9】統合ランドの従来例の平面図である。
【図10】図9の統合ランドへBGAを実装する時のは
んだ溶融状態を示す側面図である。
【図11】図9の統合ランドへBGAを実装した時のは
んだ接続部の断ち切れた状態を示す側面図である。
【符号の説明】
1 BGA 2 特定電極端子 3 一般電極端子 4 統合ランド 5 銅削除部 6 プリント配線基板 7 はんだ 8 印刷されたはんだ 9 従来の統合ランド 10 インターポーザ 11 接続部 12 はんだ 13 ソルダーレジスト 14 統合ランド 15 銅削除部 16 統合ランド 17 統合ランド 18 銅削除部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−139233(JP,A) 特開 平4−43697(JP,A) 特開 平5−136551(JP,A) 特開 平5−347473(JP,A) 特開 平3−218092(JP,A) 特開2001−68594(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/34

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 裏面電極型電気部品、すなわちBGAの
    複数の電極端子を統合してはんだを接続させることを目
    的とする統合ランドにおいて、前記統合ランドの中央部
    の銅箔が任意の形状で削除されていることを特徴とする
    統合ランド。
  2. 【請求項2】 前記中央部の銅箔が円形形状で削除され
    ている請求項1記載の統合ランド。
  3. 【請求項3】 前記中央部の銅箔が方形形状で削除され
    ている請求項1記載の統合ランド。
  4. 【請求項4】 BGAの複数の電極端子を統合してはん
    だを接続させることを目的とする統合ランドにおいて、
    前記統合ランドの中央部に任意の形状のソルダーレジス
    トが施され、前記中央部がはんだ付けされないことを特
    徴とする統合ランド。
  5. 【請求項5】 前記中央部に円形形状のソルダーレジス
    トが施される請求項4記載の統合ランド。
  6. 【請求項6】 前記中央部に方形形状のソルダーレジス
    トが施される請求項4記載の統合ランド。
  7. 【請求項7】 BGAの任意の角部に配置される4個以
    上の任意数量の電極端子を統合してはんだ接続を行うた
    めの統合ランドを有するプリント配線板に前記BGAを
    実装する方法において、前記統合ランドに請求項1ない
    し3のいずれか一記載の統合ランドを用いてはんだ接続
    を行うことを特徴とするBGAの実装方法。
  8. 【請求項8】 BGAの任意の角部に配置される4個以
    上の任意数量の電極端子を統合してはんだ接続を行うた
    めの統合ランドを有するプリント配線板に前記BGAを
    実装する方法において、前記統合ランドに請求項4ない
    し6のいずれか一記載の統合ランドを用いてはんだ接続
    を行うことを特徴とするBGAの実装方法。
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