JP4533951B2 - 電子機器、プリント回路基板および電子部品 - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器およびプリント回路基板ならびに当該電子部品に関し、特には、BGA、LGA、CSP等に代表される下面電極構造の電子部品を実装した電子機器およびプリント回路基板ならびに当該電子部品に関するものである。
BGA、LGA、CSP等に代表される下面電極構造の電子部品が登場して以来、様々な電子機器において、下面電極構造のパッケージの電子部品の採用は拡大している。この下面電極構造の電子部品を実装する場合、この電子部品を実装した後のプリント回路基板に対して外部ストレスがかかったときの接合破壊に対する防止策が必要とされる。この防止策として、従来では、1つの方法として、当該電子部品の周囲に補強用接着剤を塗布しプリント回路基板に固定する方法や、別法として、電子部品とこの電子部品を実装するプリント回路基板の間に補強板を設ける方法(特許文献1)等が用いられている。
特開2001−291745号公報
しかしながら、接着剤を用いてBGA等の電子部品を固定する方法では、接着剤が電子部品の実装面とプリント回路基板の部品実装面との間に流れ込むと、電子部品をプリント回路基板から取り外すことができかつプリント回路基板の再利用ができる、いわゆるリワークする際の「リペア性」が悪くなる。十分な補強強度をもたせる一方で、リペア性を向上させるには、電子部品とプリント回路基板の間に接着剤を侵入させないことが望ましい。また、特許文献1の技術のように、補強板を用いるのではコストがかかるなどの問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストでリワークし易い構造をもたせた電子機器、プリント回路基板および電子部品を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、この発明においては、筐体と、前記筐体に収納されたプリント回路基板と、BGA型電子部品と、前記BGA型電子部品の外周に沿った4隅から前記プリント回路基板上に亘って塗布され、前記BGA型電子部品と前記プリント回路基板とを接合した接着部材と、前記プリント回路基板上で、前記BGA型電子部品の外周に沿った隅に少なくとも一部が前記プリント回路基板と前記BGA型電子部品の実装面との間に位置するように、かつ、前記BGA型電子部品の4隅をL字状に囲むように配置された接着部材侵入防止用部品と、を有したことを特徴とする電子機器を提供する。
さらに、筐体と、前記筐体に収納されたプリント回路基板と、BGA型電子部品と、前記BGA型電子部品の外周に沿った4隅から前記プリント回路基板上に亘って塗布され、前記BGA型電子部品と前記プリント回路基板とを接合した接着部材と、前記BGA型電子部品の実装面上で前記BGA型電子部品の外周に沿った4隅に、少なくとも一部が前記プリント回路基板と前記BGA型電子部品の実装面との間に位置するように、かつ、前記BGA型電子部品の4隅をL字状に囲むように配置された接着部材接着部材侵入防止用部品と、を有したことを特徴とする電子機器を提供する。
さらに、プリント回路基板上で、該プリント回路基板に実装されるBGA型電子部品の外周に沿った4隅に、少なくとも一部が前記プリント回路基板と前記BGA型電子部品の実装面との間に位置するように、かつ、前記BGA型電子部品の4隅をL字状に囲むように配置された接着部材侵入防止用部品を有したことを特徴とするプリント回路基板を提供する。
さらに、BGA型電子部品の実装面上で、前記BGA型電子部品の外周に沿った4隅に、少なくとも一部が前記プリント回路基板と前記BGA型電子部品の実装面との間に位置するように、かつ、前記BGA型電子部品の4隅をL字状に囲むように配置された接着部材侵入防止用部品を有したことを特徴とする電子部品を提供する。
この発明によれば、実装されるプリント回路基板に対向する実装面に電極を有する電子部品と該電子部品を実装するプリント回路基板間の間隙への補強用接着剤の侵入を防ぐことができ、よって、低コストでリワークを容易にするという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電子機器、プリント回路基板および電子部品の最良な実施の形態を詳細に説明する。以下では、本発明にかかるプリント回路基板または下面電極構造の電子部品を実装した電子機器としてのノート型のパーソナルコンピュータの例を示す。但し、本発明は、パーソナルコンピュータに限られず、デジタルカメラ、ビデオカメラ、パーソナルデジタルアシスタント、テレビジョン受像器、録画機器など様々な電子機器に適用することができる。
はじめに、図1および図2を用いて、本発明の一実施形態であるノート型のパーソナルコンピュータ(以下、ノートPCとする)1の構成について説明する。図1は、本実施形態のノートPCの斜視図である。図2は、本実施形態のノートPCの筐体内を示す斜視図である。
本実施形態にかかるノートPC1は、本体2と、表示ユニット3と、を備えている。
本体2は、本体ベース4と本体カバー5とを備えている。本体カバー5は、本体ベース4に上方から組み合わされる。本体ベース4と本体カバー5とが互いに協働することにより、本体2は箱状に形成されている筐体6を備える。
筐体6は、上壁6a、周壁6b、および下壁6cを有する。上壁6aは、キーボード7を支持している。周壁6bは、前周壁6ba、後周壁6bb、左周壁6bc、および右周壁6bdを有する。
表示ユニット3は、ディスプレイハウジング8と、このディスプレイハウジング8に収容されている液晶表示パネル9とを備える。液晶表示パネル9は、表示画面9aを有する。表示画面9aは、ディスプレイハウジング8の前面の開口部8aを通じてディスプレイハウジング8の外部に露出されている。
表示ユニット3は、筐体6の後端部にヒンジ装置を介して支持されている。これにより、表示ユニット3は、上壁6aを上方から覆うように倒される閉じ位置と、上壁6aを露出させるように起立する開き位置と、の間で回動可能である。
また、筐体6は、基板10およびLGA、BGA、CSP等に代表される下面電極構造の電子部品11(以下、電子部品11と略称)を収納している。図1では、簡単のため、1つの電子部品11を図示しているが、通常、複数の電子部品が実装される。
基板(PWB:プリント配線板)10は、絶縁板の上に銅箔などの導電体で回路パターンが描かれたものであり、後述する電子部品11やチップ部品12等が搭載され、はんだ付け接続されることによりプリント回路基板として機能するものである。
電子部品11は、基板10との電気的接続にリードあるいはピンを用いることのない表面実装型電子部品であり、基板10上に隣接して実装されている。
電子部品11のパッケージとしては、BGA、LGA、CSP等が挙げられる。ここで、BGAとは、パッケージの底面に半田ボール等のバンプをディスペンサで格子状に並べたものあり、表面実装で、リフロー半田付けをする場合に使われるパッケージ方式である。LGAは、半田ボール等のバンプなしの状態のパッケージ方式である。CSPとは、半導体チップのパッケージ方式の一種であり、チップの大きさと同様か、わずかに大きいサイズのパッケージ方式である。
なお、電子部品11としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等のLSIが挙げられる。なお、電子部品11は、これらに限定されるものではなく、各種の電子部品が該当するものとする。
接着剤である接着部材13は、基板10に実装されている電子部品11の四隅(または対角2隅)近傍の外縁に沿ってL字状に塗布され、基板10と電子部品11とを接着している。接着部材13は、電子部品11の実装において、そのパッケージと基板10とを接着する絶縁性の樹脂であり、ノートPC1の落下衝撃や基板10の曲げなどによる基板10と電子部品11の接合部であるバンプへの外部応力を緩和させることができる。
ここで、電子部品11の各角部近傍の外縁に沿って接着部材13を設けているのは、ノートPC1の落下衝撃等による外部応力による影響を受けてクラックなどの接合不良を起こしやすい箇所が、最外周に配置されているバンプ、特に4隅に配置されているバンプだからである。よって、図1および図2に示す例では、電子部品11の各角部(4隅)近傍の外縁に沿って接着部材13を塗布しているが、電子部品11の対角2角の近傍の外縁に沿って塗布するようにしてもよい。その場合も、同様の効果を得ることができる。もちろん、電子部品11の外縁部全周を覆うように接着部材13を塗布してもよい。
次に、電子部品11の実装構造の諸実施例について、図面を用いて詳細に説明する。
(第1の実施例)
図3(側面図)および図4(上面図)に、第1の実施例としての電子部品11の実装構造を示す。
図3(A)に示すように、基板10の所定位置(後述)にチップ部品12が予め搭載されはんだ付けされている。チップ部品実装済みの基板10に電子部品11を搭載しPWB電極21と半田ボール22をリフロー半田付けした状態が、同図(B)となる。同図(C)は、補強用の接着部材13を、さらに塗布した状態である。同図(C)に示すように、チップ部品12によって、接着部材13は、基板10と電子部品11の間の間隙への侵入を防止している。このように、チップ部品12は、接着部材13の上記間隙への侵入を防止するダムとして機能する。
なお、チップ部品12は、リフロー後の基板10と電子部品11との間の間隙に収容できる高さをもつものとする。また、チップ部品12としては、例えば、0402サイズや、0603サイズや、1005サイズの抵抗、コンデンサ等の、低コストのチップ部品を使用することができる。また、チップ部品12は、回路用部品としても利用することができ、例えば、チップ部品の抵抗は、ダンピング抵抗として使用することができる。
図4では、チップ部品12の配置を示している。チップ部品12が搭載される位置は、同図に示すように、基板10上の、電子部品11が搭載される部品実装面の領域(通常は四角の領域)20の外周に沿った4隅であり、複数のチップ部品12が、同図に示すようにL字状に配置される。また、このチップ部品12を基板10に電気的に接続し回路素子として機能させる場合には、チップ部品12が搭載される基板10上の位置まで配線がなされる。なお、各チップ部品間には、回路パターンの関係で、0.15mm〜0.25mmの間隔が生じる。
上述のように、単に接着部材13の上記間隙への侵入を防止するダムとして利用する場合には、基板10上の配線は不要である。なお、接着部材13は、図1または図2に示されるように、電子部品11が搭載される基板10上の領域20のチップ部品12が配置された部分の領域外側と、その近傍である電子部品11の4隅の外周部分とをL字状に被覆するように塗布される。
(第2の実施例)
図5(上面図)に、第2の実施例としての電子部品11の実装構造を示す。上述した第1の実施例では、チップ部品12が搭載される位置が、基板10上の、電子部品11が搭載される領域20の外周に沿った4隅としているが、本実施例では、図5(A),(B)に示すように、電子部品11が搭載される領域20の外周に沿った4隅の内、対角の2隅のみにチップ部品12を配置する。そして、接着部材13の塗布も、第1の実施例に対して、この対角2隅の外周近傍のみに塗布するようにする。この例でも、接着部材13の、基板10と電子部品11の間の間隙への侵入を防止できるとともに、所望の補強強度を得ることができる。
(第3の実施例)
図6(側面図)、図7(上面図)に、第3の実施例としての電子部品11の実装構造を示す。上述した第1の実施例および第2の実施例では、チップ部品12を、電子部品11が搭載される領域20の内側に、各チップ部品12の全体が配置されるようにしているが、本実施例の実装構造は、各チップ部品12の一部が、電子部品11が搭載される領域20の内側に配置され、残りの部分が、電子部品11が搭載される領域20の外側に配置されるようにした構造をもつ(図6、図7(A)〜(C))。その他の点は、第1の実施例または第2の実施例と同様である。この例でも、接着部材13の、基板10と電子部品11の間の間隙への侵入を防止できるとともに、所望の補強強度を得ることができる。
(第4の実施例)
図8(側面図)に、第4の実施例としての電子部品11の実装構造を示す。第1の実施例にて前述した図3(B),(C)の例では、チップ部品12は、このチップ部品12と電子部品11間にギャップ(間隙)が生じない高さをもつものとなっているが、チップ部品12の高さによっては、チップ部品12と電子部品11間にギャップが生じる場合がある。また、同じ高さのチップ部品12を用いることが好ましいが、複数種類のチップ部品12を用いる場合でその種類による高さの違いがある。この高さの違いによっても、チップ部品12と電子部品11間にギャップが生じる。このギャップが生じる場合に、そのギャップに半田を充填させる構造としたのが本実施例である(図7)。その他については、前述の第1〜第3の実施例の場合と同様である。
(第5の実施例)
図9(側面図)、図10(上面透視図)に、第5の実施例としての電子部品11の実装構造を示す。前述の第1〜第4の実施例は、チップ部品12を基板10に予め搭載し半田付けした実装構造をもつが、本実施例は、電子部品11の実装面外周部の四隅(図10(A))または対角2隅(図10(B),(C))にチップ部品12を予め接着剤等により固着させた実装構造をもたせた点に特徴がある。チップ部品12は、電子部品11のリフロー時に電子部品11とともに基板10に半田付け接続される。その他については、第1〜第4の実施例と同様である。このチップ部品12を基板10に電気的に接続し回路素子として機能させる場合には、チップ部品12が搭載される基板10上の位置まで配線がなされる。なお、各チップ部品間には、回路パターンの関係で、0.15mm〜0.25mmの間隔が生じる。
本実施例も、同図(C)に示すように、チップ部品12によって、接着部材13は、基板10と電子部品11の間の間隙への侵入を防止でき、チップ部品12は、接着部材13の上記間隙への侵入を防止するダムとして機能する。なお、チップ部品12は、電子部品11側に予め固着されるので、チップ部品12と電子部品11との間にギャップは生じない。チップ部品12の実装面と基板10の電極側にギャップが生じる場合は、半田により充填される。
(第6の実施例)
図11(側面図)、図12(上面透視図)に、第6の実施例としての電子部品11の実装構造を示す。上述した第5の実施例では、チップ部品12を、電子部品11の実装面外周の4隅部分または対角2隅部分の内側に、各チップ部品12の全体が配置されるように固着させているが、本実施例の実装構造は、各チップ部品12の一部が、電子部品11の実装面外周の4隅部分または対角2隅部分の内側に固着され、残りの部分が、外側にはみ出るように配置されるようにした構造をもつ(図11、図12(A)〜(C))。その他の点は、第5の実施例と同様である。この例でも、接着部材13の、基板10と電子部品11の間の間隙への侵入を防止できるとともに、所望の補強強度を得ることができる。
(第7の実施例)
図13(側面図)、図14(上面図)に、第7の実施例としての電子部品11の実装構造を示す。図13(A)に示すように、基板10の所定位置(後述)に接着部材13の侵入を防止するための木材や金属等からなる侵入防止用部品12’が予め搭載されその材質に応じて接着剤による接着やランドへの半田付けにより固着されている。侵入防止用部品実装済みの基板10に電子部品11を搭載しPWB電極21と半田ボール22をリフロー半田付けした状態が、同図(B)となる。同図(C)は、補強用の接着部材13を、さらに塗布した状態である。同図(C)に示すように、侵入防止用部品12’によって、接着部材13は、基板10と電子部品11の間の間隙への侵入を防止している。このように、侵入防止用部品12’は、接着部材13の上記間隙への侵入を防止するダムとして機能する。なお、チップ部品12は、リフロー後の基板10と電子部品11との間の間隙に収容できる高さをもつものとする。
図14では、侵入防止用部品12’の配置を示している。侵入防止用部品12’が搭載される位置は、同図に示すように、基板10上の、電子部品11が搭載される部品実装面の領域(通常は四角の領域)20の外周に沿った4隅または対角2隅であり、侵入防止用部品12’が、同図に示すように上記4隅または対角2隅に、電子部品11が搭載される領域20の辺に対し斜めに配置される。この侵入防止用部品12’は、上述のように、単に接着部材13の上記間隙への侵入を防止するダムとして利用される。
なお、接着部材13は、図1または図2に示されるように、基板10上の電子部品11が搭載される領域20の侵入防止用部品12’が配置された部分の外側と、その近傍である電子部品11の4隅または対角2隅の外周部分とを被覆するように塗布される。また、図14に示した例では、侵入防止用部品12’を、短冊状の形状をもつ部品として示しているが、これに限らず、前述の第1〜第4の実施例で示したチップ部品12の配置形状に相当するL字型形状としても、その他の形状であってもよい。また、その配置は、図14の例に示すように一部が電子部品11の搭載される領域20内にあっても、全体が領域20内にあるようにしてもよい。また、侵入防止用部品12’の高さは、リフロー後の基板10と電子部品11の間の間隙に収容できる高さをもつものとするが、電子部品11の下面との間にギャップが生じない程度の高さが好ましい。
(第8の実施例)
図15(側面図)に、第8の実施例としての電子部品11の実装構造を示す。前述の第6の実施例は、侵入防止用部品12’を基板10に予め固着させた実装構造をもつが、本実施例は、電子部品11の実装面外周部に侵入防止用部品12’を予めその材質に応じた接着剤等により固着させた実装構造をもたせた点に特徴がある。
本実施例も、同図(C)に示すように、侵入防止用部品12’によって、接着部材13は、基板10と電子部品11の間の間隙への侵入を防止する。本実施例による実装構造においても、侵入防止用部品12’は、接着部材13の上記間隙への侵入を防止するダムとして機能する。なお、侵入防止用部品12’は、電子部品11側に予め固着されるので、チップ部品12と電子部品11との間にギャップは生じない。侵入防止用部品12’の高さは、リフロー後の基板10と電子部品11の間の間隙に収容できる高さをもつものとするが、電子部品11の実装面との間にギャップが生じない程度の高さが好ましい。
図16(上面透視図)では、侵入防止用部品12’の配置を示している。侵入防止用部品12’が固着される位置は、同図に示すように、電子部品11の実装面外周の4隅または対角2隅であり、侵入防止用部品12’が、同図に示すように上記4隅または対角2隅に、電子部品11の各辺に対し斜めに配置される。図16の例では、侵入防止用部品12’の一部が電子部品11の実装面にあり、残りが外側にはみ出ているが、侵入防止用部品12’の全体が電子部品11の実装面にあるようにしてもよい。この侵入防止用部品12’は、上述のように、単に接着部材13の上記間隙への侵入を防止するダムとして利用されるので、侵入防止用部品12’に対する基板10上の配線は不要である。
以上の諸実施例において説明したように、チップ部品12または侵入防止用部品12’を、基板10または電子部品11に設けたことで、接着部材13の、基板10と電子部品11の間の間隙への侵入を防止することできる。その結果、リワークを容易にすることができる。特に、チップ部品12として、低コストの抵抗やコンデンサ等のチップ部品を用いることで、低コストに実施することができる。
本発明の一実施形態にかかるノートPCの斜視図である。 同実施形態にかかるノートPCの筐体内を示す斜視図である。 同実施形態における第1の実施例としての電子部品11の実装構造を示す側面図である。 同実施形態における第1の実施例としての電子部品11の実装構造(特にチップ部品の配置)を示す上面図である。 同実施形態における第2の実施例としての電子部品11の実装構造(特にチップ部品の配置)を示す上面図である。 同実施形態における第3の実施例としての電子部品11の実装構造を示す側面図である。 同実施形態における第3の実施例としての電子部品11の実装構造(特にチップ部品の配置)を示す上面図である。 同実施形態における第4の実施例としての電子部品11の実装構造を示す側面図である。 同実施形態における第5の実施例としての電子部品11の実装構造を示す側面図である。 同実施形態における第5の実施例としての電子部品11の実装構造(特にチップ部品の配置)を示す上面透視図である。 同実施形態における第6の実施例としての電子部品11の実装構造を示す側面図である。 同実施形態における第6の実施例としての電子部品11の実装構造(特にチップ部品の配置)を示す上面透視図である。 同実施形態における第7の実施例としての電子部品11の実装構造を示す側面図である。 同実施形態における第7の実施例としての電子部品11の実装構造(特に侵入防止用部品の配置)を示す上面図である。 同実施形態における第8の実施例としての電子部品11の実装構造を示す側面図である。 同実施形態における第8の実施例としての電子部品11の実装構造(特に侵入防止用部品の配置)を示す上面透視図である。
符号の説明
1…パーソナルコンピュータ、2…本体、3…表示ユニット、4…本体ベース、5…本体カバー、6…筐体、6a…上壁、6b…周壁、6c…下壁、6ba…前周壁、6bb…後周壁、6bc…左周壁、6bd…右周壁、7…キーボード、8…ディプレイハウジング、8a…開口部、9…液晶表示パネル、9a…表示画面、10…基板、11…電子部品、12…チップ部品、12’…侵入防止用部品、13…接着部材、21…PWB電極、22…半田ボール

Claims (10)

  1. 筐体と、
    前記筐体に収納されたプリント回路基板と、
    BGA型電子部品と、
    前記BGA型電子部品の外周に沿った4隅から前記プリント回路基板上に亘って塗布され、前記BGA型電子部品と前記プリント回路基板とを接合した接着部材と、
    前記プリント回路基板上で、前記BGA型電子部品の外周に沿った隅に少なくとも一部が前記プリント回路基板と前記BGA型電子部品の実装面との間に位置するように、かつ、前記BGA型電子部品の4隅をL字状に囲むように配置された接着部材侵入防止用部品と、
    を有したことを特徴とする電子機器。
  2. 前記接着部材は、前記接着部材侵入防止用部品の配置箇所に対応する部分に塗布されたことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記BGA型電子部品および前記プリント回路基板と、前記接着部材侵入防止用部品との間の間隙を、半田で充填したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子機器。
  4. 前記接着部材侵入防止用部品は、チップ部品であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電子機器。
  5. 筐体と、
    前記筐体に収納されたプリント回路基板と、
    BGA型電子部品と、
    前記BGA型電子部品の外周に沿った4隅から前記プリント回路基板上に亘って塗布され、前記BGA型電子部品と前記プリント回路基板とを接合した接着部材と、
    前記BGA型電子部品の実装面上で前記BGA型電子部品の外周に沿った4隅に、少なくとも一部が前記プリント回路基板と前記BGA型電子部品の実装面との間に位置するように、かつ、前記BGA型電子部品の4隅をL字状に囲むように配置された接着部材接着部材侵入防止用部品と、
    を有したことを特徴とする電子機器。
  6. 前記接着部材は、前記接着部材侵入防止用部品の配置箇所に対応する部分に塗布されたことを特徴とする請求項5に記載の電子機器。
  7. 前記BGA型電子部品および前記プリント回路基板と、前記接着部材侵入防止用部品との間の間隙を、半田で充填することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電子機器。
  8. 前記接着部材侵入防止用部品は、チップ部品であることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子機器。
  9. プリント回路基板上で、該プリント回路基板に実装されるBGA型電子部品の外周に沿った4隅に、少なくとも一部が前記プリント回路基板と前記BGA型電子部品の実装面との間に位置するように、かつ、前記BGA型電子部品の4隅をL字状に囲むように配置された接着部材侵入防止用部品を有したことを特徴とするプリント回路基板。
  10. BGA型電子部品の実装面上で、前記BGA型電子部品の外周に沿った4隅に、少なくとも一部が前記プリント回路基板と前記BGA型電子部品の実装面との間に位置するように、かつ、前記BGA型電子部品の4隅をL字状に囲むように配置された接着部材侵入防止用部品を有したことを特徴とする電子部品。
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