JP7263961B2 - プリント基板及びプリント基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板及びプリント基板の製造方法に関する。

電子機器に使用されるプリント基板の微細化が進んでおり、プリント基板に実装する電子部品としても高密度に配線可能なＢＧＡ、ＱＦＮパッケージが使用される傾向がある。これらの電子部品は、はんだクラック耐性が比較的弱いという弱点があるため、はんだを補強するアンダーフィル、即ち、封止樹脂を塗布するようにしている。

アンダーフィルは、塗布時は液体状であり、塗布後、加熱して硬化させるものが一般的である。このため、アンダーフィルの塗布時に、アンダーフィルが対象部品の周辺へ流出して、周辺部品に付着することがあり、このような場合、実装不良を引き起こすおそれがあった。この対策として、対象部品の周囲にアンダーフィルの流出を防止するためのダムを設ける構成が知られている。

特開２０１４－９６５５８号公報

上記ダムを形成する従来技術として、ソルダーレジストでダムを形成する構成や、スクリーン印刷シルクでダムを形成する構成や、インクジェットシルクでダムを形成する構成（例えば特許文献１参照)がある。しかし、ソルダーレジストで凸状のダムを形成する構成では、ソルダーレジストを２回塗布しなければならず、工程数が多くなるという問題がある。また、シルク印刷インクやインクジェットシルクによって凸状のダムを形成する構成では、ダム形状がなだらかになり易く、アンダーフィルがダムから流れ出す可能性がある。

本発明の目的は、工程数の増加を抑制し、アンダーフィルがダムから流れ出すことを極力防止できるプリント基板及びプリント基板の製造方法を提供することにある。

請求項１の発明は、プリント基板１の上に形成された配線パターン１０と、前記プリント基板１並びに前記配線パターン１０の上に形成されたソルダーレジスト１１と、前記ソルダーレジスト１１のうちの前記配線パターン１０の上に形成されたなだらかに凸となった部分の端部の傾斜部１３に、レーザ加工を行うことにより形成されたほぼ垂直に切り立った崖部１４と、前記プリント基板１にはんだ付けされた電子部品のはんだ付け部分に塗布されたアンダーフィル４とを備え、前記崖部１４が前記アンダーフィル４の流出を止めるように構成されたプリント基板である。前記配線パターン１０は、前記プリント基板１の上に形成されたベタパターン２０のうちの溝部２１の両側の部分で構成されている。

第１実施形態を説明するためのもので、プリント基板の縦断面図 他の例を示すプリント基板の縦断面図 第１実施形態を示すプリント基板の縦断面図（その１） プリント基板の縦断面図（その２） プリント基板の縦断面図（その３） 電子部品を実装しアンダーフィルを塗布したプリント基板の縦断面図 第２実施形態を示すプリント基板の縦断面図 電子部品を実装しアンダーフィルを塗布したプリント基板の縦断面図 第３実施形態を示すプリント基板の縦断面図 電子部品を実装しアンダーフィルを塗布したプリント基板の縦断面図 第４実施形態を示すプリント基板の縦断面図（その１） プリント基板の縦断面図（その２） プリント基板の縦断面図（その３） 第５実施形態を示すプリント基板の上面図 アンダーフィルを塗布したプリント基板の上面図 図１５中Ａ－Ａ線に沿う断面図 第６実施形態を示すプリント基板の上面図 アンダーフィルを塗布したプリント基板の上面図

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１ないし図６を参照して説明する。まず、ソルダーレジストによって凸状のダムを形成する構成について、図１及び図２に従って説明する。図１に示すように、プリント基板１の上面に設けられたソルダーレジスト２に、ダムとして例えば突部３を形成し、アンダーフィル４の流出を凸部３で止めるように構成されている。尚、凸部３は、例えばソルダーレジストで構成されており、ソルダーレジスト２の上に第２のソルダーレジストを形成し、それを加工することにより形成されている。

上記構成の場合、凸部３の図１中の右側面５がほぼ垂直に切り立っていることから、図１に示すように、凸部３の右側面５の立ち上がりでアンダーフィル４が止まり、アンダーフィル４の流出を防止することができる。

また、図２に示すように、アンダーフィル４が凸部３の上面の上に載るようになった場合でも、凸部３の左側面６がほぼ垂直に切り立っていることから、表面張力により凸部３の左側面６の立ち下がりでアンダーフィル４が止まり、アンダーフィル４の流出を防止することができる。

図１または図２のいずれでアンダーフィル４が止まるかは、アンダーフィル４の表面張力、アンダーフィル４の塗布量、突部３の表面形状などの諸性質の影響で変わる。即ち、突部３の側面５、６をほぼ垂直に切り立つように形成すると、図１または図２に示すようにして、アンダーフィル４の流出が止まるという特性があることがわかっている。この特性を利用して、アンダーフィル４の流出を防止し、また、製造性を向上させることが可能な複数の実施形態を実現した。

第１実施形態について、図３ないし図６を参照して説明する。尚、図１及び図２と同一構成には、同一符号を付している。第１実施形態では、プリント基板１に設けられた配線パターン１０を利用してダムを作成するように構成した。

まず、図３に示すように、プリント基板１の上面の上に、配線パターン１０を形成する。この場合、配線パターン１０は、周知の方法、例えばサブトラクティブ法や、ＳＡＰ（セミアディティブ）法や、フルアディティブ法や、ＭＳＡＰ（Modified Semi-Additive）法等を用いて形成される。配線パターン１０の線幅、即ち、図３中の寸法ｄ１については、ダムとしての機能を実現するためには、例えば１５０μｍ程度以上の線幅に設定することが好ましい。また、配線パターン１０の高さ、即ち、図３中の寸法ｄ２については、特に高く形成する必要はなく、通常のプリント基板で形成する高さ、例えば約３５μｍ程度に設定することが好ましい。尚、配線パターン１０の高さを３５μｍ以上に設定しても良いし、３５μｍ未満に設定しても良い。

次いで、プリント基板１の上面全面並びに配線パターン１０の上に、例えばスプレー工法を用いてソルダーレジスト１１を塗布する。その後、露光、現像、硬化の各工程を経て、ソルダーレジスト１１の層を形成する。この場合、ソルダーレジスト１１としては、例えば熱硬化型１液性ソルダーレジストや、熱硬化型２液性ソルダーレジストや、紫外線硬化型ソルダーレジスト等を用いることが好ましい。また、ソルダーレジスト１１の加工法としては、例えば印刷法や、写真法等を用いることが好ましい。また、ソルダーレジスト１１の膜厚は、プリント基板１に形成される通常のソルダーレジストの膜厚と同じ程度で良い。

この後、図４に示すように、ソルダーレジスト１１の凸部１２、即ち、ソルダーレジスト１１のうちの配線パターン１０の上に形成されたなだらかに凸となった部分の例えば図４中右端部の傾斜部１３に、例えばレーザを照射すること、即ち、レーザ加工を行うことにより、図４及び図５に示すように、ほぼ垂直に切り立った崖部１４を形成している。この崖部１４が形成された凸部１２は、アンダーフィル４の流出を止めるダムとしての機能を有する。尚、上記レーザ加工においては、例えば炭酸ガスレーザを用いたり、出力レベルを調整した基本波長レーザを用いたりすることが好ましい。

上記構成の場合、崖部１４の深さ、即ち、レーザ加工の下部の加工位置Ｐ１は、配線パターン１０の上面よりも若干低い位置に位置するように構成されており、崖部１４の側面１４ａと底面１４ｂがほぼ直角に交わる構成となっている。

ここで、凸部１２、即ち、崖部１４を、プリント基板１上において電子部品の周囲に配設した一例を、図６に示す。図６に示すように、プリント基板１の上面には、電子部品１５をはんだ付けするためのランド１６、凸部１２を形成するための配線パターン１０、並びに、図示しない種々の配線パターンや導体パターン等が形成されている。ここで、凸部１２を形成するための配線パターン１０は、電子部品１５を囲むように配設されている。

また、プリント基板１の上及び配線パターン１０等の上には、ソルダーレジスト１１が形成されている。ソルダーレジスト１１には、電子部品１５をはんだ付けするためのランド１６等を露出させるための開口部１７が形成されている。ランド１６の上には、電子部品１５の下面に設けられた図示しない端子がはんだ１８付けされている。これにより、電子部品１５がプリント基板１に実装されている。

そして、ソルダーレジスト１１の凸部１２、即ち、ソルダーレジスト１１のうちの配線パターン１０の上に形成されたなだらかに凸となった部分における上記開口部１７に近い側の端部の傾斜部１３には、例えばレーザ加工を行うことにより、ほぼ垂直に切り立った崖部１４が形成されている。

更に、プリント基板１の上において、電子部品１５のはんだ付け部分には、アンダーフィル４が塗布されている。この場合、アンダーフィル４の流出は、ソルダーレジスト１１の凸部１２の崖部１４の切り立った側面１４ａ（図５参照）で止まるように構成されている。これにより、アンダーフィル４が対象部品である電子部品１５の周辺へ流出して、周辺部品に付着することを極力防止できる。

このような構成の本実施形態においては、ソルダーレジスト１１のうちの前記配線パターン１０の上に形成されたなだらかに凸となった部分の端部の傾斜部１３に、レーザ加工を行うことによりほぼ垂直に切り立った崖部１４を形成し、プリント基板１にはんだ付けされた電子部品１５のはんだ付け部分にアンダーフィル４を塗布した場合に、崖部１４がアンダーフィル４の流出を止めるように構成した。この構成によれば、アンダーフィル４が対象部品である電子部品１５の周辺へ流出して、周辺部品に付着することを極力防止できる。そして、上記構成によれば、ソルダーレジスト１１は１回塗布するだけであるから、工程数の増加を抑制することができる。

（第２実施形態）
図７及び図８は、第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。第２実施形態では、図７に示すように、ソルダーレジスト１１の凸部１２の崖部１４の深さ、即ち、レーザ加工の下部の加工位置Ｐ２を、配線パターン１０の上面とほぼ同じ位置または配線パターン１０の上面よりも若干高い位置に位置するように構成している。

この構成の場合、崖部１４の側面１４ａと底面１４ｃが直角よりも大きい角度で交わる構成となっている。崖部１４の底面１４ｃは、図７中の左から右へ向けて斜めに下に傾斜する面となっている。このような構成の崖部１４を、プリント基板１上において電子部品１５の周囲に配設した一例を、図８に示す。

尚、上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図９及び図１０は、第３実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。第３実施形態では、図９に示すように、ソルダーレジスト１１の凸部１２の崖部１４の深さ、即ち、レーザ加工の下部の加工位置Ｐ３を、配線パターン１０の下面、即ち、プリント基板１の上面よりも少し高い位置に位置するように構成している。

この構成の場合、崖部１４の最下部に、断面ほぼ半円形状の凹部１４ｄが形成されている。この凹部１ｄｃは、ソルダーレジスト１１のうちの凸部１２以外の部分の上面１１ａよりも低くなる、即ち、凹となるように形成されている。このような構成の崖部１４を、プリント基板１上において電子部品１５の周囲に配設した一例を、図１０に示す。

尚、上述した以外の第３実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

（第４実施形態）
図１１ないし図１３は、第４実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。第１実施形態では、プリント基板１の上に形成された通常の幅寸法の配線パターン１０を利用してソルダーレジスト１１の凸部１２及び崖部１４を形成するように構成したが、これに代えて、第４実施形態では、プリント基板１の上にべたパターンが形成されている場合において、べたパターンを利用してソルダーレジストの凸部及び崖部を形成するように構成した。

具体的には、図１１に示すように、プリント基板１の上面に形成されたべたパターン２０に、設定幅寸法ｄ３の溝部２１を形成する。そして、プリント基板１及びべたパターン２０の上にソルダーレジスト１１を形成する。この場合、ソルダーレジスト１１のうちの溝部２１内に形成された部分は凹むことから、溝部２１の幅方向の両端部に位置して、なだらかに凸となった傾斜部２２、２３が形成される。そして、溝部２１の両側のべたパターン２０が配線パターンを構成し、両側のべたパターン２０の上のソルダーレジスト１１が凸部２４、２５を構成している。

更に、ソルダーレジスト１１の上記溝部２１の両側の傾斜部２２、２３のうちの、図１２中の左の傾斜部２２に対して、例えばレーザ加工を行うことにより、図１３に示すように、ほぼ垂直に切り立った崖部２６を形成している。この崖部２６を有する凸部２２は、アンダーフィル４の流出を止めるダムとしての機能を有する。

尚、上述した以外の第４実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第４実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第４実施形態によれば、プリント基板１の上にべたパターン２０が形成されている構成であっても、ソルダーレジスト１１の凸部２４、傾斜部２２、崖部２６を形成することができる。

（第５実施形態）
図１４ないし図１６は、第５実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。第５実施形態では、ダム形成用の配線パターンを、電子部品１５の周りを囲むように間欠的に配設するように構成した。

具体的には、プリント基板１の上面には、例えば矩形状の電子部品１５が実装されることになっている。そして、プリント基板１の上面には、電子部品１５に接続された例えば１０本の配線パターン２７が図１４に図示するように配設されている。また、プリント基板１の上面には、電子部品１５を囲むように、ダム形成用の配線パターンとして例えば矩形状の配線パターン２８が配設されている。この配線パターン２８は、上記１０本の配線パターン２７と交差する部分で分断され、１０本の配線パターン２７と接続しないように構成されており、電子部品１５の周りを囲むように間欠的に配設される構成となっている。

そして、図１５に示すように、プリント基板１及び配線パターン２７、２８の上に、電子部品１５の実装領域を除いて、ソルダーレジスト１１が塗布されている。更に、ソルダーレジスト１１のうちの配線パターン２８の内側部分の傾斜部を、第１実施形態と同様にして、レーザ加工することにより、崖部１４を形成する。この図１５にてＡ－Ａ線に沿う断面の構造は、第１実施形態の図５に示す断面構造とほぼ同じ断面構造となる。

また、図１５にてＢ－Ｂ線に沿う断面の構造を、図１６に示す。この図１６に示すように、配線パターン２７の上に形成されたソルダーレジスト１１には、レーザ加工により溝部２９が形成される。溝部２９は、ソルダーレジスト１１を貫通しないように形成されており、配線パターン２７が露出しないように構成されている。溝部２９は、崖部１４の延びる方向に沿って形成されており、側面２９ａがほぼ垂直に切り立っていることから、アンダーフィル４の流出を止めるダムとしての機能を有する。

尚、上述した以外の第５実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第５実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

（第６実施形態）
図１７及び図１８は、第６実施形態を示すものである。尚、第５実施形態と同一構成には、同一符号を付している。第６実施形態では、図１７に示すように、ダム形成用の配線パターン３０を、例えばベタパターンで構成した。この配線パターン３０は、１０本の配線パターン２７と交差する部分で分断され、１０本の配線パターン２７と接続しないようになっており、電子部品１５の周りを囲むように間欠的に配設される構成となっている。

そして、図１８に示すように、プリント基板１及び配線パターン２７、３０の上に、電子部品１５の実装領域を除いて、ソルダーレジスト１１が塗布される。更に、ソルダーレジスト１１のうちの配線パターン３０の内側部分の傾斜部を、第１実施形態または第５実施形態と同様にして、レーザ加工することにより、崖部１４を形成する。この図１８にてＡ１－Ａ１線に沿う断面の構造は、第１実施形態の図５に示す断面構造とほぼ同じ断面構造となる。また、図１８にてＢ１－Ｂ１線に沿う断面の構造は、第５実施形態の図１６に示す断面構造とほぼ同じ断面構造となる。

尚、上述した以外の第６実施形態の構成は、第５実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第６実施形態においても、第５実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１はプリント基板、２はソルダーレジスト、３は凸部、４はアンダーフィル、１０は配線パターン、１１はソルダーレジスト、１２は凸部、１３は傾斜部、１４は崖部、１５は電子部品、１７は開口部、１８ははんだ、２０はべたパターン、２１は溝部、２２は傾斜部、２３は傾斜部、２４は凸部、２５は凸部、２６は崖部、２７は配線パターン、２８は配線パターン、２９は溝部、３０は配線パターンである。

Claims (5)

1. プリント基板（１）の上に形成された配線パターン（１０）と、
   前記プリント基板並びに前記配線パターンの上に形成されたソルダーレジスト（１１）と、
   前記ソルダーレジストのうちの前記配線パターンの上に形成されたなだらかに凸となった部分の端部の傾斜部（１３）に、レーザ加工を行うことにより形成されたほぼ垂直に切り立った崖部（１４）と、
   前記プリント基板にはんだ付けされた電子部品のはんだ付け部分に塗布されたアンダーフィル（４）とを備え、
   前記崖部が前記アンダーフィルの流出を止めるように構成され、
   前記配線パターンは、前記プリント基板の上に形成されたベタパターン（２０）のうちの溝部（２１）の両側の部分で構成されたプリント基板。
2. 前記崖部の側面（１４ａ）と底面（１４ｂ）がほぼ直角に交わるように構成された請求項１記載のプリント基板。
3. 前記崖部の側面（１４ａ）と底面（１４ｃ）が直角よりも大きい角度で交わるように構成された請求項１記載のプリント基板。
4. 前記崖部の最下部に、断面ほぼ半円形状の凹部（１４ｄ）が形成されるように構成された請求項１記載のプリント基板。
5. プリント基板の上に配線パターンを形成し、
   前記プリント基板並びに前記配線パターンの上にソルダーレジストを形成し、
   前記ソルダーレジストのうちの前記配線パターンの上に形成されたなだらかに凸となった部分の端部の傾斜部に、レーザ加工を行うことによりほぼ垂直に切り立った崖部を形成し、
   前記プリント基板にはんだ付けされた電子部品のはんだ付け部分にアンダーフィルを塗布し、
   前記崖部が前記アンダーフィルの流出を止めるように構成され、
   プリント基板の上に配線パターンを形成するに際しては、
   前記プリント基板の上にベタパターンを形成し、
   前記ベタパターンに溝部を形成し、
   前記ベタパターンのうちの溝部の両側の部分を前記配線パターンとするように構成されたプリント基板の製造方法。

Images