JPH08139233A - モジュール部品 - Google Patents

モジュール部品

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント回路基板への実装に接続信頼性を飛
躍的に高められるモジュール部品を提供することを目的
とする。 【構成】 モジュール基板１の裏面に格子状に形成され
た接続ランド３の再外周近傍に円形、矩形、鈎形等の形
状をなし、かつ接続ランド１ケの面積の３倍以上の面積
を持つ補強ランド４を設けた構成とする。 【効果】 プリント回路基板とモジュール基板の熱膨脹
係数の差による応力を補強ランドが支え、接続ランド部
における半田の疲労断線を防止し接続信頼性を飛躍的に
向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は小型パソコンや、携帯電
話機、ビデオカメラ等、電子機器に使用されるモジュー
ル部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年電子機器の小型化にともない、マル
チチップモジュール等のモジュール部品が開発され、プ
リント基板へ実装使用されつつある。
【０００３】以下に従来のモジュール部品について説明
する。図１０は従来のモジュール部品の側面図であり、
図１１はその下平面図である。図１０および図１１にお
いて、１はモジュール基板であり、このモジュール基板
１の裏面に接続ランド３が形成されている。図中の２は
ＩＣチップ等の表面実装部品である。
【０００４】以上のように構成される従来のモジュール
部品の実装について、図１２を用いて説明する。プリン
ト回路基板５の接続ランド６上に半田クリーム８を印刷
し、その上にモジュール部品をマウントし、リフロー炉
に投入して半田クリーム８を溶融し、モジュール基板１
の接続ランド３がプリント回路基板５の接続ランド６に
半田付けされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、モジュール基板１がセラミックプリント回
路基板５がガラスエポキシ樹脂で、その熱膨脹係数が異
なる場合、温度変化により半田接続部に大きな応力が加
わり、接続信頼性が保証できなかったり、接続ピン数を
多くすることができないという問題点を有していた。
【０００６】さらに詳しく説明すると、半田付けに際し
プリント回路基板５の接続ランド６上にクリーム半田８
を印刷し、モジュール基板１の接続ランド３を対向させ
てマウントし、リフロー炉にて加熱し半田付けを行う。
プリント回路基板５およびモジュール基板１に設けられ
た接続ランド３，６はピッチが１から１．５ｍｍ、外径
が０．５から０．８ｍｍφ程度のため、プリント回路基
板５にクリーム半田８を印刷し、それに対向してマルチ
チップモジュールをマウントした状態でのクリーム半田
８による粘着力は弱く、質量の大きいモジュール部品
は、半田付けが完了するまでに外力により位置がズレた
り外れたりする欠点がある。
【０００７】また半田リフローの過程においてプリント
回路基板５が熱で反るため、特にモジュールの４コーナ
付近の接続ランド３では半田付けが不完全になり、サー
マルショップ等の信頼性試験を行うと最も先に断線が発
生する。
【０００８】またモジュール基板１の材質がセラミッ
ク、プリント回路基板５の材質がガラスエポキシ樹脂等
の組合せでも、熱膨脹率の差により特に接続ランドエリ
アの４コーナ部で半田付け部の破壊断線等が起こる結果
となり、接続信頼性の面から接続ランドの配置エリアが
狭い範囲に制限され、多ピンの処理ができないなどの問
題点を有していた。
【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、マウント後のモジュール部品のズレを防止し、また
モジュール基板がセラミックプリント回路基板がガラス
エポキシ樹脂のように熱膨脹率にある組合せでも高い信
頼性が得られ、かつ接続ランドの配置エリアが広くと
れ、多ピンの接続を可能とするモジュール部品を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のモジュール部品は、モジュール基板の裏面に
格子状に形成された接続ランドの再外周近傍に、円形、
矩形、鈎形等の形状をなし、かつ接続ランド１ケの面積
の３倍以上の面積を持つ補強ランドを設けた構成とす
る。
【００１１】
【作用】本発明のモジュール部品のプリント回路基板へ
の実装において、補強ランドは、モジュール部品をクリ
ーム半田上へマウントしたとき粘着力が増大し、モジュ
ール部品のズレの防止の役割を果たす。また半田リフロ
ー時においては、径の小さな接続ランドでは生じにくい
セルファライメント力を径の大きな補強ランドが増大す
るため、モジュール部品が多少ずれてマウントされても
セルファライメントされ位置精度よく半田付けすること
ができる。さらに半田リフロー後においては、プリント
回路基板とモジュール基板の熱膨脹係数の差による応力
を補強ランドが支え、接続ランド部における半田の疲労
断線を防止し接続信頼性を飛躍的に向上させる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の一実施例におけるモジュール部
品について図面を参照しながら説明する。図１と図２は
本実施例のモジュール部品の側面図と下平面図である。
【００１３】図１および図２において、１はモジュール
基板であり、このモジュール基板１の上面にＩＣチップ
等表面実装部品２が実装されている。このモジュール基
板１の裏面には半田付け可能な厚膜導体やメッキ金属か
らなる接続ランド３および補強ランド４が形成されてい
る。
【００１４】この接続ランド３はプリント回路基板１と
モジュールをクリーム半田で接続するためのものであ
り、直径０．５から０．８ｍｍφ、ピッチは０．５から
１．５ｍｍ程度で格子状に配置されている。補強ランド
４は接続ランド３の配置エリアの対角の４隅に設けら
れ、外径は接続ランド１ケの面積の３倍以上の面積にな
るように形成している。
【００１５】以上のように構成された本実施例のモジュ
ール部品について、その実装を図面を参照しながら説明
する。図３はプリント回路基板上へモジュール部品をク
リーム半田で半田付けした状態を示す断面図である。
【００１６】モジュール基板１をプリント回路基板５に
実装するには、まずプリント回路基板５の表面に形成さ
れた接続ランド６と補強ランド７の上にクリーム半田８
を印刷し、その後モジュール基板１の裏面に形成された
接続ランド３と補強ランド４をこれに対向させてマウン
トする。補強ランド７および４が無いと、接続ランド６
および３は面積が小さいためクリーム半田８の粘着力は
弱く、半田付けが完了するまでにモジュール部品がズレ
たり外れたりする。
【００１７】しかしモジュール基板１とプリント回路基
板５の両方に広い面積を持つ補強ランド４および７を設
けることにより、クリーム半田８の粘着力が大きく働
き、ズレや外れが防止できる。
【００１８】また上記のようにマウントされたモジュー
ル基板１とプリント回路基板５はリフロー炉に投入して
半田付けを行うが、リフロー炉内の高温によりプリント
回路基板５が反り、接続ランド６の外周部、特に対角の
４隅に位置するランド６は反り気味で不完全な半田付け
になるが、補強ランド７を設けた場合はセルファライメ
ントの効果と濡れによる吸着力の働きにより完全な半田
付けが行われる。
【００１９】またモジュール基板１としてセラミックプ
リント回路基板５としてガラスエポキシ樹脂等の組合せ
が一般的であるが、この場合両者の熱膨脹率の差によ
り、機器の使用中における温度変化により半田付け部が
繰り返し応力を受け、特に接続ランド３の対角の４コー
ナ近傍の半田断線を起こしやすいが、補強ランド４を設
けることにより、補強ランド４が応力を支えるため断線
に至るまでの寿命を飛躍的に延ばすことができる。また
補強ランド４を設けることにより、補強ランド４が無い
場合に較べて接続ランド３の配置エリアを広く取ること
ができ、多ピンの接続が可能となる。
【００２０】また補強ランド４の形状については、図２
の円形の他に図４のような角形、図５のような鈎形、そ
の他各種の形状が考えられる。配置の個数、補強ランド
の大きさはモジュールのサイズ、接続ランド３のエリア
の広さから十分効果のある最適配置を選択する。図６は
補強ランド４の数をさらに増やした実施例を示す。
【００２１】図７および図８は補強ランド４を、格子状
に配置された接続ランド３のエリア外ではなく、補強ラ
ンド４の一部または全部が接続ランド３のエリアと重な
るように配置したことを特徴とするモジュール部品を表
したものである。
【００２２】補強ランド４は円形、角形、その他各種考
えられるので、円と角を都合上、同一図に併記して表わ
したものである。補強ランド４と重なる接続パターンの
数は図７では４コーナ各１ケ、図８では４コーナ各４ケ
の例を示したが、この他にも各種考えられる。こうする
ことによりモジュールの外形サイズを大きくすることな
く補強ランド４を設けることが可能である。
【００２３】また図７、図８を用いて接続ランドの対角
４隅の１〜４ランドに信号回路を結線しないことを特徴
とするモジュール部品について説明する。半田付けの時
のプリント基板の反りにより、接続ランド３の対角の４
コーナ近傍の半田付けは他の部分にくらべ不完全である
とともに、熱膨張率差による応力も最大になるため、信
頼性上最も先に断線の発生する個所である。したがって
補強ランド４で補強するとともに、この４コーナの各１
ランドから数ランドには信号回路を結線しない構造にす
る。この配慮により故障発生にいたる接続信頼度は飛躍
的に向上する。
【００２４】図９は本発明のモジュール部品の他の実施
例であるが、いままで述べてきた接続ランド３および補
強ランド４の構成の他に、モジュールの検査用のテスト
ランド９を設けたものである。この部分は接続信頼性か
らみると熱膨脹率の差による応力が限界を越える部分の
ため、半田付けは行わずモジュール単品でのテストラン
ドとして用いる。テストランド９の設置によりモジュー
ル基板サイズが大きくなるので、荷重を支える補強ラン
ド１０を形成したものである。
【００２５】なお接続ランド３の位置はモジュール基板
１の中央である必要はなく、プリント回路基板との関係
で端におくことも自由であり、基板の荷重を支える補強
ランド１０で強度を確保する。それによりモジュール基
板１の形状、寸法等の設計自由度が飛躍的に向上する。
【００２６】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明は面積の大きな補強ランドを接続ランドの外
周に設けることにより、モジュール部品マウント時の位
置ズレや外れの防止、半田リフロー時セルファライメン
ト性の向上、半田の疲労断線を防止し接続信頼性の飛躍
的向上、その他多くのメリットがあり、従来高価なボー
ルグリッドアレーに頼っていたモジュール部品の実装
を、廉価なランドグリッドアレーでの実用化を可能にす
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のモジュール部品の正面図
【図２】同モジュール部品の下面図
【図３】同モジュール部品とプリント回路基板の接続状
態を表す正面図
【図４】本発明の他の実施例のモジュール部品の下面図
【図５】本発明の他の実施例のモジュール部品の下面図
【図６】本発明の他の実施例のモジュール部品の下面図
【図７】本発明の他の実施例のモジュール部品の下面図
【図８】本発明の他の実施例のモジュール部品の下面図
【図９】本発明の他の実施例のモジュール部品の下面図
【図１０】従来のモジュール部品の正面図
【図１１】従来のモジュール部品の下面図
【図１２】従来のモジュール部品とプリント回路基板の
接続状態を表す正面図
【符号の説明】
１ モジュール基板 ２ ＩＣチップ等表面実装部品 ３ 接続ランド ４ 補強ランド ５ プリント回路基板 ６ プリント回路基板の接続ランド ７ プリント回路基板の補強ランド ８ クリーム半田 ９ テストランド １０ 補強ランド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 25/04 25/18 Ｈ０１Ｌ 25/04 Ｚ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モジュール基板の裏面に格子状に形成さ
    れた接続ランドの最外周近傍に接続ランド１ケの面積の
    ３倍以上の面積を持つ補強ランドを設けたことを特徴と
    するモジュール部品。
  2. 【請求項２】 補強ランドを、格子状に配置された接続
    ランドの最外周部のものに対し一部または全部が重なる
    ように配置したことを特徴とする請求項１記載のモジュ
    ール部品。
  3. 【請求項３】 接続ランドの対角４隅の１〜４ランドに
    信号回路を結線しないことを特徴とする請求項１記載の
    モジュール部品。
  4. 【請求項４】 接続ランドの外周にモジュール部品単品
    テスト用のテストランドを設けたことを特徴とする請求
    項１記載のモジュール部品。
  5. 【請求項５】 接続ランドをモジュール基板の任意の位
    置に片寄せて配置し、モジュール基板の荷重の偏りを、
    補強ランドで保持させたことを特徴とする請求項１記載
    のモジュール部品。
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