JPWO2009104506A1 - プリント配線板、電子装置及びその製造方法 - Google Patents

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直美 石塚
直美 石塚
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Abstract

導電率の高い導電性ペーストを使用する場合であっても、電子素子とプリント配線板間の導電率及び接合強度を共に高めることが可能なプリント配線板、電子装置及びその製造方法を提供する。電子装置は、基板、基板上に形成されたパッド、及びパッドが形成された基板面上を被覆する絶縁被覆層を有するプリント配線板と、パッドと電気的に接続する外部端子を有し、プリント配線板に実装される電子素子と、を備える。絶縁被覆層は、パッドの少なくとも一部を露出する少なくとも接続開口部を有する。接続開口部は、その内壁の少なくとも一部に、少なくとも１つの段部を有する。外部端子は、パッド上に配された導電性ペーストによってパッドと電気的に接続される。電子素子は、段部上に配された接着剤によってプリント配線板と接着されている。（図８）

Description

［関連出願の記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２００８−０３７６０５号（２００８年２月１９日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、プリント配線板に関する。また、本発明は、該プリント配線板に電子素子を実装した電子装置及びその製造方法に関し、特に、プリント配線板と電子素子とを導電性導電性ペーストを介して電気的に接続した電子装置及びその製造方法に関する。
近年の電子装置の急速な発達に伴い、電子素子の高機能化、小型化が進み、これらの電子素子とプリント配線板との電気的接続には、これまで以上に高信頼性が求められるようになっている。しかしながら、近年、環境問題への対応から、はんだ鉛フリー化が求められており、様々な組成が検討されてきた。鉛フリーはんだは、従来の鉛入りはんだよりも、融点が高いものと低いものとに、大きく分けられ、融点の高いものとしては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系（融点：２１０℃〜２３０℃程度）、Ｓｎ−Ｃｕ系（融点：２２５℃〜２３０℃程度）、Ｓｎ−Ｚｎ系（１９０℃〜２００℃程度）などがある。一方、融点が低い鉛フリーはんだとしては、Ｓｎ−Ｂｉ系（１４０℃前後）、Ｓｎ−Ｉｎ系（１３０℃〜１９０℃程度）などがある。このうち、融点が低い鉛フリーはんだは、例えば半導体動作時の発熱等により、融点近くまで周辺温度が上がってしまった時に再溶解によるオープンが生じたり、オープンに至らなくても急激に接合強度が落ちたりするなど、信頼性の面でやや劣る点がある。したがって、これらの低融点の鉛フリーはんだは、温度が融点以上には上がらない特殊な領域でしか使用できないため、現在、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系を中心とする高融点の鉛フリーはんだが主流となっている。
しかしながら、高融点の鉛フリーはんだは、一度接続してしまえば接続信頼性は比較的高いのであるが、実装時には、電子素子とプリント配線板との熱膨張差の増大によって基板や電子部品の反りが大きくなったときに、接続不良が発生するおそれがある。
そこで、両者の熱膨張差を緩和するために、より低い温度（１３０℃〜２００℃程度）で実装可能で、一度硬化してしまうと高温での耐久性が高い導電性ペーストを用いることが検討されている。
図１６に、導電性ペーストを用いた背景技術に係る電子装置の概略断面図を示す。電子装置７２は、プリント配線板７１と、プリント配線板７１に実装された電子素子７３とを備える。プリント配線板７１は、表面に電気的接続用のパッド７５とソルダレジスト７６とを有し、ソルダレジスト７６には、パッド７５が露出するように開口７７が形成されている。開口７７には導電性ペースト７８が充填され、導電性ペースト７８を介してパッド７５と電子素子７３の外部端子（例えば、はんだボール）８０とが電気的に接続されている。
また、特許文献１に記載の半導体装置においては、はんだボールを使用せずに、半導体パッケージあるいは半導体チップの電極と、実装基板の電極とを導電性樹脂ボールを介して接続している。
特開２０００−３３２０５３号公報
なお、上記特許文献の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。
上述のように、低温環境で電子素子の実装を行う際には、電子素子とプリント配線板とは導電性ペーストを介して電気的に接続される。
しかしながら、一般的に、はんだの導電率は、１０−６ｍΩ・ｃｍ程度であるのに対し、電子素子接続用の導電性ペーストの導電率は、１０−５ｍΩ・ｃｍ〜１０−４ｍΩ・ｃｍ程度である。導電性ペーストの導電率は、導電性ペースト中の導電性粒子の割合を高めることによって高めることができる。しかしながら、導電性ペースト中の導電性粒子の割合を高めると、その分絶縁性樹脂成分の割合が低くなり、接合力が低下する。一方、電子素子とプリント配線板との接合強度は、導電性ペースト中の絶縁性樹脂の割合を高めることによって高めることができる。しかしながら、絶縁性樹脂成分の割合を高めると、その分導電性粒子の割合が低くなり、導電率が低下する。すなわち、導電性ペーストにおける導電率と接合強度はトレードオフの関係にある。したがって、図１６や特許文献１に示される接続形態では、導電率及び接合強度を共に高めることはできない。
また、現在市販されている電子素子の外部端子の大部分は、はんだ等の金属端子で構成されている。このような市販品の電子素子の外部端子を、特許文献１に記載されているような導電性樹脂ボールに置換することは実質上困難であるので、特許文献１に記載の技術は、予め金属端子が外部端子として形成されている電子素子に適用することは困難である。
本発明の目的は、導電性ペーストを使用して電子素子とプリント配線板とを電気的に接続する場合であっても、特に導電率の高い導電性ペーストを使用する場合であっても、電子素子とプリント配線板間の導電率及び接合強度を共に高めることが可能なプリント配線板、電子装置及びその製造方法を提供することである。
本発明の第１視点によれば、基板と、基板上に形成されたパッドと、パッドが形成された基板面上を被覆する絶縁被覆層と、を備えプリント配線板を提供する。絶縁被覆層は、パッドの少なくとも一部を露出する少なくとも１つの接続開口部を有する。接続開口部は、その内壁の少なくとも一部に、少なくとも１つの段部を有する。
上記第１視点の好ましい形態によれば、段部は、その上に接着剤を配することができるように形成されている。
上記第１視点の好ましい形態によれば、接続開口部は、パッドの少なくとも一部を露出するようにパッド毎に形成された第１開口部と、第１開口部上に形成され、第１開口部と連通する第２開口部とを有する。第２開口部は第１開口部より大きな開口面積を有する。段部は、第１開口部と第２開口部とが重複していない領域に形成されている。
上記第１視点の好ましい形態によれば、第２開口部は、１つの第１開口部に対して１つ形成されている。
上記第１視点の好ましい形態によれば、第１開口部と第２開口部とは同心的に形成されている。
上記第１視点の好ましい形態によれば、接続開口部は、複数の第１開口部を有する。第２開口部は、複数の第１開口部と重複している。
上記第１視点の好ましい形態によれば、接続開口部は、一方向に長い平面形状を有する。段部は、接続開口部の長手方向の少なくとも一方の端部に形成されている。
本発明の第２視点によれば、基板、基板上に形成されたパッド、及びパッドが形成された基板面上を被覆する絶縁被覆層を有するプリント配線板と、パッドと電気的に接続する外部端子を有し、プリント配線板に実装される電子素子と、を備える電子装置を提供する。絶縁被覆層は、パッドの少なくとも一部を露出する少なくとも接続開口部を有する。接続開口部は、その内壁の少なくとも一部に、少なくとも１つの段部を有する。外部端子は、パッド上に配された導電性ペーストによってパッドと電気的に接続される。電子素子は、段部上に配された接着剤によってプリント配線板と接着されている。
上記第２視点の好ましい形態によれば、接続開口部は、パッドの少なくとも一部を露出するようにパッド毎に形成された第１開口部と、第１開口部上に形成され、第１開口部と連通する第２開口部とを有する。第２開口部は、第１開口部より大きな開口面積を有すると共に、１つの第１開口部に対して１つ形成される。段部は、第１開口部と第２開口部とが重複していない領域に形成される。電子素子の外部端子が接着剤によって絶縁被覆層と接着されている。
上記第２視点の好ましい形態によれば、接続開口部は、パッドの少なくとも一部を露出するようにパッド毎に形成された複数の第１開口部と、第１開口部上に形成され、第１開口部と連通する第２開口部とを有する。第２開口部は、第１開口部より大きな開口面積を有し、複数の第１開口部と重複する。段部は、第１開口部と第２開口部とが重複していない領域に形成される。電子素子の側面の少なくとも一部が接着剤によって絶縁被覆層と接着されている。
上記第２視点の好ましい形態によれば、接続開口部は、パッドの少なくとも一部を露出するようにパッド毎に形成された第１開口部と、第１開口部上に形成され、第１開口部と連通する第２開口部とを有する。第２開口部は、第１開口部より大きな開口面積を有する。接続開口部は、一方向に長い平面形状を有する。段部は、第１開口部と第２開口部とが重複していない領域の、接続開口部の長手方向の少なくとも一方の端部に形成される。外部端子は、帯状形状であり、接続開口部の長手方向に沿って配設されると共に、接着剤によって絶縁被覆層と接着されている。
上記第２視点の好ましい形態によれば、接続開口部は、少なくとも導電性ペースト及び接着剤によって充填されている。接着剤は、段部から絶縁被覆層の表面上に亘って延在している。
本発明の第３視点によれば、プリント配線板に電子素子が実装された電子装置の製造方法であって、パッドが形成された基板面上を被覆する絶縁被覆層が、パッドの少なくとも一部を露出すると共に、内壁の少なくとも一部に、少なくとも１つの段部を有する少なくとも１つの接続開口部を有するプリント配線板を作製する工程と、パッド上に、電子素子の外部端子とパッドとを電気的に接続するための導電性ペーストを供給する工程と、段部上に接着剤を供給する工程と、接続開口部に外部端子が位置するようにプリント配線板に電子素子を搭載する工程と、導電性ペースト及び接着剤を硬化させることにより、導電性ペーストにより外部端子とパッドとを電気的に接続すると共に、接着剤によりプリント配線板と電子素子とを接着する工程と、を含む電子装置の製造方法を提供する。
上記第３視点の好ましい形態によれば、外部端子と絶縁被覆層とを接着剤によって接着する。
上記第３視点の好ましい形態によれば、電子素子の側面の少なくとも一部と絶縁被覆層とを接着剤によって接着する。
本発明によれば、以下の少なくとも１つの効果を得ることができる。
本発明においては、接続開口部の段部に接着剤を配することができるので、導電性ペーストの接合力に加えて、接着剤の接着力でプリント配線板と電子素子とを接着することができる。これにより、導電率を高めた接合力の劣る導電性ペーストを使用する場合であっても、プリント配線板と電子素子の接合を確保することができ、電気的接続部の信頼性を高めることができる。すなわち、本発明によれば、導電率と接合強度を共に高めることができる。
本発明においては、柔軟性の高い接着剤が電子素子を保持することになるので、プリント配線板と電子素子の面（横）方向の熱膨張差を吸収することができる。これにより、接続部に生ずる応力が小さい電子装置を得ることができる。また、導電性ペーストを用いるので、低温環境で電子素子を実装できるので、より接続信頼性の高い電子装置を得ることができる。
本発明においては、接続開口部に形成されている段部は、電子素子の外部端子（たとえばはんだボール）を配置する際に位置決めマスクの役割も果たすことができる。これにより、電子素子の位置ずれや隣接パッドとのショートを防止することができると共に、電子装置の生産性を高めることができる。
本発明においては、接続開口部の形態（形状、寸法等）は、電子素子やその外部端子毎に、それらの形態（形状、寸法等）に容易に適合させることができる。また、接続開口部の形態によって、電子素子等の性状（導電率、接続信頼性等）に応じて導電性ペースト及び接着剤の量も適宜調節することができる。これにより、性状が異なる種々の電子素子を混載実装することができ、また製造コストも削減することができる。
本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の概略断面図。 図１に示すプリント配線板の接続開口部の概略部分平面図。 図２のIII−III線におけるプリント配線板の接続開口部の概略部分断面図。 図１〜図３とは別の態様である第１実施形態に係るプリント配線板の接続開口部の概略部分断面図。 図１及び図３とは別の態様である第１実施形態に係るプリント配線板の接続開口部の概略部分断面図。 図１及び図３とは別の態様である第１実施形態に係るプリント配線板の接続開口部の概略部分断面図。 図２とは別の態様である第１実施形態に係るプリント配線板の接続開口部の概略部分平面図。 本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略断面図。 プリント配線板に電子素子を実装する工程を説明するための概略部分断面図。 本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の概略平面図。 図１０のXI−XI線におけるプリント配線板の概略断面図。 プリント配線板に電子素子を実装する工程を説明するための概略部分断面図。 本発明の第３実施形態に係るプリント配線板の接続開口部の概略部分平面図。 図１３のXIV−XIV線におけるプリント配線板の概略断面図。 本発明の第３実施形態に係る電子装置の概略部分断面図。 背景技術に係る電子装置の概略断面図。
符号の説明
１，２１，４１ プリント配線板
２，２２，４２ 電子装置
３，２３，４３ 電子素子
４，２４，４４ 基板
５，２５，４５ パッド
６，２６，４６ 絶縁被覆層
６ａ 第１絶縁被覆層
６ｂ 第２絶縁被覆層
６ｄ 第３絶縁被覆層
７，２７，４７ 接続開口部
７ａ，２７ａ，４７ａ 第１開口部（導通用開口部）
７ｂ，２７ｂ，４７ｂ 第２開口部（接着用開口部）
７ｃ，２７ｃ，４７ｃ 段部
７ｄ 第３開口部（第２接着用開口部）
８，２８，４８ 導電性ペースト
９，２９，４９ 接着剤
１０，３０，５０ 外部端子
２３ａ 側面
７１ プリント配線板
７２ 電子装置
７３ 電子素子
７４ 基板
７５ パッド
７６ ソルダレジスト
７７ 開口
７８ 導電性ペースト
８０ 外部端子
本発明の第１実施形態に係るプリント配線板、電子装置及びこれらの製造方法について説明する。
本発明の第１実施形態に係るプリント配線板、電子装置及びこれらの製造方法について説明する。
まず、本発明の第１実施形態に係るプリント配線板について説明する。図１に本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の概略断面図を示す。また、図２に、図１に示すプリント配線板の接続開口部の概略部分平面図を示し、図３に、図２のIII−III線におけるプリント配線板の接続開口部の概略部分断面図を示す。プリント配線板１は、少なくとも１つの配線層（不図示）及び少なくとも１つの絶縁層（不図示）を有する基板４と、電子素子と電気的接続するために、基板４表面に形成されたパッド５と、パッド５が形成された基板４面上を被覆するように形成された絶縁被覆層６と、を備える。絶縁被覆層６には、パッド５の表面の少なくとも一部を露出するように、接続開口部７が形成されている。
接続開口部７は、その内壁の少なくとも一部に、少なくとも１つの段部７ｃを有する。ここで、段部７ｃによって区分される開口をそれぞれ第１開口部（導通用開口部）７ａと第２開口部（接着用開口部）７ｂとする。すなわち、接続開口部７は、パッド５上に形成されている第１開口部７ａと、第１開口部７ａ上に形成されている第２開口部７ｂとを有する。段部７ｃは、第１開口部７ａと第２開口部７ｂとが重複していない接続開口部７の少なくとも一部に少なくとも１つ形成されている。第１開口部７ａと第２開口部７ｂとは接続開口部７の開口面積が外方からパッド５に向けて縮小するように連通していると好ましい。段部７ｃは、その上に接着剤を配置可能なように形成されており、好ましくは、基板４面と平行方向に延在している。第２開口部７ｂは、第１開口部７ａより大きな開口面積を有していると好ましく、本実施形態においては、第１開口部７ａと第２開口部７ｂとは同心的であるとより好ましい。
図１〜図３においては、段部７ｃは、接続開口部７の全周に亘って形成されているが、図４に示すように、接続開口部７の一部のみに形成されていてもかまわない。また、段部７ｃは、複数あってもよいし、複数段あってもよい。
図１及び図３に示す形態においては、単層の絶縁被覆層６を用いて１以上の段部を有する接続開口部７を形成しているが、このような形態に限定されることなく、種々の形態の接続開口部を採用することができる。例えば、図５に示すように、絶縁被覆層６を複数層で形成することもできる。図５に示す形態においては、第１絶縁被覆層６ａによって第１開口部７ａを形成し、第２絶縁被覆層６ｂによって第２開口部７ｂを形成している。また、図６に示すように、３層以上の絶縁被覆層６ａ，６ｂ，６ｄを用いて、第３開口部（第２接着用開口部）７ｄを形成して２段以上有する接続開口部７を形成してもよい。
絶縁被覆層６は、絶縁特性があり、接続開口部の形状を維持できる材料であれば構成材料に特に制限はない。例えば、絶縁被覆層６には、ソルダレジストを使用することができる。また、図５及び図６に示すように、複数層の絶縁被覆層６を形成する場合に、複数の絶縁層は、同一材料であってもよいし、それぞれ異なる材料であってもよい。
図２においては、接続開口部７の平面形状として円形を示したが、接続開口部７の平面形状は円形に限定されることなく、多角形、楕円形等、種々の形態をとることができる。また、第１開口部７ａと第２開口部７ｂは、同一の平面形状であってもよいし、図７に示すように異なる平面形状の組み合わせであってもよい。
次に、本発明の第１実施形態に係る電子装置について説明する。図８に、第１実施形態に係る電子装置の概略断面図を示す。電子装置２は、図１〜図３に示す本発明の第１実施形態に係るプリント配線板１に、電子素子３を実装したものである。
電子素子３の外部端子１０は、連通する第１開口部７ａと第２開口部７ｂに配置されている。外部端子１０とパッド５とは、導電性ペースト８によって電気的に接続されていると共に、接合されている。導電性ペースト８は、主として、外部端子１０とパッド５との間の第１開口部７ａ内に配されている。
導電性ペースト８は、十分な電気的導通を確保できる構成成分であれば、導電性粒子の種類、サイズ、含有量、及び樹脂含有の有無に特に制限はされない。例えば、導電性ペースト８としては、導電性粒子と樹脂成分とが混合されたもの（導電性樹脂）を使用することができる。導電性樹脂においては、樹脂成分の収縮によって導電性粒子同士が接触することにより電気的導通が確保される。導電性樹脂中の樹脂成分は、導電性を阻害しない範囲で混合されると好ましい（例えば２０ｗｔ％以下）。導電性粒子としては、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属粒子、及び導電表面処理を施した樹脂粒子やセラミック粒子等を使用することができる。樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の絶縁性樹脂を使用することができる。
この他にも、導電性ペーストとして、ナノサイズの導電性粒子と分散剤を主成分に構成したナノペーストを使用することもできる。また、低融点の鉛フリーはんだのように自らが溶融する導電性粒子で構成された導電性ペースト（例えばクリームはんだ）を用いてもよい。ナノサイズの導電性粒子や自らが溶融する導電性粒子を用いることにより、より高い導電率を確保することができる。また、後の再加熱工程で再溶融したとしても、本発明の構造では、上段の接着剤によって接続が保持されるため、オープンや脱落にいたることは無い。
電子素子３の外部端子１０と絶縁被覆層６とは、接着剤９によっても接着されている。接着剤９は、主として、第２開口部７ｂにおいて露出した絶縁被覆層６（段部７ｃ）上に配されている。また、接着剤９は、段部７ｃから接続開口部７外の絶縁被覆層６表面上にも亘って、絶縁被覆層６と外部端子１０とを接着してもよい。
接着剤９は、十分な接着強度が確保できるものであれば種類に制限は無く、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等を主成分としたものを適用することができる。なお、接着強度を阻害しない程度であれば、導電性粒子が混入されたものを用いることもできる。
なお、導電性ペースト８及び接着剤９は、接続開口部７内において両者が完全に混合しない限り、一部が混合された状態になったり、第１開口部７ａや第２開口部７ｂからはみ出す状態になったりしても問題ない。
次に、本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造方法及び電子装置の製造方法について説明する。
次に、本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造方法及び電子装置の製造方法について説明する。
まず、プリント配線板１の製造方法について説明する。紙基材、ガラス基材、ポリエステル繊維基材等にエポキシ樹脂、フェノール樹脂などを染み込ませた絶縁層上に、配線層として銅箔を加圧加熱処理して貼り付けた銅張積層板を形成した後、該銅張積層板の表面に感光性樹脂を塗布し、配線パターン形成用のマスクを用いて配線パターン部のみを露光、現像し、配線パターンと同じ形状にエッチングレジストを形成する。その後、銅張積層板表面をエッチングし、エッチングレジスト形成部以外の銅を除去し、さらにエッチングレジストを除去することにより、銅の配線パターンを形成する。これにより、基板４が作製される（以上不図示）。なお、上記工程は、片面１層のみの基板４作製方法であり、多層基板を作製する場合には、配線形成を基板の両面行った後、さらに、最表面に銅張積層板を積層し、各層間の電気的導通を取るためのビアを穿った後、再度同様の方法にてパターン形成を行う。
次に、配線層を保護するため、パッド５上に接続開口部７を有する絶縁被覆層６（例えば、ソルダレジスト等）で基板４面上を被覆する。これにより、プリント配線板１が作製される（以上不図示）。
第１開口部７ａ及び第２開口部７ｂの形成方法は、特に限定されるものではなく、適宜種々の方法を採用することができる。例えば、第１開口部７ａ及び第２開口部７ｂが形成されたドライフィルムを絶縁被覆層６として基板４に貼り付けてもよいし、あるいは、まずは第１開口部７ａのみを有する絶縁被覆層を例えば液体レジストで形成し、液体レジストが硬化した後、その上に第２開口部７ｂを有する絶縁被覆層を形成することにより、接続開口部７を有する絶縁被覆層６を形成してもよい。
次に、プリント配線板１に電子素子３（例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）用の半導体素子）を実装する。図９に、プリント配線板に電子素子を実装する工程を説明するための概略部分断面図を示す。まず、プリント配線板１のパッド５上の第１開口部７ａ領域に（図９（ａ））、電子素子３の外部端子１０とパッド５とを電気的に接続するための導電性ペースト８を供給する（図９（ｂ））。導電性ペースト８の供給方法は、スクリーン版を用いた印刷工法、ディスペンス工法、インクジェット工法等、種々の方法を適宜選択することができる。次に、第２開口部７ｂ領域の段部７ｃ上に、電子素子３の外部端子１０と絶縁被覆層６との接着強度を高めるための接着剤９を供給する（図９（ｃ））。接着剤９の供給方法も、導電性ペースト８の供給方法と同様に、種々の方法を適宜選択することができる。
次に、電子素子３の外部端子１０の一部が導電性ペースト８と接触すると共に、別の一部が接着剤９と接触するように、電子素子３をプリント配線板に搭載する（図９（ｄ））。このとき、接続開口部の段部７ｃは位置合わせの際のマスクの役割も果たす。次に、電子素子３を搭載したプリント配線板を加熱して導電性ペースト８と接着剤９を硬化させることにより、外部端子１０をプリント配線板に固着させる（図９（ｅ））。加熱手段としては、オーブン、リフロー炉、ホットプレート等の熱源を使用することができる。また、加熱は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだの最低加熱温度である２３０℃よりも低い温度（例えば、１５０℃〜１８０℃）で実施すると好ましい。導電性ペースト８と接着剤９は、硬化条件が同一又は近い場合には一括硬化させることができ、硬化条件が異なる場合には多段階的に硬化させてもよい。
なお、上記説明においては、プリント配線板の片面のみに電子素子を実装するプリント配線板、電子装置及びその製造方法を説明したが、同様の方法でプリント配線板の両面に電子素子を実装できることはいうまでもない。また、各要素は図面に示した形状に限定されるものではない。例えば、外部端子の形状は、図９に示すような球状端子に限定されるものではなく、凸状端子等でもよい。
本実施形態によれば、接続開口部に段部を形成することにより、導電性ペーストの他に接着剤を配することができる。これにより、導電性ペーストによって高導電率を確保することができると共に、接着剤によって電子素子とプリント配線板との接着強度を高めることができる。また、柔軟性の高い接着剤で電子素子を保持することになるので、接着剤によってプリント配線板と電子素子との面方向の熱膨張差を吸収することもできる。さらに、電子装置の製造工程においては、導電性ペーストを使用するので、加熱温度を低温化することができる。また、段部を有する接続開口部は、位置決めマスクの役割も果たすことができる。したがって、本発明のプリント配線板を用いれば、電気的接続の信頼性が高く、損傷を有する危険性が低く、生産性の高い電子装置及びその製造方法を提供することができる。
次に、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板、電子装置及びこれらの製造方法について説明する。
次に、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板、電子装置及びこれらの製造方法について説明する。
まず、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板について説明する。図１０に、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の概略平面図を示し、図１１に、図１０のXI−XI線におけるプリント配線板の概略断面図を示す。第１実施形態と第２実施形態とでは、接続開口部の形態が異なっている。第１実施形態においては、１つの第１開口部に対して１つの第２開口部が形成されていたが、第２実施形態においては、複数の第１開口部２７ａに対して１つの第２開口部２７ｂが形成されている。好ましくは、第２開口部２７ｂの外周（開口面積）は、実装する電子部品の外周（実装面積）よりも大きくする。
プリント配線板２１において、絶縁被覆層２６は、パッド２５の少なくとも一部が露出するように形成された接続開口部２７を有する。接続開口部２７は、その内壁の少なくとも一部に段部２７ｃを有する。接続開口部２７は、パッド２５の少なくとも一部を露出させる複数の第１開口部２７ａと、段部２７ｃを形成すると共に、複数の第１開口部２７ａを包含するように（複数の第１開口部２７ａと重複するように）、第１開口部２７ａ上に形成された少なくとも１つの第２開口部２７ｂと、を有し、第１開口部２７ａと第２開口部２７ｂとは連通している。段部２７ｃは、その上に接着剤を配置可能なように形成されており、好ましくは、基板２４面と平行方向に延在している。第２開口部２７ｂは、第１開口部２７ａより大きな開口面積を有している。
プリント配線板２１に電子素子を実装する際、導電性ペーストが第１開口部２７ａに主として配され、接着剤が第２開口部２７ｂの段部２７ｃ上に主として配されることになる。
第２実施形態に係るプリント配線板２１において、第２開口部の形態以外の形態は、第１実施形態に係るプリント配線板の形態と同様である。
第２開口部 第２実施形態に係るプリント配線板２１は、第１実施形態で説明したプリント配線板の製造方法と同様の方法で製造することができる。
第２実施形態に係るプリント配線板２１は、第１実施形態で説明したプリント配線板の製造方法と同様の方法で製造することができる。
次に、本発明の第２実施形態に係る電子装置及びその製造方法について説明する。図１２に、第２実施形態に係る電子装置及びその製造方法を説明するための概略断面工程図を示す。
まず、プリント配線板２１に電子素子２３（例えばＬＧＡ（Land Grid Array）用半導体素子）を実装した第２実施形態に係る電子装置について説明する。第１実施形態においては、接着剤は外部端子と接触していたが、図１２（ｅ）に示す電子装置２２においては、接着剤２９は、電子素子２３の外部端子３０と接触しておらず、電子素子２３の少なくとも側面２３ａの少なくとも一部と接触している。すなわち、電子素子２３の側面２３ａと絶縁被覆層２６とが接着剤２９によって接着されている。また、電子素子２３は、開口部２７の段部２７ｃ上に配されている。すなわち、電子素子２３は、第２開口部２７ｂ内に嵌め込まれるように配されている。電子素子２３の外部端子３０とパッド２５とは、第１開口部２７ａに配された導電性ペースト２８によって電気的に接続されている。
次に、第２実施形態に係る電子装置の製造方法について説明する。まず、第２実施形態に係るプリント配線板２１（図１２（ａ））のパッド２５上の第１開口部２７ａ領域に、導電性ペースト２８を供給する（図１２（ｂ））。導電性ペースト２８は、電子素子２３の平面状の外部端子３０が配置されたときに外部端子３０とパッド２５とが電気的に接続可能となるように充填する。次に、第２開口部２７ｂ領域の段部２７ｃ上に、第２開口部２７ｂの外周の少なくとも一部に沿って接着剤２９を供給する（図１２（ｃ））。
次に、電子素子２３の外部端子３０の少なくとも一部が導電性ペースト２８と接触すると共に、電子素子２３の少なくとも側面の少なくとも一部が接着剤２９と接触するように、電子素子２３をプリント配線板２１に搭載する（図１２（ｄ））。次に、加熱処理を施すことにより、導電性ペースト２８及び接着剤２９を硬化させる。これにより、電子装置２２を製造することができる。
本実施形態に係る電子装置の製造方法において、上記説明以外の形態については第１実施形態と同様である。
本実施形態に係る電子装置の製造方法において、上記説明以外の形態については第１実施形態と同様である。
本実施形態は、突起状の外部端子を有さず、平面的な外部端子を有する電子素子、例えばＬＧＡ用の半導体素子、チップコンデンサ、チップ抵抗等の電子素子の実装に適しており、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第３実施形態に係るプリント配線板、電子装置及びこれらの製造方法について説明する。
次に、本発明の第３実施形態に係るプリント配線板、電子装置及びこれらの製造方法について説明する。
まず、本発明の第３実施形態に係るプリント配線板について説明する。図１３に、本発明の第３実施形態に係るプリント配線板の接続開口部の概略部分平面図を示し、図１４に、図１３のXIV−XIV線におけるプリント配線板の概略断面図を示す。本実施形態に係るプリント配線板４１は、ＱＦＰ（Quad Flat Package）や、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）のように、短冊状の外部端子（例えばリード）が側面方向突出している電子素子の実装に適したものである。
プリント配線板４１において、絶縁被覆層４６は、パッド４５の少なくとも一部が露出するように形成された接続開口部４７を有する。接続開口部４７は、その内壁の少なくとも一部に段部４７ｃを有する。接続開口部４７は、パッド４５の少なくとも一部を露出させる一方向に長い平面形状（例えば長方形状）の第１開口部４７ａと、第１開口部４７ａの長手方向の少なく一方の端部に段部４７ｃを形成するように、第１開口部４７ａ上に形成された第２開口部４７ｂと、を有し、第１開口部４７ａと第２開口部４７ｂとは連通している。段部４７ｃは、その上に接着剤を配置可能なように形成されており、好ましくは、基板４４面と平行方向に延在している。第２開口部４７ｂは、第１開口部４７ａより大きな開口面積を有している。図１３に示す形態においては、段部４７ｃは、接続開口部４７の長手方向の両端に２箇所形成されているが、その位置や数は、実装する電子素子の形態や必要な信頼性に応じて適宜変更することができる。また、段部４７ｃの平面形状として楕円形状を図示しているが、この形状に限定されることはない。第１開口部４７ａ及び第２開口部４７ｂのそれぞれの開口面積は、電子素子の外部端子の接触面積に応じて適宜決定すると好ましい。
プリント配線板４１に電子素子を実装する際、導電性ペーストが第１開口部４７ａに主として配され、接着剤が第２開口部４７ｂの段部４７ｃ上に主として配されることになる。
次に、プリント配線板４１に電子素子を実装した第３実施形態に係る電子装置について説明する。図１５に、第３実施形態に係る電子装置の概略部分断面図を示す。電子素子４３から側面方向に突出した帯状の外部端子５０の一部は、第２開口部４７ｂ内に配され、第１開口部４７ａに充填された導電性ペースト４８によってプリント配線板４１のパッド４５と電気的に接続されている。
段部４７ｃ上には接着剤４９が配されており、外部端子５０の先端部及びヒール部の少なくとも一部が接着剤４９によって絶縁被覆層４６と接着されている。図１５に示す形態においては、外部端子５０の接着強度に最も影響があるトップフィレット部及びバックフィレット部の２箇所のみを接着剤４９で接着している。
その他の形態及びプリント配線板４１及び電子装置４２の製造方法については、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
その他の形態及びプリント配線板４１及び電子装置４２の製造方法については、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
本発明においては、プリント配線板に実装する電子素子の種類（形状や大きさ）、または電子素子の外部端子種類（形状や大きさ）に応じて、接続開口部（第１開口部、第２開口部、段部）の形態（大きさ、形状、位置、数等）を変更することができ、本発明は種々の電子素子の実装に適用することができる。また、接続開口部の形態を変更することにより、要求される接続信頼性に応じて、導電性ペースト及び接着剤の量を調節することができ、製造コスト削減にも繋がる。
本発明において、電子素子としては、半導体素子等の能動素子やコンデンサ等の受動素子等、種々の電子素子を適用することができる。
本発明において、電子素子としては、半導体素子等の能動素子やコンデンサ等の受動素子等、種々の電子素子を適用することができる。
本発明のプリント配線板、電子装置及びその製造方法は、上記実施形態に基づいて説明されているが、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施形態に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。
本発明のさらなる課題、目的及び展開形態は、請求の範囲を含む本発明の全開示事項からも明らかにされる。

Claims (15)

  1. 基板と、
    前記基板上に形成されたパッドと、
    前記パッドが形成された前記基板面上を被覆する絶縁被覆層と、を備え、
    前記絶縁被覆層は、前記パッドの少なくとも一部を露出する少なくとも１つの接続開口部を有し、
    前記接続開口部は、その内壁の少なくとも一部に、少なくとも１つの段部を有することを特徴とするプリント配線板。
  2. 前記段部は、その上に接着剤を配することができるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
  3. 前記接続開口部は、前記パッドの少なくとも一部を露出するように前記パッド毎に形成された第１開口部と、前記第１開口部上に形成され、前記第１開口部と連通する第２開口部とを有し、
    前記第２開口部は前記第１開口部より大きな開口面積を有し、
    前記段部は、前記第１開口部と前記第２開口部とが重複していない領域に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント配線板。
  4. 前記第２開口部は、１つの第１開口部に対して１つ形成されていることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
  5. 前記第１開口部と前記第２開口部とは同心的に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板。
  6. 前記接続開口部は、複数の第１開口部を有し、
    前記第２開口部は、前記複数の第１開口部と重複していることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
  7. 前記接続開口部は、一方向に長い平面形状を有し、
    前記段部は、前記接続開口部の長手方向の少なくとも一方の端部に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプリント配線板。
  8. 基板、前記基板上に形成されたパッド、及び前記パッドが形成された前記基板面上を被覆する絶縁被覆層を有するプリント配線板と、
    前記パッドと電気的に接続する外部端子を有し、前記プリント配線板に実装される電子素子と、を備える電子装置であって、
    前記絶縁被覆層は、前記パッドの少なくとも一部を露出する少なくとも接続開口部を有し、
    前記接続開口部は、その内壁の少なくとも一部に、少なくとも１つの段部を有し、
    前記外部端子は、前記パッド上に配された導電性ペーストによって前記パッドと電気的に接続され、
    前記電子素子は、前記段部上に配された接着剤によって前記プリント配線板と接着されていることを特徴とする電子装置。
  9. 前記接続開口部は、前記パッドの少なくとも一部を露出するように前記パッド毎に形成された第１開口部と、前記第１開口部上に形成され、前記第１開口部と連通する第２開口部とを有し、
    前記第２開口部は、前記第１開口部より大きな開口面積を有すると共に、１つの前記第１開口部に対して１つ形成され、
    前記段部は、前記第１開口部と前記第２開口部とが重複していない領域に形成され、
    前記電子素子の前記外部端子が前記接着剤によって前記絶縁被覆層と接着されていることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
  10. 前記接続開口部は、前記パッドの少なくとも一部を露出するように前記パッド毎に形成された複数の第１開口部と、前記第１開口部上に形成され、前記第１開口部と連通する第２開口部とを有し、
    前記第２開口部は、前記第１開口部より大きな開口面積を有し、前記複数の第１開口部と重複し、
    前記段部は、前記第１開口部と前記第２開口部とが重複していない領域に形成され、
    前記電子素子の前記側面の少なくとも一部が前記接着剤によって前記絶縁被覆層と接着されていることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
  11. 前記接続開口部は、前記パッドの少なくとも一部を露出するように前記パッド毎に形成された第１開口部と、前記第１開口部上に形成され、前記第１開口部と連通する第２開口部とを有し、
    前記第２開口部は、前記第１開口部より大きな開口面積を有し、
    前記接続開口部は、一方向に長い平面形状を有し、
    前記段部は、前記第１開口部と前記第２開口部とが重複していない領域の、前記接続開口部の長手方向の少なくとも一方の端部に形成され、
    前記外部端子は、帯状形状であり、前記接続開口部の長手方向に沿って配設されると共に、前記接着剤によって前記絶縁被覆層と接着されていることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
  12. 前記接続開口部は、少なくとも前記導電性ペースト及び前記接着剤によって充填されており、
    前記接着剤は、前記段部から前記絶縁被覆層の表面上に亘って延在していることを特徴とする請求項８〜１１に記載の電子装置。
  13. プリント配線板に電子素子が実装された電子装置の製造方法であって、
    パッドが形成された基板面上を被覆する絶縁被覆層が、前記パッドの少なくとも一部を露出すると共に、内壁の少なくとも一部に、少なくとも１つの段部を有する少なくとも１つの接続開口部を有するプリント配線板を作製する工程と、
    前記パッド上に、前記電子素子の外部端子と前記パッドとを電気的に接続するための導電性ペーストを供給する工程と、
    前記段部上に接着剤を供給する工程と、
    前記接続開口部に前記外部端子が位置するように前記プリント配線板に前記電子素子を搭載する工程と、
    前記導電性ペースト及び前記接着剤を硬化させることにより、前記導電性ペーストにより前記外部端子と前記パッドとを電気的に接続すると共に、前記接着剤により前記プリント配線板と前記電子素子とを接着する工程と、を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
  14. 前記外部端子と前記絶縁被覆層とを前記接着剤によって接着することを特徴とする請求項１３に記載の電子装置の製造方法。
  15. 前記電子素子の側面の少なくとも一部と前記絶縁被覆層とを前記接着剤によって接着することを特徴とする請求項１３に記載の電子装置の製造方法。
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