CN109287061A - 车载用电路安装基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种缓和作用于车载用电路安装基板的焊料连接部的热应力的影响的车载用电路安装基板。车载用电路安装基板具备:作为表面安装型封装部件的IC,其具备沿部件底表面的外周排列的多个电极焊盘;以及印刷线路板,其在与部件底表面对置的线路板上表面上具备沿多个电极焊盘排列的多个连接盘,各连接盘与对应的电极焊盘对置地进行配置,并且彼此通过焊料连接进行电连接。在某个连接盘和与该连接盘对应的电极焊盘之间,形成有第一外侧焊料倾斜面以及第一内侧焊料倾斜面,以第一外侧焊料倾斜面以及第一内侧焊料倾斜面中的一方朝向线路板侧并且另一方朝向部件侧的方式,某个连接盘配置为相对于对应的电极焊盘偏移。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2017年7月19日提交的名称为“车载用电路安装基板”的日本专利申请2017-139852的优先权,该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种车载用电路安装基板。
背景技术
例如,在专利文献1中,公开了装入移动终端中的电子部件。该电子部件具备在正面安装有半导体元件等部件、且在背面形成有多个安装用电极的俯视矩形的电路基板。为了防止由移动终端落地时等的外部冲击导致的电路基板的破损,电路基板的四个角部附近的安装用电极配置在从电路基板背面的对角线偏移的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/101978号
发明内容
发明所要解决的问题
作为对于车载用电路安装基板反复进行潜心研究的结果,本发明的发明人最终认识到以下问题。基板与在其上安装的IC等电子部件由不同材料形成,即具有不同的热膨胀系数。基板与电子部件通过焊料进行连接。在电子部件的发热、周围温度变化的影响下,基板与电子部件在热变形的大小上产生差异,有可能在基板与焊料的接合界面、或者电子部件与焊料的接合界面上作用有比较大的热应力。由于在接合界面反复作用有这样的应力集中,有可能会在接合界面上产生裂缝。裂缝的生长会妨碍基板与电子部件的良好的电连接,最终有可能会导致电断开状态。即使通过由相同的材料形成基板与电子部件等方法而使两者的热膨胀系数没有显著的差异,但由于局部的发热、不均匀的温度分布等热环境的不同,在焊料连接部也有可能会产生同样的问题。
本发明鉴于这样的状况而完成,其目的在于,缓和作用于车载用电路安装基板的焊料连接部的热应力的影响。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题,本发明的某一方式的车载用电路安装基板具备:表面安装型封装部件,其具备沿部件底表面的外周排列的多个电极焊盘;以及印刷线路板,其在与部件底表面对置的线路板上表面上具备沿多个电极焊盘排列的多个连接盘,各连接盘与对应的电极焊盘对置地进行配置,并且彼此通过焊料连接进行电连接。在多个连接盘中的某个连接盘和与该连接盘对应的电极焊盘之间,形成有外侧焊料倾斜面以及内侧焊料倾斜面,以外侧焊料倾斜面以及内侧焊料倾斜面中的一方朝向线路板侧并且另一方朝向部件侧的方式,某个连接盘配置为相对于对应的电极焊盘偏移。
根据该方式,能够缓和作用于车载用电路安装基板的焊料连接部的热应力的影响。
也可以是,某个连接盘配置为相对于对应的电极焊盘向部件外侧偏移,某个连接盘的尺寸在连接盘与电极焊盘的偏移方向上比对应的电极焊盘的尺寸长。
也可以是,部件底表面具有矩形的外形。也可以是,某个连接盘以及对应的电极焊盘位于矩形的外形的一边的端部。
也可以是,部件底表面具有矩形的外形。也可以是,在矩形的外形的对置的两边的每一边,或者在矩形的外形的四边的每一边,设置有多个连接盘以及多个电极焊盘,在两边或者四边的每一边,在多个连接盘中的某个连接盘和与该连接盘对应的电极焊盘之间,形成有外侧焊料倾斜面以及内侧焊料倾斜面,以外侧焊料倾斜面以及内侧焊料倾斜面中的一方朝向线路板侧并且另一方朝向部件侧的方式,某个连接盘配置为相对于对应的电极焊盘偏移。
发明效果
根据本发明,能够缓和作用于车载用电路安装基板的焊料连接部的热应力的影响。
附图说明
图1是实施方式所涉及的车载用电路安装基板的概要俯视图。
图2是图1所示的印刷线路板的概要俯视图。
图3是对图2所示的A区域进行放大表示的概要图。
图4中的(a)以及图4中的(b)是表示图1所示的焊料连接部及其周边构造的概要侧剖视图。
图5是用于对某个典型的焊料接合形状中有可能产生的裂缝进行说明的概要图。
图6是用于对实施方式所涉及的焊料接合形状中有可能产生的裂缝进行说明的概要图。
10:电路基板;12:IC;13:部件底表面;14:印刷线路板;15:线路板上表面;16:焊料连接部;18:电极焊盘;20:连接盘;161:第一焊料连接部;161a:第一外侧焊料倾斜面;161b:第一内侧焊料倾斜面;162:第二焊料连接部;162a:第二外侧焊料倾斜面;162b:第二内侧焊料倾斜面;181:末端焊盘;182:中央焊盘;201:末端连接盘;202:中央连接盘。
具体实施方式
以下,基于优选的实施方式并参照附图对本发明进行说明。实施方式并非对发明进行限定而是示例,实施方式中记载的全部特征、其组合并非一定是发明的本质性内容。对各附图所示的相同或者等同的结构要素、构件、处理标示相同的附图标记,并对重复的说明进行适当省略。另外,为了容易进行说明而对各图所示的各部分的比例尺、形状进行了适当设定,除非有特别声明,不应作限定性的解释。另外,本说明书或者权利要求书中使用的“第一”、“第二”等术语并非表示任何的顺序、重要度,而是为了对某个结构与其他结构进行区别。
图1是实施方式所涉及的车载用电路安装基板的概要俯视图。车载用电路安装基板(以下,也简称为电路基板)10,例如可以是汽车等车辆中使用的车辆用灯具的控制装置或者其一部分,也可以是其他任意的电路装置。
电路基板10具备:作为表面安装型封装部件的一个例子的半导体集成电路部件(以下,也简称为IC)12、以及安装有IC12的印刷线路板14。IC12通过多个焊料连接部16而与印刷线路板14电连接。在下文中亦有叙述,沿IC12的底表面的外周排列有多个电极焊盘,并且,在印刷线路板14的上表面,多个连接盘沿电极焊盘的列进行排列,对应的电极焊盘和连接盘通过一个个焊料连接部16进行连接。IC12在俯视时具有矩形的外形,沿其四边的每一边排列有多个焊料连接部16。在电路基板10中,还可以在IC12的基础上在IC12的周围安装各种电子部件,由于较简单在此省略其记载。
图2是图1所示的印刷线路板14的概要俯视图。在图2中,为了便于理解,以虚线表示与印刷线路板14的上表面(以下,也称为线路板上表面)15对置的IC12的底表面(以下,也称为部件底表面)13、以及沿部件底表面13的外周排列的多个电极焊盘18。
部件底表面13具有矩形的外形,沿其四边的每一边排列有多个电极焊盘18。电极焊盘18是用于与外部进行电连接的金属制成的端子部,从IC12的密封树脂部向部件底表面13露出。电极焊盘18可以向部件底表面13以及部件侧面的双方露出。此外,IC12具有引线。
沿部件底表面13的某一边排列的电极焊盘18具有与该边垂直地朝向部件内侧而细长地延伸的形状。各电极焊盘18的外缘18a成为部件底表面13的边的一部分。各电极焊盘18的内缘18b在图示的例子中形成为半圆形,但不限于此,可以是矩形状以外的任意的形状。在此,所有的电极焊盘18为相同的形状,但是这并非是必须的。
印刷线路板14具备导体图案以及绝缘树脂层,该导体图案包括形成于线路板上表面15的多个连接盘20。连接盘20沿部件底表面13的四边的各边而排列为矩形。各连接盘20与对应的电极焊盘18对置地配置,彼此通过焊料连接进行电连接。印刷线路板14的导体图案包括由上述多个连接盘20包围的矩形的中心导体区域21。印刷线路板14的绝缘树脂层由与IC12的密封树脂部不同的材料形成,IC12和印刷线路板14具有互不相同的热膨胀系数。
各连接盘20位于对应的电极焊盘18的正下方,并沿该电极焊盘18细长地延伸。各连接盘20的外缘20a位于比部件底表面13的边靠外侧的位置,连接盘20的内缘20b位于比部件底表面13的边靠内侧的位置。各连接盘20形成为矩形的形状,但是不限于此。
以下,出于说明上的方便,有时将位于部件底表面13的矩形的外形的一边的端部的电极焊盘18称为末端焊盘181,将末端焊盘181以外的电极焊盘18称为中央焊盘182。即,末端焊盘181位于部件底表面13的矩形的外形的顶点附近。中央焊盘182夹在部件底表面13的某一边的两端的末端焊盘181中。同样地,出于说明上的方便,有时将与末端焊盘181对置的连接盘20称为末端连接盘201,将与中央焊盘182对置的连接盘20称为中央连接盘202。
图3是对图2所示的A区域进行放大表示的概要图。在图3中示出了末端焊盘181与末端连接盘201的位置关系,以及中央焊盘182与中央连接盘202的位置关系。
在图3中所示的例子中,末端连接盘201配置为相对于末端焊盘181向部件外侧偏移。即,末端连接盘201的外缘201a相对于末端焊盘181的外缘181a而位于外侧,并且末端连接盘201的内缘201b相对于末端焊盘181的内缘181b而位于外侧。
末端连接盘201的长度L2比末端焊盘181的长度L1长。在此,电极焊盘18以及连接盘20的长度是指连接盘20与电极焊盘18的偏移方向、即与部件底表面13的边垂直的方向上的电极焊盘18以及连接盘20的尺寸。另外,相比末端连接盘201的内缘201b与末端焊盘181的内缘181b的距离D1,末端连接盘201的外缘201a与末端焊盘181的外缘181a的距离D2更长。
中央连接盘202的外缘202a相对于中央焊盘182的外缘182a而位于外侧,并且中央连接盘202的内缘202b相对于中央焊盘182的内缘182b而位于内侧。中央连接盘202的长度L3比中央焊盘182的长度L1长。相比中央连接盘202的内缘202b与中央焊盘182的内缘182b的距离D3,中央连接盘202的外缘202a与中央焊盘182的外缘182a的距离D2更长。
此外,在图3所示的例子中,末端连接盘201的宽度比末端焊盘181的宽度大。同样地,中央连接盘202的宽度比中央焊盘182的宽度大。电极焊盘18以及连接盘20的宽度是指沿部件底表面13的边的方向上的电极焊盘18以及连接盘20的尺寸。其中,连接盘20的宽度可以与电极焊盘18的宽度相等,或者也可以比电极焊盘18的宽度小。
上述连接盘20与电极焊盘18的相对性尺寸关系仅是示例,不限于此。连接盘20以及电极焊盘18可以具有其他尺寸关系。
图4中的(a)以及图4中的(b)是表示图1所示的焊料连接部16及其周边构造的概要侧剖视图。在图4中的(a)以及图4中的(b)中,举例示出了形成于IC12的对置的两边的两个不同的焊料连接部16。在图4中的(a)中举例示出了将末端焊盘181连接于末端连接盘201的第一焊料连接部161,在图4中的(b)中举例示出了将中央焊盘182连接于中央连接盘202的第二焊料连接部162。参照图4中的(a)以及图4中的(b),对焊料连接部16的表面倾斜形状进行说明。
在末端焊盘181与末端连接盘201之间,形成有第一焊料连接部161的第一外侧焊料倾斜面161a以及第一内侧焊料倾斜面161b。第一外侧焊料倾斜面161a将末端连接盘201的外缘201a连接于末端焊盘181的外缘181a。第一内侧焊料倾斜面161b将末端连接盘201的内缘201b连接于末端焊盘181的内缘181b。
以第一内侧焊料倾斜面161b朝向印刷线路板14侧并且第一外侧焊料倾斜面161a朝向IC12侧的方式,末端连接盘201配置为相对于末端焊盘181偏移。如上述那样,末端连接盘201配置为相对于末端焊盘181而向部件外侧偏移。
由于部件底表面13与线路板上表面15的距离为固定,并且与距离D1相比距离D2更长,因此第一外侧焊料倾斜面161a的倾斜角度与第一内侧焊料倾斜面161b相比较为平缓。如果距离D1与距离D2相等的情况下,第一外侧焊料倾斜面161a与第一内侧焊料倾斜面161b为大致平行,第一焊料连接部161在侧面视时为平行四边形的形状。
在中央焊盘182与中央连接盘202之间,形成有第二焊料连接部162的第二外侧焊料倾斜面162a以及第二内侧焊料倾斜面162b。第二外侧焊料倾斜面162a将中央连接盘202的外缘202a连接于中央焊盘182的外缘182a。第二内侧焊料倾斜面162b将中央连接盘202的内缘202b连接于中央焊盘182的内缘182b。第二外侧焊料倾斜面162a以及第二内侧焊料倾斜面162b一起朝向IC12侧。由于与距离D3相比距离D2更长,因此第二外侧焊料倾斜面162a的倾斜角度与第二内侧焊料倾斜面162b相比较为平缓。
图5是用于对某个典型的焊料接合形状中有可能产生的裂缝进行说明的概要图。在图5所示的典型的结构中,电子部件30的电极31与基板32的连接盘33形状以及位置一致,因此,焊料接合形状34不具有倾斜面。焊料接合形状34的外缘34a以及内缘34b均垂直于基板32。在该结构中,热应力集中于电极31与焊料接合形状34的接合界面处(黑圆点X1、X2),其结果是,裂缝从焊料接合形状34的外缘34a以及内缘34b沿相同接合界面而发展(由波浪线状的箭头Y1、Y2表示),上述裂缝连接而容易导致电断开状态。
图6是用于对实施方式所涉及的焊料接合形状中有可能产生的裂缝进行说明的概要图。基板32的连接盘33相对于电子部件30的电极31而位于向部件外侧偏移的位置。因此,焊料接合形状34的外缘34a以及内缘34b均相对于基板32倾斜,焊料接合形状34成为平行四边形状或者与之类似的形状。在该情况下,能够将热应力分散至电极31与焊料接合形状34的接合界面、以及连接盘33与焊料接合形状34的接合界面(黑圆点X3、X4)。即使裂缝在这两个接合界面的每一面上都发展(由波浪线状的箭头Y3、Y4表示),由于这些裂缝位于不同界面而难以直接连接。因此,根据实施方式,与图5中所示的结构相比而难以产生电断开状态。如所理解那样,电子部件30以及基板32,分别可以是例如IC12以及印刷线路板14。
如以上说明,根据实施方式所涉及的电路基板10,以第一内侧焊料倾斜面161b朝向印刷线路板14侧并且第一外侧焊料倾斜面161a朝向IC12侧的方式,末端连接盘201配置为相对于末端焊盘181偏移。通过上述那样的焊料连接部16的形状,能够缓和作用于焊料连接部16的热应力的影响,并防止或者延缓焊料连接部16的断裂。因此,能够抑制由于裂缝的发展而有可能引起的电断开。
在将电路基板10设计为车载用的情况下,经常假定相当宽的温度范围的使用环境。由于缓和了热应力的影响,电路基板10容易适用在上述那样的酷热的使用环境。因而,电路基板10作为车载用的电路安装基板很有利。
在IC12具有矩形的外形的情况下,有可能在矩形的顶点附近产生更大的热应力。位于矩形的外形的一边的端部的末端连接盘201以及末端焊盘181配置为彼此偏移,这样对缓和热应力的影响很有效。
另外,连接盘20配置为相对于电极焊盘18而向部件外侧偏移,在偏移方向上连接盘20比电极焊盘18长。这样,容易从IC12的外部或者上方观察焊料连接部16。在缓和热应力的基础上,还具有容易对焊料连接部16的缺陷进行检测的优点。
本发明并不限定于上述实施方式以及变形例,还可以对实施方式以及变形例进行组合或者基于本领域技术人员的知识而加上各种设计变更等进一步的变形,上述组合或者加上进一步的变形的实施方式、变形例也包括在本发明的范围内。通过上述实施方式、变形例以及将上述实施方式、变形例与以下变形进行组合而产生的新的实施方式兼有所组合的实施方式、变形例以及进一步的变形的各自的效果。
在上述实施方式中,末端连接盘201配置为相对于末端焊盘181向部件外侧偏移,在偏移方向上末端连接盘201比末端焊盘181长,但是本发明的实施方式不限于此。本发明的实施方式还可以应用于中央连接盘202和对应的中央焊盘182的组合,以替代末端连接盘201和对应的末端焊盘181的组合,或者同时应用于末端连接盘201和对应的末端焊盘181的组合。本发明的实施方式也可以应用于任意的连接盘20和对应的电极焊盘18的组合。
在上述实施方式中,末端连接盘201配置为相对于末端焊盘181向部件外侧偏移,但是本发明的实施方式不限于此。也可以是,以第一外侧焊料倾斜面161a朝向印刷线路板14侧并且第一内侧焊料倾斜面161b朝向IC12侧的方式,末端连接盘201配置为相对于末端焊盘181向部件内侧偏移。同样,也可以是,中央连接盘202配置为相对于中央焊盘182向部件内侧偏移。
在上述实施方式中,作为例子对四向连接的表面安装型封装部件进行了说明,但是本发明的实施方式也可以应用于双向连接的表面安装型封装部件。也可以是,在部件底表面13的矩形的外形的对置的两边的每一边设置有多个连接盘20以及多个电极焊盘18。也可以是,在这两边的每一边,在多个连接盘20中的某个连接盘(例如,末端连接盘201)和与该连接盘对应的电极焊盘(例如,末端焊盘181)之间,形成有第一焊料连接部161的第一外侧焊料倾斜面161a以及第二内侧焊料倾斜面162b。也可以是,以第一外侧焊料倾斜面161a以及第二内侧焊料倾斜面162b中的一方朝向印刷线路板14侧并且另一方朝向IC12侧的方式,上述某个连接盘配置为相对于上述对应的电极焊盘偏移。
Claims (4)
1.一种车载用电路安装基板,其特征在于,具备:
表面安装型封装部件,其具备沿部件底表面的外周排列的多个电极焊盘;以及
印刷线路板,其在与所述部件底表面对置的线路板上表面上具备沿所述多个电极焊盘排列的多个连接盘,各连接盘与对应的电极焊盘对置地进行配置,并且彼此通过焊料连接进行电连接,
在所述多个连接盘中的某个连接盘和与该连接盘对应的电极焊盘之间,形成有外侧焊料倾斜面以及内侧焊料倾斜面,
以所述外侧焊料倾斜面以及所述内侧焊料倾斜面中的一方朝向线路板侧并且另一方朝向部件侧的方式,所述某个连接盘配置为相对于所述对应的电极焊盘偏移。
2.根据权利要求1所述的车载用电路安装基板,其特征在于,
所述某个连接盘配置为相对于所述对应的电极焊盘向部件外侧偏移,
所述某个连接盘的尺寸在连接盘与电极焊盘的偏移方向上比所述对应的电极焊盘的尺寸长。
3.根据权利要求1或2所述的车载用电路安装基板,其特征在于,
所述部件底表面具有矩形的外形,
所述某个连接盘以及所述对应的电极焊盘位于所述矩形的外形的一边的端部。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车载用电路安装基板,其特征在于,
所述部件底表面具有矩形的外形,
在所述矩形的外形的对置的两边的每一边,或者在所述矩形的外形的四边的每一边,设置有所述多个连接盘以及所述多个电极焊盘,
在所述两边或者所述四边的每一边,在所述多个连接盘中的某个连接盘和与该连接盘对应的电极焊盘之间,形成有外侧焊料倾斜面以及内侧焊料倾斜面,以所述外侧焊料倾斜面以及所述内侧焊料倾斜面中的一方朝向线路板侧并且另一方朝向部件侧的方式,所述某个连接盘配置为相对于所述对应的电极焊盘偏移。
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