JP2009099929A - 印刷回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の実装の際に、印刷回路基板とソルダボールとの間にアンダーフィル樹脂を容易に充填できる印刷回路基板を提供する。
【解決手段】本発明に係る印刷回路基板は、ソルダボールが載置されるパッドが形成される印刷回路基板であって、印刷回路基板の表面をカバーするソルダレジスト３０８と、パッド３０６を露出させ、ソルダボールを支持する開口部３０２と、開口部３０２の外周縁に形成され、印刷回路基板とソルダボールとの間に充填されるアンダーフィル（under fill）樹脂が流入される拡張部３０４と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、印刷回路基板に関する。

ソルダ（solder）とは「半田付け」をいい、レジスト（resist）とは印刷回路基板の製造工程において、「ある処理や反応から保護する皮膜」を意味する。したがって、ソルダレジストは「印刷回路基板の回路パターンを覆うことにより、部品の実装時に行われる半田付けからの望まない接続を防止する皮膜」を意味し、印刷回路基板の回路パターンを保護する保護材及び回路間の絶縁性を付与する役割を担当する。

印刷回路基板の回路パターンは、基板に施した銅箔を腐食させることで製造されるため、原理的には絶縁被覆がない裸線と言える。そのため、電子部品を印刷回路基板上に実装する際に、印刷回路基板の表面が溶けた鉛に露出されて、望まない接続（solder bridge）が発生したりする。これは電子機器が正常に動作しないようにする重大な欠陥に繋がる。

このような不良を防止するために、裸線の回路パターンを被覆する目的で、部品の半田付けに必要なランド（land）の周辺を除いたその他の部分を遮蔽する皮膜をソルダレジストという。ソルダレジストは、遮蔽の意味を適用してソルダマスク（solder mask）ともいう。

ソルダボールを用いて電子部品を印刷回路基板上に実装する際に、電気的接続の後、ソルダボールの酸化を防止し、電子部品と印刷回路基板とが電気的接続状態を安定して維持できるように、アンダーフィル（under fill）樹脂を電子部品と印刷回路基板との間に注入してから硬化させる。

図８は、従来技術に係る印刷回路基板を示す平面図であり、図９は、従来技術に係る印刷回路基板を示す断面図であり、図１０は、従来技術に係る印刷回路基板とソルダボールを示す断面図である。

図８に示すように、現在用いられている印刷回路基板のソルダレジスト４の開口部２は円形を採用している。ソルダレジスト４の開口部２が円形に形成される場合、図９に示すように、パッド６とソルダレジスト４との間に段差が形成される。そして、図１０に示すように、円形の開口部２は円形のソルダボール１０の外周縁を全て支持することになり、絶縁層１２及びパッド６とソルダボール１０との間にソルダレジスト４で遮蔽される空間が生じ、ここにはアンダーフィル樹脂が充填されない。

ソルダボール１０と印刷回路基板との間にアンダーフィル樹脂が充填されない空間が生じると、ソルダボール１０の物理的な結合力だけでなく、電気的にも印刷回路基板の信頼性に悪影響を及ぼすという問題がある。

前記のような従来技術の問題点に鑑み、本発明は、電子部品を実装する際に、アンダーフィル（under fill）材料などが充填されなかったことから発生するボイド（void）を防止できる印刷回路基板を提供することにその目的がある。

本発明の一実施形態によれば、ソルダボールが載置されるパッドが形成される印刷回路基板であって、印刷回路基板の表面をカバーするソルダレジストと、パッドを露出させ、ソルダボールを支持する開口部と、開口部の外周縁に形成され、印刷回路基板とソルダボールとの間に充填されるアンダーフィル（under fill）樹脂が流入される拡張部と、を含む印刷回路基板が提供される。

ここで、開口部は、パッド及びパッドに隣接した印刷回路基板の一部を露出させることができ、開口部は、前記ソルダボールと点接触することでソルダボールを支持することができる。一方、拡張部は、開口部の一側に形成されてもよく、または開口部の両側に形成されてもよい。

本発明によれば、電子部品を印刷回路基板に実装する際に、印刷回路基板とソルダボールとの間にアンダーフィル樹脂を容易に充填することができる。

本発明の特徴、利点が以下の図面と発明の詳細な説明から明らかになる。以下、本発明に係る印刷回路基板の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明することにし、添付図面を参照して説明するに当たって、同一構成要素および対応構成要素には、同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略することにする。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る印刷回路基板を示す平面図であり、図２は、本発明の第１の実施形態に係る印刷回路基板とソルダボールとを示す断面図であり、図３は、本発明の第１の実施形態に係る印刷回路基板を示す斜視図である。図１〜図３を参照すると、ソルダボール１０、絶縁層１００、印刷回路基板３００、開口部３０２、拡張部３０４、パッド３０６、ソルダレジスト３０８、回路パターン３１０が示されている。

本発明の第１の実施形態に係る印刷回路基板３００は、印刷回路基板３００の表面をカバー（保護、被覆)するソルダレジスト３０８と、パッド３０６を露出させ、ソルダボールを支持する開口部３０２と、開口部３０２の外周縁に形成され、印刷回路基板３００とソルダボール１０との間に充填されるアンダーフィル（under fill）樹脂が流入される拡張部３０４と、を含む印刷回路基板３００であって、印刷回路基板３００とソルダボール１０との間にアンダーフィル樹脂を容易に充填することができる。

印刷回路基板３００は、絶縁層１００と回路パターン３１０を備えることができる。回路パターン３１０は、絶縁層１００の表面に形成されてもよい。パッド３０６は、回路パターン３１０の一部をカバーして、印刷回路基板３００に実装される電子部品と電気的、物理的な接続を提供する。パッド３０６は、ソルダボール１０が載置されるソルダボールパッドであってもよい。ソルダボールパッドは、回路パターン３１０上にＮｉ／Ａｕメッキ層を形成したり、ＯＳＰ（organic solderability preservative）処理をして形成したりすることができる。ソルダレジスト３０８は、半田付けの際に特定領域に半田が塗布されないように保護する耐熱性被覆材料をいう。

図１に示すように、ソルダレジスト３０８は、印刷回路基板３００の表面をカバーすることができる。ソルダレジスト３０８は、印刷回路基板３００の絶縁層１００と回路パターン３１０との一部をカバーする。ソルダレジスト３０８には、開口部３０２と拡張部３０４が形成されることができる。

開口部３０２は、ソルダレジスト３０８に形成されてパッド３０６及びパッド３０６に隣接している印刷回路基板３００の一部を露出させ、パッド３０６に載置されるソルダボール１０を支持することができる。図１に示すように、開口部３０２は、パッド３０６及びパッド３０６に隣接している印刷回路基板３００を露出させる円形で形成されてもよい。図２、図３に示すように、開口部３０２の外周縁は、ソルダボール１０が載置される場合、ソルダボール１０と接してソルダボール１０を支持することが可能になる。

拡張部３０４は、開口部３０２の外周縁に形成され、印刷回路基板３００とソルダボール１０との間に充填されるアンダーフィル樹脂が流入される。拡張部３０４は、開口部３０２の外周縁、すなわち、開口部３０２の縁に開口部３０２と連結されるように形成される空間部であって、ソルダボール１０と印刷回路基板３００との間にアンダーフィル樹脂が充填される空間を確保することができる。図１に示すように、拡張部３０４は開口部３０２の両側に形成されてもよい。

図２、図３に示すように、拡張部３０４は、開口部３０２の外周縁から拡張された部分であって、ソルダボール１０が載置されてもソルダボール１０に接触せず、アンダーフィル樹脂が充填される空間を提供する。拡張部３０４を介してアンダーフィル樹脂が印刷回路基板３００とソルダボール１０との間に流入され、ボイドの発生を防止できるようになる。本実施例の拡張部３０４は、開口部３０２の外周縁の両側に形成され、アンダーフィル樹脂が流入される空間を十分に確保できる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る印刷回路基板３００を示す平面図であり、図５は、本発明の第２の実施形態に係る印刷回路基板３００を示す斜視図である。

本発明の第２の実施形態に係る印刷回路基板３００の拡張部３０４は、開口部３０２の一側に形成されて、ソルダボール１０と印刷回路基板３００との間にアンダーフィル樹脂の流入を容易にすることができる。図４に示すように、拡張部３０４が開口部３０２の外周縁の一側に形成されている。また、回路パターン３１０の方向と一致するように形成されている。拡張部３０４が回路パターン３１０の方向と一致するように形成される場合、拡張部３０４を形成しながらも、回路パターン３１０間のピッチ（pitch）を増加させる必要はない。図５に示すように、拡張部３０４が開口部３０２の一側に形成され、開口部３０２がソルダボール１０を支持する部分は増加することになる。

図６は、本発明の第３の実施形態に係る印刷回路基板３００を示す平面図であり、図７は、本発明の第３の実施形態に係る印刷回路基板３００を示す斜視図である。

本発明の第３の実施形態に係る印刷回路基板３００の開口部３０２は、ソルダボール１０と点接触してソルダボール１０を支持することができる。図６に示すように、パッド３０６とパッド３０６に隣接している印刷回路基板３００とを露出させ、ソルダボール１０を支持する開口部３０２は、点線で限定される円形の領域になる。図７に示すように、太い点線で限定される円形の開口部３０２は、パッド３０６とパッド３０６に隣接する印刷回路基板３００とを露出させ、ソルダボール１０と点接触してソルダボール１０を支持している。

一方、ソルダボールは、温度などの影響から理想的な球状ではない場合もあり、開口部３０２と点接触せず、線接触する場合もある。この場合にも開口部３０２は、ソルダボール１０を支持する部分であって、円形に限定されるものではない。したがって、点接触とは、ソルダボール１０が理想的な球状であって、開口部３０２がソルダボール１０と点接触してソルダボール１０を支持する場合だけでなく、ソルダボール１０が球状に近くて、開口部３０２と線接触してソルダボール１０を支持する場合も含む。

図６に示すように、第３の実施形態での拡張部３０４は円形で限定される開口部３０２の外周縁に形成されアンダーフィル材料が流入される空間であって、開口部３０２の外周縁の四つの所に形成されることができる。拡張部３０４が拡大することによりアンダーフィル樹脂の流入がさらに容易になる。

以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。

本発明の第１の実施形態に係る印刷回路基板を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る印刷回路基板とソルダボールとを示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る印刷回路基板を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る印刷回路基板を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る印刷回路基板を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る印刷回路基板を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る印刷回路基板を示す斜視図である。 従来技術に係る印刷回路基板を示す平面図である。 従来技術に係る印刷回路基板を示す断面図である。 従来技術に係る印刷回路基板とソルダボールとを示す断面図である。

符号の説明

１０：ソルダボール
１００：絶縁層
３００：印刷回路基板
３０２：開口部
３０４：拡張部
３０６：パッド
３０８：ソルダレジスト
３１０：回路パターン

Claims (5)

1. ソルダボールが載置されるパッドが形成される印刷回路基板であって、
   前記印刷回路基板の表面をカバーするソルダレジストと、
   前記パッドを露出させ、前記ソルダボールを支持する開口部と、
   前記開口部の外周縁に形成され、前記印刷回路基板と前記ソルダボールとの間に充填されるアンダーフィル（under fill）樹脂が流入される拡張部と、
   を含むことを特徴とする印刷回路基板。
2. 前記開口部が、前記パッド及び前記パッドに隣接した前記印刷回路基板の一部を露出させることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板。
3. 前記開口部が、前記ソルダボールとの点接触することによりソルダボールを支持することを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板。
4. 前記拡張部が、前記開口部の一側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板。
5. 前記拡張部が、前記開口部の両側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板。

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