JP3795600B2

JP3795600B2 - プリント配線板

Info

Publication number: JP3795600B2
Application number: JP34378096A
Authority: JP
Inventors: 博明佐竹
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: JPH10190203A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板に関し、特にはそのパッド列部分の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５には、ＱＦＰやＴＣＰ等の半導体パッケージを表面実装するための従来のプリント配線板４１が例示されている。このプリント配線板４１を構成する基板４２における部品実装部には、複数の同じ形状をしたパッド４３からなる４つのパッド列４４が正方形状に配列されている。また、前記基板４２上にはソルダーレジスト４５が設けられ、そのソルダーレジスト４５の開口部４６からはパッド列４４が露出されている。
【０００３】
ところで、近年ではプリント配線板４１のファイン化が著しく、それに伴ってパッド４３間のピッチも０．５mm、０．３mm…というように狭くなる傾向にある。また、このような狭ピッチのパッド４３に対するはんだ付けを可能とする手段として、あらかじめパッド４３上にはんだプリコート層４７を形成しておく方法（いわゆるはんだプリコート法）が従来より提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、はんだプリコート層４７を厚く形成した場合、はんだプリコート層４７の頂部の高さがソルダーレジスト４５の表面の高さよりも１０μm 以上高くなってしまうことがある（図５(b) ，図５(c) のΔＴ参照）。
【０００５】
そして、このような状態のプリント配線板４１を複数枚重ね合わせて載置すると、特に下層においては、突出したはんだプリコート層４７が基板４２の裏面に接触することにより、はんだプリコート層４７が傷付いたり潰れたりする。
【０００６】
また、パッド４３が０．３mmピッチ以下である場合には、上記の傷付きや潰れにより、とりわけはんだブリッジＢ1 （図６参照）やはんだの偏り等が生じやすくなり、このことが不良発生の原因となっていた。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためなされたものであり、その目的は、複数枚重ね合わせて載置したときでも、パッド上のはんだ層に傷付きや潰れが起こりにくいプリント配線板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、部品実装部を有するプリント配線板であって、前記部品実装部に設けたソルダーレジストと、前記ソルダーレジストの開口部から露出し、表面実装部品のリード突出位置に対応して一直線上に配置される矩形状のパッドと、前記パッドの外側に配置され、はんだ供給部に囲まれたはんだ凝集部を有し、前記パッドと異なる形状のダミーパッドと、前記パッド上に形成され、前記ソルダーレジストの表面の高さよりも頂部が高いはんだプリコート層と、前記ダミーパッド上のはんだを溶融し、該はんだの表面張力によって前記はんだ供給部から前記はんだ凝集部にはんだを凝集させた前記はんだプリコート層の頂部よりも高いはんだ盛り上がり部と、を備えることを特徴とするプリント配線板をその要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ダミーパッドの前記はんだ凝集部は、同ダミーパッドの略中央部に形成されているとした。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記ダミーパッドは略Ｈ状である。
以下、本発明の「作用」を説明する。
【００１１】
請求項１〜３に記載の発明によると、プリント配線板を複数枚重ね合わせて載置したとき、通常のパッド上に形成されたはんだプリコート層よりも相対的に高く形成されたダミーパッド上のはんだ盛り上がり部が基板に対して優先的に接触することで、通常のパッドと基板との接触が回避される。その結果、通常のパッド上のはんだ層に傷付きや潰れが起こりにくくなる。
【００１２】
請求項２，３に記載の発明によると、はんだ凝集部をダミーパッドの端部に設けた場合に比べて、溶融したはんだをスムーズに凝集させることができ、はんだ盛り上がり部を確実に高くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をＱＦＰ（Quad flat package ）実装用のプリント配線板に具体化した一実施形態を図１，図２に基づき詳細に説明する。
【００１５】
このプリント配線板１を構成する基板２は、表面実装部品としてのＱＦＰを表面実装するための部品実装部をその片側面に備えている。前記部品実装部にはパッド列３が４つ形成され、それらはＱＦＰのリードの突出位置に対応すべく正方形状に配置されている。また、基板２上にはソルダーレジスト５が設けられ、そのソルダーレジスト５の開口部６からは前記各パッド列３が露出されている。
【００１６】
本実施形態では、各々のパッド列３は通常のパッド７とダミーパッド８とによって構成されている。通常のパッド７（ここでは長さ２mm，幅１２５μm ，０．２５mmピッチ）とは、ＱＦＰのリードのうち配線に関与するものがはんだを介して必ず接合される矩形状のパッドをいう。前記通常のパッド７は、１つのパッド列３内において数十個から百数十個ほど一直線上に配置されている。そして、これらの通常のパッド７上には、ソルダーレジスト５の表面の高さよりも頂部が高くなるようにはんだプリコート層９が形成されている。
【００１７】
一方、ダミーパッド８とは、ＱＦＰのいずれのリードも接合されないパッドをいう。本実施形態では、ダミーパッド８は１つのパッド列３において２つ形成されていて、それらは複数の通常のパッド７の最も外側に配置されている。従って、１つの部品実装部においてかかるダミーパッド８は合計８つ存在している。
【００１８】
本実施形態のダミーパッド８は略Ｈ字状の形状を呈している。即ち、等しい幅を有する２つの直線部８ａが所定間隔を隔てて平行に形成され、両直線部８ａを互いの中央部において連結すべく連結部８ｂが形成されている。そして、この連結部８ｂを中心とする幅広部分がはんだ凝集部Ｇ1 になっている。それに対して、幅広部分でない幅狭の部分はいわばはんだ凝集部Ｇ1 にはんだを供給するための部分となっている。前記ダミーパッド８の長さは、通常のパッド７と等しい長さに、即ち２mmに設定されている。また、ダミーパッド８の幅（具体的には幅広のはんだ凝集部Ｇ1 における幅）は、約２５０μm に設定されており、両直線部８ａの幅は７５μm に設定されている。
【００１９】
はんだプリコート層９はダミーパッド８上にも形成されている。ただし、はんだは、はんだ凝集部Ｇ1 において特に凝集して盛り上がり、それ以外の箇所（例えば両直線部８ａの端部）でははんだ凝集部Ｇ1 よりも相対的に少なくなっている。そして、はんだ凝集部Ｇ1 に形成されたはんだ盛り上がり部Ｍ1 は、図２（ｄ）に示されるように、通常のパッド７上に形成されたはんだプリコート層９に比べていくぶん高くなっている。言い換えると、はんだプリコート層９を加えたダミーパッド８の頂部の高さ（即ちはんだ盛り上がり部Ｍ1 の高さ）Ｔ2 は、はんだプリコート層９を加えた通常のパッド７の頂部の高さＴ1 よりも相対的に高くなっている。パッド７，８の厚さが３５μｍである本実施形態の場合、Ｔ1 ＝６５μｍ，Ｔ2 ＝１０５μｍであって、その差は４０μｍである。
【００２０】
次に、上記のプリント配線板１を製造する手順を説明する。
まず、従来公知の手法を用いて基板２上に通常のパッド７及びダミーパッド８をそれぞれパターン形成した後、ソルダーレジスト５を形成する（図２(a) ，(b) 参照）。続いて、ソルダーレジスト５の開口部６から露出している通常のパッド７及びダミーパッド８上に、印刷法によりクリームはんだ（ここでは共晶はんだを主成分とするクリームはんだ）Ｃ1 を所定厚さで印刷する（図２(c) 参照）。なお、印刷法に代わる手法として、例えばディスペンス法、部分はんだ剥離法、はんだキャリアを用いた転写法等の従来公知の方法を採用してもよい。そして、リフローを行うことによりパッド７，８上のはんだを溶融させた後、冷却及び洗浄の各工程を行う。以上の結果、図２（ｄ）に示されるような所望のプリント配線板１が得られるようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
（イ）このプリント配線板１では、上記のはんだ盛り上がり部Ｍ1 を含むダミーパッド８の頂部の高さＴ2 を、はんだプリコート層９を加えた通常のパッド７の頂部の高さＴ1 よりも相対的に高くしたことを特徴としている。従って、プリント配線板１を１５０枚以上重ね合わせて載置したときでも、通常のパッド７上のはんだプリコート層９ではなく、はんだ盛り上がり部Ｍ1 が基板２の底面に対して優先的に接触する。このように、通常のパッド７上のはんだプリコート層９と基板２との接触が回避される結果、そのはんだプリコート層９に傷付きや潰れが起こりにくくなる。よって、パッド７が０．３mmピッチ以下であっても、はんだブリッジやはんだの偏り等が生じることがなく、不良のない品質に優れたプリント配線板１を確実に得ることができる。
【００２２】
（ロ）また、本実施形態では、ダミーパッド８に設けられたはんだ凝集部Ｇ1 にはんだ盛り上がり部Ｍ1 を形成することで、前記高さＴ2 を前記高さＴ1 よりも相対的に高くすることとしている。そして、はんだ盛り上がり部Ｍ1 は、ダミーパッド８上に載せられたクリームはんだＣ1 を熱で溶融させ、表面張力の作用によってはんだをはんだ凝集部Ｇ1 に凝集させることにより形成される。従って、はんだ盛り上がり部Ｍ1 を極めて容易に形成することができる。さらに、はんだ盛り上がり部Ｍ1 は、通常のパッド７上にはんだプリコート層９を形成する既存の工程において同時に形成することも可能であり、工程の複雑化や生産性の低下を伴うこともない。以上の二点からも明らかなように、本実施形態の構成にであると、上記のプリント配線板１を容易に製造することができる。
【００２３】
（ハ）また、本実施形態のプリント配線板１では、ダミーパッド８の長さを通常のパッド７と略等しいものとしている。ここで、ダミーパッド８が通常のパッド７よりも相対的に長いものであると、基板２上に形成用スペースが要ることでパターン設計上不利になり、かつ製造容易化やファイン化の妨げになる。逆に、ダミーパッド８が通常のパッド７よりも相対的に短いものであると、はんだがはんだ凝集部Ｇ1 に充分に供給されず、はんだ盛り上がり部Ｍ1 を高くすることができなくなる。従って、上記のように略等しい長さのダミーパッド８にしておけば、上記の問題を解消することができる。
【００２４】
（ニ）本実施形態のダミーパッド８は略Ｈ字状であるため、２本の直線部８ａ上にて溶融したはんだが、連結部８ｂを中心とするはんだ凝集部Ｇ1 へと４つの領域から凝集してくる。従って、所定高さのはんだ盛り上がり部Ｍ1 を形成しうるはんだ量が確実に確保される。この場合、ダミーパッド８においてはんだ凝集部Ｇ1 以外の部分のはんだ量が少なくなったとしても、格段の支障はない。即ち、ダミーパッド８は上記のように配線に関与しないものであって、ＱＦＰのリードとの間にはんだフィレットを形成する必要がないからである。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に代えて、例えば次のような形態に変更することが可能である。
◎図３に示される別例１のダミーパッド１１は、いわば矩形状をした既存のパッドを長手方向に沿って２箇所から切り欠いたような形状をしている。このような切り欠き部１２を備えるダミーパッド１１の場合、切り欠き部１２の切り欠き端の間に存在する部分が幅広になっているため、当該部分がはんだ凝集部Ｇ1 として機能する。このような形態のダミーパッド１１であっても、積層載置時おける通常のパッド７上のはんだプリコート層９の傷付きや潰れを低減することができる。
【００２６】
◎図４には各種の別例が示されている。図４（ａ）に示される別例２のダミーパッド１４は略菱形状であって、幅広の中央部がはんだ凝集部Ｇ1 として機能する。図４（ｂ）に示される別例３のダミーパッド１７では、その中央部にはんだ凝集部Ｇ1 として機能する円形状幅広部分があり、その円形状幅広部分から２方向に二等辺三角形状の幅狭部分が延設されている。図４（ｃ）に示される別例４のダミーパッド２１は全体が二等辺三角形状であって、その底辺側にある幅広部分がはんだ凝集部Ｇ1 として機能する。即ち、はんだ凝集部Ｇ1 は必ずしもダミーパッドの中央部になくてもよい。図４（ｄ）に示される別例５のダミーパッド２４では、その中央部にはんだ凝集部Ｇ1 として機能する略円形状幅広部分があり、その略円形状幅広部分から２方向に矩形状の幅狭部分が延設されている。なお、幅広部分と幅狭部分とはいくぶん偏心している。図４（ｅ）に示される別例６のダミーパッド２７は実施形態と類似の形態を有しているものの、はんだ凝集部Ｇ1 となる連結部の位置が中心からずれている。図４（ｆ）に示される別例７のダミーパッド３１は、細長い直角三角形状のパッドを底辺側において連結したような形態になっている。従って、その底辺側端部がはんだ凝集部Ｇ1 として機能する幅広部分になっていて、それ以外の部分が幅狭部分になっている。図４（ｇ）に示される別例８ダミーパッド３４は略Ｖ字状であって、鋭角的に屈曲している屈曲部分がはんだ凝集部Ｇ1 として機能するようになっている。図４（ｈ）に示される別例９のダミーパッド３７は略Ｘ字状であって、その中央部にある幅広のクロス部分がはんだ凝集部Ｇ1 として機能するようになっている。以上列挙した各種ダミーパッド１４，１７…３７でも、積層載置時おける通常のパッド７上のはんだプリコート層９の傷付きや潰れを低減することができる。
【００２７】
◎ダミーパッド８，１１…３７は通常のパッド７と略同じ長さであることが好ましいものの、それを通常のパッド７より長くまたは短くした構成を採ることもある程度は許容される。
【００２８】
◎ダミーパッド８上へのはんだプリコート層９の形成は、通常のパッド７上へのはんだプリコート層９を形成する工程において同時に行うことが好ましいものの、それを別工程で行なうことも可能である。
【００２９】
◎ダミーパッド８，１１…３７の頂部の高さＴ2 を、前記はんだプリコート層９を加えた通常のパッド７の頂部の高さＴ1 よりも相対的に高くするためには、勿論、はんだ以外の手法（例えば接着剤等の塗布など）を用いることも可能である。ただし、製造容易という点においてはんだを用いた手法のほうが優れている。
【００３０】
（６）また、ダミーパッドには必ずしもはんだプリコート層９が形成されていなくてもよく、例えばそのダミーパッド単独によって、前記はんだプリコート層９を加えた通常のパッド７の頂部の高さＴ1 よりも相対的に高くしてもよい。ただし、パターン形成が面倒になるおそれがあることから、一般的には実施形態の構成のほうが好ましい。
【００３１】
ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
（１）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ダミーパッドは１つのパッド列を構成する複数の通常のパッドの最も外側に配置されることを特徴とするプリント配線板。この構成であると、設計上ダミーパッドを配置しやすくなり、ひいてはプリント配線板の製造容易化を図ることができる。
【００３２】
（２）請求項１〜３、技術的思想１のいずれかにおいて、前記ダミーパッドは１つの部品搭載部において離間した位置に複数個形成されていることを特徴とするプリント配線板。この構成であると、はんだ盛り上がり部が１箇所のみの場合とは異なり、複数箇所にできるはんだ盛り上がり部によって通常のパッド上のはんだ層と基板との接触が確実に回避される。
【００３５】
なお、本明細書中において使用した技術用語を次のように定義する。
「はんだ：共晶はんだに代表されるＰｂ系のはんだをいうほか、例えばＡｕ系やＩｎ系のはんだ等も含む。」
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によれば、複数枚重ね合わせて載置したときでも、パッド上のはんだ層に傷付きや潰れが起こりにくいプリント配線板を提供することができる。
【００３７】
請求項２，３に記載の発明によれば、はんだ凝集部をダミーパッドの端部に設けた場合に比べて、溶融したはんだをスムーズに凝集させることができ、はんだ盛り上がり部を確実に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施形態のプリント配線板を示す部分平面図、（ｂ）はその要部拡大平面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、同プリント配線板におけるパッド列形成部位を示す要部拡大断面図。
【図３】別例１のプリント配線板におけるパッド列形成部位を示す要部拡大平面図。
【図４】（ａ）〜（ｈ）は、別例２〜別例９のダミーパッドの平面図。
【図５】（ａ）は従来のプリント配線板を示す部分平面図、（ｂ）は同プリント配線板のパッド列形成部位の要部拡大斜視図、（ｃ）は同じく要部拡大断面図。
【図６】従来の問題点を説明するための要部拡大斜視図。
【符号の説明】
１…プリント配線板、２…基板、３…パッド列、５…ソルダーレジスト、６…開口部、８，１１，１４，１７，２１，２４，２７，３１，３４，３７…ダミーパッド、９…はんだプリコート層、Ｔ2 …ダミーパッドの高さ、Ｔ1 …通常のパッドの高さ、Ｇ1 …はんだ凝集部、Ｍ1 …はんだ盛り上がり部。

Claims

部品実装部を有するプリント配線板であって、前記部品実装部に設けたソルダーレジストと、前記ソルダーレジストの開口部から露出し、表面実装部品のリード突出位置に対応して一直線上に配置される矩形状のパッドと、前記パッドの外側に配置され、はんだ供給部に囲まれたはんだ凝集部を有し、前記パッドと異なる形状のダミーパッドと、前記パッド上に形成され、前記ソルダーレジストの表面の高さよりも頂部が高いはんだプリコート層と、前記ダミーパッド上のはんだを溶融し、該はんだの表面張力によって前記はんだ供給部から前記はんだ凝集部にはんだを凝集させた前記はんだプリコート層の頂部よりも高いはんだ盛り上がり部と、を備えることを特徴とするプリント配線板。
前記ダミーパッドの前記はんだ凝集部は、同ダミーパッドの略中央部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。
前記ダミーパッドは略Ｈ状であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。