JP5062376B1 - 電子部品実装基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ランド又はハンダに接続される配線パターンが露出される構成において、配線基板側のランドと電子部品側のパッドとのハンダによる接合力が低下するのを抑制することができる電子部品実装基板の製造方法を得る。
【解決手段】ハンダ６０の中心を、パッド２６の中心に対して配線パターン２８が接続された側とは反対側にオフセットさせる。これにより、半導体パッケージ１０を配線基板５０に実装する際に溶融されたハンダ６０の中心が、パッド２６及びランド５２の中心へ向かって移動し、ハンダ６０の中心が、パッド２６及びランド５２の中心と同様の位置となる。このため、電子部品実装基板が完成した状態で、ハンダの中心が、パッド２６及びランド５２の中心からずれる場合と比して、ランド５２とパッド２６とのハンダ６０による接合力が低下してしまうのが抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品実装基板の製造方法に関する。

特許文献１には、印刷用マスクの開口部をソルダーレジスト層の開口部よりも大きく形成し、印刷用マスクの開口部の中心とソルダーレジスト層の開口部の中心とを所定量だけずらして印刷用マスクが載せられ、半田ペーストを印刷用マスクの開口部から充填して、実装用パッド上に印刷し、その後、リフロー処理することによって、半田バンプを形成する技術が記載されている。

特開２００６−１７３３２５

本発明の課題は、ランド又はパッドに接続される配線パターンが露出される構成において、配線基板側のランドと電子部品側のパッドとのハンダによる接合力が低下するのを抑制することである。

本発明の請求項１に係る電子部品実装基板の製造方法は、ハンダ付け用のパッド及び端部が前記パッドに接続された配線パターンが外部に露出するように形成された電子部品を、前記パッドとハンダを介して接続されるランドが形成された配線基板に表面実装する際に、前記電子部品を前記配線基板に表面実装する実装方向から見て、前記ハンダの中心が、前記パッドの中心に対して前記配線パターンが接続された側とは反対側にオフセットされるように、前記ハンダを前記パッド及び前記ランドの少なくとも一方に予め塗布する工程を含むことを特徴とする。

本発明の請求項２に係る電子部品実装基板の製造方法は、ハンダ付け用のパッドが外部に露出するように形成された電子部品を、前記パッドとハンダを介して接続されるランド及び端部が前記ランドに接続された配線パターンが外部に露出するように形成された配線基板に表面実装する際に、前記電子部品を前記配線基板に表面実装する実装方向から見て、前記ハンダの中心が、前記ランドの中心に対して前記配線パターンが接続された側とは反対側にオフセットされるように、前記ハンダを前記パッド及び前記ランドの少なくとも一方に予め塗布する工程を含むことを特徴とする。

本発明の請求項１の電子部品実装基板の製造方法によれば、電子部品を配線基板に表面実装する際に、実装方向から見て、ハンダの中心とパッドの中心とが同位置となっている場合と比して、ランド又はパッドに接続される配線パターンが露出される構成において、配線基板側のランドと電子部品側のパッドとのハンダによる接合力が低下するのを抑制することができる。

本発明の請求項２の電子部品実装基板の製造方法によれば、電子部品を配線基板に表面実装する際に、実装方向から見て、ハンダの中心とランドの中心とが同位置となっている場合と比して、ランド又はパッドに接続される配線パターンが露出される構成において、配線基板側のランドと電子部品側のパッドとのハンダによる接合力が低下するのを抑制することができる。

（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法に用いられる配線基板及び半導体パッケージを示した断面図によって電子部品実装基板の製造方法の工程を示した工程図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法に用いられる配線基板及び半導体パッケージを示した断面図によって電子部品実装基板の製造方法の工程を示した工程図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法に用いられる配線基板及び半導体パッケージを示した断面図によって電子部品実装基板の製造方法の工程を示した工程図及び電子部品実装基板の拡大断面図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法に用いられる配線基板の底面図及び拡大斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法に用いられる配線基板及びこれに塗布されたハンダを示した底面図及び拡大底面図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法に用いられる半導体パッケージ及び配線基板を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法に用いられる半導体パッケージを示した断面図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の第２実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法に用いられる半導体パッケージ及び配線基板を示した斜視図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法（以下単に「基板の製造方法」と記載する場合がある）の一例について図１〜図７に従って説明する。なお、図中に示す矢印ＵＰは、鉛直方向の上方を示す。

先ず、基板の製造方法に用いられる電子部品の一例としての半導体パッケージ１０と、この半導体パッケージ１０が表面実装（以下、単に「実装」と記載する）される配線基板５０とについて説明する。

〔半導体パッケージ〕
半導体パッケージ１０は、所謂ａＱＦＮ（ａｄｖａｎｃｅｄ Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏ−Ｌｅａｄ）半導体とされている。そして、図７に示されるように、半導体パッケージ１０は、上面（図中上側の面）及び下面（図中下側の面）からエッチングされることで所望の形状とされた多層のリードフレーム１２を備えている。

さらに、このリードフレーム１２は、上面に半導体チップ１４が搭載されるチップ部１６と、このチップ部１６を囲むように配置された複数の周囲部１８とを備えている。そして、複数の周囲部１８のうち一部の周囲部１８の上面と半導体チップ１４とは、ボンディングワイヤ２０によって電気的に接続されている。

さらに、半導体パッケージ１０には、チップ部１６及び周囲部１８の下部を除き、リードフレーム１２、半導体チップ１４及びボンディングワイヤ２０を封止するモールド樹脂２２が備えられている。

ここで、モールド樹脂２２によって封止されずに外部に露出した周囲部１８の下部は、図４（Ａ）（Ｂ）に示されるように、後述する配線基板５０のランド５２とハンダ６０（図３参照）を介して接続されるパッド２６及び端部がパッド２６に接続された配線パターン２８とされている。尚、パッド２６及び配線パターン２８の表面には、ソルダーレジスト層等の絶縁膜が形成されていない。

パッド２６は、半導体パッケージ１０が配線基板５０に実装される実装方向（以下、単に「実装方向」と記載する）から見て、円形（一例としてφ０．２５〔ｍｍ〕）とされている。また、パッド２６の中央側には、配線基板５０（図６参照）側に突出する突起２６Ａが形成され、半導体パッケージ１０が配線基板５０に実装された際に、配線基板５０の上面と半導体パッケージ１０のモールド樹脂２２の下面との距離が一定値以上となるようになっている。

これに対して、配線パターン２８は、長尺状とされ、長手方向の一端部がパッド２６に接続されている。そして、配線パターン２８の幅方向の寸法は、パッド２６の直径寸法より小さくされている。

〔配線基板〕
半導体パッケージ１０が実装される配線基板５０は、多層構造とされ、図６に示されるように、半導体パッケージ１０が実装される実装面５０Ａには、半導体パッケージ１０に形成されたパッド２６とハンダ６０（図３参照）を介して接続されるランド５２が形成されている。

半導体パッケージ１０が搭載される領域のランド５２は、パッド２６と対応するように複数形成されており、実装方向から見て、パッド２６と同様に円形（一例としてφ０．２５〔ｍｍ〕）とされている。そして、半導体パッケージ１０が配線基板５０に実装されると、実装方向から見て、パッド２６の外形と、ランド５２の外形とは重なるようになっている。換言すれば、実装方向から見て、パッド２６の中心と、ランド５２の中心とが同様の位置となるようになっている。

さらに、実装面５０Ａにおいて、パッド２６以外の部分には、ソルダーレジストが塗布されて絶縁状態とされた絶縁部５４が形成されている。

（基板の製造方法）
次に、半導体パッケージ１０を配線基板５０に実装することで、電子部品実装基板７０（図３（Ａ）参照）を製造する基板の製造方法について説明する。なお、図１〜図３に示す断面において、半導体パッケージ１０の内部の構成については省略して記載する。

〔ハンダ塗布工程〕
先ず、図１（Ａ）、図５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、配線基板５０のランド５２にスクリーン印刷によって実装方向から見て円形（一例としてφ０．２５〔ｍｍ〕）のクリームハンダ等のハンダ６０を塗布（印刷）する。

ここで、配線基板５０にハンダ６０を塗布する際には、図５（Ｂ）に示されるように、ハンダ６０の中心を、実装される半導体パッケージ１０のパッド２６の中心に対して配線パターン２８が接続された側とは反対側にオフセット（一例として０．０５〔ｍｍ〕）させる。通常、スクリーン印刷で用いるメタルマスクには配線基板のランドの中心と当該ランドに印刷されるハンダの中心が一致するように、貫通孔が形成されているが、前記したオフセットは、メタルマスクの貫通孔の位置を所定の方向に所定量ずらすことにより行うことが可能である。なお、オフセットされていることが容易に理解できるように、各図に示すオフセット量を誇張して記載する。

〔半導体積載工程〕
配線基板５０にハンダ６０を塗布した後、図１（Ｂ）、図２（Ａ）に示されるように、配線基板５０の上方に配置された半導体パッケージ１０を実装方向に移動させ配線基板５０の実装面５０Ａに積載する。

この際、実装方向から見て、パッド２６の外形と、ランド５２の外形とは重なっている。

〔ハンダ溶融工程〕
次に、半導体パッケージ１０が実装面５０Ａに積載された配線基板５０を、図２（Ｂ）に示されるように、一対のヒータ４８の間を搬送し、熱風を配線基板５０に吹きかけてハンダ６０を溶融させる。

ここで、溶融されたハンダ６０は、配線パターン２８側に流れる（移動する）。実装方向から見ると、ハンダ６０の中心が、パッド２６及びランド５２の中心へ向かって移動し、ハンダ６０の中心が、パッド２６及びランド５２の中心と同様の位置となる。

〔ハンダ硬化工程〕
次に、ヒータ４８の間を通過することでハンダ６０の中心が、パッド２６及びランド５２の中心と同様の位置となった状態で、図３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、半導体パッケージ１０及び配線基板５０に冷風を吹きかける。これにより、溶融していたハンダ６０が硬化して半導体パッケージ１０が配線基板５０に実装されることで、電子部品実装基板７０が製造される。

以上説明したように、本実施形態では、ハンダ６０の中心が、実装方向から見て、パッド２６及びランド５２の中心と同様の位置となっている。

一方、平面視でハンダの中心とパッドの中心とが重なるようにハンダをランドに塗布した場合は、ハンダが溶融されることでランドと同様に表面に絶縁膜が無い配線パターン側にもハンダの一部が流れる。これにより、ハンダの中心が、パッド２６及びランド５２の中心から配線パターン側にずれ、パッドとランドを電気的に接続するハンダの量が減る。このように、ハンダの中心が、パッド２６及びランド５２の中心からずれる場合と比して、前述したように、ハンダ６０の中心が、実装方向から見て、パッド２６及びランド５２の中心と同様の位置となっているため、ランド５２とパッド２６とのハンダ６０による接合力が低下し、電気的な接続が不良となるのが抑制される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る電子部品実装基板の製造方法の一例について図８に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

本第２実施形態では、電子部品の一例としての半導体パッケージ８０は例えばＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）半導体とされており、半導体パッケージ８０の下面には、図８に示されるように、配線パターンが接続されていない円形のパッド８２が形成されている。これに対して、配線基板９０の実装面９０Ａには、円形のランド９２と端部がランド９２に接続された配線パターン９４とが形成されている。

ハンダ塗布工程においてハンダ（図示省略）を配線基板９０のランド９２に塗布する際には、実装方向から見て、ハンダの中心を、ランド９２の中心に対して長尺状の配線パターン９４が接続された側とは反対側にオフセットさせる。

作用については、第１実施形態と同様である。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記第１実施形態では、電子部品の一例として、ａＱＦＮ半導体である半導体パッケージ１０を用いて説明したが、特にａＱＦＮ半導体に限定されず、下面（配線基板と対向する面）に、パット及び端部がパッドに接続された配線パターンが外部に露出された電子部品であればよい。

また、上記第２実施形態では、電子部品の一例として、ＢＧＡ半導体である半導体パッケージ８０を用いて説明したが、特にＢＧＡ半導体に限定されず、下面（配線基板と対向する面）に、円形のパットが露出された電子部品であればよい。尚、当該電子部品は、下面に円形のパッドおよび配線パターンが形成され、円形のパッド以外の配線パターンを含むその他の部分がソルダーレジスト等の絶縁膜で覆われた構成であっても良い。

また、上記実施形態では、配線基板５０、９０側のランド５２、９２にハンダを塗布したが、特に配線基板５０、９０側でなくもよく、半導体パッケージ１０、８０側のパッド２６、８２にハンダを塗布してもよい。

また、上記実施形態では、パッド２６に突起２６Ａが形成された構成を示したが、パッド２６に突起２６Ａが無くても良い。

１０ 半導体パッケージ（電子部品の一例）
２６ パッド
２８ 配線パターン
５０ 配線基板
５２ ランド
７０ 電子部品実装基板
８０ 半導体パッケージ（電子部品の一例）
９０ 配線基板
９２ ランド
９４ 配線パターン

Claims (2)

1. ハンダ付け用のパッド及び端部が前記パッドに接続された配線パターンが外部に露出するように形成された電子部品を、前記パッドとハンダを介して接続されるランドが形成された配線基板に表面実装する際に、前記電子部品を前記配線基板に表面実装する実装方向から見て、前記ハンダの中心が、前記パッドの中心に対して前記配線パターンが接続された側とは反対側にオフセットされるように、
   前記ハンダを前記パッド及び前記ランドの少なくとも一方に予め塗布する工程を含む電子部品実装基板の製造方法。
2. ハンダ付け用のパッドが外部に露出するように形成された電子部品を、前記パッドとハンダを介して接続されるランド及び端部が前記ランドに接続された配線パターンが外部に露出するように形成された配線基板に表面実装する際に、前記電子部品を前記配線基板に表面実装する実装方向から見て、前記ハンダの中心が、前記ランドの中心に対して前記配線パターンが接続された側とは反対側にオフセットされるように、
   前記ハンダを前記パッド及び前記ランドの少なくとも一方に予め塗布する工程を含む電子部品実装基板の製造方法。

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