(57)【要約】【課題】パッケージ裏面に実装用電極が設けられた表面実装型パッケージを、リフローはんだ付けによってプリント配線板にはんだ付けする際に、クリームはんだの加熱不足を解消するとともに、プリント配線板に対して当該表面実装型パッケージを傾斜することなく固定することができるようにしたプリント配線板を提供する。【解決手段】パッケージ裏面に実装用電極が設けられた表面実装型パッケージがリフローはんだ付けによりはんだ付けされるプリント配線板において、クリームはんだが塗布されるランド部と、上記ランド部に少なくとも１つ設けられるバイアホールと、上記ランド上に上記バイアホールの外周を囲むようにリング状に所定の膜厚で形成されるソルダーレジストとを有するようにした。【選択図】        図３
2010245075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ裏面に実装用電極が設けられた表面実装型パッケージがリフローはんだ付けによりはんだ付けされるプリント配線板において、
クリームはんだが塗布されるランド部と、
前記ランド部に少なくとも１つ設けられるバイアホールと、
前記ランド上に前記バイアホールの外周を囲むようにリング状に所定の膜厚で形成されるソルダーレジストと
を有することを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線板において、
前記バイアホールは、貫通バイアホールであり、
前記貫通バイアホールを介して前記クリームはんだが溶解した際に発生するガスが外部に排出される
ことを特徴とするプリント配線板。
【請求項３】
請求項１に記載のプリント配線板において、
前記バイアホールは、非貫通バイアホールである
ことを特徴とするプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板に関し、さらに詳細には、リードフレームなどによりパッケージ裏面に実装用電極が設けられた表面実装型パッケージを、リフローはんだ付けによってプリント配線板にはんだ付けする際に用いて好適なプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器の高性能化、軽薄短小化の流れを受けて、半導体パッケージにおいては、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）などの電極がリードフレームよりパッケージ外周側に突出して設けられたタイプの表面実装型パッケージから、電極がリードフレームなどによりパッケージ裏面に位置するように形成されたタイプの表面実装型パッケージが主流となっている。
【０００３】
こうしたリードフレームなどによりパッケージ裏面に実装用電極が設けられたタイプの表面実装型パッケージとしては、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）などがあり、特に、ＣＳＰはコストパフォーマンスが高いだけでなく、ＢＧＡと同程度の実装密度を持ちながら、ＢＧＡより薄型で放熱性がよいという特徴を有しており、こうした背景からＣＳＰのニーズが高まっている。
【０００４】
そして、こうしたＣＳＰにおいては、リードフレームによりパッケージ裏面に実装用電極が設けられたＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ）やＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）などが知られており、ＱＦＮやＳＯＮはプリント配線板に設けられたフットランドにはんだ付けされてプリント配線板上に固定される。
【０００５】
ここで、プリント配線板に部品を配置する際には、近年では、プリント配線板の部品をはんだ付けするパッドなどに予めクリームはんだを供給した後に、クリームはんだ上に部品を載置し、熱風、赤外線などの熱源を用いてクリームはんだを溶解してプリント配線板上に部品をはんだ付けする、所謂、リフローはんだ付け法が用いられている。
【０００６】
しかしながら、上記したリフローはんだ付け法によれば、大熱容量部品のパッド部において、クリームはんだの未溶解という不具合が発生してしまうという問題点が生じていた。
【０００７】
さらに、リフローはんだ付け法では、背高部品の陰になって熱風が当たりにくく直接加熱が不足する部分においても、クリームはんだの未溶解という不具合が発生してしまうという問題点が発生していた。
【０００８】
こうした問題点を解決するための技術として、例えば、特許文献１として提示する特開平１０−２２９２７３号公報に開示されている技術が提案されている。
【０００９】
この特開平１０−２２９２７３号公報に開示されている技術は、電極がリードフレームによりパッケージ側面において突出して設けられたタイプの表面実装型パッケージであるＱＦＰやＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔ−ｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）をプリント配線板にはんだ付けする際に、ＱＦＰやＳＯＰがはんだ付けされるプリント配線板のフットランドにおいて内層パターンや外層パターンが接続された貫通バイアホールを設けることにより、フットランドやクリームはんだへの熱伝達を向上させて、リフローはんだ付けの際にクリームはんだの未溶解という不具合が発生しないようにしたものである。
【００１０】
ここで、図１および図２を参照しながら、貫通バイアホールを介してフットランドに外層パターンが接続された両面プリント配線板に、ＱＦＮをはんだ付けする場合について説明する。
【００１１】
なお、図１（ａ）には、プリント配線板にＱＦＮがはんだ付けされる前の状態を示す説明図が示され、また、図１（ｂ）には、プリント配線板にＱＦＮがはんだ付けされた状態を示す説明図が示されている。
【００１２】
貫通バイアホール２２を形成したプリント配線板１０にＱＦＮをはんだ付けする場合には、プリント配線板１０の母材１２の一方の面１２ａに設けられるとともに予めクリームはんだ１４が供給されたフットランド１６上にＱＦＮ１８を載置し（図１（ａ）を参照する。）、フットランド１６上にＱＦＮ１８を載置したプリント配線板１０を加熱することによって、クリームはんだ１４を溶解させてＱＦＮ１８におけるパッケージ裏面１８ａに位置するリードフレーム２０とフットランド１６とをはんだ付けするものである（図１（ｂ）を参照する。）。
【００１３】
上記した従来の貫通バイアホール２２を形成したプリント配線板１０によれば、貫通バイアホール２２を通って熱風、赤外線などがクリームはんだ１４へ伝達されるため、クリームはんだ１４を効率よく加熱することができ、クリームはんだ１４の未溶解という不具合は発生しなくなった。
【００１４】
しかしながら、溶解したクリームはんだ１４が貫通バイアホール２２内に流れ込み、流れ込んだクリームはんだ１４が、貫通バイアホール２２を介してプリント配線板１０におけるフットランド１６が設けられた面とは反対側の外層パターン２１が設けられた面に流れ出てしまうといった新たな問題点が生じてしまっていた。
【００１５】
さらに、こうした問題点を解決するために、予め貫通バイアホール２２内に充填剤２４を充填する手法が考えられるが（図２（ａ）を参照する。）、こうした手法によれば、プリント配線板の調達コストの上昇を招来するとともに、熱ムラやボイドの発生によりプリント配線板１０に対してＱＦＮ１８が傾斜してはんだ付けされてしまう（図２（ｂ）を参照する。）といった問題点も指摘されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
特開平１０−２２９２７３号公報
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（ａ）は、プリント配線板にＱＦＮがはんだ付けされる前の状態を示す説明図であり、また、図１（ｂ）は、プリント配線板にＱＦＮがはんだ付けされた状態を示す説明図である
【図２】図２（ａ）は、貫通バイアホールに充填剤が充填されたフットランドにＱＦＮがはんだ付けされる前の状態を示す説明図であり、また、図２（ｂ）は、貫通バイアホールに充填剤が充填されたフットランドにＱＦＮがはんだ付けされた状態を示す説明図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明によるプリント配線板に表面実装型パッケージがはんだ付けされる前の状態を示す説明図であり、また、図３（ｂ）は、本発明によるプリント配線板に表面実装型パッケージがはんだ付けされた状態を示す説明図である。
【図４】図４は、クリームはんだが溶解する際に発生するガスの流れを示した説明図である。
【図５】図５は、本発明によるプリント配線板の変形例を示す説明図である。
【図６】図６は、本発明によるプリント配線板の変形例を示す説明図である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パッケージ裏面に実装用電極が設けられた表面実装型パッケージをリフローはんだ付けによってプリント配線板にはんだ付けする際に、クリームはんだの加熱不足を解消するとともに、プリント配線板に対して当該表面実装型パッケージを傾斜することなく固定することができるようにしたプリント配線板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、パッケージ裏面に実装用電極が設けられた表面実装型パッケージがリフローはんだ付けによりはんだ付けされるプリント配線板において、クリームはんだが塗布されるランド部と、上記ランド部に少なくとも１つ設けられるバイアホールと、上記ランド上に上記バイアホールの外周を囲むようにリング状に所定の膜厚で形成されるソルダーレジストとを有するようにしたものである。
【００２０】
また、本発明は、上記した発明において、上記バイアホールは、貫通バイアホールであり、上記貫通バイアホールを介して上記クリームはんだが溶解した際に発生するガスが外部に排出されるようにしたものである。
【００２１】
また、本発明は、上記した発明において、上記バイアホールは、非貫通バイアホールであるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以上説明したように構成されているので、パッケージ裏面に実装用電極が設けられた表面実装型パッケージをリフローはんだ付けによってプリント配線板にはんだ付けする際に、クリームはんだの加熱不足を解消することができるとともに、プリント配線板に対して当該表面実装型パッケージを傾斜することなく固定することができるようになるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるプリント配線板の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２４】
なお、以下の説明においては、図１（ａ）（ｂ）ならびに図２（ａ）（ｂ）を参照しながら説明した従来のプリント配線板と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用効果の説明は適宜に省略することとする。
【００２５】
まず、図３（ａ）（ｂ）を参照しながら、本発明によるプリント配線板の実施の形態の一例について説明する。
【００２６】
なお、図３（ａ）には、本発明によるプリント配線板に表面実装型パッケージがはんだ付けされる前の状態を示す説明図が示され、また、図３（ｂ）には、本発明によるプリント配線板に表面実装型パッケージがはんだ付けされた状態を示す説明図が示されている。
【００２７】
また、以下のプリント配線板に関する説明においては、プリント配線板として表面と裏面の２層において所定のパターンが形成されている両面プリント配線板を用いるとともに表面実装型パッケージとしてＱＦＮを用い、リフローはんだ付けによってＱＦＮとプリント配線板とのはんだ付けを行う場合を例にして示している。
【００２８】
この図３（ａ）（ｂ）に示すプリント配線板３０は、母材１２の一方の面１２ａに設けられたフットランド１６と母材１２の他方の面１２ｂに設けられた外層パターン２１とが、母材１２に形成された貫通バイアホール２２を介して接続されるように構成されている。
【００２９】
そして、フットランド１６上面における貫通バイアホール２２の近傍には、貫通バイアホール２２の外周を囲むようにリング状のソルダーレジスト３４が形成されている。
【００３０】
即ち、この図３（ａ）（ｂ）に示すプリント配線板３０は、ＱＦＮ１８に設けられたリードフレーム２０と対向するフットランド１６の上面において、貫通バイアホール２２の近傍に当該貫通バイアホール２２の外周を囲むようにリング状のソルダーレジスト３４を設けている点において、従来の技術におけるプリント配線板１０と異なっている。
【００３１】
このソルダーレジスト３４は、通常のソルダーレジストパターンの形成工程と同様にして形成されるものであり、他の領域のソルダーレジストパターンを形成する際に同時に形成されるものである。
【００３２】
従って、ソルダーレジスト３４は、他の領域のソルダーレジストパターンと同様の膜厚で形成され、例えば、２０μｍ程度で形成される。
【００３３】
また、ソルダーレジスト３４は、貫通バイアホール２２の外周を囲むようにしてリング状に形成されるが、リング状に形成されるソルダーレジスト３４の内径および外径などの寸法については、例えば、試作実験などを行って、クリームはんだ１４を溶解した際に生じるガスが貫通バイアホール２２内に流入するとともに、溶解したクリームはんだが１４が貫通バイアホール２２に流入しないような寸法を、実験的に求めることができる。
【００３４】
以上の構成において、プリント配線板３０にＱＦＮ１８をはんだ付けするには、予めプリント配線板３０に設けられたフットランド１６にクリームはんだ１４を供給し、クリームはんだ１４が供給されたフットランド１６上にＱＦＮ１８を載置する（図３（ａ）を参照する。）。
【００３５】
ここで、フットランド１６にクリームはんだ１４を供給する際には、貫通バイアホール２２の外周を囲むように形成されたリング状のソルダーレジスト３４の内径側には、クリームはんだ１４が供給されないようにする。
【００３６】
また、フットランド１６に供給されるクリームはんだ１４、つまり、フットランド１６に塗布されるクリームはんだ１４の膜厚は、クリームはんだ１４中の固形分を考慮して、クリームはんだ１４を溶解した後の厚みがソルダーレジスト３４の膜厚と同等となるように調整される。
【００３７】
そして、ＱＦＮ１８が載置されたプリント配線板３０を加熱することによりクリームはんだ１４を溶解させ、その後冷却させてはんだを固化させることで、プリント配線板３０にＱＦＮ１８がはんだ付けされることになる。
【００３８】
このとき、加熱により溶解されたクリームはんだ１４は、貫通バイアホール２２の外周を囲むように所定の厚さでリング状にソルダーレジスト３４が設けられているため、貫通バイアホール２２内に流れ込むことはなく、その結果、溶解したクリームはんだ１４が貫通バイアホール２２を介して外層パターン２１が設けられている面側に流れ出るといった不具合を生じることがなくなる。
【００３９】
また、加熱によってクリームはんだ１４が溶解する際にクリームはんだ１４から発生されるガスは、単に、リードフレーム２０などを伝ってＱＦＮ１８の側面側に排出されるだけでなく、リードフレーム２０などを伝って貫通バイアホール２２を通過して、外層パターン２１が設けられている面側へ排出するようになるため（図４を参照する。）、効率よく当該ガスを排出ことができ、その結果、固化したはんだ中に形成されるボイドを少なくすることができる。
【００４０】
また、上記したようにボイドを少なくすることができるとともに、ソルダーレジスト３４がスタッドの役目することとなり、プリント配線板３０に設けられたフットランド１６とＱＦＮ１８に設けられたリードフレーム２０との間のはんだの厚みが均一となり、ＱＦＮ１８をプリント配線板３０に対して傾斜することなくはんだ付けすることができる。
【００４１】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形することができるものである。
【００４２】
（１）上記した実施の形態においては、表面実装型パッケージとして、ＱＦＮを用いた場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、用いる表面実装型パッケージとしてはリードフレームを備えたＣＳＰであればよく、例えば、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）といったものを用いてもよい。
【００４３】
（２）上記した実施の形態においては、外層パターン２１が接続された貫通バイアホール２２をフットランド１６に設けるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、図５に示すように、内層パターン２３に接続される非貫通バイアホール２６をフットランド１６に設けるようにしてもよい。
【００４４】
このようにフットランド１６に非貫通バイアホール２６を設け、当該非貫通バイアホール２６を囲むようにリング状のソルダーレジスト３４を設けることにより、非貫通バイアホール２６内に溶解したクリームはんだ１４が流入することを防止するとともに、フットランド１６上に固定されるＱＦＮ１８をプリント配線板３０に対して傾斜することなくはんだ付けすることができる。
【００４５】
（３）上記した実施の形態においては、プリント配線板３０を表面と裏面の２層において所定のパターンが形成された両面プリント配線板の場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、図６に示すプリント配線板５０のように、複数の層において所定のパターンが形成された多層プリント配線板の表面においてフットランド１６を設けるとともに、フットランド１６が内層パターン２５および多層プリント配線板の裏面に設けられた外層パターン２１と接続するようにして貫通バイアホール２２を設けるようにした多層プリント配線板であってもよい。
【００４６】
（４）上記した実施の形態においては、フットランド１６に１つの貫通バイアホール２２を設けるようにした場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、フットランド１６に複数の貫通バイアホールを設けるようにしてもよく、これにより、より効率良くフットランド１６上に供給されるクリームはんだ１４に伝熱することができる。
【００４７】
（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、プリント配線板とパッケージ裏面に実装用電極が設けられた表面実装型パッケージとのはんだ付けを行う際に用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０、３０、５０        プリント配線板
１２        母材
１４        クリームはんだ
１６        フットランド
１８        ＱＦＮ
２０        リードフレーム
２１        外層パターン
２２        貫通バイアホール
２４        充填剤
２５        内層パターン
２６        非貫通バイアホール
３４        ソルダーレジスト
【図１】
2010245075.tif 000003
【図２】
2010245075.tif 000004
【図３】
2010245075.tif 000005
【図４】
2010245075.tif 000006
【図５】
2010245075.tif 000007
【図６】
2010245075.tif 000008