(57)【要約】      （修正有）【課題】他の工程を増やすことなくスルーホール埋めとダム形成を同時に行え、かつ、実装可能面積を拡大可能な回路板を提供する。【解決手段】導体パターンが部品面１ｃとその裏面１ｄとに形成される配線板１と、前記部品面１ｃの実装領域１ｇに表面実装した半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止部材と、前記封止部材を充填する領域を区画するダム４と、前記部品面１ｃの導体パターンと前記裏面の導体パターンとを電気的に接続するスルーホール８とを備える回路板１００であって、前記スルーホール８は、前記実装領域１ｇの周囲に設けられてなり、前記ダム４が、前記スルーホール８の前記部品面１ｃ側の開口８ｃを封鎖して形成される。【選択図】図１
2014212202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターンが部品面とその裏面とに形成される配線板と、前記部品面の実装領域に表面実装した半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止部材と、前記封止部材を充填する領域を区画するダムと、前記部品面の導体パターンと前記裏面の導体パターンとを電気的に接続するスルーホールとを備える回路板であって、
前記スルーホールは、前記実装領域の周囲に設けられてなり、
前記ダムが、前記スルーホールの前記部品面側の開口を封鎖して形成されることを特徴とする回路板。
【請求項２】
前記スルーホールが、前記配線板の縁部に設けられる請求項１記載の回路板。
【請求項３】
前記ダムが、チキソトロピー性を有する樹脂により形成される請求項１又は２記載の回路板。
【請求項４】
前記半導体チップが、ＬＥＤチップである請求項１、２又は３記載の回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを表面実装する回路板に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電気製品で使用されるプリント回路板では、半導体チップや抵抗等の部品を実装する部品面と、部品面の裏側であるはんだ面とに導体パターンが設けてある両面プリント配線板を用いることがある。両面プリント配線板では、部品面の特定の導体パターンと、はんだ面の特定の導体パターンとを、スルーホールを用いて電気的に接続して複雑なプリント配線を可能にしている。
【０００３】
このようなプリント配線板を用いたプリント回路板において、半導体チップを直接プリント配線板に実装する、つまり部品孔を使わないで導体パターンの表面で電気的接続を行う表面実装が普及している。例えば特許文献１には、半導体チップであるＬＥＤチップをプリント配線板に表面実装した後、表面実装された半導体チップを囲むようにダムを形成し、ダムの内側に封止部材を充填し、半導体チップを封止部材により保護したＬＥＤランプが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１２−５０４３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のような、ＬＥＤランプ、つまり照明装置に用いるＬＥＤチップを表面実装したプリント回路板では、複数のＬＥＤチップを表面実装する領域の有効面積を最大にするために、プリント配線板のはんだ面つまり裏面に、外部と接続する導線をはんだ付けする導体パターンである配線用パッドを設けることがある。ＬＥＤチップは部品面に表面実装されているため、配線用パッドは、スルーホールを介して部品面の導体パターンと電気的に接続される。
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような構成のものでは、スルーホールが表面実装されたＬＥＤチップ間つまり実装領域内に存在した場合、充填した封止部材が硬化する前にスルーホールから漏れ出すことになった。このように封止部材が漏れ出すと、封止部材に不足が生じ、適正に半導体チップを封止することができなくなる。したがって、封止部材の漏洩を防ぐためには、封止部材の充填前にスルーホールを樹脂やはんだ、銅等で埋めておく必要があり、工数が増加することとなった。また、実装領域外にスルーホールが存在する場合では、スルーホールを設けるための基板スペースが必要になり、デッドスペースを発生させることになった。
【０００７】
本発明は、上記問題を悉く解決するものであり、他の工程を増やすことなくスルーホール埋めとダム形成を同時に行え、かつ、実装可能面積を拡大可能な回路板を提供することをその主たる所期課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回路板は、導体パターンが部品面とその裏面とに形成される配線板と、前記部品面の実装領域に表面実装した半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止部材と、前記封止部材を充填する領域を区画するダムと、前記部品面の導体パターンと前記裏面の導体パターンとを電気的に接続するスルーホールとを備える回路板であって、前記スルーホールは、前記実装領域の周囲に設けられてなり、前記ダムが、前記スルーホールの前記部品面側の開口を封鎖して形成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明におけるスルーホールとは、メッキスルーホール、銅スルーホール、はんだスルーホール、導電ペーストスルーホール、ランドレススルーホールを含むものである。また、実装領域とは、部品面において半導体チップを実装する領域で、かつ形成されたダムにより包囲される領域である。本発明において実装領域は、１つでも複数でも良い。また実装領域内の半導体チップは１つでも複数でも良く、複数配置する場合には、同一種類のものを配置しても、異なる種類のものを配置してもよい。
【００１０】
またダムの高さは、実装領域に実装した半導体チップの高さ以上が好ましい。これにより、封止部材で半導体チップを完全に封止することができる。
【００１１】
このような構成によれば、ダムにより、スルーホールの部品面側の開口を封鎖し、封止部材の漏洩を防止できる。それゆえ、スルーホールを樹脂やはんだ、銅等であらかじめ埋める工程をなくすことができ、製造費用を低減することが可能になる。
【００１２】
また、スルーホールを、半導体チップの実装領域の周囲に設けることによって、利用不可能である面積を縮小させて部品面の表面実装に使用できる領域、つまり実装可能面積を拡大させることが可能になる。
【００１３】
実装可能面積をさらに拡大させるには、前記スルーホールが、前記配線板の縁部に設けられるものが望ましい。このようにスルーホールを設けることで、配線板の部品面を半導体チップの実装に最大限使用することが可能になる。
【００１４】
前記ダムを効率よく形成するためには、前記ダムが、チキソトロピー性を有する樹脂により形成されるものが望ましい。また、半導体チップとしては、ＬＥＤチップが挙げられる。本発明においてチキソトロピー性とは、かき混ぜたり振り混ぜたりしてせん断応力を受け続けると粘度が次第に低下しゾル（液状）になり、これを放置して静止すると粘度が次第に上昇し最終的にゲル（固体状）になる特性を有する性質を指す。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、他の工程を増やすことなくスルーホール埋めとダム形成を同時に行くことができる。従って、製造費用を低減することができる。
【００１６】
またスルーホールを実装領域の周囲に設けることでデッドスペースにダムを形成することが可能になり、デッドスペース分の実装可能面積を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のプリント回路板装置の実施形態の実装面の斜視図。
【図２】同実施形態の裏面を見た斜視図。
【図３】同実施形態の要部であるスルーホールの断面を含むプリント配線板の断面図。
【図４】同実施形態におけるＬＥＤチップ同士の接続状態とそれぞれの配線用パッドとの関係を示す図。
【図５】同実施形態のＬＥＤチップの取付状態を拡大して示す要部斜視図。
【図６】本発明の他の実施形態を模式的に示す上面図。
【図７】本発明の更に他の実施形態を模式的に示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態に係るプリント回路板１００は、ＬＥＤ照明装置のもので、表裏面に導体パターンが設けられた円環状のプリント配線板１と、表面実装によりプリント配線板１に実装される半導体チップである複数のＬＥＤチップ２と、ＬＥＤチップ２を封止する封止部材３と、封止部材３を充填する区画を形成するダム４とを備えている。
【００２０】
以下に、各構成要素を詳細に説明する。
【００２１】
プリント配線板１は、ＬＥＤチップ２を表面実装する部品面１ｃと、その裏面１ｄとの両面に導体パターンがある。また、プリント配線板１には、導体パターンが形成されない外周取付領域１ｅ及び内周縁領域１ｆがそれぞれ、部品面１ｃと裏面１ｄとの相互に対応する位置に形成してある。実装領域１ｇは、後述する外周ダム４ａと内周ダム４ｂとに挟まれた領域である。この実装領域１ｇには、ＬＥＤチップ２が表面実装されている。さらに、実装領域１ｇには、必要に応じて他の能動部品及び受動部品が実装される。
【００２２】
プリント配線板１の部品面１ｃには、ＬＥＤチップ２と電気的に接続している実装用パッド５が設けてある（図１では、ハッチングにより示す）。
【００２３】
それぞれの実装用パッド５は、ＬＥＤチップ２を固定するためのチップ用パッド５ａと、チップ用パッド５ａを挟む位置に形成される一対の第一及び第二ワイヤボンディング用パッド５ｂ、５ｃとからなる。この実施形態にあっては、表面実装されたＬＥＤチップ２を６個直列接続し、直列接続されたＬＥＤ直列回路の４本を並列接続するように、それぞれのＬＥＤチップ２間の図示しない導体パターンによりプリント配線が形成してある。
【００２４】
チップ用パッド５ａは、ＬＥＤチップ２の外形よりも大きい平面視四角形状をしている。第一及び第二ワイヤボンディング用パッド５ｂ、５ｃは、チップ用パッド５ａより小さい平面視四角形状をしており、チップ用パッド５ａに固定されたＬＥＤチップ２とボンディングワイヤ６により接続される。この実施形態にあってはワイヤボンディングによるＬＥＤチップ２の表面実装であるが、フリップチップやＴＡＢ（ｔａｐｅ  ａｕｔｏｍａｔｅｄ  ｂｏｎｄｉｎｇ）により実装されるものであってもよい。
【００２５】
プリント配線板１の裏面１ｄの外周取付領域１ｅの内側には、図２に示すように、導体パターンを構成する一対の配線用パッド７が設けてある。一対の配線用パッド７は平面視四角形状をしており、プリント配線板１の外部と電気的に接続する配線材がはんだ付けされるパッドである。第一配線用パッド７ａは、直並列されたＬＥＤチップ列２０のアノードに第一スルーホール８ａを介して接続されるとともに、第二配線用パッド７ｂは、同ＬＥＤチップ列２０のカソードに第二スルーホール８ｂを介して接続される（図４）。
【００２６】
プリント配線板１の縁部１ｈ、すなわち実装領域１ｇの外側の位置には、部品面１ｃの導体パターンと配線用パッド７それぞれとを電気的に接続するスルーホール８が設けてある。スルーホール８は、一対の配線用パッド７に対応して二か所に設けられる。この実施形態のスルーホール８は、例えば貫通接続を行うため壁面に金属を析出させたメッキスルーホールで、部品面１ｃ側から裏面１ｄに貫通している。なお、スルーホール８は、大きな電気容量が必要である場合、一つの配線用パッド７に対して内径が小さなスルーホール８を複数設けて、所望の電気容量となるようにするものであっても良い。
【００２７】
プリント配線板１には、部品面１ｃの実装領域１ｇと裏面１ｄとのそれぞれの表面に、実装用パッド５及び一対の配線用パッド７以外の部分の導体パターンを覆う白色のレジスト９が形成されている。
【００２８】
それぞれのＬＥＤチップ２は、平面視正方形の全て同一規格のもので、その上面にｐパッド電極２ａとｎパッド電極２ｂとが設けられている。ｐパッド電極２ａは第一ワイヤボンディング用パッド５ｂと、またｎパッド電極２ｂは第二ワイヤボンディング用パッド５ｃとそれぞれ、ボンディングワイヤ６により電気的に接続される。なお、本実施形態におけるＬＥＤチップ２は、同一規格のものを例に取り説明したが、特性が異なるＬＥＤチップを組み合わせて使用してもよい。
【００２９】
封止部材３は、硬化した状態で無色透明である樹脂からなり、ＬＥＤチップ２及びボンディングワイヤ６を保護するもので、外周ダム４ａ及び内周ダム４ｂで区画する封止領域１０に充填される。封止部材３は、後述するダム４を形成するための樹脂に比較して粘度が低く、封止領域１０に充填するとＬＥＤチップ２間を移動し、ボンディングワイヤ６の下方にも回り込むことで、ＬＥＤチップ２及びボンディングワイヤ６を封止する。封止領域１０は、表面実装された全てのＬＥＤチップ２を封止するに十分な範囲に設定される。
【００３０】
ダム４は、スルーホール８の位置に対応して形成される平面視円環形状の外周ダム４ａと、内周縁領域１ｆに形成される平面視円環形状の内周ダム４ｂとで構成される。図１において、外周ダム４ａと内周ダム４ｂとの断面形状を、点線にて示す。ダム４は、チキソトロピー性を有する樹脂製、例えばＲＴＶ（室温加硫）ゴム製のものである。外周ダム４ａは、図３に示すように、断面形状が中実のドーム形状であり、外周取付領域１ｅと外側の円周上のＬＥＤチップ２との間で、かつスルーホール８の部品面１ｃ側の開口８ｃを封鎖するものであり、部品面１ｃにダム用樹脂を塗布し、硬化することにより形成される。内周ダム４ｂは、外周ダム４ａと同様にして内周縁領域１ｆに形成される。
【００３１】
ＬＥＤチップ２が表面実装されたプリント配線板１に対し、スルーホール８の部品面１ｃ側の開口８ｃを閉鎖するようにダム用樹脂を塗布して外側ダム４ａを形成する。併せて、内周縁領域１ｆにダム用樹脂を塗布して内周ダム４ｂを形成する。
【００３２】
外周ダム４ａ及び内周ダム４ｂを形成し、ダム用樹脂が硬化した後、外周ダム４ａ及び内周ダム４ｂで囲まれた封止領域１０に封止部材３を充填する。封止部材３が硬化することによりプリント回路板１００が完成する。
【００３３】
このように、外周ダム４ａによりスルーホール８を閉鎖するので、他の工程を増やすことなくスルーホール埋めとダム形成を同時に行うことができる。したがって、製造費用を低減することができる。また、スルーホール８を実装領域１ｇの周囲に設けることでデッドスペースにダム４を形成することができ、デッドスペース分の実装可能面積を拡大することができる。
【００３４】
また、封止部材３を封止領域１０に充填する前に外周ダム４ａを形成する工程においてスルーホール８を閉鎖するので、スルーホール８を封止部材３の充填に先だってスルーホール８を埋める工程をなくすことができる。したがって、製造工程の内の一工程をなくすことで、製造費用を低減することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３６】
本発明において、プリント配線板１やダム４は、円形に限らず、例えば図６に示す平面視長方形、正方形、台形、六角形、多角形等、どのような形状であっても良い。図６に示したプリント回路板２００にあっては、ＬＥＤチップ２０２の実装領域２０１ｇより外側に配置されたスルーホール２０８を塞ぐようにダム２０４（ハッチングにより示す）を長方形状に形成する。
【００３７】
また、上記２つの実施形態では、プリント配線板１、２００に単一の実装領域１ｇ、２０１ｇを設定したが、例えば図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の実装領域を設定しても良い。実装領域は、上記２つの実施形態のように、プリント配線板１、２００の部品面１ｃ、２０１ｃのほぼ全域にわたって設定されるものであって良いし、部品面の一部の領域、例えば部品面の１／２、１／３といった領域に設定するものであっても良い。図７の（ｂ）には、プリント配線板４０１の一部の領域に、扇形の３つの実装領域４１１ｇ、４２１ｇ、４３１ｇを相互に隣接して設定したものを図示する。このような複数の実装領域の場合、それぞれを分離して設定するものであっても良い。
【００３８】
具体的には、図７の（ａ）に平面視を示すプリント回路板３００は、長方形のプリント配線板３０１の部品面３０１ｃを、４つの実装領域、すなわち第一実装領域３１１ｇ、第二実装領域３２１ｇ、第三実装領域３３１ｇ及び第四実装領域３４１ｇに区画し、それぞれの実装領域３１１ｇ、３２１ｇ、３３１ｇ、３４１ｇの周囲にダム３０４（ハッチングにより示す）を形成したものである。
【００３９】
ダム３０４は、配線板３０１の外周に沿って設ける長方形状の外側ダム３０４ａと、外側ダム３０４ａの内側に平面視十字形状に設ける内側ダム３０４ｂとで構成される。外側ダム３０４ａは、それぞれの実装領域３１１ｇ、３２１ｇ、３３１ｇ、３４１ｇに対応して配線板３０１の長辺側の縁部３０１ｈに設けられるスルーホール３０８を閉鎖するように形成する。
【００４０】
このようにダム３０４を形成すれば、各実装領域３１１ｇ、３２１ｇ、３３１ｇ、３４１ｇ毎に、色温度、波長、発光スペクトル等の特性が異なるＬＥＤ３０２をそれぞれ実装したり、異なる蛍光材料を含む封止部材をそれぞれ充填するといったことが可能になる。
【００４１】
一方、図７の（ｂ）に平面視を示すプリント回路板４００は、長方形のプリント配線板４０１の部品面４０１ｃの一部分に、全体として円形をなす三つの実装領域４１１ｇ、４２１ｇ、４３１ｇを区画し、それぞれの実装領域４１１ｇ、４２１ｇ、４３１ｇの周囲にダム４０４（ハッチングにより示す）を形成したものである。ダム４０４は、円形に形成された円形ダム４０４ａと、その円形ダム４０４ａの内側に、円形ダム４０４ａ内を三分する直線状の三本の内側ダム４０４ｂとからなる。また、スルーホール４０８は、配線板４０１の縁部４０１ｈに設けられており、円形ダム４０４ａにより封鎖される。なお、各実装領域４１１ｇ、４２１ｇ、４３１ｇには、例えば、赤色ＬＥＤチップ４１２、緑色ＬＥＤチップ４２２、青色ＬＥＤチップ４３２がそれぞれ実装される。
【００４２】
なお、上記各実装領域３１１ｇ、３２１ｇ、３３１ｇ、３４１ｇ、４１１ｇ、４２１ｇ、４３１ｇには、同一種類のＬＥＤを実装したり、同一種類の蛍光材料を含む封止部材をそれぞれ充填するようにしても良い。さらに、スルーホール３０８、４０８は、図示するように、外側ダム３０４ａ、４０４ａではなく、内側ダム３０４ｂ、４０４ｂによって塞がれる位置に形成されていても良い。
【００４３】
上記実施形態にあっては、半導体チップとしてＬＥＤチップ２を説明したが、ＬＥＤチップ２以外の各種のＩＣチップであってもよい。
【００４４】
その他、本発明は上記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４５】
１００・・プリント回路板
１・・・・プリント配線板
１ｇ・・・縁部
１ｃ・・・部品面
１ｄ・・・裏面
２・・・・ＬＥＤチップ
３・・・・封止部材
４・・・・ダム
５・・・・実装用パッド
７・・・・配線用パッド
７ａ・・・第一配線用パッド
７ｂ・・・第二配線用パッド
８・・・・スルーホール
１０・・・・封止領域
【図１】
2014212202.tif 000003
【図２】
2014212202.tif 000004
【図３】
2014212202.tif 000005
【図４】
2014212202.tif 000006
【図５】
2014212202.tif 000007
【図６】
2014212202.tif 000008
【図７】
2014212202.tif 000009