(57)【要約】【課題】ランドやバイアホールに形成されたメッキ層の破断を防止する。【解決手段】ＢＧＡ端子構造を持つ電子部品５のボール状端子６が接続されるランド３が複数配列された部品実装部４を有するプリント配線板１において、ランド３は、ティアドロップ１４がプリント配線板１の歪曲時に電子部品５のボール状端子６に係るストレス方向と反対方向に引き出し形成されている。【選択図】図１０
2006210713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡ端子構造を持つ電子部品のボール状端子が接続されるランドが複数配列された部品実装部を有するプリント配線板において、
上記ランドは、ティアドロップが上記プリント配線板の歪曲時に上記電子部品のボール状端子に係るストレス方向と反対方向に引き出し形成されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
上記ランドは、ティアドロップが上記電子部品の中心方向に向かって引き出し形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
上記ティアドロップが形成されたランドは、上記部品実装部の各コーナ部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線板。
【請求項４】
上記ティアドロップが形成されたランドは、各コーナ部につき、正方形を形成するように縦横に４列づつ設けられていることを特徴とする請求項３記載のプリント配線板。
【請求項５】
上記ティアドロップの引き出し距離は上記ランドの径よりも短いことを特徴とする請求項１乃至４記載のプリント配線板。
【請求項６】
上記ティアドロップの引き出し方向先端部にはバイアホールが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５記載のプリント配線板。
【請求項７】
上記バイアホールの径は上記ランド径の半分以下とされていることを特徴とする請求項６記載のプリント配線板。
【請求項８】
上記バイアホールの中心と上記ランドの外周部との距離は、上記バイアホールの径よりも短いことを特徴とする請求項６記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装されるプリント配線板に関し、特にＢＧＡ端子構造を持つ電子部品が実装される部品実装部に配列されたランド形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子機器の小型化、高密度化に伴い配線基板の多層化が図られるとともに、図１３に示すように、最外層にパッケージ化されたＩＣやＬＳＩ等の電子部品が表面実装されたプリント配線板５０が提供されている。この種のパッケージには、パッケージ下部にアレイ状にはんだバンプ等のボール状端子５３を設けたＢＧＡ５１（ball grid array）が多く用いられている。ＢＧＡ５１は、ボール状端子５３に対応して配線基板に配列されたランド５２に搭載されることにより、配線基板５０上に実装される。
【０００３】
ＢＧＡ５１が搭載される配線基板５０は、方形状の実装領域にＢＧＡ５１のボール状端子５３に対応して丸形のランド５２が格子状に配列されている。各ランド５２は配線基板５０に形成された配線パターンと連続され、またランド中央にはバイアホール５４が形成され、ランド５２からバイアホール５４内に亘ってメッキ処理されることにより内層基板に形成された配線パターン５５と接続されている。
【０００４】
ＢＧＡ５１を表面実装する際は、先ず、スクリーン印刷等により配線基板５０の各ランド５２にはんだが印刷される。ついで、ＢＧＡ５１が機械等で実装領域に搭載され、配線基板がリフロー炉を通されることによりＢＧＡ５１がはんだ付けされる。これによりＢＧＡ５１の下面に設けられたボール状端子５３は配線基板５０の最外層に設けられた配線パターンや、ランド中央に形成されたバイアホール５４を介して内層基板に形成された配線パターン５５と接続される。
【０００５】
ここで、ＢＧＡ５１と接続されるランド５２や層間接続を図るバイアホール５４は、プリント配線板５０に曲げなどの負荷が掛かると、図１４に示すように、メッキ層５６が破断してしまいプリント配線板５０の機能に障害を生じさせるおそれがある。プリント配線板５０に曲げなどの負荷がかかると、ＢＧＡ５１が実装される部品実装部の外周部近傍に外向きにストレスが強く加わることから、特に、部品実装部の外周部近傍においてランド５２やバイアホール５４に形成したメッキ層５６の破断が生じやすくなる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２５０６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明はＢＧＡが表面実装されるプリント配線板のランドとボール状端子との接合強度の向上を図るとともに、ランドやバイアホールに形成されたメッキ層の破断を防止することができるプリント配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明に係るプリント配線基板は、ＢＧＡ端子構造を持つ電子部品のボール状端子が接続されるランドが複数配列された部品実装部を有するプリント配線板において、上記ランドは、ティアドロップが上記プリント配線板の歪曲時に上記電子部品のボール状端子に係るストレス方向と反対方向に引き出し形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
このようなプリント配線基板によれば、ティアドロップ型ランドが各コーナ部に配列されているため、ＢＧＡの実装後に歪曲される等の負荷が加わった場合にも、各コーナ部におけるはんだバンプに加わるストレス方向と反対の向きにティアドロップが引き出されていることから、当該ストレスに対する耐力が向上され、ランドに設けられたメッキ層の破断やＢＧＡの剥離等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明が適用されたプリント配線基板について、図面を参照しながら詳細に説明する。このプリント配線板１は、図１に示すように、配線パターンが形成された絶縁基板が複数積層された多層プリント配線基板であり、外層基板１ａには配線パターン２と、ＢＧＡ５が実装される部品搭載用のランド３が複数形成された部品実装部４を有し、内層基板１ｂには配線パターンの他に電源層、グランド層が形成されている。
【００１１】
外層基板に設けられた部品実装部４には、ＢＧＡ５が搭載される。ＢＧＡ５は、正方形状のパッケージ内に例えばメモリーチップやグラフィックチップ等が収納され、このパッケージの下面に格子状に端子電極となるボール状のはんだバンプ６が複数配列されている。そして部品実装部４は、図２に示すように、ＢＧＡ５の各はんだバンプ６に応じてランド３が格子状に複数配列されている。具体的に、ランド３は、ＢＧＡ５のはんだバンプ６と同様に正方形状に配列され、このうち、部品実装部４の４つのコーナー部４ａにはランド３と連続されたティアドロップ型ランド７が配列されている。
【００１２】
ティアドロップ型ランド７は、図３に示すように、丸形のランド部７ａと、はんだバンプ６とランド部３との接続を確実にするためのティアドロップ７ｂとを有する。このティアドロップ型ランド７は、部品実装部４の各コーナ部４ａに正方形状に複数配列されたランド３と連続して形成されている。例えばティアドロップ型ランド７が設けられたランド３は、部品実装部４のコーナ部４ａに縦４列、横４列の計１６づつ配列されている。
【００１３】
また、各ティアドロップ型ランド７は、ランド３の外周部よりティアドロップ７ｂが、プリント配線板１に負荷が係ることにより部品実装部４が受けるストレス方向と反対方向に引き出され、引き出しの先端部にランド部７ａが設けられている。すなわち、図４に示すように、ＢＧＡ５が実装されたプリント配線板１が図４中矢印Ｓ方向に歪曲される等の負荷が加わると、部品実装部４は、ＢＧＡ５の外周付近に設けられたはんだバンプ６が接合されている各コーナ部４ａに最も強くストレスが加わる。このとき、各コーナー部４ａに接合されているＢＧＡ５のはんだバンプ６に加わるストレス方向は、図５中矢印ｅで示すように、ＢＧＡ５の中心から各コーナー部５ａ方向に向かうことから、各コーナ部４ａに設けられるティアドロップ型ランド７のティアドロップ７ｂは、このストレス方向と同方向で反対向き、すなわち図５中矢印ｄで示すように、ランド部７ａから部品実装部４の中心に向かって引き出されている。したがって図６に示すように、部品実装部４が正方形の場合には、ティアドロップ７ｂは、ティアドロップ型ランド７の配列方向である図６中矢印Ａ方向に対して４５°の方向に向かって引き出される。また、ティアドロップ型ランド７は、ランド３の中心からランド部７ａまでの距離、すなわちティアドロップの引き出し距離が、ランド３の径よりも短くされている。例えば図７に示すように、ランド３の径が０．８ｍｍの場合、ランド３の中心からティアドロップ型ランド７のランド部７ａの中心までの距離は０．７ｍｍとされる。
【００１４】
このようなティアドロップ型ランド７が各コーナ部４ａに配列されたプリント配線板１は、ＢＧＡ５の実装後に図４に示すように、同図中矢印Ｓ方向に歪曲される等の負荷が加わった場合にも、各コーナ部４ａにおけるはんだバンプ６に加わるストレス方向と反対の向きにティアドロップ７ａが引き出されていることから、当該ストレスに対する耐力が向上され、ランド３に設けられたメッキ層の破断やＢＧＡ５の剥離等を防止することができる。
【００１５】
次いで、このようなプリント配線板１の製造方法について説明する。プリント配線板１の基材は、例えばガラス布基板に銅箔を貼着して形成された銅張積層板であり、内層基板には、フォトリソグラフィーを用いたフォトエッチング等により所定の配線パターンが形成されると共に、電源層、グランド層等が形成される。そして、この内層基板上に順次あるいは一括して外層基板が積層される。外層基板には、内層基板と同様にエッチング等によって配線パターンと、この配線パターンと接続されるとともにＢＧＡ５のはんだバンプ６の配列形状に応じてランド３及びティアドロップ型ランド７が配列された部品実装部４とが形成される。
【００１６】
ランド３及びティアドロップ型ランド７には、電解又は無電解銅メッキ等によりメッキ処理が施された後、はんだが印刷され、部品実装部４にＢＧＡ５が搭載される。ＢＧＡ５が搭載されるとプリント配線板１はリフロー炉を通されＢＧＡ５が実装される。
【００１７】
また、本発明が適用されたプリント配線板は以下のように形成してもよい。なお、以下に説明するプリント配線板１０においては、上記プリント配線板１と同一の部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。プリント配線板１０は、ＢＧＡ５が実装されるランド３から内層パターンとの接続を図るバイアホールが所定方向にオフセットされて形成されたものである。
【００１８】
具体的に、プリント配線基板１０は、図８に示すように、配線パターンが形成された絶縁基板が複数積層された多層プリント配線基板であり、外層基板１０ａには配線パターン２と、ＢＧＡ５が実装される部品実装用のランド３及び内層基板に形成された内層パターンと接続されたバイアホール１１が形成された部品実装部１２とを有し、内層基板１０ｂにはバイアホール１１と接続された配線パターン１５や電源層、グランド層が形成されている。
【００１９】
外層基板１０ａに設けられＢＧＡ５が実装される部品実装部１２は、図９に示すように、ＢＧＡ５の各はんだバンプ６に応じてランド３が格子状に複数配列されている。具体的に、ランド３は、ＢＧＡ５のはんだバンプ６と同様に正方形状に配列され、このうち、部品実装部１２の４つのコーナー部１２ａには、バイアホール１１が所定方向にオフセットされて形成されたティアドロップ型ランド１４が配列されている。
【００２０】
ティアドロップ型ランド１４は、図１０に示すように、バイアホール１１が穿設されるランド部１４ａと、ランド部１４ａとランド３とを接続するティアドロップ１４ｂとを有する。このティアドロップ型ランド１４は、部品実装部１２の各コーナー部１２ａに正方形状に複数配列されたランド３と連続して形成されている。例えばティアドロップ型ランド１４が設けられたランド３は、部品実装部１２のコーナー部１２ａに縦４列、横４列の計１６づつ配列されている。
【００２１】
また、各ティアドロップ型ランド１４は、ティアドロップ１４ｂが、プリント配線板１に負荷が係ることにより部品実装部１２が受けるストレス方向と反対方向に引き出されている。すなわち、図４に示すように、ＢＧＡ５が実装されたプリント配線基板１０が図４中矢印Ｓ方向に歪曲される等の負荷が加わると、部品実装部１２は、ＢＧＡ５の外周付近に設けられたはんだバンプ６が接合されている各コーナー部１２ａに最も強くストレスが加わる。このとき、各コーナー部１２ａに接合されているＢＧＡ５のはんだバンプ６に加わるストレス方向は、図５中矢印ｅで示すように、ＢＧＡ５の中心から各コーナー部５ａに向かうことから、各コーナー部１２ａに設けられるティアドロップ型ランド１４のティアドロップ１４ｂは、このストレス方向と同方向で反対向き、すなわち図５中矢印ｄで示すように、ランド部１４ａから部品実装部１４の中心に向かって引き出されている。したがって、図１１に示すように、部品実装部１２が正方形の場合には、ティアドロップ１４ｂは、ティアドロップ型ランド１４の配列方向である図１１中矢印Ａ方向に対して４５°の方向に向かって引き出される。
【００２２】
このティアドロップ１４ｂの引き出し方向先端部には、ランド部１４ａが設けられ、このランド部１４ａは、内層基板１０ｂに設けられた配線パターン１５との接続を図るバイアホール１１が形成されている。バイアホール１１はドリルやレーザ等によって外層基板が穿孔されて形成された後、メッキ処理が施されることにより導電層が形成され、ＢＧＡ５と内層基板１０ｂに形成された配線パターン１５とを接続させる。
【００２３】
このバイアホール１１の径はランド３の径の半分以下とされている。たとえば、図１２に示すように、ランド３の径を０．６５ｍｍとした場合、バイアホール１１の径は０．２５ｍｍに形成される。
【００２４】
また、ティアドロップ１４ｂの引き出し距離はバイアホール１１の径よりも短く形成されている。すなわち、バイアホール１１の中心とランド３の外周部との最端距離が、バイアホール１１の径よりも短く形成されている。たとえば、図１２に示すように、バイアホール１１の中心とランド３の外周部との最短距離を０．３ｍｍとした場合、バイアホール１１の径は、０．２５ｍｍとされる。
【００２５】
このようなティアドロップ型ランド１４が各コーナー部１２ａに配列されたプリント配線板１０は、ＢＧＡ５の実装後に図４に示すように、同図中矢印Ｓ方向に歪曲される等の負荷が加わった場合にも、部品実装部１２の各コーナー部１２ａにおけるはんだバンプ６に加わるストレス方向と反対の向きにティアドロップ１４ｂが引き出されるとともに、ティアドロップ１４ｂの引き出し方向先端部のランド部１４ａにバイアホール１１が形成されていることから、当該ストレスに対する耐力が向上され、またバイアホール１１に形成されたメッキ層の破断等を防止することができる。
【００２６】
なお、ティアドロップ型ランド１４は、内層基板１０ｂに設けられたグランド層に接続する場合等、バイアホール１１の内外に亘って形成されたメッキ層の剥がれを防止するために、一つのティアドロップ１４ｂに対して複数のバイアホール１１を形成してもよい。また、同一の信号線の間ではランド３及びティアドロップ型ランド１４が外層基板１０ａに形成された配線パターンによって複数接続されていてもよい。
【００２７】
次いで、このようなプリント配線板１０の製造方法について説明する。プリント配線板１０の基材は、例えばガラス布基板に銅箔を貼着して形成された銅張積層板であり、内層基板には、フォトリソグラフィーを用いたフォトエッチング等により所定の配線パターンが形成されると共に、電源層、グランド層等が形成される。そして、この内層基板上に順次あるいは一括して外層基板が積層される。外層基板には、内層基板と同様にエッチング等によって配線パターンと、この配線パターンと接続されるとともにＢＧＡ５のはんだバンプ６の配列形状に応じてランド３及びティアドロップ型ランド１４が配列された部品実装部１２とが形成される。
【００２８】
ランド３、ティアドロップ型ランド１４及びバイアホール１１内には、電解又は無電解銅メッキ等によりメッキ処理が施され導電層が形成された後、はんだが印刷され、部品実装部４の各ランド３にＢＧＡ５のはんだバンプ６が搭載される。ＢＧＡ５が搭載されるとプリント配線板１０はリフロー炉を通されＢＧＡ５が実装される。
【００２９】
以上、本発明が適用されたプリント配線板について説明したが、本発明は上述した発明に限らず、たとえば、基板が積層された多層プリント配線板以外にも、単層基板に適用してもよい。この場合、内層パターンとＢＧＡとを接続させるバイアホールは配線基板の下面まで貫通されて形成され、下面に形成された配線パターンと接続される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明が適用されたプリント配線板を示す断面図である。
【図２】本発明が適用されたプリント配線板の部品実装部を示す平面図である。
【図３】部品実装部のコーナー部に設けられたランド及びティアドロップ型ランドを示す平面図である。
【図４】プリント配線板が歪曲される様子を示す断面図である。
【図５】ＢＧＡの下面を示す平面図である。
【図６】本発明が適用されたティアドロップ型ランドを示す平面図である。
【図７】本発明が適用されたティアドロップ型ランドを示す平面図である。
【図８】本発明が適用された他のプリント配線板を示す断面図である。
【図９】本発明が適用された他のプリント配線板の部品実装部を示す平面図である。
【図１０】部品実装部のコーナー部に設けられたランド及びティアドロップ型ランドを示す平面図である。
【図１１】本発明が適用された他のティアドロップ型ランドを示す平面図である。
【図１２】本発明が適用された他のティアドロップ型ランドを示す平面図である。
【図１３】従来のプリント配線板を示す断面図である。
【図１４】バイアホールに形成されたメッキ層が破断された様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  プリント配線板、２  配線パターン、３  ランド、４  部品実装部、５  ＢＧＡ、６  はんだバンプ、７  ティアドロップ型ランド、１０  プリント配線板、１１  バイアホール、１２  部品実装部、１４  ティアドロップ型ランド、１５  配線パターン
【図１】
2006210713.tif 000003
【図２】
2006210713.tif 000004
【図３】
2006210713.tif 000005
【図４】
2006210713.tif 000006
【図５】
2006210713.tif 000007
【図６】
2006210713.tif 000008
【図７】
2006210713.tif 000009
【図８】
2006210713.tif 000010
【図９】
2006210713.tif 000011
【図１０】
2006210713.tif 000012
【図１１】
2006210713.tif 000013
【図１２】
2006210713.tif 000014
【図１３】
2006210713.tif 000015
【図１４】
2006210713.tif 000016