(57)【要約】【課題】外部から作用する衝撃等を複数のはんだボールの配置に応じて緩和可能な構成を提供する。【解決手段】複数のはんだボール７０のうち所定の実装領域の外縁側に位置する複数の外縁側はんだボール７１は、円状であって等間隔に配置されている。そして、複数のはんだボール７０のうち各外縁側はんだボール７１を除く内側はんだボール７２は、各外縁側はんだボール７１に対して同心円状であって等間隔に配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡが複数のはんだボールを用いて所定の実装領域に実装されてなる回路基板であって、
前記複数のはんだボールのうち前記所定の実装領域の外縁側に位置する複数の外縁側はんだボールは、円状に配置されることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記複数の外縁側はんだボールは、円状であって等間隔に配置されることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記複数のはんだボールのうち前記複数の外縁側はんだボールを除く少なくとも一部が、前記複数の外縁側はんだボールに対して同心円状に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
ＢＧＡが複数のはんだボールを用いて所定の実装領域に実装されてなる回路基板であって、
前記複数のはんだボールのうち前記所定の実装領域の外縁側に位置するはんだボールは、隣り合う両はんだボールをそれぞれ繋いだ線がなす角度が鈍角となるように配置されることを特徴とする回路基板。
【請求項５】
前記複数の外縁側はんだボールのうちの一部は、電気的に接続されずに接合用として用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筐体内に回路基板が収容されて構成される電子装置において、回路基板上には種々の素子がはんだ接続により実装されている。このような構成の電子装置では、落下等によって生じる衝撃によって回路基板が変形することがあり、当該回路基板の変形に追従できずにはんだにクラック（ひび割れ）が発生すると、回路基板において素子への通電不良が生じ、電子装置が動作しなくなる虞がある。特に、例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）型のパッケージ形態等の表面実装型の素子（以下、単に、ＢＧＡともいう）では、はんだボールを用いたはんだ接続箇所が多くなるため、この問題が顕著となる。
【０００３】
この問題を解決する回路基板に関する技術として、例えば、下記特許文献１に開示される回路基板が知られている。この回路基板は、第１面に第１部品が表面実装されており、この第１部品の実装領域の裏側に位置する第２面の領域の四隅に第２部品をそれぞれ実装することによって、回路基板の剛性を高めて第１部品の保護を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５７９３９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、上述のように、第１部品の実装領域の裏側に位置する第２面の領域の四隅に第２部品をそれぞれ実装する構成では、他の実装部品等との干渉や回路の動作保証の観点から、基板仕様等によっては、第２面の上記四隅のそれぞれに第２部品を配置できない可能性があり、現実的ではない。
【０００６】
また、回路基板上のはんだの耐久性を向上させるために、アンダーフィル材を用いる方法が知られている。すなわち、回路基板とＢＧＡ等の素子との間にアンダーフィル材を充填させてはんだ部分を封止することで、はんだを衝撃から守る構成である。しかしながら、このような構成では、アンダーフィル材を塗布する位置や塗布量を正確に制御しなければ、アンダーフィル材が所望の範囲よりも広がる等によって回路動作の不具合を引き起こす虞がある。また、アンダーフィル材の塗布において、塗布位置や塗布量の正確な制御のために複雑な多くの工程が必要となり、コストの増大につながってしまう問題がある。
【０００７】
また、ＢＧＡは、パッケージと同形状にはんだボールが配置されるため、角部等、形状的に衝撃に弱い方向が存在する。そのため、回路基板自体の剛性を上げたとしても、結果的にＢＧＡに弱い方向というのは潜在的に存在することになる。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、外部から作用する衝撃等を複数のはんだボールの配置に応じて緩和可能な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、
ＢＧＡ（６５）が複数のはんだボール（７０）を用いて所定の実装領域（６２）に実装されてなる回路基板（６０）であって、
前記複数のはんだボールのうち前記所定の実装領域の外縁側に位置する複数の外縁側はんだボール（７１）は、円状に配置されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、
ＢＧＡ（６５）が複数のはんだボール（７０）を用いて所定の実装領域（６２）に実装されてなる回路基板（６０ａ）であって、
前記複数のはんだボールのうち前記所定の実装領域の外縁側に位置するはんだボール（７１ａ，７１ｂ）は、隣り合う両はんだボールをそれぞれ繋いだ線がなす角度（θ１〜θ５）が鈍角となるように配置されることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、複数のはんだボールのうち所定の実装領域の外縁側に位置する複数の外縁側はんだボールは、円状に配置されるため、外部からの衝撃等が２以上のはんだボールに分散して作用しやすくなる。これにより、外縁側に位置する１つのはんだボールが角部を構成するような四角状の配置構成と比較して、１つのはんだボールに作用する衝撃等を軽減することができる。したがって、外部から作用する衝撃等を複数のはんだボールの配置に応じて緩和して耐力を向上させることができる。
【００１２】
請求項２の発明では、複数の外縁側はんだボールは、円状であって等間隔に配置されるため、実装面に沿ったあらゆる方向からの衝撃等に関して均等に高い耐力を持たせることができる。
【００１３】
請求項３の発明では、複数のはんだボールのうち複数の外縁側はんだボールを除く少なくとも一部が、複数の外縁側はんだボールに対して同心円状に配置される。これにより、外縁側はんだボールの内側に配置されるはんだボールをも利用して、はんだボールに作用する衝撃等をさらに軽減することができる。
【００１４】
請求項４の発明では、複数のはんだボールのうち所定の実装領域の外縁側に位置するはんだボールは、隣り合う両はんだボールをそれぞれ繋いだ線がなす角度が鈍角となるように配置される。このように、外縁側に位置する１つのはんだボールが直角や鋭角の頂点を構成しないように配置されることで、外部からの衝撃等が２以上のはんだボールに分散して作用しやすくなる。これにより、外縁側に位置する１つのはんだボールが直角や鋭角の頂点を構成するような配置構成と比較して、１つのはんだボールに作用する衝撃等を軽減することができる。したがって、外部から作用する衝撃等を複数のはんだボールの配置に応じて緩和して耐力を向上させることができる。
【００１５】
請求項５の発明では、複数の外縁側はんだボールのうちの一部は、電気的に接続されずに接合用として用いられるため、全ての外縁側はんだボールを導通用に用いる必要もないので、各はんだボールの配置に関して設計自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る電子装置の構成概要を示す説明図であり、図１（Ａ）は平面図を示し、図１（Ｂ）は側面図を示す。
【図２】図２（Ａ）は、図１の電子装置の電気的構成を例示するブロック図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の無線タグ処理部を概略的に例示するブロック図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）の情報コード読取部を概略的に例示するブロック図である。
【図３】図１の回路基板の一部を概略的に示す側面図である。
【図４】第１実施形態における所定の実装領域に対する各はんだボールの配置状態を説明する説明図である。
【図５】第１実施形態の変形例における所定の実装領域に対する各はんだボールの配置状態を説明する説明図である。
【図６】第２実施形態における所定の実装領域に対する各はんだボールの配置状態を説明する説明図である。
【図７】図６における所定の実装領域の隅部を拡大して各はんだボールの配置状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本発明に係る回路基板を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る回路基板６０を備える電子装置１０は、ユーザによって携帯されて様々な場所で用いられる携帯型の情報端末として構成されており、アンテナを介して送受信される電波を媒介として無線タグ（ＲＦＩＤタグ）５０に記憶されている情報を読み書きする機能に加えて、バーコードや二次元コードなどの情報コードを読み取る情報コードリーダとしての機能を兼ね備え、読み取りを二方式で行いうる構成となっている。
【００１８】
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、電子装置１０は、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂材料により形成される上側ケース１１ａおよび下側ケース１１ｂが組み付けられて構成される長手状の筐体１１によって外郭が形成されている。また、上側ケース１１ａには、所定の情報を入力する際に操作されるファンクションキーおよびテンキー等のキー操作部２５や、所定の情報を表示するための表示部２４等が配置されている。また、下側ケース１１ｂには、下方に向けて開口する読取口１２が形成されている。
【００１９】
図２（Ａ）に示すように、電子装置１０の筐体１１内には、電子装置１０全体を制御する制御部２１が設けられている。この制御部２１は、マイコンを主体として構成されるものであり、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等を有し、メモリ２２とともに情報処理装置を構成している。メモリ２２には、無線通信処理等を実行するための所定のプログラム等が制御部２１により実行可能に予め格納されている。
【００２０】
また、制御部２１には、ＬＥＤ２３、表示部２４、キー操作部２５、バイブレータ２６、ブザー２７、外部インタフェース２８などが接続されている。キー操作部２５は、制御部２１に対して操作信号を与える構成をなしており、制御部２１は、この操作信号を受けて操作信号の内容に応じた動作を行う。また、ＬＥＤ２３、表示部２４、バイブレータ２６およびブザー２７は、制御部２１によって制御される構成をなしており、それぞれ、制御部２１からの指令を受けて動作する。外部インタフェース２８は、サーバ等の外部機器との間でネットワーク等を介してデータ通信を行うためのインタフェースとして構成されており、制御部２１と協働して通信処理を行う構成をなしている。また、筐体１１内には、電源部２９が設けられており、この電源部２９やバッテリ２９ａによって制御部２１や各種電気部品に電力が供給されるようになっている。
【００２１】
また、制御部２１には、無線タグ処理部３０および情報コード読取部４０が接続されている。
まず、無線タグ処理部３０について、図２（Ｂ）を用いて説明する。
無線タグ処理部３０は、アンテナ３４および制御部２１と協働して無線タグ５０との間で電磁波による通信を行ない、無線タグ５０に記憶されるデータの読取り、或いは無線タグ５０に対するデータの書込みを行なうように機能するものである。この無線タグ処理部３０は、公知の電波方式で伝送を行う回路として構成されており、図２（Ｂ）にて概略的に示すように、送信回路３１、受信回路３２、整合回路３３などを有している。
【００２２】
送信回路３１は、キャリア発振器、符号化部、増幅器、送信部フィルタ、変調部などによって構成されており、キャリア発振器から所定の周波数のキャリア（搬送波）が出力される構成をなしている。また、符号化部は、制御部２１に接続されており、当該制御部２１より出力される送信データを符号化して変調部に出力している。変調部は、キャリア発振器からのキャリア（搬送波）、及び符号化部からの送信データが入力される部分であり、キャリア発振器より出力されるキャリア（搬送波）に対し、通信対象へのコマンド送信時に符号化部より出力される符号化された送信符号（変調信号）によってＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調された被変調信号を生成し、増幅器に出力している。増幅器は、入力信号（変調部によって変調された被変調信号）を所定のゲインで増幅し、その増幅信号を送信部フィルタに出力しており、送信部フィルタは、増幅器からの増幅信号をフィルタリングした送信信号を、整合回路３３を介してアンテナ３４に出力している。このようにしてアンテナ３４に送信信号が出力されると、その送信信号が送信電波として当該アンテナ３４より外部に放射される。
【００２３】
一方、アンテナ３４によって受信された応答信号は、整合回路３３を介して受信回路３２に入力される。この受信回路３２は、受信部フィルタ、増幅器、復調部、二値化処理部、複号化部などによって構成されており、アンテナ３４を介して受信された応答信号を受信部フィルタによってフィルタリングした後、増幅器によって増幅し、その増幅信号を復調部によって復調する。そして、その復調された信号波形を二値化処理部によって二値化し、復号化部にて復号化した後、その復号化された信号を受信データとして制御部２１に出力している。
【００２４】
次に、情報コード読取部４０について、図２（Ｃ）を用いて説明する。
情報コード読取部４０は、情報コードを光学的に読み取るように機能するもので、図２（Ｃ）に示すように、ＣＣＤエリアセンサからなる受光センサ４３、結像レンズ４２、複数個のＬＥＤやレンズ等から構成される照明部４１などを備えた構成をなしており、制御部２１と協働して読取対象Ｒに付された情報コードＣ（バーコードや二次元コード）を読み取るように機能する。
【００２５】
この情報コード読取部４０によって読み取りを行う場合、まず、制御部２１によって指令を受けた照明部４１から照明光Ｌｆが出射され、この照明光Ｌｆが読取口１２を通って読取対象Ｒに照射される。そして、照明光Ｌｆが情報コードＣにて反射した反射光Ｌｒは読取口１２を通って装置内に取り込まれ、結像レンズ４２を通って受光センサ４３に受光される。読取口１２と受光センサ４３との間に配される結像レンズ４２は、情報コードＣの像を受光センサ４３上に結像させる構成をなしており、受光センサ４３はこの情報コードＣの像に応じた受光信号を出力する。受光センサ４３から出力された受光信号は、画像データとしてメモリ２２（図２（Ａ））に記憶され、情報コードＣに含まれる情報を取得するためのデコード処理に用いられるようになっている。なお、情報コード読取部４０には、受光センサ４３からの信号を増幅する増幅回路や、その増幅された信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路等が設けられているがこれらの回路については図示を省略している。
【００２６】
次に、電子装置１０に収容される回路基板６０について、図３及び図４を参照して説明する。
本実施形態に係る回路基板６０は、セラミック材等によって矩形状、より詳しくは正方形状の実装面６１を有するように構成されており、四隅等に筐体固定用の取付部として設けられる取付穴（図示略）を利用して、図１（Ｂ）に例示するように、筐体１１の内側に固定されている。実装面６１には、上記制御部２１、メモリ２２等の機能を実現するためのＢＧＡ型のパッケージ形態等の表面実装型の素子（以下、単に、ＢＧＡ６５ともいう）を含めた複数の素子や、抵抗、コンデンサ等の電子部品が実装されている。なお、図３では、便宜上、ＢＧＡ６５を除く他の素子等の図示を省略している。
【００２７】
ＢＧＡ６５は、図４に示すように、実装面６１の所定の実装領域（以下、実装領域６２ともいう）に形成された各パッド（図示略）に対して同心円状に配置される複数のはんだボール７０を介して電気的に接続される。具体的には、複数のはんだボール７０のうち実装領域６２の外縁側に位置する複数のはんだボール（以下、外縁側はんだボール７１ともいう）は、円状であって等間隔に配置されている。そして、複数のはんだボール７０のうち各外縁側はんだボール７１を除き各外縁側はんだボール７１により囲まれる円領域の内側に位置するはんだボール（以下、内側はんだボール７２ともいう）は、各外縁側はんだボール７１に対して複数の同心円を形成するように同心円状であって等間隔に配置されている。
【００２８】
このように、本実施形態では、複数のはんだボール７０のうち実装領域６２の外縁側に位置する複数の外縁側はんだボール７１は、円状に配置されるため、外部からの衝撃等が２以上の外縁側はんだボール７１に分散して作用しやすくなる。これにより、外縁側に位置する１つのはんだボールが角部を構成するような四角状の配置構成と比較して、１つの外縁側はんだボール７１に作用する衝撃等を軽減することができる。したがって、外部から作用する衝撃等を複数のはんだボール７０の配置に応じて緩和して耐力を向上させることができる。
【００２９】
特に、各外縁側はんだボール７１は、円状であって等間隔に配置されるため、実装面６１に沿ったあらゆる方向からの衝撃等に関して均等に高い耐力を持たせることができる。なお、各外縁側はんだボール７１は、全てが等間隔に配置されることに限らず、他の素子の実装状況等に応じて、一部において等間隔に配置されてもよいし、少なくとも一部において隣り合う外縁側はんだボールまでの距離の差が小さくなるようにほぼ等間隔に配置されてもよい。
【００３０】
さらに、複数のはんだボール７０のうち複数の外縁側はんだボール７１を除く内側はんだボール７２は、各外縁側はんだボール７１に対して複数の同心円を形成するように同心円状に配置される。これにより、外縁側はんだボール７１の内側に配置される内側はんだボール７２をも利用して、はんだボール７０に作用する衝撃等をさらに軽減することができる。
【００３１】
なお、各内側はんだボール７２は、全てが各外縁側はんだボール７１に対して同心円状に配置されることに限らず、一部が各外縁側はんだボール７１に対して同心円状に配置されてもよい。また、図５に例示する変形例のように、各内側はんだボール７２は、格子状に配置されてもよい。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る回路基板について、図６及び図７を用いて説明する。
本第２実施形態では、外縁側はんだボールの一部が直線状に配置される点が主に上記第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施形態に係る回路基板６０ａの実装領域６２では、図６に示すように、上述した回路基板６０の実装領域６２に対して、一部の外縁側はんだボール（以下、第１外縁側はんだボール７１ａともいう）が直線状に配置され、隅部に位置する残部の外縁側はんだボール（以下、第２外縁側はんだボール７１ｂともいう）が曲線状に配置されて構成されている。そして、内側はんだボール７２は、第１外縁側はんだボール７１ａとともに格子状に配置されている。
【００３４】
特に、各第２外縁側はんだボール７１ｂは、図７に示すように、隣り合う両はんだボールをそれぞれ繋いだ線がなす角度（θ１〜θ５）が鈍角となるように配置されている。なお、直線状に配置される第１外縁側はんだボール７１ａは、隣り合う両第１外縁側はんだボール７１ａをそれぞれ繋いだ線がなす角度が１８０°となる。
【００３５】
このように、本実施形態では、外縁側に位置する１つのはんだボール（第１外縁側はんだボール７１ａ又は第２外縁側はんだボール７１ｂ）が直角や鋭角の頂点を構成しないように配置されることで、外部からの衝撃等が２以上の外縁側はんだボールに分散して作用しやすくなる。これにより、外縁側に位置する１つのはんだボールが直角や鋭角の頂点を構成するような配置構成と比較して、１つの外縁側はんだボールに作用する衝撃等を軽減することができる。したがって、外部から作用する衝撃等を複数のはんだボール７０の配置に応じて緩和して耐力を向上させることができる。
【００３６】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
（１）上記各実施形態において、各外縁側はんだボール７１のうちの一部は、電気的に接続されずに接合用として用いられてもよい。これにより、全ての外縁側はんだボール７１，７１ａ，７１ｂを導通用に用いる必要もないので、各はんだボール７０の配置に関して設計自由度を高めることができる。同様に、各内側はんだボール７２のうちの一部は、電気的に接続されずに接合用として用いられても、同様の効果を奏する。
【００３７】
（２）本発明に係る回路基板は、上述したように情報コード等を読み取るための携帯型の情報端末に採用されることに限らず、例えば、携帯電話機やスマートフォン等の携帯型情報処理端末に採用されてもよいし、据置型の情報端末等に採用されてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０…電子装置
６０，６０ａ…回路基板
６１…実装面
６２…実装領域
６５…ＢＧＡ
７０…はんだボール
７１…外縁側はんだボール
７１ａ…第１外縁側はんだボール
７１ｂ…第２外縁側はんだボール
７２…内側はんだボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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