(57)【要約】【課題】  プリント配線板の搭載パッドとスルーホールランドとの間の接続信頼性を向上させる。【解決手段】  プリント配線板２０のキャビティ２９に、チップ部品４０を搭載するための搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２と、内層グランドプレーン３１と接続するためのスルーホールランド２５−３、内層電源プレーン３２と接続するためのスルーホールランド２５−４とを離して設け、さらに、搭載パッド３０−１とスルーホールランド２５−３とを接続する配線２６−１、搭載パッド３０−２とスルーホールランド２５−４とを接続するための配線２６−２とを設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
内層グランドプレーンに接続する前記スルーホールの前記スルーホールランドと、内層電源プレーンに接続する前記スルーホールの前記スルーホールランドとを備え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】
無電解ニッケルメッキ、および、無電解金メッキを施された前記搭載パッドを備えることを特徴とする請求項１、または、２記載のプリント配線板。
【請求項４】
無電解ニッケルメッキを施された前記配線、および、無電解ニッケルメッキを施された前記スルーホールランドを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記搭載パッドとハンダで結合された前記部品を搭載したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しないテーパー形状のキャビティを備えることを特徴とする請求項１、２、３、または、５記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しない段差形状のキャビティを備えることを特徴とする請求項１、２、３、または、５記載のプリント配線板。
【請求項８】
突起を持つ前記キャビティを備えることを特徴とする請求項１、２、３、６、または、７記載のプリント配線板。
【請求項９】
キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えるプリント配線板製造方法であって、
前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しないキャビティを形成する第１の工程と、前記搭載パッドに無電解ニッケルメッキ、および、無電解金メッキを行う第２の工程と、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出するキャビティを形成する第３の工程とを含むことを特徴とするプリント配線板製造方法。
【請求項１０】
前記配線、および、前記スルーホールランドに無電解ニッケルメッキを行う第４の工程を含むことを特徴とする請求項９記載のプリント配線板製造方法。
【請求項１１】
キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えるプリント配線板製造方法であって、
前記搭載パッド、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出するキャビティを形成する第１の工程と、前記搭載パッド、前記配線、前記スルーホールランドに無電解ニッケルメッキ３３、および、無電解金メッキを行う第２の工程と、前記配線、および、前記スルーホールランドの無電解金メッキを切削し無電解ニッケルメッキを露出させる第３の工程とを含むことを特徴とするプリント配線板製造方法。
【請求項１２】
キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えるプリント配線板製造方法であって、
前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しないテーパー形状のキャビティを形成する工程を含むことを特徴とするプリント配線板製造方法。
【請求項１３】
キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えるプリント配線板製造方法であって、
前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しない段差形状のキャビティを形成する工程を含むことを特徴とするプリント配線板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板、および、プリント配線板製造方法に関し、特に、接続信頼性を向上させたプリント配線板、および、プリント配線板製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今般のＬＳＩの高速化に伴い電源ノイズ低減のためＬＳＩ近傍にデカップリングキャパシタを配置する必要がある。最近は一般プリント基板にもキャビティを設け、そこに部品（コンデンサ等）を内蔵する構造のプリント基板が実用化されている。この場合、できるだけＬＳＩとキャパシタの距離を最短にするためにＬＳＩ裏面にキャビティを形成する必要がある。
【０００３】
たとえば、引用文献１記載の技術は、「コンデンサ端子電極とキャビティ内のインナースルーホール、または、スルーホールの露出部とが接合されていること」を特徴としている。すなわち、端子電極とインナースルーホールまたはスルーホールが、１：１（対）になっている。
【０００４】
また、キャビティ形成方法としては、特許文献２記載の技術がある。この技術は、ＮＣ加工機を用い、加工ドリルとプリント配線板との接触を電気的に感知することで、精度の高いＺ軸方向の制御が可能としている。この技術は、本発明のプリント配線板のキャビティ形成に適用できる周辺技術である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４２６４１号公報
【特許文献２】特開平１０−０２２６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１記載の技術では、コンデンサ端子電極の位置に合わせて、インナースルーホール、または、スルーホールを設ける必要がある。最近、低ＥＳＬのコンデンサは、０．３［ｍｍピッチ］、０．２［ｍｍピッチ］電極がある。スルーホールを０．３［ｍｍピッチ］、０．２［ｍｍピッチ］で設けることは非常に困難で、仮にこのような狭いピッチでスルーホールを設けたにしても、スルーホール自体は小さくする必要がある。そうすると、電極との接触面積は小さくなり、ハンダ付け等の接続信頼性が低下する。
【０００７】
すなわち、特許文献１記載の技術は、キャビティ内に配置するコンデンサの搭載パッドをスルーホールランドに限定しているので、ランドのサイズ自体が小さく接続信頼性を保つことができないという問題点がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題点を解決するプリント配線板、および、プリント配線板製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１のプリント配線板は、キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備える。
【００１０】
本発明の第２のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板であって、内層グランドプレーンに接続する前記スルーホールの前記スルーホールランドと、内層電源プレーンに接続する前記スルーホールの前記スルーホールランドとを備える。
【００１１】
本発明の第３のプリント配線板は、前記第１、または、第２のプリント配線板であって、無電解ニッケルメッキ、および、無電解金メッキを施された前記搭載パッドを備える。
【００１２】
本発明の第４のプリント配線板は、前記第１ないし第３のいずれかのプリント配線板であって、無電解ニッケルメッキを施された前記配線、および、無電解ニッケルメッキを施された前記スルーホールランドを備える。
【００１３】
本発明の第５のプリント配線板は、前記第１ないし第４のいずれかのプリント配線板であって、前記搭載パッドとハンダで結合された前記部品を搭載した。
【００１４】
本発明の第６のプリント配線板は、前記第１、第２、第３、または、第５のプリント配線板であって、前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しないテーパー形状のキャビティを備える。
【００１５】
本発明の第７のプリント配線板は、前記第１、第２、第３、または、第５のプリント配線板であって、前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しない段差形状のキャビティを備える。
【００１６】
本発明の第８のプリント配線板は、前記第１、第２、第３、第６、または、第７のプリント配線板であって、突起を持つ前記キャビティを備える。
【００１７】
本発明の第１のプリント配線板製造方法は、キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えるプリント配線板製造方法であって、前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しないキャビティを形成する第１の工程と、前記搭載パッドに無電解ニッケルメッキ、および、無電解金メッキを行う第２の工程と、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出するキャビティを形成する第３の工程とを含む。
【００１８】
本発明の第２のプリント配線板製造方法は、前記第１のプリント配線板製造方法であって、前記配線、および、前記スルーホールランドに無電解ニッケルメッキを行う第４の工程を含む。
【００１９】
本発明の第３のプリント配線板製造方法は、キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えるプリント配線板製造方法であって、前記搭載パッド、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出するキャビティを形成する第１の工程と、前記搭載パッド、前記配線、前記スルーホールランドに無電解ニッケルメッキ３３、および、無電解金メッキを行う第２の工程と、前記配線、および、前記スルーホールランドの無電解金メッキを切削し無電解ニッケルメッキを露出させる第３の工程とを含む。
【００２０】
本発明の第４のプリント配線板製造方法は、キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えるプリント配線板製造方法であって、前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しないテーパー形状のキャビティを形成する工程を含む。
【００２１】
本発明の第５のプリント配線板製造方法は、キャビティにスルーホールのスルーホールランドと部品を搭載するための搭載パッドとを離して備え、前記スルーホールランドと前記搭載パッドとを接続する配線を備えるプリント配線板製造方法であって、前記搭載パッドが露出し、前記配線、および、前記スルーホールランドが露出しない段差形状のキャビティを形成する工程を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、接続信頼性を向上できるという効果を持つ。その理由は、プリント配線板のキャビティに、搭載パッドとスルーホールランドとを接続するための配線を設けるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のキャビティ２９が形成されたプリント配線板の構成図である。図１（ａ）は、断面図であり、図１（ｂ）は、底面図である。
【００２４】
図１を参照すると、第１の実施の形態のプリント配線板２０は、コア層２４と、ビルド層２３−１、ビルド層２３−２とを含む。コア層２４は、内層グランドプレーン３１と、内層電源プレーン３２とを含む。
【００２５】
プリント配線板２０の上面（ビルド層２３−１）にはＬＳＩ１０が実装される。プリント配線板２０の下面（ビルド層２３−２）には外部端子２８が設けられる。プリント配線板２０の下面側にキャビティ２９が形成される。キャビティ２９内にはチップ部品４０を搭載するための搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２が設けられる。
【００２６】
搭載パッド３０−１は、（短い）配線２６−１（たとえば、銅）、および、スルーホール２５−１によって内層グランドプレーン３１に接続される。搭載パッド３０−２は、（短い）配線２６−２（たとえば、銅）、および、スルーホール２５−２によって内層電源プレーン３２に接続される。
【００２７】
スルーホール２５−１は、スルーホールランド２５−３（たとえば、銅）を含む。スルーホール２５−２は、スルーホールランド２５−４（たとえば、銅）を含む。スルーホールランド２５−３、スルーホールランド２５−４と、搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２とは、離れており、直接接触しない。配線２６−１は、搭載パッド３０−１とスルーホールランド２５−３とを接続する。配線２６−２は、搭載パッド３０−２とスルーホールランド２５−４とを接続する。
【００２８】
搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２の表面には表面仕上げとして、「無電解ニッケルメッキ、および、無電解金メッキ」、「プリフラックスコート処理」、または、「ハンダプリコート処理」を施すことが可能である。
【００２９】
ここで、無電解ニッケルメッキ、および、無電解金メッキについて説明する。無電解ニッケルメッキは、金と銅の相互拡散を防ぐための層として用いられる。一般的にプリント配線板２０の導体は銅である。銅の上に直接、金メッキは可能だが、熱をかけるとすぐに相互拡散する。それを防ぐために、一般的に、下地メッキとして密着のよい無電解ニッケルメッキを行う。ニッケルは空気に触れると酸化しやすく、酸化するとハンダに濡れにくい。
【００３０】
無電解金メッキは、ハンダに濡れやすい（拡散しやすい）ので、ハンダ接続する場合に用いられる。金はプリフラックスに比較して耐熱性もあり長期の保管も可能である。
【００３１】
下地メッキとして、無電解ニッケルメッキの替わりに他のハンダに濡れにくいメッキを使用することが可能である。また、ハンダ接続のためのメッキとして、無電解金メッキの替わりに他のハンダに濡れやすいメッキを使用することが可能である。
【００３２】
ソルダーレジストは、基本的にソルダーレジスト膜を表面に形成した後、フォトリソ工法でパターン形成する。したがって、キャビティ２９内にはソルダーレジストが形成できない。ソルダーレジストの露光は、コンタクト露光なので、キャビティ２９の内部は露光できないからである。
【００３３】
そのため、キャビティ内部に露出している導体である搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２、配線２６−１、配線２６−２、スルーホール２５−１、スルーホール２５−２全てに表面仕上げ処理が施される。
【００３４】
チップ部品４０と搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２とはハンダ２７により結合される。
【００３５】
本発明の第１の実施の形態は、キャビティ２９内に搭載するチップ部品４０の搭載パッド３０−１（搭載パッド３０−２）とスルーホールランド２５−３（スルーホールランド２５−４）とを直接接続しないので、搭載パッド３０−１（搭載パッド３０−２）のサイズを大きくでき、接続信頼性が向上するという効果を持つ。
【００３６】
その理由は、搭載パッド３０−１（搭載パッド３０−２）とスルーホールランド２５−３（スルーホールランド２５−４）とを接続する配線２６−１（配線２６−２）を設ける構成をとるからである。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の第２の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態のプリント配線板を製造する方法である。図２は、プリント配線板におけるハンダウィッキングを示す説明図である。図２を参照すると、搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２に供給されたハンダ２７が、リフロー時に、配線２６−１、配線２６−２、スルーホール２５−１、スルーホール２５−２に濡れてしまい、ハンダウィッキングが発生する可能性がある。なぜなら、搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２だけにハンダに濡れやすい表面処理が施されているのではなく、配線２６−１、配線２６−２、スルーホール２５−１、スルーホール２５−２にも表面処理が施されているからである。
【実施例１】
【００３８】
次に、本発明の第２の実施の形態の第１の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態の第１の実施のプリント配線板２０のキャビティ３５−１、キャビティ３５−２を示す説明図である。図４は、本発明の第２の実施の形態の第１の実施例のキャビティ形成の方法を示すフローチャートである。
【００３９】
図３、図４を参照すると、第１段階として、搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２が露出し、配線２６−１、配線２６−１、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４が露出しないサイズの小さいキャビティ３５−１を形成する（図３（ａ）、図４ステップＳ１）。次に、搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２の表面に無電解ニッケルメッキ３３、および、無電解金メッキ３４を行う（ステップＳ２）。この時点では、キャビティ３５−１には、部品搭載が困難である。
【００４０】
次に、第２段階として、配線２６−１、配線２６−１、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４が露出するように、搭載部品（チップ部品４０）の外形＋α［ｍｍ］（たとえば、α＝３。３には限定されない）のサイズのキャビティ３５−２の形成を行う（図３（ｂ）、ステップＳ３）。
【００４１】
次に、新たに露出した配線２６−１、配線２６−２、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４の表面に、無電解ニッケルメッキ３３を行う（ステップＳ４）。この時、既に、無電解ニッケルメッキ３３および無電解金メッキ３４が施されている搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２の表面に無電解ニッケルが形成されることはない。
【００４２】
ここで、新たに露出した配線２６−１、配線２６−２、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４の表面への無電解ニッケルメッキ３３は、実施しなくてもよい。
【００４３】
本発明の第２の実施の形態の第１の実施例は、ハンダウィッキングを防止できるという効果を持つ。その理由は、第１段階でキャビティ３５−１を、第２段階でキャビティ３５−２を形成し、ハンダ付けが必要な導体（パッド）に対してのみ、選択的に表面処理を行うからである。
【実施例２】
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態の第２の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態の第２の実施例の内容を示す説明図である。図６は、本発明の第２の実施の形態の第２の実施例の製造方法を示すフローチャートである。
【００４５】
図５、図６を参照すると、まず、搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２、配線２６−１、配線２６−１、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４が露出するように搭載部品（チップ部品４０）の外形＋α［ｍｍ］のサイズのキャビティ２９の形成を行う（図６ステップＳ５）。次に、搭載パッド３０−１、搭載パッド３０−２、配線２６−１、配線２６−２、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４に無電解ニッケルメッキ３３、および、無電解金メッキ３４を行う（ステップＳ６、図５（ａ））。次に、配線２６−１、配線２６−２、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４の無電解金メッキ３４を機械的に研磨して切削し無電解ニッケルメッキ３３を露出させる（ステップＳ７、図５（ｂ））。
【００４６】
本発明の第２の実施の形態の第２の実施例は、チップ部品４０の搭載時にハンダウィッキングを防止できるという効果を持つ。その理由は、無電解金メッキ３４は、ハンダ２７に濡れ、無電解ニッケルメッキ３３は、ニッケル表面が酸化されるためハンダ２７に濡れにくいからである。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態のプリント配線板を示す説明図である。本発明の第３の実施の形態は、プリント配線板と、その製造方法である。
【００４８】
図７を参照すると、まず、搭載パッド３０−１、および、搭載パッド３０−２は露出し、配線２６−１、配線２６−２、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４は露出しないように、キャビティ２９をテーパー形状に形成する。
【００４９】
次に、搭載パッド３０−１、および、搭載パッド３０−２に無電解ニッケルメッキ３３、および、無電解金メッキ３４を行う。
【００５０】
本発明の第３の実施の形態は、チップ部品４０の外形のばらつきや搭載位置のばらつきに対応できるという効果を持つ。その理由は、キャビティ２９をテーパー形状に形成するからである。
【００５１】
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の第４の実施の形態のプリント配線板を示す説明図である。本発明の第４の実施の形態は、プリント配線板と、その製造方法である。
【００５２】
図８を参照すると、まず、搭載パッド３０−１、および、搭載パッド３０−２は露出し、配線２６−１、配線２６−２、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４は露出しないように、キャビティ２９を段差を持つ形状に形成する。
【００５３】
次に、搭載パッド３０−１、および、搭載パッド３０−２に無電解ニッケルメッキ３３、および、無電解金メッキ３４を行う。
本発明の第４の実施の形態は、本発明の第４の実施の形態よりも、チップ部品４０の外形のばらつきや搭載位置のばらつきに対応できるという効果を持つ。その理由は、キャビティ２９を段差を持つ形状に形成するからである。
【００５４】
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図９は、本発明の第５の実施の形態のプリント配線板を示す説明図である。本発明の第５の実施の形態は、プリント配線板と、その製造方法である。
【００５５】
図９を参照すると、まず、搭載パッド３０−１、および、搭載パッド３０−２は露出し、配線２６−１、配線２６−２、スルーホールランド２５−３、および、スルーホールランド２５−４は露出しないように、突起を持つ形状に形成する。
【００５６】
次に、搭載パッド３０−１、および、搭載パッド３０−２に無電解ニッケルメッキ３３、および、無電解金メッキ３４を行う。突起を持つ形状、第１〜第４の実施の形態に適用できる。
本発明の第５の実施の形態は、本発明の第１〜第４の実施の形態よりも、熱を発散できるという効果を持つ。その理由は、突起を持つ形状に形成するからである。
【００５７】
第１〜第５の実施の形態において、キャビティ２９等の実際の形成時には、特許文献２記載のＮＣ加工機が利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプリント配線板を示す構成図。
【図２】プリント配線板におけるハンダウィッキングを示す説明図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の第１の実施のプリント配線板のキャビティを示す説明図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の第１の実施例の製造方法を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施の形態の第２の実施例の内容を示す説明図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の第２の実施例の製造方法を示すフローチャート。
【図７】本発明の第３の実施の形態のプリント配線板を示す構成図。
【図８】本発明の第４の実施の形態のプリント配線板を示す構成図。
【図９】本発明の第５の実施の形態のプリント配線板を示す構成図。
【符号の説明】
【００５９】
１０    ＬＳＩ
２０    プリント配線板
２３−１    ビルド層
２３−２    ビルド層
２４    コア層
２５−１    スルーホール
２５−２    スルーホール
２５−３    スルーホールランド
２５−４    スルーホールランド
２６−１    配線
２６−２    配線
２７    ハンダ
２８    外部端子
２９    キャビティ
３０−１    搭載パッド
３０−２    搭載パッド
３１    内層グランドプレーン
３２    内層電源プレーン
３３    無電解ニッケルメッキ
３４    無電解金メッキ
３５−１    キャビティ
３５−２    キャビティ
４０    チップ部品
【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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【図８】
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【図９】
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