(57)【要約】【課題】プリント基板上にはんだ付けされたＬＧＡパッケージの周囲から塗布したアンダーフィルを、パッケージ中心部のはんだ接続部へも確実に充填してはんだ接続部の補強効果を高める。【解決手段】プリント基板１のＬＧＡパッケージの実装面に、ＬＧＡパッケージの下面のエリア状に配置された接続端子と対応して配置されたはんだ接続用の各ＰＡＤ２の周囲に、ＬＧＡパッケージをはんだにより電気的、機械的に接続する際に溶融して接続部周辺に流出するはんだペースト中のフラックスを溜めるための溝３を形成することにより、フラックスがＬＧＡパッケージ下面とプリント基板１の表面の間にぬれ広がらないようにし、はんだ付け後に搭載ＬＧＡパッケージの周囲から塗布したアンダーフィルがパッケージ中心部のはんだ接続部へも確実に充填されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡパッケージのはんだボールあるいはＬＧＡパッケージのＰＡＤと接続されるはんだ接続用ＰＡＤが配置されたプリント基板において、
該プリント基板表面の前記はんだ接続用ＰＡＤの近傍に、該はんだ接続用ＰＡＤに塗布されたはんだペーストにより該はんだ接続用ＰＡＤと前記ＢＧＡパッケージのはんだボールあるいはＬＧＡパッケージのＰＡＤとを電気的、機械的に接続する際に溶融して接続部周辺に流出するはんだペースト中のフラックスを溜める溝を設けたことを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
前記溝は、該プリント基板上の各はんだ接続用ＰＡＤ周辺部を囲む円状の溝として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
【請求項３】
前記溝は、該プリント基板上に配列された前記はんだ接続用ＰＡＤに沿う直線状の溝として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
【請求項４】
ＢＧＡパッケージのはんだボールあるいはＬＧＡパッケージのＰＡＤが、プリント基板上に配置されたはんだ接続用ＰＡＤに塗布されたはんだペーストにより電気的、機械的に接続されるとともに、前記パッケージ下面と前記プリント基板の間にアンダーフィルが充填されたＢＧＡまたはＬＧＡパッケージの実装構造において、
前記プリント基板表面の前記はんだ接続用ＰＡＤの近傍に、前記接続の際に前記はんだペーストから溶融して接続部周辺に流出するフラックスを溜める溝が形成されていることを特徴とするＢＧＡまたはＬＧＡパッケージの実装構造。
【請求項５】
前記溝は、該プリント基板上の各はんだ接続用ＰＡＤ周辺部を囲む円状の溝として形成されていることを特徴とする請求項４に記載のＢＧＡまたはＬＧＡパッケージの実装構造。
【請求項６】
前記溝は、該プリント基板上に配列された前記はんだ接続用ＰＡＤに沿う直線状の溝として形成されていることを特徴とする請求項４に記載のＢＧＡまたはＬＧＡパッケージの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＬＧＡ（Land Grid Array）などパッケージ下面に接続端子がエリア状に配置されたＬＳＩパッケージをプリント基板へ実装する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化、高機能化への動向に対応し、実装技術においては電子部品の小型化、薄型化、高密度化のための技術開発が求められている。このような要求に対応し、パッケージング技術においてはＢＧＡ（Ball Grid Array）やＬＧＡ（Land Grid Array）などパッケージ下面に接続端子がエリア状に配置されたＬＳＩパッケージが主流となっている。
【０００３】
ＢＧＡやＬＧＡを搭載した電子機器の使用環境は様々であり、多くの場合厳しい温度環境下にさらされている。電子機器が熱ストレスを受ける際、構造材によってそれぞれ異なる熱膨張係数の差に起因して力学的に最も弱いはんだ接合部に歪が発生し、破壊に至る場合がある。また携帯機器においては、落下時の衝撃により、はんだ接続部が剥離するといった破壊が多く生じている。このような破壊は電子機器の致命的な欠陥となるため、はんだ接続部の補強としてアンダーフィルがパッケージ下面に充填される。
【０００４】
しかし、はんだボールが小径化したＢＧＡやはんだボールがないＬＧＡでは、パッケージとプリント基板の間が狭いため、溶融したはんだペースト中の残フラックスが隙間を塞いでしまうことがしばしばあり、アンダーフィルの浸透性が低下してアンダーフィルがはんだ接続部へ十分に充填されないことがある。アンダーフィルのはんだ接続部への充填が不十分であると補強効果が低下し、ＢＧＡやＬＧＡを搭載した電子機器の故障原因となる。
【０００５】
特に、はんだ付け終了後にペースト中の残フラックスがぬれ広がると、はんだ高さの低いＬＧＡパッケージなどでは、パッケージとプリント基板間がフラックスでほぼ充填されてしまうため、パッケージ周辺からのアンダーフィル塗布を行っても、フラックスがアンダーフィルの浸透を阻害してパッケージ下面の接続部までアンダーフィルが充填されなくなるという問題があった。
【０００６】
そのため従来、はんだ付け工程でチップ部品とプリント基板との間に形成される隙間に付着したフラックスを洗浄によって除去する方法が一般的に行われている。
【０００７】
例えば特許文献１では、電子部品の取り付けパターン間に残留溶剤洗浄用の小孔、あるいはスリットを形成し、これらの小孔あるいはスリットを介して洗浄液を浸入させることにより残留溶剤を洗浄除去する技術が記載されており、また特許文献２では、基板上にはんだ付けされたチップの両側において基板とスティフナとの間に隙間を形成し、洗浄水を一方の隙間から流入させたときに、その勢いを保ちつつチップと基板間を通過させることにより洗浄効果を挙げる技術が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２３２５２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０３９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術では、ＢＧＡチップ部品とプリント基板との隙間にアンダーフィルを注入する前に、はんだ付け工程でチップ部品とプリント基板との間に付着したフラックスを除去するための洗浄工程を設ける必要があるため、その分コストアップとなるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、簡単な構成でＢＧＡあるいはＬＧＡチップ部品をプリント基板上にはんだ付けする際に発生するフラックスのチップ部品とプリント基板との隙間への付着を抑制することにより、プリント基板上にはんだ付けされたＬＧＡパッケージの周囲から塗布したアンダーフィルがパッケージ中心部のはんだ接続部へも確実に充填されるようにして、はんだ接続部の補強効果を高める技術を提案することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ＢＧＡチップ部品とプリント基板との隙間へのアンダーフィル注入前の洗浄工程を不要あるいは簡単な洗浄工程で済ますことを可能にする手段を提供することにあり、それにより製造コストの低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のプリント基板は、ＢＧＡパッケージのはんだボールあるいはＬＧＡパッケージのＰＡＤと接続されるはんだ接続用ＰＡＤが配置されたプリント基板において、該プリント基板表面の前記はんだ接続用ＰＡＤの近傍に、該はんだ接続用ＰＡＤに塗布されたはんだペーストにより該はんだ接続用ＰＡＤと前記ＢＧＡパッケージのはんだボールあるいはＬＧＡパッケージのＰＡＤとを電気的、機械的に接続する際に溶融して接続部周辺に流出するはんだペースト中のフラックスを溜める溝を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また本発明のＢＧＡまたはＬＧＡパッケージの実装構造は、ＢＧＡパッケージのはんだボールあるいはＬＧＡパッケージのＰＡＤが、プリント基板上に配置されたはんだ接続用ＰＡＤに塗布されたはんだペーストにより電気的、機械的に接続されるとともに、前記パッケージ下面と前記プリント基板の間にアンダーフィルが充填されたＢＧＡまたはＬＧＡパッケージの実装構造において、前記プリント基板表面の前記はんだ接続用ＰＡＤの近傍に、前記接続の際に前記はんだペーストから溶融して接続部周辺に流出するフラックスを溜める溝が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
前記溝の形状としては、前記プリント基板表面の各はんだ接続用ＰＡＤ周辺部を囲む円状の溝として、あるいは該プリント基板表面に配列された前記はんだ接続用ＰＡＤに沿う直線状の溝として形成することができる。
【００１５】
本発明では、プリント基板にペースト中の残フラックスを受ける溝を設けることでフラックスの濡れ広がりを抑制することができ、そのため前記パッケージ下面と前記プリント基板の間がフラックスにより塞がれることがないので、はんだ接続部へのアンダーフィルの充填を確実にすることができる。また、上記溝により、プリント基板上の各はんだ接続部へのアンダーフィルの浸透性を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、プリント基板表面に設けられた各はんだ接続用ＰＡＤの近傍に、はんだ接続時の熱処理によって溶融して周囲に拡がるフラックスを溜める溝を設けたので、プリント基板へパッケージを実装する際の熱処理によって溶融するフラックスを、この溝の中に溜めることができ、パッケージとプリント基板間がフラックスによって塞がれることを抑制するので、ＬＧＡパッケージのようにはんだ接続部高さが低くパッケージとプリント基板間の隙間が狭い実装形態においても、はんだ接続部へのアンダーフィルの充填を確実なものとして、ＢＧＡやＬＧＡを搭載した電子機器におけるはんだ接続部の補強効果を高めることができる。
【００１７】
また、プリント基板へパッケージを実装する際の熱処理によって溶融するフラックスを、プリント基板の各はんだ接続用ＰＡＤの近傍に設けた溝の中に溜めることにより、パッケージとプリント基板間がフラックスによって塞がれることを抑制することができるので、フラックスを除去するための洗浄工程を省略あるいは簡単な洗浄工程で済ますことができ、その分製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００１８】
また、充填用のアンダーフィルがこの溝を介してパッケージとプリント基板間に浸透しやすくなるため、アンダーフィルのはんだ接続用ＰＡＤの周囲への充填をより効率的に行うことができ、はんだ接続部の補強をより高める効果も生ずる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるプリント基板のＬＧＡパッケージ実装面、およびＡ−Ａ’線に沿う断面を示す概略図である。
【００２０】
プリント基板１のＬＧＡパッケージの実装面には、ＬＧＡパッケージの下面にエリア状に配置された接続端子に対応して、はんだ接続用のＰＡＤ２が配置されている。本実施形態では、ＬＧＡパッケージをはんだにより電気的、機械的に接続する際に溶融して接続部周辺に流出するはんだペースト中のフラックスを溜めるための溝３をＰＡＤ２の近傍に形成する。図１では、この溝３を、各はんだ接続用ＰＡＤ２の周囲に沿って各ＰＡＤをそれぞれ円状に囲む溝として形成している。その際ＰＡＤ２からの配線の引き回しがある場合には、引き出し配線を避けて溝３を形成する。
【００２１】
溝３の形成方法としては、プリント基板１のＰＡＤ周囲のソルダーレジストを、ＰＡＤ径よりも大きい開口径に設定する方法、あるいはレーザーによる溝加工等、適宜の方法を採用して溝３を形成することができる。
【００２２】
図２は、本実施形態のプリント基板に対してＬＡＧパッケージを実装する工程を示す図である。
【００２３】
本実施形態のプリント基板に対してＬＡＧパッケージを実装する場合、先ず、はんだ接続用のＰＡＤ２の周囲に沿って前記溝３が形成されたプリント基板１（図２（ａ））の各ＰＡＤ２の上に、はんだペースト４を塗布し（図２（ｂ））、次に、ＬＧＡパッケージ５の下面にエリア状に配置された接続ＰＡＤ６とはんだペースト４が塗布されたＰＡＤ２の位置合わせをして、このＬＧＡパッケージ５をプリント基板１上に搭載し、この状態で熱処理を行う。
【００２４】
この熱処理によってはんだペースト４が溶融し、ＬＧＡパッケージ５のＰＡＤ６とプリント基板１上のＰＡＤ２が電気的、機械的に接続される。このときはんだペースト中のフラックスも溶融し、フラックスがはんだ接続部周辺に流出するが、ＰＡＤ２の周囲に溝３が形成されているため、接続部周辺に流出したフラックスはＰＡＤ２周囲の溝３内に誘導されて残フラックス７として溜まり、パッケージ５とプリント基板１の間にはぬれ広がらなくなる（図２（ｃ））。
【００２５】
はんだ付け後、アンダーフィル８をＬＧＡパッケージ５の周囲から塗布して、アンダーフィル８をパッケージ下面にぬれ広がらせることによってはんだ接続部へ充填する（図３（ｄ））。このときフラックス７はプリント基板１上のＰＡＤ２周囲の溝３内に溜まっており、ＬＧＡパッケージ５とプリント基板１との間を塞ぐことがないため、パッケージ中心部のはんだ接続部へも確実にアンダーフィル８が充填される。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、ＬＧＡパッケージ５を実装する際、溝３があることにより、溶融したはんだペースト中の残フラックス７が溝３に溜まり、ＬＧＡパッケージ５とプリント基板１の間にぬれ広がることを抑制することが可能となる。残フラックス７がぬれ広がらないため、はんだ付け終了後のアンダーフィル８を塗布した際、樹脂がはんだ接続部まで浸透するときに残フラックス７により阻害されることがない。
【００２７】
また、この溝３は、各はんだ接続部近傍に達したアンダーフィル８を更にはんだ接続部まで誘導する効果も期待できるので、各はんだ接続部へのアンダーフィルの充填を効率化する作用も有しており、各はんだ接続部の補強効果を一層高めることができる。
【００２８】
図３は、本発明の第２の実施形態におけるプリント基板のＬＧＡパッケージ実装面を示す概略図である。
【００２９】
第１の実施形態では、フラックスを溜めるための溝３を、各はんだ接続用ＰＡＤ２の周囲に沿って各ＰＡＤを円状に囲む溝としてそれぞれ形成したが、本実施形態では、図３に示すように、フラックスを溜めるための溝３を、ＰＡＤ２の各列に沿って直線状に形成したことを特徴としている。
【００３０】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ＬＧＡパッケージ５のＰＡＤ６とプリント基板１上のＰＡＤ２を電気的、機械的に接続するための熱処理の際に溶融してはんだ接続部周辺に流出するはんだペースト４中のフラックスは、ＰＡＤ２の各列に沿って直線状に形成されたプリント基板１上の溝３に誘導されて、残フラックス７として溝３内に溜めることができ、パッケージ５とプリント基板１の間にはぬれ広がらなくなる。
【００３１】
従って、はんだ付け後にアンダーフィル８をＬＧＡパッケージ５の周囲から塗布してパッケージ下面にぬれ広がらせることによりはんだ接続部へ充填する際に、残フラックス７によって妨げられることなくアンダーフィル８をＬＧＡパッケージ５の中心部のはんだ接続部まで浸透させて充填することができ、十分なはんだ接続部の補強効果を得ることができる。
【００３２】
また本実施形態の場合、フラックスを溜めるための溝３を、ＰＡＤ２の各列に沿って直線状に形成しているので、溝３の形成方法としては、プリント基板１のソルダーレジスト、あるいはレーザーによる溝加工に加えて、ダイシングによる形成方法を採用することもでき、溝３の形成方法も比較的容易であって、より低コスト化を図ることができる。
【００３３】
また、この直線状の溝３を、プリント基板１のＬＧＡパッケージ５搭載面の範囲よりも少し外側まで延長して設けることによって、アンダーフィル８をＬＧＡパッケージ５の周囲から塗布した際に、このアンダーフィル８がこの直線状の溝３に導かれてプリント基板１のＬＧＡパッケージ５搭載面内部まで浸透しやすくなり、はんだ接続部へのアンダーフィル充填効率を一層高める効果も期待できる。
【００３４】
なお上記の実施形態では、プリント基板上に形成する溝の形状として、プリント基板上の各はんだ接続用ＰＡＤ周辺部を囲む円状の溝、およびプリント基板上に配列された前記はんだ接続用ＰＡＤに沿う直線状の溝として形成したが、溝の形状は上記の実施形態に限定されるものではなく、プリント基板の前記はんだ接続用ＰＡＤ近傍に任意の形状で設けることができる。またその際、ＰＡＤ２より配線の引き回しがある場合には、引き回しのための配線を避けて溝を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるプリント基板のＬＧＡパッケージ実装面、および断面を示す概略図である。
【図２】本実施形態のプリント基板へのＬＡＧパッケージ実装工程を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるプリント基板のＬＧＡパッケージ実装面を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  プリント基板
２  はんだ接続用ＰＡＤ
３  溝
４  はんだペースト
５  ＬＡＧパッケージ
６  ＬＡＧパッケージのＰＡＤ
７  残フラックス
８  アンダーフィル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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