(57)【要約】【課題】  コストを抑制しつつ、低温と高温の繰り返し温度変化による接合強度、接合信頼性をさらに向上させることができる回路基板を提供すること。【解決手段】  電子部品５をはんだペースト４１を介してはんだ接合する銅ランド３を有する回路基板１において、銅ランド３は、少なくとも周囲の３方を銅箔で囲まれた空間を形成する銅箔のない切欠孔３１を備え、切欠孔３１は、電子部品５のはんだ接合する端子部分と重なる銅ランド３の部分に、複数を規則的に配置し、はんだ接合の際に、複数の気泡部分６を規則的な配置で形成するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品をはんだペーストを介してはんだ接合する銅ランドを有する回路基板において、
前記銅ランドは、少なくとも周囲の３方を銅箔で囲まれた空間を形成する銅箔のない損欠部を備えた、
ことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載の回路基板において、
前記損欠部は、前記電子部品のはんだ接合する端子部分と重なる前記銅ランドの部分に、複数を規則的に配置し、はんだ接合の際に、複数の気泡部分を規則的な配置で形成することを特徴とする回路基板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回路基板を内部に備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板及び電子機器の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、回路基板の電極としての銅ランドの表面の少なくとも一部分をブラスト処理等により凹凸形状にし、銅ランドにはんだペーストを塗布し、その上に電子部品のリードを位置決めして搭載し、はんだペーストを加熱溶融し、回路基板上に電子部品をはんだ付けし、銅ランドの凹凸形状により、銅ランドとはんだとの接合面積を増加させて、回路基板と電子部品のはんだ接合部の接合強度、接合信頼性を向上している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、各接続パッドをハンダ不濡れ材で分割し、複数のハンダ濡れ面を設け、この上にハンダボールをハンダ付けすると、ハンダはハンダ不濡れ材ではじかれ、２つのハンダ濡れ面に跨ってハンダ付けされ、ＢＧＡ接合した際にも、このままであるがハンダはハンダ不濡れ面で空隙を保持し各分割面に跨り、温度変化による熱応力は各分割面に分散し、クラックの発生を抑制しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１５６４３１号公報（第２−４頁、全図）
【特許文献２】特開平１０−２０９５９１号公報（第２−７頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来にあって、銅ランドとはんだとの接合面積を増加させたものは、銅ランドの表面の少なくとも一部をブラスト処理等により、銅ランド表面の凹凸形状は表面粗さＲａが１μｍ〜３５μｍの範囲にするとなっているが、これでは、通常一般的な回路基板の製作工程に対して、追加工程となるため、加工費用が上昇し問題となる。
また、パッド（ランド）をハンダが濡れない部分で分割したものは、低温と高温の繰り返し温度変化による接合強度、接合信頼性をさらに向上させる要求があり、問題であった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、コストを抑制しつつ、低温と高温の繰り返し温度変化による接合強度、接合信頼性をさらに向上させることができる回路基板及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、電子部品をはんだペーストを介してはんだ接合する銅ランドを有する回路基板において、前記銅ランドは、少なくとも周囲の３方を銅箔で囲まれた空間を形成する銅箔のない損欠部を備えた、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明にあっては、コストを抑制しつつ、低温と高温の繰り返し温度変化による接合強度、接合信頼性をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の回路基板及び電子機器を実現する実施の形態を、請求項１，２，３に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２に係る発明に対応する実施例２と、請求項１，２，３に係る発明に対応する実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の回路基板の電子部品を実装した状態を示す断面図である。
実施例１の回路基板１は、絶縁基板２、銅ランド部３、はんだフィレット４を主要な構成としている。
絶縁基板２は、樹脂製の基板であり、回路構成のために電子部品を実装する実装面を備えた板状物である。
【００１０】
銅ランド部３は、絶縁基板２の上に銅箔部分を形成したものである。詳細は、後述する。
はんだフィレット４は、電子部品の端子を銅ランド部３にはんだ付けした際に形成されるはんだ部分である。
実施例１の回路基板１に実装される電子部品５は、例えば図１に示すように、両端に端子５１を備えたものであり、例としてチップ抵抗を挙げておく。
【００１１】
図２は実施例１の回路基板の電子部品を実装前の状態を示す上面図である。
実施例１の回路基板１では、絶縁基板２上に設ける銅ランド部３は、図２に示すように、複数の切欠孔３１を設ける。
この複数の切欠孔３１は、１対の銅ランド部３の近い側に、それぞれ３列の配置となるように設ける。この３列は隣り合う列において、切欠孔３１の間に隣の列の切欠孔３１が位置する交互の配置にする。実施例１では、１対の銅ランド部３でφ０．２ｍｍの切欠孔３１を合計３２個となるように設けている。
【００１２】
次に、作用を説明する。
［接合強度、接合信頼性を向上させる作用］
図３は実施例１の回路基板の説明図である。
実施例１では、銅ランド部３に複数の切欠孔３１を設けた回路基板１に電子部品５を実装する際には、銅ランド部３を覆うようにはんだペースト４１を配置し、その上に電子部品５の両端の端子５１を配置する（図３(a)参照）。
【００１３】
そしてリフロー処理によるはんだ接合を行う。これによりはんだペースト４１が溶融する。すると、銅ランド部３に設けた複数の切欠孔３１の内部の空間に位置する空気が下部は絶縁基板２に、そして上部をはんだペースト４１が溶融したもので覆われるため、切欠孔３１の内部の空気は閉じ込められた状態になる。そして、リフロー処理時の熱により、この閉じ込められた空気が膨張し、溶融したはんだペースト４１を押しのけ、電子部品５の端子５１を支持するかのように気泡部分６を形成する（図３(b)参照）。
【００１４】
そのため、溶融したはんだペースト４１が冷えてはんだフィレット４を形成した際に、切欠孔３１から電子部品５の端子５１に至る気泡部分６を形成する。
この気泡部分６の浮力と気泡内壁のはんだ表面張力により、実装される電子部品５は上昇させられることになる。よって、電子部品５の電極となる端子５１と銅ランド部３とのクリアランス（図３(b)の符号Ｃ参照）を気泡部分６が生じない場合に比較して増大させる。この気泡部分６の形成は、切欠孔３１の複数を設けることにより安定して形成される。
【００１５】
このように電子部品５が実装された回路基板１では、低温・高温の繰り返し温度変化における、電子部品５及び絶縁基板２の熱膨張係数の違いにより、はんだ接合部分に大きな歪み応力が発生し、はんだクラックが発生する。
実施例１の回路基板１では、クラックが発生したとしても左右均等に進展し、且つ気泡部分での一時進展停滞が行われるため、最終的に破断するまでの時間を長くする。
すなわち、実施例１の回路基板１では、温度変化に基づく熱応力の集中が、気泡部分６により阻まれ、はんだ接合部に応力を集中させづらくなる。これにより接合信頼性が向上する。たとえ、亀裂が生じても亀裂の伝播が気泡部分６で一時停滞することにより、亀裂の伝播時間が長くなり、はんだ接合部の電気的導通断までの寿命が長くなる。
【００１６】
さらに説明する。（以下、説明上、実施例１と同様の符号を示して説明する）
図４は回路基板の実装状態の説明図である。
回路基板１として、例えば図４(a)のように、切欠孔３１のない銅ランド３を備えるものを考えることができる。
この場合には、電子部品５と銅ランド３とのクリアランスＣは、狭いものとなる。そして、不規則に気泡が混在することにより電子部品５の姿勢が不安定となる。つまりクリアランスＣが不規則なものとなる。これは、耐久寿命のばらつきの原因となり、好ましいものではない（図４(b)参照）。
【００１７】
実施例１では、上記説明のように、規則的に気泡部分６が存在することになり、耐久寿命のばらつきが生じ難いものとなる。
【００１８】
また、低温・高温の繰り返し温度変化における電子部品５及び絶縁基板２の熱膨張係数の違いにより、はんだ接合部分に大きな歪み応力が発生し、はんだクラック８が発生する。この場合に、例えば図４(a)のように、切欠孔３１のない銅ランド３を備えるものを考えると、一旦発生したクラック８は温度変化の繰り返しにより進展し、最終的には破断する。また、その進展に左右差が生じることになり、好ましいものではない（図４(c)参照）。
【００１９】
実施例１では、上記説明のように、クラック８が発生して進展したとしても、左右均等に進展し、また、気泡部分６での一時進展停滞が想定されるため、最終的に破断するまでの時間が長くなる。
ここで説明しておくが、実施例１の気泡部分６を生成する切欠孔３１は、銅ランド３を分割した形状では生成できないものである。
また、実施例１のように銅ランド３に切欠孔３１を設けることは、樹脂製の絶縁基板２に銅ランド３を設ける形状の変更のみであるので、コストを抑制することになる。
なお、実施例１の回路基板１を電子機器に用いれば、そのはんだ接合の信頼性の向上の効果を備えた電子機器となる。つまり、高温と低温が交互になる環境で使用される電子機器においては、電子機器自体の信頼性を向上させることができることになる。例えば、寒暖の温度の激しい地域の室外で使用される電子機器に有利である。
【００２０】
次に、効果を説明する。
実施例１の回路基板にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)電子部品５をはんだペースト４１を介してはんだ接合する銅ランド３を有する回路基板１において、銅ランド３は、少なくとも周囲の３方を銅箔で囲まれた空間を形成する銅箔のない切欠孔３１を備えたため、コストを抑制しつつ、低温と高温の繰り返し温度変化による接合強度、接合信頼性をさらに向上させることができる。
【００２１】
(2) (1)において、切欠孔３１は、電子部品５のはんだ接合する端子部分と重なる銅ランド３の部分に、複数を規則的に配置し、はんだ接合の際に、複数の気泡部分６を規則的な配置で形成するため、温度変化に基づく熱応力の集中が、気泡部分６により阻まれ、はんだ接合部に応力を集中させづらくなり、クラックが発生したとしても左右均等に進展し、且つ気泡部分での一時進展停滞が行われ、また、切欠孔３１は銅ランド３の銅箔形状で形成されるようにして、コストを抑制しつつ、低温と高温の繰り返し温度変化による接合強度、接合信頼性をさらに向上させることができる。
【００２２】
(3) (1)又は(2)において、回路基板を内部に備えた電子機器にしたため、低温と高温の繰り返しを使用環境として想定しなければならない電子機器の信頼性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２３】
実施例２に示すのは、銅ランドの損欠部分を他の形状にした回路基板の例である。
まず構成を説明する。
図５は実施例２の回路基板の電子部品を実装前の状態を示す上面図である。
実施例２の回路基板１における銅ランド部３には、図５に示すように、複数の切欠孔３２を設ける。
実施例２の切欠孔３２は、長孔形状であり、１対の銅ランド部３の互いに近い側に、それぞれ３列の配置となるように設ける。
その他構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００２４】
作用を説明する。
実施例２では、切欠孔３２を長孔形状にしている。この切欠孔３２は、実施例１で図３に示すような断面方向を考えた場合、同一な形状となるために、温度変化に基づく熱応力の集中が、気泡部分６により阻まれることが、さらに確実に行われる。そのため、はんだ接合部に応力を確実に集中させづらくし、クラックが発生したとしても左右均等に進展し、且つ気泡部分での一時進展停滞がより確実に行われる。
また、実施例２においても、切欠孔３２は、銅ランド３の銅箔形状で形成されるため、コストが抑制される。
【００２５】
効果を説明する。
(2)´(1)において、形状を長孔形状とする切欠孔３２は、電子部品５のはんだ接合する端子部分と重なる銅ランド３の部分に、複数を規則的な列状に配置し、はんだ接合の際に、複数の気泡部分６を規則的な列状の配置で形成するため、温度変化に基づく熱応力の集中が、気泡部分６により確実に阻まれ、はんだ接合部に応力を集中させづらくなり、クラックが発生したとしても左右均等に進展し、且つ気泡部分での一時進展停滞が確実に行われ、また、切欠孔３２は銅ランド３の銅箔形状で形成されるようにして、コストを抑制しつつ、低温と高温の繰り返し温度変化による接合強度、接合信頼性をさらに向上させることができる。
その他作用効果は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【実施例３】
【００２６】
実施例３では、電子部品がＱＦＰ（Quad Flat Package）である例である。
図６は実施例３の回路基板の電子部品を実装した状態を示す断面図である。
構成を説明する。
実施例３では、ＱＦＰである電子部品７の端子７１をはんだ接合により接合している。
このように電子部品はＱＦＰなど、様々なものでよく、はんだ接合によるものであればよい。
作用効果は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００２７】
以上、本発明の回路基板を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施例では、損欠部分は、孔形状、長孔形状を示したが、他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１の回路基板の電子部品を実装した状態を示す断面図である。
【図２】実施例１の回路基板の電子部品を実装前の状態を示す上面図である。
【図３】実施例１の回路基板の説明図である。
【図４】回路基板の実装状態の説明図である。
【図５】実施例２の回路基板の電子部品を実装前の状態を示す上面図である。
【図６】実施例３の回路基板の電子部品を実装した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  回路基板
２  絶縁基板
３  銅ランド部
３１  切欠孔
３２  切欠孔
４  はんだフィレット
４１  はんだペースト
５  電子部品
５１  端子
６  気泡部分
７  電子部品
７１  端子
８  （進行する）クラック
Ｃ  クリアランス
【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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