(57)【要約】【課題】高周波用ＢＧＡデバイスの実装歩留りを改善し、性能の安定化を図る印刷配線板を提供する。【解決手段】導体パターン２の表面に塗布されたレジスト５の開口面の形状で形成し、一部を円弧で形成し、デュアルインライン方向の隣接するランドパターン４の円弧の凸方向を異なるように配置し、ＢＧＡデバイスの半田ボール（端子）を半田付けする過程で、半田部に作用する応力を一方向に偏らせないように分散させ、半田付けの際に、片側の半田ボールが先に溶解してＢＧＡデバイスが傾き、他方の半田ボールが浮いて接触不良となる現象を防止し、ＢＧＡデバイスを安定に実装することができ、高周波用（例えば、マイクロ波帯）ＢＧＡデバイスの性能を充分に発揮させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルインラインの端子を有するＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）デバイスを実装する正方形の導体パターンを形成した印刷配線板であって、
前記端子を半田付けするランドパターンの一部を凸円弧状に形成し、デュアルインライン方向において、隣接する前記ランドパターンの前記凸円弧状の配置位置を互いに異なるようにしたことを特徴とする印刷配線板。
【請求項２】
前記ランドパターンは、円弧を曲線部とし、前記正方形の二辺を直線部とするＵ字形状で形成したことを特徴とする請求項１記載の印刷配線板。
【請求項３】
前記ランドパターンは、円弧を曲線部としたＵ字形状と、Ｕ字形状の直線部が前記正方形の二辺に接続された形状と、で形成したことを特徴とする請求項１記載の印刷配線板。
【請求項４】
前記ランドパターンは、前記正方形に４点で内接し、内接した２点を弦とする円弧と、前記弦と前記正方形とで形成する直角二等辺三角形と、で形成したことを特徴とする請求項１記載の印刷配線板。
【請求項５】
前記ランドパターンは、前記導体パターンに塗布するレジストの開口面で形成したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の印刷配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデュアルインラインの高周波用ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）デバイスを実装する印刷配線板に係り、特にＢＧＡデバイスを安定に実装可能とし、安定した高周波用ＢＧＡデバイスの高周波特性が得られるランドパターンを備えた印刷配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の印刷配線板（プリント配線板）は、「特許文献１」に開示されているように、多数の半田ボールを有するＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）デバイス（半導体パッケージ）が実装される実装面を有し、この実装面に多数のパッドをマトリクス状に並べて配置し、これらのパッドにＢＧＡデバイスの半田ボールを半田付けするものであり、パッドのうち、少なくとも配置エリアの最外周に位置されるパッドを他のパッドよりも大きな平面形状にしたものが知られている。
【０００３】
このような構成により、平面形状の大きなパッドでは、パッドを覆う半田量が増えるため、パッドと半田ボールとを接合するための半田量が多くなり、最外周のパッドを半田ボールに強固に半田付けすることができ、ＢＧＡデバイス（半導体パッケージ）と印刷配線板（プリント配線板）との熱膨張係数の違いに起因する負荷が最外周のパッドと半田ボールとの半田付け部に作用した場合でも、半田付け部に不良が発生しにくくなり、半田付けの信頼性が向上する、というものである。
【０００４】
また、従来の印刷配線板は、高周波用のＢＧＡデバイスの端子（半田ボール）を実装するランドパターン（パッド）が円形で形成されている。一方、高周波用、特にマイクロ波帯用のＢＧＡデバイス（半導体部品）は、端子（半田ボール）とランドパターン（パッド）が安定して固定され、かつ端子（半田ボール）とランドパターン（パッド）が接合される半田面が広いことが要求される。
【０００５】
図１０に従来の印刷配線板とＢＧＡデバイスの関係図を示す。（ａ）図にＢＧＡデバイスの端子（半田ボール）面、（ｂ）図に印刷配線板のランドパターン（パッド）図、（ｃ）図に印刷配線板とＢＧＡデバイスの実装状態図を示す。
【０００６】
（ａ）図に示す高周波用のＢＧＡデバイス５０は、デュアルインパッケージで構成され、例えば６個の半田ボール（端子）５１を有する面実装部品として構成される。
【０００７】
（ｂ）図に示す従来の印刷配線板５２は、ガラスエポキシ材、コンポジット材またはセラミック材等の表面に銅箔を生成した銅張り積層板で形成し、銅箔にエッチング処理を施して正方形の導体パターン５３が得られる。
【０００８】
導体パターン５３の表面に、（ａ）図に示すＢＧＡデバイス５０の半田ボール５１を接合する円形のランドパターン５４を残してレジストを塗布し、導体パターン５３が半田ボール５１半田付け可能な導体部であるランドパターン５４と、絶縁性を有するレジストで覆われた導体パターン５５とに分離される。
【０００９】
ＢＧＡデバイス５０を印刷配線板５２に接合（半田付け）する場合には、印刷配線板５２のランドパターン５４に半田ペーストを塗布し、ＢＧＡデバイス５０の半田ボール５１を装着した後、リフロー炉内で過熱することにより、（ｃ）図に示すように、半田ボール５１が溶解し、ランドパターン５４と接合（半田付け）されることにより、ＢＧＡデバイス５０が印刷配線板５２に実装される。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−３０７０２２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の印刷配線板５２は、ランドパターン５４の形状が円形であり、ＢＧＡデバイス５０を実装すると、半田ボール（端子）５１が溶解してつぶれるため、例えば半田ボール（端子）５１の径が０．３ｍｍφとし、隣接する半田ボール（端子）５１のピッチが０．２ｍｍとすると、つぶれた時の径が０．４ｍｍφ未満となるように印刷配線板５２のランドパターン５４を０．３ｍｍφ以下にする必要がある。
【００１２】
ＢＧＡデバイス５０の印刷配線板５２への実装は、ＢＧＡデバイス５０が高周波になればなるほど、半田ボール５１とランドパターン５４の接合面を広く、安定にしないと動作が不安定となり、特にＧＮＤ（接地）を安定にしないと、マイクロ波帯のような高周波の場合には、高利得アンプなどの性能が不安定になって特定の周波数帯で発振を生じ、望ましくない課題がある。
【００１３】
このような課題は、「特許文献１」の場合についても、上記と同様な条件でマイクロ波帯の高利得アンプなどに用いる際には、充分に想定される。
【００１４】
図１１に従来の印刷配線板とＢＧＡデバイスの実装不良状態図を示す。従来の印刷配線板５２は、円形のランドパターン５４の径が小さくなると、ＢＧＡデバイス５０の半田ボール（端子）５１との接合（半田付け）不良が発生する虞があり、半田ボール５１がランドパターン５４から浮いてしまうケースもある。しかも、ランドパターン５４から浮いてしまった状態を目視または顕微鏡で確認しても実装の良否の判別が難しく、実装の歩留まりが低下する課題がある。
【００１５】
このような課題を解決するために、従来の印刷配線板でもランドパターンの形状変更がなされている。図１２に従来の改良型ランドパターンを有する印刷配線板とＢＧＡデバイスの関係図を示す。（ａ）図に印刷配線板のランドパターン図、（ｂ）図に印刷配線板とＢＧＡデバイスの不良実装状態図を示す。
【００１６】
（ａ）図において、印刷配線板５９は、ランドパターン５７を広げた形状とし、左右対称に配置している。このような形状により、ランドパターン５７と半田ボール５１の接合（半田付け）面が広くなり、接合が安定して性能の安定が実現される。
【００１７】
しかし、印刷配線板５９は、ランドパターン５７が左右対称に配置されるため、実装時に先に溶解（例えば、図（ｂ）の左側）した半田ボール５１側に応力が作用し、ＢＧＡデバイス５０が傾き、反対側の半田ボール５１が浮きやすくなって実装不良に繋がる新たな課題がある。
【００１８】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は高周波用ＢＧＡデバイスの実装歩留りを改善し、性能の安定化を図る印刷配線板を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係る印刷配線板は、デュアルインラインの端子を有するＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）デバイスを実装する正方形の導体パターンを形成した印刷配線板であって、端子を半田付けするランドパターンの一部を凸円弧状に形成し、デュアルインライン方向において、隣接するランドパターンの凸円弧状の配置位置を互いに異なるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る印刷配線板は、端子（半田ボール）を半田付けするランドパターンの一部を凸円弧状に形成し、デュアルインライン方向において、隣接するランドパターンの凸円弧状の配置位置を互いに異なるようにしたので、ＢＧＡデバイスの半田ボールとランドパターンの接合面を広くし、半田部に作用する応力を均等にすることができ、高周波用ＢＧＡデバイスの実装歩留りを改善し、性能の安定化を図ることができる。
【００２１】
また、この発明に係るランドパターンは、円弧を曲線部とし、正方形の二辺を直線部とするＵ字形状で形成したことを特徴とする。
【００２２】
さらに、この発明に係るランドパターンは、円弧を曲線部としたＵ字形状と、Ｕ字形状の直線部が正方形の二辺に接続された形状とで形成したことを特徴とする。
【００２３】
また、この発明に係るランドパターンは、正方形に４点で内接し、内接した２点を弦とする円弧と、弦と正方形とで形成する直角二等辺三角形とで形成したことを特徴とする。
【００２４】
この発明に係るランドパターンは、円弧を曲線部とし、正方形の二辺を直線部とするＵ字形状で形成、円弧を曲線部としたＵ字形状と、Ｕ字形状の直線部が正方形の二辺に接続された形状とで形成または正方形に４点で内接し、内接した２点を弦とする円弧と、弦と正方形とで形成する直角二等辺三角形とで形成したので、半田ボールとの接合面をより広く、強固にすることができ、性能の安定化を図ることができる。
【００２５】
さらに、この発明に係るランドパターンは、導体パターンに塗布するレジストの開口面で形成したことを特徴とする。
【００２６】
この発明に係るランドパターンは、導体パターンに塗布するレジストの開口面で形成したので、レジストのマスクを変更することにより、複雑な形状のランドパターンも容易に形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る印刷配線板のランドパターンの実施の形態イメージ構成図である。なお、図１ではＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）デバイスを実装（接合）するランドパターンとレジストに関する部分のみを表わし、他の面実装部品を実装するランドパターン部および配線に用いる導体パターン部とレジスト部は省略する。図１において、印刷配線板１は、導体パターン２、レジストで覆われた導体パターン３、ランドパターン４、レジスト５を面実装部品が実装される表面または裏面に備える。
【００２８】
導体パターン２は、基板の表面、裏面または両面に張られた銅箔にエッチング処理を施し、パターン間隔ｄの正方形の導体に形成する。なお、導体パターン２が６個の導体なのは、実装するＢＧＡデバイスがデュアルライン６端子（半田ボール）の高周波部品を想定することに拠る。
【００２９】
レジストで覆われた導体パターン３は、導体パターン２のうち、ランドパターン４を開口面として表面にレジスト５を塗布し、ＢＧＡデバイスが実装（半田付け）されるランドパターン４以外の銅箔の酸化などによる劣化を防止する。
【００３０】
ランドパターン４は、導体パターン２の表面に塗布されたレジスト５の開口面の形状で形成し、ＢＧＡデバイスの半田ボール（端子）を装着してリフロー処理で半田付けすることにより、ＢＧＡデバイスを印刷配線板１に実装する。
【００３１】
ランドパターン４は、一部を凸円弧状に形成し、デュアルインライン方向において、隣接するランドパターン４の円弧の凸方向を異なるように配置し、ＢＧＡデバイスの半田ボール（端子）を半田付けする過程で、半田部に作用する応力を一方向に偏らせないように分散させる。また、ランドパターン４の円弧以外の部分は、正方形の導体パターン２内で面積がより広くなる形状とする。
【００３２】
ランドパターン４の円弧の凸方向を異なるように配置し、半田部に作用する応力を分散させるので、半田付けの際に、片側の半田ボールが先に溶解してＢＧＡデバイスが傾き、他方の半田ボールが浮いて接触不良となる現象を防止し、ＢＧＡデバイスを安定に実装することができ、高周波用（例えば、マイクロ波帯）ＢＧＡデバイスの性能を充分に発揮させることができる。
【００３３】
このように、この発明に係る印刷配線板１は、デュアルインラインの端子を有するＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）デバイスを実装する正方形の導体パターン２を形成した印刷配線板であって、端子（半田ボール）を半田付けするランドパターン４の一部を凸円弧状に形成し、デュアルインライン方向において、隣接するランドパターン４の凸円弧状の配置位置を互いに異なるようにしたので、ＢＧＡデバイスの半田ボールとランドパターン４の接合面を広くし、半田部に作用する応力を均等にすることができ、高周波用ＢＧＡデバイスの実装歩留りを改善し、性能の安定化を図ることができる。
【００３４】
図２はこの発明に係るランドパターンの一実施の形態形状図である。ランドパターン６は、一辺がＸの正方形の導体パターン２にレジスト５を塗布し、レジストで覆われた導体パターン３を除いたレジストの開口面で形成し、中心Ｏから半径Ｘ／２で描いた円弧ＢＡＣと、正方形の二辺の直線部である線分ＢＦおよび線分ＣＥとで形成するＵ字形状を備える。
【００３５】
Ｕ字形状は、円弧ＢＡＣの半円形状Ｓ１と、弦ＢＣ，線分ＢＦ，線分ＣＥおよび正方形の一辺ＦＥで形成する四角形状Ｓ２とから形成する。半円形状Ｓ１と四角形状Ｓ２の和であるランドパターン６の面積は、半径Ｘ／２の円形状面積の１．１３７倍で、１３．７％増加することなり、ランドパターン６とＢＧＡデバイスの半田ボールとの接合面をより広く、強固にすることができる。
【００３６】
図５はこの発明に係る図２のランドパターンを用いた印刷配線板の実施の形態パターン図である。（ａ）図および（ｂ）図ともに、デュアルインライン方向Ｌの隣接するランドパターン６の円弧の凸方向を異なるように配置することにより、ＢＧＡデバイスの半田ボール（端子）を半田付けする際に、片側（例えば、右側）の半田ボールが先に溶解しても、半田部に作用する応力が図示の左右方向（図（ａ）の場合）または図示の上下方向（例えば、図（ｂ）図の場合）に分散し、ＢＧＡデバイスが傾くことなく半田付け（接合）され、ＢＧＡデバイスを印刷配線板１に安定に密着させることができる。
【００３７】
図３はこの発明に係るランドパターンの別実施の形態形状図である。ランドパターン７は、一辺がＸの正方形の導体パターン２にレジスト５を塗布し、レジストで覆われた導体パターン３を除いたレジストの開口面で形成し、中心Ｏから半径Ｘ／２で描いた円弧ＰＢＡＱと、Ｐ点，Ｑ点から正方形の二辺に接線である線分ＰＹおよび線分ＱＷを接続し、円弧ＰＢＡＱを曲線部とする半円形状Ｓ３と、この半円形状Ｓ３の直線部（線分ＰＹ，線分ＱＷ）が正方形の二辺に接続された面形状Ｓ４とでＵ字形状を形成する。
【００３８】
Ｕ字形状は、円弧ＰＢＡＱの半円形状Ｓ３と、弦ＰＱ，線分ＰＹ，線分ＱＷ，正方形の二辺の一部の線分ＹＥおよび線分ＷＥで形成する面形状Ｓ４とから形成する。半円形状Ｓ３と面形状Ｓ４の和であるランドパターン７の面積は、半径Ｘ／２の円形状面積の１．０８２倍で、８．２％増加することなり、ランドパターン７とＢＧＡデバイスの半田ボールとの接合面をより広く、強固にすることができる。
【００３９】
図６はこの発明に係る図３のランドパターンを用いた印刷配線板の実施の形態パターン図である。（ａ）図〜（ｃ）図ともに、デュアルインライン方向Ｌの隣接するランドパターン７の円弧の凸方向を異なるように配置することにより、ＢＧＡデバイスの半田ボール（端子）を半田付けする際に、片側（例えば、右側）の半田ボールが先に溶解しても、半田部に作用する応力が分散し、ＢＧＡデバイスが傾くことなく半田付け（接合）され、ＢＧＡデバイスを印刷配線板１に安定に密着させることができる。
【００４０】
図４はこの発明に係るランドパターンの別実施の形態形状図である。ランドパターン８は、一辺がＸの正方形の導体パターン２にレジスト５を塗布し、レジストで覆われた導体パターン３を除いたレジストの開口面で形成し、中心Ｏから半径Ｘ／２で円を描き，正方形にＤ点，Ｂ点，Ａ点およびＣ点の４点で内接し、内接したＤ点およびＣ点の２点を弦ＣＤとする円弧形状Ｓ５と、弦ＣＤと正方形とで形成する直角二等辺三角形ＣＤＥの三角形状Ｓ６とから形成する。
【００４１】
円弧形状Ｓ５と三角形状Ｓ６の和であるランドパターン８の面積は、半径Ｘ／２の円形状面積の１．０６８倍で、６．８％増加することなり、ランドパターン８とＢＧＡデバイスの半田ボールとの接合面をより広く、強固にすることができる。
【００４２】
図７はこの発明に係る図４のランドパターンを用いた印刷配線板の実施の形態パターン図である。（ａ）図〜（ｃ）図ともに、デュアルインライン方向Ｌの隣接するランドパターン８の円弧の凸方向を異なるように配置することにより、ＢＧＡデバイスの半田ボール（端子）を半田付けする際に、片側（例えば、右側）の半田ボールが先に溶解しても、半田部に作用する応力が分散し、ＢＧＡデバイスが傾くことなく半田付け（接合）され、ＢＧＡデバイスを印刷配線板１に安定に密着させることができる。
【００４３】
このように，この発明に係るランドパターン６，７，８は、円弧ＢＡＣを曲線部とし、正方形の二辺（線分ＢＦ，線分ＣＥ）を直線部とするＵ字形状で形成、円弧ＰＢＡＱを曲線部としたＵ字形状と、Ｕ字形状の直線部（線分ＰＹ，線分ＱＷ）が正方形の二辺（線分ＹＥ，線分ＷＥ）に接続された形状とで形成または正方形に４点（点Ｄ，点Ｂ，点Ａおよび点Ｃ）で内接し、内接した２点を弦ＤＣとする円弧と、弦ＤＣと正方形とで形成する直角二等辺三角形ＤＣＥとで形成したので、半田ボールとの接合面をより広く、強固にすることができ、性能の安定化を図ることができる。
【００４４】
なお，図５のランドパターン６，図６のランドパターン７および図７のランドパターン８に示す円弧の凸方向は、デュアルインライン方向Ｌの隣接するランドパターンの方向が異なり、半田付けの際に半田部に作用する応力を分散する配置であれば任意の方向でよい。
【００４５】
また，この発明に係るランドパターン６，７，８は、導体パターン２に塗布するレジスト５の開口面で形成したので、レジスト５のマスクを変更することにより、複雑な形状のランドパターンも容易に形成することができる。
【００４６】
図８はこの発明に係る印刷配線板とＢＧＡデバイスの一実施の形態接合状態図である。図８において、印刷配線板１のランドパターン４（６，７，８）にＢＧＡデバイス９の半田ボール１０を装着し、リフロー炉で加熱して半田ボール１０を溶解させ、ランドパターン４（６，７，８）に接合するので、半田ボール１０にくびれが生じ、半田ボール１０がランドパターン４（６，７，８）に密着したことを目視で確認することができる。
【００４７】
また、半田ボール１０がランドパターン４（６，７，８）に密着するので、マイクロ波帯用のＢＧＡデバイス９の端子（半田ボール１０）面が強固となり、特にＧＮＤ（接地）面が強固になることにより、性能の安定化を実現することができる。
【００４８】
図９はこの発明に係る印刷配線板に高周波用ＢＧＡデバイスを実装した時の利得−周波数特性図である。図９において、ＢＧＡデバイス９の利得Ｇ−周波数ｆ特性（例えば、高利得アンプの利得）は、例えばＧＮＤ（接地）が弱いランドパターンの印刷配線板に実装した場合には、利得特性Ｇ１（破線表示）に示すように、例えば６ＧＨｚ近傍で寄生発振をしやすいのに対し、ＧＮＤ（接地）が強固になった本発明の印刷配線板を採用することにより、利得特性Ｇ２（実線表示）のように安定となって性能を向上させることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る印刷配線板は、端子（半田ボール）を半田付けするランドパターンの一部を凸円弧状に形成し、デュアルインライン方向において、隣接するランドパターンの凸円弧状の配置位置を互いに異なるようにしたので、ＢＧＡデバイスの半田ボールとランドパターンの接合面を広くし、半田部に作用する応力を均等にすることができ、高周波用ＢＧＡデバイスの実装歩留りを改善し、性能の安定化を図ることができる。
【００５０】
また，この発明に係るランドパターンは、円弧を曲線部とし、正方形の二辺を直線部とするＵ字形状で形成、円弧を曲線部としたＵ字形状と、Ｕ字形状の直線部が正方形の二辺に接続された形状とで形成または正方形に４点で内接し、内接した２点を弦とする円弧と、弦と正方形とで形成する直角二等辺三角形とで形成したので、半田ボールとの接合面をより広く、強固にすることができ、性能の安定化を図ることができる。
【００５１】
さらに、この発明に係るランドパターンは、導体パターンに塗布するレジストの開口面で形成したので、レジストのマスクを変更することにより、複雑な形状のランドパターンも容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る印刷配線板のランドパターンの実施の形態イメージ構成図
【図２】この発明に係るランドパターンの一実施の形態形状図
【図３】この発明に係るランドパターンの別実施の形態形状図
【図４】この発明に係るランドパターンの別実施の形態形状図
【図５】この発明に係る図２のランドパターンを用いた印刷配線板の実施の形態パターン図
【図６】この発明に係る図３のランドパターンを用いた印刷配線板の実施の形態パターン図
【図７】この発明に係る図４のランドパターンを用いた印刷配線板の実施の形態パターン図
【図８】この発明に係る印刷配線板とＢＧＡデバイスの一実施の形態接合状態図
【図９】この発明に係る印刷配線板に高周波用ＢＧＡデバイスを実装した時の利得−周波数特性図
【図１０】従来の印刷配線板とＢＧＡデバイスの関係図
【図１１】従来の印刷配線板とＢＧＡデバイスの実装不良状態図
【図１２】従来の改良型ランドパターンを有する印刷配線板とＢＧＡデバイスの関係図
【符号の説明】
１  印刷配線板
２  導体パターン
３  レジストで覆われた導体パターン３
４，６，７，８  ランドパターン
５  レジスト
９  ＢＧＡデバイス
１０  半田ボール
ｄ  パターン間隔
Ｌ  デュアルインライン方向
Ｓ１，Ｓ３  半円形状
Ｓ２  四角形状
Ｓ４  面形状
Ｓ５  円弧形状
Ｓ６  三角形状
Ｇ  利得
Ｇ１，Ｇ２  利得特性
ｆ  周波数
【図１】
2004186230.tif 000003
【図２】
2004186230.tif 000004
【図３】
2004186230.tif 000005
【図４】
2004186230.tif 000006
【図５】
2004186230.tif 000007
【図６】
2004186230.tif 000008
【図７】
2004186230.tif 000009
【図８】
2004186230.tif 000010
【図９】
2004186230.tif 000011
【図１０】
2004186230.tif 000012
【図１１】
2004186230.tif 000013
【図１２】
2004186230.tif 000014