(57)【要約】【課題】ランドパターンから少なくとも３方向に配線パターンの引き出しを可能とし、ハンダボールの発生を低減させるランドパータン及びレジスト開口部を有する電子部品のプリント配線基板を提供することを目的とする。【解決手段】チップ部品をハンダ付けする１対のランドパターン、及び該ランドパターンに対応する１対のレジスト開口部を備えたプリント配線基板において、ランドパターン本体部と該ランドパターン本体部の長手方向内側の端面の中央部に長手方向内側に向かって突き出す凸部とを有する前記ランドパターンと、レジスト開口部本体部と該レジスト開口部本体部の幅手方向両側端部に長手方向内側に向かって突き出す前記ランドパターンが形成されていない１対の凸部とを有する前記レジスト開口部と、を備えることを特徴とするプリント配線基板。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２の電極を有するチップ部品をハンダ付けする１対のランドパターン、及び該ランドパターンに対応する１対のレジスト開口部を備えたプリント配線基板において、
前記ランドパターンは前記電極を有するチップ部品の電極をハンダ付けするランドパターン本体部と該ランドパターン本体部の長手方向内側の端面の中央部に長手方向内側に向かって突き出した凸部とを有し、且つ、前記レジスト開口部は前記ランドパターン本体部の長さより短く該本体部の幅より狭いレジスト開口部本体部と該レジスト開口部本体部の幅手方向両側端部に長手方向内側に向かって突き出した１対の凸部とを有し、
該１対の凸部は前記ランドパターン本体部の長手方向内側側面の縁より突き出し、且つ少なくとも前記１対の凸部がランドパターン本体部の外部に突き出た部分にはランドパターンが形成されていないことを特徴とするプリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２の電極を有するチップ部品を実装するプリント配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２の電極を有するチップ部品をリフローソルダリングによりプリント配線基板へ実装する際、加熱により溶融したハンダが部品電極部周辺に広がる際に半田ボールが発生する場合があるが、従来はリフロー工程後の基板洗浄或いは手作業によるハンダボール除去により対策をしてきた。
【０００３】
しかし、手作業によるハンダボール除去には多くの時間を要すると共に銅箔パターンを破損してしまう可能性があるという欠点、また洗浄工程を廃止し生産効率を上げる場合に無洗浄ハンダを利用する時は、活性力の低いフラックスを使用することが多くハンダボールの発生が多くなってしまうといった欠点があった。
【０００４】
これ等の欠点を解決するものとして、ランドパターンの周囲にハンダボールを案内するコの字状のパターンや案内溝を設け、この溝等により発生したハンダボールをキャッチして、対向するランドパターンと反対側に設けた溝の開口部に案内し、不特定の部分にハンダボールが飛散しないようにしたものが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
また、基板の電極の一部をビアホール状の凹みとしてチップ部品周辺にあふれたハンダ等を取り込もうとしたものが提案されている（例えば特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３４０６１５号公報  （段落００１６、００１７、００２０〜００２２  図１、２）
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−３０７２２４号公報  （段落０００７  図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１においては、ランドパターンの外周を案内パターンや案内溝で囲んでいるため、配線パターンをランドパターンから引き出す場所が１箇所しかなく配線の設計に大きな制約となってしまうという欠点、また、一般的に行われているように対向するランドパターンの反対側から配線パターンを延ばすと、案内パターン等により配線パターンの上にハンダボールが集まり短絡の原因となる可能性があるといった欠点があった。
【０００９】
また、特許文献２においては基板のランドパターン部分に全周を導体とせず一部に樹脂を残したビアホールを設けなければならないため、基板の構造が複雑となってしまい製造コストがアップしてしまうといった欠点があった。
【００１０】
本発明の目的は上記の問題に鑑み、コストアップせずにランドパターンから少なくとも３方向に配線パターンの引き出しを可能とし、且つ、２の電極を有するチップ部品をリフローソルダリングにより実装する際にハンダボールの発生を低減させるランドパータン及びレジスト開口部を有するプリント配線基板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
手段の説明の前に文言の説明を行う。
【００１２】
ランドパターンとは２の電極を有するチップ部品を接合するための銅箔よりなる基板の基材表面に形成した電極である。
【００１３】
レジスト（層）とは基板の基材表面及び／または銅箔パターンの上に形成した絶縁樹脂よりなる絶縁樹脂層である。
【００１４】
レジスト開口部とは、レジスト層が形成されていない部分で基板の基材表面及び／又は銅箔パターン表面がむき出しになっている領域を指す。
【００１５】
ハンダ付け領域とは前記レジスト開口部のうち、銅箔パターンがむき出しとなっているハンダ付け可能なランドパターンの領域を指す。
【００１６】
長手方向とは１対のランドパターン或いはレジスト開口部が並んでいる方向と平行な方向を示し、長さとは長手方向の寸法（距離）を指し、幅手方向とは長手方向と垂直な方向を示し、幅とは幅手方向の寸法（距離）を指す。
【００１７】
内側とは１対のランドパターン或いはレジスト開口部に於いて、長手方向に対しては対向するランドパターン或いはレジスト開口部に向かう側を指し、幅手方向については外部から内部に向かう側を指し、外側とは内側と反対側を指す。
【００１８】
次に本発明の概念について説明する。
最近の機器の小型化の要望に応じ部品及び基板の小型化が求められ、ランドパターンや配線パターンも小型化・高密度化を図る必要が生じて微少なハンダボールによっても部品間或いは配線間が短絡しやすくなってきている。
【００１９】
本発明は、
▲１▼電子部品の実装時において、ランドパターンに塗布されたハンダペースト上に２の電極を有するチップ部品（以下チップ部品とも記す）を載置した時にハンダペーストが押しつぶされチップ部品側面にあふれること、及び、
▲２▼このあふれたハンダペーストがリフローソルダリング時に独立して溶融するためハンダボールが発生するとの見地から、
▲１▼電子部品の実装時において、チップ部品を載置した時にハンダペーストを貯留部にため広範囲にあふれさせない、及び、
▲２▼リフローソルダリング時に溶融してあふれたハンダとフラックスを貯留部にため独立して溶融させない、ようにしたものであります。
【００２０】
また、プリント配線基板製造時にランドパターン位置に対しレジスト開口部の形成位置がずれた場合、１対のランドパターンの一方のハンダ付け領域面積と他方のハンダ付け領域面積との差が大きくなり、また、ハンダ付け領域面積が減少するとツームストーン現象が発生しチップ部品が斜めに立ち上がってしまう可能性がある、また、ハンダボールが発生しやすくなるとの見地から、ハンダペースト及び溶融したハンダとフラックスを貯留する部分をランドパターン周辺に有すると共に、レジスト開口部の形成時に位置ずれが発生しても、両者のハンダ付け領域の面積差の発生が軽減できる形状のランドパターンとレジスと開口部形状を有するプリント配線基板を提供しようとするものであります。
【００２１】
本発明の上記目的は以下の手段によって達成される。
（１）２の電極を有するチップ部品をハンダ付けする１対のランドパターン、及び該ランドパターンに対応する１対のレジスト開口部を備えたプリント配線基板において、
前記ランドパターンは前記電極を有するチップ部品の電極をハンダ付けするランドパターン本体部と該ランドパターン本体部の長手方向内側の端面の中央部に長手方向内側に向かって突き出した凸部とを有し、且つ、前記レジスト開口部は前記ランドパターン本体部の長さより短く該本体部の幅より狭いレジスト開口部本体部と該レジスト開口部本体部の幅手方向両側端部に長手方向内側に向かって突き出した１対の凸部とを有し、該１対の凸部は前記ランドパターン本体部の長手方向内側側面の縁より突き出し、且つ少なくとも前記１対の凸部がランドパターン本体部の外部に突き出た部分にはランドパターンが形成されていないことを特徴とするプリント配線基板。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は従来のランドパターンとレジスト開口部の関係概念図である。
【００２３】
以下、本発明の説明に入る前に前述した従来の問題点を分かりやすくするため、例えば従来のプリント配線基板において、角形のランドパターンに対して角形のレジスト開口部が長手方向にずれた場合について説明する。
（ａ）はランドパターン位置に対しレジスト開口部位置が正常に形成された場合の例で、ランドパターンＡ（実線）とレジスト開口部Ｂ（破線）の位置が一致し、ランドパターンがレジスト層により異常に被覆されて隠れることもなく、ハンダ付け領域ＤとＥ（斜線部）の面積が左右同一で、且つ減少することもない。
【００２４】
そして、チップ部品（図示せず）が左右のハンダ量の差によりツームストーン現象（チップ部品が片側に浮き上がってしまう現象）を起こすこともなく、ハンダ付けの接合強度も得られ、又リフローソルダリング時に溶融したハンダがハンダボールとなってしまう率も増加していない。
【００２５】
（ｂ）はランドパターンに対しレジスト開口部が矢印の方向にずれて形成された場合の例で、ランドパターンＡ（実線）の位置に対しレジスト開口部Ｃ（破線）の位置がずれてハンダ付け領域ＦとＧ（斜線部）の面積が減少すると共に両者の面積が異なっている。
【００２６】
この場合はハンダ付け領域の面積が減少すると共に両者（左右）で差が発生してツームストーン現象を起こし易く、ハンダ付けの接合強度も不十分となり易く、リフローソルダリング時に溶融したハンダがハンダボールとなる率も増加してしまう傾向にある。
【００２７】
このため本発明は、前述したようにリフローソルダリング工程前後においてレジスト開口部の一部にハンダペースト或いはハンダ及びフラックスを貯留させ、広範囲に拡散させないようにし、又、ランドパタンに凸部を設けランドパタンに対しレジスト開口部の形成がずれても左右のハンダ付け領域面積の差が増加するのを軽減してツームストーン現象やハンダボールの発生を軽減しようとしたものであります。
【００２８】
以下に図面を参照して本発明のプリント配線基板について説明するが、本欄の説明は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものでもなく、またランドパターン及びレジスト開口部の形状はその一例を示したものであって図示した形状に限定されるものではない。
【００２９】
図２は本発明に係るランドパターンとレジスト開口部の関係を説明する概念斜視図である。
【００３０】
ここではランドパターンとレジスト開口部の厚さ方向の関係を特に説明する。４は基板の基材で、１は基板の基材表面の上に形成された銅箔よりなるランドパターンで、２はランドパターン形成後に基材表面及び／又はランドパターン上に形成された絶縁樹脂よりなる絶縁樹脂層で、基材表面及び／又はランドパターンを覆うように被覆している。
【００３１】
また、３は基材表面１及び／又はランドパターン２がむき出しになったレジスト２が形成されていないレジストの開口部である。
【００３２】
そして、レジスト開口部のランドパターン上に塗布されたハンダペースト５の上に図示しないチップ部品が載置され、リフロー（加熱）工程で加熱されてチップ部品がランドパターン上にハンダ付けされる。
【００３３】
ここでレジストを形成する製造工程において、対応するランドパターンに対して２０〜１００μｍ程度のレジスト開口部の形成位置ずれが発生する場合があることが知られている。
【００３４】
図３は本発明に係るランドパターンとレジスト開口部の関係を説明する概念図である。
【００３５】
ここでは本発明の概念を説明する。
１対のランドパターン（破線）の長手方向内側に凸部１０２、３０１、５０２、７０１を設け、対応するレジスト開口部の長手方向外側に狭幅部１０１、３０２、５０１、７０２を設けている。
（ａ）はランドパターン位置（破線）に対しレジスト開口部位置（実線）が正常に形成された場合で、ランドパターン１０及び３０に対してレジスト開口部２０及び４０が一致している。
【００３６】
この場合は１対のハンダ付け領域（斜線部）の左右それぞれが略同じ面積と所定の面積を有するため、チップ部品（図示せず）はツームストーン現象を起ここともなく、又、チップ部品載置時に押しつぶされてチップ部品側面にあふれたハンダペーストがリフローソルダリング時に溶融してもレジスト開口部の１対の凸部２０１、４０１にハンダ及び／またはフラックスが貯留されるのでハンダボールの発生率が増加することもない。
【００３７】
（ｂ）はランドパターン位置（破線）に対しレジスト開口部位置（実線）が大きくずれて形成された場合の例で、ランドパターン５０に対しレジスト開口部６０、及びランドパターン７０に対しレジスト開口部８０がそれぞれ矢印方向にずれている。
【００３８】
この場合も凸部５０１と７０１により１対のハンダ付け領域の左右それぞれが略同じ面積を維持でき、また略所定の面積を維持できるため、チップ部品（図示せず）はツームストーン現象を起こし難く、又、チップ部品載置時に押しつぶされてチップ部品側面にあふれたハンダペーストがリフローソルダリング時に溶融してもレジスト開口部の１対の凸部６０１、８０１にハンダ及び／またはフラックスが貯留されるのでハンダボールの発生率が増加することもない。
【００３９】
又、本説明では分かりやすくするためレジスト開口部を長手方向に大きくずらした場合について説明したが、実際のランドパターンに対するレジスト開口部位置ずれ量は長手、幅手両方向とも通常２０〜１００μｍ程度であることが知られている。
【００４０】
図４は本発明に係るランドパターンとレジスト開口部とチップ部品との関係を示す概念図である。
【００４１】
縦の一点鎖線は１対のランドパターン等の中心線を示し、横の一点差線はランドパターン１等の中心線を示すが、ランドパターン、レジスト開口部共に厳密な意味で同一形状（鏡像）とすることは製造上困難で、目安としての中心線である。
【００４２】
１（破線）は基板の基材上に形成されるランドパターン（図示左下がり斜線部及び両斜線部）でチップ部品の電極をハンダ付けするランドパターン本体部（図示両斜線部）１２と、ランドパターン本体部１２の長手方向内側の端面の中央部に長手方向内側に向かって突き出した凸部１１（図示左下がり斜線部）とを有し、ランドパターン１には図示しない配線パターンが接続される。
【００４３】
２はランドパターン１等各種配線パターンを形成した基板の表面を保護するために、基板の基材及び／又はランドパターン表面の上に形成（コート）した絶縁性樹脂よりなるレジスト層（図示右下がりの斜線部）を示している。
【００４４】
３（実線）はレジスト層２が形成されずにランドパターン等がむき出しとなっているレジスト開口部（図示レジスト層２中の横線部及び空白部）で、ランドパターン本体部１２の長さより長さが短くランドパターン本体部１２の幅より幅が狭いレジスト開口部本体部１３（図示横線部）と、レジスト開口部本体部１３の幅手方向の両側縁部から長手方向内側に向かって延長して形成される１対の凸部３１（図示空白部）を有している。
【００４５】
そして、１対の凸部３１はランドパターン本体部１２の長手方向内側側面の縁より内側に突き出し、更に少なくとも１対の凸部３１がランドパターン本体部１２の外部に突き出た部分にはランドパターンが形成されていない。
【００４６】
また、レジスト開口部のむき出しとなったランドパターン上に図示しないハンダペーストが塗布されて、ハンダペースト上に載置したチップ部品８の電極８１とランドパターン１とがリフローソルダリング等によりハンダ付けされる。
【００４７】
なお、縦の破線はランドパターン１とレジスト開口部３とチップ部品８との各部の縁の延長線で、長手方向（図示Ｘ方向）の位置関係を示す（左側も右側と同様な位置関係となっているので破線は省略する）。
【００４８】
図５は本発明に係るランドパターンとレジスト開口部の相互関連図である。
ランドパターンとレジスト開口部は中心線ａを中心として線対称の関係となっているため、右半面のみについて説明する。
【００４９】
破線はランドパターン、実線はレジスト開口部を示す。
ランドパターン１（図示左下がりの斜線部、及び両斜線部）及びランドパターンに接続される配線パターン（図示ランドパターンから外側に延びる空白部）は銅箔よりなり、ランドパターン１はチップ部品の電極をハンダ付けするランドパターン本体部１２（図４参照）と、ランドパターン本体部１２の長手方向内側の端面の中央部に長手方向内側に向かって突き出した凸部１１とを有している。
【００５０】
ここで、凸部１１の形状は四角形状でも良いが外側の幅が広く、内側の幅が狭い、台形、或いは半円形、或いは三角形でも良い。
【００５１】
そして、レジスト層（図示右下がりの斜線部）２が形成されていないレジスト開口部３（図示右下がりの斜線部以外の部分）はランドパターン本体部１２の長さより短く該本体部の幅より狭いレジスト開口部本体部１３（図３参照）と、ランドパターン本体部１２の長手方向内側側面の縁より内側に突き出した１対の凸部３１（図示空白部）とを有している。
【００５２】
ここで、１対の凸部３１のランドパターン１が少なくともランドパターン１の外部に突き出た部分にはランドパターンが形成されていない。
【００５３】
１対の凸部３１の形状は図示したように四角形でも、或いは同面積で有れば丸形状でも良い。
【００５４】
ここで、１対の凸部は同様な考えに基づきレジスト開口部３の長手方向外側部の両側端部にも配設して良い。
【００５５】
また、ランドパターン及びレジスト開口部の角の形状は直角形状でも、丸い形状でも、面取りをされた形状でも良い。
【００５６】
以下に具体的な形状の一例として図５について詳細に説明する。
ランドパターン１とレジスト開口部３とにおいて、凸部１１の幅Ｗ１は１対の凸部３１の幅手方向の内法寸法Ｗ２より狭く、凸部の長手方向先端Ｏは前記１対の凸部の間の凹部の縁Ｐより長手方向内側に突出し、且つ、ランドパターンの長手方向外側の縁Ｑはレジスト開口部の長手方向外側の縁Ｒよりも外側に突出している。
【００５７】
そして、ランドパターン１の幅方向両側端の縁Ｕの少なくとも一部がレジスト開口部３の幅手方向両側端面の縁Ｓより幅手方向外側に突出している。
【００５８】
ここで、１対の凸部３１は幅手方向に凸部１１を挟むように配置され、レジスト層２（レジスト形成部）に対し基板の断面方向の厚さ（図示紙面表裏方向）がレジスト層の厚みだけへこんだ（低い）凹形状をしている。
【００５９】
また、レジスト開口部以外のランドパターン及び／又は配線パターンを含む基板の基材表面は絶縁樹脂よりなるレジスト層２で被覆されている。
【００６０】
そして、更により詳細に説明すると、
凸部１１と１対の凸部３１との幅手方向の間隙Ｗ３が２箇所ともそれぞれ少なくともランドパターン位置に対するレジスト開口部の幅手方向の最大位置ずれ量の１倍以上の幅を有し、凸部１１の長さＬ３は少なくともランドパターン位置に対するレジスト開口部の長手方向の最大位置ずれ量の２倍以上の長さを有し、前記１対の凸部の間の凹部の縁Ｐが前記凸部の先端位置Ｏより外側方向に少なくともランドパターン位置に対するレジスト開口部の長手方向の最大位置ずれ量の１倍以上へこんで（Ｌ２）いる。
【００６１】
また、ランドパターン１の幅方向両側端の縁Ｕの少なくとも一部がレジスト開口部３の幅手方向両側端面の縁Ｓより幅手方向外側にランドパターン位置に対するレジスト開口部の幅手方向の最大位置ずれ量の１倍以上突出している。
【００６２】
長手方向外側のランドパターン端面Ｑは長手方向の外側方向のレジスト開口部端面Ｒより少なくともランドパターン位置に対するレジスト開口部の長手方向の最大位置ずれ量の１倍以上外側に突き出している（Ｌ１）。
【００６３】
そして、以上を換言するとランドパターン１とレジスト開口部３は長手方向外側から内側に向かって順番に、
▲１▼レジストが形成されずランドパターン１がレジスト開口部３より長手方向外側に突出しているＤ１部と、
▲２▼ランドパターン１の幅方向両側端の縁がレジスト開口部３の幅手方向両側端面の縁Ｓより幅手方向外側に突出しているＤ２部と、
▲３▼ランドパターン本体部１２の長手方向内側の端面の中央部に長手方向内側に向かって突き出した凸部１１と、レジスト開口部本体部の幅手方向両側端部に長手方向内側に向かって突き出した１対の凸部と、を有するＤ３部とを備えている。
【００６４】
実際のランドパターンとレジスト開口部の寸法は実装されるチップ部品の寸法、及びランドパターンと対応するレジスト開口部の最大位置ズレ量に基づき適宜選択し決定される。
【００６５】
そして、チップ部品を載置する時にあふれたハンダペーストを拡散しないように厚さ方向凹部に貯留し、且つ、リフローソルダリング時に溶融したハンダ及び／またはフラックスを厚さ方向凹部内に貯留し、独立して溶融してしまいハンダボールとなってしまうことを軽減するという効果を奏している。
【００６６】
【実施例】
実施例１
以下に本発明によるランドパターンとレジスト開口部を形成した基板と、従来のランドパターンとレジスト開口部を形成した基板と、に１００５サイズ部品を実装した場合のハンダボールの発生率について実験を行ったので結果を説明する。
【００６７】
図６はパターン別のハンダボール発生率を示す図である。
縦軸は各ランドパターンとレジスト開口部のパターンによるハンダボールの発生率であり、横軸に示す各ランドパターンとレジスト開口部を有する基板に１００５サイズチップ部品を実装後、顕微鏡でチップ部品周辺を観察して観察されたハンダボールが１個でもあるとそのチップ部品を１とカウントし、チップ部品１００のうちハンダボールが発見されたチップ部品の数ｎをｎ％としたものであります。
【００６８】
その結果、ハンダボールの発生率は従来の角形ランドパターンとレジスト開口部では２８％、従来の丸形ランドパターンとレジスト開口部では２１％、本発明の上述したランドパターンとレジスト開口部では４％となり、極めて高いハンダボール発生防止効果があることを示しています。
【００６９】
以上本発明のランドパターンとレジスト開口部を有するプリント配線基板により、▲１▼ハンダボールの発生を軽減することが可能となり、▲２▼リフロー工程後の基板洗浄或いは手作業によるハンダボール除去を不要とし、▲３▼ランドパターンから自由に配線パターンを引き出すことを可能とし、▲４▼リフローソルダリングによるチップ部品の実装時にチップ部品が浮いて実装されることも軽減する、という効果を奏することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、リフローソルダリング時のハンダボールの発生を軽減でき、ランドパターンから少なくとも３方向に配線パターンをのばせるプリント配線基板の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のランドパターンとレジスト開口部の関係概念図である。
【図２】本発明に係るランドパターンとレジスト開口部の関係を説明する概念斜視図である。
【図３】本発明に係るランドパターンとレジスト開口部の関係を説明する概念図である。
【図４】本発明に係るランドパターンとレジスト開口部とチップ部品との関係を示す概念図である。
【図５】本発明に係るランドパターンとレジスト開口部の相互関連図である。
【図６】パターン別のハンダボール発生率を示す図である。
【符号の説明】
１、１０、３０、５０、７０  ランドパターン
２  レジスト層
３、２０、４０、６０、８０  レジスト開口部
８  チップ部品
１１、１０２、３０１、５０２、７０１  凸部
１２  ランドパターン本体部
１３  レジスト開口部本体部
３１、２０１、４０１、６０１、８０１  １対の凸部
１０１、３０２、５０１、７０２  狭幅部
【図１】
2004259950.tif 000003
【図２】
2004259950.tif 000004
【図３】
2004259950.tif 000005
【図４】
2004259950.tif 000006
【図５】
2004259950.tif 000007
【図６】
2004259950.tif 000008