(57)【要約】【課題】半田接続部の損傷を防止する。【解決手段】プリント回路板１５は、プリント配線板１６、半導体パッケージ１７、接着剤３１、および段差部４０、を具備している。プリント配線板１６は、複数のパッド２５を有する。半導体パッケージ１７は、前記パッド２５に対応する複数の接続端子を有し、前記接続端子を前記パッド２５に半田付けすることで前記プリント配線板１６に実装される。接着剤３１は、前記半導体パッケージ１７の外周部３３と前記プリント配線板１６との間に充填され、前記半導体パッケージ１７を前記プリント配線板１６に固定する。段差部４０は、前記半導体パッケージ１７と前記プリント配線板１６との間を、前記接続端子と前記パッド２５とを接続する半田４４が供給される第１の領域４２と、前記接着剤３１が充填される第２の領域４３とに区画する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパッドを有するプリント配線板と、
前記パッドに対応する複数の接続端子を有し、前記接続端子を前記パッドに半田付けすることで前記プリント配線板に実装される回路部品と、
前記回路部品の外周部と前記プリント配線板との間に充填され、前記回路部品を前記プリント配線板に固定する接着剤と、
前記回路部品と前記プリント配線板との間を、前記接続端子と前記パッドとを接続する半田が供給される第１の領域と、前記接着剤が充填される第２の領域とに区画する段差部と、
を具備したことを特徴とするプリント回路板。
【請求項２】
前記接続端子と前記パッドとの接続部は、前記回路部品と前記プリント配線板との間に位置することを特徴とする請求項１に記載のプリント回路板。
【請求項３】
前記段差部は、前記プリント配線板から前記回路部品に向けて突出する凸部で規定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント回路板。
【請求項４】
前記凸部は、前記プリント配線板にシルク印刷を施すことにより形成されることを特徴とする請求項３に記載のプリント回路板。
【請求項５】
前記段差部は、前記プリント配線板のうち、前記第２の領域に対応する位置に設けられた凹部で規定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント回路板。
【請求項６】
前記凹部は、前記プリント配線板にシルク印刷を施すことにより形成されることを特徴とする請求項５に記載のプリント回路板。
【請求項７】
前記凹部は、前記プリント配線板を覆うソルダーレジストで形成されることを特徴とする請求項５に記載のプリント回路板。
【請求項８】
前記凹部は、前記プリント配線板に形成されたビアで規定されることを特徴とする請求項５に記載のプリント回路板。
【請求項９】
前記ビアは、レーザで形成されることを特徴とする請求項８に記載のプリント回路板。
【請求項１０】
前記接着剤および前記段差部は、前記回路部品の角部に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント回路板。
【請求項１１】
筐体と、
前記筐体に収容されるプリント回路板と、を具備する電子機器であって、
前記プリント回路板は、
複数のパッドを有するプリント配線板と、
前記パッドに対応する複数の接続端子を有し、前記接続端子を前記パッドに半田付けすることで前記プリント配線板に実装される回路部品と、
前記回路部品の外周部と前記プリント配線板との間に充填され、前記回路部品を前記プリント配線板に固定する接着剤と、
前記回路部品と前記プリント配線板との間を、前記接続端子と前記パッドとを接続する半田が供給される第１の領域と、前記接着剤が充填される第２の領域とに区画する段差部と、
を備えている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、例えばＢＧＡ形の半導体パッケージのような回路部品が実装されたプリント回路板、およびプリント回路板を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ポータブルコンピュータに用いられるプリント回路板は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）形の半導体パッケージが実装されたプリント配線板を有している。このようなプリント回路板においては、複数の半田ボールを介して半導体パッケージとプリント配線板とが精密に接続されるため、所定の強度を確保してプリント配線板に半導体パッケージを固定する必要がある。このため、従来のプリント回路板では、半導体パッケージの角部を樹脂製の接着剤を介してプリント配線板に固定することが行われている。
【０００３】
接着剤は、回路部品の一つの側面と、この一つの側面に対向する他の側面との２箇所に充填されている。接着剤の充填位置は、半田が供給される領域に隣接している。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３１１８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のプリント回路板では、半田に隣接して接着剤が充填されているため、接着剤の充填量や位置によっては、半田の供給領域に接着剤が流入する事態も起こりうる。通常、樹脂製の接着剤の熱膨張率は、金属である半田の熱膨張率よりも大きい。このため、接着剤が流入した状態でプリント回路板に熱による膨張、収縮が繰り返されると、熱膨張率の違いから半田接続部にクラックを生ずるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、接着剤が半田接続部に流入するのを抑制することで半田接続部の損傷を防止するプリント回路板を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るプリント回路板は、複数のパッドを有するプリント配線板と、前記パッドに対応する複数の接続端子を有し、前記接続端子を前記パッドに半田付けすることで前記プリント配線板に実装される回路部品と、前記回路部品の外周部と前記プリント配線板との間に充填され、前記回路部品を前記プリント配線板に固定する接着剤と、前記回路部品と前記プリント配線板との間を、前記接続端子と前記パッドとを接続する半田が供給される第１の領域と、前記接着剤が充填される第２の領域とに区画する段差部と、を具備したことを特徴とする。
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、前記筐体に収容されるプリント回路板と、を具備し、前記プリント回路板は、複数のパッドを有するプリント配線板と、前記パッドに対応する複数の接続端子を有し、前記接続端子を前記パッドに半田付けすることで前記プリント配線板に実装される回路部品と、前記回路部品の外周部と前記プリント配線板との間に充填され、前記回路部品を前記プリント配線板に固定する接着剤と、前記回路部品と前記プリント配線板との間を、前記接続端子と前記パッドとを接続する半田が供給される第１の領域と、前記接着剤が充填される第２の領域とに区画する段差部と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
半田接続部の損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図１から図４を参照して、本発明の電子機器の第１の実施形態について説明する。
【００１０】
図１に示すように、電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１１は、筐体１２、キーボード１３およびディスプレイ１４を備えている。筐体１２は、プリント回路板１５を収容している。図２は、図１に示したプリント回路板の一部を切り出して示す斜視図である。図２に示すように、プリント回路板１５は、プリント配線板１６、およびＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）形の半導体パッケージ１７を有している。
【００１１】
図４に示すように、プリント配線板１６は、例えば銅製の配線層を積層した銅張積層板で構成されている。プリント配線板１６は、基材としてガラスクロスを通した樹脂製の絶縁層１８と、絶縁層１８に挟まれて設けられる配線層１９と、プリント配線板の上面に設けられた複数のパッド２５と、このパッド２５の部分を残してプリント配線板１６の表面を覆うソルダーレジスト層２６と、を備えている。配線層１９は、例えば銅箔をエッチングすることにより、所定のパターンで絶縁層１８上に形成されている。
【００１２】
パッド２５は、図示しないビアホールに設けたメッキで、例えば下層に位置する配線２７に接続されている。ソルダーレジスト層２６は、図示しない最上位層の配線に対して例えばソルダーレジストを印刷することにより形成される。
【００１３】
図２に示すように、半導体パッケージ１７は、回路部品の一例であり、プリント配線板１６上に実装されている。半導体パッケージ１７は、図示しない半導体素子を樹脂モールドしたパッケージ本体２８、および接続端子としての複数の半田ボール２９を有している。パッケージ本体２８は、正方形の板状をなしている。複数の半田ボール２９は、前記パッド２５に対応するようにパッケージ本体２８の下面に格子状に並べて配置されている。このため、図４に示すように、半田ボール２９とパッド２５との接続部は、プリント配線板１６と半導体パッケージ１７との間に位置している。
【００１４】
図２に示すように、半導体パッケージ１７の四つの角部１７ａは、それぞれ接着剤３１を介してプリント配線板１６に固定されている。接着剤３１は、例えば、熱硬化性の樹脂で構成されている。接着剤３１は、半導体パッケージ１７の各角部１７ａにつき、３点でパッケージ本体２８をプリント配線板１６に固定している。すなわち、接着剤３１は、半導体パッケージ１７の角部１７ａに面して設けられる第１の接着要素３２と、第１の接着要素３２に隣接して設けられる一対の第２の接着要素３４と、を有している。第２の接着要素３４は、角部１７ａに隣接する半導体パッケージ１７の２辺に面して設けられている。
【００１５】
接着剤３１は、半導体パッケージ１７の外周部３３とプリント配線板１６との間に充填されている。図３に示すように、半導体パッケージ１７は、パッケージ本体２８を第１の接着要素３２の上側１／４に重ねた状態で、プリント配線板１６に固定されている。また、半導体パッケージ１７は、パッケージ本体２８を第２の接着要素３４の上側１／２に重ねた状態で、プリント配線板１６に固定されている。
【００１６】
図４に示すように、プリント配線板１６に、段差部４０が設けられている。本実施形態において、段差部４０は、プリント配線板１６にシルク印刷を施して形成される凸部４１で規定されている。凸部４１は、プリント配線板１６から半導体パッケージ１７に向けて突出している。この凸部４１で規定される段差部４０は、半導体パッケージ１７とプリント配線板１６との間を、第１の領域４２と第２の領域４３とに区画している。第１の領域４２に、半田ボール２９とパッド２５とを接続する半田４４が供給される。第２の領域４３に、接着剤３１が充填される。
【００１７】
次に、半導体パッケージ１７の実装作業の流れについて説明する。半導体パッケージ１７は、自動搭載機でピックアップされた後、プリント配線板１６の上側に搭載される。プリント配線板１６の上側には、予めパッド２５の位置に対応して、半田４４が供給されている。半導体パッケージ１７は、その半田ボール２９が、パッド２５に供給された半田４４の上側に乗るようにプリント配線板１６に搭載される。
【００１８】
半導体パッケージ１７が搭載されたプリント配線板１６は、加熱のためにリフロー炉に送られる。リフロー炉において加熱処理が加えられ、半田４４および半田ボール２９の溶融がなされる。半田４４および半田ボール２９の溶融により、プリント配線板１６と半導体パッケージ１７とが電気的に接続される。半田接続が完了した後、半導体パッケージ１７の四つの角部１７ａに接着剤３１が充填される。
【００１９】
充填された接着剤３１は、例えば８０度以上の温度で、２０分以上の硬化促進工程を経て、硬化処理がなされる。接着剤３１の硬化により、半導体パッケージ１７の実装工程が完了する。
【００２０】
なお、接着剤３１は、熱硬化性の樹脂の代わりに、二液混合タイプの樹脂を用いてもよい。この接着剤３１は、例えば、１０秒以上混合した後、室温で５分間放置することにより硬化させることができる。また、二液混合タイプの接着剤以外にも、接着剤の充填後に、例えば硬化剤を接着剤に噴霧して、硬化を促進させる樹脂も用いることができる。硬化剤を噴霧するタイプの接着剤の場合、硬化剤の噴霧後に室温で３０秒以上放置すると、硬化の促進がなされる。
【００２１】
また、接着剤３１を熱硬化性のもので構成して、リフロー炉において半田４４の溶融と接着剤の硬化とを一括して行うようにしてもよい。この場合、半田４４の溶融よりも後に接着剤３１の硬化がなされるように条件を設定することが好ましい。このようにすれば、半田４４の溶融がなされた後であっても、位置ずれして搭載された半導体パッケージ１７の微調整、すなわちアライメントをすることができる。この場合、アライメント作業の後、さらに加熱を継続し、接着剤３１の硬化を行うようにする。
【００２２】
本実施形態によれば、半導体パッケージ１７とプリント配線板１６との間が、段差部４０によって、半田ボール２９とパッド２５とを接続する半田４４が供給される第１の領域４２と、接着剤３１が充填される第２の領域４３とに区画される。これにより、接着剤３１が第１の領域４２に流入するのが抑制され、半田接続部が損傷してしまうのを防止することができる。この場合、半導体パッケージ１７は、接続端子とパッド２５との接続部がプリント配線板１６と半導体パッケージ１７との間に位置している。このため、半導体パッケージ１７の下側に第１の領域４２が設けられ、半導体パッケージ１７の外周部３３に第２の領域４３が設けられる。このように、第１の領域４２と第２の領域４３とが物理的に分離されれば、接着剤３１が第１の領域４２に混入してしまうのを効果的に防止できる。
【００２３】
段差部４０は、プリント配線板１６から半導体パッケージ１７に向けて突出する凸部４１で規定されている。このため、凸部４１が隔壁となって、第１の領域４２に接着剤３１が流入してしまうのを防止できる。さらに、凸部４１によって、接着剤３１とプリント配線板１６との接触面積が増大するため、半導体パッケージ１７とプリント配線板１６との接続が強固になる。そして、シルク印刷を用いれば、簡単に凸部４１を形成できる。
【００２４】
接着剤３１および段差部４０は、半導体パッケージ１７の角部１７ａに対応する位置に設けられている。このため、曲げの応力等が集中し易い角部１７ａにおいて、半導体パッケージ１７とプリント配線板１６とを強固に固定できる。また、第２の領域４３を第１の領域４２から離れた半導体パッケージ１７の角部１７ａに対応する位置に設けることができ、接着剤３１が第１の領域４２に混入してしまうのをより一層防止できる。このプリント回路板１５を備えた電子機器であるポータブルコンピュータ１１は、耐衝撃性が向上している。
【００２５】
次に、図５および図６を参照して、プリント回路板１５の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態のプリント回路板１５は、プリント配線板１６以外の構成については、第１実施形態のものと同様であるため、共通の符号を付して説明を省略する。第２の実施形態のプリント回路板１５は、段差部４０が、プリント配線板１６のうち、第２の領域４３に対応する位置に設けられた凹部５１で規定される。
【００２６】
プリント配線板１６上の半導体パッケージ１７が搭載される部分に、シルク印刷がなされている。図６は、図５に示すＢ−Ｂの線で切断した断面図である。図６に示すように、このシルク印刷により、ソルダーレジスト層２６の上側にシルク印刷層５２が形成される。この場合、接着剤３１が充填される第２の領域４３には、シルク印刷層５２が存在しない。こうすることで、シルク印刷を利用して凹部５１を形成することができる。この凹部５１に接着剤３１が充填される。
【００２７】
第２の実施形態によれば、段差部４０は、プリント配線板１６のうち、第２の領域４３に対応する位置に設けられた凹部５１で規定される。このため、凹部５１が隔壁となって、第１の領域４２に接着剤３１が流入するのが抑制され、半田接続部が損傷してしまうのを防止できる。さらに、凹部５１によって、接着剤３１とプリント配線板１６との接触面積が増大するため、半導体パッケージ１７をプリント配線板１６に強固に固定できる。この凹部５１は、シルク印刷で簡単に形成できる。
【００２８】
次に、図７および図８を参照して、プリント回路板１５の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態のプリント回路板１５は、凹部６１以外の構成については、第２の実施形態のものと同様であるため、共通の符号を付して説明を省略する。第３の実施形態の凹部６１は、前記プリント配線板１６を覆うソルダーレジストで形成される。
【００２９】
図７に示すように、プリント配線板１６の上面に、ソルダーレジスト層２６が形成されている。ソルダーレジスト層２６は、例えばソルダーレジストの印刷によって形成される。図８は、図７示すＣ−Ｃの線で切断した断面図である。図８に示すように、第２の領域４３に、ソルダーレジストを印刷しないようにする。こうして、第２の領域４３を凹部６１として形成する。この凹部６１に接着剤３１が充填される。なお、ソルダーレジスト層２６は、シート状のものを貼り付けたり、感光性材料を用いた露光・現像によって形成してもよい。
【００３０】
第３の実施形態によれば、凹部６１により、第１の領域４２への接着剤３１の流入が抑制され、半田接続部の損傷を防止できる。さらに、凹部６１によって接着剤３１とプリント配線板１６との接触面積を増大できるため、半導体パッケージ１７をプリント配線板１６に強固に固定できる。ソルダーレジストを利用すれば、簡単に凹部６１を形成できる。
【００３１】
次に図９を参照して、プリント回路板１５の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態のプリント回路板１５は、凹部７１以外の構成については、第３の実施形態のものと同様であるため、共通の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、第４の実施形態の凹部７１は、上側の絶縁層１８を貫通する孔であるビア７２で規定されている。ビア７２は、プリント配線板１６の積層工程の途中で、絶縁層１８にレーザを照射して形成される。第４の実施形態では、このビア７２を第２の領域４３としている。ビア７２に接着剤３１が充填されることにより、半導体パッケージ１７はプリント配線板１６に固定される。なお、このビア７２の形成は、ソルダーレジスト層２６を形成する以前に行われる。
【００３２】
第４の実施形態によれば、凹部７１により、第１の領域４２への接着剤３１の流入が抑制され、半田接続部の損傷を防止できる。さらに、凹部７１によって接着剤３１とプリント配線板１６との接触面積を増大できるため、プリント配線板１６に半導体パッケージ１７を強固に固定できる。レーザによって凹部７１をビア７２として形成すれば、凹部７１を簡単に作成できる。
【００３３】
本発明に係るプリント回路板は、上記実施形態に示したポータブルコンピュータ用に限らず、例えば携帯情報端末のようなその他の電子機器に対しても実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態のポータブルコンピュータの斜視図。
【図２】図１に示す、ポータブルコンピュータの筐体内部に収容されるプリント回路板の一部を切り出して示す斜視図。
【図３】図２に示すプリント回路板の上面図。
【図４】図３に示すプリント回路板をＡ−Ａ線で切断した断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るプリント回路板の上面図。
【図６】図５に示すプリント回路板をＢ−Ｂ線で切断した断面図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るプリント回路板の上面図。
【図８】図７に示すプリント回路板をＣ−Ｃ線で切断した断面図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るプリント回路板の断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１１…ポータブルコンピュータ、１２…筐体、１５…プリント回路板、１６…プリント配線板、１７…半導体パッケージ、１７ａ…角部、２５…パッド、２９…半田ボール、３１…接着剤、３３…外周部、４０…段差部、４１…凸部、４２…第１の領域、４３…第２の領域、４４…半田、５１、６１、７１…凹部、７２…ビア
【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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