(57)【要約】【課題】  パッドオンビアの層間接続部において発生する応力を低減し、温度サイクル寿命の長いプリント配線板を提供すること。【解決手段】内層の配線と外層のランドとを層間接続部により接続した多層構造を有し、前記ランド上部にソルダーレジスト開口部を有し、前記ランド部に電子部品をはんだバンプを介して実装する際に使用するプリント配線板であって、前記層間接続部の中心位置が、前記ソルダーレジスト開口部の外周より内側に形成され、かつ前記ソルダーレジスト開口部の中心位置よりも前記電子部品の中心方向側にずらして形成することを特徴とするプリント配線板。【選択図】 図１
2007081207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層の配線と外層のランドとを層間接続部により接続した多層構造を有し、前記ランド上部にソルダーレジスト開口部を有し、前記ランド部に電子部品をはんだバンプを介して実装する際に使用するプリント配線板であって、前記層間接続部の中心位置が、前記ソルダーレジスト開口部の外周より内側に形成され、かつ前記ソルダーレジスト開口部の中心位置よりも前記電子部品の中心方向側にずらして形成することを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
請求項１記載のプリント配線板のランド部に電子部品をはんだバンプを介して実装した電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板に関し、特にパッドオンビア構造を有するプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板への電子部品の実装方法としては、スルーホールランドへのはんだ接続が一般的であるが、近年のＬＳＩのピン数増加や電子機器の小型軽量化に伴うプリント配線板の高密度化により表面実装が増加している。
【０００３】
さらにプリント配線板の実装密度を上げる方法として、電子部品実装パッド直下に層間接続部を配置するパッドオンビア構造を有するプリント配線板が知られている。パッドオンビア構造を有するプリント配線板の製造方法としては、めっきを利用した方法、導電性粒子を利用した方法などがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、部品実装されたプリント配線板は、各材料間の線膨張係数差により、温度変化に伴う疲労が発生し、電気接続が断線するという現象が発生する。この信頼性低下に対し、様々な対策が検討されている（例えば、特許文献２、非特許文献１）。
【０００５】
パッドオンビア構造を有したプリント配線板については、まだ、歴史が浅く、また、温度サイクル下の信頼性に関しては電子部品とプリント配線板のはんだ接続部に関する検討がほとんどであり、パッドオンビア構造部分の信頼性向上に関する検討はあまりなされていない。
【０００６】
【非特許文献１】中ら、“プリント基板配線の疲労強度評価手法の検討”、日本機械学会Ｍ＆Ｍ２００４材料力学カンファレンス講演論文集、ｐｐ．２５１〜２５２、２００４
【特許文献１】特開平１１−１２６９７０号公報
【特許文献２】特開２００５−５１１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子部品とプリント配線板の接続部分の信頼性が構造や材料の検討により向上すると、従来、問題とならなかった層間接続部の信頼性が全体の信頼性に影響を与える可能性がある。そこで、本発明は、パッドオンビアの層間接続部において発生する応力を低減し、温度サイクル寿命の長いプリント配線板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
（１）内層の配線と外層のランドとを層間接続部により接続した多層構造を有し、前記ランド上部にソルダーレジスト開口部を有し、前記ランド部に電子部品をはんだバンプを介して実装する際に使用するプリント配線板であって、前記層間接続部の中心位置が、前記ソルダーレジスト開口部の外周より内側に形成され、かつ前記ソルダーレジスト開口部の中心位置よりも前記電子部品の中心方向側にずらして形成することを特徴とするプリント配線板、
（２）（１）記載のプリント配線板のランド部に電子部品をはんだバンプを介して実装した電子部品、
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パッドオンビア構造を有するプリント配線板において、温度変化に伴い層間接続部に発生する応力を低減し、長寿命で信頼性の高いプリント配線板を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、パッドオンビア構造を有するプリント配線板において、ランドと配線を接続する接続部の中心位置を、前記ランド上のソルダーレジスト開口部の中心位置よりもランドに実装する部品の中心方向にずらして配置したプリント配線板である。
【００１１】
図１は、本発明のパッドオンビア構造を有するプリント配線板の一実施例の概略断面図である。プリント配線板１上にはんだバンプ１５を介して電子部品２が実装されている。電子部品２はインターポーザ１３上にチップ１１がダイアタッチ１２により接着されている。チップ１１と部品側ランド１４は電気的に接続されている。図１では電子部品２の例としてCSPを用いているが、電子部品２はBGA、QFP、SOPやチップ抵抗、チップコンデンサ等、表面実装部品であればどのような形態のものでも良い。
【００１２】
プリント配線板１はランド５、配線７、ランドと配線間の層間接続部６、配線間の層間接続部９、絶縁層８、ソルダーレジスト３から構成されている。はんだバンプ１５を介して電子部品２との接続を行うためソルダーレジスト３にはランド５上にソルダーレジスト開口部４が設けられる。フレキシブルプリント配線板ではソルダーレジスト３の代わりにカバーレイ、つまり、ポリイミドフィルムなどを接着剤で貼り合わせる方法をとっても良い。図１においてははんだバンプ１５を３列として説明しているが、本発明は３列に限るものではない。また、はんだボールを用いたＢＧＡパッケージの実装で説明しているが、チップ抵抗のようなはんだフィレットによる実装でもよく、表面実装部品であれば良い。
【００１３】
層間接続部６の形成方法としては、めっきによる形成方法や導電性ペーストの印刷による方法などがあるが、本発明のプリント配線板としては、どのような形成方法であっても良い。
【００１４】
図２は図１の一部を拡大した図である。プリント配線板側のソルダーレジスト開口部中心と層間接続部６中心にずれ１６を設ける。ずれの方向は層間接続部を電子部品の中心方向にずらすように設定する。
【００１５】
図３を用いて、層間接続部中心のずれについてさらに説明する。図３はパッドオンビア部分を上から見た図である。層間接続部の中心は、ソルダーレジスト開口部２０の中心１７から電子部品中心方向１９に引いた線上に置くに必要は無く、図３中の層間接続部１８の３つの例を示すように、電子部品中心方向にずれてさえいれば、どの位置に配置しても良い。
ただし、層間接続部の中心位置が、ソルダーレジスト開口部の外周より内側に形成されていることも必要である。
ソルダーレジスト開口部及び層間接続部の断面形状は略円状であることが好ましい。この場合、層間接続部の中心位置とソルダーレジスト開口部の中心位置との電子部品中心方向に対するずれ１６をＸとし、ソルダーレジスト開口部の半径をＲ、層間接続部の半径をｒとしたとき、０．３Ｒ＜Ｘ＜Ｒ−ｒであることが好ましい。
【００１６】
図４は温度上昇時に本発明のプリント配線板に生じる現象の説明図である。図４（Ａ）はプリント配線板と電子部品の線膨張係数の違いにより生じる現象の説明図である。一般的に電子部品はプリント配線板に比べて線膨張係数が小さい。従って、温度が上昇した場合、電子部品の膨張に比べ、プリント配線板の膨張が大きくなる。図４（Ａ）において、右側を電子部品の中心側とすると、プリント配線板の膨張が大きいため、プリント配線板の膨張の方向２１は電子部品に対し相対的に左向きになる。部品側ランド１４に対し、ランド５の位置が左側にずれるため、はんだバンプ１５にはせん断力によるモーメントが生じる。はんだバンプに生じるモーメントの方向２２は時計回りとなる。このモーメントにより電子部品中心側のランド５には圧縮荷重、電子部品外側のランド５には引張荷重が生じる。従ってランドと配線間の層間接続部６には圧縮方向の荷重２３がかかる。
【００１７】
温度上昇時には図４（Ａ）で説明した電子部品とプリント配線板の線膨張係数差により生じる現象だけでなく、プリント配線板を構成する材料間の線膨張係数差により生じる現象もある。図４（Ｂ）を用いて説明する。一般的に絶縁層８は配線７、ランド５、ランドと配線間の層間接続部６よりも線膨張係数が大きい。従って、温度上昇に伴い、絶縁層がより膨張する。これにより、ランドと配線間の層間接続部６には引張方向の荷重２５がかかる。
【００１８】
本発明のプリント配線板においては、図４（Ａ）で説明される電子部品とプリント配線板の線膨張係数差によりランドと配線間の層間接続部６に生じる荷重と、図４（Ｂ）で説明されるプリント配線板内の構成材料間の線膨張係数差によりランドと配線間の層間接続部６に生じる荷重が打ち消しあうため、温度変化に伴うランドと配線間の層間接続部６の応力や変形が軽減される。従って、温度サイクルに伴う疲労が抑制され、電気的接続信頼性が向上する。
【００１９】
図２のソルダーレジスト開口部中心と層間接続部中心のずれ１６の量は、すべてのパッドオンビア構造部分について同じ値にする必要は無く、場所に応じて変えても良い。また、すべてのパッドオンビア構造部分についてソルダーレジスト開口部中心と層間接続部中心のずれ１６を設定する必要は無く、一部にのみ設定しても良い。例えば、信頼性が低くなると予想されるパッドオンビア構造部分にのみソルダーレジスト開口部中心と層間接続部中心のずれ１６を設定することで信頼性を向上させ、その他の部分はソルダーレジスト開口部４の中心とランドと配線間の層間接続部５の中心を合わせた従来の構造とすることで、製造プロセス上の位置精度の許容範囲を大きく取ることも可能である。
【００２０】
ソルダーレジスト開口部中心と層間接続部中心のずれ１６による信頼性の向上はランドと配線間の層間接続部６にのみ有効であり、配線間の層間接続部９の信頼性向上には効果が期待できないため、本発明のプリント配線板においては、配線間の層間接続部９についてはずれの方向や量は規定しない。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明により、パッドオンビア構造を有するプリント配線板において、温度サイクルにより発生する層間接続部の応力や変形を抑制し、電気的接続信頼性の高いプリント配線板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のプリント配線板の一実施例の概略断面図である。
【図２】図１のパッドオンビア構造の拡大図である。
【図３】層間接続部中心のずれを示す説明図である。
【図４】温度変化によりプリント配線板に生じる現象の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  プリント配線板
２  電子部品
３  ソルダーレジスト
４  ソルダーレジスト開口部
５  ランド
６  ランドと配線間の層間接続部
７  配線
８  絶縁層
９  配線間の層間接続部
１０  モールド樹脂
１１  チップ
１２  ダイアタッチ
１３  インターポーザ
１４  部品側ランド
１５  はんだバンプ
１６  ソルダーレジスト開口部中心と層間接続部中心のずれ
１７  ソルダーレジスト開口部中心
１８  層間接続部の位置の例
・    １９  電子部品中心方向
２０  ソルダーレジスト開口部外周
２１  温度上昇時のプリント配線板の膨張の方向
２２  はんだバンプに生じるモーメントの方向
２３  層間接続部に生じる圧縮荷重の方向
２４  絶縁層の膨張の方向
２５  層間接続部に生じる引張荷重の方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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