(57)【要約】    【課題】  ＳＭＤタイプのパッドの外周を覆う上側のソルダーレジスト層にクラックが発生しやすい。    【解決手段】  実施形態のプリント配線板は、第１エリアＥＲ１と第１エリアＥＲ１を囲む第２エリアＥＲ２で形成される実装エリアを有する。そして、第１エリアＥＲ１内のパッドはＳＭＤタイプであって、実装エリアの４角に位置するパッドはＮＳＭＤタイプである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最上の樹脂絶縁層と、
前記最上の樹脂絶縁層上に形成されている矩形の実装エリアと、
前記実装エリア内に形成されている電子部品を搭載するための複数のパッドと、
前記パッドを露出するための複数の開口を有する上側のソルダーレジスト層と、を有するプリント配線板であって、
前記実装エリアは、矩形の第１エリアと前記第１エリアを囲む第２エリアで形成されていて、前記第１エリアの短辺は１８ｍｍ以上であって、前記第１エリア内の前記パッドはＳＭＤタイプのパッドであり、前記実装エリアの４角に形成されている前記パッドはＮＳＭＤタイプのパッドである。
【請求項２】
請求項１のプリント配線板であって、前記第２エリア内の前記パッドはＮＳＭＤタイプのパッドであって、前記第２エリア内の前記パッドは複数の列に並んでいて、前記列の数は１０以上、２５以下である。
【請求項３】
請求項１のプリント配線板であって、前記第２エリア内の前記パッドはＮＳＭＤタイプのパッドである。
【請求項４】
請求項１のプリント配線板であって、前記第１エリア内の前記パッドの数と前記第１エリアの面積との比（第１エリア内のパッドの数／第１エリアの面積）は、前記第２エリア内の前記パッドの数と前記第２エリアの面積との比（第２エリア内のパッドの数／第２エリアの面積）より大きい。
【請求項５】
請求項１のプリント配線板であって、さらに、前記最上の樹脂絶縁層上に形成されている複数の最上の導体回路を有し、前記４角に形成されている前記パッドのそれぞれから延びる前記最上の導体回路は存在しない。
【請求項６】
請求項１のプリント配線板であって、前記第１エリアと前記実装エリアの形状は正方形である。
【請求項７】
請求項１のプリント配線板であって、前記実装エリアの短辺は２３ｍｍ以上であって、前記実装エリアの長辺は７５ｍｍ以下であって、前記第１エリアの長辺は２５ｍｍ以下である。
【請求項８】
請求項１のプリント配線板であって、前記第１エリア内の前記パッドの数は前記第２エリア内の前記パッドの数より多い。
【請求項９】
請求項１のプリント配線板であって、前記第１エリアの対角線の交点と前記実装エリアの対角線の交点は一致する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＭＤタイプのパッドとＮＳＭＤタイプのパッドを有するプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ＳＭＤタイプのパッドとＮＳＭＤタイプのパッドを有する半導体パッケージを開示している。特許文献１は、ドロップテストとボードレベルの温度サイクルに対する信頼性を改善するため、ＳＭＤタイプのパッドとＮＳＭＤタイプのパッドの配列を研究している。特許文献１の図５Ａや図５Ｂ、図８では、ＮＳＭＤタイプのパッドとＳＭＤタイプのパッドは交互に形成されている。図６Ａや図６Ｂ、図９Ａ、図９Ｂでは、ＮＳＭＤタイプのパッドとＳＭＤタイプのパッドが行毎に配置され、ＮＳＭＤタイプのパッドの行とＳＭＤタイプのパッドの行が交互に形成されている。図７Ａや図７Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂでは、ＮＳＭＤタイプのパッドとＳＭＤタイプのパッドが列毎に配置され、ＮＳＭＤタイプのパッドの列とＳＭＤタイプのパッドの列が交互に形成されている。図１１では、基板の中央領域にＮＳＭＤタイプのパッドが配置され、基板の外周領域にＮＳＭＤタイプのパッドとＳＭＤタイプのパッドが交互に形成されている。図１２では、基板の中央領域にＮＳＭＤタイプのパッドが配置され、基板の外周領域にＮＳＭＤタイプのパッドの行とＳＭＤタイプのパッドの行が交互に形成されている。図１３と図１４では、基板の中央領域にＮＳＭＤタイプのパッドが配置され、基板の外周領域にＮＳＭＤタイプのパッドの列とＳＭＤタイプのパッドの列が交互に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ２００７／００９６３３８Ａ１
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るプリント配線板は、最上の樹脂絶縁層と、前記最上の樹脂絶縁層上に形成されている矩形の実装エリアと、前記実装エリア内に形成されている電子部品を搭載するための複数のパッドと、前記パッドを露出するための複数の開口を有する上側のソルダーレジスト層と、を有する。そして、前記実装エリアは、矩形の第１エリアと前記第１エリアを囲む第２エリアで形成されていて、前記第１エリアの短辺は１８ｍｍ以上であって、前記第１エリア内の前記パッドはＳＭＤタイプのパッドであり、前記実装エリアの４角に形成されている前記パッドはＮＳＭＤタイプのパッドである。
【０００５】
本発明の実施形態によれば、大きなストレスを受けやすいパッドがＮＳＭＤタイプのパッドである。そのため、上側のソルダーレジスト層は大きなストレスを受けやすいパッドの束縛を受け難い。従って、上側のソルダーレジスト層にクラックが入りがたい。また、本発明の実施形態によれば、第１エリアのパッドはＳＭＤタイプのパッドである。そのため、プリント配線板のサイズを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（Ａ）は本発明の実施形態に係るプリント配線板の断面図であり、図１（Ｂ）はＳＭＤタイプのパッドとＮＳＭＤタイプのパッドの断面であり、図１（Ｃ）は第１エリアと第２エリアの平面図である。
【図２】図２（Ａ）は実施形態のプリント配線板の最上の導体層と最上の導体層から露出する最上の樹脂絶縁層を示す平面図であり、図２（Ｂ）はＳＭＤタイプのパッドとＮＳＭＤタイプのパッドの平面図であり、図２（Ｃ）は、１つの導体回路に形成されている複数のＳＭＤタイプのパッドを示す平面図であり、図２（Ｄ）は図２（Ｃ）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１（Ａ）は、実施形態のプリント配線板１０の断面図を示す。プリント配線板１０は、コア基板３０とコア基板３０の両面に形成されているビルドアップ層５５Ｆ、５５Ｓを有する。ビルドアップ層５５Ｆは、上側のビルドアップ層であり、ビルドアップ層５５Ｓは下側のビルドアップ層である。
【０００８】
コア基板３０は、第１面Ｆと第１面Ｆと反対側の第２面Ｓとを有する絶縁基板３０Ｚと絶縁基板の第１面Ｆ上に形成されている第１導体層３４Ｆと第２面Ｓ上に形成されている第２導体層３４Ｓと絶縁基板３０Ｚを貫通し第１導体層３４Ｆと第２導体層３４Ｓとを接続するスルーホール導体３６とで形成されている。スルーホール導体３６は、絶縁基板を貫通する貫通孔３１内に形成される。
【０００９】
コア基板３０の第２面Ｓ上に下側のビルドアップ層５５Ｓが形成されている。下側のビルドアップ層５５Ｓは、交互に積層されている導体層５８と樹脂絶縁層５０を有する。さらに、下側のビルドアップ層５５Ｓは、樹脂絶縁層を貫通し隣接する導体層を接続するビア導体６０を有する。下側のビルドアップ層５５Ｓ上に開口７１Ｓを有する下側のソルダーレジスト層７０Ｓが形成されている。開口７１Ｓにより下側のパッド７３Ｓが露出される。下側のパッド７３Ｓ上にマザーボードと接続するための半田バンプ７６Ｓが形成されている。
【００１０】
コア基板３０の第１面Ｆ上に上側のビルドアップ層５５Ｆが形成されている。上側のビルドアップ層５５Ｆは、交互に積層されている導体層５８と樹脂絶縁層５０を有する。さらに、上側のビルドアップ層５５Ｆは、樹脂絶縁層を貫通し隣接する導体層を接続するビア導体６０を有する。上側のビルドアップ層５５Ｆ上に複数の開口７１ＦＣ、７１ＦＥを有する上側のソルダーレジスト層７０Ｆが形成されている。上側のビルドアップ層５５Ｆ内の樹脂絶縁層５０の内、最も上に形成されている樹脂絶縁層は最上の樹脂絶縁層５０ＵＭである。最上の樹脂絶縁層５０ＵＭ上に形成されている導体層５８は最上の導体層５８ＵＭである。最上の導体層５８ＵＭは、電子部品を搭載するためのパッド７３ＦＣ、７３ＦＥを有する。開口７１ＦＣ、７１ＦＥによりパッド７３ＦＣ、７３ＦＥは露出される。上側のソルダーレジスト層は、個々のパッド７３ＦＣ、７３ＦＥを露出する開口７１ＦＣ、７１ＦＥを有している。
【００１１】
図２（Ａ）は、最上の導体層５８ＵＭと最上の導体層５８ＵＭから露出する最上の樹脂絶縁層５０ＵＭを示す平面図である。プリント配線板１０は、最上の樹脂絶縁層５０ＵＭ上にＩＣチップ等の電子部品を搭載するための実装エリアＥＲを有する。実装エリアはプリント配線板１０の略中央に形成されている。図２（Ａ）に示されるように、実装エリアＥＲ内に複数のパッド７３ＦＣ、７３ＦＥが形成されている。実装エリアＥＲは矩形であって、全てのパッドを含む。そして、実装エリアの面積が最小になるように、実装エリアの各辺は決められる。実装エリアは長方形、または、正方形である。
図２（Ａ）に示されるように、実装エリアＥＲは、第１エリアＥＲ１と第２エリアＥＲ２に分割される。第１エリアＥＲ１と第２エリアＥＲ２の境界は点線で描かれている。第１エリアＥＲ１に複数のパッドが形成されている。第１エリアＥＲ１は第１エリア内の全てのパッドを含む。そして、第１エリアＥＲ１の面積が最小になるように、第１エリアの各辺は決められる。第１エリアの形状は矩形であって、長方形、または、正方形である。第２エリアＥＲ２に複数のパッドが形成されている。第２エリアＥＲ２は第１エリアＥＲ１を囲んでいる。第２エリアは枠の形状である。図１（Ｃ）に示されるように第１エリアの対角線の交点と実装エリアの対角線の交点は一致する。第１エリアの短辺は１８ｍｍ以上である。短辺が１８ｍｍ以上であると、第２エリア内のパッドと実装エリアの中心との間の距離が大きい。そのため、第２エリア内のパッドに大きなストレスが働く。第２エリア内のパッドを介する接続信頼性が低下しやすい。上側のソルダーレジスト層にクラックが入りやすい。
第１エリア内に形成されているパッドはＳＭＤタイプのパッドである。第１エリア内のパッドの内、９０％以上のパッドはＳＭＤタイプである。９７％以上のパッドはＳＭＤタイプである。全てのパッドがＳＭＤタイプであることが好ましい。ＳＭＤタイプのパッドは図１（Ｂ）や図２（Ｂ）に示される。図１（Ｂ）では、ＳＭＤタイプのパッド７３ＦＣの断面図が上に示され、図２（Ｂ）では、ＳＭＤタイプのパッド７３ＦＣの平面図が左に示される。図２（Ｂ）では、パッド７３ＦＣの外周は点線で描かれている。そして、上側のソルダーレジスト層７０Ｆは斜線で描かれている。ＳＭＤタイプのパッド７３ＦＣでは、パッドの外周が上側のソルダーレジスト層７０Ｆで覆われていて、パッドの中央部分が上側のソルダーレジスト層７０Ｆの開口７１ＦＣから露出している。ＳＭＤ(Solder Mask Defined)タイプのパッドでは、パッドの大きさはソルダーレジスト層の開口により決められる。
【００１２】
実施形態のプリント配線板１０の第１エリアＥＲ１は特許文献１の中央領域に相当する。そして、特許文献１の図１１等では、中央領域内のパッドはＮＳＭＤタイプである。ＮＳＭＤタイプのパッドは図１（Ｂ）や図２（Ｂ）に示される。図１（Ｂ）では、ＮＳＭＤタイプのパッド７３ＦＥの断面図が下に示されている。図２（Ｂ）では、ＮＳＭＤタイプのパッド７３ＦＥの平面図が右に示されている。図２（Ｂ）では、パッド７３ＦＥの外周は点線で描かれている。そして、上側のソルダーレジスト層は斜線で描かれている。ＮＳＭＤ(Non Solder Mask Defined)タイプのパッド７３ＦＥでは、パッド全体が上側のソルダーレジスト層７０Ｆの開口７１ＦＥから露出している。
図１（Ｂ）や図２（Ｂ）を用い、以下に、第１エリアＥＲ１にＮＳＭＤタイプのパッド７３ＦＥを有するプリント配線板と第１エリアＥＲ１にＳＭＤタイプのパッド７３ＦＣを有するプリント配線板が比較される。図１（Ｂ）と図２（Ｂ）では、パッド７３ＦＣ、７３ＦＥの径Ｗは同じである。また、隣接するパッド７３ＦＣ、７３ＦＥを絶縁するための上側のソルダーレジスト層７０Ｆの長さＫは同じである。図１（Ｂ）に隣接するパッド７３ＦＣ、７３ＦＥ間のピッチＰＳ、ＰＮが示される。ピッチＰＳ、ＰＮは隣接するパッド７３ＦＣ、７３ＦＥの中心間の距離、または、重心間の距離である。ＳＭＤタイプのパッド７３ＦＣのピッチＰＳとＮＳＭＤタイプのパッド７３ＦＥのピッチＰＮが比較されると、ＮＳＭＤタイプのパッド７３ＦＥは開口７１ＦＥにより完全に露出される。そのため、パッドと上側のソルダーレジスト層との間にスペースＳＰが存在する。従って、図１（Ｂ）に示されるように、ピッチＰＮはピッチＰＳより大きくなりやすい。特許文献１の図１１に示されるように、第１エリアＥＲ１にＮＳＭＤタイプのパッド７３ＦＥが形成されると、ピッチＰＮが大きいので、第１エリアＥＲ１のサイズは大きくなりやすい。
パッドを介して、プリント配線板にＩＣチップ等の電子部品が搭載されると、プリント配線板の熱膨張係数と電子部品の熱膨張係数が異なるので、ヒートサイクルでパッドはストレスを受ける。そして、パッドに働くストレスの大きさは、実装エリアの中心からの距離に関係する。距離が大きいと、ストレスは大きくなりやすい。第１エリアのパッドがＮＳＭＤタイプであると、第１エリアＥＲ１のサイズが大きくなるので、第２エリアＥＲ２内のパッドは大きなストレスを受けやすい。第１エリアＥＲ１のサイズを小さくすることで、第２エリア内のパッドに働くストレスを小さくすることができると考えられる。そのため、第１エリア内のパッドはＳＭＤタイプのパッドであることが好ましい。
【００１３】
パッドは金属で形成され、上側のソルダーレジスト層は樹脂を含むので、両者の熱膨張係数は異なる。そのため、ヒートサイクルでパッドと上側のソルダーレジスト層の伸縮量は異なる。パッドがＳＭＤタイプであると、上側のソルダーレジスト層はパッドに接着している。そのため、パッドの熱膨張係数と上側のソルダーレジスト層の熱膨張係数が異なっても、ヒートサイクルで上側のソルダーレジスト層の伸縮はパッドに束縛されやすい。従って、パッドがＳＭＤタイプであると、パッドの熱膨張係数と上側のソルダーレジスト層の熱膨張係数の差により、ヒートサイクルで、パッドの外周を覆っている上側のソルダーレジスト層に応力が蓄積されると考えられる。パッドがＳＭＤタイプであると、上側のソルダーレジスト層にクラックが入りやすい。それに対し、パッドがＮＳＭＤタイプであると、上側のソルダーレジスト層はパッドを覆っていないので、上側のソルダーレジスト層はパッドからストレスを受けない。あるいは、受けるストレスは小さいと考えられる。従って、パッドがＮＳＭＤタイプであると、上側のソルダーレジスト層にクラックが入りがたい。
プリント配線板に電子部品が実装されると、上述の通り、パッドは実装エリアの中心からの距離に関係するストレスを受けると考えられる。そして、パッドがＳＭＤタイプであると、パッドを介するストレスが、直接、上側のソルダーレジスト層に働くと考えられる。それに対し、パッドがＮＳＭＤタイプであると、パッドを介するストレスが、直接、上側のソルダーレジスト層に働かないと考えられる。ストレスの大きさが大きく、ストレスが、直接、上側のソルダーレジスト層に働くと、上側のソルダーレジスト層にクラックが発生しやすい。ＳＭＤタイプのパッドの外周は、上側のソルダーレジスト層で覆われているので、上側のソルダーレジスト層はパッドから直接ストレスを受けると考えられる。ＳＭＤタイプのパッドが大きなストレスを受けると、ＳＭＤタイプのパッドと上側のソルダーレジスト層との界面から上側のソルダーレジスト層にクラックが入りやすい。従って、実装エリアの中心から遠い位置に形成されているパッドはＮＳＭＤタイプのパッドであることが好ましい。上側のソルダーレジスト層のクラックを防止するため、実装エリア内の４角に形成されているパッドはＮＳＭＤタイプである。
第１エリア内のパッドがＳＭＤタイプであると、第１エリアのサイズを小さくすることができる。第２エリア内のパッドに働くストレスを小さくすることができる。第２エリア内のパッドがＮＳＭＤタイプであると、上側のソルダーレジスト層の熱膨張係数とパッドの熱膨張係数の差に起因するストレスを小さくすることができる。パッドを介する接続信頼性が低下し難い。上側のソルダーレジスト層にクラックが入り難い。
【００１４】
実装エリアの１辺が２３ｍｍ以上になると、電子部品の熱膨張係数とプリント配線板の熱膨張係数の差に起因するストレスで、第２エリアＥＲ２に属するパッドは大きなストレスを受けやすい。上側のソルダーレジスト層のクラックや接続信頼性の低下を防止するため、第２エリア内のパッドはＮＳＭＤタイプであることが好ましい。
実装エリアの長辺は７５ｍｍ以下であることが好ましい。長辺が７５ｍｍを超えると、実装エリアの４角に位置するパッドに働くストレスが大きい。４角のパッドを介する接続信頼性が低下しやすい。
【００１５】
第１エリアの長辺が２５ｍｍ以下であることが好ましい。第１エリア内の４角のパッドがＳＭＤタイプであっても、上側のソルダーレジスト層にクラックが発生しがたい。第１エリア内の４角のパッドを介する接続信頼性が低下しがたい。
【００１６】
実装エリアの４角のパッドは実装エリアの中心から最も遠い。従って、４角のパッドはＮＳＭＤタイプのパッドである。
第２エリア内で最外周に形成されているパッドはＮＳＭＤタイプのパッドであることが好ましい。
第２エリア内のパッドは行や列を形成している。パッドで形成される行や列の数は１０以上である。パッドで形成される行や列の数は２５以下であることが好ましい。第２エリア内の行や列の数が１０以上であると、実装エリアのサイズが大きくなる。第２エリアに属するパッドは実装エリアの中心から遠くなる。第２エリアのパッドは、大きなストレスを受けやすい。そのため、第２エリア内のパッドはＮＳＭＤパッドであることが好ましい。第２エリア内の行や列の数が２５を超えると、実装エリアのサイズが大きすぎる。実装エリアの４角のパッドを介する不具合が発生し易い。
【００１７】
第１エリア内のパッドは実装エリアの中心に近い。従って、第１エリア内のパッドに働くストレスは小さい。第１エリア内のパッドに起因する不具合は発生しがたい。そのため、第１エリアＥＲ１内のパッド数は第２エリアＥＲ２内のパッドの数より大きいことが好ましい。プリント配線板の接続信頼性を高くすることができる。
【００１８】
第１エリア内のパッドの密度（第１エリア内のパッドの数／第１エリアの面積）は、第２エリア内のパッドの密度（第２エリア内のパッドの数／第２エリアの面積）より高いことが好ましい。第１エリアＥＲ１のサイズを小さくすることができる。第２エリアＥＲ２内のパッドと実装エリアの中心との間の距離が小さくなる。第２エリア内のパッドに起因する不具合が発生しがたい。第２エリア内のパッドの密度が低いと、ピッチＰＮを大きくすることができる。隣接するＮＳＭＤタイプのパッド間に形成されている上側のソルダーレジスト層の長さＫを長くすることができる。隣接するＮＳＭＤタイプのパッド間でマイグレーション等の絶縁不良が発生しがたい。
【００１９】
実装エリアの４角のパッドは最も大きなストレスを受けやすい。そのため、４角のパッドに関連する不良が発生しやすい。不良を防止するため、例えば、実装エリアの４角のパッドは、最上の導体回路と直接接続していない。最上の導体層は、実装エリアの４角のパッドのそれぞれから延びる最上の導体回路を有していない。
【００２０】
図２（Ｃ）と図２（Ｄ）にＳＭＤタイプのパッドの１例を示す。図２（Ｃ）は上側のソルダーレジスト層７０Ｆ上から観察することで得られる平面図であり、図２（Ｄ）は図２（Ｃ）の断面図である。図２（Ｃ）や図２（Ｄ）に示されている例では、１つの導体回路５８０は上側のソルダーレジスト層７０Ｆで覆われている。そして、１つの導体回路は複数のＳＭＤタイプのパッド７３ＦＣを有する。図２（Ｃ）や図２（Ｄ）では、パッド７３ＦＣの数は２個であって、上側のソルダーレジスト層は、それぞれのパッド７３ＦＣを露出する開口７１ＦＣを有している。導体回路５８０は電源、または、グランドである。
第１エリアＥＲ１内に電源が形成され、１つの電源回路が複数のＳＭＤタイプのパッドを有すると、ＩＣチップと電源が並列で繋げられる。ＩＣチップと電源が複数の経路で繋げられる。電源は高温になりやすいが、ＩＣチップと電源が並列で繋げられると、温度の上昇を抑制することができる。また、ＩＣチップと電源が複数の経路で繋げられると、断線のリスクを小さくすることができる。ＩＣチップとＳＭＤタイプのパッド７３ＦＣを有する電源間の接続信頼性を高くすることができる。
第１エリアＥＲ１内にグランドが形成され、１つのグランド回路が複数のＳＭＤタイプのパッドを有すると、ＩＣチップとグランドが並列で繋げられる。ＩＣチップとグランドが複数の経路で繋げられる。グランドが放熱のための経路に用いられる時、高温になりやすい。しかしながら、ＩＣチップとグランドが並列で繋げられると、温度の上昇を抑制することができる。また、ＩＣチップとグランドが複数の経路で繋げられると、断線のリスクを小さくすることができる。ＩＣチップとＳＭＤタイプのパッド７３ＦＣを有するグランド間の接続信頼性を高くすることができる。
【符号の説明】
【００２１】
５０  樹脂絶縁層
５８  導体層
６０  ビア導体
７０Ｆ  上側のソルダーレジスト層
７１ＦＣ  開口
７１ＦＥ  開口
７３ＦＣ  ＳＭＤタイプのパッド
７３ＦＥ  ＮＳＭＤタイプのパッド
７６Ｓ  半田バンプ
【図１】
2016195210.tif 000003
【図２】
2016195210.tif 000004