(57)【要約】【課題】ボイドの低減および半田ブリッジの防止を同時に実現可能な配線基板、電子機器および電子機器の実装方法を提供すること。【解決手段】電子部品を半田付けするための複数のランドが形成されるとともに、表面に絶縁材層が形成される配線基板であって、絶縁材層には、複数のランドを露出させる複数の開口部が形成され、複数のランドに隣接する絶縁材層の一部の領域は、他の絶縁材層に比べて高さが低く形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を半田付けするための複数のランドが形成されるとともに、表面に絶縁材層が形成される配線基板であって、
前記絶縁材層には、前記複数のランドを露出させる複数の開口部が形成され、
前記複数のランドに隣接する前記絶縁材層の一部の領域は、他の前記絶縁材層に比べて高さが低く形成されることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
半田付けされる方向において、少なくとも１つ以上の開口部の中心は、前記複数のランドの中心に一致していないことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記領域の高さは、前記複数のランドの高さと略同一であることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記領域は、前記複数のランドに対して、同一方向側に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記複数のランドは、格子状に形成され、
前記領域は、前記複数のランドの対角方向に沿って形成されることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
前記領域は、前記複数のランドのうち最外周のランドに形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記複数のランドは、格子状に形成され、
前記領域は、前記複数のランドのうち４隅のランドに形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項８】
前記領域は、前記配線基板の金属配線部を除去することで形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項９】
複数の底面電極が形成された電子部品と、
前記電子部品を半田付けするための複数のランドが形成されるとともに、表面に絶縁材層が形成される配線基板と、を有し、
前記絶縁材層には、前記複数のランドを露出させる複数の開口部が形成され、
前記複数のランドに隣接する前記絶縁材層の一部の領域は、他の前記絶縁材層に比べて高さが低く形成されることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子機器の実装方法であって、
リフロー方式で、前記電子機器を前記配線基板に半田付けする際に、半田を前記領域および前記ランドの一部に塗布するステップを有することを特徴とする電子機器の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を半田付けにより実装する配線基板、電子機器および電子機器の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器においては、電子機器の小型化、薄型化が進んでおり、配線基板に実装される電子部品も集積化、高密度化してきている。電子部品の集積化が進むに伴い、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）などの多数の格子状底面電極付きの電子部品では、端子数が増大し、端子ピッチが微細化し、端子ランドが極小化している。このような電子部品をリフロー方式で配線基板に半田付けする際には、ボイドや半田ブリッジといった現象に対して特に注意が必要となってくる。ボイドとは、配線基板に塗布した半田内の空気による気泡と、フラックス残渣が原因となって生じる「巣」のことである。ボイドは、半田強度を劣化させ、半田にクラックを生じやすくさせる原因となる。そのため、端子ランドが小さい場合には使用する半田容積も小さいため、半田ボール内に発生したボイドが与える影響が大きくなる。そのため、半田強度の劣化は深刻な問題となっており、ボイド減少の要求は年々高まっている。
【０００３】
また、端子ピッチが微細化してきたことにより、電子部品の自重による半田の押しつぶしや基板の反りも手伝って、半田ブリッジが発生する確率が高くなっている。
【０００４】
特許文献１では、電子デバイスの実装端子を実装基板の端子パッドの位置に合わせた状態で半田膜を加熱し、リフローすることにより、半田膜の溶融で発生する気泡を端子パッドの小孔に滞留させた状態で、半田膜を固化している。そうすることで、気泡に起因するボイドを小孔の部分に形成させている。すなわち、特許文献１では、ボイドが発生する箇所を意図的に決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３１５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成では、実装基板の端子パッドが極小化してきた場合に半田強度の低下を防ぐことができない。
【０００７】
このような課題を鑑みて、本発明は、ボイドの低減および半田ブリッジの防止を同時に実現可能な配線基板、電子機器および電子機器の実装方法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】
本発明の一側面としての配線基板は、電子部品を半田付けするための複数のランドが形成されるとともに、表面に絶縁材層が形成される配線基板であって、前記絶縁材層には、前記複数のランドを露出させる複数の開口部が形成され、前記複数のランドに隣接する前記絶縁材層の一部の領域は、他の前記絶縁材層に比べて高さが低く形成されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の側面としての電子機器は、複数の底面電極が形成された電子部品と、前記電子部品を半田付けするための複数のランドが形成されるとともに、表面に絶縁材層が形成される配線基板と、を有し、前記絶縁材層には、前記複数のランドを露出させる複数の開口部が形成され、前記複数のランドに隣接する前記絶縁材層の一部の領域は、他の前記絶縁材層に比べて高さが低く形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボイドの低減および半田ブリッジの防止を同時に実現可能な配線基板、電子機器および電子機器の実装方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る電子機器の一例であるデジタルカメラの外観図である。
【図２】デジタルカメラを背面から見た部分分解斜視図である。
【図３】撮像センサ基板の説明図である。
【図４】撮像センサ基板に形成されるランド、コーナーランドおよびレジスト凹部の説明図である。
【図５】撮像センサを撮像センサ基板に実装する際の説明図である。
【図６】本発明の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る電子機器の一例であるデジタルカメラ１の外観図であり、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は背面から見た図である。図２は、デジタルカメラ１を背面から見た部分分解斜視図である。
【００１４】
デジタルカメラ１は、撮影レンズ鏡筒２、ファインダーユニット３、レリーズボタン４および表示モニタ５を備えている。
【００１５】
撮像センサ１０１は、撮像素子を収容したパッケージであり、底面にはＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＬＧＡ（ＬａｎｄＧｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）のような格子状の複数の電極（底面電極）１０６が形成される。撮像センサ１０１の電極１０６のうち最も外側の４隅に配置される電極は、それ以外の電極よりもその面積が大きく形成される。撮像センサ固定板１０３は、撮像センサ１０１を固定するとともに、撮影レンズ鏡筒ユニット１０４に取り付けられる。
【００１６】
撮像センサ基板（配線基板）１０２には、撮像センサ１０１およびメイン基板１０５との接続用コネクタ１０７が実装されている。また、撮像センサ基板１０２には、撮像センサ１０１から接続用コネクタ１０７への接続配線が形成される。
【００１７】
メイン基板１０５には、撮像センサ基板１０２との接続用コネクタ１０８と、撮像センサ１０１の駆動および信号処理を行うＩＣ１０９が半田付けによって実装されている。
【００１８】
撮像センサ基板１０２に実装された接続用コネクタ１０７と、メイン基板１０５に実装された接続用コネクタ１０８とが嵌合することで、撮像センサ１０１からＩＣ１０９までの電気的な接続が行われる。
【００１９】
図３は、撮像センサ基板１０２の説明図である。図３（ａ）は、撮像センサ基板１０２に撮像センサ１０１が実装された状態を示している。撮像センサ１０１は、リフロー方式によって撮像センサ基板１０２に半田付けされる。図３（ｂ）は、撮像センサ基板１０２に撮像センサ１０１が半田付けされる前の状態を示している。図３（ｂ）に図示されるように、撮像センサ基板１０２において撮像センサ１０１が実装される領域Ａには、撮像センサ１０１の底面に形成される電極１０６の位置に対応するようにランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ１〜１０２ａ４が形成される。
【００２０】
図４は、撮像センサ基板１０２に形成されるランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ１〜１０２ａ４の説明図である。図４（ａ）は、撮像センサ基板１０２において撮像センサ１０１が実装される領域Ａを示し、撮像センサ基板１０２に半田印刷した状態を表している。図４（ｂ）は、図４（ａ）に図示される二点破線部分を拡大した図である。
【００２１】
図４（ａ）に図示されるように、ランド１０２ａは格子状に複数形成され、最も外側の４隅に配置されるコーナーランド１０２ａ１〜１０２ａ４はランド１０２ａよりも面積が大きくなるように形成される。コーナーランド１０２ａ１の外形を四角形に形成することで、撮像センサ１０１の電極１０６のうち１番ピンの電極の位置に対応するものであることを明示している。撮像センサ基板１０２の表面には、配線パターンを保護するためにレジスト層（絶縁材層）１０２ｂが形成される。レジスト層１０２ｂには、開口部１０２ｂ１が形成される。
【００２２】
図４（ｂ）に図示されるように、開口部１０２ｂ１によってランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ３の上にはレジスト層１０２ｂが形成されず、ランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ３が露出する。開口部１０２ｂ１の中心は、対応するランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ３の中心とΔｓだけずれている。ハッチングされているレジスト凹部１０２ｃは、コーナーランド１０２ａ３およびランド１０２ａに隣接し、コーナーランド１０２ａ３およびランド１０２ａの高さと略同一となるように形成される。すなわち、レジスト凹部１０２ｃは、レジスト層１０２ｂに比べて高さが低く形成される。レジスト凹部１０２ｃは、銅箔等の導電部からなる配線層（金属配線部）を除去することで形成される。また、レジスト凹部１０２ｃは、レジスト凹部１０２ｃ同士が干渉しないように、コーナーランド１０２ａ３およびランド１０２ａに対して、同一方向側に形成される。
【００２３】
図５は、図４（ｂ）に図示されるＢ−Ｂ断面図であり、撮像センサ１０１を撮像センサ基板１０２に実装する際の説明図である。
【００２４】
図５（ａ）は、ランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ１〜１０２ａ４に半田ペースト１１０が塗布された状態を示している。リフロー方式によって撮像センサ１０１を撮像センサ基板１０２に半田付けする際には、開口部１０２ｂ１によって露出しているランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ１〜１０２ａ４の一部と、レジスト凹部１０２ｃに半田ペースト１１０を塗布する。一般的に、半田ペースト１１０を塗布する場合、半田ペースト１１０の中心がランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ３の中心が一致するように塗布する。しかしながら、本実施例では、半田ペースト１１０の中心がランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ３の中心からΔｓだけずらして塗布している。半田ペースト１１０を塗布した後、撮像センサ１０１を実装される領域Ａに載置する。半田ペースト１１０は、半田ボール１１０ａ間の隙間を埋めるようにフラックス１１０ｂが充てんされた状態となっている。半田ペースト１１０には、気泡が含まれている場合もある。
【００２５】
図５（ｂ）は、ランド１０２ａおよびコーナーランド１０２ａ１〜１０２ａ４に半田ペースト１１０が塗布され、撮像センサ１０１が載置された状態を示している。撮像センサ１０１は、端子部１０１ａが半田ペースト１１０に対してずらして載置されている。
【００２６】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に図示される状態で加熱し、塗布した半田ペースト１１０が溶融した直後の状態を示している。半田ペースト１１０が溶融すると、半田ペースト１１０はランド１０２ａおよび端子部１０１ａに濡れ広がろうとする特性をもっているためＸ方向へ移動する。半田ペースト１１０内にはボイド１１０ｄが生じるが、本実施例では半田ペースト１１０が移動する際に半田ペースト１１０内で対流が発生し、対流によって気化したフラックス１１０ｂや空気が半田ペースト１１０外に放出される。
【００２７】
図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態から溶融した半田ペースト１１０が移動した後、冷却された状態を示している。ボイド１１０ｄは、半田ペースト１１０内の対流により解消されている。フラックス残渣１１０ｃは、レジスト凹部１０２ｃでフラックス残渣だまりを形成している。レジスト凹部１１２ｃが形成されていない場合、図５（ｅ）に示すように、隣接するランド１０２ａとランド１０２ａ３との間でフラックス残渣１１０ｃ２が形成される。そして、フラックス残渣１１０ｃ２を介して、半田ブリッジ部１１０ｄが形成されてしまう。本実施例では、レジスト凹部１０２ｃによりフラックス残渣１１０ｃのブリッジを防ぐので、半田ブリッジ部は形成されない。
【００２８】
なお、本実施例では、撮像センサ１０１を撮像センサ基板１０２に取り付ける例について説明したが、本発明は電子部品を配線基板に実装する異なる例についても適用可能である。
【００２９】
次に、本発明の変形例について説明する。
【００３０】
まず、図６（ａ），（ｂ）を用いて、半田強度の低減を防ぎたい一部のランドおよびコーナーランドにレジスト凹部を形成した場合について説明する。
【００３１】
図６（ａ）は、撮像センサ基板２０２上に撮像センサ２０１が実装される領域Ａ内のランド２０２ａおよびコーナーランド２０２ａ１〜２０２ａ４に半田ペースト２１０が印刷された直後の状態を示している。レジスト凹部２０２ｃは、最外周のランド２０２ａおよびコーナーランド２０２ａ１〜２０２ａ４（領域Ｃ）にのみ形成される。半田ペースト２１０は、最外周のランド２０２ａおよびコーナーランド２０２ａ１〜２０２ａ４の一部分と、レジスト凹部２０２ｃ上に、最外周のランド２０２ａおよびコーナーランド２０２ａ１〜２０２ａ４に対してずらして塗布されている。それ以外のランド２０２ａに関しては、ランド２０２ａと同じ位置になるように半田ペースト２１０を塗布している。したがって、最外周のランド２０２ａおよびコーナーランド２０２ａ１〜２０２ａ４に対して半田ペースト２１０を溶融時に移動をさせることができ、ボイドを低減することができる。
【００３２】
図６（ｂ）は、撮像センサ基板３０２上に撮像センサ３０１が実装される領域Ａ内のランド３０２ａおよびコーナーランド３０２ａ１〜３０２ａ４に半田ペースト３１０が印刷された直後の状態を示している。レジスト凹部３０２ｃは、コーナーランド３０２ａ１〜３０２ａ４にのみ形成される。半田ペースト３１０は、コーナーランド３０２ａ１〜３０２ａ４の一部分と、レジスト凹部３０２ｃ上に、コーナーランド３０２ａ１〜３０２ａ４に対してずらして塗布されている。ランド３０２ａに関しては、ランド３０２ａと同じ位置になるように半田ペースト３１０を塗布している。したがって、コーナーランド３０２ａ１〜３０２ａ４に対して半田ペースト３１０を溶融時に移動をさせることができ、ボイドを低減することができる。
【００３３】
次に、図６（ｃ）を用いて、レジスト凹部を形成する位置および半田印刷する位置を変更した場合について説明する。
【００３４】
図６（ｃ）は、撮像センサ基板４０２上に撮像センサ４０１が実装される領域Ａ内のランド４０２ａおよびコーナーランド４０２ａ１〜４０２ａ４に半田ペースト４１０が印刷された直後の状態を示している。レジスト凹部４０２ｃ１は、格子状に配列されたランド４０２ａおよびコーナーランド４０２ａ１〜４０２ａ４の対角方向に沿って形成されている。また、半田ペースト４１０は、ランド４０２ａおよびコーナーランド４０２ａ１〜４０２ａ４の対角方向に沿って塗布されている。図４（ａ）と比較して、半田ペースト４１０と隣接するランド４０２ａおよびコーナーランド４０２ａ１〜４０２ａ４とのクリアランスが大きくとれるため、半田ブリッジを防止する上でより有利となる。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０２ａ                ランド
１０２ａ１〜１０２ａ４  コーナーランド
１０２ｂ                レジスト層（絶縁材層）
１０２ｂ１              開口部
１０２ｃ                レジスト凹部
【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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