(57)【要約】    【課題】  パッドとはんだとの接合部の落下耐性を高めたプリント配線板を提供する。    【解決手段】  電極パッド２０は、はんだボール３０を搭載するパッド部２４と、該パッド部２４を支持してはんだボール側へ突出する円筒部２２とから成る。パッド部２４の外縁２４ｅが円筒部２２から側方へ延在しており、該外縁２４ｅが撓むことができる。はんだボール３０に応力が加わった際に、外縁２４ｅが撓むことで、応力の集中するパッド部の外縁２０ｅでの応力が緩和でき、電極パッド２０とはんだボール３０との接合強度を高めることが可能となる。【選択図】  図５【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品あるいは外部基板を実装するための半田が搭載される半田パッドを備えるプリント配線板であって、
前記半田パッドが、半田を搭載する表層パッド部と、該表層パッド部を支持して半田へ突出する柱状部とから成り、
前記表層パッド部が、柱状部よりも大径に構成され、
前記表層パッド部が、半田と底面及び側面で接していることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
電子部品あるいは外部基板を実装するための半田が搭載される半田パッドを備えるプリント配線板であって、
前記半田パッドが、半田を搭載する表層パッド部と、該表層パッド部を支持して半田へ突出する柱状部とから成り、
前記表層パッド部が、半田と底面及び側面で接していることを特徴とするプリント配線板。
【請求項３】
電子部品あるいは外部基板を実装するための半田が搭載される半田パッドを備えるプリント配線板であって、
前記半田パッドが、半田を搭載する表層パッド部と、該表層パッド部を支持して半田へ突出する柱状部とから成り、
前記表層パッド部が、柱状部よりも大径に構成されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項４】
前記電極パッドがスルーホール上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記パッド部の底面と側面との角部がＲ面の面取り形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記パッド部の側面は、９０°の円弧形状となっていることを特徴とする請求項５に記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記柱状には、円柱、円筒、正方形、長方形、多角形柱である請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項８】
電子部品あるいは外部基板を実装するための半田が搭載される半田パッドを備え、以下の工程が含まれるプリント配線板の製造方法：
導体回路を有するプリント配線板を形成する工程；
前記導体回路上に、柱状部を形成する工程；
表層パッド部を形成する工程。
【請求項９】
前記パッド部に、Ｒ面を構成することを特徴とする請求項７のプリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記表層パッド部を、前記柱状部よりも大径に形成することを特徴とする請求項７のプリント配線板の製造方法。
【請求項１１】
前記導体回路を有するプリント配線板上に、樹脂層を形成し、露光・現像もしくはレーザにより開口を形成し、該開口内に前記柱状部を形成することを特徴とする請求項７のプリント配線板の製造方法。
【請求項１２】
スルーホールの直上に、前記柱状部及び前記表層パッド部を形成することを特徴とする請求項７のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田ボール、半田バンプ、半田層が搭載される半田パッドを備えるプリント配線板に関し、特に、半導体素子を搭載するＩＣチップ搭載用基板に好適に用い得るプリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップ搭載用基板には、一個のＩＣチップだけでなく、その他の電子部品であるコンデンサ、抵抗などの部品や他の機能を有するＩＣチップを搭載させることも必要となる。そのために、該基板には、多数の電極（以下半田パッドと称する）が高密度で配置され、実装面である半田パッド上に、はんだバンプが設けられ、該はんだバンプを介して、フリップチップ実装が行われている。ＩＣチップ搭載用基板は、パッドに半田を設け、実装されるプリント配線板側に半田を介して接続される。部品は、半田パッドに半田層を形成し、リフローすることにより実装される。【０００３】
特許文献１には、パッケージ基板の最外層に基板面から突出した実装パッドを設ける技術が開示されている。特許文献２には、図１９（Ａ）に示すように電極パッド１２０の一部を、絶縁層１１５に設けた空隙部１１５に露出させる技術が開示されている。特許文献３には、図１９（Ｂ）に示すように半田ボール１３０を搭載するパッド１２０を凹面形状にすることで応力吸収性を備えさせる技術が開示されている。特許文献４には、パッド形状を曲面形状にした技術が開示されている。
これらの技術により、半田パッド上に半田層を形成させている。
【特許文献１】特開２００１−１４３４９１号公報
【特許文献２】特開２００３−１９８０６８号公報
【特許文献３】特開２００４−６８７２号公報
【特許文献４】ＵＳ６,４００,０１８  Ｂ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
携帯電話、携帯用コンピュータ、携帯端末（含むゲーム）等の携帯用電子機器は、高機能化と共に、信頼性の向上も望まれている。特に、携帯用電子機器では、誤って落下した場合にも、該携帯用電子機器の機能が壊れない、いわゆる、耐落下性の向上を望まれている。【０００５】
信頼性の確保という点では、半田パッド近傍で、熱による応力（熱応力と称する）が加わった場合に、基板と電子部品との接合部分でクラック等の不具合を引き起こさないことが望ましい。特に、基板とＩＣチップ（フリップチップタイプ）との接合部分でクラック等の不具合を引き起こさないことが望ましい。【０００６】
耐落下性の向上という点では、落下し床面に衝突して発生した力（落下応力と称する）を基板内で緩衝させることができ、導体回路やその他（半田部分、半田パッド部の表層の耐食層等）に、亀裂や破断等を引き起こさせないことが望まれる。これらにより、基板および電子部品が搭載された基板が電気接続性や電子機器としての機能を低下させないことが望まれる。
このように電子部品搭載用基板においては、応力（熱応力、落下応力の双方を意味する）による影響を抑えるため、半田パッドとはんだとの接合強度を高めることが要望されている。【０００７】
本願発明は、上述した問題を改善するためになされたものであり、その目的とするところは、主として、半田パッド周辺の接合強度を高め、耐落下性に優れるプリント配線板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、第１の発明は、電子部品あるいは外部基板を実装するための半田が搭載される半田パッドを備えるプリント配線板であって、
前記半田パッドが、半田を搭載する表層パッド部と、該パッド部を支持して半田側へ突出する柱状部とから成り、
前記表層パッド部が、柱状部よりも大径に構成されているもしくは、
前記表層パッド部が、半田と底面及び側面で接していることを技術的特徴とする。【０００９】
本発明のプリント配線板では、半田パッドが半田ボールを搭載するパッド部と、該パッド部を支持して半田（半田ボール、半田バンプ、半田層等（ＰＧＡ、ＢＧＡなどの外部接続端子を含む）を意味する。）側へ突出する柱状部とから成り、パッド部が、柱状部よりも大径に構成されている。即ち、パッド部の外縁が柱状部から側方へ延在しており、該外縁が撓むことができる。【００１０】
半田パッド上の半田は、電子部品、ＩＣチップ、外部基板と接続されるものである。これらの接続された側に対して、半田に熱などにより応力が加わった際に、外縁が撓むことで、応力が集中しやすい表層パッド部の外縁に対する応力を集中させにくくなり、その結果として、応力が緩和でき、半田パッドと半田との接合強度を低下させないことが可能となる。【００１１】
表層パッド部が半田と底面及び側面で接し、底面のみで接するよりも導体部分での接触面積が増えているため、表層パッド部と半田との接合部に掛かる単位面積当たりの応力を低下させることが可能となる。その結果として、従来の半田パッド構造であるものと比べて、半田パッドと半田との接合強度を、確保しやすくすることができる。接合強度が確保されることで、半田パッドと半田との接合部の耐落下性を確保することが可能となる。【００１２】
第２の発明では、本願の半田パッドがスルーホール上に形成されているため、基板のＺ軸方向での導体部分が延在していることとなるために、半田パッド及びスルーホールで応力を緩和でき、半田パッドと半田ボールとの接合強度をより低下させにくくなる。また、スルーホール部分の導体部分でも落下応力に対する応力を集中させにくくなり、該応力を緩衝させることができる。そのために、半田パッドと半田との接合部の耐落下性を確保することが可能となる。【００１３】
また、このスルーホールを半田パッドである表層パッドの直下に位置するときに、前述の効果を有することが確認されている。つまり、スルーホールの外縁が表層パッドの外縁の内部に位置されたときに、前述と同様の効果を奏する。
スルーホールとして、中空状であったが、充填したものを用いてもよい。そのどちらの構造でも効果には違いはない。【００１４】
第３発明では、表層パッド部の底面と側面との角部がＲ面の面取り形状となっているため、該パッド部の角部付近での応力が集中することがなくなり、表層パッド部に掛かる応力がほぼ均等になり易い。そのために、表層パッドと半田との接合強度を低下させにくくなり、半田パッド部分でのクラック等の不具合を引き起こし難くなる。【００１５】
また、角部付近での応力が集中しにくいことから、落下試験などに於ける落下応力に対しても、局所的な応力の集中がないので、クラック等の不具合を引き起こし難くなる。半田パッドと半田との接合部の耐落下性を低下させ難くなる。【００１６】
第４発明では、パッド部の側面は、９０°の円弧形状となっているため、該パッド部の角部付近での応力が集中することがなくなり、それにより、表層パッド部に掛かる応力がほぼ均等になり易い。そのために、表層パッドと半田との接合強度を低下させにくくなるので、半田パッド部分でのクラック等の不具合を引き起こし難くなる。【００１７】
また、角部付近での応力が集中し難いことから、落下試験などに於ける落下応力に対しても、局所的に応力の集中することがなく、クラック等の不具合を引き起こし難くなる。半田パッドと半田との接合部の耐落下性を低下させ難くなる。【００１８】
第５発明では、前記柱状には、円柱、円筒、正方形、長方形、四角形以上の多角形柱から選ばれる形状であることが望ましい。これらの形状であれば、応力緩衝を行うことができ、電気特性（電気抵抗の増加等）を低下させることもない。【００１９】
特に、円柱、円筒、六角形以上の多角形柱であることが望ましい。それらの形状により、角部がない、もしくは角部の角度が大きくなり（あるいは鈍角になり）、応力が集中し難くなり、緩衝した応力（熱応力、落下応力）を拡散しやすいので、半田パッド付近での導体などへのクラックなどの不具合の発生を抑えることができる。【００２０】
半田パッドを構成する金属層は、メッキ、スパッタ等により作成することができる。これらの金属層を単層、もしくは２層以上の複数層に積層したものを用いてもよい。それらの金属の種類としては、銅、ニッケル、リン、チタン、貴金属等の導電性を有する金属などを用いることができる。【００２１】
半田パッドの柱状を構成する金属は、メッキ、スパッタ、導電性ペースト等を用いることができる。これらの金属を単層、もしくは２層以上の複数層に積層したものを用いてもよい。また、柱状は、金属で充填してもよいし、中空（主として中心となる部分が空洞となっていることを指す）状態にしてもよい。【００２２】
半田パッドを形成するために、アデイティブ法、サブトラ法等のプリント配線板で用いられる配線形成方法を用いることができる。【００２３】
本願発明に用いられる半田としては、二成分系半田、三成分系半田、あるいは四成分以上多成分系半田を用いることができる。これらの組成に含有される金属としては、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｉｎ等を用いることができる。【００２４】
二成分系半田としては、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｚｎなどである。また、三成分系半田としては、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｃｕ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｉｎ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｉｎ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｂｉ等を用いることができる。これら三成分系半田としては、三成分が１０ｗｔ％以上となるものでもよいし、主となる２つ成分で９５％ｗｔ％以上を占めて、残で１成分からなる半田であってもよい（例えば、Ｓｎ、Ａｇの合計が９７．５ｗｔ％、残がＣｕとなる三成分系半田）。また、これ以外にも四成分以上からなる多成分系半田を用いてもよい。多成分系半田としては、例えば、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｂｉ等がある。α線量を調整した半田を用いてもよい。【００２５】
本発明における該半田パッド上に、鉛含有の半田（例えば、Ｓｎ／Ｐｄ＝６／４）を用いた場合には、半田内でも鉛により応力を緩衝させることができ、より、応力を緩衝しやすくなるであり、該半田パッドでの接合強度が低下し難くなり、クラック等を引き起こし難くする。【００２６】
一方、鉛レスの半田（例えば、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ＝６５／３２．５／２．５）を用いた場合には、鉛含有半田を用いた場合と比較すると半田内での応力を緩衝し難い。これは、半田に用いた金属自体が応力を緩衝にくいからである。しかしながら、これら鉛レス半田を用いても、本発明では、半田パッドで応力を緩衝させることができ、その結果として、該半田パッドでの接合強度が低下し難くなり、クラック等を引き起こし難くする。【００２７】
本発明では、半田パッドと半田との接合強度が確保され、落下応力や熱応力に対しても、半田パッド緩衝することができるので、信頼性や耐落下性を従来の半田パッド構造よりも向上させることができる。これにより、電気接続性や接続信頼性が低下し難くなる。その結果して、プリント配線板が収納された電子機器としての機能を長期に渡り、維持することができる。【００２８】
半田パッド部にスルーホールを配置させる、または、表層パッド部にＲ面を設けることにより、さらに、信頼性や耐落下性が低下し難くなり、その結果して、電子機器としての機能を長期に渡り維持することができる。【００２９】
電子機器としては、主として、携帯用電子機器に用いられることが望ましい。携帯用電子機器としては、携帯電話、携帯用コンピューター、携帯端末（含むゲーム機）等である。これらは、高機能化すると共に、信頼性が確保されることが望ましい。元々、携帯用電子機器は、誤って落下させることが想定されているのであり、そのために、信頼性を確保しやすい構造にすることが望まれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
[実施形態１]
図１〜図２を参照して本発明のプリント配線板をパッケージ基板に応用した実施形態１について説明する。
図１は、実施形態１のパッケージ基板を用いる半導体装置の断面図であり、図２は、図１に示す半導体装置を被実装プリント配線板に実装した状態を示す断面図である。【００３１】
図１に示すように半導体装置（ＩＣ）５０は、パッケージ基板１０と図示しないＩＣチップを封止するモールド樹脂３２とから成る。ＩＣチップ搭載用基板１０は、ガラエポ等からなるガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させ、硬化させた樹脂基板１２と、樹脂基板１２の上下面を接続するスルーホール１６と、樹脂基板１２の下面側に設けられたソルダーレジスト層１４と、スルーホール１６の下面側に設けられた半田パッド２０と、半田パッド２０に接続された半田ボール３０とから成る。スルーホール１６の上面にはランド１６Ｕが、下面にはランド１６Ｄが形成されている。上面のランド１６Ｕから、ＩＣチップは図示しないワイヤーでボンディング接続されている。【００３２】
これらの実施形態の製造には、以下のような工程を経て行われる。
（１）図３（Ａ）に示す銅箔１１を基板１２に積層して成る両面銅張積層板（社名：松下電工  品番：ハロゲンフリーエポキシマルチＲ１５６６など）にドリルなどにより貫通孔１３を設けた（図３（Ｂ））。この貫通孔１３内へのメッキ（電解メッキもしくは無電解メッキ）を経て、レジストによるパターン形成を経ることにより、電気接続を可能とする貫通孔１３と表層に導体回路（ランド）１６Ｕ、１６Ｃを形成する（図３（Ｃ））。【００３３】
（２）貫通孔１３内に、エポキシ樹脂等の絶縁性を有する樹脂１７を印刷等により充填する。その後、研磨できるくらいに半硬化する工程（例えば、１００℃  ３０分での加熱）を行い、バフや研磨紙による研磨工程、完全硬化工程を経ることにより貫通孔１３内に、絶縁樹脂１７が充填されたプリント配線基板を得た（図３（Ｄ））。貫通孔１３上に、メッキなどにより導体層（ランド）１６Ｄを形成する（図４（Ａ））。【００３４】
（３）導体層１６Ｄを形成した面に、ソルダーレジスト層などの樹脂層を形成する。露光・現像もしくはレーザにより樹脂層１４に開口１４ａを設ける（図４（Ｂ））。開口１４ａ内部にメッキもしくは銅等の導電性粒子が配合された導電性ペーストを充填する。これにより、半田パッドの柱状部分２２を形成する（図４（Ｃ））。【００３５】
（４）全面にメッキを行い、その後パターン形成を行って、エッチング工程を経て、表層パッド２４を形成することで、半田パッド２０を完成させる（図４（Ｄ））。【００３６】
図２に示すように、半導体装置５０は、被実装プリント配線板６０に、被実装プリント配線板６０側に設けられたパッド６２へ半田ボール３０を接続させることで搭載されている。【００３７】
図１、図２に示されたものは、２層であるが、これ以外にも、３層以上に積層したものにプリント配線板に用いてもよく、その積層方法もアデイティブ法、サブトラ法などの一般的に用いられるプリント配線板の工法を用いてもよい。
また、使用するプリント配線板の基材には、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成るが、これ以外にも、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、或いはこれらの樹脂の２種類以上混合したものを用いてもよい。その具体例としては、ＦＲ−４，ＦＲ−５などが該当する。【００３８】
（実施形態１−１）
図５（Ａ）は、ＩＣチップ搭載用基板の半田パッド２０を拡大して示す断面図であり、図５（Ｂ）は、斜視図である。
半田パッド２０は、主として半田からなる半田ボール３０を搭載する表層パッド部２４と、該パッド部２４を支持して半田ボール側へ突出する柱状部２２（円筒）とから成る。表層パッド部２４は、柱状部２２よりも大径に構成され、即ち、表層パッド部２４の外縁２４ｅが柱状部２２から側方へ延在しており、該外縁２４ｅが撓むことができる。外部から半田ボール３０に応力（熱応力、落下応力）が加わった際に、外縁２４ｅが撓むことで、応力の集中しやすい表層パッド部の外縁２０ｅでの応力が緩和でき、半田パッド２０と半田ボール３０との接合強度を低下し難くすることが可能となる。【００３９】
また、表層パッド部２４が半田ボールと表層パッド部２４の底面２４ｂ及び側面２４ｓで接している。即ち、後述する従来技術（比較形態１−１）のパッドのように底面のみで接するよりも接触面積が増えている。このため、表層パッド部２４と半田ボール３０との接合部に掛かる単位面積当たりの応力を低下させ、半田パッド２０と半田ボール３０との接合強度を、従来の半田パッド構造を比べて、高めることができる。接合強度を高めることで、電極パッド２０と半田ボール３０との接合部の落下耐性を確保することが可能となる。【００４０】
更に、実施形態１−１では、半田パッド２０がスルーホール１６上に形成されているため、Ｚ軸方向での導体部分が延在していることとなるために、半田パッド２０及びスルーホール１６で応力を緩和でき、半田パッド２０と半田ボール３０との接合強度をより低下させにくくなる。また、スルーホール部分の導体部分でも落下応力を緩衝させることができるので、半田パッド２０と半田ボール３０との接合部の耐落下性を確保することが可能となる。【００４１】
また更に、実施形態１−１では、表層パッド部の底面２４ｂと側面２４ｓとの角部がＲ面の面取り形状となっている、即ち、表層パッド部の側面２４ｓは、９０°の円弧形状となっているため、該パッドの角部付近での応力が集中することがなくなり、表層パッド部に掛かる応力が均等になる。そのために、表層パッドの側面２４ｓと底面２４ｂでの半田との接合強度が低下し難くなり、その結果として、半田パッド周辺でのクラック等を引き起こしにくくなるのである。
また、角部付近での応力が集中しにくいことから、落下応力に対しても、局所的に応力が集中することがないので、クラック等の不具合を引き起こし難くなる。半田パッドと半田との接合部の耐落下性を低下させ難くなる。【００４２】
図６（Ａ）は、実施形態１−１の改変例を示している。この改変例では、半田パッド２０がスルーホール１６からずれて設けられている。しかし、スルーホール１６は、半田パッド２０の外縁２４ｅの垂線内に配置されている。係る改変例でも、実施形態１−１と同様に、半田パッド２０及びスルーホール１６で応力を緩和でき、半田パッド２０と半田ボール３０との接合強度をより低下させにくくなる。【００４３】
（実施形態１−２）
図６（Ｂ）は、実施形態１−２のＩＣチップ搭載用基板の半田パッド２０を拡大して示す図である。実施形態１−２では、半田パッド２０の直下にはスルーホール１６が配置されていないが、それ以外は、実施形態１−１と同じである。つまり、この半田パッド構造は、表層パッド部２４は、柱状部２２よりも大径に構成されて、表層パッド２４には、底面２４ｂと側面２４ｓとの角部がＲ面の面取り形状となっている、【００４４】
（実施形態１−３）
図７（Ａ）は、実施形態１−３のＩＣチップ搭載用基板の半田パッド２０を拡大して示す図である。実施形態１−３では、表層パッド２４の角部が直角であり、それ以外は、実施形態１−１と同じである。つまり、この半田パッド構造は、表層パッド部２４は、柱状部２２よりも大径に構成されて、表層パッド２４には、底面２４ｂと側面２４ｓとの角部が直角であり、半田パッド２０の直下にはスルーホール１６が配置されている。【００４５】
（実施形態１−４）
図７（Ｂ）は、実施形態１−４のＩＣチップ搭載用基板の半田パッド２０を拡大して示す図である。実施形態１−４では、表層パッド２４の角部が直角であり、それ以外は、実施形態１−２と同じである。つまり、この半田パッド構造は、表層パッド部２４は、柱状部２２よりも大径に構成されて、表層パッド２４には、底面２４ｂと側面２４ｓとの角部が直角であり、半田パッド２０の直下にスルーホール１６が配置されていない。【００４６】
（実施形態１−５）
図８（Ａ）は、実施形態１−５のＩＣチップ搭載用基板の半田パッド２０を拡大して示す図である。実施形態１−５では、表層パッド２４の角部には、面取り加工がされているが、それ以外は、実施形態１−１と同じである。つまり、この半田パッド構造は、表層パッド部２４は、柱状部２２よりも大径に構成されて、表層パッド２４の底面２４ｂと側面２４ｓとの角部が面取り加工され、半田パッド２０の直下にはスルーホール１６が配置されている。【００４７】
（実施形態１−６）
図８（Ｂ）は、実施形態１−６のＩＣチップ搭載用基板の半田パッド２０を拡大して示す図である。実施形態１−６では、表層パッド２４の角部には、面取り加工がされているが、それ以外は、実施形態１−２と同じである。つまり、この半田パッド構造は、表層パッド部２４は、柱状部２２よりも大径に構成されて、表層パッド２４の底面２４ｂと側面２４ｓとの角部が面取り加工され、半田パッド２０の直下にスルーホール１６が配置されていない。【００４８】
上述した実施形態１−１〜実施形態１−６では、図９（Ａ）に示すように柱状部２２が円筒形状であるが、図９（Ｂ）に示すように、裁頭円錐形状に柱状部２２を形成することも可能である。【００４９】
（実施形態１−７）
実施形態１−７は、柱状部２２の形状が図９（Ｃ）に示すように正方形である以外は、実施形態１−１と同じである。なお、実施形態１−７の柱状部２２は、図９（Ｄ）に示すように裁頭角錐形状に形成することも可能である。【００５０】
（実施形態１−８）
実施形態１−８は、柱状部２２の形状が図９（Ｅ）に示すように長方形である以外は、実施形態１−１と同じである。【００５１】
（実施形態１−９）
実施形態１−９は、柱状部２２の形状が図９（Ｆ）に示すように多角形柱（六角形）である以外は、実施形態１−１と同じである。【００５２】
（実施形態１−１０）
実施形態１−１０は、柱状部２２の形状が図９（Ｇ）に示すように多角形柱（八角形）である以外は、実施形態１−１と同じである。【００５３】
（比較形態１−１）
比較形態１−１として、実施形態１の半田パッド２０として、図１８（Ａ）に示すように従来技術のスルーホール１６のランド１６Ｄをパッドとして用い、ランド１６Ｄ上に半田ボール３０を直接接続させる構造に形成した。【００５４】
（比較形態１−２）
比較形態１−２として、図１８（Ｂ）に示すようにランド１６Ｄ上に半田パッド２８を設けた構造を形成した。【００５５】
実施形態１−１と、比較形態１−１及び比較形態１−２とをシミュレーションした結果について説明する。ここでは、実施形態１−１を示す図１０（Ａ）、比較形態１−１を示す図１０（Ｂ）、比較形態１−２を示す図１０（Ｃ）のように半田ボール３０に１０Ｎの荷重を加えたものとして計算を行っている。
なお、上述した実施形態での半田とは、スズ−鉛半田のみでなく、鉛レスの種々の低融点合金を指すことは言うまでもない。  【００５６】
図１０（Ａ）中で、実施形態１の電極パッド２０では、最も応力の高い点（ピークポイントＰＰ）は、パッド部２４の底部の中央位置になり、７２７ＭＰａであった。【００５７】
図１０（Ｂ）中で、比較形態１−１で最も応力の高い点（ピークポイントＰＰ）は、ランド１６Ｄと半田ボール３０の接する最外縁部になり、９８０ＭＰａであった。【００５８】
図１０（Ｃ）中で、比較形態１−２で最も応力の高い点（ピークポイントＰＰ）は、ランド１６Ｄと半田ボール３０の接する最外縁部になり、８５６ＭＰａであった。【００５９】
以上のシミュレーション結果から、実施形態１の電極パッド２０は、応力が最も高くなる部位でも、比較形態１−１（従来技術、図１０（Ｂ））、比較形態１−２（図１０（Ｃ））に対して、応力値が低く、接合強度が低下にしくいことが明らかになった。【００６０】
更に、半田パッドと半田ボールとの接合構造を解析するため、図１１（Ａ）に示すように表層パッド２０の側面２０ｓが半田ボール３０に接触している場合と、図１１（Ｂ）に示すように、表層パッド２０の側面２０ｓが半田ボール３０と接触せず、且つ、半田ボール３０の接触部（上部）の径とパッド２０の径とが等しい場合と、図１１（Ｃ）に示すように、パッド２０の側面２０ｓが半田ボール３０と接触せず、且つ、パッド２０の径が半田ボール３０の接触部（上部）よりも大きい場合とをシミュレーションにより計算した。【００６１】
図１１（Ａ）に示す場合は、最も応力の高い点（ピークポイントＰＰ）はパッド２０の底部の中央位置になり、６４０ＭＰａであり、最も低い点で３２０ＭＰａ、平均で３９２ＭＰａであった。【００６２】
図１１（Ｂ）に示す場合には、図１１（Ａ）と同様に最も応力の高い点（ピークポイントＰＰ）はパッド２０の底部の中央位置であるが、７８０ＭＰａであり、最も低い点で３５９ＭＰａ、平均で４１４ＭＰａであった。【００６３】
図１１（Ｃ）に示す場合には、最も応力の高い点（ピークポイントＰＰ）はパッド２０と半田ボール３０の接する外縁接触部２０ｃになり、１１５０ＭＰａ、最も低い点で３３２ＭＰａ、平均で３９６ＭＰａであった。【００６４】
ここで、図１１（Ｂ）の場合と、図１１（Ｃ）の場合とで、最も応力の高い値が、図１１（Ｂ）の方がかなり低くなっている。これは、図１１（Ｂ）で示す場合には、パッド２０の外縁２０ｅが図示する下方へ０．２５μｍ変位して、当該部分での応力を緩和している。これに対して、図１１（Ｃ）の場合には、パッド２０が変形し難い部位（外縁接触部２０ｃ）で、応力最大となり、該外縁接触部２０ｃが０．１２μｍしか変位しないためと考えられる。即ち、図１１（Ｂ）に示した従来構造では、パッドの応力最大となる部位で変形し難いため、最大応力値が高くなっているものと推測される。【００６５】
パッドの外縁での撓みと応力との関係を調べるため、図１１（Ａ）に示す構造において、図１２に示すように、中央の拘束部分と外縁での撓み可能部分との比率を８２→７８まで変えて、外縁での撓み、中央部での応力値、外縁部での応力値をシミュレーションした結果を図１３（Ａ）中に示す。ここで、８２拘束とは、中央側８２％が拘束され、１８％が撓み可能な状態を表している。【００６６】
このシミュレーションの結果から、半田端部（外縁部）での応力は、僅かなたわみ量の増加で大きく減少する。一方、半田中央部の応力は、撓み量の増加に対して、それ程変化しないことが分かる。この結果からも、実施形態１の構造で応力を減少できることが明らかになった。【００６７】
引き続き、実施形態１の電極パッドの最適な大きさを求めてシミュレーションを行った結果について説明する。
図１４に示すように、電極パッドのパッド径（スルーホールのランド１６Ｄの径）、ソルダーレジストの開口径、パッド部径、パッド部の厚み（Ｒ）を図１３（Ｂ）に示すよう値に設定し、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５としてシミュレーションを行った。【００６８】
まず、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３でソルダーレジストの開口径を変えた場合に、Ｎｏ．１（開口径１２０μｍ）ではパッド中央部で５５８ＭＰａ、Ｎｏ．２（開口径１３０μｍ）ではパッド中央部で６６１ＭＰａ、Ｎｏ．３（開口径１４０μｍ）ではパッド中央部で７２７ＭＰａとなった。この結果から、ソルダーレジスト開口径を大きくするとパッド部の径が大きくなることで、半田との接触面積が大きくなり、界面での応力が下がることが分かった。【００６９】
ここで、電極パッド２０とスルーホール１６との剥離を防止する観点から、図１４中に示す柱状部２２の外縁部２２ｅでの応力をシミュレーションした。この結果、Ｎｏ．３（パッド部の厚み３０μｍ）が、２２４７ＭＰａ、Ｎｏ．４（パッド部の厚み２０μｍ）が２８５８ＭＰａ、Ｎｏ．５（パッド部の厚み４０μｍ）が２７７９ＭＰａとなった。即ち、パッド部の厚みが３０μｍの際に、応力値を最小にでき、パッド部の厚みは２０〜４０μｍの範囲が好適であることが分かった。【００７０】
以下、実施形態１−１〜実施形態１−９、比較形態１−１、比較形態１−２のプリント配線板について落下試験及び信頼性試験を行った結果について、この結果を示す図１６の図表を参照して説明する。【００７１】
（落下試験）
図１５（Ａ）に示すように実施形態１−１〜１−１０と比較形態１−１、比較形態１−２の基板１０をドータボード６０に搭載し、それぞれ筐体９８に収めて、ネジ等により固定する。図１５（Ｂ）に示すように、この固定した筐体９８を１ｍの高さから、垂直（頭壁ＴＰを上側、底壁ＢＴを下側）側を下にして自然落下させる。落下試験後に、該実施形態ごとに電気接続の有無を行った。
落下試験回数：１０回、２０回、３０回【００７２】
１０回の落下試験をクリアすれば、従来品（比較形態１−１）と比較して落下耐性を確保することができ、実施形態１−１〜実施形態１−１０の全てでこれをクリアできた。一方、３０回の落下試験をクリアすることは、高い落下耐性を有することを示し、実施形態１−４を除き、実施形態１−１〜実施形態１−１０は３０回をクリアできた。【００７３】
（信頼性試験）
実施形態１−１〜１−１０と比較形態１−１、比較形態１−２で作成した基板を３シートをヒートサイクル条件下（１３５℃／３ｍｉｎ.⇔−５５℃／３ｍｉｎ.  １サイクルとして、１０００サイクル、２０００サイクル、３０００サイクルを行った後に電気導通の有無を行った。
評価  導通に問題なし：○  
１〜２シートで導通不良発生：△
すべてのシートで導通不良発生：×【００７４】
１０００サイクル以上信頼性試験をクリアすれば、通常使用する上でば、製品使用上において、問題を引き起こさなかった。３０００サイクル以上の信頼性試験をクリアすることは、長期間の信頼性が確保されることが証明される。比較形態１−１、比較形態１−２では、１０００サイクルの信頼性試験をクリアできないことがあるのに対して、実施形態では、２０００サイクルをクリアできた。更に、実施形態１−１、実施形態１−８、実施形態１−９、実施形態１−１０では、３０００サイクルをクリアでき、半田パッドの直下にスルーホールを設けることで信頼性を確保し易くなることが明らかになった。【００７５】
[第２実施形態]
図１７（Ａ）は、第２実施形態に係る電極パッド２０の構成を示している。第２実施形態では、パッド部２４の端部が半円形状になっている。係る構成でも実施形態１と同様に、電極パッド２０と半田ボール３０との接合強度を高めることができる。【００７６】
[第３実施形態]
図１７（Ｂ）は、第３実施形態に係る電極パッド２０の構成を示している。第４実施形態では、パッド部２４が柱状部２２より小径になっている。係る構成でも、電極パッド２０と半田ボール３０との接合強度を高めることができる。【００７７】
[第４実施形態]
図１７（Ｄ）は、第４実施形態に係る電極パッド２０の構成を示している。第４実施形態では、パッド部２４の底面２４ｂに半田ボール３０を搭載している。係る構成でも、電極パッド２０と半田ボール３０との接合強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係るパッケージ基板の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すパッケージ基板を被実装プリント配線板に実装した状態を示す断面図である。
【図３】図１に示すパッケージ基板の製造方法を示す工程図である。
【図４】図１に示すパッケージ基板の製造方法を示す工程図である。
【図５】図５（Ａ）は、実施形態１−１の電極パッドを拡大して示す断面図であり、図５（Ｂ）は当該電極パッドの斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は、実施形態１−１の改変例に係る電極パッドを拡大して示す断面図であり、図６（Ｂ）は、実施形態１−２の電極パッドを拡大して示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、実施形態１−３に係る電極パッドを拡大して示す断面図であり、図７（Ｂ）は、実施形態１−４の電極パッドを拡大して示す断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、実施形態１−５に係る電極パッドを拡大して示す断面図であり、図８（Ｂ）は、実施形態１−６の電極パッドを拡大して示す断面図である。
【図９】図９（Ａ）は実施形態１−１に係る電極パッドの斜視図であり、図９（Ｂ）は実施形態１−１の別例に係る電極パッドの斜視図であり、図９（Ｃ）は実施形態１−７に係る電極パッドの斜視図であり、図９（Ｄ）は実施形態１−７の別例に係る電極パッドの斜視図であり、図９（Ｅ）は実施形態１−８に係る電極パッドの斜視図であり、図９（Ｆ）は実施形態１−９に係る電極パッドの斜視図であり、図９（Ａ）は、実施形態１−１０に係る電極パッドの斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、実施形態１−１の電極パッドの応力最大点を示す模式図であり、図１０（Ｂ）は、従来技術（比較形態１−１）の電極パッドの応力最大点を示す模式図であり、図１０（Ｃ）は、比較形態１−２の電極パッドの応力最大点を示す模式図である。
【図１１】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）は応力解析を行ったシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１２】応力解析を行ったシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、シミュレーション結果を示す図表であり、図１３（Ｂ）は、電極パッドの各部のディメンジョンを示す図表である。
【図１４】応力解析を行ったシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１５】落下試験の方法を説明する示す模式図である。
【図１６】落下試験及び信頼性試験の結果を示す図表である。
【図１７】図１７（Ａ）は第２実施形態の電極パッドを拡大して示す断面図であり、図１７（Ｂ）は第３実施形態の電極パッドを拡大して示す断面図であり、図１７（Ｃ）は第４実施形態の電極パッドを拡大して示す断面図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、比較形態１−１に係る電極パッドを拡大して示す断面図であり、図１８（Ｂ）は、比較形態１−２の電極パッドを拡大して示す断面図である。
【図１９】図１９（Ａ）は関連技術の半田パッド構造の説明図であり、図１９（Ｂ）は関連技術の半田パッド構造の説明図である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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