JP2005251857A

JP2005251857A - プリント基板及びプリント基板の製造方法

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Publication number: JP2005251857A
Application number: JP2004057649A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Imada; 生男今田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】プリント基板の端子固着部に対する電子部品の端子の位置ずれを防止して、電子部品の実装を適正に行う。
【解決手段】実装される電子部品１０の端子１１が接触されて当該端子が固着される略長円形状のパッドＰを複数備えるプリント基板１００であって、パッドＰは、電子部品１０の実装中心Ｃを通る少なくとも２つの放射線上に設けられ、各々の放射線上に当該パッドＰの長手方向が略重なるように実装中心Ｃを挟んで対向して配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＳＩ等の電子部品を実装するためのプリント基板及びプリント基板の製造方法に関する。

従来より、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の電子部品が実装されるプリント基板が知られており、このプリント基板には、電子部品のピン型の端子が挿入され、半田ペースト等の所定の固着剤を介して端子を固着するための孔部が形成されている。
また、近年では、高密度の実装に対応させるために、ピン型の端子に替えてボール型の端子を設けたＢＧＡ（Ball Grid Array）型の電子部品が開発されており、このＢＧＡ型の電子部品用のプリント基板にあっては、電子部品の端子が当接する部分に銅箔等のパッドが形成されている（例えば、特許文献１参照。）。

さらに、上記のプリント基板に対する電子部品の実装には、例えば、自動実装装置が用いられ、この場合、自動実装装置にプリント基板における部品実装位置と部品センター位置（実装中心）とを設定登録しておき、それに従って、電子部品の実装を行うようになっている。
特開平８−７８８０７号公報

ところで、孔部やパッド等の端子固着部のプリント基板における形成位置の誤差の調整、また、端子との接続の強度向上を図る上でパッドの接触面積を拡大するために、端子固着部の寸法を大きくする必要がある。ここで、端子固着部の形状を円形にすることが考えられるが、端子固着部どうしの干渉を防止する上でその面積拡大には限界があり適当でない。このため、中心を挟むそれぞれの側に複数の端子が形成された電子部品を実装するためのプリント基板にあっては、端子固着部を略長円形或いは略長方形状とし、これらの長手方向が電子部品の前記両縁部に亘る方向に対して略平行となるように端子固着部が形成されている。これにより、プリント基板上の配線設計の自由度を向上させることができる。
しかしながら、上記のプリント基板の場合、端子固着部が略平行に配設されているので、電子部品の実装の際に当該電子部品の端子の接触位置が端子固着部の長手方向にずれ易くなり、実装を適正に行うことができないといった問題がある。

本発明の課題は、プリント基板の端子固着部に対する電子部品の端子の位置ずれを防止することができ、これにより、電子部品の実装を適正に行うことができるプリント基板及びプリント基板の製造方法を提供することである。

請求項１に記載の発明のプリント基板（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００）は、例えば、図１に示すように、
実装される電子部品（１０）の端子（１１）が接触若しくは挿入されて当該端子が固着される略長円形或いは略長方形状の端子固着部（例えば、パッドＰ）を複数備え、
前記端子固着部は、前記電子部品の実装中心（Ｃ）を通る少なくとも２つの放射線上に設けられ、各々の放射線上に当該端子固着部の長手方向が略重なるように前記実装中心を挟んで対向して配置されている。

請求項１に記載の発明によれば、略長円形或いは略長方形状の端子固着部が、電子部品の実装中心を通る少なくとも２つの放射線上に設けられ、各々の放射線上に当該端子固着部の長手方向が略重なるように実装中心を挟んで対向して配置されているので、これら端子固着部に端子が固着されることによって、電子部品が実装中心に引き寄せられるようなセルフアライメント効果が生じることとなり、端子の当該プリント基板の所定方向に対する位置ずれと所定方向に直交する方向に対する位置ずれの両方のずれを抑制することができる。
このように、プリント基板の端子固着部に対する電子部品の端子の位置ずれを防止することができ、これにより、電子部品の実装を適正に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、請求項１に記載のプリント基板において、
前記端子（１１、２１、３１）は、ボール型に形成され、
前記端子固着部（パッドＰ）は、前記ボール型の端子が接触されるパッドであることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、端子固着部は、電子部品のボール型の端子が接触されるパッドであるので、所謂、ＢＧＡ（Ball Grid Array）型の電子部品の位置ずれを好適に防止することができ、当該電子部品の実装を適正に行うことができる。

請求項３に記載の発明は、例えば、図６及び図７に示すように、請求項１に記載のプリント基板において、
前記端子（６１、７１）は、ピン型に形成され、
前記端子固着部（孔部Ｈ）は、前記ピン型の端子が挿入される孔部であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、端子固着部は、電子部品のピン型の端子が挿入される孔部であるので、ピン型の端子を有する電子部品の位置ずれを好適に防止することができ、当該電子部品の実装を適正に行うことができる。

請求項４に記載の発明は、例えば、図６及び図８に示すように、
実装される電子部品（６０）の端子（６１）が接触若しくは挿入されて当該端子が固着される略長円形或いは略長方形状の端子固着部（例えば、孔部Ｈ）を複数備えるプリント基板（６００）の製造方法であって、
基板Ｇに、前記電子部品の実装中心（Ｃ）を通る少なくとも２つの放射線上に、それぞれに長手方向が略重なるように、前記実装中心を挟んで対向させて前記端子固着部を形成することを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、電子部品が実装中心に引き寄せられるようなセルフアライメント効果を生じさせる端子固着部が備えられたプリント基板を製造することができる。即ち、略長円形或いは略長方形状の端子固着部が、電子部品の実装中心を通る少なくとも２つの放射線上に設けられ、各々の放射線上に当該端子固着部の長手方向が略重なるように実装中心を挟んで対向して配置されているので、これら端子固着部に端子が固着されることによって、端子の当該プリント基板の所定方向に対する位置ずれと所定方向に直交する方向に対する位置ずれの両方のずれを抑制することができる。
このように、プリント基板の端子固着部に対する電子部品の端子の位置ずれを防止することができ、これにより、電子部品の実装を適正に行うことができるプリント基板を提供することができる。

請求項１に記載の発明によれば、端子固着部に端子が固着されることによって、電子部品が実装中心に引き寄せられるようなセルフアライメント効果が生じることとなり、端子の当該プリント基板の所定方向に対する位置ずれと所定方向に直交する方向に対する位置ずれの両方のずれを抑制することができる。
このように、プリント基板の端子固着部に対する電子部品の端子の位置ずれを防止することができ、これにより、電子部品の実装を適正に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、所謂、ＢＧＡ（Ball Grid Array）型の電子部品の位置ずれを好適に防止することができ、当該電子部品の実装を適正に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、ピン型の端子を有する電子部品の位置ずれを好適に防止することができ、当該電子部品の実装を適正に行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、電子部品が実装中心に引き寄せられるようなセルフアライメント効果を生じさせる端子固着部が備えられたプリント基板を製造することができる。即ち、端子固着部に端子が固着されることによって、端子の当該プリント基板の所定方向に対する位置ずれと所定方向に直交する方向に対する位置ずれの両方のずれを抑制することができる。
このように、プリント基板の端子固着部に対する電子部品の端子の位置ずれを防止することができ、これにより、電子部品の実装を適正に行うことができるプリント基板を提供することができる。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

［第一の実施の形態］
図１は、本発明を適用した第一の実施の形態として例示するプリント基板１００を模式的に示す一部省略平面図である。なお、図１においては、電子部品１０の外形並びに端子１１を破線で示し、その電子部品１０を透視した状態を示している。
本実施の形態のプリント基板１００は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の電子部品（図示略）を実装するためのものであり、当該プリント基板１００の表面には、図１に示すように、ボール型の端子１１を有するＢＧＡ（Ball Grid Array）型の電子部品１０の各端子１１に対応させて当該端子１１が接触して、所定の固着剤を介して固着される長円形状のパッド（端子固着部）Ｐが複数設けられている。
即ち、プリント基板１００には、略中心Ｃ１を挟むそれぞれの側に複数の端子１１が形成された電子部品１０を実装可能となるように、電子部品１０の略中心Ｃ１が重なり合わされる当該プリント基板１００の実装中心Ｃを挟むそれぞれの側（例えば、図１における左右側）に端子１１と同数（例えば、各側に１５個）のパッドＰ、…が形成されている。より具体的には、各パッドＰは、実装中心Ｃを通る複数の放射線（図１において、３本を点線で示す）上に設けられ、各々の放射線上に当該パッドＰの長手方向が略重なるように実装中心Ｃを挟んで対向して配置されている。

ここで、各パッドＰは、少なくとも導電性を有する材料から構成され、具体的には、銅箔等から構成されている。さらに、各パッドＰの寸法は、例えば、電子部品１０の端子１１やプリント基板１００の寸法等に応じて適宜変更しても良い。

また、パッドＰのプリント基板１００における配置、個数、形状等は、適宜任意に変更しても良い。
以下に、第一の実施の形態のプリント基板１００の変形例について説明する。
ここで、図２〜図５は、各変形例のプリント基板を模式的に示したものである。なお、図２及び３にあっては、電子部品２０、３０の外形並びに端子２１、３１を破線で示し、その電子部品２０、３０を透視した状態を示している。

＜変形例１＞
図２に示すように、変形例１のプリント基板２００にあっては、その実装中心Ｃを挟んだ左右側に加えて上下側にもそれぞれ複数個（図２にあっては、例えば１５個）のパッドＰ、…が形成されており、これにより、略中心Ｃ２に対し上下左右となる側のそれぞれに複数の端子２１が設けられた電子部品２０を実装可能となっている。

＜変形例２＞
図３に示すように、変形例２のプリント基板３００は、ＢＧＡ型の電子部品３０の裏面側に略等間隔を空けて格子状に配置された複数のボール型の端子３１、…の各々に対応するように、当該プリント基板３００の表面にパッドＰ、…が形成されている。このプリント基板３００にあっても、上記実施の形態と略同様の配置構成で、即ち、電子部品３０の略中心Ｃ３が重ね合わされる実装中心Ｃを通る少なくとも２つの放射線上に、それぞれに当該パッドＰの長手方向が重なるように実装中心Ｃを挟んで複数のパッドＰが対向して配置されている。

＜変形例３＞
図４に示すように、変形例３のプリント基板４００にあっては、略長方形状に形成されたパッドＰを有しており、さらに、側端面部から延出したピン型の端子４１を有する例えばＱＦＰ（Quad Flat Package）型やＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）型の電子部品４０を実装可能に構成されている。このプリント基板４００にあっても、上記実施の形態と略同様の配置構成で、複数のパッドＰ、…が配置されており、具体的には、図示しない実装中心Ｃを中心にして略環状となるように並んで配置されている。

＜変形例４＞
図５に示すように、変形例４のプリント基板５００にあっては、上記変形例３と略同様の形状のパッドＰを有してなり、例えば、外形が略直方体状に形成され、その側端面部からピン型の端子５１が延出したＳＯＰ（Small Outline Package）型やＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）型の電子部品５０を実装可能となっている。

以上のように、上記構成のプリント基板１００、２００、３００、４００、５００によれば、略長円形或いは略長方形状のパッドＰが、電子部品１０（２０、３０、４０、５０）の略中心Ｃ１（Ｃ２、Ｃ３）が重なり合わされる実装中心Ｃを通る少なくとも２つの放射線上に設けられ、各々の放射線上に当該パッドの長手方向が略重なるように実装中心Ｃを挟んで対向して配置されているので、これらパッドＰに端子１１（２１、３１、４１、５１）が固着されることによって、電子部品１０が実装中心Ｃに引き寄せられるようなセルフアライメント効果が生じることとなり、端子１１の当該プリント基板１００の所定方向（例えば図１等における左右方向）に対する位置ずれと所定方向に直交する方向（例えば図１等における上下方向）に対する位置ずれの両方のずれを抑制することができる。
このように、プリント基板１００のパッドＰに対する電子部品１０の端子１１の位置ずれを防止することができ、これにより、電子部品１０の実装を適正に行うことができる。

［第二の実施の形態］
図６は、本発明を適用した第二の実施の形態として例示するプリント基板６００を模式的に示す一部省略平面図である。なお、図６においては、電子部品６０の外形並びに端子６１を破線で示し、その電子部品６０を透視した状態を示している。
図６に示すように、本実施の形態のプリント基板６００には、電子部品６０の端子６１が固着される端子固着部として、当該プリント基板６００を表裏に貫通する孔部Ｈが電子部品６０の各端子６１に対応させて複数設けられている。
即ち、プリント基板６００には、上記第一の実施の形態と同様に、電子部品６０の略中心Ｃ６が重ね合わされる実装中心Ｃを挟むそれぞれの側（例えば、図６における左右側）に電子部品６０の端子６１と同数（例えば、各側に５個）の孔部Ｈ、…が形成されている。なお、各孔部Ｈの配置構成も、上記第一の実施の形態と同様となっている。
また、孔部Ｈの縁部及び内側面部には、導電性を有する材料からなる薄膜（後述；図８及び図９参照）が形成されている。さらに、各孔部Ｈの寸法は、例えば、電子部品６０の端子６１やプリント基板６００の寸法等に応じて適宜変更しても良い。

なお、孔部Ｈのプリント基板における配置、個数、形状等は、適宜任意に変更可能となっている。
即ち、図７に示すように、変形例５のプリント基板７００にあっては、その実装中心Ｃを挟んだ左右側に加えて上下側にもそれぞれ複数（図７にあっては、例えば５個）の孔部Ｈ、…が形成されており、これにより、略中心Ｃ７に対して上下左右となる側のそれぞれに複数の端子７１が設けられた電子部品７１を実装可能となっている。
なお、図７においては、電子部品７０の外形並びに端子７１を破線で示し、その電子部品７０を透視した状態を示している。

以上のように、上記構成のプリント基板６００（７００）によれば、端子固着部は、ピン型の端子６１（７１）が挿入される孔部Ｈであるので、ピン型の端子６１を有する電子部品６０の位置ずれを好適に防止することができ、当該電子部品６０の実装を適正に行うことができる。

なお、上記第二の実施の形態では、孔部Ｈとして、プリント基板６００（７００）を表裏に貫通する構造のものを例示したが、これに限られるものではなく、例えば、プリント基板６００の表面から所定の深さ座ぐられた構造のもの、所謂、半スルーホールであっても良い。

次に、プリント基板の製造方法について、図８及び図９を参照して説明する。
なお、以下の説明では、端子固着部として孔部Ｈが形成されるプリント基板６００を例示して、その製造方法を説明する。
ここで、図８及び図９は、プリント基板６００の製造方法の各工程を説明するための図である。

先ず、所定の寸法の例えばガラス製の基板Ｇの表裏面に対して、所定の金属、例えば銅等の薄膜Ｍ１を形成する（図８（ａ）参照）。
次に、銅薄膜Ｍ１が形成された基板Ｇに、後述する導体パターンの所定位置となるように当該基板Ｇを表裏に貫通する孔部Ｈを形成する（図８（ｂ）参照）。具体的には、実装される電子部品（図示略）の略中心が重なり合わされる当該基板Ｇの実装中心を通る放射線上に、それぞれに長手方向が重なるように、実装中心を挟んで対向するように孔部Ｈを形成する。

続けて、基板Ｇの全面に電解銅メッキ（化学銅メッキ）Ｍ２を形成する（図８（ｃ）参照）。これにより、孔部Ｈの内側面に電解銅メッキＭ２が施されて、基板Ｇの表面側の銅薄膜Ｍ１と裏面側の銅薄膜Ｍ２とが電気的に接続された状態となる。

次に、基板Ｇの表面に導体パターンを形成する上で、後述するエッチング阻害用の半田メッキＭ３を基板Ｇの表面に形成するために、導体パターン以外の部分にラミネート感光フィルム等のレジスト層Ｒを形成する（図８（ｄ）参照）。ここで、レジスト層Ｒは、スクリーン印刷の手法を用いて形成されても良い。
続けて、上記の基板Ｇに対して半田メッキＭ３を施す（図９（ａ）参照）。これにより、基板Ｇのレジスト層Ｒが形成された部分以外の部分にのみ半田メッキＭ３が形成された状態となる。

その後、上記基板Ｇのレジスト層Ｒを除去し（図９（ｂ）参照）、続けて、エッチングを施して半田メッキＭ３が形成された部分以外の部分に積層されている電解銅メッキＭ２及び銅薄膜Ｍ１を除去する（図９（ｃ）参照）。
次に、上記の基板Ｇの半田メッキＭ３を除去することにより（図９（ｄ）参照）、基板Ｇの表面に導体パターンが形成されたプリント基板６００となる。
このような製造方法により製造されたプリント基板６００によれば、上記第一及び第二の実施の形態と同様に、孔部Ｈに端子が固着されることによって、電子部品６０が実装中心Ｃに引き寄せられるようなセルフアライメント効果が生じることとなり、プリント基板６００の孔部Ｈに対する電子部品６０の端子６１の位置ずれを防止することができる。従って、電子部品６０の実装を適正に行うことができる。

なお、製造後に、必要に応じて、導体パターンの保護のためにソルダーレジストを施しても良いし、孔部Ｈの保護のために所定のメッキを施しても良いし、所定の文字等を印刷しても良い。

また、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、プリント基板１００等に実装される電子部品は、上記例示したものに限られるものではなく、パッドＰや孔部Ｈ等の端子固着部に固着可能な端子を有するものであれば如何なるものであっても良い。

本発明を適用した第一の実施の形態として例示するプリント基板を模式的に示した一部省略平面図である。第一の実施の形態のプリント基板の変形例１を模式的に示した一部省略平面図である。第一の実施の形態のプリント基板の変形例２を模式的に示した一部省略平面図である。第一の実施の形態のプリント基板の変形例３を模式的に示した一部省略斜視図である。第一の実施の形態のプリント基板の変形例４を模式的に示した一部省略斜視図である。本発明を適用した第二の実施の形態として例示するプリント基板を模式的に示した一部省略平面図である。第二の実施の形態のプリント基板の変形例５を模式的に示した一部省略平面図である。第二の実施の形態のプリント基板の製造方法の各工程を説明するための図である。図８のプリント基板の製造方法の続きを示す図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００プリント基板
Ｇ基板
Ｐパッド（端子固着部）
Ｈ孔部（端子固着部）
Ｃ実装中心
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０電子部品
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１端子

Claims

実装される電子部品の端子が接触若しくは挿入されて当該端子が固着される略長円形或いは略長方形状の端子固着部を複数備え、
前記端子固着部は、前記電子部品の実装中心を通る少なくとも２つの放射線上に設けられ、各々の放射線上に当該端子固着部の長手方向が略重なるように前記実装中心を挟んで対向して配置されているプリント基板。
前記端子は、ボール型に形成され、
前記端子固着部は、前記ボール型の端子が接触されるパッドであることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
前記端子は、ピン型に形成され、
前記端子固着部は、前記ピン型の端子が挿入される孔部であることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
実装される電子部品の端子が接触若しくは挿入されて当該端子が固着される略長円形或いは略長方形状の端子固着部を複数備えるプリント基板の製造方法であって、
基板に、前記電子部品の実装中心を通る少なくとも２つの放射線上に、それぞれに長手方向が略重なるように、前記実装中心を挟んで対向させて前記端子固着部を形成することを特徴とするプリント基板の製造方法。