プリント配線板およびそれを用いた電子部品の実装構造
【課題】実装不良の軽減が図られるプリント配線板と、そのプリント配線板を用いた電子部品の実装構造とを提供する。
【解決手段】プリント配線板２では、ＱＦＮの外周端子１３のそれぞれに対向する外周パッド３と、底面電極１２に対向するパッド４とが配置されている。プリント配線板２の表面には、ソルダーレジスト５が形成され、ソルダーレジスト５には、外周パッド３のそれぞれを露出する開口部５ａと、パッド４を４つの領域に区画して露出する４つの開口部５ｂとが形成されている。
【解決手段】プリント配線板２では、ＱＦＮの外周端子１３のそれぞれに対向する外周パッド３と、底面電極１２に対向するパッド４とが配置されている。プリント配線板２の表面には、ソルダーレジスト５が形成され、ソルダーレジスト５には、外周パッド３のそれぞれを露出する開口部５ａと、パッド４を４つの領域に区画して露出する４つの開口部５ｂとが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント配線板およびそれを用いた電子部品の実装構造に関し、特に、表面実装型の電子部品を実装するためのプリント配線板と、それを用いた電子部品の実装構造とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型の電子部品をプリント配線板へ実装する手法として、リフローによるはんだ付けがある。この手法では、まず、プリント配線板に形成された所定のパッドにクリームはんだが印刷される。次に、その所定のパッドとの間にクレームはんだを介在させるように、表面実装型の電子部品が装着される。その後、リフロー炉内において所定の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させることによって、電子部品がプリント配線板にはんだ付けされる。
【０００３】
この表面実装型の電子部品には、ＱＦＮ（Quad Flat Non-lead package）あるいはＳＯＮ（Small Outline Non-lead package）と称される電子部品がある。このＱＦＮやＳＯＮでは、パッケージの外周に配置された外周端子以外に、パッケージの底面には放熱等のために電極（底面電極）が形成されているものがある。ＱＦＮやＳＯＮが実装されるプリント配線板には、パッケージの外周端子に対応する外周パッドの他に、そのような底面電極に対応するパッドが形成される。
【０００４】
ＱＦＮやＳＯＮをプリント配線板へ実装する際には、まず、パッケージの外周端子に対応する外周パッドと、底面電極に対応するパッドとにはんだクリームが印刷される。次に、ＱＦＮあるいはＳＯＮがプリント配線板（パッド）に対して位置合わせされて、パッケージの外周端子が対応する外周パッドにはんだ付けされるとともに、パッケージの底面電極が対応するパッドにはんだ付けされることになる。なお、リフローによるはんだ付けを開示した文献として、特許文献１、特許文献２および特許文献３がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４７７２３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８３０３９号公報
【特許文献３】特開２００９−１０５２１２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、従来の手法では次のような問題点があった。リフローによるはんだ付けでは、加熱により溶融したクリームはんだが凝集する際には、溶融したはんだは、その表面張力によって丸くなろうとする。
【０００７】
このとき、底面電極に対応するパッドに供給されるクリームはんだの量が多すぎると、ＱＦＮ等のパッケージが、丸くなったはんだの頂点に乗り上げることになり、パッケージが浮いてしまうことがある。パッケージが浮いてしまうと、パッケージの外周に配置された外周端子とその外周端子に対応する外周パッドとが接触せず、オープン不良が発生することになる。
【０００８】
また、丸くなったはんだの頂点の位置が、必ずしもＱＦＮ等の重心に平面的に重なるとは限らない。このため、溶融したはんだの頂点の位置が、平面的にＱＦＮ等の重心からずれてしまうと、ＱＦＮ等のパッケージが傾いてしまい、パッケージが浮いている側に配置されている外周端子とその外周端子に対応する外周パッドとがオープン不良になってしまう。
【０００９】
反対に、底面電極に対応するパッドに供給されるクリームはんだの量が少ないと、底面電極と対応するパッドとの接合面積が小さくなってしまう。このため、本来の目的とされる放熱効果を十分に得ることができず、電子部品として所望の性能が得られなくなることが想定される。従来、クリームはんだの供給量は、製造経験に基づいて、印刷用のメタルマスクの開口寸法を変える等して調節されていた。
【００１０】
本発明は、上述した開発の一環でなされたものであり、その一つの目的は、実装不良の軽減が図られるプリント配線板を提供することであり、他の目的は、そのようなプリント配線板を用いた電子部品の実装構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るプリント配線板は、パッケージの底面に底面電極を有する電子部品の実装に用いられるプリント配線板であって、主表面を有する基板本体と、パッドと、絶縁性の被覆層とを備えている。パッドは、基板本体の主表面に形成され、底面電極が接合される。絶縁性の被覆層は、基板本体の表面を覆うように形成されている。パッドは、パッドの表面の一部が被覆層によって覆われる第１態様、および、分割された複数のパッドとして配置される第２態様の少なくともいずれかの態様によって、複数の領域に区画されている。
【００１２】
本発明に係る電子部品の実装構造は、請求項１〜６のいずれかに記載のプリント配線板に電子部品が実装された、電子部品の実装構造であって、プリント配線板の電極パッドに、電子部品のパッケージの底に形成された底面電極がはんだ付けによって接合されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るプリント配線板によれば、電子部品の実装不良を抑制することができる。
本発明に係る電子部品の実装構造によれば、電子部品をプリント配線板に確実に接合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプリント配線板に実装される電子部品の一例として、ＱＦＮの外観を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示すＱＦＮの側面図である。
【図３】同実施の形態において、図１に示すＱＦＮの底面図である。
【図４】同実施の形態において、プリント配線板を示す部分平面図である。
【図５】同実施の形態において、プリント配線板へのＱＦＮの実装手順の一工程を示す部分平面図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示す断面線ＶＩ−ＶＩにおける部分断面図である。
【図７】同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、図７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図９】同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図であり、ＱＦＮがプリント配線板に実装された状態を示す断面図である。
【図１０】比較例に係るプリント配線板を示す部分平面図である。
【図１１】比較例に係るプリント配線への電子部品の実装手順の一工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１４】同実施の形態において、作用効果を説明するための第１の状態を示す部分平面図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶにおける部分断面図である。
【図１６】同実施の形態において、作用効果を説明するための第２の状態を示す部分平面図である。
【図１７】同実施の形態において、図１６に示す断面線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける部分断面図である。
【図１８】同実施の形態において、作用効果を説明するための第３の状態を示す部分平面図である。
【図１９】同実施の形態において、図１８に示す断面線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける部分断面図である。
【図２０】同実施の形態において、溶融したはんだの頂点の位置と、ＱＦＮの重心の位置との関係を示す平面図である。
【図２１】同実施の形態において、印刷したクリームはんだの厚さと溶融した後のはんだの高さとの関係を示す第１の図である。
【図２２】同実施の形態において、印刷したクリームはんだの厚さと溶融した後のはんだの高さとの関係を示す第２の図である。
【図２３】本発明の実施の形態２に係るプリント配線板を示す平面図である。
【図２４】同実施の形態において、プリント配線板へのＱＦＮの実装手順の一工程を示す部分平面図である。
【図２５】同実施の形態において、図２４に示す断面線ＸＸＶ−ＸＸＶにおける部分断面図である。
【図２６】同実施の形態において、図２５に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図２７】同実施の形態において、図２６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図であり、ＱＦＮがプリント配線板に実装された状態を示す断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態３に係るプリント配線板を示す平面図である。
【図２９】同実施の形態において、プリント配線板へのＱＦＮの実装手順の一工程を示す部分平面図である。
【図３０】同実施の形態において、図２９に示す断面線ＸＸＸ−ＸＸＸにおける部分断面図である。
【図３１】同実施の形態において、図３０５に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図３２】同実施の形態において、図３１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図であり、ＱＦＮがプリント配線板に実装された状態を示す断面図である。
【図３３】各実施の形態において、パッドの区画の態様を説明するための平面と断面を併せて示す図である。
【図３４】適切ではないパッドの区画の態様を説明するための平面と断面を併せて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１
まず、はじめに、プリント配線板に実装される電子部品の一例として、ＱＦＮの外観について説明する。図１、図２および図３に示すように、電子部品１の一例としてのＱＦＮでは、パッケージ１１の外周に沿って複数の外周端子１３が配置されている。その外周端子１３のそれぞれは、パッケージ１１に封止された半導体チップ（図示せず）に電気的に接続されている。また、パッケージ１１の底面には、放熱等を目的とした底面電極１２が配置されている。
【００１６】
次に、プリント配線板について説明する。図４に示すように、プリント配線板２におけるＱＦＮが実装される領域（パッケージの外形１１ａ参照）では、ＱＦＮのパッケージに形成された複数の外周端子１３のそれぞれに対向するように外周パッド３が配置されている。また、パッケージに形成された底面電極１２に対向するように、連続する一つの導電体からなるパッド４が配置されている。
【００１７】
さらに、プリント配線板２（基板本体２ａ）の表面にはソルダーレジスト５が形成されている。そのソルダーレジスト５には、複数の外周パッド３のそれぞれを露出する開口部５ａと、パッド４を４つの領域（パッド４４）に区画して露出する４つの開口部５ｂとが形成されている。特に、開口部５ｂのそれぞれは、区画されるパッド４４の二辺の端が露出するように、その二辺の端を越えて、プリント配線板２の基板本体２ａの部分を露出するように形成されている。
【００１８】
次に、ＱＦＮのプリント配線板への実装手順について説明する。まず、クリームはんだとして、たとえば、鉛フリーはんだ（組成：Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）を用意する。また、パッドＰＰおよびパッド４（図４参照）に基づいて、所定の開口部が形成されたメタルマスクとスキージを用意する。
【００１９】
次に、そのメタルマスクとスキージを用い、図５および図６に示すように、プリント配線板２の表面に露出するパッド４４の表面にクリームはんだ２１を印刷する。このとき、クリームはんだ２１は、パッド４４の外周に沿った領域が露出するように、パッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷される。なお、このとき、パッドＰＰ（図４参照）の表面にもクリームはんだ（図示せず）が印刷される。
【００２０】
次に、クリームはんだが印刷されたプリント配線板２に対してＱＦＮの位置合わせを行って、ＱＦＮをプリント配線板２（クリームはんだ２１）の上に載置する。次に、ＱＦＮが載置されたプリント配線板２をリフロー炉（図示せず）内に入れる。次に、リフロー炉内において、たとえば、２００数十℃程度の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させる。
【００２１】
ここで、クリームはんだ２１は、露出したパッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷されている。このため、図７に示すように、クリームはんだが溶融し凝集して球状になろうして盛り上がり（溶融したはんだ２２）、ＱＦＮのパッケージ１１を持ち上げようとする。さらに、図８に示すように、溶融したはんだ２２は、パッド４の全面に濡れ広がることで、ＱＦＮのパッケージ１１はプリント配線板２の側に引き込まれることになる。
【００２２】
これにより、図９に示すように、ＱＦＮの底面電極１２がパッド４にはんだ２４を介して接合されるとともに、ＱＦＮの外周端子１３のそれぞれが、対応する外周パッド３にはんだ２４を介して接合される。こうして、ＱＦＮがプリント配線板２に実装される。
【００２３】
上述した電子部品の実装方法では、ＱＦＮ等のプリント配線板への実装不良を低減することができる。このことについて、比較例を交えて説明する。
【００２４】
図１０に示すように、比較例に係るプリント配線板では、プリント配線板１０１においてＱＦＮが実装される領域（点線枠を参照）には、ＱＦＮの複数の外周端子１３（図１〜図３参照）のそれぞれに対向するように外周パッド１０２が配置されている。また、底面電極１２（図１〜図３参照）に対向するようにパッド１０３が配置されている。
【００２５】
さらに、プリント配線板１０１の表面にはソルダレジスト１０４が形成されている。ソルダレジスト１０４には、複数の外周パッド１０２のそれぞれを露出する開口部１０５と、パッド１０３を露出する開口部１０６とが形成されている。特に、開口部１０６は、パッド１０３の全体を露出するように形成されている。
【００２６】
次に、プリント配線板１０１へのＱＦＮの実装手順について説明する。まず、プリント配線板１０１の表面に露出するパッド１０３の表面と外周パッド１０２の表面とにクリームはんだ（図示せず）を印刷する。次に、クリームはんだが印刷されたプリント配線板１０１における所定の位置にＱＦＮを載置して、リフロー炉内に入れる。次に、リフロー炉内において、所定の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させて、ＱＦＮの底面電極１２をパッド４にはんだ付けにより接合させるとともに、外周端子１３を外周パッド３にはんだ付けにより接合させる。
【００２７】
リフローによるはんだ付けにおいては、クリームはんだが溶融して凝集する際に、溶融したはんだは、その表面張力によって丸くなろうとする。このとき、パッド１０３に印刷されるクリームはんだの量が多すぎると、図１１に示すように、ＱＦＮのパッケージ１１２は、丸くなったはんだの頂点に乗り上げることになる。このため、ＱＦＮのパッケージ１１２がプリント配線板１０１に対して浮いた状態になり、ＱＦＮの外周端子１３と、プリント配線板１０１の外周パッド１０２とが接触せず、オープン不良が発生するおそれがある。
【００２８】
また、丸くなったはんだの頂点の位置は、ＱＦＮの重心に平面的に一致するとは限らない。このため、はんだの頂点の位置が、ＱＦＮの重心から平面的にずれてしまうと、図１２に示すように、ＱＦＮのパッケージがプリント配線板１０１に対して傾いてしまい、ＱＦＮのパッケージが浮いている側に位置する外周端子１３と、対応する外周パッド１０２とが接触せず、オープン不良が発生するおそれがある。
【００２９】
一方、パッド１０３に印刷されるクリームはんだの量が少ないと、図１３に示すように、ＱＦＮの底面電極１１３とパッド１０３との接合面積が小さくなることが想定される。このため、ＱＦＮから発生する熱を効率的に放熱させることができず、電子部品としての所望の性能が得られないおそれがある。
【００３０】
比較例に対して本実施の形態に係る電子部品の実装手順では、露出したパッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷されたクリームはんだ溶融させることによって、ＱＦＮ等がプリント配線板に実装される。上述したように、クリームはんだが溶融して凝集する際に、溶融したはんだは、その表面張力によって丸くなろうとする。溶融したはんだが凝集した後のはんだの高さは、ほぼ球冠の高さによって近似することができる。
【００３１】
また、溶融したクリームはんだが凝集すると、一般的に、その体積は印刷されたクリームはんだの体積の５０％程度になることが知られている。また、クリームはんだ中のはんだ粒子が細密状態に重点されている場合には、凝集したはんだの体積は、印刷されたクリームはんだの体積の最大６５％程度になることが知られている。このような知見から、溶融した後のはんだの体積は、印刷されたクリームはんだの体積の５０％〜６５％程度になると考えられる。
【００３２】
ここで、パッドにはんだクリームを印刷した場合において、溶融したはんだが凝集した後のはんだの高さの具体的な数値例を図２１に示す。この図２１では、大きさφ２のパッドに、厚さ１５０μｍ、大きさφ２のはんだクリームを印刷した場合のはんだの高さを示す。印刷されたクリームはんだの体積に対する、溶融したはんだが凝集した後の体積の割合を体積変化とすると、体積変化が５０％である場合には、球冠の高さ（１４９μｍ）は、印刷されたクリームはんだの厚さ（１５０μｍ）とほぼ同じ値であることがわかる。
【００３３】
また、体積変化が５０％よりも高い場合（５５％、６０％、６５％）には、球冠の高さ（１６４μｍ、１７８μｍ、１９３μｍ）は、印刷されたクリームはんだの厚さ（１５０μｍ）よりも高くなることがわかる。この場合には、たとえば、図１１に示すように、溶融したはんだは、載置されたＱＦＮのパッケージを浮き上がらせることになる。
【００３４】
そこで、図１４および図１５に示すように、区画されて露出しているパッド４（ＤＢＰ）のサイズよりも小さいサイズをもってクリームはんだを印刷する場合を考える。この場合、図１６および図１７に示すように、まず、リフローによってクリームはんだが溶融すると、その表面張力によって丸くなろうとする。このとき、溶融したはんだは、載置されたＱＦＮ（図示せず）を持ち上げようとする。つまり、溶融したはんだは、底面電極に接触するきっかけとして作用する。
【００３５】
溶融したはんだが底面電極（図示せず）に接触すると同時に、図１８および図１９に示すように、溶融したはんだが、パッド４の表面を濡らしながら広がるため、溶融したはんだの高さが低くなる。つまり、溶融したはんだは、載置されたＱＦＮのパッケージをパッド４の側に引き込むように作用する。
【００３６】
ここで、パッドのサイズよりも小さいサイズをもってパッドにはんだクリームを印刷した場合において、溶融したはんだが凝集した後のはんだの高さの具体的な数値例を図２２に示す。この図２２では、大きさφ２．５のパッドに、厚さ１５０μｍ、大きさφ２のはんだクリームを印刷した場合のはんだの高さを示す。体積変化が５０％、５５％、６０％および６５％のいずれの場合においても、球冠の高さは、印刷されたクリームはんだの厚さ（１５０μｍ）よりも低くなっていることがわかる。
【００３７】
このパッド４（４４）のサイズよりも小さいサイズをもってクリームはんだを印刷する場合（ケースＡ：図２２）と、パッド４（４４）のサイズと同じサイズをもってクリームはんだを印刷する場合（ケースＢ：図２１）とを比較すると、体積変化が５０％の場合では、ケースＡの球冠の高さ（９６μｍ）と、ケースＢの球冠の高さ（１４９μｍ）との差は、約５３μｍであることがわかる。また、体積変化が６５％の場合では、ケースＡの球冠の高さ（１２４μｍ）と、ケースＢの球冠の高さ（１９３μｍ）との差は、約６９μｍであることがわかる。
【００３８】
そうすると、ケースＡの場合には、ケースＢの場合と比較して、プリント配線板とＱＦＮのパッケージとの距離を約５０μｍ〜７０μｍ程度短くすることができる。すなわち、ケースＡでは、ケースＢの場合に比べて、ＱＦＮのパッケージをプリント配線板の側により接近するように引き込むことができる。これにより、図８および図９に示すように、パッケージの外周に配置された外周端子１３を、プリント配線板２の外周パッド３の表面の溶融しているはんだに確実に接触させて、外周端子１３を外周パッド３に確実に接合させることができる。
【００３９】
また、上述したプリント配線板では、図４に示すように、一つのパッド４が、ソルダーレジスト５によって４つの領域に区画された状態で露出している。その区画されて露出している領域のそれぞれに、同じサイズと厚みをもって、クリームはんだを印刷し溶融させることによって、図２０に示すように、溶融したはんだの頂点２３が４箇所存在することになる。
【００４０】
一方、ＱＦＮの重心は、パッケージのほぼ中央に位置する。このため、図２０に示すように、ＱＦＮをプリント配線板において実装させるべき所定の位置に載置すると、ＱＦＮの重心１１ｂは、４つの頂点２３を結ぶ線分によって形成される領域（仮想領域）の中央に平面的に位置することになる。これにより、ＱＦＮのパッケージは溶融したはんだに安定に支持されて、ＱＦＮのパッケージがプリント配線板に対して傾いた状態で実装されるのを抑制することができる。
【００４１】
実施の形態２
実施の形態１では、一つのパッドの表面の一部がソルダレジストによって覆われることによって、パッドが複数の領域に区画されたプリント配線板を例に挙げた。ここでは、分割された複数のパッドを配置することによって区画されたプリント配線板と、それを用いた実装手順について説明する。
【００４２】
図２３に示すように、プリント配線板２におけるＱＦＮが実装される領域（パッケージの外形１１ａ参照）では、複数（４つ）の導電体からなるパッド４が互いに間隔を隔てて、底面電極１２（図３参照）に対向するように配置されている。ソルダーレジスト５には、配置された４つのパッド４の全体を露出する開口部５ｂが形成されている。なお、これ以外の構成については、図４に示すプリント配線板と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を繰り返さないこととする。
【００４３】
次に、ＱＦＮのプリント配線板への実装手順について説明する。まず、実施の形態１において説明したように、所定のクリームはんだ、メタルマスクおよびスキージを用意する。次に、そのメタルマスクとスキージを用い、図２４および図２５に示すように、プリント配線板２の表面に露出するパッド４４の表面にクリームはんだ２１を印刷する。このとき、クリームはんだ２１は、パッド４４の外周に沿った領域が露出するように、パッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷される。なお、このとき、パッドＰＰ（図４参照）の表面にもクリームはんだ（図示せず）が印刷される。
【００４４】
次に、クリームはんだが印刷されたプリント配線板２に対してＱＦＮの位置合わせを行って、ＱＦＮをプリント配線板２（クリームはんだ２１）の上に載置する。次に、ＱＦＮが載置されたプリント配線板２をリフロー炉（図示せず）内に入れる。次に、リフロー炉内において、たとえば、２００数十℃程度の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させる。
【００４５】
ここで、クリームはんだ２１は、パッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷されている。また、パッド４は、４つのパッド４４に分割されて、互いに間隔を隔てて配置されている。このため、図２６に示すように、溶融したはんだ２２は、パッド４４の表面を濡らしながら広がって、パッド４４の側面に回り込むことになる。これにより、溶融したはんだがパッド４４の側面に回り込む分、溶融したはんだがパッド４４を濡らしながら広がった後の高さがより低くなって、ＱＦＮのパッケージ（図示せず）をプリント配線板の側にさらに接近させるように引き込むことができる。
【００４６】
こうして、図２７に示すように、ＱＦＮの底面電極１２がパッド４にはんだ２４を介して接合されるとともに、ＱＦＮの外周端子１３のそれぞれが、対応する外周パッド３にはんだ２４を介して接合されて、ＱＦＮがプリント配線板２に実装される。
【００４７】
上述したプリント配線板を用いた実装手順では、パッドは、４つのパッド４４に分割されて、互いに間隔を隔てて配置されて、そのそれぞれのパッド４４に対して、そのサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもってクリームはんだが印刷される。このため、溶融したはんだ２２は、パッド４４の表面を濡らしながら広がって、パッド４４の側面に回り込むことになる。
【００４８】
これにより、溶融したはんだがパッド４４の側面に回り込む分、溶融したはんだがパッド４４を濡らしながら広がった後の高さがより低くなって、ＱＦＮのパッケージ（図示せず）をプリント配線板の側にさらに接近させるように引き込むことができ、外周端子１３を、プリント配線板２の外周パッド３の表面の溶融しているはんだに確実に接触させて、外周端子１３を外周パッド３に確実に接合させることができる。また、溶融したはんだ２２が、パッド４４の側面に回り込むことで、底面電極１２とパッド４との接合をより強固にすることができる。
【００４９】
実施の形態３
ここでは、分割されたパッドとパッドとの間に、ソルダーレジストを形成したプリント配線板と、それを用いた実装手順について説明する。
【００５０】
図２８に示すように、プリント配線板２におけるＱＦＮが実装される領域（パッケージの外形１１ａ参照）では、複数（４つ）のパッド４が互いに間隔を隔てて、底面電極１２（図３参照）に対向するように配置されている。ソルダーレジスト５には、配置された４つのパッド４のそれぞれを露出する開口部５ｂが形成されて、互いに隣り合うパッド４４とパッド４４との間に位置する基板本体２ａの部分を覆うように形成されている。なお、これ以外の構成については、図４に示すプリント配線板と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を繰り返さないこととする。
【００５１】
次に、ＱＦＮのプリント配線板への実装手順について説明する。まず、実施の形態１において説明したように、所定のクリームはんだ、メタルマスクおよびスキージを用意する。次に、そのメタルマスクとスキージを用い、図２９および図３０に示すように、プリント配線板２の表面に露出するパッド４４の表面にクリームはんだ２１を印刷する。このとき、クリームはんだ２１は、パッド４４の外周に沿った領域が露出するように、露出したパッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷される。なお、このとき、パッドＰＰ（図４参照）の表面にもクリームはんだ（図示せず）が印刷される。
【００５２】
次に、クリームはんだが印刷されたプリント配線板２に対してＱＦＮの位置合わせを行って、ＱＦＮをプリント配線板２（クリームはんだ２１）の上に載置する。次に、ＱＦＮが載置されたプリント配線板２をリフロー炉（図示せず）内に入れる。次に、リフロー炉内において、たとえば、２００数十℃程度の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させる。
【００５３】
ここで、クリームはんだ２１は、パッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷されている。また、パッド４は、４つのパッド４４に分割されて、互いに間隔を隔てて配置され、その隣り合うパッド４４とパッド４４との間にソルダーレジスト５が形成されている。
【００５４】
このため、図３１に示すように、溶融したはんだ２２は、パッド４４の表面を濡らしながら広がって、パッド４４の側面に回り込むことになる。これにより、溶融したはんだがパッド４４の側面に回り込む分、溶融したはんだがパッド４４を濡らしながら広がった後の高さがより低くなって、ＱＦＮのパッケージ（図示せず）をプリント配線板の側にさらに接近させるように引き込むことができる。また、互いに隣り合うパッド４４にそれぞれ印刷されて溶融したはんだが、ソルダーレジスト５によって一体化されるのを阻止することができる。
【００５５】
こうして、図３２に示すように、ＱＦＮの底面電極１２がパッド４にはんだ２４を介して接合されるとともに、ＱＦＮの外周端子１３のそれぞれが、対応する外周パッド３にはんだ２４を介して接合されて、ＱＦＮがプリント配線板２に実装される。
【００５６】
上述したプリント配線板を用いた実装方法では、パッドは、４つのパッド４４に分割されて、互いに間隔を隔てて配置されて、そのそれぞれのパッド４４に対して、そのサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもってクリームはんだが印刷される。このため、溶融したはんだ２２は、パッド４４の表面を濡らしながら広がって、パッド４４の側面に回り込むことになる。
【００５７】
これにより、溶融したはんだがパッド４４の側面に回り込む分、溶融したはんだがパッド４４を濡らしながら広がった後の高さがより低くなって、ＱＦＮのパッケージ（図示せず）をプリント配線板の側にさらに接近させるように引き込むことができ、外周端子１３を、プリント配線板２の外周パッド３の表面の溶融しているはんだに確実に接触させて、外周端子１３を外周パッド３に確実に接合させることができる。
【００５８】
また、溶融したはんだ２２が、パッド４４の側面に回り込むことで、底面電極１２とパッド４との接合をより強固にすることができる。さらに、その隣り合うパッド４４とパッド４４との間にソルダーレジスト５が形成されていることで、互いに隣り合うパッド４４にそれぞれ印刷されて溶融したはんだが、ソルダーレジスト５によって一体化されるのを阻止して、ＱＦＮのパッケージが傾く（浮き）のを効果的に阻止することができる。
【００５９】
なお、上述した各実施の形態では、ＱＦＮの底面電極が接合されるパッドが、ソルダレジスト、または、パッドそのものによって複数の領域に区画される場合を説明した。パッドの区画の仕方としては、安定にＱＦＮを実装する観点から、図３３に示すように、区画されたパッド４のそれぞれに印刷されて溶融するはんだの頂点２３を結ぶ線分によって形成される領域（仮想領域）内に、ＱＦＮの重心１１ｂが平面的に位置するように区画することが望ましい。また、溶融するはんだの頂点２３を結ぶ線分によって形成される領域（仮想領域）内に、ＱＦＮの重心１１ｂが平面的に位置すれば、図３３に示すようなマトリクス状の区画に限られない。
【００６０】
一方、図３４に示すように、溶融するはんだの頂点２３を結ぶ線分上に、ＱＦＮの重心１１ｂが平面的に位置するような場合は好ましくなく、この場合には、ＱＦＮのパッケージが傾いてしまうおそれがある。
【００６１】
また、電子部品１としてＱＦＮを例に挙げて説明したが、電子部品のパッケージの底面に電極が形成されている表面実装型の電子部品であれば、たとえば、ＳＯＮ等の電子部品にも適用することが可能である。さらに、プリント配線板を覆う被覆層としてソルダレジストを例に挙げたが、電気的に絶縁性を有する材料であれば、ソルダレジストに限られない。
【００６２】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、ＱＦＮ等の表面実装型の電子部品を実装するためのプリント配線板に有効に利用される。
【符号の説明】
【００６４】
２ プリント配線板、２ａ 基板本体、３ 外周パッド、４ パッド、４４ パッド、５ ソルダーレジスト、５ａ，５ｂ 開口部、１ 電子部品、１１ パッケージ、１１ａ パッケージの外形、１１ｂ パッケージの重心、１２ 底面電極、１３ 外周端子、２１ クリームはんだ、２２ 溶融したはんだ、２３ はんだの頂点、２４ はんだ。
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント配線板およびそれを用いた電子部品の実装構造に関し、特に、表面実装型の電子部品を実装するためのプリント配線板と、それを用いた電子部品の実装構造とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型の電子部品をプリント配線板へ実装する手法として、リフローによるはんだ付けがある。この手法では、まず、プリント配線板に形成された所定のパッドにクリームはんだが印刷される。次に、その所定のパッドとの間にクレームはんだを介在させるように、表面実装型の電子部品が装着される。その後、リフロー炉内において所定の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させることによって、電子部品がプリント配線板にはんだ付けされる。
【０００３】
この表面実装型の電子部品には、ＱＦＮ（Quad Flat Non-lead package）あるいはＳＯＮ（Small Outline Non-lead package）と称される電子部品がある。このＱＦＮやＳＯＮでは、パッケージの外周に配置された外周端子以外に、パッケージの底面には放熱等のために電極（底面電極）が形成されているものがある。ＱＦＮやＳＯＮが実装されるプリント配線板には、パッケージの外周端子に対応する外周パッドの他に、そのような底面電極に対応するパッドが形成される。
【０００４】
ＱＦＮやＳＯＮをプリント配線板へ実装する際には、まず、パッケージの外周端子に対応する外周パッドと、底面電極に対応するパッドとにはんだクリームが印刷される。次に、ＱＦＮあるいはＳＯＮがプリント配線板（パッド）に対して位置合わせされて、パッケージの外周端子が対応する外周パッドにはんだ付けされるとともに、パッケージの底面電極が対応するパッドにはんだ付けされることになる。なお、リフローによるはんだ付けを開示した文献として、特許文献１、特許文献２および特許文献３がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４７７２３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８３０３９号公報
【特許文献３】特開２００９−１０５２１２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、従来の手法では次のような問題点があった。リフローによるはんだ付けでは、加熱により溶融したクリームはんだが凝集する際には、溶融したはんだは、その表面張力によって丸くなろうとする。
【０００７】
このとき、底面電極に対応するパッドに供給されるクリームはんだの量が多すぎると、ＱＦＮ等のパッケージが、丸くなったはんだの頂点に乗り上げることになり、パッケージが浮いてしまうことがある。パッケージが浮いてしまうと、パッケージの外周に配置された外周端子とその外周端子に対応する外周パッドとが接触せず、オープン不良が発生することになる。
【０００８】
また、丸くなったはんだの頂点の位置が、必ずしもＱＦＮ等の重心に平面的に重なるとは限らない。このため、溶融したはんだの頂点の位置が、平面的にＱＦＮ等の重心からずれてしまうと、ＱＦＮ等のパッケージが傾いてしまい、パッケージが浮いている側に配置されている外周端子とその外周端子に対応する外周パッドとがオープン不良になってしまう。
【０００９】
反対に、底面電極に対応するパッドに供給されるクリームはんだの量が少ないと、底面電極と対応するパッドとの接合面積が小さくなってしまう。このため、本来の目的とされる放熱効果を十分に得ることができず、電子部品として所望の性能が得られなくなることが想定される。従来、クリームはんだの供給量は、製造経験に基づいて、印刷用のメタルマスクの開口寸法を変える等して調節されていた。
【００１０】
本発明は、上述した開発の一環でなされたものであり、その一つの目的は、実装不良の軽減が図られるプリント配線板を提供することであり、他の目的は、そのようなプリント配線板を用いた電子部品の実装構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るプリント配線板は、パッケージの底面に底面電極を有する電子部品の実装に用いられるプリント配線板であって、主表面を有する基板本体と、パッドと、絶縁性の被覆層とを備えている。パッドは、基板本体の主表面に形成され、底面電極が接合される。絶縁性の被覆層は、基板本体の表面を覆うように形成されている。パッドは、パッドの表面の一部が被覆層によって覆われる第１態様、および、分割された複数のパッドとして配置される第２態様の少なくともいずれかの態様によって、複数の領域に区画されている。
【００１２】
本発明に係る電子部品の実装構造は、請求項１〜６のいずれかに記載のプリント配線板に電子部品が実装された、電子部品の実装構造であって、プリント配線板の電極パッドに、電子部品のパッケージの底に形成された底面電極がはんだ付けによって接合されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るプリント配線板によれば、電子部品の実装不良を抑制することができる。
本発明に係る電子部品の実装構造によれば、電子部品をプリント配線板に確実に接合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプリント配線板に実装される電子部品の一例として、ＱＦＮの外観を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示すＱＦＮの側面図である。
【図３】同実施の形態において、図１に示すＱＦＮの底面図である。
【図４】同実施の形態において、プリント配線板を示す部分平面図である。
【図５】同実施の形態において、プリント配線板へのＱＦＮの実装手順の一工程を示す部分平面図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示す断面線ＶＩ−ＶＩにおける部分断面図である。
【図７】同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、図７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図９】同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図であり、ＱＦＮがプリント配線板に実装された状態を示す断面図である。
【図１０】比較例に係るプリント配線板を示す部分平面図である。
【図１１】比較例に係るプリント配線への電子部品の実装手順の一工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１４】同実施の形態において、作用効果を説明するための第１の状態を示す部分平面図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶにおける部分断面図である。
【図１６】同実施の形態において、作用効果を説明するための第２の状態を示す部分平面図である。
【図１７】同実施の形態において、図１６に示す断面線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける部分断面図である。
【図１８】同実施の形態において、作用効果を説明するための第３の状態を示す部分平面図である。
【図１９】同実施の形態において、図１８に示す断面線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける部分断面図である。
【図２０】同実施の形態において、溶融したはんだの頂点の位置と、ＱＦＮの重心の位置との関係を示す平面図である。
【図２１】同実施の形態において、印刷したクリームはんだの厚さと溶融した後のはんだの高さとの関係を示す第１の図である。
【図２２】同実施の形態において、印刷したクリームはんだの厚さと溶融した後のはんだの高さとの関係を示す第２の図である。
【図２３】本発明の実施の形態２に係るプリント配線板を示す平面図である。
【図２４】同実施の形態において、プリント配線板へのＱＦＮの実装手順の一工程を示す部分平面図である。
【図２５】同実施の形態において、図２４に示す断面線ＸＸＶ−ＸＸＶにおける部分断面図である。
【図２６】同実施の形態において、図２５に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図２７】同実施の形態において、図２６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図であり、ＱＦＮがプリント配線板に実装された状態を示す断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態３に係るプリント配線板を示す平面図である。
【図２９】同実施の形態において、プリント配線板へのＱＦＮの実装手順の一工程を示す部分平面図である。
【図３０】同実施の形態において、図２９に示す断面線ＸＸＸ−ＸＸＸにおける部分断面図である。
【図３１】同実施の形態において、図３０５に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図３２】同実施の形態において、図３１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図であり、ＱＦＮがプリント配線板に実装された状態を示す断面図である。
【図３３】各実施の形態において、パッドの区画の態様を説明するための平面と断面を併せて示す図である。
【図３４】適切ではないパッドの区画の態様を説明するための平面と断面を併せて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１
まず、はじめに、プリント配線板に実装される電子部品の一例として、ＱＦＮの外観について説明する。図１、図２および図３に示すように、電子部品１の一例としてのＱＦＮでは、パッケージ１１の外周に沿って複数の外周端子１３が配置されている。その外周端子１３のそれぞれは、パッケージ１１に封止された半導体チップ（図示せず）に電気的に接続されている。また、パッケージ１１の底面には、放熱等を目的とした底面電極１２が配置されている。
【００１６】
次に、プリント配線板について説明する。図４に示すように、プリント配線板２におけるＱＦＮが実装される領域（パッケージの外形１１ａ参照）では、ＱＦＮのパッケージに形成された複数の外周端子１３のそれぞれに対向するように外周パッド３が配置されている。また、パッケージに形成された底面電極１２に対向するように、連続する一つの導電体からなるパッド４が配置されている。
【００１７】
さらに、プリント配線板２（基板本体２ａ）の表面にはソルダーレジスト５が形成されている。そのソルダーレジスト５には、複数の外周パッド３のそれぞれを露出する開口部５ａと、パッド４を４つの領域（パッド４４）に区画して露出する４つの開口部５ｂとが形成されている。特に、開口部５ｂのそれぞれは、区画されるパッド４４の二辺の端が露出するように、その二辺の端を越えて、プリント配線板２の基板本体２ａの部分を露出するように形成されている。
【００１８】
次に、ＱＦＮのプリント配線板への実装手順について説明する。まず、クリームはんだとして、たとえば、鉛フリーはんだ（組成：Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）を用意する。また、パッドＰＰおよびパッド４（図４参照）に基づいて、所定の開口部が形成されたメタルマスクとスキージを用意する。
【００１９】
次に、そのメタルマスクとスキージを用い、図５および図６に示すように、プリント配線板２の表面に露出するパッド４４の表面にクリームはんだ２１を印刷する。このとき、クリームはんだ２１は、パッド４４の外周に沿った領域が露出するように、パッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷される。なお、このとき、パッドＰＰ（図４参照）の表面にもクリームはんだ（図示せず）が印刷される。
【００２０】
次に、クリームはんだが印刷されたプリント配線板２に対してＱＦＮの位置合わせを行って、ＱＦＮをプリント配線板２（クリームはんだ２１）の上に載置する。次に、ＱＦＮが載置されたプリント配線板２をリフロー炉（図示せず）内に入れる。次に、リフロー炉内において、たとえば、２００数十℃程度の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させる。
【００２１】
ここで、クリームはんだ２１は、露出したパッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷されている。このため、図７に示すように、クリームはんだが溶融し凝集して球状になろうして盛り上がり（溶融したはんだ２２）、ＱＦＮのパッケージ１１を持ち上げようとする。さらに、図８に示すように、溶融したはんだ２２は、パッド４の全面に濡れ広がることで、ＱＦＮのパッケージ１１はプリント配線板２の側に引き込まれることになる。
【００２２】
これにより、図９に示すように、ＱＦＮの底面電極１２がパッド４にはんだ２４を介して接合されるとともに、ＱＦＮの外周端子１３のそれぞれが、対応する外周パッド３にはんだ２４を介して接合される。こうして、ＱＦＮがプリント配線板２に実装される。
【００２３】
上述した電子部品の実装方法では、ＱＦＮ等のプリント配線板への実装不良を低減することができる。このことについて、比較例を交えて説明する。
【００２４】
図１０に示すように、比較例に係るプリント配線板では、プリント配線板１０１においてＱＦＮが実装される領域（点線枠を参照）には、ＱＦＮの複数の外周端子１３（図１〜図３参照）のそれぞれに対向するように外周パッド１０２が配置されている。また、底面電極１２（図１〜図３参照）に対向するようにパッド１０３が配置されている。
【００２５】
さらに、プリント配線板１０１の表面にはソルダレジスト１０４が形成されている。ソルダレジスト１０４には、複数の外周パッド１０２のそれぞれを露出する開口部１０５と、パッド１０３を露出する開口部１０６とが形成されている。特に、開口部１０６は、パッド１０３の全体を露出するように形成されている。
【００２６】
次に、プリント配線板１０１へのＱＦＮの実装手順について説明する。まず、プリント配線板１０１の表面に露出するパッド１０３の表面と外周パッド１０２の表面とにクリームはんだ（図示せず）を印刷する。次に、クリームはんだが印刷されたプリント配線板１０１における所定の位置にＱＦＮを載置して、リフロー炉内に入れる。次に、リフロー炉内において、所定の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させて、ＱＦＮの底面電極１２をパッド４にはんだ付けにより接合させるとともに、外周端子１３を外周パッド３にはんだ付けにより接合させる。
【００２７】
リフローによるはんだ付けにおいては、クリームはんだが溶融して凝集する際に、溶融したはんだは、その表面張力によって丸くなろうとする。このとき、パッド１０３に印刷されるクリームはんだの量が多すぎると、図１１に示すように、ＱＦＮのパッケージ１１２は、丸くなったはんだの頂点に乗り上げることになる。このため、ＱＦＮのパッケージ１１２がプリント配線板１０１に対して浮いた状態になり、ＱＦＮの外周端子１３と、プリント配線板１０１の外周パッド１０２とが接触せず、オープン不良が発生するおそれがある。
【００２８】
また、丸くなったはんだの頂点の位置は、ＱＦＮの重心に平面的に一致するとは限らない。このため、はんだの頂点の位置が、ＱＦＮの重心から平面的にずれてしまうと、図１２に示すように、ＱＦＮのパッケージがプリント配線板１０１に対して傾いてしまい、ＱＦＮのパッケージが浮いている側に位置する外周端子１３と、対応する外周パッド１０２とが接触せず、オープン不良が発生するおそれがある。
【００２９】
一方、パッド１０３に印刷されるクリームはんだの量が少ないと、図１３に示すように、ＱＦＮの底面電極１１３とパッド１０３との接合面積が小さくなることが想定される。このため、ＱＦＮから発生する熱を効率的に放熱させることができず、電子部品としての所望の性能が得られないおそれがある。
【００３０】
比較例に対して本実施の形態に係る電子部品の実装手順では、露出したパッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷されたクリームはんだ溶融させることによって、ＱＦＮ等がプリント配線板に実装される。上述したように、クリームはんだが溶融して凝集する際に、溶融したはんだは、その表面張力によって丸くなろうとする。溶融したはんだが凝集した後のはんだの高さは、ほぼ球冠の高さによって近似することができる。
【００３１】
また、溶融したクリームはんだが凝集すると、一般的に、その体積は印刷されたクリームはんだの体積の５０％程度になることが知られている。また、クリームはんだ中のはんだ粒子が細密状態に重点されている場合には、凝集したはんだの体積は、印刷されたクリームはんだの体積の最大６５％程度になることが知られている。このような知見から、溶融した後のはんだの体積は、印刷されたクリームはんだの体積の５０％〜６５％程度になると考えられる。
【００３２】
ここで、パッドにはんだクリームを印刷した場合において、溶融したはんだが凝集した後のはんだの高さの具体的な数値例を図２１に示す。この図２１では、大きさφ２のパッドに、厚さ１５０μｍ、大きさφ２のはんだクリームを印刷した場合のはんだの高さを示す。印刷されたクリームはんだの体積に対する、溶融したはんだが凝集した後の体積の割合を体積変化とすると、体積変化が５０％である場合には、球冠の高さ（１４９μｍ）は、印刷されたクリームはんだの厚さ（１５０μｍ）とほぼ同じ値であることがわかる。
【００３３】
また、体積変化が５０％よりも高い場合（５５％、６０％、６５％）には、球冠の高さ（１６４μｍ、１７８μｍ、１９３μｍ）は、印刷されたクリームはんだの厚さ（１５０μｍ）よりも高くなることがわかる。この場合には、たとえば、図１１に示すように、溶融したはんだは、載置されたＱＦＮのパッケージを浮き上がらせることになる。
【００３４】
そこで、図１４および図１５に示すように、区画されて露出しているパッド４（ＤＢＰ）のサイズよりも小さいサイズをもってクリームはんだを印刷する場合を考える。この場合、図１６および図１７に示すように、まず、リフローによってクリームはんだが溶融すると、その表面張力によって丸くなろうとする。このとき、溶融したはんだは、載置されたＱＦＮ（図示せず）を持ち上げようとする。つまり、溶融したはんだは、底面電極に接触するきっかけとして作用する。
【００３５】
溶融したはんだが底面電極（図示せず）に接触すると同時に、図１８および図１９に示すように、溶融したはんだが、パッド４の表面を濡らしながら広がるため、溶融したはんだの高さが低くなる。つまり、溶融したはんだは、載置されたＱＦＮのパッケージをパッド４の側に引き込むように作用する。
【００３６】
ここで、パッドのサイズよりも小さいサイズをもってパッドにはんだクリームを印刷した場合において、溶融したはんだが凝集した後のはんだの高さの具体的な数値例を図２２に示す。この図２２では、大きさφ２．５のパッドに、厚さ１５０μｍ、大きさφ２のはんだクリームを印刷した場合のはんだの高さを示す。体積変化が５０％、５５％、６０％および６５％のいずれの場合においても、球冠の高さは、印刷されたクリームはんだの厚さ（１５０μｍ）よりも低くなっていることがわかる。
【００３７】
このパッド４（４４）のサイズよりも小さいサイズをもってクリームはんだを印刷する場合（ケースＡ：図２２）と、パッド４（４４）のサイズと同じサイズをもってクリームはんだを印刷する場合（ケースＢ：図２１）とを比較すると、体積変化が５０％の場合では、ケースＡの球冠の高さ（９６μｍ）と、ケースＢの球冠の高さ（１４９μｍ）との差は、約５３μｍであることがわかる。また、体積変化が６５％の場合では、ケースＡの球冠の高さ（１２４μｍ）と、ケースＢの球冠の高さ（１９３μｍ）との差は、約６９μｍであることがわかる。
【００３８】
そうすると、ケースＡの場合には、ケースＢの場合と比較して、プリント配線板とＱＦＮのパッケージとの距離を約５０μｍ〜７０μｍ程度短くすることができる。すなわち、ケースＡでは、ケースＢの場合に比べて、ＱＦＮのパッケージをプリント配線板の側により接近するように引き込むことができる。これにより、図８および図９に示すように、パッケージの外周に配置された外周端子１３を、プリント配線板２の外周パッド３の表面の溶融しているはんだに確実に接触させて、外周端子１３を外周パッド３に確実に接合させることができる。
【００３９】
また、上述したプリント配線板では、図４に示すように、一つのパッド４が、ソルダーレジスト５によって４つの領域に区画された状態で露出している。その区画されて露出している領域のそれぞれに、同じサイズと厚みをもって、クリームはんだを印刷し溶融させることによって、図２０に示すように、溶融したはんだの頂点２３が４箇所存在することになる。
【００４０】
一方、ＱＦＮの重心は、パッケージのほぼ中央に位置する。このため、図２０に示すように、ＱＦＮをプリント配線板において実装させるべき所定の位置に載置すると、ＱＦＮの重心１１ｂは、４つの頂点２３を結ぶ線分によって形成される領域（仮想領域）の中央に平面的に位置することになる。これにより、ＱＦＮのパッケージは溶融したはんだに安定に支持されて、ＱＦＮのパッケージがプリント配線板に対して傾いた状態で実装されるのを抑制することができる。
【００４１】
実施の形態２
実施の形態１では、一つのパッドの表面の一部がソルダレジストによって覆われることによって、パッドが複数の領域に区画されたプリント配線板を例に挙げた。ここでは、分割された複数のパッドを配置することによって区画されたプリント配線板と、それを用いた実装手順について説明する。
【００４２】
図２３に示すように、プリント配線板２におけるＱＦＮが実装される領域（パッケージの外形１１ａ参照）では、複数（４つ）の導電体からなるパッド４が互いに間隔を隔てて、底面電極１２（図３参照）に対向するように配置されている。ソルダーレジスト５には、配置された４つのパッド４の全体を露出する開口部５ｂが形成されている。なお、これ以外の構成については、図４に示すプリント配線板と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を繰り返さないこととする。
【００４３】
次に、ＱＦＮのプリント配線板への実装手順について説明する。まず、実施の形態１において説明したように、所定のクリームはんだ、メタルマスクおよびスキージを用意する。次に、そのメタルマスクとスキージを用い、図２４および図２５に示すように、プリント配線板２の表面に露出するパッド４４の表面にクリームはんだ２１を印刷する。このとき、クリームはんだ２１は、パッド４４の外周に沿った領域が露出するように、パッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷される。なお、このとき、パッドＰＰ（図４参照）の表面にもクリームはんだ（図示せず）が印刷される。
【００４４】
次に、クリームはんだが印刷されたプリント配線板２に対してＱＦＮの位置合わせを行って、ＱＦＮをプリント配線板２（クリームはんだ２１）の上に載置する。次に、ＱＦＮが載置されたプリント配線板２をリフロー炉（図示せず）内に入れる。次に、リフロー炉内において、たとえば、２００数十℃程度の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させる。
【００４５】
ここで、クリームはんだ２１は、パッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷されている。また、パッド４は、４つのパッド４４に分割されて、互いに間隔を隔てて配置されている。このため、図２６に示すように、溶融したはんだ２２は、パッド４４の表面を濡らしながら広がって、パッド４４の側面に回り込むことになる。これにより、溶融したはんだがパッド４４の側面に回り込む分、溶融したはんだがパッド４４を濡らしながら広がった後の高さがより低くなって、ＱＦＮのパッケージ（図示せず）をプリント配線板の側にさらに接近させるように引き込むことができる。
【００４６】
こうして、図２７に示すように、ＱＦＮの底面電極１２がパッド４にはんだ２４を介して接合されるとともに、ＱＦＮの外周端子１３のそれぞれが、対応する外周パッド３にはんだ２４を介して接合されて、ＱＦＮがプリント配線板２に実装される。
【００４７】
上述したプリント配線板を用いた実装手順では、パッドは、４つのパッド４４に分割されて、互いに間隔を隔てて配置されて、そのそれぞれのパッド４４に対して、そのサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもってクリームはんだが印刷される。このため、溶融したはんだ２２は、パッド４４の表面を濡らしながら広がって、パッド４４の側面に回り込むことになる。
【００４８】
これにより、溶融したはんだがパッド４４の側面に回り込む分、溶融したはんだがパッド４４を濡らしながら広がった後の高さがより低くなって、ＱＦＮのパッケージ（図示せず）をプリント配線板の側にさらに接近させるように引き込むことができ、外周端子１３を、プリント配線板２の外周パッド３の表面の溶融しているはんだに確実に接触させて、外周端子１３を外周パッド３に確実に接合させることができる。また、溶融したはんだ２２が、パッド４４の側面に回り込むことで、底面電極１２とパッド４との接合をより強固にすることができる。
【００４９】
実施の形態３
ここでは、分割されたパッドとパッドとの間に、ソルダーレジストを形成したプリント配線板と、それを用いた実装手順について説明する。
【００５０】
図２８に示すように、プリント配線板２におけるＱＦＮが実装される領域（パッケージの外形１１ａ参照）では、複数（４つ）のパッド４が互いに間隔を隔てて、底面電極１２（図３参照）に対向するように配置されている。ソルダーレジスト５には、配置された４つのパッド４のそれぞれを露出する開口部５ｂが形成されて、互いに隣り合うパッド４４とパッド４４との間に位置する基板本体２ａの部分を覆うように形成されている。なお、これ以外の構成については、図４に示すプリント配線板と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を繰り返さないこととする。
【００５１】
次に、ＱＦＮのプリント配線板への実装手順について説明する。まず、実施の形態１において説明したように、所定のクリームはんだ、メタルマスクおよびスキージを用意する。次に、そのメタルマスクとスキージを用い、図２９および図３０に示すように、プリント配線板２の表面に露出するパッド４４の表面にクリームはんだ２１を印刷する。このとき、クリームはんだ２１は、パッド４４の外周に沿った領域が露出するように、露出したパッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷される。なお、このとき、パッドＰＰ（図４参照）の表面にもクリームはんだ（図示せず）が印刷される。
【００５２】
次に、クリームはんだが印刷されたプリント配線板２に対してＱＦＮの位置合わせを行って、ＱＦＮをプリント配線板２（クリームはんだ２１）の上に載置する。次に、ＱＦＮが載置されたプリント配線板２をリフロー炉（図示せず）内に入れる。次に、リフロー炉内において、たとえば、２００数十℃程度の温度のもとで加熱し、クリームはんだを溶融させる。
【００５３】
ここで、クリームはんだ２１は、パッド４４のサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもって印刷されている。また、パッド４は、４つのパッド４４に分割されて、互いに間隔を隔てて配置され、その隣り合うパッド４４とパッド４４との間にソルダーレジスト５が形成されている。
【００５４】
このため、図３１に示すように、溶融したはんだ２２は、パッド４４の表面を濡らしながら広がって、パッド４４の側面に回り込むことになる。これにより、溶融したはんだがパッド４４の側面に回り込む分、溶融したはんだがパッド４４を濡らしながら広がった後の高さがより低くなって、ＱＦＮのパッケージ（図示せず）をプリント配線板の側にさらに接近させるように引き込むことができる。また、互いに隣り合うパッド４４にそれぞれ印刷されて溶融したはんだが、ソルダーレジスト５によって一体化されるのを阻止することができる。
【００５５】
こうして、図３２に示すように、ＱＦＮの底面電極１２がパッド４にはんだ２４を介して接合されるとともに、ＱＦＮの外周端子１３のそれぞれが、対応する外周パッド３にはんだ２４を介して接合されて、ＱＦＮがプリント配線板２に実装される。
【００５６】
上述したプリント配線板を用いた実装方法では、パッドは、４つのパッド４４に分割されて、互いに間隔を隔てて配置されて、そのそれぞれのパッド４４に対して、そのサイズ（寸法）よりも小さいサイズをもってクリームはんだが印刷される。このため、溶融したはんだ２２は、パッド４４の表面を濡らしながら広がって、パッド４４の側面に回り込むことになる。
【００５７】
これにより、溶融したはんだがパッド４４の側面に回り込む分、溶融したはんだがパッド４４を濡らしながら広がった後の高さがより低くなって、ＱＦＮのパッケージ（図示せず）をプリント配線板の側にさらに接近させるように引き込むことができ、外周端子１３を、プリント配線板２の外周パッド３の表面の溶融しているはんだに確実に接触させて、外周端子１３を外周パッド３に確実に接合させることができる。
【００５８】
また、溶融したはんだ２２が、パッド４４の側面に回り込むことで、底面電極１２とパッド４との接合をより強固にすることができる。さらに、その隣り合うパッド４４とパッド４４との間にソルダーレジスト５が形成されていることで、互いに隣り合うパッド４４にそれぞれ印刷されて溶融したはんだが、ソルダーレジスト５によって一体化されるのを阻止して、ＱＦＮのパッケージが傾く（浮き）のを効果的に阻止することができる。
【００５９】
なお、上述した各実施の形態では、ＱＦＮの底面電極が接合されるパッドが、ソルダレジスト、または、パッドそのものによって複数の領域に区画される場合を説明した。パッドの区画の仕方としては、安定にＱＦＮを実装する観点から、図３３に示すように、区画されたパッド４のそれぞれに印刷されて溶融するはんだの頂点２３を結ぶ線分によって形成される領域（仮想領域）内に、ＱＦＮの重心１１ｂが平面的に位置するように区画することが望ましい。また、溶融するはんだの頂点２３を結ぶ線分によって形成される領域（仮想領域）内に、ＱＦＮの重心１１ｂが平面的に位置すれば、図３３に示すようなマトリクス状の区画に限られない。
【００６０】
一方、図３４に示すように、溶融するはんだの頂点２３を結ぶ線分上に、ＱＦＮの重心１１ｂが平面的に位置するような場合は好ましくなく、この場合には、ＱＦＮのパッケージが傾いてしまうおそれがある。
【００６１】
また、電子部品１としてＱＦＮを例に挙げて説明したが、電子部品のパッケージの底面に電極が形成されている表面実装型の電子部品であれば、たとえば、ＳＯＮ等の電子部品にも適用することが可能である。さらに、プリント配線板を覆う被覆層としてソルダレジストを例に挙げたが、電気的に絶縁性を有する材料であれば、ソルダレジストに限られない。
【００６２】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、ＱＦＮ等の表面実装型の電子部品を実装するためのプリント配線板に有効に利用される。
【符号の説明】
【００６４】
２ プリント配線板、２ａ 基板本体、３ 外周パッド、４ パッド、４４ パッド、５ ソルダーレジスト、５ａ，５ｂ 開口部、１ 電子部品、１１ パッケージ、１１ａ パッケージの外形、１１ｂ パッケージの重心、１２ 底面電極、１３ 外周端子、２１ クリームはんだ、２２ 溶融したはんだ、２３ はんだの頂点、２４ はんだ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの底面に底面電極を有する電子部品の実装に用いられるプリント配線板であって、
主表面を有する基板本体と、
前記基板本体の前記主表面に形成され、前記底面電極が接合されるパッドと、
前記基板本体の表面を覆うように形成された絶縁性の被覆層と
を備え、
前記パッドは、前記パッドの表面の一部が前記被覆層によって覆われる第１態様、および、分割された複数のパッドとして配置される第２態様のいずれかの態様によって、複数の領域に区画された、プリント配線板。
【請求項２】
前記パッドは、前記第１態様によって区画され、
前記パッドは、連続する一つの導電体によって形成され、
前記パッドは、前記導電体の表面の一部を覆う前記被覆層によって複数の領域に区画された、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記パッドは、前記第２態様によって区画され、
前記パッドは、複数の導電体を、互いに間隔を隔てて前記底面電極に対応するように配置することによって区画された、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項４】
複数の前記導電体では、互いに間隔を隔てて配置される一の前記導電体と他の前記導電体との間に前記被覆層が配置された、請求項３記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記パッドは、区画される複数の領域のそれぞれに供給されるはんだが溶融した際に、その溶融したはんだの頂点を結ぶ線分が閉じられた仮想領域を形成するとともに、前記電子部品の重心が前記仮想領域内に平面的に位置するように区画された、請求項１〜４のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記被覆層は、前記パッドにおいて最外周に位置する端縁を露出するように形成された、請求項１〜５のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のプリント配線板に電子部品が実装された、電子部品の実装構造であって、
前記プリント配線板の前記パッドに、電子部品のパッケージの底に形成された底面電極がはんだ付けによって接合された、電子部品の実装構造。
【請求項１】
パッケージの底面に底面電極を有する電子部品の実装に用いられるプリント配線板であって、
主表面を有する基板本体と、
前記基板本体の前記主表面に形成され、前記底面電極が接合されるパッドと、
前記基板本体の表面を覆うように形成された絶縁性の被覆層と
を備え、
前記パッドは、前記パッドの表面の一部が前記被覆層によって覆われる第１態様、および、分割された複数のパッドとして配置される第２態様のいずれかの態様によって、複数の領域に区画された、プリント配線板。
【請求項２】
前記パッドは、前記第１態様によって区画され、
前記パッドは、連続する一つの導電体によって形成され、
前記パッドは、前記導電体の表面の一部を覆う前記被覆層によって複数の領域に区画された、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記パッドは、前記第２態様によって区画され、
前記パッドは、複数の導電体を、互いに間隔を隔てて前記底面電極に対応するように配置することによって区画された、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項４】
複数の前記導電体では、互いに間隔を隔てて配置される一の前記導電体と他の前記導電体との間に前記被覆層が配置された、請求項３記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記パッドは、区画される複数の領域のそれぞれに供給されるはんだが溶融した際に、その溶融したはんだの頂点を結ぶ線分が閉じられた仮想領域を形成するとともに、前記電子部品の重心が前記仮想領域内に平面的に位置するように区画された、請求項１〜４のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記被覆層は、前記パッドにおいて最外周に位置する端縁を露出するように形成された、請求項１〜５のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のプリント配線板に電子部品が実装された、電子部品の実装構造であって、
前記プリント配線板の前記パッドに、電子部品のパッケージの底に形成された底面電極がはんだ付けによって接合された、電子部品の実装構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２０１３−８９７９５（Ｐ２０１３−８９７９５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９５４３（Ｐ２０１１−２２９５４３）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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