プリント配線板及びプリント回路板
【課題】電子部品のはんだ付けにおいて発生するボイドの残留を抑制することのできるプリント配線板及びプリント回路板を得る。
【解決手段】プリント配線板２ａは、絶縁体からなる基材と、電子部品を表面実装するための金属箔で基材の表面を覆っているパッド１１ａと、パッド１１ａ及び基材を貫通する貫通孔としてのボイド排出孔１９とを備え、基材のボイド排出孔１９の内壁は絶縁体で構成される。
【解決手段】プリント配線板２ａは、絶縁体からなる基材と、電子部品を表面実装するための金属箔で基材の表面を覆っているパッド１１ａと、パッド１１ａ及び基材を貫通する貫通孔としてのボイド排出孔１９とを備え、基材のボイド排出孔１９の内壁は絶縁体で構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、はんだ粒子とフラックスとの混合物であるソルダーペーストを用いるリフロー工法により電子部品を実装するプリント配線板及びプリント回路板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント配線板に実装される電子部品は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏ ｌｅａｄ ｐａｃｋａｇｅ）などのような表面実装型のパッケージが広く採用されている。一方で、このようなパッケージの小型化、高密度化に伴って、電子部品の発熱量が増加する傾向にあるため、パッケージ外縁の信号電極とは別にパッケージの底面に放熱電極を設け、プリント配線板を覆っている銅箔領域である放熱パッドに放熱電極をはんだ付けすることによって、電子部品の内部で発生する熱をプリント配線板に逃がすことができるようにした電子部品が増えている。
【０００３】
しかしながら、電子部品の放熱電極とプリント配線板の放熱パッドとをはんだ付けする際、リフロー加熱中にソルダーペーストのフラックスから発生したガスや、ソルダーペーストの塗布時に巻き込んだ空気等の気体により、気泡（以下、ボイドと称する）が発生し、この発生したボイドが溶融したはんだの中に存在したまま冷却されて固まることがある。放熱電極と放熱パッドとの間のはんだにボイドが残留すると、電子部品内で発生する熱がプリント配線板に逃げることの妨げとなり、電子部品の動作不良を引き起こす要因の一つとなっている。
【０００４】
従来のプリント配線板として、底面電極用パッド上に、ソルダーレジストによって形成されるスリットを設け、ソルダーペーストの溶融時に発生したボイドをスリットを通じて外部へ排出することで、発生したボイドの残留を抑制しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１１４１７号公報（第３−４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ソルダーレジストや底面電極用パッドは非常に薄い膜で構成されるため、従来のプリント配線板では、ソルダーレジストや底面電極用パッドによって形成されるスリットの高さは非常に低く、プリント配線板上のスリットの面積に対してスリットが外部へ開口している開口部の断面積は非常に小さいものとなる。このため、ソルダーペーストの溶融時に発生したボイドの多くが、スリットに移動して開口部から外部へ排出される前にはんだ付け工程が完了してしまい、発生したボイドの残留を十分に抑制できないという問題点があった。
また、上記の問題点を解消するためにスリットの数を増やすと、電子部品と底面電極用パッドとがはんだ付けされる接合面積が減少するため、はんだ付けの接合強度が低くなったり、放熱性が低くなったりするという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電子部品のはんだ付けにおいて発生するボイドの残留を抑制することのできるプリント配線板及びプリント回路板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るプリント配線板は、絶縁体からなる基材と、電子部品を表面実装するための金属箔で前記基材の表面を覆っているパッドと、前記パッド及び前記基材を貫通する貫通孔とを備え、前記基材の前記貫通孔内壁は絶縁体で構成されたものである。
【０００９】
また、この発明に係るプリント回路板は、絶縁体からなる基材と、金属箔で前記基材の表面を覆っているパッドと、前記パッド及び前記基材を貫通する貫通孔とを設け、前記基材の前記貫通孔内壁は絶縁体で構成されているプリント配線板、並びに、前記パッド上に表面実装された電子部品を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、プリント配線板の電子部品表面実装用のパッドに、パッド及び基材を貫通する貫通孔を設け、貫通孔内壁は絶縁体で構成されるようにしたので、電子部品のはんだ付けにおいてソルダーペーストの溶融時に発生するボイドを、貫通孔を通じて外部に排出することができ、ボイドの残留を抑制することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るプリント回路板の構成を示す平面図である。
【図２】一般的なプリント配線板の電子部品実装工程の遷移図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るプリント配線板の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るプリント配線板の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るプリント配線板の電子部品実装工程における放熱電極付近の拡大図である。
【図６】ソルダーペーストの加熱から冷却までの温度プロファイルを示す図である。
【図７】本発明に係る両面プリント配線板及び多層プリント配線板の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るプリント配線板の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明に係るプリント回路板１の構成を示す平面図であり、プリント回路板１は、プリント配線板２の上に、各種の電子部品を実装したものである。図において、各種の電子部品として、対向する２辺から信号電極を延ばしたＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれるパッケージ３、受動部品４、及び底面に放熱電極が設けられた放熱電極付きパッケージ５が実装されている。プリント配線板２には、回路パターンを形成する金属箔としての銅箔（図示せず）、プリント配線板２の表面を覆ってはんだが付着するのを防止するソルダーレジスト６、電子部品を表面実装するための金属箔としての銅箔領域である放熱電極用パッド（図示せず。以下、放熱パッド、と称する。）、信号電極用パッド７を備えている。放熱パッド、信号電極用パッド７にそれぞれ放熱電極付きパッケージ５の放熱電極（図示せず）、信号電極８がはんだ付けされることで、放熱電極付きパッケージ５とプリント配線板２が電気的に接続されて電子回路を形成する。
【００１３】
まず、図２により、放熱電極付きパッケージ５をプリント配線板２にはんだ付けする実装工程について説明する。
【００１４】
図２はリフロー工法による放熱電極付きパッケージ５の実装工程を示す遷移図であり、図２（４）は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１５】
図２（１）は、図１の放熱電極付きパッケージ５を実装する前のプリント配線板２を示している。
プリント配線板２は、実装される放熱電極付きパッケージ５の放熱電極９及び信号電極８の位置にそれぞれ対応して、基材１０の表面に放熱パッド１１及び信号電極用パッド７が設けられている。放熱パッド１１及び信号電極用パッド７の周りはソルダーレジスト６で囲まれており、このソルダーレジスト６は、絶縁体である樹脂で構成され、プリント配線板２の表面を保護するとともに、はんだブリッジ等のはんだ付け工程上の不具合を抑制している。
【００１６】
図２（２）は、放熱パッド１１及び信号電極用パッド７上にそれぞれソルダーペースト１２、１３が塗布された状態を示す。ソルダーペースト１２、１３は、はんだ粒子とフラックスとを含む混合物であり、フラックスの主成分は有機溶剤とロジンである。ソルダーペースト１２、１３の塗布には、放熱パッド１１及び信号電極用パッド７に対応する位置に開口が設けられたメタルマスク（図示せず）を用いたコンタクト印刷による方法がよく用いられる。コンタクト印刷では、メタルマスクとプリント配線板２とを位置合わせし、メタルマスクの開口を通して、メタルマスクと略等しい厚みのソルダーペーストが、それぞれ放熱パッド１１及び信号電極用パッド７上に転写されることにより、ソルダーペースト１２、１３が形成される。ここではソルダーペースト１２、１３を、メタルマスクを用いたコンタクト印刷で塗布したが、スクリーンを用いたギャップ印刷やディスペンサを用いたインクジェット印刷など、どのような方法で塗布してもよい。
【００１７】
図２（３）は、ソルダーペースト１２、１３が塗布されたプリント配線板２に対して、放熱電極付きパッケージ５を載置した状態を示す。放熱電極付きパッケージ５は、樹脂で覆われたパッケージボディ１４、パッケージボディ１４の底面に設けられた金属製の放熱電極９、パッケージボディ１４の各辺から４方向に延びた金属製の信号電極８から構成される。
【００１８】
図２（４）は、図２（３）の放熱電極付きパッケージ５とプリント配線板２とがはんだ付けされた状態を示す。放熱電極付きパッケージ５を載置したプリント配線板２をリフロー炉等により加熱すると、ソルダーペースト１２、１３に含まれるはんだ粒子は一旦溶融する。その後、プリント配線板２を冷却するとはんだが凝固してはんだ１５、１６となり、放熱パッド１１及び放熱電極９、信号電極用パッド７及び信号電極８がそれぞれ電気的に接続される。
ボイド１７は、放熱パッド１１と放熱電極９との間のはんだ１５に残留したボイドであり、ボイド１８は、信号電極用パッド７と信号電極８との間のはんだ１６に残留したボイドである。
【００１９】
実施の形態１．
次に、図３〜６により本発明の実施の形態１について説明する。
図３は、本発明の実施の形態１に係るプリント配線板２ａの構成を示す平面図であり、図４は、図３のプリント配線板２ａのＢ−Ｂの位置における矢視断面図である。
【００２０】
図３及び図４において、プリント配線板２ａには、布状に編まれたガラス繊維に樹脂が含浸された絶縁体からなる基材１０ａの表面を、放熱電極付きパッケージ５を表面実装するための金属箔としての銅箔で覆った放熱パッド１１ａ及び信号電極用パッド７が設けられており、放熱パッド１１ａ及び信号電極用パッド７の周りはソルダーレジスト６で囲まれている。
また、プリント配線板２ａの厚み方向に放熱パッド１１ａ及び基材１０ａを貫通する貫通孔としてのボイド排出孔１９が複数設けられている。基材１０ａのボイド排出孔１９の内壁は基材１０ａが露出しており、ボイド排出孔１９の開口部の大きさは、開口部の中心から重力によってはんだが落ちないような大きさである。さらに、放熱パッド１１ａには、ボイド排出孔１９の外周に沿って銅箔で覆っていない略円状の金属箔逃げ部としての銅箔逃げ部２０が形成されており、この銅箔逃げ部２０は基材１０ａが露出している。
【００２１】
次に、図５及び図６により、リフロー工法によるはんだ付け工程において、発生したボイドがボイド排出孔１９から排出されるメカニズムを説明する。
図５は、リフロー工法による放熱電極付きパッケージ５の実装工程における放熱電極９付近の拡大図である。
図６は、リフロー炉によるプリント配線板の加熱及び冷却の典型的な温度プロファイルであり、横軸はリフロー炉を通過する際の経過時間、縦軸はその時点での温度を示す。温度プロファイルは、予熱区間、本加熱区間、冷却区間に大別される。
【００２２】
図５（１）は、加熱前の放熱電極９周辺の拡大図を示し、放熱パッド１１ａ、ボイド排出孔１９、及び銅箔逃げ部２０の上にソルダーペースト１２が塗布されている。加熱前のソルダーペースト１２に含まれるフラックスはゲル状であり、活性度が低い状態である。また、ソルダーペースト１２は、粘性が高い粘弾性流体となっている。
【００２３】
図５（２）は、リフロー工法におけるはんだ付け工程の予熱区間における放熱電極９周辺の拡大図を示す。予熱区間におけるソルダーペースト１２に含まれるフラックスは、温度上昇とともに軟化し、ロジン成分が次第に活性化しながら溶融するため、流動性を増す。活性化したフラックスは、はんだ粒子、放熱パッド１１ａ、及び放熱電極９の表面の酸化膜を還元する。
また、予熱区間の温度領域では、フラックスに含まれる有機溶剤が気化し、また酸化膜が還元されて生じた水蒸気が気化し、初期ボイド１７ａが発生する。ソルダーペースト１２ａと大気との境界に接しているフラックスに含まれる有機溶剤は気化して大気へ排出されるが、ボイド排出孔１９からも同様に排出される。
【００２４】
図５（３）は、リフロー工法におけるはんだ付け工程の本加熱区間における放熱電極９周辺の拡大図を示す。本加熱区間では、放熱電極９周辺の温度がはんだの溶融温度を超えるため、ソルダーペースト１２ａに含まれるはんだ粒子は互いに融合し、液状のはんだ１５ａとなる。予熱区間において、はんだ粒子、放熱パッド１１ａ、及び放熱電極９の表面の酸化膜は還元され除去されているため、液状のはんだ１５ａは放熱パッド１１ａ及び放熱電極９に濡れ広がるが、銅箔逃げ部２０は樹脂の基材１０ａが露出しているため、銅箔逃げ部２０に対して濡れ広がることはなく、ボイド排出孔１９にも落ちない。
【００２５】
一方、液体と気体が接していると、液体と気体との界面には界面面積を小さくする方向に表面張力が作用する。ボイドが融合すると、初期ボイド１７ａと液状のはんだ１５ａとの界面面積が小さくなるため、初期ボイド１７ａは融合して成長したボイド１７ｂとなる。成長したボイド１７ｂは、液状のはんだ１５ａの中を移動する。液状のはんだ１５ａと大気との境界に達したボイド１７ｃは、液状のはんだ１５ａと大気との界面の面積が小さくなるよう、大気へ排出される。銅箔逃げ部２０に達したボイド１７ｄも、液状のはんだ１５ａと大気との界面の面積が小さくなるよう、ボイド排出孔１９を通じて大気へ排出される。
【００２６】
図５（４）は、リフロー工法におけるはんだ付け工程の冷却区間における放熱電極９周辺の拡大図を示す。冷却区間では、放熱電極９周辺の温度がはんだの溶融温度を下回るため、液状のはんだ１５ａは固化し、冷却後のはんだ１５ｂとなる。
【００２７】
本加熱区間において大気に排出されなかったボイド１７ｅは冷却区間にはほとんど外部へ排出されることはなく、冷却後のはんだ１５ｂに残留することになるが、本実施の形態１では、プリント配線板２ａ上の放熱パッド１１ａに、基材１０ａの厚み方向に放熱パッド１１ａ及び基材１０ａを貫通するボイド排出孔１９を設けたので、はんだ付けが完了する前にボイド１７ｄをボイド排出孔１９を通じて大気へ排出することができ、その結果、ボイドが少なく放熱性の高いプリント回路板を得ることができる。また、銅箔逃げ部２０を設けたので、成長したボイド１７ｂが液状のはんだ１５ａと大気との界面に接する確率を高めることができ、ボイド排出孔１９を通じてより多くのボイド１７ｂを大気へ排出することができる。
【００２８】
本実施の形態１では、基材１０ａの表面に放熱パッド１１ａを備える片面プリント配線板について説明したが、図７（１）の断面図で示すように、基材１０ｂの表面に放熱パッド１１ａを備え、基材１０ｂの裏面に配線パターン２１を備える両面プリント配線板２２、または図７（２）の断面図で示すように、基材１０ｃの表面に放熱パッド１１ａを備え、基材１０ｃ、１０ｄと配線パターン２１、２１ａとをウエハース状に積み重ねた多層プリント配線板２３においても実施することが可能である。
【００２９】
また、本実施の形態１では、ボイド排出孔１９の外周に銅箔で覆わず基材１０ａが露出している銅箔逃げ部２０を設ける構成としたが、ボイド排出孔１９の外周も銅箔で覆ってボイド排出孔１９の開口部のみ開口するように構成してもよい。片面プリント配線板２ａの場合は、ボイド排出孔１９の内壁は樹脂の基材１０ａが露出させることによって、リフロー工法によるはんだ付け工程において、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９の内壁に濡れ広がらないのでボイド排出孔１９には落ちず、発生したボイド１７ｄはボイド排出孔１９を通じて排出される。両面プリント配線板２２や多層プリント配線板２３の場合は、基材１０ａのボイド排出孔１９の内壁をソルダーレジスト等のはんだの付着を防止する絶縁層で覆えば、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９の内壁に濡れ広がらず、ボイド排出孔１９に落ちない。片面プリント配線板２ａにおいても、基材１０ａのボイド排出孔１９の内壁をソルダーレジスト等のはんだの付着を防止する絶縁層で覆って、液状のはんだ１５ａが、ボイド排出孔１９の内壁に濡れ広がらず、ボイド排出孔１９に落ちないようにしてもよい。
【００３０】
さらにまた、本実施の形態１では、ボイド排出孔１９の外周に銅箔逃げ部２０を設ける構成としたが、ボイド排出孔１９の外周に露出した基材１０ａの上にソルダーレジスト等の絶縁層を設けて、放熱パッド１１ｂのボイド排出孔１９の外周を絶縁層で囲う構成としてもよい。この場合も、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９の外周を囲っているソルダーレジストに濡れ広がらないので、液状のはんだ１５ａはボイド排出孔１９に落ちない。
【００３１】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係るプリント配線板２ｂの構成を示す平面図である。図１と同じ符号のものは同様の機能を有するので、説明を繰り返さない。
【００３２】
実施の形態２においては、放熱パッド１１ｂの内側及び外縁部に、プリント配線板２ｂの厚み方向に放熱パッド１１ｂ及び基材１０ａを貫通するボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂがそれぞれ複数設けられており、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁は基材１０ａが露出している。また、放熱パッド１１ｂに設けられたボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの外周に沿って銅箔で覆われていない略円状の銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂが形成されており、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂも基材１０ａが露出している。
【００３３】
銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂを拡大すれば、成長したボイド１７ｂが液状のはんだ１５ａと大気との界面に接する確率を高めることができ、ボイドの排出効果をさらに高め、例えば銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂを略円状に拡大すると、放熱電極９と放熱パッド１１ｂとのはんだ付けの接合面積が小さくなり、放熱効果も低くなる、という弊害が生じる可能性がある。そこで、本実施の形態２では、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂの外周の複数個所に銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂから外側に突き出るように放熱パッド１１ｂの銅箔を切り欠いた銅箔切り欠き２４ａ及び外縁銅箔切り欠き２４ｂを設け、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂと同様に基材１０ａが露出するようにした。
【００３４】
次に、動作について説明する。本加熱区間においては、上記実施の形態１と同様に、液状のはんだ１５ａと大気との境界に達したボイド１７ｃは大気へ排出され、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂに達したボイド１７ｄもボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂを通じて大気へ排出される。
【００３５】
ボイドは気体であり、表面張力により丸く広がるため、成長したボイド１７ｄが液状のはんだ１５ａの中を移動して銅箔切り欠き２４ａに接すると、銅箔切り欠き２４ａを通じて銅箔逃げ部２０ａに誘導され、ボイド排出孔１９ａを通じて大気に排出される。同様に、成長したボイド１７ｄが液状のはんだ１５ａの中を移動して外縁銅箔切り欠き２４ｂに接すると、外縁銅箔切り欠き２４ｂを通じて外縁銅箔逃げ部２０ｂに誘導され、外縁ボイド排出孔１９ｂを通じて大気に排出される。
【００３６】
以上のように、本実施の形態２では、上記実施の形態１に対して、銅箔逃げ部２０ａの外周に銅箔逃げ部２０ａから外側に突き出るように放熱パッド１１ｂの銅箔を切り欠いた銅箔切り欠き２４ａ、外縁銅箔逃げ部２０ｂの外周に外縁銅箔逃げ部２０ｂから外側に突き出るように放熱パッド１１ｂの銅箔を切り欠いた外縁銅箔切り欠き２４ｂをさらに備える構成とすることにより、放熱電極９と放熱パッド１１ｂとのはんだ付けの接合面積の減少を抑えつつ、ボイド１７をさらに効率よく排出することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態２では、基材１０ａの表面に放熱パッド１１ｂを備える片面プリント配線板２ｂにおいて実施する形態としたが、実施の形態１と同様、両面プリント配線板２２や多層プリント配線板２３についても実施することが可能である。
特に、両面プリント配線板２２及び多層プリント配線板２３には配線パターン２１、２１ａが存在することにより、放熱パッド１１ｂ上のボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂを配置する箇所が制限される場合がある。このような場合であっても、本実施の形態２によると、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの配置数を増加させることなく、発生したボイドの残留をさらに抑制することができる。
【００３８】
また、本実施の形態２では、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの外周に銅箔で覆わず基材１０ａが露出している銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂを設け、さらにその周りに銅箔切り欠き２４ａ及び外縁銅箔切り欠き２４ｂを設ける構成としたが、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂを設けずにボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの放熱パッド１１ｂ側の開口部の外周の複数個所に、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂから外側に突き出るように放熱パッド１１ｂの銅箔を切り欠いた銅箔切り欠き２４ａ及び外縁銅箔切り欠き２４ｂを形成するようにしてもよい。これにより、実施の形態１と同様、片面プリント配線板２ｂの場合は、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁は樹脂の基材１０ａが露出しているため、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁に濡れ広がらないので、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂには落ちず、発生したボイド１７ｄはボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂを通じて排出される。両面プリント配線板２２や多層プリント配線板２３の場合も、実施の形態１と同様、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁をソルダーレジスト等の絶縁層で覆えば、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁に濡れ広がらず、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂに落ちない。
【００３９】
また、上記実施の形態２では、放熱パッド１１ａの中心及び各頂点と中心とを結ぶ線上のほぼ真ん中にボイド排出孔１９を設けており、上記実施の形態２では、放熱パッド１１ｂの中心及び各頂点と中心とを結ぶ線上のほぼ真ん中にボイド排出孔１９ａを設け、放熱パッド１１ｂの各辺のほぼ真ん中にボイド排出孔１９ｂを設けたが、このように、放熱パッド１１ａ、１１ｂの全体をカバーできるようボイド排出孔１９を配置すると、ボイドの排出効果は高くなる。
【００４０】
上記実施の形態１及び２では、基材１０ａのボイド排出孔１９の内壁は基材１０ａが露出している場合について説明したが、液状のはんだ１５ａが濡れ広がらないソルダーレジスト等の絶縁層で覆われていてもよい。
【００４１】
上記実施の形態１及び２では、放熱電極付きパッケージ５としてパッケージボディ１４の各辺から４方向に信号電極を延ばしたＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）を用いて説明したが、電子部品本体の底面に放熱電極９を有するものであれば、どのような電子部品であってもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態１及び２では、ボイド排出孔１９、１９ａ、１９ｂを、プリント配線板２ａ、２ｂの厚み方向に垂直に貫通する構成としたが、放熱パッド１１ａ、１１ｂ及び基材１０ａを貫通していれば垂直でなくてもよく、例えば、斜めに放熱パッド１１ａ、１１ｂ及び基材１０ａを貫通するような構成であってもよい。
【００４３】
両面プリント配線板２２及び多層プリント配線板２３において、ボイド排出孔１９、１９ａ、１９ｂは、基材裏面や積み重ねた基材に設けられた回路パターンに影響しないように全ての放熱パッド１１ａ、１１ｂ、配線パターン２１、２１ａ及び基材１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを貫通していれば、プリント配線板２ａ、２ｂの厚み方向に垂直に延びる構成でなくてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ プリント回路板
２、２ａ、２ｂ プリント配線板
５ 放熱電極付きパッケージ
６ ソルダーレジスト
９ 放熱電極
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 基材
１１、１１ａ 放熱パッド
１２、１２ａ ソルダーペースト
１５、１５ａ、１５ｂ はんだ
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ ボイド
１９、１９ａ ボイド排出孔
１９ｂ 外縁ボイド排出孔
２０、２０ａ 銅箔逃げ部
２０ｂ 外縁銅箔逃げ部
２４ａ 銅箔切り欠き
２４ｂ 外縁銅箔切り欠き
【技術分野】
【０００１】
この発明は、はんだ粒子とフラックスとの混合物であるソルダーペーストを用いるリフロー工法により電子部品を実装するプリント配線板及びプリント回路板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント配線板に実装される電子部品は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏ ｌｅａｄ ｐａｃｋａｇｅ）などのような表面実装型のパッケージが広く採用されている。一方で、このようなパッケージの小型化、高密度化に伴って、電子部品の発熱量が増加する傾向にあるため、パッケージ外縁の信号電極とは別にパッケージの底面に放熱電極を設け、プリント配線板を覆っている銅箔領域である放熱パッドに放熱電極をはんだ付けすることによって、電子部品の内部で発生する熱をプリント配線板に逃がすことができるようにした電子部品が増えている。
【０００３】
しかしながら、電子部品の放熱電極とプリント配線板の放熱パッドとをはんだ付けする際、リフロー加熱中にソルダーペーストのフラックスから発生したガスや、ソルダーペーストの塗布時に巻き込んだ空気等の気体により、気泡（以下、ボイドと称する）が発生し、この発生したボイドが溶融したはんだの中に存在したまま冷却されて固まることがある。放熱電極と放熱パッドとの間のはんだにボイドが残留すると、電子部品内で発生する熱がプリント配線板に逃げることの妨げとなり、電子部品の動作不良を引き起こす要因の一つとなっている。
【０００４】
従来のプリント配線板として、底面電極用パッド上に、ソルダーレジストによって形成されるスリットを設け、ソルダーペーストの溶融時に発生したボイドをスリットを通じて外部へ排出することで、発生したボイドの残留を抑制しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１１４１７号公報（第３−４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ソルダーレジストや底面電極用パッドは非常に薄い膜で構成されるため、従来のプリント配線板では、ソルダーレジストや底面電極用パッドによって形成されるスリットの高さは非常に低く、プリント配線板上のスリットの面積に対してスリットが外部へ開口している開口部の断面積は非常に小さいものとなる。このため、ソルダーペーストの溶融時に発生したボイドの多くが、スリットに移動して開口部から外部へ排出される前にはんだ付け工程が完了してしまい、発生したボイドの残留を十分に抑制できないという問題点があった。
また、上記の問題点を解消するためにスリットの数を増やすと、電子部品と底面電極用パッドとがはんだ付けされる接合面積が減少するため、はんだ付けの接合強度が低くなったり、放熱性が低くなったりするという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電子部品のはんだ付けにおいて発生するボイドの残留を抑制することのできるプリント配線板及びプリント回路板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るプリント配線板は、絶縁体からなる基材と、電子部品を表面実装するための金属箔で前記基材の表面を覆っているパッドと、前記パッド及び前記基材を貫通する貫通孔とを備え、前記基材の前記貫通孔内壁は絶縁体で構成されたものである。
【０００９】
また、この発明に係るプリント回路板は、絶縁体からなる基材と、金属箔で前記基材の表面を覆っているパッドと、前記パッド及び前記基材を貫通する貫通孔とを設け、前記基材の前記貫通孔内壁は絶縁体で構成されているプリント配線板、並びに、前記パッド上に表面実装された電子部品を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、プリント配線板の電子部品表面実装用のパッドに、パッド及び基材を貫通する貫通孔を設け、貫通孔内壁は絶縁体で構成されるようにしたので、電子部品のはんだ付けにおいてソルダーペーストの溶融時に発生するボイドを、貫通孔を通じて外部に排出することができ、ボイドの残留を抑制することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るプリント回路板の構成を示す平面図である。
【図２】一般的なプリント配線板の電子部品実装工程の遷移図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るプリント配線板の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るプリント配線板の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るプリント配線板の電子部品実装工程における放熱電極付近の拡大図である。
【図６】ソルダーペーストの加熱から冷却までの温度プロファイルを示す図である。
【図７】本発明に係る両面プリント配線板及び多層プリント配線板の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るプリント配線板の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明に係るプリント回路板１の構成を示す平面図であり、プリント回路板１は、プリント配線板２の上に、各種の電子部品を実装したものである。図において、各種の電子部品として、対向する２辺から信号電極を延ばしたＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれるパッケージ３、受動部品４、及び底面に放熱電極が設けられた放熱電極付きパッケージ５が実装されている。プリント配線板２には、回路パターンを形成する金属箔としての銅箔（図示せず）、プリント配線板２の表面を覆ってはんだが付着するのを防止するソルダーレジスト６、電子部品を表面実装するための金属箔としての銅箔領域である放熱電極用パッド（図示せず。以下、放熱パッド、と称する。）、信号電極用パッド７を備えている。放熱パッド、信号電極用パッド７にそれぞれ放熱電極付きパッケージ５の放熱電極（図示せず）、信号電極８がはんだ付けされることで、放熱電極付きパッケージ５とプリント配線板２が電気的に接続されて電子回路を形成する。
【００１３】
まず、図２により、放熱電極付きパッケージ５をプリント配線板２にはんだ付けする実装工程について説明する。
【００１４】
図２はリフロー工法による放熱電極付きパッケージ５の実装工程を示す遷移図であり、図２（４）は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１５】
図２（１）は、図１の放熱電極付きパッケージ５を実装する前のプリント配線板２を示している。
プリント配線板２は、実装される放熱電極付きパッケージ５の放熱電極９及び信号電極８の位置にそれぞれ対応して、基材１０の表面に放熱パッド１１及び信号電極用パッド７が設けられている。放熱パッド１１及び信号電極用パッド７の周りはソルダーレジスト６で囲まれており、このソルダーレジスト６は、絶縁体である樹脂で構成され、プリント配線板２の表面を保護するとともに、はんだブリッジ等のはんだ付け工程上の不具合を抑制している。
【００１６】
図２（２）は、放熱パッド１１及び信号電極用パッド７上にそれぞれソルダーペースト１２、１３が塗布された状態を示す。ソルダーペースト１２、１３は、はんだ粒子とフラックスとを含む混合物であり、フラックスの主成分は有機溶剤とロジンである。ソルダーペースト１２、１３の塗布には、放熱パッド１１及び信号電極用パッド７に対応する位置に開口が設けられたメタルマスク（図示せず）を用いたコンタクト印刷による方法がよく用いられる。コンタクト印刷では、メタルマスクとプリント配線板２とを位置合わせし、メタルマスクの開口を通して、メタルマスクと略等しい厚みのソルダーペーストが、それぞれ放熱パッド１１及び信号電極用パッド７上に転写されることにより、ソルダーペースト１２、１３が形成される。ここではソルダーペースト１２、１３を、メタルマスクを用いたコンタクト印刷で塗布したが、スクリーンを用いたギャップ印刷やディスペンサを用いたインクジェット印刷など、どのような方法で塗布してもよい。
【００１７】
図２（３）は、ソルダーペースト１２、１３が塗布されたプリント配線板２に対して、放熱電極付きパッケージ５を載置した状態を示す。放熱電極付きパッケージ５は、樹脂で覆われたパッケージボディ１４、パッケージボディ１４の底面に設けられた金属製の放熱電極９、パッケージボディ１４の各辺から４方向に延びた金属製の信号電極８から構成される。
【００１８】
図２（４）は、図２（３）の放熱電極付きパッケージ５とプリント配線板２とがはんだ付けされた状態を示す。放熱電極付きパッケージ５を載置したプリント配線板２をリフロー炉等により加熱すると、ソルダーペースト１２、１３に含まれるはんだ粒子は一旦溶融する。その後、プリント配線板２を冷却するとはんだが凝固してはんだ１５、１６となり、放熱パッド１１及び放熱電極９、信号電極用パッド７及び信号電極８がそれぞれ電気的に接続される。
ボイド１７は、放熱パッド１１と放熱電極９との間のはんだ１５に残留したボイドであり、ボイド１８は、信号電極用パッド７と信号電極８との間のはんだ１６に残留したボイドである。
【００１９】
実施の形態１．
次に、図３〜６により本発明の実施の形態１について説明する。
図３は、本発明の実施の形態１に係るプリント配線板２ａの構成を示す平面図であり、図４は、図３のプリント配線板２ａのＢ−Ｂの位置における矢視断面図である。
【００２０】
図３及び図４において、プリント配線板２ａには、布状に編まれたガラス繊維に樹脂が含浸された絶縁体からなる基材１０ａの表面を、放熱電極付きパッケージ５を表面実装するための金属箔としての銅箔で覆った放熱パッド１１ａ及び信号電極用パッド７が設けられており、放熱パッド１１ａ及び信号電極用パッド７の周りはソルダーレジスト６で囲まれている。
また、プリント配線板２ａの厚み方向に放熱パッド１１ａ及び基材１０ａを貫通する貫通孔としてのボイド排出孔１９が複数設けられている。基材１０ａのボイド排出孔１９の内壁は基材１０ａが露出しており、ボイド排出孔１９の開口部の大きさは、開口部の中心から重力によってはんだが落ちないような大きさである。さらに、放熱パッド１１ａには、ボイド排出孔１９の外周に沿って銅箔で覆っていない略円状の金属箔逃げ部としての銅箔逃げ部２０が形成されており、この銅箔逃げ部２０は基材１０ａが露出している。
【００２１】
次に、図５及び図６により、リフロー工法によるはんだ付け工程において、発生したボイドがボイド排出孔１９から排出されるメカニズムを説明する。
図５は、リフロー工法による放熱電極付きパッケージ５の実装工程における放熱電極９付近の拡大図である。
図６は、リフロー炉によるプリント配線板の加熱及び冷却の典型的な温度プロファイルであり、横軸はリフロー炉を通過する際の経過時間、縦軸はその時点での温度を示す。温度プロファイルは、予熱区間、本加熱区間、冷却区間に大別される。
【００２２】
図５（１）は、加熱前の放熱電極９周辺の拡大図を示し、放熱パッド１１ａ、ボイド排出孔１９、及び銅箔逃げ部２０の上にソルダーペースト１２が塗布されている。加熱前のソルダーペースト１２に含まれるフラックスはゲル状であり、活性度が低い状態である。また、ソルダーペースト１２は、粘性が高い粘弾性流体となっている。
【００２３】
図５（２）は、リフロー工法におけるはんだ付け工程の予熱区間における放熱電極９周辺の拡大図を示す。予熱区間におけるソルダーペースト１２に含まれるフラックスは、温度上昇とともに軟化し、ロジン成分が次第に活性化しながら溶融するため、流動性を増す。活性化したフラックスは、はんだ粒子、放熱パッド１１ａ、及び放熱電極９の表面の酸化膜を還元する。
また、予熱区間の温度領域では、フラックスに含まれる有機溶剤が気化し、また酸化膜が還元されて生じた水蒸気が気化し、初期ボイド１７ａが発生する。ソルダーペースト１２ａと大気との境界に接しているフラックスに含まれる有機溶剤は気化して大気へ排出されるが、ボイド排出孔１９からも同様に排出される。
【００２４】
図５（３）は、リフロー工法におけるはんだ付け工程の本加熱区間における放熱電極９周辺の拡大図を示す。本加熱区間では、放熱電極９周辺の温度がはんだの溶融温度を超えるため、ソルダーペースト１２ａに含まれるはんだ粒子は互いに融合し、液状のはんだ１５ａとなる。予熱区間において、はんだ粒子、放熱パッド１１ａ、及び放熱電極９の表面の酸化膜は還元され除去されているため、液状のはんだ１５ａは放熱パッド１１ａ及び放熱電極９に濡れ広がるが、銅箔逃げ部２０は樹脂の基材１０ａが露出しているため、銅箔逃げ部２０に対して濡れ広がることはなく、ボイド排出孔１９にも落ちない。
【００２５】
一方、液体と気体が接していると、液体と気体との界面には界面面積を小さくする方向に表面張力が作用する。ボイドが融合すると、初期ボイド１７ａと液状のはんだ１５ａとの界面面積が小さくなるため、初期ボイド１７ａは融合して成長したボイド１７ｂとなる。成長したボイド１７ｂは、液状のはんだ１５ａの中を移動する。液状のはんだ１５ａと大気との境界に達したボイド１７ｃは、液状のはんだ１５ａと大気との界面の面積が小さくなるよう、大気へ排出される。銅箔逃げ部２０に達したボイド１７ｄも、液状のはんだ１５ａと大気との界面の面積が小さくなるよう、ボイド排出孔１９を通じて大気へ排出される。
【００２６】
図５（４）は、リフロー工法におけるはんだ付け工程の冷却区間における放熱電極９周辺の拡大図を示す。冷却区間では、放熱電極９周辺の温度がはんだの溶融温度を下回るため、液状のはんだ１５ａは固化し、冷却後のはんだ１５ｂとなる。
【００２７】
本加熱区間において大気に排出されなかったボイド１７ｅは冷却区間にはほとんど外部へ排出されることはなく、冷却後のはんだ１５ｂに残留することになるが、本実施の形態１では、プリント配線板２ａ上の放熱パッド１１ａに、基材１０ａの厚み方向に放熱パッド１１ａ及び基材１０ａを貫通するボイド排出孔１９を設けたので、はんだ付けが完了する前にボイド１７ｄをボイド排出孔１９を通じて大気へ排出することができ、その結果、ボイドが少なく放熱性の高いプリント回路板を得ることができる。また、銅箔逃げ部２０を設けたので、成長したボイド１７ｂが液状のはんだ１５ａと大気との界面に接する確率を高めることができ、ボイド排出孔１９を通じてより多くのボイド１７ｂを大気へ排出することができる。
【００２８】
本実施の形態１では、基材１０ａの表面に放熱パッド１１ａを備える片面プリント配線板について説明したが、図７（１）の断面図で示すように、基材１０ｂの表面に放熱パッド１１ａを備え、基材１０ｂの裏面に配線パターン２１を備える両面プリント配線板２２、または図７（２）の断面図で示すように、基材１０ｃの表面に放熱パッド１１ａを備え、基材１０ｃ、１０ｄと配線パターン２１、２１ａとをウエハース状に積み重ねた多層プリント配線板２３においても実施することが可能である。
【００２９】
また、本実施の形態１では、ボイド排出孔１９の外周に銅箔で覆わず基材１０ａが露出している銅箔逃げ部２０を設ける構成としたが、ボイド排出孔１９の外周も銅箔で覆ってボイド排出孔１９の開口部のみ開口するように構成してもよい。片面プリント配線板２ａの場合は、ボイド排出孔１９の内壁は樹脂の基材１０ａが露出させることによって、リフロー工法によるはんだ付け工程において、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９の内壁に濡れ広がらないのでボイド排出孔１９には落ちず、発生したボイド１７ｄはボイド排出孔１９を通じて排出される。両面プリント配線板２２や多層プリント配線板２３の場合は、基材１０ａのボイド排出孔１９の内壁をソルダーレジスト等のはんだの付着を防止する絶縁層で覆えば、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９の内壁に濡れ広がらず、ボイド排出孔１９に落ちない。片面プリント配線板２ａにおいても、基材１０ａのボイド排出孔１９の内壁をソルダーレジスト等のはんだの付着を防止する絶縁層で覆って、液状のはんだ１５ａが、ボイド排出孔１９の内壁に濡れ広がらず、ボイド排出孔１９に落ちないようにしてもよい。
【００３０】
さらにまた、本実施の形態１では、ボイド排出孔１９の外周に銅箔逃げ部２０を設ける構成としたが、ボイド排出孔１９の外周に露出した基材１０ａの上にソルダーレジスト等の絶縁層を設けて、放熱パッド１１ｂのボイド排出孔１９の外周を絶縁層で囲う構成としてもよい。この場合も、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９の外周を囲っているソルダーレジストに濡れ広がらないので、液状のはんだ１５ａはボイド排出孔１９に落ちない。
【００３１】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係るプリント配線板２ｂの構成を示す平面図である。図１と同じ符号のものは同様の機能を有するので、説明を繰り返さない。
【００３２】
実施の形態２においては、放熱パッド１１ｂの内側及び外縁部に、プリント配線板２ｂの厚み方向に放熱パッド１１ｂ及び基材１０ａを貫通するボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂがそれぞれ複数設けられており、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁は基材１０ａが露出している。また、放熱パッド１１ｂに設けられたボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの外周に沿って銅箔で覆われていない略円状の銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂが形成されており、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂも基材１０ａが露出している。
【００３３】
銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂを拡大すれば、成長したボイド１７ｂが液状のはんだ１５ａと大気との界面に接する確率を高めることができ、ボイドの排出効果をさらに高め、例えば銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂを略円状に拡大すると、放熱電極９と放熱パッド１１ｂとのはんだ付けの接合面積が小さくなり、放熱効果も低くなる、という弊害が生じる可能性がある。そこで、本実施の形態２では、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂの外周の複数個所に銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂから外側に突き出るように放熱パッド１１ｂの銅箔を切り欠いた銅箔切り欠き２４ａ及び外縁銅箔切り欠き２４ｂを設け、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂと同様に基材１０ａが露出するようにした。
【００３４】
次に、動作について説明する。本加熱区間においては、上記実施の形態１と同様に、液状のはんだ１５ａと大気との境界に達したボイド１７ｃは大気へ排出され、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂに達したボイド１７ｄもボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂを通じて大気へ排出される。
【００３５】
ボイドは気体であり、表面張力により丸く広がるため、成長したボイド１７ｄが液状のはんだ１５ａの中を移動して銅箔切り欠き２４ａに接すると、銅箔切り欠き２４ａを通じて銅箔逃げ部２０ａに誘導され、ボイド排出孔１９ａを通じて大気に排出される。同様に、成長したボイド１７ｄが液状のはんだ１５ａの中を移動して外縁銅箔切り欠き２４ｂに接すると、外縁銅箔切り欠き２４ｂを通じて外縁銅箔逃げ部２０ｂに誘導され、外縁ボイド排出孔１９ｂを通じて大気に排出される。
【００３６】
以上のように、本実施の形態２では、上記実施の形態１に対して、銅箔逃げ部２０ａの外周に銅箔逃げ部２０ａから外側に突き出るように放熱パッド１１ｂの銅箔を切り欠いた銅箔切り欠き２４ａ、外縁銅箔逃げ部２０ｂの外周に外縁銅箔逃げ部２０ｂから外側に突き出るように放熱パッド１１ｂの銅箔を切り欠いた外縁銅箔切り欠き２４ｂをさらに備える構成とすることにより、放熱電極９と放熱パッド１１ｂとのはんだ付けの接合面積の減少を抑えつつ、ボイド１７をさらに効率よく排出することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態２では、基材１０ａの表面に放熱パッド１１ｂを備える片面プリント配線板２ｂにおいて実施する形態としたが、実施の形態１と同様、両面プリント配線板２２や多層プリント配線板２３についても実施することが可能である。
特に、両面プリント配線板２２及び多層プリント配線板２３には配線パターン２１、２１ａが存在することにより、放熱パッド１１ｂ上のボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂを配置する箇所が制限される場合がある。このような場合であっても、本実施の形態２によると、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの配置数を増加させることなく、発生したボイドの残留をさらに抑制することができる。
【００３８】
また、本実施の形態２では、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの外周に銅箔で覆わず基材１０ａが露出している銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂを設け、さらにその周りに銅箔切り欠き２４ａ及び外縁銅箔切り欠き２４ｂを設ける構成としたが、銅箔逃げ部２０ａ及び外縁銅箔逃げ部２０ｂを設けずにボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの放熱パッド１１ｂ側の開口部の外周の複数個所に、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂから外側に突き出るように放熱パッド１１ｂの銅箔を切り欠いた銅箔切り欠き２４ａ及び外縁銅箔切り欠き２４ｂを形成するようにしてもよい。これにより、実施の形態１と同様、片面プリント配線板２ｂの場合は、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁は樹脂の基材１０ａが露出しているため、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁に濡れ広がらないので、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂには落ちず、発生したボイド１７ｄはボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂを通じて排出される。両面プリント配線板２２や多層プリント配線板２３の場合も、実施の形態１と同様、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁をソルダーレジスト等の絶縁層で覆えば、液状のはんだ１５ａは、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂの内壁に濡れ広がらず、ボイド排出孔１９ａ及び外縁ボイド排出孔１９ｂに落ちない。
【００３９】
また、上記実施の形態２では、放熱パッド１１ａの中心及び各頂点と中心とを結ぶ線上のほぼ真ん中にボイド排出孔１９を設けており、上記実施の形態２では、放熱パッド１１ｂの中心及び各頂点と中心とを結ぶ線上のほぼ真ん中にボイド排出孔１９ａを設け、放熱パッド１１ｂの各辺のほぼ真ん中にボイド排出孔１９ｂを設けたが、このように、放熱パッド１１ａ、１１ｂの全体をカバーできるようボイド排出孔１９を配置すると、ボイドの排出効果は高くなる。
【００４０】
上記実施の形態１及び２では、基材１０ａのボイド排出孔１９の内壁は基材１０ａが露出している場合について説明したが、液状のはんだ１５ａが濡れ広がらないソルダーレジスト等の絶縁層で覆われていてもよい。
【００４１】
上記実施の形態１及び２では、放熱電極付きパッケージ５としてパッケージボディ１４の各辺から４方向に信号電極を延ばしたＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）を用いて説明したが、電子部品本体の底面に放熱電極９を有するものであれば、どのような電子部品であってもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態１及び２では、ボイド排出孔１９、１９ａ、１９ｂを、プリント配線板２ａ、２ｂの厚み方向に垂直に貫通する構成としたが、放熱パッド１１ａ、１１ｂ及び基材１０ａを貫通していれば垂直でなくてもよく、例えば、斜めに放熱パッド１１ａ、１１ｂ及び基材１０ａを貫通するような構成であってもよい。
【００４３】
両面プリント配線板２２及び多層プリント配線板２３において、ボイド排出孔１９、１９ａ、１９ｂは、基材裏面や積み重ねた基材に設けられた回路パターンに影響しないように全ての放熱パッド１１ａ、１１ｂ、配線パターン２１、２１ａ及び基材１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを貫通していれば、プリント配線板２ａ、２ｂの厚み方向に垂直に延びる構成でなくてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ プリント回路板
２、２ａ、２ｂ プリント配線板
５ 放熱電極付きパッケージ
６ ソルダーレジスト
９ 放熱電極
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 基材
１１、１１ａ 放熱パッド
１２、１２ａ ソルダーペースト
１５、１５ａ、１５ｂ はんだ
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ ボイド
１９、１９ａ ボイド排出孔
１９ｂ 外縁ボイド排出孔
２０、２０ａ 銅箔逃げ部
２０ｂ 外縁銅箔逃げ部
２４ａ 銅箔切り欠き
２４ｂ 外縁銅箔切り欠き
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体からなる基材と、
電子部品を表面実装するための金属箔で前記基材の表面を覆っているパッドと、
前記パッド及び前記基材を貫通する貫通孔とを備え、
前記基材の前記貫通孔内壁は絶縁体で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２】
前記パッドの前記貫通孔外周に前記金属箔で覆っていない金属箔逃げ部を設けたことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記金属箔逃げ部は、前記基材を略円状に露出させたことを特徴とする請求項２記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記貫通孔から外側に突き出るように前記パッドの前記金属箔を切り欠いたことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記金属箔逃げ部から外側に突き出るように前記パッドの前記金属箔を切り欠いたことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記金属箔逃げ部にはんだの付着を防止する絶縁層を設けて、前記パッドの前記貫通孔外周を前記絶縁層で囲ったことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記基材の前記貫通穴内壁は該基材が露出していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項８】
前記基材の前記貫通穴内壁をはんだの付着を防止する絶縁層で覆ったことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項９】
絶縁体からなる基材と、金属箔で前記基材の表面を覆っているパッドと、前記パッド及び前記基材を貫通する貫通孔とを設け、前記基材の前記貫通孔内壁は絶縁体で構成されているプリント配線板、
並びに、前記パッド上に表面実装された電子部品を備えたことを特徴とするプリント回路板。
【請求項１０】
前記プリント配線板の前記パッドの前記貫通孔外周に前記金属箔で覆っていない金属箔逃げ部を設けたことを特徴とする請求項９記載のプリント回路板。
【請求項１１】
前記金属箔逃げ部は、前記基材を略円状に露出させたことを特徴とする請求項１０記載のプリント回路板。
【請求項１２】
前記プリント配線板の前記貫通孔から外側に突き出るように前記パッドの前記金属箔を切り欠いたことを特徴とする請求項９記載のプリント回路板。
【請求項１３】
前記金属箔逃げ部から外側に突き出るように前記パッドの前記金属箔を切り欠いたことを特徴とする請求項１０又は１１のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１４】
前記金属箔逃げ部にはんだの付着を防止する絶縁層を設けて、前記パッドの前記貫通孔外周を前記絶縁層で囲ったことを特徴とする請求項１０または請求項１１のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１５】
前記基材の前記貫通穴内壁は該基材が露出していることを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１６】
前記基材の前記貫通穴内壁をはんだの付着を防止する絶縁層を覆ったことを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１】
絶縁体からなる基材と、
電子部品を表面実装するための金属箔で前記基材の表面を覆っているパッドと、
前記パッド及び前記基材を貫通する貫通孔とを備え、
前記基材の前記貫通孔内壁は絶縁体で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２】
前記パッドの前記貫通孔外周に前記金属箔で覆っていない金属箔逃げ部を設けたことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記金属箔逃げ部は、前記基材を略円状に露出させたことを特徴とする請求項２記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記貫通孔から外側に突き出るように前記パッドの前記金属箔を切り欠いたことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記金属箔逃げ部から外側に突き出るように前記パッドの前記金属箔を切り欠いたことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記金属箔逃げ部にはんだの付着を防止する絶縁層を設けて、前記パッドの前記貫通孔外周を前記絶縁層で囲ったことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記基材の前記貫通穴内壁は該基材が露出していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項８】
前記基材の前記貫通穴内壁をはんだの付着を防止する絶縁層で覆ったことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項９】
絶縁体からなる基材と、金属箔で前記基材の表面を覆っているパッドと、前記パッド及び前記基材を貫通する貫通孔とを設け、前記基材の前記貫通孔内壁は絶縁体で構成されているプリント配線板、
並びに、前記パッド上に表面実装された電子部品を備えたことを特徴とするプリント回路板。
【請求項１０】
前記プリント配線板の前記パッドの前記貫通孔外周に前記金属箔で覆っていない金属箔逃げ部を設けたことを特徴とする請求項９記載のプリント回路板。
【請求項１１】
前記金属箔逃げ部は、前記基材を略円状に露出させたことを特徴とする請求項１０記載のプリント回路板。
【請求項１２】
前記プリント配線板の前記貫通孔から外側に突き出るように前記パッドの前記金属箔を切り欠いたことを特徴とする請求項９記載のプリント回路板。
【請求項１３】
前記金属箔逃げ部から外側に突き出るように前記パッドの前記金属箔を切り欠いたことを特徴とする請求項１０又は１１のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１４】
前記金属箔逃げ部にはんだの付着を防止する絶縁層を設けて、前記パッドの前記貫通孔外周を前記絶縁層で囲ったことを特徴とする請求項１０または請求項１１のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１５】
前記基材の前記貫通穴内壁は該基材が露出していることを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１６】
前記基材の前記貫通穴内壁をはんだの付着を防止する絶縁層を覆ったことを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２２１１０（Ｐ２０１２−２２２１１０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５５４６（Ｐ２０１１−８５５４６）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【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２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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