説明

回路基板

【課題】 所定の端子数を確保して、モジュール基板と搭載基板との接合部分の破断を防止する。
【解決手段】 矩形状の回路基板であって、回路基板の第1の主面に配列された複数のランド電極を備え、その複数のランド電極のうち、第1の主面の各角部に配列されたランド電極は、その形状が、他のランド電極の形状に比べ、第1の主面の中心から最も遠い距離にある周辺部を切除した形状となるように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モジュール基板や搭載基板などの回路基板に関する。
【背景技術】
【0002】
表面実装型モジュールの外部接続端子電極は、LGA(Land grid array)端子電極構造が主流である。この種のモジュールは、例えば図15のような、多数のランド電極42、基板角部に形成されたランド電極43を有する、エリアアレイ型のモジュール基板41を備えている。ところで、このようなモジュールは、各種電子機器の搭載基板に実装される作業工程や、各種電子機器の搭載基板に実装された後の実使用時等において、曲げや引っ張り等の様々な外力による応力を受けることがある。その際、モジュール基板41のランド電極42,43のうち、モジュール基板41の中心から最も遠いランド電極43に最も応力がかかる傾向にある。したがって最も遠いランド電極43の接合部が破断してしまう問題があった。
【0003】
そこで、応力が加わった場合でもモジュール基板と搭載基板との接合部分の破断を防止するための構成が、特開2005−64274号公報(特許文献1)に開示されている。この特許文献1のものは、図18に示すように回路基板171の各角部176を除いてパッド電極172が略円形状または多角形状に配列されるように構成されている。このように各角部176にパッド電極172が設けられていないので、回路基板171が曲げられる等により何れかの方向から応力を受けた際にも一部のパッド電極172に応力が集中することを防ぎ、各パッド電極172に加わる応力を分散することにより緩和させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−64274号公報
【発明の概要】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、上記文献1の構成は、回路基板の角部を除いて電極が形成されているので、有効面積が小さくなり所定の端子数を確保できない、全体の接合面積が小さくなり十分な接合強度が得られないという問題があった。これらの問題は、基板の周辺部に電極が配置されるペリフェラル型配置において特に顕著になる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記問題点を解決するために、本発明に係わる回路基板は、矩形状の回路基板であって、前記回路基板の第1の主面に配列された複数のランド電極を備え、前記複数のランド電極のうち、前記第1の主面の各角部に配列されたランド電極は、その形状が、他のランド電極の形状に比べ、前記第1の主面の中心から最も遠い距離にある周辺部を切除した形状となるように構成されている。
【0008】
また、本発明に係わる回路基板は、矩形状の回路基板であって、前記回路基板の第1の主面に配列された複数のランド電極を備え、前記ランド電極の周辺部のうち、前記第一の主面の中心からの距離、が最も大きくなる周辺部までの距離よりも小さい距離の半径で、前記第1の主面の中心を中心点とする仮想の円を描いた際、前記ランド電極は、その形状が、前記仮想の円の外部に位置するランド電極の部分を切除した形状となるように構成されている。
【0009】
また、本発明の回路基板における前記ランド電極は、ペリフェラル型またはエリアアレイ型に配置される。
【0010】
なお、前記回路基板の第1の主面に配列されたランド電極のうち、少なくとも電極の一部が切除された前記ランド電極は、レジスト膜に覆われてその形状が形成される。これにより、電極の一部が切除されたランド電極と回路基板との接合強度をより強くすることができる。
【0011】
さらに、前記回路基板は、前記第1の主面と反対側の第2の主面に、複数の部品が配置されている。この構成により、第1の主面に配置された電極は、部品の入出力電極またはグラウンド電極として機能する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、回路基板の角部に配置されたランド電極に応力が集中することを防止し、ランド電極の接続強度信頼性を確保することができる。同時に、回路基板角部の電極を全面的に取り除いていないので、電極数を減らすことがなく端子数を減らすことがない。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に基づく実施の形態1のモジュール基板の底面図である。
【図2】図1のモジュール基板を用いた電子部品モジュールの断面図である。
【図3】本発明に基づく実施の形態1の搭載基板の断面図である。
【図4】図3の搭載基板の平面図である。
【図5】図2の電子部品モジュールを搭載基板に実装した状態の断面図である。
【図6】本発明に基づく実施の形態1の電子部品モジュールの使用状態において搭載基板にたわみが生じた状態の説明図である。
【図7】本発明に基づく実施の形態1の変形例1のモジュール基板の底面図である。
【図8】本発明に基づく実施の形態1の変形例2のモジュール基板の底面図である。
【図9】本発明に基づく実施の形態1の変形例3のモジュール基板の底面図である。
【図10】本発明に基づく実施の形態1の変形例4のモジュール基板の底面図である。
【図11】本発明に基づく実施の形態2のモジュール基板の底面図である。
【図12】本発明に基づく実施の形態2の変形例1のモジュール基板の底面図である。
【図13】本発明に基づく実施の形態2の変形例2のモジュール基板の底面図である。
【図14】本発明に基づく実施の形態2の変形例3のモジュール基板の底面図である。
【図15】従来のモジュール基板の底面図である。
【図16】従来の搭載基板の平面図である。
【図17】従来の電子部品モジュールの使用状態において搭載基板にたわみが生じた状態の説明図である。
【図18】従来のモジュール基板の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(実施の形態1)
実施の形態1に係わる電子部品モジュール10について図1〜図6を参照して説明する。この電子部品モジュール10は図2に示すようにモジュール基板21を備え、このモジュール基板21の第1の主面21aには図1に示すように格子状に複数形成されている、角部以外のランド電極22と、角部に形成されているランド電極23がエリアアレイ型に形成されている。
【0015】
これらのランド電極22,23において、ランド電極22が正方形であるのに対し、モジュール基板21の各角部にあるランド電極23は、モジュール基板21の中心Cから最も遠い距離にあるランド電極の周辺部24を切除し三角形となるように構成されている。
【0016】
このようなモジュール基板21にはセラミック基板や有機絶縁基板などが一般的に使用される。またこのモジュール基板21の第1の主面21aと反対側の面である第2の主面21bには、図2に示すように各種の電子部品11,12,13が搭載されている。さらに、モジュール基板21の表面に電子部品11,12,13を覆うケース14が被せられている。
【0017】
このような構成の電子部品モジュール10は図3に示すような搭載基板31に搭載される。この搭載基板31は、例えばガラスエポキシ樹脂を用いた銅張積層板であり、電子部品モジュール10が実装される面31aには、図4に示すように前記モジュール基板21と同形状のランド電極32,33が形成されている。搭載基板の角部以外のランド電極32はモジュール基板のランド電極22に、搭載基板の角部のランド電極33はモジュール基板のランド電極23にそれぞれ対応するように構成されている。
【0018】
電子部品モジュール10は図5に示すようにモジュール基板のランド電極22、23とそれに対応する搭載基板のランド電極32,33がはんだ67で接合されて、搭載基板31に搭載されている。
【0019】
本実施の形態1に係わる電子部品モジュール10が搭載基板31に接合されている場合(図5)において、搭載基板31が撓んだとき、モジュール基板21のランド電極23へどのように応力がかかるかについて、図6を参照して、従来例の場合と比較しながら説明する。
【0020】
図6は電子部品モジュール10が搭載基板31に実装された図5の要部を拡大したものであり、本実施の形態1におけるモジュール基板21と搭載基板31がはんだ67により接続された状態を示す。なお、比較に用いる従来例は、図15で示した従来のモジュール基板41を備えたモジュールが図16に開示した搭載基板51に搭載されたものであり、その要部を図17に示す。図17において、モジュール基板41のランド電極42,43は、それぞれ対応する搭載基板51のランド電極52,53にはんだ67で接合されている。
【0021】
実装された電子部品モジュールにおいて、搭載基板のたわみにより機械的応力が最も大きくかかる箇所は、モジュール基板の中心から最も遠い距離にあるランド電極である。
【0022】
まず従来例についてみると、図15に示すような従来のエリアアレイ型のランド電極42,43を採用した場合、モジュール基板41の中心Cから最も遠い距離L1にあるランド電極43のポイントA1に最も大きな機械的応力がかかる。この応力により図17に示すように搭載基板51はd1だけたわむ。
【0023】
一方、本実施の形態1で採用した図1のランド電極22,23の場合は、角部の電極23に最もたわみ応力がかかる。従来例の場合と比較するため、モジュール基板21の対角線上にあって、モジュール基板21の中心Cから最も遠い距離L2にあるランド電極のポイントA2におけるたわみ応力を考えてみる。本実施の形態1における距離L2は従来例における距離L1より短くなるように構成されている。したがって、それによるたわみ量は図6に示すようにd2となり、前述した従来例におけるたわみ量d1より軽減される。このように、モジュール基板の中心点から最も遠いランド電極の距離をL1からL2に短くすることで、搭載基板のたわみ量はd1からd2に小さくなり、たわみ応力によるモジュール基板のランド電極およびはんだ接合部へのダメージを軽減することができる。
【0024】
また、上述した実施の形態1の場合、モジュール基板21の各角部のランド電極を部分的に切除してランド電極23を形成しているものの、ランド電極の数を減らすことがない。これによりモジュール基板の面積を有効に使用でき、接合面積を大幅に減らすことがない。また、ランド電極数を減らした場合、接合面積を確保しようとすると、ランド電極間のピッチが狭くなり、端子間のショートが起こる場合がある。しかし、本実施の形態1の場合、ランド電極数を減らすことがないため、ランド電極間のピッチを一定以上確保でき、端子間のショートを防止することができる。
【0025】
本実施の形態1の変形例1を、図7に示す。この変形例1は上述した本実施の形態1と比較して、ランド電極がエリアアレイ型からペリフェラル型の配置に変更され、そのランド電極の形状が正方形から長方形に変更され構成されている。具体的には、モジュール基板71の第1の主面71aの各角部の4つの電極73の形状が、他の電極72と同じ長方形でなく、モジュール基板の中心から最も遠いランド電極の周辺部を部分的に切除したような形状に構成されている。この変形例1においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。また、基板の周辺部に電極が配置されるペリフェラル型の配置では、エリアアレイ型と比べて電極数が少なくなるので、接合面積も少なくなる。したがって、ペリフェラル型の配置の場合は、電極数の減少つまり接合面積の減少が接続信頼性に影響し易いものである。よって、本発明はランド電極がペリフェラル型に配置される場合、特に顕著な効果を奏することができる。
【0026】
また、本実施の形態1の変形例2を図8に示す。モジュール基板81の第1の主面81a上の各角部のランド電極83において、モジュール基板81の中心から最も遠い距離にあるランド電極の周辺部84が部分的に切除されているだけでなく、それらに隣接するランド電極82aについても、同様にモジュール基板81の中心から最も遠い距離にあるランド電極の周辺部86が部分的に切除されている。これにより、モジュール基板81の各角部のランド電極83だけでなく、それらに隣接するランド電極82aにかかるたわみ応力も緩和でき、モジュール基板81全体の応力をさらに緩和することができる。
【0027】
なお、モジュール基板のランド電極の形状は、上記の実施の形態に示したものだけでなく、例えば図9に示すようにモジュール基板の角部のランド電極93は三角形とし、角部を除く外周部のランド電極92aを多角形とする場合や、図10に示すように丸型として、各角部のランド電極103が部分的に切除された場合においても同様の効果を奏することができる。
(実施の形態2)
実施の形態2に係わる電子部品モジュールに使われるモジュール基板について図11を用いて説明する。図11はこのモジュール基板111の底面を示すものである。この電子部品モジュールは実施の形態1の電子部品モジュール10と同じく、モジュール基板111の第1の主面111aに正方形のランド電極112がエリアアレイ型に配置されることを前提としており、以下のようにして電極が構成されている。
【0028】
図11に二点鎖線で記載した仮想のランド電極114で示すように、モジュール基板111の各角部にはランド電極が設けられていない。この仮想のランド電極114に隣接するランド電極112aの位置には正方形のランド電極112と同じ形状のランド電極があると仮定する。モジュール基板111の中心Cを円の中心とし、モジュール基板111の中心Cからランド電極の周辺部116の角部までの距離L3よりやや小さい距離r1を半径とした仮想の円を描く。その円の外部に位置するランド電極の周辺部116を部分的に切除した形状となるようにランド電極112aが構成されている。
【0029】
本実施の形態2では、モジュール基板111の四隅にランド電極が設けられていない。これはモジュール基板111の縦横の寸法、厚み、材質などにより四隅のランド電極を部分的に切除しても搭載基板(図示せず)のたわみにより、この四隅のランド電極にかかる応力が大きく、ランド電極にダメージを与えてしまうことが想定されるためである。このような場合においても、モジュール基板の各角部に位置する二点鎖線で記載した仮想のランド電極114に隣接するランド電極112aに強く応力がかかるポイントを分散させ、応力を緩和するとともに、これらのランド電極112aを全面的に除去することがないので、ランド電極数を最低限確保できる。
【0030】
本実施の形態2の変形例1を図12に示す。この変形例1は上述した本実施の形態2と比較して、ランド電極がエリアアレイ型からペリフェラル型の配置に変更され、そのランド電極の形状が正方形から長方形に変更され構成されている。また、モジュール基板121の第1の主面121aの各角部のランド電極123の形状が他のランド電極122の形状と異なり、正方形であることを前提としている。モジュール基板121の中心Cを円の中心とし、ランド電極123に隣接するランド電極122の角部のうち、モジュール基板121の中心Cからの距離が最も遠い角部までの距離r2を半径として仮想の円を描いた際、その円の外部に位置するランド電極の周辺部124を部分的に切除した形状となるようにランド電極123が構成されている。
【0031】
さらに、図13に示すように、上記本実施の形態2の変形例2として、モジュール基板131の第1の主面131aの中央部に内部電極137を設けても良い。
【0032】
また、上記本実施の形態2の変形例3を図14に示す。モジュール基板141の第一の主面141aの各角部のランド電極143の形状として、モジュール基板141の中心Cを円の中心とし、半径r3で描いた仮想の円の外部に位置するランド電極の周辺部144を切除した形状が多角形となるようにしてもよい。上述したこれらの変形例の場合においても、上記実施の形態2と同様の効果を奏することができる。
【0033】
なお、上記実施の形態1および実施の形態2において、少なくともランド電極の一部が切除された形状のランド電極23,33,112aは、パターニングで形成しても、レジスト膜で覆って形成しても良い。なお、レジスト膜で覆って形成した方が、基板とランド電極との接合面積を大きくすることができるので、基板とランド電極の接合強度を強くすることができる。また、ランド電極に予め、はんだ等の接合材料を施しても良い。さらに、ランド電極のいくつかをダミー電極として構成してもよい。この場合、電気的には機能させないため、端子数を増やすことはできないが、モジュール基板と搭載基板の接合強度を確保するという効果を奏することができる。また、モジュール基板の形状は正方形だけでなく、長方形であっても良い。さらに、上記の実施例ではモジュール基板と搭載基板双方のランド電極の形状を同じにしたが、少なくともどちらか一方のランド電極が上記実施例で示したように部分的に切除されていれば同様の効果を奏することができる。
【0034】
なお、上記の実施例では複数の部品が実装されたモジュール基板を前提としているが、ICが実装された基板や、これらの基板を搭載する搭載基板にも適用できる。さらに、電子部品モジュールが多層基板で構成された場合にも同様に適用できるものである。
【符号の説明】
【0035】
10 電子部品モジュール
11,12,13 電子部品
14 ケース
21,41,71,81,91,101,111,121,131,141 モジュール基板
21a,41a,71a,81a,91a,111a,121a,131a,141a モジュール基板の第1の主面
21b モジュール基板の第2の主面
22,42,72,82,92,102,112,122,142 モジュール基板のランド電極
23,43,73,83,93,103,123,143 モジュール基板の各角部のランド電極
82a,92a,112a 隣接するランド電極
114 仮想のランド電極
137 内部電極
24,84,86,116,124,144 ランド電極の周辺部
C モジュール基板の中心
L1,L2,L3 モジュール基板の中心からの距離
r1,r2,r3 モジュール基板の中心からの半径
A1,A2 モジュール基板のランド電極のポイント
31,51 搭載基板
31a,51a 搭載基板の第1の主面
32,52 搭載基板のランド電極
33,53 搭載基板の各角部のランド電極
d1,d2 搭載基板のたわみ量
67 はんだ
171 回路基板
172 回路基板のパッド電極
176 回路基板の角部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
矩形状の回路基板であって、
前記回路基板の第1の主面に配列された複数のランド電極を備え、
前記複数のランド電極のうち、前記第1の主面の各角部に配列されたランド電極は、その形状が、他のランド電極の形状に比べ、前記第1の主面の中心から最も遠い距離にある周辺部を切除した形状となるように構成されていることを特徴とする回路基板。
【請求項2】
矩形状の回路基板であって、
前記回路基板の第1の主面に配列された複数のランド電極を備え、
前記ランド電極の周辺部のうち、前記第1の主面の中心からの距離が最も大きくなる周辺部までの距離よりも小さい距離の半径で、前記第1の主面の中心を中心点とする仮想の円を描いた際、前記ランド電極は、その形状が、前記仮想の円の外部に位置するランド電極の部分を切除した形状となるように構成されていることを特徴とする回路基板。
【請求項3】
前記回路基板の第1の主面に配列された複数のランド電極がペリフェラル型に配置されていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の回路基板。
【請求項4】
前記回路基板の第1の主面に配列された複数のランド電極がエリアアレイ型に配置されていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の回路基板。
【請求項5】
前記回路基板の第1の主面に配列されたランド電極のうち、少なくとも電極の一部が切除された前記ランド電極は、レジスト膜に覆われてその形状が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の回路基板。
【請求項6】
前記第1の主面と反対側の第2の主面に、複数の部品が配置されていることを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の回路基板。

【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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【公開番号】特開2010−278133(P2010−278133A)
【公開日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−127822(P2009−127822)
【出願日】平成21年5月27日(2009.5.27)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】