説明

BGA搭載用基板

【課題】ビアから溢れ出した溶融ハンダが非同電位の他のランド及びビアに接続することを防止できるようにする。
【解決手段】基板本体2の一面2aには、ランド3と、このランド3と同電位化導体パターン4により電気的に接続されて同電位をなすビア5とが多数形成されている。ビア5における一面2a部分は案内用導体パターン6が形成されている。この案内用導体パターン6は、ビア5における基板本体2の一面2aで露出し、平面的にみて円に三角形を接合し該三角形の一つの頂点だけが該円から張り出した形状で、且つ該頂点6aが該ビア5と同電位のランド3の方向を向く形態に形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、BGAを実装するBGA搭載用基板に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、BGA(ボールグリッドアレイ)を実装する基板においては、該基板本体の一面にランドを備えると共に、同電位化導体パターンにより電気的に接続されて同電位をなすビアを備え、当該導電位のランド及びビアを一組として複数組のランド及びビアが整列状態で配列されている。この配列状態では、特定のビアに対して、該ビアと同電位のランドと異なる電位のランドとが当該特定ビアを囲うように配置されている。前記ビアは基板本体の一面から反対側の他面まで貫通している。
【0003】
この基板の前記一面にBGAを搭載(実装)した後、他面をフローハンダすると、フローハンダの熱により一面側のハンダが溶け出してビアやランドから溢れたり、ビアにスルーホールが有る場合にはそこからフローハンダが一面側に登ってきてビアから溢れ出すことがある。BGAを前記一面に搭載する前に他面をフローハンダしても、ビアにスルーホールが有する場合は同様にそこからフローハンダが一面側に登ってきてビアから溢れ出すことがある。
【0004】
このような不具合の改善策として参考となる技術が特許文献1に記載されている。この特許文献1には、溶融ハンダの流出方向を、ソルダレジストクリアランスにより、他のランドから遠くなる方向へ特定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平10−294554号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、BGA搭載用基板では、ビアで発生した溶融ハンダが他のビアやランドに流れないようにする必要があるが、しかしBGA搭載用基板では、ビアとランドとが極めて密集して形成されていることから、前記特許文献1のように距離を取るという手法では、不必要にBGAの巨大化を強いることになるので、採用できない。
【0007】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ビアから溢れ出した溶融ハンダが非同電位の他のランド及びビアに接続することを防止できるBGA搭載用基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1の発明においては、ビアにおける基板本体の一面側の部分に、該一面で露出し、平面的にみて円に三角形を接合し該三角形の一つの頂点だけが該円から張り出した形状で、且つ該頂点が該ビアと同電位のランドの方向を向く形態の案内用導体パターンを形成している。
【0009】
上記構成において、ビア上に溶融ハンダが溢れた場合、該ビアから案内用導体パターン上に伝わる。そして、該溶融(液状)ハンダの圧力は案内用導体パターンの頂点部分が最大となる。従って、一番最初に表面張力の限界を超えるのは該案内用導体パターンの頂点部分となる。この頂点部分は同電位のランドの方向を向いているから、溢れた溶融ハンダは同電位のランドに向かう。この結果、溶融ハンダが行き着く先は結局同電位のランドとなる。
【0010】
しかも、該ランドに到達した溶融ハンダは、該ランドが円形をなすことによって、溶融ハンダが該円形のランドの外周部分で毛細管現象(ランドと基板表面との間の僅かな段差又は隙間による毛細管現象)によりランド外周を回るように展開することになる。そして、溢れ出た時点で弱まっている溶融ハンダの圧力では、ランド外周の毛細管現象による動作から抜け出せず、結局、同電位のランドに留まる。この結果、ビアから溢れ出した溶融ハンダがランドに接続することはあっても同電位のランドに接続するようになって、非同電位の他のランド及びビアに接続することを防止できる。
【0011】
請求項2の発明においては、案内用導体パターンの前記三角形の部分の中心は、ビアを取り囲む各非同電位のランドの各中心からの距離よりも、当該ビアと同電位となっているランドの中心からの距離の方が近くなるように設定されているところに特徴を有する。この請求項2の発明によれば、ビアから溢れ出した溶融ハンダが同電位のランドに到達しやすく、該溶融ハンダが非同電位の他のランド及びビアに接続することを、さらに確実に防止できる。
【0012】
請求項3の発明においては、前記案内用導体パターンの三角形の円から張り出している鋭角部分の頂点は、該頂点を構成する2辺より延長される該頂点側方向の仮想線が同電位のランドの外周と接触するもしくはランド平面と重なる位置になるように、基板本体に配置されているところに特徴を有する。
【0013】
案内用導体パターンの三角形の頂点から溢れ出た溶融ハンダは、三角形の当該頂点方向に収束している力により押し出されたものであるから、同方向の力がかかっている。この結果、当該溶融ハンダは、頂点の指向方向に向かう。この場合、上記構成では、該頂点を構成する2辺より延長される該頂点側方向の仮想線が同電位のランドの外周が接触するもしくはランド平面と重なる位置になるように、基板本体に配置されているから、該頂点の指向方向は同電位のランド方向であり、よって、確実に同電位のランドに辿り着きやすくなり、ビアから溢れ出した溶融ハンダが非同電位の他のランド及びビアに接続することを、さらに確実に防止できる。
【0014】
請求項4の発明においては、ランドの外周部の一部に、平面的にみてほぼV状に張り出した形状で、且つ該V状の頂点が前記同電位のビアの方向を向く形態の補助案内用導体パターンを形成したところに特徴を有する。ビアの案内用導体パターンの三角形の頂点部に対して、該ビアと同電位のランドがそのV状の頂点で近くなることで、ビアから溢れ出した溶融ハンダが同電位のランドにより確実に接続するようになって、非同電位の他のランド及びビアに接続することをさらに確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第1の実施例を示すBGA搭載用基板の平面図
【図2】図1の矢印Q−Q線に沿う断面図
【図3】(a)は基板一面におけるリフローハンダ工程を説明するための図、(b)はリフローハンダ工程終了後を示す図
【図4】本発明の第2の実施例を示すBGA搭載用基板の部分的平面図
【図5】本発明の第3の実施例を示す図4相当図
【図6】本発明の第4の実施例を示す図1相当図
【図7】本発明の第5の実施例を示す図4相当図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の第1の実施例につき図1ないし図3を参照して説明する。図1には、基板1を平面的に見て示しており、図2にはこの基板1の矢印Q−Q線に沿う断面を示している。この基板1の基板本体2の一面2aには、ランド3と、このランド3と同電位化導体パターン4により電気的に接続されて同電位をなすビア5とが多数形成されており、この場合、前記同電位化導体パターン4で同電位の関係にあるランド3及びビア5を一組として、複数組のランド3及びビア5並びに同電位化導体パターン4が整列状態で配列されている。前記ビア5はビア用導体からなり、該ビア5は、基板本体2に形成されたスルーホール5a内面に付設されており、もって、基板本体2をその一面2aから他面2b側へ貫通する形態に設けられている。
【0017】
この場合、特定のビア5(基板本体2の周縁部以外に位置するビア5)に対して、該ビア5と同電位のランド3と異なる電位のランド3とが当該特定ビア5を囲うように配置された形態となっている。
前記ビア5における一面2a部分は案内用導体パターン6が形成されている。この案内用導体パターン6は、前記ビア5における前記基板本体2の前記一面2aで露出し、平面的にみて円に三角形を接合し該三角形の一つの頂点だけが該円から張り出した形状で、且つ該頂点6aが該ビア5と同電位のランド3の方向を向く形態に形成されている。
【0018】
さらにこの場合、ビア5における案内用導体パターン6の三角形の部分の中心6g(図1参照)は、当該ビア5を取り囲む各非同電位のランド3(同電位化導体パターン4で繋がっていないランド)の各中心3pからの距離L1、L2、L3よりも、当該ビア5と同電位となっているランド3の中心3pからの距離Lhの方が近くなるように設定されている。ここで、上記「三角形の部分の中心6g」とは、三角形の一つの頂点を構成する2辺と、該2辺にあって円と接する端部同士を結んだ仮想線とで構成された三角形の部分の中心をいう。
【0019】
前記ランド3、同電位化導体パターン4は、予め、前記基板本体2の一面2aに例えば導体パターンを印刷することにより形成されている。そして、前記ランド3をマスキングすると共に、同電位化導体パターン4における案内用導体パターン6形成領域をマスキングして一面2aに絶縁層7を塗布し、該マスキングを除去することで、前記ランド3及び案内用導体パターン6が基板1上面に露出し、同電位化導体パターン4は該絶縁層7により被覆されている。従って、案内用導体パターン6は、同電位化導体パターン4における絶縁層7除去部分で構成されている。なお、絶縁層7は図1においては、便宜上斜線を施して示している。
【0020】
この基板1にはBGAが実装されるものであり、まず、図3(a)に示すように、該基板1の一面2aにBGA8を配置する。この場合BGA8のボールハンダ8aが適宜のランド3上に位置するように配置する。そして、加温状態でBGA8のリフローハンダ工程を行う。これによりボールハンダ8aが溶け、これによりBGA8と基板1とが電気的に接続される。リフローハンダ工程が済んだ状態を図3(b)に示している。
【0021】
また、図3(b)の状態で基板1の他面2bは、フローハンダ工程が行われる。
この図3(b)で、他面2bをフローハンダすると、フローハンダの熱により一面2a側のハンダが溶け出してビア5やランド3から溢れたり、本実施例のように、ビア5にスルーホール5aが有る場合にはそこからフローハンダが一面2a側に登ってきてビア5から溢れ出すことがある。BGA8を前記一面に搭載する前に他面2bをフローハンダしても、ビア5にスルーホール5aが有する本実施例では同様にそこからフローハンダが一面2a側に登ってきてビア5から溢れ出すことがある。
【0022】
この場合、上記構成においては、登ってきた溶融ハンダは、該ビア5から案内用導体パターン6に伝わる。そして、該溶融ハンダの圧力は案内用導体パターン6の頂点部分が最大となる。従って、一番最初に表面張力の限界を超えるのは該案内用導体パターン6の頂点6a部分となる。この頂点6a部分は同電位のランド3の方向を向いているから、溢れた溶融ハンダは同電位のランド3に向かう。この結果、溶融ハンダが行き着く先は結局同電位のランドとなる。
【0023】
しかも、該ランド3に到達した溶融ハンダは、該ランド3が円形をなすことによって、溶融ハンダが該円形のランド3の外周部分で毛細管現象(ランド3とBGA搭載用基板1表面との間の僅かな段差又は隙間による毛細管現象)にによりランド3外周を回るように展開することになる。そして、溢れ出た時点で弱まっている溶融ハンダの圧力では、ランド3外周の毛細管現象による動作から抜け出せず、結局、同電位のランド3に留まる。この結果、ビア5から溢れ出した溶融ハンダがランド3に接続することはあっても同電位のランド3に接続するようになって、非同電位の他のランド3及びビア5に接続することを防止できる。
【0024】
又、本実施例によれば、案内用導体パターン6の前記三角形の部分の中心6gは、ビア5を取り囲む各非同電位のランド3の各中心からの距離L1〜L3よりも、当該ビア5と同電位となっているランド3の中心からの距離Lhの方が近くなるように設定されているから、ビア5から溢れ出した溶融ハンダが同電位のランド3に到達しやすく、該溶融ハンダが非同電位の他のランド3及びビア5に接続することを、さらに確実に防止できる。
【0025】
図4は本発明の第2の実施例を示している。この実施例では、前記案内用導体パターン6の三角形の円から張り出している鋭角部分の頂点6aが、該頂点6aを構成する2辺より延長される該頂点6a側方向の仮想線R1、R2が同電位のランド3平面と重なる位置になるように、基板本体2に配置されているところに特徴がある。この実施例において、三角形の頂点6aから溶融ハンダが溢れ出された場合、当該溶融ハンダは、三角形の当該頂点6a方向に収束している力により押し出されたものであるから、同方向の力がかかっている。この結果、当該溶融ハンダは、頂点6aの指向方向に向かう。この場合、上記構成では、該頂点6aを構成する2辺より延長される該頂点6a側方向の仮想線R1、R2が同電位のランド3の外周が接触するもしくはランド3平面と重なる位置になるように、基板本体2に配置されているから、該頂点6aの指向方向は同電位のランド3方向であり、よって、確実に同電位のランド3に辿り着きやすくなり、ビア5から溢れ出した溶融ハンダが非同電位の他のランド3及びビア5に接続することを、さらに確実に防止できる。
【0026】
なお、この場合、本発明の第3の実施例として示す図5に示すように、頂点6aが、該頂点6aを構成する2辺より延長される該頂点6a側方向の仮想線R1、R2が同電位のランド3の外周と接触する位置になるように、基板本体2に配置されるようにしても良い。このようにしても第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0027】
図6は本発明の第4の実施例を示し、この実施例においては、ランド3の外周部の一部に、平面的にみてほぼV状に張り出した形状で、且つ該V状の頂点3bが前記同電位のビア5の方向を向く形態の補助案内用導体パターン3aを形成したところに特徴を有する。ビア5の案内用導体パターン6の三角形の頂点6aに対して、該ビア5と同電位のランド3がそのV状の頂点3bで近くなることで、ビア5から溢れ出した溶融ハンダが同電位のランド3により確実に接続するようになって、非同電位の他のランド3及びビア5に接続することをさらに確実に防止できる。
【0028】
図7は本発明の第5の実施例を示しており、この第4の実施例においては、ランド3とビア5とを導通接続する同電位化導体パターン11の平面形状が、第1の実施例(図1)と異なる。すなわち、第1の実施例の同電位化導体パターン4は、ランド3と同電位化されるビア5とをほぼ一直線的に接続する形態であったが、この第4の実施例の同電位化導体パターン11は、ほぼコ字形に接続する形態である。この場合、案内用導体パターン12は、同電位化導体パターン11を利用しないで、該同電位化導体パターン11とは別の導体パターンによりビア5の一面2a側に形成されている。この場合も、案内用導体パターン12は、その頂点12aがビア5と同電位のランド3の方向を向く形態をなす。この第5の実施例においても第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【0029】
図面中、1は基板、2は基板本体、2aは一面、2bは他面、3はランド、3aは補助案内用導体パターン、4は同電位化導体パターン、5はビア、6は案内用導体パターン、7は絶縁層、8はBGA、8aはボールハンダ、11は同電位化導体パターン、12は案内用導体パターンを示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板本体の一面にBGAが実装され、該一面に円形のランドを備えるとともに、該基板本体を該一面から反対側の他面にまで貫通するビアを備え、前記ランドと前記ビアとが前記一面で同電位化導体パターンにより電気的に接続され、前記ランドと前記同電位化導体パターンにより同電位とされた前記ビアとを一組として、複数組のランド及びビアが設けられ、前記他面がハンダ付けされる基板であって、
前記ビアにおける前記基板本体の前記一面側の部分に、該一面で露出し、平面的にみて円に三角形を接合し該三角形の一つの頂点だけが該円から張り出した形状で、且つ該頂点が該ビアと同電位のランドの方向を向く形態の案内用導体パターンを形成したことを特徴とするBGA搭載用基板。
【請求項2】
前記案内用導体パターンの前記三角形の部分の中心は、ビアを取り囲む各非同電位のランドの各中心からの距離よりも、当該ビアと同電位となっているランドの中心からの距離の方が近くなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載のBGA搭載用基板。
【請求項3】
前記案内用導体パターンの三角形の円から張り出している鋭角部分の頂点は、該頂点を構成する2辺より延長される該頂点側方向の仮想線が同電位のランドの外周と接触するもしくはランド平面と重なる位置になるように、基板本体に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のBGA搭載用基板。
【請求項4】
前記ランドの外周部の一部に、平面的にみてほぼV状に張り出した形状で、且つ該V状の頂点が前記同電位のビアの方向を向く形態の補助案内用導体パターンを形成したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のBGA搭載用基板。


【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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【公開番号】特開2010−161205(P2010−161205A)
【公開日】平成22年7月22日(2010.7.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−2501(P2009−2501)
【出願日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【出願人】(501428545)株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Fターム(参考)】