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JP7749436B2 - printed wiring board - Google Patents
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JP7749436B2 - printed wiring board - Google Patents

printed wiring board

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JP7749436B2
JP7749436B2 JP2021195838A JP2021195838A JP7749436B2 JP 7749436 B2 JP7749436 B2 JP 7749436B2 JP 2021195838 A JP2021195838 A JP 2021195838A JP 2021195838 A JP2021195838 A JP 2021195838A JP 7749436 B2 JP7749436 B2 JP 7749436B2
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Description

本開示技術は、プリント配線板に関する。 The disclosed technology relates to printed wiring boards.

電子機器に内蔵されているプリント配線板には、半導体、及び集積回路(以降、「IC」と称する)といった部品が多数取り付けられている。半導体、及びICといった部品のパッケージ形状には、使用実績が多く主流のBGA(Ball Grid Array)が知られている。近年、例えば携帯通信装置の小型化、及び薄型化のトレンドに応じるため、部品のより一層の高密度実装が可能なパッケージ化手法が求められている。 A large number of components, such as semiconductors and integrated circuits (hereafter referred to as "ICs"), are mounted on the printed wiring boards built into electronic devices. The widely used and mainstream BGA (Ball Grid Array) is a well-known packaging format for semiconductors and ICs. In recent years, in response to trends toward smaller and thinner mobile communication devices, for example, there has been a demand for packaging methods that allow for even higher density component mounting.

パッケージ化手法には、BGAのほか、QFN(Quad Flat Non-leaded Package)、及びSON(Small Outline Non-leaded Package)のように、外側にリード端子がないNon-leadedのパッケージにするものも知られている。QFN及びSONは、パッケージ底面の電極を、プリント配線板との接続用端子としている。QFN及びSONは外側にリード端子が突出していないため、実装面積が少なく、高密度実装に適している。またQFN及びSONは、パッケージ底面の中央に、放熱の役割を有するグランド電極を有しているものも多い。このようにグランド電極を備えるQFN及びSONは、他のパッケージ形状の部品と比較して放熱性に優れている。これらの優れた性質によりQFN及びSONは、近年の携帯通信装置のプリント配線板にますます頻繁に実装されるようになってきた。
QFNもSONも、ともにリード端子に代えて電極パッドが接続用の端子として用意されたパッケージである。QFNがパッケージの4辺に電極パッドが配置されている構造であるのに対し、SONは、パッケージの2辺に電極パッドが配置されている構造である。
In addition to BGA, other known packaging techniques include non-leaded packages without external lead terminals, such as QFN (Quad Flat Non-Leaded Package) and SON (Small Outline Non-Leaded Package). QFN and SON use electrodes on the bottom of the package as terminals for connection to a printed wiring board. Because QFN and SON do not have protruding lead terminals, they require a small mounting area and are suitable for high-density mounting. Furthermore, many QFN and SON packages have a ground electrode in the center of the bottom of the package, which serves the role of heat dissipation. QFNs and SONs with such ground electrodes have superior heat dissipation capabilities compared to components with other package shapes. Due to these excellent properties, QFNs and SONs have become increasingly common on printed wiring boards for mobile communication devices in recent years.
Both QFN and SON packages have electrode pads instead of lead terminals as connection terminals. While QFN has electrode pads arranged on all four sides of the package, SON has electrode pads arranged on only two sides of the package.

QFN、又はSON(以降、これらを「QFN等」と総称する)のプリント配線板への実装は、いくつかの工程を経て行われる。まず必要な工程は、プリント配線板の上に設けられた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、それぞれにはんだクリームを印刷する工程である。次に必要な工程は、QFN等を実装位置にあるパッドに対して位置合わせをする工程、及びリフローによるはんだ付けをする工程(以降、単に「リフロー工程」と称する)である。これらの工程を経ることにより、パッケージの外周端子は対応する外周パッドにはんだ付けされ、底面電極も対応するパッドにはんだ付けされる。 Mounting a QFN or SON (hereafter collectively referred to as "QFN, etc.") on a printed wiring board involves several steps. The first required step is to print solder paste on the peripheral pads that correspond to the package's peripheral terminals and the pads that correspond to the bottom electrodes, both of which are mounted on the printed wiring board. The next required steps are to align the QFN, etc. with the pads in the mounting position, and to perform reflow soldering (hereafter simply referred to as the "reflow step"). Through these steps, the package's peripheral terminals are soldered to the corresponding peripheral pads, and the bottom electrodes are also soldered to the corresponding pads.

リフローによるはんだ付けにおいて、加熱により溶融したクリームはんだは、凝集する際に表面張力によって丸くなろうとする、という現象がある。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られ、パッケージが浮いてしまうという不具合が生じる。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これ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。 When soldering by reflow, the cream solder melted by heating tends to become round due to surface tension as it aggregates. If too much cream solder is supplied to the pads corresponding to the bottom electrodes, the QFN or other package will end up on top of the rounded solder, causing the package to float. If the package floats, the peripheral terminals located on the periphery of the package will not make contact with the corresponding peripheral pads, resulting in an open defect.

適正でないクリームはんだ量を原因としたオープン不良をなくすため、いくつかの対策技術が開示されている。例えば特許文献1には、底面電極に対応するパッドをソルダレジストによって複数の、例えば4つの領域に区画する技術が開示されている。4つの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、溶融したはんだの頂点が4箇所存在することになる。QFN等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等の重心は、4つの頂点により形成される領域の中央に位置する。この原理により、QFN等のパッケージは溶融したはんだに安定に支持され、QFN等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てしまうことを抑制できる。 Several countermeasures have been disclosed to eliminate open defects caused by an inappropriate amount of cream solder. For example, Patent Document 1 discloses a technique in which the pads corresponding to the bottom electrodes are divided into multiple regions, for example, four, using solder resist. By printing and melting cream solder of the same size and thickness in each of the four regions, four vertices of the melted solder are created. When a QFN or other package is placed in the designated mounting position on the printed wiring board, the center of gravity of the QFN or other package is located in the center of the region formed by the four vertices. This principle allows the QFN or other package to be stably supported by the molten solder, preventing the QFN or other package from being mounted at an angle to the printed wiring board.

特開2013-89795号公報JP 2013-89795 A

プリント配線板には、裏面への熱伝導性を向上させることを目的として、放熱電極部の実装パッド内に貫通スルーホールを複数配置されたものがある。貫通スルーホールを設けることは、貫通スルーホールを介してプリント配線板の裏面へはんだが流出する不具合のリスクが生じる。はんだの流出は、放熱底面電極部のはんだ高さを低くしてしまい、外周電極部のはんだが押し潰され、最終的に外部電極部のショート不良を引き起こすことがある。 Some printed wiring boards have multiple through-holes arranged within the mounting pads of the heat dissipation electrode section to improve thermal conductivity to the backside. However, providing through-holes creates the risk of solder leaking to the backside of the printed wiring board through the through-holes. Solder leaks can lower the solder height of the heat dissipation bottom electrode section, crushing the solder on the peripheral electrode section and ultimately causing a short circuit in the external electrode section.

本開示技術は、外周電極部が2列以上のQFN等を実装するプリント配線板において、外部電極の実装パッド上で発生するショート不良を抑制することを目的とする。 The disclosed technology aims to prevent short circuits that occur on the mounting pads of external electrodes on printed wiring boards that mount QFNs or other devices with two or more rows of peripheral electrodes.

本開示技術に係るプリント配線板は、第1外周底面電極11及び第2外周底面電極12を備えるパッケージ1aを実装するプリント配線板である。本開示技術に係るプリント配線板は、第1外周底面電極11に対応する第1外周実装パッド21と、第2外周底面電極12に対応する第2外周実装パッド22と、を備え、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32が、それぞれ前記第1外周実装パッド21及び前記第2外周実装パッド22に内包されるように塗布され、第1外周実装パッド21は、パッケージ1aの外縁へ向かった方向に拡大された第1外周緩衝エリア21aを有し、第2外周実装パッド22は、パッケージ1aの外縁へ向かった方向で、かつ、2つの隣接する前記第1外周実装パッド21の間の領域へ拡大された部分を含む第2外周緩衝エリア22aを有し、全体として凸型の形状である。 The printed wiring board according to the disclosed technology is a printed wiring board on which a package 1a including first peripheral bottom electrodes 11 and second peripheral bottom electrodes 12 is mounted. The printed wiring board according to the disclosed technology includes first peripheral mounting pads 21 corresponding to the first peripheral bottom electrodes 11 and second peripheral mounting pads 22 corresponding to the second peripheral bottom electrodes 12, with first peripheral bottom electrode solder 31 and second peripheral bottom electrode solder 32 applied so as to be encompassed within the first peripheral mounting pads 21 and the second peripheral mounting pads 22, respectively, the first peripheral mounting pads 21 having a first peripheral buffer area 21a that expands in the direction toward the outer edge of the package 1a, and the second peripheral mounting pads 22 having a second peripheral buffer area 22a that expands in the direction toward the outer edge of the package 1a and includes a portion that expands into the region between two adjacent first peripheral mounting pads 21 , resulting in an overall convex shape.

本開示技術に係るプリント配線板は上記構成を備えるため、外周電極部が2列以上のQFN等を実装する場合でも、外部電極の実装パッド上で発生するショート不良が抑制される、という効果を奏する。 The printed wiring board according to the disclosed technology has the above-mentioned configuration, which has the effect of suppressing short-circuit defects that occur on the mounting pads of the external electrodes, even when mounting QFNs or other devices with two or more rows of peripheral electrodes.

図1は、実施の形態1に係るプリント配線板に実装されるQFNの一般的な外観の例を示す底面図である。FIG. 1 is a bottom view showing an example of a general appearance of a QFN mounted on a printed wiring board according to a first embodiment. 図2は、実施の形態1に係るプリント配線板における実装パッド及びはんだそれぞれの位置と形状とを示す上面を一部拡大した上面拡大図である。FIG. 2 is an enlarged top view of a part of the top surface of the printed wiring board according to the first embodiment, showing the positions and shapes of the mounting pads and solders. 図3は、緩衝エリアを設けていない実装パッド及びはんだそれぞれの位置と形状とを示す比較参考図である。FIG. 3 is a comparative reference diagram showing the positions and shapes of the mounting pads and solder when no buffer area is provided. 図4は、実施の形態1に係る実装後のプリント配線板について図2におけるA-A´の位置で切断した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the first embodiment after mounting, taken along the line AA' in FIG. 図5は、図4と比較する従来技術に係る断面図その1であり、はんだが部品底面に押し潰される不具合を示したものである。FIG. 5 is a cross-sectional view of the prior art, which is compared with FIG. 4, showing the problem of the solder being crushed by the bottom surface of the component. 図6は、図4と比較する従来技術に係る断面図その2であり、電子部品が傾いている不具合を示したものである。FIG. 6 is a second cross-sectional view of the prior art compared with FIG. 4, showing the problem of the electronic component being tilted. 図7は、図5又は図6におけるB-B´の位置で切断した断面図であり、隣接する電極間でショート不良が生じている不具合を示したものである。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB' in FIG. 5 or 6, showing a defect in which a short circuit occurs between adjacent electrodes. 図8は、実施の形態2に係るプリント配線板における実装パッド、はんだ、及びシルク印刷それぞれの位置と形状とを示す上面を一部拡大した上面拡大図である。FIG. 8 is an enlarged top view of a part of the top surface of a printed wiring board according to the second embodiment, showing the positions and shapes of the mounting pads, solder, and silk printing. 図9は、実施の形態2に係る実装後のプリント配線板について図2におけるA-A´の位置で切断した断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the second embodiment after mounting, taken along the line AA' in FIG.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るプリント配線板2に実装されるQFNの一般的な外観の例を示す底面図である。図1に示されるとおりQFNは、プリント配線板2に実装される電子部品1である。電子部品1は、パッケージ1aの態様で示されており、底面中央に配置された中央放熱底面電極10と、4辺それぞれの最も外側に配置された第1外周底面電極11と、4辺それぞれの外から2列目に配置された第2外周底面電極12と、を備える。中央放熱底面電極10、第1外周底面電極11、及び第2外周底面電極12は、リード端子ではないことを強調するため、電極パッドと称されることもある。
なお、図1にはパッケージ1aとしてQFNを示したが、本開示技術に係るプリント配線板2に実装されるパッケージ1aは、SONでもかまわない。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a bottom view showing an example of a typical appearance of a QFN mounted on a printed wiring board 2 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1 , the QFN is an electronic component 1 mounted on a printed wiring board 2. The electronic component 1 is shown in the form of a package 1a, and includes a central heat-dissipating bottom electrode 10 located at the center of the bottom surface, first peripheral bottom electrodes 11 located on the outermost sides of each of the four sides, and second peripheral bottom electrodes 12 located in the second row from the outside of each of the four sides. The central heat-dissipating bottom electrode 10, the first peripheral bottom electrode 11, and the second peripheral bottom electrode 12 are sometimes referred to as electrode pads to emphasize that they are not lead terminals.
Although FIG. 1 shows a QFN package 1a, the package 1a mounted on the printed wiring board 2 according to the disclosed technique may be a SON package.

図2は、実施の形態1に係るプリント配線板2における実装パッド及びはんだそれぞれの位置と形状とを示す上面を一部拡大した上面拡大図である。図2に示されるとおり実施の形態1に係るプリント配線板2の上面には、中央実装パッド20と、第1外周緩衝エリア21aを含む第1外周実装パッド21と、第2外周緩衝エリア22aを含む第2外周実装パッド22と、ソルダレジスト23と、放熱底面電極用はんだ30の塗布領域と、第1外周底面電極用はんだ31の塗布領域と、第2外周底面電極用はんだ32の塗布領域と、が視認できる。
また図3は、緩衝エリアを設けていない実装パッド及びはんだそれぞれの位置と形状とを示す比較参考図である。
図3と比較して図2を見ると、図2に示されるとおりプリント配線板2の第1外周実装パッド21は、従来の図3に示された第1外周実装パッド21と比較して、パッケージ1aの外縁(すなわち、外側のへり)へ向かった方向に拡大され、第1外周緩衝エリア21aが設けられている。
図3と比較して図2を見ると、図2に示されるとおりプリント配線板2の第2外周実装パッド22は、従来の図3に示された第2外周実装パッド22と比較して、隣接する第2外周実装パッド22へ向かった方向と、パッケージ1aの外縁に向かった方向でかつ2つの隣接する第1外周実装パッド21の間の領域へと、それぞれ拡大され、第2外周緩衝エリア22aが設けられている。言い換えれば実施の形態1に係る第2外周実装パッド22の形状は、パッケージ1aの外縁に向かった方向に凸である、といえる。
2 is a partially enlarged top view of the top surface of printed wiring board 2 according to embodiment 1, showing the positions and shapes of the mounting pads and solder. As shown in Fig. 2, on the top surface of printed wiring board 2 according to embodiment 1, central mounting pad 20, first peripheral mounting pad 21 including first peripheral buffer area 21a, second peripheral mounting pad 22 including second peripheral buffer area 22a, solder resist 23, application areas of solder 30 for heat dissipation bottom electrodes, application areas of solder 31 for first peripheral bottom electrodes, and application areas of solder 32 for second peripheral bottom electrodes can be seen.
FIG. 3 is a comparative reference diagram showing the positions and shapes of the mounting pads and solder when no buffer area is provided.
Comparing FIG. 2 with FIG. 3, as shown in FIG. 2, the first peripheral mounting pads 21 of the printed wiring board 2 are enlarged in the direction toward the outer edge (i.e., outer rim) of the package 1a, compared to the conventional first peripheral mounting pads 21 shown in FIG. 3, and a first peripheral buffer area 21a is provided.
2 in comparison with Fig. 3, as shown in Fig. 2, the second peripheral mounting pads 22 of the printed wiring board 2 are expanded in the direction toward the adjacent second peripheral mounting pads 22 and in the direction toward the outer edge of the package 1a into the region between two adjacent first peripheral mounting pads 21, thereby providing second peripheral buffer areas 22a, compared to the conventional second peripheral mounting pads 22 shown in Fig. 3. In other words, the shape of the second peripheral mounting pads 22 according to the first embodiment is convex in the direction toward the outer edge of the package 1a.

図2及び図3に示されるとおり、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32は、それぞれ第1外周実装パッド21及び第2外周実装パッド22に内包されるように塗布される。第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32の塗布は、クリームはんだを印刷することによって実現されてよい。また図2に示されるとおり実施の形態1に係る第2外周底面電極用はんだ32は、第2外周緩衝エリア22aまでは塗布されていなくてよい。
なおクリームはんだは、ソルダーペースト、又ははんだペースト、と称されることもある。
2 and 3, the first peripheral bottom electrode solder 31 and the second peripheral bottom electrode solder 32 are applied so as to be enclosed within the first peripheral mounting pad 21 and the second peripheral mounting pad 22, respectively. The application of the first peripheral bottom electrode solder 31 and the second peripheral bottom electrode solder 32 may be achieved by printing cream solder. Also, as shown in FIG. 2, the second peripheral bottom electrode solder 32 according to embodiment 1 does not need to be applied up to the second peripheral buffer area 22a.
Cream solder is also called solder paste.

図4は、実施の形態1に係る実装後のプリント配線板2について図2におけるA-A´の位置で切断した断面図である。
図4に示されるとおり実施の形態1に係るプリント配線板2は、内側から順に、中央実装パッド20、第1外周実装パッド21、及び第2外周実装パッド22を含む配線層と、ソルダレジスト23からなる絶縁膜層と、から構成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the printed wiring board 2 after mounting according to the first embodiment, taken along the line AA' in FIG.
As shown in Figure 4, the printed wiring board 2 of embodiment 1 is composed of, from the inside out, a wiring layer including a central mounting pad 20, a first peripheral mounting pad 21, and a second peripheral mounting pad 22, and an insulating film layer made of solder resist 23.

実施の形態1に係るプリント配線板2への電子部品1の実装は、リフロー工程によるものでよい(リフロー工程による実装を、「リフロー実装」と称する)。リフロー実装は、いくつかの工程を経て行われる。
まず必要な工程は、放熱底面電極用はんだ30、第1外周底面電極用はんだ31、及び第2外周底面電極用はんだ32を塗布する工程である。前述のとおり放熱底面電極用はんだ30、第1外周底面電極用はんだ31、及び第2外周底面電極用はんだ32は、クリームはんだでよい。またクリームはんだの印刷は、メタルマスク治具を使用して実現されてよい。
次に必要な工程は、電子部品1をプリント配線板2に搭載する工程である。電子部品1の搭載は、自動装着機で実現可能である。
次に必要な工程は、リフロー工程である。リフロー工程において、電子部品1が搭載されたプリント配線板2は、リフロー炉へ投入される。リフロー炉においてプリント配線板2は、予備過熱がなされ、クリームはんだを融解するための本過熱がなされる。本過熱がなされることによって放熱底面電極用はんだ30、第1外周底面電極用はんだ31、及び第2外周底面電極用はんだ32は、それぞれ融解し、それぞれ中央実装パッド20、第1外周実装パッド21、及び第2外周実装パッド22の上に濡れ広がる。
The electronic component 1 may be mounted on the printed wiring board 2 according to the first embodiment by a reflow process (mounting by the reflow process will be referred to as "reflow mounting"). Reflow mounting is performed through several steps.
The first required step is to apply the heat dissipating bottom electrode solder 30, the first peripheral bottom electrode solder 31, and the second peripheral bottom electrode solder 32. As described above, the heat dissipating bottom electrode solder 30, the first peripheral bottom electrode solder 31, and the second peripheral bottom electrode solder 32 may be cream solder. The printing of the cream solder may be achieved using a metal mask jig.
The next necessary step is to mount the electronic component 1 on the printed wiring board 2. Mounting of the electronic component 1 can be achieved by an automatic mounting machine.
The next required step is the reflow process. In the reflow process, the printed wiring board 2 on which the electronic components 1 are mounted is placed in a reflow furnace. In the reflow furnace, the printed wiring board 2 is preheated, and then heated to melt the cream solder. By this heating, the heat dissipation bottom electrode solder 30, the first peripheral bottom electrode solder 31, and the second peripheral bottom electrode solder 32 each melt and spread over the central mounting pad 20, the first peripheral mounting pad 21, and the second peripheral mounting pad 22, respectively.

実施の形態1に係るプリント配線板2は、裏面への熱伝導性を向上させることを目的として、中央実装パッド20に複数の貫通スルーホールが設けられていてよい。リフロー工程において放熱底面電極用はんだ30は、貫通スルーホールを介してプリント配線板2の裏面へ流出する。この裏面への流出により放熱底面電極用はんだ30は、はんだ高さが低くなる。
なお貫通スルーホールが設けられていなくても、供給するはんだ量が設計された量よりも少なかった場合、はんだ高さは低くなる。
In order to improve thermal conductivity to the back surface of printed wiring board 2 according to embodiment 1, multiple penetrating through-holes may be provided in central mounting pad 20. In the reflow process, heat dissipating bottom electrode solder 30 flows out to the back surface of printed wiring board 2 through the penetrating through-holes. This flow to the back surface reduces the solder height of heat dissipating bottom electrode solder 30.
Even if no through-holes are provided, if the amount of solder supplied is less than the designed amount, the solder height will be low.

リフロー実装は、リフロー炉での本過熱の後にもいくつかの工程がある。
本過熱後に必要な工程は、クリームはんだを凝固させるための冷却の工程である。冷却の工程において、一般的に放熱底面電極用はんだ30は、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32と比較して、先に凝固が始まる。これは中央実装パッド20が、第1外周実装パッド21及び第2外周実装パッド22と比較して熱伝導率が高く、熱が逃げやすいため、と思われる。
放熱底面電極用はんだ30が先に凝固することは、放熱底面電極用はんだ30が凝固した高さに支配され、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32のはんだ高さが影響を受けることを意味する。
放熱底面電極用はんだ30が先に凝固し、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32がまだ溶融しているときに、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32の余分なはんだ及びフラックスは、第1外周実装パッド21及び第2外周実装パッド22それぞれの第1外周緩衝エリア21a及び第2外周緩衝エリア22aまで広がる余裕がある。本開示技術に係るプリント配線板2は、このように余分なはんだ及びフラックスが広がる余裕があるため、ショート不良を抑制できる。
以上がリフロー実装に必要な工程であり、各工程で生じる現象である。
Reflow mounting involves several steps after the actual heating in the reflow furnace.
The next step required after this heating is a cooling step to solidify the cream solder. During the cooling step, the heat dissipation bottom electrode solder 30 generally begins to solidify earlier than the first peripheral bottom electrode solder 31 and the second peripheral bottom electrode solder 32. This is thought to be because the central mounting pad 20 has a higher thermal conductivity than the first peripheral mounting pad 21 and the second peripheral mounting pad 22, and therefore dissipates heat more easily.
The fact that the solder 30 for the heat dissipating bottom electrode solidifies first means that the height at which the solder 30 for the heat dissipating bottom electrode solidifies is governed by the height at which the solder 30 for the heat dissipating bottom electrode solidifies, and affects the solder heights of the solder 31 for the first outer peripheral bottom electrode and the solder 32 for the second outer peripheral bottom electrode.
When the heat dissipation bottom electrode solder 30 solidifies first and the first and second peripheral bottom electrode solders 31 and 32 are still molten, there is room for the excess solder and flux of the first and second peripheral bottom electrode solders 31 and 32 to spread to the first and second peripheral buffer areas 21a and 22a of the first and second peripheral mounting pads 21 and 22, respectively. In the printed wiring board 2 according to the technology disclosed herein, there is room for the excess solder and flux to spread, thereby suppressing short circuit defects.
The above are the steps required for reflow mounting and the phenomena that occur in each step.

図5は、図4と比較する従来技術に係る断面図その1であり、はんだが部品底面に押し潰される不具合を示したものである。図6は、図4と比較する従来技術に係る断面図その2であり、電子部品が傾いて固定された不具合を示したものである。図7は、図5又は図6におけるB-B´の位置で切断した断面図であり、隣接する電極間でショート不良が生じている不具合を示したものである。なおB-B´の位置は、上面から見た場合が図2におけるB-B´としても記されている。
前述のとおり第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32のはんだ高さは先に凝固した放熱底面電極用はんだ30のはんだ高さに支配され、第1外周底面電極用はんだ31、第2外周底面電極用はんだ32、及びそれぞれのフラックスが広がる余裕がないと、図5から図7までに示された不具合が生じ得る。
Figure 5 is a cross-sectional view of the prior art compared to Figure 4, showing the problem of the solder being crushed by the bottom surface of the component. Figure 6 is a cross-sectional view of the prior art compared to Figure 4, showing the problem of the electronic component being fixed at an angle. Figure 7 is a cross-sectional view taken along the line B-B' in Figure 5 or Figure 6, showing the problem of a short circuit occurring between adjacent electrodes. The line B-B' is also shown as B-B' in Figure 2 when viewed from above.
As mentioned above, the solder height of the first outer peripheral bottom electrode solder 31 and the second outer peripheral bottom electrode solder 32 is governed by the solder height of the heat dissipation bottom electrode solder 30 that solidified earlier, and if there is not enough room for the first outer peripheral bottom electrode solder 31, the second outer peripheral bottom electrode solder 32, and their respective fluxes to spread, the problems shown in Figures 5 to 7 may occur.

図5から図7までに示された不具合を生じないようにするため、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32のはんだ量を減らすことも考えらる。ただし、はんだ量を減らすためには、パッケージ1aを小さいサイズのものにする必要があり、クリームはんだを印刷するときに使用するメタルマスクの印刷用開口も非常に小さくなる。クリームはんだを塗る第1外周実装パッド21及び第2外周実装パッド22の面積も小さくなり、クリームはんだがメタルマスクにくっついて残りやすくなるため、プリント配線板2に必要な量のはんだを塗布できず、はんだ量を減らす方法は、はんだ付け不良が生じやすい。 To avoid the problems shown in Figures 5 to 7, it is possible to reduce the amount of solder for the first peripheral bottom electrode solder 31 and the second peripheral bottom electrode solder 32. However, reducing the amount of solder would require a smaller package 1a, which would require a very small printing opening in the metal mask used to print the solder paste. This would also reduce the area of the first peripheral mounting pads 21 and second peripheral mounting pads 22 onto which the solder paste is applied, making it more likely that the solder paste will stick to the metal mask and remain. As a result, the required amount of solder cannot be applied to the printed wiring board 2, and reducing the amount of solder is likely to result in poor soldering.

以上のとおり実施の形態1に係るプリント配線板2は上記構成を備えるため、外周電極部が2列以上のQFN等を実装する場合でも、外部電極の実装パッド上で発生するショート不良が抑制される、という効果を奏する。 As described above, the printed wiring board 2 according to embodiment 1 has the above configuration, which has the effect of suppressing short-circuit defects that occur on the mounting pads of the external electrodes, even when mounting QFNs or the like with two or more rows of peripheral electrodes.

また、一般にプリント配線基板におけるはんだ不良の有無の検査は、X線透過像を確認することが行われている。実施の形態1に係る第2外周実装パッド22の形状は、前述のとおり凸型である。本開示技術はこの実装パッド形状が凸型であるという性質を有するため、X線透過像の確認において画像処理技術を使うと、第2外周緩衝エリア22aへ広がったはんだ及びフラックスを容易に認識でき、接続部の接続状態の判定を容易にすることができる、という効果も奏する。 In addition, the presence or absence of solder defects on printed wiring boards is generally inspected by checking X-ray images. As mentioned above, the second peripheral mounting pads 22 according to embodiment 1 have a convex shape. Because the technology disclosed herein utilizes the convex shape of these mounting pads, using image processing technology to check the X-ray images makes it easy to identify solder and flux that has spread into the second peripheral buffer area 22a, making it easier to determine the connection status of the connection.

実施の形態2.
本開示技術に係るプリント配線板2は、シルク印刷が使用されてもよい。実施の形態2に係るプリント配線板2は、実施の形態1で示された構成に加え、シルク印刷が使用される構成を備える。実施の形態2では、特に明記される場合を除いて、実施の形態1で用いられる符号と同じ符号が用いられる。また実施の形態2において、実施の形態1と重複する説明は、適宜省略される。
Embodiment 2.
Silk printing may be used in the printed wiring board 2 according to the present disclosure. The printed wiring board 2 according to the second embodiment includes a configuration in which silk printing is used in addition to the configuration shown in the first embodiment. In the second embodiment, the same reference numerals as those used in the first embodiment are used unless otherwise specified. Furthermore, in the second embodiment, explanations that overlap with those in the first embodiment are omitted as appropriate.

図8は、実施の形態2に係るプリント配線板2における実装パッド、はんだ、及びシルク印刷それぞれの位置と形状とを示す上面を一部拡大した上面拡大図である。図8に示されるとおり電子部品1が未実装のプリント配線板2を上面から見ると、実施の形態1に係る図2に示されるもののほか、パターン24aと、ベタグランド24bと、シルク印刷25aと、シルク印刷25bと、が確認される。なおパターン24aとベタグランド24bとは、ソルダレジスト23の層の下にあるため、その外形はかくれ線を表す破線で示されている(図9も参照されたい)。
図8においてベタグランド24bは、中央実装パッド20よりも一回り大きなサイズで示されている。図8においてシルク印刷25a及びシルク印刷25bは、塗りつぶされた比率の多い濃いハッチングで示されている。
8 is an enlarged top view of a portion of the top surface of the printed wiring board 2 according to embodiment 2, showing the positions and shapes of the mounting pads, solder, and silk prints. As shown in FIG. 8, when the printed wiring board 2 without electronic components 1 mounted thereon is viewed from above, in addition to what is shown in FIG. 2 according to embodiment 1, pattern 24a, solid ground 24b, silk prints 25a, and silk prints 25b can be seen. Note that because pattern 24a and solid ground 24b are located under the solder resist 23 layer, their outlines are shown by dashed lines indicating hidden lines (see also FIG. 9).
In Fig. 8, the solid ground 24b is shown to be slightly larger than the central mounting pad 20. In Fig. 8, the silkscreen prints 25a and 25b are shown by dark hatching with a high fill ratio.

図9は、実施の形態2に係る実装後のプリント配線板2について図2におけるA-A´の位置で切断した断面図である。図9に示されるとおりパターン24a及びベタグランド24bは、中央実装パッド20、第1外周実装パッド21、及び第2外周実装パッド22などの配線層と同じ層に設けられる。また図9に示されるとおりシルク印刷25a及びシルク印刷25bは、ソルダレジスト23の上に印刷される。 Figure 9 is a cross-sectional view of the printed wiring board 2 after mounting according to embodiment 2, taken along the line A-A' in Figure 2. As shown in Figure 9, the pattern 24a and the solid ground 24b are provided on the same wiring layer as the central mounting pad 20, the first peripheral mounting pad 21, and the second peripheral mounting pad 22. Also, as shown in Figure 9, the silkscreen prints 25a and 25b are printed on the solder resist 23.

図8及び図9に示されるパターン24aは、プリント配線板2の第1外周実装パッド21及び第2外周実装パッド22のそれぞれから外縁へ向けて引き出されたパターンである。第2外周実装パッド22から引き出されたパターン24aは、上面から電子部品1がないものとして透視して見ると、隣接した2つの第1外周実装パッド21の間を通って電子部品1よりも外側の位置まで連なっている。 The patterns 24a shown in Figures 8 and 9 are patterns extending from the first peripheral mounting pads 21 and the second peripheral mounting pads 22 of the printed wiring board 2 toward the outer edge. When viewed from above as if the electronic component 1 were not present, the patterns 24a extending from the second peripheral mounting pads 22 extend between the two adjacent first peripheral mounting pads 21 to a position outside the electronic component 1.

図8及び図9に示されるシルク印刷25aは、プリント配線板2を上面から透視してみたときに、パターン24aの一部とちょうど重なる位置に印刷されている。また図8及び図9に示されるシルク印刷25aは、隣接する2つの第1外周底面電極11の間に壁を作るように印刷されている。 The silkscreen print 25a shown in Figures 8 and 9 is printed in a position that overlaps a portion of the pattern 24a when the printed wiring board 2 is viewed from above. Furthermore, the silkscreen print 25a shown in Figures 8 and 9 is printed so as to create a wall between two adjacent first peripheral bottom electrodes 11.

図8及び図9に示されるシルク印刷25bは、プリント配線板2を上面から透視してみたときに、ベタグランド24bの周部の一部とちょうど重なる位置に印刷されている。また図8及び図9に示されるシルク印刷25bは、中央放熱底面電極10と第2外周底面電極12との間に壁を作るように印刷されている。 The silkscreen print 25b shown in Figures 8 and 9 is printed in a position that overlaps a portion of the periphery of the solid ground 24b when the printed wiring board 2 is viewed from above. Furthermore, the silkscreen print 25b shown in Figures 8 and 9 is printed so as to create a wall between the central heat dissipation bottom electrode 10 and the second peripheral bottom electrode 12.

シルク印刷25a及びシルク印刷25bは、電子部品1を所定のクリアランスで、かつプリント配線板2の上面と平行な位置に実装するための支えである。つまり実施の形態2に係るプリント配線板2への電子部品1の実装は、電子部品1を積極的にシルク印刷25a及びシルク印刷25bに接触させる、という使い方により実現される。
したがってシルク印刷25aは、プリント配線板2を上面から透視してみたときのパターン24aと重なる位置にあることに限定されず、GNDといった銅箔と重なる位置にあってもよい。
The silkscreen prints 25a and 25b are supports for mounting the electronic component 1 with a predetermined clearance and in a position parallel to the upper surface of the printed wiring board 2. In other words, mounting the electronic component 1 on the printed wiring board 2 according to the second embodiment is achieved by actively bringing the electronic component 1 into contact with the silkscreen prints 25a and 25b.
Therefore, the silk print 25a is not limited to being located at a position overlapping the pattern 24a when the printed wiring board 2 is seen through from above, but may be located at a position overlapping a copper foil such as GND.

実施の形態2に係るプリント配線板2のリフロー実装は、リフロー炉での本過熱の後において、以下の現象が生じる。
前述のとおり冷却の工程において、一般的に放熱底面電極用はんだ30は、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32と比較して、先に凝固が始まる。実施の形態2においてはシルク印刷25bの支えの効果により、放熱底面電極用はんだ30のはんだ高さは、ソルダレジスト23の厚みとシルク印刷25bの厚みとを合計した値よりも小さくなることはない。
前述のとおり放熱底面電極用はんだ30が先に凝固し、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32がまだ溶融しているときに、第1外周底面電極用はんだ31及び第2外周底面電極用はんだ32の余分なはんだ及びフラックスは、第1外周実装パッド21及び第2外周実装パッド22それぞれの第1外周緩衝エリア21a及び第2外周緩衝エリア22aまで広がる余裕がある。
When the printed wiring board 2 according to the second embodiment is reflow mounted, the following phenomenon occurs after the main heating in the reflow furnace.
As described above, in the cooling process, the heat dissipating bottom electrode solder 30 generally begins to solidify earlier than the first outer peripheral bottom electrode solder 31 and the second outer peripheral bottom electrode solder 32. In the second embodiment, due to the supporting effect of the silk screen printing 25b, the solder height of the heat dissipating bottom electrode solder 30 does not become smaller than the sum of the thickness of the solder resist 23 and the thickness of the silk screen printing 25b.
As mentioned above, when the solder 30 for the heat dissipation bottom electrode solidifies first and the solder 31 for the first peripheral bottom electrode and the solder 32 for the second peripheral bottom electrode are still molten, the excess solder and flux of the solder 31 for the first peripheral bottom electrode and the solder 32 for the second peripheral bottom electrode have enough room to spread to the first peripheral buffer area 21a and the second peripheral buffer area 22a of the first peripheral mounting pad 21 and the second peripheral mounting pad 22, respectively.

以上のとおり実施の形態2に係るプリント配線板2は上記構成を備えるため、外周電極部が2列以上のQFN等を実装する場合でも、外部電極の実装パッド上で発生するショート不良が抑制される、という効果を奏する。 As described above, the printed wiring board 2 according to embodiment 2 has the above configuration, which has the effect of suppressing short-circuit defects that occur on the mounting pads of the external electrodes, even when mounting QFNs or the like with two or more rows of peripheral electrodes.

本開示技術は、外周電極部が2列以上のQFN等を実装するプリント配線板に応用でき、産業上の利用可能性を有する。 This disclosed technology can be applied to printed wiring boards that mount QFNs and other devices with two or more rows of peripheral electrodes, and has industrial applicability.

1 電子部品、1a パッケージ、2 プリント配線板、10 中央放熱底面電極、11 第1外周底面電極、12 第2外周底面電極、20 中央実装パッド、21 第1外周実装パッド、21a 第1外周緩衝エリア、22 第2外周実装パッド、22a 第2外周緩衝エリア、23 ソルダレジスト、24a パターン、24b ベタグランド、25a シルク印刷、25b シルク印刷、30 放熱底面電極用はんだ、31 第1外周底面電極用はんだ、32 第2外周底面電極用はんだ。 1 Electronic component, 1a Package, 2 Printed wiring board, 10 Central heat dissipation bottom electrode, 11 First peripheral bottom electrode, 12 Second peripheral bottom electrode, 20 Central mounting pad, 21 First peripheral mounting pad, 21a First peripheral buffer area, 22 Second peripheral mounting pad, 22a Second peripheral buffer area, 23 Solder resist, 24a Pattern, 24b Solid ground, 25a Silk printing, 25b Silk printing, 30 Solder for heat dissipation bottom electrode, 31 Solder for first peripheral bottom electrode, 32 Solder for second peripheral bottom electrode.

Claims (3)

第1外周底面電極及び第2外周底面電極を備えるパッケージを実装するプリント配線板であって、
前記第1外周底面電極に対応する第1外周実装パッドと、
前記第2外周底面電極に対応する第2外周実装パッドと、を備え、
第1外周底面電極用はんだ及び第2外周底面電極用はんだが、それぞれ前記第1外周実装パッド及び前記第2外周実装パッドに内包されるように塗布され、
前記第1外周実装パッドは、前記パッケージの外縁へ向かった方向に拡大された第1外周緩衝エリアを有し、
前記第2外周実装パッドは、前記パッケージの外縁へ向かった方向で、かつ、2つの隣接する前記第1外周実装パッドの間の領域へ拡大された部分を含む第2外周緩衝エリアを有し、全体として凸型の形状である、
プリント配線板。
A printed wiring board on which a package having a first outer periphery bottom electrode and a second outer periphery bottom electrode is mounted,
first peripheral mounting pads corresponding to the first peripheral bottom electrodes;
second peripheral mounting pads corresponding to the second peripheral bottom electrodes;
solder for the first peripheral bottom electrodes and solder for the second peripheral bottom electrodes are applied so as to be enclosed within the first peripheral mounting pads and the second peripheral mounting pads, respectively;
the first peripheral mounting pads have a first peripheral buffer area that is enlarged in a direction toward the outer edge of the package;
The second peripheral mounting pads have a second peripheral buffer area including a portion that extends toward the outer edge of the package and into the region between two adjacent first peripheral mounting pads , and have an overall convex shape.
Printed wiring board.
前記パッケージは、QFN又はSONである
請求項1に記載のプリント配線板。
2. The printed wiring board according to claim 1, wherein the package is a QFN or SON package.
前記パッケージが実装されたときに、ソルダレジストと前記パッケージとの間に挟まれるシルク印刷がなされている
請求項1に記載のプリント配線板。
2. The printed wiring board according to claim 1, wherein a silk print is formed to be sandwiched between the solder resist and the package when the package is mounted.
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