特開 2024-140456 回路基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140456

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】回路基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/28 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H05K3/28 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051593

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】公文 幹宏

(72)【発明者】

【氏名】杉岡 照康

【テーマコード（参考）】

5E314

【Ｆターム（参考）】

5E314BB05

5E314BB10

5E314GG24

(57)【要約】

【課題】環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板において、閉塞空間の形成を防止する。
【解決手段】回路基板１０は、環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板であって、導体パターンは、ランドパターン部４１，４２と、ランドパターン４１，４２を接続する接続部５１とを含む。接続部５１は、ランドパターン部４１に接続された区間６１と、ランドパターン部４２に接続された区間６２と、区間６１，６２を接続する区間６３とを含む。区間６３の幅Ｗ１３は、区間６１，６２の幅Ｗ１１，Ｗ１２よりも広い。これにより、区間６３における単位面積当たりのハンダＳの量が他の領域よりも少なくなることから、閉塞空間の形成が防止される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板であって、
前記導体パターンは、第１及び第２のランドパターン部と、前記第１のランドパターン部と前記第２のランドパターン部を接続する第１の接続部とを含み、
前記第１の接続部は、前記第１のランドパターン部に接続された第１の区間と、前記第２のランドパターン部に接続された第２の区間と、前記第１の区間と前記第２の区間を接続する第３の区間とを含み、
前記第３の区間の少なくとも一部は、前記第１及び第２の区間よりも幅が広い、
回路基板。

【請求項2】

前記導体パターンは、第３及び第４のランドパターン部と、前記第１のランドパターン部と前記第３のランドパターン部を接続する第２の接続部と、前記第２のランドパターン部と前記第４のランドパターン部を接続する第３の接続部と、前記第３のランドパターン部と前記第４のランドパターン部を接続する第４の接続部とをさらに含み、
前記第１の接続部の前記第３の区間の少なくとも一部は、前記第２乃至第４の接続部よりも幅が広い、
請求項１に記載の回路基板。

【請求項3】

前記第１の接続部の前記第１及び第２の区間は、前記第２乃至第４の接続部と同じ幅を有する、
請求項２に記載の回路基板。

【請求項4】

前記第１の接続部の前記第１及び第２の区間は、前記第２乃至第４の接続部よりも幅が細い、
請求項２に記載の回路基板。

【請求項5】

前記第１の接続部の前記第３の区間は、前記導体パターンが存在しない開口部を囲む環状構造を有する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路基板。

【請求項6】

環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板であって、
前記導体パターンは、第１及び第２のランドパターン部を含む少なくとも３つのランドパターン部と、前記第１のランドパターン部と前記第２のランドパターン部を接続する第１の接続部を含む少なくとも３つの接続部とを含み、
前記第１の接続部は、他の接続部よりも幅が細い、
回路基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は回路基板に関し、特に、環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されているように、回路基板の表面は、外部端子として用いられるランドパターンを除いてソルダーレジストで覆われることが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１１３３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、回路基板の薄型化等を目的としてソルダーレジストを省略すると、回路基板の表面に設けられた導体パターンが全て露出することから、ランドパターン以外の部分にもハンダが流れ込む。このため、回路基板の表面に露出する導体パターンが環状構造を有している場合、環状のハンダによって囲まれた空間が閉塞されるおそれがあった。

【0005】

本開示においては、環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板において、閉塞空間の形成を防止する技術が説明される。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面による回路基板は、環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板であって、導体パターンは、第１及び第２のランドパターン部と、第１のランドパターン部と第２のランドパターン部を接続する第１の接続部とを含み、第１の接続部は、第１のランドパターン部に接続された第１の区間と、第２のランドパターン部に接続された第２の区間と、第１の区間と第２の区間を接続する第３の区間とを含み、第３の区間の少なくとも一部は、第１及び第２の区間よりも幅が広い。

【0007】

本開示の他の側面による回路基板は、環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板であって、導体パターンは、第１及び第２のランドパターン部を含む少なくとも３つのランドパターン部と、１のランドパターン部と第２のランドパターン部を接続する第１の接続部を含む少なくとも３つの接続部とを含み、第１の接続部は、他の接続部よりも幅が細い。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板において、閉塞空間の形成を防止する技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示に係る技術の一実施形態による回路基板１０の構造を説明するための模式的な断面図である。

【図2】図２（ａ）は環状構造を有する導体パターンの例を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す導体パターンに供給されたハンダがリフローによって流動した様子を示す模式的な平面図である。

【図3】図３（ａ）は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第１の例を説明するための平面図である。図３（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）に示す導体パターンに供給されたハンダがリフローによって流動した様子を示す模式的な平面図及び断面図である。

【図4】図４は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第２の例を説明するための平面図である。

【図5】図５は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第３の例を説明するための平面図である。

【図6】図６は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第４の例を説明するための平面図である。

【図7】図７は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第５の例を説明するための平面図である。

【図8】図８は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第６の例を説明するための平面図である。

【図9】図９は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第７の例を説明するための平面図である。

【図10】図１０（ａ）は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第８の例を説明するための平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す導体パターンに供給されたハンダがリフローによって流動した様子を示す模式的な平面図である。

【図11】図１１は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第９の例を説明するための平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら、本開示に係る技術の実施形態について詳細に説明する。

【0011】

図１は、本開示に係る技術の一実施形態による回路基板１０の構造を説明するための模式的な断面図である。

【0012】

図１に示すように、本実施形態による回路基板１０は、複数の導体層Ｌ１～Ｌ４と複数の絶縁層１１１～１１３が交互に積層された構造を有している。導体層Ｌ１～Ｌ４には、それぞれ導体パターン１１～１４が設けられる。導体パターン１１と導体パターン１２は絶縁層１１１を貫通するビア導体１５を介して接続され、導体パターン１２と導体パターン１３は絶縁層１１２を貫通するビア導体１６を介して接続され、導体パターン１３と導体パターン１４は絶縁層１１３を貫通するビア導体１７を介して接続される。特に限定されるものではないが、絶縁層１１２にはＲＦＩＣなどの電子部品１８が埋め込まれている。電子部品１８は、ビア導体１９を介して導体パターン１２に接続される。

【0013】

回路基板１０の一方の表面１０１上には、ＬＣＲを代表とする受動素子やＩＣなどの電子部品を含む実装部品３０が搭載されている。実装部品３０の端子電極３１は、ハンダＳを介して導体層Ｌ４の導体パターン１４に接続される。このような構造を有する回路基板１０は、マザーボード等の別の回路基板２０に搭載される。回路基板２０の端子電極２１は、ハンダＳを介して導体層Ｌ１の導体パターン１１に接続される。

【0014】

本実施形態による回路基板１０は、表面１０１，１０２がソルダーレジストで覆われておらず、導体層Ｌ１，Ｌ４の導体パターン１１，１４が露出している。つまり、導体層Ｌ１においては、回路基板２０の端子電極２１に接続されるランドパターン部のみならず全ての導体パターン１４が露出し、導体層Ｌ４においては、実装部品３０の端子電極３１に接続されるランドパターン部のみならず全ての導体パターン１１が露出する。

【0015】

導体層Ｌ１，Ｌ４に設けられる複数のランドパターン部は、導体層Ｌ１，Ｌ４において他の導体パターンを介して接続されている場合がある。図１に示す例では、符号Ａで示す部分において複数のランドパターン部が導体層Ｌ１上で接続されており、符号Ｂで示す部分において複数のランドパターン部が導体層Ｌ４上で接続されている。

【0016】

複数のランドパターン部が同じ導体層上で接続されている場合、図２（ａ）に示す例のように、導体パターンが環状構造を形成することがある。図２（ａ）に示す例では、４つのランドパターン部４１～４４と、これらを接続する４つの接続部５１～５４によって環状構造が形成されている。この場合、ハンダＳを介して端子電極２１又は３１との接続を行うと、図２（ｂ）に示すように、環状のハンダＳによって囲まれた閉塞空間Ｐが形成されるおそれがある。このような閉塞空間Ｐが形成されると、フラックスに含まれる揮発成分や、絶縁層１１１～１１３から生じたガスや水分が、放出されることなく閉塞空間Ｐに留まってしまい、腐食の発生など信頼性を低下させる要因となる。また、閉塞空間Ｐに蓄積されたガスは、リフロー時に膨張することにより空間を押し広げ、ランドパターン部の一部がハンダＳと接しない状態となり、接続信頼性が低下する恐れもある。さらに、リフロー時に閉塞空間Ｐに蓄積されたガスがハンダＳの壁を破って飛散する恐れもある。

【0017】

本開示による回路基板１０は、導体パターンがこのような環状構造を有している場合であっても、閉塞空間Ｐが形成されないよう、ランドパターン部同士を接続する接続部の形状を変更している。

【0018】

図３（ａ）は、導体層Ｌ１，Ｌ４における導体パターンの形状の第１の例を説明するための平面図である。図３（ａ）に示す第１の例では、導体パターンが４つのランドパターン部４１～４４と４つの接続部５１～５４を含んでいる。ランドパターン部４１，４２はＸ方向に配列され、ランドパターン部４３，４４はＸ方向に配列され、ランドパターン部４１，４３はＹ方向に配列され、ランドパターン部４２，４４はＹ方向に配列されている。接続部５１はＸ方向に延在し、ランドパターン部４１，４２を接続する。接続部５２はＹ方向に延在し、ランドパターン部４１，４３を接続する。接続部５３はＹ方向に延在し、ランドパターン部４２，４４を接続する。接続部５４はＸ方向に延在し、ランドパターン部４３，４４を接続する。これにより、ランドパターン部４１～４４と接続部５１～５４は、環状構造となる。

【0019】

そして、図３（ａ）に示す第１の例では、接続部５１の幅が局所的に拡大されている。具体的に説明すると、接続部５１は、ランドパターン部４１に接続された区間６１と、ランドパターン部４２に接続された区間６２と、区間６１と区間６２を接続する区間６３とを含み、区間６３の幅Ｗ１３が区間６１，６２の幅Ｗ１１，Ｗ１２よりも拡大されている。これらの幅は、当該接続部の延在方向に対して直交する方向における導体パターンのサイズとして定義される。したがって、区間６１～６３の幅Ｗ１１～Ｗ１３は、Ｙ方向における導体パターンのサイズである。他の接続部５２～５４の幅Ｗ２～Ｗ４は一定である。区間６１，６２の幅Ｗ１１，Ｗ１２は、接続部５２～５４の幅Ｗ２～Ｗ４と同じであっても構わない。また、ランドパターン部４１～４４のＸ方向における幅Ｗ２１及びＹ方向における幅Ｗ２２は、幅Ｗ２～Ｗ４よりも大きい。

【0020】

このような形状により、ハンダＳを介して端子電極２１又は３１との接続を行うと、図３（ｂ）に示すように、区間６３における単位面積当たりのハンダＳの量が他の領域よりも少なくなり、その結果、図３（ｃ）に示すように区間６３においてハンダＳの壁に穴Ｑが形成される。これは、ランドパターン部４１，４２に供給されたハンダＳがリフローによって区間６１，６２から区間６３に流れ込むものの、区間６３の幅Ｗ１３が区間６１，６２の幅Ｗ１１，Ｗ１２よりも拡大されていることから、単位面積当たりのハンダＳの量が区間６３において局所的に減少するためである。このようなメカニズムにより、図３（ａ）に示す第１の例では、環状のハンダＳによって囲まれた閉塞空間Ｐが形成されることなく、ハンダＳの壁に穴Ｑを形成することが可能となる。

【0021】

しかも、区間６１，６２の幅Ｗ１１，Ｗ１２を接続部５２～５４の幅Ｗ２～Ｗ４と同じとすれば、区間６３の幅Ｗ１３のみを拡大するだけで足りることから、設計が容易となる。一方、区間６１，６２の幅Ｗ１１，Ｗ１２を接続部５２～５４の幅Ｗ２～Ｗ４よりも細くすれば、区間６３に流れ込むハンダＳの量が減少することから、区間６３における単位面積当たりのハンダＳの量をより減少させることが可能となる。

【0022】

ここで、図３（ａ）に示す第１の例では、区間６３の幅Ｗ１３が一定であるが、図４に示す第２の例のように、区間６１，６２から離れるにしたがって区間６３の幅Ｗ１３が拡大する形状であっても構わない。また、図５に示す第３の例や、図６に示す第４の例のように、区間６３を構成し、Ｙ方向に突出する突出部６３ａ，６３ｂのＸ方向における位置が異なっていても構わない。さらに、図７に示す第５の例のように、接続部５１をクランク状とすることにより、区間６３の幅Ｗ１３を拡大しても構わない。また、図８に示す第６の例のように、クランク状の接続部５１を複数設けても構わない。さらに、図９に示す第７の例のように、区間６３に導体パターンが存在しない開口部６４を形成することにより、区間６３を環状構造としても構わない。このような開口部６４を設ければ、ハンダＳの流動が開口部６４において阻害されるため、ハンダＳの壁に穴Ｑが形成されやすくなる。

【0023】

また、図１０（ａ）に示す第８の例のように、接続部５１の幅Ｗ１を他の接続部５２～５４の幅Ｗ２～Ｗ４よりも細くしても構わない。これによれば、他の接続部５２～５４と比べ、接続部５１に流れ込むハンダＳの量が減少することから、図１０（ｂ）に示すように、接続部５１にハンダＳの壁に穴Ｑを形成することができる。図１０（ａ）の構成において、隣接するパッド接続抵抗を減らす目的においては、図１１に示す第９の例のように、幅の細い接続部５１を複数設けても構わない。

【0024】

以上、本開示に係る技術の実施形態について説明したが、本開示に係る技術は、上記の実施形態に限定されることなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本開示に係る技術の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0025】

本開示に係る技術には、以下の構成例が含まれるが、これに限定されるものではない。

【0026】

本開示の一側面による回路基板は、環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板であって、導体パターンは、第１及び第２のランドパターン部と、第１のランドパターン部と第２のランドパターン部を接続する第１の接続部とを含み、第１の接続部は、第１のランドパターン部に接続された第１の区間と、第２のランドパターン部に接続された第２の区間と、第１の区間と第２の区間を接続する第３の区間とを含み、第３の区間の少なくとも一部は、第１及び第２の区間よりも幅が広い。これによれば、第３の区間における単位面積当たりのハンダの量が他の領域よりも少なくなることから、閉塞空間の形成が防止される。

【0027】

上記の回路基板において、導体パターンは、第３及び第４のランドパターン部と、第１のランドパターン部と第３のランドパターン部を接続する第２の接続部と、第２のランドパターン部と第４のランドパターン部を接続する第３の接続部と、第３のランドパターン部と第４のランドパターン部を接続する第４の接続部とをさらに含み、第１の接続部の第３の区間の少なくとも一部は、第２乃至第４の接続部よりも幅が広くても構わない。これによれば、第３の区間における単位面積当たりのハンダの量をより低減することが可能となる。

【0028】

上記の回路基板において、第１の接続部の第１及び第２の区間は、第２乃至第４の接続部と同じ幅を有していても構わない。これによれば、導体パターンの設計が容易となる。或いは、第１の接続部の第１及び第２の区間は、第２乃至第４の接続部よりも幅が細くても構わない。これによれば、第３の区間に流れ込むハンダの量をより減少させることが可能となる。

【0029】

上記の回路基板において、第１の接続部の第３の区間は、導体パターンが存在しない開口部を囲む環状構造を有していても構わない。これによれば、ハンダの流動が開口部において阻害されることから、ハンダの壁に穴が形成されやすくなる。

【0030】

本開示の他の側面による回路基板は、環状構造を有する導体パターンが表面に露出する回路基板であって、導体パターンは、第１及び第２のランドパターン部を含む少なくとも３つのランドパターン部と、１のランドパターン部と第２のランドパターン部を接続する第１の接続部を含む少なくとも３つの接続部とを含み、第１の接続部は、他の接続部よりも幅が細い。これによれば、第１の接続部に流れ込むハンダの量が他の接続部に流れ込むハンダの量よりも少なくなることから、第１の接続部にハンダの壁に穴を形成することが可能となる。

【符号の説明】

【0031】

１０ 回路基板
１１～１４ 導体パターン
１５～１７，１９ ビア導体
１８ 電子部品
２０ 回路基板
２１ 端子電極
３０ 実装部品
３１ 端子電極
４１～４４ ランドパターン部
５１～５４ 接続部
６１～６３ 区間
６３ａ，６３ｂ 突出部
６４ 開口部
１０１，１０２ 回路基板の表面
１１１～１１３ 絶縁層
Ｌ１～Ｌ４ 導体層
Ｐ 閉塞空間
Ｑ 穴
Ｓ ハンダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】