CN102017820A

CN102017820A - 基板,表面安装部件的安装结构以及电子设备

Info

Publication number: CN102017820A
Application number: CN2009801145715A
Authority: CN
Inventors: 汤上和之; 古泽宏治
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2011-04-13
Also published as: EP2278864A4; US20110031004A1; EP2278864A1; JPWO2009131204A1; WO2009131204A1

Abstract

当通过焊接在端部附近将被焊接的表面安装部件被安装时，翘曲可能在基板或表面安装部件中发生，并且基板的端子和表面安装部件的端子之间的距离增加，并且由此对于利用焊料的连接失效可能发生。为此，在表面安装部件的安装结构中，通过以焊接的方式在端部附近将表面安装部件连接到基板，凹部在要安装所述表面安装部件的范围内被形成在用于焊接的接合部之间。该凹部构造为使得由基板和/或表面安装部件的翘曲引起的变形的影响可通过该凹部而被减小。

Description

基板，表面安装部件的安装结构以及电子设备

技术领域

本发明涉及构造为通过焊接在端部附近安装表面安装部件的基板，表面安装部件的安装结构，以及电子设备。

背景技术

一般地，表面安装部件被安装在基板上并且当并未因回流等原因而造成部件翘曲或者基板的翘曲时，如图1所示基板的台肩通过焊料被连接到部件侧的台肩。

作为本发明的相关技术，存在这样的技术，其中在经由焊球将半导体器件安装到基板上的步骤中，使在端部区域的焊球的高度高于在中心区域的焊球的高度，并且该技术可防止因表面安装部件的翘曲所引起的连接失效(例如，参考专利文件1)。

作为本发明的相关技术，存在这样的技术，其中在基板上芯片部分的安装部分的外围形成平行于芯片部分的端子的槽或孔，并且该技术减少了由芯片部分和基板的热膨胀系数不同引起的疲劳失效(例如，参考专利文件2)。

作为本发明的相关技术，存在这样的技术，该技术可阻止当在焊接时焊料流从部件的底板和基板的保护层表面之间溢出时发生的独立焊球在部件侧表面上的形成。在用于该目的的保护层结构中，在用于焊接的台肩之间不具有基板导体的部件下面的基板部分，没有涂覆保护层。

【现有技术文件】

【专利文件】

【专利文件1】日本专利申请早期公开号2007-67129

【专利文件2】日本实用新型申请早期公开号H06-13177

【专利文件3】日本实用新型申请早期公开号H07-10976

发明内容

本发明解决的问题

然而，当在回流等步骤中翘曲在表面安装部件或基板中发生时，如图2和图3所示，基板81的台肩和表面安装部件21的台肩分离，并且由此对于利用焊料的连接，可能会发生连接失效。

在专利文件1中描述的上述技术希望应用到具有以诸如BGA(球栅阵列)之类的网格样式排列的端子的表面安装部件中，并且它不能被应用到通过焊接在端部附近被安装的表面安装部件，例如QFN(方形扁平无引脚封装)的表面安装部件。

在专利文件2中描述的上述技术，在芯片部分的外围形成平行于基板的孔或槽，以减少由芯片部分和基板的热膨胀系数不同引起的机械应力。然而，其未考虑通过凹部来减小由基板或者表面安装部件的翘曲引起的变形的影响。

在专利文件3中描述的上述技术希望解决如下问题：通过设计保护层应用结构，焊料流由于表面张力被吸出部件的底板和基板的保护层表面之间。然而，其未考虑减小由基板或者表面安装部件的翘曲引起的变形的影响。

本发明考虑了这样的情况。本发明的目的是提供基板，其中即使当将被焊接的表面安装部件在端部附近通过焊接被安装时，由基板或者表面安装部件的翘曲引起的变形的影响也可以被减小，并且提供表面安装部件的安装结构以及电子设备。

解决问题的方式

为了达到目的，根据本发明的基板，是构造为通过焊接在端部附近安装表面安装部件的基板，其特征在于，在接合部之间形成凹部，接合部用于在上述表面安装部件被安装到的范围内的上述焊接，并且上述基板构造为使得由上述基板和/或上述表面安装部件的翘曲引起的变形的影响可通过凹部而被减小。

根据本发明的表面安装部件的安装结构，是构造为通过焊接在端部附近将表面安装部件连接到基板上的表面安装部件的安装结构，其特征在于：在接合部之间形成凹部，该接合部用于在上述基板的上述表面安装部件被安装到的范围内的上述焊接，并且表面安装部件的安装结构构造为使得由上述基板和/或上述表面安装部件的翘曲引起的变形的影响可通过凹部而被减小。

根据本发明的电子设备，其特征在于：该电子设备构造为具有上述根据本发明的表面安装部件的安装结构。

发明的效果

如上所述，通过利用本发明，即使将被焊接的表面安装部件在端部附近通过焊接被安装，由基板或者表面安装部件的翘曲引起的变形的影响也会被减小。

附图说明

图1是示出表面安装部件的一般安装结构的剖视图。

图2是示出在表面安装部件的一般安装结构中，翘曲在部件中发生的情况的剖视图。

图3是示出在表面安装部件的一般安装结构中，翘曲在基板中发生的情况的剖视图。

图4是示出本发明的示例性实施例的示意图。

图5是示出本发明的示例性实施例的表面安装部件的安装结构的剖视图。

图6是示出在通过移除表面安装部件正下方的保护层来形成凹部的情况下的结构的示例的剖视图。

图7是示出在通过移除表面安装部件正下方的铜箔层来形成凹部的情况下的结构的示例的剖视图。

图8是示出在通过移除表面安装部件正下方的保护层和铜箔层两者来形成凹部的情况下的结构的示例的剖视图。

图9是示出在示例性实施例的表面安装部件的安装结构中翘曲在部件中发生的情况的剖视图。

图10是示出在示例性实施例的表面安装部件的安装结构中翘曲在基板中发生的情况的剖视图。

图11是示出在示例性实施例的表面安装部件的安装结构中翘曲在部件和基板两者当中发生的情况的剖视图。

具体实施方式

下面，将使用附图详细描述根据本发明的基板，表面安装部件的安装结构以及电子设备应用的示例性实施例。

首先，描述该示例性实施例的概要。

如图4所示，该实施例的表面安装部件的安装结构通过在端部的附近以焊接的方式将表面安装部件连接到基板而成形。凹部在要安装所述表面安装部件的范围内被形成在用于焊接的接合部之间。

由此，即使在基板和/或表面安装部件中发生了由翘曲引起的变形，由于凹部的存在，变形的部分几乎不能与基板直接接触。因此，可以减小由翘曲引起的变形的影响。

因此，该示例性实施例的特征在于减少由安装基板的翘曲或者部件的翘曲引起的焊接连接失效并且提高焊接连接的可靠性。

为此，为了减轻在回流步骤中部件翘曲或者基板的翘曲的影响，作为示例，形成凹部来缓冲由翘曲形成的突出部分，其中通过仅对安装部件正下方的安装基板部分不涂覆保护层来部分地减少凹部的基板的厚度来形成凹部。由此，减缓了部件端子和基板侧台肩之间的距离的增加以及回流时应力的增加。

作为另一个示例，通过移除存在于表面安装部件正下方的部分的接地实型或者铜箔层布线来减小基板的厚度来形成凹部，并且由此可以获得相似的效果。

图5表示在示例性实施例的表面安装部件的安装结构中的基板和表面安装部件的结构。

示例性实施例的基板11通过包括铜箔层12a和12b，绝缘层13以及保护层14a和14b的分层结构而成形。为了通过焊料连接表面安装部件21，在基板11的表面上提供了台肩15a和15b并且焊料16在台肩15的表面的每个表面上形成为凸形。

在被安装到基板11的表面安装部件21中，在其较低的表面的端部提供了台肩22a和22b。由此，当通过回流将表面安装部件21安装到基板11上时，台肩22a和22b经由焊料16分别被连接至基板11的台肩12a和12b。

这里，如图1所示，在未提供根据示例性实施例的凹部的结构中，如上所述相关技术，当回流时翘曲在基板81和表面安装部件21两者当中都未发生时，如图1所示，基板的台肩15经由焊料16正常地被连接到表面安装部件的台肩22。

然而，如图2所例示地当翘曲在表面安装部件中发生时，或者如图3所例示地当翘曲在基板中发生时，基板的台肩和表面安装部件的台肩之间的距离增加。结果，端子之间的连接不能经由焊料16完成并且这可能导致安装失败。

相反，在示例性实施例中，如图6所示表面安装部件正下方的保护层被移除，或者如图7所示铜箔层被移除，或者如图8所示保护层和铜箔层两者均不移除，并且由此基板中在表面安装部件下方的部分形成了凹部。由此，即使由于回流等翘曲在基板11中或者表面安装部件21中发生，由翘曲引起的端子的上移也会被减少，并且安装的可靠性被提高。

即，在示例性实施例中，例如，如图9和图10中所示，通过使用基板表面上在表面安装部件的正下方的部分的保护层被移除的结构，由翘曲形成的基板或者部件的突出部分，经由通过减少保护层厚度形成的凹部而得到缓冲，并且由此表面安装部件21经由焊料确定地被连接到基板上。

作为另一个示例性结构，例如，如图7和图8所示，通过移除铜箔层，或者通过移除保护层和铜箔层两者来形成凹部，并且由此可以获得相似的效果。

因此，当通过移除保护层和铜箔层两者来形成凹部时，凹部的深度比只有保护层被移除的情况更深。因此，例如，如图11所示，即使在基板11和表面安装部件21两者中都有较大的翘曲发生，端子也不会彼此分离并且表面安装部件21可以经由焊料确定地被连接到基板11上。

如上所述，通过使用上述示例性实施例，可以获得如下效果。

第一个效果是这样的效果，其中即使由于回流翘曲在表面安装部件中发生，也可以避免焊接连接失效。

因此，根据示例性实施例，提供了如下基板设计方法，其中通过部分地移除基板的保护层或者铜箔层，可以减小回流时表面安装部件的翘曲的影响。

第二个效果是这样效果，其中即使由于回流翘曲在基板中发生，也可以表面焊接连接失效。

因此，根据示例性实施例，提高了如下基板设计方法，其中通过部分地移除基板的保护层或者铜箔层，可以减小回流时基板的翘曲的影响。

如上所述，根据上述示例性实施例，通过在基板表面上形成凹部，可以减小由表面安装部件的翘曲或者基板的翘曲引起的变形的影响，并且由此不会发生连接端子的上移而且可以减少在端部的连接失效的发生。

由上所述被配置为具有根据示例性实施例的表面安装部件的安装结构的电子设备，即使由于回流等翘曲在部件中或者基板中发生，也可以获得这样的电子设备，其在端部的连接失效几乎不会发生并且具有优良的可靠性。

电子设备可以是具有表面安装部件的任意电子设备。

进一步地，每个上述示例性实施例是本发明的优选实施例。本发明不限于这些实施例并且可基于本发明的技术思想利用各种修改而被实施。

例如，在上述示例性实施例中，说明了焊料16在基板11的台肩15的表面上以凸形形成。然而，如果表面安装部件的台肩22可以经由焊料被连接到基板11的台肩15，则结构不限于此。作为用于焊接的接合部的焊接部分的分配位置是任意的。例如，具有凸形的焊接部分可以这样成形，其在基板11上的台肩15的表面上形成，或者其在表面安装部件上的台肩22的表面上形成，或者其可以在这两个表面上形成。

在上述示例性实施例中，说明了如下内容：通过移除在表面安装部件下方的保护层(如图6所示)，移除铜箔层(如图7所示)，或者移除保护层和铜箔层两者(如图8所示)来在基板11表面上形成凹部。然而，如果可以在表面安装部件被安装到基板上的范围内的台肩之间形成凹部，则结构不限于此，并且形成凹部的方法是任意的。例如，可以使用如下结构，其中通过在基板表面的台肩之间执行去除预定深度来形成凹部。

本申请要求基于2008年4月24日提交的日本专利申请号为2008-113830的优先权，并且通过引用将其公开内容全部结合于此。

【符号说明】

11 基板

12 铜箔层

13 绝缘层

14 保护层

15 台肩

16 焊料

21 表面安装部件

22 台肩

Claims

1.一种构造为通过焊接在端部附近安装表面安装部件的基板，其特征在于：

凹部在要安装所述表面安装部件的范围内被形成在用于焊接的接合部之间，并且所述基板构造为使得由所述基板或/和所述表面安装部件的翘曲引起的变形的影响可通过所述凹部而被减小。

2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于：所述凹部通过至少移除所述基板中的保护层来形成。

3.根据权利要求2所述的基板，其特征在于：所述凹部还通过至少移除所述基板中的铜箔层来形成。

4.根据权利要求1-3的任一项所述的基板，其特征在于：所述表面安装部件通过回流被安装。

5.根据权利要求1-4的任一项所述的基板，其特征在于：形成所述接合部，使得通过焊接安装所述表面安装部件的焊料部分在所述接合部的表面形成为凸起形状。

6.一种表面安装部件的安装结构，其通过以焊接的方式在端部附近将所述表面安装部件连接到基板上而构造而成，其特征在于：

凹部在要安装所述基板的所述表面安装部件的范围内被形成在用于焊接的接合部之间，并且所述表面安装部件的安装结构构造为使得由所述基板或/和所述表面安装部件的翘曲引起的变形的影响可通过所述凹部而被减小。

7.根据权利要求6所述的表面安装部件的所述安装结构，其特征在于：所述凹部通过至少移除所述基板中的保护层来形成。

8.根据权利要求7所述的表面安装部件的所述安装结构，其特征在于：所述凹部通过至少移除所述基板中的铜箔层来形成。

9.根据权利要求6-8的任一项所述的表面安装部件的所述安装结构，其特征在于：所述表面安装部件通过回流被安装到基板上。

10.根据权利要求6-9的任一项所述的表面安装部件的所述安装结构，其特征在于：所述表面安装部件通过熔化作为接合部在所述基板表面上形成为凸起形状的焊接部分而被安装。

11.一种电子设备，其特征在于其被构造为具有根据权利要求6-10的任一项的所述表面安装部件的所述安装结构。