JP2013206707A

JP2013206707A - 実装用アダプタ、プリント基板及びその製造方法

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Publication number: JP2013206707A
Application number: JP2012074351A
Authority: JP
Inventors: Takumi Osawa; 巧大澤; Akira Tamura; 亮田村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-07
Also published as: US9049789B2; US20130256005A1

Abstract

【課題】ソケットが他種の電子部品の実装用に設計されたものであっても、電子部品とソケットとの間の導通を確保することができる実装用アダプタ、プリント基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実装用アダプタ１０は、ソケット３０を介しての電子部品２０の実装の際にソケット３０と電子部品２０との間に配置される。実装用アダプタ１０には、絶縁性の基材１１と、基材１１の電子部品２０側の面に設けられ、電子部品２０のパッド２２と接触する部品側電極１２と、基材１１のソケット３０側の面に設けられ、ソケット３０の導電膜３３と接触するソケット側電極１３と、基材１１を貫通し、部品側電極１２とソケット側電極１３とを互いに電気的に接続する貫通ビア１４と、が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、実装用アダプタ、プリント基板及びその製造方法に関する。

システムボード等の実装基板上へのＬＧＡ（land grid array）パッケージ部品等の電子部品の実装に際しては、取り外しが想定される箇所等において、ソケットを介して電子部品が実装されることがある。ソケットには、実装基板のパッドと電子部品のパッドとを電気的に接続する導体が多数設けられている。そして、実装に際しては、これら導体を確実に各パッドに接触させることが重要である。

近年では、このようなソケットを多種の電子部品に適用することについて検討が行われている。例えば、ＬＧＡパッケージ部品用に設計されたソケットをＢＧＡパッケージ部品の実装に用いることについても検討が行われている。

しかしながら、パッドのレイアウトが共通していたとしても、ＬＧＡパッケージ部品用に設計されたソケットを用いた場合には、ＢＧＡパッケージ部品とソケットとの導通を確保することができないことがある。このような導通の確保の困難性は、ＬＧＡパッケージ部品及びＢＧＡパッケージ部品に限らず、他の電子部品においても生じている。

特開平６−３４９５５７号公報特開平９−３５７８９号公報特開２００５−２８６３３１号公報特開２００１−３０８３０２号公報特開２００８−２７７６６０号公報特表２００４−５１９８２２号公報

本発明の目的は、ソケットが他種の電子部品の実装用に設計されたものであっても、電子部品とソケットとの間の導通を確保することができる実装用アダプタ、プリント基板及びその製造方法を提供することにある。

実装用アダプタの一態様は、ソケットを介しての電子部品の実装の際に前記ソケットと前記電子部品との間に配置される。この一態様には、絶縁性の基材と、前記基材の前記電子部品側の面に設けられ、前記電子部品のパッドと接触する第１の電極と、前記基材の前記ソケット側の面に設けられ、前記ソケットの導体と接触する第２の電極と、前記基材を貫通し、前記第１の電極と前記第２の電極とを互いに電気的に接続する貫通ビアと、が設けられている。

プリント基板の一態様には、実装基板と、前記実装基板上にソケットを介して実装された電子部品と、前記ソケットと前記電子部品との間に配置された上記の実装用アダプタと、が設けられている。

プリント基板の製造方法の一態様では、上記の実装用アダプタの前記第１の電極を電子部品のパッドと対向させて、前記実装用アダプタを前記電子部品に貼り付け、前記第２の電極をソケットの導体と接触させながら、前記電子部品を実装基板上に前記ソケットを介して実装する。

上記の実装用アダプタ等によれば、他種の電子部品の実装用に設計されたアダプタを用いて実装を行う場合であっても、電子部品とソケットとの間の導通を確保することができる。

実施形態に係る実装用アダプタの構造を示す図である。実装用アダプタの使用形態を示す図である。同じく、実装用アダプタの使用形態を示す図である。実装用アダプタを用いた実装形態を示す図である。実装用アダプタを用いていない実装形態を示す図である。実施形態に係る実装用アダプタの製造方法を工程順に示す断面図である。部品側電極１２及びソケット側電極１３のレイアウトの例を示す図である。位置合わせの方法を示す図である。部品側電極の形状の例を示す図である。スリット及び薄化部を示す図である。粘着剤を塗布する位置を示す図である。実施形態の変形例を示す図である。

以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。本実施形態に係る実装用アダプタは、例えば、ある電子部品（例えばＬＧＡパッケージ部品）の実装用に設計されたソケットと、この電子部品と共通のレイアウトでパッドが配置された他種の電子部品（例えばＢＧＡパッケージ部品）との間に介在するようにして用いられる。図１は、実施形態に係る実装用アダプタの構造を示す図である。なお、図１（ａ）は断面図であり、図１（ｂ）は電子部品側の平面図であり、図１（ｃ）はソケット側の平面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る実装用アダプタ１０には、フィルム状で複数のビアホール１１ａが形成された基材１１が含まれている。ビアホール１１ａ内に導電性の貫通ビア１４が埋め込まれている。基材１１の電子部品側に位置する表面上には、各貫通ビア１４と導通する複数の部品側電極１２が設けられ、基材１１のソケット側に位置する表面上には、各貫通ビア１４と導通する複数のソケット側電極１３が設けられている。部品側電極１２は、電子部品のパッドと接するようにして形成され、ソケット側電極１３は、ソケットの導体と接するようにして形成されている。部品側電極１２は第１の電極の一例であり、ソケット側電極１３は第２の電極の一例である。

そして、この実装用アダプタ１０は、図２に示すように、ソケット３０を介して電子部品２０（例えばＢＧＡパッケージ部品）を実装基板４０に実装する際に、この電子部品２０とソケット３０との間に介在するように配置される。図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は斜視図である。ここで、ソケット３０は、例えば、電子部品２０（例えばＢＧＡパッケージ部品）と共通のレイアウトでパッドが配置された他種の電子部品（例えばＬＧＡパッケージ部品）の実装用に設計されたものである。ソケット３０と当該他種の電子部品（例えばＬＧＡパッケージ部品）との間では導通の確保が容易である。

より詳細には、図３に示すように、実装基板４０に基材４１及びパッド４２が含まれ、ソケット３０にモールド部３２、弾性体３１及び導電膜３３が含まれている。また、電子部品２０には、基材２１、パッド２２及びレジスト材２３が含まれている。これらの材料は特に限定されない。例えば、弾性体３１にはシリコーンゴムが用いられ、導電膜３３としては、厚さが３μｍ〜６μｍのＣｕ膜、厚さが０．３μｍ〜１μｍのＮｉ膜及び厚さが０．３μｍ以上のＡｕ膜の積層構造体が用いられる。また、例えば、基材２１にはガラスエポキシ等の有機材料が用いられ、レジスト材２３には一般的なソルダレジストが用いられる。また、例えば、パッド２２の表面の縁部はレジスト材２３により覆われており、レジスト材２３のパッド２２を覆う部分の厚さは２５μｍ程度である。パッド２２の表面の縁部がレジスト材２３により覆われているのは、例えばパッド２２の剥がれを防止するためである。また、例えば、基材１１にはポリイミドフィルム等の可撓性の材料が用いられる。基材１１には、例えば有機樹脂等の絶縁材料が用いられ、基材１１の厚さは、例えば２５μｍ程度である。部品側電極１２の厚さはレジスト材２３とパッド２２との間の段差よりも大きく、例えば４５μｍ程度である。ソケット側電極１３の厚さは５μｍ程度である。部品側電極１２はソケット側電極１３よりも厚いことが好ましい。例えば、部品側電極１２の平面形状は円形であり、その大きさはパッド２２のレジスト材２３から露出している部分よりも小さい。また、部品側電極１２の直径は、貫通ビア１４の直径よりも大きい。更に、例えば、ソケット側電極１３の平面形状も円形であり、その大きさは部品側電極１２よりも大きい。

そして、実装に際しては、例えば、部品側電極１２をパッド２２に対向させながら、予め実装用アダプタ１０を電子部品２０に貼り付けておく。このとき、部品側電極１２とパッド２２とを積極的に接触させる必要はない。その後、ソケット３０を介して電子部品２０を実装基板４０側に押し付けると、図４に示すように、弾性体３１が変形し、これに付随して導電膜３３がソケット側電極１３の表面に倣いながら変形する。従って、ソケット側電極１３がソケットの導体である導電膜３３に接する。また、実装用アダプタ１０には、ソケット３０から、特に弾性体３１から電子部品２０に向けて力が作用する。この結果、実装用アダプタ１０を電子部品２０に貼り付けた際に部品側電極１２とパッド２２とが互いに接触していない場合であっても、部品側電極１２がパッド２２と接触するようになる。部品側電極１２及びソケット側電極１３は貫通ビア１４を介して互いに導通しているため、パッド２２と導電膜３３との間の導通が確保される。

このように、本実施形態によれば、ソケット３０が電子部品２０の実装用に設計されたものでない場合であっても、確実に電子部品２０とソケット３０との間の導通を確保することができる。例えば、ソケット３０がＬＧＡパッケージ部品の実装用に設計されたものであって、電子部品２０としてＢＧＡパッケージ部品を用いる場合であっても、これらＬＧＡパッケージ部品及びＢＧＡパッケージ部品のパッドのレイアウトが共通してさえいれば、電子部品２０とソケット３０との間の導通を確保することができる。従って、このソケット３０をそのままＢＧＡパッケージ部品の実装に用いることができる。そして、このような実装の結果、実装用アダプタ１０、電子部品２０、ソケット３０及び実装基板４０を含むプリント基板が得られる。

なお、実装用アダプタ１０を用いていない場合には、図５に示すように、弾性体３１の変形に付随して導電膜３３が変形するが、ソケット３０が電子部品２０の実装用に設計されたものではないため、レジスト材２３の厚さによっては、この変形がレジスト材２３の隅部に倣ったものとなることがある。この場合、導電膜３３はレジスト材２３の隅部に接するものの、パッド２２との間に隙間が生じ、導通を確保することができないことがある。

また、本実施形態では、貫通ビア１４が基材１１の厚さ方向と平行に延びているため、電子部品２０のパッド２２とソケット３０の導電膜３３との間の伝送経路の延長を短く抑えることができる。従って、高速伝送への影響を極めて低く抑えることができる。

次に、実施形態に係る実装用アダプタの製造方法について説明する。図６は、実施形態に係る実装用アダプタの製造方法を工程順に示す断面図である。

先ず、図６（ａ）に示すように、基材１１にビアホール１１ａを形成する。次いで、図６（ｂ）に示すように、部品側電極１２を形成する予定の領域及びソケット側電極１３を形成する予定の領域を露出し、他の部分を覆うレジストパターン５１を基材１１の両面に形成する。その後、図６（ｃ）に示すように、基材１１のレジストパターン５１から露出している部分にシード層５３を形成する。シード層５３としては、例えばＣｕ層をスパッタリング法により形成する。続いて、図６（ｄ）に示すように、シード層５３上にめっき膜５４を形成する。めっき膜５４としては、例えばＣｕ膜を電解めっき法により形成する。次いで、図６（ｅ）に示すように、レジストパターン５１を除去する。その後、図６（ｆ）に示すように、シード層５３及びめっき膜５４の露出面を覆うめっき膜５５を形成する。めっき膜５５の形成では、例えば、Ｎｉ膜を無電解めっき法により形成し、引き続き、Ａｕ膜を無電解めっき法により形成する。このようにして、実装用アダプタ１０を製造することができる。

なお、部品側電極１２及びソケット側電極１３のレイアウトは電子部品２０のパッド２２のレイアウト等に応じて決定すればよい。図７に、部品側電極１２及びソケット側電極１３のレイアウトの例を示す。

また、実装用アダプタ１０及び電子部品２０には、アライメント用のパターンとしてダミーパターンを設けておくことが好ましい。例えば、図８（ａ）に示すように、基材２１上に円形のダミーパターン２５を形成しておき、図８（ｂ）に示すように、ダミーパターン２５より小さいダミーパターン１５を基材１１上に形成しておく。基材１１にポリイミド等の可視光を透過する材料が用いられていれば、基材１１を通してダミーパターン２５の位置を確認することができる。従って、ダミーパターン２５及びダミーパターン１５の位置関係に基づいて位置合わせを高精度で行うことができる。例えば、図８（ｃ）に示すように、ダミーパターン２５とダミーパターン１５とが同心円となるように位置合わせを行えばよい。なお、ダミーパターン２５はパッド２２と同様にして形成することが可能であり、ダミーパターン１５は部品側電極１２及びソケット側電極１３と同様にして形成することが可能である。

部品側電極１２の形状も特に限定されない。例えば、図９に示す形状が採用されていてもよい。図９（ａ）に示すように、部品側電極１２の表面に矩形波状の凹凸が形成されていてもよく、図９（ｂ）に示すように、部品側電極１２の先端が鋭利になっていてもよい。特に、図９（ｂ）に示す形状となっている場合には、パッド２２の表面に自然酸化膜等の絶縁膜が存在していても、これを突き破ることが可能である。

基材１１には、図１０（ａ）に示すように、スリット１６が形成されていることが好ましい。スリット１６が形成されている部分では、基材１１がその分だけ薄いため、可撓性を向上することができる。可撓性が高いほど、電子部品２０の形状に追従しやすくなるため、電子部品２０のレジスト材２３の厚さ等にばらつきがあっても、より確実にパッド２２に部品側電極１２が接触しやすくなる。なお、図１０（ａ）に示すような縦横に延びるスリット１６に代えて、図１０（ｂ）に示すような十字型の薄化部１７や円状の薄化部１８が形成されていてもよい。スリット１６と薄化部１７及び／又は薄化部１８が組み合わされていてもよく、薄化部１７又は薄化部１８のいずれか一方のみが形成されていてもよい。いずれにしても、部品側電極１２及びソケット側電極１３に挟まれた部分よりも薄い部分が設けられていることが好ましい。更に、これらの位置は特に限定されない。

良好な可撓性の確保のために、平面視で、貫通ビア１４の面積は部品側電極１２の面積よりも小さいことが好ましく、貫通ビア１４の面積はソケット側電極１３の面積よりも小さいことが好ましい。また、平面視で、部品側電極１２の面積はソケット側電極１３の面積よりも小さい。

上述のように、電子部品２０の実装基板４０への実装に際しては、例えば実装用アダプタ１０が電子部品２０に貼り付けられる。この貼り付けに際しては、例えば、図１１に示すように、電子部品２０の部品側電極１２が形成されている面に、粘着剤１９が塗布される。粘着剤１９が塗布される領域は特に限定されない。例えば、図１１（ａ）に示すように、４箇所に互いに平行な直線状に塗布されてもよく、図１１（ｂ）に示すように、内周部及び外周部に沿って塗布されてもよい。

また、図１２に示すように、実装用アダプタ１０と同様の概念で設計された実装用アダプタ５０が、ソケット３０の導電膜３３と実装基板４０のパッドとを接続するようにソケット３０と実装基板４０との間に設けられてもよい。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
ソケットを介しての電子部品の実装の際に前記ソケットと前記電子部品との間に配置される実装用アダプタであって、
絶縁性の基材と、
前記基材の前記電子部品側の面に設けられ、前記電子部品のパッドと接触する第１の電極と、
前記基材の前記ソケット側の面に設けられ、前記ソケットの導体と接触する第２の電極と、
前記基材を貫通し、前記第１の電極と前記第２の電極とを互いに電気的に接続する貫通ビアと、
を有することを特徴とする実装用アダプタ。

（付記２）
前記基材は有機樹脂製であることを特徴とする付記１に記載の実装用アダプタ。

（付記３）
平面視で、前記貫通ビアの面積は前記第１の電極の面積よりも小さいことを特徴とする付記１又は２に記載の実装用アダプタ。

（付記４）
平面視で、前記貫通ビアの面積は前記第２の電極の面積よりも小さいことを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。

（付記５）
平面視で、前記第１の電極の面積は前記第２の電極の面積よりも小さいことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。

（付記６）
前記第１の電極は前記第２の電極よりも厚いことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。

（付記７）
前記基材は可撓性を備えていることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。

（付記８）
前記基材に、前記第１の電極及び前記第２の電極に挟まれた部分よりも薄い部分が設けられていることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。

（付記９）
前記第１の電極は、前記電子部品のパッドと当該パッドを覆うレジスト材との間に存在する段差よりも厚く形成されていることを特徴とする付記１乃至８のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。

（付記１０）
前記基材は可視光を透過することを特徴とする付記１乃至９のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。

（付記１１）
実装基板と、
前記実装基板上にソケットを介して実装された電子部品と、
前記ソケットと前記電子部品との間に配置された付記１乃至１０のいずれか１項に記載の実装用アダプタと、
を有することを特徴とするプリント基板。

（付記１２）
前記電子部品は、ＢＧＡパッケージ部品であることを特徴とする付記１１に記載のプリント基板。

（付記１３）
前記電子部品は、有機材料の基材を有することを特徴とする付記１１又は１２に記載のプリント基板。

（付記１４）
付記１乃至１０のいずれか１項に記載の実装用アダプタの前記第１の電極を電子部品のパッドと対向させて、前記実装用アダプタを前記電子部品に貼り付ける工程と、
前記第２の電極をソケットの導体と接触させながら、前記電子部品を実装基板上に前記ソケットを介して実装する工程と、
を有することを特徴とするプリント基板の製造方法。

（付記１５）
前記実装用アダプタを前記電子部品に貼り付ける工程は、前記実装用アダプタに設けられたアライメント用のパターン及び前記電子部品に設けられたアライメント用のパターンを用いた位置合わせを行う工程を有することを特徴とする付記１４に記載のプリント基板の製造方法。

１０：実装用アダプタ
１１：基材
１１ａ：ビアホール
１２：部品側電極
１３：ソケット側電極
１４：貫通ビア
１５：ダミーパターン
１６：スリット
１７、１８：薄化部
１９：粘着剤
２０：電子部品
３０：ソケット
４０：実装基板

Claims

ソケットを介しての電子部品の実装の際に前記ソケットと前記電子部品との間に配置される実装用アダプタであって、
絶縁性の基材と、
前記基材の前記電子部品側の面に設けられ、前記電子部品のパッドと接触する第１の電極と、
前記基材の前記ソケット側の面に設けられ、前記ソケットの導体と接触する第２の電極と、
前記基材を貫通し、前記第１の電極と前記第２の電極とを互いに電気的に接続する貫通ビアと、
を有することを特徴とする実装用アダプタ。
前記基材は有機樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の実装用アダプタ。
平面視で、前記貫通ビアの面積は前記第１の電極の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の実装用アダプタ。
平面視で、前記貫通ビアの面積は前記第２の電極の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。
平面視で、前記第１の電極の面積は前記第２の電極の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。
前記第１の電極は前記第２の電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。
前記基材は可撓性を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。
前記基材に、前記第１の電極及び前記第２の電極に挟まれた部分よりも薄い部分が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の実装用アダプタ。
実装基板と、
前記実装基板上にソケットを介して実装された電子部品と、
前記ソケットと前記電子部品との間に配置された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の実装用アダプタと、
を有することを特徴とするプリント基板。
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の実装用アダプタの前記第１の電極を電子部品のパッドと対向させて、前記実装用アダプタを前記電子部品に貼り付ける工程と、
前記第２の電極をソケットの導体と接触させながら、前記電子部品を実装基板上に前記ソケットを介して実装する工程と、
を有することを特徴とするプリント基板の製造方法。