JP2000091463A - Bgaパッケージ - Google Patents

Bgaパッケージ

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JP2000091463A
JP2000091463A JP10255012A JP25501298A JP2000091463A JP 2000091463 A JP2000091463 A JP 2000091463A JP 10255012 A JP10255012 A JP 10255012A JP 25501298 A JP25501298 A JP 25501298A JP 2000091463 A JP2000091463 A JP 2000091463A
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JP
Japan
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terminal
power supply
ground
layer
bga package
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Application number
JP10255012A
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English (en)
Inventor
Hisafumi Taniguchi
尚史 谷口
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 BGA(ボールグリットアレイ)パッケージ
を実装した多層回路基板において、構成回路の誤動作を
防止し、システムの信頼性を向上させることを可能とす
るBGAパッケージを提供する。 【解決手段】 BGAパッケージの基板1に取り付けた
導体ボールからなる複数の端子2、3、4の配列におい
て、電源端子3、接地端子4とが配列される中央端子配
列領域5より、信号端子2が配列される周辺部分にかけ
て信号端子配列禁止領域6を設置する。これによって、
中央端子配列領域5内にある電源端子3、および接地端
子4が接続される電源層、接地層のインダクタンスを低
減させることが可能となり、システムの信頼性を向上さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の導体ボール端
子が裏面基板に配列されたBGA(ボールグリットアレ
イ)パッケージに関し、特に電源端子、あるいは接地端
子が裏面基板の中央部に配列されたBGAパッケージの
端子配列に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パソコン、コンピュータ、および高速デ
ジタル・データ処理を行う電子機器等は、回路規模の巨
大化と高集積化により多ピン化・高速化が進み、LSI
パッケージは従来のQFP(クワッドフラットパッケー
ジ)タイプからBGAタイプに切り替わろうとしてい
る。特に、携帯型パソコンの小型化・軽量化・高速化が
年々進む携帯用パソコンの回路基板はLSIの多ピン化
・小型化による高密度化が必要になってきており、BG
Aパッケージへの移行が急速に行われている。
【0003】図5は従来のBGAパッケージの斜視図、
図6は従来のBGAパッケージを裏向けにした平面図で
ありボール状端子の配列を示すものである。図5、図6
において、51はモールドで封止されたLSIチップ、
52はLSI51を実装する単層、または多層回路基
板、53は多層回路基板52の裏面、54は信号端子、
55は電源端子、56は接地端子、57はBGAパッケ
ージ、58は電源端子55、接地端子56の配列領域を
示す点線である。
【0004】図6に示すように、従来のBGAパッケー
ジ57は導体ボールからなる複数の端子54、55、5
6がマトリックス状に裏面基板53に配列された構造と
なっている。BGAパッケージ57内のモールドで封止
されたLSI51の誤動作を防止するため、電源端子5
5、および接地端子56はマトリックスの中央部の点線
で示した領域58に配列され、信号端子54はその外周
部に配列される構造が一般的であり、特開平8−785
73号公報等に記載されたものが知られている。
【0005】図7は、従来のBGAパッケージ57を、
例えばガラエポ多層回路基板59に実装したときの斜視
図である。多層回路基板59の表面には信号端子54、
電源端子55、接地端子56に対応する複数個の接続ラ
ンド60が設けられており、半田付け等によってBGA
パッケージ57の端子54、55、56は接続ランド6
0に接続される。
【0006】図8(a)は図6に示す従来のBGAパッ
ケージを実装した多層回路基板59の接地層基板に設け
られた銅箔の状態を示す平面図、図8(b)は接地端子
56のスルーホール周辺部のスルーホールと銅箔との接
続部を示す拡大図、図8(c)は信号端子54、電源端
子55のスルーホールと銅箔との接続部を示す拡大図で
ある。
【0007】接地層基板の表面にはべたの銅箔61が形
成されており、接地端子56に接続するスルーホールの
みが銅箔61と接続している。白丸は接地端子56と接
続しているスルーホール62である。スルーホール62
の内面には導体層63が形成されており、接地端子56
は導体層63を介して銅箔61に接続している(図8
b)。
【0008】一方、図8(a)において黒丸64は銅箔
61に接続していないスルーホール62を示す接地層ク
リアランスである。信号端子54、電源端子55のスル
ーホール62は銅箔61とは接続していないので、接地
層クリアランス64となる。接地層クリアランス64と
なる非接続のスルーホール62の内面にも導体層63が
形成されているが、非接続部の接地層のスルーホール6
2は周囲の銅箔61が除去され絶縁領域65が設けられ
て、銅箔61と絶縁されている(図8c)。
【0009】図9は電源層基板に設けられた銅箔66の
状態を示す平面図である。電源層基板では、電源端子5
5に接続するスルーホール62のみが銅箔66と接続
し、信号端子54、接地端子56とに接続するスルーホ
ールは電源層クリアランス67となる。
【0010】図8(a)、図9に示したように従来の端
子配列のBGAでは、接地端子56は周囲が接地層クリ
アランス64によって包囲された銅箔61に、電源端子
55は電源層クリアランス67によって包囲された銅箔
66に接続していた。このために、多層回路基板の電源
層と接地層は、電源点、接地点との接続が弱くなり、電
源変動や外来ノイズに弱いものとなり、構成回路の誤動
作を引き起こし、結果的にはシステムの信頼性を低下さ
せると言った課題があった。
【0011】この課題を防止するため、従来は電源層、
および接地層のインダクタンスをできるだけ軽減させる
ように電源層、接地層とは別の配線層で接続強化を行っ
ていたが、十分な対策とはなっていなかった。特に、安
価なサブトラクティブ多層回路基板においては、必ず設
置されるスルーホールが電源層および接地層に内層クリ
アランスを発生させるため、この問題は非常に顕著に発
生していた。
【0012】考えられる誤動作の原因は、電源電流およ
び信号電流が同時スイッチング時に共通に使用している
電源層、接地層に流出することが挙げられる。内層クリ
アランスによって接続の弱くなった電源層、接地層は、
この部分のインダクタンスが増大するため、このような
同時スイッチング時に発生する過渡電流により、接地電
位、電源電位の変動が発生する。これらにより、各信号
波形に歪が生じ構成回路の誤動作が発生すると考えられ
る。
【0013】このことから、システムの信頼性を向上さ
せるためには、実装する多層回路基板中の電源層、接地
層のインダクタンスの低減が極めて重要になってくるこ
とが分かる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、BGAパッ
ケージを実装する多層回路基板中の電源層、接地層のイ
ンダクタンスを低減させ、これにより構成回路の誤動作
問題を解消し、システムの信頼性を向上させることを可
能とする端子配列を有するBGAパッケージを提供する
ことを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、BGAパッケージの信号端子配列領域の一
部に信号端子配列禁止領域を設けることによって、BG
Aパッケージを実装する多層回路基板中の電源層、接地
層のインダクタンスが増大しない様に構成したBGAパ
ッケージである。
【0016】このBGAパッケージを使用することによ
り、安価なサブトラクティブ基板に実装した場合におい
ても、電源変動や外来ノイズに強く、構成回路の誤動作
を防止し、システムの信頼性を向上させることが可能と
なる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、表面に半導体素子を載置した多層配線基板と、前記
多層配線基板の裏面に導体ボールからなる複数の信号端
子、電源端子、および接地端子を格子状に配列した端子
とを具備し、前記電源端子、または前記接地端子が前記
格子状端子配列の中央部の中央端子配列領域に配列さ
れ、前記信号端子が前記中央配列領域を包囲する周囲端
子配列領域に配列されたBGAパッケージにおいて、前
記周囲端子配列領域に前記信号端子電極を配列しない信
号端子配列禁止領域を具備することを特徴としたもので
あり、BGAパッケージを実装する多層回路基板のBG
A実装部分において、信号線引出しのために設置された
スルーホールにより発生する内層クリアランスによる電
源層、接地層のインダクタンスを低減することにより、
構成回路の誤動作を防止し、システムの信頼性を向上さ
せることが可能という作用を有する。
【0018】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記信号端子配列禁止領域を複数個設
けたことを特徴としたものであり、信号線引出しのため
に設置されたスルーホールにより発生する内層クリアラ
ンスによる電源層、接地層のインダクタンスをさらに低
減することができる。
【0019】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、前記複数個の信号端子配列禁止領域を
前記中央端子配列領域に対して対称位置に設けたことを
特徴としたものであり、電源層、接地層のインダクタン
スをさらに効率よく低減することができる。
【0020】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図3を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明のBGAパッケージの
端子配列構造を示す平面図である。図において、1はB
GA基板、2は信号端子、3は電源端子、4は接地端
子、5は電極端子3と接地端子4とが配列される中央端
子配列領域、6は中央端子配列領域5よりBGA基板1
の周辺部との間に設けた信号端子配列禁止領域である。
【0021】図2は、本発明のBGAパッケージを実装
する多層回路基板のBGA実装部分周辺を示す断面斜視
図である。図において、7は本発明のBGAパッケー
ジ、8はBGAパッケージ7を実装する多層回路基板、
9は多層回路基板8の部品実装基板、10は多層回路基
板8の内層基板、11は多層回路基板8の接地層基板、
12は多層回路基板8の電源層基板、13は端子2、
3、4に対応する接続ランド、14は接続ランド13に
接続するスルーホール、15はスルーホール14と接続
する配線パターン、16は接地層基板11に設けた銅
箔、17は電源層基板12に設けた銅箔、18は接地層
基板11、電源層基板12に開けられた内層クリアラン
スである。
【0022】基板9、10、11、12間の導通はスル
ーホール14の内面に形成された導体層を介してなさ
れ、各基板に形成した所望の配線パターン15によって
配線回路が構成されている。
【0023】従来例で説明したので再度の説明は省略す
るが、電源層基板12の銅箔17にはすべての電源端子
3が接続されるが、信号端子2、接地端子4はスルーホ
ール14として銅箔17を貫通して内層クリアランス1
8を形成する。同様にして、接地層基板11の銅箔16
にもすべての接地端子4が接続されるが、信号端子2、
電源端子3はスルーホール14として銅箔16を貫通し
て内層クリアランス18を形成する。
【0024】図3(a)に、本発明のBGAパッケージ
7を実装する多層回路基板8における接地層基板11に
設けた銅箔16の接続状態を示す。白丸は銅箔16と接
続するスルーホール14を示し、黒丸18は内層クリア
ランスを示す。点線で示した領域6は本発明の信号端子
配列禁止領域である。同様にして、図3(b)には、電
源層基板12に設けた銅箔17の接続状態を示す。
【0025】図3(a)、(b)に示すように、本発明
のBGAパッケージ7には内層クリアランス18が存在
しない信号端子配列禁止領域6を設置してある。これに
より、BGAパッケージの中央端子配列領域に配置され
た電源端子3、および接地端子4は、領域6を介して外
の銅箔16、17と接続するので、電源層、接地層のイ
ンダクタンスを低減させることが可能となる。
【0026】なお、以上の説明では、端子配列禁止領域
をまとまった一つの領域で構成した例で説明したが、信
号端子を配列しない信号端子配列禁止領域6を複数設け
る構造も同様に実施可能である(図4a、b)。
【0027】図4(a)、(b)に示した信号端子配列
禁止領域6は、中央端子配列領域5に対して対称の位置
に設けてあるので効果的に電源層、接地層のインダクタ
ンスを低減させることが可能となる。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、このBG
Aパッケージを使用することにより、特に安価なサブト
ラクティブ基板に実装した場合においては、電源変動や
外来ノイズに強く、構成回路の誤動作を防止し、システ
ムの信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるBGAパッケー
ジの端子配列構造を示す平面図
【図2】本発明の一実施の形態におけるBGAパッケー
ジを実装する多層回路基板の実装部分を示す断面斜視図
【図3】(a)本発明の一実施の形態におけるBGAパ
ッケージを実装する多層回路基板の接地層を示す平面図 (b)本発明の一実施の形態におけるBGAパッケージ
を実装する多層回路基板の電源層を示す平面図
【図4】(a)本発明の一実施の形態におけるBGAパ
ッケージの別の端子配列構造を示す平面図 (b)本発明の一実施の形態におけるBGAパッケージ
のさらに別の端子配列構造を示す平面図
【図5】従来のBGAパッケージの斜視図
【図6】従来のBGAパッケージの端子配列を示す平面
【図7】従来のBGAパッケージを多層配線基板に実装
する斜視図
【図8】(a)従来のBGAパッケージを実装した多層
回路基板の接地層におけるスルーホールと接地層との接
続を示す平面図 (b)接地端子と接続するスルーホールと接地層との拡
大図 (c)信号端子と接続するスルーホールと接地層との拡
大図
【図9】従来のBGAパッケージを実装した多層回路基
板の電源層におけるスルーホールと電源層との接続を示
す平面図
【符号の説明】
1 BGA基板 2、54 導体ボールからなる信号端子 3、55 導体ボールからなる電源端子 4、56 導体ボールからなる接地端子 5 中央端子配列領域 6 信号端子配列禁止領域 8 BGAパッケージを実装する多層回路基板 13、60 接続ランド 14、62 スルーホール 16、17、61、66 銅箔 18、64、67 クリアランス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に半導体素子を載置した多層配線基板
    と、前記多層配線基板の裏面に導体ボールからなる複数
    の信号端子、電源端子、および接地端子を格子状に配列
    した端子とを具備し、前記電源端子、または前記接地端
    子が前記格子状端子配列の中央部の中央端子配列領域に
    配列され、前記信号端子が前記中央配列領域を包囲する
    周囲端子配列領域に配列されたBGAパッケージにおい
    て、前記周囲端子配列領域に前記信号端子を配列しない
    信号端子配列禁止領域を具備することを特徴とするBG
    Aパッケージ。
  2. 【請求項2】前記信号端子配列禁止領域を複数個設けた
    ことを特徴とする請求項1に記載のBGAパッケージ。
  3. 【請求項3】前記複数個の信号端子配列禁止領域を前記
    中央端子配列領域に対して対称位置に設けたことを特徴
    とする請求項2に記載のBGAパッケージ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005013359A1 (ja) * 2003-07-31 2005-02-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 半導体装置
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US9378987B2 (en) 2014-08-05 2016-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor packages including gap in interconnection terminals and methods of manufacturing the same

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