JP2000133920A - プリント配線板及び印刷ユニット構造 - Google Patents

プリント配線板及び印刷ユニット構造

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JP2000133920A
JP2000133920A JP10302424A JP30242498A JP2000133920A JP 2000133920 A JP2000133920 A JP 2000133920A JP 10302424 A JP10302424 A JP 10302424A JP 30242498 A JP30242498 A JP 30242498A JP 2000133920 A JP2000133920 A JP 2000133920A
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JP
Japan
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wiring board
printed wiring
solder
bga
printing unit
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JP10302424A
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English (en)
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Akihiko Happoya
明彦 八甫谷
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、半田付けリフローで溶けないボール
端子を備えたBGAをプリント配線板に実装する印刷ユ
ニットに於いて、BGAボディーとプリント配線板の線
膨張係数が異なることから発生する半田付部のストレス
を著しく緩和することができ、半田付部の接続信頼性を
向上することができるプリント配線板及び印刷ユニット
構造を提供することを課題とする。 【解決手段】スペーサ13を設けたプリント配線板11
のパッド12上に、半導体パッケージ14の高温半田ボ
ール端子16を共晶半田17で接合することにより、高
温半田ボール端子16とプリント配線板11のパッド1
2との間には、スペーサ13の高さ(肉厚)に応じた、
軟質共晶半田17による所謂“軟質半田層”が形成され
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、半田付リフローで
溶けないボール端子をもつBGA(Ball Grid Array )
構造の例えば半導体パッケージ等の電子部品が実装され
るプリント配線板、及び当該プリント配線板を用いた印
刷ユニット構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、BGA構造の半導体部品を実装し
た印刷ユニット構造として、図3に示すように、リフロ
ーで融けない半田ボール(ここでは高温半田ボールと称
す)を設けた半導体部品を実装する印刷ユニット構造が
存在する。
【0003】図3に於いて、31はプリント配線板、3
2はプリント配線板31に設けられたBGA接合用パッ
ド、34はBGA(Ball Grid Array )構造の電子部品
(例えばセラミック半導体パッケージ)、35は半導体
パッケージ34に設けられたパッドである。
【0004】36は半田付リフローで溶けない高温半田
ボール端子であり、半田付リフローで溶ける半田(ここ
では共晶半田と称す)38により予め半導体パッケージ
34のパッド35に接合されている。
【0005】37は半導体パッケージ34に設けられた
高温半田ボール端子36をプリント配線板31に設けら
れたパッド32に接合する共晶半田であり、この接合に
より半導体パッケージ34がプリント配線板31に実装
される。
【0006】このように、BGA構造による半導体パッ
ケージ34の半田付部(端子)は、リフローで融けない
高温半田のボール36を核として、リフローで融ける共
晶半田37,38によりプリント配線板31の端子(パ
ッド32)に接合される。
【0007】しかしながら、上記したような高温半田の
ボールを接合端子にもつセラミック半導体パッケージ等
の電子部品を実装対象とした従来の印刷ユニット構造に
於いては、BGAボディーとプリント配線板の線膨張係
数が異なることから、使用状態下に於ける熱の影響で、
半田付け部にストレスが生じ、長期に亘る信頼性の高い
半田付実装状態が維持できないという問題が生じてい
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、高温
半田のボールを接合端子にもつセラミック半導体パッケ
ージ等の電子部品を実装対象とした従来の印刷ユニット
構造に於いては、BGAボディーとプリント配線板の線
膨張係数が異なることから、使用状態下に於ける熱の影
響で、半田付け部にストレスが生じ、長期に亘る信頼性
の高い半田付実装状態が維持できないという問題が生じ
ていた。
【0009】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
半田付リフローで溶けないボール端子をもつBGA構造
の電子部品が実装されるプリント配線板、及び当該プリ
ント配線板を用いた印刷ユニット構造に於いて、BGA
ボディーとプリント配線板の線膨張係数が異なることか
ら発生する半田付け部のストレスを著しく緩和すること
ができ、これにより半田付け部の接続信頼性を向上する
ことのできるプリント配線板、及び印刷ユニット構造を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、リフローで融
けない高温半田のボールを端子部にもつ、例えばセラミ
ック半導体パッケージ等の電子部品をプリント配線板に
実装する際に、高温半田のボールとプリント配線板のパ
ッドとの間に、リフローで融ける半田層を形成し、この
半田層により、線膨張係数が異なることから発生するス
トレスを緩和することを特徴とする。
【0011】即ち、本発明は、半田付リフローで溶けな
いボール端子をもつBGA構造の電子部品が実装される
プリント配線板に於いて、前記ボール端子が半田付接続
されるパッド面上に、前記ボール端子をパッド面より所
定量離間させて半田付接続するためのスペーサを例えば
ソルダーレジスト又はシルク印刷により形成してなるこ
とを特徴とする。
【0012】また本発明は、印刷ユニット構造に於い
て、BGA構造の電子部品実装面に設けれるパットの一
部面に例えばソルダーレジスト又はシルク印刷により所
定肉厚のスペーサを設けてなるプリント配線板と、前記
プリント配線板の前記電子部品実装面に設けられたパッ
トに半田付リフローで溶けないボール端子を前記スペー
サを介在して半田付することにより前記プリント配線板
に実装されたBGA構造の電子部品とを具備してなるこ
とを特徴とする。
【0013】また本発明は、印刷ユニット構造に於い
て、パッド間をリフローで融けない高温半田ボールを挟
みリフローで融ける共晶半田により半田付して、BGA
構造の電子部品をプリント配線板に実装する印刷ユニッ
ト構造に於いて、少なくともプリント配線板のパッドと
高温半田ボールとの間に、線膨張係数によるストレス回
避のための共晶半田層を形成するスペーサを設けたこと
を特徴とする。
【0014】このような構成により、BGAボディーと
プリント配線板の線膨張係数が異なることから発生する
半田付け部のストレスをスペーサがない場合より著しく
緩和することができ、半田付け部の接続信頼性を向上す
ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態を示す側
断面図である。図中、11はBGA(Ball Grid Array
)構造の例えばセラミック半導体パッケージ等の電子
部品が実装されるプリント配線板、12はプリント配線
板11に設けられたBGA接合用のパッドである。
【0016】13は上記パッドの面上一部に設けられた
所定の肉厚をもつスペーサであり、例えばプリント配線
板加工工程に於いて、ソルダーレジスト又はシルク印刷
等により形成される。
【0017】14はBGA構造の電子部品(例えばセラ
ミック半導体パッケージ)、15は半導体パッケージ1
4に設けられたパッドである。16は上記半導体パッケ
ージ14に設けられたパッド15に、半田付リフローで
溶ける半田(ここでは共晶半田と称す)18により予め
接合された、半田付リフローで溶けないボール端子であ
り、ここでは高温半田ボール端子と称している。
【0018】17は半導体パッケージ14に設けられた
高温半田ボール端子16をプリント配線板11に設けら
れたパッド12に接合する共晶半田であり、この半田接
合により半導体パッケージ14がプリント配線板11に
実装される。
【0019】図2(a)乃至(c)はプリント配線板1
1に設けられたパッド12上に形成されるスペーサ13
(13(a) ,13(b) ,13(c) )の形状例を示す平面
図である。このスペーサ13は、例えばプリント配線板
11の表面をコーティングしているソルダーレジスト、
印刷文字を形成するコンポーネントマーキング、メッキ
で形成した金属等、いずれによるものであっても良く、
製法や材質等は問わないが、ここでは、加工性、経済性
等を考慮して、プリント配線板加工工程に於いて、ソル
ダーレジスト又はシルク印刷等により形成されるものと
する。
【0020】BGA構造の半導体パッケージ14に設け
られたパッド15には、予め、高温半田ボール端子16
が共晶半田18により接合されている。尚、部品によっ
ては共晶半田18を用いず、高温半田ボール端子16が
直接、パッド15に接合される場合もある。
【0021】この高温半田ボール端子16は、プリント
配線板11に、リフローで半田付けされるときは溶融し
ないで、ある一定の高さを保つ特徴をもっている。この
高温半田ボール端子16は、BGAの特徴である、BG
Aボディーに対して面格子状に配置されている。
【0022】高温半田ボール端子16は、高温半田で構
成されることが多いが、この発明では、それ以外の半田
付けリフローで溶けない材料による構造のものを含め
て、高温半田ボール端子と称している。
【0023】プリント配線板11には、上記高温半田ボ
ール端子16をもつBGA構造の半導体パッケージ14
を半田付実装するためのパッド12が設けられ、更に、
この面上一部に、例えば図2(a)乃至(c)に示すよ
うな形状をなす所定肉厚のスペーサ13が形成されてい
る。
【0024】このスペーサ13は、例えばプリント配線
板11の表面をコーティングしているソルダーレジス
ト、印刷文字を形成するコンポーネントマーキング、メ
ッキで形成した金属等、いずれによるものであっても良
く、製法や材質等は問わないが、ここでは加工性、経済
性等を考慮して、プリント配線板加工工程に於いて、ソ
ルダーレジスト又はシルク印刷等により形成されるもの
とする。
【0025】このようなスペーサ13を設けたプリント
配線板11のパッド12上に、半導体パッケージ14の
高温半田ボール端子16を共晶半田17で接合すること
により、高温半田ボール端子16とプリント配線板11
のパッド12との間には、スペーサ13の高さ(肉厚)
に応じた、軟質共晶半田17による所謂“軟質半田層”
が形成される。
【0026】この軟質共晶半田17による“軟質半田
層”により、BGA構造の半導体パッケージ14とプリ
ント配線板11の線膨張係数が異なることから発生する
半田付け部のスレストを著しく緩和することができる。
このことにより上記半田付け部の接続信頼性を著しく向
上することができる。
【0027】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、半
田付リフローで溶けないボール端子をもつBGA構造の
電子部品が実装されるプリント配線板、及び当該プリン
ト配線板を用いた印刷ユニット構造に於いて、BGAボ
ディーとプリント配線板の線膨張係数が異なることから
発生する半田付け部のストレスを著しく緩和することが
でき、これにより半田付け部の接続信頼性を著しく向上
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に於ける印刷ユニット構造を
示す側断面図。
【図2】上記実施形態に適用されるスペーサの各種形状
を例示した平面図。
【図3】従来の印刷ユニット構造を示す側断面図。
【符号の説明】
11…プリント配線板、 12…BGA接合用のパッド 13…スペーサ、 14…電子部品(例えばセラミック半導体パッケー
ジ)、 15…パッド、 16…高温半田ボール端子(半田付リフローで溶けない
ボール端子)、 17…半田付リフローで溶ける半田(共晶半田)、 18…半田付リフローで溶ける半田(共晶半田)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半田付リフローで溶けないボール端子を
    もつBGA構造の電子部品が実装されるプリント配線板
    に於いて、 前記ボール端子が半田付接続されるパッド面上に、前記
    ボール端子をパッド面より所定量離間させて半田付接続
    するためのスペーサを設けたことを特徴とするプリント
    配線板。
  2. 【請求項2】 BGA構造の電子部品実装面に設けれる
    パットの一部面に所定肉厚のスペーサを設けてなるプリ
    ント配線板と、 前記プリント配線板の前記電子部品実装面に設けられた
    パットに半田付リフローで溶けないボール端子を前記ス
    ペーサを介在して半田付することにより前記プリント配
    線板に実装されたBGA構造の電子部品とを具備してな
    る印刷ユニット構造。
  3. 【請求項3】 パッド間をリフローで融けない高温半田
    ボールを挟みリフローで融ける共晶半田により半田付し
    て、BGA構造の電子部品をプリント配線板に実装する
    印刷ユニット構造に於いて、少なくともプリント配線板
    のパッドと高温半田ボールとの間に、線膨張係数による
    ストレス回避のための共晶半田層を形成するスペーサを
    設けたことを特徴とする印刷ユニット構造。
  4. 【請求項4】 前記スペーサはソルダーレジスト又はシ
    ルク印刷によりパットの一部面に形成される請求項1記
    載のプリント配線板、又は2又は3記載の印刷ユニット
    構造。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7141885B2 (en) * 2002-02-13 2006-11-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Wafer level package with air pads and manufacturing method thereof
CN118591078A (zh) * 2024-08-02 2024-09-03 深圳市恒宝通光电子股份有限公司 一种coc基板及镀金区设置方法

Cited By (3)

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US7141885B2 (en) * 2002-02-13 2006-11-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Wafer level package with air pads and manufacturing method thereof
US7550317B2 (en) 2002-02-13 2009-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for manufacture of wafer level package with air pads
CN118591078A (zh) * 2024-08-02 2024-09-03 深圳市恒宝通光电子股份有限公司 一种coc基板及镀金区设置方法

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