JP2000151083A - Icパッケージの補強構造 - Google Patents

Icパッケージの補強構造

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    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Abstract

(57)【要約】 【課題】 衝撃,振動等の機械的負荷によるICパッケ
ージの半田付け部の剥離等を確実に防止し、実装,補強
後の点検,メンテナンス等も行える。 【解決手段】 マザーボード6に実装されるBGA型I
Cパッケージ1の補強構造であって、マザーボード6に
実装されたBGA型ICパッケージ1の側面周囲を囲む
側面部11と、側面部11に連続してBGA型ICパッ
ケージ1の上面を覆う上面部12を有する筐体状をな
し、側面部11及び上面部12に樹脂注入用の側面切欠
き11a,上面切欠き12aを設けた補強フレーム10
を備え、この補強フレーム10内にBGA型ICパッケ
ージ補強用の熱硬化樹脂性樹脂50が充填される構成と
してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マザーボードに実
装されるICパッケージを補強する補強構造に関し、特
に、ICパッケージの周囲及び上面を覆うとともに、樹
脂充填可能な補強フレームを備えることにより、全体が
大型化することなくICパッケージをマザーボード側に
脱落不能に固定し、衝撃,振動等の機械的負荷による半
田付け部の剥離等を簡易かつ確実に防止するとともに、
実装,補強後の点検,メンテナンス等も自由に行うこと
ができる、パッケージ下面にマトリックス状に半田ボー
ルを備えたボール・グリッド・アレイ型のICパッケー
ジに好適なICパッケージの補強構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、OA機器の小型化が進展してお
り、ICチップ等の電子部品の高密度実装技術の重要性
が増している。ここで、電子部品の高密度実装を可能と
するICパッケージとして、ボール・グリッド・アレイ
(Ball Grid Array)型のICパッケージが知られてい
る。このボール・グリッド・アレイ(以下、単に「BG
A」とも言う。)型のICパッケージは、多ピンのIC
チップ等の電子部品を高歩留まりで装置側のプリント配
線板(マザーボード)に実装可能なパッケージとして開
発されたものであり、特に近年のOA機器等における高
密度実装化の要請により、ICパッケージはQFP(Qu
ad Flat Package)型からBGA型のパッケージへ移行
しつつある。
【0003】ここで、これまで提案されている従来の一
般的なBGA型のICパッケージについて、図7を参照
して説明する。図7は、従来の一般的なBGA型のIC
パッケージであり、(a)は平面図を、(b)のマザー
ボードに実装した状態の正面図を示している。同図に示
すように、従来のBGA型ICパッケージ101は、装
置側に備えられたプリント配線板からなるマザーボード
106の上面に搭載,実装するようになっている。
【0004】BGA型ICパッケージ101は、基板1
02と、この基板102の上面側に搭載,実装される電
子部品としてのICチップ103と、基板102の底面
側に配設された半田ボール104を備えている。ICチ
ップ103は、基板102の上面に搭載され、図示しな
いボンディングワイヤを介して基板102側の配線パタ
ーンに接続されるとともに、モールド樹脂105によっ
て樹脂封止されるようになっている。
【0005】半田ボール104は、複数の半田ボールが
基板102のICチップ103を実装した上面と反対側
の底面に、マトリックス状に配列してあり、マザーボー
ド106側の配線パターンにリフローソルダリング工法
により溶着,接続されるようになっている。このよう
に、従来のBGA型のICパッケージでは、基板底面側
にマトリックス状に配列した複数の半田ボール104を
介してBGA型ICパッケージ101がマザーボート1
06に接続,固定され、高密度実装を実現している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のBGA型のICパッケージでは、上述したよ
うにマトリックス状の半田ボールのみによってパッケー
ジをマザーボード側に固定しているため、クランク状の
リードを半田付けするQFP型のパッケージと比較し
て、半田付け部分が剥離し易いという問題があった。
【0007】このため、マザーボードやパッケージに衝
撃,振動等の機械的衝撃が加わった場合に半田付けが剥
離してパッケージの接続不良や位置ずれ,脱落が発生
し、特に、携帯電話機等の携帯型の電子機器に実装され
ているBGA型ICパッケージの場合、携帯時や使用時
に誤って携帯電話機を落してしまうと、パッケージがマ
ザーボードから脱落して装置の使用が不可能となる事態
も生じた。
【0008】ここで、このようなICパッケージの剥
離,脱落を防止する手段として、パッケージをマザーボ
ードに実装した後、さらにパッケージ全体を樹脂封止す
る方法が提案されている。しかし、単にパッケージ全体
を樹脂で封止する方法では、封止樹脂のばらつきによ
り、所要の補強強度が得られないおそれがあった。
【0009】この点、樹脂封止により確実な強度を得よ
うとする場合、樹脂の量を多くすることが考えられる。
しかし、樹脂の量を多くすれば、その分だけパッケージ
全体が大型化してしまうことになり、また、大量の樹脂
がパッケージ周辺に流れて、他のICパッケージや電子
部品が実装できなくなり、却ってICの高密度実装の妨
げとなるというおそれがあった。
【0010】さらに、パッケージ全体を樹脂封止してし
まうと、以後のICパッケージのメンテナンス等が不可
能になってしまうという問題も生じた。このため、この
ような樹脂封止によるICパッケージの補強方法は、特
に高密度実装が要求され、点検,メンテナンスが不可欠
となる小型の電子機器等には、現実の採用は困難であっ
た。
【0011】なお、特開平8−153824号公報に
は、BGA型ICパッケージの実装時における半田ボー
ルの溶融に起因したパッケージの傾きを防止する観点か
ら、マザーボード側に当接するリードを形成した「ボー
ル・グリッド・アレイ・パッケージ」が提案されてい
る。しかし、この公報記載のパッケージでは、パッケー
ジの傾斜を防止して高精度な位置決めを行うことは可能
であったが、半田ボールの剥離とそれに基づくパッケー
ジの脱落という上述した従来の問題点については特段の
言及はなかった。
【0012】本発明は、このような従来の技術が有する
問題を解決するために提案されたものであり、ICパッ
ケージの周囲及び上面を覆うとともに、樹脂充填可能な
補強フレームを備えることにより、全体が大型化するこ
となくICパッケージをマザーボード側に脱落不能に固
定して、衝撃,振動等の機械的負荷による半田付け部の
剥離等を簡易かつ確実に防止するとともに、実装,補強
後の点検,メンテナンス等も自由に行える、特に、パッ
ケージ下面にマトリックス状に半田ボールを備えたボー
ル・グリッド・アレイ型のICパッケージに好適なIC
パッケージの補強構造の提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項1記載のICパッケージの補強構造は、
マザーボードに実装されるICパッケージの補強構造で
あって、前記マザーボードに実装されたICパッケージ
の側面周囲を囲む側面部を備えた枠状をなす補強フレー
ムを備え、この補強フレーム内にICパッケージ補強用
の樹脂が充填可能な構成としてある。
【0014】特に、請求項2では、前記補強フレーム
が、前記側面部に連続して前記ICパッケージの上面を
覆う上面部を備えた筐体状をなすとともに、この筐体状
の側面部又は上面部の少なくとも一部に切欠きを備え、
この切欠きを介して当該補強フレーム内にICパッケー
ジ補強用の樹脂が充填可能な構成としてある。
【0015】そして、請求項3では、前記ICがボール
・グリッド・アレイ型パッケージからなる構成としてあ
る。また、請求項4では、前記補強フレーム内に充填さ
れる樹脂が、熱硬化性樹脂からなる構成としてある。さ
らに、請求項5では、前記補強フレームの側面部下端側
に、前記マザーボードに挿入,係止する位置合わせ用の
脚部を備えた構成としてある。
【0016】このような構成からなる本発明のICパッ
ケージの補強構造によれば、ICパッケージ全体を補強
フレームで覆うとともに、切欠きを介して熱硬化性樹脂
を充填することで、ICパッケージを補強フレーム,熱
硬化性樹脂とともにマザーボードと一体化させることが
でき、ICパッケージをマザーボードに対して堅固に固
定することができる。
【0017】これによって、パッケージの端子部分や半
田ボール部分等、フレーム内の必要な箇所に最小限の樹
脂を注入するだけで補強フレームとICパッケージを一
体的に固定できるので、補強構造全体が大型化すること
なく、QFP型パッケージと同様の堅固な保持力によっ
てICパッケージをマザーボードに固定することが可能
となる。従って、本発明は特に、小型化,高密度実装化
が要請される小型の電子機器等に実装されるBGA型の
ICパッケージについて、高密度実装の妨げとなること
なく半田ボールの剥離によるパッケージの脱落等を確実
に防止するのに好適である。
【0018】また、補強フレームは筐体状となっている
ので、ICパッケージに被せるように搭載するだけで実
装することができるので、ICパッケージ側への位置合
わせや搭載,固定作業はきわめて簡易に行うことができ
る。これにより、補強フレームのマザーボード側への搭
載,固定作業は、ICパッケージの自動搭載,リフロー
による半田付け工程とともに自動化処理により行うこと
も可能となり、本補強構造によるICパッケージの固定
作業は容易かつ迅速,確実に行うことができ、作業効率
の向上を図ることができる。特に、補強フレームの側面
部下端側に、マザーボード側に設けた位置決め孔に挿
入,係止する位置合わせ用の脚部を備えることで、補強
フレームの位置決め及び半田付け作業を、より容易,迅
速かつ正確に行うことができる。
【0019】また、本補強構造では、補強フレーム及び
熱硬化性樹脂が存在する部分を除いては、通常のパッケ
ージと同様外部に露出しているので、マザーボードに固
定した後でも、ICパッケージについての点検,メンテ
ナンスも自由に行うことができる。また、補強フレーム
はICパッケージと別体に構成されているので、既に実
装済みのICパッケージについて、補強フレームを追加
実装することも可能となり、より汎用性の高いICパッ
ケージの補強構造を実現することができる。
【0020】さらに、筐体状の補強フレームは、ICパ
ッケージの周囲全体を覆っているので、この補強フレー
ムがICパッケージの放熱板としても機能することにな
り、パッケージ内の電子部品からの発熱を、補強フレー
ムを介して外部に放熱することもできる。また、補強フ
レームがICパッケージの周囲全体を覆っているので、
補強フレームがシールドとしても機能することになり、
パッケージ内の電子部品からのノイズを遮断することも
できる。
【0021】そして、請求項6記載のICパッケージの
補強構造は、前記切欠きが、前記補強フレームの側面部
及び/又は上面部の一部又は全部に形成された構成とし
てある。
【0022】このような構成からなる本発明のICパッ
ケージの補強構造によれば、補強対象となるICパッケ
ージの形状,大きさ,補強の程度等に応じて、必要な樹
脂を必要な箇所に注入,充填できるように、樹脂注入用
の切欠きを補強フレームの側面部,上面部の任意の箇所
に任意の数,大きさで形成することができる。
【0023】具体的には、請求項6では、前記切欠き
が、前記側面部の下端縁に開口して形成された構成とし
てある。
【0024】このような構成からなる本発明のICパッ
ケージの補強構造によれば、補強フレームの側面下端縁
に開口する切欠きを形成してあり、この切欠きを介して
補強フレーム内部に熱硬化性樹脂を充填,封入すること
ができる。これにより、マザーボードと接続されるIC
パッケージの下面側に周囲から樹脂を充填することがで
き、ICパッケージとマザーボードの接続部分を堅固に
固定することができる。
【0025】特に、パッケージ下面側に多数の半田ボー
ルが配設,溶着されるBGA型のICパッケージにおい
ては、剥離等が問題となる半田ボール部分に直接樹脂を
充填,封入できるので、外部から衝撃,振動等が加わっ
ても、半田ボールの剥離やパッケージのずれ,脱落等が
生じることがなく、確実かつ堅固にBGA型ICパッケ
ージを保持,固定するのに好適である。
【0026】また、請求項7記載のICパッケージの補
強構造では、前記切欠きが、前記補強フレームの上面部
四隅の全部又は一部に形成された構成としてある。
【0027】このような構成からなる本発明のICパッ
ケージの補強構造によれば、補強フレームの上面四隅に
形成した切欠きを介してフレーム内に熱硬化性樹脂を充
填,封入することができる。これにより、フレーム内に
収納されたICパッケージの四隅を樹脂によって固定す
ることができ、確実にICパッケージを保持,固定する
ことができ、特に、四角形状をなすBGA型パッケージ
の基板四隅を樹脂によって固定することができ、衝撃,
振動等によるBGA型ICパッケージの半田ボールの剥
離,パッケージの脱落を有効に防止するのに好適であ
る。
【0028】さらに、請求項8記載のICパッケージの
補強構造では、前記補強フレームの側面部又は上面部の
少なくとも一部に、軽量化のための孔を備えた構成とし
てある。
【0029】このような構成からなる本発明のICパッ
ケージの補強構造によれば、補強フレームに、適宜孔を
設けることによって、補強フレームを軽量化することが
できる。これによって、本補強構造全体の軽量化を図る
ことができ、特に、携帯電話機等の小型の携帯型電子機
器のように軽量化が要請される電子機器に実装されるI
Cパッケージの補強構造として好適である。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明のICパッケージの
補強構造の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。 [第一実施形態]まず、本発明のICパッケージの補強
構造の第一の実施形態について図1〜図3を参照して説
明する。図1は、本発明の第一実施形態に係るICパッ
ケージの補強構造を示しており、(a)は平面図、
(b)は底面図、(c)はマザーボードに実装した状態
の正面図、(d)は(c)における補強フレームの断面
図である。図2及び図3は、本実施形態のICパッケー
ジの補強構造の実装工程を示す斜視図であり、図2は、
ICが実装されたマザーボードに補強フレームを搭載す
る状態を示しており、図3は、マザーボードに搭載,実
装された補強フレーム内に補強用の樹脂を注入,充填す
る状態を示している。
【0031】これらの図に示すように、本実施形態に係
るICパッケージの補強構造は、補強対象となるICパ
ッケージとして、パッケージ下面にマトリックス状に半
田ボールを備えたBGA型ICパッケージ1をマザーボ
ード6側に固定する補強構造である。BGA型ICパッ
ケージ1は、上面に電子部品としてICチップ3を実装
した基板(インタポーザ基板)2の下面に、マザーボー
ド6側に溶着される半田ボール4をマトリックス状に配
設してなるボール・グリッド・アレイ型のパッケージ
で、このBGA型ICパッケージ1をマザーボード6に
脱落不能に固定するための樹脂充填可能な補強フレーム
10を備えた構成としてある。これによって、半田ボー
ル4の剥離によるパッケージ1の脱落や接続不良を有効
に防止するものである。
【0032】具体的には、図1に示すように、BGA型
ICパッケージ1は、基板2と、この基板2の上面側に
搭載,実装される電子部品としてのICチップ3と、基
板2の底面側に配設,溶着された半田ボール4を備えて
いる。基板2上に搭載されたICチップ3は、図示しな
い電極パッドが、基板2上の電極パッドとボンディング
ワイヤ(図示せず)により接続され、これによって、I
Cチップ3はボンディングワイヤを介して基板2上の配
線パターンに接続されるようになっている。そして、こ
のICチップ3は、ボンディングワイヤも含めて、全体
がモールド樹脂14により封止され保護されている。
【0033】半田ボール4は、複数の半田ボール4,
4...が基板2のICチップ3を実装した面と反対の
下面側に、ICチップ3を取り囲むようにマトリックス
状に配設されて溶着してあり、マザーボード6側の配線
パターンにリフローソルダリング工法により溶着,接続
されるようになっている。
【0034】BGA型ICパッケージ1が実装されるマ
ザーボード6は、一般にプリント配線板によって構成さ
れており、本実施形態でも多層基板,両面基板等の各種
のプリント配線板によって構成してある。また、本実施
形態では、マザーボード6の表面には、後述する補強フ
レーム10の脚部13が挿入,係止する位置決め孔7が
形成してある。
【0035】そして、このようなBGA型ICパッケー
ジ1をマザーボード6に脱落不能に固定する補強フレー
ム10が設けてある。補強フレーム10は、図1に示す
ように、マザーボード6に実装されたBGA型ICパッ
ケージ1の側面周囲を囲む正方形状に形成された薄板状
の側面部11を備えるとともに、側面部11に連続して
BGA型ICパッケージ1の上面を覆う薄板状の上面部
12を有する筐体構造となっている。
【0036】本実施形態では、補強フレーム10を、薄
板状の板金を切り曲げ加工により形成してあり、側面部
11及び上面部12は一体的に構成されている。このよ
うな、板金製の薄板部材を切り曲げ加工による一体成形
によって補強フレーム10を形成することで、製作,加
工作業が容易となり、耐久性に優れ、かつ、フレーム全
体の軽量化を図ることができる。
【0037】但し、ICパッケージ周囲を覆うことがで
きる枠状体である限り、板金製以外の部材により補強フ
レーム10を形成することもできる。また、側面部11
及び上面部12は、一体的に構成される場合に限らず、
側面部11と上面部12、あるいは四角形状の側面部の
各面をそれぞれ別体に形成し、それらを溶接等により固
着して一体化させるようにしてもよい。
【0038】そして、このような筐体状をなす補強フレ
ーム10には、側面部11及び上面部12に、それぞれ
側面切欠き11a,上面切欠き12aが形成してあり、
この両切欠き11a,12aを介して、補強フレーム1
0内にIC補強用の樹脂が充填できるようにしてある。
【0039】ここで、切欠き11a,12aを介して補
強フレーム10内に注入,充填される樹脂は、本実施形
態では熱硬化性樹脂50を採用しており、切欠き11
a,12aに差し込まれるノズル51によって補強フレ
ーム10内に注入されるようになっている(図3参
照)。パッケージ固定用の樹脂として熱硬化性樹脂50
を採用することにより、硬化時間が短くて済み、硬化条
件も制御しやすくなるという効果がある。なお、このパ
ッケージ固定用の樹脂としては、本実施形態の熱硬化性
樹脂50以外にも、例えば、接着剤等を用いることもで
きる。
【0040】補強フレーム10の側面部11に設ける側
面切欠き11aは、四角形状の側面部11の四面にそれ
ぞれ形成してあり、各側面部11のほぼ中央に位置して
フレーム下端縁に開口するように形成としてある。この
ように、側面切欠き11aを補強フレーム10の側面下
端縁に開口するように形成することにより、この側面切
欠き11aを介してフレーム内に充填,封入される樹脂
をパッケージ下面側に封入することができる。
【0041】これにより、マザーボード6と接続される
パッケージ下面の半田ボール4に対して周囲四方から樹
脂を充填できるので、BGA型ICパッケージにおいて
剥離による接続不良等が問題となる半田ボール4とマザ
ーボード6の接続部分に直接樹脂を充填,封入できるの
で、外部から衝撃,振動等が加わっても、半田ボール4
の剥離やパッケージのずれ,脱落等が生じることを有効
に防止することができる。
【0042】一方、上面部12に設ける上面切欠き12
aは、上面部12の四隅に、ほぼ四分の一円形状に形成
してある。このように、上面部12の四隅に上面切欠き
12aを形成することにより、フレーム内に充填される
樹脂によって、フレーム内に収納されたICパッケージ
の四隅を固定することができる。これによって、四角形
状をなすBGA型ICパッケージ1の基板2の四隅を樹
脂によって固定できるので、衝撃,振動等に対し、より
堅固にBGA型ICパッケージ1を保持することができ
る。
【0043】切欠き11a,12aの形成方法として
は、本実施形態では、板金製の補強フレーム10の形成
時に切落とし,打抜き加工によって形成してある。これ
により、補強フレーム10の形成時に切欠き11a,1
2aについても同時に形成することができ、製作作業の
効率化を図ることができる。
【0044】なお、本発明にかかる補強フレーム10に
設ける切欠きは、フレーム内部に樹脂が注入出来るよう
に、補強フレーム10の側面部11又は上面部の12の
少なくとも一箇所に形成するものとし、形成箇所や切欠
きの形状,大きさ等は任意に選択して設けることが可能
である。
【0045】すなわち、切欠きは、補強対象となるIC
パッケージの形状,大きさ,補強の程度等に応じて、必
要な樹脂を必要な箇所に注入,充填できるように、樹脂
注入用の切欠きを補強フレームの側面部,上面部の任意
の箇所に任意の数,大きさで形成することができる。従
って、本実施形態における側面切欠き11a及び上面切
欠き12aについても、図1に示す場合の他、側面部1
1,上面部12の一部又は全部に形成することができ
る。
【0046】また、本実施形態の補強フレーム10で
は、図2に示すように、側面部11の下端側四隅に、マ
ザーボード6側の位置決め孔7に挿入,係止する位置合
わせ用の脚部13を設けてある。この脚部13は、本実
施形態では、側面部11の下端縁四隅を延設することに
より補強フレーム10と一体的に形成してある。このよ
うに、補強フレーム10に、マザーボード6側の位置決
め孔7に挿入,係止する脚部13を設けることによっ
て、補強フレーム10のマザーボード6に対する位置決
め及び半田付け作業を容易,迅速かつ正確に行うことが
できる。
【0047】なお、脚部13は、補強フレーム10をマ
ザーボード6側に位置決め可能に固定できるものであれ
ば、四本の脚部13に限らず適宜増減することができ
る。すなわち、位置決め用の脚部13は、少なくとも一
本形成し、好ましくは二以上の脚部を形成する。
【0048】また、脚部13の形成位置としては、本実
施形態では補強フレーム10の四隅に一体的に設けてあ
るが、これ以外にも種々の変更実施は可能である。例え
ば、四本の脚部13を補強フレーム10の側面部のほぼ
中心(側面切欠き11aの中心)から突出するように形
成してもよい。また、脚部13を、補強フレーム10と
別体の凸状部材により形成し、補強フレーム下端縁の任
意の箇所に固着して設けることもできる。
【0049】さらに、マザーボード6側に挿入する脚部
13に代えて、マザーボード6の表面に当接する脚部を
設けることも可能である。この場合、マザーボード6側
の位置決め孔7を省略することができる。このように、
補強フレーム10に設ける脚部13は、補強フレーム1
0をマザーボード6側に容易かつ確実に位置決めして固
定できる手段であれば、適宜変更実施が可能である。
【0050】次に、以上のような構成からなる本実施形
態のICパッケージの補強構造によるパッケージの補強
手順について説明する。まず、BGA型ICパッケージ
1をマザーボード6の上面に搭載,実装する。マザーボ
ード6の所定の位置に搭載されたBGA型ICパッケー
ジ1は、基板2の下面側の複数の半田ボール4,
4...がマザーボード6の上面に当接した状態で配設
されるので、このBGA型ICパッケージ1を搭載した
マザーボード6をリフロー工程にかけて、半田ボール4
をマザーボード6側の電極に溶着,接続させる。これに
よってBGA型ICパッケージ1のマザーボード6側へ
の実装が完了する。
【0051】この状態で、補強フレーム10をBGA型
ICパッケージ1の上方から配設し、マザーボード6上
に搭載,固定する。このとき、補強フレーム10は筐体
状となっているので、BGA型ICパッケージ1に被せ
るように搭載するだけで実装することができ、BGA型
ICパッケージ1への位置合わせや搭載,固定作業は簡
単に行うことができる。
【0052】特に、本実施形態では、補強フレーム10
の脚部13をマザーボード6側の位置決め孔7に挿入,
係止することにより、補強フレーム10は所定の位置に
簡単に搭載することができる。そして、位置決め孔7に
挿入された脚部13を半田付けすることにより、補強フ
レーム10が固定される。なお、本実施形態では、以上
の補強フレーム10のマザーボード6側への搭載,固定
作業は、BGA型ICパッケージ1の自動搭載,リフロ
ーによる半田付け工程とともに自動化処理により行う。
【0053】補強フレーム10の搭載,固定作業が完了
した後は、ノズル51を補強フレーム10の側面切欠き
11a及び上面切欠き12aに挿入し、熱硬化性樹脂5
0を注入,充填する(図3参照)。ここで、補強フレー
ム10の側面部11に設けられた側面切欠き11aを介
して充填,封入される熱硬化性樹脂50は、パッケージ
下面側に封入されるので、マザーボード6と接続される
パッケージ下面の半田ボール4に対して周囲四方から樹
脂が充填され、BGA型ICパッケージにおいて剥離等
が問題となるパッケージとマザーボード6の接続部分に
直接樹脂を充填,封入される。
【0054】また、補強フレーム10の上面部12四隅
の上面切欠き12aを介してフレーム内に充填される熱
硬化性樹脂50は、フレーム内のBGA型ICパッケー
ジ1の基板四隅に封入されるので、四角形状のBGA型
ICパッケージ1の基板2の四隅が固定されることにな
る。
【0055】このとき、充填された熱硬化性樹脂50
は、補強フレーム10の内壁によって規制されるので、
従来のように樹脂のばらつきにより補強強度が得られな
くなったり、不必要な樹脂がパッケージ周辺に流れてる
ことはない。そして、この熱硬化性樹脂50の封入,硬
化によって、BGA型ICパッケージ1は補強フレーム
10及びマザーボード6と一体的に固定される。
【0056】以上説明したように、本実施形態にかかる
ICパッケージの補強構造によれば、BGA型ICパッ
ケージ1の全体を補強フレーム10で覆うとともに、切
欠き11a,12aを介して熱硬化性樹脂50を充填す
ることで、BGA型ICパッケージ1を補強フレーム1
0,熱硬化性樹脂50とともにマザーボード6と一体化
させることができ、BGA型ICパッケージ1をマザー
ボード6に対して堅固に固定することができる。
【0057】これによって、衝撃,振動等による剥離が
発生しやすい半田ボール4の接続部分等、パッケージの
補強構造として必要な箇所に最小限の樹脂を補強フレー
ム10内に注入するだけで、補強フレーム10とBGA
型ICパッケージ1を一体的に固定でき、従来のように
補強構造全体が大型化することなく、QFP型パッケー
ジと同様の堅固な保持力によってBGA型ICパッケー
ジ1をマザーボード6に固定することが可能となる。従
って、特に、小型化,高密度実装化が要請される小型の
電子機器等に実装されるBGA型のICパッケージにつ
いて、高密度実装の妨げとなることなく半田ボールの剥
離によるパッケージの脱落等を確実に防止するのに好適
である。
【0058】また、本補強構造では、補強フレーム10
及び熱硬化性樹脂50が存在する部分を除いては、通常
のパッケージと同様であるので、マザーボード6に固定
した後でも、BGA型ICパッケージ1についての点
検,メンテナンスは自由に行うことができる。また、補
強フレーム10はBGA型ICパッケージ1と別体に構
成されているので、既に実装済みのICパッケージにつ
いて、補強フレーム10を追加実装することもできる。
【0059】さらに、筐体状の補強フレーム10は、B
GA型ICパッケージ1の周囲全体を覆っているので、
補強フレーム10がBGA型ICパッケージ1の放熱板
としても機能することになり、パッケージ内の電子部品
からの発熱を、補強フレーム10を介して外部に放熱す
ることもできる。
【0060】これによって、ICチップ3の発熱をパッ
ケージ外部の空間に放熱することができるので、本補強
構造を設けても効果的なBGA型ICパッケージ1の放
熱効果を上げることができる。また、補強フレーム10
がBGA型ICパッケージ1の周囲全体を覆っているの
で、補強フレーム10がシールドとしても機能すること
になり、パッケージ内のICチップ3からのノイズを遮
断することもできる。
【0061】[第二実施形態]次に、本発明のICパッ
ケージの補強構造の第二の実施形態について図4を参照
して説明する。図4は、本発明の第二実施形態に係るI
Cパッケージの補強構造を示しており、(a)は平面
図、(b)はマザーボードに実装した状態の正面図、
(c)は(b)における補強フレームの断面図である。
【0062】ここで、本実施形態に係るICパッケージ
の補強構造は、上述した第一実施形態の変更実施形態で
あり、補強フレームに軽量化のための孔を設けたもので
あり、他の構成部分については、第一実施形態の場合と
同様の構成としてある。従って、第一実施形態と同様の
構成部分については、同一符号を付し、詳細な説明は省
略する。
【0063】すなわち、図4に示す本実施形態では、側
面部21及び上面部22を備えた補強フレーム20の上
面部22に、軽量化のための孔24を備えている。この
孔24は、上面部22の四隅に設けた上面切欠き22a
の内側に複数形成してあり、本実施形態では同軸円上に
配設された八つの真円孔が形成してある。
【0064】このような構成からなる本発明のICパッ
ケージの補強構造によれば、補強フレーム20に、適宜
軽量化用の孔24を設けることによって、補強フレーム
20を軽量化することができる。これによって、本補強
構造全体の軽量化を図ることができ、特に、携帯電話機
等の小型の携帯型電子機器のように軽量化が要請される
電子機器に実装されるICパッケージの補強構造に好適
である。
【0065】なお、この軽量化用の孔24は、本実施形
態では、上面部22にのみ設けてあるが、これを側面部
21にも設けることもでき、また、側面部21にのみ設
けることもできる。側面部21に設ける場合、例えば、
側面切欠き21aの近傍に孔を形成することができる。
【0066】また、この軽量化用の孔24は、形状,大
きさ,数についても、特段の限定はなく、補強フレーム
20の軽量化に必要な範囲において、任意の孔24を任
意に形成することができる。従って、樹脂中入用に側面
部21に形成する側面切欠き21aや上面部22の上面
切欠き22aによって十分な軽量化が図られるときは、
軽量化用の孔24については省略することも可能であ
る。すなわち、樹脂注入用の切欠きについては、補強フ
レーム軽量化用の孔としても機能させることできるもの
である。
【0067】[第三実施形態]次に、本発明のICパッ
ケージの補強構造の第三の実施形態について図5を参照
して説明する。図5は、本発明の第三実施形態に係るI
Cパッケージの補強構造を示しており、(a)は平面
図、(b)はマザーボードに実装した状態の正面図、
(c)は(b)における補強フレームの断面図である。
【0068】ここで、本実施形態に係るICパッケージ
の補強構造は、上述した第一実施形態の変更実施形態で
あり、補強フレーム上面に設けた切欠きの態様を変更し
たものであり、他の構成部分については、第一実施形態
の場合と同様の構成としてある。従って、第一実施形態
と同様の構成部分については、同一符号を付し、詳細な
説明は省略する。
【0069】すなわち、図5に示す本実施形態では、側
面部31及び上面部32を備えた補強フレーム30の上
面部22に、上面四隅に設ける第一上面切欠き32a
と、上面内側に広い面積で開口する第二上面切欠き32
bの二種類の切欠きを設けている。上面四隅の第一上面
切欠き32aは、上述した第一及び第二実施形態の上面
切欠きと比較して僅かな面積のみ開口するようにしてあ
る。一方、第二上面切欠き32bは、上面部32の内側
中心部分から、側面部31まで開口する、対角線上で仕
切られた扇形状に開口する切欠きとなっており、上面部
22の広い面積が第二上面切欠き32bによって開口し
ている。
【0070】このような構成からなる本発明のICパッ
ケージの補強構造によれば、第二上面切欠き32bによ
って、上面部32が、内側中心部分及び対角線部分を除
いて大きく開口することになり、補強フレーム30内に
位置するBGA型ICパッケージ1の基板側面部分が第
二上面切欠き32bを介して大きく露出するようにな
る。従って、この第二上面切欠き32bを介して熱硬化
性樹脂50を注入することにより、BGA型ICパッケ
ージ1の側面の外周四辺部分に重点的に熱硬化性樹脂5
0を封入可能となる。これによって、より多量の熱硬化
性樹脂50をパッケージ側面部分に封入して固定するこ
とができる。
【0071】このように、本発明では、補強フレームに
形成する切欠きを、補強対象となるICパッケージの形
状,大きさ,補強の程度等に応じて、必要な樹脂を必要
な箇所に注入,充填できるように、樹脂注入用の切欠き
を補強フレームの側面部,上面部の任意の箇所に任意の
数,大きさで形成することができる。従って、本実施形
態において、側面部31に設ける側面切欠き31aにつ
いても、形状,大きさを変更したり、別の切欠きを設け
ることも勿論可能である。
【0072】[第四実施形態]さらに、本発明のICパ
ッケージの補強構造の第四の実施形態について図6を参
照して説明する。図6は、本発明の第四実施形態に係る
ICパッケージの補強構造を示しており、(a)は平面
図、(b)はマザーボードに実装した状態の正面図、
(c)は(b)における補強フレームの断面図である。
【0073】ここで、本実施形態に係るICパッケージ
の補強構造は、上述した第一実施形態の変更実施形態で
あり、第一実施形態で補強フレームの側面に設けた切欠
きを省略したものであり、他の構成部分については、第
一実施形態の場合と同様の構成としてある。従って、第
一実施形態と同様の構成部分については、同一符号を付
し、詳細な説明は省略する。
【0074】すなわち、図6に示す本実施形態では、側
面部41及び上面部42を備えた補強フレーム40の側
面部41には、上述した第一〜第三実施形態の場合と異
なり、側面切欠きを設けておらず、樹脂注入用の切欠き
は、上面部42の四隅に設けた上面切欠き41aのみと
なっている。
【0075】BGA型ICパッケージ1の大きさやマザ
ーボード6の配線、あるいは底面の半田ボール4の数量
等によっては、側面切欠きを設けて固定用の樹脂50を
封入しなくても、BGA型パッケージ1とマザーボード
6の接続強度を十分に確保出来る場合もある。そのよう
な場合には、図6に示す本実施形態の補強フレーム40
のように、上面部42の四隅に設ける上面切欠き42a
のみで、側面部41の切欠きを省略することができる。
【0076】従って、側面部41に切欠きを設けて、上
面部42の上面切欠き42aについて省略することも勿
論可能である。このように、一部の切欠きについて省略
可能とすることにより、補強フレーム自体の製造がより
容易となるとともに、樹脂の封入作業も簡素化し、全体
として製造コストの低減を図ることができる。
【0077】なお、本発明のICパッケージの補強構造
は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲で種々の変更実施が可能であること
は言うまでもない。例えば、補強フレームの上面部につ
いては、補強に必要な強度等に応じて適宜省略すること
も可能である。すなわち、少なくともICパッケージの
側面周囲を囲む側面部を備えた枠状をなす補強フレーム
であれば、補強フレーム内にパッケージ補強用の樹脂が
充填可能であり、本発明による補強構造を実現すること
ができる。この場合、フレーム上面はずべて開口してい
るので、樹脂注入用の切欠きを省略することができる。
【0078】また、上述した実施形態では、いずれも補
強フレームは四角形状としてあるが、これを四角形以外
の形状とすることもできる。すなわち、補強対象となる
ICパッケージの周囲を囲む枠状をなし、樹脂充填可能
な空間を形成するものであれば、長方形状,多角形状,
円形状,楕円形状等、パッケージや実装空間等に応じて
補強フレームの形状を変更することが可能である。
【0079】また、本発明のICパッケージの補強構造
が、BGA型パッケージ以外のパッケージにも適用でき
ることは言うまでもない。すなわち、枠体及び樹脂封止
により補強が必要である限り、あらゆるタイプのICパ
ッケージにも本発明の補強構造を適用することができ
る。
【0080】
【発明の効果】以上説明したように本発明のICパッケ
ージの補強構造によれば、ICパッケージの周囲及び上
面を覆うとともに、樹脂充填可能な補強フレームを備え
ることにより、全体が大型化することなくICパッケー
ジをマザーボード側に脱落不能に固定し、衝撃,振動等
の機械的負荷による半田付け部の剥離等を簡易かつ確実
に防止するとともに、実装,補強後の点検,メンテナン
ス等も自由に行うことができる。これにより、特に、パ
ッケージ下面にマトリックス状に半田ボールを備えたボ
ール・グリッド・アレイ型のICパッケージとマザーボ
ードの固定の補強に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態に係るICパッケージの
補強構造を示しており、(a)は平面図、(b)は底面
図、(c)はマザーボードに実装した状態の正面図、
(d)は(c)における補強フレームの断面図である。
【図2】本発明の第一実施形態のICパッケージの補強
構造の実装工程を示す斜視図であり、ICが実装された
マザーボードに補強フレームを搭載する状態を示してい
る。
【図3】本発明の第一実施形態のICパッケージの補強
構造の実装工程を示す斜視図であり、マザーボードに搭
載,実装された補強フレーム内に補強用の樹脂を注入,
充填する状態を示している。
【図4】図4は、本発明の第二実施形態に係るICパッ
ケージの補強構造を示しており、(a)は平面図、
(b)はマザーボードに実装した状態の正面図、(c)
は(b)における補強フレームの断面図である。
【図5】図5は、本発明の第三実施形態に係るICパッ
ケージの補強構造を示しており、(a)は平面図、
(b)はマザーボードに実装した状態の正面図、(c)
は(b)における補強フレームの断面図である。
【図6】図6は、本発明の第四実施形態に係るICパッ
ケージの補強構造を示しており、(a)は平面図、
(b)はマザーボードに実装した状態の正面図、(c)
は(b)における補強フレームの断面図である。
【図7】従来の一般的なボール・グリッド・アレイ型パ
ッケージを示す、(a)は平面図、(b)のマザーボー
ドに実装した状態の正面図である。
【符号の説明】
1 ボール・グリッド・アレイ型ICパッケージ 2 基板 3 ICチップ 4 半田ボール 5 モールド樹脂 6 マザーボード 10 補強フレーム 20 補強フレーム 30 補強フレーム 40 補強フレーム 50 熱硬化性樹脂
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年1月27日(2000.1.2
7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
請求項7】 前記切欠きが、前記補強フレームの側面
のうち少なくとも一つの側面部に形成された請求項2
〜6のいずれかに記載のICパッケージの補強構造。
請求項8】 前記補強フレームの側面部に形成した
欠きが、前記側面部の下端縁に開口して形成された請求
記載のICパッケージの補強構造。
請求項10】 前記補強フレームの上面部に形成した
切欠きが、前記上面部四隅のうち少なくとも一つの隅部
に形成された請求項2〜6,9のいずれかに記載のIC
パッケージの補強構造。
請求項12】 前記補強フレームの側面部及び/又は
上面部の少なくとも一部に、軽量化のための孔を備えた
請求項2〜7のいづれかに記載のICパッケージの補強
構造。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】特に、請求項2では、前記補強フレーム
が、前記側面部に連続して前記ICパッケージの上面を
覆う上面部を備えた筐体状をなすとともに、この筐体状
の側面部及び/又は上面部の一部に切欠きを備え、この
切欠きを介して当該補強フレーム内にICパッケージ補
強用の樹脂が充填可能な構成としてある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】そして、請求項3では、前記ICがボール
・グリッド・アレイ型パッケージからなる構成としてあ
る。また、請求項4では、前記補強フレーム内に充填さ
れる樹脂が、熱硬化性樹脂からなる構成としてある。さ
らに、請求項5では、前記補強フレームの側面部下端側
に、前記マザーボードに挿入,係止する位置合わせ用の
脚部を備えた構成としてある。そして、好ましくは、請
求項6では、前記脚部が、前記補強フレームの側面部四
隅のうち少なくとも一つの隅部を下方に延設して形成さ
れた構成としてある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】そして、請求項記載のICパッケージの
補強構造は、前記切欠きが、前記補強フレームの側面部
のうち少なくとも一つの側面部に形成された構成として
ある。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】このような構成からなる本発明のICパッ
ケージの補強構造によれば、補強対象となるICパッケ
ージの形状,大きさ,補強の程度等に応じて、必要な樹
脂を必要な箇所に注入,充填できるように、樹脂注入用
の切欠きを補強フレームの側面部の任意の箇所に任意の
数,大きさで形成することができる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】具体的には、請求項では、前記補強フレ
ームの側面部に形成した切欠きが、前記側面部の下端縁
に開口して形成された構成としてある。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】また、請求項9記載のICパッケージの補
強構造では、前記切欠きが、前記補強フレームの上面部
に形成された構成となっている。そして、請求項10記
載のICパッケージの補強構造は、前記切欠きが、前記
補強フレームの上面部四隅の全部又は一部に形成された
構成としてある。さらに、請求項11記載のICパッケ
ージの補強構造では、前記補強フレームの上面部に形成
した切欠きが、前記上面部の四隅に形成された第一上面
切欠きと、上面部四隅辺に形成された第二上面切欠きと
からなる構成としてある。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】さらに、請求項12記載のICパッケージ
の補強構造では、前記補強フレームの側面部又は上面部
の少なくとも一部に、軽量化のための孔を備えた構成と
してある。このような構成からなる本発明のICパッケ
ージの補強構造によれば、補強フレームに、適宜孔を設
けることによって、補強フレームを軽量化することがで
きる。これによって、本補強構造全体の軽量化を図るこ
とができ、特に、携帯電話機等の小型の携帯型電子機器
のように軽量化が要請される電子機器に実装されるIC
パッケージの補強構造として好適である。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】また、請求項13記載のICパッケージの
補強構造では、前記熱硬化性樹脂によって、前記ICパ
ッケージの隅部の少なくとも一箇所を固定した構成とし
てある。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】具体的には、図1に示すように、BGA型
ICパッケージ1は、基板2と、この基板2の上面側に
搭載,実装される電子部品としてのICチップ3と、基
板2の底面側に配設,溶着された半田ボール4を備えて
いる。基板2上に搭載されたICチップ3は、図示しな
い電極パッドが、基板2上の電極パッドとボンディング
ワイヤ(図示せず)により接続され、これによって、I
Cチップ3はボンディングワイヤを介して基板2上の配
線パターンに接続されるようになっている。そして、こ
のICチップ3は、ボンディングワイヤも含めて、全体
がモールド樹脂により封止され保護されている。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0055
【補正方法】変更
【補正内容】
【0055】このとき、充填された熱硬化性樹脂50
は、補強フレーム10の内壁によって規制されるので、
従来のように樹脂のばらつきにより補強強度が得られな
くなったり、不必要な樹脂がパッケージ周辺に流れ
ことはない。そして、この熱硬化性樹脂50の封入,硬
化によって、BGA型ICパッケージ1は補強フレーム
10及びマザーボード6と一体的に固定される。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マザーボードに実装されるICパッケー
    ジの補強構造であって、 前記マザーボードに実装されたICパッケージの側面周
    囲を囲む側面部を備えた枠状をなす補強フレームを備
    え、 この補強フレーム内にICパッケージ補強用の樹脂が充
    填可能なことを特徴とするICパッケージの補強構造。
  2. 【請求項2】 前記補強フレームが、前記側面部に連続
    して前記ICパッケージの上面を覆う上面部を備えた筐
    体状をなすとともに、この筐体状の側面部又は上面部の
    少なくとも一部に切欠きを備え、 この切欠きを介して当該補強フレーム内にICパッケー
    ジ補強用の樹脂が充填可能な請求項1記載のICパッケ
    ージの補強構造。
  3. 【請求項3】 前記ICパッケージがボール・グリッド
    ・アレイ型パッケージからなる請求項1又は2記載のI
    Cパッケージの補強構造。
  4. 【請求項4】 前記補強フレーム内に充填される樹脂
    が、熱硬化性樹脂からなる請求項1,2又は3記載のI
    Cパッケージの補強構造。
  5. 【請求項5】 前記補強フレームの側面部下端側に、前
    記マザーボードに挿入,係止する位置合わせ用の脚部を
    備えた請求項1,2,3又は4記載のICパッケージの
    補強構造。
  6. 【請求項6】 前記切欠きが、前記補強フレームの側面
    部及び/又は上面部の一部又は全部に形成された請求項
    1,2,3,4又は5記載のICパッケージの補強構
    造。
  7. 【請求項7】 前記切欠きが、前記側面部の下端縁に開
    口して形成された請求項6記載のICパッケージの補強
    構造。
  8. 【請求項8】 前記切欠きが、前記補強フレームの上面
    部四隅の一部又は全部に形成された請求項2,3,4,
    5,6又は7記載のICパッケージの補強構造。
  9. 【請求項9】 前記補強フレームの側面部又は上面部の
    少なくとも一部に、軽量化のための孔を備えた請求項
    2,3,4,5,6又は7記載のICパッケージの補強
    構造。
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