JP2001298288A - 電子部品 - Google Patents
電子部品Info
- Publication number
- JP2001298288A JP2001298288A JP2000112881A JP2000112881A JP2001298288A JP 2001298288 A JP2001298288 A JP 2001298288A JP 2000112881 A JP2000112881 A JP 2000112881A JP 2000112881 A JP2000112881 A JP 2000112881A JP 2001298288 A JP2001298288 A JP 2001298288A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- electronic component
- mounting jig
- impact
- lsi package
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 落下等により電子機器に加えられた衝撃を電
子機器内に配置された基板に伝わるまでに減少させるこ
とができ、電子機器の耐衝撃性を向上させることができ
る電子部品を提供する。 【解決手段】 ハウジング10に基板取付治具1aを接
続ピン3を介して固定し、基板取付治具1aの支持部2
aに基板5の外周を差し込み、基板5を支持部2aと接
触させる。基板5は支持部2aとの間に働く静止摩擦力
により、基板取付治具1aに装着される。基板5に前記
静止摩擦力を超える衝撃力が加わると、基板5と支持部
2aとの間に滑りが発生する。
子機器内に配置された基板に伝わるまでに減少させるこ
とができ、電子機器の耐衝撃性を向上させることができ
る電子部品を提供する。 【解決手段】 ハウジング10に基板取付治具1aを接
続ピン3を介して固定し、基板取付治具1aの支持部2
aに基板5の外周を差し込み、基板5を支持部2aと接
触させる。基板5は支持部2aとの間に働く静止摩擦力
により、基板取付治具1aに装着される。基板5に前記
静止摩擦力を超える衝撃力が加わると、基板5と支持部
2aとの間に滑りが発生する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばBGA(B
all Grid Array)及びPGA(Pin
Grid Array)等のCSP(Chip Siz
e Package)を可能とするLSIパッケージを
実装基板に実装して構成される電子部品に関し、特に、
携帯用電子機器等の電子機器に装着する方法を改善して
落下時の耐衝撃性を向上させた電子部品に関する。
all Grid Array)及びPGA(Pin
Grid Array)等のCSP(Chip Siz
e Package)を可能とするLSIパッケージを
実装基板に実装して構成される電子部品に関し、特に、
携帯用電子機器等の電子機器に装着する方法を改善して
落下時の耐衝撃性を向上させた電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、電子機器の急激な小型化の傾向
は、LSIの実装方法にも影響を与え、LSIの実装方
法は従来のリード線接続方式から、チップ直下で直接プ
リント基板と接続するエリアタイプの接続方式に移行し
つつある。エリアタイプの接続方式には、BGA(Ba
ll Grid Array)及びPGA(Pin G
rid Array)等の方式があり、これらの方式に
よりLSIの実装面積を従来よりも大幅に減少でき、C
SP(Chip Size Package)を可能と
している。
は、LSIの実装方法にも影響を与え、LSIの実装方
法は従来のリード線接続方式から、チップ直下で直接プ
リント基板と接続するエリアタイプの接続方式に移行し
つつある。エリアタイプの接続方式には、BGA(Ba
ll Grid Array)及びPGA(Pin G
rid Array)等の方式があり、これらの方式に
よりLSIの実装面積を従来よりも大幅に減少でき、C
SP(Chip Size Package)を可能と
している。
【0003】特に、携帯電話等の携帯用電子機器が急速
に普及してきており、携帯用電子機器はコンパクトであ
ることが特に要求されるため、LSIの実装方法として
は前述のエリアタイプの方式が多用されている。この携
帯用電子機器の代表である携帯電話においては、CSP
の使用は必須となっている。
に普及してきており、携帯用電子機器はコンパクトであ
ることが特に要求されるため、LSIの実装方法として
は前述のエリアタイプの方式が多用されている。この携
帯用電子機器の代表である携帯電話においては、CSP
の使用は必須となっている。
【0004】一方、携帯用電子機器においては、使用中
及び保持中の落下等により、大きな衝撃が加わる機会が
極めて多い。このため、携帯用電子機器には優れた耐衝
撃性が要求されている。
及び保持中の落下等により、大きな衝撃が加わる機会が
極めて多い。このため、携帯用電子機器には優れた耐衝
撃性が要求されている。
【0005】図4は従来の携帯電話に組み込まれた電子
部品を示す。携帯電話のハウジング10に基板5が接続
ネジ13により固定されている。基板5にはLSIパッ
ケージ9がはんだボール6を介して接続されている。L
SIパッケージ9はLSI7及びLSI7を覆うモール
ド8により構成されている。
部品を示す。携帯電話のハウジング10に基板5が接続
ネジ13により固定されている。基板5にはLSIパッ
ケージ9がはんだボール6を介して接続されている。L
SIパッケージ9はLSI7及びLSI7を覆うモール
ド8により構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この電
子部品を組み込んだ携帯電話に、落下等により極めて大
きな衝撃力が加わると、この衝撃力はハウジング10か
ら接続ネジ13を介して基板5に伝わる。そして、この
落下等による衝撃は、例えばBGA方式で接続されたL
SIパッケージ9と基板5との間に設けられたはんだボ
ール6に印加され、はんだボール6には大きな応力が生
じる。これにより、はんだボール6にクラックが発生し
たり、極端な場合には破断に到るような問題点がある。
子部品を組み込んだ携帯電話に、落下等により極めて大
きな衝撃力が加わると、この衝撃力はハウジング10か
ら接続ネジ13を介して基板5に伝わる。そして、この
落下等による衝撃は、例えばBGA方式で接続されたL
SIパッケージ9と基板5との間に設けられたはんだボ
ール6に印加され、はんだボール6には大きな応力が生
じる。これにより、はんだボール6にクラックが発生し
たり、極端な場合には破断に到るような問題点がある。
【0007】一般に、どの様な接続方法においても、電
子機器の落下時には衝撃力により基板5において撓み等
の変形が発生する。このとき、基板5及びLSIパッケ
ージ9は断面係数が異なるため、基板5及びLSIパッ
ケージ9の撓み状態に差異が生じることにより、はんだ
ボール6に応力が集中し、この応力がはんだの降伏応力
を超えるとはんだボール6に塑性変形が生じ、ひいては
クラックの発生及び破断に到る。
子機器の落下時には衝撃力により基板5において撓み等
の変形が発生する。このとき、基板5及びLSIパッケ
ージ9は断面係数が異なるため、基板5及びLSIパッ
ケージ9の撓み状態に差異が生じることにより、はんだ
ボール6に応力が集中し、この応力がはんだの降伏応力
を超えるとはんだボール6に塑性変形が生じ、ひいては
クラックの発生及び破断に到る。
【0008】図4に示した従来の電子部品の場合、基板
5及びLSIパッケージ9は、ハウジング10から伝達
される衝撃を直接受けることになる。例えば、電子機器
が1mの高さから落下した場合、地面への衝突速度はv
=4.5m/sとなり、接地時間dtは実験から0.1
ms程度であることが知見されているので、基板5及び
LSIパッケージ9の合計質量を10gとすると、基板
5及びLSIパッケージ9に発生する衝撃力FはF=m
・(dv/dt)=450Nとなる。この衝撃力によ
り、基板5及びLSIパッケージ9に撓みが発生する。
このとき、基板5及びLSIパッケージ9の断面係数が
異なるため、基板5及びLSIパッケージ9の撓み状態
に差異が生じ、前記衝撃力Fがはんだボール6に集中す
る。LSIパッケージ9のピン数が100ピンで、各は
んだボール6がLSIパッケージ9と接している領域の
直径が0.35mmである場合、前記衝撃力Fが全て1
00個のはんだボール6に集中すると仮定すると、はん
だボール6には平均46.7MPaの応力が発生する。
Sn−Pb共晶はんだの降伏応力は約20MPaである
から、はんだボール6には降伏応力より大きい応力が加
えられることになる。従って、電子機器を高さ1mの所
から落下させた場合、このクラスのLSIパッケージで
ははんだボールにおけるクラックの発生が避けらない。
そのため、基板5及びLSIパッケージ9に加えられる
衝撃力をいかに減少させるかが、携帯用電子機器の設計
にとって大きな課題となっている。
5及びLSIパッケージ9は、ハウジング10から伝達
される衝撃を直接受けることになる。例えば、電子機器
が1mの高さから落下した場合、地面への衝突速度はv
=4.5m/sとなり、接地時間dtは実験から0.1
ms程度であることが知見されているので、基板5及び
LSIパッケージ9の合計質量を10gとすると、基板
5及びLSIパッケージ9に発生する衝撃力FはF=m
・(dv/dt)=450Nとなる。この衝撃力によ
り、基板5及びLSIパッケージ9に撓みが発生する。
このとき、基板5及びLSIパッケージ9の断面係数が
異なるため、基板5及びLSIパッケージ9の撓み状態
に差異が生じ、前記衝撃力Fがはんだボール6に集中す
る。LSIパッケージ9のピン数が100ピンで、各は
んだボール6がLSIパッケージ9と接している領域の
直径が0.35mmである場合、前記衝撃力Fが全て1
00個のはんだボール6に集中すると仮定すると、はん
だボール6には平均46.7MPaの応力が発生する。
Sn−Pb共晶はんだの降伏応力は約20MPaである
から、はんだボール6には降伏応力より大きい応力が加
えられることになる。従って、電子機器を高さ1mの所
から落下させた場合、このクラスのLSIパッケージで
ははんだボールにおけるクラックの発生が避けらない。
そのため、基板5及びLSIパッケージ9に加えられる
衝撃力をいかに減少させるかが、携帯用電子機器の設計
にとって大きな課題となっている。
【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、電子機器に加えられた衝撃を電子機器内に
配置された基板及びLSIパッケージに伝わるまでに減
少させることができ、電子機器の耐衝撃性を向上させる
ことができる電子部品を提供することを目的とする。
のであって、電子機器に加えられた衝撃を電子機器内に
配置された基板及びLSIパッケージに伝わるまでに減
少させることができ、電子機器の耐衝撃性を向上させる
ことができる電子部品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】本発明に係る電子部品
は、LSIパッケージと、このLSIパッケージが実装
された基板と、電子機器のハウジングに固定された基板
取付治具とを有し、前記基板はその縁部と前記基板取付
治具との間の静止摩擦力により前記基板取付治具に装着
されていることを特徴とする。
は、LSIパッケージと、このLSIパッケージが実装
された基板と、電子機器のハウジングに固定された基板
取付治具とを有し、前記基板はその縁部と前記基板取付
治具との間の静止摩擦力により前記基板取付治具に装着
されていることを特徴とする。
【0011】また、前記基板取付治具は、前記基板の縁
部を挟む形状の支持部を有し、この支持部と前記基板の
縁部との間に緩衝材が設けられていることが好ましい。
部を挟む形状の支持部を有し、この支持部と前記基板の
縁部との間に緩衝材が設けられていることが好ましい。
【0012】更に、前記緩衝材は、シリコン系ゲル状材
料又はスチレン系発泡材料により形成されることができ
る。
料又はスチレン系発泡材料により形成されることができ
る。
【0013】本発明の電子部品においては、LSIパッ
ケージを実装した基板を、従来のネジ止めに替わり、基
板取付治具と基板との間の静止摩擦力を利用して電子機
器に装着する。そして、前記基板にこの静止摩擦力を超
える衝撃力が加えられた場合は、基板が基板取付治具内
で滑り、衝撃力を緩和する。即ち、衝撃力が基板に伝達
される時間が延長され、また衝撃力が前記基板と前記基
板取付治具との間の摩擦力の反力を受けて衝撃エネルギ
が消費され、基板に伝わる衝撃力が弱められる。
ケージを実装した基板を、従来のネジ止めに替わり、基
板取付治具と基板との間の静止摩擦力を利用して電子機
器に装着する。そして、前記基板にこの静止摩擦力を超
える衝撃力が加えられた場合は、基板が基板取付治具内
で滑り、衝撃力を緩和する。即ち、衝撃力が基板に伝達
される時間が延長され、また衝撃力が前記基板と前記基
板取付治具との間の摩擦力の反力を受けて衝撃エネルギ
が消費され、基板に伝わる衝撃力が弱められる。
【0014】また、前記基板取付治具は、前記基板の縁
部を挟む形状の支持部を有し、この支持部と前記基板の
縁部との間にシリコン系ゲル状材料及びスチレン系発泡
材料等の緩衝材を配置することによって、衝撃減衰効果
を更に高めることができる。
部を挟む形状の支持部を有し、この支持部と前記基板の
縁部との間にシリコン系ゲル状材料及びスチレン系発泡
材料等の緩衝材を配置することによって、衝撃減衰効果
を更に高めることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施
例の側面の構成を示す断面図である。ハウジング10に
基板取付治具1aが接続ピン3を介して固定されてい
る。また、基板取付治具1aには基板5を挟む形状の支
持部2aが設けられ、支持部2aには基板5の外周が差
し込まれ、基板5は支持部2aと接触している。基板5
は、基板5と支持部2aとの間の静止摩擦力が作用する
ことにより、基板取付治具1aに装着されている。更
に、基板5にはLSIパッケージ9がはんだボール6を
介して接続されている。LSIパッケージ9はLSI7
及びLSI7を覆うモールド8より構成されている。
付の図を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施
例の側面の構成を示す断面図である。ハウジング10に
基板取付治具1aが接続ピン3を介して固定されてい
る。また、基板取付治具1aには基板5を挟む形状の支
持部2aが設けられ、支持部2aには基板5の外周が差
し込まれ、基板5は支持部2aと接触している。基板5
は、基板5と支持部2aとの間の静止摩擦力が作用する
ことにより、基板取付治具1aに装着されている。更
に、基板5にはLSIパッケージ9がはんだボール6を
介して接続されている。LSIパッケージ9はLSI7
及びLSI7を覆うモールド8より構成されている。
【0016】次に、本実施例の動作について説明する。
図1に示す電子部品を組み込んだ電子機器が落下した場
合、衝撃はハウジング10から接続ピン3、基板取付治
具1aの順に伝達し、支持部2aを介して基板5に伝わ
る。この衝撃により基板5が撓むとき、基板5に加わる
力が基板5と支持部2aとの間の静止摩擦力を超える
と、基板5と支持部2aとの間に滑りが発生する。
図1に示す電子部品を組み込んだ電子機器が落下した場
合、衝撃はハウジング10から接続ピン3、基板取付治
具1aの順に伝達し、支持部2aを介して基板5に伝わ
る。この衝撃により基板5が撓むとき、基板5に加わる
力が基板5と支持部2aとの間の静止摩擦力を超える
と、基板5と支持部2aとの間に滑りが発生する。
【0017】この滑りの発生により、落下による衝撃を
基板取付治具1aから基板5に伝達する力は静止摩擦力
から動摩擦力へ遷移し、このとき遷移時間が生じるた
め、衝撃が基板5に伝達される時間が引き伸ばされる。
これにより伝達される衝撃(加速度)を低減できる。更
に、支持部2aと基板5の間に働く力が静止摩擦力から
動摩擦力へ移行する時、基板5及びLSIパッケージ9
に加わる衝撃力が、支持部2aと基板5との接触面にお
ける凝着部分の切断に消費され、基板5に伝わる衝撃力
をより一層低下させることができる。これにより、はん
だボール6に発生する応力を低減でき、クラックの発生
を防止できる。
基板取付治具1aから基板5に伝達する力は静止摩擦力
から動摩擦力へ遷移し、このとき遷移時間が生じるた
め、衝撃が基板5に伝達される時間が引き伸ばされる。
これにより伝達される衝撃(加速度)を低減できる。更
に、支持部2aと基板5の間に働く力が静止摩擦力から
動摩擦力へ移行する時、基板5及びLSIパッケージ9
に加わる衝撃力が、支持部2aと基板5との接触面にお
ける凝着部分の切断に消費され、基板5に伝わる衝撃力
をより一層低下させることができる。これにより、はん
だボール6に発生する応力を低減でき、クラックの発生
を防止できる。
【0018】図2は、本発明の第2実施例における基板
取付治具の構成を示す断面図である。第2実施例の基板
取付治具1bは、支持部2bを有し、この支持部2bに
シリコン系ゲル状材料11を貼付けた構成となってい
る。本実施例では、シリコン系ゲル状材料11のダンピ
ング効果により、基板に伝達される衝撃が弱まり、はん
だボール6のクラック発生を防止できる。なお、基板取
付治具1b全体をシリコン系ゲル状材料11により構成
しても同じ効果が得られる。
取付治具の構成を示す断面図である。第2実施例の基板
取付治具1bは、支持部2bを有し、この支持部2bに
シリコン系ゲル状材料11を貼付けた構成となってい
る。本実施例では、シリコン系ゲル状材料11のダンピ
ング効果により、基板に伝達される衝撃が弱まり、はん
だボール6のクラック発生を防止できる。なお、基板取
付治具1b全体をシリコン系ゲル状材料11により構成
しても同じ効果が得られる。
【0019】図3は、本発明の第3実施例における基板
取付治具の構成を示す断面図である。第3実施例の基板
取付治具1cは、支持部2cを有し、この支持部2cに
スチレン系発泡材料12を貼付けた構成となっている。
スチレン系発泡材料12がダンピングの役目を行い、落
下により発生した衝撃を基板に伝達される前に減少さ
せ、はんだボール6のクラック発生を防止できる。な
お、基板取付治具1c全体をスチレン系発泡材料12に
より構成しても同じ効果が得られる。
取付治具の構成を示す断面図である。第3実施例の基板
取付治具1cは、支持部2cを有し、この支持部2cに
スチレン系発泡材料12を貼付けた構成となっている。
スチレン系発泡材料12がダンピングの役目を行い、落
下により発生した衝撃を基板に伝達される前に減少さ
せ、はんだボール6のクラック発生を防止できる。な
お、基板取付治具1c全体をスチレン系発泡材料12に
より構成しても同じ効果が得られる。
【0020】本発明の実施例においては、基板及びLS
Iパッケージがはんだボールによって接続されている例
を示したが、本発明には基板及びLSIパッケージがピ
ン又はその他の手段によって接続されている電子部品も
含まれる。更に、VLSIを実装している電子部品も本
発明に含まれる。また、基板と基板取付治具との間の静
止摩擦力の大きさは、使用されるはんだボール又はピン
等の耐衝撃性の程度に応じて設定することができる。
Iパッケージがはんだボールによって接続されている例
を示したが、本発明には基板及びLSIパッケージがピ
ン又はその他の手段によって接続されている電子部品も
含まれる。更に、VLSIを実装している電子部品も本
発明に含まれる。また、基板と基板取付治具との間の静
止摩擦力の大きさは、使用されるはんだボール又はピン
等の耐衝撃性の程度に応じて設定することができる。
【0021】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、電子機器
において基板取付治具と基板との間に静止摩擦力による
連結手段を設けることにより、電子機器に大きな衝撃が
加わった場合に、基板取付治具と基板との間に滑りを生
じさせ、基板に伝わる衝撃を減衰する効果がある電子部
品を提供できる。また、基板取付治具において支持部と
基板との間に緩衝材を配置することにより、前記効果を
更に高めることができる。これにより、LSIパッケー
ジと基板との間の接続手段を衝撃から保護し、電子機器
の耐衝撃性を向上させることができる。本発明の電子部
品は、携帯用電子機器等優れた耐衝撃性が要求される電
子機器に好適である。
において基板取付治具と基板との間に静止摩擦力による
連結手段を設けることにより、電子機器に大きな衝撃が
加わった場合に、基板取付治具と基板との間に滑りを生
じさせ、基板に伝わる衝撃を減衰する効果がある電子部
品を提供できる。また、基板取付治具において支持部と
基板との間に緩衝材を配置することにより、前記効果を
更に高めることができる。これにより、LSIパッケー
ジと基板との間の接続手段を衝撃から保護し、電子機器
の耐衝撃性を向上させることができる。本発明の電子部
品は、携帯用電子機器等優れた耐衝撃性が要求される電
子機器に好適である。
【図1】本発明の第1実施例の電子部品を示す断面図で
ある。
ある。
【図2】本発明の第2実施例の基板取付治具を示す断面
図である。
図である。
【図3】本発明の第3実施例の基板取付治具を示す断面
図である。
図である。
【図4】従来の電子部品を示す断面図である。
【符号の説明】 1a;基板取付治具 1b;基板取付治具 1c;基板取付治具 2a;支持部 2b;支持部 2c;支持部 3;接続ピン 5;基板 6;はんだボール 7;LSI 8;モールド 9;LSIパッケージ 10;ハウジング 11;シリコン系ゲル状材料 12;スチレン系発泡材料 13;接続ネジ
Claims (7)
- 【請求項1】 LSIパッケージと、このLSIパッケ
ージが実装された基板と、電子機器のハウジングに固定
された基板取付治具とを有し、前記基板はその縁部と前
記基板取付治具との間の静止摩擦力により前記基板取付
治具に装着されていることを特徴とする電子部品。 - 【請求項2】 前記基板取付治具はピンにより前記ハウ
ジングに取付られていることを特徴とする請求項1に記
載の電子部品。 - 【請求項3】 前記基板取付治具は前記基板の縁部を挟
む形状の支持部を有し、この支持部と前記基板の縁部と
の間に緩衝材が設けられていることを特徴とする請求項
1又は2に記載の電子部品。 - 【請求項4】 前記緩衝材がシリコン系ゲル状材料によ
り形成されていることを特徴とする請求項3に記載の電
子部品。 - 【請求項5】 前記緩衝材がスチレン系発泡材料により
形成されていることを特徴とする請求項3に記載の電子
部品。 - 【請求項6】 前記基板及び前記LSIパッケージがは
んだボールによって接続されていることを特徴とする請
求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子部品。 - 【請求項7】 前記基板及び前記LSIパッケージがピ
ンによって接続されていることを特徴とする請求項1乃
至5のいずれか1項に記載の電子部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000112881A JP2001298288A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000112881A JP2001298288A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 電子部品 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001298288A true JP2001298288A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18624951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000112881A Pending JP2001298288A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 電子部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001298288A (ja) |
-
2000
- 2000-04-14 JP JP2000112881A patent/JP2001298288A/ja active Pending
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