JP2001320145A

JP2001320145A - 電子部品の実装構造および実装方法

Info

Publication number: JP2001320145A
Application number: JP2000136706A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Tamura; 浩悦田村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】接続信頼性を向上した電子部品の実装構造を
提供する。【解決手段】配線基板表面に電子部品を実装された電
子部品の実装構造において、配線基板２と電子部品（Ｂ
ＧＡ）１との間に介在された熱硬化性樹脂シート３ａを
備える。熱硬化性樹脂シート３ａは、配線基板２と電子
部品１との間のギャップを均一にするように設けられ
る。配線基板２の裏面側には、熱硬化性樹脂シート３ｂ
により接着させたスチフナー４を備え、スチフナー４
は、電子部品１のサイズに対応した外形を有する。はん
だつけと熱硬化性樹脂シート３ａ，３ｂの接着とは同時
に行い、電子部品１とスチフナー４とを同時に実装す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の詳細な説明〕本発明は、電子部品の実装構造お
よび実装方法に関し、特に、接続信頼性を向上させた電
子部品の実装構造および実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、配線基板へＢＧＡ等の電子部品を
実装するプロセスとして、ＳＭＴ（ＳｕｒｆａｃｅＭ
ｏｕｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）により、はんだ供
給，部品搭載，リフロー，はんだ接続が行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子部
品の実装方法では、薄い基板や高密度ＢＧＡ（Ｂａｌｌ
ＧｒｉｄＡｒｒａｙ）等のリードレス部品に対し、基
板の反り等が発生し、接続信頼性が低くなるという問題
があった。

【０００４】また、取り扱い面でも基板をひねったり、
落下させたりすると、ＢＧＡ搭載部の基板のパッドが剥
がれる等の不具合いが発生しやすく、取り扱いの注意や
機構品での固定が必要であるという問題があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
すべく、接続信頼性を向上した電子部品の実装構造を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子部品の実装構造は、配線基板表面に電
子部品を実装された電子部品の実装構造において、配線
基板と電子部品との間に介在して設けられた熱硬化性樹
脂シートを備えたことを特徴とする。

【０００７】また、熱硬化性樹脂シートは、配線基板と
電子部品との間のギャップを均一にするように設けられ
るのが好ましい。

【０００８】さらに、配線基板の裏面側に、熱硬化性樹
脂シートにより接着させたスチフナーを備えるのが好ま
しい。

【０００９】またさらに、スチフナーは、電子部品のサ
イズに対応した外形を有するのが好ましい。

【００１０】また、スチフナーは、電子部品の熱膨張係
数に近い熱膨張係数の材質よりなるのが好ましい。

【００１１】さらに、スチフナーは、ガラスエポキシ基
板，シリコン，アルミナ，Ｃｕ／Ｗのいずれかで形成さ
れるのが好ましい。

【００１２】またさらに、配線基板は、ガラスとエポキ
シとの複合材またはセラミック基板であるのが好まし
い。

【００１３】また、電子部品を搭載する熱硬化性樹脂シ
ートの形状は、略四角型で、電子部品のはんだボールに
対応する部分が円形で打ち抜かれているのが好ましい。

【００１４】さらに、電子部品は、リードレス部品であ
るのが好ましい。

【００１５】またさらに、リードレス部品は、ＢＧＡ
（ボール・グリッド・アレイ）であるのが好ましい。

【００１６】また、本発明の電子部品の実装方法は、配
線基板に電子部品を実装する電子部品の実装方法におい
て、配線基板と電子部品との間に熱硬化性樹脂シートを
介在させたことを特徴とする。

【００１７】また、配線基板の電子部品搭載部のパッド
にはんだを供給するステップと、電子部品搭載部に熱硬
化性樹脂シートを搭載するステップと、電子部品を搭載
し、リフローを行うステップとを含むのが好ましい。

【００１８】さらに、はんだを供給するステップは、ス
クリーン印刷法またはディスペンス法で行うのが好まし
い。

【００１９】またさらに、配線基板の裏面に熱硬化性樹
脂シートを介在させたスチフナーを搭載し、はんだ付け
と熱硬化性樹脂シートの接着とを同時に行い、配線基板
の表裏の実装を同時に行うのが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００２１】図１は、本発明の電子部品の実装構造の実
施の形態の基板表面の構造を示す断面図である。この図
は、配線基板２の上にＢＧＡ１を実装した構造を示す。
この実装構造は、配線基板２の表面にＢＧＡ（Ｂａｌｌ
ＧｒｉｄＡｒｒａｙ）１が実装されており、配線基
板２とＢＧＡ１との間には熱硬化性樹脂シート３ａが介
在している。実装プロセスとしては、ＳＭＴ（Ｓｕｒｆ
ａｃｅＭｏｕｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）プロセスに
より、配線基板２上に、はんだを供給し、部品を搭載
し、リフローし、はんだ接続する工程よりなる。熱硬化
性樹脂シート３ａは、はんだ供給後にセットし、その
後、ＢＧＡ１の部品を搭載し、リフローし、はんだ接続
と熱硬化性樹脂シート３ａのキュアとが同時に行われた
後、一体化してパッケージとして固定できる。熱硬化性
樹脂シート３ａが介在しているためＢＧＡ１と配線基板
２との間のギャップが均一のため高信頼性が得られる。
またパッケージとして固定されているため、実装後の取
り扱いも容易で、基板の破壊などの構造上の問題がなく
なり、高信頼性が得られる。

【００２２】図２は、本発明の電子部品の実装構造の実
施の形態の基板両面の構造を示す断面図である。この図
は、図１の電子部品の実装構造において配線基板の裏面
にスチフナーを設けた実装構造を示す。スチフナー４
は、熱硬化性樹脂シート３ｂにより接着させている。実
装プロセスとしては、図１に示した基板表面側の実装プ
ロセスに対応させ、基板裏面側のスチフナー４の接着を
基板表面側と同時に行い、配線基板１の表裏同時に実装
するものである。配線基板２の表裏に同時にＢＧＡ１，
スチフナー４を接合できるため、配線基板２の表裏の熱
膨張は均等に近く、収縮率を抑えることができる。よっ
て、基板反り対策となり、高接続信頼性が得られる。図
２は、主に基板厚が１．６ｍｍ以下の薄い基板や、高密
度ＢＧＡ等のリードレス部品に適用される。

【００２３】

【実施例】次に、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。

【００２４】図３は、本発明の電子部品の実装方法の実
施例における基板表面の実装工程を示す断面図である。
この実装プロセスは、配線基板２とＢＧＡ１との間に熱
硬化性樹脂シート３ａを介在させて接合するプロセスで
あり、以下、工程順に説明する。

【００２５】図３（ａ）は、はんだ供給工程を示す断面
図である。この工程は、配線基板２のＢＧＡ搭載部のパ
ッドにはんだ５を供給する。はんだの供給方法として
は、スクリーン印刷法やディスペンス法で行われる。こ
こで使う配線基板２として、ガラスとエポキシとの複合
材やセラミック基板等が用いられる。

【００２６】図３（ｂ）は、熱硬化性樹脂シートを搭載
する工程を示す断面図である。この工程は、ＢＧＡ（Ｂ
ａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）搭載部に熱硬化性樹脂
シート３ａを搭載する。熱硬化性樹脂シート３ａの形状
は、四角型で、ＢＧＡ１のはんだボールに対応する部分
が円形で打ち抜かれている形状である。ここでは、ＢＧ
Ａ１以外のＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇ
ｅ）やベアチップ等のリードレス部品も対象とするの
で、熱硬化性樹脂シート３ａの仕様としては、外形サイ
ズがＢＧＡ１と同等以上で、０．１〜０．６ｍｍの厚
さ，φ０．１〜０．６ｍｍの開口径であり、搭載部品に
対応して仕様を決める。

【００２７】図３（ｃ）は、ＢＧＡを搭載する工程を示
す断面図である。この工程は、ＢＧＡ１を搭載し、リフ
ローを行う。ここでの部品は、前述したように、ＢＧＡ
１とは限定せす、リードレス部品を含める。部品の仕様
としては３００〜４０００ピン、実装ピッチは０．２〜
１．２７ｍｍである。リフローにより、熱硬化性樹脂シ
ート３ａのキュアと、ＢＧＡ１および配線基板２のはん
だとが同時に溶融され接合される。熱硬化性樹脂シート
３ａが、配線基板２とＢＧＡ１との間に介在されている
構造のため、配線基板２とＢＧＡ１との間のギャップは
均一で、接続信頼性が高い構造が得られる。

【００２８】図４は、本発明の電子部品の実装方法の実
施例における基板両面の実装工程を示す断面図である。
この実装プロセスは、配線基板２の表裏にＢＧＡ１，ス
チフナー４を同時に実装するプロセスであり、これによ
り、基板反り対策になり、さらに、高接続信頼性が得ら
れるようにした構造である。

【００２９】図４（ａ）は、はんだ供給工程を示す断面
図である。この工程は、配線基板２のＢＧＡ１搭載部の
パッドにはんだ５を供給する。はんだの供給方法として
は、図３（ａ）で前述したように、スクリーン印刷法や
ディスペンス法で行う。

【００３０】図４（ｂ）は、スチフナーを搭載する工程
を示す断面図である。搭載の順番としては、下から順番
に、冶具６にスチフナー４，熱硬化性樹脂シート３ｂを
セットし、その上に配線基板２をセットし、熱硬化性樹
脂シート３ａをセットする。ここで、冶具６には、リフ
ロー対応のためのガス抜き穴がある（図示せず）。ま
た、冶具６の材質としては、リフロー温度にも耐えうる
必要があり、ステンレス材等を使用する。スチフナー４
の仕様については、ＢＧＡ１のサイズに対応した外形を
特徴とし、材質は、ＢＧＡ１の熱膨張係数に近いもの、
あるいはガラスエポキシ基板，シリコン，アルミナ，Ｃ
ｕ／Ｗ等である。基板裏面側の熱硬化性樹脂シート３ｂ
の仕様は四角型であり、開口径を不要とする。配線基板
２の表面側に搭載される熱硬化性樹脂シート３ａは、図
３（ｂ）で説明した仕様と同様に、外形サイズがＢＧＡ
１と同等以上で、０．１〜０．６ｍｍの厚さ，φ０．１
〜０．６ｍｍの開口径であり、搭載部品に対応して仕様
を決める。

【００３１】図４（ｃ）は、リフロー工程を示す断面図
である。ここでの部品は、図３（ｃ）で前述したように
ＢＧＡとは限定せす、リードレス部品を含める。リフロ
ーにより、熱硬化性樹脂シート３ａ，３ｂのキュアと、
ＢＧＡ１および配線基板２のはんだ接合とが同時に行わ
れ、基板表裏が接合される。ここで、基板裏面側はスチ
フナー４で固定されているので、基板表面側と同様な構
造となっている。よって、基板表面側のＢＧＡ１と熱硬
化性樹脂シート３ａとが接合する際、基板裏面側のスチ
フナー４の接合により、配線基板表裏の熱膨張差は均等
に近く、収縮差を抑えることができる。すなわち、接合
時の寸法変化が抑制され、基板反りが低減され、高信頼
性の実装構造が得られる。

【００３２】図４（ｄ）は、リフローが完了した工程を
示す断面図である。この図は、冶具６から取り出した状
態を示している。以上のプロセスにより完成された電子
部品の実装構造は、基板反り対策をし、更に接続信頼性
を向上させたもので、特に、基板厚が１．６ｍｍ以下の
薄い基板や、高密度ＢＧＡ等のリードレス部品の実装構
造に対応できる。また実装プロセスとしては基板表裏を
同時に実装するため、実装が容易であり、パッケージと
して固定できているため、取り扱い面でも剥離や破壊な
どの構造上の問題がなくなり高接続信頼性が得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子部品
の実装構造により、配線基板上にＢＧＡ等のリードレス
部品を実装する構造において、配線基板とＢＧＡの間に
熱硬化性樹脂シートを介在させた構造より、熱硬化性樹
脂シートは、配線基板とＢＧＡ間のギャップを均一にで
き、接続信頼性を向上できるという効果を奏する。

【００３４】また、パッケージとして固定できるため信
頼性が向上できるという効果を奏する。

【００３５】また、上記構造に対し、配線基板の裏面側
にスチフナーを熱硬化性樹脂シートで接着させ、表裏対
象にした構造により、基板表裏を同時に実装するため、
接続時の熱ストレスが基板表裏対象に近いため基板反り
が低減でき、接続信頼性が向上できるという効果を奏す
る。

【００３６】また、スチフナーはＢＧＡのサイズに対応
した外形を特徴とし、材質はＢＧＡの熱膨張係数と近い
もの、あるいはガラスエポキシ基板やシリコン，アルミ
ナ，Ｃｕ／Ｗであることを特徴としているので、特に基
板反り対策に有効で、薄い基板や高密度なＢＧＡ等のプ
ロセスに対応できるという効果を奏する。

【００３７】さらに、パッケージとして固定できている
ため、信頼性が高く、取り扱い面でも容易であるという
効果を奏する。

【００３８】また、実装プロセスとしては基板表裏を同
時に実装するため、容易に実装できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における基板表面の実装構
造を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態における基板両面の実装構
造を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例における基板表面の実装工程を
示す図である。（ａ）ははんだ供給工程、（ｂ）は熱硬
化性樹脂シート搭載工程、（ｃ）はＢＧＡ搭載工程を示
す。

【図４】本発明の実施例における基板両面の実装工程を
示す断面図である。（ａ）ははんだ供給工程、（ｂ）は
熱硬化性樹脂シート搭載工程およびスチフナー搭載工
程、（ｃ）はＢＧＡ搭載工程、（ｄ）はリフロー完了工
程を示す。

【符号の説明】

１ＢＧＡ２配線基板３ａ熱硬化性樹脂シート（表）３ｂ熱硬化性樹脂シート（裏）４スチフナー５はんだ６治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E319 AA03 AB05 AC01 AC16 BB04 BB05 CC36 CD04 CD15 CD29 CD45 GG11 5E336 AA04 BB01 BB11 BB15 BB18 BC40 CC34 DD22 DD32 DD38 DD39 EE03 GG05 GG10 GG11 5E338 AA16 AA18 BB72 BB75 CC01 EE01 EE11 EE26 EE51

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配線基板表面に電子部品を実装された電子
部品の実装構造において、前記配線基板と前記電子部品との間に介在して設けられ
た熱硬化性樹脂シートを備えたことを特徴とする電子部
品の実装構造。
【請求項２】前記熱硬化性樹脂シートは、前記配線基板
と前記電子部品との間のギャップを均一にするように設
けられたことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品
の実装構造。
【請求項３】前記配線基板の裏面側に、熱硬化性樹脂シ
ートにより接着させたスチフナーを備えたことを特徴と
する、請求項１または２に記載の電子部品の実装構造。
【請求項４】前記スチフナーは、前記電子部品のサイズ
に対応した外形を有することを特徴とする、請求項３に
記載の電子部品の実装構造。
【請求項５】前記スチフナーは、前記電子部品の熱膨張
係数に近い熱膨張係数の材質よりなることを特徴とす
る、請求項３または４に記載の電子部品の実装構造。
【請求項６】前記スチフナーは、ガラスエポキシ基板，
シリコン，アルミナ，Ｃｕ／Ｗのいずれかで形成された
ことを特徴とする、請求項５に記載の電子部品の実装構
造。
【請求項７】前記配線基板は、ガラスとエポキシとの複
合材またはセラミック基板であることを特徴とする、請
求項１〜６のいずれかに記載の電子部品の実装構造。
【請求項８】前記電子部品を搭載する熱硬化性樹脂シー
トの形状は、略四角型で、前記電子部品のはんだボール
に対応する部分が円形で打ち抜かれていることを特徴と
する、請求項１〜７のいずれかに記載の電子部品の実装
構造。
【請求項９】前記電子部品は、リードレス部品であるこ
とを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の電子
部品の実装構造。
【請求項１０】前記リードレス部品は、ＢＧＡ（ボール
・グリッド・アレイ）であることを特徴とする、請求項
９に記載の電子部品の実装構造。
【請求項１１】配線基板に電子部品を実装する電子部品
の実装方法において、前記配線基板と前記電子部品との間に熱硬化性樹脂シー
トを介在させたことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項１２】前記配線基板の前記電子部品搭載部のパ
ッドにはんだを供給する工程と、前記電子部品搭載部に熱硬化性樹脂シートを搭載する工
程と、前記電子部品を搭載し、リフローを行う工程とを含むこ
とを特徴とする、請求項１１に記載の電子部品の実装方
法。
【請求項１３】前記はんだを供給する工程は、スクリー
ン印刷法またはディスペンス法で行うことを特徴とす
る、請求項１２に記載の電子部品の実装方法。
【請求項１４】前記配線基板の裏面に熱硬化性樹脂シー
トを介在させたスチフナーを搭載し、はんだ付けと熱硬
化性樹脂シートの接着とを同時に行い、前記配線基板の
表裏の実装を同時に行うことを特徴とする、請求項１１
〜１３のいずれかに記載の電子部品の実装方法。