JP2010050210A - Connection terminal component and electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接続端子部品、及び前記接続端子部品が搭載された電子部品に関する。 The present invention relates to a connection terminal component and an electronic component on which the connection terminal component is mounted.
従来、複数のはんだバンプが二次元的に配置された面を有する電子部品として、フリップチップにおいてバンプ接続されるBGA(Ball Grid Array)パッケージや、はんだバンプがBGAパッケージよりもさらに狭ピッチで配置されたCSP (Chip Size Package)などが知られている。 Conventionally, as an electronic component having a surface on which a plurality of solder bumps are two-dimensionally arranged, a BGA (Ball Grid Array) package that is bump-connected in a flip chip, or solder bumps are arranged at a narrower pitch than a BGA package. CSP (Chip Size Package) is known.
複数のはんだバンプは、一般的に、リフローと呼ばれる工程を経て基板表面に接合される。リフローとは、電子部品のはんだバンプと基板表面に設けられたランド(通常、基板表面にクリームはんだにより印刷される)とを接触させ、基板を加熱し、これによりバンプ等を溶融させてはんだ付け(接合)する工程をいう。 The plurality of solder bumps are generally bonded to the substrate surface through a process called reflow. In reflow, solder bumps of electronic components and lands (usually printed with cream solder on the substrate surface) are brought into contact with the solder bumps, and the substrate is heated, thereby melting the bumps and soldering. The process of joining.
図5に、一般的なBGAパッケージの概略模式図を示す。BGAパッケージ150は、ボールバンプ111、電極パッド112、プリント配線板等の基体120、半導体チップ130、ボンディングワイヤ131、モールド樹脂140等を備えている。ボールバンプ111は、ボールマウンタ(不図示)等を用いて電極パッド112上に載置され、熱処理によりはんだボールを溶融せしめることにより形成される。熱処理温度は、はんだの溶融温度以上で行う。
FIG. 5 shows a schematic diagram of a general BGA package. The BGA
特許文献1においては、ボールバンプに代わる接続端子部品として、コーン形状(錘体形状)のコーングリッドアレイ(CGA)が提案されている。図6に、特許文献1に記載のコーン(接続端子部品)の模式図を示す。接続端子部品210は、同図に示すように、錐体状の頭部(ヘッド部)211と、固定部(固設部)212とから構成されている。固設部212は、略O状の開口部215が中央部に設けられ、付勢力が発生するように左右に膨らみ212bが設けられている。
図7(a)に、接続端子部品210の挿着過程の断面図を、図7(b)に、接続端子部品210の離脱過程の断面図を示す。まず、絶縁基板220にスルーホール221を穿設し、その上面とば口222a、内周面222b、及び下面とば口222cに銅メッキ223を施す。次いで、接続端子部品210のヘッド部211を吸着可能な保持部材230によって保持し、絶縁基板220のスルーホール221に先端214から挿入し、上面とば口222aの銅メッキ223に、接続端子部品210のヘッド部211の下面213が当接するまで押し込む。
FIG. 7A shows a cross-sectional view of the
一方、接続端子部品210を離脱させる際には、図7(b)に示すように、抜きピン工具240を絶縁基板220の挿着側とは反対側の主面から挿入し、接続端子部品210の先端214の先端面に当接して押し込むことにより抜き取る。
図5のような従来例に係るBGAパッケージにおいては、ボールバンプ111を取り付け後にボールバンプ111の部分的な修正や交換を行うことは困難であった。これは、ボールバンプの着脱には、再度の加熱工程を必要とするためである。
In the BGA package according to the conventional example as shown in FIG. 5, it is difficult to partially correct or replace the
上記特許文献1の方法によれば、図7に示すように、接続端子部品210は絶縁基板220に対して着脱自在である。従って、接続端子部品210の部分的な修正や交換を行うことが可能である。しかしながら、接続端子部品210を離脱させるためには接続端子部品210の挿入側とは反対側から抜きピン工具240を挿入する必要があるため、接続端子部品210の離脱は、抜きピン工具240が挿入できる段階であるパッケージ組立前に限られていた。
According to the method of
本発明に係る電子部品は、スルーホールを有する基体と、前記基体に固設され、前記基体と電気的に接続される接続端子部品とを備え、前記接続端子部品は、前記基体の主面から突出し、接続端子として機能するヘッド部と、前記ヘッド部から延在され、前記スルーホールに挿入されて、当該スルーホールと螺合するおねじが形成された固設部とを有するものである。 An electronic component according to the present invention includes a base body having a through hole, and a connection terminal part fixed to the base body and electrically connected to the base body. The connection terminal part is formed from a main surface of the base body. A head portion that protrudes and functions as a connection terminal, and a fixed portion that extends from the head portion, is inserted into the through hole, and is formed with a male screw that is screwed into the through hole.
本発明に係る電子部品によれば、接続端子部品と基体との固定を、接続端子部品に設けたおねじと基体のスルーホールとを螺合させることにより行っているので、一方向から接続端子部品の着脱を行うことができる。従って、パッケージ組立後においても、接続端子部品を離脱させることが可能である。 According to the electronic component of the present invention, the connection terminal component and the base are fixed by screwing the male screw provided in the connection terminal component and the through hole of the base, so that the connection terminal can be viewed from one direction. Parts can be attached and detached. Accordingly, it is possible to remove the connection terminal parts even after the package is assembled.
本発明によれば、パッケージ組立後においても、接続端子部品を着脱可能な電子部品を提供することができるという優れた効果を有する。 According to the present invention, there is an excellent effect that it is possible to provide an electronic component in which the connection terminal component can be attached and detached even after the package is assembled.
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。 Hereinafter, an example of an embodiment to which the present invention is applied will be described. It goes without saying that other embodiments may also belong to the category of the present invention as long as they match the gist of the present invention.
[実施形態1]
本発明に係る接続端子部品は、BGAパッケージや、CSPなどに適用されるボールバンプに代わる接続端子として好適に適用することができるものである。無論、BGAパッケージやCSP以外の接続端子にも好適に適用することができる。本発明に係る電子部品は、前記接続端子部品が基体に固設された電子部品全般を云い、例えば、プリント配線基板に半導体チップが搭載されたBGAパッケージ、CSP等のLSIパッケージである。
[Embodiment 1]
The connection terminal component according to the present invention can be suitably applied as a connection terminal in place of a ball bump applied to a BGA package, a CSP, or the like. Of course, it can be suitably applied to connection terminals other than BGA packages and CSPs. The electronic component according to the present invention is a general electronic component in which the connection terminal component is fixed to a base, and is, for example, an LSI package such as a BGA package or a CSP in which a semiconductor chip is mounted on a printed wiring board.
図1(a)に、本実施形態に係る接続端子部品の模式図を示す。図中の上側の図が上面図であり、下側の図が正面図である。接続端子部品10は、ボールバンプと同様の役割を担うヘッド部11、基板に対する固設部としての機能を担う固設部12を備える。同図に示すように、ヘッド部11は、略球状であり、固設部12は、おねじ(ねじ溝、ねじ山)が形成されている。ヘッド部11の上面側から見た円形状の直径dは、特に限定されるものではないが、BGAパッケージやCSPに適用されるボールバンプの直径と同等の大きさとすることができる。
FIG. 1A is a schematic diagram of a connection terminal component according to this embodiment. The upper diagram in the figure is a top view, and the lower diagram is a front view. The
接続端子部品10は、導電性を有し、接続端子部品としての十分な機械的強度を有するものであれば特に限定されない。例えば、はんだ、Au,Ni、Cu、Ag、その他の金属、又は合金などを好適に適用することができる。ヘッド部11と固設部12は、同一材料により一体的に形成してもよいし、異なる材料のユニットを接合してもよい。固設部12は、固設機能を発揮する観点から、機械的強度の高い材料であることが好ましい。接続端子部品10の一部に非導通体があってもよい。
The
ヘッド部11の上面側からみた形状は、円形状に限定されるものではなく、例えば、正方形状等の多角形状であってもよい。接続端子部品10の挿抜工具(不図示)を係合させるための溝などの係合部をヘッド部11のサイド部などに設けていてもよい。
The shape seen from the upper surface side of the
図1(b)〜(d)に、接続端子部品の変形例を示す。図1(b)に示すように、ヘッド部11aが楕円形状であってもよい。これにより、接続端子部品10の厚み方向を小さくし、電子部品の小型化に寄与することができる。また、図1(c)に示すように、ヘッド部11bが円柱形状であってもよい。さらに、図1(d)に示すように、ヘッド部11dが図1(c)の円柱形状の中央部に凸部を備える構造体であってもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、ヘッド部は、円錐形状、多角錐形状、ピン形状、V溝構造等の種々の形状とすることができる。
1 (b) to 1 (d) show modified examples of connection terminal parts. As shown in FIG.1 (b), the
図2(a)に、接続端子部品10のヘッド部11側からみた電子部品1の部分拡大平面図を、図2(b)に、図2(a)の切断部断面図を示す。但し、図2(b)においては、ヘッド部11が下側になるように図示している。また、図3に、接続端子部品10の基体20への挿抜方法を説明するための模式的断面図を示す。なお、図2(b)及び図3の断面図において、説明の便宜上、接続端子部品10は切断部断面図とせずに図示している。
2A is a partially enlarged plan view of the
電子部品1において、図2(a)に示すように、基体20に複数の接続端子部品10がアレイ状に固設されている。基体は、プリント配線板等の絶縁性の基板を好適に適用することができる。基体20には、接続端子部品10の固設部12を挿入するための貫通孔であるスルーホール21が形成されている(図3参照)。スルーホール21の内周面、及び下面とば口22には、メッキ23が施されている。メッキ23は、例えば、銅メッキとすることができる。そして、メッキ23の表面にはめねじ(不図示)が形成されている。
In the
接続端子部品10の基体20への取り付けは、まず、基体20にスルーホール21を穿設し、その内周面及び下面とば口22にメッキを施す。メッキ材としては、導電特性を有し、その表面にめねじが形成できるものであれば特に限定されない。例えば、銅を用いることができる。次いで、メッキ23表面に工具等を用いてめねじを形成する。めねじをスルーホール21に直接形成し、その後にメッキ23を施してもよい。
To attach the
その後、接続端子部品10を基体20に取り付けるために、図3に示すように、スルーホール21に接続端子部品10の固設部12を挿入し、メッキ23の表面に設けられためねじ(不図示)に固設部12のおねじを螺合させる。ヘッド部11の底面13が下面とば口22に当接するまで、挿抜工具(不図示)を用いてスルーホール21内に固設部12を挿入する。挿抜工具としては、特に限定されないが、例えば、接続端子部品10のヘッド部11をゴム部材などにより挟持して圧着することにより保持し、回し込み可能な装置を適用することができる。
Thereafter, in order to attach the
ヘッド部11の底面13、及び固設部12の表面と、スルーホール21の表面及び下面とば口22に設けられたメッキ23との当接により、接続端子部品10と基体20とが電気的に接続される。なお、接続端子部品10と基体20とが電気的に接続されていればよく、必ずしも上記領域すべてにおいて電気的に接続されていなくてもよい。例えば、下面とば口22にメッキを施さずに、スルーホール内のみにメッキ23を施し、接続端子部品10の固設部12によりメッキ23との電気的接続を図ってもよい。
The
固設部12の先端14を、基体20のスルーホールの孔径よりも小さくしているので、接続端子部品10を基体20に挿入する際のガイドとして機能し、接続端子部品10のスルーホール21への挿着を容易に行うことができる。なお、固設部12の先端14は、必ずしも円錐形状とする必要はなく、固設部12の直径を同一とした円柱形状であってもよい。これにより、基体20のスルーホール21との接触面積を増やし、基体20への接続端子部品10の導電特性や固定強度をより効果的に高めることができる。
Since the
接続端子部品10を基体20に取り付け後、設計変更、若しくは接続不良等により、接続端子部品10を基体20から除去する場合には、挿抜工具により、ねじを緩めることにより機械的に取り外すことができる。熱処理を行わないので、隣接する接続端子部品への負荷を与えることなしに取り外すことができる。また、本実施形態の方法によれば、リフロー工程が不要のため、従来のボールバンプによるおいて生じていた圧着不良や溶着不良という問題もない。
When the
図5の例のようなBGAパッケージにおいては、実装基板にパッケージを実装する際、未使用のボールバンプはVDDやGNDとして利用していた。本実施形態によれば、パッケージ組立後において必要性がなければ接続端子部品10を取り外すことができる。そして、接続端子部品10を外したスペースにおいて、実装基板の配線性を向上させることが可能となる。また、従来のBGAパッケージにおいては、パッケージ組立後に、パッケージ内のチップでVDDとGNDの接続ミス、設計ミスがあった場合にチップを修正するか実装基板の配線をカットすることにより対処していた。本実施形態によれば、接続端子部品10を取り外すことにより対応可能であるため、実装基板を無駄にすることがない。
In the BGA package as in the example of FIG. 5, when the package is mounted on the mounting substrate, the unused ball bumps are used as VDD or GND. According to this embodiment, the
接続端子部品10を取り外した基体20には、図4に示すように、非導通体のキャップ30を取り付けてもよい。キャップ30は、図4に示すように、おねじが形成された固設部32、フラット形状のヘッド部31を備える。これにより、導電特性を有するスルーホール21の露出をなくし、実装時等にスルーホール21内に半田等が付着するのを防止することができる。
As shown in FIG. 4, a
上記特許文献1においては、抜きピン工具240を、接続端子部品210の挿入側とは反対側の主面から差し込む必要があるため、パッケージ組立後においては、接続端子部品210の着脱を行うことができなかった。本実施形態によれば、接続端子部品10の基体20への固定をねじにより行い、接続端子部品10の着脱を一方向から行う構成としたので、パッケージ組立後であっても接続端子部品10の基体からの着脱を自在に行うことができる。従って、従来のボールバンプの接続工程順を変更し、パッケージ組立後に接続端子部品10の実装を行うことも可能であり、プロセス自由度を高めることができる。また、パッケージ組立後に接続端子部品10の設置の変更が可能であるため、少量多品種の製造にも適している。
In
また、本実施形態においては、従来のボールバンプのようにリフロー工程を含まないので、熱ストレス等の問題が生じない。なお、本発明においてリフロー工程を排除するものではなく、求められるニーズや用途に応じてリフロー工程を行ってもよい。この場合、接続端子部品10の着脱が不要となった段階でリフロー工程を行うようにすれば、本発明の効果を得ることができる。リフロー工程を行うことにより、接続端子部品10とメッキ23との接続をより確実、かつ強固に行うことができるので、接続端子部品10の固設部12の長さを短く設定することも可能である。
In addition, in this embodiment, since a reflow process is not included unlike the conventional ball bump, problems such as thermal stress do not occur. In the present invention, the reflow process is not excluded, and the reflow process may be performed according to required needs and applications. In this case, the effect of the present invention can be obtained if the reflow process is performed at the stage where the
上記図5に示すようなボールバンプを用いた接続端子部品においては、リフロー工程等においてボールバンプに位置ずれが発生するという問題があったが、本実施形態によれば、固設部12とヘッド部11が固定されているので、ヘッド部11の位置ずれが生じることがない。従って、隣接する接続端子部品間でショート等が発生するのを防止することができる。また、パッドとボールバンプの機能を一体的な接続端子部品としているので、これらの接続不良が生じない。
The connection terminal part using the ball bump as shown in FIG. 5 has a problem that the ball bump is displaced in the reflow process or the like. According to the present embodiment, the fixed
また、本実施形態に係るヘッド部11は、必ずしも球状とする必要はなく、前述したように、種々の形状とすることができる。そのため、ニーズに応じて種々の形状を適用することができる。また、上記特許文献1のように付勢力により固設する場合に比して、接続端子部品10自体の機械的強度を高めることができる。
In addition, the
さらに、本発明に係る接続端子部品によれば、ワイヤ・ボンディング方式に比して、配線の長さが短いため電気特性に優れ、高速化や高密度化に対応できる。また、CSPに適用する場合、半導体チップの真下にもピンを二次元的に配置できるため数千ピンという多ピン化が容易である。 Furthermore, according to the connection terminal component according to the present invention, since the length of the wiring is short as compared with the wire bonding method, the electrical characteristics are excellent, and it is possible to cope with high speed and high density. In addition, when applied to CSP, pins can be two-dimensionally arranged directly under the semiconductor chip, so that it is easy to increase the number of pins to several thousand pins.
なお、基体20に設けるスルーホール21が貫通孔である例について説明したが、貫通していないものであってもよい。本実施形態によれば、接続端子部品10の着脱を同部品の挿入側のみから行っているので、スルーホールを貫通構造としない態様においても適用可能である。
In addition, although the example in which the through
1 電子部品
10 接続端子部品
11 ヘッド部
12 固設部
20 基体
21 スルーホール
22 下面とば口
23 メッキ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基体に固設され、前記基体と電気的に接続される接続端子部品とを備え、
前記接続端子部品は、前記基体の主面から突出し、接続端子として機能するヘッド部と、
前記ヘッド部から延在され、前記スルーホールに挿入されて、当該スルーホールと螺合するおねじが形成された固設部とを有する電子部品。 A substrate having a through hole;
A connection terminal component fixed to the base and electrically connected to the base;
The connection terminal component protrudes from the main surface of the base body and functions as a connection terminal; and
An electronic component having a fixed portion that extends from the head portion, is inserted into the through hole, and has a male screw that is screwed into the through hole.
前記ヘッド部から延在され、前記スルーホールに挿入されて、当該スルーホールと螺合するおねじが形成された固設部とを備える接続端子部品。 A head portion protruding from the main surface of the base body having a through hole and functioning as a connection terminal;
A connection terminal component comprising: a fixed portion that extends from the head portion, is inserted into the through hole, and is formed with a male screw that is screwed into the through hole.
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