JP2011035345A - 半導体素子モジュール、電子回路ユニット、電子デバイス、及び、半導体素子モジュールの製造方法 - Google Patents

半導体素子モジュール、電子回路ユニット、電子デバイス、及び、半導体素子モジュールの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】半導体素子の表面実装の接続部分の信頼性を向上させる構造体を提供する。
【解決手段】半導体素子10a及び半導体素子10bを表面実装する実装基板は、第一の基板層101aの第一の搭載パッドの裏面相当部分及び第二の基板層101bの第二の搭載パッドの裏面相当部分に挟まれる部位に中空部102を有する。この中空部102によって半導体素子10a,10bの実装部分の厚みを薄くし、各半導体素子10a,10bが基板層の実装部分から受ける熱変形による応力を小さくすることができるので、半導体素子10a,10bと基板層との接続信頼性を向上させることができる。
【選択図】図1

Description

開示技術は、半田ボール又は平面電極パッドを有する半導体素子を平面実装した半導体素子モジュール、該半導体素子モジュールを含む電子回路ユニット、該半導体素子モジュール及び/又は該電子回路ユニットを含む電子デバイス、及び、半導体素子モジュールの製造方法に関する。
近年、メモリや制御装置等の半導体素子の大容量化及び高集積度化が進行している。大容量化及び高集積度化された半導体素子を回路基板に実装するため、半導体素子を両面実装することが一般的である。半導体素子の両面実装に関し、次のような従来技術が開示されている。
例えば、回路基板を挟んで互いに対向する一組の第一の電子部品の電極部と第二の電子部品の電極部とを回路基板に形成された貫通孔部内において一体形成された導体部材によって半導体素子を回路基板に両面実装する従来技術が開示されている。
また、例えば、半導体素子が両端において両面実装されたフレキシブル基板をリジッド基板のエッジのまわりで折り曲げてリジッド基板の一方又は両方の面に沿って配置し、フレキシブル基板が折り曲げられた状態でリジッド基板を回路基板に配置されるソケットに挿入する従来技術が開示されている。
特開2008−277691号公報 特開2006−074031号公報
ところで、近年、回路基板との間で信号の入出力を行い、回路基板から電源供給を受けるための電極としてリード線に代えて半田ボールや平面電極パッドを用いる半導体素子が登場してきている。すなわち、半導体素子の回路基板との接触面に配される半田ボール又は平面電極パッドを回路基板に半田で固定して、又は、平面電極パッドを押圧によって回路基板に固定して半導体素子を回路基板に平面実装する。この場合、半導体素子の平面実装に係る接続に関し、次のような問題が新たに発生する。
すなわち、大容量化及び高集積度化に伴い、半導体素子に含まれるシリコンの体積比率が増大してきている。このため、半導体素子の熱膨張係数は、シリコンの熱膨張係数に近づきつつある。シリコンの熱膨張係数は、半導体素子を平面実装する回路基板の素材の熱膨張係数と比較して小さい。高温雰囲気下では、高温になればなるほど回路基板は熱膨張によって変形する一方、半導体素子自体は変形がほとんどない。
半田ボールや平面電極パッドを用いて半導体素子を回路基板に平面実装する場合、半導体素子及び回路基板の熱による変形の差異は、半田ボールや平面電極パッドを介した接続の信頼性を損ねる。すなわち、半導体素子が回路基板に半田ボールや平面電極パッドを介して平面実装されている場合、熱に関わらず半導体素子が平面形状を保持する一方、回路基板は熱によって反り返ったり撓んだりする。よって、半田ボールや平面電極パッドを介した接続部分に回路基板の熱変形による応力が働くため、半導体素子及び回路基板の接続状態が不安定となり、接続部分の断線に至る場合があった。
本願の開示技術は、上記に鑑みてなされたものであって、半導体素子の表面実装の接続部分の信頼性を向上させる半導体素子モジュール、電子回路ユニット、電子デバイス、及び、半導体素子モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本願の開示技術に係る半導体素子モジュール、電子回路ユニット、電子デバイス、及び、半導体素子モジュールの製造方法の一つの態様は、格子状に配された搭載パッドを介して半導体素子が両面に表面実装されている実装部品であって、半導体素子を表面実装するための搭載パッドが対向面にそれぞれ配され、該対向面によって挟まれる部分に中空部を含むことを要件とする。
本願の開示技術に係る半導体素子モジュール、電子回路ユニット、電子デバイス、及び、半導体素子モジュールの製造方法の一つの態様によれば、半田ボール又は平面電極パッドを介した回路基板との表面実装による接続が、高温雰囲気下においても信頼性を有するという効果を奏する。
図1は、実施例1に係る半導体素子モジュール構造を示す側面図である。 図2は、実施例2に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の外観を示す図である。 図3は、実施例2に係るBGAメモリモジュールの製造工程の一例を示す図である。 図4は、実施例2に係るBGAメモリモジュールを側面から見た構造を示す図である。 図5−1は、実施例2に係るBGAメモリモジュールの製造工程の他の例を示す図である。 図5−2は、実施例2に係るBGAメモリモジュールの製造工程の他の例を示す図である。 図6は、実施例2に係るBGAメモリモジュールの製造手順を示すフローチャートである。 図7は、BGAメモリのリードの配列例を示す図である。 図8は、実施例3に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の外観を示す図である。 図9−1は、実施例3に係るBGAメモリモジュールの製造工程の一例を示す図である。 図9−2は、実施例3に係るBGAメモリモジュールの製造工程の一例を示す図である。 図10は、実施例3に係るBGAメモリモジュールを側面から見た構造を示す図である。 図11は、実施例4に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の外観を示す図である。 図12−1は、実施例4に係るBGAメモリモジュールの製造工程の一例を示す図である。 図12−2は、実施例4に係るBGAメモリモジュールの製造工程の一例を示す図である。 図13は、実施例5に係るBGAメモリモジュールの外観を示す図である。 図14−1は、実施例6に係るBGAメモリモジュールの外観を示す図である。 図14−2は、実施例6に係るBGAメモリモジュールの外観を示す図である。 図15は、実施例5及び実施例6に係るBGAメモリモジュールの製造手順を示すフローチャートである。
以下に、本願の開示する電子回路ユニット、半導体素子モジュール、電子デバイス、及び、半導体素子モジュールの製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、半導体素子をBGA(Ball Grid Array)と呼ばれるパッケージを採用したBGAメモリを例として説明する。
BGAは、パッケージの裏面に信号の入出力を行うリードとして半田ボールを格子状かつ定間隔に配置したパッケージである。BGAは、半導体素子の高密度実装に好適なパッケージである。BGAは、半田ボールを半田で半導体素子の搭載パッドに固定することで半導体素子を実装するパッケージである。
なお、半導体素子は、BGAに限らず、LGA(Land Grid Array)であっても開示技術は適用可能である。LGAとは、BGAの半田ボールの代わりに平面電極パッドを格子状かつ定間隔に並べたものである。LGAは、平面電極パッドを半田で半導体素子の搭載パッドに固定する、又は、平面電極パッドを押圧によって半導体素子の搭載パッドに固定することで半導体素子を実装するパッケージである。また、半導体素子は、メモリに限らず、制御回路を含む集積回路を広く包含する。すなわち、以下の実施例により本願の開示技術が限定されるものではない。
[半導体素子モジュールの構造]
図1は、実施例1に係る半導体素子モジュールの構造を示す側面図である。図1の(1A)は、半導体素子を両面実装して回路基板に実装する実装基板にフレキシブル基板を採用した例である。また、図1の(1B)は、半導体素子を両面実装して回路基板に実装する実装基板にリジッド基板を採用した例である。
図1の(1A)によれば、第一の半導体素子10aが半田ボール11aを介して実装基板の第一の基板層101aに搭載され、第二の半導体素子10bが半田ボール11bを介して実装基板の第二の基板層101bに搭載されている。第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bは、第一の搭載パッド及び第二の搭載パッド(いずれも図示せず)にそれぞれ表面実装される。実装基板は、折り返し線107を中心にして一枚のフレキシブル基板が折り畳まれて第一の基板層101a及び第二の基板層101bが形成されている。
第一の基板層101aの第一の半導体素子10aが搭載される面において、第一の搭載パッド付近とは異なるもう一方の端部付近に、第一の半導体素子の入出力信号線を回路基板(図示せず)に接続するための第一の接続ランドが配置されている。同様に、第二の基板層101bの第二の半導体素子10bが搭載される面において、第二の搭載パッド付近とは異なるもう一方の端部付近に、第二の半導体素子の入出力信号線を前述の回路基板に接続するための第二の接続ランドが配置されている。なお、接続ランドは、フット・プリントとも呼ばれる。
そして、第一の基板層101aの第一の半導体素子10aが搭載される面には、第一の搭載パッド及び第一の接続ランドを接続する第一のプリント配線が印刷されている。また、同様に、第二の基板層101bの第二の半導体素子10bが搭載される面には、第二の搭載パッド及び第二の接続ランドを接続する第二のプリント配線が印刷されている。
実装基板において、第一の基板層101aよりも第二の基板層101bが折り返し線107からの長さが長く設定されている。これは、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bの各接続ランドが同一面上で重複しないようにするためである。
そして、実装基板は、第一の基板層101aの第一の搭載パッドの裏面相当部分及び第二の基板層101bの第二の搭載パッドの裏面相当部分に挟まれる部位に中空部102を有する。また、実装基板は、第一の基板層101aの第一の搭載パッドの裏面相当以外の部分及び第二の基板層101bの第二の搭載パッドの裏面相当以外の部分に挟まれる部位に接着部103を有する。
すなわち、実装基板は、折り返し線107を中心にしてフレキシブル基板を折り畳み、第一の基板層101a及び第二の基板層101bの第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面実装されている実装部分以外に該当する裏面が接着剤で固定される。すなわち、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面実装されている実装部分に該当する裏面に挟まれる部分は、接着剤で固定されていない中空部102であり、接着剤で固定されている部分が接着部103である。
換言すれば、実装基板は、第一の半導体素子10aが表面実装された第一の基板層101aと、第一の基板層101aにおける第一の半導体素子10aが表面実装されていない層側に積層された層であり、第一の基板層101a側でない表面に第二の半導体素子10bが表面実装された第二の基板層101bと、第一の基板層101a及び第二の基板層101bに挟まれた空間であり、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面実装された領域の裏面側に形成された中空部102とを有する。
図1の(1B)によれば、第一の半導体素子10aが半田ボール11aを介して実装基板の第一の基板層201aに搭載され、第二の半導体素子10bが半田ボール11bを介して実装基板の第二の基板層201bに搭載されている。第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bは、第一の搭載パッド及び第二の搭載パッド(いずれも図示せず)にそれぞれ表面実装される。同一形状の二枚のリジッド基板を重ね合わせて実装基板の第一の基板層201a及び第二の基板層201bが形成されている。
第一の基板層201aの表面において、第一の搭載パッドから第一の搭載パッド付近とは異なるもう一方の端部付近に向けて、第一の半導体素子の入出力信号線を回路基板のソケット(図示せず)に接続するための第一の配線パターンが印刷されている。同様に、第二の基板層201bの表面において、第二の搭載パッドから第二の搭載パッド付近とは異なるもう一方の端部付近に向けて、第二の半導体素子の入出力信号線を回路基板のソケット(図示せず)に接続するための第二の配線パターンが印刷されている。
そして、実装基板は、第一の基板層201aの第一の搭載パッドの裏面相当部分及び第二の基板層201bの第二の搭載パッドの裏面相当部分に挟まれる部位に中空部202を有する。また、実装基板は、第一の基板層201aの第一の搭載パッドの裏面相当以外の部分及び第二の基板層201bの第二の搭載パッドの裏面相当以外の部分に挟まれる部位に接着部203を有する。
すなわち、実装基板は、同一形状の二枚のリジッド基板を重ね合わせ、第一の基板層201a及び第二の基板層201bの第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面実装されている実装部分以外に該当する裏面が接着剤で固定される。すなわち、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面実装されている実装部分に該当する裏面に挟まれる部分は、接着剤で固定されていない中空部202であり、接着剤で固定されている部分が接着部203である。
換言すれば、実装基板は、第一の半導体素子10aが表面実装された第一の基板層201aと、第一の基板層201aにおける第一の半導体素子10aが表面実装されていない層側に積層された層であり、第一の基板層201a側でない表面に第二の半導体素子10bが表面実装された第二の基板層201bと、第一の基板層201a及び第二の基板層201bに挟まれた空間であり、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面実装された領域の裏面側に形成された中空部202とを有する。
なお、実装基板は、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bの両面実装部分の裏面に切欠部を設けてもよい。この場合、中空部202は、前述の切欠部によってより大きく形成され、実装基板の熱変形によってBGAメモリへ及ぼされる応力の影響をより低減できる。
なお、図1の(1A)に示すフレキシブル基板を採用した半導体素子モジュールは、例えば通信装置等のように、当該半導体素子モジュールを使用する制御装置の近傍に半導体素子モジュールを分散配置する装置に好適である。一方、(1B)に示すリジッド基板を採用した半導体素子モジュールは、例えばサーバやパーソナル・コンピュータ等のコンピュータ装置のように、当該半導体素子モジュールを使用する制御装置の近傍に半導体素子モジュールをまとめて配置する装置に好適である。
また、(1A)において、中空部102は、第一の基板層101a及び第二の基板層101bにより形成される積層において折り返し線107に至るまでの部分を占めている。しかし、これに限らず、少なくとも第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面に両面実装されている部分に該当する基板層を含んでいればよい。すなわち、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面に両面実装されている部分に該当しない基板層であれば、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bから折り返し線107までの基板層が接着されてもよい。
同様に、(1B)において、中空部202は、第一の基板層201a及び第二の基板層201bにより形成される積層において第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bにより近い基板層の端部に至るまでの部分を占めている。すなわち、中空部202は、一端が解放された状態となっている。しかし、これに限らず、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bが表面に両面実装されている部分に該当しない基板層であれば、第一の半導体素子10a及び第二の半導体素子10bから前述の基板層の端部までの部分が接着されてもよい。
上述してきたように、実施例1は、半導体素子の実装基板に中空部102及び中空部202を設けたので、第一の基板層101a及び第二の基板層101b、及び、第一の基板層201a及び第二の基板層201bの半導体素子の実装部分の厚みが薄くなり、各半導体素子が基板層の実装部分から受ける熱変形による応力を小さくすることができるので、半導体素子と基板層との接続信頼性を向上させることができる。
[BGAメモリモジュールのフレキシブル基板]
実施例2では、実施例1における半導体素子をBGAメモリとし、実装基板をフレキシブル基板とした場合を示す。図2は、実施例2に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の外観を示す図である。
図2の(2A)は、実施例2に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の上面図である。実施例2に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板100aは、第一のBGAメモリ10aを表面実装する第一の基板層101aと、第二のBGAメモリ10bを表面実装する第二の基板層101bとを含む矩形の基板である。
第一の基板層101a及び第二の基板層101bは、折り返し線107を境界として隣接する。(2A)では、フレキシブル基板100aが折り返し線107を中心にして山折りされて実装基板が形成される。
第一の基板層101aは、BGAメモリ10aを表面実装するための第一の搭載パッド104aと、BGAメモリ10aを回路基板(図示せず)に接続するための第一の接続ランド106aと、第一の搭載パッド104a及び第一の接続ランド106aの各リードを接続する第一の配線パターン105aとを含む。リードとは、第一の搭載パッド104a及び第一の接続ランド106aに含まれ、図中においてそれぞれ丸印で表現される端子の一種である。第一の搭載パッド104a、第一の配線パターン105a、及び、第一の接続ランド106aは、周知の回路配線パターンの印刷技術によって印刷される。
また、第二の基板層101aは、BGAメモリ10aを表面実装するための第二の搭載パッド104bと、BGAメモリ10aを回路基板(図示せず)に接続するための第二の接続ランド106bと、第二の搭載パッド104b及び第二の接続ランド106bの各リードを接続する第二の配線パターン105bとを含む。リードとは、第二の搭載パッド104b及び第二の接続ランド106bに含まれ、図中においてそれぞれ丸印で表現される端子の一種である。第二の搭載パッド104b、第二の配線パターン105b、及び、第二の接続ランド106bは、周知の回路配線パターンの印刷技術によって印刷される。
そして、第一の搭載パッド104aから第一の接続ランド106aまでの距離と、第二の搭載パッド104bから第二の接続ランド106bまでの距離とを比較した場合、第二の搭載パッド104bから第二の接続ランド106bまでの距離がより長く設定されている。これは、フレキシブル基板100aが折り返し線107を中心にして山折りされて実装基板を形成した場合、第一の接続ランド106a及び第二の接続ランド106bが重なり合わないようにするためである。
(2A)において、第一のBGAメモリ10aは、フレキシブル基板100aの第一の搭載パッド104a上に表面実装される。また、(2A)のフレキシブル基板100aの上面図において、第一の接続ランド106aのリードの回路基板との接続面は第一の基板層101aの表面上に配置されているので可視である。
また、(2A)において、第二のBGAメモリ10aは、フレキシブル基板100aの第二の搭載パッド104b上に表面実装される。また、(2A)のフレキシブル基板100aの上面図において、第二の接続ランド106bのリードの回路基板との接続面は第二の基板層101bの裏面上に配置されているので不可視である。
そして、フレキシブル基板100aが折り返し線107を中心にして山折りされると、第一の搭載パッド104aに表面実装された第一のBGAメモリ10a及び第二の搭載パッド104bに表面実装された第二のBGAメモリ10bが対向して両面実装の状態になる。
図2の(2B)は、実施例2に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の下面図である。(2B)のフレキシブル基板100aの下面図において、第一の接続ランド106aのリードの回路基板との接続面は第一の基板層101aの表面上に配置されているので不可視である。また、(2B)のフレキシブル基板100aの下面図において、第二の接続ランド106bのリードの回路基板との接続面は第二の基板層101bの裏面上に配置されているので可視である。
図2の(2C)は、実施例2に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の断面図である。(2C)によれば、第一の基板層101aの上面に第一の搭載パッド104a、第一の配線パターン105a、及び、第一の接続ランド106aが配されている。そして、第一の搭載パッド104a及び第一の接続ランド106aが第一の配線パターン105aによって接続されている。また、第一の接続ランド106aは上面を向いており、第一の基板層101aの上面において回路基板(図示せず)との接続面を有する。
一方、(2C)によれば、第二の基板層101bの上面に第二の搭載パッド104b及び第二の配線パターン105bが配されている。また、第二の基板層101bの下面に第二の接続ランド106bが配されている。そして、第二の接続ランド106bは、スルー・ホールを通して一端が第二の基板層101bの上面に露出している。この露出部分及び第二の搭載パッド104bが第二の配線パターン105bによって接続されている。すなわち、第二の接続ランド106bは下面を向いており、第二の基板層101bの下面において回路基板(図示せず)との接続面を有する。
[BGAメモリモジュールの製造工程]
図3は、実施例2に係るBGAメモリモジュールの製造工程の一例を示す図である。図3において、(3A)〜(3E)の順序で実施例2に係るBGAメモリモジュール150aが製造される。
先ず、(3A)において、第一の基板層101aに第一の搭載パッド104a、第一の配線パターン105a(図示せず)、及び、第一の接続ランド106a(図示せず)が、第二の基板層101bに第二の搭載パッド104b、第二の配線パターン105b(図示せず)、及び、第二の接続ランド106b(図示せず)が印刷されたフレキシブル基板100aが支持板300に固定される。
次に、(3B)において、各半田ボールに半田ペーストが塗布された第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bにBGAメモリ10a及びBGAメモリ10bがそれぞれ表面実装され、図示のように接着剤等の仮止め材12で仮止めされる。
次に、(3C)において、BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bが両面実装となるように折り返し線107を中心にフレキシブル基板100aを折り曲げる。そして、折り曲げたフレキシブル基板100aの裏面部分のうち、BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bが両面実装となる部分を除いた第一の基板層101a及び第二の基板層101bが面で接する部分を接着する。フレキシブル基板100aの接着されていない部分が中空部102であり、接着された部分が接着部103である。
そして、仮止めしたBGAメモリ10a及びBGAメモリ10bを第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bそれぞれにフロー半田付けする。リフロー半田付けによって、第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bと、BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bの各リードとが一体になる。BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bの各リードと一体になった第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bをそれぞれ第一の接続部104a1及び第二の接続部104b1と呼ぶ。その後、仮止め材12が取り外される。
次に、(3D)において、第一の基板層101a及び第二の基板層101bの接着部103を含む部分を第二のBGAメモリ10b側へ折り曲げる。そして、第二のBGAメモリ10bと相対する第二の基板層101bとを接着してBGAメモリモジュール150aが完成する。このとき、(3D)に示すように、第一の接続ランド106a及び第二の接続ランド106bの回路基板(図示せず)との接続面が共に下方へ向いている。
そして、(3E)に示すように、回路基板400に搭載される制御用半導体素子401の近傍にBGAメモリモジュール150aを分散して配置する。BGAメモリモジュール150aを回路基板400に接続する方法は、例えば、半田付けによる接着による。BGAメモリモジュール150aは、接着剤若しくはテープで回路基板400に固定される。
[BGAメモリモジュールの側面図]
図4は、実施例2に係るBGAメモリモジュールを側面から見た構造を示す図である。同図によれば、BGAメモリモジュール150aは、上から第一のBGAメモリ10a、第一の接続部104a1、第一の基板層101a、中空部102、第二の基板層101b、第二の接続部104b1、第二のBGAメモリ10b、第二のBGAメモリ10bと第二の基板層101bとの接着部108、第二の基板層101b及び第二の接続ランド106b、第一の基板層101a及び第一の接続ランド106aが積み重なるように形成される。
そして、第一の基板層101a及び第二の基板層101bは、第一の接続部104a1及び第二の接続部104b1から第二のBGAメモリ10b側へと折り曲げられている。折り曲げられている部分を含む第一の基板層101a及び第二の基板層101bの間に接着部103が位置する。
換言すれば、BGAメモリモジュール150aは、第一のBGAメモリ10aが表面実装された第一の基板層101aと、第一の基板層101aにおける第一のBGAメモリ10aが表面実装されていない層側に積層された層であり、第一の基板層101a側でない表面に第二のBGAメモリ10bが表面実装された第二の基板層101bと、第一の基板層101a及び第二の基板層101bに挟まれた空間であり、第一のBGAメモリ10a及び第二のBGAメモリ10bが表面実装された領域の裏面側に形成された中空部102とを有する。
なお、図3の(3D)及び図4において、第一の接続ランド106aが第二のBGAメモリの直下付近に位置するように第二の基板層101bを第二のBGAメモリ10bに固定し、第二の接続ランド106bが第一の接続ランド106aのより近傍に位置するように第二の基板層101bの長さを設定しておいてもよい。この様にすることにより、BGAメモリモジュール150aの回路基板への実装面積を小さくすることができる。
[BGAメモリモジュールの製造工程の他の例]
図5−1及び図5−2は、実施例2に係るBGAメモリモジュールの製造工程の他の例を示す図である。すなわち、一枚のフレキシブル基板にそれぞれ搭載パッド、配線パターン及び接続ランドを含む複数分の同一規格のフレキシブル基板のパターンを印刷する。
そして、同一規格のパターンが印刷されたフレキシブル基板(図5−1及び図5−2では、4つ分のフレキシブル基板100a1〜100a4)に対して図3の(3A)〜(3C)に相当する製造工程を施す。すなわち、図3の(3C)までの製造工程を経ると、図5−2の左方図に示すように第一のBGAメモリ10a1〜10a4及び第二のBGAメモリ10b1〜10b4が表面実装されたBGAメモリモジュールのフレキシブル基板(図示せず)が出来る。そして、図5−2の右方図に示すように、各フレキシブル基板100a1〜100a4をそれぞれ切り離し、各フレキシブル基板に対して図3の(3D)及び(3E)の製造工程を施す。
上記のように、図3の(3A)〜(3C)までのBGAメモリモジュール製造工程を複数のフレキシブル基板をまとめたものに対して施すと、BGAメモリモジュールの製造効率が高まり、製造コストを低減できる。
[BGAメモリモジュールの製造手順]
図6は、実施例2に係るBGAメモリモジュールの製造手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば、BGAメモリモジュールの製造装置によって実行される手順を示す。また、手作業で実行されてもよい。
先ず、フレキシブル基板にBGAメモリの搭載パッド、回路基板との接続ランド、及び、搭載パッド及び接続ランド間の配線パターンを印刷する(ステップS101)。続いて、ステップS101で搭載パッド、接続ランド及び配線パターンが印刷されたフレキシブル基板を支持板に固定する(ステップS102)。
続いて、BGAメモリの搭載パッドに半田ペーストを塗布する(ステップS103)。続いて、BGAメモリの搭載パッドにBGAメモリを搭載し、接着剤で仮止めする(ステップS104)。
続いて、フレキシブル基板を折り返し線で折り返し、BGAメモリが対向する位置以外のフレキシブル基板同士が対向する部分を接着する(ステップS105)。続いて、BGAメモリをリフロー半田付けする(ステップS106)。続いて、フレキシブル基板の接着部分を下部BGAメモリ(例えば、図4におけるBGAメモリ10b)を巻くように折り返し、下部BGAメモリ及びフレキシブル基板が対向する部分を接着する(ステップS107)。
上述してきたように、実施例2では、フレキシブル基板を用いてBGAメモリが両面に表面実装され、表面実装部分に該当するフレキシブル基板の基板層内に中空部を形成するので、高温下でもBGAメモリの表面実装の接続信頼性が高いBGAメモリモジュールを提供できる。また、第一の接続ランド106a及び第二の接続ランド106bを分離することで、BGAメモリモジュールの製造プロセスが容易となる。
[BGAメモリのリードの配置例]
実施例3は、実施例2のBGAメモリモジュール150aの第一の接続ランド106a及び第二の接続ランド106bにおいて、BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bのリードのうち接地(グランド、アース)に用いられるリード同士で接続ランドを共有する実施例である。なお、実施例3は、実施例2との差異部分についてのみ説明を行う。
図7は、BGAメモリのリードの配置例を示す図である。BGAメモリ10は、その裏面に回路基板への表面実装のための複数のリードを有する。例えば、同図において丸印で示されるリードのうち、破線で囲まれたリードが接地部13である。実施例3では、両面実装される二つのBGAメモリの接地部13の接続ランドを共有させることで接続ランド全体の面積を小さくし、よりコンパクトにBGAメモリモジュールを回路基板に実装することができる。
[BGAメモリモジュールのフレキシブル基板]
図8は、実施例3に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の外観を示す図である。図8の(8A)は、実施例3に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の上面図である。実施例3に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板100bは、第一のBGAメモリ10aを表面実装する第一の基板層101aと、第二のBGAメモリ10bを表面実装する第二の基板層101bとを含む矩形の基板である。
第一の基板層101aは、BGAメモリ10aを表面実装するための第一の搭載パッド109aと、BGAメモリ10aを回路基板(図示せず)に接続するための第一の接続ランド112aと、第一の搭載パッド109a及び第一の接続ランド112aの各リードを接続する第一の配線パターン111aとを含む。
ここで、第一の搭載パッド109aは、第一の接地部110aを含む。また、第一の接続ランド112aは、接地用ランド113aを含む。接地用ランドとは、BGAメモリ10の接地部を回路基板(図示せず)の接地部に接続するための接続ランドである。第一の搭載パッド109aのリードのうち、第一の接地部110aを除くリードは、接地用ランド113aを除く第一の接続ランド112aのリードとそれぞれ接続されている。
また、第二の基板層101bは、BGAメモリ10aを表面実装するための第二の搭載パッド109bと、BGAメモリ10aを回路基板(図示せず)に接続するための第二の接続ランド112bと、第二の搭載パッド109b及び第二の接続ランド112bの各リードを接続する第二の配線パターン111bとを含む。
ここで、第二の搭載パッド109bは、第二の接地部110bを含む。しかし、第二の接続ランド112bは接地用ランドを含まず、第二の搭載パッド109bよりリードの数が少ない。これは、フレキシブル基板100bが折り返し線107を中心にして山折りされて実装基板を形成した場合、第一の搭載パッド109aの第一の接地部110aと、第二の搭載パッド109bの第二の接地部110bとが接続され、第二の接地部110bは、第一の接地部110aと接地用ランド113aを共有するためである。
(8A)において、第一のBGAメモリ10aは、フレキシブル基板100bの第一の搭載パッド109a上に表面実装される。また、(8A)のフレキシブル基板100bの上面図において、第一の接続ランド112aのリードの回路基板との接続面は第一の基板層101aの表面上に配置されているので可視である。
また、(8A)において、第二のBGAメモリ10aは、フレキシブル基板100bの第二の搭載パッド109b上に表面実装される。また、(8A)のフレキシブル基板100bの上面図において、第二の接続ランド112bのリードの回路基板との接続面は第二の基板層101bの裏面上に配置されているので不可視である。
そして、フレキシブル基板100bが折り返し線107を中心にして山折りされると、第一の搭載パッド109aに表面実装された第一のBGAメモリ10a及び第二の搭載パッド109bに表面実装された第二のBGAメモリ10bが対向して両面実装の状態になる。
図8の(8B)は、実施例3に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の下面図である。(8B)のフレキシブル基板100bの下面図において、第一の接続ランド112aのリードの回路基板との接続面は第一の基板層101bの表面上に配置されているので不可視である。また、(8B)のフレキシブル基板100bの下面図において、第二の接続ランド112bのリードの回路基板との接続面は第二の基板層101bの裏面上に配置されているので可視である。また、(8B)において、第一の接地部110aのリードは、配線パターン114によって接地用ランド113aのリードとそれぞれ接続されている。
図8の(8C)は、実施例3に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の断面図である。(8C)によれば、第一の基板層101aの上面に第一の搭載パッド109a、第一の配線パターン111a、及び、第一の接続ランド112aが配されている。そして、第一の搭載パッド109a、及び、第一の接続ランド112aのうち接地用ランド113aを除く部分が第一の配線パターン111aによって接続されている。また、第一の接続ランド112aは上面を向いており、第一の基板層101aの上面において回路基板(図示せず)との接続面を有する。
一方、(8C)によれば、第一の基板層101aの下面に第一の接地部110a、配線パターン114、及び、接地用ランド113aが配されている。すなわち、第一の接地部110aは、第一の基板層101aのスルー・ホールを通して第一の基板層101aの上面から下面へ至り、第一の基板層101aの下面において配線パターン114を経由して接地用ランド113aと接続されている。接地用ランド113aは、第一の基板層101aのスルー・ホールを通して第一の基板層101aの下面から上面へ至る。
また、(8C)によれば、第二の基板層101bの上面に第二の搭載パッド109b及び第二の配線パターン111bが配されている。また、第二の基板層101bの下面に第二の接続ランド112bが配されている。そして、第二の接続ランド112bは、スルー・ホールを通して一端が第二の基板層101bの上面に露出している。この露出部分及び第二の搭載パッド109bが第二の配線パターン111bによって接続されている。
すなわち、第二の接続ランド112bは下面を向いており、第二の基板層101bの下面において回路基板(図示せず)との接続面を有する。そして、フレキシブル基板100bが折り返し線107を中心にして山折りされると、第一の接地部110a及び第二の接地部110bが接続されるので、第二の搭載パッド109bに表面実装される第二のBGAメモリ10bの接地用リードは、第二の接地部110b及び第一の接地部110aを経由して接地用ランド113aと接続される。
[BGAメモリモジュールの製造工程]
図9−1及び図9−2は、実施例3に係るBGAメモリモジュールの製造工程の一例を示す図である。図9−1及び図9−2において、(9A)〜(9E)の順序で実施例3に係るBGAメモリモジュール150bが製造される。
先ず、(9A)において、BGAメモリ10(BGAメモリ10a及びBGAメモリ10b)の半田ボール11(半田ボール11a及び半田ボール11b)に半田ペースト14を塗布する。
次に、(9B)において、各リードに半田ペースト14が塗布された第一の搭載パッド109a及び第二の搭載パッド109bにBGAメモリ10a及びBGAメモリ10bがそれぞれ表面実装され、図示のように接着剤等の仮止め材12で仮止めされる。
次に、(9C)において、フレキシブル基板100bが、凹部301及び凹部302を有する支持板300に、表裏を逆にして固定される。このとき、仮止め材12で仮止めされているBGAメモリ10a及びBGAメモリ10bが、凹部301及び凹部302にそれぞれ嵌合する。
次に、図9−2の(9D)において、BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bが両面実装となるように折り返し線107を中心にフレキシブル基板100bを折り曲げる。そして、折り曲げたフレキシブル基板100bの裏面部分のうち、BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bが両面実装となる部分を除いた第一の基板層101a及び第二の基板層101bが面で接する部分を接着する。フレキシブル基板100bの接着されていない部分が中空部102であり、接着された部分が接着部103である。このとき、図9−1の(9C)で示した第一の接地部110a及び第二の接地部110bを半田等で接続して一体化する。
次に、(9E)において、第一の基板層101a及び第二の基板層101bの接着部103を含む部分を第二のBGAメモリ10b側へ折り曲げる。そして、第二のBGAメモリ10bと相対する第二の基板層202bとを接着してBGAメモリモジュール150bが完成する。このとき、(9E)に示すように、接地用ランド113aを含む第一の接続ランド112a及び第二の接続ランド112bの回路基板(図示せず)との接続面が共に下方へ向いている。
そして、(9F)に示すように、回路基板400に搭載される制御用半導体素子401の近傍にBGAメモリモジュール150bを分散して配置する。BGAメモリモジュール150bを回路基板400に接続する方法は、例えば、半田付けや接着剤による接着による。
[BGAメモリモジュールの側面図]
図10は、実施例3に係るBGAメモリモジュールを側面から見た構造を示す図である。同図によれば、BGAメモリモジュール150bは、上から第一のBGAメモリ10a、第一の接続部109a1、第一の基板層101a、中空部102、第二の基板層101b、第二の接続部109b1、第二のBGAメモリ10b、第二のBGAメモリ10bと第二の基板層101bとの接着部108、第二の基板層101b及び第二の接続ランド112b、第一の基板層101a及び接地用ランド113aを含む第一の接続ランド112aが積み重なるように形成される。
換言すれば、BGAメモリモジュール150bは、第一のBGAメモリ10aが表面実装された第一の基板層101aと、第一の基板層101aにおける第一のBGAメモリ10aが表面実装されていない層側に積層された層であり、第一の基板層101a側でない表面に第二のBGAメモリ10bが表面実装された第二の基板層101bと、第一の基板層101a及び第二の基板層101bに挟まれた空間であり、第一のBGAメモリ10a及び第二のBGAメモリ10bが表面実装された領域の裏面側に形成された中空部102とを有する。
上述してきたように、実施例3では、フレキシブル基板を用いてBGAメモリが両面に表面実装され、表面実装部分に該当するフレキシブル基板の基板層内に中空部を形成するとともに、接続ランドのうち接地に用いられる接地用ランドを両面実装される二つのBGAメモリで共有するので、回路基板へのBGAメモリモジュールの実装面積をより小さくすることができ、延いてはBGAメモリモジュールが実装される電子回路ユニット又は電子デバイスのコンパクト化を図ることができる。
[BGAメモリモジュールのフレキシブル基板]
実施例4では、実施例2におけるフレキシブル基板100cに表面実装される二つのBGAメモリの搭載パッドに、メインの搭載パッドに加え予備の搭載パッドを設けた場合を示す。なお、実施例4の説明は、実施例2との差異部分についてのみ行う。
図11は、実施例2に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の外観を示す図である。実施例4に係るフレキシブル基板100cは、第一の基板層101aの表面において、図示のように第一の搭載パッド104aに隣接して第一の予備搭載パッド114aが設けられている。
また、第二の基板層101bの表面において、図示のように第二の搭載パッド104aに隣接して第二の予備搭載パッド114bが設けられている。第一の予備搭載パッド114a及び第二の予備搭載パッド114bは、第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bと同様に、配線パターン105a及び配線パターン105bを介して第一の接続ランド106a及び第二の接続ランド106bとそれぞれ接続されている。
第一の予備搭載パッド114a及び第二の予備搭載パッド114bは、第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bに両面実装されたBGAメモリ10a及び/又はBGAメモリ10bの表面実装の接続に不具合が生じた場合に使用される。すなわち、
第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bに両面実装されたBGAメモリ10a及びBGAメモリ10bを切断線115からフレキシブル基板とともに切り離し、第一の予備搭載パッド114a及び第二の予備搭載パッド114bに新たにBGAメモリ10a及びBGAメモリ10bを両面実装する。
[BGAメモリモジュールの製造工程]
図12−1及び図12−2は、実施例4に係るBGAメモリモジュールの製造工程の一例を示す図である。図12−1及び図12−2において、(12A)〜(12F)の順序で実施例4に係るBGAメモリモジュール150cが製造される。
先ず、(12A)において、仮止め材12で仮止めされたBGAメモリ10a及びBGAメモリ10bが両面実装となるように折り返し線107を中心にフレキシブル基板100cを折り曲げる。そして、折り曲げたフレキシブル基板100cの裏面部分のうち、BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bが両面実装となる部分を除いた第一の基板層101a及び第二の基板層101bが面で接する部分を接着する。フレキシブル基板100cの接着されていない部分が中空部102であり、接着された部分が接着部103である。
そして、仮止めしたBGAメモリ10a及びBGAメモリ10bを第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bそれぞれにフロー半田付けする。リフロー半田付けによって、第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bと、BGAメモリ10a及びBGAメモリ10bの各リードとが一体になる。その後、仮止め材12が取り外される。
次に、(12B)において、第一の基板層101a及び第二の基板層101bの接着部103を含む部分を第一のBGAメモリ10a側へ折り曲げる。そして、第一のBGAメモリ10aと相対する第二の基板層101bとを接着する。さらに、残りの基板層を第二のBGAメモリ10b側へ巻いて固定することによってBGAメモリモジュール150cが完成する。
そして、(12C)に示すように、回路基板400に搭載される制御用半導体素子401の近傍にBGAメモリモジュール150cを分散して配置する。BGAメモリモジュール150cを回路基板400に接続する方法は、例えば、半田付けや接着剤による接着による。
次に、第一のBGAメモリ10a及び/又は第二のBGAメモリ10bの表面実装に不具合が生じた場合、図12−2の(12D)に示すように、第一の基板層101a及び第二の基板層101bと、第一のBGAメモリ10a及び第二のBGAメモリ10bとのそれぞれの接着部分を解除する。なお、この場合でも第一の接続ランド106a及び第二の接続ランド106bと回路基板400との接続は維持する。
そして、第一の搭載パッド104a及び第二の搭載パッド104bに搭載される第一のBGAメモリ10a及び第二のBGAメモリ10bを切断線において基板層ごと切り離す。
次に、(12E)に示すように、新たな第一のBGAメモリ10a及び第二のBGAメモリ10bを第一の予備搭載パッド114a及び第二の予備搭載パッド114bにそれぞれ表面実装する。そして、(12E)の矢印の方向へ第一のBGAメモリ10a及び第二のBGAメモリ10bを折り畳み、第一のBGAメモリ10aと第一の基板層101aとの接合面を接着する。上記(12D)〜(12F)の工程を経て、実際例3に係るBGAメモリモジュール150cがリワークされたBGAメモリモジュール150c1が完成する。
上述してきたように、実施例4では、フレキシブル基板を用いてBGAメモリが両面に表面実装され、表面実装部分に該当するフレキシブル基板の基板層内に中空部を形成するとともに、フレキシブル基板が予備の搭載パッドを備えたので、リワーク(再生)が容易なBGAメモリモジュールを提供できる。
[BGAメモリモジュールのリジッド基板]
実施例5では、実施例1における半導体素子をBGAメモリとし、実装基板をリジッド基板とした場合を示す。図13は、実施例5に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の外観を示す図である。
図13の(13A)は、実施例5に係るBGAメモリモジュールのリジッド基板の上面図である。実施例5に係るBGAメモリモジュールのリジッド基板は、第一のBGAメモリ20aを表面実装する第一のリジッド基板200aと、第二のBGAメモリ20bを表面実装する第二のリジッド基板200bから形成される。第一のリジッド基板200a及び第二のリジッド基板200bとは、同一の矩形の基板である。実施例5に係るBGAメモリモジュール150dは、第一のリジッド基板200a及び第二のリジッド基板200bを貼り合わせて形成される。
(13A)に示すように、第一のリジッド基板200aは、複数の搭載パッド203a1〜203a5を有する。また、第二のリジッド基板200bは、複数の搭載パッド203b1〜203b5を有する。また、各搭載パッド203a1〜203a5、203b1〜203b5から各基板層の下方へ向けて配線パターン204a1〜204a5、204b1〜204b5がそれぞれ延びている。
そして、(13B)に示すように、各搭載パッド203a1〜203a5、203b1〜203b5にBGAメモリ20a1〜20a5、20b1〜20b5がそれぞれ表面実装される。
そして、(13C)のBGAメモリモジュール150dの側面図に示すように、BGAメモリ20a1〜20a5、及び、BGAメモリ20b1〜20b5がそれぞれ対向する両面実装となるように第一のリジッド基板200a及び第二のリジッド基板200bが貼り合わされる。第一のリジッド基板200aは、第一の基板層201aに相当し、第二のリジッド基板200bは、第二の基板層201bに相当する。
第一のリジッド基板200a及び第二のリジッド基板200bが貼り合わされる際、BGAメモリ20a及びBGAメモリ20bが両面実装される部分に該当する第一のリジッド基板200a及び第二のリジッド基板200bの部分は接着しない。また、BGAメモリ20a及びBGAメモリ20bが両面実装される部分以外に該当する部分のみを接着する。これによって中空部202及び接着部203が形成される。
換言すれば、BGAメモリモジュール150dは、第一のBGAメモリ20a1〜20a5が表面実装された第一の基板層201aと、第一の基板層201aにおける第一のBGAメモリ20aが表面実装されていない層側に積層された層であり、第一の基板層201a側でない表面に第二のBGAメモリ20b1〜20b5が表面実装された第二の基板層201bと、第一の基板層101a及び第二の基板層101bに挟まれた空間であり、第一のBGAメモリ20a1〜20a1及び第二の半導体素子20b1〜20b5が表面実装された領域の裏面側に形成された中空部202とを有する。
なお、中空部202の容積をより大きく取るために、第一のリジッド基板200a及び第二のリジッド基板200bにおいて、BGAメモリ20a及びBGAメモリ20aが表面実装される部分の裏面に切り欠きを設けてもよい。
上述してきたように、実施例5では、リジッド基板を用いてBGAメモリが両面に表面実装され、表面実装部分に該当するリジッド基板の基板層内に中空部を形成するので、高温下でもBGAメモリの表面実装の接続信頼性が高いBGAメモリモジュールを提供できる。
[BGAメモリモジュールのリジッド基板]
実施例6では、実施例5におけるリジッド基板200に表面実装されるBGAメモリの搭載パッドに、メインの搭載パッドに加え予備の搭載パッドを設けた場合を示す。なお、実施例6の説明は、実施例5の差異部分についてのみ行う。
図14−1及び図14−2は、実施例6に係るBGAメモリモジュールのフレキシブル基板の外観を示す図である。図14−1の(14A)は、実施例6に係るBGAメモリモジュールのリジッド基板の上面図である。
(14A)に示すように、第一のリジッド基板200aは、複数の搭載パッド203a1〜203a5に加え、予備の搭載パッド205a1〜205a5を有する。また、各搭載パッド203a1〜203a5の間隔にスリットS1〜S4が設けられている。
また、各搭載パッド203a1〜203a5、205a1〜203a5から各基板層の下方へ向けて配線パターン206a1〜206a5がそれぞれ延びている。なお、搭載パッド203a1〜203a5及び配線パターン206a1〜206a5の接続状況と、予備の搭載パッド205a1〜205a5及び配線パターン206a1〜206a5の接続状況と同一である。
そして、(14B)に示すように、各搭載パッド203a1〜203a5にBGAメモリ20a1〜20a5がそれぞれ表面実装される。そして、(14A)及び(14B)で示される第一のリジッド基板200aの外観は、第二のリジッド基板200bでも同様である。
そして、(14C)のBGAメモリモジュール150eの側面図に示すように、BGAメモリ20a1〜20a5、及び、BGAメモリ20b1〜20b5がそれぞれ対向する両面実装となるように第一のリジッド基板200a及び第二のリジッド基板200bが貼り合わされる。第一のリジッド基板200aは、第一の基板層201aに相当し、第二のリジッド基板200bは、第二の基板層201bに相当する。
次に、第一のBGAメモリ20a及び第二のBGAメモリ20bの少なくとも一方の表面実装に不具合が生じた場合を想定する。図14−2の(14D)では、第一のBGAメモリ20a3の表面実装に不具合が生じた場合を示す。この場合、(14D)に示すように、第一の基板層201aを切断線から第一のBGAメモリ20a3ごと切り離す。この際、スリットS2及びスリットS3、及び、中空部202によって、BGAメモリ20a3のみを切り離すことが可能である。
そして、(14E)に示すように、新しいBGAメモリ20a3を予備の搭載パッド205a3に表面実装する。上記(14D)及び(14E)の工程を経て、実際例6に係るBGAメモリモジュール150eがリワークされたBGAメモリモジュール150e1が完成する。
[BGAメモリモジュールの製造手順]
図15は、実施例5及び実施例6に係るBGAメモリモジュールの製造手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば、BGAメモリモジュールの製造装置によって実行される手順を示す。また、手作業で実行されてもよい。
先ず、リジッド基板にBGAメモリの搭載パッド、及び、搭載パッド及び回路基板のBGAメモリスロット間の配線パターンを印刷し、隣接するBGAメモリ間にスリットを設ける(ステップS201)。
続いて、ステップS201で搭載パッド及び、搭載パッド及び回路基板のBGAメモリスロット間の配線パターンが印刷されたリジッド基板の搭載パッドに半田ペーストを塗布する(ステップS202)。続いて、BGAメモリの搭載パッドにBGAメモリを搭載し、接着剤で仮止めする(ステップS203)。
続いて、BGAメモリを仮搭載した一対のリジッド基板の配線パターンに相当するBGAメモリ搭載面の裏面同士を接着する(ステップS204)。続いて、BGAメモリをリフロー半田付けする(ステップS205)。
上述してきたように、実施例6では、複数のBGAメモリが両面に表面実装されたリジッド基板を貼り合わせて形成したBGAメモリモジュールにおいて、表面実装部分に該当するリジッド基板の基板層内に中空部を形成するとともに各BGAメモリ間にスリットを設け、リジッド基板に予備の搭載パッドを備えたので、リワーク(再生)が容易なBGAメモリモジュールを提供できる。
上記実施例中で、BGAメモリをフレキシブル基板に固定する方法、BGAメモリモジュールを回路基板に固定する方法、フレキシブル基板をBGAメモリに固定する方法の一例として接着剤を用いる例を示したが、これに限らず粘着テープを用いてもよい。
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)第一の半導体素子が表面実装された第一の基板層と、
前記第一の基板層における前記第一の半導体素子が表面実装されていない層側に積層された層であり、前記第一の基板層側でない表面に第二の半導体素子が表面実装された第二の基板層と、
前記第一の基板層及び前記第二の基板層に挟まれた空間であり、前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子が表面実装された領域の裏面側に形成された中空部と
を有することを特徴とする半導体素子モジュール。
(付記2)前記第一の基板層、前記第二の基板層、及び、前記中空部は、フレキシブル基板を折り畳んで重ねて形成されることを特徴とする付記1記載の半導体素子モジュール。
(付記3)前記フレキシブル基板において、
前記第一の半導体素子を表面実装する第一の実装部分、及び、前記第二の半導体素子を表面実装する第二の実装部分と、
前記第一の半導体素子を回路基板に接続するための接合面を有する第一の接続ランド、及び、前記第二の半導体素子を前記回路基板に接続するための接合面を有する第二の接続ランドと、
前記第一の実装部分及び前記第一の接続ランドを接続する第一の配線パターン、及び、前記第二の実装部分及び前記第二の接続ランドを接続する第二の配線パターンと
が同一面上に並んで配置され、
前記第一の接続ランド及び前記第二の接続ランドは、前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分からそれぞれ異なる距離に配置されていることを特徴とする付記2記載の半導体素子モジュール。
(付記4)前記接合面が前記回路基板へ向くように前記フレキシブル基板が折り曲げられ前記半導体素子に固定されていることを特徴とする付記3記載の半導体素子モジュール。
(付記5)前記第一の接続ランド及び前記第二の接続ランドは、前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子で共有する接続ランドを含むことを特徴とする付記1〜4のいずれか一項記載の半導体素子モジュール。
(付記6)前記第一の基板層、前記第二の基板層、及び、前記中空部は、リジッド基板を重ねて形成されることを特徴とする付記1記載の半導体素子モジュール。
(付記7)前記リジッド基板に両面実装されている複数の前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子の実装部分間にスリットが設けられていることを特徴とする付記6記載の半導体素子モジュール。
(付記8)前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分は、予備系の第一の実装部分及び予備系の第二の実装部分をそれぞれ有し、
前記第一の実装部分及び/又は前記第二の実装部分における前記半導体素子の表面実装に不具合が生じた場合、表面実装されている前記第一の半導体素子及び/又は前記第二の半導体素子をそれぞれ前記第一の実装部分及び/又は前記第二の実装部分ごと切り離し、前記予備系の第一の実装部分及び/又は前記予備系の第二の実装部分に代替の半導体素子を実装可能であることを特徴とする付記1〜7のいずれか一項記載の半導体素子モジュール。
(付記9)第一の半導体素子が表面実装された第一の基板層と、
前記第一の基板層における前記第一の半導体素子が表面実装されていない層側に積層された層であり、前記第一の基板層側でない表面に第二の半導体素子が表面実装された第二の基板層と、
前記第一の基板層及び前記第二の基板層に挟まれた空間であり、前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子が表面実装された領域の裏面側に形成された中空部と
を有する半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする電子回路ユニット。
(付記10)前記第一の基板層、前記第二の基板層、及び、前記中空部は、フレキシブル基板を折り畳んで重ねて形成され、
前記フレキシブル基板において、
前記第一の半導体素子を表面実装する第一の実装部分、及び、前記第二の半導体素子を表面実装する第二の実装部分と、
前記第一の半導体素子を回路基板に接続するための接合面を有する第一の接続ランド、及び、前記第二の半導体素子を前記回路基板に接続するための接合面を有する第二の接続ランドと、
前記第一の実装部分及び前記第一の接続ランドを接続する第一の配線パターン、及び、前記第二の実装部分及び前記第二の接続ランドを接続する第二の配線パターンと
が同一面上に並んで配置され、
前記回路基板との前記第一の接続ランド及び前記第二の接続ランドは、前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分からそれぞれ異なる距離に配置され、
前記接合面が前記回路基板へ向くように前記フレキシブル基板が折り曲げられ前記半導体素子に固定されている半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする付記9記載の電子回路ユニット。
(付記11)前記第一の基板層、前記第二の基板層、及び、前記中空部は、リジッド基板を重ねて形成され、
前記リジッド基板に両面実装されている複数の前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子の実装部分間にスリットが設けられている半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする付記9記載の電子回路ユニット。
(付記12)前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分は、予備系の第一の実装部分及び予備系の第二の実装部分をそれぞれ有し、
前記第一の実装部分及び/又は前記第二の実装部分における前記半導体素子の表面実装に不具合が生じた場合、表面実装されている前記第一の半導体素子及び/又は前記第二の半導体素子をそれぞれ前記第一の実装部分及び/又は前記第二の実装部分ごと切り離し、前記予備系の第一の実装部分及び/又は前記予備系の第二の実装部分に代替の半導体素子を実装可能である半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする付記9、10又は11記載の電子回路ユニット。
(付記13)第一の半導体素子が表面実装された第一の基板層と、
前記第一の基板層における前記第一の半導体素子が表面実装されていない層側に積層された層であり、前記第一の基板層側でない表面に第二の半導体素子が表面実装された第二の基板層と、
前記第一の基板層及び前記第二の基板層に挟まれた空間であり、前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子が表面実装された領域の裏面側に形成された中空部と
を有する半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする電子デバイス。
(付記14)前記第一の基板層、前記第二の基板層、及び、前記中空部は、フレキシブル基板を折り畳んで重ねて形成され、
前記フレキシブル基板において、
前記第一の半導体素子を表面実装する第一の実装部分、及び、前記第二の半導体素子を表面実装する第二の実装部分と、
前記第一の半導体素子を回路基板に接続するための接合面を有する第一の接続ランド、及び、前記第二の半導体素子を前記回路基板に接続するための接合面を有する第二の接続ランドと、
前記第一の実装部分及び前記第一の接続ランドを接続する第一の配線パターン、及び、前記第二の実装部分及び前記第二の接続ランドを接続する第二の配線パターンと
が同一面上に並んで配置され、
前記回路基板との前記第一の接続ランド及び前記第二の接続ランドは、前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分からそれぞれ異なる距離に配置され、
前記接合面が前記回路基板へ向くように前記フレキシブル基板が折り曲げられ前記半導体素子に固定されている半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする付記13記載の電子デバイス。
(付記15)前記第一の基板層、前記第二の基板層、及び、前記中空部は、リジッド基板を重ねて形成され、
前記リジッド基板に両面実装されている複数の前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子の実装部分間にスリットが設けられている半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする付記13記載の電子デバイス。
(付記16)前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分は、予備系の第一の実装部分及び予備系の第二の実装部分をそれぞれ有し、
前記第一の実装部分及び/又は前記第二の実装部分における前記半導体素子の表面実装に不具合が生じた場合、表面実装されている前記第一の半導体素子及び/又は前記第二の半導体素子をそれぞれ前記第一の実装部分及び/又は前記第二の実装部分ごと切り離し、前記予備系の第一の実装部分及び/又は前記予備系の第二の実装部分に代替の半導体素子を実装可能である半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする付記13、14又は15記載の電子デバイス。
(付記17)第一の半導体素子及び第二の半導体素子をそれぞれ表面実装するための第一の実装部分及び第二の実装部分、前記半導体素子を前記回路基板と接続するための接続パッド、及び、前記第一の実装部分及び第二の実装部分と前記接続パッドとをそれぞれ接続する配線パターンを前記半導体素子ごとにフレキシブル基板の所定位置に印刷する印刷ステップと、
前記印刷ステップによって前記配線パターンが印刷されたフレキシブル基板を支持板に固定し、前記搭載パッドに半田ペースを塗布して前記半導体素子を前記フレキシブル基板に仮搭載する仮搭載ステップと、
前記フレキシブル基板を各前記半導体素子の間に設定される折り返し線で折り返し、各該半導体素子が対向する位置以外で前記フレキシブル基板が対向する部分を接着する接着ステップと、
前記搭載ステップによって前記搭載パッドに搭載された前記半導体素子をリフロー半田付けで固定する固定ステップと、
前記接着ステップによって接着された前記フレキシブル基板の接着部分を各前記接続ランドの前記回路基板との接合面が該回路基板へ向くように折り曲げて該半導体素子に固定する固定ステップと
を含み、
前記印刷ステップは、前記接続ランドを前記半導体素子ごとに各前記搭載パッドから異なる距離に印刷することを特徴とする半導体素子モジュールの製造方法。
(付記18)前記印刷ステップは、前記搭載パッド、前記接続パッド、及び、前記配線パターンを両面実装される前記半導体素子の組み合わせをフレキシブル基板の所定位置に複数印刷し、
前記固定ステップによって前記半導体素子の複数の組み合わせがリフロー半田付けで固定された前記フレキシブル基板を前記組み合わせごとに前記搭載パッド、前記接続パッド、及び、前記配線パターンを含むように切断する切断ステップを含むことを特徴とする付記17記載の製造方法。
(付記19)格子状に配された搭載パッドを介して両面に表面実装される半導体素子を回路基板に実装する実装部品の製造方法であって、
前記半導体素子を搭載するための搭載パッド、及び、前記半導体素子を前記回路基板に配されるソケットと接続するためのソケット接続パターンを前記半導体素子ごとにリジッド基板の所定位置に印刷する印刷ステップと、
前記印刷ステップによって前記ソケット接続パターンが印刷されたリジッド基板を支持板に固定し、前記搭載パッドに半田ペースを塗布して前記半導体素子を前記フレキシブル基板に仮搭載する仮搭載ステップと、
前記リジッド基板を各該半導体素子が対向する位置以外で前記リジッド基板が対向する部分を接着する接着ステップと、
前記搭載ステップによって前記搭載パッドに搭載された前記半導体素子をリフロー半田付けで固定する固定ステップと
を含むことを特徴とする製造方法。
(付記20)前記固定ステップによって前記半導体素子が固定された前記リジッド基板の隣り合う前記半導体素子の間にスリットを設けるスリットステップをさらに含むことを特徴とする付記19記載の製造方法。
(付記21)第一の半導体素子を表面実装する第一の実装部分、及び、第二の半導体素子を表面実装する第二の実装部分と、
前記第一の半導体素子を回路基板に接続するための接合面を有する第一の接続ランド、及び、前記第二の半導体素子を前記回路基板に接続するための接合面を有する第二の接続ランドと、
前記第一の実装部分及び前記第一の接続ランドを接続する第一の配線パターン、及び、前記第二の実装部分及び前記第二の接続ランドを接続する第二の配線パターンと
が同一面上に並んで配置され、
前記第一の接続ランド及び前記第二の接続ランドは、前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分からそれぞれ異なる距離に配置されていることを特徴とするフレキシブル基板。
10、10a、10b 半導体素子(BGAメモリ)
10a1、20a、20b、20a1、20a2、20a3、20a4、20a5、20b1、20b2、20b3、20b4、20b5 BGAメモリ
11、11a、11b 半田ボール
12 仮止め材
13 接地部
14 半田ペースト
100a、100a1、100b、100c フレキシブル基板
101a、201a 第一の基板層
101b、201b 第二の基板層
102、202 中空部
103、203 接着部
104a1 第一の接続部
104b1 第二の接続部
104a、109a 第一の搭載パッド
104b、109b 第二の搭載パッド
105a、105b、111a、111b、114 配線パターン
106a、112a 第一の接続ランド
106b、112b 第二の接続ランド
107 折り返し線
108 接着部
109a1 第一の接続部
109b1 第二の接続部
110a 第一の接地部
110b 第二の接地部
113a 接地用ランド
114a 第一の予備搭載パッド
114b 第二の予備搭載パッド
115 切断線
150a、150b、150c、150c1、150d、150e、150e1 BGAメモリモジュール
200、200a、200b リジッド基板
203a1、203a2、203a3、203a4、203a5 搭載パッド
204a1、206a1 配線パターン
300 支持板
301、302 凹部
400 回路基板
401 制御用半導体素子
S1、S2、S3、S4 スリット

Claims (8)

  1. 第一の半導体素子が表面実装された第一の基板層と、
    前記第一の基板層における前記第一の半導体素子が表面実装されていない層側に積層された層であり、前記第一の基板層側でない表面に第二の半導体素子が表面実装された第二の基板層と、
    前記第一の基板層及び前記第二の基板層に挟まれた空間であり、前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子が表面実装された領域の裏面側に形成された中空部と
    を有することを特徴とする半導体素子モジュール。
  2. 前記第一の基板層、前記第二の基板層、及び、前記中空部は、フレキシブル基板を折り畳んで重ねて形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体素子モジュール。
  3. 前記フレキシブル基板において、
    前記第一の半導体素子を表面実装する第一の実装部分、及び、前記第二の半導体素子を表面実装する第二の実装部分と、
    前記第一の半導体素子を回路基板に接続するための接合面を有する第一の接続ランド、及び、前記第二の半導体素子を前記回路基板に接続するための接合面を有する第二の接続ランドと、
    前記第一の実装部分及び前記第一の接続ランドを接続する第一の配線パターン、及び、前記第二の実装部分及び前記第二の接続ランドを接続する第二の配線パターンと
    が同一面上に並んで配置され、
    前記第一の接続ランド及び前記第二の接続ランドは、前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分からそれぞれ異なる距離に配置されていることを特徴とする請求項2記載の半導体素子モジュール。
  4. 前記第一の基板層、前記第二の基板層、及び、前記中空部は、リジッド基板を重ねて形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体素子モジュール。
  5. 前記第一の実装部分及び前記第二の実装部分は、予備系の第一の実装部分及び予備系の第二の実装部分をそれぞれ有し、
    前記第一の実装部分及び/又は前記第二の実装部分における前記半導体素子の表面実装に不具合が生じた場合、表面実装されている前記第一の半導体素子及び/又は前記第二の半導体素子をそれぞれ前記第一の実装部分及び/又は前記第二の実装部分ごと切り離し、前記予備系の第一の実装部分及び/又は前記予備系の第二の実装部分に代替の半導体素子を実装可能であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の半導体素子モジュール。
  6. 第一の半導体素子が表面実装された第一の基板層と、
    前記第一の基板層における前記第一の半導体素子が表面実装されていない層側に積層された層であり、前記第一の基板層側でない表面に第二の半導体素子が表面実装された第二の基板層と、
    前記第一の基板層及び前記第二の基板層に挟まれた空間であり、前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子が表面実装された領域の裏面側に形成された中空部と
    を有する半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする電子回路ユニット。
  7. 第一の半導体素子が表面実装された第一の基板層と、
    前記第一の基板層における前記第一の半導体素子が表面実装されていない層側に積層された層であり、前記第一の基板層側でない表面に第二の半導体素子が表面実装された第二の基板層と、
    前記第一の基板層及び前記第二の基板層に挟まれた空間であり、前記第一の半導体素子及び前記第二の半導体素子が表面実装された領域の裏面側に形成された中空部と
    を有する半導体素子モジュールを含んだことを特徴とする電子デバイス。
  8. 第一の半導体素子及び第二の半導体素子をそれぞれ表面実装するための第一の実装部分及び第二の実装部分、前記半導体素子を前記回路基板と接続するための接続パッド、及び、前記第一の実装部分及び第二の実装部分と前記接続パッドとをそれぞれ接続する配線パターンを前記半導体素子ごとにフレキシブル基板の所定位置に印刷する印刷ステップと、
    前記印刷ステップによって前記配線パターンが印刷されたフレキシブル基板を支持板に固定し、前記搭載パッドに半田ペースを塗布して前記半導体素子を前記フレキシブル基板に仮搭載する仮搭載ステップと、
    前記フレキシブル基板を各前記半導体素子の間に設定される折り返し線で折り返し、各該半導体素子が対向する位置以外で前記フレキシブル基板が対向する部分を接着する接着ステップと、
    前記搭載ステップによって前記搭載パッドに搭載された前記半導体素子をリフロー半田付けで固定する固定ステップと、
    前記接着ステップによって接着された前記フレキシブル基板の接着部分を各前記接続ランドの前記回路基板との接合面が該回路基板へ向くように折り曲げて該半導体素子に固定する固定ステップと
    を含み、
    前記印刷ステップは、前記接続ランドを前記半導体素子ごとに各前記搭載パッドから異なる距離に印刷することを特徴とする半導体素子モジュールの製造方法。
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