JP2016072325A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子デバイスに関する。 The present invention relates to an electronic device.
例えば、BGA(Ball Grid Array)等のICチップをパッケージに実装する際に、BGAケース上に半田バンプを設け、パッケージにBGAを配した後に当該半田バンプを加熱溶融させて接合することが従来から行われている。また、加熱溶融時のBGA等の反りを防止する試みが行われている
一例として、特許文献1には、半田付けの際に発生したBGAケースの反りを、当該BGAケース上に反り矯正治具搭載して再リフローすることで矯正するBGAケース反り矯正工法が開示されている。
For example, when an IC chip such as a BGA (Ball Grid Array) is mounted on a package, solder bumps are provided on the BGA case, and after the BGA is disposed on the package, the solder bumps are heated and melted for bonding. Has been done. In addition, as an example in which an attempt to prevent warping of BGA or the like during heating and melting is performed,
また、特許文献2には、プリント基板の外周部を当該プリント基板の中心から遠ざかる張力付与方向に引っ張る張力付与手段を備える基板搬送キャリアが開示されている。 Patent Document 2 discloses a substrate transport carrier provided with tension applying means for pulling the outer peripheral portion of the printed circuit board in the tension applying direction away from the center of the printed circuit board.
また、特許文献3には、平坦化治具をパッケージの上方主面上に配置し、この状態で加熱して半田材料を溶融させるパッケージの製造方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses a method for manufacturing a package in which a flattening jig is disposed on an upper main surface of a package and heated in this state to melt a solder material.
特許文献1に開示されている方法を用いる場合、BCAケースを半田付けした後に、再度リフローを行う工程が必要であり、工程が増加するという問題があった。また、矯正治具が接する部分には部品が搭載できないという問題があった。
When the method disclosed in
また、特許文献2に開示されている搬送キャリアを用いる場合には、特殊な搬送キャリアを用いる必要がありかつ搬送キャリア自体をバイメタルで形成するため、コストが高いという問題があった。 Moreover, when using the conveyance carrier currently disclosed by patent document 2, since it was necessary to use a special conveyance carrier and the conveyance carrier itself was formed with a bimetal, there existed a problem that cost was high.
また、特許文献3に開示されている方法を用いる場合、規制部材の直下とその周囲には部品が搭載できない領域が発生するという問題があった。 Further, when the method disclosed in Patent Document 3 is used, there is a problem in that an area where components cannot be mounted is generated directly below and around the regulating member.
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば、矯正治具を用いずかつ新たな工程を追加することなく、半田付け時等の加熱によるパッケージの反りを防止することが可能な電子デバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points. For example, it is possible to prevent warping of a package due to heating during soldering without using a correction jig and without adding a new process. It is an object to provide an electronic device.
本発明の電子デバイスは、矩形板状のパッケージと、当該パッケージの4つの隅領域の少なくとも1つの領域に配置され、当該パッケージの主面対角線方向において伸長する長手形状の扁平部を含む感温変形部材と、を含む電子デバイスであって、当該感温変形部材の長手方向における両端部が当該パッケージに固着していることを特徴とする。 The electronic device of the present invention includes a rectangular plate-shaped package and a temperature-sensitive deformation that is disposed in at least one of the four corner regions of the package and has a long flat portion extending in the diagonal direction of the main surface of the package. An electronic device including a member, wherein both end portions in the longitudinal direction of the temperature-sensitive deformation member are fixed to the package.
また、本発明の電子デバイスは、矩形板状のパッケージと、当該パッケージの各辺に沿って配置され、当該パッケージの各辺に沿って伸長する長手形状の扁平部を含む感温変形部材と、を含む電子デバイスであって、当該感温変形部材の長手方向における両端部が当該当該パッケージに固着されていることを特徴とする。 In addition, the electronic device of the present invention includes a rectangular plate-shaped package, a temperature-sensitive deformable member that is disposed along each side of the package, and includes a long flat portion extending along each side of the package, The temperature-sensitive deformable member is fixed to the package at both ends in the longitudinal direction.
以下に、本発明の実施例1である電子デバイス10について、図1(a)、図1(a)の1b−1b線に沿った断面図である図1(b)及び図2を参照して説明する。
In the following, referring to FIG. 1 (b) and FIG. 2 which are sectional views taken along
パッケージ11は、IC等(図示せず)を樹脂封止してなる矩形板状のパッケージである。パッケージ11の下面、すなわち配線基板に搭載する際に配線基板(図示せず)と対向する面の中央領域には、パッケージ11と配線基板とを接合する複数の半田バンプ12が形成されている。
The
パッケージ11の下面の4つの隅領域には、感温変形部材13が各々配されている。感温変形部材13は、パッケージ11に対して凹形状になるように屈曲している略C字型(コの字型)断面を有する平鎹形状(図2参照)を有している。
In the four corner regions on the lower surface of the
図1(b)及び図2に示すように、感温変形部材13は、パッケージ11の下面に接してパッケージ11の主面の対角線に沿って伸長している長方形平板状、すなわち長手形状の扁平部としての基底部13Aと、基底部13Aの両端部から垂直に立ち上がっている各々矩形状の立ち上がり部13Bを有している。立ち上がり部13Bは、パッケージ11の下面からパッケージ11内に埋め込まれて、すなわち埋没して固着されている。すなわち、基底部13Aは、その両端部において立ち上がり部13Bを介してパッケージ11に固着されている。
As shown in FIGS. 1B and 2, the temperature-sensitive
立ち上がり部13Bの固着は、例えば、パッケージ11と感温変形部材13を一体成形することで行われてもよい。また、例えば、パッケージ11に立ち上がり部13Bに対応する形状の孔部を形成しておき、当該孔部に立ち上がり部13Bを挿入し、耐熱性接着剤で立ち上がり部13Bと当該孔部とを固着させてもよい。
The rising
図2は感温変形部材13の斜視図である。図2に示すように、感温変形部材13は、低膨張部であるインバー合金(Ni−Fe)からなる低膨張部15及び低膨張部15のパッケージ(図示せず)の下面と対向する面上に形成された高膨張部である銅からなる高膨張部17を有するバイメタルである。すなわち、感温変形部材13の基底部13Aは、リフロー等の工程において加熱されるとパッケージ11に対して凸となるように反るように変形する。
FIG. 2 is a perspective view of the temperature-
図3に、配線基板Sに搭載する際の電子デバイス10の1b−1b断面を示す。なお、図3において、加熱した際に電子デバイス10において発生する変形力を矢印で示す。電子デバイス10を配線基板Sに搭載する際、半田付けのために加熱されるリフロー工程が行われる。この際、電子デバイス10のパッケージ11は、熱によって上側または下側に凸になるように反る。この説明において、パッケージ11は加熱すると下側に凸となるように反って変形するとして説明する。
FIG. 3 shows a 1b-1b cross section of the
リフロー工程において電子デバイス10が加熱されると、パッケージ11の角部11Cにおいて上向きの変形力(図中斜線矢印)、すなわち配線基板Sから離間する方向の変形力が発生する。それに対して、感温変形部材13は上述したように加熱すると上向きに凸、すなわちパッケージ11に対して凸となるように変形する。すなわち、感温変形部材13は、パッケージ11の中央に近い立ち上がり部13Bによってパッケージに固着されている基底部13Aの一端部を支点部分として、作用点部分である他端部においてパッケージ11の角部11Cを下向きに引っ張る力(図中白抜き矢印)を発生する。
When the
従って、電子デバイス10が例えばリフロー処理等の際に高温にさらされ、パッケージ11の角部に上向きに反る力が加わった際でも、感温変形部材13がパッケージ11の角部11Cを下向き、すなわち配線基板Sに向かってに引っ張ることにより、当該上向きの力を相殺し、電子デバイス10の角部11Cの反りを防止することが可能である。
Therefore, even when the
これにより、電子デバイス10の端部近くに形成されている半田バンプ12が、電子デバイス10が熱に起因して反ることによって配線基板Sから離れてしまうことを防止し、電子デバイス10と配線基板Sとの接合不良の発生を防止することが可能である。
As a result, the solder bumps 12 formed near the end of the
なお、感温変形部材13は、上記4つの隅領域に加えて、または上記4つの隅領域に替えて、パッケージ11の周辺領域の他の領域に配置することとしてもよい。例えば、パッケージ11の主面の各辺に沿って配置する場合、感温変形部材13が沿っている各辺と垂直な方向に沿って基底部13Aが伸長し、その伸長方向における両端部に立ち上がり部13Bが形成されているのが好ましい。
Note that the temperature-
以下に、本発明の実施例2である電子デバイス20について、図4(a)、図4(a)の4b−4b線に沿った断面図である図4(b)及び図5を参照して説明する。
4B and 5 which are sectional views taken along
実施例1の電子デバイス10と同様に、パッケージ11は、IC等(図示せず)を樹脂封止してなる矩形板状のパッケージである。パッケージ11の下面、すなわち配線基板に搭載する際に配線基板と対向する面の中央領域には、パッケージ11と配線基板とを接合する複数の半田バンプ12が形成されている。
Similar to the
パッケージ11の下面の4辺には、各辺に沿って4つの感温変形部材23の各々が配されている。感温変形部材23は、パッケージ11に対して凹形状になるように屈曲している略C字型断面を有する平鎹形状(図5参照)を有している。
Each of the four temperature-
図4(b)及び図5に示すように、感温変形部材23は、パッケージ11の下面に接して当該下面の各辺沿って伸長している長方形平板状、すなわち長手形状の扁平部としての基底部23Aと、基底部23Aの長手方向における両端部から垂直に立ち上がっている各々矩形状の立ち上がり部23Bを有している。立ち上がり部23Bは、パッケージ11の下面からパッケージ11内に埋め込まれて、すなわち埋没して固着されている。すなわち、基底部23Aは、その両端部において立ち上がり部23Bを介してパッケージ11に固着されている。
As shown in FIGS. 4B and 5, the temperature-
実施例1と同様に、立ち上がり部23Bの固着は、例えば、パッケージ11と感温変形部材23を一体成形することで行われてもよい。また、例えば、パッケージ11に立ち上がり部23Bに対応する形状の孔部を形成しておき、当該孔部に立ち上がり部23Bを挿入し、耐熱性接着剤で立ち上がり部23Bと当該孔部とを固着させてもよい。
As in the first embodiment, the rising
図5に示すように、感温変形部材23は、低膨張部であるインバー合金(Ni−Fe)からなる低膨張部15及び低膨張部15のパッケージ(図示せず)の下面と対向する面上に形成された高膨張部である銅からなる高膨張部17を有するバイメタルである。すなわち、感温変形部材23の基底部23Aは、リフロー等の工程において加熱されるとパッケージに対して凸となるように反るように変形する。
As shown in FIG. 5, the temperature-
図6に、配線基板Sに搭載する際の電子デバイス20の4b−4b断面の端部拡大図を示す。なお、図6において、加熱した際に電子デバイス20において発生する変形力を矢印で示す。電子デバイス20を配線基板Sに搭載する際、半田付けのために加熱されるリフロー工程が行われる。この際、電子デバイス20のパッケージ11は、熱によって上側または下側に凸になるように反る。この説明において、パッケージ11は加熱すると下側に凸となるように反って変形するとして説明する。
FIG. 6 is an enlarged view of the end of the 4b-4b cross section of the
リフロー工程において電子デバイス20が加熱されると、パッケージ11の角部11Cにおいて上向きの変形力(図中斜線矢印)、すなわち配線基板Sから離間する方向の変形力が発生する。それに対して、感温変形部材23は上述したように加熱すると上向きに凸、すなわちパッケージ11に対して凸となるように変形する。すなわち、感温変形部材23は、立ち上がり部23Bによってパッケージ11に固着されている基底部23Aの両端においてパッケージ11の角部11Cを下向きに引っ張る力(図中白抜き矢印)を発生する。
When the
従って、電子デバイス20が例えばリフロー処理等の際に高温にさらされ、パッケージ11の角部11Cに上向きに反る力が加わった際でも、感温変形部材23がパッケージ11の角部11Cを下向きに、すなわち配線基板Sに向かって引っ張ることにより、当該上向きの力を相殺し、電子デバイス20の反りを防止することが可能である。
Therefore, even when the
これにより、電子デバイス20の端部近くに形成されている半田バンプ12が、電子デバイス20が熱に起因して反ることによって配線基板Sから離れてしまうことによる接合不良の発生を防止することが可能である。
This prevents the
以下に、本発明の実施例3である電子デバイス30について、図7(a)、図7(a)の7b−7b線に沿った断面図である図7(b)及び図8を参照して説明する。
In the following, referring to FIG. 7 (b) and FIG. 8 which are sectional views taken along
実施例1の電子デバイス10と同様に、パッケージ11は、IC等(図示せず)を樹脂封止してなる矩形板状のパッケージである。パッケージ11の下面、すなわち配線基板に搭載する際に配線基板と対向する面の中央領域には、パッケージ11と配線基板とを接合する複数の半田バンプ12が形成されている。
Similar to the
パッケージ11の下面の4辺には、各辺に沿って4つの感温変形部材33の各々が配されている。感温変形部材33は、パッケージ11に対して凹形状になるように屈曲している略C字型断面を有する長手溝形状(図8参照)を有している。
Each of the four temperature-
図7(b)及び図8に示すように、感温変形部材33は、パッケージ11の下面に接して当該下面の各辺に沿って伸長している長方形平板状、すなわち長手形状の扁平部としての基底部33Aと、基底部33Aの短手方向における両端部から垂直に立ち上がっている各々矩形状の立ち上がり部33Bを有している。立ち上がり部33Bは、パッケージ11の下面からパッケージ11内に埋め込まれて、すなわち埋没して固着されている。すなわち、基底部33Aは、その両端部において立ち上がり部33Bを介してパッケージ11に固着されている。
As shown in FIGS. 7B and 8, the temperature-
立ち上がり部33Bの固着は、例えば、パッケージ11と感温変形部材33を一体成形することで行われてもよい。また、例えば、パッケージ11に立ち上がり部33Bに対応する形状の孔部を形成しておき、当該孔部に立ち上がり部33Bを挿入し、耐熱性接着剤で立ち上がり部33Bと当該孔部とを固着させてもよい。
The rising
図8に示すように、感温変形部材33は、実施例1の感温変形部材13と同様に、低膨張部であるインバー合金(Ni−Fe)からなる低膨張部15及び低膨張部15のパッケージ11の下面と対向する面上に形成された高膨張部である銅からなる高膨張部17を有するバイメタルである。すなわち、感温変形部材33の基底部33Aは、リフロー等の工程において加熱されるとパッケージ11に対して凸となるように反るように変形する。
As shown in FIG. 8, the temperature-
図9に、配線基板Sに搭載する際の電子デバイス30の7b−7b断面の端部拡大図を示す。なお、図9において、加熱した際に電子デバイス30において発生する変形力を矢印で示す。電子デバイス30を配線基板Sに搭載する際、半田付けのために加熱されるリフロー工程が行われる。この際、電子デバイス30のパッケージ11は、熱によって上側または下側に凸になるように反る。この説明において、パッケージ11は加熱すると下面に凸となるように反って変形するとして説明する。
FIG. 9 shows an enlarged view of the end of the 7b-7b cross section of the
リフロー工程において電子デバイス30が加熱されると、パッケージ11の周縁部11Cにおいて上向きの変形力(図中斜線矢印)、すなわち配線基板Sから離間する方向の変形力が発生する。それに対して、感温変形部材33は上述したように加熱すると上向きに凸、すなわちパッケージ11に対して凸となるように変形する。すなわち、感温変形部材33は、パッケージ11の中央に近い立ち上がり部33Bによってパッケージに固着されている基底部33Aの一端部を支点部分として、作用点部分である他端部においてパッケージ11の角部11Cを下向きに引っ張る力(図中白抜き矢印)を発生する。
When the
従って、電子デバイス30が例えばリフロー処理等の際に高温にさらされ、パッケージ11の周縁部11Cに上向きに反る力が加わった際でも、感温変形部材23がパッケージ11の周縁部11Cを下向きに、すなわち配線基板Sにむかって引っ張ることにより、当該上向きの力を相殺し、電子デバイス30の反りを防止することが可能である。
Therefore, even when the
これにより、電子デバイス30の端部近くに形成されている半田バンプ12が、電子デバイス30が熱に起因して反ることによって配線基板Sから離れてしまうことによる接合不良の発生を防止することが可能である。
This prevents the
上記実施例において、感温変形部材13、23、33の基底部13A、23A、33Aは、パッケージ11の下面に接することとしたが、基底部13A、23A、33Aがパッケージ11の下面から離間していることとしてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施例においては、感温変形部材13、23、33が、基底部13A、23A、33A及びその両端から垂直に立ち上がった立ち上がり部13B、23B、33Bからなる略C字型断面を有する例について説明した。
Moreover, in the said Example, the temperature
しかし、感温変形部材13、23、33は、基底部13A、23A、33Aの反りによって発生する力をパッケージ11に与えるべく、基底部13A、23A、33Aの端部がパッケージ11に固定されることが可能な形状であればよく、断面形状は上述の実施例に限られない。
However, the end portions of the
例えば、立ち上がり部13B、23B、33Bが、実施例1及び3に対応する例として図示する断面図である図10(a)に示すように基底部13A、23A、33Aから鈍角に立ち上がっていてもよいし、同様の断面図である図10(b)に示すように鋭角に立ち上がっていてもよい。
For example, even when the rising
また、基底部13A、23A、33Aの一端にのみ立ち上がり部13B、23B、33Bが形成されていることとしてもよい。例えば、実施例1及び3に対応する例として図示する断面図である図11に示すように、感温変形部材13,23、33が、基底部13A、23A、33A及びその一端から鋭角に立ち上がった立ち上がり部13B、23B、33Bを有することとしてもよい。
The rising
この場合、感温変形部材13,23、33の鋭角部分の角部がパッケージ11から突出して露出するようにして、基底部13A、23A、33Aの他端及び立ち上がり部13B、23B、33Bがパッケージ11内に埋め込まれる、すなわち埋没せしめられることで、基底部13A、23A、33Aの両端がパッケージ11に固定されることとしてもよい。
In this case, the corners of the acute angle portions of the temperature-
また、上記実施例においては、パッケージ11が加熱されると下側に凸に変形する例について説明したが、上側に凸に変形する場合にも本発明を適用することが可能である。例えば、この場合、感温変形部材13、23、33の低膨張部15と高膨張部17を逆に配することとすればよい。すなわち、感温変形部材13、23、33を形成するバイメタルを、高膨張部17と高膨張部17のパッケージ11の下面と対向する面上に形成された低膨張部15からなるバイメタルとすればよい。
Moreover, in the said Example, although the example which deform | transforms convexly downward when the
また、上記実施例においては、感温変形部材13、23、33は、パッケージ11の下面側に配することとしたが、図12に実施例1に対応する例として図示する電子デバイス40のように、感温変形部材をパッケージ11の上面側に配することとしてもよい。この場合も、パッケージ11の加熱時の反り方向に応じて、低膨張部15と高膨張部17の位置を適宜交換すればよい。
In the above-described embodiment, the temperature-
このように、感温変形部材をパッケージ11の上面側に配することで、半田バンプを形成可能な領域を増加させることが可能となり、かつ感温変形部材と配線基板との干渉を防止することができる。
As described above, by arranging the temperature-sensitive deformation member on the upper surface side of the
また、パッケージ11の上面と下面の両方に感温変形部材13、23、33を配置することとしてもよい。この場合、上下に配される感温変形部材13、23、33が互いに同じ方向に凸に反るように低膨張部15及び高膨張部17が配されるようにするのが好ましい。
Further, the temperature-
また、低膨張部15の材料としてインバー合金を、高膨張部17の材料として銅を例に挙げたが、これらは単なる例示であり、例えば高膨張部17の材料として銅の代わりにNi−Cr−Fe合金をもちいてもよい。
Invar alloy is used as the material for the
上記実施例においては、複数の感温変形部材13、23、33を配置することとしたが、感温変形部材13、23、33は、少なくとも1つ配置されていればよい。感温変形部材13、23、33が少なくとも1つ配置されていれば、その少なくとも1つの感温変形部材13、23、33の周囲のパッケージの変形を低減することが可能である。
In the above-described embodiment, the plurality of temperature-
上記実施例において、感温変形部材には2層からなるバイメタルを用いたが、加熱によって変形する3層以上の金属を積層した部材を用いてもよい。 In the above-described embodiment, a bimetal composed of two layers is used as the temperature-sensitive deformable member, but a member obtained by laminating three or more layers of metal deformed by heating may be used.
上記実施例において、感温変形部材13、23、33の立ち上がり部13B、23B、33Bは、バイメタル以外の部材で形成することとしてもよい。また、感温変形部材13、23、33は。基底部13A、23A、33Aのみからなってもよい。その場合、基底部13A、23A、33Aの両端部をパッケージ11に接着剤等で固定することとしてもよい。
In the above embodiment, the rising
なお、本発明は、熱処理を行う様々なパッケージまたは基板構造に適用可能である。 Note that the present invention can be applied to various packages or substrate structures subjected to heat treatment.
上述した実施例における種々の材料、構成、形状、配置等は、例示に過ぎず、用途等に応じて、適宜選択することができる。また、上記実施例は適宜組み合わせることが可能である。 Various materials, configurations, shapes, arrangements, and the like in the above-described embodiments are merely examples, and can be selected as appropriate according to the application. Moreover, the said Example can be combined suitably.
10、20、30、40 電子デバイス
11 パッケージ
12 半田バンプ
13、23、33 感温変形部材
13A、23A、33A 基底部
13B、23B、33B 立ち上がり部
10, 20, 30, 40
Claims (8)
前記パッケージの4つの隅領域の少なくとも1つの領域に配置され、前記パッケージの主面対角線方向において伸長する長手形状の扁平部を含む感温変形部材と、
を含む電子デバイスであって、
前記感温変形部材の長手方向における両端部が前記パッケージに固着していることを特徴とする電子デバイス。 A rectangular plate package;
A temperature-sensitive deformable member that is disposed in at least one of the four corner regions of the package and includes a long flat portion extending in a diagonal direction of the main surface of the package;
An electronic device comprising:
An electronic device characterized in that both ends of the temperature-sensitive deformation member in the longitudinal direction are fixed to the package.
前記パッケージの各辺に沿って配置され、前記パッケージの各辺に沿って伸長する長手形状の扁平部を含む感温変形部材と、
を含む電子デバイスであって、
前記感温変形部材の長手方向における両端部が前記前記パッケージに固着されていることを特徴とする電子デバイス。 A rectangular plate package;
A temperature-sensitive deformable member that is disposed along each side of the package and includes a long flat portion extending along each side of the package;
An electronic device comprising:
Both ends of the temperature-sensitive deformation member in the longitudinal direction are fixed to the package.
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WO2024004846A1 (en) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 株式会社村田製作所 | Module |
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2014
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