JP2914370B1 - 半導体パッケージ - Google Patents

半導体パッケージ

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JP2914370B1 JP9362196A JP36219697A JP2914370B1 JP 2914370 B1 JP2914370 B1 JP 2914370B1 JP 9362196 A JP9362196 A JP 9362196A JP 36219697 A JP36219697 A JP 36219697A JP 2914370 B1 JP2914370 B1 JP 2914370B1
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/71Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/72Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips

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  • Wire Bonding (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 バンプを微細ピッチで配列する場合にも対応
でき、そして取り付け時の製造工数が少なく、さらに交
換も安全かつ容易に行えるようにする。 【解決手段】 まず、図2の(A)のようにCSP2
を、各取り付け金具10が各ランド22に位置合わせさ
れた状態で回路基板18上に配置し、取り付け金具10
の先端部14を各ランド22に半田付けして固定する。
その後、取り付け金具10を冷却すると、取り付け金具
10は記憶形状に復帰変形する。これにより、図2の
(B)のように取り付け金具10の先端部14と裏面6
との距離Lが短縮し、取り付け金具10の先端部14は
裏面6の正面方向と反対の方向に変位して隙間Gが解消
される。そして、取り付け金具10の先端部14が回路
基板18に固定されているので、各バンプ8は回路基板
18上の各電極20に強く押圧され、電極20に対して
電気的に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、裏面に端子として
複数のバンプが配列され、回路基板上に配列された電極
にバンプが接続される半導体パッケージに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、LSI(大規模集積回路)半導体
パッケージの小型化が要求されQFP(Quad Fl
at Package)などのリード付きのパッケージ
に代るCSP(Chip Size Package)
が各種提案されている。図4は従来のCSPの一例を示
す斜視図であり、回路基板との接続面、すなわち裏面を
上に向けた状態を示している。図4に示したように、C
SP102は平面視矩形の概ね板状に形成され、裏面1
04には、回路基板上に配列された電極に接続する端子
としての半田ボール、すなわちバンプ106がエリアア
レイ状(マトリクス状ともいう)に多数配列されてい
る。
【0003】このようなCSP102を回路基板に実装
する際には、回路基板上の上記電極に、他のSMD(S
urface Mount Device:表面実装デ
バイス)用の電極と同様にクリーム半田が印刷塗布さ
れ、その上に各バンプ106を位置合わせしてCSP1
02を配置した後、一括リフローにより各バンプ106
を対応する各電極に電気的および機械的に接続すること
でCSP102が回路基板に実装される。このようなC
SP102は、バンプ106が裏面の広い領域に上述の
ようにエリアアレイ状に配置されているため、QFPに
比べ端子としてのバンプ106のピッチを大きくするこ
とができ、実装歩留まりを高める上で有利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バンプ106
をさらに高密度で配置し、バンプ106のピッチが微細
になった場合には、隣接するバンプ106間、および回
路基板の隣接する電極間で半田ブリッジが発生しやすく
なり、また、回路基板上の電極に安定して半田クリーム
を塗布することが難しくなるといった問題がある。そし
て、上述のようにして回路基板に実装したCSP102
が例えば不良品であり交換が必要となった場合、CSP
102を取り外すためには、バンプ106と回路基板上
の電極との接続を解消するためにCSP102全体を加
熱する必要がある。その結果、回路基板上のCSP10
2周辺に実装された他の部品も高温となり、その性能劣
化や破損の虞がある。また、CSP102を取り外し、
新しいCSP102を取り付ける際には、まず、回路基
板の電極を清掃し、そして電極上に半田クリームを塗布
する必要があり、手間と時間がかかる。本発明はこのよ
うな問題を解決するためになされたもので、その目的
は、バンプを微細ピッチで配列する場合にも対応でき、
そして取り付け時の製造工数が少なく、さらに交換も安
全かつ容易に行える半導体パッケージを提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、裏面に端子として複数のバンプが配列され、
回路基板上に配列された電極に前記バンプが接続される
半導体パッケージにおいて、前記半導体パッケージの本
体の両側部より突出して前記裏面の正面方向に屈曲した
形状記憶合金から成る帯状の複数の取り付け金具を備
え、前記取り付け金具の先端部どうしを結ぶ仮想直線と
前記バンプの先端との間には前記裏面の前記正面方向に
おいて隙間が形成され、前記取り付け金具を加熱後、冷
却して、前記取り付け金具を記憶形状に復帰変形させた
状態では、前記取り付け金具の先端部は前記裏面の前記
正面方向と反対の方向に変位して前記仮想直線と前記バ
ンプの先端との間の前記隙間は解消されることを特徴と
する。本発明の半導体パッケージでは、半導体パッケー
ジを回路基板に実装する場合には、まず、半導体パッケ
ージ本体が取り付け金具により支持された状態で半導体
パッケージを回路基板上の所定位置に配置する。そし
て、取り付け金具の先端部を回路基板の例えばランドに
例えば半田付けにより固定すると共に取り付け金具を加
熱した後、取り付け金具を冷却する。その結果、取り付
け金具は記憶形状に復帰変形し、取り付け金具の先端部
が回路基板に固定されているので、各バンプは回路基板
上の各電極に強く押圧され、電極に対して電気的に接続
される。
【0006】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を実施例
にもとづき図面を参照して説明する。図1は本発明によ
る半導体パッケージの一例であるCSPを示す斜視図、
図2の(A)は図1のCSPを回路基板に取り付けた状
態を示す側面図、(B)はCSPを回路基板に取り付け
た後、取り付け金具を記憶形状に復帰変形させた状態を
示す側面図である。
【0007】このCSP2は、図1に示したように、そ
の本体4が平面視矩形の概ね板状に形成され、本体4の
裏面6には端子として例えば半田ボールなどから成るバ
ンプ8が多数、エリアアレイ状に配列されている。本体
4の両側部には形状記憶合金から成る帯状の取り付け金
具10が突設されている。本実施例では、一方の側部1
2に2つの取り付け金具10が相互に間隔をおいて配置
され、反対側の側部にも2つの取り付け金具10が相互
に間隔をおいて配置されている。なお、形状記憶合金と
しては具体的には、Ni−Ti合金などを用いることが
できる。
【0008】各取り付け金具10は、図2の(A)に示
したように、本体4の両側部より裏面6にほぼ平行に突
出し、中程の箇所でほぼ直角に裏面6の正面方向に屈曲
し、さらに先端近傍で屈曲して先端部14は裏面6とほ
ぼ平行に延在している。ここで、取り付け金具10の先
端部14どうしを結ぶ仮想直線とバンプ8の先端との間
には裏面6の正面方向において隙間Gが形成されてい
る。そして、図1、図2の(A)に示した取り付け金具
10は、その記憶形状から加工変形させたものであり、
常温ではこの形状を維持している。この状態で、裏面6
を回路基板18に向けてCSP2を回路基板18上に配
置すると、取り付け金具10の先端部14が回路基板の
表面に当接して本体4は回路基板上に回路基板との間に
隙間Gを形成して取り付け金具10により支持される。
一方、取り付け金具10を加熱後、冷却して記憶形状に
復帰変形させると、図2の(B)に示したように、取り
付け金具10は上記中程の箇所における屈曲が解消する
と共に、より先端に近い複数箇所(本実施例では3箇
所)で屈曲して、本体4の裏面6の正面方向における、
取り付け金具10の先端部14と裏面6との距離Lが短
縮し、取り付け金具10の先端部14は裏面6の正面方
向と反対の方向に変位して上記仮想直線とバンプ8の先
端との間の隙間Gは解消される。
【0009】次に、このようなCSP2を回路基板にい
かに取り付けるかについて説明する。図2の(A)に示
したように、CSP2を取り付ける回路基板18上には
バンプ8をそれぞれ接続するための電極20が各バンプ
8に対応して多数配設され、またその両側部には取り付
け金具10を固定するためのランド22が配設されてい
る。
【0010】まず、回路基板18のランド22に半田ク
リームを印刷し、そして、CSP2を、各取り付け金具
10が各ランド22に位置合わせされた状態で回路基板
18上に配置する。つづいて、リフロー炉において加熱
してランド22上の半田クリームを溶融させて取り付け
金具10の先端部14を各ランド22に半田24により
接合し、同時に取り付け金具10を半田溶融温度にまで
加熱する。この段階では、図2の(A)に示したよう
に、取り付け金具10の先端部14がそれぞれ各ランド
22に半田付けされ、本体4は回路基板18上に回路基
板18との間に隙間を形成して取り付け金具10により
支持されている。
【0011】その後、取り付け金具10を冷却すると、
取り付け金具10は記憶形状に復帰変形する。その結
果、図2の(B)に示したように、取り付け金具10は
上記中程の箇所における屈曲が解消すると共に、より先
端に近い複数箇所で屈曲して、本体4の裏面6の正面方
向における、取り付け金具10の先端部14と裏面6と
の距離Lが短縮し、取り付け金具10の先端部14は裏
面6の正面方向と反対の方向に変位して上記仮想直線と
バンプ8の先端との間の隙間Gは解消される。そして、
取り付け金具10の先端部14が回路基板18に固定さ
れているので、各バンプ8は回路基板18上の各電極2
0に強く押圧され、電極20に対して電気的に接続され
る。
【0012】このように、本実施例のCSP2では、バ
ンプ8を回路基板18上の電極20に対して半田接続す
る必要がないので、バンプピッチが微細でも半田ブリッ
ジは一切発生せず、また、回路基板18上の電極20に
半田クリームを安定に塗布することが難しいという問題
も解消する。さらに、取り付け金具10の回路基板18
への固定は、他の半導体パッケージなどの電子部品と同
一の工程でリフロー半田付けを行えばよく、製造工数を
低減できる。そして、回路基板18に実装したCSP2
を交換する場合にも、CSP2全体を加熱する必要がな
いので、他の部品の性能劣化や破損を招く虞がない。ま
た、回路基板18の電極20を清掃したり、電極20上
に半田クリームを塗布する必要がなく、本体4の側方に
突出した取り付け金具10の先端部14で半田を溶融さ
せればよいので作業は容易であり、手間および時間がか
からない。さらに、取り付け金具10の先端部14を回
路基板18のランド22にリフロー半田付けにより固定
する場合には、溶融した半田の表面張力の作用により取
り付け金具10の先端部14が自動的にランド22に正
確に位置合わせされるセルフアライメント効果が期待で
きる。
【0013】なお、この実施例では、取り付け金具10
の先端部14は回路基板18のランド22に対して半田
付けにより固定するとしたが、半田付けを行う代りに、
図3の側面図に示したように、接着剤26により取り付
け金具10の先端部14をランド22に固定することも
可能である。この場合には、バンプ8の接続も含め一切
半田接続を行うことなくCSP2を回路基板18に実装
できることになる。なお、図3において、図1、図2と
同一の要素には同一の符号が付されている。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体パッ
ケージは、裏面に端子として複数のバンプが配列され、
回路基板上に配列された電極に前記バンプが接続される
半導体パッケージにおいて、前記半導体パッケージの本
体の両側部より突出して前記裏面の正面方向に屈曲した
形状記憶合金から成る帯状の複数の取り付け金具を備
え、前記取り付け金具の先端部どうしを結ぶ仮想直線と
前記バンプの先端との間には前記裏面の前記正面方向に
おいて隙間が形成され、前記取り付け金具を加熱後、冷
却して、前記取り付け金具を記憶形状に復帰変形させた
状態では、前記取り付け金具の先端部は前記裏面の前記
正面方向と反対の方向に変位して前記仮想直線と前記バ
ンプの先端との間の前記隙間は解消されることを特徴と
する。そして、半導体パッケージを回路基板に実装する
場合には、まず、半導体パッケージ本体が取り付け金具
により支持された状態で半導体パッケージを回路基板上
の所定位置に配置する。そして、取り付け金具の先端部
を回路基板の例えばランドに例えば半田付けにより固定
すると共に取り付け金具を加熱した後、取り付け金具を
冷却する。その結果、取り付け金具は記憶形状に復帰変
形し、取り付け金具の先端部が回路基板に固定されてい
るので、各バンプは回路基板上の各電極に強く押圧さ
れ、電極に対して電気的に接続される。
【0015】このように、本発明の半導体パッケージで
は、バンプを回路基板上の電極に対して半田接続する必
要がないので、バンプピッチが微細でも半田ブリッジは
一切発生せず、また、回路基板上の電極に半田クリーム
を安定に塗布することが難しいという問題も解消する。
さらに、取り付け金具の回路基板への固定は、他の半導
体パッケージなどの電子部品と同一の工程でリフロー半
田付けを行えばよく、製造工数を低減できる。そして、
回路基板に実装した半導体パッケージを実装し直す場合
にも、半導体パッケージ全体を加熱する必要がないの
で、他の部品の性能劣化や破損を招く虞がない。また、
回路基板の多数の電極を清掃したり、多数の電極上に半
田クリームを塗布する必要がないので、手間および時間
がかからない。さらに、取り付け金具の先端部を回路基
板の例えばランドにリフロー半田付けにより固定する場
合には、溶融した半田の表面張力の作用によるセルフア
ライメント効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体パッケージの一例であるC
SPを示す斜視図である。
【図2】(A)は図1のCSPを回路基板に取り付けた
状態を示す側面図、(B)はCSPを回路基板に取り付
けた後、取り付け金具を記憶形状に復帰変形させた状態
を示す側面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図4】従来のCSPの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
2……CSP、4……本体、6……裏面、8……バン
プ、10……取り付け金具、12……側部、14……先
端部、18……回路基板、20……電極、22……ラン
ド、24……半田、26……接着剤、102……CS
P、104……裏面、106……バンプ。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 裏面に端子として複数のバンプが配列さ
    れ、回路基板上に配列された電極に前記バンプが接続さ
    れる半導体パッケージにおいて、 前記半導体パッケージの本体の両側部より突出して前記
    裏面の正面方向に屈曲した形状記憶合金から成る帯状の
    複数の取り付け金具を備え、 前記取り付け金具の先端部どうしを結ぶ仮想直線と前記
    バンプの先端との間には前記裏面の前記正面方向におい
    て隙間が形成され、 前記取り付け金具を加熱後、冷却して、前記取り付け金
    具を記憶形状に復帰変形させた状態では、前記取り付け
    金具の先端部は前記裏面の前記正面方向と反対の方向に
    変位して前記仮想直線と前記バンプの先端との間の前記
    隙間は解消される、 ことを特徴とする半導体パッケージ。
  2. 【請求項2】 各取り付け金具は、前記半導体パッケー
    ジ本体の両側部より前記裏面にほぼ平行に突出し、中程
    の箇所でほぼ直角に屈曲し、さらに先端近傍で屈曲して
    前記先端部は前記裏面とほぼ平行に延在していることを
    特徴とする請求項1記載の半導体パッケージ。
  3. 【請求項3】 前記取り付け金具は、加熱後、冷却して
    記憶形状に復帰変形させた状態では、前記中程の箇所に
    おける屈曲が解消されると共に、より先端に近い複数箇
    所で屈曲して、前記半導体パッケージ本体の前記裏面の
    正面方向における、前記先端部と前記半導体パッケージ
    本体の前記裏面との距離が短縮することを特徴とする請
    求項2記載の半導体パッケージ。
  4. 【請求項4】 前記半導体パッケージ本体の一方の側部
    に2つの前記取り付け金具が相互に間隔をおいて突設さ
    れ、前記半導体パッケージ本体の反対側の側部に2つの
    前記取り付け金具が相互に間隔をおいて突設されている
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体パッケージ。
  5. 【請求項5】 前記半導体パッケージ本体は平面視矩形
    に形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導
    体パッケージ。
  6. 【請求項6】 前記バンプは前記半導体パッケージ本体
    の前記裏面にエリアアレイ状に配列されていることを特
    徴とする請求項1記載の半導体パッケージ。
  7. 【請求項7】 前記取り付け金具は半田溶融温度程度に
    加熱した後、冷却することで記憶形状に復帰変形するこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体パッケージ。
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