JP3211746B2 - 電子部品の実装構造 - Google Patents

電子部品の実装構造

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  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の裏面に
アレイ状に配置されたはんだバンプによって、電子部品
と実装基板とを電気的に接続する電子部品の実装構造に
関し、特に携帯機器に用いる電子部品の実装構造に適用
して好適である。
【0002】
【従来の技術】従来におけるボールグリッドアレイ(以
下、BGAという)パッケージ101の実装構造を図4
に示す。この図に示されるように、BGAパッケージ1
01の実装は、BGAパッケージ101の裏面にアレイ
状に配置された複数のはんだバンプ102を溶融させ
て、複数のはんだバンプ102と多層プリント配線基板
103に設けられた略円形状の複数の電極104とをそ
れぞれ接合させることによって成される。
【0003】BGAパッケージ101が実装される多層
プリント配線基板103の上面図を図5に示す。この図
に示すように、多層プリント配線基板103には、各電
極104からの引き出し配線105が備えられている。
この引き出し配線105のうち、マトリクスアレイ状に
配置された複数のはんだバンプ102のうち最外周に位
置するものと接合される電極(以下、最外周電極とい
う)104aから引き出されるものは、外部との電気的
導通を容易にするために、多層プリント配線基板103
の表面に形成されているのが一般的である。
【0004】この引き出し配線105は、保護用のソル
ダレジスト106(図5の斜線部)によって覆われる。
このとき、はんだバンプ102と電極104との接合面
積を大きくするために、電極104の表面を全面的に露
出させるようにしている。従って、最外周電極104a
においては、引き出し配線105が多層プリント配線基
板103の最も表面側の層に形成されていることから、
引き出し配線105の一部が露出し、はんだバンプ10
2が最外周電極104aと引き出し配線105の一部と
接合した状態となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】BGAパッケージ1や
多層プリント配線基板103に外部衝撃が加わった場
合、特に多層プリント配線基板103が曲がりやすい樹
脂等からなる場合には、最外周電極104aの部分に応
力集中が起こるため、最外周電極104aとはんだバン
プ102との接合部分ではこの応力集中に耐えうる接合
強度が要求される。
【0006】一般に、最外周電極104aからの引き出
し配線105は、最外周電極104aから最短距離で外
部へ引き出されている。つまり、隣接する最外周電極1
04aの中心全てを線で結んで多角形を形成したとき
に、最外周電極104aのうちこの多角形の外側に位置
する部分から、多角形の内側に位置するはんだバンプ1
02側には寄らないようにして引き出し配線105が延
設されている。
【0007】しかしながら、最外周電極104aのうち
でも特に外部衝撃時に応力が集中する部分は前記多角形
の外側に位置する部分であり、この部分に引き出し配線
105が形成されていることから、外部衝撃時に引き出
し配線105が形成された部分Aからはんだバンプ10
2が剥離(クラック)してしまい、接触不良が発生する
という問題がある。
【0008】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、外部衝撃によっても電子部品と実装基板との接触不
良を防止できる電子部品の実装構造を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題について本発明
者らは、以下のような検討を行った。引き出し配線10
5が形成された部分Aが起点となってはんだバンプ10
2の剥離が生じる。これは、引き出し配線105が形成
された部分Aの接合状態が他の部分より弱いために、こ
の部分からはんだバンプ102の剥離が生じると考えら
れる。
【0010】引き出し配線105が形成された部分Aと
引き出し配線105が形成されていない部分と接合状態
を比較してみる。まず、引き出し配線105が形成され
た部分Aにおいては、引き出し配線105の表面にては
んだバンプ7の接合が終端するような状態となってい
る。一方、引き出し配線105が形成されていない部分
においては、最外周電極2aの表面だけでなく、その側
面(図4の断面図に示される台形状の最外周電極2aの
斜め部分)においても接合するような状態となってい
る。このような違いから、接合強度の強弱が発生してい
ると考えられる。
【0011】本発明は上記目的を達成するため、以下の
技術的手段を採用する。請求項1乃至2に記載の発明に
おいては、アレイ状に配列された複数の電極(2)のう
ち、外周部分に位置する最外周電極(2a)において
は、隣接する最外周電極(2a)の中心同士を結んでで
きる多角形の内側から引き出し配線(9)が引き出され
ていることを特徴としている。
【0012】このように、最外周電極(2a)において
は、隣接する最外周電極(2a)の中心同士を結んでで
きる多角形の内側から引き出し配線(9)が引き出され
るようにすれば、接合が弱くなる引き出し配線(9)が
形成された部分と外部衝撃等によって応力集中する部分
とが一致しなくなるため、外部衝撃によっても最外周電
極(2a)からはんだバンプ(7)が剥離しにくくな
る。これにより、電子部品(1)と実装基板(3)との
接触不良を防止することができる。
【0013】請求項3に記載の発明においては、前記電
子部品(1)は、携帯機器に搭載されるものであること
を特徴としている。携帯機器においては、落下等による
外部衝撃を受けやすく、電子部品(1)と実装基板
(3)との接触不良が発生し易い。このため、請求項1
乃至2に記載の発明を携帯機器に適用すると効果的であ
る。
【0014】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1に、BGAパッケージ1を所定
の電極2(パッド)が備えられた多層プリント配線基板
3に実装したときの模式図を示す。また、図2に多層プ
リント配線基板3に備えられた電極2の配列パターンを
示す。但し、図2は電極2の配列パターンを簡略化して
表したものであり、円形の電極2がアレイ状に配置され
ていることを示している。
【0016】ここで、BGAパッケージ1とは、回路配
線6を有するインターポーザ4に接着剤等を介して半導
体チップを搭載し、回路配線6と半導体チップとをAu
ワイヤ等で電気的に接続したのち、封止樹脂5で半導体
チップ及びAuワイヤを封止したものを示す。本実施形
態では、薄型化や生産性を考慮してインターポーザ4に
はポリイミドテープを用いており、また封止樹脂5とし
てはエポキシ樹脂等を用いている。
【0017】このBGAパッケージ1の裏面に相当する
インターポーザ4には、アレイ状に穴が空けられてお
り、この穴を介して回路配線6にはんだボールを溶融接
合することで、BGAパッケージ1の裏面にはんだバン
プ7がアレイ状に配置された状態となっている。一方、
多層プリント配線基板3は、多数の配線層8を積層状に
形成したものであり、図2に示すような配置パターンで
形成された電極2を備えている。この電極2の配置パタ
ーンは、はんだバンプ7の配置と対応するようになって
いて、実装時にBGAパッケージ1に設けられたはんだ
バンプ7と多層プリント配線基板3に設けられた電極2
とがそれぞれ組合わされるようになっている。
【0018】そして、多層プリント配線基板3に備えら
れた複数の電極2のうち最外周電極2a(図2における
領域Xにおける電極2)のそれぞれには、外部との電気
的接続を行う引き出し配線9が形成されている。この引
き出し配線9は、多層プリント基板3に形成された多数
の配線層8のうちの最も表面側の層で形成されており、
図3の斜線部に示すように、隣接する最外周電極2aの
中心同士を結んでできる多角形の内側から引き出された
状態で形成されている。引き出し配線9は、多角形の内
側から引き出されたのち、屈曲して多角形の外側に引き
出され、外部との電気的導通が取れるようになってい
る。この引き出し配線9の屈曲する方向は、最外周電極
2aに形成された全ての引き出し配線9において、最外
周電極2aに対して同方向になっている。
【0019】なお、最外周電極2a内に配置される内周
電極2b(図2における領域Yにおける電極2)におい
ても、引き出し配線が形成されているが、ここでは図示
せずに省略する。内周電極2bの引き出し配線は、多層
プリント配線基板3の最も表面側の層で形成されている
ものの他、多層プリント配線基板3の内層に形成される
ものもある。
【0020】以下、多層プリント配線基板3の製造方法
について説明する。なお、簡略化のため、4層からなる
多層プリント配線基板3について説明する。まず、両面
に銅箔処理が成されたコア材を用意し、所定の位置にド
リルで穴を空けてスルーホール(ブラインドビアホー
ル)を形成する。そして、このスルーホールを通じて、
コア材の両面における銅を電気的に導通させるべく、銅
メッキによるスルーホールメッキを行う。これにより、
スルーホールメッキ処理が施された基板が完成する。
【0021】次に、このようなスルーホールメッキ処理
が施された基板を2枚用意し、この2枚の基板のうち、
後に張り合わせる側同士の面の銅箔をエッチングによっ
てパターニングする。そして、ガラスクロスにエポキシ
樹脂を含有させたプリプレグを2枚の基板間に挟み込ん
だ状態で加熱プレス処理を行い、2枚の基板を張り合わ
せる。これにより、4層に分かれた銅箔の層が形成され
る。
【0022】そして、4層分全てを貫通するようにドリ
ルで穴を空けてスルーホールを形成し、銅メッキによる
スルーホールメッキを行って4層に分かれた銅箔が電気
的に導通するようにする。この後、BGAパッケージ1
を実装する側、つまり多層プリント配線基板3の表面に
該当する側の銅箔をエッチングによってパターニング
し、電極部分の銅箔を残すと共に所定の引き出し配線9
を形成する。このとき、最外周電極2aの引き出し配線
9においては、隣接する最外周電極2aの中心同士を結
んでできる多角形の内側から引き出されるような配線パ
ターンにする。
【0023】この後、引き出し配線9を保護するため
に、ソルダレジスト10を印刷形成して、ソルダレジス
ト10にて引き出し配線9を覆う。このとき、ソルダレ
ジスト10の印刷ズレによって、電極2がソルダレジス
ト10に覆われないように、ソルダレジスト10の開口
部は印刷ズレを考慮した大きさになっている。なお、こ
の後、必要に応じて無電解メッキ法により、電極2上に
ニッケル−金(Ni−Au)メッキを施したり、錫(S
n)メッキやパラジウム(Pd)メッキを施す等して、
複数の配線層8を備えた多層プリント配線基板3が完成
する。
【0024】このように完成された多層プリント配線基
板3上にBGAパッケージ1を位置決め搭載したのち、
はんだバンプ7を溶融することでBGAパッケージ1が
多層プリント配線基板3に実装される。上述したよう
に、外部衝撃等によって応力集中する部分は、最外周電
極2aのうち、最外周電極2aの中心同士を結んででき
る多角形の外側に位置する部分である。このため、当該
多角形の外側から引き出されるように引き出し配線9を
形成すると、引き出し配線9が形成された部分を起点と
してはんだバンプ7が最外周電極2aから剥がれてしま
う。
【0025】しかしながら、本実施形態では最外周電極
2aにおいて、隣接する最外周電極2aの中心同士を結
んでできる多角形の内側から引き出されるように引き出
し配線9を形成しているため、外部衝撃等によって応力
集中する部分には接合が弱くなる部分が形成されなくな
る。すなわち、外部衝撃等によって応力集中する部分で
は全て、はんだバンプ7は最外周電極2aの表面だけで
なく、その側面(図1の断面図に示される台形状の最外
周電極2aの斜め部分)においても接合しており、接合
強度が強い状態になっている。
【0026】このため、外部衝撃等によって応力集中が
生じても、最外周電極2aからはんだバンプ7が剥離す
ることを防止することができる。このように、最外周電
極2aの引き出し配線9を、隣接する最外周電極2aの
中心同士を結んでできる多角形の内側から引き出すよう
に形成することにより、接合強度が弱くはんだバンプ7
が剥がれやすい部分と外部衝撃等によって応力集中する
部分を一致させないようにすることができ、最外周電極
2aからはんだバンプ7が剥離することを防止すること
ができる。
【0027】これにより、外部衝撃による応力集中によ
って、特に本実施形態に示すように柔らかい樹脂等から
なる多層プリント配線基板3を用いた場合においても、
はんだバンプ7が最外周電極2aから剥離することがな
いため、BGAパッケージ1と多層プリント配線基板3
との接触不良を防止することができる。なお、本実施形
態に示したBGAパッケージ1と多層プリント配線基板
3との実装構造を携帯機器、例えば携帯電話等に用いた
場合、携帯機器は落下等による外部衝撃を受けやすく、
電子部品と実装基板との接触不良が発生し易いため、特
に有効に上記接触不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した一実施形態であって、BGA
パッケージ1を多層プリント配線基板3に実装したとき
の断面模式図である。
【図2】多層プリント配線基板3に備えられた電極2の
配列パターンを示す模式図である。
【図3】引き出し配線9の構成を説明するための模式図
である。
【図4】従来におけるBGAパッケージ101を多層プ
リント配線基板103に実装したときの断面模式図であ
る。
【図5】(a)は最外周電極104aの部分拡大図であ
り、(b)は(a)の上面図である。
【符号の説明】
1…BGAパッケージ、2…電極、2a…最外周電極、
2b…内周電極、3…多層プリント配線基板、7…はん
だバンプ、8…配線層、9…引き出し配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 雅之 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式 会社デンソー内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12 H05K 3/32

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品(1)の裏面にアレイ状の配列
    を成す複数のはんだバンプ(7)を形成したのち、前記
    はんだバンプ(7)の配列に対応するようにアレイ状に
    配列された略円形状の複数の電極(2)を有する実装基
    板(3)上に前記電子部品(1)を位置決め搭載し、前
    記複数のはんだバンプ(7)を溶融させて前記電極
    (2)と接合させることにより前記電子部品(1)と前
    記実装基板(3)とが電気的に接合されてなる電子部品
    の実装構造において、 前記アレイ状に配列された複数の電極(2)のうち、外
    周部分に位置する最外周電極(2a)においては、隣接
    する最外周電極(2a)の中心同士を結んでできる多角
    形の内側から引き出し配線(9)が引き出されているこ
    とを特徴とする電子部品の実装構造。
  2. 【請求項2】 前記最外周電極(2a)の引き出し配線
    (9)は全て、該最外周電極(2a)に対して同方向に
    屈曲して前記多角形の外側に引き出されていることを特
    徴とする請求項1に記載の電子部品の実装構造。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2における前記電子部品
    (1)を搭載されてなることを特徴とする携帯機器用電
    子部品の実装構造。
JP25556997A 1997-07-24 1997-09-19 電子部品の実装構造 Expired - Fee Related JP3211746B2 (ja)

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