JP3680760B2 - 半導体装置の端子変換用アダプタ装置及びそれを用いた半導体装置並びにその実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の端子変換用アダプタ装置及びそれを用いた半導体装置並びにその実装方法に関し、特に半導体素子の入出力パッドをリードピンに変換するための端子変換用アダプタ装置及びそれを用いた半導体装置並びにその実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、PGA(Pin Grid Array)タイプの半導体パッケージを実装基板に実装する場合には、例えば特開2000−261121号公報等にも開示されている如く、当該実装基板であるセラミック基板に予め穿設されたりリードピン用孔にGPAパッケージのリードピンを挿入し、ロウ付け等の処理を行って、半導体素子の実装を行うようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セラミック基板におけるGPAタイプの半導体パッケージが製造廃止になってBGA(Ball Grid Array )タイプやQFP(Quad Flat Package )タイプ、更には、CSP(Chip Size Package )タイプの、半導体素子に置き換わった場合、これ等素子を実装するセラミック基板上の入出力素子接続部の設計変更を行うことが必要になる。その理由は、PGAタイプの半導体とBGAやQFPタイプの半導体素子とでは、その入出力端子の形状が相違するからである。
【0004】
そこで、本発明はこの様な従来のものの欠点をなくすためになされたものであって、その目的とするところは、BGA,QFP,CSPタイプの半導体素子をリードピンタイプの半導体素子に変換する簡単かつ安価な半導体装置の端子変換用アダプタ装置及びそれを用いた半導体装置並びにその実装方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体装置は、半導体素子と、この半導体素子を上面に搭載した半導体素子搭載基板と、この半導体素子搭載基板の裏面に設けられた入出力パッドとを有する半導体装置であって、アダプタ基板と、このアダプタ基板の前記入出力パッドに対応する位置において、このアダプタ基板を貫通して設けられたリードピンとを含み、前記リードピンを介して前記パッドと外部回路との電気的接続をなすことを特徴としている。
【0008】
更に、本発明による半導体装置の実装方法は、半導体素子と、この半導体素子を上面に搭載した半導体素子搭載基板と、この半導体素子搭載基板の裏面に設けられた入出力パッドとを有する半導体装置の実装方法であって、前記入出力パッドに対応する位置にリードピンが貫通して設けられたアダプタ基板を準備する第一のステップと、前記リードピンを前記入出力パッドに接続固定する第二のステップと、前記アダプタ基板に前記リードピンが貫通して設けられた状態で前記リードピンを実装基板のスルーホールに挿入して実装する第三のステップとを含むことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて本発明の実施例について説明する。図1は本発明の実施例を示す半導体装置の単体の斜視図である。半導体装置には、QFPタイプ、BGAタイプ、CSPタイプのチップ、またはベアチップ1が半導体素子搭載基板2の上面に搭載されている。この半導体素子搭載基板2の裏面には、図4の断面図に示す如く、入出力用の電極パッド6が設けられている。
【0010】
図1における4は端子変換用のアダプタ基板であり、電極パッド6に対応したリードピン5が、このアダプタ基板4を貫通して設けられている。図2はこのリードピン5を有するアダプタ基板4の斜視図であり、このアダプタ基板4とリードピン5とにより端子変換用アダプタ3が構成されることになる。アダプタ基板4は絶縁性のフィルム状シートであり、このシートには、予めアレイ状または直線状に配列された貫通孔が穿設されている。この貫通孔に図3に示した形状のリードピン5が圧入または嵌合して挿入されることになる。このとき、基板2の裏面に設けられている入出力用電極パッド6の位置及び数にそれぞれ対応する位置及び数のリードピン5が、シート4に貫通するように挿入して設けられるのである。
【0011】
リードピン5は、図3に示す如く、その頭部(先端部)が平ら状5aとなっており、その直下部分には、他の径(太さ)よりも大きな径を有する突起状のふくらんだ部分5bを有しおり、このふくらんだ部分5bによって、リードピン5がシート4に対してより良好に支持されることになる。
【0012】
図4〜図6はこの様な半導体装置のピン実装工程を示す断面図である。図4に示す如く、半導体素子搭載基板2の電極パッド6にクリーム半田または導電性接着剤7を塗布する。尚、8は実装基板であり、9はスルーホールであるものとする。
【0013】
図5に示す如く、半導体素子搭載基板2の電極パッド6と、アダプタ基板4に設けられたリードピン5の頭部5aとを、互いに対応付けて、クリーム半田または導電性接着剤7を介して固着接続する。そして、図6に示す様に、実装基板8のスルーホール9に、リードピン5を挿入した後、クリーム半田または半田フローに侵漬させて、リードピン5を、半田10によって電気的接続と固定とを兼ねつつ、外部回路と接続するのである。
【0014】
なお、図5の状態において、アダプタ基板4を取り去ることもできる。その理由は、このアダプタ基板4はリードピン5を、半導体素子搭載基板2に設けられた電極パッド6と対応付けるために、アレイ状または直線状に配列しておくためのものであるから、図5の状態の様に、パッド6とリードピン5とが固着されれば、後は必要ないからである。
【0015】
図7,8は本発明の他の実施例を示す図であり、電極パッド6の表面を、凹状に形成し、リードピン5の頭部を凸状に形成して、これら凹凸部を互いに嵌合させるように構成することで、電極パッド6とリードピン5との位置決めが容易となり、また両者の接合強度がより増大することになる。半導体素子搭載基板2がビルドアップ工法もしくはビアホールで電極パッド6が製造される様な場合には、電極パッド6を凹状に形成することは容易である。
【0016】
図7は凹状電極パッド6と凸状リードピン5との組立て前の形状を示す。両者の接合には、クリーム半田13を用いて、高温化でクリーム半田13を溶融した後に、常温での接合を行うものである。図8は両者を嵌合固着して組立てた後の状態を示している。
【0017】
なお、図7に示した例とは反対に、電極パッド6に凸部を設け、リードピン先頭に凹部を設ける構造としても良いことは明らかである。
【0018】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、半導体素子がリードピンタイプの実装方式のものから、QFPやCSP等の素子に変更になった場合に、QFPやCSP等の素子を実装できる接続用パッドを有する搭載基板に、端子変換用のアダプタを接続するようにしたので、リードピンタイプの半導体素子が搭載されていた基板を何等設計変更することなく、当該基板に素子実装が行えるとうい効果がある。
【0019】
また、PGAタイプの半導体素子はセラミック基板にピンをロウ付けする方式が主流であったが、このロウ付けには専用装置が必要とされて製造価格が高くなるという問題があったが、本発明では、アダプタ基板4にはセラミック基板ではない絶縁性のフィルム状のものを用いることにより、既存のリフロー装置を用いることができ、よって組立て工数が削減でき、安価な半導体装置の実装が可能となるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の全体斜視図である。
【図2】端子変換用アダプタの斜視図である。
【図3】端子変換用アダプタにおけるリードピンを示す図である。
【図4】本発明の実施例の実装工程を示す断面図である。
【図5】本発明の実施例の実装工程を示す断面図である。
【図6】本発明の実施例の実装工程を示す断面図である。
【図7】本発明の他の実施例の組立て前の断面図である。
【図8】本発明の他の実施例の組立て後の断面図である。
【符号の説明】
1 半導体素子
2 半導体素子搭載基板
3 端子変換用アダプタ
4 アダプタ基板
5 リードピン
6 電極パッド
7 クリーム半田または導電接着剤
8 実装基板
9 スルーホール
10 クリーム半田
Claims (6)
- 半導体素子と、この半導体素子を上面に搭載した半導体素子搭載基板と、この半導体素子搭載基板の裏面に設けられた入出力パッドとを有する半導体装置であって、アダプタ基板と、このアダプタ基板の前記入出力パッドに対応する位置において、このアダプタ基板を貫通して設けられたリードピンとを含み、前記リードピンを介して前記入出力パッドと外部回路との電気的接続をなすことを特徴とする半導体装置。
- 前記リードピンは前記アダプタ基板に圧入または嵌合して設けられていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記リードピンの位置及び数は前記入出力パッドの位置及び数に対応して変更自在であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置。
- 前記アダプタ基板は絶縁性のフィルム状基板であることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の半導体装置。
- 前記入出力パッドは表面に凹部を有し、前記リードピンの頭部には前記凹部と嵌合自在な凸部を有することを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の半導体装置。
- 半導体素子と、この半導体素子を上面に搭載した半導体素子搭載基板と、この半導体素子搭載基板の裏面に設けられた入出力パッドとを有する半導体装置の実装方法であって、
前記入出力パッドに対応する位置にリードピンが貫通して設けられたアダプタ基板を準備する第一のステップと、
前記リードピンを前記入出力パッドに接続固定する第二のステップと、
前記アダプタ基板に前記リードピンが貫通して設けられた状態で前記リードピンを実装基板のスルーホールに挿入して実装する第三のステップと、
を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。
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