JP5053919B2 - 表面実装デバイスの実装構造体 - Google Patents

Description

本発明は、ＢＧＡなどの表面実装デバイスが実装されるプリント基板および表面実装デバイスの実装構造体に関する。

近年、電子機器の小型化・高機能化に伴い、半田付け電極を底面に設けた表面実装型ＩＣパッケージ、例えば、ＢＧＡ(Ball Grid Array)型やＬＧＡ(Land Grid Array)型のＣＳＰ(Chip Size Package)による電子部品実装が多く行われている。

図１３は、従来のＢＧＡパッケージの半導体装置を実装するプリント基板１０１ａの接続部分の構成を示す平面図である。プリント基板１０１ａは、絶縁基板（図示せず）を有し、絶縁基板上に半導体装置（図示せず）とバンプを介して接続される矩形のランド１０３が配置されている。また、絶縁基板上には、ランド１０３を露出するように、ランド１０３より大きい開口部１０４ａが設けられたレジスト１０２ａが配置されている。つまり、ランド１０３とレジスト１０２ａには、隙間１０５ａが生じている。

図１３に示す構成では、バンプが隙間１０５ａに入り込むことにより、バンプとランド１０３の接合性が比較的強い。しかし、レジスト１０２ａとランド１０３との位置関係がずれると、ランド１０３がレジスト１０２ａに覆われることになり、バンプとの接続面積が減少する。そのため、半導体装置と絶縁基板との接合が弱くなり、例えば落下衝撃時に断線が生じやすくなる。

図１４は、従来の別の構成におけるＢＧＡパッケージの半導体装置を実装するプリント基板１０１ｂの接続部分の構成を示す平面図である。プリント基板１０１ｂは、絶縁基板（図示せず）を有し、絶縁基板上には、ランド１０３と、ランド１０３の端部を覆い、ランド１０３より小さい開口部１０４ｂが設けられたレジスト１０２ｂとが配置されている。ランド１０３は、中心領域が開口部１０４ｂにより露出され、中心領域より外側の領域はレジスト１０２ｂに覆われている。

図１４に示す構成では、レジスト１０２ｂとランド１０３の位置ずれが生じても、位置ずれにより、レジスト１０２に覆われる領域の分だけ、レジスト１０２ｂに覆われていた領域のランドが露出されることになり、ランド１０３のバンプとの接続面積が減少しない。しかし、この構成では、バンプがランド１０３と面接合するため、例えば落下衝撃時にバンプとランド１０３との間に、剥離が生じやすくなる。

これら問題を解決するプリント基板の接続部分の構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１５は、この問題を解決するためのＢＧＡパッケージの半導体装置を実装するプリント基板１０１ｃの接続部分の構成を示す平面図である。プリント基板１０１ｃは、絶縁基板（図示せず）を有し、絶縁基板上には、ランド１０３と、楕円形の開口部１０４ｃが設けられたレジスト（図１５のドットハッチングの領域）１０２ｃが配置されている。ランド１０３は、四隅がレジスト１０２ｃにより覆われている。また、ランドの辺部分は、レジスト１０２ｃとの間に隙間１０５ｃが生じている。つまり、ランドの辺部分では図１３に示す構成であり、ランドの四隅では図１４に示す構成である。

図１５に示す構成により、ランドの辺部分では、隙間１０５ｃにバンプが入り込むことにより、バンプと、ランド１０３との間の接合性を高めることができる。また、ランドの四隅ではランド１０３がレジスト１０２ｃに覆われているため、ランド１０３と絶縁基板との接合強度を高めることができる。また、レジスト１０２ｃとランド１０３との位置ずれが生じても、ランドのバンプとの接続面積の減少を緩やかにすることができる。
特開２００６−２４８５８号公報

しかしながら、上記構成においても、レジスト１０２ｃとランド１０３との位置ずれにより、ランド１０３におけるバンプとの接続面積が減少する。また、位置ずれが生じることにより、ランド１０３の隅部がレジスト１０２ｃから露出されやすくなり、ランド１０３が絶縁基板から剥離されやすくなる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、位置ずれが生じてもランドのバンプとの接続面積が低下し難く、ランドと半導体装置との間の電気的接続が安定するプリント基板およびそのプリント基板を有する表面実装デバイスの実装構造体を提供することを目的とする。

本発明の表面実装デバイスの実装構造体は、プリント基板に半導体装置が実装される。前記プリント基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に配置された基板側ランドと、前記絶縁基板の表面に配置され、第１開口部が形成された第１レジストとを備え、前記基板側ランドが前記第１開口部から露出され、前記基板側ランドおよび前記第１レジストの第１開口部はそれぞれ矩形状からなり、前記基板側ランドの一方向の両端部が前記第１レジストで覆われ、かつ、他方向の両端部は前記第１レジストとの間に隙間が生じており、前記半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップの表面に配置された半導体装置側ランドと、前記半導体チップの表面に配置され、第２開口部が形成された第２レジストとを備え、前記半導体装置側ランドが前記第２開口部から露出され、前記半導体装置側ランドおよび前記第２レジストの第２開口部はそれぞれ矩形状からなり、前記半導体装置側ランドの一方向の両端部が前記第２レジストで覆われ、他方向の両端部は前記第２レジストとの間に隙間が生じており、前記プリント基板の基板側ランドの一方向と前記半導体装置の半導体装置側ランドの一方向を直交させた状態で、前記プリント基板側ランドと前記半導体装置側ランドとをはんだボールにより接続したことを特徴とする。

本発明におけるプリント基板は、絶縁基板の表面に配置された基板側ランドと、その絶縁基板の表面に配置され、開口部が形成されたレジストとを備え、基板側ランドが開口部から露出されたプリント基板であって、基板側ランドおよびレジストの開口部はそれぞれ矩形状からなり、基板側ランドの一方向の両端部がレジストで覆われ、かつ、他方向の両端部はレジストとの間に隙間が生じている構成である。この構成により、基板側ランドとレジストの開口部との間で位置ずれが生じてもランドのはんだボールによる接続面積が低下し難く、ランドと半導体装置との間の電気的接続が安定するプリント基板およびそのプリント基板を有する表面実装デバイスの実装構造体を提供することができる。

本発明のプリント基板、半導体装置および表面実装デバイスの実装構造体は、上記構成を基本として種々の態様をとることができる。すなわち、上記プリント基板において、前記基板側ランドは、前記一方向の長さが前記他の方向の長さよりも長く、前記開口部は、前記一方向の長さが前記他の方向の長さよりも短く、前記一方向と前記他の方向とが直交する構成にすることができる。この構成により、一方向と他の方向が直交することにより、同じ基板側ランド配置用のスペースであれば、位置ずれの猶予量を上げることができる。

また、前記基板側ランドは矩形状であり、前記開口部は矩形状であり、前記基板側ランドの長手方向の両端部は、前記レジストに覆われている構成にすることができる。この構成により、位置ずれが生じてもランドのはんだボールによる接続面積が変わらない。このため、プリント基板と半導体装置との電気的接続の安定性を確保することができる。

また、前記基板側ランドは楕円形状であり、前記開口部は矩形状であり、前記基板側ランドの長軸方向の両端部は、前記レジストに覆われている構成にすることができる。また、前記基板側ランドは矩形状であり、前記開口部は楕円形状であり、前記基板側ランドの長手方向の両端部は、前記レジストに覆われている構成にすることもできる。これらの構成においても、位置ずれが生じても基板側ランドのはんだボールとの接続面積の減少量を抑えることができる。このため、プリント基板と半導体装置との電気的接続の安定性を確保することができる。

また、上記半導体装置において、前記半導体装置側ランドは、前記一方向の長さが前記他の方向の長さよりも長く、前記開口部は、前記一方向の長さが前記他の方向の長さよりも短く、前記一方向と前記他の方向とが直交する構成にすることができる。この構成により、一方向と他の方向が直交することにより、同じ半導体装置側ランド配置用のスペースであれば、位置ずれの猶予量を上げることができる。

また、前記半導体装置側ランドは矩形状であり、前記開口部は矩形状であり、前記半導体装置側ランドの長手方向の両端部は、前記レジストに覆われている構成にすることができる。この構成により、位置ずれが生じてもランドのはんだボールによる接続面積が変わらない。このため、プリント基板と半導体装置との電気的接続の安定性を確保することができる。

また、前記半導体装置側ランドは楕円形状であり、前記開口部は矩形状であり、前記半導体装置側ランドの長軸方向の両端部は、前記レジストに覆われている構成にすることができる。また、前記半導体装置側ランドは矩形状であり、前記開口部は楕円形状であり、前記半導体装置側ランドの長手方向の両端部は、前記レジストに覆われている構成にすることもできる。これらの構成においても、位置ずれが生じても半導体装置側ランドのはんだボールとの接続面積の減少量を抑えることができる。このため、プリント基板と半導体装置との電気的接続の安定性を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る表面実装デバイスの実装構造体１の構成を示す平面図である。表面実装デバイスの実装構造体１は、プリント基板２に半導体装置３が実装された構成である。プリント基板２は、エポキシ樹脂などの絶縁基板と、絶縁基板上に敷設された配線（図示せず）と、配線およびプリント基板２上に配置されたレジストとを有する。配線は、銅などで形成されている。また、配線の端部には、半導体装置３と接続するためのランド（図１には図示せず）が形成されている。

半導体装置３は、半導体チップ１５の底面にレジスト１６と、プリント基板２と電気的に接続するための長方形ランド１７が形成されている。半導体装置３は、例えば、ＢＧＡ型やＬＧＡ型のＣＳＰによりパッケージ化されている。半導体装置３に設けられた接続端子は、プリント基板２に形成されたランドとはんだボールを介して接続されている。

図２Ａは、プリント基板２における長方形ランド１３が配置された領域の構成を示す平面図である。長方形ランド１３は、長方形に形成されている。レジスト１２には、長方形の開口部２１が形成されている。

長方形ランド１３は、図２Ａに示すように、レジスト１２の開口部２１から一部が露出されている。長方形ランド１３の長手方向と、レジスト１２の開口部２１の長手方向は、直交している。このため、長方形ランド１３の長手方向において、長方形ランド１３の両端部はレジスト１２に覆われている。つまり、長方形ランド１３の四隅は、レジスト１２に覆われている。一方、長方形ランド１３の短手方向において、前記レジスト１２の開口部２１により露出された長方形ランド１３の両端部は、レジスト１２との間に隙間（クリア）１４が生じている。

図２Ｂは、半導体装置３における長方形ランド１７が配置された領域の構成を示す平面図である。長方形ランド１７は、長方形に形成されている。レジスト１６には、長方形の開口部２２が形成されている。

長方形ランド１７は、図２Ｂに示すように、レジスト１６の開口部２２から一部が露出されている。長方形ランド１７の長手方向と、レジスト１６の開口部２２の長手方向は、直交している。このため、長方形ランド１７の長手方向において、長方形ランド１７の両端部はレジスト１６に覆われている。つまり、長方形ランド１７の四隅は、レジスト１６に覆われている。一方、長方形ランド１７の短手方向において、前記レジスト１６の開口部２２により露出された長方形ランド１７の両端部は、レジスト１６との間に隙間（クリア）１８が生じている。

図３は、図１における表面実装デバイスの実装構造体１のＡ−Ａ線に沿った断面の一部部分を示す拡大図である。また、図３は、図２Ａおよび図２Ｂにおける長方形ランド１３、１７のＣ−Ｃ線に沿った断面に対応する。絶縁基板１１上にレジスト１２と長方形ランド１３が配置されている。絶縁基板１１は、多層化されていてもよい。長方形ランド１３は、絶縁基板１１が多層化されている場合、例えば絶縁基板１１に形成されたビア（図示せず）に接続され、絶縁基板１１の内部の層における配線と接続されている。レジスト１２は、絶縁基板１１の表面に敷設された配線の酸化防止、配線の他の部品との絶縁性を確保するために設けられている。レジスト１２には、ソルダーレジストを用いることができる。

半導体チップ１５には、集積回路（図示せず）が配置されている。長方形ランド１７は、集積回路の電極と接続されている。レジスト１６は、長方形ランド１７間で導通しないように、半導体チップ１５の面に配置されている。長方形ランド１３と長方形ランド１７とは、はんだボール１９により接続されている。

図３において、長方形ランド１３とレジスト１２との間には図２Ａに示したような隙間１４が生じている。このため、はんだボール１９は、隙間１４に流れ込み、長方形ランド１３の側面にまで濡れ広がる。このため、アンカー効果により、長方形ランド１３とはんだボール１９との接合強度が高まる。

同様に、長方形ランド１７とレジスト１６との間には図２Ｂに示したような隙間１８が生じている。このため、アンカー効果により、長方形ランド１７とはんだボール１９との接合強度が高まる。

図４は、図１における表面実装デバイスの実装構造体１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。また、図４は、図２Ａおよび図２Ｂにおける長方形ランド１３、１７のＤ−Ｄ線に沿った断面に対応する。図４において、レジスト１２は、図２Ａに示したように、長方形ランド１３の一部を覆うように配置されている。特に、長方形ランド１３の四隅をレジスト１２が覆っている。このため、長方形ランド１３と絶縁基板１１との接合強度が高まり、長方形ランド１３が絶縁基板１１から剥離し難い。

同様に、レジスト１６は、図２Ｂに示したように、長方形ランド１７の一部を覆うように配置されている。このため、長方形ランド１７と半導体チップ１５との接合強度が高まり、長方形ランド１７が半導体チップ１５から剥離し難い。

このように構成されたプリント基板２における長方形ランド１３のランドプル強度を測定した。ランドの一辺を０．４３ｍｍとした場合に、図１３に示した従来の構成のランド１０８と比較して、２５％ランドプル強度が向上した。

以上のように、本実施の形態に係る表面実装デバイスの実装構造体１は、一方向では長方形ランド１３の両端部がレジスト１２により覆われ、他方向では長方形ランド１３とレジスト１２との間に隙間が設けられた構成である。このため、長方形ランド１３とはんだボール１９との接合強度および長方形ランド１３とプリント基板２との接合強度の両方について、剥離が生じない程度に高めることができる。

また、一方向では長方形ランド１７の両端部がレジスト１６により覆われ、他方向では長方形ランド１７とレジスト１６との間に隙間が設けられた構成である。このため、長方形ランド１７とはんだボール１９との接合強度および長方形ランド１７と半導体チップ１５との接合強度の両方について、剥離が生じない程度に高めることができる。

次に、長方形ランド１３とレジスト１２の位置ずれについて説明する。図５は、本実施の形態において、レジスト１２が長方形ランド１３に対して下にずれた場合の位置関係を示す平面図である。なお、図５において、位置ずれが生じていない図２Ａに示した場合の開口部２１を二点鎖線で示す。ずれ開口部２１ｂは、レジスト１２が長方形ランド１３に対して紙面下（矢印Ａ）方向にずれたために開口部２１からずれて位置している。なお、ここで説明する位置ずれは、位置ずれが生じても、ずれ開口部２１ｂにより長方形ランド１３の四隅のいずれもが露出されない範囲内である。

この場合は、ずれ開口部２１ｂは、開口部２１に対して、長方形ランド１３とレジスト１２との隙間１４の大きさが変化するだけで、露出されている長方形ランド１３の領域は、変化しない。レジスト１２が上にずれても同様である。つまり、長方形ランド１３に対してレジスト１２が上下方向にずれても、長方形ランド１３とはんだボール１９との接触面積は変化しない。

図６は、本実施の形態において、レジスト１２が長方形ランド１３に対して左にずれた場合の位置関係を示す平面図である。なお、図６において、位置ずれが生じていない図２Ａに示した場合の開口部２１を二点鎖線で示す。ずれ開口部２１ｃは、レジスト１２が長方形ランド１３に対して紙面左（矢印Ｂ）方向にずれたために開口部２１からずれて位置している。

この場合は、ずれ開口部２１ｃから露出された長方形ランド１３の面積は、ずれ開口部２１ｃの短辺の長さａ２と長方形ランド１３の短辺の長さｂを掛けた値で表わされる。一方、位置ずれが生じていない場合に、開口部２１から露出された長方形ランド１３の面積は、開口部２１の短辺の長さａ１と長方形ランド１３の短辺の長さｂを掛けた値で表わされる。長方形ランド１３とレジスト１２の位置ずれにより開口部の短辺の長さは変化しないので、開口部２１の短辺の長さａ１とずれ開口部２１ｃの短辺の長さａ２の長さは等しい。

したがって、ずれ開口部２１ｃから露出された長方形ランド１３の面積は、開口部２１から露出された長方形ランド１３の面積と等しい。レジスト１２が右にずれても同様である。つまり、長方形ランド１３に対してレジスト１２が左右方向にずれても、長方形ランド１３とはんだボール１９との接触面積は変化しない。

以上のことにより、長方形ランド１３に対してレジスト１２が上下方向、左右方向にずれても長方形ランド１３とはんだボール１９との接触面積は変化しない。つまり、本実施の形態において、長方形ランド１３に対しレジスト１２がどの向きにずれても接触面積は変化しない。このため、長方形ランド１３とはんだボール１９とが安定して接合することができる。

また、上記位置ずれが生じても、一方向（紙面左右方向（図２ＡにおけるＤ−Ｄ線方向））において、長方形ランド１３の四隅がレジスト１２に覆われているため、長方形ランド１３と絶縁基板１１との接合強度が高まり、長方形ランド１３が絶縁基板１１から剥離し難い。また、他方向（紙面上下方向（図２ＡにおけるＣ−Ｃ線方向））では、長方形ランド１３とレジスト１２との間に隙間１４が生じているため、アンカー効果により、長方形ランド１３とはんだボール１９との接合強度が高まる。

また、長方形ランド１７とレジスト１６との位置ずれについても、長方形ランド１３とレジスト１２の場合と同様であり、位置ずれが生じても、長方形ランド１７とはんだボール１９との接触面積は変化しない。このため、長方形ランド１７とはんだボール１９とが安定して接合することができる。

また、上記位置ずれが生じても、図２ＢにおけるＤ−Ｄ線方向では、長方形ランド１７の四隅がレジスト１６に覆われているため、長方形ランド１７と半導体チップ１５との接合強度が高まり、長方形ランド１７が半導体チップ１５から剥離し難い。また、図２ＢにおけるＣ−Ｃ線方向では、長方形ランド１７とレジスト１６との間に隙間１８が生じているため、アンカー効果により、長方形ランド１７とはんだボール１９との接合強度が高まる。

（実施の形態２）
図７Ａは、本発明の実施の形態２に係る表面実装デバイスの実装構造体における絶縁基板上の楕円ランド３１が配置された領域の構成を示す平面図である。また、図７Ｂは、本発明の実施の形態２に係る表面実装デバイスの実装構造体における半導体チップ上の楕円ランド３２が配置された領域の構成を示す平面図である。本実施の形態は、実施の形態１における長方形ランド１３が楕円形の楕円ランド３１に、長方形ランド１７が楕円ランド３２に置き換わった構成であり、他の構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態において、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７Ａに示すように、楕円ランド３１は、楕円形状であり、長軸方向（Ｆ−Ｆ線方向）が開口部２１の長手方向（Ｅ−Ｅ線方向）に対して垂直方向となるように配置されている。Ｅ−Ｅ線方向における表面実装デバイスの実装構造体の断面は、図３と同様（長方形ランド１３が楕円ランド３１に置き換わった）の構成であり、楕円ランド３１とレジスト１２との間に隙間１４が生じている。このため、アンカー効果により、楕円ランド３１とはんだボール１９との接合強度が高まる。

また、Ｆ−Ｆ線方向における表面実装デバイスの実装構造体の断面は、図４と同様（長方形ランド１３が楕円ランド３１に置き換わった）に楕円ランド３１がレジスト１２に覆われた構成である。このため、楕円ランド３１と絶縁基板１１との接合強度が高まり、楕円ランド３１が絶縁基板１１から剥離し難い。

図７Ｂに示すように、楕円ランド３２は、楕円形状であり、長軸方向（Ｆ−Ｆ線方向）が開口部２２の長手方向（Ｅ−Ｅ線方向）に対して垂直方向となるように配置されている。Ｅ−Ｅ線方向における表面実装デバイスの実装構造体の断面は、図３と同様（長方形ランド１７が楕円ランド３２に置き換わった）の構成であり、楕円ランド３２とレジスト１６との間に隙間１８が生じている。このため、アンカー効果により、楕円ランド３２とはんだボール１９との接合強度が高まる。

また、Ｆ−Ｆ線方向における表面実装デバイスの実装構造体の断面は、図４と同様（長方形ランド１７が楕円ランド３２に置き換わった）に楕円ランド３２がレジスト１６に覆われた構成である。このため、楕円ランド３２と半導体チップ１５との接合強度が高まり、楕円ランド３２が半導体チップ１５から剥離し難い。

以上のように、本実施の形態に係る表面実装デバイスの実装構造体は、一方向では楕円ランド３１の両端部がレジスト１２により覆われ、他方向では楕円ランド３１の短軸方向の両端部とレジスト１２との間に隙間が設けられた構成である。このため、楕円ランド３１とはんだボール１９との接合強度および楕円ランド３１と絶縁基板１１との接合強度の両方について、剥離が生じない程度に高めることができる。

また、本実施の形態に係る表面実装デバイスの実装構造体は、一方向では楕円ランド３２の両端部がレジスト１６により覆われ、他方向では楕円ランド３２の短軸方向の両端部とレジスト１６との間に隙間が設けられた構成である。このため、楕円ランド３２とはんだボール１９との接合強度および楕円ランド３２と半導体チップ１５との接合強度の両方について、剥離が生じない程度に高めることができる。

図８は、本実施の形態において、レジスト１２が楕円ランド３１に対して下にずれた場合の位置関係を示す平面図である。なお、図８において、位置ずれが生じていない図７Ａに示した場合の開口部２１を二点鎖線で示す。ずれ開口部２１ｄは、レジスト１２が楕円ランド３１に対して紙面下（矢印Ｃ）方向にずれたために開口部２１からずれて位置している。

この場合は、ずれ開口部２１ｄは、開口部２１に対して、楕円ランド３１とレジスト１２との隙間１４の大きさが変化するだけで、露出されている楕円ランド３１の領域は、変化しない。レジスト１２が上にずれても同様である。つまり、楕円ランド３１に対してレジスト１２が上下方向にずれても、楕円ランド３１とはんだボール１９との接触面積は変化しない。

図９は、本実施の形態において、レジスト１２が楕円ランド３１に対して、左にずれた場合の位置関係を示す平面図である。なお、図９において、位置ずれが生じていない図７Ａに示した場合の開口部２１を二点鎖線で示す。ずれ開口部２１ｅは、レジスト１２と楕円ランド３１との位置関係が紙面左（矢印Ｄ）方向にずれたために開口部２１からずれて位置している。なお、ここで説明する位置ずれは、位置ずれが生じても、ずれ開口部２１ｅにより楕円形状の楕円ランド３１の長軸方向における端部が露出しない範囲内である。

図９において、楕円ランド３１の開口部２１では露出されるが、ずれ開口部２１ｅではレジスト１２に覆われる領域を第１領域３３と称する。また、楕円ランド３１の開口部２１ではレジスト１２に覆われるが、ずれ開口部２１ｅでは露出されている領域を第２領域３４と称する。

この場合は、ずれ開口部２１ｅから露出された楕円ランド３１は、開口部２１により露出された場合と比べて、第１領域３３がレジスト１２により覆われ、第２領域３４がレジスト１２から露出されている。第１領域３３と第２領域３４は、楕円ランド３１の長軸方向における端部がレジスト１２に覆われた範囲内であれば、面積の差が小さい。そのため、ずれ開口部２１ｅにより露出された楕円ランド３１の面積は、開口部２１により露出された楕円ランド３１の面積とほぼ同じである。なお、レジスト１２が右にずれても同様である。つまり、楕円ランド３１に対してレジスト１２が左右方向にずれても、楕円ランド３１とはんだボール１９との接触面積はほとんど変化しない。

以上のことにより、楕円ランド３１に対してレジスト１２が上下方向、左右方向にずれても楕円ランド３１とはんだボール１９との接触面積はほとんど変化しない。つまり、本実施の形態において、楕円ランド３１に対しレジスト１２がどの向きにずれても接触面積はほとんど変化しない。このため、楕円ランド３１とはんだボール１９とが安定して接合することができる。

また、上記位置ずれが生じても、一方向（紙面左右方向（図７ＡにおけるＦ−Ｆ線方向））では楕円ランド３１の長軸方向の端部がレジスト１２に覆われているため、楕円ランド３１と絶縁基板１１との接合強度が高まり、楕円ランド３１が剥離し難い。また、他方向（紙面上下方向（図７ＡにおけるＥ−Ｅ線方向））では、楕円ランド３１とレジスト１２との間に隙間１４が生じているため、アンカー効果により、楕円ランド３１とはんだボール１９との接合強度が高まる。

また、楕円ランド３２とレジスト１６との位置ずれにおいても、楕円ランド３１とレジスト１２の場合と同様であり、位置ずれが生じても、楕円ランド３２とはんだボール１９との接触面積はほとんど変化しない。このため、楕円ランド３２とはんだボール１９とが安定して接合することができる。

また、上記位置ずれが生じても、一方向（紙面左右方向（図７ＢにおけるＦ−Ｆ線方向））では楕円ランド３２の長軸方向の端部がレジスト１６に覆われているため、楕円ランド３２と半導体チップ１５との接合強度が高まり、楕円ランド３２が剥離し難い。また、他方向（紙面上下方向（図７ＢにおけるＥ−Ｅ線方向））では、楕円ランド３２とレジスト１６との間に隙間１８が生じているため、アンカー効果により、楕円ランド３２とはんだボール１９との接合強度が高まる。

なお、本実施の形態において、楕円ランド３１、３２の形状が楕円であり、レジスト１２、１６の開口部２１、２２の形状が長方形である例を示したが、楕円ランド３１、３２の形状が長方形であり、レジスト１２、１６の開口部２１、２２の形状が楕円であってもよい。

なお、実施の形態１および２において、レジストの開口部が長方形である構成を示したが、これに限定されず、楕円形状や正方形であってもよい。また、ランド形状が長方形や楕円形状であってもよい。すなわち、ランドがレジストの開口部に対して、一方向においては、ランドの両端部がレジストによって覆われており、他方向においては、ランドとレジストとの間に隙間が生じている構成であればよい。このような構成であれば、上記効果を有する。

なお、実施の形態１および２において、長手方向（長軸方向）と短手方向（短軸方向）が直交する場合を例に示したが必ずしも直交する必要はない。ただし、レジストとの位置ずれの猶予量、ランドとはんだボールとの接触領域の形状との観点から直交していることが好ましい。

また、実施の形態１において、プリント基板側の長方形ランド１３に対する隙間１４の位置と、半導体装置側の長方形ランド１７に対する隙間１８の位置が同じ方向として上下で対面するように配置した（レジストによって覆われた長方形ランド１３、１７の両端部も同じ方向となって上下で対面する）場合について説明した。しかし、この例に限定されず、異なる方向に位置する構成にすることができる。図１０は、半導体装置３ｂの長方形ランド１７ｂが配置された領域の構成を示す平面図である。この半導体装置３ｂに実装されるプリント基板２のランドが配置された領域の構成は、図２Ａに示した構成である。

図１１は、プリント基板２に半導体装置３ｂが実装された表面実装デバイスの実装構造体１ｂのＤ−Ｄ線に沿った断面図である。また、図１２は、プリント基板２に半導体装置３ｂが実装された表面実装デバイスの実装構造体１ｂのＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図１２に示すように、表面実装デバイスの実装構造体１ｂのＣ−Ｃ断面においては、半導体装置側の長方形ランド１７ｂとレジスト１６ｂとの間に隙間１８が生じておらず、プリント基板側の長方形ランド１３とレジスト１２との間に隙間１４が生じている。一方、図１１に示すように、表面実装デバイスの実装構造体１ｂのＤ−Ｄ断面においては、半導体装置側の長方形ランド１７ｂとレジスト１６ｂとの間に隙間１８ｂが生じており、プリント基板側の長方形ランド１３とレジスト１２との間に隙間が生じていない。

図４に示すように、レジスト１２、１６で覆われた長方形ランド１３、１７の両端部が同じ方向にされて上下で対面するように配置されると、例えばレジスト１２が右に、レジスト１６が左に位置ずれがあった場合に、長方形ランド１３、１７の露出される位置がずれる。このため、はんだボール１９が歪む。

一方、表面実装デバイスの実装構造体１ｂにおいては、図１１、１２に示すように、プリント基板側の長方形ランド１３とレジスト１２間の隙間１４の位置と半導体装置側の長方形ランド１７とレジスト１６ｂ間の隙間１８の位置を異なる方向として、隙間１４が長方形ランド１７ｂを覆うレジスト１６ｂに対面し、隙間１８ｂが長方形ランド１３を覆うレジスト１２に対面するように配置することにより、上記のように長方形ランドに対してレジストの開口部が紙面の上下、左右にずれてもそのずれ方向に隙間１４、１８ｂが設けられているため、隙間１４、１８ｂが設けられている側の長方形ランド１３、１７ｂの露出位置は、変化しない。したがって、プリント基板側および半導体装置側における長方形ランド１３、１７ｂの露出されている位置の相対的なずれは小さい。このため、はんだボール１９の歪が減り、長方形ランド１３、１７ｂがはんだボール１９により安定して接合される。

また、表面実装デバイスの実装構造体１ｂにおいても、図１０に示すように、一方向では長方形ランド１７ｂの両端部がレジスト１６ｂにより覆われ、他方向では長方形ランド１７ｂの両端部とレジスト１６ｂとの間に隙間１８ｂが設けられた構成である。このため、長方形ランド１７ｂとはんだボール１９との接合強度および長方形ランド１７ｂと半導体チップ１５ｂとの接合強度の両方について、剥離が生じない程度に高めることができる。

このように、長方形ランド１７ｂの長手方向と長方形ランド１３の長手方向を直交させても、同様にはんだボール１９による長方形ランド１３、１７ｂとの接合強度は高い。

なお、ランドの露出されている位置の相対的なずれは、実施の形態２におけるプリント基板側の楕円ランド３１と、半導体装置側の楕円ランド３２においても同様である。また、はんだボール１９によるランドとの接合強度においても、楕円ランド３１の長軸方向と、楕円ランド３２の長軸方向とが直交していても、長軸の方向が一致している場合と同程度の強度を有する。

また、本実施の形態１、２において、プリント基板側および半導体装置側のランドが共に、一方向では端部がレジストに覆われ、他方向ではレジストとの間に隙間が生じた構成について説明した。しかし、本発明は、プリント基板側および半導体装置側のランドの少なくとも一方が一方向では端部がレジストに覆われ、他方向ではレジストとの間に隙間が生じた構成であればよい。

どちらか一方のランドがこのような構成であれば、このような構成の側において、ランドと半導体チップまたは絶縁基板との接合強度を確保することができる。すなわち、半導体チップまたは絶縁基板に備えるランドとはんだボールとの接合部において、ランドの側面にまではんだボールが濡れ広がり接合強度を確保することができる。したがって、半導体装置とプリント基板との安定した接合強度を確保することができる。

本発明の表面実装デバイスの実装構造体は、半導体装置とプリント基板のランドとの接続強度を高めることができるという効果を有し、ＢＧＡパッケージの半導体装置の実装構造体として利用可能である。

本発明の実施の形態１に係る表面実装デバイスの実装構造体の構成を示す平面図 実施の形態１に係る絶縁基板上のランドが配置された領域の構成を示す平面図 実施の形態１に係る半導体チップ上のランドが配置された領域の構成を示す平面図 図１における表面実装デバイスの実装構造体のＡ−Ａ断面図 図１における表面実装デバイスの実装構造体のＢ−Ｂ断面図 実施の形態１において、レジストがランドに対して下にずれた場合の位置関係を示す平面図 本実施の形態１において、レジストがランドに対して左にずれた場合の位置関係を示す平面図 本発明の実施の形態２に係る絶縁基板上のランドが配置された領域の構成を示す平面図 本発明の実施の形態２に係る半導体チップ上のランドが配置された領域の構成を示す平面図 本実施の形態２において、レジストがランドに対して下にずれた場合の位置関係を示す平面図 本実施の形態２において、レジストがランドに対して左にずれた場合の位置関係を示す平面図 本実施の形態１における別の構成の半導体装置における長方形ランドが配置された領域の構成を示す平面図 本実施の形態１における別の構成の表面実装デバイスの実装構造体のＤ−Ｄ断面図 本実施の形態１における別の構成の表面実装デバイスの実装構造体のＣ−Ｃ断面図 従来のＢＧＡパッケージの半導体装置を実装するプリント基板の接続部分の構成を示す平面図 従来の別の構成におけるＢＧＡパッケージの半導体装置を実装するプリント基板の接続部分の構成を示す平面図 従来のさらに別の構成におけるＢＧＡパッケージの半導体装置を実装するプリント基板の接続部分の構成を示す平面図

１、１ｂ 表面実装デバイスの実装構造体
２ プリント基板
３、３ｂ 半導体装置
１１ 絶縁基板
１２、１６、１６ｂ レジスト
１３、１７、１７ｂ 長方形ランド
１４、１８、１８ｂ 隙間
１５、１５ｂ 半導体チップ
１９ はんだボール
２１、２２、２２ｂ 開口部
２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ ずれ開口部
３１、３２ 楕円ランド
３３ 第１領域
３４ 第２領域

Claims (3)

1. プリント基板に半導体装置が実装された表面実装デバイスの実装構造体において、
   前記プリント基板は、
   絶縁基板と、
   前記絶縁基板の表面に配置された基板側ランドと、
   前記絶縁基板の表面に配置され、第１開口部が形成された第１レジストとを備え、
   前記基板側ランドが前記第１開口部から露出され、
   前記基板側ランドおよび前記第１レジストの第１開口部はそれぞれ矩形状からなり、
   前記基板側ランドの一方向の両端部が前記第１レジストで覆われ、かつ、他方向の両端部は前記第１レジストとの間に隙間が生じており、
   前記半導体装置は、
   半導体チップと、
   前記半導体チップの表面に配置された半導体装置側ランドと、
   前記半導体チップの表面に配置され、第２開口部が形成された第２レジストとを備え、
   前記半導体装置側ランドが前記第２開口部から露出され、
   前記半導体装置側ランドおよび前記第２レジストの第２開口部はそれぞれ矩形状からなり、
   前記半導体装置側ランドの一方向の両端部が前記第２レジストで覆われ、他方向の両端部は前記第２レジストとの間に隙間が生じており、
   前記プリント基板の基板側ランドの一方向と前記半導体装置の半導体装置側ランドの一方向を直交させた状態で、前記プリント基板側ランドと前記半導体装置側ランドとをはんだボールにより接続したことを特徴とする表面実装デバイスの実装構造体。
2. 前記基板側ランドは、前記一方向の長さが前記他方向の長さよりも長く形成されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装デバイスの実装構造体。
3. 前記半導体装置側ランドは、前記一方向の長さが前記他方向の長さよりも長く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表面実装デバイスの実装構造体。

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