JPH053743B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、ICパツケージなどにおける成形品
のピングリツドアレイに関するものである。

［背景技術］ ICなど半導体のパツケージにおいて素子の高
機能化、高密度化に伴うＩ／Ｏ数増加や、高速度
化に従つてリード長の短縮化などの対応として、
チツプを実装する基板の裏面に外部への電気接続
用ピンとなるピンを設けたピングリツドアレイ
（PGAと略称される）が実用化されている。この
ピングリツトアレイは基板の裏面の全面を利用し
て多数のピンを突設するようにしたもので、ピン
を機器の実装基板（マザーボード）に設けたソケ
ツトやスルーホール等に差し込むことによつて、
マザーボードへの取り付けをおこなうことができ
る。その基板の材料としては従来またはセラミツ
クが主として用いられているが、近年低価格化に
対応して樹脂積層板から得られるプリント配線板
をこの基板として用いる試みがなされている。

すなわち、第４図に示すように基板１を例えば
厚み1.0mm程度のガラス基材エポキシ樹脂積層板
やガラス基板ポリイミド樹脂積層などで形成し、
基板１の表面に回路１２を設けると共に基板１に
ピン孔１３をドリルなどで穿孔加工し、直径0.5
mm程度のピン２の頭部１４をピン孔１３内に圧入
等することによつて多数のピン２を基板１から突
出させた状態で固着して、ピングリツドアレイＡ
を作成するようにするものである。第４図におい
て１５は基板１へのピン２の頭部１４の圧入深さ
を位置決めするめに各ピン２に突設された鍔、１
６はマザーボードへの取り付けの際のピン２の差
し込み深さを位置決めするために一部のピン２に
設けられた鍔である。しかしながらこのものにあ
つては、ピン２の取り付けのためにピン孔１３を
基板１加工したり、ピン孔１３にピン２を圧入し
たりという工程を必要とすることになり、工数が
増加すると共に基板１の割れ等の関係から基板１
のピン２の圧入強さに限界があつてピン２の引き
抜き強度を十分に得ることができない等の問題が
ある。

そこで、本出願人等によつて第５図に示すよう
な樹脂の成形品で基板１を形成するようにしたピ
ングリツドアレイＡが案出されるに至つている。
すなわちこのものは、合成樹脂の成形品で半導体
チツプ４を実装するための基板１を形成すると共
に基板１の成形の際にピン２の基部を基板１内に
インサート成形して固着することによつて、複数
本のピン２を基板１から突出させた状態で取り付
けるようにし、さらにこのピン２と接続した状態
で回路体３を基板１内に埋入固定するようにした
ものである。このものでは合成樹脂によつて基板
１を成形する際に基板１にピン２の基部をインサ
ートして基板１へのピン２の固定がおこなえるた
めに、ピン孔１３の穿孔やピン２の圧入などの工
数を必要とすることなくピン２の取り付けを容易
におこなうことができると共にピン２を圧入する
場合のような引き抜き強度が不安定になることも
ないのである。

しかしこの第５図のものにあつては、半導体チ
ツプ４の実装や半導体チツプ４と回路体３との間
のワイヤー２０のボンデイングなどの作業は基板
１を樹脂成形したのちにおこなう必要があり、す
なわち基板１にピン２を突出させて取り付けた状
態でこの作業をおこなう必要があり、この作業に
おいて突出するピン２が邪魔になつたりあるいは
ピン２が破損されたりするおそれを有するもので
ある。またこのものでは基板１に凹部３２を設け
ておいて半導体チツプ４を凹部３２内に実装した
のちに、半導体チツプ４の保護や信頼性の向上の
ために凹部３２に蓋３３をはめ込み固定したり樹
脂を注入したりして半導体チツプ４の封止の作業
をおこなわなければならず、封止作業という工程
が別途必要になるという問題もある。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであ
り、基板へのピンの固定が容易であると共にピン
の引き抜き強度を高くすることができ、しかも半
導体チツプの実装やワイヤーボンデイングの作業
を容易におこなうことができ、加えて半導体チツ
プを封止するための工程が不要になるピングリツ
ドアレイを提供することを目的とするものであ
る。

［発明の開示］ しかして本発明に係るピングリツドアレイは、
合成樹脂の成形品で基板１を形成すると共に基部
を基板１内にインサート成形して固着した複数本
のピン２を基板１から突出させ、ピン２の基部に
ピン２の軸方向に沿つて複数の鍔１１，２１を突
設すると共に各鍔１１，２１を成形品の基板１内
に埋入し、半導体チツプ４を実装した回路体３を
鍔１１に係止させてピン２の基部に接続した状態
で半導体チツプ４とともに基板１内にインサート
成形して埋入し、基板１のピン２が突出する面に
位置決め突部３０を突設して成ることを特徴とす
るものであり、基板１へのイサート成形でピン２
の固定を容易に且つ強固におこなえるようにし、
また半導体チツプ４を基板１内に取り付ける前に
回路体３に実装しておくことでピン２の存在しな
い状態で実装やワイヤーボンデイングの作業をお
こなうことができると共に回路体３を基板１にイ
ンサート成形する際に同時に半導体チツプ４も基
板１内に埋入させることで半導体チツプ４の封止
を特におこなう必要がないようにしたものであつ
て、以下本発明を実施例により詳述する。

第１図（勿論実物大を示すものではない）は本
発明の一実施例を示すもので、基板１は合成樹脂
成形材料を射出成形やトランスフアー成形などで
成形することによつて成形品として作成される。
そしてこのように基板１を形成する際にピン２の
基部を基板１内に埋入させるようにインサート成
形することによつて基板１に多数本のピン２を平
行に取り付け、またICチツプなどの半導体チツ
プ４を表面に実装した回路体３が基板１内に埋入
して取り付けてある。基板１を構成する合成樹脂
としては、フエノール、エポキシ、シリコン、ポ
リイミドなどの熱硬化性樹脂や、ポリフエニレン
サルフアイド、ポリサルフオン、ポリエーテルス
ルホン、ポリアクリールスルホンなどの熱可塑性
樹脂を用いることができる。実績的に信頼性のあ
る面ではエポキシ樹脂を、また可撓性や機械的強
度、耐熱性の点からは後者の熱可塑性樹脂を用い
るのが好ましい。

ピン２は軸方向全長に亘つて断面円形に形成さ
れるものであつて、その頭部となる基部にはピン
２の全周から突出される円形の鍔１１が設けてあ
り、さらにこの鍔１１の下側に同様に円形の鍔２
１が設けてある。また回路体３としては放射状に
回路１２を表面に設けた絶縁体２２を用いること
ができ、例えばガラスエポキシ配線板、ガラスポ
リイミド配線板、ガラステフロン配線板、ポリエ
ステル配線シートまたはフイルム、ポリイミド配
線フイルムまたはシートなどを用いることができ
る。さらにポリイミドフイルム等で固定した銅や
アルミニウム、42アロイ（Ni42％のNi−Fe合
金）のリードフレームなどを回路体３として使用
することもできる。電気抵抗の面からは銅回路を
形成したものが、後述する成形金型８へのセツト
の作業性からは板状やリードフレーム状の形態の
ものが好ましい。そして回路体３にはその表面の
中央部においてICチツプなどの半導体チツプ４
が実装してあり、半導体チツプ４と回路体３の回
路１２との間にワイヤー２０をボンデイングして
施してある。これら半導体チツプ４の実装とワイ
ヤーボンデイングの作業は回路体３を基板１内に
取り付ける前におこなわれるものであり、従つて
ピン２を設けていない状態でこれらの作業をおこ
なうことができ、ピン２が邪魔になることなく回
路板に電子部品を実装したりワイヤーボンデイン
グしたりする既存の工程をそのまま利用して作業
をおこなうことができることしてなる。さらに回
路体３にはピン２に対応する位置において回路１
２のランド部分でピン孔７が穿設してある。

しかして基板１の成形にあたつては、第３図に
示すように成形金型８の下型８ａに設けたピン挿
入穴１８にピン２を挿入してピン２をセツトす
る。このとき、ピン２下側の鍔２１がピン挿入穴
１８の周縁部の上面ち係止され、ピン挿入穴１８
へのピン２の挿入深さの位置決めがなされると共
にピン挿入穴１８は鍔２１その開口が閉塞され、
ピン挿入穴１８内に成形時に樹脂が侵入してバリ
が発生することを防止することができる。そして
ピン孔７にピン２の上端部を挿入してピン２の上
側の鍔１１にピン孔７の周縁を係止させることに
よつて、半導体チツプ４実装した回路体３をピン
２で下型８ａに保持させる。このようにピン２に
設けた鍔１１で回路体３を係止させることによつ
て、回路体３を成形金型８内に正確な位置に位置
決めした状態でセツトすることができる。このよ
うにピン２及び半導体チツプ４を実装した回路体
３を下型８ａにセツした後に、成形金型８の上型
８ｂと下型８ａとを型締めするのであるが、上型
８ｂには各ピン２の位置に対応して成形用突部１
０が突設してあり、この成形用突部１０の下端面
にはピン２の上端部が挿入される凹部３２が凹設
してある。従つて型締めすることによつて凹部３
２内にピン２の上端部が挿入された状態で成形用
突部１０の下端面が回路体３のピン孔７の周縁の
上面に当接し、回路体３は成形用突部１０とピン
２の鍔１１との間に挟持されて固定される。そし
て成形金型８内に樹脂成形材料を注入して硬化乃
至固化させることによつて、成形金型８内で基板
１を成形すると同時にピン２の基部を基板１内に
インサート成形すると共に、回路１２にピン２の
上端部を接触接続させた状態で回路体３をインサ
ート成形して基板１内に包含されるよう一体化さ
せ、さらに回路体３に実装した半導体チツプ４も
基板１内に埋入させることができる。

このようにピン２の基板１にインサート成形し
て取り付けるにあたつて、第１図に示されるよう
にピン２に設けた鍔１１は基板１内に埋入され、
また鍔２１はその下面が基板１の下面から露出す
る状態で埋入されるものであり、この鍔１１，２
１の埋入によつてピン２の基部は基板１内に強固
に保持され、ピン２の引き抜き強度を高めること
ができると共にピン２がぐらつくことを防止する
ことができる。そして回路体３に実装された半導
体チツプ４は基板１内に埋入されることによつて
封止された状態となるが、基板１は成形金型８内
に射出成形やトランスフアー成形などで加圧下に
おいて注入される樹脂で整形され、従つて半導体
チツプ４はこの加圧下で注入され材料密度の高い
樹脂内に封入されることになり、耐湿信頼性高く
封止することができることになる。

そして回路体３の回路１２とピン２との接続は
ピン孔７へのピン２の基部の挿入接触によつてお
こなわれるが、この接続を確保するために回路体
３として回路１２を設けた絶縁体２２を用いる場
合にはピン孔７の内周にスルーホールメツキを施
しておくのが好ましい。また成形金型８の上型８
ｂに設けた成形用突部１０によつて、基板１には
第１図のように回路体３のピン孔７部分において
ピン孔７の周縁とピン２の上端部とを露出させる
凹部９が形成されるものであり、この凹部９に半
田などの低融点金属合金の小粒やクリーム半田、
導電塗料、導電ワニス、導電接着剤など導電性材
料を充填することにより、ピン孔７とピン２とを
導電性材料で接合させることができ、ピン孔７と
ピン２との導通信頼性を高めることができる。成
形金型８の上型８ｂに設けた成形用突部１０は回
路体３の上面を押さえてピン２の鍔１１との間に
回路体３を挟持する作用もなすために、成形金型
８への樹脂の注入時に回路体３が浮き上がつたり
して変形した状態で基板１内にインサートされる
ことを防止することもできる。

上記のようにして形成される第１図のようなピ
ングリツトアレイＡにあつて、機器の実装基板
（マザーボード）への取り付けはマザーバード２
８に設けたソケツトやスルーホール２９などに各
ピン２を差し込むことによつておこなうことがで
きる。このとき、基板１にはピン２と平行に複数
の位置決め突部３０がそれぞれ等しい突出寸法で
一体に突設してあり、この位置決め突部３０の先
端がマザーボード２８の表面に当接することによ
つて所定の間隙で基板１とマザーボード２８との
間に空間を形成させることができるようにしてあ
る。このように基板１とマザーボード２８との間
の空間は位置決め突部３０によつて形成されるた
めに、第４図の従来例において示したように一部
のピン２に位置決め用の鍔１６を設けるような必
要がなく、ピン２として総て同じ形状のものを用
いることができることになる。またこのように位
置決め突部３０がマザーボード２８に当接するこ
とによつてマザーボード２８と基板１との間に加
わる荷重が位置決め突部３０によつて支持される
ことになり、ピン２の変形を防止することもでき
る。ここで各位置決め突部３０は第３図のように
成形金型８に成形用凹所３１を設けておくことに
よつて、基板１を成形する際に同時に形成される
もので、このように位置決め突部３０を設けるに
あたつて、各位置決め突部３０をつなぐリブを基
板１の裏面に一体に設けるようにしておけば、こ
のリブによつて基板１の補強をおこなわせること
ができ、基板１を薄く形成することも可能にな
る。

尚、基板１に実装する半導体チツプ４の発熱を
放散する必要のある場合には、熱伝導性に優れた
銅、鉄、アルミニウム、セラミツクなどで形成し
た放熱体１７を第２図に示すように基板１に取り
付けることができる。この放熱体１７は成形金型
８内にセツトしておくことによつて、基板１を樹
脂成形材料で成形する際に同時にインサート成形
して設けることができる。従つて放熱体１７を取
り付けるために基板１に孔をあける加工をおこな
つたりこの放熱体１７をはめ込んだりする加工工
数を必要としないものである。放熱体１７は基板
１の背面から露出する状態で基板２に固着させる
ようにするのが放熱効率のうえで好ましい。また
上記第１図、第２図の実施例において半導体チツ
プ４はピン２が突出された面と反対側の面である
回路体３の上面に実装するようにしたが、半導体
チツプ４を回路体３の下面側に実装するようにし
てもよく、特に放熱体１７を用いて放熱をおこな
う場合においては、半導体チツプ４を回路体３の
下面に実装すると放熱体１７は基板１の上面に露
出するように設けられることになり、放熱体１７
から放散される熱が基板１とマザーボード２８と
の間にこもることなく良好に放熱することができ
ることになる。

［発明の効果］ 上述のように本発明に係るピングリツドアレイ
は、合成樹脂の成形品で基板を形成すると共に基
部を基板内にインサート成形して固着した複数本
のピンを基板から突出させるようにしてあるの
で、合成樹脂によつて基板を成形する際に基板に
ピンの基部をインサート成形して基板へのピンの
固定がおこなえ、ピン孔の穿孔やピンの圧入など
の工数を必要とすることなくピンの取り付けを容
易におこなうことができると共にピンを圧入する
場合のような引き抜き強度が不安定になることも
ないものであり、また半導体チツプを実装した回
路体をピンの基部に接続した状態で半導体チツプ
とともに基板内にインサート成形して埋入してあ
るので、半導体チツプの実装とワイヤーボンデイ
ングの作業は基板内に取り付ける前の回路板に対
しておこなうことができ、従つてピンが設けられ
ていない状態でこれらの作業をおこなうことがで
きることになつてピンが邪魔になつたりピンを破
損したりすることなく半導体チツプの実装やワイ
ヤーボンデイングの作業を容易におこなうことが
できるものである。加えて半導体チツプを実装し
た状態で回路体を基板内にインサートすることに
よつて半導体チツプも基板内に埋入されて封止さ
れた状態になり、半導体チツプを封止するための
工程が不要になるものである。

また、ピンの基部にピンの軸方向に沿つて複数
の鍔を突設すると共に各鍔を成形品の基板内に埋
入するようにしたので、鍔が成形品の基板内に埋
入されることによつてピンの基板からの引き抜き
強度を一層高めてぐらつきなどをなくすことがで
き、ピンの整列度のばらつきを無くすことができ
るものであり、しかも回路体を鍔に係止させてピ
ンの基部に接続した状態で基板内にインサート成
形して埋入するようにしたので、ピンに設けた鍔
に回路体を係止させることによつて回路体を位置
決めして保持した状態で基板内にインサートさせ
ることができ、基板内の正確な位置に回路体を埋
入させることができるものである。さらに基板の
ピンが突出する面に位置決め突部を突設するよう
にしたので、機器のマザーボードにピンを差し込
むことによつてピングリツドアレイを実装するに
あたつて、マザーボードの表面に位置決め突部の
先端が当接して基板とマザーボードとの間に空間
を形成することができ、一部のピンに位置決め用
の鍔を設けたものを用いたりするような必要がな
く、基板とマザーボードとの間に放熱等のための
所定間隔の空間を形成することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
同上の他の実施例の断面図、第３図は第１図の実
施例の製造の際の成形金型の断面図、第４図は従
来例の断面図、第５図は他の実施例の断面図であ
る。 １は基板、２はピン、３は回路体、４は半導体
チツプ、１１，２１は鍔、３０は位置決め突部で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 合成樹脂の成形品で基板を形成すると共に基
   部を基板内にインサート成形して固着した複数本
   のピンを基板から突出させ、ピンの基部にピンの
   軸方向に沿つて複数の鍔を突設すると共に各鍔を
   成形品の基板内に埋入し、半導体チツプを実装し
   た回路体を鍔に係止させてピンの基部に接続した
   状態で半導体チツプとともに基板内にインサート
   成形して埋入し、基板のピンが突出する面に位置
   決め突部を突設して成ることを特徴とするピング
   リツドアレイ。