JPH08191128A - 電子装置 - Google Patents

電子装置

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JPH08191128A
JPH08191128A JP102395A JP102395A JPH08191128A JP H08191128 A JPH08191128 A JP H08191128A JP 102395 A JP102395 A JP 102395A JP 102395 A JP102395 A JP 102395A JP H08191128 A JPH08191128 A JP H08191128A
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JP
Japan
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wiring board
board
solder
wiring
electronic
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Pending
Application number
JP102395A
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English (en)
Inventor
Takeshi Terasaki
健 寺崎
Makoto Kitano
誠 北野
Tetsuo Kumazawa
鉄雄 熊沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08191128A publication Critical patent/JPH08191128A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/368Assembling printed circuits with other printed circuits parallel to each other

Landscapes

  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】複数の電子部品とこれらの電子部品を搭載した
配線基板を備えた電子装置において、電子部品を実装し
た第一の配線基板と第一の配線基板より寸法の大きい第
二の配線基板が半田バンプにより電気的に接続されてお
り、第一の配線基板の表裏を基板内部を通じて電気的に
接続する手段を有している。 【効果】構成部品間の線膨張係数差を小さくすることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の電子部品を搭載
した電子装置に係り、特に、半田接続部の熱疲労寿命の
向上に好適な電子装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複数の電子部品を搭載した基板の
裏面にリードピンを配置した電子装置が提案され、例え
ば、特開昭63−226954号公報,特開平4−164359 号公報
等に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来技術は、実装
する配線基板に孔あけ加工(スルーホール)を必要とす
るため、高密度化に適した表面実装を行うことができな
い。
【0004】さらに近年、基板寸法は大型化しながら、
基板材は低価格材や薄板材への移行,両面実装基板の増
加傾向など、基板の反りがますます大きくなる傾向があ
る。しかし、部品実装の高密度化と,配線パターンの高
細密化のため、電子部品の搭載精度の面から基板の反り
は大きな問題である。
【0005】もう一つの課題は、電子部品は一般的に熱
に弱いため、できるだけ低融点の半田を用いて実装する
ことが望ましいが、耐クリープ性及び耐熱疲労性の点か
ら使用が限定されていることである。
【0006】また、電子部品とそれを搭載する基板の熱
膨張係数差により、製造時あるいは使用時の温度環境の
変化で半田接続部に熱疲労破壊が起きる問題があるが、
従来技術はこの問題に対する検討は行われていない。
【0007】本発明の目的は、高密度な表面実装が可能
で、電子部品のはんだ接続部の熱疲労破壊に対する信頼
性に優れた電子装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は複数の電子部品とこれらの電子部品を搭
載した配線基板を備えた電子装置において、電子部品を
実装した第一の配線基板と第一の配線基板より寸法の大
きい第二の配線基板が半田により電気的に接続されてお
り、第一の配線基板の表裏を基板内部を通じて電気的に
接続する手段を有している。
【0009】また上記の目的を達成するために、前記電
子装置の第一の配線基板はその面内の線膨張係数が、最
も線膨張係数の小さい電子部品の線膨張係数より大き
く、第二の配線基板の面内の線膨張係数よりも小さいも
のとする。
【0010】また上記の目的を達成するために、前記第
一の配線基板の電子部品実装面側の接続部の数よりその
反対面側の接続部の数が少ないものとする。
【0011】また上記の目的を達成するために、電子部
品と第一の配線基板を高融点半田で接続し、かつ第一の
配線基板と第二の配線基板を前記半田より低融点の半田
で接続する。
【0012】また上記の目的を達成するために、電子部
品と第一の配線基板を低融点半田で接続し、かつ第一の
配線基板と第二の配線基板を前記半田より高融点の半田
で接続する。
【0013】また上記の目的を達成するために、第一の
配線基板と第二の配線基板の接続部を第一の配線基板の
中心部に配置する。
【0014】
【作用】本発明による電子装置は、電子部品を搭載した
配線基板を半田バンプを介して外部の配線基板に実装す
るため、外部の配線基板に孔あけ加工を必要とせず、表
面実装を行うことができる。
【0015】高い搭載精度が要求される電子部品を反り
の少ない寸法の小さい配線基板に搭載し、電子回路モジ
ュールを作る。それを大きな基板に半田バンプを介して
実装することにより、不良率の低減が図れる。
【0016】また、電子部品を直接配線基板に実装する
場合より、線膨張係数差の小さい第一の配線基板を介し
て第二配線基板に実装するため、電子部品と第一の配線
基板、あるいは第一の配線基板と第二の配線基板の間の
半田接続部の信頼性を向上させることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。
【0018】本発明の第一実施例による電子装置の斜視
図を図1に示す。また、第一実施例の側面断面図を図2
に示す。
【0019】第一配線基板3上に表面に複数の電子部品
1を搭載し、電子回路モジュールを形成する。第一配線
基板3上に搭載する電子部品1として、ICパッケー
ジ,半導体素子,チップコンデンサ,チップ抵抗等があ
る。電子部品1の端子は第一配線基板3上の配線パッド
部4と導電材2によって電気的に接続される。導電材2
として、半田,導電性樹脂,金属ワイヤを用いることが
好ましい。
【0020】第一配線基板3上の配線パッド部4からそ
の裏面にある電極5と導通を得るために、ブラインドビ
アやスルーホールや絶縁被覆ワイヤ等を介して配線(い
ずれも、図示せず)されている。第一配線基板3とし
て、主としてフェノール樹脂紙基材銅張積層板やエポキ
シ樹脂ガラス布基材銅張積層板等の使用が一般的である
が、基板材質として目的に応じて絶縁物である有機物あ
るいは無機物を用いてもよい。
【0021】第一配線基板3の裏面にある電極5は、半
田バンプ6を介して第二配線基板7上の配線パッド8と
接続する。第二配線基板7は他の複数の電子部品9ある
いは他の電子回路モジュールを搭載して、電子装置を形
成する。本実施例では片面表面実装した場合を示してい
るが、必要に応じて両面実装や挿入実装を行ってもよ
い。
【0022】第一配線基板3には、その面内の線膨張係
数が、電子部品1の中で最も線膨張係数の小さいものの
線膨張係数より大きく、第二配線基板7の面内の線膨張
係数よりも小さいものを選択する。電子部品1と第一配
線基板3の線膨張係数差あるいは第一配線基板3と第二
配線基板7の線膨張係数差が、電子部品1を直接第二配
線基板7に実装した場合に比べ小さいため、半田接合部
の高信頼性が得られる。
【0023】第二配線基板7と接続される半田バンプ6
の直径は600μm程度が適当であるが、電気的な導通
および機械的強度に問題がなければいくらでもよい。第
一配線基板3へのバンプ付け方法としては以下の三つの
方法がある。
【0024】第一の方法は、スクリーン印刷の原理を用
いて第一配線基板3上にある電極5に半田ペーストを印
刷し、リフロー加熱を行ってバンプを形成する方法であ
る。第二は、予め作製した半田ボールを配線基板3上の
電極5に転写して、リフロー加熱により形成する方法で
ある。第三は、半田ワイヤを用いてバンプを配線基板上
の電極にボンディングする方法である。
【0025】半田バンプピッチは、基板実装後の接合部
の検査が困難であると言う理由から、従来1.0〜1.2
mm程度が下限とされている。本発明では複数の電子部品
が配線基板3上で電子回路部を形成しており、半田バン
プ4の数を電子部品1の端子の総数よりも少なくするこ
とが可能である。そのため、半田バンプ4のピッチ範囲
の選択の幅が大きくなる。
【0026】導電材2や半田バンプ4に用いる半田は、
Pb−Sn系半田,In系半田,Au系半田等がある
が、機械的性質や半田付け性,耐熱疲労性,耐熱性等を
考慮し最適なものを選択する。導電材2に用いる半田と
半田バンプ4に用いる半田は必ずしも同じものである必
要はない。
【0027】使用する半田の一例として、Sn−58%
Bi,Pb−63%Sn,Au−20%Sn,Pb−5
%Sn,Au−3%Siなどがあり、それらの融点はそ
れぞれ138℃,183℃,280℃,290℃,36
3℃である。また、必要があれば半田バンプ4の代わり
に導電性樹脂を用いても何ら問題はない。
【0028】本発明の第二実施例は、第一実施例におい
て、導電材2に高融点半田を、半田バンプ4に低融点半
田を用いて、更に、電子部品1と第一配線基板3の間の
線膨張係数差が、第一配線基板3と第二配線基板7の間
の線膨張係数差より大きくしたものである。こうするこ
とにより、第二配線基板上の電子部品9の熱によるダメ
ージは少なくて済み、半田接合部の耐クリープ性及び耐
熱疲労性が向上する。
【0029】本発明の第三実施例は、第一実施例におい
て、導電材2に低融点半田を、半田バンプ4に高融点半
田を用いて、更に電子部品1と第一配線基板3の間の線
膨張係数差が、第一配線基板3と第二配線基板7の間の
線膨張係数差より小さくしたものである。こうすること
により、導電材2に発生する歪は小さくて済み、低融点
半田でも信頼性が確保できる。
【0030】本発明の第四実施例による電子装置を図3
に示す。本実施例は、第一実施例における半田バンプ4
を第一配線基板3の中心部に配置したものである。これ
により、第一配線基板3と第二配線基板7の線膨張係数
差に起因して半田接続部に発生する歪は小さくなる。
【0031】本発明の第五実施例による電子装置を図4
に示す。本実施例は、第四実施例において、半田バンプ
4の外周側に機械的接続のみを目的として半田10によ
る接続を行ったものである。機械的接続を目的とした半
田接続として半田バンプによるものが好ましい。これに
より、電子回路装置の組立時及び組立後に加わる機械的
な応力・歪による破壊や振動による破壊を防止できる。
【0032】本発明の第六実施例による電子装置を図5
に示す。本実施例は、第四実施例において、第一配線基
板3と第二配線基板7の隙間を樹脂11で封止したもの
である。第一配線基板3と第二配線基板7が樹脂11に
より接着されるため、電子回路装置の組立時及び組立後
に加わる機械的な応力・歪による破壊や振動による破壊
を防止できる。
【0033】本発明の第七実施例による電子装置を図6
に示す。本実施例は、第一実施例において、第一配線基
板3上の電子部品1の全てあるいは一部を樹脂11で封
止したものである。これにより、組立時の取扱いが容易
になる。また、樹脂11は電子部品1を外的雰囲気から
保護する役割がある。
【0034】本発明の第八実施例による電子装置を図7
に示す。本実施例は、第一実施例において、第一配線基
板3上の電子部品1のうち少なくとも一つが半田バンプ
で接続されたものである。これにより、半田接続部の信
頼性を低下させることなく、第一配線基板3の実装密度
を上げることができる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば構成部品間の線膨張係数
差を小さくすることができるため、半田接続部の信頼性
向上が達成できる。
【0036】また、第一の配線基板に複数の電子部品を
実装してユニット化することにより、第一の配線基板か
らの出力端子数を減らすことができるため、信頼性を確
保しながら高密度実装が可能であること、さらに、小ピ
ッチのICパッケージを大きい配線基板に精度良く搭載
するのは基板の反りなどの問題から困難であるため、小
さい配線基板に他の電子部品と一緒に実装することによ
り不良率の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例における電子装置の斜視
図。
【図2】本発明の第一実施例における電子装置の断面
図。
【図3】本発明の第四実施例における電子装置の断面
図。
【図4】本発明の第五実施例における電子装置の断面
図。
【図5】本発明の第六実施例における電子装置の断面
図。
【図6】本発明の第七実施例における電子装置の断面
図。
【図7】本発明の第八実施例における電子装置の断面
図。
【符号の説明】
1…第一配線基板上の電子部品、2…導電材、3…第一
配線基板、4…第一配線基板の配線パッド部、5…電
極、6…半田バンプ、7…第二配線基板の配線パッド
部、8…第二配線基板、9…第二配線基板上の電子部
品、10…機械的接続用半田、11…封止樹脂。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電子部品と前記電子部品を搭載した
    配線基板を備えた電子装置において、前記電子部品を実
    装した第一の配線基板と前記第一の配線基板より寸法の
    大きい第二の配線基板が半田バンプにより電気的に接続
    されており、前記第一の配線基板の表裏を基板内部を通
    じて電気的に接続する手段を有していることを特徴とす
    る電子装置。
JP102395A 1995-01-09 1995-01-09 電子装置 Pending JPH08191128A (ja)

Priority Applications (1)

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JP102395A JPH08191128A (ja) 1995-01-09 1995-01-09 電子装置

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JP102395A JPH08191128A (ja) 1995-01-09 1995-01-09 電子装置

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JPH08191128A true JPH08191128A (ja) 1996-07-23

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0896501A3 (en) * 1997-08-06 2000-12-06 Nec Corporation Mounting structure for one or more semiconductor devices
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CN105376962A (zh) * 2014-09-01 2016-03-02 广达电脑股份有限公司 电路板结构的改良方法

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