JPH08236911A - ボール状外部接続端子の構造 - Google Patents

ボール状外部接続端子の構造

Info

Publication number
JPH08236911A
JPH08236911A JP3824595A JP3824595A JPH08236911A JP H08236911 A JPH08236911 A JP H08236911A JP 3824595 A JP3824595 A JP 3824595A JP 3824595 A JP3824595 A JP 3824595A JP H08236911 A JPH08236911 A JP H08236911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
external connection
connection terminal
solder
shaped external
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3824595A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2636779B2 (ja
Inventor
Masaru Saito
優 斉藤
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP7038245A priority Critical patent/JP2636779B2/ja
Publication of JPH08236911A publication Critical patent/JPH08236911A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2636779B2 publication Critical patent/JP2636779B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H05K3/0094Filling or covering plated through-holes or blind plated vias, e.g. for masking or for mechanical reinforcement
    • 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
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】マルチチップモジュール(MCM)をマザーボ
ードに搭載し電気的に接合するため、はんだを用いてボ
ール状の外部接続用端子を形成する場合、スルホール直
下にはんだボールを形成することによって、パターンの
配線長が長くなり設計が制約されるといった問題を解決
する。 【構成】MCMの配線基板7のスルホール1に、封止材
13の樹脂を一定量供給し、この封止材13の粘着性を
利用して、はんだボール14を付着させた後、リフロー
する事でスルホールの周囲ランド15部分に接続され、
スルホール直下にボール状外部接続端子を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を搭載した
半導体装置の接続構造に関し、とくに半導体装置とマザ
ーボードとをはんだ溶融によって電気的に接続するため
に半導体装置に設けたボール状外部接続用端子の接続構
造に関する。
【0002】
【従来の技術】配設基板に半導体素子及び、電子部品を
1個ないし複数個搭載したマルチチップモジュール(M
CM)をマザーボードに搭載し電気的に接合する方法と
して、数多くの方式が提案されている。その中でも、最
も一般的な方式として、MCMのマザーボードと接合す
る面に、外部接続端子となるボール状の金属突起を形成
しておく。このボール状の金属突起は一般的にははんだ
で形成されていて、このMCMの金属突起とマザーボー
ドの接続部とを位置合わせし搭載した後、金属突起を加
熱溶融しそれぞれを接合した構造のものがある。この金
属突起を格子状に配置したボールグリッドアレイ(BG
A)について、従来技術によるBGAの構造と接続方法
を図をもちいて説明する。
【0003】図10(a)に従来技術による半導体装置
の外部接続端子の断面構造を示す。この図は一般的なB
GAの断面構造である。このようなBGAの従来構造で
は、MCMの配線基板7の第一面(表面)に半導体チッ
プ3をフェースアップで実装しており、この半導体チッ
プ電極8と配線基板7のボンディングパッド2は、ワイ
ヤ9によって電気的に接続されている。さらに配線パタ
ーンでボンディングパッド2からスルホール1に接続さ
れている。そして、このスルホール1を介して第二面
(裏面)のスルホール1から離れた位置に設けた外部接
続用端子を形成するためのソルダーパッド6と配線パタ
ーンによって電気的に接続されている。このソルダーパ
ッド6上には外部接続用端子であるはんだボール4が形
成されている。はんだボール4をソルダーパッド6上に
形成する一般的な方法としては、ソルダーパッド6に対
応したパターンの開口部を有するメタルマスクを用い
て、クリームはんだを印刷法によってソルダーパッド6
上に一定量供給する。その後、リフローすることによっ
てクリームはんだは溶融し表面張力で半球状のはんだボ
ール4が形成される。このような工法によってボール状
の外部接続用端子の接続構造を得ている。さらに別の方
法として、クリームはんだ又は高粘度のフラックスをソ
ルダーパッド6上に一定量印刷供給した後クリームはん
だ又はフラックスのタック性を利用し、はんだボールを
付着させてからリフローすることで、高さバラツキが少
なく、より高い外部接続用端子の構造を得ている。この
ような構造の従来例として「1994年5月発行の電子
材料−22ページ」及び、「1994年2月14日発行
の日経エレクトロニクス−61ページ」その他「USP
−5,241,133」に記載されている。
【0004】図10(b)は、ベアチップをフェースダ
ウン実装したもので他の部分は同じ構造となっている。
これら従来例の構造では、スルホールより離れた位置に
ソルダーパッドを設け、はんだボールを形成している。
これは、スルホール部にはんだボールを形成した場合、
リフロー時に溶融したはんだがスルホールに吸い込ま
れ、形成したはんだボールは高さがばらついてしまうの
でこれを避けるためである。しかし、これによってパタ
ーンの配線長が長くなる、又パターン引き回しの自由度
が少なくなり設計が制約されるといった問題がある。
【0005】その他、スルホール直下に外部接続用端子
を設けた構造として実開平2−102738号公報に記
載されたものがある。この例の断面構造を図11に示
す。これは、外部接続用端子を形成するスルホール内
に、回路基板の下面側に突出した金属ピン12を植設
し、該金属ピン12の突出した部分を包み込む形状では
んだボールを形成したものである。しかし、このような
構造のはんだボールを形成する場合、スルホールの径に
合った特別仕様の金属ピンが必要であり汎用性がない。
さらに、金属ピンをスルホールに高速で精度よく植設す
るための専用設備も必要となるためコストが高くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】半導体素子を用いた装
置の高性能,高機能,さらに小型化への要求に対応する
ためマザーボードへ高密度に実装する方法としてMCM
をもちいることが有利であるが、従来のMCMでは前記
従来例でのべたように、BGAのボールを形成するため
のソルダーパッドをスルホールから離して設ける必要が
あり、配線パターン設計の自由度がなく配線長が長くな
ってしまい、さらなる高性能化を図ることが難しいとい
う問題があった。また、スルホール直下にBGAボール
を形成するためには高精度で高速な機能を有する高価な
設備が必要になるという問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のボール状外部接
続端子の構造は、配線基板上に一個又は複数の半導体素
子及び電子部品を搭載した半導体装置であるMCMを、
マザーボードに搭載し電気的に接続するためにMCM側
に設けるボール状の外部接続端子をスルホール直下に形
成している。この形成手段として、スルホール内の一部
又は全部に封止材を充填しその下に封止材の粘着性を利
用しはんだボールを付着させリフローする。又は、封止
材を用いずに金属コアにはんだメッキを施したボールを
フラックスの粘着性を利用して付着させリフローするこ
とで簡単に精度の良いボール状の外部接続端子を形成す
る。
【0008】
【実施例】以下に本発明の図面を参照しながら説明す
る。 〔実施例1〕 図1(a)は、第一の実施例によるMC
Mの断面構造図である。この図は、はんだボール14を
搭載した時点でリフローする前の状態を表している。こ
の構造を得るには、MCMの配線基板7全体のスルホー
ルもしくはボール状の外部接続端子を形成するスルホー
ル1に、封止材13の樹脂を印刷法もしくはデスペンサ
ーによって一定量供給し、この封止材13の粘着性を利
用して、はんだボール14を付着させ搭載する。はんだ
ボールを所定の箇所に付着搭載する方法としては様々な
方法があるが簡単な一例として、振り込みプレート治具
を用いる方法がある。この振り込みプレートには、所定
の位置にはんだボールが入る位の半球状又は円柱状の穴
を設けてあり、この穴にはんだボールを落とし込む。そ
して余分なはんだボールを取り除いた後で配線基板7を
上から被せ、この配線基板7と振り込みプレート治具と
を同時に、しかも位置ズレしなように反転させる。その
後、振り込みプレート治具とを同時に、しかも位置ズレ
しないように反転させる。その後、振り込みプレート治
具を取り除くことによって所定の位置にはんだボールを
搭載している。このような方法ではんだボールが搭載さ
れた基板を、リフロー(共晶はんだの場合230℃〜2
40℃)することによって図2のランド15に接続した
はんだボール16の構造を得る。このようにして得られ
たボール状外部接続端子を持つMCMを、マザーボード
18に搭載しリフローすることで図3のパッド19に接
続した構造を得ている。この接続構造によって、MCM
の第一面に搭載した半導体素子3とマザーボード18間
の配線を短くすることができ効率良く電気信号を伝える
ことが可能となった。 〔実施例2〕 図1(b)は第2の実施例であり図1
(b)の状態と同じくリフローする前の状態である。大
体において第1の実施例と同じでありここでは相違点に
ついて述べる。この構造は、MCMの配線基板全体のス
ルホールもしくはボール状外部接続端子を形成するスル
ホール1に、封止材13の樹脂を印刷法もしくはデスペ
ンサーによって一定量供給した後、120℃〜150℃
で2時間及び3時間のキュアーを行なって樹脂を硬化さ
せる。その後、スルホール外周部のランド15にフラッ
クス11を印刷法もしくはデスペンサーによって一定量
供給する。そして、このフラックス11の粘着性を利用
して、はんだボール14を付着搭載することによって図
1(b)の状態となり、これをリフローすることで第1
の実施例と同様な図2の構造を得る。また、ここではフ
ラックスを例として用いたが、クリームはんだを用いて
も同様の構造を得ることができる。この実施例によっ
て、実施例1よりもはんだ濡れ性が良く、より信頼性の
高い接続構造とすることができた。 〔実施例3〕 図4は第3の実施例の断面図である。こ
の構造の特徴は、はんだボールに高融点はんだボール2
0を用いていることである。高融点はんだボールとして
は、例えばPb65/Sn35はんだ(融点248
℃),Pb70/Sn30はんだ(融点258℃)のよ
うに、一般電子部品のはんだ付けに使われている共晶は
んだ(融点183℃)より高い融点のはんだを用いる。
そして封止材13としては、導電性樹脂、又はクリーム
はんだを使用している。この実施例の構造を得る方法と
して、実施例1,2と同様の方法で封止材13をスルホ
ール1に一定量供給し、その供給した封止材13に高融
点はんだボール20を付着搭載する。その後、導電性樹
脂を用いた場合は所定の温度で硬化させる。クリームは
んだの場合、用いたクリームはんだが溶融するのに最適
な条件にてリフローすることによって図4の構造のMC
Mを得た。このMCMをマザーボード18に搭載し接続
した状態の断面図が図5である。この実施例では、はん
だボールがリフロー時に溶融しないでそのままの形で外
部接続端子が形成でき、高さばらつきがより少なく高さ
のあるものが得られた。これによって、MCMの外部接
続端子を形成する面にも半導体素子などの部品を実装す
ることができた。 〔実施例4〕 図6は第4の実施例である。スルホール
1を樹脂23で封止しキュアした後、ランド15上にク
リームはんだを印刷法によって供給する。その後、第3
の実施例と同じ高融点はんだボールを付着搭載しリフロ
ーするここで外部接続用端子を形成した。この実施例で
は、スルホールの封止材に導電性樹脂でなく一般的な樹
脂を用いることで安価にすることができた。 〔実施例5〕 図7(a)は第5の実施例である。この
実施例の特徴は、金属コアにはんだメッキを施したボー
ルを用いていることである。このはんだメッキボールは
例えば、金属コアが銅ボールでできておりその表面には
んだメッキを施している。この実施例の接続構造は、配
線基板7の外部接続端子を形成する面全体、又はスルホ
ール1のパッド15部のみにフラックス11を塗布して
おき、はんだメッキボールを付着搭載しリフローするこ
とでボール表面のはんだメッキが溶融しスルホール1及
びパッド15と接続され外部接続用端子が形成できる。
この外部接続用端子の高さはバラツキが少なく、ほぼ金
属コアである銅ボールの高さとなる。この状態を図9
(b)に示す。図8はこのMCMをマザーボードに搭載
し接続した状態である。この実施例では、樹脂やクリー
ムはんだを使用していないので安価で、しかも工程が少
ないので生産性に優れている。 〔実施例6〕 図9(a)は、実施例1から実施例5で
形成した外部接続用端子25と、一部を従来技術にて形
成した外部接続用端子26のMCMの実施例である。図
9(b)は大体において同じであるが、従来技術にて外
部接続用端子を形成している部分で、配線基板7がビル
ドアップと呼ばれている工法にて形成されている点が異
なる。この工法では窪んだ形状のソルダーパッド6を形
成することが可能で、そこに従来技術にて外部接続用端
子26を形成した実施例である。このような従来技術と
組み合わせた構造とすることによって、より多くの外部
接続用端子を設けることができた。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、スルホー
ル直下にボール状の外部接続用端子を設けており、これ
によって配線パターンの自由度が上がり、配線長を短く
することができる。したがって信号伝達効率の向上が図
れた。又、高価な設備を用いないで容易にしかも安価な
ボール状の外部接続端子を形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は本発明の第1と第2の実施例
を示す断面図である。
【図2】本発明の使用例を示す断面図である。
【図3】本発明の使用例を示す断面図である。
【図4】本発明の第3の実施例を示す断面図である。
【図5】本発明の使用例を示す断面図である。
【図6】本発明の第4の実施例を示す断面図である。
【図7】本発明の第5の実施例を示す断面図である。
【図8】本発明の使用例を示す断面図である。
【図9】(a),(b)は本発明の第6と第7の実施例
を示す断面図である。
【図10】(a),(b)は第1と第2の従来例を示す
断面図である。
【図11】第3の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 スルホール 2 ボンディングパッド 3 LSIチップ 4 はんだボール 5 ソルダーレジスト 6 ソルダーパッド 7 配線基板 8 LSI電極 9 ワイヤー 10 バンプ 11 フラックス 12 金属ピン 13 封止材 14 はんだボール 15 ランド 16 はんだボール 17 接続部 18 マザーボード 19 パッド 20 高融点はんだボール 21 はんだメッキボール 22 接続部 23 樹脂 24 クリームはんだ 25 外部接続用端子 26 外部接続用端子

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント配線基板上に、一個又は複数の
    半導体素子あるいはそれらと電子部品を搭載した半導体
    装置のボール状外部接続端子の構造において、前記プリ
    ント配線基板は前記半導体素子と電気的に接続されてい
    る貫通スルホールが設けられており、前記貫通スルホー
    ル直下に、前記半導体装置をマザーボードに搭載し電気
    的に接続するためのボール状の外部接続端子を設けたこ
    とを特徴とするボール状外部接続端子の構造。
  2. 【請求項2】 前記貫通スルホールが前記半導体素子よ
    りの電気信号伝達効率が最大になるよう配置されている
    請求項1記載のボール状外部接続端子の構造。
  3. 【請求項3】 前記貫通スルホールがグリッド状に配置
    されていて且つ、前記半導体素子よりの電気信号伝達効
    率が最大になるよう配置されている請求項1記載のボー
    ル状外部接続端子の構造。
  4. 【請求項4】 前記プリント配線基板のスルホール内部
    は一部又は全部が、クリームはんだまたは、樹脂によっ
    て封止されている請求項1,2または3記載のボール状
    外部接続端子の構造。
  5. 【請求項5】 前記樹脂は導電性であり導電材がAu,
    Ag,Cu,Ni,Ci,Sn,Pb,Pt,W,M
    o,Cの粉末か又は、これらの元素を最外周部にメッキ
    した積層体からなる導電材を用いている請求項4記載の
    ボール状外部接続端子の構造。
  6. 【請求項6】 外部接続用ボールは高融点はんだである
    請求項1,2,3また4記載のボール状外部接続端子の
    構造。
  7. 【請求項7】 前記外部接続用ボールは、金属コアには
    んだメッキを施したボールである請求項1,2,3,ま
    たは4記載のボール状外部接続端子の構造。
  8. 【請求項8】 外部接続用ボールは鉛レスのはんだボー
    ルまたは、鉛レスのはんだメッキを施した金属ボールで
    ある請求項1,2,3,4,5,6,または7記載のボ
    ール状外部接続端子の構造。
JP7038245A 1995-02-27 1995-02-27 ボール状外部接続端子の構造およびその形成方法 Expired - Lifetime JP2636779B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7038245A JP2636779B2 (ja) 1995-02-27 1995-02-27 ボール状外部接続端子の構造およびその形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7038245A JP2636779B2 (ja) 1995-02-27 1995-02-27 ボール状外部接続端子の構造およびその形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08236911A true JPH08236911A (ja) 1996-09-13
JP2636779B2 JP2636779B2 (ja) 1997-07-30

Family

ID=12519931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7038245A Expired - Lifetime JP2636779B2 (ja) 1995-02-27 1995-02-27 ボール状外部接続端子の構造およびその形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2636779B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6199273B1 (en) 1995-12-19 2001-03-13 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of forming connector structure for a ball-grid array
JP2007082260A (ja) * 2006-11-21 2007-03-29 Epson Toyocom Corp 圧電発振器
US7222776B2 (en) 1997-01-30 2007-05-29 Ibiden Co., Ltd. Printed wiring board and manufacturing method therefor
JP2007149815A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品接続構造および電子部品接続方法
US7368666B2 (en) 2005-02-22 2008-05-06 Alps Electric Co., Ltd Surface-mounting type electronic circuit unit without detachment of solder
US8410610B2 (en) 2007-10-19 2013-04-02 Nhk Spring Co., Ltd. Connecting terminals with conductive terminal-forming members having terminal portions extending in different directions

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02102738U (ja) * 1989-01-31 1990-08-15
JPH0714942A (ja) * 1993-06-15 1995-01-17 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02102738U (ja) * 1989-01-31 1990-08-15
JPH0714942A (ja) * 1993-06-15 1995-01-17 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6199273B1 (en) 1995-12-19 2001-03-13 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of forming connector structure for a ball-grid array
US7222776B2 (en) 1997-01-30 2007-05-29 Ibiden Co., Ltd. Printed wiring board and manufacturing method therefor
US7368666B2 (en) 2005-02-22 2008-05-06 Alps Electric Co., Ltd Surface-mounting type electronic circuit unit without detachment of solder
JP2007149815A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品接続構造および電子部品接続方法
JP4591330B2 (ja) * 2005-11-25 2010-12-01 パナソニック株式会社 電子部品接続構造および電子部品接続方法
US8148253B2 (en) 2005-11-25 2012-04-03 Panasonic Corporation Electronic component soldering structure and electronic component soldering method
KR101227025B1 (ko) * 2005-11-25 2013-01-28 파나소닉 주식회사 전자 부품 접속 구조 및 전자 부품 접속 방법
JP2007082260A (ja) * 2006-11-21 2007-03-29 Epson Toyocom Corp 圧電発振器
US8410610B2 (en) 2007-10-19 2013-04-02 Nhk Spring Co., Ltd. Connecting terminals with conductive terminal-forming members having terminal portions extending in different directions

Also Published As

Publication number Publication date
JP2636779B2 (ja) 1997-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6356453B1 (en) Electronic package having flip chip integrated circuit and passive chip component
US6414849B1 (en) Low stress and low profile cavity down flip chip and wire bond BGA package
US6546620B1 (en) Flip chip integrated circuit and passive chip component package fabrication method
US5757071A (en) C4 substrate contact pad which has a layer of Ni-B plating
US6028357A (en) Semiconductor device with a solder bump over a pillar form
JP2595909B2 (ja) 半導体装置
US6075710A (en) Low-cost surface-mount compatible land-grid array (LGA) chip scale package (CSP) for packaging solder-bumped flip chips
EP0624053B1 (en) Mounting device and method of connecting miniaturized electronic components by bump connections
US7968999B2 (en) Process of grounding heat spreader/stiffener to a flip chip package using solder and film adhesive
JP5649805B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US20070285884A1 (en) Interposer with flexible solder pad elements
US20020047216A1 (en) Ball grid array
JPH09199535A (ja) 半導体集積回路の電極構造およびそのパッケージ形成方法
US20030100212A1 (en) Method and structure for tape ball grid array package
US6887778B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method
JP2000022027A (ja) 半導体装置、その製造方法およびパッケージ用基板
EP1571706A1 (en) Electronic device
US20040180527A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2001250876A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US5895231A (en) External terminal fabrication method for semiconductor device package
JP2636779B2 (ja) ボール状外部接続端子の構造およびその形成方法
JP2001267699A (ja) Cteが一致した印刷配線板上のチップスケールパッケージング
JP2004079891A (ja) 配線基板、及び、配線基板の製造方法
US6109369A (en) Chip scale package
KR100192758B1 (ko) 반도체패키지의 제조방법 및 구조

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19970311