JPH0846088A - Bga package and printed circuit board suited for mounting bga package - Google Patents

Bga package and printed circuit board suited for mounting bga package

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JPH0846088A
JPH0846088A JP19911494A JP19911494A JPH0846088A JP H0846088 A JPH0846088 A JP H0846088A JP 19911494 A JP19911494 A JP 19911494A JP 19911494 A JP19911494 A JP 19911494A JP H0846088 A JPH0846088 A JP H0846088A
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JP
Japan
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circuit board
printed circuit
bga package
solder balls
package
Prior art date
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JP19911494A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Ujiie
一夫 氏家
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M & M Prod Kk
Original Assignee
M & M Prod Kk
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Publication date
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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
    • H05K3/303Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
    • 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

Abstract

PURPOSE:To prevent the excess crushing of solder balls when the solder balls are melted at the time of joining. CONSTITUTION:In a BGA package, in which solder balls 4 joined with a printed circuit board are fixed onto the rear of a substrate 2, at least three projections 5 abutted against the printed circuit board under the state, in which the solder balls 4 are melted and proper junctions with the printed circuit board are formed, are formed so that the BGA package 1 can be held horizontally on the printed circuit board, thus supporting the BGA package 1 by the projections 5 when the solder balls 4 are melted, then preventing the excess crushing of the solder balls 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、BGAパッケージの構
造と、BGAパッケージを実装するに適したプリント回
路基板の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a BGA package structure and a printed circuit board structure suitable for mounting the BGA package.

【0002】[0002]

【従来の技術】BGAパッケージは、図9に示したよう
に表面に回路素子や半導体デバイス20が実装された基
板21の裏面に半田合金により製作された微小なボール
B、B、B‥‥を接続端子とするように固定されたデバ
イスで、図10に示したように基板21の裏面全体を接
続領域として使用できるため、側面に接続端子を備える
QFパッケージに比較して端子間の間隔が大きく、比較
的簡単な位置合わせにより正確な接続が可能になるとい
う長所を備えている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 9, a BGA package has minute balls B, B, B, ... Made of solder alloy on the back surface of a substrate 21 on which circuit elements and semiconductor devices 20 are mounted. Since the device fixed as the connection terminal can use the entire back surface of the substrate 21 as the connection region as shown in FIG. 10, the distance between the terminals is larger than that of the QF package having the connection terminal on the side surface. , It has an advantage that an accurate connection can be made by a relatively simple alignment.

【0003】プリント回路基板にBGAパッケージを実
装する場合には、半田クリームを塗布した状態で、BG
Aパッケージを含む各回路部品を搭載してリフローによ
りハンダ付けが行なわれるが、ヒートシンクなどが予め
装着されているBGAパッケージにあっては、自重が大
きいため、半田ボールが溶融した時点で、半田の表面張
力だけではBGAパッケージを支持することができず、
半田ボールが潰れて短絡等の事故を生じるという問題
や、またリペアのために位置決め部材を介してBGAパ
ッケージをプリント回路基板に固定している場合にも位
置決め部材からの力に起因して同様の問題が生じる。
When a BGA package is mounted on a printed circuit board, BG is applied with solder cream applied.
Although each circuit component including the A package is mounted and soldering is performed by reflow, the BGA package in which a heat sink or the like is mounted in advance has a large self-weight, and therefore, when the solder balls melt, The surface tension alone cannot support the BGA package,
The problem that the solder balls are crushed and an accident such as a short circuit occurs, and also when the BGA package is fixed to the printed circuit board through the positioning member for repair, the same force is caused by the positioning member. The problem arises.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、実装時にはんだボールに過度な変形を生じさせる
ことがない新規なBGAパッケージを提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a novel BGA that does not cause excessive deformation of solder balls during mounting. It is to provide the package.

【0005】また本発明の他の目的は、BGAパッケー
ジを実装するのに適したプリント回路基板を提供するこ
とである。
Another object of the present invention is to provide a printed circuit board suitable for mounting a BGA package.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、基板の裏面にプリント回路
基板と接合する半田ボールを固着してなるBGAパッケ
ージにおいて、前記半田ボールが溶融して前記プリント
回路基板と適正な接合を形成した状態で前記プリント回
路基板に当接する突起が、前記BGAパッケージを前記
プリント回路基板に水平に保持できるように少なくとも
3個形成されていて、突起によりBGAパッケージを支
持して半田ボールの過度な押潰しを防止する。
In order to solve such a problem, according to the present invention, in a BGA package in which a solder ball to be joined to a printed circuit board is fixed to the back surface of the board, the solder ball is melted. At least three protrusions are formed so as to contact the printed circuit board in a state in which the printed circuit board is properly joined to the printed circuit board so that the BGA package can be held horizontally on the printed circuit board. Supports the package and prevents excessive crushing of solder balls.

【0007】[0007]

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図1(イ)、(ロ)は、それぞれ
本発明のBGAパッケージの一実施例を示すものであっ
て、図中符号1は、BGAパッケージ本体で、基板2の
表面に図示しない電子部品や、半導体素子を実装し、セ
ラミックスや高分子材料により被覆されており、基板2
の裏面には接続すべき端子に対応させて一定のピッチで
半田ボール4、4、4‥‥が固定されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. 1 (a) and 1 (b) respectively show an embodiment of the BGA package of the present invention, in which reference numeral 1 is a BGA package body, which is an electronic component (not shown) on the surface of the substrate 2, The semiconductor element is mounted and covered with ceramics or a polymer material.
Solder balls 4, 4, 4 ... Are fixed to the back surface of the solder ball 4 at a constant pitch corresponding to the terminals to be connected.

【0008】5、5‥‥は、基板2の裏面に形成された
突起で、少なくともBGAパッケージ本体を、半田ボー
ル4、4、4‥‥が溶融した際、水平に支持できる位置
に少なくとも3個設けられ、その高さは半田ボール4、
4、4‥‥よりも基板2側に位置するように差gが設定
されている。
Denoted at 5 are projections formed on the back surface of the substrate 2, and at least three BGA package bodies are provided at positions where they can be horizontally supported when the solder balls 4, 4, 4, ... Is provided and its height is the solder ball 4,
The difference g is set so that it is located closer to the substrate 2 than 4, 4 ...

【0009】この実施例において、実装すべきBGAパ
ッケージ1をプリント回路基板Pの回路パターンに合わ
せて位置決めする。この状態では、半田ボール4、4、
4‥‥が溶融していないから、BGAパッケージ1の突
起5、5、5‥‥はプリント回路基板Pから浮いた状態
にある(図2(I))。
In this embodiment, the BGA package 1 to be mounted is positioned according to the circuit pattern on the printed circuit board P. In this state, the solder balls 4, 4,
.. are not melted, the protrusions 5, 5, 5, ... Of the BGA package 1 are in a state of floating from the printed circuit board P (FIG. 2 (I)).

【0010】この状態でリフロー等によりハンダ付けを
実行すると、半田ボール4、4、4‥‥の溶融が起こ
る。このとき半田ボール4、4、4‥‥がbgaパッケ
ージ本体1の自重等、上部からの圧力に耐えられなくな
ると、この圧力により押し潰されるが、一定の段階まで
変形した時点で、BGAパッケージ本体1の突起5、
5、5‥‥の先端がプリント回路基板Pの表面に当接す
るため、突起5、5、5の高さ以下に変形するのが防止
され、隣接の半田ボールと接触するまでは変形せず、最
適な状態でプリント回路基板Pに溶着することになる。
When soldering is performed by reflowing or the like in this state, melting of the solder balls 4, 4, 4 ,. At this time, when the solder balls 4, 4, 4, ... Are unable to withstand the pressure from the top such as the self-weight of the bga package body 1, they are crushed by this pressure, but when they are deformed to a certain stage, the BGA package body is deformed. One protrusion 5,
Since the tips of the parts 5, 5, ... Abut on the surface of the printed circuit board P, they are prevented from being deformed below the height of the protrusions 5, 5, 5, and are not deformed until they come into contact with the adjacent solder balls. It will be welded to the printed circuit board P in an optimum state.

【0011】図3(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明の
BGAパッケージの他の実施例を示すもので、この実施
例においては、各半田ボール4、4、4‥‥の間を通る
ように格子状の突起7、7、7‥‥が形成され、その高
さはやはり半田ボール4、4、4‥‥と差gを形成する
ように選択されている。
3 (a) and 3 (b) respectively show another embodiment of the BGA package of the present invention. In this embodiment, the BGA package passes between the solder balls 4, 4, 4, .... .. are formed, and their heights are selected so as to form a difference g with the solder balls 4, 4, 4 ,.

【0012】この実施例において、実装すべきBGAパ
ッケージ本体1をプリント回路基板Pの回路パターンに
合わせて位置決めする。この状態では、半田ボール4、
4、4‥‥が溶融していないから、BGAパッケージ1
の格子状の突起7、7、7‥‥はプリント回路基板Pか
ら浮いた状態にある(図4(I))。
In this embodiment, the BGA package body 1 to be mounted is positioned according to the circuit pattern of the printed circuit board P. In this state, the solder balls 4,
BGA package 1 because 4, 4, ... are not melted
The lattice-shaped projections 7, 7, 7, ... Are floating from the printed circuit board P (FIG. 4 (I)).

【0013】この状態でリフロー等によりハンダ付けを
実行すると、半田ボール4、4、4‥‥の溶融が起こ
り、楕円形に変形した時点で、BGAパッケージ1の突
起7、7、7‥‥の先端がプリント回路基板Pに当接す
るため(図4(II))、突起7、7、7‥‥の高さ以下
に変形するのが防止され、隣接の半田ボール4、4、4
‥‥と接触するまでは変形せず、最適な状態でプリント
回路基板Pに溶着することになる。
When soldering is performed in this state by reflowing or the like, the solder balls 4, 4, 4, ... Are melted, and when they are deformed into an elliptical shape, the protrusions 7, 7, 7 ,. Since the tip end contacts the printed circuit board P (FIG. 4 (II)), the protrusions 7, 7, 7, ... Are prevented from being deformed below the height, and the adjacent solder balls 4, 4, 4 are prevented.
It will not be deformed until it comes into contact with, and will be welded to the printed circuit board P in an optimum state.

【0014】この実施例によれば、各半田ボール4、
4、4‥‥が格子状の突起7、7、7‥‥により分離さ
れているため、プリント回路基板Pに溶着された状態で
は、より一層確実に半田ボール間の短絡を防止すること
ができる。
According to this embodiment, each solder ball 4,
.. are separated by the grid-shaped projections 7, 7, 7 ..., It is possible to prevent the short circuit between the solder balls more reliably in the state of being welded to the printed circuit board P. .

【0015】図5(イ)、(ロ)は、それぞれBGAパ
ッケージの実装に適したプリント回路基板10の一実施
例を示すものであって、BGAパッケージDが位置決め
されたとき、半田ボールB、B、B‥‥に対向せず、B
GAパッケージDの裏面に直接対向する領域に、BGA
パッケージDをプリント回路基板10に対して平行に支
持できるように複数の突起11、11、11‥‥が形成
されている。
FIGS. 5A and 5B show an embodiment of the printed circuit board 10 suitable for mounting the BGA package, respectively. When the BGA package D is positioned, the solder balls B, B, not facing B, B ...
In the area directly facing the back surface of the GA package D, the BGA
A plurality of protrusions 11, 11, 11, ... Are formed so that the package D can be supported in parallel with the printed circuit board 10.

【0016】この突起11、11、11‥‥は、半田ボ
ールB、B、B‥‥が溶融していない状態では、BGA
パッケージDの裏面に当接せず、また半田ボールB、
B、B‥‥が最適な状態に溶融した場合にBGAパッケ
ージDの裏面に当接する高さに設定されている。
The protrusions 11, 11, 11, ... Are BGA when the solder balls B, B, B.
Does not contact the back surface of the package D, and the solder balls B,
The height is set so as to contact the back surface of the BGA package D when B, B, ...

【0017】この実施例において、BGAパッケージD
をプリント回路基板10のパターン12に合わせて位置
決めすると、BGAパッケージDはその半田ボールによ
りプリント回路基板10に支持されている(図6
(I))。
In this embodiment, BGA package D
Is aligned with the pattern 12 of the printed circuit board 10, the BGA package D is supported on the printed circuit board 10 by its solder balls (FIG. 6).
(I)).

【0018】この状態で、リフロー等により実装を行う
と、半田ボールB、B、B‥‥が溶融し、自重により半
田ボールB、B、B‥‥が断面楕円形に変形してBGA
パッケージDの位置が低下する。
In this state, when mounting is performed by reflow or the like, the solder balls B, B, B ... Are melted, and the solder balls B, B, B.
The position of the package D is lowered.

【0019】通常は、半田ボールB、B、B‥‥の表面
張力により或程度まで変形した段階で、BGAパッケー
ジDの位置が決まる。
Normally, the position of the BGA package D is determined when the solder balls B, B, B ... Are deformed to some extent by the surface tension.

【0020】一方、金属製ヒートシンクや、また位置決
め部材を使用する実装にあっては、半田ボールB、B、
B‥‥の表面張力では支えきれないため、さらに降下し
ようとするが、BGAパッケージDの裏面がプリント回
路基板10に形成されている突起11、11、11‥‥
に当接するため、接合に適した位置に保持される(図8
(II))。
On the other hand, when mounting using a metal heat sink or a positioning member, the solder balls B, B,
Since the surface tension of B ... cannot support the surface tension, it tries to lower further, but the back surface of the BGA package D is formed on the printed circuit board 10 by the projections 11, 11, 11 ,.
It is held at a position suitable for joining (Fig. 8).
(II)).

【0021】これにより半田ボールB、B、B‥‥の過
度な押潰しが防止されて、短絡等の事故を無くすること
ができる。
As a result, excessive crushing of the solder balls B, B, B ... Is prevented, and accidents such as short circuits can be eliminated.

【0022】図7(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明の
プリント回路基板10の他の実施例を示すものであっ
て、図中符号13、14は、BGAパッケージDが位置
決めされたとき、半田ボールB、B、B‥‥に対向せ
ず、BGAパッケージDの裏面に直接対向する領域に形
成された格子状の突起で、BGAパッケージDの半田ボ
ールB、B、B‥‥が挿入可能なサイズの窓を形成して
いる。
7 (a) and 7 (b) show another embodiment of the printed circuit board 10 of the present invention. Reference numerals 13 and 14 in the drawing denote when the BGA package D is positioned. , The solder balls B, B, B, ... of the BGA package D are inserted by the grid-shaped projections formed in the area directly facing the back surface of the BGA package D, not facing the solder balls B, B, B. It forms a window of the possible size.

【0023】この実施例において、この実施例におい
て、BGAパッケージDをプリント回路基板10のパタ
ーン12に合わせて位置決めすると、BGAパッケージ
Dの半田ボールB、B、B‥‥が格子状の突起13、1
4に形成されている窓に入り込み、プリント回路基板1
0に当接する(図8(I))。
In this embodiment, when the BGA package D is aligned with the pattern 12 of the printed circuit board 10 in this embodiment, the solder balls B, B, B, ... 1
4 and the printed circuit board 1
0 (Fig. 8 (I)).

【0024】この状態で、リフロー等により実装を行う
と、半田ボールB、B、B‥‥が溶融し、自重により半
田ボールB、B、B‥‥が断面楕円形に変形してBGA
パッケージDの位置が低下する。
In this state, when mounting is performed by reflowing or the like, the solder balls B, B, B ... Are melted, and the solder balls B, B, B.
The position of the package D is lowered.

【0025】通常は、半田ボールB、B、B‥‥の表面
張力により或程度まで変形した段階で、BGAパッケー
ジDの位置が決まる。
Normally, the position of the BGA package D is determined when the solder balls B, B, B ... Deform to a certain extent by the surface tension.

【0026】一方、金属製ヒートシンクや、また位置決
め部材を使用する実装にあっては、半田ボールB、B、
B‥‥の表面張力では支えきれないため、さらに降下し
ようとするが、BGAパッケージDの裏面がプリント回
路基板10に形成されている格子状の突起13、14‥
‥に当接するため、接合に適した位置に保持される(図
8(II))。
On the other hand, when mounting using a metal heat sink or a positioning member, the solder balls B, B,
Since the surface tension of B ... cannot support the surface tension of the BGA package D, the back surface of the BGA package D is formed on the printed circuit board 10.
Since it comes into contact with, it is held at a position suitable for joining (Fig. 8 (II)).

【0027】これにより半田ボールB、B、B‥‥の過
度な押潰しが防止されて、短絡等の事故を無くすること
ができる。
As a result, excessive crushing of the solder balls B, B, B ... Is prevented, and an accident such as a short circuit can be eliminated.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、基板の裏面にプリント回路基板と接合する半田ボー
ルを固着してなるBGAパッケージにおいて、半田ボー
ルが溶融してプリント回路基板と適正な接合を形成した
状態でプリント回路基板に当接する突起が、BGAパッ
ケージをプリント回路基板に水平に保持できるように少
なくとも3個形成されているので、半田ボールが溶融し
た時点で、突起によりBGAパッケージを支持すること
ができて、半田ボールの過度な押潰しを防止することが
できる。
As described above, according to the present invention, in the BGA package in which the solder balls to be joined to the printed circuit board are fixed to the back surface of the substrate, the solder balls are melted and properly joined to the printed circuit board. Since at least three protrusions that come into contact with the printed circuit board in the state where the solder balls are formed are formed so that the BGA package can be held horizontally on the printed circuit board, the protrusions support the BGA package when the solder balls melt. Therefore, it is possible to prevent the solder balls from being excessively crushed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明のBGA
パッケージの一実施例を示す裏面図、及び側面図であ
る。
1A and 1B are BGA of the present invention, respectively.
It is the back view and side view which show one Example of a package.

【図2】図(I)、(II)は、それぞれ同上BGAパッ
ケージを使用した実装工程を示す図である。
FIGS. 2 (I) and (II) are views showing a mounting process using the same BGA package, respectively.

【図3】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明のBGA
パッケージの他の実施例を示す裏面図、及び側面図であ
る。
3A and 3B are BGA of the present invention, respectively.
It is a rear view and a side view showing other examples of a package.

【図4】図(I)、(II)は、それぞれ同上BGAパッ
ケージを使用した実装工程を示す図である。
FIGS. 4 (I) and (II) are views showing a mounting process using the same BGA package as above.

【図5】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明のプリン
ト回路基板の一実施例を示す上面図、及び断面図であ
る。
5A and 5B are a top view and a cross-sectional view, respectively, showing an embodiment of a printed circuit board according to the present invention.

【図6】図(I)、(II)は、それぞれ同上プリント回
路基板を使用した使用した実装工程を示す図である。
FIGS. 6 (I) and (II) are views showing a mounting process using the same printed circuit board as above.

【図7】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明のプリン
ト回路基板の一実施例を示す上面図、及び断面図であ
る。
7A and 7B are a top view and a cross-sectional view, respectively, showing an embodiment of a printed circuit board according to the present invention.

【図8】図(I)、(II)は、それぞれ同上プリント回
路基板を使用した使用した実装工程を示す図である。
8A and 8B are views showing a mounting process using the same printed circuit board as above.

【図9】従来のBGAパッケージの一例を示す断面図で
ある。
FIG. 9 is a sectional view showing an example of a conventional BGA package.

【図10】従来のBGAパッケージの裏面構造を示す斜
視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a back surface structure of a conventional BGA package.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 BGAパッケージ 2 基板 4 半田ボール 5 突起 10 プリント回路基板 11 突起 B 半田ボール D BGAパッケージ 1 BGA Package 2 Board 4 Solder Ball 5 Protrusion 10 Printed Circuit Board 11 Protrusion B Solder Ball D BGA Package

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の裏面にプリント回路基板と接合す
る半田ボールを固着してなるBGAパッケージにおい
て、前記半田ボールが溶融して前記プリント回路基板と
適正な接合を形成した状態で前記プリント回路基板に当
接する突起が、前記BGAパッケージを前記プリント回
路基板に水平に保持できるように少なくとも3個形成さ
れているBGAパッケージ。
1. A BGA package having a solder ball bonded to a printed circuit board on the back surface of the substrate, wherein the solder ball is melted to form an appropriate bond with the printed circuit board. A BGA package in which at least three protrusions are formed so as to hold the BGA package horizontally on the printed circuit board.
【請求項2】前記突起が格子状に形成されている請求項
1のBGAパッケージ。
2. The BGA package according to claim 1, wherein the protrusions are formed in a grid pattern.
【請求項3】基板の裏面に半田ボールを固着してなるB
GAパッケージと前記半田ボールにより接合を形成する
プリント回路基板において、前記半田ボールが溶融して
前記プリント回路基板と適正な接合を形成した状態で前
記BGAパッケージの基板に当接する突起が、前記BG
Aパッケージの前記半田ボールと対向しない領域に形成
されているプリント回路基板。
3. A solder ball B fixed on the back surface of the substrate.
In a printed circuit board that forms a joint with a GA package and the solder ball, the protrusion that comes into contact with the board of the BGA package in a state where the solder ball melts and forms an appropriate joint with the printed circuit board is the BG.
A printed circuit board formed in a region of the A package that does not face the solder balls.
【請求項4】前記突起が格子状に形成されている請求項
3のプリント回路基板。
4. The printed circuit board according to claim 3, wherein the protrusions are formed in a grid pattern.
JP19911494A 1994-08-01 1994-08-01 Bga package and printed circuit board suited for mounting bga package Withdrawn JPH0846088A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008147811A (en) * 2006-12-07 2008-06-26 Ngk Insulators Ltd Sealed electronic component

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JP2008147811A (en) * 2006-12-07 2008-06-26 Ngk Insulators Ltd Sealed electronic component

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