JPH09246684A - Bga実装構造 - Google Patents

Bga実装構造

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JPH09246684A
JPH09246684A JP5620896A JP5620896A JPH09246684A JP H09246684 A JPH09246684 A JP H09246684A JP 5620896 A JP5620896 A JP 5620896A JP 5620896 A JP5620896 A JP 5620896A JP H09246684 A JPH09246684 A JP H09246684A
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JP
Japan
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bga
substrate
board
pads
layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5620896A
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English (en)
Inventor
Azuma Nakano
東 中野
Mikio Abe
幹夫 阿部
Norikazu Sasaki
則和 佐々木
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16237Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0296Conductive pattern lay-out details not covered by sub groups H05K1/02 - H05K1/0295
    • H05K1/0298Multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • 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

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 BGAの高密度実装と、BGA搭載基板のコ
ストを下げることを課題とする。 【解決手段】 基板30は、多層基板であってBGA1
0が搭載される部分には中心部に向かうに従い深くなる
階段構造の開口部30dと、基板30の多層の露出した
それぞれの部分にパターン30e〜30jに接続するとと
もにハンダボール20a〜20fが載るパッド40a〜4
0fとより成る。BGA10は、基板30に設けたパッ
ド40a〜40fに載るようにその中心部に向かうに従い
大きくしたハンダボール20a〜20fを備えている。ハ
ンダボール20a〜20fをパッド40a〜40f上で溶融
して、基板30とBGA10を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は大規模集積回路
(Large Scale Integration 以下、この回路をLSIとい
う。)のパッケージの一つであるボール・グリッド・ア
レイ(Ball Grid Array 以下、このアレイをBGAと
いう。)とその搭載基板の実装構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】BGAは小さな両面配線基板に球形のハ
ンダを取付けた表面実装型LSIであり、日経BP社 日経
エレクトロニクス no.601(1994年2月14日
発行)59頁〜73頁に詳細に述べられている。図2は
BGAを搭載した従来の基板の断面図である。図2にお
いて1はBGA、2は球形のハンダボール、3はBGA
を搭載する基板、3aは基板に設けられたパッド、3bは
パッド3aから引き出されBGA1と図示しない電子部
品を接続するパターン、3cはスルーホールである。B
GA1と図示しない電子部品を基板3上に高密度実装す
る場合、部品間のパターン3bは表層だけでは配線でき
ない。そのため、パターン3bは、スルーホール3cを設
け、更に、中層に配線される。また、パターン3bはス
ルーホール3cを設けただけでは配線できない場合、特
定の層のパターン3bを接続する図示しない非貫通スル
ーホールを設け、配線される。
【0003】次に、BGA1と基板3の接続方法につい
て説明する。BGA1のハンダボール2はパッド3aに
載せられ、基板3とリフローハンダ付けされる。リフロ
ー時に球形のハンダボール2は溶け、BGA1の重さで
つぶれ、この結果、BGA1は基板3と接続されるとい
うものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】BGAはLSIの出力端
子を片面にしか形成しないため、端子数が増加する場
合、BGAのハンダボールのピッチを狭くすることがあ
る。この時、基板上のパターンは表層上で配線しきれ
ず、スルーホールを設けて中層パターンに配線されるこ
とになる。スルーホールを基板に設けた場合には面積を
取られるので、パターンの配線及び電子部品の高密度実
装が困難になることから、微小スルーホールや非貫通ス
ルーホールを使用することになり、結果として基板のコ
ストアップに繋がっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】基板は、多層基板であっ
てBGAが搭載される部分には中心部に向かうに従い深
くなる階段構造の開口部と、基板の多層の露出したそれ
ぞれの部分にパターンに接続するとともにハンダボール
が載るパッドとより成る。BGAは、多層基板に設けた
パッドに載るようにその中心部に向かうに従い大きくし
たハンダボールを備えている。ハンダボールをパッド上
で溶融して、基板とBGAを接続する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
説明する。図1は本発明の実施の形態を示す断面図であ
る。10はBGA、20a〜20fはハンダボール、30
はBGA10を搭載する基板、30a〜30cは基板30
を構成する層、30dは基板30の開口部である。30e
〜30jは基板30の各層30a〜30cそれぞれに設け
られBGA10と図示しない電子部品を接続するパター
ンである。
【0007】基板30の第1層30aにはパッド40a、
40fが設けられ、開口部30dに露出した第2層30b
にはパッド40b、40eが設けられ、第3層30cには
パッド40c、40dが設けられる。パッド40a〜40f
にはパターン30e〜30jが接続され、ハンダボール2
0a〜20fが接続できるように設けられる。従って、B
GA10と図示しない電子部品を接続するパターン30
e〜30jは、それぞれの層30a〜30cに配線され、使
用されるスルーホールの数は少なくてすむ。ここで、図
示しない他のBGAの各信号の端子配置をBGA10の
各信号の端子配置とできるだけ同等にすれば、基板30
に必要とされるスルーホールの数は減少する。
【0008】次に図1を用いて動作の説明を行う。ま
ず、BGA10と図示しない他の電子部品を接続するパ
ターン30e〜30jの配線を施した単層の基板である各
層30a〜30cを積層し、その後プレス加工して開口部
30dを設けた基板30を作成する。BGA10はこの
基板30の開口部30dに搭載される。そして、図示し
ないリフロー槽を通すとBGA10裏面側のハンダボー
ル20a〜20fは溶融してBGA10の自重でつぶれ、
それぞれパッド40a〜40fに接続される。この結果、
BGA10は基板30に接続される。
【0009】パッド40a〜40fとBGA10の距離は
位置によって異なるが、ハンダボール20a〜20fのサ
イズはそれぞれの位置に合った大きさになるようにすれ
ばよい。また、BGA10と基板30をリフロー槽に通
したとき、ハンダボール20a〜20fは表面張力を持っ
ているため、極端に歪むことはなく、側面から見た場
合、左右対称の大きさにしたためBGA10が傾くこと
はない。ここで、パッド40a〜40fをハンダメッキ
し、ハンダ濡れ性を持たせておけばハンダボール20a
〜20fは、はじかれること無くパッド40a〜40fに
接続できる。
【0010】以上のように、本実施の形態によれば、図
示しない微小スルーホールや非貫通スルーホールをでき
るだけ用いないようにしたため、他層の配線パターンの
影響を受けることなく配線できる。更に、側面から見た
場合、ハンダボール20aは20f、20bは20e、20
cは20d と左右対称である。従って、基板30の第1
層30aにはパターン30e及び30hと、第2層30bに
はパターン30f及び30iと、第3層30cにはパター
ン30g及び30jをスルーホールを使用せずに同一の層
に2種類のパターンが配線できるので、配線設計の簡素
化ができる。
【0011】また、本実施の形態によれば、従来と較べ
てスルーホールの数を減少できたので、面積を取られず
高密度実装できるとともに、基板30のコストを下げる
ことができる。スルーホールは基板30に穴を開ける作
業が必要なためコストが高くなる。更に、基板30は、
配線が簡単になるだけでなく、開口部30dもBGA1
0と図示しない他の電子部品を接続するパターン30e
〜30jの配線を施した単層の基板である各層30a〜3
0cを積層する他、単層と2層の基板を2枚積層し、プ
レス加工して製造することも可能である。そのため、安
価な電子部品搭載の基板を作製できる。
【0012】本実施の形態においては、板厚が比較的薄
い基板30に適用した例を説明したが、本発明では比較
的板厚が厚く、層数が非常に多いバックパネル、すなわ
ち、メインフレーム等のワークステーション、スーパー
コンピュータ等のCPUボードにも適用できる。バックパ
ネル板内で本実施の形態を適用すればハンダボールの数
が多いBGAが搭載可能となり、高密度化が期待できる
ことはいうまでもない。
【0013】
【発明の効果】基板は、BGAが搭載される部分を中心
部に向かうに従い深くなるように階段構造の開口部を設
けたため、パターンを他の層に接続して配線する必要は
ない。従って、使用する微小スルーホール数や非貫通ス
ルーホールの数は少なくすることができ、ハンダボール
のピッチを狭くできるため高密度実装を実現でき、ま
た、基板のコストアップを防げる等の効果が期待でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のBGAとその搭載基板
【図2】従来のBGAとその搭載基板
【符号の説明】
10…BGA 20a〜20f…ハンダボール 30…基板 30a〜30c…層 30d…開口部 30e〜30j…パターン 40a〜40f…パッド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 BGAを基板に搭載する実装構造におい
    て、前記基板は、多層基板であって前記BGAが搭載さ
    れる部分には中心部に向かうに従い深くなる階段構造の
    開口部と、前記基板の各層の露出したそれぞれの部分に
    パターンが接続されるとともにハンダボールが載るパッ
    ドを有し、前記BGAは、前記基板の各層に設けたパッ
    ドに載るようにその中心部に向かうに従い大きくしたハ
    ンダボールを備え、前記ハンダボールを前記パッド上で
    溶融して、前記基板と前記BGAを接続することを特徴
    とするBGA実装構造。
JP5620896A 1996-03-13 1996-03-13 Bga実装構造 Withdrawn JPH09246684A (ja)

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JP5620896A JPH09246684A (ja) 1996-03-13 1996-03-13 Bga実装構造

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JP5620896A JPH09246684A (ja) 1996-03-13 1996-03-13 Bga実装構造

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Effective date: 20030603