JPH10261737A - Wiring board - Google Patents

Wiring board

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Publication number
JPH10261737A
JPH10261737A JP13756397A JP13756397A JPH10261737A JP H10261737 A JPH10261737 A JP H10261737A JP 13756397 A JP13756397 A JP 13756397A JP 13756397 A JP13756397 A JP 13756397A JP H10261737 A JPH10261737 A JP H10261737A
Authority
JP
Japan
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solder
pad
ball
connection
melting point
Prior art date
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Pending
Application number
JP13756397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Murata
晴彦 村田
Yukihiro Kimura
幸広 木村
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.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP13756397A priority Critical patent/JPH10261737A/en
Publication of JPH10261737A publication Critical patent/JPH10261737A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H05K3/3436Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array 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
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation and progress of cracks of solder between connection pads which is generated by temperature change after wiring boards whose thermal expansion coefficients are largely different are bonded to each other. SOLUTION: When a solder ball 6 is soldered to each connection pad 3 of a ceramic board, a recessed part is so arranged at the center that the lowermost end part of the solder ball 6 becomes lower than the upper surface 3a of the connection pad 3. Since the ball 6 falls in the recessed part, is anchored in the transversal direction, and soldered with low melting point solder 5, the ball 6 is tough to the transversal direction. When the space between both connection pads of the ceramic board and a print board made of resin is soldered, the ball 6 is still in the state of falling in the recessed part. When cracks K are generated by the change of temperature, and progress in the vicinity of an interface of a pad 3 of the board side and the low melting point solder 5, the progress stops on the surface of the ball 6, and the ball 6 receives shearing force.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ICパッケージ等
に用いられるBGA(ボール・グリッド・アレイ)パッ
ケージ用基板やこのような配線基板を実装する樹脂製プ
リント基板(マザーボード)等として使用される配線基
板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring board used as a substrate for a BGA (ball grid array) package used for an IC package or the like and a resin printed board (mother board) for mounting such a wiring board. Regarding the substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のBGAパッケージ用基板は、アル
ミナセラミックや樹脂等の電気絶縁材料からなる基板の
主面に、多数の接続端子を備えており、その端子の構造
例としては図16に示したものがある。このものは、パ
ッケージ用基板1の主面2にメタライズされた各接続パ
ッド(群)3に、所定のメッキを施し、その表面にPb
−Sn共晶ハンダ等の鉛組成分の小なるハンダ(以下、
低融点ハンダともいう)5を介し、接続パッド(以下、
単にパッドともいう)間の接合時の間隙保持手段とし
て、Pb90−Sn10など鉛組成分の大なる比較的高
融点のハンダ(以下、高融点ハンダともいう)からなる
ハンダボール6などの金属ボール(球体)をハンダ付け
させ、これを接続端子(バンプ)7としている。
2. Description of the Related Art A conventional substrate for a BGA package has a large number of connection terminals on the main surface of a substrate made of an electrically insulating material such as alumina ceramic or resin. FIG. 16 shows an example of the structure of the terminals. There are things. In this device, a predetermined plating is applied to each connection pad (group) 3 metallized on the main surface 2 of the package substrate 1, and Pb
-Small solder of lead composition such as Sn eutectic solder (hereinafter, referred to as
Connection pads (hereinafter, also referred to as low melting point solder) 5
A metal ball such as a solder ball 6 made of a relatively high melting point solder having a large lead composition such as Pb90-Sn10 (hereinafter also referred to as a high melting point solder) is used as a gap maintaining means at the time of bonding between the pads. (A sphere) is soldered to form a connection terminal (bump) 7.

【0003】このような接続端子7をもつ配線基板1
は、その配置に対応するように配置、形成された接続パ
ッドを有するプリント基板に対し、両配線基板の接続パ
ッドを位置決めして重ね、両接続パッド間でハンダ付け
することにより電気的接続がなされる。図17は、その
ようなプリント基板21に図16に示した接続端子7を
有するBGAパッケージ用基板1を両者のパッド間でハ
ンダ接合した構造である。
The wiring board 1 having such connection terminals 7
The electrical connection is made by positioning and overlaying the connection pads of both wiring boards on a printed circuit board having connection pads arranged and formed corresponding to the arrangement, and soldering between the connection pads. You. FIG. 17 shows a structure in which the BGA package substrate 1 having the connection terminals 7 shown in FIG.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
接合構造においては次のような問題があった。すなわ
ち、セラミック製のパッケージ用基板のように熱膨張係
数の小さいものが、それが大きい樹脂製プリント基板に
両者の接続パッド間でハンダ付けされて一体化されたも
のでは、その後の温度変化によって、図18に示したよ
うに、各配線基板1,21材料の熱膨張係数の違いに起
因する伸縮量の相違により、接続パッド3,23間のハ
ンダ接合部に亀裂Kが生じ、断線を生じるといったこと
があった。これは、低融点ハンダが相対的に低強度であ
り、両基板1,21間でその主面に沿って作用する熱応
力(せん断応力)に抗しきれないためであり、この応力
は各接続パッド間の低融点ハンダの接続パッドの界面近
傍で最大となる。
However, such a joint structure has the following problems. In other words, in the case of a substrate having a small coefficient of thermal expansion, such as a ceramic package substrate, which is soldered and integrated between both connection pads on a large resin printed circuit board, a subsequent temperature change causes As shown in FIG. 18, cracks K occur in the solder joints between the connection pads 3 and 23 due to the difference in the amount of expansion and contraction caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the materials of the wiring boards 1 and 21. There was something. This is because the low melting point solder has relatively low strength and cannot withstand the thermal stress (shear stress) acting along the main surface between the two substrates 1 and 21. It becomes maximum near the interface of the connection pad of the low melting point solder between the pads.

【0005】さらに、低融点ハンダは高融点ハンダに比
べて比較的もろく粘りがないために塑性変形し難い性質
を有する。加えて、低融点ハンダと接続パッドとの接合
界面には、接続パッド上のAuメッキ又はNiメッキと
ハンダ中のSnとの拡散によってAu−Sn、又はNi
−Snの硬くて脆い金属間化合物が形成される。こうし
たことから、接合後に大きな温度変化があると、図19
に示したように、両配線基板1,21のパッド3,23
間の低融点ハンダは、パッド3,23上面に微小厚さT
1,T2のハンダ層、すなわち低融点ハンダ薄皮1枚を
残すようにして、その外周縁を起点として各配線基板
1,21の主面2,22に沿う方向(図示矢印方向)に
クラック(亀裂)Kが発生し、進展しがちであった。そ
して、こうしたクラックKは一度発生するとその起点か
ら反対側に向けて一気に進展しやすく、その結果パッド
3,23間の導通不良(断線)を招いてしまうといった
ことがあった。
Furthermore, low-melting solder is relatively brittle and less sticky than high-melting solder, and therefore has the property of being less likely to be plastically deformed. In addition, the bonding interface between the low melting point solder and the connection pad is made of Au—Sn or Ni by diffusion of Au plating or Ni plating on the connection pad and Sn in the solder.
A hard and brittle intermetallic compound of -Sn is formed. For this reason, if there is a large temperature change after joining, FIG.
As shown in FIG.
The low melting point solder between them has a very small thickness T
1, a solder layer of T2, that is, one low-melting-point solder skin is left, and a crack (crack) is formed in the direction along the main surfaces 2, 22 of the wiring boards 1, 21 (the direction of the arrow shown in the figure) with the outer peripheral edge as a starting point. ) K occurred and tended to evolve. Once such a crack K has been generated, it tends to develop at once from the starting point toward the opposite side, and as a result, poor conduction (disconnection) between the pads 3 and 23 may be caused.

【0006】こうした問題は、樹脂製のICパッケージ
基板を樹脂製のプリント基板に接続する場合など、樹脂
製の配線基板同士を接続する場合でも両者の熱膨張係数
が異なる場合や、搭載するICと樹脂の熱膨張係数の違
いなどに起因して生ずるICパッケージ基板の変形があ
る場合などに発生する危険性がある。そして両配線基板
材料の熱膨張係数の差が大きいほど、また、配線基板の
サイズが大きいほど顕著に現れ、サイズによっては樹脂
製プリント基板にセラミック製のパッケージ用基板は搭
載できないといった問題があり、さらに一方の配線基板
の材質によっては他方の配線基板の材質が制限された
り、サイズを大きくできないといった問題を招いてい
た。
[0006] Such a problem is caused when the resin wiring boards are connected to each other, such as when connecting a resin IC package board to a resin printed board, when both have different coefficients of thermal expansion, or when the IC to be mounted is different from the IC to be mounted. There is a risk that the deformation may occur when the IC package substrate is deformed due to a difference in thermal expansion coefficient of the resin. And, as the difference in thermal expansion coefficient between the two wiring board materials is larger, and as the size of the wiring board is larger, it appears more remarkably, and depending on the size, there is a problem that a ceramic package board cannot be mounted on a resin printed board, Further, there has been a problem that the material of the other wiring board is restricted or the size cannot be increased depending on the material of the one wiring board.

【0007】なお、パッド間のハンダのクラックは、図
18,19に示したように、パッケージ用基板1側だけ
でなくプリント基板21側のパッド23近傍でも本来同
様に発生するといえるが、例えばセラミック製パッケー
ジ用基板(以下、セラミック基板ともいう)と樹脂製プ
リント基板との接合の場合には、実際にはセラミック基
板側のパッドとハンダとの界面近傍でハンダにクラック
が生じがちであり、樹脂製プリント基板側のパッドとハ
ンダとの界面近傍ではほとんど生じない。その理由は次
のようである。すなわち、セラミック基板の接続端子を
なすパッドは、タングステン等のメタライズ層の上に、
数ミクロンのメッキ層が形成されてなるものである一
方、プリント基板のそれは、樹脂板上に形成されたパッ
ドが通常、銅で20〜30μmと極めて厚く、しかも銅
はタングステンに比べると極めて柔らかい。
[0007] As shown in FIGS. 18 and 19, solder cracks between the pads naturally occur not only in the package substrate 1 but also in the vicinity of the pads 23 on the printed circuit board 21 side. In the case of bonding between a package substrate (hereinafter, also referred to as a ceramic substrate) made of a resin and a printed circuit board made of a resin, in practice, cracks tend to occur in the solder near the interface between the pad and the solder on the ceramic substrate side. It hardly occurs near the interface between the pad and the solder on the printed circuit board side. The reason is as follows. In other words, the pads forming the connection terminals of the ceramic substrate are placed on a metallized layer of tungsten or the like,
On the other hand, on a printed circuit board, a pad formed on a resin plate is usually as thick as 20 to 30 μm of copper, and copper is extremely soft as compared with tungsten.

【0008】したがって、この両配線基板の各パッド間
をハンダで接合した場合には、プリント基板側ではパッ
ド自体が厚くしかも柔らい分、変形し易いため、温度差
によって発生する前記の熱応力を吸収しやすいのに対
し、セラミック基板側ではパッドが堅くて薄いためにこ
のような吸収作用はほとんど期待できない。このため、
多くの場合にはセラミック基板側のパッドと低融点ハン
ダとの界面近傍でそれにクラックが生じている。
Therefore, when the pads of both wiring boards are joined by solder, the pads themselves are thick and soft on the printed circuit board side and easily deformed, so that the thermal stress generated by the temperature difference is reduced. While it is easy to absorb, such absorption is hardly expected on the ceramic substrate because the pad is hard and thin. For this reason,
In many cases, cracks occur near the interface between the pad on the ceramic substrate side and the low melting point solder.

【0009】本発明は、アルミナセラミック製のパッケ
ージ用基板を樹脂製プリント基板などに接合した場合の
ように、熱膨張係数の大きく異なる配線基板同士を接合
した後、温度変化によって生じる接続パッド間の低融点
ハンダのクラックの発生や進展を防ぎ、もって接続パッ
ド間の断線(接続不良)を解消し、信頼性の高い接合を
得ることのできる配線基板を提供することをその目的と
する。
According to the present invention, as in the case where a package substrate made of alumina ceramic is joined to a printed board made of resin or the like, wiring boards having greatly different coefficients of thermal expansion are joined to each other, and then the connection pads formed due to a temperature change are formed. It is an object of the present invention to provide a wiring board capable of preventing the occurrence and development of cracks in low-melting-point solder, eliminating disconnection (poor connection) between connection pads, and obtaining highly reliable bonding.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ハンダ付け可能な表面からなる接続パッ
ドを主面に複数有し、その接続パッドに対し、接続端子
としてハンダ付け可能の金属ボールがハンダ付けされる
配線基板において、その接続パッドに前記金属ボールが
ハンダ付けされる際、該金属ボールの最下端部が該接続
パッドの上面より低位となるように、その接続パッドは
その略中央に凹部を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of connection pads having a solderable surface on a main surface, and the connection pads can be soldered as connection terminals to the connection pads. In the wiring board to which the metal balls are soldered, when the metal balls are soldered to the connection pads, the connection pads are so arranged that the lowermost end of the metal balls is lower than the upper surface of the connection pads. It is characterized in that a concave portion is provided at substantially the center thereof.

【0011】上記手段では、以後、その接続パッド上に
低融点ハンダペーストを印刷又は塗布し、さらにその上
にそれより高融点のハンダボールなどのハンダ付け可能
の金属ボールを搭載し、その低融点ハンダでハンダ付け
することによって接続端子(ハンダバンプ)が形成され
るが、この場合には、前記接続パッドの略中央の凹部に
おいて、前記金属ボールがその最下端部を前記接続パッ
ドの上面より低位とされて、該金属ボールの融点より低
融点のハンダで前記接続パッドにハンダ付けされる。こ
のように上記配線基板では、金属ボールはその凹部に落
込み横方向に係止する形となってハンダ付けされるか
ら、その落込みがある分、横方向の力に対する耐久性が
大きい。なお、金属ボールのハンダ付けに使用されるハ
ンダは、共晶ハンダなど、鉛−すずを主成分とする合金
(Pb−Sn)のうちPb成分比率が低いもの(Sn成
分比率が高いもの)から適宜選択して用いればよい。
In the above means, a low-melting solder paste is printed or coated on the connection pad, and a solderable metal ball such as a solder ball having a higher melting point is mounted thereon. The connection terminals (solder bumps) are formed by soldering with solder. In this case, the lowermost end of the metal ball is positioned lower than the upper surface of the connection pad in a substantially central concave portion of the connection pad. Then, the solder is soldered to the connection pad with solder having a melting point lower than the melting point of the metal ball. As described above, in the above-described wiring board, the metal ball is dropped into the concave portion so as to be latched in the lateral direction and is soldered. The solder used for soldering the metal balls is selected from alloys containing lead-tin as the main component (Pb-Sn) having a low Pb component ratio (high Sn component ratio), such as eutectic solder. It may be appropriately selected and used.

【0012】そして、このような金属ボールがハンダ付
けされた配線基板をその各接続端子の配置に対応するよ
うに配置、形成された低融点ハンダ付き接続パッドを有
する例えば樹脂製プリント基板に対し、両配線基板の各
接続パッドを位置決めして重ね、その相互間の低融点ハ
ンダを溶融して両接続パッド間をハンダ付けした場合、
金属ボールはそのまま接続パッドの凹部においてその最
下端部を接続パッドの上面より低位として落込んだ状態
にある。
A wiring board to which such metal balls are soldered is arranged to correspond to the arrangement of the respective connection terminals, and for example, a resin printed board having connection pads with low melting point solder is formed. When each connection pad of both wiring boards is positioned and overlapped, and the low melting point solder between them is melted and both connection pads are soldered,
The metal ball is in a state where the lowermost end of the metal ball is lowered below the upper surface of the connection pad in the recess of the connection pad.

【0013】したがって、このような接合構造部分に温
度変化があり、両配線基板(材料)の熱膨張係数の相違
により、その主面に沿って作用するせん断力によって各
接合部位における低融点ハンダにクラックが発生する場
合には次のような作用がある。すなわち、低融点ハンダ
の外周縁であって本発明に係る配線基板側のパッドと低
融点ハンダとの界面近傍にクラックが発生すると、これ
が容易にパッド上面に沿って進展して金属ボールの表面
に達した場合、低融点ハンダと金属ボールとの材質の相
違によりクラックの進展はその表面で止まる。そして、
せん断力は金属ボールに作用するが、このものは凹部に
落込んで横方向への動きが規制されており、したがっ
て、そのようなせん断力は凹部に係止する金属ボールで
受圧されるから従来のように一気にクラックが進展して
断線に至るといったことが防止される。
Accordingly, there is a temperature change in such a joint structure portion, and due to a difference in thermal expansion coefficient between the two wiring boards (materials), the low-melting solder at each joint portion is subjected to a shearing force acting along the main surface thereof. When a crack occurs, the following effect is obtained. That is, when cracks occur on the outer peripheral edge of the low melting point solder and near the interface between the pad on the wiring board side according to the present invention and the low melting point solder, the crack easily spreads along the upper surface of the pad and spreads on the surface of the metal ball. If it reaches, the crack stops at the surface due to the difference in the material of the low melting point solder and the metal ball. And
The shear force acts on the metal ball, which falls into the recess and is restricted from moving in the lateral direction. Therefore, since such a shear force is received by the metal ball locked in the recess, the conventional force is applied. As a result, it is possible to prevent the crack from developing at a stretch and leading to disconnection.

【0014】さらに、鉛成分の多い高融点ハンダや銅か
らなる金属ボールは、柔らかく外力に対して容易に変形
して応力を吸収する作用を持つから、新たなクラックを
発生させることもなく、したがって断線に至る危険性を
低減する。とりわけ、Pb成分の割合が高い高融点ハン
ダや鉛からなる金属ボールは、極めて柔軟で展延性に富
むとともに再結晶する温度が常温に近いため、これに配
線基板の主面に沿う方向にせん断力が作用するときには
金属ボール自体が変形して応力を許容、吸収する。すな
わち、このような金属ボールを用いることにより本発明
によれば、低融点ハンダの外周縁であって例えばセラミ
ック基板側のパッドとの界面近傍で発生しがちであった
クラックの進展は金属ボールでその進展を止めることが
できるとともに、金属ボール自体の変形容易性によりパ
ッド間の断線を防止することもできる。
Further, since the metal ball made of high melting point solder or copper containing a large amount of lead is soft and easily deformed by an external force and has an action of absorbing stress, it does not generate new cracks, and Reduce the risk of disconnection. In particular, metal balls made of high melting point solder or lead having a high proportion of Pb component are extremely flexible and extensible, and have a recrystallization temperature close to normal temperature, which causes a shear force in the direction along the main surface of the wiring board. When the metal ball acts, the metal ball itself deforms to allow and absorb the stress. In other words, by using such a metal ball, according to the present invention, the development of cracks that tend to occur near the interface with the pad on the ceramic substrate side, for example, at the outer peripheral edge of the low melting point solder, is caused by the metal ball. The progress can be stopped, and disconnection between the pads can be prevented by the ease of deformation of the metal ball itself.

【0015】なお、樹脂製プリント基板のパッドは、前
記したように通常セラミック基板側のパッドに比べて柔
らかくて厚い銅であり、それ自体が変形して応力を吸収
することができるので、基本的にクラックの発生に至る
ことは少ないが、接合される両配線基板側のパッドで本
発明を具体化すれば、さらに断線の危険が低減され、信
頼性の向上が図られる。
As described above, the pads of the resin printed board are usually made of copper which is softer and thicker than the pads on the ceramic substrate side, and can deform itself to absorb stress. However, if the present invention is embodied with pads on both wiring boards to be joined, the risk of disconnection is further reduced and reliability is improved.

【0016】また、上記手段においては、接続パッドに
前記金属ボールがハンダ付けされる際、該金属ボールの
最下端部が該接続パッドの上面より低位となるように、
前記接続パッドはその略中央に凹部を備えているものと
したが、次の構成としてもよい。すなわち、ハンダ付け
可能な表面からなる接続パッドを主面に複数有し、その
接続パッドに対し、接続端子としてハンダ付け可能の金
属ボールがハンダ付けされる配線基板において、その接
続パッドに前記金属ボールがハンダ付けされる際、該金
属ボールの最下端部が該接続パッドの上面より低位とな
るように、前記接続パッドがリング状に形成されている
ことを特徴とするものである。
In the above means, when the metal ball is soldered to the connection pad, the lowermost end of the metal ball is lower than the upper surface of the connection pad.
Although the connection pad has a concave portion at substantially the center thereof, the following configuration may be adopted. That is, in a wiring board having a plurality of connection pads having a solderable surface on a main surface, and solderable metal balls serving as connection terminals to the connection pads, the metal pads are provided on the connection pads. Wherein the connection pads are formed in a ring shape such that the lowermost end of the metal ball is lower than the upper surface of the connection pads when soldered.

【0017】このものでは、パッドがリング状に形成さ
れていることから、中央の空所の分、ハンダ付け面積が
減るが、前記接続パッドの内周側において、前記金属ボ
ールがその最下端部を前記接続パッドの上面より低位と
されて、該金属ボールの融点より低融点のハンダで前記
接続パッドにハンダ付けされているものとなるから、前
記の配線基板と同様の作用ないし効果がある。
In this case, since the pads are formed in a ring shape, the soldering area is reduced by the space in the center, but the metal ball is located at the lowermost end on the inner peripheral side of the connection pad. Is lower than the upper surface of the connection pad, and is soldered to the connection pad with solder having a melting point lower than the melting point of the metal ball. Therefore, the same operation or effect as that of the wiring board is obtained.

【0018】なお、パッドの平面形状(外側の輪郭)は
円形や正方形など適宜の形状とすればよいが、前記パッ
ドの凹部や内周側の空所の平面形状は円形若しくは円形
に近い多角形など円形に近似の形状とするのが好まし
い。金属ボールの収まりがよく、熱伸縮による応力を全
方位的に一定に受けられるためである。なお、凹部や内
周側の空所の径、或いはその深さ(パッドの厚み)は、
金属ボールの落込み量(係止深さ)がそのパッド間の間
隙保持手段として支障ない範囲で、配線基板の種類、材
質、平面(主面)形状及びその大きさなどに応じて適宜
に設定すればよい。
The plane shape (outside contour) of the pad may be an appropriate shape such as a circle or a square, and the plane shape of the concave portion or the inner peripheral space of the pad is a circle or a polygon close to a circle. It is preferable to make the shape approximate to a circle. This is because the metal ball is well accommodated and the stress due to thermal expansion and contraction can be uniformly received in all directions. In addition, the diameter of the concave portion or the inner peripheral space or the depth (the thickness of the pad)
Set properly according to the type, material, flat (main surface) shape and size of the wiring board as long as the drop amount (locking depth) of the metal ball does not hinder the gap maintaining means between the pads. do it.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明に係る実施形態例につい
て、図1〜7を参照しながら詳細に説明する。ただし、
本例ではセラミック基板に具体化したものである。図中
1は、アルミナセラミック製のBGAパッケージ用基板
であって、その一主面2には平面視略円形に形成され、
表面がハンダに濡れる金属からなるパッド3,3が縦横
に多数形成されており、本例ではその各パッド3ともに
縦断面がU字ないしV字形をなすようにすり鉢状に形成
され中央に凹部4を備えているとともに、その底面4a
が本例では基板1の上面(主面)2より低位とされてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. However,
In this embodiment, the present invention is embodied in a ceramic substrate. In the drawing, reference numeral 1 denotes a substrate for a BGA package made of alumina ceramic, the one main surface 2 of which is formed in a substantially circular shape in plan view.
A large number of pads 3 and 3 made of metal whose surface is wetted by solder are formed vertically and horizontally. In this example, each of the pads 3 is formed in a mortar shape so that the vertical cross section is U-shaped or V-shaped, and a recess 4 is formed at the center. And its bottom surface 4a
However, in this example, the height is lower than the upper surface (main surface) 2 of the substrate 1.

【0020】なお、各パッド3は基板1中の図示しない
複数の内部回路配線に各々接続されており、そのパッド
3の全表面に電解又は無電解メッキ法によりNiメッキ
及びAuメッキが施されている。因みに本例ではパッド
3はその厚さが20μm程度であり、上面3a外径D1
が600μmであり、凹部4はその壁面4bの上縁径
(内径)D2が400μmで、底面4aの内径D3が2
00μmの下細テーパとされ、深さHは150μmに設
定されている。
Each of the pads 3 is connected to a plurality of internal circuit wirings (not shown) in the substrate 1, and the entire surface of the pad 3 is plated with Ni or Au by electrolytic or electroless plating. I have. Incidentally, in this example, the pad 3 has a thickness of about 20 μm, and the outer diameter D1 of the upper surface 3a.
The concave portion 4 has an upper edge diameter (inner diameter) D2 of the wall surface 4b of 400 μm and an inner diameter D3 of the bottom surface 4a of 2 μm.
The lower taper is set to 00 μm, and the depth H is set to 150 μm.

【0021】そして、図3に示されるようにこのような
パッド3を持つ配線基板に対しては、そのパッド3の表
面のAuメッキ層の上に、低融点ハンダ(Pb−Sn共
晶ハンダ)5を介して、それより高融点の例えばハンダ
(例えばPb90%−Sn10%)からなるハンダボー
ル(単にハンダボールともいう)6を搭載、共晶ハンダ
でハンダ付けすることで、接続端子7が形成される。そ
してこの場合には、ハンダボール6は、凹部4の壁面4
bとパッド上面3aとの稜線にて支持され、その自重に
より最下端部6aが凹部4内にやや落込むことになり、
その分、横方向の力に対する耐久性が大きいものとなっ
ている。かくして、ハンダボール6が、その最下端部6
aを接続パッド3の上面3aより低位として低融点ハン
ダ5にてハンダ付け(接着)されて各接続端子(バン
プ)7をなすBGAパッケージ用基板1が形成される。
なお、本例におけるハンダボール6は、その直径が60
0μmのものとされている。このようにすると、ハンダ
ボール6の下部のうちその直径の略8分の1の部分が凹
部4の上面より低位となり、凹部4に落込む状態とする
ことができる。
As shown in FIG. 3, for a wiring board having such a pad 3, a low melting point solder (Pb-Sn eutectic solder) is applied on the Au plating layer on the surface of the pad 3. 5, a solder ball (also simply referred to as a solder ball) 6 made of, for example, solder (for example, Pb 90% -Sn 10%) having a higher melting point is mounted, and the connection terminal 7 is formed by soldering with eutectic solder. Is done. In this case, the solder ball 6 is
b and the pad upper surface 3a are supported by the ridge line, and the lowermost end 6a is slightly dropped into the concave portion 4 by its own weight,
As a result, durability against lateral force is large. Thus, the solder ball 6 has its lowermost end 6
a is lower than the upper surface 3a of the connection pad 3 and soldered (bonded) with the low melting point solder 5 to form the BGA package substrate 1 forming the connection terminals (bumps) 7.
The solder ball 6 in this example has a diameter of 60.
0 μm. In this manner, a portion of the lower portion of the solder ball 6 that is approximately one-eighth of its diameter is lower than the upper surface of the concave portion 4 and can be brought into a state of falling into the concave portion 4.

【0022】このようなセラミック製のBGAパッケー
ジ用基板1は、図4中、2点鎖線で示すようにその接続
端子7の配置に対応するように配置、形成された低融点
ハンダ25付き接続パッド(群)23を有する従来と同
様のプリント基板(例えばガラス−エポキシ樹脂製プリ
ント基板)21に対し、各パッド3,23が対面するよ
うにして位置決めして重ね(図4,5参照)、低融点ハ
ンダ25を溶融する。すると図6に示したように、両接
続パッド3,23間が低融点ハンダ5,25及びハンダ
ボール6を介して接続されるが、ハンダボール6はセラ
ミック基板1のパッド3の凹部4においてその最下端部
6aをパッド3の上面3aより低位としている。
Such a ceramic BGA package substrate 1 is provided with connection pads with low melting point solder 25 arranged and formed so as to correspond to the arrangement of the connection terminals 7 as shown by the two-dot chain line in FIG. Each of the pads 3 and 23 is positioned and overlapped with a conventional printed board (for example, a printed board made of glass-epoxy resin) 21 having a (group) 23 (see FIGS. 4 and 5). The melting point solder 25 is melted. Then, as shown in FIG. 6, the connection pads 3 and 23 are connected via the low-melting solders 5 and 25 and the solder balls 6, and the solder balls 6 are formed in the recesses 4 of the pads 3 of the ceramic substrate 1. The lowermost end 6 a is lower than the upper surface 3 a of the pad 3.

【0023】その後、このような接合構造に温度変化が
あり、例えば同図中の矢印方向にその主面2に沿ってせ
ん断応力Sが作用し、低融点ハンダ5の左外周縁であっ
てセラミック基板1側のパッド3とこの低融点ハンダ5
との界面近傍(破線矢印で示した位置P)を起点として
図7に示したようにクラックKが発生、進展した場合、
そのクラックKは高融点ハンダボール6の表面に達する
が、その表面で止まる。したがって、従来のように一気
にクラックが端子の反対側に進展して断線に至るといっ
たことが防止される。
Thereafter, there is a temperature change in such a joint structure. For example, a shear stress S acts on the main surface 2 in the direction of the arrow in FIG. The pad 3 on the substrate 1 side and the low melting point solder 5
When a crack K occurs and propagates as shown in FIG. 7 starting from the vicinity of the interface with the interface (the position P indicated by the dashed arrow),
The crack K reaches the surface of the high melting point solder ball 6, but stops at the surface. Therefore, it is possible to prevent the crack from spreading to the opposite side of the terminal at a stretch and leading to disconnection as in the related art.

【0024】また、このときせん断力Sはハンダボール
6にかかるが、ハンダボール6はその最下端部6aを含
む下部がパッドの凹部4に落込み、横方向への動きが規
制されている。すなわち、せん断力Sはそのハンダボー
ル6及び凹部4にて受圧されるから、その応力によって
はハンダボール6はパッド上面3aより上部が図中2点
鎖線で示したように変形してその応力を吸収する。かく
して、新たなクラックを発生させることもなく、最初の
クラックKの進展はハンダボール6の表面で止まり、パ
ッド間の断線を防止する。
At this time, the shearing force S is applied to the solder ball 6, but the lower portion including the lowermost end portion 6a of the solder ball 6 falls into the concave portion 4 of the pad, and the movement in the lateral direction is restricted. That is, since the shearing force S is received by the solder ball 6 and the recess 4, the solder ball 6 is deformed above the pad upper surface 3 a as shown by a two-dot chain line in FIG. Absorb. Thus, the development of the first crack K stops at the surface of the solder ball 6 without generating a new crack, thereby preventing disconnection between the pads.

【0025】図8に示したように、とくにハンダボール
6が凹部4に落込む深さHbがボール6の直径Dbの略
15%以上となるようにすると、パッド上面3aがボー
ル表面(接線S)と交わる角度θが45度以上となり、
せん断力が確実にハンダボール6内にかかるので、クラ
ックの進行を確実に止めることができる。すなわち、ハ
ンダボール6などの金属ボールが凹部4に落込んだ際、
ボール6は凹部4の壁面4bに当接状態となるが、同ボ
ール6が凹部4の上縁から落込む深さHbが同ボール6
の直径Dbの略15%以上と深く落込むようにすると、
ボール6がその直径Dbに近い(円形)横断面でせん断
力を受けるからである。したがって、ボール6の直径D
b及び凹部4の大きさ(内径や深さ)は、ボール6の表
面と、パッド上面3aとのなす角度θが45度以上とな
るように設定するとよい。
As shown in FIG. 8, when the depth Hb at which the solder ball 6 falls into the concave portion 4 is set to be approximately 15% or more of the diameter Db of the ball 6, the pad upper surface 3a becomes in contact with the ball surface (tangential line S ) Is 45 degrees or more,
Since the shearing force is reliably applied to the inside of the solder ball 6, the progress of the crack can be reliably stopped. That is, when a metal ball such as a solder ball 6 falls into the concave portion 4,
The ball 6 comes into contact with the wall surface 4 b of the recess 4, but the depth Hb at which the ball 6 drops from the upper edge of the recess 4 is equal to the ball 6.
If it is made to fall as deep as about 15% or more of the diameter Db of
This is because the ball 6 receives a shearing force in a (circular) cross section close to its diameter Db. Therefore, the diameter D of the ball 6
The size (inner diameter and depth) of b and the concave portion 4 may be set so that the angle θ between the surface of the ball 6 and the pad upper surface 3a is 45 degrees or more.

【0026】なお、次にこの様な配線基板1ないし接続
端子7の製法について図9を参照して説明する。まず、
アルミナを主成分とするセラミックグリーンシート11
を成形し(図9−A参照)、その所定位置に、すなわち
各接続パッドをなす位置に凹部14をプレス成形し(図
9−B参照)、その表面にタングステン等の高融点金属
からなるメタライズペースト(パッドともいう)13を
パッド形状にあわせて印刷などにより塗布形成する(図
9−C参照)。或いは、グリーンシート11上にメタラ
イズペースト13を印刷した後(図9−B右参照)、プ
レスして凹部を形成してもよい。次いでこのシート11
が表面となるように所定枚数のグリーンシートを積層、
圧着し、更に、これらを同時(一括)焼成することで、
表面中央に凹部がある接続パッド(群)13が一主面に
存在するセラミック基板が形成される。そして、その接
続パッド13の表面に、Niメッキ15及びAuメッキ
16を施すことで接続パッド3が形成される(図9−D
参照)。
Next, a method for manufacturing the wiring board 1 or the connection terminals 7 will be described with reference to FIG. First,
Ceramic green sheet 11 containing alumina as a main component
(See FIG. 9-A), press-mold the concave portion 14 at a predetermined position, that is, a position forming each connection pad (see FIG. 9-B), and form a metallization made of a refractory metal such as tungsten on the surface thereof. A paste (also called a pad) 13 is applied and formed by printing or the like according to the pad shape (see FIG. 9C). Alternatively, after printing the metallized paste 13 on the green sheet 11 (see the right side of FIG. 9B), the recess may be formed by pressing. Then this sheet 11
A predetermined number of green sheets are laminated so that
By crimping them and firing them simultaneously (batch),
A ceramic substrate is formed in which a connection pad (group) 13 having a recess at the center of the surface exists on one main surface. Then, the connection pad 3 is formed by applying Ni plating 15 and Au plating 16 on the surface of the connection pad 13.
reference).

【0027】そして、その接続パッド3の表面に低融点
ハンダペースト15を印刷などにより塗布し、さらに、
この上に高融点ハンダボール6を載置し(図9−E参
照)、例えば220℃に加熱して低融点ハンダ15のみ
を溶融させて高融点ハンダボール6を接続パッド3にハ
ンダ付けすると、図3に示したように、各接続パッド3
上に同ボール6がハンダ付けされた接続端子7を備えた
配線基板1となるのである。すなわち、パッド3の形成
及びその表面3aのハンダ付け可能の表面の形成は、従
来のセラミック製のパッケージ用基板の場合と略同様の
工程で実現できる。その他、あらかじめ凹部を設けたセ
ラミック基板を焼結した後に、Ag、Ag−Pd等のペ
ーストを凹部及びその近傍に塗布し焼きつけることでも
製造できる。
Then, a low-melting-point solder paste 15 is applied to the surface of the connection pad 3 by printing or the like.
When the high melting point solder ball 6 is placed on this (see FIG. 9-E) and heated to, for example, 220 ° C. to melt only the low melting point solder 15 and solder the high melting point solder ball 6 to the connection pad 3, As shown in FIG.
The wiring board 1 has the connection terminals 7 on which the balls 6 are soldered. In other words, the formation of the pad 3 and the formation of the solderable surface 3a of the surface 3a can be realized in substantially the same steps as in the case of a conventional ceramic package substrate. Alternatively, after sintering a ceramic substrate provided with a concave portion in advance, a paste such as Ag or Ag-Pd is applied to the concave portion and the vicinity thereof and baked.

【0028】なお上記の実施形態では、パッド3のなす
凹部4の底面4aが、基板1の上面2より低位となって
いる。したがって、せん断力によるパッド3自体の横ず
れも有効に防止される。しかも、平坦なパッドに比べて
接合面積を大きくできるため引張り強度も向上する。ま
た、接続端子(ハンダバンプ)7の形成におけるハンダ
ボール6の搭載時に、ボール6が凹部4に落込むことか
らその位置が安定するといった効果もある。なお、前例
の接続パッド3では、ハンダバンプとして高融点ハンダ
ボール6を用い、これを低融点ハンダ5でハンダ付けす
ることで形成した場合を説明したが、金属ボールを用い
る場合には高融点ハンダボール6に代えてCuボールを
用いてもよい。ただしCuボールを用いる場合にはハン
ダの濡れ性を高めるためその表面に低融点ハンダをコー
ティングするとよい。
In the above-described embodiment, the bottom surface 4 a of the recess 4 formed by the pad 3 is lower than the upper surface 2 of the substrate 1. Therefore, the lateral displacement of the pad 3 itself due to the shearing force is also effectively prevented. Moreover, since the bonding area can be increased as compared with a flat pad, the tensile strength is also improved. In addition, when the solder balls 6 are mounted in the formation of the connection terminals (solder bumps) 7, the balls 6 fall into the recesses 4, so that their positions are stabilized. In the connection pad 3 of the previous example, a case was described in which a high melting point solder ball 6 was used as a solder bump and this was formed by soldering with a low melting point solder 5. However, when a metal ball was used, a high melting point solder ball was used. Instead of 6, a Cu ball may be used. However, when a Cu ball is used, its surface is preferably coated with a low melting point solder to enhance the wettability of the solder.

【0029】なお、図10及び図11は前例の変形例と
でもいうべきものを示している。このものは、基板1の
表面2を凹ませることなくパッド33自体を平面視円形
で縦断面凹字形に形成し、これによってパッド33の平
面中央に凹部34を形成した点のみが相違するものであ
り、その作用効果は前例と基本的に同じであることから
詳細な説明は省略する。ただし、図示の凹部34は同心
で円柱状に形成されている。なお、図12はこのパッド
3に前記したのと同様にして低融点ハンダ5によって金
属ボール6をハンダ付けした状態を示すが、この基板を
用いて接合した場合も前記したのと同様の作用ないし効
果がある。
FIGS. 10 and 11 show a modification of the previous example. This is different only in that the pad 33 itself is formed in a circular shape in plan view and has a concave shape in vertical section without depressing the surface 2 of the substrate 1, thereby forming the concave portion 34 in the center of the plane of the pad 33. Since the operation and effect are basically the same as those of the previous example, detailed description is omitted. However, the illustrated concave portion 34 is formed concentrically in a columnar shape. FIG. 12 shows a state in which the metal ball 6 is soldered to the pad 3 by the low melting point solder 5 in the same manner as described above. effective.

【0030】さて次に、図13及び図14を参照し、パ
ッド43をリング状に形成しその内周側に空所を形成し
たものの実施形態を説明する。ただし、このものは基板
1の主面(表面)2を凹ませることなく、その平坦な表
面2にパッド43自体の形状を平面視、リング状ないし
は円筒状に所定厚さで形成した点のみが前記の形態例と
相違するだけで、その作用、効果は前例と同じであるか
ら詳細な説明は省略する。ただし、本例ではパッド43
の内周側(空所)の底面に絶縁基板が露出する形となる
ことから、ハンダ付け面積はその分減ることになる。
Next, an embodiment in which the pad 43 is formed in a ring shape and a space is formed on the inner peripheral side thereof will be described with reference to FIGS. However, this is only the point that the main surface (surface) 2 of the substrate 1 is not dented, and the shape of the pad 43 itself is formed on the flat surface 2 in a plan view, a ring shape or a cylindrical shape with a predetermined thickness. The functions and effects thereof are the same as those of the previous example, except for the above-described embodiment, and therefore detailed description is omitted. However, in this example, the pad 43
Since the insulating substrate is exposed at the bottom surface on the inner peripheral side (vacant space), the soldering area is reduced accordingly.

【0031】また、図15は、このものに金属ボール6
を搭載して低融点ハンダでハンダ付けした図であり、こ
のような配線基板を用いて接合した場合にも、前記の形
態例と同様の作用ないし効果がある。なお、本例ではパ
ッド43の形状が比較的単純であるから形成しやすい。
したがって、フリップチップを接続する配線基板のよう
に、その接続用端子が小さいものに適用する場合には好
適である。
FIG. 15 shows that the metal ball 6
FIG. 9 is a view in which a low melting point solder is mounted and soldering is performed. Even when bonding is performed using such a wiring board, the same operation or effect as in the above-described embodiment is obtained. In this example, since the shape of the pad 43 is relatively simple, it can be easily formed.
Therefore, the present invention is suitable for a case where the connection terminal is small, such as a wiring board for connecting flip chips.

【0032】上記においては、セラミック製のパッケー
ジ用基板に本発明を具体化し、これを樹脂製のプリント
基板に搭載した場合で説明したが、本発明はこのような
プリント基板にも具体化できるし、このようなプリント
基板に前例のセラミック基板を搭載、接続した場合に
は、両配線基板のパッド相互間の断線がさらに有効に防
止される。すなわち、本発明は、パッケージ基板やプリ
ント基板など配線基板の種類、或いはその材質にかかわ
らず、熱膨張係数の異なる配線基板をBGA接合する場
合に極めて効果的である。
In the above description, the case where the present invention is embodied on a ceramic package substrate and this is mounted on a resin printed circuit board has been described. However, the present invention can be embodied on such a printed circuit board. When the above-described ceramic substrate is mounted on and connected to such a printed circuit board, disconnection between the pads of both wiring substrates is more effectively prevented. That is, the present invention is extremely effective when BGA-joining wiring boards having different coefficients of thermal expansion irrespective of the type of wiring board such as a package board or a printed board, or the material thereof.

【0033】なお、ガラス−エポキシ樹脂等からなる樹
脂製の配線基板において具体化する場合には次のような
形成手法が例示される。すなわち、図1のパッド3を樹
脂製の配線基板に具体化する場合には、例えば、樹脂基
板の表面にフォトリソグラフィ技術にてパッド形成部位
の中央に凹部を設けた絶縁層を形成し、その後、無電解
Cuメッキや電解Cuメッキを用いたアディティブ法に
よって、或いはサブトラクティブ法によって所定厚さの
銅パッドを形成すればよい。
When the present invention is embodied in a resin wiring board made of glass-epoxy resin or the like, the following forming method is exemplified. That is, when the pad 3 of FIG. 1 is embodied as a resin wiring board, for example, an insulating layer having a recess at the center of the pad forming portion is formed on the surface of the resin substrate by photolithography technology, and thereafter, A copper pad having a predetermined thickness may be formed by an additive method using electroless Cu plating or electrolytic Cu plating, or by a subtractive method.

【0034】また、図10のパッド33を樹脂製の配線
基板に具体化する場合には、例えば、樹脂基板のパッド
部位に、無電解Cuメッキや電解Cuメッキを用いたア
ディティブ法によって、或いはサブトラクティブ法によ
って所定厚さの銅パッドを形成し、その後、エッチング
レジストを使用してパッド33の中央部位のみハーフエ
ッチングすることで凹部34を形成できる。
When the pad 33 of FIG. 10 is embodied in a resin wiring board, for example, the pad portion of the resin substrate is formed by an additive method using electroless Cu plating or electrolytic Cu plating, A copper pad having a predetermined thickness is formed by an active method, and thereafter, a concave portion 34 can be formed by half-etching only a central portion of the pad 33 using an etching resist.

【0035】さらに、図13のパッド43を樹脂製の配
線基板に具体化する場合には、例えば、樹脂基板のパッ
ド部位に、無電解Cuメッキや電解Cuメッキを用いた
アディティブ法によって、或いはサブトラクティブ法に
よって所定厚さの銅パッドをリング状に形成することで
よい。
Further, when the pad 43 of FIG. 13 is embodied as a resin wiring board, for example, the pad portion of the resin substrate is formed by an additive method using electroless Cu plating or electrolytic Cu plating, or The copper pad having a predetermined thickness may be formed in a ring shape by an active method.

【0036】なお、こうした樹脂製の基板のパッドの表
面にNiメッキ、Auメッキをかけ、その後、そのパッ
ドに低融点ハンダペーストを印刷し、金属ボールを搭載
してリフローすれば、上記したセラミック製の配線基板
と同様、金属ボールをハンダ付けしてなる配線基板を得
ることができる。
The surface of the pad of such a resin substrate is plated with Ni or Au, and then the low melting point solder paste is printed on the pad, and a metal ball is mounted and reflowed. In the same manner as the wiring board of the above, a wiring board formed by soldering metal balls can be obtained.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る配線基板においては、金属ボールをその接続パッ
ドにハンダ付けする場合、接続パッドの凹部において或
いはリング状のものではその内周側において、金属ボー
ルの最下端部を接続パッドの上面より低位としてハンダ
付けできる。すなわち、金属ボールはパッドの凹部又は
内周側に落込み、横方向に係止する形となってハンダ付
けできるから、その落込みがある分、接続端子にかかる
横方向の力に対して耐久性が向上する。
As is apparent from the above description, in the wiring board according to the present invention, when the metal ball is soldered to the connection pad, the metal ball is in the concave portion of the connection pad or in the inner peripheral side of the ring-shaped one. In this case, the lowermost end of the metal ball can be soldered at a level lower than the upper surface of the connection pad. In other words, the metal ball drops into the recess or the inner peripheral side of the pad and can be soldered in a form that locks in the horizontal direction. The performance is improved.

【0038】そして、このような配線基板で接合した場
合には、パッドと低融点ハンダとの界面近傍にクラック
が発生進展しても金属ボールの表面に達することから、
クラックの進展はその表面で止まる。このように本発明
に係る配線基板によれば、従来のように一気にクラック
が進展して接続端子間が断線に至るといったことが防止
され、信頼性の高い接合を得ることができる。
In the case of bonding with such a wiring board, even if cracks are generated and propagate near the interface between the pad and the low melting point solder, the cracks reach the surface of the metal ball.
Crack growth stops at the surface. As described above, according to the wiring substrate of the present invention, it is possible to prevent a crack from developing at a stretch and leading to disconnection between connection terminals as in the related art, and to obtain a highly reliable joint.

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

【図1】本発明に係るBGAパッケージ用基板の実施形
態の概略構成正面図及び接続パッドを説明する拡大図。
FIG. 1 is a schematic front view of a configuration of an embodiment of a substrate for a BGA package according to the present invention, and an enlarged view illustrating connection pads.

【図2】図1の接続パッド部の拡大平面図。FIG. 2 is an enlarged plan view of a connection pad part of FIG. 1;

【図3】図2の接続パッドに低融点ハンダを介してハン
ダボールをハンダ付けした図。
FIG. 3 is a view in which solder balls are soldered to the connection pads of FIG. 2 via low-melting solder.

【図4】接続パッドにハンダボールがハンダ付けされた
BGAパッケージ用基板の概略構成正面図。
FIG. 4 is a schematic configuration front view of a BGA package substrate in which solder balls are soldered to connection pads.

【図5】BGAパッケージ用基板をセラミック基板に重
ね合わせた際における両配線基板の接続端子部分の部分
断面拡大図。
FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view of a connection terminal portion of both wiring boards when a BGA package substrate is superimposed on a ceramic substrate.

【図6】図5においてハンダ付けした図。FIG. 6 is a view soldered in FIG. 5;

【図7】図6においてクラックが発生後しその進展が止
まる状態の説明用断面図。
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view of a state in which a crack has occurred and its progress has stopped in FIG. 6;

【図8】ハンダボールが凹部に落込む適切深さを説明す
る断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an appropriate depth at which a solder ball falls into a concave portion.

【図9】配線基板ないし接続パッドの製造工程図。FIG. 9 is a manufacturing process diagram of a wiring board or a connection pad.

【図10】図1のパッドの変形例を示す縦断面図。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a modification of the pad of FIG. 1;

【図11】図10の平面図。FIG. 11 is a plan view of FIG. 10;

【図12】図10のパッドに金属ボールをハンダ付けし
た縦断面図。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view in which a metal ball is soldered to the pad of FIG. 10;

【図13】パッドをリング状に形成した実施形態例を示
す縦断面図。
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing an embodiment in which pads are formed in a ring shape.

【図14】図13の平面図。FIG. 14 is a plan view of FIG. 13;

【図15】図13のパッドに金属ボールをハンダ付けし
た縦断面図。
FIG. 15 is a longitudinal sectional view in which a metal ball is soldered to the pad of FIG. 13;

【図16】従来のBGA配線基板の接続端子を説明する
図。
FIG. 16 is a diagram illustrating connection terminals of a conventional BGA wiring board.

【図17】従来のBGA配線基板をセラミック基板に重
ねて接続端子を接合した状態の説明用断面図。
FIG. 17 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a conventional BGA wiring board is overlaid on a ceramic substrate and connection terminals are joined.

【図18】図17において温度変化により両配線基板の
伸縮で、ハンダにクラックが生じる状態の説明用断面
図。
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining a state in which cracks occur in solder due to expansion and contraction of both wiring boards due to a temperature change in FIG. 17;

【図19】図18の部分拡大図。FIG. 19 is a partially enlarged view of FIG. 18;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 BGAパッケージ用基板 2 BGAパッケージ用基板の主面 3,33,43 BGAパッケージ用基板の接続パッド 3a 接続パッドの上面 4,34 接続パッドの凹部 5 低融点ハンダ 6 高融点ハンダボール(金属ボール) 7 接続端子 21 プリント基板 22 プリント基板の主面 23 プリント基板の接続パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 BGA package board 2 Main surface of BGA package board 3, 33, 43 Connection pad of BGA package board 3a Upper surface of connection pad 4, 34 Depression of connection pad 5 Low melting point solder 6 High melting point solder ball (metal ball) 7 connection terminal 21 printed circuit board 22 main surface of printed circuit board 23 connection pad of printed circuit board

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハンダ付け可能な表面からなる接続パッ
ドを主面に複数有し、その接続パッドに対し、接続端子
としてハンダ付け可能の金属ボールがハンダ付けされる
配線基板において、その接続パッドに前記金属ボールが
ハンダ付けされる際、該金属ボールの最下端部が該接続
パッドの上面より低位となるように、前記接続パッドは
その略中央に凹部を備えていることを特徴とする配線基
板。
1. A wiring board having a plurality of connection pads on a main surface having a solderable surface, and a solderable metal ball being connected as a connection terminal to the connection pad. A wiring board, wherein the connection pad is provided with a concave portion at a substantially center thereof so that a lowermost portion of the metal ball is lower than an upper surface of the connection pad when the metal ball is soldered. .
【請求項2】 前記接続パッドの略中央の凹部におい
て、前記金属ボールがその最下端部を前記接続パッドの
上面より低位とされて、該金属ボールの融点より低融点
のハンダで前記接続パッドにハンダ付けされている請求
項1記載の配線基板。
2. In a substantially central recess of the connection pad, the lowermost end of the metal ball is lower than the upper surface of the connection pad, and the metal ball is connected to the connection pad with solder having a melting point lower than the melting point of the metal ball. 2. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring board is soldered.
【請求項3】 ハンダ付け可能な表面からなる接続パッ
ドを主面に複数有し、その接続パッドに対し、接続端子
としてハンダ付け可能の金属ボールがハンダ付けされる
配線基板において、その接続パッドに前記金属ボールが
ハンダ付けされる際、該金属ボールの最下端部が該接続
パッドの上面より低位となるように、前記接続パッドが
リング状に形成されていることを特徴とする配線基板。
3. A wiring board having a plurality of connection pads on a main surface having a solderable surface on which solderable metal balls are soldered as connection terminals to the connection pads. The wiring board, wherein the connection pad is formed in a ring shape such that a lowermost end of the metal ball is lower than an upper surface of the connection pad when the metal ball is soldered.
【請求項4】 前記接続パッドの内周側において、前記
金属ボールがその最下端部を前記接続パッドの上面より
低位とされて、該金属ボールの融点より低融点のハンダ
で前記接続パッドにハンダ付けされている請求項3記載
の配線基板。
4. An inner peripheral side of the connection pad, wherein the lowermost end of the metal ball is lower than the upper surface of the connection pad, and the connection pad is soldered with solder having a melting point lower than the melting point of the metal ball. The wiring board according to claim 3, which is attached.
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