JPH10294339A - Bga方式の実装部品搭載用のプリント基板 - Google Patents

Bga方式の実装部品搭載用のプリント基板

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JPH10294339A
JPH10294339A JP11516497A JP11516497A JPH10294339A JP H10294339 A JPH10294339 A JP H10294339A JP 11516497 A JP11516497 A JP 11516497A JP 11516497 A JP11516497 A JP 11516497A JP H10294339 A JPH10294339 A JP H10294339A
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JP
Japan
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circuit board
mounting
solder
printed
solder balls
Prior art date
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Application number
JP11516497A
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English (en)
Inventor
Shigeo Harada
繁夫 原田
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Communication Equipment Co Ltd filed Critical Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority to JP11516497A priority Critical patent/JPH10294339A/ja
Publication of JPH10294339A publication Critical patent/JPH10294339A/ja
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
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0284Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
    • 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
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • 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

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 BGAタイプの表面実装部品を手作業によっ
て精度よくプリント基板上に位置決め載置し、しかもハ
ンダボールの突出長にバラツキがあったとしても全ての
ハンダボールを確実に全てのパッド上のクリームハンダ
に接触させた状態で載置することができるBGA方式の
実装部品搭載用のプリント基板を提供すること。 【解決手段】 パッケージ底面に所定の配置でハンダボ
ールを固定したボールグリッドアレイ方式の表面実装部
品を実装するプリント基板であって、個々のハンダボー
ル21を載置して接続する為のパッド13を備え、各パ
ッド上にクリームハンダを介して載置したハンダボール
をクリームハンダ諸共リフロー方式により加熱溶融して
接続させるようにしたものにおいて、プリント基板面に
設けた各パッドに対応する基板面を凹所11とし、各凹
所内底面及び内壁にパッドを構成する導体層12を形成
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は表面実装部品を搭載
するためのプリント基板の改良に関し、特に、ボールグ
リッドアレイ方式の実装部品を搭載するのに適した構成
を備えたプリント基板の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のSOPやQFPと称されているタ
イプの表面実装部品(SMD)の如くパッケージから多
数のリード端子を側方に突出させたタイプの電子部品等
にあっては、リード端子の突出長の分だけプリント基板
上における実装面積が増大する。このタイプの実装部品
等においてプリント基板上における高密度実装化の要請
に対応するために、リード端子のファインピッチ化、多
ピン化が促進されている。しかし、このタイプの実装部
品にあっては、いずれにしてもリード端子の突出長の分
だけプリント基板上における占有面積が増大する不具合
を有するので、最近では上記タイプに代わって、部品の
パッケージ底面に露出した各電極に対してハンダボール
を予め固着したBGA(ボールグリッドアレイ)タイプ
の実装部品が多用されるようになっている。BGAタイ
プの実装部品(以下、BGAデバイスと称する)をプリ
ント基板上の配線パターン上に実装する場合には、予め
部品底面の各ハンダボールの位置に対応する配線パター
ン(パッド)上にクリームハンダを塗布しておき、各パ
ッド上に一対一で対応する様に各ハンダボールを位置決
めしつつ部品を載置する。BGAデバイスにあっては、
パッケージの側方に突出する部材が皆無である為に、プ
リント基板上に占有されるのはパッケージ本体の占有面
積分だけである。しかし、BGAデバイスにあっては、
プリント基板上のパッドと接続されるハンダボールが基
板底面に隠れている為、プリント基板上に実装を完了し
た後にハンダ付け状態の良否を目視で確認することがで
きないという問題がある。このため、実装されたBGA
デバイスの電気的接続状態を確認する為には、多くの工
数を伴う検査が必要となり、生産性の低下を招いてい
た。
【0003】また、BGAデバイスをプリント基板上に
搭載する際に、プリントパターンとハンダボールの位置
関係を目視確認しにくいので手作業による搭載作業は困
難であり、そのため専用の搭載機を用いて搭載作業を行
っていた。リード端子を備えたタイプの電子部品をプリ
ント基板上に実装した後に、接続不良箇所のハンダ付け
状態を修正したり、良品と交換する場合には、当該リー
ド端子とパッドとを接続するハンダ部分をハンダこてを
用いて溶かした上で付け直しすればよかったが、BGA
デバイスにあっては、ハンダこてを用いたこのような作
業は容易でなかった。仮にBGAデバイスだけを基板上
から取り外した上で取り付け直ししたり、或は交換した
良品を取付ける場合には、既に他の部品の実装が完了し
た段階であるので、上記搭載機によりBGAデバイスだ
けを取付けることは不可能となっている。従って、この
段階では、手作業によってBGAデバイスを基板上の所
定のパターン上に搭載する必要があるが、この作業は極
めて困難であり、位置ずれが容易に発生していた。ま
た、リフロー方式により実装済みの基板上の全てのハン
ダを再溶融させた上でBGAデバイスを接続し直す方法
は、正常に接続されている他の部品に対して悪影響が生
じるので、実用性が低い。従って、ハンダ付け等の接続
不良が発見された場合には、プリント基板ごと廃棄する
か、或はBGAデバイスのみを取り外して廃棄する必要
が生じる等の無駄が発生していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、BGAデバ
イスをプリント基板上に実装した場合に生じるハンダ付
け不良の大半は、パッケージ底面に固着されたハンダボ
ールの下方への突出長(コプラナリティ)のバラツキに
起因している。即ち、図4に示した如くプリント基板1
上のパッド2上にクリームハンダ3を塗布した状態で、
電子部品のパッケージ5の底面に固定した各ハンダボー
ル6を各パッド2上に載置した後でリフロー方式により
ハンダを溶融させることによりパッド2とハンダボール
6との接続が実現するが、図の様にハンダボール6の突
出長にバラツキがあると、突出長の長い方のハンダボー
ル6aだけがクリームハンダ3と接触することができ、
突出長の短い方のハンダボール6bはクリームハンダ3
に接触できないという事態が発生し、接続不良となる。
本発明が解決しようとする課題は、BGAタイプの表面
実装部品を手作業によって精度よくプリント基板上に位
置決め載置し、しかもハンダボールの突出長にバラツキ
があったとしても全てのハンダボールを確実に全てのパ
ッド上のクリームハンダに接触させた状態で載置するこ
とができるBGA方式の実装部品搭載用のプリント基板
を提供することにある。つまり、実装部品底面の各ハン
ダボールをプリント基板上の各パッド上に精度良く、且
つ各クリームハンダ上に確実に接触させた状態でリフロ
ー接続を行うことにより、接続不良の発生率を大幅に低
減し、その結果接続状態の良否を判断する検査を不要に
することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、部品のパッケージ底面に所定の配置でハ
ンダボールを固定したボールグリッドアレイ方式の表面
実装部品を実装するプリント基板であって、個々のハン
ダボールを載置して接続する為のパッドを備え、各パッ
ド上にクリームハンダを介して載置したハンダボールを
クリームハンダ諸共リフロー方式により加熱溶融して接
続させるようにしたものにおいて、プリント基板面に設
けた各パッドに対応する基板面を凹所とし、各凹所内底
面及び内壁にパッドを構成する導体層を形成したことを
特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図1(a) 乃至(d) は本発明の
BGA方式の実装部品搭載用のプリント基板の一例の構
成及び部品の実装手順を示す断面図、図2は要部拡大断
面図である。図1(a) 及び図2の拡大断面図に示したプ
リント基板10の特徴的な構成は、実装しようとするB
GA方式の実装部品の底面に取付けた各ハンダボールに
対応する基板表面に凹所11を形成し、各凹所11の内
底面及び内壁に導体層12を配置してパッド13とした
構成にある。また、各凹所11の形状(平面形状、縦横
寸法、及び深さ)は、個々のハンダボールを受入れて位
置決めし得る程度に適切に設定する。なお、このパッド
13の形成方法としては、例えばこのプリント基板10
が多層プリント基板である場合には、導体層12の内底
面の導体部分12aを基板製造時に内部導体層の一部と
して形成しておき、導体部分12aの上に積層する絶縁
層を形成する際に、導体部分12aに対応する絶縁層部
分だけに穴を形成しておくことにより、この内底面に相
当する導体部分12aを露出させる。内底面に相当する
基板部分12aを露出した後に、蒸着等の手法により内
壁に相当する部分の導体部分12bを形成する。或は、
基板上面に段掘り状の凹所11を形成してから、内底
面、及び内壁共に蒸着等により一括して導体層12を形
成する様にしてもよい。各パッド13の形成位置は、搭
載しようとするBGA実装部品の底面の個々のハンダボ
ールの位置と対応する様に予め設定する。凹所11の形
状は、角柱、円柱、円錐、多角錐等々、種々の形態とす
ることができる。なお、凹所11の直径(穴径)は、部
品側のハンダボールの直径に対して+20%程度に設定
することが好ましい。
【0007】次に、図1に基づいて本形態例のプリント
基板に対するBGA実装部品の実装手順を説明する。ま
ず、図1(a) に示した如きプリント基板10のパッド1
3を構成する凹所11内に(b) の様にクリームハンダ1
5を適量づつ充填する。クリームハンダの充填は、従来
例と同様に図示しないメタルマスク等を用いて印刷する
ことにより行う。充填量は、図示の様に基板上面よりも
クリームハンダ15が所定長突出するように設定する。
図1(c) に示す位置決め工程では、各凹所11内にBG
A実装部品20の底面の各ハンダボール21が入り込む
様に、各クリームハンダ15内に各ハンダボール21を
押し込むことによって、実装部品20を位置決めしてい
る状態を示している。(d) はリフロー工程を示してお
り、この工程に於て各パッド13を構成するクリームハ
ンダ15及びハンダボール21を溶融させた後で、冷却
固化させることにより部品の実装が完了する。この形態
例によれば、図1(c) の位置決め段階で実装位置が横方
向にずれようとしても、各ハンダボール21が凹所内壁
にぶつかって横方向へのずれが規制されるので、常に最
適の実装位置に位置決めすることができる。従って、自
動機によらずに、手作業で部品の搭載を行うことができ
る。
【0008】また、図3に示す様に、各ハンダボール2
1が部品底面から突出する長さにバラツキがあったとし
ても、本形態例によれば、凹所11の深さ分だけ突出長
の大きい方のハンダボール21aをクリームハンダ15
内に深く埋め込むことができるので、突出長の短い方の
ハンダボール21bもそれに伴って確実に対応するクリ
ームハンダ15内に埋め込まれることができる。この状
態でリフローを行えば確実な電気的機械的接続状態を実
現することができる。
【0009】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、BGAタ
イプの表面実装部品を手作業であっても精度よくプリン
ト基板上に位置決め載置することができ、しかもハンダ
ボールの突出長にバラツキがあったとしても全てのハン
ダボールを確実に全てのパッド上のクリームハンダに接
触させた状態で載置することができる。その結果、実装
部品底面の各ハンダボールをプリント基板上の各パッド
上に精度良く、且つ各クリームハンダ上に確実に接触さ
せた状態でリフロー接続を行うことにより、接続不良の
発生率を大幅に低減し、その結果接続状態の良否を判断
する検査を不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)乃至(d)は本発明のプリント基板上に
BGA実装部品を実装する手順を示す図。
【図2】図1(a) の要部拡大図。
【図3】本発明の利点を説明する為の図。
【図4】従来例の欠点を説明する図。
【符号の説明】
10 プリント基板、11 凹所、12 導体層、13
パッド、20 BGA実装部品、21 ハンダボール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージ底面に所定の配置でハンダボ
    ールを固定したボールグリッドアレイ方式の表面実装部
    品を実装するプリント基板であって、個々のハンダボー
    ルを載置して接続する為のパッドを備え、各パッド上に
    クリームハンダを介して載置したハンダボールをクリー
    ムハンダ諸共リフロー方式により加熱溶融して接続させ
    るようにしたものにおいて、 プリント基板面に設けた各パッドに対応する基板面を凹
    所とし、各凹所内底面及び内壁にパッドを構成する導体
    層を形成したことを特徴とするBGA方式の実装部品搭
    載用のプリント基板。
JP11516497A 1997-04-17 1997-04-17 Bga方式の実装部品搭載用のプリント基板 Pending JPH10294339A (ja)

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JP (1) JPH10294339A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7992291B2 (en) 2006-10-30 2011-08-09 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Method of manufacturing a circuit board
US9142516B2 (en) 2011-07-28 2015-09-22 Socionext Inc. Semiconductor device and manufacturing method therefor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7992291B2 (en) 2006-10-30 2011-08-09 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Method of manufacturing a circuit board
US9142516B2 (en) 2011-07-28 2015-09-22 Socionext Inc. Semiconductor device and manufacturing method therefor
US9355974B2 (en) 2011-07-28 2016-05-31 Socionext Inc. Semiconductor device and manufacturing method therefor

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