JPS63126256A - ピングリツドアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、■Ｃバ７ケーノなどにおける成形品のピング
リッドアレイに関するものである。

［背景技術］ ＩＣなど半導体のパッケージにおいて素子の高機能化、
高密度化に伴うＩ１０数増加や、高速度化に従ってのリ
ード長の短縮化などの対応として、チップを実装する基
板の裏面に外部への電気接続用ピンとなるピンを設けた
ビングリッドアレイ（ＰＧＡと略称される）が実用化さ
れている。このビングリッドアレイは基板の裏面の全面
を利用して多数のピンを突設するようにしたもので、ピ
ンを機器の実装基板（マザーボード）に設けたソケット
やスルーホール等に差し込むことによって、マザーボー
ドへの取り付けをおこなうことができる。

その基板の材料としては従来上りセラミックが主として
用いられているが、近年低価格化に対応して樹脂積層板
から得られるプリント配線板をこの基板として用いる試
みがなされている。

すなわち、第５図に示すように基板１を例えば厚み１．
０ＬＩＩＩＩｌ程度のプラス基材エポキシ樹脂積層板や
ガラス基材ポリイミド樹脂積層板などで形成し、基板１
の表面に回路１２を設けると共に基板１にビン孔１３を
ドリルなどで穿孔加工し、直径０　、５　ａｍ程度のピ
ン２の頭部１４をビン孔１３内に圧入することによって
多数のピン２を基板１から突出させた状態で固着して、
ビングリッドアレイＡを作成するようにするものであり
、基板１に実装した半導体チップ４と回路１２との間に
ワイヤーボンディング２０を施して、回路１２を介して
半導体チップ４とビン２とを電気的に接続させるのであ
る。第５図において１５は基板１へのビン２の頭部１４
の圧入深さを位置決めするために各ビン２に突設された
鍔、１６はマザーボードへの取り付けの際のビン２の差
し込み深さを位置決めするために一部のビン２に設けら
れた鍔である。

しかしながらこのものにあっては、ビン２の取り付けに
あたってビン孔１３にビン２の頭部１４を圧入するとい
う加工が必要であって工数が増加すると共に、基板１の
割れ等の関係から基板１へのビン２の圧入強さには限界
があってビン２の引き抜き強度を十分に得ることができ
ないという問題がある。しかもこの第５図のように形成
されるビングリッドアレイＡにあっては、回路１２が基
板１の表面に露出しており、加工作業の際などに回路１
２が破損されたりするおそれがあって回路の信頼性に問
題があり、特に回路１２とビン２との接続部分も露出さ
れた状態にあるために湿気などの影響で接続信頼性が低
下し、半導体チップ４とビン２との間の導通信頼性に問
題が生じるものであった。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、基板
へのビンの固定強度を高くすることができ、しかも回路
の信頼性や半導体チップとビンとの開の導通信頼性が優
れたビングリッドアレイを提供することを目的とするも
のである。

［発明の開示］ しかして本発明に係るビングリッドアレイは、合成樹脂
の成形品で基板１を形成すると共に基部を基板１内にイ
ンサート成形して固着した複数本のビン２を基板１から
突出させ、半導体チップ４を実装する回路体３をビンの
基部に接続した状態で基板１内にインサート成形して埋
入し、ビン２の基部と回路体３との接続部分を基板１の
表面に露出しない状態に基板１内に埋入させて成ること
を特徴とするものであり、基板１へのインサート成形で
ビン２の固定を強固におこなえるようにし、また回路体
３や回路体３とビン２との接続部分を基板１に埋入させ
て外部に露出しないようにすることによって、回路体３
が傷付けられたり回路体３とビン２どの接続部分に湿気
が作用したりすることを防止できるようにしたものであ
って、以下本発明を実施例により詳述する。

第１図（勿論実物大を示すものではない）は本発明の一
実施例を示すもので、基板１は合成樹脂成形材料を射出
成形やトランス７７−成形などで成形することによって
成形品として作成される。そしてこのように基板１を成
形する際にビン２の基部を基板１内に埋入させるようイ
ンサート成形することによって基板１に多数本のビン２
を平行に取り付け、またＩＣチップなどの半導体チップ
４を表面に実装した回路体３が基板１内に埋入して取り
付けである。基板１を構成する合成樹脂としては、７エ
７−ル、エポキシ、シリコン、ポリイミドなどの熱硬化
性樹脂や、ポリフェニレンサルファイド、ポリサル７オ
ン、ポリエーテルスルホン、ボリアリールスルホンなど
の熱可塑性樹脂を用いることができる。実績的に信頼性
のある面ではエポキシ樹脂を、また可撓性や機械的強度
、耐熱性の魚からは後者の熱可塑性樹脂を用いるのが好
ましい。

ビン２は軸方向全長に亘って断面円形に形成されるもの
であって、その頭部となる基部にはビン２の全周から突
出される円形の鍔１１が設けてあり、さらにこの鍔１１
の下側に同様に円形の鍔２１が設けである。また回路体
３としては絶縁板２２の表面に放射状に回路１２を設け
た回路板を用いることができ、例えば〃ラスエポキシ配
線板、ガラスポリイミド配線板、ガラステフロン配線板
、ポリエステル配線シートまたはフィルム、ポリイミド
配線フィルムまたはシートなどを用いることができる。

さらにポリイミドフィルム等で固定した銅やアルミニウ
ム、４２７０イ（Ｎｉ４２％のＮｉ−Ｆｅ合金）のリー
ドフレームなどを回路体３として使用することもできる
。電気抵抗の面からは銅回路を形成したものが、後述す
る成形金型８へのセットの作業性からは板状やり−ド７
レーム状の形態のものが好ましい。そして回路体３には
その表面の中央部においてＩＣチップなどの半導体チッ
プ４が実装してあり、半導体チップ４と回路体３の回路
１２どの間にワイヤー２０をボンディングして施しであ
る。この半導体チップ４の実装作業やワイヤーボンディ
ングの作業は回路体３にビン２を取り付ける前におこな
うことが可能であり、このようにすれば回路体３にビン
２を取り付けていない状態でこれらの作業をおこなうこ
とができ、回路体３から突出するビン２が邪魔になるよ
うなことなく回路板に電子部品を実装したりワイヤーボ
ンディングしたりする既存の工程をそのまま利用して作
業をおこなうことができることになる。

半導体チップ４の実装は、例えば回路体３の中央部に積
層した銅箔などの金属？ＩＦ１９の表面に金メッキを施
しておいて、この部分におこなわれている。

さらに回路体３にはビン２に対応する位置において回路
１２のランド部分でスルーホールとしてビン孔７が穿設
しである。

しかしてピングリッドアレイＡを製造するにあたっては
、回路体３のビン孔７にビン２の頭部１４を挿入して鍔
１１に回路体３を係止させ、ビン孔７内にビン２の頭部
を固定すると共に回路体３の各回路１２とビン２とを接
続させる。このとき例えば、ビン孔７の内周面に回路１
２と接続された状態で半田をメッキしておくと共にビン
２の頭部１４に半田をメッキしておき、第４図に示すよ
うに成形金型８の下型８ａに設けたビン挿入穴１８に各
ビン２を挿入してビン２と回路体３とをセットするかあ
るいはこの前に、ビン２及び回路体３のビン２どの接続
部分に３００°Ｃ程度の熱風を吹き付け、ビン孔７の半
田とビン２の頭部１４の半田とを融着させることによっ
て、ビン孔７にビン２を固着させると同時にビン２と回
路１２との電気的接続を確保させるようにすることがで
きる。

また、ビン２の頭部１４を半田槽に浸漬させて頭部１４
に沿って登って（る半田を回路体３のビン孔７内に導入
させることによって、ビン孔７にビン２を固着させると
同時にビン２と回路１２との電気的接続を確保させるよ
うにすることもできる。

そしてビン２をビン挿入穴１８に挿入させた状態におい
てはビン２の下側の鍔２１がピン挿入穴１８の周縁部の
上面に係止され、ビン挿入穴１８へのビン２の挿入深さ
の位置決めがなされると共にビン挿入穴１８は鍔２１で
その開口が閉塞され、ビン挿入穴１８内に成形時に樹脂
が侵入してパリが発生することを防止することができる
。このようにビン２及び半導体チップ４を実装した回路
体３を下型８ａにセットした後に、成形金型８の上型８
ｂと下型８ａとを型締めし、成形金型８内に樹脂成形材
料を注入して硬化乃至固化させることによって、成形金
型８内で基板１を成形すると同時に、ビン２の基部を基
板１内にインサート成形すると共に回路体３をインサー
ト成形して基板１内に包含されるよう一体化させ、さら
に回路体３に実装した半導体チップ４も基板１内に埋入
させることができる。このように成形金型８内に０４脂
成形材料を注入するに際しては、回路体３が浮き上がっ
たりすることを防止するために、例えばビン挿入穴１８
を真空ポンプなどに接続してビン２をビン挿入穴１８に
吸引保持し、このビン２を介して回路体３が固定される
ようにするのがよい。

上記のようにしてビン２はその基部を基板１にインサー
ト成形して埋入することによって基板１に取り付けられ
ているものであり、圧入の場合のような引き抜き強度に
問題が生じるおそれはなく、特に第１図に示されるよう
にビン２に設けた鍔１１は基板１内に埋入され、また鍔
２１はその下面が基板１の下面から露出する状態で埋入
されるものであり、この鍔１１，２１の埋入によってビ
ン２の基部は基板１内に強固に保持され、ビン２の引き
抜き強度を高めることができると共にビン２がぐらつく
ことを防止することができる。そして回路体３に実装さ
れた半導体チップ４は基板１内に埋入されることによっ
て封止された状態になるが、基板１は成形金型８内に射
出成形やトランスファー成形などで加圧下において注入
される樹脂で成形され、従って半導体チップ４はこの加
圧下で注入され材料密度の高い樹脂内に封入されること
になり、耐湿信頼性高く封止することができることにな
る。また、回路体３は基板１内に埋入された状態にあっ
てその回路１２は表面に露出・せず、回路１２が損傷さ
れて信頼性が低下することを防止することができ、さら
に回路体３とビン２との接続部分も基板１内に埋入され
て表面に露出せず、この部分に湿気などが作用して接続
信頼性が低下することを防止し、耐環境性を高めること
ができるものである。

そして上記のようにして形成される第１図、第３図に示
すようなピングリッドアレイＡにあって、機器の実装基
板（マザーボード）への取り付けはマザーボード２８に
設けたソケットやスルーホール２９などに各ビン２を差
し込むことによっておこなうことがでさる。このとき、
基板１にはビン２と平行に複数の位置決め突部３０がそ
れぞれ等しい突出寸法で一体に突設してあり、この位置
決め突部３０の先端がマザーボード２８の表面に当接す
ることによって所定の間隙で基板１とマザーボード２８
との間に空間を形成させることができるようにしである
。このように基板１とマザーボード２８との闇の空間は
位置決め突部３０によって形成されるために、第５図の
従来例において示したように一部のビン２に位置決め用
の鍔１６を設けるような必要がなく、ビン２として総て
同じ形状のものを用いることができることになる。また
このように位置決め突部３０がマザーボード２８に当接
することによってマザーボード２８と基板１との間に加
わる荷重が位置決め突部３０によって支持されることに
なり、ビン２の変形を防止することもできる。ここで各
位置決め突ｇ３０は第４図のように成形金型８に成形用
凹所３１を設けておくことによって、基板１を成形する
際に同時に形成されるもので、このように位置決め突部
３０を設けるにあたって、各位置決め突部３０をっなぐ
リプを基板１の裏面に一体に設けるようにしておけば、
このリブによって基板１の補強をおこなわせることがで
き、基板１を薄く形成することも可能になる。

尚、基板１に実装する半導体チップ４の発熱を放散する
必要のある場合には、熱伝導性に優れた銅、鉄、アルミ
ニウム、セラミックなどで形成した放熱体１７を＠２図
に示すように基板１に取り付けることができる。この放
熱体１７は成形金型８内にセットしてお（ことによって
、基板１を樹脂成形材料で成形する際に同時にインサー
ト成形して設けることができる。従って放熱体１７を取
り付けるために基板１に孔をあける加工をおこなったり
この孔に放熱体１７をはめ込んだりする加工工数を必要
としないものである。放熱体１７は基板１の背面から露
出する状態で基板２に固着させるようにするのが放熱効
率のうえで好ましい。また上記第１図、第２図の実施例
において半導体チップ４はビン２が突出された面と反対
側の面である回路体３の上面に実装するようにしたが、
半導体チップ４を回路体３の下面側に実装するようにし
てもよく、特に放熱体１７を用いて放熱をおこなう場合
においては、半導体チップ４を回路体３の下面に実装す
ると放熱体１７は基板１の上面に露出するように設けら
れることになり、放熱体１７から放散される熱が基板１
とマザーボード２８との間にこもることな（良好に放熱
することができることになる。

［発明の効果］ 上述のように本発明に係るピングリッドアレイは、合成
樹脂の成形品で基板を形成すると共に基部を基板内にイ
ンサート成形して固着した複数本のビンを基板から突出
させるようにしであるので、ビン孔の穿孔やビンの圧入
などの工数を必要とすることなくビンの取り付けを容易
におこなうことができると共にビンを圧入する場合のよ
うな引き抜き強度が不安定になることもないものであり
、また半導体チップを実装する回路体をビンの基部に接
続した状態で基板内にインサート成形して埋入し、ビン
の基部と回路体との接続部分を基板の表面に露出しない
状態に基板内に埋入させるようにしたので、回路体は基
板内に埋入された状態にあってその回路を基板内で保護
することができ、回路が損傷されて信頼性が低下するこ
とを防止できると共に、さらに回路体とビンとの接続部
分も基板内に埋入されて表面に露出せずこの部分に湿気
などが作用することを防止できるものであって、回路体
とビンとの接続信頼性が低下することを防止して半導体
チップとビンとの導通Ｍ軸性を高めることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は同上の他
の実施例の断面図、第３図は同上の斜視図、第４図は第
１図の実施例の製造の際の成形金型の断面図、ｆ５５図
は従来例の断面図である。 １は基板、２はビン、３は回路体、４は半導体チップで
ある。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 １・・・基板 ２・・・ビン 第１　図　　　　　３・・・回路体 ４・・・半導体チップ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂の成形品で基板を形成すると共に基部を
   基板内にインサート成形して固着した複数本のピンを基
   板から突出させ、半導体チップを実装する回路体をピン
   の基部に接続した状態で基板内にインサート成形して埋
   入し、ピンの基部と回路体との接続部分を基板の表面に
   露出しない状態に基板内に埋入させて成ることを特徴と
   するピングリッドアレイ。