(57)【要約】【課題】  本発明は、電極部分をパッケージ下面に配置し半田接合したＢＧＡやＬＧＡなどの表面実装方式の電子部品パッケージの、実装時の熱伝導の不均衡による不具合の問題を解決し、更に大型の電子部品パッケージへも応用できることを目的とする。【解決手段】本発明は、電子部品パッケージとプリント基板の間に入れるシート状の基板に、パッケージの電極部と基板のパッド部の対応する位置に貫通孔を設けた構造体であって、その貫通孔へ半田ペーストを充填し、電子部品パッケージとプリント基板の間に挟み、構造体が熱を早く均一に伝える事で、未加熱の半田を均一に加熱して良好な半田接合を行うことに特徴を有する、電子部品パッケージの新しい実装方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さを搭載するパッケージの電極部のボールグリッドの半径より大きく直径よりも小さいシート状の基板に、パッケージの電極部とプリント基板のパッド部に対応する位置に貫通孔を設け、伝導率・電気抵抗率の高い素材を用いたことを特徴とする電子部品パッケージの実装用構造体。
【請求項２】
構造体の素材に、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンドまたはその焼結体、立方晶窒化ホウ素またはその焼結体、窒化ホウ素の焼結体、窒化アルミニウムの焼結体のいずれか、またはそれら２つ以上を用いたことを特徴とする請求項１記載の電子部品パッケージの実装用構造体。
【請求項３】
構造体の素材に、ダイヤモンドパウダーまたはその焼結体、立方晶窒化ホウ素パウダーまたはその焼結体、窒化ホウ素と窒化アルミニウムの混合物の焼結体のいずれか、またはそれら２つ以上を用いたことを特徴とする請求項１記載の電子部品パッケージの実装用構造体。
【請求項４】
構造体のパッケージ面またはプリント基板面の一方または両方に電気抵抗率が高いガラス、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂のいずれか、またはそれら２つ以上を貼り付けることを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載の電子部品パッケージの実装用構造体。
【請求項５】
構造体にヒートシンクを取り付けることを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の電子部品パッケージの実装用構造体。
【請求項６】
厚さを搭載するパッケージの電極部のボールグリッドの半径より大きく直径よりも小さいシート状の基板に、パッケージの電極部とプリント基板のパッド部に対応する位置に貫通孔を設け、伝導率・電気抵抗率の高い素材を用いたことを特徴とする電子部品パッケージの実装用構造体を用いた実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品パッケージの実装用構造体とそれを用いた実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日電子デバイスの性能は飛躍的な向上を続け、より小さなパッケージ内に大規模な集積回路を搭載することで単位面積当たりの電子部品の集積度を高めている。その１つの方法として、電子部品パッケージの電極部分をパッケージ下面に配置し半田接合したＢＧＡやＬＧＡなどの表面実装方式を採用するものが多く使われている。
【０００３】
このような電子部品パッケージ下面に電極部分を配置しプリント基板のパッド部との半田接合を行う場合には、半田接合部を直接加熱する事が出来ないためにプリント基板のうら面から伝わった熱や、パッケージとプリント基板の隙間に送り込む熱風の熱によって加熱し半田付けを行っていた。（例えば、特許文献１）
【０００４】
しかし、さらなる電子部品パッケージの高機能化を進めるためには、パッケージサイズの大型化が必要となり、それに伴って実装時の半田接合部への熱伝導が不均衡となることで、半田付け不具合が発生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２８７７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子部品パッケージの高機能化によって、プリント基板の多層化や両面実装が行われ、従来の方法ではプリント基板が厚くなるに従って基板を通して伝わる熱の量が少なくなる傾向がある。例えば、基板に良く使われるガラスやエポキシ樹脂の熱伝導率はガラスが約１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、エポキシ樹脂は０．２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）と熱を伝えにくい性質がある。
【０００７】
また、パッケージとプリント基板の隙間に熱風送り込む方式でもパッケージ電極部分の大型化によって半田接合部への熱伝導が不均衡となり、結果として実装時の熱量不足による半田ボール未融合などの不具合が発生する。
【０００８】
本発明は、電極部分をパッケージ下面に配置し半田接合したＢＧＡやＬＧＡなどの表面実装方式の電子部品パッケージの、実装時の熱伝導の不均衡による不具合の問題を解決し、更に大型の電子部品パッケージへも応用できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の構造体の第１の構成は、電子部品パッケージとプリント基板の間に入れるシート状の基板に、パッケージの電極部と基板のパッド部の対応する位置に貫通孔を設け、その貫通孔へ半田ペーストなどを事前に塗り込んで充填し、未加熱の半田を保持できる構造体であること。
【００１０】
本発明の構造体の第２の構成は、電子部品パッケージとプリント基板の間に挟んで使うためパッケージとプリント基板の隙間と同程度の厚さをもつ構造体であること。
【００１１】
本発明の構造体の第３の構成として、その構造体に取り付けられた発熱装置からの熱がすばやく構造体を伝わるために、熱伝導率が金属（鉄８４Ｗ/（ｍ・Ｋ）、銅３９８Ｗ/（ｍ・Ｋ））と同等以上で、かつ電気抵抗率が絶縁体（１ＭΩ以上）と同等以上の材料で作られた構造体であること。
【００１２】
本発明は、構造体が熱を早く均一に伝える事で、未加熱の半田を均一に加熱して良好な半田接合を行うことが出来る前述の第１から第３の構成をもつことに特徴を有する、電子部品パッケージの新しい実装方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電子部品パッケージの半田接合において、中心部まで均一に熱が伝わり、半田付け不具合を解消することが可能となる。また、電子部品パッケージの高機能化による、パッケージ電極部分の大型化により、更に熱伝導条件が悪くなっても、電子部品パッケージの良好な半田接合が出来る新しい実装方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の構造体の形状を示す平面図
【図２】本発明の構造体の形状を示す側面図
【図３】本発明の構造体による実装方法の発熱体からの熱の伝導システムを示す平面図
【図４】本発明の構造体による実装方法の発熱体からの熱の伝導システムを示す側面図
【図５】本発明の構造体と基板との位置関係を示す側面図
【図６】本発明の構造体と基板と電子部品パッケージとの位置関係を示す側面図
【図７】本発明の構造体による実装を行った時の発熱体からの熱の伝導システムを示す側面図
【図８】本発明の構造体による実装を行った後の発熱体の取り外し状況を示す側面図
【図９】本発明の構造体の大型化による実装方法の一例の、発熱体からの熱の伝導システムを示す平面図
【図１０】本発明の構造体の大型化による実装方法の一例の、実装後の発熱体の取り外し状況を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１から図4は、本発明の構造体と発熱体の形状並び構造体の熱伝導の様子を示した図である。
【００１６】
図１は本発明の構造体の平面図である。この構造体はシート状の基板に、搭載するＢＧＡのボールグリッドに対応する位置に貫通孔を設け、その孔の大きさがボールグリッドの直径よりもわずかに大きい事を特徴とする。図２は本発明の構造体の側面図である。この構造体の厚さは、搭載するＢＧＡのボールグリッドの半径より大きく直径よりも小さくする事を特徴とする。
【００１７】
この構造体は、熱伝導率・電気抵抗率を高くするために、単結晶ダイヤモンド・多結晶ダイヤモンドまたはその焼結体・立方晶窒化ホウ素またはその焼結体・窒化ホウ素の焼結体・窒化アルミニウムの焼結体のいずれか、またはそれら２つ以上を用いた構造体が望ましい。
また、ダイヤモンドパウダーまたはその焼結体、立方晶窒化ホウ素パウダーまたはその焼結体、窒化ホウ素と窒化アルミニウムの混合物の焼結体のいずれか、またはそれら２つ以上を用いた構造体であってもよい。
【００１８】
この構造体のパッケージ面またはプリント基板面の一方または両方に、電気抵抗率が高いガラス、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂のいずれか、またはそれら２つ以上を貼り付けることで強度を増し形状を保持する構造体とすることができる。
【００１９】
図３は本発明の構造体に発熱体を取り付けた時の平面図である。この構造体はその周辺部に発熱体を取り付け発生した熱を構造体が伝える事で、内部の未加熱の半田を加熱融解して電子部品パッケージを実装する。
【００２０】
図４は本発明の構造体に発熱体を取り付けた時の側面図である。この構造体はその周辺部に発熱体を取り付ける場合に安定した密着状態を実現するために、発熱体の厚さを構造体より少し厚くして挟み込む構造とすることが望ましい。
【００２１】
図５は本発明の構造体と基板のパッド部の実装時の位置関係を示した側面図である。この構造体の貫通孔と基板のパッド部が対応するように位置決めを行って載せる。
【００２２】
図６は本発明の構造体と電子部品パッケージの実装時の位置関係を示した側面図である。この構造体の貫通孔と電子部品パッケージの電極部が対応するように位置決めを行って載せる。
【００２３】
図７は本発明の構造体と電子部品パッケージと発熱体の実装時の位置関係を示した側面図である。周辺部に発熱体を取り付け、発生した熱を構造体が伝える事で、内部の未加熱の半田を加熱融解して電子部品パッケージを実装する。
【００２４】
図８は本発明の構造体と電子部品パッケージを実装後に発熱体を取り外した側面図である。発熱体は、次々に繰り返し使用する事ができる。
【００２５】
本発明の構造体の実装時に、基板と構造体の隙間に毛細管現象により半田が流れ込み、電気的な問題を引き起こす可能性がある。それを防止する方法として、基板と構造体の隙間を十分に取るために構造体の下部の四隅に突起を設ける構造とする。
【００２６】
構造体にヒートシンク取り付け部を設け、実装が終わった構造体に、ヒートシンクが取り付けられる構成にすることも可能である。これにより電子部品パッケージの実動時の発熱を速やかに空気中に放熱できる。
【００２７】
本発明の構造体を大型化する場合に、構造体の熱伝導速度が遅くなる問題を解決するため、構造体と発熱体を複数用いて、交互に組み合わせる構造とすることで、内側からも熱が伝わり良好な実装が可能となる。また構造体の組み合わせ方は発熱体の挿入と取り外しが可能な構造とする。
【００２８】
図９は本発明の構造体を大型化する場合に発熱体の取り付け方の一例を示した平面図である。中央部に取り付けられた発熱体からの熱が構造体を経由して均一に半田を加熱する。
【００２９】
図１０は本発明の構造体を大型化する場合に実装後の発熱体の取り外し方の一例を示した平面図である。３つの発熱体をそれぞれ決まった方向に移動させ取り外す。
【００３０】
本発明の構造体と同じ機能を持つものを、プリント基板面または電子部品パッケージ下面にあらかじめ貼り付けることも可能である。また、プリント基板面または電子部品パッケージとの一体構造を構成することで、より高機能な電子部品パッケージの新しい実装方法が確立できる。
【００３１】
本発明の構造体の実装後に電子部品パッケージを取り換える必要がある場合には、発熱体を再度取り付け構造体を再加熱することで、電子部品パッケージを容易に取り外すことが出来る。
【符号の説明】
【００３２】
１  構造体
２  半田ペースト
３  発熱体
４  発熱体からの熱伝導
５  基板
６  パッド部
７  電子部品パッケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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