(57)【要約】【課題】  表面実装型回路部品の回路基板のパッドへの接合部が、外部応力によって回路基板が変形することで受けるストレスを抑制する。【解決手段】  ＢＧＡ回路部品１０４を実装した回路基板本体１０１の、回路部品１０４を実装した面あるいはその裏面に、ＢＧＡ回路部品１０４のベース１０６の底面形状の外形寸法より、外形寸法の大きい補強板１０５を、ＢＧＡ回路部品１０４の実装部位を囲むようにネジ１０９あるいは接着剤１００１によって装着する。  【選択図】図３
2006210852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型回路部品が実装された回路基板本体と、
当該表面実装型回路部品の実装面の外形寸法より大きい外形寸法を有し、前記回路基板本体の前記表面実装型回路部品が実装される部位の反対側の面に装着された補強板と、
を具備したことを特徴とする表面実装回路部品を実装する回路基板。
【請求項２】
表面実装型回路部品が実装された回路基板本体と、
当該表面実装型回路部品の実装面の外縁寸法より大きい外縁寸法と、中央部に該表面実装型回路部品を収容する開口を有し、前記回路基板本体の前記表面実装型回路部品が実装される面に、該表面実装型回路部品の外縁周囲を囲むように装着された補強板と、
を具備したことを特徴とする表面実装回路部品を実装する回路基板。
【請求項３】
前記補強板は、その回路基板装着面の外縁が形成する投影面積内に前記表面実装型回路部品の実装面の外縁が含まれるように前記回路基板本体に装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表面実装回路部品を実装する回路基板。
【請求項４】
前記補強板は、ネジまたは接着剤あるいはそれらと等価の装着手段によって回路基板本体に装着されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表面実装回路部品を実装する回路基板。
【請求項５】
前記表面実装型回路部品が隣接して複数実装され、前記補強板が、その回路基板装着面の外縁が形成する投影面積内に前記複数の表面実装型回路部品の実装面の外縁が含まれるように構成されて前記回路基板本体に装着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表面実装回路部品を実装する回路基板。
【請求項６】
前記表面実装型回路部品は、ＢＧＡ回路部品、ＬＧＡ回路部品、ＣＳＰ回路部品のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表面実装回路部品を実装する回路基板。
【請求項７】
回路基板本体に表面実装型回路部品を実装するステップと、
前記表面実装型回路部品が実装された部位の反対側の面に、当該表面実装型回路部品の実装面の外形寸法より大きい外形寸法を有する補強板を装着するステップと、
でなることを特徴とする表面実装回路部品を実装する回路基板の製造方法。
【請求項８】
回路基板本体に表面実装型回路部品を実装するステップと、
前記回路基板本体の前記表面実装型回路部品が実装される面に、前記表面実装型回路部品の実装面の外縁寸法より大きい外縁寸法と、中央部に該表面実装型回路部品を収容する開口を有する補強板を、該表面実装型回路部品の外縁周囲を囲むように装着するステップと、
でなることを特徴とする表面実装回路部品を実装する回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記補強板が、その回路基板装着面の外縁が形成する投影面積内に前記表面実装型回路部品の実装面の外縁が含まれるように前記回路基板本体に装着されることを特徴とする請求項７または８に記載の表面実装回路部品を実装する回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表面実装型のパッケージを有する半導体回路部品を実装した回路基板及びその製造方法に関し、特に、パッケージ底面に形成された電極を半田ボール等の金属バンプを介して基板のパッドに接続するように構成された表面実装型回路部品を実装した回路基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、回路基板に実装される半導体回路部品としては、そのパッケージの多様化が進み、基板との電気的接続にリードあるいはピンを用いることのない、リードレスの表面実装型パッケージが広く実用に供されるに至っている。
【０００３】
このような、リードレス表面実装型パッケージとしては、例えば、外部回路と接続するための複数の電極（パッド）をそのパッケージの底面に例えば格子状に形成し、このパッドに半田ボールを装着することで接続端子としたＢＧＡ（Ball Grid Array）、あるいは、パッケージの底面に格子状に形成した複数のパッド（ランド）をそのまま接続端子としたＬＧＡ（Land Grid Array）がある。
【０００４】
また、半導体を構成するベアチップと略同じ大きさのパッケージを備えたＣＳＰ（Chip Size Package）も知られている。このＣＳＰも、パッケージの底面に複数のパッドを備え、半田ボールあるいは他の金属バンプを介して回路基板のパッドと接続するように構成することが可能である。
【０００５】
ＢＧＡは、その半田ボールを、接続する回路基板のパッドに接触させた状態で、加熱して半田付けを行ういわゆるリフロー半田付けによって回路基板に実装される。
【０００６】
ＬＧＡは、パッケージの底面に形成した複数のパッドに接触する接触子を備えたソケットを介して回路基板に実装されるか、あるいは、パッドに装着された半田バンプを介して回路基板に直接的に実装される。
【０００７】
ＣＳＰも、それら回路部品と実質的に同様にして回路基板に実装することが可能である。
【０００８】
このように、リードを有しない表面実装型の半導体が実装された回路基板は、それを利用する電子機器の筐体内部に取り付けられることで、電子機器の回路を構成する部品として組み込まれる。
【０００９】
この回路基板組み込み作業が実行される過程において、時として回路基板に基板面と交わる方向に応力が加えられたり、あるいは落下等によって衝撃が加えられることがある。それによって、回路基板が反ったり歪んだりすることがあり、それが回路部品と基板の接合部分に波及して、基板のパッドが剥離したり、あるいは半田付け部分が切断されたりして、回路基板としての本来の機能を発揮することができなくなるという問題を有している。
【００１０】
このように、回路部品と回路基板との接合部分が破壊されてしまうと、回路部品を交換したり、あるいは回路基板そのものを交換しなくてはならず、電子機器の組み立て作業が著しく手間のかかるものになってしまう。
【００１１】
特に最近では、電子機器の外形を小型、薄型化することを目的として、回路基板そのものも厚さの薄い素材を用いることがあり、基板の剛性が低くなるため、外部から加えられる応力あるいは衝撃によって、基板が変形し易くなって、回路部品の半田付け部分が破壊されるという事故が発生する可能性が高くなってきている。
【００１２】
従来、例えば特許文献１には、ＢＧＡ回路部品を基板に実装する際に、補強板を介して実装することで、外部応力によって半田付け部分の基板が変形しないようにした提案が開示されているが、この提案では、ＢＧＡ回路部品と基板との間に、補強板が介在するため、実装後の基板の高さ寸法を低く抑えることができず、さらにＢＧＡ回路部品の半田ボールと基板の電極との半田付けを補強板の穴を介して行うために、確実に半田付けを行うことができない箇所が発生する可能性があり、高い品位の半田付けを行うことが困難になる。
【特許文献１】特開２００１−２９１７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のように、従来、表面実装型回路部品を実装した回路基板において、基板に外部から加えられる応力によって、回路部品と基板との半田付け接合部分にストレスが発生して、半田付けの品位を低下させてしまうという問題があった。
【００１４】
したがって、この発明は、表面実装型回路部品の回路基板に対する半田付け不良の発生を抑制できる回路基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係る表面実装型回路部品を実装する回路基板は、表面実装型回路部品が実装された回路基板本体と、当該表面実装型回路部品の実装面の外形寸法より大きい外形寸法を有し、前記回路基板本体の前記表面実装型回路部品が実装される部位の反対側の面に装着された補強板と、を具備したことを特徴とする。
【００１６】
また、この発明に係る表面実装型回路部品を実装する回路基板は、表面実装型回路部品が実装された回路基板本体と、当該表面実装型回路部品の実装面の外縁寸法より大きい外縁寸法と、中央部に該表面実装型回路部品を収容する開口を有し、前記回路基板本体の前記表面実装型回路部品が実装される面に、該表面実装型回路部品の外縁周囲を囲むように装着された補強板と、を具備したことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係わる表面実装型回路部品を実装する回路基板の製造方法は、回路基板本体に表面実装型回路部品を実装するステップと、前記表面実装型回路部品が実装された部位の反対側の面に、当該表面実装型回路部品の実装面の外形寸法より大きい外形寸法を有する補強板を装着するステップと、でなることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係わる表面実装型回路部品を実装する回路基板の製造方法は、回路基板本体に表面実装型回路部品を実装するステップと、前記回路基板本体の前記表面実装型回路部品が実装される面に、前記表面実装型回路部品の実装面の外縁寸法より大きい外縁寸法と、中央部に該表面実装型回路部品を収容する開口を有する補強板を、該表面実装型回路部品の外縁周囲を囲むように装着するステップと、でなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、少なくとも表面実装型回路部品が実装されている回路基板の、その回路部品の周囲に補強板を装着したため、その部位の回路基板の剛性が高くなり、回路基板の変形が抑制されるために、回路部品の半田付け部分にストレスが発生しにくくなり、接合部分が破壊される等という事故の発生を抑制することができるようになるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の一実施の形態で構成された回路基板１００を模式的に示す斜視図であり、図１は回路基板本体を一方の面から見た状態を示し、図２は反対側の面から見た状態を示している。
【００２１】
回路基板１００は、平板状に形成された回路基板本体１０１を備えており、回路基板本体１０１は、２つの平面１０２，１０３を有し、図１に示す一方の平面１０２に、ＢＧＡ回路部品１０４が実装されると共に、反対側の平面１０３に、補強板１０５が装着されている。
【００２２】
ＢＧＡ回路部品１０４は、回路基板本体１０１の面１０２と対向する方形の底面を有するベース１０６と、そのベース１０６に実装された半導体チップを封止する樹脂部材１０７で構成される。ベース１０６は、回路基板であり半導体チップが実装される面に半導体チップの電極と接続されるパッドを備えており、半導体チップがフリップチップ実装方法あるいはワイヤ・ボンディングによってベース１０６のパッドと接合される。
【００２３】
ベース１０６の半導体チップと接合されるパッドは、底面に格子状に配列されたパッドと電気的に接続され、そのパッドに半田ボールが装着されることでＢＧＡ回路部品１０４として構成されている。
【００２４】
補強板１０５は、高い剛性の金属あるいは樹脂を素材としてＢＧＡ回路部品１０４のベース１０６の底面の外形と相似形でかつ、その外形寸法よりも大きい外形寸法を有する平板状に構成され、中央部に開口１０８が形成されている。
【００２５】
さらに補強板１０５の４隅にはネジ穴が形成されており、回路基板本体１０１の面１０２側から、図１に示すようにネジ１０９によって、回路基板本体１０１面１０３に固定される。
【００２６】
図３は、補強板１０５の取付け状態を説明するために、ネジ１０９，１０９を結ぶ線で切断した断面図である。
【００２７】
補強板１０５には、ネジ穴３０１が設けられており、回路基板本体１０１には、ネジ１０９が貫通する取付け穴３０２が形成されている。
【００２８】
ネジ１０９は、スタッド３０３を介して取付け穴３０２に挿通され、補強板１０５のネジ穴３０１にネジ込まれることで、回路基板本体１０１の面１０３に装着される。
【００２９】
なお、図３において、ＢＧＡ回路部品１０４は、ベース１０６の底面の電極に装着された半田ボール３０４を有し、回路基板本体１０１の面１０２には、半田ボール３０４に対応するように配置された複数のパッド３０５と半田ボール３０４を介して接合されている。
【００３０】
図４は、ＢＧＡ回路部品１０４が実装された回路基板本体１０１の面１０２の平面図であり、点線にて補強板１０５を示している。図４に示すように補強板１０５は、ＢＧＡ回路部品１０４の周囲を取り囲むように取り付けられており、その剛性によって、ＢＧＡ回路部品１０４の実装部位の回路基板本体１０１を補強する。
【００３１】
それによって、回路基板本体１０１に外部から応力が加えられたとしても、ＢＧＡ回路部品１０４の実装部位においては、回路基板本体１０１が反ったり変形したりすることを抑制することができるため、半田ボール３０４による接合を良好な状態に維持することが可能となるものである。
【００３２】
なお、以上説明した実施の形態では、補強板１０５はその中央部に開口１０８を有しているが、補強板１０５を装着する回路基板１０１の面１０３の部位に、他の部品が実装されていなければ、その開口１０８は必ずしも必要でない。また、開口１０８を設けるにしても、その形状、寸法は自由に設定できるものであり、必ずしも、図４に示すように、ＢＧＡ回路部品１０４のベース１０６の底面外形寸法より、大きな寸法の開口１０８を設ける必要はない。
【００３３】
また、以上の説明では、補強板１０５を回路基板本体１０１に装着するために、４個のネジを使用するようにしたが、必ずしも４個使用する必要はなく、図５に示すように、対角線上に２個ネジ穴３０１を設け、ネジ止めするようにしてもよく、あるいは図６に示すようにネジ穴３０１を３個設け、ネジ止めするように構成することも可能である。
【００３４】
さらにまた、ＢＧＡ回路部品が隣接して複数実装される場合には、補強板を、それら複数のＢＧＡ回路部品に対応するように構成することが可能である。図７に示す実施の形態においては、ＢＧＡ回路部品１０４に対して別のＢＧＡ回路部品７０１が隣接して実装されている状態において、補強板７０２は、回路基板本体１０１の２つのＢＧＡ回路部品１０４，７０１の実装部位を囲むように構成されている。
【００３５】
図７に示す補強板７０２を適用することにより、回路基板本体１０１の広い範囲を補強することになり、回路基板本体１０１の変形をより効果的に抑制することができるものである。
【００３６】
図８及び図９は、この発明の他の実施の形態を説明するために示す斜視図であり、図８は回路基板本体１０１の面１０２側から見た図であり、図９は反対側の面１０３側から見た図である。
【００３７】
図８，９に示す実施の形態においては、補強板８０１は、接着剤によって回路基板本体１０１の面１０３に装着される。この場合接着剤としては、例えば熱硬化性のものを適用することが可能である。
【００３８】
図１０は、図８，９において、補強板８０１及び回路基板本体１０１を切断して示す断面図である。図１０に示すように、補強板８０１は、接着剤１００１によって、回路基板本体１０１の面１０３に装着されている。
【００３９】
この実施の形態によれば、ネジ止めが不要であるため、組み立て作業が簡単になるという効果がある。
【００４０】
なお、以上説明した実施の形態においては、補強板を、回路基板本体１０１のＢＧＡ回路部品を実装する面１０２とは反対の面１０３に装着するように構成しているが、補強板をＢＧＡ回路部品を実装する面と同じ面に装着するように構成することも可能である。
【００４１】
図１１は、補強板をＢＧＡ回路部品を実装する面と同じ面に装着した実施の形態を説明するために示す斜視図である。
【００４２】
図に示すように、補強板１１０１は、ＢＧＡ回路部品１０４のベース１０６の外形寸法より大きな寸法の開口１１０２を有し、この開口１１０２内にＢＧＡ回路部品１０４が位置するように回路基板本体１０１に接着剤によって装着される。
【００４３】
この実施の形態においても、回路基板本体１０１のＢＧＡ回路部品１０４の実装部位の剛性を高めることが可能であり、外部から加えられる応力によって、当該実装部位が変形するのを抑制することができるため、ＢＧＡ回路部品１０４の回路基板本体１０１のパッドとの接合部に大きなストレスを与えることがなく、接合部が破壊されるというような事故を防止できるものである。
【００４４】
なお、以上の説明では、回路部品として、ＢＧＡ回路部品を例に挙げたが、本発明は、ＢＧＡ回路部品に限らず、ＬＧＡ回路部品、ＣＳＰ回路部品等の回路部品を実装した回路基板にも適用できるものである。
【００４５】
例えば、ＬＧＡ回路部品では、当該回路部品を装着するソケットが半田ボールを介して回路基板のパッドに接合されるように使われることがあり、その接合部はＢＧＡ回路部品と同様の課題を抱えることになる。あるいはまた、ソケットを使わずに、金属バンプを介して回路基板に接合するような使い方も考えられ、その場合にはＢＧＡ回路部品と全く同様な課題を持つことになる。
【００４６】
ＣＳＰ回路部品も、金属バンプを介して回路基板に接合するような使い方も考えられ、ＢＧＡ回路部品と全く同様な課題を持つことになる。
【００４７】
さらにそれらリードを持たない表面実装型の回路部品ばかりでなく、リードを有する例えばＱＦＰ（Quad Flat Package）等の表面実装型の回路部品を実装した回路基板に適用することも可能である。
【００４８】
以上説明したように、この発明に係わる表面実装型回路部品を実装した回路基板によれば、回路部品が実装された回路基板の、その回路部品が実装された面または反対の面に、回路部品の実装部位を囲むように補強板を装着するようにしたので、回路基板の回路部品の実装部位が外部からの応力によって変形するのを抑制することができるため、回路部品の基板のパッドとの接合部にかかるストレスが低減し、接合精度を向上させることが可能になるものである。
【００４９】
なお、本発明は、以上示した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形可能である。例えば、補強板を所定の厚さを有した板状素材で形成することの他に、シート状素材で形成するように攻勢いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明に係わる表面実装型回路部品を実装した回路基板の一実施の形態を説明するための示す斜視図。
【図２】図1に示す回路基板を、裏面方向から見た状態を説明するために示す斜視図。
【図３】図１及び図２に示す回路基板の構成を説明するために示す断面図。
【図４】図1及び図２に示す回路基板を回路部品が実装された面方向から見た平面図。
【図５】図１及び図２に示す回路基板を構成する補強板の変形例を説明するために示す図。
【図６】図１及び図２に示す回路基板を構成する補強板の他の変形例を説明するために示す図。
【図７】図１及び図２に示す回路基板を構成する補強板のさらに他の変形例を説明するために示す図。
【図８】本発明に係わる、表面実装型回路部品を実装した回路基板の他の実施の形態を説明するための示す斜視図。
【図９】図８に示す回路基板を、裏面方向から見た状態を説明するために示す斜視図。
【図１０】図８及び図９に示す回路基板の構成を説明するために示す断面図。
【図１１】本発明に係わる、表面実装型回路部品を実装した回路基板のさらに他の実施の形態を説明するための示す斜視図。
【符号の説明】
【００５１】
１００…回路基板
１０１…回路基板本体
１０２…回路基板本体の一方の平面
１０３…回路基板本体の他方の平面
１０４…ＢＧＡ回路部品
１０５，８０１，１１０１…補強板
１０８…開口
１０９…ネジ
３０１…ネジ穴
３０２…取付け穴
３０３…スタッド
３０４…半田ボール
３０５…パッド
【図１】
2006210852.tif 000003
【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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【図１１】
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