(57)【要約】【課題】アンダーフィル剤を使用する半導体装置の実装構造として、衝撃印加時の応力を低減できるようにする。【解決手段】回路基板上に半導体装置がアンダーフィル剤を使用して実装される構造において、回路基板６上に隣接して複数の半導体装置２１・２２を、互いに弾性率の異なるアンダーフィル剤２５・２６を使用して実装する。そして、回路基板６は、複数の半導体２１・２２の隣接する境界部付近に応力が集中しやすい構造となっている。具体的には、回路基板６には、複数の半導体２１・２２の隣接する境界部付近の裏面側に電池パック７の端部が位置している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上に半導体装置がアンダーフィル剤を使用して実装される構造において、
回路基板上に隣接して複数の半導体装置を、互いに弾性率の異なるアンダーフィル剤を使用して実装したことを特徴とする半導体装置の実装構造。
【請求項２】
複数の半導体装置を互いに弾性率の異なるアンダーフィル剤を使用して隣接して実装した回路基板を搭載していることを特徴とする携帯電子機器。
【請求項３】
前記回路基板には、前記複数の半導体装置の隣接する境界部付近の裏面側に電池パックの端部が位置していることを特徴とする請求項２に記載の携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電子機器における半導体装置の実装構造及び携帯電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電子機器においては、高機能化と共に小型軽量化が求められており、半導体装置としてボールグリッドアレイタイプの半導体装置、すなわちＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのＩＣ（Integrated Circuit）やＣＳＰ（Chip Size/Scale Package）タイプＩＣが用いられている。ボールグリッドアレイタイプの半導体装置は回路基板との接着強度は弱いため、回路基板と半導体装置との間に、アンダーフィル剤と呼ばれる封止用樹脂が充填されている。
最近では、このようなアンダーフィル剤を必要とする半導体装置を回路基板に多数実装することも多くなってきている。例えば特許文献１には、配線基板の裏面側にアンダーフィル剤を必要とする半導体装置が４つ隣接して実装されている。より具体的には、パッケージサイズが大きい半導体装置が１つ、中くらいの半導体装置が１つ、小さい半導体装置が２つの計４つが隣接して実装されている。
ところで、携帯電子機器には、通常、電池パックを収納する電池収納部が設けられている。このような携帯電子機器では、回路基板は、通常、電池収納部の底の裏面側に電池収納部の底に近接して配置されるが、電池収納部の底の板厚（ケース厚）は外装部に比べて薄い。また、携帯電子機器には、電池収納部の底に貫通孔が形成されているもの（特許文献２参照）や、電池収納部に底板がなく電池パックの底面が直接回路基板に接する構造のものもある（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２０４８号公報（図３）
【特許文献２】特開２００１−２４４００４号公報（段落０００９）
【特許文献３】特開平１０−２７６２４９号公報（段落０００６〜００１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１のように、パッケージサイズが異なる複数のボールグリッドアレイタイプの半導体装置が隣接して実装され、且つその実装に同種のアンダーフィル剤が使用されていると、サイズの異なる半導体装置が実装されている各領域の回路基板の剛性は相互に異なるので、隣接する半導体装置の境界部付近に外力が掛かると、パッケージサイズが小さい方の半導体装置実装部に曲げ応力が強く掛かり、半田付け部が剥離しやすいという問題がある。この問題は、回路基板が電池収納部の底に面して配置されている場合に特に生じやすい。
【０００４】
本発明の課題は、アンダーフィル剤を使用する半導体の実装構造として、衝撃印加時の応力を低減できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、回路基板上に半導体装置がアンダーフィル剤を使用して実装される構造において、回路基板上に隣接して複数の半導体装置を、互いに弾性率の異なるアンダーフィル剤を使用して実装したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、携帯電子機器において、複数の半導体装置を互いに弾性率の異なるアンダーフィル剤を使用して隣接して実装した回路基板を搭載していることを特徴とする携帯電子機器。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の携帯電子機器であって、前記回路基板には、前記複数の半導体装置の隣接する境界部付近の裏面側に電池パックの端部が位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回路基板上に隣接して複数の半導体装置を、互いに弾性率の異なるアンダーフィル剤を使用して実装することにより、回路基板の半導体装置が隣接する境界部付近に応力が集中しやすい構造の場合において、隣接する複数の半導体装置の実装部分に一様の剛性を形成し、衝撃印加時の応力破壊を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１は本発明を適用した回路基板を搭載した携帯電子機器の一実施形態としての折り畳み式携帯電話機を開いた状態で示したものであり、
その機器ケースは、第一の筐体１と第二の筐体２がヒンジ部３を介して互いに折り畳み自在に連結して構成されている。
第一の筐体１には、各種キーによる操作部４や通話用マイク等が備えられている。第二の筐体２には、メイン表示部５や通話用スピ−カ等が備えられている。
【００１０】
図２は図１の携帯電話機を折り畳んだ状態での中央縦断面図、図３は図１の携帯電話機を折り畳んだ状態を第一の筐体１側から見た底面図である。第一の筐体１は、下ケース１１、上ケース１２及び中ケース１３をビス止めにより合体して構成されており、第一の筐体１内には、回路基板６、電池パック７等が収納されている。回路基板６は、中ケース１３にビス止めして固定されており、電池パック７は、回路基板６を挟んで操作部４と反対側に配置され、電池蓋８で覆われている。なお、回路基板６と電池パック７との間には、絶縁シート１４が配置されている。第二の筐体２には、サブ表示部９等が設けられている。サブ表示部９は、メイン表示部５と反対側に配置されている。
【００１１】
図４は本発明が適用される回路基板６を示した平面図で、回路基板６上には各種半導体を含む電子部品、すなわち、図示のように、制御用のＩＣ２１とメモリ用のＩＣ２２が隣接して実装されるとともに、その他の各種電子部品が実装されている。
そして、この回路基板６には、制御用のＩＣ２１及びメモリ用のＩＣ２２の隣接する境界部付近の裏面側、すなわち、図示のように、メモリ用のＩＣ２２における制御用のＩＣ２１側寄りの裏面側に電池パック７の端部が位置している。
【００１２】
ここで、ＩＣ２１及びＩＣ２２は共にＢＧＡタイプのＩＣであり、パッケージの大きさ（平面形状）はＩＣ２１の方がＩＣ２２よりも大きいが、パッケージの厚み及び半田ボール２３，２４の径は両者ほぼ同等である。
そして、本実施例では、図５に示すように、パッケージの大きさが大きい方のＩＣ２１のアンダーフィル剤として弾性率の大きいアンダーフィル剤２５を使用し、パッケージの大きさが小さい方のＩＣ２２のアンダーフィル剤として弾性率の小さいアンダーフィル剤２６を使用している。弾性率の大きいアンダーフィル剤２５としては、一液性エポキシ系樹脂の接着剤によるAS3903(EXS-05-04-1)（アセック（株））を使用し、例えば弾性率の小さいアンダーフィル剤２６としては、一液性エポキシ樹脂の接着剤で硬化によりゴム弾性体となるAS3335（アセック（株））を使用した。なお、アンダーフィル剤２５，２６は、ＩＣ２１及びＩＣ２２の裏面（回路基板側面）全体に充填しても良いし、四隅部や四側縁部などの一部にのみ充填するようにしても良い。
【００１３】
これにより、ＩＣ２１を実装している部分の回路基板６の剛性とＩＣ２２を実装している部分の回路基板６の剛性とを略同じにすることができる。
従って、携帯電話機の落下時において、その背面側の電池パック７の端部により回路基板６に衝撃力Ｆが印加されると、図６に示すように、ＩＣ２１及びＩＣ２２のアンダーフィル剤として同じ弾性率のアンダーフィル剤を使用していた場合には、破線Ａで示すように曲がっていた回路基板の曲げが小さくなり、半田付け部の剥がれ等は生じない。
【００１４】
図７は、比較例として、ＩＣ２１及びＩＣ２２のアンダーフィル剤として同じ弾性率のアンダーフィル剤２９を使用していた場合の衝撃印加時の歪みを示したものである。この場合、ＩＣ２２のアンダーフィル剤２９はＩＣ２１側の部分Ｂに亀裂や剥がれが生じ、また回路基板との半田接合部においてもＩＣ２１側の部分Ｃに剥がれが生じる。
【００１５】
以上のとおり、回路基板６とＢＧＡタイプのＩＣ２１・２２との間に充填するアンダーフィル剤を使用する際、応力が集中する箇所に弾性率の異なる２種類のアンダーフィル剤２５・２６を使用することにより、回路基板６上に隣接して実装した異なるＩＣ２１・２２の部分に一様の剛性を形成し、衝撃印加時の応力破壊を低減できる。
すなわち、回路基板６の裏面側に電池パック７の端面が位置する箇所において、形状が大きい方のＩＣ２１の方に弾性率の大きいアンダーフィル剤２５を使用し、形状が小さい方のＩＣ２２での方に弾性率の小さいアンダーフィル剤２６を使用したことにより、回路基板６上に隣接して実装した異なるＩＣ２１・２２の部分に一様の剛性をそれぞれ具備できる。
従って、携帯電話機の落下時において、その背面側の電池パック７の端部により回路基板６に衝撃力Ｆが印加されても、図６に示すように、回路基板６のＩＣ２１・２２が隣接する境界部付近の歪みを小さく抑えて、応力による破壊を防止できるものとなる。
【００１６】
図８は、パッケージの大きさ及び厚みがほぼ同じで半田ボールの径が異なるＢＧＡタイプのＩＣの実装に本発明を適用した例を示す図である。ここで、ＩＣ２１の構成は図５と同一のものである、ＩＣ３２は半田ボール３４の径が半田ボール２３の径よりも大きい。そして、ＩＣ３２のアンダーフィル剤３６として、アンダーフィル剤２５よりも弾性率の小さいアンダーフィル剤を使用している。
【００１７】
図９は、ＩＣ２１及びＩＣ３２が実装された回路基板６の衝撃印加時の歪みを示したものであり、図１０は、比較例として、ＩＣ２１及びＩＣ３２のアンダーフィル剤として同じ弾性率のアンダーフィル剤３９を使用していた場合の衝撃印加時の歪みを示したものである。図中の記号Ａ，Ｂ，ｃは図６及び図７で説明したものと同じである。
図８に示した構成においても、図５に示した構成と同様の作用効果を有し、回路基板との半田接合部における剥がれなどが生じない。
【００１８】
なお、以上の実施形態においては、ＢＧＡタイプのＩＣの実装としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＳＰ（Chip Size/Scale Package）タイプのＬＳＩ（Large Scale Integration）の実装であっても良い。
また、実施形態では、本発明が適用される携帯電子機器として折り畳み式携帯電話機としたが、ＰＤＡ、その他の携帯型の電子機器であっても良い。
さらに、回路基板上の半導体装置の種類や配置箇所や数、アンダーフィル剤の種類、回路基板の裏面側に当接する部品の種類も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した携帯電子機器の一実施形態の構成を示すもので、折り畳み式携帯電話機を開いた状態の正面図である。
【図２】図１の携帯電話機を折り畳んだ状態での中央縦断面図である。
【図３】図１の携帯電話機を折り畳んだ状態を第一の筐体１側から見た底面図である。
【図４】本発明が適用される回路基板を示した平面図である。
【図５】本発明による半導体装置の実装構造を示した断面図である。
【図６】図５の半導体装置の実装構造における衝撃印加時の歪みを示した断面図である。
【図７】対比例として一般的な半導体装置の実装構造における衝撃印加時の歪みを示した断面図である。
【図８】本発明による半導体装置の実装構造の他の例を示した断面図である。
【図９】図８の半導体装置の実装構造における衝撃印加時の歪みを示した断面図である。
【図１０】対比例として一般的な半導体装置の実装構造における衝撃印加時の歪みを示した断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１・２  筐体
６  回路基板
７  電池パック
８  電池蓋
２１・２２・３２  半導体装置
２３・２４・３４  半田ボール
２５・２６・３６  アンダーフィル剤
【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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