(57)【要約】【課題】半導体素子（ＩＣ）を実装したパッケージ基板を筐体へ搭載したとき、半導体素子の半田付け部の破損を防止できる半導体素子補強機構を提供する。【解決手段】基板１に実装される半導体素子２と、半導体素子２と共に基板１に実装され半田付けされるＬ字形状の補強部材３を設け、半導体素子２と補強部材３との間に熱硬化性樹脂４を塗布して半導体素子２を基板１へ固着したパッケージ基板１０を、筐体５へ搭載したとき、筐体５に設けられた箱状のリブ５ａの端面で半導体素子２の４隅の外周を取り囲む補強部材３を押圧する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が実装された基板を筐体に搭載するときの半導体素子補強機構であって、前記半導体素子の外周部を囲み前記基板に実装される補強部材と、前記半導体素子と前記補強部材との間に塗布され前記半導体素子を前記基板へ固着する接着剤とを有し、前記筐体は、リブを有し、前記補強部材は、前記リブの端面により押圧されることを特徴とする半導体素子補強機構。
【請求項２】
前記補強部材は、前記半導体素子の４隅を囲むＬ字形状を有することを特徴とする請求項１記載の半導体素子補強機構。
【請求項３】
前記補強部材は、方形形状を有することを特徴とする請求項１記載の半導体補強機構。
【請求項４】
前記補強部材は、前記半導体素子の各々の４辺を囲む直線形状を有することを特徴とする請求項１記載の半導体素子補強機構。
【請求項５】
前記補強部材は、複数の前記半導体素子間の各々の４隅を囲むＬ字形状と、Ｌ字形状と直線形状の組み合わせ形状とを有することを特徴とする請求項１記載の半導体素子補強機構。
【請求項６】
前記補強部材は、前記接着剤の流動を防止することを特徴とする請求項１記載の半導体補強素子機構。
【請求項７】
前記補強部材は、板金部品を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の半導体素子補強機構。
【請求項８】
前記半導体素子と前記補強部材とは、前記基板に同時に実装され、前記基板に半田付け固定後、前記接着剤により前記基板に固着されることを特徴とする請求項１記載の半導体素子補強機構。
【請求項９】
前記接着剤は、エポキシ系の熱硬化性樹脂を有することを特徴とする請求項１、６、８の何れか１項記載の半導体素子補強機構。
【請求項１０】
前記基板は、ボールグリッドアレイ型であることを特徴とする請求項１記載の半導体素子補強機構。
【請求項１１】
前記リブは、箱型形状を有することを特徴とする請求項１項記載の半導体素子補強機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子補強機構に関し、特に、ＩＣ（半導体素子）をＢＧＡタイプ（ボールグリッドアレイ型）の基板へ実装し、基板を筐体へ搭載したときにおけるＩＣの補強を施した半導体素子補強機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、携帯電話などの携帯端末機器の普及は、著しいものがあり、市場動向として、小型・軽量化のニーズに拍車がかかり、携帯端末機器の内部に実装されているパッケージ基板は、実装効率の良いＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプのものに移行しつつある。
【０００３】
ところが、ＢＧＡタイプのＩＣは、基板に実装された場合に、基板に衝撃、打鍵、振動などの機械的外力が加えられると、半田付け部が破損し易い欠点を有している。
【０００４】
従って、特に携帯電話などの携帯端末機器の場合、ユーザーが、誤って地面に落下させたとき、或いは、キーを繰り返し押下したときに、機械的な外力が加わり、半田付け部が破損するため、ＩＣの半田付け部を補強する構造が必要となってくる。
【０００５】
そこで、ＩＣの半田付け部を補強する構造として、ＴａｐｅーＢＧＡ（ＴａｐｅーＢａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプの半導体装置において、半導体素子を搭載する開口部を有する金属板によって形成された補強版に、開口部に沿ってスリット部を設けることにより、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープの補強版と実装基板との熱膨張差により発生する応力を緩和、分散して基板実装特性の向上を図る技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、補強版が貼り付けられた基板上に半導体チップが実装され、半導体チップの裏面に放熱板が取り付けられるフリップチップＢＧＡパッケージにおいて、基板から半導体チップ裏面までの高さを基板から補強板までの高さよりも高くすることにより、補強板上の放熱板の変形を防止するものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
上記特許文献１、特許文献２に記載の技術は、何れも半導体素子（半導体チップ）を基板に実装する際に、作業性の向上を図り、基板、放熱板の変形を阻止するものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０ー２２３６９８号公報
【特許文献２】
特開２００１ー２４４３６２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、基板を実装効率に優れたＢＧＡタイプとして、ＩＣを基板に実装し、ＩＣを実装したパッケージ基板を携帯電話などの筐体内に搭載した場合に、パッケージ基板は、衝撃、打鍵、振動などの機械的外力を受け、ＩＣの半田付け部が破損するという課題がある。
【００１０】
また、特許文献１、特許文献２に記載の技術は、半導体装置単体の段階で機械的強度を向上させ、半導体素子を基板に実装する工程（パッケージの製造工程）において、作業性の向上を図り、基板、放熱板の変形を阻止しているが、半導体素子を実装したパッケージ基板を使用される筐体に搭載したときには、パッケージと筐体との取り付け位置精度、経年変化、筐体へ加わる機械的な振動、衝撃などに起因して、パッケージの変形、半田付け部の破損が発生するという課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、筐体にリブを設け、基板に設けられた補強部材をリブの端面により押圧することにより、ＩＣの補強を行い、基板を筐体へ搭載したときに、ＩＣの半田付け部の破損を防止した半導体素子補強機構を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子補強機構は、半導体素子が実装された基板を筐体に搭載するときの半導体素子補強機構であって、半導体素子の外周部を囲み基板に実装される補強部材と、半導体素子と補強部材との間に塗布され半導体素子を基板へ固着する接着剤とを有し、筐体は、リブを有し、補強部材は、リブの端面により押圧されることを特徴とする。
【００１３】
補強部材は、半導体素子の４隅を囲むＬ字形状を有することを特徴とする。
【００１４】
補強部材は、方形形状を有することを特徴とする。
【００１５】
補強部材は、半導体素子の各々の４辺を囲む直線形状を有することを特徴とする。
【００１６】
補強部材は、複数の半導体素子間の各々の４隅を囲むＬ字形状と、Ｌ字形状と直線形状の組み合わせ形状とを有することを特徴とする。
【００１７】
補強部材は、接着剤の流動を防止することを特徴とする。
【００１８】
補強部材は、板金部品を有することを特徴とする。
【００１９】
半導体素子と補強部材とは、基板に同時に実装され、基板に半田付け固定後、接着剤により基板に固着されることを特徴とする。
【００２０】
接着剤は、エポキシ系の熱硬化性樹脂を有することを特徴とする。
【００２１】
基板は、ボールグリッドアレイ型であることを特徴とする。
【００２２】
リブは、箱型形状を有することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の半導体素子補強機構の第一の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の半導体素子補強機構５０を示す断面図、図２（ａ）は、半導体素子補強機構５０が適用される携帯電話４０を示す概略斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に搭載されるパッケージ基板１０を示す斜視図（なお、パッケージ基板１０は、携帯電話４０の筐体５の下側に実装され、図２（ａ）では表示されていない）、図３は、図２（ｂ）のパッケージ基板１０からＩＣ２と補強部材３とを外した状態を示す分解図である。
【００２５】
図１〜図３を参照すると、半導体素子補強機構５０は、半田ボール２１を有する半導体素子（ＩＣ）２が実装されるＢＧＡ型の基板１と、基板１上に半導体素子２の外周部を囲んで実装される板金部品からなる補強部材３と、半導体素子２と補強部材３との間に流布され半導体素子２を基板１へ固着するエポキシ系の熱硬化性樹脂４と、パッケージ基板１０が搭載される筐体５とで構成され、筐体５は、リブ５ａが設けられ、補強部材３は、リブ５ａの端面により押圧される構成としている。
【００２６】
また、図２（ｂ）、図３に示すように、補強部材３は、半導体素子２の４隅を囲むＬ字形状を有する構成としている。
【００２７】
次に、半導体素子補強機構５０の組み立てについて説明する。
【００２８】
先ず、半導体素子２を基板１へ実装すると同時に補強部材３も基板１へ実装して半田付けし（半導体素子２、補強部材３を基板１へ自動搭載による半田付け）、その後、半導体素子２と補強部材３との間に熱硬化性樹脂４を流し込み、熱硬化性樹脂４により基板１に半導体素子２を固着したパッケージ基板１０を作製し、パッケージ基板１０を筐体５へ組み込む。
【００２９】
このとき、筐体５に設けられたリブ５ａの端面により補強部材３が押圧された状態で、パッケージ基板１０が筐体５に取り付け固定されるため、半導体素子２の固定が補強され、半導体素子２の半田付け部の破損を防止できることになる。
【００３０】
なお、リブ５ａの形状は、補強部材３を押圧すべく箱型状に形成され、筐体５自体の強度も補強されることになる。
【００３１】
基板１に実装された半導体素子２と補強部材３との間に熱硬化性樹脂４を流し込む際に、補強部材３で熱硬化性樹脂４が塞ぎ止められるため、筐体５へパッケージ基板１０を組み込んだとき、筐体５のリブ５ａの端面と当接する補強部材３の面上へ熱硬化性樹脂４が流れ込むことを防止でき、熱硬化性樹脂４の塗布範囲を確実、且つ、安定して行うことができる。
【００３２】
次に、本発明の半導体素子補強機構の第二〜四の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
第二の実施の形態を示す図４は、第一の実施の形態である図２（ａ）に示す携帯電話４０の筐体５に搭載されるパッケージ基板１１を示す斜視図、図５は、図４のパッケージ基板１１からＩＣ２と補強部材３１とを取り外した状態を示す分解図、第三の実施の形態を示す図６は、筐体５に搭載されるパッケージ基板１２を示す斜視図、図７は、図６のパッケージ基板１２からＩＣ２と補強部材３２とを取り外した状態を示す分解図、第四の実施の形態を示す図８は、筐体５に搭載されるパッケージ基板１３を示す斜視図、図９は、図８のパッケージ基板１３からＩＣ２と補強部材３３とを取り外した状態を示す分解図である（なお、第一の実施の形態のパッケージ基板１０と同一構成要素は、同一符号で表示している）。
【００３４】
図４〜図９に示すように、第二〜四の実施の形態が第一の実施の形態と異なる点は、パッケージ基板１１〜１３に搭載される補強部材３１〜３３の形状のみであり、他は全て同一である故、補強部材３１〜３３の形状について、以下に説明する。
【００３５】
図４、図５を参照すると、第二の実施の形態の補強部材３１は、ＩＣ２の外周部を取り囲む長方形形状の板金部品からなり、図６、図７を参照すると、第三の実施の形態の補強部材３２は、ＩＣ２の各々の４辺を囲む直線形状を持つ４つの板金部品からなり、図８、図９を参照すると、第四の実施の形態の補強部材３３は、複数のＩＣ２間の各々の４隅を囲むＬ字形状３３ａの板金部品と、Ｌ字形状と直線形状の組み合わせ形状３３ｂの板金部品とで構成されている。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体素子補強機構は、筐体にリブを設け、基板を筐体へ搭載したとき、基板に設けられた補強部材をリブの端面により押圧する構造とすることにより、衝撃、打鍵、振動などの機械的外力に対するＩＣの補強を行い、ＩＣの半田付け部の破損を防止できるという効果がある。
【００３７】
また、基板に実装された半導体素子と補強部材との間に熱硬化性樹脂を流し込む際に、補強部材で熱硬化性樹脂が塞ぎ止められるため、筐体へパッケージ基板を組み込んだとき、筐体のリブの端面と当接する補強部材の面上へ熱硬化性樹脂が流れ込むことを防止でき、熱硬化性樹脂の塗布を確実、且つ、安定して行うことができるという効果がある。
【００３８】
さらに、リブの形状は、ＩＣの外周部を覆う箱型状に形成されるため、筐体自体の強度が補強されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の半導体素子補強機構を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、半導体素子補強機構が適用される携帯電話を示す概略斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に搭載されるパッケージ基板を示す斜視図である。
【図３】図２（ｂ）のパッケージ基板からＩＣと補強部材とを外した状態を示す分解図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態の半導体素子補強機構のパッケージ基板を示す斜視図である。
【図５】図４のパッケージ基板からＩＣと補強部材とを取り外した状態を示す分解図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態の半導体素子補強機構のパッケージ基板を示す斜視図である。
【図７】図６のパッケージ基板からＩＣと補強部材とを取り外した状態を示す分解図である。
【図８】本発明の第四の実施の形態の半導体素子補強機構のパッケージ基板を示す斜視図である。
【図９】図８のパッケージ基板からＩＣと補強部材とを取り外した状態を示す分解図である。
【符号の説明】
１    基板
２    半導体素子（ＩＣ）
３、３１    補強部材
３２、３３    補強部材
３３ａ    Ｌ字形状
３３ｂ    Ｌ字形状と直線形状の組み合わせ形状
４    熱硬化性樹脂
５    筐体
５ａ    リブ
１０、１１    パッケージ基板
１２、１３    パッケージ基板
２１    半田ボール
４０    携帯電話
５０    半導体素子補強機構
【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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