(57)【要約】【課題】本発明は、ＢＧＡの実装において、はんだボール接続部の接続強度、及び、量産性を向上させた自動車用ＥＣＵのＢＧＡ実装構造を提供すること。【解決手段】メイン基板に実装されるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）の実装構造において、ＢＧＡの周囲を覆う形状のフレームを用い、該フレームに一体的に形成された爪部によって、ＢＧＡを固定し、前記フレームには少なくとも１つ以上の凸部を設け、メイン基板に設けた穴部に挿入し、フレームとメイン基板を接続することを特徴とする自動車用ＥＣＵのＢＧＡ実装構造。【効果】ＢＧＡの実装において、樹脂の充填を行うことなく、ＢＧＡのはんだボール接続部の接続強度，放熱性、及び、量産性を向上させる効果がある。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン基板に実装されるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）の実装構造において、
ＢＧＡの周囲を覆う形状のフレームを用い、該フレームに一体的に形成された爪部によって、ＢＧＡを固定し、前記フレームには少なくとも１つ以上の凸部を設け、メイン基板に設けた穴部に挿入し、フレームとメイン基板を接続することを特徴とする自動車用ＥＣＵのＢＧＡ実装構造。
【請求項２】
請求項１において、前記フレーム中央部とＢＧＡ中央部のスペースに熱伝導性に優れた材料を配置することを特徴とする自動車用ＥＣＵのＢＧＡ実装構造。
【請求項３】
請求項１または２において、前記フレームに設けた凸部において、メイン基板との接続をはんだ付けにて行うことを特徴とする自動車用ＥＣＵのＢＧＡ実装構造。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、前記フレームは、プレス加工からなる金属製であることを特徴とする自動車用ＥＣＵのＢＧＡ実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ＥＣＵのＢＧＡ実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下記文献には、メイン基板とボールグリッドアレイ（以下、ＢＧＡと記す）の実装構造において、はんだボールの接続強度を向上させる為、メイン基板に実装されたＢＧＡをフレームで囲み、フレーム内に樹脂を充填するというＢＧＡの実装構造が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２１６２９８号公報
【特許文献２】
特開２０００−１５１０８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＢＧＡの実装構造として、はんだボールの接続強度を向上させるために、ＢＧＡをメイン基板に実装後、メイン基板とインターポーザ基板間のはんだボール接続部に樹脂を充填する手段は、樹脂の塗布量のバラツキや、樹脂内部のボイドの発生等により、所望の接続強度が得られない要因となり、はんだボールの接続強度の低下を招来する。
【０００５】
また、ＢＧＡとメイン基板が樹脂によって、完全に固着するため、はんだボール接続部に樹脂を充填する実装構造は、ＢＧＡの不具合が発生した場合の部品交換が極めて困難である。更に、樹脂を充填する為に、製造工程に樹脂の塗布工程および樹脂硬化の工程が必要となり、量産性の障害となる。
【０００６】
本発明の目的は、ＢＧＡの実装において、樹脂の充填を行うことなく、はんだボール接続部の接続強度、及び、量産性を向上させ、且つ、放熱性を向上させた自動車用ＥＣＵのＢＧＡ実装構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、メイン基板に実装されるＢＧＡの実装構造において、ＢＧＡ全周を覆う形状のフレームを用い、該フレームに一体的に形成された爪部によって、
ＢＧＡを固定し、前記フレーム中央部とＢＧＡ中央部のスペースに熱伝導性に優れた材料を配置し、前記フレームには少なくとも１つ以上の凸部を設け、凸部をメイン基板に設けた穴部に挿入させ、フレームとメイン基板を接続することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
発明者らは今回、ＢＧＡについて種々検討した。まず、自動車用ＥＣＵは、小型化や高機能化の要求が高く、電子部品の実装に関して、半導体パッケージは、従来のＱＦＰ型よりも高密度実装に優れたＢＧＡ型半導体パッケージの必要性が増している。ＢＧＡ型半導体パッケージは、基板との接続面に、エリアアレイ状に電極となるはんだボールを配置し、実装面積の縮小化を図っている。しかしながら、ＢＧＡ型半導体パッケージは、はんだボールによる接続という構造上、電極の狭ピッチ化や多ピン化に伴い、メイン基板への実装の際の接続信頼性を向上する必要がある。更に、ＢＧＡを実装した自動車用ＥＣＵは、エンジンルーム内やエンジン直付けの使用環境であるため、衝撃や振動等の外的負荷や、高温環境によるメイン基板の反り等の影響で、メイン基板とはんだボールの接続部のはく離等の恐れがある。また、ＢＧＡの高機能化に伴ない、ＢＧＡの発熱量が増加の傾向にある為、放熱性を向上させる必要がある。
【０００９】
メイン基板とＢＧＡの実装構造において、はんだボールの接続強度を向上させる手段としては、従来、ＢＧＡをメイン基板に実装後、メイン基板とインターポーザ基板間のはんだボール接続部に樹脂を充填し、はんだボールの接続強度を向上させる手段が一般に知られている。
【００１０】
以下、一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１および図２は、自動車用ＥＣＵのＢＧＡの実装に好適な実装構造を示すものであって、図１は、ＢＧＡとフレームの平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１２】
この実施の形態におけるＢＧＡ実装構造は、メイン基板２０に実装されるＢＧＡ１と金属製フレーム１０からなる。
【００１３】
フレーム１０は、ＢＧＡ１全周を覆う形状であり、該フレーム１０に一体的に形成された爪部１１によって、該ＢＧＡ１を固定し、前記フレーム１０中央部とＢＧＡ１中央部のスペースに熱伝導性に優れた、例えば、熱伝導シート３０を配置し、前記フレーム１０に設けた凸部１２を、メイン基板２０に設けた穴部２１に挿入した後、はんだ付けにより該凸部１２とメイン基板２０を接続する構造である。
【００１４】
前記凸部１２とメイン基板２０の接続は、凸部１２に返し部１３を設けることで、はんだ付けによる接続の代用としても良い（図３参照）。
【００１５】
前記フレーム１０に設けた凸部１２とメイン基板２０に設けた穴部２１によって、フレーム１０の固定位置のずれを防ぐことで、確実にＢＧＡを固定することができる構造となっている。
【００１６】
前記フレーム１０とメイン基板２０が構造的に接続されている為、該フレーム１０を金属製とすることで剛性を高め、衝撃や振動等の外的負荷や、高温環境でのメイン基板の反り等の影響による、ＢＧＡ１搭載部周囲のメイン基板２０の反り量を低減出来、メイン基板２０とＢＧＡ１の接続をより強固なものとすることで、はんだボールの接続信頼性が更に向上する。
【００１７】
また、金属製である前記フレーム１０中央部とＢＧＡ１中央部のスペースに熱伝導シート３０を配置することで、ＢＧＡで発熱した熱が該フレーム１０へ良好に伝わり、更にフレーム１０からメイン基板２０へと熱が伝わる構造である為、非常に優れた放熱効果がある。
【００１８】
前記フレーム１０の加工には、量産性に適した点から、プレス加工を用いるが、他に、切削加工や射出成形によるフレームであっても良い。
【００１９】
ＢＧＡの自己発熱量が少なく、放熱性について考慮する必要がない場合は、図４に示すような、熱伝導シートを配置する部分を除いた構造とすることで、フレーム１０の軽量化、及び、更なる量産性の向上を図ることが出来る。
【００２０】
フレーム１０は、ＢＧＡ１全周を覆う形状であり、該フレーム１０に一体的に形成された爪部１１によって、該ＢＧＡ１を固定し、前記フレーム中央部とＢＧＡ中央部のスペースに熱伝導シート３０を配置し、前記フレーム１０に設けた凸部１２を、メイン基板２０に設けた穴部２１に挿入させた後、はんだ付けにより該凸部１２とメイン基板２０を接続する構造である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、ＢＧＡの実装において、樹脂の充填を行うことなく、ＢＧＡのはんだボール接続部の接続強度，放熱性、及び、量産性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における自動車用ＥＣＵのＢＧＡの実装構造の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図（はんだ付けによる接続）である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図（返しを設けた接続）である。
【図４】実施の形態における自動車用ＥＣＵのＢＧＡの実装構造の平面図であり、フレームの軽量化を図った構造である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図（はんだ付けによる接続）である。
【符号の説明】
１…ＢＧＡ、２…はんだボール、１０…フレーム、１１…爪部、１２…凸部、１３…返し部、２０…メイン基板、２１…穴部、３０…熱伝導シート、３１…はんだ付け部。
【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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