(57)【要約】【課題】受動部品を内蔵させずに、実装密度を向上させた半導体パッケージおよびその実装構造を提供する。【解決手段】受動部品２０および半導体パッケージ１０がプリント配線板１５上に配設される構造の受動部品付き半導体パッケージ実装構造において、前記半導体パッケージ１０の裏面電極１４上に前記受動部品２０を配置し、これら受動部品２０を介して前記プリント配線板１５に接続されることを特徴とする。【選択図】      図１
2004281683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動部品および半導体パッケージがプリント配線板上に配設される構造の受動部品付き半導体パッケージ実装構造において、前記半導体パッケージの裏面電極上に前記受動部品を配置し、これら受動部品を介して前記プリント配線板に接続されることを特徴とする半導体パッケージ実装構造。
【請求項２】
受動部品が、半導体パッケージの裏面電極とプリント配線板ランドとの間に配置された請求項１記載の半導体パッケージ実装構造。
【請求項３】
サブストレートの裏面電極またはプリント配線板ランドの少なくとも一方に凹型が形成され、この凹型部分に受動部品が実装されることにより、パッケージの実装高さを低背化した請求項１または２記載の半導体パッケージ実装構造。
【請求項４】
受動部品の形状が、円柱または角柱からなる請求項１，２または３記載の半導体パッケージ実装構造。
【請求項５】
受動部品の電極が、半導体パッケージの裏面電極とプリント配線板ランドとの間ではんだにより接合された請求項１，２，３または４記載の半導体パッケージ実装構造。
【請求項６】
受動部品が、抵抗、コンデンサ、コイルまたは導体からなる請求項１，２，３，４または５記載の半導体パッケージ実装構造。
【請求項７】
受動部品および半導体パッケージがプリント配線板上に配設される構造の受動部品付き半導体パッケージ実装方法において、まず前記半導体パッケージの裏面電極上に前記受動部品を配置し、次にこれら受動部品を配置した半導体パッケージを前記プリント配線板に接続することを特徴とする半導体パッケージ実装方法。
【請求項８】
半導体パッケージに配置された受動部品の電極と、プリント配線板ランドとを接続して、前記半導体パッケージを前記プリント配線板に接続する請求項７記載の半導体パッケージ実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受動部品付き半導体パッケージ実装構造に関し、特に実装密度を向上させた半導体パッケージ実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体パッケージの周辺に配置される回路（受動）部品の実装面積を削減する場合、プリント配線板上への部品の配置方法を工夫したり、また、半導体パッケージのサブストレートあるいは半導体パッケージを実装するプリント配線板の内層に受動部品を内蔵、または受動回路を形成し内蔵する方法が提案されている。
【０００３】
例えば、プリント配線板にＩＣと回路部品とを表面実装する時きの実装密度向上を図ったものとして、図８（ａ）（ｂ）の平面図、断面図に示されるものがある。これは、プリント配線板６にＩＣ１と回路（受動）部品４とを実装する。この回路部品ユニット３は、回路部品４Ａ〜４Ｆが列状に一体化されたものである。各回路部品は、全体の回路構成に応じて、導体、抵抗またはコンデンサとなる。回路部品ユニット３は、その下側の電極５Ｙで、プリント配線板６の配線パターン７にはんだ付けされる。従って、ＩＣ１のリードと、導体、抵抗またはコンデンサの回路部品とを直列接続の形にすることができる。
【０００４】
図８（ｂ）において、ＩＣ１のリード２は上側に折り曲げられ、そのリード２のベース部２ａの列の下面に回路部品ユニット３が、各々の上面の電極５Ｘではんだ付けされる。この回路部品ユニット３は、回路部品４Ａ〜４Ｆが列状に一体化されたものである。この各回路部品４は、その回路構成により導体であったり、抵抗であったり、コンデンサであったりする。各回路部品の上面に電極５Ｘが、下面に電極５Ｙがそれぞれ設けられる。回路部品ユニット３は、その各電極５Ｙで、プリント配線板６の配線パターン７にはんだ付けされる。
【０００５】
従って、ＩＣ１のリードと、導体、抵抗またはコンデンサの回路部品とを直列接続することができる。例えば、リードが電源ピンであれば、回路部品を導体にして電源パターンに接続することになり、また、リードを信号線に接続するときには、回路部品を抵抗にすれば、直列ダンピング抵抗を挿入したことになる。なお、回路部品は、この列状の回路部品ユニット３の形をとらず、単体の場合であっても、規模は小さいながら実装密度を向上できる（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、さらに実装密度を向上させるには、半導体パッケージのサブストレートあるいは半導体パッケージを実装するプリント配線板の内層に受動部品を内蔵、または受動回路を形成し内蔵する必要がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７―１６９９０４号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来技術は、次のような問題点がある。第１の問題点は、サブストレートあるいはプリント配線板に受動部品を内蔵する場合、サブストレートあるいはプリント配線板を製造するリードタイムが長くなり、結果として、部材の発注期間や最終製品の製造リードタイムが長くなってしまうことである。特に、部材の発注期間が長くなってしまうと、見込み発注となって不良在庫を抱えてしまう、急な設計変更に対応できないなどの問題が発生することになる。
【０００９】
第２の問題点は、サブストレートあるいはプリント配線板に受動部品を内蔵した場合、受動部品の修理や定数変更ができないことである。サブストレートに受動部品を内蔵した場合は、修理のためには半導体パッケージごと交換することになり、定数変更のためには、半導体パッケージを作り直した上で交換する必要がある。また、プリント配線板に受動部品を内蔵した場合は、プリント配線板の交換となるため、事実上最初からの作り直しとなってしまう。
【００１０】
第３の問題点は、コストが高くなってしまうことである。サブストレートあるいはプリント配線板の内層に受動部品を内蔵、または受動回路を形成するためには、通常のプリント配線板製造工程に加え、特殊な作業が発生する。さらに、製造歩留まりも通常のプリント配線板よりも悪化してしまうため、コストが高くなってしまう。
【００１１】
本発明の目的は、これらの問題を解決し、受動部品を内蔵させずに、実装密度を向上させた半導体パッケージおよびその実装構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成は、受動部品および半導体パッケージがプリント配線板上に配設される構造の受動部品付き半導体パッケージ実装構造において、前記半導体パッケージの裏面電極上に前記受動部品を配置し、これら受動部品を介して前記プリント配線板に接続されることを特徴とする。
【００１３】
本発明において、受動部品が、半導体パッケージの裏面電極とプリント配線板ランドとの間に配置されることができ、また、サブストレートの裏面電極またはプリント配線板ランドの少なくとも一方に凹型が形成され、この凹型部分に受動部品が実装されることにより、パッケージの実装高さを低背化することができる。あらに、受動部品の形状が、円柱または角柱からなり、また、受動部品の電極が、半導体パッケージの裏面電極とプリント配線板ランドとの間ではんだにより接合されたり、また、受動部品が、導体、抵抗、コンデンサまたはコイルからなることができる。
【００１４】
本発明の他の構成は、受動部品および半導体パッケージがプリント配線板上に配設される構造の受動部品付き半導体パッケージ実装方法において、まず前記半導体パッケージの裏面電極上に前記受動部品を配置し、次にこれら受動部品を配置した半導体パッケージを前記プリント配線板に接続することを特徴とする。
【００１５】
本発明において、半導体パッケージに配置された受動部品の電極と、プリント配線板ランドとを接続して、前記半導体パッケージを前記プリント基板に接続することができる。
【００１６】
本発明の受動部品付き半導体パッケージ実装構造によれば、裏面電極型半導体パッケージにおける、パッケージの裏面電極を、抵抗、コンデンサ、コイルなどの受動部品で形成、または、ＬＧＡ型半導体パッケージとプリント配線板の間に小型の受動部品を実装することにより、半導体パッケージの周辺に配置されるべき受動部品の実装面積を削減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態の受動部品付きパッケージの実装状態の断面図である。図１に示すとおり、受動部品２０および半導体パッケージ１０がプリント配線板１５上に配設された半導体パッケージ実装構造において、半導体パッケージ１０の裏面電極１４上に受動部品２０を配置し、これら受動部品２０を介してプリント配線板１５に接続されることを特徴とする。すなわち、半導体パッケージ１０の裏面電極１４と受動部品２０の部品電極２１とが接続され、プリント配線板１５のプリント配線板ランド１６と受動部品２０の部品電極２１ａとが接続される構造となっている。
【００１８】
なお、半導体パッケージ１０は、半導体装置１１をサブストレート１３上に置いて封止樹脂１２で封止したものである。また、受動部品２０としては、抵抗、コンデンサ、コイルなどの他に、接続のみの場合には導体を接続したり、接続のない場合には絶縁物を接続したり、部品を配置しないこともできる。
【００１９】
このような構造により、半導体パッケージ１０の周辺に配置される受動部品２０を半導体パッケージ１０とプリント配線板１５との間にもぐりこませることができ、プリント配板線上の実装面積を削減することができる。
【００２０】
図２は、半導体パッケージ１０に受動部品２０を実装した場合の断面図であり、半導体パッケージ１０の裏面電極１４と受動部品２０の部品電極２１とが接続された状態を示す。図２で、半導体パッケージ１０は、裏面電極１４に受動部品２０が縦方向に取り付けられており、この受動部品２０が半導体パッケージ１０の実装用の電極となっている。半導体パッケージ１０の裏面電極１４と受動部品２０の部品電極２１との接合は、はんだ、導電性接着剤などの方法が可能である。
【００２１】
次に、本実施形態の半導体パッケージの実装方法について説明する。図２がこの受動部品付き半導体パッケージの電極部分の断面図で、図１がこの半導体パッケージをプリント配線板へ実装した状態の断面図である。図２において、半導体パッケージ１０は、裏面電極１４に受動部品２０が接合されている。次に、図１に示すように、この半導体パッケージ１０をプリント配線板１５のプリント配線板ランド１６に位置合わせして実装する。
【００２２】
この実装方法は、従来のＢＧＡ型半導体パッケージと同様に、リフローはんだ付けが最適であるが、その他に、導電性接着剤による接合、異方導電性フィルムによる接合なども可能である。
【００２３】
図３は半導体パッケージ１０に実装される受動部品２０を配置した平面図である。ここでは、図３に示すように、円柱形の受動部品２０が用いられている。なお、受動部品２０としては、円柱形だけでなく、図４に示されるように、四角柱形の受動部品２０ａも実装可能であり、さらに専用の部品のほか市販チップ部品でも適用できる。また、受動部品２０の定数は、外形さえ統一すれば、端子によって自由に設定でき、かつ、変更も容易である。
【００２４】
また、図５は半導体パッケージ１０の受動部品２０の部分を示す断面図で、受動部品２０の部品電極２１と半導体パッケージ１０のランド１４とが、はんだ１７により接合された様子で、フィレット状にはんだ１７が形成されている。ＢＧＡ型ではくびれた形状となってしまうはんだ界面が、フィレット状にはんだが形成されるので、接続の信頼性が向上する。
【００２５】
図６は本発明の第２の実施形態の受動部品付きパッケージの実装状態の断面図であり、図７はそのパッケージ部分の断面図であり、パッケージの実装高さが問題となる場合の構造を示す。図６，図７を参照すると、半導体パッケージ１０側の裏面電極１４ａおよびプリント配線板１５側のプリント配線板ランド１６ａを凹状にくぼみを付けることで、受動部品２０の部品電極２１，２１ａを落とし込み、その実装高さを低く抑えることが可能となる。
【００２６】
なお、本実施形態では、裏面電極１４ａおよびプリント配線板ランド１６ａの両方に凹状にくぼみを設けて，受動部品２０を取り付けたが、その構造により裏面電極１４ａまたはプリント配線板ランド１６ａの一方に凹状にくぼみを設けても良いことは明らかである。
【００２７】
また、前述の図３，図４に示すとおり、本実施形態の受動部品付き半導体パッケージも、受動部品２０の形状は、円柱型あるいは四角柱型のどちらでも対応可能であり、この形状に合わせて、プリント配線板ランド１６ａの形状は、円形や四角形の最適な形状を選択すればよい。なお、この受動部品２０は、専用に作製したものだけではなく、いわゆる１００５や０６０３といった市販のチップ部品でも適用が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明の構成によれば、第一の効果は、実装面積を削減できることであり、半導体パッケージの周辺に配置されている受動部品を半導体パッケージの裏に配置することで実装面積を削減でき、高密度な実装が可能となる。
【００２９】
また、第二の効果は、電気信号の高速化が可能となることである。半導体パッケージの裏面に受動部品を配置することで、半導体と受動部品との距離を近くすることができ、信号の高速化が可能となる。
【００３０】
第三の効果は、ＢＧＡ型半導体パッケージの実装に比べ、はんだ付けの信頼性が向上することである。ＢＧＡ型ではくびれた形状となってしまうはんだ界面がフィレット状にはんだが形成され、接続信頼性が向上する。
【００３１】
第四の効果は、プリント配線板に受動部品を内蔵する方法に比べ、定数変更や交換が容易となることである。従来、このような高密度化の方法として、半導体パッケージのサブストレート、あるいはプリント配線板の内層に受動部品を内蔵する方法が提案されているが、これらの方法では、設計変更の際の定数変更には長いリードタームを必要とし、困難であったが、本発明の受動部品付き半導体パッケージでは、比較的容易に交換や定数変更が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する半導体パッケージ構造の断面図。
【図２】図１の半導体パッケージ部分の断面図。
【図３】図２の半導体パッケージの部品配置を示す平面図。
【図４】図３と異る形状の半導体パッケージの部品配置を示す平面図。
【図５】図２の半導体パッケージの部品部分を示す断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態を説明する半導体パッケージ構造の断面図。
【図７】図５の半導体パッケージ部分の断面図。
【図８】（ａ）（ｂ）は従来例の半導体装置の構造を示す平面図とその断面図。
【符号の説明】
１    ＩＣ
２    リード
２ａ    ベース部
３    回路部品ユニット
４Ａ〜４Ｆ，２０，２０ａ    受動（回路）部品
５Ｘ，５Ｙ    電極
６，１５    プリント配線板
７    配線パターン
１０    半導体パッケージ
１１    半導体装置
１２    封止樹脂
１３    サブストレート
１４    裏面電極
１６，１６ａ    プリント配線板ランド
１７    はんだ
２１，２１ａ    部品電極
【図１】
2004281683.tif 000003
【図２】
2004281683.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004281683.tif 000008
【図７】
2004281683.tif 000009
【図８】
2004281683.tif 000010