(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップの底面に設けられている接続パッドと、プリント基板の表面に形成した接続端子と、を半田付けにより電気的に接続したＩＣチップ実装基板において、
前記ＩＣチップと、前記プリント基板表面と、の間に、前記接続端子毎に対応する箇所に第１の開口部が形成されている樹脂シートが配置されているとともに、
前記樹脂シートには、前記ＩＣチップと対向する面に、複数の突起部が形成されており、
また、前記プリント基板の表面には、前記樹脂シートの位置合わせ用のマークが形成されており、
さらに、前記樹脂シートには、前記マークに対応する位置に第２の開口部が形成されている、ＩＣチップ実装基板。
【請求項２】
ＩＣチップの底面に設けられている接続パッドと、プリント基板の表面に形成した接続端子と、を半田付けにより電気的に接続し、このＩＣチップをプリント基板に実装するＩＣチップ実装方法において、
前記接続端子毎に対応する箇所に第１の開口部、および前記プリント基板の表面に形成しているマークに対応する位置に第２の開口部が形成され、且つ前記ＩＣチップに対向する面に複数の突起部が形成されている樹脂シートを、前記第２の開口部を前記マークに位置合わせして、前記プリント基板の表面に貼り付ける第１の工程と、
前記樹脂シートの前記第１の開口部を通して、前記プリント基板の表面に形成されている前記接続端子にクリーム半田を塗布する第２の工程と、
前記ＩＣチップの各接続パッドが前記樹脂シートの前記第１の開口部を通って、前記プリント基板の表面に形成されている対応する接続端子に合わさる位置に、このＩＣチップを載置する第３の工程と、
前記ＩＣチップを載置した前記プリント基板を炉に入れて、前記ＩＣチップの接続パッドと、前記プリント基板表面の接続端子と、の半田付けを行う第４の工程と、を実行するＩＣチップ実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、底面に接続パッドが設けられているＩＣチップ、所謂ＢＧＡ（Ｂａｌｌ
Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）ＩＣチップ、をプリント基板に実装したＩＣチップ実装基板、および、このＩＣチップをプリント基板に実装するＩＣチップ実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子機器の小型化や、高機能化に対して高い要求がある。この要求に対して、プリント基板に実装するＩＣチップの小型化、および高機能化が図られており、ＩＣチップにおける接続パッド数が増加しているのが現状である。また、ＩＣチップは、その小型化により、接続パッドを設けるスペースが小さくなっている。したがって、ＩＣチップにおける隣接する接続パッド間のピッチが狭くなっており、プリント基板に実装したときに、隣接する接続パッドがショートした不良品の発生確率が高くなってきている。
【０００３】
特許文献１には、上記のショートを防止する実装技術が記載されている。簡単に説明すると、まず、ＩＣチップの接続パッドが電気的に接続される接続端子が形成されたプリント基板の表面に封止樹脂となる樹脂シートを配置する。そして、この樹脂シートにおいて、接続端子が位置する部分に孔を形成し、この孔に導電性ペーストを充填する。プリント基板をこの状態で加熱し、導電性ペーストを半硬化状態にした後、ＩＣチップをこのプリント基板に位置合わせして載せる。また、特許文献２、３にも、同様の技術が記載されている。
【０００４】
さらに、最近では、底面に接続パッドを設けることによって、小型化を図ったＩＣチップ、所謂ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）ＩＣチップ、が開発されている。このＢＧＡＩＣチップ（以下、単にＢＧＡと言う。）は、底面に設けられている接続パッド毎に、半田ボールが形成されている。プリント基板へのＢＧＡの実装は、プリント基板に形成されている接続端子に対して、ＢＧＡを位置合わせして載置し、この状態で炉に入れて半田ボールを溶融し、ＢＧＡの接続パッドと、プリント基板に形成されている接続端子と、を電気的に接続する。
【特許文献１】特開２００６−  ３２６３２号公報
【特許文献２】特開２００３−２７３１６２号公報
【特許文献３】特開平０９  −  ８２７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したプリント基板へのＢＧＡの実装においても、溶融した半田ボールによって隣接する接続パッドがショートするのを防止する必要がある。このため、ＢＧＡの実装においても、特許文献１等に記載されているように、プリント基板の表面に形成した接続端子毎に対応する箇所に開口部を形成した樹脂シートの利用が行われている。具体的には、プリント基板と、ＢＧＡと、の間に、樹脂シートを配置した状態で、炉に入れて、半田ボールを溶融し、ＢＧＡの接続パッドと、プリント基板に形成されている接続端子と、を電気的に接続している。
【０００６】
この方法では、炉にいれたときに、プリント基板とＢＧＡとの間に存在する空気が膨張し、ＢＧＡがプリント基板から浮き上がることがある。このため、ＢＧＡの接続パッドと、プリント基板の接続端子との接続不良がおこりやすいという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、底面に接続パッドが設けられているＩＣチップと、プリント基板との電気的接続の信頼性を向上させたＩＣチップ実装基板、およびＩＣチップ実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のＩＣチップ実装基板は、上述した課題を解決し、その目的を達するために、以下の構成を備えている。
【０００９】
このＩＣチップ実装基板においては、ＩＣチップの底面に設けられている接続パッドと、プリント基板の表面に形成した接続端子と、が半田付けにより電気的に接続されている。また、前記ＩＣチップと、前記プリント基板表面と、の間に、前記接続端子毎に対応する箇所に第１の開口部が形成されている樹脂シートが配置されている。この、樹脂シートは、耐熱シートである。また、前記プリント基板の表面には、前記樹脂シートの位置合わせ用のマークが形成されており、前記樹脂シートには、前記マークに対応する位置に第２の開口部が形成されている。また、この樹脂シートには、前記ＩＣチップと対向する面に、複数の突起部が形成されている。
【００１０】
上述したＩＣチップ実装基板は、以下の工程によって、ＩＣチップをプリント基板に実装する。まず、第１の工程では、前記樹脂シートを、前記プリント基板の表面に貼り付ける。この第１の工程では、前記プリント基板に対する前記樹脂シートの位置合せが、この樹脂シートに形成している第２の開口部を、前記プリント基板に形成しているマークに合わせることで容易に行える。次に、第２の工程で、前記樹脂シートの開口部を通して、前記プリント基板の表面に形成されている接続端子にクリーム半田を塗布する。そして、第３の工程で、前記ＩＣチップの各接続パッドが前記樹脂シートの開口部を通って、プリント基板の表面に形成されている対応する接続端子に合わさる位置に、このＩＣチップを載置する。最後に、第４の工程で、前記ＩＣチップを載置したプリント基板を炉に入れて、前記ＩＣチップの接続パッドと、プリント基板表面の接続端子と、の半田付けを行う。
【００１１】
前記樹脂シートは、上述したように、前記ＩＣチップと対向する面に、複数の突起部が形成されているので、載置されたＩＣチップは、この樹脂シートの突起部で受けられる。したがって、前記ＩＣチップの底面は、その全体が前記樹脂シートに密接しておらず、空間が生じている。そして、この空間が、炉に入れたときに膨張した空気の逃げ道として機能し、前記ＩＣチップがプリント基板から浮き上がるのを防止できる。したがって、底面に接続パッドが設けられているＩＣチップと、プリント基板との電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、底面に接続パッドが設けられているＩＣチップと、プリント基板との電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態であるＢＧＡ実装基板について説明する。
【００１４】
図１は、この実施形態のＢＧＡ実装基板を示す図である。このＢＧＡ実装基板１は、プリント基板２、樹脂シート３、ＢＧＡＩＣチップ４（以下、単にＢＧＡ４と言う。）を備えている。ＢＧＡ４は、周知のように、底面に複数の接続パッドがグリッド状に設けられている。また、各接続パッドに半田ボールが形成されている。
【００１５】
図２（Ａ）は、プリント基板におけるＢＧＡの実装面を示す図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＡ−Ａ方向の断面図である。プリント基板２は、図２に示すように、ＢＧＡ４を実装する面に、このＢＧＡ４の接続パッドと電気的に接続する複数の接続端子２１が形成されている。接続端子２１は、ＢＧＡ４の接続パッド毎に、対応する位置に形成されている。すなわち、プリント基板２は、複数の接続端子２１がグリッド状に形成されている。また、プリント基板２の表面には、貼付する樹脂シート３の位置決め用のシルク２２が形成されている。このシルク２２が、この発明で言うマークに相当する。シルク２２は、図２に示すように、２カ所に形成されている。接続端子２１、およびシルク２２の高さは、数１０μｍである。
【００１６】
図３（Ａ）は、樹脂シートの平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるＢ−Ｂ方向の断面図である。この樹脂シート３には、プリント基板２の表面に形成されている接続端子２１が対応する位置毎に第１の開口部３１が形成されているとともに、シルク２２が対応する位置に第２の開口部３２が形成されている。この樹脂シート３は、耐熱シートであり、その耐熱温度は、後述するＢＧＡ４の実装時に入れる炉内で溶融しない温度であればよい。上記炉内の温度は、半田が溶融する２６０〜２７０度に設定されることから、この樹脂シート３の耐熱温度は、３００度程度であればよい。また、この樹脂シート３には、図３に示すように、突起部３３が複数設けられている。この突起部３３は、ＢＧＡ４が実装される面に形成されている。突起部３３は、載置されたＢＧＡ４の底面の略全体が樹脂シート３に密接しないように、このＢＧＡ４を受け止めることができるように形成している。ここでは、図３に示すように、ＢＧＡ４を左右両側で受ける突起部３３を形成した例を示している。また、樹脂シート３の厚みは数１００μｍであり、突起部３３の高さは５０μｍ程度である。
【００１７】
次に、ＢＧＡ４をプリント基板２に実装し、図１に示した、ＢＧＡ実装基板１を製造する工程について説明する。この製造工程は、図４に示すように、プリント基板２に樹脂シート３を貼付する第１の工程、プリント基板２の接続端子２１にクリーム半田を塗布する第２の工程、ＢＧＡ４を載置する第３の工程、ＢＧＡ４を載置したプリント基板２を炉に入れる第４の工程、およびプリント基板２を炉から取り出して自然冷却させる第５の工程、からなる。以下、上述した各工程について説明する。
【００１８】
まず、第１の工程では、プリント基板２に形成されている接続端子２１、およびシルク２２が、樹脂シート３の第１の開口部３１、および第２の開口部３２に嵌まるように、この樹脂シート３をプリント基板２に貼付する。このとき、樹脂シート３は、突起部３３が形成されている面がプリント基板２に当接しない側になるように、プリント基板２に貼付する（図５（Ａ）参照）。また、樹脂シート３は、第１の開口部３１、および第２の開口部３２が、対応するプリント基板２の接続端子２１およびシルク３２に嵌まるように貼付すればよいので、その位置合わせも容易に行える。
【００１９】
これにより、プリント基板２に形成されている接続端子２１が、個々に樹脂シート３によって囲まれ、他の接続端子２１と分離された状態になる。また、上述したように、プリント基板２に形成されている接続端子２１の高さは、数１０μｍであり、樹脂シート３の厚みは数１００μｍであるので、接続端子２１の表面は、樹脂シート３の表面よりも低いところに位置する。すなわち、プリント基板２の表面に貼付された樹脂シート３によって形成された凹部の内部に接続端子２１が位置する状態である。
【００２０】
第２の工程では、上述した、プリント基板２の表面に貼付された樹脂シート３によって形成された凹部を埋めるように、クリーム半田を塗布する（図５（Ｂ）参照）。
【００２１】
第３の工程では、ＢＧＡ４を、各半田ボール４１が、それぞれ対応するプリント基板２の接続端子２１が位置する樹脂シートの開口部３１に位置するように、載置する（図５（Ｃ）参照）。このとき、樹脂シート３の突起部３３が載置されたＢＧＡ４の底面を受けるので、ＢＧＡ４の底面全体が、樹脂シート３に密接していない状態に保持される。すなわち、ＢＧＡ４を、樹脂シート３との間に隙間を生じさせた状態で保持する。
【００２２】
第４の工程では、ＢＧＡ４を載置したプリント基板２を炉に入れる。この炉の温度は、半田が溶融する温度（２６０〜２７０度）である。また、樹脂シート３は、耐熱温度がこの炉内の温度よりも高いので溶融しない。この炉内で、プリント基板２に載置しているＢＧＡ４の下方に位置する空気が膨張しても、上述したように、樹脂シート３と、ＢＧＡ４との間に、隙間を生じさせているので、膨張した空気が、この隙間からＢＧＡ４の外側に流れ出る。このため、膨張した空気によって、ＢＧＡ４がプリント基板２から浮き上がるのを防止できる。また、溶融した半田が流れ出るのを、樹脂シート３によって防止できる。したがって、ＢＧＡ４の隣接する接続パッド間のショートや、ＢＧＡ４とプリント基板２との電気的な接続不良の発生が抑えられる。すなわち、ＢＧＡ４と、プリント基板２との電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
なお、第５の工程では、プリント基板２を炉から取り出して自然冷却させ、半田を凝固させる。
【００２４】
このように、突起部３３を形成した樹脂シート３を用いるだけで、電気的接続の信頼性を向上させたＢＧＡ実装基板１を、簡単に製造することができる。
【００２５】
また、上述した、第１の工程から第５の工程を、自動機で実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この実施形態のＩＣチップ実装基板を示す図である。
【図２】プリント基板を示す図である。
【図３】樹脂シートを示す図である。
【図４】ＢＧＡ実装基板の製造工程を説明する図である。
【図５】ＢＧＡ実装基板の製造工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１−ＩＣチップ実装基板
２−プリント基板
３−樹脂シート
４−ＢＧＡ（ＢＧＡＩＣチップ）
２１−接続端子
２２−シルク
３１−第１の開口部
３２−第２の開口部
４１−半田ボール
【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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