(57)【要約】【課題】  アンダーフィルにより封止される基板の電子部品実装構造であって、アンダーフィルをボイドレスかつ塗布ムラなしに充填可能とする。【解決手段】  電子部品３が、複数の端子４に対向する複数の導電部領域２を形成した基板１上に搭載されアンダーフィル７が充填される実装構造において、各導電部領域２が、アンダーフィル７の充填時におけるその流動を円滑にする形状またはその流動に方向性をもたせる形状、すなわち涙滴形、楕円形、ひし形、およびその近似形を有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端子を備える電子部品が、該複数の端子にそれぞれ対向する複数の導電部領域を形成した基板上に搭載されると共に、該電子部品と該基板との間にアンダーフィルが充填される基板の電子部品実装構造において、
各前記導電部領域が、前記アンダーフィルの充填時における該アンダーフィルの流動を円滑にする形状を有することを特徴とする基板の電子部品実装構造。
【請求項２】
前記アンダーフィルの流動を円滑にする各前記導電部領域の形状が、涙滴形、楕円形、ひし形およびその近似形のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の基板の電子部品実装構造。
【請求項３】
各前記端子と、これに対応する各前記導電部領域との間をハンダを介して接続するとき、各該導電部領域はハンダ付け部分をなすランドであって、各該ランドを前記アンダーフィルの流動を円滑にする形状とすることを特徴とする請求項１に記載の基板の電子部品実装構造。
【請求項４】
各前記端子と、これに対応する各前記導電部領域との間をハンダを介して接続するとき、各該導電部領域は、相互にハンダレジストで絶縁された円形の導電体残り部分と、該導電体残り部分上のハンダレジスト非形成部分とからなるランドであって、該ハンダレジスト非形成部分を前記アンダーフィルの流動を円滑にする形状とすることを特徴とする請求項１に記載の基板の電子部品実装構造。
【請求項５】
複数の端子を備える電子部品が、該複数の端子にそれぞれ対向する複数の導電部領域を形成した基板上に搭載されると共に、該電子部品と該基板との間にアンダーフィルが充填される基板の電子部品実装構造において、
各前記端子と、これに対応する各前記導電部領域との間をハンダを介して接続するとき、各前記導電部領域はハンダ付け部分をなすランドを形成すると共に、各該ランドの並びに沿って相互に平行であってかつ、前記アンダーフィルの充填時における該アンダーフィルの流動に方向性をもたせるようにストライプ状に伸びる複数のハンダレジストを形成することを特徴とする基板の電子部品実装構造。
【請求項６】
前記ストライプ状に伸びる複数のハンダレジストに対して交差する同様の構成のさらなる複数のハンダレジストを、全体として格子模様をなすように、形成することを特徴とする基板の電子部品実装構造。
【請求項７】
複数の端子を備える電子部品が、該複数の端子にそれぞれ対向する複数の導電部領域を形成した基板上に搭載されると共に、該電子部品と該基板との間にアンダーフィルが充填される基板の電子部品実装方法において、
各前記導電部領域を、前記アンダーフィルの流動を円滑にする形状に形成することを特徴とする基板の電子部品実装方法。
【請求項８】
複数の端子を備える電子部品が、該複数の端子にそれぞれ対向する複数の導電部領域を形成した基板上に搭載されると共に、該電子部品と該基板との間にアンダーフィルが充填される基板の電子部品実装方法において、
各々が前記アンダーフィルの所定方向での流動を円滑にする形状に形成された前記導電部領域に対し、該アンダーフィルを該所定方向に充填することを特徴とする基板の電子部品実装方法。
【請求項９】
複数の端子を備える電子部品が、該複数の端子にそれぞれ対向する複数の導電部領域を形成した基板上に搭載されると共に、該電子部品と該基板との間にアンダーフィルが充填される基板の電子部品実装方法において、
ストライプ状に伸びる複数のハンダレジストを、各前記導電部領域の並びに沿ってかつ、前記アンダーフィルの流動に方向性をもたせるように形成することを特徴とする基板の電子部品実装方法。
【請求項１０】
複数の端子を備える電子部品が、該複数の端子にそれぞれ対向する複数の導電部領域を形成した基板上に搭載されると共に、該電子部品と該基板との間にアンダーフィルが充填される基板の電子部品実装方法において、
各前記導電部領域の並びに沿ってストライプ状に伸びかつ、前記アンダーフィルの流動に方向性をもたせるように形成された複数のハンダレジストに対し、該アンダーフィルを該ストライプが伸びる方向に充填することを特徴とする基板の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止を伴う基板の電子部品実装構造および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年例えば携帯電話等の小型化が進み、その電子部品の小型化が一層強く求められている。このため、プリント配線基板等の基板上に、多端子（ピン）かつ狭ピッチ（端子間ピッチ）の端子群を備えた電子部品を搭載した半導体モジュールが広く用いられるようになった。このような多端子かつ狭ピッチの端子群を備える電子部品の代表例としては、ＣＳＰ（Chip Size Package）やＢＧＡ（Ball Grid Array）が知られている。
【０００３】
かかるＣＳＰ等に代表される電子部品においては、該電子部品および上記基板間で、１）高い信頼度の電気的接続を確保するため、また２）その電気的接続部分を、外部からの熱サイクルや機械的衝撃等に対して高い耐性を保つようにするため、上記の樹脂封止が広く採用されている。この樹脂封止には一般にエポキシ樹脂等が用いられている（本明細書では、アンダーフィルと称す）。
【０００４】
ところが、上記のＣＳＰ等に代表される電子部品においては、既述のとおり、多端子かつ狭ピッチという実装構造をとることから、上記の基板と電子部品との間のギャップを上記アンダーフィルにて充填する際、このギャップ内に気泡（本明細書では、ボイドと称す）を巻き込んだり塗布ムラを残したりすることなく、充填することが難しい。特に、ボイドを巻き込んでアンダーフィルが充填された場合、当該半導体モジュールが高温高湿のもとで長時間通電状態に置かれたとすると、そのボイドをまたいで配置される端子相互間あるいは基板上のランド相互間で絶縁抵抗不良等をひき起こしてしまう。
【０００５】
かくして、基板と電子部品との間の上記ギャップにアンダーフィルを、ボイドレスであるいは塗布ムラなく充填するための種々の工夫が、例えば下記特許文献１〜特許文献３において提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２６０４４号公報
【特許文献２】特開平１０−２７０８３９号公報
【特許文献３】特開２００１−１５５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１における上記の工夫は、「スルーホールおよびランドを、ベース基板上の半導体チップの縁に沿った部分には配置しないようにする」ことにより、アンダーフィルの流し込みを円滑にする、というものである。
【０００８】
また上記特許文献２における上記の工夫は、「基板上に複数の溝を形成しておき、その毛細管現象により、該溝を通してアンダーフィルが先頭を切って流れ出すようにする」ことにより、アンダーフィルの流し込みを迅速に行う、というものである。
【０００９】
さらにまた、上記特許文献３における上記の工夫は、「基板上において、ランドが実装されていない中央のランド未実装領域に、ランドに相当するシルク印刷を施してダミーの突出部（擬似バンプ）を導入し当該領域での毛細管現象を増強する」ことにより、アンダーフィルの流れを良好にする、というものである。
【００１０】
上述した特許文献１〜特許文献３に開示された種々の工夫の共通点は、アンダーフィルの円滑または迅速な流れを間接的に誘導している点にある。すなわち上述のとおり、特許文献１では、スルーホールやランドを特定の部分に配置しないことによりアンダーフィルの流し込みを改善し、特許文献２では、基板上の特定の部分に新たに溝を形成してアンダーフィルの流れを改善し、また特許文献３では、基板上の特定の部分にダミーの突出部を設けてアンダーフィルの流れを改善する、という共通点がある。このため、特許文献１〜３においては、アンダーフィルの流れの改善が「間接的」でしかも「部分的」である、という問題がある。
【００１１】
したがって本発明は、上記問題点に鑑み、アンダーフィルの流れを「直接的」かつ基板全体に「広域的」に改善可能な、基板の電子部品実装構造ならびに方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
図１は本発明の第１の実施形態に基づく実装構造の概略図であり、
図２は本発明の第２の実施形態に基づく実装構造の概略図である。なおいずれの図も、基板のある一部分をその上方から、すなわち電子部品側から見た拡大平面図である。
【００１３】
第１の実施形態（図１）も第２の実施形態（図２）も共に、前提とする実装構造は次のとおりであり、複数の端子（４）を備える電子部品（３）が、これら複数の端子（４）にそれぞれ対向する複数の導電部領域２を形成した基板１上に搭載されると共に、その電子部品（３）と基板１との間にアンダーフィル７が充填される基板の電子部品実装構造である。なお（  ）に付した参照番号については、後述する図７（従来例）に示す。
【００１４】
このような電子部品実装構造において、第１の実施形態（図１）は、各導電部領域２が、アンダーフィル７の充填時における該アンダーフィル７の流動を円滑にする形状を有することを特徴とするものである。
【００１５】
一方第２の実施形態（図２）は、各端子（４）と、これに対応する各導電部領域２との間をハンダ（５）を介して接続するとき、各導電部領域２はそのハンダ付け部分をなすランド（１２）を形成すると共に、各該ランド（１２）の並びに沿って相互に平行であってかつ、アンダーフィル７の充填時における該アンダーフィル７の流動に方向性をもたせるようにストライプ状に伸びる複数のハンダレジスト１１を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
図１および図２に原理構成を示すとおり、本発明においては、ボイドレスならびに塗布ムラをなくすべく、アンダーフィル７の流動を阻害する直接的な要因を除去するようにする。
【００１７】
すなわち、多数の端子（４）および導電部領域２の対における各対において、アンダーフィル７の流動が円滑に行われるようにし（図１）、あるいはアンダーフィル７の流動に方向性をもたせるようにする（図２）。
【００１８】
この結果、アンダーフィル７の流動を阻害する要因が、基板１上の全域から除去されて、ボイドの発生確率あるいは塗布ムラの発生確率は著しく低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の上記第１および第２の実施形態に基づく実施例を説明するが、その前に、本発明の理解を容易にするため、従来の「基板の電子部品実装構造」についての具体例を簡単に説明する。
【００２０】
図７（ａ）および（ｂ）は従来の「基板の電子部品実装構造」の具体例を示す断面図および平面図である。なお、本図は前述した特許文献３の中で示された図である。
【００２１】
本図において、参照番号３は既述のＣＳＰ等に代表される電子部品（ＬＳＩ等）であり、この電子部品３の裏面には複数個の端子４が配設される。これら端子４は一般にバンプと称されている。また基板１には電子部品３の端子４にそれぞれ対応して電気的に接続される導電部領域２が複数個設けられている。なお本図に示す導電部領域２は、通常のランドである。
【００２２】
基板１への電子部品３の実装構造においては、基板１のランド（２）にハンダペースト５が印刷され、このハンダペースト５上に、電子部品３の端子４が載置され、リフローによる加熱によってハンダペースト５が溶かされ、バンプ（４）がランド（２）にハンダ付けされて、電子部品３が基板１に実装される。
【００２３】
次に、電子部品３と基板１との間のギャップＧ内にあるハンダ付け部に、補強のためのアンダーフィル（絶縁性樹脂）７が注入器６を用いて圧入され、さらに毛細管現象により全体に充填される。このアンダーフィル７の充填により、電子部品３と基板１との間の熱膨張率の差による熱応力、振動によるストレス等によって上記ハンダ付け部が破断等されることを防止する。
【００２４】
このアンダーフィル７の充填は、基板１上のあらゆる方向からの注入によって行われると、空気の逃げ道がなくなり、既述のボイドとして残ってしまう。このため本図（ａ）に示すように、電子部品３のある一辺から上記注入器６を用いて注入されて、アンダーフィル７は上記注入の方向に流れながらギャップＧ内に拡散していく。
【００２５】
ここで本発明の説明に入る。
【００２６】
図３は本発明の実施例１を示す平面図である。これは上記第１の実施形態（図１）に属する実施例である。
【００２７】
本実施例１は、各端子４と、これに対応する各導電部領域２との間をハンダ（５）を介して接続するとき、各該導電部領域２はそのハンダ付け部分をなすランド１２であって、各該ランド１２をアンダーフィル７の流動を円滑にする形状とすることを特徴とするものである。
【００２８】
図３において、基板１の上面には多数のランド１２（２）が図示する形状をもって配設される。この基板１と電子部品３（点線でその外形を示す）との間にできるギャップＧ（図７）には、注入器６によってアンダーフィル７が圧入される。この圧入において、アンダーフィル７は該ランドの流線形により円滑に奥へ入り込む。従来このランドは円形であり、そのランドの圧入方向裏側にはアンダーフィル７が廻り込み難く、ボイド等の生成を引き起こしていた。
【００２９】
上記のアンダーフィル７の圧入方向に傾きをもたせると、一層円滑な充填を達成できる。図３においてはその傾きとして４５度の例を示している。
【００３０】
また上記のアンダーフィル７の圧入箇所は、電子部品（３）外形の４隅として、各隅から順次圧入していくのが好ましい。なお図３ではそのうちの１箇所を示している。
【００３１】
図４は本発明の実施例２を示す平面図である。これも上記第１の実施形態（図１）に属する実施例である。
【００３２】
本実施例２は、各端子４と、これに対応する各導電部領域２との間をハンダを介して接続するとき、各該導電部領域２は、相互にハンダレジスト２４で絶縁された円形の導電体残り部分２１と、該導電体残り部分２１上のハンダレジスト非形成部分２２とからなるランド２３であって、このハンダレジスト非形成部分２２をアンダーフィル７の流動を円滑にする形状とすることを特徴とするものである。
【００３３】
上記円形の導電体残り部分２１とは、例えば銅残り部分である。この銅残り部分は、基板１上に形成された円形の銅箔である。あるいはその円形の銅箔の上にさらに銅めっきを施したものである。
【００３４】
また上記ハンダレジスト２４は、基板１の上面においてハンダ付けしてはならない部分に塗布あるいは印刷される耐熱部材、例えばエポキシ樹脂であり、通常Ｓｏｌｄｅｒ−Ｒｅｓｉｓｔと称される。そして、このハンダレジスト（Ｓｏｌｄｅｒ−Ｒｅｓｉｓｔ）２４を形成しない部分がハンダレジスト非形成部分２２であって、上記部分２１と２２とでランド２３（２）を形成する。
【００３５】
本実施例２は、前述の実施例１に比べて、基板上全面にレジスト形成されている分、基板自体の絶縁信頼性が優れている。
【００３６】
上記実施例１および実施例２においては、アンダーフィル７の流動を円滑にするという狙いがあるから、各導電部領域２の形状は、涙滴（Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ）形、楕円形、ひし形およびその近似形のいずれかであることが望ましい。
【００３７】
上記実施例１および実施例２を実装方法という観点から見ると、第１に基板１上の導電部領域２の形成方法として捉えることができる。
【００３８】
すなわち、複数の端子４を備える電子部品３が、これら複数の端子４にそれぞれ対向する複数の導電部領域２を形成した基板１上に搭載されると共に、その電子部品３と基板１との間にアンダーフィル７が充填される基板の電子部品実装方法において、各導電部領域２を、アンダーフィル７の流動を円滑にする形状に形成する、という方法である。
【００３９】
また第２に、アンダーフィル７の注入方法として捉えることができる。
【００４０】
すなわち、各々がアンダーフィル７の所定方向での流動を円滑にする形状に形成された導電部領域２に対し、このアンダーフィル７を該所定方向に充填する、という方法である。
【００４１】
図５は本発明の実施例３を示す平面図であり、
図６は本発明の実施例４を示す平面図である。これらは共に上記第２の実施形態（図２）に属する実施例である。
【００４２】
図５の実施例３は、図２の実施形態をさらに具体的に示すものであり、各導電部領域２はハンダ付け部分をなすランド１２を形成していて、これらのランド１２の並びに沿って相互に平行な複数のストライプ状ハンダレジスト１１を形成する。これらのハンダレジスト１１は、アンダーフィル７の流動に所定の方向性をもたせ、ボイドや塗布ムラが生じないようにする。
【００４３】
そして図６の実施例４では、前述のストライプ状に伸びる複数のハンダレジスト１１に対して交差する同様の構成のさらなる複数のハンダレジスト３１を、全体として格子模様をなすように、形成することを特徴とするものである。この実施例４においても、アンダーフィル７の流動に方向性をもたせることが期待できる。
【００４４】
上記実施例３および実施例４を実装方法という観点から見ると、第１に基板１上のハンダレジスト（１１，３１）の形成方法として捉えることができる。
【００４５】
すなわち、複数の端子４を備える電子部品３が、これら複数の端子４にそれぞれ対向する複数の導電部領域２を形成した基板１上に搭載されると共に、その電子部品３と基板１との間にアンダーフィル７が充填される基板の電子部品実装方法において、ストライプ状に伸びる複数のハンダレジスト（１１，３１）を、各導電部領域２の並びに沿ってかつ、アンダーフィル７の流動に方向性をもたせるように形成する、という方法である。
【００４６】
また第２に、アンダーフィルの注入方法として捉えることができる。
【００４７】
すなわち、各導電部領域２の並びに沿ってストライプ状に伸びかつ、アンダーフィル７の流動に方向性をもたせるように形成された複数のハンダレジスト（１１，３１）に対し、そのアンダーフィル７を該ストライプが伸びる方向に充填する、という方法である。
【００４８】
以上の実施例１〜実施例４を通して前述した、（Ａ）銅残り部分２１と（Ｂ）ハンダレジスト（１１，２２，２４，３１）との可能な組み合せをまとめると次のとおりである。
【００４９】
（Ａ）                    （Ｂ）
No.１：  Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ形      レジストなし        （図３）
No.２：  円形                      Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ形（図４）
No.３：  Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ形      Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ形
No.４：  Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ形      円形
No.５：  Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ形      楕円形
No.６：  円形                      楕円形
No.７：  円形                      ひし形
No.８：  円形                      ストライプ          （図５）
No.９：  Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ形      ストライプ
No.１０：円形                      格子模様            （図６）
No.１１：Ｔｅａｒ−Ｄｒｏｐ形      格子模様
【産業上の利用可能性】
【００５０】
多数の端子が高密度で配設されると共にこれら端子間をアンダーフィルにて封止する必要がある電子部品実装モジュールに広く利用でき、アンダーフィルに対し、ボイドや塗布ムラの発生を顕著に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態に基づく実装構造の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に基づく実装構造の概略図である。
【図３】本発明の実施例１を示す平面図である。
【図４】本発明の実施例２を示す平面図である。
【図５】本発明の実施例３を示す平面図である。
【図６】本発明の実施例４を示す平面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は従来の「基板の電子部品実装構造」の具体例を示す断面図および平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…基板
２…導電部領域
３…電子部品
４…端子（バンプ）
５…ハンダペースト
７…アンダーフィル
１１…ハンダレジスト
１２…ランド
２１…導電体残り部分
２２…ハンダレジスト非形成部分
２３…ランド
２４…ハンダレジスト
３１…ハンダレジスト
【図１】
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【図２】
2005175261.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005175261.tif 000007
【図６】
2005175261.tif 000008
【図７】
2005175261.tif 000009