(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に半導体チップが搭載されたパッケージ基板と、
表面に前記パッケージ基板裏面がハンダ接合されたマザーボードと、
前記マザーボード裏面の、該マザーボードを前記パッケージ基板とで挟む位置に配備された、該マザーボードに締結部品で固定されたスティフナとを備え、
前記スティフナが、該スティフナの周辺部において前記マザーボードに複数箇所、締結部品で固定されるとともに、該スティフナの中央部においても前記マザーボードに締結部品で固定されてなることを特徴とするパッケージ実装モジュール。
【請求項２】
前記スティフナが、前記パッケージ基板の面積よりも広い面積を有し、前記周辺部および前記中央部が、それぞれ、前記パッケージ基板、前記マザーボード、および前記スティフナを重ねて投影して見たときの、前記パッケージ基板から外れた領域、および、前記パッケージ基板に重なる領域であることを特徴とする請求項１記載のパッケージ実装モジュール。
【請求項３】
前記締結部品がネジであることを特徴とする請求項１記載のパッケージ実装モジュール。
【請求項４】
前記パッケージ基板は、該パッケージ基板裏面に配置されたハンダボールの溶融及び固着により前記マザーボード表面にハンダ接合されたものであることを特徴とする請求項１記載のパッケージ実装モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にＬＳＩ等の半導体チップが搭載されたパッケージ基板が大型コンピュータ等の大規模な計算機のマザーボード上に実装されたパッケージ実装モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型コンピュータ等の大規模な計算機の基板（主にマザーボード）においては、信号数の増大により、端子数２０００ピンを超えるような大型パッケージが搭載されるようになり、そのサイズも４０ｍｍ角を超えるものになってきている。このようにサイズが大きいパッケージであるため、パッケージ全体の反り防止を目的としたスティフナが装着されている。【０００３】
このスティフナは、パッケージ基板をマザーボードにハンダ接合した後、締結用の機構部品（主にネジ）によりマザーボードに装着される。【０００４】
図３は、従来のパッケージ実装モジュールを示す断面模式図である。【０００５】
この図３に示すパッケージ実装モジュール２０は、マザーボード２１に、パッケージ基板１１が、そのパッケージ基板１１の裏面のハンダボール１５の溶融、固着によりハンダ接合されることにより、パッケージ基板モジュール１０の全体がマザーボード２１の表面に搭載された構造を有する。【０００６】
ここで、パッケージ基板モジュール１０は、パッケージ基板１１の表面に、ＬＳＩチップ１２が、ハンダボール１３の溶融、固着によりハンダ接合されて搭載されており、さらに、そのＬＳＩチップ１２を取り巻くように、パッケージ基板１１の表面に接した状態に固定されたスティフナ１４を備えた構造のものである。このスティフナ１４は、パッケージ基板１１を支えるとともにパッケージ基板１１の反りを防止するためのものである。【０００７】
また、図３に示すパッケージ実装モジュール２０には、さらに、マザーボード２０の裏面の、そのマザーボード２１をパッケージ基板１１とで挟む位置に、スティフナ２２が配備されている。【０００８】
このスティフナ２２は、マザーボード２１に締結部品（ここではネジ２３）で固定されることによりマザーボード２１を支え、そのマザーボード２１の反りを防止するためのものである。【０００９】
図４は、図３に示すパッケージ実装モジュール２０を上方から投影して見たときの各部材の位置関係を示した図である。【００１０】
スティフナ２２は、パッケージ基板１１の面積よりも広い面積を有し、パッケージ基板１１、マザーボード２１、およびスティフナ２２を重ねて投影して見たときのパッケージ基板１１から外れた、スティフナ２２の周辺部において、マザーボード２１とスティフナ２２が締結部品（ここではネジ２３）により複数箇所固定されている。【００１１】
上記のように、スティフナ２２は、パッケージ基板１１から外れた、スティフナ２２の周辺部を締結部品（主にネジ）で締結するようになっており、ハンダ融点から常温に至る温度差、または、装置稼働時と休止時との温度差、及び外的機械的ストレス（コネクタ挿抜・振動・落下等）により、パッケージ基板１１とマザーボード２１との間のハンダ接合部に応力が発生し、接合信頼性に大きく影響を与えている。【００１２】
殊に近年の有害物質規制で鉛の使用が不可となってきたため、それまで使われていた錫−鉛共晶ハンダ（融点：１８３℃）に代わり錫−銀−銅ハンダ（融点２１８℃）等の高融点ハンダが使われるようになり、ハンダ融点〜常温に至る温度範囲が広がり応力が強く発生する傾向が顕著となってきている。【００１３】
ここで、特許文献１には、ヒートシンクとパッケージ基板とを接合するための第１の加圧力と、パッケージ基板をプリント基板に加圧するための第２の加圧力とを分離したパッケージ構造が開示されており、特許文献２には、スティフナのＴＡＢテープ側の側面に関し、その少なくともハンダボールの直上に位置するスティフナ部分を除去してデインプルまたは貫通穴を形成し、これによってハンダボールとスティフナの間に弾性を持たせることが開示されている。【００１４】
特許文献１に開示された技術はハンダ接合時の加圧力による信頼性低下防止を図ったものであり接合後の応力の発生防止を図ったものではない。【００１５】
また、特許文献２に開示された技術は、接合時の応力の発生防止に役立つが、ハンダボールとスティフナとの間に弾性を持たせているため振動には弱い構造となっている。
【特許文献１】特開２００４−１６５８６号公報
【特許文献２】特開平１１−２２００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑み、ハンダ接合信頼性を向上させたパッケージ実装モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成する本発明のパッケージ実装モジュールは、
表面に半導体チップが搭載されたパッケージ基板と、
表面にパッケージ基板裏面がハンダ接合されたマザーボードと、
マザーボード裏面の、そのマザーボードをパッケージ基板とで挟む位置に配備された、マザーボードに締結部品で固定されたスティフナとを備え、
上記スティフナが、そのスティフナの周辺部においてマザーボードに複数箇所、締結部品で固定されるとともに、そのスティフナの中央部においてもマザーボードに締結部品で固定されてなることを特徴とする。【００１８】
本発明のパッケージ実装モジュールによれば、スティフナが、そのスティフナの周辺部においてマザーボードに複数箇所、締結部品で固定されるとともに、そのスティフナの中央部においてもマザーボードに締結部品で固定されているため、スティフナの締結間隔が短かく、マザーボードの反りや応力等が低減され、ハンダ接合信頼性が向上する。【００１９】
ここで、上記スティフナが、パッケージ基板の面積よりも広い面積を有し、上記周辺部および上記中央部が、それぞれ、パッケージ基板、マザーボード、およびスティフナを重ねて投影して見たときの、パッケージ基板から外れた領域、および、パッケージ基板に重なる領域であることが好ましい。【００２０】
周辺部についてパッケージ基板外側とすることにより、パッケージ基板裏面の、マザーボードとの間のハンダ接合の面積を確保することができる。【００２１】
また、上記本発明のパッケージ実装モジュールにおいて、上記締結部品としては典型的にはネジが採用され、また、上記パッケージ基板は、典型的には、そのパッケージ基板裏面に配置されたハンダボールの溶融及び固着によりマザーボード表面にハンダ接合されたものである。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、マザーボードの反りや応力等が低減され、ハンダ接合の信頼性が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態としてのパッケージ実装モジュールを示す断面模式図である。
【図２】図１に示すパッケージ実装モジュールを上方から投影して見たときの各部材の位置関係を示した図である。
【図３】従来のパッケージ実装モジュールを示す断面模式図である。
【図４】図３に示すパッケージ実装モジュールを上方から投影して見たときの各部材の位置関係を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。【００２５】
図１は、本発明の一実施形態としてのパッケージ実装モジュールを示す断面模式図である。【００２６】
この図１において、従来のパッケージ実装モジュールの図面である図３に示す各要素と同一の要素には図３に付した符号と同一の符号を付して示している。【００２７】
この図１に示すパッケージ実装モジュール２００は、マザーボード２１１にパッケージ基板モジュール１００が搭載された構造を有している。【００２８】
このパッケージ基板モジュール１００は、パッケージ基板１１１の表面に、ＬＳＩチップ１２が、ハンダボール１３の溶融、固着によりハンダ接合されて搭載されており、さらに、そのＬＳＩチップ１２を取り巻くように、パッケージ基板１１１の表面に接した状態に固定されたスティフナ１４を備えた構造のものである。ここで、パッケージ基板１１１は、図３のパッケージ基板１１とは若干異なり、その裏面中央部にはハンダボール１５を有さない空き領域１１２が形成されている。これは、後述するように、ネジ２４のスペースを確保するためである。【００２９】
また、図１に示すパッケージ実装モジュール２００を構成するマザーボード２１１には、図３に示すマザーボード２１と同じくネジ２３が貫通する取付穴が形成されるとともに、図３に示すマザーボード２１とは異なり、さらにネジ２４が貫通する取付穴が形成されている。【００３０】
さらに、図１に示すパッケージ実装モジュール２００には、マザーボード２１１の裏面の、そのマザーボード２１１をパッケージ基板１１１とで挟む位置に、スティフナ２２１が配備されている。【００３１】
このスティフナ２２１には、図１に示すスティフナ２２と比べ、図３のスティフナ２１にも形成されているネジ２３による固定用のネジ穴に加え、さらに図３に示すスティフナ２２には存在しない、ネジ２４による固定用のネジ穴が形成されている。【００３２】
図２は、図１に示すパッケージ実装モジュール２００を上方から投影して見たときの各部材の位置関係を示した図である。【００３３】
スティフナ２２１は、パッケージ基板１１１の面積よりも広い面積を有し、パッケージ基板１１１、マザーボード２１１、およびスティフナ２２１を重ねて投影して見たときのパッケージ基板１１１から外れた、スティフナ２２１の周辺部において、マザーボード２１１とスティフナ２２１がネジ２３により４箇所固定されているとともに、パッケージ基板１１１に重なる、パッケージ基板１１１の中央のハンダボールを有さない空き領域１１２の内部においてネジ２４により固定されている。【００３４】
このスティフナ２２１は、パッケージ基板モジュール１００をマザーボード２１１に搭載するよりも前に、ネジ２３，２４によってマザーボード２１１に固定され、その後、マザーボード２１１上に、パッケージ基板モジュール１００が、ハンダボール１５の溶融、固着によりハンダ接合されることにより、パッケージ基板モジュール１００の全体がマザーボード２１１の表面に搭載される。【００３５】
このように、この実施形態では、スティフナ２２１が、ネジ２３に加え、パッケージ基板１１１と重なる中央部においてもネジ２４でマザーボード２１１に固定されており、従来例（図３，図４）と比べるとスティフナとマザーボードの締結間距離（ネジどうしの距離）が短かく、このためマザーボード２１１の反りや応力等が低減され、ハンダ接合信頼性が向上する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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