(57)【要約】【課題】半田ボールを有する面実装型半導体パッケージにおいてパッケージを大きくすることなく半田接合部の不良を防止することのできる電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】  半導体チップ４が搭載された半導体パッケージ３の裏面には、多数の半田ボール６がマトリクス状に配置され半田付けされている。回路基板２上において、マトリクス状に半田ボール６が配置された領域の外周部に接着剤７が塗布されている。応力により回路基板２が下方向に撓んだ場合、塗布された接着剤７が緩衝材の役割を果たし、回路基板２上のパッドと半田ボール６との半田接合部に大きな応力がかかることを防止することができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板が内蔵された筐体と、
前記回路基板に実装され、基台上面に素子を有し、基台下面に複数の半田ボールが設けられ形成される四角形状の半導体パッケージと、
前記回路基板上の前記基台で覆われる領域に前記半田ボールよりも低く塗布される接着剤と
を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記接着剤は前記回路基板上の前記基台で覆われる領域の角部に前記半田ボールよりも低く塗布されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記接着剤は前記回路基板上の前記基台で覆われる領域の四辺部と前記半田ボールの設けられた領域との間に前記半田ボールよりも低く塗布されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項４】
回路基板が内蔵された筐体と、
前記回路基板に実装され、基台上面に素子を有し、基台下面に複数の半田ボールがマトリクス状に配置され形成される四角形状の半導体パッケージと、
前記回路基板上の前記基台で覆われる領域の四隅部に前記半田ボールよりも低く塗布される接着剤と
を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項５】
前記電子部品は指紋読取部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の実装技術に関し、特に半田ボールを有する面実装型半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
面実装型パッケージの一つとして、ボールグリッドアレイ型（以下、ＢＧＡと称す）の半導体パッケージが知られている。半導体チップが搭載された回路基板の裏面には、多数の半田ボールがマトリクス状に並べて配置されている。半田ボールは、半導体パッケージの外部端子として機能するものであり、上記回路基板の裏面に半田付けされている。このようなＢＧＡ型の半導体パッケージはプリント配線板に実装される。プリント配線板は、半導体パッケージが実装される実装面を有し、この実装面には、多数のパッドがマトリクス状に配置されている。パッドは、プリント配線板の導体パターンに電気的に接続されており、これらパッドに半導体パッケージの半田ボールが接続されるようになっている。
【０００３】
半導体パッケージはリフロー半田付け方式等によりプリント配線板に実装される。プリント配線板の上に半導体パッケージを装着し、そのパッケージ本体の半田ボールをパッドに接触させる。プリント配線板のパッドの上には半田ペーストが印刷されている。この状態でプリント配線板をリフロー炉に収容し、プリント配線板及び半導体パッケージを加熱することにより、半田ペーストを溶融させる。こうして、半田ボールとパッドが互いに接合され、半導体パッケージがプリント配線板に電気的かつ機械的に接続される。
【０００４】
リフロー半田付けの工程では、加熱された半導体パッケージの熱膨張係数とプリント配線板の熱膨張係数の相違等に起因し、プリント配線板に反りが発生することがある。そのためマトリクス状に配置された半田ボールのうち、特に半導体パッケージの隅部に近い半田ボールとパッドの半田付け部が剥離し半田付けが不良となる場合がある。このような問題を解決する技術として例えば特許文献１に記載されるものが挙げられる。半田ボールをマトリクス状に配置した領域の隅部にダミーの半田ボールと対応するパッドを配置する。通常の状態ではダミーの半田ボールは半田付けされないが、プリント配線板に反りが発生した際、隅部に配置されたダミーの半田ボールと、このダミーの半田ボールに対応するパッドとが応力を緩和するようになっている。半田ボールとパッドに直接応力が集中するのを防止することができ、半田付け部に不良が発生しにくくなる。
【特許文献１】特開平１０−９２９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記のような方式の場合、主に想定されているのはリフロー半田付け等の製造工程の際に生じる半田付け不良である。そのため、半導体パッケージがプリント配線板に実装された後に生じる応力に対しては、大きな効果は期待できない。また、半導体パッケージにマトリクス状に配置された半田ボールの外周部に、機能的には必要ないダミーの半田ボールを配置するための余分なスペースを設ける必要があり、パッケージ本体が大きくなるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、半田ボールを有する面実装型半導体パッケージにおいてパッケージ本体を大きくすることなく半田接合部の不良を防止することのできる電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明に係る電子機器は、回路基板が内蔵された筐体と、前記回路基板に実装され、基台上面に素子を有し、基台下面に複数の半田ボールが設けられ形成される四角形状の半導体パッケージと、前記回路基板上の前記基台で覆われる領域に前記半田ボールよりも低く塗布される接着剤とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半田ボールを有する面実装型半導体パッケージにおいてパッケージ本体を大きくすることなく半田接合部の不良を防止することのできる電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明に係る実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るモジュール基板が搭載された電子機器の外観斜視図である。ノート型コンピュータ等に代表される電子機器１０は本体１１を備え、本体１１にはヒンジ部１２を介してディスプレイユニット１３が回動可能に接続されている。本体１１の上面１１ａにはキーボード１４が取り付けられている。本体１１は樹脂製の上ケース１５及び下ケース１６とを有する。本体１１内には複数の電子部品を搭載した回路基板が収容されている。本発明に係るモジュール基板を利用した指紋認証装置２０が本体１１の上面１１ａに設けられている。
【００１１】
図２は本発明の第一の実施形態に係るモジュール基板の断面図である。図３は本発明の第一の実施形態に係るモジュール基板の底面図である。モジュール基板１は回路基板２と、この回路基板２に実装されたＢＧＡ型の半導体パッケージ３とを備えている。半導体パッケージ３は半導体チップ４と基台５とを有し、半導体チップ４と基台５とは接合剤を介して固定されている。半田ボール６は半導体パッケージ３の外部端子として機能するものである。回路基板２の実装面２ａには図示しないパッドが半田ボール６と接合するようにマトリクス状に配置されている。半田ボール６を溶融接着することにより、回路基板２と半導体パッケージ３を電気的および機械的に接続する。回路基板２上において、マトリクス状に半田ボール６が配置された領域の外周部にエポキシ系あるいはアクリル系の接着剤７が塗布されている。接着剤７は回路基板２上で、基台５の四隅部分に対応する位置２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅに塗布される。接着剤７の量は、回路基板２と基台５との間隔の半分程度の高さとなるように塗布される。この時回路基板２に塗布される接着剤７は極少量であるため、半田接合部に接着剤７が付着することはほとんどない。
【００１２】
温度変化による熱応力または外力による機械的応力が回路基板２及び基台５に作用し、回路基板２が下方向に撓むことがある。回路基板２が下方向に撓んだ時、回路基板２と基台５とに狭まれた半田ボール６に応力がかかる。マトリクス状に配置された半田ボール６の中で、隅に配置された半田ボール６ａ、６ｂ等が特に大きな圧縮応力を受け接合不良を起こしやすい。回路基板２が応力を受け下方向に撓む際、固まった接着剤７が基台５と接触し、回路基板２が下方向に大きく撓むのを妨げる働きをする。接着剤７は非導電性であるため、回路基板２及び基台５が応力を受けて撓んだ時以外は周囲に物理的、電気的に影響を与えることはない。
【００１３】
図４は本発明に係るモジュール基板が応力を受けて撓んだ状態を模式的に示す断面図である。図４中の拡大図Ａで示すように、回路基板２が応力を受け下方向に撓む際、固まった接着剤７が基台５と接触し、回路基板２が下方向に大きく撓むのを妨げる働きをする。塗布された接着剤７が緩衝材の役割を果たし、回路基板２上のパッドと半田ボール６との半田接合部に大きな応力がかかることを防止することができる。マトリクス状に配置された半田ボール６の中で、隅に配置された半田ボール６ａ，６ｂ等が特に接合不良を起こしやすい。回路基板２上で、基台５の四隅部分に対応する位置２ｂ，２ｃ，２ｄ,２ｅに接着剤を塗布することが半田接合部の信頼性向上のためには有効である。接着剤７を塗布するために新たにスペースを必要とせず、マトリクス状に配置された半田ボール６の外周部に少量塗布すれば良い。上側から応力が発生した際に生じる半田接合部の不良を簡便な方法で効果的に防止することが出来る。
【００１４】
図５は本発明の第二の実施形態に係るモジュール基板の底面図である。上述のように、回路基板２上において、基台５の四隅部分に対応する位置２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅに塗布するだけでなく、基台５の四辺部分に対応する位置２ｆ，２ｇ,２ｈ,２ｉに並べて塗布することも可能である。接着剤７をこのように塗布した場合、基台５の中心付近に応力がかかって回路基板２が下方向に撓む場合だけでなく、基台５の隅や辺の真ん中などに局所的に点応力あるいは線応力がかかった場合にも有効である。
【００１５】
図６は本発明に係るモジュール基板を利用した指紋認証装置の構成を示す断面図である。
指紋認証装置２０は本体１１の上面１１ａから露出するように取り付けられる。半導体パッケージ３は指紋読取部２１を有する。半導体パッケージ３はマトリクス状に配置された半田ボール６により回路基板２に接続されている。回路基板２上で、マトリクス状に半田ボール６が配置された領域の外周部に接着剤７が塗布されている。指紋読取部２１に指３０を押し付けて指紋認証を行う際、回路基板２及び半導体パッケージ３には上側から応力がかかる。回路基板２が応力を受け下方向に撓む際、固まった接着剤７が半導体パッケージ３と接触し、回路基板２が下方向に大きく撓むのを妨げる働きをする。塗布された接着剤７が緩衝材の役割を果たし、回路基板２上のパッドと半田ボール６との半田接合部に大きな応力がかかることを防止することができる。本発明によるモジュール基板は、指紋認証装置２０の指紋読取部２１のように上側から応力が生じる際に特に有効である。
【００１６】
本発明ではその主旨を逸脱しない範囲であれば、上記の実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るモジュール基板が搭載された電子機器の外観斜視図。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るモジュール基板の断面図。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るモジュール基板の底面図。
【図４】本発明に係るモジュール基板が応力を受けて撓んだ状態を模式的に示す断面図。
【図５】本発明の第二の実施形態に係るモジュール基板の底面図。
【図６】本発明に係るモジュール基板を利用した指紋認証装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００１８】
１…モジュール基板、２…回路基板、３…半導体パッケージ、４…半導体チップ、５…基台、６…半田ボール、７…接着剤、１０…電子機器、１１…本体、１２…、ヒンジ部、１３…ディスプレイ、１４…キーボード、１５…上ケース、１６…下ケース、２０…指紋認証装置、２１…指紋読取部、３０…指
【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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【図６】
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