(57)【要約】【課題】パッケージ裏面にグランド部を有するＩＣを実装したＩＣ実装基板において、ＩＣと基板のグランド接続を確実にし、ＩＣの交換の作業性を向上すること。【解決手段】ＩＣ１０を実装する基板２０には、ＩＣグランド部１３と対向する位置にＩＣグランド部と接続する基板グランド部２１と、基板グランド部の領域に基板を貫通し基板グランド部よりも小さい貫通穴２３を有する構成とする。そして、半田接合により実装されたＩＣ１０を基板２０から取り外す場合、貫通穴２３を通して半田ごて３０の先端をＩＣグランド部１３に当てて加熱し、ＩＣグランド部と基板グランド部を接合していた半田を溶解する。【選択図】図３
2012009491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ裏面にＩＣグランド部を有するＩＣを基板に実装したＩＣ実装基板において、
前記基板は、
前記ＩＣグランド部と対向する位置に該ＩＣグランド部と接続する電極である基板グランド部と、
該基板グランド部の領域に前記基板を貫通し該基板グランド部よりも小さい貫通穴を有することを特徴とするＩＣ実装基板。
【請求項２】
パッケージ裏面にＩＣグランド部を有するＩＣを実装するための基板において、
前記ＩＣグランド部と対向する位置に該ＩＣグランド部と接続する電極である基板グランド部と、
該基板グランド部の領域に前記基板を貫通し該基板グランド部よりも小さい貫通穴を有することを特徴とする基板。
【請求項３】
パッケージ裏面にＩＣグランド部を有するＩＣを基板に実装するＩＣ実装方法において、
前記基板には、前記ＩＣグランド部と接続する基板グランド部を設けるとともに、該基板グランド部の領域に前記基板を貫通する貫通穴を設け、
前記基板の前記基板グランド部に半田ペーストを塗布して前記ＩＣを前記ＩＣグランド部が対向するように搭載し、
該半田ペーストを加熱することで前記ＩＣグランド部と前記基板グランド部を半田接合することを特徴とするＩＣ実装方法。
【請求項４】
請求項３に記載のＩＣ実装方法において、
前記半田接合により実装された前記ＩＣを前記基板から取り外す場合、前記基板の前記貫通穴を通して半田ごての先端を前記ＩＣの前記ＩＣグランド部に当てて加熱し、
前記ＩＣグランド部と前記基板グランド部を接合していた半田を溶解することで前記ＩＣを前記基板から取り外すことを特徴とするＩＣ実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣなどの半導体装置を基板に実装したＩＣ実装基板及びＩＣ実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、基板の部品搭載面積を縮小する目的から、基板に実装するＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの半導体装置のサイズが、年々小さなものとなってきている。例えば、ＩＣの周囲に出ているグランド端子のピン数を集約するために、ＩＣ内部のグランドラインと接続したグランド部をＩＣの裏面に設けた構造のものが用いられている。このような、ＩＣ裏面にグランド部を有するＩＣに対応する基板について、グランドの接続方法やＩＣ交換の作業性に関し、新たな技術が望まれる。
【０００３】
これに関連する技術として、特許文献１には、パッケージの裏面にグランド端子を有し、かつ、反りのある形状のリードレスのＩＣを装着して、その電気的な測定を確実に行えるＩＣソケットが開示されている。このＩＣソケットでは、ＩＣのグランド端子に対応してグランド電極が設けられ、グランド電極は弾性部材である導電シートを含んで構成され、この導電性シートが変形することでＩＣの反りを吸収することが記載されている。
【０００４】
また特許文献２には、半導体素子を基板に接着する構造として、基板に予め半導体素子の外形より小さい穴を設け、穴の上の周囲部に設けた接着剤の上に半導体素子を搭載して接着した半導体装置が開示されている。そして、半導体素子が不良の場合は、穴部に工具を挿入して半導体素子を基板から剥離し、素子を交換することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２８１４９号公報
【特許文献２】特開平１０−１３５２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術は、ＩＣ裏面のグランド部を導電性シートを介してＩＣソケットに装着するものであり、目的がＩＣ等の測定のための一時的なものであって、そのまま半導体装置として長時間使用することは想定されていない。
【０００７】
特許文献２の技術は、基板に予め半導体素子の外形より小さい穴を設け、半導体素子を樹脂等の接着剤にて基板と接着するものであるが、ここでの半導体素子は素子の裏面にグランド部を有する構造ではなく、従ってＩＣグランド部と基板のグランド部との電気的接続について知見を得ることはできない。
【０００８】
このように従来のＩＣ実装技術では、パッケージ裏面にグランド部を有するＩＣを実装する基板において、グランドの接続方法とＩＣ交換の作業性について十分考慮されていなかった。
【０００９】
本発明の目的は、パッケージ裏面にグランド部を有するＩＣを実装したＩＣ実装基板において、ＩＣと基板のグランド接続を確実にし、ＩＣの交換の作業性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、パッケージ裏面にＩＣグランド部を有するＩＣを基板に実装したＩＣ実装基板において、前記基板は、前記ＩＣグランド部と対向する位置に該ＩＣグランド部と接続する電極である基板グランド部と、該基板グランド部の領域に前記基板を貫通し該基板グランド部よりも小さい貫通穴を有する構成とする。
【００１１】
本発明は、パッケージ裏面にＩＣグランド部を有するＩＣを基板に実装するＩＣ実装方法において、前記基板には、前記ＩＣグランド部と接続する基板グランド部を設けるとともに、該基板グランド部の領域に前記基板を貫通する貫通穴を設け、前記基板の前記基板グランド部に半田ペーストを塗布して前記ＩＣを前記ＩＣグランド部が対向するように搭載し、該半田ペーストを加熱することで前記ＩＣグランド部と前記基板グランド部を半田接合する。
【００１２】
さらに、前記半田接合により実装された前記ＩＣを前記基板から取り外す場合、前記基板の前記貫通穴を通して半田ごての先端を前記ＩＣの前記ＩＣグランド部に当てて加熱し、前記ＩＣグランド部と前記基板グランド部を接合していた半田を溶解することで前記ＩＣを前記基板から取り外す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＩＣ裏面のグランド部と基板グランド部との接続が確実となり、また基板に実装したＩＣの交換時の作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施例で対象とするＩＣの外観を示す平面図。
【図２】本本実施例においてＩＣを実装する基板の一例を示す平面図。
【図３】ＩＣを基板に実装したＩＣ実装基板の一例を示す断面図。
【図４】基板に実装したＩＣを取り外す工具として、半田ごての例を示す図。
【図５】ＩＣを基板に初めて実装する場合の手順を示す図。
【図６】ＩＣを基板から取り外す場合の手順を示す図。
【図７】交換用のＩＣを基板に再実装する場合の手順を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明によるＩＣ実装基板とＩＣ実装方法の実施例を、図面を用いて説明する。
図１は、本実施例で対象とするＩＣの外観を示す平面図であり、その表面図と裏面図を示す。ＩＣ１０のパッケージ１１，１２のうち裏面側パッケージ１２の中央部には、金属材からなるＩＣグランド部１３を有する。このＩＣグランド部１３は、ＩＣのピン１４とは別に設けられており、ＩＣの放熱が目的ではなく、この金属部にＩＣ内部のグランドラインを接続することで、グランドパターンを強化することと、ＩＣ周囲に出ていたグランドピンのピン数を集約する効果がある。
【００１６】
図２は、本実施例においてＩＣを実装する基板の一例を示す平面図である。
図１のようなＩＣ１０を実装するため、本実施例の基板２０は、ＩＣ１０のＩＣグランド部１３に対向してこれと接続する電極パターンである基板グランド部２１を有している。またＩＣピン接続部２２は、ＩＣピン１４と接続する電極パターンである。基板グランド部２１はＩＣグランド部１３の位置、形状、大きさに合わせて設ける。この例では、基板グランド部２１はＩＣグランド部１３より若干小さめの四角形としたが、円形としてもよい。このような基板グランド部２１を設けることで、ＩＣグランド部１３との接触面積を大きくとれ、電気的接続が確実になる。
【００１７】
さらに本実施例の基板２０は、基板グランド部２１の領域に、基板２０を貫通し基板グランド部２１よりも小さい径の貫通穴（スルーホール）２３を設けている。この貫通穴２３は、基板２０に実装したＩＣ１０を基板２０から取り外す作業を容易に行えるために設けたものである。後述するように、この貫通穴２３に例えば半田ごてなどの工具を基板裏面側から挿入して加熱することで、ＩＣグランド部１３と基板グランド部２１を接合している半田を容易に溶かすことができる。半田ごてによる作業性を考慮し、貫通穴２３の径は２．５〜３．５ｍｍ程度が適する。
【００１８】
図３は、ＩＣ１０を基板２０に実装したＩＣ実装基板の一例を示す断面図である。ＩＣ側面のＩＣピン１４は基板２０のＩＣピン接続部２２に半田により接合されるとともに、ＩＣ裏面のグランド部１３は基板のグランド部２１に半田により接合される。なお、この図では半田は省略している。基板の貫通穴２３の内面には貫通導体２４が設けられ、基板グランド部２１の電極パターンと基板裏面の電極パターンとを接続している。
【００１９】
基板の厚さ方向の内部には導体層である中間層２５を有する場合がある。そのような場合には、基板の中間層２５と貫通導体２４とに間に分離帯２６を設けておくことが望ましい。その理由は、ＩＣ交換作業の際、半田ごてからの熱が貫通導体２４を介して中間層２５に逃げるのを抑え、ＩＣグランド部１３と基板グランド部２１とを接合する半田に効率よく熱が伝わるようにするためである。
【００２０】
図４は、基板に実装したＩＣを取り外すときに用いる工具として、半田ごての例を示す図である。
半田ごて３０のこて先（チップ）３１は例えば０．４ｍｍ径と細くし、基板の貫通穴２３に挿入してＩＣ裏面にあるＩＣグランド部１３を容易に加熱できるようにしている。なお、ＩＣ交換用の工具は半田ごてに限らず、先細り形状の加熱工具であれば構わない。
【００２１】
以下、本発明によるＩＣ実装方法を図５〜図７を用いて説明する。例えば、基板に実装したＩＣが不良となり、取り外した後で他のＩＣを再実装する場合を想定する。
【００２２】
図５は、ＩＣを基板に初めて実装する場合の手順を示す図である。
Ｓ１０１では、基板２０のパターン部２７に半田ペースト３２を塗布する。パターン部２７には、ＩＣピン接続部２１と基板グランド部２２が含まれ、さらに他に実装する電子部品があればそれらに対する接続部にも同様に半田ペーストを塗布する。
【００２３】
Ｓ１０２では、ＩＣ１０を基板２０上に位置決めして搭載する。すなわち、基板グランド部２１にＩＣグランド部が対向するように位置決めする。他の電子部品についても同様に位置決めして搭載する。
Ｓ１０３では、ＩＣ１０や電子部品が搭載された基板２０を高温炉に投入して加熱し、半田３２を溶解させる。その結果、ＩＣ１０や電子部品は基板２０と半田３２で接合される。特にＩＣグランド部１３は基板グランド部２１と半田３２で確実に接合される。
【００２４】
図６は、ＩＣを基板から取り外す場合の手順を示す図である。これは、実装したＩＣが不良となり、他のＩＣ１０’と交換するためである。
Ｓ２０１では、不良となったＩＣ１０の上面側からＩＣピン１４の接合部に対し熱風３３を吹き付ける。あるいはＩＣピン１４の接合部に半田ごてを当てて加熱する。
【００２５】
Ｓ２０２では、基板の貫通穴２３を通して半田ごて３０の先端３１をＩＣ裏面側のＩＣグランド部１３に当てて加熱する。
Ｓ２０３では、ＩＣピン接合部１３とグランド接合部２１の半田が溶解してくる。半田ごて３０を押し上げると、ＩＣ１０を基板２０から分離し取り外すことができる。
【００２６】
図７は、交換用のＩＣを基板に再実装する場合の手順を示す図である。この場合、基板上には既に他の電子部品が実装されており、高温炉を用いる訳にはいかない。
Ｓ３０１では、取り外したＩＣ１０の位置に交換用のＩＣ１０’を搭載し、ＩＣのピン１４’に半田ペースト３２’を塗布する。そして、半田ごてで加熱してＩＣピン１４’を基板２０のＩＣピン接続部２２に接合する。
【００２７】
Ｓ３０２では、基板の貫通穴２３を通して、ＩＣ裏面側のＩＣグランド部１３’に半田ペーストを塗布する。そして、半田ごて３０の先端３１を当てて加熱して半田を融解させ、ＩＣグランド部１３’と基板グランド部２１の隙間を半田３２’で接合する。
【００２８】
以上のように本実施例によれば、パッケージ裏面にグランド部を有するＩＣの場合、ＩＣグランド部と基板のグランド部との電気的接続を確実なものとし、さらに基板に設けた貫通穴を用いることで、ＩＣの交換作業が容易になる。
なお、本発明は、パッケージ裏面にグランド部を有するＩＣだけでなく、実装する基板と対向する面に端子部を有する電子部品についても同様に適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１０…ＩＣ（半導体装置）、
１１…パッケージ（表面側）、
１２…パッケージ（裏面側）、
１３…ＩＣグランド部、
１４…ＩＣピン、
２０…基板、
２１…基板グランド部、
２２…ＩＣピン接続部、
２３…貫通穴、
２４…貫通導体、
２５…中間層、
３０…半田ごて、
３１…こて先、
３２…半田。
【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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【図７】
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