(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、この第１の面の反対側に位置する第２の面とを有するプリント配線板と、
半導体素子が実装されたパッケージ本体と、このパッケージ本体の裏面に並べて配置され、前記半導体素子と電気的に接続された多数の接続端子と、を備え、前記接続端子を前記プリント配線板の第１の面に半田付けしてなる面実装形半導体パッケージと、
前記プリント配線板の第２の面に半田付けされ、前記半導体パッケージに対し前記プリント配線板を間に挟んで向かい合う回路部品と、を具備し、
前記回路部品は、前記パッケージ本体の外縁のうち少なくとも互いに対向する二辺を跨ぐ大きさを有することを特徴とする回路モジュール。
【請求項２】
前記回路部品は、前記半導体パッケージのパッケージ本体よりも大きな平面形状を有し、前記半導体パッケージは、前記プリント配線板の第１の面上において前記回路部品の外縁で囲まれた領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回路モジュール。
【請求項３】
前記面実装形半導体パッケージは、前記回路部品と前記プリント配線板の第２の面との半田付け部で囲まれた領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回路モジュール。
【請求項４】
情報を入力する手段を有する筐体と、
この筐体の内部に収容された回路モジュールと、を備えた電子機器であって、
前記回路モジュールは、
(1)第１の面と、この第１の面の反対側に位置する第２の面とを有するプリント配線板と、
(2)半導体素子が実装されたパッケージ本体と、このパッケージ本体の裏面に並べて配置され、前記半導体素子と電気的に接続された多数の接続端子と、を備え、前記接続端子を前記プリント配線板の第１の面に半田付けしてなる面実装形半導体パッケージと、
(3)前記プリント配線板の第２の面に半田付けされ、前記半導体パッケージに対し前記プリント配線板を間に挟んで向かい合う回路部品と、を含み、
前記回路部品は、前記パッケージ本体の外縁のうち少なくとも互いに対向する二辺を跨ぐ大きさを有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールグリットアレイのような多数の接続端子を有する面実装形の半導体パッケージをプリント配線板に実装してなる回路モジュールおよびこの回路モジュールを備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ラップトップ型、ブック型あるいはタワー型のパーソナルコンピュータや、ワードプロセッサなどの電子機器は、その小型化などのために、例えばボールグリットアレイ形（以下ＢＧＡ：Ball Grid Array と呼ぶ）などの面実装形の半導体パッケージを備えた回路モジュールを装備している。
【０００３】
この種の半導体パッケージには、パッケージ基材としてプリント基板を用いたプラスチックＢＧＡ、パッケージ基材にセラミックを用いたセラミックＢＧＡおよびパッケージ基材にフィルムを用いたテープＢＧＡ等の種類があり、これらＢＧＡは用途に応じて使い分けられている。
【０００４】
このようなＢＧＡのうち、前記プラスチックＢＧＡは、プリント基板の表面にボンディングされた半導体素子と、この半導体素子をモールドする合成樹脂製のモールド材とを有し、これらモールド材とプリント基板とによって平坦な箱状をなすパッケージ本体が構成されている。
【０００５】
プリント基板の裏面には、ボール状の多数の半田ボールがマトリッ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接続端子として機能するものであり、上記プリント基板の裏面に半田付けされている。
【０００６】
このＢＧＡ形の半導体パッケージは、プリント配線板に実装されている。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ている。この実装面には、多数のパッドがマトリックス状に並べて配置されている。パッドは、プリント配線板に形成された導体パターンに電気的に接続されており、これらパッドに上記半導体パッケージの半田ボールが半田付けされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した面実装形半導体パッケージを備えた回路モジュールを、電子機器内に組み込む際に、一時的に前述したプリント配線板に曲げ応力などが作用して、この応力などによる歪みなどの弾性変形が生じることがある。
【０００８】
この弾性変形によって、前記半田ボールなどの接続端子の少なくとも一部が、パッケージ基板側およびプリント配線板側で剥離したり、これらのパッケージ基板とプリント配線板との間で破断することがあった。これらの剥離や破断が生じると、前述した回路モジュールおよびこの回路モジュールを備えた電子機器は、所望の機能を発揮できなくなる恐れがあった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、ＢＧＡなどの面実装形半導体パッケージを備えた回路モジュールを電子機器内に組み込む際に、この半導体パッケージの接続端子の剥離や破断を抑制する回路モジュール、およびこの回路モジュールを備えた電子機器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る回路モジュールは、
第１の面と、この第１の面の反対側に位置する第２の面とを有するプリント配線板と、
半導体素子が実装されたパッケージ本体と、このパッケージ本体の裏面に並べて配置され、前記半導体素子と電気的に接続された多数の接続端子と、を備え、前記接続端子を前記プリント配線板の第１の面に半田付けしてなる面実装形半導体パッケージと、
前記プリント配線板の第２の面に半田付けされ、前記半導体パッケージに対し前記プリント配線板を間に挟んで向かい合う回路部品と、を具備しており、
前記回路部品は、前記パッケージ本体の外縁のうち少なくとも互いに対向する二辺を跨ぐ大きさを有することを特徴としている。
【００１４】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、
情報を入力する手段を有する筐体と、この筐体の内部に収容された回路モジュールと、を備えている。
前記回路モジュールは、
(1)第１の面と、この第１の面の反対側に位置する第２の面とを有するプリント配線板と、
(2)半導体素子が実装されたパッケージ本体と、このパッケージ本体の裏面に並べて配置され、前記半導体素子と電気的に接続された多数の接続端子と、を備え、前記接続端子を前記プリント配線板の第１の面に半田付けしてなる面実装形半導体パッケージと、
(3)前記プリント配線板の第２の面に半田付けされ、前記半導体パッケージに対し前記プリント配線板を間に挟んで向かい合う回路部品と、を含み、
前記回路部品は、前記パッケージ本体の外縁のうち少なくとも互いに対向する二辺を跨ぐ大きさを有することを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、回路モジュールを電子機器に組み込む際にプリント配線板に曲げ応力などが作用しても、プリント配線板の接続端子が半田付けされた部分の曲げやたわみなどの歪みを前記回路部品が抑制する。したがって、半導体パッケージの接続端子がプリント配線板やパッケージ本体から剥離したり、プリント配線板とパッケージ本体との間での接続端子の破断を抑制することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１などに示す回路モジュール１は、コンピュータやワードプロセッサなどの電子機器に用いられる。なお、図３においては、回路モジュール１が電子機器としてのブック型のパーソナルコンピュータ２に用いられた場合を示している。
【００２０】
図３に示されたブック型のパーソナルコンピュータ２は、コンピュータ本体３と、このコンピュータ本体３に支持されたディスプレイユニット４とを備えている。コンピュータ本体３は、コンピュ−タ本体３の外郭を形成する筐体５と、この筐体５の上面に設けられかつ情報を入力する手段としてのキーボード６と、回路モジュール１などの機能部品を備えている。
【００２１】
前記筐体５は、底壁７と、この底壁７の周縁から上向きに延びる側壁８と、この側壁８の上端に連なるとともに、前記底壁７と向かい合う上壁９と、を含む偏平な箱状をなしている。上壁９の前部は、平坦なパームレスト１０となっており、このパームレスト１０の後方に前記キーボード６が配置されている。
【００２２】
ディスプレイユニット４は、液晶表示装置（図示せず）を収容したディスプレイハウジング１１を備えており、このディスプレイハウジング１１は、前記筐体５の後端部にヒンジ軸１２を介して回動自在に支持されている。そのため、ディスプレイユニット４は、パームレスト１０やキーボード６を覆うように倒される閉じ位置と、パームレスト１０やキーボード６を露出させるように起立される開き位置とに亘って回動可能となっている。
【００２３】
前記筐体５の内部には、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置やハードディスク駆動装置のようなパック状機器（図示せず）と、これらのパック状機器に電気的に接続した前述した回路モジュール１等が収容されている。
【００２４】
回路モジュール１は、図１および図３に示すように、プリント配線板２０と、面実装形半導体パッケージとしてのＢＧＡ形半導体パッケージ２１と、回路部品としての表面実装（以下ＱＦＰ：Quad Flat Package と呼ぶ）形半導体パッケージ２２と、を備えている。
【００２５】
プリント配線板２０は、筐体５の底壁７と平行に配置されている。このプリント配線板２０は、例えばガラスエポキシあるいはポリイミド等から形成されている。このプリント配線板２０のキーボード６に相対する第１の面としての表面２３と、この表面２３の反対側に位置して底壁７に相対する第２の面としての裏面２４には、導体パターンが形成されている。
【００２６】
プリント配線板２０の表面２３には、多数のパッド２５がマトリックス状に並べて配置されている．これらのパッド２５は、前記導体パターンに電気的に接続している。
【００２７】
なお、プリント配線板２０の表面２３および裏面２４は、図示しないソルダレジスト層によって覆われている。このソルダレジスト層は、前記パッド２５に対応した部分などにおいて除去されている。
【００２８】
前記プリント配線板２０の表面２３には、前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１が実装されている。このＢＧＡ形半導体パッケージ２１は、図１及び図２に示すように、四角形状のパッケージ本体としてのパッケージ基板２６と、半導体素子２７と、モールド材２８と、接続端子としての半田ボール２９と、を備えている。
【００２９】
半導体素子２７は、パッケージ基板２６の表面３１に実装されている。モールド材２８は、合成樹脂あるいはセラミックスからなり半導体素子２７をパッケージ基板２６にモールドしている。
【００３０】
半田ボール２９は、パッケージ基板２６の裏面３２に多数設けられている。半田ボール２９は、前記半導体素子２７とパッド３０を介して電気的に接続しているとともに、パッケージ基板２６の裏面３２の略全面にわたって、前記パッド２５に対応する位置にマトリックス状に並べられて配置されている。これらの半田ボール２９は、前記プリント配線板２０のパッド２５にリフロー半田付けされている。
【００３１】
ＱＦＰ形半導体パッケージ２２は、半導体素子などを内蔵したパッケージ本体３３と、接続端子３４とを備えており、前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１に対しプリント配線板２０を挟んで向かい合うように前記裏面２４に実装されている。
【００３２】
パッケージ本体３１は、前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１のパッケージ基板２６より大きな四角形状に形成されている。前記接続端子３４は、パッケージ本体３３の外縁に沿って複数設けられている。  ＱＦＰ形半導体パッケージ２２は、ＢＧＡ形半導体パッケージ２１のパッケージ基板２６より大きな平面形状を有することとなる。
【００３３】
接続端子３４は、それぞれ、バッド３５を介して前記プリント配線板２０の裏面２４と半田付けなどによって接続されており、前述した半導体素子とプリント配線板２０とを互いに電気的に接続している。
【００３４】
前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１およびＱＦＰ形半導体パッケージ２２は、図１中の矢印ｉｉ方向から見た際に、図２に示すように、前記パッケージ本体３３が、前記パッケージ基板２６を覆った状態となるように、前記プリント配線板２０の裏面２４に実装されている。
【００３５】
なお、このとき、ＱＦＰ形半導体パッケージ２２は、パッケージ基板２６の外縁の４辺２６ａ〜２６ｄ全周を跨いだ格好となっているとともに、前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１は、プリント配線板２０の表面２３上において、ＱＦＰ形半導体パッケージ２２の外縁で囲まれた領域に配置されている。
【００３６】
前述した構成によれば、前記回路モジュール１をブック形のパーソナルコンピュータ２などの電子機器に組み込む際に、この回路モジュール１のプリント配線板２０に曲げ応力などが作用しても、前記ＱＦＰ形半導体パッケージ２２のパッケージ本体３３がＢＧＡ形半導体パッケージ２１のパッケージ基板２６を覆った状態でプリント配線板２０に接続しているので、プリント配線板２０のＢＧＡ形半導体パッケージ２１の半田ボール２９が接続している部分における曲げなどの歪みが抑制されることとなる。
【００３７】
このため、前記接続端子としての半田ボール２９のプリント配線板２０やパッケージ基板２６からの剥離および、前記プリント配線板２０とパッケージ基板２６との間での破断が抑制されることとなる。したがって、前述した回路モジュール１は、組み立て後において、所望とされる機能を発揮できるとともに、この回路モジュール１を備えた電子機器２も所望の機能を確実に発揮することが可能となる。
【００３８】
また、図４および図５に示すように、前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１の反対側に位置するプリント配線板２０の裏面２４に実装される回路部品は、前記矢印ｉｉ方向から見た際に、前記パッケージ基板２６の外縁の少なくとも二辺を跨ぐ位置に、前記プリント配線板２０に実装されても良い。
【００３９】
図４に示す回路モジュール４１では、回路部品として前述したＱＦＰ形半導体パッケージ２２を用いている。パッケージ本体３３が前記パッケージ基板２６の外縁の三辺２６ａ，２６ｂ，２６ｃを跨いだ状態で、前述した半導体パッケージ２１，２２をプリント配線板２０に実装している。
【００４０】
図５に示す回路モジュール５１では、回路部品としての表面実装形コネクタ３５を用いている。表面実装形コネクタ３５のコネクタ本体３６が、前記パッケージ基板２６の外縁のうち互いに対向する二辺２６ａ，２６ｃを跨いだ状態で、前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１および表面実装形コネクタ３５をプリント配線板２０に実装している。
【００４１】
図４及び図５に示した回路モジュール４１，５１を電子機器２に組み込む際に、プリント配線板２０に曲げ応力などが作用しても、前述した回路部品２２，３５が前記パッケージ基板２６の外縁の少なくとも二辺を跨いだ状態で前記プリント配線板２０に実装されているので、プリント配線板２０のＢＧＡ形半導体パッケージ２１の半田ボール２９が接続している部分における曲げなどの歪みが抑制される。
【００４２】
そして、前記半田ボール２９のプリント配線板２０やパッケージ基板２６からの剥離および前記プリント配線板２０とパッケージ基板２６との間での破断を抑制でき、前述した回路モジュール４１，５１が所望とされる機能を発揮できるとともに、これらの回路モジュール４１，５１を備えた電子機器２も所望の機能を確実に発揮できる。
【００４３】
また、前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１の反対側に位置するプリント配線板２０の裏面２４に実装される回路部品として、前記ＢＧＡ形半導体パッケージ２１と略同形状の他のＢＧＡ形半導体パッケージを用いても良い。
【００４４】
この裏面２４に実装されるＢＧＡ形半導体パッケージも、半導体素子が実装されかつ本体としての前記パッケージ基板２６と同形状の基板と、この基板にマトリックス状に配置されかつ前記基板に実装された半導体素子と前記プリント配線板２０とを電気的に接続した接続端子としての多数の半田ボールと、を備えている。
【００４５】
この場合において、これらのＢＧＡ形半導体パッケージ２１は、前記プリント配線板２０を挟んで、その基板２６が互いに相対するように設けられても良く、また基板２６の外縁の少なくとも二辺を互いに跨ぐように設けられてもよい。これらの場合も同様に、前記半田ボール２９の剥離および断線を抑制でき、回路モジュールが所望の機能を発揮できるとともに、電子機器は確実に所望の機能を発揮することが可能となる。
【００４６】
さらに、図６に示すように、複数のＢＧＡ形半導体パッケージ２１と複数の回路部品としての前記ＱＦＰ形半導体パッケージ２２とを、前記プリント配線板２０に実装して回路モジュール６１を構成してもよい。
【００４７】
前記回路モジュール６１においては、図示するように、例えば一つのＢＧＡ形半導体パッケージ２１をプリント配線板２０の表面２３に実装しかつこのプリント配線板２０を挟んで裏面２４に一つのＱＦＰ形半導体パッケージ２２を実装すると、これらの半導体パッケージ２１，２２と隣接する他の半導体パッケージ２１，２２は、前記表面２３にＱＦＰ形半導体パッケージ２２を実装しかつ裏面２４にＢＧＡ形半導体パッケージ２１を実装するのが望ましい。このため、前記回路モジュール６１は、前記半導体パッケージ２１，２２を、前記プリント配線板２０の表面２３と裏面２４とに交互に実装していることとなる。
【００４８】
また、図６に示した回路モジュール６１においても、ＢＧＡ形半導体パッケージ２１とＱＦＰ形半導体パッケージ２２とは、前述した図１に示す回路モジュール１と同様に、前記プリント配線板２０を挟んで、パッケージ本体３３がパッケージ基板２６を覆った位置に、プリント配線板２０に実装されている。
【００４９】
前記回路モジュール６１は、図１などに示した回路モジュール１と同様に、電子機器２に組み込まれる際に、前記半田ボール２９の剥離および破断が抑制され、所望とされる機能を発揮できるとともに、この回路モジュール６１を備えた電子機器２も所望の機能を確実に発揮できる。
【００５０】
さらに、パッケージ基板２６とパッケージ本体３３の大きさが互いに異なる前記半導体パッケージ２１，２２を前記プリント配線板２０を挟んで交互に設けたので、回路モジュール６１自体の小型化を図ることが可能となるとともに、電子機器２の小型化を図ることも可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、回路モジュールを電子機器に組み込む際に、プリント配線板に曲げ応力などが作用しても、プリント配線板を間に挟んで面実装形半導体パッケージと向かい合う回路部品が前記曲げ応力によって生じるプリント配線板の歪みを抑制する。
【００５２】
このため、面実装形半導体パッケージの接続端子が、前記パッケージ本体側やプリント配線板側で剥離したり、これらのパッケージ本体とプリント配線板との間で破断することが抑制される。したがって、前記半導体パッケージとプリント配線板との間の電気的な接続が維持されることとなって、回路モジュールおよび電子機器は所望の機能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の回路モジュールの断面図。
【図２】図１に示された矢印ｉｉ方向からみた回路モジュールの平面図。
【図３】本発明の一実施形態の回路モジュールを備えた電子機器を一部断面で示す側面図。
【図４】図２に示された回路モジュールの変形例を示す平面図。
【図５】図２に示された回路モジュールの変形例を示す平面図。
【図６】図２に示された回路モジュールの変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１，４１，５１，６１…回路モジュール、５…筐体、２０…プリント配線板、２１…面実装形半導体パッケージ（ＢＧＡ形半導体パッケージ）、２２…回路部品（ＱＦＰ形半導体パッケージ）、２３…第１の面（表面）、２４…第２の面（裏面）、２６…パッケージ本体（パッケージ基板）、２６ａ〜２６ｄ…辺、２７…半導体素子、２９…接続端子（半田ボール）。
【図１】
0003910711.tif 000002
【図２】
0003910711.tif 000003
【図３】
0003910711.tif 000004
【図４】
0003910711.tif 000005
【図５】
0003910711.tif 000006
【図６】
0003910711.tif 000007