(57)【要約】【課題】コストアップすることなく、ユーザ側でもバンプ内のクラックの発生を抑制することが可能なＢＧＡパッケージの電子部品を搭載する電子部品実装用基板を提供する。【解決手段】電子部品実装用基板１は、電子部品２のパッケージの底面２Ａに設けられた複数のバンプ３に合わせて形成され、当該バンプ３を介して電子部品２が半田付けされる複数のランド１０と、当該ランド１０に接続される配線パターン２０と、複数のランド１０が形成された領域の中心部から少なくとも最も遠い位置にあるランド１０に接続される配線パターン２０に設けられ、最も遠い位置にあるランド１０から、最も遠い位置にあるランド１０と中心部とを結ぶ線に対して最も遠い位置にあるランド１０を通って直交する直交線よりも中心部側に引き戻された引戻パターン３０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品のパッケージの底面に設けられた複数のバンプに合わせて形成され、前記バンプを介して前記電子部品が半田付けされる複数のランドと、
前記ランドに接続される配線パターンと、
前記複数のランドが形成された領域の中心部から少なくとも最も遠い位置にあるランドに接続される前記配線パターンに設けられ、前記最も遠い位置にあるランドから、前記最も遠い位置にあるランドと前記中心部とを結ぶ線に対して前記最も遠い位置にあるランドを通って直交する直交線よりも前記中心部側に引き戻された引戻パターンと、
を備えている電子部品実装用基板。
【請求項２】
前記領域が四角形であり、
前記引戻パターンは、前記四角形の領域の夫々の角部に位置するランドから引き出される請求項１に記載の電子部品実装用基板。
【請求項３】
前記引戻パターンが引き出されたランドは、少なくとも側面の一部に半田が存在するように半田付けされる請求項１又は２に記載の電子部品実装用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージの底面に複数のバンプが格子状に設けられた電子部品が実装される電子部品実装用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装領域の小型化の観点から電子部品のパッケージとしてＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージが用いられてきた。しかしながら、ＢＧＡパッケージの電子部品を基板に半田付けした際に、ＢＧＡパッケージの裏面に形成された電極と基板に設けられたランドとを接続するバンプにおいてクラックが発生することがあることが知られていた。このようなクラックの発生を抑制する技術として下記に出典を示す特許文献１−３に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１に記載の半導体装置は、半導体素子を封止し、当該半導体素子と電気的に接続された電極部を有するパッケージの底面部に溝が形成される。このパッケージが実装されるプリント基板の上面部にも溝が形成される。これらの溝により、半田付けする際のパッケージとプリント基板との熱膨張差を吸収してパッケージの端部にかけて大きくなる熱膨張差を軽減し、半田ボールのクラックの発生を防止している。
【０００４】
特許文献２に記載の半導体装置は、半導体素子が複数の電極を有するインタポーザに搭載され、夫々の電極を露出させる複数の開口部が形成されたソルダーレジストが備えられる。ソルダーレジストは、インタポーザの電極とプリント配線基板に形成された基板電極との離間距離が大きくなる程、厚く形成される。これにより、インタポーザの電極とプリント配線基板の基板電極とを接続するはんだバンプの高さが、インタポーザの電極とプリント配線基板に形成された基板電極との離間距離が大きくなる程、高く形成され、はんだ接合寿命を長くしている。
【０００５】
特許文献３に記載の半導体装置の実装構造体は、ＢＧＡパッケージの半導体装置を基板に半田付けする際の半田接合部のボイドの大きさをほぼ均一の細かいボイドにするように、半導体装置の外縁部に最も近い最外周のはんだバンプの半導体装置との界面に存在するボイドの直径が、界面の直径の１／１０以下で、且つ、ボイド寸法の２倍のバラツキ以内になるように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−２６０４３４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７１４２８号公報
【特許文献３】特開平１０−２７５８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１−３に記載の技術では、ＢＧＡパッケージの電子部品に設けられるバンプやインタポーザの形状を変更して対策しているので、電子部品のコストアップの要因となる。また、電子部品を使用するユーザ側では、特許文献１−３に係る対策をすることは不可能である。
【０００８】
そこで、コストアップすることなく、ユーザ側でもバンプ内のクラックの発生を抑制することが可能なＢＧＡパッケージの電子部品を搭載する電子部品実装用基板が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電子部品実装用基板の特徴構成は、電子部品のパッケージの底面に設けられた複数のバンプに合わせて形成され、前記バンプを介して前記電子部品が半田付けされる複数のランドと、前記ランドに接続される配線パターンと、前記複数のランドが形成された領域の中心部から少なくとも最も遠い位置にあるランドに接続される前記配線パターンに設けられ、前記最も遠い位置にあるランドから、前記最も遠い位置にあるランドと前記中心部とを結ぶ線に対して前記最も遠い位置にあるランドを通って直交する直交線よりも前記中心部側に引き戻された引戻パターンと、を備えている点にある。
【００１０】
上述した特徴構成とすれば、電子部品実装用基板に形成された複数のランドのうち、複数のランドが形成された領域の中心部から最も遠い位置にあるランドにおいて、当該中心部から離れた側のランドとバンプとの半田による接合強度を高めることができる。このため、最も熱収縮差の大きい部分をクラックが入りにくい形態とすることができ、熱履歴による半田接合の寿命を長くすることができる。このようなクラックの発生を抑制する引戻パターンは、ＢＧＡパッケージの電子部品を半田付けする基板を作成するユーザ側で形成することができるので、コストアップすることなく対策できる。
【００１１】
また、前記領域が四角形であり、前記引戻パターンは、前記四角形の領域の夫々の角部に位置するランドから引き出されると好適である。
【００１２】
ＢＧＡパッケージは四角形のものが多く、このようなＢＧＡパッケージの電子部品を電子部品実装用基板に半田付けした際、熱収縮はランドが形成された四角形の領域の四隅が大きくなる。そこで、このような構成とすれば、電子部品の半田付け後、熱収縮の大きい４カ所に亘って、接合強度を高めることができる。したがって、バンプ内のクラックの発生を抑制することが可能となる。
【００１３】
また、前記引戻パターンが引き出されたランドは、少なくとも側面の一部に半田が存在するように半田付けされると好適である。
【００１４】
このような構成とすれば、ランドの側面においても半田で接合することができるので、更に接合強度を高めることが可能となる。したがって、バンプ内のクラックの発生の抑制効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電子部品実装用基板の平面図である。
【図２】電子部品実装用基板の斜視図である。
【図３】引戻パターンの形成の説明図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る電子部品実装用基板は、ＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージの電子部品を半田付けした際、半田接合強度を高めることができる。以下、本実施形態の電子部品実装用基板１（以下「基板１」とする）について説明する。
【００１７】
図１には、基板１の平面図が示される。図２には、基板１の斜視図が示され、当該基板１に半田付けされるＢＧＡパッケージの電子部品２も示される。基板１は、例えばプリント基板を用いることができる。しかしながら、基板１は電子部品２が半田付け可能なものであれば、プリント基板以外の基板でも良い。基板１は、ランド１０、配線パターン２０、引戻パターン３０が形成される。
【００１８】
ランド１０は、例えば金や銅等の金属を露出して形成され、電子部品２が半田付けされる。本実施形態では、図２に示されるように、ランド１０は基板１の表面から突出して形成される。また、基板１はこのランド１０を介してＢＧＡパッケージの電子部品２が半田付けされる。ＢＧＡパッケージは、半導体チップを収容しつつ例えば樹脂等の材料を用いて成形される。
【００１９】
ＢＧＡパッケージは、図２に示されるように、ＢＧＡパッケージの底面２Ａに、半導体チップの端子電極と電気的に接続された球状の半田を格子状に並べて設けられた複数のバンプ３（電極）を有する面実装用のパッケージである。このようなバンプ３を介してＢＧＡパッケージの電子部品２を半田付けするために、基板１のランド１０は、複数のバンプ３に位置が合わせられて複数形成される。図１では、理解を容易にするために、基板１に電子部品２を半田付けした際のパッケージが一点鎖線で示される。
【００２０】
配線パターン２０は、ランド１０と同様に、例えば金や銅等の金属を用いて形成され、ランド１０に接続される。また、配線パターン２０も基板１の表面から突出して形成される。更に、図示はしないが、配線パターン２０は、ランド１０と異なり、隣接する他の配線パターン２０との絶縁性を高めるために表面が絶縁物（ソルダーレジスト）で被覆される。このような配線パターン２０は、基板１内において電子部品２に内包される半導体チップに対する給電や、信号の入力及び出力等を行うために利用される。
【００２１】
引戻パターン３０は、複数のランド１０が形成された領域Ｒの中心部Ｏから少なくとも最も遠い位置にあるランド（以下「対象ランド」とする）１０に接続される配線パターン２０に設けられる。「複数のランド１０が形成された領域Ｒ」とは、図３に示されるように、ＢＧＡパッケージのランド１０の全てを囲む領域である。本実施形態では、この領域Ｒは四角形からなる。「領域Ｒの中心部Ｏ」とは、厚さ及び重さを一様とした場合の領域Ｒの重心位置である。本実施形態では、領域Ｒは四角形であるので、中心部Ｏは図３に示されるように、互いに対向する頂点を結んだ２本の対角線の交点が相当する。
【００２２】
「対象ランド１０」とは、複数のランド１０のうち、中心部Ｏから最も離れた位置にあるランド１０が相当する。領域Ｒが四角形で構成されている図３の例では、対象ランド１０は、四角形の四隅にあるランド１０が相当する。理解を容易にするために、この四隅のランド１０を夫々、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄとする。本実施形態では、これらのランド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの夫々に接続される配線パターン２０に引戻パターン３０が設けられる。
【００２３】
引戻パターン３０は、対象ランド１０から、当該対象ランド１０と中心部Ｏとを結ぶ線に対して対象ランド１０を通って直交する直交線よりも中心部Ｏ側に引き戻されて形成される。「対象ランド１０と中心部Ｏとを結ぶ線」とは、ランド１０Ａと中心部Ｏとを結ぶ線Ａ１、ランド１０Ｂと中心部Ｏとを結ぶ線Ｂ１、ランド１０Ｃと中心部Ｏとを結ぶ線Ｃ１、及びランド１０Ｄと中心部Ｏとを結ぶ線Ｄ１が該当する。
【００２４】
「対象ランド１０を通って直交する直交線」とは、ランド１０Ａを通る線のうち線Ａ１に対して直交する線Ａ２、ランド１０Ｂを通る線のうち線Ｂ１に対して直交する線Ｂ２、ランド１０Ｃを通る線のうち線Ｃ１に対して直交する線Ｃ２、及びランド１０Ｄを通る線のうち線Ｄ１に対して直交する線Ｄ２が相当する。
【００２５】
本実施形態では、引戻パターン３０は、四角形の領域Ｒの夫々の角部に位置するランド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄから引き出される。ランド１０Ａから配線パターン２０を引き出す際には、領域Ｒから外に向けて引き出す場合であっても、一旦、線Ａ２よりも中心部Ｏ側に引き戻される。同様に、ランド１０Ｂから配線パターン２０を引き出す際には、領域Ｒから外に向けて引き出す場合であっても、一旦、線Ｂ２よりも中心部Ｏ側に引き戻され、ランド１０Ｃから配線パターン２０を引き出す際には、領域Ｒから外に向けて引き出す場合であっても、一旦、線Ｃ２よりも中心部Ｏ側に引き戻される。また、ランド１０Ｄから配線パターン２０を引き出す際には、領域Ｒから外に向けて引き出す場合であっても、一旦、線Ｄ２よりも中心部Ｏ側に引き戻される。配線パターン２０のうち、このように引き戻された部分が引戻パターン３０に相当する。
【００２６】
引戻パターン３０が引き出されたランド１０は、少なくとも側面の一部に半田が存在するように半田付けされる。図４には、図１のＩＶ−ＩＶ線の断面図が示され、図５には、図１のＶ−Ｖ線の断面図が示される。図４及び図５に示されるように、引戻パターン３０も基板１の表面から突出して形成される。電子部品２のパッケージの底面２Ａに設けられたバンプ３を熱して基板１に形成されたランド１０に半田付けした時に、ランド１０の側面のうち、引戻パターン３０に対向する側の側面３０Ａに半田が付着するようにする。また、図３に示されるように、夫々のランド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄから引き出される引戻パターン３０を、夫々、線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１と平行に形成し、図５に示されるように、ランド１０の側面の全てを半田が覆うようにすると良い。これにより、基板１と電子部品２のパッケージとの間で熱膨張率に差がある場合でも、ランド１０を側面３０Ａから支持するので半田の接合強度を高めることが可能となる。
【００２７】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、引戻パターン３０が四角形の領域Ｒの夫々の角部に位置するランド１０から引き出されるとして説明したが、四角形の領域Ｒの４つの角部のうちの少なくとも１つの角部に位置するランド１０のみに引戻パターン３０を形成することも可能である。また、領域Ｒが四角形以外の場合にも本発明を適用することは可能である。この場合には、領域Ｒの中心部Ｏから最も遠い位置にあるランド１０のみに引戻パターン３０を形成すると好適である。
【００２８】
上記実施形態では、引戻パターン３０が引き出されたランド１０は、少なくとも側面の一部に半田が存在するように半田付けされるとして説明したが、引戻パターン３０が引き出されたランド１０は側面に半田が存在しないように構成することも可能である。
【００２９】
本発明は、パッケージの底面に複数のバンプが格子状に設けられた電子部品が実装される電子部品実装用基板に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１：基板（電子部品実装用基板）
２：電子部品
２Ａ：底面
３：バンプ
１０：ランド
２０：配線パターン
３０：引戻パターン
Ａ１：線
Ａ２：直交線
Ｂ１：線
Ｂ２：直交線
Ｃ１：線
Ｃ２：直交線
Ｄ１：線
Ｄ２：直交線
Ｏ：中心部
Ｒ：領域
【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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