(57)【要約】      （修正有）【課題】導電リードの強度上の信頼性を向上し半導体装置の実装位置を安定するＢＧＡ実装体及びそれを用いたＢＧＡ実装モジュールを提供する。【解決手段】ＢＧＡ実装体１は、導電リード２が配線された回路基板３と、電極４ａが導電リード２に導通接続された半導体装置４と、半導体装置４の外方向に形成されて導電リード２を覆うように回路基板３の表面に形成されたレジスト層５と、レジスト層５を断面方向に貫通する貫通孔５ａに充填された導通部材６と、導通部材６に導通しレジスト層５の表面側に配置された導電ボール７とを有する。このため、導電リードは回路基板３の基台にサポートされて強度上の信頼性が高まり、半導体装置の高さ位置を安定にする。【選択図】図１
2009212252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡ実装体であって、
表面に導電リードが選択的に配線された回路基板と、
表面に形成された電極が上記導電リードに導通接続された半導体装置と、
上記半導体装置における外端部の外方向に形成されている前記導電リード部分を覆うように前記回路基板の前記表面上に形成されたレジスト層と、
上記レジスト層を断面方向に貫通して形成されて、一端は前記導電リードと導通接触しており他端は上記レジスト層における前記導電リードとの接触面とは反対側の表面付近まで形成されている導通部材と、
前記導通部材と導通し前記レジスト層の前記表面側に配置された導電ボールと、
を有することを特徴とするＢＧＡ実装体。
【請求項２】
請求項１に記載のＢＧＡ実装体であって、
前記導電ボールにおける前記レジスト層側とは反対側である先端側位置は、断面方向で前記半導体装置における前記電極が形成された表面とは反対側である裏面の位置と同じか、または上記裏面よりも前記回路基板から離れた側に突出した位置であることを特徴とするＢＧＡ実装体。
【請求項３】
請求項１乃至請求項２のうちいずれか１項に記載のＢＧＡ実装体であって、
前記回路基板は、フレキシブル基板であることを特徴とするＢＧＡ実装体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のＢＧＡ実装体であって、
前記導電リードは、蒸着により形成されていることを特徴とするＢＧＡ実装体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載のＢＧＡ実装体であって、
前記半導体装置の少なくとも前記電極と回路基板の導電リードとの接続部は、封止部により封止されていることを特徴とするＢＧＡ実装体。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載のＢＧＡ実装体と、
前記ＢＧＡ実装体の前記導電ボールが表面の導電部に接続されて前記前記ＢＧＡ実装体が実装されている第２回路基板と、
を有することを特徴とするＢＧＡ実装体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡ実装体、それを用いたＢＧＡ実装体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）実装体は、特許文献１の図１に図示されている構造が知られている。
特許文献１では、その図１の構造については詳細が説明されていないが、上記図１のＢＧＡ実装体は、補強板８により補強された有機絶縁性フィルム１を有し、この有機絶縁性フィルム１の下面に接着剤層２で接着された導体３（導電リード）をデバイス孔の内側に突出させ、その導体３の内端に上記デバイス孔に挿入された半導体集積回路４（半導体装置）の電極を接合し、しかも上記デバイス孔の周辺で有機絶縁性フィルム１の下面における上記導体３の他端にハンダボールを導通させ、さらに半導体集積回路４の電極の周辺を樹脂封止５にて封止して構成しているようである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３２３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の図１では、デバイス孔の内側に突出した導体３は、いわば宙吊りの状態で他部材によって保持されることがないため、上下や左右に曲がりやすく、したがって上下方向や左右方向での位置が不安定になり、特に半導体集積回路４が導通接合した際には変形し折れてしまう危険性を有する。
他方、上記導体３は、半導体集積回路４の各電極と導通するため一般的には多数本が形成されているが、上記のようにいわば宙吊りの状態であるので、ある程度の強度を確保するためには厚さを厚くかつ平面方向の幅を広く形成せざるをえない。したがって薄い実装体を得ることが困難になると共に、特に各導体３の間隔（ピッチ）が広くなりこのため限られた平面スペースの中では数多くの本数を形成することはできない。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決するもので、導電リードの強度上の信頼性を向上し半導体装置の実装位置を安定するＢＧＡ実装体およびそれを用いたＢＧＡ実装体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】
【０００６】
本発明の実施態様１のＢＧＡ実装体は、ＢＧＡ実装体であって、表面に導電リードが選択的に配線された回路基板と、表面に形成された電極が上記導電リードに導通接続された半導体装置と、上記半導体装置における外端部の外方向に形成されている前記導電リード部分を覆うように前記回路基板の前記表面上に形成されたレジスト層と、上記レジスト層を断面方向に貫通して形成されて、一端は前記導電リードと導通接触しており他端は上記レジスト層における前記導電リードとの接触面とは反対側の表面付近まで形成されている導通部材と、前記導通部材と導通し前記レジスト層の前記表面側に配置された導電ボールと、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、半導体装置（ＬＳＩチップやＩＣチップ）が接続している導電リードは、特許文献１の図１のような宙吊り状態ではなく回路基板の表面に形成されているのでこの回路基板によりサポートされることになる。
したがって半導体装置が導電リードに接続された状態においては、回路基板のサポートにより導電リードが断面方向に折れ曲がって変形することが防止され、断面方向で回路基板に対する半導体装置と導電リードの高さ位置が安定する。このため、ＢＧＡ実装体として特に半導体装置の高さ位置が安定するので、ＢＧＡ実装体が実装される第２回路基板に対するＢＧＡ実装体の高さ位置も安定する。
【０００８】
また上記のように導電リードが回路基板により平面方向でもサポートされることになるので、上記導電リードは、平面方向の幅を狭く形成することが可能になる。一般的に、半導体装置の各電極と導通する導電リードは多数本形成されるのであるが、上記導電リードの平面方向の幅を狭くすることにより各導電リードの間隔（ピッチ）を狭くすることもでき、限られた平面スペースの中で多数本の導電リードを構成することができる。したがって導電リード配置領域の平面面積を小さくすることができ小型化を実現できる。また導電リードが回路基板にサポートされているので、上記導電リードの厚さを薄く形成でき、薄型のＢＧＡ実装体を得ることが出来る。
なお、上記回路基板は、ポリイミド樹脂シートなどのフレキシブル基材を用いてその表面に上記導電リードをパターン状に形成したフレキシブル回路基板を用いることができ、あるいはガラス繊維入りエポキシ樹脂基材などのリジッド基材を用いてその表面に上記導電リードをパターン状に形成したリジッド回路基板を用いることもでき、その基材は種々のものが適用できる。
【０００９】
また、本発明実施態様２のＢＧＡ実装体は、実施態様１のＢＧＡ実装体あって、前記導電ボールにおける前記レジスト層側とは反対側である先端側位置は、断面方向で前記半導体装置における前記電極が形成された表面とは反対側である裏面の位置と同じか、または上記裏面よりも前記回路基板から離れた側に突出した位置であることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、前記導電ボールにおける前記先端側位置は、断面方向で前記半導体装置における前記裏面の位置と同じか、または上記裏面よりも前記回路基板から離れた側に突出した位置に配置であるので、ＢＧＡ実装体を搬送する場合等の取扱い時に、前記導電ボールの前記先端が前記半導体装置の前記裏面を外部部材等の外圧から防衛することができる。たとえば、ＢＧＡ実装体を搬送トレーに収納して搬送する場合、導電ボールの前記先端がトレーの底面に接触するが、その際に前記半導体装置の前記裏面はトレーの底面と接触するか多少の隙間が生じることになる。したがって搬送時に外乱が加わっても、導電ボールの前記先端が外乱を受け止めるので前記半導体装置に不要な外圧が掛かることがない。よって、回路基板の前記導電リードと半導体装置の上記導電リードとの接続部が損傷することがない。
【００１１】
加えて、前記ＢＧＡ実装体が前記第２回路基板上に載置されてＢＧＡ実装体モジュールが構成された際に、断面方向で前記導電ボールの前記先端が前記半導体装置の前記裏面と同じかそれより突出しているので、前記導電ボール先端は半導体装置の前記裏面が前記第２回路基板の表面に押し付けられることがない。
よって半導体装置の電極と回路基板の前記導電リードとの接続部が損傷することがなく、良好な導通が保障されることになる。
【００１２】
また、本発明実施態様３のＢＧＡ実装体は、実施態様１乃至実施態様２のうちいずれか１つに記載のＢＧＡ実装体であって、前記回路基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、前記回路基板がフレキシブル基板であるので、ＢＧＡ実装体に形成された状態で前記半導体装置に外力が加わった際にもフレキシブル基板が断面方向に多少でも変形し当該外圧を吸収することができる。よって、半導体装置自体の損傷を防止でき、特に半導体装置の電極と回路基板の前記導電リードとの接続部が損傷することがなく良好な導通が保障されることになる。
また前記回路基板がフレキシブル基板であるので、フレキシブルテープにて連続的に前記回路基板を構成できる。その際、フレキシブルテープを用いて、所定ピッチ毎にＢＧＡ実装体を各々形成することができる。よって、ＢＧＡ実装体を連続製造でき、作業性が著しく向上する。上記のようにフレキシブルテープに各々のＢＧＡ実装体が構成された後に、各々のＢＧＡ実装体を分離切断し、個々のＢＧＡ実装体を得るものである。
なお、前記回路基板がフレキシブル基板である場合、上記のようなテープ状のものを用いることなく短冊状のフレキシブル基材を用い、この短冊状フレキシブル基材上に所定ピッチ毎にＢＧＡ実装体を各々形成し、前述のように各々のＢＧＡ実装体を分離切断し個々のＢＧＡ実装体を得るようにしてもよく、あるいは一つのフレキシブル基材上に一つのＢＧＡ実装体を得るようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明実施態様４のＢＧＡ実装体は、実施態様１乃至実施態様３のうちいずれか１つに記載のＢＧＡ実装体であって、前記導電リードは、蒸着により形成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、前記導電リードが蒸着により形成されるので、その膜圧が強固に回路基板に接合でき、また厚みも均一に形成できるものである。その蒸着は、一般的には真空蒸着が好ましいが、それ以外の蒸着であってもよい。
その蒸着により上記導電リードを得るには、例えば導電材である銅を真空蒸着装置にて回路基板の表面に導電薄膜を形成し、レジストにてパターニングしてから導電薄膜をエッチングにて除去し、所望のパターンに導電薄膜を形成して上記導電リードを得るようにしてもよい。
なお、上記導電リードの形成は、蒸着に限定されるものではなく、要は回路基板上に選択的に形成されるならばどのような方法であっても良い。たとえば、予め形成した導電薄膜を回路基板表面に接着し、レジストにてパターニングしてから導電薄膜をエッチングにて除去し、所望のパターンに導電薄膜を形成することにより上記導電リードを得るようにしてもよい。
【００１６】
本発明実施態様５のＢＧＡ実装体は、実施態様１乃至実施態様４のうちいずれか１つに記載のＢＧＡ実装体であって、前記半導体装置の少なくとも前記電極と回路基板の導電リードとの接続部は、封止部により封止されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、前記半導体装置の少なくとも前記電極と回路基板の導電リードとの接続部は封止部により封止されているので、前記半導体装置の電極と回路基板の導電リードとの接続部が湿気などから遮断され、導通が良好に保たれる。
なお、上記封止部は、前記半導体装置の側壁部分や裏面（電極形成面とは反対側の面）に形成されてもよいものである。
【００１８】
本発明実施態様６のＢＧＡ実装体モジュールは、実施態様１乃至実施態様５のうちいずれか１つに記載のＢＧＡ実装体と、前記ＢＧＡ実装体の前記導電ボールが表面の導電部に接続されて前記前記ＢＧＡ実装体が実装されている第２回路基板と、を有することを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、前記ＢＧＡ実装体の前記導電ボールが第２回路基板の導電部に接続するので、前記半導体装置と外部との電気導通が良好に行われるものである。
上記外部とは、例えば液晶表示装置、ブザーなどの音響装置などの電気デバイスであり、それらとともに電子機器に組みこまれるものである。上記電子機器は、例えば、携帯電話、パソコン、携帯音楽プレーヤーなどであり、その他の種々の電子機器であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、導電リードの強度上の信頼性を向上し半導体装置の実装位置を安定するＢＧＡ実装体およびそれを用いたＢＧＡ実装体モジュール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】
【００２１】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態におけるＢＧＡ実装体の主要部断面図である。
図２は、フレキシブルテープに上記ＢＧＡ実装体を構成する状態を図示した平面図である。
【００２２】
まず、図１のＢＧＡ実装体について説明する。
上記ＢＧＡ実装体１は、所定形状パターンに配線された導電リード２が下表面に形成された回路基板３と、表面に形成された電極４ａが上記導電リード２に導通接続された半導体装置（ＬＳＩチップやＩＣチップ）４と、上記半導体装置４における外端部４ｂの外方向に形成されている前記導電リード２を覆うように前記回路基板３の前記下表面上に形成されているレジスト層５と、上記レジスト層５の所定箇所において断面方向に貫通して構成された貫通孔５ａに充填されており、一端６ａは前記導電リード２と導通接触し他端６ｂは上記レジスト層５における前記導電リード２との接触面とは反対側の表面付近まで達している導通部材６と、前記導通部材６に導通し前記レジスト層５の前記表面側に配置された導電ボール７と、を有している。
なお、８は、半導体装置４の電極４ａ付近から外端部４ｂ全周にかけて形成されている封止部である。
【００２３】
上記回路基板３の基台３ａは、絶縁材であって、具体的にはポリイミド樹脂等のフレキシブル材からなり、図２のようなテープ状である。
ただし、基台３ａは、絶縁材でフレキシブル材ならば材質は上記以外であってもよい。またテープ状でなくとも、短冊状でもよく、回路基板３が複数個形成可能な長尺状であることが好ましい。あるいは、ＢＧＡ実装体１を形成する回路基板３の平面と同等の大きさを有しているものを用いてもよい。また基台３ａは、フレキシブル材ではなくともよく、ほぼ剛体の材料、たとえばガラス繊維入りエポキシ樹脂を用いてもよい。上記剛体の材料を用いる場合は、短冊状、すなわち回路基板３が複数個形成可能な長尺状であることが好ましいが、ＢＧＡ実装体１を形成する回路基板３の平面と同等の大きさを有しているものを用いてもよい。
【００２４】
上記導電リード２は、導電材からなり、例えば銅、アルミニューム、銀、金、およびそれらの合金からなる。
上記導電リード２を回路基板３の基台３ａ表面（図１では裏表面）上に所定形状パターンを有するように形成するには、種々の方法が用いられる。上記パターンは、半導体装置４の電極４ａと導電ボール７を各々接続するような形状に設計されたものである。
【００２５】
上記導電リード２の形成は、好ましくは、次のように行う。
上記基台３ａ表面に所定形状パターンが露出するようにマスクを被覆し、その後、上記導電材を蒸着し、しかるのちマスクを除去すると基台３ａ表面に導電材が所定形状パターンに形成され、導電リード２が得られるものである。上記マスクは、蒸着に耐えられる材料を用い無機材料でも有機材料でもよく、たとえばＳｉＯ２またはそれを主成分としたものが用いられる。あるいは、蒸着に耐えられるならば有機絶縁材、たとえば合成樹脂であっても良い。上記蒸着は、物理蒸着（ＰＶＤ）が好ましい。
以上により、基台３ａ表面に、導電リード２が所定の形状（パターン）にて形成され、図２のような長尺の材料を用いた場合には、後工程を経て、所望の段階で外周を切断することにより回路基板３が得られる。
【００２６】
なお、基台３ａ表面上に上記導電リード２を形成する方法は、上記に限定されるものではなく、どのようであってもよい。
例えば、上記基台３ａ表面に所定形状パターンが露出するようにマスクを被覆してから、上記導電材を無電解メッキにて形成し、上記マスクを除去するようにしてもよい。あるいは上記導電材を微細な粒子状に形成して導電材粒子を液状媒体に混入してから、インクジェット方法にて上記所定パターン形状に吹き付けてから加熱焼成し、上記導電リード２を形成するものである。
あるいは、周知のように導電材料の箔膜、例えば銅箔を基台３ａ表面に接着し、所定形状パターンの相当箇所をレジスト膜で被覆してから銅箔をエッチングしレジスト膜を除去することにより、上記導電リード２を形成するようにしてもよい。
【００２７】
レジスト層５は、上記導電リード２を被覆して導電リード２を外気による酸化や汚れおよび湿気から保護するためであり、また導電リード２同士や他の電気部品とのショートを防止するためであって、ソルダーレジストである。
したがって上記レジスト層５は、絶縁材料が好ましく、有機絶縁材でも無機絶縁材でもよいが、エポキシ樹脂が好ましい。たとえば、液状エポキシ樹脂を、回路基板３における導電リード２形成面の所定位置に塗布してから加熱硬化させて所望の位置に所望の厚さのレジスト層５を得るものである。
上記所望の位置は、平面的には半導体装置４の外端全周から封止部８の樹脂が入り込む隙間を有する外周領域部分から導電リード２の外端の多少外側までの領域部分までであり、断面的には回路基板３の表面から導電リード２を完全に覆う高さ位置までの厚さ領域である。
【００２８】
上記レジスト層５には、平面方向の所定位置において断面方向に貫通した貫通孔５ａが構成されているが、この貫通孔５ａは種々の方法によって形成される。
たとえば、液状レジスト材である前記液状エポキシ樹脂を回路基板３における導電リード２形成面の所定位置に塗布する際に、上記貫通孔５ａが形成されるべき所定位置において上記貫通孔５ａに相当する面積が覆われるようにマスクを被せてから上記液状レジスト材を塗布し、加熱硬化すると上記所定位置に貫通孔５ａが形成される。
上記貫通孔５ａが形成されるべき所定位置は、各導電リード２と平面方向で重なる位置であって、後ほど充填される導電部材６が導電リード２と接続できる位置である。したがって上記貫通孔５ａは、各々の導電リード２に対応して複数個所形成される。
なお、レジスト層５に貫通孔５ａを形成するには、レジスト層５が形成された後に、上記所定位置に機械的方法、たとえばドリル加工により貫通形成するようにしてもよい。
【００２９】
上記導通部材６は、上記貫通孔５ａに充填され、その一端６ａが前記導電リード２と導通接触し他端６ｂが上記レジスト層５における前記導電リード２との接触面とは反対側の表面付近に達するように構成される。
この導通部材６は、導電性を有する材料からなり、好ましくは導電率が高い金属がよく、例えば金、銀、銅、アルミニュームおよびそれらの合金が好ましい。なお、導通部材６の材質は、導電性を有していれば上記金属に限定されるものではなく、導電性粒子を含有する導電合成樹脂や、導電性粒子を含有する導電合成ゴムなどであってもよい。
上記導通部材６を上記貫通孔５ａに充填する方法は、どのようであってもよく、たとえば予め柱状や粒状に形成した導通部材６を用意しておき、この導通部材６を上記貫通孔５ａに挿入してもよく、あるいはレジスト層５が薄膜である場合は、電解メッキや蒸着などによって貫通孔５ａに導通部材６を付着させるようにしてもよい。電解メッキで上記付着させることは、貫通孔５ａに上記導電リード２が露出しているので、この導電リード２の表面に電気メッキが施されることになる。
【００３０】
上記導電ボール７は、導電性を有するボール状部材である。その材質は、導電率が高い金属で例えば金、銀、銅、アルミニュームおよびそれらの合金が用いられるが、低温加熱性、他の導電部材との濡れ性などを考慮するとハンダが好ましい。
上記導電ボール７は、予めボール状に形成されたものを用いることが簡便である。
ただし、上記導通部材６の他端６ｂのみに導電金属を電気メッキ、あるいは蒸着することができるように他の領域をマスク処理してから電気メッキや蒸着による導電ボール７を形成するようにしてもよい。
なお、図１のように導電ボール７は、上記導電部材６より平面方向の大きさが大きく形成されている。たとえば、導電ボール７の平面方向の直径（あるいは幅）は、導電部材６の直径（あるいは幅）より大きく形成されている。
【００３１】
なお、上記導通部材６と導電ボール７は、各々別体のものとして説明したが、両者が一体に形成されてもよいものである。要は、上記導通部材６の機能と導電ボール７の機能とを有する構造ならば、両者が一体でも別体でもかまわない。
上記導通部材６と導電ボール７を一体に形成するのは、どのような方法でもよく、たとえば予め導電ボール７を用意せずに上記導通部材６の形成時に、レジスト層５の表面を突出するまで電気メッキや蒸着を継続して施すようにする。その突出した部分が上記導電ボール７である。あるいは予め上記導通部材６を形成せずに、レジスト層５の貫通孔５ａに導電ボール７を載置して加熱することによりレジスト層５の貫通孔５ａに導電ボール７を充填し底部に露出している導電リード２の表面上に上記導電ボール７部分を存在させて導通部材６を構成し、レジスト層５の表面には導電ボール７の大部分が残るようにしてもよい。いずれにしても上記導通部材６と導電ボール７を一体に形成するには、レジスト層５の厚さが薄い方が好ましい。
【００３２】
封止部８は、半導体装置４の電極４ａ付近から外端部４ｂ全周を覆い、さらに前述のレジスト層５の内端まで形成されている。
したがって、封止部８は、半導体装置４の外周の側面、導電リード２においてレジスト層５に覆われていない内側部分、半導体装置４の電極４ａと導電リード２の内端との接合部分、半導体装置４における電極４ａが形成されている上面、回路基板３における半導体装置４側内面を封止するものである。このため、封止部８は、半導体装置４の電極４ａと導電リード２の内端との接合部分、半導体装置４の外周全側面、導電リード２においてレジスト層５に覆われていない内側部分を、湿気、外光、汚れから防御することができる。
封止部８の材質は、通常の封止材を用いることができ、たとえばエポキシ樹脂が用いられる。封止部８は、たとえば液状エポキシ樹脂を滴下し加熱硬化してえられるものである。なお、封止部８は、上記以外の合成樹脂であってもよく、合成樹脂以外の封止材であってもよい。
【００３３】
ここで、図１に図示されているように、ＢＧＡ実装体１において、半導体装置４の電極４ａが接続している導電リード２は、特許文献１の図１のような宙吊り状態ではなく回路基板３の裏表面に接合形成されているので、この回路基板３の基台３ａによりサポートされていることになる。
したがって半導体装置４の電極４ａが導電リード２の先端に接合された状態において、導電リード２は基台３ａのサポートにより折れ曲がって変形することが防止され、よって断面方向で回路基板３に対する半導体装置４と導電リード２の高さ位置が安定する。このため、ＢＧＡ実装体１として特に半導体装置４の高さ位置が安定するので、ＢＧＡ実装体１が実装される第２回路基板に対するＢＧＡ実装体１の高さ位置も安定する。
【００３４】
また上記のように導電リード２が基台３ａにサポートされているので、上記導電リード２は、平面方向の幅を狭く形成することが可能になる。このため、上記導電リード２は、半導体装置４の各電極４ａと導通する上で多数本形成されるのが一般的であるが、各導電リード２の間隔（ピッチ）を狭くすることができ限られた平面スペースの中で多数本の導電リード２を構成することができる。したがって、導電リード２の配置領域の平面面積を小さくでき小型化を実現できる。また導電リード２が基台３ａにサポートされているので、上記導電リード２は、厚さを薄く形成でき、薄型のＢＧＡ実装体１を得ることが出来るものである。
【００３５】
さらに、導電ボール７は、上記導電部材６より平面方向の大きさが大きく形成されている場合、導電ボール７は、レジスト層５が回路基板３の裏表面から剥離することを防止する役割も有するものである。
【００３６】
また、図１に図示されているように、ＢＧＡ実装体１において、断面方向の導電ボール７の先端位置は、半導体装置４の先端側表面位置に対して隙間Ｍを有して突出するように構成されている。
上記のように導電ボール７の先端位置が隙間Ｍを有して半導体装置４の先端側表面位置より突出しているので、導電ボール７の先端が半導体装置４を外圧から防御することができる。たとえば、ＢＧＡ実装体１を搬送する際のように、搬送トレーにＢＧＡ実装体１を収納する際に、搬送トレーの床面には導電ボール７の先端が載置されるので半導体装置４の先端側表面は、搬送トレーの床面に圧接させられることがない。よって半導体装置４は搬送トレーの床面から外力を受けることが無く、半導体装置４が損傷しあるいは電極４ａと導電リード２との接合箇所が損傷することがない。
【００３７】
ここで、ＢＧＡ実装体１の製造方法を、図１と図２を用いて説明する。
図２は、図１のＢＧＡ実装体を製造する途中段階におけるテープ状基板の平面図である。
図２において、９はポリイミド樹脂からなるフレキシブルテープであり、図２の上下方向に連続しているが、その連続方向の上端と下端は図示を省力してある。このフレキシブルテープ９が、回路基板３の上記基台３ａを構成するものである。
フレキシブルテープ９の左右には、搬送装置の爪が挿入するスプロケット穴９ａが等間隔に形成されている。
このフレキシブルテープ９には、後述するＢＧＡ実装体１の複数個が構成されるものである。図２の場合は、フレキシブルテープ９の上記連続方向（長手方向）に沿ってＢＧＡ実装体１の複数個が形成される。
【００３８】
まずフレキシブルテープ９の表面に前述したように導電リード２が所定形状パターンに形成される。図２において、導電リード２は、半導体装置４の外周４辺から夫々の外方に向かって延出して形成されており、鎖線にて表示されている。
次にレジスト層５が所定領域に形成される。内端側は半導体装置４の外周各辺の若干外側から、外端側は導電リード２の外端の若干外側までの領域である。好ましくは、レジスト層５の上記内端側相当箇所から上記外端側相当箇所まで、および導電部材相当箇所をマスクしたマスクを被覆してから液状レジスト材を塗布しマスクを除去し加熱硬化させると、導電部材６の所定配置箇所に貫通孔５ａが形成された前述のレジスト膜５が得られる。
【００３９】
しかる後、レジスト膜５の貫通孔５ａに前述の導電部材６を挿入して加熱し、導電部材６の前記他端６ｂ上に導電ボール７としてのハンダボールを載置してから加熱する。すると導電部材６が導電リード２と接合し、導電ボール７が導電部材６と接合するようになる。
しかるのち、半導体装置４を導電リード２上に載置する。この際は、半導体装置４の電極４ａが予め定められた各導電リード２の内端位置に合致するように半導体装置４を導電リード２上に載置する。この後、加熱することにより半導体装置４の電極４ａが各導電リード２の内端に接合するものである。この電極４ａは金、アルミニームなどで構成されているので、加熱により溶融し、導電リード２の内端に接合するものである。
次に、液状封止材のエポキシ樹脂を半導体装置４の外周箇所に注入し、加熱により前述の封止部８が形成されるものである。
以上によりフレキシブルテープ９の表面の長手方向に、切断される前の状態のＢＧＡ実装体１が複数個形成されるものである。
【００４０】
しかるのち、各ＢＧＡ実装体１の外端形状の該当箇所を切断する。
その切断箇所１０は、図２に２点差線で表示されており、その平面形状は略４辺形状である。
図２においては、切断箇所１０で囲まれた略４辺形状は、上下２箇所に図示されている。
上記切断により図１のＢＧＡ実装体１が各々得られるものである。
【００４１】
なお、レジスト層５を形成する所定領域において、外端は上記切断位置１０よりも外側まで形成するようにしている。ただし、レジスト層５の外端は、上記切断位置１０よりも内側に留めて形成するようにしてもよい。
また前述した各加熱において、上記順番に限定されるものではない。たとえば別々に加熱しているが、同時加熱が可能な場合は、同時加熱してもよく、その場合は加工が簡便化する。
具体的には、半導体装置４の電極４ａと各導電リード２の内端とを接合した後に、導電部材６の挿入と加熱を行い、この後に導電ボール７を導電部材６に載置してから加熱接合してもよい。その際、導電部材６の加熱と導電ボール７の加熱工程を同時に行っても良い。あるいは、導電部材６の加熱と、導電ボール７の加熱と、半導体装置４の電極４ａおよび各導電リード２との接合用加熱を同時に行ってもよい。
【００４２】
〔第２実施形態〕
第１実施形態は、ＢＧＡ実装体１の単体の構造およびそれを製造する方法に関するものであった。
第２実施形態は、上記ＢＧＡ実装体１を他の回路基板である第２回路基板１１に実装するＢＧＡ実装体モジュール１２に関する。
図３は、第２実施形態におけるＢＧＡ実装体モジュール１２の主要部の断面図であって、図１のＢＧＡ実装体１を第２回路基板１１に実装したＢＧＡ実装体モジュール１２の主要部断面図である。図４は図３の平面図である。
【００４３】
図３において、第２回路基板１１は、ＢＧＡ実装体１を載置した状態で他の電子デバイスに接続させるものである。図３では、その他の電子デバイスは液晶表示装置１３である。上記他の電子デバイスはとしては、液晶表示装置以外の電子光学的表示装置、たとえば有機ＥＬ表示装置であってもよい。したがって、たとえばＢＧＡ実装体１の半導体装置４の制御信号が第２回路基板１１の導電パターン１１ａを介して液晶表示装置１３に入力するので、液晶表示装置１３が表示を行うものである。
なお、第２回路基板１１は、上記液晶表示装置１３の他に、他の電子部品を実装していてもよく、たとえば、コンデンサ、抵抗素子、水晶振動子カプセル、電池等でもよい。
上記ＢＧＡ実装体モジュール１２は、電子機器の本体ケース内に収納されるものである。上記電子機器は、たとえば携帯電話、携帯型音楽プレーヤー、ノートパソコン等である。なお、電子機器に収納されるＢＧＡ実装体モジュール１２には、上記ＢＧＡ実装体１と他の電子デバイス、たとえばコンデンサ、抵抗素子、水晶振動子カプセル、電池等が実装されてもよい。
【００４４】
上記第２回路基板１１は、リジット基板が好ましく、たとえばガラス繊維入りエポキシ材からなる基台の表面に導電接続を行う導電金属膜の導電パターン１１ａが形成されている。
なお、上記第２回路基板１１の基台は、フレキシブル材から構成されてもよい。このフレキシブル材から構成される場合には、所定位置にて折り曲げて電子機器内に組み込むように用いてもよい。上記折り曲げ箇所は、フレキシブル材の基台に横スリットを形成しておいてこの横スリットの長手方向を軸にして折り曲げるようにしてもよい。
【００４５】
図３において、第２回路基板１１に実装される液晶表示装置１３は、下基板１３ａ、上基板１３ｂ、反射板１３ｃを有する。
下基板１３ａと上基板１３ｂは、無機ガラスや有機ガラス（合成樹脂）などの透明基板であって、周知のように互いの外周部の断面方向の隙間に挿入されたシール材により形成された内部空間に液晶が封入され、下基板１３ａと上基板１３ｂの各々の内面に形成された透明導電膜に電圧信号が印加されることにより所定の表示を行うものである。反射板１３ｃは、下基板１３ａの外面側に接合されており、上基板１３ｂ側から入射した外光を反射して表示に役立つものである。なお、図示は省略したが、下基板１３ａと上基板１３ｂの外面側には、各々偏向膜が形成されている。
【００４６】
第２回路基板１１は、上記下基板１３ａが挿入可能でそれより若干大きめの開口１１ｂが形成されており、この開口１１ｂに上記下基板１３ａが挿入するので、上基板１３ｂの外周部が第２回路基板１１の開口１１ｂの外縁に載ることになる。このため、上基板１３ｂの外周部下面に形成されている透明電極が第２回路基板１１の表面に形成されている導電パターン１１ａに接続し半導体装置４と液晶表示装置１３との電気的接続が図られることになる。上基板１３ｂの外周部に形成されている透明電極は、その一部が下基板１３ａの電極にも接続され、半導体装置４の信号が上基板１３ｂの選択された所定電極と下基板１３ａの選択された所定電極とに接続されて表示に役立てられる。
【００４７】
図３において、第２回路基板１１の表面にＢＧＡ実装体１が実装され際の、前記導電ボール７と半導体装置７との断面方向の寸法関係は、次の通りである。
ＢＧＡ実装体１の導電ボール７の各々は、第２回路基板１１の所定の各々の導電パターン１１ａ上に載置されてから接合されることになる。
上記接合は、上記載置後に単に加熱することにより導電ボール７が溶融して導電パターン１１ａと接合するようにすることが好ましい。その場合、導電ボール７はハンダボールであると好ましい。その場合、導電ボール７は、上記溶融によりその先端が多少低くなり、導電ボール７の先端と半導体装置４の下表面との隙間Ｎは、図１の同様の隙間Ｍより若干小さくなる。従って、図１のＢＧＡ実装体１における上記隙間Ｍは、上記溶融による導電ボール７先端が低くなることを見越して多少隙間Ｍを大きめに設定することが好ましい。
【００４８】
図３における上記隙間Ｎは、ゼロ以上であることが好ましい。それは、ＢＧＡ実装体モジュール１２に上方から外力が働いた場合にも、導電ボール７がその外力を受け止めて、半導体装置４の損傷を防止するからである。ＢＧＡ実装体モジュール１２に上方から上記外力が働くことは、たとえば、ＢＧＡ実装体モジュール１２の搬送時に外乱が働く場合や、電子機器内に組み込む際に他の電気部品と接触する場合等が考えられる。
なお、導電ボール７が上記導電パターン１１ａに接合されるのは、上記に限定されるものではなく、たとえば両者間に接合材を介在するようにしてもよい。この接合材は、金、銀、アルミニュームまたはそれらの合金であって融合することにより両者を接続しつつ接合するものでもよい。あるいは、上記接合材は、接着性を有する合成樹脂内に導電金属粒子を混入した導電性合成樹脂を用いても良い。
【００４９】
図４は、図３の平面図である。
図４において、第２回路基板１１の表面に形成されている各導電パターン１１ａは、各々の内端が前述の導電ボール７の各々の先端に接続しており、そこから半導体装置４の外形４辺の外方まで延出しているものである。各導電パターン１１ａ各々の外端は、液晶表示装置１３の上基板１３ｂの各辺の外縁下側まで延出し前述の各々の透明導電膜に接続しているものである。
【００５０】
〔第３実施形態〕
第３実施形態は、第１実施形態のＢＧＡ実装体１において、平面配置で半導体装置の中央付近の回路基板に小さな開口を設け、この開口に上方から封止樹脂を注入するようにしたものである。
図５には、第３実施形態のＢＧＡ実装体１０１の主要部の断面図が図示されている。
上記ＢＧＡ実装体１０１の回路基板１０３には、半導体装置４の中央付近相当箇所に小さな開口１０３ｂが設けられている。外部よりこの開口１０３ｂ内に液状の封止材が注入されるものであるが、液状の封止材は内方まで流れやすく、半導体装置４の電極４ａと導電リード２との接続箇所を確実に封止することができる。
なお、封止材は、開口１０３ｂの上側にまで多少盛り上がるように注入されてもよく、硬化されて、封止部１０８が開口１０３ｂの上側にまで多少盛り上がるように形成されてもよい。
【００５１】
上記開口１０３ｂは、各導電リード２の内端により囲まれる領域より内側に小さく形成することが好ましい。すなわち、上記開口１０３ｂは、半導体装置４の電極４ａと導電リード２との接続箇所とは平面方向で重ならないことが好ましい。それは、上記開口１０３ｂが各導電リード２や半導体装置４の電極４ａと導電リード２との接続箇所と平面的に重なると、各導電リード２や半導体装置４の電極４ａと導電リード２との接続箇所を回路基板１０３の基台が支えることができず、各導電リード２や半導体装置４の電極４ａと導電リード２との接続箇所を損傷から防御しにくくなるからである。
なお、上記開口１０３ｂから液状の封止材を注入できることから、次の様な製造も可能である。
すなわち、ＢＧＡ実装体１を第２回路基板１１に実装してから、つまりＢＧＡ実装体１の導電ボール７を第２回路基板１１の導電パターン１２ａに接合してから、上記開口１０３ｂから内部に液状の封止材を注入し、加熱硬化して封止部１０８を構成することもできる。
【００５２】
図５における封止部１０８は、断面方向において、半導体装置４の裏面まで覆うように形成されている。
第１実施形態のＢＧＡ実装体１は、封止部８が半導体装置４の外周壁を封止しているが、半導体装置４においてその電極４ａの形成表面とは反対側の表面である裏面は封止していない。したがって、断面方向の厚さを薄くすることができるものであった。
しかるに第３実施形態のＢＧＡ実装体１０１では、封止部１０８が半導体装置４においてその電極４ａの形成表面とは反対側の表面である裏面までを封止するものである。このように裏面まで封止することにより半導体装置４の全体を湿気や外光から防御し半導体装置４の内部動作の信頼性を高めることができる。
この場合、図１の上記隙間Ｍに相当する隙間は、導電ボール７の先端と半導体装置４の上記裏表面に存在している封止部の表面までの高さ方向の寸法となる。すなわち、導電ボール７の先端は、半導体装置４の上記裏表面に存在している封止部の表面よりも突出するように上記隙間Ｍが構成されているものである。
なお、回路基板１０３に設けられた上記開口１０３ｂから液状の封止材を注入する場合であっても、半導体装置４において電極４ａの形成表面とは反対側の表面である裏面を封止しないようにその外周壁までを封止するようにしてもよいものである。
【００５３】
〔第４実施形態〕
第４実施形態は、図５に図示されているように、第３実施形態のＢＧＡ実装体１０１を第２回路基板１１に実装してＢＧＡ実装体１１２を得るようにする際、半導体装置４の上記裏表面に存在している封止部１０８の表面から第２回路基板１１の表面までの高さである隙間Ｎがゼロ以上となるように構成するものである。
第２実施形態においても言及されているように、第３実施形態のＢＧＡ実装体１０１を第２回路基板１１に実装する際は、加熱によって導電ボール７の高さが低くなる可能性があるので、第３実施形態のＢＧＡ実装体１０１における上記隙間Ｍは、上記導電ボール７の高さが低く分を見込んで多少高く構成してくことが好ましい。
【００５４】
図５における上記隙間Ｎをゼロ以上に確保することによって、ＢＧＡ実装体モジュール１１２に上方から外力が働いた場合にも、導電ボール７がその外力を受け止めて、半導体装置４や上記裏面側に形成されている封止部１０８の損傷を防止するものである。ＢＧＡ実装体モジュール１１２に上方から上記外力が働くことは、たとえば、ＢＧＡ実装体モジュール１１２の搬送時に外乱が働く場合や、電子機器内に組み込む際に他の電気部品と接触する場合等が考えられる。
なお、半導体装置４の上記裏表面に封止部１０８を存在させるには、図５のように回路基板１０３に設けられた前述の開口１０３ｂから封止材を注入する方法に限定されるものではなく、回路基板に上記開口１０３ｂが設けられていない図１の如き回路基板を用い、半導体装置４の裏表面の外端部４ｂ側から封止材を注入する方法であってもよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係わるＢＧＡ実装体およびＢＧＡ実装体モジュールは、電子機器に収納されて利用されることができる。
上記電子機器としては、例えば、形態電話、パソコン、携帯音楽プレーヤーなどであるが、それ以外のものであっても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるＢＧＡ実装体の主要部断面図。
【図２】フレキシブルテープに図１のＢＧＡ実装体を構成する状態を図示した平面図。
【図３】第２実施形態におけるＢＧＡ実装体モジュール１２の主要部の断面図。
【図４】図３の平面図。
【図５】本発明の第３実施形態および第４実施形態におけるＢＧＡ実装体の主要部の断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１、１０１：ＢＧＡ実装体、２：導電リード、３、１０３：回路基板、３ａ：基台、１０３ｂ：開口、４：半導体装置、４ａ：電極、４ｂ：外端部、５：レジスト層、５ａ：貫通孔、６：導電部材、６ａ：一端、６ｂ：他端、７：導電ボール、８、１０８：封止部、９：フレキシブルテープ、９ａ：スプロケット穴、１０：切断位置、１１：第２回路基板、１１ａ：導電パターン、１１ｂ：開口、１２、１１２：ＢＧＡ実装体モジュール、１３：液晶表示装置、１３ａ：下基板、１３ｂ：上基板、１３ｃ：反射板、Ｍ、Ｎ：隙間
【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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