エリアアレイ端子型半導体パッケージ、回路基板および電子機器
【課題】実装後における、リペアーの容易化、および薄型化を容易に可能にするとともに、はんだ接合品質を向上でき、信頼性の高い回路動作を期待できるエリアアレイ端子型半導体パッケージを提供する。
【解決手段】半導体部品実装用シート部材11を介在した、はんだ接合構造は、接合部12において、内部接合用パッド121と基板接合用パッド123のパッド本体124との間に、応力吸収部(ばね部)126が介在し、パッド相互の間の位置が変位可能な構造であることから、内部接合用パッド121のはんだ接合部、および基板接合用パッド123のはんだ接合部において、各はんだ接合部に加わるストレスが応力吸収部126により吸収される。
【解決手段】半導体部品実装用シート部材11を介在した、はんだ接合構造は、接合部12において、内部接合用パッド121と基板接合用パッド123のパッド本体124との間に、応力吸収部(ばね部)126が介在し、パッド相互の間の位置が変位可能な構造であることから、内部接合用パッド121のはんだ接合部、および基板接合用パッド123のはんだ接合部において、各はんだ接合部に加わるストレスが応力吸収部126により吸収される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばBGA,LGA等のエリアアレイ端子型半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【0002】
携行が容易な電子機器は、外部ストレスを受け易い環境下で使用されることから、機器筐体内に設けられる半導体パッケージを実装した基板構造においても外部ストレスに対してロバストな実装構造が要求される。
【0003】
携行が容易な電子機器において、BGAパッケージの採用は拡大傾向にあり、この種半導体パッケージをプリント配線板に実装した後の外部ストレスによる接合破壊に対して防止対策が必要とされる。この防止対策として、従来では、BGAパッケージを接着剤で固定する方法、BGAソケットを用いる方法等が適用されていた。しかしながら、BGAパッケージを接着剤で固定する方法は、リペアーが困難であるという保守上の問題があり、また、BGAソケットを用いる方法は、基板上にソケットを固定するためのねじ止め機構を必要とするとともに、接着剤で固定する方法に比べて基板上により多くの実装スペースを必要とする等、構造上の問題があった。さらにソケットの実装により部品実装高さが増すことから機器筐体の薄型化を図る上でも問題があった。
【0004】
上記問題点に対処する技術として、配線基板の接続パッドに応じた位置にシートを貫通する窓と、その一端がシート上に固定され他端が窓を介してシートの反対面に突出したリードと、を有する絶縁シートを、半導体チップと配線基板との間に設けた、半導体装置の実装技術が存在した。この技術は、リペアーの容易化を図ることはできるが、基板接合電極となるリードの先端がシートの窓空間から突出した位置ずれの生じ易い構造であることから、多ピン構造のすべての電極に対して十分なはんだ接合面を確保することが難しく、半導体パッケージ実装後のストレスによる接合破壊に対して脆弱になる可能性が高い。
【特許文献1】特開2001−244297号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したように、外部ストレスを受け易い環境下で使用される回路基板においては、保守、構造上の問題に加えて、外部ストレスに対する実装部品のはんだ接合技術に問題があった。
【0006】
本発明は、上記した保守、構造上の問題を解決するとともに、はんだ接合品質の向上が図れるエリアアレイ端子型半導体パッケージ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】
【0007】
本発明は、絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成したエリアアレイ端子型半導体パッケージであって、前記接合部を、前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた内部接合用パッドと、前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた外部接合用パッドと、前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、により構成したことを特徴とする。
【0008】
また本発明は、絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成したエリアアレイ端子型半導体パッケージを実装した回路基板であって、前記接合部は、前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた、前記半導体パッケージの内部に回路接続された内部接合用パッドと、前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた、前記半導体パッケージにはんだ接合された外部接合用パッドと、前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、を具備して構成されたことを特徴とする特徴とする。
【0009】
また本発明は、絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いてエリアアレイ端子型半導体パッケージを実装した回路基板を具備する電子機器において、前記接合部は、前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた、前記半導体パッケージの内部に回路接続された内部接合用パッドと、前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた、前記回路基板に半田接合された外部接合用パッドと、前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、を具備して構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
外部ストレスを受け易い環境下で使用されるエリアアレイ端子型半導体パッケージにおいて、実装後における、リペアーの容易化、および薄型化を容易に可能にするとともに、はんだ接合品質を向上でき、信頼性の高い回路動作を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0012】
本発明の実施形態に係る回路基板は、絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成した、LGA(Land grid array)若しくはBGA(ball grid array)等のエリアアレイ端子型半導体パッケージ(以下単に半導体パッケージと称す)を実装している(図3、図8、図9に示す符号5参照)。
【0013】
この半導体パッケージの外部接合用の電極面を形成する半導体部品実装用シート部材は、TAB(tape automated bonding)テープにより提供される。
【0014】
上記半導体部品実装用シート部材を提供するTABテープを図1に示している。図1に示すように、スプロケット孔を有するTABテープ10上に、一定の間隔で、半導体部品実装用シート部材11,11,…が配置されており、TABテープ10から1枚ずつ切り出して、回路基板を構成するプリント配線板の部品実装面部にはんだ接合される。
【0015】
TABテープ10から例えば型抜きして切り出した1枚の半導体部品実装用シート部材11を図2に示している。この半導体部品実装用シート部材11には、実装対象となる半導体パッケージの電極配置構造に対応して複数の接合部12,12,…が配列されている。
【0016】
このTABテープ10から切り出された1枚の半導体部品実装用シート部材11を用いて、半導体パッケージの外部接合用の電極面が形成される。この半導体部品実装用シート部材11を用いて外部接合用の電極面を形成した半導体パッケージを図3に示している。ここでは、ICチップ2の外部接続端が、リード3を介して半導体部品実装用シート部材11の内部接合用パッドに導かれる、ワイヤーボンディング工法による半導体パッケージを例に示している。リード3により半導体部品実装用シート部材11に配線されたICチップ2は例えばモールド樹脂4により樹脂封止されている。この半導体部品実装用シート部材11を用いて外部接合用の電極面を形成した半導体パッケージ1は、半導体部品実装用シート部材11に形成した接合部12の基板接合用パッド(図7参照)を介して回路基板5の部品実装用パッド(図8、図9に示す符号5a参照)に、はんだ接合される。
【0017】
半導体部品実装用シート部材11に設けられた接合部12は、図4に示すように、絶縁シート122と、絶縁シート122の一部に設けた孔部128と、絶縁シート122の一方の面に、前記孔部128を塞ぐように設けた内部接合用パッド121と、絶縁シート122の他方の面に、応力吸収部126を有し、該応力吸収部126を介して上記内部接合用パッド121に対向するように設けた外部接合用パッド(以下基板接合用パッドと称す)123と、内部接合用パッド121と基板接合用パッド123との間に上記絶縁シート122を貫通して設けたスルーホール127とを有して構成される。
【0018】
内部接合用パッド121と、基板接合用パッド123は、例えば絶縁シート122の両面にめっき処理により形成された銅箔を、各々エッチング処理加工することにより形成される。内部接合用パッド121と、基板接合用パッド123は、絶縁シート122を貫通して内部接合用パッド121と基板接合用パッド123との間に設けた複数のスルーホール127により電気的接続されている。
【0019】
内部接合用パッド121には、上記図3に示したリード3が、半導体部品実装用シート部材11の内部配線を介して回路接続される。
【0020】
この内部接合用パッド121は、図5に示すように、円形の導体パターンで構成され、絶縁シート122に設けられた孔部128より大きい径を有している。
【0021】
絶縁シート122は、図6に示すように、円形の孔部128を有し、この孔部128を介して、一方面部に内部接合用パッド121、他方面部に基板接合用パッド123が設けられる。この絶縁シート122に、内部接合用パッド121、および基板接合用パッド123を形成する工程の一例を挙げると、実装対象となる半導体パッケージ1の電極配置位置に対応して、絶縁シート122に、例えばレーザ加工で孔部128,128,…を穿設した後、絶縁シート122の両面に銅めっきを施し、その後、絶縁シート122のの両面に孔部128を塞ぐように形成された銅箔を、各々エッチング処理することにより、絶縁シート122に、内部接合用パッド121、および基板接合用パッド123が形成される。
【0022】
基板接合用パッド123は、図7に示すように、上記孔部128の周縁部に固定した固定部(枠体)125と、この固定部125に上記応力吸収部126を介して支持されたパッド本体124とにより構成されている。
【0023】
上記応力吸収部126は、上記固定部125と上記パッド本体124との間の複数箇所に設けた、上記パッド本体124の面方向および面方向に直交する方向にばね性を有する湾曲形状のばね部により構成されている。なお、以降の説明では、ばね部についても応力吸収部126と同一の符号(126)を用いる。
【0024】
上記固定部125と、上記パッド本体124と、上記ばね部126は、上述したように絶縁シート122の他方の面に設けられた銅箔により一体に形成されている。
【0025】
上記パッド本体124は、上記孔部128を逃げ孔として上記ばね部126を介し上記固定部125に支持されている(図8および図9参照)。
【0026】
上記ばね部126の基板接合側の面を、ソルダーレジスト被膜で被覆することにより、はんだの被着によるばね性の低下を抑制できるとともに、ばね部126の強度を補強することができる。また、ばね部126を構成する銅箔に弾発特性に優れた銅箔を用いることにより、ばね部126の強度をより高めることができる。
【0027】
上記した構造の接合部12,12,…を形成した半導体部品実装用シート部材11を介して、半導体パッケージ1を回路基板5に実装した状態を図8および図9に示している。図8は接合部12にストレスが加わらない状態、図9は接合部12にストレスが加わった状態を示している。なお、図中の符号SRは、はんだ70の濡れ拡がり範囲を規制するソルダーレジスト被膜である。
【0028】
半導体部品実装用シート部材11の接合部12に設けた基板接合用パッド123のパッド本体124と、回路基板5の部品実装面に設けた部品実装用パッド5aとが、はんだ70により、はんだ接合されることによって、半導体パッケージ1が半導体部品実装用シート部材11を介して回路基板5の部品実装面にはんだ実装される。
【0029】
この実装状態を図8に示し、接合部12にストレスが加わった状態の一例を図9に示している。
【0030】
この半導体部品実装用シート部材11を介在した、はんだ接合構造は、接合部12において、内部接合用パッド121と基板接合用パッド123のパッド本体124との間に、応力吸収部(ばね部)126が介在し、上記パッド相互の間の位置が変位可能な構造であることから、内部接合用パッド121のはんだ接合部、および基板接合用パッド123のはんだ接合部において、各はんだ接合部に加わるストレスが応力吸収部126により吸収される。すなわち、回路基板5の部品実装面に加わるストレスは、すべて応力吸収部(ばね部)126により吸収される。この接合部12にストレスが加わった状態の一例を図9に示している。この図9に示す例は、回路基板5と半導体パッケージ1とが互いに離間する方向に、外部偏倚力が加わった場合の一例を示している。なお、回路基板5と半導体パッケージ1とが互いに近づく方向に、外部偏倚力が加わった場合は、パッド本体124が孔部128内に位置する状態となる。
【0031】
このような接合部12の応力吸収作用により、回路基板5に対して外部応力によるストレスが加わった場合においても、半導体パッケージ1に対して外部応力によるストレスが加わった場合においても、外部応力による接合部12のはんだ剥離が確実に回避される。これにより、外部応力によるストレスに対して、信頼性の高い回路動作を維持することができる。また、半導体部品実装用シート部材11を用いたはんだ接合による部品実装構造であることから、リペアーが容易であるとともに、ソケットを必要としない構造であることから基板を薄型化できる。
【0032】
上記した基板接合用パッド123の他の構成例を図10、図11にそれぞれ示している。図10に示す基板接合用パッド123Aは、パッド本体124を4つの応力吸収部(ばね部)126a〜126dにより固定部125に支持した構成である。図11に示す基板接合用パッド123Bは、応力吸収部(ばね部)126a〜126dの各々に固定部125a〜125dを一体に設けて、上記図10に示す構造に比しパッド本体124の接合面を拡げた構造としている。
【0033】
上記した実施形態は、半導体部品実装用シート部材11のすべての接合部を図4乃至図7に示す構造としているが、例えば部品実装領域の外部ストレスを受け易い部分に特定して、当該部分領域(例えば各コーナーの一部領域)に対応する接合部12,12,…を図4乃至図7に示す応力吸収部126を備えた構造としてもよい。
【0034】
上記した実施形態に係る、半導体部品実装用シート部材11を有する半導体パッケージ1を実装した回路基板5を筐体内に設けた電子機器の構成を図12に示している。ここでは上記半導体パッケージ1を実装した回路基板5をポータブルコンピュータ等の小型電子機器に適用した例を示している。
【0035】
図12に於いて、ポータブルコンピュータ51の本体52には、表示部筐体53がヒンジ機構を介して回動自在に設けられている。本体52には、ポインティングデバイス、キーボード54等の操作部が設けられている。表示部筐体53には例えばLCD等の表示デバイス55が設けられている。
【0036】
また本体52には、キーボード54、表示デバイス5等を入出力制御する制御回路素子(P1,P2,…)を組み込んだ回路基板(マザーボード)56が設けられている。この回路基板56には、上記した半導体パッケージ1が、制御回路素子(P1)として実装されている。
【0037】
この制御回路素子(P1)は、上記した接合部12,12,…を有する半導体部品実装用シート部材11を介して回路基板56の部品実装面部にはんだ実装されている。
【0038】
この半導体部品実装用シート部材11を介在した、はんだ接合構造は、接合部12において、内部接合用パッド121と基板接合用パッド123のパッド本体124との間に、応力吸収部(ばね部)126が介在し、上記パッド相互の間の位置が変位可能な構造であることから、内部接合用パッド121のはんだ接合部、および基板接合用パッド123のはんだ接合部において、各はんだ接合部に加わるストレスが応力吸収部126により吸収される。すなわち、回路基板56の部品実装面部に加わるストレスは、すべて応力吸収部(ばね部)126により吸収される。
【0039】
このような接合部12の応力吸収作用により、回路基板56に対して外部応力によるストレスが加わった場合においても、また、制御回路素子(P1)に対して外部応力によるストレスが加わった場合においても、外部応力による接合部12のはんだ剥離が確実に回避される。これにより、外部応力によるストレスに対して、信頼性の高い回路動作を維持することができる。
【0040】
なお、上記した実施形態では、ワイヤーボンディング工法による半導体パッケージについて説明したが、例えばフリップチップ工法等、他のチップ接続構成においても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の実施形態に係るエリアアレイ端子型半導体パッケージに用いられる半導体部品実装用シート部材を形成したTABの構成例を示す平面図。
【図2】上記実施形態に係る半導体部品実装用シート部材を示す平面図。
【図3】上記実施形態に係る半導体部品実装用シート部材を用いた部品実装例を示す側面図。
【図4】上記実施形態に係る接合部の構成を示す側断面図。
【図5】上記実施形態に係る接合部の内部接合用パッドを示す平面図。
【図6】上記実施形態に係る接合部の絶縁シートを示す平面図。
【図7】上記実施形態に係る接合部の基板接合用パッドを示す平面図。
【図8】上記実施形態に係る接合部のはんだ接合状態を示す側断面図。
【図9】上記実施形態に係る接合部のストレスを受けた状態下でのはんだ接合状態を示す側断面図。
【図10】上記実施形態に係る接合部の基板接合用パッドの他の構成例を示す平面図。
【図11】上記実施形態に係る接合部の基板接合用パッドの他の構成例を示す平面図。
【図12】本発明の実施形態に係る電子機器の構成を示す一部を拡大した側面図。
【符号の説明】
【0042】
1…半導体パッケージ、2…ICチップ、3…リード、4…モールド樹脂、5…回路基板、11…半導体部品実装用シート部材、12…接合部、51…ポータブルコンピュータ、52…本体、53…表示部筐体、54…キーボード、55…表示デバイス、56…回路基板(マザーボード)、70…はんだ、121…内部接合用パッド、122…絶縁シート、123,123A,123B…外部接合用(基板接合用)パッド、124…パッド本体、125,125a〜125d…固定部(枠体)、126,126a〜126d…応力吸収部(ばね部)、127…スルーホール、128…孔部。
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばBGA,LGA等のエリアアレイ端子型半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【0002】
携行が容易な電子機器は、外部ストレスを受け易い環境下で使用されることから、機器筐体内に設けられる半導体パッケージを実装した基板構造においても外部ストレスに対してロバストな実装構造が要求される。
【0003】
携行が容易な電子機器において、BGAパッケージの採用は拡大傾向にあり、この種半導体パッケージをプリント配線板に実装した後の外部ストレスによる接合破壊に対して防止対策が必要とされる。この防止対策として、従来では、BGAパッケージを接着剤で固定する方法、BGAソケットを用いる方法等が適用されていた。しかしながら、BGAパッケージを接着剤で固定する方法は、リペアーが困難であるという保守上の問題があり、また、BGAソケットを用いる方法は、基板上にソケットを固定するためのねじ止め機構を必要とするとともに、接着剤で固定する方法に比べて基板上により多くの実装スペースを必要とする等、構造上の問題があった。さらにソケットの実装により部品実装高さが増すことから機器筐体の薄型化を図る上でも問題があった。
【0004】
上記問題点に対処する技術として、配線基板の接続パッドに応じた位置にシートを貫通する窓と、その一端がシート上に固定され他端が窓を介してシートの反対面に突出したリードと、を有する絶縁シートを、半導体チップと配線基板との間に設けた、半導体装置の実装技術が存在した。この技術は、リペアーの容易化を図ることはできるが、基板接合電極となるリードの先端がシートの窓空間から突出した位置ずれの生じ易い構造であることから、多ピン構造のすべての電極に対して十分なはんだ接合面を確保することが難しく、半導体パッケージ実装後のストレスによる接合破壊に対して脆弱になる可能性が高い。
【特許文献1】特開2001−244297号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したように、外部ストレスを受け易い環境下で使用される回路基板においては、保守、構造上の問題に加えて、外部ストレスに対する実装部品のはんだ接合技術に問題があった。
【0006】
本発明は、上記した保守、構造上の問題を解決するとともに、はんだ接合品質の向上が図れるエリアアレイ端子型半導体パッケージ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】
【0007】
本発明は、絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成したエリアアレイ端子型半導体パッケージであって、前記接合部を、前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた内部接合用パッドと、前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた外部接合用パッドと、前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、により構成したことを特徴とする。
【0008】
また本発明は、絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成したエリアアレイ端子型半導体パッケージを実装した回路基板であって、前記接合部は、前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた、前記半導体パッケージの内部に回路接続された内部接合用パッドと、前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた、前記半導体パッケージにはんだ接合された外部接合用パッドと、前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、を具備して構成されたことを特徴とする特徴とする。
【0009】
また本発明は、絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いてエリアアレイ端子型半導体パッケージを実装した回路基板を具備する電子機器において、前記接合部は、前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた、前記半導体パッケージの内部に回路接続された内部接合用パッドと、前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた、前記回路基板に半田接合された外部接合用パッドと、前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、を具備して構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
外部ストレスを受け易い環境下で使用されるエリアアレイ端子型半導体パッケージにおいて、実装後における、リペアーの容易化、および薄型化を容易に可能にするとともに、はんだ接合品質を向上でき、信頼性の高い回路動作を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0012】
本発明の実施形態に係る回路基板は、絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成した、LGA(Land grid array)若しくはBGA(ball grid array)等のエリアアレイ端子型半導体パッケージ(以下単に半導体パッケージと称す)を実装している(図3、図8、図9に示す符号5参照)。
【0013】
この半導体パッケージの外部接合用の電極面を形成する半導体部品実装用シート部材は、TAB(tape automated bonding)テープにより提供される。
【0014】
上記半導体部品実装用シート部材を提供するTABテープを図1に示している。図1に示すように、スプロケット孔を有するTABテープ10上に、一定の間隔で、半導体部品実装用シート部材11,11,…が配置されており、TABテープ10から1枚ずつ切り出して、回路基板を構成するプリント配線板の部品実装面部にはんだ接合される。
【0015】
TABテープ10から例えば型抜きして切り出した1枚の半導体部品実装用シート部材11を図2に示している。この半導体部品実装用シート部材11には、実装対象となる半導体パッケージの電極配置構造に対応して複数の接合部12,12,…が配列されている。
【0016】
このTABテープ10から切り出された1枚の半導体部品実装用シート部材11を用いて、半導体パッケージの外部接合用の電極面が形成される。この半導体部品実装用シート部材11を用いて外部接合用の電極面を形成した半導体パッケージを図3に示している。ここでは、ICチップ2の外部接続端が、リード3を介して半導体部品実装用シート部材11の内部接合用パッドに導かれる、ワイヤーボンディング工法による半導体パッケージを例に示している。リード3により半導体部品実装用シート部材11に配線されたICチップ2は例えばモールド樹脂4により樹脂封止されている。この半導体部品実装用シート部材11を用いて外部接合用の電極面を形成した半導体パッケージ1は、半導体部品実装用シート部材11に形成した接合部12の基板接合用パッド(図7参照)を介して回路基板5の部品実装用パッド(図8、図9に示す符号5a参照)に、はんだ接合される。
【0017】
半導体部品実装用シート部材11に設けられた接合部12は、図4に示すように、絶縁シート122と、絶縁シート122の一部に設けた孔部128と、絶縁シート122の一方の面に、前記孔部128を塞ぐように設けた内部接合用パッド121と、絶縁シート122の他方の面に、応力吸収部126を有し、該応力吸収部126を介して上記内部接合用パッド121に対向するように設けた外部接合用パッド(以下基板接合用パッドと称す)123と、内部接合用パッド121と基板接合用パッド123との間に上記絶縁シート122を貫通して設けたスルーホール127とを有して構成される。
【0018】
内部接合用パッド121と、基板接合用パッド123は、例えば絶縁シート122の両面にめっき処理により形成された銅箔を、各々エッチング処理加工することにより形成される。内部接合用パッド121と、基板接合用パッド123は、絶縁シート122を貫通して内部接合用パッド121と基板接合用パッド123との間に設けた複数のスルーホール127により電気的接続されている。
【0019】
内部接合用パッド121には、上記図3に示したリード3が、半導体部品実装用シート部材11の内部配線を介して回路接続される。
【0020】
この内部接合用パッド121は、図5に示すように、円形の導体パターンで構成され、絶縁シート122に設けられた孔部128より大きい径を有している。
【0021】
絶縁シート122は、図6に示すように、円形の孔部128を有し、この孔部128を介して、一方面部に内部接合用パッド121、他方面部に基板接合用パッド123が設けられる。この絶縁シート122に、内部接合用パッド121、および基板接合用パッド123を形成する工程の一例を挙げると、実装対象となる半導体パッケージ1の電極配置位置に対応して、絶縁シート122に、例えばレーザ加工で孔部128,128,…を穿設した後、絶縁シート122の両面に銅めっきを施し、その後、絶縁シート122のの両面に孔部128を塞ぐように形成された銅箔を、各々エッチング処理することにより、絶縁シート122に、内部接合用パッド121、および基板接合用パッド123が形成される。
【0022】
基板接合用パッド123は、図7に示すように、上記孔部128の周縁部に固定した固定部(枠体)125と、この固定部125に上記応力吸収部126を介して支持されたパッド本体124とにより構成されている。
【0023】
上記応力吸収部126は、上記固定部125と上記パッド本体124との間の複数箇所に設けた、上記パッド本体124の面方向および面方向に直交する方向にばね性を有する湾曲形状のばね部により構成されている。なお、以降の説明では、ばね部についても応力吸収部126と同一の符号(126)を用いる。
【0024】
上記固定部125と、上記パッド本体124と、上記ばね部126は、上述したように絶縁シート122の他方の面に設けられた銅箔により一体に形成されている。
【0025】
上記パッド本体124は、上記孔部128を逃げ孔として上記ばね部126を介し上記固定部125に支持されている(図8および図9参照)。
【0026】
上記ばね部126の基板接合側の面を、ソルダーレジスト被膜で被覆することにより、はんだの被着によるばね性の低下を抑制できるとともに、ばね部126の強度を補強することができる。また、ばね部126を構成する銅箔に弾発特性に優れた銅箔を用いることにより、ばね部126の強度をより高めることができる。
【0027】
上記した構造の接合部12,12,…を形成した半導体部品実装用シート部材11を介して、半導体パッケージ1を回路基板5に実装した状態を図8および図9に示している。図8は接合部12にストレスが加わらない状態、図9は接合部12にストレスが加わった状態を示している。なお、図中の符号SRは、はんだ70の濡れ拡がり範囲を規制するソルダーレジスト被膜である。
【0028】
半導体部品実装用シート部材11の接合部12に設けた基板接合用パッド123のパッド本体124と、回路基板5の部品実装面に設けた部品実装用パッド5aとが、はんだ70により、はんだ接合されることによって、半導体パッケージ1が半導体部品実装用シート部材11を介して回路基板5の部品実装面にはんだ実装される。
【0029】
この実装状態を図8に示し、接合部12にストレスが加わった状態の一例を図9に示している。
【0030】
この半導体部品実装用シート部材11を介在した、はんだ接合構造は、接合部12において、内部接合用パッド121と基板接合用パッド123のパッド本体124との間に、応力吸収部(ばね部)126が介在し、上記パッド相互の間の位置が変位可能な構造であることから、内部接合用パッド121のはんだ接合部、および基板接合用パッド123のはんだ接合部において、各はんだ接合部に加わるストレスが応力吸収部126により吸収される。すなわち、回路基板5の部品実装面に加わるストレスは、すべて応力吸収部(ばね部)126により吸収される。この接合部12にストレスが加わった状態の一例を図9に示している。この図9に示す例は、回路基板5と半導体パッケージ1とが互いに離間する方向に、外部偏倚力が加わった場合の一例を示している。なお、回路基板5と半導体パッケージ1とが互いに近づく方向に、外部偏倚力が加わった場合は、パッド本体124が孔部128内に位置する状態となる。
【0031】
このような接合部12の応力吸収作用により、回路基板5に対して外部応力によるストレスが加わった場合においても、半導体パッケージ1に対して外部応力によるストレスが加わった場合においても、外部応力による接合部12のはんだ剥離が確実に回避される。これにより、外部応力によるストレスに対して、信頼性の高い回路動作を維持することができる。また、半導体部品実装用シート部材11を用いたはんだ接合による部品実装構造であることから、リペアーが容易であるとともに、ソケットを必要としない構造であることから基板を薄型化できる。
【0032】
上記した基板接合用パッド123の他の構成例を図10、図11にそれぞれ示している。図10に示す基板接合用パッド123Aは、パッド本体124を4つの応力吸収部(ばね部)126a〜126dにより固定部125に支持した構成である。図11に示す基板接合用パッド123Bは、応力吸収部(ばね部)126a〜126dの各々に固定部125a〜125dを一体に設けて、上記図10に示す構造に比しパッド本体124の接合面を拡げた構造としている。
【0033】
上記した実施形態は、半導体部品実装用シート部材11のすべての接合部を図4乃至図7に示す構造としているが、例えば部品実装領域の外部ストレスを受け易い部分に特定して、当該部分領域(例えば各コーナーの一部領域)に対応する接合部12,12,…を図4乃至図7に示す応力吸収部126を備えた構造としてもよい。
【0034】
上記した実施形態に係る、半導体部品実装用シート部材11を有する半導体パッケージ1を実装した回路基板5を筐体内に設けた電子機器の構成を図12に示している。ここでは上記半導体パッケージ1を実装した回路基板5をポータブルコンピュータ等の小型電子機器に適用した例を示している。
【0035】
図12に於いて、ポータブルコンピュータ51の本体52には、表示部筐体53がヒンジ機構を介して回動自在に設けられている。本体52には、ポインティングデバイス、キーボード54等の操作部が設けられている。表示部筐体53には例えばLCD等の表示デバイス55が設けられている。
【0036】
また本体52には、キーボード54、表示デバイス5等を入出力制御する制御回路素子(P1,P2,…)を組み込んだ回路基板(マザーボード)56が設けられている。この回路基板56には、上記した半導体パッケージ1が、制御回路素子(P1)として実装されている。
【0037】
この制御回路素子(P1)は、上記した接合部12,12,…を有する半導体部品実装用シート部材11を介して回路基板56の部品実装面部にはんだ実装されている。
【0038】
この半導体部品実装用シート部材11を介在した、はんだ接合構造は、接合部12において、内部接合用パッド121と基板接合用パッド123のパッド本体124との間に、応力吸収部(ばね部)126が介在し、上記パッド相互の間の位置が変位可能な構造であることから、内部接合用パッド121のはんだ接合部、および基板接合用パッド123のはんだ接合部において、各はんだ接合部に加わるストレスが応力吸収部126により吸収される。すなわち、回路基板56の部品実装面部に加わるストレスは、すべて応力吸収部(ばね部)126により吸収される。
【0039】
このような接合部12の応力吸収作用により、回路基板56に対して外部応力によるストレスが加わった場合においても、また、制御回路素子(P1)に対して外部応力によるストレスが加わった場合においても、外部応力による接合部12のはんだ剥離が確実に回避される。これにより、外部応力によるストレスに対して、信頼性の高い回路動作を維持することができる。
【0040】
なお、上記した実施形態では、ワイヤーボンディング工法による半導体パッケージについて説明したが、例えばフリップチップ工法等、他のチップ接続構成においても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の実施形態に係るエリアアレイ端子型半導体パッケージに用いられる半導体部品実装用シート部材を形成したTABの構成例を示す平面図。
【図2】上記実施形態に係る半導体部品実装用シート部材を示す平面図。
【図3】上記実施形態に係る半導体部品実装用シート部材を用いた部品実装例を示す側面図。
【図4】上記実施形態に係る接合部の構成を示す側断面図。
【図5】上記実施形態に係る接合部の内部接合用パッドを示す平面図。
【図6】上記実施形態に係る接合部の絶縁シートを示す平面図。
【図7】上記実施形態に係る接合部の基板接合用パッドを示す平面図。
【図8】上記実施形態に係る接合部のはんだ接合状態を示す側断面図。
【図9】上記実施形態に係る接合部のストレスを受けた状態下でのはんだ接合状態を示す側断面図。
【図10】上記実施形態に係る接合部の基板接合用パッドの他の構成例を示す平面図。
【図11】上記実施形態に係る接合部の基板接合用パッドの他の構成例を示す平面図。
【図12】本発明の実施形態に係る電子機器の構成を示す一部を拡大した側面図。
【符号の説明】
【0042】
1…半導体パッケージ、2…ICチップ、3…リード、4…モールド樹脂、5…回路基板、11…半導体部品実装用シート部材、12…接合部、51…ポータブルコンピュータ、52…本体、53…表示部筐体、54…キーボード、55…表示デバイス、56…回路基板(マザーボード)、70…はんだ、121…内部接合用パッド、122…絶縁シート、123,123A,123B…外部接合用(基板接合用)パッド、124…パッド本体、125,125a〜125d…固定部(枠体)、126,126a〜126d…応力吸収部(ばね部)、127…スルーホール、128…孔部。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成したエリアアレイ端子型半導体パッケージであって、
前記接合部を、
前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、
前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた内部接合用パッドと、
前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた外部接合用パッドと、
前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、
により構成したことを特徴とするエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項2】
前記外部接合用パッドは、前記孔部の周縁部に固定した固定部と、該固定部に前記応力吸収部を介して支持されたパッド本体とにより構成されていることを特徴とするエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項3】
前記応力吸収部は、前記固定部と前記パッド本体との間の複数箇所に設けた、前記パッド本体の面方向および面方向に直交する方向にばね性を有する湾曲形状のばね部により構成されていることを特徴とする請求項2に記載のエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項4】
前記固定部と前記パッド本体と前記ばね部は前記絶縁シートの他方の面に設けられた銅箔により一体に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項5】
前記パッド本体は、前記孔部を逃げ孔として前記ばね部を介し前記固定部に支持されていることを特徴とする請求項4に記載のエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項6】
前記ばね部に、はんだの被着を防止し、かつばね部を補強する被膜加工が施されていることを特徴とする請求項4に記載のエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項7】
絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成したエリアアレイ端子型半導体パッケージを実装した回路基板であって、
前記接合部は、
前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、
前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた、前記半導体パッケージの内部に回路接続された内部接合用パッドと、
前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた、前記半導体パッケージにはんだ接合された外部接合用パッドと、
前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、
を具備して構成されたことを特徴とする回路基板。
【請求項8】
絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いてエリアアレイ端子型半導体パッケージを実装した回路基板を具備する電子機器において、
前記接合部は、
前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、
前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた、前記半導体パッケージの内部に回路接続された内部接合用パッドと、
前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた、前記回路基板に半田接合された外部接合用パッドと、
前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、
を具備して構成されたことを特徴とする電子機器。
【請求項1】
絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成したエリアアレイ端子型半導体パッケージであって、
前記接合部を、
前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、
前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた内部接合用パッドと、
前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた外部接合用パッドと、
前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、
により構成したことを特徴とするエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項2】
前記外部接合用パッドは、前記孔部の周縁部に固定した固定部と、該固定部に前記応力吸収部を介して支持されたパッド本体とにより構成されていることを特徴とするエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項3】
前記応力吸収部は、前記固定部と前記パッド本体との間の複数箇所に設けた、前記パッド本体の面方向および面方向に直交する方向にばね性を有する湾曲形状のばね部により構成されていることを特徴とする請求項2に記載のエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項4】
前記固定部と前記パッド本体と前記ばね部は前記絶縁シートの他方の面に設けられた銅箔により一体に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項5】
前記パッド本体は、前記孔部を逃げ孔として前記ばね部を介し前記固定部に支持されていることを特徴とする請求項4に記載のエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項6】
前記ばね部に、はんだの被着を防止し、かつばね部を補強する被膜加工が施されていることを特徴とする請求項4に記載のエリアアレイ端子型半導体パッケージ。
【請求項7】
絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いて外部接合用の電極面を形成したエリアアレイ端子型半導体パッケージを実装した回路基板であって、
前記接合部は、
前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、
前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた、前記半導体パッケージの内部に回路接続された内部接合用パッドと、
前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた、前記半導体パッケージにはんだ接合された外部接合用パッドと、
前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、
を具備して構成されたことを特徴とする回路基板。
【請求項8】
絶縁シートに複数の接合部を配列した半導体部品実装用シート部材を用いてエリアアレイ端子型半導体パッケージを実装した回路基板を具備する電子機器において、
前記接合部は、
前記絶縁シートの一部に設けた孔部と、
前記絶縁シートの一方の面に、前記孔部を塞ぐように設けた、前記半導体パッケージの内部に回路接続された内部接合用パッドと、
前記絶縁シートの他方の面に、応力吸収部を有し、該応力吸収部を介して前記内部接合用パッドに対向するように設けた、前記回路基板に半田接合された外部接合用パッドと、
前記内部接合用パッドと前記外部接合用パッドとの間に前記絶縁シートを貫通して設けたスルーホールと、
を具備して構成されたことを特徴とする電子機器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2008−117818(P2008−117818A)
【公開日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−297145(P2006−297145)
【出願日】平成18年10月31日(2006.10.31)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年10月31日(2006.10.31)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]