説明

プリント回路板、及び電子機器

【課題】半導体パッケージと配線基板との接続信頼性を確保するプリント回路板、及び電子機器を提供する。
【解決手段】プリント回路板5は、一方の面に複数の半田ボール53を有したBGA50と、半田ボール53の夫々と対向した位置に電極を有し、BGA50を実装したBGA搭載基板51と、一部に開口部520を設けてBGA50の周囲に連続して形成されており、BGA50とBGA搭載基板51とを固着した補強部材52とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント回路板、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、補強部材によって半導体パッケージの全周にわたって半導体パッケージ搭載基板とを固着したプリント回路板が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このプリント回路板は、半導体素子搭載基板に半導体素子が搭載されて半導体素子搭載面に対向する面に半田接合部と融着する複数の電極を有する半導体パッケージと、半導体パッケージに設けられた電極と対向して設けられる電極を有する半導体パッケージ搭載基板と、リフローにより融着して半導体パッケージ、及び半導体パッケージ搭載基板のそれぞれの電極同士を電気的に接続する半田接合部と、半田接合部より外方に配置されて半導体パッケージ側面の全周に渡って適宜間隔を空けて半導体パッケージと半導体パッケージ搭載基板とを固着する補強部材とを有し、半導体パッケージと半導体パッケージ搭載基板との実装間隔を保持することができるため、プリント回路板の昇温に伴い半導体パッケージ及び半導体パッケージ搭載基板の膨張率の差に起因して半田接合部に応力がかかる場合に、その応力を吸収し、半田接合部にクラックが発生することを防止することができる。
【特許文献1】特開2003−197681号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来のプリント回路板によると、半導体パッケージと半導体パッケージ搭載基板との間の熱を放熱するために適宜間隔を設けて補強部材を配置しており、間隔を設けたことで熱膨張率の差を緩和することができ、半導体パッケージ及び半導体パッケージ搭載基板の熱膨張率の差に起因する半田接合部にかかる応力を緩和することができるが、プリント回路板を内蔵した電子機器の落下等に起因する外力を緩和するには必ずしも十分な強度を達成できない。
【0005】
従って、本発明の目的は、半導体パッケージと配線基板との接続信頼性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本発明は上記目的を達成するため、一方の面に複数の半田ボールを有した半導体パッケージと、前記半田ボールの夫々と対向した位置に電極を有し、前記半導体パッケージを実装した配線基板と、一部に開口部を設けて前記半導体パッケージの周囲に連続して形成されており、前記半導体パッケージと前記半導体パッケージ搭載基板とを固着した補強部材とを有することを特徴とするプリント回路板を提供する。
【0007】
上記した構成によれば、補強部材で半導体パッケージの周囲を囲み、半導体パッケージの半導体パッケージ搭載基板に対する実装を補強するため、耐衝撃に十分な強度を達成するとともに、一部開口部を設けることで半導体パッケージの発熱を放熱するため、熱膨張に起因する半田接合部の不良を防止できる。
【0008】
(2)また、本発明は上記目的を達成するため、一方の面に複数の半田ボールを有した半導体パッケージと、前記半田ボールの夫々と対向した位置に電極を有し、前記半導体パッケージを実装した半導体パッケージ搭載基板と、前記半導体パッケージの周囲に連続して形成されており、前記半導体パッケージの周囲を構成する側面のうちの1つの中央に開口部を設けて形成され、前記半導体パッケージと前記半導体パッケージ搭載基板とを固着した補強部材とを有することを特徴とするプリント回路板を提供する。
【0009】
上記した構成によれば、(1)の効果に加え、開口部を側面の中央部に設けることで、半田接合部のうち接合不良の生じやすい両端部を補強部材で固定することができ、より信頼性の高いプリント回路板を達成することができる。
【0010】
(3)また、本発明は上記目的を達成するため、一方の面に複数の半田ボールを有した半導体パッケージと、前記半田ボールの夫々と対向した位置に電極を有し、前記半導体パッケージを実装した配線基板と、一部に開口部を設けて前記半導体パッケージの周囲に連続して形成されており、前記半導体パッケージと前記半導体パッケージ搭載基板とを固着した補強部材とを有するプリント回路板を収容することを特徴とする電子機器を提供する。
【0011】
上記した構成によれば、(1)と同様の効果を有する電子機器を達成できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、半導体パッケージと配線基板との接続信頼性を確保することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下に、本発明のプリント回路板、及び電子機器の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
(電子機器の構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る電子機器の外観を示す概略図である。
【0015】
この電子機器100は、上部筐体10と下部筐体20とから構成され、上部筐体10と下部筐体20とはヒンジ部により開閉自在に接続されている。下部筐体20は、半導体パッケージとしてのBGA(Ball Grid Array)50、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の電子部品を半導体パッケージ搭載基板としてのBGA搭載基板51に実装するとともにHDD(Hard Disc Drive)等をコネクタを介して接続するプリント回路板5を本体機能部2として内部に有し、文字やコマンドを入力するためのキーボード等の文字入力部3と、ポインティングデバイスとしてのトラックパッド4A及び決定スイッチ4Bとを上面20aに有する。
【0016】
また、下部筐体20の形成面としての左側面20e、右側面20f、前面20g、及び背面20hに図示しないUSB(Universal Serial Bus)ポートやLAN(Local Area Network)ポート等のコネクタ端子を備える。上部筐体10は、文字や画像等を表示する液晶表示パネル等からなる画像表示部1を前面20iに有する。
【0017】
(指紋読取部の構成)
図2は、本発明の実施の形態に係る電子機器のプリント回路板の構成を示す斜視図である。
【0018】
このプリント回路板5は、半導体素子をセラミック基板等に実装してパッケージ化したBGA50と、BGA50が後述する半田接合部としての半田ボールによって実装されるBGA搭載基板51と、一部に開口部520を設けてBGA50の周囲に連続して形成されており、BGA50の周囲4辺のそれぞれからBGA50の外側のBGA搭載基板51の表面にかけて形成された補強部52AによってBGA搭載基板51に対する実装を補強する補強部材52とを有する。
【0019】
BGA50は、例えば、CPUであり、底面に複数の電極を有する。
【0020】
BGA搭載基板51は、例えば、ガラスエポキシ等の板材により形成されており、BGA搭載面のBGA50の底面に設けられる電極と対向する位置に電極を有し、プリント回路配線によりそれらの電極と電子機器100内の各部とを電気的に接続する。
【0021】
補強部材52は、例えば、エポキシ樹脂、UV硬化樹脂、又は熱硬化樹脂等を用いて、BGA50の側面とBGA搭載基板51の実装面とに塗布して硬化形成される。また、補強部材52は、補強部52Aの開口部520としてBGA50の周囲の一部に、例えば、幅5mm程度の塗布しない領域を設けることで形成される。
【0022】
図3は、本発明の実施の形態に係る電子機器のプリント回路板の構成を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A部における断面図である。
【0023】
BGA50は、約35×35mmのサイズの上面50aと、厚さが約2mmの側面50b及び側面50cと、例えば、約300個の電極500を有する実装面50dとを有する。
【0024】
BGA搭載基板51は、BGA50の実装面50dと対向する領域に複数の電極500とそれぞれ配置位置を一致させた複数の電極510を有するBGA搭載面51aを有する。複数の電極500と複数の電極510は、それぞれ半田ボール53によって電気的に接続される。なお、半田ボール53に代えて、スクリーン印刷により形成された半田接合部であってもよい。
【0025】
補強部材52は、十分な強度を達成するため、好ましくは、斜面52aと、側面52bと、底面52cとからなる断面三角形状を有する。側面52bは、BGA50の側面50c及び50bに接するように形成され、底面52cは、BGA搭載面51aの実装面50dと対向する領域より外側に形成される。
【0026】
なお、補強部材52は、上面50aに配置される半導体素子の実装を妨げない範囲で上面50aを覆ってもよい。また、補強部材52は、半田ボール53と電極510とに接しない範囲でBGA搭載面51aの実装面50dと対向する領域を覆ってもよい。また、斜面52aは、図3(b)の断面において曲面で形成されてもよい。
【0027】
開口部520は、BGA50の上面50aの周囲を形成する4辺のうちいずれかの1辺の、好ましくは、中央部に設けられる。開口部520の幅は、BGA50の1辺の長さに基づき決定され、外力による衝撃を受けた場合にも1辺の両端部分近傍に配置される半田ボール53のクラックを十分に防止できるだけの補強部材52を設け、残りの領域に開口部520を設ける。例えば、1辺が35mmの場合は、両端に15mmずつ補強部材52を設けて、残りの5mmを開口部520とする。
【0028】
(製造工程)
以下に、本発明の実施の形態における電子機器の製造工程を各図を参照しつつ説明する。
【0029】
まず、BGA50を半田ボール53とともにBGA搭載基板51に配置する。次に、リフローで半田ボール53を溶融させることにより電極500と電極510とを電気的に接続してBGA50をBGA搭載基板51に実装する。
【0030】
次に、硬化前の補強部材52をBGA50の周囲に塗布する。この際、4辺のうち1辺に開口部520として塗布しない領域を設ける。
【0031】
次に、補強部材520の種類に基づいて、硬化剤の塗布、UVの照射、又は加熱等の処理を行い補強部材520を硬化させることによってBGA50の周囲の各辺に補強部52Aを形成する。
【0032】
(実施の形態の効果)
上記した実施の形態によると、BGA50の周囲の1辺を除いて補強部52AによりBGA搭載基板51に対する実装を補強する補強部52A、1辺に補強部材52を塗布しない開口部520を設けた補強部52AによりBGA搭載基板51に対する実装を補強したため、電子機器100の落下等に起因する衝撃に対して十分な耐久性を達成するとともに、BGA50の発熱を開口部520から緩和することで半田ボール53のクラック等の不良を防止することができる。
【0033】
なお、本実施の形態においては、BGAについて説明したが、CSP(Chip Size Package)やベアチップ等のパッケージにおいても本発明を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施の形態に係る電子機器の外観を示す概略図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る電子機器のプリント回路板の構成を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る電子機器のプリント回路板の構成を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A部における断面図である。
【符号の説明】
【0035】
1…画像表示部、2…本体機能部、3…文字入力部、4A…トラックパッド、4B…決定スイッチ、5…プリント回路板、10…上部筐体、20…下部筐体、20a…上面、20e…左側面、20f…右側面、20g…前面、20h…背面、20i…前面、50…BGA、50a…上面、50b…側面、50c…側面、50d…実装面、51…BGA搭載基板、51a…BGA搭載面、52…補強部材、52a…斜面、52b…側面、52c…底面、52d…実装面、53…半田ボール、100…電子機器、500…電極、510…電極、520…開口部、520…補強部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方の面に複数の半田ボールを有した半導体パッケージと、
前記半田ボールの夫々と対向した位置に電極を有し、前記半導体パッケージを実装した配線基板と、
一部に開口部を設けて前記半導体パッケージの周囲に連続して形成されており、前記半導体パッケージと前記半導体パッケージ搭載基板とを固着した補強部材とを有することを特徴とするプリント回路板。
【請求項2】
前記補強部材は、前記半導体パッケージの前記周囲を構成する各側面に形成される補強部で構成され、前記開口部は、1つの前記補強部の中央部に設けられることを特徴とする請求項1に記載のプリント回路板。
【請求項3】
前記補強部材の前記補強部は、前記各側面と、前記半導体パッケージ搭載基板の半導体パッケージ搭載面とを覆うように形成されることを特徴とする請求項2に記載のプリント回路板。
【請求項4】
一方の面に複数の半田ボールを有した半導体パッケージと、
前記半田ボールの夫々と対向した位置に電極を有し、前記半導体パッケージを実装した半導体パッケージ搭載基板と、
前記半導体パッケージの周囲に連続して形成されており、前記半導体パッケージの周囲を構成する側面のうちの1つの中央に開口部を設けて形成され、前記半導体パッケージと前記半導体パッケージ搭載基板とを固着した補強部材とを有することを特徴とするプリント回路板。
【請求項5】
一方の面に複数の半田ボールを有した半導体パッケージと、前記半田ボールの夫々と対向した位置に電極を有し、前記半導体パッケージを実装した配線基板と、一部に開口部を設けて前記半導体パッケージの周囲に連続して形成されており、前記半導体パッケージと前記半導体パッケージ搭載基板とを固着した補強部材とを有するプリント回路板を収容することを特徴とする電子機器。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公開番号】特開2010−118364(P2010−118364A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−156455(P2008−156455)
【出願日】平成20年6月16日(2008.6.16)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】