半導体パッケージの実装方法及び回路基板
【課題】半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保できるプリント配線板の接続方法及び回路基板を提供する。
【解決手段】３層以上の銅箔配線層３，４，７，８を含む多層プリント配線板１に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージ９を実装する半導体パッケージ９の実装方法であって、多層プリント配線板１に、銅箔配線層３，４，７，８のうち最外層７より内側の銅箔配線層３に達する非貫通孔を形成し、半導体パッケージ９の実装の際に、半導体パッケージ９の端子の一部を、非貫通孔内のはんだ１６に接合させることを特徴とする。
【解決手段】３層以上の銅箔配線層３，４，７，８を含む多層プリント配線板１に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージ９を実装する半導体パッケージ９の実装方法であって、多層プリント配線板１に、銅箔配線層３，４，７，８のうち最外層７より内側の銅箔配線層３に達する非貫通孔を形成し、半導体パッケージ９の実装の際に、半導体パッケージ９の端子の一部を、非貫通孔内のはんだ１６に接合させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられているプリント配線板に半導体パッケージを実装する技術に関し、特にランドグリッドアレイ（以下、「ＬＧＡ」という）型の半導体パッケージのはんだ付け信頼性を向上させる実装技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型電子機器を始めとして機器の小型高機能化が進んできている。このようなことから、電子部品の実装には小型薄型化と高集積化とが求められており、半導体パッケージの下面に接続端子をグリッドアレイ状に配列してはんだで接続することにより、小型化を実現している。
【０００３】
一方、これらの接続方法は、クワッドフラットパッケージなどのように、リードで接続する方法に比べて接続部の応力緩和が少ない。このため、半導体パッケージの発熱による熱歪による応力によって接続部が断線するといった品質劣化を引き起こし易いといった問題があった。
【０００４】
そこで、最も応力のかかり易い４隅に、他の接続端子より大きい面積の補強用の接続端子を配置することにより、応力を分散して信頼性寿命を延ばす技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１６２２４１号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のような従来の技術では、補強ランドの面積を大きくすることにより応力緩和の効果が得られるが、半導体パッケージの内に補強ランドを形成する面積には限界がある。
【０００６】
また、実装密度の向上に伴って高密度にはんだをマスク印刷する必要から、１００ミクロン程度の厚さのステンシルを使うようになっているため、接続端子に供給されるはんだが非常に薄くなっている。このため、前記のような従来の構造では、接続端子にはんだボールを使わないＬＧＡ型の半導体パッケージは、マスク印刷で供給されたはんだのみで接続されるため、接続端子部のはんだ厚みが極端に薄くなってしまう。この構造では、はんだの歪変形量が小さいため、はんだによる応力緩和の効果が得られず接合部が破壊し易く、寿命信頼性を十分に確保できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保できるプリント配線板の接続方法及び回路基板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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の半導体パッケージの実装方法は、３層以上の銅箔配線層を含む多層プリント配線板に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージを実装する半導体パッケージの実装方法であって、前記多層プリント配線板に、前記銅箔配線層のうち最外層より内側の銅箔配線層に達する非貫通孔を形成し、前記半導体パッケージの実装の際に、前記半導体パッケージの端子の一部の端子を、前記非貫通孔内のはんだに接合させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の回路基板は、３層以上の銅箔配線層を含む多層プリント配線板に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージが実装された回路基板であって、
前記多層プリント配線板に、前記銅箔配線層のうち最外層より内側の銅箔配線層に達する非貫通孔が形成されており、前記半導体パッケージの端子の一部の端子が、前記非貫通孔内のはんだに接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＬＧＡ型半導体パッケージをプリント配線板に接続したときに、半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明によれば、半導体パッケージの端子と多層プリント配線板との接続部分のはんだの厚さを大きくした部分があるので、ＬＧＡ型半導体パッケージをプリント配線板に接続したときに、半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保することができる。
【００１２】
前記本発明の半導体パッケージの実装方法においては、前記一部の端子は、前記半導体パッケージの４隅に設け、前記一部の端子以外の端子より面積を大きくした端子であることが好ましい。この構成によれば、接続端子の寿命信頼性をより高めることができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る多層プリント配線板の断面図を示している。図１に示した多層プリント配線板１は、絶縁性のコア樹脂層２を備えており、コア樹脂層２の両面には銅箔配線層３、４を張り合わせている。銅箔配線層３、４にはエッチングなどによって配線パターンが形成されている。コア樹脂層２の両面には、積層樹脂層５、６が配置されており、積層樹脂層５、６にはそれぞれ、銅箔配線層７、８が接着積層されている。銅箔配線層７、８にはエッチングなどによって配線パターンが形成される。
【００１４】
図２は、本発明の一実施の形態に係る半導体パッケージの下面の接続端子部の平面図を示している。図２に示した半導体パッケージ９は、導体パターンにより複数の接続端子１０が格子状に配列されて形成されている。半導体パッケージ９の４隅には、接続端子１０より面積の大きい補強端子１１が形成されている。
【００１５】
図３は、図１に示した多層プリント配線板のはんだ印刷時の断面図を示している。半導体パッケージ９が実装される面の銅箔配線層７には接続端子１０に合わせた接続ランド１２が形成されている。また、補強端子１１に対応する位置には、積層樹脂層５に非貫通孔である穴１３が、レーザーなどによって形成されている。穴１３は、はんだ１６の充填前においては、銅箔配線層３に配線パターンで形成された補強ランド１４が露出している。
【００１６】
印刷マスク１５は、一様な厚さの金属又は樹脂プレートに多層プリント配線板１の配線パターンに合わせて複数の貫通孔を設けたものである。印刷マスク１５と配線パターンとを位置合わせして重ねて配置した後、スキージングによってペースト状のはんだ１６を配置する。
【００１７】
このとき、接続ランド１２の位置には印刷マスク１５の厚み分のはんだ１６しか供給されないのに対して、補強ランド１３の位置には印刷マスク１５と積層樹脂層５とを合計した厚み分のはんだ１６が供給されることになる。
【００１８】
図４は、本発明の一実施の形態に係る回路基板の断面図を示している。本図に示した回路基板は、図２に示した半導体パッケージ９を図１に示した多層プリント配線板にはんだ付けにより実装したものである。図３の状態において、印刷マスク１５を除去した後、半導体パッケージ９および他の電子部品を位置合わせして多層プリント配線板１の上に配置し、リフロー加熱する。このことにより、接続端子１０と接続ランド１２、及び補強端子１１と補強ランド１４とは、はんだ１６を介して機械的及び電気的に接続されることになる。
【００１９】
このようなはんだ付けによれば、補強端子１１と補強ランド１４との間のはんだ１６の厚みを厚くすることができるため、半導体パッケージ９の発熱によって接合部にかかる熱歪の応力が緩和されることになる。このため、接続端子の断線が防止でき、寿命信頼性を向上させることができる。
【００２０】
なお、前記実施の形態の例では、非貫通孔である穴１３が、銅箔配線層３まで達している例で説明したが、さらに下側の銅箔配線層４又は８にまで達するようにしてもよい。
【００２１】
また、多層プリント配線板の銅箔配線層が４層の例で説明したが、３層であってもよく、５層以上であってよい。すなわち、銅箔配線層は３層以上であればよく、非貫通孔である穴１３は、最外層の銅箔配線層より内側の銅箔配線層に達するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明は、半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保した半導体パッケージの実装方法及び回路基板が提供できるため、ＬＧＡ型半導体パッケージを用いた実装方法や回路基板に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る多層プリント配線板の断面図。
【図２】本発明の一実施の形態に係る半導体パッケージの下面の接続端子部の平面図。
【図３】図１に示した多層プリント配線板のはんだ印刷時の断面図。
【図４】本発明の一実施の形態に係る回路基板の断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１ 多層プリント配線板
２ コア樹脂層
３，４，７，８ 銅箔配線層
５，６ 積層樹脂層
９ 半導体パッケージ
１０ 接続端子
１１ 補強端子
１２ 接続ランド
１３ 穴
１４ 補強ランド
１５ 印刷マスク
１６ はんだ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられているプリント配線板に半導体パッケージを実装する技術に関し、特にランドグリッドアレイ（以下、「ＬＧＡ」という）型の半導体パッケージのはんだ付け信頼性を向上させる実装技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型電子機器を始めとして機器の小型高機能化が進んできている。このようなことから、電子部品の実装には小型薄型化と高集積化とが求められており、半導体パッケージの下面に接続端子をグリッドアレイ状に配列してはんだで接続することにより、小型化を実現している。
【０００３】
一方、これらの接続方法は、クワッドフラットパッケージなどのように、リードで接続する方法に比べて接続部の応力緩和が少ない。このため、半導体パッケージの発熱による熱歪による応力によって接続部が断線するといった品質劣化を引き起こし易いといった問題があった。
【０００４】
そこで、最も応力のかかり易い４隅に、他の接続端子より大きい面積の補強用の接続端子を配置することにより、応力を分散して信頼性寿命を延ばす技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１６２２４１号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のような従来の技術では、補強ランドの面積を大きくすることにより応力緩和の効果が得られるが、半導体パッケージの内に補強ランドを形成する面積には限界がある。
【０００６】
また、実装密度の向上に伴って高密度にはんだをマスク印刷する必要から、１００ミクロン程度の厚さのステンシルを使うようになっているため、接続端子に供給されるはんだが非常に薄くなっている。このため、前記のような従来の構造では、接続端子にはんだボールを使わないＬＧＡ型の半導体パッケージは、マスク印刷で供給されたはんだのみで接続されるため、接続端子部のはんだ厚みが極端に薄くなってしまう。この構造では、はんだの歪変形量が小さいため、はんだによる応力緩和の効果が得られず接合部が破壊し易く、寿命信頼性を十分に確保できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保できるプリント配線板の接続方法及び回路基板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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の半導体パッケージの実装方法は、３層以上の銅箔配線層を含む多層プリント配線板に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージを実装する半導体パッケージの実装方法であって、前記多層プリント配線板に、前記銅箔配線層のうち最外層より内側の銅箔配線層に達する非貫通孔を形成し、前記半導体パッケージの実装の際に、前記半導体パッケージの端子の一部の端子を、前記非貫通孔内のはんだに接合させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の回路基板は、３層以上の銅箔配線層を含む多層プリント配線板に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージが実装された回路基板であって、
前記多層プリント配線板に、前記銅箔配線層のうち最外層より内側の銅箔配線層に達する非貫通孔が形成されており、前記半導体パッケージの端子の一部の端子が、前記非貫通孔内のはんだに接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＬＧＡ型半導体パッケージをプリント配線板に接続したときに、半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明によれば、半導体パッケージの端子と多層プリント配線板との接続部分のはんだの厚さを大きくした部分があるので、ＬＧＡ型半導体パッケージをプリント配線板に接続したときに、半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保することができる。
【００１２】
前記本発明の半導体パッケージの実装方法においては、前記一部の端子は、前記半導体パッケージの４隅に設け、前記一部の端子以外の端子より面積を大きくした端子であることが好ましい。この構成によれば、接続端子の寿命信頼性をより高めることができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る多層プリント配線板の断面図を示している。図１に示した多層プリント配線板１は、絶縁性のコア樹脂層２を備えており、コア樹脂層２の両面には銅箔配線層３、４を張り合わせている。銅箔配線層３、４にはエッチングなどによって配線パターンが形成されている。コア樹脂層２の両面には、積層樹脂層５、６が配置されており、積層樹脂層５、６にはそれぞれ、銅箔配線層７、８が接着積層されている。銅箔配線層７、８にはエッチングなどによって配線パターンが形成される。
【００１４】
図２は、本発明の一実施の形態に係る半導体パッケージの下面の接続端子部の平面図を示している。図２に示した半導体パッケージ９は、導体パターンにより複数の接続端子１０が格子状に配列されて形成されている。半導体パッケージ９の４隅には、接続端子１０より面積の大きい補強端子１１が形成されている。
【００１５】
図３は、図１に示した多層プリント配線板のはんだ印刷時の断面図を示している。半導体パッケージ９が実装される面の銅箔配線層７には接続端子１０に合わせた接続ランド１２が形成されている。また、補強端子１１に対応する位置には、積層樹脂層５に非貫通孔である穴１３が、レーザーなどによって形成されている。穴１３は、はんだ１６の充填前においては、銅箔配線層３に配線パターンで形成された補強ランド１４が露出している。
【００１６】
印刷マスク１５は、一様な厚さの金属又は樹脂プレートに多層プリント配線板１の配線パターンに合わせて複数の貫通孔を設けたものである。印刷マスク１５と配線パターンとを位置合わせして重ねて配置した後、スキージングによってペースト状のはんだ１６を配置する。
【００１７】
このとき、接続ランド１２の位置には印刷マスク１５の厚み分のはんだ１６しか供給されないのに対して、補強ランド１３の位置には印刷マスク１５と積層樹脂層５とを合計した厚み分のはんだ１６が供給されることになる。
【００１８】
図４は、本発明の一実施の形態に係る回路基板の断面図を示している。本図に示した回路基板は、図２に示した半導体パッケージ９を図１に示した多層プリント配線板にはんだ付けにより実装したものである。図３の状態において、印刷マスク１５を除去した後、半導体パッケージ９および他の電子部品を位置合わせして多層プリント配線板１の上に配置し、リフロー加熱する。このことにより、接続端子１０と接続ランド１２、及び補強端子１１と補強ランド１４とは、はんだ１６を介して機械的及び電気的に接続されることになる。
【００１９】
このようなはんだ付けによれば、補強端子１１と補強ランド１４との間のはんだ１６の厚みを厚くすることができるため、半導体パッケージ９の発熱によって接合部にかかる熱歪の応力が緩和されることになる。このため、接続端子の断線が防止でき、寿命信頼性を向上させることができる。
【００２０】
なお、前記実施の形態の例では、非貫通孔である穴１３が、銅箔配線層３まで達している例で説明したが、さらに下側の銅箔配線層４又は８にまで達するようにしてもよい。
【００２１】
また、多層プリント配線板の銅箔配線層が４層の例で説明したが、３層であってもよく、５層以上であってよい。すなわち、銅箔配線層は３層以上であればよく、非貫通孔である穴１３は、最外層の銅箔配線層より内側の銅箔配線層に達するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明は、半導体パッケージの発熱の熱歪による接続部の断線を防止でき、接続端子の寿命信頼性を確保した半導体パッケージの実装方法及び回路基板が提供できるため、ＬＧＡ型半導体パッケージを用いた実装方法や回路基板に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る多層プリント配線板の断面図。
【図２】本発明の一実施の形態に係る半導体パッケージの下面の接続端子部の平面図。
【図３】図１に示した多層プリント配線板のはんだ印刷時の断面図。
【図４】本発明の一実施の形態に係る回路基板の断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１ 多層プリント配線板
２ コア樹脂層
３，４，７，８ 銅箔配線層
５，６ 積層樹脂層
９ 半導体パッケージ
１０ 接続端子
１１ 補強端子
１２ 接続ランド
１３ 穴
１４ 補強ランド
１５ 印刷マスク
１６ はんだ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３層以上の銅箔配線層を含む多層プリント配線板に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージを実装する半導体パッケージの実装方法であって、
前記多層プリント配線板に、前記銅箔配線層のうち最外層より内側の銅箔配線層に達する非貫通孔を形成し、
前記半導体パッケージの実装の際に、前記半導体パッケージの端子の一部の端子を、前記非貫通孔内のはんだに接合させることを特徴とする半導体パッケージの実装方法。
【請求項２】
前記一部の端子は、前記半導体パッケージの４隅に設け、前記一部の端子以外の端子より面積を大きくした端子である請求項１に記載の半導体パッケージの実装方法。
【請求項３】
３層以上の銅箔配線層を含む多層プリント配線板に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージが実装された回路基板であって、
前記多層プリント配線板に、前記銅箔配線層のうち最外層より内側の銅箔配線層に達する非貫通孔が形成されており、
前記半導体パッケージの端子の一部の端子が、前記非貫通孔内のはんだに接合されていることを特徴とする回路基板。
【請求項１】
３層以上の銅箔配線層を含む多層プリント配線板に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージを実装する半導体パッケージの実装方法であって、
前記多層プリント配線板に、前記銅箔配線層のうち最外層より内側の銅箔配線層に達する非貫通孔を形成し、
前記半導体パッケージの実装の際に、前記半導体パッケージの端子の一部の端子を、前記非貫通孔内のはんだに接合させることを特徴とする半導体パッケージの実装方法。
【請求項２】
前記一部の端子は、前記半導体パッケージの４隅に設け、前記一部の端子以外の端子より面積を大きくした端子である請求項１に記載の半導体パッケージの実装方法。
【請求項３】
３層以上の銅箔配線層を含む多層プリント配線板に、ランドグリッドアレイ型の半導体パッケージが実装された回路基板であって、
前記多層プリント配線板に、前記銅箔配線層のうち最外層より内側の銅箔配線層に達する非貫通孔が形成されており、
前記半導体パッケージの端子の一部の端子が、前記非貫通孔内のはんだに接合されていることを特徴とする回路基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１４７７７５（Ｐ２００６−１４７７７５Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３４６５４（Ｐ２００４−３３４６５４）
【出願日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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