基板接続放熱シート及びＢＧＡ型半導体装置の実装方法
【課題】 基板へのＢＧＡの実装及び取り外し作業を容易にするとともに、ＢＧＡの放熱性を向上させる。
【解決手段】 複数の凹部１ａと、複数の凹部１ａの各々に埋め込まれた電極ワイヤ１ｃと、表面又は／及び裏面に形成された複数の溝部１ｂとを備える基板接続放熱シート１の複数の凹部１ａに、ＢＧＡ２の複数のハンダボール２ａを挿入し、基板接続放熱シート１を、ＢＧＡ２と基板３との間に介装、密着させ、複数の電極ワイヤ１ｃを介して複数のハンダボール２ａと、基板３の複数の信号パッド３ａとを電気的に接続する。半田付けを行う必要がなく、ＢＧＡ２の基板３への実装及び取り外が容易となる。放熱シート１がＢＧＡ２及び基板３に密着する際に、溝部１ｂより空気が押し出され、密着面に空気が溜まることがないため、高い放熱性を実現することができ、特に宇宙機器用のＢＧＡ接続構造に好適である。
【解決手段】 複数の凹部１ａと、複数の凹部１ａの各々に埋め込まれた電極ワイヤ１ｃと、表面又は／及び裏面に形成された複数の溝部１ｂとを備える基板接続放熱シート１の複数の凹部１ａに、ＢＧＡ２の複数のハンダボール２ａを挿入し、基板接続放熱シート１を、ＢＧＡ２と基板３との間に介装、密着させ、複数の電極ワイヤ１ｃを介して複数のハンダボール２ａと、基板３の複数の信号パッド３ａとを電気的に接続する。半田付けを行う必要がなく、ＢＧＡ２の基板３への実装及び取り外が容易となる。放熱シート１がＢＧＡ２及び基板３に密着する際に、溝部１ｂより空気が押し出され、密着面に空気が溜まることがないため、高い放熱性を実現することができ、特に宇宙機器用のＢＧＡ接続構造に好適である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器、制御機器等のデジタル機器等において、多ピンＩＣパッケージであるＢＧＡ型半導体装置を基板に実装する際に用いられる基板接続放熱シート、及びこの基板接続放熱シートを用いたＢＧＡ型半導体装置の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）半導体装置（以下、「ＢＧＡ」という）は、基板に半田付けにて実装されている。例えば、図４に示すように、ＢＧＡ２２の本体に設けられたハンダボール２２ａを用い、基板２３の信号パッド２３ａに半田付けされている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７２１４１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、上記従来の実装方法によると、ＢＧＡ２２のハンダボール２２ａによる半田付けを半田ごてを用いて行うことができないため、専用の半田付け装置が必要となるとともに、基板２３に電気部品を実装した後、さらにＢＧＡ２２を実装する場合には、周囲の電気部品の半田付け部が溶融しないようにするための対策が必要となり、基板２３へのＢＧＡ２２の実装及び取り外しを行うのが容易ではないという問題があった。
【０００５】
また、特に宇宙機器においては、熱伝導による放熱が支配的であり、上記従来のＢＧＡ接続構造では、ＢＧＡ２２で発生した熱は、ＢＧＡ２２から、ハンダボール２２ａ、基板２３の信号パッド２３ａ、基材、放熱用ベタパターン、基板取り付け部へと伝導し、最終的に、基板２３を実装したケースへ放熱されるが、信号バッド２２ａと放熱用ベタパターンとの間の基材が大きな熱抵抗を有するため、ＢＧＡ２２の放熱性が悪いという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、基板へのＢＧＡの実装及び取り外し作業を容易に行うことができるとともに、ＢＧＡの放熱性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、ＢＧＡと基板との間に介装される基板接続放熱シートであって、該ＢＧＡの複数のハンダボールに対応する位置に形成された複数の凹部と、該複数の凹部にＢＧＡの複数のハンダボールが挿入され、該基板接続放熱シートが基板に装着された際に、前記複数のハンダボールと、前記基板の複数の信号パッドとを電気的に接続する複数の電極ワイヤとを備えることを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明によれば、基板接続放熱シートをＢＧＡ及び基板間に介装し、密着させることで、ＢＧＡのハンダボールと、基板の信号パッドとを電気的に接続することができるため、従来のような半田付けを行う必要がなく、ＢＧＡを基板に容易に実装したり、取り外すことができる。この際、放熱シートに形成した凹部によってＢＧＡの位置決めを容易に行うこともでき、一般に使用されているＢＧＡを使用することができる。
【０００９】
前記基板接続放熱シートの表面又は／及び裏面に、複数の溝部を有するようにすることができる。。これによって、基板接続放熱シートがＢＧＡ及び基板に密着する際に、溝部より空気が押し出され、密着面に空気が溜まることがないため、高い放熱性を実現することができ、特に宇宙機器用のＢＧＡ接続構造に好適である。
【００１０】
前記基板接続放熱シートの本体を、シリコンゴムで形成することができ、シリコンゴムは、柔軟性及び熱伝導性が高いので、ＢＧＡ及び基板に密着させ易く、密着させた時に、溝部に溜まった空気が放熱シートの圧縮により押し出され、空気溜りのない密着面を容易に形成することができる。
【００１１】
また、本発明は、ＢＧＡの実装方法であって、複数の凹部と、該複数の凹部の各々に埋め込まれた電極ワイヤと、表面又は／及び裏面に形成された複数の溝部とを備える基板接続放熱シートの前記複数の凹部に、ＢＧＡの複数のハンダボールを挿入し、該基板接続放熱シートを、ＢＧＡと基板との間に介装、密着させ、前記複数の電極ワイヤを介して前記複数のハンダボールと、前記基板の複数の信号パッドとを電気的に接続することを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明にかかるＢＧＡの実装方法によれば、上述のように、半田付けが不要で、ＢＧＡを基板に容易に実装したり、取り外すことなどが可能となる。
【００１３】
該基板接続放熱シートを、ＢＧＡと基板との間に介装、密着させるにあたって、前記ＢＧＡをブラケットを介して保持し、該ブラケットを、前記基板を貫通するねじを介して基板上に固定するようにすることができる。ブラケットとねじの係合及び係合の解除によって、容易に、ＢＧＡを基板に実装したり、取り外したりすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明にかかる基板接続放熱シート及びＢＧＡの実装方法によれば、基板へのＢＧＡの実装及び取り外し作業を容易に行うことができるとともに、ＢＧＡの放熱性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明にかかる基板接続放熱シートの一実施の形態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００１６】
本発明にかかる基板接続放熱シート（以下、「放熱シート」という）１は、シリコンゴム等の柔軟性の高い高熱伝導性材料からなり、図２に示すように、複数の凹部１ａと、両面に形成された空気逃げの溝部１ｂと、図３に示すように、複数の凹部１ａの各々に埋め込められた電極ワイヤ１ｃとを備え、図１に示すように、放熱シート１は、ＢＧＡ２と基板３との間に挟み込まれる。
【００１７】
放熱シート１の複数の凹部１ａは、ＢＧＡ２の複数のハンダボール２ａに対応する位置に形成され、複数の凹部１ａにＢＧＡ２の複数のハンダボール２ａが挿入された際に、ＢＧＡ２を位置決めする役割を果たす。
【００１８】
また、凹部１ａに埋め込められた電極ワイヤ１ｃは、ＢＧＡ２と放熱シート１とを密着させた際に、ハンダボール２ａと電気的に接続される。
【００１９】
放熱シート１の両面に形成された溝部１ｂは、空気溜りが発生することを防止するために設けられ、放熱シート１とＢＧＡ２とを密着させた時に、溝部１ｂに溜まった空気は、放熱シート１が圧縮されることによって押し出され、空気溜りのない密着面を形成することができる。
【００２０】
次に、上記放熱シート１を用いてＢＧＡ２を基板３に実装する方法について、図３を中心に参照しながら説明する。
【００２１】
まず、放熱シート１を基板３の信号パッド３ａの位置に合わせて基板３に取り付ける。次に、ハンダボール２ａの位置を放熱シート１の凹部１ａの位置に合わせてＢＧＡ２を放熱シート１に取り付ける。最後に、ブラケット４によってＢＧＡ２を保持し、ブラケット４を基板３を貫通するねじを介して基板３上に固定し、ＢＧＡ２、放熱シート１及び基板３の放熱用ベタパターン３ｂ間を密着させ、ＢＧＡ２の基板３への実装が完了する（図１）。
【００２２】
このように、ＢＧＡ２と、放熱シート１と、基板３とをブラケットによって密着させることにより、ＢＧＡ２と基板３との電気的接続を行うとともに、ＢＧＡ２の熱を効率よく基板３の放熱用ベタパターン３ｂへ放熱させることができる。従って、半田付けを実施せずに、容易にＢＧＡ２と基板３間の電気的接続を行い、着脱も容易となり、かつ放熱シート１の柔軟性により、放熱シート１は、ＢＧＡ２本体及び基板３の放熱用ベタパターン３ｂに密着し、さらに、放熱シート１の高熱伝導性によりＢＧＡ２の熱を効率よく基板３の放熱用ベタパターン３ｂへ放熱することができる。
【００２３】
また、放熱シート１の両面には、密着時の空気溜り防止のため空気逃げの溝部１ｂが形成されているため、密着時に溝部１ｂに溜まった空気は、放熱シート１の圧縮により溝部１ｂから押し出され、空気溜りのない密着面を形成することができる。
【００２４】
尚、上記実施の形態においては、空気逃げのための溝部１ｂの断面形状をコの字型としたが、Ｕ字状又はＶ字状の断面形状とすることもできる。あるいは、溝部１ｂを形成した際に形成される突起部をドーム型の形状等様々な形状とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明にかかる放熱シートを用いてＢＧＡを基板に実装した状態を示す断面図である。
【図２】図１の放熱シートの斜視図である。
【図３】図１の放熱シートの実装要領を説明するための断面図である。
【図４】従来のＢＧＡ接続構造の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 放熱シート
１ａ 凹部
１ｂ 溝部
１ｃ 電極ワイヤ
２ ＢＧＡ
２ａ ハンダボール
３ 基板
３ａ 信号パッド
３ｂ 放熱用ベタパターン
４ ブラケット
５ ねじ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器、制御機器等のデジタル機器等において、多ピンＩＣパッケージであるＢＧＡ型半導体装置を基板に実装する際に用いられる基板接続放熱シート、及びこの基板接続放熱シートを用いたＢＧＡ型半導体装置の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）半導体装置（以下、「ＢＧＡ」という）は、基板に半田付けにて実装されている。例えば、図４に示すように、ＢＧＡ２２の本体に設けられたハンダボール２２ａを用い、基板２３の信号パッド２３ａに半田付けされている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７２１４１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、上記従来の実装方法によると、ＢＧＡ２２のハンダボール２２ａによる半田付けを半田ごてを用いて行うことができないため、専用の半田付け装置が必要となるとともに、基板２３に電気部品を実装した後、さらにＢＧＡ２２を実装する場合には、周囲の電気部品の半田付け部が溶融しないようにするための対策が必要となり、基板２３へのＢＧＡ２２の実装及び取り外しを行うのが容易ではないという問題があった。
【０００５】
また、特に宇宙機器においては、熱伝導による放熱が支配的であり、上記従来のＢＧＡ接続構造では、ＢＧＡ２２で発生した熱は、ＢＧＡ２２から、ハンダボール２２ａ、基板２３の信号パッド２３ａ、基材、放熱用ベタパターン、基板取り付け部へと伝導し、最終的に、基板２３を実装したケースへ放熱されるが、信号バッド２２ａと放熱用ベタパターンとの間の基材が大きな熱抵抗を有するため、ＢＧＡ２２の放熱性が悪いという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、基板へのＢＧＡの実装及び取り外し作業を容易に行うことができるとともに、ＢＧＡの放熱性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、ＢＧＡと基板との間に介装される基板接続放熱シートであって、該ＢＧＡの複数のハンダボールに対応する位置に形成された複数の凹部と、該複数の凹部にＢＧＡの複数のハンダボールが挿入され、該基板接続放熱シートが基板に装着された際に、前記複数のハンダボールと、前記基板の複数の信号パッドとを電気的に接続する複数の電極ワイヤとを備えることを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明によれば、基板接続放熱シートをＢＧＡ及び基板間に介装し、密着させることで、ＢＧＡのハンダボールと、基板の信号パッドとを電気的に接続することができるため、従来のような半田付けを行う必要がなく、ＢＧＡを基板に容易に実装したり、取り外すことができる。この際、放熱シートに形成した凹部によってＢＧＡの位置決めを容易に行うこともでき、一般に使用されているＢＧＡを使用することができる。
【０００９】
前記基板接続放熱シートの表面又は／及び裏面に、複数の溝部を有するようにすることができる。。これによって、基板接続放熱シートがＢＧＡ及び基板に密着する際に、溝部より空気が押し出され、密着面に空気が溜まることがないため、高い放熱性を実現することができ、特に宇宙機器用のＢＧＡ接続構造に好適である。
【００１０】
前記基板接続放熱シートの本体を、シリコンゴムで形成することができ、シリコンゴムは、柔軟性及び熱伝導性が高いので、ＢＧＡ及び基板に密着させ易く、密着させた時に、溝部に溜まった空気が放熱シートの圧縮により押し出され、空気溜りのない密着面を容易に形成することができる。
【００１１】
また、本発明は、ＢＧＡの実装方法であって、複数の凹部と、該複数の凹部の各々に埋め込まれた電極ワイヤと、表面又は／及び裏面に形成された複数の溝部とを備える基板接続放熱シートの前記複数の凹部に、ＢＧＡの複数のハンダボールを挿入し、該基板接続放熱シートを、ＢＧＡと基板との間に介装、密着させ、前記複数の電極ワイヤを介して前記複数のハンダボールと、前記基板の複数の信号パッドとを電気的に接続することを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明にかかるＢＧＡの実装方法によれば、上述のように、半田付けが不要で、ＢＧＡを基板に容易に実装したり、取り外すことなどが可能となる。
【００１３】
該基板接続放熱シートを、ＢＧＡと基板との間に介装、密着させるにあたって、前記ＢＧＡをブラケットを介して保持し、該ブラケットを、前記基板を貫通するねじを介して基板上に固定するようにすることができる。ブラケットとねじの係合及び係合の解除によって、容易に、ＢＧＡを基板に実装したり、取り外したりすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明にかかる基板接続放熱シート及びＢＧＡの実装方法によれば、基板へのＢＧＡの実装及び取り外し作業を容易に行うことができるとともに、ＢＧＡの放熱性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明にかかる基板接続放熱シートの一実施の形態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００１６】
本発明にかかる基板接続放熱シート（以下、「放熱シート」という）１は、シリコンゴム等の柔軟性の高い高熱伝導性材料からなり、図２に示すように、複数の凹部１ａと、両面に形成された空気逃げの溝部１ｂと、図３に示すように、複数の凹部１ａの各々に埋め込められた電極ワイヤ１ｃとを備え、図１に示すように、放熱シート１は、ＢＧＡ２と基板３との間に挟み込まれる。
【００１７】
放熱シート１の複数の凹部１ａは、ＢＧＡ２の複数のハンダボール２ａに対応する位置に形成され、複数の凹部１ａにＢＧＡ２の複数のハンダボール２ａが挿入された際に、ＢＧＡ２を位置決めする役割を果たす。
【００１８】
また、凹部１ａに埋め込められた電極ワイヤ１ｃは、ＢＧＡ２と放熱シート１とを密着させた際に、ハンダボール２ａと電気的に接続される。
【００１９】
放熱シート１の両面に形成された溝部１ｂは、空気溜りが発生することを防止するために設けられ、放熱シート１とＢＧＡ２とを密着させた時に、溝部１ｂに溜まった空気は、放熱シート１が圧縮されることによって押し出され、空気溜りのない密着面を形成することができる。
【００２０】
次に、上記放熱シート１を用いてＢＧＡ２を基板３に実装する方法について、図３を中心に参照しながら説明する。
【００２１】
まず、放熱シート１を基板３の信号パッド３ａの位置に合わせて基板３に取り付ける。次に、ハンダボール２ａの位置を放熱シート１の凹部１ａの位置に合わせてＢＧＡ２を放熱シート１に取り付ける。最後に、ブラケット４によってＢＧＡ２を保持し、ブラケット４を基板３を貫通するねじを介して基板３上に固定し、ＢＧＡ２、放熱シート１及び基板３の放熱用ベタパターン３ｂ間を密着させ、ＢＧＡ２の基板３への実装が完了する（図１）。
【００２２】
このように、ＢＧＡ２と、放熱シート１と、基板３とをブラケットによって密着させることにより、ＢＧＡ２と基板３との電気的接続を行うとともに、ＢＧＡ２の熱を効率よく基板３の放熱用ベタパターン３ｂへ放熱させることができる。従って、半田付けを実施せずに、容易にＢＧＡ２と基板３間の電気的接続を行い、着脱も容易となり、かつ放熱シート１の柔軟性により、放熱シート１は、ＢＧＡ２本体及び基板３の放熱用ベタパターン３ｂに密着し、さらに、放熱シート１の高熱伝導性によりＢＧＡ２の熱を効率よく基板３の放熱用ベタパターン３ｂへ放熱することができる。
【００２３】
また、放熱シート１の両面には、密着時の空気溜り防止のため空気逃げの溝部１ｂが形成されているため、密着時に溝部１ｂに溜まった空気は、放熱シート１の圧縮により溝部１ｂから押し出され、空気溜りのない密着面を形成することができる。
【００２４】
尚、上記実施の形態においては、空気逃げのための溝部１ｂの断面形状をコの字型としたが、Ｕ字状又はＶ字状の断面形状とすることもできる。あるいは、溝部１ｂを形成した際に形成される突起部をドーム型の形状等様々な形状とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明にかかる放熱シートを用いてＢＧＡを基板に実装した状態を示す断面図である。
【図２】図１の放熱シートの斜視図である。
【図３】図１の放熱シートの実装要領を説明するための断面図である。
【図４】従来のＢＧＡ接続構造の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 放熱シート
１ａ 凹部
１ｂ 溝部
１ｃ 電極ワイヤ
２ ＢＧＡ
２ａ ハンダボール
３ 基板
３ａ 信号パッド
３ｂ 放熱用ベタパターン
４ ブラケット
５ ねじ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡ型半導体装置と基板との間に介装される基板接続放熱シートであって、
該ＢＧＡ型半導体装置の複数のハンダボールに対応する位置に形成された複数の凹部と、
該複数の凹部にＢＧＡ型半導体装置の複数のハンダボールが挿入され、該基板接続放熱シートが基板に装着された際に、前記複数のハンダボールと、前記基板の複数の信号パッドとを電気的に接続する複数の電極ワイヤとを備えることを特徴とする基板接続放熱シート。
【請求項２】
さらに、該基板接続放熱シートの表面又は／及び裏面に、複数の溝部を有することを特徴とする請求項１に記載の基板接続放熱シート。
【請求項３】
前記基板接続放熱シートの本体は、シリコンゴムからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板接続放熱シート。
【請求項４】
複数の凹部と、該複数の凹部の各々に埋め込まれた電極ワイヤと、表面又は／及び裏面に形成された複数の溝部とを備える基板接続放熱シートの前記複数の凹部に、ＢＧＡ型半導体装置の複数のハンダボールを挿入し、
該基板接続放熱シートを、ＢＧＡ型半導体装置と基板との間に介装、密着させ、前記複数の電極ワイヤを介して前記複数のハンダボールと、前記基板の複数の信号パッドとを電気的に接続することを特徴とするＢＧＡ型半導体装置の実装方法。
【請求項５】
該基板接続放熱シートを、ＢＧＡ型半導体装置と基板との間に介装、密着させるにあたって、
前記ＢＧＡ型半導体装置をブラケットを介して保持し、該ブラケットを、前記基板を貫通するねじを介して基板上に固定することを特徴とする請求項４に記載のＢＧＡ型半導体装置の実装方法。
【請求項１】
ＢＧＡ型半導体装置と基板との間に介装される基板接続放熱シートであって、
該ＢＧＡ型半導体装置の複数のハンダボールに対応する位置に形成された複数の凹部と、
該複数の凹部にＢＧＡ型半導体装置の複数のハンダボールが挿入され、該基板接続放熱シートが基板に装着された際に、前記複数のハンダボールと、前記基板の複数の信号パッドとを電気的に接続する複数の電極ワイヤとを備えることを特徴とする基板接続放熱シート。
【請求項２】
さらに、該基板接続放熱シートの表面又は／及び裏面に、複数の溝部を有することを特徴とする請求項１に記載の基板接続放熱シート。
【請求項３】
前記基板接続放熱シートの本体は、シリコンゴムからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板接続放熱シート。
【請求項４】
複数の凹部と、該複数の凹部の各々に埋め込まれた電極ワイヤと、表面又は／及び裏面に形成された複数の溝部とを備える基板接続放熱シートの前記複数の凹部に、ＢＧＡ型半導体装置の複数のハンダボールを挿入し、
該基板接続放熱シートを、ＢＧＡ型半導体装置と基板との間に介装、密着させ、前記複数の電極ワイヤを介して前記複数のハンダボールと、前記基板の複数の信号パッドとを電気的に接続することを特徴とするＢＧＡ型半導体装置の実装方法。
【請求項５】
該基板接続放熱シートを、ＢＧＡ型半導体装置と基板との間に介装、密着させるにあたって、
前記ＢＧＡ型半導体装置をブラケットを介して保持し、該ブラケットを、前記基板を貫通するねじを介して基板上に固定することを特徴とする請求項４に記載のＢＧＡ型半導体装置の実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１８６１１５（Ｐ２００６−１８６１１５Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７８４０７（Ｐ２００４−３７８４０７）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
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