JP2004200452A - Bga基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記BGAの信号端子101のバンプ40とそれに隣接して配置する複数のグラウンド端子100のバンプ40によって形成される伝送路について、そのバンプの径をコントロールして特性インピーダンスを所定値にマッチングさせたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波回路用BGA基板に係り、特に、反射や漏話の少ない信号信頼性の高さを図った高周波回路用BGA基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の情報機器の高性能化に伴ない、回路も高集積、高密度配線が一層進み、ICパッケージの小型化と多端子化が進んでいる。一方、信号周波数は高周波、高域化し、信号信頼性が厳しく問われるようになった。
【0003】
このことから、パッケージ構造は、ピン挿入型や表面実装型(Quad Flat Package等)からBGA(Ball Grid Array) 構造に発展してきた。特に、パッケージの接続端子として半田ボール等を用いたBGAパッケージは、接続距離の短縮や、狭ピッチ、多端子化が容易である。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−78797号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高周波基板内では、一般に、マイクロストリップラインやストリップライン等の伝送路を形成するのが一般的であるが、BGA基板の接続端子では伝送路の形態とならないため、信号信頼性を損なう部位であった。
【0006】
仮に、グラウンド端子と信号端子の2端子のバンプで1対の伝送路を形成しようと考えた場合、端子のピッチまたはバンプの径をコントロールして、バンプ間の距離を選択して特性インピーダンスを所望の値にマッチングさせられる。しかしながら、端子ピッチは、一般に固定されているため、バンプ径のみをコントロールすることになる。
【0007】
一般的な配置として、端子を1mmピッチ、アンダーフィルを用いずグラウンド端子とシグナル端子が隣接した場合を仮定する。この1対の端子のバンプで形成される伝送路に関し、バンプ径をパラメータとし、バンプを無限長の円柱で近似したコンピュータシミュレーションによる電磁界解析から、図3に示すバンプ径と特性インピーダンスの関係が求められる。これより、特性インピーダンスを50Ωでマッチングすることを考えると920μmのバンプ径が必要になる。
【0008】
更に、端子を1mmピッチ、誘電率3.2のアンダーフィル剤を用い、グランド端子とシグナル端子が隣接した場合を仮定する。この1対の端子のバンプで形成される伝送路に関し、バンプ径をパラメータとし、バンプを無限長の円柱で近似したコンピュータシミュレーションによる電磁界解析から、図4に示すバンプ径と特性インピーダンスの関係が求められる。これより、特性インピーダンスを50Ωでマッチングすることを考えると775μmのバンプ径が必要になる。
【0009】
しかしながら、バンプを搭載するパッド径を考えると、パッド間に伝送路を引き回すことが不可能であったり、バンプ間が狭いためにショートして接続信頼が悪くなるなどの問題がある。
【0010】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、BGAの高密度接続の容易性を損なうことなく、信号信頼度の高い高周波回路用のBGA基板を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明に係るBGA基板は、BGAの信号端子のバンプとそれに隣接して配置する複数のグラウンド端子のバンプによって形成される伝送路について、そのバンプの径をコントロールして特性インピーダンスが所定値にマッチングさせたことを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の発明に係るBGA基板は、請求項1に記載のBGA基板おいて、前記グラウンド端子は前記信号端子について対向する2つの端子であることを特徴とする。
【0013】
請求項3記載の発明に係るBGA基板は、請求項1または請求項2に記載のBGA基板おいて、前記グラウンド端子および信号端子のバンプが前記配線基板に垂直な円柱形状であることを特徴とする。
【0014】
請求項4記載の発明に係るBGA基板は、請求項1または請求項2に記載のBGA基板おいて、前記グラウンド端子および信号端子のバンプが前記配線基板に垂直で、隣接するバンプが対面する直方体形状であることを特徴とする。
【0015】
【作用】
上記請求項1の構成では、信号端子のバンプ1つに対し、隣接して配置した複数のグラウンド端子のバンプと電気的結合させることで、バンプ径を大きくすることなく、現実的な大きさで所望の特性インピーダンスの伝送路を形成し、接続部の電気特性の向上を可能としている。
【0016】
さらに、請求項2の構成では、信号端子とその両隣のグラウンド端子のバンプ2個のみで伝送路を形成し、接続部の電気特性の向上を可能としている。
【0017】
さらに、請求項3の構成では、バンプを配線基板に垂直な円柱形状であることにより、特性インピーダンスの変動を抑えて、より高い電気特性の向上を可能としている。
【0018】
さらに、請求項4の構成では、グラウンド端子および信号端子のバンプが前記配線基板に垂直で、隣接するバンプが対面する直方体形状にすることで、平行面を対面させ、最接近部の電流の集中を抑え、直流抵抗を軽減させることを可能としている。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下図1〜図2を参照して本発明の実施の形態例を説明する。
図1は、本発明に係るBGA基板の実施の形態例を断面で示す部分説明図である。BGA基板2では、誘電体(絶縁層)110が、グランドプレーン21及び信号線に接続されるランド60からなる層で、上下に分離されている。グランドプレーン21及びランド60はそれぞれ誘電体中のビア51を経由し、パッド30に接続されている。ここで、信号線に接続されるパッド31(信号端子101の一部)には、両隣に2つのグランドプレーンに接続されるパッド(グランド端子100の一部)が配置されている。
このBGA基板2の接続されている配線基板1では、グランドプレーン20からなる層で上下に分離されている。グランドプレーン20はビア50を経由し、配線基板1の表面のパッド30に接続されている。
なお、信号線に接続されるランド60は、バッドに接続される側とは反対側にビア52及びランド61を経由して、誘電体中で信号線に接続される。
【0020】
この例では、端子ピッチ92が1mmピッチのBGA基板2で、370μmのスペースを開けて配線基板1に搭載され、共晶半田のバンプ40で接続される。対象となる信号端子101の両サイドにグラウンド端子100を配置し、誘電率3.2のアンダーフィル112で埋められる。また、配線基板1とアンダーフィル112との間は、共晶半田のバンプ40部分を除き、ソルダーレジスト80が設けられている。
【0021】
図2は、図1の実施の形態例を平面で示す部分説明図である。配線基板1とBGA基板2は、それぞれ50Ωでインピーダンスマッチングされるマイクロストリップラインが形成され、信号線70はランド61を経由し信号端子101で接続される。配線基板1中の配線71は、信号端子101の一部であるパッド31に接続され、配線される。また、それぞれのグラウンドプレーンは、グラウンド端子100で接続される。
【0022】
グラウンド端子のバンプとシグナル端子のバンプで形成される伝送路に関し、バンプ径をパラメータとし、バンプ高さを無限長で近似したコンピュータシミュレーションによる電磁界解析から、図5に示すバンプ径と特性インビーダンスの関係が求められる。これより、バンプ径91を550μmの円柱とすれば、グラウンド端子のバンプと信号線のバンプを含めて特性インピーダンス50Ωの伝送路が確保される。
【0023】
以上のようなBGA基板及び配線基板並びに接続は、バンプ部を除き従来と同様にして作成できる。バンプ部に付いては、所望のバンプ半径rを得る方法を例示すれば、バンプの高さhとしてπr2hの体積のハンダボールを滴下して配列する。更にあらかじめBGA基板2に塗布する光硬化レジスト厚を厚くし、露光によりバンプ半径rの大きさで開口することにより、円柱に近いバンプ形状が得られる。
【0024】
【発明の効果】
上記の通り、本発明に係るBGA基板によれば、接続部で伝送路を形成し、BGAの高密度接続の容易性を損なうことなく、信号信頼度の高い、電気特性の向上を実現できる高周波回路用のBGA基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るBGA基板の実施の形態例を断面で示す部分説明図である。
【図2】図1の実施の形態例を平面で示す部分説明図である。
【図3】アンダーフィル剤を用いない場合の1対のバンプで形成される伝送路のバンプ径対特性インピーダンスのグラフである。
【図4】アンダーフィル剤を用いた場合の1対のバンプで形成される伝送路のバンプ径対特性インピーダンスのグラフである。
【図5】本発明の実施の形態例に係るバンプで形成される伝送路のバンプ径対特性インピーダンスのグラフである。
【符号の説明】
1・・・・配線基板
100・・グラウンド端子
101・・信号端子
110・・誘電体
111・・誘電体
112・・アンダーフィル
2・・・・BGA基板
20・・・グラウンドプレーン
21・・・グラウンドプレーン
30・・・パッド
40・・・バンプ
50・・・ビア
51・・・ビア
52・・・ビア
60・・・ランド
61・・・ランド
70・・・信号配線
71・・・信号配線
80・・・ソルダーレジスト
91・・・バンプ径
92・・・端子ピッチ
Claims (4)
- 配線基板にBGA(ボ−ル グリッド アレイ)を搭載したBGA基板において、前記BGAの信号端子のバンプとそれに隣接して配置する複数のグラウンド端子のバンプによって形成される伝送路について、そのバンプの径をコントロールして特性インピーダンスを所定値にマッチングさせたことを特徴とするBGA基板。
- 前記グラウンド端子は前記信号端子について対向する2つの端子であることを特徴とする請求項1に記載のBGA基板。
- 前記グラウンド端子および信号端子のバンプが前記配線基板に垂直な円柱形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のBGA基板。
- 前記グラウンド端子および信号端子のバンプが前記配線基板に垂直で、隣接するバンプが対面する直方体形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のBGA基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002367914A JP2004200452A (ja) | 2002-12-19 | 2002-12-19 | Bga基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002367914A JP2004200452A (ja) | 2002-12-19 | 2002-12-19 | Bga基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004200452A true JP2004200452A (ja) | 2004-07-15 |
Family
ID=32764653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002367914A Pending JP2004200452A (ja) | 2002-12-19 | 2002-12-19 | Bga基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004200452A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015141926A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 富士通株式会社 | 半導体モジュール |
| US10128593B1 (en) | 2017-09-28 | 2018-11-13 | International Business Machines Corporation | Connector having a body with a conductive layer common to top and bottom surfaces of the body as well as to wall surfaces of a plurality of holes in the body |
| CN109344479A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-02-15 | 郑州云海信息技术有限公司 | 优化bga区信号线阻抗的方法、装置、设备及存储介质 |
-
2002
- 2002-12-19 JP JP2002367914A patent/JP2004200452A/ja active Pending
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| JP2015141926A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 富士通株式会社 | 半導体モジュール |
| US10128593B1 (en) | 2017-09-28 | 2018-11-13 | International Business Machines Corporation | Connector having a body with a conductive layer common to top and bottom surfaces of the body as well as to wall surfaces of a plurality of holes in the body |
| US10135162B1 (en) | 2017-09-28 | 2018-11-20 | International Business Machines Corporation | Method for fabricating a hybrid land grid array connector |
| CN109344479A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-02-15 | 郑州云海信息技术有限公司 | 优化bga区信号线阻抗的方法、装置、设备及存储介质 |
| CN109344479B (zh) * | 2018-09-20 | 2021-10-29 | 郑州云海信息技术有限公司 | 优化bga区信号线阻抗的方法、装置、设备及存储介质 |
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