JPH0380357B2 - - Google Patents

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JPH0380357B2
JPH0380357B2 JP60163475A JP16347585A JPH0380357B2 JP H0380357 B2 JPH0380357 B2 JP H0380357B2 JP 60163475 A JP60163475 A JP 60163475A JP 16347585 A JP16347585 A JP 16347585A JP H0380357 B2 JPH0380357 B2 JP H0380357B2
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JP
Japan
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pad
chip carrier
length
electrode
printed wiring
Prior art date
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JP60163475A
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JPS6224691A (ja
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Norio Yabe
Hiroshi Murase
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 チツプキヤリアを印刷配線基板に実装するにあ
たり、チツプキヤリアの電極パツドの長さと、印
刷配線基板の基板パツドの長さの比率を所定に設
定し、半田付けの信頼度を向上させる。
〔産業上の利用分野〕
本発明はチツプキヤリアの実装方法の改良に関
する。
電子機器、通信機器等においては、LSI、IC等
の半導体チツプを信号、電源あるいはアース等の
電極パターンが形成された角板状のセラミツク基
台よりなるチツプキヤリアに搭載密封し、このよ
うなチツプキヤリアを基板に多数実装した装置が
広く使用されている。
チツプキヤリアを印刷配線基板に実装する従来
の一般的の方法は、第3図の斜視図に示すよう
に、チツプキヤリア1をサブセラミツク基板7を
介して印刷配線基板6に実装している。
即ち、サブセラミツク基板7の上面には、チツ
プキヤリア1の裏面に設けた電極パツドに対応し
て、基板パツド10を並設し、それぞれの基板パ
ツド10は、サブセラミツク基板7の側面に並設
したリード端子8に接続してある。対応する電極
パツドと基板パツド10とを半田付けすることに
より、チツプキヤリア1をサブセラミツク基板7
に搭載し、その後それぞれのリード端子8を、対
応する印刷配線基板6のスルーホール9に挿着半
田付けしている。
チツプキヤリア1を直接印刷配線基板6に実装
すると、セラミツク基台と印刷配線基板(例えば
ガラスエポキシ樹脂等よりなる印刷回路用銅張積
層板)との熱膨張係数の差に起因して、半田付け
部分に亀裂が発生する恐れがある。このことを避
けるために上述のように、サブセラミツク基板7
を介して印刷配線基板6に実装している。
しかし、印刷配線基板に部品の高密度搭載化、
小形化に伴い、チツプキヤリア1を直接、印刷配
線基板6に実装することが要求されている。
〔従来の技術〕
チツプキヤリアを印刷配線基板に直接に実装す
る従来方法を、第4図の斜視図、及び第5図の要
部断面図を参照して説明する。
第4図及び第5図において、角板状のセラミツ
ク基台よりなるチツプキヤリア1は、上面に
LSI、IC等の半導体チツプ2が埋設される角形の
凹部が設けられ、凹部の上方には凹部よりも平面
視が大きい角孔が設けられている。
角孔の上周縁を含む面で、チツプキヤリア1の
底面に並行する境界面には、凹部のそれぞれの辺
に直交し、チツプキヤリア1の側壁に並設された
後述する端子部4にそれぞれ通じる所望数の、タ
ングステン等をメタライズし、さらに金メツキし
てなる電極パターン3が形成されている。この電
極パターン3は、半導体チツプ2のそれぞれの電
極に、例えばワイヤボンデングされて接続されて
いる。
チツプキヤリア1の垂直のそれぞれの側壁に
は、側壁面に垂直方向の深さが一定で、ほぼ半円
柱形に凹んでなるリードレス形の端子部4が並列
して設けられ、それぞれの端子部4の凹面には、
タングステン等をメタライズし、さらに金メツキ
し電極膜を形成して電極パターン3と電気的に接
続している。
また、チツプキヤリア1の裏面には、それぞれ
の端子部4の凹面に連結した角片状の電極パツド
5が形成されている。
一方、印刷配線基板6の上面には、チツプキヤ
リア1の電極パツド5に対応して、基板パツド1
0と、基板パツド10に接続された導体パターン
11が形成されている。
上述のようなチツプキヤリア1を、印刷配線基
板6に実装するには、まず半田が付着しては困る
導体パターン11上の全面に半田レジスト膜を塗
布し、その後、印刷配線基板6の基板パツド10
の上面に半田ペーストを、例えばスクリーン印刷
などして塗布したり、或いは半田プリフオームを
間に入れたりした後に、基板パツド10に電極パ
ツド5を位置合わせして、チツプキヤリア1を載
置し、例えば赤外線加熱等して、半田層12を形
成して接着している。
この接着時に、基板パツド10と電極パツド5
との関係寸法を所望に規制すると、半田層12の
溶融状態の半田の表面張力で、電極パツド5と基
板パツド10とが互いに近寄る方向に引つ張られ
て、チツプキヤリア1の実装位置の位置合わせが
自動的に行われる。
しかし基板パツド10の長さが所定値より大き
くなると、このような作用が弱くなり、チツプキ
ヤリア1の位置がずれて、所定のパツドでない隣
接したパツドに接続される等、接続不良となる恐
れがある。
実験より得られた、このような位置ずれ発生の
特性図を第6図aに示す。
第6図aは縦軸に位置ずれ発生頻度を、横軸に
電極パツド5(長さLa)と基板パツド10(長
さLb)の長さの比率(Lb/La)をとつている。
この特性は右上がりに上昇する曲線Aで示さ
れ、(Lb/La)が1.1〜1.3の間では殆ど位置ずれ
不良が発生しなく、(Lb/La)が1.7を越えると
急激に不良が発生することを示している。
したがつて、基板パツド10の長さLbを電極
パツド5の長さLa(例えば1mm)よりも所望長
(例えば0.3mm)だけ長くして、(Lb/La)を1.3前
後にしている。
なお、基板パツド10の幅は電極パツド5の幅
(例えば0.8mm)に等しいか、わずかに大きい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記の如く印刷配線基板6に直接
チツプキヤリア1を実装した場合には、印刷配線
基板6とチツプキヤリア1のセラミツク基台の熱
膨張係数の差が大きいことに起因して、実装時の
加熱、稼動時の発熱等により、半田層12に応力
が付加される。この応力は、チツプキヤリア1の
周辺の中心より離れるに従い大きく、チツプキヤ
リア1の隅近傍の電極パツド5の半田層12に亀
裂が発生する恐れがある。
したがつて、従来の実装手段で、形状の大きい
チツプキヤリア1を、直接印刷配線基板6に実装
すると、半田付けの信頼度が低下するという問題
点があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
上記従来の問題点を解決するため本発明は、チ
ツプキヤリア1の裏面に並設した電極パツド5の
長さを一定に形成して、隅部に設けた電極パツド
5に対応する基板パツド10Nの長さは、電極パ
ツド5の長さの1.5倍乃至1.7倍の範囲に形成し、
周辺の中心に近づくにつれて、基板パツドの長さ
は、その倍率を小さくし、それぞれの周辺の中心
部の電極パツド5に対応する基板パツド10Aの
長さは、1.1倍乃至1.3倍の範囲に形成して、半田
付け実装するようにしたものである。
〔作用〕
熱歪に起因し半田層12に亀裂が発生する不良
発生頻度は、実験より第6図bのような特性図が
得られている。
第6図bは垂直のZ軸に熱歪による不良発生頻
度を、X軸に半田層12の厚さhを、Y軸に
(Lb/La)をとつてある。
不良頻度と(Lb/La)との関係は曲線Bで示
すように、(Lb/La)が1.3より小さくなると急
激に上昇する。また半田層12の厚さhと、不良
頻度との関係は曲線Cで示すように、hが70μm
より小さくなると急激に上昇する。
第6図a,bの不良発生頻度特性図より、推考
されるように、上記本発明の手段によれば、熱歪
による応力が最大である隅部に設けた電極パツド
5に対応する基板パツド10Nの長さを、電極パ
ツド5の長さの1.5倍乃至1.7倍であるので、半田
層12に亀裂の発生する恐れが少ない。
また、チツプキヤリア1のそれぞれの辺の中心
部の電極パツド5に対応する基板パツド10Aの
長さは、1.1倍乃至1.3倍の範囲に形成してあるの
で、この部分の溶融状態の半田により、チツプキ
ヤリア1の位置合わせが行われ、印刷配線基板6
の所定の位置にチツプキヤリア1が載置される。
したがつて、隅部に設けた電極パツド5と基板パ
ツド10Nとの間にも位置ずれが発生する恐れが
少ない。
即ち、形状の大きいチツプキヤリア1を印刷配
線基板6に実装した場合でも、位置ずれが少な
く、且つ熱歪に起因する亀裂が半田接着部分に発
生する恐れが少なく、信頼度が向上する。
〔実施例〕 以下図示実施例により、本発明を具体的に説明
する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物
を示す。
第1図は本発明の1実施例の平面図であり、第
2図aは隅部、即ち第1図に示す鎖線X1−X1
分の断面図、bは辺の中心部、即ち第1図に示す
鎖線X2−X2部分の断面図である。第1図及び第
2図において、印刷配線基板6の上面には、チツ
プキヤリア1の電極パツド5に対応して、基板パ
ツドが角形のそれぞれの4辺に並列して形成さ
れ、それぞれの基板パツドより四方に放射状に導
体パターン11が形成されている。
この基板パツドの内側の側辺が形成する角形枠
の大きさは、チツプキヤリア1の裏面に設けた基
板パツドの内側の側辺が形成する角形枠の大きさ
に等しくしてある。
チツプキヤリア1の隅部に設けた電極パツド5
に対応する印刷配線基板6の、基板パツド10N
の長さLb1は第2図aに示すように、電極パツド
5の長さLaの1.5倍乃至1.7倍の範囲に形成してあ
る。
そして、周辺の中心に近づくにつれて、基板パ
ツドの長さは、その倍率を小さく、それぞれの周
辺の中心部の電極パツド5に対応する基板パツド
10Aの長さはLb2は、第2図bに示すように、
電極パツド5の長さLaの1.1倍乃至1.3倍の範囲に
形成してある。
なお、このそれぞれの基板パツドの長さを上述
のように変えて形成せず、十分に長く形成し、導
体パターン11上の全面に半田レジスト膜15を
塗布する際に、第1図、第2図のように、内枠の
それぞれの辺を点線で示すように内側に凸のピラ
ミツト形に塗布して、それぞれの基板パツドの露
出長さを、上述の寸法にしても良い。
その後、印刷配線基板6の基板パツドの上面に
半田ペーストを、例えばスクリーン印刷などして
塗布したり、或いは半田プリフオームを間に入れ
たりした後に、基板パツド10に電極パツド5を
位置合わせして、チツプキヤリア1を載置し、例
えば赤外線加熱等して、半田層12を形成してチ
ツプキヤリア1を印刷配線基板6に実装してい
る。
上述のようにして実装されたチツプキヤリア1
は、各辺の中心近傍の基板パツドは勿論のこと、
熱歪による応力が最大である隅部に設けた電極パ
ツド5に対応する基板パツド10N部分の半田層
12に、亀裂が発生することが殆ど無くて、亀裂
発生頻度が従来の15%以下となつた。
また、中心部の電極パツド5に対応する基板パ
ツド10Aの長さは、1.1倍乃至1.3倍の範囲に形
成してあるので、この部分の溶融状態の半田によ
り、チツプキヤリア1の位置合わせが行われる。
したがつて、他の電極パツドと対応する基板パツ
ド間に、位置ずれが発生することがない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、チツプキヤリア
の電極パツドの長さと印刷配線基板の基板パツド
の長さの比率を所定に設定したことにより、形状
の大きいチツプキヤリアに適用して、チツプキヤ
リアと印刷配線基板の熱膨張係数の差に起因する
熱歪により、接着部の半田に亀裂が殆ど発生しな
いという優れた効果を有する。
さらにまた、チツプキヤリアの電極パツドと印
刷配線基板の基板パツド間の、位置ずれがないと
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の平面図、第2図a
は第1図に示す鎖線X1−X1部分の断面図、bは
第1図の鎖線X2−X2部分の断面図、第3図は従
来の実装手段を示す斜視図、第4図は従来の他の
実装手段を示す斜視図、第5図は第4図に示す従
来例の要部断面図、第6図は不良発生特性図で、
aは位置ずれ発生頻度図、bは熱歪による不良発
生頻度図である。 図において、1はチツプキヤリア、2は半導体
チツプ、3は電極パターン、4は端子部、5は電
極パツド、6は印刷配線基板、10,10A,1
0Nは基板パツド、11は導体パターン、12は
半田層、15は半田レジスト膜を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 印刷配線基板6の表面に、チツプキヤリア1
    の裏面の周辺に並設した電極パツド5のそれぞれ
    に対応した基板パツドを設け、該電極パツド5と
    該基板パツドを半田付けして該チツプキヤリア1
    を実装するにあたり、 該電極パツド5の長さを一定に形成して、隅部
    に設けた該電極パツド5に対応する該基板パツド
    10Nの長さは、該電極パツド5の長さの1.5倍
    乃至1.7倍の範囲に形成し、 周辺の中心に近づくにつれて、該基板パツドの
    長さは、その倍率を小さくし、 それぞれの周辺の中心部の該電極パツド5に対
    応する該基板パツド10Aの長さは、1.1倍乃至
    1.3倍の範囲に形成して、半田付けすることを特
    徴とするチツプキヤリアの実装方法。
JP16347585A 1985-07-24 1985-07-24 チツプキヤリアの実装方法 Granted JPS6224691A (ja)

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