JPH1146053A

JPH1146053A - 電子部品の実装構造

Info

Publication number: JPH1146053A
Application number: JP9198829A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Aoyama; 雅之青山; Kenji Kondo; 賢司近藤; Masanori Takemoto; 雅宣竹本; Koji Kondo; 宏司近藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】外部衝撃によって発生する実装基板の亀裂を
防止することによって、実装基板に備えられた引き出し
配線の断線を防止し、電子部品と実装基板との接触不良
を防止する。【解決手段】多層プリント配線基板３にアレイ状に配
列された複数の電極２のうち、該配列の外周に位置する
最外周電極２ａにおいては、はんだバンプ７と最外周電
極２ａとの接合の終端部全てが最外周電極２ａの内周部
分で終端するように、最外周電極２ａの外周部分をソル
ダレジスト１０で覆う。これにより、最も亀裂が発生し
易い最外周電極２ａの端部と、外部衝撃時における応力
集中点が一致したないため、多層プリント配線基板３に
亀裂が発生することを防止することができ、ＢＧＡパッ
ケージ１と多層プリント配線基板３との接触不良を防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の裏面に
アレイ状に配置されたはんだバンプによって、電子部品
と実装基板とを電気的に接続する電子部品の実装構造に
関し、特に携帯機器に用いる電子部品の実装構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来におけるボールグリッドアレイ（以
下、ＢＧＡという）パッケージ１０１の実装構造を図４
に示す。この図に示されるように、ＢＧＡパッケージ１
０１の実装は、ＢＧＡパッケージ１０１の裏面にアレイ
状に配置された複数のはんだボールを溶融させてはんだ
バンプ１０２とし、この複数のはんだバンプ１０２を多
層プリント配線基板１０３に設けられた複数の電極１０
４とをそれぞれ接合させることによって成される。具体
的には、多層プリント配線基板１０３には、複数の引き
出し配線となる配線層がコア材等を介して積層形成され
ていると共に、コア材の表面に複数の引き出し配線のそ
れぞれに電気的に接続された電極１０４が形成されてお
り、はんだバンプ１０２を電極１０４に接合させること
によって複数の引き出し配線のそれぞれと電気的接続を
行っている。

【０００３】この多層プリント配線基板１０３にアレイ
状に配置された複数のはんだバンプ１０２のうち最外周
に位置するものと接合される電極（以下、最外周電極と
いう）１０４ａにおける引き出し配線１０５は、外部と
の電気的導通を容易にするために、多層プリント配線基
板１０３の表面に形成される。この最外周電極１０４ａ
における拡大図を図５（ａ）に示し、図５（ａ）の上面
図を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）の斜線部分で示され
るように、引き出し配線１０５は保護用のソルダレジス
ト１０６によって覆われる。このとき、はんだバンプ１
０２と電極１０４との接合面積を大きくとるために電極
１０４の表面を全面的に露出させているため、最外周電
極１０４ａにおいてははんだバンプ１０２が最外周電極
１０４ａ及び引き出し配線１０５の一部と接合した状態
となる。

【０００４】このため、はんだバンプ１０２は、引き出
し配線１０５と接合した部分においてはソルダレジスト
に接する状態となり、その他の部分においてはソルダレ
ジストに接しない状態となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＢＧＡパッケージ１や
多層プリント配線基板１０３に外部衝撃が加わった場
合、最外周電極１０４ａの部分に応力集中が起こるた
め、最外周電極１０４ａとはんだバンプ１０２との接合
部分ではこの応力集中によってはんだバンプ１０２が最
外周電極１０４ａから剥離しない程度の接合強度が要求
される。

【０００６】しかしながら、最外周電極１０４ａにおけ
る接合部分の接合強度が上記応力集中に耐えられる場合
であっても、図６（ａ）の２点鎖線で示されるように、
最外周電極１０４ａのうち引き出し配線１０５が形成さ
れていない外周部であって、最外周電極１０４ａとコア
材との界面の端部Ａからコア材に亀裂が発生し、この亀
裂が大きくなって引き出し配線を断線させて接触不良を
発生させるという問題がある。

【０００７】本発明は上記点に鑑みてなされ、外部衝撃
によって発生する配線基板の亀裂を防止することによっ
て、配線基板に備えられた引き出し配線の断線を防止
し、電子部品と実装基板との接触不良を防止できる電子
部品の実装構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明者らは多層プリント配線基板１０３に亀裂が
発生する原因を検討した。図７に最外周電極１０４ａの
近傍における拡大断面図を示す。最外周電極１０４ａに
おけるはんだバンプ１０２の接合部について、引き出し
配線１０５が形成されていない部分を見てみると、はん
だバンプ１０２が最外周電極１０４ａとコア材との界面
の端部Ａにまで回り込んで終端していることが判る。こ
の端部Ａは外部衝撃によってコア材に最も亀裂が発生し
易い部分であり、この端部Ａが外部衝撃時における応力
集中点と一致してしまうことが上記亀裂を発生させる原
因であると考えられる。

【０００９】そこで、本発明は上記目的を達成するた
め、以下の技術的手段を採用する。請求項１に記載の発
明においては、実装基板（３）にアレイ状に配列された
複数の電極（２）のうち、該配列の外周に位置する最外
周電極（２ａ）においては、はんだバンプ（７）と最外
周電極（２ａ）との接合の終端部全てが最外周電極（２
ａ）の内周部分にあることを特徴としている。

【００１０】このように、はんだバンプ（７）と最外周
電極（２ａ）の終端部全てが最外周電極（２ａ）の内周
部分にあるようにすれば、最も亀裂が発生し易い最外周
電極（２ａ）の端部と、外部衝撃時における応力集中点
が一致したないため、実装基板（３）に亀裂が発生する
ことを防止することができる。これにより、引き出し配
線の断線を防止することができ、電子部品（１）と実装
基板（３）の接触不良を防止することができる。

【００１１】請求項２に記載の発明においては、最外周
電極（２ａ）の外周部分が保護膜（１０）で覆われてい
ることを特徴としている。このように、保護膜（１０）
によって最外周電極（２ａ）の外周部分を覆うようにす
れば、はんだバンプ（７）の接合部分が最外周電極（２
ａ）の内周部分で終端するようにすることができる。こ
れにより、請求項１と同様の効果を得ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明においては、前記電
子部品（１）は、携帯機器に搭載されるものであること
を特徴としている。携帯機器においては、落下等による
外部衝撃を受けやすく、電子部品（１）と実装基板
（３）との接触不良が発生し易い。このため、請求項１
又は２に記載の発明を携帯機器に適用すると効果的であ
る。

【００１３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１に、ＢＧＡパッケージ１を所定
の電極２（パッド）が備えられた多層プリント配線基板
３に実装したときの模式図を示す。また、図２に多層プ
リント配線基板３に備えられた電極２の配列パターンを
示す。但し、図２は電極２の配列パターンを簡略化して
表したものであり、斜線部で示されたような円形の電極
がアレイ状に配置されていることを示している。

【００１５】ここで、ＢＧＡパッケージ１とは、回路配
線６を有するインターポーザ４に接着剤等を介して半導
体チップを搭載し、回路配線６と半導体チップとをＡｕ
ワイヤ等で電気的に接続したのち、封止樹脂５で半導体
チップ及びＡｕワイヤを封止したものを示す。本実施形
態では、薄型化や生産性を考慮してインターポーザ４に
はポリイミドを用いており、また封止樹脂５としてはエ
ポキシ樹脂等を用いている。

【００１６】このＢＧＡパッケージ１の裏面に相当する
インターポーザ４には、アレイ状に穴が空けられてお
り、この穴を介して回路配線６にはんだボールを溶融接
合することによって、ＢＧＡパッケージ１の裏面にはん
だバンプ７がアレイ状に配置された状態となっている。
一方、多層プリント配線基板３は、多数の配線層８を積
層状に形成したものであり、図２に示すような配置パタ
ーンで形成された電極２を備えている。この電極２の配
置パターンは、はんだバンプ７の配置と対応するように
なっていて、実装時にＢＧＡパッケージ１に設けられた
はんだバンプ７と多層プリント配線基板３に設けられた
電極２とがそれぞれ組合わされるようになっている。そ
して、本実施形態では、多層プリント配線基板３に備え
られた複数の電極２のうちの少なくとも最外周電極２ａ
（図２における領域Ｘにおける電極２）においては、最
外周電極２ａの外周部分をソルダレジスト１０で覆うよ
うにしている。なお、本実施形態においては、最外周電
極２ａ内に配置される内周電極２ｂ（図２における領域
Ｙにおける電極２）においては、内周電極２ｂの外周部
分を覆っていないが、最外周電極２ａと同様に外周部分
を覆うようにしても良い。

【００１７】以下、多層プリント配線基板３の製造方法
について説明する。なお、簡略化のため、４層からなる
多層プリント配線基板３について説明する。まず、両面
に銅箔処理が成されたコア材を用意し、所定の位置にド
リルで穴を空けてスルーホール（ブラインドビアホー
ル）を形成する。そして、このスルーホールを通じて、
コア材の両面における銅を電気的に導通させるべく、銅
メッキによるスルーホールメッキを行う。これにより、
スルーホールメッキ処理が施された基板が完成する。

【００１８】次に、このようなスルーホールメッキ処理
が施された基板を２枚用意し、この２枚の基板のうち、
後に張り合わせる側同士の面の銅箔をエッチングによっ
てパターニングする。そして、ガラスクロスにエポキシ
樹脂を含有させたプリプレグを２枚の基板間に挟み込ん
だ状態で加熱プレス処理を行い、２枚の基板を張り合わ
せる。これにより、４層に分かれた銅箔の層が形成され
る。

【００１９】そして、４層分全てを貫通するようにドリ
ルで穴を空けてスルーホールを形成し、銅メッキによる
スルーホールメッキを行って４層に分かれた銅箔が電気
的に導通するようにする。この後、ＢＧＡパッケージ１
を実装する側、つまり多層プリント配線基板３の表面に
該当する側の銅箔をエッチングによってパターニング
し、電極部分の銅箔を残すと共に所定の引き出し配線を
形成する。

【００２０】この後、引き出し配線を保護するために、
ソルダレジスト１０を印刷形成して、ソルダレジスト１
０にて引き出し配線と最外周電極２ａの外周部分を覆
う。このときの最外周電極２ａの部分の拡大断面図を図
３（ａ）に示す。また、図３（ａ）の上面図を図３
（ｂ）に示す。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、最外
周電極２ａの外周部の全てを覆うように、すなわち最外
周電極２ａの外周部とソルダレジスト１０がオーバラッ
プするようにソルダレジスト１０を形成している。ま
た、最外周電極２ａの内周部分（外周部分以外）をソル
ダレジスト１０によって覆わないように、ソルダレジス
ト１０の一部を円形状に開口させており、最外周電極２
ａとはんだバンプ７との接合が可能になっている。

【００２１】このソルダレジスト１０を印刷形成するに
際して印刷ズレが発生するため、ソルダレジスト１０と
最外周電極２ａのオーバラップ量を考慮して、印刷ズレ
が発生しても最外周電極２ａの外周部全てがソルダレジ
スト１０で覆われるようにしている。なお、この後、必
要に応じて無電解メッキ法により、電極２上にニッケル
−金（Ｎｉ−Ａｕ）メッキを施したり、錫（Ｓｎ）メッ
キやパラジウム（Ｐｄ）メッキを施す等して、複数の配
線層８を備えた多層プリント配線基板３が完成する。

【００２２】このようにして完成した多層プリント配線
基板３上にＢＧＡパッケージ１を位置決め搭載したの
ち、はんだバンプ７を溶融することでＢＧＡパッケージ
１が多層プリント配線基板３に実装される。ここで、本
実施形態における最外周電極２ａ近傍における拡大断面
図を図４に示す。この図４に示されるはんだバンプ７の
接合部を見てみると、本実施形態では最外周電極２ａの
外周部をソルダレジスト１０で覆っているため、はんだ
バンプ７の接合部が最外周電極２ａとコア材の界面の端
部Ａにまで回り込まず、はんだバンプ７と最外周電極２
ａとの接合の終端部が全て最外周電極２ａの内周部分で
終端していることが判る。

【００２３】従って、外部衝撃による応力集中点となる
はんだバンプ７の接合部と、コア材の亀裂が最も発生し
易い最外周電極２ａとコア材の界面の端部Ａとが一致し
ないため、外部衝撃による応力集中によってもコア材に
亀裂が発生することを防止することができる。これによ
り、上記コア材の亀裂による引き出し配線の断線を防止
することができる、ＢＧＡパッケージ１と多層プリント
配線基板３との接触不良を防止することができる。

【００２４】なお、本実施形態においては、最外周電極
２ａの引き出し配線がコア材の表面に形成されているも
のを示したが、最外周電極２ａの引き出し配線が最外周
電極２ａの下層に内蔵されているものにおいて最外周電
極２ａの外周部をソルダレジスト１０で覆うようにして
も上記と同様の効果を得ることができる。また、最外周
電極２ａが引き出し配線を備えないダミー電極である場
合においても最外周電極２ａの外周部をソルダレジスト
１０で覆うことにより、結果的に上記と同様の効果を得
ることができる。すなわち、最外周電極２ａにおいてコ
ア部材に亀裂が発生しないような実装構造であれば、内
周電極２ｂに応力集中することがないため、内周電極２
ｂにおいてコア部材に亀裂が発生するということを防止
することができるからである。但し、この場合には、ダ
ミー電極を形成するスペースが必要になるためＢＧＡパ
ッケージ１及び多層プリント配線基板３が全体的に大き
くなるため、上記実施形態の方法が有効である。

【００２５】なお、本実施形態に示したＢＧＡパッケー
ジ１と多層プリント配線基板３との実装構造を携帯機
器、例えば携帯電話等に用いた場合、携帯機器は落下等
による外部衝撃を受けやすく、電子部品と実装基板との
接触不良が発生し易いため、特に有効に上記接触不良を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施形態であって、ＢＧＡ
パッケージ１を多層プリント配線基板３に実装したとき
の断面模式図である。

【図２】多層プリント配線基板３に備えられた電極２の
配列パターンを示す模式図である。

【図３】（ａ）は最外周電極２ａの部分拡大図であり、
（ｂ）は（ａ）の上面図である。

【図４】最外周電極２ａにおけるはんだバンプ７の接合
部を示す説明図である。

【図５】従来におけるＢＧＡパッケージ１０１を多層プ
リント基板１０３に実装したときの断面模式図である。

【図６】（ａ）は最外周電極１０４ａの部分断面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の上面図である。

【図７】最外周電極１０４ａにおけるはんだバンプ１０
２の接合部を示す説明図である。

【符号の説明】

１…ＢＧＡパッケージ、２…電極、２ａ…最外周電極、
２ｂ…内周電極、３…多層プリント配線基板、４…イン
ターポーザ、７…はんだバンプ、１０…ソルダレジス
ト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤宏司愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品（１）の裏面にアレイ状の配列
を成す複数のはんだバンプ（７）を形成したのち、前記
はんだバンプ（７）の配列に対応するようにアレイ状に
配列された複数の電極（２）を有する実装基板（３）上
に前記電子部品（１）を位置決め搭載し、前記複数のは
んだバンプ（７）を溶融させて前記電極（２）と接合さ
せることにより前記電子部品（１）と前記実装基板
（３）とが電気的に接合されてなる電子部品の実装構造
において、前記アレイ状に配列された複数の電極（２）のうち、該
配列の外周に位置する最外周電極（２ａ）においては、
前記はんだバンプ（７）と前記最外周電極（２ａ）との
接合の終端部全てが該最外周電極（２ａ）の内周部分に
あることを特徴とする電子部品の実装構造。
【請求項２】前記最外周電極（２ａ）の外周部分は、
保護膜（１０）で覆われていることを特徴とする電子部
品の実装構造。
【請求項３】請求項１又は２における前記電子部品
（１）を搭載されてなることを特徴とする携帯機器。