JP2008171975A - 半導体部品の実装構造及び実装方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体部品を回路基板上に容易に実装することができ、且つ回路基板からの半導体部品の取り外しも容易な半導体部品の実装構造及び実装方法を提供する。
【解決手段】BGA型半導体部品1の底面に複数のはんだバンプ12を突設させ、回路基板3に、はんだバンプ12を挿入可能な開口径を有するとともに、はんだバンプ12と同じ間隔で形成され、当該回路基板3の厚さ方向に貫通する複数のスルーホール31を備え、はんだバンプ12をスルーホール31に挿入させ、次いで、回路基板3の底面側から加熱することによりはんだバンプ12を溶解させて、BGA型半導体部品1を回路基板3に溶着する。
【選択図】図2
【解決手段】BGA型半導体部品1の底面に複数のはんだバンプ12を突設させ、回路基板3に、はんだバンプ12を挿入可能な開口径を有するとともに、はんだバンプ12と同じ間隔で形成され、当該回路基板3の厚さ方向に貫通する複数のスルーホール31を備え、はんだバンプ12をスルーホール31に挿入させ、次いで、回路基板3の底面側から加熱することによりはんだバンプ12を溶解させて、BGA型半導体部品1を回路基板3に溶着する。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体部品の実装構造及び実装方法に関する。
従来から、BGA(Ball Grid Array)型の半導体部品を回路基板上に搭載するための種々の技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、インターポーサー基板にスルーホールが設けられ、半田ボールがスルーホールを塞ぐようにして配置されているBGA半導体部品が開示されている。これによれば、BGAをマザーボード等に搭載した際に発生する半田付け不良を、スルーホールの開口側からのアクセスによって容易に修正可能であるため、一度BGAをマザーボードから取り外して新たなBGAを搭載し直すといった従来のリペア工程が不要となり、BGAの半田付け不良の修正時間を短縮できる。
また、例えば、特許文献2には、半田ボールの半径よりは厚く、直径よりは薄い厚みを有した板体であって、直径と略一致する開口径を有するスルーホールを形成した半田ボール保護板を、BGA型電子部品の半田ボール配設面に配設し、スルーホール内に半田ボールを挿入した後、半田ボール保護板のスルーホール開口面に半田ボールの直径より小さい直径とした係止口の形成された係止フィルム体を配設することにより、半田ボールが半田ボール保護板によって強固に保持され、外力によって脱落しないBGA型電子部品が開示されている。
さらに、例えば、特許文献3に開示された半導体部品パッケージの実装構造では、底面に第1のはんだバンプが突設された半導体部品パッケージと、回路基板との間に、接合電極を有し、該接合電極の裏面に第2のはんだバンプが突設された補助基板を介在させ、第1のはんだバンプを接合電極の表面に溶着するとともに、第2のはんだバンプを回路基板の電極に溶着するように構成されている。これによれば、半導体部品パッケージを新しいものに取り替える場合の改修作業を簡単且つ的確に行うことができる。
特開2002−340697号公報
特開2002−294672号公報
特開2002−100711号公報
例えば、特許文献1には、インターポーサー基板にスルーホールが設けられ、半田ボールがスルーホールを塞ぐようにして配置されているBGA半導体部品が開示されている。これによれば、BGAをマザーボード等に搭載した際に発生する半田付け不良を、スルーホールの開口側からのアクセスによって容易に修正可能であるため、一度BGAをマザーボードから取り外して新たなBGAを搭載し直すといった従来のリペア工程が不要となり、BGAの半田付け不良の修正時間を短縮できる。
また、例えば、特許文献2には、半田ボールの半径よりは厚く、直径よりは薄い厚みを有した板体であって、直径と略一致する開口径を有するスルーホールを形成した半田ボール保護板を、BGA型電子部品の半田ボール配設面に配設し、スルーホール内に半田ボールを挿入した後、半田ボール保護板のスルーホール開口面に半田ボールの直径より小さい直径とした係止口の形成された係止フィルム体を配設することにより、半田ボールが半田ボール保護板によって強固に保持され、外力によって脱落しないBGA型電子部品が開示されている。
さらに、例えば、特許文献3に開示された半導体部品パッケージの実装構造では、底面に第1のはんだバンプが突設された半導体部品パッケージと、回路基板との間に、接合電極を有し、該接合電極の裏面に第2のはんだバンプが突設された補助基板を介在させ、第1のはんだバンプを接合電極の表面に溶着するとともに、第2のはんだバンプを回路基板の電極に溶着するように構成されている。これによれば、半導体部品パッケージを新しいものに取り替える場合の改修作業を簡単且つ的確に行うことができる。
しかしながら、従来の半導体部品の実装方法は、基板上に実装する形態であり、はんだに対して基板の裏面側から直接アクセスすることができないため、半導体部品の取り付け・取り外しを容易に行うことができないという問題があった。
本発明の課題は、半導体部品を回路基板上に容易に実装することができ、且つ回路基板からの半導体部品の取り外しも容易な半導体部品の実装構造及び実装方法を提供することである。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、底面に複数の鉛入りのはんだバンプが格子状に突設された第1半導体部品を回路基板に実装するとともに、鉛フリーのはんだにより第2半導体部品を前記回路基板に実装する半導体部品の実装方法において、
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプの前記第1半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成され、
前記第2半導体部品を前記回路基板に鉛フリーのはんだを用いて溶着し、その後、前記回路基板の底面側から、前記第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で前記鉛入りのはんだバンプを加熱して、前記第1半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする。
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプの前記第1半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成され、
前記第2半導体部品を前記回路基板に鉛フリーのはんだを用いて溶着し、その後、前記回路基板の底面側から、前記第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で前記鉛入りのはんだバンプを加熱して、前記第1半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、底面に複数のはんだバンプが突設された半導体部品が回路基板に実装される半導体部品の実装構造において、
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプが前記スルーホールに挿入された状態で溶着されて、前記半導体部品が前記回路基板に実装されていることを特徴とする。
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプが前記スルーホールに挿入された状態で溶着されて、前記半導体部品が前記回路基板に実装されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の半導体部品の実装構造において、前記はんだバンプの前記半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、底面に複数のはんだバンプが突設された半導体部品を回路基板に実装する半導体部品の実装方法において、
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプを前記スルーホールに挿入させ、次いで、前記回路基板の底面側から加熱することにより前記はんだバンプを溶解させて、前記半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする。
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプを前記スルーホールに挿入させ、次いで、前記回路基板の底面側から加熱することにより前記はんだバンプを溶解させて、前記半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の半導体部品の実装方法において、前記はんだバンプは、鉛入りであり、
第2半導体部品を前記回路基板に鉛フリーのはんだにより溶着し、その後、前記回路基板の底面側から、前記第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で前記鉛入りのはんだバンプを加熱して、前記半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする。
第2半導体部品を前記回路基板に鉛フリーのはんだにより溶着し、その後、前記回路基板の底面側から、前記第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で前記鉛入りのはんだバンプを加熱して、前記半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の半導体部品の実装方法において、前記はんだバンプの前記半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、底面に複数の鉛入りのはんだバンプが格子状に突設された第1半導体部品を回路基板に実装するとともに、鉛フリーのはんだにより第2半導体部品を前記回路基板に実装する半導体部品の実装方法において、回路基板には、はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、はんだバンプの第1半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されている。そして、第2半導体部品を回路基板に鉛フリーのはんだにより溶着し、その後、回路基板の底面側から、第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で前記鉛入りのはんだバンプを加熱して、第1半導体部品を回路基板に溶着する。
したがって、回路基板の底面側から、回路基板に形成された回路基板を貫通するスルーホールを通して、はんだに対して直接アクセスすることが可能となって、半導体部品を、回路基板上に容易に実装することができ、且つ回路基板からの半導体部品の取り外しも容易となる。
また、第2半導体部品が回路基板に鉛フリーのはんだにより溶着され、その後、回路基板の底面側から、第1半導体部品が、第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で鉛入りのはんだバンプが加熱されて回路基板に溶着されるので、例えば、鉛フリーのはんだを回路基板に塗布して第2半導体部品を溶着した後であっても、回路基板の底面側からスルーホールを通して、はんだバンプを溶解させることにより、第1半導体部品を溶着できることとなって、実装作業が容易となる。
さらに、はんだバンプの半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されているため、回路基板からはみ出たはんだにより、はんだブリッジが形成される等の不具合の発生を防止して、半導体部品を回路基板上に適切に実装することが可能となる。
したがって、回路基板の底面側から、回路基板に形成された回路基板を貫通するスルーホールを通して、はんだに対して直接アクセスすることが可能となって、半導体部品を、回路基板上に容易に実装することができ、且つ回路基板からの半導体部品の取り外しも容易となる。
また、第2半導体部品が回路基板に鉛フリーのはんだにより溶着され、その後、回路基板の底面側から、第1半導体部品が、第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で鉛入りのはんだバンプが加熱されて回路基板に溶着されるので、例えば、鉛フリーのはんだを回路基板に塗布して第2半導体部品を溶着した後であっても、回路基板の底面側からスルーホールを通して、はんだバンプを溶解させることにより、第1半導体部品を溶着できることとなって、実装作業が容易となる。
さらに、はんだバンプの半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されているため、回路基板からはみ出たはんだにより、はんだブリッジが形成される等の不具合の発生を防止して、半導体部品を回路基板上に適切に実装することが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、底面に複数のはんだバンプが突設された半導体部品が回路基板に実装される半導体部品の実装構造において、回路基板には、はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、はんだバンプがスルーホールに挿入された状態で溶着されて、半導体部品が回路基板に実装されている。
したがって、回路基板の底面側から、回路基板に形成された回路基板を貫通するスルーホールを通して、はんだに対して直接アクセスすることが可能となって、半導体部品を、回路基板上に容易に実装することができ、且つ回路基板からの半導体部品の取り外しも容易となる。
したがって、回路基板の底面側から、回路基板に形成された回路基板を貫通するスルーホールを通して、はんだに対して直接アクセスすることが可能となって、半導体部品を、回路基板上に容易に実装することができ、且つ回路基板からの半導体部品の取り外しも容易となる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明の効果が得られるのは無論のこと、はんだバンプの前記半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されている。
したがって、はんだバンプがスルーホールに挿入された状態において、回路基板の底面側に、はんだバンプが突出しないこととなって、回路基板からはみ出たはんだにより、はんだブリッジが形成される等の不具合の発生を防止して、半導体部品を回路基板上に適切に実装することが可能となる。
したがって、はんだバンプがスルーホールに挿入された状態において、回路基板の底面側に、はんだバンプが突出しないこととなって、回路基板からはみ出たはんだにより、はんだブリッジが形成される等の不具合の発生を防止して、半導体部品を回路基板上に適切に実装することが可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、底面に複数のはんだバンプが突設された半導体部品を回路基板に実装する半導体部品の実装方法において、回路基板には、はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、はんだバンプをスルーホールに挿入させ、次いで、回路基板の底面側から加熱することによりはんだバンプを溶解させて、半導体部品を回路基板に溶着する。
したがって、回路基板の底面側から、回路基板に形成された回路基板を貫通するスルーホールを通して、はんだに対して直接アクセスすることが可能となって、半導体部品を、回路基板上に容易に実装することができ、且つ回路基板からの半導体部品の取り外しも容易となる。
したがって、回路基板の底面側から、回路基板に形成された回路基板を貫通するスルーホールを通して、はんだに対して直接アクセスすることが可能となって、半導体部品を、回路基板上に容易に実装することができ、且つ回路基板からの半導体部品の取り外しも容易となる。
請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の効果が得られるのは無論のこと、第2半導体部品が回路基板に鉛フリーのはんだにより溶着され、その後、回路基板の底面側から、半導体部品が、第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で鉛入りのはんだバンプが加熱されて回路基板に溶着される。
従って、例えば、鉛フリーのはんだを回路基板に塗布して第2半導体部品を溶着した後であっても、回路基板の底面側からスルーホールを通して、はんだバンプを溶解させることにより、第1半導体部品を溶着できることとなって、実装作業が容易となる。
従って、例えば、鉛フリーのはんだを回路基板に塗布して第2半導体部品を溶着した後であっても、回路基板の底面側からスルーホールを通して、はんだバンプを溶解させることにより、第1半導体部品を溶着できることとなって、実装作業が容易となる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項4又は5に記載の発明の効果が得られるのは無論のこと、はんだバンプの半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されている。
したがって、はんだバンプがスルーホールに挿入された状態において、回路基板の底面側に、はんだバンプが突出しないこととなって、回路基板からはみ出たはんだにより、はんだブリッジが形成される等の不具合の発生を防止して、半導体部品を回路基板上に適切に実装することが可能となる。
したがって、はんだバンプがスルーホールに挿入された状態において、回路基板の底面側に、はんだバンプが突出しないこととなって、回路基板からはみ出たはんだにより、はんだブリッジが形成される等の不具合の発生を防止して、半導体部品を回路基板上に適切に実装することが可能となる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本実施形態における半導体部品が実装された回路基板の平面図である。また、図2は、図1のII−II線における側面断面図の部分拡大図である。また、図3は、図2の部分拡大図である。さらに、図4は、図3の部分拡大図において、鉛入りのBGA型半導体部品及び鉛フリー半導体部品が回路基板に搭載される前の側面断面図である。
図1は、本実施形態における半導体部品が実装された回路基板の平面図である。また、図2は、図1のII−II線における側面断面図の部分拡大図である。また、図3は、図2の部分拡大図である。さらに、図4は、図3の部分拡大図において、鉛入りのBGA型半導体部品及び鉛フリー半導体部品が回路基板に搭載される前の側面断面図である。
本実施形態では、第1半導体部品としての鉛入りのBGA型半導体部品1及び第2半導体部品としての鉛フリー半導体部品2を、同一の回路基板3上に搭載して溶着させることにより、これらの半導体部品を回路基板3に実装させるための構造及び方法について説明する。
ここで、鉛フリー半導体部品2とは、鉛を用いない鉛フリーはんだにより回路基板3に溶着される半導体部品のことを指す。
具体的には、鉛フリー半導体部品2は、例えば、回路基板3上に塗布された鉛フリーのクリームはんだ4等で回路基板3上に溶着されることにより、回路基板3に実装される。
一方、鉛入りの半導体部品とは、鉛入りのはんだにより回路基板3に溶着される半導体部品のことを指す。
具体的には、鉛入りの半導体部品にはBGA(Ball Grid Array)型が採用され、鉛入りはんだで形成された複数のはんだバンプ12が、底面に格子状に突設されている。そして、この鉛入りのはんだバンプ12により回路基板3上に溶着されることにより、回路基板3に実装される。
具体的には、鉛フリー半導体部品2は、例えば、回路基板3上に塗布された鉛フリーのクリームはんだ4等で回路基板3上に溶着されることにより、回路基板3に実装される。
一方、鉛入りの半導体部品とは、鉛入りのはんだにより回路基板3に溶着される半導体部品のことを指す。
具体的には、鉛入りの半導体部品にはBGA(Ball Grid Array)型が採用され、鉛入りはんだで形成された複数のはんだバンプ12が、底面に格子状に突設されている。そして、この鉛入りのはんだバンプ12により回路基板3上に溶着されることにより、回路基板3に実装される。
鉛入りのはんだは鉛フリーのはんだに比べて融点が低いため、鉛入りのBGA型半導体部品1は、鉛フリー半導体部品2よりも低い実装温度で実装される。具体的には、例えば、鉛フリーはんだの融点は約220℃であり、最大260℃の実装温度で実装が実現される。一方、鉛入りのはんだ(例えば、共晶はんだ)の融点は183℃であり、最大240℃の実装温度で実装される。
そのため、従来、半導体部品を、鉛入りはんだと鉛フリーはんだの両方を用いて、同一の回路基板3上に実装するのは困難であったが、本実施形態では、鉛入りはんだを用いて実装する半導体部品の底面に、はんだバンプ12を設けてBGA型の半導体部品1とするとともに、当該半導体部品1が実装される回路基板3における領域に、回路基板3を貫通するスルーホール31を設け、回路基板3の底面側からはんだバンプ12に直接アクセスできるように構成した。したがって、鉛フリー半導体部品2を、鉛フリーはんだを用いて回路基板3に実装した後に、鉛入りはんだから成るはんだバンプ12を有するBGA型半導体部品1を搭載して、回路基板3の底面からはんだバンプ12を溶解させて実装させることができ、同一回路基板3上における鉛フリーはんだと鉛入りはんだによる実装を容易に行うことが可能となる。
そのため、従来、半導体部品を、鉛入りはんだと鉛フリーはんだの両方を用いて、同一の回路基板3上に実装するのは困難であったが、本実施形態では、鉛入りはんだを用いて実装する半導体部品の底面に、はんだバンプ12を設けてBGA型の半導体部品1とするとともに、当該半導体部品1が実装される回路基板3における領域に、回路基板3を貫通するスルーホール31を設け、回路基板3の底面側からはんだバンプ12に直接アクセスできるように構成した。したがって、鉛フリー半導体部品2を、鉛フリーはんだを用いて回路基板3に実装した後に、鉛入りはんだから成るはんだバンプ12を有するBGA型半導体部品1を搭載して、回路基板3の底面からはんだバンプ12を溶解させて実装させることができ、同一回路基板3上における鉛フリーはんだと鉛入りはんだによる実装を容易に行うことが可能となる。
まず、本実施形態における回路基板3に対する鉛入りのBGA型半導体部品1及び鉛フリー半導体部品2の実装構造について説明する。
鉛入りのBGA型半導体部品1は、例えば、図1〜4に示すように、図示しない電子部品等を内部に備える筐体11と、筐体11の底面に格子状に突設された複数のはんだバンプ12と、を備えて構成されている。はんだバンプ12は、例えば、円柱状に形成されており、回路基板3に形成されたスルーホール31に挿入され、スルーホール31に設けられたランド32に対して溶着されることにより、電極としての役割を果たす。はんだバンプ12には、例えば、錫(Sn)と鉛(Pb)を38%対62%の比で合成した共晶はんだと呼ばれるはんだが用いられる。
はんだバンプ12の半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板3の厚み方向の長さよりも短く形成されている。そのため、図3に示すように、はんだバンプ12は、スルーホール31に挿入された状態で回路基板3の底面側に突出しないこととなる。例えば、はんだバンプ12のBGA型半導体部品1からの突出方向の長さは、回路基板3の厚み方向の長さの4分の3程度に形成される。
はんだバンプ12の半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板3の厚み方向の長さよりも短く形成されている。そのため、図3に示すように、はんだバンプ12は、スルーホール31に挿入された状態で回路基板3の底面側に突出しないこととなる。例えば、はんだバンプ12のBGA型半導体部品1からの突出方向の長さは、回路基板3の厚み方向の長さの4分の3程度に形成される。
また、鉛フリー半導体部品2は、例えば、図示しない電子部品等を内部に備える筐体21と、筐体21の側面に設けられた電極としての端子22と、を備えて構成されている。
鉛フリー半導体部品2が回路基板3に実装される際に用いられる鉛フリーのはんだとしては、例えば、Sn−Ag−Cu系、Sn−Ag−Bi−In系、Sn−Zn−Bi系等の組成のクリームはんだ4である。このクリームはんだ4が回路基板3に形成されたランド(図示省略)上に塗布され、加熱により溶解されることにより、その上に載置された鉛フリー半導体部品2の端子22と、回路基板3のランドとが溶着され、電気的に接続されることとなる。
鉛フリー半導体部品2が回路基板3に実装される際に用いられる鉛フリーのはんだとしては、例えば、Sn−Ag−Cu系、Sn−Ag−Bi−In系、Sn−Zn−Bi系等の組成のクリームはんだ4である。このクリームはんだ4が回路基板3に形成されたランド(図示省略)上に塗布され、加熱により溶解されることにより、その上に載置された鉛フリー半導体部品2の端子22と、回路基板3のランドとが溶着され、電気的に接続されることとなる。
回路基板3は、例えば、ガラスエポキシ材等の材料から構成され、上述した半導体部品1、2等の電子部品が搭載される。回路基板3は、例えば、図2及び図3に示すように、当該回路基板3の厚さ方向に貫通する複数のスルーホール31を一部に備えている。以下、回路基板3においてスルーホール31が設けられた領域を領域A、スルーホール31が設けられていない領域を領域Bとして説明する。
スルーホール31が設けられた領域Aには、鉛入りのBGA型半導体部品1が載置される。スルーホール31は、鉛入りのBGA型半導体部品1のはんだバンプ12を挿入可能な開口径を有し、はんだバンプ12と同じ間隔で形成されている。各スルーホール31には、互いに絶縁される電極としてのランド32が形成されている。このランド32は、導電性の材料から成り、例えば、銅箔(Cu)が用いられる。
また、スルーホール31が設けられていない領域Bには、鉛フリー半導体部品2が載置される。この領域Bには、図示は省略するが、電極としてのランドが形成されており、当該ランド上にクリームはんだ4が塗布されることとなる。
スルーホール31が設けられた領域Aには、鉛入りのBGA型半導体部品1が載置される。スルーホール31は、鉛入りのBGA型半導体部品1のはんだバンプ12を挿入可能な開口径を有し、はんだバンプ12と同じ間隔で形成されている。各スルーホール31には、互いに絶縁される電極としてのランド32が形成されている。このランド32は、導電性の材料から成り、例えば、銅箔(Cu)が用いられる。
また、スルーホール31が設けられていない領域Bには、鉛フリー半導体部品2が載置される。この領域Bには、図示は省略するが、電極としてのランドが形成されており、当該ランド上にクリームはんだ4が塗布されることとなる。
鉛入りのBGA型半導体部品1の底面に突設されたはんだバンプ12と、回路基板3の領域Aに形成されたスルーホール31は、同一の間隔で格子状に形成されている。すなわち、例えば、はんだバンプ12が1.0mmの間隔で設けられている場合、スルーホール31もはんだバンプ12の間隔と同じ1.0mmの間隔で設けられることとなる。この場合、例えば、ランド32は0.6mm程度の開口径に形成され、当該ランド32が形成されたスルーホール31に挿入されるはんだバンプ12は、0.5mm程度の直径に形成される。
次に、鉛入りのBGA型半導体部品1及び鉛フリー半導体部品2の回路基板3に対する実装方法について説明する。
まず、回路基板3の表面における領域Bに形成されたランド(図示省略)上に、クリームはんだ4を塗布する。クリームはんだ4の塗布は、例えば、メタルマスク法等により行う。
次に、鉛フリー半導体部品2を、回路基板3における領域Bに載置する。このとき、鉛フリー半導体部品2の端子22がクリームはんだ4上に位置するように配置が行われる。
そして、リフローソルダリング方式等によりクリームはんだ4を加熱して溶解させ、鉛フリー半導体部品2の端子22を回路基板3のランド部分に溶着させる。鉛フリー半導体部品2は、例えば、170℃での60〜120秒の予熱、最高温度260℃での5〜10秒の加熱で実装される。
以上の工程により、鉛フリー半導体部品2のはんだ付けが完了する。
次に、鉛フリー半導体部品2を、回路基板3における領域Bに載置する。このとき、鉛フリー半導体部品2の端子22がクリームはんだ4上に位置するように配置が行われる。
そして、リフローソルダリング方式等によりクリームはんだ4を加熱して溶解させ、鉛フリー半導体部品2の端子22を回路基板3のランド部分に溶着させる。鉛フリー半導体部品2は、例えば、170℃での60〜120秒の予熱、最高温度260℃での5〜10秒の加熱で実装される。
以上の工程により、鉛フリー半導体部品2のはんだ付けが完了する。
鉛フリー半導体部品2のはんだ付けが完了すると、続いて、鉛入りのBGA型半導体部品1を、回路基板3の表面におけるスルーホール31が形成された領域Aに載置する。このとき、鉛入りのBGA型半導体部品1の筐体11の底面に突設されたはんだバンプ12を、回路基板3の領域Aに設けられたスルーホール31のそれぞれに挿入させるようにして配置する。
次に、回路基板3の底面側から、スルーホール31内に挿入された鉛入りのBGA型半導体部品1のはんだバンプ12に、はんだこて等により直接アクセスし、鉛フリーのはんだとしてのクリームはんだ4の融点よりも低い温度、且つ、鉛入りのはんだバンプ12の融点よりも高い温度で加熱して、鉛入りのはんだバンプ12を溶解させ、鉛入りのBGA型半導体部品1を回路基板3のランド32部分に溶着させる。鉛入りのBGA型半導体部品1は、例えば、150℃での60〜120秒の予熱、最高温度240℃での5〜10秒の加熱等で実装される。
以上で、鉛フリー半導体部品2と、鉛入りのBGA型半導体部品1とが、同一の回路基板3上にそれぞれ溶着されて回路基板3と電気的に接続され、実装作業が完了することとなる。
以上説明した本実施形態における半導体部品の実装方法によれば、鉛入りのBGA型半導体部品1の底面には、複数の鉛入りはんだバンプ12が格子状に突設され、鉛フリー半導体部品2は鉛フリーのクリームはんだ4により回路基板3に実装され、回路基板3には、はんだバンプ12を挿入可能な開口径を有するとともに、はんだバンプ12と同じ間隔で形成され、当該回路基板3の厚さ方向に貫通する複数のスルーホール31が備えられ、はんだバンプ12の鉛入りのBGA型半導体部品1からの突出方向の長さは、回路基板3の厚み方向の長さよりも短く形成されている。そして、鉛フリー半導体部品2を回路基板3に鉛フリーのクリームはんだ4により溶着し、その後、回路基板3の底面側から、鉛フリー半導体部品2の鉛フリーのクリームはんだ4の融点よりも低い温度で鉛入りのはんだバンプ12を加熱して、鉛入りのBGA型半導体部品1を回路基板3に溶着する。
したがって、回路基板3の底面側から、回路基板3に形成された回路基板3を貫通するスルーホール31を通して、はんだに対して直接アクセスすることが可能となって、半導体部品を、回路基板3上に容易に実装することができ、且つ回路基板3からの半導体部品の取り外しも容易となる。
また、鉛フリー半導体部品2が回路基板3に鉛フリーのクリームはんだ4により溶着され、その後、回路基板3の底面側から、鉛入りのBGA型半導体部品1が、鉛フリー半導体部品2の鉛フリーのクリームはんだ4の融点よりも低い温度で鉛入りのはんだバンプ12が加熱されて回路基板3に溶着される。したがって、例えば、鉛フリーのクリームはんだ4を回路基板3に塗布して鉛フリー半導体部品2を溶着した後であっても、回路基板3の底面側からスルーホールを通して、はんだバンプ12を溶解させることにより、鉛入りのBGA型半導体部品1を溶着できることとなって、実装作業が容易となる。
さらに、はんだバンプ12のBGA型半導体部品1からの突出方向の長さは、回路基板3の厚み方向の長さよりも短く形成されているため、回路基板3からはみ出たはんだにより、はんだブリッジが形成される等の不具合の発生を防止して、半導体部品を回路基板3上に適切に実装することが可能となる。
したがって、回路基板3の底面側から、回路基板3に形成された回路基板3を貫通するスルーホール31を通して、はんだに対して直接アクセスすることが可能となって、半導体部品を、回路基板3上に容易に実装することができ、且つ回路基板3からの半導体部品の取り外しも容易となる。
また、鉛フリー半導体部品2が回路基板3に鉛フリーのクリームはんだ4により溶着され、その後、回路基板3の底面側から、鉛入りのBGA型半導体部品1が、鉛フリー半導体部品2の鉛フリーのクリームはんだ4の融点よりも低い温度で鉛入りのはんだバンプ12が加熱されて回路基板3に溶着される。したがって、例えば、鉛フリーのクリームはんだ4を回路基板3に塗布して鉛フリー半導体部品2を溶着した後であっても、回路基板3の底面側からスルーホールを通して、はんだバンプ12を溶解させることにより、鉛入りのBGA型半導体部品1を溶着できることとなって、実装作業が容易となる。
さらに、はんだバンプ12のBGA型半導体部品1からの突出方向の長さは、回路基板3の厚み方向の長さよりも短く形成されているため、回路基板3からはみ出たはんだにより、はんだブリッジが形成される等の不具合の発生を防止して、半導体部品を回路基板3上に適切に実装することが可能となる。
なお、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、はんだバンプ12の形状は円柱状に限られることなく、球型や円錐型等を適宜採用することができる。
また、回路基板3において、クリームはんだが鉛入りのBGA型半導体部品1が搭載される部分に塗布されている場合であっても、鉛入りのはんだバンプ12がスルーホール31に挿入されることによって、回路基板3の裏面側から鉛入りの半導体部品1を回路基板3に溶着させることができるので、回路基板の表面に鉛入りの半導体部品1を溶着する場合に比べて、鉛フリーのクリームはんだ4の影響を低減できる。
また、例えば、半導体部品1にはんだバンプ12が格子状に設けられた例を用いて説明したが、はんだバンプ12が半導体部品1の周辺部のみに設けられている構成等であっても良い。
また、例えば、鉛フリー半導体部品2は、クリームはんだ4によりはんだ付けされる場合に限られず、例えば、鉛入りの半導体部品1と同様にBGA型であっても良い。
また、量産を行う際には、銅箔等を埋め込んで回路基板3のスルーホールを無くしても良く、回路基板をパターン変更無しに通常の回路基板としても使用することもできる。
また、BGA型の半導体部品のはんだバンプは鉛フリーであっても良い。
例えば、はんだバンプ12の形状は円柱状に限られることなく、球型や円錐型等を適宜採用することができる。
また、回路基板3において、クリームはんだが鉛入りのBGA型半導体部品1が搭載される部分に塗布されている場合であっても、鉛入りのはんだバンプ12がスルーホール31に挿入されることによって、回路基板3の裏面側から鉛入りの半導体部品1を回路基板3に溶着させることができるので、回路基板の表面に鉛入りの半導体部品1を溶着する場合に比べて、鉛フリーのクリームはんだ4の影響を低減できる。
また、例えば、半導体部品1にはんだバンプ12が格子状に設けられた例を用いて説明したが、はんだバンプ12が半導体部品1の周辺部のみに設けられている構成等であっても良い。
また、例えば、鉛フリー半導体部品2は、クリームはんだ4によりはんだ付けされる場合に限られず、例えば、鉛入りの半導体部品1と同様にBGA型であっても良い。
また、量産を行う際には、銅箔等を埋め込んで回路基板3のスルーホールを無くしても良く、回路基板をパターン変更無しに通常の回路基板としても使用することもできる。
また、BGA型の半導体部品のはんだバンプは鉛フリーであっても良い。
1 BGA型半導体部品(第1半導体部品)
12 はんだバンプ
2 鉛フリー半導体部品(第2半導体部品)
3 回路基板
31 スルーホール
4 クリームはんだ(鉛フリーのはんだ)
12 はんだバンプ
2 鉛フリー半導体部品(第2半導体部品)
3 回路基板
31 スルーホール
4 クリームはんだ(鉛フリーのはんだ)
Claims (6)
- 底面に複数の鉛入りのはんだバンプが格子状に突設された第1半導体部品を回路基板に実装するとともに、鉛フリーのはんだにより第2半導体部品を前記回路基板に実装する半導体部品の実装方法において、
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプの前記第1半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成され、
前記第2半導体部品を前記回路基板に鉛フリーのはんだにより溶着し、その後、前記回路基板の底面側から、前記第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で前記鉛入りのはんだバンプを加熱して、前記第1半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする半導体部品の実装方法。 - 底面に複数のはんだバンプが突設された半導体部品が回路基板に実装される半導体部品の実装構造において、
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプが前記スルーホールに挿入された状態で溶着されて、前記半導体部品が前記回路基板に実装されていることを特徴とする半導体部品の実装構造。 - 前記はんだバンプの前記半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体部品の実装構造。
- 底面に複数のはんだバンプが突設された半導体部品を回路基板に実装する半導体部品の実装方法において、
前記回路基板には、前記はんだバンプを挿入可能な開口径を有するとともに、前記はんだバンプと同じ間隔で形成され、当該回路基板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールが備えられ、
前記はんだバンプを前記スルーホールに挿入させ、次いで、前記回路基板の底面側から加熱することにより前記はんだバンプを溶解させて、前記半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする半導体部品の実装方法。 - 前記はんだバンプは、鉛入りであり、
第2半導体部品を前記回路基板に鉛フリーのはんだにより溶着し、その後、前記回路基板の底面側から、前記第2半導体部品の鉛フリーのはんだの融点よりも低い温度で前記鉛入りのはんだバンプを加熱して、前記半導体部品を前記回路基板に溶着することを特徴とする請求項4に記載の半導体部品の実装方法。 - 前記はんだバンプの前記半導体部品からの突出方向の長さは、回路基板の厚み方向の長さよりも短く形成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体部品の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007003123A JP2008171975A (ja) | 2007-01-11 | 2007-01-11 | 半導体部品の実装構造及び実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008171975A true JP2008171975A (ja) | 2008-07-24 |
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ID=39699800
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2007003123A Pending JP2008171975A (ja) | 2007-01-11 | 2007-01-11 | 半導体部品の実装構造及び実装方法 |
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| JP (1) | JP2008171975A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016178177A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 新光電気工業株式会社 | 配線基板及び電子部品装置と電子部品装置の製造方法 |
| JP2020191436A (ja) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | 基板、電子基板および電子基板の製造方法 |
-
2007
- 2007-01-11 JP JP2007003123A patent/JP2008171975A/ja active Pending
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| US11094658B2 (en) | 2019-05-22 | 2021-08-17 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Substrate, electronic substrate, and method for producing electronic substrate |
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