JPH0714016B2 - Semiconductor element mounting structure - Google Patents
Semiconductor element mounting structureInfo
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- JPH0714016B2 JPH0714016B2 JP62019971A JP1997187A JPH0714016B2 JP H0714016 B2 JPH0714016 B2 JP H0714016B2 JP 62019971 A JP62019971 A JP 62019971A JP 1997187 A JP1997187 A JP 1997187A JP H0714016 B2 JPH0714016 B2 JP H0714016B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体素子の搭載構造であって、LSIパッケージと多層
プリント基板との間に、改造可能な表面層を有するキャ
リアを介在させ、多層プリント基板の高密度実装と製造
歩留まりの向上及びパターン破損対策の改善等を可能と
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] In a semiconductor element mounting structure, a carrier having a modifiable surface layer is interposed between an LSI package and a multilayer printed circuit board to achieve high-density mounting of the multilayer printed circuit board. It enables improvement of manufacturing yield and improvement of pattern damage countermeasures.
更に、終端抵抗をキャリア上に形成することにより、実
装効率の一層の向上を図る。Further, by forming the terminating resistor on the carrier, the mounting efficiency is further improved.
本発明は半導体素子のプリント基板に搭載する構造に関
するもので、さらに詳しく言えば、高密度且つ多数の入
出力端子を有するLSIパッケージの高密度な搭載構造に
関するものである。The present invention relates to a structure for mounting a semiconductor element on a printed circuit board, and more particularly to a high density mounting structure for an LSI package having a high density and a large number of input / output terminals.
プリント基板の高密度実装化とともに、LSIの高集積化
が進み、これに伴いLSIチップに設けられる入出力端子
のピン数の増加傾向は著しく、最近では数百ピンの入出
力端子を有するLSIが実用化されつつある。The high integration of printed circuit boards and the high integration of LSIs have led to a marked increase in the number of pins for input / output terminals provided on LSI chips. It is being put to practical use.
LSIチップを収容したパッケージ(以下、LSIパッケージ
という)のタイプとしてはDIP、フラットパッケージ等
各種のものが周知であるが、プリント基板の高い実装密
度により小さく限られたパッケージサイズの中で上記の
ように多数の入出力端子を確保し得る有力な方式として
は、PGA(PIN GRID ARRAY)タイプ、即ちパッケージの
底面に多数の入出力端子をマトリクス状に配置してなる
タイプが効率が優れていることが知られている。Various types such as DIP and flat package are well known as the type of the package containing the LSI chip (hereinafter, referred to as the LSI package), but as described above in the small and limited package size due to the high mounting density of the printed circuit board. As a powerful method that can secure a large number of input / output terminals, a PGA (PIN GRID ARRAY) type, that is, a type in which a large number of input / output terminals are arranged in a matrix on the bottom surface of the package is superior in efficiency. It has been known.
また、一般にプリント基板、特に内部に信号配線を有す
る多層プリント基板のパターン配線を形成した後に当該
パターン配線に設計の誤りがあることが発見された場合
や、当該プリント基板内でショートしている場合には、
回路変更ないしプリント基板の修復のために改造を行う
か、または当該プリント基板を廃棄しなければならず、
いずれをとるかは経済性に従うが、上記のようにプリン
ト基板の高密度実装化が進むに連れて改造の必要性と経
済性が増大している。Further, when it is discovered that there is a design error in the pattern wiring after forming the pattern wiring of the printed circuit board, especially the multilayer printed circuit board having the signal wiring inside, or when there is a short circuit in the printed circuit board. Has
You must make modifications to the circuit or repair the printed circuit board, or discard the printed circuit board,
Which one is taken depends on the economical efficiency, but as the high density mounting of the printed circuit board progresses as described above, the necessity for the remodeling and the economical efficiency are increasing.
また、プリント板の高密度実装化に連れて、製造時に不
良品が発生した場合の影響、及び改造不可能の故障が発
生した場合の影響も大きくなっている。In addition, as the density of printed boards is increased, the influence of defective products during manufacturing and the impact of non-modifiable failures are also increasing.
従って、PGAその他のタイプのLSIパッケージをプリント
基板に搭載する構造であって、高密度実装と改造性があ
り且つ製造歩留まり等が優れているものが要望されてい
る。Therefore, there is a demand for a structure in which a PGA or other type of LSI package is mounted on a printed circuit board, which has high-density mounting, remodelability, and excellent manufacturing yield.
従前のPGAタイプのLSIパッケージをプリント板に実装す
る構造は、その入出力端子をプリント板の各スルーホー
ルに挿入する方式をとっていた。The conventional structure for mounting a PGA type LSI package on a printed circuit board was to insert its input / output terminals into each through hole of the printed circuit board.
従って、入出力端子の実装密度は、プリント板のパター
ン条件による制約から100mil(2.54mm)ピッチが限界で
あり、プリント板の高密度化という点では甚だ不満足で
あった。Therefore, the packaging density of the input / output terminals is limited to 100 mil (2.54 mm) pitch due to the restriction of the pattern condition of the printed board, which is very unsatisfactory in terms of increasing the density of the printed board.
そこで、PGAタイプのLSIパッケージをプリント板に搭載
する構造として、LSIパッケージの入出力端子をプリン
ト板のスルーホールに挿入せずに突当てる方式のものが
提案されており、これによりプリント板におけるパター
ン配線条件に拘束されることなく、プリント板の一層の
高密度実装化が可能となった。Therefore, as a structure for mounting a PGA type LSI package on a printed circuit board, a method of abutting the input / output terminals of the LSI package without inserting into the through holes of the printed circuit board has been proposed. It has become possible to realize higher density mounting of printed boards without being restricted by wiring conditions.
第5図は、PGAタイプのLSIパッケージをこのような突当
て方式でプリント板に搭載する従来構造を例示する正面
図である。FIG. 5 is a front view illustrating a conventional structure in which a PGA type LSI package is mounted on a printed board by such a butting method.
第5図において、10は多層プリント基板、20はPGAタイ
プのLSIパッケージ、21はLSIパッケージ20の底面から垂
直下方向きに且つマトリクス状に多数配置された入出力
端子ないしチップピン、11は多層プリント基板10の表面
層、12は多層プリント基板10のパターンの一部として該
表面層11に形成され且つ上記入出力端子21のマトリクス
状配置に対応するマトリクス状に配置されたパッドを、
それぞれ示す。In FIG. 5, 10 is a multilayer printed circuit board, 20 is a PGA type LSI package, 21 is a plurality of input / output terminals or chip pins arranged vertically downward from the bottom surface of the LSI package 20, and 11 is a multilayer printed circuit board. 10 surface layers, 12 are pads formed on the surface layer 11 as a part of the pattern of the multilayer printed circuit board 10 and arranged in a matrix corresponding to the matrix arrangement of the input / output terminals 21,
Shown respectively.
一方、プリント板における課題として改造性の確保が重
要である。On the other hand, it is important to secure remodelability as a problem in printed boards.
従前は、プリント板の裏面やパッケージの周囲に位置す
るプリント板の面に、パターンカット部及びボンディン
グパッドを設置してなる改造用構造を設けていた。Previously, a modification structure was provided in which a pattern cut portion and a bonding pad were installed on the back surface of the printed board or the surface of the printed board located around the package.
この技術は半導体素子の一個に搭載に要する所要面積が
大きくなり実装密度が粗くなるとともに、多層プリント
基板の表面層の面積不足を内層で補うために多層プリン
ト基板の層数が多くなるという欠点があった。This technology has the drawbacks that the required area for mounting on one semiconductor element becomes large and the mounting density becomes rough, and the number of layers of the multilayer printed circuit board increases because the inner layer compensates for the insufficient area of the surface layer of the multilayer printed circuit board. there were.
これを解決するために、特願昭61−21090号では、半導
体素子の外形寸法内に位置する多層プリント基板の面13
(第5図)上に、入出力端子接続パッド、基板内配線パ
ターン接続ピアパット及び両パッドを接続している改造
時切断パターンを包含する改造用構造を入出力端子21毎
に配置し、改造時には改造時切断パターンを切断して入
出力端子接続パッドと別に設けてある適宜の改造用パッ
ドとをディスクリート配線にて接続するとにより、変更
または修復されたパターンを完成するようになっている
改良技術を既に開示してある。In order to solve this, Japanese Patent Application No. 61-21090 discloses a surface 13 of a multilayer printed circuit board located within the external dimensions of a semiconductor element.
(Fig. 5) I / O terminal connection pads, in-board wiring pattern connection pier pads, and a modification structure including a disconnection pattern connecting both pads at the time of modification are arranged for each I / O terminal 21. An improved technology that completes the changed or repaired pattern by cutting the disconnection pattern at the time of modification and connecting the input / output terminal connection pad and an appropriate modification pad provided separately by discrete wiring. It has already been disclosed.
この改良技術によればLSIパッケージ20の下方に位置す
る多層プリント基板10の面13を利用するから、改造のた
めにエリアを最小限に押さえることが可能であり、従っ
て、当該多層プリント基板の一層の高密度実装化に貢献
することができる。According to this improved technology, since the surface 13 of the multilayer printed circuit board 10 located below the LSI package 20 is used, it is possible to minimize the area for the modification, and therefore, the multilayer printed circuit board of the multilayer printed circuit board 10 can be minimized. It can contribute to high-density mounting.
しかし、この改良技術の構造を採用した場合には、多層
プリント基板の配線パターンとして複数且つ細密な表面
形状が要求される。However, when the structure of this improved technique is adopted, a plurality of and fine surface shapes are required as the wiring pattern of the multilayer printed board.
特に、搭載の対象であるLSIパッケージのリードのピッ
チが1mm以下のような高密度パッケージの場合には、通
常のめっきプロセスによる表面層の形成が困難であると
いう問題点があった。In particular, in the case of a high-density package in which the lead pitch of the LSI package to be mounted is 1 mm or less, there is a problem that it is difficult to form the surface layer by a normal plating process.
従って、搭載する多層プリント基板が有機材料であると
きには、事実上、上記改良技術の実現が困難であった。Therefore, when the multilayer printed circuit board to be mounted is an organic material, it is practically difficult to realize the above-mentioned improved technique.
一方、搭載する多層プリント基板がセラミック基板であ
る場合に、薄膜技術により、上記のような高密度パッケ
ージを搭載するに必要な複雑且つ細密な表面層を、セラ
ミック基板に形成することが可能であるが、しかしこの
場合でも、特に昨今の傾向として多層プリント基板への
搭載単位を大きくするために、多層プリント基板である
セラミック基板のサイズを大型化すると、上記複雑且つ
細密な表面層の歩留まりが著しく低下するとういう問題
点がある。On the other hand, when the multilayer printed circuit board to be mounted is a ceramic substrate, it is possible to form a complicated and fine surface layer required for mounting the high-density package as described above on the ceramic substrate by the thin film technology. However, even in this case, particularly in order to increase the mounting unit to the multilayer printed circuit board as a recent tendency, when the size of the ceramic substrate which is the multilayer printed circuit board is increased, the yield of the complicated and fine surface layer is remarkably increased. There is a problem that it will decrease.
更に、上記改良技術にあっては、多層プリント基板の表
面層の一部に修復困難な破損が生じた場合には、この多
層プリント基板の全体を廃棄しなければならない事態と
なり、従って、経済性が劣るという問題点がある。Further, in the above-mentioned improved technique, when a part of the surface layer of the multilayer printed circuit board is damaged which is difficult to repair, the entire multilayer printed circuit board has to be discarded, which is economically feasible. Is inferior.
次ぎに、半導体素子の回路形成としては現在種々のもの
が使用されているが、高速計算機用の半導体素子の回路
形式としては、演算速度や集積度等の点からECL(EMITT
ER COUPLED LOGIC)回路がもっとも優れている。Next, various types of semiconductor element circuits are currently used, but the semiconductor element circuit format for high-speed computers is ECL (EMITT) in terms of operation speed and integration.
The ER COUPLED LOGIC) circuit is the best.
ECL回路を使用した場合には、レベル確保のためにネッ
ト毎に終端抵抗を設ける必要があり、終端抵抗の実装方
法が高密度実装を実現するための大きなポイントとなっ
ている。When using the ECL circuit, it is necessary to provide a terminating resistor for each net in order to secure the level, and the mounting method of the terminating resistor is a major point for realizing high-density mounting.
第5図は、PGAタイプのLSIパッケージ20を搭載する多層
プリント基板10に実装した終端抵抗モジュール41を示
す。FIG. 5 shows a terminating resistor module 41 mounted on the multilayer printed circuit board 10 on which the PGA type LSI package 20 is mounted.
終端抵抗モジュール41は、LSIパッケージ20の外形寸法
の外に位置する多層プリント基板10の面14上で、LSIパ
ッケージ20に近接して実装される。The terminating resistor module 41 is mounted close to the LSI package 20 on the surface 14 of the multilayer printed circuit board 10 located outside the outer dimensions of the LSI package 20.
従って、LSIパッケージ20の1個当りの実装エリアとし
ては、当該LSIパッケージ20の寸法の他に、終端抵抗モ
ジュール41の寸法に相当するスペースをとる必要があ
り、従って、LSIパッケージ20のピッチP0が大きくな
り、その結果多層プリント基板の実装密度が低下すると
いう問題点がある。Therefore, the mounting area per one of the LSI package 20, the other dimensions of the LSI package 20, it is necessary to take a space corresponding to the size of the terminal resistor module 41, therefore, the pitch P 0 of the LSI package 20 However, there is a problem in that the mounting density of the multilayer printed circuit board decreases as a result.
この従来方式ではLSIパッケージ20を多層プリント基板1
0に直接実装してあるから、多層プリント基板における
高密度実装化が制限され、また終端抵抗41の多層プリン
ト基板上への搭載のため実装密度が低下し、更に多層プ
リント基板の表面層の微細形状の形成時における歩留ま
りが悪く、しかも微細表面パターンの破損時に多層プリ
ント基板全体を廃棄しなければならない等という種々の
問題点がある。In this conventional method, the LSI package 20 is provided on the multilayer printed circuit board 1
Since it is directly mounted on the multi-layer printed circuit board, high-density mounting on the multi-layer printed circuit board is limited, and mounting density is reduced due to mounting the terminating resistor 41 on the multi-layer printed circuit board. There are various problems in that the yield in forming the shape is poor, and the entire multilayer printed circuit board must be discarded when the fine surface pattern is damaged.
本発明は、このような点に鑑みて創作されたもので、LS
Iパッケージの多層プリント基板上への高密度実装の実
現と、多層プリント基板の微細表面層形成時の歩留まり
向上と微細表面パターンの破損時の対策向上を図った半
導体素子の搭載構造を提供することを目的とし、更に必
要ならば終端抵抗の効率的な多層プリント基板上への搭
載を可能とし得る半導体素子の搭載構造を提供すること
を目的としている。The present invention was created in view of these points.
To provide a mounting structure of a semiconductor element that realizes high-density mounting of an I package on a multilayer printed circuit board, improves yield when forming a fine surface layer of the multilayer printed circuit board, and improves countermeasures against damage to the fine surface pattern. It is also an object of the present invention to provide a mounting structure of a semiconductor element capable of efficiently mounting a terminating resistor on a multilayer printed circuit board if necessary.
本発明の構造は、第1図、第2図の如く、多層プリント
基板10とこれに搭載するLSIパッケージ20との間に、キ
ャリア30を介在させてある。In the structure of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the carrier 30 is interposed between the multilayer printed circuit board 10 and the LSI package 20 mounted thereon.
キャリア30は、このキャリア30を多層プリント基板10へ
搭載するための多層プリント基板への搭載面と、LSIパ
ッケージをキャリアへ実装するためのLSIチップ実装面
とを有する。The carrier 30 has a mounting surface on the multilayer printed board for mounting the carrier 30 on the multilayer printed board 10 and an LSI chip mounting surface for mounting the LSI package on the carrier.
キャリア30は、多層プリント基板10への搭載面には、多
層プリント基板の表面パッド12に電気的接続を行う半田
接合部33を有する。The carrier 30 has, on the mounting surface thereof on the multilayer printed circuit board 10, solder joints 33 for electrically connecting to the surface pads 12 of the multilayer printed circuit board.
また、キャリア30には、LSIチップ実装面には、チップ
ピン搭載パッド34とワイヤボンディングパッド35とパタ
ーンカット部36とを有する。Further, the carrier 30 has a chip pin mounting pad 34, a wire bonding pad 35, and a pattern cut portion 36 on the LSI chip mounting surface.
チップピン搭載パッド34には、LSIパッケージ20のチッ
プピン21を搭載する。The chip pins 21 of the LSI package 20 are mounted on the chip pin mounting pads 34.
ワイヤボンディングパッド35は、チップピン搭載パッド
34に電気的接続されており、且つ改造時に改造用ワイヤ
を接続するためのものである。The wire bonding pad 35 is a chip pin mounting pad
It is electrically connected to 34 and is used for connecting a modification wire during modification.
パターンカット部36は、ワイヤボンディングパット及び
半田接合部のそれぞれに電気的接続されており、且つ改
良時にカットするためのものである。The pattern cut portion 36 is electrically connected to each of the wire bonding pad and the solder joint portion, and is for cutting at the time of improvement.
本発明の実施態様では、キャリアの表面に整合終端用抵
抗40が形成されている。In the embodiment of the present invention, the matching termination resistor 40 is formed on the surface of the carrier.
本発明の他の実施態様では、キャリアの多層プリント基
板への搭載面において半田接合部はマトリクス状に配置
されており、キャリアのLSIチップ実装面においてチッ
プピン搭載パッドはマトリクス状に配置してある。In another embodiment of the present invention, the solder joints are arranged in a matrix on the mounting surface of the carrier on the multilayer printed board, and the chip pin mounting pads are arranged in a matrix on the LSI chip mounting surface of the carrier.
本発明の構造において、多層プリント基板10の表面パッ
ド12にはキャリアの半田接合部が電気的接続しており、
キャリアの半田接合部にはパターンカット部とワイヤボ
ンディングパッドとを介してチップピン搭載パッドが電
気的接続しており、キャリアのチップピン搭載パッドに
はLSIパッケージのチップピンが搭載される。In the structure of the present invention, the solder pad of the carrier is electrically connected to the surface pad 12 of the multilayer printed circuit board 10,
A chip pin mounting pad is electrically connected to the solder joint portion of the carrier via a pattern cut portion and a wire bonding pad, and a chip pin of the LSI package is mounted on the chip pin mounting pad of the carrier.
従って、LSIパッケージの搭載状態では、LSIパッケージ
の各チップピンは、そぞれ多層プリント基板の表面パッ
ドに電気的接続が行われている。Therefore, in the mounted state of the LSI package, each chip pin of the LSI package is electrically connected to the surface pad of the multilayer printed board.
また、LSIパッケージとキャリアとの電気的接続はチッ
プピンのチップピン搭載パッドへの搭載により行われる
ので、LSIパッケージとして突当て方式のPGAタイプを使
用することが可能であり、ひいては多層プリント基板の
実装密度を向上し得る。Also, since the electrical connection between the LSI package and the carrier is made by mounting the chip pins on the chip pin mounting pads, it is possible to use the butting type PGA type as the LSI package, which in turn leads to the mounting density of the multilayer printed circuit board. Can improve.
回路の設計変更や多層プリント基板の故障を修復するた
めに、改造作業を行うには、改造の対象とする回路部分
におけるパターンカット部をカットするとともに、その
パターンカット部に接続されていたワイヤボンディング
パッドを、新たに回路を構成すべき他のパッドに改造用
ワイヤにて接続する。In order to carry out remodeling work in order to repair circuit design changes and multilayer printed circuit board failures, the pattern cut part in the circuit part to be remodeled is cut, and the wire bonding connected to the pattern cut part is performed. The pad is connected to another pad which is to form a new circuit with a modification wire.
このようにして当該他のパッドと改造用ワイヤと該ワイ
ヤボンディングパッドとこれに対応するチップピン搭載
パッドとチップピンとを含む新たな回路が構成される。In this way, a new circuit including the other pad, the remodeling wire, the wire bonding pad, the chip pin mounting pad and the chip pin corresponding thereto is constructed.
改造作業の対象であるパターンカット部及びワイヤボン
ディングパッドは、いずれもキャリアのLSIチップ実装
面に設けてあるから、改造時には必要に応じてLSIパッ
ケージをキャリアから一時的に取り外して改造を行えば
よく、改造作業が容易である。Since both the pattern cut part and the wire bonding pad that are the target of the modification work are provided on the LSI chip mounting surface of the carrier, the LSI package may be temporarily removed from the carrier and modified when necessary for modification. , Remodeling work is easy.
本発明の大きな特徴の1つは、多層プリント基板とLSI
パッケージとの間に、このような改造用の構造を持った
キャリアが介在していることであり、その結果次のよう
な諸利点がある。One of the major features of the present invention is a multilayer printed circuit board and an LSI.
The carrier having such a structure for modification is interposed between the package and the package, and as a result, the following advantages are obtained.
第1に、改造用構造として微細な表面形状は、キャリア
の表面に形成すればよく、キャリアは多層プリント基板
よりもはるかにサイズの小さいLSIパッケージと同様の
サイズであるので、製造の歩留まりが大幅に改善され
る。First, as a structure for modification, a fine surface shape may be formed on the surface of the carrier, and since the carrier has a size similar to that of an LSI package, which is much smaller than a multilayer printed circuit board, the manufacturing yield is large. To be improved.
第2に、多層プリント基板には、改造用構造を設ける必
要がないので、通常パターン配線とともにキャリアの半
田接合部に対応する各表面パットを形成すれば足り、こ
の点においても、製造が容易であり且つ製造歩留まりが
改善される。Secondly, since it is not necessary to provide a modification structure on the multilayer printed circuit board, it is sufficient to form each surface pad corresponding to the solder joint portion of the carrier together with the normal pattern wiring, and in this respect also, the manufacturing is easy. And the manufacturing yield is improved.
第3に、何等かの原因でキャリア上の表面パターンがダ
メージを受けたために回復不可能となった場合には、そ
のキャリアだけを交換すればよく、他のキャリアや多層
プリント基板には影響しないから、1枚分のキャリアの
損失に止どまり、経済性が優れている。Thirdly, if the surface pattern on the carrier is damaged for some reason and cannot be recovered, only that carrier needs to be replaced and other carriers and the multilayer printed circuit board are not affected. Therefore, the loss of one carrier is limited, and the economy is excellent.
第4に、LSIパッケージと多層プリント基板の表面層と
の間にキャリアが介在するから、LSIパッケージと多層
プリント基板の表面層との間にキャリアを含む温度の階
層が構成され、従って、当該多層プリント基板の稼働中
にLSIパッケージからの発熱による多層プリント基板の
表面パッドとキャリアの半田接合部との半田接合への影
響が大幅に緩和され、従って、半田接合部の高信頼性が
実現される。Fourthly, since the carrier is interposed between the LSI package and the surface layer of the multilayer printed circuit board, a temperature hierarchy including the carrier is formed between the LSI package and the surface layer of the multilayer printed circuit board. The influence of the heat generated from the LSI package during the operation of the printed circuit board on the solder joint between the surface pad of the multilayer printed circuit board and the solder joint of the carrier is greatly mitigated, and therefore high reliability of the solder joint is realized. .
本発明の実施態様において、キャリアの表面には整合終
端用抵抗が形成されているから、回路形式としてECL回
路を使用して終端抵抗を実装する必要がある場合に、終
端抵抗の実装構造を簡略化することができ、また多層プ
リント基板の表面層に直接に終端抵抗を実装する必要が
ないのでLSIパッケージの実装に必要なエリアが狭くて
済み、従って、高密度実装が可能である。In the embodiment of the present invention, the matching terminating resistor is formed on the surface of the carrier. Therefore, when it is necessary to mount the terminating resistor by using the ECL circuit as the circuit type, the mounting structure of the terminating resistor is simplified. In addition, since it is not necessary to mount the terminating resistor directly on the surface layer of the multilayer printed circuit board, the area required for mounting the LSI package can be small, and therefore high density mounting is possible.
本発明の他の実施態様において、半田接合部及びチップ
ピン搭載パッドはいずれもマトリクス状に配置されてい
るから、LSIパッケージのチップピンをマトリクス状に
配置可能であり、LSIパッケージの形式としてPGAタイプ
のものを使用して多数の入出力端子を実現し得る。In another embodiment of the present invention, since the solder joints and the chip pin mounting pads are both arranged in a matrix, the chip pins of the LSI package can be arranged in a matrix, and the LSI package is of the PGA type. Can be used to implement multiple input and output terminals.
第1図から第4図までは本発明の実施例であって、第1
図は正面図、第2図はキャリア30の部分を示す斜視図、
第3図はLSIパッケージの搭載状態の部分を示す展開断
面図、第4図は改造後の展開断面図である。1 to 4 show an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view, FIG. 2 is a perspective view showing a portion of the carrier 30,
FIG. 3 is a developed sectional view showing the mounted state of the LSI package, and FIG. 4 is a developed sectional view after the modification.
構造 第1図から第3図までにおいて、セラミツク基板の多層
プリント基板10とLSIパッケージ20との間に、1枚のキ
ャリア30が介在させてある。Structure In FIGS. 1 to 3, one carrier 30 is interposed between the multilayer printed board 10 of the ceramic board and the LSI package 20.
LSIパッケージ20は、ECL回路を使用したPGAタイプで、L
SIパッケージ20の底面から垂直下方に向けて多数のチッ
プピン21がマトリクス状の配置にて延長している。The LSI package 20 is a PGA type that uses an ECL circuit.
A large number of chip pins 21 extend vertically downward from the bottom surface of the SI package 20 in a matrix arrangement.
キャリア30は、LSIパッケージ20とほぼ同一サイズの外
形寸法を有する平板であって、その両面は、多層プリン
ト基板への搭載面31と、LSIチップ実装面32となってい
る。The carrier 30 is a flat plate having substantially the same external dimensions as the LSI package 20, and both surfaces thereof are a mounting surface 31 on a multilayer printed board and an LSI chip mounting surface 32.
キャリア30のLSIチップ実装面32には、LSIパッケージ20
のチップピン21のマトリクス状配置と同一のマトリクス
状に配置したチップピン搭載パッド34と、該チップピン
搭載パッド34に接続部37介して電気的接続したワイヤボ
ンディングパッド35と、該ワイヤボンディングパッド35
に電気的接続したパターンカット部36とが設けてある。The LSI package 20 is mounted on the LSI chip mounting surface 32 of the carrier 30.
The chip pin mounting pads 34 arranged in the same matrix as the chip pins 21 in the matrix arrangement, the wire bonding pads 35 electrically connected to the chip pin mounting pads 34 through the connecting portions 37, and the wire bonding pads 35.
And a pattern cut portion 36 electrically connected to the.
パターンカット部36がワイヤボンディングパッド35から
延長している方向は、第2図に示すように、隣合うチッ
プピン搭載パッド34に対応するパターンカット部36毎
に、角位相がずれている。In the direction in which the pattern cut portion 36 extends from the wire bonding pad 35, the angular phase is shifted for each pattern cut portion 36 corresponding to the adjacent chip pin mounting pad 34, as shown in FIG.
キャリア30の多層プリント基板への搭載面31には、上記
チップピン搭載パッド34のマトリクス状配置と位相がず
れたマトリクス状配置にて半田接合部33が設けてある。Solder joints 33 are provided on the mounting surface 31 of the carrier 30 on the multilayer printed circuit board in a matrix-shaped arrangement that is out of phase with the matrix-shaped arrangement of the chip pin mounting pads 34.
キャリア30の内部において、ワイヤボンディングパッド
36と半田接合部33とは、各接続部38A、38B、38Cによっ
て電気的接続してある。Inside the carrier 30, the wire bonding pad
36 and the solder joint portion 33 are electrically connected to each other by the connecting portions 38A, 38B, 38C.
中間の接続部38Bは横方向に延長しており、その延長方
向は、上記パターンカット部36の角位相のずれに適合す
るように、第2図に示すように、隣合うチップピン搭載
パッド34に対応する接続部38B毎に、角位相がずれてい
る。The intermediate connecting portion 38B extends in the lateral direction, and the extending direction is set to the adjacent chip pin mounting pad 34 as shown in FIG. 2 so as to match the angular phase shift of the pattern cut portion 36. The angular phase is shifted for each corresponding connecting portion 38B.
多層プリント基板10の表面層11には、上記キャリア30の
半田接合部33の配置と同一のマトリクス状に配置した表
面パッド12が形成してある。On the surface layer 11 of the multilayer printed circuit board 10, the surface pads 12 arranged in the same matrix as the solder joint portions 33 of the carrier 30 are formed.
39は、キャリア30の半田接合部33と多層プリント基板10
の表面パッド12とを半田付けする半田バンプである。39 is the solder joint 33 of the carrier 30 and the multilayer printed circuit board 10
Is a solder bump for soldering to the surface pad 12 of.
キャリア30のLSIチップ実装面32には、また、チップピ
ン搭載パッド34の形成エリアの周囲に、整合終端用抵抗
40が薄膜技術によって形成してある。A matching termination resistor is provided on the LSI chip mounting surface 32 of the carrier 30 and around the area where the chip pin mounting pad 34 is formed.
40 is formed by thin film technology.
搭載の手順 本発明の半導体素子の搭載構造において、組立の階層構
造は任意に設定し得るが、その搭載の手順の一例を説明
すると、主として第1図及び第3図において、まず多層
プリント基板10の表面層11にマトリクス状に配置された
表面パッド12を電気的に接続する。この際表面パッド12
は、通常のめっきプロセスあるいは厚膜プロセスによ
り、容易に形成し得る。Mounting Procedure In the mounting structure of the semiconductor element of the present invention, the hierarchical structure of assembly can be set arbitrarily. An example of the mounting procedure will be described. Mainly in FIGS. Surface pads 12 arranged in a matrix on the surface layer 11 are electrically connected. At this time, the surface pad 12
Can be easily formed by an ordinary plating process or a thick film process.
また、各LSIパッケージ20のチップピン21の配置に合わ
せた配置のチップピン搭載パッド34と、多層プリント基
板10の表面パッド12の配置に合わせた配置の半田接合部
33と、これらの電気的接続する接続部37、ワイヤボンデ
ィングパッド35、パターンカット部36、接続部38A、38
B、38Cを有し、且つ整合終端用抵抗40を薄膜技術により
形成してなる構造の各キャリア30を製造する。In addition, the chip pin mounting pads 34 arranged in accordance with the arrangement of the chip pins 21 of each LSI package 20 and the solder joints arranged in accordance with the arrangement of the surface pads 12 of the multilayer printed circuit board 10.
33, a connection part 37 for electrically connecting these, a wire bonding pad 35, a pattern cut part 36, connection parts 38A, 38
Each carrier 30 having a structure having B and 38C and having a matching termination resistor 40 formed by a thin film technique is manufactured.
多層プリント基板10の各表面パッド12に、キャリア30の
各半田接合部33を、錫と鉛の共晶半田で半田付けするこ
とにより、多層プリント基板10にキャリア30を固定及び
電気的接続する。The carrier 30 is fixed and electrically connected to the multilayer printed board 10 by soldering the solder joints 33 of the carrier 30 to the surface pads 12 of the multilayer printed board 10 with eutectic solder of tin and lead.
キャリア30の各チップピン搭載パッド34に、LSIパッケ
ージ20の各チップピン21を、低温半田にて半田付けする
ことにより、キャリア30にLSIパッケージ20を固定及び
電気的接続する。By soldering each chip pin 21 of the LSI package 20 to each chip pin mounting pad 34 of the carrier 30 by low-temperature solder, the LSI package 20 is fixed and electrically connected to the carrier 30.
以上により半導体素子の搭載構造が完成する。The semiconductor element mounting structure is thus completed.
改造作業 次ぎに回路の変更や修復等の必要のために行う改造の作
業について説明する。Remodeling work Next, the remodeling work to be performed for the purpose of changing or repairing the circuit will be explained.
改造が必要なチップピン21に対応するパターンカット部
36を、第4図に示すようにカットする。Pattern cut part corresponding to chip pin 21 that needs modification
Cut 36 as shown in FIG.
このパターンカット部36に接続していたワイヤボンディ
ングパッド35を、改造用ワイヤ42により他の適宜のパッ
トに電気的接続する。The wire bonding pad 35 connected to the pattern cut portion 36 is electrically connected to another appropriate pad by the modification wire 42.
これにより旧前の回路部分が廃止されるとともに、新た
な回路部分が構成される。As a result, the old circuit part is abolished and a new circuit part is constructed.
実施例の作用・効果 次ぎにこの実施例に基づいて本発明の作用・効果を説明
する。Functions and Effects of Embodiments Next, the functions and effects of the present invention will be described based on the embodiments.
従来、改造用構造を設ける場合に、多層プリント基板の
広い表面層の全体に渡って形成すべきであった複雑且つ
微細な表面層は、この実施例では、LSIパッケージ20と
ほぼ同一の大きさでLSIパッケージ20と同数だけあるキ
ャリア30上に分割して形成すればよいから、製造歩留ま
りが大幅に改良可能である。Conventionally, in the case of providing a modification structure, the complicated and fine surface layer which should have been formed over the entire wide surface layer of the multilayer printed circuit board has substantially the same size as the LSI package 20 in this embodiment. Since it is sufficient to divide and form it on as many carriers 30 as there are LSI packages 20, the manufacturing yield can be greatly improved.
また、なんらかの原因でキャリア30上の表面パターンが
ダメージを受けた場合にこれを回復するには、キャリア
30を交換すればよく、経済性に優れている。しかも、そ
のためにはキャリア30と多層プリント基板10との半田付
け及びキャリア30とLSIパッケージ20との半田付けを解
いた後、キャリア30を替えて上記と同様の搭載の手順を
行えばよいから、回復作業が簡単である。Also, if you want to recover the surface pattern on the carrier 30 if it gets damaged for some reason,
You only have to replace the 30 and it is very economical. Moreover, for that purpose, after the soldering between the carrier 30 and the multilayer printed circuit board 10 and the soldering between the carrier 30 and the LSI package 20 are released, the carrier 30 may be replaced and the same mounting procedure as described above may be performed. Recovery work is easy.
多層プリント基板10の表面パターンの形状は、キャリア
30の半田バンブ39を接続するための表面バットのみを配
置すればよく、従って、当該パターンの簡略化が図れ
る。The shape of the surface pattern of the multilayer printed circuit board 10 is a carrier.
Only the surface butt for connecting the solder bumps 39 of 30 need be arranged, and therefore the pattern can be simplified.
更に、付随効果として、高発熱のLSIチップと熱容量の
大きいセラミック基板との間にキャリア30を挿入する構
造であるから、キャリア30がLSIパッケージ20と多層プ
リント基板10と温度差のパッファーとなり、発生歪を分
散して高い信頼性を確保することができる。Furthermore, as a side effect, since the carrier 30 has a structure in which it is inserted between a high heat-generating LSI chip and a ceramic substrate having a large heat capacity, the carrier 30 becomes a puffer of the temperature difference between the LSI package 20 and the multilayer printed circuit board 10, and Distortion can be dispersed and high reliability can be ensured.
特に基板材が有機材料の場合には、上記温度差によって
多層プリント基板10とLSIパッケージ20との間に大きな
熱膨張差を生じるが、キャリア30はこの熱膨張差を吸収
するバッファーの役目を果たすから、この点においても
高信頼度を得ることが可能である。Particularly when the substrate material is an organic material, a large thermal expansion difference occurs between the multilayer printed circuit board 10 and the LSI package 20 due to the temperature difference, and the carrier 30 serves as a buffer that absorbs this thermal expansion difference. Therefore, it is possible to obtain high reliability also in this respect.
改造作業はキャリア30の表面において行えばよいから、
その作業性が優れている。Since the modification work may be performed on the surface of the carrier 30,
Its workability is excellent.
キャリア30の表面には、薄膜技術により終端抵抗40を形
成することができるので、その実装構造を簡略化するこ
とができ、且つスペースの節減により実装密度の向上が
可能である。Since the terminating resistor 40 can be formed on the surface of the carrier 30 by a thin film technique, the mounting structure thereof can be simplified, and the mounting density can be improved by saving space.
以上述べてきたように、本発明によれば、簡易な構成
で、多層プリント基板とLSIパッケージとの間に改造用
構造を持ったキャリアを介在させることにより、微細表
面層形成時の歩留まりが向上し、微細表面パターンの破
損時の対策の改善が行われ、更にはLSIパッケージの多
層プリント基板上への高密度実装が実現され、半田接合
部の信頼性が高くなり、必要に応じて終端抵抗の多層プ
リント基板への効率的な搭載によって一層の高密度実装
が可能となり、実用的には極めて有用である。As described above, according to the present invention, the yield at the time of forming the fine surface layer is improved by interposing the carrier having the modified structure between the multilayer printed circuit board and the LSI package with a simple structure. However, measures against damage to the fine surface pattern have been improved, and high-density mounting of the LSI package on the multilayer printed circuit board has been realized. The efficient mounting on the multilayer printed circuit board enables higher density mounting, which is extremely useful in practice.
第1図は本発明の実施例を示す正面図、 第2図は第1図のキャリアの部分を示す斜視図、 第3図はLSIパッケージの搭載状態の部分を示す展開断
面図、 第4図は改造後の展開断面図、 第5図は従来構造の正面図である。 第1図から第4図までにおいて、 10は多層プリント基板、12は多層プリント基板の表面パ
ッド、20はLSIパッケージ、21はLSIパッケージのチップ
ピン、30はキャリア、31はキャリアの多層プリント基板
への搭載面、32はキャリアのLSIチップ実装面、33は半
田接合部、34はチップピン搭載パッド、35はワイヤボン
ディングパッド、36はパターンカット部、40は整合終端
用抵抗である。1 is a front view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a portion of the carrier shown in FIG. 1, FIG. 3 is a developed sectional view showing a portion where an LSI package is mounted, and FIG. Is a developed sectional view after modification, and FIG. 5 is a front view of a conventional structure. 1 to 4, 10 is a multilayer printed circuit board, 12 is a surface pad of the multilayer printed circuit board, 20 is an LSI package, 21 is a chip pin of the LSI package, 30 is a carrier, 31 is a carrier of the multilayer printed circuit board. A mounting surface, 32 is a carrier LSI chip mounting surface, 33 is a solder joint portion, 34 is a chip pin mounting pad, 35 is a wire bonding pad, 36 is a pattern cut portion, and 40 is a matching termination resistor.
Claims (3)
(20)との間にキャリア(30)を介在させ、 上記キャリア(30)は、該キャリア(30)を多層プリン
ト基板(10)へ搭載する多層プリント基板への搭載面
(31)と、該LSIパッケージ(20)を該キャリア(30)
へ実装するLSIチップ実装面(32)とを有し、 上記キャリア(30)は、該多層プリント基板への搭載面
(31)には、該多層プリント基板(10)の表面パッド
(12)に電気的接続を行う半田接合部(33)を有し、 上記キャリア(30)は、該LSIチップ実装面(32)に
は、該LSIパッケージ(20)のチップピン(21)を搭載
するチップピン搭載パッド(34)と、該チップピン搭載
パッド(34)に電気的接続され且つ改造時に改造用ワイ
ヤを接続するためのワイヤボンディングパッド(35)
と、該ワイヤボンディングパッド(35)及び該半田接合
部(33)のそれぞれに電気的接続され且つ改造時にカッ
トするためのパターンカット部(36)とを有することを
特徴とする半導体素子の搭載構造。1. A carrier (30) is interposed between a multilayer printed circuit board (10) and an LSI package (20), and the carrier (30) mounts the carrier (30) on the multilayer printed circuit board (10). Mounting surface (31) on the multilayer printed circuit board and the carrier (30) for mounting the LSI package (20)
The carrier (30) has an LSI chip mounting surface (32) to be mounted on a surface pad (12) of the multilayer printed circuit board (10). The carrier (30) has a solder joint (33) for electrical connection, and the carrier (30) has a chip pin mounting pad for mounting the chip pin (21) of the LSI package (20) on the LSI chip mounting surface (32). (34) and a wire bonding pad (35) electrically connected to the chip pin mounting pad (34) and for connecting a modification wire during modification.
And a pattern cut portion (36) electrically connected to each of the wire bonding pad (35) and the solder joint portion (33) and for cutting at the time of remodeling, a semiconductor element mounting structure. .
の表面に整合終端用抵抗(40)が形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体素子の搭
載構造。2. The carrier (30) is the carrier (30).
2. The semiconductor element mounting structure according to claim 1, wherein a matching termination resistor (40) is formed on the surface of the semiconductor device.
(10)への搭載面(31)において、該半田接合部(33)
はマトリクス状に配置されており、 上記キャリア(30)の該LSIチップ実装面(32)におい
て、該チップピン搭載パッド(34)はマトリクス状に配
置してあることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の半導体素子の搭載構造。3. The solder joint (33) on the mounting surface (31) of the carrier (30) on the multilayer printed circuit board (10).
Are arranged in a matrix, and the chip pin mounting pads (34) are arranged in a matrix on the LSI chip mounting surface (32) of the carrier (30). The semiconductor element mounting structure according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62019971A JPH0714016B2 (en) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | Semiconductor element mounting structure |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62019971A JPH0714016B2 (en) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | Semiconductor element mounting structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63187653A JPS63187653A (en) | 1988-08-03 |
| JPH0714016B2 true JPH0714016B2 (en) | 1995-02-15 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62019971A Expired - Fee Related JPH0714016B2 (en) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | Semiconductor element mounting structure |
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|---|---|
| JP (1) | JPH0714016B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000036646A1 (en) * | 1998-12-14 | 2000-06-22 | Fujitsu Limited | Mounting adapter for ball grid array packages, mounting structure for ball grid array packages utilizing the same, and method of repairing ball grid array package |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5772451A (en) | 1993-11-16 | 1998-06-30 | Form Factor, Inc. | Sockets for electronic components and methods of connecting to electronic components |
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1987
- 1987-01-30 JP JP62019971A patent/JPH0714016B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPS63187653A (en) | 1988-08-03 |
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