JPH09130031A - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 はんだバンプの過度のバンプ潰れを防止して
バンプ高さを制御することによって、バンプの形状を樽
型から円柱状または鼓型にし、接続部の接続信頼性を向
上させることができる電子部品の実装方法を提供する。 【解決手段】 電子部品に設けられたはんだバンプを介
して、この電子部品を実装基板に実装する電子部品の実
装方法による実装構造であって、表面実装型の電子部品
１と、この電子部品１を実装するプリント板２と、電子
部品１に設けられるチップ型部品３とから構成され、電
子部品１のプリント板２へのはんだ付け時に、溶融して
電子部品１の重量で潰れようとするはんだバンプ６をチ
ップ型部品３が支えることで、はんだバンプ６は接続バ
ンプ９のような円柱状または鼓型形状に形成され、電子
部品１とプリント板２の間隙寸法がチップ型部品３の高
さによって決定されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型の電子
部品の実装技術に関し、特に発熱量の多いＢＧＡ（Ball
Grid Array)型などの電子部品に用いて好適な電子部品
の実装方法に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、発明者が検討した技術とし
て、発熱量の多いＢＧＡ型などの電子部品の実装方法は
図６に示すような技術が考えられる。この電子部品の実
装方法は、図６(a) 〜(d) において工程順に例示するよ
うに、セラミックまたは有機材料で形成された電子部品
１のサブストレートに、熱拡散用に銅またはアルミニウ
ムなどの熱伝導性の良い金属板４を張り合わせ、はんだ
バンプ６を設けた構造のＢＧＡ型などの電子部品１を接
続バンプ９ａを介してプリント板２に実装するような構
造となっている。

【０００３】なお、このようなＢＧＡ型などの電子部品
の実装方法に関する技術については、たとえば平成６年
９月１日、工業調査会発行の「電子材料 １９９４年９
月号」Ｐ４４〜Ｐ５４などの文献に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な電子部品の実装技術においては、ＢＧＡ型などの熱伝
導性の良い金属板が張り合わされた電子部品をプリント
板にそのまま実装するため、接続バンプは電子部品の重
量をバンプの表面張力で支えて、この接続バンプは球を
押し潰したような樽型の断面形状となることが考えられ
る。

【０００５】すなわち、電子部品の重量によっては、は
んだ付け時にＢＧＡ型などのはんだバンプが溶融して変
形する際、はんだの濡れ角がなくなり、はんだ接続部で
滑りが発生し、電子部品を実装位置に搭載できないとい
うことや、電子部品の重量がはんだバンプの表面張力を
超え、潰れて隣接するバンプとショートするということ
などが予想される。

【０００６】そこで、本発明の目的は、はんだバンプの
過度のバンプ潰れを防止してバンプ高さを制御すること
によって、バンプの形状を樽型から円柱状または鼓型に
し、接続部の接続信頼性を向上させることができる電子
部品の実装方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の実装
方法は、電子部品をこの電子部品に設けられたはんだバ
ンプを介して実装基板に実装する場合に適用されるもの
であり、ＢＧＡ型などの電子部品の一部にチップ型部品
を設けるか、または基板の一部にチップ型部品を設ける
ものである。これにより、はんだ付け時にはんだバンプ
が溶融し、電子部品の重量により潰れようとするはんだ
バンプをチップ型部品で支えてはんだバンプの高さを制
御することができる。

【０００８】よって、前記した電子部品の実装方法によ
れば、過度のバンプ潰れを防止するため、電子部品の滑
りなどによる実装位置ずれ、および隣接バンプ間のショ
ートをなくすことができ、はんだ接続不良の少ない実装
が実現できる。

【０００９】また、チップ型部品で支えることで、はん
だバンプの形状を樽型から円柱状または鼓型に形成する
ことができ、はんだ接続信頼性の良い実装が実現でき
る。さらに、チップ型部品を電子部品の下部に実装する
ので、このチップ型部品を電源ノイズ抑制のためのバイ
パスコンデンサなどとして利用することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１１】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１である電子部品の実装方法を工程順に示す概略断面
図、図２はチップ型部品の実装状態を示す電子部品の裏
面図である。

【００１２】まず、図１により本実施の形態１の電子部
品の実装方法による実装構造の構成を説明する。

【００１３】本実施の形態１の電子部品の実装方法によ
る実装構造は、たとえば電子部品に設けられたはんだバ
ンプを介して、この電子部品を実装基板に実装する電子
部品の実装構造とされ、表面実装型の電子部品１と、こ
の電子部品１を実装するプリント板２（実装基板）と、
電子部品１に設けられるチップ型部品３とから構成さ
れ、このチップ型部品３により電子部品１のプリント板
２へのはんだ付け時にはんだバンプの高さが制御される
ようになっている。

【００１４】電子部品１は、たとえば発熱量の多い表面
実装型のＢＧＡ型パッケージとされ、セラミックまたは
有機材料で形成された電子部品１のサブストレートの表
面に、熱拡散用に銅またはアルミニウムなどの熱伝導性
の良い金属板４が張り合わされている。

【００１５】さらに、電子部品１の裏面中央部には、ア
レイ状に複数個の接続パッド５が形成され、これらの接
続パッド５上にはんだバンプ６が形成されている。ま
た、電子部品１の裏面周辺部には、少なくとも２個所以
上、本実施の形態１においては、図２に示すように対角
線方向の二隅の接続パッド５上にチップ型部品３が実装
されている。

【００１６】プリント板２には、電子部品１のはんだバ
ンプ６に対応する位置に複数個の接続パッド７が形成さ
れ、これらの接続パッド７にはんだペースト８が供給さ
れてはんだ付けが行われ、プリント板２に電子部品１が
接続バンプ９を介して電気的に接続されている。

【００１７】チップ型部品３は、たとえば電源ノイズ抑
制のためのバイパスコンデンサとされ、特にこのチップ
型部品３は電子部品１をプリント板２に実装した際の間
隙寸法に応じて所定の高さのチップ型部品３が用いられ
る。このチップ型部品３は、電子部品１をプリント板２
に実装する際に、予めはんだ付けにより電子部品１の接
続パッド５上に実装されている。

【００１８】次に、本実施の形態１の作用について、電
子部品１をプリント板２に実装する場合の実装方法を図
１に基づいて工程順に説明する。

【００１９】まず、プリント板２の表面に、実装される
電子部品１のはんだバンプ６に対応する位置に接続パッ
ド７を形成する（図１(a))。これらの接続パッド７が形
成されるプリント板２は、一般的に知られている方法、
たとえばサブトラクティブ法などで作成することができ
る。そして、プリント板２の接続パッド７にはんだペー
スト８を供給する（図１(b))。

【００２０】続いて、電子部品１の接続パッド５上に、
チップ型部品３をはんだ付けにより実装し、その後、は
んだバンプ６を形成する。そして、プリント板２上に形
成された接続パッド７に電子部品１のはんだバンプ６が
対応するように位置決めし、重ね合わせることにより電
子部品１をプリント板２上に搭載する（図１(c))。

【００２１】さらに、電子部品１を搭載したプリント板
２を、たとえばはんだバンプ６やはんだペースト８の組
成などに応じた所定の温度の加熱炉内に入れる。これに
より、はんだバンプ６やはんだペースト８を加熱して溶
融させるリフロー操作によって、図１(d) に例示される
ように電子部品１はプリント板２にはんだ付けされる。

【００２２】この時、本実施の形態１の場合には、溶融
して電子部品１の重量で潰れようとするはんだバンプ６
をチップ型部品３が支えることで、はんだバンプ６は接
続バンプ９のような円柱状または鼓型形状に形成でき、
電子部品１とプリント板２の間隙寸法（スタンドオフ）
を、このチップ型部品３によって決定することができ
る。

【００２３】たとえば、はんだペースト８を接続パッド
７と同形、同サイズ、高さ２００μｍで形成する。電子
部品１に実装されたチップ型部品３が１６０８型（1.６
ｍｍ×0.８ｍｍ）で高さが0.５ｍｍの場合、はんだバン
プ６はチップ型部品３と同一の高さで形成する。前記電
子部品１をプリント板２に搭載した際、はんだバンプ６
ははんだペースト８に接触し、リフロー操作によっては
んだ付けされると、はんだバンプ６は図１(d) の接続バ
ンプ９のようなチップ型部品３の高さの円柱状または中
心部の凹んだ鼓型形状に形成することができる。

【００２４】従って、本実施の形態１の電子部品１の実
装方法によれば、電子部品１に設けられるチップ型部品
３によって接続バンプ９を円柱状または鼓型形状に形成
することにより、過渡のバンプ潰れを防止できるため、
電子部品１の実装位置ずれおよび隣接バンプ間ショート
をなくすことができ、はんだ接続不良の少ないＢＧＡ型
の電子部品１のプリント板２への実装を実現することが
できる。

【００２５】また、はんだバンプ６は接続バンプ９のよ
うな円柱状または鼓型形状に形成でき、樽型バンプのよ
うに電子部品１とプリント板２との熱収縮の違いにより
発生するせん断応力が接続バンプ９と接続パッド５，７
の界面に集中することがないので、よりはんだ接続信頼
性の高い実装を行うことができる。

【００２６】さらに、バイパスコンデンサのチップ型部
品３を電子部品１に実装することで、電子部品１自体、
さらには電子部品１を実装したプリント板２の電源ノイ
ズを抑制して特性を向上させることができる。

【００２７】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２である電子部品の実装方法を工程順に示す略断面図
である。

【００２８】本実施の形態２の電子部品の実装方法によ
る実装構造は、前記実施の形態１と同様に、電子部品に
設けられたはんだバンプを介して、この電子部品を実装
基板に実装する電子部品の実装構造とされ、表面実装型
の電子部品１と、この電子部品１を実装するプリント板
２（実装基板）と、バイパスコンデンサのチップ型部品
３とから構成され、前記実施の形態１との相違点は、チ
ップ型部品３を電子部品１に代えてプリント板２に設け
るようにした点である。

【００２９】すなわち、本実施の形態２における電子部
品１の実装方法においては、図３に示す工程順に基づい
て電子部品１がプリント板２に実装されるようになって
おり、まずプリント板２の表面に、実装される電子部品
１のはんだバンプ６と、チップ型部品３に対応する位置
に接続パッド７を形成する（図３(a))。そして、プリン
ト板２にチップ型部品３を搭載してはんだ付けする（図
３(b))。

【００３０】続いて、プリント板２の、電子部品１のは
んだバンプ６に対応した接続パッド５に、はんだペース
ト８を供給する（図３(c))。そして、プリント板２上に
形成された接続パッド７に電子部品１のはんだバンプ６
が対応するように位置決めし、重ね合わせることにより
電子部品１をプリント板２上に搭載する（図３(d))。

【００３１】その後は、前記実施の形態１と同様に、リ
フロー操作によってはんだバンプ６やはんだペースト８
を加熱して溶融させ、はんだバンプ６をチップ型部品３
が支えることで、はんだバンプ６は接続バンプ９のよう
な円柱状または鼓型形状に形成することができる（図３
(e))。

【００３２】従って、本実施の形態２の電子部品１の実
装方法によれば、プリント板２に設けられるチップ型部
品３によって接続バンプ９を円柱状または鼓型形状に形
成することにより、前記実施の形態１と同様に、電子部
品１の実装位置ずれおよび隣接バンプ間ショートの防
止、せん断応力の緩和によってはんだ接続信頼性の高い
電子部品１のプリント板２への実装を実現でき、さらに
電子部品１を実装したプリント板２の電源ノイズを抑制
して特性を向上させることができる。

【００３３】特に、本実施の形態２のようにバイパスコ
ンデンサのチップ型部品３をプリント板２に設ける場合
には、電源ノイズの抑制によって特性の向上が可能にな
るとともに、チップ型部品３を回路構成部品と共用して
プリント板２の実装面積を大きくとることができるの
で、チップ型部品３、さらに電子部品１の実装効率を向
上させることができる。

【００３４】本発明は前記実施の形態１および２に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記
実施の形態においては、電子部品１に対してチップ型部
品３を２個所に設ける場合について説明したが、本発明
は前記実施の形態に限定されるものではなく、特性上必
要な数に応じて図４のように３個所または４個所にチッ
プ型部品３を設けたり、さらにそれ以上に設けることも
可能であり、またはんだバンプ６の配列に応じても変形
可能であり、たとえば図５のように中央部にチップ型部
品３を設ける場合などについても広く適用可能である。

【００３５】また、チップ型部品３としては、バイパス
コンデンサに限らず、たとえばダイオード、抵抗などの
他のチップ型部品３についても適用可能であり、この場
合にはチップ型部品３を回路構成部品の一部として共用
することができるので、実装効率の向上を図ることがで
きる。

【００３６】さらに、このチップ型部品３の高さについ
ても、0.５ｍｍの場合の他に、電子部品１の大きさ、接
続パッド５のピッチサイズなどに伴う電子部品１とプリ
ント板２の間隙寸法に応じて、既存のチップ型部品、さ
らに新規に製作するチップ型部品を用いて、種々の高さ
に制御可能であることはいうまでもない。

【００３７】

【発明の効果】本発明の電子部品の実装方法によれば、
電子部品を実装基板にはんだ付けする際に、電子部品ま
たは実装基板の一部に設けたチップ型部品によりはんだ
バンプの高さを制御して、過度のバンプ潰れを防止する
ことができるので、電子部品の滑りなどによる実装位置
ずれ、および隣接バンプ間のショートを低減することが
可能となる。

【００３８】この結果、はんだバンプの接続不良を少な
くすることができるので、はんだバンプを介して電子部
品を実装基板に実装する際の接続信頼性を向上させるこ
とが可能となる。

【００３９】また、本発明によれば、チップ型部品を電
子部品またはプリント基板に実装することで、チップ型
部品を回路構成部品と共用してプリント板の実装面積を
大きくとることができるので、チップ型部品、さらに電
子部品の実装効率を向上させることが可能となる。

【００４０】特に、チップ型部品をバイパスコンデンサ
とする場合には、このチップ型部品を電源ノイズ抑制の
ために利用することができるので、電子部品自体、さら
には電子部品を実装したプリント板の電源ノイズを抑制
して特性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１である電子部品の実装方
法を工程順に示す概略断面図である。

【図２】実施の形態１において、チップ型部品の実装状
態を示す電子部品の裏面図である。

【図３】本発明の実施の形態２である電子部品の実装方
法を工程順に示す略断面図である。

【図４】前記実施の形態において、他のチップ型部品の
実装状態を示す電子部品の裏面図である。

【図５】前記実施の形態において、さらに他のチップ型
部品の実装状態を示す電子部品の裏面図である。

【図６】本発明の実施の形態に対応する比較例である電
子部品の実装方法を工程順に示す概略断面図である。

【符号の説明】

１…電子部品、２…プリント板（実装基板）、３…チッ
プ型部品、４…金属板、５…接続パッド、６…はんだバ
ンプ、７…接続パッド、８…はんだペースト、９…接続
バンプ。

フロントページの続き (72)発明者 上村 康浩 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立コンピュータエレクトロニクス内 (72)発明者 坂上 雅一 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所オフィスシステム事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品に設けられたはんだバンプを介
   して、この電子部品を実装基板に実装する電子部品の実
   装方法であって、前記電子部品の前記はんだバンプが設
   けられた以外の場所、または前記実装基板の前記電子部
   品を実装する場所のうちのどちらか一方に、所定の高さ
   のチップ型部品を少なくとも２個所以上に設け、前記電
   子部品の前記実装基板へのはんだ付け時に前記はんだバ
   ンプが溶融し、前記電子部品の重量により潰れようとす
   る前記はんだバンプを前記チップ型部品で支えて前記は
   んだバンプの高さを制御することを特徴とする電子部品
   の実装方法。