專(zhuān)利名稱：電子設(shè)備和安裝電子部件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用襯底的下表面具有多個(gè)外部連接端子的電子部件的電子設(shè)備，和安裝所述電子部件的方法。
隨著印刷線路板(PWB)的高度、殼體厚度、重量等的減少，出現(xiàn)了諸如安裝在印刷線路板上的部件的焊接表面的剝離、損傷等問(wèn)題。例如，當(dāng)其上安裝有BGA部件的印刷電路板(PCB)被結(jié)合進(jìn)入殼體時(shí)，如果由于例如對(duì)所述印刷電路板進(jìn)行操作時(shí)發(fā)生掉落引起的碰撞，壓力或類(lèi)似的原因使外部應(yīng)力施加到印刷電路板上，則所述印刷電路板發(fā)生彎曲，所述安裝在印刷電路板上的BGA部件將受到該應(yīng)力。這樣就導(dǎo)致焊接部分的剝離、損傷等，并影響電路運(yùn)作。
在BGA部件安裝步驟中，不需要特殊的裝備BGA部件就可在一般的表面安裝步驟中被安裝至印刷電路板上，且通過(guò)焊料的表面張力的自對(duì)準(zhǔn)效應(yīng)可自然矯正輕微的位置差異。另一方面，由于印刷電路板的BGA連接表面和BGA部件的襯底連接表面直接焊接，焊接表面易受印刷電路板扭曲、彎折等的影響。而且，所述焊接表面也不能通過(guò)目測(cè)檢查。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)KOKAI公布號(hào)No.2001-68594提出了提高BGA部件機(jī)械強(qiáng)度的常規(guī)技術(shù)的一個(gè)實(shí)例。在此技術(shù)中，在BGA角部形成其橫截面與信號(hào)突起的橫截面相等或更大的增強(qiáng)突起。
如上所述，常規(guī)方法具有隨著印刷電路板的高度、殼體厚度、重量等的減少外部應(yīng)力作用在安裝于印刷電路板的諸如BGA部件的電子部件上，且電子部件的焊接表面被損壞的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況作出本發(fā)明，其目的在于提供通過(guò)保護(hù)安裝在印刷電路板上的電子部件免受外部應(yīng)力的影響而可期望具有穩(wěn)定電路運(yùn)行性能的電子設(shè)備，并提供一種安裝所述電子部件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括電路板，在襯底的一個(gè)表面具有多個(gè)外部連接端子且通過(guò)外部連接端子安裝在電路板并連接到所述電路板的電路上的電子部件，和形成在電路板的安裝所述電子部件的部分附近并保護(hù)電子部件免受施加到所述電路板上的外部應(yīng)力的影響的剛性保護(hù)部件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種通過(guò)多個(gè)形成在襯底一個(gè)表面上的外部連接端子在電路板上安裝電子部件的方法，所述方法包括在電路板的安裝電子部件的部分附近安裝保護(hù)電子部件免受作用在所述電路板上的外部應(yīng)力的影響的剛性保護(hù)部件。
本發(fā)明可保護(hù)安裝在印刷電路板上的電子部件免受任何外部應(yīng)力的影響。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)勢(shì)將在下面的描述中闡明，一部分通過(guò)說(shuō)明而顯而易見(jiàn)，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)際操作而獲得理解。本發(fā)明的目的和優(yōu)勢(shì)可通過(guò)下文具體指出的方法手段及其組合實(shí)現(xiàn)和獲得。


結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成其一部分的

了本發(fā)明的實(shí)施例，和上面給出的本發(fā)明的總述以及下面將給出的對(duì)實(shí)施例的詳盡描述一起對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行解釋。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)例的平面圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)例的側(cè)視圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)例的部分放大側(cè)視圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)例的平面圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)例的平面圖；圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)例的側(cè)視圖；及圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1的平面圖，圖2的側(cè)視圖和圖3的部分放大圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)。參考圖1～3，電路板11是其上安裝電子部件12的印刷電路板(PCB)。電子部件12為襯底12a下表面上具有多個(gè)外部連接端子的半導(dǎo)體芯片，例如，球柵格陣列(Ball Grid Array，BGA)，芯片級(jí)封裝(Chip Size Package，CSP)，或平面柵格陣列(Land Grid Array，LGA)。在下面的描述中，電路板稱為印刷電路板，電子部件稱為半導(dǎo)體芯片。其上安裝有半導(dǎo)體芯片12的印刷電路板11固定并容納在諸如個(gè)人電腦的電子設(shè)備的殼體2中。
印刷電路板11具有其上安裝半導(dǎo)體芯片12的部件安裝表面。如圖3所示，所述部件安裝表面具有多個(gè)連接端子Pb。通過(guò)將半導(dǎo)體芯片12的外部連接端子Pa焊接到部件安裝表面，半導(dǎo)體芯片12被安裝在印刷電路板11的部件安裝表面，從而連接到印刷電路板11的電路上。在如圖3所示的安裝結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體芯片12的外部連接端子Pa和形成在印刷電路板11的部件安裝表面上的連接端子Pb通過(guò)BGA的焊料球13焊接。
另外，印刷電路板11具有安裝在其上安裝半導(dǎo)體芯片12的部分附近的剛性保護(hù)部件15。當(dāng)外部應(yīng)力施加到印刷電路板11時(shí)，保護(hù)部件15保護(hù)半導(dǎo)體芯片12免受印刷電路板11彎曲的影響。注意，保護(hù)部件15以不有效地發(fā)揮功能的狀態(tài)焊接到印刷電路板11的保護(hù)部件安裝表面。下面該保護(hù)部分將被稱為空白芯片(dummy chip)。
空白芯片15具有承受(不產(chǎn)生任何破損或裂縫)印刷電路板11彎折預(yù)定程度的狀態(tài)的剛性，并通過(guò)焊接將其安裝在印刷電路板11的預(yù)先形成的保護(hù)部件安裝表面上。在如圖3所示的安裝結(jié)構(gòu)中，空白芯片15通過(guò)用焊料16將空白芯片15的連接端子15a焊接至形成在印刷電路板11的保護(hù)部件安裝表面上的連接端子Pc而安裝在印刷電路板11上。
在第一實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片12的各個(gè)角(襯底12a的各個(gè)角)上形成兩個(gè)空白芯片15，即，印刷電路板11上形成總共八個(gè)空白芯片15環(huán)繞半導(dǎo)體芯片12。
當(dāng)在印刷電路板11上施加外力時(shí)，空白芯片15可以保護(hù)半導(dǎo)體芯片免受印刷電路板11彎折的影響。
在沒(méi)有安裝空白芯片15的情況下，如果印刷電路板11由于施加在其上的外力而彎折預(yù)定的程度，由該彎折而產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞至包括半導(dǎo)體芯片12的外部連接端子的焊接表面，從而導(dǎo)致焊料剝離或損壞焊接表面。作為對(duì)照，在剛性空白芯片15形成在半導(dǎo)體芯片12的角上的部件安裝結(jié)構(gòu)中，由于印刷電路板11彎折而產(chǎn)生的應(yīng)力無(wú)法到達(dá)半導(dǎo)體芯片12，因而半導(dǎo)體芯片12被保護(hù)免受印刷電路板11彎折的影響。即，在剛性空白芯片15形成在半導(dǎo)體芯片12的角上的部件安裝結(jié)構(gòu)中，由于印刷電路板11彎折而產(chǎn)生的應(yīng)力在傳遞到包括半導(dǎo)體芯片12的外部連接端子的焊接表面之前先被傳遞到空白芯片15上。如上所述，空白芯片15具有承受印刷電路板11彎折預(yù)定程度的狀態(tài)的剛性。因此，當(dāng)空白芯片15形成在半導(dǎo)體芯片12附近時(shí)，印刷電路板11上由于印刷電路板11的彎折而產(chǎn)生的拐折點(diǎn)從半導(dǎo)體芯片12的安裝位置越過(guò)空白芯片15移動(dòng)到外側(cè)。這樣就防止了由于印刷電路板11的彎折而產(chǎn)生的應(yīng)力被傳遞到半導(dǎo)體芯片12，從而起到保護(hù)半導(dǎo)體芯片的作用。
通過(guò)將具有上述部件安裝結(jié)構(gòu)的印刷電路板11組裝入電子設(shè)備1的殼體中，可保護(hù)安裝在印刷電路板11上的半導(dǎo)體芯片12免受任何外部應(yīng)力的影響，避免由于印刷電路板的彎折對(duì)印刷電路板11和半導(dǎo)體芯片12之間的焊接造成影響的不便，并維持穩(wěn)定的電路連接狀態(tài)。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的平面圖。在第二實(shí)施例中，空白芯片25沿與安裝在印刷電路板21上的半導(dǎo)體芯片22的襯底22a的下表面的對(duì)角線對(duì)齊的直線排列。具有這種排列的部件安裝結(jié)構(gòu)可有效保護(hù)半導(dǎo)體芯片22免受與由外部應(yīng)力尤其是圖4所示的a至d方向的外部應(yīng)力造成的印刷電路板21的彎折相關(guān)的任何外部應(yīng)力的影響。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的平面圖。第三實(shí)施例是空白芯片相關(guān)于安裝在印刷電路板31上的半導(dǎo)體芯片32排列空白芯片35的實(shí)例，其要點(diǎn)是排列的方向不同于第二實(shí)施例的方向。即使當(dāng)空白芯片35如此排列時(shí)，半導(dǎo)體芯片32也可有效地受到保護(hù)，免受與由于外部應(yīng)力引起的印刷電路板32的彎折相關(guān)的任何外部應(yīng)力的影響。通過(guò)將空白芯片36不是沿著與半導(dǎo)體芯片32的襯底32a的下表面的對(duì)角線對(duì)齊的直線排列而是將空白芯片其排列在半導(dǎo)體芯片32的側(cè)表面附近，同樣可實(shí)施與上述各個(gè)空白芯片相同的保護(hù)功能。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。第四實(shí)施例是空白芯片相關(guān)于安裝在印刷電路板41上的半導(dǎo)體芯片42排列空白芯片45，使各個(gè)空白芯片45的至少一部分進(jìn)入印刷電路板41和半導(dǎo)體芯片42的襯底42a的下表面之間的間隔的實(shí)例。尤其當(dāng)應(yīng)用于安裝大型BGA部件的部件安裝結(jié)構(gòu)時(shí)，第四實(shí)施例是一種有效的手段。在大型BGA中，焊料球43的高度約為0.5～0.6mm，因此通過(guò)利用這一間隙，空白芯片45可被安裝在所述間隔中。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的電路板的電子部件安裝結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。在第五實(shí)施例中，空白芯片55形成在安裝在印刷電路板51上的半導(dǎo)體芯片52的襯底52a的下表面上。在第五實(shí)施例中，當(dāng)應(yīng)力作用在襯底52a上時(shí)，空白芯片55作為緩沖材料以減少BGA封裝的強(qiáng)制變形，從而減少施加在由焊料球53形成的焊接部分上的應(yīng)力。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員能夠容易地理解其他的優(yōu)點(diǎn)和和實(shí)現(xiàn)其他的修改。因此，本發(fā)明在其廣闊的各個(gè)方面不限于本文所描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。相應(yīng)地，可以作出各種修改而不背離由附后的權(quán)利要求和它們的對(duì)等內(nèi)容所定義的總體發(fā)明主旨的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括電路板；在襯底的一個(gè)表面上具有多個(gè)外部連接端子且通過(guò)所述外部連接端子安裝在電路板并連接到該電路板的電路上的電子部件；和形成在電路板的安裝所述電子部件的部分附近并保護(hù)電子部件免受施加到所述電路板上的外部應(yīng)力的影響的保護(hù)部件。
2.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述保護(hù)部件包括至少一個(gè)形成在所述襯底一角附近的保護(hù)部件。
3.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述保護(hù)部件包括至少一個(gè)沿與所述襯底的一個(gè)表面的對(duì)角線對(duì)齊的線而形成的保護(hù)部件。
4.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述保護(hù)部件形成為使其至少一部分進(jìn)入所述電路板和所述襯底之間的間隔。
5.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述保護(hù)部件為不連接到所述電路板上的任何電路的空白芯片，所述電子部件為從由BGA、CSP和LGA所組成的組合中選擇的半導(dǎo)體芯片，各個(gè)芯片通過(guò)焊接安裝至電路板上。
6.一種安裝電子部件的方法，該電子部件通過(guò)多個(gè)形成在襯底的一個(gè)表面上的外部連接端子安裝到電路板上，其特征在于，在電路板的安裝所述電子部件的部分附近安裝保護(hù)部件，該保護(hù)部件保護(hù)所述電子部件免受施加到所述電路板上的外部應(yīng)力的影響。
全文摘要
本發(fā)明的電子設(shè)備包括印刷電路板(11)，襯底(12a)的下表面上具有多個(gè)外部連接端子且通過(guò)外部連接端子安裝在印刷電路板(11)并連接到所述印刷電路板(11)的電路上的半導(dǎo)體芯片(12)，和形成在印刷電路板(11)的電子部件安裝部分附近并保護(hù)半導(dǎo)體芯片(12)免受施加到印刷電路板(11)上的任何外部應(yīng)力的影響的剛性保護(hù)部件(15)。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1893768SQ20061000927
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者梶健二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝