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JP2005150490A - Sheet component between ic and printed wiring board - Google Patents

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JP2005150490A JP2003387454A JP2003387454A JP2005150490A JP 2005150490 A JP2005150490 A JP 2005150490A JP 2003387454 A JP2003387454 A JP 2003387454A JP 2003387454 A JP2003387454 A JP 2003387454A JP 2005150490 A JP2005150490 A JP 2005150490A
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Tatsuo Nishino
達雄 西野
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    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

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  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems that the manufacturing process is completed in the case of incorporating electronic components in a printed wiring board, micromachining is required and weight reduction is difficult, the space for the wiring region is pressed and wiring connection of ground and power supply becomes a weak point because the space in the board is required for incorporating the components. <P>SOLUTION: A sheet component embedded with a resistor, or a capacitor, or an inductor, or a temperature sensor is inserted between an IC and a printed wiring board at a place nearly coincident with the pad position of the IC. Since the signal integrity can be ensured without using a resistive component on the way of wiring on the printed circuit board, the occupied area by the component can be reduced. Further, since a resistive component or an inductive component can be connected at a position close to an output terminal of the IC, spurious radiation can be prevented. Moreover, since no swollen part is caused to bus wiring for mounting the resistive component or the inductive component, the region of the bus wiring shares only the width of the bus wiring and a degree of the circuit design can considerably be enhanced. Further, problems of ground bounce and EMI can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プリント回路基板上に実装される部品の高密度実装に関するものである。   The present invention relates to high-density mounting of components mounted on a printed circuit board.

近年、電子機器の小型軽量化、高機能高性能化、薄型化が進展する中で、電子部品の小型化や部品点数の削減と共に、プリント回路基板の高密度実装が重要となっている。   In recent years, as electronic devices have been reduced in size and weight, increased in performance and performance, and reduced in thickness, along with downsizing of electronic components and reduction in the number of components, high-density mounting of printed circuit boards has become important.

また、急速な周波数の高速化に伴って、シグナルインティグリティの問題を解決するためにダンピング抵抗値の最適化やグランドバウンスやＥＭＩの問題を解決するためにＩＣの近傍にバイパスコンデンサを配置することが必要不可欠となっている。これによって、部品点数の増加と共に、配線領域の圧迫といった問題が発生する。   In addition, with the rapid increase in frequency, a bypass capacitor is arranged in the vicinity of the IC in order to solve the problem of signal integrity, optimization of the damping resistance value, ground bounce, and EMI. It is essential. As a result, problems such as an increase in the number of parts and compression of the wiring area occur.

このような問題を解決するために、図９に示すような新しい構造のプリント回路基板が提案されている。図９において、１０５はプリント配線基板である。１０１はＩＣチップであり、インターポーザー基板１０２に実装されている。１０７はインターポーザー基板パッドであり、
１０８は半田ボールである。１１３はプリント配線板配線であり、１１４はプリント配線板スルーホールである。例えば、複数の絶縁基板を積層し、その両面及び内層に複数の配線が形成された多層配線基板の所定のビアホール内に電子部品を内蔵して多層配線基板の内部に電子回路を構成することにより、１つの多層配線基板をモジュール化、すなわち配線基板と電子部品を一体化した回路構成を形成したものである（特開２００１−２１０９５５）。 In order to solve such a problem, a printed circuit board having a new structure as shown in FIG. 9 has been proposed. In FIG. 9, reference numeral 105 denotes a printed wiring board. An IC chip 101 is mounted on the interposer substrate 102. 107 is an interposer substrate pad,
Reference numeral 108 denotes a solder ball. Reference numeral 113 denotes a printed wiring board wiring, and reference numeral 114 denotes a printed wiring board through hole. For example, by laminating a plurality of insulating substrates and building an electronic circuit inside the multilayer wiring substrate by incorporating electronic components in a predetermined via hole of the multilayer wiring substrate in which a plurality of wirings are formed on both surfaces and inner layers. One multilayer wiring board is modularized, that is, a circuit configuration in which a wiring board and an electronic component are integrated is formed (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-210955).

しかしながら、前述した従来の技術はプリント配線基板内に電子部品を内蔵するものである。これによって、プリント配線基板の製造プロセスは複雑で、しかも、微細加工を必要とし、さらにプリント配線基板全体の厚みが大きくなるために軽量化が困難である。   However, the above-described conventional technique incorporates an electronic component in a printed wiring board. As a result, the printed wiring board manufacturing process is complicated, requires fine processing, and further increases the thickness of the entire printed wiring board, making it difficult to reduce the weight.

また、部品を内蔵するためのプリント配線基板内部のスペースを必要とするため、配線領域を圧迫する。これによって、グランドや電源の配線接続が弱くなってしまう場合においては、ＥＭＩやグランドバウンスといった別な問題が発生してしまう。   Further, since a space inside the printed wiring board for incorporating components is required, the wiring area is pressed. This causes another problem such as EMI and ground bounce when the wiring connection of the ground and the power supply becomes weak.

本発明においては前記課題を解決するため、ＩＣのパッド位置と略一致する場所に抵抗、または、コンデンサ、または、インダクタンス、または、温度センサを埋め込んだシート部品を作成し、ＩＣとプリント配線基板の間に挟むシート部品を提供している。   In the present invention, in order to solve the above-described problem, a sheet component in which a resistor, a capacitor, an inductance, or a temperature sensor is embedded in a place substantially coincident with the pad position of the IC is created. It provides sheet parts that are sandwiched between them.

本発明は、ＩＣのパッド位置と略一致する場所に抵抗、または、コンデンサ、または、インダクタンス、または、温度センサを埋め込んだシート部品を作成し、ＩＣとプリント配線基板の間にシート部品を挟む構造にしている。   The present invention creates a sheet component in which a resistor, a capacitor, an inductance, or a temperature sensor is embedded at a location that substantially matches the pad position of the IC, and sandwiches the sheet component between the IC and the printed wiring board. I have to.

これにより、プリント基板上の配線の途中に抵抗部品を使用する事なく、シグナルインティグリティを確保できるため、抵抗部品またはインダクタンス部品による占有面積を削減することができ、また、ＩＣの出力端に近い位置に抵抗部品またはインダクタンス部品を接続できるため、抵抗部品またはインダクタンス部品までの不要輻射を防止する事ができる。   As a result, signal integrity can be secured without using resistive components in the middle of the wiring on the printed circuit board, so the area occupied by the resistive components or inductance components can be reduced, and the output end of the IC can be reduced. Since the resistance component or the inductance component can be connected at a close position, unnecessary radiation to the resistance component or the inductance component can be prevented.

また、抵抗部品またはインダクタンス部品の実装のためにバス配線のふくらみがないため、バス配線の領域をバス配線の幅のみとする事ができ、回路設計の自由度を大幅に向上させる事ができる。また、実装するＩＣの数がさらに増えた場合であっても、バスの配線の領域を確保し、等長に配線する事することが容易である。   Further, since there is no swelling of the bus wiring for mounting the resistance component or the inductance component, the area of the bus wiring can be limited to the width of the bus wiring, and the degree of freedom in circuit design can be greatly improved. Further, even when the number of ICs to be mounted is further increased, it is easy to secure an area for bus wiring and wire the same length.

また、プリント配線基板上の配線やビアを介すことなく、ＩＣの極近傍にコンデンサ部品を接続できるため、コンデンサ部品による占有面積を削減することができ、また、グランドバウンスやＥＭＩの問題を改善することができる。   Capacitor parts can be connected in the immediate vicinity of the IC without using wiring or vias on the printed circuit board, so the area occupied by the capacitor parts can be reduced, and ground bounce and EMI problems can be improved. can do.

また、ＩＣの近傍に温度センサを配置できるため、ＩＣの温度をより正確に観測することが可能となり、ＩＣの性能を十分に発揮した電子機器の設計が可能となる。   In addition, since the temperature sensor can be arranged in the vicinity of the IC, it is possible to observe the temperature of the IC more accurately, and it is possible to design an electronic device that sufficiently exhibits the performance of the IC.

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態のプリント回路基板を示す斜視図であり、プリント配線基板に１つのＩＣとシート部品が実装され、シート部品の上にＩＣが接続されている場合を示している。図１において前述の従来の技術で説明した図９と同じ部材には同じ符号が付してある。 (First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a printed circuit board according to the first embodiment of the present invention, in which one IC and a sheet component are mounted on the printed wiring board, and the IC is connected on the sheet component. Is shown. In FIG. 1, the same members as those in FIG. 9 described in the above-described prior art are denoted by the same reference numerals.

図１において、１０５はプリント配線基板である。１０６はプリント配線基板上に形成されたプリント配線基板パッドである。１０１はＩＣチップであり、インターポーザー基板１０２に実装されている。１０３はインターポーザー基板１０２とプリント配線基板１０５に挟まれたシート部品で、シート部品上にシート部品パッド１０４が作成されている。   In FIG. 1, reference numeral 105 denotes a printed wiring board. Reference numeral 106 denotes a printed wiring board pad formed on the printed wiring board. An IC chip 101 is mounted on the interposer substrate 102. A sheet component 103 is sandwiched between the interposer substrate 102 and the printed wiring substrate 105, and a sheet component pad 104 is formed on the sheet component.

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態のプリント回路基板を示す正面図であり、プリント配線板に１つのＩＣとシート部品が実装され、シート部品の上にＩＣが接続されている場合を示している。 (Second Embodiment)
FIG. 2 is a front view showing a printed circuit board according to the second embodiment of the present invention, in which one IC and a sheet component are mounted on the printed wiring board, and the IC is connected on the sheet component. Is shown.

図２において、１０５はプリント配線基板である。１０６はプリント配線基板上に形成されたプリント配線基板パッドである。１０１はＩＣチップであり、インターポーザー基板１０２に実装されている。１０３はインターポーザー基板１０２とプリント配線基板１０５に挟まれたシート部品で、シート部品上にシート部品パッド１０４が作成されている。プリント配線基板１０５とシート部品１０３はそれぞれプリント配線基板パッドと部品シートパッドを介して半田ボール１０８によって接続されている。   In FIG. 2, reference numeral 105 denotes a printed wiring board. Reference numeral 106 denotes a printed wiring board pad formed on the printed wiring board. An IC chip 101 is mounted on the interposer substrate 102. A sheet component 103 is sandwiched between the interposer substrate 102 and the printed wiring substrate 105, and a sheet component pad 104 is formed on the sheet component. The printed wiring board 105 and the sheet component 103 are connected by solder balls 108 through the printed wiring board pad and the component sheet pad, respectively.

さらに、部品シート１０３とインターポーザー基板１０２はそれぞれシート部品パッド１０４とインターポーザー基板パッド１０７を介して、半田ボール１０８によって接続されている。   Further, the component sheet 103 and the interposer substrate 102 are connected by solder balls 108 via the sheet component pad 104 and the interposer substrate pad 107, respectively.

（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態のシート部品を示す断面図である。図３はシート部品の内部に抵抗、または、コンデンサ、または、インダクタンス、または、温度センサなどの部品１０９が埋め込まれており、これらの部品１０９の接続点にシート部品パッド１０４が設けられている。このシート部品パッド１０４はインターポーザー基板パッドと略一致した位置に作成されている。 (Third embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a sheet component according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, a component 109 such as a resistor, a capacitor, an inductance, or a temperature sensor is embedded inside the sheet component, and a sheet component pad 104 is provided at a connection point of these components 109. The sheet component pad 104 is formed at a position substantially coincident with the interposer substrate pad.

これによって、プリント配線基板上、もしくはプリント配線基板内部の配線領域を広く活用することが可能となり、回路設計の自由度を大幅に向上させることができる。また、プリント配線基板内部に部品を配置することによるグランド領域の分断や圧迫がなく、しかも、ＩＣに非常に近い位置にコンデンサなどの部品を接続できるためグランドバウンスの抑制効果が高い。また、温度センサもＩＣの近傍に配置できるためＩＣの温度変化が正確に把握できる。   As a result, the wiring area on the printed wiring board or inside the printed wiring board can be widely used, and the degree of freedom in circuit design can be greatly improved. In addition, since there is no division or pressure on the ground region due to the placement of components inside the printed wiring board, and components such as capacitors can be connected at positions very close to the IC, the effect of suppressing ground bounce is high. Further, since the temperature sensor can be arranged in the vicinity of the IC, the temperature change of the IC can be accurately grasped.

（第４の実施の形態）
図４は、本発明の第４の実施の形態のシート部品を示す断面図である。図４はシート部品の内部に抵抗材料１１７、もしくは、誘電材料などが埋め込むことによって、抵抗やコンデンサなどの役目を果たすように作りこまれており、これらの接続点にシート部品パッド１０４が設けられている。このシート部品パッド１０４はインターポーザー基板パッドと略一致した位置に作成されている。 (Fourth embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a sheet component according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, a resistive material 117 or a dielectric material is embedded in a sheet component so as to serve as a resistor or a capacitor. A sheet component pad 104 is provided at these connection points. ing. The sheet component pad 104 is formed at a position substantially coincident with the interposer substrate pad.

（第５の実施の形態）
図５は、本発明の第５の実施の形態のプリント回路基板を示す斜視図であり、１つのシート部品に２つのＩＣが実装されている場合を示している。図４において前述の第１の実施の形態を示す図１と同じ部材には同じ符号を付してある。 (Fifth embodiment)
FIG. 5 is a perspective view showing a printed circuit board according to the fifth embodiment of the present invention, and shows a case where two ICs are mounted on one sheet component. In FIG. 4, the same members as those in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図５において、１０５はプリント配線基板である。１０６はプリント配線基板上に形成されたプリント配線基板パッドである。１０１−１と１０１−２はＩＣチップであり、それぞれインターポーザー基板１０２−１と１０２−２に実装されている。１０３はインターポーザー基板１０２−１と１０２−２とプリント配線基板１０５に挟まれたシート部品で、シート部品上にシート部品パッド１０４が作成されている。   In FIG. 5, reference numeral 105 denotes a printed wiring board. Reference numeral 106 denotes a printed wiring board pad formed on the printed wiring board. Reference numerals 101-1 and 101-2 denote IC chips which are mounted on the interposer substrates 102-1 and 102-2, respectively. A sheet component 103 is sandwiched between the interposer substrates 102-1 and 102-2 and the printed wiring board 105, and a sheet component pad 104 is formed on the sheet component.

この様な形態をとる事により、１つのシート部品に複数のＩＣを実装することも可能である。   By adopting such a form, it is possible to mount a plurality of ICs on one sheet component.

（第６の実施の形態）
図６は、本発明の第６の実施の形態のシート部品を示す図であり、１つのシート部品に１つのＩＣとコネクタが実装されている場合を示している。図６において前述の第１の実施の形態を示す図１と同じ部材には同じ符号を付してある。 (Sixth embodiment)
FIG. 6 is a view showing a sheet component according to the sixth embodiment of the present invention, and shows a case where one IC and connector are mounted on one sheet component. In FIG. 6, the same members as those in FIG. 1 showing the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.

図６において前述の第１の実施の形態を示す図１と同じ部材には同じ符号を付してある。図６において、１０５はプリント配線基板である。１０６はプリント配線基板上に形成されたプリント配線基板パッドである。１０１−１と１０１−２はＩＣチップであり、それぞれインターポーザー基板１０２−１と１０２−２に実装されている。１０３はインターポーザー基板１０２−１と１０２−２とプリント配線基板１０５に挟まれたシート部品で、シート部品上にシート部品パッド１０４が作成されている。   In FIG. 6, the same members as those in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In FIG. 6, reference numeral 105 denotes a printed wiring board. Reference numeral 106 denotes a printed wiring board pad formed on the printed wiring board. Reference numerals 101-1 and 101-2 denote IC chips which are mounted on the interposer substrates 102-1 and 102-2, respectively. A sheet component 103 is sandwiched between the interposer substrates 102-1 and 102-2 and the printed wiring board 105, and a sheet component pad 104 is created on the sheet component.

この様な形態をとる事により、大電流を必要とするＩＣに外部電源をケーブルから供給し、近傍にコンデンサが配置できるため、ＥＭＩの問題が改善され、さらにグランドバウンスを抑制させる事ができる。   By adopting such a configuration, an external power supply can be supplied from a cable to an IC that requires a large current, and a capacitor can be disposed in the vicinity, so that the problem of EMI can be improved and ground bounce can be suppressed.

（第７の実施の形態）
図７は、組み立てのプロセスの１例を表した図である。 (Seventh embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an assembly process.

７−１図はプリント配線基板である。   FIG. 7-1 shows a printed wiring board.

７−２図はプリント配線基板上にシート部品１０３を実装し、半田ボール１０８で接続した図である。   FIG. 7-2 is a diagram in which the sheet component 103 is mounted on a printed wiring board and connected by solder balls 108.

７−３図はシート部品１０３上にＩＣ（ＩＣチップ１０１とインターポーザー基板１０２）を実装し、半田ボールで接続した図である。   FIG. 7-3 is a diagram in which an IC (IC chip 101 and interposer substrate 102) is mounted on the sheet component 103 and connected with solder balls.

（第８の実施の形態）
図８は、組み立てのプロセスの１例を表した図である。 (Eighth embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an assembly process.

８−１図はプリント配線基板である。   FIG. 8-1 shows a printed wiring board.

８−２図はプリント配線基板上に部品１０９を実装し、半田１０８で接続した図である。   FIG. 8-2 is a diagram in which a component 109 is mounted on a printed wiring board and connected by solder 108.

８−３図は部品１０９とプリント配線基板１０５を接着剤で接続した図である。   FIG. 8-3 is a diagram in which the component 109 and the printed wiring board 105 are connected with an adhesive.

８−４図は部品１０９上にＩＣ（ＩＣチップ１０１とインターポーザー基板１０２）を実装し、半田ボールで接続した図である。   FIG. 8-4 is a diagram in which an IC (IC chip 101 and interposer substrate 102) is mounted on the component 109 and connected with solder balls.

本発明の第１の実施の形態におけるプリント回路板を示した図。The figure which showed the printed circuit board in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態におけるプリント回路板を示した図。The figure which showed the printed circuit board in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態におけるプリント回路板を示した図。The figure which showed the printed circuit board in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態におけるプリント回路板を示した図。The figure which showed the printed circuit board in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施の形態におけるプリント回路板を示した図。The figure which showed the printed circuit board in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施の形態におけるプリント回路板を示した図。The figure which showed the printed circuit board in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施の形態におけるプリント回路板を示した図。The figure which showed the printed circuit board in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施の形態におけるプリント回路板を示した図。The figure which showed the printed circuit board in the 8th Embodiment of this invention. 従来の技術を示した図。The figure which showed the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ ＩＣチップ
１０２ インターポーザー基板
１０３ シート部品
１０４ シート部品パッド
１０５ プリント配線基板
１０６ プリント配線基板パッド
１０７ インターポーザー基板パッド
１０８ 半田ボール
１０９ 抵抗、または、コンデンサ、または、インダクタンス、または、温度センサ
１１０ コネクタ
１１１ ケーブル
１１２ 接着剤
１１３ プリント配線板配線
１１４ プリント配線板スルーホール
１１５ インターポーザー基板の位置合わせ、もしくは、部品方向指示マーク
１１６ シート部品の位置合わせ、もしくは、部品方向指示マーク
１１７ 抵抗材料
１１８ 誘電材料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 IC chip 102 Interposer board 103 Sheet component 104 Sheet component pad 105 Printed wiring board 106 Printed wiring board pad 107 Interposer board pad 108 Solder ball 109 Resistance, capacitor, inductance, or temperature sensor 110 Connector 111 Cable 112 Adhesive 113 Printed Wiring Board Wiring 114 Printed Wiring Board Through Hole 115 Positioning of Interposer Substrate or Component Direction Indicating Mark 116 Positioning of Sheet Component or Component Direction Indicating Mark 117 Resistance Material 118 Dielectric Material

Claims (10)

プリント配線板とＩＣの間に抵抗、または、コンデンサ、または、インダクタンス、または、温度センサの機能を有するアレイ状の部品を挟みこむ構造を特徴とするプリント回路基板。   A printed circuit board having a structure in which an arrayed component having a function of a resistor, a capacitor, an inductance, or a temperature sensor is sandwiched between a printed wiring board and an IC. 抵抗、または、コンデンサ、または、インダクタンス、または、温度センサをプリント配線板とＩＣの間に挟む部品の中に埋め込むことを特徴とする請求項１に記載のシート部品。   The sheet component according to claim 1, wherein a resistor, a capacitor, an inductance, or a temperature sensor is embedded in a component sandwiched between the printed wiring board and the IC. 抵抗、または、コンデンサ、または、インダクタンス、または、温度センサをプリント配線板とＩＣの間に挟む部品内部に作りこむことを特徴とする請求項１に記載のシート部品。   The sheet component according to claim 1, wherein a resistor, a capacitor, an inductance, or a temperature sensor is formed inside a component sandwiched between the printed wiring board and the IC. 抵抗、または、コンデンサ、または、インダクタンス、または、温度センサの部品をプリント配線基板上に接続し、それらの部品のもう一方の接続端とＩＣのピンを接続することを特徴とする請求項１に記載のシート部品。   2. A resistor, a capacitor, an inductance, or a temperature sensor component is connected on a printed wiring board, and the other connection end of the component is connected to an IC pin. The listed seat parts. ＩＣのフットプリントと略同じ位置にシート部品の接続パッドを設け、ＩＣとシート部品を接続することを特徴とする請求項１に記載のシート部品。   2. The sheet component according to claim 1, wherein a connection pad for the sheet component is provided at substantially the same position as the footprint of the IC to connect the IC and the sheet component. プリント配線板とシート部品がリフロー接続されている事を特徴とする請求項１に記載のシート部品。   The sheet component according to claim 1, wherein the printed wiring board and the sheet component are reflow-connected. シート部品に位置合わせもしくは、方向指示のマークがついている事を特徴とする請求項１に記載のシート部品。   The sheet component according to claim 1, wherein the sheet component is provided with a mark for alignment or direction indication. シート部品に２個以上のＩＣを接続する事を特徴とする請求項１に記載のシート部品。   2. The sheet component according to claim 1, wherein two or more ICs are connected to the sheet component. シート部品に１個以上のＩＣと１個以上のコネクタを接続する事を特徴とする請求項１に記載のシート部品。   The sheet component according to claim 1, wherein one or more ICs and one or more connectors are connected to the sheet component. ＩＣにインターポーザー基板を接続せず、ＩＣチップとシート部品をそのまま接続することを特徴とする請求項１に記載のシート部品。
The sheet component according to claim 1, wherein the IC chip and the sheet component are connected as they are without connecting the interposer substrate to the IC.
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