JP2005277115A - Chip capacitor mounting structure and printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板に実装するBGAパッケージを有する半導体素子の電源およびグランドノイズ低減に使用されるチップコンデンサの実装構造および前記実装用プリント配線板に関するものである。 The present invention relates to a power supply for a semiconductor element having a BGA package mounted on a printed wiring board and a mounting structure of a chip capacitor used for ground noise reduction, and the printed wiring board for mounting.
プリント配線板にBGAパッケージを有する半導体素子を実装する場合、パッケージ高速動作の妨げとなる電源およびグランドノイズを極力低減することが必要となる。近年、電子機器の小型化に伴い、プリント配線板組立においても高密度実装化が進んでいる。そのため、電子部品であるチップコンデンサも小型化により、1608(横1.6mm、縦0.8mm)サイズが主に使用されているが、静電容量は0.1~1.0μF程度であるためパッケージ実装面の近傍に配置されるのが一般的である。 When a semiconductor element having a BGA package is mounted on a printed wiring board, it is necessary to reduce as much as possible power supply and ground noise that hinder high-speed operation of the package. In recent years, with the miniaturization of electronic devices, high-density mounting is also progressing in printed wiring board assembly. For this reason, chip capacitors, which are electronic components, are also mainly used in the size of 1608 (1.6 mm in width, 0.8 mm in length) due to miniaturization, but the capacitance is about 0.1 to 1.0 μF. Generally, it is arranged near the package mounting surface.
図8に従来のチップコンデンサ実装構造を示す。1はBGAパッケージ、2は実装に必要なエリア、3はチップコンデンサ、4はチップコンデンサ搭載用パッドである。 FIG. 8 shows a conventional chip capacitor mounting structure. 1 is a BGA package, 2 is an area required for mounting, 3 is a chip capacitor, and 4 is a chip capacitor mounting pad.
プリント配線板に実装されるBGAパッケージ1の高性能化、高周波数化に伴いBGAパッケージ1の近傍には1608サイズのチップコンデンサ3を相当数配置する必要がある。チップコンデンサ3の個数が増えることによりBGAパッケージ1から配置位置までの距離が遠くなり、チップコンデンサ3からBGAパッケージ1までの電源およびグランドの回路接続距離が長くなる。
これに伴い、式1に示す抵抗RやインダクタンスLが増加し、インピーダンスZ0が高くなる。
As the performance and frequency of the
Along with this, the resistance R and the inductance L shown in
(式1)
Z0:インピーダンス,R:抵抗,f:周波数,L:インダクタンス,C:静電容量
前述のノイズはインピーダンスZ0が高くなることにより増加し、実装的にみると回路接続距離が長くなることにより、電源およびグランドのノイズが大きくなるという問題となる。また、現状の構造ではチップコンデンサ3の実装に必要なエリア2は、BGAパッケージ1の面積を1とした場合、2倍程度必要であり単位面積当りの搭載個数は0.06個/mm2であった。
(Formula 1)
Z0: Impedance, R: Resistance, f: Frequency, L: Inductance, C: Capacitance The noise described above increases as the impedance Z0 increases. In addition, there is a problem that the noise of the ground becomes large. In the current structure, the area 2 necessary for mounting the chip capacitor 3 is about twice as long as the area of the
本発明は、上記問題点より、チップコンデンサの実装面積を抑え、電源およびグランドの電気的なノイズを低減するのに適したチップコンデンサ実装構造及び前記実装用プリント配線板パッド構造を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a chip capacitor mounting structure and a printed wiring board pad structure for mounting which are suitable for reducing the mounting area of the chip capacitor and reducing electric noise of the power supply and the ground. Objective.
上記目的を達成するために、本発明は、BGAパッケージをはんだ接続するプリント配線板において、前記BGAパッケージの搭載箇所裏面に形成された電源およびグランド用スルホールパッド上にチップコンデンサをはんだ接続する実装構造としたものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a printed wiring board for soldering a BGA package has a mounting structure in which a chip capacitor is solder-connected on a power and ground through-hole pad formed on the back surface of the BGA package. It is what.
本発明によればBGAパッケージをはんだ接続するプリント配線板の搭載箇所裏面の電源およびグランド用スルホールパッド上へチップコンデンサをはんだ接続することにより、チップコンデンサの実装面積を縮小し、電源およびグランドの回路接続距離が短くなり、電源およびグランドノイズを低減できる。 According to the present invention, the mounting area of the chip capacitor is reduced by solder-connecting the chip capacitor onto the power supply and ground through-hole pads on the back surface of the printed wiring board where the BGA package is solder-connected, thereby reducing the power supply and ground circuit. Connection distance is shortened, and power and ground noise can be reduced.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に本発明の実施例1におけるチップコンデンサ搭載図、図2に図1における断面図であるチップコンデンサ実装構造概略図を示す。1はBGAパッケージ、3はチップコンデンサ、5はプリント配線板、6はスルホールパッド、7ははんだボール接続端子、8はBGAパッケージ実装箇所裏面である。
FIG. 1 shows a chip capacitor mounting diagram in
図において、BGAパッケージ1の電源およびグランドノイズ低減のために実装するチップコンデンサ3のはんだ接続箇所を従来のBGAパッケージ1搭載面近傍から、BGAパッケージ実装箇所裏面8の電源およびグランド用スルホールパッド6上へ直接実装する構造へ変更した。ここでチップコンデンサ3を接続するスルホールパッド6は電源およびグランド用であり、本発明の実施の形態1においては、接続するチップコンデンサ3を従来の1608サイズより1005サイズに小型化したものを使用した。チップコンデンサ3についてはパッドの大きさを変えることにより更に小型サイズ、例えば0603サイズも使用可能である。
In the figure, the power supply of the
これにより、従来のBGAパッケージ1近傍へのチップコンデンサ3の実装がなくなり、チップコンデンサ3の実装に必要な面積を大幅に縮小することができた。図9に従来品との単位面積あたりのチップコンデンサ搭載数比較グラフを示す。本発明において単位面積あたりの搭載数は0.36個/mm2となり、従来品の0.06個/mm2と比較してチップコンデンサ3の搭載に必要な面積を1/6に低減することができ、今までチップコンデンサ3を搭載していたエリアに配線を実施することや、他の部品を実装することが可能となる。また、チップコンデンサ3の実装位置がBGAパッケージ1直下のスルホールパッド上となったことから、従来構造より電源およびグランドの回路接続距離が短くなり、配線の抵抗、インダクタンスを低減でき、電源およびグランドノイズを低減できる効果がある。
Thereby, the mounting of the chip capacitor 3 in the vicinity of the
図3,4に、本発明の実施例1であるプリント配線板のパッド構造を示す。3はチップコンデンサ、6はスルホールパッド、9はソルダレジスト、10はスルホールである。図3においてスルホールパッド6は角型形状であり、スルホールパッド6周辺部にソルダレジスト9が形成された構造である。また、図4のスルホールパッドは丸形状であり、ソルダレジスト9は図3と同様に形成された構造である。
3 and 4 show a pad structure of a printed wiring board that is
本発明の実施例2におけるチップコンデンサ搭載図およびチップコンデンサ実装構造概略図は実施例1と同じであり、また、効果についても同様であるため説明を省略する。 The chip capacitor mounting diagram and the chip capacitor mounting structure schematic diagram in the second embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, and the effects are also the same, so the description is omitted.
図5に本発明の実施例2におけるプリント配線板パッド構造を示す。3はチップコンデンサ、6はスルホールパッド、9はソルダレジスト、10はスルホールである。 FIG. 5 shows a printed wiring board pad structure according to the second embodiment of the present invention. 3 is a chip capacitor, 6 is a through-hole pad, 9 is a solder resist, and 10 is a through-hole.
図5においてスルホールパッド6はチップコンデンサ3搭載用の接続エリヤを設けた四角形状であり、チップコンデンサ3実装位置以外はソルダレジストが形成された構造である。これにより、スルホール内へのはんだの流れ込みを防止し、接続のためのはんだ量を適切なものにすることができる。
In FIG. 5, the through-
図6に本発明の実施例3における実装構造概略図を示す。1はBGAパッケージ、3はチップコンデンサ、5はプリント配線板、6はスルホールパッド、7ははんだボール接続端子である。
FIG. 6 shows a schematic view of the mounting structure in the third embodiment of the present invention.
図6において、BGAパッケージ1の電源およびグランドノイズ低減のために実装するチップコンデンサ3のはんだ接続箇所を従来のBGAパッケージ1搭載面近傍から、BGAパッケージ実装箇所裏面8であるスルホールパッド6上へ直接実装する構造は、本発明の実施例1及び2と同じであるが、チップコンデンサ3を搭載するスルホールパッド形状を図7のプリント配線板パッド構造とした。3はチップコンデンサ、6はスルホールパッド、9はソルダレジスト、10はスルホールである。
In FIG. 6, the solder connection location of the chip capacitor 3 to be mounted to reduce the power and ground noise of the
本発明の実施例1及び2では2つの電源及びグランド用スルホールパッド間にチップコンデンサを搭載するパッド構造としていたが、図7の実施例3では、複数の電源及びグランド用スルホール間をパッドで接続して大きなパッドを形成し、それらのパッドとパッド間にチップコンデンサ3を実装する構造とした。チップコンデンサ3実装部以外はソルダレジスト9が形成された構造である。
In the first and second embodiments of the present invention, a pad structure is used in which a chip capacitor is mounted between two power supply and ground through hole pads. However, in the third embodiment of FIG. 7, a plurality of power supplies and ground through holes are connected by pads. Thus, a large pad is formed, and the chip capacitor 3 is mounted between the pads. The
実施例3の発明により、実施例1及び2と同様に従来のBGAパッケージ1近傍へのチップコンデンサ3の実装がなくなり、チップコンデンサ3の実装に必要な面積を1/6に低減することができ、今までチップコンデンサ3を搭載していたエリアに配線を実施することや、他の部品を実装することが可能となる。また、チップコンデンサ3の実装位置がBGAパッケージ1直下のスルホールパッド上となったことから、従来構造より電源およびグランドの回路接続距離が短くなり、配線の抵抗、インダクタンスを低減でき、電源およびグランドノイズを低減できる効果がある。
According to the invention of the third embodiment, as in the first and second embodiments, the chip capacitor 3 is not mounted in the vicinity of the
更に、スルホール間を複数接続してスルホールパッド6を拡大したパッド間にチップコンデンサ3を実装する構造であるため、チップコンデンサ3のサイズを1005より大きなサイズにして、静電容量を増やすことも可能。静電容量が増えることにより、電源及びグランドノイズの低減性が向上することから、使用するチップコンデンサ3の数を実施例1,2より低減することが可能である。
Furthermore, since the chip capacitor 3 is mounted between the pads in which a plurality of through holes are connected and the through
1・・・・・BGAパッケージ
2・・・・・実装に必要なエリア
3・・・・・チップコンデンサ
4・・・・・チップコンデンサ搭載用パッド
5・・・・・プリント配線板
6・・・・・スルホールパッド
7・・・・・はんだボール接続端子
8・・・・・BGAパッケージ実装箇所裏面
9・・・・・ソルダレジスト
10・・・・スルホール
11・・・・BGAパッケージ領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The printed wiring board used for the mounting structure according to claim 1, wherein a plurality of through holes are connected by pads to form a large pad, and a connection area for mounting a chip capacitor is formed between the pads. A printed wiring board, wherein a solder resist is formed outside the connection area.
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2004
- 2004-03-25 JP JP2004088301A patent/JP2005277115A/en active Pending
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