CN1348605A - 集成电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是一种集成电路装置(1),它具备母板(2)、组件基板(3)、焊锡凸点(6)以及支撑构件(7a)。将组件基板(3)安装在母板(2)上,在组件基板(3)的表面和背面上安装电子部件(4)。利用焊锡凸点(6)导电性地连接母板(2)与组件基板(3),在母板(2)与组件基板(3)之间设置抑制组件基板(3)的倾斜度用的支撑构件(7a)。

Description

集成电路装置
技术领域
本发明涉及集成电路装置，更特定地说，涉及层叠安装了构成电子电路的各种要素的多个基板而形成的集成电路装置中的基板间的连接结构。
背景技术
图14中示出现有的集成电路装置的一例。在特开平11-67947号公报中公开了该集成电路装置。
如图14中所示，集成电路装置21具备：芯片基板22；经连接层29安装在芯片基板22的表面上的电子部件24；外壳25；焊锡球26；布线图形27；以及焊接区28。
在芯片基板22上设置通孔，经该通孔导电性地连接连接层29与布线图形27。将具有上述的结构的芯片基板22安装在例如母板(未图示)上。
在将芯片基板22安装在母板上时，通常使焊锡球26熔融。但是，由于没有设置支撑芯片基板22的构件，故有时在倾斜的状态下安装芯片基板22。因此，例如在与母板相对的芯片基板22的背面上安装部件的情况下，该部件被按压到母板上而受到损伤，存在集成电路装置21的可靠性下降的问题。
发明的公开
本发明是为了解决上述的课题而进行的。本发明的目的在于提高用焊锡凸点导电性地连接多个基板之间的集成电路装置的可靠性。
本发明的集成电路装置具备第1基板部、第2基板部、焊锡凸点和支撑构件。将第2基板部安装在第1基板部上。焊锡凸点导电性地连接第1基板部与第2基板部之间。在第1基板部与第2基板部之间设置支撑构件，在第1基板部上支撑第2基板部。在此，所谓基板部，是包含基板本身和该基板具有的各种部件或布线等的构成电子电路的要素这两者的概念。
通过以这种方式在第1基板部与第2基板部之间设置支撑构件，可在第2基板部的安装时用支撑构件来支撑第2基板部，可阻止第2基板部发生倾斜。即，可将第1基板部与第2基板部之间的间隔大致保持均匀。由此，在第2基板部中在与第1基板部相对的背面上安装了部件的情况下，可阻止该部件被按压到第1基板部上而受到损伤。
上述支撑构件最好将第1基板部与第2基板部之间的间隔调节成焊锡凸点的宽度比焊锡凸点的高度大。
通过以这种方式将焊锡凸点作成横长形状，可增加第1基板部表面的导电层和第2基板部表面的导电层与焊锡凸点的接触面积，不仅可提高第1基板部与第2基板部之间的连接强度，而且还可降低接触电阻。
更为理想的是，上述支撑构件将第1基板部与第2基板部之间的间隔调节成焊锡凸点的高度为焊锡凸点的宽度的86％以上至93％以下。
可认为，通过增加焊锡凸点的宽度，可增加第1和第2基板部表面的导电层与焊锡凸点的接触面积。但是，如果过分增加焊锡凸点的宽度，则焊锡凸点的高集成化变得困难。因此，本申请的发明人等经过反复精心研究，发现了通过使焊锡凸点的高度对于焊锡凸点的宽度的比例为上述的范围时，既可维持第1基板部与第2基板部之间的高的连接强度，又可进行焊锡凸点的高集成化。
形成上述焊锡凸点用的焊锡球的直径最好比支撑构件的高度大。具体地说，焊锡球的直径为支撑构件的高度的1.1～1.2倍。由此，在第2基板部安装后，可使焊锡凸点成为所希望的横长形状，可得到上述那样的效果。
支撑构件最好由其熔点比焊锡凸点的熔点高的材料构成。由此，可阻止在使焊锡凸点熔融时支撑构件发生熔融的情况，能在第2基板部的安装时利用支撑构件可靠地支撑第2基板部。
支撑构件最好包含导电材料，导电性地连接第1基板部与第2基板部之间。由此，可将支撑构件与焊锡凸点同样地作为电极(端子)来使用，可谋求电极数的增加。
可用无源元件形成上述支撑构件。具体地说，使用电阻器、电容器、电感器等部件作为支撑构件来使用。这样，通过将电子电路中的一部分要素作为支撑构件来使用，就没有必要另外准备支撑构件，可削减部件数。此外，也能缩小第1和第2基板部中的部件的安装面积。
也可在第2基板部的表面上安装电子部件，为了将该电子部件与外部以电磁方式屏蔽起来，外壳要设置成覆盖住电子部件。将该外壳的脚部延长到第1基板部上，将该脚部作为支撑构件来使用。
这样，通过将外壳的脚部作为支撑构件来使用，就没有必要另外准备支撑构件，可削减部件数。
上述支撑构件最好包含具有多个通孔的第3基板部，经该通孔导电性地连接第1基板部与第2基板部之间。
这样，通过设置第3基板部作为支撑构件，可经在该第3基板部上设置的多个通孔导电性地连接第1基板部与第2基板部之间。由此，可谋求增加电极数。
在第2基板部中，最好在与第1基板部相对的背面上安装电子部件，在第1基板部中，在与上述电子部件相对的位置上设置凹部。
由此，可缩小第1基板部与第2基板部之间的间隔，可实现集成电路装置的小型化。
附图的简单说明
图1是本发明的实施形态1中的集成电路装置的剖面图。
图2是示出本发明中的焊锡凸点的形状例的剖面图。
图3是本发明的实施形态2中的集成电路装置的剖面图。
图4是示出实施形态2的变例的剖面图。
图5是本发明的实施形态3中的集成电路装置的剖面图。
图6是本发明的实施形态4中的集成电路装置的剖面图。
图7是示出实施形态4的变例的剖面图。
图8是本发明的实施形态5中的集成电路装置的剖面图。
图9是本发明的实施形态6中的集成电路装置的剖面图。
图10是本发明的实施形态7中的集成电路装置的剖面图。
图11是本发明的实施形态7中的支撑构件的平面图。
图12是本发明的实施形态7中的外壳、安装了部件的组件基板和支撑构件的斜视图。
图13是示出实施形态7的变例的剖面图。
图14是现有的集成电路装置的剖面图。
用于实施发明的最佳形态
以下，应用图1至图13说明本发明的实施形态。(实施形态1)
图1是示出本发明的实施形态1中的集成电路装置1的剖面图。如图1中所示，集成电路装置1具备母板(第1基板)2、组件基板(第2基板)3、焊锡凸点6和支撑构件7a。
组件基板3由支撑构件7a支撑在母板2上，在组件基板3的表面和背面上安装各种电子部件4或集成电路等的构成电子电路的要素。电子部件4被安装在由导电材料构成的焊区8上，利用焊锡层等的导电层固定在焊区8上。以覆盖电子部件4的方式在组件基板3上设置外壳5。该外壳5具有以电磁方式将在组件基板3的表面上形成的电子电路部与外部屏蔽起来的功能，例如由金属等构成。
例如在图1中，在与纸面垂直的方向上设置多个焊锡凸点6，导电性地和机械性地连接母板2与组件基板3之间，具有横长形状。该焊锡凸点6也经焊区8和焊锡层被键合到母板2和组件基板3上。
如上所述，通过将焊锡凸点6作成横长形状，不仅能使焊区8与焊锡凸点6的接触面积增加，能提高母板2与组件基板3之间的连接强度，而且也能降低焊区8与焊锡凸点6的接触电阻。但是，如果使焊锡凸点6的宽度过分增大，则焊锡凸点6的高集成化变得困难。
因此，本申请的发明人等为了将焊锡凸点6与各基板的连接部的可靠性保持得较高、降低连接电阻、而且也谋求焊锡凸点6的高集成化而进行了精心研究。其结果发现了，在母板2与组件基板3之间的间隔为规定值(如果在这种情况下，为0.65mm)的情况下，如下述那样来设定焊锡凸点6的形状。
图2中示出焊锡凸点6a、6b及其附近的放大图。如图2中所示，最好隔开间隔D(例如，0.52mm～0.57mm)来形成多个焊锡凸点6a、6b。通过隔开上述间隔D，可阻止焊锡凸点6a、6b相互间在熔融后接触。
此外，焊锡凸点6a、6b的宽度W2最好例如为0.70mm～0.75mm。此时，焊锡凸点6a、6b的高度H为0.65mm。因而，焊锡凸点6a、6b的高度H对于宽度W2的比例为86％以上至93％以下。通过作成这样的比例，可确保增大焊区8与焊锡凸点6a、6b的接触面积。由此，可提高焊区8与焊锡凸点6a、6b之间的连接强度(提高连接部的可靠性)，而且，也能降低焊区8与焊锡凸点6a、6b之间的接触电阻。
再有，将上述的高度H设定成高于在组件基板3中并在与母板2相对的背面上安装的电子部件4安装时的高度。此外，焊区8的宽度W1与上述的高度H相等，为0.65mm。再者，焊锡凸点6a、6b的中心之间的间隔W4为1.27mm，焊锡凸点6a、6b从焊区8伸出的宽度W3为0.048mm。
在本实施形态中，支撑构件7a由金属构成。由此，可使支撑构件7a起到导电性地连接组件基板3与母板2之间的电极(端子)的功能，可谋求电极数的增加。该支撑构件7a也经焊区8与组件基板3和母板2连接，支撑构件7a的高度与焊锡凸点6的高度要作成相等。
通过在组件基板3与母板2之间设置上述的支撑构件7a，在组件基板3安装时可用支撑构件7a来支撑组件基板3，可阻止组件基板3发生倾斜。即，可将组件基板3与母板2之间的间隔大致保持均匀。
由此，如图1中所示，即使在在组件基板3中并在与母板2相对的背面上安装的电子部件4的情况下，也能阻止该部件4被按压到母板2上而受到损伤。
此外，也可利用支撑构件7a来调节焊锡凸点6的高度。由此，能可靠地使焊锡凸点6的形状成为图2中示出的横长形状，可得到上述的效果。
支撑构件7a由其熔点比焊锡凸点6的熔点高的材料构成。在本实施形态中，例如将在黄铜上镀Ni的构件作为支撑构件7a来使用。由此，可阻止在使焊锡凸点6熔融时支撑构件7a发生熔融，在组件基板3安装时能利用支撑构件7a可靠地支撑组件基板3。
形成上述的焊锡凸点6a、6b用的焊锡球的直径最好比支撑构件7a的高度大。具体地说，焊锡球的直径为0.75mm，为支撑构件7a的高度(0.65mm)的1.17倍。由此可推测，焊锡球的直径为支撑构件7a的高度的1.1～1.2倍即可。
这样，通过使焊锡球的直径比支撑构件7a的高度大，在组件基板3安装后可使焊锡凸点6成为横长形状。
再有，作为支撑构件7a，也可以采取例如支撑组件基板3的4个角的方式设置多个金属片，但也可设置单个金属框。该思想可适用于以下的全部的实施形态。(实施形态2)
其次，应用图3和图4说明本发明的实施形态2及其变例。在本实施形态2中，如图3中所示，作为支撑构件7b，使用了对陶瓷镀Ni的构件。此时，也能预期取得与实施形态1的情况同样的效果。
再有，也可对陶瓷进行Ni以外的镀覆(例如，焊锡镀覆)。这样，通过镀覆，可将支撑构件7b作为导电性的端子来使用。此外，如上所述，通过使用陶瓷作为支撑构件7b，与使用金属片的情况相比，可谋求轻量化和制造成本的降低。
其次，应用图4说明本发明的实施形态2的变例。如图4中所示，也可形成与支撑构件7b同样的结构的端子9，来代替焊锡凸点6。(实施形态3)
其次，应用图5说明本发明的实施形态3。在本实施形态3中，如图5中所示，作为支撑构件7c，使用了其熔点比焊锡凸点6的熔点高的金属球。此时，也能预期取得与实施形态1的情况同样的效果。
作为支撑构件7c，例如可使用高温焊锡球。在该高温焊锡球中，使铅(Pb)与锌(Zn)的比例与焊锡凸点6的铅与锌的比例相比有所改变。具体地说，例如通过使铅的比例比锌的比例高，可得到高温焊锡球。
此外，通过如本实施形态中那样使用金属球，与使用了金属片的情况相比，可降低制造成本。(实施形态4)
其次，应用图6和图7说明本发明的实施形态4及其变例。在本实施形态4中，如图6中所示，作为支撑构件7d，使用了电子部件。具体地说，将电阻器、电容器、电感器等的无源元件作为支撑构件7d来使用。
这样，通过将电子电路中的一部分要素作为支撑构件7d来使用，没有必要另外准备支撑构件7d，可削减部件数。此外，也能缩小组件基板3或母板2中的部件的安装面积。
如图6中所示，无源元件相对于母板2和组件基板3，以竖立的状态被安装。此时，最好在组件基板3的4个角设置无源元件，以便能在多个部位上支撑组件基板3。
其次，应用图7，说明本发明的实施形态4的变例。如图7中所示，也可使用无源元件等的部件4作为端子来使用，以代替焊锡凸点6。(实施形态5)
其次，应用图8说明本发明的实施形态5。在本实施形态5中，如图8中所示，作为支撑构件，使用了外壳5的脚部。更详细地说，将外壳5的脚部延长到母板2上，利用该延长部构成了支撑构件。
应将外壳5的脚部延长到母板2上，例如在组件基板3上设置能插入该脚部的贯通孔，而且，在该脚部上设置支撑组件基板3的支撑部。利用该支撑部，可支撑组件基板3。
如上所述，通过将外壳5的脚部作为支撑构件来使用，没有必要另外准备支撑构件，可削减部件数。由此，可降低制造成本。(实施形态6)
其次，应用图9说明本发明的实施形态6。在本实施形态6中，如图9中所示，在母板2中，在与在组件基板3的背面上被安装的部件4相对的位置上设置了凹部2a。
由此，可缩小母板2与组件基板3之间的间隔，可在高度方向上缩小集成电路装置1，可实现集成电路装置1的小型化。
再有，也可在母板2上设置贯通孔来代替凹部2a。此外，本实施形态的思想可适用于其它全部的实施形态。(实施形态7)
其次，应用图10～图13说明本发明的实施形态7及其变例。在本实施形态7中，如图10中所示，作为支撑构件7e，使用了基板。
如图11中所示，上述基板具有多个通孔10，在基板的表面和背面上形成了焊区8。在通孔10内形成导电层，该导电层与焊区8导电性地连接。基板的表面和背面的焊区8经焊锡层11与母板2表面上的焊区和组件基板3的背面上的焊区8导电性地连接。由此，经上述的通孔10可导电性地连接母板2与组件基板3。
图12是外壳5、组件基板3和支撑构件7e的斜视图。如该图中所示，在组件基板3的表面上安装集成电路12或其它电子部件4，1对支撑构件7e在组件基板3的长度方向上延伸。在该支撑构件7e之间配置焊锡凸点6。这样，通过使支撑构件7e延伸得较长，可有效地阻止在组件基板3的安装时已熔融的焊锡凸点6流出到支撑构件7e的外部。这一点也有助于集成电路装置1的可靠性的提高。
此外，通过在支撑构件7e上设置多个通孔，由于可将在通孔内形成的导电层作为电极(端子)来使用，故也能谋求电极数的增加。
其次，使用图13，说明本实施形态7的变例。如图13中所示，也可省略焊锡凸点6。
如上所述，对于本发明的实施形态进行了说明，但也可将各实施形态的特征组合起来。此外，应该认为，这次公开的实施形态在全部的方面都是例示性的，而不是限制性的。本发明的范围由专利权利要求的范围来示出，其意图是包含与专利权利要求的范围均等的意义和范围内的全部的变更。
产业上利用的可能性
本发明可有效地应用于具有安装了电子部件等的多个基板的集成电路装置上。

Claims (11)

1.一种集成电路装置，其特征在于，具备：
第1基板部(2)；
被安装在上述第1基板部(2)上的第2基板部(3)；
导电性地连接上述第1基板部(2)与上述第2基板部(3)之间的焊锡凸点(6)；以及
支撑构件(7a、7b、7c、7d、7e)，被设置在上述第1基板部(2)与上述第2基板部(3)之间，在上述第1基板部(2)上支撑第2基板部(3)。
2.如权利要求1中所述的集成电路装置，其特征在于：
上述支撑构件(7a、7b、7c、7d、7e)调节上述第1基板部(2)与上述第2基板部(3)之间的间隔，以使上述焊锡凸点(6)的宽度比上述焊锡凸点(6)的高度大。
3.如权利要求2中所述的集成电路装置，其特征在于：
上述支撑构件(7a、7b、7c、7d、7e)调节上述第1基板部(2)与上述第2基板部(3)之间的间隔，以使上述焊锡凸点(6)的高度为上述焊锡凸点(6)的宽度的86％以上至93％以下。
4.如权利要求1中所述的集成电路装置，其特征在于：
用来形成上述焊锡凸点(6)的焊锡球的直径比上述支撑构件(7a、7b、7c、7d、7e)的高度大。
5.如权利要求4中所述的集成电路装置，其特征在于：
上述焊锡球的直径为上述支撑构件(7a、7b、7c、7d、7e)的高度的1.1～1.2倍。
6.如权利要求1中所述的集成电路装置，其特征在于：
上述支撑构件(7a、7b、7c、7d、7e)由其熔点比上述焊锡凸点(6)的熔点高的材料构成。
7.如权利要求6中所述的集成电路装置，其特征在于：
上述支撑构件(7a、7b、7c、7d、7e)包含导电材料，导电性地连接上述第1基板部(2)与上述第2基板部(3)之间。
8.如权利要求1中所述的集成电路装置，其特征在于：
用无源元件形成上述支撑构件(7a、7b、7c、7d、7e)。
9.如权利要求1中所述的集成电路装置，其特征在于：
在上述第2基板部(3)的表面上安装电子部件(4)，
为了使上述电子部件(4)以电磁方式与外部屏蔽起来的外壳(5)设置成覆盖住上述电子部件(4)，
将上述外壳(5)的脚部延长到上述第1基板部(2)上，将该脚部作为上述支撑构件来使用。
10.如权利要求1中所述的集成电路装置，其特征在于：
上述支撑构件包含具有多个通孔(10)的第3基板部(7e)，
经上述通孔(10)导电性地连接上述第1基板部(2)与上述第2基板部(3)之间。
11.如权利要求1中所述的集成电路装置，其特征在于：
在上述第2基板部(3)中，在与上述第1基板部(2)相对的背面上安装电子部件(4)，
在上述第1基板部(2)中，在与上述电子部件(4)相对的位置上设置凹部(2a)。
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