CN206293432U - 连接元件、以及半导体元件相对于安装基板的安装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供连接元件、以及半导体元件相对于安装基板的安装结构。实现具备作为无源元件发挥功能的薄膜元件与导电性接合材,通过抑制回流时的导电性接合材的断线来提高半导体元件与安装基板之间的连接可靠性的连接元件。连接元件具备:具有第1主面以及第2主面的薄膜元件;形成在第1主面的第1电极;形成在第2主面S2的第2电极;设置在第1电极的表面的第1导电性接合材;设置在第2电极的表面的第2导电性接合材。第1导电性接合材从沿着第1主面的方向观察呈半圆状设置在第1电极的表面,第2导电性接合材从沿着第2主面S2的方向观察呈半圆状设置在第2电极的表面。
Description
技术领域
本实用新型涉及连接元件,特别是涉及例如具备薄膜元件与导电性接合材的连接元件。另外,本实用新型涉及对于安装基板的半导体元件的安装结构,特别是涉及例如使用上述连接元件的半导体元件相对于安装基板的安装结构。
背景技术
以往,为了应对电子仪器的小型化的要求,考虑将在安装基板上安装的独立部件和半导体元件(半导体包装箱)形成为高密度化、高集成化的各种方法。
例如,在专利文献1中,记载有将形成为球状等的电阻、电容器等元件如焊锡球那样作为连接元件,并夹在半导体元件与安装基板之间进行连接的方法。根据上述结构,由于能够削减安装于安装基板的电阻、电容器等的元件的数目,因此能够形成高密度化、高集成化。另外,与在安装基板安装电阻、电容器等的元件的情况相比,由于能够减少导电性接合材所连接的部位,因此连接可靠性提高。
专利文献1:日本特开2003-124593号公报
当在半导体元件与安装基板之间仅夹有焊锡球等的导电性接合材而连接的情况下,由于导电性接合材在回流时熔融,因此安装基板与半导体元件之间的距离相比回流前变小。
但是,专利文献1所示的连接元件在回流后基本没有变形,因此在将上述连接元件夹在半导体元件与安装基板之间进行连接的方法中,安装基板与半导体元件之间的距离在回流后基本没有变化。因此,当在夹于半导体元件与安装基板之间进行连接的连接元件混入有部分焊锡球等的导电性接合材的情况下,导电性接合材在回流时熔融,担心导电性接合材的剖面由于表面张力而变细并断线。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供具备作为无源元件发挥功能的薄膜元件与导电性接合材,并通过抑制回流时的导电性接合材的断线来提高半导体元件与安装基板之间的连接可靠性的连接元件。另外,提供通过使用具备作为无源元件发挥功能的薄膜元件与导电性接合材的连接元件而提高半导体元件与安装基板之间的连接可靠性的、半导体元件相对于安装基板的安装结构。
(1)本实用新型的连接元件的特征在于,具备:薄膜元件,具有第1主面以及与上述第1主面对置的第2主面;第1电极,形成在上述第1主面;第2电极,形成在上述第2主面;第1导电性接合材,从沿着上述第1主面的方向观察,呈半圆状设置在上述第1电极的表面;以及第2导电性接合材,从沿着上述第2主面的方向观察,呈半圆状设置在上述第2电极的表面。
在该结构中,第1导电性接合材以及第2导电性接合材与焊锡球等的球状的导电性接合材相同,通过回流工艺熔融。因此,经由连接元件连接的端子电极间(例如安装基板的安装电极与半导体元件的外部电极之间)的回流后的距离由于导电性接合材的表面张力等而与经由连接元件连接的端子电极间的回流前的距离相比变短。因此,当使用这些连接元件以及球状的导电性接合材连接端子电极间情况下,能够抑制通过回流工艺熔融后的球状的导电性接合材由于表面张力变细,抑制熔融后的球状的导电性接合材的断线。
另外,连接元件的外形(形状以及大小)与球状的导电性接合材大致相同。因此,连接元件与球状的导电性接合材相同,可以夹在半导体元件与安装基板之间连接。因此,能够减少安装在安装基板的无源元件的数量,能够形成高密度化、高集成化。另外,与在安装基板安装无源元件的情况相比,由于能够减少导电性接合材所连接的连接部位,因此连接可靠性提高。
(2)在上述(1)中,优选为,上述第1电极以及上述第1导电性接合材从与上述第1主面垂直的方向观察形成在上述第1主面的外缘的内侧,上述第2电极以及上述第2导电性接合材从与上述第2主面垂直的方向观察形成在上述第2主面的外缘的内侧。根据该结构,能够抑制通过回流工艺熔融后的第1导电性接合材以及第2导电性接合材向第1主面侧以及第2主面侧的濡湿蔓延,因此第1电极P1与第2电极P2短路的可能性降低。
(3)在上述(1)或者(2)中,优选为,上述薄膜元件具有:基板,具有第1面以及第2面;以及无源元件,通过薄膜工艺形成在上述第1面以及上述第2面中的至少一方。根据该结构,能够减薄薄膜元件的厚度,能够进一步缩短经由连接元件连接的端子电极间的距离。因此,能够进一步抑制导电性接合材以及薄膜元件所具有的寄生电感。
(4)在上述(3)中,上述无源元件也可以是电容器。
(5)在上述(3)中,优选为,上述无源元件是具有卷绕轴的螺旋状的电感器,上述卷绕轴与上述第1主面以及上述第2主面平行。根据该结构,能够抑制在螺旋状的电感产生的磁通被第1电极以及第2电极妨碍。因此,能够实现具有规定的电感值的螺旋状的电感器。
(6)在上述(1)~(5)的任一个中,上述第1导电性接合材以及上述第2导电性接合材可以由焊锡构成。
(7)本实用新型的半导体元件相对于安装基板的安装结构,具备:半导体元件,具有多个外部电极;以及安装基板,具有多个安装电极,其中,上述半导体元件相对于安装基板的安装结构还具备:薄膜元件,具有第1主面以及与上述第1主面对置的第2主面;第1电极,形成在上述第1主面;第2电极,形成在上述第2主面;第1导电性接合部,设置在上述第1电极的表面;第2导电性接合部,设置在上述第2电极的表面;以及第3导电性接合部,上述多个外部电极中的一部分外部电极经由上述第1导电性接合部与上述第1电极连接,上述多个安装电极中的一部分安装电极经由上述第2导电性接合部与上述第2电极连接,上述多个安装电极中的其他的安装电极经由上述第3导电性接合部与上述多个外部电极中的其他的外部电极连接。
在该结构中,第1导电性接合材以及第2导电性接合材与球状的导电性接合材相同,通过回流工艺熔融。因此,回流后的半导体元件的外部电极与安装基板的安装电极之间的距离通过半导体元件的重量、导电性接合材的表面张力等与回流前的半导体元件的外部电极与安装基板的安装电极之间的距离相比变短。因此,在使用这些连接元件以及球状的导电性接合材将半导体元件安装在安装基板的情况下,能够抑制通过回流工艺熔融后的球状的导电性接合材由于表面张力变细,抑制熔融后的球状的导电性接合材的断线。
根据本实用新型,能够实现具备作为无源元件发挥功能的薄膜元件与导电性接合材,并通过抑制回流时的导电性接合材的断线来提高半导体元件与安装基板之间的连接可靠性的连接元件。另外,能够实现通过使用具备作为无源元件发挥功能的薄膜元件与导电性接合材的连接元件而提高半导体元件与安装基板之间的连接可靠性的、半导体元件相对于安装基板的安装结构。
附图说明
图1是第1实施方式所涉及的连接元件101的主视图。
图2是表示连接元件101具备的薄膜元件11、第1电极P1以及第2电极P2的外观立体图。
图3是薄膜元件11、第1电极P1以及第2电极P2的剖视图。
图4中,图4(A)是表示使用连接元件101以及第3导电性接合材23将半导体元件1安装于安装基板2表面后的状态的主视图,图4(B)是表示将半导体元件1表面安装于安装基板2后的半导体元件1的、回流后的状态的主视图。
图5中,图5(A)是表示利用连接元件101的电子仪器201的主要部分的主视图,图5(B)是电子仪器201的主要部分的框图。
图6中,图6(A)是薄膜元件13的俯视图,图6(B)是图6(A)的A-A剖视图。
图7中,图7(A)是薄膜元件14的俯视图,图7(B)是图7(A)的B-B剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图列举几个具体的例子,示出用于实施本实用新型的多个方式。在各图中,对相同部位标注相同附图标记。考虑到要点的说明或者理解的容易性,将实施方式分为多个方式示出,不过可以对不同的实施方式所示的结构部分进行替换或者组合。在第2实施方式以后,省略关于与第1实施方式具有相同情形的记述,仅围绕不同点进行说明。特别是,对于相同的结构所产生的相同的作用效果不在每个实施方式中逐一记述。
《第1实施方式》
图1是第1实施方式所涉及的连接元件101的主视图。图2是表示连接元件101所具备的薄膜元件11、第1电极P1以及第2电极P2的外观立体图。此外,在图1中,各部的厚度被夸张地图示。在以下的各实施方式的主视图以及剖视图也同样如此。
连接元件101具备薄膜元件11、第1电极P1、第2电极P2、第1导电性接合材21以及第2导电性接合材22。如图1等所示,连接元件101是如焊锡球(soldering ball)般的大致球状的无源元件。
薄膜元件11是平面形状呈正方形的绝缘性的薄板,具有第1主面S1以及与第1主面S1对置的第2主面S2。如图1等所示,薄膜元件11的第1主面S1以及第2主面S2与XY平面相平行。此外,图1等所示的X方向、Y方向以及Z方向是相互正交的方向。第1主面S1以及第2主面S2与X方向以及Y方向平行,并与Z方向垂直。
第1电极P1是在第1主面S1形成的平面形状呈正方形的电极图案。第1导电性接合材21从沿着第1主面S1的方向(Y方向)观察,呈半圆状设置于第1电极P1的表面。
第1电极P1与第1主面S1相比面积小,并且在第1主面S1的大致中央形成。因此,第1电极P1以及第1导电性接合材21从与第1主面S1垂直的方向(Z方向)观察,形成在第1主面S1的外缘的内侧。换言之,第1导电性接合材21从Z方向观察未到达第1主面S1的外缘。
第2电极P2是在第2主面S2形成的平面形状呈正方形的电极图案。第2导电性接合材22从沿着第2主面S2方向(Y方向)观察,呈半圆状设置于第2电极P2的表面。
第2电极P2与第2主面S2相比面积小,并且在第2主面S2的大致中央形成。因此,第2电极P2以及第2导电性接合材22从与第2主面S2垂直的方向(Z方向)观察,形成在第2主面S2的外缘的内侧。换言之,从第2导电性接合材22从Z方向观察未到达第2主面S2的外缘。
第1电极P1以及第2电极P2例如在以Cu(铜)、Ag(银)作为主成分的镀膜覆盖镍、Au等的镀膜,第1导电性接合材21以及第2导电性接合材22例如是焊锡等。
图3是薄膜元件11、第1电极P1以及第2电极P2的剖视图。
薄膜元件11具有基板31、无源元件41、扩散防止层52、绝缘体层53、保护层54、多个导体63、64以及多个层间连接导体V1、V2、V3、V4。
基板31是平面形状呈正方形的导电性薄板,具有第1面PS1以及第2面PS2。基板31例如是低电阻硅基板。在基板31的第1面PS1形成扩散防止层52,在扩散防止层52的表面形成无源元件41。扩散防止层52具有绝缘性,防止基板31所含有的元素向无源元件41扩散。扩散防止层52例如是二氧化硅膜等。
无源元件41是通过薄膜工艺形成在基板31的第1面PS1的无源元件。具体地进行说明,无源元件41是由在扩散防止层52上形成的第1电容器用电极61、在第1电容器用电极61上形成的电介质层51、在电介质层51上形成的第2电容器用电极62构成的薄膜电容器。第1电容器用电极61以及第2电容器用电极62例如是Cu箔,不过优选为相对于Pt、Au、Ru等的热处理具有耐氧化性的材料。电介质层51是高介电常数的材料,例如(Ba,Sr)TiO3(BST)。
另外,在扩散防止层52的表面形成绝缘体层53。无源元件41如图3所示,整体由绝缘体层53覆盖。在绝缘体层53的上表面形成导体63、64。导体63经由贯通扩散防止层52以及绝缘体层53的层间连接导体V1与基板31电连接。另外,导体63经由贯通绝缘体层53的层间连接导体V2与无源元件41的第1电容器用电极61连接。导体64经由层间连接导体V3与无源元件41的第2电容器用电极62连接。
进而,在扩散防止层52的表面以及绝缘体层53的上表面形成保护层54。绝缘体层53如图3所示,整体由保护层54覆盖。保护层54例如是聚酰亚胺树脂和环氧树脂等。
在保护层54的上表面(薄膜元件11的第1主面S1)形成第1电极P1。第1电极经由贯通保护层54的层间连接导体V4与导体64连接。另外,在基板31的第2面PS2(薄膜元件11的第2主面S2)形成第2电极P2。
如此,薄膜元件11作为电容器发挥功能。
本实施方式所涉及的连接元件101例如通过如下的(1)~(7)的工序制造。
(1)首先,准备通过薄膜工艺形成的薄膜元件11。
(2)接下来,在薄膜元件11的第1主面S1以及第2主面S2通过电镀方法等形成Cu膜等的导体膜,并对其进行光致抗蚀剂膜图案的形成以及通过蚀刻刻画图案,从而形成第1电极P1以及第2电极P2。另外,也可以通过对导电膏进行丝网印刷来形成第1电极P1以及第2电极P2。随后,在Cu等的镀膜的表面进一步形成Ni、Au镀膜。
(3)在第1电极P1印刷膏状的导电性接合材。即,在使用焊锡的情况下,在形成于薄膜元件11的第1主面S1的第1电极P1印刷焊锡膏。随后,通过回流工艺(reflow process),在第1电极P1的表面设置第1导电性接合材21。上述膏状的导电性接合材通过该回流工艺,从X方向或者Y方向观察,成为呈半圆状设置在第1电极P1的表面的第1导电性接合材21。
(4)接下来,在薄膜元件1的第一主面S1整体粘贴具有耐热性的遮蔽胶带(密封胶带)。
(5)在第2电极P2印刷膏状的导电性接合材。即,在使用焊锡的情况下,在形成于薄膜元件11的第2主面S2的第2电极P2印刷焊锡膏。随后,通过回流工艺,在第2电极P2的表面设置第2导电性接合材22。上述膏状的导电性接合材通过该回流工艺,从X方向或者Y方向观察,成为呈半圆状设置于第2电极P2的表面的第2导电性接合材22。
(6)随后,除去粘贴于薄膜元件11的第1主面S1的遮蔽胶带。
(7)此外,上述的工序维持着形成多个薄膜元件11的晶片状态被处理。最后进行切割,由晶片分离出一个个连接元件101(单片)分离。
接下来,参照附图对于半导体元件1的安装方法以及利用连接元件101的优点进行说明。图4(A)是表示使用连接元件101以及第3导电性接合材23将半导体元件1表面安装于安装基板2后的状态的主视图,图4(B)是表示将半导体元件1安装于安装基板2后的半导体元件1的、回流后的状态的主视图。
在半导体元件1的下表面(安装面)形成多个外部电极71、72,在安装基板2的上表面形成多个安装电极81、82。半导体元件1例如是半导体IC芯片。
如图5(A)所示,在外部电极71与安装电极81之间配置连接元件101。此时,连接元件101的第1导电性接合材与外部电极71接触,连接元件101的第2导电性接合材与安装电极81接触。另外,在外部电极72与安装电极82之间配置球状的第3导电性接合材23。第3导电性接合材23例如为焊锡球。
随后,如图5(B)所示,通过回流工艺将半导体元件1安装于安装基板2。
具体地进行说明,通过回流工艺,使连接元件101的第1导电性接合材熔融,变成第1导电性接合部21S。第1导电性接合部21S将薄膜元件11的第1电极与外部电极71之间电气导通,并且在结构上接合。通过回流工艺,使连接元件101的第2导电性接合材熔融,变成第2导电性接合部22S。第2导电性接合部22S将薄膜元件11的第2电极P2与安装电极81之间电气导通,并且在结构上接合。即,外部电极71经由薄膜元件11、第1导电性接合部21S以及第2导电性接合部22S连接于安装电极81。另外,通过回流工艺,使第3导电性接合材23熔融,变成第3导电性接合部23S。第3导电性接合部23S将外部电极72与安装电极82之间电气导通,并且在结构上接合。
半导体元件1例如通过如下(1)(2)的工序,如图4(A)所示,使用连接元件101被表面安装于安装基板2。
(1)首先,在安装基板2的上表面形成的安装电极81、82涂覆助焊剂等的粘合剂,将连接元件101以及第3导电性接合材23分别配置(粘合)于安装电极81、82上。这些连接元件101以及第3导电性接合材23例如通过贴片机配置于安装电极81、82。
(2)接下来,在形成于半导体元件1的安装面的外部电极71、72涂覆助焊剂等的粘合剂,将配置于安装电极81、82的连接元件101以及第3导电性接合材23分别配置于外部电极71、72。
如此一来,使用连接元件101以及第3导电性接合材23将半导体元件1表面安装于安装基板2。
此外,当在形成于半导体元件1的安装面的外部电极71、72上分别配置连接元件101以及第3导电性接合材23后,可以在形成于安装基板2的上表面的安装电极81、82分别配置被配置在外部电极71、72上的连接元件101以及第3导电性接合材23。另外,连接元件101以及第3导电性接合材23可以通过贴片机分别配置,也可同时配置。
进而,半导体元件1例如可以通过如下的(1)(2)的工序使用连接元件101表面安装于安装基板2。
(1)首先,准备在第2电极P2设置有第2导电性接合材22的薄膜元件11。
(2)接下来,在形成于安装基板2的上表面的安装电极81、82涂覆粘合剂,将薄膜元件11的第2导电性接合材22以及第3导电性接合材23配置(粘合)在安装电极81、82上。
(3)接下来,在薄膜元件11的第1电极P1上涂覆粘合剂,在第1电极P1上配置焊锡球等的球状的导电性接合材。
(4)接下来,在形成于半导体元件1的安装面的外部电极71、72上涂覆粘合剂,将配置于安装电极82上的第3导电性接合材23以及配置于第1电极P1上的球状的导电性接合材分别配置于外部电极71、72。
此外,准备在第1电极P1设置有第1导电性接合材21的薄膜元件11,在形成于半导体元件1的安装面的外部电极71、72上,分别配置薄膜元件11以及第3导电性接合材23,当在薄膜元件11的第2电极P2配置球状的导电性接合材后,可以在安装电极81、82分别粘合配置于第2电极P2上的球状的导电性接合材以及第3导电性接合材23。
在半导体元件1的安装结构中,利用本实施方式所涉及的连接元件101会起到如下效果。
(a)在本实施方式所涉及的连接元件101中,第1导电性接合材21以及第2导电性接合材22,与第3导电性接合材23相同,通过回流工艺熔融。因此,回流后的半导体元件1与安装基板2之间的距离H2由于半导体元件1的重量、导电性接合材的表面张力等而相比回流前的半导体元件1与安装基板2之间的距离H1变短(H1>H2)。因此,当使用连接元件101以及第3导电性接合材23将半导体元件1安装于安装基板2的情况下,能够抑制通过回流工艺熔融的第3导电性接合材23(第3导电性接合部23S)由于表面张力而变细,抑制第3导电性接合部23S的断线。
(b)另外,本实施方式所涉及的薄膜元件11具有:具有第1面PS1以及第2面PS2的基板31、以及通过薄膜工艺形成在第1面PS1上的无源元件(薄膜电容器)。根据该结构,能够使薄膜元件11的厚度变薄,能使半导体元件1与安装基板2之间的距离H2进一步缩短。因此,能够进一步抑制第1导电性接合部21S、第2导电性接合部22S以及薄膜元件11所具有的寄生电感。
(c)另外,连接元件101的外形(形状以及大小)与焊锡球等的球状的导电性接合材大致相同。因此,连接元件101与球状的导电性接合材相同,能够夹在半导体元件与安装基板之间进行连接。因此,能够削减在安装基板安装的无源元件的数目,能够形成高密度化、高集成化。另外,与在安装基板安装无源元件的情况下相比,能够减少导电性接合材所连接的连接部位,因此连接可靠性提高。
(d)在本实施方式中,第1电极P1以及第1导电性接合材21从Z方向观察形成在第1主面S1的外缘的内侧。换言之,第1导电性接合材21从Z方向观察,未达到第1主面S1的外缘。根据该结构,能够抑制通过回流工艺熔融后的第1导电性接合材21(第1导电性接合部21S)向第2主面S2侧的濡湿蔓延,因此第1电极P1与第2电极P2短路的可能性降低。
(e)同样,在本实施方式中,第2电极P2以及第2导电性接合材22从Z方向观察形成在第2主面S2的外缘的内侧。根据该结构,能够抑制通过回流工艺熔融后的第2导电性接合材22(第2导电性接合部22S)向第1主面S1侧濡湿蔓延,因此第1电极P1与第2电极P2短路的可能性降低。
(f)连接元件101具备设置于第1电极P1的表面的第1导电性接合材21、以及设置于第2电极P2的表面的第2导电性接合材22。因此,通过回流工艺中的自我校准的作用,不易引发连接元件101(薄膜元件11)的位置偏移。因此,通过使用本实施方式所涉及的连接元件101,薄膜元件11被高精度地连接于外部电极71与安装电极81之间。
(g)另外,连接元件101具备第1导电性接合材21以及第2导电性接合材22,因此在通过回流工艺而熔融的第1导电性接合部21S以及第2导电性接合部22S的表面产生表面张力。因此,当连接元件101被配置在外部电极71与安装电极81之间时,即使薄膜元件的第1主面以及第2主面不与外部电极71以及安装电极81平行,在回流后也会被修正位置而与外部电极71以及安装电极81变成平行。
(h)在本实施方式中,无源元件41是由第1电容器用电极61、在第1电容器用电极61上形成的电介质层51、在电介质层51上形成的第2电容器用电极62构成的薄膜电容器。因此,能够容易地缩短第1电容器用电极61与第2电容器用电极62之间的距离,能够实现作为高容量的电容器发挥功能的连接元件101。
(i)另外,在本实施方式中,无源元件41的整体通过绝缘体层53覆盖,因此能够抑制用于形成导体63、64的蚀刻等所产生的特性变化。另外,根据该结构,能够实现坚固性、耐热性高的薄膜元件11。
此外,在本实施方式中,如图3所示,第1电容器用电极61与基板31经由导体63以及层间连接导体V1、V2连接,因此线路长变长。但是,通过形成导体63的厚膜化、增大层间连接导体V1、V2的直径,能够得到低ESR的连接元件101。
《第2实施方式》
在第2实施方式中,参照附图对利用第1实施方式所涉及的连接元件101以及第3导电性接合材的电子仪器201进行说明。
图5(A)是表示利用连接元件101的电子仪器201的主要部分的主视图,图5(B)是电子仪器201的主要部分的框图。在图5(B)中,由电容器C表示作为薄膜电容器的薄膜元件11。
电子仪器201具备半导体元件1以及安装基板2。在半导体元件1的下表面(安装面)形成外部电极71、72,在安装基板2的上表面形成安装电极81、82。
外部电极71经由第1导电性接合部21S与在薄膜元件11的第1主面形成的第1电极P1连接。安装电极81经由第2导电性接合部22S与在薄膜元件11的第2主面形成的第2电极P2连接。即,外部电极71经由第1导电性接合部21S、薄膜元件11以及第2导电性接合部22S与安装电极81连接。第1导电性接合部21S以及第2导电性接合部22S如上所述,是在外部电极71与安装电极81之间配置的连接元件101的、第1导电性接合材以及第2导电性接合材分别熔融而形成的。
外部电极72经由第3导电性接合部23S与安装电极82连接。第3导电性接合部23S如上所述是在外部电极72与安装电极82之间配置的第3导电性接合材熔融而形成的。
在电子仪器201的主要部分,安装基板2的安装电极82与供电电路92连接,安装电极81被接地。因此,如图5(B)所示,是半导体元件1所具有的电路91与供电电路92导通的结构,构成被并联接地的电容器C。如此一来,在电子仪器201的主要部分,薄膜元件11(电容器C)作为去耦电容器发挥功能。
在电子仪器201中,在紧挨电路91之前并联连接电容器C,因此能够除去来自供电电路92的叠加于电源线中的高频噪声或者高谐波噪声。
此外,在本实施方式所涉及的电子仪器201中,对图5(B)那样的电路结构示出,不过并不局限于此。在利用连接元件101的半导体元件1的安装结构中,电路结构能够适当地变更。
《第3实施方式》
在第3实施方式中,参照附图对作为电感器发挥功能的连接元件的薄膜元件13进行说明。
图6(A)是薄膜元件13的俯视图,图6(B)是图6(A)中的A-A的剖视图。
本实施方式所涉及的薄膜元件13与第1实施方式所涉及的连接元件101的薄膜元件11区别之处在于具备线圈用导体65。另外,薄膜元件13的基板32的材质与薄膜元件11不同。关于其他的结构与连接元件101相同。
薄膜元件13具有基板32、线圈用导体65、绝缘体层53以及多个层间连接导体V1、V2。
基板32是平面形状呈正方形的绝缘性薄板,具有第1面PS1以及第2面PS2。基板32例如是高电阻Si基板。在基板32的第1面PS1形成线圈用导体65。线圈用导体65是约2匝的螺旋状的导体图案,是通过薄膜工艺形成的无源元件(薄膜电感器)。线圈用导体65是例如Cu箔,不过优选为对于Pt、Au、Ru等的热处理具有耐氧化性的材料。
另外,在基板32的第1面PS1形成绝缘体层53。线圈用导体65如图5所示,整体由绝缘体层53覆盖。在绝缘体层53的上表面形成第1电极P1,在基板32的第2面S2形成第2电极P2。第1电极P1经由贯通绝缘体层53的层间连接导体V2连接于线圈用导体65的一端,第2电极P2经由贯通基板32的层间连接导体V1连接于线圈用导体65的另一端。绝缘体层53例如是聚酰亚胺树脂、环氧树脂等。此外,绝缘体层53为了得到规定的大的电感值,例如优选为磁性铁氧体(magnetic ferrite)。
根据该结构,薄膜元件13作为电感器发挥功能。
即使是具备本实施方式所涉及的薄膜元件13的连接元件,也能够起到与上述的第1实施方式所涉及的连接元件101相同的效果。
《第4实施方式》
在第4实施方式中,在作为电感器发挥功能的连接元件的薄膜元件中,参照附图对与第3实施方式所示的薄膜元件13不同的例子进行说明。
图7(A)是薄膜元件14的俯视图,图7(B)是图7(A)中的B-B剖视图。
薄膜元件14具有基板32、第1线圈用导体66、第2线圈用导体67、磁性体层55、非磁性体层56以及多个层间连接导体。
在基板32的第1面PS1形成5个第1线圈用导体66。5个第1线圈用导体66是大致沿Y方向延伸的导体图案,在X方向上排列。在基板32的第1面PS1形成磁性体层55。第1线圈用导体66是如图7(B)所示,整体由磁性体层55覆盖。磁性体层55例如是磁性体铁氧体。在磁性体层的上表面形成5个第2线圈用导体67。5个第2线圈用导体67是在Y方向延伸的导体图案,在X方向上排列。第1线圈用导体66的一端经由贯通磁性体层55的层间连接导体V3与第2线圈用导体67的一端连接。第1线圈用导体66的另一端经由层间连接导体V3与第2线圈用导体67的另一端连接。
通过这些第1线圈用导体66、第2线圈用导体67以及层间连接导体V3形成具有沿着X方向的具有卷绕轴AX1的螺旋状的电感器。上述螺旋状的电感器是约5匝的螺旋状的线圈导体,是通过薄膜工艺形成的无源元件(薄膜电感器)。
另外,在磁性体层55的上表面形成非磁性体层56。第2线圈用导体67如图7(B)所示,整体由非磁性体层56覆盖。在非磁性体层56的上表面形成第1电极P1,在基板32的第2面S2形成第2电极P2。第1电极P1经由贯通非磁性体层56的层间连接导体V1与上述螺旋状电感器的一端连接,第2电极P2经由贯通基板32的层间连接导体V2与上述螺旋状电感器的另一端连接。非磁性体层56例如是非磁性体铁氧体。
根据该结构,薄膜元件14作为电感器发挥功能。
即使是本实施方式所涉及的具备薄膜元件14的连接元件,也会起到与上述的第1实施方式所涉及的连接元件101相同的效果。
另外,在本实施方式中,上述螺旋状的电感器的卷绕轴AX1沿着X方向。根据该结构,能够抑制在螺旋状的电感器产生的磁通被第1电极P1以及第2电极P2妨碍。因此,能够实现具有规定的电感值的螺旋状的电感器。此外,并不局限于螺旋状的电感器的卷绕轴AX1沿着X方向的结构,只要与第1主面S1以及第2主面S2平行即可起到上述的作用、效果。
《其他的实施方式》
在上述的实施方式中,示出了薄膜元件作为电感器或者电容器发挥功能的结构,不过并不局限于此。薄膜元件也可以是作为电阻发挥功能的结构。另外,薄膜元件也可以是一体地具备电感器以及电容器,且作为LC电路发挥功能的结构。
在上述的实施方式中,示出通过薄膜工艺形成的无源元件被设置在基板的第1面PS1侧的结构,不过并不局限于此。可以在基板的第2面PS2侧设置通过薄膜工艺形成的无源元件。另外,也可以在基板的第1面PS1以及第2面PS2的两侧设置。
此外,在本实用新型的薄膜元件中,基板31、32不是必须的。当薄膜元件为作为电阻发挥功能的无源元件的情况下,可以利用电阻材料的薄板本身作为薄膜元件。
另外,在上述的实施方式中,示出了薄膜元件的平面形状呈正方形的例子,不过并不局限于该结构。薄膜元件的平面形状例如是圆形、椭圆形、多边形等,在起到本实用新型的作用、效果的范围内可适当变更。
此外,本实用新型中的“呈半圆状设置在第1电极的表面”并不局限于设置在第1电极的表面的第1导电性接合材21呈完全的半圆形状的情况。从沿着第1主面S1的方向(X方向或者Y方向)观察,设置在第1电极P1的表面的第1导电性接合材21也包含圆弧状等。另外,从沿着不同的第1主面的方向(例如X方向与Y方向)观察的第1导电性接合材21的形状也可以不为相似形,第1导电性接合材21也包含如直角三棱锥那样的形状。
同样,本实用新型中的“呈半圆状设置在第2电极的表面”并不局限于设置在第2电极的表面的第2导电性接合材22呈完全的半圆形状的情况。从沿着第2主面S2的方向(X方向或者Y方向)观察,设置在第2电极P2的表面的第2导电性接合材22也包含圆弧状等。另外,从沿着不同的第2主面S2的方向(例如X方向与Y方向)观察的第2导电性接合材22的形状也可以不为相似形,第2导电性接合材22也包含例如直角三棱锥的形状。
其中,附图标记说明如下:
AX1:卷绕轴;C:电容器;H1:回流前的半导体元件的外部电极与安装基板的安装电极之间的距离;H2:回流后的半导体元件的外部电极与安装基板的安装电极之间的距离;P1:第1电极;P2:第2电极;PS1:基板的第1面;PS2:基板的第2面;S1:薄膜元件的第1主面;S2:薄膜元件的第2主面;V1、V2、V3、V4:层间连接导体;1:半导体元件;2:安装基板;11、13、14:薄膜元件;21:第1导电性接合材;22:第2导电性接合材;23:第3导电性接合材;21S:第1导电性接合部;22S:第2导电性接合部;23S:第3导电性接合部;31、32:基板;41:无源元件;51:电介质层;52:扩散防止层;53:绝缘体层;54:保护层;55:磁性体层;56:非磁性体层;61:第1电容器用电极;62:第2电容器用电极;63、64:导体;65:线圈用导体;66:第1线圈用导体;67:第2线圈用导体;71、72:半导体元件的外部电极;81、82:安装基板的安装电极;91:电路;92:供电电路;101:连接元件;201:电子仪器。
Claims (12)
1.一种连接元件,其特征在于,具备:
薄膜元件,具有第1主面以及与所述第1主面对置的第2主面;
第1电极,形成在所述第1主面;
第2电极,形成在所述第2主面;
第1导电性接合材,从沿着所述第1主面的方向观察,设置在所述第1电极的表面;以及
第2导电性接合材,从沿着所述第2主面的方向观察,设置在所述第2电极的表面。
2.根据权利要求1所述的连接元件,其特征在于,
所述第1电极以及所述第1导电性接合材从与所述第1主面垂直的方向观察形成在所述第1主面的外缘的内侧,
所述第2电极以及所述第2导电性接合材从与所述第2主面垂直的方向观察形成在所述第2主面的外缘的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的连接元件,其特征在于,
所述第1导电性接合材从沿着所述第1主面的方向观察呈半圆状设置在所述第1电极的表面,
所述第2导电性接合材从沿着所述第2主面的方向观察呈半圆状设置在所述第2电极的表面。
4.根据权利要求1或2所述的连接元件,其特征在于,
所述薄膜元件具有:
基板,具有第1面以及第2面;以及
无源元件,通过薄膜工艺形成在所述第1面以及所述第2面中的至少一方。
5.根据权利要求4所述的连接元件,其特征在于,
所述无源元件是电容器。
6.根据权利要求5所述的连接元件,其特征在于,
所述无源元件是具有卷绕轴的螺旋状的电感器,
所述卷绕轴与所述第1主面以及所述第2主面平行。
7.根据权利要求6所述的连接元件,其特征在于,
所述薄膜元件包括绝缘体层,所述绝缘体层是磁性层。
8.根据权利要求1所述的连接元件,其特征在于,
所述薄膜元件是通过在半导体基板层叠绝缘体层而形成的薄板。
9.根据权利要求8所述的连接元件,其特征在于,
所述绝缘体层是树脂层。
10.根据权利要求8所述的连接元件,其特征在于,
在所述半导体基板直接设置所述第2电极。
11.根据权利要求1或2所述的连接元件,其特征在于,
所述第1导电性接合材以及所述第2导电性接合材是焊锡。
12.一种半导体元件相对于安装基板的安装结构,具备:
半导体元件,具有多个外部电极;以及
安装基板,具有多个安装电极,
所述半导体元件相对于安装基板的安装结构的特征在于,还具备:
薄膜元件,具有第1主面以及与所述第1主面对置的第2主面;
第1电极,形成在所述第1主面;
第2电极,形成在所述第2主面;
第1导电性接合部,设置在所述第1电极的表面;
第2导电性接合部,设置在所述第2电极的表面;以及
第3导电性接合部,
所述多个外部电极中的一部分外部电极经由所述第1导电性接合部与所述第1电极连接,
所述多个安装电极中的一部分安装电极经由所述第2导电性接合部与所述第2电极连接,
所述多个安装电极中的其他的安装电极经由所述第3导电性接合部与所述多个外部电极中的其他的外部电极连接。
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