JP2004327958A - 強化導電パッドを装備した電子パッケージ、及びこれを使用した情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子パッケージ技術や、それを利用する情報処理装置を改善すること。
【解決手段】電子パッケージおよび情報処理装置も同様のパッケージ基板１１’をもち、そのパッケージ基板１１’は、外側パッド１３’に少なくとも約１．４グラム／ミリインチ平方の引張圧力が付与されたときでも前記のパッド１３’の離脱が防止できるのに十分な大きなサイズをもち、前記のパッドに接続された内部導電層１５”を備える。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、例えば、プリント回路基板に半導体チップを相互接続するための回路基板をもつチップ担体などの、電子パッケージに関する。特に、本発明は、情報処理装置（コンピュータなど）で使用される回路基板パッケージ、及びこれを使用した情報処理装置に関する。

電子パッケージで使用する回路基板は、従来から、数多くの発明され出願が継続的に行われている。一般的にそのような回路基板は、その回路基板が拡大回路域をもつホスト回路基板と適切にインターフェイスできるよう、回路基板に実装されたチップからの電気信号をその拡大回路域に再配信するための表面を備えている。なお、本願は、Ｄ．アルコーらの発明の「最適回路パターン装備チップ担体」についての、２００３年３月２０日に、出願番号が１０／３９２、６１７号で米国特許庁に受理された出願の係属出願である。
米国特許出願番号１０／３９２、６１７号（２００３年３月２０日出願）

半導体チップ入出力部（Ｉ／Ｏ）のカウント数が周辺リーダ機器の処理能力を越え、半導体チップとプリント回路基板の縮小化の必要性が増しているため、チップ担体などの電子パッケージとプリント回路基板とを多数の線で接続する方法としては領域アレイ配線が好ましい。チップ担体やプリント回路基板を備えた有機回路基板においては、回路を構成する素材に構造上の柔軟性をもたせることが周知である。

しかし、どの柔軟素材も、素材が破壊または破損するまでの許容可能な機械変形には限度がある。この属性は、延性として知られている。電子パッケージの製造やそのプリント回路基板への組込の工程においては、パッケージ基板（層）およびプリント回路基板の破壊や曲げの原因が存在する。それら原因には、組立における手動での取扱、プリント回路基板の治具への取付、回路基板へのその他部品の組込、プリント回路基板への配線やハードの組込、電気テストのための押圧検査子の利用などが含まれる。さらに、半導体チップ、パッケージ積層基板、プリント回路基板の熱膨脹（ＣＴＥ）係数がそれぞれ異なる場合には、電子パッケージの動作中での温度変化により、有機構造の破壊や曲がりが異なった度合いで発生する恐れがある。その結果、電子パッケージとプリント回路基板との間の標準ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）配線に高いストレスが加わる。この高いストレスはパッケージへ伝播されて、パッケージ素材の延性限度を越えた大きな変形を発生させ、パッケージの損傷につながる。

製造過程での生産ロスや、熱サイクル動作中での信頼性が、チップ担体上あるいは内部の絶縁性や回路の不良（亀裂、層剥離）、あるいは、製造中や現場動作中での高い応力による半導体チップの統合不良（チップ亀裂）により明白な課題となる。それら課題のため、設計自由度がかなり制限されてしまうのである。そのストレスを軽減するためには、例えば、半導体チップのサイズを制限したり、配線のサイズ、形状、間隔を工業標準以外あるいはそれ以上にカスタム化することが必要となる。その結果として、電子パッケージの電気動作性能が制限されたり、および／または、電子パッケージに余分なコストが追加されてしまうのである。

生産性や信頼性の課題の１つに、前述のＢＧＡ配線と共にパッケージを回路基板に電気接合するのに利用されるプリント回路基板の外側導電層がある。その導電層は、電子パッケージの取扱や熱サイクルに起因するプリント回路基板からＢＧＡ配線へ伝播するストレスに弱い。その導電層（および、付随するハンダマスク層）がストレスを受容できない場合には、亀裂や部分分割などの不良が発生し、形成接続体（および、電子パッケージ）の欠陥に結びつく。さらに悪くすると、パッケージが使われる情報処理装置に欠陥が発生してしまう。なお、ここでいう情報処理装置とは、ビジネス、科学、制御、あるいはその他の目的のための、情報、知識、データを演算、分類、処理、発信、受信、検索、オリジナル化、変換、保存、表示、マニフェスト化、計測、検知、記録、再生、操作、利用できるよう設計された装置や装置の集合体を意味する。例えば、サーバーやメインフレームなどのパソコンおよび大型プロセッサーがそれである。

生産性や信頼性の課題の１つに、前述のＢＧＡ配線と共にパッケージを回路基板に電気接合するのに利用されるプリント回路基板の外側導電層がある。その導電層は、電子パッケージの取扱や熱サイクルに起因するプリント回路基板からＢＧＡ配線へ伝播するストレスに弱い。その導電層（および、付随するハンダマスク層）がストレスを受容できない場合には、亀裂や部分分割などの不良が発生し、形成接続体（および、電子パッケージ）の欠陥に結びつく。さらに悪くすると、パッケージが使われる情報処理装置に欠陥が発生してしまう。

なお、ここでいう情報処理装置とは、ビジネス、科学、制御、あるいはその他の目的のための、情報、知識、データを演算、分類、処理、発信、受信、検索、オリジナル化、変換、保存、表示、マニフェスト化、計測、検知、記録、再生、操作、利用できるよう設計された装置やその集合体を意味する。例えば、サーバーやメインフレームなどのパソコンおよび大型プロセッサーがそれである。

そのようなパッケージ基板の上側層に伝播するストレスは、一般的にＢＧＡ配線パッドの端部に発生しやすく、パッケージの長方形基板の角の近辺や、ＢＧＡハンダボール配線列下方のＢＧＡ配線パッドの端部で最大となる。局所的には、チップ担体の非角端部あるいはその近辺で、ＢＧＡハンダボール配線列下方のＢＧＡ配線パッドの端部において、導電層へ伝播する高いストレスが発生する可能性もある。上記の曲げによる導電層での亀裂や分割は、そのような高いストレス領域で発生するのである。しかし、プリント回路基板の曲げの度合いを制限あるいは低減するような問題の解決策は、非実用的かつ非常に限定的である。

それゆえ、組立、操作、動作中にパッケージの曲がりが発生しても、外側回路パターンの分割および／または亀裂を阻止あるいは防止できる層構造の回路基板をもつ電子パッケージが望ましい。その結果としてのパッケージ（および装置）は、生産性が向上し、動作寿命が伸び、従来技術における優位性を誇れるのである。

したがって、本発明の目的は、電子パッケージ技術や、それを利用する情報処理装置を改善することである。

本発明の別の目的は、パッケージの回路基板の表面に位置する回路パターン（パッドなど）の亀裂または分割を阻止または防止できる方法で製造される回路基板を備え、生産性が向上し、多くの現状製品と比較して競争力のあるコストで製造できる電子パッケージを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、順次に装置に配備されるプリント回路基板などの適切な基板に実装された電子パッケージを含む情報処理装置を提供することである。

以上の課題を解決するために、まず、請求項１に掛かる発明の採った手段は、
「電子パッケージであって、外側面をもつ基板と、前記の外側面上に配置された導電パッドと、前記の導電パッドに少なくとも約１．４グラム／ミリインチ（２．５４／１０００ｃｍ）平方の引張圧力が付与されたときでも前記の導電パッドの離脱が防止できるのに十分な大きなサイズをもち、前記の基板内に配置され、前記の導電パッドに物理的接続された少なくとも１つの導電層から成る電子パッケージ」
であり、請求項２に係る発明の採った手段は、上記請求項１記載の電子パッケージについて、
「前記の基板が有機積層体である」
ことであり、請求項３に係る発明の採った手段は、上記請求項２記載の電子パッケージにつて、
「前記の基板が、複数の絶縁材層と、前記の少なくとも１つの導電層に加えて複数の導電層とから成る」
ことであり、さらに、請求項４に係る発明の採った手段は、上記請求項１記載の電子パッケージについて、
「前記の導電パッドが、第１のほぼ平坦部分と、前記の少なくとも１つの導電層に物理的接続された、少なくとも１つのビア凹部とを備える
ことである。

また、請求項５に係る発明の採った手段は、上記請求項４記載の電子パッケージについて、
「前記のビア凹部の数が、２つあるいはそれ以上である」
ことであり、請求項６に係る発明の採った手段は、上記請求項５記載の電子パッケージについて、
「前記のビア凹部の数が３つであって、それらは前記の第１のほぼ平坦部上にほぼ環状に一定に配置されている」
ことである。

さらに、請求項７に係る発明の採った手段は、上記請求項１記載の電子パッケージについて、
「前記の少なくとも１つの導電層の表面積が、前記の導電パッドの表面積の少なくとも２５％を越える」
ことであり、請求項８に係る発明の採った手段は、上記請求項１記載の電子パッケージについて、
「前記の少なくとも１つの導電層が、前記の導電パッドのほぼ直下の前記の基板内に配置されている」
であり、請求項９に係る発明の採った手段は、上記請求項１記載の電子パッケージについて、
「さらに、前記の導電パッドを外部と電気接続するための、前記の導電パッドに固定された導電部材を備える」
ことである。

そして、請求項１０に係る発明の採った手段は、上記請求項９記載の電子パッケージについて、
「前記の導電部材がハンダボールである」
ことであり、請求項１１に係る発明の採った手段は、上記請求項９記載の電子パッケージについて、
「前記の導電部材が、そのピンを固定するため前記の導電パッドにハンダ接合されたピンである」
ことであり、請求項１２に係る発明の採った手段は、上記請求項１１記載の電子パッケージについて、
「前記のピンが、係合部と、前記の係合部から離間されて配置された凹部とから成り、前記のピンを前記の導電パッドに固定しているハンダが前記の凹部内まで延びている」
ことである。

さらにまた、請求項１３に係る発明の採った手段は、
「情報処理装置であって、少なくとも１つの導電レセプタをもつ少なくとも１個のプリント回路基板と、電子パッケージと、なお前記の電子パッケージが、外側面をもつ基板と、前記の外側面上に配置された導電パッドと、前記の導電パッドに少なくとも約１．４グラム／ミリインチ平方の引張圧力が付与されたときでも前記の導電パッドの離脱が防止できるのに十分な大きなサイズをもち、前記の基板内に配置され、前記の導電パッドに物理的接続された少なくとも１つの導電層から成り、前記の導電パッドに固定され、かつ、前記の電子パッケージを前記の少なくとも１個のプリント回路基板に接続できるよう、前記の少なくとも１つの導電レセプタに電気的接続された導電部材とから成る情報処理装置」
であり、請求項１４に係る発明の採った手段は、上記請求項１３記載の情報処理装置について、
「前記の少なくとも１つの導電レセプタがパッドであり、前記の導電部材がハンダ要素である」
ことであり、請求項１５に係る発明の採った手段は、上記請求項１４記載の情報処理装置について、
「前記のハンダ要素がハンダボールである」
ことであり、請求項１６に係る発明の採った手段は、上記請求項１３記載の情報処理装置について、
「前記の少なくとも１つの導電レセプタが導電開孔であり、前記の導電部材がピンである」
ことであり、請求項１７に係る発明の採った手段は、上記請求項１３記載の情報処理装置について、
「さらに、前記の電子パッケージの基板上に配置され、前記の基板に電気的接続された少なくとも１個の半導体チップを備える」
ことであり、請求項１８に係る発明の採った手段は、上記請求項１３記載の情報処理装置について、
「前記の電子パッケージの基板が、有機積層体である」
ことであり、請求項１９に係る発明の採った手段は、上記請求項１３記載の情報処理装置について、
「前記の基板が、複数の絶縁材層と、前記の少なくとも１つの導電層に加えて複数の導電層とから成る」
ことであり、請求項２０に係る発明の採った手段は、上記請求項１３記載の情報処理装置について、
「前記の情報処理装置が、パソコン、サーバ、メインフレームの中から選択できる」
ことである。

本発明の１つのアスペクトに従った電子パッケージは、外側面をもつ基板と、前記の外側面上に配置された導電パッドと、前記の導電パッドに少なくとも約１．４グラム／ミリインチ（２．５４／１０００ｃｍ）平方の引張圧力が付与されたときでも前記の導電パッドの離脱が防止できるのに十分な大きなサイズをもち、前記の基板内に配置され、前記の導電パッドに物理的接続された少なくとも１つの導電層から成る。

本発明の別のアスペクトに従った情報処理装置は、少なくとも１つの導電レセプタをもつ少なくとも１個のプリント回路基板と、電子パッケージとから成り、なお前記の電子パッケージは、外側面をもつ基板と、前記の外側面上に配置された導電パッドと、前記の基板内に配置され、前記の導電パッドに物理的接続された少なくとも１つの導電層で構成されている。なお、前記の少なくとも１つの導電層は、前記の導電パッドに少なくとも約１．４グラム／ミリインチ（２．５４／１０００ｃｍ）平方の引張圧力が付与されたときでも前記の導電パッドの離脱が防止できるのに十分な大きなサイズをもつ。前記の情報処理装置は、さらに、前記の導電パッドに固定され、かつ、前記の電子パッケージを前記の少なくとも１個のプリント回路基板に接続できるよう、前記の少なくとも１つの導電レセプタに電気的接続された導電部材を備える。

前述の本発明の目的、長所、特徴は、下記に記載する付随図面に図示した好適実施例の詳細な説明から、より明白になるであろう。

それゆえ、図示し説明した電子パッケージ搭載の情報処理装置では、パッケージの特徴として、パッケージの基板を対応受容基板に接合させて大型集合体を構成できるよう、ハンダボールかピンを利用している。詳しくは、基板の外側パッドに接続された下側の内部導電層を利用して、パッドの接合を補強、および、パッケージ動作中や（運搬および製造などの）処理動作中に発生するストレスによる亀裂や分割を防止することに特徴がある。これにより、従来技術における十分な優位性が確立できるのである。

前述のごとく本発明の好適実施例を図示および説明してきたが、特許請求範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更や修正が可能なのも当業者には明白であろう。

本発明のさらなる目的、長所、能力と共に本発明のよりよい理解をため、付随の図面を参照して下記に開示および請求範囲を説明する。なお、図面全部において同じ番号は同じ部品を示す。

図１と図１Ａに、特許文献１に開示された電子パッケージの回路基板１１を示す。図１は、パッドが配置された下側基板を省いた導電パッド１３の部分上面図である。パッド１３は、内側導電層１５に物理的接続されており、その内側導電層１５は、追加導電層１７および／または垂直形成導電ビアホール（または貫通穴）１９に別の導電層に接続できるよう接続されている。図１Ａに示すように、前記層１５は、導電ビアホール１９を通じて基板１１の反対側面に位置する同様の層１５’に接続されている。また、それぞれの導電層をビアホール１９に物理的に接続できるよう伸張させることにより、導電層１５をビアホール１９を通じて前記の導電層１７のうちの選択層に接続しても構わない。図１の上面図に示すように、特許文献１における導電パッド１３は、基板の上面に位置する平面部２３に加えてビア凹部２１を備えている。ビア凹部２１は積層基板１１の一部を形成する少なくとも１つの絶縁層まで伸びており、下側導電層１５に物理接続されている。また図１に示すように、（図１では背後にある）下側導電層１５は、ビア凹部２１を同じ外径をもつ環状部２５、比較的狭幅の接続部２７、ビアホール１９と電気接続する第２環状部２９を備えている。この下側導電層１５の構造は、特許文献１にも記載されているように「ドッグボーン」形状と呼ぶ。

前記の基板１１は、好ましい素材がポリイミド、グラス繊維補強エポキシ樹脂（a/k/aＦＲ４）、ガラス充填ＰＴＦＴ等である複数の絶縁層に対応する複数の導電層から成る。基板の素材は従来技術で周知であり、詳細な説明は省略する。さらに、複数の絶縁層を使っても構わないし、それによる基板は、対応する導電層との積層構造により形成することが可能である。その素材は、モデュラス（Ｍｏｄｕｌｕｓ）あるいは剛性が金属導電層のそれよりも低い（１０〜２０Ｍｐｓｉ、メガパースクエアインチ）けれども、十分な剛性を保持しており（＞１０ｋｓｉ、キロパースクエアインチ）、積層、曲げ、接合工程の後で金属層を互いに接続できるものである。

図１Ａの実施例における導電層の素材は、銅か銅合金であるのが好ましいが、別の導電材の使用も可能である。それゆえ、前述のポリイミドやエポキシ樹脂などで形成された基板１１を、有機積層体と呼ぶ。

図２と図２Ａに、本発明の実施例による回路基板１１’と対応パッド１３’を示す。同様に、図２にはパッド１３’だけが図示してある。図１と図１Ａの例と比較して、本実施例の基板１１’は、パッド１３’に少なくとも１．４グラム／平方ミリインチ（ミリは０．００１インチ）の引張圧力が付与された場合でも、パッドの離脱（または、部分的な分割）を防止できるのに十分なサイズをもつ下側導電層１５”による改良点をもつ。例えば、パッド１３’が２５ミリインチ径だと、４９１ミリインチ平方のサイズとなる。この領域に７００グラムの負荷（本出願での有効負荷）を与えると、前記のような圧力値になる。そのような関連する負荷やストレスは、ハンダボールとしての所定の導電材がパッドに含まれる場合（ＳＮ特許文献１）に、基板を使う電子パッケージ（下記に説明）の動作中に発生する。つまり、パッケージ動作中に発生するハンダボール、パッド、その他のパッケージ部分におけるストレスのせいで、ハンダボールが基板から離脱または引き抜かれてしまい、パッドの亀裂や部分的（または完全な）分割を引き起こす結果となる。そして亀裂や部分的分割の結果、下側導電層１５からビア凹部２１が剥がれてしまい、パッケージが欠陥品となってしまうのである。図２Ａ図示の前記基板は、さらに同様の構成を備える（前記の絶縁層に加えて、内側導電層１７’、導電ビアホール１９’、反対側面内側層１５’”）。

前述したように、図２と図２Ａの導電層１５”は、前記のパッド１３’の分割および／または損傷を防止するのに十分な大きさで形成されている。図２は、本発明の一実施例による相対的サイズや形状の一例にすぎない。例えば、２５ミリインチ径のパッド１３（図１）、１０ミリインチ径の環状区域２５（図１）、約８０ミリインチ平方の区域の強度は、面積を少なくとも２倍大きくした部分２５’により改善できるが、その場合、本発明の好ましい比率であるパッド１３の総面積の２５％を越えてしまう。

図２の導電層１５”には、直接に接続された比較的大きな面積のバルブ状部分２５’、あるいは、ビアホール１９’に接続した環状部分２９’の一部を形成するものが備わっている。導電層１５”とパッド１３’との物理的結合の強化は、絶縁材の剛性およびパッド、導電層、絶縁層間の相互接合の結果である。

また、図２Ａに示す凹部２１も、図１と図１Ａとほぼ同じ形状を維持できる。この比較的大きな面積の層１５”のおかげで、前述のようなストレスが負荷されてもパッドの離脱や部分的分割を防止することができる。以下で説明するように、その形状はそのような効果をもつ本発明の一実施例にすぎない。実際、本実施例では、必要に応じてハンダボールの使用に加えて、ＳＮ特許文献１に記載のハンダボールの変わりに（下記に説明の）導電ピンを利用することも可能である。ここで説明するユニークな形状により、その操作性（出荷時や製造時）に加えて、特に組立工程における接合作業に伴うストレスを克服すると同時に、外部パッドを別の電子機器（半導体チップやプリント回路基板上の対応パッドなど）に接続するための択一手段を提供できるのである。

さらに実施例においては、パッド直下の絶縁層を、上記で説明した絶縁素材の１つの変わりにハンダマスク材料で形成しても構わない。本実施例で利用でき市販で入手可能なハンダマスク材料の例として、ＰＳＲ―４０００（米国ネバダ州カーソン市タイヨーＵＳＡの商品名）、日本の朝日化学社製造のアリル化ポリフェニレンエーテル（ＡＰＰＥ）のＰＣ５１０３などがあげられる。また、基板１１’の反対側面上にも同様の導電パッドが載置されている場合には、反対側の外側絶縁層にハンダマスク材料を使用することもできる。そのようなパッドは図には示されていないが、基板の反対側面に適用して、両側面のパッドによる比類な長所を提供できることも理解できよう。

また、図２と図２Ａの下側導電層１５”が、基板１１’内の拡張導電パッド１３’の下方にほぼ完全に配置されていることも重要である。しかしながら、図３、図３Ａ，図４，図４Ａで示すように、本発明においては必ずしも必須条件ではない。

図３と図３Ａには、本発明の別の実施例による回路基板が図示されている。図示のように、上側導電層１３”にはほぼ環状に配置された３つのビア凹部２１’が形成されており、それらビア凹部は等間隔で環状に配置されている。図３では隠れているが、下側導電ビアホール１９”および下側導電層１５Ａも形成されている。その導電層１５Ａは、形状がほぼ環状（円形）であって、上側導電パッド１３”よりも大きな表面積をもつ。前記の下側導電層１５Ａの拡大面積は、前記の複数のビア凹部２１’と共同して、前述の実施例よりも大きな強度を基板１１”に与えることができる。さらにもっと強度を高めたい場合、さらに多くのビア凹部２１’を形成することも本発明の範囲である。もう一方の反対層１５”’は図２Ａ（図１Ａ）と同じ形状であってもよいし、それに接続するビアホールも図２Ａの上側導電パッド１３’の形状と同様でもよいし、あるいは、図３Ａの上側導電パッド１３”の形状と同様でもよい。また図３に示すように、前記の導電層１５Ａは、その一部をビアホール１９”と接続させ、ほぼ中央に位置する開孔１６（および下側パッド１３”）を備えてもいても構わない。

図４と図４Ａには、本発明で利用できるような回路基板のさらに別の実施例が図示されている。図４Ａに示すように、基板１１”’は前述の基板と同様に複数の絶縁層と導電層から成るが、直下の下側導電層１５Ｂ（図４では隠れている）が備わっている点で異なる。パッド１３”’は、楕円形状の下側層１５Ｂに対応して、互いに間隔おいて配置された２つの凹部２１’を備えている。特に、２つの凹部２１’は、楕円形状層１５Ｂの軸Ｂ―Ｂ、および、円形パッド１３”’の共同軸である水平中心軸にほぼ沿って位置している。

図４に示すように前記の下側層１５Ｂの上側パッド１３”’の側壁からはみ出た部分は、特にパッドのこれらの側部では、パッドの側面部の分割や亀裂の追加防止の役目をする。また、基板１１”’の反対側面の強度をさらに高くしたい場合、反対側の下側層１５Ｂ”’を図２Ａと図３Ａにそれぞれ図示の前記の導電層１５Ｂ、あるいは、下側導電層１５”と１５Ａと代替しても構わない。前記の凹部のビアは、前述の導電パッド１３’、１３”、１３”’のものと同様である。

図４Ａに示す基板は、例えばハンダボール３３である導電部材３１（点線で図示）を備える。ハンダボール３３は、凹部２１’の外側面を含む導電パッド１３”’の外側面全域を覆っている。ハンダボール３３により、基板１１”’をホストプリント回路基板に電気接続することができる。

図５から図８には、本発明で使うことができる導電部材の別の実施例が、前記のハンダボール３３の代替物として図示されている。それぞれの実施例は、下側導電パッド（説明のため図５では縮小して図示）にハンダ接合された導電ピンである。ピン実施例のすべてにおいて、導電パッド１３’（図５〜８では１３で表示）は図２Ａ〜４Ａに図示のいずれの形状でも構わないのは理解できよう。また、基板１１’には、所望の下側導電層（図５〜８では１５”で表示）が備わる。番号は１５”を使っているが、当然ながら、下側導電層の形状は図２Ａから図４Ａに記載のどの形状であっても構わない。なお図には、その下側導電層の一部だけを示す。

図５のピン３５は、ほぼ筒状の形状をもち、導電パッド１３’に整列し電気接続できるよう係合部３７を備える。図５における係合部３７は、パッド１３’の上側平坦部にほぼ平行に伸びるほぼ平坦端面３９をもつ。前記のピン３５を接合するのに使うハンダは、番号４１で示してある。ピン平坦端面３９とパッド１３’の上側面の間だけでなく、ハンダ接合の強度を高めるためピン３５の側面にもハンダ４１が盛られている。

図６のピン３５’は、前記のような係合部３７’に加えて、その係合部３７’から所定の距離だけ離間された位置に凹部４３を備えている。前記の凹部４３の形状は、ピン側面に盛られたハンダ４１が凹部内まで侵入して、ハンダ接合の強度をさらに高めることができるよう設定されている。また図６における実施例では、ピン３５’の係合部３７’が、導電パッド１３’のビア凹部上部のほぼ中央にテーパ点がくるようなテーパ形状に形成されたテーパ面３９’を備えている。つまりピン３５’の中心軸がテーパ点を通り、かつ、凹部の環状側面（図では２１’で示す）の底部の中心を通ることになる。このことは、図５の筒状ピン３５軸にも当てはまる。このピン中心軸は、図ではＰ−Ｐで示してある。

図７のピン３５”は、筒状部と図６とほぼ同様のテーパ面３９”をもつ前側係合部３７”とを備える。しかしながら図７の例では、ピンの筒状本体が連続延長しているため図６の凹部４３のような部分がない。けれども係合部３７”の先端が盛り上がったハンダ４１を保持できる形状となっているため、同様にハンダ接合を高める強度を誇っている。

図８のピン３５”’は、図７のような筒状の延長本体部を備え、ほぼテーパ形状の端面３９”’をもつ係合部３７”’を備えている。加えて、その端面３９”’には、本実施例ではほぼ筒状でその中心がピン軸Ｐ−Ｐに沿って伸びるような凸部４７が形成されている。この凸部４７は、図の２１’で示すビア凹部内まで延びている。

図９に示す電気集合体５１は、基板１１’を備えた電子パッケージと本発明の前記説明に従ってそれに固定された複数のピン３５”’とから成る。前記のピン３５”’は図８のピンと同じであるが、その凸部４７は説明簡略のため図示されていない。加えて、図示の導電パッド１３’は平坦形状となっており、説明簡略のため必要なビア凹部を省略してある。

さらに、単数であろうと複数であろうと、図３Ａや図４Ａで説明したようなビアホールもパッドに必須であるのも理解できよう。さらにまた、前述したピンのどれもピン３５”に代替として利用可能であるのも理解できよう。前記のピン３５”は、対応するパッド１３’にそれぞれハンダ接合されている。各ピンは、順次にプリント回路基板６３あるいは同様の導電基板の受信部分６１に挿入されている。導電レセプタ６１には周知の方法でメッキ処理を施すのが好ましく、さらなる詳細な説明は不必要であろう。また明白であろうが、各ピンはその導電レセプタ孔の導電メッキ層に電気接続され、さらに、一般的には多層の回路基板内の対応内側層に接続されている。

また、図９の集合体は、基板１１の反対側面上に位置し（図２Ａ、３Ａ、４Ａに示す下側導電体などの基板反対側面の反対側導電体に電気接続された）半導体チップ６５を備えている。それら導電体は、説明簡略のため図９には図示されていない。半導体チップ６５は、周知の方法で複数のハンダボール７１により対応するそれぞれの導電体に接続している。その接合はフリップチップ法式と呼ばれており、チップの導電部（図示しない）は（例えば、本発明の有機積層基板１１’などの）受容基板上の対応する導電素子に直接接続されるため、余分な基板範囲を必要とするようなワイヤ接続の利用をしなくてすむ。

図９の実施例では、ピン３５”の代替としてハンダボールの使用が可能であり、それにより基板面の対応パッド（レセプタ）にそれぞれのパッド１３’を接続できる。そのようなハンダボールは、図４Ａに示すようなものであり、基板上の周知の平坦形状の対応する上部表面にパッド（図示しない）に電気接続される。

図１０に示すのは、本発明の一実施例である、電子パッケージと受信プリント回路基板の集合体である。パッケージは、前述の基板１１’、ハンダボール７１でそれに接続されたチップ６５、基板１１’の上側面に配置された補強部材８１’、パッケージ動作中にチップ６５からの熱を放出する手段である、チッップ６５と補強部材８１’とに接合されたヒートシンク８３からなる。なお前記の基板１１’は、図９の実施例と同じように回路基板６３にピン接続されている。

図１１に示すのは、本発明の一実施例である情報処理装置９１である。装置９１は、コンピュータ、サーバ、メインフレーム、その他の大型情報処理装置から成り、図１１に示すような少なくとも１個の回路基板と電子パッケージの集合体を含んでいる。そのタイプの情報処理装置では、１個以上の集合体を備えることも可能であり、本発明は図示のような１個の集合体の利用に限定されない。

下側導電層に接続された導電パッドをもつ電子パッケージ基板の部分的な平面図である。 下側導電層に接続された導電パッドをもつ電子パッケージ基板の部分拡大縦断面図である。 本発明の一実施例による電子パッケージ基板の部分的な平面図である。 本発明の一実施例による電子パッケージ基板の部分拡大縦断面図である。 本発明で利用される基板の別の実施例の部分的な平面図である。 図３に示した本発明で利用される基板の別の実施例の部分拡大縦断面図である。 本発明で利用される基板のさらに別の実施例の部分的な平面図である。 図４に示した本発明で利用される基板のさらに別の実施例の部分縦断面図である。 本発明で利用可能な導電ピンの実施例を示す部分拡大縦断面図である。 本発明で利用可能な導電ピンの実施例を示す部分拡大縦断面図である。 本発明で利用可能な導電ピンの実施例を示す部分拡大縦断面図である。 本発明で利用可能な導電ピンの実施例を示す部分拡大縦断面図である。 プリント基板などのホスト基板に電気的接合された本発明の実施例による電子パッケージの側面図である。 追加部品（ヒートシンク）を含む電子パッケージと回路基板の集合体を示す、図９の縮小図である側面図である。 本発明のさらにまた別の実施例である、図１０に図示のタイプのパッケージと基板の集合体を含む情報処理装置の斜視図である。

符号の説明

１１、１１’、１１”、１１”’…回路基板
１３、１３’、１３”、１３”’…導電パッド
１５、１５’、１５”’…内側導電層
１５”、１５Ａ、１５Ｂ…下側導電層
１７…追加導電層
１９、１９’、１９”…ビアホール
２１、２１’…ピア凹部
２３…平面部
２５、２５’…環状部
２７…接続部
２９、２９’…第２環状部
３１…導電部材
３３…ハンダボール
３５、３５’、３５”、３５”’…ピン
３７、３７’、３７”、３７”’…係合部
３９、３９’、３９”、３９”’…平坦端面
４１…半田
４３…凹部
４７…凸部
６５…半導体チップ
７１…ハンダボール
８１’…補強部材
８３…ヒートシンク
９１…情報処理装置

Claims (20)

1. 電子パッケージであって、外側面をもつ基板と、前記の外側面上に配置された導電パッドと、前記の導電パッドに少なくとも約１．４グラム／ミリインチ平方の引張圧力が付与されたときでも前記の導電パッドの離脱が防止できるのに十分な大きなサイズをもち、前記の基板内に配置され、前記の導電パッドに物理的接続された少なくとも１つの導電層から成る電子パッケージ。
2. 前記の基板が有機積層体である、請求項１記載の電子パッケージ。
3. 前記の基板が、複数の絶縁材層と、前記の少なくとも１つの導電層に加えて複数の導電層とから成る、請求項２記載の電子パッケージ。
4. 前記の導電パッドが、第１のほぼ平坦部分と、前記の少なくとも１つの導電層に物理的接続された、少なくとも１つのビア凹部とを備える、請求項１記載の電子パッケージ。
5. 前記のビア凹部の数が、２つあるいはそれ以上である、請求項４記載の電子パッケージ。
6. 前記のビア凹部の数が３つであって、それらは前記の第１のほぼ平坦部上にほぼ環状に一定に配置されている、請求項５記載の電子パッケージ。
7. 前記の少なくとも１つの導電層の表面積が、前記の導電パッドの表面積の少なくとも２５％を越える、請求項１記載の電子パッケージ。
8. 前記の少なくとも１つの導電層が、前記の導電パッドのほぼ直下の前記の基板内に配置されている、請求項１記載の電子パッケージ。
9. さらに、前記の導電パッドを外部と電気接続するための、前記の導電パッドに固定された導電部材を備える、請求項１記載の電子パッケージ。
10. 前記の導電部材がハンダボールである、請求項９記載の電子パッケージ。
11. 前記の導電部材が、そのピンを固定するため前記の導電パッドにハンダ接合されたピンである、請求項９記載の電子パッケージ。
12. 前記のピンが、係合部と、前記の係合部から離間されて配置された凹部とから成り、前記のピンを前記の導電パッドに固定しているハンダが前記の凹部内まで延びている、請求項１１記載の電子パッケージ。
13. 情報処理装置であって、少なくとも１つの導電レセプタをもつ少なくとも１個のプリント回路基板と、電子パッケージと、なお前記の電子パッケージが、外側面をもつ基板と、前記の外側面上に配置された導電パッドと、前記の導電パッドに少なくとも約１．４グラム／ミリインチ平方の引張圧力が付与されたときでも前記の導電パッドの離脱が防止できるのに十分な大きなサイズをもち、前記の基板内に配置され、前記の導電パッドに物理的接続された少なくとも１つの導電層から成り、前記の導電パッドに固定され、かつ、前記の電子パッケージを前記の少なくとも１個のプリント回路基板に接続できるよう、前記の少なくとも１つの導電レセプタに電気的接続された導電部材とから成る情報処理装置。
14. 前記の少なくとも１つの導電レセプタがパッドであり、前記の導電部材がハンダ要素である、請求項１３記載の情報処理装置。
15. 前記のハンダ要素がハンダボールである、請求項１４記載の情報処理装置。
16. 前記の少なくとも１つの導電レセプタが導電開孔であり、前記の導電部材がピンである、請求項１３記載の情報処理装置。
17. さらに、前記の電子パッケージの基板上に配置され、前記の基板に電気的接続された少なくとも１個の半導体チップを備える、請求項１３記載の情報処理装置。
18. 前記の電子パッケージの基板が、有機積層体である、請求項１３記載の情報処理装置。
19. 前記の基板が、複数の絶縁材層と、前記の少なくとも１つの導電層に加えて複数の導電層とから成る、請求項１３記載の情報処理装置。
20. 前記の情報処理装置が、パソコン、サーバ、メインフレームの中から選択できる、請求項１３記載の情報処理装置。

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