JP2024066991A - 電子モジュール、電子機器、及び電子モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ショート不良の発生を低減する上で有利な電子モジュール及びその製造方法並びに電子機器を提供する。【解決手段】電子モジュール300は、第1実装面に、第1パッド230Eと、第2パッド230Gと、第1パッド230E及び第2パッド230Gを画定する第1絶縁部材(ソルダーレジスト)208と、を有する第1配線部品(配線板)200と、第1電極410及び第2電極420を有し、第1実装面の上に表面実装された第1電子部品400と、第1パッド230E及び第1電極410を互いに接合する第1接合部材350Eと、第2パッド230G及び第2電極420を互いに接合する第2接合部材350Gと、を備え、第1電極410及び第2電極420は、第1実装面のうち第1絶縁部材208で形成された絶縁領域の上に位置しており、第1電極410と第1絶縁部材208との間の距離は、第1電極410と第1パッド230Eとの間の距離よりも小さい。【選択図】図5
Description
本開示は、電子モジュール、電子機器、及び電子モジュールの製造方法に関する。
電子モジュールを有する電子機器においては、伝送信号の高速化及び低電圧化が進んでおり、電子モジュールにて生じるノイズを低減することが求められている。特許文献1及び特許文献2には、ノイズを低減する手段の1つとして、BGA(Ball Grid Array)の半導体装置と配線板との間に、バイパスコンデンサ等のチップ部品を実装する技術が開示されている。
しかし、電子モジュールを製造する際に、電子部品の電極を配線板に接合する接合部材が、別の接合部材にショートするショート不良が発生することがあった。
本開示は、ショート不良の発生を低減する上で有利な技術を提供する。
本開示の第1態様は、第1実装面に、第1パッドと、第2パッドと、前記第1パッド及び前記第2パッドを画定する第1絶縁部材と、を有する第1配線部品と、第1電極及び第2電極を有し、前記第1実装面の上に表面実装された第1電子部品と、前記第1パッド及び前記第1電極を互いに接合する第1接合部材と、前記第2パッド及び前記第2電極を互いに接合する第2接合部材と、を備え、前記第1電極及び前記第2電極は、前記第1実装面のうち前記第1絶縁部材で形成された絶縁領域の上に位置しており、前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第1電極と前記第1パッドとの間の距離よりも小さい、ことを特徴とする電子モジュールである。
本開示の第2態様は、電子モジュールの製造方法であって、配線部品の第1パッドの上から前記配線部品の絶縁部材の上に亘って第1はんだペーストを供給し、かつ前記配線部品の第2パッドの上から前記配線部品の前記絶縁部材の上に亘って第2はんだペーストを供給し、電子部品の第1電極が前記第1はんだペーストにおける前記絶縁部材の上の部分と接触し、かつ前記電子部品の第2電極が前記第2はんだペーストにおける前記絶縁部材の上の部分と接触するように、前記電子部品を前記配線部品の上に載置し、前記電子部品が前記絶縁部材に押し付けられた状態で、前記第1はんだペースト及び前記第2はんだペーストを加熱して溶融させて、第1溶融はんだ及び第2溶融はんだを形成し、かつ、前記第1溶融はんだ及び前記第2溶融はんだを冷却して固化させることで、前記第1電極及び前記第2電極が前記絶縁部材の上に位置した状態で、前記第1電極及び前記第2電極を前記配線部品に接合する第1接合部材及び第2接合部材を形成する、ことを特徴とする電子モジュールの製造方法である。
本開示によれば、ショート不良の発生を低減する上で有利な技術が提供される。
以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る電子機器の一例としての撮像装置であるデジタルカメラ600の説明図である。デジタルカメラ600は、レンズ交換式のデジタルカメラであり、カメラ本体601を備える。カメラ本体601には、レンズを含むレンズユニット(レンズ鏡筒)602が着脱可能となっている。カメラ本体601は、筐体611と、筐体611の内部に配置された、処理モジュール300及びセンサモジュール900と、を備えている。第1実施形態において、処理モジュール300は、電子モジュールの一例である。処理モジュール300とセンサモジュール900とはケーブル950で電気的に接続されている。
図1は、第1実施形態に係る電子機器の一例としての撮像装置であるデジタルカメラ600の説明図である。デジタルカメラ600は、レンズ交換式のデジタルカメラであり、カメラ本体601を備える。カメラ本体601には、レンズを含むレンズユニット(レンズ鏡筒)602が着脱可能となっている。カメラ本体601は、筐体611と、筐体611の内部に配置された、処理モジュール300及びセンサモジュール900と、を備えている。第1実施形態において、処理モジュール300は、電子モジュールの一例である。処理モジュール300とセンサモジュール900とはケーブル950で電気的に接続されている。
センサモジュール900は、イメージセンサ700と、配線板800と、を有する。イメージセンサ700は、配線板800に実装されている。配線板800は、例えばリジッド配線板であり、プリント配線板である。イメージセンサ700は、半導体装置であり、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ又はCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサである。イメージセンサ700は、レンズユニット602を介して入射した光を電気信号に変換する機能を有する。
処理モジュール300は、配線板200と、配線板200に実装された半導体装置100と、を有する。配線板200は、第1配線部品の一例であり、半導体装置100は、第2配線部品の一例である。配線部品は、配線を有する部品であれば、配線以外の機能部材をさらに有していてもよい。第1実施形態において、半導体装置100は、集積回路部品である。半導体装置100は、例えばデジタルシグナルプロセッサであり、イメージセンサ700から電気信号を取得し、取得した電気信号を補正する処理を行い、画像データを生成する機能を有する。
図2は、第1実施形態に係る処理モジュール300の斜視図である。配線板200は、実装面201を有する。実装面201は、第1実装面の一例である。半導体装置100は、複数の接合部材350で配線板200に接合されている。各接合部材350は、接合材として主にはんだを含む導電性の部材である。各接合部材350は、添加物、例えばはんだ以外の金属、半金属又は絶縁物を含んでもよい。
半導体装置100は、エリアアレイの半導体パッケージであり、第1実施形態では、BGA(Ball Grid Array)の半導体パッケージである。配線板200は、プリント配線板であり、リジッド配線板である。なお、図示は省略するが、配線板200には、配線板200を介して半導体装置100に電力を供給する電源回路が実装されている。
図3は、第1実施形態に係る処理モジュール300の断面図である。図3には、図2のIII-III線に沿う処理モジュール300の断面の一部が図示されている。半導体装置100は、配線板200の実装面201に対向する実装面103を有する。実装面103は、第2実装面の一例である。配線板200の実装面201と半導体装置100の実装面103とは、複数の接合部材350で電気的及び機械的に接続されている。半導体装置100は、パッケージ基板102と、パッケージ基板102に実装された半導体素子101と、を有する。パッケージ基板102は、プリント配線板であり、リジッド配線板である。
第1実施形態において、処理モジュール300は、複数の電子部品を有する。図3には、複数の電子部品のうち、1つの電子部品400が図示されている。電子部品400は、第1電子部品の一例である。電子部品400は、配線板200の実装面201の上及び実装面103の上に表面実装されている。なお、複数の電子部品には、2つ以上の電子部品400が含まれていてもよい。電子部品400は、コンデンサ、抵抗器、又はインダクタなどの受動部品である。電子部品400は、コンデンサであることが好ましく、ノイズ発生の原因となる半導体装置100の近くに配置されていることが好ましい。即ち、電子部品400は、半導体装置100に対してバイパスコンデンサとして機能させることが好ましく、半導体装置100と配線板200との間に配置されていることが好ましい。電子部品400は、チップ部品であり、半導体装置100と配線板200との間の狭い領域に配置されることが可能である。
配線板200は、絶縁基板220及びソルダーレジスト208を含む絶縁体210を有する。絶縁基板220は、主面221と、主面221とは反対側の主面222と、を有する。配線板200は、第1配線板の一例である。絶縁体210は、第1絶縁体の一例である。ソルダーレジスト208は、第1絶縁部材の一例である。絶縁基板220は、第1絶縁基板の一例である。主面221は、第1主面の一例である。配線板200は、絶縁基板220の主面221とソルダーレジスト208との間に配置された、第1導電体層の一例である導電体層205を有する。導電体層205は、絶縁基板220の主面221上に互いに間隔をあけて配置された複数のパッド230を有する。複数のパッド230は、絶縁体210、即ちソルダーレジスト208で画定されている。実装面201は、絶縁体210で形成された絶縁領域R1と、パッド230で形成された導電領域とを有する。第1実施形態では、実装面201の絶縁領域R1は、ソルダーレジスト208で形成されている。なお、ソルダーレジスト208が省略される場合、絶縁基板220が第1絶縁部材であり、実装面201の絶縁領域R1は、絶縁基板220で形成される。
複数のパッド230のうち互いに最も近接する2つのパッド230のピッチは、0.7mm以下である。2つのパッド230のピッチとは、2つのパッド230の中心間距離である。複数のパッド230は、高密度に配列されることが好ましく、互いに最も近接する2つのパッド230のピッチは、0.4mm以下であることが好ましい。複数のパッド230の配列パターンは、格子状、即ちマトリックス状であってもよいし、千鳥状であってもよい。第1実施形態では、複数のパッド230は、格子状に配列されている。
ここで、実装面201および/または主面221に平行な方向をX方向及びY方向とし、実装面201および/または主面221に垂直な方向をZ方向とする。X方向、Y方向及びZ方向は互いに交差する。X方向、Y方向及びZ方向は互いに直交することが好ましい。Z方向は、電子部品400の高さ方向でもある。Z方向のうち、半導体装置100から配線板200に向かう方向をZ1方向とし、Z1方向とは反対の方向であり、配線板200から半導体装置100に向かう方向をZ2方向とする。
各パッド230は、配線板200に含まれる導体パターンにおいて接合に用いられる部分をいい、導電性を有していればよい。各パッド230の材質は、例えば銅又は金などの金属である。各パッド230は、例えば信号端子、電源端子、グラウンド端子、又はダミー端子である。絶縁基板220は、電気的絶縁性を有していればよい。絶縁基板220の材質は、エポキシ樹脂等の絶縁材料である。
図4(a)は、第1実施形態に係る配線板200及び電子部品400の平面図である。図4(a)には、Z1方向に視た配線板200及び電子部品400が図示されている。複数のパッド230には、電源端子となるパッド230Eと、グラウンド端子となるパッド230Gと、パッド230E,230G以外の複数のパッド230Sと、が含まれている。パッド230Eは、第1パッドの一例である。パッド230Gは、第2パッドの一例である。各パッド230Sは、信号端子、電源端子、グラウンド端子、又はダミー端子となるパッドである。パッド230Eとパッド230Gとは、X方向において互いに隣接している。複数のパッド230Sは、パッド230E及びパッド230Gの周囲に配置されている。
複数のパッド230Sのうち、Y方向においてパッド230Eと最も近接するパッド230Sをパッド230S1とする。パッド230S1は、第5パッドの一例である。複数のパッド230Sのうち、Y方向においてパッド230Gと最も近接するパッド230Sをパッド230S2とする。パッド230S2は、第6パッドの一例である。パッド230S1とパッド230S2とは、X方向において互いに隣接している。
なお、複数のパッド230Sに、Y方向においてパッド230Eと最も近接する2つのパッドが含まれる場合、2つのパッドのうち一方をパッド230S1とする。同様に、複数のパッド230Sに、Y方向においてパッド230Gと最も近接する2つのパッドが含まれる場合、2つのパッドのうち一方をパッド230S2とする。この際、パッド230S1とパッド230S2とは、X方向において互いに隣接している。
パッド230E,230G,230S1,230S2のそれぞれは、Z方向に視て、即ちZ1方向に視て、円形状である。また、Z方向に視て、即ちZ1方向に視て、パッド230E,230G,230S1,230S2のそれぞれの面積は、互いに同一である。第1実施形態では、各パッド230は、Z方向に視て、即ちZ1方向に視て、円形状である。また、第1実施形態では、Z方向に視て、即ちZ1方向に視て、各パッド230の面積は、互いに同一である。ここで、パッド230とは、絶縁体210上に設けられた導体パターンにおいてソルダーレジスト208を含む絶縁体210に覆われていない部分である。パッド230の形状とは、導体パターンにおいて絶縁体210に覆われていない部分の形状である。また、パッド230の面積は、導体パターンにおいて絶縁体210に覆われていない部分の面積である。
ソルダーレジスト208は、第1ソルダーレジストの一例である。ソルダーレジスト208は、ソルダーレジスト材などの有機絶縁材で構成された有機絶縁膜である。ソルダーレジスト208は、主面221上に設けられている。
複数のパッド230は、ソルダーレジスト208に形成された複数の開口によりそれぞれ露出されている。パッド230は、SMD(solder mask defined)又はNSMD(non-solder mask defined)のいずれのパッドであってもよいが、第1実施形態ではSMDのパッドである。なお、配線板200において、ソルダーレジスト208は省略されていてもよい。
図3に示すように、パッケージ基板102は、絶縁基板120及びソルダーレジスト108を含む絶縁体110を有する。絶縁体110は、第2絶縁体の一例である。ソルダーレジスト108は、第2絶縁部材の一例である。絶縁基板120は、主面121と、主面121とは反対側の主面122と、を有する。パッケージ基板102は、第2配線板の一例である。パッケージ基板102は、インターポーザーであってもよい。絶縁基板120は、第2絶縁基板の一例である。主面121は、第2主面の一例である。ここで、X方向及びY方向は、実装面103、および主面121に平行な方向でもあり、Z方向は、実装面103、主面121に垂直な方向でもある。
半導体素子101は、例えば半導体チップである。半導体素子101は、フェイスアップ又はフェイスダウンで絶縁基板120の主面122に実装されることが好ましく、第1実施形態ではフェイスダウンで絶縁基板120の主面122に実装されている。
半導体素子101は、複数の電源端子、複数のグラウンド端子、及び複数の信号端子を含んでいる。半導体素子101に含まれる各端子は、ワイヤーボンディング又はフリップチップボンディングでパッケージ基板102に接合されている。なお、図示は省略するが、半導体素子101の上面に放熱板が配置されていてもよい。
絶縁基板120の主面122上には、半導体素子101を封止する封止樹脂106が設けられている。パッケージ基板102は、絶縁基板120の主面121とソルダーレジスト108との間に配置された、第2導電体層の一例である導電体層105を有する。導電体層105は、絶縁基板120の主面121上に互いに間隔をあけて配置された複数のパッド130を有する。複数のパッド130は、絶縁体110、即ちソルダーレジスト108で画定されている。実装面103は、絶縁体110のソルダーレジスト108で形成された絶縁領域R2と、パッド130で形成された導電領域とを有する。第1実施形態では、実装面103の絶縁領域R2は、ソルダーレジスト108で形成されている。なお、ソルダーレジスト108が省略される場合、絶縁基板120が第2絶縁部材であり、実装面103の絶縁領域R2は、絶縁基板120で形成される。
複数のパッド130のうち互いに最も近接する2つのパッド130のピッチは、0.7mm以下である。2つのパッド130のピッチとは、2つのパッド130の中心間距離である。複数のパッド130が高密度に配列されることが好ましく、互いに最も近接する2つのパッド130のピッチは、0.4mm以下であることが好ましい。複数のパッド130の配列パターンは、格子状、即ちマトリックス状であってもよいし、千鳥状であってもよい。第1実施形態では、複数のパッド130は、格子状に配列されている。
各パッド130は、パッケージ基板102に含まれる導体パターンにおいて接合に用いられる部分をいい、導電性を有していればよい。各パッド130の材質は、例えば銅又は金などの金属である。各パッド130は、例えば信号端子、電源端子、グラウンド端子、又はダミー端子である。絶縁基板120は、電気的絶縁性を有していればよい。絶縁基板120の材質は、例えばアルミナ等のセラミックでありうるし、ガラスエポキシなどの樹脂板でありうる。
図4(b)は、第1実施形態に係るパッケージ基板102及び電子部品400の平面図である。図4(b)には、Z2方向に視たパッケージ基板102及び電子部品400が図示されている。複数のパッド130には、電源端子となるパッド130Eと、グラウンド端子となるパッド130Gと、パッド130E,130G以外の複数のパッド130Sと、が含まれている。パッド130Eは、第3パッドの一例である。パッド130Gは、第4パッドの一例である。各パッド130Sは、信号端子、電源端子、グラウンド端子、又はダミー端子となるパッドである。パッド130Eとパッド130Gとは、X方向において互いに隣接している。複数のパッド130Sは、パッド130E及びパッド130Gの周囲に配置されている。
複数のパッド130Sのうち、Y方向においてパッド130Eと最も近接するパッド130Sをパッド130S1とする。パッド130S1は、第7パッドの一例である。複数のパッド130Sのうち、Y方向においてパッド130Gと最も近接するパッド130Sをパッド130S2とする。パッド130S2は、第8パッドの一例である。パッド130S1とパッド130S2とは、X方向において互いに隣接している。
なお、複数のパッド130Sに、Y方向においてパッド130Eと最も近接する2つのパッドが含まれる場合、2つのパッドのうち一方をパッド130S1とする。同様に、複数のパッド130Sに、Y方向においてパッド130Gと最も近接する2つのパッドが含まれる場合、2つのパッドのうち一方をパッド130S2とする。この際、パッド130S1とパッド130S2とは、X方向において互いに隣接している。
パッド130E,130G,130S1,130S2のそれぞれは、Z方向に視て、即ちZ2方向に視て、円形状である。また、Z方向に視て、即ちZ2方向に視て、パッド130E,130G,130S1,130S2のそれぞれの面積は、互いに同一である。第1実施形態では、各パッド130は、Z方向に視て、即ちZ2方向に視て、円形状である。また、第1実施形態では、Z方向に視て、即ちZ2方向に視て、各パッド130の面積は、互いに同一である。ここで、パッド130とは、絶縁体110上に設けられた導体パターンにおいてソルダーレジスト108を含む絶縁体110に覆われていない部分である。パッド130の形状とは、導体パターンにおいて絶縁体110に覆われていない部分の形状である。また、パッド130の面積は、導体パターンにおいて絶縁体110に覆われていない部分の面積である。
ソルダーレジスト108は、第2ソルダーレジストの一例である。ソルダーレジスト108は、ソルダーレジスト材などの有機絶縁材で構成された有機絶縁膜である。ソルダーレジスト108は、主面121上に設けられている。
複数のパッド130は、ソルダーレジスト108に形成された複数の開口によりそれぞれ露出されている。パッド130は、SMD又はNSMDのいずれのパッドであってもよいが、第1実施形態ではSMDのパッドである。なお、パッケージ基板102において、ソルダーレジスト108は省略されていてもよい。
パッド130Eは、絶縁基板120に形成された不図示のヴィア導体を介して半導体素子101の電源端子に電気的に接続されている。パッド130Gは、絶縁基板120に形成された不図示のヴィア導体を介して半導体素子101のグラウンド端子に電気的に接続されている。
複数のパッド230と複数のパッド130とは、それぞれZ方向において互いに対向している。即ち、パッド230Eとパッド130Eとは、Z方向において互いに対向している。パッド230Gとパッド130Gとは、Z方向において互いに対向している。パッド230S1とパッド130S1とは、Z方向において互いに対向している。パッド230S2とパッド130S2とは、Z方向において互いに対向している。
図5(a)及び図5(b)は、第1実施形態に係る処理モジュール300の断面図である。図5(a)には、図3のVA-VA線に沿う処理モジュール300の断面が図示されている。図5(b)には、図3のVB-VB線に沿う処理モジュール300の断面が図示されている。
配線板200のパッド230Eとパッケージ基板102のパッド130Eとは、複数の接合部材350のうち接合部材350Eで互いに接合されている。配線板200のパッド230Gとパッケージ基板102のパッド130Gとは、複数の接合部材350のうち接合部材350Gで互いに接合されている。接合部材350Eは、第1接合部材の一例であり、接合部材350Gは、第2接合部材の一例である。
配線板200のパッド230Sとパッケージ基板102のパッド130Sとは、複数の接合部材350のうち接合部材350Sで互いに接合されている。特に、配線板200のパッド230S1とパッケージ基板102のパッド130S1とは、複数の接合部材350のうち接合部材350S1で互いに接合されている。また、配線板200のパッド230S2とパッケージ基板102のパッド130S2とは、複数の接合部材350のうち接合部材350S2で互いに接合されている。
したがって、パッド130は、接合部材350を介してパッド230に電気的に接続されている。即ち、パッド130Eは、接合部材350Eを介してパッド230Eに電気的に接続されている。パッド130Gは、接合部材350Gを介してパッド230Gに電気的に接続されている。パッド130Sは、接合部材350Sを介してパッド230Sに電気的に接続されている。特に、パッド130S1は、接合部材350S1を介してパッド230S1に電気的に接続されている。また、パッド130S2は、接合部材350S2を介してパッド230S2に電気的に接続されている。
電極410とソルダーレジスト208との間の距離D40は、電極410とパッド230Eとの間の距離D50よりも小さい。電極410は、ソルダーレジスト208に接触していてもよい。電極410がソルダーレジスト208に接触している場合、距離D40はゼロである。また、電極420とソルダーレジスト208との間の距離は、電極420とパッド230Gとの間の距離よりも小さい。電極420は、ソルダーレジスト208に接触していてもよい。電極420がソルダーレジスト208に接触している場合、電極420とソルダーレジスト208との間の距離はゼロである。
電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は、電極410とパッド130Eとの間の距離D70よりも小さい。電極410は、ソルダーレジスト108に接触していてもよい。電極410がソルダーレジスト108に接触している場合、距離D60はゼロである。電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、電極420とパッド130Gとの間の距離よりも小さい。電極420は、ソルダーレジスト108に接触していてもよい。電極420がソルダーレジスト108に接触している場合、電極420とソルダーレジスト108との間の距離はゼロである。
電子部品400の平面視のサイズは、0.4mm×0.2mmである0402サイズ、又は0.25mm×0.125mmである0201サイズなど、0402サイズ以下が好適である。なお、0402サイズ、0201サイズ等の表記は、日本産業規格(Japanese Industrial Standards)における電子部品のサイズ表記方法(mm基準)に準じている。
電子部品400は、長手方向に延びる略直方体形状の素体401と、素体401の長手方向の両側に間隔をあけて配置された一対の電極410,420と、を有する。一対の電極410,420は、長手方向に間隔をあけた状態で素体401に固定されている。図5(b)において、電子部品400、即ち素体401の長手方向は、X方向と平行となっている。電子部品400、即ち素体401の短手方向はY方向と平行となっている。Y方向は、X方向に直交する方向であり、電子部品400の幅方向、素体401の幅方向、電極410の幅方向、電極420の幅方向でもある。Z方向は、電子部品400の高さ方向、即ち素体401の高さ方向でもある。Z方向は、X方向及びY方向に直交する方向である。Z方向は、主面121,122,221,222に垂直な方向でもある。
一対の電極410,420のうちの一方の電極410は、第1電極の一例であり、他方の電極420は、第2電極の一例である。各電極410,420は、下地と、下地を覆う外皮膜と、を含む。電極410,420の外皮膜の材質は、スズ等の導電性を有する金属材料である。
電子部品400の電極410は、接合部材350Eに接触している。即ち、電極410は、接合部材350Eでパッド230E及びパッド130Eに接合されている。これにより、電極410は、パッド230E及びパッド130Eに電気的に接続されている。また、電子部品400の電極420は、接合部材350Gに接触している。即ち、電極420は、接合部材350Gでパッド230G及びパッド130Gに接合されている。これにより、電極420は、パッド230G及びパッド130Gに電気的に接続されている。このような接続構造により、電子部品400は、半導体装置100、即ち半導体素子101に対してバイパスコンデンサとして機能させることができる。
図6は、第1実施形態に係る処理モジュール300の分解斜視図である。なお、図6において、説明の都合上、一部の構成を半透明で図示している。電子部品400は、実装面103のうち、ソルダーレジスト108で形成された絶縁領域R2の一部の領域108Rの上、及び実装面201のうち、ソルダーレジスト208で形成された絶縁領域R1の一部の領域208Rの上に位置する。即ち、電極410,420は、領域108Rの上に位置し、かつ領域208Rの上に位置する。電子部品400の各電極410,420は、領域208Rに部分的に接触してもよく、領域108Rに部分的に接触してもよい。
電極410は、3つの側面411,412,413、上面414及び下面415を有する。各面411~415は、電極面である。側面411、側面412、側面413、上面414及び下面415は、それぞれの面に垂直な方向に視て、矩形状である。3つの側面411,412,413のうち、2つの側面412,413は、Y方向に互いに間隔をあけて互いに対向している。上面414と下面415とは、Z方向に互いに間隔をあけて互いに対向している。側面411は、側面412、側面413、上面414及び下面415と接触し、側面412、側面413、上面414及び下面415と直交して隣接している。
電極420は、3つの側面421,422,423、上面424及び下面425を有する。各面421~425は、電極面である。側面421、側面422、側面423、上面424及び下面425は、それぞれの面に垂直な方向から見て、矩形状である。3つの側面421,422,423のうち、2つの側面422,423は、Y方向に互いに間隔をあけて互いに対向している。上面424と下面425とは、Z方向に互いに間隔をあけて互いに対向している。側面421は、側面422、側面423、上面424及び下面425と接触し、側面422、側面423、上面424及び下面425と直交して隣接している。電極410の側面411と電極420の側面421とは、X方向に間隔をあけて互いに対向している。
電極410の上面414は、ソルダーレジスト108におけるパッド130E近傍の部分に、Z方向において対向している。電極410の下面415は、ソルダーレジスト208におけるパッド230E近傍の部分に、Z方向において対向している。
電極420の上面424は、ソルダーレジスト108におけるパッド130G近傍の部分に、Z方向において対向している。電極420の下面425は、ソルダーレジスト208におけるパッド230G近傍の部分に、Z方向において対向している。
そして、電子部品400の電極410及び420は、絶縁体210と絶縁体110とに挟まれている。即ち、電子部品400の電極410及び420は、ソルダーレジスト108とソルダーレジスト208とに挟まれている。電子部品400は、配線板200及び半導体装置100の少なくとも一方に接触してもよい。電極410の上面414は、絶縁体110、即ちソルダーレジスト108に接触してもよく、電極410の下面415は、絶縁体210、即ちソルダーレジスト208に接触してもよい。また、電極420の上面424は、絶縁体110、即ちソルダーレジスト108に接触してもよく、電極420の下面425は、絶縁体210、即ちソルダーレジスト208に接触してもよい。
電子部品400の電極410と半導体素子101の電源端子との間の配線のインダクタンス及び抵抗と、電子部品400の電極420と半導体素子101のグラウンド端子との間の配線のインダクタンス及び抵抗と、により、半導体素子101が動作した際に電源ノイズが発生する。
電源ノイズは、半導体装置100が動作することによって生じる電源ラインの電圧変動である。この電圧変動は、電源ラインに寄生するインダクタンス及び抵抗によって電源電流が変化することで発生する。
電源ノイズを低減させるには、配線のインダクタンス及び抵抗を低減させることが好ましい。配線のインダクタンス及び抵抗を低減させるには、バイパスコンデンサとして機能させる電子部品400を半導体素子101にできるだけ近づける、即ち半導体素子101から電子部品400までの配線の長さをできるだけ短くすればよい。
第1実施形態において、電子部品400の電極410は、接合部材350Eでパッケージ基板102のパッド130Eに電気的に接続されているため、電子部品400の電極410とパッケージ基板102のパッド130Eとの間の配線のインダクタンス及び抵抗を低減することができる。
また、電子部品400の電極420は、接合部材350Gでパッケージ基板102のパッド130Gに電気的に接続されているため、電子部品400の電極420とパッケージ基板102のパッド130Gとの間の配線のインダクタンス及び抵抗を低減することができる。
配線のインダクタンス及び抵抗が低減するので、半導体素子101の動作で発生する電源ノイズが低減し、半導体装置100、即ち半導体素子101における信号の通信を高速化することができる。
電子部品400は、Z方向に視て、半導体素子101の外形で囲まれた領域内に位置していることが好ましい。これにより、半導体素子101から電子部品400までの配線の長さを短くすることができるので、配線のインダクタンス及び抵抗を小さくすることができ、電源ノイズを低減することができる。
次に、処理モジュール300の製造方法について説明する。図7(a)~図9は、第1実施形態に係る処理モジュール300の製造方法の説明図である。図7(a)~図9のそれぞれには、Z1方向に視たときの配線板200を含む部材の平面図と、D1-D1線に沿う配線板200を含む部材の断面図と、が図示されている。
まず、図7(a)に示す工程S1において、配線板200を用意する。なお、図示は省略するが、工程S1において、半導体装置100及び電子部品400も用意しておく。
次に、図7(b)に示す工程S2において、配線板200上に、はんだペーストP1と、はんだペーストP2と、はんだペーストP3と、はんだペーストP4とを、互いに間隔をあけて供給する。はんだペーストP1は、第1はんだペーストの一例であり、パッド230Eの上からソルダーレジスト208の部分208Eの上に亘って供給される。はんだペーストP2は、第2はんだペーストの一例であり、パッド230Gの上からソルダーレジスト208の部分208Gの上に亘って供給される。はんだペーストP3は、第3はんだペーストの一例であり、パッド230S1の上に供給される。はんだペーストP4は、第4はんだペーストの一例であり、パッド230S2の上に供給される。
はんだペーストP1,P2,P3,P4は、はんだ粉末及びはんだ付けに必要なフラックス成分を含有する。はんだペーストP1,P2,P3,P4は、互いに同じ材料であることが好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、はんだペーストP1,P2,P3,P4は、互いに融点が近ければ互いに異なる材料であってもよい。
工程S2では、マスク23を用いたスクリーン印刷により、はんだペーストP1~P4を配線板200上に供給する。なお、はんだペーストP1~P4の供給方法は、スクリーン印刷に限定されるものではなく、例えばディスペンサーを用いてはんだペーストP1~P4を配線板200上に供給してもよい。
次に図7(c)に示す工程S3において、電子部品400の電極410が部分208Eの上に供給されたはんだペーストP1の部分P11と接触し、電子部品400の電極420が部分208Gの上に供給されたはんだペーストP2の部分P21と接触するように、電子部品400を、配線板200の上に載置する。工程S3では、不図示のマウンターを用いて、電子部品400をはんだペーストP1,P2の上に載置する。
次に図8(a)に示す工程S4において、パッド130Eがパッド230Eと対向し、パッド130Gがパッド230Gと対向し、パッド130S1がパッド230S1と対向し、パッド130S2がパッド230S2と対向するように、半導体装置100を配線板200の上に載置する。工程S4では、不図示のマウンターを用いて、半導体装置100を配線板200上に載置する。
ここで、半導体装置100のパッド130E,130G,130S1,130S2にはそれぞれはんだボールB1,B2,B3,B4が設けられている。即ち、半導体装置100は、BGAの半導体パッケージである。工程S4において、半導体装置100を配線板200上に載置することで、はんだボールB1,B2,B3,B4は、はんだペーストP1,P2,P3,P4にそれぞれ接触する。半導体装置100を配線板200上に載置した際、はんだボールB1~B4は、電子部品400と接触しない。即ち、電子部品400は、半導体装置100が配線板200上に載置された際にはんだボールB1~B4に接触しない位置に配置されている。
次に、半導体装置100及び電子部品400が載置された配線板200を、不図示のリフロー炉に搬送する。図8(b)に示す工程S5-1において、リフロー炉内の雰囲気温度は、はんだの融点以上の温度に調整される。これにより、はんだボールB1~B4は、加熱されて溶融する。はんだボールB1~B4は、溶融することにより、それぞれ流動性のある溶融はんだM1~M4となる。はんだボールB1~B4のはんだ量は、互いにほぼ同一である。
はんだボールB1~B4が溶融することで、半導体装置100が電子部品400に近づく方向に沈み込む。その結果、電極410の上面414とパッド130Eとの距離が狭まり、電極420の上面424とパッド130Gとの距離が狭まる。
図8(c)に示す工程S5-2において、工程S5-1に引き続き加熱を継続することで、はんだペーストP1~P4が溶融する。はんだペーストP1~P4が溶融することでできた溶融はんだは、それぞれ対応するパッド230E,230G,230S1,230S2に凝集される。
そして、溶融はんだM1と、はんだペーストP1が溶融してできた溶融はんだとが一体となり、溶融はんだM11となる。また、溶融はんだM2と、はんだペーストP2が溶融してできた溶融はんだとが一体となり、溶融はんだM12となる。また、溶融はんだM3と、はんだペーストP3が溶融してできた溶融はんだとが一体となり、溶融はんだM13となる。また、溶融はんだM4と、はんだペーストP4が溶融してできた溶融はんだとが一体となり、溶融はんだM14となる。
ここで、溶融はんだM11,M12がそれぞれパッド230E,230Gに凝集されることによって、電子部品400には、パッド230E,230Gに近づく方向へ力が働く。しかし、電子部品400は、配線板200の絶縁体210と、半導体装置100の絶縁体110とに挟まれている。即ち、電子部品400が半導体装置100によって配線板200の絶縁体210(ソルダーレジスト208)に押し付けられた状態となる。また、電子部品400が配線板200によって半導体装置100の絶縁体110(ソルダーレジスト108)に押し付けられた状態となる。そのため、電子部品400と半導体装置100との間あるいは電子部品400と配線板200との間には、電子部品400がパッド230E,230Gに近づくことを妨げるような摩擦力が生じる。そのため、電子部品400は、パッド230E,230Gに近づく方向へはほとんど移動しない。すなわち、溶融はんだM11、M12が形成された段階でも、電子部品400の電極410、420は、Z方向においてソルダーレジスト108、208に重なったままである。なお、電子部品400がソルダーレジスト108,208に押し付けられた状態とは、電子部品400がソルダーレジスト108,208から力の加わる状態のことであって、電子部品400とソルダーレジスト108,208との間にはんだが介在していてもよく、電子部品400とソルダーレジスト108,208とが直接接触する場合に限定されるものではない。
以上の工程S5-1,S5-2において、はんだペーストP1~P4及びはんだボールB1~B4を加熱して溶融させることにより半導体装置100が沈み込み、電子部品400の電極410,420が配線板200の絶縁体210とパッケージ基板102の絶縁体110とに接触する。即ち、電子部品400の電極410,420が配線板200の絶縁体210と、半導体装置100の絶縁体110とに挟まれる。
第1実施形態では、電子部品400の電極410,420がソルダーレジスト108及びソルダーレジスト208に接触する。即ち、電子部品400の電極410,420が半導体装置100のソルダーレジスト108及び配線板200のソルダーレジスト208に挟まれる。
その後、図9に示す工程S6において、溶融はんだM11~M14を冷却して固化させる。溶融はんだM11を固化させることで接合部材350Eが形成される。また、溶融はんだM12を固化させることで接合部材350Gが形成される。また、溶融はんだM13を固化させることで接合部材350S1が形成される。また、溶融はんだM14を固化させることで接合部材350S2が形成される。溶融はんだM11、M12が固化して、接合部材350E、350Gが形成された段階でも、電子部品400の電極410、420は、Z方向においてソルダーレジスト108、208に重なったままである。
以上の工程S1~S6により、処理モジュール300が製造される。その後、処理モジュール300を図1に示す筐体611に設置することで、カメラ本体601、即ちデジタルカメラ600が製造される。
このようにして製造される処理モジュール300において、電子部品400の電極410は、絶縁体210と直接またははんだを介して接触することで、パッド230Eとは直接接触しない。また、電子部品400の電極410は、絶縁体110と直接またははんだを介して接触することで、パッド130Eとは直接接触しない。また、電子部品400の電極420は、絶縁体210と直接またははんだを介して接触することで、パッド230Gとは直接接触しない。また、電子部品400の電極420は、絶縁体110と直接またははんだを介して接触することで、パッド130Gとは直接接触しない。さらに、第1実施形態では、Z方向に視て、電子部品400の電極410,420の全体は、ソルダーレジスト208,108に重なっている。
つまり、第1実施形態では、電子部品400の電極410及び420は、パッケージ基板102の絶縁体110と、配線板200の絶縁体210とに挟まれた状態で、パッケージ基板102と配線板200との間に配置されている。
第1実施形態では、処理モジュール300の製造過程ではんだボールB1~B4が溶融した際に、溶融はんだが配線板200のパッド230E及び230Gに濡れ広がり、半導体装置100がはんだ溶融前に対して沈み込む。半導体装置100が沈み込む際、電子部品400がスペーサーとなり、半導体装置100の沈み込みが電子部品400で規制され、半導体装置100と配線板200とのZ方向の間隔が、電子部品400のZ方向の高さより小さくなることが抑制される。これにより、接合部材350E,350Gが潰れるのが低減される。よって、接合部材350Eと接合部材350S1と間でショート不良が発生するのが低減され、接合部材350Gと接合部材350S2と間でショート不良が発生するのが低減される。
また、第1実施形態によれば、工程S5-1,S5-2において、パッド230E,130Eに接触する溶融はんだが、電子部品400において電極410を含む部分の体積によって押し出されることが低減される。これにより、製造される処理モジュール300において、接合部材350Eと接合部材350S1との間でショート不良が発生することが低減される。また、工程S5-1,S5-2において、パッド230G,130Gに接触する溶融はんだが、電子部品400において電極420を含む部分の体積によって押し出されることが低減される。これにより、製造される処理モジュール300において、接合部材350Gと接合部材350S2との間でショート不良が発生することが低減される。
ここで、仮に、接合部材350Eの膨らんだ部分に電子部品400の一部が埋まっている、即ちZ方向に視て電子部品400の一部がパッド230Eと重なっていると、電子部品400のその一部の体積によって、接合部材350Eの膨らんだ部分の最大直径が大きくなる。第1実施形態では、Z方向に視て、電子部品400の電極410がパッド230Eと重ならないので、電子部品の一部が接合部材350Eの膨らんだ部分に埋まるのを防止又は低減することができる。よって、Z方向に視て、接合部材350Eの膨らんだ部分の最大直径を、接合部材350S1の膨らんだ部分の最大直径より小さくすることができ、接合部材350Eと接合部材350S1との間でショート不良が発生するのが低減される。
また、Z方向に視て、接合部材350Gの膨らんだ部分の最大直径を、接合部材350S2の膨らんだ部分の最大直径より小さくすることができ、接合部材350Gと接合部材350S2と間でショート不良が発生するのが低減される。なお、各接合部材350E,350Gの膨らんだ部分は、フィレット形状の部分を含まない。また、各接合部材350E,350G,350S1,350S2の膨らんだ部分のXY平面に沿う断面形状は、略円形状である。
また、第1実施形態では、図5(a)に示すように、Z方向におけるパッド230Eとパッド130Eとの間の距離D10は、Z方向における絶縁体210と絶縁体110との間の距離D20より大きい。距離D20は、Z方向におけるソルダーレジスト208とソルダーレジスト108との距離でもある。また、電極410がソルダーレジスト208及びソルダーレジスト108と接触する場合、距離D20は、Z方向における電極410の高さD30と同じである。
よって、電子部品400は、パッド230E,230G,130E,130Gと直接接触しないことで、工程S5-1,S5-2である加熱工程において配線板200とパッケージ基板102との間隔を適正な間隔にすることができ、接合部材350Eが潰れるのが低減され、接合部材350Eと接合部材350S1との間でショート不良が発生するのが低減される。同様に、電子部品400は、工程S5-1,S5-2である加熱工程において配線板200とパッケージ基板102との間隔を適正な間隔にすることができ、接合部材350Gが潰れるのが低減され、接合部材350Gと接合部材350S2との間でショート不良が発生するのが低減される。
また、図5(b)に示すように、Z方向に視て、電子部品400の電極410の中心C1から電子部品400の電極420の中心C2までの仮想線分L1が、パッド230Eの中心C3からパッド230Gの中心C4までの仮想線分L2に重ならない。仮想線分L1は、第1仮想線分の一例であり、直線の線分である。仮想線分L2は、第2仮想線分の一例であり、直線の線分である。上述したように、接合部材350の膨らんだ部分のXY平面に沿った断面形状は、略円形状である。このように仮想線分L2が仮想線分L1に対してずれているので、接合部材350E,350Gのそれぞれの膨らんだ部分のXY平面における最大直径Rを、電子部品400が接続されていない接合部材350Sの膨らんだ部分のXY平面における最大直径より小さくすることができ、各接合部材350E,350Gにおいてショート不良が発生するのが効果的に低減される。
第1実施形態では、仮想線分L1が仮想線分L2に対してY方向にずれている。したがって、各接合部材350E,350Gにおいてショート不良が発生するのがより効果的に低減される。
また、第1実施形態では、Z方向に視て、仮想線分L1と仮想線分L2との最短距離Dが、Y方向におけるパッド230Eとパッド230S1とのピッチPより小さいことが好ましい。ピッチPは、例えば0.7mm以下である。
これにより、接合部材350Eと接合部材350S1との間でショート不良が発生するのが効果的に低減される。同様に、Z方向に視て、仮想線分L1と仮想線分L2との最短距離Dが、Y方向におけるパッド230Gとパッド230S2とのピッチより小さいことが好ましい。これにより、接合部材350Gと接合部材350S2との間でショート不良が発生するのが効果的に低減される。なお、図5(b)の例では、仮想線分L1と仮想線分L2とは互いに平行である。よって、最短距離Dは、仮想線分L1と仮想線分L2とのY方向の距離である。また、ピッチPは、Z方向に視て、パッド230Eの中心C3とパッド230S1の中心C5との距離である。また、ピッチPは、Z方向に視て、パッド230Gの中心C4とパッド230S2の中心C6との距離でもある。
また、最短距離Dは、ピッチPの1/2以下であることがより好ましい。即ち、Z方向に視て、電子部品400の電極410は、パッド230S1の方よりパッド230Eの方に近いことが好ましい。同様に、Z方向に視て、電子部品400の電極420は、パッド230S2の方よりパッド230Gの方に近いことが好ましい。これにより、各接合部材350E,350Gにおいてショート不良が発生するのがより効果的に低減される。
また、Z方向に視て、仮想線分L1と仮想線分L2との最短距離Dは、電極410の幅方向の幅Wの1/2より大きいことが好ましい。ここで、幅方向は、電子部品400の短手方向でもある。これにより、接合部材350Eにおいてショート不良が発生するのがより効果的に低減される。なお、電極420の幅は、電極410の幅と同一であるため、接合部材350Gにおいてショート不良が発生するのがより効果的に低減される。
以上の関係をまとめると、W/2<D<Pの関係を満たすことが好ましく、W/2<D<P/2の関係を満たすことがより好ましい。
以上の関係を満たすことで、電子部品400の電極410及び420は、それぞれ接合部材350E及び350Gに確実に接合される。そして、接合部材350E及び350Gは、それぞれ接合部材350S1及び350S2に対してショート不良が低減される。
なお、Z方向に視て、最短距離Dが幅W/2以下となると、電極410及び420がそれぞれパッド230E及び230Gと重なるように、溶融はんだM11,12の凝集力によって移動してしまい、接合部材350E,350Gの直径が拡大しやすくなる。また、距離DがピッチP以上となると、電子部品400がパッド230S1,230S2に近すぎる。
また、ピッチPと、Z方向における電子部品400の高さD30は、P/4<D30<Pの関係を満たすことが好ましい。ここで、Z方向における電子部品400の高さD30は、Z方向における電極410の高さである。Z方向における電極420の高さは、Z方向における電極410の高さと同じである。
即ち、電子部品400の高さD30は、パッド230Eとパッド230S1とのピッチPの1/4より大きいことが好ましい。また、電子部品400の高さD30は、パッド230Eとパッド230S1とのピッチPより小さいことが好ましい。
例えば、ピッチPが0.4mmであれば、電子部品400は、高さD30が0.2mmである0402サイズ、又は高さD30が0.125mmである0201サイズであることが好適である。
電子部品400の高さD30がピッチPより小さいことにより、電子部品400が配線板200とパッケージ基板102との間に配置されても、接合部材350E及び350Gにおいてオープン不良が発生するのが低減される。
また、電子部品400の高さD30がピッチPの1/4より大きいことにより、半導体装置100の沈み込み量が低減され、接合部材350E,350Gにおいてショート不良が発生するのが効果的に低減される。
図10は、図5(a)に示す電子部品400及び電子部品400の周囲の拡大断面図の一例である。図10に示すように、電極410とソルダーレジスト208との間には、接合部材350Eの一部が存在しうる。したがって、電極410が接合部材350Eを介してソルダーレジスト208から離れていてもよい。その場合、電極410の下面415とソルダーレジスト208との間に介在する接合部材350Eの厚さが、電極410とソルダーレジスト208との間の距離D40に相当しうる。同様に、図10に示すように、電極410とソルダーレジスト108との間には、接合部材350Eの一部が存在しうる。したがって、電極410が接合部材350Eを介してソルダーレジスト108から離れていてもよい。その場合、電極410の上面414とソルダーレジスト108との間に介在する接合部材350Eの厚さが、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60に相当しうる。
図5(a)及び図10から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208との間の距離D40は、電子部品400の高さD30よりも小さい。電子部品400の高さD30が0.125mmであることが好適であることから、電極410とソルダーレジスト208との間の距離D40は、例えば0.125mm未満であり、100μm以下であることが好適であり、50μm以下であることがより好適である。同様に、電極420とソルダーレジスト208との間の距離は、例えば0.125mm未満であり、100μm以下であることが好適であり、50μm以下であることがより好適である。
また、図5(a)及び図10から理解されるように、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は、電子部品400の高さD30よりも小さい。電子部品400の高さD30が0.125mmであることが好適であることから、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は、例えば0.125mm未満であり、100μm以下であることが好適であり、50μm以下であることがより好適である。同様に、電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、例えば0.125mm未満であり、100μm以下であることが好適であり、50μm以下であることがより好適である。
また、図5(a)及び図10から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208との間の距離D40は、電子部品400の高さD30の半分未満である。同様に、電極420とソルダーレジスト208との間の距離は、電子部品400の高さD30の半分未満である。
また、図5(a)及び図10から理解されるように、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は、電子部品400の高さD30の半分未満である。同様に、電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、電子部品400の高さD30の半分未満である。
また、電極410と配線板200との間の距離および電極420と配線板200との間の距離は、それぞれ50μm以下であることが好ましい。詳述すると、電極410とソルダーレジスト208との間の距離D40および電極420とソルダーレジスト208との間の距離は、それぞれ50μm以下であることが好ましい。
また、電極410と半導体装置100との間の距離および電極420と半導体装置100との間の距離は、それぞれ50μm以下であることが好ましい。詳述すると、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60および電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、それぞれ50μm以下であることが好ましい。
また、図5(a)及び図10から理解されるように、電子部品400の電極410のZ方向における高さD30は、電子部品400と配線板200との間の距離および電子部品400と半導体装置100との間の距離のそれぞれよりも大きい。同様に、電子部品400の電極420のZ方向における高さは、電子部品400と配線板200との間の距離および電子部品400と半導体装置100との間の距離のそれぞれよりも大きい。
また、図3から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208との間の距離が、素体401とソルダーレジスト108との間の距離よりも小さく、電極410とソルダーレジスト108との間の距離が、素体401とソルダーレジスト208との間の距離よりも小さい。
以上、第1実施形態の処理モジュール300によれば、オープン不良及びショート不良が低減され、安定して接合部材350E,350Gが形成される。また、電子部品400の電極410,420が、絶縁体210と絶縁体110とに挟まれて配置されることにより、はんだ溶融時の半導体装置100のZ方向への沈み込み量が低減され、接合部材350E,350Gが半導体装置100に押し潰されて形成されることが低減される。
さらに、仮想線分L1,L2が互いにずれるように電子部品400が配置されることにより、電子部品400の電極410,420がそれぞれパッド230Eの中心C3近傍及び230Gの中心C4近傍に引き込まれていない。このような構成により、Z方向に視て、各接合部材350E,350Gの最大直径Rの値が低減され、各接合部材350E,350Gにおいてショート不良が低減され、安定して接合部材350E,350Gが形成される。そのため、処理モジュール300を製造する際の歩留まりが高まる。
[第1実施形態の変形例1]
図11(a)は、第1実施形態の変形例1の処理モジュール300Aの断面図である。なお、変形例1の構成において、第1実施形態の構成と同一の構成については、第1実施形態において用いた符号と同一符号を用いて詳細な説明を省略する。
図11(a)は、第1実施形態の変形例1の処理モジュール300Aの断面図である。なお、変形例1の構成において、第1実施形態の構成と同一の構成については、第1実施形態において用いた符号と同一符号を用いて詳細な説明を省略する。
処理モジュール300Aは、半導体装置100、配線板200、及び複数の電子部品を有する。半導体装置100のパッケージ基板102と配線板200との間には、複数の電子部品のうち、電子部品400と、電子部品4002とが配置されている。電子部品400は、第1実施形態において説明した通りの構成であり、電子部品4002は、電子部品400よりサイズの小さい電子部品である。電子部品400は、第1電子部品の一例であり、電子部品4002は、第2電子部品の一例である。各電子部品400,4002は、受動部品である。各電子部品400,4002は、チップ部品であり、配線板200の実装面201の上及び実装面103の上に表面実装されている。例えば、電子部品400が0402サイズであり、電子部品4002が0402サイズより小さいサイズの0201サイズである。Z方向における電子部品4002の高さD32は、Z方向における電子部品400の高さD30より低い。電子部品400の高さD30は、電子部品400の電極410の高さでもある。電子部品4002は、2つの電極を有する。電子部品4002の高さD32は、電子部品4002の電極の高さでもある。
電子部品400の電極410は、接合部材350Eによってパッド230Eとパッド130Eとに接合されている。電子部品4002の2つの電極のうち一方の電極4102は、接合部材350Sによってパッド230Sとパッド130Sとに接合されている。電子部品400の電極410が、Z方向においてソルダーレジスト108およびソルダーレジスト208の少なくとも一方(本例では両方)に重なるのに対し、電子部品4002の2つの電極のうち一方の電極4102は、Z方向においてパッド230Sおよびパッド130Sの少なくとも一方(本例では両方)に重なる。すなわち、電子部品4002の2つの電極のうち一方の電極4102は、パッド230Sおよびパッド130Sの少なくとも一方(本例では両方)の上に位置する。電子部品4002の2つの電極のうち一方の電極4102は、ソルダーレジスト108およびソルダーレジスト208の少なくとも一方(本例では両方)に重ならなくてよい。電子部品4002の2つの電極のうち他方の電極も同様である。
このように、互いにサイズの異なる2つ以上の電子部品400,4002が配線板200とパッケージ基板102との間に配置され得る。電子部品4002は、電子部品400より体積が少ないので、電子部品4002の一部が接合部材350Sに埋まっているとしても、接合部材350Sとその隣の接合部材、例えば接合部材350Eとの間でショート不良が発生するのが低減される。なお、電子部品400に比べて高さの低い電子部品4002が、半導体装置100によって配線板200に押し付けられる力は、電子部品400のそれよりも小さい(ゼロでもよい)。また、電子部品400に比べて高さの低い電子部品4002が配線板200によって半導体装置100に押し付けられる力は、電子部品400のそれよりも小さい(ゼロでもよい)。したがって、仮にリフロー前に電極4102がZ方向においてソルダーレジスト108、208に重なっていても、接合部材350Sとなる溶融はんだに引き込まれて、電極4102はパッド230S、130Sの上に移動しうる。
[第1実施形態の変形例2]
図11(b)は、第1実施形態の変形例2の処理モジュールに含まれる配線板200Bの説明図である。なお、変形例2の構成において、第1実施形態の構成と同一の構成については、第1実施形態において用いた符号と同一符号を用いて詳細な説明を省略する。
図11(b)は、第1実施形態の変形例2の処理モジュールに含まれる配線板200Bの説明図である。なお、変形例2の構成において、第1実施形態の構成と同一の構成については、第1実施形態において用いた符号と同一符号を用いて詳細な説明を省略する。
変形例2の処理モジュールは、不図示の半導体装置と、配線板200Bと、複数の電子部品と、を有する。複数の電子部品は、電子部品400を含む。電子部品400は、半導体装置のパッケージ基板と配線板200Bとの間に配置されている。配線板200Bは、互いに間隔をあけて配置された複数のパッド230と、ソルダーレジスト208と、を有する。変形例2では、複数のパッド230の配列形式が第1実施形態の複数のパッド230の配列形式と異なる。
即ち、変形例2では、複数のパッド230が千鳥配列となっている。なお、図示は省略しているが、半導体装置のパッケージ基板に含まれる複数のパッドも千鳥配列となっている。半導体装置の複数のパッドと配線板200Bの複数のパッド230とは、それぞれ複数の接合部材350で接合されている。
複数のパッド230は、パッド230E、パッド230G、及び複数のパッド230Sを含む。複数のパッド230Sは、パッド230S1と、パッド230S2と、を含む。複数の接合部材350は、接合部材350E、接合部材350G、及び複数の接合部材350Sを含む。複数の接合部材350Sは、接合部材350S1と、接合部材350S2と、を含む。電子部品400の電極410は、接合部材350Eでパッド230Eに接合されている。電子部品400の電極420は、接合部材350Gでパッド230Gに接合されている。第1実施形態と同様、Z方向に視て、電子部品400は、ソルダーレジスト208と接触し、パッド230E,230Gに重ならない。
以上、複数のパッド230が千鳥配列であっても、第1実施形態と同様、接合部材350Eと接合部材350S1との間でショート不良が発生するのが低減され、接合部材350Gと接合部材350S2との間でショート不良が発生するのが低減される。
[第2実施形態]
第2実施形態に係る電子機器に含まれる電子モジュールについて説明する。図12は、第2実施形態に係る電子モジュールの一例である処理モジュール300Cの断面図である。図12には、処理モジュール300Cの断面の一部が図示されている。第2実施形態の電子機器は、例えば撮像装置であるデジタルカメラである。第2実施形態のデジタルカメラは、第1実施形態のデジタルカメラ600において、処理モジュール300を処理モジュール300Cに置き換えたものである。第2実施形態のデジタルカメラにおける処理モジュール300C以外の構成は、第1実施形態のデジタルカメラ600における処理モジュール300以外の構成と同一であり、説明を省略する。また、処理モジュール300Cに含まれる構成部品のうち、処理モジュール300に含まれる構成部品と同一の構成部品については、第1実施形態において用いた符号と同一符号を用いて、説明を省略する。
第2実施形態に係る電子機器に含まれる電子モジュールについて説明する。図12は、第2実施形態に係る電子モジュールの一例である処理モジュール300Cの断面図である。図12には、処理モジュール300Cの断面の一部が図示されている。第2実施形態の電子機器は、例えば撮像装置であるデジタルカメラである。第2実施形態のデジタルカメラは、第1実施形態のデジタルカメラ600において、処理モジュール300を処理モジュール300Cに置き換えたものである。第2実施形態のデジタルカメラにおける処理モジュール300C以外の構成は、第1実施形態のデジタルカメラ600における処理モジュール300以外の構成と同一であり、説明を省略する。また、処理モジュール300Cに含まれる構成部品のうち、処理モジュール300に含まれる構成部品と同一の構成部品については、第1実施形態において用いた符号と同一符号を用いて、説明を省略する。
処理モジュール300Cは、配線板200Cと、半導体装置100と、電子部品400と、を有する。配線板200Cは、第1配線部品の一例であり、半導体装置100は、第2配線部品の一例である。第2実施形態において、半導体装置100は、集積回路部品である。配線板200Cは、実装面201Cを有する。実装面201Cは、第1実装面の一例である。実装面201Cの上には、半導体装置100及び電子部品400が実装されている。
半導体装置100は、複数の接合部材350で配線板200Cに接合されている。半導体装置100は、エリアアレイの半導体パッケージであり、第2実施形態では、BGAの半導体パッケージである。配線板200Cは、プリント配線板であり、リジッド配線板である。なお、図示は省略するが、配線板200Cには、配線板200Cを介して半導体装置100に電力を供給する電源回路が実装されている。
半導体装置100は、配線板200Cの実装面201Cに対向する実装面103を有する。実装面103は、第2実装面の一例である。配線板200Cの実装面201Cと半導体装置100の実装面103とは、複数の接合部材350で電気的及び機械的に接続されている。
半導体装置100は、パッケージ基板102と、パッケージ基板102に実装された半導体素子101と、を有する。パッケージ基板102は、プリント配線板であり、リジッド配線板である。
第2実施形態において、処理モジュール300Cは、複数の電子部品を有する。図12には、複数の電子部品のうち、1つの電子部品400が図示されている。電子部品400は、第1電子部品の一例である。電子部品400は、配線板200Cの実装面201Cの上及び実装面103の上に表面実装されている。なお、複数の電子部品には、2つ以上の電子部品400が含まれていてもよい。電子部品400は、コンデンサ、抵抗器、又はインダクタなどの受動部品である。電子部品400は、コンデンサであることが好ましく、ノイズ発生の原因となる半導体装置100の近くに配置されていることが好ましい。即ち、電子部品400は、半導体装置100に対してバイパスコンデンサとして機能させることが好ましく、半導体装置100と配線板200Cとの間に配置されていることが好ましい。電子部品400は、チップ部品であり、半導体装置100と配線板200Cとの間の狭い領域に配置されることが可能である。
配線板200Cは、絶縁基板220及びソルダーレジスト208Cを含む絶縁体210Cを有する。配線板200Cは、第1配線板の一例である。絶縁体210Cは、第1絶縁体の一例である。ソルダーレジスト208Cは、第1絶縁部材の一例である。絶縁基板220は、第1絶縁基板の一例である。主面221は、第1主面の一例である。配線板200Cは、絶縁基板220の主面221とソルダーレジスト208Cとの間に配置された、第1導電体層の一例である導電体層205Cを有する。導電体層205Cは、絶縁基板220の主面221上に互いに間隔をあけて配置された複数のパッド230Cを有する。複数のパッド230Cは、絶縁体210C、即ちソルダーレジスト208Cで画定されている。実装面201Cは、絶縁体210Cで形成された絶縁領域R1Cと、パッド230Cで形成された導電領域とを有する。第2実施形態では、実装面201Cの絶縁領域R1Cは、ソルダーレジスト208Cで形成されている。なお、ソルダーレジスト208Cが省略される場合、実装面201Cの絶縁領域R1Cは、絶縁基板220で形成されてもよい。
複数のパッド230Cの配列パターンは、格子状、即ちマトリックス状であってもよいし、千鳥状であってもよい。第2実施形態では、複数のパッド230Cは、格子状に配列されている。
ここで、X方向及びY方向は、実装面201Cに平行な方向である。Z方向は、実装面201Cに垂直な方向である。第1実施形態と同様、Z方向のうち、半導体装置100から配線板200Cに向かう方向をZ1方向とし、Z1方向とは反対の方向であり、配線板200Cから半導体装置100に向かう方向をZ2方向とする。
各パッド230Cは、配線板200Cに含まれる導体パターンにおいて接合に用いられる部分をいい、導電性を有していればよい。各パッド230Cの材質は、例えば銅又は金などの金属である。各パッド230Cは、例えば信号端子、電源端子、グラウンド端子、又はダミー端子である。絶縁基板220は、電気的絶縁性を有していればよい。絶縁基板220の材質は、エポキシ樹脂等の絶縁材料である。
図13(a)は、第2実施形態に係る配線板200C及び電子部品400の平面図である。図13(a)には、Z1方向に視た配線板200C及び電子部品400が図示されている。複数のパッド230Cには、電源端子となるパッド230CEと、グラウンド端子となるパッド230CGと、パッド230CE,230CG以外の複数のパッド230Sと、が含まれている。パッド230CEは、第1パッドの一例である。パッド230CGは、第2パッドの一例である。各パッド230Sは、信号端子、電源端子、グラウンド端子、又はダミー端子となるパッドである。パッド230CEとパッド230CGとは、X方向において互いに隣接している。複数のパッド230Sは、パッド230CE及びパッド230CGの周囲に配置されている。
複数のパッド230Sのうちのパッド230S1は、Y方向においてパッド230CEと最も近接するパッドである。パッド230S1は、第5パッドの一例である。複数のパッド230Sのうちのパッド230S2は、Y方向においてパッド230CGと最も近接するパッドである。パッド230S2は、第6パッドの一例である。パッド230S1とパッド230S2とは、X方向において互いに隣接している。
第2実施形態では、パッド230CEの形状は、第1実施形態のパッド230Eの形状と異なる。また、第2実施形態では、パッド230CGの形状は、第1実施形態のパッド230Gの形状と異なる。
パッド230Sは、Z方向に視て、即ちZ1方向に視て、円形状である。一方、パッド230CEは、Z方向に視て、即ちZ1方向に視て、円形から一部(例えば弓形)を除いた形状、即ち欠円形状である。パッド230CGの形状は、パッド230CEの形状と同様である。また、Z方向に視て、即ちZ1方向に視て、パッド230CE,230CGのそれぞれの面積は、互いに同一である。しかし、Z方向に視て、即ちZ1方向に視て、パッド230CE,230CGのそれぞれの面積は、パッド230Sの面積より小さい。ここで、パッド230Cとは、絶縁体210C上に設けられた導体パターンにおいてソルダーレジスト208Cを含む絶縁体210Cに覆われていない部分である。パッド230Cの形状とは、導体パターンにおいて絶縁体210Cに覆われていない部分の形状である。また、パッド230Cの面積は、導体パターンにおいて絶縁体210Cに覆われていない部分の面積である。
ソルダーレジスト208Cは、第1ソルダーレジストの一例である。ソルダーレジスト208Cは、ソルダーレジスト材などの有機絶縁材で構成された有機絶縁膜である。ソルダーレジスト208Cは、主面221上に設けられている。
複数のパッド230Cは、ソルダーレジスト208Cに形成された複数の開口によりそれぞれ露出されている。パッド230Cは、SMD又はNSMDのいずれのパッドであってもよいが、第2実施形態ではSMDのパッドである。なお、配線板200Cにおいて、ソルダーレジスト208Cは省略されていてもよい。
図12に示すように、パッケージ基板102は、絶縁基板120及びソルダーレジスト108を含む絶縁体110を有する。絶縁体110は、第2絶縁体の一例である。絶縁基板120は、主面121と、主面121とは反対側の主面122と、を有する。パッケージ基板102は、第2配線板の一例である。絶縁基板120は、第2絶縁基板の一例である。主面121は、第2主面の一例である。ここで、X方向及びY方向は、実装面103および主面121に平行な方向でもあり、Z方向は、実装面103、主面121に垂直な方向でもある。半導体素子101は、例えば半導体チップである。なお、図示は省略するが、半導体素子101の上面に放熱板が配置されていてもよい。
絶縁基板120の主面122上には、半導体素子101を封止する封止樹脂106が設けられている。パッケージ基板102は、絶縁基板120の主面121上に、互いに間隔をあけて配置された複数のパッド130を有する。パッケージ基板102は、絶縁基板120の主面121とソルダーレジスト108との間に配置された、第2導電体層の一例である導電体層105を有する。導電体層105は、絶縁基板120の主面121上に互いに間隔をあけて配置された複数のパッド130を有する。複数のパッド130は、絶縁体110、即ちソルダーレジスト108で画定されている。実装面103は、絶縁体110のソルダーレジスト108で形成された絶縁領域R2と、パッド130で形成された導電領域とを有する。第2実施形態では、実装面103の絶縁領域R2は、ソルダーレジスト108で形成されている。ソルダーレジスト108が省略される場合、実装面103の絶縁領域R2は、絶縁基板120で形成される。
複数のパッド130の配列パターンは、格子状、即ちマトリックス状であってもよいし、千鳥状であってもよい。第2実施形態では、複数のパッド130は、格子状に配列されている。
各パッド130は、パッケージ基板102に含まれる導体パターンにおいて接合に用いられる部分をいい、導電性を有していればよい。各パッド130の材質は、例えば銅又は金などの金属である。各パッド130は、例えば信号端子、電源端子、グラウンド端子、又はダミー端子である。絶縁基板120は、電気的絶縁性を有していればよい。絶縁基板120の材質は、例えばアルミナ等のセラミックでありうるし、ガラスエポキシなどの樹脂でありうる。
図13(b)は、第2実施形態に係るパッケージ基板102及び電子部品400の平面図である。図13(b)には、Z2方向に視たパッケージ基板102及び電子部品400が図示されている。複数のパッド130には、電源端子となるパッド130Eと、グラウンド端子となるパッド130Gと、パッド130E,130G以外の複数のパッド130Sと、が含まれている。パッド130Eは、第3パッドの一例である。パッド130Gは、第4パッドの一例である。各パッド130Sは、信号端子、電源端子、グラウンド端子、又はダミー端子となるパッドである。パッド130Eとパッド130Gとは、X方向において互いに隣接している。複数のパッド130Sは、パッド130E及びパッド130Gの周囲に配置されている。
複数のパッド130Sのうちのパッド130S1は、Y方向においてパッド130Eと最も近接するパッドである。パッド130S1は、第7パッドの一例である。複数のパッド130Sのうちのパッド130S2は、Y方向においてパッド130Gと最も近接するパッドである。パッド130S2は、第8パッドの一例である。パッド130S1とパッド130S2とは、X方向において互いに隣接している。
複数のパッド130のそれぞれの形状は、互いに同一である。例えばパッド130は、Z方向に視て、即ちZ2方向に視て、円形状である。また、Z方向に視て、即ちZ2方向に視て、複数のパッド130のそれぞれの面積は、互いに同一である。ここで、パッド130とは、絶縁体110上に設けられた導体パターンにおいてソルダーレジスト108を含む絶縁体110に覆われていない部分である。パッド130の形状とは、導体パターンにおいて絶縁体110に覆われていない部分の形状である。また、パッド130の面積は、導体パターンにおいて絶縁体110に覆われていない部分の面積である。
複数のパッド130は、ソルダーレジスト108に形成された複数の開口によりそれぞれ露出されている。パッド130は、SMD又はNSMDのいずれのパッドであってもよいが、第2実施形態ではSMDのパッドである。なお、パッケージ基板102において、ソルダーレジスト108は省略されていてもよい。
パッド130Eは、絶縁基板120に形成されたヴィア導体112Eを介して半導体素子101の電源端子111Eに電気的に接続されている。パッド130Gは、絶縁基板120に形成されたヴィア導体112Gを介して半導体素子101のグラウンド端子111Gに電気的に接続されている。
複数のパッド230Cと複数のパッド130とは、それぞれZ方向において互いに対向している。即ち、パッド230CEとパッド130Eとは、Z方向において互いに対向している。パッド230CGとパッド130Gとは、Z方向において互いに対向している。パッド230S1とパッド130S1とは、Z方向において互いに対向している。パッド230S2とパッド130S2とは、Z方向において互いに対向している。
なお、第2実施形態では、Z2方向に視て、パッド130Eの一部と電子部品400の電極410の一部とが重なる。また、第2実施形態では、Z2方向に視て、パッド130Gの一部と電子部品400の電極420の一部とが重なる。
図14(a)及び図14(b)は、第2実施形態に係る処理モジュール300Cの断面図である。図14(a)には、図12のXIIIA-XIIIA線に沿う処理モジュール300Cの断面が図示されている。図14(b)には、図12のXIIIB-XIIIB線に沿う処理モジュール300Cの断面が図示されている。
配線板200Cのパッド230CEとパッケージ基板102のパッド130Eとは、複数の接合部材350のうち接合部材350CEで互いに接合されている。配線板200Cのパッド230CGとパッケージ基板102のパッド130Gとは、複数の接合部材350のうち接合部材350CGで互いに接合されている。接合部材350CEは、第1接合部材の一例であり、接合部材350CGは、第2接合部材の一例である。
配線板200Cのパッド230Sとパッケージ基板102のパッド130Sとは、複数の接合部材350のうち接合部材350Sで互いに接合されている。特に、配線板200Cのパッド230S1とパッケージ基板102のパッド130S1とは、複数の接合部材350のうち接合部材350S1で互いに接合されている。また、配線板200Cのパッド230S2とパッケージ基板102のパッド130S2とは、複数の接合部材350のうち接合部材350S2で互いに接合されている。
したがって、パッド130は、接合部材350を介してパッド230Cに電気的に接続されている。即ち、パッド130Eは、接合部材350CEを介してパッド230CEに電気的に接続されている。パッド130Gは、接合部材350CGを介してパッド230CGに電気的に接続されている。パッド130Sは、接合部材350Sを介してパッド230Sに電気的に接続されている。特に、パッド130S1は、接合部材350S1を介してパッド230S1に電気的に接続されている。また、パッド130S2は、接合部材350S2を介してパッド230S2に電気的に接続されている。
電極410とソルダーレジスト208Cとの間の距離D40は、電極410とパッド230CEとの間の距離D50よりも小さい。電極410は、ソルダーレジスト208Cに接触していてもよい。電極410がソルダーレジスト208Cに接触している場合、距離D40はゼロである。図14(a)から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208Cとの間には、接合部材350CEの一部が存在してもよく、電極410が接合部材350CEを介してソルダーレジスト208Cから離れていてもよい。電極420とソルダーレジスト208Cとの間の距離は、電極420とパッド230CGとの間の距離よりも小さい。電極420は、ソルダーレジスト208Cに接触していてもよい。電極420がソルダーレジスト208Cに接触している場合、電極420とソルダーレジスト208Cとの間の距離はゼロである。電極410と同様に、電極420とソルダーレジスト208Cとの間には、接合部材350CGの一部が存在してもよく、電極420が接合部材350CGを介してソルダーレジスト208Cから離れていてもよい。
電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は、電極410とパッド130Eとの間の距離D70よりも小さい。電極410は、ソルダーレジスト108に接触していてもよい。電極410がソルダーレジスト108に接触している場合、距離D60はゼロである。ソルダーレジスト208と同様に、電極410とソルダーレジスト108との間には、接合部材350CEの一部が存在してもよく、電極410が接合部材350CEを介してソルダーレジスト108から離れていてもよい。電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、電極420とパッド130Gとの間の距離よりも小さい。電極420は、ソルダーレジスト108に接触していてもよい。電極420がソルダーレジスト108に接触している場合、電極420とソルダーレジスト108との間の距離はゼロである。電極410と同様に、電極420とソルダーレジスト108との間には、接合部材350CGの一部が存在してもよく、電極420が接合部材350CGを介してソルダーレジスト108から離れていてもよい。
電子部品400の平面視のサイズは、0.4mm×0.2mmである0402サイズ、又は0.25mm×0.125mmである0201サイズなど、0402サイズ以下が好適である。電子部品400は、長手方向に延びる略直方体形状の素体401と、素体401の長手方向の両側に間隔をあけて配置された一対の電極410,420と、を有する。
一対の電極410,420のうちの一方の電極410は、第1電極の一例であり、他方の電極420は、第2電極の一例である。
電子部品400の電極410は、接合部材350CEに接触している。即ち、電極410は、接合部材350CEでパッド230CE及びパッド130Eに接合されている。これにより、電極410は、パッド230CE及びパッド130Eに電気的に接続されている。また、電子部品400の電極420は、接合部材350CGに接触している。即ち、電極420は、接合部材350CGでパッド230CG及びパッド130Gに接合されている。これにより、電極420は、パッド230CG及びパッド130Gに電気的に接続されている。このような接続構造により、電子部品400は、半導体装置100、即ち半導体素子101に対してバイパスコンデンサとして機能させることができる。
図15は、第2実施形態に係る処理モジュール300Cの分解斜視図である。なお、図15において、説明の都合上、一部の構成を半透明で図示している。電子部品400は、実装面201Cのうち、ソルダーレジスト208Cで形成された絶縁領域R1Cの一部の領域208CRの上に位置する。即ち、電極410,420は、領域208CRの上に位置している。電子部品400の各電極410,420は、領域208CRに部分的に接触する。
電極410の上面414は、ソルダーレジスト108におけるパッド130E近傍の部分に、Z方向において対向している。電極410の下面415は、ソルダーレジスト208Cにおけるパッド230CE近傍の部分に、Z方向において対向している。
電極420の上面424は、ソルダーレジスト108におけるパッド130G近傍の部分に、Z方向において対向している。電極420の下面425は、ソルダーレジスト208Cにおけるパッド230CG近傍の部分に、Z方向において対向している。
そして、電子部品400の電極410及び420は、絶縁体210Cと絶縁体110とに挟まれている。即ち、電子部品400の電極410及び420は、ソルダーレジスト108とソルダーレジスト208Cとに挟まれている。電子部品400は、配線板200C及び半導体装置100の少なくとも一方に接触していることが好ましい。第2実施形態では、電極410の上面414は、絶縁体110、即ちソルダーレジスト108に接触し、電極410の下面415は、絶縁体210C、即ちソルダーレジスト208Cに接触している。また、第2実施形態では、電極420の上面424は、絶縁体110、即ちソルダーレジスト108に接触し、電極420の下面425は、絶縁体210C、即ちソルダーレジスト208Cに接触している。
電子部品400の電極410と半導体素子101の電源端子111Eとの間の配線のインダクタンス及び抵抗と、電子部品400の電極420と半導体素子101のグラウンド端子111Gとの間の配線のインダクタンス及び抵抗と、により、半導体素子101が動作した際に電源ノイズが発生する。
電源ノイズは、半導体装置100が動作することによって生じる電源ラインの電圧変動である。この電圧変動は、電源ラインに寄生するインダクタンス及び抵抗によって電源電流が変化することで発生する。
電源ノイズを低減させるには、配線のインダクタンス及び抵抗を低減させることが好ましい。配線のインダクタンス及び抵抗を低減させるには、バイパスコンデンサとして機能させる電子部品400を半導体素子101にできるだけ近づける、即ち半導体素子101から電子部品400までの配線の長さをできるだけ短くすればよい。
第2実施形態において、電子部品400の電極410は、接合部材350CEでパッケージ基板102のパッド130Eに電気的に接続されているため、電子部品400の電極410とパッケージ基板102のパッド130Eとの間の配線のインダクタンス及び抵抗を低減することができる。
また、電子部品400の電極420は、接合部材350CGでパッケージ基板102のパッド130Gに電気的に接続されているため、電子部品400の電極420とパッケージ基板102のパッド130Gとの間の配線のインダクタンス及び抵抗を低減することができる。
配線のインダクタンス及び抵抗が低減するので、半導体素子101の動作で発生する電源ノイズが低減し、半導体装置100、即ち半導体素子101における信号の通信を高速化することができる。
電子部品400は、Z方向に視て、半導体素子101の外形で囲まれた領域内に位置していることが好ましい。これにより、半導体素子101から電子部品400までの配線の長さを短くすることができるので、配線のインダクタンス及び抵抗を小さくすることができ、電源ノイズを低減することができる。
次に、処理モジュール300Cの製造方法について説明する。図16(a)~図18は、第2実施形態に係る処理モジュール300Cの製造方法の説明図である。図16(a)~図18のそれぞれには、Z1方向に視たときの配線板200Cを含む部材の平面図と、D2-D2線に沿う配線板200Cを含む部材の断面図と、が図示されている。
まず、図16(a)に示す工程S11において、配線板200Cを用意する。なお、図示は省略するが、工程S11において、半導体装置100及び電子部品400も用意しておく。
次に、図16(b)に示す工程S12において、配線板200C上に、はんだペーストP1と、はんだペーストP2と、はんだペーストP3と、はんだペーストP4とを、互いに間隔をあけて供給する。はんだペーストP1は、第1はんだペーストの一例であり、パッド230CEの上からソルダーレジスト208Cの部分208Eの上に亘って供給される。はんだペーストP2は、第2はんだペーストの一例であり、パッド230CGの上からソルダーレジスト208Cの部分208Gの上に亘って供給される。はんだペーストP3は、第3はんだペーストの一例であり、パッド230S1の上に供給される。はんだペーストP4は、第4はんだペーストの一例であり、パッド230S2の上に供給される。
はんだペーストP1,P2,P3,P4は、はんだ粉末及びはんだ付けに必要なフラックス成分を含有する。はんだペーストP1,P2,P3,P4は、互いに同じ材料であることが好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、はんだペーストP1,P2,P3,P4は、互いに融点が近ければ互いに異なる材料であってもよい。
工程S12では、マスク23を用いたスクリーン印刷により、はんだペーストP1~P4を配線板200C上に供給する。なお、はんだペーストP1~P4の供給方法は、スクリーン印刷に限定されるものではなく、例えばディスペンサーを用いてはんだペーストP1~P4を配線板200C上に供給してもよい。
次に図16(c)に示す工程S13において、電子部品400の電極410が部分208Eの上に供給されたはんだペーストP1の部分P11と接触し、電子部品400の電極420が部分208Gの上に供給されたはんだペーストP2の部分P21と接触するように、電子部品400を、配線板200Cの上に載置する。工程S13では、不図示のマウンターを用いて、電子部品400をはんだペーストP1,P2の上に載置する。
次に図17(a)に示す工程S14において、パッド130Eがパッド230CEと対向し、パッド130Gがパッド230CGと対向し、パッド130S1がパッド230S1と対向し、パッド130S2がパッド230S2と対向するように、半導体装置100を配線板200Cの上に載置する。工程S14では、不図示のマウンターを用いて、半導体装置100を配線板200C上に載置する。
ここで、半導体装置100のパッド130E,130G,130S1,130S2にはそれぞれはんだボールB1,B2,B3,B4が設けられている。即ち、半導体装置100は、BGAの半導体パッケージである。工程S14において、半導体装置100を配線板200C上に載置することで、はんだボールB1,B2,B3,B4は、はんだペーストP1,P2,P3,P4にそれぞれ接触する。半導体装置100を配線板200C上に載置した際、はんだボールB1~B4は、電子部品400と接触しない。即ち、電子部品400は、半導体装置100が配線板200C上に載置された際にはんだボールB1~B4に接触しない位置に配置されている。
次に、半導体装置100及び電子部品400が載置された配線板200Cを、不図示のリフロー炉に搬送する。図17(b)に示す工程S15-1において、リフロー炉内の雰囲気温度は、はんだペーストP1~P4に含まれるはんだ粉末の融点以上の温度に調整される。これにより、はんだペーストP1~P4は、加熱されて溶融する。はんだペーストP1~P4は、溶融することにより、それぞれ流動性のある溶融はんだM1~M4となる。
図17(c)に示す工程S15-2において、工程S15-1に引き続き加熱を継続し、溶融はんだM1~M4を流動させる。はんだペーストP1,P2が溶融してできた溶融はんだM1,M2は、それぞれパッド230CE,230CGに凝集される。電子部品400は、溶融はんだM1,M2の凝集によりパッド230CE,230CGの近傍に到達する。その後、はんだボールB1~B4が溶融する。はんだボールB1~B4のはんだ量は、互いにほぼ同一である。
そして、溶融はんだM1と、はんだボールB1が溶融してできた溶融はんだとが一体となり、溶融はんだM11となる。また、溶融はんだM2と、はんだボールB2が溶融してできた溶融はんだとが一体となり、溶融はんだM12となる。また、溶融はんだM3と、はんだボールB3が溶融してできた溶融はんだとが一体となり、溶融はんだM13となる。また、溶融はんだM4と、はんだボールB4が溶融してできた溶融はんだとが一体となり、溶融はんだM14となる。
はんだボールB1~B4が溶融することで、半導体装置100が電子部品400に近づく方向に沈み込む。その結果、電極410の上面414とパッド130Eとの距離が狭まり、電極420の上面424とパッド130Gとの距離が狭まる。
以上の工程S15-1,S15-2において、はんだペーストP1~P4及びはんだボールB1~B4を加熱して溶融させることにより半導体装置100が沈み込み、電子部品400の電極410,420が配線板200Cの絶縁体210Cとパッケージ基板102の絶縁体110とに接触する。即ち、電子部品400の電極410,420が配線板200Cの絶縁体210Cと、半導体装置100の絶縁体110とに挟まれる。
第2実施形態では、電子部品400の電極410,420がソルダーレジスト108及びソルダーレジスト208Cに接触する。即ち、電子部品400の電極410,420が半導体装置100のソルダーレジスト108及び配線板200Cのソルダーレジスト208Cに挟まれる。なお、電子部品400がソルダーレジスト108,208Cに挟まれる状態、即ち電子部品400がソルダーレジスト108,208Cに押し付けられた状態とは、電子部品400がソルダーレジスト108,208Cから力の加わる状態のことであって、電子部品400とソルダーレジスト108,208Cとの間にはんだが介在していてもよく、電子部品400とソルダーレジスト108,208Cとが直接接触する場合に限定されるものではない。
電子部品400が配線板200Cとパッケージ基板102とに挟まれるようにする方法として、配線板200Cを半導体装置100よりも早く、はんだの融点以上の温度に上げる方法がある。例えば、リフロー炉内に設置されたヒーター設定温度を調整することにより、配線板200Cを半導体装置100よりも早く、はんだの融点以上の温度に上げることができる。このように配線板200Cの温度と半導体装置100の温度とを調整することで、配線板200C上に供給されたはんだペーストP1~P4を、はんだボールB1~B4より先に溶融させることができる。また、別の方法として、はんだペーストP1~P4として、はんだボールB1~B4より溶融温度が低いはんだペーストを用いてもよい。
その後、図18に示す工程S16において、溶融はんだM11~M14を冷却して固化させる。溶融はんだM11を固化させることで接合部材350CEが形成される。また、溶融はんだM12を固化させることで接合部材350CGが形成される。また、溶融はんだM13を固化させることで接合部材350S1が形成される。また、溶融はんだM14を固化させることで接合部材350S2が形成される。
また、接合部材350CE,350CGのそれぞれの体積は、接合部材350S1,350S2のそれぞれの体積より大きくなる。これは、はんだボールB1~B4の体積が互いに同じであるが、はんだペーストP1,P2のそれぞれの体積がはんだペーストP3,P4のそれぞれの体積より大きいためである。一方、電子部品400の電極410,420は、絶縁体210C及び絶縁体110に挟まれるため、電子部品400によって半導体装置100の沈み込みが低減される。つまり、接合部材350CE,350CGのそれぞれの直径が半導体装置100の沈み込みによって拡大することが抑制される。その結果、接合部材350CEと接合部材350S1と間でショート不良が発生することが低減され、接合部材350CGと接合部材350S2と間でショート不良が発生することが低減される。
以上の工程S11~S16により、処理モジュール300Cが製造される。その後、処理モジュール300Cを図1に示す筐体611に設置することで、カメラ本体601、即ちデジタルカメラ600が製造される。
このようにして製造される処理モジュール300Cにおいて、電子部品400の電極410は、絶縁体210Cと直接またははんだを介して接触することで、パッド230CEとは直接接触しない。また、電子部品400の電極410は、絶縁体110と直接またははんだを介して接触することで、パッド130Eとは直接接触しない。また、電子部品400の電極420は、絶縁体210Cと直接またははんだを介して接触することで、パッド230CGとは直接接触しない。また、電子部品400の電極420は、絶縁体110と直接またははんだを介して接触することで、パッド130Gとは直接接触しない。さらに、第2実施形態では、Z方向に視て、電子部品400の電極410の全体及び電極420の全体は、ソルダーレジスト208Cに重なっている。一方、Z方向に視て、電子部品400の電極410の一部及び電極420の一部は、ソルダーレジスト108に重なっていないが、電極410の他部及び電極420の他部は、ソルダーレジスト108と重なっている。
つまり、第2実施形態では、電子部品400の電極410及び420は、パッケージ基板102の絶縁体110と、配線板200Cの絶縁体210Cとに挟まれた状態で、パッケージ基板102と配線板200Cとの間に配置されている。なお、パッド130Eは、Z方向に視て、欠円形状であってもよい。この場合、Z方向に視て、電子部品400の電極410の全体は、ソルダーレジスト108に重なる。また、パッド130Gは、Z方向に視て、欠円形状であってもよい。この場合、Z方向に視て、電子部品400の電極420の全体は、ソルダーレジスト108に重なる。
第2実施形態では、処理モジュール300Cの製造過程ではんだボールB1~B4が溶融した際に、溶融はんだが配線板200Cのパッド230CE及び230CGに濡れ広がり、半導体装置100がはんだ溶融前に対して沈み込む。半導体装置100が沈み込む際、電子部品400がスペーサーとなり、半導体装置100の沈み込みが電子部品400で規制され、半導体装置100と配線板200CとのZ方向の間隔が、電子部品400のZ方向の高さより小さくなることが抑制される。これにより、接合部材350CE,350CGが潰れるのが低減される。よって、接合部材350CEと接合部材350S1と間でショート不良が発生するのが低減され、接合部材350CGと接合部材350S2と間でショート不良が発生するのが低減される。
また、第2実施形態によれば、工程S15-1,S15-2において、パッド230CE,130Eに接触する溶融はんだが、電子部品400において電極410を含む部分の体積によって押し出されることが低減される。これにより、製造される処理モジュール300Cにおいて、接合部材350CEと接合部材350S1との間でショート不良が発生することが低減される。また、工程S15-1,S15-2において、パッド230CG,130Gに接触する溶融はんだが、電子部品400において電極420を含む部分の体積によって押し出されることが低減される。これにより、製造される処理モジュール300Cにおいて、接合部材350CGと接合部材350S2との間でショート不良が発生することが低減される。
また、第2実施形態では、Z方向におけるパッド230CEとパッド130Eとの間の距離D10は、Z方向における絶縁体210Cと絶縁体110との間の距離D20より大きい。距離D20は、Z方向におけるソルダーレジスト208Cとソルダーレジスト108との距離でもある。また、電極410がソルダーレジスト208C及びソルダーレジスト108と接触する場合、距離D20は、Z方向における電極410の高さD30と同じである。
よって、電子部品400は、パッド230CE,230CG,130E,130Gと接触しないことで、工程S15-1,S15-2である加熱工程において配線板200Cとパッケージ基板102との間隔を適正な間隔にすることができ、接合部材350CEが潰れるのが低減され、接合部材350CEと接合部材350S1との間でショート不良が発生するのが低減される。同様に、電子部品400は、工程S15-1,S15-2である加熱工程において配線板200Cとパッケージ基板102との間隔を適正な間隔にすることができ、接合部材350CGが潰れるのが低減され、接合部材350CGと接合部材350S2との間でショート不良が発生するのが低減される。
また、パッド230CEとパッド230S1とのピッチPと、Z方向における電子部品400の高さD30は、P/4<D30<Pの関係を満たすことが好ましい。ここで、Z方向における電子部品400の高さD30は、Z方向における電極410の高さである。Z方向における電極420の高さは、Z方向における電極410の高さと同じである。
即ち、電子部品400の高さD30は、パッド230CEとパッド230S1とのピッチPの1/4より大きいことが好ましい。また、電子部品400の高さD30は、パッド230CEとパッド230S1とのピッチPより小さいことが好ましい。
例えば、ピッチPが0.4mmであれば、電子部品400は、高さD30が0.2mmである0402サイズ、又は高さD30が0.125mmである0201サイズであることが好適である。
電子部品400の高さD30がピッチPより小さいことにより、電子部品400が配線板200Cとパッケージ基板102との間に配置されても、接合部材350CE及び350CGにおいてオープン不良が発生するのが低減される。
また、電子部品400の高さD30がピッチPの1/4より大きいことにより、半導体装置100の沈み込み量が低減され、接合部材350CE,350CGにおいてショート不良が発生するのが効果的に低減される。
図12及び図14(a)から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208Cとの間の距離D40は、電子部品400の高さD30よりも小さい。電子部品400の高さD30が0.125mmであることが好適であることから、電極410とソルダーレジスト208Cとの間の距離D40は、例えば0.125mm未満であり、100μm以下であることが好適であり、50μm以下であることがより好適である。同様に、電極420とソルダーレジスト208Cとの間の距離は、例えば0.125mm未満であり、100μm以下であることが好適であり、50μm以下であることがより好適である。
また、図12及び図14(a)から理解されるように、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は、電子部品400の高さD30よりも小さい。電子部品400の高さD30が0.125mmであることが好適であることから、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は、例えば0.125mm未満であり、100μm以下であることが好適であり、50μm以下であることがより好適である。同様に、電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、例えば0.125mm未満であり、100μm以下であることが好適であり、50μm以下であることがより好適である。
また、図12及び図14(a)から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208Cとの間の距離D40は、電子部品400の高さD30の半分未満である。同様に、電極420とソルダーレジスト208Cとの間の距離は、電子部品400の高さD30の半分未満である。
また、図12及び図14(a)から理解されるように、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は、電子部品400の高さD30の半分未満である。同様に、電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、電子部品400の高さD30の半分未満である。
また、電極410と配線板200Cとの間の距離および電極420と配線板200Cとの間の距離は、それぞれ50μm以下であることが好ましい。詳述すると、電極410とソルダーレジスト208Cとの間の距離D40および電極420とソルダーレジスト208Cとの間の距離は、それぞれ50μm以下であることが好ましい。
また、電極410と半導体装置100との間の距離および電極420と半導体装置100との間の距離は、それぞれ50μm以下であることが好ましい。詳述すると、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60および電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、それぞれ50μm以下であることが好ましい。
また、図12及び図14(a)から理解されるように、電子部品400の電極410のZ方向における高さD30は、電子部品400と配線板200Cとの間の距離および電子部品400と半導体装置100との間の距離のそれぞれよりも大きい。同様に、電子部品400の電極420のZ方向における高さは、電子部品400と配線板200Cとの間の距離および電子部品400と半導体装置100との間の距離のそれぞれよりも大きい。
また、図12から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208Cとの間の距離D40が、素体401とソルダーレジスト108との間の距離よりも小さく、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60が、素体401とソルダーレジスト208Cとの間の距離よりも小さい。
以上、第2実施形態の処理モジュール300Cによれば、オープン不良及びショート不良が低減され、安定して接合部材350CE,350CGが形成される。また、電子部品400の電極410,420が、絶縁体210Cと絶縁体110とに挟まれて配置されることにより、はんだ溶融時の半導体装置100のZ方向への沈み込み量が低減され、接合部材350CE,350CGが半導体装置100に押し潰されずに形成される。
また、各接合部材350CE,350CGの最大直径の値が低減され、各接合部材350CE,350CGにおいてショート不良が低減され、安定して接合部材350CE,350CGが形成される。そのため、処理モジュール300Cを製造する際の歩留まりが高まる。
なお、図示は省略するが、第2実施形態の処理モジュール300Cにおいても、第1実施形態の変形例1,2のような変形が可能である。
(実施例1)
第1実施形態に対応する実験結果を示す実施例1について説明する。処理モジュール300を製造する実験において、半導体装置100として、BGAの半導体パッケージを用意した。半導体装置100において、はんだボールB1とはんだボールB2とのピッチは、0.5656mmであった。また、はんだボールB1とはんだボールB3とのピッチは、0.40mmであった。また、はんだボールB2とはんだボールB4とのピッチは、0.40mmであった。半導体装置100の断面に垂直な方向に視て、ソルダーレジスト208の表面からのはんだボールB1~B4の高さは、それぞれ0.2mmであった。電子部品400として、0402サイズのチップ部品を用意した。
第1実施形態に対応する実験結果を示す実施例1について説明する。処理モジュール300を製造する実験において、半導体装置100として、BGAの半導体パッケージを用意した。半導体装置100において、はんだボールB1とはんだボールB2とのピッチは、0.5656mmであった。また、はんだボールB1とはんだボールB3とのピッチは、0.40mmであった。また、はんだボールB2とはんだボールB4とのピッチは、0.40mmであった。半導体装置100の断面に垂直な方向に視て、ソルダーレジスト208の表面からのはんだボールB1~B4の高さは、それぞれ0.2mmであった。電子部品400として、0402サイズのチップ部品を用意した。
半導体装置100及び配線板200の各パッドの厚さは、0.015mmであった。ソルダーレジスト108,208のそれぞれの厚さは、0.020mmであった。半導体装置100において、導体パターンからソルダーレジスト108の表面までの高さは、0.020mmであった。配線板200において、導体パターンからソルダーレジスト208の表面までの高さは、0.020mmであった。図3、図5(a)及び図10から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208との間の距離D40および電極420とソルダーレジスト208との間の距離は、それぞれソルダーレジスト208の厚さより小さい。また、図3、図5(a)及び図10から理解されるように、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60および電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、それぞれソルダーレジスト108の厚さより小さい。したがって、電極410とソルダーレジスト208との間の距離D40および電極420とソルダーレジスト208との間の距離は、それぞれ20μm以下である。同様に、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60および電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、それぞれ20μm以下である。例えば、電子部品400の高さD30が150~200μmであるのに対し、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は5~15μmである。
半導体装置100のパッド130及び配線板200のパッド230は、Z方向に視て、円形状であった。Z方向に視て、パッド130のサイズはφ0.23mmであった。Z方向に視て、パッド230のサイズはφ0.23mmであった。
図7(b)に示す工程S2において、スクリーン印刷によって、はんだペーストP1~P4を配線板200上に設けた。はんだペーストP1においてソルダーレジスト208の部分208E上に塗布した部分P11は、電子部品400の誘導路としてパッド230Eから延出している部分である。はんだペーストP2においてソルダーレジスト208の部分208G上に塗布した部分P21は、電子部品400の誘導路としてパッド230Gから延出している部分である。部分P11,P21のそれぞれの幅は0.175mm、長さは0.3mmであった。はんだペーストP1及びP2は、Z方向に視て、パッド230Sと接触しない位置に設けられており、互いの間隔は、パッド230E,230GからY方向に遠ざかるにつれて狭くなる。マスク23の厚みは0.1mmであった。
次に、図7(c)に示す工程S3において、はんだペーストP1の部分P11上およびはんだペーストP2の部分P21上に、電子部品400を載置した。
次に、図8(a)に示す工程S4において、パッド130Eとパッド230E、パッド130Gとパッド230G、パッド130Sとパッド230Sがそれぞれ対向するように、半導体装置100を配線板200上に載置した。
次に、配線板200に半導体装置100及び電子部品400が載置された構造物を、リフロー炉内に搬送し、図8(b)及び図8(c)に示す工程S5-1,S5-2において、リフロー炉内の雰囲気のピーク温度を、230℃以上に設定して、構造物のリフロー加熱を行った。
工程S5-1において、はんだボールB1~B4が溶融し、パッド130E,130G,130S1,130S2へ溶融はんだが濡れ広がる過程で、半導体装置100がZ1方向に沈み込んだ。半導体装置100の沈み込みによって、電子部品400が配線板200のソルダーレジスト208と、半導体装置100のソルダーレジスト108に挟まれ、これ以上の半導体装置100の沈み込みが抑制された。
その後、工程S5-2において、加熱を継続する中で、はんだペーストP1~P4が溶融した。はんだペーストP1、P2が溶融してできた溶融はんだは、それぞれパッド230E,230Gに凝集された。電子部品400は、パッド230E,230Gの直上までは移動せず、ソルダーレジスト108と、ソルダーレジスト208に挟まれた位置で留まった。
その後、図9に示す工程S6において、構造物の冷却を行った。接合部材350Eは、電極410とパッド130Eとパッド230Eとを互いに接合するように形成された。接合部材350Gは、電極420とパッド130Gとパッド230Gとを互いに接合するように形成された。
図5(b)に示すように、電子部品400は、Z1方向に視て仮想線分L1が仮想線分L2に対してずれるように、配線板200とパッケージ基板102との間に配置された。距離Dは、0.15~0.18mmであった。電極410及び420の幅Wは0.2mmであった。ピッチPは0.5656mmであった。
工程S3ではんだペーストP1,P2上に電子部品400の電極410,420を配置した時に電極410,420に付着したはんだは、工程S5-2における押し付けによって、電極410,420とソルダーレジスト108,208の間からはみ出すが、溶融はんだが電極410,420にまとわりつく。そのため、工程S6において、ソルダーレジスト108と電極410,420との間、及びソルダーレジスト208と電極410,420との間のそれぞれに、5~20μm程度のはんだが残りうる。
(実施例2)
第2実施形態に対応する実験結果を示す実施例2について説明する。処理モジュール300Cを製造する実験において、半導体装置100として、BGAの半導体パッケージを用意した。半導体装置100において、はんだボールB1とはんだボールB2とのピッチは、0.5656mmであった。また、はんだボールB1とはんだボールB3とのピッチは、0.40mmであった。また、はんだボールB2とはんだボールB4とのピッチは、0.40mmであった。半導体装置100の断面に垂直な方向に視て、ソルダーレジスト208Cの表面からのはんだボールB1~B4の高さは、それぞれ0.2mmであった。電子部品400として、0402サイズのチップ部品を用意した。
第2実施形態に対応する実験結果を示す実施例2について説明する。処理モジュール300Cを製造する実験において、半導体装置100として、BGAの半導体パッケージを用意した。半導体装置100において、はんだボールB1とはんだボールB2とのピッチは、0.5656mmであった。また、はんだボールB1とはんだボールB3とのピッチは、0.40mmであった。また、はんだボールB2とはんだボールB4とのピッチは、0.40mmであった。半導体装置100の断面に垂直な方向に視て、ソルダーレジスト208Cの表面からのはんだボールB1~B4の高さは、それぞれ0.2mmであった。電子部品400として、0402サイズのチップ部品を用意した。
半導体装置100及び配線板200Cの各パッドの厚さは、0.015mmであった。ソルダーレジスト108,208Cのそれぞれの厚さは、0.020mmであった。半導体装置100において、導体パターンからソルダーレジスト108の表面までの高さは、0.020mmであった。配線板200Cにおいて、導体パターンからソルダーレジスト208Cの表面までの高さは、0.020mmであった。
図12及び図14(a)から理解されるように、電極410とソルダーレジスト208Cとの間の距離D40および電極420とソルダーレジスト208Cとの間の距離は、それぞれソルダーレジスト208Cの厚さより小さい。また、図12及び図14(a)から理解されるように、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60および電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、それぞれソルダーレジスト108の厚さより小さい。したがって、電極410とソルダーレジスト208Cとの間の距離D40および電極420とソルダーレジスト208Cとの間の距離は、それぞれ20μm以下である。同様に、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60および電極420とソルダーレジスト108との間の距離は、それぞれ20μm以下である。例えば、電子部品400の高さD30が150~200μmであるのに対し、電極410とソルダーレジスト108との間の距離D60は5~15μmである。
半導体装置100のパッド130は、Z方向に視て、円形状であった。Z方向に視て、パッド130のサイズはφ0.23mmであった。
一方、配線板200Cの複数のパッド230のうち、パッド230Sは、Z方向に視て、円形状であった。Z方向に視て、パッド230Sのサイズはφ0.23mmであった。パッド230CE,230CGのそれぞれは、φ0.23mmの円の一部をカットした欠円形状とした。
図16(b)に示す工程S2において、スクリーン印刷によって、はんだペーストP1~P4を配線板200C上に設けた。はんだペーストP1においてソルダーレジスト208Cの部分208E上に塗布した部分P11は、電子部品400の誘導路としてパッド230CEから延出している部分である。はんだペーストP2においてソルダーレジスト208Cの部分208G上に塗布した部分P21は、電子部品400の誘導路としてパッド230CGから延出している部分である。部分P11,P21のそれぞれの幅は0.175mm、長さは0.3mmであった。はんだペーストP1及びP2は、Z方向に視て、パッド230Sと接触しない位置に設けられており、互いの間隔は、パッド230E,230GからY方向に遠ざかるにつれて狭くなる。マスク23の厚みは0.1mmであった。
次に、図16(c)に示す工程S13において、はんだペーストP1の部分P11上およびはんだペーストP2の部分P21上に、電子部品400を載置した。
次に、図17(a)に示す工程S14において、パッド130Eとパッド230CE、パッド130Gとパッド230CG、パッド130Sとパッド230Sがそれぞれ対向するように、半導体装置100を配線板200C上に載置した。
次に、配線板200Cに半導体装置100及び電子部品400が載置された構造物を、リフロー炉内に搬送し、図17(b)及び図17(c)に示す工程S15-1,S15-2において、リフロー炉内の雰囲気のピーク温度を、230℃以上に設定して、構造物のリフロー加熱を行った。
工程S15-1において、はんだペーストP1~P4が溶融した。はんだペーストP1,P2が溶融してできた溶融はんだは、パッド230CE,230CGへ凝集された。はんだペーストP1,P2が溶融してできた溶融はんだの凝集により、電子部品400は、はんだボールB1,B2の近傍に誘導された。
続いて工程S15-2において、はんだボールB1~B4が溶融し、パッド130E,130G,130S1,130S2へ溶融はんだが濡れ広がる過程で、半導体装置100がZ1方向に沈み込んだ。半導体装置100の沈み込みによって、電子部品400が配線板200Cのソルダーレジスト208Cと、半導体装置100のソルダーレジスト108に挟まれた。
また、工程S15-2において、はんだボールB1~B4が溶融することで、半導体装置100が沈み込んで電子部品400に接触する前に、溶融はんだの凝集力により電子部品400がパッド230CE,230CG間へ移動した。電子部品400の電極410の一部及び電極420の一部は、ソルダーレジスト208C及びソルダーレジスト108に挟まれた。これにより、半導体装置100の沈み込みが抑制された。
工程S13ではんだペーストP1,P2上に電子部品400の電極410,420を配置した時に電極410,420に付着したはんだは、工程S15-2における押し付けによって、電極410,420とソルダーレジスト108,208Cの間からはみ出すが、溶融はんだが電極410,420にまとわりつく。そのため、工程S16において、ソルダーレジスト108と電極410,420との間、及びソルダーレジスト208Cと電極410,420との間のそれぞれに、5~20μm程度のはんだが残りうる。
(比較例)
実施例1,2と比較するため、比較例の処理モジュールも製造した。図19は、比較例の処理モジュール300Xの一部分の平面図である。図19において、半導体装置の図示は省略する。処理モジュール300Xの半導体装置の構成は、半導体装置100と同様の構成である。処理モジュール300Xは、配線板200Xと、電子部品400とを備える。配線板200Xは、Z1方向に視てパッド230Eより面積の大きいパッド230XEと、Z1方向に視てパッド230Gより面積の大きいパッド230XGと、を有する。また、配線板200Xは、ソルダーレジストを備えていない。
実施例1,2と比較するため、比較例の処理モジュールも製造した。図19は、比較例の処理モジュール300Xの一部分の平面図である。図19において、半導体装置の図示は省略する。処理モジュール300Xの半導体装置の構成は、半導体装置100と同様の構成である。処理モジュール300Xは、配線板200Xと、電子部品400とを備える。配線板200Xは、Z1方向に視てパッド230Eより面積の大きいパッド230XEと、Z1方向に視てパッド230Gより面積の大きいパッド230XGと、を有する。また、配線板200Xは、ソルダーレジストを備えていない。
処理モジュール300Xを製造する際には、実施例1,2と同様に、はんだペーストP1~P4を配線板200X上に塗布し、はんだペーストP1,P2上に電子部品400を載置した。リフロー加熱によって溶融した溶融はんだの凝集力により電子部品400が移動した。Z方向において、電極410はパッド230XEと対向させ、電極420はパッド230XGと対向させた。電極410は、接合部材350XEでパッド230XEに接合され、電極420は、接合部材350XGでパッド230XGに接合された。
(実験結果)
実施例1の接合構造では、電子部品400がソルダーレジスト108とソルダーレジスト208に挟まれているため、半導体装置100の沈み込みが低減された。さらに、電子部品400が、Z1方向に視て仮想線分L1が仮想線分L2に対してずれるように、配線板200とパッケージ基板102との間に配置される。このため、工程S5-1,S5-2において、電子部品400の電極410,420がそれぞれパッド230E及び230Gの中心近傍に引き込まれなかった。
実施例1の接合構造では、電子部品400がソルダーレジスト108とソルダーレジスト208に挟まれているため、半導体装置100の沈み込みが低減された。さらに、電子部品400が、Z1方向に視て仮想線分L1が仮想線分L2に対してずれるように、配線板200とパッケージ基板102との間に配置される。このため、工程S5-1,S5-2において、電子部品400の電極410,420がそれぞれパッド230E及び230Gの中心近傍に引き込まれなかった。
また、比較例では、パッド230XE,230XGの面積が、実施例1のパッド230E,230Gの面積や実施例2のパッド230CE,230CGの面積より広いため、溶融はんだが濡れ広がりやすく、オープン不良が発生することがあった。一方、実施例1,2においては、オープン不良は発生しなかった。
また、比較例では、電子部品400の電極410,420の領域にソルダーレジストが存在しないため、半導体装置100は、加熱前の状態を基準とし、この基準に対して30μm沈み込んだ。実施例2では、半導体装置100が基準に対して10μmの沈み込みであった。このように実施例2における半導体装置100の沈み込み量が比較例における半導体装置100の沈み込み量より小さいのは、配線板200Cの導体パターンからソルダーレジスト208の表面までの高さが20μmあるためと考えられる。また、実施例2における半導体装置100の沈み込み量が比較例における半導体装置100の沈み込み量より小さいのは、電子部品400において、素体401の下面と電極410の下面415との段差、及び素体401の下面と電極420の下面425との段差が、10~20μm程度であるためと考えられる。このため、電極410及び420がソルダーレジスト208上に位置することで、電極410,420をそれぞれパッド230XE,230XG上へ配置した場合に比べ、はんだ溶融時に、20μm程度、半導体装置100がZ1方向に沈み込むことを抑制することができる。
図20(a)及び図20(b)は、実施例1,2及び比較例の実験結果を示すグラフである。図20(a)に示す縦軸は、Z方向に視た際の、実施例1における接合部材350E,350Gのいずれか一方の最大直径、実施例2における接合部材350CE,350CGのいずれか一方の最大直径、及び比較例における接合部材350XE,350XGのいずれか一方の最大直径である。図20(b)は、接合構造のショート不良の不良率である。不良率は、(隣接する接合部材間のショート不良数)/(生産数量)である。
図20(a)に示すように、比較例の最大直径は365μmであったのに対し、実施例1の最大直径は290μmであり、実施例2の最大直径は340μmであった。このように、実施例1及び実施例2の接合部材では、比較例の接合部材と比較して直径が小さくなった。即ち、実施例1及び実施例2では、比較例より半導体装置100の沈み込み量が低減された結果、比較例より接合部材の直径が小さくなった。また、実施例1の接合部材では、実施例2と比較して直径が小さくなった。即ち、実施例1では、実施例2より半導体装置100の沈み込み量が低減された結果、実施例2より接合部材の直径が小さくなった。
このように、実施例1,2では、接合部材が潰れて接合部材の直径が拡大することを低減することができ、実施例1では、より効果的に接合部材の直径が拡大することを低減することができる。その結果、図20(b)に示すように、比較例では、ショート不良の不良率が33%であったのに対し、実施例1,2では、ショート不良の不良率が0%であった。
このように、実施例1では、電子部品400の電極410、420のオープン不良を防ぎつつ、接合部材350Eと接合部材350S1とのショート不良を防ぐことができ、接合部材350Gと接合部材350S2とのショート不良を防ぐことができる。また、実施例2では、電子部品400の電極410,420のオープン不良を防ぎつつ、接合部材350CEと接合部材350S1とのショート不良を防ぐことができ、接合部材350CGと接合部材350S2とのショート不良を防ぐことができる。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本開示による効果は、実施形態に記載されたものに限定されない。
上述の第1及び第2実施形態では、絶縁体210がソルダーレジスト208を有し、絶縁体110がソルダーレジスト108を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。絶縁体210においてソルダーレジスト208が省略されてもよいし、絶縁体110においてソルダーレジスト108が省略されてもよい。即ち、電子部品400は、絶縁体210と絶縁体110とに挟まれていればよい。
また、絶縁体210の内部、例えば絶縁基板220とソルダーレジスト208との間に、Z方向に視て電子部品400と重なる第1導体パターンが配置されていてもよい。または、絶縁体110の内部、例えば絶縁基板120とソルダーレジスト108との間に、Z方向に視て電子部品400と重なる第2導体パターンが配置されていてもよい。または、絶縁体210の内部に第1導体パターンが配置され、絶縁体110の内部に第2導体パターンが配置されてもよい。第1導体パターンは、複数のパッド230のうちいずれかのパッドに繋がっていてよいし、繋がっていなくてもよい。第2導体パターンは、複数のパッド130のうちいずれかのパッドに繋がっていてよいし、繋がっていなくてもよい。
上述の実施形態では、電子部品400がチップコンデンサである場合について説明したが、これに限定されるものではない。電子部品400がチップ抵抗器又はチップインダクタなどの受動部品であってもよい。
また、上述の第1実施形態では、配線板200上に、配線板を含む半導体装置100が実装される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、配線板200上に、別の配線板が実装されてもよい。この場合、配線板200と別の配線板との間に電子部品400が配置されていればよい。
また、配線板200上に電子部品400が実装される構造において、電子部品400上にパッケージ基板102などの配線板がなくてもよい。即ち、電子部品400を配線板200に接合する製造工程において、電子部品400を不図示のジグで配線板200の絶縁体210に押し付けた状態ではんだ付けを行えばよい。これにより電子部品400の電極410、420が、パッド230G、230Eの上へ移動することを抑制し、電子部品400を配線板200の絶縁体210上に配置することができる。
また、上述の第2実施形態では、配線板200C上に、配線板を含む半導体装置100が実装される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、配線板200C上に、別の配線板が実装されてもよい。この場合、配線板200Cと別の配線板との間に電子部品400が配置されていればよい。
また、配線板200C上に電子部品400が表面実装される構造において、電子部品400上にパッケージ基板102などの配線板がなくてもよい。即ち、電子部品400を配線板200Cに接合する製造工程において、電子部品400を不図示のジグで配線板200Cの絶縁体210Cに押し付けた状態ではんだ付けを行えばよい。これにより、電子部品400を配線板200Cの絶縁体210C上に配置することができる。
また、上述の第1及び第2実施形態では、半導体装置100がBGAの半導体パッケージである場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、半導体装置100がLGA(Land Grid Array)の半導体パッケージであってもよい。LGAの半導体パッケージの場合、処理モジュールの製造において、はんだボールは省略される。そして、半導体装置100の実装において、実装面103および実装面201の一方あるいは両方に、はんだペーストが塗布される。また、配線部品としての半導体装置100はチップサイズパッケージであってもよい。その場合には半導体チップである半導体素子101の裏面上には、ウエハレベルで形成された再配線パターンやはんだボールを配置することができるため、半導体装置100においてパッケージ基板102を省略することもできる。
また、上述の第1実施形態では、実装面201の絶縁領域R1を形成する第1絶縁部材がソルダーレジスト208のような有機絶縁膜である場合を例に説明し、上述の第2実施形態では、実装面201Cの絶縁領域R1Cを形成する第1絶縁部材がソルダーレジスト208Cのような有機絶縁膜である場合を例に説明したが、これらに限定されるものではない。第1絶縁部材が、有機絶縁膜以外の絶縁部材、例えばセラミック基体又はプラスチック基体などの絶縁基体であってもよく、絶縁基体の主面上にパッド230又は230Cが配置されてもよい。これらの場合、絶縁基体の主面において、パッド230又は230Cで隠れた領域を除いた領域が、実装面の絶縁領域である。また、第1絶縁部材が、無機絶縁膜、例えば酸化シリコン、窒化シリコン又は酸化アルミニウムなどの無機絶縁膜であってもよく、無機絶縁膜が導電体層205又は205Cにおいてパッド230又は230Cを除く部分を覆っていてもよい。これらの場合、無機絶縁膜の主面の領域が、実装面の絶縁領域である。
また、上述の第1及び第2実施形態では、実装面103の絶縁領域R2を形成する第2絶縁部材がソルダーレジスト108のような有機絶縁膜である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。第2絶縁部材が、有機絶縁膜以外の絶縁部材、例えばセラミック基体又はプラスチック基体などの絶縁基体であってもよく、絶縁基体の主面上にパッド130が配置されてもよい。この場合、絶縁基体の主面において、パッド130で隠れた領域を除いた領域が、実装面の絶縁領域である。また、第2絶縁部材が、無機絶縁膜、例えば酸化シリコン、窒化シリコン又は酸化アルミニウムなどの無機絶縁膜であってもよく、無機絶縁膜が導電体層105においてパッド130を除く部分を覆っていてもよい。この場合、無機絶縁膜の主面の領域が、実装面の絶縁領域である。
また、第1配線部品がプリント配線板であり、第2配線部品が集積回路部品である場合について説明したが、これに限定されるものではない。第1配線部品が第1プリント配線板であり、第2配線部品が第2プリント配線板であってもよい。また、第1配線部品が集積回路部品であり、第2配線部品がプリント配線板であってもよい。また、第1配線部品が第1集積回路部品であり、第2配線部品が第2集積回路部品であってもよい。
また、上述の第1及び第2実施形態では、電子モジュールが処理モジュール300~300Cである場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電子モジュールは、センサモジュール900であってもよい。
また、上述の実施形態の電子モジュールを適用可能な電子機器は、スマートフォンやパーソナルコンピュータのような情報機器、モデムやルーターなどの通信機器であってもよい。あるいは、電子機器は、プリンタや複写機のような事務機器、X線撮影装置や内視鏡などの医療機器、ロボットや半導体製造装置などの産業機器、車両や飛行機、船舶などの輸送機器であってもよい。
本明細書の開示内容は、本明細書に明示的に記載したことのみならず、本明細書および本明細書に添付した図面から把握可能な全ての事項を含む。また本明細書の開示内容は、本明細書に記載した個別の概念の補集合を含んでいる。すなわち、本明細書に例えば「AはBである」旨の記載があれば、たとえ「AはBでない」旨の記載を省略していたとしても、本明細書は「AはBでない」旨を開示していると云える。なぜなら、「AはBである」旨を記載している場合には、「AはBでない」場合を考慮していることが前提だからである。
以上の実施形態の開示は、以下の項を含む。
(項1)
第1実装面に、第1パッドと、第2パッドと、前記第1パッド及び前記第2パッドを画定する第1絶縁部材と、を有する第1配線部品と、
第1電極及び第2電極を有し、前記第1実装面の上に表面実装された第1電子部品と、
前記第1パッド及び前記第1電極を互いに接合する第1接合部材と、
前記第2パッド及び前記第2電極を互いに接合する第2接合部材と、を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記第1実装面のうち前記第1絶縁部材で形成された絶縁領域の上に位置しており、
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第1電極と前記第1パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする電子モジュール。
第1実装面に、第1パッドと、第2パッドと、前記第1パッド及び前記第2パッドを画定する第1絶縁部材と、を有する第1配線部品と、
第1電極及び第2電極を有し、前記第1実装面の上に表面実装された第1電子部品と、
前記第1パッド及び前記第1電極を互いに接合する第1接合部材と、
前記第2パッド及び前記第2電極を互いに接合する第2接合部材と、を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記第1実装面のうち前記第1絶縁部材で形成された絶縁領域の上に位置しており、
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第1電極と前記第1パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする電子モジュール。
(項2)
前記第1配線部品に対向して配置された第2配線部品を更に備え、
前記第1電子部品は、前記第1配線部品と前記第2配線部品との間に配置されている、
ことを特徴とする項1に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品に対向して配置された第2配線部品を更に備え、
前記第1電子部品は、前記第1配線部品と前記第2配線部品との間に配置されている、
ことを特徴とする項1に記載の電子モジュール。
(項3)
前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第2電極と前記第2パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする項1又は2に記載の電子モジュール。
前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第2電極と前記第2パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする項1又は2に記載の電子モジュール。
(項4)
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、それぞれ0.125mm未満である、
ことを特徴とする項1乃至3のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、それぞれ0.125mm未満である、
ことを特徴とする項1乃至3のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項5)
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第1電極の高さの半分未満である、
ことを特徴とする項1乃至4のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第1電極の高さの半分未満である、
ことを特徴とする項1乃至4のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項6)
前記第1電極と前記第1配線部品との間の距離および前記第2電極と前記第1配線部品との間の距離は、それぞれ50μm以下である、
ことを特徴とする項1乃至5のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電極と前記第1配線部品との間の距離および前記第2電極と前記第1配線部品との間の距離は、それぞれ50μm以下である、
ことを特徴とする項1乃至5のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項7)
前記第1電極と前記第2配線部品との間の距離および前記第2電極と前記第2配線部品との間の距離は、それぞれ50μm以下である、
ことを特徴とする項2に記載の電子モジュール。
前記第1電極と前記第2配線部品との間の距離および前記第2電極と前記第2配線部品との間の距離は、それぞれ50μm以下である、
ことを特徴とする項2に記載の電子モジュール。
(項8)
前記第1電子部品の前記第1電極の、前記第1配線部品と前記第2配線部品とが対向する方向における高さは、前記第1電子部品と前記第1配線部品との間の距離および前記第1電子部品と前記第2配線部品との間の距離のそれぞれよりも大きい、
ことを特徴とする項2又は7に記載の電子モジュール。
前記第1電子部品の前記第1電極の、前記第1配線部品と前記第2配線部品とが対向する方向における高さは、前記第1電子部品と前記第1配線部品との間の距離および前記第1電子部品と前記第2配線部品との間の距離のそれぞれよりも大きい、
ことを特徴とする項2又は7に記載の電子モジュール。
(項9)
前記第1配線部品は、第1絶縁基板と、前記第1パッド及び前記第2パッドを含む第1導電体層と、を有し、
前記第1絶縁部材と前記第1絶縁基板との間に前記第1導電体層が配置され、
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極及び前記第2電極は、前記第1パッド及び前記第2パッドに重ならない、
ことを特徴とする項1乃至8のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品は、第1絶縁基板と、前記第1パッド及び前記第2パッドを含む第1導電体層と、を有し、
前記第1絶縁部材と前記第1絶縁基板との間に前記第1導電体層が配置され、
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極及び前記第2電極は、前記第1パッド及び前記第2パッドに重ならない、
ことを特徴とする項1乃至8のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項10)
前記第1絶縁部材は、第1ソルダーレジストであり、
前記第1接合部材及び前記第2接合部材は、はんだを含み、
前記第1電極と前記第1ソルダーレジストとの間の距離及び前記第2電極と前記第1ソルダーレジストとの間の距離は、それぞれ前記第1ソルダーレジストの厚さよりも小さい、
ことを特徴とする項1乃至9のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1絶縁部材は、第1ソルダーレジストであり、
前記第1接合部材及び前記第2接合部材は、はんだを含み、
前記第1電極と前記第1ソルダーレジストとの間の距離及び前記第2電極と前記第1ソルダーレジストとの間の距離は、それぞれ前記第1ソルダーレジストの厚さよりも小さい、
ことを特徴とする項1乃至9のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項11)
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、それぞれ20μm以下である、
ことを特徴とする項1乃至10のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、それぞれ20μm以下である、
ことを特徴とする項1乃至10のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項12)
前記第2配線部品は第2実装面を有し、前記第1実装面と前記第2実装面とが電気的に接続されている、
ことを特徴とする項2、7又は8に記載の電子モジュール。
前記第2配線部品は第2実装面を有し、前記第1実装面と前記第2実装面とが電気的に接続されている、
ことを特徴とする項2、7又は8に記載の電子モジュール。
(項13)
前記第2配線部品は、前記第2実装面に第2絶縁部材を有し、
前記第1電子部品と前記第2絶縁部材との間の距離は0.125mm未満である、
ことを特徴とする項12に記載の電子モジュール。
前記第2配線部品は、前記第2実装面に第2絶縁部材を有し、
前記第1電子部品と前記第2絶縁部材との間の距離は0.125mm未満である、
ことを特徴とする項12に記載の電子モジュール。
(項14)
前記第2配線部品は、前記第2実装面に第3パッド及び第4パッドと、前記第3パッド及び前記第4パッドを画定する第2絶縁部材と、を有し、
前記第1接合部材は、前記第1パッド、前記第3パッド及び前記第1電極を互いに接合し、
前記第2接合部材は、前記第2パッド、前記第4パッド及び前記第2電極を互いに接合し、
前記第1電子部品と前記第2絶縁部材との間の距離は、前記第1電子部品と前記第3パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする項12又は13に記載の電子モジュール。
前記第2配線部品は、前記第2実装面に第3パッド及び第4パッドと、前記第3パッド及び前記第4パッドを画定する第2絶縁部材と、を有し、
前記第1接合部材は、前記第1パッド、前記第3パッド及び前記第1電極を互いに接合し、
前記第2接合部材は、前記第2パッド、前記第4パッド及び前記第2電極を互いに接合し、
前記第1電子部品と前記第2絶縁部材との間の距離は、前記第1電子部品と前記第3パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする項12又は13に記載の電子モジュール。
(項15)
前記第2配線部品は、第2絶縁基板と、前記第3パッド及び前記第4パッドを含む第2導電体層とを有し、前記第2絶縁部材と前記第2絶縁基板との間に前記第2導電体層が配置され、
前記第2実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極及び前記第2電極は、前記第3パッド及び前記第4パッドに重ならない、
ことを特徴とする項14に記載の電子モジュール。
前記第2配線部品は、第2絶縁基板と、前記第3パッド及び前記第4パッドを含む第2導電体層とを有し、前記第2絶縁部材と前記第2絶縁基板との間に前記第2導電体層が配置され、
前記第2実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極及び前記第2電極は、前記第3パッド及び前記第4パッドに重ならない、
ことを特徴とする項14に記載の電子モジュール。
(項16)
前記第2絶縁部材は、第2ソルダーレジストであり、
前記第1接合部材及び前記第2接合部材は、はんだであり、
前記第1電極と前記第2ソルダーレジストとの間の距離及び前記第2電極と前記第2ソルダーレジストとの間の距離は、それぞれ前記第2ソルダーレジストの厚さよりも小さい、
ことを特徴とする項14又は15に記載の電子モジュール。
前記第2絶縁部材は、第2ソルダーレジストであり、
前記第1接合部材及び前記第2接合部材は、はんだであり、
前記第1電極と前記第2ソルダーレジストとの間の距離及び前記第2電極と前記第2ソルダーレジストとの間の距離は、それぞれ前記第2ソルダーレジストの厚さよりも小さい、
ことを特徴とする項14又は15に記載の電子モジュール。
(項17)
前記第1電極と前記第2絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第2絶縁部材との間の距離は、それぞれ20μm以下である、
ことを特徴とする項14乃至16のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電極と前記第2絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第2絶縁部材との間の距離は、それぞれ20μm以下である、
ことを特徴とする項14乃至16のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項18)
前記第1電子部品は、前記第1電極と前記第2電極との間の素体を有し、前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離が、前記素体と前記第2絶縁部材との間の距離よりも小さく、前記第1電極と前記第2絶縁部材との間の距離が、前記素体と前記第1絶縁部材との間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする項14乃至17のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電子部品は、前記第1電極と前記第2電極との間の素体を有し、前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離が、前記素体と前記第2絶縁部材との間の距離よりも小さく、前記第1電極と前記第2絶縁部材との間の距離が、前記素体と前記第1絶縁部材との間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする項14乃至17のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項19)
前記第1パッドと前記第3パッドとは、前記第1電子部品の高さ方向において互いに対向しており、
前記高さ方向における前記第1パッドと前記第3パッドとの間の距離は、前記高さ方向における前記第1絶縁部材と前記第2絶縁部材との間の距離より大きい、
ことを特徴とする項14乃至18のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1パッドと前記第3パッドとは、前記第1電子部品の高さ方向において互いに対向しており、
前記高さ方向における前記第1パッドと前記第3パッドとの間の距離は、前記高さ方向における前記第1絶縁部材と前記第2絶縁部材との間の距離より大きい、
ことを特徴とする項14乃至18のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項20)
前記第1配線部品と前記第2配線部品との間に配置され、前記第1電子部品より高さの低い第2電子部品を更に備え、
前記第2電子部品の電極は前記第1実装面に配置されたパッドの上に位置している、
ことを特徴とする項2、7、8、12、13、14、15、16、17、18又は19に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品と前記第2配線部品との間に配置され、前記第1電子部品より高さの低い第2電子部品を更に備え、
前記第2電子部品の電極は前記第1実装面に配置されたパッドの上に位置している、
ことを特徴とする項2、7、8、12、13、14、15、16、17、18又は19に記載の電子モジュール。
(項21)
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極の中心から前記第2電極の中心までの第1仮想線分が、前記第1パッドの中心から前記第2パッドの中心までの第2仮想線分に重ならない、
ことを特徴とする項1乃至20のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極の中心から前記第2電極の中心までの第1仮想線分が、前記第1パッドの中心から前記第2パッドの中心までの第2仮想線分に重ならない、
ことを特徴とする項1乃至20のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項22)
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1仮想線分と前記第2仮想線分との最短距離が、前記第1電極の幅の1/2より大きい、
ことを特徴とする項21に記載の電子モジュール。
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1仮想線分と前記第2仮想線分との最短距離が、前記第1電極の幅の1/2より大きい、
ことを特徴とする項21に記載の電子モジュール。
(項23)
前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1仮想線分と前記第2仮想線分との最短距離が、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチより小さい、
ことを特徴とする項21に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1仮想線分と前記第2仮想線分との最短距離が、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチより小さい、
ことを特徴とする項21に記載の電子モジュール。
(項24)
前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電極は、前記第5パッドより前記第1パッドに近い、
ことを特徴とする項1乃至22のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電極は、前記第5パッドより前記第1パッドに近い、
ことを特徴とする項1乃至22のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項25)
前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電子部品の高さが、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチの1/4より大きい、
ことを特徴とする項1乃至22のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電子部品の高さが、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチの1/4より大きい、
ことを特徴とする項1乃至22のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項26)
前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電子部品の高さが、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチより小さい、
ことを特徴とする項1乃至22のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電子部品の高さが、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチより小さい、
ことを特徴とする項1乃至22のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項27)
前記第1電子部品は受動部品である、
ことを特徴とする項1乃至26のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電子部品は受動部品である、
ことを特徴とする項1乃至26のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項28)
前記第1電子部品はコンデンサである、
ことを特徴とする項1乃至27のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電子部品はコンデンサである、
ことを特徴とする項1乃至27のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項29)
前記第1電子部品の平面視のサイズは、0.4mm×0.2mmのサイズ以下である、
ことを特徴とする項1乃至28のいずれか1項に記載の電子モジュール。
前記第1電子部品の平面視のサイズは、0.4mm×0.2mmのサイズ以下である、
ことを特徴とする項1乃至28のいずれか1項に記載の電子モジュール。
(項30)
前記第1配線部品および前記第2配線部品の少なくとも一方は集積回路部品である、
ことを特徴とする項2、7、8、12、13、14、15、16、17、18、19又は20に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品および前記第2配線部品の少なくとも一方は集積回路部品である、
ことを特徴とする項2、7、8、12、13、14、15、16、17、18、19又は20に記載の電子モジュール。
(項31)
前記第1配線部品および前記第2配線部品の少なくとも一方はプリント配線板である、
ことを特徴とする項2、7、8、12、13、14、15、16、17、18、19又は20に記載の電子モジュール。
前記第1配線部品および前記第2配線部品の少なくとも一方はプリント配線板である、
ことを特徴とする項2、7、8、12、13、14、15、16、17、18、19又は20に記載の電子モジュール。
(項32)
筐体と、
前記筐体に配置された、項1乃至31のいずれか1項に記載の電子モジュールと、を備える、
ことを特徴とする電子機器。
筐体と、
前記筐体に配置された、項1乃至31のいずれか1項に記載の電子モジュールと、を備える、
ことを特徴とする電子機器。
(項33)
イメージセンサを備える、
ことを特徴とする項32に記載の電子機器。
イメージセンサを備える、
ことを特徴とする項32に記載の電子機器。
(項34)
電子モジュールの製造方法であって、
配線部品の第1パッドの上から前記配線部品の絶縁部材の上に亘って第1はんだペーストを供給し、かつ前記配線部品の第2パッドの上から前記配線部品の前記絶縁部材の上に亘って第2はんだペーストを供給し、
電子部品の第1電極が前記第1はんだペーストにおける前記絶縁部材の上の部分と接触し、かつ前記電子部品の第2電極が前記第2はんだペーストにおける前記絶縁部材の上の部分と接触するように、前記電子部品を前記配線部品の上に載置し、
前記電子部品が前記絶縁部材に押し付けられた状態で、前記第1はんだペースト及び前記第2はんだペーストを加熱して溶融させて、第1溶融はんだ及び第2溶融はんだを形成し、かつ、前記第1溶融はんだ及び前記第2溶融はんだを冷却して固化させることで、前記第1電極及び前記第2電極が前記絶縁部材の上に位置した状態で、前記第1電極及び前記第2電極を前記配線部品に接合する第1接合部材及び第2接合部材を形成する、
ことを特徴とする電子モジュールの製造方法。
電子モジュールの製造方法であって、
配線部品の第1パッドの上から前記配線部品の絶縁部材の上に亘って第1はんだペーストを供給し、かつ前記配線部品の第2パッドの上から前記配線部品の前記絶縁部材の上に亘って第2はんだペーストを供給し、
電子部品の第1電極が前記第1はんだペーストにおける前記絶縁部材の上の部分と接触し、かつ前記電子部品の第2電極が前記第2はんだペーストにおける前記絶縁部材の上の部分と接触するように、前記電子部品を前記配線部品の上に載置し、
前記電子部品が前記絶縁部材に押し付けられた状態で、前記第1はんだペースト及び前記第2はんだペーストを加熱して溶融させて、第1溶融はんだ及び第2溶融はんだを形成し、かつ、前記第1溶融はんだ及び前記第2溶融はんだを冷却して固化させることで、前記第1電極及び前記第2電極が前記絶縁部材の上に位置した状態で、前記第1電極及び前記第2電極を前記配線部品に接合する第1接合部材及び第2接合部材を形成する、
ことを特徴とする電子モジュールの製造方法。
102…パッケージ基板(第2配線板)、108…ソルダーレジスト(第2絶縁部材、第2ソルダーレジスト)、130E…パッド(第3パッド)、130G…パッド(第4パッド)、200…配線板(第1配線部品)、208…ソルダーレジスト(第1絶縁部材、第1ソルダーレジスト)、230E…パッド(第1パッド)、230G…パッド(第2パッド)、300…処理モジュール(電子モジュール)、350E…接合部材(第1接合部材)、350G…接合部材(第2接合部材)、400…電子部品(第1電子部品)、410…電極(第1電極)、420…電極(第2電極)
Claims (34)
- 第1実装面に、第1パッドと、第2パッドと、前記第1パッド及び前記第2パッドを画定する第1絶縁部材と、を有する第1配線部品と、
第1電極及び第2電極を有し、前記第1実装面の上に表面実装された第1電子部品と、
前記第1パッド及び前記第1電極を互いに接合する第1接合部材と、
前記第2パッド及び前記第2電極を互いに接合する第2接合部材と、を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記第1実装面のうち前記第1絶縁部材で形成された絶縁領域の上に位置しており、
前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第1電極と前記第1パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする電子モジュール。 - 前記第1配線部品に対向して配置された第2配線部品を更に備え、
前記第1電子部品は、前記第1配線部品と前記第2配線部品との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第2電極と前記第2パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、それぞれ0.125mm未満である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、前記第1電極の高さの半分未満である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1電極と前記第1配線部品との間の距離および前記第2電極と前記第1配線部品との間の距離は、それぞれ50μm以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1電極と前記第2配線部品との間の距離および前記第2電極と前記第2配線部品との間の距離は、それぞれ50μm以下である、
ことを特徴とする請求項2に記載の電子モジュール。 - 前記第1電子部品の前記第1電極の、前記第1配線部品と前記第2配線部品とが対向する方向における高さは、前記第1電子部品と前記第1配線部品との間の距離および前記第1電子部品と前記第2配線部品との間の距離のそれぞれよりも大きい、
ことを特徴とする請求項2に記載の電子モジュール。 - 前記第1配線部品は、第1絶縁基板と、前記第1パッド及び前記第2パッドを含む第1導電体層と、を有し、
前記第1絶縁部材と前記第1絶縁基板との間に前記第1導電体層が配置され、
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極及び前記第2電極は、前記第1パッド及び前記第2パッドに重ならない、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1絶縁部材は、第1ソルダーレジストであり、
前記第1接合部材及び前記第2接合部材は、はんだを含み、
前記第1電極と前記第1ソルダーレジストとの間の距離及び前記第2電極と前記第1ソルダーレジストとの間の距離は、それぞれ前記第1ソルダーレジストの厚さよりも小さい、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第1絶縁部材との間の距離は、それぞれ20μm以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第2配線部品は第2実装面を有し、前記第1実装面と前記第2実装面とが電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の電子モジュール。 - 前記第2配線部品は、前記第2実装面に第2絶縁部材を有し、
前記第1電子部品と前記第2絶縁部材との間の距離は0.125mm未満である、
ことを特徴とする請求項12に記載の電子モジュール。 - 前記第2配線部品は、前記第2実装面に第3パッド及び第4パッドと、前記第3パッド及び前記第4パッドを画定する第2絶縁部材と、を有し、
前記第1接合部材は、前記第1パッド、前記第3パッド及び前記第1電極を互いに接合し、
前記第2接合部材は、前記第2パッド、前記第4パッド及び前記第2電極を互いに接合し、
前記第1電子部品と前記第2絶縁部材との間の距離は、前記第1電子部品と前記第3パッドとの間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項12に記載の電子モジュール。 - 前記第2配線部品は、第2絶縁基板と、前記第3パッド及び前記第4パッドを含む第2導電体層とを有し、前記第2絶縁部材と前記第2絶縁基板との間に前記第2導電体層が配置され、
前記第2実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極及び前記第2電極は、前記第3パッド及び前記第4パッドに重ならない、
ことを特徴とする請求項14に記載の電子モジュール。 - 前記第2絶縁部材は、第2ソルダーレジストであり、
前記第1接合部材及び前記第2接合部材は、はんだであり、
前記第1電極と前記第2ソルダーレジストとの間の距離及び前記第2電極と前記第2ソルダーレジストとの間の距離は、それぞれ前記第2ソルダーレジストの厚さよりも小さい、
ことを特徴とする請求項14に記載の電子モジュール。 - 前記第1電極と前記第2絶縁部材との間の距離および前記第2電極と前記第2絶縁部材との間の距離は、それぞれ20μm以下である、
ことを特徴とする請求項14に記載の電子モジュール。 - 前記第1電子部品は、前記第1電極と前記第2電極との間の素体を有し、前記第1電極と前記第1絶縁部材との間の距離が、前記素体と前記第2絶縁部材との間の距離よりも小さく、前記第1電極と前記第2絶縁部材との間の距離が、前記素体と前記第1絶縁部材との間の距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項14に記載の電子モジュール。 - 前記第1パッドと前記第3パッドとは、前記第1電子部品の高さ方向において互いに対向しており、
前記高さ方向における前記第1パッドと前記第3パッドとの間の距離は、前記高さ方向における前記第1絶縁部材と前記第2絶縁部材との間の距離より大きい、
ことを特徴とする請求項14に記載の電子モジュール。 - 前記第1配線部品と前記第2配線部品との間に配置され、前記第1電子部品より高さの低い第2電子部品を更に備え、
前記第2電子部品の電極は前記第1実装面に配置されたパッドの上に位置している、
ことを特徴とする請求項2に記載の電子モジュール。 - 前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1電極の中心から前記第2電極の中心までの第1仮想線分が、前記第1パッドの中心から前記第2パッドの中心までの第2仮想線分に重ならない、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1仮想線分と前記第2仮想線分との最短距離が、前記第1電極の幅の1/2より大きい、
ことを特徴とする請求項21に記載の電子モジュール。 - 前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1実装面に垂直な方向に視て、前記第1仮想線分と前記第2仮想線分との最短距離が、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチより小さい、
ことを特徴とする請求項21に記載の電子モジュール。 - 前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電極は、前記第5パッドより前記第1パッドに近い、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電子部品の高さが、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチの1/4より大きい、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1配線部品は、前記第1実装面に配置された複数のパッドの中で、前記第1パッドと前記第2パッドとが隣接する方向と交差する方向において前記第1パッドに最も近接して配置された第5パッドを有し、
前記第1電子部品の高さが、前記第1パッドと前記第5パッドとのピッチより小さい、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1電子部品は受動部品である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1電子部品はコンデンサである、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1電子部品の平面視のサイズは、0.4mm×0.2mmのサイズ以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。 - 前記第1配線部品および前記第2配線部品の少なくとも一方は集積回路部品である、
ことを特徴とする請求項2に記載の電子モジュール。 - 前記第1配線部品および前記第2配線部品の少なくとも一方はプリント配線板である、
ことを特徴とする請求項2に記載の電子モジュール。 - 筐体と、
前記筐体に配置された、請求項1乃至31のいずれか1項に記載の電子モジュールと、
を備える、
ことを特徴とする電子機器。 - イメージセンサを備える、
ことを特徴とする請求項32に記載の電子機器。 - 電子モジュールの製造方法であって、
配線部品の第1パッドの上から前記配線部品の絶縁部材の上に亘って第1はんだペーストを供給し、かつ前記配線部品の第2パッドの上から前記配線部品の前記絶縁部材の上に亘って第2はんだペーストを供給し、
電子部品の第1電極が前記第1はんだペーストにおける前記絶縁部材の上の部分と接触し、かつ前記電子部品の第2電極が前記第2はんだペーストにおける前記絶縁部材の上の部分と接触するように、前記電子部品を前記配線部品の上に載置し、
前記電子部品が前記絶縁部材に押し付けられた状態で、前記第1はんだペースト及び前記第2はんだペーストを加熱して溶融させて、第1溶融はんだ及び第2溶融はんだを形成し、かつ、前記第1溶融はんだ及び前記第2溶融はんだを冷却して固化させることで、前記第1電極及び前記第2電極が前記絶縁部材の上に位置した状態で、前記第1電極及び前記第2電極を前記配線部品に接合する第1接合部材及び第2接合部材を形成する、
ことを特徴とする電子モジュールの製造方法。
Priority Applications (2)
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