JP4120173B2

JP4120173B2 - チップ構造

Info

Publication number: JP4120173B2
Application number: JP2001068705A
Authority: JP
Inventors: 孝大細見
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP2002270635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、基板に対する高密度実装において採用できるチップ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などの電気・電子機器を小型化する要求が高い状況においては、半導体チップ、パッケージなどの電気・電子部品を搭載する基板の面積をより縮小する傾向にある。このような状況で、チップやパッケージの表面実装面積を削減する際に、裏面端子（基板に対向する面に電気端子を配列し、半田ボールの溶融で前記基板側の端子と電気的に接続する）を備えるチップ構造（あるいはパッケージ構造）を使用することは、非常に有利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなチップ構造（部品）は、自動表面実装の際には問題とならないが、リペアの容易性に難点がある。即ち、従来、このようなチップ構造をリペアする際には、高温ブロアなどで、間接的に熱を加えて、チップ構造と基板との間を接続する半田を溶融させるが、この際、基板に装備された他の部品にもブロアによる熱的な影響があり、好ましくない。その上、リペア対象のチップ構造の取り外し、取り付けが煩雑で、手作業となる。
【０００４】
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、チップ構造体の、自動機器などがアクセスできる位置にサーマル端子を設けて、リペアに際して、サーマル端子を介して、基板に半田接続された電気端子に、半田溶融のための熱を伝達し、基板からチップ構造体を分離し、また、新たに接続することができるように構成したチップ構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、チップ構造体の一面に設けた電気端子を、半田を介して、基板側の端子に接続するチップ構造において、前記チップ構造体は、耐熱性で非電導性の材料より構成され、前記チップ構造体に、前記電気端子に対して所要の距離を保っているサーマル端子を装備し、該サーマル端子から前記電気端子に熱伝導し、前記チップ構造体には、前記サーマル端子の熱を前記電気端子に伝達する熱伝導媒体として、窒化アルミ系のセラミックが用いられることを特徴とする。
また、本発明は、チップ構造体の一面に設けた電気端子を、半田を介して、基板側の端子に接続するチップ構造において、前記チップ構造体は、耐熱性で非電導性の材料より構成され、前記チップ構造体に、前記電気端子に対して所要の距離を保っているサーマル端子を装備し、該サーマル端子から前記電気端子に熱伝導し、前記チップ構造体には、前記サーマル端子の熱を前記電気端子に伝達する熱伝導媒体として、カーボナノチューブを含むカーボングラファイトが用いられることを特徴とする。
【０００６】
この場合、本発明の実施の形態として、前記チップ構造体が、前記電気端子が設けられた面と対向する面あるいは対向しない隣接面に前記サーマル端子を備えた直方体の構造であって、前記電気端子との所要の距離を保っていること、また、前記チップ構造体には、前記サーマル端子の熱を前記電気端子に伝達する熱伝導媒体として、窒化アルミ系のセラミックが用いられ、あるいは、カーボナノチューブを含むカーボングラファイトが用いられることが、リペアの容易性の上で、より好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて、具体的に説明する。なお、図１は本発明に係わる第１の実施の形態を模式的に示す図であり、図２は第２の実施の形態を模式的に示す図であり、図３は第３の実施の形態を模式的に示す図である。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１には、符号１で示す直方体形状のチップ構造体が示されており、その一面（下面）には、基板（図示せず）側の接続端子に対応して、多数の電気端子２が配列されている。このチップ構造体１には、その反対面（上面）に、チップ構造体１の表面において、電気端子２と半田ブリッジを形成しないように、適当な半田レジスト（図示せず）により電気端子２と隔てられて、あるいは、それらとの間に所要の距離（例えば、少なくとも、0.15〜0.2mm ）を保持して、サーマル端子３が設けられている。なお、サーマル端子３と電気端子２との間は、電気的に接続されていてもよいが、接続されていなくてもよい。
【０００９】
そして、チップ構造体１は、耐熱性で非電導性の材料より構成され、サーマル端子３から電気端子２に熱伝導する際の、熱伝導媒体として、機能させることができる。なお、この実施の形態では、チップ構造体１に、サーマル端子３の熱を電気端子２に伝達する熱伝導媒体として、窒化アルミ系のセラミック（例えば、熱伝導率：２００ｗ／ｍＫ、絶縁耐力：１５ｋＶ／ｍｍ）が用いられ、あるいは、カーボナノチューブを含むカーボングラファイト（例えば、熱伝導率：８００ｗ／ｍＫ）が用いられる。因みに、銅の熱伝導率は、３９８ｗ／ｍＫである。
【００１０】
このような構成では、適当な自動機器を用いて、半田ボールを溶融することで、基板に対して、電気端子２を接続し、チップ構造体１の保有する素子機能を発揮させることができる。そして、その後において、リペアのために、該当するチップ構造体１のみを取り外す必要に迫られた場合、同じく、所要の自動機器を用いて、サーマル端子３に熱を供給し、熱伝導媒体を介して、電気端子２に熱を伝えて、該当するチップ構造体１に対応する基板との接続部分のみにおいて、半田部分を溶融する。このため、基板上の他の部品を熱的に損傷することなく、しかも、自動機器などを用いて、容易に、基板からチップ構造体１を外すことができ、また、新たなチップ構造体について、容易に再接続することもできる。
【００１１】
（第２の実施形態）
この実施形態（図２を参照）において、チップ構造体１には、その両端面に、チップ構造体１の表面において、電気端子２と半田ブリッジを形成しないように、適当な半田レジストにより電気端子２と隔てられて、あるいは、それらとの間に所要の距離を保持して、サーマル端子３が設けられている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様なので、その構造および機能の説明は省略する。
【００１２】
（第３の実施形態）
この実施形態（図３を参照）において、チップ構造体１は、ＢＧＡパッケージの部品として、扁平な截頭角錐体の形状をなしており、その頂面中央に設けたサーマル端子３が、下面にマトリックス状に配列された全ての電気端子２への熱伝導の機能を果たすことになる。
【００１３】
その他の構成は、第１の実施の形態と同様なので、その構成および機能の説明は省略する。この場合、サーマル端子３は、熱的に電気端子２に結合されていても、電気的には結合されていないので、チップ構造体１における素子機能を妨げることはない。
【００１４】
なお、上述の実施の形態においては、サーマル端子がチップ構造体（部品）の中央にあるが、例えば、リペア治具が、その中央部分で部品を吸着するような対応を考慮した場合、部品中央を除く周囲にサーマル端子を配した方が都合のよい場合もある。また、リペア治具には、治具側の熱伝導媒体よりサーマル端子に熱を加え、同時に、部品中央部分を吸着して吸い上げる機能が備えられていて、部品と基板の半田接続部分に十分に熱が伝わり、この部分の接続が分断できるような構成が、作業の容易性から好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、以上詳述したようになり、チップ構造体の一面に設けた電気端子を、半田を介して、基板側の端子に接続するチップ構造において、前記チップ構造体は、耐熱性で非電導性の材料より構成され、前記チップ構造体に、その表面において半田レジストにより前記電気端子と隔てられ、あるいは前記電気端子に対して所要の距離を保っているサーマル端子を装備し、該サーマル端子から前記電気端子に熱伝導することを特徴とする。
【００１６】
従って、リペアに際して、サーマル端子を介して、基板に半田接続された電気端子に、半田溶融のための熱を伝達し、基板からチップ構造体を分離し、また、新たに接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる第１の実施形態の模式的な斜視図である。
【図２】同じく、第２の実施形態の模式的な斜視図である。
【図３】同じく、第３の実施形態の模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１チップ構造体
２電気端子
３サーマル端子

Claims

チップ構造体の一面に設けた電気端子を、半田を介して、基板側の端子に接続するチップ構造において、
前記チップ構造体は、耐熱性で非電導性の材料より構成され、
前記チップ構造体に、前記電気端子に対して所要の距離を保っているサーマル端子を装備し、該サーマル端子から前記電気端子に熱伝導し、
前記チップ構造体には、前記サーマル端子の熱を前記電気端子に伝達する熱伝導媒体として、窒化アルミ系のセラミックが用いられることを特徴とするチップ構造。
チップ構造体の一面に設けた電気端子を、半田を介して、基板側の端子に接続するチップ構造において、
前記チップ構造体は、耐熱性で非電導性の材料より構成され、
前記チップ構造体に、前記電気端子に対して所要の距離を保っているサーマル端子を装備し、該サーマル端子から前記電気端子に熱伝導し、
前記チップ構造体には、前記サーマル端子の熱を前記電気端子に伝達する熱伝導媒体として、カーボナノチューブを含むカーボングラファイトが用いられることを特徴とするチップ構造。
前記サーマル端子は、前記チップ構造体の表面において半田レジストにより前記電気端子と隔てられることを特徴とする請求項１又は２記載のチップ構造。
前記チップ構造体は、前記電気端子が設けられた面と対向する面あるいは対向しない隣接面に前記サーマル端子を備えた直方体の構造であって、前記電気端子との所要の距離を保っていることを特徴とする請求項１からの３のいずれか１項に記載のチップ構造。