JP4870048B2 - 電子部品装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、半田バンプを用いる場合、バンプ材料であるSnが移動し易く、Snが移動することによってSn密度の低下した部分が生じると、密度の低下した部分で断線が生じ易くなる。
なお、実装後の動作時における温度変化によっても同様の応力が発生する。
まず、複数の半導体チップ、例えば、2個の半導体チップ311 ,312 と実装面に導電パッド41を形成するとともに、両側に一対の押し付け機構42を備えたプリント配線基板等の実装基板40、及び、両端に一対の窪み45を形成したヒートスプレッダ44を用意する。
また、実装基板40の実装面に設けた一対の押し付け機構42が例えば、基部が実装基板40に揺動可能に取り付けられた鉤型のピン部材43から構成される。
なお、複数のカーボンナノチューブ331 ,332 、ファンデルワールス力によって相互に弱く結合してカーボンナノチューブ束(bundle)を構成する。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、電子部品装置において、実装面に複数の導電パッド2を設けた実装基板1と、実装基板1に設けた導電パッド2に対応する導電パッド2を有する電子部品チップ3と、実装基板1に設けた導電パッド2或いは電子部品チップ3に設けた導電パッド2の内の一方の導電パッド2から延びる複数の導電性ナノチューブ5と、導電性ナノチューブ5の先端が、導電性ナノチューブ5が形成されていない他方の導電パッド2に接触した状態で電子部品チップ3を実装基板1に非拘束で押圧する押圧部材6と、電子部品チップ3を実装基板1側に固定する接着剤8とを有することを特徴とする。
また、半導体チップ3の交換の際には、半導体チップ3はまだ接着剤8により固定されていないので、半導体チップ3を取り外した後に、実装基板1の修復処理等を行う必要がない。
図2参照
まず、例えば、AlNをベースにするとともに、表面に導電パッド11を形成した実装基板10を用意する。
この導電パッド11は、例えば、Cuからなる薄膜パターン12の表面を、Ni膜13で覆い、さらにその表面をAu膜14で覆った積層構造からなり、また、その平面形状は、例えば、正方形または長方形である。
なお、この場合の導電性カーボンナノチューブ27の長さは例えば、120μmである。
次いで、実装基板10上に、例えば、ステンレス製のガイド部材15を位置合わせし、接着剤を用いて固定したのち、例えば、厚さが100μmの樹脂製のスペーサ16をガイド部材15の内側に接着剤を用いて配置・固定する。
なお、この場合のガイド部材15は半導体チップ20を内包できる程度のサイズの枠状部材であり、また、スペーサ16も枠状である。
次いで、例えば、SUS303からなるオモリ17をガイド部材15にガイドされて半導体チップ20の背面を押圧するように載置して接触導通を確保する。
このとき、導電性カーボンナノチューブ27が弾性変形して、その先端が導電パッド11に押し付けられる。
この場合、半導体チップ20は、オモリ17により実装基板10に押圧されて接触導通を確保しているだけであるので着脱自在であり、チップ交換は容易である。
この場合の接着剤18の充填は、例えば、毛細管現象を利用して容易に行うことができる。
また、接着剤18としては、硬化した後も実装基板10及び半導体チップ20のいずれよりも柔軟性に富んでいる(弾性率の大きい)樹脂等を用いる。
また、導電性カーボンナノチューブ27の湾曲状態は、スペーサ16の厚さで制御されることになる。
図5参照
まず、例えば、AlNをベースにするとともに、表面に、例えば、Cuからなる薄膜パターン12の表面を、Ni膜13で覆い、さらにその表面をAu膜14で覆った積層構造からなる導電パッド11を形成した実装基板10を用意し、導電パッド11の表面に別途成長させた導電性カーボンナノチューブ19を導電性接着剤を用いて転写する。
なお、この場合の導電性カーボンナノチューブ19の長さは例えば、120μmである。
次いで、実装基板10上に、例えば、ステンレス製のガイド部材15を位置合わせし、接着剤を用いて固定したのち、例えば、厚さが100μmの樹脂製のスペーサ16をガイド部材15の内側に接着剤を用いて配置・固定する。
なお、この場合のガイド部材15は半導体チップ20を内包できる程度のサイズの枠状部材であり、また、スペーサ16も枠状である。
次いで、例えば、SUS303からなるオモリ17をガイド部材15にガイドされて半導体チップ20の背面を押圧するように載置して接触導通を確保する。
このとき、導電性カーボンナノチューブ19が弾性変形して、その先端が導電パッド24に押し付けられる。
この場合、半導体チップ20は、オモリ17により実装基板10に押圧されて接触導通を確保しているだけであるので着脱自在であり、チップ交換は容易である。
また、導電性カーボンナノチューブ19の湾曲状態は、スペーサ16の厚さで制御されることになる。
まず、例えば、AlNをベースにするとともに、表面に、例えば、Cuからなる薄膜パターン12の表面を、Ni膜13で覆い、さらにその表面をAu膜14で覆った積層構造からなる導電パッド11の表面に、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、5nmのTiN膜28及び厚さが、例えば、1nmのCo膜29を順次堆積させて触媒金属とする。
この成長過程において、熱により溶融したCo膜29は局所的に凝集して導電性カーボンナノチューブ30の成長核になって導電性カーボンナノチューブ30が垂直方向に成長する。
以降は、上記の実施例2と全く同様にして、半導体チップを実装基板10側に押圧しながら実装することになる。
2 導電パッド
3 電子部品チップ
4 導電パッド
5 導電性ナノチューブ
6 押圧部材
7 スペーサ
8 接着剤
9 ガイド部材
10 実装基板
11 導電パッド
12 薄膜パターン
13 Ni膜
14 Au膜
15 ガイド部材
16 スペーサ
17 オモリ
18 接着剤
19 導電性カーボンナノチューブ
20 半導体チップ
21 基板
22 Alパッド
23 保護膜
24 導電パッド
25 Ti膜
26 Ni膜
27 導電性カーボンナノチューブ
28 TiN膜
29 Co膜
30 導電性カーボンナノチューブ
311 ,312 半導体チップ
321 ,322 導電パッド
331 ,332 カーボンナノチューブ
40 実装基板
41 導電パッド
42 押し付け機構
43 ピン部材
44 ヒートスプレッダ
45 窪み
Claims (6)
- 実装面に複数の導電パッドを設けた実装基板と、前記実装基板に設けた導電パッドに対応する導電パッドを有する電子部品チップと、前記実装基板に設けた導電パッド或いは前記電子部品チップに設けた導電パッドの内の一方の導電パッドから延びる複数の導電性ナノチューブと、前記導電性ナノチューブの先端が、前記導電性ナノチューブが形成されていない他方の導電パッドに接触した状態で前記電子部品チップを前記実装基板に非拘束で押圧する押圧部材と、前記電子部品チップを前記実装基板側に固定する接着剤とを有することを特徴とする電子部品装置。
- 前記電子部品チップが、スペーサを介して前記実装基板に前記接着剤により固定されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品装置。
- 前記導電性ナノチューブが湾曲しており、その復元力によって、前記導電性ナノチューブの先端が、前記導電性ナノチューブの形成されていない他方の導電パッドに押し付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の電子部品装置。
- 前記電子部品チップを囲むとともに、前記押圧部材が前記電子部品チップを前記実装基板に押圧するようにガイドするガイド部材を有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子部品装置。
- 実装面に複数の導電パッドを設けた実装基板に対して、前記実装基板に設けた導電パッドに対応する導電パッドを有する電子部品チップを対向させて前記実装基板に設けた導電パッド或いは前記電子部品チップに設けた導電パッドの内の一方の導電パッドから延びる複数の導電性ナノチューブの先端が、前記導電性ナノチューブが形成されていない他方の導電パッドに接触させた状態で電子部品チップの特性試験を行い、電子部品チップの特性に欠陥がある場合には、電子部品チップを交換し、電子部品チップの特性に欠陥がない場合には前記電子部品チップを前記実装基板側に接着剤により固定することを特徴とする電子部品装置の製造方法。
- 前記電子部品チップの特性試験を、前記電子部品チップを押圧部材を用いて前記実装基板側に押圧し、前記導電性ナノチューブを湾曲させた状態で行うことを特徴とする請求項5記載の電子部品装置の製造方法。
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